(57)【要約】【課題】本発明は、被処理水中に含有される揮発性有機塩素化合物を、効率よく、安定して分解処理する方法を提供することにある。【解決手段】貯水槽６から供給された被処理水と空気入口３から導入された空気を減圧ストリッピング容器１で減圧処理することで、被処理水中の揮発性有機塩素化合物を空気中にストリッピングし、このガス１４中の揮発性有機塩素化合物を分解塔１５にて分解する処理方法であって、ストリッピング容器１から排出される処理水の一部９を貯水槽６に導入して、貯水槽６内の揮発性有機塩素化合物濃度を調整する。【選択図】  図１
2004267851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された被処理水を大気圧より低い圧力に曝露し、前記被処理水中の揮発性有機塩素化合物を気体中にストリッピングし、前記被処理水中から前記揮発性有機塩素化合物を除去した処理水を排出する第一の工程と、
前記揮発性有機塩素化合物を含有する前記気体を、前記揮発性有機塩素化合物を分解する微生物により分解する第二の工程とを具備する揮発性有機塩素化合物含有水処理方法において、
前記処理水の一部を前記被処理水に再循環導入させることを特徴とする揮発性有機塩素化合物含有水処理方法。
【請求項２】
前記第１の工程に供される前記被処理水中の揮発性有機塩素化合物の濃度を均一化するように、再循環導入される前記処理水の量を制御することを特徴とする請求項１記載の揮発性有機塩素化合物含有水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揮発性有機塩素化合物含有水処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、排水、地下水などがトリクロロエチレン、ｃｉｓ−１，２−ＤＣＥなどの揮発性有機塩素化合物に汚染される問題が世界中で起こっている。従来、排水、地下水中及び土壌を汚染している揮発性有機塩素化合物を処理する方法として、活性炭を利用した真空抽気法や揚水曝気法等で汚染環境を浄化する方法が用いられてきた。この方法では、揮発性有機塩素化合物は活性炭に吸着しているだけで、分解されていない。このため、活性炭の揮発性有機塩素化合物吸着能力が超えると、活性炭を交換する必要があり、活性炭交換費用が発生する。また、活性炭に吸着した有機化合物を最終的に処分する必要があり、その処理を行う際に二次汚染を引き起こす可能性がある事が問題点として指摘されている。
【０００３】
最近、揮発性有機塩素化合物含有水を、低コストで環境負荷が少なく処理が行える方法として、微生物を利用して汚染環境中の揮発性有機塩素化合物を分解・無害化する方法が注目されている。この方法は、揮発性有機塩素化合物含有水を大気圧より低い圧力に曝露し、水中の揮発性有機塩素化合物を気体中にストリッピングする第一の工程と、この第一の工程から排出される気体を、揮発性有機塩素化合物を分解する微生物により分解・無害化する第ニの工程を具備する揮発性有機塩素化合物含有水処理方法である。
【０００４】
この方法においては、汚染現場において、汚染水中から揮発性有機塩素化合物のみを気体中に移行させて、ガス状となった揮発性有機塩素化合物を微生物の分解能力を利用して、分解・無害化するため、安価で、なおかつ環境に対して低負荷な条件で、揮発性物質を効率良く処理することができる。第一工程においては、減圧ストリッピング装置を用いて、汚染水中から揮発性有機塩素化合物を除去し、気体中に移行する。減圧ストリッピング装置の除去率は水中の揮発性有機塩素化合物濃度に依存せず、一定である。ゆえに、減圧ストリッピング装置内に流入する汚染水中の揮発性有機塩素化合物濃度が高い場合、減圧ストリッピング装置から排出する排出水中の揮発性有機塩素化合物濃度を低くするためには、減圧ストリッピング装置の充填槽高さを高くする必要があり、設備コストが高くなる。この場合には、減圧ストリッピング装置から排出される気体中の揮発性有機塩素化合物濃度も高くなり、バイオリアクタから排出する揮発性有機塩素化合物濃度を低くするためには、バイオリアクタの充填高さを高くする必要があり、設備コストが高くなる。
【０００５】
また、汚染水中の揮発性有機塩素化合物濃度は変動することが起こる。この場合において、減圧ストリッピング装置から排出される気体中の揮発性有機塩素化合物濃度も変動するため、後段のバイオリアクタにおいて安定したガス分解処理性能が発揮できない問題点があった。また、汚染地下水浄化の場合、浄化初期段階における地下水中の揮発性有機塩素化合物濃度は高いが、浄化が進行するに従い、濃度は低下する。浄化初期段階における、高濃度の揮発性有機塩素化合物濃度を基準にして、浄化装置を設計した場合、減圧ストリッピング装置及びバイオリアクタともに装置規模が大きくなり、設備コストは高くなる。しかし、浄化進行中には、地下水中の揮発性有機塩素化合物濃度は低下するため、浄化初期段階において必要であった減圧ストリッピング装置及びバイオリアクタ装置仕様は必要なくなる。この様に、汚染水中の揮発性有機塩素化合物濃度を調整することなく、浄化を行った場合、浄化装置サイズが大きくなり、また濃度変動があるため安定した処理が行えない問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−２０１５８１号公報
