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(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】P2024139775
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/28 20230101AFI20241002BHJP
B01D 61/14 20060101ALI20241002BHJP
B01D 65/02 20060101ALI20241002BHJP
【ＦＩ】
C02F1/28 D
B01D61/14 500
B01D65/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024050730
(22)【出願日】2024-03-27
(31)【優先権主張番号】P 2023049457
(32)【優先日】2023-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】390036515
【氏名又は名称】株式会社鴻池組
(74)【代理人】
【識別番号】100141586
【弁理士】
【氏名又は名称】沖中 仁
(74)【代理人】
【識別番号】100102211
【弁理士】
【氏名又は名称】森 治
(72)【発明者】
【氏名】大山 将
(72)【発明者】
【氏名】中島 卓夫
(72)【発明者】
【氏名】松生 隆司
(72)【発明者】
【氏名】平尾 壽啓
【テーマコード（参考）】
4D006
4D624
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006GA07
4D006KA01
4D006KA03
4D006KA16
4D006KA52
4D006KA55
4D006KA56
4D006KA57
4D006KA72
4D006KB12
4D006KB13
4D006KB15
4D006KB30
4D006KC02
4D006KC03
4D006KC12
4D006KC13
4D006KC14
4D006KD11
4D006KE15Q
4D006PB02
4D006PB04
4D006PB05
4D006PB70
4D624AA01
4D624AA05
4D624AB11
4D624BA02
4D624BB01
4D624BC05
4D624CA01
4D624DA01
4D624DA02
4D624DA04
4D624DB04
4D624DB12
4D624DB20
4D624DB21
(57)【要約】
【課題】吸着剤として粉末活性炭を利用する物理化学的手法を用いて、環境水等に含まれるＰＦＡＳ類等の難分解性の有機フッ素化合物を吸着処理する方法を提供すること。
【解決手段】処理対象水と粉末活性炭を、一次反応槽に供給し、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させ、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を含む処理水を一次濾過装置で濾過し、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を、一次濾過装置を洗浄する際に発生する一次濃縮水として回収する。
【選択図】図１
【解決手段】処理対象水と粉末活性炭を、一次反応槽に供給し、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させ、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を含む処理水を一次濾過装置で濾過し、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を、一次濾過装置を洗浄する際に発生する一次濃縮水として回収する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理対象水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させて回収する有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法であって、前記処理対象水と粉末活性炭を、一次反応槽に供給し、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させ、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を含む処理水を一次濾過装置で濾過し、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を、一次濾過装置を洗浄する際に発生する一次濃縮水として回収することを特徴とする有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項2】
