(57)【要約】【解決手段】被処理水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度、総窒素量の低減化を図る水の処理方法であって、上記被処理水に塩素処理を行った後、活性炭処理を行うことを特徴とし、より好ましくは活性炭に運動を持たせながら処理する水の処理方法、及び活性炭１０を収容する処理槽１を回転させる回転手段としてドラム軸３、駆動モーター４を備えたことを特徴とする水処理用装置Ａ。【効果】本発明の水の処理方法によれば、煩雑な装置、大掛かりな装置を使用しなくても、被処理水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度、総窒素量を効率的に低減化することができ、特にＢＯＤを従来に比べて格段に低減化することができる。また、本発明の水処理用装置は、本発明の水の処理方法を効率的に行うことができ、更に、それ以外の用途であっても活性炭処理を効率よく行うことができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水などの被処理水中の生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、亜鉛濃度及び総窒素量から選ばれる少なくとも１種以上の成分量の低減化を図る水の処理方法であって、上記被処理水に塩素処理を行った後、活性炭処理を行うことを特徴とする水の処理方法。
【請求項２】
上記活性炭処理において、活性炭に運動を持たせながら処理を行う請求項１記載の水の処理方法。
【請求項３】
排水などの水の活性炭処理を行う際に使用される水処理用装置であって、活性炭を収容する処理槽を回転させる回転手段を備えたことを特徴とする水処理用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水の処理方法及び水処理用装置に関し、より詳細には、特別な処理施設を用いなくても、排水などの被処理水中の生物化学的酸素要求量（以下、ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤ）、亜鉛濃度、総窒素量を低減化することができ、特にＢＯＤを著しく低減化することができる水の処理方法及び該処理方法に好適に使用される水処理用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、環境問題が重要視されており、種々の排水に対して固液分離処理、微生物処理、吸着処理、酸化処理など、様々な浄化処理、排水処理が行われている。特に、活性炭を利用した吸着処理は、比較的簡便な設備で高効率の浄化が可能であり、各種排水の処理方法として採用されている。
【０００３】
しかしながら、特別な処理施設を用いることなく、より高効率の浄化が要望されているというのが現状であり、特に、ＢＯＤのさらなる低減化が大きな問題として残されていた。また、活性炭を用いる吸着処理では、活性炭の寿命が問題となる場合もあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、特別な処理施設を用いなくても、被処理水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度、総窒素量を低減化することができ、特にＢＯＤの低減化効果に優れる水の処理方法及び該処理方法に好適に使用できる水処理用装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、被処理水に活性炭処理を施す際に、前塩素処理を行うことによって、後述する実施例に示すように、活性炭処理後の処理水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度、総窒素量が低減し、特にＢＯＤが前塩素処理を行わなかった場合に比べて著しく低減することを見出し、更に鋭意検討した結果、活性炭処理を施す際に、回転ドラム式の水処理用装置を使用し、回転する処理槽内で活性炭を流動させながら被処理水と接触させることによって、上述の低減効果が格段に向上するのみならず、活性炭の寿命を長くし得ることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、（１）排水などの被処理水中の生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、亜鉛濃度及び総窒素量から選ばれる少なくとも１種以上の成分量の低減化を図る水の処理方法であって、上記被処理水に塩素処理を行った後、活性炭処理を行うことを特徴とし、より好ましくは、上記活性炭処理において、活性炭に運動を持たせながら処理を行う水の処理方法、及び（２）排水などの水の活性炭処理を行う際に使用される水処理用装置であって、活性炭を収容する処理槽を回転させる回転手段を備えたことを特徴とする水処理用装置を提供する。
