(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭素酸イオンを含有する臭素酸含有汚水をｐＨが中性から弱酸性の範囲に調整し、
このｐＨが調整された前記臭素酸含有汚水を鉄と接触させ、
この鉄と接触した前記臭素酸含有汚水を中和し、
この中和した前記臭素酸含有汚水を活性炭と接触させる
ことを特徴とする臭素酸含有汚水の処理方法。
【請求項２】
活性炭と接触させる前に臭素酸含有汚水に過酸化水素を添加する
ことを特徴とする請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法。
【請求項３】
臭素酸含有汚水は、過酸化水素が添加されて含有する有機物が分解処理された排水の二次処理水である
ことを特徴とする請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法。
【請求項４】
臭素酸含有汚水は、オゾンが添加されて含有する有機物が分解処理された排水の二次処理水である
ことを特徴とする請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法。
【請求項５】
臭素酸含有汚水は、鉄と１０分以上接触させる
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の臭素酸含有汚水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭素酸イオンを含有する臭素酸含有汚水の臭素酸イオンを除去する臭素酸含有汚水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、埋立地から浸出する埋立浸出水などの汚水中の生物難分解性有機物を、オゾンや過酸化水素を添加するとともに紫外線を照射して生成するヒドロキシラジカルにより分解する促進酸化処理が採られている。
【０００３】
ところで、埋立浸出水は、臭素イオンが数mg／リットルと比較的多く含有している。そして、この臭素イオンは、促進酸化処理の際に添加されるオゾンにより臭素酸イオンに酸化されるとともに、別途特別な処理を施さないと通常は酸化されずに残留することが知られている。そして、この臭素酸イオンは、発ガン性が指摘されており、世界保健機構(ＷＨＯ：the World Health Organization)でも１０μｇ／リットル以下に規制されている。
【０００４】
そこで、従来の臭素酸を含有する汚水を処理する方法として、例えば特開平１０−８５７６４号公報、特開平１０−３２３６６３号公報および特表平１０−５０４９９９号公報などに記載の臭素酸イオンを除去する臭素酸含有汚水の処理方法が知られている。
【０００５】
そして、特開平１０−８５７６４号公報に記載のものは、臭素酸含有汚水のｐＨを２〜４程度の酸性に調整し、この酸性に調整した臭素酸含有汚水を活性炭と接触させて臭素酸イオンを臭素イオンに分解する構成が採られている。
【０００６】
しかしながら、この特開平１０−８５７６４号公報に記載のものは、活性炭と接触させて分解するので、活性炭の吸着破過による臭素酸イオンの除去率の低下および活性炭の置換基の消費による臭素酸イオンの分解性の低下などを生じる。このことにより、活性炭を頻繁に交換しなければならなず、処理効率の向上が望めない。
【０００７】
また、特開平１０−３２３６６３号公報に記載のものは、臭素酸含有汚水にピーク波長が１９０〜２００nmのエキシマ紫外線を照射して臭素酸イオンを除去する構成が採られている。
【０００８】
しかしながら、この特開平１０−３２３６６３号公報に記載のものは、ピーク波長が短く人体に害を及ぼすおそれのあるエキシマ紫外線を照射するので、エキシマ紫外線が外部に漏洩しない構造の装置を設計する必要があり、装置が複雑大型化するおそれがある。
【０００９】
さらに、特表平１０−５０４９９９号公報に記載のものは、臭素酸含有汚水を水素存在下で貴金属と接触させ、貴金属の触媒作用により臭素酸イオンを臭素イオンに還元するものである。この触媒作用を示す貴金属として、白金やパラジウム、イリジウム、ロジウムなどの周期律第８亜族の貴金属またはこれら貴金属と銅族の金属との組み合わせたものが用いられる。そして、貴金属の触媒用により、水素と臭素酸イオンとを反応させて臭素イオンに還元する構成が採られている。
【００１０】
