１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置
【課題】１，４−ジオキサン分解菌を用いた１，４−ジオキサン含有廃水の処理において、従来の問題点であった１，４−ジオキサンの分解効率低下及び大気放出の問題を解決することができる処理方法を提供する。
【解決手段】廃水をエア曝気する第１曝気手段２６、２８を備えると共に１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有し、廃水をエア曝気しながら有機物分解菌と接触させる第１生物処理槽１２と、１次処理水をエア曝気する第２曝気手段３０、３２を備えると共に１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、一次処理水をエア曝気しながら１，４−ジオキサン分解菌とを接触させる第２生物処理槽１４と、第１生物処理槽１２のエア曝気により廃水から放出されたガスを回収する回収手段１６と、回収したガスの全部又は一部を第２生物処理槽１４に導入する導入手段１８と、を備えた。
【解決手段】廃水をエア曝気する第１曝気手段２６、２８を備えると共に１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有し、廃水をエア曝気しながら有機物分解菌と接触させる第１生物処理槽１２と、１次処理水をエア曝気する第２曝気手段３０、３２を備えると共に１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、一次処理水をエア曝気しながら１，４−ジオキサン分解菌とを接触させる第２生物処理槽１４と、第１生物処理槽１２のエア曝気により廃水から放出されたガスを回収する回収手段１６と、回収したガスの全部又は一部を第２生物処理槽１４に導入する導入手段１８と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置に係り、特に廃水中の１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で生物学的に処理する１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１，４−ジオキサンは一般的に溶剤等として使用されており、塗料などの溶剤として使用されることが多い。また、市販のポリオキシアルキルエーテルのような洗剤中にも含まれている。このため、１，４−ジオキサンを製造する製造工場あるいはポリオキシアルキルエーテルを製造する製造工場の工場廃水、及びポリオキシアルキルエーテルを含有する洗剤を使用した家庭廃水を介して１，４−ジオキサンが下水等に排出される。
【０００３】
しかし、１，４−ジオキサンは水溶性の難分解性物質であるため、下水処理場における生物処理や固液分離処理では殆ど分解できず、水環境に対する汚染が懸念されている。
【０００４】
一方、環境庁の行う指定化学物質の環境汚染調査において、１，４−ジオキサンは広い範囲で検出されており、特に河川や湖沼等の水環境中での汚染が報告されている。また、地下水から１，４−ジオキサンが検出された例も報告されている。
【０００５】
このような背景から、平成１６年４月の水道法の改正に伴い、飲料水基準として１，４−ジオキサンの規制値を０．０５ｍｇ／Ｌとする内容が導入された。更に、平成２２年４月には、環境基準値が制定されており、廃水中の１，４−ジオキサンを効率的に分解除去するための処理技術が要望されている。
【０００６】
従来、廃水中の１，４−ジオキサンを分解除去する方法としては、オゾン処理を主として過酸化水素処理及び紫外線処理を併用し、ＯＨラジカルの形成を促進する促進酸化法が提案されている（例えば特許文献１〜３）。また、金属触媒下で過酸化水素水を添加して、ＯＨラジカルを形成させるフェントン酸化法も知られている。
【０００７】
しかし、特許文献１〜３の促進酸化法や、フェントン酸化法は、電力消費や薬品使用料が多く、ランニングコストが大きくなるという問題がある。このため、低コストで処理が可能な生物学的な処理方法の開発が求められている。
【０００８】
従来、１，４−ジオキサンの生物学的な処理は困難であるとされており、生物学的な処理に関する詳細な報告は極めて少ない。その中で、本出願の出願人は、１，４−ジオキサンを分解する微生物（以後「１，４−ジオキサン分解菌」という」の活性を向上させ、廃水処理に適用することを提案した（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０２９９６６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１１６３号公報
【特許文献３】特開２０００−２０２４６６号公報
【特許文献４】特開２００８−３０６９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、出願人は、１，４−ジオキサン分解菌を用いて、実際の廃水（例えば下水）を具体的に処理する上で次の２つの問題があることを見出した。即ち、
（１）１，４−ジオキサンのみを含有する合成廃水の場合には、高い分解効率を得ることができるが、実際の廃水のように廃水中に１，４−ジオキサン以外の有機物を高濃度に含有する場合、１，４−ジオキサンの分解効率が顕著に低下する（分解効率低下の問題）。
（２）１，４−ジオキサン分解菌を有する生物処理装置で生物学的に分解処理する場合、好気性条件を必要とするためエア曝気すると、廃水中の１，４−ジオキサンの一部が大気中に放出されてしまう（大気放出の問題）。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、１，４−ジオキサン分解菌を用いた１，４−ジオキサン含有廃水の処理において、従来の問題点であった１，４−ジオキサンの分解効率低下及び大気放出の問題を解決することのできる１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１は、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理方法において、第１生物処理槽において、前記廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌と接触させて１次処理廃水を得る第１生物処理工程と、第２生物処理槽において、前記１次処理廃水をエア曝気しながら１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌と接触させて処理水を得る第２生物処理工程と、前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収工程と、回収した回収ガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、１，４−ジオキサン以外の有機物としては、例えばＢＯＤ成分及びＣＯＤ成分がある。
【００１４】
本発明によれば、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水を、第２生物処理槽において１，４−ジオキサン分解菌に接触させて分解処理する前に、第１生物処理槽において予め廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を減少させるようにした。これにより、第２生物処理槽内において１，４−ジオキサンを他の細菌よりも優占化させることができるので、１，４−ジオキサン分解菌の分解効率を顕著に向上させることができる。
【００１５】
この場合、第１生物処理槽の処理後における廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物濃度としては、２５０ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以下がより好ましい。また、エア曝気による第１生物処理槽でのＤＯ濃度としては、１．５〜６．０ｍｇ／Ｌの範囲が好ましく、２．０〜５．０ｍｇ／Ｌの範囲がより好ましい。エア曝気による第２生物処理槽でのＤＯ濃度としては、２．０〜６．０ｍｇ／Ｌの範囲が好ましく、３．０〜５．０ｍｇ／Ｌの範囲がより好ましい。
【００１６】
また、第１生物処理槽でのエア曝気で廃水から放出される１，４−ジオキサン濃度の高いガスは、回収して第２生物処理槽に導入するようにしたので、廃水中の１，４−ジオキサンを大気に放出させることなく分解処理することができる。この場合、第２生物処理槽では１，４−ジオキサンを高い分解効率で分解でき、槽内の１，４−ジオキサン濃度を常に低レベルに抑えることができるので、第２生物処理槽でのエア曝気により放出されるガス中の１，４−ジオキサン量を顕著に低減できる。
【００１７】
また、回収されたガスを第２生物処理槽で処理することにより、回収ガス中の１，４−ジオキサンを分解処理するための特別な分解装置も必要ない。ちなみに、物理化学的に１，４−ジオキサンを分解する場合には、分解廃液が発生し、この処理を行う必要も生じる。
【００１８】
本発明の処理方法において、前記導入工程では、前記回収ガスを前記第２生物処理槽のエア曝気用ガスとして導入することが好ましい。これは、回収ガスを第２生物処理槽で分解処理するための好ましい導入方法の一態様である。これにより、第２生物処理槽の１次処理廃水をエア曝気するためのエア供給設備を省略できる。
【００１９】
本発明の処理方法において、前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理し、該スクラビング処理水を前記第２生物処理槽に導入することが好ましい。これは、回収ガスを第２生物処理槽で分解処理するための好ましい導入方法の別態様である。これにより、第１生物処理槽から放出されるガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水中に確実に吸収して、第２生物処理槽に導入することができる。
【００２０】
本発明の処理方法において、前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理して、該スクラビング処理水の一部を前記第１生物処理槽に戻し、残りを前記第２生物処理槽に導入することが好ましい。これは、回収ガスを第２生物処理槽で分解処理するための好ましい導入方法の別態様である。これにより、第２生物処理槽での１，４−ジオキサン負荷が大きくなり過ぎないようにできる。
【００２１】
本発明の処理方法において、前記スクラビング処理のための水として、前記第２生物処理槽での処理水を使用することが好ましい。これにより、省水型の処理を行うことができる。
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明の請求項６は、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理装置において、前記廃水をエア曝気する第１曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有し、前記廃水をエア曝気しながら前記有機物分解菌と接触させる第１生物処理槽と、前記１次処理廃水をエア曝気する第２曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、前記１次処理廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン分解菌とを接触させる第２生物処理槽と、前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収手段と、回収したガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項６は、本発明を装置として構成したものであり、これにより従来の問題であった１，４−ジオキサンの分解効率低下及び大気放出の問題を解決することができる。
【００２４】
本発明の処理装置において、前記回収手段は、前記第１及び第２生物処理槽の液面上方に密閉構造のヘッドスペースを形成する蓋部材であることが好ましい。このように第１及び第２生物処理槽を機密性の密閉構造とすることにより、第１及び第２生物処理槽から放出されるガスが大気にリークしないように回収できる。
【００２５】
本発明の処理装置において、前記導入手段は、前記回収手段と前記第２曝気手段とを繋ぐ配管と、前記配管に設けられ、前記回収手段で回収した回収ガスを前記第２曝気手段に送る送風ファンと、を備えたことが好ましい。これにより、第１生物処理槽から放出されたガスを第２生物処理槽のエア曝気用ガスとして利用することができる。
【００２６】
本発明の処理装置において、前記導入手段は、前記第１生物処理槽の上方に設けられ前記回収ガスに対してスクラビング処理するスクラビング装置と、前記スクラビング処理したスクラビング水を受けて前記第２生物処理槽槽に送る樋状部材と、を備えたことが好ましい。これにより、第１生物処理槽から放出されたガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水に吸収して第２生物処理槽に導入することができる。
【００２７】
本発明の処理装置において、前記導入手段は、前記ヘッドスペースのうち前記第２生物処理槽の液面上方に設けられたスクラビング装置と、前記第１生物処理槽から前記ヘッドスペースに回収された回収ガスを前記第２生物処理槽の液面上方に移動させる移動手段と、を備えたことが好ましい。これにより、第１生物処理槽から放出されたガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水に吸収して第２生物処理槽に導入するための導入手段をシンプル化できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、１，４−ジオキサン分解菌を用いた１，４−ジオキサン含有廃水の処理において、従来の問題点であった１，４−ジオキサンの分解効率低下及び大気放出の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置の第１の実施の形態を説明する断面図
