特許 6612654 廃水処理システムおよび廃水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6612654

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27日

(54)【発明の名称】廃水処理システムおよび廃水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20060101AFI20191118BHJP

   C02F 1/78 20060101ALI20191118BHJP

   C02F 1/44 20060101ALI20191118BHJP

   C02F 1/72 20060101ALI20191118BHJP

   C02F 3/34 20060101ALI20191118BHJP

   C12N 1/00 20060101ALI20191118BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/12 V

   C02F3/12 D

   C02F1/78

   C02F1/44 F

   C02F3/12 S

   C02F3/12 H

   C02F1/72 Z

   C02F1/72 101

   C02F3/34 Z

   C12N1/00 S

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-41092(P2016-41092)

(22)【出願日】2016年3月3日

(65)【公開番号】特開2017-154107(P2017-154107A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2019年1月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183369

【氏名又は名称】住友精密工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】松田 学

(72)【発明者】

【氏名】勝倉 昇

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０９７４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０３２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８３８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９８１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３６７３３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／００−３／３４

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｃ０２Ｆ １／７０−１／７８

Ｃ１２Ｎ １／００−７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により生物処理を行う生物処理槽を備え、
１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、硝化抑制剤が添加されるように構成されている、廃水処理システム。

【請求項2】

１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、廃水処理の定常状態において窒素化合物およびリン化合物のうち少なくとも１つを含む栄養剤が添加されるように構成されている、請求項１に記載の廃水処理システム。

【請求項3】

前記生物処理槽に設けられ、活性汚泥と処理水とを分離する膜と、
硝化抑制剤が添加された１，４−ジオキサンを含む廃水に空気を送る曝気装置とをさらに備え、
前記生物処理槽は、１５℃以上４０℃以下になるように温度管理されている、請求項１または２に記載の廃水処理システム。

【請求項4】

前記生物処理槽は、１，４−ジオキサンを含む廃水の平均滞留時間が１日以上になるような容量を有するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の廃水処理システム。

【請求項5】

前記生物処理槽の下流に配置されたオゾン処理槽または促進酸化処理槽をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃水処理システム。

【請求項6】

１，４−ジオキサンを含む廃水に、硝化抑制剤を添加する工程と、
生物処理槽において、硝化抑制剤が添加された１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により生物処理を行う工程とを備える、廃水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、廃水処理システムおよび廃水処理方法に関し、特に、１，４−ジオキサンを含む廃水を処理する廃水処理システムおよび廃水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、１，４−ジオキサンを含む廃水を処理する廃水処理方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、１，４−ジオキサン分解菌が担持された微生物担体を接触させて１，４−ジオキサンを分解する生物的分解処理工程と、オゾン、紫外線および過酸化水素のうちいずれか２つ以上を用いて１，４−ジオキサンを分解するＡＯＰ分解処理工程とを備える廃水処理方法が開示されている。また、上記特許文献１の廃水処理方法は、硝化脱窒素法により、有機物の分解や窒素の除去を行うように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−０９７４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の廃水処理方法では、硝化脱窒素法により、有機物の分解や窒素の除去を行うように構成されているため、硝化により処理中の廃水の液性が酸性になると考えられる。このため、酸性になった廃水を中和処理するために大量の水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加する必要があると考えられる。また、廃水が酸性の場合、１，４−ジオキサン分解菌が活性を失うため、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができなくなるという不都合がある。このような場合、廃水の中和処理のために添加するアルカリの量が多くなるとともに、１，４−ジオキサンを効率よく分解することが困難であるという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、廃水の中和処理のために添加するアルカリの量を低減（削減）するとともに、１，４−ジオキサンを効率よく分解することが可能な廃水処理システムおよび廃水処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本願発明者が鋭意検討した結果、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により生物処理を行う生物処理槽を設け、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して硝化抑制剤が添加されるように構成することによって、廃水のｐＨが小さくなる（酸性になる）のを抑制するとともに、１，４−ジオキサンを分解する生物処理の効率を上げることができるという知見を得た。つまり、硝化抑制剤を添加した場合でも、１，４−ジオキサン分解菌は、活性を失うことなく、１，４−ジオキサンを効率よく分解することが可能であるという知見を得た。これにより、廃水の中和処理のために添加するアルカリの量を低減（削減）するとともに、１，４−ジオキサンを効率よく分解することが可能である。すなわち、この発明の第１の局面による廃水処理システムは、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により生物処理を行う生物処理槽を備え、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、硝化抑制剤が添加されるように構成されている。

