(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水中に含まれるダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢの何れか１つ又は複数の物質からなる難分解性物質を、オゾン若しくはオゾンと過酸化水素よりなる酸化剤と、紫外線照射よりなる分解処理手段にて酸化分解する排水処理方法において、
前記酸化分解処理した排水を膜分離手段により固液分離し、返送ラインを介して分離された固体分の少なくとも一部をオゾン供給と紫外線照射とがされている前記分解処理手段に返送して再び酸化分解処理を施すとともに、
前記返送ライン上に設けた前記固体分の返送量調節手段により当該排水処理の系外へ排出される汚泥に残留する難分解性物質濃度が排出規制値以下になるように前記固体分の返送量を調節するとともに、前記固液分離後の固体分の返送による処理槽内のＳＳ分の増加による前記紫外線の透過率の減少に対応して、前記オゾン供給量の増量と過酸化水素の供給を行なうことを特徴とする難分解性物質含有排水の処理方法。
【請求項２】
排水中に含まれるダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢの何れか１つ又は複数の物質からなる難分解性物質を、オゾン若しくはオゾンと過酸化水素よりなる酸化剤と、紫外線照射よりなる分解処理手段にて酸化分解する分解処理手段を具えた排水処理装置において、
前記分解処理手段の後段に、酸化分解された排水を、膜分離手段で固液分離する固液分離手段を設けるとともに、前記固液分離手段から排出する固体分をオゾン供給と紫外線照射とがされている前記分解処理手段に返送する返送ラインと、該返送ライン上に前記固体分の返送量を調節する返送量調節手段とを設け、当該排水処理装置の系外へ排出される汚泥に残留する難分解性物質濃度が排出規制値以下になるように前記分解処理手段内の固体分の返送量を調節するとともに、前記固体分の返送による処理槽内のＳＳ分の増加による紫外線の透過率の減少に対応して、前記オゾン供給量の増量と過酸化水素の供給を行なうことを特徴とする難分解性物質含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物焼却灰埋立処分場浸出水や廃棄物焼却炉洗煙排水等に含まれるダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢに代表される環境ホルモン等の難分解性物質を酸化分解して無害化する処理において、特に、紫外線の照射、及びオゾンや過酸化水素等の酸化剤を用いて該難分解性物質を酸化分解する排水処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、廃棄物焼却灰埋立処分場浸出水や廃棄物焼却炉洗煙排水等に含まれるダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢに代表される環境ホルモン等の難分解性物質の処理には、酸化分解法が多く用いられている。かかる処理法は、前記難分解性物質含有排水にオゾン若しくは過酸化水素等の酸化剤を添加して該排水を酸化条件下にて二酸化炭素と塩化物イオンに分解するもので、さらに同様の効果を得られる方法として、オゾン若しくは過酸化水素を添加して紫外線を照射する方法も採られている。
これは、前記酸化剤存在下で紫外線を照射したときに発生する非常に酸化力の強いヒドロキシラジカルの作用により酸化分解するもので、オゾン若しくは過酸化水素等の酸化剤単独の酸化力に比べて分解力は非常に高い。
【０００３】
しかし、ダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢに代表される環境ホルモン等の難分解性物質は水に対する溶解度が非常に低く、排水中では該難分解性物質の大部分はＳＳ（浮遊物質）に付着若しくは含有される形態で存在する。従って、溶解している難分解性物質よりも前記ヒドロキシラジカルとの接触率が低く酸化分解が困難であるため、ＳＳに付着、含有されている難分解性物質の処理を効率良く行なう方法が求められている。
【０００４】
このように、排水中のＳＳ濃度の高い排水に有効な処理方法として、特開平９−２２５４８２号では、オゾンと過酸化水素、オゾンと過酸化水素と紫外線照射、過酸化水素と紫外線照射等により活性種（ヒドロキシラジカル）の発生を促し、難分解性物質を酸化分解する方法を提案している。図３に示すようにかかる発明は、前記活性種により分解処理する改質工程０４と、改質工程の後段に設けた凝集沈澱工程０３とからなり、これにより高額な処理コスト、大量のスラッジを伴わずに高度な処理が可能となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来技術では、凝集剤を利用しているため確実な固液分離がなされず、液体側に粒子状の固体分が残留する可能性があり、排水に難分解性物質が含まれたまま排出されてしまう惧れがある。また、排水に応じて凝集剤を使い分けなければならず、１つの凝集剤だけでは分離仕切れない場合も出てくる上に、夫々の凝集剤に適した後処理を施さなければならない。さらに、凝集沈澱に時間を要するため処理効率が悪く、また排水の量が多い場合には装置自体を大型化しなければならない。
