JP3795268B2

JP3795268B2 - 有機塩素化合物含有汚水の処理方法およびその装置

Info

Publication number: JP3795268B2
Application number: JP23057099A
Authority: JP
Inventors: 久倫鳥居; 圭介舩石; 廣二関
Original assignee: アタカ工業株式会社
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2019-08-17
Also published as: JP2001047090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物に有害で生物分解が困難な有機塩素化合物を含有する汚水を処理する有機塩素化合物の処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）やテトラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）、ダイオキシン類、ビスフェノールＡなどの環境ホルモンなど、塩素基を有し生物に有害で生物分解が困難な有機塩素化合物を含有する汚水を処理する方法として、例えば特開平７−１０８２８５号公報に記載の構成が知られている。
【０００３】
この特開平７−１０８２８５号公報に記載のものは、有機塩素化合物を含有する汚水を中性ないし弱酸性に調整した後に紫外線を照射しつつオゾンを供給し、ヒドロキシラジカルを生成させ、このヒドロキシラジカルにより有機塩素化合物を酸化分解する。
【０００４】
しかしながら、この特開平７−１０８２８５号公報に記載のものでは、有機塩素化合物を生物に対してほぼ無害の状態にまで酸化分解するためには、紫外線の照射およびオゾンの添加の処理を十分に長い時間をかけて処理する必要があり、処理効率の向上が図れないとともに、多大な処理コストが必要となる問題がある。
【０００５】
そこで、例えば特開平８−２８１０６６号公報および特開平９−１２２４４１号公報に記載のように、有機塩素化合物を親水性の中間副生成物に酸化分解し、この親水性の中間副生成物を水に溶解して生物処理する構成が知られている。
【０００６】
すなわち、特開平８−２８１０６６号公報に記載のものは、抽出した揮発性の有機塩素化合物を含有する気体に紫外線を照射して揮発性の有機塩素化合物をジクロルアセチルクロリド、モノクロルアセチルクロリドなどのアセチルクロリドなどの親水化した中間副生成物の有機塩素化合物に分解し、生物処理槽に設けた微生物を担持する充填材を充填し上方から散水されて湿潤化された充填層を通過させ、担持された微生物により生物処理され、最終分解物の塩化水素および二酸化炭素に酸化分解する。
【０００７】
また、特開平９−１２２４４１号公報に記載のものは、抽出した揮発性の有機塩素化合物を含有する気体に紫外線を照射して揮発性の有機塩素化合物をアセチルクロリドなどの親水性の中間副生成物である有機塩素化合物に酸化分解し、このアセチルクロリドなどの有機塩素化合物を含有したガスを曝気して水に溶解させ、塩素化合物などの好気性生物の成育に阻害となる物質を除去する還元性物質を添加するとともに活性炭と接触させて生物処理する構成が採られている。
【０００８】
ところで、テトラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）を親水化して生成する中間副生成物であるトリクロルアセチルクロリドを水と接触させることにより生成するハロ酢酸であるトリクロル酢酸を唯一の炭素源とする微生物は特に収率が非常に低く、増殖率が極めて低いことが知られている。このため、上記特開平８−２８１０６６号公報および特開平９−１２２４４１号公報に記載のように、揮発性の有機塩素化合物を分解して親水化し、この親水化された中間副生成物である有機塩素化合物を水に溶解して生物処理する構成において、特に地下水や下水２次処理水などの揮発性の有機塩素化合物の含有量が少ない汚水を処理する場合、微生物の収率が特に低くなり、これらハロ酢酸を高度に処理するには長時間微生物と接触させて処理する必要があり、処理効率のさらなる向上が望めない。したがって、このハロ酢酸を高度に除去するためには、さらに活性炭などにて吸着分離することも考えられるが、短時間で活性炭の吸着能が低下するので、頻繁な活性炭の交換が必要で、処理が煩雑となるとともに、多大な処理コストが必要となるおそれがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特開平７−１０８２８５号公報に記載のものでは、有機塩素化合物を生物に対してほとんど無害の状態にまで酸化分解するためには、紫外線の照射およびオゾンの添加の処理を十分に長い時間をかけて処理する必要があり、処理効率の向上が図れないとともに、多大な処理コストが必要となる問題がある。
【００１０】
