特許 7563727 水処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】水処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/52 20230101AFI20241001BHJP

   C02F 1/28 20230101ALI20241001BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20241001BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20241001BHJP

   C02F 1/56 20230101ALI20241001BHJP

   C02F 3/12 20230101ALI20241001BHJP

   C02F 1/72 20230101ALI20241001BHJP

   C02F 9/00 20230101ALI20241001BHJP

   B01D 21/01 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

C02F1/52 G

C02F1/28 E

C02F1/28 D

C02F1/32

C02F1/44 F

C02F1/56 G

C02F3/12 N

C02F1/72 101

C02F9/00

B01D21/01 102

B01D21/01 107Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020132082

(22)【出願日】2020-08-04

(65)【公開番号】P2021146331

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-07-07

(31)【優先権主張番号】P 2020043721

(32)【優先日】2020-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000252698

【氏名又は名称】壽化工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(72)【発明者】

【氏名】今枝 基明

(72)【発明者】

【氏名】佐野 教信

【審査官】片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】特開昭４８－０７４０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５９８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７４６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９７４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８７４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ１／００－７８、３／００－３４、９／００－２０

Ｂ０１Ｄ２１／０１

Ｇ０１Ｎ２１／８４－９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査物の検査面の欠陥を検出する浸透探傷法で排出される廃水であって、浸透探傷剤を含有し、且つ蛍光色を有する前記廃水を処理する水処理装置において、
前記廃水にベントナイトの粒状物を直接的に添加し、撹拌することによって、前記廃水の着色成分を吸着して凝集させる凝集手段を備え、
前記粒状物の粒径は２０～７０メッシュであること
を特徴とする水処理装置。

【請求項2】

前記凝集手段は、
前記ベントナイトの粒状物が添加された処理水に、アルミニウム塩又は鉄塩からなる無機凝集剤を添加する第１添加手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の水処理装置。

【請求項3】

前記凝集手段は、
前記ベントナイトの粒状物及び前記無機凝集剤が添加された処理水に、ポリアクリルアミドの誘導体である高分子凝集剤を添加する第２添加手段をさらに備え、
前記高分子凝集剤の添加後に沈殿処理を行い、上澄み液を得ること
を特徴とする請求項２に記載の水処理装置。

【請求項4】

前記凝集手段による凝集後の処理水を濾過する濾過手段と、
前記濾過手段による濾過後の処理水に対し、酸化剤を添加し、紫外線による酸化処理を行う紫外線酸化手段と
を備えたこと
を特徴とする請求項１から３の何れか一に記載の水処理装置。

【請求項5】

前記紫外線酸化手段により処理された処理水を活性炭で濾過する活性炭濾過手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項４に記載の水処理装置。

【請求項6】

前記凝集手段による沈殿後の処理水に含まれる有機物を微生物によって分解する生物処理手段と、
前記生物処理手段によって処理された生物処理水を浸漬膜で濾過する浸漬膜式濾過手段と
を備えたこと
を特徴とする請求項５に記載の水処理装置。

【請求項7】

前記紫外線酸化手段により処理された処理水の一部を前記生物処理手段へ戻す第１循環手段を備えたこと
を特徴とする請求項６に記載の水処理装置。

【請求項8】

前記活性炭濾過手段で濾過された処理水の一部を、前記紫外線酸化手段へ戻す第２循環手段を備えたこと
を特徴とする請求項６又は７に記載の水処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

金属や非金属の表面検査には、表面に微細な欠陥や貫通傷を正確に検出するために蛍光浸透探傷剤が使用される。検査で使用した蛍光浸透探傷剤は、廃液として排出されるが、蛍光色を有することからそのまま排水できないため産業廃棄物として処分するのが一般的である。浸透探傷廃液は、蛍光色という性質以外に有機物と油分の濃度が高いのが特徴的である。例えば、浸透探傷廃液に粉末の活性炭を添加して処理する排水処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５８５２１９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のように、浸透探傷廃液に粉末の活性炭を添加した場合、蛍光色を有する色素成分（有機物）を除去しきれなかった。

【0005】

本発明の目的は、浸透探傷廃液を良好に処理できる水処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の水処理装置は、被検査物の検査面の欠陥を検出する浸透探傷法で排出される廃水であって、浸透探傷剤を含有し、且つ蛍光色を有する前記廃水を処理する水処理装置において、前記廃水にベントナイトの粒状物を直接的に添加し、撹拌することによって、前記廃水の着色成分を吸着して凝集させる凝集手段を備え、前記粒状物の粒径は２０～７０メッシュであることを特徴とする。水処理装置は、浸透探傷法で排出される廃水を処理できる。ベントナイトで着色成分を吸着して凝集させることで、透明度の高い処理水が得られる。なお、ベントナイトは粒状物の方が好ましい。粒状物とは、例えば、特有なアルミナケイ酸質のモンモリナイトの組成を持った鉱物の粒状物であり、粒径は２０～７０メッシュであるのが好ましい。

【0007】

（２）前記凝集手段は、前記ベントナイトの粒状物が添加された処理水に、アルミニウム塩又は鉄塩からなる無機凝集剤を添加する第１添加手段をさらに備えてもよい。これにより、水処理装置は、凝集効果をさらに高めることができるので、脱色効果が向上し、透明度をさらに上げることができる。