前記一次濾過装置で濾過した一次処理水と粉末活性炭を、二次反応槽に供給し、一次処理水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させ、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を含む一次処理水を二次濾過装置で濾過し、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を、二次濾過装置を洗浄する際に発生する二次濃縮水として回収し、該二次濃縮水を一次反応槽に供給することを特徴とする請求項１に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項3】
前記二次反応槽に未吸着の粉末活性炭を供給し、一次反応槽に供給される粉末活性炭が、二次濾過装置を洗浄する際に発生する二次濃縮水に含まれる粉末活性炭のみからなることを特徴とする請求項２に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項4】
前記一次反応槽及び／又は二次反応槽に、処理対象水及び／又は一次処理水を酸性に維持するための酸を供給することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項5】
前記処理対象水に含まれる炭素数が６以下の有機フッ素化合物の濃度が所定値以上の場合に、酸を供給することを特徴とする請求項４に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項6】
前記処理対象水が、強酸性であり、該処理対象水のｐＨ値を未調整の状態で一次反応槽に供給することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項7】
前記処理対象水のｐＨ値が、１以下であることを特徴とする請求項６に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項8】
前記処理対象水に、多価カチオン元素を含有する処理剤を添加するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【請求項9】
前記処理対象水に、高分子凝集剤を添加するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、難分解性の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、有機フッ素化合物であるペルフルオロアルキル化合物及びポリフルオロアルキル化合物（本明細書において、「ＰＦＡＳ類」という場合がある。）による環境水等の汚染に注目が集まっている。特に、ペルフルオロオクタンスルホン酸（本明細書において、「ＰＦＯＳ」という場合がある。）及びペルフルオロオクタン酸（本明細書において、「ＰＦＯＡ」という場合がある。）は、残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約（ＰＯＰｓ条約）の付属書Ｂ及び付属書Ａへの掲載を踏まえ、「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律」において第一種特定化学物質に指定されており、原則として、製造、輸入、使用が禁止されている。また、ペルフルオロヘキサンスルホン酸（本明細書において、「ＰＦＨｘＳ」という場合がある。）についても、２０２２年６月にＰＯＰｓ条約の付属書Ａへの追加掲載が決定され、２０２４年２月に第一種特定化学物質に指定された。
【0003】
しかしながら、これらＰＦＡＳ類は、撥水性及び撥油性という特性を持ち、また、化学的及び熱安定性等に優れているため、撥水剤、コーティング剤、泡消火剤等に長年広く使用されてきたこともあり、環境省の調査でも、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳが河川水や地下水等から幅広く検出されている。そして、２０２０年には、水道水質基準の水質管理目標設定項目及び水質環境基準の要監視項目にＰＦＯＳ／ＰＦＯＡがそれぞれ追加され、目標値及び指針値（暫定）として５０ｎｇ／Ｌ（ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡの合算値）が設定された。また、ＰＦＨｘＳについても、２０２１年３月に水質環境基準の要調査項目、２０２１年４月に水道水質基準の要検討項目にそれぞれ追加された。
【0004】
ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳは化学的に極めて安定性が高く、水溶性かつ不揮発性の物質であるため、環境中に放出された場合には水系に移行しやすく、難分解性のため長期的に環境に残留すると考えられている。
