(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物を含む有機排ガス、重金属及び鉄分を含有する排水に、空気を攪拌・混合して、この排水中から上記揮発性有機化合物を含む有機排ガスを分離除去する有機排ガス処理装置と、この有機排ガスが分離された排水に還元性鉄化合物として第１鉄化合物を添加して、還元・吸着された上記重金属及び酸化された上記第１鉄化合物により形成されるグリーンラストおよびフェライトを含む澱物を分離することにより、上記排水中から上記重金属を分離除去する重金属処理装置と、この有機排ガス及び重金属が分離除去された排水から上記第１鉄化合物を含む鉄分を分離除去する除鉄装置とが順に接続されてなり、
かつ前記重金属処理装置は、上記有機排ガス処理装置から排出された排水に上記第１鉄化合物とアルカリとを添加した混合液を混合反応させる反応槽と、この反応槽に上記混合液を供給する供給手段と、この反応槽の後段に接続されて、上記混合反応により還元・吸着された上記重金属及び酸化された上記第１鉄化合物により形成される上記澱物を分離して、上記排水中から重金属を分離する分離手段と、この分離手段において分離した上記澱物に、上記供給手段から上記反応槽に供給する上記混合液のｐＨが８．５〜１１となるように上記アルカリを混合して前記供給手段に再供給する戻り手段が設けられていることを特徴とする排水処理システム。
【請求項２】
前記有機排ガス処理装置は、上記排水及び空気を攪拌・混合させることにより、排水から上記有機排ガスを分離させつつ、上記排水及び空気を上昇させて排出する排出管が上部に設けられてなる気液接触装置と、
この気液接触装置の排出管に接続されて、上記分離された有機排ガスを空気と共に排出する有機排ガス排気管、および、排水を排出する排水管が各々配設された気液分離装置とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項３】
前記有機排ガス処理装置は、上記有機排ガス排気管の下流側に有機排ガスを吸着及び／又は分解する手段が設けられていることを特徴する請求項２に記載の排水処理システム。
【請求項４】
前記除鉄装置は、上記分離手段の排出部に接続された上記排水を供給する排水管と空気を供給する空気供給管とが各々上流側に接続され、この排水管に加圧ポンプが介装されてなり、内部に供給された排水及び空気を攪拌・混合して、排出する排出管が下流側に設けられてなる気液接触装置と、
上記排水に含まれる鉄分が付着する濾材層が内部に設けられ、この濾材層の上方に上記気液接触装置の排出管、上記濾材層の下方に排水管が各々接続されてなる除鉄カラムとが設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水から地下水に含まれる揮発性有機化合物等の有機排ガス、セレン等の重金属や鉄分を分離除去するための排水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種工業用製品の製造工程において、洗浄溶剤等として、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，３−ジクロロプロパン、ベンゼン、クロロホルム、トランス−１，２−ジクロロエチレン、１，２ジクロロプロパン、ｐ−ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン等の揮発性有機化合物が使用されている。
ところが、これらの揮発性有機化合物等の有機排ガスは、人体等へ重大な悪影響を及ぼすことから排水中から分離除去する必要があり、土壌環境基準、地下水環境基準等による監視対象になっている。さらに、セレン等の重金属についても、人体に悪影響を及ぼすことから、汚染物質として排出基準が厳しく規制されている。
【０００３】
このため、上記の揮発性有機化合物を含む有機排ガスを分離除去する方法として、例えば、特許文献１に開示するように、有機排ガスを含有する排水に空気を攪拌・混合して、排水から有機排ガスを分離除去する有機排ガス処理装置が提案されている。
【０００４】
ところが、排水中には、この有機排ガス以外に上述の重金属や鉄分が含まれる場合があり、これらを除去する必要がある。
延いては、排水が汚染されている場合には、上述の有機排ガス、重金属又は鉄分を個別に除去するのではなく、これら全てを効率的に除去して、排水を浄化処理するための排水処理システムの出現が望まれている。
