(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
界面活性剤と金属塩凝集剤（凝集剤以外の金属塩も含む。）と消泡作用のある高分子電解質とｐＨ調整剤とを使用して薬物を含有する排水中の薬物を凝集フローテーション法により分離除去する排水処理方法において、
金属塩凝集剤が塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄又はポリ硫酸第二鉄の金属塩凝集剤であり、薬物がテトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、ケトプロフェン又はイブプロフェンの酸性薬物、あるいはフルオキセチン又はクロルフェニラミンの塩基性薬物であり、
前記金属塩凝集剤と前記薬物とが錯体を形成することで錯体が正電荷となり、前記界面活性剤の負電荷部分に結合することで、凝集フローテーション槽の排水と泡との界面に前記薬物が吸着されることを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
界面活性剤がドデシル硫酸ナトリウム、金属塩凝集剤が塩化アルミニウム又はポリ塩化アルミニウム、消泡作用のある高分子電解質がポリアリルアミン塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、ポリ（アクリルアミド  -ＣＯ-  ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、キトサンの何れかであることを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記消泡作用のある高分子電解質は、前記薬物が凝集フローテーション槽の排水と泡との界面に吸着されたあとで、泡を形成する界面活性剤の親水性基に働きかけ凝集作用を行うことで、前記金属塩凝集剤と前記薬物とが形成した錯体も凝集することを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
界面活性剤と金属塩凝集剤と高分子電解質とｐＨ調整剤とを使用して薬物を含有する排水中の薬物を凝集フローテーション法により分離除去する排水処理方法において、
テトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、ケトプロフェン又はイブプロフェンの酸性薬物、あるいは
フルオキセチン又はクロルフェニラミンの塩基性薬物を濃度０．５〜２．０ｍｇ／Ｌ含有する被処理排水中に、界面活性剤としてのドデシル硫酸ナトリウムを含有濃度１０〜４０ｍｇ／Ｌ、高分子電解質としてのポリアリルアミン塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、ポリ（アクリルアミド  -ＣＯ-  ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、キトサンの何れかを濃度３〜２０ｍｇ／Ｌ、金属塩凝集剤の塩化アルミニウム又はポリ塩化アルミニウムもしくは硫酸アルミニウムのアルミニウム基が濃度０．５〜５．０ｍｇ／Ｌを含有せしめ、ｐＨを５．５〜７．５に調整し、上記被処理排水中に下部から直径０．１〜５．０ｍｍの気泡を０．０４〜２．０Ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ-2 噴出供給することを特徴とする排水処理方法。
【請求項５】
高分子電解質、つまりポリアリルアミン塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、ポリ（アクリルアミド  -ＣＯ-  ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、キトサンの何れかの高分子電解質を、上記被処理排水中に下部から気泡を噴出供給する部位から上方で、薬物を含有する排水、前記界面活性剤としてのドデシル硫酸ナトリウム、及び前記金属塩凝集剤としての塩化アルミニウム又はポリ塩化アルミニウムもしくは硫酸アルミニウムやｐＨ調整剤とは別に供給することを特徴とする請求項４に記載の排水処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の排水処理方法を実施するための排水処理装置であって、
凝集フローテーション槽と同槽に連設して設けられた消泡兼沈殿槽とからなり、凝集フローテーション槽には、薬物を含有する排水の導入手段と界面活性剤供給手段と金属塩凝集剤供給手段と高分子電解質供給手段とｐＨ調整剤供給手段とが付設され、更に同槽の下方から直径０．１〜５．０ｍｍの気泡を０．０４〜２．０Ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ-2 噴出供給する手段が付設されてなることを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
請求項６の排水処理装置において、消泡槽後部には、越流板と同越流板の下部に凝集物取り出し手段が付設されてなることを特徴とする請求項６に記載の排水処理装置。
【請求項８】
請求項６の排水処理装置において、凝集フローテーション槽内の泡の積層高さを計測し凝集フローテーション槽内に過剰に泡が発生したときに排水処理装置の運転を停止させる運転制御手段を設けたことを特徴とする請求項６又は７に記載の排水処理装置。
【請求項９】
請求項６の排水処理装置において、凝集フローテーション槽と同槽に連設して設けられた消泡槽に跨がる凝集物掻寄機が付設されてなることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１に記載の排水処理装置。
【請求項１０】
請求項６の排水処理装置において、消泡槽内の排水のｐＨを計測し排水内のｐＨを所定の範囲に調整するｐＨ調整手段を設けたことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１に記載の排水処理装置。
【請求項１１】
請求項６の排水処理装置において、凝集フローテーション槽内の泡を計測し凝集フローテーション槽内に過剰に泡が発生したときに排水処理装置の運転を停止させる運転制御手段を設けたことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１に記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療分野にかかる病院や研究機関、医薬工場や原薬工場等から排出される薬剤が含まれる排水の処理方法および排水の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野にかかる病院や研究機関、医薬工場や原薬工場等から排出される薬物を含む排水には、例えば感染症の治療や予防に用いられる薬物なども含まれ、排水処理後に処理水が放流される河川などの生態系への影響や、耐性菌の発生などが懸念される高生理活性物質が含まれており、この排水の処理は専門の産業廃棄物処理業者に委託処理されるのが通常であった。
このような排水処理を委託された産業廃棄物処理業者では、この排水に含まれる薬物を排水から分離しがたい際には、高温状態の炉中に薬物を含む排水を噴霧することで排水中の薬物などを高温で焼却処理し、生理活性を除いて無害化している。しかし、この無害化には、燃焼酸化分解を用いているのでエネルギーを莫大に使ってしまうし、バッチ処理として排水をすべて回収し委託処理しなければならなく、生産性もあがらなければ費用も莫大に必要とした。
