(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン処理と、過酸化水素処理又は紫外線処理のうち１つ以上を併用して、廃水中に含まれる１，４−ジオキサンを分解する促進酸化工程で発生するオゾンガスと共に気散した前記１，４−ジオキサンを含む廃ガスを水に溶解させて前記１，４−ジオキサンを水溶液化し、
前記水溶液化は、ケーシング内に前記水の噴霧器を備えたスクラバーにより、前記ケーシング内の前記廃ガスの流路に前記噴霧器で噴霧して、前記廃ガスと前記水を気液接触させることを特徴とする廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法。
【請求項２】
前記スクラバーに供給する前記水は、前記促進酸化工程で処理された処理水を用いることを特徴とする請求項１に記載の廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法。
【請求項３】
オゾン処理と、過酸化水素処理又は紫外線処理のうち１つ以上を併用して、廃水中に含まれる１，４−ジオキサンを分解する促進酸化工程で発生するオゾンガスと共に気散した前記１，４−ジオキサンを含む廃ガスを水に溶解させて前記１，４−ジオキサンを水溶液化し、
前記水溶液化は、前記促進酸化工程を含む処理ラインと別ラインの生物処理工程の散気用ガスとして前記廃ガスを用いて、前記１，４−ジオキサンを前記生物処理工程の処理水に溶解させることを特徴とする廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法。
【請求項４】
前記スクラバーから排出された前記１，４−ジオキサンを前記促進酸化工程よりも前段の生物処理工程へ導入することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法。
【請求項５】
紫外線と、過酸化水素水と、アルカリ溶液のうちいずれか１つ以上と、オゾンガスを用いて、廃水中に含まれる１，４−ジオキサンを分解する促進酸化手段と、
前記促進酸化手段の促進酸化工程で発生する前記オゾンガスと共に気散した前記１，４−ジオキサンを含む廃ガスを水と接触させる１，４−ジオキサンの水溶液化手段と、
を備え、
前記１，４−ジオキサンの水溶液化手段は、ケーシング内に前記水の噴霧器を備え、前記ケーシング内の前記廃ガスの流路に前記噴霧器で散水して、前記廃ガスと前記水を気液接触させるスクラバーであることを特徴とする廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置。
【請求項６】
前記スクラバーに供給する前記水は、前記促進酸化手段で処理された処理水を用いることを特徴とする請求項５に記載の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置。
【請求項７】
紫外線と、過酸化水素水と、アルカリ溶液のうちいずれか１つ以上と、オゾンガスを用いて、廃水中に含まれる１，４−ジオキサンを分解する促進酸化手段と、
前記促進酸化手段の促進酸化工程で発生する前記オゾンガスと共に気散した前記１，４−ジオキサンを含む廃ガスを水と接触させる１，４−ジオキサンの水溶液化手段と、
前記１，４−ジオキサンの水溶液化手段は、前記促進酸化手段を含む処理ラインと別ラインの生物処理槽へ散気用ガスとして前記廃ガスを用いる生物処理手段であることを特徴とする廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置。
【請求項８】
前記スクラバーから排出された前記１，４−ジオキサンを前記促進酸化手段よりも前段の生物処理手段へ導入することを特徴とする請求項５又は６に記載の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に廃水中の１，４−ジオキサンを、オゾンガスを用いた促進酸化法（ＡＯＰ法）で処理する１，４−ジオキサンを含む廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１，４−ジオキサンは、一般的に溶剤等として使用されており、特に塗料などの溶剤として使用されることが多い。また、市販のポリオキシアルキルエーテルのような洗剤中にも含まれている。このため、１，４−ジオキサンを製造する製造工場あるいはポリオキシアルキルエーテルを製造する製造工場の工場廃水、及びポリオキシアルキルエーテルを含有する洗剤を使用した家庭廃水を介して、１，４−ジオキサンは下水等に排出されている。
【０００３】
しかし、１，４−ジオキサンは、水溶性の難分解性物質であるため、下水処理場における生物処理や固液分離処理では殆ど分解できず、水環境に対する汚染が懸念されている。
一方、環境庁の行う指定化学物質の環境汚染調査において、１，４−ジオキサンは広い範囲で検出されており、特に河川や湖沼等の水環境中での汚染が報告されている。また、地下水から高濃度のジオキサンが検出された例も報告されている。
【０００４】
このような背景から、平成１６年４月の水道法の改正に伴い、飲料水基準として１，４−ジオキサンの規制値を０．０５ｍｇ／Ｌとする内容が導入された。更に、平成２２年１１月には環境基準値が制定されており、廃水中の１，４−ジオキサンを効率的に分解除去するための処理技術が望まれている。
【０００５】
