(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類を含む廃水を凝集沈澱処理することによって得られた汚泥をジェットミル方式によって微細化処理し、メジアン径が１０〜１００μｍとされた前記汚泥に鉄イオンの共存下で過酸化水素を添加して、前記汚泥に含まれたダイオキシン類を酸化分解することを特徴とするダイオキシン類を含む汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイオキシン類を含む汚泥の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイオキシン類を含む廃水を活性汚泥処理や凝集処理し、固液分離することによって得られた汚泥中には比較的高濃度のダイオキシン類が濃縮して含まれている。このようなダイオキシン類を含む汚泥を脱水後、埋立処分すると、ダイオキシン類が雨水により溶け出し環境汚染を招く。また、焼却処理すればダイオキシン類は分解するが焼却コストが膨大となる。このような観点から、本出願人は特願２００１−０４４６８３号で、鉄イオンの存在下に過酸化水素を添加するフェントン酸化法により、汚泥中のダイオキシン類を分解する方法を提案した。この方法によれば比較的低コストでダイオキシン類を分解でき、汚泥を無害化することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、汚泥の種類によっては上述のフェントン酸化法の効果が十分に発揮されない場合がある。本発明者の実験によれば、ダイオキシン類を含む廃水を凝集処理し、固液分離することによって得られた汚泥のおいては、その傾向が特に強いことが判明した。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を改善し、凝集分離によって得られた汚泥に対してもダイオキシン類の分解効果が優れたダイオキシン類を含む汚泥の処理方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る方法は、ダイオキシン類を含む廃水を凝集沈澱処理することによって得られた汚泥をジェットミル方式によって微細化し、メジアン径が１０〜１００μｍとされた前記汚泥に鉄イオンの共存下で過酸化水素を添加して、前記汚泥に含まれたダイオキシン類を酸化分解することを特徴とする。
【０００６】
【作用】
通常の凝集沈殿処理では、廃水中の縣濁粒子の沈降性を高めるために、廃水に塩化鉄や硫酸バン土などの凝集剤を添加してフロックを形成し、粗大化したフロックを沈殿させることによって、縣濁粒子を廃水から分離する。十分な沈降性を有するフロックが形成できない場合には、さらに高分子凝集剤を添加し、フロックを肥大化させる。廃水中にダイオキシン類が含まれる場合、このフロックの形成過程で大部分のダイオキシン類が濃縮してフロックに取り込まれる。したがって、沈殿汚泥のフロックに濃縮されたダイオキシン類をフェントン酸化法で処理すれば効率的なダイオキシン類の酸化分解処理が可能となる。
【０００７】
凝集沈殿処理においてフロックの径が１０００μｍ程度にまで成長すると、沈殿には有利に働く。しかしながら、このような肥大化したフロックを沈殿させて得られた汚泥を、そのままフェントン酸化処理すると十分な効果が得られない場合が多い。この理由は、フェントン酸化処理のために添加した鉄イオンや過酸化水素が肥大化したフロックの内部に浸透しにくく、処理効率が低下するためと考えられる。そこで、本発明はフェントン処理のための前処理として汚泥の微細化処理を行うようにしたものである。この微細化処理によって鉄イオンや過酸化水素が微細化したフロックの内部に浸透し易くなり、フェントン酸化処理の処理効率が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態を示す工程図である。凝集沈殿工程１０では流入したダイオキシン類を含む廃水１２に対して無機凝集剤１４及び必要に応じて高分子凝集剤１６が添加されてフロックを生成し、このフロックの形成過程で廃水中の大部分のダイオキシン類が濃縮してフロックに取り込まれる。フロックは沈殿分離によって汚泥１８として次工程に送られ、上澄みの処理水２０は系外に排出される。凝集沈殿工程１０から抜き出した汚泥１８は一旦、汚泥貯槽２２に貯留された後、次工程の微細化工程２４に送られ、微細化処理を受ける。
【０００９】
微細化の手段としては、ポンプによって１ＭＰａ以上に加圧した汚泥をジェットノズルを介して大気下に放出するジェットミル方式が特に有効である。この方式によれば高圧の汚泥が大気レベルの圧力下に開放される時の急激な圧力変化によって、汚泥が物理的な衝撃を受け確実に微細化する。
【００１０】
微細化の程度は汚泥のメジアン径が１０〜１００μｍ程度、より好ましくは１０〜５０μｍとなるようにする。なお、本発明において汚泥のメジアン径とは汚泥を構成するフロックなどの粒径ごとの累積分布において、総体積量の５０％に相当する粒子径を意味する。なお、汚泥の粒径ごとの累積分布は、例えばレーザ回析／散乱方式の粒度測定装置を用いて測定することができる。汚泥を上記の範囲を超えて過剰に微細化しても時間とコストが多大となる割には、フェントン酸化処理の処理効率が向上せず、かえって、汚泥の固液分離性が低下して好ましくない。逆に、微細化の程度が低く上記の範囲よりも汚泥のメジアン径が大きい場合にはフェントン酸化処理の処理効率が急激に低下する。
