廃水処理方法及びその装置
【課題】廃水中の有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を酸化分解して確実に低減化する処理方法及びその装置を提供する。
【解決手段】有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置した酸化触媒にマイクロバブルを供給して接触させる。マイクロバブルにより励起状態となった酸化触媒により有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を酸化分解して低減化し、省スペース化とランニングコストとに優れる廃水処理装置を安価に提供することができる。また、循環経路にマイクロバブル供給手段が設けられているので、マイクロバブルを発生させるのに別途装置や槽を設ける必要がなく、初期投資も安価となる。さらに、酸化処理に加えて嫌気処理や好気処理を行うことで油脂系汚濁物質以外の有機性汚濁物質をさらに低減することが可能となり、汚泥の排出を極めて少なくすることもできる。
【解決手段】有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置した酸化触媒にマイクロバブルを供給して接触させる。マイクロバブルにより励起状態となった酸化触媒により有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を酸化分解して低減化し、省スペース化とランニングコストとに優れる廃水処理装置を安価に提供することができる。また、循環経路にマイクロバブル供給手段が設けられているので、マイクロバブルを発生させるのに別途装置や槽を設ける必要がなく、初期投資も安価となる。さらに、酸化処理に加えて嫌気処理や好気処理を行うことで油脂系汚濁物質以外の有機性汚濁物質をさらに低減することが可能となり、汚泥の排出を極めて少なくすることもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度有機性廃水、特に油脂系汚濁物質を高濃度に含む廃水の処理方法、及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、食品加工工場や飲食店からは高濃度有機性廃水が発生する。これらの高濃度有機性廃水は、金属加工業などの工業廃水に比べて高い濃度の有機性汚濁物質を含んでおり、「公共用水域の水質汚濁に係る環境基準」で定められるＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質量）、ｎ−Ｈｅｘ（ノルマルヘキサン抽出物質量）などの負荷が非常に高いという特徴がある。
高濃度有機性廃水はこれらを処理する必要のある中小規模事業所において有機系汚濁物質、中でも油脂系汚濁物質を多量に含む廃水を浄化する上で多くの問題が指摘されている。油脂系汚濁物質は、嫌気性又は好気性細菌を用いた生分解工程では分解しにくく、処理の効率化を図るためにグリストラップ（油脂分離槽）を設ける場合が多い。グリストラップは、廃水を傾斜状の廃水桝に導入し、曝気分離や自然分離で油脂類のみを浮上させるものであり、分離された油脂系汚濁物質は別途に産業廃棄物処理されている。
【０００３】
しかしながら、このグリストラップによる油脂系汚濁物質の処理には以下の問題が指摘されている。
（１）油脂系汚濁物質を十分に分離するためにグリストラップには一定の容積が必要とされ、処理設備の本体に比べて大型になりやすい傾向があり、省スペース化が望まれる中小規模事業所では設置が困難な場合が多く、初期設備投資を高騰させる原因となる。
（２）グリストラップから排出される油脂系汚濁物質の産業廃棄物処理に必要な費用によって、またはグリストラップで除去されない油脂系汚濁物質が嫌気処理で多量の汚泥を生じ、この汚泥の廃棄物処理コストによってランニングコストが高騰する。
（３）グリストラップで除去されない油脂系汚濁物質が処理水の水質汚濁防止法の油脂系汚濁物質の濃度を上げて、排水基準（ｎ−ヘキサン抽出物質）を上回る恐れがある。なお、グリストラップには安価な付属品として附帯されるものもあるが、油脂系汚濁物質の流入防止や処理効率の維持効果が殆ど得られない。
【０００４】
そこで、有機性汚泥物質、特に油脂系汚濁物質の分解除去が可能な廃水処理方法が種々検討されている。
例えば、特許文献１に記載されるように、好気性菌、嫌気性菌等を配合した液体微生物製剤を増殖タンクで増殖させて微生物酵素を生成させ、この微生物酵素を曝気等で攪拌状態にあるグリストラップ中の廃水に投入し、微生物酵素の作用により油脂系汚濁物質を分解浄化する処理方法が知られている。
また、特許文献２で示されるように、次亜塩素酸ソーダ又は塩素の光分解により生じたラジカルな塩素等を金属酸化物、金属硫化物及び金属セレン化物のセラミック触媒に接触させて、有機物の分解能の高いＯＨラジカルを生成させ、このＯＨラジカルで油脂系汚濁物質を分解可能とした排液処理装置が知られている。
【特許文献１】特開２０００−３２５９３８号公報
【特許文献２】特開２００２−６８８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の処理方法は、微生物酵素の作用により油脂系汚濁物質を分解浄化するので、高価な液体微生物製剤を継続的に必要としランニングコストは高くなる傾向がある。また、微生物酵素を用いた生化学的反応は化学反応（酸化分解反応）より反応速度が遅く、処理効率が悪いという問題がある。
一方、前記特許文献２の排液処理装置は、酸化触媒は光励起により活性になるため、地下の光の届きにくい場所には設置が困難である。地下で使用すべく光源（ブラックライト等）の設置も可能であるが初期の設備投資やランニングコストを高くする原因となる。
【０００６】
本発明は、従来技術の上記問題に鑑みて、光に代えてマイクロバブルを照射すると光触媒が活性化されることを見出して為されたものであって、マイクロバブルにより酸化触媒を励起して、廃水中の有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を確実に酸化分解して低減化する廃水処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の方法は次の手段を講じている。
即ち、本発明の廃水処理方法は、有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置した酸化触媒にマイクロバブルを供給して接触させるものである。好ましくは酸化触媒で酸化処理された廃水をマイクロバブルと共に酸化触媒の上流側に戻し、廃水を循環させながら酸化処理させるのが良く、酸化触媒はアナターゼ型チタン酸化物とするのが良い。
これによって、マイクロバブルにより酸化触媒を励起して、廃水中の有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を確実に酸化分解して低減化することができる。また、酸化触媒をアナターゼ型チタン酸化物とすることで酸化触媒をマイクロバブルによって活性化することが可能となる。