【特許文献１】特開２００４−１０５８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため本発明は、一連の操作によって排水から揮発性有機化合物等の有機排ガス、セレン等の重金属や鉄分を効率的に分離除去することが可能となる排水処理システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、揮発性有機化合物を含む有機排ガス、重金属及び鉄分を含有する排水に、空気を攪拌・混合して、この排水中から上記揮発性有機化合物を含む有機排ガスを分離除去する有機排ガス処理装置と、この有機排ガスが分離された排水に還元性鉄化合物として第１鉄化合物を添加して、還元・吸着された上記重金属及び酸化された上記第１鉄化合物により形成されるグリーンラストおよびフェライトを含む澱物を分離することにより、上記排水中から上記重金属を分離除去する重金属処理装置と、この有機排ガス及び重金属が分離除去された排水から上記第１鉄化合物を含む鉄分を分離除去する除鉄装置とが順に接続されてなり、かつ前記重金属処理装置は、上記有機排ガス処理装置から排出された排水に上記第１鉄化合物とアルカリとを添加した混合液を混合反応させる反応槽と、この反応槽に上記混合液を供給する供給手段と、この反応槽の後段に接続されて、上記混合反応により還元・吸着された上記重金属及び酸化された上記第１鉄化合物により形成される上記澱物を分離して、上記排水中から重金属を分離する分離手段と、この分離手段において分離した上記澱物に、上記供給手段から上記反応槽に供給する上記混合液のｐＨが８．５〜１１となるように上記アルカリを混合して前記供給手段に再供給する戻り手段が設けられていることを特徴とする排水処理システムである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排水処理システムにおいて、前記有機排ガス処理装置は、上記排水及び空気を攪拌・混合させることにより、排水から上記有機排ガスを分離させつつ、上記排水及び空気を上昇させて排出する排出管が上部に設けられてなる気液接触装置と、この気液接触装置の排出管に接続されて、上記分離された有機排ガスを空気と共に排出する有機排ガス排気管、および、排水を排出する排水管が各々配設された気液分離装置とが設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排水処理システムにおいて、前記有機排ガス処理装置が、上記有機排ガス排気管の下流側に有機排ガスを吸着及び／又は分解する手段が設けられていることを特徴するものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の排水処理システムにおいて、前記除鉄装置は、上記分離手段の排出部に接続された上記排水を供給する排水管と空気を供給する空気供給管とが各々上流側に接続され、この排水管に加圧ポンプが介装されてなり、内部に供給された排水及び空気を攪拌・混合して、排出する排出管が下流側に設けられてなる気液接触装置と、上記排水に含まれる鉄分が付着する濾材層が内部に設けられ、この濾材層の上方に上記気液接触装置の排出管、上記濾材層の下方に排水管が各々接続されてなる除鉄カラムとが設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
上述の請求項１に記載の発明によれば、揮発性有機化合物を含む有機排ガス、セレン等の重金属や鉄分を含有する排水から、有機排ガス処理装置により有機排ガスを除去し、次いで重金属処理装置により還元性鉄化合物として第１鉄化合物を添加して還元・吸着された上記重金属及び酸化された第１鉄化合物により形成されるグリーンラストおよびフェライトを含む澱物を分離することにより、重金属を除去した後、除鉄装置によって上記第１鉄化合物を含む鉄分を除去するため、一連の操作によって排水中から有機排ガス、重金属及び鉄分を効率的に分離除去することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明によれば、気液接触装置により、排水と空気とを攪拌・混合して、排水中に溶存する揮発性有機化合物等の有機排ガスを、空気とともに排水から効率的に分離しつつ、排水管に排出することができる。そして、気液分離装置によって、排水管から供給された有機排ガスを有機排ガス排気管に、排水を排水管に各々排出することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、上記有機排ガス排気管の下流側に有機排ガスを吸着及び／又は分解する手段が設けられているため、有機排ガス排気管から排出された有機排ガスを除去することができる。