従来、廃水中の１，４−ジオキサンを分解除去する方法としては、例えば、オゾン処理を主として、過酸化水素処理及び紫外線処理を併用し、ＯＨラジカルの形成を促進する促進酸化法が提案されている（例えば特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９９６６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１１６３号公報
【特許文献３】特開２０００−２０２４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、促進酸化法のオゾン処理は、処理槽の下部からオゾンガスを散気させて槽内に供給しているため、廃水中の１，４−ジオキサンの一部がオゾンガスを含む気体（気泡）により、液体から気体へと気散してしまう。
【０００８】
図７は、弱い曝気による１，４−ジオキサンの除去効果を示すグラフである。同グラフは、１２Ｌのリアクターに２ｌ／ｍｉｎで曝気したときの１，４−ジオキサンの濃度を計測したものである。同図の横軸は曝気時間（Ｈｒ）を示し、縦軸は１，４−ジオキサン濃度（ｍｇ／Ｌ）を示している。なお、図７は曝気処理のみを行い、１，４−ジオキサンの分解処理は行っていない。図示のように、曝気処理の開始前の１，４−ジオキサン（２３５ｍｇ／Ｌ）は、約１４０時間の曝気処理を行うと、約１８０ｍｇ／Ｌまで低減されている。曝気処理により、水溶液中の１，４−ジオキサンは気散してしまい、大気中に放出されてしまう。１，４−ジオキサンは、人体に有害な物質であり、大気中への放出は、極力低減する必要がある。
【０００９】
また、促進酸化法では、すべてのオゾンガスが利用できず、水深等の条件により異なるが、注入量の３〜２０％程度のオゾンガスが排ガスとして排出されてしまう。オゾンガスは人体に有害なものであり、このオゾンガスを分解・除去する必要があり、通常、活性炭などの触媒により酸素に分解する。この触媒は定期的に交換を行う必要があり、排ガス処理に費用がかからないことが好ましい。 
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、オゾンガスを用いた促進酸化法で１，４−ジオキサンを含む廃水を処理する際、大気中への１，４−ジオキサンの放出を効率的に低減することができる廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法及びその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法は、オゾン処理と、過酸化水素処理又は紫外線処理のうち１つ以上を併用して、廃水中に含まれる１，４−ジオキサンを分解する促進酸化工程で発生するオゾンガスと共に気散した前記１，４−ジオキサンを含む廃ガスを水に溶解させて前記１，４−ジオキサンを水溶液化することを特徴としている。
これにより、オゾンガスを用いた促進酸化工程で排出される廃ガス中に含まれる１，４−ジオキサンを効率的に回収することができ、大気に放出される虞がない。
【００１２】
前記水溶液化は、ケーシング内に前記水の噴霧器を備えたスクラバーにより、前記ケーシング内の前記廃ガスの流路に前記噴霧器で噴霧して、前記廃ガスと前記水を気液接触させることを特徴としている。
これにより、オゾンガスと共に気散した１，４−ジオキサンを効率的に水溶液化することができ、オゾンガスによる配管の腐食の虞がない。
【００１３】
前記スクラバーに供給する前記水は、前記促進酸化工程で処理された処理水を用いることを特徴とする。
これにより、１，４−ジオキサンを溶解させる水を新たに外部から供給する必要がないため、処理水の総量を増大させることがなく、分解処理全体の低コスト化が図れる。
【００１４】
前記水溶液化は、前記促進酸化工程を含む処理ラインと別ラインの生物処理工程の散気用ガスとして前記廃ガスを用いて、前記１，４−ジオキサンを前記生物処理工程の処理水に溶解させることを特徴としている。
これにより、１，４−ジオキサンを水溶液化するために、スクラバーなどの装置を新たに設ける必要がない。よって装置全体の低コスト化が図れる。
【００１５】
前記水溶液化は、前記促進酸化工程の前段の生物処理工程の散気用ガスとして前記廃ガスを用いて、前記１，４−ジオキサンを前記生物処理工程の処理水に溶解させることを特徴としている。
これにより、１，４−ジオキサンを水溶液化するため、スクラバーなどの装置を新たに設ける必要がない。促進酸化工程と同じライン上の生物処理槽を用いることで、装置全体の低コスト化を図ることができる。
【００１６】
前記生物処理工程は、前記促進酸化工程の前段に直列に配置された複数の生物処理槽で行うことを特徴としている。
これにより、上流側の生物処理槽のオゾン濃度よりも下流側の生物処理槽のオゾン濃度を低く設定することができ、生物処理に適した生物処理環境を形成することができる。
【００１７】
前記スクラバーから排出された前記１，４−ジオキサンを前記促進酸化工程よりも前段の生物処理工程へ導入することを特徴としている。
これにより、オゾンガスを生物処理槽へ導入する間に、オゾンが配管を腐食する虞がない。従って１，４−ジオキサンの系外への排出を低減できると共に、装置全体の経年劣化を防止することができる。
【００１８】