しかしながら、この特表平１０−５０４９９９号公報に記載のものでは、例えば埋立浸出水などを促進酸化処理した二次処理水など、臭素酸イオンが比較的多く含有されたものでは、十分に還元できず、処理に時間を要し、効率よく処理できないおそれがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特開平１０−８５７６４号公報に記載のものでは、活性炭の吸着破過による臭素酸イオンの除去率の低下および活性炭の置換基の消費による臭素酸イオンの分解性の低下などを生じ、活性炭を頻繁に交換しなければならなず、処理効率の向上が望めない。
【００１２】
また、特開平１０−３２３６６３号公報に記載のものでは、使用するエキシマ紫外線が外部に漏洩しない構造の装置を設計する必要があり、装置が複雑大型化するおそれがある。
【００１３】
さらに、特表平１０−５０４９９９号公報に記載のものでは、例えば臭素酸イオンを比較的多く含有する汚水では、十分に還元できず、処理に時間を要し、効率よく処理できないおそれがある問題がある。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、簡単な構成で効率よく容易に臭素酸イオンを除去できる臭素酸含有汚水の処理方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法は、臭素酸イオンを含有する臭素酸含有汚水をｐＨが中性から弱酸性の範囲に調整し、このｐＨが調整された前記臭素酸含有汚水を鉄と接触させ、この鉄と接触した前記臭素酸含有汚水を中和し、この中和した前記臭素酸含有汚水を活性炭と接触させるものである。
【００１６】
そして、ｐＨを中性から弱酸性の範囲に調整した臭素酸含有汚水を鉄と接触させ、中和した後に活性炭と接触させることにより、中性から弱酸性に調整された臭素酸含有汚水中の臭素酸イオンの少なくとも一部が鉄との接触により臭素イオンに還元される。また、未還元の臭素酸イオンは、活性炭による吸着除去、活性炭表面の還元基による臭素イオンへの還元、および、前工程から溶出する微量の鉄イオンによる活性炭表面での臭素イオンへの還元などにより、確実に臭素イオンに還元される。このため、活性炭の吸着破過や活性炭の還元基の消費が抑制され、長期間安定して効率よく臭素酸イオンが還元され、活性炭の交換頻度が低下して容易に処理する。
【００１７】
請求項２記載の臭素酸含有汚水の処理方法は、請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法において、活性炭と接触させる前に臭素酸含有汚水に過酸化水素を添加するものである。
【００１８】
そして、臭素酸含有汚水に活性炭と接触させる前に過酸化水素を添加することにより、過酸化水素が鉄イオンとにより臭素酸含有汚水中の有機物を酸化分解し、有機物も除去される。
【００１９】
請求項３記載の臭素酸含有汚水の処理方法は、請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法において、臭素酸含有汚水は、過酸化水素が添加されて含有する有機物が分解処理された排水の二次処理水であるものである。
【００２０】
そして、過酸化水素が添加されて含有する有機物が分解処理された排水の二次処理水を臭素酸含有汚水として処理することにより、排水の処理で使用した二次処理水中の残留する過酸化水素が鉄イオンとにて残留する有機物を酸化分解し、別途添加物を加えることなく残留する有機物を除去し、二次処理水を高度に処理する。
【００２１】
請求項４記載の臭素酸含有汚水の処理方法は、請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法において、臭素酸含有汚水は、オゾンが添加されて含有する有機物が分解処理された排水の二次処理水であるものである。
【００２２】
そして、オゾンが添加されて含有する有機物が分解処理された排水の二次処理水を臭素酸含有汚水として処理することにより、排水中の有機物を分解処理するために添加したオゾンにより酸化された二次処理水中の臭素酸イオンが臭素イオンに無害化されるので、オゾンを用いた処理でも臭素酸イオンが除去され、二次処理水が高度に浄化処理される。
【００２３】
請求項５記載の臭素酸含有汚水の処理方法は、請求項１ないし４いずれか一記載の臭素酸含有汚水の処理方法において、臭素酸含有汚水は、鉄と１０分以上接触させるものである。
【００２４】
