(57)【要約】【課題】１，４−ジオキサン分解菌の活性を高く維持しながら、廃水中の１，４−ジオキサンをより短時間で安定的に分解処理可能な１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法及びその処理装置を提供する。【解決手段】１，４−ジオキサン含有有機性廃水１を、活性汚泥を含む第１曝気槽２内で処理して第１処理液３を得る第１処理工程と、第１処理液３を、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担持した微生物担体と活性汚泥とを含む第２曝気槽４内に導入し、活性汚泥の存在下で微生物担体によって第１処理液３中の１，４−ジオキサンを分解させて第２処理液５を得る第２処理工程と、第２処理液５を固液分離し、処理水７と濃縮汚泥８とを得る固液分離工程と、濃縮汚泥８を第１曝気槽２内へ返送する返送工程とを含む１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法である。【選択図】図１
2015160202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，４−ジオキサン含有有機性廃水を、活性汚泥を含む第１曝気槽内で処理して第１処理液を得る第１処理工程と、
前記第１処理液を、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担持した微生物担体と活性汚泥とを含む第２曝気槽内に導入し、前記活性汚泥の存在下で前記微生物担体によって前記第１処理液中の１，４−ジオキサンを分解させて第２処理液を得る第２処理工程と、
前記第２処理液を固液分離し、処理水と濃縮汚泥とを得る固液分離工程と、
前記濃縮汚泥を前記第１曝気槽内へ返送する返送工程と
を含む１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法。
【請求項２】
前記１，４−ジオキサン含有有機性廃水の一部を前記第１曝気槽内へ供給する前に分注し、前記第２曝気槽に供給する分注工程を含む請求項１に記載の１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法。
【請求項３】
前記濃縮汚泥の一部を前記第１曝気槽内へ返送する前に分注し、前記第２曝気槽内へ返送する分注返送工程を含む請求項１又は２に記載の１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法。
【請求項４】
前記微生物担体は、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担体の表面上に付着固定させた結合固定化担体を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法。
【請求項５】
前記第１処理工程は、前記第１曝気槽のＢＯＤ汚泥負荷が０．１〜０．５ｋｇ／ｋｇ／ｄで処理することを含み、前記第２処理工程は、前記第２曝気槽のＢＯＤ汚泥負荷が０．１ｋｇ／ｋｇ／ｄ以下で処理することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法。
【請求項６】
前記第２曝気槽内に新規担体を供給し、前記第１処理液をＢＯＤ汚泥負荷０．０５ｋｇ／ｋｇ／ｄ以下で処理することにより１，４−ジオキサンを分解する微生物を前記第２曝気槽内で増殖させ、増殖した前記微生物を前記新規担体の表面上に付着させる微生物付着工程を更に含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法。
【請求項７】
１，４−ジオキサン含有有機性廃水中の有機物を活性汚泥により分解して第１処理液を得る第１曝気槽と、
活性汚泥の存在下で１，４−ジオキサンを分解する微生物を担持した微生物担体により前記第１処理液中の１，４−ジオキサンを分解して第２処理液を得る第２曝気槽と、
前記第２処理液を固液分離し、処理水と濃縮汚泥とを得る固液分離装置と、
前記濃縮汚泥を前記固液分離装置から前記第１曝気槽へ返送する濃縮汚泥返送ラインと
