(57)【要約】【課題】処理剤が処理層から流出せず、処理対象水から含フッ素界面活性剤を効率良く回収することができる処理方法を提供する。【解決手段】含フッ素界面活性剤を含む処理対象水から含フッ素界面活性剤を除去するための処理方法であって、上記処理対象水と処理剤とを接触させる工程を有し、上記処理剤は、粉末活性炭が担持された粒子であり、一対の支持層に挟まれた処理層を構成しており、上記支持層は、支持剤粒子からなり、上記支持剤粒子の有効径が、上記処理剤の有効径の−０．５ｍｍ〜＋０．５ｍｍであることを特徴とする処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
含フッ素界面活性剤を含む処理対象水から含フッ素界面活性剤を除去するための処理方法であって、
前記処理対象水と処理剤とを接触させる工程を有し、
前記処理剤は、粉末活性炭が担持された粒子であり、一対の支持層に挟まれた処理層を構成しており、
前記支持層は、支持剤粒子からなり、
前記支持剤粒子の有効径が、前記処理剤の有効径の−０．５ｍｍ〜＋０．５ｍｍである
ことを特徴とする処理方法。
【請求項２】
支持剤粒子の有効径は、処理剤の有効径の−０．３ｍｍ〜０ｍｍである請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
支持剤粒子の有効径が、０．３〜１．３ｍｍである請求項１又は２記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含フッ素界面活性剤を含む処理対象水から含フッ素界面活性剤を除去するための処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）及びパーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）等は、フルオロポリマーの製造工程等において界面活性剤として使用されている。
しかしながら、近年の研究結果等から、ＰＦＯＡの環境への負荷が懸念されている。
【０００３】
ＰＦＯＡ等の含フッ素界面活性剤を排水等から回収する方法として、活性炭を用いた方法が種々検討されている。
特許文献１には、粒状の活性炭を使用してＰＦＯＡを回収する方法が開示されている。また、特許文献２には、粉末炭と固体粉末と結合剤とからなり、加熱により賦活化された造粒活性炭が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、透水性に優れ、より効率良くＰＦＯＡ等の含フッ素界面活性剤を除去する方法として、粉末活性炭と担持粒子とを含む処理剤、該処理剤とＰＦＯＡ等の含フッ素界面活性剤を含有する処理対象水とを接触させる接触工程を含む処理方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００００９０４号明細書
【特許文献２】特開平５−２６２５１１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６９２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような活性炭を利用した処理剤を用いて、図１のように、処理層を地中に形成して地下水の含フッ素界面活性剤を回収しようとした場合、地下水の流れにより処理剤が処理層から地下水中へ流出して減少し、処理層の含フッ素界面活性剤の回収能力が低下するといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記現状を鑑みて、処理剤が処理層から流出せず、処理対象水から含フッ素界面活性剤を効率良く回収することができる、処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、粉末活性炭を含む特定の処理剤からなる処理層を２つの支持層で挟んだ構成とし、該処理層を形成する処理剤の有効径と該支持層を形成する支持剤粒子の有効径とが特定の関係を有することにより、処理対象水が処理剤と接触しても、処理剤が処理層から流出せず、処理層の含フッ素界面活性剤の回収能力を維持し、処理対象水を効率良く処理できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、含フッ素界面活性剤を含む処理対象水から含フッ素界面活性剤を除去するための処理方法であって、上記処理対象水と処理剤とを接触させる工程を有し、上記処理剤は、粉末活性炭が担持された粒子であり、一対の支持層に挟まれた処理層を構成しており、上記支持層は、支持剤粒子からなり、上記支持剤粒子の有効径が、上記処理剤の有効径の−０．５ｍｍ〜＋０．５ｍｍであることを特徴とする処理方法である。