【図２】本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置の第２の実施の形態を説明する断面図
【図３】第２の実施の形態の変形例１を説明する断面図
【図４】第２の実施の形態の変形例２を説明する断面図
【図５】１，４−ジオキサン分解菌を含有する包括固定化担体の製造ステップの説明図
【図６】エア曝気による１，４−ジオキサン含有ガスの廃水からの除去率を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明に係る１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００３１】
［第１実施の形態］
図１に示す１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置１０は、主として、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水を処理して１次処理廃水を得る第１生物処理槽１２と、１次処理廃水を処理して処理水を得る第２生物処理槽１４と、第１及び第２生物処理槽１２、１４のエア曝気により廃水から放出されたガスを回収する回収手段１６と、回収したガスの全部又は一部を第２生物処理槽１４に導入する導入手段１８と、で構成される。
【００３２】
第１及び第２生物処理槽１２、１４は、立設する仕切板２０で仕切られると共に、第１生物処理槽１２には廃水の原水配管２２が接続される。これにより、原水配管２２から供給された廃水で第１生物処理槽１２が一杯になると、廃水は仕切板２０を乗り越えて第２生物処理槽１４に越流する。また、第２生物処理槽１４の上部で、第１生物処理槽１２とは反対側にトラフ２４が設けられ、第２生物処理槽１４で処理された処理水がトラフ２４に流出する。
【００３３】
なお、図１では、第１及び第２生物処理槽１２、１４を仕切板２０で仕切った一つの槽として構成したが、第１及び第２生物処理槽１２、１４を別体の槽として、第１生物処理槽１２で得られた１次処理廃水を送液ポンプ（図示せず）で第２生物処理槽１４に送ってもよい。
【００３４】
また、第１生物処理槽１２内の底部には、第１曝気管２６が設けられ、第１曝気管２６には第１ブロア２８が設けられる。これにより、第１生物処理槽１２に流入した廃水をエア曝気して好気性状態にする。また、第１生物処理槽１２内には、１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有する。有機物分解菌としては、ＢＯＤ及びＣＯＤの酸化分解に通常使用される好気性細菌を使用することができ、例えば下水処理場の活性汚泥を使用することができる。有機物分解菌は、廃水が下水の場合には、原水配管２２を介して第１生物処理槽１２に供給される廃水中に浮遊汚泥として含まれているので、特に活性汚泥を投入しなくてもよい。あるいは活性汚泥を固定化材料に包括又は付着させた担体として第１生物処理槽１２に投入してもよい。更には、第１生物処理槽１２内に固定床を設け、この固定床に活性汚泥を生物膜として付着させるようにしてもよい。
【００３５】
同様に、第２生物処理槽１４内の底部には、第２曝気管３０が設けられ、第２曝気管３０には第２ブロア３２が設けられる。これにより、第１生物処理槽１２から第２生物処理槽１４に流入した１次処理廃水をエア曝気して好気性状態にする。
【００３６】
また、第２生物処理槽１４内には、１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、この１，４−ジオキサン分解菌は好気性状態下で１，４−ジオキサンを分解する。ここで、「１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有する」とは、１，４−ジオキサン分解菌のみが存在するとの誤解を避ける意味であり、他の細菌が併存していてもよい。
【００３７】
１，４−ジオキサン分解菌を含む種汚泥としては、１，４−ジオキサンを扱う工場（例えば１，４−ジオキサンを製造する製造工場あるいはポリオキシアルキルエーテルを製造する製造工場）の土壌、あるいはその工場廃水を処理する廃水処理場の汚泥等を用いることができる。しかし、このまま種汚泥を第２生物処理槽１４に投入しても１，４−ジオキサン分解菌の菌数濃度が低く十分な活性を発揮することはできないので、予め培養することが好ましい。１，４−ジオキサンの単離・培養の説明については後述する。
【００３８】
第１生物処理槽１２には、第１曝気管２６によって廃水をエア曝気することによって廃水から放出されるガスを回収するための第１蓋部材１６Ａ（回収手段）が設けられる。同様に、第２生物処理槽１４には、第２曝気管３０によって１次処理廃水をエア曝気することによって１次処理廃水から放出されるガスを回収するための第２蓋部材１６Ｂ（回収手段）が設けられる。これにより、第１生物処理槽１２の液面上方に第１ヘッドスペース１２Ａが形成され、第２生物処理槽１４の液面上方に第２ヘッドスペース１２Ｂが形成される。
【００３９】
また、第１及び第２蓋部材１６Ａ，１６Ｂの側面部が隣接する部分と仕切板２０との間には、廃水が越流するための越流口３４が形成されると共に、第２生物処理槽１４には、処理水をトラフ２４に排出する処理水排出口３６が開口される。処理水排出口３６は、第２生物処理槽１４の液面よりも下方に形成され、トラフ２４に溜まった処理水により水封される。したがって、第１及び第２ヘッドスペース１２Ａ，１２Ｂは、第１蓋部材１６Ａ、第２蓋部材１６Ｂ、及び処理水排出口３６を水封する水封構造によって、回収ガスが外部にリークしない密閉構造に形成される。これにより、第１及び第２生物処理槽１２、１４でのエア曝気により廃水又は１次処理廃水から放出されたガスは、大気中にリークすることなく第１及び第２ヘッドスペース１２Ａ，１２Ｂに回収される。
【００４０】
また、第１ヘッドスペース１２Ａに回収した回収ガスを第２生物処理槽１４に導入する導入手段１８が設けられる。この導入手段１８は、第１蓋部材１６Ａからバッファータンク３８を介して第２ブロア３２の吸込口側に第１エア配管４０が延設されると共に、第１エア配管４０には第１送風ファン４２が設けられて構成される。これにより、第１ヘッドスペース１２Ａに溜まった回収ガスは、バッファータンク３８を経由して第２ブロア３２に送られ、第２曝気管３０から１次処理廃水中に曝気される。バッファータンク３８には、バッファータンク３８内が負圧時に大気からエアを吸い込めるように逆止弁４４が設けられている。
【００４１】
また、第２蓋部材１６Ｂから第２エア配管４６が延設され、第２エア配管４６の先端は大気に開放されると共に、第２エア配管４６には第２送風ファン４８が設けられる。また、第２ヘッドスペース１２Ｂには、第２散水管５０が設けられ、第２散水管５０から配管５２が延設されると共に、配管５２の先端がトラフ２４内の処理水中に浸漬された水中ポンプ５４に接続される。これにより、トラフ２４に溜まった処理水を水中ポンプ５４によって第２散水管５０に送水し、スクラビング水として第２生物処理槽１４の液面に向けて散水する。
【００４２】
これにより、第２ヘッドスペース１２Ｂに溜まった回収ガスは、第２散水管５０からの散水によるスクラビング処理によって吸収される。そして、回収ガスを吸収したスクラビング処理水が第２生物処理槽１４の液面に降り注ぐ。この場合、後述するように、第２生物処理槽１４でのエア曝気により１次処理廃水から放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度が低いため、第２エア配管４６から大気中に排気される１，４−ジオキサン量は極微量であるため、第２散水管５０を省略することも可能である。
【００４３】
なお、本実施の形態では、第２生物処理槽１４からの処理水を第２散水管５０からのスクラビング水として使用したが、水道水や工業用水を使用することもできる。
【００４４】
次に、上記の如く構成された１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置１０を用いて廃水中から１，４−ジオキサンを除去するための処理方法について説明する。
【００４５】
原水配管２２から第１生物処理槽１２に供給された廃水は、第１曝気管２６によるエア曝気によって好気性状態下で有機物分解菌と接触する。これにより、廃水中に含有される有機物のうちの１，４−ジオキサン以外の有機物（例えばＣＯＤ成分，ＢＯＤ成分）が酸化分解される。したがって、１，４−ジオキサン以外の有機物が低減された１次処理廃水が得られる。１次処理廃水は、仕切板２０を越流して第２生物処理槽１４に送られる。
【００４６】
第２生物処理槽１４では、１次処理廃水は有機物が低濃度状態で１，４−ジオキサン分解菌と接触するので、高い分解効率で１，４−ジオキサンを分解処理することができる。これは、難分解性の１，４−ジオキサンと易分解性の有機物とを同じ槽内で処理する場合、易分解性の有機物を分解して増殖する有機物分解菌が優占繁殖してしまい、１，４−ジオキサン分解菌が優占繁殖しにくくなる。この結果、１，４−ジオキサンの分解能力が抑制され、１，４−ジオキサンの除去性能が低下する。また、１，４−ジオキサン分解菌は、後で述べるように、１，４−ジオキサン以外の有機物を基質（栄養源）とする性質もあるので、易分解性の有機物が豊富に存在すると、１，４−ジオキサン分解菌が１，４−ジオキサンよりも分解し易い易分解性の有機物を分解し易い。
【００４７】
一方、第１曝気管２６によるエア曝気によって廃水中から１，４−ジオキサンを含有するガス放出され、第１ヘッドスペース１２Ａで回収される。１，４−ジオキサンはエア曝気により廃水中から放出され易く、１，４−ジオキサン量の放出率は３０％以上となり、多い場合には７０％程度になる。しかし、大気汚染の問題から、放出されたガスをそのまま大気に逃がすことはできない。ここで放出率３０％とは、エア曝気しない前の廃水中の１，４−ジオキサンの３０％がエア曝気により廃水から放出されることを意味する。
【００４８】
そこで、本発明の第１の実施の形態では、第１ヘッドスペース１２Ａに回収した回収ガスを、第１送風ファン４２によりバッファータンク３８を経由して第２ブロア３２に送り、第２曝気管３０からエア曝気用ガスとして曝気するようにした。この場合、第１送風ファン４２で送風する風量よりも、第２曝気管３０から曝気する風量が多く、バッファータンク３８が負圧になると、逆止弁が開いて大気がバッファータンク内に補充される。
【００４９】
１，４−ジオキサンは水溶性であり、１，４−ジオキサンを含む回収ガスを曝気することにより、１，４−ジオキサンは１次処理廃水中に溶解する。これにより、第２生物処理槽１４において、回収ガス中の１，４−ジオキサンと１，４−ジオキサン分解菌とが接触するので、第１生物処理槽１２から放出されたガス中の１，４−ジオキサンを効果的に除去することができる。
【００５０】
この場合、第２生物処理槽１４でも第２曝気管３０からのエア曝気により、１次処理廃水中からガスが放出されるが、ガス中に含有される１，４−ジオキサン濃度は、第１生物処理槽１２から放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度に比べて顕著に低い。
【００５１】
これは、本発明者が行った実験から得られた知見によれば、廃水中の１，４−ジオキサン濃度に関係なくエア曝気により放出される１，４−ジオキサンの放出率は一定であるため、廃水中の１，４−ジオキサン濃度が小さければ、それだけ放出される１，４−ジオキサン量も少なくなるためである。
【００５２】
即ち、第２生物処理槽１４では、１，４−ジオキサン分解菌により１次処理廃水中の１，４−ジオキサンが分解除去されており、低濃度化されている。更に、本発明では、第１生物処理槽１２において１，４−ジオキサン以外の有機物濃度を低濃度化したことによって、第２生物処理槽での１，４−ジオキサンの分解効率を顕著に向上させることができる。また、第１生物処理槽１２でのエア曝気によって廃水中の１，４−ジオキサンは、放出されるガス中に移行するので、第２生物処理槽１４に越流する廃水中の１，４−ジオキサン濃度レベルが低下する。これにより、第２生物処理槽１４内の１，４−ジオキサン濃度を低レベル（例えば１０ｍｇ／Ｌ以下）に維持できるので、第２生物処理槽１４内を好気性にするために１次処理廃水をエア曝気しても１次処理廃水から放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度が小さくなる。これにより、第２生物処理槽１４内での１，４−ジオキサン濃度を低レベルに維持することができるので、上記したようにエア曝気によって１次処理廃水から放出される１，４−ジオキサン量は少ない。第２生物処理槽１４内の１，４−ジオキサン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下に維持することが好ましい。
【００５３】
また、第１生物処理槽１２から放出されるガスを第２生物処理槽１４におけるエア曝気ガスとして使用するようにしたので、ガス中の１，４−ジオキサンを分解処理するための特別な分解槽を設ける必要がない。これにより、装置構成のシンプル化及びコンパクト化を図ることができる。
【００５４】
〈１，４−ジオキサンの単離・培養〉
１，４−ジオキサン分解菌は増殖速度が極めて小さいため、単離工程において他の微生物が混入し、優先的に増殖しないようにする必要がある。そして、培養工程では、単離した１，４−ジオキサン分解菌の増殖を促すために、１，４−ジオキサン分解菌に有機物を与えることが重要である。このため、単離工程では、有機物として１，４−ジオキサンのみを含む無機培地を使用し、培養工程では１，４−ジオキサン以外の有機物を主に含む有機培地を使用する。
