(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類を含有する被処理水を、汚泥濃度が１００００〜３００００ｍｇ−ＳＳ／Ｌの濃縮汚泥に接触させて膜分離することを特徴とするダイオキシン類の除去方法。
【請求項２】
ダイオキシン類を含有する被処理水を汚泥に接触させる処理槽と、
前記接触した被処理水と汚泥とを膜分離する膜分離手段と、
前記処理槽内の汚泥濃度を１００００〜３００００ｍｇ−ＳＳ／Ｌの範囲に調整する汚泥濃度調整手段と、を備えたことを特徴とするダイオキシン類の除去装置。
【請求項３】
前記処理槽の前段に凝集装置を設けたことを特徴とする請求項２のダイオキシン類の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイオキシン類の除去方法及び装置に係り、特にごみ埋め立て地の浸出水又は焼却施設の洗煙排水のようにダイオキシン類を含む排水からダイオキシン類を除去する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、ごみ埋め立て地の浸出水や焼却施設の洗煙排水等の排水を処理する処理方法としては、排水中のＢＯＤや窒素を除去することを目的とした生物処理方法、ＣＯＤや色度などの除去を目的とした凝集沈殿処理方法、ＳＳなどの濁質成分の除去を目的とした砂ろ過処理方法、更には高度処理方法として活性炭処理を行う方法もある。
【０００３】
しかし、上記のいずれの方法でも、排水中に微量に存在するダイオキシン、ジベンゾフラン、コプラナーＰＣＢ等のダイオキシン類を除去する効果は極めて小さく、処理水に残存してしまうという問題がある。このため、ダイオキシン類を除去するための新たな除去処理方法が不可欠である。
【０００４】
最近、微量のダイオキシン類を分解除去する技術として、オゾン、過酸化水素の存在下で紫外線を照射することにより生成されるＯＨラジカルを利用した促進酸化処理方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排水中のダイオキシン類は、溶解性を有する０．１μｍ以下の溶解性ダイオキシン類と、溶解性がなくＳＳ（懸濁物質）に吸着するＳＳ性ダイオキシン類とが共存している。従って、ＳＳ性ダイオキシン類は膜分離法により汚泥と共に膜分離されて除去することが可能であるが、溶解性ダイオキシン類は膜を透過してしまうので除去できないという問題がある。ちなみに、ダイオキシン類の環境基準は、１(pg-TEQ/L)である。
【０００６】
このため、溶解性ダイオキシン類を除去するためには、膜分離装置の後段に上記した促進酸化処理方法を行う装置を設け、環境基準を満足させなくてはならず、装置コストが高価になるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、溶解性ダイオキシン類とＳＳ性ダイオキシン類の両方を膜分離装置で効果的に除去することのできるダイオキシン類の除去方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、ダイオキシン類を含有する被処理水を、汚泥濃度が１００００〜３００００ｍｇ−ＳＳ／Ｌの濃縮汚泥に接触させて膜分離することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は前記目的を達成するために、ダイオキシン類を含有する被処理水を汚泥に接触させる処理槽と、前記接触した被処理水と汚泥とを膜分離する膜分離手段と、前記処理槽内の汚泥濃度を１００００〜３００００ｍｇ−ＳＳ／Ｌの範囲に調整する汚泥濃度調整手段と、を備えたことを特徴とする
