JP3958888B2 - ジメチルスルホキシド含有廃水の処理方法 - Google Patents

ジメチルスルホキシド含有廃水の処理方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はジメチルスルホキシド含有廃水の処理方法、さらに詳しくは、ジメチルスルホキシド（以下、ＤＭＳＯともいう）を含有する廃水を、悪臭の発生を抑えながら生物学的に分解処理する処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年においては、電子工業分野において剥離、洗浄剤としてＤＭＳＯが使用されるようになっている。このためＤＭＳＯの分解処理することが要請され、その要請のために、たとえば特許第2769973 号のようなＤＭＳＯの生物処理方法が本件特許出願人によって開発されている。
【０００３】
ＤＭＳＯを生物分解する場合、窒素とリンが必要となるが、電子部品工場の電子部品製造工程で発生する洗浄廃水では、その成分に窒素、リンを含んでいないため、たとえば窒素源としてアンモニアを添加する必要がある。
【０００４】
すなわち、従来の処理装置は、図２に示すように、ｐＨ調整槽1a及び生物処理槽2aを備え、そのｐＨ調整槽1aに供給するアンモニア化合物を貯留したアンモニア貯留槽５を備えた構成からなるものである。
【０００５】
しかし、このような処理装置を用いると、窒素源の薬品としてのアンモニア化合物を購入する費用が別途かかるという問題がある。
【０００６】
また、上記のようなアンモニア貯留槽５も必要となり、設備も大型化するという問題がある。
【０００７】
一方、電子部品工場では、現像液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（以下、ＴＭＡＨともいう）が使用され、０．５ 〜２％程度の廃液が排出されるため、その処分に多大な費用を要している。
【０００８】
この廃液は、従来では専門業者に委託処分していたが、最近では工場内で単独で生物処理する技術が開発されてきた。
【０００９】
しかし、従来のこれらの廃液の処理方法では、廃液の場外処分に多大な費用がかかるという問題点があった。
【００１０】
ちなみに、ＴＭＡＨ廃液処理の廃液量１m3あたりの単価は約50000 円であり、廃液量が15m3/dであれば、一日に約750000円のコストがかかることとなる。
【００１１】
また、ＴＭＡＨの場合、窒素を15.3％含有しているため、単独処理では１％の廃液でも処理水の窒素濃度が1530mg/Lとなり、窒素除去処理を含んだ処理が必要となる。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、上記従来の処理方法のように、窒素源としてのアンモニアを必要とせず、従ってその購入のための費用を節減でき、またアンモニアの貯留タンクも不要となり、従って廃水処理設備のスペースが削減でき、しかもＴＭＡＨの廃棄物処分費用を削減することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）含有廃水の処理方法とその装置としてなされたもので、処理方法としての特徴は、ＤＭＳＯ含有廃水に、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）を含有する廃液を添加した後、生物処理することにある。
【００１５】
この場合、ＤＭＳＯ含有廃水に添加するＴＭＡＨの量を、ＤＭＳＯ含有廃水中の有機物濃度に応じて調整するのが好ましい。
【００１６】
特に、ＤＭＳＯ含有廃水及びＴＭＡＨを含む廃水の全有機性炭素（ＴＯＣ：Total Organic Carbon) 量の３〜６０％の窒素量となるようにＴＭＡＨの添加量を調整するのが好ましい。
【００１８】
本発明は、ＴＭＡＨに窒素が含まれている点に着目し、このＴＭＡＨに含まれている窒素を、ＤＭＳＯの生物処理の窒素源として使用するものである。
【００１９】
ＴＭＡＨには約１５．３％の窒素が含まれており、これがＤＭＳＯの生物処理の窒素源として使用される。
【００２０】
