JP2018122289A - Water treatment method and water treatment equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、フェントン反応の効率に優れた水処理方法の提供。【解決手段】工程(i)〜(iii)を含む水処理方法。(i)下記条件(A)を満たす排水に対し、下記条件(B)を満たすように第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、排水中のアルデヒド類および被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で第一鉄イオンに還元する還元処理とを行い、反応液を得る反応工程(ii)反応液のpHを6.0以上10.0以下に調整して、反応中の第一鉄イオンおよび第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を懸濁させた懸濁液を得る不溶化工程(iii)懸濁液を汚泥と処理水とに分離する第一分離工程。<反応条件>(A)排水のpHは1.0以上4.0以下である。(B)0.17≦T1/(CA×CB)≦1.2【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water treatment method having excellent efficiency of Fenton reaction in water treatment using Fenton reaction accompanied by reduction reaction. A water treatment method including steps (i) to (iii). (I) Ferric ion and hydrogen peroxide are added to the wastewater satisfying the following condition (A) so as to satisfy the following condition (B) to oxidize aldehydes and oxidizable contaminants in the wastewater. Reaction step to obtain a reaction solution by performing an oxidation treatment and a reduction treatment of reducing ferric ions to ferrous ions in the presence of an iron reduction catalyst (ii) The pH of the reaction solution is 6.0 or more and 10.0. The insolubilization step (iii) suspension is adjusted as follows to insolubilize the ferric and ferric ions in the reaction to obtain a suspension in which the ferric compound and the ferric compound are suspended. The first separation step to separate sludge and treated water. <Reaction conditions> (A) The pH of wastewater is 1.0 or more and 4.0 or less. (B) 0.17 ≦ T1 / (CA × CB) ≦ 1.2 [Selection diagram] FIG. 1
Description
本発明は、水処理方法および水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment apparatus.
フェントン反応は、第一鉄イオンに対し過酸化水素を反応させ、ヒドロキシラジカルを発生させる反応である。ヒドロキシラジカルは強力な酸化力を持ち、その強力な酸化力を利用して、殺菌、アルデヒド類などの有害物質や難分解性の汚染物質の分解など、様々な分野に応用が期待されている。フェントン反応で使用した第一鉄イオンは反応の進行に伴い酸化され、第二鉄イオンとなる。例えば、フェントン反応を利用して被酸化性の汚濁物質を含む排水を処理した場合、第二鉄化合物を含む汚泥が廃棄物となり、その処理コストが高いことが問題となっている。また、フェントン反応の進行に伴い、第一鉄イオンは消費されるので、処理中においても第一鉄イオンを発生させ続けなければならなかった。 The Fenton reaction is a reaction in which hydrogen peroxide is reacted with ferrous ions to generate hydroxy radicals. Hydroxyl radicals have a strong oxidizing power, and are expected to be applied in various fields such as sterilization, decomposition of harmful substances such as aldehydes and decomposition of persistent pollutants using the strong oxidizing power. The ferrous ions used in the Fenton reaction are oxidized as the reaction proceeds to become ferric ions. For example, when wastewater containing oxidizable pollutants is treated using the Fenton reaction, sludge containing ferric compounds becomes waste, and the treatment cost is high. Further, since ferrous ions are consumed as the Fenton reaction proceeds, it was necessary to continue to generate ferrous ions even during the treatment.
フェントン反応で生成した第二鉄イオンの一部は、過酸化水素の存在下で、一部が第一鉄イオンに還元されることが知られている。しかしながら、この還元反応はフェントン反応と比較して非常に遅いことが知られている。これに対し、上記還元反応を促進させる鉄還元触媒を添加し、フェントン反応と上記還元反応を同時に行う手法が知られている。このような例として、鉄還元触媒として活性炭を添加する例が挙げられる(特許文献1および特許文献2)。 It is known that some of the ferric ions generated by the Fenton reaction are reduced to ferrous ions in the presence of hydrogen peroxide. However, this reduction reaction is known to be very slow compared to the Fenton reaction. On the other hand, a technique is known in which an iron reduction catalyst that promotes the reduction reaction is added to simultaneously perform the Fenton reaction and the reduction reaction. As such an example, the example which adds activated carbon as an iron reduction catalyst is mentioned (patent documents 1 and patent documents 2).
特許文献1および特許文献2に記載の水処理方法は、フェントン反応のみを利用した水処理方法に比べて、廃棄物の処理にかかるコストを抑えることができる。また、上記還元反応により生成する第一鉄イオンを再利用することができるので、追加で発生させる第一鉄イオンの量を少なくすることができる。 The water treatment methods described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 can reduce the cost of waste treatment compared to a water treatment method using only the Fenton reaction. Moreover, since the ferrous ion produced | generated by the said reduction reaction can be reused, the quantity of the ferrous ion generated additionally can be decreased.
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の方法を用いて、有害物質としてアルデヒド類を含む排水を処理する際、第二鉄イオンから第一鉄イオンに還元する反応が阻害されることがあった。その場合、フェントン反応の効率が低下することがあった。 However, when treating wastewater containing aldehydes as harmful substances using the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the reaction of reducing ferric ions to ferrous ions may be inhibited. It was. In that case, the efficiency of the Fenton reaction may decrease.
そこで、本発明の一態様は、第二鉄イオンの還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れた水処理装置、およびそれを用いた水処理反応を提供する。 Thus, one embodiment of the present invention is a water treatment using a Fenton reaction involving a reduction reaction of ferric ions, and the reduction reaction is not inhibited by the aldehydes contained in the waste water, and water having excellent Fenton reaction efficiency. A treatment apparatus and a water treatment reaction using the same are provided.
上記課題を解決するため、本発明は下記態様を有する。
[1]アルデヒド類および被酸化性汚染物質を含む排水の処理方法であって、下記工程(i)〜(iii)を含む水処理方法。
(i)反応槽に貯留された下記条件(A)を満たす前記排水に対し、下記条件(B)を満たすように第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応工程
(ii)前記工程(i)で得られた前記反応液のpHを6.0以上10.0以下に調整して、前記反応中の前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物を懸濁させた懸濁液を得る不溶化工程
(iii)前記工程(ii)で得られた前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離工程
<反応条件>
(A)前記排水のpHは1.0以上4.0以下である。
(B)0.17≦T1/(CA×CB)≦1.2
(T1:前記排水が前記反応槽に滞留する時間(単位:時間)
CA:前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L)
CB:前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L))
[2]下記工程(iv)をさらに含む、[1]に記載の水処理方法。
(iv)前記工程(iii)で分離した前記汚泥の少なくとも一部を前記工程(i)に返送する汚泥返送工程
[3]前記アルデヒド類は、プロピオンアルデヒドである[1]または[2]に記載の水処理方法。
[4]前記工程(i)において、酸を用いて前記排水のpHを1.0以上4.0以下に調整する[1]〜[3]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[5]前記鉄還元触媒は、活性炭およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一つである[1]〜[4]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[6]前記工程(i)における前記酸化処理に、第一鉄塩または第一鉄の酸化物を使用する[1]〜[5]のいずれか一項に記載の水処理方法。
[7]前記工程(iii)において、精密濾過膜または限外濾過膜を用いて前記懸濁液を前記汚泥と前記処理水とに分離する[1]〜[6]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[8]前記工程(i)に先立って、前記アルデヒド類の一部を微生物を用いて分解し、前記排水とする生物処理工程を有する[1]〜[7]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[9]ナノ濾過膜または逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質と、透過水とに分離する第二分離工程を有する[1]〜[8]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[10]アルデヒド類および被酸化性汚染物質を含む排水の処理装置であって、下記(1)〜(4)を備える水処理装置。
(1)前記排水に第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応部
(2)前記反応部から供給される前記反応液に含まれる前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を得る不溶化部
(3)前記不溶化部から供給される前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離部
(4)下記式(1)を満たすように、前記反応部を制御する制御部
0.17≦T2/(CA×CB)≦1.2 …(1)
(T2:前記反応部に前記反応液が滞留する時間(単位:時間)
CA:前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L)
CB:前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L))
[11]下記(5)をさらに備える、[10]記載の水処理装置。
(5)前記第一分離部で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記反応部に返送する汚泥返送手段
[12]前記第一分離部は、精密濾過膜または限外濾過膜を備える[10]または[11]に記載の水処理装置。
[13]前記第一分離部は、前記不溶化部に設けられている[10]〜[12]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[14]前記反応部に酸を供給して前記排水のpHを調整する第一pH調整装置と、
前記不溶化部にアルカリを供給して前記反応液のpHを調整する第二pH調整装置と、を備える[10]〜[13]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[15]前記酸は、硫酸または塩酸である[14]に記載の水処理装置。
[16]前記反応部に鉄還元触媒を添加する触媒添加手段を備える[10]〜[15]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[17]前記反応部の上流に、前記アルデヒド類の一部を微生物により分解し、前記排水とする生物処理部を備える[10]〜[16]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[18]ナノ濾過膜または逆浸透膜を有し、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質と、透過水とに分離する第二分離部を備える[10]〜[17]のいずれか1項に記載の水処理装置。
In order to solve the above problems, the present invention has the following aspects.
