特開 2024-100481 水処理方法及び可搬式水処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100481

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】水処理方法及び可搬式水処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/28 20230101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

C02F1/28 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004508

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000201478

【氏名又は名称】前田建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】國井 聡

(72)【発明者】

【氏名】芳賀 直樹

(72)【発明者】

【氏名】赤松 佑介

(72)【発明者】

【氏名】竹澤 正太郎

【テーマコード（参考）】

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D624AA01

4D624AB11

4D624BA02

4D624BA07

4D624BA17

4D624BC01

4D624BC04

4D624CA01

4D624CA04

4D624CA06

4D624DA04

4D624DB19

(57)【要約】

【課題】貯水槽内に貯留されている要処理水を失うことなく、当該要処理水からＰＦＡＳを取り除き、清浄化する実用的かつ簡便な方法を提供すること。
【解決手段】処理対象の貯水槽内に貯留された要処理水の量及び、前記要処理水のＰＦＡＳ（ペルフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル化合物）含有濃度である、処理前ＰＦＡＳ濃度を測定するステップと、前記量及び前記処理前ＰＦＡＳ濃度に基づいて、吸着剤量及び処理条件を決定するステップと、前記貯水槽内に、前記吸着剤量の吸着剤及び攪拌機構を浸漬するステップと、前記処理条件に基づいて、前記攪拌機構により、前記貯水槽内の前記要処理水を攪拌するステップと、前記貯水槽から、前記吸着剤及び前記攪拌機構を撤去するステップと、を有する水処理方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象の貯水槽内に貯留された要処理水の量及び、前記要処理水のＰＦＡＳ（ペルフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル化合物）含有濃度である、処理前ＰＦＡＳ濃度を測定するステップと、
前記量及び前記処理前ＰＦＡＳ濃度に基づいて、吸着剤量及び処理条件を決定するステップと、
前記貯水槽内に、前記吸着剤量の吸着剤及び攪拌機構を浸漬するステップと、
前記処理条件に基づいて、前記攪拌機構により、前記貯水槽内の前記要処理水を攪拌するステップと、
前記貯水槽から、前記吸着剤及び前記攪拌機構を撤去するステップと、
を有する水処理方法。

【請求項2】

前記要処理水を攪拌するステップの後、さらに前記要処理水のＰＦＡＳ含有濃度である、処理後ＰＦＡＳ濃度を測定するステップと、
前記処理後ＰＦＡＳ濃度が目標濃度を超える場合に、前記量及び前記処理後ＰＦＡＳ濃度に基づいて、追加の処理時間を決定するステップと、
前記追加の処理時間以上、前記攪拌機構により、前記貯水槽内の前記要処理水を追加で攪拌するステップと、
を有する
請求項１に記載の水処理方法。

【請求項3】

前記吸着剤は、透水性の容器に収容され、前記貯水槽のアクセス開口から懸垂される、
請求項１又は２に記載の水処理方法。

【請求項4】

前記攪拌装置は、水中ポンプである、
請求項３に記載の水処理方法。

【請求項5】

前記攪拌装置は、水上又は水中ドローンであり、前記吸着剤は、透水性の容器に収容され、前記水上又は水中ドローンに固定されるか、曳航される、
請求項１又は２に記載の水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理方法及び可搬式水処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ＰＦＡＳ（ペルフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル化合物）廃液処理のための可搬式システム及び方法（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＰＦＡＳ Ｅｆｆｌｕｅｎｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）が開示されている。同文献記載のシステムは、トレーラーのような可搬式プラットフォーム上に設置され、ポンプによりホースで汲み上げたＰＦＡＳ廃液を沈殿物フィルタ（Ｓｅｄｉｍｅｎｔ Ｆｉｌｔｅｒ）、粒状活性炭（ＧＡＣ；Ｇｒａｎｕｌａｒ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎ）、及びイオン交換樹脂（ＩＸ；Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｒｅｇｉｎｓ）を通過させて清浄化し、処理済み水貯留タンク（Ｔｒｅａｔｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｔａｎｋ）に貯留するというものである。

