(57)【要約】【課題】塗料廃水等の有機物含有廃水中に含まれる懸濁物質を効率よく連続して凝集分離する電解処理装置及び有機物含有排水の処理方法を提供することである。【解決手段】本発明は、処理槽内において有機物含有廃水の凝集分離処理を行なう電解処理装置であって、処理槽下部の空気噴出孔に間欠的に空気を圧送可能空気供給機構及び処理槽上部に浮上したスラッジを除去する機構を具備する電解処理装置及び有機物含有排水の凝集分離処理方法に関するものである。【選択図】              図１
2008207062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内において有機物含有廃水の凝集分離処理を行なう電解処理装置であって、処理槽に廃水を供給する廃水流入管、処理槽下部に設けられた空気噴出機構、該空気噴出機構に間欠的に空気を圧送可能な空気供給機構、処理槽上部のスラッジ除去機構及び処理槽から廃水を系外に排出する廃水流出管を具備する電解処理装置。
【請求項２】
電解処理装置の処理槽内において凝集分離処理を行なう有機物含有廃水の処理方法であって、電解処理と同時に処理槽下部に設けられた空気噴出機構から、間欠的に空気を噴出させ、処理槽上部に浮上させたスラッジを除去することを特徴とする有機物含有廃水の処理方法。
【請求項３】
前記空気の間欠的な噴出が、連続した２秒以上１０秒以下の噴出と、連続した噴出時間の７倍以上１５倍以下の停止の繰り返しである請求項２に記載の有機物含有廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
懸濁物や有機物を含有する有機物含有廃水の凝集分離処理を行なう電解処理装置及び有機物質含有廃水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
懸濁物質を含む有機物含有廃水を処理は、通常第１段階として、廃水中の懸濁物質を除去する凝集分離処理を行ない、その後に生物処理、化学処理等の有害物質を分解する処理を行なう。
【０００３】
凝集分離処理としては、廃水中に凝集剤を投入して攪拌して懸濁物質を浮上又は沈降させる凝集剤処理や、電極を廃水に入れて、水の電気分解によって発生する酸素や水素の気泡を用いて懸濁物質を浮上させる電解処理を挙げることができる。さらに電解処理において、電極にアルミニウム等の金属を使用した場合、電極から金属イオンが廃水中に溶出して廃水中の一部成分と反応してコロイドを生成して懸濁物質を凝集させる効果があり、生成したコロイドは前記気泡が吸着して浮上分離することができる。
【０００４】
上記凝集分離処理においては、凝集沈殿した懸濁物質が層内で再凝集して沈降堆積し、除去が困難になる場合があった。また、電解処理装置の場合には、前記懸濁物質の堆積に加えて、処理装置に設置した電極に懸濁物質が付着して処理能力が低下する問題点があった。
【０００５】
特許文献１には、塗装ブース廃水等を電解処理する装置として、内部に配置した電極の陽極と陰極を一定時間ごとに交換することによって極板表面への塗料等の付着を防ぐ技術が開示されている。しかしながら、沈降した塗料カス等の固形物は装置底部に堆積するため、処理能力が経時的に低下する可能性がある。さらに電極にアルミニウムを使用すると、アルミニウムが陰極となった場合には、アルミニウム表面と廃水中のカチオン性物質が反応して、表面が不導体になる可能性も懸念される。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５２−１２６０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、有機物含有廃水を連続して凝集分離処理を行なうことを可能とする電解処理装置及び有機物含有廃水の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
１．処理槽内において有機物含有廃水の凝集分離処理を行なう電解処理装置であって、処理槽に廃水を供給する廃水流入管、処理槽下部に設けられた空気噴出機構、該空気噴出機構に間欠的に空気を圧送可能な空気供給機構、処理槽上部のスラッジ除去機構及び処理槽から廃水を系外に排出する廃水流出管を具備する電解処理装置、
２．電解処理装置の処理槽内において凝集分離処理を行なう有機物含有廃水の処理方法であって、電解処理と同時に処理槽下部に設けられた空気噴出機構から、間欠的に空気を噴出させ、処理槽上部に浮上させたスラッジを除去することを特徴とする有機物含有廃水の処理方法、
３．前記空気の間欠的な噴出が、連続した２秒以上１０秒以下の噴出と、連続した噴出時間の７倍以上１５倍以下の停止の繰り返しである２項に記載の有機物含有廃水の処理方法
