(57)【要約】【課題】高濃度の芳香族化合物を含む廃水でも吸着剤の使用量を多くしないでも廃水の脱色を行う廃水の脱色法を提供すること。【解決手段】（１）芳香族窒素化合物を含む廃水をポリ塩化アルミニウム水溶液で処理し、その上澄み液に活性炭を添加して処理する芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。（２）芳香族窒素化合物を含む廃水をポリ塩化アルミニウム水溶液で処理し、その上澄み液を活性炭吸着層で処理する芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。（２）の発明において、活性炭吸着層として塩化鉄（３価）化合物を担持した活性炭層を使用することで活性炭再生時の加熱温度を下げることができるので望ましい。また、活性炭吸着層が破過した際、活性炭吸着層を過熱して再生することで活性炭の再利用ができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族窒素化合物を含む廃水をポリ塩化アルミニウム水溶液で処理し、その上澄み液に活性炭を添加して処理することを特徴とする芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【請求項２】
ポリ塩化アルミニウム水溶液で処理した後に得られた上澄み液を希釈水で希釈して活性炭処理することを特徴とする請求項１記載の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【請求項３】
前記希釈水として処理済廃水を使用することを特徴とする請求項２記載の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【請求項４】
芳香族窒素化合物を含む廃水をポリ塩化アルミニウム水溶液で処理し、その上澄み液を活性炭吸着層で処理することを特徴とする芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【請求項５】
ポリ塩化アルミニウム水溶液で処理した後に得られた上澄み液を希釈水で希釈して活性炭処理することを特徴とする請求項４記載の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【請求項６】
前記希釈水として処理済廃水を使用することを特徴とする請求項５記載の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【請求項７】
活性炭吸着層として塩化鉄（３価）化合物を担持した活性炭層を使用することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【請求項８】
活性炭吸着層が破過した際、活性炭吸着層を過熱して再生することを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は芳香族窒素化合物を含む廃水の脱色法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃液の脱色に関しては活性炭吸着（水処理工学、井出哲夫編、技報堂出版）、ハイドロタルサイト処理（水環境学会、２５（９）、５５３（２００２））、過酸化水素あるいはオゾン酸化（オゾンの基礎と応用、杉光英俊、光琳（１９９６））が行われている。
また、窒素芳香族化合物を酸素含有ガスにより触媒湿式酸化処理する方法が特開平１１−７７０６９号公報に開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
高橋信行ら、「水環境学会誌」２５（９）、５５３（２００２）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−７７０６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高濃度の芳香族化合物を含む廃水の脱色では、通常、吸着剤に芳香族化合物を吸着させて脱色する処理が行われるが、多量の吸着剤を必要とする。
そこで、本発明の課題は、高濃度の芳香族化合物を含む廃水でも吸着剤の使用量を多くしないでも廃水の脱色を行う廃水の脱色法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は次の構成で達成される。
（１）芳香族窒素化合物を含む廃水をポリ塩化アルミニウム水溶液で処理し、その上澄み液に活性炭を添加して処理する芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
（２）芳香族窒素化合物を含む廃水をポリ塩化アルミニウム水溶液で処理し、その上澄み液を活性炭吸着層で処理する芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法。