人体に対して処方される可能性のある薬物は、水への溶解性も高いものが多く、排水からの除去が困難なものが多い。
ところで、工業分野での排水中からの固液分離として、例えば排水中の界面活性剤の効率の良い分離方法として、排水中成分を凝集させる凝集フローテーション法が知られている。
例えば、特許文献１には、排水処理後の放流処理水に含まれると河川などの水面に発泡した状態で滞り、水中の酸素濃度を低下させる環境破壊に陥りがちな界面活性剤を含んだ排水の処理方法として、この凝集フローテーション法を用いた処理方法が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、医療分野にかかる病院や研究機関、医薬工場や原薬工場等から出てくる排水には、水への溶解性の特に高い、テトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、ケトプロフェンやイブプロフェンなどの酸性薬物、フルオキセチンやクロルフェニラミンなどの塩基性薬物、３員環抗うつ剤などの薬物が含まれ、既存の吸着法や生物分解法によっては効果的に除去されない。このような排水処理技術では除去が困難とされている。
上述の凝集フローテーション法を用いて上記薬物を含む排水処理をしようとしても、水への溶解性が高いと言っても、薬物成分自体には疎水性であったり親水性であったり、さらには正電荷か負電荷かどちらかに帯電しているか、極性などの物性により、界面活性剤による水面の泡界面への浮上処理を期待しても、どのように凝集反応が発現するかの性質は異なってきて、その処理は困難を極める。
一方、界面活性剤の使用量が多すぎると界面活性剤に由来する余計な発泡による泡の除去操作やハンドリングが必要となることから凝集効果を維持しながら界面活性剤の使用量を抑制しなければならないという問題がある。
上記特許文献１に記載の発明は、工業的に一般的に行われている処理方法であって、開示されている方法だけでは上記排水に含まれる多種の薬剤を除去することや凝集効果を維持しながら界面活性剤の使用量を抑制することができない。
また、非特許文献１に記載の知見では、水酸化アルミニウム凝集沈殿系にアニオン界面活性剤を添加すると、畜産系において使用量の多いテトラサイクリン系抗菌剤をある程度選択的に除去できることが示されているが、アニオン界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）溶液の添加量は、６０〜８０ｍｇ/ｌと多量に添加しないとテトラサイクリンの除去率は向上しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９３９４４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】斉藤徹、三輪明日香、柴田健司、平出正孝、“界面活性剤支援凝集沈殿系の設計による排水中薬物の高効率除去”  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ２０１３講演要旨集、日本分析化学会他、２０１３  Ｐ．３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することを目的とするものであり、排水中に含まれる除去対象の薬物が、負電荷を帯び、疎水性か親水性かの性質によらず、金属塩凝集剤の正電荷を有する基が薬物の負電荷を帯びる基に結合して正電荷を帯びる錯体を作ることで固液分離ができ、テトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、酸性薬物、塩基性薬物の薬物が含まれている排水（流入原水）の薬物を良好に除去することを目的とする薬物を含有する排水の処理方法および排水の処理装置を提供することを目的とする。
特に上記薬物であって、かつ、酸性から塩基性にわたる高極性薬物や水―オクタノール間分配係数（ｌｏｇ ｋｏｗ）が酸性・塩基性ともに３以上の薬物を良好に除去することを目的とする薬物を含有する排水の処理方法および排水の処理装置を提供することを目的とする。
また、凝集フローテーション操作において、界面活性剤の使用量を抑制でき、界面活性剤に由来する余計な発泡による泡の除去操作やハンドリングが不要になる薬物を含有する排水の処理方法および排水の処理装置を提供することを目的とする。
さらに、薬物を含む排水の処理を専門の産業廃棄物処理業者に委託する必要があり、処理する排水量に応じてかかる産業廃棄処理コストを軽減し、薬物を含んだ排水を安全に処理する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】
【０００７】
本発明者らは上記課題を下記の手段により解決した。
本発明者らは上記課題を下記の手段により解決した。
（１）界面活性剤と金属塩凝集剤と消泡作用のある高分子電解質とｐＨ調整剤とを使用して薬物を含有する排水中の薬物を凝集フローテーション法により分離除去する排水処理方法において、
金属塩凝集剤が塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄又はポリ硫酸第二鉄の金属塩凝集剤であり、薬物がテトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、ケトプロフェン又はイブプロフェンの酸性薬物、あるいはフルオキセチン又はクロルフェニラミンの塩基性薬物であり、
前記金属塩凝集剤と前記薬物とが錯体を形成することで錯体が正電荷となり、前記界面活性剤の負電荷部分に結合することで、凝集フローテーション槽の排水と泡との界面に前記薬物が吸着される
ことを特徴とする排水処理方法。
（２）界面活性剤がドデシル硫酸ナトリウム、金属塩凝集剤が塩化アルミニウムやポリ塩化アルミニウム、消泡作用のある高分子電解質がポリアリルアミン塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、ポリ（アクリルアミド  -ＣＯ-  ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、キトサンの何れかであることを特徴とする（１）に記載の排水処理方法。
（３）前記消泡作用のある高分子電解質は、前記薬物が凝集フローテーション槽の排水と泡との界面に吸着されたあとで、泡を形成する界面活性剤の親水性基に働きかけ凝集作用を行うことで、前記金属塩凝集剤と前記薬物とが形成した錯体も凝集することを特徴とする（１）又は（２）に記載の排水処理方法。
（４）界面活性剤と金属塩凝集剤と消泡作用のある高分子電解質とｐＨ調整剤とを使用して薬物を含有する排水中の薬物を凝集フローテーション法により分離除去する排水処理方法において、
テトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、ケトプロフェン又はイブプロフェンの酸性薬物、あるいは
フルオキセチン又はクロルフェニラミンの塩基性薬物を濃度０．５〜２．０ｍｇ／Ｌ含有する被処理排水中に、界面活性剤としてのドデシル硫酸ナトリウムを含有濃度１０〜４０ｍｇ／Ｌ、高分子電解質としてのポリアリルアミン塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、ポリ（アクリルアミド  -ＣＯ-  ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、キトサンの何れかを濃度３〜２０ｍｇ／Ｌ、金属塩凝集剤の塩化アルミニウム又はポリ塩化アルミニウムもしくは硫酸アルミニウムのアルミニウム基が濃度０．５〜５．０ｍｇ／Ｌを含有せしめ、ｐＨを５．５〜７．５に調整し、上記被処理排水中に下部から直径０．１〜５．０ｍｍの気泡を０．０４〜２．０Ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ-2 噴出供給することを特徴とする排水処理方法。