【0008】

（３）前記凝集手段は、
前記ベントナイトの粒状物及び前記無機凝集剤が添加された処理水に、ポリアクリルアミドの誘導体である高分子凝集剤を添加する第２添加手段をさらに備え、前記高分子凝集剤の添加後に沈殿処理を行い、上澄み液を得てもよい。これにより、水処理装置は、フロックを粗大化し、沈殿を早く行うことができる。よって、水処理装置は、脱色効果が向上し、透明度をさらに上げることができる。

【0009】

（４）本態様は、前記凝集手段による凝集後の処理水を濾過する濾過手段と、前記濾過手段による濾過後の処理水に対し、酸化剤を添加し、紫外線による酸化処理を行う紫外線酸化手段とを備えてもよい。これにより、水処理装置は、処理水中の難分解性有機物を分解できる。

【0010】

（５）本態様は、前記紫外線酸化手段により処理された処理水を活性炭で濾過する活性炭濾過手段をさらに備えてもよい。これにより、水処理装置は、処理水中に残留する酸化剤を分解し、有機物を吸着できる。

【0011】

（６）本態様は、前記凝集手段による沈殿後の処理水に含まれる有機物を微生物によって分解する生物処理手段と、前記生物処理手段によって処理された生物処理水を浸漬膜で濾過する浸漬膜式濾過手段とを備えてもよい。これにより、水処理装置は、処理水中の有機物を生物処理手段で分解できる。

【0012】

（７）本態様は、前記紫外線酸化手段により処理された処理水の一部を前記生物処理手段へ戻す第１循環手段を備えてもよい。難分解性有機物が紫外線酸化により部分的な酸化を受けると生分解性が向上する。水処理装置は、その一部を生物処理手段に戻すことで、有機物の分解を促進できる。

【0013】

（８）本態様は、前記活性炭濾過手段で濾過された処理水の一部を、前記紫外線酸化手段へ戻す第２循環手段を備えてもよい。活性炭に吸着された有機物は活性炭内で増殖した微生物により分解される。酸化剤と紫外線によって生成したＯＨラジカルにより活性炭に吸着された有機物がさらに酸化分解を受ける。水処理装置は、そのような処理水の一部を、紫外線酸化手段に戻すことで、有機物の分解を促進し、活性炭の寿命を延ばすことができる。

【0014】

上述した（１）から（８）の発明は、任意に組み合わせることができる。例えば（１）の全部または一部を備えずに他の（２）から（８）の少なくともいずれか１つの構成を備えたものとしても良い。但し特に、（１）の構成を備えて、（２）から（８）の少なくともいずれか１つの構成と組み合わせを備えると良い。また（１）から（８）の任意の構成要素を抽出し、組み合わせても良い。本願出願人はこれらのような構成についても特許権を取得する意思を有する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】水処理装置１（第１実施形態）の構成図である。

【図2】紫外線酸化塔６の構造を示す簡略図である。

【図3】紫外線酸化塔６２１（変形例）の構造を示す簡略図である。

【図4】紫外線酸化塔６２２（変形例）の構造を示す簡略図である。

【図5】確認試験１の結果を示す表である。

【図6】確認試験２の結果を示す表である。

【図7】確認試験３の結果を示す表である。

【図8】水処理装置１００（第２実施形態）の構成図である。

【図9】水処理装置２００（第３実施形態）の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図面を参照し、本発明の第１～第３実施形態を説明する。なお、参照する図面は本発明が採用し得る技術的特徴を説明する為に用いられるものである。図面に記載した各処理工程、及び装置構成等はそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例である。

【0017】

－第１実施形態－
図１を参照し、水処理装置１の構成を説明する。水処理装置１は、主に浸透探傷法で排出される廃水（以下、浸透探傷廃液と呼ぶ）を原水として処理する装置である。浸透探傷法とは、被検査物の検査面に浸透探傷剤を含有する浸透液を塗布し、検査面の欠陥に浸透液を浸透させた後、検査面の余剰の浸透液を除去し、現像処理を行うことで、欠陥を検出する方法である。浸透探傷廃液は蛍光色を有し、有機物と油分の濃度が高いのが特徴的である。

【0018】

水処理装置１は、原水槽２、反応槽３、脱水槽４、循環水槽５、紫外線酸化塔６、活性炭塔７等を備える。水処理装置１は所謂「バッチ式」である。原水槽２は原水を貯留する。反応槽３は、原水槽２から移送される原水を貯留する。反応槽３には、ｐＨ計４１と撹拌機３Ａが設けられる。反応槽３内の原水には、特殊吸着剤、無機凝集剤、中和剤、高分子凝集剤が添加される。添加する機構として、例えば配管とポンプ等を用いてもよい。特殊吸着剤とは、ベントナイトの粒状物であり、具体的には、特有なアルミナケイ酸質のモンモリナイトの組成を持った鉱物の粉体又は粒状体であり、粒径は２０～７０メッシュであるのが望ましい。無機凝集剤は、例えば、通常の水処理に使用されるアルミニウム塩又は鉄塩からなる無機凝集剤を用いることができる。高分子凝集剤は、例えば、ポリアクリルアミドの誘導体である高分子凝集剤を用いることができる。反応槽３は、原水中の色素成分を吸着除去して凝集させる。