【０００７】
以下、本発明につき更に詳細に説明すると、本発明の処理方法は、例えばビルなどの建築物を清掃する際に出る清掃現場での清掃汚水（清掃排水）、上下水道を含む家庭排水（生活排水）、し尿処理水、有機・無機工業排水、河川、沼湖、海洋などの種々の水を被処理水とするものである。なお、本発明の水の処理方法は、後述する実施例に示すように、必要に応じて、上記排水などに固液分離などの前処理を行った後、本発明の水の処理方法を施してもよく、この場合、以下に説明する被処理水は、前処理によって得られた前処理水とする。
【０００８】
本発明の水の処理方法は、上記被処理水に、第一工程として塩素処理（前塩素処理）を施し、第二工程として活性炭処理を行うものである。ここで、塩素処理とは、具体的には、水に接触することによって遊離塩素、結合塩素を生成する物質を被処理水に添加し、遊離塩素及び／又は結合塩素を存在せしめることである。なお、この工程では、混合操作は加えてもよく、また、特に混合操作を加えなくても充分な効果が得られる。
【０００９】
上記物質として、より具体的には、例えばモノクロラミン（ＮＨ２Ｃｌ）等のクロラミン類、塩素ガス、液体塩素、次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）、次亜塩素酸ナトリウム（溶液），次亜塩素酸カルシウム（高度さらし粉を含む）（粉末、顆粒、錠剤、溶液等）等の次亜塩素酸塩、さらし粉、亜塩素酸（ＨＣｌＯ２）、亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２）等の亜塩素酸塩、塩素酸（ＨＣｌＯ３）、塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ３），塩素酸カリウム等の塩素酸塩、有機塩素剤、二酸化塩素などの塩素含有物質（塩素剤）を挙げることができる。
【００１０】
被処理水に対する上記塩素含有物質の配合割合は、特に制限されるものではなく、被処理水との接触によって、遊離塩素及び結合塩素の少なくとも一方を生成し得る量であり、この量は、水の種類などによって種々異なることから、例えば「水道施設設計指針・解説」（１９９０年度日本水道協会厚生省監修）の第２４８頁、参考図−５．４に記載された塩素注入量と残留塩素量の関係を示すグラフ中のＩＩＩ型のグラフを利用して、少なくとも結合塩素が生成されるような割合を算出して下限値とし、ブレークポイントＣ点付近となる割合を上限値とすると好適であり、結合塩素が主に生成されているグラフ上の屈曲点付近となる割合とすると、特に好適である。ブレークポイントＣ点を超えると、遊離塩素の割合が増加し、第二工程で使用する活性炭の寿命に影響を与える可能性が生じる場合がある。
【００１１】
次に、第二工程として、上記前塩素処理を行った被処理水に活性炭処理を行う。本発明の活性炭処理に使用される活性炭は、その種類が特に制限されるものではなく、排水処理などに使用されている各種の粒状炭、粉末炭を使用することができる。また、被処理水に対する使用割合も特に制限されるものではなく、被処理水の種類などに合わせて適宜選定することができる。本発明において、活性炭処理は、例えば濾紙などを敷いた漏斗に活性炭を載せたり、活性炭を収容した濾過機などを使用して活性炭層を固定層とする方法、処理槽内の被処理水に活性炭を添加し、機械的な攪拌を与える攪拌槽を使用する方法などのいずれの方法であってもよいが、活性炭に運動を持たせながら被処理水と接触させると、より効果的である。運動の持たせ方は、特に制限されるものではないが、例えば後述する本発明の回転ドラム式の水処理用装置などを使用し、活性炭を収容した処理槽を回転させて、活性炭を流動させながら被処理水と接触させると、特に効果的である。
【００１２】