を備えることを特徴とする１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法及びその処理装置に関し、特に、化学製品や半導体等の製造工場廃水、ごみ埋立て処分場の浸出水、下水などの１，４−ジオキサンを含有する有機性廃水を、微生物を用いて生物処理可能な１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法及びその処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１，４−ジオキサンは、発がん性の疑いのある物質とされており、水道水基準や環境基準としては既にその基準値が０．０５ｍｇ／Ｌ以下となるように規制がされている。廃水規準としても、平成２４年度に０．５ｍｇ／Ｌ以下と制定されている。１，４−ジオキサンの発生源としては、主に、１，４−ジオキサン製造工程、１，４−ジオキサンを溶剤として用いた半導体工業製品製造工程、化学製品製造工程等において発生する副生成物等が挙げられる。
【０００３】
１，４−ジオキサンは、生物学的難分解性物質である。従来の廃水処理施設では、生物処理や凝沈処理、砂ろ過処理等が中心であることから、１，４−ジオキサンの除去効果はほとんど得られない。１，４−ジオキサンを分解除去できる有効な処理方法としては、オゾン処理やオゾンと過酸化水素処理、オゾンと紫外線処理の組み合わせによる促進酸化処理、所謂ＡＯＰ処理が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
しかし、ＡＯＰ処理は、一般的にオゾン中心とした促進酸化反応により酸化力の強いヒドロキシルラジカルが生成し、１，４−ジオキサンを含む被処理水中の有機物を分解する。そのため、有機物濃度の高い廃水では、１，４−ジオキサン以外の有機物も分解されるため、必要オゾン注入量や薬品量が多くなり、高い処理コストが必要となるという課題が残る。
【０００５】
近年ＡＯＰ処理よりも低いランニングコストで処理できる生物処理法も検討されてきている。例えば、１，４−ジオキサンを分解する微生物（以下「１，４−ジオキサン分解菌」という）を用いた１，４−ジオキサン含有処理水の処理方法が開示されている（例えば、特許文献３及び４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１０３４０１号公報
【特許文献２】特開２００５−５８８５４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６１７３７号公報
【特許文献４】特開２０１２−１７９５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３及び４に記載された処理方法では、１，４−ジオキサン分解菌の活性を安定して維持するために、実際に処理を開始する前に、予め１，４−ジオキサン分解菌を培養する。そして培養した１，４−ジオキサン分解菌を担体に包括固定化して曝気槽内に流動させることで、１，４−ジオキサンの分解処理を行っている。
【０００８】
しかしながら、特許文献３及び４に記載されるような、予め培養した１，４−ジオキサン分解菌を含む包括固定化担体を用いる方法は、培養処理のための時間を要する上、培養処理した１，４−ジオキサン分解菌を実際に曝気槽内に投入して処理装置を安定化させるための時間も更に必要となるため、処理時間が長くなる。
【０００９】
更に、特許文献３及び４に記載された処理方法では、培養した環境と実際の処理に使用される環境条件が異なる場合も多く、環境条件の変化により１，４−ジオキサン分解菌の活性を安定して維持することが困難になる場合がある。例えば、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の高い廃水が曝気槽内に流入するなどして流入廃水の有機物濃度が大きく変動した場合、包括固定化担体の分解活性が著しく低下し、廃水中の１，４−ジオキサンを安定的に処理できない場合がある。
【００１０】
上記課題を鑑み、本発明は、１，４−ジオキサン分解菌の活性を高く維持しながら、廃水中の１，４−ジオキサンをより短時間で安定的に分解処理可能な１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法及びその処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、実廃水を用いた実験検討の結果、１，４−ジオキサン含有有機性廃水を第２曝気槽内で処理する場合に、１，４−ジオキサンを分解するための微生物担体を活性汚泥と共存させ、活性汚泥の共存下で廃水中の１，４−ジオキサンの分解反応を進行させるとともに第２曝気槽で得られた処理液から濃縮される濃縮汚泥を第１曝気槽へ返送させることによって、廃水中の１，４−ジオキサンをより短時間で安定的に分解処理可能な１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法及びその処理装置が得られることを見出した。
【００１２】