【0008】

この発明の第１の局面による廃水処理システムでは、上記のように、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、硝化抑制剤が添加されるように構成することによって、硝化菌が増殖するのを抑制することができるので、廃水のｐＨが小さくなるのを抑制することができる。また、硝化抑制剤により１，４−ジオキサン分解菌の活性が失われることが無いので、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができる。これにより、廃水の中和処理のために添加するアルカリの量を低減（削減）するとともに、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができる。

【0009】

上記第１の局面による廃水処理システムにおいて、好ましくは、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、廃水処理の定常状態において窒素化合物およびリン化合物のうち少なくとも１つを含む栄養剤が添加されるように構成されている。このように構成すれば、窒素化合物およびリン化合物のうち少なくとも１つを含む栄養剤の添加により、１，４−ジオキサン分解菌の増殖が助けられるので、増殖した１，４−ジオキサン分解菌により、１，４−ジオキサンをより効率よく分解することができる。

【0010】

上記第１の局面による廃水処理システムにおいて、好ましくは、生物処理槽に設けられ、活性汚泥と処理水とを分離する膜と、硝化抑制剤が添加された１，４−ジオキサンを含む廃水に空気を送る曝気装置とをさらに備え、生物処理槽は、１５℃以上４０℃以下になるように温度管理されている。このように、生物処理槽を曝気し、１５℃以上４０℃以下になるように温度管理することにより、１，４−ジオキサン分解菌の活性を上げることができるので、１，４−ジオキサンをより効率よく分解することができる。また、生物処理槽に設けられた膜により、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥と処理水とが分離されるので、生物処理槽における１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥の濃度を高めることができる。これによっても、１，４−ジオキサンをより効率よく分解することができる。

【0011】

上記第１の局面による廃水処理システムにおいて、好ましくは、生物処理槽は、１，４−ジオキサンを含む廃水の平均滞留時間が１日以上になるような容量を有するように構成されている。このように、廃水の生物処理槽における平均滞留時間が１日以上になるようにすることにより、１，４−ジオキサンを生物処理槽で確実に分解することができる。

【0012】

上記第１の局面による廃水処理システムにおいて、好ましくは、生物処理槽の下流に配置されたオゾン処理槽または促進酸化処理槽をさらに備える。このように構成すれば、生物処理槽において１，４−ジオキサンが生物処理により低減された後、オゾン処理槽または促進酸化処理槽によりさらに１，４−ジオキサンを低減させることができる。

【0013】

本願発明者による上記第１の局面による廃水処理システムと同様の知見により、この発明の第２の局面による廃水処理方法は、１，４−ジオキサンを含む廃水に、硝化抑制剤を添加する工程と、生物処理槽において、硝化抑制剤が添加された１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により生物処理を行う工程とを備える。

【0014】

この発明の第２の局面による廃水処理方法では、上記のように、１，４−ジオキサンを含む廃水に、硝化抑制剤を添加する工程を設けることによって、硝化菌が増殖するのを抑制することができるので、廃水のｐＨが小さくなるのを抑制することができる。また、硝化抑制剤により１，４−ジオキサン分解菌の活性が失われることが無いので、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができる。これにより、廃水の中和処理のために添加するアルカリの量を低減（削減）するとともに、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、上記のように、廃水の中和処理のために添加するアルカリの量を低減（削減）するとともに、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態による廃水処理システムを示した概略図である。

【図2】実施例および比較例による廃水処理結果を示した表である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0018】

図１を参照して、本発明の一実施形態による廃水処理システム１００の構成について説明する。

【0019】

本発明の一実施形態による廃水処理システム１００は、廃水（原水）に含まれる１，４−ジオキサンを所定の濃度以下（たとえば、０．５ｍｇ／Ｌ以下）になるように処理するように構成されている。また、廃水処理システム１００は、廃水中のＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）およびＣＯＤ（化学的酸素要求量）を所定の値以下になるように処理するように構成されている。図１に示すように、廃水処理システム１００は、貯留槽１と、第１生物処理槽２と、第２生物処理槽３と、ＡＯＰ（促進酸化処理）槽４とを備えている。なお、第１生物処理槽２および第２生物処理槽３は、特許請求の範囲の「生物処理槽」の一例である。

