特許 6819284 水処理システム

(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】6819284

(24)【登録日】2021年1月6日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】水処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20060101AFI20210114BHJP

   C02F 1/28 20060101ALI20210114BHJP

   C02F 3/34 20060101ALI20210114BHJP

   B01J 20/20 20060101ALI20210114BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20210114BHJP

   B01J 20/34 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/12 V

   C02F1/28 D

   C02F3/12 S

   C02F3/34 Z

   B01J20/20 B

   B01J20/28 Z

   B01J20/34 B

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-255774(P2016-255774)

(22)【出願日】2016年12月28日

(65)【公開番号】特開2018-103164(P2018-103164A)

(43)【公開日】2018年7月5日

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003160

【氏名又は名称】東洋紡株式会社

(72)【発明者】

【氏名】河野 大樹

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１３１９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０７７２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１６０２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１１５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４２７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１７８３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／１２

Ｂ０１Ｊ ２０／２０

Ｂ０１Ｊ ２０／２８

Ｂ０１Ｊ ２０／３４

Ｃ０２Ｆ １／２８

Ｃ０２Ｆ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着素子に被処理水を通流させ、前記吸着素子に被処理水中の少なくとも１，４−ジオキサンを吸着させて第一処理水を排出する吸着処理と、前記吸着素子に水蒸気を通気させて、前記吸着素子に吸着された１，４−ジオキサンを脱着させて脱着ガスを排出させ、脱着ガスを液化凝縮させて被処理水よりも１，４−ジオキサン濃度の濃縮された濃縮水を排出する脱着処理と、を順に繰り返し実行する濃縮装置と、
１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥槽を備え、前記濃縮装置から排出された前記濃縮水を前記活性汚泥槽に流入させ、１，４−ジオキサン分解菌によって１，４−ジオキサンを分解させて第二処理水を排出する生物処理を行う生物処理装置と、
熱交換器と、を備え、
前記活性汚泥槽へ供給する空気を前記脱着ガスと熱交換してから前記活性汚泥槽へ供給することを特徴とする水処理システム。

【請求項2】

吸着素子を収容した処理槽と、前記処理槽に接続され、前記処理槽内の前記吸着素子に被処理水を通流させて前記吸着素子に被処理水中の少なくとも１，４−ジオキサンを吸着させ、第一処理水を排出する第一水通流部と、前記処理槽に接続され、前記処理槽内の前記吸着素子に水蒸気を通気させて前記吸着素子に吸着された１，４−ジオキサンを脱着させて脱着ガスを排出する水蒸気通気部と、前記脱着ガスを凝縮させて濃縮水を排出する凝縮部と、を有する濃縮装置と、
１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥槽と、前記活性汚泥槽に前記濃縮水を流入させ第二処理水を排出する第二水通流部と、を有する生物処理装置と、
熱交換器と、を備え、
前記活性汚泥槽へ供給する空気を前記脱着ガスと熱交換してから前記活性汚泥槽へ供給することを特徴とする水処理システム。

【請求項3】

前記吸着素子に吸着された１，４−ジオキサンを脱着させる前に、当該吸着素子に水蒸気を通気させて当該吸着素子に付着した付着水を除去することを特徴とする請求項１または２に記載の水処理システム。

【請求項4】

前記濃縮装置の吸着素子から除去した付着水を、再度、前記吸着素子に通流させるための付着水返送ルートを備えたことを特徴とする請求項３記載の水処理システム。

【請求項5】

前記吸着素子は、不織布、織物、または編物の構造体を成す活性炭素繊維であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の水処理システム。

【請求項6】

前記第二処理水を、再度前記吸着素子に通流させるための第二処理水返送ルートを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の水処理システム。

【請求項7】

微生物を含む活性汚泥装置または膜分離活性汚泥装置である前処理装置を備え、
前記前処理装置にて生物処理した生物処理水を、前記被処理水として前記濃縮装置へ供給することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の水処理システム。

【請求項8】

前記第二処理水を前記前処理装置へ返送させる第二処理水返送ルートを備えたことを特徴とする請求項７に記載の水処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機物質として少なくとも１，４−ジオキサンを含有する水から１，４−ジオキサンを除去および分解する水処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

１，４−ジオキサンは、発癌性の疑いのある物質として知られている。また、１，４−ジオキサンは、化学工場で一般的に溶剤として使用されており、またポリエチレンテレフタレート、エチレングリコール、酸化エチレン、界面活性剤等の製造工程や廃棄物から副生成し、排水、浸出水および地下水（以下、被処理水と称す）の汚染を引起すことが知られている。このような事実から、１，４−ジオキサンは、２００９年に環境基準として０．０５ｍｇ／Ｌ、２０１１年に排水基準として０．５ｍｇ／Ｌの規制が導入された。しかしながら、１，４−ジオキサンは、一般的な微生物による分解、資化が困難な有機物質であり、沸点も高く、水に混和するため、水中からの除去や無害化が困難である。

【0003】

水中の１，４−ジオキサンの分解技術としては、オゾンや過酸化水素を使用した促進酸化法（ＡＯＰ）や電気分解といった化学的、物理化学的な分解システムが知られているが、高コストである。これに対して、低コストに１，４−ジオキサンを分解するシステムとして、１，４−ジオキサン分解菌による生物処理が提案されている(例えば、非特許文献１)。

【0004】

１，４−ジオキサン分解菌は、１，４−ジオキサンを単一炭素源として分解（資化）可能な菌と、テトラヒドロフランなどの他の成分の存在下で共代謝反応によって１，４−ジオキサンの分解を行う菌との２種に大別される。非特許文献２，３では、これらの１，４−ジオキサン分解菌が有するＴＨＦモノオキシゲナーゼや１，４−ジオキサンモノオキシゲナーゼが１，４−ジオキサンの分解に関与していることが報告されている。ＴＨＦモノオキシゲナーゼは、多様な炭化水素類の初発酸化を担っている可溶性鉄（II）モノオキシゲナーゼ（ＳＤＩＭＯ）の一種に分類されており、ＳＤＩＭＯには他にメタン／プロパンモノオキシゲナーゼ等が含まれている（非特許文献４）。また、非特許文献５では、ＴＨＦモノオキシゲナーゼ以外のＳＤＩＭＯを有する菌も１，４−ジオキサンを分解する可能性のあることが報告されている。

【0005】

一方、吸着素子を用いて吸着による有機物質の除去（吸着処理）と吸着素子の再生（脱着処理）とを交互に行うことで、高効率で安定的に除去できる水処理装置が検討されている（例えば、特許文献１）。この水処理装置は、水の連続浄化を実現し、基本的には吸着材の交換が必要なく、有機物質を高効率で安定的に除去することができる。

【0006】

前記水処理装置において、吸着除去された有機物質は、再生時に吸着素子から脱離され、有機物質を含んだガス（脱着ガス）として排出されるが、脱着媒体に水蒸気を使用した場合、脱着ガスを液化凝縮することで、有機物質を高濃度に含有した濃縮水として回収できるので、濃縮装置としての機能も保持する（例えば、特許文献２）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】清和成、池道彦：１，４−ジオキサン分解菌を用いた汚染被処理水の生物処理・浄化技術の可能性，用水と廃水，Vol.53, No.7, 2011.