また、特開平８−２８１０６６号公報および特開平９−１２２４４１号公報に記載のような親水化した中間副生成物である有機塩素化合物を水に溶解して生物処理する構成では、生成するハロ酢酸を生物処理により効率よく無害化処理するのに時間を要し、さらなる処理効率の向上および処理コストの低減が図れない問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、汚水中の有機塩素化合物を効率よく確実に処理して無害化する有機塩素化合物含有汚水の処理方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法は、有機塩素化合物を含有する汚水に、紫外線の照射、過酸化水素の添加およびオゾンの添加の少なくともいずれか２つの工程からなる酸化処理を施して前記有機塩素化合物を酸化して親水性の中間副生成物に分解するとともにこの中間副生成物を汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解し、このハロ酢酸を生成した前記汚水を活性炭と接触させて前記ハロ酢酸を前記活性炭に吸着させ、この活性炭に吸着されるハロ酢酸を前記活性炭に担持される微生物により分解するものである。
【００１３】
そして、紫外線の照射、過酸化水素の添加およびオゾンの添加の少なくともいずれか２つの工程からなる酸化処理により汚水中の有機塩素化合物を酸化して親水性の中間副生成物に分解しつつ順次中間副生成物を汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解した後に、汚水に活性炭を接触させてハロ酢酸を一旦活性炭に吸着し、この吸着したハロ酢酸を活性炭に担持される微生物により分解するため、微生物にて分解に時間を要するハロ酢酸でも一旦活性炭に吸着させることにより処理効率が向上するとともに、吸着したハロ酢酸は微生物にて徐々に順次分解するので長期間安定して活性炭の吸着能が得られ、高度にハロ酢酸を除去し、特に有機塩素化合物の含有量が少ない汚水でも、高度に効率よく有機塩素化合物を分解処理する。
【００１４】
請求項２記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法は、請求項１記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法において、活性炭は、骨炭であるものである。
【００１５】
そして、活性炭に骨炭を使用するため、骨炭に含有する微生物の栄養元素により微生物の活性が増大し、処理効率が向上するとともに、別途微生物の栄養元素を添加する必要がなく、処理コストが低減し処理効率も向上する。
【００１６】
請求項３記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法は、請求項１または２記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法において、汚水が生物難分解性の有機物を含有する場合には、活性炭にハロ酢酸を吸着させる前に前記汚水に超音波による振動を加えるものである。
【００１７】
そして、汚水が生物難分解性の有機物を含有する場合には活性炭にハロ酢酸を吸着させる前に汚水に超音波による振動を加えるため、超音波により汚水中に部分的な高温および高圧状態が形成されて有機物を酸化分解するので、活性炭に担持された微生物にて分解できない生物難分解性の有機物が含有されても汚水を高度に処理する。
【００１８】
請求項４記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置は、有機塩素化合物を含有する汚水に紫外線を照射する紫外線照射手段、前記汚水に過酸化水素を添加する過酸化水素添加手段および前記汚水にオゾンを添加するオゾン添加手段の少なくともいずれか２つを備え前記有機塩素化合物を親水性の中間副生成物に酸化分解するとともにこの中間副生成物を汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解する酸化処理手段と、この酸化処理手段にて前記ハロ酢酸を吸着するとともにこの吸着したハロ酢酸を分解する微生物を担持する活性炭を収容する生物活性炭槽とを具備したものである。
【００１９】
そして、紫外線照射手段による紫外線の照射、過酸化水素添加手段による過酸化水素の添加およびオゾン添加手段によるオゾンの添加の少なくともいずれか２つの工程からなる酸化処理により、汚水中の有機塩素化合物を酸化して親水性の中間副生成物に分解しつつ順次中間副生成物を汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解した後に、汚水に活性炭を接触させてハロ酢酸を一旦活性炭に吸着し、この吸着したハロ酢酸を活性炭に担持される微生物により分解するため、微生物にて分解に時間を要するハロ酢酸でも一旦活性炭に吸着させることにより処理効率が向上するとともに、吸着したハロ酢酸は微生物にて徐々に順次分解するので長期間安定して活性炭の吸着能が得られ、高度にハロ酢酸を除去し、特に揮発性有機塩素化合物の含有量が少ない汚水でも、高度に効率よく揮発性有機塩素化合物を分解処理する。
