(57)【要約】      （修正有）【課題】廃水に含まれるジオキサンを効率的、経済的に処理できるジオキサン分解方法を提供する。【解決手段】ジオキサン濃度が５０ｍｇ／Ｌ以上、ジオキサン濃度に対するＣＯＤＭｎ（化学的酸素要求量）の比率（ＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度）で表した値が１以下である被処理水を、オゾン単独処理することにより、ジオキサン濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下に低下させると共にＣＯＤＭｎを初期濃度の７０％以上に維持するジオキサン分解方法。【選択図】図６
2010188306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジオキサンを含む被処理水中のジオキサンを分解処理するジオキサン分解方法であって、ジオキサン濃度が５０ｍｇ／Ｌ以上、ジオキサン濃度に対するＣＯＤＭｎの比率（ＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度）が１以下である被処理水を、オゾン単独処理することにより、ジオキサン濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下に低下させると共に、ＣＯＤＭｎを初期値の７０％以上に維持するジオキサン分解方法。
【請求項２】
請求項１に記載のジオキサン分解方法において、オゾン単独処理前に、被処理水のＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度が１以下となるように、被処理水中の有機物を生物処理により分解除去し、オゾン単独処理後に被処理水中に残留する有機物を再び生物処理により分解除去するオキサン分解方法。
【請求項３】
請求項２に記載のジオキサン分解方法において、オゾン単独処理前の生物処理部とオゾン単独処理後の生物処理部とを兼用するジオキサン分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水中に含まれる１，４−ジオキサン（以下に単にジオキサンという）を分解処理するジオキサン分解方法に関し、更に詳しくは、オゾン処理を用いたジオキサン分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトルなどのポリエチレン系の製品を製造する際の廃水中に含まれる化学物質の一つとしてジオキサンがある。このジオキサンは主に溶剤として使用されるため、他の多くの化学製品を製造する工程から排出される廃水中にも含まれており、当然のことながらジオキサンを製造する工程から生じる廃水中にも含まれている。
【０００３】
これまで、ジオキサンは有害物質として認定されておらず、また難分解性物質でもあるため、廃水処理にあたって分解処理の対象から外されていることが多かったが、最近その有害性が知られるようになり、分解処理の必要性が指摘され始めた。ジオキサンが難分解性物質であるのは、活性炭吸着性が悪いために吸着法での除去が難しいこと、ＢＯＤ値が極端に低く生物処理が困難なこと、水溶性が高いために凝集沈殿でも除去されないことなどによる。
【０００４】
被処理水中のジオキサンの分解に有効な方法の一つは、オゾンによる酸化分解処理であるが、オゾン処理に過酸化水素処理、紫外線処理の１以上を組み合わせたＡＯＰ処理と呼ばれる促進酸化処理は、更に有効な方法とされ、ＡＯＰ処理によるジオキサン分解方法の改良が各方面で進められている（特許文献１、２）。
【０００５】
しかしながら、ＡＯＰ処理はオゾン単独処理と比べて本質的に高価である。工業廃水中のジオキサンの分解処理では廃水量が多いため、設備コスト及びランニングコストが大きな経済的負担となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０５８８５４号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、被処理水に含まれるジオキサンを効率的、経済的に分解処理できるジオキサン分解方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、以前より廃水中の有機物質のオゾンによる分解処理、ＡＯＰ分解処理についての研究を続けており、今回、ジオキサンを含む廃水に対してこれらの処理を行ったときの各種現象について詳細に調査した。その結果、以下のような興味ある事実が認められた。