【００５５】
即ち、単離工程では、まず、無機培地に、濃度が１０〜１００ｍｇ/Ｌとなるよう１，４−ジオキサンを添加した培地１００〜５００ｍＬに、１，４−ジオキサン分解菌を含む種汚泥（ジオキサンを含む廃水の廃水処理工程から採取した汚泥）を約５００〜２００００ｍｇ/Ｌ添加し、集積培養する。集積培養は、２０〜３０℃の条件下で、約１〜３ヶ月間行うことが好ましい。なお、１，４−ジオキサン分解菌の存在については、培地中の１，４−ジオキサン濃度変化を測定することにより確認できる。１，４−ジオキサン濃度の減少率が５０％を超えた段階で、集積培養を終了することが好ましい。培地中の１，４−ジオキサン濃度は、公知の方法により測定できる（安部明美（1997）環境化学 vol.7 No1 p95-100）。
【００５６】
集積培養を終了した後、上記無機培地に寒天を１０〜１５％添加した平板培地で、２０〜３５℃恒温下にて静置培養する。静置培養後、コロニーが形成されたことを確認することで、１，４−ジオキサン分解菌を単離することができる。
【００５７】
無機培地を構成する無機物質としては、特に限定されないが、無機塩類（例えば、Ｋ２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、ＦｅＣｌ３、ＣａＣｌ２、ＮａＣｌ）が好ましい。
【００５８】
次に培養では、上記のように単離した１，４−ジオキサン分解菌を、有機物を主成分とする有機培地で培養する。有機物としては、ＣＧＹ培地、具体的には、ペプトン、肉エキス、グリセリン、カジトン、酵母エキス等の易分解性の有機物が好ましい。有機物には、１，４−ジオキサンが含まれてもよい。培養は、１，４−ジオキサン分解菌の活性が約２７℃で最も高いことから、培養温度は２７℃が好ましく、水温としては約１５〜３５℃が好ましく、２０〜３０℃がより好ましい。培養時間は、約５〜３０日間が好ましい。
【００５９】
１，４−ジオキサン分解菌は、菌数が少ないうちに過剰に１，４−ジオキサンが与えられると増殖しにくく、一方、１，４−ジオキサンが全く与えられないと１，４−ジオキサン分解活性が低下する。このため、培養初期には１，４−ジオキサン以外の有機物を与え、１，４−ジオキサン分解菌の菌数がある程度増加した培養中期、後期において、１，４−ジオキサンを与えることが好ましい。すなわち、１，４−ジオキサン以外の有機物は、主に、１，４−ジオキサン分解菌の増殖を促すように機能し、１，４−ジオキサンは、主に、１，４−ジオキサン分解菌の分解活性を維持又は向上させるように機能する。１，４−ジオキサンの添加は、１，４−ジオキサン分解菌の菌数が１×１０４cells/mL以上となったときに行うことが好ましい。１，４−ジオキサンの添加量は、有機培地に対して１〜５００ｍｇ/Ｌ以上であり、１０〜２００ｍｇ/Ｌ以上とすることが好ましい。これは、１，４−ジオキサンが１ｍｇ/Ｌ未満であると、１，４−ジオキサン分解菌の分解活性を復活させる効果が小さくなるためである。また、１，４−ジオキサンが２００ｍｇ/Ｌ以上になると分解活性がそれ以上変わらなくなり、１０００ｍｇ/Ｌとしても２００ｍｇ/Ｌのときと同等であるためである。また、培地を無害な状態で廃棄するために、培地中の１，４−ジオキサン濃度をできるだけ低くする必要がある。このため、１，４−ジオキサンの添加は、１，４−ジオキサン分解菌の菌数や活性の程度に応じて、少量ずつ行うのが好ましい。なお、培養初期から、１，４−ジオキサンを有機培地に含有させてもよい。この場合、１，４−ジオキサンの含有量は、上記と同様にすることができる。
【００６０】
培養した１，４−ジオキサン分解菌は、そのまま第２生物処理槽内に投入して使用することもできるが、より高密度に廃水中に投入するために、１，４−ジオキサン分解菌を担体材料に固定化したものを使用することが好ましい。固定化方法としては、含水ゲルに培養した１，４−ジオキサンを包括固定して槽内に流動させる方法（包括固定化担体）、担体材料の表面に培養した１，４−ジオキサンを付着固定して槽内に流動させる方法（付着固定化担体）、及び固定床に培養した１，４−ジオキサンを固着する方法等がある。
【００６１】
なお、１，４−ジオキサン分解菌としては、Pseudonocardia dioxanivoransが報告されており、分譲機関（ATCC:American Type Culture Collection） を通して購入し、分解試験に活用することもできる(1,4Dioxane biodegradation at low temperatures in Arctic groundwater samples Water Research, Volume 44 ,Issue 9, 2010,Pages 2894-2900参照)。
【００６２】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置１００の第２の実施の形態である。なお、第１実施の形態と同様の装置、手段、部材には同符号を付すと共に、説明は省略する。
【００６３】
図２に示すように、第２実施の形態は、第１生物処理槽１２で発生したガスを第２生物処理槽１４に導入するための導入手段１８が第１実施の形態とは異なる。即ち、第１ヘッドスペース１２Ａに回収された回収ガスをエア曝気用ガスとして第２生物処理槽１４に導入するのではなく、回収ガスをスクラビング処理して第２生物処理槽１４に導入するようにした。
【００６４】
図２に示すように、第２実施の形態では、第１蓋部材１６Ａと第２蓋部材１６Ｂとを一体化し、第１と第２ヘッドスペース１２Ａ，１２Ｂとを連続する１つの空間とすると共に、第１ヘッドスペース１２Ａにも第１散水管５６を設けてスクラビング処理できるようにした。この場合、図２に示すように、第１散水管５６と第２散水管５０とを１本の連続する散水管として構成することが好ましい。
【００６５】
また、第１散水管５６の下方に、スクラビング水を受ける樋状部材５８を設けると共に、この樋状部材５８を第１生物処理槽１２から第２生物処理槽１４に向かって低くなるように傾斜させて設けた。樋状部材５８は、第１生物処理槽１２の液面の広さに応じて複数設けることができる。
【００６６】
これにより、第１生物処理槽１２のエア曝気により廃水から放出された１，４−ジオキサン濃度の高いガスは、第１散水管５６でスクラビング処理され、スクラビング処理水が樋状部材５８を流下して第２生物処理槽に供給（導入）される。したがって、第１生物処理槽１２から放出されたガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水に吸収して第２生物処理槽１４に導入することができるので、ガス中の１，４−ジオキサンを効率的に除去することができる。
【００６７】
［第２の実施の形態の変形例１］
図３は、本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置２００の第２の実施の形態の変形例１であり、第２の実施の形態から樋状部材５８を省略したものである。
【００６８】
変形例１によれば、第１生物処理槽１２でのエア曝気により放出されて第１ヘッドスペース１２Ａに溜まったガスの一部は、第１散水管５６からのスクラビング処理により、スクラビング水に吸収されて第１生物処理槽１２の液面に降り注ぐ。第１散水管５６からのスクラビング水に吸収されなかった残りのガスは、第２送風ファン４８の駆動により、第２ヘッドスペース１２Ｂに移動する。そして、第２ヘッドスペース１２Ｂでは、第１ヘッドスペース１２Ａから移動してきたガスと、第２生物処理槽１４でのエア曝気で放出されたガスとの両方が、第２散水管５０からのスクラビング水によってスクラビング処理され、スクラビング水が第２生物処理槽１４の液面に降り注ぐ。これにより、変形例１の場合にも、第２の実施の形態と同程度の効果を奏することができると共に、装置構成をシンプル化することができる。
【００６９】
［第２実施の形態の変形例２］
図４は、本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置３００の第２の実施の形態の変形例２であり、第２の実施の形態から第１散水管５６及び樋状部材５８の両方を省略したものである。
【００７０】
変形例２によれば、第１生物処理槽１２でのエア曝気により放出されて第１ヘッドスペース１２Ａに溜まった全てのガスは、第２送風ファン４８の駆動により、第２ヘッドスペース１２Ｂに移動する。そして、第１ヘッドスペース１２Ａから移動してきたガスと、第２生物処理槽１４でのエア曝気で放出されたガスとの両方が、第２散水管５０からのスクラビング水によってスクラビング処理され、スクラビング水が第２生物処理槽１４の液面に降り注ぐ。
【００７１】
これにより、変形例２の場合にも、第２実施の形態と同程度の効果を奏することができると共に、装置を更にシンプル化できる。また、第１散水管５６を省略したことによって、トラフ２４からの処理水を吸い上げるポンプ能力を小さくすることができ、動力エネルギーを低減できる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、第１生物処理槽１２及び第２生物処理槽１４をそれぞれ１基設ける例で説明したが、第１生物処理槽及び第２生物処理槽をそれぞれ複数設けて、多段処理するようにしてもよい。
【００７３】
［実施例］
［試験Ａ］
試験Ａでは、１，４−ジオキサン分解菌を有する第２生物処理槽１４の前段に、廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を低減する第１生物処理槽１２を設けた場合（実施例１）と設けない場合（比較例１）とで、１，４−ジオキサンの処理効率を比較した。
【００７４】
〈試験に供した廃水〉
試験に供した廃水（原水）の水質は表１の通りである。
【００７５】
【表１】
【００７６】
（備考）ＴＯＣ…全有機炭素
比較例１では、表１の廃水を、１，４−ジオキサン分解菌を包括固定化した担体を投入した第２生物処理槽１４で、直接処理した。
【００７７】
一方、実施例１では、表１の廃水を、ＣＯＤやＢＯＤ等の有機物を第１生物処理槽１２で処理して得られた１次処理廃水について、比較例１と同様の第２生物処理槽１４で処理した。なお、試験Ａでの第１及び第２生物処理槽１２、１４は、上記説明した処理装置を試験用に小型化したものを使用した。また、試験Ａは、廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物の影響を見る試験であるため、第１及び第２生物処理槽１２、１４のガスの回収手段１６及び第２生物処理槽１４への回収ガス導入手段１８は使用していない。
【００７８】
即ち、第１生物処理槽１２の有効反応容積は１Ｌであると共に、第１曝気管２６から廃水中へエア曝気するエア曝気量が０．８Ｌ／分で一定になるように、流量計を用いて制御した。廃水を第１生物処理槽１２で処理して得られた１次処理廃水の品質は上記表１の通りである。なお、１次処理廃水は、ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＴＯＣの有機物濃度が廃水よりも減少した以外に、１，４−ジオキサンの濃度も減少しているが、この主たる理由はエア曝気により廃水中から放出されたことによる減少である。
【００７９】
〈１，４−ジオキサン分解菌含有の包括固定化担体の製造〉
１，４−ジオキサン分解菌を以下の方法で包括固定化したものを用いた。
【００８０】
図５は、包括固定化担体の製造方法の流れを説明する図である。図５に示すように、まず、プレポリマー材料等の固定化材料と、１，４−ジオキサン分解菌の培養液とを混合し、ｐＨを中性付近（６．５〜８．５）に調整した混合液を調製する。本実施例では、固定化材料として、ポリエチレングリコール系のものを使用した。
【００８１】
次いで、この混合液に重合開始剤（本実施例では過硫酸カリウムを使用）を添加して攪拌した後、直ちにシート形状又はブロック形状にゲル化させる（重合させる）。重合温度は、１５〜４０℃が好ましく、２０〜３０℃がより好ましい。重合時間は１〜６０分が好ましく、１０〜６０分がより好ましい。そして、ゲル化させたシート又はブロックを所定のサイズ（本実施例では、略３ｍｍ角の立方体状）に切断し、これにより包括固定化担体を得た。１，４−ジオキサン分解菌の初期固定化濃度としては、１×１０７cells／ｍＬ・担体とした。
【００８２】
そして、得られた包括固定化担体を、１，４−ジオキサンを含む無機廃水を用いて水温２５℃、１，４−ジオキサン負荷を１〜８ｋｇ−（Dioxan）／ｍ３・担体／日とし、約１カ月間連続培養を行った。その結果、担体当たりの１，４−ジオキサン分解活性が７．１ｋｇ−（Dioxan）／ｍ３・担体となり、この包括固定化担体を試験Ａに使用した。
【００８３】
なお、包括固定化担体の製造方法は、上記した方法に限らず、チューブ成形法、滴下造粒法等を採用することもできる。
【００８４】
〈第２生物処理槽の条件〉
第２生物処理槽１４として、有効反応容積が１Ｌのものを使用し、槽内部に上記の如く集積培養して１，４−ジオキサン分解活性を高めた包括固定化担体を、容積で１００ｍＬ（充填率１０容積％）になるように充填した。
【００８５】
１次処理廃水の水温は、ウオータジャケットにより２５℃で一定条件とすると共に、槽内のｐＨが７．０〜８．０の範囲になるように、水酸化ナトリウム及び塩酸で調整した。そして、上記したように、包括固定化担体を１０％充填した。また、表２から分かるように処理前の１，４−ジオキサン濃度が比較例１と実施例１とでは異なるため、比較例１ではＨＲＴを５６時間とし、実施例１ではＨＲＴを３９時間とし、いずれも１，４−ジオキサンの負荷が４ｋｇ−（Dioxan）／ｍ３・担体／日として運転を行った。第２曝気管３０から１次処理廃水中へエア曝気するエア曝気量は流量計を用いて０．８Ｌ／分で一定になるように制御した。