【0003】

特許文献２には、水面又は水中を移動可能な移動体（測定ドローン）を用いた測定により、貯水池における、カビ臭発生の原因となるカビ臭原因物質に関する情報を収集し、カビ臭原因物質に関する情報に基づき、カビ臭原因物質の発生を抑制するための対策を決定し、該決定した対策を、空中、水面又は水中を移動可能な移動体（対策ドローン）に実行させる水処理方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０２１／０３２２９５１号明細書

【特許文献2】特開２０２１－９０９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＰＦＡＳは難分解性であり長期にわたり残留するため環境問題を引き起こす原因物質であると指摘されると同時に、規制の強化が近年なされつつある。そのため、ＰＦＡＳを含有する水からＰＦＡＳを取り除き、清浄化する水処理の必要性が生じる。

【0006】

ＰＦＡＳはこれまで種々の用途に用いられてきたが、それらの用途の一つに、火災の際の消火剤としての用途が挙げられる。そのため、まとまった量の消火用水を必要としている施設、例えば、空港、軍事施設、その他の建築物の中には、敷地内の地下などに貯水槽を備え、消火用水を貯留しているものがあり、そして貯留されている消火用水にはＰＦＡＳが含有されている場合がある。しかしながら、このような限られた容量の貯水槽内のＰＦＡＳ含有水から実用的にＰＦＡＳを除去する簡便な方法は知られておらず、有効な対処は取られてこなかった。

【0007】

すなわち、貯水槽内の要処理水の量は限られており、また、貯水槽自体が特定の用途向けの施設に付属して設けられているものであるから、当該貯水槽に隣接して水処理施設を新たに設置するのは全く現実的でない。かといって、貯水槽内の要処理水を汲み上げ、別の処理施設へと運搬して処理するのは、運搬に要するコストが無視できず、さらに、別の処理施設にて水処理を行っている最中には、貯水槽内に貯留されている水が一時的とはいえ失われるため、かかる水が消火用水である場合には、その消火設備としての機能を失ってしまう。

【0008】

さらに、貯水槽は、屋外の落葉や砂塵などの混入を防ぐため、その上部が蓋或いは天井により覆われており、人ひとりがやっと入れる程度の限られた大きさのアクセス開口によってのみ貯水槽内部にアクセスできるようになっていたり、消火用ポンプなどの機械設備が併設される都合上、機械室等の建屋内部にアクセス開口が収容されているなど、その内部にアクセスする際のスペースが限られていることも多く、水処理のための大掛かりな設備を貯水槽の近傍に一時的に設置することが困難である場合も多く見受けられる。

【0009】

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯水槽内に貯留されている要処理水を失うことなく、当該要処理水からＰＦＡＳを取り除き、清浄化する実用的かつ簡便な方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下のとおりである。

【0011】

（１）処理対象の貯水槽内に貯留された要処理水の量及び、前記要処理水のＰＦＡＳ（ペルフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル化合物）含有濃度である、処理前ＰＦＡＳ濃度を測定するステップと、前記量及び前記処理前ＰＦＡＳ濃度に基づいて、吸着剤量及び処理条件を決定するステップと、前記貯水槽内に、前記吸着剤量の吸着剤及び攪拌機構を浸漬するステップと、前記処理条件に基づいて、前記攪拌機構により、前記貯水槽内の前記要処理水を攪拌するステップと、前記貯水槽から、前記吸着剤及び前記攪拌機構を撤去するステップと、を有する水処理方法。

【0012】

（２）（１）において、前記要処理水を攪拌するステップの後、さらに前記要処理水のＰＦＡＳ含有濃度である、処理後ＰＦＡＳ濃度を測定するステップと、前記処理後ＰＦＡＳ濃度が目標濃度を超える場合に、前記量及び前記処理後ＰＦＡＳ濃度に基づいて、追加の処理時間を決定するステップと、前記追加の処理時間以上、前記攪拌機構により、前記貯水槽内の前記要処理水を追加で攪拌するステップと、を有する水処理方法。

【0013】

（３）（１）又は（２）において、前記吸着剤は、透水性の容器に収容され、前記貯水槽のアクセス開口から懸垂される、水処理方法。

【0014】

（４）（３）において、前記攪拌装置は、水中ポンプである、水処理方法。

【0015】

（５）（１）又は（２）において、前記攪拌装置は、水上又は水中ドローンであり、前記吸着剤は、透水性の容器に収容され、前記水上又は水中ドローンに固定されるか、曳航される、水処理方法。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る水処理方法の第１の実施形態を実施している様子を模式的に示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る水処理方法のフロー図である。

