(57)【要約】【課題】  ダイオキシン類を分解除去し、同時に排水中の有機物分解するダイオキシン類含有排水の処理方法と装置を提供する。【解決手段】  ダイオキシン類等の難分解性有機化合物含有排水の処理方法であって、前記被処理液１を、粉末活性炭を添加して、分離膜１０を有する膜ろ過工程と促進酸化反応工程との間を一部循環２、５させながらダイオキシン類を酸化分解処理し、該膜ろ過工程からの膜透過水３を処理水４として得ることとしたものであり、前記膜ろ過工程は、該膜ろ過工程内を常時曝気することにより、該被処理液を常に流動させるのがよく、前記膜ろ過工程からの膜透過水３は、活性炭吸着塔１２に通して、処理水４とすることができ、また、前記促進酸化反応工程７が、少なくともオゾン反応工程を含み、膜ろ過工程内の被処理液を供給して循環処理することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類を含む排水の処理方法であって、前記被処理液を、粉末活性炭を添加して、分離膜を有する膜ろ過工程と促進酸化反応工程との間を一部循環させながらダイオキシン類を酸化分解処理し、該膜ろ過工程からの膜透過水を処理水として得ることを特徴とするダイオキシン類含有排水の処理方法。
【請求項２】
前記膜ろ過工程は、該膜ろ過工程を常時曝気することにより、該被処理液を常に流動させることを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類含有排水の処理方法。
【請求項３】
前記膜ろ過工程からの膜透過水は、活性炭吸着工程に通して、その流出水を処理水とすることを特徴とする請求項１又は２記載のダイオキシン類含有排水の処理方法。
【請求項４】
前記促進酸化反応工程が、少なくともオゾンを注入するオゾン反応工程を含むものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の難分解性有機化合物含有排水の処理方法。
【請求項５】
ダイオキシン類を含む排水の処理装置であって、粉末活性炭を有する被処理液が入っている分離膜を備えた膜ろ過槽と、ダイオキシン類を酸化分解する促進酸化反応槽と、前記膜ろ過槽と促進酸化反応槽の間を被処理液が循環する循環経路を有すると共に、前記膜ろ過槽の分離膜を透過した膜透過水を通して処理水を得る活性炭吸着塔を有することを特徴とするダイオキシン類含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難分解性有機化合物含有排水の処理に係り、特に、ダイオキシン類や環境ホルモン類等の難分解性有機化合物を含む産業排水や生活排水、最終処分場、焼却場などからの排水、下水を分離膜を用いて膜ろ過する処理方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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ための処理方法としては、図３に示すように、ダイオキシン類を含む排水１を生物処理槽２６に流入させ、有機物を分解除去し、この混合液を沈殿池２１により活性汚泥２３と上澄水２４に分離させ、この上澄水をさらに砂ろ過槽２２に流入させ、処理水中の懸濁物質を分離除去し、砂ろ過処理水２５を得る。さらに、この砂ろ過処理水２５を活性炭吸着塔１２に流入させ、被処理水中のダイオキシン類を吸着除去し、活性炭吸着塔１２からの流出水を処理水４として得るか、又は、上述の砂ろ過処理水２５を促進酸化反応槽に供給し、促進酸化反応槽においてダイオキシン類を分解除去し、促進酸化反応槽からの流出水を処理水として得ていた。
【０００３】
また、活性汚泥による排水処理では、処理に伴う余剰汚泥の処理処分法としては、引き抜き、濃縮、脱水、焼却などの工程を得て、系外に排出しなければならない。その費用はかなり莫大なものであり、全体のランニングコストの増大を招いていた。さらに、汚泥脱水処理においても、適切な薬注率などの管理に伴うメンテナンスの煩雑さも残る。最近、活性汚泥処理と組合せた汚泥減容化処理として、余剰汚泥量以上の汚泥を沈殿池又は生物反応曝気槽から引き抜き、オゾンを注入する別個のオゾン反応槽に導入して処理し、オゾン処理を受けた汚泥を再び生物反応曝気槽に返送すると、曝気槽でオゾン処理汚泥の一部が生物処理によって分解することが知られている。
【０００４】
このようなダイオキシン類等の難分解性有機化合物含有排水の従来技術による処理では、以下に示す問題点がある。
すなわち、砂ろ過槽では、一定時間ごとに清澄な水により逆流洗浄を行う必要があり、大量の水が必要であり、また、砂ろ過槽内に蓄積した汚染物質を含有した洗浄排水が大量に生じる問題点がある。活性汚泥による排水処理では、処理に伴い余剰汚泥が発生し、引き抜き、濃縮、脱水、焼却などの工程を得て、系外に排出しなければならない。その費用はかなり莫大なものであり、全体のランニングコストが増加する問題点がある。さらに、汚泥脱水処理においても、適切な薬注率などの管理に伴うメンテナンスが煩雑になる問題点がある。
また、膜処理では、ダイオキシン濃度が高まった濃縮水を系外に排出する必要があるが、濃縮水の処分が問題となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、上述した問題点を解決し、ダイオキシン類を含む有機性排水について、ダイオキシン類を分解除去し、同時に排水中の有機物を分解する処理方法と装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、ダイオキシン類を含む排水の処理方法であって、前記被処理液を、粉末活性炭を添加して、分離膜を有する膜ろ過工程と促進酸化反応工程との間を一部循環させながらダイオキシン類を酸化分解処理し、該膜ろ過工程からの膜透過水を処理水として得ることとしたものである。
