(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線照射装置を備えた原水槽に、有害物質を吸着した懸濁物質を含有する被処理水を導入して、前記被処理水に紫外線を照射する工程、
前記紫外線照射処理水を前記原水槽から導出して、オゾン含有ガスを供給する工程、
前記オゾン含有ガスが供給された紫外線照射処理水を膜ろ過装置に導入して、その一部を膜ろ過して処理水を得る工程、および
前記膜ろ過装置に導入された紫外線照射処理水の残部を循環水として前記原水槽に返送する工程を具備する汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理方法であって、
前記紫外線照射処理水を前記原水槽から導出して、前記オゾン含有ガスを供給する工程は、前記循環水中にオゾンが残留する程度のオゾン注入条件でオゾン含有ガスを供給し、前記原水槽において、オゾン酸化と紫外線照射とを併用した促進酸化処理を行うことを特徴とする汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理方法。
【請求項２】
前記紫外線照射処理水は、ポンプにより前記原水槽から導出され、前記オゾン含有ガスは、前記ポンプの吸い込み側に導入されて、このポンプ内で前記紫外線照射処理水に供給される請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記原水槽に触媒を添加する工程を具備する請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項４】
有害物質を吸着した懸濁物質を含有する被処理水に紫外線を照射する原水槽、
前記原水槽から紫外線照射処理水を導出する紫外線照射処理水輸送手段、
前記紫外線照射処理水輸送手段により導出された紫外線照射処理水にオゾン含有ガスを供給する手段、
前記オゾン含有ガスが供給された紫外線照射処理水を導入して、その一部を膜ろ過し、処理水を得る膜ろ過装置、および
前記膜ろ過装置に導入された前記紫外線照射処理水の残部を、前記原水槽に循環水として返送する返送手段を具備する汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理装置であって、
前記紫外線照射処理水にオゾン含有ガスを供給する手段は、前記循環水中にオゾンが残留する程度のオゾン注入条件でオゾン含有ガスを供給し、前記原水槽において、オゾン酸化と紫外線照射を併用した促進酸化処理を行うことを特徴とする汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水中の有害物質の処理方法に係り、特に一般廃棄物埋め立て処理場および産業廃棄物埋め立て処分場の浸出水や、下水あるいはし尿等の有害物質を含んだ汚水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイオキシン類や環境ホルモン等に限らず、広く汚水中に含有される生物難分解性有機物を除去するに当たっては、吸着や酸化分解等の処理方法が従来から用いられてきた。
【０００３】
吸着処理としては、例えば活性炭吸着処理が生物難分解性有機物の除去等に広く用いられているものの、吸着処理自体は、吸着処理自体は液相の希薄濃度の物質を固相に高濃度の濃縮する操作にすぎない。ダイオキシン類や環境ホルモン等の極めて毒性の高い有害物質を、こうした手法により処理した場合には、吸着処理後の活性炭は毒物を高濃度に含有するために注意を要する。しかも、活性炭中の毒物を処理する必要があることに問題があった。
【０００４】
また、酸化処理に関しては、例えば特開平１０−７６２９５号公報には、凝集沈殿、生物、膜分離を行った後に、紫外線・オゾン併用型促進酸化処理を施す方法が提案されている。この方法を実施した場合には、疎水性有機物であるダイオキシン類や環境ホルモンの大部分が、濁質物質に吸着された状態で存在するため、清澄な処理水が得られる。しかしながら、大部分のダイオキシン類や環境ホルモンは、凝集沈澱工程あるいは膜分離工程で発生する余剰汚泥に移行して、再び最終処分場へ返送されて埋め戻される。したがって、汚水中のダイオキシン類や環境ホルモンのほとんどが処理されずに最終処分場と浸出水処理設備の間を循環・濃縮されることに問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、汚水中に含有される微量のダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質を効率よく分解・除去し得る方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また本発明は、汚水中に含有される微量のダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質を効率よく分解・除去する処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、紫外線照射装置を備えた原水槽に、有害物質を吸着した懸濁物質を含有する被処理水を導入して、前記被処理水に紫外線を照射する工程、前記紫外線照射処理水を前記原