(57)【要約】      （修正有）【課題】ノリ加工生産工程等から排出される排水中に含まれる不溶性有機物やそれが沈降して堆積した有機汚泥を変換処理して水に可溶化する変換処理方法を提供する。【解決手段】酸化イリジウムを含む電極または導電性ダイヤモンド電極を陽極に用いて塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム等の電解質を含む水溶液２を電解して得られた電解機能水４を、不溶性有機物を含む排水１または有機汚泥に直接添加し、不溶性有機物を変換処理して水に可溶化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次亜塩素酸ナトリウムまたは過酸化水素を含む水溶液を水に不溶性の有機物に添加し、可溶化させることを特徴とする不溶性有機物の可溶化処理方法。
【請求項２】
次亜塩素酸ナトリウムを含む水溶液が酸化イリジウムを含む電極又は導電性ダイヤモンド電極を陽極に用いて製造したものであることを特徴とする請求項1記載の不溶性有機物の可溶化処理方法。
【請求項３】
不溶性有機物がノリ加工生産排水に含まれるノリ屑や、それらが堆積した汚泥であることを特徴とする請求項１記載の不溶性有機物の可溶化処理法。
【請求項４】
不溶性有機物を含む汚濁水に次亜塩素酸ナトリウムを含む水溶液を添加して、不溶性有機物を可溶化処理することで、着色成分の再溶出を防止し、また、流路への汚泥の蓄積を防止することを特徴とする汚濁排水の浄化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水に不溶性の有機物の可溶化処理方法に関するものである。具体的には、汚濁水中に懸濁浮遊物となっている不溶性有機物や懸濁浮遊物が沈降して底泥となっている汚泥物質等の水に不溶性の有機物を化学的に変換処理して水に可溶化させる処理方法に関する。具体的な適用対象としては、ノリ加工生産工程から排出される排水中に浮遊しているノリ屑やそれが沈降して排水流路の底部に堆積している汚泥がある。このような水不溶性有機物の可溶化処理方法に関するものである。        
【背景技術】
【０００２】
海苔加工生産排水は含有する海苔屑から着色物質が溶出するため赤褐色状に帯色している。そのため排水流路の美観を著しく損なっている。このような状況を改善すべく、着色した海苔排水の脱色浄化を目的とした各種処理法の実用化検討がなされている。たとえば、次亜塩素酸ナトリウムやオゾンなどの酸化剤を用いた脱色処理方法の検討がなされている。さらに、電解質を含む水の電気分解によって生成させた機能水を光照射下で着色溶液と接触させて処理する方法（特許文献１）や硫黄または硫黄と炭酸カルシウムとの混合物を充填した反応槽に着色した水を導入して脱色処理する方法（特許文献２）、汚濁水を直接電気分解して脱色処理する方法（非特許文献１と２）などが検討されその有効性も報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2000-79386「着色溶液の処理方法、および着色溶液の処理装置」
【特許文献２】特開2003-103280「排水の脱色方法および装置」
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】水環境学会誌,22(6),498-504(1999):“電気分解を利用した糖蜜廃液の脱色処理”
【非特許文献２】水環境学会誌、22(11),938(1999)：“湖沼水中の難分解性有機物の電解処理”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機着色排水による水質汚濁は公共水域の水環境に悪影響を及ぼしている。たとえば、先に記述したように、ノリ加工生産排水中にはノリ屑を含み、ノリ成分から溶出した着色物質の影響で紅色から緑褐色に帯色し、排水が放流されている流路を汚染している。さらに、沈降して底泥となったノリ屑は時間の経過とともに次第に腐敗して、夏場には強い不快臭を発生させ周辺の住民を悩ませている。
【０００６】
先行技術ではいずれも帯色した排水の脱色という側面ではそれなりの効果があることは確認されているものの、汚濁水中に懸濁状態で含まれるノリ屑や排水流路に堆積している底泥有機物から着色成分が溶出してくるために、排水が再度着色してくるという課題があり、流路の汚濁排水を脱色浄化するという目的では不完全な処理である。
そのため排水中の懸濁物質の除去と底泥の除去が大きな課題となって残されている。
