残留性有機汚染物質を含有する水の処理方法
【課題】本発明は汚染水から残留性有機汚染物質を除去すると共に、汚染水の処理の際に生じる汚泥からの残留性有機汚染物質の溶出を抑制することを課題とする。
【解決手段】残留性有機汚染物質を含有する水と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する吸着工程を含む水処理方法によって前記課題を解決することができる。
【解決手段】残留性有機汚染物質を含有する水と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する吸着工程を含む水処理方法によって前記課題を解決することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残留性有機汚染物質（例えば、ベンゼンヘキサクロリド（ＢＨＣ）、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシンなど）を含有する水から残留性有機汚染物質を除去する方法、並びに前記方法により生じる汚泥から残留性有機汚染物質が溶出することを抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有害物質による水質汚染や土壌汚染が顕在化している。有害物質による水質及び土壌の汚染は人の健康に悪影響を与える恐れがある。そのため、汚染問題に対する懸念が高まっており、その対策への社会的要請が強まっている。
【０００３】
有害物質としては、ＢＨＣ、ＰＣＢ、ダイオキシンなどの残留性有機汚染物質が知られている。ＢＨＣは水への溶解度が比較的高く、土粒子に吸着しにくいため、一般的な凝集剤を使用した凝集沈殿処理では無害化することが不可能であった。そのため、汚染水を全て焼却処分することが必要であり、処理コストが大きいという問題がある。一方、ＰＣＢやダイオキシンは非極性であるため、水に溶解しにくく、懸濁分や活性炭に吸着しやすい性質を有する。そのため、ＰＣＢなどに汚染された水を無害化するために、ＰＣＢなどを懸濁分に吸着させて凝集沈殿させる方法や、活性炭に吸着させる方法など（例えば、特許文献１）が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１４１６４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
残留性有機汚染物質を活性炭に吸着させた場合には、吸着力は強いものの活性炭の凝集力が弱いため、活性炭が懸濁物質として水系に流出してしまう。一方、残留性有機汚染物質を懸濁分に吸着させた場合には、懸濁分との吸着力が弱いために溶出試験において残留性有機汚染物質が溶出してしまう。その結果、汚染された水を処理する際に、溶出濃度の基準値を超える残留性有機汚染物質が溶出する汚泥が生じる。このような汚泥は、特別管理型産業廃棄物として厳重な管理の下で保管されなければならず、汚染水を処理するうえでの大きな障害となっている。
【０００６】
従って、本発明は汚染水から残留性有機汚染物質を除去すると共に、汚染水の処理の際に生じる汚泥からの残留性有機汚染物質の溶出を抑制することを目的とする。これにより、人への健康被害のリスクを低減させると共に、特別管理型産業廃棄物を保管する負担を低減させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、汚染水を粉末活性炭、及び鉱物性吸着剤と混合することにより、汚染水から残留性有機汚染物質を除去することができ、更に、汚泥からの残留性有機汚染物質の溶出を抑制できることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は以下を包含する。
（１）残留性有機汚染物質を含有する水と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する吸着工程を含む水処理方法。
（２）残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリド、ポリ塩化ビフェニル、又はダイオキシンである、（１）に記載の水処理方法。
（３）残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリドである、（１）に記載の水処理方法。
（４）残留性有機汚染物質がポリ塩化ビフェニル又はダイオキシンである、（１）に記載の水処理方法。
（５）吸着工程においてポリ硫酸第二鉄を更に混合する、（１）〜（４）のいずれかに記載の水処理方法。
（６）吸着工程で得られた混合物と、凝集剤とを混合する凝集工程を含む、（１）〜（５）のいずれかに記載の水処理方法。
（７）凝集工程で得られた混合物を固体と液体とに分離する分離工程を含む、（６）に記載の水処理方法。
（８）鉱物性吸着剤が天然ゼオライトを主成分とする吸着剤である、（１）〜（７）のいずれかに記載の水処理方法。
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載の水処理方法を実施するための水処理装置であって、
残留性有機汚染物質を含有する水を収容する第１容器と、
先端部が第１容器の内部に位置するように配設されている、粉末活性炭を投入する粉末活性炭投入手段と、
粉末活性炭投入手段の先端部に近設されている、残留性有機汚染物質を含有する水及び粉末活性炭を混合して第１混合物を形成する第１攪拌手段と、
を含む第１吸着槽；
第１混合物を収容する第２容器と、
先端部が第２容器の内部に位置するように配設されている、鉱物性吸着剤を投入する鉱物性吸着剤投入手段と、
鉱物性吸着剤投入手段の先端部に近設されている、第１混合物及び鉱物性吸着剤を混合して第２混合物を形成する第２攪拌手段と、
を含む第２吸着槽；並びに
第１混合物を第１容器から第２容器へ輸送する第１輸送手段；
を備える前記装置。
（１０）第１混合物の一部を、第１容器から粉末活性炭投入手段へ循環させ、粉末活性炭を第１容器に導入する、開閉自在に連通された第１循環手段；及び
第２混合物の一部を、第２容器から鉱物性吸着剤投入手段へ循環させ、鉱物性吸着剤を第２容器へ導入する、開閉自在に連通された第２循環手段；
を更に備える、（９）に記載の水処理装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば残留性有機汚染物質によって汚染された水から残留性有機汚染物質を除去することができると共に、汚染水の処理の際に生じる汚泥からの残留性有機汚染物質の溶出を抑制することができる。これにより、現在では保管するしかない汚泥を適切に処理することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図２】分解工程を実施しないＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図３】鉱物性吸着剤を使用しないＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図４】分解工程を実施せず、更に鉱物性吸着剤を使用しないＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図５】粉末活性炭の使用量を低減したＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図６】粉末活性炭の使用量を低減したＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図７】ＢＨＣ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図８】粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を使用しないＢＨＣ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図９】ｐＨ調整工程を含むＢＨＣ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図１０】水処理装置の一態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。
１．残留性有機汚染物質
