JP4485444B2 - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、排水処理方法および排水処理装置に関する。

有機フッ素系化合物や有機塩素系化合物は、化学的に安定な物質である。特に、上記有機フッ素系化合物は、耐熱性および耐薬品性の観点から優れた性質を有することから、界面活性剤等の用途に用いられている。

しかしながら、上記有機フッ素系化合物や有機塩素系化合物は、化学的に安定な物質であるが故に微生物分解がしにくい。例えば、上記有機フッ素系化合物としてのパーフルオロオクタスルホン酸(ＰＦＯＳ)やパーフルオロオクタン酸(ＰＦＯＡ)は、生態系での分解が進まないことから生態系への影響が懸念されている。すなわち、上記パーフルオロオクタスルホン酸(ＰＦＯＳ)やパーフルオロオクタン酸(ＰＦＯＡ)は、化学的に安定なため、熱分解させるためには約１０００℃以上の高温を必要とする。かと言って、従来の微生物や光触媒等による処理では分解が極めて困難なのである。

ところで、従来、特開２００４‐１２１９６２号公報(特許文献１)に開示されたナノバブルの利用方法及び装置がある。このナノバブルの利用方法及び装置は、ナノバブルが有する浮力の減少,表面積の増加,表面活性の増大,局所高圧場の生成,静電分極の実現による界面活性作用および殺菌作用等の特性を活用したものである。より具体的には、それらの特性が相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能や物体表面の高速洗浄機能や殺菌機能によって、各種物体を高機能且つ低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄化を行うことができることが開示されている。

さらに、特開２００３‐３３４５４８号公報(特許文献２)に開示されたナノ気泡の生成方法がある。このナノ気泡の生成方法では、液体中において、(ｉ)液体の一部を分解ガス化する工程、(ii)液体中で超音波を印加する工程、または、(iii)液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程、から構成されている。

さらに、特開２００４‐３２１９５９号公報(特許文献３)に開示された廃液の処理装置がある。この廃液の処理装置では、マイクロバブル発生装置に、オゾン発生装置によって生成されたオゾンガスと処理槽の下部から抜き出された廃液とを加圧ポンプを介して供給している。そして、生成されたオゾンマイクロバブルを、ガス吹き出しパイプの開口部より上記処理槽内の廃液中に通気することが開示されている。

しかしながら、上記特許文献１,特許文献２および特許文献３には、
（１）被処理水にマイクロナノバブルを含有させた後、マイクロナノバブル含有被処理水を微生物槽に導入すれば、微生物がより活性化することは開示されていない。ここで、上記マイクロナノバブルとは、直径が５０ミクロン以下で且つ１ミクロンよりも大きなマイクロバブルと直径が１ミクロン以下のナノバブルとの両方を含むものである。
（２）被処理水にマイクロナノバブルを含有させた後、上記被処理水と微生物を含む汚泥とを混合して微生物槽に導入すれば、上記(１)の場合よりも微生物の活性化に有効であることは開示されていない。
（３）有機フッ素系化合物含有排水あるいは有機塩素系化合物含有排水にマイクロナノバブルを含有させた後、第１段の微生物処理を行い、さらに被処理水にマイクロナノバブルを含有させて、第２段の微生物処理を行って分解することも開示されていない。

以上のごとく、従来、化学的に安定な物質である上記有機フッ素系化合物や有機塩素系化合物を、低コストで合理的に分解する方法は知られていないのである。
特開２００４‐１２１９６２号公報 特開２００３‐３３４５４８号公報 特開２００４‐３２１９５９号公報

そこで、この発明の課題は、有機フッ素系化合物あるいは有機塩素系化合物を効果的に微生物分解することができる排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の排水処理方法は、
被処理水としての有機フッ素系化合物含有排水あるいは有機塩素系化合物含有排水を第１マイクロナノバブル発生槽に導入して、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを上記被処理水に含有させ、
上記第１マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を濾過用の液中膜が設けられた液中膜槽に導入して、上記被処理水に微生物繁殖汚泥を用いた第１段の微生物処理を施し、
上記第１段の微生物処理が施された被処理水を第２マイクロナノバブル発生槽に導入して、上記マイクロナノバブルを上記被処理水に含有させ、
上記第２マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を炭が充填された接触酸化槽に導入して、上記被処理水に微生物繁殖炭を用いた第２段の微生物処理を施し、
上記第２段の微生物処理が施された被処理水を第３マイクロナノバブル発生槽に導入して、上記マイクロナノバブルを上記被処理水に含有させ、
上記第３マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を活性炭吸着装置に導入して、上記被処理水を活性炭吸着処理し、且つその後微生物繁殖活性炭を用いた第３段の微生物処理を施す
ことを特徴としている。