に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理槽下部に間欠的に空気の噴出を行なう空気噴出機構を具備し、さらに処理槽上部に浮上したスラッジを除去する機構を具備することによって、効率よく凝集分離処理を行なうことができる電解処理装置が提供され、凝集沈殿した廃水中の懸濁物質の装置底部への堆積や電極表面への付着を抑制し、廃水処理効率が低下することがなく連続処理可能な有機物含有廃水の処理方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の電解処理装置は、塗料廃水等の有機物含有廃水の凝集分離処理に適用可能なものである。
【００１１】
本発明において有機物含有廃水とは、工場や事業所から排出される工業排水、農業排水、生活廃水などであり、特に塗料廃水を含む場合が挙げられる。該塗料廃水とは、例えば自動車や各種工業製品などの塗装ラインや板金工場における塗装ブース水、塗料製造工場などから出る塗料成分を含んだ排水などが挙げられる。例えば自動車の塗装ラインの排水の一例を挙げると、排水１Ｌ中には、沈殿物１〜１００ｇ、ＴＯＣ１，０００〜１５，０００ｍｇ、及び有機溶剤１〜１０，０００ｍｇ程度が含まれている。また、ＣＯＤＭｎ１，０００〜１０，０００ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ１，０００〜５，０００ｍｇ／Ｌである。ここでＴＯＣは全有機炭素量を、ＣＯＤＭｎは化学的酸素要求量を、ＢＯＤは生化学的酸素要求量を意味する。
【００１２】
上記有機物含有廃水は、不溶性の固形分が少ない場合にはそのまま生物処理や化学処理を行うことができるが、樹脂や顔料、硬化剤などの固形分を多く含む場合は、凝集剤の添加や電解処理等による凝集分離処理を行なって固形分を除去することが好ましい。
【００１３】
凝集剤としては例えば硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄等に代表される無機系凝集剤、界面活性剤等の低分子凝集剤、アニオン性、ノニオン性又はカチオン性の高分子凝集剤などを挙げることができ、廃水の種類に応じてこれらを単独で、あるいは複数種を組み合わせて用いることができる。
【００１４】
また電解処理は、電極を廃水に入れて電流を流し、水の電気分解によって生じた酸素と水素の微細な気泡を用いて廃水中の顔料や樹脂等を吸着させ、気泡の浮力でそれらの物質を浮上させて廃水表面に集める方法である。また、電極にアルミニウム等の金属を使用した場合、電極から金属イオンが廃水中に溶出して廃水中の一部成分と反応してコロイドを生成することがあり、このコロイドは前記気泡が吸着するため、浮上分離することが可能である。電解処理は通常、供給された廃水に電解質を投入・溶解し、その水槽内に複数の電極を適当な間隔に配置して、電極間に通電し、電気分解を行うものである。電極としては陽極にアルミ電極を、陰極に鉄又はステンレススチール電極を使用することが好ましく、電解質としては硝酸ナトリウム、塩化ナトリウムなどを使用することが好適である。また、電解処理と上記凝集剤による処理と組み合わせることでより効果的に廃水の凝集分離処理が可能な場合がある。
【００１５】
本発明の電解装置は、上記凝集分離処理を行なう装置に関するものである。以下図面を使用して本発明の電解装置について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の電解装置の一実施形態を示す側面図であり、図２は、正面図である。処理槽１には、廃水流入管２より、有機物含有廃水を流入させる。有機物含有廃水は、図には示していないが、系外の塗装設備等からポンプ等を使用して流入させることができる。流入量は、廃水に含有する有機物の種類や濃度及び処理槽の大きさ等の廃水処理装置の処理能力を勘案して決定することができる。廃水流入管の位置は、処理槽の底面から上面までの高さ方向において中央よりも上に設置することが好ましい。
【００１７】
処理槽１においては、上記有機物含有廃水に懸濁した固形分を浮上又は沈降させる凝集分離処理を行なう。図中の３及び４はそれぞれ陰極及び陽極の一対の電極を示す。本発明の電解処理装置においては、電極の数は特に限定されるものではない。さらに電解処理装置運転時には上述の如き凝集剤を添加してもよい。
【００１８】