本発明は、被処理水中の溶解性ダイオキシン類は、ダイオキシン類を含有する被処理水に接触させる汚泥濃度を高くしていくと、ダイオキシン類のうちのＳＳ性ダイオキシン類のみならず溶解性ダイオキシン類も汚泥に効率的に吸着されるとの知見に基づいてなされたものである。即ち、本発明によれば、ダイオキシン類を含有する被処理水を、汚泥濃度が１００００〜３００００ｍｇ−ＳＳ／Ｌの濃縮汚泥に接触させて膜分離するようにしたので、ＳＳ性ダイオキシン類のみならず、溶解性ダイオキシン類も汚泥と共に分離除去されると共に、膜分離された処理水中に残留するダイオキシン類を顕著に低減することができる。従って、溶解性ダイオキシン類とＳＳ性ダイオキシン類の両方を膜分離装置で効果的に除去することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明に係るダイオキシン類の除去方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、本発明のダイオキシン類の除去方法の理論的根拠を説明する説明図である。
【００１２】
図１は、溶解性ダイオキシン（以下「溶解性ＤＸＮｓ」という）の汚泥への吸着特性と、汚泥濃度との関係を調べたものである。試験は、膜分離槽内の汚泥濃度を１００（mg-ss/L)から３５０００（mg-ss/L)まで変化させて行った。また、試験に供した被処理水は、ＳＳ性ダイオキシン類（以下「ＳＳ性ＤＸＮｓ」という）と溶解性ＤＸＮｓの合計が８０（pg-TEQ/L) のものを使用すると共に、被処理水のＰＨは５〜６に調整した。そして、ダイオキシン類を含有する被処理水を汚泥に接触させてから回転平膜で汚泥を膜分離し、膜を透過した処理水中に残留する溶解性ＤＸＮｓの濃度を調べた。合わせて、回転平膜で膜分離される処理水の透過流束（ＦＬＵＸ）が処理水に残留する溶解性ダイオキシン類の濃度に対してどのように影響するかを調べた。
【００１３】
図１の横軸は回転平膜が設けられた膜分離槽内の汚泥濃度（mg-ss/L)を示し、左側の縦軸は処理水中に残留する溶解性ＤＸＮｓの濃度、右側の縦軸は処理水のＦＬＵＸを示す。
【００１４】
図１から分かるように、被処理水を単に回転平膜で膜分離した処理水中の溶解性ＤＸＮｓが１０(pg-TEQ/L)近くあったものが、膜分離槽内の汚泥濃度を高くしていくと、処理水中に残留する溶解性ＤＸＮｓが急激に減少する。そして、汚泥濃度が１００００(mg-ss/L) のときに、処理水中の溶解性ＤＸＮｓは０．０１(pg-TEQ/L)まで減少し、その後、汚泥濃度が３００００(mg-ss/L) まで同等の数値で推移する。このときの溶解性ＤＸＮｓの除去率は、９９％以上になる。また、汚泥濃度が３００００ (mg-ss/L)を超えると、処理水中に残留する溶解性ＤＸＮｓは上昇し始める。一方、処理水のＦＬＵＸは汚泥濃度が３００００（mg-ss/L)近傍までは殆ど変わらず１．５（ｍ3 ／日）程度で推移するが、汚泥濃度が３００００（mg-ss/L)を超えると減少し始める。
【００１５】
この結果から、被処理水に接触させる膜分離槽内の汚泥濃度を高くしていくと、被処理水中の溶解性ＤＸＮｓを汚泥に効率的に吸着させることができ、汚泥濃度が１００００〜３００００（mg-ss/L)において最も良い結果を得ることができる。図１において、汚泥濃度が３００００（mg-ss/L)を超えると、処理水中に残留する溶解性ＤＸＮｓは上昇し始める理由は、上昇のタイミングに合わせて処理水のＦＬＵＸが急激に下がっていることから見て、回転平膜による汚泥と被処理水の分離性能が低下することが原因として考察される。
【００１６】
本発明は、図１に示した知見に基づいて成されたもので、ダイオキシン類を含有する被処理水を、汚泥濃度が１００００〜３００００ｍｇ−ＳＳ／Ｌの濃縮汚泥に接触させて膜分離することを特徴とする。これにより、汚泥に吸着され易いＳＳ性ＤＸＮｓのみならず、溶解性ＤＸＮｓも汚泥に吸着させて膜分離により除去することができるので、膜分離された処理水中のダイオキシン類を顕著に低減させることができる。
【００１７】
図２は、ダイオキシン類の除去装置の全体構成を示す模式図であり、図３は膜分離装置の構造を説明する上面断面図である。
【００１８】
ダイオキシン類の除去装置１０は、主として、凝集装置１２と膜分離装置１４と汚泥濃度調整装置１６とで構成される。
【００１９】
凝集装置１２は、攪拌機１８を備えた凝集槽２０と凝集剤添加器２２とで構成され、凝集槽２０に流入した被処理水は凝集剤添加器２２から添加ポンプ２４により凝集剤が添加されて攪拌機１８で低速攪拌される。これにより、被処理水中の汚泥を含むＳＳ成分がフロック化されるので、ダイオキシン類がフロック化した汚泥に吸着され易くなる。凝集剤の投入量としては、１００ｍｇ／Ｌ程度が好ましく、被処理水のＰＨは５〜６が好ましい。凝集装置１２で凝集処理された被処理水は、送液ポンプ２３により膜分離装置１４に送られる。