残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）は、農薬などとして広く使用される物質であるが、高毒性、難分解性、及び高蓄積性であることから人体に悪影響を与える可能性がある。そのため、ＰＯＰｓ条約（残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約）により、様々な対策を行うべきことが定められている。
【００１２】
ＰＯＰｓ条約は、残留性有機汚染物質として、アルドリン、エンドリン、ヘプタクロル、ベンゼンヘキサクロリド（ＢＨＣ）、ディルドリン、ＤＤＴ、クロルデン、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、トキサフェン、ダイオキシン、フラン、及びマイレックスを挙げている。本発明では、これら全ての化合物を処理対象とするが、好ましくはＢＨＣ、ＰＣＢ、及びダイオキシンを対象とする。
【００１３】
２．吸着工程
本発明に係る水処理方法では、残留性有機汚染物質を含有する水（以下、単に「汚染水」とも言う）と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する（吸着工程）。粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を汚染水と混合する順番に特に限定はないが、初めに汚染水に粉末活性炭を混合し、次に鉱物性吸着剤を混合することにより、吸着効果をより向上させることができる。汚染水に粉末活性炭を混合することにより残留性有機汚染物質は粉末活性炭に吸着され、次に鉱物性吸着剤を混合することにより凝集力の弱い粉末活性炭が凝集力の強い鉱物性吸着剤に吸着される。
【００１４】
「残留性有機汚染物質を含有する水」としては特に限定されないが、例えば、揚水した地下水、地盤掘削工事時の地下水、汚染土壌を洗浄した洗浄水などが挙げられる。
【００１５】
「粉末活性炭」としては、粉末状の活性炭であれば特別なものを使用する必要はなく、様々なものを使用することができる。粉末活性炭の粒度は特に限定されないが、４５μｍふるい通過分が９０％以上であることが好ましい。粒子径は、ＪＩＳ Ｋ １４７４：２００７ 活性炭試験方法によって測定することができる。
【００１６】
粉末活性炭の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜３，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜１，０００ｇ使用することがより好ましく、５０〜５００ｇ使用することが特に好ましい。
【００１７】
「鉱物性吸着剤」としては、残留性有機汚染物質を吸着する能力を有する鉱物に由来する物質であれば特に限定されず、様々な物質を使用することができる。鉱物性吸着剤は粉末活性炭よりも凝集力の強い物質であることが好ましい。例えば、天然の鉱物（炭酸カルシウム、消石灰、酸化マグネシウム）や粘土鉱物、特に、天然ゼオライトを主成分とする鉱物を使用することが好ましい。具体的には、（株）アステック製のＴＲＰ（登録商標）などを挙げることができる。これらの鉱物性吸着剤は単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。鉱物性吸着剤としてＴＲＰを使用することが特に好ましい。
【００１８】
鉱物性吸着剤の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜５００ｇ使用することがより好ましく、１００〜３００ｇ使用することが特に好ましい。
【００１９】
吸着工程では鉱物性吸着剤と共にポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）を併用することが好ましい。ポリ硫酸第二鉄は残留性有機汚染物質を電気的に吸着させることができる。また、鉱物性吸着剤に吸着して重量を大きくすることにより、フロックの沈降性を向上させることができる。
【００２０】
ポリ硫酸第二鉄の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜５００ｇ使用することがより好ましく、１００〜３００ｇ使用することが特に好ましい。
【００２１】
３．分解工程
汚染水に残留性有機汚染物質以外の有機物が多く含まれる場合には、これらの有機物が粉末活性炭に吸着してしまうため、残留性有機汚染物質が粉末活性炭に吸着できなくなる。また、アルコールや界面活性剤などの有機物は残留性有機汚染物質を溶解させ、残留性有機汚染物質を粉末活性炭に吸着させにくくする。このような場合には、前記吸着工程の前に汚染水と過酸化物とを混合することが好ましい（分解工程）。この工程により、汚染水に含まれる有機物を分解し、汚染水の処理効率を向上させることができる。
【００２２】
分解工程は、ＰＣＢやダイオキシンなどの水に対する溶解度が小さい汚染物質を処理する場合に特に有効である。一方、ＢＨＣなどの水に対する溶解度が大きい汚染物質を処理する場合には分解工程を省略してもよい。
【００２３】
「過酸化物」としては、例えば、過酸化水素、オゾン、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、過マンガン酸塩、マグネシウム過酸化物などを挙げることができる。これらの過酸化物は単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。過酸化物として過酸化水素を使用することが特に好ましい。
【００２４】
過酸化物の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜６００ｇ使用することがより好ましく、１５０〜４００ｇ使用することが特に好ましい。
【００２５】
分解工程では、過酸化物と共に硫酸第一鉄を併用することが好ましい。硫酸第一鉄は、過酸化物による酸化において触媒として作用するため（フェントン反応）、有機物をより強力に分解することができる。分解工程で硫酸第一鉄を使用する場合には、その後の吸着工程でポリ硫酸第二鉄を使用しなくとも、フロックの沈降性を向上させることができる。
【００２６】
硫酸第一鉄の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜５００ｇ使用することがより好ましく、１００〜３００ｇ使用することが特に好ましい。
【００２７】
４．凝集工程
吸着工程で得られた混合物を凝集剤と混合することにより、粉末活性炭及び鉱物性吸着剤に吸着した残留性有機汚染物質を凝集沈殿させることができる（凝集工程）。沈殿物（汚泥）中の残留性有機汚染物質は粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を介して沈殿物に強く吸着されているため、残留性有機汚染物質の溶出を抑制することができる。
【００２８】
「凝集剤」としては、本発明の属する技術分野で一般的に使用されているものを使用することができる。例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸バンド、ポリ硫酸第二鉄、高分子凝集剤（例えば、アニオン系、カチオン系、ノニオン系）などを挙げることができる。これらの凝集剤は単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。凝集剤としてＰＡＣと高分子凝集剤との組み合わせを使用することが特に好ましい。
【００２９】
５．分離工程
凝集工程で得られた混合物を固体と液体に分離することにより、汚染水から残留性有機汚染物質を含有する汚泥を分離することができる（分離工程）。分離工程は本発明の属する技術分野で一般的に行われている分離方法を採用することができる。例えば、フィルタープレスなどを使用して分離工程を行うことができる。
【００３０】
汚泥を分離することにより得られる処理水を、活性炭（例えば、粒状活性炭）で更に処理することもできる。この処理により、処理水に残存し得る残留性有機汚染物質を更に除去することができる。
【００３１】
