JP2014213320A - １，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法及びその処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃水に含まれている有機物並びに１，４‐ジオキサンを低コストに除去する。【解決手段】１，４‐ジオキサン含有廃水の処理装置であって、１，４‐ジオキサン含有廃水に含まれる有機物を嫌気生物学的処理により除去する嫌気槽１と、この嫌気槽１の処理水に含まれる残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的処理により除去する好気槽３とを備える。嫌気槽１においては例えば上向流嫌気性スラッジブランケット法または拡張型粒状スラッジブランケット法が適用される。好気槽３においては例えば長時間曝気法または膜分離活性汚泥法が適用される。嫌気槽１で発生したメタンガスは例えば同槽１を加温する熱源６の燃料として利用される。【選択図】図１

Description

本発明は１，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法及びその装置に関するものであり、詳細には、廃水に１，４‐ジオキサンを嫌気性生物学的処理と好気性生物学的処理により除去するとともに、高濃度有機物を除去しながらバイオガス（メタンガス）エネルギーを生産する１，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法及びその処理装置に関する。

日本における１，４‐ジオキサンの規制は、水質汚濁物質防止法施行令の一部を改正する政令が公布され、１，４‐ジオキサン、塩化ビニルモノマー、１，２‐ジクロロエチレンがカドニウムその他の人の健康に係る被害を生じるおそれがある物質（有害物質）として追加された。１，４‐ジオキサンの排水基準値は０．５ｍｇ／Ｌである（平成２４年５月２５日施行）。

１，４‐ジオキサンは、世界保健機構傘下の国際がん研究機関（ＩＡＲＣ）が定めたグループ２ｂに属する発がん性のおそれのある物質で、動物実験でがんを発生させて突然変異を起こす物質であることが判明した。当該物質は、短期間の暴露により眼、鼻、首の炎症を誘発し、多量の暴露により神経系の損傷を招くおそれがあり、長時間の暴露により発がんの可能性もあることが知られている。

ＷＨＯでは、成人が３０年間１，４‐ジオキサンの濃度５０μｇ／Ｌの水を１日２Ｌずつ摂取すると、１０万人中の１人にがんが発生する可能性があるとみている。

１，４‐ジオキサンは沸点が１０１℃、融点が１１．８℃の化学的に安定し、常温では液体として存在しており、揮発性で特有のエーテル臭を有する。多くの有機溶媒、芳香族炭化水素等によく溶解し、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、トリクロロエタン（ＴＣＡ）、ジクロロエチレン（ＤＣＥ）、塩化ビニル（ｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）等の揮発性有機化合物と比べて水に簡単に溶解し、蒸気圧が小さいため蒸発が遅く、土壌粒子に混ざらないことが知られている。また、１，４‐ジオキサンは相対する位置に二つのエーテル基を有している環状有機化合物で、生物学的分解が難しい特性を有しており、水及び廃水から１，４‐ジオキサンの除去が難しく、地表水及び地下水汚染に対する危険性が大きいことが知られている。

１，４‐ジオキサンは、電子製品の洗浄工程の洗浄剤、有機溶媒の安定剤（５％程度を含む）、繊維製造、ペイント（染料）製造、油脂製造、化粧品原料等における産業用溶媒または安定剤として広範囲に使用されており、化学繊維産業のポリエステル糸製造時の重合工程で副産物としても発生する。

ポリエステルの製造工程は、エステル化反応と高分子化反応の過程からなり、この過程で反応副産物として１，４‐ジオキサンが生成されて水とともに排出されることにより、ポリエステル重合工程の廃水には高濃度の１，４‐ジオキサンと有機物（ＣＯＤ_Cr）が含まれている。

