技術紹介

染色浸透探傷剤廃液処理技術
菅原 敏博 *Toshihiro

Sugawara

工業検査工程で排出される染色浸透探傷剤廃液等の色素水溶液で、COD（化学的酸素要求量）、ヘキサン抽出物質が高い値を示す廃液に対して、凝集沈殿法等の処理方法が適用されているが、単独の処理では放流基準をクリヤすることが難しいのが実態である。環境影響低減の社会的要求の高まりとともに水質汚濁物質の総量規制が厳しくなる中にあって、染色浸透探傷剤廃液等にもこれまでより浄化性能が高くかつ経済的な処理方法が必要になって来ると思われる。本稿では石川島播磨
重工業（株）が開発したオゾン処理 + 生物処理および活性炭処理による排水処理プロセスを染色浸透探傷剤および蛍光浸透探傷剤の廃液処理に適用し、脱色、COD、ヘキサン抽出物質の除去に有効かつ経済的な水質浄化技術として、本プロセスが有望であることが検証できたのでを紹介する。

キーワード：染色浸透探傷剤廃液、総量規制、オゾン処理、生物処理、活性炭処理

L ：汚濁負荷量（kg/日）
1． はじめにQ ：届け出排水量（m3/日）で求められる 2）。

人口、産業等が集中し、汚濁が著しい広域的閉鎖性水域（東京湾など）について、昭和 53 年の水鉄鋼会社等の構造物の出荷前検査として、染色質汚濁防止法の改正により昭和 54 年以来 5 次に亘浸透探傷剤（IKS チェック等）や蛍光浸透探傷剤

り COD（化学的酸素要求量）および富栄養化の原（ザイグロ等）によるキズ、割れの有無の検査が因物質である窒素、りんを指定項目とした水質総実施される。この検査工程で検査部位の洗浄に使量規制が実施されて来ている。第 5 次総量規制

用された水には探傷剤が混入し、COD やヘキサン（目標年度：平成 16 年度）では昭和 54 年度比で抽出物質が高濃度に含有する。この廃液の汚濁負COD 約 50%の削減目標 1）になっており、第 6 次に荷量を低減させるため種々の排水処理システムがおいては平成 16 年度目標に対し更に削減する目標開発され、中でも凝集沈殿法は設置と運転コストが設定されると予想される。排出が許容される汚の安価さから多用されているようであるが、処理濁負荷量は、水そのままでは環境に放流できないため一般排水

L = C × Q × 10-3（汚濁度の低い排水）で希釈して放流しているのここで、 C ： COD 含有量（mg/l）

＊

計測事業部

試験エンジニアリング部

が現実である。染色浸透探傷剤廃液および蛍光浸

次長

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IIC REVIEW/2006/10. No.36

透剤廃液の処理についても同様の工程となっていオゾナイザる場合が多く、ろ過剤等の薬剤の連続投入に伴う探傷剤廃液汚泥の多量発生と処分費用、および環境影響など
オゾン処理槽も避けられない課題である。薬剤が不用で二次生成物である汚泥の発生が抑えられる最もゼロエミ

活性汚泥処理槽

活活性性
炭炭（生物処理）放流

ッションに近い処理方式としてオゾン処理 + 生物

図 1 オゾン処理＋生物処理法および活性炭処理の概念図

処理および活性炭処理を挙げることができる。本処理方式を染色浸透探傷剤廃液等の着色廃液に適用し、浄化能力および経済性の点から有望な処理を形成している。これにオゾン処理後の廃液を注方式であることが確認できたので紹介する。

入することで、当該廃液に適合した微生物が増殖し、有機物は微生物分解して CO 2 と H 2O となり、2．オゾン処理 + 生物処理法および活性炭処理一部は増殖のエネルギーになる。

オゾンには強い酸化作用があり、殺菌や脱臭に生物処理を経た廃液に微生物分解できなかった

効果的であることはよく知られているところであ

残存有機物がある場合は活性炭による吸着除去過る。図 1 にオゾン処理 + 生物処理および活性炭処程を加える。活性炭処理工程において高い浄化効理のプロセスを示す。オゾンを染色浸透探傷剤の果を得るためには、有機物の 90 %以上が前段階のような着色廃液中に注入すると色素の分子は活性生物処理によって除去されていることが必要で酸素により分解され脱色する。また廃液中の難分ある。