【００２０】
請求項５記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置は、請求項４記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置において、活性炭は、骨炭であるものである。
【００２１】
そして、活性炭に骨炭を使用するため、骨炭に含有する微生物の栄養元素により微生物の活性が増大し、処理効率が向上するとともに、別途微生物の栄養元素を添加する必要がなく、処理コストが低減し処理効率も向上する。
【００２２】
請求項６記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置は、請求項４または５記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置において、酸化処理手段は、汚水に超音波による振動を加える超音波発振手段を備えたものである。
【００２３】
そして、酸化処理手段に汚水に超音波による振動を加える超音波発振手段を設けるため、仮に汚水に活性炭に担持された微生物にて分解できない生物難分解性の有機物が含有されていても、超音波発振手段からの超音波により汚水中に部分的な高温および高圧状態が形成されて有機物を酸化分解するので、汚水を高度に処理する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を示す有機塩素化合物含有汚水の処理装置の構成を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１において、１は酸化処理槽で、この酸化処理槽１は、内面に例えば酸化チタン（ＴｉＯ₂）などの光触媒２が塗布などにて被覆され上下方向に軸方向を有した略円筒状に形成されている。そして、この酸化処理槽１には、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂：ＴＣＥ）やテトラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）、ダイオキシン類、ビスフェノールＡなどの環境ホルモンなど、塩素基を有し生物に有害で生物分解が困難な有機塩素化合物を含有する汚水を流入する流入管３が、上端の外周側に変位した位置に接続されている。また、この流入管３には、汚水に過酸化水素を添加する過酸化水素添加手段である前段酸化処理槽４が設けられている。なお、前段酸化処理槽４を設けず過酸化水素添加手段を直接流入管３に接続して直接流入管３を流過する汚水に過酸化水素を添加したり、酸化処理槽１に接続して酸化処理槽１内に流入した汚水に過酸化水素を添加してもよい。
【００２６】
また、この酸化処理槽１には、底部に位置して流入した汚水に超音波による振動を加える超音波発振手段６が配設されている。さらに、酸化処理槽１の底部近傍には、オゾンを曝気するオゾン添加手段７が配設されている。また、酸化処理槽１内には、流入した汚水にキセノンランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプなどの紫外線を照光する図示しない紫外線ランプを備えた紫外線照射手段８が略中央に位置して配設されている。そして、紫外線ランプは、波長が３００nm以下の紫外線を照射可能、例えば１８５nmおよび２５４nmの波長の紫外線を照射する１１９Ｗの合成石英ガラス管ランプなど、不純物が０．００１％以下の合成石英ガラスにて形成され、波長が２００nm以下の紫外線を５０％以上透過する図示しないガラス管にて構成されている。
【００２７】
また、酸化処理槽１には、底部から汚水を槽外に流出させる流出管10が設けられている。なお、この流出管10は、流入管３に対して反対側に位置して流入管３から流入した汚水が紫外線照射手段８の紫外線ランプの周囲を流過するように設けられている。そして、この流出管10の先端には、活性炭を収容する生物活性炭槽11が設けられている。また、流出管10には、流通する汚水に微生物の栄養源である燐化合物および窒素化合物の少なくともいずれか１つ、例えばリン酸アンモニウムマグネシウムを添加する栄養源添加手段12が設けられている。
【００２８】
さらに、生物活性炭槽11には、活性炭に担持される微生物により処理された汚水である処理水を槽外に流出する放流管13が、底部に接続された流出管10に対して反対側の上部外周面に接続されている。また、この放流管13には、処理水の一部を再び酸化処理槽１に返送して循環させる循環管14が流入管３に接続されて設けられている。
【００２９】
次に、上記実施の一形態の処理動作を説明する。
【００３０】
