含被氧化性物质废水的处理方法以及含被氧化性物质废水的处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种用过氧化氢、铁盐以及活性炭高效地分解废水中的难分解性的被氧化性物质的方法。一种含被氧化性物质废水的处理方法，其包括下述工序(I)和(II)，工序(I)：在下述条件(A)下将过氧化氢、铁盐、活性炭以及含被氧化性物质废水混合，在酸性条件下分解被氧化性物质而得到反应液的分解工序；工序(II)：将反应液在下述条件(B)下分离为含有亚铁盐、三价铁盐以及活性炭的污泥和处理水的分离工序；条件(A)：过氧化氢相对于活性炭的总质量的添加速度Vh在下述式(1)的范围；条件(B)：过氧化氢相对于反应液的总质量的浓度为25ppm以下，

Treatment method for waste water containing oxidizing substance and treatment device containing waste water containing oxidizing substance

The aim of the invention is to provide a method for efficiently decomposing refractory substances in waste water by hydrogen peroxide, ferric salt and activated carbon. A treatment method of wastewater containing oxidizing substances, which includes the following processes (I) and (II), process (I): the decomposition process of hydrogen peroxide, iron salt, activated carbon, and oxidizing material waste water under the following conditions (A) and decomposing the oxidizing substance under acid conditions to get the reaction liquid; process (II): reacting liquid Separation process under the following conditions (B) as a separation process of sludge and treated water containing ferrous salts, trivalent iron salts, and activated charcoal; conditions (A): the rate of addition of hydrogen peroxide to the total mass of activated carbon Vh in the range of the following formula (1); conditions (B): the concentration of the total mass of the hydrogen peroxide phase to the reaction liquid is below 25ppm,