【０００８】
具体的には、アナターゼ型チタン酸化物より形成された酸化触媒を有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置し、この酸化触媒にマイクロバブルと廃水とを供給してマイクロバブルにより酸化触媒を活性化して有機性汚濁物質を酸化分解し、酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻すと共にこの戻される廃水にマイクロバブル供給手段によりマイクロバブルを供給するものである。
また、嫌気性細菌による嫌気処理と好気性細菌による好気処理との少なくとも１つの処理を行うのがさらに好ましく、これによりＢＯＤ負荷の高い廃液の処理が可能となる。
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の装置は次の手段を講じている。
即ち、マイクロバブルを発生させるマイクロバブル供給手段と、このマイクロバブル供給手段から供給されるマイクロバブルにより活性化されて廃水中の有機性汚濁物質を酸化分解する酸化触媒とを備えている。この装置には酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻す循環経路が設けられ、この循環経路にマイクロバブル供給手段が備えられているのが好ましい。さらに、この装置は酸化触媒が処理槽の上方に備えられ、この酸化触媒の下方で嫌気性細菌による嫌気処理または好気性細菌による好気処理のいずれかの処理が行われているのが好ましい。
【００１０】
これによって、マイクロバブルにより励起状態となった酸化触媒により有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を酸化分解して低減化し、省スペース化とランニングコストとに優れる廃水処理装置を安価に提供することができる。また、循環経路にマイクロバブル供給手段が設けられているので、マイクロバブルを発生させるのに別途装置や槽を設ける必要がなく、初期投資も安価となる。さらに、酸化処理に加えて嫌気処理や好気処理を行うことで油脂系汚濁物質以外の有機性汚濁物質をさらに低減することが可能となり、汚泥の排出を極めて少なくすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、廃水中の有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を酸化分解して確実に低減化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の廃水処理装置１を説明する。
本発明の廃水処理装置１は、有機性汚濁物質を高濃度に含有する廃水、特に石油系油脂、動物性油脂または植物性油脂等の油脂系汚濁物質を高濃度に含む廃水から有機性汚濁物質を分解除去する装置であり、グリストラップのような附帯設備がなくても前記油脂系汚濁物質を分解できるので、省スペース化が望まれる中小規模事業所に好適に用いられる。
図１は本発明の廃水処理装置１の説明図である。前記廃水処理装置１は、第１処理槽２と、第２処理槽３と、最終槽４と、この最終槽４の槽下層に設けられたポンプＰ１で吸い込んだ廃液を第２処理槽３に戻す第１循環経路Ｌ１、前記最終槽４の槽下層に設けられたポンプＰ２で吸い込んだ廃液を第１処理槽２に戻す第２循環経路Ｌ２と、この第２循環経路Ｌ２の中途に設けられた酸化処理槽５とで構成されている。
【００１３】
前記第１処理槽２は、廃水を貯留する密封性の容器であり、容器内部には底部側に第１ろ材６と、この第１ろ材６の上方に第１酸化触媒７とが設けられ、マイクロバブルを含有する処理後の廃水が槽上層に第１循環経路Ｌ１から供給されており、槽下層から廃水が排出されて第２処理槽３に移送されている。
第１処理槽２は、貯留された廃水の水面の近傍に第１酸化触媒７が設けられており、水面近傍に浮遊する油脂系汚濁物質が第１酸化触媒７に接触しやすくなっており、また第１循環経路Ｌ１から供給されるマイクロバブルによりこの第１酸化触媒７が活性化されて、廃水中の有機性汚濁物質（特に、浮遊しやすい油脂系汚濁物質）を最初に酸化分解処理可能となっている。
【００１４】
第１酸化触媒７は、金属網製、例えば耐食性に優れるＳＵＳ製のパンチングメタルで形成された筺体内に触媒粒子を多数保持してなり、触媒粒子を筺体内に保持することで触媒粒子同士が接触して表面から剥離するのを防止している。触媒粒子は、合成樹脂製又はガラス製の芯体に酸化触媒を積層して形成されており、触媒粒子間を廃水とマイクロバブルとが通過できるようになっている。
第１ろ材６は、セラミック、陶器、発泡ウレタン、火山岩などの多孔質材料で形成されたれき状物を槽底部から積み上げて形成されている。前記第１ろ材６はれき状物が緻密に積み上げられているので、マイクロバブルが槽下層に到達するのが規制され、第１処理槽２の底部側に嫌気性の雰囲気が形成される。よって、底部側の第１ろ材６には嫌気性細菌が付着繁殖し、この嫌気性細菌により廃水中の有機性汚濁物質が酸化処理に引き続いて嫌気分解（嫌気処理）され、有機性汚濁物質が廃水より低減化される。
【００１５】
前記第２処理槽３は、槽下層側の第２ろ材８と、この第２ろ材８の上方に設けられる第２酸化触媒９と、水面上方からマイクロバブルが含まれた廃水を散水する散水部１０とを有している。第２処理槽３は、槽下層から第１処理槽２で処理された廃水が流入しており、前記散水部１０からはマイクロバブルが最終槽４の廃水と一緒に散水（散気）されている。
前記第２ろ材８は、金属、セラミック、合成樹脂等の網材又は棒材により、前記第１ろ材６より粗目に形成されている。よって、この第２ろ材８はマイクロバブルが槽内全域に行き渡るのを妨げないので、槽全体が好気雰囲気になり、第２ろ材８の表面に好気性細菌が付着繁殖する。この好気性細菌は、廃水中の有機性汚濁物質を好気分解するのみならず、前記嫌気分解により副生された汚泥をも分解している。
【００１６】
第２酸化触媒９は、酸化触媒が表面に積層した金属、合成樹脂等の網材又は棒材により第１酸化触媒７に比べて粗目に形成されており、前記散水部１０から散水されるマイクロバブルを目の間から容易に通過させるので、散水部１０から貯留された廃水に勢い良く導入されたマイクロバブルが槽全体に行き渡るのを妨げない構造となっている。
散水部１０は、マイクロバブルが含有された最終槽４の廃水を水面上方から勢い良く導入するものであり、高い流速が得られるように廃水を束状にして貯留された廃水面に打ち込んでいる。散水部１０から導入される廃水は槽内に対流を発生させ、この対流にのせてマイクロバブルを槽全体に行き渡らせ、槽全体を好気状態にしている。
【００１７】
なお、前記散水部１０は廃水面の上方からマイクロバブルを散水させるものに代えて、第２処理槽３の廃水中でマイクロバブルを散水し、槽全体を好気状態にするものでも良い