【０００７】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであり、被処理水中に含有される揮発性有機塩素化合物を効率良く、安定して分解処理を行う揮発性有機塩素化合物含有水処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供給された被処理水を大気圧より低い圧力に曝露し、前記被処理水中の揮発性有機塩素化合物を気体中にストリッピングし、前記被処理水中から前記揮発性有機塩素化合物を除去した処理水を排出する第一の工程と、前記揮発性有機塩素化合物を含有する前記気体を、前記揮発性有機塩素化合物を分解する微生物により分解する第二の工程とを具備する揮発性有機塩素化合物含有水処理方法において、前記処理水の一部を前記被処理水に再循環導入させることを特徴とする揮発性有機塩素化合物含有水処理方法である。
【０００９】
前記第１の工程に供される前記被処理水中の揮発性有機塩素化合物の濃度を均一化するように、再循環導入される前記処理水の量を制御することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本実施形態において、揮発性有機塩素化合物含有水（以下、原水）は特に限定されるものではなく、地下水、排水、プロセス水及び排水等の中間処理水などが含まれる。これらの処理すべき水を大気圧より低い圧力に曝露し、水中の揮発性有機塩素化合物を気体中にストリッピングする手段は特に限定されるものではないが、減圧ストリッピング容器及び真空ポンプからなる減圧ストリッピング装置を使用する事が望ましい。
【００１１】
これらの原水を減圧ストリッピング容器内に導入する際には、直接ポンプ等を用いて減圧ストリッピング容器内に導入してもいいが、一度貯水槽に原水を貯水してからポンプ等を用いて、減圧ストリッピング容器内に導入することが望ましい。減圧容器内に導入される揮発性有機塩素化合物含有水を被処理水と呼ぶ。減圧容器内には、担体を充填するための担体充填槽を設置したり、容器内に棚段を設置することが望ましい。
【００１２】
減圧容器内に充填する担体は特に限定されるものではないが、ラシヒリング、レッシングリング、インタロックスサドル、テラレット、ボールリング等を用いることが望ましい。これらの担体の材質は特に限定されるものではないが、セラミックス、プラスチックス、ステンレス、金属、カーボン等を用いることが望ましい。更に、被処理水を大気圧よりも低い圧力に曝露する際に、スパージャー等を用いて、被処理水を霧状に噴霧するとより効果的な場合がある。
【００１３】
減圧ストリッピング容器から排出される排出水の一部は処理水として排出するとともに、残部排出水を貯水槽に再導入する。減圧ストリッピング装置から排出される排出水は、減圧容器内で被処理水中の揮発性有機塩素化合物が気体中にストリッピングされるため、排出水中の揮発性有機塩素化合物濃度は被処理水と比較して低濃度である。減圧容器内における被処理水中の揮発性有機塩素化合物除去率は８０％以上であるように減圧ストリッピング装置が設計されていることが望ましい。
【００１４】
貯水槽内において、原水及び処理水が混合されるため、被処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度を原水中の揮発性有機塩素化合物濃度よりも低濃度にすることができる。貯水槽において、原水濃度を低濃度にするために減圧ストリッピング装置から排出される処理水を利用することで、被処理水の成分が変動しないため、安定した処理が可能である。
【００１５】
被処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度は低濃度となるため、減圧ストリッピング容器の担体充填高さを低くすることができ、減圧ストリッピング装置をコンパクト化することができる。
【００１６】
被処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度を、貯水槽内に導入する原水流量と処理水流量の比率を変更することで、一定濃度に保つように調整する。被処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度が一定であるため、減圧ストリッピング装置の運転条件を一定にして運転することができ、その結果、安定した処理が可能となる。
【００１７】
また、装置がコンパクト化されているため、長期間運転中の装置メンテナンスが容易となる。減圧ストリッピング装置が正常状態で運転している場合、除去率は一定であるので、減圧容器内に導入される被処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度が一定であるとき、処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度は一定になる。処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度を測定して、濃度上昇等が認められた時、減圧ストリッピング装置に異常が起こったことがわかる。地下水を浄化する場合、地下水中の揮発性有機塩素化合物濃度は浄化が進行するに従い、低下する傾向にあるので、地下水中の濃度が低下するに従い、貯水槽に流入する地下水流量の比率を高くし、貯水槽に流入する処理水流量の比率を低くすることで、被処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度を一定に保つことができる。