水槽から導出して、オゾン含有ガスを供給する工程、前記オゾン含有ガスが供給された紫外線照射処理水を膜ろ過装置に導入して、その一部を膜ろ過して処理水を得る工程、および前記膜ろ過装置に導入された紫外線照射処理水の残部を循環水として前記原水槽に返送する工程を具備する汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理方法であって、前記紫外線照射処理水を前記原水槽から導出して、前記オゾン含有ガスを供給する工程は、前記循環水中にオゾンが残留する程度のオゾン注入条件でオゾン含有ガスを供給し、前記原水槽において、オゾン酸化と紫外線照射とを併用した促進酸化処理を行うことを特徴とする汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理方法を提供する。
【０００８】
原水槽中で被処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプあるいはキセノンランプ等の紫外線ランプを用いることができる。
【０００９】
オゾン含有ガスは、散気管を通じた吹き込み法や切り離し管による吹き込みとエジェクターとの組み合わせ法等を用いて、紫外線照射被処理水に供給することができる。
【００１０】
また、膜ろ過装置としては、精密膜ろ過装置または限外膜ろ過装置を用いることができる。
【００１１】
こうした構成の本発明の処理方法では、汚水等の被処理水中のダイオキシン類や環境ホルモンは、紫外線照射工程およびオゾン酸化工程を経て分解される。処理水中に残留するダイオキシン類や環境ホルモンは、その大部分が懸濁物質に吸着した状態で存在しており、これを精密膜ろ過装置または限外膜ろ過装置で膜ろ過処理した場合には、そのほとんどは循環水とともに原水槽に返送される。その後、ダイオキシン類や環境ホルモンは、再び紫外線照射工程およびオゾン酸化工程を経て分解される。
【００１２】
原水槽に返送される循環水中にオゾンが残留していれば、原水槽内においてもオゾン酸化と紫外線照射とによる促進酸化処理が行われる。すなわち、循環槽中にオゾンが残留する程度のオゾン注入条件を選択すれば、ダイオキシン類や環境ホルモンの除去効率をさらに向上させることができる。
【００１３】
また、原水槽に返送される循環水中にオゾンが残留する程度のオゾン注入条件を選択しなくとも、精密膜ろ過処理水または限外膜ろ過処理水中にオゾンが残留する程度のオゾン注入条件を選択すれば、精密ろ過膜もしくは限外ろ過膜内の有機物質のファウリングを防止することができる。このため、薬品洗浄間隔を長くとることができるとともに、膜透過流束を２〜５／日程度と、通常の精密ろ過膜装置もしくは限外ろ過膜装置と比較して、２〜１０倍程度に高流束化することが可能となり、設備のコンパクト化をも図ることができる。
【００１４】
本発明の方法においては、紫外線照射被処理水をポンプにより原水槽から導出し、ポンプの吸い込み側にオゾン含有ガスを導入して、このポンプ内で紫外線照射被処理水にオゾン含有ガスを供給することが好ましい。
【００１５】
この場合には、特別のオゾン注入手段を設けなくとも効率よくオゾンの注入を行うことができるので、運転管理の簡便化および設備の低コスト化を図ることが可能となる。
【００１６】
また本発明においては、原水槽に触媒を添加する工程を具備することが好ましい。触媒としては、チタニア等の光酸化触媒を用いることができる。
【００１７】
この場合には、紫外線照射と光酸化触媒との併用による促進酸化処理、あるいはオゾンと紫外線照射と光酸化触媒による促進酸化処理を行うことができ、原水槽内におけるダイオキシン類や環境ホルモンの分解効率を向上させることができる。
【００１８】
また本発明によれば、有害物質を吸着した懸濁物質を含有する被処理水に紫外線を照射する原水槽、前記原水槽から紫外線照射処理水を導出する紫外線照射処理水輸送手段、前記紫外線照射処理水輸送手段により導出された紫外線照射処理水にオゾン含有ガスを供給する手段、前記オゾン含有ガスが供給された紫外線照射処理水を導入して、その一部を膜ろ過し、処理水を得る膜ろ過装置、および前記膜ろ過装置に導入された前記紫外線照射処理水の残部を、前記原水槽に循環水として返送する返送手段を具備する汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理装置であって、前記紫外線照射処理水にオゾン含有ガスを供給する手段は、前記循環水中にオゾンが残留する程度のオゾン注入条件でオゾン含有ガスを供給し、前記原水槽において、オゾン酸化と紫外線照射を併用した促進酸化処理を行うことを特徴とする汚水中の有害物質を吸着した懸濁物質の処理装置が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わる汚水中の有害物質の処理方法および処理装置を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の汚水中の有害物質の処理装置の一例の構成を表すフロー図である。本発明の処理方法は、こうした本発明の処理装置を用いて実施することができる。
【００２１】