前記最終槽４は、槽下層側にポンプＰ１及びポンプＰ２を備えており、この槽に貯留された廃水を第１処理槽２及び第２処理槽３に戻している。このポンプＰ１及びポンプＰ２は、小型のターボポンプの翼車に導入管等を介して槽外から気体を導入し、この気体を翼車で廃液に混合すると共に微細に分断してマイクロバブルの発生が行われている。前記気体には、空気、酸素、オゾンなどを用いることができ、これらをボンベから導入されても良い。また、必要によっては最終槽内にポンプＰ３を設け、最終槽内でマイクロバブルを充満させると共に循環するようにしてもよい。
【００１８】
前記酸化処理槽５は、密封可能な容器の中に嵌脱自在な第３酸化触媒１２が収められており、この第３酸化触媒１２は金属網製の筺体内に触媒粒子が多数収納されている。酸化処理槽５を密封容器とすることで、最終槽４からの廃水を確実に第３酸化触媒１２に接触させることが可能となって、酸化処理を確実に行うことができる。また、第３酸化触媒１２を嵌脱自在な筺体とすることで、触媒の取替が容易となる。
次に、本発明の廃水処理方法の処理手順を説明する。
図２は本発明の廃水処理方法の処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示されるように、前記廃水処理方法は、廃水を廃水処理装置１の第１処理槽２に流入させ、この第１処理槽２で第１酸化処理と嫌気処理とを行い、廃水を第２処理槽３に移送して第２酸化処理と好気処理とを行い、廃水を最終槽４に移送し、最終槽４のポンプＰ１及びポンプＰ２から第１循環経路Ｌ１及び第２循環経路Ｌ２を介して第２処理槽３及び第１処理槽２に廃液を戻すものであり、第２循環経路Ｌ２においては酸化処理槽５内で第３酸化処理を行っている。
【００１９】
前記第１酸化処理、第２酸化処理、第３酸化処理のいずれもが、酸化触媒の触媒担持体に有機性汚濁物質が含有されている廃水をマイクロバブルと共に接触させ、マイクロバブルにより活性化された酸化触媒により廃水中の有機性汚濁物質を酸化分解して低減化するものである。
マイクロバブルは、一般には通常の水中で形成される気泡が数ｍｍ程度のミリバブルであるのに対してきわめて小さい１０μｍから６５μｍまでの微細気泡のことをいう。このマイクロバブルは、空気、酸素、オゾンなどの気体を選ばずに水中に形成され、大きさが水中で自然に収縮しマイクロナノバブル（数百ｎｍ〜１０μｍ）、ナノバブルを経て溶存酸素になる特性を有しており、また気泡でありながら水中での上層速度が極めて遅く水中での浮遊性が高いという特性を有している。
【００２０】
本発明では前述のマイクロバブル、マイクロナノバブルの中から、５００ｎｍ〜１００μｍ径、好ましくは５００ｎｍ〜５０μｍ径の微細気泡であって空気又は酸素を気体とする微細気泡（以下、単にマイクロバブルと称する）を用いている。５００ｎｍ〜１００μｍ径、好ましくは５００ｎｍ〜５０μｍ径のマイクロバブルは、酸化触媒の外殻電子を定常状態から励起状態に遷移できる固有エネルギーを有しており、酸化触媒の表面にマイクロバブルが接触するとマイクロバブルの固有エネルギーが酸化触媒の電子励起に用いられ、酸化触媒を活性化して酸化触媒の表面で酸化反応が生じやすくするからである。
【００２１】
前記マイクロバブルは、酸化処理後の廃水を酸化触媒の上流側に戻す第１循環経路Ｌ１及び第２循環経路Ｌ２の入り側に設けられたポンプＰ１及びポンプＰ２により発生させられており、これらのポンプがマイクロバブル供給手段となっている。
なお、前記マイクロバブル供給手段は、ポンプの翼車に空気を導入するものに代えて、キャビテーションの原理により溶存酸素を気泡化するものでも良いし、渦流ポンプやアスピレータ、ディフーザなどを用いても良い。
前記第１酸化処理、第２酸化処理、第３酸化処理のそれぞれに用いられる酸化触媒は、マイクロビーズ、ガラスカレット、合成樹脂や金属の網体や線材、小石、砂礫、木質の炭化物に酸化触媒をコーティングして用いられる。この酸化触媒は、光エネルギーが供給されると電子が励起状態となって強い酸化作用を奏する光触媒として知られるものであり、特にアナターゼ型結晶構造を有する酸化チタン触媒を用いるのが好ましい。酸化触媒には酸化チタン触媒以外に、マイクロバブルにより電子励起状態に遷移しやすい銀、パラジウム、バナジウム、白金、ニッケルなどの金属若しくは金属酸化物、またはこれらの焼結体を用いることもできる。
【００２２】
前記廃水処理方法は、ＪＩＳ Ｋ０１０２に規定されるｎ−ヘキサン抽出物質が１０〜５０ｍｇ／ｌの廃水を、グリストラップによる油脂分離を行うことなく直に処理して、ｎ−ヘキサン抽出物質が２０ｍｇ／ｌ以下、ＳＳが２００ｍｇ／ｌ以下になるまで連続的に酸化分解し、廃水から油脂系汚濁物質を低減することができ、グリストラップの設置コストや産廃コストが省け、小規模な事業所に適した省スペース化をも可能とする。
前記酸化触媒は、油脂系汚濁物質以外の有機性汚濁物質をも酸化分解するので、「公共用水域の水質汚濁に係る環境基準」で定められる基準の中からＢＯＤ、ＳＳ、全リン、全窒素などの負荷が高い廃液を処理して、これらの含有量を低減することができる。具体的にはＢＯＤ負荷で１００〜５０００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくはＢＯＤ負荷が１００〜２０００ｍｇ／ｌの廃水、ＳＳ負荷が２００〜１００００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくはＳＳ負荷が２００〜５０００ｍｇ／ｌの廃水、全リン負荷が１０〜２００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくは全リン負荷が１０〜１００ｍｇ／ｌの廃水、全窒素負荷が１２０〜１０００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくは全窒素負荷が１２０〜５００ｍｇ／ｌの廃水（高濃度有機性廃水）を処理して、ＢＯＤ１０〜２００ｍｇ／ｌ、ＳＳ１０〜２００ｍｇ／ｌ、全リン１〜１６ｍｇ／ｌ、全窒素１〜１２０ｍｇ／ｌに低減することができる。なお、ＢＯＤ負荷が２０００ｍｇ／ｌ、好ましくは１０００ｍｇ／ｌを超える高濃度有機廃水の場合は、嫌気処理または好気処理を併用することが好ましい。
【実施例１】
【００２３】
廃水処理装置は、従来の廃水処理装置（フジクリーン社製、ＬＰ−１０、嫌気処理槽と好気処理槽とを有する装置）に、嫌気処理槽に第１酸化触媒７を設けて第１処理槽２とし、好気処理槽に第２酸化触媒９を設けて第２処理槽３とし、最終槽４にポンプＰ１（出力４００Ｗ、吐出量３００ｌ/ｍｉｎ）及びポンプＰ２（出力４００Ｗ、吐出量３００ｌ/ｍｉｎ）を設け、これらのポンプＰ１、Ｐ２からの廃水を第１処理槽２と第２処理槽３に戻す第１循環配管Ｌ１と第２循環配管Ｌ２を敷設した。また、第２循環配管Ｌ２にはＳＵＳ容器を設け、この中に第３酸化触媒１２を嵌挿した。
【００２４】
前記ポンプＰ１、Ｐ２には槽外から空気導入管を翼車まで設けマイクロバブルを発生させるようにした。
前記第１酸化触媒７及び第３酸化触媒１２は、粒径３ｍｍの酸化チタン触媒粒子を詰めたＳＵＳパンチングメタル製の筺体（２００ｍｍ×１００ｍｍ×７０ｍｍ）を用い、これらを第１処理槽２の廃水面のやや下方と第２循環配管Ｌ２のＳＵＳ容器とに設けた。