【００１８】
減圧ストリッピング容器内に流入する被処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度は原水を直接ストリッピングした場合と比較して低濃度かつ一定濃度となるため、減圧ストリッピング装置から排出される気体中の揮発性有機塩素化合物濃度も低濃度かつ一定濃度となる。つまり、後段のバイオリアクタで処理する気体中の揮発性有機塩素化合物濃度は低濃度かつ一定濃度となる。
【００１９】
本実施形態で用いられる有機化合物を分解することができる微生物には、ジャニバクター・ブレビス（特開平９−２０１５８１，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ａｎｄ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，  Ｎｏ．５０，  １８９９−１９０４，２０００）、シュードモナス属、ジャニバクター属、メタン資化属、アルカリジェネス属、マイコバクテリウム属、ニトロソモナス属、アンシロバクター属、キサントバクター属、マイコバクテリウム属、ロドコッカス属、バシラス属、ミクロコッカス属、コリネバクテリウム属、アシネトバクター属等がこれまでに報告されているが、本発明に用いる細菌はこれらに限定されるものではない。また、単独でもちいても２つ以上を混合で用いても良い。
【００２０】
本発明で用いられる、微生物固定化担体は特に限定されないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド、光硬化性樹脂、ウレタン樹脂等の合成高分子ゲルや、寒天、アガロース、カラギーナン、アルギン酸等の天然高分子ゲル、キトサン系担体、セルロース系担体、セラミックス系担体等の有機もしくは無機材料の担体を用いることができる。微生物分解塔に充填する担体は大きさを大小２種類以上組み合わせて混合して微生物分解塔に充填してもよい。また、処理する有機化合物含有ガスの性質に応じて、微生物分解塔内に充填する固定化担体の性質を疎水性・親水性２種類以上混合して充填してもよい。
【００２１】
上記の微生物固定化担体を使って、有機化合物含有ガスを処理する場合において、使用する微生物分解塔は、一般的にガスの吸収に用いられる反応形式を利用することができる。例えば、充填塔、段塔、スプレー塔、スクラバー、ぬれ壁塔、気泡塔、気泡攪拌塔である。しかし、これらの様式に限定されるものではない。
【００２２】
通常、微生物の分解活性は経時的に低下するため、分解活性を高めるためにフェノール、トルエン等の芳香族系炭化水素、ピルビン酸、フマル酸、酢酸、ギ酸、酪酸、安息香酸、乳酸等の有機酸、グルコース、トレハロース、スクロース等の糖、アミノ酸、核酸、ビタミン等の活性化物質を微生物分解塔に連続的又は間欠的に添加する必要がある。
【００２３】
バイオリアクタで処理する気体中の揮発性有機塩素化合物濃度は、原水を直接ストリッピングした場合と比較して、低濃度かつ一定濃度となる。このため、バイオリアクタの微生物固定化担体充填高さは、原水を直接ストリッピングした場合と比較して、低くすることができ、バイオリアクタをコンパクトにすることが可能となる。また、気体中の揮発性有機塩素化合物濃度が一定であるため、バイオリアクタの運転条件を一定にして運転することができるため、安定した処理が可能となる。また、バイオリアクタがコンパクト化されるため、長期間運転中におけるバイオリアクタメンテナンスが容易となる。
【００２４】
上述したように、本実施形態に基づく、揮発性有機塩素化合物含有水処理方法を用いることで、ストリッピング工程に導入される揮発性有機塩素化合物含有水中の揮発性有機塩素化合物濃度を低濃度かつ一定濃度に保つことができることから、ストリッピング装置をコンパクトにすることができる。
【００２５】
また、一定の運転条件で装置を連続運転できることから、排出する処理水中の揮発性有機塩素化合物濃度を常に一定濃度以下に保つことができる安定した処理が可能となる。同様に、ストリッピング工程から排出される気体中の揮発性有機化合物濃度を低濃度かつ一定濃度に保つことができることから、バイオリアクタをコンパクトにすることができる。
【００２６】
また、一定の運転条件でリアクタを運転できることから、排出される処理ガス中の揮発性有機塩素化合物濃度を一定濃度以下に保つことができる安定した処理が可能となる。
以下、本発明の処理方法を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
（実施例１）：揮発性有機塩素化合物含有水処理装置
図１は揮発性有機塩素化合物含有水処理装置の一例を示している。揮発性有機塩素化合物含有水を含んだ地下水、排水等の原水１２は一度ポンプ８で汲み上げられた後、貯水槽６に貯水される。貯水槽に貯水されて被処理水１０はポンプ１１により、減圧ストリッピング容器１に上部から導入される。