生物難分解性の有機塩素化合物、例えばジクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＨＣｌ、ＣＨ₂＝ＣＣｌ₂）、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）やテトラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）の少なくともいずれか１つを含有する汚水を、過酸化水素添加手段の前段酸化処理槽４から過酸化水素を適宜添加しつつ流入管３から酸化処理槽１に流入させる。この過酸化水素の添加により、過酸化水素の自身酸化作用にて有機塩素化合物の一部が親水性の塩化カルボニル（ＣＯＣｌ₂）やジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）、トリクロルアセチルクロリド（ＣＣｌ₃ＣＯＣｌ）などの中間副生成物や、生物に対して害の少ない一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解される。そして、これら親水性の中間副生成物や最終生成物は、汚水の水により、親水性に酸化分解された塩化カルボニル（ＣＯＣｌ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などは効率よく溶解し、ジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）は加水分解されてハロ酢酸であるジクロル酢酸（ＣＨＣｌ₂ＣＯＯＨ：ＤＣＡＡ）として溶解し、トリクロルアセチルクロリド（ＣＣｌ₃ＣＯＣｌ）は加水分解されてハロ酢酸であるトリクロル酢酸（ＣＣｌ₃ＣＯＯＨ：ＴＣＡＡ）として溶解する。
【００３１】
そして、有機塩素化合物の一部が分解され酸化処理槽１内に流入された汚水は、紫外線照射手段８の紫外線ランプから紫外線が照射されつつオゾンが曝気される。この曝気されたオゾンは、オゾンは瞬時に自己分解して強い酸化剤として作用するフリーラジカルであるヒドロキシラジカルを生成し、残留する有機塩素化合物の一部を親水性の塩化カルボニル（ＣＯＣｌ₂）やジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）、トリクロルアセチルクロリド（ＣＣｌ₃ＣＯＣｌ）などの中間副生成物や、生物に対して害の少ない一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解するとともに、溶解するハロ酢酸の一部を一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解する。さらに、オゾンは、残留する過酸化水素を分解してヒドロキシラジカルを生成させ、残留する有機塩素化合物や中間副生成物の一部を酸化分解する。
【００３２】
また、紫外線の照射により、残留する有機塩素化合物の一部を親水性の塩化カルボニル（ＣＯＣｌ₂）やジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）、トリクロルアセチルクロリド（ＣＣｌ₃ＣＯＣｌ）などの中間副生成物や、生物に対して害の少ない一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解するとともに、溶解するハロ酢酸の一部を一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解する。さらに、紫外線の照射により、有機塩素化合物との反応に寄与せずに残留する過酸化水素をヒドロキシラジカルに分解するとともに、紫外線が照射された光触媒にて過酸化水素がヒドロキシラジカルに分解され、これらヒドロキシラジカルが残留する有機塩素化合物や中間副生成物を酸化分解する。
【００３３】
さらに、汚水は、適宜超音波発振手段６から出力される超音波により振動が加えられる。この超音波により、汚水中に部分的な高温および高圧状態が形成され、汚水中に含有される生物学的酸素要求量（Biological Oxygen Demand：ＢＯＤ）に起因する有機物や微生物にて分解が困難な生物難分解性の有機物である化学的酸素要求量（Chemical Oxygen Demand：ＣＯＤ）に起因する有機物を生物易分解性の有機物に酸化分解する。
【００３４】
そして、有機塩素化合物が酸化分解された汚水は、流出管10を介して生物活性炭槽11に流入する。この流出管10を流通する際には、栄養源添加手段12から燐化合物および窒素化合物の少なくともいずれか１つ、例えばリン酸アンモニウムマグネシウムが適宜添加される。
【００３５】
この汚水が生物活性炭槽11に流入した際、仮に汚水中に生物活性を阻害するオゾンや過酸化水素が残留していても、活性炭によりオゾンや過酸化水素は分解除去される。
【００３６】
この微生物の栄養源となるリン酸アンモニウムマグネシウムが添加された汚水は、生物活性炭槽11内の活性炭と接触され、汚水中の中間副生成物であるハロ酢酸が活性炭に吸着される。さらに、この活性炭に吸着されたハロ酢酸は、活性炭に担持される微生物により酸化分解される。また、微生物は、超音波により酸化分解された生物易分解性のＢＯＤに起因する有機物を酸化分解する。