【0019】

脱水槽４は、メッシュで形成された脱水カゴ４０Ａを備え、反応槽３から移送される凝集後の汚泥を濾過し、濾液を生成する。循環水槽５は、反応槽３から移送される凝集後の上澄み液と、脱水槽４から移送される濾液を第一処理水として貯留する。循環水槽５には、ｐＨ計４２と撹拌機５０１が設けられる。循環水槽５内の第一処理水には、酸化剤、中和剤が添加される。循環水槽５にはさらに、後述する紫外線酸化塔６で処理された水が循環される。バッチ式では、一定時間循環する。目的は、有機物濃度を低下させることである。一定時間循環し、有機物濃度が低くなったら、紫外線酸化塔６から後述する活性炭塔７へ通水する。一定時間循環することのメリットとして、紫外線酸化塔６における紫外線のランプ本数を少なく設計できる。紫外線酸化塔６は、循環水槽５から移送される第一処理水を紫外線及びオゾンで酸化して、第二処理水を生成する。なお、紫外線酸化塔６の具体的な構造と処理の仕組みは後述する。活性炭塔７は、活性炭７０１を備え、紫外線酸化塔６で生成された第二処理水中の残留酸化剤と残留有機物を吸着し、最終処理水として排出する。

【0020】

原水槽２と反応槽３の間には、配管１１が設けられる。配管１１にはポンプ３１が設けられる。反応槽３と循環水槽５の間には、配管１２が設けられる。配管１２の途中には、弁３５が設けられる。弁３５は配管１２の流路を開閉する。反応槽３と脱水槽４の間には、配管１３が設けられる。配管１３の途中には、弁３６が設けられる。弁３６は配管１３の流路を開閉する。脱水槽４と循環水槽５の間には、配管１４が設けられる。配管１４にはポンプ３２が設けられる。循環水槽５と紫外線酸化塔６の間には、配管１５が設けられる。配管１５にはポンプ３３が設けられる。配管１５の途中には、フィルタ部４３が設けられる。フィルタ部４３は、配管１５を通過する第一処理水を効果的に濾過する。紫外線酸化塔６と活性炭塔７の間には、配管１６が設けられる。配管１６の途中には、弁３７が設けられる。弁３７は配管１６の流路を開閉する。配管１６における弁３７よりも上流側には、分岐部１９が設けられる。分岐部１９と循環水槽５の間には、配管１７が設けられる。配管１７の途中には、弁３８が設けられる。弁３８は配管１７の流路を開閉する。反応槽３には、工水供給管１８が設けられる。工水供給管１８は、反応槽３に洗浄水としての工水を供給する。工水供給管１８の途中には、弁３９が設けられる。弁３９は工水供給管１８の流路を開閉する。なお、工水供給管１８は削除してもよい。

【0021】

図２を参照し、紫外線酸化塔６の構造を説明する。紫外線酸化塔６は、円筒形の密閉された反応筒６０を備える。反応筒６０の下部には、流入管６０１が設けられる。流入管６０１には、配管１５の下流側端部(図１参照）が接続される。それ故、配管１５を流れる第一処理水は、流入管６０１から反応筒６０の内部に流入する。反応筒６０の上部には、流出管６０２が設けられる。流出管６０２には、配管１６の上流側端部（図１参照）が接続される。それ故、反応筒６０内で処理されて生成した第二処理水は、流出管６０２から流出し、配管１６を流れる。なお、本実施形態では、流入管６０１は反応筒６０の下部に、流出管６０２は反応筒６０の上部に設けられることから、第一処理水は反応筒６０の下部から上部に向けて流れるが、例えば流入管６０１を反応筒６０の上部に、流出管６０２を反応筒６０の下部に設けてもよい。この場合、第一処理水は反応筒６０の上部からを下部に向けて流れる。

【0022】

紫外線酸化塔６の内側には、円筒形の石英ジャケット６１が設けられる。石英ジャケット６１の内側には、放電管６３と空気供給管６２が設けられる。放電管６３には電源６６が接続される。空気供給管６２の上端部６２Ａには、図示外のエアコンプレッサが配管を介して接続される。それ故、空気供給管６２は、放電管６３の下方から空気を放出する。

【0023】

放電管６３は、例えば低圧水銀灯を用いることができる。低圧水銀灯（低圧ＵＶランプ）は、点灯中の水銀蒸気圧が１００Ｐａ以下の水銀蒸気中のアーク放電の発光を利用する周知の放電ランプである。低圧水銀灯の発する主な紫外線は２５４ｎｍであり、この波長には殺菌効果があり、さらに酸化剤と反応して、ＯＨラジカルを生成する。ＯＨラジカルは有機物を分解し、最終的には、Ｈ_２ＯとＣＯ_２にまで分解できる。難分解性有機物の一例として、エチレングリコールをＯＨラジカルで分解する場合、以下の通りとなる。