【００２７】
減圧ストリッピング容器１内において、被処理水中の揮発性有機塩素化合物は減圧ストリッピング容器１下部から導入され、容器内を上昇する空気３にストリッピングされる。この作用により被処理水は浄化され、減圧ストリッピング容器１下部から処理水４として排出される。処理水濃度は揮発性有機塩素化合物濃度測定器１８を用いて測定する。
【００２８】
処理水４の一部は処理水循環配管５を通り、ポンプ７により貯水槽６に送水される。貯水槽６内において、原水１２と再導入処理水９が混合され、原水１２より揮発性有機塩素化合物濃度が低濃度である被処理水１０となる。貯水槽６内の被処理水１０の揮発性有機塩素化合物濃度を、処理水９濃度を揮発性有機塩素化合物濃度測定器１８を用いてモニタリングし、原水１２濃度を揮発性有機塩素化合物測定器１９を用いてモニタリングし、貯水槽６内に導入する原水１２流量と再導入処理水９流量の流量比を調整することで、一定濃度になるようにする。
【００２９】
揮発性有機塩素化合物を含んだ気体１４は微生物分解塔に導入される。揮発性有機塩素化合物含有気体は微生物固定化担体充填層を通過することにより、揮発性有機塩素化合物は微生物により分解・無害化され、処理ガス１７として、微生物分解塔１５の下部から排出される。
（実施例２）：減圧ストリッピング装置
図２は揮発性有機塩素化合物含有水を、大気圧より低い圧力に曝露し、水中の揮発性有機塩素化合物を気体中にストリッピングする減圧ストリッピング装置の一例を示している。揮発性有機塩素化合物含有水は被処理水送水配管２５を通って、減圧ストリッピング容器２１の上部からスパージャー２４を介して減圧ストリッピング容器２１に導入される。
【００３０】
減圧ストリッピング容器内には、直径５ｍｍのプラスチックス製ラシヒリング２３が担体充填槽内２２に充填されている。減圧ストリッピング容器下部には空気導入配管２７が設置されており、減圧ストリッピング容器２１内に空気を導入する。減圧ストリッピング容器２１の上部には、真空ポンプ３１に連結された真空配管３０が設置されており、揮発性有機塩素化合物含有気体は排出される。
【００３１】
減圧ストリッピング容器２１下部には、処理水を排出する処理水排出配管２９が設置されており、処理水は送液ポンプ２８を用いて、減圧ストリッピング容器下部から排出される。減圧ストリッピング容器内の圧力は真空制御計２６を用いて、一定の値に制御することができる。
（実施例３）：バイオリアクタ
図３は、揮発性有機塩素化合物含有気体を分解・無害化するバイオリアクタの一例を示している。微生物分解塔４０内には、光硬化性樹脂を用いて、微生物を包括固定化した固定化担体３７が微生物固定化担体充填槽３８に充填されている。微生物としてジャニバクター・ブレビスを包括固定化した。微生物の分解活性を上昇させるために必要なフェノールを含む無機塩培地を微生物分解塔４０に投与するための循環配管３９が設置されている。
【００３２】
微生物分解塔下部及び貯留タンク３５に溜まったフェノールを含む無機塩培地は、循環ポンプ３４により循環配管３９を通して、塔底から塔頂まで循環され、培地供給口３３から微生物分解塔内４０に投与される。フェノールを含む無機塩培地は微生物分解塔に１日に数回程度、投与される。
【００３３】
揮発性有機化合物含有ガスは微生物固定化担体充填槽内を通過する間に、揮発性有機塩素化合物は微生物により分解・無害化されリアクタ下部３６から排出される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、被処理水中に含有される揮発性有機塩素化合物を効率良く、安定して分解処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の揮発性有機塩素化合物含有水処理装置の一実施形態を模式的に示した図である。
【図２】減圧ストリッピング装置の一実施形態を模式的に示した図である。
【図３】バイオリアクタの一実施形態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１、２１・・・減圧ストリッピング容器、
２・・・担体充填槽、
３・・・空気入口
４・・・処理水排出口
５・・・処理水循環配管
６・・・貯水槽
７、８、１１・・・ポンプ
９・・・再導入処理水
１０・・・被処理水
１２・・・原水
１３、３１・・・真空ポンプ
１４・・・揮発性有機塩素化合物含有ガス
１５、４０・・・微生物分解塔
１６、３８・・・微生物固定化担体充填槽
１７・・・処理ガス出口
１８，１９，２０・・・揮発性有機塩素化合物濃度測定器
２２・・・担体充填槽
２３・・・ラシヒリング
２４・・・スパージャー
２５・・・被処理水送水配管
２６・・・真空制御計
２７・・・空気導入配管
２８・・・送液ポンプ
２９・・・処理水排出配管
３０・・・真空配管
３２・・・ガス入口
３３・・・培地供給口
３４・・・循環ポンプ
３５・・・活性化物質貯留タンク
３６・・・処理ガス出口
３７・・・光硬化性樹脂包括固定化担体
３９・・・循環配管
【図１】
2004267851.tif 000003
【図２】
2004267851.tif 000004
【図３】
2004267851.tif 000005