【０００７】
上記（１）、（２）の発明において、ポリ塩化アルミニウム水溶液で処理した後に得られた前記上澄み液は、希釈水で希釈して活性炭処理することが活性炭の飽和吸着量まで有効利用することになるので望ましく、また、その前記希釈水として処理済廃水を使用することで無駄が無くなる。
【０００８】
上記（２）の発明において、活性炭吸着層として塩化鉄（３価）化合物を担持した活性炭層を使用することで活性炭再生時の加熱温度を下げることができるので望ましい。また、活性炭吸着層が破過した際、活性炭吸着層を過熱して再生することで活性炭の再利用ができる。
【０００９】
【作用】
芳香族窒素化合物は酸化が進むと無色から赤色ないし暗赤色となる。これは−ＮＨ２が−Ｎ＝Ｎ−に変化するために起こると考えられる。これが廃水中に混じると廃水は暗赤色を呈し、透過度の減少をもたらす。芳香族有機物は活性炭によく吸着されるが、該濃度が高い場合は必要活性炭量が増大し、活性炭で処理することは非現実的となる。
【００１０】
芳香族窒素化合物を含む廃水をポリ塩化アルミニウム水溶液で前処理すると、静電的相互作用によって、大部分の前記発色合物が凝集沈殿となって除去される。その後、上澄み液を活性炭処理すると僅かの活性炭で前記発色合物はほとんど吸着除去できる。また、ポリ塩化アルミで前処理後、無着色廃水で希釈すると、着色物質の濃度が減じ、活性炭処理の効果が増大する。
【００１１】
活性炭あるいは塩化鉄（３価）化合物を担持した活性炭が破過した場合、これを加熱して、芳香族窒素化合物を分解するとともに活性炭あるいは塩化鉄（３価）化合物を担持した活性炭を再生することができる。塩化鉄（３価）化合物を担持した活性炭では活性炭再生時の加熱温度を下げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１に本実施の形態になる芳香族窒素化合物の脱色に関する代表的なシステム構成を示す。すなわち、廃水は廃水槽５０からライン１を通って、ポンプ２１により活性炭処理槽１１に供給される。該活性炭処理槽１１にはポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）をライン４１から供給し、活性炭処理槽１１で凝集沈殿物をライン３１及びライン２から排出する。沈殿処理槽１１で凝集沈殿物から分離した被処理水はライン２を通り被処理液貯槽５１に供給され、一旦被処理液貯槽５１で貯留された後、ポンプ２２によってライン３から活性炭吸着塔１２に供給される。該活性炭吸着塔１２で吸着処理された被処理水はライン４から最終廃水槽５２へ導かれる。該最終廃水槽５２でｐＨ処理された後、被処理液はライン５から放流される。
ライン５には色度計６０が設置され、色度が一定の値を超えている場合はライン６からポンプ２３によって被処理液貯槽５１に戻される。
【００１３】
活性炭吸着塔１２が破過した場合、ライン３、４のバルブ３ａ、４ａをそれぞれ閉じ、沈殿処理槽１１で凝集沈殿物から分離した被処理水はライン３に接続するライン７から活性炭吸着塔１３へ供給される。該活性炭吸着塔１３で吸着処理された被処理水はライン８を通って最終廃水槽５２へ導かれ、該最終廃水槽５２で処理されて被処理液としてライン５から放流される。
【００１４】
被処理水が活性炭吸着塔１３で吸着処理されている間は活性炭吸着塔１２にはライン６１から加熱蒸気が導入され、活性炭吸着塔１２の活性炭層が再生される。活性炭の再生時に活性炭吸着塔１２から排出した芳香族窒素化合物又はその分解物などを含む蒸気はライン６２を通って触媒層６７に送られる。ライン６２にはライン６５より空気が供給されて前記蒸気と混合してヒータ６６を通って触媒層６７に送られ、該触媒層６７で前記芳香族窒素化合物又はその分解物などを含む蒸気が燃焼され、ライン６８から排出される。こうして活性炭吸着塔１２内の活性炭層は再生される。
【００１５】
活性炭吸着塔１３が破過した場合にはライン７、８のバルブ７ａ、８ａをそれぞれ閉じ、ライン３から再び被処理水を活性炭吸着塔１２に通し、以下同様に実施する。活性炭吸着塔１３の再生は上記と同様にライン６３から蒸気を供給して行う。
【００１６】
また、ポリ塩化アルミ処理した後の被処理水をライン２を経由して被処理液貯槽５１に供給する際に、ライン７０から他の廃水を希釈水として被処理液貯槽５１に導入することもできる。この際、前記ライン７０に供給する希釈水としてライン５からの被処理水を使用することが最も良い。
【００１７】
活性炭としては、活性炭そのまま又は鉄化合物を担持した活性炭を使用できる。該活性炭は吸着塔１２、１３に充填し、これが破過した場合は加熱媒体を通じて、芳香族窒素化合物を分解するとともに活性炭を再生させる。加熱媒体の温度は３００〜４００℃で十分である。媒体としては窒素あるいは燃焼ガスが用いられるが、窒素を用いれば、排気ガスはそのまま除外できる。一方、燃焼ガスでは、下流に脱硝装置を設置する必要がある。