そして、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳが河川水や地下水等から幅広く検出されている状況から、河川水、湖沼水、地下水等の環境水（本明細書において、「環境水」という場合がある。）中に含まれるＰＦＡＳ類を低コストで分解処理する手法の開発が要請されているが、有効な手法はないのが実情であった。
そして、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳが河川水や地下水等から幅広く検出されている状況から、河川水、湖沼水、地下水等の環境水（本明細書において、「環境水」という場合がある。）中に含まれるＰＦＡＳ類を低コストで分解処理する手法の開発が要請されているが、有効な手法はないのが実情であった。
【0005】
具体的には、有機化合物の分解処理に促進酸化法が広く用いられているが、促進酸化法は、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡのＯＨラジカルとの反応性が極めて低いことから、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡの分解処理には適用できないとされており、実際に、ＰＦＯＳを２～６ｎｇ／Ｌ、ＰＦＯＡを４０～５８ｎｇ／Ｌ含有する地下水を用いて、促進酸化法（Ｏ3＋Ｈ2Ｏ2、Ｏ3＋ＵＶ）を試みたが、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡの有意な分解処理効果を確認できなかった。
【0006】
一方、促進酸化法以外の有機化合物の分解処理の手法として、吸着剤として活性炭を利用する物理化学的手法が提案されている（例えば、特許文献１～２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２１－１４６３２６号公報
【特許文献2】特開２０１０－２２９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、吸着剤として粉末活性炭を利用する物理化学的手法を用いて、環境水等に含まれるＰＦＡＳ類等の難分解性の有機フッ素化合物を吸着処理する方法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】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法は、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させて回収する有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法であって、前記処理対象水と粉末活性炭を、一次反応槽に供給し、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させ、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を含む処理水を一次濾過装置で濾過し、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を、一次濾過装置を洗浄する際に発生する一次濃縮水として回収することを特徴とする。
【0010】
この場合において、前記一次濾過装置で濾過した一次処理水と粉末活性炭を、二次反応槽に供給し、一次処理水に含まれる有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させ、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を含む一次処理水を二次濾過装置で濾過し、有機フッ素化合物を吸着した粉末活性炭を、二次濾過装置を洗浄する際に発生する二次濃縮水として回収し、該二次濃縮水を一次反応槽に供給すること（２段処理フローとすること）ができる。
ここで、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物の濃度に応じて、２段処理フローに続けて、同様の処理フローを追加すること（３段又はそれ以上の多段処理フローとすること）ができる。
この場合、前記二次反応槽に未吸着の粉末活性炭を供給し、一次反応槽に供給される粉末活性炭が、二次濾過装置を洗浄する際に発生する二次濃縮水に含まれる粉末活性炭のみからなるようにすることができる。
ここで、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物の濃度に応じて、２段処理フローに続けて、同様の処理フローを追加すること（３段又はそれ以上の多段処理フローとすること）ができる。
この場合、前記二次反応槽に未吸着の粉末活性炭を供給し、一次反応槽に供給される粉末活性炭が、二次濾過装置を洗浄する際に発生する二次濃縮水に含まれる粉末活性炭のみからなるようにすることができる。
【0011】