【００１５】
また、請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、供給手段により上記排水管から排出された排水に還元性鉄化合物とアルカリとを添加した混合液を供給して、この混合液を反応槽内において混合反応させ、分離手段により上記混合反応によって還元・吸着された上記重金属と酸化された第１鉄化合物により形成されるグリーンラストおよびフェライトを含む澱物を分離して、上記排水中から重金属を分離・除去することができる。
【００１６】
さらに、分離手段の後段に設けられている戻り手段により、澱物の一部を供給手段に再供給して、圧密性、沈降性の良好な澱物を形成することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、気液接触装置によって、有機排ガス処理装置の気液接触装置と同様、排水と空気とを攪拌・混合して排出管に排出する。さらに、除鉄カラムによって、この排出管から供給された排水中の鉄分を濾材層に付着させて、鉄分を分離除去した排水を排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る排水処理システムの一実施形態を、図１ないし図６を用いて説明する。
【００１９】
本実施形態における排水処理システム１は、図１に示すように、上流側から下流側に向けて順に、揮発性有機化合物等を含む有機排ガスを分離除去する有機排ガス処理装置１と、還元性鉄化合物を添加することにより、排水から重金属を分離除去する重金属処理装置３と、鉄分を分離除去する除鉄装置９とが排水管２を介して接続されて概略構成されている。そして、例えば大型トラック等の移動手段Ｔに載置されて、汚染された排水が存在する地へと搬送されて、排水管２を汚染水０内に配設することにより、汚染水０を浄化するようになっている。
【００２０】
この有機排ガスを分離除去する有機排ガス装置は、図２に示すように、排水管２により汲み上げた排水に空気を攪拌・混合させて、有機排ガスを分離させる気液接触装置１３と、この気液接触装置１３の後段に接続されて、上記分離された有機排ガスと排水とを別々に排出する気液分離装置１４とが設けられている。
【００２１】
この気液接触装置１３は、上下に向けて配設された長尺円筒状のパルスカラムが用いられており、内部に上記排水及び空気の流路に交差するように並列的に配設された複数の目皿１３ａが備えられて、排水と空気とを攪拌・混合させるようになっている。また、下端部には、排水管２ａの供給口と空気供給管１２の供給口とが設けられており、上端部には、接続管１５の排出口が設けられている。
【００２２】
上記気液分離装置１４は、上記接続管１５の供給口が上端部に接続されており、下部に有機排ガスを分離した排水を排出する排水管２ｂ、上部に有機排ガスを排出する排気管１６が各々接続されている。
【００２３】
この排気管１６の下流側は、順次、有機排ガスを吸着する吸着槽１７と、有機排ガスを酸化分解する光触媒が充填された分解槽１８とが設けられており、分解槽１８の下流側の配管１９が空気供給管１２に接続されて、有機排ガスを除去して空気を再供給するようになっている。
【００２４】
次いで、上記重金属処理装置３は、図３に示すように、２槽の直列に接続された反応槽５１、５２と、これらの反応槽５１、５２の前段に設けられ、上記気液分離装置１４に配設された排水管２ｂに接続され、Ｓｅ等の重金属を含む排水とＦｅＳＯ4（第１鉄化合物）との混合液を供給する供給手段Ａと、この供給手段Ａから反応槽５１、５２に供給する混合液に脈動を与えて、反応槽内において移送する送液手段とが備えられている。
【００２５】
ここで本実施形態においては、上記ＦｅＳＯ4を添加するが、本発明における還元性鉄化合物とは、ＦｅＳＯ4やＦｅＣｌ2等の第１鉄化合物の他、重金属に対し還元性を示す鉄化合物を意味する。
よって、例えば、６価セレン（ＳｅＯ42-）を含む排水の場合には、上述の反応槽５１、５２等において、ＦｅＳＯ4の酸化により生成されたグリーンラスト（示性式の一例［Ｆｅ（ＩＩ）6Ｆｅ（ＩＩＩ）4（ＯＨ）12］2+［ＳＯ4ｎＨ2Ｏ］2-）が、６価セレン（ＳｅＯ42-）を４価セレン（ＳｅＯ32-）や金属セレン（Ｓｅ）に還元し、吸着する。さらに、グリーンラストは、緩慢に酸化されてフェライト（Ｆｅ3Ｏ4）となる。このグリーンラストとフェライトとにより生成される混合沈澱に、上記還元されたセレン等が取り込まれて、澱物が形成される。すなわち、酸化された還元性鉄化合物とは、グリーンラストとフェライトとを意味するものである。
