WO2012020755A1

WO2012020755A1 - 排水処理システム

Info

Publication number: WO2012020755A1
Application number: PCT/JP2011/068141
Authority: WO
Inventors: 大樹河野; 杉浦　勉; 聰岩月
Original assignee: 東洋紡績株式会社
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-02-16
Also published as: CN104649448A; CN103068740A

Abstract

有機物質を含有する排水を曝気処理することで、排水中から有機物質を揮発除去させ、有機物質を含有する曝気ガスを排出させる曝気槽（２１００）と、上記曝気槽（２１００）に接続され、有機物質を含有する排水を接触させることで有機物質を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子（２２１１，２２２１）を含む排水処理装置（２２００）と、上記曝気槽（２１００）および上記排水処理装置（２２００）に接続され、上記曝気槽（２１００）および上記排水処理装置（２２００）から排出された有機物質を含有する曝気ガスと脱着ガスの混合ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置（２３００）を備える、排水処理システム。

Description

排水処理システム

　本発明は、有機化合物を含有する排水から有機化合物を除去することで、当該排水を清浄化する排水処理システムに関する。特に、各種工場や研究施設等から排出される有機化合物を含有する産業排水から有機化合物を効率的に除去することで、当該産業排水を清浄化する排水処理システムに関する。

　従来、有機化合物を含有する排水を清浄化する排水処理装置として、活性汚泥処理装置が利用されている。活性汚泥処理装置は、主としてバクテリア（細菌類）、原生動物、後生動物等の好気性微生物群を含む活性汚泥を用いて排水を清浄化させる装置であり、たとえば特開平９－１０７９１号公報（以下、「特許文献１」と称する。）にその詳細が開示されている。

　活性汚泥処理装置は、上述した活性汚泥に排水を供給して、これを撹拌および曝気することで当該排水中に含まれる有機化合物を微生物を用いて分解して除去し、活性汚泥を分離することでクリーンな浄水に清浄化して排出する装置である。

　上述した活性汚泥処理装置においては、有機化合物の分解に微生物が利用されるため、当該微生物が有機化合物を分解するのに適した条件を連続的に安定して維持することが非常に難しくなる。そのため、活性汚泥処理装置を備えた排水処理システムとした場合には、安定的に排水の処理能力を維持することが困難になる問題があった。

　また、微生物にとって難分解性の有機化合物や微生物にとって毒性の高い有機化合物も高濃度に含む排水を処理する場合、活性汚泥処理装置のみでは排水の清浄化は非常に困難となる。例えば１，４－ジオキサンを含有する排水を処理する場合、一般的な微生物では１，４－ジオキサンを全く分解することができないため、活性汚泥処理以外の処理方法が必要となる。

　そこで、活性汚泥処理装置から排出される水は、吸着材としてカートリッジ式の活性炭を用いた交換式排水処理装置を用いて処理されることが一般的に行なわれており、その場合には、当該水に含まれる有機化合物がカートリッジ式の活性炭によって除去され、クリーンな浄水として交換式排水処理装置から排出されることになる。

　しかし、交換式排水処理装置においては、有機化合物を一定時間吸着し続けることによって吸着材の吸着能力が飽和に達すれば、それ以降吸着が実質的には行なわれず、新品への交換作業、もしくは一旦装置から吸着材を取り外して再生処理を行なう作業が必要になる。したがって、交換式排水処理装置を利用して活性汚泥処理装置から排出される水を処理する排水処理システムとした場合には、連続的に当該水を処理することができず、排水処理システム自体をその都度停止させる必要があった。

　また、水の清浄化は、空気の清浄化とは異なり、微生物の繁殖が不可避であり、吸着材の寿命は短くなってしまう。したがって、交換式排水処理装置を利用して活性汚泥処理装置から排出される水を処理する排水処理システムとした場合には、上述した吸着材の交換作業や再生処理作業を頻繁に行なう必要が生じ、その労力やランニングコストが増大するといった問題もあった。

　また、高濃度に有機化合物を含有する排水を大量に活性汚泥処理装置で処理する場合には、必要となる活性汚泥の量もこれに伴って増大することになり、装置の大型化や設置コストの増加が不可避となる。

　加えて、活性汚泥処理装置においては、処理すべき排水に含まれる有機化合物の量に応じて活性汚泥の量を常時調節して最適化することが必要になるが、そのためには余剰の活性汚泥を常時回収して装置から排出することが必要であり、この余剰汚泥の廃棄に手間やコストがかかる問題があった。したがって、前記のように活性汚泥の量を増加させた場合には、廃棄すべき余剰汚泥の量も増加してしまい、そのランニングコストも大幅に増加してしまう問題があった。

　かかる問題を解決するために、吸着工程と脱着工程を交互に行うことで高効率、かつ安定的に除去できる吸脱着式の水処理装置および水処理システムが、特開２００６－５５７１２号公報（以下、「特許文献２」と称する。）、特開２００８－１８８４９２号公報（以下、「特許文献３」と称する。）、および特開２０１０－１４２７９２号公報（以下、「特許文献４」と称する）に開示されている。この水処理システムは、水の連続浄化を実現し、基本的には吸着材の交換が必要なく、多量有機物質を高効率、かつ安定に除去することができる。

　しかし、特許文献２および特許文献４に記載の水処理システムにおいても、技術的な課題があった。例えば、特許文献４において、活性汚泥装置から発生する余剰汚泥は沈殿槽にて分離させている。しかし、余剰汚泥が極微量でも分離できずに流出してしまうと、活性汚泥装置の後段に接続されている吸脱着式の水処理装置の吸着材に余剰汚泥が蓄積する。

　加熱ガスでは、吸着材から余剰汚泥が脱離しないため、吸着材の吸着能が短期間で低下する場合がある。そのような状況になった場合、交換式吸着装置と同様に、排水処理システムをその都度停止させ、吸着材の交換する必要があり、手間がかかる、コスト増大などが問題となる。

　また、排水中の有機化合物の濃度が高濃度である場合、活性汚泥への負荷を下げるために、活性汚泥装置へ排水を導入する前に工業用水等で数十倍から数百倍に希釈される場合がある。例えば、１，４－ジオキサンといった微生物にとって難分解性の有機化合物や微生物にとって毒性の高い有機化合物を高濃度に含む排水を処理する場合、さらに希釈するケースもある。

　このような場合、活性汚泥処理後の排水量も増大するだけでなく、排水量の増大により吸着線速が増大することにより、有機化合物量が希釈なしの場合と同量であったとしても、吸着能が低下する場合もあり、後段に接続された吸脱着式の水処理装置の大型化、コスト増大などが課題となる。

　また、特許文献３に記載の水処理システムは、脱水工程および脱着工程の際に排出される有機物質を含む脱着ガスを燃焼装置で酸化分解させるなどして処理することで、完結型の水処理システムとして構成されている。

　触媒を用いた燃焼装置を例にとると、脱着工程から排出された脱着ガスを、例えば３００℃まで予熱し、触媒燃焼装置内に供給させて、触媒へ接触させることで、脱着ガス中の有機物質を酸化分解させることが可能である。また、有機物質が酸化分解された際に燃焼熱が発生し、出口ガス温度は入口ガス温度よりも高くなるため、出口ガスと入口ガスの熱交換を行うことで、予熱に必要なランニングコストを削減できる。

　しかし、上記特許文献２および特許文献３に記載の水処理システムにおいても、技術的な課題があった。例えば、研究所や工場等から排出される排水中には、吸着材によっては高効率に排水中から除去することが困難な有機物質も含まれているケースが多く、例えばアセトアルデヒドなどの低分子量、低沸点の有機物質に対する吸着材への吸着能は高くはないため、このような有機物質も含んだ排水を特許文献２および特許文献３に記載の水処理システムのみを用いて処理する場合、装置の大型化やランニングコストの増大するため、さらに効率的な水処理システムが求められていた。

　また、上記に例をあげた低沸点の有機物質を高濃度に含む場合、脱水工程、脱着工程の初期に、低沸点の有機物質が、吸着材からの脱着以外に、吸着材への付着した水等から直ちに気化し、一時的に非常に高濃度の有機物質を含む脱着ガスが排出される場合もある。その場合、特許文献３に記載のような、燃焼装置と組合わせた水処理システムにおいては、脱着ガス中の有機物質の濃度変動が大きく、不安定となる。つまり、燃焼装置内での有機物質の燃焼熱量および燃焼装置の出口温度が不安定となるため、出口ガスと入口ガスの熱交換による予熱のために必要な制御機器が増大したり、装置構造が非常に複雑となる問題があった。

　また、白金触媒を用いた燃焼装置の場合、脱着ガス中の有機物質濃度変動の影響を受けて、一時的に約５００℃を超えた雰囲気で処理を続けると、白金触媒がシンタリング（粒状化）を引き起こし、徐々に触媒の処理能が低下する。また、上記に例をあげた低沸点の有機物質が高濃度に排水に含有されているほど、一時的に爆発下限を超える脱着ガスが排出される可能性もでてくるため、外気で希釈したり、大型のバッファータンクを設置するなどの脱着ガス中の有機物質濃度を平準化させる手段が必要となり、燃焼装置の大型化やコスト増大となるため、脱着ガス中の有機物質濃度の平準化が求められていた。

特開平９－１０７９１号公報特開２００６－５５７１２号公報特開２００８－１８８４９２号公報特開２０１０－１４２７９２号公報

　本発明のある局面においては、水の連続浄化を実現し、基本的には吸着材の交換が必要なく、多種多量の有機物質を高効率、かつ安定に除去すると共に、排水処理装置から排出され、燃焼装置へ供給される排ガス中の有機物質濃度を安定化することができる排水処理システムを提供することを目的とする。

　本発明の他の局面においては、活性汚泥処理装置が大型化防止やランニングコストの増大防止が可能で、システムを停止させることなく、生分解性の低い有機化合物を含む排水においても連続的に排水の清浄化が可能で、高効率に、かつ安定的に排水を処理することが可能な排水処理システムを提供することを目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、ついに本発明を完成するに到った。即ち本発明は、以下の通りである。

　この発明に基づいたある局面における排水処理システムにおいては、有機物質を含有する排水から有機物質を除去することで当該排水を清浄化する排水処理システムであって、有機物質を含有する排水を曝気処理することで、排水中から有機物質を揮発除去させ、有機物質を含有する曝気ガスを排出させる曝気槽と、上記曝気槽に接続され、有機物質を含有する排水を接触させることで有機物質を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子を含み、上記吸着素子に排水を供給することで有機物質を上記吸着素子に吸着させて処理水として排出し、上記吸着素子に加熱ガスを供給することで有機物質を上記吸着素子から脱着させて有機物質を含有する脱着ガスとして排出する排水処理装置と、上記曝気槽および上記排水処理装置に接続され、上記曝気槽および排水処理装置から排出された有機物質を含有する曝気ガスと脱着ガスの混合ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置を備え、上記排水処理装置は、上記吸着素子の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに上記吸着素子の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に処理水を処理可能なものである。

　他の形態においては、上記排水処理装置は、上記吸着素子にガスを吹き付けることで上記吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する。

　他の形態においては、上記排水処理装置から排出された除去排水が、排水として上記排水処理装置に再度供給されるように構成されている。

　他の形態においては、上記吸着素子が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１種の吸着材を含んでいる。

　他の形態においては、上記燃焼装置から排出される分解ガスを熱交換し、上記排水処理装置の加熱ガスを予熱するように構成されている。

　この発明に基づいた他の局面における排水処理システムにおいては、有機化合物を含有する排水から有機化合物を除去することで当該排水を清浄化する排水処理システムであって、有機化合物を含有する排水を曝気処理することで、排水中から有機化合物を揮発除去させた一次処理水として排出させるとともに、有機化合物を含有する曝気ガスを排出させる曝気槽と、有機化合物を含有する上記一次処理水を接触させることで有機化合物を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機化合物を脱着する吸着素子を含み、上記吸着素子に上記一次処理水を供給することで有機化合物を上記吸着素子に吸着させて二次処理水として排出し、上記吸着素子に加熱ガスを供給することで有機化合物を上記吸着素子から脱着させて有機化合物を含有する脱着ガスとして排出し、上記吸着素子の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに上記吸着素子の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に二次処理水を処理可能な排水処理装置と、有機化合物を分解する微生物が含まれた活性汚泥を有し、上記二次処理水を当該活性汚泥に接触させることで微生物によって有機化合物を分解させて除去して三次処理水として排出する活性汚泥処理装置と、上記曝気槽および上記排水処理装置に接続され、上記曝気槽および排水処理装置から排出された有機化合物を含有する曝気ガスと脱着ガスの混合排ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置とを備える。

　他の形態においては、上記吸着素子が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の吸着材を含んでいる。

　本発明に基づくさらに他の局面における排水処理システムは、有機化合物を含有する排水から有機化合物を除去することで、当該排水を清浄化するものであって、排水処理装置と、活性汚泥処理装置とを備えている。

　上記排水処理装置は、有機化合物を含有する排水を接触させることで有機化合物を吸着し、ガスを接触させることで吸着した上記有機化合物を脱着する吸着材を含有した吸着素子を有し、上記吸着素子に有機化合物を含有する排水を供給することで、有機化合物を上記吸着素子に吸着させ、吸着素子を通過した水を一次処理水として排出する。その後、上記吸着素子に加熱ガスを供給することで、上記吸着素子に吸着した上記有機化合物を脱着させて、上記有機化合物を含有する脱着ガスとして排出するものである。

　ここで、上記排水処理装置は、上記吸着素子の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに、上記吸着素子の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで、連続的に排水を処理可能なものである。

　上記活性汚泥処理装置は、上記排水処理装置に接続され、上記排水処理装置から排出された一次処理水中の上記有機化合物を分解する微生物が含まれた活性汚泥を有し、活性汚泥に一次処理水を接触させることで微生物によって上記有機化合物を分解させて除去し、二次処理水として排出するものである。

　本発明の排水処理装置においては、上記排水処理装置が、上記吸着素子にガスを吹き付けることで、上記吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばし、これを除去排水として排出するものであることが好ましい。その場合には、上記排水処理装置から排出された除去排水が、排水として上記排水処理装置に再度供給されるように構成されていることも好ましい。

　本発明の排水処理装置においては、上記吸着素子が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトのいずれか１種を少なくとも含んでいることが好ましい。

　本発明の排水処理装置においては、燃焼装置が接続され、上記排水処理装置から排出された脱着ガスを燃焼させて酸化分解することが好ましい。

　本発明による排水処理システムによれば、多種多量の有機物質を高い効率で連続的に除去することができ、基本的に吸着材の交換の必要が無く、さらに脱着ガス中の有機物質の濃度を安定的に燃焼装置へ供給することができるため、低コストで、安定に、高い能力で水中からの有機物質の除去および水処理装置から排出される排ガスを処理することができる利点がある。

　本発明による排水処理システムによれば、活性汚泥処理装置の大型化防止やランニングコストの増大防止が可能で、システムを停止させることなく連続的に排水の清浄化が可能で、特に難分解性の有機化合物が高濃度に含有する排水を、高効率に、かつ安定的に処理することが可能な排水処理システムとすることができる。

本発明の実施の形態１における排水処理システムのシステム構成図である。本発明の実施の形態１における排水処理システムにおいて利用可能な他の排水処理装置の例を示す模式図である。本発明の実施の形態１における排水処理システムにおいて利用可能な他の排水処理装置の例を示す模式図である。本発明の実施の形態２における排水処理システムのシステム構成図である。本発明の実施の形態３における排水処理システムのシステム構成図である。実施例１－１および比較例１－１における、一次処理水中の「１，４－ジオキサン」「アセトアルデヒド」、および「エチレングリコール」の濃度を示す図である。実施例１－１および比較例１－１における、運転開始５００時間時点での二次処理水の各濃度及び量を示す図である。実施例１－１および比較例１－１における、脱着ガス中の各溶剤濃度を示す図である。実施例１－１および比較例１－１における、運転開始５００時間後の分解ガス中の各溶剤の濃度を示す図である。本発明の実施の形態４における排水処理システムのシステム構成図である。本発明の実施の形態４における排水処理システムにおいて利用可能な他の排水処理装置の例を示す模式図である。本発明の実施の形態４における排水処理システムにおいて利用可能なさらに他の排水処理装置の例を示す模式図である。本発明の実施の形態５における排水処理システムのシステム構成図である。本発明の実施の形態６における排水処理システムのシステム構成図である。本発明の実施例における混合排ガス中の合計溶剤濃度の脱着時の経時変化をプロットしたグラフである。本発明の実施例における燃焼装置から出る分解ガス温度の脱着時の経時変化をプロットしたグラフである。実施例２－１、比較例２－１から２－４における、原水濃度、二次処理水濃度、および使用蒸気量を示す図である。実施例２－１、比較例２－１から２－４における、混合排ガス平均濃度、分解ガス濃度、および予熱ヒータ使用電力を示す図である。本発明の実施の形態７における排水処理システムのシステム構成図である。本発明の実施の形態７における排水処理システムにおいて利用可能な他の排水処理装置の例を示す模式図である。本発明の実施の形態７における排水処理システムにおいて利用可能なさらに他の排水処理装置の例を示す模式図である。本発明の実施の形態８における排水処理システムのシステム構成図である。本発明の実施の形態９における排水処理システムのシステム構成図である。実施例３－１、比較例３－１から３－３における、原水、処理水、分解ガス、蒸気量、電力量、および汚泥量を示す図である。