上記支持剤粒子の有効径は、処理剤の有効径の−０．３ｍｍ〜０ｍｍであることが好ましい。
上記支持剤粒子の有効径は、０．３〜１．３ｍｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の処理方法によれば、排水や地下水からＰＦＯＡ等の含フッ素界面活性剤を効率良く除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、従来の地下水の処理方法の一例の概略図である。
【図２】図２は、本発明の処理方法における、一対の支持層に挟まれた処理層の一例を示す断面模式図である。
【図３】図３は、本発明の処理方法における、一対の支持層に挟まれた処理層の一例を示す断面模式図である。
【図４】図４は、本発明の処理方法の実施態様の一例を示す模式図である。
【図５】図５は、処理槽の模式上面図である。
【図６】図６は、本発明の処理方法の実施態様の一例を示す模式図である。
【図７】図７は、実施例に使用した処理試験装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、含フッ素界面活性剤を含む処理対象水から含フッ素界面活性剤を除去するための処理方法であって、上記処理対象水と処理剤とを接触させる工程を有し、上記処理剤は、粉末活性炭が担持された粒子であり、一対の支持層に挟まれた処理層を構成しており、上記支持層は、支持剤粒子からなり、上記支持剤粒子の有効径が、上記処理剤の有効径の−０．５ｍｍ〜＋０．５ｍｍであることを特徴とする。
このため、処理剤が処理層から流出することがなく、処理対象水から含フッ素界面活性剤を効率良く除去することができる。
【００１３】
本発明は、含フッ素界面活性剤を含む処理対象水から該含フッ素界面活性剤を除去するための処理方法である。
上記含フッ素界面活性剤としては、パーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）、パーフルオロオクタン酸塩、パーフルオロオクタンスルホン酸、及び、パーフルオロオクタンスルホン酸塩からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
上記パーフルオロオクタン酸塩及びパーフルオロオクタンスルホン酸塩は、アンモニウム塩であってもよいし、アルカリ金属塩であってもよい。
【００１４】
本発明の処理方法は、上記処理対象水と処理剤とを接触させる工程を有する。
処理対象水と処理剤とが接触することにより、処理対象水に含まれる含フッ素界面活性剤が処理剤に回収され、含フッ素界面活性剤の含有量が極めて低減した処理水を得ることができる。
処理対象水と処理剤とを接触させる方法としては、処理剤が一定空間内に充填されて形成された処理層に、処理対象水を流通させる連続式の接触方法等を挙げることができる。
【００１５】
本発明の処理方法において、上記処理層は、一対の支持層に挟まれている。
処理層が一対の支持層に挟まれている構成としては、例えば、図２に示すように、支持層１１上に、処理層１２が積層され、該処理層の上に更に支持層１３が積層された構成（Ａ）が挙げられる。
上記構成（Ａ）では、処理対象水が支持層１３の上部から供給され、支持層１３を流通し、次いで、処理層１２を流通することにより、処理対象水が処理剤と接触し得る。処理層１２を流通した処理対象水は、その後、下部の支持層１１を流通する。
上流側の支持層１３は、不要な固形分が処理層へ流入するのを防ぐことができ、通水性も確保することができる。支持層１１は、処理層を形成する処理剤の流出を防ぐことができる。
【００１６】
また、上記処理層が一対の支持層に挟まれた別の構成として、図３に示すように、水平方向（横方向）に、順に支持層１１、処理層１２、支持層１３が隣接して形成された構成（Ｂ）が挙げられる。
上記構成（Ｂ）では、処理対象水は、支持層１１の左側、すなわち、処理層１２と接していない側から供給され、支持層１１を流通し、次いで、処理層１２を流通することにより、処理対象水と処理剤とが接触し得る。その後、支持層１３を流通する。
また、構成（Ｂ）では、支持層１３の右側、すなわち、処理層１２と接していない側からも処理対象水を供給することができる。この場合は、処理対象水は、支持層１３を流通し、次いで、処理層１２を流通することにより、処理対象水と処理剤とが接触し、次いで、支持層１１を流通する。