従来の１，４‐ジオキサンの処理方法としては、光触媒、超音波、オゾン、過酸化水素等を適用した促進酸化法（ＡＯＰ）が主に採用されている（特許文献１〜３等）。

促進酸化法は、光触媒＋オゾン、光触媒＋過酸化水素、オゾン＋過酸化水素、超音波＋オゾン等の組み合わせからなり、処理効率は高いが、薬品及びエネルギーのコストが過度であることに加えてスラッジ発生量が多く、維持管理コストの観点から非経済的である。

特許文献１の廃水処理方法では、１，４‐ジオキサンが含まれている廃水中の有機物を生物学的前処理過程により生分解させ、有機物の濃度を１，４‐ジオキサン濃度比１．５以下に減少させた後、膜分離装置、二価鉄、オゾン、過酸化水素水、ＵＶ等を複合的に適用している。しかしながら、この方法は、分離膜のファウリング及び酸化による膜の交換周期が頻繁となり、また、膜洗浄時に洗浄薬品の使用量が多くなるので頻繁な膜洗浄に伴う膜寿命の短縮が問題となる。

特許文献２の廃水の処理方法は、オゾン及びＵＶを用いた処理方法であり、一段目が連続式、二段目が回分式の処理方式を採用している。しかしながら、この方法はＵＶ照射時間が合計１４０分と非常に長く、これに伴う電力費並びにＵＶ管表面の汚染度の増加により、処理効率が低下する。この問題を回避するには周期的にＵＶ管を洗浄しなければならない。

特許文献３のジオキサン分解方法では、廃水に含まれるＣＯＤ_Mnと１，４‐ジオキサン濃度の割合（ＣＯＤ_Mn／ジオキサン濃度）を１以下にしてオゾン処理すると、１，４‐ジオキサンを効率的、経済的に処理できるとされているが、オゾン処理のエネルギーコストが大きくなる。尚、同文献には「生物処理ではジオキサンは分解されない」の記載があり、１，４‐ジオキサンに有効な生物処理は示唆されていない。

１，４‐ジオキサンは、酸化分解されることで除去されるという特性を有しており、この特性により、上述の通り、既存の１，４‐ジオキサン除去技術は酸化力が強いオゾン、フェントン薬品、紫外線等が使用されている。しかしながら、上記の先行技術は、経済性や技術的な側面で多くの問題点を有しており、広く実用化されるに至っていない。

また、１，４‐ジオキサンの生物学的処理法としては下水処理場における報告事例がある（非特許文献１）。本事例によると、０．００３ｍｇ／Ｌ程度の１，４‐ジオキサンを含む下水の処理場での調査結果では計画滞留時間２２時間に対して４８時間の滞留時間を確保しても当該物質の除去率は８．５％に留まるとの報告がなされている。このように、従来の生物学的処理方法は、処理時間が長く、除去率も低いという問題があり、１，４‐ジオキサンの処理方法としては実用的ではない。

特開２００５−５８８５４号公報 特開２００５−１０３４０１号公報 特開２０１０−１８８３０６号公報

牧野良治、外２名，「１，４‐ジオキサンの下水処理場における除去率について」，水環境学会誌，２００５年３月１０日、Vol.28、No.3、ｐ.211‐215

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、廃水に含まれている有機物並びに１，４‐ジオキサンを低コストに除去できる廃水の処理方法とその処理装置の提供を課題とする。

そこで、本発明の廃水の処理方法は、１，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法であって、１，４‐ジオキサン含有廃水に含まれる有機物を嫌気生物学的処理により除去する嫌気処理工程と、この嫌気処理工程の処理水に含まれる残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的処理により除去する好気処理工程とを有する。

また、本発明の廃水の処理装置は、１，４‐ジオキサン含有廃水の処理装置であって、１，４‐ジオキサン含有廃水に含まれる有機物を嫌気生物学的処理により除去する嫌気槽と、この嫌気槽の処理水に含まれる残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的処理により除去する好気槽とを備える。

