難分解性物質含有排水の処理方法及び装置
【課題】浮遊物質（ＳＳ）濃度の高い排水、塩を含む排水にも対応可能であり、かつ処理装置の小型化、簡素化、使い回しが可能可搬式の装置とすることにより、装置のコストダウンを図ることができる難分解性物質含有水の処理方法を提供する。
【解決手段】下記工程（Ａ）：（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程を含む難分解性物質含有水の処理方法。
【解決手段】下記工程（Ａ）：（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程を含む難分解性物質含有水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難分解性物質含有水の処理方法及び装置に関する。より詳細には、ダイオキシン類等の難分解性有害物質を効率的に無害化することが可能な、難分解性有害物質を含有する汚染水の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国においては、１９９９年にダイオキシン対策特別措置法が制定され、かかるダイオキシン対策特別措置法において、ダイオキシン類の排出基準は１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ以下と規制されている。その一方、焼却炉解体工事排水や特定施設からの産業排水や一部土壌浸出水等は、かかる基準を大きく上回る高濃度のダイオキシン類が含まれる場合があり、焼却炉解体工事排水、産業排水、土壌浸出水等の汚染水に含まれるダイオキシン類等の難分解性有害物質は、汚染水から除去して無害化する必要がある。このような経緯から、ダイオキシン類の低減化処理技術ないし除去技術の開発が強く望まれている。
【０００３】
また、ダイオキシン類以外のビスフェノール等の内分泌攪乱性物質（いわゆる環境ホルモン、内分泌攪乱化学物質ともいう）や、トリクロロエタンに代表される各種有機塩素化合物も難分解性物質であり、それらの排出基準が定められている一方、前記したダイオキシン類等と同様に、低減化処理技術ないし除去技術の開発が強く望まれている。
【０００４】
これらの難分解性物質を含有する排水（汚染水）からの当該物質の除去方法としては、例えばダイオキシン類に対しては、排水を直接、オゾン分解、光分解、過酸化水素による化学的分解、微生物による分解、吸着剤や凝集剤を用いた分離除去、さらにはこれらの組み合わせによる処理等が行われている。これらの方法には、それぞれ特徴があり、難分解性物質の存在状態により適用しやすい場合と、適用しにくい場合がある。また、オゾンや過酸化水素と紫外線との組み合わせの方法は、紫外線が透過しにくい懸濁物や、土壤、スラッジ等の固体には適用できない。そのため、懸濁物や浮遊物を含む排水は、懸濁物、浮遊物を一旦濾過や沈降分離して除去したのち、処理が行われるが、懸濁物や浮遊物に吸着されている難分解性物質は、別途無害化する必要がある。
【０００５】
さらに、従来技術では、遊離塩素を中和する重亜硫酸塩等の還元物質を含む排水や、塩を含む難分解性物質含有排水の処理には適用できなかった。そこで、難分解性物質の性状や濃度に制限されずに効率よく低コストで無害化することが可能な難分解性物質を含有する汚染水を処理する方法が望まれている。
【０００６】
吸着剤を添加して難分解性物質を吸着し、膜処理する方法は、吸着剤や吸着剤の添加装置等にコストがかかるとともに、吸着剤の添加量に依存して装置規模が大きくなってしまう。
孔径が１０−３〜１０−２μｍの逆浸透膜では、塩を含む排水の濃縮に従って浸透圧が上がるため、高出力のポンプや耐圧性の膜装置が必要となりコストがかかる。
年間に一定期間しか使用しない回分装置から排出される難分解性物質含有排水を処理するために、固定装置を設置することは産業経済上非効率的である。コストパフォーマンスを向上させるには、このような回分装置に対し、固定ではなく、必要な時にのみ取り付けて使用し、不要な時は他で使用することができる、即ち、使い回しができる簡素な処理装置が必要である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、浮遊物質（ＳＳ）濃度の高い排水、塩を含む排水にも対応可能であり、かつ処理装置の小型化、簡素化、使い回しが可能な可搬式の装置とすることにより、装置のコストダウンを図ることができる難分解性物質含有水の処理方法を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ね、一般に各種の装置は鉄でできており、鉄製配管の浮遊物質（ＳＳ）にダイオキシンが多量に吸着されることを見出した。排水中のイオンや酸素によって鉄が溶出し浮遊物質（ＳＳ）が生成する。そこで、浮遊物質（ＳＳ）中に含まれる鉄に着目し、ダイオキシンを吸着した浮遊物質（ＳＳ）を除去することにより、排水中のダイオキシン濃度を、排出基準値以下まで確実に低下させることができることを見出した。
そしてさらに、濾過膜に付着した固形分中の難分解性物質を酸化剤によって化学分解することにより、排出される固形分中の難分解性物質濃度をも、排出基準値以下まで確実に低減できることを見出し、本発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、以下の難分解性物質含有水の処理方法及び処理装置が提供される。
１．下記工程（Ａ）：
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、
孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程
を含む難分解性物質含有水の処理方法。
２．前記浮遊物質（ＳＳ）に含まれる鉄の濃度が３０質量％以上である、上記１記載の難分解性物質含有水の処理方法。
３．前記難分解性物質が、ダイオキシン類（ハロゲン化ジベンゾオキシ類、ハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類）、発癌性物質（アルキルフェノール類、ハロゲン化フェノール類、ビスフェノール類、多環芳香族炭化水素類、フタル酸エステル類）、及び難分解性有機ハロゲン化合物（ハロゲン化アルカン類、ハロゲン化アルケン類）からなる群から選択される一種以上である上記１又は２に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
４．さらに、下記工程（Ｂ）：
前記難分解性物質含有水を濾過した濾過膜を逆洗して逆洗排水
を得る工程、及び
下記工程（Ｃ）：
得られた逆洗排水中の難分解性物質を、酸化剤を用いて化学分解する工程
を含む上記１〜３のいずれかに記載の難分解性物質含有水の処理方法。
５．前記酸化剤が、過硫酸塩である上記４に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
６．（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から難分解性物質を除去・濃縮するための、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を備える膜濾過処理部を有する難分解性物質含有水の処理装置。
７．さらに、前記濾過膜を逆洗し、付着している難分解性物質を濾過膜から遊離させるための逆洗処理部、
前記逆洗処理部で生じた逆洗排水に酸化剤を添加するための酸化剤添加部、及び
前記逆洗排水中の難分解性物質を化学分解するための化学分解処理部
を有する上記６に記載の難分解性物質含有水の処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、浮遊物質（ＳＳ）濃度の高い排水や塩を含有する排水であっても、難分解性物質を効率的に処理することができる。
本発明によれば、吸着剤の添加が必須ではないため、吸着剤供給装置が省略でき装置を簡素化でき、さらに、吸着剤の添加による下流部の負担が軽くなるため、難分解性物質含有水の処理装置を小型化できる。
本発明によれば、年間に一定期間しか稼働しないような回分装置から排出される難分解性物質含有水を処理するために、固定ではなく、必要なときにのみ装着して使用することができる、使い回しが可能な可搬式の処理装置を提供することができる。
さらに、上記本発明の効果に基づき、処理装置のコストダウンが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
Ｉ．難分解性物質含有水の処理方法
本発明の難分解性物質含有水の処理方法（以下、本発明の方法という）は、下記工程（Ａ）を含むことを特徴とする。
＜工程（Ａ）＞
（１）難分解性物質の濃度が５〜３００００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、
孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程
上記工程（Ａ）によって、浮遊物質（ＳＳ）（以下、ＳＳという）濃度が高い排水、特にＳＳ中に鉄を多く含む場合に、効率よく難分解性物質を除去することができ、濾過膜を透過する水中の難分解性物質の濃度を排出基準値である１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌよりも低いレベルまで確実に低減することができる。
【００１２】
本発明の方法はまた、下記工程（Ｂ）及び（Ｃ）を含むことが好ましい。
＜工程（Ｂ）＞
前記難分解性物質含有水を濾過した濾過膜を逆洗して逆洗排水を得る工程
＜工程（Ｃ）＞
得られた逆洗排水中の難分解性物質を、酸化剤を用いて化学分解する工程
【００１３】
上記工程（Ｂ）によって、上記工程（Ａ）で用いた濾過膜を少量の水で逆洗して難分解性物質を高濃度に含有する固形分を膜から遊離させることにより、濃縮された難分解性物質を吸着している固形分を含む水が得られる。一方、難分解性物質を吸着している固形分が除去された濾過膜は、再び難分解性物質含有水（原水）の膜濾過に用いることが可能となる。
【００１４】
また、上記工程（Ｂ）で得られた逆洗排水中の固形分を沈降させ、固液分離することも好ましい。固液分離により、沈降物（濃縮スラリー）のみとすることにより、次の工程（Ｃ）における化学分解をより効率的に行うことができる。
【００１５】
そして、固液分離によって濃縮された難分解性物質を吸着している固形分（濃縮スラリー）に、難分解性物質を酸化して分解できる酸化剤を添加して難分解性物質を化学分解処理することにより、効率よく難分解性物質を化学分解することができ、固形分中の難分解性物質の濃度を排出基準値である３，０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇよりも低いレベルまで確実に低減することができる。
【００１６】