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、１，４−ジオキサン含有有機性廃水を、活性汚泥を含む第１曝気槽内で処理して第１処理液を得る第１処理工程と、第１処理液を、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担持した微生物担体と活性汚泥とを含む第２曝気槽内に導入し、活性汚泥の存在下で微生物担体によって第１処理液中の１，４−ジオキサンを分解させて第２処理液を得る第２処理工程と、第２処理液を固液分離し、処理水と濃縮汚泥とを得る固液分離工程と、濃縮汚泥を第１曝気槽内へ返送する返送工程とを含む１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法である。
【００１３】
本発明に係る処理方法は一実施態様において、１，４−ジオキサン含有有機性廃水の一部を第１曝気槽内へ供給する前に分注し、第２曝気槽に供給する分注工程を含む。
【００１４】
本発明に係る処理方法は別の一実施態様において、濃縮汚泥の一部を第１曝気槽内へ返送する前に分注し、第２曝気槽内へ返送する分注返送工程を含む。
【００１５】
本発明に係る処理方法は更に別の一実施態様において、微生物担体は、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担体の表面上に付着固定させた結合固定化担体を含む。
【００１６】
本発明に係る処理方法は更に別の一実施態様において、第１処理工程は、第１曝気槽のＢＯＤ汚泥負荷が０．１〜０．５ｋｇ／ｋｇ／ｄで処理することを含み、第２処理工程は、第２曝気槽のＢＯＤ汚泥負荷が０．１ｋｇ／ｋｇ／ｄ以下で処理することを含む。
【００１７】
本発明に係る処理方法は更に別の一実施態様において、第２曝気槽内に新規担体を供給し、第１処理液をＢＯＤ汚泥負荷０．０５ｋｇ／ｋｇ／ｄ以下で処理することにより１，４−ジオキサンを分解する微生物を第２曝気槽内で増殖させ、増殖した微生物を新規担体の表面上に付着させる微生物付着工程を更に含む。
【００１８】
本発明は別の一側面において、１，４−ジオキサン含有有機性廃水中の有機物を活性汚泥により分解して第１処理液を得る第１曝気槽と、活性汚泥の存在下で１，４−ジオキサンを分解する微生物を担持した微生物担体により第１処理液中の１，４−ジオキサンを分解して第２処理液を得る第２曝気槽と、第２処理液を固液分離し、処理水と濃縮汚泥とを得る固液分離装置と、濃縮汚泥を固液分離装置から第１曝気槽へ返送する濃縮汚泥返送ラインとを備える１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、１，４−ジオキサン分解菌の活性を高く維持しながら、廃水中の１，４−ジオキサンをより短時間で安定的に分解処理可能な１，４−ジオキサン含有有機性廃水の生物処理方法及びその処理装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る生物処理フローの一例を表す概略図である。
【図２】図１の生物処理フローの第１変形例を表す概略図である。
【図３】図１の生物処理フローの第２変形例を表す概略図である。
【図４】従来の生物処理フローを表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであってこの発明の技術的思想は各装置の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
【００２２】
（生物処理装置）
本発明の実施の形態に係る水処理装置は、図１に示すように、１，４−ジオキサン含有有機性廃水１（以下「原水」ともいう）中の有機物を活性汚泥により分解して第１処理液３を得る第１曝気槽２と、活性汚泥の存在下で１，４−ジオキサンを分解する微生物を担持した微生物担体により第１処理液３中の１，４−ジオキサンを分解して第２処理液５を得る第２曝気槽４と、第２処理液５を固液分離し、処理水７と濃縮汚泥８とを得る固液分離装置６と、濃縮汚泥８を固液分離装置６から第１曝気槽２へ返送する濃縮汚泥返送ライン１１とを備える。
【００２３】
１，４−ジオキサン含有有機性廃水１としては１，４−ジオキサンを含む廃水であれば特に制限されないが、例えば、化学製品や半導体等の製造工場廃水、ごみ埋立て処分場の浸出水、下水などの１，４−ジオキサンを含有する有機性廃水などが処理可能である。１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の１，４−ジオキサン濃度としては、以下に制限されないが、例えば１０〜４００ｍｇ／Ｌの１，４−ジオキサン濃度を有する廃水が好適に処理可能であり、より具体的には２０〜１５０ｍｇ／Ｌ、更に具体的には４０〜１２０ｍｇ／Ｌの１，４−ジオキサン濃度を有する廃水が処理可能である。
