JP2000202493A - 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Info
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Abstract
乱物質および発ガン性物質を高効率で分解除去し、引き
続いて、その他の有機汚濁物質や懸濁物質を除去し、さ
らに水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低濃度にすることで、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、
オゾン、過酸化水素、紫外線のいずれかまたは二つ以上
を組み合わせて用いる前段の水処理工程により処理し、
その処理水をさらに生物処理、凝集処理、濾過処理、活
性炭処理の少なくとも一つ、又は二つ以上を組み合わせ
て行う後段の水処理工程により処理することを特徴とす
る。
Description
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などのような内分泌撹乱
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
に関するものである。
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。
び発ガン性物質として疑われるものとしては、PCB
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、ニトロフェン、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。
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。
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、汚水中の微量溶存
性の内分泌撹乱物質および発ガン性物質、とりわけ、ダ
イオキシン、ジオキサン、ビスフェノールAを分解除去
する効果が少なく、放流水中にこれらの物質が残留する
場合が多い。さらに内分泌撹乱物質および発ガン性物質
の多くが水にはほとんど不溶であり、各処理工程で内分
泌撹乱物質または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
性物質の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の分解処理技
術としては、一般的に有機汚濁物質や懸濁物質を除去し
た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。
内分泌撹乱物質および発ガン性物質の多くは水中に溶存
できる濃度が微量であるため、従来の水処理工程を経た
処理水中の内分泌撹乱物質および発ガン性物質が少なく
なる場合が多く、その処理水に対して、分解除去を行っ
ても、分解除去できる量が限られていた。このため流入
内分泌撹乱物質および発ガン性物質のほとんどが処理工
程より発生する汚泥に蓄積され、その分解除去が大きな
課題となっている。
を解決するために、有機汚水に対し、溶存及び非溶存の
内分泌撹乱物質および発ガン性物質を高効率で分解除去
し、引き続いて、その他の有機汚濁物質や懸濁物質を除
去し、さらに水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低濃度にすることで、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。
結果、下記の処理方法を用いることで処理系内全体の内
分泌攪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、オゾ
ン、過酸化水素、紫外線のいずれかまたは二つ以上を組
み合わせて用いる前段の水処理工程により処理し、その
処理水をさらに生物処理、凝集処理、濾過処理、活性炭
処理の少なくとも一つ、又は二つ以上を組み合わせて行
う後段の水処理工程により処理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) 前記後段の水処理工程から発生する汚泥に対
し、前段の水処理工程からの排オゾンを導入し、その上
澄水を後段の水処理工程の流入部に返送することを特徴
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。
し、予め、オゾン、過酸化水素または紫外線のいずれか
一つ、または二つ以上を組み合わせて前段の水処理工程
を行うことにより生成したヒドロキシラジカル等が、被
処理水中の溶存及び非溶存の内分泌撹乱物質および発ガ
ン性物質を高効率で酸化分解することができる。内分泌
撹乱物質および発ガン性物質が酸化分解によって除去さ
れた該処理水中の有機物やSS、重金属類については、
