(57)【要約】【課題】  特にＰＶＡ廃水を処理するにあたり、従来装置と比較して、短期間かつ低コストで廃水処理を効果的に実現する廃水処理システムを提供すること。【解決手段】  本発明の廃水処理システムは、ポリビニルアルコールを含む廃水に食塩を混合し電気分解し、セルロース系繊維構造物の漂白工程及び／又は液体アンモニア加工工程の廃水と前記電気分解された廃水を合わせ、前記合わされた廃水を脱窒素及び活性汚泥処理することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアルコールを含む廃水に食塩を混合し電気分解し、セルロース系繊維構造物の漂白工程及び／又は液体アンモニア加工工程の廃水と前記電気分解された廃水を合わせ、前記合わされた廃水を脱窒素及び活性汚泥処理することを特徴とする廃水処理システム。
【請求項２】
前記電気分解したポリビニルアルコールを含む廃水とセルロース系繊維構造物の前記漂白工程及び／又は液体アンモニア加工工程の廃水を、１：２５〜１：３５の割合で合わせて、脱窒素及び活性汚泥処理することを特徴とする請求項１記載の廃水処理システム。
【請求項３】
上記電気分解は電極１組当りの処理条件を、廃水のＣＯＤＭｎが２００００〜３００００ｍｇ／Ｌ当り、処理時間（滞留）が３０〜６０分、電流が４００〜５００Ａ、電圧が６〜１０Ｖ、電極１組当りの処理量が２〜３ｍ３／日、食塩（ＮａＣｌ）濃度が３０００〜５０００ｍｇ／Ｌとしたことを特徴とする請求項１、２記載の廃水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃水の電気分解を含む廃水処理システムに関し、特に、主にポリビニルアルコールを含む産業廃水を経済的にかつ効果的に処理する廃水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃水に含まれるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、織物や編物などの漂白・染色工場から排出される物質であるが、生物分解性が悪く、活性汚泥法で処理すると２０日以上の長期間の処理が必要とされている。
【０００３】
そのため、現状では濃縮して焼却されることが多いが、焼却費用や焼却灰の処理コストが掛かる、また、焼却による二酸化炭素の排出の観点から問題視されている。
【０００４】
＜１＞特開平１１−３０９４６８号公報に記載されているように、金属触媒の存在下、酸化剤を添加して、有機物を酸化させる方法も多数開示されている。しかし、これらの方法は、使用する酸化剤が劇物で取り扱いが難しく、コストも高いのが難点である。
【０００５】
次に、電気分解による方法も提案されている。
＜２＞例えば、特開平６−２５４５６８号公報においては、電解質溶液である又は電解質溶液とした廃棄液に直流電流を流すことにより、これによって生成する発生基活性酸素が、廃棄液中の被酸化物質と反応しこれを酸化分解させる廃棄液処理工程を有する方法を提案している。
＜３＞特開２０００−２５４６５０号公報では、陰極に酸素含有ガスを供給して過酸化水素を生成させ、かつ陽極に酸溶液添加口から無機酸を供給して次亜塩素酸等の酸化生成物を生成させて、前記両化合物により被処理液の処理を行う。これにより殺菌力が向上するとともに共存する酸化生成物の酸性により陰極表面近傍も中性から酸性に維持されて金属水酸化物の析出が抑制される水処理方法と装置が提案されている。
【０００６】
＜４＞特開２００３−３２６２６３号公報では、濃縮電気分解水処理法は、被処理水を濃縮して濃縮被処理液を得る濃縮工程及び、当該濃縮工程の後に前記濃縮被処理液を電気分解処理する電気分解工程を備え、好適には、上記電気分解工程の後に、更に、電気分解後の処理液を、濃縮工程で得られた濃縮被処理液以外の分離水で希釈する希釈工程を備える。又、更に、上記濃縮工程の前に、被処理水を生物分解処理する生物分解処理工程を備える濃縮電気分解水処理法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、ＰＶＡを電気分解処理のみで行う場合、ＰＶＡの分解が十分でなく、また、一般的に電気分解を用いた方法においては、充分な電極の反応面積を確保するためには装置の投資が高価になってしまうという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３０９４６８号公報
【特許文献２】特開平６−２５４５６８号公報
【特許文献３】特開２０００−２５４６５０号公報
