(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エタノールアミン化合物とアンモニア性窒素（ＮＨ３−Ｎ）を含む窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有する産業原廃水から窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を低減させる廃水処理方法において、
原廃水からアンモニアを脱気する段階と、
脱気されたアンモニアをスクラバーに供給した後、５〜５０ｗｔ％に希釈された硫酸溶液を注入して、５〜４５ｗｔ％に濃縮された硫酸アンモニウムの形で回収した後、回収された硫酸アンモニウムと硫酸とを含む溶液を、イオン交換膜を備えた隔膜式電気反応装置からなる電気化学的転換手段に供給して過硫酸アンモニウムを生産し、生産された過硫酸アンモニウムの供給を受けた反応槽に苛性ソーダを投入して過硫酸ナトリウムを生産する段階と、
生産された過硫酸ナトリウムをアンモニアの脱気された前記原廃水に再導入して窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を除去する化学薬品処理段階と、
を含んでなることを特徴とする、廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項２】
前記過硫酸ナトリウムを生産する段階は、反応過程で発生したアンモニアを脱気手段で脱気した後、濃縮された硫酸アンモニウムの形で回収するか、或いは再度脱気して窒素に転換する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項３】
前記隔膜式電気反応装置は、陽極として、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）及びホウ素ドープダイヤモンドの中から選択された一つ以上を伝導性母体にコーティングして構成した電極を使用し、陰極として、前記陽極用電極の成分、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、グラファイト、鉛（Ｐｂ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の中から選択された一つ以上で構成した電極を使用するが、陽極または陰極面の形態がメッシュ（Ｍｅｓｈ）型または平面（Ｐｌａｔｅ）型である電極を使用することを特徴とする、請求項１に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項４】
前記原廃水からアンモニアを脱気する段階は、流入した原廃水にＮａＯＨ水溶液を投入してｐＨを９〜１３となるように調整した後、脱気手段を用いてアンモニアを脱気する段階であることを特徴とする、請求項１に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項５】
前記アンモニアの脱気された原廃水の化学薬品処理段階の前に、中間処理段階として、ｐＨ調整及び凝集槽を用いて、原廃水に硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤、又は有機凝結剤のうち、少なくともいずれか一つを加えてｐＨを調整した後、凝集剤を注入して原廃水中の有機物及びＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）成分を凝集沈殿及び分離した後、前記上澄み液のみを取って、次の処理段階へと送り出す物理化学的処理段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項６】
前記中間処理段階は、物理化学的処理段階の後、上澄み液として送り出されて来た原廃水を電流密度０．００１〜０．４Ａ／ｃｍ２で印加して１０〜６００分間反応させることにより電気分解処理する電気化学的処理段階をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項７】
前記物理化学的処理段階と前記化学薬品処理段階を経た原廃水を電流密度０．００１〜０．４Ａ／ｃｍ２で印加して１０〜６００分間反応させ、電気分解により生成された硫黄酸化物ラジカルを用いてさらに難分解性汚染物質を除去する電気化学的処理段階を含むことを特徴とする、請求項５に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項８】
前記アンモニアの脱気された原廃水の化学薬品処理段階の前段または後段に、硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤、又は有機凝結剤のうち、少なくともいずれか一つを使用し、ｐＨ調節及び凝集沈殿工程からなる物理化学的処理段階と、
微生物を用いた生物学的処理段階と、
濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階と、
電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階と、
オゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階とのうち、
少なくともいずれか一つの処理段階を含む中間処理段階または後処理段階を含んで構成したことを特徴とする、請求項１に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法。
【請求項９】
エタノールアミン化合物とアンモニア性窒素（ＮＨ３−Ｎ）を含む窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有する産業原廃水から窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を低減させる処理装置において、
原廃水からアンモニアを脱気する脱気手段と、
原廃水から脱気されたアンモニアを、５〜５０ｗｔ％に希釈された硫酸溶液と反応させ、５〜４５ｗｔ％に濃縮された硫酸アンモニウムの形で回収するスクラバー、イオン交換膜を備えた隔膜式電気反応装置から構成され、回収された硫酸アンモニウムを電気化学反応させて過硫酸アンモニウムに転換させる電気化学的転換手段、及び生産された過硫酸アンモニウムと苛性ソーダとを反応させて過硫酸ナトリウムを生産する化学反応槽を含んでなる過硫酸ナトリウム生産手段と、
前記脱気手段によってアンモニアが脱気された原廃水、及び前記過硫酸ナトリウム生産手段によって生産された過硫酸ナトリウムの供給を受け、窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を除去する化学薬品反応手段と、
を含んでなることを特徴とする、廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置。
【請求項１０】
前記過硫酸ナトリウム生産手段は、過硫酸ナトリウムの生産時に発生したアンモニアを脱気する脱気手段をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置。
【請求項１１】
前記電気化学的転換手段は、陽極として、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）及びホウ素ドープダイヤモンドの中から選択された一つ以上を伝導性母体にコーティングして構成した電極を使用し、陰極として、前記陽極用電極の成分、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、グラファイト、鉛（Ｐｂ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の中から選択された一つ以上で構成した電極を使用するが、陽極または陰極面の形態がメッシュ（Ｍｅｓｈ）型または平面（Ｐｌａｔｅ）型である電極を使用する隔膜式電気反応装置であることを特徴とする、請求項１０に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置。