以上の発明によれば廃水に含まれている有機物並びに１，４‐ジオキサンを低コストに除去できる。

本発明の実施形態における廃水の処理工程を示すフローチャート。 本発明の実施形態における廃水の処理装置の概略構成図。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１，図２に例示された本実施形態の廃水処理方法は、１，４-ジオキサン含有廃水の処理方法であって、高濃度の有機物（ＣＯＤ_Cr）と１，４-ジオキサンを含んでいる原水を嫌気槽１内の上向流嫌気性スラッジブランケット（Upflow Anaerobic Sludge Blanket 以下、ＵＡＳＢと称する）または拡張型粒状スラッジブランケット（Expanded Granular Sludge Blanket 以下、ＥＧＳＢと称する）に供給して嫌気状態で前記有機物を生物学的に分解除去する嫌気処理工程（Ｓ１）と、この工程（Ｓ１）の処理水を好気槽３に供給して好気状態で残留有機物と１，４-ジオキサンを生物学的に分解除去する好気処理工程（Ｓ２）を有する。本方法によれば、廃水に含まれる１，４ジオキサン及び高濃度の有機物を最大限除去できるようになっている。

１，４-ジオキサンは嫌気状態では分解されず、好気状態においてのみ分解される特性を持った難分解性物質である。１，４-ジオキサンを除去するためには酸化して分解する必要があるが、廃水に有機物が高濃度に含んでいると、有機物が優先的に分解され、その後に１，４-ジオキサンが分解される特性があることが試験的に確認されている。

すなわち、廃水に含まれた１，４-ジオキサンを除去するためには廃水中の有機物を除去することが必要である。

有機物を除去する処理技術は多く存在するが、好気性処理技術の場合、長時間曝気法のように広い敷地面積と長い滞留時間（Hydraulic Retention Time）を必要とし、曝気のための空気供給量やスラッジ発生量が多いことによるスラッジ処理用の増加等により維持管理コストが高くなるという短所がある。

これに対して、嫌気性処理技術は曝気のための空気供給が必要でなく、スラッジ発生量が好気性処理技術と比べて１／１０程度と少なく、維持管理コストが少なくて済むという長所がある。

しかし、一般的な嫌気スラッジを利用する嫌気消化方式は好気性処理技術と同様に長い滞留時間を必要とし、スラッジの流失に伴う処理性能の低下が発生するという問題がある。

嫌気処理は次ぎのような反応段階を通じて有機物を分解し、酸生成菌及びメタン生成菌の作用によって最終的にメタンガス（ＣＨ₄）と二酸化炭素ガス（ＣＯ₂）までに分解される。

嫌気性処理反応は以下の３段階の反応を経て達成される。

（１）有機物の加水分解の段階：タンパク質、炭水化物、そして、脂肪を加水分解して、アミノ酸、高分子脂肪酸を生成する。

（２）酸生成の段階：アミノ酸及び高分子脂肪酸を分解して酢酸を生成する。

（３）メタン生成の段階：酢酸を分解してメタンと二酸化炭素を生成する。

通常、加水分解の段階と酸生成の段階を総合して酸生成段階とし、上記各段階の反応には個別の微生物が作用する。

各段階の反応をさらに詳細に説明すると、加水分解の段階、酸生成の段階では、酸生成菌が分泌する体外酵素によってタンパク質、炭水化物（多糖類）、脂肪等の高分子有機物質がアミノ酸、単糖類、脂肪酸等の可溶性の有機物に分解される。

生成されたアミノ酸、単糖類、脂肪酸等は酢酸生成菌の作用によって酸化されて、酢酸が生成する。

酢酸生成反応は熱力学的に自発的な反応が起きないので外部からのエネルギー供給なしで反応が進められるには、自由エネルギーがマイナスの値（−）にならなければならない。

ここで、アミノ酸、単糖類、脂肪酸等の酸化過程で生成される水素ガスを酢酸生成菌の細胞内に蓄積させないで分圧を低く維持することにより、自由エネルギーを自発的にマイナスの値となるようにできるが、このとき、メタン生成菌及び硫酸縁還元菌がこの反応を達成するようにしてくれる。

