专利名称：着色成分的除去方法
技术领域：
本发明涉及排水的活性污泥处理水中残存的难生物分解性的水溶性着色成分的 除去方法。
背景技术：
有机性排水的活性污泥处理方法为，在曝气槽中将排水与活性污泥(以下，有时 简称为“污泥”)混合，进行曝气，在污泥的沉降层、上浮层等的固液分离槽中分离污泥，将分 离液作为处理水而排出，另一方面，将分离后的污泥的一部分作为回流污泥回流到曝气槽 中，其余部分作为剩余污泥而排出。这种活性污泥处理方法中，有机物由于以菌胶团等细菌 群为中心而聚集了各种微生物的絮凝体(活性污泥)而被分解，但有机性排水中含有难生 物分解性的水溶性着色物质时，固液分离槽中的上清液中有时会残存着色成分。本发明中，所谓难生物分解性的水溶性着色成分，是难以通过通常的活性污泥处 理来除去的阴离子性或具有两性官能团的有机物，是腐殖质、木质素分解生成物、胆红素样 物质、其他的通过氨基羰基反应生成的水溶性着色高分子物质等污染物质，是指BOD (生化 需氧量)/CODMn (高锰酸钾法化学需氧量)为0. 1以下且以碳成分计为10mg/L水溶液的色 度为20以上的物质。就腐殖质等难生物分解性的水溶性着色成分而言，例如像非专利文献1和非专利 文献2所示那样，是排水、地下水等中所含的物质，由于兼具亲水性和疏水性，因而溶解于 水中，无法通过凝聚沉淀来分离除去。另外，这些着色成分难以被微生物分解，因此难以通 过通常的处理方法即活性污泥法等除去。利用活性炭等的吸附处理虽然能够除去，但成本 极高。上述难生物分解性的水溶性着色成分中，胆红素样物质是指粪尿、畜产排水中所 含的血色素的代谢物，除了红褐色的胆汁色素-胆红素以外，还包括粪胆素原、尿胆素。胆 红素样物质能够通过化学方法处理，但由于现有公知方法的实施在经济上是困难的，因而 实际情况是进行稀释并排放，所以正在寻求环境负荷少的处理方法。含有上述难生物分解性的水溶性着色成分的着色排水，即使通过利用活性污泥法 的处理等而达到了 BOD等的基准值，COD有时也会高。另外，这些着色成分即使含量很少， 也显示出着色。因此，污水、粪尿、畜产排水、食品制造排水和造纸排水等通过活性污泥等处 理后的排水(处理水)中，含有这种难生物分解性的水溶性着色成分，因此，排放含有这些 成分的排水就会污染水资源，并且，排放该着色排水会招致来自周边居民等的抱怨。进而，对腐殖质等着色成分进行氯杀菌处理等时，含有会形成对人体有害的三氯 甲烷的前体物质，如果排放到河流等中则担心会使自来水的引水水质恶化。此外，已知上述着色成分在使用滤膜等的过滤处理中，也成为结垢的原因，引起过 滤性能的降低。最近，环境污染被重视，与这种排水处理相关的排水规定被进一步强化，因此，对 更高度地处理排水的必要性增高，期待开发出低成本高效率的水处理方法。
于是，有人提出了针对含有上述着色成分的排水的各种处理方法，例如可以举出 具有臭氧处理工序以及将臭氧添加与紫外线照射并用的加速氧化处理工序的排水处理方 法(例如，专利文献1、非专利文献3)；使其与离子交换树脂接触来除去的方法(例如，专利 文献2)；添加负载有钛的多孔质体来除去的方法(例如，专利文献3)；向活性污泥处理水 中添加无机凝聚剂和有机高分子凝聚剂的方法(例如，专利文献4、专利文献5)等。但是， 这些方法的工序繁杂，从除去效率、经济性的观点等看，还不能说是令人满意的方法。另外，专利文献6中公开了 作为阳离子性聚合物之一的聚乙烯胺可以用于染色 排水的脱色用途。