【請求項１２】
前記化学薬品反応手段の前後段に中間処理手段または後段処理手段のうち、少なくともいずれか一つを含んで構成したことを特徴とする、請求項９に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置。
【請求項１３】
前記中間処理手段は、アンモニアの脱気された原廃水を処理するｐＨ調整及び凝集槽と、電気分解槽とが順次構成されたことを特徴とする、請求項１２に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置。
【請求項１４】
前記後段処理手段は、原廃水を電気分解して酸化電位の高い硫黄酸化物ラジカルを生成させる電気分解槽から構成されたことを特徴とする、請求項１２に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置。
【請求項１５】
前記中間処理手段または前記後段処理手段は、
硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤又は有機凝結剤のうち、少なくともいずれか一つを用いて物理化学的処理を担当するｐＨ調整及び凝集槽と、
微生物を用いた生物学的処理段階を行う反応槽と、
濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階を行う濾過槽逆浸透槽と、
電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階を行う電気分解槽と、
オゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階を行う反応槽とのうち、
少なくともいずれか一つの処理手段で構成されたことを特徴とする、請求項１２に記載の廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法及び装置に係り、さらに詳しくは、窒素化合物及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有した産業廃水の処理の際に、廃水を脱気し、発生したアンモニアガスを原料にして自体的に酸化剤を生産した後、これを廃水に再導入して化学薬品処理を行う、資源再利用方式の産業廃水処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業の発達と、それにより必然的に発生する産業廃水の処理に関する問題とは不可分の関係にあり、産業の発達に伴って産業廃水の処理技術も一段と発達している。
【０００３】
しかし、自然環境で上手く分解されず、活性汚泥方法などの生物学的処理過程によっても分解され難い難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質が増加している趨勢であって、それによる環境汚染の問題のために、これを解決しようとする多角的な努力が注がれている。このような難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質としては、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、デカヒドロナフタレン、ベンゼン、クレゾール、キシレン、テトラヒドロナフタレン、テトラヒドロフラン、トルエン、フェノール、エチルフェノール、エチルベンゼン、ピリジンなどの芳香族ベンゼン環化合物や、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ペルクロロエチレン、ペンタクロロフェノールなどのハロゲン化有機化合物などが挙げられるが、繊維の染色工程から発生する廃水や製紙産業から発生する廃水などの様々な産業廃水に多量含有されている。
【０００４】
特に、原子力発電所の場合、復水脱塩設備再生時に発生する高濃度の有機物質と硫酸とを含有したエタノールアミン（ＥＴＡ）廃水を他の系統水と混合して廃水処理施設へ移送し、物理化学的処理方法である凝集反応・沈殿後の濾過工程などを介して処理している。
【０００５】
しかし、復水脱塩設備再生時に発生するエタノールアミン化合物により誘発されるＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）及びＴ−Ｎ（Ｔｏｔａｌ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ）誘発汚染物質は、これまで効果的な処理方案が用意されておらず、今後強化される環境関連法規に能動的に対処できる処理方法に関する技術開発が求められている。
【０００６】
現在、原子力発電所の２次系統水のｐＨ調節剤として使用されている化学薬品は、たとえば、アンモニア、モルホリン及びエタノールアミン（ＥＴＡ）などが挙げられる。しかし、韓国内だけでなく海外の大部分の原子力発電所でｐＨ調節剤としてアンモニアよりもエタノールアミンを多く使用している。エタノールアミンは、高温・高圧条件で少量でも高いｐＨの維持が可能なので、復水脱塩設備（Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｐｌａｎｔ；ＣＰＰ）の負荷を減少させることができ、陽イオン交換樹脂は、アミンモードで高いナトリウム選択度を持つので、蒸気発生器へのナトリウムの流入を最小限に抑えることができるうえ、蒸気発生器などの腐食を最小限に抑えることができるので、現在、アンモニアを代替するｐＨ調節剤としてのエタノールアミンの使用が持続的に増加している。
【０００７】
ところが、前記エタノールアミンの使用は、復水脱塩設備再生時に発生する廃水による放流水のＣＯＤ及びＴ−Ｎを増加させる要因となっている。２次系統を循環する系統水は、復水脱塩設備のイオン交換樹脂を用いて周期的に不純物を除去するために再生を行っている。このとき、エタノールアミンやヒドラジン、系統水内のイオン性物質などの化合物が一緒に排出される。数百〜数千濃度の当該化合物は、窒素化合物と有機物質などを多量含有しており、ＣＯＤまたはＴ−Ｎとして発現する。
【０００８】
従来、上述した難分解性汚染物質を処理してＣＯＤを低減するための方法としては、代表的に、物理化学的処理方法や生物学的処理方法などがある。
【０００９】
まず、物理化学的処理方法のより具体的な例としては、活性炭吸着法、フェントン酸化法、オゾン処理法、光触媒法、ＵＶ照射法などがあり、生物学的処理方法の具体的な例としては、高活性微生物菌株を用いた生物学的処理、２段曝気方式、回分式活性汚泥法、嫌気性濾床などがある。
【００１０】
生物学的処理方法は、自然にやさしいという利点のため、廃水処理に一般的に導入されているが、概ねスラッジを多量に排出し、処理効率が低く、反応時間が長く、広い空間が必要であり、施設費及び生物学製剤の費用が少なくないという問題点があって、ほとんどの産業廃水は生物学的処理過程と物理化学的処理を複合して処理している。
【００１１】
前記難分解性ＣＯＤ物質の処理のために台頭した物理化学的処理方法の一つである前記フェントン酸化法は、１８９４年Ｈ．Ｊ．Ｈ  Ｆｅｎｔｏｎによって発表された有機物の酸化反応であるフェントン反応を利用したものであって、２価鉄イオンと過酸化水素とを反応させて強力な酸化力を持つヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成させることにより汚染物質を酸化処理する効果的な方法として知られている。ところが、フェントン反応に使用される硫酸鉄などは高濃度の硫酸イオンによりフェントン反応を阻害するので、過量の過酸化水素が必要であって経済性に劣るという欠点があり、投入された硫酸鉄により多量のスラッジが発生するという問題点がある。フェントン反応は、酸性条件でのみ有効であり、かつ、ｐＨ条件に非常に敏感なので、ｐＨの精密な管理が必要であるという問題点がある。