本発明の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置は、紫外線と、過酸化水素水と、アルカリ溶液のうちいずれか１つ以上と、オゾンガスを用いて、廃水中に含まれる１，４−ジオキサンを分解する促進酸化手段と、前記促進酸化手段の促進酸化工程で発生する前記オゾンガスと共に気散した前記１，４−ジオキサンを含む廃ガスを水と接触させる１，４−ジオキサンの水溶液化手段と、を備えたことを特徴としている。
これにより、促進酸化工程で排出される排ガス中に含まれる１，４−ジオキサンを効率的に回収することができ、大気に放出される虞がない。
【００１９】
前記１，４−ジオキサンの水溶液化手段は、ケーシング内に前記水の噴霧器を備え、前記ケーシング内の前記廃ガスの流路に前記噴霧器で散水して、前記廃ガスと前記水を気液接触させるスクラバーであることを特徴としている。
これにより、オゾンガスと共に気散した１，４−ジオキサンを効率的に水溶液化することができ、オゾンガスによる配管の腐食の虞がない。
【００２０】
前記スクラバーに供給する前記水は、前記促進酸化手段で処理された処理水を用いることを特徴としている。
これにより、１，４−ジオキサンを溶解させる水を新たに外部から供給する必要がないため、処理水の総量を増大させることがなく、処理全体の低コスト化が図れる。
【００２１】
前記１，４−ジオキサンの水溶液化手段は、前記促進酸化手段を含む処理ラインと別ラインの生物処理槽へ散気用ガスとして前記廃ガスを用いる生物処理手段であることを特徴としている。
これにより、１，４−ジオキサンを水溶液化するため、スクラバーなどの装置を新たに設ける必要がない。よって装置全体の低コスト化が図れる。
【００２２】
前記１，４−ジオキサンの水溶液手段は、前記促進酸化手段の前段の生物処理槽の散気用ガスとして前記廃ガスを用いる生物処理手段であることを特徴としている。
これにより、１，４−ジオキサンを水溶液化するため、スクラバーなどの装置を新たに設ける必要がない。促進酸化工程と同じライン上の生物処理槽を用いることで、装置の低コスト化を図ることができる。
【００２３】
前記生物処理手段は、前記促進酸化手段の前段に直列に配置された複数の生物処理槽で行うことを特徴としている。
これにより、上流側の生物処理槽のオゾン濃度よりも下流側の生物処理槽のオゾン濃度を低く設定することができ、生物処理に適した生物処理環境を形成することができる。
【００２４】
前記スクラバーから排出された前記１，４−ジオキサンを前記促進酸化手段よりも前段の生物処理手段へ導入することを特徴としている。
これにより、オゾンガスを生物処理槽へ導入する間に、オゾンが配管を腐食する虞がない。従って１，４−ジオキサンの系外への排出を低減できると共に、装置全体の経年劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
上記構成による本発明の廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法及び装置によれば、促進酸化工程で排出される排ガス中に含まれる１，４−ジオキサンを容易かつ効率的に回収することができ、大気に放出される虞がない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。
【図２】第２実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。
【図３】第３実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。
【図４】第４実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。
【図５】第５実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。
【図６】第６実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。
【図７】弱い曝気による１，４−ジオキサンの除去効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の廃水中の１，４−ジオキサンの処理方法及びその装置の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
図１は第１実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。図示のように第１実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置１０（以下、単に処理装置１０という）は、オゾン処理と、過酸化水素処理又は紫外線処理のうち１つ以上を併用して、廃水中に含まれる１，４−ジオキサンをＯＨラジカルで分解する促進酸化手段となる促進酸化処理装置２０と、促進酸化手段の促進酸化工程で発生するオゾンガスと共に気散した１，４−ジオキサンを含む廃ガスを水と接触させる１，４−ジオキサンの水溶液化手段となるスクラバー装置５０と、を主な基本構成としている。
【００２８】
処理装置１０の促進酸化処理装置２０の前段には、貯留槽１２が配置されている。貯留槽１２は、原水流量の変動を考慮しながら、上流側から流れてくる原水を一時的に貯留している。そして貯留された原水は、貯留槽１２と促進酸化処理装置２０との間に配置された導入管２２のポンプ１４により、導入管２２を通過して後段の促進酸化処理装置２０へ送られる。