　本発明に基づいた各実施の形態における排水処理システムについて、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１における排水処理システムのシステム構成図である。以下においては、この図１を参照して、本実施の形態における排水処理システム１Ａの構成について説明する。

　（排水処理システム１Ａ）
　図１に示すように、本実施の形態における排水処理システム１Ａは、排水処理装置１１００と、活性汚泥処理装置１２００とを主として備えている。

　（排水処理装置１１００）
　排水処理装置１１００は、吸着素子１１１１、１１２１がそれぞれ収容された第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０を有している。吸着素子１１１１、１１２１は、有機化合物を含有する排水を接触させることで、上記排水に含有される有機化合物を吸着する。

　すなわち、排水処理装置１１００においては、吸着素子１１１１、１１２１に上記排水を供給することで、上記排水に含有されている有機化合物が、吸着素子１１１１、１１２１によって吸着され、これにより上記排水が清浄化されて、一次処理水として排出されることになる。

　また、吸着素子１１１１、１１２１は、加熱ガスを接触させることで吸着した上記有機化合物を脱着する。したがって、排水処理装置１１００においては、吸着素子１１１１、１１２１に加熱ガスを供給することで、上記有機化合物が吸着素子１１１１、１１２１から脱着され、これにより加熱ガスが有機化合物を含有する脱着ガスとして排出されることになる。

　第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０には、配管ラインＬ１００１、Ｌ１００２、Ｌ１００３、Ｌ１００４がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ１００１は、有機化合物を含有する排水を第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０に供給するための配管ラインであり、バルブＶ１１０１、Ｖ１１０２によって第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ１００２は、加熱ガスを第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０に供給するための配管ラインであり、バルブＬ１１０３、Ｌ１１０４によって第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ１００３は、一次処理水を第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０から排出するための配管であり、バルブＬ１１０５、Ｌ１１０６によって第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ１００４は、脱着ガスを第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０から排出するための配管ラインであり、バルブＬ１１０７、Ｖ１１０８によって第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　第１処理槽１１１０と第２処理槽１１２０とは、上述したバルブＶ１１０１～Ｖ１１０８の開閉を操作することによって、交互に吸着槽および脱着槽として機能する。具体的には、第１処理槽１１１０が吸着槽として機能している場合には、第２処理槽１１２０が脱着槽として機能し、第１処理槽１１１０が脱着槽として機能している場合には、第２処理槽１１２０が吸着槽として機能する。すなわち、本実施の形態における排水処理装置１１００においては、吸着槽と脱着槽とが経時的に交互に切り替わるように構成されている。

　なお、配管ラインＬ１００１は、第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０のうち、吸着槽として機能している槽に接続されて当該吸着槽に有機化合物を含有する排水を供給する。配管ラインＬ１００２は、第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０のうち、脱着槽として機能している槽に接続されて当該脱着槽に加熱ガスを供給する。

　また、配管ラインＬ１００３は、第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０のうち、吸着槽として機能している槽に接続されて当該吸着槽から一次処理水を排出する。配管ラインＬ１００４は、第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０のうち、脱着槽として機能している槽に接続されて脱着ガスを排出する。

　なお、排水処理装置１１００から排出される一次処理水は、水中の有機化合物の含有量は減少され、特に微生物にとって分解が困難な有機化合物が大幅に除去されており、次の活性汚泥処理装置への処理の負荷が軽減されたものになる。

　吸着素子１１１１、１１２１は、吸着材として活性炭、活性炭素繊維またはゼオライトの少なくとも１種を含んでいることが好ましい。吸着素子１１１１、１１２１は、吸着材として、粒状、粒体状、ハニカム状等の活性炭やゼオライトが利用されるが、より好ましくは、活性炭素繊維が利用される。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、水との接触効率が高く、特に水中の有機化合物の吸着速度が速くなり、他の吸着材に比べて極めて高い吸着効率を実現できる。

　吸着素子１１１１、１１２１に利用可能な活性炭素繊維の物性は、特に限定されるものではないが、ＢＥＴ比表面積が７００～２０００ｍ^２／ｇ、細孔容積が０．４～０．９ｃｍ^３／ｇ、平均細孔径が１７～１８Åのものが好ましい。

　これは、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ^２／ｇ未満、細孔容積が０．４ｍ^３／ｇ未満、平均細孔径が１７Å未満のものでは、有機化合物の吸着量が低くなるためである。またＢＥＴ比表面積が２０００ｍ^２／ｇを超え、細孔容積が０．９ｍ^３／ｇを超え、平均細孔径が１８Åを超えるのものでは、細孔径が大きくなることで分子量の小さな物質等の吸着能力が低下したり、強度が弱くなったり、素材のコストが高くなって経済的に不利になったりするためである。

　（活性汚泥処理装置１２００）
　活性汚泥処理装置１２００は、曝気槽１２１０と沈殿槽１２２０とを主として有している。曝気槽１２１０は、曝気装置１２１１と図示しない撹拌装置とを含んでおり、曝気槽１２１０の内部には、バクテリア（細菌類）、原生動物、後生動物等の好気性微生物群を含む活性汚泥が充填されている。曝気槽１２１０は、上記活性汚泥に上記排水処理装置から排出された一次処理水を供給することで、活性汚泥と一次処理水とを接触させ、これを撹拌および曝気することで一次処理水に含有される有機化合物を分解して除去するための処理槽である。

　一方、沈殿槽１２２０は、曝気槽１２１０にて処理された活性汚泥を含む水を固液分離することで活性汚泥と二次処理水とに分離するための処理槽である。

　活性汚泥処理装置１２００には、配管ラインＬ１００３、Ｌ１００５、Ｌ１００６、Ｌ１００７、Ｌ１００８、Ｌ１００９が接続されている。配管ラインＬ１００３は、曝気槽１２１０に一次処理水を供給するための配管ラインである。配管ラインＬ１００５は、曝気装置１２１１に酸素を供給するための配管ラインである。配管ラインＬ１００６は、曝気槽１２１０から活性汚泥を含む水を排出し、これを沈殿槽１２２０に供給するための配管ラインである。

　配管ラインＬ１００７は、沈殿槽１２２０から排出された活性汚泥のうち、余剰分を余剰汚泥として排出するための配管ラインである。配管ラインＬ１００８は、沈殿槽１２２０から排出された活性汚泥のうち、必要分を返送汚泥として曝気槽１２１０に返送するための配管ラインである。配管ラインＬ１００９は、沈殿槽１２２０から二次処理水を排出するための配管ラインである。

　活性汚泥処理装置１２００では、配管ラインＬ１００３を介して曝気槽１２１０に供給された一次処理水が曝気槽１２１０内において活性汚泥と混ざり合い、この混ざり合った排水と活性汚泥とが、配管ラインＬ１００５を介して曝気装置１２１１に供給されて当該曝気装置１２１１から排出される酸素によって、曝気されつつ撹拌されることで有機化合物の分解が行なわれる。

　分解後の活性汚泥を含む水は、配管ラインＬ１００６を介して沈殿槽１２２０に送られ、沈殿槽１２２０において固液分離され、その上澄み液が配管ラインＬ１００９を介して二次処理水として排出される。

　この活性汚泥処理装置１２００から排出される二次処理水は、活性汚泥処理装置１２００に供給される一次処理水に比べ、有機化合物の含有量は大幅に減少しており、河川または下水放流可能なレベルまで清浄化されているものである。

　（排水処理システム１Ａの排水の清浄化処理）
　次に、上記図１を参照して、本実施の形態における排水処理システム１Ａにおいて行なわれる排水の清浄化処理の詳細について説明する。なお、以下の説明は、排水処理装置１１００の第１処理槽１１１０が吸着槽として機能し、第２処理槽１１２０が脱着槽として機能している状態に基づいたものであるが、これら吸着槽と脱着槽とが入れ替わった場合にも、同様の処理が行なわれる。

　図１に示すように、有機化合物を含有する排水は、配管ラインＬ１００１を経由して、排水処理装置１１００に導入される。導入された上記排水は、第１処理槽１１１０に送られて吸着素子１１１１と接触し、上記排水に含有される有機化合物が吸着素子１１１１によって吸着される。有機化合物が吸着素子１１１１によって吸着された後の水は、配管ラインＬ１００３に導入されて一次処理水として排水処理装置１１００から排出される。

　一方、排水処理装置１１００には、上記排水の導入と並行して、配管ラインＬ１００２を経由して加熱ガスが導入される。導入された加熱ガスは、第２処理槽１１２０に送られて吸着素子１１２１と接触し、吸着素子１１２１に吸着されていた有機化合物を脱着させる。吸着素子１１２１から脱着された有機化合物を含む加熱ガスは、配管ラインＬ１００４に導入されて脱着ガスとして排水処理装置１１００から排出される。

　排水処理装置１１００から排出された一次処理水は、配管ラインＬ１００３を経由して活性汚泥処理装置１２００に導入される。導入された一次処理水は、活性汚泥と接触させることで当該一次処理水に含有される有機化合物が分解されて除去され、有機化合物が除去された後の水は、配管ラインＬ１００９に導入されて二次処理水として活性汚泥処理装置１２００から排出される。排出された二次処理水は、その後、河川放流もしくは通常の下水としての処理がなされる。

　以上の如くの排水処理システム１Ａとすることにより、活性汚泥処理装置１２００の前処理装置として排水処理装置１１００が機能することになり、活性汚泥処理装置のみで排水処理システムを構築した場合に比べ、活性汚泥処理装置１２００にて処理する排水中の有機化合物量が低減されるだけでなく、特に活性汚泥による生物分解が困難である。もしくは微生物にとって毒性の高い有機化合物が、排水処理装置１１００にて除去されるため、活性汚泥処理装置１２００を小型に構成することが可能である。

　さらに、生物分解困難な有機化合物を含有した排水である場合も処理可能となるため、排水処理システム１Ａ全体としての清浄化処理の処理能力を安定化させることができる。したがって、活性汚泥処理装置１２００の大型化防止やランニングコストが増大防止が可能で、高効率にかつ安定的に排水を処理することが可能な排水処理システムとすることができる。

　また、上述の如くの排水処理システム１Ａとすることにより、排水処理装置１１００から排出される排水を活性汚泥処理装置１２００において連続的に処理することが可能になるため、システムを停止させることなく連続的に排ガスの清浄化を行なうことが可能になる。

　したがって、活性汚泥処理装置のバックアップ装置としてカートリッジ式の吸着材を備えた交換式排水処理装置を使用した場合に比べ、カートリッジ式の吸着材の新品への交換作業や取り外しての再生処理作業が不要となり、その労力やランニングコストの増大が生じないことになる。

　また、上述の如くの排水処理システム１Ａとすることにより、排水処理装置１１００の第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０において吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返されることになる。このように吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返されるように構成することにより、低コストで安定的に高い能力で排水に含まれる有機化合物を除去することができる。

　したがって、上記構成を採用することにより、高効率にかつ安定的に排水を清浄化処理できる排水処理システムとすることができる。なお、特に上述の如くの排水処理装置１１００とすることにより、微生物の繁殖が抑制でき、そのため藻の発生等を防止することも可能になる。

　さらに、本実施の形態の如くの排水処理システム１Ａは、活性汚泥処理装置のみを具備する既存の排水処理システムに対して、排水処理装置１１００を増設するのみで容易に実現できるものであるため、既存の設備の有効活用が可能で経済性にも優れたものとなる。

　また、上述の本実施の形態における排水処理システム１Ａにおいては、第１処理槽１１１０および第２処理槽１１２０が吸着槽および脱着槽に交互に入れ替わる構成の排水処理装置１１００を採用した場合を例示して説明を行なったが、これとは異なる構成の排水処理装置を採用してもよい。以下に、その例を図２および図３を参照して説明する。

　図２および図３は、本実施の形態における排水処理システムにおいて利用可能な他の排水処理装置の例を示す模式図である。なお、これら図２および図３においては、排水処理装置に具備される吸着材および当該吸着材近傍に配置される構成要素のみを図示し、その他の構成要素の図示は省略している。

　図２は、円柱状の外形を有する吸着材１１５０を利用した場合を示している。図２に示すように、円柱状の外形を有する吸着材１１５０を利用する場合には、軸方向に流体が流動可能となるように構成された吸着材１１５０の軸中心に回転軸１１６１を設け、この回転軸１１６１をアクチュエータ等によって回転駆動する。

　そして、吸着材１１５０の軸方向の両端面に近接して図２においては示さない配管ラインＬ１００１～Ｌ１００４（図１参照）を接続し、吸着材１１５０の一部を吸着処理を行なうための部分（図２において領域１１５１で示す部分）として利用し、吸着材１１５０の他の一部を脱着処理を行なうための部分（図２において領域１１５２で示す部分）として利用する。

　すなわち、吸着材１１５０の領域１１５１で示す部分には、軸方向の一方から有機化合物を含有する排水が導入され、軸方向の他方から一次処理水が導出されることになり、吸着材１１５０の領域１１５２で示す部分には、軸方向の一方から加熱ガスが導入され、軸方向の他方から脱着ガスが導出されることになる。

　ここで、図２に示す排水処理装置においては、吸着材１１５０が回転軸１１６１を回転中心として図中矢印Ａ方向に所定の速度で回転する。これにより、吸着材１１５０の吸着処理が完了した部分は脱着処理を行なうゾーンへと移動するとともに、吸着材１１５０の脱着処理が完了した部分は吸着処理を行なうゾーンへと移動することになる。したがって、当該排水処理装置においては、同時に吸着処理と脱着処理とが行なわれることになり、連続的に清浄化処理を行なうことが可能となる。

　また、図３は、円筒状の外形を有する吸着材１１７０を利用した場合を示している。図３に示すように、円筒状の外形を有する吸着材１１７０を利用する場合には、径方向に流体が流動可能となるように、たとえば金属製の枠体１１８５によって囲われた単位吸着ユニット１１７５を周方向に複数並べて円筒状とし、これを図示しないアクチュエータ等によって軸中心に回転駆動する。

　そして、吸着材１１７０に近接して図３においては示さない配管ラインＬ１００１～Ｌ１００４（図１参照）を接続し、吸着材１１７０の単位吸着ユニットの一部を吸着処理を行なうための部分（図３において領域１１７１で示す部分）として利用し、単位吸着ユニットの他の一部を脱着処理を行なうための部分（図３において領域１１７２で示す部分）として利用する。

　すなわち、吸着材１１７０の領域１１７１で示す単位吸着ユニットには、径方向外側から有機化合物を含有する排水が導入され、径方向内側に向けて一次処理水が導出されて軸方向の一方に向けて排出されることになり、吸着材１１７０の領域１１７２で示す単位吸着ユニットには、導入管１１８１を介して径方向内側から加熱ガスが導入され、径方向外側に向けて脱着ガスが導出されて導出管１１８２を介して排出されることになる。

　ここで、図３に示す排水処理装置においては、吸着材１１７０が軸中心に図中矢印Ａ方向に所定の速度で段階的に回転する。これにより、吸着材１１７０の吸着処理が完了した単位吸着ユニットは脱着処理を行なうゾーンへと移動するとともに、吸着材１１７０の脱着処理が完了した単位吸着ユニットは吸着処理を行なうゾーンへと移動することになる。したがって、当該排水処理装置においては、同時に吸着処理と脱着処理とが行なわれることになり、連続的に清浄化処理を行なうことが可能となる。

　なお、図２および図３に示す如くの形状の吸着材１１５０、１１７０を利用する場合には、当該吸着材１１５０、１１７０を、粒状物を充填したものや繊維状物を充填したもので構成することとしてもよいが、ハニカム状の構造を有するもので構成するとなお好ましい。これは、吸着材１１５０、１１７０をハニカム状の構造を有するもので構成することにより、圧力損失を極めて低く抑えることが可能となり、処理能力が増大するとともに、ゴミ等の固形物による目詰まりの発生も比較的低く抑えることができるためである。

　（実施の形態２）
　図４は、本発明の実施の形態２における排水処理システムの構成を示す模式図である。なお、図４においては、上述の本発明の実施の形態１における排水処理システム１Ａと同様の部分の図示は省略している。以下においては、この図４を参照して本実施の形態における排水処理システム１Ｂの構成について説明する。

　（排水処理システム１Ｂ）
　図４に示すように、本実施の形態における排水処理システム１Ｂは、上述した本発明の実施の形態１における排水処理システム１Ａと、排水処理装置１１００の構成において相違している。