（５）電解質、つまりポリアリルアミン塩酸塩、ポリエチレンイミン、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、ポリ（アクリルアミド -ＣＯ-  ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）溶液、キトサンの何れかの高分子電解質を、上記被処理排水中に下部から気泡を噴出供給する部位から上方で、薬物を含有する排水、前記界面活性剤としてのドデシル硫酸ナトリウム、及び前記金属塩凝集剤としての塩化アルミニウム又はポリ塩化アルミニウムもしくは硫酸アルミニウムやｐＨ調整剤とは別に供給することを特徴とする（４）に記載の排水処理方法。
（６）（１）〜（５）のいずれか１に記載の排水処理方法を実施するための排水処理装置であって、
凝集フローテーション槽と同槽に連設して設けられた消泡兼沈殿槽とからなり、凝集フローテーション槽には、薬物を含有する排水の導入手段と界面活性剤供給手段と金属塩凝集剤供給手段と高分子電解質供給手段とｐＨ調整剤供給手段とが付設され、更に同槽の下方から直径０．１〜５．０ｍｍの気泡を０．０４〜２．０Ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ-2 噴出供給する手段が付設されてなることを特徴とする排水処理装置。
（７）（６）の排水処理装置において、消泡槽後部には、越流板と同越流板の下部に凝集物取り出し手段が付設されてなることを特徴とする（６）に記載の排水処理装置。
（８）（６）の排水処理装置において、凝集フローテーション槽内の泡の積層高さを計測し凝集フローテーション槽内に過剰に泡が発生したときに排水処理装置の運転を停止させる運転制御手段を設けたことを特徴とする（６）又は（７）に記載の排水処理装置。
（９）（６）の排水処理装置において、凝集フローテーション槽と同槽に連設して設けられた消泡槽に跨がる凝集物掻寄機が付設されてなることを特徴とする（６）〜（８）のいずれか１に記載の排水処理装置。
（１０）（６）の排水処理装置において、消泡槽内の排水のｐＨを計測し排水内のｐＨを所定の範囲に調整するｐＨ調整手段を設けたことを特徴とする（６）〜（９）のいずれか１に記載の排水処理装置。
（１１）（６）の排水処理装置において、凝集フローテーション槽内の泡を計測し凝集フローテーション槽内に過剰に泡が発生したときに排水処理装置の運転を停止させる運転制御手段を設けたことを特徴とする（６）〜（１０）のいずれか１に記載の排水処理装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の（１）〜（１１）により排水に含まれる水への溶解性の高いテトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、ケトプロフェンやイブプロフェンなどの酸性薬物、フルオキセチンやクロルフェニラミンなどの塩基性薬物等の高極性薬物を選択的に除去することができる。
また、負荷電を帯び、疎水性か親水性かの性質が不明確なものは界面活性剤の作用が直接には働かないが、金属塩凝集剤の正電荷を有する基が薬物の負電荷を帯びる基に結合して正電荷を帯びる錯体を作ることでこれらの薬物についても除去することができる。
また、非特許文献２の従来技術に比べ、界面活性剤の量を、従来技術が６０〜８０ｍｇ/ｌの量：つまり４の割合に対して、今回技術は２０ｍｇ／ｌ：つまり１程度の割合へと格段に減少させることができる。消泡作用のある高分子電解質も導入しているので、消泡槽の消泡に掛かる時間が短くてすむ。
さらにまた、薬物を含む排水を濃縮分離することで、薬物の濃縮物（産業廃棄物）のみ産業廃棄物処理業者へ委託処理を依頼すればよく、産業廃棄物の量を減らし、薬物を除去した後の分離液を生活用水とし再利用あるいは下水道へ放流することで、産業廃棄物処理にかかるコスト負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の排水処理方法における疎水性薬物の凝集過程の説明図
【図２】本発明の排水処理方法における親水性薬物の凝集過程の説明図
【図３】本発明の排水処理方法における正電荷を帯びた薬物の凝集過程の説明図
【図４】本発明の排水処理方法における負電荷を帯びた薬物の凝集過程の説明図
【図５】薬物除去における高分子電解質の添加量と界面活性剤の残存量とテトラサイクリンの除去率（ＴＣ除去率）の関係を表わす図
【図６】塩化アルミニウム（ＡＬ（III））の添加量と例えばテトラサイクリンの除去率など各薬物の除去率（除去率）の関係を表わす図
【図７】排水試料のｐＨと薬物の除去率との関係を表す図
【図８】ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の添加量とテトラサイクリン系抗生物質の除去率の関係を表わす図
【図９】本発明の排水処理方法の試験方法を表す図
【図１０】本発明の排水処理方法を実施するための排水処理装置の第１実施例の概略図
【図１１】本発明の排水処理方法を実施するための排水処理装置の第２実施例の概略図
【図１２】本発明の排水処理方法を実施するための排水処理装置の第３実施例の概略図
【図１３】本発明の排水処理方法を実施するための排水処理装置の第４実施例の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、界面活性剤と金属塩凝集剤と消泡作用のある高分子電解質とｐＨ調整剤とを使用して薬物を含有する排水中の薬物を凝集フローテーション法により分離除去する排水処理方法である。
すなわち、医療分野にかかる病院や研究機関、医薬工場や原薬工場等から出てくる水への溶解性が高く高い極性を持つ薬物を含む排水に、凝集操作用の処理剤として、界面活性剤、金属塩凝集剤、高分子電解質を所定量添加し、さらにこれらの凝集操作薬物が添加された排水のｐＨを調整し混合して排水に含まれる薬物を凝集させ選択的に除去する方法である。
前記医療分野にかかる病院や研究機関、医薬工場や原薬工場等から出てくる薬剤としては、例えば、テトラサイクリン系抗生物質（テトラサイクリンTetracycline,  オキシテトラサイクリンOxytetracycline,  クロルテトラサイクリンChlortetracycline）、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質（ノルフロキサシンNorfloxacin,  シプロフロキサシンCiprofloxacin，レボフロキサシンLevofloxacin,  エンロフロキサシンEnrofloxacin）、酸性薬物（ケトプロフェンKetoprofen,  イブプロフェンIbuprofen、Mefenamic acid）、塩基性薬物（Fluoxetine, Chlorpheniramine, Diphenhydramine）等が挙げられる。
また、本発明は、酸性から塩基性にわたる高極性薬物や、水−オクタノール間分解係数（log  kow）が酸性・塩基性ともに３以上の薬物（親油性が比較的高い）などにも適用可能である。