また、前記一次反応槽及び／又は二次反応槽に、処理対象水及び／又は一次処理水を酸性に維持するための酸を供給することができる。
この場合、前記処理対象水に含まれる炭素数が６以下の有機フッ素化合物の濃度が所定値以上の場合に、酸を供給することができる。
この場合、前記処理対象水に含まれる炭素数が６以下の有機フッ素化合物の濃度が所定値以上の場合に、酸を供給することができる。
【0012】
また、前記処理対象水が、強酸性であり、該処理対象水のｐＨ値を未調整の状態で一次反応槽に供給することができる。
この場合、前記処理対象水のｐＨ値が、１以下であることができる。
この場合、前記処理対象水のｐＨ値が、１以下であることができる。
【0013】
また、前記処理対象水に、多価カチオン元素を含有する処理剤を添加するようにすることができる。
【0014】
また、前記処理対象水に、高分子凝集剤を添加するようにすることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法によれば、吸着剤として粉末活性炭を利用する物理化学的手法を用いて、環境水等に含まれるＰＦＡＳ類等の難分解性の有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させて回収することができる。
【0016】
また、２段処理フロー（３段又はそれ以上の多段処理フロー）とすることにより、環境水等に含まれるＰＦＡＳ類等の難分解性の有機フッ素化合物を粉末活性炭に確実に吸着させて回収することができる。
そして、二次反応槽に未吸着の粉末活性炭を供給し、一次反応槽に供給される粉末活性炭が、二次濾過装置を洗浄する際に発生する二次濃縮水に含まれる粉末活性炭のみからなるようにすることにより、粉末活性炭の使用量を適正化することができる。
そして、二次反応槽に未吸着の粉末活性炭を供給し、一次反応槽に供給される粉末活性炭が、二次濾過装置を洗浄する際に発生する二次濃縮水に含まれる粉末活性炭のみからなるようにすることにより、粉末活性炭の使用量を適正化することができる。
【0017】
また、処理対象水及び／又は一次処理水を酸性に維持するための酸を供給することにより、環境水等に含まれるＰＦＡＳ類等の難分解性の有機フッ素化合物、特に、炭素数が６以下の有機フッ素化合物を粉末活性炭に確実に吸着させて回収することができる。
そして、処理対象水に含まれる炭素数が６以下の有機フッ素化合物の濃度が所定値以上の場合に、酸を供給するようにすることにより、酸の使用量を適正化し、処理水（濾過水）の後処理（中和処理）の負荷を軽減することができる。
そして、処理対象水に含まれる炭素数が６以下の有機フッ素化合物の濃度が所定値以上の場合に、酸を供給するようにすることにより、酸の使用量を適正化し、処理水（濾過水）の後処理（中和処理）の負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】有機フッ素化合物含有水の処理フロー（１段処理フロー）の一例を示す説明図である。
【図2】有機フッ素化合物含有水の処理フロー（２段処理フロー）の一例を示す説明図である。
【図3】室内吸着処理試験のフロー図（バッチ試験）である。
【図4】平衡濃度と吸着量との関係（左図：ＰＦＯＳ・ＰＦＨｘＳ、右図：ＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ）を示すグラフである。
【図5】試料水Ｂを用いた吸着処理試験結果（その１）を示すグラフである。
【図6】試料水Ｂを用いた吸着処理試験結果（その２）を示すグラフである。
【図7】試料水Ｃを用いた吸着処理試験結果を示すグラフである。
【図8】試料水Ｄを用いた吸着処理試験結果を示すグラフである。
【図9】平衡濃度と吸着量との関係（左図：ＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ、右図：ＰＦＯＳ・ＰＦＨｘＳ）を示すグラフである。
【図10】試料水Ｂ（ｐＨ未調整）を用いた吸着処理試験結果を示すグラフである。
【図11】試料水Ｂ（ｐＨを酸性側に調整）を用いた吸着処理試験結果を示すグラフである。
【図12】試料水Ｃ（ｐＨ未調整）を用いた吸着処理試験結果を示すグラフである。
【図13】試料水Ｃ（ｐＨを酸性側に調整）を用いた吸着処理試験結果を示すグラフである。
【図14】強酸性の処理対象水を用いた吸着処理試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【0020】
図１に、有機フッ素化合物含有水の処理フロー（１段処理フロー）の一例を示す。
この処理フローは、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳ等のＰＦＡＳ類（その代表的な例を表１に示す。）を含有する環境水等の有機フッ素化合物含有水（処理対象水）を処理するためのもので、処理対象水は、原水槽、反応槽（１）（一次反応槽）、中継槽（１）、精密濾過（１）（一次濾過装置）を経て、処理水（濾過水）として処理される。