前記処理方法において、膜ろ過工程は、該膜ろ過工程を常時曝気することにより、該被処理液を常に流動させるのがよく、また、前記膜ろ過工程からの膜透過水は、活性炭吸着工程に通して、その流出水を処理水とすることができ、さらに、前記促進酸化反応工程が、少なくともオゾンを注入するオゾン反応工程を含むものとすることができる。
また、本発明では、ダイオキシン類を含む排水の処理装置であって、粉末活性炭を有する被処理液が入っている分離膜を備えた膜ろ過槽と、ダイオキシン類を酸化分解する促進酸化反応槽と、前記膜ろ過槽と促進酸化反応槽の間を被処理液が循環する循環経路を有すると共に、前記膜ろ過槽の分離膜を透過した膜透過水を通して処理水を得る活性炭吸着塔を有することとしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、有機性排水や工業排水の処理において、ダイオキシン類などの難分解性有機化合物を含む有機性排水を、促進酸化反応工程に流入させ、促進酸化反応工程からの流出水を、粉末活性炭を有し、中空糸膜を内蔵する膜ろ過工程に供給し、膜ろ過工程を常時曝気し、膜ろ過工程内の混合液を常に流動させれば、ダイオキシン類は粉末活性炭により吸着される。また、中空糸膜による吸引ろ過により、膜ろ過工程内の懸濁性物質はすべて分離除去されるため、排水中の懸濁物質及びダイオキシン類のうち懸濁性のダイオキシン類を分離することができる。
膜透過水中に非懸濁性ダイオキシン類が残留した場合においても、膜ろ過工程の後段に設置された活性炭吸着工程において、非懸濁性ダイオキシン類は吸着除去することができる。
膜ろ過工程からの膜透過水は、活性炭吸着工程に流入させるが、膜透過水には懸濁物質が含まれていないため、活性炭吸着工程において、懸濁性物質による閉塞を防ぐ効果がある。
【０００８】
また、万一膜透過水にダイオキシン類などの難分解性有機化合物が残留しても、活性炭吸着工程においてダイオキシン類は吸着除去されるため、ダイオキシン類が除去された処理水を得ることができる。
また、膜ろ過工程内からの膜ろ過工程混合液にオゾンガスを注入するため、膜ろ過工程混合液中に含まれるダイオキシン類を含む有機化合物を、酸化分解することができる。
このように、本発明では、ダイオキシン類を含む有機性排水に含まれるダイオキシン類を分解除去及び吸着除去することができるため、本装置外へのダイオキシン類の排出を低減あるいは皆無にできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、処理する排水としては、ダイオキシン類を含む難分解性有機化合物で、通常の活性汚泥等の生物処理では分解されない化合物を含む排水である。
なお、本発明において、促進酸化反応とは、オゾン、紫外線、過酸化水素及び触媒を組合せて有機化合物を酸化分解する反応をいう。触媒には、金属を含む物質及び活性炭、粉末活性炭を挙げることができる。
また、本発明で膜ろ過工程における装置構成は、膜を槽内に浸漬させるもの、カートリッジ型膜モジュールによるものなどが挙げられるが、これらに限るものではない。
膜としては、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜、ＲＯ膜などを用いることができる。材質は有機化合物、セラミック、金属などを用いることができる。
【００１０】
次に、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、研究施設から排出されたダイオキシン類を含む難分解性有機化合物含有排水を、本発明の処理方法により処理する一例を示すフローシートである。
図１に示すように、難分解性有機化合物含有排水１を促進酸化反応工程７に供給し、促進酸化反応工程７からの促進酸化反応工程流出水２を得る。促進酸化反応工程流出水２を膜ろ過工程９に供給し、膜ろ過工程９内に設置されている中空糸膜１０により吸引ろ過し、膜透過水３を得る。膜透過水３を、活性炭吸着工程１２に供給し、活性炭吸着工程１２からの活性炭吸着工程流出水４を、処理水として得る。難分解性有機化合物含有排水１は、膜ろ過工程９に供給してもよい。
膜ろ過工程９内の混合液中に粉末活性炭を添加することができ、膜ろ過工程９における粉末活性炭の濃度は、１０００ｍｇ／Ｌ以上が好ましい。
【００１１】
膜ろ過工程９内の混合液の一部を促進酸化反応工程７に循環させる。循環は連続的に行っても断続的に行っても良い。膜ろ過工程９での促進酸化反応工程流出水２の平均滞留時間は４時間以上が好ましい。膜ろ過工程９内の混合液５の一部を、促進酸化反応工程７に返送することにより、汚泥の蓄積を防ぐことができ、難分解性有機化合物の分解効率を向上させることができる。
促進酸化反応工程７内には、紫外線ランプ８が備えられており、また、オゾンガス発生装置１３からオゾンガス６が供給されており、混合液５及び難分解性有機化合物含有排水１中のダイオキシン類を含む難分解性有機化合物を酸化分解している。促進酸化反応工程は、処理方法が連続式又は回分式のいずれであっても良い。回分式では、循環水の流れが断続的となる。回分式とは、促進酸化反応工程と貯留タンクの間に水が循環する型式のものも含まれる。該促進酸化反応工程７での処理液の平均滞留時間は任意に設定できる。促進酸化反応を回分的に行う場合は、処理時間は１時間〜２４時間が好ましい。