汚染水から残留性有機汚染物質が吸着した汚泥を分離することにより、残留性有機汚染物質の濃度が低い処理水を得ることができる。例えば、処理水中のＢＨＣ濃度は、「ＰＯＰｓ廃農薬の処理に関する技術的留意事項（平成２１年８月改訂版 環境省廃棄物・リサイクル対策部適正処理・不法投棄対策室）」で定める基準値の０．０１３ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ＰＣＢ濃度は、「地下水の水質汚濁に係る環境基準について（平成九年三月十三日 環境庁告示第十号）」で定める基準値の０．０００５ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ダイオキシン濃度は「『ダイオキシン類対策特別措置法に基づく特定施設の指定及び水質排出基準の設定等について』に係る中央環境審議会答申について（平成十一年十二月十日 環境庁発表）」に定める新設施設の水質排出基準値の１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ未満であることが好ましい。
【００３２】
分離された汚泥中に含まれる残留性有機汚染物質は粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を介して汚泥に強く吸着しているため、残留性有機汚染物質の溶出が抑制された汚泥を得ることができる。汚泥からのＢＨＣ溶出濃度は、「ＰＯＰｓ廃農薬の処理に関する技術的留意事項（平成２１年８月改訂 環境省廃棄物・リサイクル対策部適正処理・不法投棄対策室）」で定める基準値の０．０１３ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ＰＣＢ溶出濃度は、「金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める省令（昭和四十八年二月十七日 総理府令第五号）」で定める基準値の０．００３ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ダイオキシン溶出濃度は「廃棄物処理法施行規則第１条の２（特別管理産業廃棄物の判定基準）」に定める汚泥に係る基準値の３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ未満であることが好ましい。また、分離工程で得られた処理水を活性炭で更に処理した場合には、その活性炭からのＢＨＣ溶出濃度、ＰＣＢ溶出濃度、及びダイオキシン溶出濃度が上記の溶出濃度未満であることが好ましい。
【００３３】
６．水処理装置
本発明の水処理装置を図１０に基づいて説明するが、本発明の水処理装置の構造はこれに限定されるものではない。
【００３４】
水処理装置は：
残留性有機汚染物質を含有する水（１）を収容する第１容器（３）と、粉末活性炭を投入する粉末活性炭投入手段（４）と、第１攪拌手段（５）とを含む第１吸着槽；
第１容器の混合物（第１混合物）を収容する第２容器（６）と、鉱物性吸着剤を投入する鉱物性吸着剤投入手段（７）と、第２攪拌手段（８）とを含む第２吸着槽；及び
第１混合物を第１容器から第２容器へ輸送する第１輸送手段（９）；
を備える。
【００３５】
粉末活性炭投入手段及び鉱物性吸着剤投入手段としては例えばホッパー等を挙げることができる。また、粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を空気で押し出す構成とすることもできる。
【００３６】
第１吸着槽において、粉末活性炭投入手段（４）の先端部を第１容器（３）の内部に配置し、前記先端部の近傍に第１攪拌手段（５）を配置することにより、粉末活性炭を効率的に攪拌でき、均一に分散させることができる。また、第２吸着槽においても、鉱物性吸着剤投入手段（７）の先端部を第２容器（６）の内部に配置し、前記先端部の近傍に第２攪拌手段（８）を配置することにより、鉱物性吸着剤を効率的に攪拌でき、均一に分散させることができる。
【００３７】
水処理装置は、第１混合物を第１容器（３）から粉末活性炭投入手段（４）へ循環させる第１循環手段（１０）を更に備えていることが好ましい。第１循環手段を用いて第１混合物の一部を粉末活性炭投入手段へ循環させることにより、第１容器へ粉末活性炭を導入することが容易となる。更に、第１循環手段に第１圧力手段（図示せず）（例えばポンプ等）を設けることも好ましい。第１圧力手段を用いて第１混合物を強く押し出すことにより、粉末活性炭を第１容器の底部近くにまで送り込み、粉末活性炭を均一に分散させることができる。
【００３８】
水処理装置は、第２容器の混合物（第２混合物）を第２容器（６）から鉱物性吸着剤投入手段（７）へ循環させる第２循環手段（１２）を更に備えていることが好ましい。第２循環手段を用いて第２混合物の一部を鉱物性吸着剤投入手段へ循環させることにより、第２容器へ鉱物性吸着剤を導入することが容易となる。更に、第２循環手段に第２圧力手段（図示せず）（例えばポンプ等）を設けることも好ましい。第２圧力手段を用いて第２混合物を強く押し出すことにより、鉱物性吸着剤を第２容器の底部近くにまで送り込み、鉱物性吸着剤を均一に分散させることができる。
【００３９】
水処理装置は、第２輸送手段（１１）により第２容器（６）と連通された第３容器（１３）と、凝集剤投入手段（１４）と、第３攪拌手段（１５）とを含む凝集槽を更に備えていてもよい。凝集槽中の凝集剤投入手段及び第３攪拌手段の配置は、第１吸着槽及び第２吸着槽と同様にすることができる。また、凝集槽は凝集剤の導入を容易にする第３循環手段（１７）を備えていてもよい。
【００４０】
水処理装置は、第３輸送手段（１６）により第３容器（１３）と連通された分離手段を更に備えていてもよい。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
１．ＰＣＢとＢＨＣの物性比較
ＰＣＢ及びＢＨＣの水に対する溶解度を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
２．ＰＣＢの処理
原水の分析
２５Ｌの運搬容器６個に入った原水について、採取時の時系列的な性状のばらつきを確認するため、各運搬容器から１検体（原水１〜６）を採取して分析を行った。その後、各運搬容器の原水を１つの容器に入れて撹拌し均一化した。原水の初期性状を確認するために検体（混合水）を採取して分析を行った。分析結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
ＰＣＢ濃度について、混合後の測定値（１．２ｍｇ／Ｌ）が運搬容器別の測定値（平均０．３４ｍｇ／Ｌ）よりも高かった。混合前の各運搬容器には原水がすりきりまで入っていて撹拌できない状態であったため、原水１〜６は静置した状態と同様にＳＳが比較的少ない状態の検体であった。一方、混合水については十分に撹拌してＳＳも含む検体を採取した。そのため、ＳＳを含まない溶存態のＰＣＢ濃度が運搬容器別の測定値（平均０．３４ｍｇ／Ｌ）に近く、ＳＳに付着したものを含めた全ＰＣＢ濃度が１．２ｍｇ／Ｌであると考えられる。
【００４６】
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の中で、シス−１，２−ジクロロエチレンとベンゼンは地下水基準値を超過していた。基準値に対して、シス−１，２−ジクロロエチレンは２０倍、ベンゼンは４倍であった。しかし、ＰＣＢを含有する水の処理において問題となる値ではなかった。
【００４７】
実施例１
分解工程、吸着工程、凝集工程、及び分離工程を実施する図１に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。粉末活性炭としてダイネン（株）ダイオキシン類吸着除去用活性炭ＤＣＰ−３０（粒度４５μｍ ｐａｓｓ≧９０％、ヨウ素吸着性能≧７５０ｍｇ／ｇ、比表面積≧７５０ｍ２／ｇ）を使用し、高分子凝集剤として多木化学（株）Ａ−１０３Ｋを使用した。以下の実施例及び比較例においても同様の粉末活性炭及び高分子凝集剤を使用した。
【００４８】
沈殿分離において得られた上澄み液、及び活性炭処理において得られた活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに固液分離において得られた脱水ケーキ（汚泥）、及び活性炭処理において使用された使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキについてもＰＣＢの溶出は確認されなかった。
【００５１】
実施例２