前記第２酸化触媒９は、ＳＵＳ角棒（２０ｍｍ×２０ｍｍ×１２０ｍｍ）に酸化チタン触媒をコートしたものを上下に吊して形成した。
【００２５】
前記廃水処理装置１で処理する廃水は、ｐＨ５．６（測定温度１６．８℃）、ＳＳ負荷６５０ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ負荷１８３０ｍｇ／ｌ、全窒素負荷４３０ｍｇ／ｌ、全リン負荷６０ｍｇ／ｌ、ｎ−ヘキサン抽出物質（以下、ｎ−Ｈｅｘと称する）負荷３２ｍｇ／ｌの生活雑廃水とし、これを３００ｌ投入し、屋外にて３５日間連続循環させて処理した。
比較例の廃液処理装置は、前記実施例の廃液処理装置１から第１酸化触媒７、第２酸化触媒９、第３酸化触媒１２を取り除き、第１処理槽２で嫌気処理のみ、第２処理槽３で好気処理のみを行わせた。なお、第１循環配管Ｌ１と第２循環配管Ｌ２とは実施例と同流量で、マイクロバブルは発生させないように循環させている。
【００２６】
廃水処理後の処理水をサンプリングし、ＪＩＳ Ｋ０１０２に規定されるＢＯＤ、ＳＳ、全窒素、全リン、ｎ−ヘキサンを測定した。なお、各排水基準については「公共用水域の水質汚濁に係る環境基準」で定められる各排水基準値（ｐＨ：５．８〜８．６、ＳＳ：２００ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ：１６０ｍｇ／ｌ、ｎ−Ｈｅｘ：３０ｍｇ／ｌ、全窒素：１２０ｍｇ／ｌ、全リン：１６ｍｇ／ｌ）より汚濁物質が多い場合を×の評価、基準値以下の場合を○の評価とし、結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
「実施例」
表１から実施例の廃水処理装置１は、ＢＯＤを除けば処理２日目にはＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、全窒素、全リンが排水基準値以下にまで低減し、７日目には全ての排水基準値を下回ることが分かる。これに対して比較例（従来例）の廃水処理装置では、７日目、及び１４日目でもＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、全窒素、全リンは排水基準値まで低減できておらず、本発明の廃水処理方法及びその装置がＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、全窒素、全リンの低減を効率的に行うことが判断される。各排水基準毎には以下のように判断される。
「ｐＨ」
ｐＨは実施例が処理２日目には５．６から６．９のほぼ中性にまで回復するのに対して、比較例では徐々に中性になっていく傾向があるものの回復には時間がかかることが分かる。このことから、本発明の廃水処理方法及びその装置が廃水中の汚濁物質、特に酸性汚濁物質を従来の廃水処理方法及びその装置に比べて短時間に分解していると判断され、ｐＨの回復力に優れることが分かる。
「ＳＳ」
ＳＳは実施例が、処理２日目で１／１５程度まで低減させているのに対し、比較例が約１／１．７となっており、処理効率が従来の廃水処理方法及びその装置に比べて非常に高い（２日後の処理効率で約８．８倍）ことがわかる。このことから、高濃度に有機性汚濁物質が含まれる廃水においては浮遊性の有機性汚濁物質がＳＳとして含まれており、本発明の廃水処理方法及びその装置ではこれらの浮遊性の有機性汚濁物質を効率的に酸化分解して低減したことにより従来の廃水処理方法及びその装置に比べて短時間で排水基準値をクリアできたものと判断され、本発明の廃水処理方法及びその装置がＳＳの処理効率に優れていることがわかる。
「ＢＯＤ」
ＢＯＤは実施例が、処理２日目で１／３程度まで、処理７日目で１／１２程度まで低減させているのに対し、比較例では処理７日目でも２／３程度の低減しかされておらず、本発明の廃水処理方法及びその装置はＢＯＤの分解速度が従来の廃水処理方法及びその装置に比べて非常に速いことがわかる。このことから、本発明の廃水処理方法及びその装置では従来の廃水処理方法及びその装置でも処理に時間を要するＢＯＤ負荷の高い廃水をも短時間で排水基準値以下にまで低減化していることがわかる。
「ｎ−Ｈｅｘ」
ｎ−Ｈｅｘは実施例及び比較例に用いた廃水の初期値（３２ｍｇ／ｌ）が比較的排水基準値（３０ｍｇ／ｌ）に近いため、比較例でも処理２日目以降で○の評価ではあるが、実際の数値では処理２日目で比較例と実施例との間で倍以上の濃度差が見られ、処理１４日目では５倍程度の濃度差まで広がっている。このことから、本発明の廃水処理方法及びその装置では従来の廃水処理方法及びその装置では低減の効率が悪いｎ−Ｈｅｘをも短時間で酸化分解していることがわかる。
「全窒素、全リン」
全窒素及び全リンについても実施例は比較例より処理２日目で４倍〜８倍の濃度差が見られ、本発明の廃水処理方法及びその装置では有機態窒素や有機態リンを従来の廃水処理方法及びその装置より速く分解していることがわかり、全窒素及び全リンについても処理効率に優れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の廃水処理装置の説明図である。
【図２】本発明の廃水処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１ 廃水処理装置
２ 第１処理槽
３ 第２処理槽
４ 最終槽
５ 酸化処理槽
６ 第１ろ材
７ 第１酸化触媒
８ 第２ろ材
９ 第２酸化触媒
１０ 散水部
１２ 第３酸化触媒
Ｌ１ 第１循環経路
Ｌ２ 第２循環経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度有機性廃水、特に油脂系汚濁物質を高濃度に含む廃水の処理方法、及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、食品加工工場や飲食店からは高濃度有機性廃水が発生する。これらの高濃度有機性廃水は、金属加工業などの工業廃水に比べて高い濃度の有機性汚濁物質を含んでおり、「公共用水域の水質汚濁に係る環境基準」で定められるＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質量）、ｎ−Ｈｅｘ（ノルマルヘキサン抽出物質量）などの負荷が非常に高いという特徴がある。
高濃度有機性廃水はこれらを処理する必要のある中小規模事業所において有機系汚濁物質、中でも油脂系汚濁物質を多量に含む廃水を浄化する上で多くの問題が指摘されている。油脂系汚濁物質は、嫌気性又は好気性細菌を用いた生分解工程では分解しにくく、処理の効率化を図るためにグリストラップ（油脂分離槽）を設ける場合が多い。グリストラップは、廃水を傾斜状の廃水桝に導入し、曝気分離や自然分離で油脂類のみを浮上させるものであり、分離された油脂系汚濁物質は別途に産業廃棄物処理されている。
【０００３】
しかしながら、このグリストラップによる油脂系汚濁物質の処理には以下の問題が指摘されている。
（１）油脂系汚濁物質を十分に分離するためにグリストラップには一定の容積が必要とされ、処理設備の本体に比べて大型になりやすい傾向があり、省スペース化が望まれる中小規模事業所では設置が困難な場合が多く、初期設備投資を高騰させる原因となる。