このように構成（Ｂ）は、左側及び右側から処理対象水を流通させることができる。このため、地中等の不規則な水の流れのあるところでも、処理剤が流出することなく、含フッ素界面活性剤の除去を行うことができる。
【００１７】
このように本発明の処理方法は、上記処理対象水を処理剤に接触させる工程の前に、上記処理対象水を支持層に流通させる工程を有することが好ましい。
また更に、上記処理対象水を処理剤に接触させる工程の後に、上記処理対象水をもう一方の支持層に流通させる工程を有することが好ましい。
【００１８】
上述した処理層及び支持層について、以下に詳述する。
（処理層）
処理層は、処理剤から構成される。
上記処理剤は、粉末活性炭が担持された粒子である。
すなわち、上記処理剤は、粉末活性炭と担体である粒子（担持粒子）とからなり、粉末活性炭が担持粒子に担持されたものである。
ここで、担持とは、担持粒子が粉末活性炭を担ぐように支持することをいう。
粉末活性炭が粒子に担持されることにより、ダマ（凝集体）になったり、透水性が低下するのを防ぐことができる。また、飛散しにくくなり、取扱い性にも優れる。
【００１９】
上記処理剤は、担持粒子１００質量部に対して、粉末活性炭が１〜１００質量部であることが好ましい。上記範囲にすることによって、粉末活性炭が効率的に担持粒子に担持されるため、上記含フッ素界面活性剤の回収性に優れる。
【００２０】
上記粉末活性炭は、比表面積が１００〜２５００ｍ２／ｇであることが好ましい。上記範囲であることによって、含フッ素界面活性剤を含む水の処理効率をより優れたものとすることができる。より好ましくは、５００〜１０００ｍ２／ｇである。比表面積は、細孔内表面積と粒子外表面積の和である。比表面積は、一般的に用いられる方法により測定することができ、商品として売り出されているものであれば、その公呼値が上記範囲であればよい。
【００２１】
上記粉末活性炭は、粒度２００ｍｅｓｈ（ふるい呼び寸法：０．０７５ｍｍ）以下の粒子数が全粒子数の９０％以上であることが好ましい。これによれば、粉末活性炭が効率的に担持粒子に担持されるとともに、担持粒子に粉末活性炭が担持されることでダマ（凝集体）になりにくく、より透水性に優れ、かつ上記含フッ素界面活性剤の除去性に優れる処理剤とすることができる。
【００２２】
また、上述のように、ふるい呼び寸法が７５μｍのフィルターを通過する粒子数が全粒子数の９０％以上であることが好ましい。一般的に活性炭の性能はその比表面積（比表面積は、細孔内表面積と粒子外表面積の和である。）に依存することがよく知られているが、含フッ素界面活性剤を含む水溶液の処理効率は、粒子径に大きく依存する場合がある。そこで、ふるい呼び寸法が７５μｍのフィルターを通過する粒子数が全粒子数の９０％以上である粉末活性炭を使用することによって、含フッ素界面活性剤を効率よく除去することができる。
【００２３】
上記粉末活性炭としては、例えば、オガ屑、木材チップ、木炭（素灰）、竹炭、草炭（ピート）、ヤシ穀炭、石炭（亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭等）、オイルカーボン、フェノール樹脂、レーヨン、アクリロニトリル、石炭ピッチ、石油ピッチ、フェノール樹脂等の原料から得られるものが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
上記担持粒子としては、例えば、一般的に水の浄化に用いられる濾過砂、濾過砂利等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
上記担持粒子は、透水性や含フッ素界面活性剤の除去性に優れる点で、粒子径が０．３〜３．０ｍｍであることが好ましい。粒子径が上記範囲であることによって、粉末活性炭が効率的に担持されるため、より透水性、含フッ素界面活性剤の除去性に優れる処理剤とすることができる。担持粒子は、実質的に、粒子径が２．８ｍｍを超える粒子を含まないことがより好ましい。
【００２６】
上記担持粒子の粒子径は、標準網ふるい器（ＪＩＳ Ｚ８８０１、呼び寸法：０．３〜３．０ｍｍ、ふるい器の大きさ：φ２００、深さ４５ｍｍ）を用いて手動でふるい分け試験を行い求める。粒子径が２．８ｍｍを超える粒子を含まないようにする場合には、呼び寸法２．８ｍｍのふるい器を用いる。
【００２７】
上記担持粒子は、均等係数が１．５以下であることが好ましい。均等係数が上記範囲であると、効率的に粉末活性炭が担持され、より透水性に優れ、かつ上記含フッ素界面活性剤の除去性に優れる処理剤とすることができる。