【化1】

【0024】

低圧水銀灯は１８５ｎｍの紫外線も発する。この紫外線は酸素（空気）との接触により酸素を励起してオゾン化空気を生成する。なお、紫外線を使用しない場合、オゾンと過酸化水素の組み合わせによる促進酸化処理法にて処理してもよい。石英ジャケット６１内で生成されたオゾン化空気は、オゾン化空気管６４により取り出され、これを紫外線酸化塔６の反応筒６０内の下部に設けた散気管６５から放出して拡散させる。これにより、撹拌効果が与えられ、且つＯＨラジカルを発生させ、有機物の酸化を促進できる。

【0025】

なお、酸化剤としてオゾンを使用する場合、オゾンはガス体であるので、反応筒６０内に供給する方法として、例えば、図３、図４に示す構成を適用できる。図３と図４に示す紫外線酸化塔６２１,６２２は、紫外線酸化塔６の変形例である。なお、紫外線酸化塔６と共通する部分は、紫外線酸化塔６と同一符号を付して説明を省略する。

【0026】

図３に示す紫外線酸化塔６２１は、オゾナイザー６１１から延びるオゾン供給管６１２を、反応筒６０内の下部に設けた散気管６５に接続する。オゾナイザー６１１はオゾンを生成する。オゾナイザー６１１で生成されたオゾンは、オゾン供給管６１２を流れ、反応筒６０内の下部に設けた散気管６５から放出して拡散される。

【0027】

図４に示す紫外線酸化塔６２２は、ポンプ６１３から延びる配管６１５の出口を、反応筒６０の下部に接続する。配管６１５の途中にエジェクター６１４を設け、オゾナイザー６１１から延びるオゾン供給管６１６をエジェクター６１４に接続する。オゾナイザー６１１で生成されたオゾンはオゾン供給管６１６を流れる。ポンプ６１３の駆動により配管６１５に水が流れ、エジェクター６１４において生ずる負圧により、オゾン供給管６１６からオゾンが配管６１５内に吸引され、反応筒６０内の下部に放出して拡散される。

【0028】

なお、上記の方法は、気体（オゾン）の供給であることから、反応筒６０内での気液混合により撹拌効果を十分に得られる。酸化剤として、例えば、過酸化水素水や、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液等の場合は液体であるので、反応筒６０内で十分な混合を行う必要がある。そこで、例えば、反応筒６０内の底部に散気機構を設け、これにより空気を供給して反応筒６０内を撹拌するのがよい。但し、空気等の混合により発泡する水の場合、例えば、消泡剤を添加して撹拌するとよい。図２に示す紫外線酸化塔６において、反応筒６０内を混合しないで循環速度を速めることで、放電管６３との接触反応時間を保持するようにしてもよい。

【0029】

図１，図２を参照し、水処理装置１による水処理工程を説明する。水処理開始時、弁３５～３７，３９を閉に調整する。ポンプ３１を駆動すると、原水槽２に貯留された原水が、配管１１を流れて反応槽３に移送される。反応槽３に貯留された原水に対して、特殊吸着剤が添加される。特殊吸着剤の添加量の一例は、５０００ｍｇ／Ｌである。撹拌機３Ａにより、３０分～１時間程度撹拌する。このとき、特殊吸着剤に色素成分が吸着し、ほぼ無色透明な液となる。さらに凝集効果を高める為、無機凝集剤が添加され、ｐＨ計４１の検出値に応じて中和剤が適宜添加される。その後、高分子凝集剤が添加されるとフロックが巨大化し、汚泥が沈降分離する。汚泥を取り除いた上澄み液の水質は、色度成分の吸着除去により、有機物とヘキサン抽出物質（油分）の濃度が大幅に減少する。

【0030】

次いで、弁３５を開くことで、凝集後の上澄み液は配管１２を流れ、循環水槽５へ移送される。一方、弁３６を開くことで、凝集後の汚泥は配管１３を流れ、脱水槽４に移送される。汚泥は脱水カゴ４０Ａにより脱水される。脱水した汚泥は、産業廃棄物として処分する。脱水による濾液は脱水槽４に貯留される。ポンプ３２を駆動すると、脱水槽４に貯留された濾液は配管１４を流れ、循環水槽５に移送される。それ故、循環水槽５には、凝集後の上澄み液と濾液が第一処理水として貯留される。撹拌機３Ａにより、第一処理水が撹拌される。循環水槽５には酸化剤が添加される。酸化剤は、紫外線酸化塔６において利用される。上記の通り、酸化剤には、オゾン、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウムがある。酸化剤の添加方法は、酸化剤の種類により異なる。また、ｐＨ計４１の検出値に応じて中和剤が適宜添加される。

【0031】

次いで、ポンプ３３を駆動すると、循環水槽５に貯留された第一処理水が配管１５を流れ、フィルタ部４３により濾過される。濾過された第一処理水は、紫外線酸化塔６に移送される。紫外線酸化塔６において、上記の通り、第一処理水に残存する有機物は、ＯＨラジカルによってＨ_２ＯとＣＯ_２にまで分解される。よって、紫外線酸化塔６の流出管６０２から有機物が分解された第二処理水が流出する。