【００２６】
そして、上述の本実施形態における排水処理設備は、上記反応槽５１、５２の後段に、上記澱物を分離することにより排水中からＳｅ等の重金属を除去する分離手段Ｂと、この澱物の一部を供給手段Ａに再供給する戻り手段Ｃとがさらに備えられている。
【００２７】
この２槽の反応槽５１、５２は、上下に向けて配設された長尺円筒状のパルスカラムが用いられており、それぞれ長手方向の下端部に供給口５１ａ、５２ａ、上端部に排出口５１ｂ、５２ｂが各々位置している。また、供給口５１ａ、５２ａの近傍に、窒素供給管５１ｃ、５２ｃが接続されている。
【００２８】
また、反応槽５１、５２は、下部側面に加熱器５７が各々設けられており、保温材５５が各々巻かれている。
この加熱器５７としては、電気ヒータ、保温材５５としては、グラスウールが各々好適に用いられるが、これに限定されるものではない。
【００２９】
さらに、前段の反応槽５１の排出口５１ｂと、後段の反応槽５２の供給口５２ａとは、バルブ６３ｂを介装した連結管６３によって接続されている。この連結管６３は、加熱器５７及び保温材５５が配設されており、その下流側においてバルブ５９ｂを介装した接続枝配管５９が配設されている。
そして、後段に設けられた反応槽５２の排出口５２ｂ近傍には、熱電対５８が設けられており、熱電対５８により計測された混合液の温度が２０℃となるように、連結管６３及び反応槽５１、５２に設けられた加熱器５７によって加熱されるようになっている。
【００３０】
一方、反応槽５１、５２の内部には、図４に示すように、中心部の上部から下部に延在する支柱５３及びこの支柱５３によって支持された混合液の流れを乱す目皿５４が、複数枚（図では１１枚）各々配設されている。
【００３１】
この複数枚の目皿５４は、図５に示すように、中心部に支柱５３を介在させる穴５４ｍが設けられた円板であり、混合液の移送方向に対向するように直列的に配設されている。
また、半径２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍの同心円上に、直径５ｍｍの孔５４ｎが各々設けられている。このうち半径２０ｍｍの円上に８個、半径４０ｍｍ及び半径６０ｍｍの円上に１６個の孔５４ｎ各々が設けられており、外側に向けて孔５４ｎの個数が多くなるように設けられている。
【００３２】
これらの反応槽５１、５２は、支柱５３及び目皿５４を含め、材料としてＳＵＳ３０４が用いられている。
【００３３】
前記供給手段Ａは、図３に示すように、Ｓｅ等の重金属を含む排水を一時貯留する排水槽３１と、ＦｅＳＯ4を一時貯留するＦｅＳＯ4貯槽３２と、この排水槽３１からの排水とＦｅＳＯ4貯槽３２からのＦｅＳＯ4とを混合して、混合液にする混合槽３０と、この混合液のｐＨを計測して混合槽３０へのアルカリ添加量を決定するｐＨ調整槽４と、このｐＨ調整槽４内の混合液を反応槽５１へと供給する供給管４５とから概略構成されている。
【００３４】
上記排水槽３１には、ポンプ３３ａ及びバルブ３３ｂを介装した配管３３が接続されており、この配管３３は、一部に保温材５５及び加熱器５７が設けられている。
一方、ＦｅＳＯ4貯槽３２には、ポンプ３５ａを介装した配管３５が接続されており、この配管３５の他端が上記配管３３に接合されている。
【００３５】
上記混合槽３０は、上下に向けて配設されたパルスカラムが用いられており、下端部に供給口３０ａ、上端部に排出口３０ｂが各々位置している。この供給口３０ａには、上記配管３３、供給口３０ａ近傍には、窒素供給管が各々接続されている。
また、混合槽３０は、側面に加熱器５７が設けられ、保温材５５が巻かれている。
【００３６】
排出口３０ｂ近傍には、熱電対５８が設けられており、この熱電対５８により計測される混合液の温度が２０℃となるように、配管３３及び混合槽３０に設けられた加熱器５７によって混合液が加熱されるようになっている。
また、排出口３０ｂには、排水及びＦｅＳＯ4の混合液をｐＨ調整槽４に供給する配管３４が接続されている。
【００３７】
上記ｐＨ調整槽４は、窒素供給管が接続されるとともに、攪拌器４１、水位センサー４２及びｐＨメーター４７が設けられており、密閉されて内部が窒素雰囲気となり、気密性が保たれている。
このｐＨメーター４７によりｐＨ値を測定して、反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値を８．５〜１１に保つべく、後述するように水酸化ナトリウムを混合槽３０に供給するようになっている。