【００２４】
第１曝気槽２としては、公知の好気性生物処理装置が用いられる。第１曝気槽２内には活性汚泥が収容されており、微生物の代謝によって、１，４−ジオキサン含有有機性廃水１中の易分解性有機物、とりわけＢＯＤのほとんどが分解除去される。
【００２５】
例えば、第１曝気槽２内に１，４−ジオキサン含有有機性廃水１を１００〜３００Ｌ／ｄで供給して処理する場合、第１曝気槽２のＢＯＤ汚泥負荷は０．１〜０．５ｋｇ／ｋｇ／ｄ、より好ましくは０．２〜０．４ｋｇ／ｋｇ／ｄとし、活性汚泥浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）１０００〜８０００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは４０００〜５５００ｍｇ／Ｌで処理することができる。
【００２６】
第２曝気槽４には、１，４−ジオキサンを分解処理するための１，４−ジオキサン分解菌を担持した微生物担体が収容されている。１，４−ジオキサン分解菌としては１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の廃水処理に用いられる公知の微生物が利用可能である。中でも特に、本実施形態では、微生物担体として、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担体の表面上に付着固定させた結合固定化担体を用いることが好ましい。「結合固定化担体」とは、担体の表面上に微生物を徐々に付着又は成長させる結合固定化法によって微生物を固定化した担体を意味する。結合固定化担体を用いることで、基質の微生物への輸送効率が上昇し、反応速度の向上が期待できる。
【００２７】
また、後述する生物処理方法において詳しく説明するが、本実施形態で用いられる結合固定化担体は、第２曝気槽４内に表面に微生物が付着していない新規担体を供給し、第２曝気槽４内に処理対象とする１，４−ジオキサン含有有機性廃水１を供給して新規担体の表面上に１，４−ジオキサン分解菌を徐々に付着固定させる方法により作製される。そのため、例えば特許文献３及び４に記載されるような、予め微生物を樹脂などで包括し、樹脂の内部に微生物を取り込み固定化する包括固定化法により生物処理装置とは別機構で作製された包括固定化担体を用いる場合に比べて、生物処理装置の安定化に要する時間が短縮化できる。更に、本実施形態に係る結合固定化担体によれば、原水性状により馴致した１，４−ジオキサン分解菌が高密度に付着固定する。このため、１，４−ジオキサンを安定して分解除去でき、従来の包括固定化担体に比べて、流入廃水の有機物濃度の変動があった場合でも、１，４−ジオキサン分解菌の活性を高く維持しながら、廃水中の１，４−ジオキサンをより短時間で安定的に分解処理可能となる。
【００２８】
第２曝気槽４は主に１，４−ジオキサンを分解除去する反応槽であるため、投入される生物担体が１，４−ジオキサン分解菌が安定して付着固定できるものが好ましい。第２曝気槽４内に投入される担体の材料としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、光硬化性樹脂等の合成高分子、カラギーナン、アルギン酸ソーダ等の高分子を用いたゲル担体、ポリエチレンやポリウレタン、ポリポロピレン等からなる担体、ポリエステル、ポリオレフィン、レーヨン、セルロースからなるスポンジや不織布担体が挙げられる。また、活性炭やアンスラサイト等の無機物主成分の担体を用いることも可能である。
【００２９】
第２曝気槽４内に投入される担体の形状としては、球形、四角形、円筒形の何れも使用可能であり、その有効径は、第２曝気槽４の出口に設けられたスクリーンにより安定して分離できる２〜２０ｍｍであり、より好ましくは３〜１５ｍｍ、更に好ましくは３〜１０ｍｍが好ましい。担体の比重は曝気状態において均一に流動可能となる１．０１〜１．１５、より好ましくは１．０１〜１．１０、更に好ましくは曝気槽混合汚泥の比重に近い１．０１〜１．０３であるものが好ましい。担体充填量は、均一に混合流動可能となる５〜３０Ｖ％であるのが好ましく、より好ましくは１０〜２０Ｖ％である。
【００３０】
中でも、表面若しくは全体において、網目構造を有するポリエチレンやポリウレタン、ポリポロピレン等からなるスポンジ担体が好ましい。また、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、光硬化性樹脂等の合成高分子、カラギーナン、アルギン酸ソーダ等の高分子を用いたゲル担体としても、担体表面若しくは全体において、微小な細孔や網目構造を有するものが好ましい。