【特許文献４】特開２００３−３２６２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、特にＰＶＡ廃水を処理するにあたり、従来装置と比較して、短期間かつ低コストで廃水処理を効果的に実現する廃水処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、上記課題に鑑み、ＰＶＡを数質量％含まれる廃水に食塩を添加し電気分解する。漂白加工や液体アンモニア加工工程の廃水と前記電気分解処理した廃水とを合流させ、この合流させた廃水を脱窒素及び活性汚泥処理工程に通すようにした廃水処理システムを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明は、
＜１＞ポリビニルアルコールを含む廃水に食塩を混合し電気分解し、セルロース系繊維構造物の漂白工程及び／又は液体アンモニア加工工程の廃水と前記電気分解された廃水を合わせ、前記合わされた廃水を脱窒素及び活性汚泥処理することを特徴とする廃水処理システム、
＜２＞前記電気分解したポリビニルアルコールを含む廃水とセルロース系繊維構造物の前記漂白工程及び／又は液体アンモニア加工工程の廃水を、１：２５〜１：３５の割合で合わせて、脱窒素及び活性汚泥処理することを特徴とする＜１＞記載の廃水処理システム、
＜３＞上記電気分解の電極１組当りの処理条件は、処理時間（滞留）が３０〜６０分、電流が４００〜５００Ａ、電圧が６〜１０Ｖ、電極１組当りの処理量が２〜３ｍ３／日、食塩（ＮａＣｌ）濃度が３０００〜５０００ｍｇ／Ｌとしたことを特徴とする＜１＞、＜２＞記載の廃水処理システム、
である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の廃水処理システムは、
＜１＞ＰＶＡ廃水処理に掛かる期間を、生分解性処理のみの場合に比べ大幅に短縮できる、約２０日から２〜４日に短縮、
＜２＞ＰＶＡ廃水処理装置の稼動維持費用を大幅に低減できる、
＜３＞ＰＶＡの焼却処理よりも処理費用を低減できる、
等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を用いて、本発明の廃水処理システムを説明する。
本発明の廃水処理システムは、ＰＶＡを数質量％含む廃水に食塩を添加し電気分解する。漂白加工や液体アンモニア加工工程の廃水と前記電気分解処理した廃水とを合流させ、この合流させた廃水を脱窒素及び活性汚泥処理工程に通すことで、ＰＶＡなどの汚染物質を早期に分解処理する。
【００１４】
図２を用いて、本発明の電気分解装置を説明する。
電気分解は、廃水１中に食塩を混ぜ電気分解すると、溶解している塩素イオンは陽極で酸化されて塩素イオンが生成し、塩素の一部は更に水と反応して次亜塩素酸イオンを生成し、この塩素及び次亜塩素酸がＣＯＤ成分を酸化分解し、ＣＯＤＭｎ値の低減と生物分解性成分を生成する。
図２中上部から装置内に廃水１を導水し、逆コの字状に形成された電極部の水路６を流れていく。この水路６の凸状部の電極５ａを陽極、凹状部の電極５ｂを陰極のよう配し、電極の間を廃水１が流れ、電圧が掛けられた電極間を流れることにより、廃水１内に入れた食塩が電気分解する。この水路６を直線状、または曲線状にすることも可能であるが、廃水１が電極間を流れて電気分解される時間をコントロールする、また廃水１と電極の接触面積を増やすには、図２のように廃水１の流れの方向を変えることが好ましい。
【００１５】
ＰＶＡを含む廃水の電気分解装置の設定条件を決定するために、ＰＶＡ排水のＣＯＤＭｎ濃度が２７，０００ｍｇ／Ｌの時の条件を、電圧約９Ｖ、電流５００Ａ、処理量１００Ｌ、電極１ｓｅｔで、表１の実験を行った。
【表１】
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水質基準の指標の一つである水質汚濁負荷量はＣＯＤ（Chemical Oxygen Demmand：化学的酸素要求量）濃度と排水流量との積で定義されており，一日平均排水量が５０ｍ３以上の事業所はその汚濁負荷量を測定するとともに，その規制値を遵守することを義務づけられている。
【００１６】
前記表１より、ＰＶＡ排水のＣＯＤＭｎ濃度が約２７，０００ｍｇ／Ｌの時、電気分解処理条件は、電圧９Ｖ、電流５００Ａ，処理量１００Ｌ／電極１ｓｅｔ、ＮａＣｌ濃度３，０００ｍｇ／Ｌ、電気分解処理時間に余裕をみて４５分が好ましいことがわかった。
【００１７】
電気分解装置は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が約２質量％含まれるＰＶＡ廃水１を、処理時間は、３０〜６０分とし、３０分未満では未処理となることがあり、また、６０分を超えると効率が悪くなる。電流と電圧は、４００〜５００Ａ、６〜１０Ｖとし、この条件以下では処理能力が落ち、また、この条件を超えると水温の上昇が起きたり電極の寿命が短くなるなどの影響がでる。電極１組当りの処理量は、２〜３ｍ３／日で、食塩（ＮａＣｌ）濃度は、３０００〜５０００ｍｇ／Ｌとし、３０００ｍｇ／Ｌ未満のときは処理能力が低下し、５０００ｍｇ／Ｌを超えると未利用分が増えて効率が下がるなどの影響がでる。