【０００９】
図８（ａ）はジオキサンを約６０ｍｇ／Ｌ含む被処理水に対してオゾン単独処理、ＡＯＰ処理（オゾン処理＋紫外線処理）を行った場合のオゾン注入量と処理水中のジオキサン濃度との関係を示すグラフ、図８（ｂ）はその場合のオゾン消費量と処理水中のジオキサン濃度との関係を示すグラフである。オゾン注入は処理槽内の散気装置により行った。
【００１０】
図８（ａ）から分かるように、オゾン単独処理の場合、オゾンを多量に注入しても処理水中のジオキサン濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下に下げることはできない。これに対し、ＡＯＰ処理の場合は多量のオゾン注入により処理水中のジオキサン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下に下がり、オゾン注入量の更なる増加により、処理水中のジオキサン濃度を５ｍｇ／Ｌ以下とすることも可能である。従来から知られている通りである。しかし、オゾン消費量で両者を比較すると、図８（ｂ）から分かるように、オゾン単独処理とＡＯＰ処理との間でジオキサン分解効率に大差ない。むしろ、オゾン単独処理の方がジオキサン分解効率が高い傾向が見られる。
【００１１】
これから分かることは、オゾン単独処理であっても、被処理水中のジオキサンに対してオゾンを効果的に反応させれば、ＡＯＰ処理と同等かそれ以上の分解効果を得ることができるということである。以上が第１の興味ある事実である。
【００１２】
第２の興味ある事実は、ジオキサンを含む被処理水をオゾンで処理すると、オゾン単独処理の場合もＡＯＰ処理の場合も、副生物として主にエチレングリコール（ＥＧ）が発生し、その結果として処理水中の有機物濃度が上昇することである。ここで重要なのは、エチレングリコールに対する反応効率は、オゾン単独処理よりＡＯＰ処理の方が高いということである。これは次のことを意味する。
【００１３】
ジオキサンを含む被処理水に対してＡＯＰ処理を行うと、被処理水中のエチレングリコールが分解されるのは事実であるが、同時に、副生するエチレングリコールの分解にもオゾンが多く消費され、ジオキサンの分解に使用されるオゾンの量は想像されるほどには多くない。図８（ａ）と図８（ｂ）の比較からは、ＡＯＰ処理の場合のオゾン消費率が高く、無効オゾンの発生量が少ないことが分かるが、その実態は必ずしもオゾンがジオキサンの分解に使用されているわけではなく、相当量がエチレングリコールの分解に使用されているのである。
【００１４】
被処理水中の有機物量を表す指標としては、一般的に使用されるＴＯＣ（全有機物濃度）よりＣＯＤＭｎ（化学的酸素要求量）が適切である。なぜなら、ＴＯＣにはジオキサン量も、その分解で副生するエチレングリコール量も含まれるが、ＣＯＤＭｎにはジオキサン量は含まれないが、その分解で副生するエチレングリコール量は含まれるからである。すなわち、ジオキサンの分解ではジオキサン濃度が低下し、エチレングリコール濃度が上がるため、ＴＯＣは実質変化せず、その反応挙動を把握できないのに対し、ＣＯＤＭｎはエチレングリコール濃度の上昇に伴って高くなり、ジオキサン濃度と組み合わせることにより反応挙動を正確に把握できるのである。
【００１５】
また、オゾン処理が酸化反応であることからも、その挙動は酸素要求量であるＣＯＤＭｎに正確に反映される。具体的には、排水中の無機還元剤など、ＴＯＣに影響を与えずにオゾンを消費する物質の量的変化などである。
【００１６】
これらの事実から以下の知見が導き出される。ＡＯＰ処理は確かにジオキサンの分解処理に有効であるが、非効率であり、その処理自体のコストが高いこととあいまって経済性が低い。それよりも、無効オゾンの発生量を少なくしさえすれば、オゾン単独処理でもジオキサンを十分に分解でき、エチレングリコールの分解に消費され難い分、高効率であり、合わせてＣＯＤＭｎの初期値を抑制しておけば、その処理自体のコストが安価であることとあいまって経済性に優れる。また、処理挙動全体を把握するための指標としては、ＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度を用いる。