本発明の方法において、難分解性物質とは、特に、ダイオキシン類（ハロゲン化ジベンゾオキシ類、ハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類）、内分泌性攪乱性物質や発癌性物質（アルキルフェノール類、ハロゲン化フェノール類、ビスフェノール類、多環芳香族炭化水素類、フタル酸エステル類）、難分解性有機ハロゲン化合物（ハロゲン化アルカン類、ハロゲン化アルケン類）等の難分解性の有害物質をいう。
【００１７】
ここで、ダイオキシン類としては、例えば、ハロゲン化ジベンゾジオキシン類やハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類（特に、オルト位以外に塩素原子が置換したコプラナーＰＣＢ類）等が挙げられる。
【００１８】
ハロゲン化ジベンゾジオキシン類の例としては、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，７，８−ペンタクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，７，８−ヘキサクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，６，７，８−ヘプタクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，６，７，８，９−オクタクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン等が挙げられる。
【００１９】
ハロゲン化ジベンゾフラン類の例としては、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾフラン、１，２，３，７，８−ペンタクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，７，８−ヘキサクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，６，７，８−ヘプタクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，６，７，８，９−オクタクロロジベンゾフラン等が挙げられる。
【００２０】
ＰＣＢ類（特に、オルト位以外に塩素原子が置換したコプラナーＰＣＢ類）の例としては、３，３’，４，４’，５−テトラクロロビフェニル、３，３´，４，４’，５−ペンタクロロビフェニル、３，３’，４，４’，５，５’−ヘキサクロロビフェニル等が挙げられる。
【００２１】
ダイオキシン類以外の内分泌攪乱性物質や発癌性物質としては、ｔ−ブチルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール等のアルキルフェノール類や、テトラクロロフェノール、ペンタクロロフェノール等のハロゲン化フェノール類や、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、１−ビス）４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等のビスフェノール類、ベンゾピレン、クリセン、ベンゾアントラセン、ベンゾフルオランセン、ピセン等の多環芳香族炭化水素、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ−２−エチルへキシルフタレート等のフタル酸エステルが挙げられる。
【００２２】
本発明の方法において、処理対象としている難分解性物質含有水は、上記難分解性物質の他、ＳＳ、塩、場合によっては凝集剤等を含むいわゆる排水であり、
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）ＳＳの濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水（排水）である。
【００２３】
ここで、難分解性物質濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内の排水は、焼却炉解体工事排水や特定施設からの産業排水や一部土壌浸出水等に含まれる難分解性物質濃度をカバーできる範囲である。難分解性物質濃度は、濾過効率を勘案すると、５０〜２０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であることが好ましく、１００〜１０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であることがより好ましい。
【００２４】
ここで、浮遊物質（ＳＳ）とは、Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄの略であり、水中に浮遊する粒径２ｍｍ以下の不溶性固体の微粒子を意味し、その主成分は排水の性状によって異なるが、例えば、難分解性物質含有水を排出する装置の鉄製配管から溶出した鉄、アルミニウム等である。
【００２５】
ＳＳ濃度は、１ｍｇ／Ｌ以下では、ダイオキシン等の難分解性物質が安定して吸着できるＳＳの量が少ないため、濾過膜によって効率的に難分解性物質を除去することが難しくなるおそれがある。ＳＳ濃度の上限は特に限定されないが、高濃度になると、濾過膜の流量が低下しやすくなり、逆洗を頻繁に行う必要が生じ、濾過効率が低下するため、濾過膜によって効率的に難分解性物質を除去することが難しくなるおそれがある。このような事情から、ＳＳ濃度の上限値は５００ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。従って、濾過効率を勘案すると、ＳＳ濃度は、１〜５００ｍｇ／Ｌの範囲内であることが好ましく、２〜２００ｍｇ／Ｌの範囲内であることがより好ましい。
【００２６】
上記ＳＳに含まれる鉄の濃度は３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。ＳＳ中の鉄の濃度が３０質量％未満であると、外部から混入した、例えば、触媒成分等がＳＳの主成分になり安定してダイオキシン等の難分解性物質を吸着せず、濾過効率が低下するおそれがある。本発明は、難分解性物質含有水を排出する装置の鉄製配管から溶出した鉄がＳＳ中に多く含まれており、ダイオキシン等の難分解性物質を吸着したＳＳを濾過膜によって除去することにより、透過水中の難分解性物質の濃度を効率よく低下させることができるという発見に基づいているため、ＳＳ中の鉄濃度が低いと難分解性物質を効率的に除去できないおそれがある。
【００２７】
本発明の方法において、難分解性物質含有水における、難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比は２以上であることが必要であり、この比の上限値は１００万未満であることが好ましい。この比が２以下であるとＳＳが主になり、排水中の難分解性物質を濾過膜によって除去することが経済的でなくなるおそれがある。また、この比が１００万以上になると、難分解性物質濃度が高すぎてＳＳに吸着しきれなくなり、やはり濾過効率が低下するおそれがある。
【００２８】
本発明の方法で処理される難分解性物質含有水（処理原水）及び／又は上記工程（Ｂ）により得た逆洗排水には、必要に応じて凝集剤を添加することができる。
【００２９】
難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤を添加することにより、処理原水中の難分解性物質や、難分解性物質を吸着している浮遊物質（ＳＳ）を凝集させることにより、上記工程（Ａ）における膜濾過処理における濾過効率を高めることができる。
処理原水に凝集剤を添加する工程を有する場合のフロー図を図２に示す。
【００３０】
また、上記工程（Ｂ）で得た逆洗排水に凝集剤を添加し、前記浮遊物質を凝集させて該難分解性物質を吸着した沈降物（スラリー）と上澄を固液分離する工程を設けてもよい。逆洗排水に凝集剤を添加する工程を有する場合のフロー図を図３に示す。
上記工程（Ｂ）で得た逆洗排水を複数回分貯めて、そこに凝集剤を添加して沈降物と上澄とに固液分離し、さらに濃縮された難分解性物質を吸着している固形分（スラリー）が得られる。これに難分解性物質を酸化して分解できる酸化剤を添加して難分解性物質を化学分解処理する（工程（Ｃ））ことにより、さらに効率よく固形分中の難分解性物質の濃度を排出基準値である３，０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇよりも低いレベルまで確実に低減することができる。
【００３１】
凝集剤は、無機系凝集剤、有機系凝集剤のいずれか単独、あるいは両者を組み合わせて使用することができる。
無機系凝集剤の具体例としては、例えば、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウム、ゼオライト系、シリコン系、化石塊を含む無機系凝集剤等が挙げられる。
有機系凝集剤の具体例としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸ナトリウムとアクリルアミドとの共重合体等の各種アニオン系高分子凝集剤やカチオン系凝集剤等が挙げられる。
【００３２】
凝集剤を添加する場合、難分解性物質含有排水１００質量部に対し１質量部以下の量で添加することが好ましく、０．５質量部以下の量で添加することがより好ましい。さらに、凝集剤の難分解性物質酸化分解反応への影響を考慮しなくてよいため凝集剤を添加しないのが最も好ましい。凝集剤の量が１質量部を超えると、工程（Ｃ）において、攪拌が十分行えず難分解性物質と酸化剤との接触が不十分となり、難分解性物質の分解効率が低下するおそれがある。
【００３３】
本発明の方法の工程（Ａ）で用いる濾過膜は、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内であることが必要であり、０．００１〜０．１μｍの範囲内であることが好ましく、０．００１〜０．０１μｍの範囲内であることがより好ましい。孔径が０．００１μｍ未満であると膜が詰まり易く、また１．５μｍを超えるとＳＳが膜を通過してしまうおそれがある。
ここで、濾過膜の孔径は、次のようにして決定した値である。即ち、分子量の異なる各種蛋白質を標準溶液とし、膜に対するそれぞれの排除率を測定して分子量と排除率との関係をグラフにプロットし、得られた分子量排除率曲線より、排除率９０％に相当する分子量を求めてそれを膜の分画分子量とした。そして、９０％排除された蛋白質のサイズから孔径を測定した。
【００３４】
本発明の方法で用いる濾過膜の種類は特に制限されず、上記孔径を有するものであれば使用できる。例えば、限外濾過膜（ＵＦ膜）、ナノフィルター膜（ＮＦ膜）、精密濾過膜（ＭＦ膜）、逆浸透膜（ＲＯ膜）等が挙げられる。