【００８６】
試験Ａでは、比較例１及び実施例１ともに、６週間連続運転し、運転後の処理水をサンプリングして処理水中の１，４−ジオキサン濃度を調べた。そして、処理前と処理後の１，４−ジオキサン濃度から除去率を計算した。
【００８７】
〈試験結果〉
試験結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】
【００８９】
表２の試験結果から分かるように、第１生物処理槽１２を経ずに廃水を第２生物処理槽１４で直接処理した比較例１は、１，４−ジオキサン除去率が４９％と低かった。なお、第１生物処理槽１２のエア曝気量を２倍に増加させたが、１，４−ジオキサン除去率は約１５％程度しか上昇しなかった。
【００９０】
これに対して、第１生物処理槽１２を経ることにより、廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を低減して１次処理水を得て、この１次処理水を第２生物処理槽１４で処理した実施例１は、１，４−ジオキサン除去率が９９．８％と極めて高い除去率を得ることができた。
【００９１】
比較例１及び実施例１との対比から、有機物濃度の高い廃水を第２生物処理槽１４で直接処理しても、廃水中の１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で十分に分解除去できないことが実証された。
【００９２】
この原因を調べた結果、比較例１の場合には、１，４−ジオキサン分解菌以外の好気性微生物が第２生物処理槽１４の槽内や、投入した包括固定化担体の表面で増殖していた。即ち、１，４−ジオキサン分解菌が槽内で優占繁殖することができなかったことが分解活性を低下させた主たる理由と考察される。また、１，４−ジオキサン分解菌以外の好気性微生物が担体表面で増殖したことで、エア曝気による酸素が担体内の１，４−ジオキサン分解菌に十分に行き渡らなかったことも大きな要因と考察される。
【００９３】
ちなみに、包括固定化担体を第２生物処理槽１４に投入せずに、第２生物処理槽１４を包括固定化担体を投入した時と同様のＨＲＴ及び曝気条件で運転した結果、廃水中の１，４−ジオキサン濃度９４０ｍｇ／Ｌが、５８０ｍｇ／Ｌまで低下した。このことから、エア曝気によって３０％程度の１，４−ジオキサンが廃水中から放出されたことが分かる。
【００９４】
［試験Ｂ］
試験Ｂでは、エア曝気によって放出されて廃水から除去される１，４−ジオキサンの除去率が、エア曝気される廃水中の１，４−ジオキサン濃度によってどのように変わるかを調べた。
【００９５】
試験Ｂは、上記した第２生物処理槽１４を用いて、表３に示す１，４−ジオキサン濃度の廃水６点について、０．７５Ｌ／分の一定条件でエア曝気したときの放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度を調べた。但し、第２生物処理槽１４には、包括固定化担体を投入しないで行った。滞留時間（ＨＲＴ）は１２時間に設定した。
【００９６】
試験に供した廃水中の１，４−ジオキサン濃度は、次の通りである。
【００９７】
・サンプル１（Ｓ−１）…２ｍｇ／Ｌ
・サンプル２（Ｓ−２）…９ｍｇ／Ｌ
・サンプル３（Ｓ−３）…７５ｍｇ／Ｌ
・サンプル４（Ｓ−４）…１００ｍｇ／Ｌ
・サンプル５（Ｓ−５）…３６０ｍｇ／Ｌ
・サンプル６（Ｓ−６）…５００ｍｇ／Ｌ
その結果を図６に示す。図６の結果から分かるように、廃水中での１，４−ジオキサン濃度に関係なく、エア曝気により廃水中の２０〜４０％（平均で約３０％）の１，４−ジオキサンが除去されることが分かる。したがって、例えば、１，４−ジオキサン分解菌を含有する実装置規模の生物処理槽において、槽内の１，４−ジオキサン濃度が１００ｇ／ｍ３までしか下がらない場合には、１ｍ３／日の滞留時間で処理すると、エア曝気によって１日に約３０ｇの１，４−ジオキサンが大気に放出されてしまうことになる。
【００９８】
これに対して、槽内の１，４−ジオキサン濃度を１ｇ／ｍ３まで下げることができれば、１ｍ３／日の滞留時間で処理すると、エア曝気によって１日に０．３ｇ程度の１，４−ジオキサンしか放出されず、放出量を顕著に低減することができる。
【００９９】
即ち、エア曝気による１，４−ジオキサンの放出を抑制するには、槽内の１，４−ジオキサン濃度をできだけ下げることが極めて重要であり、そのためには、試験Ａの結果から分かるように、第２生物処理槽１４で１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で分解処理する前に、第１生物処理槽１２において廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を低減しておくことが重要になる。
【０１００】
［試験Ｃ］
上記説明した１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置の第１の実施の形態（試験１）、第１の実施の形態の変形例（試験２）、第２の実施の形態（試験３）、及び第２の実施の形態の変形例１、２（試験４）のそれぞれについて、１，４−ジオキサンの除去性能を調べた。なお、試験には、表１に示した廃水を用いると共に、試験Ｃでは回収手段１６及び導入手段１８等の全ての手段を駆動して試験した。
【０１０１】
（試験１）
第１及び第２生物処理槽１２、１４は上記で説明したと同様の大きさ及び構造の各々１Ｌ容積のものを用い、次の条件に設定して試験を行った。即ち、第１生物処理槽１２には、大きさが３ｍｍの円筒形のプラスチック担体を見掛け体積として２０％になるように投入し、担体に付着した活性汚泥（下水処理場から採取）の生物膜を形成した。そして、第１生物処理槽１２内の廃水を０．８Ｌ／分でエア曝気して好気性条件を形成しながら、廃水と生物膜とを接触させた。原水の流入速度は０．６Ｌ／日とした。第１生物処理槽１２で処理された１次処理廃水は、第２生物処理槽１４に送った。
【０１０２】
一方、第１生物処理槽１２でのエア曝気で廃水から放出されたガス（１，４−ジオキサン含有ガス）は、第１ヘッドスペース１２Ａに回収され、第１エア配管４０及び第１送風ファン４２によって１０Ｌのバッファータンク３８を経由して第２ブロア３２に送られ、第２曝気管３０から第２生物処理槽１４の１次処理廃水中に０．９Ｌ／分でエア曝気された。
【０１０３】
この試験１において、第１生物処理槽１２でのエア曝気により第１ヘッドスペース１２Ａに放出されたガス中の１，４−ジオキサン量を測定した結果、１日当たり２００〜２６０ｍｇと極めて高い数値であった。したがって、本発明を用いない場合には、この量の１，４−ジオキサンが放出されることとなる。
【０１０４】
なお、試験１では、第２ヘッドスペース１２Ｂに設けた第２散水管５０からのスクラビング処理は行わなかった。
【０１０５】
上記第１及び第２生物処理槽１２，１４の条件で１カ月間調整運転を行い、その後約２週間データを採取して、その平均データから性能を評価した。
【０１０６】
その結果、第２生物処理槽１４から排出される処理水中の１，４−ジオキサン濃度は平均で４．６ｍｇ／Ｌとなった。このことは、第２生物処理槽１４において、１次処理廃水中の１，４−ジオキサン及びエア曝気ガスとして導入された回収ガス中の１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で良好に分解処理できていることが分かる。
【０１０７】
また、第２生物処理槽１４でのエア曝気によって第２ヘッドスペース１２Ｂに放出され、第２エア配管４６から排気される１，４−ジオキサン濃度を測定した。その結果、排気される１，４−ジオキサンの１日の排気量は１〜６ｍｇと少なく極めて低いレベルに抑えることができた。
【０１０８】
上記結果から、第１生物処理槽１２のエア曝気で廃水から放出されるガスを第２生物処理槽１４のエア曝気用ガスとして使用することにより、廃水中の１，４−ジオキサンを確実に除去できることが証明された。
【０１０９】
（試験２）図１の第１の実施の形態の変形例
試験２は、試験１の条件に加えて、第２散水管５０からスクラビング水を散水させてスクラビング処理を行った場合である。
【０１１０】
その結果、第２生物処理槽１４から排出される処理水中の１，４−ジオキサン濃度は、第１の実施の形態での結果と略同等であった。しかし、第２エア配管４６から排気される１，４−ジオキサン量は０．６〜３ｍｇとなり、試験１よりも少なくなり、スクラビング処理の効果が確認された。
【０１１１】
（試験３）
第１生物処理槽１２でのエア曝気で廃水から放出されて第１ヘッドスペース１２Ａに回収されたガスを第１散水管５６からのスクラビング水でスクラビング処理し、スクラビング水を樋状部材５８で第２生物処理槽１４に導入した場合である。
【０１１２】
その結果、第２生物処理槽１４から排出される処理水中の１，４−ジオキサン濃度は、平均で３．７ｍｇ／Ｌであり、試験１と同等であった。また、第２エア配管４６から排気される１，４−ジオキサン量は１日当たり２〜７ｍｇであり、試験１と同等であった。
【０１１３】
（試験４）
第２の実施の形態から樋状部材５８を省略した試験４−１、更に第１散水管５６も省略した試験４−２は、試験２と比べると、１，４−ジオキサンの除去性能は若干落ちるが、装置の簡略化及び動力エネルギーの低減を図ることができた。
【符号の説明】
【０１１４】
１０、１００、２００、３００…１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置、１２…第１生物処理槽、１４…第２生物処理槽、１６…回収手段、１８…導入手段、２０…仕切板、２２…原水配管、２４…トラフ、２６…第１曝気管、２８…第１ブロア、３０…第２曝気管、３２…第２ブロア、３４…越流口、３６…処理水排出口、３８…バッファータンク、４０…第１エア配管、４２…第１送付ファン、４４…逆止弁、４６…第２エア配管、４８…第２送付ファン、５０…第２散水管、５２…配管、５４…水中ポンプ、５６…第１散水管、５８…樋状部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置に係り、特に廃水中の１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で生物学的に処理する１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１，４−ジオキサンは一般的に溶剤等として使用されており、塗料などの溶剤として使用されることが多い。また、市販のポリオキシアルキルエーテルのような洗剤中にも含まれている。このため、１，４−ジオキサンを製造する製造工場あるいはポリオキシアルキルエーテルを製造する製造工場の工場廃水、及びポリオキシアルキルエーテルを含有する洗剤を使用した家庭廃水を介して１，４−ジオキサンが下水等に排出される。
【０００３】
しかし、１，４−ジオキサンは水溶性の難分解性物質であるため、下水処理場における生物処理や固液分離処理では殆ど分解できず、水環境に対する汚染が懸念されている。
【０００４】
一方、環境庁の行う指定化学物質の環境汚染調査において、１，４−ジオキサンは広い範囲で検出されており、特に河川や湖沼等の水環境中での汚染が報告されている。また、地下水から１，４−ジオキサンが検出された例も報告されている。
【０００５】
このような背景から、平成１６年４月の水道法の改正に伴い、飲料水基準として１，４−ジオキサンの規制値を０．０５ｍｇ／Ｌとする内容が導入された。更に、平成２２年４月には、環境基準値が制定されており、廃水中の１，４−ジオキサンを効率的に分解除去するための処理技術が要望されている。
【０００６】
従来、廃水中の１，４−ジオキサンを分解除去する方法としては、オゾン処理を主として過酸化水素処理及び紫外線処理を併用し、ＯＨラジカルの形成を促進する促進酸化法が提案されている（例えば特許文献１〜３）。また、金属触媒下で過酸化水素水を添加して、ＯＨラジカルを形成させるフェントン酸化法も知られている。
【０００７】
しかし、特許文献１〜３の促進酸化法や、フェントン酸化法は、電力消費や薬品使用料が多く、ランニングコストが大きくなるという問題がある。このため、低コストで処理が可能な生物学的な処理方法の開発が求められている。
【０００８】
従来、１，４−ジオキサンの生物学的な処理は困難であるとされており、生物学的な処理に関する詳細な報告は極めて少ない。その中で、本出願の出願人は、１，４−ジオキサンを分解する微生物（以後「１，４−ジオキサン分解菌」という」の活性を向上させ、廃水処理に適用することを提案した（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０２９９６６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１１６３号公報
【特許文献３】特開２０００−２０２４６６号公報
【特許文献４】特開２００８−３０６９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、出願人は、１，４−ジオキサン分解菌を用いて、実際の廃水（例えば下水）を具体的に処理する上で次の２つの問題があることを見出した。即ち、
（１）１，４−ジオキサンのみを含有する合成廃水の場合には、高い分解効率を得ることができるが、実際の廃水のように廃水中に１，４−ジオキサン以外の有機物を高濃度に含有する場合、１，４−ジオキサンの分解効率が顕著に低下する（分解効率低下の問題）。
