(57)【要約】【課題】揮発性有機化合物と有機物とを高濃度で含有する排水に対応するための高い処理能力を備える排水処理方法及び装置を提供する。【解決手段】オゾン処理と活性汚泥処理とが施された処理水に、再度、オゾン処理と活性汚泥処理とを施すので、高価なオゾンを効率的に使用して処理能力を高めることが可能であり、塗料等の固形成分を分散状態で含む高濃度の排水（廃液）を低コストで処理することができる。【選択図】図１
2013220387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物と有機物とを含有する排水を処理する方法において、
原水をオゾン処理しながら分離された固形成分を除去する第１工程と、
前記第１工程により得られた一次処理水を凝集沈殿法により処理する第２工程と、
前記第２工程により得られた二次処理水を活性汚泥法により処理する第３工程と、
前記第３工程により得られた三次処理水をオゾン処理する第４工程と、
前記第４工程により得られた四次処理水を活性汚泥法により処理する第５工程と、
を含む排水処理方法であって、
各工程から排出された排気に含まれる揮発性有機化合物を捕集して前記第１工程又は前記第３工程で再処理する工程を含むことを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
揮発性有機化合物と有機物とを含有する排水を処理する装置において、
原水が供給される第１オゾン反応槽を有し、該第１オゾン反応槽内の原水にオゾンを添加する第１オゾン処理装置と、
前記第１オゾン処理装置により処理された一次処理水に含まれる分離された固形成分を除去するスラッジ分離装置と、
前記一次処理水を前記第１オゾン反応槽と前記スラッジ分離装置との間で循環させる処理水循環装置と、
前記第１オゾン処理装置及び前記スラッジ分離装置により処理された一次処理水が供給される凝集沈殿槽を有し、該凝集沈殿槽内の一次処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿装置と、
前記凝集沈殿装置により処理された二次処理水が供給される第１生物処理槽を有し、該第１生物処理槽内の二次処理水を活性汚泥処理する第１生物処理装置と、
前記第１生物処理装置により処理された三次処理水が供給される第２オゾン反応槽を有し、該第２オゾン反応槽内の三次処理水にオゾンを添加する第２オゾン処理装置と、
前記第２オゾン処理装置により処理された四次処理水が供給される第２生物処理槽を有し、該第２生物処理槽内の四次処理水を活性汚泥処理する第２生物処理装置と、
を含む排水処理装置であって、
前記排水を処理する過程で排出された排気に含まれる揮発性有機化合物を捕集する捕集装置を含むことを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
前記捕集装置により捕集された揮発性有機化合物を前記第１オゾン処理装置又は第１生物処理装置へ供給する供給路を含むことを特徴とする請求項２に記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物と有機物とを含む排水を処理する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車塗装設備から排出される工業排水（廃液）は、各種顔料、有機樹脂、架橋剤、揮発性物質、界面活性剤等を含み、固形成分、易分解性成分、難分解性成分、揮発成分、水等で構成される。このような排水を処理するための装置及び方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された発明では、原水が高濃度、すなわち、原水が多量の有機物を含有する場合、凝集処理能力の不足により、要求される水質の一次処理水を得ることが困難になる。また、電解処理では、水槽内に配置した電極間に通電して排水を電気分解するため、排水が多量の樹脂成分を含有する場合、電極間に閉塞が生じる虞がある。さらに、原水に揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds、以下、VOCという）が含まれる場合、揮発したVOCが環境を汚染する虞がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、揮発性有機化合物と有機物とを高濃度で含有する排水に対応する高い処理能力を備える排水処理方法及び装置を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の排水処理方法は、揮発性有機化合物と有機物とを含有する排水を処理する方法において、原水をオゾン処理しながら分離された固形成分を除去する第１工程と、前記第１工程により得られた一次処理水を凝集沈殿法により処理する第２工程と、前記第２工程により得られた二次処理水を活性汚泥法により処理する第３工程と、前記第３工程により得られた三次処理水をオゾン処理する第４工程と、前