微生物槽の中には浮遊物質が多いので、上記微生物槽内では充分に効率良くマイクロナノバブルを発生させることができない。上記構成によれば、被処理水としての排水に確実にマイクロナノバブルを含有させた後に、微生物槽に導入して上記被処理水に微生物処理を施すので、上記被処理水に充分マイクロナノバブルを含有させることができる。したがって、上記微生物槽内の微生物を充分に活性化させることができ、上記活性化された微生物によって上記排水中に含有されている有機化合物が効果的に分解処理される。

さらに、第２段の微生物処理を施す前段階で、上記第１段の微生物処理が施された被処理水に上記マイクロナノバブルを含有させることができる。したがって、上記第１段の微生物処理によって消費されたマイクロナノバブルを、上記第２段の微生物処理を施す前段階で補充することができる。その結果、上記第１段の微生物処理と上記第２段の微生物処理とにおける両方の被処理水に、上記マイクロナノバブルを充分に含有させることができ、上記２段階の微生物処理時における微生物を活性化することができる。

ここで、上記排水は、有機フッ素系化合物含有排水あるいは有機塩素系化合物含有排水であるので、一般的に微生物分解が困難な有機フッ素系化合物あるいは有機塩素系化合物を含有する排水を、上記活性化された微生物による２段階処理を行うことができる。したがって、上記有機フッ素系化合物あるいは有機塩素系化合物を効果的に微生物分解することができる。

さらに、上記第１段の微生物処理は、濾過用の液中膜が設けられた液中膜槽における微生物繁殖汚泥を用いた微生物処理であり、上記第２段の微生物処理は、炭が充填された接触酸化槽における微生物繁殖炭を用いた微生物処理である。

このように、上記第１段の微生物処理では、液中膜槽によって微生物処理が行われる。したがって、液中膜によって微生物と上記第２マイクロナノバブル発生槽への被処理水とを分離することにより微生物を高濃度に維持することができ、上記微生物による分解処理効率を向上させることができる。さらに、上記第２段の微生物処理では、炭が充填された接触酸化槽によって微生物処理が行われる。したがって、上記炭に吸着された上記排水中の有機化合物を、上記炭に繁殖している活性化された微生物によって、効率よく分解することができる。

さらに、上記第２段の微生物処理が施された被処理水を第３マイクロナノバブル発生槽に導入して、上記マイクロナノバブルを上記被処理水に含有させ、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を活性炭吸着装置に導入して、上記被処理水を活性炭吸着処理し、且つその後微生物繁殖活性炭を用いた第３段の微生物処理を施す。

このように、上記第２段の微生物処理が施された被処理水に対して、活性炭吸着装置によって微生物処理が行われる。したがって、上記第２段の微生物処理後の被処理水に含まれる微生物を活性炭表面で活性化すると共に、上記活性炭に吸着された上記排水中の有機化合物を、上記活性炭表面に繁殖した上記活性化された微生物によって効果的に分解することができる。

また、１実施の形態の排水処理方法では、
上記有機フッ素系化合物含有排水に含有されている有機フッ素系化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸あるいはパーフルオロオクタン酸である。

この実施の形態によれば、従来微生物分解ができなかったパーフルオロオクタスルホン酸あるいはパーフルオロオクタン酸を、効果的に、少ないエネルギーで且つ薬品を可能な限り使用しないで微生物分解することができる。

また、１実施の形態の排水処理方法では、
上記第１マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水を混合槽に導入すると共に、エアーリフトポンプによって上記液中膜槽下部から汚泥を汲み上げて上記混合槽に導入し、上記混合槽において上記汚泥と上記被処理水とを混合して上記液中膜槽に導入するようになっている。

この実施の形態によれば、混合槽において上記液中膜槽下部からの汚泥とマイクロナノバブルを含有した被処理水とを混合して上記液中膜槽に導入している。したがって、上記マイクロナノバブルを多量に短時間のうちに直接微生物に作用させることができ、上記微生物を短時間により活性化させることができる。さらに、エアーリフトポンプによって上記液中膜槽から汚泥を汲み上げている。したがって、上記液中膜槽内の大量の上記汚泥を少ないエネルギーで上記混合槽に移送することができる。さらに、上記混合槽が無い場合に比して、上記液中膜槽全体に上記マイクロナノバブルを行き渡らせることができる。

また、１実施の形態の排水処理方法では、
上記第３マイクロナノバブル発生槽によって上記被処理水に上記マイクロナノバブルを含有させる際に、オゾン発生器からのオゾンを上記第３マイクロナノバブル発生槽に供給して、オゾンマイクロナノバブルを発生させて上記被処理水に含有させるようになっている。