そして、メタン生成の段階は、酢酸や水素をメタンガスと二酸化炭素ガスに転換させる段階であり、酢酸を利用するメタン生成菌と水素を利用するメタン生成菌の作用によって、メタンガスの約７０％は酢酸の分解により、残りの３０％は水素の分解により生成される。

本発明は、嫌気性処理技術の長所である維持管理コストが少ないながらも短所である滞留時間が長いという問題を解決し、しかも、スラッジの流失がなく、さらに、バイオガス（メタンガス）エネルギーを生産する嫌気性粒状技術を用いて高濃度有機物を除去する。

嫌気性粒状技術であるＵＡＳＢとＥＧＳＢは、自己造粒型顆粒スラッジであるグラニュラー（Granular）を反応槽内に充填し、グラニュラーに優占化されているメタン生成菌による有機酸のメタン化反応によって有機物を分解する方式であって、有機物を分解して最終生成物であるバイオガス（メタンガス）を生産する資源生産型の処理技術である。生産されたバイオガスはボイラー及び発電機に供給され、スチームまたは電気に転換させることができる。

ＵＡＳＢ法は第一世代技術、ＥＧＳＢ法は第二世代技術であり、有機物容積負荷はＵＡＳＢ法が５〜１５ｋｇ‐ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）であり、ＥＧＳＢ法が１０〜２５ｋｇ‐ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）である。有機物の除去率は廃水の性状によりＵＡＳＢ法及びＥＧＳＢ法いずれも６０〜９５％程度である。すなわち、ＵＡＳＢ法、ＥＧＳＢ法は高濃度有機物を嫌気状態のもとで高速及び高効率に分解、除去できる特性を有する手法である。

本実施形態の処理方法は、１，４-ジオキサンの特性（難分解性、好気状態のみで分解可）とＵＡＳＢ法並びにＥＧＳＢ法の特性（嫌気状態のもとで高濃度有機物を高速、高効率に分解可）を最適化して、廃水中の１，４-ジオキサンを効率的に除去するものである。

すなわち、高濃度の有機物と１，４-ジオキサンを含んでいる原水を嫌気槽１内のグラニュラーに供給して嫌気状態で有機物を除去する嫌気処理工程（Ｓ１）と、この工程の処理水を好気槽３に供給して好気状態で残留有機物と１，４-ジオキサンを除去する好気処理工程（Ｓ２）とにより、廃水中の１，４-ジオキサンを最大限（検出されないレベルまで）に除去すると共に有機物を最大９９％の除去率までに除去できる。

以下、嫌気処理工程（Ｓ１）、好気処理工程（Ｓ２）について詳細に説明する。

［嫌気処理工程（Ｓ１）］
嫌気処理工程（Ｓ１）では、高濃度の有機物と１，４-ジオキサンとを含んだ原水を嫌気槽１内に供給して嫌気状態のもとでグラニュラーと接触させて有機成分を分解する。具体的には、メタン生成菌の自己造粒型顆粒スラッジからなるグラニュラーによる嫌気的な代謝によって有機物をメタンガスと二酸化炭素ガスに転換することにより高濃度の有機物を６０〜９５％の除去率までに低減させる。

嫌気槽１内にはグラニュラーが２０〜５０％充填され、同槽１の内部温度はボイラー等の熱源６から供給されたスチーム等の熱によってグラニュラーの活性化のために所定温度（３２〜３８℃）に加温される。