【００３１】
スポンジ担体の場合は有効径が５〜２０ｍｍ、槽内流動が均一となるように曝気槽に対する容積充填率で１０〜３０％であることが好ましい。スポンジ担体の網目構造として内部細孔５０〜５０００μｍのものを用いる。好ましくは、１００〜１０００μｍのものを用いる。スポンジ担体以外のゲル担体等の場合は有効径が３〜１０ｍｍ、槽内流動が均一となるように曝気槽に対する容積充填率で５〜２０％であることが好ましい。担体は表面に微小な細孔を有するものを用いる。細孔径としては、５〜５００μｍのものを用いる。好ましくは、５〜１００μｍのものを用いる。
【００３２】
第２曝気槽４では、微生物担体と活性汚泥とを共存させることが望ましい。活性汚泥の共存により、第２曝気槽４に流入する原水の水質が変動しても、活性汚泥処理による平均化が可能である。そのため、担体に対する１，４−ジオキサン分解菌付着及び１，４−ジオキサン分解菌による分解処理への影響がほとんど無く、安定した生物処理が行える。
【００３３】
第２曝気槽４に供給される第１処理液３は、第１曝気槽２内での処理によってＢＯＤが大きく低減されている。この第１処理液３を、微生物担体と活性汚泥とが共存した第２曝気槽４に導入して処理すると、第１曝気槽２で若干残留したＢＯＤが第２曝気槽４の活性汚泥により分解除去されるとともに、第１処理液３中の１，４−ジオキサンが担体付着の１，４−ジオキサン分解菌によって分解除去される。
【００３４】
第２曝気槽４内は、分解対象の有機物成分がほとんど１，４−ジオキサンであることから、第２曝気槽４内に充填された担体の表面上に１，４−ジオキサン分解菌を徐々に付着固定化することができる。このとき、活性汚泥を共存させることで、活性汚泥中のＢＯＤ酸化菌から生成される菌体外ポリマーや菌体外酵素の働きにより、担体表面に１，４−ジオキサン分解菌が安定して付着する。
【００３５】
例えば第２曝気槽４内に第１処理液３を１００〜３００Ｌ／ｄで供給して１，４−ジオキサンの分解処理を行う場合、第２曝気槽４のＢＯＤ汚泥負荷は０．１ｋｇ／ｋｇ／ｄ以下、より好ましくは０．０３〜０．０７ｋｇ／ｋｇ／ｄ、更に好ましくは０．０３〜０．０５ｋｇ／ｋｇ／ｄとし、活性汚泥浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）１０００〜８０００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは４０００〜５５００ｍｇ／Ｌで処理することができる。
【００３６】
なお、第２曝気槽４内に未使用の新規担体を添加した直後は、第２曝気槽４内に１，４−ジオキサン分解菌を増殖させて新規担体の表面上への１，４−ジオキサン分解菌の付着を促進させるために、第２曝気槽４のＢＯＤ汚泥負荷を０．０５ｋｇ／ｋｇ／ｄ以下に調整することが好ましい。
【００３７】
固液分離装置（沈殿池）６では、例えば、第２処理液５中に含まれる活性汚泥を沈降分離させることにより、処理水７と濃縮汚泥８とを得る。固液分離装置６で得られた濃縮汚泥８は返送ライン１１を介して第１曝気槽２内へ供給させる。濃縮汚泥８を第１曝気槽２へ供給させることにより第１曝気槽２のＭＬＳＳを安定して維持するという効果が得られる。なお、固液分離装置６で発生する余剰汚泥９は系外へ排出させて汚泥処理設備へ供給することができる。
【００３８】
（生物処理方法）
次に、本発明の実施の形態に係る生物処理方法を説明する。本実施形態に係る生物処理方法は、１，４−ジオキサン含有有機性廃水１を、活性汚泥を含む第１曝気槽２内で処理して第１処理液３を得る第１処理工程と、第１処理液３を、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担持した微生物担体と活性汚泥とを含む第２曝気槽４内に導入し、活性汚泥の存在下で微生物担体によって第１処理液３中の１，４−ジオキサンを分解させて第２処理液５を得る第２処理工程と、第２処理液５を固液分離し、処理水７と濃縮汚泥８とを得る固液分離工程と、濃縮汚泥８を第１曝気槽２内へ返送する返送工程を含む。
【００３９】
特に、本実施形態では、第２曝気槽４内に微生物が固定化されていない新規担体を供給し、微生物を新規担体の表面上に付着させて、１，４−ジオキサンを分解する微生物を担体の表面上に付着固定させた結合固定化担体を作製する微生物付着工程を含むことが好ましい。
【００４０】