また、膜ろ過工程９内には、混合液を常時曝気して流動させるための散気管１１が備えられている。
活性炭吸着工程１２での膜透過水３の平均滞留時間は、１時間以上が好ましい。
【００１２】
図２は、本発明の処理方法により処理する他の例を示すフローシートである。
図２においては、図１の連続的に酸化処理を行うのに変えて、酸化処理を回分式に行う方法のフローシートであり、促進酸化反応工程７は、貯留タンク１７と、オゾンガス６を導入して行う主反応槽１８と、紫外線ランプ８により紫外線照射を行う紫外線ユニット１９とからなり、膜処理工程９から被処理水を、循環ポンプ１５により定期的に貯留タンク１７に抜き取り、貯留タンク１７内の被処理水は循環ポンプ１５’により、オゾンガス６を導入して主反応槽１８でオゾン酸化処理して、次いで紫外線ユニット１９で紫外線ランプ８の照射を受けて、貯留タンク１７に流入する循環経路２０でダイオキシン類を含む難分解生化合物を酸化分解処理する。
促進酸化反応工程で酸化処理された処理水は、定期的に循環ポンプ１５”により膜分離工程９に移送されて、図１と同様に処理される。
【実施例】
【００１３】
以下において、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、この実施例により限定されるものではない。
実施例１
図２示すフローによりダイオキシン類含有排水の処理を行った。膜ろ過工程には粉末活性炭を濃度１０００ｍｇ／Ｌとなるように添加した。
本実施例では、循環ポンプ（取水）１５により膜ろ過工程混合液を貯留タンクに一定量取水し、循環ポンプ（取水）１５を止めた後に、促進酸化処理を行う構成としている。促進酸化処理が終了した後、促進酸化処理水は循環ポンプ（返水）１５”により、膜ろ過工程に返送される。
促進酸化処理は、被処理液を貯留タンク、主反応槽及び紫外線ランプユニットの間に循環させることで行う。
下記に運転条件を示す。
【００１４】
原水（ダイオキシン類含有排水）
・原水流量      ２４ｍ3／ｄａｙ
・ダイオキシン類濃度      ２０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ
膜処理工程
・容積      １０ｍ3
・膜孔径      ０．４μｍ
・膜面積      １６０ｍ2
促進酸化反応工程
・貯留タンク容積      ２．５ｍ3
・循環ポンプ（促進酸化処理）流量      ４２Ｌ／ｍｉｎ
・主反応槽容積      ８０Ｌ
・ＵＶランプ入力電力      １３０Ｗ
・オゾンガス注入条件      ８ｇ／ｈｒ
・処理時間      ２２ｈｒ
【００１５】
上記のような条件で処理した結果、ダイオキシン類濃度は概ね下記に示す値となり、膜処理工程混合液におけるダイオキシン類濃度は、２００〜２５０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲で安定状態を保った。これにより、膜処理工程で分離濃縮されるダイオキシン類量と促進酸化処理工程で分解されるダイオキシン類量がバランスし、膜処理工程混合液のダイオキシン類濃度が定常化することにより本装置外へのダイオキシン類の排出が皆無となった。
以上の結果より、膜処理工程から促進酸化処理工程への循環水供給を断続的に行い、促進酸化処理を回分的に行った場合においても、本発明の効果に変わりはないことが確認された。
促進酸化処理におけるダイオキシン類濃度
・促進酸化処理前      ２５０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ
・促進酸化処理後      ４７ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ
膜処理工程混合液のダイオキシン類濃度：２００〜２５０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ
膜透過水（処理水）のダイオキシン類濃度：１ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ以下
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の難分解性有機化合物含有排水の処理方法を実施するための一例を示すフロー構成図。
【図２】本発明の難分解性有機化合物含有排水の処理方法を実施するための他の例を示すフロー構成図。
【図３】従来のダイオキシン類含有排水の処理方法の一例を示すフロー図。
【符号の説明】
【００１７】
１：難分解性有機化合物含有排水、２：促進酸化反応工程流出水、３：膜透過水、４：活性炭吸着工程流出水（処理水）、５：膜ろ過工程混合液、６：オゾンガス、７：促進酸化反応工程、８：紫外線ランプ、９:膜ろ過工程、１０：中空糸膜、１１：散気管、１２：活性炭吸着工程、１３：オゾンガス発生装置、１４：吸引ろ過ポンプ、１５、１５’、１５”：循環ポンプ、１６：曝気ブロワ、１７：貯留タンク、１８：主反応槽、１９：紫外線ユニット、２０：促進酸化反応工程循環経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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