【0020】

貯留槽１には、配管１１と、ポンプ１１ａとが設けられている。第１生物処理槽２には、エアレータ２１と、温度調整部２２と、配管２３と、ポンプ２３ａと、配管２４と、弁２４ａとが設けられている。第２生物処理槽３には、エアレータ３１および３２と、膜３３と、温度調整部３４と、配管３５と、ポンプ３５ａと、配管３６と、弁３６ａおよび３６ｂと、配管３７と、弁３７ａと、配管３８と、ポンプ３８ａとが設けられている。ＡＯＰ槽４には、オゾン発生装置４１が設けられている。なお、エアレータ２１、３１および３２は、特許請求の範囲の「曝気装置」の一例である。

【0021】

また、廃水処理システム１００の概略的な水処理プロセスとしては、廃水（原水）が貯留槽１に貯められる。貯められた廃水は、第１生物処理槽２に移送されて、硝化抑制剤が添加されて１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により１段目の生物処理（曝気処理）が行われる。第１生物処理槽２により処理された一次処理水は、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥とともに第２生物処理槽３に移送されて、硝化抑制剤が添加されて２段目の生物処理（ＭＢＲ曝気処理）が行われる。その後、ＡＯＰ槽４において、過酸化水素およびオゾンにより促進酸化処理が行われる。このようにして、廃水（原水）が処理される。

【0022】

貯留槽１は、１，４−ジオキサンを含む原水（廃水）が送り込まれて貯留されるように構成されている。また、貯留槽１に送り込まれる原水（廃水）は、１，４−ジオキサン以外のＢＯＤ源およびＣＯＤ源をさらに含む。また、貯留槽１は、後段の生物処理槽（第１生物処理槽２および第２生物処理槽３）に移送される廃水の流量および水質を均一化するために設けられている。また、貯留槽１では、廃水のｐＨが調整される（たとえば、ｐＨが６以上９以下に調整される）ように構成されている。貯留槽１は、後段の第１生物処理槽２と配管１１により接続されている。配管１１の途中には、ポンプ１１ａが設けられ、廃水が貯留槽１から第１生物処理槽２に移送されるように構成されている。

【0023】

第１生物処理槽２は、廃水（原水）に対して活性汚泥を用いて生物処理を行い、廃水中のＢＯＤおよびＣＯＤを主に低減させるように構成されている。また、第１生物処理槽２では、活性汚泥中の１，４−ジオキサン分解菌が馴養されるように構成されている。エアレータ２１は、第１生物処理槽２の１，４−ジオキサンを含む廃水にエアを供給するように構成されている。これにより、第１生物処理槽２の活性汚泥に酸素が供給されるとともに、廃水および活性汚泥が混合される。

【0024】

ここで、本実施形態では、第１生物処理槽２は、硝化抑制剤が添加されるように構成されている。たとえば、第１生物処理槽２の廃水にチオ尿素を主成分とする硝化抑制剤が添加されるように構成されている。また、第１生物処理槽２は、廃水処理の初期および定常状態において、窒素化合物およびリン化合物のうち少なくとも１つを含む栄養剤が添加されるように構成されている。具体的には、第１生物処理槽２の廃水には、廃水中のＮ（窒素）、Ｐ（リン）およびＢＯＤ５の量が、重量比において、Ｎ：Ｐ：ＢＯＤ５＝５：１：１００となるように栄養剤が添加される。つまり、廃水のＢＯＤ５の値、含有する窒素の量、含有するリンの量に基づいて、栄養剤が調整されて添加される。なお、窒素化合物として、たとえば、塩化アンモニウムや硫酸アンモニウムなどのアンモニア態の窒素化合物が用いられる。また、リン化合物として、たとえば、リン酸水素ナトリウムなどが用いられる。

【0025】

温度調整部２２は、第１生物処理槽２の水温を維持するように設けられている。たとえば、第１生物処理槽２は、１５℃以上４０℃以下になるように温度管理されている。具体的には、温度調整部２２には、水蒸気が流されて、第１生物処理槽２の水温を上げるように構成されている。これにより、第１生物処理槽２内の水温が活性汚泥の活性化する温度に保たれるとともに、１，４−ジオキサン分解菌の馴養に適した温度に保たれる。