この実施の形態によれば、上記第３マイクロナノバブル発生槽によってオゾンマイクロナノバブルを上記被処理水に含有させるようにしている。したがって、上記オゾンマイクロナノバブルを長時間持続させることによって、微生物分解が限界の強固な有機化合物に対しては、オゾンによる強力な酸化分解によって分解処理を行うことができる。さらに、強固な有機化合物を上記オゾンによって酸化分解した後、上記活性炭吸着装置の活性炭によって残存有機化合物を吸着処理することができる。その際に、残存オゾンは上記活性炭によって処理できる。

また、この発明の排水処理装置は、
外部から被処理水としての排水が導入されると共に、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記導入された被処理水中に上記マイクロナノバブルを含有させる第１マイクロナノバブル発生槽と、
上記マイクロナノバブルを含有した被処理水に対して汚泥に繁殖した微生物による微生物処理を行うと共に、液中膜を用いて濾過する液中膜槽と、
上記第１マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水が導入されると共に、上記液中膜槽から上記微生物が繁殖した汚泥が導入されて、上記被処理水と上記汚泥とを混合して上記液中膜槽に導入する第１混合槽と、
上記マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記液中膜槽から導入された被処理水中に上記マイクロナノバブルを含有させる第２マイクロナノバブル発生槽と、
炭が充填されると共に、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水に対して上記炭に繁殖した微生物による微生物処理を行う接触酸化槽と、
上記第２マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水が導入されると共に、上記接触酸化槽から上記微生物が繁殖した汚泥が導入されて、上記被処理水と上記汚泥とを混合して上記接触酸化槽に導入する第２混合槽と、
上記マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記接触酸化槽から導入された被処理水中に上記マイクロナノバブルを含有させる第３マイクロナノバブル発生槽と、
上記第３マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水が導入されると共に、活性炭が充填されて、上記導入された被処理水に対して活性炭吸着処理し、且つその後上記活性炭に繁殖した微生物による微生物処理を行う活性炭吸着装置と
を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、液中膜槽,接触酸化槽および活性炭吸着装置において繁殖している微生物を、夫々の前段に配置された第１〜第３マイクロナノバブル発生槽において含有されたマイクロナノバブルによって活性化することができる。したがって、上記活性化された微生物によって、上記液中膜槽,接触酸化槽および活性炭吸着装置の夫々において、上記排水に含まれた有機化合物を効果的に分解処理することができる。

また、１実施の形態の排水処理装置では、
上記液中膜槽には、ポリ塩化ビニリデン充填材が充填されている。

この実施の形態によれば、上記活性化された微生物を、上記充填されたポリ塩化ビニリデン充填材中に安定的に高濃度に維持することができる。

以上より明らかなように、この発明の排水処理方法は、被処理水としての排水を第１マイクロナノバブル発生槽に導入してマイクロナノバブルを含有させた後、液中膜槽に導入して第１段の微生物処理を施し、この第１段の微生物処理が施された被処理水を第２マイクロナノバブル発生槽に導入してマイクロナノバブルを含有させた後、接触酸化槽に導入して第２段の微生物処理を施すので、第２段の微生物処理を施す前に上記第１段の微生物処理が施された被処理水に上記マイクロナノバブルを含有させることができる。したがって、上記第１段の微生物処理によって消費されたマイクロナノバブルを、上記第２段の微生物処理を施す前に補充することができ、上記第１段の微生物処理と上記第２段の微生物処理とにおける両方の被処理水に、上記マイクロナノバブルを充分に含有させることができる。

さらに、上記第２段の微生物処理が施された被処理水を第３マイクロナノバブル発生槽に導入して上記マイクロナノバブルを上記被処理水に含有させた後、活性炭吸着装置に導入して上記被処理水を活性炭吸着処理し、且つその後第３段の微生物処理を施すので、上記第２段の微生物処理後の被処理水に含まれる微生物を活性炭表面で活性化すると共に、上記活性炭に吸着された上記排水中の有機化合物を、上記活性炭表面に繁殖した上記活性化された微生物によって効果的に吸着分解処理することができる。

すなわち、この発明によれば、上記第１段の微生物処理時と第２段の微生物処理時と第３段の微生物処理時とにおける微生物を活性化することができ、上記活性化された微生物による３段階の微生物処理によって、上記排水中に含有された有機化合物を効果的に分解処理することができるのである。

ここで、上記排水は、有機フッ素系化合物含有排水あるいは有機塩素系化合物含有排水であるので、一般的に微生物分解が困難な有機フッ素系化合物あるいは有機塩素系化合物を、上記活性化された微生物による３段階処理によって効果的に微生物分解することができる。

さらに、上記第１段の微生物処理は、濾過用の液中膜が設けられた液中膜槽における微生物繁殖汚泥を用いた微生物処理であるので、液中膜によって微生物と上記第２マイクロナノバブル発生槽への被処理水とを分離することにより微生物を高濃度に維持することができ、上記微生物による分解処理効率を向上させることができる。また、上記第２段の微生物処理は、炭が充填された接触酸化槽における微生物繁殖炭を用いた微生物処理であるので、上記炭に吸着された上記排水中の有機化合物を、上記炭に繁殖している活性化された微生物によって、効率よく分解することができる。