【００１８】
活性炭中に含まれる鉄化合物としては特に選ばないが、塩化物が好適であった。塩化物水溶液を活性炭に浸し、１２０℃で予備焼成後、上記温度で焼成した。焼成時間は１〜３ｈで十分であった。
【００１９】
芳香族窒素化合物は酸化が進むと無色から赤色ないし暗赤色となるため、廃水中に該化合物が含まれると廃水は暗赤色を呈し、透過度の減少をもたらす。該芳香族窒素化合物は活性炭によく吸着されるが、その濃度が高い場合は必要活性炭量が増大し、活性炭で処理することは非現実的となるため、第一工程で、ポリ塩化アルミニウム水溶液で前処理すると、静電的相互作用によって、大部分の該発色化合物が凝集沈殿物となって除去される。この際ポリ塩化アルミニウムを加水分解後、凝集沈殿処理するために廃液のｐＨは４〜６とする。その後、上澄み液を活性炭処理すると僅かの活性炭でポリ塩化アルミニウムはほとんど吸着除去できる。
【００２０】
図２に本発明の他の実施の形態のシステム図を示す。
廃水層５０からライン１を通って、ポンプ２１により沈殿処理槽１１の最前部１１ａに供給される。該最前部１１ａにポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）をライン４１から供給し、凝集沈殿物をライン３１から排出する。被処理液は沈殿処理槽１１の中間部１１ｂに流れ、該中間部１１ｂでライン４２から活性炭を供給し、残留芳香族窒素化合物を吸着して沈殿する。廃棄物はライン３２から排出する。中間部１１ｂ内の被処理液は沈殿処理槽１１の最終部１１ｃに流れ、必要に応じてライン４３からアルカリが添加され、ｐＨ計４４によって最終部１１ｃ内の被処理液が適正なｐＨであることを確認した後、ライン２から被処理液貯槽５１に供給される。
【００２１】
ライン５には色度計６０が設置され、該色度計６０による被処理水の測定値が一定の値を超えている場合は、ライン５から分岐したライン６を経由してポンプ２３によって沈殿処理槽１１に被処理水が戻される。被処理水はライン５から放流される。
【００２２】
比較例１
芳香族窒素化合物を含む廃液を１０００倍希釈し、電子スペクトルを測定した。これを１０００倍にすると３５０ｎｍの吸光度は２０であった。本廃液１Ｌに活性炭１０ｇを入れ、室温で５分間振とうしたところ、芳香族窒素化合物の除去率は５３％であった。
【００２３】
比較例２
本廃液１Ｌにポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）飽和水溶液１ｍｌを添加して、室温で５分間振とうしたところ、芳香族窒素化合物の除去率は８４％であった。
【００２４】
比較例３
比較例１において活性炭２０及び３０ｇを用いる他は同様に試験したところ、芳香族窒素化合物の除去率はそれぞれ９６％、９８．７％であった。
【００２５】
実施例１
比較例２において、ＰＡＣ処理後、活性炭を１ｇ、２ｇ及び３ｇ添加する他は同様に試験したところ、芳香族窒素化合物の除去率はそれぞれ８８％、９２％及び９６％であった。
【００２６】
実施例２
実施例１において、ＰＡＣ処理後、試験液に除去率９６％を得た被処理水を添加して２Ｌとした後、活性炭０．５ｇを添加したところ、芳香族窒素化合物の除去率は９８％であった。
【００２７】
以上のように本廃液にＰＡＣを予め添加した後、活性炭を添加すると、活性炭使用量が１／１０〜１／２０に低下し、現実的な処理法となった。
【００２８】
【発明の効果】
高濃度の芳香族窒素化合物を第一次工程でＰＡＣ処理し、第二次工程で活性炭処理すると少量の活性炭で高い該有機物の除去率が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の芳香族窒素化合物含有廃水の脱色法を示す図である。
【符号の説明】
１〜８、３１、３２、４１〜４３、６１、６８、７０  ライン
３ａ、４ａ、７ａ、８ａ  バルブ
１１  活性炭処理槽                １１ａ  沈殿処理槽の最前部
１１ｂ  沈殿処理槽の中間部        １１ｃ  沈殿処理槽の最終部
１２、１３  活性炭吸着塔          ２１〜２３  ポンプ
４４  ｐＨ計                      ５０  廃水槽
５１  被処理液貯槽                ５２  最終廃水槽
６０  色度計                      ６６  ヒータ
６７  触媒層
【図１】
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【図２】
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