そして、臭素酸含有汚水を鉄と１０分以上接触させることにより、臭素酸含有汚水中の臭素酸イオンの濃度が確実に低下し、後段での活性炭による臭素酸イオンを除去する負荷が低減し、活性炭の臭素酸イオンの除去性能が確実に長期に亘って得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を示す臭素酸含有汚水の処理装置の構成について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１において、１は促進酸化槽で、この促進酸化槽１は、排水を貯留可能に形成されている。そして、促進酸化槽１には、排水を促進酸化槽１内に流入する原水管２が接続されている。ここで、排水は、臭素や臭素化物、アンモニアなどの汚染物質や、ダイオキシン類、ビスフェノールＡなどのいわゆる環境ホルモン、ＰＣＢ(Polyclorinated Biphenyl)など塩素基を有した生物難分解性で化学的酸素要求量(Chemical Oxygen Demand：ＣＯＤ)に起因する生物難分解性有機塩素化合物などの有機物とを含有するものである。そして、この促進酸化槽１には、底部に位置してオゾンを含有する空気を曝気する図示しないオゾン曝気手段が配設されている。さらに、促進酸化槽１には、貯留する排水に過酸化水素を添加する図示しない過酸化水素添加手段が設けられている。なお、この過酸化水素添加手段は、原水管２に設けて流通する排水に添加する構成としてもできる。また、促進酸化槽１には、排水に紫外線を照射しヒドロキシラジカルを生成させる図示しない紫外線照射手段である紫外線ランプが配設されている。さらに、促進酸化槽１には、ヒドロキシラジカルにて排水中の有機物が分解処理された臭素酸含有汚水としての二次処理水を流出する流出管３が接続されている。
【００２７】
また、流出管３には、臭素酸処理装置10が接続されている。この臭素酸処理装置10は、流出管３に接続され流通する二次処理水のｐＨを例えば中性から弱酸性に調整する第１のｐＨ調整手段11が設けられている。そして、流出管３には、鉄接触槽12が接続されている。この鉄処理槽12は、ｐＨが調整された二次処理水が流通する図示しないカラムと、このカラム内に充填された図示しない粉粒状の鉄とを備えている。さらに、この鉄接触槽12には、カラム内を流通した二次処理水が流出する送水管13が接続されている。
【００２８】
そして、送水管13には、流通する二次処理水を中和、すなわちｐＨを中性に調整する第２のｐＨ調整手段14が設けられている。また、送水管13には、活性炭槽15が接続されている。この活性炭槽15は、中和された二次処理水が流通する図示しないカラムと、このカラム内に充填された図示しない粒状の活性炭とを備えている。そして、この活性炭槽15には、活性炭と接触し処理された二次処理水である処理水を系外に流出する放流管16が接続されている。
【００２９】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００３０】
まず、原水管２を介して汚染物質や有機物を含有する排水を促進酸化槽１に流入させる。そして、促進酸化槽１に流入した排水は、オゾン曝気手段からオゾンを含有する空気が曝気されるとともに、紫外線ランプから紫外線が照射される。この紫外線の照射によりヒドロキシラジカルが生成し、この生成したヒドロキシラジカルにより排水中の有機物が分解されて排水は促進酸化処理される。なお、排水中に臭素イオンやアンモニアイオンが存在する場合、臭素イオンは臭素酸イオンに酸化され、アンモニアイオンは硝酸イオンに酸化される。
【００３１】
そして、排水の有機物が分解された促進酸化処理後の二次処理水は、流出管３を介して臭素酸処理装置10に流入する。この流出管３を流通する二次処理水は、第１のｐＨ調整手段11によりｐＨが中性から弱酸性の範囲で調整されて鉄接触槽12に流入する。ここで、二次処理水のｐＨがアルカリ性となると鉄による臭素酸イオンを臭素イオンに還元する触媒作用が得られなくなる。一方、二次処理水のｐＨが強酸性となると、鉄との接触の際に鉄が酸化溶出して、二次処理水を鉄により汚染したり、鉄による臭素酸の還元が十分にできなくなる。このため、鉄と接触させる前に、中性から弱酸性の範囲に調整する。
【００３２】
そして、鉄接触槽12に流入した二次処理水は、鉄と接触しつつカラム内を流通する。なお、二次処理水は、鉄との接触時間が約１０分以上となるように流通される。ここで、鉄との接触時間が１０分より短くなると臭素酸イオンの除去が十分に進行せず、後段での活性炭の処理負荷が増大するおそれがある。一方、鉄との接触時間が余り長くなっても臭素酸イオンの除去率の増大は望めず、処理効率の低下や送水の際の圧損などにより処理運転のコストの増大や装置の大型化を生じるおそれがある。このため、鉄との接触時間を１０分以上、好ましくは１０分以上６０分以下とする。そして、この二次処理水の鉄との接触により、二次処理水中の臭素酸イオンが鉄の触媒作用により臭素イオンに還元される。また、促進酸化処理後の二次処理水中に残留する過酸化水素が溶出する鉄イオンとにより、フェントン(Fenton)の酸化反応により残留する有機物をさらに酸化分解する。
【００３３】