微生物付着工程は、１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の実負荷運転が開始される前に生物処理装置を安定化させるための予備工程、所謂立ち上げ中に行うことができる。そのため、従来のように予め１，４−ジオキサン分解菌を培養して包括固定化させた包括固定化担体を使用する場合に比べて、実負荷運転に到達するまでの菌体培養を含めた立上げ時間を短縮できる。更には、実際に処理すべき１，４−ジオキサン含有有機性廃水１を用いて微生物担体を作製することで、より活性の高い１，４−ジオキサン菌を担体に安定的に保持させることができる。
【００４１】
微生物付着工程では、第１曝気槽２で得られた第１処理液３を、活性汚泥と微生物が付着していない未使用の新規担体を収容した第２曝気槽４内へ供給し、第１処理液３をＢＯＤ汚泥負荷０．０５ｋｇ／ｋｇ／ｄ以下で処理する。これにより１，４−ジオキサンを分解する微生物を第２曝気槽４内で増殖させる。増殖した１，４−ジオキサン分解微生物は、新規担体の表面上に徐々に付着する。微生物付着工程は、微生物付着効果の観点から、第２曝気槽４内の水温２０℃以上、ｐＨ５．８〜８．７、溶存酸素濃度２ｍｇ／Ｌ以上で処理することが好ましい。微生物付着に要する期間は、条件によって異なるが、通水開始から７〜１４日程度である。
【００４２】
第２曝気槽４内で所望の微生物担体が得られた後の第１曝気槽２及び第２曝気槽４の一般的な処理条件としては水温を１５〜３５℃とすることが好ましい。第１曝気槽２及び第２曝気槽４のｐＨは、流入原水性状による変動があるため、５．８〜８．７、好ましくは、６．０〜８．０とすることが好ましい。特に第２曝気槽４では、担体に１，４−ジオキサン分解菌が付着しやすくなるように、ｐＨ６．５〜８．０に維持することが好ましい。
【００４３】
第１曝気槽２及び第２曝気槽４の溶存酸素濃度（ＤＯ）は、第１曝気槽２で１ｍｇ／Ｌ以上とすればよい。一方、担体添加した第２曝気槽４では、ＤＯを２ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは、２．５〜４．０ｍｇ／Ｌとすることが好ましい。特に１，４−ジオキサン流入負荷が高い場合には第２曝気槽ＤＯを３ｍｇ／Ｌ以上高くすると１，４−ジオキサン分解菌付着担体の活性が高く得られ、良好な分解効率が得られる。
【００４４】
（第１変形例）
第１変形例に係る生物処理装置及び生物処理方法は、図２に示すように、１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の一部を第１曝気槽２内へ供給する前に分注する分注ライン２１を介して１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の一部を第２曝気槽４に供給する分注工程を更に含む点が、図１に示す生物処理装置及び生物処理方法と異なる。
【００４５】
分注ライン２１は、第１曝気槽２の上流側の配管に接続された分注器２０に接続されている。分注器２０において、１，４−ジオキサン含有有機性廃水１が所定の比率で分注される。第２曝気槽４へ供給する１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の比率としては、総水量の５〜５０％、より好ましくは１０〜３０％、更に好ましくは１５〜２０％とする。第２曝気槽４内に１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の一部を直接供給することにより、第２曝気槽４内において活性汚泥中に含まれるＢＯＤ酸化菌から生成する菌体外ポリマー及び菌体外酵素の働きが活発となる。これにより、担体表面への１，４−ジオキサン分解菌の付着が促進されるとともに、１，４−ジオキサンの分解除去を安定して行うことができる。
【００４６】
（第２変形例）
第２変形例に係る生物処理装置及び生物処理方法は、図３に示すように、濃縮汚泥８の一部を第１曝気槽２内へ返送する前に分注し、第２曝気槽４内へ返送する分注返送ライン３１を介して濃縮汚泥８の一部を第２曝気槽４内へ返送する分注返送工程を更に含む点が、図２に示す生物処理装置及び生物処理方法と異なる。
【００４７】
分注返送ライン３１は、返送ライン１１の配管の途中に設けられた分注器３０に接続されている。分注器３０において、濃縮汚泥８が所定の比率で分注される。第２曝気槽４へ供給する濃縮汚泥８の比率としては、返送すべき全濃縮汚泥量の５〜５０％、より好ましくは１０〜３０％、更に好ましくは１５〜２０％とする。第２曝気槽４内に濃縮汚泥８の一部を直接供給することにより、第２曝気槽４内のＢＯＤ汚泥負荷を所定値以下にすることができ、これにより担体表面への１，４−ジオキサン分解菌の付着が促進されるとともに、１，４−ジオキサンの分解除去を安定して行うことができる。