[1] A method for treating wastewater containing aldehydes and oxidizable pollutants, comprising the following steps (i) to (iii):
(I) Ferrous ions and hydrogen peroxide are added so as to satisfy the following condition (B) with respect to the wastewater that satisfies the following condition (A) stored in the reaction tank, and the aldehydes in the wastewater And an oxidation treatment for oxidizing the oxidizable contaminant, and a reduction treatment for reducing ferric ions generated by the oxidation treatment to the ferrous ions in the presence of an iron reduction catalyst. Reaction step to be obtained (ii) The pH of the reaction solution obtained in the step (i) is adjusted to 6.0 or more and 10.0 or less, and the ferrous ions and the ferric ions in the reaction are adjusted. Insolubilization step of obtaining a suspension in which the ferrous compound and the ferric compound are suspended by insolubilizing to produce a ferrous compound and a ferric compound (iii) In the step (ii) The obtained suspension is The first separation step of separating the sludge containing iron compound, treated with water, the <Reaction conditions>
(A) The pH of the waste water is 1.0 or more and 4.0 or less.
(B) 0.17 ≦ T 1 / (C A × C B ) ≦ 1.2
(T 1 : time (unit: time) that the waste water stays in the reaction tank)
C A : Concentration concentration of the aldehydes relative to the total amount of the reaction solution (unit: mol / L)
C B : Addition concentration of hydrogen peroxide with respect to the total amount of the reaction solution (unit: mg / L))
[2] The water treatment method according to [1], further comprising the following step (iv).
(Iv) Sludge return step of returning at least a part of the sludge separated in the step (iii) to the step (i) [3] The aldehyde is propionaldehyde [1] or [2] Water treatment method.
[4] The water treatment method according to any one of [1] to [3], wherein in the step (i), the pH of the waste water is adjusted to 1.0 or more and 4.0 or less using an acid.
[5] The water treatment method according to any one of [1] to [4], wherein the iron reduction catalyst is at least one selected from the group consisting of activated carbon and zeolite.
[6] The water treatment method according to any one of [1] to [5], wherein a ferrous salt or a ferrous oxide is used for the oxidation treatment in the step (i).
[7] In any one of [1] to [6], in the step (iii), the suspension is separated into the sludge and the treated water using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane. Water treatment method.
[8] Prior to the step (i), the method according to any one of [1] to [7], including a biological treatment step in which a part of the aldehydes is decomposed using a microorganism to form the waste water. Water treatment method.
[9] A second separation step of separating the treated water into the aldehydes and the oxidizable contaminants contained in the treated water and permeated water using a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane [ The water treatment method according to any one of [1] to [8].
[10] A waste water treatment apparatus containing aldehydes and oxidizable pollutants, comprising the following (1) to (4).
(1) An oxidation treatment in which ferrous ions and hydrogen peroxide are added to the waste water to oxidize the aldehydes and the oxidizable contaminants in the waste water, and ferric ions generated by the oxidation treatment (2) The ferrous ion contained in the reaction solution supplied from the reaction unit. And insolubilizing part to obtain a suspension in which ferrous compound and ferric compound are suspended by insolubilizing ferric ion and generating ferrous compound and ferric compound (3) A first separation unit that separates the suspension supplied from the insolubilization unit into sludge containing the ferric compound and treated water. (4) The reaction unit so as to satisfy the following formula (1): controls the control unit 0.17 ≦ T 2 (C A × C B) ≦ 1.2 ... (1)
(T 2 : time for which the reaction liquid stays in the reaction part (unit: time)
C A : Concentration concentration of the aldehydes relative to the total amount of the reaction solution (unit: mol / L)
C B : Addition concentration of hydrogen peroxide with respect to the total amount of the reaction solution (unit: mg / L))
[11] The water treatment apparatus according to [10], further comprising (5) below.
(5) Sludge return means for returning at least a part of the sludge generated in the first separation section to the reaction section [12] The first separation section includes a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane [10] Or the water treatment apparatus as described in [11].
[13] The water treatment device according to any one of [10] to [12], wherein the first separation unit is provided in the insolubilization unit.
[14] A first pH adjuster for adjusting the pH of the waste water by supplying an acid to the reaction section;
A water treatment device according to any one of [10] to [13], comprising: a second pH adjustment device that adjusts the pH of the reaction solution by supplying alkali to the insolubilized portion.
[15] The water treatment apparatus according to [14], wherein the acid is sulfuric acid or hydrochloric acid.
[16] The water treatment apparatus according to any one of [10] to [15], further comprising catalyst addition means for adding an iron reduction catalyst to the reaction unit.
[17] The water treatment apparatus according to any one of [10] to [16], further including a biological treatment unit that decomposes part of the aldehydes with microorganisms and uses the waste water upstream of the reaction unit.
[18] Having a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane, and using the nanofiltration membrane or the reverse osmosis membrane, the treated water, the aldehydes and the oxidizable contaminant contained in the treated water, A water treatment device given in any 1 paragraph of [10]-[17] provided with the 2nd separation part separated into permeated water.
[1] 下記工程(i)〜(v)を有する水処理方法。
(i)アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水に対して、下記(A)および(B)の条件で、フェントン反応を行って前記アルデヒド類および前記被酸化性の汚染物質を酸化する酸化工程。
(ii)前記酸化工程で得られた反応液のpHを6.0以上10.0以下に調整し、第一鉄イオン、および前記フェントン反応により生成した第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させる不溶化工程。
(iii)前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と処理水とに分離する第一分離工程。
(iv)前記第一分離工程で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記酸化工程に返送する汚泥返送工程。
(v)前記第二鉄イオンを、鉄還元触媒により前記第一鉄イオンに還元する還元工程。 (A)前記排水のpHは、1.0以上4.0以下である。
(B)下記式(S1)を満たす。
0.17≦T1/(CA×CB)≦1.2 …(S1)
T1:前記酸化工程に要する時間(単位:時間)
CA:前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L) CB:前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L)
[2]前記アルデヒド類は、プロピオンアルデヒドである[1]に記載の水処理方法。[3]前記酸化工程において、酸を用いて前記排水のpHを1.0以上4.0以下に調整する[1]または[2]に記載の水処理方法。
[4]前記鉄還元触媒は、活性炭およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一つである[1]〜[3]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[5]前記フェントン反応に、第一鉄塩または第一鉄の酸化物を使用する[1]〜[4]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[6]前記第一分離工程において、精密濾過膜または限外濾過膜を用いて前記懸濁液を前記汚泥と前記処理水とに分離する[1]〜[5]のいずれか1項に記載の水処理方法。[7]前記酸化工程に先立って、前記アルデヒド類の一部を微生物を用いて分解し、前記排水とする生物処理工程を有する[1]〜[6]のいずれか1項に記載の水処理方法。[8]ナノ濾過膜または逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性の汚染物質と、透過水とに分離する第二分離工程を有する[1]〜[7]のいずれか1項に記載の水処理方法。
[9]下記(1)〜(5)を備える、水処理装置。
(1)排水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質をフェントン反応により酸化するとともに、前記フェントン反応により生成した第二鉄イオンを鉄還元触媒により第一鉄イオンに還元する反応槽。
(2)前記反応槽から供給される反応液に含まれる前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させる不溶化槽。
(3)前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と処理水とに分離する第一分離装置。
(4)前記第一分離装置で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記反応槽に返送する汚泥返送手段。
(5)下記(C)の条件となるように、前記フェントン反応を制御する制御手段。
(C)下記式(1)を満たす。
0.17≦T2/(CA×CB)≦1.2 …(1)
T2:前記反応槽に前記反応液が滞留する時間(単位:時間)
CA:前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L) CB:前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L)
[10]前記第一分離装置は、精密濾過膜または限外濾過膜を備える[9]に記載の水処理装置。
[11]前記第一分離装置は、前記不溶化槽内に設けられている[9]または[10]に記載の水処理装置。
[12]前記反応槽に酸を供給して前記排水のpHを調整する第一pH調整装置と、
前記不溶化槽にアルカリを供給して前記反応液のpHを調整する第二pH調整装置と、を備える[9]〜[11]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[13]前記酸は、硫酸または塩酸である[12]に記載の水処理装置。
[14]前記反応槽に鉄還元触媒を添加する触媒添加手段を備える[9]〜[13]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[15]前記反応槽の上流に、前記アルデヒド類の一部を微生物により分解し、前記排水とする生物処理槽を備える[9]〜[14]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[16]ナノ濾過膜または逆浸透膜を有し、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性の汚染物質と、透過水とに分離する第二分離装置を備える[9]〜[15]のいずれか1項に記載の水処理装置。
[1] A water treatment method having the following steps (i) to (v).