【0026】

配管２３は、第１生物処理槽２と、後段の第２生物処理槽３とを接続している。また、配管２３の途中には、ポンプ２３ａが設けられ、第１生物処理槽２により処理された一次処理水および１，４−ジオキサン分解菌が第１生物処理槽２から第２生物処理槽３に移送されるように構成されている。

【0027】

配管２４は、第１生物処理槽２の活性汚泥を排出するために設けられている。具体的には、弁２４ａを開にすることにより、活性汚泥が第１生物処理槽２から排出される。排出された活性汚泥は、脱水などの処理が行われて処分される。

【0028】

第２生物処理槽３は、一次処理水に対して１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥を用いて生物処理を行い、廃水中の１，４−ジオキサンを主に低減させるように構成されている。つまり、第２生物処理槽３では、第１生物処理槽２において馴養された１，４−ジオキサン分解菌により１次処理水中の１，４−ジオキサンが主に分解される。また、生物処理槽２および生物処理槽３は、硝化抑制剤が添加された１，４−ジオキサンを含む廃水の平均滞留時間が１日以上になるような容量を有するように構成されている。つまり、貯留槽１から第１生物処理槽２に廃水が供給されてから、第２生物処理槽３から排出されるまで、廃水は平均で１日以上滞留するように構成されている。具体的には、（生物処理槽２および生物処理槽３の合計の容量）／（１日当たりの廃水の平均処理量（流入量））≧１日となるように、生物処理槽２および生物処理槽３の合計の容量が設定されている。

【0029】

エアレータ３１および３２は、第２生物処理槽３の１，４−ジオキサンを含む廃水（一次処理水）にエアを供給するように構成されている。これにより、第２生物処理槽３の活性汚泥に酸素が供給されるとともに、廃水および活性汚泥が混合される。膜３３は、複数の中空糸膜により構成されている。また、膜３３は、活性汚泥と処理水とを分離するように構成されている。つまり、膜３３は、処理水を通過させて、中空状の内部を通すとともに、活性汚泥を通過させずに第２生物処理槽３に残留させるように構成されている。また、膜３３は、エアレータ３２の上方に設けられている。これにより、エアレータ３２からのエアレーションにより、中空糸状の膜３３の外側に活性汚泥が堆積されるのが抑制される。また、膜３３は、定期的に逆洗が行われる。この際、たとえば、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を含む薬液により洗浄が行われる。

【0030】

ここで、本実施形態では、第２生物処理槽３は、硝化抑制剤が添加されるように構成されている。たとえば、第２生物処理槽３の廃水にチオ尿素を主成分とする硝化抑制剤が添加されるように構成されている。たとえば、硝化抑制剤は、第１生物処理槽２および第２生物処理槽３を合わせた廃水に１Ｌに対して１日に５ｍｇ添加される。また、第２生物処理槽３は、廃水処理の初期および定常状態において、窒素化合物およびリン化合物のうち少なくとも１つを含む栄養剤が添加されるように構成されている。具体的には、第２生物処理槽３の廃水には、廃水中のＮ（窒素）、Ｐ（リン）およびＢＯＤ５の量が、重量比において、Ｎ：Ｐ：ＢＯＤ５＝５：１：１００となるように栄養剤が添加される。つまり、廃水のＢＯＤ５の値、含有する窒素の量、含有するリンの量に基づいて、栄養剤が調整されて添加される。

【0031】

温度調整部３４は、第２生物処理槽３の水温を維持するように設けられている。たとえば、第２生物処理槽３は、１５℃以上４０℃以下になるように温度管理されている。具体的には、温度調整部３４には、水蒸気が流されて、第２生物処理槽３の水温を上げるように構成されている。これにより、第２生物処理槽３内の水温が１，４−ジオキサン分解菌の活性化する温度に保たれる。

【0032】

配管３５は、第２生物処理槽３と、後段のＡＯＰ槽４とを接続している。また、配管３５の途中には、ポンプ３５ａが設けられ、第２生物処理槽３により処理された二次処理水が第２生物処理槽３からＡＯＰ槽４に移送されるように構成されている。つまり、第２次生物処理槽３により生物処理されるとともに、膜３３によりろ過された二次処理水が第２生物処理槽３からＡＯＰ槽４に移送される。