【００３７】
そして、有機塩素化合物が生物に対してほとんど無害の最終生成物まで酸化分解された汚水である処理水は、放流管13を介して系外に流出される。
【００３８】
また、処理水の一部は、循環管14を介して再び流入管３に返送され、汚水とともに再び処理される。なお、この循環させる処理水の量は、汚水の有機塩素化合物の濃度やＢＯＤあるいはＣＯＤに起因する有機物などの他の汚染物質の濃度などにより適宜設定される。
【００３９】
上述したように、上記実施の形態では、紫外線の照射、過酸化水素の添加、オゾンの添加および光触媒２による酸化処理にて、汚水中の有機塩素化合物を酸化して親水性の中間副生成物に分解しつつ順次酸化分解された中間副生成物を汚水の水にてハロ酢酸に加水分解した後に、汚水を活性炭と接触させて汚水中のハロ酢酸を一旦活性炭に吸着し、この吸着したハロ酢酸を活性炭に担持された微生物にて酸化分解するため、微生物にて分解に時間を要するハロ酢酸でも一旦活性炭に吸着させることにより処理効率を向上できるとともに、吸着したハロ酢酸は微生物にて徐々に順次分解するので長期間安定して活性炭の吸着能が得られ、高度にハロ酢酸を除去でき、特に有機塩素化合物の含有量が少ない地下水や上水、下水２次処理水などの汚水でも高度に効率よく有機塩素化合物を分解処理でき、無害化できる。
【００４０】
そして、有機塩素化合物の酸化処理の際、紫外線の照射、過酸化水素の添加、オゾンの添加および光触媒２の４つの酸化処理工程を組み合わせたため、効率よく確実に有機塩素化合物を酸化分解できる。
【００４１】
さらに、活性炭にハロ酢酸を吸着させる前に汚水に超音波による振動を加えるため、超音波により汚水中に部分的な高温および高圧状態が形成されて汚水中に含有される有機物を酸化分解するので、活性炭に担持された微生物にて分解が困難な生物難分解性の有機物が含有されても、汚水を高度に処理できる。
【００４２】
また、処理水の一部を循環させるため、汚水を高度に処理できる。
【００４３】
なお、上記図１に示す実施の形態において、栄養源添加手段12を設けて説明したが、例えば汚水中に微生物の栄養源となる燐化合物や窒素化合物などが含有されている場合には、設けなくてもよい。すなわち、汚水中の汚染物質である燐化合物や窒素化合物が栄養源として微生物に利用され、これら汚染物質をも除去できることとなる。
【００４４】
そして、有機塩素化合物の酸化処理の際、紫外線の照射、過酸化水素の添加、オゾンの添加および光触媒２の４つの酸化処理工程を組み合わせて説明したが、紫外線の照射、過酸化水素の添加およびオゾンの添加の少なくともいずれか２つの酸化処理を組み合わせればよい。
【００４５】
また、生物活性炭槽11に収容する活性炭は、浮遊状態、あるいは所定範囲で層状に充填した構成など収容形態は適宜設定できる。
【００４６】
そして、処理水を別途浄化処理して最終生成物を除去してもよい。
【００４７】
次に、他の実施の形態を図２を参照して説明する。
【００４８】
この図２に示す実施の形態は、上記図１に示す実施の形態の酸化処理槽にオゾン添加手段７、光触媒２および超音波発振手段６を設けないとともに、生物活性炭槽11に収容する活性炭として骨炭を用い、かつ栄養源添加手段12および循環管14を設けない構成のものである。
【００４９】
すなわち、酸化処理槽１は、図１に示す実施の形態と同様に、略中心に紫外線照射手段８が配設され例えば水平方向に軸方向を有した略円筒状に形成され、一端側外周面の上方に位置する部分に汚水が流入する流入管３が接続され、他端側外周面の下方に位置する部分に流出管10が接続されている。また、この流入管３には、汚水に過酸化水素を添加する過酸化水素添加手段である前段酸化処理槽４が設けられている。なお、前段酸化処理槽４を設けず過酸化水素添加手段を直接流入管３に接続して直接流入管３を流過する汚水に過酸化水素を添加したり、酸化処理槽１に接続して酸化処理槽１内に流入した汚水に過酸化水素を添加してもよい。また、酸化処理槽１は、軸方向を水平方向とする横置きに限られず、軸方向を垂直方向とする縦置きなどとすることもできる。
【００５０】
そして、流出管10の先端には、活性炭としての骨炭を収容する生物活性炭槽11が設けられている。さらに、生物活性炭槽11には、骨炭に担持される微生物により処理された汚水である処理水を槽外に流出する放流管13が、底部に接続された流出管10に対して反対側の上部外周面に接続されている。
【００５１】
次に、上記図２に示す実施の一形態の処理動作を説明する。
【００５２】