（２）グリストラップから排出される油脂系汚濁物質の産業廃棄物処理に必要な費用によって、またはグリストラップで除去されない油脂系汚濁物質が嫌気処理で多量の汚泥を生じ、この汚泥の廃棄物処理コストによってランニングコストが高騰する。
（３）グリストラップで除去されない油脂系汚濁物質が処理水の水質汚濁防止法の油脂系汚濁物質の濃度を上げて、排水基準（ｎ−ヘキサン抽出物質）を上回る恐れがある。なお、グリストラップには安価な付属品として附帯されるものもあるが、油脂系汚濁物質の流入防止や処理効率の維持効果が殆ど得られない。
【０００４】
そこで、有機性汚泥物質、特に油脂系汚濁物質の分解除去が可能な廃水処理方法が種々検討されている。
例えば、特許文献１に記載されるように、好気性菌、嫌気性菌等を配合した液体微生物製剤を増殖タンクで増殖させて微生物酵素を生成させ、この微生物酵素を曝気等で攪拌状態にあるグリストラップ中の廃水に投入し、微生物酵素の作用により油脂系汚濁物質を分解浄化する処理方法が知られている。
また、特許文献２で示されるように、次亜塩素酸ソーダ又は塩素の光分解により生じたラジカルな塩素等を金属酸化物、金属硫化物及び金属セレン化物のセラミック触媒に接触させて、有機物の分解能の高いＯＨラジカルを生成させ、このＯＨラジカルで油脂系汚濁物質を分解可能とした排液処理装置が知られている。
【特許文献１】特開２０００−３２５９３８号公報
【特許文献２】特開２００２−６８８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の処理方法は、微生物酵素の作用により油脂系汚濁物質を分解浄化するので、高価な液体微生物製剤を継続的に必要としランニングコストは高くなる傾向がある。また、微生物酵素を用いた生化学的反応は化学反応（酸化分解反応）より反応速度が遅く、処理効率が悪いという問題がある。
一方、前記特許文献２の排液処理装置は、酸化触媒は光励起により活性になるため、地下の光の届きにくい場所には設置が困難である。地下で使用すべく光源（ブラックライト等）の設置も可能であるが初期の設備投資やランニングコストを高くする原因となる。
【０００６】
本発明は、従来技術の上記問題に鑑みて、光に代えてマイクロバブルを照射すると光触媒が活性化されることを見出して為されたものであって、マイクロバブルにより酸化触媒を励起して、廃水中の有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を確実に酸化分解して低減化する廃水処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の方法は次の手段を講じている。
即ち、本発明の廃水処理方法は、有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置した酸化触媒にマイクロバブルを供給して接触させるものである。好ましくは酸化触媒で酸化処理された廃水をマイクロバブルと共に酸化触媒の上流側に戻し、廃水を循環させながら酸化処理させるのが良く、酸化触媒はアナターゼ型チタン酸化物とするのが良い。
これによって、マイクロバブルにより酸化触媒を励起して、廃水中の有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を確実に酸化分解して低減化することができる。また、酸化触媒をアナターゼ型チタン酸化物とすることで酸化触媒をマイクロバブルによって活性化することが可能となる。
【０００８】
具体的には、アナターゼ型チタン酸化物より形成された酸化触媒を有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置し、この酸化触媒にマイクロバブルと廃水とを供給してマイクロバブルにより酸化触媒を活性化して有機性汚濁物質を酸化分解し、酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻すと共にこの戻される廃水にマイクロバブル供給手段によりマイクロバブルを供給するものである。
また、嫌気性細菌による嫌気処理と好気性細菌による好気処理との少なくとも１つの処理を行うのがさらに好ましく、これによりＢＯＤ負荷の高い廃液の処理が可能となる。
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の装置は次の手段を講じている。
即ち、マイクロバブルを発生させるマイクロバブル供給手段と、このマイクロバブル供給手段から供給されるマイクロバブルにより活性化されて廃水中の有機性汚濁物質を酸化分解する酸化触媒とを備えている。この装置には酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻す循環経路が設けられ、この循環経路にマイクロバブル供給手段が備えられているのが好ましい。さらに、この装置は酸化触媒が処理槽の上方に備えられ、この酸化触媒の下方で嫌気性細菌による嫌気処理または好気性細菌による好気処理のいずれかの処理が行われているのが好ましい。
【００１０】
これによって、マイクロバブルにより励起状態となった酸化触媒により有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を酸化分解して低減化し、省スペース化とランニングコストとに優れる廃水処理装置を安価に提供することができる。また、循環経路にマイクロバブル供給手段が設けられているので、マイクロバブルを発生させるのに別途装置や槽を設ける必要がなく、初期投資も安価となる。さらに、酸化処理に加えて嫌気処理や好気処理を行うことで油脂系汚濁物質以外の有機性汚濁物質をさらに低減することが可能となり、汚泥の排出を極めて少なくすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、廃水中の有機性汚濁物質、特に油脂系汚濁物質を酸化分解して確実に低減化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の廃水処理装置１を説明する。
本発明の廃水処理装置１は、有機性汚濁物質を高濃度に含有する廃水、特に石油系油脂、動物性油脂または植物性油脂等の油脂系汚濁物質を高濃度に含む廃水から有機性汚濁物質を分解除去する装置であり、グリストラップのような附帯設備がなくても前記油脂系汚濁物質を分解できるので、省スペース化が望まれる中小規模事業所に好適に用いられる。
図１は本発明の廃水処理装置１の説明図である。前記廃水処理装置１は、第１処理槽２と、第２処理槽３と、最終槽４と、この最終槽４の槽下層に設けられたポンプＰ１で吸い込んだ廃液を第２処理槽３に戻す第１循環経路Ｌ１、前記最終槽４の槽下層に設けられたポンプＰ２で吸い込んだ廃液を第１処理槽２に戻す第２循環経路Ｌ２と、この第２循環経路Ｌ２の中途に設けられた酸化処理槽５とで構成されている。
【００１３】