(I) A fenton reaction is performed on wastewater containing aldehydes and oxidizable contaminants under the following conditions (A) and (B) to oxidize the aldehydes and oxidizable contaminants. Oxidation process.
(Ii) adjusting the pH of the reaction solution obtained in the oxidation step to 6.0 or more and 10.0 or less to insolubilize ferrous ions and ferric ions generated by the Fenton reaction; An insolubilization step for producing a compound and a ferric compound.
(Iii) A first separation step of separating a suspension in which the ferrous compound and the ferric compound are suspended into sludge containing the ferric compound and treated water.
(Iv) A sludge return step for returning at least a part of the sludge generated in the first separation step to the oxidation step.
(V) A reduction step of reducing the ferric ion to the ferrous ion with an iron reduction catalyst. (A) The pH of the waste water is 1.0 or more and 4.0 or less.
(B) The following formula (S1) is satisfied.
0.17 ≦ T 1 / (C A × C B ) ≦ 1.2 (S1)
T 1 : Time required for the oxidation step (unit: time)
C A : Concentration concentration of the aldehydes relative to the total amount of the reaction solution (unit: mol / L) C B : Addition concentration of hydrogen peroxide relative to the total amount of the reaction solution (unit: mg / L)
[2] The water treatment method according to [1], wherein the aldehyde is propionaldehyde. [3] The water treatment method according to [1] or [2], wherein in the oxidation step, the pH of the waste water is adjusted to 1.0 or more and 4.0 or less using an acid.
[4] The water treatment method according to any one of [1] to [3], wherein the iron reduction catalyst is at least one selected from the group consisting of activated carbon and zeolite.
[5] The water treatment method according to any one of [1] to [4], wherein a ferrous salt or a ferrous oxide is used for the Fenton reaction.
[6] In any one of [1] to [5], in the first separation step, the suspension is separated into the sludge and the treated water using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane. Water treatment method. [7] The water treatment according to any one of [1] to [6], further including a biological treatment step in which a part of the aldehydes is decomposed using a microorganism to form the waste water prior to the oxidation step. Method. [8] A second separation step of separating the treated water into the aldehydes and the oxidizable contaminants contained in the treated water and permeated water using a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane. The water treatment method according to any one of [1] to [7].
[9] A water treatment apparatus comprising the following (1) to (5).
(1) A reaction tank that oxidizes aldehydes and oxidizable pollutants contained in wastewater by a Fenton reaction and reduces ferric ions generated by the Fenton reaction to ferrous ions by an iron reduction catalyst.
(2) An insolubilization tank in which the ferrous ions and ferric ions contained in the reaction solution supplied from the reaction tank are insolubilized to generate ferrous compounds and ferric compounds.
(3) A first separation device that separates a suspension in which the ferrous compound and the ferric compound are suspended into sludge containing the ferric compound and treated water.
(4) Sludge return means for returning at least a part of the sludge generated in the first separator to the reaction tank.
(5) Control means for controlling the Fenton reaction so as to satisfy the following condition (C).
(C) The following formula (1) is satisfied.
0.17 ≦ T 2 / (C A × C B ) ≦ 1.2 (1)
T 2 : Time for which the reaction solution stays in the reaction tank (unit: time)
C A : Concentration concentration of the aldehydes relative to the total amount of the reaction solution (unit: mol / L) C B : Addition concentration of hydrogen peroxide relative to the total amount of the reaction solution (unit: mg / L)
[10] The water treatment device according to [9], wherein the first separation device includes a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane.
[11] The water treatment device according to [9] or [10], wherein the first separation device is provided in the insolubilization tank.
[12] A first pH adjusting device for adjusting the pH of the waste water by supplying an acid to the reaction vessel;
A water treatment device according to any one of [9] to [11], comprising a second pH adjustment device that supplies alkali to the insolubilization tank to adjust the pH of the reaction solution.
[13] The water treatment apparatus according to [12], wherein the acid is sulfuric acid or hydrochloric acid.
[14] The water treatment apparatus according to any one of [9] to [13], comprising catalyst addition means for adding an iron reduction catalyst to the reaction tank.
[15] The water treatment apparatus according to any one of [9] to [14], further including a biological treatment tank upstream of the reaction tank, in which a part of the aldehydes are decomposed by microorganisms and used as the waste water.
[16] Having a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane, and using the nanofiltration membrane or the reverse osmosis membrane, treating the treated water with the aldehydes and the oxidizable contaminant contained in the treated water The water treatment device according to any one of [9] to [15], further comprising a second separation device that separates into permeated water.
本発明の一態様によれば、第二鉄イオンの還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れた水処理装置、およびそれを用いた水処理反応が提供される。 According to one embodiment of the present invention, in water treatment using a Fenton reaction involving a reduction reaction of ferric ions, the aldehydes contained in the wastewater do not inhibit the reduction reaction, and the water has excellent Fenton reaction efficiency. A treatment apparatus and a water treatment reaction using the same are provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings below, the dimensions and ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
<第1実施形態>
[水処理装置]
第1実施形態の水処理方法に用いる水処理装置1の構成について説明する。図1は、本実施形態の水処理装置1の概略構成を示す図である。図1に示すように、水処理装置1は、反応部10と、不溶化部20と、調整槽41と、貯留槽61と、制御部70と、を備える。
<First Embodiment>
[Water treatment equipment]
The structure of the water treatment apparatus 1 used for the water treatment method of 1st Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a water treatment apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the water treatment apparatus 1 includes a reaction unit 10, an insolubilizing unit 20, an
反応部10は、反応槽11と、反応槽11内に鉄試薬を添加する鉄試薬添加手段15と、反応槽11内に過酸化水素を添加する過酸化水素添加手段16と、反応槽11内に鉄還元触媒を添加する触媒添加手段17と、反応槽11に希釈水を添加する希釈水添加手段18とを備える。
The reaction unit 10 includes a
不溶化部20は、不溶化槽21を備える。
The insolubilizing unit 20 includes an
また、水処理装置1は、反応槽11内のpHを調整するpH調整装置14と、不溶化槽21内のpHを調整するpH調整装置24を備える。
本明細書において、pH調整装置14は、特許請求の範囲における第一pH調整部に相当する。また、pH調整装置24は、特許請求の範囲における第二pH調整部に相当する。
Further, the water treatment apparatus 1 includes a
In the present specification, the
さらに、水処理装置1は、不溶化槽21から反応槽11に不溶化槽21で生じた汚泥の少なくとも一部を返送する汚泥返送手段32を備える。
Further, the water treatment apparatus 1 includes a sludge return means 32 that returns at least a part of the sludge generated in the
不溶化槽21内には、第一分離部22が設けられている。
調整槽41と貯留槽61との間には、第二分離部42が設けられている。
A
A
(排水)
水処理装置1による水処理では、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水を、フェントン反応を利用して酸化処理する。アルデヒド類としては、例えばプロピオンアルデヒドが挙げられる。
本実施形態において、排水中のアルデヒド濃度は0.5×10−3mol/L以上である。
(Drainage)
In the water treatment by the water treatment apparatus 1, wastewater containing aldehydes and oxidizable contaminants is oxidized using the Fenton reaction. Examples of aldehydes include propionaldehyde.
In this embodiment, the aldehyde concentration in the waste water is 0.5 × 10 −3 mol / L or more.
被酸化性の汚染物質としては、生物処理による分解が困難な有機物、または、亜リン酸や次亜リン酸などの無機物が挙げられる。 Examples of oxidizable contaminants include organic substances that are difficult to decompose by biological treatment, or inorganic substances such as phosphorous acid and hypophosphorous acid.
上記有機物としては、例えば1,4−ジオキサンなどの有機溶剤、フミン物質などが挙げられる。フミン物質とは、土壌を水酸化ナトリウムなどのアルカリで抽出した分画、あるいは土壌を天然水で抽出した抽出液をXAD樹脂(スチレンまたはアクリルとジビニルベンゼンの共重合体)に吸着させ、さらにその吸着したものから希アルカリ水溶液で溶出される分画のことをいう。
亜リン酸や次亜リン酸は、めっき工場の工場排水などに含まれている。
Examples of the organic substance include organic solvents such as 1,4-dioxane, humic substances, and the like. The humic substance is an adsorbed fraction obtained by extracting soil with an alkali such as sodium hydroxide or an extract obtained by extracting soil with natural water to XAD resin (a copolymer of styrene or acrylic and divinylbenzene). The fraction eluted from the adsorbed material with a dilute alkaline aqueous solution.
