JP2005288386A - 廃水処理装置およびそれを用いた廃水処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る廃水処理装置は、電解槽1内に分離膜ユニット1を設置して構成する。廃水Aを電解槽1に供給し、電極3により電気分解することによって、廃水A中の難分解性COD成分等を分解除去し、電解処理水Dとする。次いで、この電解処理水Dを、分離膜ユニット2で、膜分離により、塩分等を濃縮した濃縮水Eと塩分等を除去した膜分離処理水Bとに分離する。そして、膜分離処理水Bは系外に排出するが、濃縮水Eは電解槽1内の電解処理水D中に戻すようにする。
【選択図】 図1
Description
図4に、従来用いられている一般的な電気分解処理法の概略を示す。廃水A1に電解質F1を添加して導電性を付与し、これを電解槽11内で電気分解することによって難分解性COD成分等(難分解性COD成分の他、色度、BOD、窒素、リンなどを総称したもの。以下同じ。)を分解して除去し、処理水B1を得ている。しかしながら、本法では、廃水A1の電気的特性を電気分解に適した条件に調整するため、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウムなどの塩分を電解質として相当量添加する必要があった。このことは、廃水A1に余分な化学物質を相当量添加することになり、処理水B1中に当該他の化学物質が残留するため、新たな環境負荷の増大を招き、望ましくない。
次に、図5に、従来用いられている膜分離法の概略を示す。廃水A2をRO膜またはルーズRO膜等の分離膜からなる分離膜ユニット22により、難分解性COD成分等、塩分などを分離濃縮した濃縮水E2とこれらの成分が除去された処理水B2とに分離し、高度に処理された処理水B2を得るものである。しかしながら、本法では、難分解性COD成分等や塩分を多く含む濃縮水E2が大量に残留するため、これの処理が困難であるという問題点がある。このため、濃縮水E2の処理には、焼却など非常にコストの高い処理を要するのが現状である。
上記従来技術1および2の問題点を解決する方法として、図6に示すような、膜分離と電気分解処理(以下、「電解処理」と略称することあり。)とを組み合わせた方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。上記従来技術2と同様、廃水A3を分離膜ユニット32で濃縮水E3と処理水B3とに分離した後、さらに濃縮水E3を電解槽にて電気分解することにより、難分解性COD成分等を高度に除去した処理水B4を得ようとするものである。もとの廃水A3由来の塩分を濃縮した濃縮水E3を電気分解することによって、上記従来技術1のように別途電解質を添加する必要がないとする。しかしながら、本法では、濃縮水E3中の塩分濃度は、もとの廃水A3中の塩分濃度と分離膜ユニット32の分離性能(濃縮性能)まかせとなるため、もとの廃水A3中の塩分濃度が低いと、いくら分離膜ユニット32で濃縮したとしても濃縮水E3中の塩分濃度が十分でなく効率的な電気分解処理を行えない場合がある。換言すれば、本法は、分離膜ユニット32の分離性能(濃縮性能)に見合った一定の塩分濃度を有する廃水でないと、十分な処理効果が発揮できないという問題点がある。
(廃水処理装置の構成)
図1に本発明の実施形態に係る廃水処理装置の概略のフローを示す。1は電解槽、2は電解槽内に設けられた分離膜ユニット、3は電解槽内に設置され、電解処理に用いられる電極と電源、4は電解槽の底部に設けられ、沈殿物や処理水を排出するドレイン配管である。電解槽1に供給された廃水Aは、電解槽1内に設置された電極3により電気分解されて、廃水A中の難分解性COD成分等が分解除去され、電解処理水Dとなる。次いで、この電解処理水Dは、電解槽1内に設けられた分離膜ユニット2で、膜分離により、濃縮水Eと膜分離処理水Bとに分離される。ここに、濃縮水Eは、電解処理水D中の塩分や電気分解されずに残存する難分解性COD成分等が濃縮されたものであり、膜分離処理水Bは、前記塩分や難分解性COD成分等が除去された、高度に処理された処理水である。そして、膜分離処理水Bは系外に排出されるが、濃縮水Eは電解槽1内の電解処理水D中に戻される。