【００３５】
この中でも、限外濾過膜（以下、ＵＦ膜ということもある）を使用することが、ダイオキシン類等を吸着しているＳＳや水に不溶のダイオキシン等の微細粒子を十分に除去することができるとともに、操作性、経済性も良好である。
【００３６】
限外濾過膜（ＵＦ膜）の構成材料としては、酢酸セルロース系、ポリアクリロニトリル系、ポリスルフィン系、ポリエーテルサルホン系等の樹脂材料が挙げられる。
また、膜モジュールは、平膜型、中空糸型、スパイラル型、円筒型、プリーツ型等の形式のものを適宜採用することができる。
【００３７】
ナノフィルター膜（ＮＦ膜）の構成材料としては、ポリアミド系（架橋ポリアミド系や芳香族ポリアミド系等を含む）、脂肪族アミン縮合物系、複素環ポリマー系、酢酸セルロース系、ポリエチレン系、ポリビニルアルコール系、ポリエーテル系等の樹脂材料が挙げられる。
【００３８】
ナノフィルター膜の膜形態としては、特に制限はなく、前記した逆浸透膜と同様に、非対称膜、あるいは複合膜とすることができる。
また、膜モジュールは、平膜型、中空糸型、スパイラル型、円筒型、プリーツ型等の形式のものを適宜採用することができる。
【００３９】
精密濾過膜（ＭＦ膜）の構成材料としては、セルロースエステル系、ポリアクリロニトリル系、ポリスルフィン系、ポリエーテルサルホン系等の樹脂材料が挙げられる。また、形式としては、平膜、フィルターカートリッジ、ディスポーザルカートリッジ等を要求に応じて選択すればよい。
【００４０】
逆浸透膜（以下、ＲＯ膜ということもある）の構成材料としては、ポリアミド系（架橋ポリアミド系や芳香族ポリアミド系等を含む）、脂肪族アミン縮合物系、複素環ポリマー系、酢酸セルロース系、ポリエチレン系、ポリビニルアルコール系、ポリエーテル系等の樹脂材料が挙げられる。
【００４１】
逆浸透膜の膜形態としては、特に制限はなく、非対称膜、あるいは複合膜とすることができる。
また、膜モジュールとして、平膜型、中空糸型、スパイラル型、円筒型、ブリーツ型等を適宜採用することができる。
【００４２】
本発明の方法の工程（Ｂ）における逆洗に用いる水は、特に限定されないが、難分解性物質を含まない水であることが好ましく、通常の井戸水や、水道水の他、上記工程（Ａ）で濾過膜を通過した透過水が挙げられる。透過水を用いることが経済上好ましい。
【００４３】
本発明の方法の工程（Ｃ）で用いる酸化剤の具体例としては、例えば、過硫酸塩、過マンガン酸塩、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、過酸化亜鉛、過酸化亜鉛、過酸化カドミウム、過酸化カリウム、過酸化カルシュウム等の過酸化物、過酸化クロム等の各種金属塩、過酸化水素、オゾン、金属触媒と水素供与体の併用等が挙げられる。好ましくは、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸水素カリウム、過硫酸鉛、過硫酸ルビジウム等の過硫酸塩である。
【００４４】
過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸水素カリウム、過硫酸鉛、及び過硫酸ルビジウム等が挙げられるが、酸化剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸カリウム等の過硫酸塩が特に好ましい。
【００４５】
過マンガン酸塩としては、過マンガン酸亜鉛、過マンガン酸カドミウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸カルシュウム、過マンガン酸銀、過マンガン酸ストロンチウム、過マンガン酸セシウム、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸バリウム、過マンガン酸マグネシウム、過マンガン酸リチウム、過マンガン酸ルビジウム等が挙げられる。
【００４６】
尚、酸化剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
上記工程（Ｂ）で得た逆洗排水を固液分離した沈降物に対する酸化剤の添加量は、逆洗排水（濃縮スラリー）のｐＨ、化学分解する難分解性物質濃度、酸化分解処理期間の長さ、酸化剤の添加回数、添加間隔等に基づいて適宜設定すべきである。ＳＳの濃度と難分解性有害物質の濃度によって酸化剤の添加量は変動するが、通常、１０〜５０質量／体積％、好ましくは１５〜４５質量／体積％、より好ましくは２０〜４０質量／体積％の範囲内である。
尚、酸化剤は、固体状（粉体状）で添加することが好ましい。固体状（粉体状）で供給することにより、分解時の酸化剤濃度を適宜設定することができる。
【００４８】
ＩＩ．難分解性物質含有水の処理装置
本発明の難分解性物質含有水の処理装置（以下、本発明の装置という）は、
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から難分解性物質を除去・濃縮するための、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を備える膜濾過処理部を有することを特徴とする。
【００４９】
また、本発明の装置は、さらに、前記濾過膜を逆洗し、付着している難分解性物質を濾過膜から遊離させるための逆洗処理部、
前記逆洗排水中の固形分を固液分離するための固液分離部、
前記固液分離部で得られた固形分（濃縮スラリー）に酸化剤を添加するための酸化剤添加部、及び
前記逆洗排水中の難分解性物質を化学分解するための化学分解処理部
を有することが好ましい。
【００５０】
以下、本発明の装置の各部について説明するが、処理対象である難分解性物質、難分解性物質含有水、ＳＳ、濾過膜、酸化剤については上記本発明の方法で説明した通りであるためここでは省略する。
【００５１】
本発明の装置には、処理される難分解性物質含有水（処理原水）に必要に応じて凝集剤を添加する凝集剤添加部を設けてもよい。処理原水に凝集剤を添加することにより、より効率よく難分解性物質を除去することができる。凝集剤の種類等については前述した通りであるため、ここでは省略する。
難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図を図４示す。
【００５２】
＜膜濾過処理部＞
膜濾過処理部においては、処理原水である難分解性物質含有水を濾過膜を用いて濾過し、難分解性物質を濃縮すると同時に透過水を分離する。分離された透過水は、難分解性物質濃度が排出基準値以下であれば、放流することができる。
膜濾過処理部において用いる濾過膜や、必要に応じて添加される凝集剤等については、上述したのでここでは省略する。膜濾過時の難分解性物質含有水の流量、処理時間等の条件は処理対象となる難分解性物質含有水（排水）によって適宜設定すべきである。
【００５３】
＜逆洗処理部＞
逆洗処理部においては、濾過膜を通過しなかった又は濾過膜に付着した固形分を濾過膜の反対側から水を流すことにより、濃縮された難分解性物質を吸着している固形分を濾過膜から遊離させ、逆洗排水（濃縮スラリー）を得る。
逆洗処理部の機械的構成（ポンプ等）、逆洗に使う水の種類、量、圧力、頻度、タイミング等の条件は、処理対象となる逆洗排水、膜濾過処理に用いた濾過膜の種類等によって適宜設定すべきである。次の通りである。
【００５４】
逆洗の頻度は適宜選択すればよいが、例えば、３０〜１２０分に１回、１〜１０分間程度が好ましい。また、逆洗を行うにあっては、固形物を含まない清澄な水を用いるのが好ましい。前記（Ａ）膜濾過処理工程で得た透過水を、逆洗を行う水（逆洗水）として用いると経済的でよい。
【００５５】
そして、この逆洗水に対しては、殺菌のために次亜塩素酸ナトリウム等の殺菌剤を添加することが好ましく、かかる次亜塩素酸ナトリウムの添加量としては、逆洗後の残留塩素濃度が１〜１００ｍｇ／Ｌの範囲内になるように添加すればよい。
【００５６】
＜固液分離部＞
固液分離の手段としては、特に制限はなく、例えば、遠心分離、液体サイクロン、フィルタープレス、固形物を沈降させる等の公知の固液分離手段を用いることができる。
また、固液分離部においては、逆洗排水に凝集剤を必要に応じて添加することができる。凝集剤の種類等に関しては、前述した通りであるためここでは省略する。逆洗排水に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図を図５に示す。
【００５７】
＜酸化剤添加部＞
酸化剤添加部においては、逆洗排水（濃縮スラリー）に酸化剤を添加する。用いる酸化剤については前述したので、ここでは省略する。
酸化剤添加物は、酸化剤を逐次的、間欠的に自動で供給できる機能や、酸化剤を少量ずつ連続的に添加できる機能を備えていることが好ましい。このような機能を有する装置の形態としては、例えば、スクリュウ、テーブル等を有するフィーダが挙げられる。尚、酸化剤を逐次的、間欠的又は連続的に自動で添加することは、当業者に公知の手段を用いることによって行うことができる。
【００５８】
酸化剤の添加量、間欠的に添加する場合のインターバル、連続的に添加する場合の総添加時間等は、処理すべき濃縮スラリーの性状によって適宜設定すべきである。酸化剤を連続的に添加する場合は、秒速１×１０−５〜１×１０−３モルの速度で連続して添加することが好ましい。一方、間欠的に添加する場合は、攪拌しながら３０分間〜２時間毎に３０秒〜２分間の添加を１日間繰り返すことが好ましい。そして、酸化剤の総量が０．３〜１．２ｋｇ程度となることが好ましい。
【００５９】
＜化学分解処理部＞
化学分解処理部においては、逆洗排水（濃縮スラリー）に酸化剤を添加して排水中の難分解性物質を酸化分解する。酸化剤の添加に関しては、前述した通りであるため、ここでは省略する。
化学分解処理は、ステンレス、ハステロイ、ＦＲＰ、ライニング（ゴム、シリコン、セラミック等）等の耐酸性、耐熱性の分解槽において行う。
【００６０】
化学分解処理は、上述したように逆洗排水を撹拌しながら、酸化剤を逐次的、間欠的に添加することが好ましく、少量ずつ連続的に添加することがさらに好ましい。
【００６１】
難分解性有害物質の化学分解処理は、通常４０℃以上１００℃未満の範囲内の温度で行われ、好ましくは６０〜８０℃の範囲内の温度、特に好ましくは７０±２℃の範囲内の温度である。４０℃未満では、反応速度が非常に遅くなるおそれがあり、１００℃以上であると、難分解性有害物質含有水が沸騰し始めるため危険な場合がある。７０±２℃の範囲内であると、安全に処理を行うことができると同時に、最も難分解性有害物質の分解効率が高い。
【００６２】
加熱する場合、加熱方式としては特に制限はなく、電熱式、加熱水供給式、蒸気吸込み式、ボイラー式等、いずれも用いることができるが、加熱水供給式の場合には、水分量が多くならないように注意を要する。水分量が多くなりすぎると、反応のための酸化剤濃度が低下する。化学分解処理時間については、処理温度、酸化剤の添加間隔、その他の条件等により左右され、一概に定めることはできないが、通常１０分〜５００時間程度である。
