JP2000202476A - 内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含有する有機汚水の処理方法 - Google Patents

内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含有する有機汚水の処理方法

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Toshihiro Tanaka
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理水に対し、被処理水中の有機汚濁物質
や懸濁物質の除去、さらに被処理水中の溶存内分泌撹乱
物質および発ガン性物質の分解除去を効率よく行うと共
に、処理工程から発生する汚泥中の内分泌撹乱物質およ
び発ガン性物質を分解除去することで、処理系内全体の
内分泌撹乱物質および発ガン性物質を高い除去率で分解
除去する方法を提供する。 【解決手段】 内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含
有する有機汚水の処理方法であって、被処理水に対し、
生物処理を主体とする前段処理より処理し、前記前段処
理から発生する汚泥に対し、オゾンまたはオゾンと過酸
化水素の注入による汚泥処理を行い、その上澄水を被処
理水流入部に返送することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内分泌撹乱物質また
は発ガン性物質を含有する有機汚水の処理に関するもの
であり、特に浸出水や工業廃水等の処理に用いることが
できる有機汚水の処理に関する。
【0002】
【従来の技術】内分泌撹乱化学物質は動物の体内に取り
込まれた場合に、本来その生体内で営まれている正常な
ホルモン作用に影響を与える化学物質をいい、それらの
曝露は人や野生動物の内分泌作用を撹乱し、生殖機能障
害、悪性腫瘍などを引き起こす可能性があると指摘され
ている。これら内分泌撹乱物質は極めて低濃度で作用
し、特に胎児期など発生段階で深刻な影響を与え、成長
後にその影響が発現するなどの可能性が指摘されている
ことから、生物存続に関わる重大な影響をもたらす可能
性も懸念されている。これまでに魚類、は虫類、鳥類な
どの野生生物において、生殖機能異常、生殖行動異常、
雄の雌性化、ふ化能力の低下などと内分泌撹乱物質との
関連が指摘されている。さらに人においても精子数の減
少、前立腺癌の増加、および子宮内膜症の増加の傾向性
と内分泌撹乱物質との関連も指摘されている。動物実験
の結果では、いくつかの化学物質によって精巣停留や精
子数の減少などの生殖機能障害や子宮内膜症などが引き
起こされることが確認されている。発ガン性物質は細胞
の癌化を促進することが知られている。
【0003】これまでの調査により内分泌撹乱物質およ
び発ガン性物質として疑われているものとしては、PC
B類、ダイオキシン類、ポリ臭化ビフェニル、ヘキサク
ロロベンゼン、ペンタクロロフェノール、2,4,5−
トリクロロフェノキシ酢酸、2,4−ジクロロフェノキ
シ酢酸、アミトロール、アトラジン、シマジン、ヘキサ
クロロシクロヘキサン、エチルパラチオン、カルバリ
ル、クロルデン類、1,2−ジブロモ−3−クロロプロ
パン、DDTおよびその代謝物(DDE、DDD)、ケ
ルセン、アルドリン、エンドリン、ディルドリン、エン
ドサルファン、ヘプタクロルおよびヘプタクロルエポキ
シド、マラチオン、メソミル、メトキシクロル、マイレ
ックス、エトロフェン、トキサフェン、カンフェクロ
ル、有機スズ(トリブチルスズなど)、トリフルラリ
ン、アルキルフェノール類、ビスフェノールA、フタル
酸ジ(2−エチルヘキシル)、フタル酸ブチルベンジ
ル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジシクロヘキシル、フ
タル酸ジエチル、ベンゾ(a)ピレン、カドミウム、
鉛、水銀、2,4−ジクロロフェノール、アジピン酸
(2−エチルヘキシル)、ベンゾフェノン、4−ニトロ
トルエン、ジオキサン等が挙げられている。
【0004】これらは、それぞれ、難燃剤、殺菌剤、殺
虫剤、防汚材、腐食防止剤、熱媒体、防腐剤、除草剤、
樹脂の硬化剤、樹脂原料、プラスチック可塑剤、溶媒な
どとして、または燃焼過程で生成され、物質によって異
なるが概ねμg/リットル〜pg/リットルオーダーの濃度で環