また、固液分離槽０１０で分離されたスラッジ０１１には多くの難分解性物質が含まれ、該スラッジ０１１の処理装置をあらたに併設しなければならない。
【０００６】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、高濃度のＳＳ含有排水においてもダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢの何れか１つ又は複数の物質からなる難分解性物質を分解可能で、汚泥中にも処理水中にも前記難分解性物質を残留せず、かつ設置面積が小さく抑えることのできる難分解性物質含有排水の処理方法とその装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１記載の発明は、排水中に含まれるダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢの何れか１つ又は複数の物質からなる難分解性物質を、オゾン若しくはオゾンと過酸化水素よりなる酸化剤と、紫外線照射よりなる分解処理手段にて酸化分解する排水処理方法において、
前記酸化分解処理した排水を膜分離手段により固液分離し、返送ラインを介して分離された固体分の少なくとも一部をオゾン供給と紫外線照射とがされている前記分解処理手段に返送して再び酸化分解処理を施すとともに、
前記返送ライン上に設けた前記固体分の返送量調節手段により当該排水処理の系外へ排出される汚泥に残留する難分解性物質濃度が排出規制値以下になるように前記固体分の返送量を調節するとともに、前記固液分離後の固体分の返送による処理槽内のＳＳ分の増加による前記紫外線の透過率の減少に対応して、前記オゾン供給量の増量と過酸化水素の供給を行なうことを特徴とする。
かかる発明は、前記オゾン若しくはオゾンと過酸化水素よりなる酸化剤及び紫外線照射を用いてヒドロキシラジカルを発生させて前記難分解性物質の酸化分解を促進させる方法を用いたもので、該酸化分解後の排水を微細な孔を有する膜に通して固液分離させる。これにより、排水中のＳＳ分が容易に分離でき、かつ前記酸化分解により除去できなかった排水中の難分解性物質の殆どがＳＳ分に付着、含有されて分離可能となる。
【０００８】
そして、分離された固体分の少なくとも一部を抜出して返送し、再び前記酸化分解処理を施すことで、排出する固体分を有害物質の排出規制値以下に抑えることが可能であるとともに、返送された固体分により酸化分解処理槽内の難分解性物質濃度が高くなり、該難分解性物質の分解速度が向上する。
これは、ダイオキシン類の初期濃度と分解速度定数とを示した図２からも明らかなように、ダイオキシン類初期濃度にほぼ比例してダイオキシン類分解速度定数Ｋは増加する。従って、排水中の被処理物質濃度が大であるほど分解速度は大きくなるといえる。尚、排水Ａ、排水Ｂはオゾン供給速度０．４ｇ／ｍ３／ｍｉｎで、排水Ｃ、排水Ｄはオゾン供給速度１．２ｇ／ｍ３・ｍｉｎのときを表す。
【０００９】
また、上記発明を好適に実現する装置として請求項２記載の発明は、排水中に含まれるダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢの何れか１つ又は複数の物質からなる難分解性物質を、オゾン若しくはオゾンと過酸化水素よりなる酸化剤と、紫外線照射よりなる分解処理手段にて酸化分解する分解処理手段を具えた排水処理装置において、
前記分解処理手段の後段に、酸化分解された排水を、膜分離手段で固液分離する固液分離手段を設けるとともに、前記固液分離手段から排出する固体分をオゾン供給と紫外線照射とがされている前記分解処理手段に返送する返送ラインと、該返送ライン上に前記固体分の返送量を調節する返送量調節手段とを設け、当該排水処理装置の系外へ排出される汚泥に残留する難分解性物質濃度が排出規制値以下になるように前記分解処理手段内の固体分の返送量を調節するとともに、前記固体分の返送による処理槽内のＳＳ分の増加による紫外線の透過率の減少に対応して、前記オゾン供給量の増量と過酸化水素の供給を行なうことを特徴とする。
【００１０】