【技术实现步骤摘要】
含被氧化性物质废水的处理方法以及含被氧化性物质废水的处理装置
本专利技术涉及含有被氧化性物质的废水的处理方法。进一步详细地说，涉及含有难分解性的被氧化性物质的废水的处理方法。本申请基于2016年11月28日于日本提出申请的特愿2016-230131号主张优先权，在此援引其内容。
技术介绍
在现代社会，各种生产活动中会排出含有各种化学物质的废水。对环境而言，这些化学物质几乎都是有害的物质。因此，必须对含有这些有害的化学物质的废水进行一些处理使其无害，或者使其含量尽可能接近零而排出。作为含有有害的化学物质的废水的处理方法，通常的方法是活性污泥法。该方法是利用微生物的代谢功能而分解这些有害物质的方法，是一种仅需要微生物的营养剂的运转成本廉价的方法。但是，由于该方法除了需要用地很广之外，还利用微生物的代谢功能而分解化学物质，因此缺点是存在不能分解的难分解性化学物质。作为分解该用微生物不能分解的难分解性化学物质的方法，已开发有利用臭氧、紫外线、氧、过氧化氢、微波等方法。这些方法被称为高级氧化法(AOP法)。该AOP法中，利用过氧化氢和亚铁盐的方法被称为芬顿(Fenton)法，于1890年代由芬顿首次发现了该现象。该方法是利用了当亚铁离子和过氧化氢在酸性条件下进行反应时所生成的OH自由基分解难分解性化学物质的方法。然而，该方法中也同时会发生亚铁离子与过氧化氢进行反应成为三价铁离子的副反应。该三价铁离子虽然与过氧化氢进行反应再次成为亚铁离子，但是该还原反应与副反应相比反应速度慢，因此随着废水中的难分解性化学物质的分解反应进行，该三价铁离子的量也增加，而OH自由基的生成逐渐减少，最后反应停止。已提出有一种将活性炭作为催化剂使用的方案，该催化剂促进通过该芬顿法的反应产生的三价铁离子向亚铁离子的转换，使由亚铁离子和过氧化氢的反应引起的OH自由基的生成优先化。然而，即便实施了只添加了活性炭的芬顿法，有机物的分解效率也仅提升一些，反而存在活性炭、铁盐的废弃物增加的问题。例如，报告有如下一种方法：向有机性废水中添加活性炭后，添加35％过氧化氢和硫酸亚铁并且在常温下搅拌5小时，接着将废水pH调节为6.2，使沉淀的氢氧化铁和活性炭再循环(例如参照专利文献1)。但是，根据我们的研究结果，该方法中有机性废水(主要成分苯乙烯、马来酸酯、高级醇，pH8.2，COD成分300ppm)的分解比例低，并且活性炭的劣化大，催化剂的再循环数次停顿，废弃物的减少效果较小。此外，所谓COD是水质污浊的指标之一，表示化学需氧量。所谓COD成分表示水中含有的被氧化性物质。此外，报告有如下一种方法：在添加过氧化氢、亚铁盐或三价铁盐以及活性炭分解有机物的水处理方法中，将添加的活性炭的量相对于亚铁离子的量以重量比计设为1～20倍，并且将送回的污泥的量相对于添加的亚铁离子的量以重量比计设为50～1300倍(例如参照专利文献2)。但是，该方法存在由一次性添加过氧化氢导致的催化剂的劣化大；由于送回的污泥中的铁盐成为三价铁离子，因而由过氧化氢和三价铁离子的反应产生OH自由基的效率差；以及随着将铁离子和活性炭进行再循环，就有废水中的有机物的分解效率降低这样的问题，来自铁盐和活性炭的废弃物的减少效果也小。还报告有用过氧化氢、硫酸亚铁以及活性炭对含有有机物的废水进行处理的方法(例如参照专利文献3)。这里，过氧化氢的添加被规定为优选边搅拌边缓慢添加，优选在2～3小时内添加，但是实施例中添加了大量的过氧化氢，缺点是活性炭的劣化较大。此外，对于含有铁盐的活性炭的再循环处理没有任何记载。除此以外，报道有用过氧化氢、铁盐以及活性炭对含有有机物的废水进行处理的方法(例如参照专利文献4)。该公报的实施例中公开了耗费时间添加过氧化氢的方法，但对由此导致的活性炭的劣化、以及铁盐和活性炭的再循环没有任何公开。此外，对于过氧化氢处理后使三价铁离子成为亚铁离子的处理也没有任何公开。如上所述地，虽然关于用过氧化氢、亚铁盐以及活性炭分解有机物的方法、以及作为反应催化剂的铁盐和活性炭的再循环进行了各种报告，但是对于使反应催化剂的再循环次数飞跃性地增大的方法、使铁离子成为亚铁离子而再循环的方法却没有任何报告。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开昭56-48290号公报专利文献2：日本专利特开2008-229415号公报专利文献3：日本专利特开昭63-264194号公报专利文献4：日本专利特开2006-187725号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题如此地，作为含有被氧化性物质的废水的处理方法，已知一种在芬顿法中添加具有过氧化氢分解效果的活性炭的方法。但是，这些方法中活性炭的添加量多，此外与其他处理方法相比，处理成本高，尚未达到实用化。本专利技术的目的在于提供一种含被氧化性物质废水的处理方法，该方法解决了这些问题，用过氧化氢、铁盐以及活性炭高效地分解废水中的难分解性的被氧化性物质。即，使用活性炭分解难分解性被氧化性物质时，存在这样的问题：1)过氧化氢无效地分解；2)活性炭劣化；3)铁盐成为三价铁盐，被氧化性物质的分解效率降低；4)铁盐和活性炭劣化，再循环次数不上升；5)铁盐和活性炭的产业废弃物增大等。本专利技术的目的是提供一种解决这些问题并短时间内以低成本、安全地对难分解性被氧化性物质进行处理的方法。用以解决问题的手段本专利技术人对这些问题的解决专心研究的结果，发现：通过将以下的要素适当地组合，由此尽可能减少铁盐和活性炭的废弃物量，并且短时间内以低成本、安全地进行处理的方法，而完成本专利技术，所述要素是：1)控制过氧化氢的添加速度；2)抑制活性炭的劣化；3)将反应结束后的铁盐从三价铁离子转换为亚铁离子；4)将含有亚铁离子的废水中和为合适的pH；5)中和处理后将处理水、与含有氢氧化亚铁等亚铁盐的铁盐和活性炭在规定时间内进行分离；6)将中和后的含有氢氧化亚铁等亚铁盐的铁盐和活性炭调节为合适的pH，使之再溶解；7)在处理水、与含有氢氧化亚铁等亚铁盐的铁盐和活性炭的分离中利用膜；8)将回收的含有亚铁盐的铁盐和活性炭再循环至反应工序。即，本专利技术如下所述。[1]一种处理方法，是含被氧化性物质废水的处理方法，该处理方法包括向含有铁盐、活性炭以及含被氧化性物质废水的反应液中添加过氧化氢而分解被氧化性物质的工序，其特征在于，使分解工序中的过氧化氢的添加速度(相对于活性炭的质量％/分)为下述式1的范围，[数学式1](0.05％/分～10％/分)×HF/26…式1(式中，HF是活性炭的过氧化氢分解因子。)[2]根据[1]所述的处理方法，所述处理方法包括如下工序：过氧化氢的添加结束后，将反应液搅拌至其残留过氧化氢浓度成为20ppm以下，将分解工序中副产的三价铁盐转换为亚铁盐。[3]根据[2]所述的处理方法，所述处理方法包括转换工序结束后将反应液调节为pH7～9的工序。[4]根据[3]所述的处理方法，所述处理方法包括在pH调节工序结束后60分钟以内将反应液分离为含有亚铁盐的铁盐和活性炭、处理水的工序。[5]根据[4]所述的处理方法，分离工序是使用膜过滤的过滤。[6]根据[4]或[5]所述的处理方法，分离工序是使用中空纤维膜的过滤。[7]根据[4]～[6]中的任一项所述的处理方法，其特征在于，分离含有亚铁盐的铁盐和活性炭之后，用处理水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含被氧化性物质废水的处理方法，是含有被氧化性物质的含被氧化性物质废水的处理方法，其特征在于，包括下述工序I和工序II，工序I：下述条件A下将过氧化氢、铁盐、活性炭以及所述含被氧化性物质废水混合，在酸性条件下分解所述被氧化性物质而得到反应液的分解工序；工序II：将所述反应液在下述条件B下分离为含有亚铁盐、三价铁盐以及所述活性炭的污泥和处理水的分离工序；条件A：所述过氧化氢相对于所述活性炭的总质量的添加速度Vh在下述式(1)的范围；条件B：过氧化氢相对于所述反应液的总质量的浓度为25ppm以下，[数学式1]

