(57)【要約】【課題】塗装工場から排出される塗料廃水などの工業廃水、農業廃水などの廃水中に含まれる有機物を効率的に且つ十分に分解し得る有機物含有廃水の処理方法を提供する。【解決手段】廃水中に含まれる有機物を、アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を用いて分解することを特徴とする有機物含有廃水の処理方法。特にアルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物の存在下で、マイクロ波の照射などによる加熱を行なうことが望ましい。アルカリ土類金属としてはカルシウムが好適である。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水中に含まれる有機物を、アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を用いて分解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２】
アルカリ土類金属がカルシウムである請求項１記載の有機物含有廃水の処理方法。
【請求項３】
アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物の存在下で加熱を行なう請求項１記載の有機物含有廃水の処理方法。
【請求項４】
加熱が、マイクロ波の照射による請求項２記載の有機物含有廃水の処理方法。
【請求項５】
有機物含有廃水が塗料廃水を含むものである請求項１ないし４のいずれか１項記載の有機物含有廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物含有廃水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
従来、塗装工場から排出される塗料廃水などの工業廃水、農業廃水など有機物を多く含む廃水は、凝集分離（浮上又は沈殿）処理を行なった後、好気下で生物処理するのが一般的であった。しかしながら、生物処理では微生物が有機物を分解する能力に限界があり、この手法で難分解性の有機物、例えば窒素を含む水溶性有機物質はそのまま処理水中に残存したり、処理できたとしても非常に長時間処理する必要があるなどの問題があった。
【０００３】
そこで、廃水中に含まれる難分解性の有機物を、微生物が分解しやすいような物質に変換するために、オゾン分解法、フェントン法、ＵＶ照射法など種々の方法が開発されてきた。例えば特開平８−１５５３０８号公報には、光酸化触媒の存在化で紫外線及び／又は可視光線を照射して有機物を含有する廃水を酸化分解する処理方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では汚染物質を十分に分解することが困難であり、汚染物質濃度が上がったり、処理量が増大したりした場合に、分解されない物質が最終処理水中に残ってしまう危険があった。
【０００４】
本発明の目的は、廃水中に含まれる有機物を効率的に且つ十分に分解し得る有機物含有廃水の処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題を解決するために鋭意研究した結果、有機物含有廃水にアルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を添加し、該廃水中に含まれる有機物を十分に分解し得ることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、廃水中に含まれる有機物を、アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を用いて分解することを特徴とする有機物含有廃水の処理方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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廃水、農業廃水、生活排水などであり、特に塗料廃水を含む場合が挙げられる。該塗料廃水とは、例えば自動車などの塗装ライン、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廃水や、各種工場における洗浄水などが挙げられる。
【０００８】
これらの廃水には、それぞれの種類に応じて各種顔料、染料、有機樹脂、架橋剤、有機溶剤、界面活性剤、油脂、及びその他の有機成分が含まれるが、その組成や含有量については、廃水の種類や発生源となる工場、あるいは発生する時間帯によっても変動し、一定ではない。例えば自動車の塗装ラインの廃水の一例を挙げると、沈殿物１〜１００ｇ／ｌ、ＣＯＤＭｎ１，０００〜１０，０００ｍｇ／ｌ、ＴＯＣ１，０００〜１５，０００ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ１，０００〜５，０００ｍｇ／ｌ及び有機溶剤１〜１０，０００ｍｇ／ｌ程度であった。ここでＣＯＤＭｎは化学的酸素供給量を、ＴＯＣは全有機体炭素量を、またＢＯＤは生化学的酸素要求量を意味する。
【０００９】
上記有機物含有廃水のうち、固形物を多く含む廃水は、必要に応じて凝集剤の添加や電解処理等によって凝集分離処理されることが望ましい。該凝集分離処理は、本発明方法の前後工程の何処の工程であっても良いが、特に本発明では、前工程としてまず凝集分離処理を行ない、廃水から浮遊もしくは沈降分離する汚泥（スラッジ）、固形物を分離除去した処理水とし、該処理水を本発明方法に供することが望ましい。