【００６３】
さらに、この化学分解反応をより効果的に行うために、この反応系に有機溶剤を適宜量添加することができる。このような有機溶媒としては、炭素数２〜１２の炭化水素類、例えば、ｎ−ヘキサン、トルエン、キシレン、メチルフタレン等が好適に用いられる。
【００６４】
化学分解処理完了後、上澄と沈殿物（底部残渣）を分離して上澄は放流水として排出し、沈殿物は廃棄物とすることが好ましい。この分離のために、分解槽の底部に抜き出し口が設けてあることが好ましい。
【００６５】
尚、本発明の装置は、上記各部を必須の構成部として有するが、上記の他、必要に応じて各種の機能を有する任意の構成部を設けることができる。
例えば、膜濾過処理の前に吸着剤を添加する場合には、吸着剤添加部を、難分解性物質含有水のｐＨを調整する場合には、ｐＨ調整剤添加部を、また、温度調整する場合には、温度計を、液面レベルを調整する場合には、液面計等を設けることができる。
【００６６】
本発明の装置は、通常、凝集剤を使用しなくても難分解性物質を吸着したＳＳを濃縮することができるため、凝集剤供給装置を省略することができ、さらに濾過膜にかかる負担が軽減されるため、装置を簡素で、小型で、低コストのものとすることが可能である。
さらに装置が簡素化、小型化されることにより、１台の装置を１つの施設に固定するのではなく、必要な時に必要な施設に取り付けて使用する、即ち、使い回すことが可能となり、さらなるコストダウンを図ることも可能となる。
【００６７】
本発明の装置を用いることにより、難分解性物質含有水中の難分解性物質を除去することができ、難分解性物質濃度が排出基準値より低いレベルまで確実に低減された透過水（放流水）とすることができると同時に、濃縮された難分解性物質を吸着したＳＳを酸化分解処理することにより、難分解性物質濃度が排出基準値より低いレベルまで確実に低減された廃棄物とすることができる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。尚、特に断らない限り、「％」は質量％を意味する。
実施例１
ダイオキシン濃度６，３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度１５．３ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度９７％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比４１２からなる排水１００Ｌを、孔径０．００１〜０．０１μｍのＵＦ膜（中空糸）で濾過した。透過水中のダイオキシン濃度を測定した結果、０．０６ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであった。用いたＵＦ膜を水で逆洗し、この逆洗排水中の固形分のダイオキシン濃度を測定した結果、１６０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。この逆洗排水に、排水中での濃度が３％となるように過硫酸カリウムを添加し温度を７０℃に保持した。同様にして過硫酸カリウムの添加を８日間繰り返した。その結果、固形分中のダイオキシン濃度は４．３ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００６９】
実施例２
ダイオキシン濃度１，３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度１１ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度９６％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比１１８からなる排水１００Ｌを、孔径１μｍのＭＦ膜（中空糸）で濾過した。透過水中のダイオキシン濃度を測定した結果、０．４９ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであった。用いたＭＦ膜を水で逆洗し、この逆洗排水中の固形分のダイオキシン濃度を測定した結果、２，３００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。この逆洗排水に、排水中での濃度が３％となるように過硫酸カリウムを添加し温度を７０℃に保持した。同様にして過硫酸カリウムの添加を８日間繰り返した。その結果、固形分中のダイオキシン濃度は２．７ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７０】
実施例３
ダイオキシン濃度８４０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度６０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度８１％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比１４からなる排水１１０Ｌに、凝集剤（無水石膏、硫酸アルミニウム、アルギン酸ソーダ、からなる）１１ｇを添加した。これを、０．５μｍのＭＦ膜（中空糸）で完全濾過した。透過水中のダイオキシン濃度は、０．０８８ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであった。用いたＭＦ膜を水で逆洗し、この逆洗排水のスラリー中のダイオキシン濃度を測定した結果、７，４００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。この逆洗排水に、排水中での濃度が３％となるように過硫酸カリウムを添加し温度を７０℃に保持した。同様にして過硫酸カリウムの添加を８日間繰り返した。その結果、固形分中のダイオキシン濃度は６８ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７１】
比較例１
ダイオキシン濃度６，３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度１５．３ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度９６％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比４１２からなる排水１００Ｌを、孔径５μｍのＭＦ膜（中空糸）で濾過した。透過水中のダイオキシン濃度は、２７ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであり、排出基準値１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌを超えていた。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の難分解性物質の処理方法及び処理装置は、ダイオキシン等の難分解性有害物質を含有する焼却炉解体工事排水、産業排水、土壌浸出水等の無害化に非常に有用である。
本発明の装置は、簡素化、小型化、低コスト化が可能であり、さらには、一台の装置を使い回すことも可能であり、さらなるコストダウンが可能となり、産業経済上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明の装置の基本構成を示すフロー図である。
【図２】図２は、難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤を添加する場合のフロー図である。
【図３】図３は、逆洗排水に凝集剤を添加する場合のフロー図である。
【図４】図４は、難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図である。
【図５】図５は、逆洗排水に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難分解性物質含有水の処理方法及び装置に関する。より詳細には、ダイオキシン類等の難分解性有害物質を効率的に無害化することが可能な、難分解性有害物質を含有する汚染水の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国においては、１９９９年にダイオキシン対策特別措置法が制定され、かかるダイオキシン対策特別措置法において、ダイオキシン類の排出基準は１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ以下と規制されている。その一方、焼却炉解体工事排水や特定施設からの産業排水や一部土壌浸出水等は、かかる基準を大きく上回る高濃度のダイオキシン類が含まれる場合があり、焼却炉解体工事排水、産業排水、土壌浸出水等の汚染水に含まれるダイオキシン類等の難分解性有害物質は、汚染水から除去して無害化する必要がある。このような経緯から、ダイオキシン類の低減化処理技術ないし除去技術の開発が強く望まれている。
【０００３】
また、ダイオキシン類以外のビスフェノール等の内分泌攪乱性物質（いわゆる環境ホルモン、内分泌攪乱化学物質ともいう）や、トリクロロエタンに代表される各種有機塩素化合物も難分解性物質であり、それらの排出基準が定められている一方、前記したダイオキシン類等と同様に、低減化処理技術ないし除去技術の開発が強く望まれている。
【０００４】
これらの難分解性物質を含有する排水（汚染水）からの当該物質の除去方法としては、例えばダイオキシン類に対しては、排水を直接、オゾン分解、光分解、過酸化水素による化学的分解、微生物による分解、吸着剤や凝集剤を用いた分離除去、さらにはこれらの組み合わせによる処理等が行われている。これらの方法には、それぞれ特徴があり、難分解性物質の存在状態により適用しやすい場合と、適用しにくい場合がある。また、オゾンや過酸化水素と紫外線との組み合わせの方法は、紫外線が透過しにくい懸濁物や、土壤、スラッジ等の固体には適用できない。そのため、懸濁物や浮遊物を含む排水は、懸濁物、浮遊物を一旦濾過や沈降分離して除去したのち、処理が行われるが、懸濁物や浮遊物に吸着されている難分解性物質は、別途無害化する必要がある。
【０００５】
さらに、従来技術では、遊離塩素を中和する重亜硫酸塩等の還元物質を含む排水や、塩を含む難分解性物質含有排水の処理には適用できなかった。そこで、難分解性物質の性状や濃度に制限されずに効率よく低コストで無害化することが可能な難分解性物質を含有する汚染水を処理する方法が望まれている。
【０００６】
吸着剤を添加して難分解性物質を吸着し、膜処理する方法は、吸着剤や吸着剤の添加装置等にコストがかかるとともに、吸着剤の添加量に依存して装置規模が大きくなってしまう。