　本実施の形態における排水処理システム１Ｂにおいては、排水処理装置１１００に加熱ガスを導入するための配管ラインＬ１００２に、排水処理装置１１００にガスを導入するための配管ラインＬ１０１０、および加熱ガスを導入するための配管ラインＬ１０１１が接続されており、これら配管ラインＬ１００２、Ｌ１０１０、Ｌ１０１１の排水処理装置１１００に対する接続／非接続状態を切り替えるためのバルブＶ１１０９、Ｖ１１１０が、配管ラインＬ１００２、Ｌ１０１０、Ｌ１０１１にそれぞれ設けられている。

　また、本実施の形態における排水処理システム１Ｂにおいては、排水処理装置１１００から脱着ガスを排出するための配管ラインＬ１００４に、排水処理装置１１００から除去排水を排出するための配管ラインＬ１０１２が接続されており、これら配管ラインＬ１００４、Ｌ１０１２の排水処理装置１１００に対する接続／非接続状態を切り替えるためのバルブＶ１１１１、Ｖ１１１２が、配管ラインＬ１００４、Ｌ１０１２にそれぞれ設けられている。なお、配管ラインＬ１０１２の他端は、排水処理装置１１００に排水を導入するための配管ラインＬ１００１に接続されている。

　本実施の形態における排水処理システム１Ｂの排水処理装置１１００においては、吸着処理と脱着処理との間に脱水処理（パージ処理）が実施される。具体的には、上述の本発明の実施の形態１における排水処理システム１Ａの場合と同様に、排水処理装置１１００においては、バルブＶ１１０１～Ｖ１１０８の開閉が操作されることによって第１処理槽１１１０と第２処理槽１１２０とが交互に吸着槽および脱着槽に切り替わる。

　脱着槽に切り替わった際には、まず当該脱着槽と配管ラインＬ１０１０および配管ラインＬ１０１２とが接続され、配管ラインＬ１０１０を介して脱着槽にガスが導入されて吸着材に吹き付けられることによって吸着材の表面に付着した余剰の排水を吹き飛ばす脱水処理が行なわれる。吹き飛ばされた除去排水は、配管ラインＬ１０１２および配管ラインＬ１００１を経由して排水処理装置１１００へと再度供給される。

　そして、当該脱水処理を所定時間行なった後に、脱着槽と配管ラインＬ１０１０および配管ラインＬ１０１２の接続が解除され、配管ラインＬ１０１１および配管ラインＬ１００４が脱着槽に接続されて脱着処理が行なわれる。なお、脱水処理の際に脱着槽に導入されるガスとしては、高温でより低湿なガスが利用されることが好ましく、たとえば所定の温度に昇温された乾燥空気を利用することが好適である。

　以上において説明した本実施の形態における排水処理システム１Ｂの如くの構成を採用することにより、上述した本発明の実施の形態１における排水処理システム１Ａの如くの構成を採用した場合に得られる効果に加え、脱水処理を加えた効果として、吸着素子１１１１、１１２１からの有機化合物の脱着効率が大幅に増加するため、より高効率にかつ安定的に排水を清浄化処理できる排水処理システムとできる効果が得られる。

　なお、上述した本実施の形態においては、排水処理装置１１００から排出される除去排水が当該排水処理装置１１００に再度供給されるように構成した場合を例示して説明を行なったが、当該除去排水は、交換式の吸着素子を備えた排水処理装置等を別途用いて清浄化処理されるように構成してもよい。

　（実施の形態３）
　図５は、本発明の実施の形態３における排水処理システムの構成を示す模式図である。以下においては、この図５を参照して本実施の形態における排水処理システム１Ｃの構成について説明する。

　（排水処理システム１Ｃ）
　図５に示すように、本実施の形態における排水処理システム１Ｃは、排水処理装置１１００と、活性汚泥処理装置１２００と、燃焼装置１３００とを主として備えている。

　燃焼装置１３００は、排水処理装置１１００から排出される脱着ガスを燃焼させて酸化分解させるための装置であり、配管ラインＬ１００４、Ｌ１０１３、Ｌ１０１４、Ｌ１０１５に接続されている。燃焼装置１３００は、熱交換器１３１０と加熱炉１３２０とを有しいる。熱交換器１３１０は、加熱炉１３２０に導入される脱着ガスを予め予熱するためのものであり、加熱炉１３２０は、電熱ヒータ１３２１を用いて導入された脱着ガスを燃焼させるためのものである。

　配管ラインＬ１００４は、排水処理装置１１００から排出された脱着ガスを熱交換器１３１０に供給するための配管ラインである。配管ラインＬ１０１３は、熱交換器１３１０で予熱された脱着ガスを加熱炉１３２０に導入するための配管ラインである。また、配管ラインＬ１０１４、Ｌ１０１５は、加熱炉１３２０にて脱着ガスが燃焼することによって生成される分解ガスを熱交換器１３１０を経由させて外部に排出するための配管ラインである。

　燃焼装置１３００としては、特にその種類が限定されるものではないが、たとえば脱着ガスを６５０～８００℃の高温で直接的に酸化分解させる直接燃焼装置、白金触媒等を利用して脱着ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する触媒燃焼装置、蓄熱体を利用して熱回収を行ないつつ経済的に直接酸化分解を行なう蓄熱式直接燃焼装置、白金触媒等と蓄熱体とを組み合わせて効率的に脱着ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する蓄熱式触媒燃焼装置等を使用することが可能である。当該燃焼装置１３００を用いて脱着ガスを酸化分解させることにより、有害な有機化合物は完全に除去される。

　図５に示す通り、本実施の形態における排水処理システム１Ｃは、排水処理装置１１００から排出された脱着ガスは、配管ラインＬ１００４を経由して燃焼装置１３００に送られ、加熱炉１３２０にて燃焼することで酸化分解する。加熱炉１３２０にて生成された分解ガスは、配管ラインＬ１０１４、熱交換器、配管ラインＬ１０１５を経由し、燃焼装置１３００から排出される。この分解ガスは、主として二酸化炭素と水蒸気とを含む人体に対して無害なガスである。

　以上の如くの排水処理システム１Ｃとすることにより、排水処理装置１１００から排出される脱着ガスを無害化することが可能となり、排水処理として完結されたシステムとなる。

　以上において説明した本発明の実施の形態１から３における排水処理システム１Ａ、１Ｂ、１Ｃの特徴的な構成は、相互に組み合わせることが可能である。たとえば、図２および図３に示した如くの構成の吸着材１１５０、１１７０を含む排水処理装置を本発明の実施の形態２および３における排水処理システム１Ｂおよび１Ｃの排水処理装置１１００に適用してもよい。

　なお、その場合には、吸着材１１５０、１１７０の脱着処理を行なうためのゾーンに脱水処理を行なうためのゾーンが設けられ、当該脱水処理を行なうためのゾーンに位置する部分の吸着材１１５０、１１７０に近接して上述した配管ラインＬ１０１１、Ｌ１０１２が接続され、吸着処理と脱着処理の間に脱水処理が行なわれるように排水処理装置１１００が構成されることになる。

　また、以上において説明した本発明の実施の形態１から３においては、排水処理システムに具備される活性汚泥処理装置として、連続的に処理が行なわれる連続式活性汚泥処理装置を例示して説明を行なったが、回分式に処理が行なわれる回分式活性汚泥処理装置を利用することも当然に可能である。

　また、上述した本発明の実施の形態１から３においては、排水処理システムに具備される活性汚泥処理装置として、沈殿槽を用いて固液分離を行なうものを例示して説明を行なったが、この他にも曝気槽に設けた膜にて膜分離を行なうものなど種々の構成のものを利用できる。このように、本発明が適用可能な排水処理システムに具備される活性汚泥処理装置としては、どのような形式のものであってもよい。

　また、以上において説明した本発明の実施の形態１から３においては、ポンプやファン等の流体搬送手段やストレージタンク等の流体貯留手段などの構成要素を特に示すことなく説明を行なったが、これら構成要素は必要に応じて適宜の位置に配置すればよい。

　このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

　（実施例１）
　以下、実施の形態３の実施例によりさらに本発明を詳細に説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、評価は下記の方法により行なった。

　（ＢＥＴ比表面積）
　ＢＥＴ比表面積は、液体窒素の沸点（－１９５．８℃）雰囲気下、相対圧力０．０～０．１５の範囲で上昇させたときの試料への窒素吸着量を数点測定し、ＢＥＴプロットにより試料単位質量あたりの表面積（ｍ^２／ｇ）を求めた。

　（細孔容積）
　細孔容積は、相対圧０．９５における窒素ガスの気体吸着法により測定した。

　（平均細孔径）
　平均細孔径は、以下の式で求めた。

　ｄｐ＝４００００Ｖｐ／Ｓ（ただし、ｄｐ：平均細孔径（Å））
　Ｖｐ：細孔容積（ｃｃ／ｇ）
　Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）
　（有機化合物除去効果）
　エステル重合の生産設備から排出される排水を原水とした。主に１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌ、エチレングリコール５０００ｍｇ／Ｌを含む排水である。また、排水量は１０Ｌ／ｈｒとし、各溶剤の排出量は１，４－ジオキサン１００００ｍｇ／ｈｒ、１４００００ｍｇ／ｈｒ、５００００ｍｇ／ｈｒとなる。温度３０℃の水を空間速度（ＳＶ）５で流し、５００時間運転後の排水処理装置、活性汚泥処理装置、燃焼装置の入出の１，４－ジオキサン、エチレングリコール、アセトアルデヒド濃度を測定し、各溶剤排出量を算出して除去効果を確認した。

　（溶剤濃度評価）
　入口および／または出口の水濃度およびガスをガスクロマトグラフ法により分析し測定した。

　＜実施例１－１＞
　排水処理装置の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ^２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ^３／ｇの活性炭素繊維を使用した１３０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量２００ｇの吸着素子を２個作成し、図２のダンパー切替方式の排水処理装置に設置して原水を処理水量１０Ｌ／ｈｒになるように導入し、一次処理水を得た。

　次に、排水処理装置の脱水工程時におけるガスとして外気を使用し、脱水の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。吸着工程における吸着時間は６０ｍｉｎ、脱水工程における脱水時間は５ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は５５ｍｉｎとして切替サイクルとした。

　その際の一次処理水中の１，４－ジオキサン濃度は図６に示すとおり、３００ｍｇ／ｈｒであり、除去率は９７％であった。しかし、アセトアルデヒド及びエチレングリコール濃度は、それぞれ１２６０００ｍｇ／ｈｒ及び４５０００ｍｇ／ｈｒであり、約１０％の除去率であった。

　また、脱着ガス中の各溶剤濃度は図８に示すように１，４－ジオキサン２００ｐｐｍ、アセトアルデヒド１８００ｐｐｍ、エチレングリコール４００ｐｐｍであった。

　本実施例の排水処理装置により浄化された水は、５００時間後でも約９７％の効率で１，４－ジオキサンの処理が可能であった。吸着と脱着を連続して行い処理するため、性能低下がなく安定して高い効率で処理ができた。

　次に、容量が６００Ｌの原水調整槽、容量が７５Ｌの希釈槽容量、容量がいずれも１２５０Ｌの２つの担体流動曝気槽、容量が１２５０Ｌの２つの活性汚泥槽および容量が２５００Ｌの沈殿槽からなる図５の活性汚泥処理装置を用いて、排水処理装置から排出された一次処理水を供給量１０Ｌ／ｈｒで導入し、二次処理水を得た。上記の担体流動曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を１２５Ｌ投入した。

　また、上記の一次処理水中の有機化合物濃度は高く、微生物に対して負荷が高いため、希釈槽から供給される工業用水により２０倍に希釈され、担体流動曝気槽及び活性汚泥槽には２００Ｌ／ｈｒで導入した。運転開始５００時間時点での二次処理水の各濃度及び量を図７に示す。

　１，４－ジオキサン濃度は難生物分解な有機溶剤であるため、二次処理水中の１，４－ジオキサン量は３００ｍｇ／ｈｒであり、低減しなかった。しかし、生物分解性の高いエチレングリコール、アセトアルデヒドに関してはそれぞれ４００ｍｇ／ｈｒ、２００ｍｇ／ｈｒと大幅に低減さており、良好に処理できた。

　次に、燃焼装置の触媒として白金触媒０．４Ｌを図５の燃焼装置に設置して、上記排水処理装置から排出される脱着ガスを風量０．４Ｎｍ^３／ｍｉｎで供給し、熱交換器及び予熱ヒータにより３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、脱着ガス中の溶剤が触媒にて酸化分解させ、分解ガスを得た。運転開始５００ｈｒ後の分解ガス中の各溶剤の濃度を図９に示す。

　分解ガス中の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒド、エチレングリコール濃度はそれぞれ１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。また、分解ガスの平均温度は４２０℃であり、図５に示す通り、熱交換器に通過させて、燃焼装置へ供給するガスの予熱に利用したところ、予熱ヒータの使用に必要な電力量が３ｋＷｈと非常に低電力量で予熱が可能であった。

　＜比較例１－１＞
　容量が６００Ｌの原水調整槽、容量が７５Ｌの希釈槽容量、容量がいずれも１２５０Ｌの２つの担体流動曝気槽、容量が１２５０Ｌの２つの活性汚泥槽および容量が２５００Ｌの沈殿槽からなる図５の活性汚泥処理装置を用いて、原水を供給量１０Ｌ／ｈｒで導入し、処理水を得た。上記の担体流動曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を１２５Ｌ投入した。

　また、上記の原水中の有機化合物濃度は高く、微生物に対して負荷が高いため、希釈槽から供給される工業用水により２０倍に希釈され、担体流動曝気槽及び活性汚泥槽には２００Ｌ／ｈｒで導入した。運転開始５００時間時点での処理水の各濃度及び量を図６に示す。

　生物分解性の高いエチレングリコール、アセトアルデヒドに関してはそれぞれ６００ｍｇ／ｈｒ、４００ｍｇ／ｈｒと大幅に低減さており、良好に処理できた。しかし、１，４－ジオキサン濃度は難生物分解な有機化合物であるため、処理水中の１，４－ジオキサン量は１００００ｍｇ／ｈｒであり、低減しなかった。

　次に、排水処理装置の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ^２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ^３／ｇの活性炭素繊維を使用した１３０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量２００ｇの吸着素子を２個作成し、ダンパー切替方式の排水処理装置に設置して、活性汚泥装置から排出された一次処理水を処理水量２００Ｌ／ｈｒになるように導入し、二次処理水を得た。

　次に、排水処理装置の脱水工程時におけるガスとして外気を使用し、脱水の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。

　吸着工程における吸着時間は６０ｍｉｎ、脱水工程における脱水時間は５ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は５５ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の二次処理水中の１，４－ジオキサン濃度は５０００ｍｇ／ｈｒ、アセトアルデヒド５５０ｍｇ／ｈｒ、エチレングリコール３５０ｍｇ／ｈｒであり、図７に示すように、実施例１－１と比較すると、特に１，４－ジオキサンの処理効率が著しく低下した。

　また、脱着ガス中の各溶剤濃度は、図８に示す通り、１，４－ジオキサン１００ｐｐｍ、アセトアルデヒド１００ｐｐｍ、エチレングリコール５０ｐｐｍであった。

　次に、燃焼装置の触媒として白金触媒０．４Ｌを図５の燃焼装置に設置して、上記排水処理装置から排出される脱着ガスを風量０．４Ｎｍ^３／ｍｉｎで供給し、熱交換器及び予熱ヒータにより３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、脱着ガス中の溶剤が触媒にて酸化分解させ、分解ガスを得た。

　運転開始５００ｈｒ後の分解ガス中の各溶剤の濃度を図９に示す。分解ガス中の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒド、エチレングリコール濃度はそれぞれ１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。しかし、分解ガスの平均温度は３２０℃であり、図５に示す通り、熱交換器に通過させて、燃焼装置へ供給するガスの予熱に利用したところ、予熱ヒータの使用に必要な電力量が１５ｋＷｈとなり、実施例１－１と比較して予熱に５倍の電力量が必要であった。

　（実施の形態４）
　図１０は、本発明の実施の形態４における排水処理システムのシステム構成図である。以下においては、この図１０を参照して、本実施の形態における排水処理システム２Ａの構成について説明する。

　（排水処理システム２Ａ）
　図１０に示すように、本実施の形態における排水処理システム２Ａは、曝気槽２１００と、排水処理装置２２００と、燃焼装置２３００とを主として備えている。

　（曝気槽２１００）
　曝気槽２１００は、気泡を発生させる曝気装置２１１１を含んでいる。曝気槽２１００は、配管ラインＬ２００１から有機溶剤を含有する排水を供給することで、排水中の有機物質が揮発され、配管ラインＬ２００２から排水中の有機物質が低減された一次処理水を排出する。また、配管ラインＬ２００３からガスを曝気装置２１１１へ導入することにより、排水中から有機物質を揮発除去し、配管ラインＬ２００４から揮発除去された有機物質を含有する曝気ガスとして排出させる。