また、この発明の排水処理装置は、外部から導入された被処理水としての排水を、第１マイクロナノバブル発生槽と第１混合槽と液中膜槽と第２マイクロナノバブル発生槽と第２混合槽と接触酸化槽と第３マイクロナノバブル発生槽と活性炭吸着装置とによって、順次処理を行うので、上記液中膜槽,接触酸化槽および活性炭吸着装置に繁殖している微生物を、各前段に配置された第１〜第３マイクロナノバブル発生槽において含有されたマイクロナノバブルによって充分に活性化することができる。したがって、上記活性化された微生物によって、上記液中膜槽,接触酸化槽および活性炭吸着装置の夫々において、上記排水に含まれた有機化合物を効果的に分解処理することができる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

(第１実施の形態)
図１は、本実施の形態の排水処理方法によって有機フッ素系化合物含有排水に対して処理を行う排水処理装置における概略構成図である。

本実施の形態においては、大きく次の３段階で、有機フッ素系化合物含有排水に対する処理が行われる。すなわち、第１段階は、第１マイクロナノバブル発生槽１,第１混合槽２および液中膜槽３による処理である。また、第２段階は、第２マイクロナノバブル発生槽４,第２混合槽５および接触酸化槽６による処理である。また、第３段階は、第３マイクロナノバブル発生槽７および活性炭吸着装置８による処理である。

図１において、９は原水槽であり、上記有機フッ素系化合物含有排水が導入される。そして、原水槽９に導入された有機フッ素系化合物含有排水は、原水ポンプ１０によって第１マイクロナノバブル発生槽１に導入される。

上記第１マイクロナノバブル発生槽１は、その内部には第１マイクロナノバブル発生器１１が設置される一方、外部には循環ポンプ１２が設置されている。そして、循環ポンプ１２によって、第１マイクロナノバブル発生槽１内の水を吸い込んで第１マイクロナノバブル発生器１１に圧送するようにしている。その結果、第１マイクロナノバブル発生器１１は、接続されている空気吸込配管１３から供給される空気を吸い込みながら、マイクロナノバブルを発生してマイクロナノバブル流１５を生じさせるのである。尚、空気吸込配管１３にはバルブ１４が介設されており、最適なマイクロナノバブルが発生し易いように空気量が調整される。こうして、第１マイクロナノバブル発生槽１においてマイクロナノバブルを含有した被処理水は、続いて第１混合槽２に導入される。

上記第１混合槽２には、撹拌機１６が設置されている。また、第１混合槽２には、液中膜槽３から、エアーリフトポンプ１７によって、微生物を含む汚泥が移送されて導入される。そして、第１混合槽２では、第１マイクロナノバブル発生槽１からのマイクロナノバブルを含有した被処理水と上記汚泥とが、撹拌機１６によって撹拌混合される。尚、エアーリフトポンプ１７の下部には散気管１８が配置されており、散気管１８からはブロワー１９から供給された空気が吐出される。

次に、上記第１混合槽２において得られた上記マイクロナノバブルおよび微生物汚泥を含有した被処理水は、液中膜槽３に導入される。その場合、上記マイクロナノバブルは水中に長く滞留することができるという特徴を有している。そのために、上記マイクロナノバブルによって液中膜槽３内の微生物が活性化され、この活性化された微生物によって上記有機フッ素系化合物に対する第１段階の処理が行われるのである。

次に、上記液中膜槽３内に設置してある液中膜２０に接続された液中膜ポンプ２１を運転することによって、液中膜２０を透過した透過水が第２マイクロナノバブル発生槽４に導入される。尚、液中膜２０の下部には散気管２２が配置されており、散気管２２からはブロワー１９から供給された空気が吐出される。

上記第２マイクロナノバブル発生槽４は、その内部には第２マイクロナノバブル発生器２３が設置される一方、外部には循環ポンプ２４が設置されている。そして、第２マイクロナノバブル発生器２３には空気吸込配管２５が設置されて、バルブ２６によって吸い込み空気量が調節可能になっている。

上記第２マイクロナノバブル発生槽４においてマイクロナノバブルを含有した被処理水は、続いて第２混合槽５に導入される。

上記第２混合槽５には、撹拌機２７が設置されている。また、第２混合槽５には、エアーリフトポンプ２８によって、沈澱槽２９から、微生物を含む汚泥が移送されて導入される。そして、第２混合槽５では、第２マイクロナノバブル発生槽４からのマイクロナノバブルを含有した被処理水と上記汚泥とが、撹拌機２７によって撹拌混合される。尚、エアーリフトポンプ２８の下部には散気管３０が配置されており、散気管３０からはブロワー１９から供給された空気が吐出される。