生物難分解性の有機塩素化合物、例えばジクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＨＣｌ、ＣＨ₂＝ＣＣｌ₂）、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）やテトラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）の少なくともいずれか１つを含有する汚水を、過酸化水素添加手段の前段酸化処理槽４から過酸化水素を適宜添加しつつ流入管３から酸化処理槽１に流入させる。この過酸化水素の添加により、過酸化水素の自身酸化作用にて有機塩素化合物の一部が親水性の塩化カルボニル（ＣＯＣｌ₂）やジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）、トリクロルアセチルクロリド（ＣＣｌ₃ＣＯＣｌ）などの中間副生成物や、生物に対して害の少ない一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解される。そして、これら親水性の中間副生成物や最終生成物は、汚水の水により、親水性に酸化分解された塩化カルボニル（ＣＯＣｌ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などは効率よく溶解し、ジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）は加水分解されてハロ酢酸であるジクロル酢酸（ＣＨＣｌ₂ＣＯＯＨ：ＤＣＡＡ）として溶解し、トリクロルアセチルクロリド（ＣＣｌ₃ＣＯＣｌ）は加水分解されてハロ酢酸であるトリクロル酢酸（ＣＣｌ₃ＣＯＯＨ：ＴＣＡＡ）として溶解する。
【００５３】
そして、有機塩素化合物の一部が分解され酸化処理槽１内に流入された汚水は、紫外線照射手段８の紫外線ランプから紫外線が照射される。この紫外線の照射により、残留する有機塩素化合物の一部を親水性の塩化カルボニル（ＣＯＣｌ₂）やジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）、トリクロルアセチルクロリド（ＣＣｌ₃ＣＯＣｌ）などの中間副生成物や、生物に対して害の少ない一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解するとともに、溶解するハロ酢酸の一部を一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）などの最終生成物に酸化分解する。さらに、紫外線の照射により、有機塩素化合物との反応に寄与せずに残留する過酸化水素をヒドロキシラジカルに分解し、このヒドロキシラジカルが残留する有機塩素化合物や中間副生成物を酸化分解する。
【００５４】
そして、有機塩素化合物が酸化分解された汚水は、流出管10を介して生物活性炭槽11に流入する。なお、この汚水が生物活性炭槽11に流入した際、仮に汚水中に生物活性を阻害する過酸化水素が残留していても、活性炭により過酸化水素は分解除去される。そして、汚水は生物活性炭槽11内の骨炭と接触し、汚水中の中間副生成物であるハロ酢酸が活性炭に吸着される。さらに、この活性炭に吸着されたハロ酢酸は、骨炭から燐などの栄養源を摂取しつつ骨炭に担持される微生物により酸化分解される。
【００５５】
そして、有機塩素化合物が生物に対してほとんど無害の最終生成物まで酸化分解された汚水である処理水は、放流管13を介して系外に流出される。
【００５６】
このように、紫外線の照射および過酸化水素の添加による酸化処理にて、汚水中の有機塩素化合物を酸化して親水性の中間副生成物に分解しつつ順次酸化分解された中間副生成物を汚水の水にてハロ酢酸に加水分解した後に、汚水を活性炭と接触させて汚水中のハロ酢酸を一旦活性炭に吸着し、この吸着したハロ酢酸を活性炭に担持された微生物にて酸化分解するため、微生物にて分解に時間を要するハロ酢酸でも一旦活性炭に吸着させることにより処理効率を向上できるとともに、吸着したハロ酢酸は微生物にて徐々に順次分解するので長期間安定して活性炭の吸着能が得られ、高度にハロ酢酸を除去でき、特に有機塩素化合物の含有量が少ない地下水や上水、下水２次処理水などの汚水でも高度に効率よく有機塩素化合物を分解処理でき、無害化できる。
【００５７】
【実施例】
まず、地下水の汚染物質として代表的なトリクロルエチレン（ＴＣＥ）を２．２ｍｇ／リットルの条件で調整した汚水を、上記図２に示す生物活性炭処理槽11より上流側の構成と同一の構成の装置を用いて処理した。なお、紫外線照射手段の紫外線ランプとしては、２０Ｗの低圧水銀ランプを用いた。
【００５８】
そして、過酸化水素を２０ｍｇ／リットルの条件で添加し、紫外線を照射して酸化処理した。その結果を図３に示す。
【００５９】
この図３に示す結果から、ＴＣＥが約９９．９％以上分解するためには、３分を要することがわかる。また、ＴＣＥが分解されて生成するジクロル酢酸をさらに酸化分解するためには、約３場合以上の１０分以上の時間で酸化処理する必要があることがわかる。このことから、酸化処理のみで無害化するまでに長時間を要することがわかる。さらに、処理後の汚水中には、過酸化水素が数ｍｇ／リットル残留することが認められ、この過酸化水素も有害物質であることから別途酸化剤除去のための処理をする必要がある。