【００３８】
上記供給管４５は、脈動ポンプ４５ａ（送液手段）及びバルブ４５ｂが介装されており、これらの間に加熱器５７が設けられ、反応槽５１の供給口５１ａに接続されている。この加熱器５７は、上述の排出口５２ｂ近傍に設けられた熱電対５８により計測される混合液の温度が２０℃となるように加熱するようになっている。
【００３９】
前記分離手段Ｂは、後段の反応槽５２の排出口５２ｂから排出される澱物を含む混合液を後段の工程へと供給する排出管５６と、この排出管５６に接続され、澱物を含む混合液を一時貯留するバッファー槽６と、このバッファー槽６から澱物を含む混合液を抜き出して、水分と澱物とを分離する遠心分離機７と、この遠心分離機７により分離された水分を貯留する清澄槽８１及び澱物を貯留する澱物貯留槽８２とから概略構成されている。
【００４０】
この排出管５６は、一部に加熱器５７及び保温材５５が設けられており、澱物を含む混合液の温度が１５℃〜２５℃に保たれるようになっている。
【００４１】
バッファー槽６は、攪拌器６１、水位センサー６２及び窒素供給管が設けられており、密閉されて内部が窒素雰囲気になっている。
このバッファー槽６には、ポンプ６７ａを介装した配管６７が接続されており、この配管６７の他端部は、遠心分離機７に接続されている。
【００４２】
この遠心分離機７は、排水中の水分を排出する配水管７１及び水分を分離した澱物を排出する澱物排出管７２が接続されている。
この配水管７１は、切替弁７１ｂを介して清澄槽８１に接続されている。また、切替弁７１ｂの下流側は、磁性体によって形成されており、その外周部には、この磁性体を着磁させる手段として交流電源に接続されたリング状の励磁コイル７１ｃが設けられている。
また、清澄槽８１には、排水管２ｃが接続されており、この排水管２ｃは、澱物を分離除去した排水を後述の除鉄装置９に供給するようになっている。
【００４３】
一方、澱物排出管７２は、澱物貯留槽８２に接続されている。
この澱物貯留槽８２は、攪拌器８３及び窒素供給管が設けられており、密閉されて内部が窒素雰囲気になっている。
【００４４】
前記戻り手段Ｃは、澱物貯留槽８２から澱物を供給するポンプ８４ａを介装した澱物配管８４と、水酸化ナトリウム貯槽４４と、この貯槽４４から水酸化ナトリウムを供給するポンプ４９ａを介装した水酸化ナトリウム供給管４９と、この水酸化ナトリウム供給管４９及び上記澱物配管８４に接続されたミキサー８４ｂと、このミキサー８４ｂにより混合された水酸化ナトリウム及び澱物を、混合槽３０に再供給する返泥管４３とが設けられている。
【００４５】
このミキサー８４ｂは、スタティックミキサーが用いられており、この返泥管４３は、バルブ４３ｂが介装されて、混合槽３０の供給口３０ａ近傍に接続されている。
【００４６】
そして、ポンプ４９ａによって、センサー４８により伝送される上述のｐＨメーター４７が計測したｐＨ値に基づいて、反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値が８．５〜１１に保たれるように水酸化ナトリウムをスタティックミキサー８４ｂに導入して、スタティックミキサー８４ｂによりこの水酸化ナトリウムと澱物とを混合して、返泥管４３により混合槽３０に供給するようになっている。
【００４７】
次いで、上記除鉄装置９は、図６に示すように、上記排水管２ｃが接続され、有機排ガス及び重金属を分離除去した排水と空気とが供給されて、攪拌・混合する気液接触装置９０と、この攪拌・混合した排水と空気とが供給されて、空気を排出する気液分離装置９２と、鉄分が付着する濾材層９４ａを備えた複数の除鉄槽カラム９４と、鉄分を除去した排水を一時貯留する処理水タンク９６とが上流側から順に接続されている。
【００４８】
上記気液接触装置９０は、前記有機排ガス処理装置１の気液接触装置１３と同様に、複数枚の目皿９０ａが配設された長尺円筒状のパルスカラムが用いられており、中央下部に排水管２ｃ及び空気供給管９９９が、中央上部に空気排出管９１が各々接続されている。この排水管２ｃには、ポンプ２０ｃが介装されており、空気供給管９９９にも、ポンプ９９９Ｐが介装されている。
【００４９】
上記気液分離装置９２は、上部に上記空気排出管９１の他端部が接続されており、供給された空気を排出する排出管９２ａが上部に、排水を供給する排水管９３が下部に各々接続されている。この排水管９３は、中流部より下流側が枝分かれしており、それぞれに開閉弁９３ａ、９３ｂが介装されて、下流端が各々上記除鉄槽カラム９４に接続されている。
【００５０】