【００１２】
前記オゾン処理法は、３つの酸素原子が結合して生成されたオゾンが非常に強力な酸化剤であることを利用して、難分解性物質を酸化させて処理する方法である。このようなオゾンは電気的放電法、光化学反応法などにより製造されるが、大量のオゾンを比較的高い効率で製造する電気的放電法が最も一般に使用されている。ところが、オゾンは、アルカリ性で有利な酸化剤であって、アルカリ性条件で分解されてヒドロキシラジカルが生成されることにより酸化剤として作用するのである。しかし、このようなオゾンが水に容易に溶解されず、フェントン反応と同様にｐＨに敏感であるという欠点がある。また、オゾンは、０．０２ｐｐｍ以下の低濃度でも特有の刺激性の臭いを有し、０．０２ｐｐｍ以上の濃度で長時間露出するときには人体に有害であると知られている。
【００１３】
一方、上述した物理化学的処理方法及び生物学的処理方法以外にも、電気化学的原理を難分解性汚染物質の処理に直接適用して高濃度の廃水を処理する電気化学的処理技術がある。
【００１４】
電気化学的処理技術の基本原理は、電極表面での直接酸化及び水分解などにより生成されるＯＨラジカル及び様々な反応性化学物質を用いた間接酸化原理による。しかし、廃水中の難分解性物質が高濃度であり、電気酸化反応が遅く進行する廃水の処理時には、処理時間が長く、電力消耗量が過剰であって不経済的であるという問題がある。
【００１５】
また、前記電気化学的処理方法の他に、水と無機過酸化物（過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸クロム及び硫酸ジヒドラジンなど）からなる化学薬品による処理方法があるが、これは難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を効率よく低減することができる技術ではあるが、ほとんど輸入に依存するだけでなく、高価な薬品を使用することにより、経済性を確保するのが難しいという欠点を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０６８７０９５号公報（２００７．０２．２０．）
【特許文献２】韓国登録特許第１０−１０５４３７５号公報（２０１１．０７．２８．）
【特許文献３】韓国登録特許第１０−０６７０６２９号公報（２００７．０１．１１．）
【特許文献４】韓国登録特許第１０−０４８１７３０号公報（２００５．０３．２９．）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、窒素化合物及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有した産業廃水の処理の際に、廃水を脱気し、発生したアンモニアガスを原料として用いて自体的に酸化剤を生産して廃水に再導入することにより、高価な酸化剤を購入することなく経済的に廃水を処理する、資源再利用方式の産業廃水処理方法及び装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、前記自体的に酸化剤の生産による廃水処理の際に他の廃水処理方法と複合的に多重処理して処理効率を高めた、資源再利用方式の産業廃水処理方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために、従来の欠点を除去するための課題を実行する本発明の一実施様態によれは、エタノールアミン化合物とアンモニア性窒素（ＮＨ３−Ｎ）を含む窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有する産業原廃水から窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を低減させる廃水処理方法において、
原廃水からアンモニアを脱気する段階と、
脱気されたアンモニアをスクラバーに供給した後、５〜５０ｗｔ％に希釈された硫酸溶液を注入して、５〜４５ｗｔ％に濃縮された硫酸アンモニウムの形で回収した後、回収された硫酸アンモニウムと硫酸とを含む溶液を、イオン交換膜を備えた隔膜式電気反応装置からなる電気化学的転換手段に供給して過硫酸アンモニウムを生産し、生産された過硫酸アンモニウムの供給を受けた反応槽に苛性ソーダを投入して過硫酸ナトリウムを生産する段階と、
生産された過硫酸ナトリウムをアンモニアの脱気された前記原廃水に再導入して窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を除去する化学薬品処理段階とを含んでなることを特徴とする、廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理方法を提供する。
【００２０】
好適な実施様態において、前記過硫酸ナトリウムを生産する段階は、反応過程で発生したアンモニアを脱気手段で脱気した後、濃縮された硫酸アンモニウムの形で回収するか、或いは再度脱気して窒素に転換する段階を含むことができる。
【００２１】
好適な実施様態において、前記隔膜式電気反応装置は、陽極として、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）及びホウ素ドープダイヤモンドの中から選択された一つ以上を伝導性母体にコーティングして構成した電極を使用し、陰極として、前記陽極用電極の成分、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、グラファイト、鉛（Ｐｂ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の中から選択された一つ以上で構成した電極を使用するが、陽極または陰極面の形態がメッシュ（Ｍｅｓｈ）型または平面（Ｐｌａｔｅ）型である電極を使用することができる。
【００２２】
好適な実施様態において、前記原廃水からアンモニアを脱気する段階は、流入した原廃水にＮａＯＨ水溶液を投入してｐＨを９〜１３となるように調整した後、脱気手段を用いてアンモニアを脱気する段階でありうる。
【００２３】
好適な実施様態において、前記アンモニアの脱気された原廃水の化学薬品処理段階の前に、中間処理段階として、ｐＨ調整及び凝集槽を用いて、原廃水に硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤、又は有機凝結剤のうち、少なくともいずれか一つを加えてｐＨを調整した後、凝集剤を注入して原廃水中の有機物及びＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）成分を凝集沈殿及び分離した後、前記上澄み液のみを取って排出する物理化学的処理段階をさらに含むことができる。
【００２４】
好適な実施様態において、前記中間処理段階は、物理化学的処理段階の後、上澄み液として排出された原廃水を電流密度０．００１〜０．４Ａ／ｃｍ２で印加して１０〜６００分間反応させることにより電気分解処理する電気化学的処理段階をさらに含むことができる。
【００２５】
好適な実施様態において、前記物理化学的処理段階と前記化学薬品処理段階を経た原廃水を電流密度０．００１〜０．４Ａ／ｃｍ２で印加して１０〜６００分間反応させ、電気分解により生成された硫黄酸化物ラジカルを用いてさらに難分解性汚染物質を除去する電気化学的処理段階を含むことができる。
【００２６】