孔径が１０−３〜１０−２μｍの逆浸透膜では、塩を含む排水の濃縮に従って浸透圧が上がるため、高出力のポンプや耐圧性の膜装置が必要となりコストがかかる。
年間に一定期間しか使用しない回分装置から排出される難分解性物質含有排水を処理するために、固定装置を設置することは産業経済上非効率的である。コストパフォーマンスを向上させるには、このような回分装置に対し、固定ではなく、必要な時にのみ取り付けて使用し、不要な時は他で使用することができる、即ち、使い回しができる簡素な処理装置が必要である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、浮遊物質（ＳＳ）濃度の高い排水、塩を含む排水にも対応可能であり、かつ処理装置の小型化、簡素化、使い回しが可能な可搬式の装置とすることにより、装置のコストダウンを図ることができる難分解性物質含有水の処理方法を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ね、一般に各種の装置は鉄でできており、鉄製配管の浮遊物質（ＳＳ）にダイオキシンが多量に吸着されることを見出した。排水中のイオンや酸素によって鉄が溶出し浮遊物質（ＳＳ）が生成する。そこで、浮遊物質（ＳＳ）中に含まれる鉄に着目し、ダイオキシンを吸着した浮遊物質（ＳＳ）を除去することにより、排水中のダイオキシン濃度を、排出基準値以下まで確実に低下させることができることを見出した。
そしてさらに、濾過膜に付着した固形分中の難分解性物質を酸化剤によって化学分解することにより、排出される固形分中の難分解性物質濃度をも、排出基準値以下まで確実に低減できることを見出し、本発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、以下の難分解性物質含有水の処理方法及び処理装置が提供される。
１．下記工程（Ａ）：
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、
孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程
を含む難分解性物質含有水の処理方法。
２．前記浮遊物質（ＳＳ）に含まれる鉄の濃度が３０質量％以上である、上記１記載の難分解性物質含有水の処理方法。
３．前記難分解性物質が、ダイオキシン類（ハロゲン化ジベンゾオキシ類、ハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類）、発癌性物質（アルキルフェノール類、ハロゲン化フェノール類、ビスフェノール類、多環芳香族炭化水素類、フタル酸エステル類）、及び難分解性有機ハロゲン化合物（ハロゲン化アルカン類、ハロゲン化アルケン類）からなる群から選択される一種以上である上記１又は２に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
４．さらに、下記工程（Ｂ）：
前記難分解性物質含有水を濾過した濾過膜を逆洗して逆洗排水
を得る工程、及び
下記工程（Ｃ）：
得られた逆洗排水中の難分解性物質を、酸化剤を用いて化学分解する工程
を含む上記１〜３のいずれかに記載の難分解性物質含有水の処理方法。
５．前記酸化剤が、過硫酸塩である上記４に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
６．（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から難分解性物質を除去・濃縮するための、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を備える膜濾過処理部を有する難分解性物質含有水の処理装置。
７．さらに、前記濾過膜を逆洗し、付着している難分解性物質を濾過膜から遊離させるための逆洗処理部、
前記逆洗処理部で生じた逆洗排水に酸化剤を添加するための酸化剤添加部、及び
前記逆洗排水中の難分解性物質を化学分解するための化学分解処理部
を有する上記６に記載の難分解性物質含有水の処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、浮遊物質（ＳＳ）濃度の高い排水や塩を含有する排水であっても、難分解性物質を効率的に処理することができる。
本発明によれば、吸着剤の添加が必須ではないため、吸着剤供給装置が省略でき装置を簡素化でき、さらに、吸着剤の添加による下流部の負担が軽くなるため、難分解性物質含有水の処理装置を小型化できる。
本発明によれば、年間に一定期間しか稼働しないような回分装置から排出される難分解性物質含有水を処理するために、固定ではなく、必要なときにのみ装着して使用することができる、使い回しが可能な可搬式の処理装置を提供することができる。
さらに、上記本発明の効果に基づき、処理装置のコストダウンが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
Ｉ．難分解性物質含有水の処理方法
本発明の難分解性物質含有水の処理方法（以下、本発明の方法という）は、下記工程（Ａ）を含むことを特徴とする。
＜工程（Ａ）＞
（１）難分解性物質の濃度が５〜３００００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、
孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程
上記工程（Ａ）によって、浮遊物質（ＳＳ）（以下、ＳＳという）濃度が高い排水、特にＳＳ中に鉄を多く含む場合に、効率よく難分解性物質を除去することができ、濾過膜を透過する水中の難分解性物質の濃度を排出基準値である１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌよりも低いレベルまで確実に低減することができる。
【００１２】
本発明の方法はまた、下記工程（Ｂ）及び（Ｃ）を含むことが好ましい。
＜工程（Ｂ）＞
前記難分解性物質含有水を濾過した濾過膜を逆洗して逆洗排水を得る工程
＜工程（Ｃ）＞
得られた逆洗排水中の難分解性物質を、酸化剤を用いて化学分解する工程
【００１３】
上記工程（Ｂ）によって、上記工程（Ａ）で用いた濾過膜を少量の水で逆洗して難分解性物質を高濃度に含有する固形分を膜から遊離させることにより、濃縮された難分解性物質を吸着している固形分を含む水が得られる。一方、難分解性物質を吸着している固形分が除去された濾過膜は、再び難分解性物質含有水（原水）の膜濾過に用いることが可能となる。
【００１４】
また、上記工程（Ｂ）で得られた逆洗排水中の固形分を沈降させ、固液分離することも好ましい。固液分離により、沈降物（濃縮スラリー）のみとすることにより、次の工程（Ｃ）における化学分解をより効率的に行うことができる。
【００１５】
そして、固液分離によって濃縮された難分解性物質を吸着している固形分（濃縮スラリー）に、難分解性物質を酸化して分解できる酸化剤を添加して難分解性物質を化学分解処理することにより、効率よく難分解性物質を化学分解することができ、固形分中の難分解性物質の濃度を排出基準値である３，０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇよりも低いレベルまで確実に低減することができる。
【００１６】
本発明の方法において、難分解性物質とは、特に、ダイオキシン類（ハロゲン化ジベンゾオキシ類、ハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類）、内分泌性攪乱性物質や発癌性物質（アルキルフェノール類、ハロゲン化フェノール類、ビスフェノール類、多環芳香族炭化水素類、フタル酸エステル類）、難分解性有機ハロゲン化合物（ハロゲン化アルカン類、ハロゲン化アルケン類）等の難分解性の有害物質をいう。
【００１７】
ここで、ダイオキシン類としては、例えば、ハロゲン化ジベンゾジオキシン類やハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類（特に、オルト位以外に塩素原子が置換したコプラナーＰＣＢ類）等が挙げられる。
【００１８】
ハロゲン化ジベンゾジオキシン類の例としては、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，７，８−ペンタクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，７，８−ヘキサクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，６，７，８−ヘプタクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，６，７，８，９−オクタクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン等が挙げられる。
【００１９】
ハロゲン化ジベンゾフラン類の例としては、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾフラン、１，２，３，７，８−ペンタクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，７，８−ヘキサクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，６，７，８−ヘプタクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，６，７，８，９−オクタクロロジベンゾフラン等が挙げられる。
【００２０】
ＰＣＢ類（特に、オルト位以外に塩素原子が置換したコプラナーＰＣＢ類）の例としては、３，３’，４，４’，５−テトラクロロビフェニル、３，３´，４，４’，５−ペンタクロロビフェニル、３，３’，４，４’，５，５’−ヘキサクロロビフェニル等が挙げられる。
【００２１】
ダイオキシン類以外の内分泌攪乱性物質や発癌性物質としては、ｔ−ブチルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール等のアルキルフェノール類や、テトラクロロフェノール、ペンタクロロフェノール等のハロゲン化フェノール類や、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、１−ビス）４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等のビスフェノール類、ベンゾピレン、クリセン、ベンゾアントラセン、ベンゾフルオランセン、ピセン等の多環芳香族炭化水素、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ−２−エチルへキシルフタレート等のフタル酸エステルが挙げられる。
【００２２】