【００１０】
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、弱アニオン性、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合せて用いることができる。
【００１１】
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廃水表面に集める方法であり、凝集剤による処理と組み合わせても効果がある。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なうものである。これによって廃水が凝集化するものである。電極としては、アルミ電極を、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。
【００１２】
本発明においては、上記の通り凝集物を沈降や濾過などにより取り除いた後、該凝集分離処理では取り除くことのできない、例えば親水性の有機溶剤、水溶性の有機樹脂などを、アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を用いて分解する。
【００１３】
本発明で用いるアルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物は、非水溶性であることが望ましく、アルカリ土類金属としては、カルシウムがコストや有機物分解能の面から特に好適である。アルカリ土類金属の酸化物は、水と反応して水酸化物となるが、その際発熱を伴い激しく反応するため、ハンドリング性、安定性の面からは水酸化物の方が望ましい。またアルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物として、アルカリ土類金属を含む複合金属酸化物及び／又は水酸化物を用いてもよい。
【００１４】
上記アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を用いた有機物含有廃水の分解は、該アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を廃水中に添加し、必要に応じて加熱しながら攪拌することによって行われる。処理終了後は、アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物をろ過回収して再利用することができる。
【００１５】
アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物の添加量は、廃水中に含まれる有機物の種類や濃度によって適宜選択され、通常は廃水に対して０．１〜５０重量％、好ましくは１〜２０重量％程度が好適である。該添加量が０．１重量％未満では、有機物を十分に分解するのが困難であり、一方５０重量％を越えると、処理槽内の十分な攪拌が困難となり、またコスト面でも不利となるので望ましくない。
【００１６】
上記処理では加熱によって有機物分解能をさらに高めることができる。加熱の手段としては、特にマイクロ波の照射が好適である。
【００１７】
マイクロ波は波長約０．１〜１，０００ｍｍの電磁波であり、ＵＨＦ（デシメートル波）、ＳＨＦ（センチメートル波）、ＥＨＦ（ミリメートル波）、サブミリ波が含まれる。国際的に工業用として割り当てられている２４５０ＭＨｚが用いられることが多いが、これに限定されるものではない。本発明に用いるマイクロ波は、電子レンジなどに用いられるマイクロ波発生装置を用いて作られ、必要に応じて凝集分離処理された塗料廃水に照射される。照射時間は廃水中の有機物の濃度、照射光の強さなどによって適宜選択できるが、照射時間は通常１分間〜６０分間程度が好ましい。
【００１８】
マイクロ波の照射によって廃水は発熱するが、一般に温度が高いほど有機物の分解の速度も上昇するため、廃水の沸騰や有機溶剤の揮散といった作業上の危険のない範囲では特に冷却の必要はない。また、分解効率を上げるためさらに加温してもよい。
【００１９】
本発明では、またアルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物による処理の前後工程の何処において、必要に応じて、生物処理を行なうことができる。特に上記アルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物による処理後、さらに廃水中の有機物量を低減する必要がある場合、生物処理を行うことが好適である。
【００２０】
生物処理方法としては従来から公知の方法、例えば活性汚泥法や担体投入型生物処理法などを用いて行うことができ、特に微生物固定化担体を用いた後者の生物処理が好適である。
【００２１】
上記担体投入型生物処理法は、有機又は無機の担体を用いるものであり、該担体に微生物を担持させ、この微生物により、廃水中の有機物を分解させるもので活性汚泥法より効率がよい。有機担体の材質としては、例えば、光硬化性樹脂、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、寒天、アルギン酸、カラギーナン、セルロール、デキストラン、アガロース、イオン交換樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、また、これらと無機物を併用することもできる。
【００２２】