上記担持粒子の均等係数は、ＪＷＷＡ Ａ１０３−１：２００４に沿って測定する。
【００２８】
上記粉末活性炭の粒子径は、担持粒子の粒子径よりも小さいことが好ましい。粉末活性炭の粒子径が担持粒子よりも大きい場合、処理対象水との接触面積が減少し、含フッ素界面活性剤の回収率が低下するおそれがある。また、粉末活性炭同士の間隙が担持粒子によって充填されて密度が高くなり、透水性が低下するおそれがある。
少なくとも、担持粒子は実質的に粒子径が０．３〜３．０ｍｍの粒子であり、かつ粉末活性炭は粒度２００ｍｅｓｈ（ふるい呼び寸法：０．０７５ｍｍ）以下の粒子数が全粒子数の９０％以上であれば、粉末活性炭の粒子径は担持粒子の粒子径よりも小さいといえる。
【００２９】
上記処理剤は、例えば、上記粉末活性炭及び担持粒子を、傾胴型重力式ミキサーを用いて混合することによって製造することができる。
【００３０】
傾胴型重力式ミキサーは、粉末活性炭及び担持粒子を混合するための混合容器が傾胴機構に取り付けられたものであり、一般的に傾胴型重力式ミキサーと称されるものであればよい。傾胴機構とは、上記混合容器を傾斜させるための機構である。
【００３１】
傾胴型重力式ミキサーの形態としては、例えば、截頭円錐形状の容器を合体させ、一端部を開口させると共に、他端部を閉塞させた混合容器を傾胴機構に取り付け、該混合容器の内周壁に混合するための羽根を取り付けたもの等が挙げられる。上記混合容器は、回転可能であることが好ましい。
【００３２】
上記粉末活性炭及び担持粒子を混合する場合、通常、傾胴機構を作動させてドラムの開口部を上方に向け、混合容器を一定方向に回転させながら粉末活性炭及び担持粒子を投入する。投入された各材料は羽根により持ち上げられては下方に落とされるという動作が繰り返されて混合される。
【００３３】
傾胴型重力式ミキサーは、投入された材料の挙動によって混合が促進されるため、粉末活性炭が担持粒子に担持された状態を良好に保持しながら混合することができる。そのため、上記処理剤の製造に特に優れた効果を発揮する。
【００３４】
上記処理剤を製造する方法としては、例えば、上記粉末活性炭及び担持粒子を傾胴型重力式ミキサーの混合容器中に投入し、必要に応じて水を添加し、混合するとよい。
【００３５】
上記処理剤の有効径は、通水性を確保する点で、０．３〜１．６ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．０ｍｍであることがより好ましい。
上記有効径は、処理剤をふるいわけして総質量の１０質量％が通過するふるい目の大きさに相当する粒子径である。具体的には、標準網ふるい器（ＪＩＳ  Ｚ８８０１、呼び寸法：０．３〜１．６ｍｍ、ふるい器の大きさ：φ２００、深さ：４５ｍｍ）を用いて手動でふるい分け試験を行い、総質量の１０質量％が通過するふるい目の大きさに相当する粒子径である。
【００３６】
上記処理剤は、粒子径が０．３〜３．０ｍｍであることが好ましい。上記処理剤は、粒子径が２．８ｍｍを超える粒子を含まないことがより好ましい。
上記処理剤の粒子径は、標準網ふるい器（ＪＩＳ Ｚ８８０１、呼び寸法：０．３〜３．０ｍｍ、ふるい器の大きさ：φ２００、深さ４５ｍｍ）を用いて手動でふるい分け試験を行い求める。粒子径が２．８ｍｍを超える粒子を含まないようにする場合には、呼び寸法２．８ｍｍのふるい器を用いる。
【００３７】
上記処理剤は、処理剤全体の９０質量％以上の粒子が０．３〜３．０ｍｍの粒子径を有するものであることが好ましく、より好ましい比率は９５質量％以上であり、更に好ましい比率は９９質量％以上である。上記処理剤は、粒子径が０．３ｍｍ未満である粒子を含まず、粒子径が３．０ｍｍを超える粒子を含まないことが特に好ましい。
【００３８】
処理層の厚みは特に限定されるものではなく、処理対象水の処理量、処理対象水の汚濁物質含有量等によって、処理対象水の処理が充分に、かつ、滞りなく行われるように適宜設定すればよい。例えば、１０ｃｍ以上が好ましい。
【００３９】
（支持層）
支持層は、支持剤粒子からなる層である。
上記支持剤粒子の有効径は、上記処理剤の有効径の−０．５ｍｍ〜＋０．５ｍｍである。
本発明においては、特定の有効径を有する粒子からなる２つの支持層の間に、上述した処理層が位置する。このような構成とすることにより、処理対象水を処理剤に接触させても、処理剤が処理層から流出することはなく、処理層の含フッ素界面活性剤の回収能力を維持することができる。