【非特許文献2】A. GROSTERN, C. M. SALES, W.-Q. ZHUANG, O. ERBILGIN, and L. ALVAREZ-COHEN: Glyoxylate metabolism is a key feature of the metabolic degradation of 1,4-dioxane by Pseudonocardiadioxanivorans strain CB1190. Appl. Environ. Microbiol., 78(9), pp. 3298-3308, 2012.

【非特許文献3】Daisuke Inoue,Tsubasa Tsunoda,Kazuko Sawada,Norifumi Yamamoto,Yuji Saito,Kazunari Sei,Michihiko Ike., Volume 27, Issue 4, pp 277-286, 2016.

【非特許文献4】N. V. COLEMAN, N. B. BUI, and A. J. HOLMES: Soluble di-iron monooxygenase gene diversity in soils, sediments and ethane enrichments. Environ. Microbiol., 8(7), pp. 1228-1239, 2006.

【非特許文献5】S. MAHENDRA, and L. ALVAREZ-COHEN: Kinetics of 1,4-dioxane biodegradation by monooxygenase-expressing bacteria. Environ. Sci. Technol., 40(17),pp. 5435-5442, 2006.

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第４５１２９９３号

【特許文献2】特願２０１３−１７０３２８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

１，４−ジオキサン分解菌を使用した生物処理装置は、低コストに１，４−ジオキサンを分解できる可能性があるが、１，４−ジオキサン分解菌は、他の微生物が混入していると他の微生物が優先的に増殖してしまい、増殖が極めて遅く、馴養に時間を要するという問題がある。また、１，４−ジオキサンの資化に関係しない有機物質が含有すると、これらの炭素源を優先して資化するので、１，４−ジオキサンの分解効率が低下するという問題もある。

【0010】

そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされ、その目的は、１，４−ジオキサン分解菌の増殖速度を高め、優先的に１，４−ジオキサンを資化させる手段を導入することで、有機物質として少なくとも１，４−ジオキサンを含有する水から１，４−ジオキサンを効果的に除去および分解できる水処理システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明者は鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は以下の構成からなる。

【0012】

（１）吸着素子に被処理水を通流させ、前記吸着素子に被処理水中の少なくとも１，４−ジオキサンを吸着させて第一処理水を排出する吸着処理と、前記吸着素子に水蒸気を通気させて、前記吸着素子に吸着された１，４−ジオキサンを脱着させて脱着ガスを排出させ、脱着ガスを液化凝縮させて被処理水よりも１，４−ジオキサン濃度の濃縮された濃縮水を排出する脱着処理と、を順に繰り返し実行する濃縮装置と、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥槽を備え、前記濃縮装置から排出された前記濃縮水を、前記活性汚泥槽に流入させ、１，４−ジオキサン分解菌によって１，４−ジオキサンを分解させて第二処理水を排出する生物処理を行う生物処理装置と、を備えたことを特徴とする水処理システム。
（２）吸着素子を収容した処理槽と、前記処理槽に接続され、前記処理槽内の前記吸着素子に被処理水を通流させて前記吸着素子に被処理水中の少なくとも１，４−ジオキサンを吸着させ、第一処理水を排出する第一水通流部と、前記処理槽に接続され、前記処理槽内の前記吸着素子に水蒸気を通気させて前記吸着素子に吸着された１，４−ジオキサンを脱着させて脱着ガスを排出する水蒸気通気部と、前記脱着ガスを凝縮させて濃縮水を排出する凝縮部と、を有する濃縮装置と、１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥槽と、前記活性汚泥槽に前記濃縮水を流入させ第二処理水を排出する第二水通流部と、を有する生物処理装置と、を備えたことを特徴とする水処理システム。
（３）熱交換器を備え、前記活性汚泥槽へ供給する空気を前記脱着ガスと熱交換してから前記活性汚泥槽へ供給することを特徴とする（１）または（２）の水処理システム。
（４）前記吸着素子に吸着された１，４−ジオキサンを脱着させる前に、当該吸着素子に水蒸気を通気させて当該吸着素子に付着した付着水を除去することを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の水処理システム。
（５）前記濃縮装置の吸着素子から除去した付着水を、再度、前記吸着素子に通流させるための付着水返送ルートを備えたことを特徴とする（４）の水処理システム。
（６）前記吸着素子は、不織布、織物、または編物の構造体を成す活性炭素繊維であることを特徴とする（１）から（５）いずれか１つに記載の水処理システム。
（７）前記第二処理水を、再度前記吸着素子に通流させるための第二処理水返送ルートを備えたことを特徴とする（１）から（６）のいずれか１つに記載の水処理システム。
（８）微生物を含む活性汚泥装置または膜分離活性汚泥装置である前処理装置を備え、前記前処理装置にて生物処理した生物処理水を、前記被処理水として前記濃縮装置へ供給することを特徴とする（１）から（７）のいずれか１つに記載の水処理システム。
（９）前記第二処理水を前記前処理装置へ返送させる第二処理水返送ルートを備えたことを特徴とする（８）に記載の水処理システム。

【発明の効果】

【0013】

本発明の水処理システムによれば、被処理水から高濃度に１，４−ジオキサンを濃縮することができるので、１，４−ジオキサンを資化しない一般的な微生物の増殖を抑制し、優先的に１，４−ジオキサン分解菌の増殖を促進することができる。よって、１，４−ジオキサン分解菌の増殖速度が速くなり、馴養時間が短縮化されることで、低コストかつ省スペースに１，４−ジオキサン分解菌を使用した生物処理装置を提供することが可能となる。
本発明の水処理システムによれば、濃縮装置によって、処理対象の被処理水に含まれる１，４−ジオキサンを効果的に吸着除去すると共に、被処理水量よりも少ない水蒸気量を使用して脱着して、１，４−ジオキサン濃度が被処理水よりも高く、水蒸気の熱によって滅菌された濃縮水を得ることができる。かつ、少なくとも１，４−ジオキサンを吸着する吸着素子を処理槽に収容しているので、被処理水中に含まれる１，４−ジオキサン以外の有機物と１，４−ジオキサンを分離することができ、濃縮水中の１，４−ジオキサンの純度を高める効果がある。この効果によって、後段の生物処理装置の１，４−ジオキサン分解菌が優先的に増殖し、増殖速度が速まる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態の水処理システムＡ１の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態の水処理システムＡ２の一例である。