【００６０】
次に、図２に示す生物活性炭槽11の代わりに活性汚泥により処理する活性汚泥槽を用いた装置により、ＴＣＥを１０ｍｇ／リットル含有する汚水を処理した。なお、前段での酸化処理槽では３分間酸化処理した。
【００６１】
この結果、活性汚泥槽内では汚泥を維持できず、ほとんどジクロル酢酸が処理されなかった。すなわち、３分間の酸化処理で、図３に示す結果からもわかるように、活性汚泥槽にはジクロル酢酸が０．５ｍｇ／リットル流入することとなる。そして、ジクロル酢酸のＢＯＤは０．２３１〔ｋｇＢＯＤ／ｋｇジクロル酢酸〕であることから、活性汚泥槽には０．１２ｍｇＢＯＤ／リットルの非常に低濃度のＢＯＤが流入することとなる。さらに、活性汚泥槽には、上述したように数ｍｇ／リットルの過酸化水素が流入する。これらのことから、汚泥が維持されず、また、汚泥が残留しても活性は低く、ジクロル酢酸が生物処理されないでそのまま流出したものと考えられる。
【００６２】
次に、上記活性汚泥槽の代わりに砂濾過槽を用いた装置にて同様にＴＣＥの処理状況を確認した。その結果、上述した活性汚泥槽と同様に、汚泥の活性が得られず、ジクロル酢酸がほとんど処理されずに流出することとなった。
【００６３】
一方、図２に示す装置を用いて、ＴＣＥを１０ｍｌ／リットルの条件で調整して汚水とし、この汚水を酸化処理槽１に滞留時間が約３分程度となるように連続的に流入し、過酸化水素を２０ｍｌ／リットル添加した。この酸化処理槽１から流出する汚水の性状を図４に示す。そして、酸化処理槽１で酸化処理した汚水を生物活性炭槽11に流入させて、リン酸を０．００２ｍｇ／リットル添加しつつ活性炭と６分間接触させた。その結果を図５に示す。なお、酸化処理槽１から流出する汚水中に含有する未反応の過酸化水素は、約２０ｍｌ／リットルであった。
【００６４】
そして、図４に示す結果から、図３に示す結果と同様に、３分間酸化処理することにより、ＴＣＥは約９９．９％以上が分解され、酸化処理により生成するジクロル酢酸は約０．５ｍｇ／リットルで安定していた。
【００６５】
また、図５に示す結果から、生物活性炭槽11から流出する処理水は、処理初期からジクロル酢酸が約９９％以上除去されていた。なお、塩素収支は処理当初から６日まで増大し、６日以降で塩素収支が約１００％となることから、処理当初から６日程度までは微生物にてジクロル酢酸があまり分解されておらず、６日以降でほぼ１００％微生物にて分解されていることがわかる。
【００６６】
このように、生物が分解可能なハロ酢酸の中間副生成物に分解しておき、生物が分解するまでに要する時間を一旦活性炭に吸着させておくため、中間副生成物が未分解のまま流出することを防止して確実にほとんど無害の状態に分解処理できることがわかる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法によれば、紫外線の照射、過酸化水素の添加およびオゾンの添加の少なくともいずれか２つの工程を組み合わせた酸化処理により汚水中の有機塩素化合物を親水性の中間副生成物に酸化分解しつつ順次汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解し、活性炭を接触させてハロ酢酸を一旦活性炭に吸着して活性炭に担持される微生物により分解するため、微生物にて分解に時間を要するハロ酢酸でも一旦活性炭に吸着させることにより未分解のまま流出することなく確実に処理でき、処理効率を向上できるとともに、吸着したハロ酢酸は微生物にて徐々に順次分解するので長期間安定して活性炭の吸着能が得られるので、高度にハロ酢酸を除去でき、特に有機塩素化合物の含有量が少ない汚水でも、微生物により高度に効率よく有機塩素化合物を分解処理できる。
【００６８】
請求項２記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法によれば、請求項１記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法の効果に加え、活性炭に骨炭を使用するため、骨炭に含有する微生物の栄養元素により微生物の活性を増大でき、処理効率を向上できるとともに、別途微生物の栄養元素を添加する必要がなく、処理コストを低減でき、処理効率も向上できる。
【００６９】
請求項３記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法によれば、請求項１または２記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法の効果に加え、汚水が生物難分解性の有機物を含有する場合には活性炭にハロ酢酸を吸着させる前に汚水に超音波による振動を加えるため、超音波により汚水中に部分的な高温および高圧状態が形成されて有機物を酸化分解するので、活性炭に担持された微生物にて分解できない生物難分解性の有機物が含有されても汚水を高度に処理できる。
【００７０】