本発明の水の処理方法は、被処理水中の生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、亜鉛濃度及び総窒素量から選ばれる少なくとも１種以上の成分量の低減化を図るものであり、上記４成分量の中で、被処理水中に低減化されるべき上記成分量が存在する場合、その成分量を低減化するものである。従って、例えば被処理水中の生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量及び亜鉛濃度の３成分が低減化すべき濃度で含有された被処理水であれば、これら３成分の全ての成分量を低減化することが可能であり、一方、上記４成分中の例えば硝酸性窒素，亜硝酸性窒素，アンモニア性窒素などのトータル量（合計濃度）の指標となる総窒素量のみが低減化すべき濃度で含有された被処理水であれば、総窒素量を低減化することができる。本発明の水の処理方法によって処理された水は、生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、亜鉛濃度、総窒素量が低減しているので、例えば自然界に流すこともでき、また、清掃水などとして再利用することも可能である。更に、本発明の水の処理方法による処理を１回行っただけでは、上記４成分量中で低減化を目的とする成分量が例えば環境基準値以下にならなかったことが仮にあった場合、本発明の水の処理方法により繰り返し処理を行うか、第一工程の前塩素処理による効果が残存している場合には、第二工程の活性炭処理のみを行うことによって、目的とする低減化を達成することもできる。なお、本発明の水の処理方法は、他の水の処理方法と併用することもできる。
【００１３】
本発明の水の処理方法は、特別な装置を用いなくても処理を行うことができるが、上述したように、活性炭処理工程を活性炭を収容した処理槽を回転させて、活性炭を流動させながら被処理水と接触させる場合、以下に詳述する本発明の水処理用装置を使用すると、より好適である。
【００１４】
本発明の水処理用装置は、活性炭による水処理を行う際に使用する活性炭処理装置であり、活性炭を収容する処理槽を回転させる回転手段を備えた回転ドラム式の水処理用装置（活性炭処理装置）である。以下、本発明の水処理用装置を図面を参照して説明する。図１は、本発明の水処理用装置の一構成例を説明するために水処理用装置Ａを模式的に示した説明図である。
【００１５】
水処理用装置Ａは、処理槽１が回転可能に支持体２に支持されており、処理槽１の回転手段として、ドラム軸（回転軸）３とこれを回転させる駆動モーター４とを備えた回転ドラム式の装置であり、駆動モーター４は、回転数、駆動時間が設定可能となっている。また、処理槽１は、手動でも回転可能なようにドラム軸３にハンドル５が連結されている。処理槽１は、注水口６と排水口７とが設けられており、排水口７には、多孔膜８が取り付けられている。そして、注水口６、排水口７は、それぞれ気密蓋９、９の嵌着によって密封可能となっている。処理槽１には、活性炭１０が収容されているが、槽内の活性炭１０は、必要に応じて交換可能である。
【００１６】
処理槽１の大きさ、容量は、特に制限されるものではなく、処理する水の量に合わせて適宜選定することができる。また、駆動モーター４の回転数、駆動時間の設定も適宜選定することができるが、通常、回転数は、少なくとも５〜３０ｒｐｍの範囲の設定は可能とすることが好ましく、駆動時間は、少なくとも３０秒〜１５分間、より好ましくは３０秒〜１０分間、更に好ましくは１〜１０分間の範囲は設定できるようにすることが好ましい。排水口７を覆う多孔膜８は、槽内で活性炭処理を行って得られた処理水を排水する際に、槽内から活性炭が流れ出るのを防ぐことができ、耐水性を有する限り、その種類が特に制限されるものではなく、市販されている濾布、濾紙などの多孔膜を使用することができる。なお、多孔膜８として濾紙を使用する場合、交換可能としておくことが望ましい。また、槽内の活性炭１０の収容量は、特に制限されるものではなく、被処理水の種類、処理槽１の大きさ、容量に合わせて適宜選定することができる。
【００１７】
回転ドラム式の水処理用装置Ａを使用して活性炭処理を行うには、活性炭１０を収容した処理槽１の注水口６から例えば上述した本発明の前塩素処理を行った被処理水を槽内に注入し、気密蓋９を嵌着させる。駆動モーター４の回転数を好ましくは５〜３０ｒｐｍ、より好ましくは５〜２０ｒｐｍ程度の範囲で設定し、駆動時間は、好ましくは３０秒〜１５分間、より好ましくは３０秒〜１０分間、更に好ましくは１〜１０分間程度の範囲で設定し、処理槽１を回転させることによって、槽内で活性炭１０を流動させながら、被処理水と接触させて活性炭処理を行うことができる。活性炭処理が終了した処理水は、必要に応じてハンドル５によって排出口７が下向きになるように処理槽１を回して、排出口７より槽外に排出する。
【００１８】
なお、本発明の水処理用装置は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。また、本発明の水処理用装置は、その用途が本発明の水の処理方法に限定されるものではなく、種々の水の処理方法における活性炭処理工程に好適に使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、以下の組成において％は、質量％を意味する。
【００２０】