【００２０】
膜分離装置１４は、回転平膜方式、浸漬平膜方式、中空糸膜方式、チューブラ膜方式等を使用することができるが、本実施の形態では回転平膜方式の例で説明する。図３に示すように、回転平膜方式の膜分離装置１４は、膜分離槽２６内に平行な３本の中空回転軸２８が回転自在に並設される。それぞれの中空回転軸２８には、その軸方向に所定間隔をもって穿設された連通口（図示せず）を臨んで、円板状を有する複数の回転平膜３０が支持される。回転平膜３０は、膜支持体上の不織布や網等のように通水性を有するスペーサに精密ろ過膜あるいは限外ろ過膜を被覆させて構成され、膜の材質としては、ポリスチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系等の高分子樹脂膜を用いることができる。並設された３本の中空回転軸２８に支持された回転平膜３０同士は、隣り合う回転平膜３０同士の一部分がオーバラップするようになっている。中空回転軸２８の両端は膜分離槽２６外に延設されると共に、膜分離槽２６と中空回転軸２８とは軸封手段３２により水密性が確保される。そして、中空回転軸２８の一方の閉塞端がモータ３４にそれぞれ接続され、他方の開放端が処理水配管３６に接続され、中空回転軸２８と回転平膜３０とが一体的に回転される。処理水配管３６は、３本の中空回転軸２８にそれぞれ接続された枝管３８と、枝管３８が合流した幹管４０で構成され、幹管４０に吸引ポンプ４２が設けられる。また、中空回転軸２８と枝管３８との接続は、中空回転軸２８の回転を阻害しないための連結装置４４を介して連結される。そして、各中空回転軸２８の回転平膜３０を同方向に低速回転させながら吸引ポンプ４２を作動させて回転平膜３０内を負圧にすることにより、汚泥が膜分離されると共に回転平膜３０を透過した処理水が得られる。尚、被処理水と汚泥とを接触させる槽と膜分離槽２６とを兼用するようにしたが、被処理水と汚泥とを接触させる槽を別に設けて、接触させた液を膜分離槽２６に送って膜分離してもよい。
【００２１】
汚泥濃度調整装置１６は、主として、膜分離槽２６内の汚泥濃度を測定する汚泥濃度測定計４６と、汚泥濃度測定計４６によって検出された汚泥濃度に基づいて膜分離槽２６内の汚泥濃度が１００００〜３００００（mg-ss/L)になるように濃度調整する濃度調整器４８とで構成される。汚泥濃度測定計４６としては、超音波式や光学式の自動測定のものを好適に使用することができ、濃度調整器４８としては汚泥を脱水して汚泥を濃縮できるものであれば何でも良いが、遠心脱水器を好適に使用することができる。そして、汚泥濃度が１００００（mg-ss/L)未満の場合には、汚泥濃度測定計４６からの測定信号に基づいて循環配管５０の循環ポンプ５２が作動して膜分離槽２６内の汚泥液を濃度調整器４８に移送して脱水濃縮する。濃縮された濃縮汚泥は循環配管５０を介して膜分離槽２６に戻される。これにより、膜分離槽２６内の汚泥濃度を上昇させる。逆に、膜分離槽２６内の汚泥濃度が３００００（mg-ss/L)を超える場合には、汚泥濃度測定計４６からの測定信号に基づいて循環配管５０の循環ポンプ５２が作動すると共に、濃度調整器４８で汚泥から脱水された水を膜分離槽２６に戻すようにする。これにより、膜分離槽２６内の汚泥濃度を低減させる。
【００２２】
上記の如く構成されたダイオキシン類の除去装置１０によれば、ダイオキシン類を含有する被処理水は、先ず凝集装置１２において被処理水中のＣＯＤ成分や汚泥を含むＳＳ成分をフロック化させる。次に、被処理水は膜分離装置１４に送られ、膜分離槽２６において被処理水と汚泥とが接触される。この被処理水と汚泥との接触において、膜分離槽２６内の汚泥濃度は汚泥濃度調整装置１６により１００００〜３００００（mg-ss/L)の範囲になるように調整される。これにより、ＳＳ性ＤＸＮｓのみならず溶解性ＤＸＮｓも汚泥に吸着される。また、回転平膜３０同士は、隣り合う回転平膜３０同士の一部分がオーバラップするようになっているので、乱流が発生し、接触が促進される。この場合、吸引ポンプ４２を作動させておいて被処理水と汚泥の接触と回転平膜３０による汚泥の膜分離とを平行して行ってもよく、あるいは回転平膜３０は回転させたまま吸引ポンプ４２を一定時間停止し、その後、吸引ポンプ４２を作動させて汚泥を膜分離するようにしてもよい。このように吸引ポンプ４２を一定時間停止させることにより、被処理水と汚泥との接触時間を十分に確保することができるので、特に溶解性ＤＸＮｓが汚泥に一層吸着され易くなる。