　（排水処理装置２２００）
　排水処理装置２２００は、吸着素子２２１１、２２２１がそれぞれ収容された第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０を有している。吸着素子２２１１、２２２１は、排水を接触させることで一次処理水に含有される有機物質を吸着する。

　したがって、排水処理装置２２００においては、吸着素子２２１１、２２２１に排水を供給することで有機物質が吸着素子２２１１、２２２１によって吸着され、これにより排水が清浄化されて二次処理水として排出されることになる。

　また、吸着素子２２１１、２２２１は、加熱ガスを接触させることで吸着した有機物質を脱着する。したがって、排水処理装置２２００においては、吸着素子２２１１、２２２１に加熱ガスを供給することで有機物質が吸着素子２２１１、２２２１から脱着され、これにより加熱ガスが有機物質を含有する脱着ガスとして排出されることになる。

　第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０には、配管ラインＬ２００２、Ｌ２００５、Ｌ２００６、Ｌ２００７がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ２００２は、曝気槽２１００から排出された一次処理水を第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０に供給するための配管ラインであり、バルブＶ２２０１、Ｖ２２０２によって第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ２００６は、加熱ガスを第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０に供給するための配管ラインであり、バルブＶ２２０３、Ｖ２２０４によって第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ２００５は、二次処理水を第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０から排出するための配管であり、バルブＶ２２０５、Ｖ２２０６によって第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ２００７は、脱着ガスを第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０から排出するための配管ラインであり、バルブＶ２２０７、Ｖ２２０８によって第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　第１処理槽２２１０と第２処理槽２２２０とは、上述したバルブＶ２２０１～Ｖ２２０８の開閉を操作することによって、交互に吸着槽および脱着槽として機能し、具体的には、第１処理槽２２１０が吸着槽として機能している場合には、第２処理槽２２２０が脱着槽として機能し、第１処理槽２２１０が脱着槽として機能している場合には、第２処理槽２２２０が吸着槽として機能する。すなわち、本実施の形態における排水処理装置２２００においては、吸着槽と脱着槽とが経時的に交互に切り替わるように構成されている。

　なお、配管ラインＬ２００２は、第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０のうち、吸着槽として機能している槽に接続されて当該吸着槽に一次処理水を供給する。配管ラインＬ２００６は、第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０のうち、脱着槽として機能している槽に接続されて当該脱着槽に加熱ガスを供給する。

　また、配管ラインＬ２００５は、第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０のうち、吸着槽として機能している槽に接続されて当該吸着槽から二次処理水を排出する。配管ラインＬ２００７は、第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０のうち、脱着槽として機能している槽に接続されて脱着ガスを排出する。

　吸着素子２２１１、２２２１は、活性炭、活性炭素繊維またはゼオライトの少なくともいずれかを含む吸着材にて構成されている。好適には、吸着素子２２１１、２２２１としては、粒状、粒体状、ハニカム状等の活性炭やゼオライトが利用されるが、より好適には、活性炭素繊維が利用される。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、水との接触効率が高く、特に水中の有機物質の吸着速度が速くなり、他の吸着材に比べて極めて高い吸着効率を実現できる部材である。

　吸着素子２２１１、２２２１に利用可能な活性炭素繊維の物性は、特に限定されるものではないが、ＢＥＴ比表面積が７００～２０００ｍ^２／ｇ、細孔容積が０．４～０．９ｃｍ^３／ｇ、平均細孔径が１７～１８Åのものが好ましい。

　これは、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ^２／ｇ未満、細孔容積が０．４ｍ^３／ｇ未満、平均細孔径が１７Å未満のものでは、有機物質の吸着量が低くなるためである。またＢＥＴ比表面積が２０００ｍ^２／ｇを超え、細孔容積が０．９ｍ^３／ｇを超え、平均細孔径が１８Åを超えるのものでは、細孔径が大きくなることで分子量の小さな物質等の吸着能力が低下したり、強度が弱くなったり、素材のコストが高くなって経済的に不利になったりするためである。

　（燃焼装置２３００）
　燃焼装置２３００は、曝気槽２１００から排出される曝気ガス、および排水処理装置２２００から排出される脱着ガスの混合排ガスを燃焼させて酸化分解させるための装置であり、配管ラインＬ２００８、Ｌ２００９、Ｌ２０１０、Ｌ２０１１に接続されている。

　燃焼装置２３００は、熱交換器２３１０と加熱炉２３２０とを有しており、熱交換器２３１０は、加熱炉２３２０に導入される曝気ガスおよび脱着ガスの混合排ガスを予め予熱するためのものであり、加熱炉２３２０は、電熱ヒータ２３２１を用いて、導入された脱着ガスを燃焼させるためのものである。

　配管ラインＬ２００８は、曝気槽２１００の配管ラインＬ２００４から排出された曝気ガスと、排水処理装置２２００の配管ラインＬ２００７から排出された脱着ガスを混合させ、混合排ガスとして熱交換器２３１０に供給するための配管ラインであり、配管ラインＬ２００９は、熱交換器２３１０で予熱された脱着ガスを加熱炉２３２０に導入するための配管ラインである。

　また、配管ラインＬ２０１０、Ｌ２０１１は、加熱炉２３２０にて脱着ガスが燃焼することによって生成される分解ガスを熱交換器２３１０を経由させて外部に排出するための配管ラインである。

　燃焼装置２３００としては、特にその種類が限定されるものではないが、例えば脱着ガスを６５０～８００℃の高温で直接的に酸化分解させる直接燃焼装置、白金触媒等を利用して脱着ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する触媒燃焼装置、蓄熱体を利用して熱回収を行ないつつ経済的に直接酸化分解を行なう蓄熱式直接燃焼装置、白金触媒等と蓄熱体とを組み合わせて効率的に脱着ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する蓄熱式触媒燃焼装置等を使用することが可能である。当該燃焼装置２３００を用いて脱着ガスを酸化分解させることにより、有機物質は完全に除去される。

　（排水処理システム２Ａの排水の清浄化処理）
　次に、図１０を参照して、本実施の形態における排水処理システム２Ａにおいて行なわれる排水の清浄化処理の詳細について説明する。なお、以下の説明は、排水処理装置２２００の第１処理槽２２１０が吸着槽として機能し、第２処理槽２２２０が脱着槽として機能している状態に基づいたものであるが、これら吸着槽と脱着槽とが入れ替わった場合にも、同様の処理が行なわれる。

　図１０で示すように、有機溶剤を含有した排水は、配管ラインＬ２００１を経由して曝気槽２１００に導入される。導入された排水は、配管ラインＬ２００３から曝気装置２１１１へ導入されたガスにより曝気処理されて、排水中より有機溶剤を揮発することで排水中から有機溶剤が除去され、有機物質が除去された後の水は、配管ラインＬ２００２に導入されて一次処理水として曝気槽から排出され、排水処理装置２２００に導入される。曝気処理により排水中から揮発除去された有機物質を含有する曝気ガスは配管ラインＬ２００４に導入されて曝気ガスとして排出させる。

　曝気槽２１００から排出された一次処理水は、第１処理槽２２１０に送られて吸着素子２２１１と接触し、当該一次処理水に含有される有機物質が吸着素子２２１１によって吸着される。有機物質が吸着素子２２１１によって吸着された後の水は、配管ラインＬ２００５に導入されて二次処理水として、排水処理装置２２００から排出される。

　一方、排水処理装置２２００には、上記排水の導入と並行して、配管ラインＬ２００６を経由して加熱ガスが導入される。導入された加熱ガスは、第２処理槽２２２０に送られて吸着素子２２２１と接触し、吸着素子２２２１に吸着されている有機物質を脱着させる。吸着素子２２２１から脱着された有機物質を含む加熱ガスは、配管ラインＬ２００７に導入されて脱着ガスとして排水処理装置２２００から排出される。

　曝気槽２１００から排出された曝気ガスおよび、排水処理装置２２００から排出された脱着ガスは、配管ラインＬ２００８にて混合され、混合排ガスとして燃焼装置２３００に送られ、加熱炉２３２０にて燃焼することで酸化分解する。加熱炉２３２０にて生成された分解ガスは、配管ラインＬ２０１１に導入されて燃焼装置２３００から排出される。この分解ガスは、主として二酸化炭素と水蒸気とを含む人体に対して無害なガスである。

　以上の如くの排水処理システム２Ａを使用することにより、排水処理装置２２００の前処理装置として曝気槽２１００が機能することになる。具体的には、曝気槽にて排水中の特に低沸点の有機物質を大幅に除去させて、排水処理装置への有機物質負荷量を下げることができるため、排水処理装置２２００が大型化することやランニングコストが増大することを防止しつつ、高効率に、かつ安定的に排水を処理することが可能な排水処理システムとすることができる。

　また、排水中の有機物質の物性によっては、排水処理装置２２００から排出される脱着ガスは濃度変動が大きい場合があるが、曝気槽２１００から排出される曝気ガスは、高濃度、かつ一定の濃度であるため、曝気ガスと脱着ガスを混合することで、脱着ガスの濃度変動は抑制される。

　そのため、燃焼装置２３００へ供給される排ガスの有機物質ガス濃度を安定化させることができ、燃焼装置の大型化やランニングコストの増大することを防止しつつ、高効率に、かつ安定的に曝気槽２１００および排水処理装置２２００から排出される排ガスを処理することが可能な排水処理システムとすることができる。

　また、上述の如くの排水処理システム２Ａとすることにより、基本的に吸着材の交換がないため、システムを停止させることなく連続的に排水の清浄化を行なうことが可能になる。つまり、曝気槽２１００の後処理排水処理装置としてカートリッジ式の吸着材を備えた交換式排水処理装置を使用した場合に比べ、カートリッジ式の吸着材の新品への交換作業や取り外しての再生処理作業が不要となり、その労力やランニングコストの増大が生じないことになる。

　また、上述の如くの排水処理システム２Ａとすることにより、排水処理装置２２００の第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０において、吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返されることになる。このように吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返されるように構成することにより、低コストで安定的に、高い能力で排水に含まれる有機物質を除去することができる。したがって、上記構成を採用することにより、高効率に、かつ安定的に排水を清浄化処理できる排水処理システムとすることができる。

　また、上述の本実施の形態における排水処理システム２Ａにおいては、第１処理槽２２１０および第２処理槽２２２０が吸着槽および脱着槽に交互に入れ替わる構成の排水処理装置２２００を採用した場合を例示して説明を行なったが、これとは異なる構成の排水処理装置を採用してもよい。以下に、その例を図１１および図１２を参照して説明する。

　図１１および図１２は、本実施の形態における排水処理システムにおいて利用可能な他の排水処理装置の例を示す模式図である。なお、これら図１１および図１２においては、排水処理装置に具備される吸着材、および当該吸着材近傍に配置される構成要素のみを図示し、その他の構成要素の図示は省略している。

　図１１は、円柱状の外形を有する吸着材２２５０を利用した場合を示している。図１１に示すように、円柱状の外形を有する吸着材２２５０を利用する場合には、軸方向に流体が流動可能となるように構成された吸着材２２５０の軸中心に回転軸２２６１を設け、この回転軸２２６１をアクチュエータ等によって回転駆動する。

　そして、吸着材２２５０の軸方向の両端面に近接して図１１においては示さない配管ラインＬ２００２、Ｌ２００５、Ｌ２００６、Ｌ２００７（図１０参照）を接続し、吸着材２２５０の一部を吸着処理を行なうための部分（図１１において領域２２５１で示す部分）として利用し、吸着材２２５０の他の一部を脱着処理を行なうための部分（図１１において領域２２５２で示す部分）として利用する。

　すなわち、吸着材２２５０の領域２２５１で示す部分には、軸方向の一方から一次処理水が導入され、軸方向の他方から二次処理水が排出されることになり、吸着材２２５０の領域２２５２で示す部分には、軸方向の一方から加熱ガスが導入され、軸方向の他方から脱着ガスが排出されることになる。

　ここで、図１１に示す排水処理装置においては、吸着材２２５０が回転軸２２６１を回転中心として図中矢印Ａ方向に所定の速度で回転する。これにより、吸着材２２５０の吸着処理が完了した部分は脱着処理を行なうゾーンへと移動するとともに、吸着材２２５０の脱着処理が完了した部分は吸着処理を行なうゾーンへと移動することになる。したがって、当該排水処理装置においては、同時に吸着処理と脱着処理とが行なわれることになり、連続的に清浄化処理を行なうことが可能となる。

　また、図１２は、円筒状の外形を有する吸着材２２７０を利用した場合を示している。図１２に示すように、円筒状の外形を有する吸着材２２７０を利用する場合には、径方向に流体が流動可能となるように、例えば金属製の枠体２２８５によって囲われた単位吸着ユニット２２７５を周方向に複数並べて円筒状とし、これを図示しないアクチュエータ等によって軸中心に回転駆動する。

　そして、吸着材２２７０に近接して図１２においては示さない配管ラインＬ２００２、Ｌ２００５、Ｌ２００６、Ｌ２００７（図１０参照）を接続し、吸着材２２７０の単位吸着ユニットの一部を吸着処理を行なうための部分（図１２において領域２２７１で示す部分）として利用し、単位吸着ユニットの他の一部を脱着処理を行なうための部分（図１２において領域２２７２で示す部分）として利用する。

　すなわち、吸着材２２７０の領域２２７１で示す単位吸着ユニットには、径方向外側から一次処理水が導入され、径方向内側に向けて二次処理水が排出されて軸方向の一方に向けて排出されることになり、吸着材２２７０の領域２２７２で示す単位吸着ユニットには、導入管２２８１を介して径方向内側から加熱ガスが導入され、径方向外側に向けて脱着ガスが排出され、導出管２２８２を介して排出されることになる。

　ここで、図１２に示す排水処理装置においては、吸着材２２７０が軸中心に図中矢印Ａ方向に所定の速度で段階的に回転する。これにより、吸着材２２７０の吸着処理が完了した単位吸着ユニットは脱着処理を行なうゾーンへと移動するとともに、吸着材２２７０の脱着処理が完了した単位吸着ユニットは吸着処理を行なうゾーンへと移動することになる。したがって、当該排水処理装置においては、同時に吸着処理と脱着処理とが行なわれることになり、連続的に清浄化処理を行なうことが可能となる。

　なお、図１１および図１２に示す如くの形状の吸着材２２５０、２２７０を利用する場合には、当該吸着材２２５０、２２７０を、粒状物を充填したものや繊維状物を充填したもので構成することとしてもよいが、ハニカム状の構造を有するもので構成するとなおよい。これは、吸着材２２５０、２２７０をハニカム状の構造を有するもので構成することにより、圧力損失を極めて低く抑えることが可能となって処理能力が増大するとともに、ゴミ等の固形物による目詰まりの発生も比較的低く抑えることができるためである。

　（実施の形態５）
　図１３は、本発明の実施の形態５における排水処理システムの構成を示す模式図である。なお、図１３においては、上述の本発明の実施の形態４における排水処理システム２Ａと同様の部分の図示は省略している。以下においては、この図１３を参照して本実施の形態における排水処理システム２Ｂの構成について説明する。

　（排水処理システム２Ｂ）
　図１３に示すように、本実施の形態における排水処理システム２Ｂは、上述した本発明の実施の形態４における排水処理システム２Ａと、排水処理装置２２００の構成において相違している。

　本実施の形態における排水処理システム２Ｂにおいては、排水処理装置２２００に加熱ガスを導入するための配管ラインＬ２００６に、排水処理装置２２００にガスを導入するための配管ラインＬ２０１２が接続されており、これら配管ラインＬ２００６、Ｌ２０１２の排水処理装置２２００に対する接続／非接続状態を切り替えるためのバルブＶ２２０９、Ｖ２２１０が、配管ラインＬ２００６、Ｌ２０１２にそれぞれ設けられている。

　また、本実施の形態における排水処理システム２Ｂにおいては、排水処理装置２２００から脱着ガスを排出するための配管ラインＬ２００７に、排水処理装置２２００から除去排水を排出するための配管ラインＬ２０１３が接続されており、これら配管ラインＬ２００７、Ｌ２０１３の排水処理装置２２００に対する接続／非接続状態を切り替えるためのバルブＶ２２１１、Ｖ２２１２が、配管ラインＬ２００７、Ｌ２０１３にそれぞれ設けられている。なお、配管ラインＬ２０１３の他端は、排水処理装置２２００に一次処理水を導入するための配管ラインＬ２００２に接続されている。

　本実施の形態における排水処理システム２Ｂの排水処理装置２２００においては、吸着処理と脱着処理との間に脱水処理（パージ処理）が実施される。具体的には、上述の本発明の実施の形態４における排水処理システム２Ａの場合と同様に、排水処理装置２２００においては、バルブＶ２２０１～Ｖ２２０８の開閉が操作されることによって第１処理槽２２１０と第２処理槽２２２０とが交互に吸着槽および脱着槽に切り替わる。