［実施例１及び比較例１］
まず、実施例１及び比較例１に使用した被処理水（原水）Ｉを被処理水（前処理水）Ｉとする前処理方法について述べる。
（１）被処理水（原水）Ｉ
ビルの室内床ワックス清掃を行った際に出たワックスなどを含む床剥離洗い廃液（Ｉ）を被処理水（原水）Ｉとし、以下の前処理を行って被処理水（前処理水）Ｉを得た。
【００２１】
（２）前処理方法
１）上記被処理水（原水）である床剥離洗い廃液５００ｍＬをスターラー（Ｓｔｉｒｒｅｒ）にて回転させ、希硫酸１０％溶液１００ｍＬを混入した。ここで、希硫酸１０％溶液は、メスシリンダーにて上部より流し込み、床剥離洗い廃液の底部が灰濁色から黄濁色に変色した時点で混和を終了した。
２）混和終了後、３０秒間、静置し、固液分離させて一つの大きなフロック（１００ｍＬ程度）を浮上させ、このフロックを除去した。残留液は、黄濁色溶液（ｐＨ２〜３）であった。
３）上記残留液にポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）１０００ｍｇ／Ｌを０．４ｍＬ混和し、次いで、消石灰（水酸化カルシウム）３ｇを混和してｐＨ７〜８の中性液にした後、有機高分子凝集剤（商品名「ダイアクリアーＭＡ３０００Ｈ」、三菱化学株式会社製）０．１％溶液を２ｍＬ混和した。
４）再び、フロックを形成させた後、ろ紙（２×３００ｍｍ、東洋濾紙株式会社製）にて固液分離し、得られた溶液を被処理水（前処理水）Ｉとした。
【００２２】
上記被処理水（前処理水）Ｉに次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液２０ｍＬを混和した後、濾紙を敷き、６６０ｇの活性炭を入れた漏斗に通して活性炭処理（流動なし）を行い、実施例１の処理水を得た。なお、実施例１、以下の実施例２〜６及び比較例１、２において活性炭は、水処理用活性炭として市販されている「クラレコール粒状活性炭Ｔ−ＳＢ１０／３２Ｍ」（商品名、クラレケミカル株式会社製）を使用した。
【００２３】
実施例１において、別に調製した被処理水（前処理水）Ｉに前塩素処理を行わなかった以外は、実施例１と同様に活性炭処理（流動なし）を行い、比較例１の処理水を得た。
【００２４】
実施例１及び比較例１の各処理水について、ＢＯＤ（計量方法：ＪＩＳ　Ｋ　０１０２　２１）、ＣＯＤ（計量方法：ＪＩＳ　Ｋ　０１０２　１７）、亜鉛濃度（計量方法：ＪＩＳ　Ｋ　０１０２　５３．１）を測定した。結果を表１に示す。なお、被処理水（原水）Ｉ、被処理水（前処理水）ＩのＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度についても同様に測定した。結果を表１に併記する。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
［実施例２〜４］
次に、次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液の混和量を、ブレークポイントＣ点で結合塩素と遊離塩素の状態で分け、次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液の混和量を５ｍＬ（ほぼ１００％結合塩素）、１０ｍＬ（結合塩素と遊離塩素が混在）、２０ｍＬ（遊離塩素が非常に多い状態）とし、下記実施例２〜４によって、結合塩素と遊離塩素との存在割合と低減化効率との関係を調べると共に、活性炭処理工程における活性炭の流動による低減化効率のより一層の向上を確認した。
【００２７】
ビルの室内床ワックス清掃を行った際に出たワックスなどを含む床剥離洗い廃液（ＩＩ）を被処理水（原水）ＩＩとし、上記同様の前処理を行って被処理水（前処理水）ＩＩを得た。この被処理水（前処理水）ＩＩに次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液５ｍＬを混和した後、活性炭６６０ｇを投入した図１に示す仕様の回転ドラム式水処理用装置内に投入し、回転ドラム式水処理用装置を１回転５秒で６０秒間（１２ｒｐｍ、１分間）回転させて活性炭処理（流動あり）を行い、実施例２の処理水を得た。
【００２８】
実施例２において、別に調製した被処理水（前処理水）ＩＩに次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液１０ｍＬを混和した以外は、実施例２と同様の処理を行い、実施例３の処理水を得た。また、実施例２において、別に調製した被処理水（前処理水）ＩＩに次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液２０ｍＬを混和した以外は、実施例２と同様の処理を行い、実施例４の処理水を得た。