【００１７】
ちなみに、オゾン単独処理で無効オゾンの発生量を少なくすること自体は容易である。例えば、散気装置によるオゾンガス注入の場合もエジェクタによるオゾンガス注入の場合も、オゾンガス流量を少なくすればよい。オゾンガス注入量が同一の場合、ガス流量を少なくすることにより被処理水との接触時間が長くなり、ガス気泡も小さくなることにより、被処理水中のジオキサンとの反応性が上り、無効オゾンの発生量が少なくなる。
【００１８】
本発明のジオキサン分解方法はかかる知見を基礎として完成されたものであり、ジオキサンを含む被処理水中のジオキサンを分解処理するジオキサン分解方法であって、ジオキサン濃度が５０ｍｇ／Ｌ以上、ジオキサン濃度に対するＣＯＤＭｎの比率（ＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度）が１以下である被処理水を、オゾン単独処理することにより、ジオキサン濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下に低下させると共に、ＣＯＤＭｎを初期値の７０％以上に維持するものである。
【００１９】
本発明のジオキサン分解方法の特徴は、被処理水中のジオキサンの分解処理にオゾン単独処理を用いること、オゾン単独処理前の被処理水中の有機物濃度（ＣＯＤＭｎ）を下げておくこと、この状態で、オゾン単独処理を反応性よく行うことによりジオキサン濃度は大きく下がるが、ＣＯＤＭｎはそれほど下げず、基本的に初期値を維持することである。これにより、ＡＯＰ処理より経済性の高いオゾン単独処理により、しかも、そのＡＯＰ処理より少ないオゾン使用量でのジオキサンの分解が可能となる。
【００２０】
本発明のジオキサン分解方法において、被処理水中のジオキサン初期濃度を５０ｍｇ／Ｌ以上とする理由は、ジオキサンの初期濃度が低いとＡＯＰ処理との差異が小さく、本発明の優位性が明確にならない点にある。ジオキサン初期濃度の上限については、本発明の優位性の点からは特に規定の必要がないが、ジオキサンは揮発物質であり、被処理水中のジオキサン初期濃度が余りに高いと処理での揮散が問題になる。この点から、ジオキサン初期濃度の上限としては１０００ｍｇ／Ｌ以下が望ましい。
【００２１】
ジオキサン初期濃度に対するＣＯＤＭｎ初期値の比率（ＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度）を１以下とするのは、ジオキサン濃度に比してＣＯＤＭｎが高すぎると、オゾンがジオキサン以外の有機物の分解処理に消費され、ジオキサンの分解に寄与するオゾン比率が低下し、処理効率が低下するからである。ＣＯＤＭｎの初期値は低いほどよいが、ＣＯＤＭｎの初期値を低下させるためには生物分解処理等による前処理工程での負担が増加する。この観点から、この比率の下限については０．１以上が望ましい。
【００２２】
オゾン単独処理では、被処理水中のジオキサン濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下にし、好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下にする。このために、散気装置によるオゾン注入でもエジェクタによるオゾン注入でも、オゾン濃度が８０ｇ／ｍ3 Ｎ以上の高濃度オゾンを使用し、ガス流量を絞る。これらによりオゾンの利用率を高め、無効オゾンの発生を抑制する。オゾンの利用率さえ高めれば、ジオキサン分解に対してはオゾン処理もＡＯＰ処理と遜色ない〔図８（ｂ）〕。むしろ、ジオキサン分解に伴って副生するエチレングリコールに対する反応性が低いために、ジオキサン分解に寄与するオゾン比が高く、同等の分解結果を得るのに必要なオゾン使用量（オゾン注入量）が減少する。また、オゾン使用量（オゾン注入量）を同等とすれば、ＡＯＰ処理よりも処理水中のジオキサン濃度を低くすることができる。
【００２３】