この除鉄槽カラム９４は、並列的に複数槽（図６中では２槽）設けられており、各々上記排水管９３の下流側に接続されている。また、底部から砂利、小砂利及び濾過砂が順に積層された濾材層９４ａが設けられており、この濾材層９４ａの上方に上記排水管９３の供給口が配設されている。この濾材層９４ａは、接触濾過除鉄法による触媒作用によって排水中の第１鉄イオンと酸素とを反応させて、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）として吸着し、最終的にＦｅＯ3、ＭｎＯ2、ＳｉＯ2等が砂利、小砂利及び濾過砂の表面に付着することが確認されている。従って、排水からＦｅＳＯ4を含む鉄分、マンガン及びシリコンの鉄分等を除去するものである。
【００５１】
他方、除鉄槽カラム９４の下部には、各々排水管９５と逆洗管９７とが接続されており、排水管９５には、バルブ９５ａ、９５ｂが、逆洗管９７には、バルブ９７ａ、９７ｂが各々介装されている。
そして、上記処理水タンク９６には、この排水管９５の下流端と、ポンプ９７ｐを介装した逆洗管９７の上流端と、ポンプ２０ｄを介装した排水管２ｄの上流端とが各々配設されている。この排水管２ｄは、排水から有機排ガス、重金属及び鉄分等を除去した浄化水を外部に排出するようになっている。そして、以上の排水管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにより、排水管２が構成されている。
【００５２】
また、逆洗管９７は、下流端が除鉄槽カラム９４内に設けられており、バルブ９７ａ、９７ｂを開口して、ポンプ９７ｐにより排水を上方に噴出させて、濾材層９４ａが目詰まりを起こさぬよう洗浄するようになっている。この際、排水管９５のバルブ９５ａ、９５ｂは閉口している。
【００５３】
具体的には、一方の除鉄槽カラム９４に配設された開閉弁９３ａ、バルブ９５ａを各々開口して、バルブ９７ａを閉口することにより除鉄槽カラム９４内に排水を供給して、鉄分等を除去し、処理水タンク９６に鉄分等を除去した排水を排出するようになっている。この際、他方の除鉄槽カラム９４は、開閉弁９３ｂ、バルブ９５ｂを各々閉口し、バルブ９７ｂを開口することにより濾材槽９４ａを洗浄するようになっている。また、複数槽の除鉄槽カラム９４は、それぞれ排水からの鉄分等の除去、除鉄槽カラム９４内の洗浄を交互に繰り返すようになっており、少なくとも１槽の除鉄槽カラム９４が排水からの鉄分等の除去を行うようになっている。
【００５４】
さらに、除鉄槽カラム９４の側部には、濾材層９４ａの上方位置に各々配管９８が接続されており、この配管９８は、除鉄槽カラム９４内に所定量以上の排水が供給された場合に、余剰の排水を排出するとともに、上述の濾材層９４ａの洗浄により浮上した目詰まりの原因物質を排出するようになっている。
この洗浄排水槽９９は、ポンプ９００ｐを介装した洗浄排水送水管９００が接続されており、この洗浄排水送水管９００は、上記重金属処理装置３のバッファー槽６に接続されて、濾材層９４ａの目詰まりの原因物質をバッファー槽６に再供給するようになっている。
【００５５】
以下、上述の排水処理システムの作用について説明する。
【００５６】
まず、揮発性有機化合物等の有機排ガス、セレン等の重金属及び鉄分を含む排水が、加圧ポンプ２０ａにより加圧されて、気液接触装置１３に鉛直方向上向きに噴射する。この鉛直上向きに噴射した排水は、空気供給管１２から供給される加圧空気とともに、気液接触装置１３内において混合・攪拌され、接続管１５へ排出される。
【００５７】
すると、排水は、接続管１５から気液分離装置１４に供給されて、溶存する揮発性の高い有機化合物が有機排ガスとして、空気とともに排出可能となる。そして、この有機排ガス及び空気は、排気管１６に排出された後に、吸着槽１７に供給されて有機排ガスが一部活性炭に吸着・除去され、その後、分解槽１８に供給される。すると、有機排ガスは、分解槽１８内の光触媒により酸化分解されて、配管１９を介して空気供給管１２の中流部に供給され、気液接触装置１３に再供給される。このため、新たに空気を供給せずとも無害化された有機排ガス又は循環する空気と排水とを攪拌・混合させることができる。
他方、排水は、上述のように有機ガスが除去されて、排水管２ｂに排出される。
【００５８】
次いで、排水は、排水槽３１を介して配管３３へ供給され、加熱器５７及び保温材５５により１５℃〜２５℃に保たれながら、開口しているバルブ３３ｂを経由して、混合槽３０へ供給される。この際、ＦｅＳＯ4がＦｅＳＯ4貯槽３２からポンプ３５ａにより吸引されて、配管３５を介して配管３３へ供給されて、排水とともに混合槽３０へ供給される。