　脱着槽に切り替わった際には、まず当該脱着槽と配管ラインＬ２０１２および配管ラインＬ２０１３とが接続され、配管ラインＬ２０１２を介して脱着槽にガスが導入され、吸着素子に吹き付けられることによって吸着素子の表面に付着した余剰の排水を吹き飛ばす脱水処理が行なわれる。吹き飛ばされた除去排水は、配管ラインＬ２０１３および配管ラインＬ２００２を経由して排水処理装置２２００へと再度供給される。

　そして、当該脱水処理を所定時間行なった後に脱着槽と配管ラインＬ２０１２および配管ラインＬ２０１３の接続が解除され、配管ラインＬ２００６および配管ラインＬ２００７が脱着槽に接続されて脱着処理が行なわれる。なお、脱水処理の際に脱着槽に導入されるガスとしては、高温でより低湿なガスが利用されることが好ましく、例えば所定の温度に昇温された乾燥空気を利用することが好適である。

　以上において説明した本実施の形態における排水処理システム２Ｂの如くの構成を採用することにより、上述した本発明の実施の形態４における排水処理システム２Ａの如くの構成を採用した場合に得られる効果に加え、吸着素子２２１１、２２２１からの有機物質の脱着効率が大幅に増加する。そのため、より高効率に、かつ安定的に排水を清浄化処理できる排水処理システムとできる効果が得られる。

　なお、上述した本実施の形態においては、排水処理装置２２００から排出される除去排水が当該排水処理装置２２００に再度供給されるように構成した場合を例示して説明を行なったが、当該除去排水は、交換式の吸着素子を備えた排水処理装置等を別途用いて清浄化処理されるように構成してもよい。

　（実施の形態６）
　図１４は、本発明の実施の形態６における排水処理システムの構成を示す模式図である。なお、図１４においては、上述の本発明の実施の形態４における排水処理システム２Ａおよび実施の形態５における排水処理システム２Ｂと同様の部分の図示は省略している。以下においては、この図１４を参照して本実施の形態における排水処理システム２Ｃの構成について説明する。

　（排水処理システム２Ｃ）
　図１４に示すように、本実施の形態における排水処理システム２Ｃは、上述した本発明の実施の形態４における排水処理システム２Ａおよび実施の形態５における排水処理システム２Ｂの燃焼装置２３００の構成が相違している。

　本実施の形態における排水処理システム２Ｃにおいては、燃焼装置２３００に熱交換２３１１がさらに１個接続されており、燃焼装置２３００において熱交換器２３１０から排出された分解ガスとガスを熱交換することで、排水処理装置２２００の脱着工程に必要な加熱ガスを予熱するためのものである。

　配管ラインＬ１４は、ガスを熱交換器２３１１に供給するための配管ラインである。配管ラインＬ２００６は、熱交換器２３１１で予熱された加熱ガスを排水処理装置２２００に導入するための配管ラインとなる。また、配管ラインＬ２０１４、Ｌ２０１１は、熱交換器２３１０から排出される分解ガスを熱交換器２３１１を経由させて外部に排出するための配管ラインである。

　本実施の形態における排水処理システム２Ｃの燃焼装置２３００においては、熱交換器２３１１において、排水処理装置２２００の加熱ガスの予熱を燃焼装置２３００から排出される分解ガスを用いて実施される。

　以上において説明した本実施の形態における排水処理システム２Ｃの如くの構成を採用することにより、上述した本発明の実施の形態４における排水処理システム２Ａおよび排水処理システム２Ｂの如くの構成を採用した場合に得られる効果に加え、排水処理装置２２００に必要な加熱ガスの昇温に必要な熱量が削減できるため、より省エネルギーに排水を清浄化処理できる排水処理システムとできる効果が得られる。なお、上述した本実施の形態においては、必要に応じ、ヒータなどの加熱手段を追加してもよい。

　以上において説明した本発明の実施の形態４から６における排水処理システム２Ａ、１２Ｂ、２Ｃの特徴的な構成は、相互に組み合わせることが可能である。例えば、図１１および図１２に示した如くの構成の吸着材２２５０、２２７０を含む排水処理装置を本発明の実施の形態５おける排水処理システム２Ｂの排水処理装置２２００に適用してもよい。

　なお、その場合には、吸着材２２５０、２２７０の脱着処理を行なうためのゾーンに脱水処理を行なうためのゾーンが設けられ、当該脱水処理を行なうためのゾーンに位置する部分の吸着材２２５０、２２７０に近接して上述した配管ラインＬ２０１２、Ｌ２０１３が接続され、吸着処理と脱着処理の間に脱水処理が行なわれるように排水処理装置２２００が構成されることになる。

　また、以上において説明した本発明の実施の形態４から６においては、ポンプやファン等の流体搬送手段やストレージタンク等の流体貯留手段などの構成要素を特に示すことなく説明を行なったが、これら構成要素は必要に応じて適宜の位置に配置すればよい。

　このように、今回開示した上記実施の形態４から６はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

　（実施例２）
　以下、実施の形態６の実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、評価は下記の方法によりおこなった。

　（平均細孔径）
　平均細孔径は、以下の式で求めた。

　ｄｐ＝４００００Ｖｐ／Ｓ（ただし、ｄｐ：平均細孔径（Å））
　Ｖｐ：細孔容積（ｃｃ／ｇ）
　Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）
　（有機物質除去効果）
　原水は１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌ含む水とした。５００時間運転後の曝気槽、排水処理装置、燃焼装置の入出の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒド濃度を測定し、各有機物質排出量を算出して除去効果を確認した。

　（有機物質濃度評価）
　入口および／または出口の水濃度およびガスをガスクロマトグラフ法により分析し測定した。

　＜実施例２－１＞
　有効曝気容量２０Ｌの曝気槽に曝気温度６０℃、曝気強度２．５ｍｉｎ－１、風量５０Ｌ／ｍｉｎ、滞留時間２ｈｒの条件で処理水量１０Ｌ／ｈｒの１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌを含む原水を導入し、一次処理水を得た。

　その際の出口濃度は、１，４－ジオキサン５００ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド５ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４－ジオキサンを５０％以上、アセトアルデヒドを９９．９％以上原水から除去することができた。また、曝気槽から排出される曝気ガスの有機物質濃度は、１，４－ジオキサン４２０ｐｐｍ、アセトアルデヒド２４０００ｐｐｍとなった。使用蒸気量は０．４ｋｇ／ｈｒと非常に少量であった。

　次に、排水処理装置の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ^２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ^３／ｇの活性炭素繊維を使用した１３０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量２００ｇの吸着素子を２個作成し、図１１のダンパー切替方式の排水処理装置に設置して前述の曝気処理後の一次処理水を処理水量１０Ｌ／ｈｒになるように導入し、二次処理水を得た。

　次に、排水処理装置の脱水工程時におけるガスとして空気を使用し、脱水の風速を４０ｃｍ／ｓｅｃ、風量を３００Ｌ／ｍｉｎとした。脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を４０ｃｍ／ｓｅｃ、風量を３００Ｌ／ｍｉｎとした。吸着工程における吸着時間は６０ｍｉｎ、脱水工程における脱水時間は５ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は５５ｍｉｎとして切替サイクルとした。

　その際、図１７に示すように、二次処理水中の１，４－ジオキサン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド濃度は１ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４－ジオキサンの除去率は９８％以上、アセトアルデヒドの除去率は８０％以上が可能であった。また、脱着ガス中の各有機物質平均濃度は１，４－ジオキサン８０ｐｐｍ、アセトアルデヒド２０ｐｐｍであった。

　本実施例の排水処理システムにより浄化された水は、５００時間後でも９９．５％以上の効率で１，４－ジオキサンおよびアセトアルデヒドの処理が可能であった。曝気槽で各有機物質を揮発除去させ後、排水処理装置にて吸着と脱着を連続して行いて高度処理するため、性能低下がなく、安定して高い効率で処理ができた。

　次に、上記曝気槽から排出される曝気ガスのダクトと排水処理装置から排出される脱着ガスのダクトを接続させて、混合排ガスの濃度を測定したところ、図１８に示すとおり、１，４－ジオキサン１３０ｐｐｍ、アセトアルデヒド３４００ｐｐｍであった。混合排ガスの合計有機物質濃度変動は、図１５に示すとおり、非常に小さかった。

　次に、燃焼装置の触媒として白金触媒０．５Ｌを図１０の燃焼装置に設置して、上述の混合排ガスを風量３５０Ｌ／ｍｉｎで供給し、３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、混合排ガス中の有機物質を酸化分解させて、分解ガスを得た。運転開始５００ｈｒ後の分解ガス中の各有機物質の濃度を図１８に示す。分解ガス中の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒドはそれぞれ０．１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。

　また、燃焼装置の出口温度を経時的に測定したところ、出口平均温度は４５０℃であり、図１６に示す通り、温度変動が小さく、図１０に示す熱交換器３１０へ温度の安定したガスを供給できた。また、熱交換率６０％で試算すると、燃焼装置からの分解ガスとの熱交換のみで、混合排ガスを３００℃まで昇温がほぼ可能であるので、予熱ヒータに使用する電力は０．１ｋＷｈ以下にすることが可能となった。

　また、図１０に示す熱交換器３１０から排出された熱交換後の分解ガスの温度を測定したところ、平均温度３００℃であり、図１０に示す熱交換器３１１の熱交換率５０％で試算すると、熱交換のみで排水処理装置２２００に必要な加熱ガスの昇温が可能であるので、加熱に使用する蒸気量は０．１ｋｇ／ｈｒ以下にすることが可能であった。

　＜比較例２－１＞
　排水処理装置の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ^２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ^３／ｇの活性炭素繊維を使用した１９０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量４００ｇの吸着素子を２個作成し、図１１のダンパー切替方式の排水処理装置に設置して、１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌを含む原水を処理水量１０Ｌ／ｈｒになるように導入し、一次処理水を得た。

　次に、排水処理装置の脱水工程時におけるガスとして空気を使用し、脱水の風速を４０ｃｍ／ｓｅｃ、風量を６００Ｌ／ｍｉｎとした。脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を４０ｃｍ／ｓｅｃ、風量を６００Ｌ／ｍｉｎとした。吸着工程における吸着時間は６０ｍｉｎ、脱水工程における脱水時間は５ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は５５ｍｉｎとして切替サイクルとした。

　その際、図１７に示すとおり、二次処理水（現実には一次処理水であるが、実施例２－１との比較を容易にするため、ここでは二次処理水と記載する）中の１，４－ジオキサン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド濃度は１３０００ｍｇ／Ｌであり、１，４－ジオキサンの除去率は９７％以上の除去率であったが、アセトアルデヒドの除去率は約４％であった。

　また、脱着ガス中の各有機物質平均濃度は１，４－ジオキサン７０ｐｐｍ、アセトアルデヒド２００ｐｐｍであるが、脱水工程および脱着工程の初期に脱着ガス中のアセトアルデヒドの濃度が８０００ｐｐｍまで上昇し、非常に濃度変動の大きい結果となった。

　本比較例の排水処理システムにより浄化された水は、５００時間後でも９７％以上の効率で１，４－ジオキサンの処理が可能であったが、アセトアルデヒドに関しては４％と実施例２－１と比較すると処理効率が著しく低下した。

　次に、燃焼装置の触媒として白金触媒０．９Ｌを図１０の燃焼装置に設置して、排水処理装置から排出された脱着ガスを風量６００Ｌ／ｍｉｎで供給し、３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、脱着ガス中の有機物質を酸化分解させて、分解ガスを得た。運転開始５００時間後の分解ガス中の各有機物質濃度を図１８に示す。分解ガス中の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒドはそれぞれ０．１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。

　燃焼装置の出口温度を経時的に測定したところ、出口平均温度は３７０℃であるが、図１６に示す通り、３１０～５００℃まで温度変動あり、図１０に示す熱交換器３１０の熱交換率６０％で試算すると、燃焼装置からの分解ガスとの熱交換に加え、予熱ヒータによる昇温が不可避であり、混合排ガスを３００℃まで昇温するために、予熱ヒータに使用電力が１５ｋＷｈ以上必要となり、実施例２－１の１５０倍以上の電力が必要であった。

　また、図１０に示す熱交換器３１０から排出された熱交換後の分解ガスの温度を測定したところ、平均温度３００℃であり、図１０に示す熱交換器３１１の熱交換率５０％で試算すると、熱交換のみで排水処理装置２２００に必要な加熱ガスの昇温が可能であるので、加熱に使用する蒸気量は０．１ｋｇ／ｈｒ以下にすることが可能となった。

　＜比較例２－２＞
　有効曝気容量１００Ｌの曝気槽に曝気温度９０℃、曝気強度５．０ｍｉｎ^－１、風量５００Ｌ／ｍｉｎ、滞留時間１０ｈｒの条件で処理水量１０Ｌ／ｈｒの１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌを含む原水を導入した。その際、図１７に示すとおり、二次処理水（現実には一次処理水であるが、実施例２－１との比較を容易にするため、ここでは二次処理水と記載する）中の１，４－ジオキサン１０ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド１ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４－ジオキサンを９９％以上、アセトアルデヒドを９９．９％以上原水から除去することができた。

　また、曝気槽から排出される曝気ガスの有機物質濃度は、１，４－ジオキサン８０ｐｐｍ、アセトアルデヒド２４００ｐｐｍとなった。しかし、使用蒸気量は１８ｋｇ／ｈｒ以上であり、実施例２－１と比較して４５倍以上必要であった。

　次に、燃焼装置の触媒として白金触媒０．８Ｌを図１０の燃焼装置に設置して、上述の曝気ガスを風量５００Ｌ／ｍｉｎで供給し、３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、曝気ガス中の有機物質を酸化分解させて、分解ガスを得た。運転開始５００ｈｒ後の分解ガス中の各有機物質の濃度を図１８に示す。分解ガス中の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒドはそれぞれ０．１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。

　また、燃焼装置の出口温度を経時的に測定したところ、出口平均温度は３６０℃であり、図１６に示す通り、温度変動は小さく、図１０に示す熱交換器３１０へ温度の安定したガスを供給できた。しかし、出口平均温度が低いため、熱交換率６０％で試算すると、燃焼装置からの分解ガスとの熱交換に加え予熱ヒータによる予熱が不可避であり、曝気ガスを３００℃まで昇温させるために、予熱ヒータに使用する電力が８ｋＷｈ必要であった。　

　＜比較例２－３＞
　排水処理装置の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ^２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ^３／ｇの活性炭素繊維を使用した１３０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量２００ｇの吸着素子を２個作成し、図１１のダンパー切替方式の排水処理装置に設置して、１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌを含む原水を処理水量１０Ｌ／ｈｒになるように導入し、一次処理水を得た。

　その際の一次処理水中の１，４－ジオキサン濃度は４００ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド濃度は１３５００ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４－ジオキサンの除去率は約６０％、アセトアルデヒドの除去率は約４％であった。また、脱着ガス中の各有機物質平均濃度は１，４－ジオキサン８０ｐｐｍ、アセトアルデヒド５００ｐｐｍであるが、脱水工程および脱着工程の初期に脱着ガス中のアセトアルデヒドの濃度が１２０００ｐｐｍまで上昇し、非常に濃度変動の大きい結果となった。

　次に、有効曝気容量２０Ｌの曝気槽に曝気温度６０℃、曝気強度２．５ｍｉｎ^－１、風量５０Ｌ／ｍｉｎ、滞留時間２ｈｒの条件で前述の排水処理装置から排出された一次処理水を処理水量１０Ｌ／ｈｒで導入し、二次処理水を得た。

　その際、図１７に示すとおり、二次処理水中の１，４－ジオキサン濃度は２００ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド濃度は５ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４－ジオキサンを約５０％、アセトアルデヒドを９９．９％の除去率であった。また、曝気槽から排出される曝気ガスの有機物質濃度は、１，４－ジオキサン９０ｐｐｍ、アセトアルデヒド２３０００ｐｐｍとなった。

　本比較例の排水処理システムにより浄化された水は、５００時間後でも９９．５％以上の効率でアセトアルデヒドの処理が可能であったが、１，４－ジオキサンに関しては８０％と実施例２－１と比較すると処理効率が著しく低下した。

　次に、上記曝気槽から排出される曝気ガスのダクトと排水処理装置から排出される脱着ガスのダクトを接続させて、混合排ガスの濃度を測定したところ、１，４－ジオキサン１３０ｐｐｍ、アセトアルデヒド３４００ｐｐｍとなったが、図１５に示す通り、実施例２－１の場合と比較して、排水処理装置から排出される脱着ガスの濃度変動の影響を受けて、混合排ガスの濃度変動も大きい結果となった。

　次に、燃焼装置の触媒として白金触媒０．５Ｌを図１０の燃焼装置に設置して、上述の混合排ガスを風量３５０Ｌ／ｍｉｎで供給し、３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、混合排ガス中の有機物質を酸化分解させて、分解ガスを得た。運転開始５００時間後の分解ガス中の各有機物質濃度を図１８に示す。分解ガス中の有機物質濃度は１，４－ジオキサン４０ｐｐｍ、アセトアルデヒド５００ｐｐｍであり、実施例２－１と比較して触媒燃焼効率が非常に低い結果となった。