次に、上記第２混合槽５において得られた上記マイクロナノバブルおよび微生物汚泥を含有した被処理水は、接触酸化槽６に導入される。その場合、上記マイクロナノバブルは水中に長く滞留することができるという特徴を有している。そのために、上記マイクロナノバブルによって、接触酸化槽６の網３１内に充填設置された炭３２に繁殖している微生物が活性化され、この活性化された微生物によって上記有機フッ素系化合物に対する第２段階の処理が行われるのである。尚、接触酸化槽６内には、ブロワー１９に接続された散気管３３が設置されており、この散気管３３から吐出される空気によって、接触酸化槽６内が曝気されて好気性が維持されている。

こうして、上記接触酸化槽６において第２段階の処理が行われた被処理水は、オーバーフローして沈澱槽２９に導入される。そして、沈澱槽２９内の被処理水が、第３マイクロナノバブル発生槽７に導入される。

上記第３マイクロナノバブル発生槽７は、その内部には第３マイクロナノバブル発生器３４が設置される一方、外部には循環ポンプ３５が設置されている。そして、第３マイクロナノバブル発生器３４には空気吸込配管３６が設置されて、バルブ３７によって吸い込み空気量が調節可能になっている。

上記第３マイクロナノバブル発生槽７においてマイクロナノバブルを含有した被処理水は、続いてピット３８に導入される。さらに、ピット３８に導入された被処理水は、活性炭ピットポンプ３９によって活性炭吸着装置８に導入される。そして、活性炭吸着装置８内で、活性炭に繁殖してマイクロナノバブルによって活性化された微生物によって、上記有機フッ素系化合物に対する第３段階の処理が行われるのである。

以上の結果、上記有機フッ素系化合物が効果的に微生物分解された処理水が得られるのである。

尚、上記第１マイクロナノバブル発生器１１,第２マイクロナノバブル発生器２３および第３マイクロナノバブル発生器３４としては、市販されているものであれば特にメーカーを限定するものではなく、具体的には、株式会社ナノプラネット研究所のものを使用した。他の商品としては、一例として、株式会社オーラテックのマイクロナノバブル発生器や、西華産業株式会社のマイクロバブル水製造装置や、資源開発株式会社のマイクロバブル水製造装置がある。これらの中から目的に従って選定すれば良い。

ここで、３種類のバブル(気泡)について説明する。
・通常のバブルは、水の中を上昇し、表面に至るとパンとはじけて消滅する。
・マイクロバブルは、直径が５０ミクロン(μm)以下で且つ１ミクロンよりも大きな微細気泡であり、水中で縮小していき、ついには消滅(完全溶解)してしまう。
・ナノバブルは、上記マイクロバブルよりもさらに小さい(直径が１ミクロン以下の１００nm〜２００nｍ)微細気泡であり、いつまでも水の中に存在することが可能である。
上記マイクロナノバブルとは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルである。

以上のごとく、本実施の形態においては、有機フッ素系化合物含有排水に対して上記第１マイクロナノバブル発生槽１,第２マイクロナノバブル発生槽４および第３マイクロナノバブル発生槽７によってマイクロナノバブルを含有させた後に、第１混合槽２および液中膜槽３、第２混合槽５および接触酸化槽６、活性炭吸着装置８でなる微生物槽に導入して処理するようにしている。

上記微生物槽中においては、浮遊物質が多いので、充分なマイクロナノバブルを効率良く発生させることができない。そこで、上述のように、確実にマイクロナノバブルを含有させた被処理水を上記微生物槽に導入することによって、被処理水中に充分マイクロナノバブルを含有させることができる。そして、充分マイクロナノバブルを含んだ被処理水を微生物槽に導入することによって、上記微生物槽内の微生物を活性化させることができ、効果的に有機フッ素系化合物を微生物分解することができるのである。

さらに、上記各マイクロナノバブル発生槽１,４,７を上記各微生物槽とは別に設けることによって、マイクロナノバブルの発生状態を確認することができる。したがって、各マイクロナノバブル発生器１１,２３,３４に接続された空気吸込配管１３,２５,３６のバルブ１４,２６,３７によって、空気吸い込み量を調整する際に、最適なマイクロナノバブルが発生していることを肉眼で確認することができるのである。

また、上記第１段階の処理においては、上記液中膜槽３によって微生物処理を行うようにしている。したがって、液中膜２０によって微生物と第２マイクロナノバブル発生槽４への被処理水とを分離することにより微生物を高濃度に維持することができ、微生物による分解処理効率を向上させることができる。さらに、上記第２段階の処理においては、網３１内に炭３２を充填した接触酸化槽６によって微生物処理を行うようにしている。したがって、炭３２に吸着された有機フッ素系化合物を、炭３２に繁殖している活性化された微生物によって、さらに効率よく分解することができる。さらに、上記第３段階の処理においては、活性炭吸着装置８によって微生物処理を行うようにしている。したがって、上記第２段階の処理後の被処理水に含まれる微生物を活性炭表面で活性化すると共に、上記活性炭に吸着された有機物を、上記活性炭表面に繁殖した微生物によって効率よく分解することができる。