これにより、ＴＭＡＨの廃液の減量化、ＤＭＳＯの生物処理における窒素源費用の節約が可能となる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２２】
実施例１
本実施例は、ＤＭＳＯを含有する被処理水の処理方法と装置の一実施例であり、先ず処理装置の構成について説明する。
【００２３】
図１において、１は工場等から供給される原水のｐＨを調整するためのｐＨ調整槽で、該ｐＨ調整槽１には、そのｐＨ調整槽１内の原水のｐＨを測定するｐＨ測定計（図示せず）等が具備されている。
【００２４】
２は、前記ｐＨ調整槽１でｐＨが調整された被処理水を生物処理するための、生物処理槽で、この生物処理槽２には、ｐＨ測定計や散気装置（図示せず）等が具備されている。
【００２５】
この生物処理槽２としては、生物濾過膜装置が用いられる。
【００２６】
３は、前記ｐＨ調整槽１へ供給するＴＭＡＨを貯留するためのＴＭＡＨ貯留槽で、ＴＭＡＨ貯留槽３内のＴＭＡＨは、工場廃液に含有されたものである。
【００２７】
次に、上記のような処理装置を用いて、ＤＭＳＯ含有廃水を処理する方法について説明する。
【００２８】
先ず、工場からの原水をｐＨ調整槽１に供給する。
【００２９】
この原水にＤＭＳＯが含有されている。
【００３０】
このｐＨ調整槽１内では、供給された原水のｐＨの値に応じてｐＨが調整されることとなる。
【００３１】
さらに、原水に、ＴＭＡＨ貯留槽３から窒素源としてのＴＭＡＨがｐＨ調整槽１へ添加される。
【００３２】
この場合、ＴＭＡＨの添加量は、ＤＭＳＯと添加されるＴＭＡＨとの混合液のＴＯＣ量の３〜60％の窒素量となるように調整される。
【００３３】
次に、このようにしてｐＨ調整槽１内でｐＨが調整された原水は、生物処理槽２へ供給され、その生物処理槽２内で生物処理、すなわち微生物により原水中のＤＭＳＯ等の分解処理を行う。
【００３４】
このようにして生物処理槽２で生物処理された処理水は、外部に放流されるとともに、その一部は流路４を介して前記ｐＨ調整槽１に返送される。
【００３５】
そして、処理水が前記ｐＨ調整槽１へ循環されることにより、原水は希釈され、それによってｐＨ調整槽１や生物処理槽２内のＤＭＳＯの濃度が低下することとなる。
【００３６】
試験例
活性汚泥法により、窒素源を変えた場合の処理性について検討した。
【００３７】
ＤＭＳＯ廃水として、ＤＭＳＯ濃度が550mg/L の模擬廃水を調整し、これに窒素源としてＮＨ4ＣｌとＴＭＡＨ，ＭＥＡを添加した場合のそれぞれの処理性について検討した。
【００３８】
窒素の比率はＤＭＳＯと窒素源との混合液のＴＯＣの３〜55％に変化させた。
【００３９】
また、活性汚泥に対する負荷が0.3kgTOC/m3d となるように通水量を調節して試験した。
【００４０】
【表１】
Figure 0003958888
【００４１】
表１の結果からも明らかなように、ＮＨ4Ｃｌを窒素源とした試験では安定してＤＭＳＯを処理することができた。
【００４２】
次に、ＮＨ4Ｃｌに代えてＴＭＡＨを使用して試験を行ったが、同様に安定した処理が可能であった。
【００４３】
また、過剰のＴＭＡＨを添加しても、この範囲であれば処理に不都合は起こらず、過剰のＴＭＡＨはすべて分解され、処理水の窒素濃度のみ上昇した。また、ＭＥＡでも同様に安定した処理が可能であった。
【００４４】
実装置では生物処理として生物膜濾過装置を使用して、ＴＭＡＨ廃液添加量として50mg/Lで運転した。
【００４５】
ＤＭＳＯ濃度600mg/L で1000m3/dの廃水を生物濾過するためにはＴＯＣ量の５％の窒素（ＤＭＳＯ濃度に対しては1.5 ％）が必要であるから、次の式に示すように１日あたり９kgの窒素が必要である。
【００４６】
600 ×1000×10-3×0.015 ＝９kgN/d
【００４７】
これをＮＨ4Ｃl で供給すると、購入費用を200 円/N-kg として
９×200 円＝1800円/d …(1)
【００４８】
ＴＭＡＨ廃液の添加量は、ＴＭＡＨ濃度0.8 ％として、ＴＭＡＨの窒素含有率が15.4％であるから、
９÷0.154 ÷0.008 ＝7305kg/d …(2)
【００４９】
およそ１日あたり7.3m3 のＴＭＡＨ廃液を消費することができる。
【００５０】
ＴＭＡＨ廃液の処分費用は50000 円/m3 とすると、