図中の５は、空気管、６は空気噴出孔である。ここでは空気噴出機構として空気噴出孔があけられた空気管を挙げているが、特に限定されるものではない。空気噴出孔に替えて、スリットであってもよいし細かなメッシュでもよい。図では処理槽底面に固定した空気管を示しているが、可動式であってもよい。空気管５には、図には示していないが系外の空気供給機構から加圧された空気が送られ、空気噴出孔６から上記有機物処理廃水中に空気を気泡として噴出する。本発明の電解処理装置に送気する空気供給機構としては、空気の噴出量や噴出時間を制御可能なエアポンプ等を使用することができる。又はエアコンプレッサー等から供給される高圧の空気を制御可能なバルブを介して前記空気管に空気を供してもよい。空気噴出孔の形状や数及び大きさは特に限定されるものではないが。有機廃水中に噴出させる気泡の噴出直後の直径は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましく、０．１ｍｍ以上６ｍｍ以下とすることが処理槽における懸濁物質の沈降堆積を防ぐ点から好ましいため、直径５ｍｍ以下の円形の孔を等間隔に配置することが好ましい。
【００１９】
本発明においては、上記空気の噴出は、連続して行なわれるのではなく、間欠的に行なわれる。空気の１回当たりの噴出時間は、２秒以上１０秒以下であることが好ましく、より好ましくは３秒以上６秒以下の範囲内である。噴出時間が２秒より短い場合には、処理槽内において懸濁物質が沈殿し、堆積して処理能力が低下する可能性があり、１０秒より長い場合には、処理槽内で廃水が過度に泡立って、装置外に廃水が飛散するおそれがある。
【００２０】
さらに前記空気の噴出後の停止時間は、噴出終了後前記噴出時間の５倍以上２０倍以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、１０倍以上１４倍以下の範囲内である。前述の１回当たりの噴出時間とも関連するが、噴出時間の５倍よりも短い場合には、処理槽内で廃水が過度に泡立って、装置外に廃水が飛散するおそれがあり、長い場合には、処理槽内において懸濁物質が沈殿し、堆積して処理能力が低下する可能性がある。
【００２１】
本発明において、処理槽内への空気の噴出速度は、処理槽の大きさ、処理する廃水の種類等に応じて適宜決定することができる。通常空気の噴出速度は、１分間の空気噴出量に換算して、処理槽の容量（体積）に対して、１０〜８０％の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは２０〜６０％の範囲内である。空気噴出速度が前記範囲よりも低いと、凝集物の浮上が不十分な場合があり、高すぎると処理槽内の廃水の縣濁状態が続いて凝集分離処理ができない可能性がある。
【００２２】
図中の７は、凝集分類処理によって浮上したスラッジを除去する装置である。スラッジの除去は例えば次のように行なうことができる。処理槽上部に大型のへらを処理槽に隣接して設置しておいて、定期的に矢印方向に動かすことによって、スラッジをトラップ８を介して処理装置外に除去することができる。除去したスラッジは、遠心分離や濾過によって固液分離し、各々処理することができる。通常固形分は焼却処理を行なったり、乾燥後に粉砕して建築資材等の骨材として使用してもよい。液体分は、後述する本発明の電解処理を終了した処理水と混合して、生物処理や化学処理を行うことができる。本明細書では、往復運動を行なうへらによって浮上したスラッジを系外に除去するスラッジ処理装置について説明したが限定されるものではなくへらを回転運動させる装置であってもよいし、吸引によって浮上したスラッジを除去する装置であってもよい。
【００２３】
図中の９は、処理層から、処理水を系外に排出する排出管を示す。図には示していないが、ポンプ等を使用して、凝集分離処理後の廃水を排出することができる。さらに処理槽内部にある排出管の開口部には、系外への懸濁物質の流出防止を目的として、金網等のフィルターを設置してもよい。排水管９の位置は、処理槽の底面から上面までの高さ方向において中央よりも下に設置することが好ましい。本発明の電解処理装置においては、排出管９から排出された廃水は、凝集分離処理によって固形分が除去されたものであって、通常さらに生物処理や化学処理を行なって有機物等の有害物を分解することができる。
【００２４】
図中の１０は、有機物含有廃水の処理過程において、懸濁物質が処理槽下部に沈殿して生成したスラリーを系外に排出する排出管を示す。処理槽内の開口部は開閉可能なものである。図には示していないが、懸濁物質を多く含んだスラリーは、スラリーポンプによって、系外に排出することができる。排出したスラリーは、上記除去したスラッジと同様にして処理することができる。または、再度上記廃水流入管から処理槽に流入させてもよい。
【００２５】
本発明の電解処理装置を点検、保守等を行なうために定期的に停止させて運転する場合においては、上記スラリーの除去は、スラリーポンプを使用することなく、電解処理装置停止時に、掻き出して除去してもよい。その場合処理槽底面は、傾斜をつけておくことができる。