記第４工程により得られた四次処理水を活性汚泥法により処理する第５工程と、を含む排水処理方法であって、各工程から排出された排気に含まれる揮発性有機化合物を捕集して前記第１工程又は前記第３工程で再処理する工程を含むことを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の排水処理装置は、揮発性有機化合物と有機物とを含有する排水を処理する装置において、原水が供給される第１オゾン反応槽を有し、該第１オゾン反応槽内の原水にオゾンを添加する第１オゾン処理装置と、前記第１オゾン処理装置により処理された一次処理水に含まれる分離された固形成分を除去するスラッジ分離装置と、前記一次処理水を前記第１オゾン反応槽と前記スラッジ分離装置との間で循環させる処理水循環装置と、前記第１オゾン処理装置及び前記スラッジ分離装置により処理された一次処理水が供給される凝集沈殿槽を有し、該凝集沈殿槽内の一次処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿装置と、前記凝集沈殿装置により処理された二次処理水が供給される第１生物処理槽を有し、該第１生物処理槽内の二次処理水を活性汚泥処理する第１生物処理装置と、前記第１生物処理装置により処理された三次処理水が供給される第２オゾン反応槽を有し、該第２オゾン反応槽内の三次処理水にオゾンを添加する第２オゾン処理装置と、前記第２オゾン処理装置により処理された四次処理水が供給される第２生物処理槽を有し、該第２生物処理槽内の四次処理水を活性汚泥処理する第２生物処理装置と、を含む排水処理装置であって、前記排水を処理する過程で排出された排気に含まれる揮発性有機化合物を捕集する捕集装置を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、揮発性有機化合物と有機物とを高濃度で含有する排水に対応するための高い処理能力を備える排水処理方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の構造を説明するための概略的な図である。
【図２】本実施形態の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、本実施形態では、例えば、塗装設備から排出されて、各種顔料、有機樹脂、架橋剤、揮発性物質、界面活性剤等を含み、固形成分、易分解性成分、難分解性成分、揮発成分、水等で構成される排水（原水）を処理する方法及び装置１を説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の排水処理装置１の構成を概略的に示すものである。この図に示されるように、排水処理装置１は、第１オゾン処理装置２、スラッジ分離装置３、凝集沈殿装置４、第１生物処理装置５、第２オゾン処理装置６、及び第２生物処理装置７を含む
【００１２】
第１オゾン処理装置２は、原水が供給される第１オゾン反応槽８を有する。第１オゾン反応槽８内の原水は、オゾン発生装置９から供給されるオゾン（オゾンガス）が添加されてオゾン処理される。第１オゾン処理装置２によりオゾン処理された一次処理水は、活性汚泥法による処理、すなわち、第１生物処理装置５における処理が促進される性状を得ることができる。具体的には、オゾンが添加されることにより、原水中の界面活性剤、架橋剤等が破壊されるとともに顔料、染料、有機樹脂等のスラッジ（固形成分）が浮上又は沈降して分離される。なお、オゾン発生装置９は、例えば、光化学反応、電解反応、放電反応、放射線反応等を利用してオゾンガスを発生する周知の装置を使用することができる。
【００１３】
第１オゾン処理装置２によって処理された一次処理水は、ポンプ１０によってスラッジ分離装置３へ送水される。スラッジ分離装置３は、第１オゾン処理装置２によって処理された一次処理水に含まれる分離されたスラッジを除去する。本実施形態では、スラッジ分離装置３は、例えば、浮上分離式の既存設備をそのまま適用することができる。また、スラッジ分離装置３によって回収されたスラッジは、脱水装置１１によって脱水された後、例えば、コンベア等によって搬出される。本実施形態では、スラッジ分離装置３と第１オゾン反応槽８とが処理水循環路１２（処理水循環装置）によって連通されており、この処理水循環路１２により、スラッジ分離装置３と第１オゾン反応槽８との間で一次処理水を循環させて処理することができる（第１工程による処理）。なお、本実施形態は、スラッジ分離装置３を通過した一次処理水の供給先を第１オゾン反応槽８と凝集沈殿槽１３とに切り替えるためのバルブを配置して構成することができる。
【００１４】
凝集沈殿装置４は、スラッジ分離装置３によって処理された一次処理水が供給される凝集沈殿槽１３を有する。凝集沈殿槽１３内の一次処理水には凝集剤が添加される。これにより、凝集沈殿槽１３内の一次処理水に含まれる凝集分離性が高い有機物を沈殿させて除去することができる（第２工程による処理）。本実施形態では、凝集沈殿装置４は、既存設備をそのまま適用することができる。また、凝集沈殿装置４によって回収されたスラッジは、脱水装置１４によって脱水された後、例えば、コンベア等によって搬出される。