前記生成されるメタンガスと二酸化炭素の比率はメタンガスが７０〜８５％、二酸化炭素ガスが１５〜３０％程度になる。

嫌気槽１はＵＡＳＢ式またはＥＧＳＢ式に準じた周知の上向流方式の嫌気槽の態様を成す。すなわち、嫌気槽１の下部には緩衝槽２から供給された原水が流入する流入部１ａが具備される一方、同槽１の上部付近には嫌気処理水が排出される排出部１ｂが具備されている。さらに、同槽１内の上部付近には気固液分離部１ｃが配置されている。同槽１の上部には槽１内で発生したメタンガスまたは二酸化炭素ガスを排出させる排気管１ｄが接続されている。尚、気固液分離部１ｃはＵＡＳＢ式、ＥＧＳＢ式の嫌気槽に採用されている周知の気固液分離部材を適用すればよい。

緩衝槽２は原水と嫌気槽１の嫌気処理水とを混合させた液相を嫌気槽１に供給する一方で好気槽３に供給して当該槽１，３内での生物学的処理を安定化させる。緩衝槽２の底部付近には、系外から供給された原水が流入する流入部２ａと、同槽２内の液相を嫌気槽１に供給するための供給部２ｂが具備されている。また、緩衝槽２の上部付近には同槽２内の液相を好気槽３に排出するための排出部２ｃが配置されている。さらに、緩衝槽２の上部には、嫌気槽１の排出部１ｂから排出された嫌気処理水が流入する流入部２ｄと、緩衝槽２内の液相にｐＨ調整剤を注入するための注入部２ｅが具備されている。尚、図示省略されているが緩衝槽２には同槽２内の液相を攪拌する攪拌機が付帯される。

系外から供給された原水は流入部２ａから緩衝槽２内に導入されると嫌気処理水を含んだ液相と混合する。この原水が混合された液相のｐＨは注入部２ｅから滴下されたｐＨ調節剤によって所定範囲の値（嫌気条件として好適なｐＨ６.５〜７.５程度）に調節される。そして、緩衝槽２内の液相の一部は供給部２ｂからポンプＰによって流入部１ａを介して嫌気槽１内に移送される。

嫌気槽１内に流入した原水はポンプＰの圧送力によって同槽１内の上方に移行しこの過程でグラニュラーと接触する。このとき、原水に含まれる有機物がグラニュラーによる嫌気的な代謝によりメタンガスと二酸化炭素ガスまでに分解される。そして、嫌気槽１内の上向水流が気固液分離装置１ｃと接触するとグラニュラーと前記発生したガスと嫌気処理水とに分離される。嫌気処理水は嫌気槽１の排出部１ｂから好気槽２に移行する。

前記生成されたメタンガス及び二酸化炭素ガスは嫌気槽１の排気部１ｄから系外に排出される。嫌気槽１から排出されたメタンガスは熱源６例えばボイラーの燃料として利用される。熱源６で発生した熱の一部は嫌気槽１内の液相を所定の温度範囲に加温するための熱媒体として利用される。

嫌気処理工程（Ｓ１）における有機物容積負荷は５〜１０ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）が好適であり、有機物の除去率は原水の性状に応じて６０〜９５％となる。

前記有機物容積負荷を５ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）以下で運転すると、有機物の分解、除去は実行されるが、低負荷状態となり、嫌気槽１の有効容量が相対的に必要以上に増大するので、高濃度有機物を嫌気状態で高速、高効率に分解除去できるという粒状形態の嫌気性処理技術の特性を生かすことができない。

一方、有機物容積負荷を１０ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）以上で運転すると、嫌気槽１内で有機物を除去するための滞留時間を確保できなくなるので、未処理の有機物が残留し、後段の好気処理工程（Ｓ２）の好気槽２に供給される嫌気処理水の有機物濃度が高くなる。好気槽２内に流入する有機物の濃度が高ければ、好気槽２にて有機物を分解除去する時間が長くなり、その結果、１，４-ジオキサンが分解される時間が不足し、１，４-ジオキサンを除去できなくなる。

［好気処理工程（Ｓ２）］
好気処理工程（Ｓ２）では、嫌気処理工程（Ｓ１）の嫌気処理水に含まれる残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的処理により除去する。