【００１１】
本発明の排水処理方法は、上記のようにテトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質、酸性薬物、塩基性薬物などの薬物等が含まれる排水について処理できる。
また、これら薬物には疎水性の薬物だけでなく、親水性の水溶性薬物、正荷電を有する薬剤や負荷電を有する薬物があり、その物性によって、界面活性剤や凝集剤と反応して凝集反応が発現するかどうかの性質が異なっているが、本発明は、凝集操作薬物として、界面活性剤、金属塩凝集剤、消泡作用を持つ高分子電解質を所定量添加し、さらにｐＨを調整し混合することで、金属塩凝集剤の正電荷を有する基が薬物の負電荷を帯びる基に結合して正電荷を帯びる錯体を作ることで、排水に含まれる上記薬物を凝集させ選択的に除去することを可能としている。
ここで、本発明において、界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、炭素数１２〜１８のアルキル硫酸塩及びポリエトキシ化合物、バクテリア由来のサーファクチン等が挙げられる。
また、金属塩凝集剤としては、塩化アルミニウム（アルミニウムイオン基は３価（ＡＬ（III））、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩のほか、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ硫酸第二鉄等の鉄塩等の無機系凝集剤が用いられる。
そして、消泡作用を有する高分子電解質として、ポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）のほか、ポリエチレンイミンや第４級アミンを有する高分子電解質等が用いられる。高分子電解質を使用することで、一層強固な凝集物を形成し、後述する排水の処理装置における散気の撹拌による乱れによる解体をしにくくしている。
さらに、ｐＨ調整剤として、水酸化ナトリウムを用いることができる。
【００１２】
以下、図１〜４を用いて、本発明の排水処理方法における薬物物性に応じた薬物の凝集過程を説明する。
図１は、薬物が疎水性の場合の凝集過程を示したものである。
同図において、１は排水に含まれている疎水性の薬物（疎水性薬物）、１ａは疎水性薬物１の疎水基部分、２は界面活性剤、２ａは界面活性剤２の親水基部分、２ｂは界面活性剤２の疎水基部分、３は高分子電解質（カチオン）、４は気泡（泡）である。そして、同図（ａ）は、排水内にそれぞれが独立して存在している処理前の状態を表し、（ｂ）は、界面活性剤２が、気泡４の表面外側にその親水基部分２ａを出して集まっている状態を表し、（ｃ）は疎水性薬物１の疎水基部分１ａが気泡４に吸着されている状態を、（ｄ）は高分子電解質（カチオン）３により気泡４から界面活性剤２が剥奪されている状態を表している。
（ｅ）は、排水から凝集物が分離された状態を表し、前記高分子電解質（カチオン）３による気泡４から界面活性剤２の剥離によって気泡４は消泡し、気泡４に吸着されていた疎水性薬物１は、その疎水基部分１ａが高分子電解質３に剥奪補足された界面活性剤２の疎水基部分２ｂに吸着され、凝集物となって排水から分離される。
【００１３】
図２は、薬物が親水性の場合の凝集過程を示したものである。
同図において、６は排水に含まれている親水性の薬物（親水性薬物）、６ａは親水性薬物の親水基部分であり、その他の界面活性剤２、高分子電解質（カチオン）３、気泡４等は図１と同じである。
そして同図（ａ）は排水内にそれぞれが独立して存在している処理前の状態を表し、（ｂ）は界面活性剤２が、気泡４の表面外側にその親水基部分２ａを出して集まっていて、一部の界面活性剤２の親水基部分２ａと親水性薬物６の親水基部分６ａが吸着した状態を、（ｃ）は親水性薬物６の親水基部分６ａが気泡４の表面に集まっている界面活性剤２の親水基部分２ａに接近している状態を、（ｄ）は高分子電解質（カチオン）３により気泡４から界面活性剤２が剥奪されている状態を表している。
（ｅ）は、排水から凝集物が分離された状態を表し、前記高分子電解質（カチオン）３による気泡４から界面活性剤２の剥離によって気泡４は消泡し、気泡４に集まっていた一部の界面活性剤２に吸着されていた親水性薬物６は、その親水基部分６ａに吸着された界面活性剤２の疎水基部分２ｂが他の界面活性剤２の疎水基部分２ｂとが絡みあって（電荷結合）高分子電解質３に剥奪補足され、凝集物となって排水から分離される。
【００１４】
図３は、薬物が正電荷を帯びている場合の凝集過程を示したものである。
同図において、７は排水に含まれている正電荷を帯びている薬物であり、その他の界面活性剤２、高分子電解質（カチオン）３、気泡４等は図１、図２と同じである。
そして同図（ａ）は排水内にそれぞれが独立して存在している処理前の状態を表し、（ｂ）は、界面活性剤２が、気泡４の表面外側にその親水基部分２ａを出して集まっていて、一部の界面活性剤２が正電荷を帯びている薬物７を吸着しながら気泡に集まる状態を、（ｃ）は正電荷を帯びている薬物７が気泡４の表面に集まっている界面活性剤２の親水基部分２ａに接近している状態を、（ｄ）は高分子電解質（カチオン）３により気泡４から界面活性剤２が剥奪されている状態を表す。
（ｅ）は、排水から凝集物が分離された状態を表し、前記高分子電解質（カチオン）３による気泡４から界面活性剤２の剥離によって気泡４は消泡し、気泡４に集まっていた一部の界面活性剤２に吸着されていた正電荷を帯びた薬物７は、吸着された界面活性剤２の疎水基部分２ｂが他の界面活性剤２の疎水基部分２ｂとが絡みあって（電荷結合）高分子電解質３に剥奪補足され、凝集物となって排水から分離される。
【００１５】
図４は、薬物が負電荷を帯びている場合の凝集過程を示したものである。今回の凝集フローテーション処理において、もっとも支配的な反応がこの凝集過程である。
同図において、８は排水に含まれている負電荷を帯びている薬物、９は金属塩凝集剤であり、その他の界面活性剤２、高分子電解質（カチオン）３、気泡４の記号は図１〜３と同じである。
そして同図（ａ）は排水内にそれぞれが独立して存在している処理前の状態を表し、（ｂ）は界面活性剤２が、気泡４の表面外側にその親水基部分２ａを出して集まっていて、一方、負電荷を帯びている薬物８の方は、水酸基ＯＨ- のＨ+ の部分が取れて金属塩凝集剤９（本実施例においては塩化アルミニウム粉末）のＡＬの＋電荷と結合して正電荷を帯びた錯体１０を形成する状態を、（ｃ）、（ｄ）は正電荷を帯び錯体１０が界面活性剤２の親水基部分２ａと結合し負電荷を帯びた薬物８が気泡４に吸着される状態を表す。
（ｅ）は、高分子電解質（カチオン）３により気泡４から界面活性剤２が剥離されている状態を表している。
（ｆ）は、排水から凝集物が分離された状態を表し、前記高分子電解質（カチオン）３による気泡４から界面活性剤２の剥離によって気泡４は消泡し、気泡４に集まっていた一部の界面活性剤２に吸着されていた負電荷を帯びた薬剤を含む錯体１０も、吸着した界面活性剤２が高分子電解質（カチオン）３に吸い寄せられ、その疎水基部分２ｂが前記高分子電解質（カチオン）３に吸着された他の界面活性剤２の疎水基部分２ｂと絡まって（電荷結合）高分子電解質３と結合し、最終的に薬物の凝集物が分離された状態を表す。
このように薬物が負荷電を帯び、疎水性か親水性かの性質が不明確なものは界面活性剤の作用が働かないが、金属塩凝集剤である塩化アルミニウムを使用することで正電荷を有するアルミニウム基が薬物の負電荷を帯びる基に結合して正電荷を帯びる錯体１０を作り、泡界表面の界面活性剤の負電荷部分と静電相互作用により結合し固液分離が起こる。もしくは薬物と金属塩凝集剤の正電荷の錯体と負電荷を帯びる界面活性剤とのイオン対が形成され、界面活性剤の疎水基が疎水性を帯びる泡界面へ吸着が起こることになる。