【００１５】
第１生物処理装置５は、凝集沈殿装置４により処理された二次処理水が供給される第１生物処理槽１５を有する。第１生物処理槽１５内の二次処理水は、活性汚泥処理、すなわち、易分解性成分が活性汚泥により分解される（第３工程による処理）。第１生物処理装置５は、第１生物処理槽１５へ供給路１６を介してエアを供給するためのブロワ１７を有する。ブロワ１７によって供給されたエアは、第１生物処理槽１５の底部から気泡となって第１生物処理槽１５内の二次処理水に放出される。これにより、活性汚泥中の生物が活性化されて処理能力を高めることができる。なお、ブロワ１７の代わりに酸素発生装置を設けて第１生物処理槽１５内の活性汚泥中の生物に酸素が供給されるように構成することもできる。
【００１６】
第１生物処理装置５によって処理された三次処理水は、第１生物処理槽１５内に配設された液中膜によって固形物（活性汚泥）が除去されてポンプ１８によって第２オゾン反応槽１９へ送水される。第２オゾン反応槽１９内の三次処理水は、オゾン発生装置９から供給されるオゾン（オゾンガス）が添加されてオゾン処理（再オゾン処理）される（第４工程による処理）。第２オゾン処理装置６によりオゾン処理された四次処理水は、活性汚泥法による処理、すなわち、第２生物処理装置７における処理が促進される性状を得ることができる。なお、第１生物処理槽１５内の液中膜によって除去された固形物は、脱水装置２５によって脱水された後、例えば、コンベア等によって搬出される。また、第２オゾン反応槽１９は、第１オゾン反応槽８と同型式の槽を使用することができる。
【００１７】
第２オゾン処理装置６によって処理された四次処理水は、ポンプ２０によって貯水槽２１へ送水され、さらに、貯水槽２１内の四次処理水は、第２生物処理槽２３へ送水される。第２生物処理槽２３内の四次処理水は、活性汚泥処理（再活性汚泥処理）、すなわち、易分解性成分が活性汚泥により分解される（第５工程による処理）。第２生物処理槽２３内の四次処理水には、ブロワ１７から供給路２４を介してエアが供給される。ブロワ１７によって供給されたエアは、第２生物処理槽２３の底部から気泡となって第２生物処理槽２３内の四次処理水に放出される。なお、前述したように、ブロワ１７の代わりに酸素発生装置を設けて第２生物処理槽２３内の活性汚泥中の生物に酸素が供給されるように構成することもできる。
【００１８】
第２生物処理装置７によって処理された処理水は、第２生物処理槽２３内に配設された液中膜によって固形物（活性汚泥）が除去された後、ポンプ２２によって浄水として河川等の環境へ排出したり、他の設備で使用したりすることができる。なお、第２生物処理槽２３内の液中膜によって除去された固形物は、脱水装置２５によって脱水された後、例えば、コンベア等によって搬出される。
【００１９】
図１に示されるように、排水処理装置１は、前述した処理を通じて発生するVOC（揮発性有機化合物）を水中に捕集するVOC捕集装置２６を有する。本実施形態では、スラッジ分離装置３、凝集沈殿槽１３、第１生物処理槽１５、貯水槽２１、及び第２生物処理槽２３から排出されたVOCがVOC捕集装置２６によって捕集される。なお、VOC捕集装置２６によって捕集されたVOCを含有する処理水は、第１オゾン反応槽８又は第１生物処理槽１５へ送水されて有機成分が分解される。また、VOC捕集装置２６内の揮発性有機化合物を回収するための水は、第２生物処理装置７によって処理された処理水（浄水）の一部が使用され、この処理水（浄水）は、供給路２７を介してVOC捕集装置２６へ送水される。
【実施例】
【００２０】
水質汚濁指標が図２に示される原水を、前述した排水処理装置１、すなわち、第１工程、第２工程、第３工程、第４工程、及び第５工程によって順次処理し、第１工程による処理後の一次処理水、第３工程による処理後の三次処理水、第４工程による処理後の四次処理水、及び第５工程による処理後の処理水（浄水）における各処理水の生物化学的酸素要求量BOD（Biochemical Oxygen Demand）、化学的酸素要求量COD（Chemical Oxygen Demand）、懸濁物質SS（Suspended Substance）を測定する。
【００２１】
ここで、生物化学的酸素要求量BODは、JIS K 0102-21. JIS K 0102-32.3 :1998 隔膜電極法に基づき測定した。また、化学的酸素要求量CODは、JIS K 0102-17. :1998 滴定法に基づき測定した。さらに、懸濁物質SSは、JIS K 0102-14.1 :1998 ろ過重量法に基づき測定した。なお、図２を参照すると、原水の水質汚濁指標は以下に示す通りである。
（原水）
BOD：50,000 〜 90,000［mg/L］
COD：37,000 〜 60,000［mg/L］