生物処理に用いられる微生物としては従来公知の好気性菌及び嫌気性菌の中から適宜選択すればよい。好気性菌としては、例えばシュードモナス属、アシトバクター属等が挙げられる。また、嫌気性菌としては、例えばメタン細菌、クロストリジウム属等が挙げられる。上記生物処理は、例えば処理温度１０〜４０℃、ｐＨ６．０〜９．０、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）２４〜４８時間の条件下に行なうことができる。
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は、本発明方法の実施の一形態を示すフロー図である。必要に応じて凝集分離処理を行った有機物含有廃水をマイクロ波照射装置４を有するマイクロ波処理漕１に供給し、次いで、廃水中にアルカリ土類金属の酸化物及び／又は水酸化物を投入し攪拌する。該廃水に必要に応じてマイクロ波を照射し、加熱する。得られた処理水は散気管３を有する生物分解漕２に導かれ好気下で生物処理される。取り出された処理水は活性炭処理槽に通した後排出される。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
【００２６】
実施例１
自動車用水性塗料の塗装廃水を有機物含有廃水として用いた。該有機物含有廃水（Ａ）のＣＯＤＭｎは８，２００ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは９，１５０ｍｇ／ｌであった。この塗料廃水（Ａ）１ｌに凝集剤「クリスタックＢ１００」（栗田工業社製）を１５，００ｍｇ、「クリスタックＢ４５０」（栗田工業社製）を１，５００ｍｇ添加して攪拌した後１日放置し、凝集物を取り除いた。この凝集処理後の処理液（Ｂ）のＣＯＤＭｎは４，９００ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは５，６２０ｍｇ／ｌであった。該処理液（Ｂ）の１０重量％に相当する量の水酸化カルシウム粉末を処理液（Ｂ）中に添加して攪拌した後、マイクロ波（周波数２．４５ＧＨｚ、出力５５０Ｗ）を１０分間照射した。この処理後の処理液（Ｃ）のＣＯＤＭｎは３，７５０ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは４，４００ｍｇ／ｌであった。
【００２７】
次いで該処理液（Ｃ）を生物反応槽に入れ、シュードモナス属、アシトバクター属、ロドコッカス属、バチルス属、キャンディダ属及びフザリウム属の好気性菌を有する活性汚泥を使用し、処理温度２０〜２５℃、ｐＨ７〜８．５及び水理学的滞留時間４８時間の条件下に生物処理を行った後、生物処理水を濾過した。得られた処理水（Ｄ）はＣＯＤＭｎは５２ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは６４ｍｇ／ｌであった。
【００２８】
実施例２
上記実施例１において、水酸化カルシウムの代わりに水酸化マグネシウムを用いた以外は実施例１と同様にして処理を行った。得られた処理水（Ｄ）はＣＯＤＭｎは２５０ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは２８５ｍｇ／ｌであった。
【００２９】
実施例３
上記実施例１において、マイクロ波の照射をせずに、水酸化カルシウム添加後４０℃で４８時間攪拌する以外は実施例１と同様に処理を行った。得られた処理水（Ｄ）はＣＯＤＭｎは５５０ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは６５５ｍｇ／ｌであった。
【００３０】
実施例４
上記実施例１において、マイクロ波の照射をせずに、水酸化カルシウム添加後８５℃で５時間攪拌する以外は実施例１と同様に処理を行った。得られた処理水（Ｄ）はＣＯＤＭｎは２９０ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは３２０ｍｇ／ｌであった。
【００３１】
比較例１
上記実施例１において、水酸化カルシウム添加処理をせずに、凝集処理後の処理液（Ｂ）をそのまま生物反応槽に入れて実施例１と同様の生物処理を行った。得られた処理水（Ｄ）はＣＯＤＭｎは２，９５０ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは３，５６０ｍｇ／ｌであった。
【００３２】
比較例２
上記実施例１において、水酸化カルシウムの代わりに酸化アルミニウムを処理液（Ｂ）の１０重量％に相当する量添加した以外は実施例１と同様にして処理を行った。得られた処理水（Ｄ）はＣＯＤＭｎは２，８００ｍｇ／ｌ及びＴＯＣは３，３４０ｍｇ／ｌであった。
【００３３】
上記実施例及び比較例の廃水処理実験の結果をまとめると下記表１のようになる。
【００３４】
【表１】
2004081905.tif 000002
【００３５】
【発明の効果】
本発明方法によれば、塗料廃水などの工業廃水や農業廃水など、有機物含有廃水中に含まれる有機物の分解を促進することができ、特に生物処理の前処理としてマイクロ波を照射することにより、廃水中の難分解性の有機物を効率的に且つ十分に分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の態様を説明する廃水処理フロー図である。
【符号の説明】
１　　マイクロ波処理槽
２　　生物分解漕
３　　散気管
４　　マイクロ波照射装置
【図１】
2004081905.tif 000003