前記第１処理槽２は、廃水を貯留する密封性の容器であり、容器内部には底部側に第１ろ材６と、この第１ろ材６の上方に第１酸化触媒７とが設けられ、マイクロバブルを含有する処理後の廃水が槽上層に第１循環経路Ｌ１から供給されており、槽下層から廃水が排出されて第２処理槽３に移送されている。
第１処理槽２は、貯留された廃水の水面の近傍に第１酸化触媒７が設けられており、水面近傍に浮遊する油脂系汚濁物質が第１酸化触媒７に接触しやすくなっており、また第１循環経路Ｌ１から供給されるマイクロバブルによりこの第１酸化触媒７が活性化されて、廃水中の有機性汚濁物質（特に、浮遊しやすい油脂系汚濁物質）を最初に酸化分解処理可能となっている。
【００１４】
第１酸化触媒７は、金属網製、例えば耐食性に優れるＳＵＳ製のパンチングメタルで形成された筺体内に触媒粒子を多数保持してなり、触媒粒子を筺体内に保持することで触媒粒子同士が接触して表面から剥離するのを防止している。触媒粒子は、合成樹脂製又はガラス製の芯体に酸化触媒を積層して形成されており、触媒粒子間を廃水とマイクロバブルとが通過できるようになっている。
第１ろ材６は、セラミック、陶器、発泡ウレタン、火山岩などの多孔質材料で形成されたれき状物を槽底部から積み上げて形成されている。前記第１ろ材６はれき状物が緻密に積み上げられているので、マイクロバブルが槽下層に到達するのが規制され、第１処理槽２の底部側に嫌気性の雰囲気が形成される。よって、底部側の第１ろ材６には嫌気性細菌が付着繁殖し、この嫌気性細菌により廃水中の有機性汚濁物質が酸化処理に引き続いて嫌気分解（嫌気処理）され、有機性汚濁物質が廃水より低減化される。
【００１５】
前記第２処理槽３は、槽下層側の第２ろ材８と、この第２ろ材８の上方に設けられる第２酸化触媒９と、水面上方からマイクロバブルが含まれた廃水を散水する散水部１０とを有している。第２処理槽３は、槽下層から第１処理槽２で処理された廃水が流入しており、前記散水部１０からはマイクロバブルが最終槽４の廃水と一緒に散水（散気）されている。
前記第２ろ材８は、金属、セラミック、合成樹脂等の網材又は棒材により、前記第１ろ材６より粗目に形成されている。よって、この第２ろ材８はマイクロバブルが槽内全域に行き渡るのを妨げないので、槽全体が好気雰囲気になり、第２ろ材８の表面に好気性細菌が付着繁殖する。この好気性細菌は、廃水中の有機性汚濁物質を好気分解するのみならず、前記嫌気分解により副生された汚泥をも分解している。
【００１６】
第２酸化触媒９は、酸化触媒が表面に積層した金属、合成樹脂等の網材又は棒材により第１酸化触媒７に比べて粗目に形成されており、前記散水部１０から散水されるマイクロバブルを目の間から容易に通過させるので、散水部１０から貯留された廃水に勢い良く導入されたマイクロバブルが槽全体に行き渡るのを妨げない構造となっている。
散水部１０は、マイクロバブルが含有された最終槽４の廃水を水面上方から勢い良く導入するものであり、高い流速が得られるように廃水を束状にして貯留された廃水面に打ち込んでいる。散水部１０から導入される廃水は槽内に対流を発生させ、この対流にのせてマイクロバブルを槽全体に行き渡らせ、槽全体を好気状態にしている。
【００１７】
なお、前記散水部１０は廃水面の上方からマイクロバブルを散水させるものに代えて、第２処理槽３の廃水中でマイクロバブルを散水し、槽全体を好気状態にするものでも良い
前記最終槽４は、槽下層側にポンプＰ１及びポンプＰ２を備えており、この槽に貯留された廃水を第１処理槽２及び第２処理槽３に戻している。このポンプＰ１及びポンプＰ２は、小型のターボポンプの翼車に導入管等を介して槽外から気体を導入し、この気体を翼車で廃液に混合すると共に微細に分断してマイクロバブルの発生が行われている。前記気体には、空気、酸素、オゾンなどを用いることができ、これらをボンベから導入されても良い。また、必要によっては最終槽内にポンプＰ３を設け、最終槽内でマイクロバブルを充満させると共に循環するようにしてもよい。
【００１８】
前記酸化処理槽５は、密封可能な容器の中に嵌脱自在な第３酸化触媒１２が収められており、この第３酸化触媒１２は金属網製の筺体内に触媒粒子が多数収納されている。酸化処理槽５を密封容器とすることで、最終槽４からの廃水を確実に第３酸化触媒１２に接触させることが可能となって、酸化処理を確実に行うことができる。また、第３酸化触媒１２を嵌脱自在な筺体とすることで、触媒の取替が容易となる。
次に、本発明の廃水処理方法の処理手順を説明する。
図２は本発明の廃水処理方法の処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示されるように、前記廃水処理方法は、廃水を廃水処理装置１の第１処理槽２に流入させ、この第１処理槽２で第１酸化処理と嫌気処理とを行い、廃水を第２処理槽３に移送して第２酸化処理と好気処理とを行い、廃水を最終槽４に移送し、最終槽４のポンプＰ１及びポンプＰ２から第１循環経路Ｌ１及び第２循環経路Ｌ２を介して第２処理槽３及び第１処理槽２に廃液を戻すものであり、第２循環経路Ｌ２においては酸化処理槽５内で第３酸化処理を行っている。
【００１９】
前記第１酸化処理、第２酸化処理、第３酸化処理のいずれもが、酸化触媒の触媒担持体に有機性汚濁物質が含有されている廃水をマイクロバブルと共に接触させ、マイクロバブルにより活性化された酸化触媒により廃水中の有機性汚濁物質を酸化分解して低減化するものである。
マイクロバブルは、一般には通常の水中で形成される気泡が数ｍｍ程度のミリバブルであるのに対してきわめて小さい１０μｍから６５μｍまでの微細気泡のことをいう。このマイクロバブルは、空気、酸素、オゾンなどの気体を選ばずに水中に形成され、大きさが水中で自然に収縮しマイクロナノバブル（数百ｎｍ〜１０μｍ）、ナノバブルを経て溶存酸素になる特性を有しており、また気泡でありながら水中での上層速度が極めて遅く水中での浮遊性が高いという特性を有している。
【００２０】
本発明では前述のマイクロバブル、マイクロナノバブルの中から、５００ｎｍ〜１００μｍ径、好ましくは５００ｎｍ〜５０μｍ径の微細気泡であって空気又は酸素を気体とする微細気泡（以下、単にマイクロバブルと称する）を用いている。５００ｎｍ〜１００μｍ径、好ましくは５００ｎｍ〜５０μｍ径のマイクロバブルは、酸化触媒の外殻電子を定常状態から励起状態に遷移できる固有エネルギーを有しており、酸化触媒の表面にマイクロバブルが接触するとマイクロバブルの固有エネルギーが酸化触媒の電子励起に用いられ、酸化触媒を活性化して酸化触媒の表面で酸化反応が生じやすくするからである。
【００２１】
前記マイクロバブルは、酸化処理後の廃水を酸化触媒の上流側に戻す第１循環経路Ｌ１及び第２循環経路Ｌ２の入り側に設けられたポンプＰ１及びポンプＰ２により発生させられており、これらのポンプがマイクロバブル供給手段となっている。
なお、前記マイクロバブル供給手段は、ポンプの翼車に空気を導入するものに代えて、キャビテーションの原理により溶存酸素を気泡化するものでも良いし、渦流ポンプやアスピレータ、ディフーザなどを用いても良い。