SS： 4,850 〜 37,500［mg/L］
【００２２】
また、図２を参照すると、第１工程によってオゾン処理された一次処理水の水質汚濁指標は以下に示す通りである。
（一次処理水）
BOD：19,000 〜 35,000［mg/L］
COD：14,000 〜 21,000［mg/L］
SS：       〜 42,000［mg/L］
【００２３】
また、図２を参照すると、第１及び第２工程を経て、第３工程によって活性汚泥処理された三次処理水の水質汚濁指標は以下に示す通りである。
（三次処理水）
BOD：1.2 〜 6.0［mg/L］
COD：140 〜 190［mg/L］
SS：≒ 0
【００２４】
また、図２を参照すると、第１乃至第３工程を経て、第４工程によってオゾン処理（再オゾン処理）された四次処理水の水質汚濁指標は以下に示す通りである。
（四次処理水）
BOD：4.8 〜 24［mg/L］
COD：4.3 〜 30［mg/L］
SS：≒ 0
【００２５】
また、図２を参照すると、第１乃至第４工程を経て、第５工程によって活性汚泥処理（再活性汚泥処理）された処理水（浄水）の水質汚濁指標は以下に示す通りである。
（浄水）
BOD：0.6 〜 3.6［mg/L］
COD： 25 〜 33［mg/L］
SS：≒ 0
【００２６】
以上の測定結果からわかるように、生物化学的酸素要求量BOD、化学的酸素要求量COD、及び懸濁物質SSの除去率を９９％以上とすることができた。また、第３工程によって活性汚泥処理された三次処理水の化学的酸素要求量CODが140 〜 190［mg/L］であるのに対し、第４工程によってオゾン処理（再オゾン処理）された四次処理水の化学的酸素要求量CODが4.3 〜 30［mg/L］であったことからわかるように、第３工程の活性汚泥処理で分解することができなかった難分解性成分を、第４工程によるオゾン処理（再オゾン処理）で分解することができた。
【００２７】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、オゾン処理と活性汚泥処理とが施された処理水に、再度、オゾン処理と活性汚泥処理とを施すので、高価なオゾンを効率的に使用して処理能力を高めることが可能であり、塗料等の固形成分を分散状態で含む高濃度の排水（廃液）を低コストで処理することができる。
【００２８】
また、第１オゾン処理装置２によって処理された一次処理水を、処理水循環路１２（処理水循環装置）によってスラッジ分離装置３と第１オゾン反応槽８との間で循環させたので、塗装設備から排出される排水のような、各種顔料、染料、有機樹脂、架橋剤、有機溶剤、界面活性剤、油脂、及びその他の無機・有機成分を含み、固形成分、易分解性成分、難分解性成分、或いは疎水性有機物、親水性有機物等を含有する高濃度の原水を、固形成分と液体とに効率的に分離させることができる。また、オゾン処理による界面活性剤等の分解により、凝集沈殿処理が容易になる。さらに、染料、有機樹脂、架橋剤、有機溶剤、界面活性剤、油脂、及びその他の無機・有機成分を含み、固形成分、易分解性成分、難分解性成分、或いは疎水性有機物、親水性有機物等の成分がオゾンの強力な酸化作用により破壊されて低分子化するため、第１生物処理装置５における活性汚泥処理を促進させることができる。
【００２９】
さらに、各処理により発生したVOC（揮発性有機化合物）はVOC捕集装置２６によって水中に捕集され、VOC捕集装置２６によって捕集されたVOCを含有する処理水は第１オゾン処理装置２又は第１生物処理装置５によって有機成分が分解されるので、VOCが環境（大気）中へ放出されるのを防ぐことができる。また、VOC捕集装置２６で用いる水は第２生物処理装置７で処理された水を用いるので、新たに浄水を必要としない。
【００３０】
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。
第１工程において、スラッジ分離装置３によって除去することができなかった懸濁物質SSが一次処理水中に多量に存在すると判断される場合、一次処理水を凝集沈降処理するように排水処理装置１を構成することができる。
VOC（揮発性有機化合物）については、水に対する溶解度が低い成分が多量に存在すると判断される場合、VOC捕集装置２６をVOC除去装置へ変更することができる。
また、VOCを強制的に除去するため、スラッジ分離装置３にエアレーションをすることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  排水処理装置、２  第１オゾン処理装置、３  スラッジ分離装置、４  凝集沈殿装置、５  第１生物処理装置、６  第２オゾン処理装置、７  第２生物処理装置、８  第１オゾン反応槽、１２  処理水循環路（処理水循環装置）、１５  第１生物処理槽、１９  第２オゾン反応槽、２３  第２生物処理槽、２６  VOC捕集装置
【図１】
2013220387.tif 000003
【図２】
2013220387.tif 000004