（２）１，４−ジオキサン分解菌を有する生物処理装置で生物学的に分解処理する場合、好気性条件を必要とするためエア曝気すると、廃水中の１，４−ジオキサンの一部が大気中に放出されてしまう（大気放出の問題）。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、１，４−ジオキサン分解菌を用いた１，４−ジオキサン含有廃水の処理において、従来の問題点であった１，４−ジオキサンの分解効率低下及び大気放出の問題を解決することのできる１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１は、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理方法において、第１生物処理槽において、前記廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌と接触させて１次処理廃水を得る第１生物処理工程と、第２生物処理槽において、前記１次処理廃水をエア曝気しながら１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌と接触させて処理水を得る第２生物処理工程と、前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収工程と、回収した回収ガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、１，４−ジオキサン以外の有機物としては、例えばＢＯＤ成分及びＣＯＤ成分がある。
【００１４】
本発明によれば、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水を、第２生物処理槽において１，４−ジオキサン分解菌に接触させて分解処理する前に、第１生物処理槽において予め廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を減少させるようにした。これにより、第２生物処理槽内において１，４−ジオキサンを他の細菌よりも優占化させることができるので、１，４−ジオキサン分解菌の分解効率を顕著に向上させることができる。
【００１５】
この場合、第１生物処理槽の処理後における廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物濃度としては、２５０ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以下がより好ましい。また、エア曝気による第１生物処理槽でのＤＯ濃度としては、１．５〜６．０ｍｇ／Ｌの範囲が好ましく、２．０〜５．０ｍｇ／Ｌの範囲がより好ましい。エア曝気による第２生物処理槽でのＤＯ濃度としては、２．０〜６．０ｍｇ／Ｌの範囲が好ましく、３．０〜５．０ｍｇ／Ｌの範囲がより好ましい。
【００１６】
また、第１生物処理槽でのエア曝気で廃水から放出される１，４−ジオキサン濃度の高いガスは、回収して第２生物処理槽に導入するようにしたので、廃水中の１，４−ジオキサンを大気に放出させることなく分解処理することができる。この場合、第２生物処理槽では１，４−ジオキサンを高い分解効率で分解でき、槽内の１，４−ジオキサン濃度を常に低レベルに抑えることができるので、第２生物処理槽でのエア曝気により放出されるガス中の１，４−ジオキサン量を顕著に低減できる。
【００１７】
また、回収されたガスを第２生物処理槽で処理することにより、回収ガス中の１，４−ジオキサンを分解処理するための特別な分解装置も必要ない。ちなみに、物理化学的に１，４−ジオキサンを分解する場合には、分解廃液が発生し、この処理を行う必要も生じる。
【００１８】
本発明の処理方法において、前記導入工程では、前記回収ガスを前記第２生物処理槽のエア曝気用ガスとして導入することが好ましい。これは、回収ガスを第２生物処理槽で分解処理するための好ましい導入方法の一態様である。これにより、第２生物処理槽の１次処理廃水をエア曝気するためのエア供給設備を省略できる。
【００１９】
本発明の処理方法において、前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理し、該スクラビング処理水を前記第２生物処理槽に導入することが好ましい。これは、回収ガスを第２生物処理槽で分解処理するための好ましい導入方法の別態様である。これにより、第１生物処理槽から放出されるガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水中に確実に吸収して、第２生物処理槽に導入することができる。
【００２０】
本発明の処理方法において、前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理して、該スクラビング処理水の一部を前記第１生物処理槽に戻し、残りを前記第２生物処理槽に導入することが好ましい。これは、回収ガスを第２生物処理槽で分解処理するための好ましい導入方法の別態様である。これにより、第２生物処理槽での１，４−ジオキサン負荷が大きくなり過ぎないようにできる。
【００２１】
本発明の処理方法において、前記スクラビング処理のための水として、前記第２生物処理槽での処理水を使用することが好ましい。これにより、省水型の処理を行うことができる。
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明の請求項６は、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理装置において、前記廃水をエア曝気する第１曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有し、前記廃水をエア曝気しながら前記有機物分解菌と接触させる第１生物処理槽と、前記１次処理廃水をエア曝気する第２曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、前記１次処理廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン分解菌とを接触させる第２生物処理槽と、前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収手段と、回収したガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項６は、本発明を装置として構成したものであり、これにより従来の問題であった１，４−ジオキサンの分解効率低下及び大気放出の問題を解決することができる。
【００２４】
本発明の処理装置において、前記回収手段は、前記第１及び第２生物処理槽の液面上方に密閉構造のヘッドスペースを形成する蓋部材であることが好ましい。このように第１及び第２生物処理槽を機密性の密閉構造とすることにより、第１及び第２生物処理槽から放出されるガスが大気にリークしないように回収できる。
【００２５】
本発明の処理装置において、前記導入手段は、前記回収手段と前記第２曝気手段とを繋ぐ配管と、前記配管に設けられ、前記回収手段で回収した回収ガスを前記第２曝気手段に送る送風ファンと、を備えたことが好ましい。これにより、第１生物処理槽から放出されたガスを第２生物処理槽のエア曝気用ガスとして利用することができる。
【００２６】
本発明の処理装置において、前記導入手段は、前記第１生物処理槽の上方に設けられ前記回収ガスに対してスクラビング処理するスクラビング装置と、前記スクラビング処理したスクラビング水を受けて前記第２生物処理槽槽に送る樋状部材と、を備えたことが好ましい。これにより、第１生物処理槽から放出されたガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水に吸収して第２生物処理槽に導入することができる。
【００２７】
本発明の処理装置において、前記導入手段は、前記ヘッドスペースのうち前記第２生物処理槽の液面上方に設けられたスクラビング装置と、前記第１生物処理槽から前記ヘッドスペースに回収された回収ガスを前記第２生物処理槽の液面上方に移動させる移動手段と、を備えたことが好ましい。これにより、第１生物処理槽から放出されたガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水に吸収して第２生物処理槽に導入するための導入手段をシンプル化できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、１，４−ジオキサン分解菌を用いた１，４−ジオキサン含有廃水の処理において、従来の問題点であった１，４−ジオキサンの分解効率低下及び大気放出の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置の第１の実施の形態を説明する断面図
【図２】本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置の第２の実施の形態を説明する断面図
【図３】第２の実施の形態の変形例１を説明する断面図
【図４】第２の実施の形態の変形例２を説明する断面図
【図５】１，４−ジオキサン分解菌を含有する包括固定化担体の製造ステップの説明図
【図６】エア曝気による１，４−ジオキサン含有ガスの廃水からの除去率を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明に係る１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法及び処理装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００３１】
［第１実施の形態］
図１に示す１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置１０は、主として、１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水を処理して１次処理廃水を得る第１生物処理槽１２と、１次処理廃水を処理して処理水を得る第２生物処理槽１４と、第１及び第２生物処理槽１２、１４のエア曝気により廃水から放出されたガスを回収する回収手段１６と、回収したガスの全部又は一部を第２生物処理槽１４に導入する導入手段１８と、で構成される。
【００３２】
第１及び第２生物処理槽１２、１４は、立設する仕切板２０で仕切られると共に、第１生物処理槽１２には廃水の原水配管２２が接続される。これにより、原水配管２２から供給された廃水で第１生物処理槽１２が一杯になると、廃水は仕切板２０を乗り越えて第２生物処理槽１４に越流する。また、第２生物処理槽１４の上部で、第１生物処理槽１２とは反対側にトラフ２４が設けられ、第２生物処理槽１４で処理された処理水がトラフ２４に流出する。
【００３３】
なお、図１では、第１及び第２生物処理槽１２、１４を仕切板２０で仕切った一つの槽として構成したが、第１及び第２生物処理槽１２、１４を別体の槽として、第１生物処理槽１２で得られた１次処理廃水を送液ポンプ（図示せず）で第２生物処理槽１４に送ってもよい。
【００３４】
また、第１生物処理槽１２内の底部には、第１曝気管２６が設けられ、第１曝気管２６には第１ブロア２８が設けられる。これにより、第１生物処理槽１２に流入した廃水をエア曝気して好気性状態にする。また、第１生物処理槽１２内には、１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有する。有機物分解菌としては、ＢＯＤ及びＣＯＤの酸化分解に通常使用される好気性細菌を使用することができ、例えば下水処理場の活性汚泥を使用することができる。有機物分解菌は、廃水が下水の場合には、原水配管２２を介して第１生物処理槽１２に供給される廃水中に浮遊汚泥として含まれているので、特に活性汚泥を投入しなくてもよい。あるいは活性汚泥を固定化材料に包括又は付着させた担体として第１生物処理槽１２に投入してもよい。更には、第１生物処理槽１２内に固定床を設け、この固定床に活性汚泥を生物膜として付着させるようにしてもよい。
【００３５】
同様に、第２生物処理槽１４内の底部には、第２曝気管３０が設けられ、第２曝気管３０には第２ブロア３２が設けられる。これにより、第１生物処理槽１２から第２生物処理槽１４に流入した１次処理廃水をエア曝気して好気性状態にする。
【００３６】
また、第２生物処理槽１４内には、１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、この１，４−ジオキサン分解菌は好気性状態下で１，４−ジオキサンを分解する。ここで、「１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有する」とは、１，４−ジオキサン分解菌のみが存在するとの誤解を避ける意味であり、他の細菌が併存していてもよい。
【００３７】
１，４−ジオキサン分解菌を含む種汚泥としては、１，４−ジオキサンを扱う工場（例えば１，４−ジオキサンを製造する製造工場あるいはポリオキシアルキルエーテルを製造する製造工場）の土壌、あるいはその工場廃水を処理する廃水処理場の汚泥等を用いることができる。しかし、このまま種汚泥を第２生物処理槽１４に投入しても１，４−ジオキサン分解菌の菌数濃度が低く十分な活性を発揮することはできないので、予め培養することが好ましい。１，４−ジオキサンの単離・培養の説明については後述する。
【００３８】
第１生物処理槽１２には、第１曝気管２６によって廃水をエア曝気することによって廃水から放出されるガスを回収するための第１蓋部材１６Ａ（回収手段）が設けられる。同様に、第２生物処理槽１４には、第２曝気管３０によって１次処理廃水をエア曝気することによって１次処理廃水から放出されるガスを回収するための第２蓋部材１６Ｂ（回収手段）が設けられる。これにより、第１生物処理槽１２の液面上方に第１ヘッドスペース１２Ａが形成され、第２生物処理槽１４の液面上方に第２ヘッドスペース１２Ｂが形成される。
【００３９】