分解工程を実施しない図２に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。沈殿分離において得られた上澄み液についての液相ＰＣＢ濃度を測定した。測定結果を表４に示す
【００５２】
【表４】
【００５３】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。
【００５４】
比較例１
吸着工程において鉱物性吸着剤を使用しない図３に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。実施例１と同様に上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表５に示す。
【００５５】
【表５】
【００５６】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキについてもＰＣＢの溶出は確認されなかった。しかし、使用済活性炭において基準値の２倍程度のＰＣＢが溶出した。
【００５７】
比較例２
分解工程を実施せず、吸着工程において鉱物性吸着剤を使用しない図４に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。実施例１と同様に上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表６に示す。
【００５８】
【表６】
【００５９】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキにおいて溶出したＰＣＢの濃度は基準値以下であった。しかし、使用済活性炭において基準値の４倍程度のＰＣＢが溶出した。
【００６０】
実施例３
吸着工程において使用する粉末活性炭を１００ｍｇ／Ｌに変更する以外は実施例１と同様に実施した。原水処理のスキームを図５に示す。上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表７に示す。
【００６１】
【表７】
【００６２】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキから溶出したＰＣＢの濃度は基準値以下であった。
【００６３】
比較例３
吸着工程において使用する粉末活性炭を１０ｍｇ／Ｌに変更する以外は実施例１と同様に実施した。原水処理のスキームを図６に示す。上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表８に示す。
【００６４】
【表８】
【００６５】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で基準値の２倍であったが、その後の活性炭処理で目標を達成することができた。脱水ケーキからのＰＣＢの溶出濃度は基準値を１０％程度超過した。
【００６６】
３．ＢＨＣの処理
原水の分析
原水の分析結果を表９に示す。
【００６７】
【表９】
【００６８】
実施例４
吸着工程、凝集工程、及び分離工程を実施する図７に示すスキームに従って、ＢＨＣを含有する原水の処理を行った。粉末活性炭としてダイネン（株）ダイオキシン類吸着除去用活性炭ＤＣＰ−３０（粒度４５μｍ ｐａｓｓ≧９０％、ヨウ素吸着性能≧７５０ｍｇ／ｇ、比表面積≧７５０ｍ２／ｇ）を使用し、高分子凝集剤として多木化学（株）Ａ−１０３Ｋを使用し、粒状活性炭としてダイネン（株）ダイオキシン類吸着除去用活性炭ＰＧＤ−ＣＺ（粒度φ４、７、ヨウ素吸着性能≧９００ｍｇ／ｇ、比表面積≧９００ｍ２／ｇ）を使用した。以下の実施例及び比較例においても同様の材料を使用した。
【００６９】
固液分離において得られた上澄み液、及び粒状活性炭処理において得られた活性炭通水液についての液相ＢＨＣ濃度、並びに固液分離において得られた脱水ケーキ（汚泥）、及び粒状活性炭処理において使用された使用済活性炭についての固相ＢＨＣ溶出濃度を測定した。測定結果を表１０に示す。
【００７０】
【表１０】
【００７１】
上澄み液及び活性炭通水液中の液相ＢＨＣ濃度、並びに脱水ケーキ及び使用済活性炭からの固相ＢＨＣ溶出濃度の全てにおいて基準値を達成した。
【００７２】
比較例４
吸着工程において粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を使用しない図８に示すスキームに従って、ＢＨＣを含有する原水の処理を行った。上澄み液についての液相ＢＨＣ濃度、及び脱水ケーキについての固相ＢＨＣ溶出濃度を測定した。測定結果を表１１に示す。
【００７３】
【表１１】
【００７４】
脱水ケーキからの固相ＢＨＣ溶出濃度は基準値を達成した。しかし、上澄み液中の液相ＢＨＣ濃度は基準値を達成できなかった。
【００７５】
実施例５
吸着工程の前に苛性ソーダを使用して原水のｐＨを上げる工程を含む図９に示すスキームに従って、ＢＨＣを含有する原水の処理を行った。上澄み液についての液相ＢＨＣ濃度、及び脱水ケーキについての固相ＢＨＣ溶出濃度を測定した。測定結果を表１２に示す。
【００７６】
【表１２】
【００７７】
高ｐＨの原水の処理においても、上澄み液中の液相ＢＨＣ濃度、及び脱水ケーキからの固相ＢＨＣ溶出濃度は基準値を達成した。
【符号の説明】
【００７８】
１：残留性有機汚染物質含有水
２：残留性有機汚染物質含有水輸送手段
３：第１容器
４：粉末活性炭投入手段
５：第１攪拌手段
６：第２容器
７：鉱物性吸着剤投入手段
８：第２攪拌手段
９：第１輸送手段
１０：第１循環手段
１１：第２輸送手段
１２：第２循環手段
１３：第３容器
１４：凝集剤投入手段
１５：第３攪拌手段
１６：第３輸送手段
１７：第３循環手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残留性有機汚染物質（例えば、ベンゼンヘキサクロリド（ＢＨＣ）、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシンなど）を含有する水から残留性有機汚染物質を除去する方法、並びに前記方法により生じる汚泥から残留性有機汚染物質が溶出することを抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有害物質による水質汚染や土壌汚染が顕在化している。有害物質による水質及び土壌の汚染は人の健康に悪影響を与える恐れがある。そのため、汚染問題に対する懸念が高まっており、その対策への社会的要請が強まっている。
【０００３】
有害物質としては、ＢＨＣ、ＰＣＢ、ダイオキシンなどの残留性有機汚染物質が知られている。ＢＨＣは水への溶解度が比較的高く、土粒子に吸着しにくいため、一般的な凝集剤を使用した凝集沈殿処理では無害化することが不可能であった。そのため、汚染水を全て焼却処分することが必要であり、処理コストが大きいという問題がある。一方、ＰＣＢやダイオキシンは非極性であるため、水に溶解しにくく、懸濁分や活性炭に吸着しやすい性質を有する。そのため、ＰＣＢなどに汚染された水を無害化するために、ＰＣＢなどを懸濁分に吸着させて凝集沈殿させる方法や、活性炭に吸着させる方法など（例えば、特許文献１）が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１４１６４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
残留性有機汚染物質を活性炭に吸着させた場合には、吸着力は強いものの活性炭の凝集力が弱いため、活性炭が懸濁物質として水系に流出してしまう。一方、残留性有機汚染物質を懸濁分に吸着させた場合には、懸濁分との吸着力が弱いために溶出試験において残留性有機汚染物質が溶出してしまう。その結果、汚染された水を処理する際に、溶出濃度の基準値を超える残留性有機汚染物質が溶出する汚泥が生じる。このような汚泥は、特別管理型産業廃棄物として厳重な管理の下で保管されなければならず、汚染水を処理するうえでの大きな障害となっている。
【０００６】
従って、本発明は汚染水から残留性有機汚染物質を除去すると共に、汚染水の処理の際に生じる汚泥からの残留性有機汚染物質の溶出を抑制することを目的とする。これにより、人への健康被害のリスクを低減させると共に、特別管理型産業廃棄物を保管する負担を低減させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、汚染水を粉末活性炭、及び鉱物性吸着剤と混合することにより、汚染水から残留性有機汚染物質を除去することができ、更に、汚泥からの残留性有機汚染物質の溶出を抑制できることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は以下を包含する。