Phosphorous acid and hypophosphorous acid are contained in the factory effluent of a plating plant.
(反応部)
反応部10は、排水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質をフェントン反応により酸化するとともに、フェントン反応により生成した第二鉄イオン(Fe3+)を第一鉄イオン(Fe2+)に還元する。反応槽11は、少なくとも第一鉄イオンを発生させる鉄試薬、過酸化水素および鉄還元触媒を充填するものである。
(Reaction part)
The reaction unit 10 oxidizes aldehydes and oxidizable contaminants contained in the wastewater by the Fenton reaction, and reduces ferric ions (Fe 3+ ) generated by the Fenton reaction to ferrous ions (Fe 2+ ). To do. The
反応槽11には、第一の流路12および第二の流路13が接続されている。第一の流路12は、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水を反応槽11に流入(供給)させるものである。第二の流路13は、反応槽11から排出された反応液を不溶化槽21に流入(供給)させるものである。
A
図1に示す水処理装置1において、反応槽11から不溶化槽21に反応液を供給する方法は特に限定されず、ポンプを用いて反応液を供給してもよいし、オーバーフローを利用して反応液を供給してもよい。
In the water treatment apparatus 1 shown in FIG. 1, the method for supplying the reaction liquid from the
なお、図1に示す水処理装置1において、反応槽11が1つ設けられている例を示したが、複数の反応槽11が直列に配置されていてもよい。その場合、フェントン反応にかかる時間を長くすることができるので、過酸化水素をフェントン反応で十分消費させることができる。
In addition, although the example in which one
また、反応槽11が複数配置されている場合、第一反応槽から第二反応槽に送液する方法は特に限定されず、ポンプを用いて送液してもよいし、オーバーフローを利用して送液してもよい。
なお、本明細書において、第一反応槽および第二反応槽は、特許請求の範囲における反応槽を構成している。
In addition, when a plurality of
In addition, in this specification, the 1st reaction tank and the 2nd reaction tank comprise the reaction tank in a claim.
(第一pH調整装置)
反応槽11内は、鉄試薬を水に溶解させて第一鉄イオンを発生させ、かつ、ヒドロキシラジカルを発生させることが可能なpHの範囲に調整される。そのため、反応槽11には、槽内のpHを測定する測定機器(図示略)を設置することが好ましい。
(First pH adjuster)
The inside of the
本実施形態において、反応槽11内のpHは、1.0以上4.0以下の範囲に調整される。反応槽11内のpHが1.0以上4.0以下であると、水に対する鉄試薬の溶解性を良好に保ちつつ、第二鉄イオンと鉄還元触媒との接触効率を高めることができる。反応槽11内のpHが1.0未満または4.0を超えるときには、pH調整装置14により、反応槽11内に酸またはアルカリを添加して、反応槽11内のpHを調整する。反応槽11内のpHは、2.0以上3.0以下が好ましく、2.5以上3.0以下がより好ましい。
In the present embodiment, the pH in the
酸の種類としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、シュウ酸、クエン酸、ギ酸、酢酸などの有機酸が挙げられ、硫酸または塩酸であることが好ましい。なかでも、フェントン反応で生成するヒドロキシラジカルを捕捉しにくいことから硫酸がより好ましい。
これらの酸は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid, and organic acids such as oxalic acid, citric acid, formic acid, and acetic acid, and sulfuric acid or hydrochloric acid is preferable. Among these, sulfuric acid is more preferable because it is difficult to capture hydroxy radicals generated by the Fenton reaction.
These acids may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
アルカリの種類としては、例えば水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。なかでも、汎用性が高く、フェントン反応で生成する物質と反応しないことから水酸化ナトリウムが好ましい。
これらのアルカリは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the alkali include sodium hydroxide, sodium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and the like. Of these, sodium hydroxide is preferred because it is highly versatile and does not react with substances generated by the Fenton reaction.
These alkalis may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
(鉄試薬添加手段)
鉄試薬添加手段15は、反応槽11内に鉄試薬を添加するものである。
(Iron reagent addition method)
The iron reagent adding means 15 is for adding an iron reagent into the
鉄試薬としては、水に溶解して第一鉄イオンを発生させるものであれば特に限定されないが、第一鉄塩または第一鉄の酸化物が好ましい。なかでも、排水基準で管理する必要がなく、溶解性に優れることから、硫酸鉄または塩化鉄が好ましい。また汎用性が高く、腐食性が少ないことから、硫酸鉄がより好ましい。 The iron reagent is not particularly limited as long as it dissolves in water and generates ferrous ions, but a ferrous salt or a ferrous oxide is preferable. Among them, iron sulfate or iron chloride is preferable because it does not need to be managed according to wastewater standards and has excellent solubility. In addition, iron sulfate is more preferable because of its high versatility and low corrosivity.
また、本実施形態では、鉄還元触媒により第二鉄が還元されて第一鉄が再生するため、鉄試薬として初めから第二鉄を用いることもできる。 Moreover, in this embodiment, since ferric iron is reduced and ferrous iron is regenerated by the iron reduction catalyst, ferric iron can be used from the beginning as an iron reagent.
鉄試薬としては、固体状態のものを反応槽11内に添加してもよいし、鉄試薬の水溶液のように液体状態にしたものを反応槽11内に添加してもよい。
As the iron reagent, a solid reagent may be added to the
(触媒添加手段)
触媒添加手段17は、反応槽11内に鉄還元触媒を添加するものである。
(Catalyst addition means)
The catalyst addition means 17 is for adding an iron reduction catalyst into the
鉄還元触媒としては、フェントン反応を実質的に阻害しないとともに、過酸化水素により第二鉄イオンが還元されて第一鉄イオンが再生する反応を促進するものであればよい。鉄還元触媒としては、活性炭およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、触媒効率や廃触媒の処理の観点から、活性炭がより好ましい。 Any iron reduction catalyst may be used as long as it does not substantially inhibit the Fenton reaction and promotes a reaction in which ferric ions are reduced by hydrogen peroxide to regenerate ferrous ions. The iron reduction catalyst is preferably at least one selected from the group consisting of activated carbon and zeolite, and activated carbon is more preferable from the viewpoint of catalyst efficiency and waste catalyst treatment.
鉄還元触媒の形状としては、触媒効率の観点から粉体状であることが好ましい。また、鉄還元触媒の粒径としては、触媒を回収しやすいことから0.05μm〜100μmが好ましい。 The shape of the iron reduction catalyst is preferably powder from the viewpoint of catalyst efficiency. In addition, the particle size of the iron reduction catalyst is preferably 0.05 μm to 100 μm because the catalyst can be easily recovered.
反応槽11では、鉄還元触媒の存在下で、通常のフェントン反応と同時に、第二鉄が還元されて第一鉄が再生する。これにより、フェントン反応のみを利用した水処理では廃棄されていた第二鉄を再利用することができる。そのため、第二鉄の処理にかかるコストを削減できるほか、鉄試薬添加手段15から添加する鉄試薬の量を少なくすることができる。
In the
(過酸化水素添加手段)
過酸化水素添加手段16は、反応槽11内に過酸化水素を添加するものである。
(Hydrogen peroxide addition means)
The hydrogen peroxide addition means 16 is for adding hydrogen peroxide into the
反応槽11内では、過酸化水素に第一鉄イオンが反応して、ヒドロキシラジカルが発生する。排水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質は、発生したヒドロキシラジカルにより有機物が酸化分解される。また、排水に亜リン酸や次亜リン酸等の無機物が含まれる場合、これらはヒドロキシラジカルによりそれぞれ酸化され、亜リン酸はオルトリン酸に、次亜リン酸は亜リン酸やオルトリン酸となる。
In the
一方、反応槽11内では、第一鉄イオンが過酸化水素の作用により酸化されて第二鉄イオンとなる。
On the other hand, in the
本実施形態においては、過酸化水素は通常のフェントン反応のほかに、上述した第二鉄イオンの還元反応にも使われる。そのため、過酸化水素添加手段16から添加する過酸化水素の量を第1実施形態よりも多くすることが好ましい。 In this embodiment, hydrogen peroxide is used for the above-described reduction reaction of ferric ions in addition to the normal Fenton reaction. Therefore, it is preferable that the amount of hydrogen peroxide added from the hydrogen peroxide adding means 16 is larger than that in the first embodiment.