具体的には前記嫌気処理水を緩衝槽２経由で好気槽３内に導入して長時間曝気法若しくは膜分離活性汚泥法によって当該処理水に含まれる残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的処理により除去する。

好気槽３に長時間曝気法若しくは膜分離活性汚泥法を適用する趣旨は好気槽３内の生物学的反応時間及び微生物濃度を高くして生物学的処理性能を高く維持させるためである。

好気槽３内にはブロアＢから導入した空気を同槽３内の活性汚泥に供給するための散気装置４が配置されている。尚、前記活性汚泥は残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的に分解できるように予め馴養される。

好気槽３において長時間曝気法が適用される場合、同槽３の後段において活性汚泥と上澄み水とに固液分離させる沈殿槽（図示省略）が配置される。この沈殿槽には固液分離した活性汚泥を好気槽３に返送させる汚泥返送路（図示省略）が付帯される。前記分離された上澄み水は好気処理水として系外に排出される。

好気槽３において膜分離活性汚泥法が適用される場合、同槽３内の液相に浸漬される内圧濾過方式または外圧濾過方式の膜モジュール５が配置される。膜モジュール５の濾過処理水は好気処理水として系外に排出される。

膜モジュール５の膜エレメントとしては周知の有機膜、セラミック膜が例示される。有機膜は大量生産により価格が安いという長所があるが、目詰まり現象がしばしば発生し、簡単に破損するため、交換周期が短くて維持管理コストが高くなり、エネルギー消費が大きくなる。これに対して、セラミック膜は、材質の特性上、耐久性（耐熱性、耐化学薬品性等）が強く、洗浄が容易であるため、目詰まり現象が少なく、寿命が長いので、維持管理コストが安価で、有機膜に比べてエネルギー消費量が５０％レベルという長所がある。したがって、初期費用を考慮する場合には有機膜が有効であるが、処理性能を重要視する場合にはセラミック膜が望ましい。

好気槽３は上記の好気生物学的処理の性能を維持するために同槽３内のＭＬＳＳ（微生物量）が４０００〜１００００ｍｇ／Ｌに維持される。

ＭＬＳＳが４０００ｍｇ／Ｌ以下であると微生物量の不足により好気槽３での有機物除去性能を高く安定的に維持するのが困難となる。一方、ＭＬＳＳが１００００ｍｇ／Ｌ以上に維持されると、有機物除去率の向上と好気槽３容量の低減を期待できるが、現実的にはＭＬＳＳが１００００ｍｇ／Ｌ以上であると、好気槽３内の液相粘度が高まり攪拌を円滑に行えなくなるので同槽３内において部分的に嫌気化が発生する等の運転上の支障が生じる。これらの問題が好気槽３内で発生すると同槽３における処理性能を安定的に維持するのが困難となる。

ＭＬＳＳの制御は、好気槽３において長時間曝気法が適用されている場合、前記沈殿槽から好気槽３への汚泥の返送量の調節によって行えばよい。一方、膜分離活性汚泥法が適用されている場合、ＭＬＳＳの制御は膜モジュール５の濾過流量（吸引ポンプの流量）の調節によって行えばよい。

また、好気槽３の有機物ＭＬＳＳ負荷は０．３ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｋｇ-ＭＬＳＳ・日）以下に維持される。これは、当該負荷が０．３ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｋｇ-ＭＬＳＳ・日）を越えた場合、前記残留有機物は分解除去されるが、１，４-ジオキサンが残留してしまうからである。すなわち、１，４-ジオキサンは、難分解性であり、特に他の有機物が分解除去された後に、酸化、分解される特性がある。つまり、他の有機物が分解された後に１，４-ジオキサンが分解され始める。したがって、有機物ＭＬＳＳ負荷が０．３ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｋｇ-ＭＬＳＳ・日）を越えた場合、好気槽３の水理的滞留時間において、他の有機物の分解に多くの時間が費やされるので、結果的に１，４-ジオキサンを分解できる時間を確保できなくなる。このため、１，４-ジオキサンを残留させた処理水が系外に排出されることになるからである。尚、好気槽３の有機物ＭＬＳＳ負荷の制御は緩衝槽２からの液相の流入量を調節することにより行えばよい。