このように、流量調節バルブ及びポンプを具えることで、前記分解処理手段に返送する固体量を調節可能にし、該分解処理手段内の固体分濃度及び難分解性物質濃度に応じた難分解性物質の分解処理を最も効率良い状態で行なうことができる。また、上記したように前記膜分離手段で分離される固体分を循環処理することにより、分解処理手段内の固体分濃度が徐々に増加するため、紫外線透過率が低下し、酸化分解率の低下を引き起こすため酸化剤を増量するか若しくは別の種類の酸化剤を供給する等してヒドロキシイオンの発生を促すとよい。
【００１２】
かかる発明によれば、前記固液分離手段から排出する固体分すべてをダイオキシン分解するのではなく、返送ラインの固体分はそのままとし、返送されずに排出される残余の排出固体分をダイオキシン分解装置を経て脱水させるために、ダイオキシン分解装置に余分な負荷がかかることなく、効率化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施形態にかかる排水処理装置の概略構成図で、１０は難分解性物質の分解処理を行う処理槽、１１は固液分離を行う固液分離装置、１２は脱水装置、１６及び１８はポンプ、１７ａ、１７ｂは排水の循環量を調節する循環量制御バルブを示す。
【００１４】
本実施形態で処理を施される排水１は、廃棄物焼却施設から排出される排水中に含まれるダイオキシン類、ビスフェノールＡ、ｃｏ−ＰＣＢの何れか１つ又は複数の物質からなる難分解性物質を含有する排水で、該排水１はＳＳ濃度の高いものである。
処理槽１０には、紫外線ランプ１９が配設されており該紫外線ランプ１９は好ましくは１８５ｎｍ若しくは２５４ｎｍの低波長の紫外線を発生する低圧水銀ランプ若しくはエキシマレーザー等を用いると良い。また、オゾン発生器１３で生成されるオゾンを処理槽１０内に供給するオゾン散気管１４を具えており、該オゾン散気管１４からはオゾンを含有した気泡１４ａが処理槽内に供給されるとともに、該気泡により処理槽１０内が混合攪拌されるように構成される。
また、かかる処理槽１０には過酸化水素導入口が具えられており、必要に応じて過酸化水素１５を供給可能に構成される。
【００１５】
本実施形態において、該処理槽１０内でヒドロキシラジカルを発生させる手段は、オゾンと紫外線照射、過酸化水素と紫外線照射、オゾンと過酸化水素、オゾンと過酸化水素と紫外線照射とが挙げられるが、これらの方法のうちオゾンと紫外線照射の場合は、例えば、出力１０〜２００Ｗの低圧水銀ランプで波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍの紫外線をオゾン濃度１０ｇ／ｍ３の排水に照射する。また、過酸化水素と紫外線照射では、該過酸化水素の注入量を１０〜５０００ｍｇ／リットルとして前記低圧水銀ランプにより低波長の紫外線を照射し、オゾンと過酸化水素とを併用する方法は、オゾンの注入量を５０〜５０００ｍｇ／リットルとし、過酸化水素の注入量を１０〜５０００ｍｇ／リットルとし、さらに、オゾンと過酸化水素とを併用して紫外線を照射する方法は、上記した方法を組合わせてヒドロキシラジカルを発生させるものである。
【００１６】
また、前記処理槽１０の後流側には固液分離装置１１が設けられており、該固液分離装置１１には、排水を透水させることによりＳＳ成分等の懸濁固形物と透過水とに分離可能な微細な孔を有する膜が具えられている。かかる膜には、孔径が０．５μｍ〜１．０μｍ程度で排水中の固体分を確実に分離できるものを使用する。尚、ＳＳ濃度の高い排水の場合は特に閉塞しやすいため、閉塞に強いチューブラー形や平膜形にする。さらに、所定の処理水量が得られなくなったら洗浄によりろ過速度の回復をはかる。
尚、本固液分離装置１１には固液分離装置のみならず、凝集沈殿、濾過処理の内、選択された一又は複数の装置を組み合わせて構成しても良い。
【００１７】
前記固液分離装置１１にて分離された固体分を脱水する脱水装置１２は、遠心分離機、ろ過装置等の機械的脱水や沈降濃縮による脱水、若しくは蒸発器や乾燥機等の熱による脱水等何れを用いてもよい。
【００１８】
次に、本実施形態に係る排水処理装置の作用を説明する。
廃棄物焼却施設等から排出されたＳＳ濃度の高い排水は、処理槽１０に導入され、オゾン発生器１３にて生成されオゾン散気管１４から供給されるオゾンを含有した気泡により混合攪拌されながら、オゾン存在下の紫外線照射により排水中に発生したヒドロキシラジカルにより酸化分解される。
そして、前記酸化分解された処理水２は固液分離装置１１に送給され、該固液分離装置１１にてＳＳ成分を含む固体分３と処理水４とに分離される。排水中において、難分解性物質の殆どはＳＳ成分に付着若しくは含有され、前記処理水４には未分解の難分解性物質は殆ど含まないため、該処理水４は系外へ排出されたり、再び廃棄物焼却施設へ返送されて循環利用することが可能となる。
【００１９】