前記第１酸化処理、第２酸化処理、第３酸化処理のそれぞれに用いられる酸化触媒は、マイクロビーズ、ガラスカレット、合成樹脂や金属の網体や線材、小石、砂礫、木質の炭化物に酸化触媒をコーティングして用いられる。この酸化触媒は、光エネルギーが供給されると電子が励起状態となって強い酸化作用を奏する光触媒として知られるものであり、特にアナターゼ型結晶構造を有する酸化チタン触媒を用いるのが好ましい。酸化触媒には酸化チタン触媒以外に、マイクロバブルにより電子励起状態に遷移しやすい銀、パラジウム、バナジウム、白金、ニッケルなどの金属若しくは金属酸化物、またはこれらの焼結体を用いることもできる。
【００２２】
前記廃水処理方法は、ＪＩＳ Ｋ０１０２に規定されるｎ−ヘキサン抽出物質が１０〜５０ｍｇ／ｌの廃水を、グリストラップによる油脂分離を行うことなく直に処理して、ｎ−ヘキサン抽出物質が２０ｍｇ／ｌ以下、ＳＳが２００ｍｇ／ｌ以下になるまで連続的に酸化分解し、廃水から油脂系汚濁物質を低減することができ、グリストラップの設置コストや産廃コストが省け、小規模な事業所に適した省スペース化をも可能とする。
前記酸化触媒は、油脂系汚濁物質以外の有機性汚濁物質をも酸化分解するので、「公共用水域の水質汚濁に係る環境基準」で定められる基準の中からＢＯＤ、ＳＳ、全リン、全窒素などの負荷が高い廃液を処理して、これらの含有量を低減することができる。具体的にはＢＯＤ負荷で１００〜５０００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくはＢＯＤ負荷が１００〜２０００ｍｇ／ｌの廃水、ＳＳ負荷が２００〜１００００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくはＳＳ負荷が２００〜５０００ｍｇ／ｌの廃水、全リン負荷が１０〜２００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくは全リン負荷が１０〜１００ｍｇ／ｌの廃水、全窒素負荷が１２０〜１０００ｍｇ／ｌの廃水、好ましくは全窒素負荷が１２０〜５００ｍｇ／ｌの廃水（高濃度有機性廃水）を処理して、ＢＯＤ１０〜２００ｍｇ／ｌ、ＳＳ１０〜２００ｍｇ／ｌ、全リン１〜１６ｍｇ／ｌ、全窒素１〜１２０ｍｇ／ｌに低減することができる。なお、ＢＯＤ負荷が２０００ｍｇ／ｌ、好ましくは１０００ｍｇ／ｌを超える高濃度有機廃水の場合は、嫌気処理または好気処理を併用することが好ましい。
【実施例１】
【００２３】
廃水処理装置は、従来の廃水処理装置（フジクリーン社製、ＬＰ−１０、嫌気処理槽と好気処理槽とを有する装置）に、嫌気処理槽に第１酸化触媒７を設けて第１処理槽２とし、好気処理槽に第２酸化触媒９を設けて第２処理槽３とし、最終槽４にポンプＰ１（出力４００Ｗ、吐出量３００ｌ/ｍｉｎ）及びポンプＰ２（出力４００Ｗ、吐出量３００ｌ/ｍｉｎ）を設け、これらのポンプＰ１、Ｐ２からの廃水を第１処理槽２と第２処理槽３に戻す第１循環配管Ｌ１と第２循環配管Ｌ２を敷設した。また、第２循環配管Ｌ２にはＳＵＳ容器を設け、この中に第３酸化触媒１２を嵌挿した。
【００２４】
前記ポンプＰ１、Ｐ２には槽外から空気導入管を翼車まで設けマイクロバブルを発生させるようにした。
前記第１酸化触媒７及び第３酸化触媒１２は、粒径３ｍｍの酸化チタン触媒粒子を詰めたＳＵＳパンチングメタル製の筺体（２００ｍｍ×１００ｍｍ×７０ｍｍ）を用い、これらを第１処理槽２の廃水面のやや下方と第２循環配管Ｌ２のＳＵＳ容器とに設けた。
前記第２酸化触媒９は、ＳＵＳ角棒（２０ｍｍ×２０ｍｍ×１２０ｍｍ）に酸化チタン触媒をコートしたものを上下に吊して形成した。
【００２５】
前記廃水処理装置１で処理する廃水は、ｐＨ５．６（測定温度１６．８℃）、ＳＳ負荷６５０ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ負荷１８３０ｍｇ／ｌ、全窒素負荷４３０ｍｇ／ｌ、全リン負荷６０ｍｇ／ｌ、ｎ−ヘキサン抽出物質（以下、ｎ−Ｈｅｘと称する）負荷３２ｍｇ／ｌの生活雑廃水とし、これを３００ｌ投入し、屋外にて３５日間連続循環させて処理した。
比較例の廃液処理装置は、前記実施例の廃液処理装置１から第１酸化触媒７、第２酸化触媒９、第３酸化触媒１２を取り除き、第１処理槽２で嫌気処理のみ、第２処理槽３で好気処理のみを行わせた。なお、第１循環配管Ｌ１と第２循環配管Ｌ２とは実施例と同流量で、マイクロバブルは発生させないように循環させている。
【００２６】
廃水処理後の処理水をサンプリングし、ＪＩＳ Ｋ０１０２に規定されるＢＯＤ、ＳＳ、全窒素、全リン、ｎ−ヘキサンを測定した。なお、各排水基準については「公共用水域の水質汚濁に係る環境基準」で定められる各排水基準値（ｐＨ：５．８〜８．６、ＳＳ：２００ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ：１６０ｍｇ／ｌ、ｎ−Ｈｅｘ：３０ｍｇ／ｌ、全窒素：１２０ｍｇ／ｌ、全リン：１６ｍｇ／ｌ）より汚濁物質が多い場合を×の評価、基準値以下の場合を○の評価とし、結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
「実施例」
表１から実施例の廃水処理装置１は、ＢＯＤを除けば処理２日目にはＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、全窒素、全リンが排水基準値以下にまで低減し、７日目には全ての排水基準値を下回ることが分かる。これに対して比較例（従来例）の廃水処理装置では、７日目、及び１４日目でもＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、全窒素、全リンは排水基準値まで低減できておらず、本発明の廃水処理方法及びその装置がＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、全窒素、全リンの低減を効率的に行うことが判断される。各排水基準毎には以下のように判断される。
「ｐＨ」
ｐＨは実施例が処理２日目には５．６から６．９のほぼ中性にまで回復するのに対して、比較例では徐々に中性になっていく傾向があるものの回復には時間がかかることが分かる。このことから、本発明の廃水処理方法及びその装置が廃水中の汚濁物質、特に酸性汚濁物質を従来の廃水処理方法及びその装置に比べて短時間に分解していると判断され、ｐＨの回復力に優れることが分かる。
「ＳＳ」
ＳＳは実施例が、処理２日目で１／１５程度まで低減させているのに対し、比較例が約１／１．７となっており、処理効率が従来の廃水処理方法及びその装置に比べて非常に高い（２日後の処理効率で約８．８倍）ことがわかる。このことから、高濃度に有機性汚濁物質が含まれる廃水においては浮遊性の有機性汚濁物質がＳＳとして含まれており、本発明の廃水処理方法及びその装置ではこれらの浮遊性の有機性汚濁物質を効率的に酸化分解して低減したことにより従来の廃水処理方法及びその装置に比べて短時間で排水基準値をクリアできたものと判断され、本発明の廃水処理方法及びその装置がＳＳの処理効率に優れていることがわかる。
「ＢＯＤ」