上記支持剤粒子の有効径は、上記処理剤の有効径の−０．３ｍｍ〜０ｍｍであることがより好ましい。
【００４０】
上記支持剤粒子の有効径は、具体的には、０．３〜１．３ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．０ｍｍであることがより好ましく、０．３〜０．６ｍｍであることが更に好ましい。有効径が上記範囲であることによって、処理剤が処理層から流出するのを防ぐことができる。また、閉塞の原因と成る汚濁物質を確実に捕え除去できる。
上記有効径は、支持剤粒子をふるいわけして総質量の１０質量％が通過するふるい目の大きさに相当する粒子径である。具体的には、標準網ふるい器（ＪＩＳ  Ｚ８８０１、呼び寸法：０．３〜１．３ｍｍ、ふるい器の大きさ：φ２００、深さ：４５ｍｍ）を用いて手動でふるい分け試験を行い、総質量の１０質量％が通過するふるい目の大きさに相当する粒子径である。
【００４１】
上記支持剤粒子の粒子径は、０．１〜３．０ｍｍであることが好ましい。
上記支持剤粒子の粒子径は、標準網ふるい器（ＪＩＳ  Ｚ８８０１、呼び寸法：０．１〜３．０ｍｍ、ふるい器の大きさ：φ２００、深さ：４５ｍｍ）を用いて手動でふるい分け試験を行い求めることができる。
上記支持剤粒子の粒子径は、０．３〜２．０ｍｍがより好ましい。粒子径が２ｍｍを超える粒子を含まないようにする場合には、呼び寸法２ｍｍのふるい器を用いる。
【００４２】
上記支持剤粒子は、実質的に粒子径が０．１〜３．０ｍｍの粒子のみからなることがより好ましい。
すなわち、上記支持剤粒子としては、支持剤粒子全体の９０質量％以上の粒子が０．１〜３．０ｍｍの粒子径を有するものであることが好ましく、より好ましい比率は９５質量％以上であり、更に好ましい比率は９９質量％以上である。上記支持剤粒子は、粒子径が０．１ｍｍ未満である粒子を含まず、粒子径が３．０ｍｍを超える粒子を含まないことが特に好ましい。上記支持剤粒子の粒子径が上記範囲であることによって、処理剤が処理層から流出するのを防ぐことができる。また、閉塞の原因と成る汚濁物質を確実に捕え除去できる。
上記支持剤粒子は、粒子径が０．３〜２．０ｍｍの粒子のみからなることが更に好ましい。
【００４３】
上記支持剤粒子は、処理対象水と反応しない不活性なものであることが好ましい。
【００４４】
上記支持剤粒子としては、上述の粒子径を有し、処理対象水と反応しない不活性なものであれば特に限定されないが、例えば、砂が挙げられる。
上記砂の材質としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、マンガン等を含む石英、長石が挙げられる。
また、上記砂は、天然物に限らず、天然物と同様の材質からなる人工物であってもよい。
【００４５】
また、上記砂は、更に、次に挙げる特性の少なくとも１つを満たすものであることが好ましく、次に挙げる特性の全てを満たすものであることがより好ましい。
（１）ごみ、粘土質等の不純物、又は、偏平若しくは脆弱な砂等を多く含まず、石英質を多く含有し、堅く均等である、（２）砂鉄や脆弱な砂等の含有量が少ない、（３）洗浄濁度が３０度以下である、（４）比重（密度）が、２．５７〜２．６７（ｇ／ｃｍ３）である、（５）強熱減量が、０．７５％以下である、（６）摩滅率が、３％以下である、（７）鉄及び鉄含有化合物の含有量が、０．０３（ｍｇ／Ｌ）以下である、（８）マンガン及びマンガン含有化合物の含有量が、０．００５（ｍｇ／Ｌ）以下である、（９）塩酸可溶率が、３．５％以下である。
【００４６】
上記支持剤粒子は、均等係数が１．５以下であることが好ましい。均等係数が上記範囲であることによって、処理剤が処理層から流出するのを防ぐことができる。また、閉塞の原因と成る汚濁物質を確実に捕え除去できる。
上記均等係数は、ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００４に沿って測定することができる。
【００４７】
上記支持層の厚みは、特に限定されるものではなく、処理対象水の処理量、処理対象水の汚濁物質含有量等によって、処理対象水の処理が充分に、かつ、滞りなく行われるように適宜設定すればよい。例えば、１０ｃｍ以上が好ましい。
【００４８】
上記処理層を挟む２つの支持層は、同じものであってもよいし、上述した範囲内であれば異なるものであってもよい。
上記処理層と支持層は、隣り合う２層の境界が明確でなくてもよく、隣り合う２つの層の間に該２つの層を構成する成分が混在する領域が存在していてもよい。
【００４９】