生物処理等後段の水処理工程を行えば、ほぼ、高度に除
去分離することができる。
よび発ガン性物質を予め、前段の水処理工程において酸
化分解することから、有機物やSS等が除去される後段
の水処理工程から発生する汚泥中には、内分泌撹乱物質
および発ガン性物質の残留が少なく、汚泥中の内分泌撹
乱物質および発ガン性物質の分解除去を目的とした汚泥
処理工程を軽減化することができる。また、内分泌撹乱
物質および発ガン性物質の分解処理工程からの排オゾン
を該汚泥に注入することによって、排オゾンの処理がで
きるのみでなく、汚泥の減容や内分泌撹乱物質および発
ガン性物質含率の更なる低減も可能である。このため、
処理系外への汚泥排出量と内分泌撹乱物質および発ガン
性物質含率がともに低減できる。
は、オゾン、過酸化水素あるいは紫外線のいずれか一
つ、又は二つ以上を組み合わせた処理を行う。オゾンと
過酸化水素あるいは紫外線のいずれか一つを用いて処理
することもできるが、オゾンと過酸化水素、オゾンと紫
外線、或いは過酸化水素と紫外線との二つの組み合わせ
で用いた方が良く、これらの三者を組み合わせるとさら
に良い効果が得られる。これらを併用する場合には、先
にオゾンを作用させた後に過酸化水素を用いるというよ
うに順次に用いてもよいが、同時に用いることもでき
る。これらの使用量や照射量については、その処理条件
等を勘案して定めることができる。
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に過酸化水素
注入管から過酸化水素3を注入するとともに、AOP分
解処理工程4に導入し、オゾン注入管よりオゾン2を注
入し、紫外線照射ランプ5との接触反応で被処理水中の
内分泌攪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酸化分解される。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。A
OP分解処理により得たAOP分解処理水6は、後段処
理、すなわち生物処理工程8、凝集沈殿処理工程9、砂
ろ過処理工程10、そして活性炭処理工程11を通って
前記処理水中の有機物やSS、重金属類の除去が行われ
る。活性炭処理工程11から得られる処理水は放流水1
2として系外へ排出できる。なお、砂ろ過処理工程10
の逆洗排水15については、凝集沈殿処理工程9の流入
部に返送し、SS等の分離除去を行う。
理汚泥13と凝集沈殿処理工程9より発生する凝集沈殿
処理汚泥14を汚泥貯留槽17に集め、該汚泥貯留槽1
7に前記AOP分解工程4より排出する排オゾン7を導
入することで、排オゾン7が汚泥の分解及び内分泌撹乱
物質および発ガン性物質の酸化分解に消費される。汚泥
分解処理した後の汚泥分解処理上澄水16が生物処理工
程8の流入部に返送されれば、汚泥分解とともに溶出し
た有機物がその後の処理によって除去可能である。汚泥
貯留槽17の残留汚泥は内分泌撹乱物質および発ガン性
物質の含有が少ないことから、排出汚泥18として系外
へ排出される。上記の処理フロー中、内分泌撹乱物質お
よび発ガン性物質分解除去後の後段処理とした生物処理
工程8、凝集沈殿処理工程9、砂ろ過処理工程10、活
性炭処理工程11はAOP分解処理水6に対する有機物
及びSS除去の一例であり、AOP分解処理水6の性状
によって、凝集沈殿処理工程9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+活性炭処
理、生物処理+凝集沈殿ろ過処理+活性炭処理、などが
挙げられる。生物処理工程8としては、接触酸化法、回
転円板法、標準活性汚泥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。さらに、汚泥貯留槽17のかわ
りに、あるいは汚泥貯留槽17の後にあるいは汚泥分解
槽を設け、該汚泥分解槽に排オゾン7を導入することも
可能である。上記図1に示すようにして得られた各処理
工程の水質を表1、排オゾン7による汚泥分解前後の水
質を表2に示す。AOP分解処理工程4の処理条件を表
3に示す。
00pg/リットル、ダイオキシンTEQが25pg/リット
ル、ジオキサンが7500ng/リットル、ビスフェノール
Aが600ng/リットルである被処理水に対し、過酸化水
素の添加率を10mg/リットル、オゾン注入率を100m
g/リットル、紫外線照射量0.5W・hr/リットル、滞留時
間20分の処理条件で分解反応を行った結果、該処理水
の総ダイオキシンとダイオキシンTEQがともに約10
分の1以下に低下し、それぞれ、150pg/リットルと
2.0pg/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1500ng/リットルと80ng
/リットルに低減した。この結果、該AOP分解反応によっ
て流入ダイオキシンのほぼ90%、ジオキサンの80
%、ビスフェノールAの87%が除去できた。なお、表
1において、TEQは2,3,7,8−TCDD毒性等
価換算濃度を示す。