【0032】

次いで、ポンプ３３を駆動した状態で弁３８を開く。これにより、第二処理水は、分岐部１９から配管１７に流れ、循環水槽５に戻される。ポンプ３３を一定時間駆動し続けることで、第二処理水は紫外線酸化塔６を循環するので、第二処理水中の有機物濃度は低下する。有機物濃度が所定レベルまで低下した後、弁３８を閉じ、弁３７を開く。これにより、紫外線酸化塔６の流出管６０２から流出した第二処理水は、配管１６を流れ、活性炭塔７に移送される。第二処理水が活性炭塔７を通過することにより、第二処理水中の残留酸化剤と残留有機物が吸着される。活性炭塔７を通過した処理水は、最終処理水として河川等に放流される。

【0033】

次に、特殊吸着剤による色素成分の吸着効果を確認する為、確認試験１を行った。試験条件について説明する。確認試験１に用いた原水は浸透探傷廃水である。原水の組成について、ｐＨは７、ＴＯＣ（全有機炭素）は１５００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）は１３００ｍｇ／Ｌ、油分は１４００ｍｇ／Ｌであった。特殊吸着剤は、２０～７０メッシュ（０．８４１～０．２ｍｍ）に粒径調整されたベントナイトの粒状物（American Colloid Company製、商品名「VOLCLAY ACCOFLOC 361」）を用いた。確認試験１では、特殊吸着剤を原水に対して５０００ｍｇ／Ｌとなるように添加し、１時間撹拌した。なお、比較例として、活性炭粉末を原水に添加して同様に撹拌したものを用いた。１時間撹拌後、夫々のＴＯＣ、ＣＯＤ、蛍光色の有無について調べた。

【0034】

図５は、確認試験１の結果である。活性炭粉末を添加した処理水において、ＴＯＣは１２００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは７００ｍｇ／Ｌであった。原水のＴＯＣ、ＣＯＤと比べて低減してはいるが、大幅に低減することはできなかった。さらに、原水の蛍光色が消えなかっことから、色素成分の吸着効果は不十分であった。これに対し、特殊吸着剤を添加した処理水においては、ＴＯＣは２００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは２６０ｍｇ／Ｌであり、活性炭粉末を添加したものに比べ、大幅に低減した。そして、処理水は無色透明であり、原水の蛍光色が消えたことから、色素成分の吸着効果について実証できた。

【0035】

次に、水処理装置１の水処理工程における水質の変化について確認する為、確認試験２を行った。確認試験２に用いた原水の組成について、ＴＯＣは１５００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは１３００ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）は１４０ｍｇ／Ｌ、鉱油類のｎ－Ｈｅｘは６２０ｍｇ／Ｌ、動植物油類のｎ－Ｈｅｘは８１０ｍｇ／Ｌであった。上記水処理工程において、第一処理水、第二処理水、最終処理水の組成について調べた。第一処理水は、反応槽３における吸着処理、及び凝集処理後の処理水である。第二処理水は、第一処理水を紫外線酸化塔６で反応させ、３００分循環させた後の処理水である。最終処理水は、活性炭塔７から排出された処理水である。なお、反応槽３、紫外線酸化塔６、活性炭塔７における夫々の処理条件は以下の通りである。
（ア）反応槽３
・特殊吸着剤・・・５０００ｍｇ／Ｌ
・塩化鉄・・・１００ｍｇ／Ｌ
・高分子凝集剤・・・２ｍｇ／Ｌ
（イ）紫外線酸化塔６
・リアクター容量・・・４Ｌ
・ＵＶランプ・・・４０Ｗ 低圧水銀灯
・酸化剤・・・過酸化水素
・酸化剤注入量・・・１０００ｍｇ／Ｌ
（ウ）活性炭塔７
・活性炭充填量・・・１０Ｌ
・通水ＳＶ・・・５／ｈ

【0036】

図６は、確認試験２の結果である。第一処理水のＴＯＣは２００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは２６０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤは３０ｍｇ／Ｌ、鉱油類のｎ－Ｈｅｘは＜１、動植物油類のｎ－Ｈｅｘは９ｍｇ／Ｌであった。第二処理水のＴＯＣは３０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは２５ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤは２０ｍｇ／Ｌ、鉱油類のｎ－Ｈｅｘは＜１、動植物油類のｎ－Ｈｅｘは＜１であった。最終処理水のＴＯＣは＜５、ＣＯＤは＜１０、ＢＯＤは＜１０、鉱油類のｎ－Ｈｅｘは＜１、動植物油類のｎ－Ｈｅｘは＜１であった。

【0037】

第一処理水の組成を見ると、特殊吸着剤による吸着処理、無機凝集剤と高分子凝集剤による凝集処理により、ＴＯＣ、ＣＯＤ、ＢＯＤの何れも低減したことから、原水中の有機物が低減したことが認められるが、ＴＯＣとＣＯＤを見ると、依然として一定量の有機物が第一処理水中に残存している。なお、鉱油類のｎ－Ｈｅｘ、動植物油類のｎ－Ｈｅｘは大幅に低減していることから、原水中の油は大幅に除去されていることが分かった。