また、第１及び第２蓋部材１６Ａ，１６Ｂの側面部が隣接する部分と仕切板２０との間には、廃水が越流するための越流口３４が形成されると共に、第２生物処理槽１４には、処理水をトラフ２４に排出する処理水排出口３６が開口される。処理水排出口３６は、第２生物処理槽１４の液面よりも下方に形成され、トラフ２４に溜まった処理水により水封される。したがって、第１及び第２ヘッドスペース１２Ａ，１２Ｂは、第１蓋部材１６Ａ、第２蓋部材１６Ｂ、及び処理水排出口３６を水封する水封構造によって、回収ガスが外部にリークしない密閉構造に形成される。これにより、第１及び第２生物処理槽１２、１４でのエア曝気により廃水又は１次処理廃水から放出されたガスは、大気中にリークすることなく第１及び第２ヘッドスペース１２Ａ，１２Ｂに回収される。
【００４０】
また、第１ヘッドスペース１２Ａに回収した回収ガスを第２生物処理槽１４に導入する導入手段１８が設けられる。この導入手段１８は、第１蓋部材１６Ａからバッファータンク３８を介して第２ブロア３２の吸込口側に第１エア配管４０が延設されると共に、第１エア配管４０には第１送風ファン４２が設けられて構成される。これにより、第１ヘッドスペース１２Ａに溜まった回収ガスは、バッファータンク３８を経由して第２ブロア３２に送られ、第２曝気管３０から１次処理廃水中に曝気される。バッファータンク３８には、バッファータンク３８内が負圧時に大気からエアを吸い込めるように逆止弁４４が設けられている。
【００４１】
また、第２蓋部材１６Ｂから第２エア配管４６が延設され、第２エア配管４６の先端は大気に開放されると共に、第２エア配管４６には第２送風ファン４８が設けられる。また、第２ヘッドスペース１２Ｂには、第２散水管５０が設けられ、第２散水管５０から配管５２が延設されると共に、配管５２の先端がトラフ２４内の処理水中に浸漬された水中ポンプ５４に接続される。これにより、トラフ２４に溜まった処理水を水中ポンプ５４によって第２散水管５０に送水し、スクラビング水として第２生物処理槽１４の液面に向けて散水する。
【００４２】
これにより、第２ヘッドスペース１２Ｂに溜まった回収ガスは、第２散水管５０からの散水によるスクラビング処理によって吸収される。そして、回収ガスを吸収したスクラビング処理水が第２生物処理槽１４の液面に降り注ぐ。この場合、後述するように、第２生物処理槽１４でのエア曝気により１次処理廃水から放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度が低いため、第２エア配管４６から大気中に排気される１，４−ジオキサン量は極微量であるため、第２散水管５０を省略することも可能である。
【００４３】
なお、本実施の形態では、第２生物処理槽１４からの処理水を第２散水管５０からのスクラビング水として使用したが、水道水や工業用水を使用することもできる。
【００４４】
次に、上記の如く構成された１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置１０を用いて廃水中から１，４−ジオキサンを除去するための処理方法について説明する。
【００４５】
原水配管２２から第１生物処理槽１２に供給された廃水は、第１曝気管２６によるエア曝気によって好気性状態下で有機物分解菌と接触する。これにより、廃水中に含有される有機物のうちの１，４−ジオキサン以外の有機物（例えばＣＯＤ成分，ＢＯＤ成分）が酸化分解される。したがって、１，４−ジオキサン以外の有機物が低減された１次処理廃水が得られる。１次処理廃水は、仕切板２０を越流して第２生物処理槽１４に送られる。
【００４６】
第２生物処理槽１４では、１次処理廃水は有機物が低濃度状態で１，４−ジオキサン分解菌と接触するので、高い分解効率で１，４−ジオキサンを分解処理することができる。これは、難分解性の１，４−ジオキサンと易分解性の有機物とを同じ槽内で処理する場合、易分解性の有機物を分解して増殖する有機物分解菌が優占繁殖してしまい、１，４−ジオキサン分解菌が優占繁殖しにくくなる。この結果、１，４−ジオキサンの分解能力が抑制され、１，４−ジオキサンの除去性能が低下する。また、１，４−ジオキサン分解菌は、後で述べるように、１，４−ジオキサン以外の有機物を基質（栄養源）とする性質もあるので、易分解性の有機物が豊富に存在すると、１，４−ジオキサン分解菌が１，４−ジオキサンよりも分解し易い易分解性の有機物を分解し易い。
【００４７】
一方、第１曝気管２６によるエア曝気によって廃水中から１，４−ジオキサンを含有するガス放出され、第１ヘッドスペース１２Ａで回収される。１，４−ジオキサンはエア曝気により廃水中から放出され易く、１，４−ジオキサン量の放出率は３０％以上となり、多い場合には７０％程度になる。しかし、大気汚染の問題から、放出されたガスをそのまま大気に逃がすことはできない。ここで放出率３０％とは、エア曝気しない前の廃水中の１，４−ジオキサンの３０％がエア曝気により廃水から放出されることを意味する。
【００４８】
そこで、本発明の第１の実施の形態では、第１ヘッドスペース１２Ａに回収した回収ガスを、第１送風ファン４２によりバッファータンク３８を経由して第２ブロア３２に送り、第２曝気管３０からエア曝気用ガスとして曝気するようにした。この場合、第１送風ファン４２で送風する風量よりも、第２曝気管３０から曝気する風量が多く、バッファータンク３８が負圧になると、逆止弁が開いて大気がバッファータンク内に補充される。
【００４９】
１，４−ジオキサンは水溶性であり、１，４−ジオキサンを含む回収ガスを曝気することにより、１，４−ジオキサンは１次処理廃水中に溶解する。これにより、第２生物処理槽１４において、回収ガス中の１，４−ジオキサンと１，４−ジオキサン分解菌とが接触するので、第１生物処理槽１２から放出されたガス中の１，４−ジオキサンを効果的に除去することができる。
【００５０】
この場合、第２生物処理槽１４でも第２曝気管３０からのエア曝気により、１次処理廃水中からガスが放出されるが、ガス中に含有される１，４−ジオキサン濃度は、第１生物処理槽１２から放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度に比べて顕著に低い。
【００５１】
これは、本発明者が行った実験から得られた知見によれば、廃水中の１，４−ジオキサン濃度に関係なくエア曝気により放出される１，４−ジオキサンの放出率は一定であるため、廃水中の１，４−ジオキサン濃度が小さければ、それだけ放出される１，４−ジオキサン量も少なくなるためである。
【００５２】
即ち、第２生物処理槽１４では、１，４−ジオキサン分解菌により１次処理廃水中の１，４−ジオキサンが分解除去されており、低濃度化されている。更に、本発明では、第１生物処理槽１２において１，４−ジオキサン以外の有機物濃度を低濃度化したことによって、第２生物処理槽での１，４−ジオキサンの分解効率を顕著に向上させることができる。また、第１生物処理槽１２でのエア曝気によって廃水中の１，４−ジオキサンは、放出されるガス中に移行するので、第２生物処理槽１４に越流する廃水中の１，４−ジオキサン濃度レベルが低下する。これにより、第２生物処理槽１４内の１，４−ジオキサン濃度を低レベル（例えば１０ｍｇ／Ｌ以下）に維持できるので、第２生物処理槽１４内を好気性にするために１次処理廃水をエア曝気しても１次処理廃水から放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度が小さくなる。これにより、第２生物処理槽１４内での１，４−ジオキサン濃度を低レベルに維持することができるので、上記したようにエア曝気によって１次処理廃水から放出される１，４−ジオキサン量は少ない。第２生物処理槽１４内の１，４−ジオキサン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは５ｍｇ／Ｌ以下に維持することが好ましい。
【００５３】
また、第１生物処理槽１２から放出されるガスを第２生物処理槽１４におけるエア曝気ガスとして使用するようにしたので、ガス中の１，４−ジオキサンを分解処理するための特別な分解槽を設ける必要がない。これにより、装置構成のシンプル化及びコンパクト化を図ることができる。
【００５４】
〈１，４−ジオキサンの単離・培養〉
１，４−ジオキサン分解菌は増殖速度が極めて小さいため、単離工程において他の微生物が混入し、優先的に増殖しないようにする必要がある。そして、培養工程では、単離した１，４−ジオキサン分解菌の増殖を促すために、１，４−ジオキサン分解菌に有機物を与えることが重要である。このため、単離工程では、有機物として１，４−ジオキサンのみを含む無機培地を使用し、培養工程では１，４−ジオキサン以外の有機物を主に含む有機培地を使用する。
【００５５】
即ち、単離工程では、まず、無機培地に、濃度が１０〜１００ｍｇ/Ｌとなるよう１，４−ジオキサンを添加した培地１００〜５００ｍＬに、１，４−ジオキサン分解菌を含む種汚泥（ジオキサンを含む廃水の廃水処理工程から採取した汚泥）を約５００〜２００００ｍｇ/Ｌ添加し、集積培養する。集積培養は、２０〜３０℃の条件下で、約１〜３ヶ月間行うことが好ましい。なお、１，４−ジオキサン分解菌の存在については、培地中の１，４−ジオキサン濃度変化を測定することにより確認できる。１，４−ジオキサン濃度の減少率が５０％を超えた段階で、集積培養を終了することが好ましい。培地中の１，４−ジオキサン濃度は、公知の方法により測定できる（安部明美（1997）環境化学 vol.7 No1 p95-100）。
【００５６】
集積培養を終了した後、上記無機培地に寒天を１０〜１５％添加した平板培地で、２０〜３５℃恒温下にて静置培養する。静置培養後、コロニーが形成されたことを確認することで、１，４−ジオキサン分解菌を単離することができる。
【００５７】
無機培地を構成する無機物質としては、特に限定されないが、無機塩類（例えば、Ｋ２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、ＦｅＣｌ３、ＣａＣｌ２、ＮａＣｌ）が好ましい。
【００５８】
次に培養では、上記のように単離した１，４−ジオキサン分解菌を、有機物を主成分とする有機培地で培養する。有機物としては、ＣＧＹ培地、具体的には、ペプトン、肉エキス、グリセリン、カジトン、酵母エキス等の易分解性の有機物が好ましい。有機物には、１，４−ジオキサンが含まれてもよい。培養は、１，４−ジオキサン分解菌の活性が約２７℃で最も高いことから、培養温度は２７℃が好ましく、水温としては約１５〜３５℃が好ましく、２０〜３０℃がより好ましい。培養時間は、約５〜３０日間が好ましい。
【００５９】
１，４−ジオキサン分解菌は、菌数が少ないうちに過剰に１，４−ジオキサンが与えられると増殖しにくく、一方、１，４−ジオキサンが全く与えられないと１，４−ジオキサン分解活性が低下する。このため、培養初期には１，４−ジオキサン以外の有機物を与え、１，４−ジオキサン分解菌の菌数がある程度増加した培養中期、後期において、１，４−ジオキサンを与えることが好ましい。すなわち、１，４−ジオキサン以外の有機物は、主に、１，４−ジオキサン分解菌の増殖を促すように機能し、１，４−ジオキサンは、主に、１，４−ジオキサン分解菌の分解活性を維持又は向上させるように機能する。１，４−ジオキサンの添加は、１，４−ジオキサン分解菌の菌数が１×１０４cells/mL以上となったときに行うことが好ましい。１，４−ジオキサンの添加量は、有機培地に対して１〜５００ｍｇ/Ｌ以上であり、１０〜２００ｍｇ/Ｌ以上とすることが好ましい。これは、１，４−ジオキサンが１ｍｇ/Ｌ未満であると、１，４−ジオキサン分解菌の分解活性を復活させる効果が小さくなるためである。また、１，４−ジオキサンが２００ｍｇ/Ｌ以上になると分解活性がそれ以上変わらなくなり、１０００ｍｇ/Ｌとしても２００ｍｇ/Ｌのときと同等であるためである。また、培地を無害な状態で廃棄するために、培地中の１，４−ジオキサン濃度をできるだけ低くする必要がある。このため、１，４−ジオキサンの添加は、１，４−ジオキサン分解菌の菌数や活性の程度に応じて、少量ずつ行うのが好ましい。なお、培養初期から、１，４−ジオキサンを有機培地に含有させてもよい。この場合、１，４−ジオキサンの含有量は、上記と同様にすることができる。
【００６０】
培養した１，４−ジオキサン分解菌は、そのまま第２生物処理槽内に投入して使用することもできるが、より高密度に廃水中に投入するために、１，４−ジオキサン分解菌を担体材料に固定化したものを使用することが好ましい。固定化方法としては、含水ゲルに培養した１，４−ジオキサンを包括固定して槽内に流動させる方法（包括固定化担体）、担体材料の表面に培養した１，４−ジオキサンを付着固定して槽内に流動させる方法（付着固定化担体）、及び固定床に培養した１，４−ジオキサンを固着する方法等がある。
【００６１】
なお、１，４−ジオキサン分解菌としては、Pseudonocardia dioxanivoransが報告されており、分譲機関（ATCC:American Type Culture Collection） を通して購入し、分解試験に活用することもできる(1,4Dioxane biodegradation at low temperatures in Arctic groundwater samples Water Research, Volume 44 ,Issue 9, 2010,Pages 2894-2900参照)。
【００６２】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置１００の第２の実施の形態である。なお、第１実施の形態と同様の装置、手段、部材には同符号を付すと共に、説明は省略する。
【００６３】
図２に示すように、第２実施の形態は、第１生物処理槽１２で発生したガスを第２生物処理槽１４に導入するための導入手段１８が第１実施の形態とは異なる。即ち、第１ヘッドスペース１２Ａに回収された回収ガスをエア曝気用ガスとして第２生物処理槽１４に導入するのではなく、回収ガスをスクラビング処理して第２生物処理槽１４に導入するようにした。
【００６４】