【００２９】
促進酸化処理装置２０は、処理槽の底面に原水の導入管２２が接続され、処理槽の側面に処理水の導出管２４が接続されている。促進酸化処理装置２０には、オゾン処理装置３０と、紫外線照射装置４０が設けられている。
【００３０】
オゾン処理装置３０は、オゾン発生器３２と、オゾンガス注入管３４と、散気管３６から構成されている。オゾン発生器３２は、促進酸化処理装置２０の近傍に取り付けられ、オゾンガスを発生させている。発生したオゾンガスは、オゾンガス注入管３４を通過して促進酸化処理装置２０の底部に配置された散気管３６によって廃水中へ散気されている。廃水中へ散気されたオゾンガスは、促進酸化処理装置２０の上部に設けられた排気管２６から排気される。なお、促進酸化処理装置２０は、一例として、１０ｍｇ／Ｌ〜３００ｍｇ／Ｌ程度になるオゾンガス量がオゾン処理装置３０から注入されることが好ましい。
【００３１】
紫外線照射装置４０は、促進酸化処理装置２０の中心で直立した状態で設けられ、促進酸化処理装置２０内の廃水に対して所定波長の紫外線が照射されている。なお、紫外線照射装置４０の紫外線照射量は、廃水量あたりのランプ電力として、０．２〜４．０ｋｗ／ｍ３で照射されることが好ましい。
【００３２】
このような構成の促進酸化装置２０では、流入した廃水中の１，４−ジオキサンがオゾンガスと紫外線を併用した促進酸化法によって酸化分解される。なお、促進酸化法は、オゾンガスと紫外線照射の組み合わせの他にも、処理槽内でオゾンガスを散気する構成であれば、オゾンガスと過酸化水素の組み合わせ、あるいはオゾンガスと紫外線照射と過酸化水素との組み合わせも使用することができる。なお、過酸化水素を適用した場合には、流入量としてオゾンガス注入量の０．０１倍〜０．５倍注入されることが好ましい。
【００３３】
第１実施形態の水溶液化手段となるスクラバー装置５０は、給水ポンプ５２と、噴霧器５４と、排気ポンプ５８を主な基本構成としている。スクラバー装置５０は、ケーシング５１内の下方にろ材５６が取り付けられている。ろ材５６は廃ガスの流路と交差する方向に配置されている。噴霧器５４はケーシング５１内のろ材５６の上方に取り付けられている。噴霧器５４は給水ポンプ５２が設けられ、第１実施形態では水道水を噴霧している。ケーシング５１の上方には、オゾン廃ガス管５９が接続している。オゾン廃ガス管５９には、排気ポンプ５８が取り付けられ、オゾンの廃ガスがオゾン処理装置６０へ導入される。ケーシング５１の下部には、１，４−ジオキサンの水溶液の廃水管が取り付けられ、１，４−ジオキサンの水溶液を貯留槽１２へ導入可能に構成している。
【００３４】
スクラバー装置５０は、ケーシング５１内で給水ポンプ５２から供給された水が噴霧器５４により下方のろ材５６へ噴霧されている。一方、促進酸化処理装置２０から供給された廃ガスは、排気ポンプ５８の吸引力によって、上方向へ流れ、ろ材５６を介して噴霧された水と接触して上方から排出される。噴霧器５４から噴霧された水は、廃水管５３を介して、１，４−ジオキサンの水溶液としてスクラバー装置５０の底部から貯留槽１２へ排出される。
【００３５】
オゾン処理装置６０は、廃ガス中に含まれるオゾンガスを活性炭等の触媒を用いて分解する装置である。
上記構成による第１実施形態の処理装置１０を用いた１，４−ジオキサンの処理方法は、次のように行う。
【００３６】
まず、貯留槽１２に一時的に貯留された１，４−ジオキサンを含む廃水が、促進酸化処理装置２０へ導入される。所定量の廃水が貯留された促進酸化処理装置２０では、オゾン発生器３２により底部から散気管３６を介してオゾンガスが散気されると共に、紫外線照射装置４０により紫外線が照射される。１，４−ジオキサンの分解は、紫外線によりオゾンが分解して生じるＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）との反応によって行われる。これにより、廃水は、オゾン処理と紫外線照射とを併用した促進酸化処理が回分処理によって行われ、その強力な酸化分解によって、廃水中の１，４−ジオキサンが分解処理される。
【００３７】
促進酸化処理装置２０では、１，４−ジオキサンの分解処理と同時に、１，４−ジオキサンの気散処理も行われている。１，４−ジオキサンは常温で揮発性を有している。１，４−ジオキサンの気散処理は、処理槽内で散気されたオゾンガスにより、１，４−ジオキサンの一部が廃水から容易に気散してオゾンガスと共に処理槽内で廃ガスとなる。促進酸化処理装置２０で発生した未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンの廃ガスは、処理槽の上部から廃ガスポンプ２８により、排気管２６を介して、スクラバー装置５０に導入される。
【００３８】
スクラバー装置５０では、ケーシング５１内で給水ポンプ５２から供給された水が噴霧器５４により下方のろ材５６へ噴霧されている。そして、促進酸化処理装置２０から導入された、未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンの廃ガスは、ろ材５６の下方からケーシング５１内へ導入される。廃ガスは、排気ポンプ５８の吸引力によって、上方向へ流れて、ろ材５６を介して噴霧された水と接触して上方から排出される。１，４−ジオキサンは水に溶け易い性質であるため、廃ガス中に含まれる１，４−ジオキサンは、噴霧した水へ積極的に溶解して水溶液化、すなわち１，４−ジオキサンの水溶液となる。１，４−ジオキサンの水溶液は廃水管５３を介して、貯留槽１２へ導入され、再度、促進酸化処理装置２０で促進酸化処理を行うことができる。