(制御部)
制御部70は、下記(C)の条件となるように反応部10を制御する。具体的に、制御部70は、反応部10の過酸化水素添加手段16および希釈水添加手段18を制御する。これにより、制御部70は、フェントン反応を制御する。
(C)反応槽11に反応液が滞留する時間(単位:時間)の値T2を、反応液全量に対するアルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L)の値CAと反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L)の値CBとの積で除した値が、下記式(1)を満たす。
0.17≦T2/(CA×CB)≦1.2 …(1)
(Control part)
The
(C) Time reaction solution remaining in the reaction vessel 11: a value T 2 of the (unit time), concentration of the aldehydes for reaction total amount (unit: mol / L) over the value C A of the relative reaction total volume addition concentration (unit: mg / L) of hydrogen peroxide value obtained by dividing the product of the value C B of satisfies the following equation (1).
0.17 ≦ T 2 / (C A × C B ) ≦ 1.2 (1)
本実施形態において、T2/(CA×CB)の値は、0.20以上0.80以下が好ましく、0.22以上0.70以下がより好ましく、0.30以上0.60以下がさらに好ましく、0.40以上0.50以下が特に好ましい。 In the present embodiment, the value of T 2 / (C A × C B ) is preferably 0.20 or more and 0.80 or less, more preferably 0.22 or more and 0.70 or less, and 0.30 or more and 0.60 or less. Is more preferably 0.40 or more and 0.50 or less.
制御部70は、反応液全量に対するアルデヒド類の含有濃度を測定する測定装置を有していることが好ましい。
The
T2/(CA×CB)の値が0.17未満の場合には、反応槽11に反応液が滞留する時間を長くする。また、別の方法としては、希釈水添加手段18により、上記式(1)を満たす過酸化水素の添加濃度またはアルデヒドの含有濃度となるように、希釈水を添加して反応液を希釈する。
過酸化水素の添加量は、目標の処理水質に応じて決定される。その際、T2/(CA×CB)の値が上記式(1)を満たすように、過酸化水素の添加量を制御する。
When the value of T 2 / (C A × C B ) is less than 0.17, the time that the reaction liquid stays in the
The amount of hydrogen peroxide added is determined according to the target treated water quality. At that time, the amount of hydrogen peroxide added is controlled so that the value of T 2 / (C A × C B ) satisfies the above formula (1).
反応槽11が複数配置されている場合、過酸化水素添加手段16から過酸化水素を添加する反応槽11は、最下流の反応槽11以外の槽とすることが好ましい。過酸化水素を添加する反応槽11が上流であるほど、フェントン反応にかかる時間をより長くすることができるので、過酸化水素をフェントン反応で十分消費させることができる。したがって、反応槽11の下流の不溶化槽21および調整槽41に未反応の過酸化水素の漏出を抑制することができる。また、未反応の過酸化水素による処理水中の化学的酸素要求量の上昇を抑制することができる。
When a plurality of
(不溶化部)
不溶化部20は、第一鉄イオン、およびフェントン反応により生成した第二鉄イオンを反応液から除去するために不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させるものである。不溶化槽21には、反応槽11から反応液が供給されている。
(Insolubilized part)
The insolubilized part 20 insolubilizes the ferrous ions and ferric ions generated by the Fenton reaction to remove them from the reaction solution, thereby generating ferrous compounds and ferric compounds. The reaction solution is supplied from the
本実施形態において、第一鉄イオンおよび第二鉄イオンは、酸化鉄、水酸化鉄または塩化鉄などの鉄化合物となって不溶化する。 In this embodiment, ferrous ions and ferric ions become insoluble as iron compounds such as iron oxide, iron hydroxide, or iron chloride.
(第二pH調整装置)
不溶化槽21内は、第一鉄イオンおよび第二鉄イオンを不溶化させることが可能なpHの範囲に調整される。不溶化槽21内のpHは、6.0以上10.0以下の範囲に調整される。そのため、不溶化槽21には、槽内のpHを測定する測定機器(図示略)を設置することが好ましい。pH調整装置24は、槽内のpHに応じて、不溶化槽21内にアルカリを添加する。不溶化槽21内のpHは、7.0以上9.0以下となることが好ましく、7.5以上8.5以下がより好ましく、7.8以上8.3以下がさらに好ましい。
(Second pH adjuster)
The inside of the
添加するアルカリの種類としては、pH調整装置14で添加することができるアルカリと同様のものが挙げられる。
Examples of the kind of alkali to be added include the same alkalis that can be added by the
被酸化性の汚染物質として亜リン酸や次亜リン酸等の無機物が排水に含まれる場合、アルカリとして水酸化カルシウムを添加すると、反応液中の亜リン酸と水酸化カルシウムが反応して沈殿物を形成する。そのため、後述する第一分離部22において、亜リン酸を含む沈殿物と、処理水とに沈殿分離することができる。また、反応液中のオルトリン酸は、第二鉄イオンと反応して沈殿物を形成する。そのため、後述する第一分離部22において、オルトリン酸を含む沈殿物と、処理水とに沈殿分離することができる。
When inorganic substances such as phosphorous acid and hypophosphorous acid are contained in the wastewater as oxidizable contaminants, when calcium hydroxide is added as alkali, the phosphorous acid and calcium hydroxide in the reaction solution react to precipitate. Form things. Therefore, in the
(汚泥返送手段)
汚泥返送手段32は、不溶化槽21から反応槽11に鉄化合物および鉄酸化触媒を含む汚泥の少なくとも一部を返送するものである。汚泥返送手段32は、第五の流路33を備える。第五の流路33は、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥の少なくとも一部を不溶化槽21から排出し、反応槽11に流入(供給)させるものである。
第五の流路33には、ポンプ33aが設置されている。これにより、不溶化槽21内の鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥の少なくとも一部を不溶化槽21から反応槽11に返送することができる。
(Sludge return means)
The sludge return means 32 returns at least a part of the sludge containing the iron compound and the iron oxidation catalyst from the
A
反応槽11が複数配置されている場合、不溶化槽21から汚泥の少なくとも一部を返送する反応槽11は、最下流の反応槽11以外の槽とすることが好ましい。汚泥の少なくとも一部を返送する反応槽11が上流であるほど、第二鉄から第一鉄が生成してからフェントン反応に使用されるまでの時間をより長くすることができる。したがって、返送した汚泥中の第二鉄をフェントン反応に効果的に再利用することができる。
When a plurality of
《第一分離装置》
第一分離部22は、第一鉄化合物および第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、鉄化合物および鉄酸化触媒を含む汚泥と、処理水とに固液分離するものである。第一分離部22は、第一膜モジュール23を用いた全量濾過方式を採用している。第一膜モジュール23を用いることにより、懸濁液に汚泥が高濃度で含まれる場合においても、高い分離能で分離することができる。
第一膜モジュール23には、精密濾過膜または限外濾過膜を備えることが好ましい。精密濾過膜としては、モノリス型膜が挙げられる。限外濾過膜としては、中空糸膜、平膜、チューブラ膜が挙げられる。なかでも、容積充填率が高いことから、中空糸膜が好ましく用いられる。
<First separator>
The
The
第一膜モジュール23に中空糸膜を用いる場合、その材質としては、セルロース、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデンジフロライド(PVDF)、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)などが挙げられる。なかでも、中空糸膜の材質としては、耐薬品性やpH変化に強い点から、ポリフッ化ビニリデンジフロライド(PVDF)、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)が好ましい。
When a hollow fiber membrane is used for the
第一膜モジュール23にモノリス型膜を用いる場合、セラミック製の膜を用いることが好ましい。
When a monolith type membrane is used for the
精密濾過膜または限外濾過膜に形成される微細孔の平均孔径は、0.01μm〜1.0μmが好ましく、0.05μm〜0.45μmがより好ましい。前記微細孔の平均孔径が下限値以上であれば、固液分離に要する圧力を十分小さく抑えられる。一方、前記微細孔の平均孔径が上限値以下であれば、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥が処理水中に漏出するのを抑えることができる。 The average pore diameter of the micropores formed in the microfiltration membrane or ultrafiltration membrane is preferably 0.01 μm to 1.0 μm, and more preferably 0.05 μm to 0.45 μm. If the average pore diameter of the micropores is not less than the lower limit value, the pressure required for solid-liquid separation can be kept sufficiently small. On the other hand, if the average pore diameter of the micropores is not more than the upper limit value, it is possible to prevent the sludge containing the iron compound and the iron reduction catalyst from leaking into the treated water.