【図3】体積当たりの吸着剤添加量と、吸着剤投入後のＰＦＡＳ平衡濃度及び吸着剤の重量当たりＰＦＡＳ吸着量の関係を示すグラフである。

【図4】目標濃度に対する要処理水のＰＦＡＳ濃度の比と時間との関係を示すグラフである。

【図5】本発明に係る水処理方法の第２の実施形態を実施している様子を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１には、本発明の好適な実施形態に係る水処理方法において、水処理の対象となる要処理水Ｗを湛えた典型的な貯水槽１の概略断面図が例示されている。貯水槽１は、地表面ＧＬより下の、地下に設けられており、その床面１０及び四方の側面１１は漏水を防止するため壁で覆われている。また、貯水槽１の上面には、天井１２が設けられ、落ち葉や砂塵等の異物が貯水槽１内に落下混入しないよう保護するとともに、消火用ポンプ２のような機械設備を設置する床面を兼ねている。

【0018】

天井１２には、アクセス開口１３が設けられ、貯水槽１のメンテナンス等のために、オペレータがその内部に進入できるようになっている。アクセス開口１３は、いわゆるマンホールであり、人ひとりが出入りするのに十分な大きさを有しているが、決して大きなものではない。また、平時は、アクセス開口１３は適宜の蓋により閉鎖しておいてもよい。また、アクセス開口１３からオペレータが貯水槽１内部に降りることができるように、壁面にタラップ１４が設けられている。図１では、タラップ１４は、図示の簡略化のために、要処理水Ｗ中に水没しているものは示していないが、タラップ１４はオペレータが床面１０に到達できる位置まで設けられる。

【0019】

また、貯水槽１の上部には、建屋３が設けられ、消火用ポンプ２や、アクセス開口１３を風雨より保護している。また、消火用ポンプ２の付属品、例えば放水ホースやメンテナンス用の交換部品等を収容する倉庫として建屋３を利用してもよい。

【0020】

また、図１は、本発明に係る水処理方法の第１の実施形態を実施している様子を模式的に示している。この実施形態では、貯水槽１内の要処理水Ｗの攪拌機構として、水中ポンプ４を貯水槽１内に設置し運転することにより、要処理水Ｗに水流Ｆを発生させている。水中ポンプ４は、ワイヤ４０（又はロープ）によりアクセス開口１３から貯水槽１内に降ろされ、水処理の終了後は、引き揚げられ回収される。アクセス開口１３付近の天井１２上には、リール４１を設置する。リール４１は、その自重で固定されるものであっても、建屋３や消火用ポンプ２の土台等を利用して、その位置を固定するものであってもよい。リール４１は、水中ポンプ４を安定して貯水槽１内に降ろし、貯水槽１から引き揚げ、また、水中ポンプ４の稼働時にその位置が動かないよう支持するものとして用いられる。

【0021】

また、貯水槽１の内部には、要処理水Ｗに浸漬されるようにして、吸着剤５が懸垂支持される。好ましくは、吸着剤５は、床面１０に接触することなく、また、要処理水Ｗの水面に浮かび上がらないよう、要処理水Ｗの液中に位置するよう保持される。吸着剤５は、透水性の容器５０内に、要処理水Ｗ中に拡散することがなく、なおかつ、要処理水Ｗと接触できるように収容されている。ここでは、透水性の容器５０は、外側の金属あるいは合成樹脂製の蛇篭内に収められた、布、例えば不織布製のバッグからなっている。不織布製のバッグは、吸着剤５を要処理水Ｗに拡散させることなく、しかしながら、要処理水Ｗをその内部の吸着剤５に接触させるために用いられる。蛇篭は、不織布性のバッグが、貯水槽１内の構造物、例えばタラップ１４と接触したり、水中ポンプ４に巻き込まれて破損したりすることが無いようこれを保護するものである。透水性の容器５０は、ワイヤ５１（又はロープ）により懸垂支持され、ワイヤ５１はここでは、フック５２により適宜の構造物、例えば、タラップ１４に固定される。ワイヤ５１の長さは、貯水槽１の大きさ及び、要処理水Ｗの水位に応じて適宜調節される。