図示する装置においては、被処理水１は、紫外線照射装置３を備えた原水槽２に供給されて紫外線の照射を受ける。紫外線照射を受けた被処理水は、ポンプ４により原水槽２から導出され、オゾン注入装置５からオゾン含有ガス６が供給された後に、膜ろ過装置７へ導入される。
【００２２】
膜ろ過装置７では、被処理水１の一部がろ過されて処理水９として取り出され、被処理水１の残部は循環水８として原水槽２に返送される。こうした工程で処理することにより、被処理水１中のダイオキシン類や環境ホルモンは、紫外線照射およびオゾン酸化を順次経て分解された後、被処理水とともに膜ろ過装置７に供給される。なお、被処理水１中に残留するダイオキシン類や環境ホルモンは、その大部分が懸濁物質に吸着した状態で存在するため、これを膜ろ過処理した場合には、そのほとんどは循環水８とともに原水槽２に返送される。こうして、ダイオキシン類や環境ホルモンは、再び紫外線照射およびオゾン酸化を経て分解除去される。
【００２３】
ここで、原水槽２に返送される循環水８中にオゾンが残留していれば、原水槽２内でオゾン酸化と紫外線照射による促進酸化処理が行われるので、ダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質の除去効率はさらに向上する。原水槽２内で促進酸化処理を行うには、循環水８中にオゾンが残留する程度の条件でオゾン注入装置５から被処理水１にオゾン含有ガス６を供給すればよい。
【００２４】
オゾンが残留している循環水８を原水槽２に返送した場合には、オゾンと紫外線とが反応して、原水槽２内にヒドロキシルラジカルなどのラジカルが生成する。このラジカルの強力な酸化力によって、被処理水１中のダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質は、炭酸ガス、水および無機塩類まで酸化分解されるか、脱塩素化等の反応が生じて有害物質は無害化され、あるいは生物易分解性有機物へと転換する。
【００２５】
本発明において、紫外線照射装置３の能力は、被処理水１ｍ3 当たりの消費電力量が０．５〜５０ｋＷｈ／ｍ3 、好ましくは１〜５ｋＷｈ／ｍ3 とした場合に低コストで高い分解効率が得られるが、原水中の有機物濃度、ダイオキシン類や環境ホルモン等の被処理水中の濃度および処理目標値等を考慮して、適切な値に設定することが好ましい。また、原水流量基準による原水槽の滞留時間は、０．２〜１０ｈｒ、好ましくは０．３〜２ｈｒとした場合に、低コストで高い分解効率が得られる。
【００２６】
被処理水１中へのオゾン注入率は、原水槽２内で促進酸化処理を行う場合には、上述したように原水槽２に返送される循環水８中にオゾンが残留する値に設定すればよい。紫外線照射およびオゾン酸化を順次行うことによって被処理水中の有害物質を十分に除去することができる場合には、循環水９中にオゾンが残留する程度の注入率とする必要は必ずしもない。また、オゾン注入率を処理水９中にオゾンが残留する程度の値に設定すれば、有機性物質の膜内部へのファウリングを抑制することができる。このため、薬品洗浄間隔を長くとることができるとともに、膜透過流束を２〜５ｍ／日程度と、通常の膜ろ過装置と比較して２倍から１０倍程度に高流束化することが可能となり、設備のコンパクト化を図ることができる。
【００２７】
図２には、本発明に関わる汚水中の有害物質の処理装置の他の例の構成を表すフロー図を示す。
【００２８】
図示する装置においては、被処理水１は、紫外線照射装置３を備えた原水槽２に供給されて紫外線の照射を受けた後、オゾン含有ガス６とともにポンプ４に吸引される。このポンプ４内では、被処理水１とオゾン含有ガス６とが加圧下で混合および攪拌されて、被処理水１中にオゾンが溶解し、オゾンの溶解した被処理水１は、次いで膜ろ過装置７に導入される。
【００２９】
膜ろ過装置７では、被処理水の一部がろ過されて処理水９として取り出され、残りの被処理水は循環槽８として原水槽２に返送される。
【００３０】
図２に示した装置におけるダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質の除去様式、紫外線照射条件やオゾン注入条件、これらの処理条件がダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質の除去に及ぼす影響、オゾンによる膜のファウリング抑制および高流束化に関する効果については、図１に示した装置の場合と全く同様である。特に図２に示した装置の場合には、特別のオゾン注入装置を使用せずにオゾン注入を行っているため運転管理が簡便であり、設備コストも低減することができる。
【００３１】
図３には、発明に関わる汚水中の有害物質の処理装置の他の例の構成を表すフロー図を示す。
【００３２】
図示する装置においては、被処理水１は、紫外線照射装置３を備えた原水槽２に供給される。原水槽２内の被処理水には、粉末状の光酸化触媒１１が適量添加されるとともに、紫外線が照射されて、被処理水中のダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質が促進酸化処理される。
【００３３】
促進酸化処理された被処理水１は、ポンプ４により原水槽２から導出され、オゾン注入装置５からオゾン含有ガス６が供給された後に、膜ろ過装置７へ導入される。
【００３４】