解性有機物は同様の作用により易分解性物質に変3．水質浄化性能化し、生分解性が向上する 3）。
3.1

オゾンによる脱色と生分解性向上の過程を経たオゾン処理

染色探傷剤廃液および蛍光探傷剤廃液＊1 のオゾ廃液は次に生物処理（活性汚泥による処理）の過ン処理による脱色効果を写真 1、2 に示す。探傷程に移る。
生物処理に要する活性汚泥では好気生微生物が剤の種類により色素分解に要する時間に差があ集まったフロック（凝集により生じた粗大粒子）

り、一般に蛍光探傷剤の方が染色探傷剤よりも短処理前

写真 1

処理前

12 分処理後蛍光浸透剤廃液の脱色状況

写真 2120 分処理後

染色浸透剤廃液の脱色状況＊ 1 原液の 500 倍希釈基準―50―

時間で脱色する。浸透探傷剤の種類、

表 1 オゾン処理＋生物処理による探傷剤廃液の水質変化（原液の500倍希釈液基準）

排水条件の違いによりオゾン処理時間の調整は必要であるが、いずれにしてもオゾン処理は探傷剤廃液に対して高処理前

い脱色効果が期待できる。
3.2（原液の 500 倍

蛍光浸透剤廃液

赤色

黄緑色

ｐＨ

7.67.2（ mg／ｌ）

550

420

ヘキサン抽出物質（mg／ｌ）

300

390

着色

白濁

やや白濁

COD希釈液基準）

生物処理

染色浸透剤廃液
着色

オゾン処理を行ったそれぞれの廃液

ｐＨ
オゾン処理

に対して生物処理を行った結果を表 135.9（ mg／ｌ）

500

370

ヘキサン抽出物質（mg／ｌ）

150

220

着色なし

なし

CODに示す。生物処理により染色探傷剤廃ｐＨ液および蛍光探傷剤廃液の COD が 90

生物処理7.97.7（ mg／ｌ）

4543

ヘキサン抽出物質（mg／ｌ）

2.40.5

COD%以上、ヘキサン抽出物は 99 %以上除去される。前述のようにオゾン処理によって廃液の生分解性が向上し微生物分解が容易は非常に効果的である。生物処理工程において既になった事による。このレベルまでの浄化により、に大きく水質浄化が進んでいるため、活性炭の吸汚濁度が低い生活排水と混ぜあわせて希釈するこ着能力は長期間持続する。表 3 に生物処理液を 2.5とができれば表 2 に示すように、公共用水域に排分間活性炭滞留させた場合の結果を示す。活性炭出できる排水基準 4）をクリヤすることは可能となる。

吸着処理工程を加えることにより、希釈すること

3.3なく表 2 に示す全ての河川や海域への放流が可能

活性炭処理

生物処理に活性炭吸着処理の工程を加えることな水質レベルとなる。

表 2 水質汚濁防止法排水基準【排水量 500m3 ／日以上、（水 道 水 源 水 域 一般水域ＡｐＨ

その海域* 55.8 以上 8.6 以下

外観

異常な着色又は発泡が認められないこと。

ＣＯＤ （ mg／ｌ）

20（25）−ヘキサン抽出物質（mg／ｌ）＊2＊3＊4＊5一般水域Ｂ 島 し ょ 及 び*４*3*2）は 500m3 ／日未満】

20（25）

20（25）

5江戸川、多摩川、霞川、成木川水域、小河内ダム貯水池
江戸川（下流） 、多摩川（下流Ａ） COD 規制値なし（参考：BOD 規制値有り）
多摩川（下流Ｂ） 、荒川、城南、鶴見川、境川水域、東京湾水域
伊豆諸島、小笠原諸島内の河川、同周辺海域

表 3 活性炭処理後の水質変化

活性炭処理

染色浸透剤廃液

蛍光浸透剤廃液なし

なし

23.6

着色COD（mg／ｌ）※ヘキサン抽出物質は分析を割愛した。

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の実施にも拘わらず横ばい状態になっているのが4．他の排水処理方法との比較現状である。また、製造業における排水処理施設