（１）残留性有機汚染物質を含有する水と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する吸着工程を含む水処理方法。
（２）残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリド、ポリ塩化ビフェニル、又はダイオキシンである、（１）に記載の水処理方法。
（３）残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリドである、（１）に記載の水処理方法。
（４）残留性有機汚染物質がポリ塩化ビフェニル又はダイオキシンである、（１）に記載の水処理方法。
（５）吸着工程においてポリ硫酸第二鉄を更に混合する、（１）〜（４）のいずれかに記載の水処理方法。
（６）吸着工程で得られた混合物と、凝集剤とを混合する凝集工程を含む、（１）〜（５）のいずれかに記載の水処理方法。
（７）凝集工程で得られた混合物を固体と液体とに分離する分離工程を含む、（６）に記載の水処理方法。
（８）鉱物性吸着剤が天然ゼオライトを主成分とする吸着剤である、（１）〜（７）のいずれかに記載の水処理方法。
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載の水処理方法を実施するための水処理装置であって、
残留性有機汚染物質を含有する水を収容する第１容器と、
先端部が第１容器の内部に位置するように配設されている、粉末活性炭を投入する粉末活性炭投入手段と、
粉末活性炭投入手段の先端部に近設されている、残留性有機汚染物質を含有する水及び粉末活性炭を混合して第１混合物を形成する第１攪拌手段と、
を含む第１吸着槽；
第１混合物を収容する第２容器と、
先端部が第２容器の内部に位置するように配設されている、鉱物性吸着剤を投入する鉱物性吸着剤投入手段と、
鉱物性吸着剤投入手段の先端部に近設されている、第１混合物及び鉱物性吸着剤を混合して第２混合物を形成する第２攪拌手段と、
を含む第２吸着槽；並びに
第１混合物を第１容器から第２容器へ輸送する第１輸送手段；
を備える前記装置。
（１０）第１混合物の一部を、第１容器から粉末活性炭投入手段へ循環させ、粉末活性炭を第１容器に導入する、開閉自在に連通された第１循環手段；及び
第２混合物の一部を、第２容器から鉱物性吸着剤投入手段へ循環させ、鉱物性吸着剤を第２容器へ導入する、開閉自在に連通された第２循環手段；
を更に備える、（９）に記載の水処理装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば残留性有機汚染物質によって汚染された水から残留性有機汚染物質を除去することができると共に、汚染水の処理の際に生じる汚泥からの残留性有機汚染物質の溶出を抑制することができる。これにより、現在では保管するしかない汚泥を適切に処理することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図２】分解工程を実施しないＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図３】鉱物性吸着剤を使用しないＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図４】分解工程を実施せず、更に鉱物性吸着剤を使用しないＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図５】粉末活性炭の使用量を低減したＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図６】粉末活性炭の使用量を低減したＰＣＢ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図７】ＢＨＣ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図８】粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を使用しないＢＨＣ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図９】ｐＨ調整工程を含むＢＨＣ含有汚染水処理のスキームを示す。
【図１０】水処理装置の一態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。
１．残留性有機汚染物質
残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）は、農薬などとして広く使用される物質であるが、高毒性、難分解性、及び高蓄積性であることから人体に悪影響を与える可能性がある。そのため、ＰＯＰｓ条約（残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約）により、様々な対策を行うべきことが定められている。
【００１２】
ＰＯＰｓ条約は、残留性有機汚染物質として、アルドリン、エンドリン、ヘプタクロル、ベンゼンヘキサクロリド（ＢＨＣ）、ディルドリン、ＤＤＴ、クロルデン、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、トキサフェン、ダイオキシン、フラン、及びマイレックスを挙げている。本発明では、これら全ての化合物を処理対象とするが、好ましくはＢＨＣ、ＰＣＢ、及びダイオキシンを対象とする。
【００１３】
２．吸着工程
本発明に係る水処理方法では、残留性有機汚染物質を含有する水（以下、単に「汚染水」とも言う）と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する（吸着工程）。粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を汚染水と混合する順番に特に限定はないが、初めに汚染水に粉末活性炭を混合し、次に鉱物性吸着剤を混合することにより、吸着効果をより向上させることができる。汚染水に粉末活性炭を混合することにより残留性有機汚染物質は粉末活性炭に吸着され、次に鉱物性吸着剤を混合することにより凝集力の弱い粉末活性炭が凝集力の強い鉱物性吸着剤に吸着される。
【００１４】
「残留性有機汚染物質を含有する水」としては特に限定されないが、例えば、揚水した地下水、地盤掘削工事時の地下水、汚染土壌を洗浄した洗浄水などが挙げられる。
【００１５】
「粉末活性炭」としては、粉末状の活性炭であれば特別なものを使用する必要はなく、様々なものを使用することができる。粉末活性炭の粒度は特に限定されないが、４５μｍふるい通過分が９０％以上であることが好ましい。粒子径は、ＪＩＳ Ｋ １４７４：２００７ 活性炭試験方法によって測定することができる。
【００１６】
粉末活性炭の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜３，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜１，０００ｇ使用することがより好ましく、５０〜５００ｇ使用することが特に好ましい。
【００１７】
「鉱物性吸着剤」としては、残留性有機汚染物質を吸着する能力を有する鉱物に由来する物質であれば特に限定されず、様々な物質を使用することができる。鉱物性吸着剤は粉末活性炭よりも凝集力の強い物質であることが好ましい。例えば、天然の鉱物（炭酸カルシウム、消石灰、酸化マグネシウム）や粘土鉱物、特に、天然ゼオライトを主成分とする鉱物を使用することが好ましい。具体的には、（株）アステック製のＴＲＰ（登録商標）などを挙げることができる。これらの鉱物性吸着剤は単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。鉱物性吸着剤としてＴＲＰを使用することが特に好ましい。
【００１８】
鉱物性吸着剤の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜５００ｇ使用することがより好ましく、１００〜３００ｇ使用することが特に好ましい。