また、上記第２段階の処理における接触酸化槽６の前段および上記第３段階の処理における活性炭吸着装置８の前段に、第２マイクロナノバブル発生器２３および第３マイクロナノバブル発生器３４を配置している。したがって、上記第１段階の処理および上記第２段階の処理で消費されたマイクロナノバブルを補充することができ、上記第２段階の処理と上記第３段階の処理とにおいて被処理水中に充分にマイクロナノバブルを含有させて、接触酸化槽６内と活性炭吸着装置８内との微生物を充分に活性化させることができる。

また、上記第１混合槽２および第２混合槽５によって、マイクロナノバブルを含有した被処理水と微生物を含む汚泥とを混合するようにしている。したがって、マイクロナノバブルの作用が直接微生物に影響して、微生物をより活性化させることができるのである。

(第２実施の形態)
図２は、本実施の形態の排水処理装置における概略構成図である。本実施の形態においては、図１に示す上記第１実施の形態における液中膜槽３に、ポリ塩化ビニリデン充填材を充填している。

図２において、図１に示す上記第１実施の形態の場合と同じ部材には上記第１実施の形態の場合と同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。以下、上記第１実施の形態とは異なる部分について説明する。

本実施の形態においては、上述したように、液中膜槽３にポリ塩化ビニリデン充填材４０を充填している。したがって、マイクロナノバブルによって活性化された微生物が、ポリ塩化ビニリデン充填材４０に安定的に繁殖することができる。そのために、液中膜槽３における出口の水質、具体的には液中膜ポンプ２１における出口の水質を、安定させることができるのである。

さらに、上記液中膜槽３中にポリ塩化ビニリデン充填材４０が充填されているので、液中膜槽３の処理能力が向上するという効果もある。

(第３実施の形態)
図３は、本実施の形態の排水処理装置における概略構成図である。本実施の形態においては、図１に示す上記第１実施の形態における第１混合槽２を削除している。

図３において、図１に示す上記第１実施の形態の場合と同じ部材には上記第１実施の形態の場合と同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。以下、上記第１実施の形態とは異なる部分について説明する。

本実施の形態においては、上述したように、上記第１実施の形態における第１混合槽２を削除している。したがって、被処理水中のマイクロナノバブルとエアーリフトポンプ１７で搬送された汚泥中の微生物とが接触可能な場所は、液中膜槽３となる。その結果、マイクロナノバブルと微生物とにおける第１混合槽２での効率的な接触がないため、上記第１実施の形態の場合に比して性能的には少し落ちることになる。

しかしながら、上記第１混合槽２を設置していないのでその分だけ費用を削減することができ、全体的にはイニシャルコストの低減を図ることができるのである。

(第４実施の形態)
図４は、本実施の形態の排水処理装置における概略構成図である。本実施の形態においては、図１に示す上記第１実施の形態における空気吸込配管３６にオゾン発生器４１を接続している。

図４において、図１に示す上記第１実施の形態の場合と同じ部材には上記第１実施の形態の場合と同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。以下、上記第１実施の形態とは異なる部分について説明する。

本実施の形態においては、上述したように、上記第１実施の形態における空気吸込配管３６にオゾン発生器４１を接続している。したがって、第３マイクロナノバブル発生器３４によって発生されるマイクロナノバブルは、従来の空気マイクロナノバブルからオゾンマイクロナノバブルへと変る。そのため、第３マイクロナノバブル発生器３４からのマイクロナノバブルにおける酸化力が増加することになる。

こうして、オゾンの強力な酸化力によって有機フッ素系化合物が酸化分解された被処理水は、活性炭ピットポンプ３９によって活性炭吸着装置８に導入され、活性炭の吸着能力によって残存している有機フッ素系化合物が処理されることになる。但し、上記オゾンマイクロナノバブルは水中に長く持続するので、活性炭吸着装置８内にも入り込んで微生物の繁殖が阻止される。そのため、活性炭吸着装置８内では、活性炭が有する吸着能力のみが機能されて微生物による分解処理は期待できない。

(第５実施の形態)
図５は、本実施の形態の排水処理装置における概略構成図である。本実施の形態においては、図１に示す上記第１実施の形態における被処理水が有機フッ素系化合物含有排水であるのに対して、有機塩素系化合物含有排水としている。

そして、本実施の形態における排水処理装置の構成は、図１に示す上記第１実施の形態における排水処理装置の構成と全く同じである。したがって、本実施の形態における排水処理装置の各部材には上記第１実施の形態の場合と同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。