境水中で検出されている。このような濃度レベルはCO
D、TOC等から推測される水中有機物濃度のmg/リッ
トルオーダーに比べて非常に低いものであるが、これらの
内分泌撹乱化学物質が、非常に微量な量で上記のような
作用を引き起こすことが知られていることから、環境水
中あるいは環境に放出される以前の水に含まれる微量の
内分泌撹乱化学物質を除去する技術の開発が望まれてい
る。特に埋立地浸出水は、様々な種類の内分泌撹乱物質
および発ガン性物質が含まれており、濃度も高い(ダイ
オキシン類が100〜5000pg/リットル、ビスフェノ
ールAが100〜10000ng/リットル、1,4−ジオ
キサンが1000〜100000ng/リットル)ことから
埋立地浸出水中の内分泌撹乱物質および発ガン性物質の
処理は急務である。
【0005】従来、浸出水などの有機汚水(以下、被処
理水とも言う)の主な処理方法としては、有機物除去を
主体とした処理法を用いている。主な処理法としては、
BOD、窒素の除去を目的とした生物処理、色度、CO
D及びSSなどの除去を目的とした凝集沈殿処理、SS
など濁質の除去を目的とした砂ろ過処理がある。さら
に、高度処理法としては、活性炭処理を用いることがあ
る。しかし、上記処理法のいずれも、有機汚水中の内分
泌撹乱物質および発ガン性物質を分解除去する効果が少
なく、放流水中に内分泌撹乱物質および発ガン性物質が
残留する場合が多い。さらに内分泌撹乱物質および発ガ
ン性物質の多くは水にほとんど不溶であり、各処理工程
で内分泌撹乱物質および発ガン性物質が減少しても、そ
のほとんどが処理工程から発生する汚泥中に含まれてお
り、脱水処理後、ケーキ中の内分泌撹乱物質および発ガ
ン性物質含率が高く、系内全体の内分泌撹乱物質および
発ガン性物質分解除去効果があまりないと考えられてい
る。最近の内分泌撹乱物質および発ガン性物質分解処理
技術としては、被処理水に溶存している内分泌撹乱物質
および発ガン性物質を紫外線照射による脱塩素化反応及
びオゾン注入による酸化反応で分解除去することが知ら
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
懸濁物質や色度成分、有機物濃度の高い有機汚水に対
し、紫外線照射やオゾン注入を導入した時、紫外線透過
率が低く、反応効率の低下をもたらすという問題点があ
った。これは注入オゾンの大部分が溶解性除去対象物質
以外の有機物分解除去に消費されたためであると考えら
れる。さらに汚泥中に蓄積された内分泌撹乱物質および
発ガン性物質の分解処理を水処理工程と組み合わせた処
理がほとんどなく、水処理工程で内分泌撹乱物質および
発ガン性物質を除去しても、汚泥中に高濃度の内分泌撹
乱物質および発ガン性物質が蓄積される場合が多かっ
た。
【0007】従って本発明は、従来技術の上記の問題点
を解決するために、被処理水に対し、被処理水中の有機
汚濁物質や懸濁物質の除去、さらに被処理水中の溶存内
分泌撹乱物質および発ガン性物質の分解除去を効率よく
行うと共に、処理工程から発生する汚泥中の内分泌撹乱
物質および発ガン性物質を分解除去することで、処理系
内全体の内分泌撹乱物質および発ガン性物質を高い除去
率で分解除去する方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、下記の処理方法を用いることで処理系内全体の内
分泌撹乱物質および発ガン性物質の分解除去率が著しく
向上することを見いだした。すなわち本発明は、 (1) 内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含有する
有機汚水の処理方法であって、被処理水に対し、生物処
理を主体とする前段処理より処理し、前記前段処理から
発生する汚泥に対し、オゾンまたはオゾンと過酸化水素
の注入による汚泥処理を行い、その上澄水を被処理水流
入部に返送することを特徴とする内分泌撹乱物質または
発ガン性物質を含有する有機汚水の処理方法。 (2) 前記前段処理の処理水に対し、前記汚泥処理か
らの排オゾンと過酸化水素または紫外線とを組み合わせ
た後段処理を行うことを特徴とする上記(1)に記載の
内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含有する有機汚水
の処理方法。 (3) 内分泌撹乱物質または発ガン性物質がダイオキ
シン、ビスフェノールA、ジオキサンまたは、フタル酸
ジ(2−エチルヘキシル)であることを特徴とする上記