【００２６】
次に本発明の電解処理装置を使用した有機物含有廃水の処理方法について説明する。本発明の処理方法は、塗料廃水等の有機物含有廃水の凝集分離処理に使用するものであって、該有機物含有廃水を電解処理装置の処理槽に連続的に流入させ、処理後の廃水を連続的に排出する。電解処理装置の運転時には、装置が具備する空気噴出孔から間欠的に空気を噴出させる。空気の噴出は、処理槽外部に設置させた空気ポンプから、空気噴出孔に接続した空気管を通して行なうものである。本発明の有機物含有廃水の処理方法においては特に一定時間空気を噴出させた後に、一定時間空気の噴出を停止させるサイクルを繰り返して、間欠的に処理槽内に空気を噴出する。空気の噴出時間及びその後の停止時間は、上述の如く２秒以上１０秒以下の範囲内で空気を噴出させた後に噴出時間の５倍以上２０倍以下の範囲内の噴出停止時間を設けることが好ましい。空気を間欠的に噴出させることによって、槽内に滞留する廃水の状態が変化しても、突然泡立ったり懸濁物質の沈降が著しくなる等の処理能力の低下を、噴出する空気の圧力や速度を調節することなく防止することができる。
【実施例】
【００２７】
次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
１．モデル廃水の調製
自動車上塗り用水性塗料（メタリック色）を固形分２質量％に水道水で希釈してモデル廃水を調製した。このモデル廃水には、有機物としてアクリル樹脂及びメラミン樹脂及び顔料分として光輝性顔料であるアルミニウムフレーク顔料や二酸化チタン被覆マイカ顔料が含まれる。
２．電解処理
容積が６Ｌである電解処理装置（陽極：アルミニウム、陰極：鉄）を使用して、１で調製したモデル廃水の凝集分離処理を行なった。
（静置処理）
まず処理槽の排水孔を閉鎖し、槽内に５Ｌのモデル廃水を注入して１時間の電解処理を行なった。
（連続電解処理）
前記静置処理を行なった後にモデル廃水を処理槽に対して２０ｍｌ／分の流量にて２分間の注入、１分間の停止を繰り返す連続運転を行なった。上部に浮上したスラッジは、掻き取り装置を使用して系外に排出した。処理槽内にスラッジが堆積した場合、必要に応じて装置の運転を停止させて物理的に系外に排出した。処理槽に滞留する廃水の量が増減しないように排水孔に接続したポンプを使用して廃水の排出を行なった。排出の条件は、１４ｍｌ／分の流量にて２分間の流出、１分間の停止であった。以上の条件で２４時間処理を行なった。
（実施例）
処理槽下部の空気噴出孔から、エア流量を制御可能なエアポンプを使用して、２Ｌ／分の流量に調整して、空気を間欠的に噴出させた。空気の噴出は、５秒間の噴出と６０秒間の停止とを繰り返した。排出された廃水は、処理時間を通して懸濁物質が除去されて透明であった。底面に堆積したスラッジの清掃は処理開始１２時間後に１度実施したのみであった。
（比較例１）
処理槽下部の空気噴出孔から、実施例と同様に２Ｌ／分の流量に調整して、空気を連続して噴出させた。排出された廃水は、濁っていて、懸濁物質の除去が不十分であった。
（比較例２）
空気噴出孔を閉鎖して空気の噴出を行なわずに処理を実施した。排出された廃水は、連続運転開始当初には、懸濁物質が除去されて透明であったが、約２時間後には濁り始めた。底面に堆積するスラッジが増加したので、５時間後にスラッジの清掃を行ない、以後２時間ごとに清掃を行なう必要があった。
（比較例３）
処理槽下部の空気噴出孔から、０．１５Ｌ／分の流量に調整して、空気を連続して噴出させた。排出された廃水は、運転開始当初には、懸濁物質が除去されて透明であったが、約４時間後には濁り始めた。底面に堆積するスラッジが増加したので、８時間後にスラッジの清掃を行ない、以後４時間ごとに清掃を行なう必要があった。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の電解処理装置及び有機物含有廃水の処理方法は、塗料廃水等の有機物含有廃水の凝集分離処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の電解処理装置正面の模式図である。
【図２】本発明の電解処理装置側面の模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１．処理槽
２．廃水流入管
３．陰極
４．陽極
５．空気管
６．空気噴出孔
７．スラッジ除去装置
８．トラップ
９．廃水排出管
１０．スラリー排出管
【図１】
2008207062.tif 000003
【図２】
2008207062.tif 000004