上記有機フッ素系化合物は微生物分解しにくい物質であるが、上記有機塩素系化合物も微生物分解しにくい物質である。しかしながら、本実施の形態においては、上記有機フッ素系化合物を効果的に微生物分解することができる上記第１実施の形態における被処理水と同じ構成を有している。したがって、本実施の形態によれば、上記有機塩素系化合物を効果的に微生物分解することができるのである。

(第６実施の形態)
図６は、本実施の形態の排水処理装置における概略構成図である。本実施の形態と図１に示す上記第１実施の形態とは、液中膜槽３にポリ塩化ビニリデン充填材を充填したことと、被処理水が有機塩素系化合物含有排水であることにおいて異なる。

そして、本実施の形態における排水処理装置の構成は、図２に示す上記第２実施の形態における排水処理装置の構成と全く同じである。したがって、本実施の形態における排水処理装置の各部材には上記第２実施の形態の場合と同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施の形態においても上記第２実施の形態の場合と同様に、マイクロナノバブルによって活性化された微生物が、ポリ塩化ビニリデン充填材４０に安定的に繁殖することができる。そのために、液中膜槽３における出口の水質、具体的には液中膜ポンプ２１における出口の水質を、安定させることができるのである。さらに、液中膜槽３の処理能力が向上するという効果もある。

(第７実施の形態)
図７は、本実施の形態の排水処理装置における概略構成図である。本実施の形態と図１に示す上記第１実施の形態とは、第１混合槽２を削除したことと、被処理水が有機塩素系化合物含有排水であることにおいて異なる。

そして、本実施の形態における排水処理装置の構成は、図３に示す上記第３実施の形態における排水処理装置の構成と全く同じである。したがって、本実施の形態における排水処理装置の各部材には上記第３実施の形態の場合と同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施の形態においても上記第３実施の形態の場合と同様に、マイクロナノバブルと微生物とにおける第１混合槽２での効率的な接触がないため、上記第５実施の形態の場合に比して性能的には少し落ちることになる。しかしながら、上記第１混合槽２を設置していないのでその分だけ費用を削減することができ、全体的にはイニシャルコストの低減を図ることができる。

(第８実施の形態)
図８は、本実施の形態の排水処理装置における概略構成図である。本実施の形態と図１に示す第１実施の形態とは、空気吸込配管３６にオゾン発生器４１を接続したことと、被処理水が有機塩素系化合物含有排水であることにおいて異なる。

そして、本実施の形態における排水処理装置の構成は、図４に示す上記第４実施の形態における排水処理装置の構成と全く同じである。したがって、本実施の形態における排水処理装置の各部材には上記第４実施の形態の場合と同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施の形態においても上記第４実施の形態の場合と同様に、第３マイクロナノバブル発生器３４によって発生されるマイクロナノバブルは、従来の空気マイクロナノバブルからオゾンマイクロナノバブルへと変る。そのため、第３マイクロナノバブル発生器３４からのマイクロナノバブルにおける酸化力が増加し、オゾンの強力な酸化力によって有機塩素系化合物が酸化分解された被処理水は、活性炭ピットポンプ３９によって活性炭吸着装置８に導入されて、活性炭の吸着能力によって残存している有機塩素系化合物が処理される。
（実験例）
以下、上記第１実施の形態における実施例について説明する。すなわち、図１に基づいて実験装置を製作した。当該実験装置における原水槽９の容量は３００リットルであり、第１マイクロナノバブル発生槽１の容量は２０リットルであり、第１混合槽２の容量は１０リットルであり、液中膜槽３の容量は１０００リットルである。

また、上記第２マイクロナノバブル発生槽４の容量は２０リットルであり、第２混合槽５の容量は１０リットルであり、接触酸化槽６の容量は５００リットルであり、沈澱槽２９の容量は５０リットルである。

また、上記第３マイクロナノバブル発生槽７の容量は２０リットルであり、ピット３８の容量は１０リットルであり、活性炭吸着装置８の容量は５リットルである。

上記被処理水として、半導体工場の有機フッ素系化合物含有排水を原水槽９に導入し、原水槽９に導入された被処理水(原水)と活性炭吸着装置８の出口からの処理水とにおける有機フッ素系化合物の濃度を測定し、原水に対する上記有機フッ素系化合物の除去率を求めたところ９２％であった。

この発明の排水処理方法によって有機フッ素系化合物含有排水に対する処理を行う排水処理装置の構成図である。 図１とは異なる排水処理装置の構成図である。 図１および図２とは異なる排水処理装置の構成図である。 図１〜図３とは異なる排水処理装置の構成図である。 この発明の排水処理方法によって有機塩素系化合物含有排水に対する処理を行う排水処理装置の構成図である。 図５とは異なる排水処理装置の構成図である。 図５および図６とは異なる排水処理装置の構成図である。 図５〜図７とは異なる排水処理装置の構成図である。