7.3×50000 ＝365000円/d …(3)
【００５１】
(1) ＋(3) より約370000円/dの削減となる。
【００５４】
その他の実施例
尚、ＤＭＳＯを含有する廃水のＴＯＣ量の３〜60％の窒素量となるようにテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの添加量を調整することが好ましいが、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの添加量はこれに限定されるものではない。
【００５５】
さらに、該実施形態では、生物処理槽２で生物処理された処理水の一部をｐＨ調整槽１に返送するための流路４を設けたが、このような流路４を設けることは本発明に必須の条件ではない。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、ＴＭＡＨを貯留するための貯留槽３を設けたが、このような貯留槽３を設けることは本発明に必須の条件ではなく、たとえば工場からのＴＭＡＨ排出量の変動が少ない場合には、ＴＭＡＨ廃液を直接有機硫黄化合物を含有する廃水に注入することが可能である。
【００５７】
また、該実施形態では、ＴＭＡＨ廃液をｐＨ調整槽１に添加したが、ＴＭＡＨ廃液を添加する場所はこれに限定されるものではなく、ｐＨ調整槽１へ供給される前の原水、生物処理槽２、ｐＨ調整槽１と生物処理槽２間の配管ライン等、任意の場所で添加することが可能である。
【００６０】
【発明の効果】
叙上のように、本発明においては、工場からの廃液中に含有されているＴＭＡＨをＤＭＳＯ含有廃水に添加して処理する方法であるため、そのＴＭＡＨを窒素源としてＤＭＳＯ含有廃水の処理に用いることができ、従ってＤＭＳＯ含有廃水の処理と、それ自体が廃液中に含有されているＴＭＡＨの処理とを同時に行うことができる。
【００６１】
この結果、従来窒素源として使用していたアンモニアが不要となり、従ってその購入のための費用を節減できるという利点がある。
【００６２】
またアンモニアの貯留タンクも不要となり、その結果、廃水処理設備のスペースが削減できるという利点がある。
【００６３】
さらに、ＴＭＡＨ自体を窒素源として使用するために、従来のようにＴＭＡＨの廃棄物処分に多大なコストがかかることもないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の有機硫黄化合物含有廃水の処理装置の概略ブロック図。
【図２】従来の処理装置の概略ブロック図。
【符号の説明】
１…ｐＨ調整槽 ２…生物処理槽
３…ＴＭＡＨ貯留槽

Claims (3)

  1. ジメチルスルホキシド含有廃水に、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含有する廃液を添加した後、生物処理することを特徴とするジメチルスルホキシド含有廃水の処理方法。
  2. ジメチルスルホキシド含有廃水に添加するテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの量を、ジメチルスルホキシド含有廃水中の有機物濃度に応じて調整する請求項１記載のジメチルスルホキシド含有廃水の処理方法。
  3. ジメチルスルホキシド含有廃水及びテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む廃水の全有機性炭素量の３〜６０％の窒素量となるようにテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの添加量を調整する請求項２記載のジメチルスルホキシド含有廃水の処理方法。
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Zhu et al. Simultaneous removal of nutrient and organic matter in liquid swine manure using a lab-scale sequencing batch reactor

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