表 4 に探傷剤廃液の各種処理方式の比較を示す。の普及状況 7）を処理方式別に見ると凝集沈殿と活表に揚げた 9 種の処理方式のうち、希釈すること性汚泥（生物処理のみ）が全体の半分以上を占めなく河川や海域に放流できるレベルまで確実に浄ている。表 4 の①と③に示すように、初期コスト化できるのは④⑤⑦⑨の 4 方式に止まり、またことランニングコストの低さから選定度合が高くなの 4 方式のうちランニングコスト等を勘案した場っていると考えられが、この方式の場合、処理水合には⑨の評価点が最も高い。ゼロエミッション

そのままでは放流できないという制約と沈殿するとランニングコスト低減の実現に最も近づける処

汚泥処分による環境影響とコストが永久について理方式として、オゾン処理＋生物処理＋活性炭処回る。
現在中央環境審議会水環境部会において第 6 次

理方式は非常に有望であると考えられる。

水質総量規制の在り方について審議されていると5．おわりにころであるが、水質の現状を改善するために規制東京湾、伊勢湾、大阪湾、瀬戸内海等には多種値は更に厳しく設定されると思われる。工業検査

多様の工場がひしめき、周辺には全人口の 2 ／ 3の現場においても現状の処理装置で規制値をクリが集中して莫大な量の工業排水、生活排水が湾内ヤできない場合には生産工程の改善、現有装置の及び海域に流れ込んでいる。主要業種等区分の鉄改造、新方式への転換等が考えられ、初期コスト、鋼業、非鉄金属製造業、金属製品製造業の COD を浄化能力およびランニングコストを勘案して最適含有する届出最大排水量の合計は 250 万 m3 ／日以な着陸点を見出すことになる。このような場合に上 5）となっており、主要水域（東京湾）での COD

オゾン処理＋生物処理＋活性炭処理方式が有望なの経年変化 6）を見ると、昭和 54 年の水質総量規制

処理方式であることが検証できたので染色浸透探

表 4 探傷剤廃液の各種処理方式の比較

放流基準
クリヤ

敷地

初期コスト

電力費

薬品費

二次生成物処分費

評価点①凝集沈殿×○

◎

○

△

△

９②活性炭処理

○

○

○

○××

８③生物処理

×△

◎○

◎

○

１１④凝集沈殿＋活性炭処理

◎○

○

○××

９⑤凝集沈殿＋生物処理

◎△

○

○

△

△

１０⑥オゾン処理

×○

○△

◎

◎

１１⑦オゾン処理＋活性炭処理

◎○△△△

△

９⑧オゾン処理＋生物処理

△△△△

◎

○

９⑨オゾン処理＋生物処理＋活性炭処理

◎△△△

◎

○

１１

評価点 ◎：３点、○：２点、△：１点、×：０点―52―

傷や蛍光浸透探傷の廃液処理設備として各方面に

3）熊谷知哉：高濃度オゾンによる水中難分解性

このシステムを提供し、環境保全に貢献していき化合物の生分解性向上に関する研究、埼玉県たい。

産業技術総合センター研究報告

本件の執筆にあたり、石川島播磨重工業（株）化

第3巻

20054）東京都環境局：水質汚濁防止法排水基準・工学システム開発部の皆様には懇切なるご指導、ご場に係わる基準、2006.8

協力を頂きました。ここに紙面を借りまして感謝

5）環境省：主要業種等区分別の届出最大水量・の意を表します。

時期区分別水量比（資料 3）、2006.1
6）横浜市環境創造局：東京湾水域の COD 年平均
6．参考文献値の経年変化、2000

1）環境省報道発表資料：化学的酸素要求量、窒

7）環境省：排水処理技術の実態について（資料 9）

素含有量及びりん含有量に係る総量削減計画

2004.の同意について、2002.6
2）東京都環境局：第 5 次総量規制基準（化学的酸素要求量 COD）
、2006.8

計測事業部
試験エンジニアリング部
次 長

菅原 敏博
TEL. 045-759-2281
FAX. 045-751-0357―

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