【００１１】
微細化工程２４で微細化処理を受けた汚泥２６は、次工程の反応工程２８へ送られ、フェントン酸化処理を受ける。すなわち、反応工程２８では流入した汚泥２６に塩酸や硫酸などの無機酸３０が添加され、ｐＨが２〜４に調整される。この酸性条件下で鉄イオン３２と過酸化水素３４とを添加することによって、フェントン酸化反応が活発に進行して、汚泥の取り込まれていたダイオキシン類が酸化分解し、無害化される。なお、微細化工程２４で微細化処理を受けた汚泥２６は自律的な凝集性を有しており、放置すると再度、フロックを形成して肥大化する傾向があるので、速やかに反応工程２８で処理する必要がある。したがって、微細化工程２４と反応工程２８は、これらの工程が同時又は連続的に進行するように構成されることが好ましい。
【００１２】
反応工程２８でフェントン酸化処理を受けた汚泥３６は、次工程の固液分離工程３８に送られ、固液分離される。固液分離工程３８は例えば脱水機であり、脱水された汚泥４０は汚泥の処理処分施設４２に送られ、脱離水４４は系外に排出される。
【００１３】
上記実施の形態は、ダイオキシン類を含む廃水を凝集処理し、沈殿分離することによって得られた汚泥に対して本発明を適用した場合である。しかしながら、本発明はこのような汚泥に限らず、ダイオキシン類を含み、かつ、１,０００μｍ程度の肥大化したフロックを多く含む他の汚泥に対しても有効である。
【００１４】
【実験例１】
廃棄物埋立地からの浸出水を処理している施設から凝集沈殿汚泥を採取し、供試汚泥とした。供試汚泥は上記凝集沈殿処理で添加された塩化第１鉄と高分子凝集剤とを含んでおり、ＳＳ濃度は１,６０００ｍｇ／Ｌ、ダイオキシン類の濃度は９,６００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、メジアン径は６４０μｍであった。この供試汚泥を微細化処理しない試料Ａと微細化処理した試料Ｂとについてフェントン酸化処理を施し、ダイオキシン類の分解状況を比較した。微細化の手段はジェットミル方式を用い、微細化後の試料Ｂのメジアン径は４０μｍであった。なお、試料Ｂのダイオキシン類の濃度は元の供試汚泥（試料Ａ）と同じであり、微細化処理の前後でダイオキシン類が化学的な変化を受けないことを確認した。
【００１５】
フェントン酸化処理は試料Ａ，試料Ｂとも同一の条件で行い、まず、試料に硫酸を添加してｐＨを約３とし、塩化第１鉄を２,０００ｍｇ／Ｌ（Ｆｅ量として）添加、攪拌して試料に溶解させた。次に、過酸化水素を１,６００ｍｇ／Ｌ（Ｈ2Ｏ2量として）添加し、反応温度約３０℃、反応時間３時間の条件で緩速攪拌した。
【００１６】
上記のフェントン酸化処理の結果、試料Ａのダイオキシン類の濃度は５,３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであり、ダイオキシン類の除去率は４５％と低く、不満足な値であった。一方、フェントン酸化処理後の試料Ｂにおけるダイオキシン類の濃度は１,３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであり、ダイオキシン類の除去率は８６％であった。この実験結果は、本発明に係る微細化処理がフェントン酸化処理によるダイオキシン類の除去率を大幅に向上させることを示している。
【００１７】
【実験例２】
実験例１に使用した供試汚泥と同一の汚泥に対して、ジェットミル方式、機械攪拌方式など微細化の方式やその程度を種々に変化させて、複数の試料を調整した。これらの複数の試料に対して、それぞれ実験例１と同一の条件でフェントン酸化処理を行った。この結果、フェントン酸化処理によるダイオキシン類の除去率は、調整した試料のメジアン径に対応して近似値を示し、微細化の方式の相違にはさほど影響を受けないことが判明した。図２はこの実験例２において得られた試料のメジアン径とダイオキシン類の除去率との対応関係を示すグラフである。図２から汚泥のメジアン径を１００μｍ以下にするとダイオキシン類の除去率が向上し、特に１０〜５０μｍにすると高い除去率が得られることが判る。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、ダイオキシン類を含む廃水を凝集沈澱処理することによって得られた汚泥をジェットミル方式によって微細化処理し、メジアン径が１０〜１００μｍとされた前記汚泥にフェントン酸化処理を施すようにしたので、ダイオキシン類を効率よく酸化分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す工程図である。
【図２】実験例２で得られた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０……凝集沈殿工程
１８、２６、３６、４０……汚泥
２２……汚泥貯留槽
２４……微細化工程
２８……反応工程
３０……無機酸
３２……鉄イオン
３４……過酸化水素
３８……固液分離工程
４２……（汚泥の）処理処分施
【図１】
0003826837.tif 000002
【図２】
0003826837.tif 000003