【００１９】
吸着工程では鉱物性吸着剤と共にポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）を併用することが好ましい。ポリ硫酸第二鉄は残留性有機汚染物質を電気的に吸着させることができる。また、鉱物性吸着剤に吸着して重量を大きくすることにより、フロックの沈降性を向上させることができる。
【００２０】
ポリ硫酸第二鉄の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜５００ｇ使用することがより好ましく、１００〜３００ｇ使用することが特に好ましい。
【００２１】
３．分解工程
汚染水に残留性有機汚染物質以外の有機物が多く含まれる場合には、これらの有機物が粉末活性炭に吸着してしまうため、残留性有機汚染物質が粉末活性炭に吸着できなくなる。また、アルコールや界面活性剤などの有機物は残留性有機汚染物質を溶解させ、残留性有機汚染物質を粉末活性炭に吸着させにくくする。このような場合には、前記吸着工程の前に汚染水と過酸化物とを混合することが好ましい（分解工程）。この工程により、汚染水に含まれる有機物を分解し、汚染水の処理効率を向上させることができる。
【００２２】
分解工程は、ＰＣＢやダイオキシンなどの水に対する溶解度が小さい汚染物質を処理する場合に特に有効である。一方、ＢＨＣなどの水に対する溶解度が大きい汚染物質を処理する場合には分解工程を省略してもよい。
【００２３】
「過酸化物」としては、例えば、過酸化水素、オゾン、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、過マンガン酸塩、マグネシウム過酸化物などを挙げることができる。これらの過酸化物は単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。過酸化物として過酸化水素を使用することが特に好ましい。
【００２４】
過酸化物の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜６００ｇ使用することがより好ましく、１５０〜４００ｇ使用することが特に好ましい。
【００２５】
分解工程では、過酸化物と共に硫酸第一鉄を併用することが好ましい。硫酸第一鉄は、過酸化物による酸化において触媒として作用するため（フェントン反応）、有機物をより強力に分解することができる。分解工程で硫酸第一鉄を使用する場合には、その後の吸着工程でポリ硫酸第二鉄を使用しなくとも、フロックの沈降性を向上させることができる。
【００２６】
硫酸第一鉄の使用量は特に限定されないが、汚染水１ｍ３当たり１０〜１，０００ｇ使用することが好ましく、５０〜５００ｇ使用することがより好ましく、１００〜３００ｇ使用することが特に好ましい。
【００２７】
４．凝集工程
吸着工程で得られた混合物を凝集剤と混合することにより、粉末活性炭及び鉱物性吸着剤に吸着した残留性有機汚染物質を凝集沈殿させることができる（凝集工程）。沈殿物（汚泥）中の残留性有機汚染物質は粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を介して沈殿物に強く吸着されているため、残留性有機汚染物質の溶出を抑制することができる。
【００２８】
「凝集剤」としては、本発明の属する技術分野で一般的に使用されているものを使用することができる。例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸バンド、ポリ硫酸第二鉄、高分子凝集剤（例えば、アニオン系、カチオン系、ノニオン系）などを挙げることができる。これらの凝集剤は単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。凝集剤としてＰＡＣと高分子凝集剤との組み合わせを使用することが特に好ましい。
【００２９】
５．分離工程
凝集工程で得られた混合物を固体と液体に分離することにより、汚染水から残留性有機汚染物質を含有する汚泥を分離することができる（分離工程）。分離工程は本発明の属する技術分野で一般的に行われている分離方法を採用することができる。例えば、フィルタープレスなどを使用して分離工程を行うことができる。
【００３０】
汚泥を分離することにより得られる処理水を、活性炭（例えば、粒状活性炭）で更に処理することもできる。この処理により、処理水に残存し得る残留性有機汚染物質を更に除去することができる。
【００３１】
汚染水から残留性有機汚染物質が吸着した汚泥を分離することにより、残留性有機汚染物質の濃度が低い処理水を得ることができる。例えば、処理水中のＢＨＣ濃度は、「ＰＯＰｓ廃農薬の処理に関する技術的留意事項（平成２１年８月改訂版 環境省廃棄物・リサイクル対策部適正処理・不法投棄対策室）」で定める基準値の０．０１３ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ＰＣＢ濃度は、「地下水の水質汚濁に係る環境基準について（平成九年三月十三日 環境庁告示第十号）」で定める基準値の０．０００５ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ダイオキシン濃度は「『ダイオキシン類対策特別措置法に基づく特定施設の指定及び水質排出基準の設定等について』に係る中央環境審議会答申について（平成十一年十二月十日 環境庁発表）」に定める新設施設の水質排出基準値の１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ未満であることが好ましい。
【００３２】
分離された汚泥中に含まれる残留性有機汚染物質は粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を介して汚泥に強く吸着しているため、残留性有機汚染物質の溶出が抑制された汚泥を得ることができる。汚泥からのＢＨＣ溶出濃度は、「ＰＯＰｓ廃農薬の処理に関する技術的留意事項（平成２１年８月改訂 環境省廃棄物・リサイクル対策部適正処理・不法投棄対策室）」で定める基準値の０．０１３ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ＰＣＢ溶出濃度は、「金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める省令（昭和四十八年二月十七日 総理府令第五号）」で定める基準値の０．００３ｍｇ／Ｌ未満であることが好ましい。ダイオキシン溶出濃度は「廃棄物処理法施行規則第１条の２（特別管理産業廃棄物の判定基準）」に定める汚泥に係る基準値の３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ未満であることが好ましい。また、分離工程で得られた処理水を活性炭で更に処理した場合には、その活性炭からのＢＨＣ溶出濃度、ＰＣＢ溶出濃度、及びダイオキシン溶出濃度が上記の溶出濃度未満であることが好ましい。
【００３３】
６．水処理装置
本発明の水処理装置を図１０に基づいて説明するが、本発明の水処理装置の構造はこれに限定されるものではない。
【００３４】
水処理装置は：
残留性有機汚染物質を含有する水（１）を収容する第１容器（３）と、粉末活性炭を投入する粉末活性炭投入手段（４）と、第１攪拌手段（５）とを含む第１吸着槽；
第１容器の混合物（第１混合物）を収容する第２容器（６）と、鉱物性吸着剤を投入する鉱物性吸着剤投入手段（７）と、第２攪拌手段（８）とを含む第２吸着槽；及び
第１混合物を第１容器から第２容器へ輸送する第１輸送手段（９）；
を備える。
【００３５】
粉末活性炭投入手段及び鉱物性吸着剤投入手段としては例えばホッパー等を挙げることができる。また、粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を空気で押し出す構成とすることもできる。
【００３６】
第１吸着槽において、粉末活性炭投入手段（４）の先端部を第１容器（３）の内部に配置し、前記先端部の近傍に第１攪拌手段（５）を配置することにより、粉末活性炭を効率的に攪拌でき、均一に分散させることができる。また、第２吸着槽においても、鉱物性吸着剤投入手段（７）の先端部を第２容器（６）の内部に配置し、前記先端部の近傍に第２攪拌手段（８）を配置することにより、鉱物性吸着剤を効率的に攪拌でき、均一に分散させることができる。