【図3】本発明の一実施形態の水処理システムＡ３の一例である。

【図4】本発明の一実施形態の水処理システムＢ１の一例である。

【図5】本発明の一実施形態の水処理システムＢ２の一例である。

【図6】本発明の一実施形態の水処理システムＢ３の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する構成、部分、材料等については、適宜省略し、その説明についても繰り返さないことにする。

【0016】

［実施形態１］
図１は、本発明の一実施形態である実施形態１の水処理システムＡ１の構成を示す図である。水処理システムＡ１は、濃縮装置１００と生物処理装置２００とを備えている。

【0017】

図１に示すように、本実施形態の濃縮装置１００は、少なくとも１，４−ジオキサンを吸着する吸着素子（以下、吸着素子と省略する）１１１，１２１をそれぞれ収容した複数の処理槽１１０，１２０と、各処理槽１１０，１２０内に被処理水を導入するための被処理水導入ラインＬ１（第一水通流部）と、各処理槽１１０，１２０内に水蒸気を供給するための水蒸気供給ラインＬ３（水蒸気通気部）と、を備えている。また、本実施形態の濃縮装置１００は、各処理槽１１０，１２０内の吸着素子１１１，１２１により清浄化された後の水である第一処理水を排出するための第一処理水排出ラインＬ２（第一水通流部）と、各処理槽１１０，１２０内に供給された水蒸気を排出するための水蒸気排出ラインＬ４（水蒸気通気部）と、水蒸気排出ラインＬ４から分岐して被処理水導入ラインＬ１に還流する還流ラインＬ５（付着水返送ルート）と、水蒸気排出ラインＬ４から排出される１，４−ジオキサンを含む脱着ガスを冷却して凝縮する凝縮器３０（冷却部）と、をさらに備えている。

【0018】

なお、本実施形態の濃縮装置１００は、吸着素子１１１，１２１を収容した処理槽１１０，１２０を複数備えている。そして、ダンパーやバルブなどを用いて各ラインＬ１〜Ｌ５を制御し、被処理水を導入・排出する経路、水蒸気を供給・排出する経路を適宜切り替えることで、吸着工程（吸着処理）を行う処理槽と、脱着工程（脱着処理）を行う処理槽とに分けられている。これにより、吸着工程をどちらかの処理槽の吸着素子により連続して行うことが可能であり、いずれかの処理槽（例えば処理槽１１０）にて吸着素子により被処理水の清浄化（吸着処理）が行われている間、他の処理槽（例えば処理槽１２０）では吸着素子の再生化（脱水処理及び脱着処理）を行うことが可能である。

【0019】

図１に示すように、本実施形態の濃縮装置１００は、それぞれ吸着素子１１１，１２１を内部に収容した処理槽１１０，１２０を２つ備えている。なお、吸着素子１１１，１２１及び処理槽１１０，１２０の数は限定されない。後述する各処理槽１１０，１２０内における吸着処理及び脱着処理は、各バルブＶ１〜Ｖ１０の開閉操作を行い、被処理水を導入・排出する経路、水蒸気を供給・排出する経路を適宜切り替えることで行われる。

【0020】

各処理槽１１０，１２０には、被処理水導入ラインＬ１がそれぞれバルブＶ１，Ｖ２を介して接続されている。また、各処理槽１１０，１２０には、第一処理水排出ラインＬ２がそれぞれバルブＶ３，Ｖ４を介して接続されている。

【0021】

濃縮装置１００は、被処理水導入ラインＬ１により各処理槽１１０，１２０内に被処理水を供給して各処理槽１１０，１２０内の吸着素子１１１，１２１に被処理水を所定時間通流させることで、被処理水に含まれる少なくとも１，４−ジオキサンを吸着する吸着処理が行われる。これにより、被処理水から１，４−ジオキサン除去される。清浄化された後の第一処理水は、第一処理水排出ラインＬ２より各処理槽１１０，１２０の外部に排出される。

【0022】

吸着素子１１１，１２１は、活性炭、ゼオライト、活性アルミナなどの吸着材が好ましいが、より好ましくは活性炭素繊維である。活性炭素繊維は、表面に微細な細孔を均一に多数有しているので、被処理水中の１，４−ジオキサンの極めて高い除去効率を実現できる。活性炭素繊維は、原料である繊維を不織布、織物、編物などのシート状の構造体に加工し、炭化・賦活して得ることができる。

【0023】

活性炭素繊維の原料となる繊維は、特に限定されるものではないが、例えばフェノール系繊維、セルロース系繊維、アクリロニトリル系繊維、ピッチ系繊維などが好ましい。中でも、フェノール系繊維は、炭化・賦活後の活性炭素繊維の収率が高く、繊維強度が強い点でさらに好ましい。

【0024】

フェノール系繊維としては、フェノール樹脂に脂肪酸アミド類、リン酸エステル類、セルロース類よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物（配合物）を混合した混合物を紡糸して得られるフェノール系繊維を原糸としてもよい。これにより、さらに繊維強度を高めることができる。

【0025】

吸着素子１１１，１２１に用いられる活性炭素繊維の物性は、吸着素子１１１，１２１の吸着量や強度、コストなどを考慮すると、ＢＥＴ比表面積が９００ｍ^２／ｇ〜２５００ｍ^２／ｇで、細孔容積が０．４ｃｍ^３／ｇ〜０．９ｃｍ^３／ｇが好ましい。また、平均細孔経が１４Å〜１８Åであり、全酸性基量が０．２ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましい。この数値範囲であると、被処理水中に１，４−ジオキサン以外に有機物質が共存する場合において、１，４−ジオキサンをより優先的に吸着することができるからである。