１,４,７…マイクロナノバブル発生槽、
２,５…混合槽、
３…液中膜槽、
６…接触酸化槽、
８…活性炭吸着装置、
９…原水槽、
１０…原水ポンプ、
１１,２３,３４…マイクロナノバブル発生器、
１２,２４,３５…循環ポンプ、
１３,２５,３６…空気吸込配管、
１４,２６,３７…バルブ、
１５…マイクロナノバブル流、
１６,２７…撹拌機、
１７,２８…エアーリフトポンプ、
１８,２２,３０,３３…散気管、
１９…ブロワー、
２０…液中膜、
２１…液中膜ポンプ、
２９…沈澱槽、
３１…網、
３２…炭、
３８…ピット、
３９…活性炭ピットポンプ、
４０…ポリ塩化ビニリデン充填材、
４１…オゾン発生器。

Claims (6)

1. 被処理水としての有機フッ素系化合物含有排水あるいは有機塩素系化合物含有排水を第１マイクロナノバブル発生槽に導入して、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを上記被処理水に含有させ、
   上記第１マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を濾過用の液中膜が設けられた液中膜槽に導入して、上記被処理水に微生物繁殖汚泥を用いた第１段の微生物処理を施し、
   上記第１段の微生物処理が施された被処理水を第２マイクロナノバブル発生槽に導入して、上記マイクロナノバブルを上記被処理水に含有させ、
   上記第２マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を炭が充填された接触酸化槽に導入して、上記被処理水に微生物繁殖炭を用いた第２段の微生物処理を施し、
   上記第２段の微生物処理が施された被処理水を第３マイクロナノバブル発生槽に導入して、上記マイクロナノバブルを上記被処理水に含有させ、
   上記第３マイクロナノバブル発生槽からの上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を活性炭吸着装置に導入して、上記被処理水を活性炭吸着処理し、且つその後微生物繁殖活性炭を用いた第３段の微生物処理を施す
   ことを特徴とする排水処理方法。
2. 請求項１に記載の排水処理方法において、
   上記有機フッ素系化合物含有排水に含有されている有機フッ素系化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸あるいはパーフルオロオクタン酸である
   ことを特徴とする排水処理方法。
3. 請求項１に記載の排水処理方法において、
   上記第１マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水を混合槽に導入すると共に、エアーリフトポンプによって上記液中膜槽下部から汚泥を汲み上げて上記混合槽に導入し、上記混合槽において上記汚泥と上記被処理水とを混合して上記液中膜槽に導入するようになっている
   ことを特徴とする排水処理方法。
4. 請求項１に記載の排水処理方法において、
   上記第３マイクロナノバブル発生槽によって上記被処理水に上記マイクロナノバブルを含有させる際に、オゾン発生器からのオゾンを上記第３マイクロナノバブル発生槽に供給して、オゾンマイクロナノバブルを発生させて上記被処理水に含有させるようになっている
   ことを特徴とする排水処理方法。
5. 外部から被処理水としての排水が導入されると共に、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記導入された被処理水中に上記マイクロナノバブルを含有させる第１マイクロナノバブル発生槽と、
   上記マイクロナノバブルを含有した被処理水に対して汚泥に繁殖した微生物による微生物処理を行うと共に、液中膜を用いて濾過する液中膜槽と、
   上記第１マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水が導入されると共に、上記液中膜槽から上記微生物が繁殖した汚泥が導入されて、上記被処理水と上記汚泥とを混合して上記液中膜槽に導入する第１混合槽と、
   上記マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記液中膜槽から導入された被処理水中に上記マイクロナノバブルを含有させる第２マイクロナノバブル発生槽と、
   炭が充填されると共に、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水に対して上記炭に繁殖した微生物による微生物処理を行う接触酸化槽と、
   上記第２マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水が導入されると共に、上記接触酸化槽から上記微生物が繁殖した汚泥が導入されて、上記被処理水と上記汚泥とを混合して上記接触酸化槽に導入する第２混合槽と、
   上記マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記接触酸化槽から導入された被処理水中に上記マイクロナノバブルを含有させる第３マイクロナノバブル発生槽と、
   上記第３マイクロナノバブル発生槽からのマイクロナノバブルを含有した被処理水が導入されると共に、活性炭が充填されて、上記導入された被処理水に対して活性炭吸着処理し、且つその後上記活性炭に繁殖した微生物による微生物処理を行う活性炭吸着装置と
   を備えたことを特徴とする排水処理装置。
6. 請求項５に記載の排水処理装置において、
   上記液中膜槽には、ポリ塩化ビニリデン充填材が充填されていることを特徴とする排水処理装置。

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