以上のように本実施形態の廃水の処理方法とその装置によれば、廃水に含まれる高濃度の有機物と共に１，４‐ジオキサンを高除去率で除去でき、さらに、バイオマスであるメタンガスを生成することによりエネルギーを生産できる。したがって、廃水に含まれている有機物並びに１，４‐ジオキサンを低コストに除去できる。

本処理方法とその装置は、１，４‐ジオキサンと高濃度の有機物が含まれる廃水、例えば、化学工場，石油化学工場，電子製品製造工場，ペイント（染料）製造工場，油脂製造工場，化粧品原料製造工場等の廃水や、繊維化学工場のポリエステル重合廃水等の廃水における１，４‐ジオキサンと高濃度の有機物の処理手段として有効である。

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
ポリエステル繊維を製造するＷ社の工場では、ポリエステルの重合工程で１，４‐ジオキサンが副産物として生成し、廃水には１，４‐ジオキサンと共に高濃度の他の有機物が含まれている。本実施例では、前記製造工場の廃水処理施設において嫌気処理工程（Ｓ１）と好気処理工程（Ｓ２）を有する廃水処理方法を適用して３年間運転を行った。嫌気処理工程（Ｓ１）の嫌気槽１はＥＧＳＢ法を、好気処理工程（Ｓ２）の好気槽３は膜分離活性汚泥法を採用した。

本実施例の廃水処理施設の廃水発生量は３６０ｔ／日で、嫌気槽１の容量は８００ｍ³、好気槽３の容量は１８００ｍ³である。尚、当該処理施設では前記重合工程で発生した重合廃水のみを処理した。

嫌気槽１の運転条件は有機物容積負荷９．０ｋｇ‐ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）に設定した。この嫌気槽１でのＣＯＤ_Cr（有機物の指標）の除去率は９２．５％であった。好気槽３の運転条件は有機物容積負荷０．３ｋｇ‐ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）、有機物ＭＬＳＳ負荷０．０５ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｋｇ-ＭＬＳＳ・日）に設定した。３年間での原水に対する１，４‐ジオキサンの平均除去率は９９．８２％であった。

本実施例の原水（廃水），嫌気槽１の嫌気処理水、好気槽３の好気処理水の１，４‐ジオキサンとＣＯＤ_Crの３年間の平均濃度を表１に示した。

（実施例２）
Ｈ社の工場でも、ポリエステルの重合工程があり、重合工程で１，４‐ジオキサンが副産物として生成されるため、廃水に１，４‐ジオキサンと高濃度の他の有機物が含まれている。本工場の廃水処理施設において嫌気処理工程（Ｓ１）と嫌気処理工程（Ｓ２）を有する廃水処理方法を適用して７年間運転を行った。実施例１と同様に、嫌気処理工程（Ｓ１）の嫌気槽１はＥＧＳＢ法を、好気処理工程（Ｓ２）の好気槽３は膜分離活性汚泥法を採用した。

本実施例の廃水処理施設の廃水発生量は１００ｔ／日であり、発生した廃水の全量が供給される嫌気槽１の容量は６００ｍ³である。当該処理施設では、嫌気槽１からの嫌気処理水１００ｔ／日と他の工場廃水が混合されて好気槽３に供給されるので、好気槽３の廃水流入量が５５０ｔ／日となることから、好気槽３の容量は６００ｍ³に確保されている。