现有技术文献专利文献1 日本特开2006-224065号公报专利文献2 日本特开2000-254488号公报专利文献3 日本特开2005-238174号公报专利文献4 日本特开2003-181491号公报专利文献5 日本特开平6-226265号公报专利文献6 日本特开平8-81519号公报非专利文献1 上田正人，坂本义昭著，剛性吸着樹脂&用^亡地下水腐植物質O 採取i特性分析(使用了刚性吸附树脂的地下水腐殖质的采取和特性分析)，原子力〃 ” 夕工> K研究(原子动力末端研究)，vol. 12No. 1-2(2006)非专利文献2 野上祜作，南有田智子，宫永政光著，生活排水們活性汚泥処理水 ^ COD仁及ir t 7 > #酸Q影響(富烯酸对生活排水的活性污泥处理水的COD的影响)，用 水i廃水(使用水和废水)，vol. 43 No. 12 (2001)非专利文献3 森达摩，崎元道男著，新0脱色技術(新脱色技术)，畜産O研究 (畜产的研究)第57卷第1号(2003)
发明内容
发明要解决的问题如上，公知方法，作为除去排水中的难生物分解性的水溶性着色成分的方法，还不 能说是令人满意的方法。例如，专利文献1中记载的利用臭氧进行处理的方法，其不仅成本 高而且需要调整反应条件，因此可以适用的排水的种类有限。另外，专利文献2、3中记载的 将着色成分吸附于固体成分来除去的方法中，吸附容量有限度，因此需要频繁的洗涤、更换 滤材。进而，如专利文献4、5记载的那种添加无机凝聚剂和有机高分子凝聚剂的方法，不仅 需要很大的凝聚剂添加量，而且为了调整PH值而需要大量的碱，存在产生大量处理后的淤 渣的问题。关于专利文献6，对象限于染色排水，未能得知其可以除去其他的排水的着色成 分。本发明的目的在于，提供一种在除去活性污泥处理水中残存的难生物分解性的水 溶性着色成分的过程中使用比以往少的高分子凝聚剂，能够低成本且简便、而且以很少的 淤渣产生量来除去该着色成分，能降低其浓度的方法。解决问题的手段本发明涉及高效除去活性污泥处理水中所含的水溶性的难生物分解性着色成分的方法，其要点是一种活性污泥处理水中的着色成分的除去方法，其特征在于，在不溶性 吸附剂存在200mg/L 2000mg/L的条件下，在含有难生物分解性的水溶性着色成分的色度 50以上的活性污泥处理水中添加着色成分除去剂，接着进行固液分离，所述着色成分除去 剂以从含有后述通式(1)表示的脒结构单元和/或后述通式(2)表示的脒结构单元的水溶 性和/或吸水性的阳离子性聚合物(a)、后述通式(3)表示的单体聚合而成的水溶性和/或 吸水性的阳离子性聚合物(b)、以及水溶性和/或吸水性的两性聚合物(c)中选出的至少任 一种聚合物作为有效成分。作为本发明方法的更优选的方法，可举出以下的方式，S卩，所述活性污泥处理水的 着色成分的主成分不是染料；所述难生物分解性的水溶性着色成分包含选自腐殖质、木质 素分解生成物、胆红素样物质以及通过氨基羰基反应生成的水溶性着色高分子物质中的至 少一种；对所述活性污泥处理水添加0. 1 1000mg/L的所述着色成分除去剂。此外，作为其他优选的方式可举出，所述两性聚合物(C)是含有后述通式(4)表示 的单体单元和后述通式(5)表示的单体单元的两性聚合物；所述阳离子性聚合物(a)含有 后述通式(1)表示的脒结构单元和/或后述通式(2)表示的脒结构单元5 90摩尔％;所 述阳离子性聚合物(b)含有来源于后述通式(3)表示的单体的单元10 100摩尔所述 两性聚合物(c)是含有后述通式(4)表示的单体单元10 98摩尔％以及后述通式(5)表 示的单体单元2 30摩尔％的两性聚合物；所述不溶性吸附剂是无机系固体粉末。发明效果根据本发明的方法，使用比以往方法更少的使用量的有机高分子凝聚剂_从水溶 性和/或吸水性的阳离子性聚合物(a)、(b)以及两性聚合物(c)中选出的至少任一种聚合 物，以低成本且少的淤渣产生量就能够降低活性污泥处理水中残存的难生物分解性的水溶 性着色成分的浓度。另外，根据本发明，通过并用不溶性吸附剂，可以容易地将该着色成分 和该吸附剂的结合体从处理水中沉淀分离，因此可以高效地除去上述着色成分。