【0026】

実施形態１では、処理対象の被処理水に含まれる処理対象物質は、１，４−ジオキサンを例に説明しているが、以下の有機物質についても、本実施形態の濃縮装置１００は同様の除去効果がある。例えば、１，２−ジオキサン、１，３−ジオキサン、２,４−ジメチル−１,３−ジオキサン、４−メチル−１,３−ジオキサン、trans−２，３−ジクロロ１，４−ジオキサン、１，２−ジオキシン、１，３−ジオキシン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、２−エチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン、２−クロロメチル１，３−ジオキソラン、２−(３−クロロプロピル)−１,３−ジオキソラン、２,２−ジメチル−１,３−ジオキソラン、２,２−ジイソプロピル−１,３−ジオキソラン、(Ｒ)−４−クロロメチル−２,２−ジメチル−１,３−ジオキソラン、(Ｓ)−４−クロロメチル−２,２−ジメチル−１,３−ジオキソラン、２−オキソ−１,３−ジオキソラン、２−イソブチル−４−メチル−１,３−ジオキソラン、２−メトキシ−１,３−ジオキソラン、２,２,４−トリメチル−１,３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン−２,６−ジオン、２,２−ジメチル−１,３−ジオキサン−５−オン、１,３−ジオキサン−２−オン、１,４−ジオキサン−２−オン、１,４−ジオキサン−２,５−ジオン、４−クロロ−１,３−ジオキソラン−２−オン、 (Ｒ)−(＋)−４−(メトキシメチル)−１,３−ジオキソラン−２−オン、(Ｓ)−(＋)−４−(メトキシメチル)−１,３−ジオキソラン−２−オン、(Ｒ)−４−メチル−１,３−ジオキソラン−２−オン、(Ｓ)−４−メチル−１,３−ジオキソラン−２−オン、２−(Ｎ−メチル−２−アミノエチル)−１,３−ジオキソラン、２−(シアノメチル)−１,３−ジオキソラン、４−ビニル−１,３−ジオキソラン−２−オン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、フラン、２−メチルフラン、３−メチルフラン、２−アミルフラン、２−メトキシフラン、２−アセチルフラン、２−フルアルデヒド、３−フルアルデヒド、２−フロイルクロリド、２,５−ジメチルフラン、２,３−ジメチルフラン、５−メチル−２−フルアルデヒド、３−メチル−２−フランカルボン酸メチル、３−クロロテトロン酸、２,５−ジメチル−３(２Ｈ)−フラノン、２Ｈ−ピラン、４Ｈ−ピラン、トルエン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、ｏ−キシレン、ベンゼン、シクロヘキサンなどを一例として挙げることができる。本実施形態の濃縮装置１００が処理する被処理水に含まれる処理対象物質は、これらのうちの１種類あるいは複数種類であってもよい。

【0027】

図１において、各処理槽１１０，１２０には、水蒸気供給ラインＬ３がそれぞれバルブＶ５，Ｖ６を介して接続されている。さらに、各処理槽１１０，１２０には、水蒸気排出ラインＬ４がバルブＶ７，Ｖ８を介して接続されている。水蒸気排出ラインＬ４は、バルブＶ９を介して凝縮器１３０にも接続されている。

【0028】

吸着処理後、濃縮装置１００は脱着処理を行うが、この脱着処理では、まず、水蒸気供給ラインＬ３により各処理槽１１０，１２０内に水蒸気を供給して各処理槽１１０，１２０内の吸着素子１１１，１２１に水蒸気を所定時間通気させることで、各吸着素子１１１，１２１に付着した付着水を除去する脱水処理が行われる。各吸着素子１１１，１２１は、付着した付着水が水蒸気の通流により除去されて乾いた状態となることにより、その後の水蒸気による１，４−ジオキサンの脱着処理を容易にすることができる。

【0029】

脱水処理において各処理槽１１０，１２０内に供給される水蒸気の温度は、例えば１００℃〜３００℃である。脱水処理にて脱水された付着水は水蒸気とともに水蒸気排出ラインＬ４より各処理槽１１０，１２０の外部に排出される。このとき、付着水は、バルブＶ９の閉操作かつバルブＶ１０の開操作により還流ラインＬ５より被処理水導入ラインＬ１に還流され、再び吸着素子１１１，１２１に通流させるために各処理槽１１０，１２０内に導入される。これにより、処理の工程数を省略することができるので、効率的である。

【0030】

水蒸気排出ラインＬ４から脱着ガスは、凝縮器１３０へ供給される。凝縮器１３０は、脱着ガスを冷却する装置である。凝縮器１３０による脱着ガスの冷却方法は特に限定されない。凝縮器１３０には、例えば、冷却水、工業用水、冷水、海水、ブラインなどの冷媒と脱着ガスとを間接的に接触させて、熱交換により脱着ガスを液化凝縮させる装置（熱交換器）を用いることができる。

【0031】

液化凝縮された濃縮水は、濃縮水導出ラインＬ６（第二水通流部）を介して生物処理装置２００に搬送される。生物処理装置２００は、１，４−ジオキサン分解菌２２１と散気管２２２が収容される活性汚泥槽２２０と、散気管２２２へ空気を供給する空気供給器２３０と、余剰汚泥と大に処理水を分離する沈殿槽２４０と、濃縮装置１００の凝縮器１３０から排出された濃縮水を、活性汚泥槽２２０内へ導入するための濃縮水導出ラインＬ６と、活性汚泥槽２２０内の１，４−ジオキサン分解菌２２１により１，４−ジオキサンが分解された後の水である第二処理水を排出するための第二処理水導出ラインＬ７（第二水通流部）と、空気供給器２３０から散気管へ空気を供給する空気導入ラインＬ８と、を備えている。

【0032】

１，４−ジオキサン分解菌２２１は、特に制限されないが、１，４−ジオキサンを単一炭素源として利用する微生物である野が好ましい。例えば、１，４−ジオキサン分解菌として報告されている、Mycobacterium sp．D11、Pseudnocardia sp．D17、Mycobacterium sp．D6、Pseudonocardia dioxanivorans CB1190、Afipia sp．D1、Mycobacterium sp．PH-06などが好ましい。しかし、１，４−ジオキサンを単一炭素源としては利用しない微生物であってもよい。

【0033】

Mycobacterium sp．D11、Pseudnocardia sp．D17、は、それぞれ受託番号ＮＩＴＥ ＢＰ−０１９２６、受託番号ＮＩＴＥ ＢＰ−０１９２８として、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センター（ＮＰＭＤ）（日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２−５−８（郵便番号２９２−０８１８））に、２０１４年８月２９日付で国際寄託されている。Pseudonocardia dioxanivorans CB1190は、米国ＡＴＣＣから購入することができる（ＡＴＣＣ ５５４８６）。また、米国ＡＴＣＣの他に、ＪＣＭ（独立行政法人 理化学研究所 バイオリソースセンター 微生物材料開発室）やドイツのＤＳＭにおいても購入可能である。