さらに、鉄接触槽12を流通した二次処理水は、送水管13を介して活性炭槽15に流入する。この送水管13を流通する二次処理水は、第２のｐＨ調整手段14によりｐＨが中性に調整されて中和されて活性炭槽15に流入する。なお、第１のｐＨ調整手段11により中性となるようにｐＨを調整した場合には、第２のｐＨ調整手段14にて中和する動作をしなくてもよい。
【００３４】
そして、活性炭槽15に流入した二次処理水は、活性炭と接触しつつカラム内を流通する。なお、二次処理水は、活性炭との接触時間が約５分以上、好ましくは１０分以上３０分以下となるように流通される。ここで、活性炭との接触時間が５分より短くなると残留する臭素酸イオンが十分に除去されなくなる。一方、３０分以上活性炭と接触させても臭素酸イオンの除去率の増大は望めず、処理効率の低下や送水の際の圧損などにより処理運転のコストの増大や装置の大型化を生じるおそれがある。このため、活性炭との接触時間を５分以上、好ましくは１０分以上３０分以下とする。そして、この二次処理水と活性炭との接触により、二次処理水中の残留する臭素酸イオンは一部活性炭に吸着されるとともに、活性炭表面の置換基により臭素イオンに還元される。この後、活性炭との接触により処理された二次処理水は、処理水として放流管16から系外に放流される。
【００３５】
次に、上記実施の形態の臭素酸含有汚水の処理装置の作用を実験例を参照して説明する。
【００３６】
まず、実験装置としては、容量が１０mlのカラムに鉄粉(キシダ化学製  商品名：鉄粉)を充填した鉄接触槽12と、この鉄接触槽12に容量が５０mlのカラムに粒状の活性炭(カルゴン製  商品名：F-400)を充填した活性炭槽15とを直列に接続したものを用いた。また、臭素酸含有汚水として、水道水に臭素酸カリウムを臭素酸イオン濃度が１０mg／リットルとなるように添加し、ｐＨ７に調整した実験用汚水を用いた。そして、実験用汚水を鉄接触槽12に鉄との接触時間が１０分となるように流通させ、この鉄接触槽12を流通した実験用汚水の臭素酸イオン濃度を測定した。また、鉄接触槽12を流通した後に活性炭槽15に活性炭との接触時間が２．５分〜５０分の間で設定した時間で流通させた実験用汚水の臭素酸イオン濃度を測定した。これら実験結果を図２に示す。
【００３７】
この図２に示す結果から、鉄と接触させるのみでも臭素酸イオンの除去率が約２０％であった。また、鉄との接触後に活性炭と接触させることにより、臭素酸イオンの除去率が約９０％であった。これらのことから、鉄と活性炭との併用によりほとんどの臭素酸イオンが除去されることがわかった。さらに、鉄との接触により、後段の活性炭で臭素酸イオンを処理する負荷が低減することが認められ、活性炭の臭素酸イオンの除去性能が長期に亘って得られることがわかる。また、数ヶ月間に亘って長期間処理を継続しても、臭素酸イオンが高度に除去されていた。これは、活性炭が単に吸着により臭素酸イオンを除去するのではなく、活性炭の表面における臭素酸イオンを臭素イオンに還元する還元基の作用や、鉄接触槽12から微量に溶出する鉄イオンが後段での活性炭の表面での還元基の消費分を補完しているためと思われる。
【００３８】
上述したように、上記実施の形態によれば、中性から弱酸性に調整した二次処理水を鉄と接触させ、二次処理水中の臭素酸イオンの少なくとも一部を鉄により臭素イオンに還元する。さらに、鉄と接触した二次処理水を活性炭と接触させ、残留する臭素酸イオンを活性炭による吸着除去、活性炭表面の還元基による臭素イオンへの還元、および、前工程から溶出する微量の鉄イオンによる活性炭表面での臭素イオンへの還元などにより確実に臭素イオンに還元する。このため、活性炭にて除去する臭素酸イオンの量が減少して負荷が低減し、活性炭の吸着破過や活性炭の還元基の消費が抑制され、鉄および活性炭と接触させる簡単な構成で長期間安定した臭素酸イオンの除去が得られ、活性炭の交換頻度が低下して効率よく容易に処理できる。
【００３９】
そして、二次処理水を鉄と１０分以上接触させる。このため、二次処理水中の臭素酸イオンの臭素イオンへの還元率が増大し、確実に活性炭の臭素酸イオンを除去する負荷が低減し、長期間安定した臭素酸イオンの除去が確実に得られる。
【００４０】
また、過酸化水素およびオゾンを添加して有機物を分解する促進酸化処理後の二次処理水を処理する。このため、二次処理水中に残留する過酸化水素が、鉄接触槽12の鉄から溶出する微量の鉄イオンとにより二次処理水中の残留する有機物をさらに酸化分解するので、より高度に二次処理水を浄化処理できる。
【００４１】
さらに、促進酸化処理後の二次処理水を用いるので、前段での促進酸化処理により添加された残留する過酸化水素が有機物の分解に利用される。このため、二次処理水中に混入する有機物を処理するために別途過酸化水素を添加して処理する必要がなく、有機物がさらに除去できるとともに過酸化水素を別途除去するための工程が不要となり、効率よく高度な浄化処理ができる。