【００２３】
従って、本発明のダイオキシン類の除去装置１０は、ＳＳ性ＤＸＮｓのみならず溶解性ＤＸＮｓも汚泥と共に膜分離されると共に、膜分離された処理水中に残留するダイオキシン類を顕著に低減することができる。従って、溶解性ＤＸＮｓとＳＳ性ＤＸＮｓの両方を膜分離装置１４で効果的に除去することができる。
【００２４】
尚、本発明に係るダイオキシン類の除去装置１０は、上記図２に基づいて説明したものに限らず、例えば凝集装置１２を省略した構成でもよい。また、汚泥濃度調整手段としては、格別の濃度調整器４８を用いずに膜分離槽２６内の汚泥濃度が１００００（mg-ss/L)未満の場合には、別所から持ち込んだ３００００（mg-ss/L)程度の汚泥を膜分離槽２６内に投入するようにしてもよい。また、汚泥濃度が３００００（mg-ss/L)を超えたときには、膜分離槽２６内の汚泥を所定量引き抜き被処理水による希釈効果によって汚泥濃度を低減させるようにしてもよい。
【００２５】
図４は、ごみ埋め立て地の浸出水や焼却施設の洗煙排水等のように、窒素成分、ＢＯＤ成分、ＣＯＤ成分、汚泥等のＳＳ成分、ダイオキシン類等の複合成分を含有する排水を浄化する廃水処理システム６０の中に、本発明のダイオキシン類の除去装置１０を組み込んだ一例である。
【００２６】
図４に示すように、複合成分を含む廃水は、先ず生物処理装置６２にて、主として窒素成分とＢＯＤ成分が生物学的に処理される。生物処理装置６２としては、例えば硝化・脱窒装置を使用することができる。生物処理装置６２で処理された廃水は、次にダイオキシン類除去装置１０の凝集装置１２で廃水中のＣＯＤ成分や汚泥等のＳＳ成分がフロック化されてから膜分離装置１４に送られる。膜分離槽２６では、汚泥濃度調整装置１６により膜分離槽２６内の汚泥濃度が１００００〜３００００（mg-ss/L)の範囲に調整され、この高濃度な濃縮汚泥と廃水とが接触される。これにより、ＳＳ性ＤＸＮｓのみならず溶解性ＤＸＮｓも汚泥に吸着される。ダイオキシン類を吸着した汚泥が回転平膜３０により膜分離される。回転平膜３０を透過した処理水は、活性炭処理装置６４に送られて残留有機物が除去される。活性炭処理装置６４で処理された処理水は、塩素等にて消毒された後で綜合処理システムの系外に排出される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るダイオキシン類の除去方法及び装置によれば、溶解性ダイオキシン類とＳＳ性ダイオキシン類の両方を膜分離装置で効果的に除去することができる。従って、従来のように膜分離装置の後段に促進酸化処理方法を行う装置を設けなくてもよいので、装置コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイオキシン類の除去方法の理論的根拠を説明する説明図
【図２】本発明のダイオキシン類の除去装置の模式図
【図３】本発明のダイオキシン類の除去装置の膜分離装置の上面断面図
【図４】複合廃水を浄化する廃水処理システムの中に本発明のダイオキシン類の除去装置を組み込んだブロック図
【符号の説明】
１０…ダイオキシン類の除去装置、１２…凝集装置、１４…膜分離装置、１６…汚泥濃度調整装置、１８…攪拌機、２０…凝集槽、２２…凝集剤添加器、２６…膜分離槽、２８…中空回転軸、３０…回転平膜、３４…モータ、３６…処理水配管、４２…吸引ポンプ、４６…汚泥濃度測定計、４８…濃度調整器、５０…循環配管、５２…循環ポンプ、６０…廃水処理システム、６２…生物処理装置、６４…活性炭処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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