【００３９】
一方、オゾンガスを含む廃ガスは、排気ポンプ５８によって、オゾン処理装置６０へ送られて、活性炭などの触媒により分解される。なお、オゾンガスは有害かつ腐食性を有しているため、まず、促進酸化処理装置２０から排出された廃ガスをオゾン処理装置６０で活性炭などの触媒により、オゾン分解処理を行ってもよい。１，４−ジオキサンを含む廃ガスは、触媒では分解できないため、その後、スクラバー装置５０へ廃ガスを導入して、１，４−ジオキサンの分解処理を行う構成としてもよい。
【００４０】
このような第１実施形態の処理方法及び装置によれば、１，４−ジオキサンの水に溶け易い性質を利用して、促進酸化処理工程で排出される廃ガス中に含まれる１，４−ジオキサンを効率的に回収することができ、大気に放出される虞がない。
【００４１】
図２は第２実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。第２実施形態の処理装置１０Ａは、スクラバー装置５０で噴霧する水に促進酸化処理装置２０で処理した処理水を用いている。その他の構成は第１実施形態の処理装置１０と同様の構成であり、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。第１実施形態の処理装置では、スクラバー装置で噴霧する水に水道水を用いている。１，４−ジオキサンを水溶液化する媒体としては、容易に入手できる。しかしながら、処理システム全体の水処理効率を考慮した場合、処理系外の水道水を用いると、処理系内の処理しなければならない水が増加することになるため、効率的ではない。そこで、図示のように、１，４−ジオキサンの分解処理を行った処理水の一部を散気用水として用いている。
【００４２】
このような第２実施形態の処理方法及び装置によれば、１，４−ジオキサンと溶解する水を新たに用いることがないため、処理水の総量を増大させることがなく、低コスト化を図れる。
【００４３】
図３は第３実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。第３実施形態の処理装置１０Ｂは、１，４−ジオキサンの水溶液化手段として、別ラインの生物処理槽へ散気用ガスとして前記廃ガスを用いる生物処理装置を用いている。その他の構成は、第１実施形態の処理装置と同様の構成であり、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４４】
生物処理装置６２は、貯留槽１２と促進酸化処理装置２０の処理工程と別の原水が導入される別ラインの処理槽である。生物処理装置６２は、底部に曝気管６４を備えている。曝気管６４は、促進酸化処理装置２０の排気管２６と接続している。これにより、処理槽に流入した原水をエア曝気して好気性状態にしている。また、処理槽内には、有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を有している。有機物分解菌としては、ＢＯＤ又はＣＯＤの酸化分解に通常使用される好気性細菌を使用することができ、一例として、下水処理場の活性汚泥を使用することができる。有機物分解菌は、原水が下水の場合、処理槽に供給される原水中に浮遊汚泥として含まれているので、特に活性汚泥を投入しなくても良い。あるいは活性汚泥を固定化材料に包括又は付着させた担体として処理槽に投入しても良い。更には、処理槽内に固定床を設け、この固定床に活性汚泥を生物膜として付着させるようにしても良い。なお、この他にも、有機物分解菌として、１，４−ジオキサン分解菌を使用することもできる。
【００４５】
上記構成による第３実施形態の処理装置１０Ｂは、処理槽内に所定量の原水が流入する。そして、促進酸化処理装置２０で発生した未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンの廃ガスが廃ガスポンプ２８により、エア曝気用ガスとして曝気管６４に導入される。処理槽内では、曝気管６４による前記廃ガスのエア曝気によって好気性状態下で有機物分解菌と原水が接触する。これにより、原水中の有機物が酸化分解される。これと同時に、オゾンガスと１，４−ジオキサンを含む廃ガスが曝気することにより、１，４−ジオキサンは、水に溶け易い性質のため、原水中に容易に溶解させることができる。また、同時にオゾンガスが含まれる場合は、オゾンガスも原水へと溶解させることができ、１，４−ジオキサンとオゾンガスを同時に処理することができる。そして、原水中に溶解したオゾンガスは，廃水中の有機物質等反応して分解除去される。オゾンガスの分解と共に，有機物質も分解するため，生物処理効率も上昇させることができる。また、有機物分解菌に１，４−ジオキサン分解菌を用いれば、処理槽内で１，４−ジオキサンを分解処理することができる。
【００４６】
このような第３実施形態の処理装置によれば、１，４−ジオキサンを水溶液化するため、スクラバーなどの装置を新たに設ける必要がなく、装置全体の低コスト化を図ることができる。
【００４７】
図４は第４実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。第４実施形態の処理装置１０Ｃは、１，４−ジオキサンの水溶液化手段として、貯留槽１２及び促進酸化処理装置２０の前段に備えた生物処理装置を用いている。その他の構成は第１実施形態の処理装置１０と同様の構成であり、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４８】
生物処理装置６２Ａは、貯留槽１２の前段に配置している。生物処理装置６２Ａは、第３実施形態の生物処理装置６２と同様に、処理槽内に曝気管６４Ａを備えている。曝気管６４Ａは、促進酸化処理装置２０の排気管２６と接続している。処理槽内には有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を有している。有機物分解菌としては、ＢＯＤ又はＣＯＤの酸化分解に通常使用される好気性細菌を使用することができる。
【００４９】
上記構成による第４実施形態の処理装置１０Ｃは、生物処理装置６２Ａの処理槽内に所定量の原水が流入する。そして、促進酸化処理装置２０で発生した未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンの廃ガスが廃ガスポンプ２８により、エア曝気用ガスとして曝気管６４Ａに導入される。処理槽内では、曝気管６４Ａによる前記廃ガスのエア曝気によって好気性状態下で有機物分解菌と原水が接触する。これにより、原水中の有機物が酸化分解される。これと同時に、オゾンガスと１，４−ジオキサンを含む廃ガスが曝気することにより、１，４−ジオキサンは、水に溶け易い性質のため、原水中に容易に溶解させることができる。また、同時にオゾンガスが含まれる場合は、オゾンガスも原水へと溶解させることができ、１，４−ジオキサンとオゾンガスを同時に処理することができる。そして、原水中に溶解したオゾンガスは，廃水中の有機物質等と反応して分解除去される。オゾンガスの分解と共に，有機物質も分解するため，生物処理効率も上昇させることができる。生物分解処理装置で生物処理された第１処理水は、後段の貯留槽１２へ導入される。生物処理装置６２Ａで、水に溶解した１，４−ジオキサンは，通常の有機物分解菌を用いた生物処理では分解できない。このため、１，４−ジオキサンのほとんどが第１処理水中に溶解されたまま貯留槽１２へと導入される。そして、第１実施形態と同様に、促進酸化処理装置２０で１，４−ジオキサンの分解処理が行われ、第２処理水として系外へ排出される。一方、処理槽内で発生した未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンを含む廃ガスは、前段の生物処理装置のエア曝気用ガスとして用いている。
【００５０】
なお、有機物分解菌に１，４−ジオキサン分解菌を用いれば、生物分解処理装置６２Ａの処理槽内で１，４−ジオキサンを分解処理することもできる。
このような第４実施形態の処理方法及び装置によれば、１，４−ジオキサンを水溶液化するため、スクラバーなどの装置を新たに設ける必要がない。促進酸化工程と同じライン上の生物処理槽を用いることで、装置の低コスト化を図ることができる。
【００５１】
図５は第５実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。第５実施形態の処理装置１０Ｄは、１，４−ジオキサンの水溶液化手段として、貯留槽１２及び促進酸化処理装置２０の前段に備えた複数の生物処理装置を用いている。その他の構成は第１実施形態の処理装置１０と同様の構成であり、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。第５実施形態の生物処理装置は、具体的に第１生物処理装置７０と、第２生物処理装置７２から構成されている。この他にも生物処理槽は生物処理工程に応じて３つ以上配置する構成としても良い。第１生物処理装置７０は、第３実施形態の生物処理装置と同様に、処理槽内に曝気管６４Ｂを備えている。曝気管６４Ｂは、促進酸化処理装置２０の排気管２６と接続している。処理槽内には有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を有している。有機物分解菌としては、ＢＯＤ又はＣＯＤの酸化分解に通常使用される好気性細菌を使用することができる。第２生物処理装置７２は、処理槽内に曝気管６４Ｃを備えている、曝気管６４Ｃにはブロア６５が接続し、エア曝気用ガスを供給可能に構成している。処理槽内には有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を有している。有機物分解菌としては、ＢＯＤ又はＣＯＤの酸化分解に通常使用される好気性細菌を使用することができる。
【００５２】
上記構成による第５実施形態の処理装置１０Ｄは、第１生物処理装置７０の処理槽内に所定量の原水が流入する。そして、促進酸化処理装置２０で発生した未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンの廃ガスが廃ガスポンプ２８により、エア曝気用ガスとして曝気管６４Ｂに導入される。処理槽内では、曝気管６４Ｂによる前記廃ガスのエア曝気によって好気性状態下で有機物分解菌と原水が接触する。これと同時に、オゾンガスと１，４−ジオキサンを含む廃ガスが曝気することにより、１，４−ジオキサンは、水に溶け易い性質のため、原水中に容易に溶解させることができる。また、同時にオゾンガスが含まれる場合は、オゾンガスも原水へと溶解させることができる。しかし、廃ガス中のオゾンガスが多い場合には、生物活性が低下するため、生物処理が進行し難い環境となる。そこで、第１生物処理装置７０では、主に、オゾンガスを廃水中の有機物質等と反応させて分解除去して、オゾン濃度を低下させている。そして、第１生物処理装置７０で処理された第１処理水は、後段の第２生物処理装置７２へ導入している。第２生物処理装置７２では、第１生物処理装置７０よりもオゾン濃度が低下しているため、生物活性が高い状態となる。そこで、曝気管６４Ｃによるエア曝気によって好気性状態下で有機物分解菌と第１処理水が接触して、第１処理水中の有機物が酸化分解される。
【００５３】
第２生物処理装置７２で生物処理された第２処理水は、後段の貯留槽１２へ導入される。第１生物処理装置７０で、水に溶解した１，４−ジオキサンは，通常の有機物分解菌を用いた生物処理では分解できない。このため、１，４−ジオキサンのほとんどが第２処理水中に溶解されたまま貯留槽１２へと導入される。そして、第１実施形態と同様に、促進酸化処理装置２０で１，４−ジオキサンの分解処理が行われ第３処理水として系外へ排出される。一方、処理槽内で発生した未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンを含む廃ガスは、前段の第１生物処理装置７０のエア曝気用ガスとして用いている。
【００５４】
なお、第２生物処理装置７２の有機物分解菌に１，４−ジオキサン分解菌を用いれば、処理槽内で１，４−ジオキサンを分解処理することもできる。
このような第５実施形態の処理方法及び装置によれば、廃ガス中に未反応のオゾンガスが多く含まれる場合に、生物処理槽の生物活性が低下する虞があるが、複数の生物処理槽間でオゾン濃度を変えることができ、生物処理に適した生物処理環境を形成することができる。従って、オゾンガスが有機物分解菌に与える影響を抑制することができる。
【００５５】
図６は第６実施形態の廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置の構成概略図である。第６実施形態の処理装置１０Ｅは、原水の処理工程は第４実施形態の処理装置１０Ｃと同様であるが、１，４−ジオキサンの水溶液化手段として、第１実施形態の処理装置１０のスクラバー装置５０を用いている。
【００５６】
具体的に第６実施形態の処理装置１０Ｅは、原水が生物処理装置６２Ｂに導入される。生物処理装置６２Ｂは、処理槽内に曝気管６４Ｃを備えている、曝気管６４Ｃにはブロア６５が接続し、エア曝気用ガスを供給可能に構成している。処理槽内には有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を有している。またスクラバー装置５０の１，４−ジオキサンの水溶液は、生物処理装置６２Ｂに導入される。
【００５７】
上記構成による第６実施形態の処理装置は、生物処理装置６２Ｂの処理槽内に所定量の原水が流入する。生物処理装置６２Ｂでは、曝気管６４Ｃによるエア曝気によって、好気性状態下で有機物分解菌と第１処理水が接触して、原水中の有機物が酸化分解される。また生物処理装置６２Ｂにはスクラバー装置５０で生じた１，４−ジオキサンの水溶液が導入されている。
【００５８】
生物処理装置６２Ｂで生物処理された第１処理水は、後段の貯留槽１２へ導入される。生物処理装置６２Ｂにおいて、水に溶解した１，４−ジオキサンは、通常の有機物分解菌を用いた生物処理では分解できない。このため、１，４−ジオキサンのほとんどが第１処理水中に溶解されたまま貯留槽１２へと導入される。そして、第１実施形態と同様に、促進酸化処理装置２０で１，４−ジオキサンの分解処理が行われ第２処理水として系外へ排出される。一方、処理槽内で発生した未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンを含む廃ガスは、促進酸化処理装置２０の上部から廃ガスポンプ２８により、排気管２６を介して、スクラバー装置５０に導入される。
【００５９】
スクラバー装置５０では、ケーシング５１内で給水ポンプ５２から供給された水が噴霧器５４により下方のろ材５６へ噴霧されている。そして、促進酸化処理装置２０から導入された、未反応のオゾンガスと１，４−ジオキサンの廃ガスは、ろ材５６の下方からケーシング５１内へ導入される。廃ガスは、排気ポンプ５８の吸引力によって、上方向へ流れて、ろ材５６を介して噴霧された水と接触して上方から排出される。１，４−ジオキサンは水に溶け易い性質であるため、廃ガス中に含まれる１，４−ジオキサンは、噴霧した水へ積極的に溶解して水溶液化、すなわち１，４−ジオキサンの水溶液となる。１，４−ジオキサンの水溶液は前段の生物処理装置６２Ｂへ導入される。そして、再度、促進酸化処理装置２０で促進酸化処理を行うことができる。一方、オゾンガスを含む廃ガスは、排気ポンプ５８によって、オゾン処理装置６０へ送られて、活性炭などの触媒により分解される。
【００６０】
このような第６実施形態の処理方法及び装置によれば、配管を腐食する虞のあるオゾンガスをスクラバー装置で１，４−ジオキサンと分離して、除去することができる。従って、生物処理装置へオゾンガスを導入することがないため、処理槽に接続する配管の腐食の虞がなく、装置全体の経年劣化を防止することができる。