好適な実施様態において、前記アンモニアの脱気された原廃水の化学薬品処理段階の前段または後段に、硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤、又は有機凝結剤のうち、少なくともいずれか一つを使用し、ｐＨ調節及び凝集沈殿工程からなる物理化学的処理段階と、微生物を用いた生物学的処理段階と、濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階と、電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階と、オゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階とのうち、少なくともいずれか一つの処理段階を含む中間処理段階または後処理段階を含んで構成できる。
【００２７】
本発明の他の実施様態によれば、エタノールアミン化合物とアンモニア性窒素（ＮＨ３−Ｎ）を含む窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有する産業原廃水から窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を低減させる処理装置において、
原廃水からアンモニアを脱気する脱気手段と、
原廃水から脱気されたアンモニアを、５〜５０ｗｔ％に希釈された硫酸溶液と反応させ、５〜４５ｗｔ％に濃縮された硫酸アンモニウムの形で回収するスクラバー、イオン交換膜を備えた隔膜式電気反応装置から構成され、回収された硫酸アンモニウムを電気化学反応させて過硫酸アンモニウムに転換させる電気化学的転換手段、及び生産された過硫酸アンモニウムと苛性ソーダとを反応させて過硫酸ナトリウムを生産する化学反応槽を含んでなる過硫酸ナトリウム生産手段と、
前記脱気手段によってアンモニアが脱気された原廃水、及び前記過硫酸ナトリウム生産手段によって生産された過硫酸ナトリウムの供給を受け、窒素性汚染物質（Ｔ−Ｎ）及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を除去する化学薬品反応手段とを含んでなることを特徴とする、廃水を用いて生産された酸化剤を使用する資源再利用方式産業廃水処理装置を提供する。
【００２８】
好適な実施様態において、前記過硫酸ナトリウム生産手段は、過硫酸ナトリウムの生産時に発生したアンモニアを脱気する脱気手段をさらに含むことができる。
【００２９】
好適な実施様態において、前記電気化学的転換手段は、陽極として、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）及びホウ素ドープダイヤモンドの中から選択された一つ以上を伝導性母体にコーティングして構成した電極を使用し、陰極として、前記陽極用電極の成分、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、グラファイト、鉛（Ｐｂ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の中から選択された一つ以上で構成した電極を使用するが、陽極または陰極面の形態がメッシュ（Ｍｅｓｈ）型または平面（Ｐｌａｔｅ）型である電極を使用する隔膜式電気反応装置でありうる。
【００３０】
好適な実施様態において、前記化学薬品反応手段の前後段に中間処理手段または後段処理手段のうち、少なくともいずれか一つを含んで構成できる。
【００３１】
好適な実施様態において、前記中間処理手段は、アンモニアの脱気された原廃水を処理するｐＨ調整及び凝集槽と、電気分解槽とが順次構成できる。
【００３２】
好適な実施様態において、前記後段処理手段は、原廃水を電気分解して酸化電位の高い硫黄酸化物ラジカルを生成させる電気分解槽から構成できる。
【００３３】
好適な実施様態において、前記中間処理手段または前記後段処理手段は、硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤、又は有機凝結剤の少なくともいずれか一つを用いて物理化学的処理を担当するｐＨ調整及び凝集槽と、微生物を用いた生物学的処理段階を行う反応槽と、濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階を行う濾過槽逆浸透槽と、電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階を行う電気分解槽と、オゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階を行う反応槽とのうち、少なくともいずれか一つの処理手段で構成できる。
【発明の効果】
【００３４】
上述したような特徴を持つ本発明は、窒素化合物と難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有した産業廃水の処理の際に、廃水を脱気し、発生したアンモニアガスを原料として用いて過酸化ナトリウムなどの酸化剤を自体的に生産し、これをアンモニアの脱気された原廃水に再導入することにより、高価な酸化剤を購入して投入することなく、経済的にエタノールアミン化合物、ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）及びＴ−Ｎ（Ｔｏｔａｌ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ）誘発汚染物質などを含む難分解性廃水を処理することができるという利点と、
廃水中のアンモニア性窒素を用いて酸化剤を生産するので、資源リサイクルの面でも非常に有用であり、海外からの輸入に依存する過硫酸アンモニウムを低価の生産費でもって国内で生産する技術を提供するため、経済的にも大きな利得になるという利点と、
自体的に生産された酸化剤を用いた廃水処理と共に、物理化学的処理または電気化学的処理を複合的に使用して、エタノールアミン化合物、ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）及びＴ−Ｎ（Ｔｏｔａｌ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ）誘発汚染物質などを含む難分解性廃水を処理することにより、高効率の廃水処理が可能であるという利点とを持つ有用な発明であって、産業上の利用が大きく期待される発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る廃水から自体的に酸化剤を生産して廃水処理に使用する産業廃水処理方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施様態に係る酸化剤を生産する段階を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る廃水から自体的に酸化剤を生産して使用する産業廃水処理装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の一実施様態に係る酸化剤生産手段を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例１に係る産業廃水処理装置を示す構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係る産業廃水処理装置を示す構成図である。
【図７】比較実施例１に係る産業廃水処理装置を示す構成図である。
【図８】比較実施例２に係る産業廃水処理装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施様態の構成及びその作用を添付図面に基づいて詳細に説明する。また、本発明を説明するにあたり、関連する公知の機能或いは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を無駄に曖昧にするおそれがあると判断された場合、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