この処理フローは、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳ等のＰＦＡＳ類（その代表的な例を表１に示す。）を含有する環境水等の有機フッ素化合物含有水（処理対象水）を処理するためのもので、処理対象水は、原水槽、反応槽（１）（一次反応槽）、中継槽（１）、精密濾過（１）（一次濾過装置）を経て、処理水（濾過水）として処理される。
【0021】
【表1】
【0022】
ここで、反応槽（１）には、吸収剤として、粉末活性炭溶解槽から水に溶解（分散）させた粉末活性炭を供給するようにして、粉末活性炭にＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の有機化合物を吸着させるようにする。なお、粉末活性炭は、スラリー状として供給するほか、粉体（湿潤炭又は乾燥炭）のまま反応槽（１）に供給することもできる。
また、反応槽（１）には、吸収剤としての粉末活性炭のほか、反応槽（１）内のｐＨを調整するため、希硫酸等の酸を添加するようにしている。
また、精密濾過（１）（後述の精密濾過（２）も同じ。）は、０．０１～１０μｍの孔径の分離膜を用いて、液中の微粒子を分離するもので、通常のケーク濾過と限外濾過の中間に位置するものである。精密濾過で使用される分離膜はメンブレンフイルタと呼ばれ、セルロース系、フッ素樹脂（親水性ＰＴＦＥ）等の合成高分子系、無機系等の材質を使用することができる。なお、一次濾過装置（後述の二次濾過装置も同じ。）の濾過方式には、精密濾過のほか、凝集沈澱処理を併用した砂濾過や、ナノ濾過、ＲＯ膜濾過等を採用することもできる。
また、反応槽（１）には、吸収剤としての粉末活性炭のほか、反応槽（１）内のｐＨを調整するため、希硫酸等の酸を添加するようにしている。
また、精密濾過（１）（後述の精密濾過（２）も同じ。）は、０．０１～１０μｍの孔径の分離膜を用いて、液中の微粒子を分離するもので、通常のケーク濾過と限外濾過の中間に位置するものである。精密濾過で使用される分離膜はメンブレンフイルタと呼ばれ、セルロース系、フッ素樹脂（親水性ＰＴＦＥ）等の合成高分子系、無機系等の材質を使用することができる。なお、一次濾過装置（後述の二次濾過装置も同じ。）の濾過方式には、精密濾過のほか、凝集沈澱処理を併用した砂濾過や、ナノ濾過、ＲＯ膜濾過等を採用することもできる。
【0023】
ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の有機化合物を吸着した活性炭は、精密濾過（１）において分離され、洗浄水（濃縮水）（一次濃縮水）として沈降槽に送られ、濃縮されたスラリー状の混合物の状態で、中継槽（３）を介して、分解炉に供給される。
ここで、精密濾過（１）におけるＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の有機化合物を吸着した活性炭の分離は、適用する濾過装置に応じて、濾過装置の洗浄方法として汎用されている方法、例えば、液体や気体を用いた逆流洗浄（逆洗）方法、表面洗浄方法等を用いることができる（以下の精密濾過（２）においても同じ。）。
ここで、精密濾過（１）におけるＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の有機化合物を吸着した活性炭の分離は、適用する濾過装置に応じて、濾過装置の洗浄方法として汎用されている方法、例えば、液体や気体を用いた逆流洗浄（逆洗）方法、表面洗浄方法等を用いることができる（以下の精密濾過（２）においても同じ。）。
【0024】
分解炉に供給されたＰＦＡＳ類等の有機化合物を吸着した活性炭は、分解炉において、焼却するとともに、活性炭に吸着したＰＦＡＳ類等の有機化合物は熱分解され、無機フッ素を含む排ガスとして排出される。
【0025】
分解炉から排出された排ガスは、適宜スクラバー等の処理設備を介することで、除塵、ガス吸収・吸着等の適切な処理により無害化された後、大気中に放出される。
【0026】
ここで、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の有機化合物を吸着した活性炭の処理方法としては、適切な設備を備えた産業廃棄物処理施設に持ち込んでそこで処理することもできる。
【0027】
図１に示す有機フッ素化合物含有水の処理フローは、１段処理フローの例を説明したが、図２に示す有機フッ素化合物含有水の処理フロー（２段処理フロー）のように、精密濾過（１）を経た処理水（一次濾過水）を、さらに、反応槽（２）（二次反応槽）、中継槽（２）、精密濾過（２）（二次濾過装置）を経て、処理水（濾過水）として処理するようにすることができる。
【0028】
ここで、反応槽（２）には、本実施例においては、吸収剤としての粉末活性炭溶解槽から水に溶解（分散）させた粉末活性炭を供給するようにして、粉末活性炭にＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の有機化合物を吸着させるようにしている。なお、粉末活性炭を粉体（湿潤炭又は乾燥炭）のまま反応槽（２）に供給することもできる。