　燃焼装置の出口温度を経時的に測定したところ、出口平均温度は４３０℃であるが、図１６に示す通り、温度変動が不安定であり、一時的に７９０℃まで上昇した。白金触媒は５００℃以上で燃焼させると、シンタリング（粒状化）を引き起こし、触媒活性が徐々に低下するため、比較例２－３の場合、出口温度を下げる手段を講じなければ触媒燃焼装置として処理機能を維持できない結果となった。

　＜比較例２－４＞
　比較例２－３と同様の条件で排水処理を実施し、排出された混合排ガス３５０Ｌ／ｍｉｎを外気で２倍に希釈し、白金触媒１．０Ｌの燃焼装置にて、同様の処理をおこない、分解ガスを得た。運転開始５００時間後の分解ガス中の各有機物質濃度を図１８に示す。分解ガス中の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒド濃度は０．１ｐｐｍ以下であり、良好な処理能であった。

　燃焼装置の出口温度を経時的に測定したところ、図１６に示す通り、一時的な温度上昇は５００℃までに抑えられたが、出口平均温度は３７０℃まで低下した。図１０に示す熱交換器３１０の熱交換率６０％で試算すると、燃焼装置からの分解ガスとの熱交換に加え、予熱ヒータによる昇温が不可避であり、混合排ガスを３００℃まで昇温するために、予熱ヒータに使用電力が１５ｋＷｈ必要となり、実施例２－１の１５０倍の電力が必要であった。

　（実施の形態７）
　図１９は、本発明の実施の形態７における排水処理システムのシステム構成図である。以下においては、この図１９を参照して、本実施の形態における排水処理システム３Ａの構成について説明する。

　（排水処理システム３Ａ）
　図１９に示すように、本実施の形態における排水処理システム３Ａは、曝気槽３１００と、排水処理装置３２００と、活性汚泥処理装置３３００と、燃焼装置３４００を主として備えている。

　（曝気槽３１００）
　曝気槽３１００は、気泡を発生させる曝気装置３１１１および排水を所定温度まで加温させる加温装置３１１２を含んでいる。曝気槽３１００は、配管ラインＬ３００１から有機化合物を含有する排水を供給することで、排水中の有機化合物が揮発され、配管ラインＬ３００２から有機化合物が揮発された排水を排出する。配管ラインＬ３００３、Ｌ３００４は、ガスを曝気装置３１１１へ導入することにより、排水中から有機化合物を揮発除去し、有機化合物を含有する曝気ガスとして排出させるための配管ラインである。

　曝気槽３１００においては、加温装置３１１２を用いて排水を所定温度まで加温させて、曝気させる方が好ましい。加温により、より排水中の有機化合物の揮発量が増大し、排水中から有機化合物を除去できるからである。曝気槽３１００における排水の加温方法は特に限定はしない。配管ラインを設けて曝気槽３１００へ蒸気を直接投入しても良いし、蒸気を用いて間接的に排水を加温するような曝気槽の構造にしても良いし、電熱ヒータを用いて排水を加温させても良い。

　（排水処理装置３２００）
　排水処理装置３２００は、吸着素子としての吸着材３２１１、３２２１がそれぞれ収容された第１処理槽３２１０および第２処理槽３２２０を有している。吸着材３２１１、３２２１は、有機化合物を含んだ一次処理水を接触させることで、一次処理水に含有される有機化合物を吸着する。

　したがって、排水処理装置３２００においては、吸着材３２１１、３２２１に有機化合物を含んだ排水を供給することで、有機化合物が吸着材３２１１、３２２１によって吸着され、これにより排水が清浄化されて二次処理水として排出されることになる。また、吸着材３２１１、３２２１は、加熱ガスを接触させることで吸着した有機化合物を脱着する。

　したがって、排水処理装置３２００においては、吸着材３２１１、３２２１に加熱ガスを供給することで有機化合物が吸着材３２１１、３２２１から脱着され、これにより加熱ガスが有機化合物を含有する脱着ガスとして排出されることになる。

　第１処理槽３２１０および第２処理槽３２２０には、配管ラインＬ３００２、Ｌ３００５、Ｌ３００６、Ｌ３００７がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ３００２は、曝気槽３１００から排出された有機化合物を含んだ一次処理水を、第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０に供給するための配管ラインであり、バルブＶ３２０１、Ｖ３２０２によって第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ３００６は、加熱ガスを第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０に供給するための配管ラインであり、バルブＶ３２０３、３Ｖ２０４によって第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ３００５は、二次処理水を第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０から排出するための配管であり、バルブＶ３２０５、Ｖ３２０６によって第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　配管ラインＬ３００７は、脱着ガスを第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０から排出するための配管ラインであり、バルブＶ３２０７、Ｖ３２０８によって第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

　第１処理槽３２１０と第２処理層３２２０とは、上述したバルブＶ３２０１～Ｖ３２０８の開閉を操作することによって交互に吸着槽および脱着槽として機能する。具体的には、第１処理槽３２１０が吸着槽として機能している場合には、第２処理層３２２０が脱着槽として機能し、第１処理槽３２１０が脱着槽として機能している場合には、第２処理層３２２０が吸着槽として機能する。

　すなわち、本実施の形態における排水処理装置３２００においては、吸着槽と脱着槽とが経時的に交互に切り替わるように構成されている。なお、配管ラインＬ３００２は、第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０のうち、吸着槽として機能している槽に接続されて当該吸着槽に一次処理水を供給し、配管ラインＬ３００６は、第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０のうち、脱着槽として機能している槽に接続されて当該脱着槽に加熱ガスを供給する。

　また、配管ラインＬ３００５は、第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０のうち、吸着槽として機能している槽に接続されて当該吸着槽から二次処理水を排出し、配管ラインＬ３００７は、第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０のうち、脱着槽として機能している槽に接続されて脱着ガスを排出する。

　吸着材３２１１、３２２１は、活性炭、活性炭素繊維またはゼオライトの少なくともいずれかを含む吸着材にて構成されている。好適な吸着材３２１１、３２２１としては、粒状、粒体状、ハニカム状等の活性炭やゼオライトが利用されるが、より好適には、活性炭素繊維が利用される。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、水との接触効率が高く、特に水中の有機化合物の吸着速度が速くなり、他の吸着素子に比べて極めて高い吸着効率を実現できる部材である。

　吸着材３２１１、３２２１として利用可能な活性炭素繊維の物性は、特に限定されるものではないが、ＢＥＴ比表面積が７００～２０００ｍ^２／ｇ、細孔容積が０．４～０．９ｃｍ^３／ｇ、平均細孔径が１７～１８Åのものが好ましい。

　（活性汚泥処理装置３３００）
　活性汚泥処理装置３３００は、曝気槽３３１０と沈殿槽３３２０とを主として有している。曝気槽３３１０は、曝気装置３３１１と図示しない撹拌装置とを含んでおり、曝気槽３１０の内部には、バクテリア（細菌類）、原生動物、後生動物等の好気性微生物群を含む活性汚泥が充填されている。曝気槽３３１０は、上述した活性汚泥に上記排水処理装置３２００から排出された二次処理水を供給することで活性汚泥と二次処理水とを接触させ、これを撹拌および曝気することで二次処理水に含有される有機化合物を分解して除去するための処理槽である。

　一方、沈殿槽３３２０は、曝気槽３３１０にて処理された活性汚泥を含む水を固液分離することで活性汚泥と三次処理水とに分離するための処理槽である。

　活性汚泥処理装置３３００には、配管ラインＬ３００５、Ｌ３００９、Ｌ３０１０、Ｌ３０１１、Ｌ３０１２、Ｌ３０１３が接続されている。配管ラインＬ３００５は、曝気槽３３１０に二次処理水を供給するための配管ラインであり、配管ラインＬ３００９は、曝気装置３３１１に酸素を供給するための配管ラインである。配管ラインＬ３０１０は、曝気槽３３１０から活性汚泥を含む水を排出し、これを沈殿槽３３２０に供給するための配管ラインである。

　配管ラインＬ３０１１は、沈殿槽３３２０から排出された活性汚泥のうち、その余剰分を余剰汚泥として排出するための配管ラインであり、配管ラインＬ３０１２は、沈殿槽３３２０から排出された活性汚泥のうち、その必要分を返送汚泥として曝気槽３３１０に返送するための配管ラインである。また、配管ラインＬ３０１３は、沈殿槽３３２０から三次処理水を排出するための配管ラインである。

　活性汚泥処理装置３３００においては、配管ラインＬ３００５を介して曝気槽３３１０に供給された二次処理水が曝気槽３３１０内において活性汚泥と混ざり合い、この混ざり合った排水と活性汚泥とが、配管ラインＬ３００９を介して曝気装置３３１１に供給されて当該曝気装置３３１１から排出される酸素によって曝気されつつ撹拌されることで有機化合物の分解が行なわれる。

　分解後の活性汚泥を含む水は、配管ラインＬ３０１０を介して沈殿槽３３２０に送られ、沈殿槽３３２０において固液分離されてその上澄み液が配管ラインＬ３０１３を介して三次処理水として排出される。

　この活性汚泥処理装置３３００から排出される三次処理水は、活性汚泥処理装置３３００に供給される二次処理水に比べその有機化合物の含有量は大幅に減少しており、河川および／または下水放流可能なレベルまで清浄化されている。

　（燃焼装置３４００）
　燃焼装置３４００は、曝気槽３１００から排出される曝気ガスおよび排水処理装置３２００から排出される脱着ガスの混合排ガスを燃焼させて酸化分解させるための装置であり、配管ラインＬ３００８、Ｌ３０１４、Ｌ３０１５、Ｌ３０１６に接続されている。

　燃焼装置３４００は、熱交換器３４１０と加熱炉３４２０とを有しており、熱交換器３４１０は、加熱炉３４２０に導入される曝気ガスおよび脱着ガスの混合排ガスを予熱するためのものであり、加熱炉３４２０は、電熱ヒータ３４２１を用いて導入された混合排ガスを燃焼させるためのものである。

　配管ラインＬ３００８は、曝気槽３１００の配管ラインＬ３００４から排出された曝気ガスと、排水処理装置３２００の配管ラインＬ３００７から排出された脱着ガスを混合させ、混合排ガスとして熱交換器３４１０に供給するための配管ラインであり、配管ラインＬ３０１４は、熱交換器３４１０で予熱された脱着ガスを加熱炉３４２０に導入するための配管ラインである。

　また、配管ラインＬ３０１５、Ｌ３０１６は、加熱炉３４２０にて混合排ガスが燃焼することによって生成される分解ガスを熱交換器３４１０を経由させて外部に排出するための配管ラインである。

　燃焼装置３４００としては、特にその種類が限定されるものではないが、例えば混合排ガスを６５０～８００℃の高温で直接的に酸化分解させる直接燃焼装置、白金触媒等を利用して混合排ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する触媒燃焼装置、蓄熱体を利用して熱回収を行ないつつ経済的に直接酸化分解を行なう蓄熱式直接燃焼装置、白金触媒等と蓄熱体とを組み合わせて効率的に混合排ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する蓄熱式触媒燃焼装置等を使用することが可能である。当該燃焼装置３４００を用いて混合排ガスを酸化分解させることにより、有機化合物は完全に除去される。

　（排水処理システム３Ａの排水の清浄化処理）
　次に、図１９を参照して、本実施の形態における排水処理システム３Ａにおいて行なわれる排水の清浄化処理の詳細について説明する。なお、以下の説明は、排水処理装置３２００の第１処理槽３２１０が吸着槽として機能し、第２処理層３２２０が脱着槽として機能している状態に基づいたものであるが、これら吸着槽と脱着槽とが入れ替わった場合にも、同様の処理が行なわれる。

　図１９に示すように、有機化合物を含んだ排水は、配管ラインＬ３００１を経由して曝気槽３１００に導入される。導入された排水は加温曝気処理されて、有機化合物が排水中より揮発することで排水中から除去され、有機化合物が除去された後の水は、配管ラインＬ３００２に導入されて一次処理水として曝気槽３１００から排出される。

　曝気槽３１００から排出された一次処理水は、配管ラインＬ３００２を経由して排水処理装置３２００に導入される。導入された一次処理水は、第１処理槽３２１０に送られて吸着材３２１１と接触し、当該一次処理水に含有される有機化合物が吸着材３２１１によって吸着される。有機化合物が吸着材２１１によって吸着された後の水は、配管ラインＬ３００５に導入されて二次処理水として排水処理装置３２００から排出される。

　一方、排水処理装置３２００には、上記一次処理水の導入と並行して、配管ラインＬ３００６を経由して加熱ガスが導入される。導入された加熱ガスは、第２処理層３２２０に送られて吸着材３２２１と接触し、吸着材３２２１に吸着された有機化合物を脱着させる。吸着材３２２１から脱着された有機化合物を含む加熱ガスは、配管ラインＬ３００７に導入されて脱着ガスとして排水処理装置３２００から排出される。

　排水処理装置３２００から排出された二次処理水は、配管ラインＬ３００５を経由して活性汚泥処理装置３３００に導入される。導入された二次処理水は、活性汚泥と接触させられることで当該排水に含有される有機化合物が分解されて除去され、有機化合物が除去された後の水は、配管ラインＬ３０１３に導入されて三次処理水として活性汚泥処理装置３３００から排出される。排出された三次処理水は、その後、河川放流もしくは通常の下水としての処理がなされる。

　曝気槽３１００から排出された曝気ガスおよび、排水処理装置３２００から排出された脱着ガスは、配管ラインＬ３００８にて混合排ガスとして燃焼装置３４００に送られ、加熱炉３４２０にて燃焼することで酸化分解する。加熱炉３４２０にて生成された分解ガスは、配管ラインＬ３０１６に導入されて燃焼装置３４００から排出される。この分解ガスは、主として二酸化炭素と水蒸気とを含む人体に対して無害なガスである。

　以上の如くの排水処理システム３Ａとすることにより、活性汚泥処理装置３３００の前処理装置として曝気槽３１００および排水処理装置３２００が機能することになり、活性汚泥処理装置３３００のみで排水処理システムを構築した場合に比べ、活性汚泥処理装置３３００にて処理する排水中の有機化合物負荷量が低減されるだけでなく、特に活性汚泥による生物分解が困難である、もしくは微生物にとって毒性の高い有機化合物が曝気槽３１００および排水処理装置３２００にて除去されるため、排水処理システム３Ａ全体としての清浄化処理の処理能力を高性能化させることができる。

　したがって、活性汚泥処理装置３３００の大型化防止やランニングコストが増大防止が可能であり、高効率、かつ安定的に排水を処理することが可能な排水処理システムとすることができる。

　また、上述の如くの排水処理システム３Ａとす・・・（作用／効果）ることにより、排水処理装置３２００から排出される一次処理水を活性汚泥処理装置３３００において連続的に処理することが可能になるため、システムを停止させることなく連続的に排水の清浄化を行なうことが可能になる。

　したがって、活性汚泥処理装置３３００の前処理装置としてカートリッジ式の吸着材を備えた交換式排水処理装置を使用した場合に比べ、カートリッジ式の吸着材の新品への交換作業や取り外しての再生処理作業が不要となり、その労力やランニングコストの増大が生じないことになる。

　また、上述の如くの排水処理システム３Ａとすることにより、排水処理装置３２００の第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０において吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返されることになる。このように吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返されるように構成することにより、低コストで安定的に高い能力で排水に含まれる有機化合物を除去することができる。

　したがって、上記構成を採用することにより、高効率、かつ安定的に排水を清浄化処理できる排水処理システムとすることができる。なお、特に上述の如くの排水処理装置３２００とすることにより、微生物の繁殖が抑制でき、そのため藻の発生等を防止することも可能になる。

　さらに、本実施の形態の如くの排水処理システム３Ａは、活性汚泥処理装置のみを具備する既存の排水処理システムに対して、曝気槽３１００、排水処理装置３２００等を増設するのみで容易に実現できるものであるため、既存の設備の有効活用が可能で経済性にも優れたものとなる。

　また、上述の本実施の形態における排水処理システム３Ａにおいては、第１処理槽３２１０および第２処理層３２２０が吸着槽および脱着槽に交互に入れ替わる構成の排水処理装置３２００を採用した場合を例示して説明を行なったが、これとは異なる構成の排水処理装置を採用してもよい。以下に、その例を図２０および図２１を参照して説明する。

　図２０および図２１は、本実施の形態における排水処理システムにおいて利用可能な他の排水処理装置の例を示す模式図である。なお、これら図２０および図２１においては、排水処理装置に具備される吸着材および当該吸着材近傍に配置される構成要素のみを図示し、その他の構成要素の図示は省略している。