【００１８】
電極は、廃水中の汚染物質により、炭素、鉄、チタン、ステンレススチールなどが用いられ、腐食耐性などよりチタンがより好ましく用いられる。
【００１９】
ＰＶＡ廃水１にはＰＶＡ以外の懸濁物が含まれており、この懸濁物は、電気分解で発生する微細気泡に付着し浮上する。懸濁物を含む浮上した泡は、電気分解処理槽からオーバーフローし、次の処理に送られる。
電気分解処理されたＰＶＡ廃水１約１００ｔｏｎ／日は、漂白工程や液体アンモニア加工の廃水約２，９００ｔｏｎ／日と合され、合わせて約３，０００ｔｏｎ／日の廃水が次工程の脱窒素及び活性汚泥処理にかけられる。
【００２０】
次に、脱窒素及び活性汚泥処理装置について説明する。
漂白工程や液体アンモニア加工工程等の廃水２と電気分解処理されたＰＶＡ廃水１は、両廃水が合されてから脱窒素及び活性汚泥処理装置により廃水中の窒素やアンモニアを分解して窒素が取り除かれるとともに、微生物（バクテリア）によりＰＶＡや水中汚染物質が分解・沈殿されて、水と分離される。
脱窒素及び活性汚泥処理装置は、処理槽内部に様々なバクテリアを繁殖させて汚染物質をバクテリアにて分解させるものである。バクテリアは、水中の汚染物質を分解するに当って最適なものを選択すれば良い。
【実施例】
【００２１】
ＰＶＡを約２質量％含有するＰＶＡ廃水１（約１００ｔｏｎ／日）を、下記の条件に設定された電気分解装置を通し、また、漂白工程や液体アンモニア加工工程からの廃水２（約２，９００ｔｏｎ／日）を合わせて約３，０００ｔｏｎ／日の混合廃水３を、脱窒素及び活性汚泥装置に通した。
【００２２】
電気分解装置の各種条件を下記のように設定した。
条件
廃水処理量  ：１００ｍ３（ｔｏｎ）／日
電極１組当たりの処理量：２〜３ｍ３／日
電流・電圧  ：５００Ａ・９Ｖ／電極１組
ＮａＣｌ濃度：３，０００ｍｇ／Ｌ
【００２３】
このときの電気分解処理後で脱窒素及び活性汚泥処理前の廃水ＣＯＤＭｎ値と脱窒素及び活性汚泥処理処理後の処理水ＣＯＤＭｎ値を、表２に示す。表２中、２日間づつ工場休業日のためＰＶＡ廃水がない日は測定していない。
【表２】
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【００２４】
廃水３のＣＯＤＭｎは、６００〜１，０００ｍｇ／Ｌの間であったが、脱窒素及び活性汚泥処理後の処理水４のＣＯＤＭｎは、８０ｍｇ／Ｌ以下となっている。なお、この処理水４はこの後、加圧浮上装置やＰＨ調整などの処理が行われ、外部に排水される。ここで、ＣＯＤＭｎを８０ｍｇ／Ｌ以下したが、工場から排水される際には、規制値である日間平均２０ｍｇ／Ｌ以下および最大２５ｍｇ／Ｌ以下をクリアするためのものである。
【００２５】
比較例
実施例と比較するために、ＰＶＡ廃水１を電気分解処理せずに、漂白加工や液体アンモニア加工工程の廃水と合わせて、脱窒素及び活性汚泥処理装置で処理をし、６日間の混合排水３と処理水４のＣＯＤＭｎ（ｍｇ／Ｌ）を測定した。測定時間は、毎日１０時とし、測定方法はＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  １７（１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量）に基づき、測定結果を表３に示した。
【００２６】
【表３】
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表３から、電気分解処理されないＰＶＡ含有廃水が混合廃水３として現れたのが第２日目の測定時であり、これが処理水４として現れたのが第５日目のため、混合廃水３は脱窒素及び活性汚泥処理装置内において約３日間で処理され、その後廃水される。このことから、ＰＶＡは脱窒素及び活性汚泥処理装置内において約３日間で分解処理されていることが解る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の廃水処理システムの説明図。
【図２】本発明の廃水処理システムに用いられる電解装置の概略説明図。
【符号の説明】
【００２８】
１    ＰＶＡ廃水
２    漂白等の廃水
３    混合廃水
４    処理水
５ａ  電極ａ
５ｂ  電極ｂ
６    水路
【図１】
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【図２】
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