【0034】

これらの１，４−ジオキサン分解菌２２１は、自然界から発見されており、本発明においては、例示された１，４−ジオキサン分解菌以外に新たに発見された１，４−ジオキサン分解菌においても同様の発明の効果がある。

【0035】

例示した１，４−ジオキサン分解菌は好気性の微生物であるので、酸素供給のために、活性汚泥槽２２０へはブロワーなどの空気供給器２３０を用いて酸素を供給し、空気導入ラインＬ８を経て散気管２２２から気泡状の空気が活性汚泥槽２２０へ供給される。ここで言う空気は、外気、滅菌済み空気、酸素ガスなどが挙げられるが、コスト面を考慮して外気が好ましい。また、例示した１，４−ジオキサン分解菌以外に新たに発見された１，４−ジオキサン分解菌が嫌気性である場合、空気供給器２３０および散気管２２２は不要である。

【0036】

生物処理装置２００は、濃縮装置１００から排出される濃縮水を濃縮水導出ラインＬ６より活性汚泥槽２２０へ供給し、また、空気供給器２３０より供給される空気は、空気導入ラインＬ８より活性汚泥槽２２０へ供給される。これにより、１，４−ジオキサン分解菌２２１が濃縮水中の１，４−ジオキサンを炭素源として資化することで、１，４−ジオキサンが分解される。１，４−ジオキサンが分解された後の処理水は、沈殿槽２４０へ導入され、一定時間の静置をへて余剰汚泥と上澄み水に固液分離される。上澄み水は、第二処理水として、第二処理水導出ラインＬ７を通じて排出される。上述の通り、濃縮装置１００にて、１，４−ジオキサンを高濃度、高純度に含む濃縮水を、活性汚泥槽２２０へ供給する装置構成のため、１，４−ジオキサンを資化しない微生物は増殖せず、１，４−ジオキサン分解菌のみ優先して増殖できる。

【0037】

１，４−ジオキサン分解菌２２１は、予め培養された培養液を活性汚泥槽２２０へ投入してもよい。それは、より馴養時間の短縮化ができるからである。培養方法は特に限定しないが、例えば、ＣＧＹ培地などの公知の液体培地を使用して、所定温度にて連続培養することで、１，４−ジオキサン分解菌を一定量に増殖させた培養液を作製することができる。

【0038】

図示しないが、生物処理装置２００は、１，４−ジオキサン分解菌を固定化させた支持体を、活性汚泥槽２２０に設置しても良い。支持体に１，４−ジオキサン分解菌を固定化させることで、活性汚泥槽２２０からの１，４−ジオキサン分解菌の第二処理水への流出を抑制できるからである。１，４−ジオキサ分解菌を固定化する支持体は特に限定しないが、高分子ゲルなどが挙げられる。また、生物処理装置２００の活性汚泥槽２２０は、膜分離式でもよい。同様に１，４−ジオキサン分解菌の第二処理水への流出を防ぐと共に、活性汚泥槽２２０内の１，４−ジオキサン分解菌濃度を高めることができるからである。

【0039】

沈殿槽２４０から排出される第二処理水は所定の１，４−ジオキサン濃度まで低減させて、河川や下水放流してもよい。あるいは、図２に示すように、第二処理水返送ラインＬ９（第二処理水返送ルート）を設けて、第二処理水を第二処理水返送ラインＬ９から濃縮装置１００の被処理水導入ラインＬ１へ返送して被処理水と混合させ、濃縮装置１００の被処理水として再処理する水処理システムＡ２の装置構成としてもよい。１，４−ジオキサン分解菌２２１で分解処理するための滞留時間を短縮化でき（活性汚泥槽２２０の容量を小型化でき）、他の微生物の繁殖などの何らかの原因で１，４−ジオキサン分解菌の活性が低下し、１，４−ジオキサン分解性能が低下した場合においても、濃縮装置１００で１，４−ジオキサンを再濃縮させることで、１，４−ジオキサン分解菌２２１の増殖に好条件な１，４−ジオキサン濃度の高い濃縮水を活性汚泥槽２２０へ供給することができるからである。

【0040】

また、図３に示すように、空気を、濃縮装置１００から排出される脱着ガスと熱交換してから活性汚泥槽２２０へ供給する水処理システムＡ３の装置構成としてもよい。熱交換のため、水処理システムＡ３は、水蒸気排出ラインＬ４に熱交換器１４０を備えている。熱交換器１４０により活性汚泥槽２２０へ供給する空気を高温の脱着ガスと熱交換することで、空気の滅菌ができる。そのため、活性汚泥槽２２０への他の微生物の混入を抑制し、より優先的に１，４−ジオキサン分解菌の増殖を促進できる。それとともに、熱交換によって加温された空気を供給することで活性汚泥槽２２０を一定温度に維持することで、より安定的に１，４−ジオキサン分解菌の活性を維持できる。

【0041】

水処理システムＡ１〜Ａ３は、濃縮装置１００によって、処理対象の被処理水に含まれる１，４−ジオキサンを効果的に吸着除去すると共に、被処理水量よりも少ない水蒸気量を使用して脱着して、１，４−ジオキサン濃度が被処理水よりも高く、水蒸気の熱によって滅菌された濃縮水を得ることができる。かつ、少なくとも１，４−ジオキサンを吸着する吸着素子を処理槽に収容しているので、被処理水中に含まれる１，４−ジオキサン以外の有機物と１，４−ジオキサンを分離することができ、濃縮水中の１，４−ジオキサンの純度を高める効果がある。この効果によって、生物処理装置２００の１，４−ジオキサン分解菌が優先的に増殖し、増殖速度が速まる。

【0042】

［実施形態２］
図４は、本発明の水処理システムの別の実施形態である、水処理システムＢ１の概略構成を示している。実施形態２の水処理システムＢ１は、活性汚泥装置３００と、濃縮装置１００と生物処理装置２００と、活性汚泥装置３００とを備えている。つまり、基本的な構成は、上述の実施形態１で説明した水処理システムＡ１に活性汚泥装置３００が追加される構成であり、ここでは対応する構成に同一の符号を付することで説明を省略する。

【0043】

水処理システムＢ１は、濃縮装置１００において、吸着処理時に吸着素子１１１、１２１にて１，４−ジオキサンと分離され、第一処理水に含まれる有機物質の含有量が多い被処理水から１，４−ジオキサンおよび他の有機物質も除去および分解する場合において使用される。もしくは、生物処理装置２００において、１，４−ジオキサン分解菌２２１の増殖阻害の原因となり得る有機物質の含有量が多い被処理水から１，４−ジオキサンを効率よく分解する場合においても使用される。