【0038】

そこで、第二処理水の組成を見ると、紫外線酸化塔６において第一処理水中の有機物が分解されることから、第一処理水に比べ、特にＴＯＣとＣＯＤが大幅に低減したことが認められる。動植物油類のｎ－Ｈｅｘも＜１まで低減した。そして、最終処理水の組成を見ると、活性炭塔７において、第二処理水中に残存する有機物が活性炭７０１によって吸着されることから、ＴＯＣは＜５、ＣＯＤ、ＢＯＤの何れも＜１０まで低減することができた。これにより、水処理装置１の水処理工程は、放流基準を十分に満たす水質レベルまで原水を処理できることが実証された。

【0039】

次に、紫外線酸化塔６の循環処理におけるＴＯＣ濃度の変化について確認する為、確認試験３を行った。確認試験３では、紫外線酸化塔６において、循環水槽５との間で第一処理水を循環させる循環処理を３００分行い、６０分ごとにＴＯＣ濃度を計測した。なお、処理開始後３０分経過時においてもＴＯＣ濃度を計測した。処理開始時の第一処理水のＴＯＣは１８０ｍｇ／Ｌであった。図７に示すように、循環処理開始後、第一処理水中のＴＯＣ濃度は、時間の経過に比例して減少していることが確認できた。循環処理開始３００分後、ＴＯＣは３０ｍｇ／Ｌまで減少した。これにより、紫外線酸化塔６において、循環処理を行うことで、第一処理水中の有機物を分解できることが実証された。

【0040】

以上説明したように、第１実施形態の水処理装置１は、浸透探傷法で排出される廃水であって、浸透探傷剤を含有し且つ蛍光色を有する廃水をバッチ式で処理する。水処理装置１は、反応槽３に貯留する廃水に特殊吸着剤であるベントナイトの粒状物を添加し、撹拌することによって、廃水の着色成分を吸着して凝集させる。これにより、水処理装置は透明度の高い処理水を得ることができる。

【0041】

以上説明において、反応槽３は本発明の「凝集手段」、「第１添加手段」、「第２添加手段」の一例である。フィルタ部４３は本発明の「濾過手段」の一例である。紫外線酸化塔６，６２１，６２２は本発明の「紫外線酸化手段」の一例である。活性炭塔７は本発明の「活性炭濾過手段」の一例である。

【0042】

－第２実施形態－
図８を参照し、水処理装置１００の構成を説明する。第１実施形態の水処理装置１はバッチ式であるが、第２実施形態の水処理装置１００は連続式である。処理する原水量が多い場合、バッチ式よりも連続式で処理するとよい。水処理装置１００の構成は、第一実施形態の水処理装置１の構成をベースとし、反応槽３の代わりに反応処理部３００を備え、脱水槽４の代わりに脱水処理部４００を備え、それ以外は第１実施形態の構成と同じである。よって、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、共通部分については第１実施形態と同一符号を付して説明を省略する。

【0043】

反応処理部３００は、原水が移送される方向の上流側から順に、第１槽３０１、第２槽３０２、第３槽３０３、第４槽３０４を直列に備える。第１槽３０１、第２槽３０２、第３槽３０３には、撹拌機５１～５３が夫々設けられる。第１槽３０１は、原水槽２から移送される原水を滞留させる。第１槽３０１には特殊吸着剤が添加され、色素成分の吸着処理が行われる。第２槽３０２は、第１槽３０１にて吸着処理された処理水を受け入れる。第２槽３０２には、無機凝集剤と中和剤が添加され、微粒子を含む懸濁物質の凝集処理が行われる。第２槽３０２にはｐＨ計４１が設けられる。第３槽３０３は、第２槽３０２にて凝集処理された後の処理水を受け入れる。第３槽３０３には、高分子凝集剤が添加され、微粒子を含む懸濁物質の凝集処理が行われる。第４槽３０４は、第３槽３０３にて凝集処理された後の処理水を受け入れて貯留する。第４槽３０４は、第３槽３０３にて凝集処理された後の処理水を受け入れて、上澄み液と沈殿汚泥に分離する。第４槽３０４と循環水槽５の間には、配管１２が設けられる。

【0044】

脱水処理部４００は、汚泥槽４０１、脱水機４０２、脱水濾液槽４０３を備える。汚泥槽４０１は、反応処理部３００の第４槽３０４から移送された汚泥を貯留する。脱水機４０２は、汚泥槽４０１から移送される汚泥を脱水する。脱水機４０２で脱水された脱水汚泥は、産業廃棄物として処分される。脱水濾液槽４０３は、脱水機４０２で分離された濾液を貯留する。汚泥槽４０１と第４槽３０４の間には、配管１３が設けられる。配管１３には弁３６が設けられる。汚泥槽４０１と脱水機４０２の間には、配管２１が設けられる。配管２１にはポンプ４０５が設けられる。脱水機４０２と脱水濾液槽４０３の間には、配管２２が設けられる。脱水濾液槽４０３と循環水槽５の間には、配管１４が設けられる。配管１４にはポンプ３２が設けられる。