図１は本発明に係る廃水から自体的に酸化剤を生産して廃水処理に使用する産業廃水処理方法を示すフローチャート、図２は本発明の一実施様態に係る酸化剤を生産する段階を示すフローチャート、図３は本発明に係る廃水から自体的に酸化剤を生産して使用する産業廃水処理装置を示す概略構成図、図４は本発明の一実施態様に係る酸化剤生産手段を示す構成図、図５は本発明の実施例１に係る産業廃水処理装置を示す構成図、図６は本発明の実施例２に係る産業廃水処理装置を示す構成図である。
【００３８】
図１〜図６を参照すると、本発明の産業廃水処理方法は、大きく、窒素化合物及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有した原廃水からアンモニアを脱気する段階（Ｓ１０）と、脱気されたアンモニアに硫酸を投入した後、電気分解し、苛性ソーダを投入して酸化剤を生産する段階（Ｓ２０）と、生産された酸化剤をアンモニアの脱気された前記原廃水に投入して窒素化合物及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を除去する化学薬品処理段階（Ｓ３０）とを含んでなる。
【００３９】
また、本発明は、前記段階を行うための手段として、産業現場で発生した原廃水を、供給手段を介して受け取り、該原廃水からアンモニアを脱気する脱気手段１と、脱気されたアンモニアを原料として用いて酸化剤を生産する酸化剤生産手段２と、前記脱気手段１によってアンモニアが脱気された原廃水、及び前記酸化剤生産手段２によって生産された酸化剤、すなわち過硫酸ナトリウムの供給を受け、窒素化合物及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を除去する化学薬品反応手段３とを含む手段が備えられる。
【００４０】
本発明で処理する原廃水、つまり、窒素化合物及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質は、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、デカヒドロナフタレン、ベンゼン、クレゾール、キシレン、テトラヒドロナフタレン、テトラヒドロフラン、トルエン、フェノール、エチルフェノール、エチルベンゼン、ピリジンなどの芳香族ベンゼン環化合物や、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ペルクロロエチレン、ペンタクロロフェノールなどのハロゲン化有機化合物などが挙げられるが、繊維の染色工程から発生する廃水や製紙産業から発生する廃水だけでなく、発電所、原子力発電所などの２次系統から発生する廃水、復水脱塩設備の水処理系統から発生するエタノールアミン（Ｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ、ＥＴＡ）系廃水などの難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質を含有した原廃水として、ＣＯＤＭｎ１０００〜５０００ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ含量１０００〜５０００ｍｇ／Ｌ、ＮＨ３−Ｎ１０００〜５０００ｍｇ／Ｌを含んでいる産業廃水である。
【００４１】
前記原廃水からアンモニアを脱気する段階（Ｓ１０）は、その前に原廃水中に含まれている異物を除去するか、或いは異物を凝集させて除去する前処理段階（Ｓ４０）を含むことができる。このような前処理段階は、一つ以上の化学薬品処理段階、生物学的処理段階、物理化学的処理段階、及び電気化学的処理段階のいずれかでありうる。このような方法に制限されない他の処理段階をアンモニア脱気段階の前の原廃水に導入して事前に原廃水を処理することによりＣＯＤ低減効率を高めることができるように構成することができる。
【００４２】
前記化学薬品処理段階は、後述の化学薬品処理段階で使用する過硫酸ナトリウムを生産する段階とは異なる一般な前処理段階の化学薬品処理段階である。
【００４３】
このような前処理段階で使用される前処理手段としては、スクリーン、フィルターなどの物理的手段、凝結剤、凝集剤、消泡剤、酸化剤などの化学薬品による手段、微生物による手段など、方法に限定されない前処理手段４を含む手段によって行われ得る。
【００４４】
また、前記原廃水からアンモニアを脱気する段階（Ｓ１０）を経てアンモニアが脱気された原廃水は、中間処理段階（Ｓ５０）として、物理化学的処理段階（Ｓ５０１）を化学薬品処理段階（Ｓ３０）の前に有することができる。
【００４５】
このような物理化学的処理段階（Ｓ５０１）に使用される手段としては、ｐＨ調整及び凝集槽５１が使用できるが、このような手段を介して、アンモニアが脱気された原廃水に凝結剤としてのポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）溶液を加えてｐＨ３〜９に調整し、アニオン系凝集剤、カチオン系凝集剤、両性凝集剤、ノニオン系凝集剤の中から選択された少なくとも一つ以上を注入して原廃水中の有機物及びＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）成分を凝集沈殿及び分離した後、上澄み液のみを取って排出する。
【００４６】
前記凝結剤は、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や硫酸バンドなどの硫酸アルミニウム系凝結剤、または硫酸第一鉄、硫酸第二鉄を含む硫酸鉄系凝結剤、または通常の無機凝結剤、または通常の有機凝結剤を使用することができる。
【００４７】
また、前記化学薬品処理段階（Ｓ３０）は、追加の中間処理段階（Ｓ５０）として、物理化学的処理段階（Ｓ５０１）を経た原廃水を電気分解して処理する電気化学的処理段階（Ｓ５０２）を直前段階に有することができる。
【００４８】
電気化学的処理段階（Ｓ５０２）に使用される手段としては電気分解槽５２が使用できる。電気分解槽に使用される電気分解用電極は、陽極として、チタン（Ｔｉ）母体にイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、又はスズ（Ｓｎ）のうち、少なくともいずれか一つを主成分とするコーティング処理を施した電極を使用し、陰極としてチタン（Ｔｉ）電極を使用することができ、電気分解時に印加される電流密度は０．００１〜０．４Ａ／ｃｍ２とし、反応時間は１０〜６００分とする。
【００４９】
前記段階は、上澄み液原廃水中の窒素性物質（Ｔ−Ｎ）低分解除去を主とし、一部のＣＯＤも低減する段階である。
【００５０】
前記電流密度区間数値と反応時間は一般的な電気化学処理における最小／最大区間である。
【００５１】
前記電極間隔は、水質及び状況に応じて異ならせることができ、約４〜１００ｍｍであれば十分である。
【００５２】
また、本発明は、前述した実施様態の手順による中間処理段階（Ｓ５０）にのみ限定されるものではなく、硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤又は無機凝結剤の少なくともいずれか一つを使用し、ｐＨ調節及び凝集沈殿工程からなる物理化学的処理段階と、微生物を用いた生物学的処理段階と、濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階と、電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階と、オゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階とのうち、少なくともいずれか一つの処理段階を含んで構成することもできる。
【００５３】