本発明の方法において、処理対象としている難分解性物質含有水は、上記難分解性物質の他、ＳＳ、塩、場合によっては凝集剤等を含むいわゆる排水であり、
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）ＳＳの濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水（排水）である。
【００２３】
ここで、難分解性物質濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内の排水は、焼却炉解体工事排水や特定施設からの産業排水や一部土壌浸出水等に含まれる難分解性物質濃度をカバーできる範囲である。難分解性物質濃度は、濾過効率を勘案すると、５０〜２０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であることが好ましく、１００〜１０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であることがより好ましい。
【００２４】
ここで、浮遊物質（ＳＳ）とは、Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄの略であり、水中に浮遊する粒径２ｍｍ以下の不溶性固体の微粒子を意味し、その主成分は排水の性状によって異なるが、例えば、難分解性物質含有水を排出する装置の鉄製配管から溶出した鉄、アルミニウム等である。
【００２５】
ＳＳ濃度は、１ｍｇ／Ｌ以下では、ダイオキシン等の難分解性物質が安定して吸着できるＳＳの量が少ないため、濾過膜によって効率的に難分解性物質を除去することが難しくなるおそれがある。ＳＳ濃度の上限は特に限定されないが、高濃度になると、濾過膜の流量が低下しやすくなり、逆洗を頻繁に行う必要が生じ、濾過効率が低下するため、濾過膜によって効率的に難分解性物質を除去することが難しくなるおそれがある。このような事情から、ＳＳ濃度の上限値は５００ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。従って、濾過効率を勘案すると、ＳＳ濃度は、１〜５００ｍｇ／Ｌの範囲内であることが好ましく、２〜２００ｍｇ／Ｌの範囲内であることがより好ましい。
【００２６】
上記ＳＳに含まれる鉄の濃度は３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。ＳＳ中の鉄の濃度が３０質量％未満であると、外部から混入した、例えば、触媒成分等がＳＳの主成分になり安定してダイオキシン等の難分解性物質を吸着せず、濾過効率が低下するおそれがある。本発明は、難分解性物質含有水を排出する装置の鉄製配管から溶出した鉄がＳＳ中に多く含まれており、ダイオキシン等の難分解性物質を吸着したＳＳを濾過膜によって除去することにより、透過水中の難分解性物質の濃度を効率よく低下させることができるという発見に基づいているため、ＳＳ中の鉄濃度が低いと難分解性物質を効率的に除去できないおそれがある。
【００２７】
本発明の方法において、難分解性物質含有水における、難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比は２以上であることが必要であり、この比の上限値は１００万未満であることが好ましい。この比が２以下であるとＳＳが主になり、排水中の難分解性物質を濾過膜によって除去することが経済的でなくなるおそれがある。また、この比が１００万以上になると、難分解性物質濃度が高すぎてＳＳに吸着しきれなくなり、やはり濾過効率が低下するおそれがある。
【００２８】
本発明の方法で処理される難分解性物質含有水（処理原水）及び／又は上記工程（Ｂ）により得た逆洗排水には、必要に応じて凝集剤を添加することができる。
【００２９】
難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤を添加することにより、処理原水中の難分解性物質や、難分解性物質を吸着している浮遊物質（ＳＳ）を凝集させることにより、上記工程（Ａ）における膜濾過処理における濾過効率を高めることができる。
処理原水に凝集剤を添加する工程を有する場合のフロー図を図２に示す。
【００３０】
また、上記工程（Ｂ）で得た逆洗排水に凝集剤を添加し、前記浮遊物質を凝集させて該難分解性物質を吸着した沈降物（スラリー）と上澄を固液分離する工程を設けてもよい。逆洗排水に凝集剤を添加する工程を有する場合のフロー図を図３に示す。
上記工程（Ｂ）で得た逆洗排水を複数回分貯めて、そこに凝集剤を添加して沈降物と上澄とに固液分離し、さらに濃縮された難分解性物質を吸着している固形分（スラリー）が得られる。これに難分解性物質を酸化して分解できる酸化剤を添加して難分解性物質を化学分解処理する（工程（Ｃ））ことにより、さらに効率よく固形分中の難分解性物質の濃度を排出基準値である３，０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇよりも低いレベルまで確実に低減することができる。
【００３１】
凝集剤は、無機系凝集剤、有機系凝集剤のいずれか単独、あるいは両者を組み合わせて使用することができる。
無機系凝集剤の具体例としては、例えば、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウム、ゼオライト系、シリコン系、化石塊を含む無機系凝集剤等が挙げられる。
有機系凝集剤の具体例としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸ナトリウムとアクリルアミドとの共重合体等の各種アニオン系高分子凝集剤やカチオン系凝集剤等が挙げられる。
【００３２】
凝集剤を添加する場合、難分解性物質含有排水１００質量部に対し１質量部以下の量で添加することが好ましく、０．５質量部以下の量で添加することがより好ましい。さらに、凝集剤の難分解性物質酸化分解反応への影響を考慮しなくてよいため凝集剤を添加しないのが最も好ましい。凝集剤の量が１質量部を超えると、工程（Ｃ）において、攪拌が十分行えず難分解性物質と酸化剤との接触が不十分となり、難分解性物質の分解効率が低下するおそれがある。
【００３３】
本発明の方法の工程（Ａ）で用いる濾過膜は、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内であることが必要であり、０．００１〜０．１μｍの範囲内であることが好ましく、０．００１〜０．０１μｍの範囲内であることがより好ましい。孔径が０．００１μｍ未満であると膜が詰まり易く、また１．５μｍを超えるとＳＳが膜を通過してしまうおそれがある。
ここで、濾過膜の孔径は、次のようにして決定した値である。即ち、分子量の異なる各種蛋白質を標準溶液とし、膜に対するそれぞれの排除率を測定して分子量と排除率との関係をグラフにプロットし、得られた分子量排除率曲線より、排除率９０％に相当する分子量を求めてそれを膜の分画分子量とした。そして、９０％排除された蛋白質のサイズから孔径を測定した。
【００３４】
本発明の方法で用いる濾過膜の種類は特に制限されず、上記孔径を有するものであれば使用できる。例えば、限外濾過膜（ＵＦ膜）、ナノフィルター膜（ＮＦ膜）、精密濾過膜（ＭＦ膜）、逆浸透膜（ＲＯ膜）等が挙げられる。
【００３５】
この中でも、限外濾過膜（以下、ＵＦ膜ということもある）を使用することが、ダイオキシン類等を吸着しているＳＳや水に不溶のダイオキシン等の微細粒子を十分に除去することができるとともに、操作性、経済性も良好である。
【００３６】
限外濾過膜（ＵＦ膜）の構成材料としては、酢酸セルロース系、ポリアクリロニトリル系、ポリスルフィン系、ポリエーテルサルホン系等の樹脂材料が挙げられる。
また、膜モジュールは、平膜型、中空糸型、スパイラル型、円筒型、プリーツ型等の形式のものを適宜採用することができる。
【００３７】
ナノフィルター膜（ＮＦ膜）の構成材料としては、ポリアミド系（架橋ポリアミド系や芳香族ポリアミド系等を含む）、脂肪族アミン縮合物系、複素環ポリマー系、酢酸セルロース系、ポリエチレン系、ポリビニルアルコール系、ポリエーテル系等の樹脂材料が挙げられる。
【００３８】
ナノフィルター膜の膜形態としては、特に制限はなく、前記した逆浸透膜と同様に、非対称膜、あるいは複合膜とすることができる。
また、膜モジュールは、平膜型、中空糸型、スパイラル型、円筒型、プリーツ型等の形式のものを適宜採用することができる。
【００３９】
精密濾過膜（ＭＦ膜）の構成材料としては、セルロースエステル系、ポリアクリロニトリル系、ポリスルフィン系、ポリエーテルサルホン系等の樹脂材料が挙げられる。また、形式としては、平膜、フィルターカートリッジ、ディスポーザルカートリッジ等を要求に応じて選択すればよい。
【００４０】
逆浸透膜（以下、ＲＯ膜ということもある）の構成材料としては、ポリアミド系（架橋ポリアミド系や芳香族ポリアミド系等を含む）、脂肪族アミン縮合物系、複素環ポリマー系、酢酸セルロース系、ポリエチレン系、ポリビニルアルコール系、ポリエーテル系等の樹脂材料が挙げられる。
【００４１】
逆浸透膜の膜形態としては、特に制限はなく、非対称膜、あるいは複合膜とすることができる。
また、膜モジュールとして、平膜型、中空糸型、スパイラル型、円筒型、ブリーツ型等を適宜採用することができる。
【００４２】
本発明の方法の工程（Ｂ）における逆洗に用いる水は、特に限定されないが、難分解性物質を含まない水であることが好ましく、通常の井戸水や、水道水の他、上記工程（Ａ）で濾過膜を通過した透過水が挙げられる。透過水を用いることが経済上好ましい。
【００４３】
本発明の方法の工程（Ｃ）で用いる酸化剤の具体例としては、例えば、過硫酸塩、過マンガン酸塩、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、過酸化亜鉛、過酸化亜鉛、過酸化カドミウム、過酸化カリウム、過酸化カルシュウム等の過酸化物、過酸化クロム等の各種金属塩、過酸化水素、オゾン、金属触媒と水素供与体の併用等が挙げられる。好ましくは、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸水素カリウム、過硫酸鉛、過硫酸ルビジウム等の過硫酸塩である。
【００４４】
過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸水素カリウム、過硫酸鉛、及び過硫酸ルビジウム等が挙げられるが、酸化剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸カリウム等の過硫酸塩が特に好ましい。
【００４５】