オゾン単独処理後のＣＯＤＭｎの初期値に対する比率は、エチレングリコール分解、ジオキサン分解に寄与するオゾン比の指標であり、処理後のジオキサン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下を満足しているとの前提の下では、これが高いほど好ましく、本発明のジオキサン分解方法ではこれを７０％以上とし、１００％以上とするのが好ましい。この比率が７０％未満になれば、エチレングリコールの分解に寄与するオゾン比が高くなり、ジオキサン分解に寄与するオゾン比が低下することにより、オゾン使用量（オゾン注入量）が必要以上に増加し、経済性が低下する。
【００２４】
オゾン単独処理の後は処理水中の有機物を分解処理するために生物処理を行うのがよい。生物処理ではジオキサンは分解されないが、エチレングリコールなどの有機物は簡単に分解処理され、ＣＯＤＭｎを目標値まで下げることができる。同様に、オゾン処理前の被処理水のＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度を１以下とするために、被処理水中の有機物を生物処理により分解除去するのがよく、両処理を同一処理部で兼用する設備構成が特に好ましい。両方の有機物除去処理部を兼用するためにも、それぞれの有機物除去法は生物処理法が好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のジオキサン分解方法は、従来、高コストなＡＯＰ処理により分解していたジオキサンを、ＡＯＰ処理より低コストなオゾン単独処理により、しかもＡＯＰ処理の場合よりも少量のオゾンでＡＯＰ処理と同等若しくはそれ以上のレベルまで分解処理することができる。したがって、本発明のジオキサン分解方法は経済性に非常に優れたジオキサン分解方法と言える。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のジオキサン分解方法の実施に適したオゾン処理部の構成図である。
【図２】本発明のジオキサン分解方法の実施に適した別のオゾン処理部の構成図である。
【図３】本発明のジオキサン分解方法を実施するのに適した水処理設備の構成図である。
【図４】オゾン注入量と処理水におけるジオキサン濃度・有機物濃度との関係を、ＡＯＰ処理（従来例）について示すグラフである。
【図５】オゾン注入量と処理水におけるジオキサン濃度・有機物濃度との関係を、オゾン単独処理（比較例）について示すグラフである。
【図６】オゾン注入量と処理水におけるジオキサン濃度・有機物濃度との関係を、オゾン単独処理（本発明例）について示すグラフである。
【図７】オゾン注入量と処理水中のジオキサン濃度との関係を、ＡＯＰ処理（従来例）、オゾン単独処理（比較例）及びオゾン単独処理（本発明例）について示すグラフである。
【図８】（ａ）はジオキサンを含む被処理水に対してオゾン単独処理、ＡＯＰ処理（オゾン処理＋紫外線処理）を行った場合のオゾン注入量と処理水中のジオキサン濃度との関係を示すグラフ、（ｂ）はその場合のオゾン消費量と処理水中のジオキサン濃度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１に示すオゾン処理部は、バッチ式のジオキサン分解方法に使用されるものであり、被処理水を収容する気密式のオゾン注入槽１０と、オゾン注入槽１０内の被処理水を循環させるために、その被処理水を槽下部から抜き出して槽上部へ再注入する循環ポンプ１１とを備えている。
【００２９】
オゾン注入槽１０は、槽内下部に散気管１２を装備している。散気管１２からは、オゾン発生装置１３で発生させたオゾンガスが、オゾン濃度計１４、ガス流量計１５を介して多数の微細気泡として吐出され、オゾン注入槽１０内の被処理水に注入される。このオゾン注入槽１０は、気液分離槽を兼ねており、オゾン注入槽１０の上部からは、反応に使用されなかった無効オゾンを含む排オゾンガスが、オゾン濃度計１６、排オゾン分解器１７を介して外部へ排出される。
【００３０】
操業では、ジオキサンを５０ｍｇ／Ｌ以上含む原水（廃水）を前処理として、図示されない生物処理部にて生物処理する。これにより、ジオキサンを５０ｍｇ／Ｌ以上含み、有機物濃度がＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度で１以下に調整された被処理水を得る。そして、この被処理水を前記オゾン処理部のオゾン注入槽１０内に収容し、循環ポンプ１１を作動させながら、散気管１２からオゾンガスを吐出する。