【００５９】
すると、混合槽３０において、排水及びＦｅＳＯ4に加えて、水酸化ナトリウム及び再供給された澱物が混合されて混合液となる。ここで、熱電対５８により計測された温度に基づき配管３３及び混合槽３０に設けられた加熱器５７が放熱するため、混合液が１５℃〜２５℃に保たれるようになっている。
【００６０】
次に、混合液は、排出口３０ｂから配管３４を介して、ｐＨ調整槽４へと供給される。すると、ｐＨ調整槽４において、攪拌器４１により混合されるとともに、ｐＨメーター４７によりｐＨ値が測定される。そして、計測された混合液のｐＨ値は、センサー４８により、ポンプ４９ａに送信される。このｐＨ値が８．５より低い場合には、水酸化ナトリウム供給量を増加して、ｐＨ値が１１より高い場合には、水酸化ナトリウム供給量を減少させる。
【００６１】
このようにして、ｐＨ調整槽４における混合液のｐＨ値に基づいて、反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値が８．５〜１１に保たれる。
【００６２】
次に、混合液は、脈動ポンプ４５ａにより、開口しているバルブ４５ｂを介して反応槽５１に供給される。このとき、ｐＨ調整槽４の水位が水位センサー４２により計測されているため、水位変動を抑えて反応槽５１に供給される（以上、供給工程）。
【００６３】
反応槽５１内に供給された混合液は、脈動による送液と停止とが繰り返されることにより間歇的に上昇し、脈動の停止により浮遊しつつ、脈動の送液による流れも目皿５４に乱されて、中央から周囲へと拡散されながら穴５４ｍから上昇し、攪拌される。
【００６４】
すると、混合液は、例えば、ＦｅＳＯ4の酸化により生成されたグリーンラストが、混合液中に含まれる６価セレンや６価クロム等のオキシアニオンを、４価セレンあるいは金属セレンや３価クロム等に還元する。他方、グリーンラストは、大気中の酸素と接触面積を調整しながら接触させることによりに、緩慢に酸化されて磁性物質であるフェライト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）となるとともに、上昇して、排出口５１ｂから連結管６３へと供給される。
【００６５】
次いで、混合液は、連結管６３内において前段の反応槽５１内よりも上述の反応が進行するとともに、開口しているバルブ６３ｂを介して、後段の反応槽５２内へ供給される。
なお、反応時間が短くても十分に澱物が形成される場合には、バルブ５９ｂを開口して、混合液をバッファー槽６へ供給する。
【００６６】
次いで、混合液は、前段の反応槽５１と同様にして、反応槽５２内を上昇しながら攪拌される。すると、上述の反応がさらに進行して、グリーンラスト及びフェライトの混合沈澱が形成され、この混合沈澱に上述のオキシアニオンや還元されたオキシアニオンが吸着されて澱物が形成され始める。また、混合液中に含まれるカドニウム、鉛、亜鉛、ニッケル、マンガン等の重金属イオンも、取り込まれて澱物を形成する。
【００６７】
この際、澱物の一部が混合槽３０内において再供給されているため、澱物に含まれるグリーンラストにより、排水中に含まれる重金属が澱物中に取り込まれるとともに、グリーンラストの酸化により、フェライトの割合が増加して、圧密性、沈降性の良好な澱物が形成される。
【００６８】
また、反応槽５１、５２における上述の還元作用の進行や加水分解により、混合液のｐＨ値が低下し、残留溶存鉄が増加する。このため、上述のように予めアルカリ溶液を添加してｐＨ値を８．５〜１１に調整する。
【００６９】
さらにまた、熱電対５８により計測される温度に基づき供給管４５及び反応槽５１、５２に設けられた加熱器５７が放熱するため、混合液が１５℃〜２５℃に保たれ、例えば冬場であっても上述の反応が妨げられない（以上、混合反応工程）。
その後、混合液は、排出口５２ｂからバッファー槽６へと供給される。
【００７０】
次に、混合液は、バッファー槽６において、攪拌器６１により混合されつつ、ポンプ６７ａにより、遠心分離機７へと供給される。このように、バッファー槽６を設けたため、混合液は、脈動ポンプ４５ａによる影響を受けることなく、遠心分離機７に安定して供給される。この際、水位センサー６２により計測されているため、バッファー槽６内の排水が極端に少なくなったり、溢れたりすることはない。
【００７１】