　図２０は、円柱状の外形を有する吸着材３２５０を利用した場合を示している。図２０に示すように、円柱状の外形を有する吸着材３２５０を利用する場合には、軸方向に流体が流動可能となるように構成された吸着材３２５０の軸中心に回転軸３２６１を設け、この回転軸３２６１をアクチュエータ等によって回転駆動する。

　そして、吸着材３２５０の軸方向の両端面に近接して図２０においては示さない配管ラインＬ３００２、Ｌ３００５、Ｌ３００６、Ｌ３００７（図１９参照）を接続し、吸着材３２５０の一部を吸着処理を行なうための部分（図２０において領域３２５１で示す部分）として利用し、吸着材３２５０の他の一部を脱着処理を行なうための部分（図２０において領域３２５２で示す部分）として利用する。

　すなわち、吸着材３２５０の領域３２５１で示す部分には、軸方向の一方から一次処理水が導入され、軸方向の他方から二次処理水が導出されることになり、吸着材３２５０の領域３２５２で示す部分には、軸方向の一方から加熱ガスが導入され、軸方向の他方から脱着ガスが導出されることになる。

　ここで、図２０に示す排水処理装置においては、吸着材３２５０が回転軸３２６１を回転中心として図中矢印Ａ方向に所定の速度で回転する。これにより、吸着材３２５０の吸着処理が完了した部分は脱着処理を行なうゾーンへと移動するとともに、吸着材３２５０の脱着処理が完了した部分は吸着処理を行なうゾーンへと移動することになる。したがって、当該排水処理装置においては、同時に吸着処理と脱着処理とが行なわれることになり、連続的に清浄化処理を行なうことが可能となる。

　また、図２１は、円筒状の外形を有する吸着材３２７０を利用した場合を示している。図２１に示すように、円筒状の外形を有する吸着材３２７０を利用する場合には、径方向に流体が流動可能となるように、たとえば金属製の枠体３２８５によって囲われた単位吸着ユニット３２７５を周方向に複数並べて円筒状とし、これを図示しないアクチュエータ等によって軸中心に回転駆動する。

　そして、吸着材３２７０に近接して図２１においては示さない配管ラインＬ３００２、Ｌ３００５、Ｌ３００６、Ｌ３００７（図１９参照）を接続し、吸着材３２７０の単位吸着ユニットの一部を吸着処理を行なうための部分（図２１において領域３２７１で示す部分）として利用し、単位吸着ユニットの他の一部を脱着処理を行なうための部分（図２１において領域３２７２で示す部分）として利用する。

　すなわち、吸着材３２７０の領域３２７１で示す単位吸着ユニットには、径方向外側から一次処理水が導入され、径方向内側に向けて二次処理水が導出されて軸方向の一方に向けて排出されることになり、吸着材３２７０の領域３２７２で示す単位吸着ユニットには、導入管３２８１を介して径方向内側から加熱ガスが導入され、径方向外側に向けて脱着ガスが導出されて導出管３２８２を介して排出されることになる。

　ここで、図２１に示す排水処理装置においては、吸着材３２７０が軸中心に図中矢印Ａ方向に所定の速度で段階的に回転する。これにより、吸着材３２７０の吸着処理が完了した単位吸着ユニットは脱着処理を行なうゾーンへと移動するとともに、吸着材３２７０の脱着処理が完了した単位吸着ユニットは吸着処理を行なうゾーンへと移動することになる。したがって、当該排水処理装置においては、同時に吸着処理と脱着処理とが行なわれることになり、連続的に清浄化処理を行なうことが可能となる。

　なお、図２０および図２１に示す如くの形状の吸着材３２５０、３２７０を利用する場合には、当該吸着材３２５０、３２７０を、粒状物を充填したものや繊維状物を充填したもので構成することとしてもよいが、ハニカム状の構造を有するもので構成するとなおよい。これは、吸着材３２５０、３２７０をハニカム状の構造を有するもので構成することにより、圧力損失を極めて低く抑えることが可能となって処理能力が増大するとともに、ゴミ等の固形物による目詰まりの発生も比較的低く抑えることができるためである。

　（実施の形態８）
　図２２は、本発明の実施の形態８における排水処理システムの構成を示す模式図である。なお、図２２においては、上述の本発明の実施の形態７における排水処理システム３Ａと同様の部分の図示は省略している。以下においては、この図２２を参照して本実施の形態における排水処理システム３Ｂの構成について説明する。

　（排水処理システム３Ｂ）
　図２２に示すように、本実施の形態における排水処理システム３Ｂは、上述した本発明の実施の形態７における排水処理システム３Ａと、排水処理装置３２００の構成において相違している。

　本実施の形態における排水処理システム３Ｂにおいては、排水処理装置３２００に加熱ガスを導入するための配管ラインＬ３００６に、排水処理装置１００にガスを導入するための配管ラインＬ３０１７が接続されており、これら配管ラインＬ３００６、Ｌ３０１７の排水処理装置３２００に対する接続／非接続状態を切り替えるためのバルブＶ３２０９、Ｖ３２１０が、配管ラインＬ３００６、Ｌ３０１７にそれぞれ設けられている。

　また、本実施の形態における排水処理システム３Ｂにおいては、排水処理装置３２００から脱着ガスを排出するための配管ラインＬ３００７に、排水処理装置３２００から除去排水を排出するための配管ラインＬ３０１８が接続されており、これら配管ラインＬ３００７、Ｌ３０１８の排水処理装置３２００に対する接続／非接続状態を切り替えるためのバルブＶ３２１１、Ｖ３２１２が、配管ラインＬ３００７、Ｌ３０１８にそれぞれ設けられている。なお、配管ラインＬ３０１８の他端は、排水処理装置３２００に一次処理水を導入するための配管ラインＬ３００２に接続されている。

　本実施の形態における排水処理システム３Ｂの排水処理装置３２００においては、吸着処理と脱着処理との間に脱水処理（パージ処理）が実施される。具体的には、上述の本発明の実施の形態７における排水処理システム３Ａの場合と同様に、排水処理装置３２００においては、バルブＶ３２０１～３２０８の開閉が操作されることによって第１処理槽３２１０と第２処理層３２２０とが交互に吸着槽および脱着槽に切り替わる。

　脱着槽に切り替わった際には、まず当該脱着槽と配管ラインＬ３０１７および配管ラインＬ３０１８とが接続され、配管ラインＬ３０１７を介して脱着槽にガスが導入されて吸着材に吹き付けられることによって吸着材の表面に付着した余剰の排水を吹き飛ばす脱水処理が行なわれ、吹き飛ばされた除去排水は、配管ラインＬ３０１８および配管ラインＬ３００２を経由して排水処理装置３２００へと再度供給される。

　そして、当該脱水処理を所定時間行なった後に脱着槽と配管ラインＬ３０１７および配管ラインＬ３０１８の接続が解除され、配管ラインＬ３００６および配管ラインＬ３００７が脱着槽に接続されて脱着処理が行なわれる。なお、脱水処理の際に脱着槽に導入されるガスとしては、高温でより低湿なガスが利用されることが好ましく、たとえば所定の温度に昇温された乾燥空気を利用することが好適である。

　以上において説明した本実施の形態における排水処理システム３Ｂの如くの構成を採用することにより、上述した本発明の実施の形態７における排水処理システム３Ａの如くの構成を採用した場合に得られる効果に加え、吸着材３２１１、３２２１からの有機化合物の脱着効率が大幅に増加するため、より高効率、かつ安定的に排水を清浄化処理できる排水処理システムとできる効果が得られる。

　なお、上述した本実施の形態においては、排水処理装置３２００から排出される除去排水が当該排水処理装置３２００に再度供給されるように構成した場合を例示して説明を行なったが、当該除去排水は、交換式の吸着素子を備えた排水処理装置等を別途用いて清浄化処理されるように構成してもよい。

　（実施の形態９）
　図２３は、本発明の実施の形態９における排水処理システムの構成を示す模式図である。なお、図２３においては、上述の本発明の実施の形態７における排水処理システム３Ａおよび実施の形態８における排水処理システム３Ｂと同様の部分の図示は省略している。以下においては、この図２３を参照して本実施の形態における排水処理システム３Ｃの構成について説明する。

　（排水処理システム３Ｃ）
　図２３に示すように、本実施の形態における排水処理システム３Ｃは、上述した本発明の実施の形態７における排水処理システム３Ａおよび実施の形態８における排水処理システム３Ｂと、燃焼装置３４００の構成において相違している。

　本実施の形態における排水処理システム３Ｃにおいては、燃焼装置３４００に熱交換３４１１がさらに１個接続されており、燃焼装置３４００において熱交換器３４１０から排出された分解ガスとガスを熱交換することで、排水処理装置３２００の脱着工程に必要な加熱ガスを予熱するためのものである。

　配管ラインＬ３０１９は、ガスを熱交換器３４１１に供給するための配管ラインであり、配管ラインＬ３００６は、熱交換器３４１１で予熱された加熱ガスを排水処理装置３２００に導入するための配管ラインとなる。また、配管ラインＬ３０１９、Ｌ３０１１は、熱交換器３４１０から排出される分解ガスを熱交換器３４１１を経由させて外部に排出するための配管ラインである。

　本実施の形態における排水処理システム３Ｃの燃焼装置３４００においては、熱交換器３４１１において、排水処理装置３２００の加熱ガスの予熱を燃焼装置３４００から排出される分解ガスを用いて実施される。

　以上において説明した本実施の形態における排水処理システム３Ｃの如くの構成を採用することにより、上述した本発明の実施の形態７における排水処理システム３Ａおよび排水処理システム３Ｂの如くの構成を採用した場合に得られる効果に加え、排水処理装置３２００に必要な加熱ガスの昇温に必要な熱量が削減できるため、より省エネルギーに排水を清浄化処理できる排水処理システムとできる効果が得られる。なお、上述した本実施の形態においては、必要に応じ、蒸気ヒータや電熱ヒータなどの加熱手段を排水処理装置３２００に追加してもよい。

　以上において説明した本発明の実施の形態７から９における排水処理システム３Ａ，３Ｂ，３Ｃの特徴的な構成は、相互に組み合わせることが可能である。たとえば、図２０および図２１に示した如くの構成の吸着材３２５０、３２７０を含む排水処理装置を本発明の実施の形態８および９における排水処理システム３Ｂおよび３Ｃの排水処理装置３２００に適用してもよい。

　なお、その場合には、吸着素子３２５０、３２７０の脱着処理を行なうためのゾーンに脱水処理を行なうためのゾーンが設けられ、当該脱水処理を行なうためのゾーンに位置する部分の吸着素子３２５０、３２７０に近接して上述した配管ラインＬ３０１７、Ｌ３０１８が接続され、吸着処理と脱着処理の間に脱水処理が行なわれるように排水処理装置３２００が構成されることになる。

　また、以上において説明した本発明の実施の形態７から９においては、排水処理システムに具備される活性汚泥処理装置として、連続的に処理が行なわれる連続式活性汚泥処理装置を例示して説明を行なったが、回分式に処理が行なわれる回分式活性汚泥処理装置を利用することも当然に可能である。

　また、上述した本発明の実施の形態７から９においては、排水処理システムに具備される活性汚泥処理装置として、沈殿槽を用いて固液分離を行なうものを例示して説明を行なったが、この他にも曝気槽に設けた膜にて膜分離を行なうものなど種々の構成のものを利用できる。このように、本発明が適用可能な排水処理システムに具備される活性汚泥処理装置としては、どのような形式のものであってもよい。

　また、以上において説明した本発明の実施の形態７から９においては、ポンプやファン等の流体搬送手段やストレージタンク等の流体貯留手段などの構成要素を特に示すことなく説明を行なったが、これら構成要素は必要に応じて適宜の位置に配置すればよい。

　このように、今回開示した上記実施の形態７から９はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

　（実施例３）
　以下、実施の形態９の実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、評価は下記の方法によりおこなった。

　（平均細孔径）
　平均細孔径は、以下の式で求めた。

　ｄｐ＝４００００Ｖｐ／Ｓ（ただし、ｄｐ：平均細孔径（Å））
　Ｖｐ：細孔容積（ｃｃ／ｇ）
　Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）
　（有機化合物除去効果）
　主に１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌ、エチレングリコール１６０００ｍｇ／Ｌを含む排水を原水とした。また、排水量は２．１ｍ３／ｈｒとし、原水中の有機化合物量は１，４－ジオキサン２．１ｋｇ／ｈｒ、アセトアルデヒド２９．４ｋｇ／ｈｒ、エチレングリコール３３．６ｋｇ／ｈｒとなる。温度５０℃の水を導入し、排水処理装置、活性汚泥処理装置、燃焼装置の入口および出口の水およびガス中の１，４－ジオキサン、エチレングリコール、アセトアルデヒド濃度を測定し、有機化合物量を算出して除去効果を確認した。

　（有機化合物濃度評価）
　入口および／または出口の水およびガス中の濃度は、ガスクロマトグラフ法により分析し測定した。

　＜実施例３－１＞
　有効曝気容量４．２ｍ^３の曝気槽３１００に曝気温度６０℃、曝気強度２．５ｍｉｎ^－１、風量１１Ｎｍ３／ｍｉｎ、滞留時間２ｈｒの条件で処理水量２．１ｍ３／ｈｒの１，４－ジオキサン１０００ｍｇ／Ｌ（２．１ｋｇ／ｈｒ）、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌ（２９．４ｋｇ／ｈｒ）、エチレングリコール１６０００ｍｇ／Ｌ（３３．６ｋｇ／ｈｒ）を含む原水を導入し、一次処理水を得た。

　その際の一次処理水中の有機化合物量は、１，４－ジオキサン１．１ｋｇ／ｈｒ以下、アセトアルデヒド０．０１ｋｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール３３．６ｋｇ／ｈｒ以下であった。また、曝気槽３１００から排出される曝気ガスの有機化合物濃度は、１，４－ジオキサン４２０ｐｐｍ、アセトアルデヒド２４０００ｐｐｍ、エチレングリコール１ｐｐｍ以下であった。使用蒸気量は６０ｋｇ／ｈｒ以下であった。

　次に、排水処理装置３２００の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ^３／ｇの活性炭素繊維を使用した重量５０ｋｇの吸着素子を２個作成し、前述の曝気処理後の一次処理水を処理水量２．１ｍ^３／ｈｒになるように導入し、二次処理水を得た。

　次に、排水処理装置３２００の脱水工程時におけるガスとして空気を使用し、脱水の風量を６０Ｎｍ^３／ｍｉｎとした。脱着工程における加熱ガスとして１２０℃の空気を使用し、脱着の風速を６０Ｎｍ^３／ｍｉｎとした。吸着工程における吸着時間は６０ｍｉｎ、脱水工程における脱水時間は５ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は５５ｍｉｎとして切替サイクルとした。

　その際の二次処理水中の有機化合物量は１，４－ジオキサン１ｇ／ｈｒ以下、アセトアルデヒド０．５ｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール３２．６ｋｇ／ｈｒであった。また、脱着ガス中の有機化合物濃度は、１，４－ジオキサン２００ｐｐｍ以下、アセトアルデヒド１０ｐｐｍ以下、エチレングリコール１００ｐｐｍ以下であった。

　次に、容量が３ｍ^３の原水調整槽、容量が７ｍ^３の希釈槽容量、容量がいずれも１２５ｍ^３の２つの担体流動曝気槽、容量が１２５ｍ^３の２つの活性汚泥槽および容量が２５ｍ^３の沈殿槽からなる活性汚泥処理装置３３００を用いて、排水処理装置３２００から排出された二次処理水を導入し、三次処理水を得た。上記の担体流動曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を１２．５ｍ^３投入した。

　また、上記の三次処理水中の有機化合物濃度は高く、微生物に対して負荷が高いため、希釈槽から供給される工業用水により希釈され、担体流動曝気槽及び活性汚泥槽には２１ｍ^３／ｈｒで導入した。その際の三次処理水中の有機化合物量は、１，４－ジオキサン１ｇ／ｈｒ以下、アセトアルデヒド濃度は０．１ｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール濃度は０．２ｋｇ／Ｌ以下であり、良好な処理が可能であった。また、発生した余剰汚泥量は０．６ｔ／日と少量であった。

　本実施例の水処理システムを用いて５００時間実施後の処理水中の有機化合物量、ユーティリティ消費量および汚泥量を図２４示す。５００時間後においても、安定的に処理が可能な結果であった。

　曝気槽３１００により、アセトアルデヒド、１，４－ジオキサンを揮発除去させることで、排水処理装置３２００および活性汚泥処理装置３３００への負荷量を下げつつ、排水処理装置３２００により、活性汚泥処理装置３３００では処理困難な１，４－ジオキサンを高効率に吸着除去させ、エチレングリコールを活性汚泥処理装置３３００にて生物分解させることで、効率よく排水処理が可能となる。また、排水処理装置３２００に関しては、吸着と脱着を連続して行い処理するため、性能低下がなく安定して高い効率で処理ができる。