そして、最終的に残存する発泡を起こす（アニオン）界面活性剤と高分子電解質（カチオン）が強固な凝集物を形成し消泡作用が起こるとともに、薬物を含んだ凝集物同士が高分子電解質の作用で肥大化していくことで固液分離を一層促進することになる。錯体１０が界面活性剤２の親水基部分２ａと結合し負電荷を帯びた薬物８が気泡４に吸着されることが先に起こり、その後で薬物を含む錯体１０は、吸着した界面活性剤２が高分子電解質（カチオン）３に吸い寄せられ、その疎水基部分２ｂが前記高分子電解質（カチオン）３に吸着された他の界面活性剤２の疎水基部分２ｂと絡まって（電荷結合）高分子電解質３と結合し、薬物の凝集物が分離されることとなるので、被処理液の液面近くに多くの量が浮上した気泡の周囲でこの薬物凝集分離が生じることも判る。
本願は、高分子電解質の凝集効果を期待できることから、その分界面活性剤の使用量を抑制でき、また高分子電解質のタイミングの良い消泡効果により、界面活性剤に由来する余計な発泡による泡の除去操作やハンドリングが不要になると共に、界面活性剤の残存量を低減できることによって、界面活性剤の水質基準値０.２ｍｇ／Ｌ以下の含有量まで固液分離が可能となるのである。
【００１６】
図５は、薬物除去における高分子電解質の添加量と界面活性剤の残存量とテトラサイクリンの除去率（ＴＣ除去率）の関係を表わす図である。
同図において高分子電解質としてポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を使用している。
横軸はＰＡＨ添加量、左縦軸はＴＣ除去率（％）、右縦軸はＳＤＳ残存量である。同図において、ＰＡＨ添加量０の場合、ＳＤＳ残存量６．４ｍｇ／Ｌ、ＴＣ除去率８０％以上である。ＰＡＨ添加量７．４ｍｇ／Ｌの場合、ＳＤＳ残存量０．１７ｍｇ／Ｌ、ＴＣ除去率９０％以上である。ＰＡＨ添加量１５ｍｇ／Ｌの場合、ＳＤＳ残存量０、ＴＣ除去率３７％である。
同図から、ＰＡＨ添加量が約９ｍｇ／Ｌを超えるとＴＣ除去率（％）が低下していくことが分かる。また、ＰＡＨ添加量が７．４ｍｇ／Ｌ以上で、ＳＤＳ残存量が０．１７ｍｇ／Ｌ以下となり、薬剤を含有する排水の処理後の水質基準値０．２ｍｇ／Ｌ以下を保つことができることが分かる。
このように、高分子電解質であるＰＡＨを適切な添加量とし、強固な凝集物を形成することにより、発泡の原因である界面活性剤のＳＤＳの添加量を低減させることができ、その結果発泡量の抑制が可能となる。
【００１７】
図６は塩化アルミニウム（このアルミニウム基は３価であり、以降、アルミニウム基濃度で語る場合（ＡＬ（III）と示す。）の添加量とテトラサイクリンの除去率（ＴＣ除去率）の関係を表わす図である。
同図はテトラサイクリン１ｍｇ／Ｌを含む排水試料に、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を２０ｍｇ／Ｌ、ポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）を７．５ｍｇ／Ｌ添加し、この排水試料に（ＡＬ（III））を０〜５ｍｇ／Ｌ添加した場合である。
なお、上記排水試料に水酸化ナトリウムを添加しｐＨ７となるようにｐＨ調整をしている。
これによると、ＡＬ（III）の添加量が０．５ｍｇ／Ｌを超えるとＴＣ除去率が８０％を超え、１．０ｍｇ／Ｌを超えるとＴＣ除去率がほぼ１００％となることが分かる。
【００１８】
図７は、排水試料のｐＨと薬物の除去率との関係を表す図であり、横軸はｐＨ、縦軸はＴＣ除去率（％）を表す。
同図はテトラサイクリン１ｍｇ／Ｌを含む排水試料に、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を２０ｍｇ／Ｌ、ポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）を７．５５ｍｇ／Ｌ、ＡＬ（III）を１ｍｇ／Ｌ添加した場合である。
同図に示すように、ｐＨ５．５〜７．５の範囲では薬物の除去率が１００％に近い。また、ｐＨ７．５〜８．５でも９０％超の除去性能である。よって、調整するｐＨ範囲としては  ５．５〜８．５が望ましく、５．５〜７．５の範囲がより望ましい。
なお、ｐＨ値の水道水質基準は５．８〜８．６であり、５．５〜８．５の範囲に調節することで水道水として対応することができる。
図８はドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の添加量と、例えばテトラサイクリン系抗生物質の除去率など各薬物の除去率の関係を表わす図である。
同図はテトラサイクリン系抗生物質１ｍｇ／Ｌを含む排水試料に、ＡＬ（ｌｌｌ）を１ｍｇ／Ｌ添加し、これにドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を０〜４０ｍｇ／Ｌ添加した場合である。
なお、上記排水試料に水酸化ナトリウムを添加しｐＨ７となるようにｐＨ調整をしている。
これによると、ＳＤＳの添加量が９ｍｇ／Ｌを超えると、テトラサイクリン（Tetracycline：□）,オキシテトラサイクリン（Oxytetracycline：◆）及びクロルテトラサイクリン（Chlortetracyclin：△）のいずれも除去率が９０％を超えることが分かる。また、ＳＤＳの添加量が１０ｍｇ／Ｌを超えると、テトラサイクリン（Tetracycline：□）の除去率がほぼ１００％となる。
なお、図８中の  ＱPAH／ＱSDS ＝１とは、ＳＤＳの量ＱSDS と、ＰＡＨの量ＱPAH とを、±の荷電量で中和する点のことである。
【００１９】
本願発明の排水処理方法に係る実施例として、以下の２種類の排水試料の溶液を用いて薬物除去実験を行った。
（実施例１）
排水試料Ａ（下水処理場からの放流水を想定）：テトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノン（ニューキノロン）系抗生物質、酸性薬物、塩基性薬物を各々１ｍｇ／Ｌを含む水溶液２００ｍＬに、金属塩凝集剤として塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）をＡＬ（III）として１ｍｇ／Ｌ、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を２０ｍｇ／Ｌ、高分子電解質としてポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）を７．５ｍｇ／Ｌを加えた。さらに、この水溶液にｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加してｐＨ７になるように調節した。
このように調整した排水試料Ａの溶液を図９に示すように、焼結した焼結ガラスフィルターの付いたフローテーションセル１２（内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍ）に入れ、下からエアーポンプにより０．３Ｌ／ｍｉｎ（セル内径から０．０４Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ-2に相当）の空気を送り、フローテーションを５分間行った。その後水面に浮上した凝集物を取り除き、溶液をＥＤＴＡ処理したのちにＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）で分離定量し、例えばテトラサイクリンである各薬物の除去率を算出した。テトラサイクリンなどの薬物をＨＰＬＣで分析する際、薬物とアルミニウムの錯体を解離することで定量分析が可能となる。