(1)または(2)に記載の内分泌撹乱物質または発ガ
ン性物質を含有する有機汚水の処理方法。である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明によれば、被処理水に対
し、生物処理を主体とする前段処理を行えば、被処理水
中の不溶性懸濁物質及び有機物のほとんどを除去分離す
ることができ、内分泌撹乱物質または発ガン性物質がS
S及び有機物濃度の低下と共に低減できる。上記のよう
な前段処理工程を得た処理水は、有機物及びSSとも高
度に除去できたため、水中に溶存している内分泌撹乱物
質または発ガン性物質がきわめて微量となり、後段処理
である内分泌撹乱物質または発ガン性物質分解処理工程
において、汚泥処理からの排オゾンと少ない紫外線照射
量または過酸化水素添加量で高効率に内分泌撹乱物質ま
たは発ガン性物質を分解除去することができる(AOP
分解処理工程)。ただし、本明細書でAOP(アドバン
スド オキシデーション プロセス)分解処理とは、紫
外線、オゾン、過酸化水素等の非塩素系酸化剤を用いる
酸化分解処理のことを示す。
【0010】一方、前段処理工程から発生する汚泥に含
まれている高濃度の内分泌撹乱物質または発ガン性物質
に対して、汚泥処理工程において、オゾンまたはオゾン
と過酸化水素の注入で生成するヒドロキシラジカルによ
って汚泥中の内分泌撹乱物質または発ガン性物質を分解
除去するとともに汚泥中有機物の一部も分解され、汚泥
容積の減少も達成できる。汚泥処理後の上澄水を前段処
理の流入部に返送することによって、汚泥から溶出した
一部の有機物及び溶存内分泌撹乱物質または発ガン性物
質については、有機物が前段の処理工程で除去でき、溶
存内分泌撹乱物質または発ガン性物質が後段の内分泌撹
乱物質または発ガン性物質分解処理工程で分解除去でき
ることから、放流水中の内分泌撹乱物質または発ガン性
物質残留がほとんどなく、また、系外ヘ排出する汚泥中
内分泌撹乱物質または発ガン性物質もかなり低減され、
流入内分泌撹乱物質または発ガン性物質に対し、処理系
内において高い除去率で分解除去することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を図面を用いて
詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。図1は本発明による処理法の一例をフローシート
で示した。図1に示すように、被処理水1を生物処理工
程2によって生物学的除去可能な有機物、SS等を除去
するとともに、被処理水中内分泌撹乱物質または発ガン
性物質の一部も除去し、生物処理工程2より発生する生
物処理汚泥6を汚泥分解処理工程11に送り、汚泥中内
分泌撹乱物質または発ガン性物質の分解除去及び汚泥の
減容を行う。生物処理工程2の処理水はさらに凝集沈殿
処理工程3によって色度、有機汚濁物及びSSの除去を
行うとともに、残留内分泌撹乱物質または発ガン性物質
の除去を行う。凝集沈殿処理工程3からの凝集沈殿処理
汚泥7は生物処理汚泥6と同様に汚泥分解処理工程11
に送り、汚泥中内分泌撹乱物質または発ガン性物質の分
解除去及び汚泥の減容を行う。
【0012】凝集沈殿処理水はさらに砂ろ過処理装置工
程4によって残留SS及びSS性の内分泌撹乱物質また
は発ガン性物質を除去する。なお、砂ろ過逆洗排水14
は凝集沈殿処理工程3に返送し、SS等の分離除去を行
う。溶存内分泌撹乱物質または発ガン性物質濃度がかな
り低減された砂ろ過処理水と汚泥分解処理工程11から
の排オゾン15をAOP分解工程5に導入し、溶存内分
泌撹乱物質または発ガン性物質の完全分解除去を行った
処理水を放流水10として系外へ排出する。汚泥分解処
理工程11においては、生物処理汚泥6及び凝集沈殿処
理汚泥7の混合汚泥に対し、過酸化水素13の添加と同
時に底部からのオゾンガス12の注入により、汚泥中の
内分泌撹乱物質または発ガン性物質が、酸化力の強いヒ
ドロキシラジカルによって有機物の分解または溶出とと
もに溶存化し、その一部が酸化分解される。汚泥中内分
泌撹乱物質または発ガン性物質が低減されたものは排出
汚泥9として系外へ排出する。また、汚泥分解処理した
後の汚泥分解処理上澄水8は被処理水1の流入部に返送
される。
【0013】上記の処理フロー中、前段処理とした、生
物処理工程2、凝集沈殿処理工程3、砂ろ過処理工程4
は被処理水に対する有機物及びSS除去の一例であり、
被処理水の性状によって、凝集沈殿処理工程3を先に設
けてもよい、また、組み合わせとして、生物処理+ろ過