【0033】

配管３６は、活性汚泥を返送するために設けられている。具体的には、配管３６は、第２生物処理槽３の下流側から第１生物処理槽２に活性汚泥を返送させるように構成されている。また、配管３６は、第２生物処理槽３の下流側から上流側に活性汚泥を返送させるように構成されている。配管３６の途中には、弁３６ａおよび３６ｂが設けられている。弁３６ａを開にすることにより、活性汚泥が第１生物処理槽２に返送されるように構成されている。また、弁３６ｂを開にすることにより、活性汚泥が第２生物処理槽３の上流側に返送されるように構成されている。

【0034】

配管３７は、第２生物処理槽３の活性汚泥を排出するために設けられている。具体的には、弁３７ａを開にすることにより、活性汚泥が第２生物処理槽３から排出される。排出された活性汚泥は、脱水などの処理が行われて処分される。つまり、第１生物処理槽２から第２生物処理槽３に移送される活性汚泥と、第２生物処理槽３の生物処理により増減する活性汚泥と、第２生物処理槽３から第１生物処理槽２に返送される活性汚泥と、第２生物処理槽３から排泥される活性汚泥とを合わせた活性汚泥の量を調整することにより、第２生物処理槽３内の活性汚泥の量が所定の範囲内に調整される。

【0035】

配管３７は、第２生物処理槽３から活性汚泥を抜き出すために設けられている。配管３７は、第２生物処理槽３と、配管３６および３７とを、それぞれ、接続している。また、配管３７の途中には、ポンプ３８ａが設けられている。ポンプ３８ａは、第２生物処理槽３の活性汚泥を送って、配管３６を介して返送させる、または、配管３７を介して排泥させるように構成されている。

【0036】

たとえば、第２生物処理槽３は、活性汚泥浮遊物質（ＭＬＳＳ）が５０００ｍｇ／Ｌ以上１３０００ｍｇ／Ｌ以下になるように管理されている。つまり、第２生物処理槽３から第１生物処理槽２に返送される活性汚泥の量、および、第２生物処理槽３から排出される活性汚泥の量が調整されて、第２生物処理槽３内のＭＬＳＳが管理される。

【0037】

ＡＯＰ（促進酸化処理）槽４は、第２生物処理槽３により生物処理された二次処理水に残存するＢＯＤ源、ＣＯＤ源および１，４−ジオキサンを酸化して、二次処理水中のＢＯＤ、ＣＯＤおよび１，４−ジオキサンの濃度を低減させるように構成されている。具体的には、ＡＯＰ槽４は、二次処理水に対して過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を流入させるとともに、オゾン（Ｏ₃）を反応させて、ヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成して、二次処理水中のＢＯＤ源、ＣＯＤ源および１，４−ジオキサンを酸化させるように構成されている。

【0038】

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0039】

本実施形態では、上記のように、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、硝化抑制剤が添加されるように構成することによって、硝化菌が増殖するのを抑制することができるので、廃水のｐＨが小さくなるのを抑制することができる。また、硝化抑制剤により１，４−ジオキサン分解菌の活性が失われることが無いので、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができる。これにより、廃水の中和処理のために添加するアルカリの量を低減（削減）するとともに、１，４−ジオキサンを効率よく分解することができる。

【0040】

また、本実施形態では、上記のように、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、廃水処理の定常状態において窒素化合物およびリン化合物のうち少なくとも１つを含む栄養剤が添加されるように構成する。これにより、窒素化合物およびリン化合物のうち少なくとも１つを含む栄養剤の添加により、１，４−ジオキサン分解菌の増殖が助けられるので、増殖した１，４−ジオキサン分解菌により、１，４−ジオキサンをより効率よく分解することができる。

【0041】

また、本実施形態では、上記のように、第２生物処理槽３に配置され、活性汚泥と処理水とを分離する膜３３と、硝化抑制剤が添加された１，４−ジオキサンを含む廃水に空気を送るエアレータ２１、３１および３２とを設け、第１生物処理槽２および第２生物処理槽３を、１５℃以上４０℃以下になるように温度管理する。このように、第１生物処理槽２および第２生物処理槽３を曝気し、１５℃以上４０℃以下になるように温度管理することにより、１，４−ジオキサン分解菌の活性を上げることができるので、１，４−ジオキサンをより効率よく分解することができる。また、第２生物処理槽３に設けられた膜により、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥と処理水とが分離されるので、第２生物処理槽３における１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥の濃度を高めることができる。これによっても、１，４−ジオキサンをより効率よく分解することができる。