膜ろ過装置７では、被処理水１の一部がろ過されて処理水９として取り出されるとともに、被処理水１の残部は循環水８として原水槽２に返送される。こうした工程で処理することにより、被処理水１中のダイオキシン類や環境ホルモンは、紫外線照射およびオゾン酸化を順次経て分解された後、被処理水とともに膜ろ過装置７に供給される。なお、被処理水１中に残留するダイオキシン類や環境ホルモンは、その大部分が懸濁物質に吸着した状態で存在するため、これを膜ろ過処理した場合には、そのほとんどは循環水８とともに原水槽２に返送される。こうして、ダイオキシン類や環境ホルモンは、再び紫外線照射およびオゾン酸化を経  て分解除去される。
【００３５】
図３に示した装置におけるダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質の除去様式、紫外線照射条件やオゾン注入条件、これらの処理条件がダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質の除去に及ぼす影響、オゾンによる膜のファウリング抑制および高流束化に関する効果については、図１および図２に示した装置の場合と同様である。特に図３に示した装置においては、原水槽２に返送される循環水８中にオゾンが残留するようにオゾン注入率の値を設定すると、原水槽２内での光酸化触媒と紫外線照射およびオゾン酸化によりヒドロキシラジカルの生成量が増加するので、図１および図２に示した処理装置の場合よりも、より強力に有害物質の促進酸化分解処理を行うことができる。
【００３６】
【実施例】
以下、具体例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
【００３７】
（実施例１）
有害物質を含有する被処理水を、図１に示した装置により以下に示す条件で処理した。
【００３８】
原水槽滞留時間：４０分（原水流量基準）
紫外線照射装置：低圧水銀ランプ、出力５０Ｗ×３本
オゾン注入率：７０ｍｇ／Ｌ
膜透過流束：４ｍ／日
循環流量：透過水量＝１：１
循環水中の残留オゾン濃度：１０ｍｇ／Ｌ
実施例１で処理した後の処理水のダイオキシン濃度を、被処理水中のダイオキシン濃度および循環水中のダイオキシン濃度ともに下記表１にまとめる。
【００３９】
【表１】
0003941293.tif 000002
【００４０】
表１に示されるように、本発明（実施例１）を用いることによって、処理水中のダイオキシン濃度は、被処理水中の１／１００程度にまで低減することができる。
【００４１】
（実施例２）
有害物質を含有する被処理水を、図２に示した装置により以下に示す条件で処理した。
【００４２】
原水槽滞留時間：４０分（原水流量基準）
紫外線照射装置：低圧水銀ランプ、出力５０Ｗ×３本
オゾン注入率：７０ｍｇ／Ｌ
膜透過流束：４ｍ／日
循環流量：透過水量＝１：１
循環水中の残留オゾン濃度：８ｍｇ／Ｌ
ＴｉＯ2 触媒：５０ｍｇ／Ｌ
実施例２で処理した後の処理水のダイオキシン濃度を、被処理水中のダイオキシン濃度および循環水中のダイオキシン濃度とともに下記表２にまとめる。
【００４３】
【表２】
0003941293.tif 000003
【００４４】
表２に示されるように、本発明（実施例２）を用いることによって、処理水中のダイオキシン濃度はよりいっそう低減しており、ＴｉＯ2 等の光触媒を原水槽に添加することにより、極めて高効率にダイオキシンを分解・除去できることがわかる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、汚水中に含有される微量のダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質を効率よく分解・除去し得る方法が提供される。また本発明によれば、汚水中に含有される微量のダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質を効率よく分解・除去する処理装置が提供される。
【００４６】
本発明の汚水中の有害物質の処理方法は、ダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質が疎水性であり、その大部分が汚水中で懸濁物質に吸着して存在しているという性質を利用して、こうした有害物質を分解除去するものである。本発明を用いることにより、汚水中のダイオキシン類や環境ホルモン等の有害物質を汚泥中へ移行・濃縮させることなく分解除去することができるとともに、設備のコンパクト化を図ることもでき、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚水中の有害物質の処理装置の一例の構成を表す概略図。
【図２】本発明の汚水中の有害物質の処理装置の他の例の構成を表す概略図。
【図３】本発明の汚水中の有害物質の処理装置の他の例の構成を表す概略図。
【符号の説明】
１…被処理水
２…原水槽
３…紫外線照射装置
４…ポンプ
５…オゾン注入装置
６…オゾン含有ガス
７…膜ろ過装置
８…循環水
９…処理水
１１…触媒
【図１】
0003941293.tif 000004
【図２】
0003941293.tif 000005
【図３】
0003941293.tif 000006