【００２９】
実施例２〜４の各処理水について、上記実施例１と同様にＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度を測定した。結果を表２に示す。なお、被処理水（原水）ＩＩ、被処理水（前処理水）ＩＩのＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度についても同様に測定した。結果を表２に併記する。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
［実験例１］
本発明における活性炭の耐性を確認するために、上記実施例２と同様に被処理水（前処理水）ＩＩに次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液５ｍＬを混和した液（前塩素処理水）について、実施例２において使用した上記回転ドラム式の水処理用装置により活性炭処理（流動あり）を上記実施例２と同様に行い、２回通過の処理水を得た。次に、上記と同様にして上記前塩素処理水を調製し、再び、上記回転ドラム式の水処理用装置により活性炭処理（流動あり）を上記実施例２と同様に行い、３回通過の処理水とした。このように上記回転ドラム式の水処理用装置により繰り返し活性炭処理を上記実施例２も合わせて、合計６回行い、各回で得られた処理水について、上記実施例１と同様にＢＯＤ、ＣＯＤ、亜鉛濃度を測定した。結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
［実施例５〜８及び比較例２］
精製水（生起薬品工業株式会社製）に硝酸（６７．５％）水溶液を混和して、硝酸性窒素濃度が１４．１ｍｇ／Ｌの被処理水ａ、硝酸性窒素濃度が２４．８ｍｇ／Ｌの被処理水ｂ、硝酸性窒素濃度が２４．９ｍｇ／Ｌの被処理水ｃを各１０００ｍＬ調製した。これらの被処理水ａ、ｂ、ｃにそれぞれ次亜塩素酸ナトリウム６％水溶液２．５ｍｇ／Ｌを混和して、前塩素処理水ａ、ｂ、ｃを得た。
【００３４】
上記前塩素処理水ａに活性炭処理の時間を１回転５秒で５分間（１２ｒｐｍ、５分間）とした以外は上記実施例２と同様の活性炭処理（流動あり）をして、実施例５の処理水を得た。一方、別に調製した被処理水ａにこの実施例５における前塩素処理を行わなかった以外は、実施例５と同様の活性炭処理（流動あり）を行い、比較例２の処理水を得た。更に、上記前塩素処理水ｂに上記回転ドラム式水処理用装置内での活性炭処理の時間を１回転５秒で１０分間（１２ｒｐｍ、１０分間）とした以外は、上記実施例５と同様に活性炭処理（流動あり）を行い、実施例６の処理水を得た。また、上記前塩素処理水ｃに上記回転ドラム式水処理用装置内の活性炭の種類をジエックス株式会社製のやしがら活性炭に代えた以外は、上記実施例５と同様に活性炭処理（流動あり）を行い、実施例７の処理水を得、更に、別に調製した被処理水ｃを上記回転ドラム式水処理用装置内の活性炭の種類をジエックス株式会社製のやしがら活性炭に代え、装置内での活性炭処理の時間を１回転５秒で１０分間（１２ｒｐｍ、１０分間）とした以外は、上記実施例５と同様に活性炭処理（流動あり）を行い、実施例８の処理水を得た。
【００３５】
上記実施例５〜８及び比較例２の各処理水について、硝酸性窒素濃度（量）（計量方法：ＪＩＳ　Ｋ　０１０２　４３．２．５＆４３．２．１備考６）、全窒素量（総窒素量）（計量方法：ＪＩＳ　Ｋ　０１０２　４５．２）を測定した。結果を表４に示す。なお、被処理水について測定した硝酸性窒素量、総窒素量の結果を表４に併記する。
【００３６】
【表４】
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【００３７】
【発明の効果】
本発明の水の処理方法によれば、煩雑な装置、大掛かりな装置を使用しなくても、被処理水中の生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、亜鉛濃度、総窒素量を効率的に低減化することができ、特に生物化学的酸素要求量を従来に比べて格段に低減化することができる。また、本発明の水処理用装置は、本発明の水の処理方法を効率的に行うことができ、更に、それ以外の用途であっても活性炭処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水処理用装置の一構成例を示した説明図である。
【符号の説明】
Ａ　水処理用装置
１　処理槽
３　ドラム軸（回転手段）
４　駆動モーター（回転手段）
１０　活性炭
【図１】
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