請求項４記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置によれば、紫外線照射手段による紫外線の照射、過酸化水素添加手段による過酸化水素の添加およびオゾン添加手段によるオゾンの添加の少なくともいずれか２つの工程を組み合わせた酸化処理により汚水中の有機塩素化合物を親水性の中間副生成物に酸化分解しつつ順次汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解し、活性炭を接触させてハロ酢酸を一旦活性炭に吸着して活性炭に担持される微生物により分解するため、微生物にて分解に時間を要するハロ酢酸でも一旦活性炭に吸着させることにより未分解のまま流出することなく確実に処理でき、処理効率を向上できるとともに、吸着したハロ酢酸は微生物にて徐々に順次分解するので長期間安定して活性炭の吸着能が得られるので、高度にハロ酢酸を除去でき、特に有機塩素化合物の含有量が少ない汚水でも、微生物により高度に効率よく有機塩素化合物を分解処理できる。
【００７１】
請求項５記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置によれば、請求項４記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置の効果に加え、活性炭に骨炭を使用するため、骨炭に含有する微生物の栄養元素により微生物の活性を増大でき、処理効率を向上できるとともに、別途微生物の栄養元素を添加する必要がなく、処理コストを低減でき処理効率も向上できる。
【００７２】
請求項６記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置によれば、請求項４または５記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置の効果に加え、酸化処理手段に汚水に超音波による振動を加える超音波発振手段を設けるため、仮に汚水に活性炭に担持された微生物にて分解できない生物難分解性の有機物が含有されていても、超音波発振手段からの超音波により汚水中に部分的な高温および高圧状態が形成されて有機物を酸化分解するので、汚水を高度に処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す有機塩素化合物含有汚水の処理装置のブロック図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す有機塩素化合物含有汚水の処理装置のブロック図である。
【図３】同上酸化処理した後の汚水の処理時間と汚染物質との関係を示すグラフである。
【図４】同上酸化処理した後の汚水の性状を示すグラフである。
【図５】同上生物活性炭槽で処理した後の汚水の性状を示すグラフである。
【符号の説明】
１酸化処理槽
４過酸化水素添加手段としての前段酸化処理槽
６超音波発振手段
７オゾン添加手段
８紫外線照射手段
11 生物活性炭槽
12 栄養源添加手段

Claims

有機塩素化合物を含有する汚水に、紫外線の照射、過酸化水素の添加およびオゾンの添加の少なくともいずれか２つの工程からなる酸化処理を施して前記有機塩素化合物を酸化して親水性の中間副生成物に分解するとともにこの中間副生成物を汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解し、
このハロ酢酸を生成した前記汚水を活性炭と接触させて前記ハロ酢酸を前記活性炭に吸着させ、
この活性炭に吸着されるハロ酢酸を前記活性炭に担持される微生物により分解する
ことを特徴とする有機塩素化合物含有汚水の処理方法。
活性炭は、骨炭である
ことを特徴とする請求項１記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法。
汚水が生物難分解性の有機物を含有する場合には、活性炭にハロ酢酸を吸着させる前に前記汚水に超音波による振動を加える
ことを特徴とする請求項１または２記載の有機塩素化合物含有汚水の処理方法。
有機塩素化合物を含有する汚水に紫外線を照射する紫外線照射手段、前記汚水に過酸化水素を添加する過酸化水素添加手段および前記汚水にオゾンを添加するオゾン添加手段の少なくともいずれか２つを備え前記有機塩素化合物を親水性の中間副生成物に酸化分解するとともにこの中間副生成物を汚水の水とによってハロ酢酸に加水分解する酸化処理手段と、
この酸化処理手段にて前記ハロ酢酸を吸着するとともにこの吸着したハロ酢酸を分解する微生物を担持する活性炭を収容する生物活性炭槽と
を具備したことを特徴とする有機塩素化合物含有汚水の処理装置。
活性炭は、骨炭である
ことを特徴とした請求項４記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置。
酸化処理手段は、汚水に超音波による振動を加える超音波発振手段を備えた
ことを特徴とした請求項４または５記載の有機塩素化合物含有汚水の処理装置。