【0022】

吸着剤５は、活性炭、ゼオライト等の多孔性吸着剤、又はイオン交換樹脂、あるいはこれらの混合物であってよい。吸着剤５が、要処理水Ｗに接触することにより、要処理水Ｗ中のＰＦＡＳが吸着剤５に吸着され、要処理水Ｗ中から除去される。ここで、単に吸着剤５を要処理水Ｗに浸漬しただけならば、吸着剤５と接触した要処理水ＷからはＰＦＡＳが除去されるが、貯水槽１内の大半の要処理水Ｗは吸着剤５と接触することがなく、ＰＦＡＳの有効な除去をすることができない。そこで、本実施形態に係る水処理方法では、水中ポンプ４のような攪拌機構を同時に用い、要処理水Ｗに水流Ｆを生じさせ、十分な時間の間、要処理水Ｗと吸着剤５を接触させることにより、貯水槽１内の要処理水Ｗからの実用的なＰＦＡＳの除去を図っている。

【0023】

ここで、かかる水処理方法を実施しようとすると、使用する吸着剤５の吸着剤量と、処理条件、少なくとも、処理時間を、合理的な時間内に要処理水ＷからのＰＦＡＳの除去が行えるように決定しなければならない。ここで、ＰＦＡＳの除去とは、要処理水Ｗ中のＰＦＡＳの濃度を、その目標濃度以下とすることを指す。また、処理条件には、処理時間のほか、水流Ｆの条件（例えば、水中ポンプ４の能力の選定、水流Ｆの速度、体積流量等）が含まれてよい。

【0024】

なぜなら、ＰＦＡＳは化学的に極めて安定な物質であることが知られており、水中に含有されるＰＦＡＳの濃度を知るためには、専用の設備を有する分析機関等による分析を要するのであって、水処理の過程におけるＰＦＡＳ濃度をリアルタイムに検出できるセンサや方法は知られていないからである。このため、本実施形態に係る水処理方法の実施にあたっては、例えば、貯水槽１内の要処理水Ｗ中のＰＦＡＳの濃度をモニタしておいて、それが目標濃度以下となるまで水中ポンプ４を運転する、というオペレーションをすることはできず、あらかじめ、実施にあたって、吸着剤量と処理条件を見積もっておく必要がある。

【0025】

図２は、本実施形態に係る水処理方法のフロー図である。なお、同図に示したフローは、代表的な手順を説明するものであり、一部前後して差し支えないものについては、これを入れ替え、又は同時に実行するようにしてもよい。

【0026】

水処理方法の実施にあたっては、まず、ステップＳＴ１にて、処理対象の貯水槽１内に貯留された要処理水Ｗの量及び、要処理水ＷのＰＦＡＳ含有濃度である、処理前ＰＦＡＳ濃度を測定する。要処理水Ｗの量は、貯水槽１中の要処理水Ｗの水位から容易に求めることができ、また、処理前ＰＦＡＳ濃度は、要処理水Ｗの一部をサンプリングし、分析機関にて成分分析を行うことにより測定することができる。通常、この測定には、半日～数日程度を要する。

【0027】

続くステップＳＴ２では、吸着剤量を決定する。この決定は、測定された処理前ＰＦＡＳ濃度と、要処理水Ｗの量に基づいてなされる。

【0028】

より具体的には、図３に例示的に示す、体積当たりの吸着剤添加量ｗと、吸着剤５投入後のＰＦＡＳ平衡濃度ρ及び吸着剤の重量当たりＰＦＡＳ吸着量ηの関係を用いる。図３に示したグラフは、横軸に要処理水Ｗの体積当たりの吸着剤添加量ｗを、左縦軸に吸着剤５の重量当たりのＰＦＡＳ吸着量ηを、右縦軸に吸着剤５投入後の要処理水Ｗが到達するＰＦＡＳ平衡濃度ρを取ったものであり、図中上側の曲線はＰＦＡＳ吸着量ηを、下側の曲線はＰＦＡＳ平衡濃度ρを示している。なお、同図中示した単位は便宜上具体例として示したものであり、任意のものを用いてよい。