上記処理層及び支持層は、例えば、公知の方法を用いて、処理剤及び支持剤粒子をそれぞれ一定空間内に充填することにより形成することができる。
上記一定空間としては、例えば、カラムや槽などで構成される空間や、地面に形成された掘削溝等が挙げられる。
具体的には、例えば、支持剤粒子を一定空間内に充填して支持層Ａを形成し、形成された支持層Ａに隣接した一定空間内に処理剤を充填して処理層を形成し、及び、形成された処理層に隣接した一定空間内に支持剤粒子を充填して支持層Ｂを形成する方法が挙げられる。
このようにして処理層を一対の支持層で挟んだ構成が形成される。本発明の処理方法では、このような支持層を形成する工程を有することが好ましい。
【００５０】
本発明の処理方法では、処理対象水が処理剤と接触することにより、処理対象水中の含フッ素界面活性剤が除去される。本発明では、上述のように、特定の処理剤からなる処理層が、特定の支持剤粒子からなる２つの支持層の間に挟まれた状態で設置されている。このため、処理対象水が処理層を流通した際に、処理剤が処理層から流出するのを防止することができる。その結果、処理層の、含フッ素界面活性剤の回収（処理）能力を長期にわたり継続することができるのである。
【００５１】
上記処理対象水は、上記含フッ素界面活性剤を含有する水であれば特に限定されず、上記含フッ素界面活性剤含有量が少なくても、また、多くてもよいが、例えば、上記含フッ素界面活性剤を１００００μｇ／Ｌ以下含むものであることが好ましい。
処理対象水の上記含フッ素界面活性剤化合物の濃度が１００００μｇ／Ｌを超えると充分に含フッ素界面活性剤を除去できないおそれがある。上記含フッ素界面活性剤の濃度の下限は特に限定されないが、例えば、１００μｇ／Ｌである。
【００５２】
また、処理対象水の含フッ素界面活性剤の濃度が１００００μｇ／Ｌを超える場合、本発明の処理方法は、当該処理対象水を前処理することによって含フッ素界面活性剤を１００００μｇ／Ｌ以下含有する処理対象水を得る前処理工程を含んでもよい。上記前処理は、粒状の粉末活性炭を使用する従来公知の処理方法により行ってもよい。
【００５３】
本発明の処理方法は、含フッ素界面活性剤濃度が１００μｇ／Ｌ以下である処理水を得るものであることが好ましい。処理水の含フッ素界面活性剤濃度は、１０μｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。また、３μｇ／Ｌ以下であることが更に好ましく、これによれば、米国環境保護局が推奨する基準値をも満たすことができる。
【００５４】
本明細書において、上記処理対象水及び処理水中の含フッ素界面活性剤の濃度は、Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製液体クロマトグラフ−タンデム型質量分析計（ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ）を使用して、以下の条件で測定して得られる値である。
・ＨＰＬＣシステム本体：２６９５セパレーションモジュール
・移動相溶媒：アセトニトリル４５ｖｏｌ％／０．１５％酢酸水溶液５５ｖｏｌ％
・ＨＰＬＣカラム：Ａｔｌａｎｔｉｓ  ｄＣ１８  ３μｍ  ２．１×３０ｍｍ
・タンデム四重極型質量分析計：Ｑｕａｔｔｒｏ  ｍｉｃｒｏ  ＡＰＩ
（分子イオン質量数３６９のＣ７Ｆ１５−をモニターイオンとして測定する。）
【００５５】
上記処理対象水としては、含フッ素界面活性剤を含む水溶液であれば特に限定されず、フルオロポリマーの製造工程において使用された水溶液であってもよいし、同製造工程で生じた排水であってもよい。または、一般の水道水、自然環境水、地下水や地中水であってもよい。
上記処理対象水は、固形分を含んでいてもよいが、多量に固形分を含むことにより処理効率への影響が懸念される場合は、処理対象水と処理剤とを接触させる工程の前に、濾過等の固形分を除去する工程を含むことも好ましい形態の一つである。
【００５６】
本発明の処理方法において、上記処理対象水を処理剤に接触させる方法として、より具体的には、例えば、カラム等に、支持剤及び処理剤を充填して、上述した一対の支持層に挟まれた処理層を形成し、その中に上記処理対象水を流通させる方法や、上記一対の支持層に挟まれた処理層が形成された透過壁を地下水等が流れる場所に設置して、これらの水の流れを利用して透過壁を透過させる方法が、挙げられる。
【００５７】
本発明の処理方法の具体的な実施態様の一例について、説明する。