過マンガン酸塩としては、過マンガン酸亜鉛、過マンガン酸カドミウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸カルシュウム、過マンガン酸銀、過マンガン酸ストロンチウム、過マンガン酸セシウム、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸バリウム、過マンガン酸マグネシウム、過マンガン酸リチウム、過マンガン酸ルビジウム等が挙げられる。
【００４６】
尚、酸化剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
上記工程（Ｂ）で得た逆洗排水を固液分離した沈降物に対する酸化剤の添加量は、逆洗排水（濃縮スラリー）のｐＨ、化学分解する難分解性物質濃度、酸化分解処理期間の長さ、酸化剤の添加回数、添加間隔等に基づいて適宜設定すべきである。ＳＳの濃度と難分解性有害物質の濃度によって酸化剤の添加量は変動するが、通常、１０〜５０質量／体積％、好ましくは１５〜４５質量／体積％、より好ましくは２０〜４０質量／体積％の範囲内である。
尚、酸化剤は、固体状（粉体状）で添加することが好ましい。固体状（粉体状）で供給することにより、分解時の酸化剤濃度を適宜設定することができる。
【００４８】
ＩＩ．難分解性物質含有水の処理装置
本発明の難分解性物質含有水の処理装置（以下、本発明の装置という）は、
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から難分解性物質を除去・濃縮するための、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を備える膜濾過処理部を有することを特徴とする。
【００４９】
また、本発明の装置は、さらに、前記濾過膜を逆洗し、付着している難分解性物質を濾過膜から遊離させるための逆洗処理部、
前記逆洗排水中の固形分を固液分離するための固液分離部、
前記固液分離部で得られた固形分（濃縮スラリー）に酸化剤を添加するための酸化剤添加部、及び
前記逆洗排水中の難分解性物質を化学分解するための化学分解処理部
を有することが好ましい。
【００５０】
以下、本発明の装置の各部について説明するが、処理対象である難分解性物質、難分解性物質含有水、ＳＳ、濾過膜、酸化剤については上記本発明の方法で説明した通りであるためここでは省略する。
【００５１】
本発明の装置には、処理される難分解性物質含有水（処理原水）に必要に応じて凝集剤を添加する凝集剤添加部を設けてもよい。処理原水に凝集剤を添加することにより、より効率よく難分解性物質を除去することができる。凝集剤の種類等については前述した通りであるため、ここでは省略する。
難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図を図４示す。
【００５２】
＜膜濾過処理部＞
膜濾過処理部においては、処理原水である難分解性物質含有水を濾過膜を用いて濾過し、難分解性物質を濃縮すると同時に透過水を分離する。分離された透過水は、難分解性物質濃度が排出基準値以下であれば、放流することができる。
膜濾過処理部において用いる濾過膜や、必要に応じて添加される凝集剤等については、上述したのでここでは省略する。膜濾過時の難分解性物質含有水の流量、処理時間等の条件は処理対象となる難分解性物質含有水（排水）によって適宜設定すべきである。
【００５３】
＜逆洗処理部＞
逆洗処理部においては、濾過膜を通過しなかった又は濾過膜に付着した固形分を濾過膜の反対側から水を流すことにより、濃縮された難分解性物質を吸着している固形分を濾過膜から遊離させ、逆洗排水（濃縮スラリー）を得る。
逆洗処理部の機械的構成（ポンプ等）、逆洗に使う水の種類、量、圧力、頻度、タイミング等の条件は、処理対象となる逆洗排水、膜濾過処理に用いた濾過膜の種類等によって適宜設定すべきである。次の通りである。
【００５４】
逆洗の頻度は適宜選択すればよいが、例えば、３０〜１２０分に１回、１〜１０分間程度が好ましい。また、逆洗を行うにあっては、固形物を含まない清澄な水を用いるのが好ましい。前記（Ａ）膜濾過処理工程で得た透過水を、逆洗を行う水（逆洗水）として用いると経済的でよい。
【００５５】
そして、この逆洗水に対しては、殺菌のために次亜塩素酸ナトリウム等の殺菌剤を添加することが好ましく、かかる次亜塩素酸ナトリウムの添加量としては、逆洗後の残留塩素濃度が１〜１００ｍｇ／Ｌの範囲内になるように添加すればよい。
【００５６】
＜固液分離部＞
固液分離の手段としては、特に制限はなく、例えば、遠心分離、液体サイクロン、フィルタープレス、固形物を沈降させる等の公知の固液分離手段を用いることができる。
また、固液分離部においては、逆洗排水に凝集剤を必要に応じて添加することができる。凝集剤の種類等に関しては、前述した通りであるためここでは省略する。逆洗排水に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図を図５に示す。
【００５７】
＜酸化剤添加部＞
酸化剤添加部においては、逆洗排水（濃縮スラリー）に酸化剤を添加する。用いる酸化剤については前述したので、ここでは省略する。
酸化剤添加物は、酸化剤を逐次的、間欠的に自動で供給できる機能や、酸化剤を少量ずつ連続的に添加できる機能を備えていることが好ましい。このような機能を有する装置の形態としては、例えば、スクリュウ、テーブル等を有するフィーダが挙げられる。尚、酸化剤を逐次的、間欠的又は連続的に自動で添加することは、当業者に公知の手段を用いることによって行うことができる。
【００５８】
酸化剤の添加量、間欠的に添加する場合のインターバル、連続的に添加する場合の総添加時間等は、処理すべき濃縮スラリーの性状によって適宜設定すべきである。酸化剤を連続的に添加する場合は、秒速１×１０−５〜１×１０−３モルの速度で連続して添加することが好ましい。一方、間欠的に添加する場合は、攪拌しながら３０分間〜２時間毎に３０秒〜２分間の添加を１日間繰り返すことが好ましい。そして、酸化剤の総量が０．３〜１．２ｋｇ程度となることが好ましい。
【００５９】
＜化学分解処理部＞
化学分解処理部においては、逆洗排水（濃縮スラリー）に酸化剤を添加して排水中の難分解性物質を酸化分解する。酸化剤の添加に関しては、前述した通りであるため、ここでは省略する。
化学分解処理は、ステンレス、ハステロイ、ＦＲＰ、ライニング（ゴム、シリコン、セラミック等）等の耐酸性、耐熱性の分解槽において行う。
【００６０】
化学分解処理は、上述したように逆洗排水を撹拌しながら、酸化剤を逐次的、間欠的に添加することが好ましく、少量ずつ連続的に添加することがさらに好ましい。
【００６１】
難分解性有害物質の化学分解処理は、通常４０℃以上１００℃未満の範囲内の温度で行われ、好ましくは６０〜８０℃の範囲内の温度、特に好ましくは７０±２℃の範囲内の温度である。４０℃未満では、反応速度が非常に遅くなるおそれがあり、１００℃以上であると、難分解性有害物質含有水が沸騰し始めるため危険な場合がある。７０±２℃の範囲内であると、安全に処理を行うことができると同時に、最も難分解性有害物質の分解効率が高い。
【００６２】
加熱する場合、加熱方式としては特に制限はなく、電熱式、加熱水供給式、蒸気吸込み式、ボイラー式等、いずれも用いることができるが、加熱水供給式の場合には、水分量が多くならないように注意を要する。水分量が多くなりすぎると、反応のための酸化剤濃度が低下する。化学分解処理時間については、処理温度、酸化剤の添加間隔、その他の条件等により左右され、一概に定めることはできないが、通常１０分〜５００時間程度である。
【００６３】
さらに、この化学分解反応をより効果的に行うために、この反応系に有機溶剤を適宜量添加することができる。このような有機溶媒としては、炭素数２〜１２の炭化水素類、例えば、ｎ−ヘキサン、トルエン、キシレン、メチルフタレン等が好適に用いられる。
【００６４】
化学分解処理完了後、上澄と沈殿物（底部残渣）を分離して上澄は放流水として排出し、沈殿物は廃棄物とすることが好ましい。この分離のために、分解槽の底部に抜き出し口が設けてあることが好ましい。
【００６５】
尚、本発明の装置は、上記各部を必須の構成部として有するが、上記の他、必要に応じて各種の機能を有する任意の構成部を設けることができる。
例えば、膜濾過処理の前に吸着剤を添加する場合には、吸着剤添加部を、難分解性物質含有水のｐＨを調整する場合には、ｐＨ調整剤添加部を、また、温度調整する場合には、温度計を、液面レベルを調整する場合には、液面計等を設けることができる。
【００６６】
本発明の装置は、通常、凝集剤を使用しなくても難分解性物質を吸着したＳＳを濃縮することができるため、凝集剤供給装置を省略することができ、さらに濾過膜にかかる負担が軽減されるため、装置を簡素で、小型で、低コストのものとすることが可能である。
さらに装置が簡素化、小型化されることにより、１台の装置を１つの施設に固定するのではなく、必要な時に必要な施設に取り付けて使用する、即ち、使い回すことが可能となり、さらなるコストダウンを図ることも可能となる。
【００６７】
本発明の装置を用いることにより、難分解性物質含有水中の難分解性物質を除去することができ、難分解性物質濃度が排出基準値より低いレベルまで確実に低減された透過水（放流水）とすることができると同時に、濃縮された難分解性物質を吸着したＳＳを酸化分解処理することにより、難分解性物質濃度が排出基準値より低いレベルまで確実に低減された廃棄物とすることができる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。尚、特に断らない限り、「％」は質量％を意味する。
実施例１
ダイオキシン濃度６，３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度１５．３ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度９７％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比４１２からなる排水１００Ｌを、孔径０．００１〜０．０１μｍのＵＦ膜（中空糸）で濾過した。透過水中のダイオキシン濃度を測定した結果、０．０６ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであった。用いたＵＦ膜を水で逆洗し、この逆洗排水中の固形分のダイオキシン濃度を測定した結果、１６０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。この逆洗排水に、排水中での濃度が３％となるように過硫酸カリウムを添加し温度を７０℃に保持した。同様にして過硫酸カリウムの添加を８日間繰り返した。その結果、固形分中のダイオキシン濃度は４．３ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００６９】
実施例２