【0042】

また、本実施形態では、上記のように、生物処理槽２および３を、１，４−ジオキサンを含む廃水の平均滞留時間が１日以上になるような容量を有するように構成する。このように、廃水の第１生物処理槽２および第２生物処理槽３における平均滞留時間が１日以上になるようにすることにより、１，４−ジオキサンを第１生物処理槽２および第２生物処理槽３で確実に分解することができる。

【0043】

また、本実施形態では、上記のように、第２生物処理槽３の下流に配置されたＡＯＰ（促進酸化処理）槽４を設ける。これにより、第１生物処理槽２および第２生物処理槽３において１，４−ジオキサンが生物処理により低減された後、ＡＯＰ槽４によりさらに１，４−ジオキサンを低減させることができる。

【0044】

また、本実施形態では、上記のように、第２生物処理槽３において１，４−ジオキサンを分解する生物処理の効率を上げることができる。その結果、後段のＡＯＰ槽４が大型になるのを抑制することができるので、廃水処理システム１００全体が大型化するのを抑制することができる。また、第２生物処理槽３の前段に１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により生物処理を行う第１生物処理槽２を設けることによって、１，４−ジオキサン分解菌を第１生物処理槽２において馴養することができるので、第２生物処理槽３における１，４−ジオキサンの分解をより効果的に行うことができる。これらにより、廃水処理システム１００の小型化を図るとともに、１，４−ジオキサンを分解する処理時間を短縮することができる。

【0045】

また、本実施形態では、上記のように、第２生物処理槽３から第１生物処理槽２に１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥を返送する返送ライン３６を設ける。これにより、第２生物処理槽３において１，４−ジオキサンを分解することにより活性が下がった１，４−ジオキサン分解菌を第１生物処理槽２に返送することができるので、第１生物処理槽２により１，４−ジオキサン分解菌を再度馴養して再利用することができる。

【0046】

次に、図２を参照して、図１に示した実施形態による廃水処理システム１００の一部を用いて実際に廃水に対して水処理を行った実験結果（本発明の一実施例によるＢＯＤ、ＣＯＤおよび１，４−ジオキサンの減少結果）について説明する。

【0047】

実施例１、比較例１、２および３では、図１の廃水処理システム１００のうち、第２生物処理槽３を用いて実験を行った。つまり、廃水（原水）を第２生物処理槽３に供給して生物処理を行った。

【0048】

実施例１では、原水は、ｐＨが６〜７、１，４−ジオキサン濃度が６０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度が８９０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５濃度が１０００ｍｇ／Ｌであった。また、実施例１では、硝化抑制剤を添加し、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を１．５日として実験を行った。また、硝化抑制剤として、Ｎ２セイバー（環境工研株式会社製）を用い、廃水１Ｌに対して１日５ｍｇ添加した。なお、硝化抑制剤は、ｐＨが６．５以下の場合に使用した。

【0049】

実施例１では、生物処理後の処理水は、ｐＨが７．２、１，４−ジオキサン濃度が０．１２ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度が７５ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５濃度が１ｍｇ／Ｌ以下となった。つまり、実施例１では、１，４−ジオキサンは、９９．８％処理された。また、ＣＯＤＭｎは、９１．６％処理された。また、ＢＯＤ５は、９９．９％以上処理された。

【0050】

比較例１では、原水は、ｐＨが６．０４、１，４−ジオキサン濃度が１２０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度が１７８０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５濃度が２０００ｍｇ／Ｌであった。また、比較例１では、硝化抑制剤を添加せずに、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を３日として実験を行った。

【0051】

比較例１では、生物処理後の処理水は、ｐＨが５．５、１，４−ジオキサン濃度が６ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度が８０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５濃度が１ｍｇ／Ｌ以下となった。つまり、比較例１では、１，４−ジオキサンは、９５％処理された。また、ＣＯＤＭｎは、９５．５％処理された。また、ＢＯＤ５は、９９．９％以上処理された。また、比較例１では、生物処理時に廃水が常に酸性となっていた。