図４に、本発明の処理方法の実施態様の一例の模式図を示す。なお、処理槽２８については、断面模式図で示す。
図５に、処理槽２８の模式上面図を示す。図４に示す処理槽の断面模式図は、図５の模式上面図のＸ−Ｘ’線断面模式図である。
【００５８】
処理槽２８には、少なくとも、本発明における、一対の支持層に挟まれた処理層が備えられる。
具体的には、図４に示すように、処理槽２８には、左から右へ、すなわち、処理対象水が流通する方向に沿って上流側から下流側へ順に、砂利層２４、支持層２５、処理層２６、支持層２７が備えられている。
図４中、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、それぞれ、支持層２５の厚み、処理層２６の厚み、支持層２７の厚みを示す。
処理対象水は、処理対象水原水槽２１からポンプ２２により、処理対象水貯留槽２３を経由して、砂利層２４へ供給され、次いで、支持層２５、処理層２６、支持層２７と順に、図４の左側から右側へ処理対象水が流通し、処理水回収槽２９に回収される。矢印Ｂは、処理対象水の流れ方向を示す。また、図中の破線Ｓは、処理対象水の水位を示す。
処理対象水貯留槽２３と、処理水回収槽２９とは、処理対象水の流量が一定となるように、例えば、処理対象水貯留槽２３中の処理対象水の水面と同じ高さとなるように、処理水回収槽２９への配管高さを調整して設置されることが好ましい。
処理槽２８の処理対象水の流出口には、支持層２７を構成する支持剤粒子の流出を防止するためにフィルター等を設置してもよい。
【００５９】
処理槽の形状、大きさ、材質等は特に限定されず、処理対象水の処理量、処理対象水の含フッ素界面活性剤含有量等に応じて、適宜決定するとよい。また、槽の形状としては、例えば、円筒状、箱状等が挙げられる。槽の材質としては、例えば、プラスチック、金属等が挙げられる。
【００６０】
砂利層２４は、固形分除去及び均一に通水するための層である。砂利層２４を構成する砂利としては、特に限定されないが、粒度が２〜５０ｍｍであることが好ましい。上記範囲の粒度を有すると閉塞の原因と成る汚濁物質を確実に捕え除去でき、均一な通水性の確保も出来る。上記砂利の粒度は４〜２０ｍｍであることがより好ましい。
砂利の粒度は、日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−４：２００６に準拠して測定することができる。
【００６１】
また、図６に本発明の処理方法の実施態様の一例の模式図を示す。
図６は、本発明における、一対の支持層３２、３４に挟まれた処理層３３からなる処理体を透過壁３１として地中に形成して、地下水を処理する方法を示した図である。図中、Ａは地下水の流れ方向を示す。
地下水は、例えば、支持層３２を流通し、次いで処理層３３を流通することにより、地下水に含まれる含フッ素界面活性剤が回収され、その後、支持層３４を流通する。
上記透過壁３１は、地面に掘削溝を形成し、該掘削溝に支持剤粒子及び処理剤を充填することにより、板状に支持層３２、処理層３３、及び支持層３４を形成して作製するとよい。
上記透過壁は、地下水の流れに交差するように設置されることが好ましい。
【００６２】
このように、本発明の処理方法によれば、処理剤が処理層から流出しないため、処理対象水中の含フッ素界面活性剤を好適に除去することができ、かつ除去能力を長期にわたり維持できる。
本発明の処理方法は、上記一対の支持層に挟まれた処理層を備えた処理槽を用いて排水等を処理する方法や、上記一対の支持層に挟まれた処理層を備えた透過壁を用いて地下水を処理する方法等に適用することができる。
【実施例】
【００６３】
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６４】
調製例１  処理剤の調製
傾胴型重力式ミキサー（容量１１０Ｌ）に、急速濾過用砂（トーケミ社製、「日本水道境界規格  ＪＷＷＡ  Ａ−１０３−１：２００４規格品、有効径：０．６ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２．８ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」）及び粉末活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製、白鷺ＤＯ−２、粒度２００ｍｅｓｈ（ふるい呼び寸法：０．０７５ｍｍ）以下の粒子数が全粒子数の９０％以上、比表面積が９４０ｍ２／ｇ）の総質量１００質量部当たり、急速濾過用砂を７０質量部、粉末活性炭を３０質量部の割合で投入し、３分間混合を行い、処理剤を得た。