【００３１】
循環ポンプ１１の作動により、オゾン注入槽１０では、槽上部から槽内に被処理水が導入され、槽下部から槽外へ排出される。これにより、オゾン注入槽１０における被処理水は下降流となる。一方、オゾンガスは、槽内下部の散気管１２から槽内の被処理水中に多数の微細気泡として注入され、槽内を上昇する過程で被処理水と向流接触する。
【００３２】
ここで重要なのは、オゾンと被処理水中のジオキサンとの反応性を高めることであり、このために散気管１２へ供給するオゾンガスの流量を少なくする。前述した被処理水とオゾンガスの向流接触、被処理水の循環も、この反応性の向上に寄与する。また、オゾンガス流量を制限した条件下でオゾン注入量を確保するために、処理時間を通常より長くする。処理時間に比例してオゾン注入量が増大する。
【００３３】
オゾン注入槽１０内での被処理水とオゾンガスとの効率的接触によるオゾン処理により、被処理水中のジオキサン濃度が分解され、１０ｍｇ／Ｌ以下になる。オゾン注入槽１０でのオゾン処理だけでは、副生するエチレングリコールに対して分解効率か低いため、被処理水中のＣＯＤＭｎは初期値に対してそれほど下がらない。ここにおけるＣＯＤＭｎを初期値の７０％以上、好ましくは１００％以上に止めておくことがオゾンの有効利用の点から重要である。
【００３４】
こうしてオゾン単独処理を終えた被処理水は、オゾン注入槽１０から生物処理部に送られ、ここでオゾン処理後に残る有機物が目標レベル以下に分解除去される。
【００３５】
かくして、ジオキサン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下に制限され有機物濃度も十分に減少した処理水を得ることができる。
【００３６】
図２に示したオゾン処理部は、図１に示したオゾン処理部と同様にバッチ処理に使用されるものであり、図１に示したオゾン処理部とはオゾン注入法が相違している。
【００３７】
本オゾン処理部では、被処理水が循環ポンプ１１によりエジェクタ１８、気液分離槽１９に循環する。オゾン発生装置１３で発生させたオゾンガスが、オゾン濃度計１４、ガス流量計１５を介してエジェクタ１８に供給されることにより、エジェクタ１８を通過する被処理水中にオゾンガスが多数の微細気泡の状態で注入される。オゾンと被処理水中のジオキサンとの反応性を高めるために、エジェクタ１８へ供給するオゾンガスの流量を少なくすることは前述したとおりである。
【００３８】
気液分離槽１９からは、反応に使用されなかった無効オゾンを含む排オゾンガスが、オゾン濃度計１６、排オゾン分解器１７を介して外部へ排出される。
【００３９】
操業では、前処理により被処理水中の有機物量をＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度で１以下に調整する。その被処理水を気液分離槽１９に収容し、エジェクタ１８に循環させることによりオゾンガスを注入する。これにより、被処理水中のジオキサン濃度が分解され、１０ｍｇ／Ｌ以下になる。オゾン処理だけでは、副生するエチレングリコールに対して分解効率が低いため、被処理水中の有機物濃度は初期濃度（原水中のジオキサン濃度）に対してそれほど下がらない。ここにおけるＣＯＤＭｎを初期値の７０％以上、望ましくは１００％以上に止めておくことの重要性は、図１に示したオゾン処理部の場合の同じである。
【００４０】
こうしてオゾン単独処理を終えた被処理水は、気液分離槽１９から生物処理部に送られ、ここでオゾン処理後に残る有機物が目標レベル以下に分解除去される。
【００４１】
かくして、ジオキサン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下に制限され、有機物量も十分に減少した処理水を得ることができる。
【００４２】
図３に示した水処理設備は、ジオキサンを含む原水（廃水）を連続処理する連続式であり、被処理水を循環ポンプ４０によりオゾン注入槽１０、生物処理槽２０、沈殿処理槽３０に循環させる構成になっている。
【００４３】