ダイオキシン濃度１，３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度１１ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度９６％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比１１８からなる排水１００Ｌを、孔径１μｍのＭＦ膜（中空糸）で濾過した。透過水中のダイオキシン濃度を測定した結果、０．４９ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであった。用いたＭＦ膜を水で逆洗し、この逆洗排水中の固形分のダイオキシン濃度を測定した結果、２，３００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。この逆洗排水に、排水中での濃度が３％となるように過硫酸カリウムを添加し温度を７０℃に保持した。同様にして過硫酸カリウムの添加を８日間繰り返した。その結果、固形分中のダイオキシン濃度は２．７ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７０】
実施例３
ダイオキシン濃度８４０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度６０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度８１％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比１４からなる排水１１０Ｌに、凝集剤（無水石膏、硫酸アルミニウム、アルギン酸ソーダ、からなる）１１ｇを添加した。これを、０．５μｍのＭＦ膜（中空糸）で完全濾過した。透過水中のダイオキシン濃度は、０．０８８ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであった。用いたＭＦ膜を水で逆洗し、この逆洗排水のスラリー中のダイオキシン濃度を測定した結果、７，４００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。この逆洗排水に、排水中での濃度が３％となるように過硫酸カリウムを添加し温度を７０℃に保持した。同様にして過硫酸カリウムの添加を８日間繰り返した。その結果、固形分中のダイオキシン濃度は６８ｐｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７１】
比較例１
ダイオキシン濃度６，３００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ、ＳＳ濃度１５．３ｍｇ／Ｌ、ＳＳ中の鉄濃度９６％、ダイオキシン濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／ＳＳ濃度（ｍｇ／Ｌ）比４１２からなる排水１００Ｌを、孔径５μｍのＭＦ膜（中空糸）で濾過した。透過水中のダイオキシン濃度は、２７ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌであり、排出基準値１０ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌを超えていた。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の難分解性物質の処理方法及び処理装置は、ダイオキシン等の難分解性有害物質を含有する焼却炉解体工事排水、産業排水、土壌浸出水等の無害化に非常に有用である。
本発明の装置は、簡素化、小型化、低コスト化が可能であり、さらには、一台の装置を使い回すことも可能であり、さらなるコストダウンが可能となり、産業経済上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明の装置の基本構成を示すフロー図である。
【図２】図２は、難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤を添加する場合のフロー図である。
【図３】図３は、逆洗排水に凝集剤を添加する場合のフロー図である。
【図４】図４は、難分解性物質含有水（処理原水）に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図である。
【図５】図５は、逆洗排水に凝集剤添加を行う凝集剤添加部を有する本発明の装置の一実施形態を示す模式図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程（Ａ）：
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、
孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程
を含む難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項２】
前記浮遊物質（ＳＳ）に含まれる鉄の濃度が３０質量％以上である、請求項１記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項３】
前記難分解性物質が、ダイオキシン類（ハロゲン化ジベンゾオキシ類、ハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類）、発癌性物質（アルキルフェノール類、ハロゲン化フェノール類、ビスフェノール類、多環芳香族炭化水素類、フタル酸エステル類）、及び難分解性有機ハロゲン化合物（ハロゲン化アルカン類、ハロゲン化アルケン類）からなる群から選択される一種以上である請求項１又は２に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項４】
さらに、下記工程（Ｂ）：
前記難分解性物質含有水を濾過した濾過膜を逆洗して逆洗排水を得る工程、及び
下記工程（Ｃ）：
得られた逆洗排水中の難分解性物質を、酸化剤を用いて化学分解する工程
を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項５】
前記酸化剤が、過硫酸塩である請求項４に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項６】
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から難分解性物質を除去・濃縮するための、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を備える膜濾過処理部を有する難分解性物質含有水の処理装置。
【請求項７】
さらに、前記濾過膜を逆洗し、付着している難分解性物質を濾過膜から遊離させるための逆洗処理部、
前記逆洗処理部で生じた逆洗排水に酸化剤を添加するための酸化剤添加部、及び
前記逆洗排水中の難分解性物質を化学分解するための化学分解処理部
を有する請求項６に記載の難分解性物質含有水の処理装置。
【請求項１】
下記工程（Ａ）：
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から、
孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を用いて難分解性物質を除去する工程
を含む難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項２】
前記浮遊物質（ＳＳ）に含まれる鉄の濃度が３０質量％以上である、請求項１記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項３】
前記難分解性物質が、ダイオキシン類（ハロゲン化ジベンゾオキシ類、ハロゲン化ジベンゾフラン類、ＰＣＢ類）、発癌性物質（アルキルフェノール類、ハロゲン化フェノール類、ビスフェノール類、多環芳香族炭化水素類、フタル酸エステル類）、及び難分解性有機ハロゲン化合物（ハロゲン化アルカン類、ハロゲン化アルケン類）からなる群から選択される一種以上である請求項１又は２に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項４】
さらに、下記工程（Ｂ）：
前記難分解性物質含有水を濾過した濾過膜を逆洗して逆洗排水を得る工程、及び
下記工程（Ｃ）：
得られた逆洗排水中の難分解性物質を、酸化剤を用いて化学分解する工程
を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項５】
前記酸化剤が、過硫酸塩である請求項４に記載の難分解性物質含有水の処理方法。
【請求項６】
（１）難分解性物質の濃度が５〜３０，０００ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌの範囲内であり、
（２）浮遊物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）の濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ
（３）上記難分解性物質の濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／Ｌ）／上記浮遊物質（ＳＳ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）の比が２以上である難分解性物質含有水から難分解性物質を除去・濃縮するための、孔径が０．００１〜１．５μｍの範囲内の濾過膜を備える膜濾過処理部を有する難分解性物質含有水の処理装置。
【請求項７】
さらに、前記濾過膜を逆洗し、付着している難分解性物質を濾過膜から遊離させるための逆洗処理部、
前記逆洗処理部で生じた逆洗排水に酸化剤を添加するための酸化剤添加部、及び
前記逆洗排水中の難分解性物質を化学分解するための化学分解処理部
を有する請求項６に記載の難分解性物質含有水の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２１４０５９（Ｐ２００９−２１４０５９Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２１０１（Ｐ２００８−６２１０１）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【出願人】（５９４１５２６２０）ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【出願人】（５９４１５２６２０）ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
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