処理、生物処理+凝集沈殿ろ過処理、などが挙げられ
る。生物処理工程2としては、接触酸化法、回転円板
法、生物学的硝化脱窒処理法などのいずれでもよい。凝
集処理及びろ過処理としては、凝集膜ろ過、凝集沈殿と
砂ろ過のいずれでもよい。上記図1のフロシートで示す
方法で、内分泌撹乱物質または発ガン性物質であるダイ
オキシン、ジオキサン、ビスフェノールAを含有する有
機汚水の処理を行った。この方法にて得られた各処理工
程の水質を表1、汚泥分解処理前後の水質を表2に示
す。なお、AOP分解工程5の処理条件及び汚泥分解処
理工程11の処理条件を表3に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】表1に示すように、被処理水が色度600
度、COD 200mg/リットル、BOD 150mg/
リットル、SS 30mg/リットルであるのに対し、生物処理
後の処理水が色度300度、COD 80mg/リットル、
BOD 10mg/リットル、SS 15mg/リットルと有機
汚濁物の大部分が除去できた。これと同様に総ダイオキ
シンが被処理水の1900pg/リットルから約500pg
/リットルにジオキサンが被処理水の6500ng/リットルか
ら1600ng/リットル、ビスフェノールAが被処理水の
400ng/リットルから150ng/リットルに、それぞれ低
減できた。さらに凝集沈殿処理、砂ろ過処理を得た処理
水は、色度80度、COD 35mg/リットル、BOD、
SSともに1mg/リットル以下となった。その結果、総ダ
イオキシンも150pg/リットル、ダイオキシンTEQで
2.5pg/リットル、ジオキサンが1100ng/リットル、
ビスフェノールAが80ng/リットルとなり、AOP分解
処理工程において、汚泥処理からの排オゾン10mg/
リットル、紫外線照射量0.25W・hr/リットル、反応時間
わずか2.5分で処理水のダイオキシン及びビスフェノ
ールAがともに検出限界以下、ジオキサンも500ng
/リットルとなった。また、色度、CODの除去効果も得ら
れ、色度5度、COD 10mg/リットルに低下した。な
お、TEQとは、2,3,7,8−TCDD(四塩化ク
ロロダイベンゾパラダイオキシン)毒性等価換算濃度を
示す。
【0018】表2に示すように、分解処理前の汚泥がS
S 7000mg/リットル、総ダイオキシン35000p
g/リットル、ダイオキシンTEQ 450pg/リットル、ジ
オキサン28000ng/リットル、ビスフェノールA 2
1000ng/リットルであるのに対し、オゾン注入率10
0mg/リットル、H22添加量50mg/リットル、滞留時間
約60分の条件で、分解処理後の汚泥がSS 5000
mg/リットル、総ダイオキシン10000pg/リットル、ダ
イオキシンTEQ 120pg/リットルに低下した。ま
た、ジオキサン及びビスフェノールAもそれぞれ、90
00ng/リットル、6000ng/リットルに低下した。この
結果、SS中ダイオキシンが分解処理前の5.0ng/
gから1.3ng/gに、SS中ジオキサンとビスフェ
ノールAも分解処理前の3.8μg/gと3.0μg/
gからそれぞれ、0.9μg/gと0.7μg/gに低
下した。一方、汚泥のろ液は分解処理前、色度100
度、COD 200mg/リットル、BOD 80mg/リッ
トル、総ダイオキシン300pg/リットル、ダイオキシンT
EQ 5.0pg/リットルであったのに対し、分解処理後
のろ液は色度500度、COD600mg/リットル、BO
D 300mg/リットルとなり、分解処理にともない、有
機物の分解溶出が認められた。
【0019】この結果、ろ液中の総ダイオキシンとダイ
オキシンTEQが分解処理前より高くなり、それぞれ、
3500pg/リットルと50pg/リットルとなった。また、
ジオキサン及びビスフェノールAもそれぞれ4500n
g/リットルと2500ng/リットルに増加した。しかし、こ
れらを被処理水の前段処理工程に返送すれば、有機物及
びダイオキシン、ジオキサン、ビスフェノールAのいず
れも確実に各処理工程にて除去できる。このようにし
て、流入内分泌撹乱物質または発ガン性物質中、汚泥分
解処理工程で約70%程度は分解除去出来ることとな
り、溶存内分泌撹乱物質または発ガン性物質の分解除去
量を合わせると系内の除去率は少なくとも70%以上と
なる。
【0020】
【発明の効果】実施例に示すように、本発明によれば、