オゾン注入槽１０は、図１に示したオゾン処理部のオゾン注入槽１０と同一であり、他の構成も被処理水が循環ポンプ４０によって生物処理槽２０、沈殿処理槽３０を経由して循環することを除き同一である。同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
【００４４】
生物処理槽２０は、被処理水中の有機物を微生物により分解処理する処理槽である。生物処理槽２０内には、オゾン注入槽１０から排出されるオゾン処理後の被処理水と共に、ジオキサンを含む廃水等の原水が下部から導入される。すなわち、この生物処理槽２０は、オゾン処理の後処理としての生物処理槽と、オゾン処理の前処理として原水中の有機物量を減少させる有機物量調整用の生物処理槽とを兼ねている。
【００４５】
沈殿処理槽３０は、被処理水中の固形物を沈殿分離するものである。上澄み水の一部は処理水として外部へ導出され、残りは循環ポンプ４０によりオゾン注入槽１０へ上部から導入される。
【００４６】
操業では、循環ポンプ４０の作動により、被処理水がオゾン注入槽１０、生物処理槽２０、沈殿処理槽３０を循環する。また、ジオキサンを５０ｍｇ／Ｌ以上含む原水が生物処理槽２０内に導入され、その一方で処理を終えた処理水が沈殿処理槽３０から外部へ排出される。原水は生物処理槽２０内での生物処理により有機物を分解除去される。これにより、オゾン注入槽１０に導入される被処理水中の有機物濃度が、ＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度で１以下に管理される。その被処理水中のジオキサン濃度は５０ｍｇ／Ｌ以上である。
【００４７】
オゾン注入槽１０では、前述したとおり、槽上部から槽内に被処理水が導入され、槽下部から槽外へ排出される。これにより、オゾン注入装置１０における被処理水は下降流となる。一方、オゾンガスは、槽内下部の散気管１２から槽内の被処理水中に多数の微細気泡として注入され、槽内を上昇する過程で被処理水と向流接触する。ここで重要なのは、オゾンと被処理水中のジオキサンとの反応性を高めることであり、このために散気管１２へ供給するオゾンガスの流量を少なくする。
【００４８】
オゾンガス流量を制限した条件下でオゾン注入量を確保するためには、被処理水の循環量及び処理水の排出量を調整する。すなわち、被処理水の循環量を多くし、処理水の排出量を少なくすれば、オゾン注入量を多くすることができ、反対に被処理水の循環量を少なくし、処理水の排出量を多くすれば、オゾン注入量を少なくすることができる。
【００４９】
被処理水の循環により、オゾン注入槽１０では被処理水とオゾンガス気泡の向流接触が繰り返されることにより、被処理水中のジオキサン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下になる。オゾン注入槽１０でのオゾン処理だけでは、副生するエチレングリコールに対して分解効率が低いため、被処理水中の有機物濃度は初期濃度（原水中のジオキサン濃度）と比べてそれほど下がらない。ここにおけるＣＯＤＭｎを初期値の７０％以上、望ましくは１００％以上に止めておくこと、及びＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度を５以下に止めおくことがオゾンの有効利用の点から重要である。
【００５０】
オゾン処理後に残る有機物は、下流側の生物処理槽２０に処理水が循環することにより、目標レベル以下に分解除去される。
【００５１】
かくして、処理水中のジオキサン濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下に制限され、有機物量も十分に減少した処理水を得ることができる。
【００５２】
なお、本水処理設備では、オゾン注入槽１０だけでなく、生物処理槽２０にも被処理水が循環するので、オゾン注入槽１０から排出される被処理水中のＣＯＤＭｎは徐々に低下する。本水処理設備でのオゾン処理後のＣＯＤＭｎは、生物処理槽２０に被処理水が循環することによるＣＯＤＭｎの低下を差し引いて算出した値であり、これが初期値の７０％以上、望ましくは１００％以上ということである。
【００５３】