【００４８】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態及び運用技術が明らかとなろう。
【００４９】
本実施形態では、１，４−ジオキサン含有有機性廃水１を２つの曝気槽（第１曝気槽２及び第２曝気槽４）を用いて処理する例を開示しているが、処理対象とする１，４−ジオキサン含有有機性廃水１の特性に応じて種々の装置を追加してもよいことは勿論である。
【００５０】
例えば、第１曝気槽２の後段に第１処理液を汚泥と上澄み液とに分離するための汚泥沈降槽を設けてもよい。第１曝気槽２及び第２曝気槽４に対し、更に凝集沈殿処理装置、活性炭吸着装置、砂濾過処理装置、ＭＦ処理装置からなる群から選ばれる１以上の装置を組み合わせてもよい。第１曝気槽２と第２曝気槽４は、いずれも好気条件下の処理であることから、１の反応槽内に仕切りを設けて両者を１の反応槽内に配置することも可能である。
【００５１】
本実施形態では、微生物担体として結合固定化担体を使用する例を示している。しかしながら、１，４−ジオキサン分解菌の増殖速度を高めるために、第２曝気槽４内に１，４−ジオキサン分解菌の種菌を投入してもよい。１，４−ジオキサン分解菌の密度を高めるために、公知の包括固定化担体を更に加えることも可能である。第１曝気槽２に１，４−ジオキサン分解菌の担体を供給してもよい。
【００５２】
図１〜図３に示す生物処理装置によっても１，４−ジオキサンを分解除去しきれない場合は、処理水７を更にＡＯＰ分解処理装置に導入し、処理水７中の１，４−ジオキサン濃度を分解処理してもよい。このように本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論であり、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によって定められる。
【実施例】
【００５３】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
【００５４】
（実施例１）
図１に示す生物処理装置を用いて１，４−ジオキサン含有有機性廃水（原水）を処理した。表１に実施例１の処理条件を示す。表１に示すように、原水全量２００Ｌ／ｄを第１曝気槽に連続供給し、ＢＯＤ汚泥負荷を０．３ｋｇ／ｋｇ／ｄとした。また、第２曝気槽のＢＯＤ汚泥負荷を０．０４ｋｇ／ｋｇ／ｄとした。第１曝気槽には活性汚泥を供給しそのＭＬＳＳを４５００〜５０００ｍｇ／Ｌとした。第２曝気槽には平均粒径４ｍｍ、比重１．０２５、ポリビニルアルコール主体の高分子ゲル担体（以下ＰＶＡ担体）を２０Ｖ％添加し、第１曝気槽で得られた第１処理液を第２曝気槽内で処理しながらＰＶＡ担体の表面に１，４−ジオキサン分解菌を付着させた。第２曝気槽のＭＬＳＳ濃度は第１曝気槽と同様で４５００〜５０００ｍｇ／Ｌであった。沈殿池から第１曝気槽への汚泥返送率は１００％とした。なお、表１の「汚泥返送率」とは、第１曝気槽に流入する原水の水量に対する濃縮汚泥の返送量の比率を示す。即ち、実施例１では、汚泥返送量が原水量と同じく２００Ｌ／ｄとしたので、表１の汚泥返送率が１００％となっている。
【００５５】
表２に原水の水質とその処理結果を示す。表２の「第１曝気槽」は、図１の第１曝気槽２で得られた第１処理液３を沈降分離して得られた上澄み液の水質を評価した場合の結果を示す。表２の「処理水」とは、図１の沈殿池６で固液分離した後の処理水７の水質を示す。
【００５６】
表２に示すように、ＢＯＤは原水で８５０ｍｇ／Ｌであったのに対し、第１曝気槽処理液は６０ｍｇ／Ｌにまで低下した。さらに第２曝気槽を経た処理水では１０ｍｇ／Ｌ以下となった。ＣＯＤ及びＴＯＣは原水でそれぞれ４５０ｍｇ／Ｌと４２０ｍｇ／Ｌであったのに対し、第１曝気槽処理液のＣＯＤ及びＴＯＣは６８ｍｇ／Ｌと９８ｍｇ／Ｌとなり、有機物の大部分が第１曝気槽で分解除去された。一方、１，４−ジオキサンは原水で１０３ｍｇ／Ｌに対し、第１曝気槽処理液で８８ｍｇ／Ｌとなり、大部分が残留している。これに対し、第２曝気槽を経た処理水では、１，４−ジオキサンが０．５ｍｇ／Ｌに低下し、ＰＶＡ担体付着の１，４−ジオキサン分解菌による除去効果が確認できた。また、処理水ＣＯＤが２８ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣが１８ｍｇ／Ｌに低下し、残留ＢＯＤ除去とともにＣＯＤ、ＴＯＣも分解除去できた。
【００５７】
【表１】
2015160202.tif 000003
【００５８】
【表２】