【００３７】
水処理装置は、第１混合物を第１容器（３）から粉末活性炭投入手段（４）へ循環させる第１循環手段（１０）を更に備えていることが好ましい。第１循環手段を用いて第１混合物の一部を粉末活性炭投入手段へ循環させることにより、第１容器へ粉末活性炭を導入することが容易となる。更に、第１循環手段に第１圧力手段（図示せず）（例えばポンプ等）を設けることも好ましい。第１圧力手段を用いて第１混合物を強く押し出すことにより、粉末活性炭を第１容器の底部近くにまで送り込み、粉末活性炭を均一に分散させることができる。
【００３８】
水処理装置は、第２容器の混合物（第２混合物）を第２容器（６）から鉱物性吸着剤投入手段（７）へ循環させる第２循環手段（１２）を更に備えていることが好ましい。第２循環手段を用いて第２混合物の一部を鉱物性吸着剤投入手段へ循環させることにより、第２容器へ鉱物性吸着剤を導入することが容易となる。更に、第２循環手段に第２圧力手段（図示せず）（例えばポンプ等）を設けることも好ましい。第２圧力手段を用いて第２混合物を強く押し出すことにより、鉱物性吸着剤を第２容器の底部近くにまで送り込み、鉱物性吸着剤を均一に分散させることができる。
【００３９】
水処理装置は、第２輸送手段（１１）により第２容器（６）と連通された第３容器（１３）と、凝集剤投入手段（１４）と、第３攪拌手段（１５）とを含む凝集槽を更に備えていてもよい。凝集槽中の凝集剤投入手段及び第３攪拌手段の配置は、第１吸着槽及び第２吸着槽と同様にすることができる。また、凝集槽は凝集剤の導入を容易にする第３循環手段（１７）を備えていてもよい。
【００４０】
水処理装置は、第３輸送手段（１６）により第３容器（１３）と連通された分離手段を更に備えていてもよい。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
１．ＰＣＢとＢＨＣの物性比較
ＰＣＢ及びＢＨＣの水に対する溶解度を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
２．ＰＣＢの処理
原水の分析
２５Ｌの運搬容器６個に入った原水について、採取時の時系列的な性状のばらつきを確認するため、各運搬容器から１検体（原水１〜６）を採取して分析を行った。その後、各運搬容器の原水を１つの容器に入れて撹拌し均一化した。原水の初期性状を確認するために検体（混合水）を採取して分析を行った。分析結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
ＰＣＢ濃度について、混合後の測定値（１．２ｍｇ／Ｌ）が運搬容器別の測定値（平均０．３４ｍｇ／Ｌ）よりも高かった。混合前の各運搬容器には原水がすりきりまで入っていて撹拌できない状態であったため、原水１〜６は静置した状態と同様にＳＳが比較的少ない状態の検体であった。一方、混合水については十分に撹拌してＳＳも含む検体を採取した。そのため、ＳＳを含まない溶存態のＰＣＢ濃度が運搬容器別の測定値（平均０．３４ｍｇ／Ｌ）に近く、ＳＳに付着したものを含めた全ＰＣＢ濃度が１．２ｍｇ／Ｌであると考えられる。
【００４６】
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の中で、シス−１，２−ジクロロエチレンとベンゼンは地下水基準値を超過していた。基準値に対して、シス−１，２−ジクロロエチレンは２０倍、ベンゼンは４倍であった。しかし、ＰＣＢを含有する水の処理において問題となる値ではなかった。
【００４７】
実施例１
分解工程、吸着工程、凝集工程、及び分離工程を実施する図１に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。粉末活性炭としてダイネン（株）ダイオキシン類吸着除去用活性炭ＤＣＰ−３０（粒度４５μｍ ｐａｓｓ≧９０％、ヨウ素吸着性能≧７５０ｍｇ／ｇ、比表面積≧７５０ｍ２／ｇ）を使用し、高分子凝集剤として多木化学（株）Ａ−１０３Ｋを使用した。以下の実施例及び比較例においても同様の粉末活性炭及び高分子凝集剤を使用した。
【００４８】
沈殿分離において得られた上澄み液、及び活性炭処理において得られた活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに固液分離において得られた脱水ケーキ（汚泥）、及び活性炭処理において使用された使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキについてもＰＣＢの溶出は確認されなかった。
【００５１】
実施例２
分解工程を実施しない図２に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。沈殿分離において得られた上澄み液についての液相ＰＣＢ濃度を測定した。測定結果を表４に示す
【００５２】
【表４】
【００５３】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。
【００５４】
比較例１
吸着工程において鉱物性吸着剤を使用しない図３に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。実施例１と同様に上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表５に示す。
【００５５】
【表５】
【００５６】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキについてもＰＣＢの溶出は確認されなかった。しかし、使用済活性炭において基準値の２倍程度のＰＣＢが溶出した。
【００５７】
比較例２
分解工程を実施せず、吸着工程において鉱物性吸着剤を使用しない図４に示すスキームに従って、ＰＣＢを含有する原水の処理を行った。実施例１と同様に上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表６に示す。
【００５８】
【表６】
【００５９】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキにおいて溶出したＰＣＢの濃度は基準値以下であった。しかし、使用済活性炭において基準値の４倍程度のＰＣＢが溶出した。
【００６０】
実施例３
吸着工程において使用する粉末活性炭を１００ｍｇ／Ｌに変更する以外は実施例１と同様に実施した。原水処理のスキームを図５に示す。上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表７に示す。
【００６１】
【表７】
【００６２】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で目標を達成した。脱水ケーキから溶出したＰＣＢの濃度は基準値以下であった。
【００６３】
比較例３
吸着工程において使用する粉末活性炭を１０ｍｇ／Ｌに変更する以外は実施例１と同様に実施した。原水処理のスキームを図６に示す。上澄み液、及び活性炭通水液についての液相ＰＣＢ濃度、並びに脱水ケーキ、及び使用済活性炭についての固相ＰＣＢ溶出濃度を測定した。測定結果を表８に示す。
【００６４】
【表８】
【００６５】
液相ＰＣＢ濃度は上澄み液の段階で基準値の２倍であったが、その後の活性炭処理で目標を達成することができた。脱水ケーキからのＰＣＢの溶出濃度は基準値を１０％程度超過した。
【００６６】
３．ＢＨＣの処理
原水の分析
原水の分析結果を表９に示す。
【００６７】
【表９】
【００６８】
実施例４
吸着工程、凝集工程、及び分離工程を実施する図７に示すスキームに従って、ＢＨＣを含有する原水の処理を行った。粉末活性炭としてダイネン（株）ダイオキシン類吸着除去用活性炭ＤＣＰ−３０（粒度４５μｍ ｐａｓｓ≧９０％、ヨウ素吸着性能≧７５０ｍｇ／ｇ、比表面積≧７５０ｍ２／ｇ）を使用し、高分子凝集剤として多木化学（株）Ａ−１０３Ｋを使用し、粒状活性炭としてダイネン（株）ダイオキシン類吸着除去用活性炭ＰＧＤ−ＣＺ（粒度φ４、７、ヨウ素吸着性能≧９００ｍｇ／ｇ、比表面積≧９００ｍ２／ｇ）を使用した。以下の実施例及び比較例においても同様の材料を使用した。
【００６９】