次いで、混合液は、遠心分離機７において、水分と固形分（澱物）とに分離されて、水分が配水管７１へ排出されて、清澄槽８１に一時貯留される。この際、配水管７１は、励磁コイル７１ｃに電流を流して、磁性体に磁性物質である澱物を付着させることにより、混合液中から細かな澱物を取り去るため、排水から重金属がより確実に除去される。
また、配水管７１に付着した澱物は、切替弁７１ｂを閉口して、配水管７１の下端部を他の容器の内部に配設して、励磁コイルの電源を切り、切替弁７１ｂを開口することにより、混合液とともに排出させる。その後、切替弁７１ｂを閉口して、配水管７１の下端部を清澄槽８１内部に配設して、切替弁７１ｂを開口することにより、上述のように水分が清澄槽８１に一時貯留される。
これにより、清澄槽８１に一時貯留された重金属が分離除去された排水は、排水管２ｃから排出されて、除鉄装置９に供給される。
【００７２】
他方、澱物は、澱物排出管７２へ排出されて、澱物貯留槽８２へ貯留される（以上、分離工程）。
この澱物は、一部ポンプ８４ａによりミキサー８４ｂへ供給される。また、センサー４８により送られたｐＨ調整槽４のｐＨ値に基づいて、前段の反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値が８．５〜１１になるように供給量を換算して、ポンプ４９ａが水酸化ナトリウムを、水酸化ナトリウム貯槽４４から水酸化ナトリウム供給管４９を介してミキサー８４ｂに供給する。次いで、この水酸化ナトリウムと上記澱物とがミキサー８４ｂにより混合されて、返泥管４３を介して混合槽３０に再供給される。
【００７３】
この際、澱物を澱物貯留槽８２から混合槽３０に再供給する割合は、澱物及び混合沈澱中の２価鉄イオンと全鉄イオンの比（Ｆｅ2+／全Ｆｅイオン）が０．４〜０．８となるように調整して、澱物中又は混合沈澱中に一部含まれるグリーンラストを酸化させ、フェライトの割合を増加させることによって、圧密性、沈降性の良好な澱物を形成する（以上、戻り工程）。
なお、混合槽３０、ｐＨ調整槽４、反応槽５１、５２、バッファー槽６及び澱物貯留槽８２は、密閉されて、窒素雰囲気下に保たれており、大気中の酸素によりセレン等の重金属の還元が阻害されないようになっているが、上述の（Ｆｅ2+／全Ｆｅイオン）が０．８を超える場合には、大気中の酸素を導入する。
【００７４】
次いで、上記除鉄装置９に供給された排水は、ポンプ２０ｃにより加圧されて、排水管２から気液接触装置９０に鉛直方向上向きに噴射する。この排水は、上記有機排ガス処理装置１の気液接触装置１３と同様に、空気供給管９９９からポンプ９９９ｐにより加圧されて供給された空気と混合・攪拌されて、気液分離装置９２に供給される。そして、排出管９２ａから空気が排出され、排水管９３から除鉄槽カラム９４に供給される。
【００７５】
すると、排水は、濾材層９４ａに浸透して、鉄、マンガン、シリコン等が除去されて、下部に配設された排水管９５から処理水タンク９６に供給されて、一時貯留された後、外部へ排出される。
なお、交互に排水管９３からの排水の供給を停止し、排水管９５から排水を供給することにより除鉄槽カラム９４の濾材層９４ａの目詰まりを防止する。
【００７６】
以上のように、重金属処理装置３における反応槽５１、５２にパラスカラムを用いて、脈動ポンプ４５ａにより脈動を与えて混合液を混合反応させているため、攪拌器を設ける必要がなく、反応槽の形状を任意にすることができるため、設置面積を小さくすることができる。
【００７７】
なお、本発明の排水処理設備は、上述の実施の形態に限られない。例えば、反応槽５１、５２が、上下に連結されても、１槽であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の排水処理システムの一実施形態を示した概念説明図である。
【図２】本発明の排水処理システムに係る有機排ガス処理装置１の一実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の排水処理システムに係る重金属処理装置３の一実施形態の正面模式図である。
【図４】図３の反応槽５１、５２の従断面図である。
【図５】図４の反応槽５１、５２に用いられる目皿５４の平面図である。
【図６】本発明の排水処理システムに係る除鉄装置の一実施形態の説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・有機排ガス処理装置
３・・・重金属処理装置
９・・・除鉄装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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