【技术特征摘要】
2016.11.28 JP 2016-2301311.一种含被氧化性物质废水的处理方法，是含有被氧化性物质的含被氧化性物质废水的处理方法，其特征在于，包括下述工序I和工序II，工序I：下述条件A下将过氧化氢、铁盐、活性炭以及所述含被氧化性物质废水混合，在酸性条件下分解所述被氧化性物质而得到反应液的分解工序；工序II：将所述反应液在下述条件B下分离为含有亚铁盐、三价铁盐以及所述活性炭的污泥和处理水的分离工序；条件A：所述过氧化氢相对于所述活性炭的总质量的添加速度Vh在下述式(1)的范围；条件B：过氧化氢相对于所述反应液的总质量的浓度为25ppm以下，[数学式1]HF是所述活性炭的过氧化氢分解因子。2.根据权利要求1所述的含被氧化性物质废水的处理方法，在所述工序I中，向所述含被氧化性物质废水中添加酸或碱，将所述含被氧化性物质废水的pH调节为1以上、4以下。3.根据权利要求2所述的含被氧化性物质废水的处理方法，所述酸使用硫酸或盐酸。4.根据权利要求1～3的任一项所述的含被氧化性物质废水的处理方法，在所述工序II中，向所述反应液添加碱，将所述反应液的pH调节为7以上、9以下。5.根据权利要求1～4的任一项所述的含被氧化性物质废水的处理方法，所述处理方法进一步包含下述工序III，工序III：将由所述工序II得到的所述污泥的至少一部分在所述工序I中进行再利用的再利用工序。6.根据权利要求5所述的含被氧化性物质废水的处理方法，所述工序III进一步包含下述工序IV，工序IV：将所述污泥的至少一部分用所述处理水进行稀释而得到稀释液的稀释工序。7.根据权利要求6所述的含被氧化性物质废水的处理方法，将所述工序IV中的所述稀释液的pH调节为2以上、3以下。8.根据权利要求4～7的任一项所述的含被氧化性物质废水的处理方法，将所述工序II中的所述反应液的pH调节为7.3以上、7.8以下。9.根据权利要求1～8的任一项所述的含被氧化性物质废水的处理方法，所述工序II中采用膜过滤。10.根据权利要求9所述的含被氧化性物质废水的处...

【专利技术属性】
技术研发人员：川岸朋树，安保贵永，腰塚哲夫，德丸隆之，阿部久起，
申请(专利权)人：三菱化学水解决方案株式会社，三菱瓦斯化学株式会社，菱水处理股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP