(57)【要約】【課題】分子量分布が広い有機物を含有する廃水から、当該有機物を効果的に除去して処理基準を満たした処理水を得ることができるようにする。【解決手段】活性汚泥中に、それぞれ異なる分子量領域で吸着能を備える２種類以上の活性炭を使用して、生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水を、活性炭処理と生物学的処理との組み合わせにより処理して処理水を得る。廃水処理方法によれば、廃水に通常の生物学的処理によって分解されない複数種類のＣＯＤ成分が含まれ、かつ当該ＣＯＤ成分が広い分子量分布領域にかかる場合、活性汚泥に、上記ＣＯＤ成分の広い分子量領域をカバーするように、異なる分子量領域で吸着能を備える複数種類の活性炭を添加することにより、処理水におけるＣＯＤ成分を効果的に除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水を、活性汚泥中で、それぞれ異なる分子量領域で吸着能を備える２種類以上の活性炭を使用して、活性炭処理と生物学的処理との組み合わせにより処理して処理水を得ることを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２】
前記生物学的処理が、膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）であることを特徴とする請求項１に記載の廃水処理方法。
【請求項３】
前記膜分離活性汚泥処理における膜の透過流束が０．２ｍ／ｄ〜０．５ｍ／ｄであることを特徴とする請求項２に記載の廃水処理方法。
【請求項４】
前記２種類以上の活性炭が、少なくとも鉱物系の活性炭と木質系の活性炭とを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項５】
活性汚泥における前記２種類以上の活性炭の濃度が１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項６】
前記生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水が化工系の廃水又は生物系の廃水であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項７】
処理水中のＣＯＤ成分の分子量分布を測定し、当該分子量分布に基づき、使用される前記２種類以上の活性炭の添加量及び、又は構成比を調整することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項８】
生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水を処理する廃水処理装置であって、
活性汚泥を貯留する処理槽と、
前記活性汚泥に、それぞれ異なる分子量領域で吸着能を備える２種類以上の活性炭を供給する活性炭供給装置と、を備えることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項９】
前記処理槽に貯留される活性汚泥を膜分離に付することで処理水としての透過液を取得する膜分離装置をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の廃水処理装置。
【請求項１０】
前記膜分離装置における膜の透過流束が０．２ｍ／ｄ〜０．５ｍ／ｄであることを特徴とする請求項９に記載の廃水処理装置。
【請求項１１】
前記膜分離装置が、塩素化ポリエチレン樹脂膜又はポリテトラフルオロエチレン樹脂膜を備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の廃水処理装置。
【請求項１２】
前記２種類以上の活性炭が、少なくとも鉱物系の活性炭と木質系の活性炭とを含むことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の廃水処理装置。
【請求項１３】
前記活性炭供給装置により活性炭の供給量及び、又は構成比を調整可能であることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水処理方法及び廃水処理装置に関し、より詳しくは、分子量分布が広い有機物を含有する廃水から前記有機物を効果的に除去可能な廃水処理方法及び廃水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業廃水とは、工業生産中において生じる廃水、汚水及び廃液を意味し、その中に水と一緒に流出する工業生産用原料、中間生成物及び製品と、生産中において生じる汚染物とが含まれる。工業の迅速な発展に伴って、廃水の種類や量が急速的に増加し、水環境への汚染も日々広がり深刻となりつつあり、人間の健康及び安全を脅かしている。このため、環境保護の面から、工業廃水の処理は、都市汚水の処理よりも重要となる。
【０００３】
廃水処理工程において、Ａ／Ｏ法やＡ２／Ｏ法、又はそれに基づいて改良されたプロセスのような従来の生物化学処理プロセスを採用する場合が多い。現在、廃水の生物化学処理プロセスでは、活性汚泥法が最も頻繁に使用されている有機廃水の生物学的処理法である。活性汚泥法は、比表面積が大きく、活性が高く、物質伝達性能が良い活性汚泥を用いた、効率的な人工生物学的処理法である。
【０００４】
例えば、石炭化工とは、石炭を原料とし、化学的加工を介して石炭をガス状、液状及び固形の製品又は半製品に変換し、その後、さらに化学工業製品やエネルギー源としての製品に加工するプロセスを意味し、主に石炭コーキング、石炭ガス化、石炭ガス化によるアンモニア合成、石炭ガス化によるその他の製品合成、及び直接液化などに分けられる。石炭化工企業は水消費量が大きく、排出される廃水は主にコークス製造、石炭ガス精製及び化工製品の回収精製などの工程に由来する。このような廃水は、水量が多く、水質が複雑であり、フェノールとアンモニアを主成分としてビフェニル、ピリジン、インドール及びキノリンなどの有機汚染物を多く含み、含まれる有機物の分子量分布が広い。
【０００５】
従来技術において、石炭化工廃水の処理プロセスは、一般的に、前処理、二次処理及び高度処理という３つの工程を含む。その中、前処理は、油分離、空気浮上、沈殿、加水分解酸化などを含み、二次処理は、活性汚泥を主とする生物化学的処理システムを含み、主に脱窒やＣＯＤ除去の役割を果たし、高度処理は、電気化学処理、凝集沈殿処理、促進酸化処理（Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）、膜分離処理及び吸着処理などを含む。
【０００６】
特許文献１には、活性汚泥槽に活性材料を投入する石炭化工の廃水処理プロセスが開示されている。当該プロセスは、活性材料と生物化学的処理とを組み合わせて、石炭化工廃水を協同して処理し、廃水を、鉱物系の活性炭の１つである活性コークスを添加した活性汚泥槽に導入し、これにより、前記廃水が前記活性コークスを含有した活性汚泥を流れると、難分解性高分子有機物が吸着し除去されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許第１０２２７６０５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような活性コークスを添加する方法を採用して、石炭化工廃水などのような、分子量分布が広い有機物を含有する廃水を処理する場合、当該活性コークスの添加により廃水に含まれる分子量１００００を超える難分解性高分子有機物は除去されるものの、分子量１００００以下のＣＯＤ、特に分子量３０００以下の低分子ＣＯＤは除去されないので、当該活性コークスによる処理後の処理水のＣＯＤ濃度が例えば７０ｍｇ／Ｌ以下の処理基準を達成できない。
【０００９】
また、従来のＡ／Ｏ法により分子量分布が広い有機物を含有する廃水を処理する場合には、廃水に含まれる分子量１００００以下の有機物は効果的に除去されるものの、分子量１００００を超える高分子ＣＯＤ成分は除去されないので、当該Ａ／Ｏ法による処理後の処理水のＣＯＤ濃度も例えば７０ｍｇ／Ｌ以下の処理基準を達成できない。
【００１０】
したがって、分子量分布が広い有機物を含有する廃水から、当該分子量分布が広い有機物を簡単且つ効果的に除去して処理基準を満たした処理水を得ることができる廃水処理方法の開発が求められている。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、分子量分布が広い有機物を含有する廃水から、当該有機物を効果的に除去して処理基準を満たした処理水を得ることができる廃水処理方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、本発明の上記の廃水処理方法を実施するための廃水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、廃水に通常の生物化学的処理によって分解されない複数種類のＣＯＤ成分が含まれ、且つ当該ＣＯＤ成分が広い分子量分布領域にかかる場合、上記ＣＯＤ成分の広い分子量領域をカバーするように、異なる分子量領域で吸着能を備える複数種類の粉末活性炭を活性汚泥に添加することにより、処理水におけるＣＯＤ成分を効果的に除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
本発明の上記目的は、以下の技術案により達成される。
【００１５】
（１）生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水を、活性汚泥中で、それぞれ異なる分子量領域で吸着能を備える２種類以上の活性炭を使用して、活性炭処理と生物学的処理との組み合わせにより処理して処理水を得ることを特徴とする廃水処理方法。
【００１６】
（２）前記生物学的処理が、膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）であることを特徴とする前記（１）に記載の廃水処理方法。
【００１７】
（３）前記膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）における膜の透過流束が０．２ｍ／ｄ〜０．５ｍ／ｄであることを特徴とする前記（２）に記載の廃水処理方法。
【００１８】
（４）前記２種類以上の活性炭が、少なくとも鉱物系の活性炭と木質系の活性炭とを含むことを特徴とする前記（１）から（３）のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【００１９】
（５）活性汚泥における前記２種類以上の活性炭の濃度が１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌであることを特徴とする前記（１）から（４）のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【００２０】
（６）前記生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水が化工系の廃水又は生物系の廃水であることを特徴とする前記（１）から（５）のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【００２１】
（７）処理水中のＣＯＤ成分の分子量分布を測定し、当該分子量分布に基づき、使用される前記２種類以上の活性炭の添加量及び、又は構成比を調整することを特徴とする前記（１）から（６）のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【００２２】
（８）生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水を処理する廃水処理装置であって、
活性汚泥を貯留する処理槽と、
前記活性汚泥に、それぞれ異なる分子量領域で吸着能を備える２種類以上の活性炭を供給する活性炭供給装置と、を備えることを特徴とする廃水処理装置。
【００２３】
（９）前記処理槽に貯留される活性汚泥を膜分離に付することで処理水としての透過液を取得する膜分離装置をさらに備えることを特徴とする前記（８）に記載の廃水処理装置。
【００２４】
（１０）前記膜分離装置における膜の透過流束が０．２ｍ／ｄ〜０．５ｍ／ｄであることを特徴とする前記（９）に記載の廃水処理装置。
【００２５】
（１１）前記膜分離装置が、塩素化ポリエチレン樹脂膜又はポリテトラフルオロエチレン樹脂膜を備えることを特徴とする前記（９）又は（１０）に記載の廃水処理装置。
【００２６】
（１２）前記２種類以上の活性炭が、少なくとも鉱物系の粉末活性炭と木質系の粉末活性炭とを含むことを特徴とする前記（８）から（１１）のいずれか１項に記載の廃水処理装置。
【００２７】
（１３）前記活性炭供給装置が活性炭の供給量及び、又は構成比を調整可能であることを特徴とする前記（８）から（１２）のいずれか１項に記載の廃水処理装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の廃水処理方法によれば、添加された複数種類の活性炭が吸着可能な分子量領域がＣＯＤ成分の分子量領域をカバーすることができるので、廃水に含まれる分子量分布の広いＣＯＤ成分を効果的に除去して、処理基準を満たした良質な処理水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る廃水処理装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の廃水処理方法は、活性材料による選択的吸着作用と活性汚泥による生物学的作用とを組み合わせて廃水を処理する方法である。具体的には、本発明の廃水処理方法は、活性汚泥中に、それぞれ異なる分子量領域で選択的吸着能を備える２種類以上の活性炭を使用し、生物難分解性ＣＯＤ成分を含有する廃水が、当該選択的吸着能を備える活性炭を含有する活性汚泥と混合されると、生物難分解性ＣＯＤ成分がその対応する活性炭に吸着され、活性汚泥における微生物の作用により生物処理され、これにより、処理水を得るものである。
【００３１】
添加された複数種類の活性炭が吸着可能な分子量領域がＣＯＤ成分の分子量領域をカバーすることができるので、高分子量領域のＣＯＤだけでなく、中及び低分子量領域のＣＯＤもその対応する活性炭に吸着されて、活性炭に吸着されたＣＯＤ成分が活性汚泥における微生物の作用により分解して除去されることにより、処理水におけるＣＯＤ成分を効果的に低減させ、処理基準を満たした処理水を得る。
【００３２】
本発明の廃水処理方法で使用される活性汚泥は、特に限定されなく、好気性のものであっても嫌気性のものであってもよく、通常この分野で使用される活性汚泥であればよい。
【００３３】
また、本発明の廃水処理方法で使用される活性炭は、粉末活性炭であることが好ましく、通常この分野で使用される活性炭であればよい。例えば、原料の由来に基づいて分類する場合、木屑、木炭、ココナッツ殻、クルミ殻、アプリコット殻などから作製される木質系の活性炭や、褐炭、泥炭、瀝青炭、無煙炭などから作製される石炭系の活性炭や、石油類のピッチなどを原料として作製されるピッチ系球状活性炭や、廃ゴム、廃プラスチックなどから作製されるその他の原料の活性炭などを使用することができる。ここで、上記の石炭系の活性炭と石油類の活性炭は、鉱物系の活性炭とも呼ばれる。
【００３４】
本発明において、上記の２種類以上の粉末活性炭が、少なくとも鉱物系の活性炭と木質系の活性炭とを含むことが好ましい。ここで、鉱物系の粉末活性炭は、分子量が１００００を超える高分子ＣＯＤ成分に対して高い吸着能を有するが、分子量１００００以下、特に分子量３０００以下の低分子ＣＯＤ成分を吸着することが困難である。一方で、木質系の粉末活性炭は、分子量が１００００を超える高分子ＣＯＤ成分のみならず、分子量１００００以下、特に分子量３０００以下の低分子ＣＯＤ成分に対しても吸着能を備える。しかしながら、そのＣＯＤ成分に対する吸着量は、鉱物系の粉末活性炭よりも小さく、価格もより高価である。本発明において、高価で吸着量が低いが低分子ＣＯＤ成分を吸着可能な木質系の粉末状活性炭と、安価で吸着量が高いが低分子ＣＯＤ成分を吸着不可能な鉱物系の粉末状活性炭とを組み合わせることにより、両者のいずれかを使用する方法よりも安価に廃水処理を行うことができる。なお、吸着可能な分子量領域の異なる粉末活性炭を簡便に用意することにより、廃水に含まれる分子量分布の広い複数種類のＣＯＤ成分を効果的に除去する。
【００３５】
また、本発明に使用される活性炭は、上記のように粉末活性炭であることが好ましく、その平均粒径は、通常１ｍｍ以下であり、好ましくは３０μｍ〜１００μｍである。粉末活性炭の平均粒径が大きすぎると、単位体積当たりの比表面積が小さくなり、廃水に対する処理能に影響を及ぼす。小さすぎると、膜分離を行う際に分離膜を通過する可能性があるので、その平均粒径が３０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
【００３６】
上記の粉末活性炭の添加濃度は、特に限定されないが、通常活性汚泥（処理槽内）における粉末活性炭の総濃度が１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌであり、好ましくは１ｇ／Ｌ〜５ｇ／Ｌである。粉末活性炭の濃度が１００ｍｇ／Ｌ未満であると、廃水との接触面積が小さくなり、有機物に対する吸着能が低下する。粉末活性炭の濃度が高すぎると、有機物除去能を向上できないだけでなく、逆に処理水のＣＯＤ濃度を高める場合がある。
【００３７】
本発明において、粉末活性炭の添加方法は、特に限定されなく、手動添加、オンライン半自動及び自動定量添加などを含む、通常この分野で使用される添加方法を用いることができ、当業者は、廃水処理の規模、メンテナンス管理、コストなどに応じて適宜選択することができる。
【００３８】
本発明の廃水処理方法において、上記の生物学的処理は、膜分離活性汚泥法により行なわれることが好ましい。膜分離活性汚泥法は、単にＭＢＲ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ）と略し、膜分離技術と生物学的処理法とを組み合わせた廃水処理技術であり、膜分離技術と生物学的処理技術の利点を統合したものである。効率的な膜分離により、活性汚泥がほとんど失われないので、処理槽における活性汚泥の濃度を大幅に高くすることができる。これにより、活性炭含有活性汚泥の汚泥滞留時間（即ち、ＳＲＴ（Ｓｌｕｄｇｅ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ））を長くすることで、難分解性有機物の活性汚泥中での滞留時間を長くすることができ、それゆえ、微生物に有機物を分解するのに十分な時間を与え、微生物が有機物を分解する効率を向上することにより、より少ない粉末活性炭の投入量で処理水におけるＣＯＤ成分を低下させることが可能である。
【００３９】
それに加えて、本発明のように活性汚泥中に吸着能を備える粉末活性炭を使用することにより、従来のＭＢＲ法をさらに最適化して改良することができる。具体的には、通常、本発明の粉末活性炭の吸着対象となるＣＯＤ成分は、ＭＢＲ法で使用される膜の表面を汚染することがある。しかしながら、本発明の廃水処理方法によれば、ＣＯＤ成分を低減させ、即ち、膜表面を汚染する物質を低減させることにより、膜の透過性を向上し、膜の洗浄頻度を低下させることができる。本発明の好ましい実施形態において、膜分離活性汚泥（ＭＢＲ）法による本発明の廃水処理方法における膜の透過流束は、０．１ｍ／ｄ〜０．７ｍ／ｄの範囲である。
【００４０】
上記の膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）で使用される膜は、特に限定されなく、この分野でＭＢＲに通常使用されるものであればよく、塩素化ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セラミックなどから形成される多孔質膜などが挙げられる。
【００４１】
膜分離活性汚泥処理において、活性炭と膜表面との接触は、膜材料の摩耗の原因となり、このような現象を抑制するために、上記の膜材料として塩素化ポリエチレン樹脂又はポリテトラフルオロエチレン樹脂を使用することが好ましい。
【００４２】
上記の膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）で使用される膜の形態は、特に限定されないが、好ましくは平膜、中空糸膜又は管状膜である。
【００４３】
本発明は、石炭化工廃水に含まれる生物難分解性ＣＯＤ成分に対する生物学的処理に特に有効である。本発明において、上記の膜分離活性汚泥（ＭＢＲ）法により石炭化工廃水に対して生物学的処理を行う場合、膜の透過流束は０．２ｍ／ｄ〜０．５ｍ／ｄの範囲である。
【００４４】
また、本発明において、好ましくは処理水中のＣＯＤ成分の分子量分布を測定し、且つこの測定されたＣＯＤの分子量分布に基づき、上記の２種類以上の粉末活性炭の添加量及び、又は構成比を最適な状態に調整する。
【００４５】
このとき、処理水のＣＯＤの目標値及びコストを総合的に考慮した上で、測定された処理水のＣＯＤの分子量分布に基づき、添加される粉末活性炭の種類及び添加量を調整する。例えば、測定された処理水のＣＯＤの分子量分布において、分子量が１００００を超える高分子ＣＯＤが大部分を占める場合、鉱物系の活性炭のような高分子量領域で吸着能を備える粉末活性炭のみを添加する。測定された処理水のＣＯＤの分子量分布において、分子量１００００以下、特に分子量３０００以下の低分子ＣＯＤが大部分を占める場合、木質系の活性炭のような低分子量領域で吸着能を備える粉末活性炭のみを添加する。このときの粉末活性炭の添加量は、特に限定されないが、当業者は、測定された分子量分布及び処理水の処理量に応じて、上記の処理槽における活性汚泥中の活性炭粉末の総濃度が１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの範囲内で適切な添加量を選択することができる。
【００４６】
測定された処理水のＣＯＤの分子量分布において、分子量１００００以下、特に３０００以下の低分子ＣＯＤだけでなく、分子量が１００００を超える高分子ＣＯＤを含む場合には、鉱物系の粉末活性炭及び木質系の粉末活性炭を同時に添加することができる。このときの粉末活性炭の添加量は、特に限定されないが、当業者は、測定された分子量分布及び処理水の処理量に応じて、上記の処理槽における活性汚泥中の活性炭粉末の総濃度が１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの範囲内で２種類の粉末活性炭の添加量及び混合比を決定することができる。しかしながら、コストを考慮すると、木質系の粉末活性炭の添加量は、粉末活性炭の全量に対して３０〜７０重量％とする。
【００４７】
分子量分布の測定は、この分野における公知の方法を使用することができる。例えば、分離膜又はクロマトグラフィーによるこの分野における公知の方法を使用して分子量分布を測定することができる。
【００４８】
以下、本発明の廃水処理装置を詳細に説明する。
【００４９】
図１は本発明の廃水処理装置の概略模式図である。
【００５０】
図１に示すように、本発明の廃水処理装置は、処理槽１と粉末活性炭供給装置２とを含む。
【００５１】
なお、図示はしないが、本発明の廃水処理装置は、処理槽の前に調整槽や加水分解酸化槽などの通常この分野で使用される前処理ユニットを設置することができる。
【００５２】
例えば、原水を調整槽に導入して槽内の原水の水質を均一にするとともに、水量を調整することもできる。調整槽に一旦滞留した後、原水を加水分解酸化槽に導入する。この加水分解酸化槽において、不溶性有機物が加水分解されて溶解性有機物になり、生物難分解性高分子物質が生物易分解性小分子物質に変換されることにより、廃水の生物分解性が改善される。
【００５３】
そして、ポンプにより原水を活性汚泥を貯留した処理槽１に導入する。この処理槽１として、通常この分野で使用される曝気槽を使用することができる。図１に示すように、本発明において、処理槽１には、嫌気性処理ゾーンと好気性処理ゾーンが設けられ、好気性処理ゾーンには、曝気装置が配置される。
【００５４】
粉末活性炭供給装置２により２種類以上の粉末活性炭を処理槽１に投入する。本発明の粉末活性炭供給装置２として、通常この分野で粉末活性炭を添加するための任意の装置を使用することができる。
【００５５】
このとき、処理槽１における活性汚泥中の粉末活性炭の総濃度は、１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌであり、好ましくは１ｇ／Ｌ〜５ｇ／Ｌである。処理槽１に、それぞれ異なる分子量領域で吸着能を備える２種類以上の粉末活性炭を添加して処理槽１における活性汚泥と組み合わせることにより、廃水に含まれる分子量分布の広い有機汚染物を効果的に除去する。
【００５６】
活性汚泥と粉末活性炭による協同処理により処理された処理槽１内の好気性処理ゾーンにおける処理水について、ＣＯＤの分子量分布を測定する。測定されたＣＯＤ濃度が処理基準を満たさない場合、処理槽１内の嫌気性処理ゾーンに返送し、且つ測定されたＣＯＤの分子量分布に基づき、処理槽１に粉末活性炭を追加する。
【００５７】
即ち、測定された処理水のＣＯＤの分子量分布において、分子量が１００００を超える高分子ＣＯＤが大部分を占める場合、鉱物系の活性炭のような高分子量領域で吸着能を備える粉末活性炭のみを処理槽１に追加する。測定された処理水のＣＯＤの分子量分布において、分子量１００００以下、特に分子量３０００以下の低分子ＣＯＤが大部分を占める場合、木質系の活性炭のような低分子量領域で吸着能を備える粉末活性炭のみを追加する。このときの粉末活性炭の添加量は、特に限定されないが、当業者は、測定された分子量分布及び処理水の処理量に応じて、処理槽１における活性汚泥中の活性炭粉末の総濃度が１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの範囲内で適切な添加量を選択し、且つ上記の粉末活性炭供給装置によりその添加量を制御することができる。
【００５８】
測定された処理水のＣＯＤの分子量分布において、分子量１００００以下、特に３０００以下の低分子ＣＯＤだけでなく、分子量が１００００を超える高分子ＣＯＤをも含む場合には、鉱物系の粉末活性炭及び木質系の粉末活性炭を同時に添加することができる。このときの粉末活性炭の添加量は、特に限定されないが、当業者は、測定された分子量分布及び処理水の処理量に応じて、上記の処理槽１における活性汚泥中の活性炭粉末の総濃度が１００ｍｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの範囲内で２種類の粉末活性炭の添加量及び、又は混合比を決定することができる。しかしながら、コストを考慮すると、木質系の粉末活性炭の添加量は、粉末活性炭の全量に対して３０〜７０重量％とする。
【００５９】
図１において、本発明の廃水処理装置は、処理槽１の好気性処理ゾーンに配置される膜分離装置３をさらに含むが、当業者にとっては、本発明の廃水処理装置はこの膜分離装置３を設けず、沈降槽により処理水と活性汚泥とを分離してもよいことが明らかである。
【００６０】
図１に示すように、本発明の廃水処理装置が膜分離装置３を含む場合、この膜分離装置３により上記の処理槽１に貯留される活性汚泥を膜分離に付して、処理水としての透過液を取得する。
【００６１】
この場合は、上記の透過液について、ＣＯＤの分子量分布を測定する。測定されたＣＯＤ濃度が処理基準を満たさない場合、同様に処理槽１内の好気性処理ゾーンにおける処理水について処理槽１内の嫌気性処理ゾーンに返送し、そして、上記のように、測定されたＣＯＤの分子量分布に基づき、対応する粉末活性炭を処理槽１に追加する。
【００６２】
上記の膜分離装置３で使用される膜は、特に限定されなく、通常この分野で使用されるものであればよく、塩素化ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セラミックなどから形成された多孔質膜などが挙げられる。
【００６３】
上記の膜分離装置３で使用される膜の形態は、特に限定されないが、好ましくは平膜、中空糸膜又は管状膜である。
【００６４】
また、活性汚泥及び粉末活性炭の処理槽１での滞留時間は、特に限定されなく、当業者は、経験に応じて排出処理を定期的に行うことができる。
【００６５】
なお、各装置、ユニット間のライン接続、液体や活性汚泥や粉末状活性炭の移送ポンプなどは、当業者は状況に応じて適宜選択すればよい。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００６７】
実施例１
下記の工程により廃水処理を行った。
【００６８】
ａ、ＣＯＤ濃度が３８００ｍｇ／Ｌの石炭化工廃水を従来の加水分解酸化処理に付することにより、廃水中の高分子物質や生物難分解性物質が生物易分解性の低分子物質に変換するようにして、ＣＯＤ濃度が２３２０ｍｇ／Ｌの廃水を得た。これを、処理する原水として使用した。
【００６９】
上記の原水に対してＣＯＤ成分の分子量分布を測定した結果、分子量３０００以下のＣＯＤ成分が１６００ｍｇ／Ｌであり、分子量が３０００を超え、１００００以下のものが４００ｍｇ／Ｌであり、分子量が１００００を超えるものが３２０ｍｇ／Ｌであった。
【００７０】