上述したような中間処理段階（Ｓ５０）を行う中間処理手段５は、硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤及び有機凝結剤の少なくともいずれか一つを用いて物理化学的処理を担当するｐＨ調整及び凝集槽５１と、微生物を用いた生物学的処理段階を行う反応槽と、濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階を行う濾過槽逆浸透槽と、電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階を行う電気分解槽と、又はオゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階を行う反応槽とのうち、少なくともいずれか一つの処理手段で構成される。
【００５４】
また、本発明は、後処理段階（Ｓ６０）として、物理化学的処理段階（Ｓ５０２）と前記化学薬品処理段階（Ｓ３０）を経た廃水を電気分解によって硫黄酸化物ラジカルを用いてさらに難分解性汚染物質を除去する電気化学的処理段階（Ｓ６０１）を有することができる。この段階は、過硫酸ナトリウムの投入によって化学薬品処理された廃水を再び電気分解手段に供給して電気分解することにより酸化電位の高い硫黄酸化物ラジカルを生成させ、さらに難分解性汚染物質を除去する段階である。
【００５５】
電気化学的処理段階（Ｓ６０１）に使用される手段としては電気分解槽６１が使用できる。電気分解槽に使用される電気分解用電極は、陽極として、チタン（Ｔｉ）母体にイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）又はスズ（Ｓｎ）のうち、少なくともいずれか一つを主成分とするコーティング処理を施した電極を使用し、陰極としてチタン（Ｔｉ）電極を使用することができる。電気分解の条件は、廃水の電気伝導度及び汚染物質の濃度に応じて印加される電流密度を０．００１〜０．４Ａ／ｃｍ２とし、反応時間を１０〜６００分とすることである。
【００５６】
また、本発明は、前述した実施様態に係る後処理段階にのみ限定されるものではなく、硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤及び有機凝結剤の中から選択された少なくともいずれか一つの凝結剤を使用し、ｐＨ調節及び凝集沈殿工程からなる物理化学的処理段階と、微生物を用いた生物学的処理段階と、濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階と、電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階と、オゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階とのうち、少なくともいずれか一つの処理段階を含んで構成することもできる。
【００５７】
上述したような後処理段階を行う後処理手段６は、硫酸アルミニウム系凝結剤、硫酸鉄系凝結剤、無機凝結剤及び有機凝結剤の中から選択された少なくともいずれか一つの凝結剤を用いて物理化学的処理を担当するｐＨ調整及び凝集槽と、微生物を用いた生物学的処理段階を行う反応槽と、濾過、逆浸透（ＲＯ）による物理学的処理段階を行う濾過槽逆浸透槽と、電気分解、電気凝集、電気析出による電気化学的処理段階を行う電気分解槽と、オゾン（Ｏ３）、逆電気浸透、紫外線照射（ＵＶ）、超音波による高度処理段階を行う反応槽とのうち、少なくともいずれか一つの処理手段で構成される。
【００５８】
前述したような本発明に係る処理段階をすべて経ると、最初に流入した原廃水中に含まれている窒素化合物及び難分解性ＣＯＤ誘発汚染物質がほとんど除去されるので、放流水の水質基準以下に処理された処理水は放流するか、或いは産業現場に投入して再利用できる。
【００５９】
以下、前記各段階をより詳細に説明する。
【００６０】
前記アンモニアを脱気する段階（Ｓ１０）は、水中ポンプ、遠心ポンプまたは自然流下手段を含む手段を介して流入した原廃水を、脱気手段１を用いて、原廃水中に含有されているアンモニア性窒素からアンモニアガスを脱気する。
【００６１】
脱気手段として、液噴霧型装置、散気管型脱気装置、及び加熱または低温脱気装置のうち、少なくともいずれか一つを用いて、ｐＨ上昇による方法、温度上昇方法、またはこれらを複合して処理する方法を用いて脱気すればよい。もちろん、この他にも、脱気可能な手段を用いて脱気することができる方法があれば、前記例示に限定されずに使用できる。
【００６２】
前記脱気手段１を用いて、脱気時に流入した原廃水にＮａＯＨ水溶液などを用いてｐＨを９以上、好ましくは１０〜１１となるように調整した後で脱気する。このような条件のとき、水中に溶解されているアンモニアガスがほとんど気化する。
【００６３】
前記脱気されたアンモニアに硫酸を投入した後、電気分解し、苛性ソーダを投入して酸化剤を生産する段階（Ｓ２０）は、具体的には次の段階を行う。
【００６４】
まず、脱気されたアンモニアをスクラバー２１に供給した後、硫酸を投入し、濃縮された硫酸アンモニウムの形で回収する段階（Ｓ２０１）を有する。この段階は、スクラバー２１に、５〜５０ｗｔ％、好ましくは３０〜４０ｗｔ％に希釈された硫酸溶液を注入して、最終的には５〜４５ｗｔ％、好ましくは２０〜４０ｗｔ％に濃縮された硫酸アンモニウムを回収する。
【００６５】
その後、回収された硫酸アンモニウムと硫酸とを含む溶液を電気化学的転換手段２２に供給して高純度の過硫酸アンモニウムを生産する段階（Ｓ２０２）を有する。
【００６６】
この段階では、硫酸アンモニウム、硫酸などが、電気化学的転換手段２２の一例である隔膜式電気分解装置を介して、電気分解及びイオン交換膜によって過硫酸アンモニウムの形に転換される。
【００６７】
つまり、電気化学的転換手段２２を用いた電気化学反応において、電極は、陽極として、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、ホウ素ドープダイヤモンド（Ｂｏｒｏｎ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｉａｍｏｎｄ；ＢＤＤ）などを一つ以上混合して伝導性母体にコーティングしたものを使用し、陰極として、前記陽極用電極の成分、ニッケル（Ｎｉ）、グラファイト、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などを単一または一つ以上混合した電極を使用することができるが、電極面の形態はメッシュ（Ｍｅｓｈ）型または平面（Ｐｌａｔｅ）型である。電極の間隔は、３〜１００ｍｍ以内で設定可能であるが、印加される電圧を考慮して５〜５００ｍｍとすることが好ましい。電気分解用電極に印加される電流は電流密度が０．００１〜１．０Ａ／ｃｍ２、好ましくは０．２〜０．６Ａ／ｃｍ２となるようにして、電気化学的反応による過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）の生産を達成することができる。
【００６８】
一方、上記で生産された過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）は、減圧法、低温化法、または混合された方法によって分離精製することができるが、本発明の目的とは合致しないため、本発明では適切に濃縮された液状の過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）を後段の過硫酸ナトリウムの製造に使用する。
【００６９】
その後、生産された過硫酸アンモニウムに過硫酸アンモニウムの当量に応じて苛性ソーダを投入し、後段の化学薬品処理段階（Ｓ３０）で使用される酸化剤である過硫酸ナトリウムに転換させ、反応過程で発生したアンモニアは脱気手段を用いて脱気する過硫酸ナトリウム生産段階（Ｓ２０３）を経る。
【００７０】
濃縮過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）を、高濃度のＣＯＤ誘発汚染物質含有廃水の処理に使用するために過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）へ転換するときに使用される苛性ソーダ（ＮａＯＨ）は、希釈されたＮａＯＨやＮａＯＨ粉末をそのまま注入する。