第一膜モジュール23には、第三の流路31が接続されている。第三の流路31は、第一膜モジュール23を透過した処理水を第一分離部22から排出し、調整槽41に流入させるものである。第三の流路31には、ポンプ31aが設置されている。これにより、上記処理水を不溶化槽21から排出できるようになっている。
A
また、第三の流路31には、処理水中の全鉄濃度を測定する測定装置が設けられていることが好ましい。当該測定装置により、処理水中の全鉄濃度が0.04ppmを超えていると判断される場合には、不溶化槽21内のpH、もしくは第一膜モジュール23での固液分離またはその両方が適切になるように適宜対応する。
The
また、第一分離部22には、第一膜モジュール23の下方に配置された膜面洗浄用の曝気手段を備えてもよい。前記曝気手段としては、公知のものを採用できる。
Further, the
なお、本実施形態において、第一分離部22は第一膜モジュール23を備える構成としたが、これに限定されない。第一分離部22は、濾過膜以外の分離手段を備えてもよい。濾過膜以外の分離手段としては、例えば、砂ろ過、加圧浮上分離、遠心分離、ベルトプレス、沈殿池による沈殿などが挙げられる。
In addition, in this embodiment, although the
(調整槽)
調整槽41は、不溶化槽21から第三の流路31を介して供給される処理水を貯留するものである。
(Adjustment tank)
The
調整槽41には、第七の流路55が接続されている。第七の流路55は、調整槽41に貯留した処理水を排出し、第二分離部42に流入させるものである。第七の流路55には、ポンプ55aおよび調整バルブ55bが設置されている。これにより、上記処理水を調整槽41から排出できるようになっている。
A
第二分離部42は、第一分離工程で分離した処理水を、処理水に含まれる被酸化性の汚染物質と、透過水とに膜分離するものである。第二分離部42は、第二膜モジュール43を用いたクロスフロー濾過方式を採用している。クロスフロー濾過方式を採用することにより、膜表面への被酸化性の汚染物質の堆積を抑制することができ、濾過流束を維持することができる。
The
第二膜モジュール43にナノ濾過膜を用いる場合、その材質としては、ポリエチレン系、芳香族ポリアミド系や架橋ポリアミド系を含むポリアミド系、脂肪族アミン縮合系ポリマー、複素環ポリマー系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系ポリマーなどが挙げられる。
When a nanofiltration membrane is used for the
第二膜モジュール43に逆浸透膜を用いる場合、その材質としては、ポリアミド、ポリスルホン、セルロースアセテートなどが挙げられ、芳香族ポリアミドまたは架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミドが好ましい。
When a reverse osmosis membrane is used for the
第二膜モジュール43には、第四の流路51が接続されている。第四の流路51は、第二膜モジュール43のナノ濾過膜または逆浸透膜を透過した透過水を第二分離部42から排出し、貯留槽61に流入させるものである。上述したポンプ55aにて第二膜モジュール43の濾過面側(上流側)に圧力をかけることにより、上記透過水を調整槽41から排出し、第二分離部42にて膜分離できるようになっている。流量の調整は、ポンプ55aの出力調整により行うことができる。
A
(貯留槽)
貯留槽61は、第二分離部42から第四の流路51を介して供給される透過水を貯留するものである。貯留槽61に貯留された透過水は、例えば、排水を放出した工場等に返送され、再利用されるか、場合によっては工業用水などで希釈され、河川などに放流されてもよい。
(Reservoir)
The
以上のような構成の水処理装置1によれば、第二鉄イオンの還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。 According to the water treatment apparatus 1 configured as described above, in the water treatment using the Fenton reaction accompanied by the reduction reaction of ferric ions, the reduction reaction is not inhibited by the aldehydes contained in the wastewater, and the Fenton reaction Excellent efficiency.
[水処理方法]
第1実施形態の水処理方法では、酸化処理および還元処理を含む反応工程、不溶化工程と、第一分離工程と、第二分離工程と、汚泥返送工程と、を有する。
本実施形態では、最初に、反応槽11の上流において、排水中のアルデヒド濃度を測定し、得られた測定結果がアルデヒド濃度(CA)の下限値よりも大きく、本発明の製造方法を適用可能であるかを判断する。そして、アルデヒド濃度(CA)の下限値よりも大きく、本発明の製造方法を適用可能であると判断された排水に対して、反応工程以降の工程を行う。
[Water treatment method]
The water treatment method of the first embodiment includes a reaction step including an oxidation treatment and a reduction treatment, an insolubilization step, a first separation step, a second separation step, and a sludge return step.
In the present embodiment, first, the aldehyde concentration in the waste water is measured upstream of the
図1に示す水処理装置1を用いる水処理方法について説明する。本実施形態の水処理方法では、反応槽11において、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水に対して、下記(A)および(B)の条件で、フェントン反応を行って、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を酸化する(酸化処理・反応工程)。
(A)排水のpHは、1.0以上4.0以下である。
(B)反応工程に要する時間(単位:時間)の値T1を、排水に対するアルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L)の値CAと排水に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L)の値CBとの積で除した値が、下記式(1)を満たす。
0.17≦T1/CA×CB≦1.2 …(1)
A water treatment method using the water treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described. In the water treatment method of the present embodiment, a fenton reaction is performed on the wastewater containing aldehydes and oxidizable contaminants in the
(A) The pH of the waste water is 1.0 or more and 4.0 or less.
(B) The value T 1 of the time required for the reaction step (unit: time) is the value C A of the content concentration (unit: mol / L) of aldehydes relative to the waste water and the concentration of hydrogen peroxide added to the waste water (unit: mg). / L) divided by the product of the value C B satisfies the following formula (1).
0.17 ≦ T 1 / C A × C B ≦ 1.2 (1)
次いで、不溶化槽21において、反応工程で得られた反応液のpHを6.0以上10.0以下に調整し、第一鉄イオン、およびフェントン反応により生成した第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させる(不溶化工程)。
さらに、第一鉄化合物および第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、第一分離部22により鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥と、処理水とに固液分離する(第一分離工程)。
Next, in the
Further, the suspension in which the ferrous compound and the ferric compound are suspended is solid-liquid separated into sludge containing the iron compound and the iron reduction catalyst by the
さらに、第一分離工程で分離した処理水を調整槽41に貯留する。そして、処理水を調整槽41から第二分離部42に流出させ、第二分離部42により膜分離する(第二分離工程)。第二分離工程において、処理水を、処理水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質と、透過水とに分離する。
貯留槽61において、第二分離工程で分離した透過水を貯留する。
Furthermore, the treated water separated in the first separation step is stored in the
In the
また、不溶化槽21に設けられた汚泥返送手段32において、第一分離工程で分離した第二鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥を、不溶化槽21から反応槽11に返送する(汚泥返送工程)。反応槽11に返送された第二鉄化合物は溶解して第二鉄イオンとなり、さらに過酸化水素および鉄還元触媒により第一鉄イオンに還元される(還元処理・反応工程)。
Moreover, in the sludge return means 32 provided in the
以上のような方法の水処理方法によれば、第二鉄の還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。 According to the water treatment method of the above method, in the water treatment using the Fenton reaction accompanied by the reduction reaction of ferric iron, the reduction reaction is not inhibited by the aldehydes contained in the waste water, and the efficiency of the Fenton reaction is improved. Are better.
<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態の水処理装置2について説明する。図2は、第2実施形態の水処理装置2の概略構成を示す図である。
図2に示すように、第2実施形態の水処理装置2は、反応槽11の上流に、生物処理部80を備える。また、水処理装置2は、生物処理部80に微生物を添加する微生物添加手段を備える。
Second Embodiment
Hereinafter, the water treatment apparatus 2 of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the water treatment device 2 of the second embodiment.
As shown in FIG. 2, the water treatment device 2 of the second embodiment includes a biological treatment unit 80 upstream of the
(生物処理部)
生物処理部80は、生物処理槽81を備える。生物処理槽81は、反応槽11で酸化処理する前の原水(排水)を貯留するものである。
(Biological Processing Department)
The biological treatment unit 80 includes a
生物処理槽81には、第六の流路82および第一の流路83が接続されている。第六の流路82は、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む原水を生物処理槽81に流入(供給)させるものである。第一の流路83は、生物処理槽81から排出された排水を反応槽11に流入(供給)させるものである。
A
図2に示す水処理装置2において、生物処理槽81から反応槽11に排水を供給する方法は特に限定されず、ポンプを用いて排水を供給してもよいし、オーバーフローを利用して排水を供給してもよい。
In the water treatment device 2 shown in FIG. 2, the method for supplying wastewater from the
なお、図2に示す水処理装置2において、生物処理槽81が1つ設けられている例を示したが、複数の生物処理槽81が直列に配置されていてもよい。その場合、アルデヒド類の生物処理にかかる時間を長くすることができるので、排水中のアルデヒド濃度を十分低くすることができる。
In the water treatment apparatus 2 shown in FIG. 2, an example in which one
また、生物処理槽81が複数配置されている場合、第一生物処理槽から第二生物処理槽に送液する方法は特に限定されず、ポンプを用いて送液してもよいし、オーバーフローを利用して送液してもよい。
なお、本明細書において、第一生物処理槽および第二生物処理槽は、特許請求の範囲における反応槽を構成している。
In addition, when a plurality of
In addition, in this specification, the 1st biological treatment tank and the 2nd biological treatment tank comprise the reaction tank in a claim.