　次に、上記曝気槽３１００から排出される曝気ガスのダクトと排水処理装置３２００から排出される脱着ガスのダクトを接続させて、混合排ガスの濃度を測定したところ、１，４－ジオキサン３００ｐｐｍ、アセトアルデヒド３４００ｐｐｍ、エチレングリコール１００ｐｐｍとなった。

　次に、燃焼装置３４００の触媒として白金触媒を燃焼装置３４００に設置して、上記曝気槽３１００から排出される曝気ガスと排水処理装置３２００から排出される脱着ガスの混合排ガスを風量７１Ｎｍ^３／ｍｉｎで供給し、熱交換器及び予熱ヒータにより３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、混合排ガス中の有機化合物を触媒にて酸化分解させ、分解ガスを得た。分解ガス中の１，４－ジオキサン、アセトアルデヒド、エチレングリコール濃度はそれぞれ１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。

　また、燃焼装置３４００の出口温度を経時的に測定したところ、出口平均温度は４５０℃であり、熱交換率６０％で試算すると、燃焼装置３４００からの分解ガスとの熱交換のみで、混合排ガスを３００℃まで昇温がほぼ可能であるので、予熱ヒータに電熱ヒータを使用した際の消費電力は０．１ｋＷｈ以下にすることが可能となった。

　また、図１９に示す熱交換器３４１０から排出された熱交換後の分解ガスの温度を測定したところ、平均温度３００℃であり、図１９に示す熱交換器３４１１の熱交換率５０％で試算すると、熱交換のみで排水処理装置３２００に必要な加熱ガスの昇温が可能であるので、蒸気ヒータ使用して加熱した場合の使用蒸気量は０．１ｋｇ／ｈｒ以下にすることが可能であった。

　本実施例の水処理システムを用いて５００時間実施後の処理ガス中の各有機化合濃度、ユーティリティ消費量および汚泥量を図２４示す。５００時間後においても、安定的にかつ少ないユーティリティ消費量で処理が可能な結果となった。上記排水処理装置３２００から排出された脱着ガスに加え、上記曝気槽３１００から排出される低風量で有機化合物濃度の高く、かつ濃度変動の小さい曝気ガスを混合させて処理を行っているため、安定した燃焼熱量が生成され、熱回収による消費エネルギーの削減が可能である。

　＜比較例３－１＞
　容量が９ｍ^３の原水調整槽、容量が２１ｍ^３の希釈槽容量、容量がいずれも３００ｍ^３の２つの担体流動曝気槽、容量が３００ｍ^３の２つの活性汚泥槽および容量が７５ｍ^３の沈殿槽からなる活性汚泥処理装置３３００を用いて、実施例３－１に用いた原水を導入し、処理水を得た。上記の担体流動曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を３０ｍ^３投入した。

　また、原水の有機化合物濃度は高く、微生物に対して負荷が高いため、希釈槽から供給される工業用水により希釈され、担体流動曝気槽及び活性汚泥槽には５５ｍ^３／ｈｒで導入した。その際の処理水中の有機化合物量は、図２４に示す通り、１，４－ジオキサン２．１ｋｇ／ｈｒ以下、アセトアルデヒド濃度は０．５ｋｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール濃度は０．２ｋｇ／ｈｒ以下であり、アセトアルデヒド、エチレングリコールに対しては良好な処理が可能であったが、１，４－ジオキサンに対しては全く処理ができなかった。また、発生した余剰汚泥量は、図２４に示す通り、２ｔ／日であり、実施例３－１の約４倍の汚泥量であった。

　＜比較例３－２＞
　排水処理装置３２００の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ^２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ^３／ｇの活性炭素繊維を使用した重量１００ｋｇの吸着素子を２個作成し、実施例３－１で使用した原水を処理水量２．１ｍ^３／ｈｒになるように導入し、一次処理水を得た。

　次に、排水処理装置３２００の脱水工程時におけるガスとして空気を使用し、脱水の風量を１２０Ｎｍ^３／ｍｉｎとした。脱着工程における加熱ガスとして１２０℃の空気を使用し、脱着の風速を１２０Ｎｍ^３／ｍｉｎとした。

　吸着工程における吸着時間は６０ｍｉｎ、脱水工程における脱水時間は５ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は５５ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の一次処理水中の有機化合物量は１，４－ジオキサン１ｇ／ｈｒ、アセトアルデヒド２８．４ｋｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール３１．６ｋｇ／Ｌ以下であった。また、脱着ガス中の有機化合物濃度は、１，４－ジオキサン１２０ｐｐｍ、アセトアルデヒド２８０ｐｐｍ、エチレングリコール２０ｐｐｍであった。

　次に、容量が９ｍ^３の原水調整槽、容量が２１ｍ^３の希釈槽容量、容量がいずれも３００ｍ^３の２つの担体流動曝気槽、容量が３００ｍ^３の２つの活性汚泥槽および容量が７５ｍ^３の沈殿槽からなる活性汚泥処理装置３３００を用いて、排水処理装置３２００から排出された一次処理水を導入し、二次処理水を得た。上記の担体流動曝気槽にはポリビニルアルコール架橋ゲル担体（直径約４ｍｍ）を３０ｍ^３投入した。

　また、上記の一次処理水中の有機化合物濃度は高く、微生物に対して負荷が高いため、希釈槽から供給される工業用水により希釈され、担体流動曝気槽及び活性汚泥槽には５５ｍ^３／ｈｒで導入した。

　その際の二次処理水中の有機化合物量は、図２４に示す通り、１，４－ジオキサン１ｇ／ｈｒ以下、アセトアルデヒド濃度は０．５ｋｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール濃度は０．２ｋｇ／ｈｒ以下であり、良好な処理が可能であった。ただし、発生した余剰汚泥量は２ｔ／日であり、実施例３－１の約４倍の汚泥量であった。

　次に、燃焼装置３４００の触媒として白金触媒を燃焼装置３４００に設置して、上記排水処理装置３２００から排出される脱着ガスを風量１２０Ｎｍ^３／ｍｉｎで供給し、熱交換器及び予熱ヒータにより３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、脱着ガス中の有機化合物を触媒にて酸化分解させ、分解ガスを得た。分解ガス中の有機化合物濃度は、図２４に示す通り、１，４－ジオキサン、アセトアルデヒド、エチレングリコールそれぞれ１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。

　燃焼装置３４００の出口温度を経時的に測定したところ、出口平均温度は３３０℃であり、熱交換率６０％で試算すると、燃焼装置３４００からの分解ガスとの熱交換のみでは脱着ガスを２２０℃までしか昇温することができないため、３００℃までの予熱のために電熱ヒータを使用した際の消費電力は、図２４に示す通り、２００ｋＷｈであった。

　熱交換器３４１０から排出された熱交換後の分解ガスの温度を測定したところ、平均温度３００℃であり、熱交換器４１１の熱交換率５０％で試算すると、熱交換のみで排水処理装置３２００に必要な加熱ガスの昇温が可能であるので、加熱に蒸気ヒータを使用した場合の使用蒸気量は、図２４に示す通り、０．１ｋｇ／ｈｒ以下にすることが可能であった。

　＜比較例３－３＞
　有効曝気容量２１ｍ^３の曝気槽３１００に曝気温度８０℃、曝気強度２．５ｍｉｎ^－１、風量５５Ｎｍ^３／ｍｉｎ、滞留時間１０ｈｒの条件で、実施例３－１で使用した原水を導入し、一次処理水を得た。

　その際の一次処理水中の有機化合物量は、１，４－ジオキサン１ｇ／ｈｒ以下、アセトアルデヒド０．０１ｋｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール３３．６ｋｇ／ｈｒ以下であった。

　また、曝気槽３１００から排出される曝気ガスの有機化合物濃度は、１，４－ジオキサン１２０ｐｐｍ、アセトアルデヒド４５００ｐｐｍ、エチレングリコール１ｐｐｍ以下となった。ただし、加温のために必要な投入蒸気量は、図２４に示す通り、１０００ｋｇ／ｈｒ以上となり、非常に蒸気量を使用することとなった。

　次に、実施例３－１と同様の活性汚泥処理装置３３００を使用して、上記曝気槽３１００から排出された一次処理水を導入して、二次処理水を得た。また、上記の一次処理水中の有機化合物濃度は高く、微生物に対して負荷が高いため、希釈槽から供給される工業用水により希釈され、担体流動曝気槽及び活性汚泥槽には２１ｍ^３／ｈｒで導入した。

　その際の二次処理水中の有機化合物量は、図２４に示す通り、１，４－ジオキサン１ｇ／ｈｒ以下、アセトアルデヒド濃度は０．５ｇ／ｈｒ以下、エチレングリコール濃度は０．２ｋｇ／ｈｒ以下であり、良好な処理が可能であった。また、発生した余剰汚泥量は、図２４に示す通り、０．６ｔ／日と少量であった。

　次に、燃焼装置の触媒として白金触媒を燃焼装置３４００に設置して、上記曝気槽３１００から排出される曝気ガスを風量５５Ｎｍ^３／ｍｉｎで供給し、熱交換器及び予熱ヒータにより３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、脱着ガス中の有機化合物が触媒にて酸化分解させ、分解ガスを得た。その際の分解ガス中の有機化合物濃度は、図２４に示す通り、１，４－ジオキサン、アセトアルデヒド、エチレングリコールそれぞれ１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。

　燃焼装置３４００の出口温度を経時的に測定したところ、出口平均温度は４５０℃であり、熱交換率６０％で試算すると、燃焼装置３４００からの分解ガスとの熱交換のみで、曝気ガスを３００℃まで昇温がほぼ可能であるので、電熱ヒータを使用した際の消費電力は、図２４に示す通り、０．１ｋＷｈ以下にすることが可能となった。

　今回開示された上記各実施の形態および各実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ　排水処理システム、１１００、２２００、３２００　排水処理装置、１１１０、２２１０、３２１０　第１処理槽、１１１１、１１２１、２２１１、２２２１　吸着素子、１１２０、２２２０、３２２０　第２処理槽、１１５０、１１７０、２２５０、２２７０、３２１１、３２２１、３２５０、３２７０　吸着材、１１６１、２２６１、３２６１　回転軸、１１７５、２２７５、３２７５　単位吸着ユニット、１１８１、２２８１、３２８１　導入管、１１８２、２２８２、３２８２　導出管、１１８５、２２８５、３２８５　枠体、１２００、３３００　活性汚泥処理装置、１２１０、２１００、３１００、３３１０　曝気槽、１２１１、２１１１、３１１１、３３１１　曝気装置、１２２０、３３２０　沈殿槽、１３００、２３００、３４００　燃焼装置、１３１０、２３１０、２３１１、３４１０、３４１１　熱交換器、１３２０、２３２０、３４２０　燃焼炉、１３２１、２３２１　電熱ヒータ、３１１２　加温装置、Ｌ１００１～Ｌ１０１５、Ｌ２００１～Ｌ２０１４、Ｌ３００１～Ｌ３０１９　配管ライン、Ｖ１１０１～Ｖ１１１２、Ｖ２２０１～Ｖ２２１２、Ｖ３２０１～Ｖ３２１２　バルブ。

Claims

　有機物質を含有する排水から有機物質を除去することで当該排水を清浄化する排水処理システムであって、
　有機物質を含有する排水を曝気処理することで、排水中から有機物質を揮発除去させ、有機物質を含有する曝気ガスを排出させる曝気槽（２１００）と、
　前記曝気槽（２１００）に接続され、有機物質を含有する排水を接触させることで有機物質を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子（２２１１，２２２１）を含み、前記吸着素子（２２１１，２２２１）に排水を供給することで有機物質を前記吸着素子（２２１１，２２２１）に吸着させて処理水として排出し、前記吸着素子（２２１１，２２２１）に加熱ガスを供給することで有機物質を前記吸着素子（２２１１，２２２１）から脱着させて有機物質を含有する脱着ガスとして排出する排水処理装置（２２００）と、
　前記曝気槽（２１００）および前記排水処理装置（２２００）に接続され、前記曝気槽（２１００）および前記排水処理装置（２２００）から排出された有機物質を含有する曝気ガスと脱着ガスの混合ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置（２３００）を備え、
　前記排水処理装置（２２００）は、前記吸着素子（２２１１，２２２１）の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに前記吸着素子（２２１１，２２２１）の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に処理水を処理可能なものである排水処理システム。
　前記排水処理装置（２２００）は、前記吸着素子（２２１１，２２２１）にガスを吹き付けることで前記吸着素子（２２１１，２２２１）に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する、請求項１に記載の排水処理システム。
　前記排水処理装置（２２００）から排出された除去排水が、排水として前記排水処理装置（２２００）に再度供給されるように構成された、請求項２に記載の排水処理システム。
　前記吸着素子（２２１１，２２２１）が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１種の吸着材を含んでいる、請求項１から３のいずれかに記載の排水処理システム。
　前記燃焼装置（２３００）から排出される分解ガスを熱交換し、前記排水処理装置（２２００）の加熱ガスを予熱するように構成された、請求項１から４のいずれかに記載の排水処理システム。
　有機化合物を含有する排水から有機化合物を除去することで当該排水を清浄化する排水処理システムであって、
　有機化合物を含有する排水を曝気処理することで、排水中から有機化合物を揮発除去させた一次処理水として排出させ、有機化合物を含有する曝気ガスを排出させる曝気槽（３１００）と、
　有機化合物を含有する前記一次処理水を接触させることで有機化合物を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機化合物を脱着する吸着素子（３２１１，３２２１）を含み、前記吸着素子（３２１１，３２２１）に前記一次処理水を供給することで有機化合物を前記吸着素子（３２１１，３２２１）に吸着させて二次処理水として排出し、前記吸着素子（３２１１，３２２１）に加熱ガスを供給することで有機化合物を前記吸着素子（３２１１，３２２１）から脱着させて有機化合物を含有する脱着ガスとして排出し、前記吸着素子（３２１１，３２２１）の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに前記吸着素子（３２１１，３２２１）の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に二次処理水を処理可能なものである排水処理装置（３２００）と、
　有機化合物を分解する微生物が含まれた活性汚泥を有し、前記二次処理水を当該活性汚泥に接触させることで微生物によって有機化合物を分解させて除去して三次処理水として排出する活性汚泥処理装置（３３００）と、
　前記曝気槽（３１００）および前記排水処理装置（３２００）に接続され、前記曝気槽（３１００）および排水処理装置（３２００）から排出された有機化合物を含有する曝気ガスと脱着ガスの混合排ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置（３４００）とを備えた排水処理システム。
　前記排水処理装置（３２００）は、前記吸着素子（３２１１，３２２１）にガスを吹き付けることで前記吸着素子（３２１１，３２２１）に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する、請求項６に記載の排水処理システム。
　前記排水処理装置（３２００）から排出された除去排水が、排水として前記排水処理装置（３２００）に再度供給されるように構成された、請求項７に記載の排水処理システム。
　前記吸着素子（３２１１，３２２１）が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含んでいる、請求項６から８のいずれかに記載の排水処理システム。
　前記燃焼装置（３４００）から排出される分解ガスを熱交換し、前記排水処理装置（３２００）の加熱ガスを予熱するように構成された、請求項６から９いずれかに記載の排水処理システム。
　有機化合物を含有する排水から有機化合物を除去することで当該排水を清浄化する排水処理システムであって、
　有機化合物を含有する排水を接触させることで有機化合物を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機化合物を脱着する吸着素子（１１１１，１１２１）を含み、前記吸着素子（１１１１，１１２１）に排水を供給することで有機化合物を前記吸着素子（１１１１，１１２１）に吸着させて一次処理水として排出し、前記吸着素子（１１１１，１１２１）に加熱ガスを供給することで有機化合物を前記吸着素子（１１１１，１１２１）から脱着させて有機化合物を含有する脱着ガスとして排出する排水処理装置（１１００）と、
　前記排水処理装置（１１００）に接続され、有機化合物を分解する微生物が含まれた活性汚泥を有し、前記排水処理装置（１１００）から排出された一次処理水を当該活性汚泥に接触させることで微生物によって有機化合物を分解させて除去して二次処理水として排出する活性汚泥処理装置（１２００）とを備え、
　前記排水処理装置（１２００）は、前記吸着素子（１１１１，１１２１）の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに前記吸着素子（１１１１，１１２１）の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に一次処理水を処理可能なものである、排水処理システム。
　前記排水処理装置（１２００）は、前記吸着素子（１１１１，１１２１）にガスを吹き付けることで前記吸着素子（１１１１，１１２１）に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する、請求項１１に記載の排水処理システム。
　前記排水処理装置（１２００）から排出された除去排水が、排水として前記排水処理装置（１２００）に再度供給されるように構成された、請求項１２に記載の排水処理システム。
　前記吸着素子（１１１１，１１２１）が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含んでいる、請求項１１から１３のいずれかに記載の排水処理システム。
　前記排水処理装置（１２００）に接続され、前記排水処理装置から排出された脱着ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置を備えている、請求項１１から１４のいずれかに記載の排水処理システム。