嫌気槽１の運転条件は有機物容積負荷８．４ｋｇ‐ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）に設定した。この嫌気槽１でのＣＯＤ_Cr（有機物の指標）の除去率は９４．０％であった。好気槽３の運転条件は有機物容積負荷０．９２ｋｇ‐ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）、有機物ＭＬＳＳ負荷０．２６ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｋｇ-ＭＬＳＳ・日）に設定した。７年間での原水に対する１，４‐ジオキサンの平均除去率は９９．８７％であった。

本実施例の原水（廃水），嫌気槽１の嫌気処理水、好気槽３の好気処理水の１，４‐ジオキサンとＣＯＤ_Crの７年間の平均濃度を表２に示した。

上記の実施例に基づき本発明について説明されたが、発明の趣旨と範囲から外れることなく様々な修正及び変形が可能であることは当業者であれば容易に認識できるものであり、このような変更及び修正は本願の特許請求の範囲に属することは自明である。

１…嫌気槽
２…緩衝槽
３…好気槽
６…熱源

Claims (13)

1. １，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法であって、
   １，４‐ジオキサン含有廃水に含まれる有機物を嫌気生物学的処理により除去する嫌気処理工程と、
   この嫌気処理工程の処理水に含まれる残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的処理により除去する好気処理工程と
   を有すること
   を特徴とする１，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法。
2. 前記嫌気処理工程は上向流嫌気性スラッジブランケット法または拡張型粒状スラッジブランケット法によることを特徴とする請求項１に記載の１，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法。
3. 前記嫌気処理工程では有機物をメタンガスと二酸化ガスまでに分解することを特徴とする請求項１または２に記載の１，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法。
4. 前記メタンガスを前記嫌気生物学的処理の系を加温する熱源の燃料として利用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の１，４‐ジオキサン含有廃水の処理方法。
5. 前記嫌気処理工程は有機物容積負荷が５〜１０ｋｇ‐ＣＯＤ_Cr／（ｍ³・日）であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の１，４-ジオキサン含有廃水の処理方法。
6. 前記廃水は前記嫌気処理工程の処理水が混合されると共にｐＨ調整された後に当該処理工程に供給されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の１，４-ジオキサン含有廃水の処理方法。
7. 前記好気処理工程は長時間曝気法または膜分離活性汚泥法によることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の１，４-ジオキサン含有廃水の処理方法。
8. 前記好気処理工程は当該工程の系のＭＬＳＳが４０００〜１００００ｍｇ／Ｌであると共に有機物ＭＬＳＳ負荷が０．３ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｋｇ-ＭＬＳＳ・日）以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の１，４-ジオキサン含有廃水の処理方法。
9. 前記好気処理工程が膜分離活性汚泥法による場合、有機膜またはセラミック平膜が固液分離に供されることを特徴とする請求項７または８に記載の１，４-ジオキサン含有廃水の処理方法。
10. １，４‐ジオキサン含有廃水の処理装置であって、
    １，４‐ジオキサン含有廃水に含まれる有機物を嫌気生物学的処理により除去する嫌気槽と、
    この嫌気槽の処理水に含まれる残留有機物並びに１，４‐ジオキサンを好気生物学的処理により除去する好気槽と
    を備えること
    を特徴とする１，４‐ジオキサン含有廃水の処理装置。
11. 前記嫌気槽は上向流嫌気性スラッジブランケットまたは拡張型粒状スラッジブランケットを有することを特徴とする請求項１０に記載の１，４‐ジオキサン含有廃水の処理装置。
12. 前記廃水と前記嫌気槽の嫌気処理水とを混合させた液相を当該嫌気槽に供給する一方で前記好気槽に供給する緩衝槽を備えたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の１，４‐ジオキサン含有廃水の処理装置。
13. 前記好気槽はＭＬＳＳが４０００〜１００００ｍｇ／Ｌであると共に有機物ＭＬＳＳ負荷が０．３ｋｇ-ＣＯＤ_Cr／（ｋｇ-ＭＬＳＳ・日）以下であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の１，４‐ジオキサン含有廃水の処理装置。

Images