第2実施形態の水処理方法は、反応工程に先立って、生物処理工程を有する。
生物処理槽81では、アルデヒド類の一部を微生物により分解し、排水とする(生物処理工程)。
The water treatment method of the second embodiment has a biological treatment step prior to the reaction step.
In the
以上のような構成の水処理装置2によれば、排水に含まれるアルデヒド類を、反応槽11で酸化処理する前に低減できるので、第二鉄イオンの還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。
According to the water treatment apparatus 2 configured as described above, since aldehydes contained in the wastewater can be reduced before being oxidized in the
以上のような方法の水処理方法によれば、排水に含まれるアルデヒド類を、反応工程前に低減できるので、第二鉄イオンの還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。 According to the water treatment method as described above, the aldehydes contained in the wastewater can be reduced before the reaction step, so that the reduction reaction of ferric ions is not inhibited and the Fenton reaction is excellent in efficiency.
なお、本発明の一態様の水処理装置および水処理方法は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態において、第一分離部22を不溶化槽21内に設ける例を示したが、第一分離部22を不溶化槽21内に設けなくてもよい。その場合、不溶化槽21と調整槽41との間に別の槽を配置し、この槽内に第一分離部22を設けてもよい。
Note that the water treatment apparatus and the water treatment method of one embodiment of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, in the said embodiment, although the example which provides the 1st isolation |
第一分離部22を不溶化槽21内に設けない場合、第一膜モジュール23の構成として以下に示す構成であってもよい。例えば、ハウジング内に濾過膜(精密濾過または限外濾過)の一次側と二次側が隔離されるように濾過膜が固定される。そして、ハウジング内における濾過膜の一次側が、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥および処理水を含有する懸濁液が貯留された貯留タンクと循環流路により連通し、濾過膜の二次側が吸引ポンプと接続されてもよい。
When the
また、例えば、第1実施形態において、第二分離部42を不溶化槽21と貯留槽61との間に設ける例を示したが、第二分離部42を省略してもよい。図3は、第1実施形態の変形例である水処理装置1Aの概略構成を示す図である。図3に示すように、水処理装置1Aにおいては、処理水を第三の流路31を介して貯留槽61に流入させてもよい。
Further, for example, in the first embodiment, the example in which the
同様に、第2実施形態においても、第二分離部42を省略してもよい。図4は、第2実施形態の変形例である水処理装置2Aの概略構成を示す図である。図4に示すように、水処理装置2Aにおいては、処理水を第三の流路31を介して貯留槽61に流入させてもよい。
Similarly, in the second embodiment, the
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description.
<処理水中の過酸化水素の残留濃度の測定>
[実施例1]
500mLの容器に、反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を5.2×10−3mol/Lに調整したモデル排水を入れ、さらに、容器内に硫酸を添加してpHを3.0に調整した。次いで、容器内に、反応液全量に対する鉄還元触媒の添加濃度が1000mg/Lとなるように活性炭(三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社製、製品名「DiaFellow CT」)を添加した。また、反応液全量に対する鉄試薬の添加濃度が250mg/Lとなるように硫酸鉄(II)七水和物(FeSO4・7H2O)を添加した。これらの混合液を撹拌することにより、モデル排水中に十分に分散・溶解させた。次いで、この溶液を撹拌しながら、容器内に、反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度が2500mg/Lとなるように過酸化水素を添加し、反応液とした。さらに、反応液を撹拌しながら、フェントン反応を4時間実施した(反応工程)。
<Measurement of residual concentration of hydrogen peroxide in treated water>
[Example 1]
In a 500 mL container, put the model wastewater whose propionaldehyde content concentration is adjusted to 5.2 × 10 −3 mol / L with respect to the total amount of the reaction solution, and add sulfuric acid into the container to adjust the pH to 3.0. did. Next, activated carbon (manufactured by Mitsubishi Chemical Aqua Solutions Co., Ltd., product name “DiaFellow CT”) was added to the container so that the concentration of the iron reduction catalyst with respect to the total amount of the reaction solution was 1000 mg / L. Further, iron (II) sulfate heptahydrate (FeSO 4 .7H 2 O) was added so that the concentration of the iron reagent added to the total amount of the reaction solution was 250 mg / L. By stirring these mixed solutions, they were sufficiently dispersed and dissolved in the model waste water. Next, while stirring this solution, hydrogen peroxide was added to the vessel so that the concentration of hydrogen peroxide added to the total amount of the reaction solution was 2500 mg / L, thereby preparing a reaction solution. Further, the Fenton reaction was carried out for 4 hours while stirring the reaction solution (reaction step).
フェントン反応終了後の反応液を撹拌しながら、水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応液のpHを8.0となるように調製し、不溶化液とした(不溶化工程)。次いで、シリンジフィルター(Rephile社製、製品名「PephiQuik Nylon Non−sterile Syringe Filter」、孔径0.45μm)を用いて、得られた不溶化液を、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥と処理水とに分離した(第一分離工程)。 While stirring the reaction solution after completion of the Fenton reaction, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH of the reaction solution to 8.0, which was used as an insolubilizing solution (insolubilizing step). Next, using a syringe filter (product name “PequiQuy Nylon Non-sterile Syringe Filter”, manufactured by Rephile, pore size: 0.45 μm), the obtained insolubilized solution was treated with sludge containing iron compound and iron reduction catalyst, treated water, (First separation step).
処理水中の過酸化水素を、ヨウ化カリウムを用いて発色させ、吸光光度計(株式会社共立理化学研究所製、製品名「デジタルパックテスト」)により測定した結果、処理水中の過酸化水素の残留濃度は48mg/Lであった。また、処理水中の過酸化水素の残留濃度と、反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度から算出した過酸化水素の消費率は98.1%であった。 Hydrogen peroxide in the treated water was colored with potassium iodide and measured with an absorptiometer (product name “Digital Pack Test” manufactured by Kyoritsu Riken Co., Ltd.). The concentration was 48 mg / L. Further, the consumption rate of hydrogen peroxide calculated from the residual concentration of hydrogen peroxide in the treated water and the concentration of hydrogen peroxide added to the total amount of the reaction solution was 98.1%.
[実施例2]
フェントン反応を6時間実施したこと以外は実施例1と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、検出下限値の3mg/L以下であった。また、算出した過酸化水素の消費率は99.9%以上であった。
[実施例3]
反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を1.0×10−2mol/Lに調製したモデル排水を用い、フェントン反応を6時間実施したこと以外は実施例1と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、68mg/Lであった。また、算出した過酸化水素の消費率は97.3%であった。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the Fenton reaction was performed for 6 hours. As a result of measuring the residual concentration of hydrogen peroxide in the obtained treated water, it was 3 mg / L or less of the lower limit of detection. The calculated consumption rate of hydrogen peroxide was 99.9% or more.
[Example 3]
The same procedure as in Example 1 was performed, except that the model wastewater prepared with a propionaldehyde content concentration of 1.0 × 10 −2 mol / L with respect to the total amount of the reaction solution was used to carry out the Fenton reaction for 6 hours. As a result of measuring the residual concentration of hydrogen peroxide in the obtained treated water, it was 68 mg / L. The calculated consumption rate of hydrogen peroxide was 97.3%.
[実施例4]
反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を2.1×10−2mol/Lに調製したモデル排水を用い、フェントン反応を24時間実施したこと以外は実施例1と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、検出下限値の3mg/L以下であった。また、算出した過酸化水素の消費率は99.9%以上であった。
[Example 4]
The same procedure as in Example 1 was performed, except that the model wastewater prepared with a propionaldehyde content concentration of 2.1 × 10 −2 mol / L with respect to the total amount of the reaction solution was used to carry out the Fenton reaction for 24 hours. As a result of measuring the residual concentration of hydrogen peroxide in the obtained treated water, it was 3 mg / L or less of the lower limit of detection. The calculated consumption rate of hydrogen peroxide was 99.9% or more.
[比較例1]
フェントン反応を2時間実施したこと以外は実施例1と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、490mg/Lであった。また、算出した過酸化水素の消費率は80.4%以上であった。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the Fenton reaction was performed for 2 hours. As a result of measuring the residual concentration of hydrogen peroxide in the obtained treated water, it was 490 mg / L. The calculated consumption rate of hydrogen peroxide was 80.4% or more.