図２に示すように、第２実施の形態では、第１蓋部材１６Ａと第２蓋部材１６Ｂとを一体化し、第１と第２ヘッドスペース１２Ａ，１２Ｂとを連続する１つの空間とすると共に、第１ヘッドスペース１２Ａにも第１散水管５６を設けてスクラビング処理できるようにした。この場合、図２に示すように、第１散水管５６と第２散水管５０とを１本の連続する散水管として構成することが好ましい。
【００６５】
また、第１散水管５６の下方に、スクラビング水を受ける樋状部材５８を設けると共に、この樋状部材５８を第１生物処理槽１２から第２生物処理槽１４に向かって低くなるように傾斜させて設けた。樋状部材５８は、第１生物処理槽１２の液面の広さに応じて複数設けることができる。
【００６６】
これにより、第１生物処理槽１２のエア曝気により廃水から放出された１，４−ジオキサン濃度の高いガスは、第１散水管５６でスクラビング処理され、スクラビング処理水が樋状部材５８を流下して第２生物処理槽に供給（導入）される。したがって、第１生物処理槽１２から放出されたガス中の１，４−ジオキサンをスクラビング水に吸収して第２生物処理槽１４に導入することができるので、ガス中の１，４−ジオキサンを効率的に除去することができる。
【００６７】
［第２の実施の形態の変形例１］
図３は、本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置２００の第２の実施の形態の変形例１であり、第２の実施の形態から樋状部材５８を省略したものである。
【００６８】
変形例１によれば、第１生物処理槽１２でのエア曝気により放出されて第１ヘッドスペース１２Ａに溜まったガスの一部は、第１散水管５６からのスクラビング処理により、スクラビング水に吸収されて第１生物処理槽１２の液面に降り注ぐ。第１散水管５６からのスクラビング水に吸収されなかった残りのガスは、第２送風ファン４８の駆動により、第２ヘッドスペース１２Ｂに移動する。そして、第２ヘッドスペース１２Ｂでは、第１ヘッドスペース１２Ａから移動してきたガスと、第２生物処理槽１４でのエア曝気で放出されたガスとの両方が、第２散水管５０からのスクラビング水によってスクラビング処理され、スクラビング水が第２生物処理槽１４の液面に降り注ぐ。これにより、変形例１の場合にも、第２の実施の形態と同程度の効果を奏することができると共に、装置構成をシンプル化することができる。
【００６９】
［第２実施の形態の変形例２］
図４は、本発明の１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置３００の第２の実施の形態の変形例２であり、第２の実施の形態から第１散水管５６及び樋状部材５８の両方を省略したものである。
【００７０】
変形例２によれば、第１生物処理槽１２でのエア曝気により放出されて第１ヘッドスペース１２Ａに溜まった全てのガスは、第２送風ファン４８の駆動により、第２ヘッドスペース１２Ｂに移動する。そして、第１ヘッドスペース１２Ａから移動してきたガスと、第２生物処理槽１４でのエア曝気で放出されたガスとの両方が、第２散水管５０からのスクラビング水によってスクラビング処理され、スクラビング水が第２生物処理槽１４の液面に降り注ぐ。
【００７１】
これにより、変形例２の場合にも、第２実施の形態と同程度の効果を奏することができると共に、装置を更にシンプル化できる。また、第１散水管５６を省略したことによって、トラフ２４からの処理水を吸い上げるポンプ能力を小さくすることができ、動力エネルギーを低減できる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、第１生物処理槽１２及び第２生物処理槽１４をそれぞれ１基設ける例で説明したが、第１生物処理槽及び第２生物処理槽をそれぞれ複数設けて、多段処理するようにしてもよい。
【００７３】
［実施例］
［試験Ａ］
試験Ａでは、１，４−ジオキサン分解菌を有する第２生物処理槽１４の前段に、廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を低減する第１生物処理槽１２を設けた場合（実施例１）と設けない場合（比較例１）とで、１，４−ジオキサンの処理効率を比較した。
【００７４】
〈試験に供した廃水〉
試験に供した廃水（原水）の水質は表１の通りである。
【００７５】
【表１】
【００７６】
（備考）ＴＯＣ…全有機炭素
比較例１では、表１の廃水を、１，４−ジオキサン分解菌を包括固定化した担体を投入した第２生物処理槽１４で、直接処理した。
【００７７】
一方、実施例１では、表１の廃水を、ＣＯＤやＢＯＤ等の有機物を第１生物処理槽１２で処理して得られた１次処理廃水について、比較例１と同様の第２生物処理槽１４で処理した。なお、試験Ａでの第１及び第２生物処理槽１２、１４は、上記説明した処理装置を試験用に小型化したものを使用した。また、試験Ａは、廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物の影響を見る試験であるため、第１及び第２生物処理槽１２、１４のガスの回収手段１６及び第２生物処理槽１４への回収ガス導入手段１８は使用していない。
【００７８】
即ち、第１生物処理槽１２の有効反応容積は１Ｌであると共に、第１曝気管２６から廃水中へエア曝気するエア曝気量が０．８Ｌ／分で一定になるように、流量計を用いて制御した。廃水を第１生物処理槽１２で処理して得られた１次処理廃水の品質は上記表１の通りである。なお、１次処理廃水は、ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＴＯＣの有機物濃度が廃水よりも減少した以外に、１，４−ジオキサンの濃度も減少しているが、この主たる理由はエア曝気により廃水中から放出されたことによる減少である。
【００７９】
〈１，４−ジオキサン分解菌含有の包括固定化担体の製造〉
１，４−ジオキサン分解菌を以下の方法で包括固定化したものを用いた。
【００８０】
図５は、包括固定化担体の製造方法の流れを説明する図である。図５に示すように、まず、プレポリマー材料等の固定化材料と、１，４−ジオキサン分解菌の培養液とを混合し、ｐＨを中性付近（６．５〜８．５）に調整した混合液を調製する。本実施例では、固定化材料として、ポリエチレングリコール系のものを使用した。
【００８１】
次いで、この混合液に重合開始剤（本実施例では過硫酸カリウムを使用）を添加して攪拌した後、直ちにシート形状又はブロック形状にゲル化させる（重合させる）。重合温度は、１５〜４０℃が好ましく、２０〜３０℃がより好ましい。重合時間は１〜６０分が好ましく、１０〜６０分がより好ましい。そして、ゲル化させたシート又はブロックを所定のサイズ（本実施例では、略３ｍｍ角の立方体状）に切断し、これにより包括固定化担体を得た。１，４−ジオキサン分解菌の初期固定化濃度としては、１×１０７cells／ｍＬ・担体とした。
【００８２】
そして、得られた包括固定化担体を、１，４−ジオキサンを含む無機廃水を用いて水温２５℃、１，４−ジオキサン負荷を１〜８ｋｇ−（Dioxan）／ｍ３・担体／日とし、約１カ月間連続培養を行った。その結果、担体当たりの１，４−ジオキサン分解活性が７．１ｋｇ−（Dioxan）／ｍ３・担体となり、この包括固定化担体を試験Ａに使用した。
【００８３】
なお、包括固定化担体の製造方法は、上記した方法に限らず、チューブ成形法、滴下造粒法等を採用することもできる。
【００８４】
〈第２生物処理槽の条件〉
第２生物処理槽１４として、有効反応容積が１Ｌのものを使用し、槽内部に上記の如く集積培養して１，４−ジオキサン分解活性を高めた包括固定化担体を、容積で１００ｍＬ（充填率１０容積％）になるように充填した。
【００８５】
１次処理廃水の水温は、ウオータジャケットにより２５℃で一定条件とすると共に、槽内のｐＨが７．０〜８．０の範囲になるように、水酸化ナトリウム及び塩酸で調整した。そして、上記したように、包括固定化担体を１０％充填した。また、表２から分かるように処理前の１，４−ジオキサン濃度が比較例１と実施例１とでは異なるため、比較例１ではＨＲＴを５６時間とし、実施例１ではＨＲＴを３９時間とし、いずれも１，４−ジオキサンの負荷が４ｋｇ−（Dioxan）／ｍ３・担体／日として運転を行った。第２曝気管３０から１次処理廃水中へエア曝気するエア曝気量は流量計を用いて０．８Ｌ／分で一定になるように制御した。
【００８６】
試験Ａでは、比較例１及び実施例１ともに、６週間連続運転し、運転後の処理水をサンプリングして処理水中の１，４−ジオキサン濃度を調べた。そして、処理前と処理後の１，４−ジオキサン濃度から除去率を計算した。
【００８７】
〈試験結果〉
試験結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】
【００８９】
表２の試験結果から分かるように、第１生物処理槽１２を経ずに廃水を第２生物処理槽１４で直接処理した比較例１は、１，４−ジオキサン除去率が４９％と低かった。なお、第１生物処理槽１２のエア曝気量を２倍に増加させたが、１，４−ジオキサン除去率は約１５％程度しか上昇しなかった。
【００９０】
これに対して、第１生物処理槽１２を経ることにより、廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を低減して１次処理水を得て、この１次処理水を第２生物処理槽１４で処理した実施例１は、１，４−ジオキサン除去率が９９．８％と極めて高い除去率を得ることができた。
【００９１】
比較例１及び実施例１との対比から、有機物濃度の高い廃水を第２生物処理槽１４で直接処理しても、廃水中の１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で十分に分解除去できないことが実証された。
【００９２】
この原因を調べた結果、比較例１の場合には、１，４−ジオキサン分解菌以外の好気性微生物が第２生物処理槽１４の槽内や、投入した包括固定化担体の表面で増殖していた。即ち、１，４−ジオキサン分解菌が槽内で優占繁殖することができなかったことが分解活性を低下させた主たる理由と考察される。また、１，４−ジオキサン分解菌以外の好気性微生物が担体表面で増殖したことで、エア曝気による酸素が担体内の１，４−ジオキサン分解菌に十分に行き渡らなかったことも大きな要因と考察される。
【００９３】
ちなみに、包括固定化担体を第２生物処理槽１４に投入せずに、第２生物処理槽１４を包括固定化担体を投入した時と同様のＨＲＴ及び曝気条件で運転した結果、廃水中の１，４−ジオキサン濃度９４０ｍｇ／Ｌが、５８０ｍｇ／Ｌまで低下した。このことから、エア曝気によって３０％程度の１，４−ジオキサンが廃水中から放出されたことが分かる。
【００９４】
［試験Ｂ］
試験Ｂでは、エア曝気によって放出されて廃水から除去される１，４−ジオキサンの除去率が、エア曝気される廃水中の１，４−ジオキサン濃度によってどのように変わるかを調べた。
【００９５】
試験Ｂは、上記した第２生物処理槽１４を用いて、表３に示す１，４−ジオキサン濃度の廃水６点について、０．７５Ｌ／分の一定条件でエア曝気したときの放出されるガス中の１，４−ジオキサン濃度を調べた。但し、第２生物処理槽１４には、包括固定化担体を投入しないで行った。滞留時間（ＨＲＴ）は１２時間に設定した。
【００９６】
試験に供した廃水中の１，４−ジオキサン濃度は、次の通りである。
【００９７】
・サンプル１（Ｓ−１）…２ｍｇ／Ｌ
・サンプル２（Ｓ−２）…９ｍｇ／Ｌ
・サンプル３（Ｓ−３）…７５ｍｇ／Ｌ
・サンプル４（Ｓ−４）…１００ｍｇ／Ｌ
・サンプル５（Ｓ−５）…３６０ｍｇ／Ｌ
・サンプル６（Ｓ−６）…５００ｍｇ／Ｌ
その結果を図６に示す。図６の結果から分かるように、廃水中での１，４−ジオキサン濃度に関係なく、エア曝気により廃水中の２０〜４０％（平均で約３０％）の１，４−ジオキサンが除去されることが分かる。したがって、例えば、１，４−ジオキサン分解菌を含有する実装置規模の生物処理槽において、槽内の１，４−ジオキサン濃度が１００ｇ／ｍ３までしか下がらない場合には、１ｍ３／日の滞留時間で処理すると、エア曝気によって１日に約３０ｇの１，４−ジオキサンが大気に放出されてしまうことになる。
【００９８】
これに対して、槽内の１，４−ジオキサン濃度を１ｇ／ｍ３まで下げることができれば、１ｍ３／日の滞留時間で処理すると、エア曝気によって１日に０．３ｇ程度の１，４−ジオキサンしか放出されず、放出量を顕著に低減することができる。
【００９９】
即ち、エア曝気による１，４−ジオキサンの放出を抑制するには、槽内の１，４−ジオキサン濃度をできだけ下げることが極めて重要であり、そのためには、試験Ａの結果から分かるように、第２生物処理槽１４で１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で分解処理する前に、第１生物処理槽１２において廃水中の１，４−ジオキサン以外の有機物を低減しておくことが重要になる。
【０１００】
［試験Ｃ］
上記説明した１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置の第１の実施の形態（試験１）、第１の実施の形態の変形例（試験２）、第２の実施の形態（試験３）、及び第２の実施の形態の変形例１、２（試験４）のそれぞれについて、１，４−ジオキサンの除去性能を調べた。なお、試験には、表１に示した廃水を用いると共に、試験Ｃでは回収手段１６及び導入手段１８等の全ての手段を駆動して試験した。
【０１０１】
（試験１）
第１及び第２生物処理槽１２、１４は上記で説明したと同様の大きさ及び構造の各々１Ｌ容積のものを用い、次の条件に設定して試験を行った。即ち、第１生物処理槽１２には、大きさが３ｍｍの円筒形のプラスチック担体を見掛け体積として２０％になるように投入し、担体に付着した活性汚泥（下水処理場から採取）の生物膜を形成した。そして、第１生物処理槽１２内の廃水を０．８Ｌ／分でエア曝気して好気性条件を形成しながら、廃水と生物膜とを接触させた。原水の流入速度は０．６Ｌ／日とした。第１生物処理槽１２で処理された１次処理廃水は、第２生物処理槽１４に送った。