排水試料Ａの溶液を高速液体クロマトグラフィーで、テトラサイクリンを定量し除去率を求めた結果、除去率は９８±１％であった。テトラサイクリン以外の薬物についても後述で説明する表３、表４に示すように９３%以上と高い除去率でほぼ除去できた。
【００２０】
（実施例２）
排水試料Ｂ（医療機関からのリンス排水想定）：  テトラサイクリン系抗生物質、フルオロキノン（ニューキノロン）系抗生物質、酸性薬物、塩基性薬物を１ｍｇ／Ｌを含む、表２の物質を含むモデル排水水溶液２００ｍＬに、金属塩凝集剤として塩化アルミニウムを１ｍｇ／Ｌ、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を２０ｍｇ／Ｌ、高分子電解質としてポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）を７．５ｍｇ／Ｌを加えた。さらに、この水溶液にｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加してｐＨ７になるように調節した。
このように調整した排水試料Ｂの溶液を図９に示すように、焼結した焼結ガラスフィルターの付いたフローテーションセル（内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍ）に入れ、下からエアーポンプにより０．３Ｌ／ｍｉｎ（セル内径から０．０４Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ-2 に相当）の空気を送り、フローテーションを５分間行った。その後水面に浮上した凝集物を取り除き、溶液をＥＤＴＡ処理したのちにＨＰＬＣで分離定量し、例えばテトラサイクリンなどの各薬物の除去率を算出した。
【００２１】
表１は本願発明の排水処理方法で処理する前の排水試料Ａ及びＢのｐＨ、有機物の残量（ＣＯＤ：化学的酸素要求量）、電気伝導率である。
また、表２は、排水試料Ｂに薬物以外で含まれるモデル排水としての物質の化学組成及びその濃度を、表３は、排水試料Ａ及びＢからのテトラサイクリン系抗生物質およびフルオロキノロン（ニューキノロン）系抗生物質の本願発明の廃水処理方法で処理した後の除去率を、表４は、塩基性および酸性薬物の本願発明の廃水処理方法で処理した後の除去率を、表５は、界面活性剤支援凝集沈殿法（非特許文献１の分離方法）と本発明の排水処理方法による排水処理方法を用いて、排水試料Ａ、Ｂから薬物などを除去した後の処理水中の各々の有機物（ＣＯＤ）の値を表す表である。
表１〜５の排水試料Ａ及びＢにおける本願発明にかかる排水処理は、金属塩凝集剤としてＡＬ（III）が１ｍｇ／Ｌ、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）が２０ｍｇ／Ｌ、消泡剤の高分子電解質としてポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）が７．５ｍｇ／Ｌ加えられている。
【００２２】
【表１】
0006653796.tif 000002
【００２３】
【表２】
0006653796.tif 000003
【００２４】
【表３】
0006653796.tif 000004
【００２５】
表３に示すように、排水試料Ａも、排水試料Ｂもいずれの薬物も９０％を上回って除去された。
【００２６】
【表４】
0006653796.tif 000005
【００２７】
表４は塩基性および酸性薬物の本願発明の廃水処理方法で処理した後の除去率の結果を表す。
同表に示すように排水試料Ａも、排水試料Ｂもいずれの塩基性および酸性薬物も良好に除去された。
【００２８】
【表５】
0006653796.tif 000006
【００２９】
表５は界面活性剤支援凝集沈殿法と本発明の排水処理方法による排水処理方法を用いて、排水試料Ｂから各薬物を除去した処理液のＣＯＤの値を表す表である。
同表において、(1)は排水処理前の排水試料に含まれているＣＯＤの値、(2)は界面活性剤支援凝集沈殿法による排水処理後のＣＯＤの値、(3)は本発明の排水処理方法による排水処理後のＣＯＤの値である。
ここで界面活性剤支援凝集沈殿法による排水処理は、排水試料に塩化アルミニウムを５ｍｇ／Ｌ、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を８０ｍｇ／Ｌを加え、ｐＨ７とし１５分間行った。これに対して本発明の排水処理方法による排水処理は、排水試料に塩化アルミニウムを１ｍｇ／Ｌ、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を２０ｍｇ／Ｌ、ポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＨ）を７．５ｍｇ／Ｌ、を加え、ｐＨ７とし５分間行った。
表に示すように界面活性剤支援凝集沈殿法では、処理後の凝集物（ＣＯＤ）の量が２８ｍｇ／Ｌと９％弱である（つまり、界面活性剤支援凝集沈殿法では、表２に示す他の有機物も凝集分離してしまって除去していることが伺える）のに対して、本発明の排水処理方法で塩化アルミニウムの量が前者の処理方法に比べて１／５、同じくドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の量が１／４及び処理時間が１／３と全てにおいて少ないにもかかわらず処理後の凝集物（ＣＯＤ）の量が、所定の薬物が９０％以上除去されているにもかかわらず２５０ｍｇ/Ｌとほぼ８０％以上残存していることとなっている。
このことからも、本発明では薬物のみを選択的にほぼ除去できることが分かる。
また、本発明の効果として、薬物分離除去したあとに、除去排水を浄化する際に発生した発生汚泥のコンポスト化などのリサイクルにおいて、土壌への混入後にも植物生育や食物連鎖に影響のない安全なコンポスト製品とすることができる。
【００３０】
このように、本発明の排水処理方法においては、高極性薬物を濃度０．５〜２．０ｍｇ／Ｌ含有する被処理排水中に、界面活性剤としてのドデシル硫酸ナトリウムを含有濃度１０〜４０ｍｇ／Ｌ、高分子電解質としてのポリアリルアミン塩酸塩、ポリエチレンイミン、キトサンの何れかを濃度３〜２０ｍｇ／Ｌ、金属塩凝集剤の塩化アルミニウム又はポリ塩化アルミニウムもしくは硫酸アルミニウムのアルミニウム基が濃度０．５〜５．０ｍｇ／Ｌ  を含有せしめ、ｐＨを５．５〜７．５に調整し、上記被処理排水中に下部から直径０．１〜５．０ｍｍの気泡を０．０４〜２．０Ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ-2 噴出供給することで、効果的な排水処理を可能としている。
【００３１】
本発明の排水処理方法を実施するための好適な排水処理装置は、凝集フローテーション槽（２１）と同槽に連設して設けられた消泡槽（２２）とからなり、前記凝集フローテーション槽（２１）に、薬物を含有する排水の導入手段と界面活性剤供給手段と金属塩凝集剤供給手段と高分子電解質供給手段とｐＨ調整剤供給手段とが付設され、更に同槽（２１）の下方から気泡供給する手段が設けられる。
図１０は本発明の排水処理方法を実施するための排水処理装置の第１実施例の概略図を示す。