[比較例2]
フェントン反応を4時間実施したこと以外は実施例3と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、265mg/Lであった。また、算出した過酸化水素の消費率は89.4%以上であった。
[Comparative Example 2]
The same procedure as in Example 3 was performed except that the Fenton reaction was performed for 4 hours. As a result of measuring the residual concentration of hydrogen peroxide in the treated water obtained, it was 265 mg / L. The calculated consumption rate of hydrogen peroxide was 89.4% or more.
[比較例3]
フェントン反応を4時間実施したこと以外は実施例4と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、356mg/Lであった。また、算出した過酸化水素の消費率は85.8%以上であった。
[Comparative Example 3]
The same operation as in Example 4 was performed except that the Fenton reaction was performed for 4 hours. As a result of measuring the residual concentration of hydrogen peroxide in the obtained treated water, it was 356 mg / L. The calculated consumption rate of hydrogen peroxide was 85.8% or more.
[比較例4]
反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を0.21mol/Lに調製したモデル排水を用い、フェントン反応を24時間実施したこと以外は実施例1と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、1060mg/Lであった。また、算出した過酸化水素の消費率は57.6%以上であった。
[Comparative Example 4]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the Fenton reaction was carried out for 24 hours using a model wastewater whose propionaldehyde content was adjusted to 0.21 mol / L with respect to the total amount of the reaction solution. It was 1060 mg / L as a result of measuring the residual density | concentration of the hydrogen peroxide in the obtained treated water. The calculated consumption rate of hydrogen peroxide was 57.6% or more.
実施例および比較例の結果を表1に示す。なお、表1において、T1は反応工程に要する時間(単位:時間)の値を示す。またCAは、反応液全量に対するアルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L)の値を示す。またCBは、反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L)の値を示す。 The results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1. In Table 1, T 1 represents a value of time (unit: time) required for the reaction step. The C A, the content concentration of the aldehydes for reaction total amount (unit: mol / L) indicates the value of. The C B are added the concentration of hydrogen peroxide to the reaction solution the total amount (unit: mg / L) indicates the value of.
過酸化水素の消費率の評価は、以下の基準により行った。表1において、過酸化水素の消費率が90%以上だったものを「○」とし、過酸化水素の消費率が90%未満だったものを「×」とした。 The consumption rate of hydrogen peroxide was evaluated according to the following criteria. In Table 1, the case where the consumption rate of hydrogen peroxide was 90% or more was designated as “◯”, and the case where the consumption rate of hydrogen peroxide was less than 90% was designated as “X”.
表1の通り、T1/(CA×CB)の値が0.17以上1.2以下の範囲である実施例1〜4では、過酸化水素の消費率がいずれも90%以上であり、過酸化水素の消費率に優れていた。一方、T1/(CA×CB)の値が0.17以上1.2以下の範囲外である比較例1〜4では、過酸化水素の消費率がいずれも90%未満であり、過酸化水素の消費率に劣っていた。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 4 where the value of T 1 / (C A × C B ) is in the range of 0.17 to 1.2, the consumption rate of hydrogen peroxide is 90% or more. Yes, the hydrogen peroxide consumption rate was excellent. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 in which the value of T 1 / (C A × C B ) is outside the range of 0.17 or more and 1.2 or less, the consumption rate of hydrogen peroxide is less than 90%. The consumption rate of hydrogen peroxide was inferior.
以上のことから、本発明が有用であることが示された。 From the above, it was shown that the present invention is useful.
1,2…水処理装置、10…反応部、11…反応槽、14,24…pH調整装置、17…触媒添加手段、20…不溶化部、21…不溶化槽、22…第一分離部、32…汚泥返送手段、42…第二分離部、70…制御部、80…生物処理部、81…生物処理槽 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Water treatment apparatus, 10 ... Reaction part, 11 ... Reaction tank, 14, 24 ... pH adjuster, 17 ... Catalyst addition means, 20 ... Insolubilization part, 21 ... Insolubilization tank, 22 ... First separation part, 32 ... sludge return means, 42 ... second separation part, 70 ... control part, 80 ... biological treatment part, 81 ... biological treatment tank
Claims (18)
(i)反応槽に貯留された下記条件(A)を満たす前記排水に対し、下記条件(B)を満たすように第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応工程
(ii)前記工程(i)で得られた前記反応液のpHを6.0以上10.0以下に調整して、前記反応中の前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物を懸濁させた懸濁液を得る不溶化工程
(iii)前記工程(ii)で得られた前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離工程
<反応条件>
(A)前記排水のpHは1.0以上4.0以下である。
(B)0.17≦T1/(CA×CB)≦1.2
(T1:前記排水が前記反応槽に滞留する時間(単位:時間)
CA:前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L)
CB:前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L)) A method for treating wastewater containing aldehydes and oxidizable pollutants, comprising the following steps (i) to (iii):
(I) Ferrous ions and hydrogen peroxide are added so as to satisfy the following condition (B) with respect to the wastewater that satisfies the following condition (A) stored in the reaction tank, and the aldehydes in the wastewater And an oxidation treatment for oxidizing the oxidizable contaminant, and a reduction treatment for reducing ferric ions generated by the oxidation treatment to the ferrous ions in the presence of an iron reduction catalyst. Reaction step to be obtained (ii) The pH of the reaction solution obtained in the step (i) is adjusted to 6.0 or more and 10.0 or less, and the ferrous ions and the ferric ions in the reaction are adjusted. Insolubilization step of obtaining a suspension in which the ferrous compound and the ferric compound are suspended by insolubilizing to produce a ferrous compound and a ferric compound (iii) In the step (ii) The obtained suspension is The first separation step of separating the sludge containing iron compound, treated with water, the <Reaction conditions>
(A) The pH of the waste water is 1.0 or more and 4.0 or less.
(B) 0.17 ≦ T 1 / (C A × C B ) ≦ 1.2
(T 1 : time (unit: time) that the waste water stays in the reaction tank)
C A : Concentration concentration of the aldehydes relative to the total amount of the reaction solution (unit: mol / L)
C B : Addition concentration of hydrogen peroxide with respect to the total amount of the reaction solution (unit: mg / L))
(iv)前記工程(iii)で分離した前記汚泥の少なくとも一部を前記工程(i)に返送する汚泥返送工程 The water treatment method according to claim 1, further comprising the following step (iv).
(Iv) Sludge returning step of returning at least a part of the sludge separated in the step (iii) to the step (i)
(1)前記排水に第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応部
(2)前記反応部から供給される前記反応液に含まれる前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を得る不溶化部
(3)前記不溶化部から供給される前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離部
(4)下記式(1)を満たすように、前記反応部を制御する制御部
0.17≦T2/(CA×CB)≦1.2 …(1)
(T2:前記反応部に前記反応液が滞留する時間(単位:時間)
CA:前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度(単位:mol/L)
CB:前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度(単位:mg/L)) A water treatment apparatus comprising wastewater containing aldehydes and oxidizable pollutants and comprising the following (1) to (4).
(1) An oxidation treatment in which ferrous ions and hydrogen peroxide are added to the waste water to oxidize the aldehydes and the oxidizable contaminants in the waste water, and ferric ions generated by the oxidation treatment (2) The ferrous ion contained in the reaction solution supplied from the reaction unit. And insolubilizing part to obtain a suspension in which ferrous compound and ferric compound are suspended by insolubilizing ferric ion and generating ferrous compound and ferric compound (3) A first separation unit that separates the suspension supplied from the insolubilization unit into sludge containing the ferric compound and treated water. (4) The reaction unit so as to satisfy the following formula (1): controls the control unit 0.17 ≦ T 2 (C A × C B) ≦ 1.2 ... (1)
(T 2 : time for which the reaction liquid stays in the reaction part (unit: time)
C A : Concentration concentration of the aldehydes relative to the total amount of the reaction solution (unit: mol / L)
C B : Addition concentration of hydrogen peroxide with respect to the total amount of the reaction solution (unit: mg / L))
(5)前記第一分離部で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記反応部に返送する汚泥返送手段 The water treatment apparatus according to claim 10, further comprising the following (5).
(5) Sludge return means for returning at least a part of the sludge generated in the first separation part to the reaction part.
前記不溶化部にアルカリを供給して前記反応液のpHを調整する第二pH調整装置と、を備える請求項10〜13のいずれか1項に記載の水処理装置。 A first pH adjusting device for adjusting the pH of the waste water by supplying an acid to the reaction section;
The water treatment apparatus of any one of Claims 10-13 provided with the 2nd pH adjustment apparatus which supplies alkali to the said insolubilization part and adjusts the pH of the said reaction liquid.
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