一方、前記酸化分解処理で残留した難分解性物質を含有する固体分３はポンプ１６及び１８にて固液分離装置１１より送出され、前記処理槽１０内のＳＳ濃度や難分解性物質濃度に応じた返送量、又は系外へ排出される汚泥６に残留する難分解性物質濃度が排出規制値以下になるような返送量を適宜決定し、循環量制御バルブ１７ａ、１７ｂを調節して返送固体分３ａを処理槽１０へ、排出固体分３ｂを脱水装置１２へ夫々送給する。
【００２０】
前記返送固体分３ａは前記処理槽１０に導入され、前記排水１とともに再度酸化分解処理を施される。このように、固体分３ａを処理槽１０に返送することで該処理槽１０内の難分解性物質濃度は増加し、一層分解速度が向上する。また、固体分３ａを循環させることにより前記処理槽１０内のＳＳ濃度が徐々に増加し、それに伴い紫外線透過率が減少するため、過酸化水素１５を供給してヒドロキシラジカルを生成させる。これにより、前記ヒドロキシラジカルの酸化力及び過酸化水素、オゾン夫々の酸化力によって酸化分解が促進される。
【００２１】
尚、固体分中の難分解性物質の含有率が排出規制値以下に低減されたら、排出固体分を増加させ返送固体分３ａを減少して処理槽１０内の固体分濃度を低減させるとよい。
そして、前記固体分は脱水装置１２にて遠心分離、ろ過の脱水処理を経て含水率の低い汚泥として系外へ排出されるとともに、処理水５は前記処理水４とともに循環利用若しくは系外へ排出される。
【００２２】
このように、前記処理槽１０内の難分解性物質濃度を一定以上に保つことにより、高効率で以って処理できる分解処理速度を保持できるとともに、系外へ排出される汚泥に含まれる難分解性物質濃度を排出規制値以下に抑えられるため、あらたに処理施設を併設する必要がない。
【００２３】
図４は図１の実施形態にかかる排水処理装置の変形例で、前記固液分離装置１１から排出する固体分の一部を前記分解処理手段に返送する返送ラインの分岐点より下流側の、排出固体分３ｂを脱水装置１２へ送給するライン上に、該排出固体分をダイオキシン分解装置２０を介装し、該ダイオキシン分解装置２０を経て脱水装置１２で脱水させる。
そして、前記ダイオキシンが分解された固体分は脱水装置１２にて遠心分離、ろ過の脱水処理を経て含水率の低い汚泥として系外へ排出されるとともに、処理水５は前記処理水４とともに循環利用若しくは系外へ排出される。(尚、ポンプ１６は省略させている。)
【００２４】
【発明の効果】
以上記載のごとく、本発明によれば、酸化分解処理の後に膜分離手段により固液分離処理を施すことで、排水中のＳＳ分が容易に分離できる。そして、該ＳＳ分には前記酸化分解により除去できなかった排水中の難分解性物質の殆どが付着、含有されるため、系外へ排出される処理水中には殆ど難分解性物質は残留しない。
また、かかる処理を膜分離により行なっているため、処理速度を保つことが出来るとともに、装置の設置面積を最小に抑えることが出来る。
特に本発明によれば、前記固液分離装置１１から排出する固体分すべてをダイオキシン分解するのではなく、返送ラインの固体分はそのままとし、返送されずに排出される残余の排出固体分をダイオキシン分解装置を経て脱水させるために、ダイオキシン分解装置に余分な負荷がかかることなく、効率化される。
【００２５】
さらに、前記膜分離により分離された固体分の少なくとも一部を抜出して返送し、再び前記酸化分解処理を施すことで、系外へ排出する固体分を有害物質の排出規制値以下に抑えることが可能であるとともに、返送された固体分により酸化分解処理槽内の難分解性物質濃度が高くなり、該難分解性物質の分解速度が向上し、高効率で以って分解処理を行うことが出来る。
また、膜分離処理後の固体分の返送による処理槽内のＳＳ分の増加による紫外線の透過率の減少には、過酸化水素の供給若しくはオゾン供給量の増量を行なうことにより、ヒドロキシイオンの生成を促されるとともに、夫々の単体による酸化力も増加するために、分解処理速度を保持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかる排水処理装置の概略構成図である。
【図２】  ダイオキシン類の初期濃度と分解速度定数の関係を示す図である。
【図３】  従来技術における難分解性有機物含有排水の排水処理方法を示すフロー図である。
【図４】  図１の排水処理装置の変形例で、本発明の他の実施形態に係る排水処理装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
１      排水
４、５  排出処理水
６      排出汚泥
１０    処理槽
１１    固液分離装置
１２    脱水装置
１３    オゾン発生器
１４    オゾン散気管
１６、１８  ポンプ
１７ａ、１７ｂ  循環量制御バルブ
１９    紫外線ランプ
２０  ダイオキシン分解装置
【図１】
0005004313.tif 000002
【図２】
0005004313.tif 000003
【図３】
0005004313.tif 000004
【図４】
0005004313.tif 000005