同図において、２１は凝集フローテーション槽、２２は該凝集フローテーション槽に連接して設けられた消泡槽で後方（凝集物が送られる方向）が深くなるように底部が傾斜している。２３は該消泡槽の後方に設けられた凝集物収容部、２３ａは、該凝集物収容部の下部に設けられた凝集物排出部、２４は消泡槽の下部に設けられた洗浄水排出口、２５は凝集フローテーション槽２１と凝集フローテーション槽２１に連接された消泡槽２２の上部に設けられた凝集物を掻き寄せるキャタピラー構造からなる凝集物掻寄機でフライト２５ａによって凝集物を掻き寄せて前記凝集物収容部２３に排出するように構成されている。
２６は凝集フローテーション槽１の底部に設けられた散気措置、２７は配管２８を介して散気装置２６に空気を供給する送風機、２９は前記配管８の途中に設けられた風量計、３０は風量調節器、３１は送風機用インバーター、３２は消泡槽２２の上部に設けられたｐＨ計、３３は凝集フローテーション槽２１の上部に設けられた泡を検知するレベル計、３４は、消泡槽２２の後方に設けられた凝集物収容部２３の上部に設けられた泡を検知するレベル計である。
３５は消泡槽２２の上部に設けられた越流板であり、ヒンジ用モーター（図示せず）により軸３５ａを中心により回動させ前記凝集物掻寄機２５により後方に送られた凝集物３８を凝集物収容部２３に排出する。３６は、凝集物掻寄機用インバーターで、後述するコントローラー９０からの指示信号に基づいて凝集物掻寄機２５を稼働させるモータ（図示せず）に指示信号を送る。
なお本実施の態様においては、前記レベル計は静電容量式を使用しているがこれに限定されるものではない。
３７は泡、３８は凝集物、３９は洗浄水吹出機構で、ノズル３９ａから高速の水を吹き出し、消泡槽２２の底部に積層した凝集物３８を消泡槽２２の下部に設けられた洗浄水排出口２４から排出する。
【００３２】
４１は排水を凝集フローテーション槽２１に導く排水導入用ポンプ、４２は一端を排水導入用ポンプ４１に接続し、他端を前記凝集フローテーション槽２１に接続する配管、４３は前記配管４２の途中に設けられた流量計、４４は流量調節器、４５排水導入用ポンプインバーターであり、これらにより排水導入手段が構成される。
５１は、高分子電解質タンク、５２は高分子電解質を凝集フローテーション槽２１に導く高分子電解質導入用ポンプで前記高分子電解質タンク５１と配管５３により接続されている。５４は一端を高分子電解質導入用ポンプ５３に接続し、他端を前記凝集フローテーション槽２１に接続する配管、５５は高分子電解質導入用ポンプインバーターであり、これらにより高分子電解質供給手段が構成される。
６１はｐＨ調整剤タンク、６２はｐＨ調整剤を凝集フローテーション槽２１に導くｐＨ調整剤導入用ポンプで前記ｐＨ調整剤タンク６１と配管６３により接続されている。６４は一端をｐＨ調整剤導入用ポンプ６２に接続し、他端を前記凝集フローテーション槽２１に接続する配管、６５はｐＨ調整剤導入用ポンプインバーターであり、これらによりｐＨ調整剤供給手段が構成される。
【００３３】
７１は界面活性剤タンク、７２は界面活性剤を凝集フローテーション槽２１に導く界面活性剤導入用ポンプであり、界面活性剤タンク７１と配管７３により接続されている。７４は一端を界面活性剤導入用ポンプ７２に接続し、他端を前記凝集フローテーション槽２１に接続する配管、７５は界面活性剤導入用ポンプインバーターであり、これらにより界面活性剤供給手段が構成される。
８１は金属塩凝集剤タンク、８２は金属塩凝集剤を凝集フローテーション槽２１に導く金属塩凝集剤導入用ポンプであり、金属塩凝集剤タンク８１と配管８３により接続されている。８４は一端を金属塩凝集剤導入用ポンプ８２に接続し、他端を前記凝集フローテーション槽２１に接続する配管、８５は金属塩凝集剤導入用ポンプインバーターであり、これらにより金属塩凝集剤供給手段が構成される。
なお、上記、排水導入手段、高分子電解質供給手段、ｐＨ調整剤供給手段、界面活性剤供給手段、金属塩凝集剤供給手段の各構成は、一例であり、凝集フローテーション槽２１に適量の薬剤を任意に送ることが可能であれば、その構成は適宜選択できる。
上記本実施の形態では、高分子電解質導入用ポンプ５２に接続されている配管５４、ｐＨ調整剤導入用ポンプ６２に接続されている配管６４、界面活性剤導入用ポンプ７２に接続されている配管７４、金属塩凝集剤導入用ポンプ８２に接続されている配管８４をそれぞれ独立して前記凝集フローテーション槽２１に接続しているが、例えば、高分子電解質導入用ポンプ５２に接続されている配管５４に上記配管（６４、７４、８４）を接続し配管５４からそれらの収納物を凝集フローテーション槽２１に導入する構成とすることもできる。
また、本実施の形態において高分子電解質導入用ポンプ５２に接続されている配管５４を凝集フローテーション槽２１の下部で接続しているが、後述するように、高分子電解質導入用ポンプ５２に接続されている配管５４を凝集フローテーション槽２１の上部に接続するなど、設置場所等に合わせて構成の設計変更が可能である。
【００３４】
図１０に示す本実施の形態において、９０はコントローラー（凝集フローテーション処理の制御部）であり、風量調節器３０、送風機用インバーター３１、ｐＨ計３２、レベル計３３、３４、凝集物掻寄機用インバーター３６、ヒンジ用モーター（図示せず）、流量調節器４４、排水導入用ポンプインバーター４５、高分子電解質導入用ポンプインバーター５５、ｐＨ調整剤導入用ポンプインバーター６５、界面活性剤導入用ポンプインバーター７５、金属塩凝集剤導入用ポンプインバーター８５と電気接続され、各導入用ポンプインバーターに指示信号を送り各導入用ポンプインバーターに接続されている導入用ポンプの運転を制御する。
【００３５】
次に本発明の第１実施例として、凝集フローテーション槽内における薬物を含む排水の制御について図１０に基づいて説明する。
工場等の各工程などから排出される高生理活性物質を含む排水を受けて貯めておく、図１０には記載のない一次排水タンクから、図１０の排水処理システムに被処理水を、例えば１日に一度導入する場合では、先ずコントローラー９０から排水導入用ポンプインバーター４５に運転信号が発せられ、その後は流量調整器４４に設定されている流量設定値になるように、流量計４３により計測された流量測定値と流量設定値との偏差に応じて排水導入用ポンプインバーター４５の周波数が制御されてポンプモータの回転数が制御され排水導入用ポンプ４１の流量が制御され、排水を前記排水導入用ポンプ４１に接続された配管４２を介して凝集フローテーション槽２１に所定の流量で導入する。
また、凝集フローテーション処理が行われている間は、前記流量計４３の計測値と前記流量調整器４４に設定される流量設定値との偏差演算による前記排水導入用ポンプ４１の制御が行われ、凝集フローテーション槽２１の排水量が所定量となるように制御される。
【００３６】
次に、コントローラー９０から高分子電解質導入用ポンプインバーター５５に運転指示信号を送り、高分子電解質導入用ポンプ５２を設定されたインバータ周波数により所定の流量で稼働させ、高分子電解質タンク５１に収納されている高分子電解質を高分子電解質導入用ポンプ５３に接続した配管５４から前記凝集フローテーション槽２１に導入する。
同様にコントローラー９０からｐＨ調整剤導入用ポンプインバーター６５、界面活性剤導入用ポンプインバーター７５、金属塩凝集剤導入用ポンプインバーター８５に運転指示信号を送り、ｐＨ調整剤導入用ポンプ６２、界面活性剤導入用ポンプ７２、金属塩凝集剤導入用ポンプ８２を稼働させ、ｐＨ調整剤タンク６１に収納されているｐＨ調整剤、界面活性剤タンク７１に収納されている界面活性剤、金属塩凝集剤タンク８１に収納されている金属塩凝集剤をそれぞれの導入用ポンプ（６２、７２、８２）に接続された配管（６４、７４、８４）から前記凝集フローテーション槽２１に導入する。