【0045】

水処理装置１００による水処理工程を説明する。ポンプ３１を駆動すると、原水槽２に貯留された原水が、配管１１を流れて反応処理部３００の第１槽３０１に移送される。原水が第１槽３０１、第２槽３０２、第３槽３０３を順次流れることで、第１槽３０１にて特殊吸着剤による吸着処理が行われ、第２槽３０２にて無機凝集剤による凝集処理が行われ、第３槽３０３にて高分子凝集剤による凝集処理が連続的に行われる。第４槽３０４では、各処理が行われた処理水が上澄み液と沈殿汚泥に分離される。上澄み液は、配管１２を介して循環水槽５に移送される。汚泥は、弁３６を開くことで、配管１３を介して、脱水処理部４００の汚泥槽４０１に移送される。汚泥槽４０１に貯留する汚泥は、配管２１を介して脱水機４０２に移送されて脱水される。脱水機４０２から排出される濾液は、配管２２を介して脱水濾液槽４０３に移送される。ポンプ３２の駆動により、脱水濾液槽４０３に貯留する濾液は、配管１４を介して循環水槽５に移送される。よって、循環水槽５は、反応処理部３００の第４槽３０４から移送される凝集後の上澄み液と、脱水処理部４００の脱水濾液槽４０３から移送される濾液を第一処理水として貯留する。なお、循環水槽５以降の処理は、第１実施形態と同じである。ポンプ３３を駆動し続け、紫外線酸化塔６において第二処理水を循環させながら、その一部を活性炭塔７に移送して通水させることで、最終処理水が連続的に排出される。

【0046】

以上説明したように、第２実施形態の水処理装置１００は、浸透探傷法で排出される廃水であって、浸透探傷剤を含有し且つ蛍光色を有する廃水を連続的に処理する。これにより、原水量が多くても効率よく処理できる。

【0047】

以上説明において、反応処理部３００の第１槽３０１は本発明の「凝集手段」の一例である。第２槽３０２は本発明の「第１添加手段」の一例である。第３槽３０３は本発明の「第２添加手段」の一例である。

【0048】

－第３実施形態－
図９を参照し、水処理装置２００の構成を説明する。第３実施形態の水処理装置２００は、第２実施形態の水処理装置１００と同じ連続式である。水処理装置２００は、第２実施形態の反応処理部３００の第４槽３０４と循環水槽５の間に、中継槽８と生物処理槽９を備える点で第２実施形態と異なる。よって、第３実施形態では、第２実施形態と異なる部分を中心に説明し、共通部分については第２実施形態と同一符号を付して説明を省略する。

【0049】

中継槽８は、反応処理部３００の第４槽３０４の下流側に設けられる。第４槽３０４と中継槽８の間には、配管４５が設けられる。第４槽３０４における凝集後の上澄み液は、配管４５を介して、中継槽８に移送される。中継槽８と脱水処理部４００の脱水濾液槽４０３の間には、配管２３が設けられる、配管２３には、ポンプ４０６が設けられる。よって、ポンプ４０６の駆動により、脱水濾液槽４０３に貯留する濾液は、配管２３を介して中継槽８に移送される。よって、中継槽８は、反応処理部３００の第４槽３０４から移送される凝集後の上澄み液と、脱水処理部４００の脱水濾液槽４０３から移送される濾液を第一処理水として貯留する。

【0050】

生物処理槽９は、中継槽８の下流側に設けられる。中継槽８と生物処理槽９の間には、配管２４が設けられる。配管２４には、ポンプ８１が設けられる。ポンプ８１の駆動により、中継槽８に貯留する第一処理水が、配管２４を介して生物処理槽９に移送される。生物処理槽９には、微生物を含む活性汚泥が貯留され、その底部には、ブロワー９１に接続される散気管９１１が設けられる。ブロワー９１から供給される空気が散気管９１１からから生物処理槽９内に供給されることで、活性汚泥と第一処理水が混合して撹拌され、微生物による有機物分解が行われる。生物処理槽９には、浸漬膜９２が設けられる。浸漬膜９２は、生物処理槽９内で有機物分解された生物処理水を濾過する。浸漬膜９２の下方にも、ブロワー９４に接続される散気管９４１が設けられる。浸漬膜９２と循環水槽５の間には、配管２５が設けられる。配管２５には、ポンプ９３が設けられる。ポンプ９３の駆動により、生物処理水が浸漬膜９２を介して吸い上げられ、配管２５を介して、循環水槽５に移送される。紫外線酸化塔６と活性炭塔７を接続する配管１６の分岐部１９と生物処理槽９の間には、配管１７１が設けられる。配管１７１には、弁３８が設けられる。

【0051】

活性炭塔７の出口には、排出管２７が接続される。排出管２７の途中には、分岐部２８が設けられる。分岐部２８と循環水槽５の間には、配管２９が設けられる。配管２９には、弁７１が設けられる。

【0052】

水処理装置２００による水処理工程を説明する。水処理装置２００は、第２実施形態の水処理装置１００と同様に連続的に処理が行われる。原水は反応処理部３００において、吸着処理及び凝集処理が行われ、中継槽８に第一処理水が貯留される。第一処理水は、生物処理槽９に移送され、微生物による有機物分解が行われる。生物処理槽９で処理された生物処理水は、循環水槽５を介して、紫外線酸化塔６に移送される。紫外線酸化塔６において、生物処理水中の有機物が分解され、第二処理水として活性炭塔７に移送される。活性炭塔７において、第二処理水中の残留酸化剤と残留有機物が吸着され、排出管２７を介して、最終処理水として河川等に放流される。