【００７１】
このとき、過硫酸アンモニウムに苛性ソーダを投入して過硫酸ナトリウムを製造する過程で発生したアンモニアは、脱気の後、前記スクラバーを用いて濃縮する段階に再循環させるか、或いは排出の後に再度脱気して窒素ガスに転換させる段階を有する。
【００７２】
前記酸化剤を生産する段階（Ｓ２０）を行う本発明に係る過硫酸ナトリウム生産手段２は、原廃水から脱気されたアンモニアの供給を受け、供給された硫酸と反応させ、濃縮された硫酸アンモニウム（Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｓｕｌｆａｔｅ；ＡＳ）の形で回収するスクラバー２１と、
回収された硫酸アンモニウムの供給を受け、電気化学反応によって過硫酸アンモニウム（Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ；ＡＰＳ）に転換させる電気化学的転換手段２２と、
生産された過硫酸アンモニウムと苛性ソーダとを反応させて過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ  Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ；ＳＰＳ）を生産する化学反応槽２３と、
過硫酸ナトリウムの生産時に発生したアンモニアを脱気する脱気手段２４とを含んでなる。
【００７３】
前記化学薬品処理段階（Ｓ３０）は、反応槽である化学薬品反応手段３に流入した原廃水に前記酸化剤を生産する段階（Ｓ２０）を介して自体的に生産された酸化剤、すなわち過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）を反応させて処理する段階である。
【００７４】
前記酸化剤を生産する段階（Ｓ２０）を経て生産された過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）または過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）溶液は、アンモニアが脱気された原廃水に除去対象汚染物質の濃度に応じて直接導入して処理すればよい。
【００７５】
本発明は、前記各段階を行う手段間の物理的離隔距離または中間生産物質の濃度や性状によって制限されない。
【００７６】
以下、本発明の好適な実施例及びこれに対比される比較実施例を説明する。
【００７７】
（実施例１）
実施例１で使用された廃水処理手段は図５に示されているが、実施例１に使用される原廃水は、発電所、原子力発電所などの２次系統から発生する廃水、好ましくは復水脱塩設備の水処理系統から発生するエチレンアミン（Ｅｔｈｙｌｅｎｅａｍｉｅ、ＥＴＡ）系廃水を模倣したもので、ＣＯＤＭｎ４，０００ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ４，１４７ｍｇ／Ｌ、ＮＨ３−Ｎ１，９８０ｍｇ／Ｌとなるように調製して使用した。
【００７８】
前記原廃水は、４５ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液を用いてｐＨを１０．５に調整した後、散気管型脱気装置で６０℃に加熱して１８０分間アンモニアを脱気した。
【００７９】
その後、アンモニアの脱気された原廃水は、ｐＨ調整及び凝集槽５１を用いて、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）溶液を２ｍＬ／Ｌで加えてｐＨを調整し、０．２ｗｔ％の濃度に希釈されたアニオン系凝集剤を１ｍＬ／Ｌで注入して原廃水中の有機物及びＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）成分を凝集沈殿及び分離した後、上澄み液のみを取って後段で原廃水として使用するように物理化学的処理段階を行った。
【００８０】
その後、上記で取られた上澄み液原廃水は、電気分解槽５２を用いた電気分解処理を導入した。このとき、電気分解用電極は、陽極として、チタン（Ｔｉ）母体にイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）成分を全て使用してコーティング処理した電極を使用し、陰極としてチタン（Ｔｉ）電極を使用した。ここで、電流密度を０．０２５Ａ／ｃｍ２となるようにして２００分間反応させた後、処理効率を観察した。
【００８１】
一方、前記原廃水から脱気されたアンモニアガスは、小型実験用スクラバー２１を用いて、希釈された硫酸溶液を注入して硫酸アンモニウムの形で回収した。回収された硫酸アンモニウムは、その濃度が２５ｗｔ％となるように濃縮した後、電気化学的転換手段２２である隔膜式電気反応装置を用いて電気化学反応によって過硫酸アンモニウムに転換した。このとき、電気分解用電極として、陽極はメッシュ型白金（Ｐｔ）、陰極は平面ニッケル（Ｎｉ）電極を使用し、電極間隔は５ｍｍに調整し、電極に印加される電流は電流密度が０．３Ａ／ｃｍ２となるようにして３００分間反応させ、転換率４０％の収率で過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）溶液を得ることができた。
【００８２】
次に、化学反応槽２３で過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）溶液に４５ｗｔ％苛性ソーダ（ＮａＯＨ）溶液を１：２の当量で加えて過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）を容易に得ることができた。生産された過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）は、試験分析を経て含有濃度を確認した後、過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）を、化学薬品反応手段としての反応槽に貯留された原廃水に供給して化学薬品処理を行った。
【００８３】
その結果、表１に示すように、ＣＯＤＭｎ９７％低減、Ｔ−Ｎ９８％低減、ＮＨ３−Ｎ１００％低減を達成することができた。
【００８４】
【表１】
0006355818.tif 000002
【００８５】
（実施例２）
実施例２で使用された廃水処理手段は図６に示されているが、実施例２で使用された廃水は実施例１で使用された原廃水と同じものであった。
【００８６】
前記原廃水は、４５ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液を用いてｐＨを１０．５となるように調整した後、散気管型脱気装置で６０℃に加熱して１８０分間アンモニアを脱気した。
【００８７】
その後、アンモニアの脱気された原廃水は、ｐＨ調整及び凝集槽５１を用いて、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）溶液を２ｍＬ／Ｌで加えてｐＨを調整し、０．２ｗｔ％の濃度に希釈されたアニオン系凝集剤を１ｍＬ／Ｌで注入して原廃水中の有機物及びＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）成分を凝集沈殿及び分離した後、上澄み液のみを取って後段で原廃水として使用するように、物理化学的処理段階を行った。
【００８８】
一方、前記原廃水から脱気されたアンモニアガスは、小型実験用スクラバー２１を用いて、希釈された硫酸溶液を注入して硫酸アンモニウムの形で回収した。回収された硫酸アンモニウムは、その濃度が２５ｗｔ％重量部となるように濃縮した後、隔膜式電気反応装置を用いて電気化学反応によって過硫酸アンモニウムに転換した。このとき、電気分解用電極として、陽極はメッシュ型白金（Ｐｔ）、陰極は平面型ニッケル（Ｎｉ）電極を使用し、電極間隔は５ｍｍに調整し、電極に印加される電流は電流密度が０．３Ａ／ｃｍ２となるようにして３００分間反応させることにより、転換率４０％の収率で過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）溶液を得ることができた。
【００８９】
化学反応槽で過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）溶液に４５ｗｔ％苛性ソーダ（ＮａＯＨ）溶液を１：２の当量で加えて過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）を容易に得ることができた。過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）は、試験分析を経て含有濃度を確認した後、過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）を化学薬品反応手段としての反応槽に供給して、前記ｐＨ調節及び異物凝集除去段階を経た上澄み液からなる原廃水と反応させる化学薬品処理を行った。
【００９０】
その後、化学薬品処理済みの原廃水に再び電気分解処理を実施した。電気分解用電極として、陽極はチタン（Ｔｉ）母体にイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）を主成分とするコーティング処理を施した電極を使用し、陰極はチタン（Ｔｉ）電極を使用し、電流密度を０．０２５Ａ／ｃｍ２となるようにして２００分間反応させた後、処理効率を観察した
その結果、表２に示すように、ＣＯＤＭｎ９２％低減、Ｔ−Ｎ７９％低減、ＮＨ３−Ｎ９９％低減を達成することができた。本実施例２は、実施例１と比較して、Ｔ−Ｎの処理を除いた汚染物質の処理では有意な範囲内で処理効率が低かったが、Ｔ−Ｎの処理では不十分であることが確認された。
【００９１】
【表２】
0006355818.tif 000003
【００９２】
（比較実施例１）
比較実施例１で使用された廃水処理手段は図７に示されているが、比較実施例１で使用された廃水は実施例１及び２で使用された原廃水と同じものであった。
【００９３】
前記原廃水は、４５％ＮａＯＨ水溶液を用いてｐＨを１０．５に調整した後、散気管型脱気装置を導入し、６０℃で加熱して１８０分間アンモニアを脱気した。
【００９４】
その後、アンモニアの脱気された原廃水は、ｐＨ調整及び凝集槽５１を用いて、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）溶液を２ｍＬ／Ｌで加えてｐＨを調整し、０．２ｗｔ％の濃度に希釈されたアニオン系凝集剤を１ｍＬ／Ｌで注入して原廃水中の有機物及びＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）成分を凝集沈殿及び分離した後、上澄み液のみを取って後段で原廃水として使用するように物理化学的処理段階を行った。
【００９５】
次いで、上記で取られた上澄み液原廃水は、電気分解槽による電気分解処理を導入した。このとき、電気分解用電極として、陽極はチタン（Ｔｉ）母体にイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）を主成分とするコーティング処理を施した電極を使用し、陰極はチタン（Ｔｉ）電極を使用し、電流密度を０．０２５Ａ／ｃｍ２となるようにし、２００分間電気分解処理した後、処理効率を観察した。
【００９６】
その結果、表３に示すように、ＣＯＤＭｎ５９％低減、Ｔ−Ｎ９７％低減、ＮＨ３−Ｎ９９％低減を達成することができた。本比較実施例１では、実施例１及び実施例２と比較して、ＣＯＤ処理部分において非常に不十分な処理効率を示した。
【００９７】
【表３】
0006355818.tif 000004
【００９８】
（比較実施例２）
比較実施例１で使用された廃水処理手段は図８に示されているが、比較実施例２で使用された廃水は実施例１、実施例２及び比較実施例１で使用された原廃水と同じものであった。
【００９９】
前記原廃水は、４５％ＮａＯＨ水溶液を用いてｐＨを１０．５となるように調整した後、散気管型脱気装置で６０℃に加熱して１８０分間アンモニアを脱気した。
【０１００】
その後、アンモニアが脱気された原廃水は、ｐＨ調整及び凝集槽５１を用いて、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）溶液を２ｍＬ／Ｌで加えてｐＨを調整し、０．２ｗｔ％の濃度に希釈されたアニオン系凝集剤を１ｍＬ／Ｌで注入して原廃水中の有機物及びＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）成分を凝集沈殿及び分離した後、上澄み液のみを取って後段で原廃水として使用するように物理化学的処理段階を行った。
【０１０１】
その後、市販の試薬用過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）を購入して２５ｗｔ％で純水に溶解させた後、過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）の重量を基準に２５００〜２０，０００ｐｐｍ（２．５〜２０ｇ／Ｌと同じ表現である。）で、アンモニアの脱気された原廃水が貯留された反応槽に注入して化学薬品処理を施した。
【０１０２】
その結果、表４に示すように、ＣＯＤＭｎ９２％低減、Ｔ−Ｎ８０％低減、ＮＨ３−Ｎ９９％低減を達成することができた。本比較実施例２ではＴ−Ｎ処理部分において不十分な処理効率を示した。
【０１０３】
【表４】
0006355818.tif 000005
【０１０４】
実施例１及び実施例２では、本発明に係る酸化剤として、原廃水から脱気したアンモニアを用いて過酸化物、すなわち過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）を製造した後、これを再びアンモニアの脱気された原廃水に再導入して化学薬品処理するようにし、同時に原廃水を物理化学的または電気分解して処理する段階を含む複合廃水処理方法及び装置を提供しているが、このような過酸化物による廃水処理の際には過量の過酸化物注入が必然的であり、その場合にも、ＣＯＤ低減には薬品注入量と比例してその低減効果が確実であるが、Ｔ−Ｎ低減は不十分であることが分かった。逆に、電気分解法のみを用いた処理の際には、ＣＯＤの低減が不十分であった。これにより、実施例１または２での如く自体的に廃水から酸化剤を生産し再導して薬品処理する方法と、電気化学処理工法とを複合的に適用することが好ましいことが分かった。
【０１０５】
本発明は、上述した特定の好適な実施様態に限定されず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも様々な変形実施が可能であるのはもちろんのこと、それらの変更も請求の範囲に記載された範疇内にある。
【符号の説明】
【０１０６】
１、２４    脱気手段
２    過硫酸ナトリウム生産手段
３    化学薬品反応手段
４    前処理手段
５    中間処理手段
６    後処理手段
２１    スクラバー
２２    電気化学的転換手段
２３    反応槽
５１    ｐＨ調整及び凝集槽
５２、６１    電気分解槽
【図１】
0006355818.tif 000006
【図２】
0006355818.tif 000007
【図３】
0006355818.tif 000008
【図４】
0006355818.tif 000009
【図５】
0006355818.tif 000010
【図６】
0006355818.tif 000011
【図７】
0006355818.tif 000012
【図８】
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