【０００７】
本研究者らは、電解機能水によるノリ加工生産排水の脱色浄化処理方法の研究を行ってきた。その結果、電解機能水で着色排水を容易に脱色できることを確認した。しかし、先行技術と同様に、ノリ屑や汚泥から溶出される着色成分により再度排水が着色するため着色排水の脱色だけでは根本解決にならず、底泥として堆積しているノリ屑由来の有機汚泥を浚渫除去しなければならない課題があることを認識した。また、排水中の有機物の分解に酸素が消費されるため、汚泥は嫌気性状態となり嫌気性発酵が起こり、メタンや硫化水素などの不快臭の原因となるガスを発生させることも明らかになってきている。
【０００８】
従来から実施されている汚泥処理として、浚渫した汚泥を固液分離した後、有機汚泥を燃焼する方法や埋立てする方法がある。しかし、燃焼させる方法では、燃焼反応に伴って有害ガスが発生する恐れがある。また、埋立てする方法では、汚泥に含まれる汚濁物質が浸出し、周辺の土壌汚染や水汚染を引き起こす恐れがある。
【０００９】
従来の水に不溶性の有機物の可溶化方法として、高温高圧条件で有機物を酸化分解するZimmerman  process法がある。しかしこの方法は高温高圧条件下での処理であるため、高圧反応容器が必要になり設備建設コストが高くなってしまう課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本研究者らは、水に不溶性の有機物と底泥として堆積している有機汚泥の処理方法について鋭意研究した結果、特種な条件下で製造した電解機能水を添加することで不溶性有機物であるノリ屑や汚泥を可溶化させる現象を発見し本発明に至った。
すなわち、本発明は、酸化イリジウム電極または導電性ダイヤモンド電極を陽極に用いて塩化ナトリウムや硫酸ナトリウムを含む電解質水溶液を電解して得られた電解機能水を
不溶性有機物であるノリ屑や汚泥に添加する方法で水に不溶性の有機物を可溶化させることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、ノリ屑や汚泥を可溶化させることができ、水中へのノリ成分の溶出による着色を防ぐことができる。また、常温常圧下で処理できるため高温高圧反応器のような高価な設備が不要であり経済的にも対応しやすいものである。さらに、電解機能水を適量添加することにより、水中に溶解した有機物やリン酸イオンは栄養塩として再度有効活用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る処理装置の基本的実施態様を説明するためのものである。
【符号の説明】
【００１３】
１．不溶性有機物含有排水
２．電解質溶液
３．電解反応槽
４．電解機能水
５．反応槽  
６．処理水
【発明を実施するための形態】
【００１４】
酸化イリジウム電極または導電性ダイヤモンド電極を陽極に用いて塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム等の電解質を含む水溶液を電解する方法で製造した電解機能水を、不溶性有機物を含む排水または汚泥に直接添加することにより水に不溶性の有機物を変換処理して水に可溶化する処理方法。
【００１５】
電解質溶液としては陽極に酸化イリジウム電極、陰極にSUS316L電極を用いる場合には塩化物イオンを含む電解質水溶液が適している。導電性ダイヤモンド電極を用いる場合には硫酸ナトリウムを含む水溶液が適している。また、電解質水溶液としてはこれらの複数の電解質を含む水溶液や炭酸イオンを含む水溶液を用いることもできる。
【００１６】
陽極は、チタン基材表面に酸化イリジウムを薄膜状にコートした電極材料と導電性ダイヤモンドをシリコン基板やニオブ等の基板表面にコートした電極を用いることができる。
【００１７】
電解機能水の添加方法としては、不溶性有機物を含む排水を汲み上げ、反応槽内で添加反応させる方法、さらに機能水添加後に撹拌する方法、あるいは流路に直接添加して流路全体を大きな反応槽として用いることができる。
【実施例】
【００１８】
実施例１〜５  
ノリ加工生産排水の流れる流路から不溶性有機物を含む含水汚泥5gを採取し、濃度が1000〜5000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウムを100mL添加した。この溶液中に溶出したTOCとTN濃度を測定した。測定結果を表1に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表1より、次亜塩素酸ナトリウムの添加量の増加に伴い、TOCとTNが上昇している。これは、不溶性有機物が次亜塩素酸ナトリウムとの反応で可溶化したためと判断した。