ｂ、上記の原水を、活性汚泥を貯留した処理槽であるＭＢＲ反応器に導入した。そして、活性炭として、活性コークス（鉱物系の活性炭、平均粒径４５μｍに粉砕した粉末状活性炭）を４ｇ／Ｌの濃度で添加することにより、上記の原水を処理した。得られた処理水のＣＯＤ濃度が１６０ｍｇ／Ｌであり、その中、分子量３０００以下のＣＯＤ成分が１１８ｍｇ／Ｌであり、分子量が３０００を超え、１００００以下のものが２０ｍｇ／Ｌであり、分子量が１００００を超えるものが２２ｍｇ／Ｌであった。
【００７１】
ｃ、上記の処理槽にフタムラ（ｆｕｔａｍｕｒａ）化学社（株）製ＣＷ４８０ＳＺ活性炭（ココナッツ殻活性炭、平均粒径４５μｍに粉砕した粉末状活性炭）を４ｇ／Ｌの濃度で追加して、ＣＯＤ濃度が２８ｍｇ／Ｌの処理水を得た。
【００７２】
すなわち、上記の実施例１において、工程ｂで得られた処理水のＣＯＤ成分の中で、分子量１００００以下のＣＯＤ成分の含有量が８６％であり、特に分子量３０００以下のＣＯＤ成分の含有量が７３％と多数を占めたので、工程ｃにおいて、低分子量領域で吸着能を備える木質系の活性炭（ココナッツ殻活性炭）のみを添加したことにより、処理基準を満たした良質な処理水が得られた。
【００７３】
鉱物系の活性炭と木質系の活性炭をそれぞれ単独で添加することで最適な混合比を決定したうえで、実際の水処理において、両者を当該混合比で同時に添加することができ、それゆえ、廃水に含まれる分子量分布が広いＣＯＤ成分を効果的に除去することができる。
【００７４】
比較例１
上記の工程ｃで活性コークス（鉱物系の活性炭、平均粒径４５μｍに粉砕した粉末活性炭）を４ｇ／Ｌの濃度で追加したこと以外は、実施例１と同様にして処理水を得た。
【００７５】
比較例１で得られた処理水に対してＣＯＤ濃度を測定した結果、１６８ｍｇ／Ｌであった。
【００７６】
比較例１の結果から明らかなように、工程ｂで得られた処理水のＣＯＤ成分の中で、分子量１００００以下のＣＯＤ成分の含有量が８６％と多数を占めたので、このとき、高分子量領域で吸着能を備える鉱物系の活性炭をさらに追加すると、処理水のＣＯＤ濃度が低下しないだけでなく、当該鉱物系の活性炭の添加により、逆に処理水のＣＯＤ濃度が高くなった。
【００７７】
以上、実施例により本発明の好ましい廃水処理方法を説明したが、本発明は、上記の例示的な実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更、同等の代替、改良なども全て本発明の範囲に含まれることを理解すべきである。
【００７８】
例えば、上記の実施例１においては、工程ｂでは活性コークスのみを添加し、処理水のＣＯＤ成分の濃度及び分子量分布を測定した後、工程ｃでは、その測定結果に基づいて処理基準を達成するのに必要な木質系の活性炭を添加した。これに対し、処理基準を満たしたうえで、上記の工程ｃを省略してもよく、上記の工程ｂにおいて所定量の活性コークスと木質系の活性炭を同時に添加することにより、処理基準を満たした処理水を得ても良い。
【００７９】
また、上記においては、図１を参照して、粉末活性炭供給装置２により鉱物系の活性炭及び木質系の活性炭を活性汚泥処理槽にそれぞれ供給した例を示したが、本発明において、粉末活性炭供給装置２で鉱物系の活性炭と木質系の活性炭とを所定の割合で混合してから活性汚泥処理槽に供給してもよい。
【００８０】
また、上記の図１において、鉱物系の活性炭及び木質系の活性炭を嫌気性処理ゾーンに供給した例を示したが、本発明は、鉱物系の活性炭及び木質系の活性炭を好気性処理ゾーンに供給してもよい。
【００８１】
また、上記の実施例において原水として石炭化工廃水を使用したが、生物難分解性ＣＯＤを含む原水であれば特に限定されなく、例えば、本発明の廃水処理方法は、化石燃料を原料とする化学工場廃水、塗料廃水を含む機械工場廃水、製紙工場廃水、染料工場廃水などの様々な化工系の廃水に適用することができる。あるいは、生物系の廃水としての、ＣＯＤ成分としての色度を除去する必要がある食品工場廃水や、生活排水（下水）などの生活雑廃水の処理に適用してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１    処理槽
２    粉末活性炭供給装置
３    膜分離装置
【図１】
2019111530.tif 000003