【0029】

同グラフよりわかるように、ＰＦＡＳ平衡濃度ρとＰＦＡＳ吸着量ηは、吸着剤添加量ｗの関数であり、一定ではない。また、吸着剤添加量ｗに対するＰＦＡＳ平衡濃度ρとＰＦＡＳ吸着量ηの関係は、用いる吸着剤の違いや、要処理水Ｗの元々のＰＦＡＳ濃度によって異なる。したがって、使用する吸着剤について、異なるＰＦＡＳ濃度に対し、予めラボ実験によりＰＦＡＳ平衡濃度ρとＰＦＡＳ吸着量ηを求めておき、処理前ＰＦＡＳ濃度ρ_ｃに最も近いＰＦＡＳ濃度について得られたグラフを用いるか、その前後のグラフから線形補完により、ＰＦＡＳ平衡濃度ρ及びＰＦＡＳ吸着量ηと、吸着剤添加量ｗとの関係を得る。

【0030】

あるいは、ＰＦＡＳ平衡濃度ρ及びＰＦＡＳ吸着量ηと、吸着剤添加量ｗとの関係は、要処理水Ｗに含まれる他の不純物濃度、例えば塩化物濃度によっても変化するため、実際に貯水槽１内の要処理水Ｗの一部を汲み、図３に示したＰＦＡＳ平衡濃度ρ及びＰＦＡＳ吸着量と、吸着剤添加量ｗとの関係を実験的に求めてもよい。

【0031】

ここで、目標濃度ρ_０に対して、図中（１）で示したように、ρの値を読み取り、必要吸着剤添加量ｗ_０を求める。必要吸着剤添加量ｗ_０は、目標濃度ρ_０を得るために、最低限必要となる体積当たりの吸着剤５の添加量である。なお、ここで、プロセスの安全のため、安全率Ｆ（例えば、２）を設定し、真の目標濃度ρ_ｔｒｕｅに対し目標濃度ρ_０を次のように設定してよい。

【0032】

【数1】

【0033】

次に、図中（２）（３）で示したように、必要吸着剤添加量ｗ_０に対して、ηの値を読み取り、実ＰＦＡＳ吸着量η_０を求める。実ＰＦＡＳ吸着量η_０は、目標濃度ρ_０を実現できる量の吸着剤５を投入した際に実現される吸着剤５の吸着能力（吸着剤の単位重量当たりのＰＦＡＳ吸着量）を示す。

【0034】

こうして得られた実ＰＦＡＳ吸着量η_０と、要処理水Ｗの量Ｖ、処理前ＰＦＡＳ濃度ρ_ｃ、目標濃度ρ_０から、必要な吸着剤量Ｇは次式により得られる。

【0035】

【数2】

【0036】

図２に戻り、続くステップＳＴ３では、処理条件を決定する。処理条件には、処理時間Ｔのほか、本実施形態では、水中ポンプ４により実現されるべき体積流量Ｑが含まれる。この決定もまた、測定された処理前ＰＦＡＳ濃度と、要処理水Ｗの量Ｖに基づいてなされる。

【0037】

より具体的には、図４に例示的に示す、目標濃度ρ_０（これは、図３より明らかなように、ＰＦＡＳ平衡濃度である）に対する要処理水ＷのＰＦＡＳ濃度ρの比と時間ｔとの関係を用いる。この関係は、攪拌機構である水中ポンプ４による要処理水Ｗの攪拌能力に応じて異なる曲線となるが、ここでは、攪拌能力として、要処理水Ｗの量Ｖを水中ポンプ４により実現される体積流量Ｑで除したもの（Ｖ／Ｑ）を用いる。Ｖ／Ｑは時間の次元を持ち、意味合いとしては、貯水槽１内の要処理水Ｗを全て水中ポンプ４で流動させるのにかかる時間を示す。Ｖ／Ｑの値が小さいほど、水中ポンプ４の能力が高く、したがってより激しく貯水槽１内の要処理水Ｗが攪拌されるということを示す。そのため、図４には、Ｖ／Ｑが１２［ｈ］、２４［ｈ］、３６［ｈ］の３つの場合を示したが、Ｖ／Ｑが小さく攪拌能が優れているほど、曲線の傾きは大きく、速やかにρ／ρ_０が１に近づく、すなわち、ＰＦＡＳ濃度ρが急速に減少することを示している。