2015160202.tif 000004
【００５９】
（実施例２）
図２に示す処理フローに従って、１，４−ジオキサン含有有機性廃水（原水）を処理した。原水は実施例１と同様である。表３に実施例２の処理条件を示す。実施例２では、全原水の水量２００Ｌ／ｄのうち、第１曝気槽２に全水量の８５％となる１７０Ｌ／ｄを連続通水した。残り１５％の３０Ｌ／ｄを分注処理水として直接第２曝気槽に連続通水した。これにより、第１曝気槽及び第２曝気槽のＢＯＤ汚泥負荷はそれぞれ、０．２１ｋｇ／ｋｇ／ｄと０．０６ｋｇ／ｋｇ／ｄとなった。１，４−ジオキサン分解菌付着固定用のＰＶＡ担体は実施例１と同様に、第２曝気槽に２０Ｖ％添加した。沈殿池で得られた濃縮汚泥は返送比率１００％で第１曝気槽に返送した。第１曝気槽及び第２曝気槽のＭＬＳＳはそれぞれ５０００〜５５００ｍｇ／Ｌと４５００〜５０００ｍｇ／Ｌであった。
【００６０】
表４に原水の水質とその処理結果を示す。実施例２では、原水ＢＯＤが８５０ｍｇ／Ｌに対し、第１曝気槽では、処理水ＢＯＤが１５ｍｇ／Ｌに低下した。しかし、１，４−ジオキサンが８８ｍｇ／Ｌの残留となった。これに対し、第２曝気槽では、処理水ＢＯＤ及び１，４−ジオキサンがそれぞれ、１０ｍｇ／Ｌ以下と０．３ｍｇ／Ｌに低下した。第２曝気槽では分注原水のＢＯＤが活性汚泥により分解除去されるとともに１，４−ジオキサンが投入されたＰＶＡ担体に付着固定の１，４−ジオキサン分解菌により分解除去されたことが確認された。
【００６１】
【表３】
2015160202.tif 000005
【００６２】
【表４】
2015160202.tif 000006
【００６３】
（実施例３）
図３に示す生物処理装置を用いて１，４−ジオキサン含有有機性廃水（原水）を処理した。表５に実施例３の処理条件を示す。第１曝気槽及び第２曝気槽への原水の分注比率は実施例２と同一である。実施例３では、第２曝気槽に固液分離装置で得られた濃縮汚泥の返送に関し、第２曝気槽への分注を行った。表５の通り、第１曝気槽及び第２曝気槽の汚泥返送率はともに１００％としたため、返送汚泥量はそれぞれ、１７０Ｌ／ｄと３０Ｌ／ｄである。即ち、供給した濃縮汚泥の比率は全濃縮汚泥に対して第１曝気槽で８５％、第２曝気槽で１５％とした。その結果、ＢＯＤ負荷は第１曝気槽で０．２３ｋｇ／ｋｇ／ｄ、第２曝気槽で０．０４ｋｇ／ｋｇ／ｄとなり、実施例２より第２曝気槽のＢＯＤ負荷がさらに低下した。
【００６４】
表６に原水の水質とその処理結果を示す。実施例３では、原水ＢＯＤが８５０ｍｇ／Ｌに対し、第１曝気槽では、処理水ＢＯＤが２１ｍｇ／Ｌに低下した。しかし、１，４−ジオキサンが８９ｍｇ／Ｌの残留となった。一方、第２曝気槽では、処理水ＢＯＤ及び１，４−ジオキサン濃度がそれぞれ、１０ｍｇ／Ｌ以下と０．２ｍｇ／Ｌに低下した。特に処理水の１，４−ジオキサン濃度が実施例２よりさらに低下した。
【００６５】
【表５】
2015160202.tif 000007
【００６６】
【表６】
2015160202.tif 000008
【００６７】
（比較例）
図４に示す曝気槽２００と固液分離装置６００を備える生物処理装置を用いて１，４−ジオキサン含有有機性廃水（原水）を処理した。比較例では、実施例１と同様な原水を用いて処理水７を得た。表７に処理条件を示す。
【００６８】
比較例の処理水量は実施例１と同じく２００Ｌ／ｄとした。ＭＬＳＳは４５００〜５０００ｍｇ／Ｌとし実施例１と同程度であった。曝気槽のＢＯＤ負荷は０．１５〜０．２０ｋｇ／ｋｇ／ｄであり、実施例１のＢＯＤ負荷とほぼ同程度であった。
【００６９】
表８に原水の水質とその処理結果を示す。比較例では、原水ＢＯＤが８５０ｍｇ／Ｌに対し、処理水ＢＯＤが１０ｍｇ／Ｌ以下であり、ＢＯＤ除去は良好であった。一方、１，４−ジオキサンが原水で１０３ｍｇ／Ｌに対し、処理水で８５ｍｇ／Ｌであり、大部分が残留し、１，４−ジオキサンの除去効果が殆ど認められなかった。
【００７０】
【表７】
2015160202.tif 000009
【００７１】
【表８】
2015160202.tif 000010
【符号の説明】
【００７２】
１…１，４−ジオキサン含有有機性廃水（原水）
２…第１曝気槽
３…第１処理液
４…第２曝気槽
５…第２処理液
６…固液分離装置（沈殿池）
７…第２処理水
８…濃縮汚泥
９…余剰汚泥
１１…返送ライン
２０…分注器
２１…分注ライン
３０…分注器
３１…分注返送ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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