【0053】

紫外線酸化塔６において、例えば、酸化剤量と紫外線ランプの本数を多くし、循環時間を長くすることで、有機物の殆どを分解できるが、設備コストやランニングコストが増大するという懸念がある。そこで、水処理装置２００では、配管１７１の弁３８を開くことで、紫外線酸化塔６で処理された第二処理水の一部又は大部分を、配管１７１を介して、生物処理槽９に戻すことができる。この循環により、紫外線で部分的な酸化を受けた有機物は、浸漬膜９２に生息する微生物によって分解される。なお、この循環は、残留する難分解性物質が比較的濃度の高い場合に適用するとよい。難分解性物質が紫外線酸化により部分的な酸化を受けると生分解性が向上するため、微生物量の多い膜濾過槽へ返送して分解するものである。

【0054】

さらに、配管２９の弁７１を開くことで、活性炭塔７から排出される最終処理水の一部又は大部分を循環水槽５に戻すことができる。この循環は、残留する難分解性物質が比較的低濃度の場合に適用される。この循環により、活性炭に吸着された有機物は、活性炭塔７内で増殖した微生物により分解される。さらに、酸化剤と紫外線によって生成したＯＨラジカルにより、活性炭に吸着された有機物はさらに酸化分解を受けることができる。これらを繰り返すことによって、有機物の分解が促進する。そして、これらの効果により有機物分解と共に活性炭が再生されるので、吸着容量が増大し、活性炭の寿命を延ばすことができる。なお、上記２種類の循環は、残留有機物が多ければ多いほど原水流入に対する循環比を大きくする必要があるが、通常は１：０．５～１：５の範囲が好ましい。

【0055】

以上説明したように、第３実施形態の水処理装置２００は、第２実施形態と同様に、浸透探傷法で排出される廃水であって、浸透探傷剤を含有し且つ蛍光色を有する廃水を連続的に処理する。これにより、原水量が多くても効率よく処理できる。第３実施形態では、反応処理部３００で処理された第一処理水は、生物処理槽９に移送され、微生物による有機物分解が行われる。そして、生物処理槽９で処理された生物処理水は、紫外線酸化塔６に移送され、生物処理槽９で分解できなかった有機物が、紫外線酸化塔６において分解するので、処理水中の有機物を効果的に分解できる。また、紫外線酸化塔６において難分解性有機物が紫外線酸化により部分的な酸化を受けると生分解性が向上するので、その一部を配管１７を介して生物処理槽９に戻すことで、有機物の分解を促進できる。さらに、紫外線酸化塔６で処理された第二処理水は、活性炭塔７において吸着処理される。活性炭に吸着された有機物は活性炭内で増殖した微生物により分解される。酸化剤と紫外線によって生成したＯＨラジカルにより活性炭に吸着された有機物がさらに酸化分解を受ける。そのような処理水の一部を配管２９及び循環水槽５を介して紫外線酸化塔６に戻すことで、有機物の分解を促進できる。

【0056】

以上説明において、生物処理槽９は本発明の「生物処理手段」の一例である。配管１７１は本発明の「第１循環手段」の一例である。配管２９は本発明の「第２循環手段」の一例である。浸漬膜９２は本発明の「浸漬膜式濾過手段」の一例である。

【0057】

なお、本発明は上記の第１～第３実施形態に限定されず、様々な変形が可能である。上記実施形態において、原水に対して、特殊吸着剤を５０００ｍｇ／Ｌとなるように添加しているが、適宜変更してもよい。例えば、目安として、原水のＴＯＣ（全有機炭素濃度）に対し、０．５～１０倍の割合となるように特殊吸着剤を添加してもよい。なお、この添加割合の範囲は、原水の性状に応じて適宜変更してもよい。

【0058】

また、第１実施形態は、脱水槽４の代わりに、第２実施形態の脱水処理部４００を備えてもよい。また、第２実施形態及び第３実施形態は、脱水処理部４００の代わりに、第１実施形態の脱水槽４（脱水カゴ４０Ａを含む）を備えてもよい。脱水の方式は種々変更可能である。

【0059】

また、紫外線酸化塔６の放電管６３は低圧水銀灯であるが、少なくとも１８５ｎｍの波長を有する紫外線を発光するものであれば水銀ランプ等に限らず何でもよく、例えばＬＥＤでもよい。

【0060】

フィルタ部４３は砂濾過、又はカートリッジ濾過等の濾過過方式であるが、他の濾過方式であってもよい。

【符号の説明】

【0061】

１，１００，２００ 水処理装置
３ 反応槽
６，６２１，６２２ 紫外線酸化塔
７ 活性炭塔
９ 生物処理槽
１７，２９ 配管
４３ フィルタ部
３００ 反応処理部
３０１ 第１槽
３０２ 第２槽
３０３ 第３槽

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】