【0038】

ここで、処理時間Ｔは、任意のＶ／Ｑ曲線を選んだときに、ρ／ρ_０がその初期値であるρ_ｃ／ρ_０から１に至るまでの時間として求められる。例えば、ρ_ｃ／ρ_０＝３であるとした場合に、Ｖ／Ｑ＝１２の曲線を選ぶと、処理時間Ｔは、図中示したＴ_１２として求められる。同様に、Ｖ／Ｑ＝２４の曲線を選ぶと、処理時間Ｔは、図中示したＴ_２４、Ｖ／Ｑ＝３６の曲線を選ぶと、処理時間Ｔは、図中示したＴ_３６と求められる。

【0039】

このようにして求められた処理時間Ｔの候補Ｔ_１２、Ｔ_２４、Ｔ_３６から、水処理方法の実施にあたって確保できる時間に合致するものを選択することにより、処理時間Ｔと、同時に、水中ポンプ４により実現されるべき体積流量Ｑが定まる。水処理方法の実施に用いる水中ポンプ４は、かかる体積流量Ｑが実現できる能力を持つものを選定すればよい。なお、ここでの処理時間Ｔの選択は、水処理方法の実施全体について確保できる時間に対し、要処理水Ｗの採集、成分分析、吸着剤や攪拌機構の準備、設置及び撤去、後述する追加の処理時間を設定するための猶予等を加味して、総合的に行う。

【0040】

吸着剤量Ｇ及び、処理時間Ｔや使用する水中ポンプ４の選定や体積流量Ｑなど処理条件が決定されれば、図２のステップＳＴ４へと進み、貯水槽１の要処理水Ｗ内に、図１に概略的に示したように、吸着剤５及び攪拌装置（水中ポンプ４）を浸漬する。そして、ステップＳＴ５にて、決定された処理条件にしたがって、水中ポンプ４を運転し、要処理水Ｗの攪拌を行う。これにより、要処理水Ｗに含有されるＰＦＡＳは吸着剤５に吸着され、漸次除去されていく。

【0041】

処理条件で定めた処理時間Ｔの間の攪拌が終了したら、続くステップＳＴ６では、貯水槽１内の要処理水Ｗを再度採取し、再び分析機関にて成分分析を行って、処理後ＰＦＡＳ濃度を測定する。これは、先に定めた処理条件による水処理により、目標濃度以下となるまで確かにＰＦＡＳが除去されたか否かを確認するためである。なぜなら、事前の種々の測定には多少の誤差があり、また、貯水槽１の形状の違いによる要処理水Ｗの攪拌の状態の違いや、水温その他の条件の違いにより、必ずしも当初想定した通りのＰＦＡＳの除去がなされるとは限らないためである。

【0042】

続くステップＳＴ７において、処理後ＰＦＡＳ濃度が目標濃度ρ_０（又は真の目標濃度ρ_ｔｒｕｅ）以下であれば、要処理水Ｗからは、ＰＦＡＳが十分に除去されているから、ステップＳＴ９へと進み、貯水槽１から吸着剤５及び攪拌装置（水中ポンプ４）を撤去し、水処理を終了する。ＰＦＡＳを吸着した吸着剤５は、熱分解などの処理によりＰＦＡＳを無害化し、処分される。

【0043】

ステップＳＴ７にて、処理後ＰＦＡＳ濃度が目標濃度ρ_０（又は真の目標濃度ρ_ｔｒｕｅ）以下でない、すなわち、目標濃度ρ_０（又は真の目標濃度ρ_ｔｒｕｅ）を超えるようであれば、ステップＳＴ８へと進み、処理後ＰＦＡＳ濃度を処理前ＰＦＡＳ濃度ρ_ｃの代わりとして用い、ステップＳＴ３及び図４で説明したのと同様の方法により、追加の処理時間を決定する。この追加の処理時間は、先の水処理にて除去しきれなかった要処理水Ｗ中のＰＦＡＳを除去するため、さらなる要処理水Ｗの攪拌を行い、吸着剤５によるＰＦＡＳの吸着を行う際の処理時間である。

【0044】

その後、ステップＳＴ５へと戻り、追加の処理時間だけ、さらに要処理水Ｗの攪拌を行う。以降は同様のフローにより、処理後ＰＦＡＳ濃度が目標濃度ρ_０（又は真の目標濃度ρ_ｔｒｕｅ）以下となるまで繰り返せばよい。