【0044】

活性汚泥装置３００は、微生物３２１と散気管３２２が収容される活性汚泥槽３２０と、散気管３２２へ空気を供給する空気供給器３３０と、余剰汚泥と大に処理水を分離する沈殿槽３４０と、被処理水を活性汚泥槽３２０内へ導入するための被処理水導入ラインＬ１０と、活性汚泥槽３２０内の微生物３２１により有機物質が分解された後の水である生物処理水を排出し、濃縮装置１００へ導入するための生物処理水導出ラインＬ１１と、空気供給器３３０から散気管３２２へ空気を供給する空気導入ラインＬ１２と、を備えている。

【0045】

微生物３２１は、自然界に存在し、標準的な活性汚泥装置としての浄化機能をもつ細菌、菌類であればよく、菌種は特に限定しない。

【0046】

活性汚泥装置３２０は、酸素供給のために、活性汚泥槽３２０へはブロワーなどの空気供給器３３０を用いて酸素を供給し、空気導入ライン１２を経て散気管３２２から気泡状の空気が活性汚泥槽３２０へ供給される。ここで言う空気は、外気、滅菌済み空気、酸素ガスなどが挙げられるが、コスト面を考慮して外気が好ましい。また、被処理水中の有機物質に応じて、嫌気性の微生物が好適である場合、空気供給器３３０および散気管３２２は不要である。

【0047】

活性汚泥装置３００は、被処理水を被処理水導入ラインＬ１０より活性汚泥槽３２０へ供給し、また、空気供給器３３０より供給される空気は、空気導入ラインＬ１２より活性汚泥槽３２０へ供給される。これにより、微生物３２１が被処理水中の１，４−ジオキサン以外の有機物質を炭素源として資化することで、１，４−ジオキサン以外の有機物質が分解され、沈殿槽３４０へ導入された後、一定時間の静置をへて余剰汚泥と上澄み水に固液分離される。上澄み水は生物処理水として、生物処理水導出ラインＬ１１を通じて排出される。

【0048】

図示しないが、活性汚泥装置３００は、微生物を固定化させた支持体を、活性汚泥槽３２０に設置しても良い。支持体に微生物を固定化させることで、活性汚泥槽３２０からの微生物の生物処理水への流出を抑制できるからである。微生物を固定化する支持体は特に限定しないが、高分子ゲルなどが挙げられる。また、活性汚泥装置３００の活性汚泥槽３２０は、膜分離式でもよい。同様に微生物の生物処理水への流出を防ぐと共に、活性汚泥槽３２０内の微生物濃度を高めることができるだけでなく、濃縮装置１００および生物処理装置２００への１，４−ジオキサン分解菌以外の微生物の進入を抑制できるからである。

【0049】

水処理システムＢ１において、生物処理水は、生物処理水導出ラインＬ１１を通じて、濃縮装置１００へ導入される。ここで、生物処理水導出ラインＬ１１は、被処理水導入ラインＬ１に接続されており、活性汚泥装置３００で処理された生物処理水が、濃縮装置１００での被処理水として、濃縮装置１００に導入される。

【0050】

実施形態２の水処理システムＢ１において、濃縮装置１００は実施形態１の水処理システムＡ１と同じ装置構成であり、水処理システムＢ１においては被処理水を直接導入せず、生物処理水を導入する点で異なる。このシステム構成とすることによって、１，４−ジオキサン以外に多量に有機物質が含まれる被処理水を処理する場合においても、１，４−ジオキサンと他の有機物質ともに除去・分解できる。よって、１，４−ジオキサン以外の例えば、環境基準や排水基準の水質指標となるＣＯＤ（化学的酸素供給量）も清浄化できた第一処理水を排出することができる。

【0051】

水処理システムＢ１において、濃縮水は、水処理システムＡ１と同じく、生物処理装置２００に導入される。水処理システムＢ１では、活性汚泥装置３００にて他の有機物質が分解されているので、直接、被処理水を濃縮装置１００で濃縮するよりも、濃縮水中に他の有機物質の混入を防ぐ事ができ、１，４−ジオキサンの純度を高めることができる。よって、１，４−ジオキサン分解菌２２１の活性低下を防ぐことができる。

【0052】

実施形態２の水処理システムＢ１では、第二処理水は所定の１，４−ジオキサン濃度まで低減させて、河川や下水放流してもよいし、実施形態１と同様に、第二処理水返送ラインＬ９から濃縮装置１００へ返送させてもよい。または、図５に示すように、第二処理水返送ラインＬ１３（第二処理水返送ルート）から活性汚泥装置３００の被処理水導入ラインＬ１０へ返送して被処理水と混合させ、活性汚泥装置３００の被処理水として再処理する水処理システムＢ２の装置構成でもよい。この構成により、より確実に１，４−ジオキサンを分解することができるだけでなく、他の微生物の繁殖などの何らかの原因で１，４−ジオキサン分解菌の活性が低下し、１，４−ジオキサン分解性能が低下した場合においても、活性汚泥装置３００および濃縮装置１００で１，４−ジオキサンを再濃縮させることで、１，４−ジオキサン分解菌２２１の増殖に好条件な１，４−ジオキサン濃度と純度の高い濃縮水を活性汚泥槽２２０へ供給することができる。

【0053】

また、図６に示すように、空気を、濃縮装置１００から排出される脱着ガスと熱交換してから活性汚泥槽２２０へ供給する水処理システムＢ３の装置構成としてもよい。熱交換のため、水処理システムＢ３は、水蒸気排出ラインＬ４に熱交換器１４０を備えている。熱交換器１４０により活性汚泥槽２２０へ供給する空気を高温の脱着ガスと熱交換されることで、空気の滅菌ができるので活性汚泥槽２２０への他の微生物の混入を抑制し、より優先的に１，４−ジオキサン分解菌の増殖を促進できるとともに、熱交換によって加温された空気を供給することで活性汚泥槽２２０を一定温度に維持することで、より安定的に１，４−ジオキサン分解菌の活性を維持できるからである。

【0054】

実施形態２において説明した１，４−ジオキサン以外の他の有機物質として、例えば、以下の有機物質がある。例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−２−プロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ミスチリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、酸化エチレンなどを一例として挙げることができる。実施形態２の被処理水中の１，４−ジオキサン以外の他の有機物質は、これらのうちの１種類あるいは複数種類であってもよい。

【0055】

以上、図１〜６を用いて説明した水処理システムＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３では、説明の簡略のため、ポンプやファンなどの流体搬送手段やストレージタンクなどの流体貯留手段などの構成要素を示していないが、これら構成要素は必要に応じて適宜の位置に配置すればよい。