ＢＯＤは実施例が、処理２日目で１／３程度まで、処理７日目で１／１２程度まで低減させているのに対し、比較例では処理７日目でも２／３程度の低減しかされておらず、本発明の廃水処理方法及びその装置はＢＯＤの分解速度が従来の廃水処理方法及びその装置に比べて非常に速いことがわかる。このことから、本発明の廃水処理方法及びその装置では従来の廃水処理方法及びその装置でも処理に時間を要するＢＯＤ負荷の高い廃水をも短時間で排水基準値以下にまで低減化していることがわかる。
「ｎ−Ｈｅｘ」
ｎ−Ｈｅｘは実施例及び比較例に用いた廃水の初期値（３２ｍｇ／ｌ）が比較的排水基準値（３０ｍｇ／ｌ）に近いため、比較例でも処理２日目以降で○の評価ではあるが、実際の数値では処理２日目で比較例と実施例との間で倍以上の濃度差が見られ、処理１４日目では５倍程度の濃度差まで広がっている。このことから、本発明の廃水処理方法及びその装置では従来の廃水処理方法及びその装置では低減の効率が悪いｎ−Ｈｅｘをも短時間で酸化分解していることがわかる。
「全窒素、全リン」
全窒素及び全リンについても実施例は比較例より処理２日目で４倍〜８倍の濃度差が見られ、本発明の廃水処理方法及びその装置では有機態窒素や有機態リンを従来の廃水処理方法及びその装置より速く分解していることがわかり、全窒素及び全リンについても処理効率に優れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の廃水処理装置の説明図である。
【図２】本発明の廃水処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１ 廃水処理装置
２ 第１処理槽
３ 第２処理槽
４ 最終槽
５ 酸化処理槽
６ 第１ろ材
７ 第１酸化触媒
８ 第２ろ材
９ 第２酸化触媒
１０ 散水部
１２ 第３酸化触媒
Ｌ１ 第１循環経路
Ｌ２ 第２循環経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置した酸化触媒にマイクロバブルを供給して接触させることを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２】
前記酸化触媒で酸化処理された廃水をマイクロバブルと共に酸化触媒の上流側に戻し、廃水を循環させながら酸化処理させることを特徴とする請求項１に記載の廃水処理方法。
【請求項３】
前記酸化触媒をアナターゼ型チタン酸化物より形成することを特徴とする請求項１または２に記載の廃水処理方法。
【請求項４】
アナターゼ型チタン酸化物より形成された酸化触媒を有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置し、この酸化触媒にマイクロバブルと廃水とを供給してマイクロバブルにより酸化触媒を活性化して有機性汚濁物質を酸化分解し、酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻すと共にこの戻される廃水にマイクロバブル供給手段によりマイクロバブルを供給することを特徴とする廃水処理方法
【請求項５】
嫌気性細菌による嫌気処理と好気性細菌による好気処理との少なくとも１つの処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項６】
マイクロバブルを発生させるマイクロバブル供給手段と、このマイクロバブル供給手段から供給されるマイクロバブルにより活性化されて廃水中の有機性汚濁物質を酸化分解する酸化触媒とを備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項７】
酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻す循環経路が備えられ、この循環経路にマイクロバブル供給手段が備えられていることを特徴とする請求項６に記載の廃水処理装置。
【請求項８】
前記酸化触媒が処理槽の上方に備えられ、この酸化触媒の下方で嫌気性細菌による嫌気処理または好気性細菌による好気処理のいずれかの処理が行われていることを特徴とする請求項６または７に記載の廃水処理装置。
【請求項１】
有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置した酸化触媒にマイクロバブルを供給して接触させることを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２】
前記酸化触媒で酸化処理された廃水をマイクロバブルと共に酸化触媒の上流側に戻し、廃水を循環させながら酸化処理させることを特徴とする請求項１に記載の廃水処理方法。
【請求項３】
前記酸化触媒をアナターゼ型チタン酸化物より形成することを特徴とする請求項１または２に記載の廃水処理方法。
【請求項４】
アナターゼ型チタン酸化物より形成された酸化触媒を有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置し、この酸化触媒にマイクロバブルと廃水とを供給してマイクロバブルにより酸化触媒を活性化して有機性汚濁物質を酸化分解し、酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻すと共にこの戻される廃水にマイクロバブル供給手段によりマイクロバブルを供給することを特徴とする廃水処理方法
【請求項５】
嫌気性細菌による嫌気処理と好気性細菌による好気処理との少なくとも１つの処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項６】
マイクロバブルを発生させるマイクロバブル供給手段と、このマイクロバブル供給手段から供給されるマイクロバブルにより活性化されて廃水中の有機性汚濁物質を酸化分解する酸化触媒とを備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項７】
酸化分解後の廃水を酸化触媒の上流側に戻す循環経路が備えられ、この循環経路にマイクロバブル供給手段が備えられていることを特徴とする請求項６に記載の廃水処理装置。
【請求項８】
前記酸化触媒が処理槽の上方に備えられ、この酸化触媒の下方で嫌気性細菌による嫌気処理または好気性細菌による好気処理のいずれかの処理が行われていることを特徴とする請求項６または７に記載の廃水処理装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２６８４６９（Ｐ２００７−２６８４６９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９９３１６（Ｐ２００６−９９３１６）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５０６１１１０８８）株式会社アクアマックスセンター中部 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５０６１１１０８８）株式会社アクアマックスセンター中部 (1)
【Ｆターム（参考）】
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