【0045】

以上の実施形態で説明した水処理方法によれば、貯水槽１内の要処理水Ｗの処理に具体的に用いられ、貯水槽１内に導入されるのは透水性の容器５０に収容された吸着剤５と水中ポンプ４のみであり、大掛かりな設備等は必要がないため、ＰＦＡＳの除去を簡便かつ低コストに行うことができるほか、アクセス開口１３が狭いなど、十分な作業スペースが確保しにくい狭い環境であってもＰＦＡＳの除去ができる。また、水中ポンプ４を使用することにより、要処理水Ｗを地表面ＧＬ以上に汲み上げる必要がなく、貯水槽１内での運動量のみを与えて攪拌することができるから、水処理に必要なエネルギー量が少なく、効率的にＰＦＡＳの除去を行うことができる。

【0046】

なお、以上説明した第１の実施形態に係る水処理方法において用いられる水中ポンプ４の形式は特に限定されず、任意のものを用いてよい。軸流ポンプ等のプロペラ式のポンプであってもよいし、渦巻きポンプ等の遠心ポンプであってもよい。また、非容積式のポンプだけでなく、容積式のポンプを用いてもよいが、本実施形態に係る水処理方法において、水中ポンプ４の主要な役割は、要処理水Ｗに運動エネルギーを与え、貯水槽１内で攪拌することであるので、一般にエネルギー効率の点からは、非容積式のポンプが推奨される。

【0047】

上述の第１の実施形態に係る水処理方法では、貯水槽１内の要処理水Ｗの攪拌は水中ポンプ４を用いて行ったが、攪拌機構は、水中ポンプ４に限定されない。図５は、本発明に係る水処理方法の第２の実施形態を実施している様子を模式的に示す図であり、本実施形態において、攪拌機構が水中ポンプ４ではなく、水上又は水中ドローン６である点が先の実施形態と相違している。

【0048】

本実施形態においても、吸着剤５は透水性の容器５０に収容されているが、透水性の容器５０は水上又は水中ドローン６にワイヤ５１（又はロープ）により繋がれ、水中を曳航されるか、または、吸着剤５が要処理水Ｗに水没するように、例えば、水上又は水中ドローン６の機体の下面に直接固定される。図５に模式的に示されているのは、水上ドローンを用いて、水中の吸着剤５を曳航する例である。

【0049】

図より明らかなように、水上又は水中ドローン６が貯水槽１内部を航行すると、それにしたがって、吸着剤５も水中を移動することになり、また同時に貯水槽１内の要処理水Ｗも攪拌されるため、十分な時間の間航行を継続すると、吸着剤５は貯水槽１内の要処理水Ｗと十分に接触し、含有されているＰＦＡＳを吸着し除去することができる。

【0050】

水上又は水中ドローン６は吸着剤５を曳航できるだけの能力があればよいので、アクセス開口１３から貯水槽１内部に入れることができる小型のもので足りる。また、水上又は水中ドローン６は貯水槽１内部をくまなく航行することが望ましく、有線又は無線により外部より制御されてもよいが、自律航行できるものが良い。

【0051】

攪拌機構として、水上又は水中ドローン６を用いる本実施形態に係る水処理方法においても、そのフローは図２に示したものと同様である。この時、ステップＳＴ３の処理条件の決定においては、先の実施形態の水中ポンプ４における体積流量Ｑに替えて、水上又は水中ドローン６の航行速度をｖ、吸着剤５の進行方向投影面積をＡとしたときに、ｖＡを便宜的に用いて、図４の関係より同様に処理時間Ｔを求めればよい。また、水上又は水中ドローン６の能力は、曳航しようとする吸着剤５の吸着剤量、または、アクセス開口１３を通過できるサイズといった要因に基づいて決定される。

【符号の説明】

【0052】

１ 貯水槽、２ 消火用ポンプ、３ 建屋、４ 水中ポンプ、５ 吸着剤、６ 水上又は水中ドローン、１０ 床面、１１ 側面、１２ 天井、１３ アクセス開口、１４ タラップ、４０ ワイヤ、４１ リール、５０ 透水性の容器、５１ ワイヤ、５２ フック、Ｗ 要処理水、Ｆ 水流。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】