廃水Aを電解槽1へ連続的に供給するとともに、分離膜ユニット2から膜分離処理水Bを連続的に系外へ排出する。これにより、廃水A中の塩分が電解槽1内に徐々に蓄積されて電解処理水D中の塩分濃度が連続的に上昇し、やがては電気分解に適した十分に高い塩分濃度に達する。たとえ、廃水A中の塩分濃度が低い場合であっても、この操作を継続することにより確実に電解処理水D中の塩分濃度を電気分解に適した濃度まで高めることができる。
(廃水処理装置の構成)
図2に、本発明の別の実施形態に係る廃水処理装置の概略のフローを示す。本例は、上記実施形態1と異なり、分離膜ユニット2を電解槽1外に別途設けたものである。そして、電解槽1から分離膜ユニット2へ電解処理水Dを送るとともに、分離膜ユニット2から電解槽1へ濃縮水Eを戻すように構成している。本例は、上記実施形態1に比べ、電解槽1と分離膜ユニット2間に余分の配管を必要とするが、前記電解槽1と分離膜ユニット2間の配管にバルブを設けておくことにより、電解槽1を運転しながら、分離膜ユニット2のメンテナンスを行うことも可能となる。
上記実施形態1と同様、廃水Aを電解槽1へ連続的に供給するとともに、分離膜ユニット2から膜分離処理水Bを連続的に系外へ排出することにより、電解処理水D中の塩分濃度を電気分解に適した濃度まで高めることができる。また、上記実施形態1と同様、析出塩分の沈殿物を定期的にドレイン配管4から引き抜くことにより、電解処理水D中の塩分濃度は飽和濃度に維持され、導電率が一定になるため、電気分解の安定化が図れ、効率的な電解処理が連続的に行える。
(廃水処理装置の構成)
図3に、本発明のさらに別の実施形態に係る廃水処理装置の概略のフローを示す。本例は、上記実施形態1において、電解槽1内に電解処理水Dの導電率を測定する導電率計5を設けるとともに、電解槽1内の電解処理水D中に塩分を供給する塩分供給手段7として、塩分タンク7aと塩分供給ポンプ7bとを設けている。さらに、廃水Aの供給配管と、膜分離処理水Bの排水配管と、ドレイン配管4とのそれぞれに流量調節用のバルブを設けるとともに、導電率計5により計測された導電率の値に基づいて各バルブの開度の調節および塩分供給ポンプ7の稼動/停止の操作を行う制御装置6を設けている。これにより、電解処理水Dの導電率の値に基づいて、電解槽1への廃水Aの供給量、分離膜ユニット2からの膜分離処理水Bの排出量、電解槽1からのドレインCの排出量、および電解槽1への塩分Fの供給量よりなる群から選ばれた少なくとも1つの操作因子を調整することできるようになっている。
廃水A中の処理対象物質の種類によっては、電気分解に最適な導電率が存在し、電解処理水D中の塩分濃度は飽和濃度より低い濃度の方が良い場合がある。このような場合、本例の廃水処理装置を用い、例えば以下の(1) 〜(5) の操作により電解処理を実施できる。なお、本法においては、電解処理に際して塩分を添加しているが、その添加量は従来技術1に比べ大幅に少量でよく、新たな環境負荷の増大を引き起こすおそれはない。
(2) 導電率計5により電解処理水Dの導電率を連続的または一定時間ごとに測定し、この測定された導電率の値が目標範囲(最適値−許容値)より下回る場合は、塩分供給ポンプ7を稼動して塩分タンク8から所定量の塩分を電解処理水D中に供給する。
(3) 次いで、上記導電率の値が目標範囲(最適値±許容値)内に入った場合は、塩分の供給を停止して、廃水Aを電解槽1に供給しつつ、分離膜ユニット2から膜分離処理水Bの排出を行う。