【００４２】
また、有機物を分解除去するためにオゾンを添加して促進酸化処理することにより臭素イオンが臭素酸イオンに酸化された二次処理水を処理する。このため、有機物が促進酸化処理で高度に処理された二次処理水中の臭素酸イオンが除去、すなわち臭素イオンに無害化され、別途浄化処理せずに放流しても有機物や臭素酸イオンによる汚染を生じない処理水に排水を高度に浄化処理できる。
【００４３】
なお、上記実施の形態において、排水を促進酸化処理した二次処理水を処理して説明したが、例えば水道水や地下水などの上水や下水、工場排水など、臭素酸イオンを含有するいずれの臭素酸含有汚水でも対応でき、有機物を含有しないものでもよい。
【００４４】
そして、鉄との接触時間を１０分以上としたが、１０分以上に限られることはなく、処理する臭素酸イオンの濃度が低い場合などではより短い接触時間でも対応できる。
【００４５】
また、臭素酸含有汚水を鉄と接触させる構成としては、鉄粉を充填したカラムを備えた鉄接触槽12に限らず、いずれの構成でも対応できる。
【００４６】
さらに、臭素酸含有汚水を活性炭と接触させる構成としては、粒状の活性炭を充填したカラムを備えた活性炭槽15に限らず、いずれの構成でも対応できる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法によれば、中性から弱酸性に調整した臭素酸含有汚水を鉄と接触させて臭素酸イオンの少なくとも一部を臭素イオンに還元した後、未還元の臭素酸イオンを活性炭による吸着除去、活性炭表面の還元基による臭素イオンへの還元、および、前工程から溶出する微量の鉄イオンによる活性炭表面での臭素イオンへの還元などにより、確実に臭素イオンに還元するため、活性炭の吸着破過や活性炭の還元基の消費が抑制され、鉄と活性炭とを接触させる簡単な構成で長期間安定して効率よく高度に臭素酸イオンを還元でき、活性炭の交換頻度が低下して容易に効率よく処理できる。
【００４８】
請求項２記載の臭素酸含有汚水の処理方法によれば、請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法の効果に加え、臭素酸含有汚水に活性炭と接触させる前に過酸化水素を添加するため、過酸化水素が鉄イオンとにより臭素酸含有汚水中の有機物を酸化分解するので、有機物も除去できる。
【００４９】
請求項３記載の臭素酸含有汚水の処理方法によれば、請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法の効果に加え、過酸化水素の添加にて排水中の有機物を分解処理した二次処理水を臭素酸含有汚水として処理するため、排水の処理で使用した二次処理水中の残留する過酸化水素が鉄イオンとにて残留する有機物を酸化分解し、別途添加物を加えることなく残留する有機物を除去できるとともに残留する過酸化水素を別途除去する工程が不要で、二次処理水を高度に効率よく処理できる。
【００５０】
請求項４記載の臭素酸含有汚水の処理方法によれば、請求項１記載の臭素酸含有汚水の処理方法の効果に加え、オゾンの添加にて排水中の有機物を分解処理した二次処理水を臭素酸含有汚水として処理するため、排水中の有機物を高度に分解処理するために添加したオゾンにより酸化された二次処理水中の臭素酸イオンが臭素イオンに無害化でき、別途浄化処理せずに放流しても有機物や臭素酸イオンによる汚染を生じない処理水に排水を高度に浄化処理できる。
【００５１】
請求項５記載の臭素酸含有汚水の処理方法によれば、請求項１ないし４いずれか一記載の臭素酸含有汚水の処理方法の効果に加え、臭素酸含有汚水を鉄と１０分以上接触させるため、臭素酸含有汚水中の臭素酸イオンの濃度を確実に低下でき、後段での活性炭による臭素酸イオンを除去する負荷が低減して、活性炭の臭素酸イオンの除去性能を確実に長期に亘って得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の臭素酸含有汚水の処理方法の実施の一形態を示す処理装置のブロック図である。
【図２】同上実験例における活性炭との接触時間と臭素酸イオン濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    促進酸化槽
10    臭素酸処理装置
11    第１のｐＨ調整手段
12    鉄接触槽
14    第２のｐＨ調整手段
15    活性炭槽
【図１】
0004230675.tif 000002
【図２】
0004230675.tif 000003