以外の代表的な汚濁物に関しては、被処理水中の色度6
00度、COD 200mg/リットル、BOD 150m
g/リットル、SS 100mg/リットルが、AOP分解処理
後の処理水では色度300度、COD 150mg/リッ
トル、BOD 170mg/リットル、SS 80mg/リットル
となり、有機汚濁物の大部分が残留しているが、後段処
理工程の生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理、活性炭
処理を得た放流水は色度10度、COD 10mg/リッ
トル、BOD、SSともに1mg/リットル以下となった。ま
た、有機物やSSが高度に除去されたことにともない、
放流水中の総ダイオキシン、ダイオキシンTEQ、ビス
フェノールAとも検出限界以下となり、ジオキサンも5
00ng/リットルに低下した。
処理からの混合汚泥中総ダイオキシンは0.79ng/
gであり、ジオキサンが0.50μg/g、ビスフェノ
ールAが0.66μg/gとなり、通常AOP分解処理
を行わない処理工程からの汚泥と比べるとほぼ10分の
1以下となっている。さらに上記の汚泥に対し、排オゾ
ン20mg/リットルを導入し、滞留時間約3時間を得た後
では、汚泥のSSが排オゾン導入前の15000mg/
リットルから13000mg/リットルに低下し、約13%の減
容となった。また、総ダイオキシン及びダイオキシンT
EQがオゾン導入前では、それぞれ12000pg/リッ
トル、200pg/リットルであるのに対し、オゾン処理後は
それぞれ3000pg/リットル、50pg/リットルに低下し
た。SS中総ダイオキシンも0.22ng/gに低下し
た。汚泥のジオキサン及びビスフェノールAも処理前の
9000ng/リットルと10000ng/リットルからそれぞ
れ5000ng/リットルと4000ng/リットルに低下し
た。汚泥中内分泌撹乱物質および発ガン性物質の分解効
果も得られた。なお、汚泥ろ液の有機物濃度が排オゾン
導入後、やや高くなった。これらを生物処理流入部に返
送すれば、十分処理可能である。ろ液中のダイオキシ
ン、ジオキサン、ビスフェノールAも排オゾン導入後、
若干の増加となったが、総量としては、わずかであり、
水処理工程で十分除去でき、放流水の水質にまったく影
響が認められなかった。
内分泌撹乱物質および発ガン性物質を含有する有機性汚
水に対し、先ず、オゾン、過酸化水素あるいは紫外線の
いずれか一つ、又は二つ以上を組み合わせて用いる前段
の処理を行うことにより、被処理水中の溶存及び非溶存
内分泌撹乱物質および発ガン性物質を90%前後の高効
率で酸化分解することができる。内分泌撹乱物質および
発ガン性物質分解処理を得た被処理水はその後の生物処
理と凝集処理及びろ過処理、活性炭処理を組み合わせた
後段の処理を行えば、被処理水の有機物やSSまたは重
金属類等他の汚濁物は、高度に除去分離することができ
る。また、内分泌撹乱物質および発ガン性物質分解処理
後に残留した微量の内分泌撹乱物質および発ガン性物質
も前記水処理工程によってほぼ完全に除去することがで
きることから、良質な放流水が得られる。
および発ガン性物質を先ず酸化分解することによって除
去できたことから、有機物やSS等の除去となる後段の
水処理工程から発生する汚泥中に内分泌撹乱物質および
発ガン性物質の残留が少なく、固形物単位当たりの内分
泌撹乱物質および発ガン性物質含有量が先に該物質の分
解処理を行わなかった処理工程の汚泥と比べると約10
分の1以下となる。そのまま、排出しても環境への負荷
が大きく低減できる。さらに内分泌撹乱物質および発ガ
ン性物質分解処理工程からの排オゾンを該汚泥に導入す
ることによって、排オゾンの処理ができるのみでなく、
汚泥の減容や内分泌撹乱物質および発ガン性物質含率の
更なる低減も可能となった。このため、処理系外への汚
泥排出量と内分泌撹乱物質および発ガン性物質総量がと
もに少なくなる。
を示すフロー図
Claims (3)
- 【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、
オゾン、過酸化水素、紫外線のいずれかまたは二つ以上
を組み合わせて用いる前段の水処理工程により処理し、
その処理水をさらに生物処理、凝集処理、濾過処理、活
性炭処理の少なくとも一つ、又は二つ以上を組み合わせ
て行う後段の水処理工程により処理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。 - 【請求項2】 前記後段の水処理工程から発生する汚泥
に対し、前段の水処理工程からの排オゾンを導入し、そ
の上澄水を後段の水処理工程の流入部に返送することを
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。 - 【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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