図３に示した水処理設備では、被処理水へのオゾン注入に図１に示した散気方式を採用したが、図２に示すエジェクタ方式を用いることもできる。
【実施例】
【００５４】
図１に示す構成の実験用オゾン処理部を使用してオゾン注入量と処理水におけるジオキサン濃度・有機物濃度との関係を、ＡＯＰ処理（従来例）、オゾン単独処理（比較例、本発明例）について調査し、本発明の効果を検証した。オゾン消費量は、オゾン濃度計１４，１６により測定されたオゾン濃度差、及びガス流量計１５により測定されたオゾンガス流量から求めた。
【００５５】
共通条件として、被処理水のジオキサン初期濃度は約６０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎの初期値は約６０ｍｇ／Ｌで、ジオキサン初期濃度より若干低い。すなわち、ＣＯＤＭｎ／ジオキサン濃度は１以下である。被処理水量は７Ｌ、被処理水の循環量は５Ｌ／ｍｉｎ、オゾンガスのオゾン濃度は１００ｇ／ｍ3 Ｎとした。
【００５６】
従来例であるＡＯＰ処理では、オゾン注入槽内にＵＶランプ（１２０Ｗ）をセットし、ガス流量は１Ｌ／ｍｉｎとした。比較例であるオゾン単独処理ではＵＶランプを外し、ガス流量は従来例であるＡＯＰ処理と同じ１Ｌ／ｍｉｎとした。本発明例であるオゾン単独処理では、ガス流量を比較例の半分の０．５Ｌ／ｍｉｎとした。ＡＯＰ処理（従来例）の結果を図４に、オゾン単独処理（比較例）の結果を図５に、オゾン単独処理（本発明例）の結果を図６にそれぞれ示す。また、それぞれの場合におけるオゾン注入量と処理水中のジオキサン濃度との関係を図７を示す。
【００５７】
なお、各グラフにおける横軸のオゾン注入量、オゾン消費量は、本実験での最大量に対する比率で表した。
【００５８】
図４に示すＡＯＰ処理（従来例）の場合、オゾン注入量の増加に伴って被処理水中のジオキサン濃度が低下し、最大注入量の１／２量で２０ｍｇ／Ｌ強、最終的に１０ｍｇ／Ｌ以下、具体的には３ｍｇ／Ｌとなった。ＣＯＤＭｎは少量のオゾン注入で増加し、最大オゾン注入量の１／２量で最大値（初期濃度の約１．５倍）に到達した後は、注入量の増加に伴って激減し、最大オゾン注入量で約３０ｍｇ／Ｌ（初期値の約５０％）となった。少量のオゾン注入でＣＯＤＭｎが増加するのはエチレングリコールの発生によるものと考えられる。
【００５９】
図５に示すオゾン単独処理（比較例）の場合、オゾンガス流量がＡＯＰ処理（従来例）の場合と同じ１Ｌ／ｍｉｎである。オゾン注入量を最大量としても、処理水中のジオキサン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下にならない。ＣＯＤＭｎはエチレングリコールの発生により増加し続ける。
【００６０】
図６に示すオゾン単独処理（本発明例）の場合は、ジオキサン濃度の低下傾向がＡＯＰ処理（従来例）の場合よりも更に顕著であり、オゾン注入量が最大注入量の１／２量で２０ｍｇ／Ｌ弱、最終的に１０ｍｇ／Ｌ以下、具体的には１ｍｇ／Ｌとなった。今一つ注目すべきは、ＣＯＤＭｎが、最大オゾン注入量の場合でも初期値である６０ｍｇ／Ｌより高く、具体的には初期濃度の１．５倍の９０ｍｇ／Ｌ程度となっていることである。これは、オゾンがジオキサンの分解に有効であると共に、そのオゾンが、副生するエチレングリコールの分解に使用されず、ジオキサンの分解に集中的に作用していること意味する。オゾン単独処理（本発明例）の優位性は図７から、より明らかである。
【００６１】
前出の図８（ａ）は、図７中のＡＯＰ処理及びオゾン単独処理（比較例）を抜き出して示したものである。
【符号の説明】
【００６２】
１０  オゾン注入槽
１１  循環ポンプ
１２  散気管
１３  オゾン発生装置
１４，１６  オゾン濃度計
１５  ガス流量計
１７  排オゾン分解器
１８  エジェクタ
１９  気液分離槽
２０  生物処理槽
３０  沈殿処理槽
４０  循環ポンプ
【図１】
2010188306.tif 000003
【図２】
2010188306.tif 000004
【図３】
2010188306.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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