(4) さらに、上記導電率の値が目標範囲(最適値+許容値)を超えた場合は、廃水Aの供給と分離膜ユニット2からの膜分離処理水Bの排出をともに停止して回分的に電解処理を行う。この回分的な電解処理の間、電解処理水Dを一定時間ごとに採取して処理対象物質の濃度を測定し、系外に排出できる水質まで処理されたことを確認した後、ドレイン配管4から電解処理水Dを所定量排出する。
(5) 上記(1)〜(4)の操作を繰り返す。
本発明に係る電極3としては、通常の白金電極を用いても良いが、本発明が対象とする廃水Aは腐食性物質や汚れ物質が高濃度に含まれているので、白金電極より腐食、汚れ付着に対する耐性に優れるダイヤモンド薄膜電極を用いることがより好ましい。
2:分離膜ユニット
3:電極と電源
4:ドレイン配管
5:導電率計
6:制御装置
7:塩分供給手段
7a:塩分タンク
7b:塩分供給ポンプ
A:廃水
B:膜分離処理水
C:ドレイン
D:電解処理水
E:濃縮水
F:塩分
Claims (8)
- 廃水から電気分解により難分解性COD成分を除去して電解処理水となす電解槽と、
この電解槽内に設けられた分離膜ユニットであって、前記電解処理水を膜分離により、当該電解処理水中の塩分や残存する難分解性COD成分が濃縮された濃縮水とこれらの成分が除去された膜分離処理水とに分離し、前記濃縮水を前記電解槽内の電解処理水中に戻すとともに、前記膜分離処理水を系外に排出する分離膜ユニットと、
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。 - 廃水を電気分解することにより難分解性COD成分を除去して電解処理水となす電解槽と、
この電解槽外に別途設けられた分離膜ユニットであって、前記電解槽から供給された前記電解処理水を膜分離することにより、当該電解処理水中の塩分や難分解性COD成分が濃縮された濃縮水とこれらの成分が除去された膜分離処理水とに分離し、前記濃縮水を前記電解槽内の電解処理水中に戻すとともに、前記膜分離処理水を系外に排出する分離膜ユニットと、
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。 - 前記電気分解に使用される電極が、ダイヤモンド薄膜電極である請求項1または2に記載の廃水処理装置。
- 前記電解槽に、当該電解槽中の沈殿物および/または電解処理水を槽外に排出するドレイン配管を設けた請求項1〜3のいずれか1項に記載の廃水処理装置。
- さらに、前記電解槽内の電解処理水の導電率を測定する導電率計を設けた請求項1〜4のいずれか1項に記載の廃水処理装置。
- さらに、前記電解槽内の電解処理水中に塩分を供給する塩分供給手段を設けた請求項1〜5のいずれか1項に記載の廃水処理装置。
- 廃水を電解槽内で電気分解することにより難分解性COD成分を除去して電解処理水とする電解処理工程と、
この電解処理水を分離膜ユニットで膜分離することにより、当該電解処理水中の塩分や難分解性COD成分が濃縮された濃縮水とこれらの成分が除去された膜分離処理水とに分離する膜分離工程と、
前記膜分離処理水を系外に排出する処理水排出工程と、
前記濃縮水を前記電解槽内の電解処理水中に戻す濃縮水循環工程と、を備え、
前記電解処理工程において、前記電解槽内の塩分濃度を所定値以上に維持しつつ電気分解を行うことを特徴とする廃水処理方法。 - さらに、前記電解槽内の電解処理水の導電率を測定する導電率測定工程と、
この導電率の値に基づいて、前記電解槽への廃水の供給量、前記分離膜ユニットからの膜分離処理水の排出量、前記電解槽からのドレインの排出量、および前記電解槽への塩分の添加量よりなる群から選ばれた少なくとも1つの操作因子を調整することにより、前記電解槽内の塩分濃度を所定値以上に維持する制御工程と、
を備えた請求項7に記載の廃水処理方法。
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