具体实施例方式本发明的方法为利用着色成分除去剂除去活性污泥处理水中的难生物分解性的 水溶性着色成分的方法，着色成分除去剂是所谓的高分子凝聚剂，是以从水溶性和/或吸 水性的阳离子性聚合物和两性聚合物中选出的至少任一种聚合物为主成分的物质。用作本发明的着色除去剂的成分的水溶性和/或吸水性的阳离子性聚合物是选 自含有下述通式(1)表示的脒结构单元和/或下述通式(2)表示的脒结构单元的阳离子性 聚合物(a)以及下述通式(3)表示的单体聚合而成的阳离子性聚合物(b)中的至少一种。 该聚合物也可以是交联性凝胶。[化学式1]
+H3
[化学式2]
权利要求
1. 一种活性污泥处理水中的着色成分的除去方法，其特征在于，在不溶性吸附剂存在 200mg/L 2000mg/L的条件下，在含有难生物分解性的水溶性着色成分的色度50以上的活 性污泥处理水中添加着色成分除去剂，接着进行固液分离，所述着色成分除去剂以从含有下述通式(1)表示的脒结构单元和/或下述通式(2)表 示的脒结构单元的水溶性和/或吸水性的阳离子性聚合物(a)、下述通式(3)表示的单体聚 合而成的水溶性和/或吸水性的阳离子性聚合物(b)以及水溶性和/或吸水性的两性聚合 物(c)中选出的至少任一种聚合物作为有效成分，
2.根据权利要求1记载的着色成分的除去方法，其特征在于，所述活性污泥处理水所 含有的所述难生物分解性的水溶性着色成分的主成分不是染料。
3.根据权利要求1记载的着色成分的除去方法，其特征在于，所述难生物分解性的水 溶性着色成分包含选自腐殖质、木质素分解生成物、胆红素样物质以及通过氨基羰基反应 生成的水溶性着色高分子物质中的至少一种。
4.根据权利要求1记载的着色成分的除去方法，其特征在于，对所述活性污泥处理水 添加0. 1 1000mg/L的所述着色成分除去剂。
5.根据权利要求1记载的着色成分的除去方法，其特征在于，所述两性聚合物(c)是含 有下述通式(4)表示的单体单元和通式(5)表示的单体单元的两性聚合物，
6.根据权利要求1记载的着色成分的除去方法，其特征在于，所述阳离子性聚合物(a) 含有上述通式(1)表示的脒结构单元和/或上述通式(2)表示的脒结构单元5 90摩 尔％。
7.根据权利要求1记载的着色成分的除去方法，其特征在于，所述阳离子性聚合物(b) 含有来源于上述通式(3)表示的单体的单元10 100摩尔％。
8.根据权利要求5记载的着色成分的除去方法，其特征在于，所述两性聚合物(c)是 含有上述通式(4)表示的单体单元10 98摩尔％以及上述通式(5)表示的单体单元2 30摩尔％的两性聚合物。
9.根据权利要求1记载的着色成分的除去方法，其特征在于，所述不溶性吸附剂是无 机系固体粉末。
全文摘要
本发明为着色成分的除去方法。本发明提供一种使用少量的有机高分子凝聚剂高效地除去活性污泥处理水中残存的难生物分解性水溶性着色成分的方法。本发明的活性污泥处理水中的着色成分的除去方法的特征在于，在不溶性吸附剂存在200mg/L～2000mg/L的条件下，在含有难生物分解性的水溶性着色成分的色度50以上的活性污泥处理水中添加着色成分除去剂，接着进行固液分离，所述着色成分除去剂以从含有规定通式表示的单元的水溶性和/或吸水性的阳离子性聚合物(a)、(b)以及水溶性和/或吸水性的两性聚合物(c)中选出的至少任一种聚合物作为有效成分。
文档编号C02F1/56GK101993138SQ20101023659
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年8月5日
发明者石井绘美, 金子真 申请人:大野绿水株式会社