【０１０２】
一方、第１生物処理槽１２でのエア曝気で廃水から放出されたガス（１，４−ジオキサン含有ガス）は、第１ヘッドスペース１２Ａに回収され、第１エア配管４０及び第１送風ファン４２によって１０Ｌのバッファータンク３８を経由して第２ブロア３２に送られ、第２曝気管３０から第２生物処理槽１４の１次処理廃水中に０．９Ｌ／分でエア曝気された。
【０１０３】
この試験１において、第１生物処理槽１２でのエア曝気により第１ヘッドスペース１２Ａに放出されたガス中の１，４−ジオキサン量を測定した結果、１日当たり２００〜２６０ｍｇと極めて高い数値であった。したがって、本発明を用いない場合には、この量の１，４−ジオキサンが放出されることとなる。
【０１０４】
なお、試験１では、第２ヘッドスペース１２Ｂに設けた第２散水管５０からのスクラビング処理は行わなかった。
【０１０５】
上記第１及び第２生物処理槽１２，１４の条件で１カ月間調整運転を行い、その後約２週間データを採取して、その平均データから性能を評価した。
【０１０６】
その結果、第２生物処理槽１４から排出される処理水中の１，４−ジオキサン濃度は平均で４．６ｍｇ／Ｌとなった。このことは、第２生物処理槽１４において、１次処理廃水中の１，４−ジオキサン及びエア曝気ガスとして導入された回収ガス中の１，４−ジオキサンを１，４−ジオキサン分解菌で良好に分解処理できていることが分かる。
【０１０７】
また、第２生物処理槽１４でのエア曝気によって第２ヘッドスペース１２Ｂに放出され、第２エア配管４６から排気される１，４−ジオキサン濃度を測定した。その結果、排気される１，４−ジオキサンの１日の排気量は１〜６ｍｇと少なく極めて低いレベルに抑えることができた。
【０１０８】
上記結果から、第１生物処理槽１２のエア曝気で廃水から放出されるガスを第２生物処理槽１４のエア曝気用ガスとして使用することにより、廃水中の１，４−ジオキサンを確実に除去できることが証明された。
【０１０９】
（試験２）図１の第１の実施の形態の変形例
試験２は、試験１の条件に加えて、第２散水管５０からスクラビング水を散水させてスクラビング処理を行った場合である。
【０１１０】
その結果、第２生物処理槽１４から排出される処理水中の１，４−ジオキサン濃度は、第１の実施の形態での結果と略同等であった。しかし、第２エア配管４６から排気される１，４−ジオキサン量は０．６〜３ｍｇとなり、試験１よりも少なくなり、スクラビング処理の効果が確認された。
【０１１１】
（試験３）
第１生物処理槽１２でのエア曝気で廃水から放出されて第１ヘッドスペース１２Ａに回収されたガスを第１散水管５６からのスクラビング水でスクラビング処理し、スクラビング水を樋状部材５８で第２生物処理槽１４に導入した場合である。
【０１１２】
その結果、第２生物処理槽１４から排出される処理水中の１，４−ジオキサン濃度は、平均で３．７ｍｇ／Ｌであり、試験１と同等であった。また、第２エア配管４６から排気される１，４−ジオキサン量は１日当たり２〜７ｍｇであり、試験１と同等であった。
【０１１３】
（試験４）
第２の実施の形態から樋状部材５８を省略した試験４−１、更に第１散水管５６も省略した試験４−２は、試験２と比べると、１，４−ジオキサンの除去性能は若干落ちるが、装置の簡略化及び動力エネルギーの低減を図ることができた。
【符号の説明】
【０１１４】
１０、１００、２００、３００…１，４−ジオキサン含有廃水の処理装置、１２…第１生物処理槽、１４…第２生物処理槽、１６…回収手段、１８…導入手段、２０…仕切板、２２…原水配管、２４…トラフ、２６…第１曝気管、２８…第１ブロア、３０…第２曝気管、３２…第２ブロア、３４…越流口、３６…処理水排出口、３８…バッファータンク、４０…第１エア配管、４２…第１送付ファン、４４…逆止弁、４６…第２エア配管、４８…第２送付ファン、５０…第２散水管、５２…配管、５４…水中ポンプ、５６…第１散水管、５８…樋状部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理方法において、
第１生物処理槽において、前記廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌と接触させて１次処理廃水を得る第１生物処理工程と、
第２生物処理槽において、前記１次処理廃水をエア曝気しながら１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌と接触させて処理水を得る第２生物処理工程と、
前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収工程と、
回収した回収ガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入工程と、
を備えたことを特徴とする１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項２】
前記導入工程では、前記回収ガスを前記第２生物処理槽のエア曝気用ガスとして導入することを特徴とする請求項１に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項３】
前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理し、該スクラビング処理水を前記第２生物処理槽に導入することを特徴とする請求項１に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項４】
前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理して、該スクラビング処理水の一部を前記第１生物処理槽に戻し、残りを前記第２生物処理槽に導入することを特徴とする請求項１に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項５】
前記スクラビング処理のための水として、前記第２生物処理槽での処理水を使用することを特徴とする請求項３又は４に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項６】
１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理装置において、
前記廃水をエア曝気する第１曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有し、前記廃水をエア曝気しながら前記有機物分解菌と接触させる第１生物処理槽と、
前記１次処理廃水をエア曝気する第２曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、前記１次処理廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン分解菌とを接触させる第２生物処理槽と、
前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収手段と、
回収したガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入手段と、を備えたことを特徴とする１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項７】
前記回収手段は、前記第１及び第２生物処理槽の液面上方に密閉構造のへッドスペースを形成する蓋部材であることを特徴とする請求項６に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項８】
前記導入手段は、
前記回収手段と前記第２曝気手段とを繋ぐ配管と、
前記配管に設けられ、前記回収手段で回収した回収ガスを前記第２曝気手段に送る送風ファンと、を備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項９】
前記導入手段は、
前記第１生物処理槽の上方に設けられ前記回収ガスに対してスクラビング処理するスクラビング装置と、
前記スクラビング処理したスクラビング水を受けて前記第２生物処理槽槽に送る樋状部材と、を備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項１０】
前記導入手段は、
前記ヘッドスペースのうち前記第２生物処理槽の液面上方に設けられたスクラビング装置と、
前記第１生物処理槽から前記ヘッドスペースに回収された回収ガスを前記第２生物処理槽の液面上方に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項１】
１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理方法において、
第１生物処理槽において、前記廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌と接触させて１次処理廃水を得る第１生物処理工程と、
第２生物処理槽において、前記１次処理廃水をエア曝気しながら１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌と接触させて処理水を得る第２生物処理工程と、
前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収工程と、
回収した回収ガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入工程と、
を備えたことを特徴とする１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項２】
前記導入工程では、前記回収ガスを前記第２生物処理槽のエア曝気用ガスとして導入することを特徴とする請求項１に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項３】
前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理し、該スクラビング処理水を前記第２生物処理槽に導入することを特徴とする請求項１に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項４】
前記導入工程では、前記回収ガスをスクラビング処理して、該スクラビング処理水の一部を前記第１生物処理槽に戻し、残りを前記第２生物処理槽に導入することを特徴とする請求項１に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項５】
前記スクラビング処理のための水として、前記第２生物処理槽での処理水を使用することを特徴とする請求項３又は４に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処理方法。
【請求項６】
１，４−ジオキサンを有機物の１種類として含有する廃水の処理装置において、
前記廃水をエア曝気する第１曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサン以外の有機物を生物学的に分解する有機物分解菌を少なくとも有し、前記廃水をエア曝気しながら前記有機物分解菌と接触させる第１生物処理槽と、
前記１次処理廃水をエア曝気する第２曝気手段を備えると共に前記１，４−ジオキサンを分解する１，４−ジオキサン分解菌を少なくとも有し、前記１次処理廃水をエア曝気しながら前記１，４−ジオキサン分解菌とを接触させる第２生物処理槽と、
前記第１生物処理槽のエア曝気により前記廃水から放出されたガスを回収する回収手段と、
回収したガスの全部又は一部を前記第２生物処理槽に導入する導入手段と、を備えたことを特徴とする１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項７】
前記回収手段は、前記第１及び第２生物処理槽の液面上方に密閉構造のへッドスペースを形成する蓋部材であることを特徴とする請求項６に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項８】
前記導入手段は、
前記回収手段と前記第２曝気手段とを繋ぐ配管と、
前記配管に設けられ、前記回収手段で回収した回収ガスを前記第２曝気手段に送る送風ファンと、を備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項９】
前記導入手段は、
前記第１生物処理槽の上方に設けられ前記回収ガスに対してスクラビング処理するスクラビング装置と、
前記スクラビング処理したスクラビング水を受けて前記第２生物処理槽槽に送る樋状部材と、を備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【請求項１０】
前記導入手段は、
前記ヘッドスペースのうち前記第２生物処理槽の液面上方に設けられたスクラビング装置と、
前記第１生物処理槽から前記ヘッドスペースに回収された回収ガスを前記第２生物処理槽の液面上方に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の１，４−ジオキサン含有廃水の処置装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６１７３７（Ｐ２０１２−１６１７３７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９１０（Ｐ２０１１−２３９１０）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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