【0056】

また、上述した各実施形態およびその変形例は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明は上述した各実施形態およびその変形例に限定されるものではない。また、各実施形態およびその変形例を適宜組み合わせた形態も本発明に含まれる。つまり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものであり、よって、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0057】

例えば、上述した各実施形態およびその変形例では、濃縮装置１００は、吸着素子が複数（図１では２つ）の処理槽にそれぞれ収容され、吸着処理を行う部位（処理槽）と脱着処理を行う部位（処理槽）とを交互に切り替える、前記吸着素子の前記脱着処理が行われた部分を前記吸着処理を行う部分に移行させるとともに、前記吸着素子の前記吸着処理が行われた部分を前記脱着処理を行う部分に移行させる操作が繰り返し実施されることで、吸着素子による吸着処理が連続して行われる構成となっている。しかし、吸着素子を回転可能とし、吸着素子の回転により、吸着処理で１，４−ジオキサンを吸着した吸着素子の部位を脱着処理へ移行させるようにし、脱着処理で１，４−ジオキサンが脱着された吸着素子の部位を吸着処理へ移行させる操作を繰り返し実施するように濃縮装置１００を構成することによっても、濃縮装置１００として吸着素子による吸着処理を連続して行うことが可能である。

【0058】

また、必ずしも吸着素子による吸着処理が連続して行われるように濃縮装置１００を構成する必要はなく、処理槽を１つとし、脱着処理中は処理槽への被処理水の供給を一時的にストップしてタンクなどに貯水し、脱着処理後の吸着処理で一時的に貯水された被処理水も併せて吸着処理する構成としてもよい。

【実施例1】

【0059】

以下に本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例に関する評価は下記の方法により行った。

【0060】

（ＢＥＴ比表面積）
ＢＥＴ比表面積は、液体窒素の沸点（−１９５．８℃）雰囲気下、相対圧力０．０〜０．１５の範囲で上昇させたときの試料への窒素吸着量を数点測定し、ＢＥＴプロットにより試料単位質量あたりの表面積（ｍ^２／ｇ）を求めた。

【0061】

（細孔容積）
細孔容積は、相対圧０．９５における窒素ガスの気体吸着法により測定した。

【0062】

（平均細孔径）
平均細孔径は、以下の式で求めた。
ｄｐ＝４００００Ｖｐ／Ｓ（ただし、ｄｐ：平均細孔径（Å）、Ｖｐ：細孔容積（ｃｃ／ｇ）、Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）である。）

【0063】

（全酸性基量）
表面酸性基量は、Ｂｏｅｈｍの滴定法により測定した。試料約２ｇに対し０．０１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を６０ｍＬ加え、２５℃で２時間振とうした。試料と溶液をろ別し、ろ液を２５ｍＬ採取した。指示薬としてフェノールフタレインを数滴加え、残留塩基性成分を０．０１ｍｏｌ／Ｌの塩酸で滴定し、以下の式で全酸性基量を算出した。
全酸性基量（ｍｅｑ／ｇ）＝（Ｄ×６０×Ｋ）／（Ｗ×２５）
Ｄ：吸着塩基性量（ｍL）
Ｋ：塩酸濃度（ｍｏｌ／Ｌ）
Ｗ：試料重量（ｇ）

【0064】

（被処理水の組成）
実施例において使用した被処理水は、１，４−ジオキサンを１５ｍｇ／Ｌ含む排水１、もしくは、１，４−ジオキサンを１５ｍｇ／Ｌとエチレングリコールを３０００ｍｇ／Ｌ含む排水２とした。

【0065】

（１，４−ジオキサンの除去効果）
各処理槽の入口及び出口の１，４−ジオキサン濃度をヘッドスペース−ガスクロマトグラフ質量分析法により定量した。水処理における１，４−ジオキサンの除去率（％）は、１００−（処理水中の１，４−ジオキサン濃度／処理対象の被処理水中の１，４−ジオキサン濃度）×１００とした。

【0066】

（実施例１）
実施例１のシステムとして、実施形態１で説明した図１に示す水処理システムＡ１を使用した。
吸着素子１１１，１２１として平均細孔径１７Å、ＢＥＴ比表面積２０５０ｍ^２／ｇ、全細孔容積０．８７ｍ^３／ｇ、全酸性基量０．１ｍｅｑ／ｇの活性炭素繊維を使用した重量２６０ｇの吸着素子を２個作成し、濃縮装置１００の処理槽１１０，１２０にそれぞれ設置した。被処理水（原水）として排水１を処理水量１００Ｌ／ｈになるように導入し、第一処理水を得た。

【0067】

次に、自重抜きおよび水蒸気供給を行って、吸着素子の付着水を除去（脱水）した後、除去水は原水へ返送した。次に、１２０℃の水蒸気を吸着素子に供給し脱着した。脱着に使用した水蒸気および吸着素子から脱着された１，４−ジオキサンは凝縮器１３０にて濃縮水として回収した。その際の処理水中の１，４−ジオキサン濃度は０．５ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４−ジオキサンの除去率は９９．６％以上が可能であった。また、濃縮水は水量１．８Ｌ／ｈ以下であり、１，４−ジオキサン濃度は８２５ｍｇ／Ｌ以上に濃縮されていた。

【0068】

次に、凝縮器１３０から濃縮水を１．８Ｌ／ｈで生物処理装置２００の１，４−ジオキサン分解菌２２１を含む活性汚泥槽２２０に供給し、空気供給器２３０から空気を供給しながら、２８℃、滞留時間５日（活性汚泥槽２２０の容積２１６Ｌ）で生物処理を行い、第二処理水を得た。第二処理水中の１，４−ジオキサン濃度を測定した結果、０．５ｍｇ／Ｌ以下まで１，４−ジオキサンの低減が確認できた。

【0069】

第二処理水は第一処理水と混合させて放流水として、システム系外に排出した。実施例１の水処理システムＡ１は、１ヶ月運転後においても、放流水中の１，４−ジオキサン濃度０．５ｍｇ／Ｌ以下を維持し、良好な処理性能を示した。

【0070】

［実施例２］
実施例２の水処理システムとして、図２に示す水処理システムＡ２を使用した。濃縮装置１００における処理条件は、実施例１と同じとした。

【0071】

濃縮水を１．８Ｌ／ｈで生物処理装置２００の１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥槽２２０に供給し、空気を供給しながら、２８℃、滞留時間２日（活性汚泥槽２２０の容積８６Ｌ）で生物処理を行い、第二処理水を得た。第二処理水中の１，４−ジオキサン濃度を測定した結果、３０ｍｇ／Ｌ以下まで１，４−ジオキサンの低減が確認できた。二次処理水は、第二処理水返送ラインＬ９から原水へ返送され濃縮装置１００にて再処理した。