【００３７】
その後、コントローラー９０から送風機用インバーター３１に運転信号が送信されて送風機２７が稼動し、送風機の吐出側で散気装置２６の上流に設置されている流量計２８の風量計測値と風量調整器３０に設定されている風量設定値との偏差に応じて、風量調整器３０にて演算された送風機用インバーター３１の周波数出力により送風機２７の風量が調整され、散気装置２６に空気が送られる。そして前記散気装置２６の散気膜（図示せず）から送り出された空気により前記凝集フローテーション槽２１内に気泡（泡）が生成される。
本実施例においては、直径０．１〜５．０ｍｍの泡を０．０４〜２．０Ｌ／ｍｉｎ．ｃｍ-2 で噴射供給しているが、排水によって適宜調整可能である。
そしてこの泡が、薬物を吸着した界面活性剤を吸着させながら、前記凝集フローテーション槽２１内に導入された排水の水面まで上昇し、凝集物掻寄機２５により消泡槽２２に送られる。
このように消泡槽２２に送られた薬物を吸着した界面活性剤を吸着した泡は、消泡槽２２の後部に送られる過程において、排水に含まれている高分子電解質により薬物を吸着した界面活性剤が剥奪されて消泡する。
そして泡から剥奪された薬物の凝集物３８は、凝集物掻寄機２５により消泡槽２２の後部に送られる。
消泡槽２２の後方に送られた薬物の凝集物３８は、コントローラー９０からの指示信号に基づいて回転を制御されたモータ（図示せず）により軸３５ａを中心に定期的に回動される越流板３５により消泡槽２２の後方に設けられた凝集物収納部２３に排出される。
【００３８】
上記処理工程において、排水処理装置の操作ミスにより凝集フローテーション槽２１の排水面に過剰な泡が生じた場合は、その泡の空気との界面レベルが泡界面を測定可能な超音波レベル計などのレベル計３３で検知され、その値がコントローラー９０へ送られる。コントローラー９０は送られてきたレベル計３３の計測値と、あらかじめ設定されている泡界面レベル設定値との差分を演算し、設定値を超えて過剰と判断したときは、コントローラー９０が運転停止を判断し、コントローラー９０から排水導入用ポンプインバーター４５、高分子電解質導入用ポンプインバーター５５、ｐＨ調整剤導入用ポンプインバーター６５、界面活性剤導入用ポンプインバーター７５、金属塩凝集剤導入用ポンプインバーター８５、送風機用インバーター３１に停止信号が発せられ、凝集物掻寄機２５にて過剰な泡を処理しつつ、排水処理装置の運転が停止される。
同様に排水処理装置の操作ミスや故障により凝集物収納部２３に泡が送られてきた場合は、その量がレベル計３４で検知され、上記と同様にコントローラー９０からの指示信号に基づいて排水処理装置の運転が停止される。
また、上記処理工程において前記ｐＨ計３２により消泡槽２２内の流入原水のｐＨが計測され、操作ミスや故障により所定の範囲（５．５〜７．５）から外れた場合は、前記ｐＨ計３２からそのｐＨがコントローラー９０に送られ、排水導入用ポンプ４１を停止したり、ｐＨ調整剤導入用ポンプ６２を停止したりする。
なお、上記第１実施例の排水処理装置の後に膜分離装置を設けて、前記排水処理装置から排出される凝集物が除去された排水を、前記膜分離装置に導入すれば、薬物分子など水以外の有機物・無機物を濾過可能なＲＯ（逆浸透）膜にて水以外の分子・イオンの分離によりさらに薬物が除去された処理水が取り出すことができ、前段である程度の分離除去ができているのでＲＯ膜の再生回数を減らしつつ工業用水などとして再利用することができる。
【００３９】
図１１は本発明の薬物を含有する排水の処理方法を実施するための排水処理装置の第２実施例の概略図を示す図である。
図１０に示した第１実施例の排水処理装置と異なる点は、高分子電解質タンク５１から高分子電解質を凝集フローテーション槽２１に導く配管５３を前記凝集フローテーション槽２１の上部に接続する構成となっているところである。
これにより、凝集フローテーション槽２１の上方において泡の消泡を促進することができる。
【００４０】
図１２は本発明の排水処理方法を実施するための排水処理装置の第３実施例の概略図を示す図である。
同図においては凝集フローテーション槽２１とこれ連接して設けられた消泡槽２２について説明する。その他の構造については、第１実施例及び第２実施例の排水処理装置と同一であるので省略する。
本実施例においては、消泡槽２２の底部に凝集物掻寄機２５'を設けて消泡槽２２の底に堆積した凝集物３８を底部後部凝集物収納部２２ａに運ぶよう構成している。
そして底部後部凝集物収納部２２ａに凝集物３８が一定量溜まったとき凝集物収納部２２ａに設けた排出口２２ｂから排出する構成となっている。
【００４１】
図１３は本発明の排水処理方法を実施するための排水処理装置の第４実施例の概略図を示す図である。
同図においては凝集フローテーション槽２１とこれ連接して設けられた消泡槽２２について説明する。その他の構造については、第１〜第３実施例との排水処理装置と同一であるので省略する。
本実施例においては、消泡槽２２が上記他の実施例とは逆に後方が浅くなるように底部が傾斜して構成されている。また、消泡槽２２の底部に凝集物掻寄機２５'を設けて消泡槽２２の底に堆積した凝集物３８を底部前部凝集物収納部２２ｃに運ぶよう構成している。
そして底部前部凝集物収納部２２ｃに凝集物３８が一定量溜まったとき底部前部凝集物収納部２２ｃに設けた排出口２２ｄから排出する構成となっている。
【符号の説明】
【００４２】
１：疎水性薬物
２：界面活性剤
３：高分子電解質
４：気泡
６：親水性薬物
７：正電荷を帯びている薬物
８：負電荷を帯びている薬物
９：金属塩凝集剤
１０：錯体
２１：凝集フローテーション槽
２２：消泡槽
２３：凝集物収容部
２３ａ：凝集物排出部
２４：洗浄水排出口
２５：凝集物掻寄機
２６：散気措置
２７：送風機
２９：風量計
３０：風量調節器
３１：送風機用インバーター
３２：ｐＨ計
３３、３４：レベル計
３５：越流板
３６：凝集物掻寄機用インバーター
３７：泡
３８：凝集物
３９：洗浄水吹出機構
４１：排水導入用ポンプ
４３：流量計
４４：流量調節器
４５：排水導入用ポンプインバーター
５１：高分子電解質タンク
５２：高分子電解質導入用ポンプ
５５：高分子電解質導入用ポンプインバーター
６１：ｐＨ調整剤タンク
６２：ｐＨ調整剤導入用ポンプ
６５：ｐＨ調整剤導入用ポンプインバーター
７１：界面活性剤タンク
７２：界面活性剤導入用ポンプ
７５：界面活性剤導入用ポンプインバーター
８１：金属塩凝集剤タンク
８２：金属塩凝集剤導入用ポンプ
８５：金属塩凝集剤導入用ポンプインバーター
９０：コントローラー
【図１】
0006653796.tif 000007
【図２】
0006653796.tif 000008
【図３】
0006653796.tif 000009
【図４】
0006653796.tif 000010
【図５】
0006653796.tif 000011
【図６】
0006653796.tif 000012
【図７】
0006653796.tif 000013
【図８】
0006653796.tif 000014
【図９】
0006653796.tif 000015
【図１０】
0006653796.tif 000016
【図１１】
0006653796.tif 000017
【図１２】
0006653796.tif 000018
【図１３】
0006653796.tif 000019