内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含有する有機性排
水に対し、生物処理を主体とする前段処理で、不溶性懸
濁物質及び有機物の一部を除去分離することにより、被
処理水中の内分泌撹乱物質または発ガン性物質の除去も
できる。上記のような処理工程を経た処理水は、有機物
及びSSとも高度に除去できたため、水中に溶存してい
る内分泌撹乱物質または発ガン性物質濃度がきわめて微
量となり、後段のAOP分解処理工程において、汚泥処
理からの排オゾンを利用し、少ない紫外線照射量または
過酸化水素添加量で高効率に内分泌撹乱物質または発ガ
ン性物質を分解除去することができ、放流水中の内分泌
撹乱物質または発ガン性物質をほぼ検出限界以下にする
ことができる。
【0021】一方、前段処理工程から発生する汚泥に含
まれている高濃度の内分泌撹乱物質または発ガン性物質
に対して、汚泥処理工程において、オゾンまたはオゾン
と過酸化水素の注入で生成するヒドロキシラジカルによ
って汚泥中の内分泌撹乱物質または発ガン性物質を分解
除去するとともに汚泥中有機物の一部も溶出分解され、
汚泥量の減少も達成できる。汚泥処理後の上澄水を前段
処理の流入部に返送することによって、汚泥から溶出し
た一部の有機物及び溶存内分泌撹乱物質または発ガン性
物質については、有機物が前段の処理工程で除去でき、
溶存内分泌撹乱物質または発ガン性物質が後段のAOP
分解処理工程で分解除去できることから、放流水中の内
分泌撹乱物質または発ガン性物質の残留がほとんどな
く、また、系外へ排出する汚泥中内分泌撹乱物質または
発ガン性物質もかなり低減され、流入内分泌撹乱物質ま
たは発ガン性物質に対し、処理系内において高い除去率
で分解除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機汚水の処理方法の実施形態の1例
を示すフロー図
【符号の説明】
1 被処理水 2 生物処理工程 3 凝集沈殿処理工程 4 砂ろ過処理工程 5 AOP分解処理工程 6 生物処理汚泥 7 凝集沈殿処理汚泥 8 汚泥分解処理上澄水 9 排出汚泥 10 放流水 11 汚泥分解処理工程 12 オゾンガス 13 過酸化水素 14 砂ろ過逆洗排水 15 排オゾン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝倉 昇 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 中川 創太 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 Fターム(参考) 4D003 AA09 BA02 CA02 CA03 CA08 CA10 DA08 DA09 FA01 FA04 FA06 FA07 FA10 4D037 AA11 AB11 AB14 AB16 BA18 BB09 CA02 CA06 CA07 CA08 CA11 CA12 4D050 AA13 AA20 AB13 AB15 AB19 BB02 BB09 BD06 BD08 CA07 CA15 CA16 CA17 4D059 AA03 AA06 BC02 BE31 BE49 DA43 DA44

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含
    有する有機汚水の処理方法であって、被処理水に対し、
    生物処理を主体とする前段処理より処理し、前記前段処
    理から発生する汚泥に対し、オゾンまたはオゾンと過酸
    化水素の注入による汚泥処理を行い、その上澄水を被処
    理水流入部に返送することを特徴とする内分泌撹乱物質
    または発ガン性物質を含有する有機汚水の処理方法。
  2. 【請求項2】 前記前段処理の処理水に対し、前記汚泥
    処理からの排オゾンと過酸化水素または紫外線とを組み
    合わせた後段処理を行うことを特徴とする請求項1記載
    の内分泌撹乱物質または発ガン性物質を含有する有機汚
    水の処理方法。
  3. 【請求項3】 内分泌撹乱物質または発ガン性物質がダ
    イオキシン、ビスフェノールA、ジオキサンまたは、フ
    タル酸ジ(2−エチルヘキシル)であることを特徴とす
    る請求項1または2記載の内分泌撹乱物質または発ガン
    性物質を含有する有機汚水の処理方法。
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