【００６１】
［実施例１］
第１実施形態の処理装置１０で、廃水中の１，４−ジオキサンを処理した実施例について以下説明する。促進酸化処理装置２０では、円筒型の内容積１２Ｌの処理槽内に、紫外線照射装置４０となるランプ電力４８Ｗの低圧水銀ランプを投入した。このときの紫外線ランプの照射量は４ｋｗ／ｍ３である。オゾン処理装置３０により、処理槽の下部からガス濃度２０ｍｇ／Ｌのオゾンガスを５Ｌ／ｍｉｎのガス流速で通水した。処理槽内の滞留時間は、２時間とし、原水は下部の導入管２２よりポンプ１４で処理槽内へ流入させた。
【００６２】
本実施例の廃水は、Ａ工場廃水を生物処理した処理水を用いた。この廃水中には１，４−ジオキサンが２００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ成分として４９８ｍｇ／Ｌが含まれており、１，４−ジオキサン以外の有機物質も含まれていた。
【００６３】
促進酸化処理水中の１，４−ジオキサンは、８ｍｇ／Ｌ〜１２ｍｇ／Ｌであり、９５％の１，４−ジオキサンが酸化分解又は気散により除去され、流入する１，４−ジオキサンの約５％が処理水から流出していた。このとき、廃ガス中の１，４−ジオキサン濃度を測定し、気散する１，４−ジオキサン量を計算した結果、約８％の１，４−ジオキサンが気散していることがわかった。なお、流入したオゾンガスの１５％が未反応のまま、廃ガス中に含まれていた。
【００６４】
この１，４−ジオキサンを含む廃ガスをスクラバー装置５０で処理した結果、スクラバー処理後の処理ガスから流出する１，４−ジオキサン量は０．８％未満へ削減できることがわかった。
【００６５】
これらのことから、従来の促進酸化処理装置では、約８％の１，４−ジオキサンが気散して大気中に放出されるが、本実施形態の処理装置１０を用いることで、オゾンガスとともに気散して系外に放出される１，４−ジオキサン量を大幅に削減できることがわかった。
【００６６】
促進酸化処理装置の物質収支は、以下の通りである。
従来の促進酸化処理装置では、原水１００に対し、処理水が５、気散が８であった。本実施形態の処理装置では、原水１００に対し、処理水が５、気散が０．８であった。
なお、スクラバー処理後の処理ガス中のオゾンガスの濃度は、処理前と比較して約１／３に減少しており、廃オゾンガス処理への負担を軽減することが可能となった。
【００６７】
［実施例２］
第３実施形態の処理装置で、廃水中の１，４−ジオキサンを処理した実施例について以下説明する。生物処理装置６２は、１，４−ジオキサンを含まないＢＯＤ処理装置であり、ＢＯＤ濃度が約１２００ｍｇ／Ｌの廃水を滞留時間２４時間で処理する。反応槽内には、生物を維持するためのプラスチック製の接触材が投入してある。
【００６８】
原水および促進酸化処理装置の運転条件は、実施例１と同様であり、廃ガスの処理方法だけが異なる。廃ガスを生物処理装置６２へエア曝気用ガス（空気、酸素）を供給するラインに接続し、オゾンガスと１，４−ジオキサンを含む廃ガスを供給した。その結果、生物処理装置６２から気散して排出される１，４−ジオキサン濃度は、検出することができず、気散を防止することができた。また、廃オゾンガスも０．１ｍｇ／Ｌ以下まで処理できた、このため、廃オゾンガスを処理するための装置が不要となった。
【００６９】
［実施例３］
第５実施形態の処理装置で、廃水中の１，４−ジオキサンを処理した実施例について以下説明する。Ａ工場廃水のＣＯＤは２０１０ｍｇ／Ｌであり、第１生物処理装置７０で生物処理することにより４９８ｍｇ／Ｌまで処理でき、１，４−ジオキサン濃度は２００ｍｇ／Ｌであった（実施例１の生物処理水と同じ）。廃オゾンガスも０．１ｍｇ／Ｌ以下まで処理できた。このため、廃オゾンガスを処理するための装置が不要となった。
【００７０】
第２生物処理装置７２では、もともと曝気により気散が生じているため、実施例２の場合とは異なり、１，４−ジオキサンの気散が確認された。気散量の増加はほぼ無かった。これらのことから、促進酸化処理装置で気散した１，４−ジオキサンの処理と、廃オゾンガスの処理に有効であることが確認できた。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ………廃水中の１，４−ジオキサンの処理装置、１２………貯留槽、１４………ポンプ、２０………促進酸化処理装置、２２………導入管、２４………導出管、２６………排気管、２８………廃ガスポンプ、３０………オゾン処理装置、３２………オゾン発生器、３４………オゾンガス注入管、３６………散気管、４０………紫外線照射装置、５０………スクラバー装置、５１………ケーシング、５２………給水ポンプ、５３………廃水管、５４………噴霧器、５６………ろ材、５８………排気ポンプ、５９………オゾン廃ガス管、６０………オゾン処理装置、６２，６２Ａ………生物処理装置、６４，６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ………曝気管、６５………ブロア、７０………第１生物処理装置、７２………第２生物処理装置。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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