得られた処理剤の有効径は、０．６ｍｍであった。
【００６５】
（実施例）
実施例に用いた処理試験装置を図７に示す。
図７に示すように、処理槽４８として、２０ｃｍ×４０ｃｍ×３０ｃｍ（縦×横×深さ）の樹脂容器に、砂利、砂、調製例１で得られた処理剤、及び、砂を充填して、砂利層４４、砂からなる支持層４５、処理層４６、及び、砂からなる支持層４７をそれぞれ形成した。各層の厚みは１０ｃｍであり、高さｈは２０ｃｍである。
処理槽４８の処理対象水流出口には、孔径０．３ｍｍのメンブランフィルター５０を設置した。
実施例において使用した砂利及び砂は、以下のとおりである。
砂利：トーケミ社製、粒度４〜８ｍｍ、比重２．５以上
砂：急速濾過用砂、トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：０．５ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２．０ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」
【００６６】
更に、図７に示すように、処理槽４８の砂利層４４側に処理対象水原水槽４１と処理対象水貯留槽４３とを設置し、支持層４７側に処理水回収槽４９を設置した。
処理槽４８を流通する処理対象水の水位（流量）が一定となるように、処理対象水貯留槽４３中の処理対象水の水面に対する処理水回収槽４９の配管高さを調整し、処理対象水貯留槽４３と処理水回収槽４９とを設置した。
また、サンプリングパイプ４０を各層に設置した。サンプリングパイプ４０は、内径２ｃｍの樹脂管の表面に０．２ｍｍの穴を開けて形成したものである。
【００６７】
次に、処理対象水として、濃度２００ｐｐｂのパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）溶液を処理対象水原水槽４１に入れ、砂利層４４側から２Ｌ／時間の流量で処理槽内に流通させた。
【００６８】
サンプリングパイプから、各層を通過した後の処理対象水を回収し、回収した溶液のＰＦＯＡの残留濃度を測定した。
ＰＦＯＡ濃度は、Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製液体クロマトグラフ−タンデム型質量分析計（ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ）を使用して下記の条件で測定した。
・ＨＰＬＣシステム本体：２６９５セパレーションモジュール
・移動相溶媒：アセトニトリル４５ｖｏｌ％／０．１５％酢酸水溶液５５ｖｏｌ％
・ＨＰＬＣカラム：Ａｔｌａｎｔｉｓ  ｄＣ１８  ３μｍ  ２．１×３０ｍｍ
・タンデム四重極型質量分析計：Ｑｕａｔｔｒｏ  ｍｉｃｒｏ  ＡＰＩ
（分子イオン質量数３６９のＣ７Ｆ１５−をモニターイオンとして測定した。）
測定結果を表１に示す。
表１中のＳ１は原水、Ｓ２は砂利層４４流通後、Ｓ３は支持層４５流通後、Ｓ４は処理層４６流通後のＰＦＯＡ溶液のＰＦＯＡ濃度を示し、Ｓ５は処理水回収槽４９の処理水のＰＦＯＡ濃度を示す。
【００６９】
【表１】
2014039912.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の処理方法によれば、処理剤が流出することなく、処理対象水から含フッ素界面活性剤を効率良く除去することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  従来の処理層
２、３５  地中
３  活性炭
１１、１３、２５、２７、３２、３４、４５、４７  支持層
１２、２６、３３、４６  処理層
２１、４１  処理対象水原水槽
２２、４２  ポンプ
２３、４３  処理対象水貯留槽
２４、４４  砂利層
２８、４８  処理槽
２９、４９  処理水回収槽
３１  透過壁
４０  サンプリングパイプ
５０  メンブランフィルター
Ａ  地下水の流れ方向
Ｂ  処理対象水の流れ方向
Ｓ  処理対象水の水位
【図１】
2014039912.tif 000003
【図２】
2014039912.tif 000004
【図３】
2014039912.tif 000005
【図４】
2014039912.tif 000006
【図５】
2014039912.tif 000007
【図６】
2014039912.tif 000008
【図７】
2014039912.tif 000009