【0072】

実施例２の水処理システムＡ２においては、第一処理水のみ放流水としてシステム系外に排出した。実施例２の水処理システムＡ２は、１ヶ月運転後においても、放流水中の１，４−ジオキサン濃度０．５ｍｇ／Ｌ以下を維持し、良好な処理性能を示した。また、実施例１と比べて、生物処理装置２００の滞留時間を６０％短縮させることが可能であった。

【0073】

［実施例３］
実施例３の水処理システムとして、図５に示す水処理システムＢ２を使用した。なお、活性汚泥装置３００としては、膜分離式のものを用いた。

【0074】

被処理水（原水）として排水２を１００Ｌ／ｈで活性汚泥装置３００に供給し、空気を供給しながら、３４℃、滞留時間２日で生物処理を行い、生物処理水を得た。第二処理水中の１，４−ジオキサン濃度とエチレングリコール濃度を測定した結果、１，４−ジオキサンは１５ｍｇ／Ｌと低減されなかったが、エチレングリコールは１５ｍｇ／Ｌ以下まで低減が確認できた。

【0075】

次に、生物処理水を１００Ｌ／ｈで濃縮装置１００へ導入した。濃縮装置１００の処理条件は、実施例１と同じとした。その際の処理水中の１，４−ジオキサン濃度は０．５ｍｇ／Ｌ以下まで除去可能であった。また、濃縮水は水量１．８Ｌ／ｈ以下、１，４−ジオキサン濃度は８２５ｍｇ／Ｌ以上に濃縮された。なお、第一処理水中のエチレングリコール濃度は１５ｍｇ／Ｌ以下、濃縮水中のエチレングリコールは２０ｍｇ／Ｌ以下であった。

【0076】

次に、濃縮水を１．８Ｌ／ｈで生物処理装置２００の１，４−ジオキサン分解菌を含む活性汚泥槽２２０に供給し、空気を供給しながら、２８℃、滞留時間２日（活性汚泥槽２２０の容積８６Ｌ）で生物処理を行い、第二処理水を得た。第二処理水中の１，４−ジオキサン濃度を測定した結果、４０ｍｇ／Ｌ以下まで１，４−ジオキサンの低減が確認できた。二次処理水は、第二処理水返送ラインＬ９から原水へ返送され活性汚泥装置３００および濃縮装置１００にて再処理された。

【0077】

実施例３の水処理システムＢ２においては、第一処理水のみ放流水としてシステム系外に排出した。１ヶ月運転後においても、放流水中の１，４−ジオキサン濃度は０．５ｍｇ／Ｌ以下を維持し、他の有機物質を含む排水２においても、良好な処理性能を示した。

【0078】

［比較例１］
比較例１のシステムとして、図１に示す生物処理装置２００のみを使用した。被処理水（原水）として排水１を１００Ｌ／ｈで生物処理装置２００の１，４−ジオキサン分解菌２２１を含む活性汚泥槽２２０に供給し、空気を供給しながら、２８℃、滞留時間６日（活性汚泥槽２２０の容積１４４００Ｌ）で生物処理を行い、処理水を得て、これを放流水としてシステム系外へ排出した。放流水中の１，４−ジオキサン濃度を測定した結果、０．５ｍｇ／Ｌ以下まで１，４−ジオキサンの低減が確認できたが、実施例１と比較して活性汚泥槽の容積が６６倍以上大型化した。

【0079】

［比較例２］
比較例２のシステムとして、図１に示す生物処理装置２００のみを使用した。被処理水（原水）として排水２を１００Ｌ／ｈで生物処理装置２００の１，４−ジオキサン分解菌２２１を含む活性汚泥槽２２０に供給し、空気を供給しながら、２８℃、滞留時間６日（活性汚泥槽２２０の容積１４４００Ｌ）で生物処理を行い、処理水を得て、これを放流水としてシステム系外へ排出した。放流水中の１，４−ジオキサン濃度を測定した結果、３ｍｇ／Ｌ以下まで１，４−ジオキサンの低減が確認できたが、実施例３と比較して活性汚泥槽の容積が６６倍以上大型化し、１，４−ジオキサン濃度も６倍以上高かった。また、放流水中のエチレングリコール濃度も８００ｍｇ／Ｌと実施例３と比較して５３倍以上高かった。

【0080】

また、１ヶ月運転後においても、放流水中の１，４−ジオキサン濃度は１３ｍｇ／Ｌまで低下し、１，４−ジオキサンを分解する機能がほぼなくなった。放流水中のエチレングリコールは１５ｍｇ／Ｌ以下まで低減されており、１，４−ジオキサン分解菌以外の微生物のエチレングリコールの資化による増殖に伴う、１，４−ジオキサン分解菌の活性低下によるものと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明による水処理装置は、例えば１，４−ジオキサン汚染水を清浄化する目的で、被処理水中から１，４−ジオキサンを除去する装置に好適に利用することができ、産業界に大いに寄与できる。

【符号の説明】

【0082】

１００ 濃縮装置
１１０、１２０ 処理槽
１１１、１２１ 吸着素子
１３０ 凝縮器
２００ 生物処理装置
２２０ 活性汚泥槽
２２１ １，４−ジオキサン分解菌
２２２ 散気管
２３０ 空気供給器
２４０ 沈殿槽
３００ 活性汚泥装置
３２０ 活性汚泥槽
３２１ 微生物
３２２ 散気管
３３０ 空気供給器
３４０ 沈殿槽
Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３ 水処理システム
Ｌ１ 被処理水導入ライン（第一水流通部）
Ｌ２ 第一処理水排出ライン（第一水流通部）
Ｌ３ 水蒸気供給ライン（水蒸気通気部）
Ｌ４ 水蒸気排出ライン（水蒸気通気部）
Ｌ５ 還流ライン（付着水返送ルート）
Ｌ６ 濃縮水導出ライン（第二水通流部）
Ｌ７ 第二処理水導出ライン（第二水通流部）
Ｌ８ 空気導入ライン
Ｌ９ 第二処理水返送ライン（第二処理水返送ルート）
Ｌ１０ 被処理水導入ライン
Ｌ１１ 生物処理水導出ライン
Ｌ１２ 空気導入ライン
Ｌ１３ 第二処理水返送ライン（第二処理水返送ルート）
Ｖ１〜Ｖ１０ バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】