固液分離において得られた上澄み液、及び粒状活性炭処理において得られた活性炭通水液についての液相ＢＨＣ濃度、並びに固液分離において得られた脱水ケーキ（汚泥）、及び粒状活性炭処理において使用された使用済活性炭についての固相ＢＨＣ溶出濃度を測定した。測定結果を表１０に示す。
【００７０】
【表１０】
【００７１】
上澄み液及び活性炭通水液中の液相ＢＨＣ濃度、並びに脱水ケーキ及び使用済活性炭からの固相ＢＨＣ溶出濃度の全てにおいて基準値を達成した。
【００７２】
比較例４
吸着工程において粉末活性炭及び鉱物性吸着剤を使用しない図８に示すスキームに従って、ＢＨＣを含有する原水の処理を行った。上澄み液についての液相ＢＨＣ濃度、及び脱水ケーキについての固相ＢＨＣ溶出濃度を測定した。測定結果を表１１に示す。
【００７３】
【表１１】
【００７４】
脱水ケーキからの固相ＢＨＣ溶出濃度は基準値を達成した。しかし、上澄み液中の液相ＢＨＣ濃度は基準値を達成できなかった。
【００７５】
実施例５
吸着工程の前に苛性ソーダを使用して原水のｐＨを上げる工程を含む図９に示すスキームに従って、ＢＨＣを含有する原水の処理を行った。上澄み液についての液相ＢＨＣ濃度、及び脱水ケーキについての固相ＢＨＣ溶出濃度を測定した。測定結果を表１２に示す。
【００７６】
【表１２】
【００７７】
高ｐＨの原水の処理においても、上澄み液中の液相ＢＨＣ濃度、及び脱水ケーキからの固相ＢＨＣ溶出濃度は基準値を達成した。
【符号の説明】
【００７８】
１：残留性有機汚染物質含有水
２：残留性有機汚染物質含有水輸送手段
３：第１容器
４：粉末活性炭投入手段
５：第１攪拌手段
６：第２容器
７：鉱物性吸着剤投入手段
８：第２攪拌手段
９：第１輸送手段
１０：第１循環手段
１１：第２輸送手段
１２：第２循環手段
１３：第３容器
１４：凝集剤投入手段
１５：第３攪拌手段
１６：第３輸送手段
１７：第３循環手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
残留性有機汚染物質を含有する水と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する吸着工程を含む水処理方法。
【請求項２】
残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリド、ポリ塩化ビフェニル、又はダイオキシンである、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリドである、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項４】
残留性有機汚染物質がポリ塩化ビフェニル又はダイオキシンである、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項５】
吸着工程においてポリ硫酸第二鉄を更に混合する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項６】
吸着工程で得られた混合物と、凝集剤とを混合する凝集工程を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項７】
凝集工程で得られた混合物を固体と液体とに分離する分離工程を含む、請求項６に記載の水処理方法。
【請求項８】
鉱物性吸着剤が天然ゼオライトを主成分とする吸着剤である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の水処理方法を実施するための水処理装置であって、
残留性有機汚染物質を含有する水を収容する第１容器と、
先端部が第１容器の内部に位置するように配設されている、粉末活性炭を投入する粉末活性炭投入手段と、
粉末活性炭投入手段の先端部に近設されている、残留性有機汚染物質を含有する水及び粉末活性炭を混合して第１混合物を形成する第１攪拌手段と、
を含む第１吸着槽；
第１混合物を収容する第２容器と、
先端部が第２容器の内部に位置するように配設されている、鉱物性吸着剤を投入する鉱物性吸着剤投入手段と、
鉱物性吸着剤投入手段の先端部に近設されている、第１混合物及び鉱物性吸着剤を混合して第２混合物を形成する第２攪拌手段と、
を含む第２吸着槽；並びに
第１混合物を第１容器から第２容器へ輸送する第１輸送手段；
を備える前記装置。
【請求項１０】
第１混合物の一部を、第１容器から粉末活性炭投入手段へ循環させ、粉末活性炭を第１容器に導入する、開閉自在に連通された第１循環手段；及び
第２混合物の一部を、第２容器から鉱物性吸着剤投入手段へ循環させ、鉱物性吸着剤を第２容器へ導入する、開閉自在に連通された第２循環手段；
を更に備える、請求項９に記載の水処理装置。
【請求項１】
残留性有機汚染物質を含有する水と、粉末活性炭と、鉱物性吸着剤とを混合する吸着工程を含む水処理方法。
【請求項２】
残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリド、ポリ塩化ビフェニル、又はダイオキシンである、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
残留性有機汚染物質がベンゼンヘキサクロリドである、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項４】
残留性有機汚染物質がポリ塩化ビフェニル又はダイオキシンである、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項５】
吸着工程においてポリ硫酸第二鉄を更に混合する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項６】
吸着工程で得られた混合物と、凝集剤とを混合する凝集工程を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項７】
凝集工程で得られた混合物を固体と液体とに分離する分離工程を含む、請求項６に記載の水処理方法。
【請求項８】
鉱物性吸着剤が天然ゼオライトを主成分とする吸着剤である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の水処理方法を実施するための水処理装置であって、
残留性有機汚染物質を含有する水を収容する第１容器と、
先端部が第１容器の内部に位置するように配設されている、粉末活性炭を投入する粉末活性炭投入手段と、
粉末活性炭投入手段の先端部に近設されている、残留性有機汚染物質を含有する水及び粉末活性炭を混合して第１混合物を形成する第１攪拌手段と、
を含む第１吸着槽；
第１混合物を収容する第２容器と、
先端部が第２容器の内部に位置するように配設されている、鉱物性吸着剤を投入する鉱物性吸着剤投入手段と、
鉱物性吸着剤投入手段の先端部に近設されている、第１混合物及び鉱物性吸着剤を混合して第２混合物を形成する第２攪拌手段と、
を含む第２吸着槽；並びに
第１混合物を第１容器から第２容器へ輸送する第１輸送手段；
を備える前記装置。
【請求項１０】
第１混合物の一部を、第１容器から粉末活性炭投入手段へ循環させ、粉末活性炭を第１容器に導入する、開閉自在に連通された第１循環手段；及び
第２混合物の一部を、第２容器から鉱物性吸着剤投入手段へ循環させ、鉱物性吸着剤を第２容器へ導入する、開閉自在に連通された第２循環手段；
を更に備える、請求項９に記載の水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８３５３１（Ｐ２０１２−１８３５３１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３４１４３（Ｐ２０１２−３４１４３）
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００１７６７６３）三菱化学エンジニアリング株式会社 (85)
【出願人】（３９３００３８３７）株式会社アステック (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００１７６７６３）三菱化学エンジニアリング株式会社 (85)
【出願人】（３９３００３８３７）株式会社アステック (7)
【Ｆターム（参考）】
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