【００２１】
実施例６〜１０  
次亜塩素酸ナトリウムの代わりに酸化剤として過酸化水素に変えて、他は実施例1と同様の条件で実験を行った。その結果を実施例6〜10として表1に示す。
【００２２】
表1より過酸化水素の添加量の増加に伴い、TOCが上昇しているが、次亜塩素酸ナトリウムと比べるとTOCの顕著な増加傾向は認められなかった。よって、不溶性有機物からのTOC成分の可溶化はできるが、次亜塩素酸ナトリウムと比べると効果が低い。
【００２３】
比較例１
実施例1の内、次亜塩素酸ナトリウムの添加をしなかった場合の結果を比較例1として表1に示す。
【００２４】
実施例１１〜１３
陽極に厚さ2mmのチタン材料（サイズ：50mm×50mm）の表面に1〜3μmの厚みの酸化イリジウムをコートした電極材料を、陰極には同様サイズのSUS316Lを用い、電極間距離を5mmとなるように設定した電解反応セルを使用し、電解質溶液には3wt%塩化ナトリウム水溶液を1.8L/hの流速で電解反応セルに一過式で通液し、電解を投入電気量1〜3Aの範囲で行い、次亜塩素酸ナトリウム濃度の異なる電解機能水を生成した。この電解機能水を100ml含水汚泥5ｇに添加し、24時間反応後の溶液中のTOCとTN濃度を測定した。測定結果を表2に示す。
【００２５】
表2より、TOC濃度は、次亜塩素酸ナトリウムを汚泥に添加した場合と類似した結果を示している。これは、次亜塩素酸ナトリウムと同様な反応が起こり、不溶性有機物を分解して可溶化したためであると判断した。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
実施例１４〜１６
陽極に厚さ3mmのニオブ材料（50mm×50mm）の表面に2.5〜3μmの厚みの導電性ダイヤモンド（Dia）をコートした電極材料を用いて、他の条件は実施例7と同様に行い電解機能水を生成した。この電解機能水100mlを含水汚泥5gに添加し、24時間反応後の溶液中のTOCとTN濃度を測定した。測定結果を表2に示す。
【００２８】
表2より、投入電気量を大きくするに従ってTOCとTNの濃度が上昇していることが分かる。これは、不溶性有機物が溶出しているためだと推測した。
【００２９】
実施例１７〜１９
電解質溶液に3wt%硫酸ナトリウム水溶液に変え、他の条件は実施例10と同様に行い、電解機能水を生成した。この電解機能水100mlを含水汚泥5gに添加し、24時間反応後の溶液中のTOCとTN濃度を測定した。測定結果を表2に示す。
【００３０】
表2より、TOC濃度は、過酸化水素を汚泥に添加した場合と類似した結果を示している。これは、過酸化水素と同様な反応が起こるためであると判断した。本条件より生成した電解機能水では、不溶性有機物は分解できるが、次亜塩素酸ナトリウムと比べると効果が低い。
【００３１】
実施例２０〜２２
乾燥ノリ屑1gを水100g中に、24時間含浸し、固液分離した後、固体部に200、2000、20000mg/Lの3条件の次亜塩素酸ナトリウム100ml添加した。24時間後、上澄み液の着色度、濁度を測定した。結果を表3に示す。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
表3より、次亜塩素酸ナトリウムの添加濃度を高くするほど、着色度が低いことが分かる。必ずしも明確になっていないがこれは、次亜塩素酸ナトリウムが不溶性有機物中の着色性物質を分解しており、液中への着色成分が再溶出するのを防止しているためだと判断している。
【００３４】
比較例２
実施例20の次亜塩素酸ナトリウムの添加をしなかった場合の結果を表3に示す。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は着色汚濁水の脱色浄化処理法として、ノリ加工生産排水の脱色浄化処理を目的として開発中に見出したノリ屑や汚泥を可溶化させる処理方法であるが、本分野に限定することなく、不溶性有機物を含む汚濁水を排出している排水処理法として幅広く利用できる。具体的利用分野としては、工場等から排出される産業廃棄物を含む汚濁水や、それが堆積したヘドロの処理等に適用できる。
【図１】
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