【0052】

比較例２および３では、原水は、ｐＨが４．８、１，４−ジオキサン濃度が５００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度が３７２０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５濃度が４１００ｍｇ／Ｌであった。また、比較例２および３では、注入初期にｐＨ変動が発生するため、ｐＨ調整を行った。また、比較例２では、その後、ｐＨ調整を行わずに実験を行った。また、比較例３では、その後もｐＨ調整を行って実験を行った。また、比較例２および３は、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を３日として実験を行った。なお、ｐＨ調整は、水酸化ナトリウム（アルカリ）を添加して行った。

【0053】

比較例２では、生物処理後の処理水は、ｐＨが７．３７、１，４−ジオキサン濃度が１２６ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度が５４６ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５濃度が６１０ｍｇ／Ｌとなった。つまり、比較例２では、１，４−ジオキサンは、７４．８％処理された。また、ＣＯＤＭｎは、８５．３％処理された。また、ＢＯＤ５は、８５．１％処理された。

【0054】

比較例３では、生物処理後の処理水は、ｐＨが７．８８、１，４−ジオキサン濃度が９ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤＭｎ濃度が１６６ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５濃度が１２０ｍｇ／Ｌとなった。つまり、比較例２では、１，４−ジオキサンは、９８．２％処理された。また、ＣＯＤＭｎは、９５．５％処理された。また、ＢＯＤ５は、９７．１％処理された。

【0055】

上記のように、実施例１では、１，４−ジオキサンの濃度が０．５ｍｇ／Ｌ未満に処理することが可能であることが分かった。つまり、１，４−ジオキサンを含む廃水に対して、硝化抑制剤を添加して、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥により生物処理を行うことにより、１，４−ジオキサンを効率よく分解することが可能であることが分かった。また、実施例１では、比較例１〜３に比べて、汚泥の沈降性が向上していた。これにより、膜を用いずに汚泥を分離する場合でも、汚泥が沈降する時間が短縮されるので、汚泥を効率よく分離することが可能である。

【0056】

なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0057】

たとえば、上記実施形態では、廃水処理システムに２つの生物処理槽を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、廃水処理システムに１つまたは３つ以上の生物処理槽を設けてもよい。

【0058】

また、上記実施形態では、生物処理槽に硝化抑制剤および栄養剤を添加する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、貯留槽の廃水や、配管により移送中の廃水に硝化抑制剤および栄養剤を添加してもよい。

【0059】

また、上記実施形態では、生物処理槽の下流にＡＯＰ槽（促進酸化処理槽）を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、生物処理槽の下流にＡＯＰ槽の代わりにオゾン処理槽を設けてもよい。また、生物処理槽の下流にＡＯＰ槽を設けなくてもよい。

【0060】

また、上記実施形態では、第２生物処理槽に、活性汚泥と処理水とを分離する膜を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、生物処理槽に膜を設けなくてもよい。また、第２生物処理槽に加えて、第１生物処理槽に膜を設けてもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、第１生物処理槽および第２生物処理槽の両方に、硝化抑制剤および栄養剤を添加する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１生物処理槽または第２生物処理槽の一方に、硝化抑制剤を添加してもよい。また、第１生物処理槽または第２生物処理槽の一方に、栄養剤を添加してもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、ＡＯＰ槽（促進酸化処理槽）において、オゾンおよび過酸化水素を用いて促進酸化させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、促進酸化処理槽において、オゾンおよび紫外線を用いて促進酸化させてもよいし、紫外線および過酸化水素を用いて促進酸化させてもよい。また、促進酸化処理槽において、オゾン、過酸化水素および紫外線を用いて促進酸化させてもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、廃水処理システムに１つのＡＯＰ槽（促進酸化処理槽）を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、廃水処理システムに２つ以上の促進酸化処理槽またはオゾン処理槽を設けてもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、生物処理槽において曝気を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、曝気を行わずに、嫌気または無酸素により生物処理を行う生物処理槽を設けてもよい。

【符号の説明】

【0065】

２ 第１生物処理槽（生物処理槽）
３ 第２生物処理槽（生物処理槽）
４ ＡＯＰ槽（促進酸化処理槽）
２１、３１、３２ エアレータ（曝気装置）
３３ 膜
１００ 廃水処理システム

【図1】

【図2】