また、反応槽（２）には、吸収剤としての粉末活性炭のほか、反応槽（２）内のｐＨを調整するため、希硫酸等の酸を添加するようにしている。
また、反応槽（２）には、吸収剤としての粉末活性炭のほか、反応槽（２）内のｐＨを調整するため、希硫酸等の酸を添加するようにしている。
【0029】
ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の有機化合物を吸着した活性炭は、精密濾過（２）において分離され、洗浄水（濃縮水）（二次濃縮水）として反応槽（１）に送られるようにする。このため、本実施例においては、反応槽（１）には、図１に示す、有機フッ素化合物含有水の処理フロー（１段処理フロー）のように、吸収剤としての粉末活性炭溶解槽から水に溶解（分散）させた粉末活性炭は供給していないが、必要に応じて、反応槽（１）にも、吸収剤としての粉末活性炭のほか、反応槽（１）内のｐＨを調整する希硫酸等の酸を添加するようにすることもできる。
【0030】
図２に示す有機フッ素化合物含有水の処理フロー（２段処理フロー）のその他の工程は、図１に示す有機フッ素化合物含有水の処理フロー（１段処理フロー）と同様である。
ここで、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物の濃度に応じて（濃度が高い場合）、２段処理フローに続けて、同様の処理フローを追加すること（３段又はそれ以上の多段処理フローとすること）ができる。
ここで、処理対象水に含まれる有機フッ素化合物の濃度に応じて（濃度が高い場合）、２段処理フローに続けて、同様の処理フローを追加すること（３段又はそれ以上の多段処理フローとすること）ができる。
【0031】
次に、上記有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法について、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含む実際の河川水、地下水を用いて実施した粉末活性炭を用いた吸着処理の実証実験を行った内容について説明する。
【0032】
［実証実験（１）］
１．実験方法
１．１ 粉末活性炭
実験には、浄水・排水処理、有機物除去等の用途に汎用されている比較的安価で取り扱いが容易な、木質（活性炭Ａ）、ヤシ／木質（活性炭Ｂ）、石炭（活性炭Ｃ）の３種類の湿潤状態の粉末活性炭を用いた。
粉末活性炭は、湿潤状態のため、水分量を実測し、粉末活性炭の固形分質量を算出した。
１．実験方法
１．１ 粉末活性炭
実験には、浄水・排水処理、有機物除去等の用途に汎用されている比較的安価で取り扱いが容易な、木質（活性炭Ａ）、ヤシ／木質（活性炭Ｂ）、石炭（活性炭Ｃ）の３種類の湿潤状態の粉末活性炭を用いた。
粉末活性炭は、湿潤状態のため、水分量を実測し、粉末活性炭の固形分質量を算出した。
【0033】
１．２ 試料水の性状及び分析方法
試料水として、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含む実際の河川水（試料水Ｂ、試料水Ｃ）、地下水（試料水Ｄ）を使用した。試料水のｐＨ、ＴＯＣ、鉄・マンガン濃度、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＳ（Ｃ６）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦ
ＨｘＡ（Ｃ６）の濃度を表２に示す。試料水Ｂ、試料水Ｃは、試料採取日が異なる複数の試料を使用しており、同一試料でも測定時期が異なる場合もあることから、濃度の範囲を示している。
試料水や処理水中のＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の分析は、環境省の通知「水質汚濁に係る人の健康の保護に関する環境基準等の施行等について」（環水大水発第２００５２８１号・環水大土発第２００５２８２号、令和２年５月２８日）の付表１及びＪＩＳ Ｋ ０４５０－７０－１０に示された方法に従い固相抽出－ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ法で行った。混合標準液を用いてＰＦＯＳ類（ＰＦＣＡｓ：ペルフルオロカルボン酸類）はＣ４～Ｃ１０（ＰＦＢＳ～ＰＦＤＳ、ただしＣ９：ＰＦＮＳを除く。またＣ５：ＰＦＰｅＳはＣ６：ＰＦＨｘＳ標準を用いた半定量）、ＰＦＯＡ類（ＰＦＳＡｓ：ペルフルオロスルホン酸類）はＣ４～Ｃ１４（ＰＦＢＡ～ＰＦＴｅＤＡ）の同族体を直鎖体のみ及び直鎖体＋分岐異性体で定量しており、ここでは直鎖体のみの結果を示している。ｐＨはＪＩＳ Ｋ ０１０２－１２．１、ＴＯＣはＪＩＳ Ｋ ０１０２－２２．１、鉄はＪＩＳ Ｋ ０１０２－５７．４、マンガンはＪＩＳ Ｋ ０１０２－５６．４に従って測定した。
試料水Ｂは河川水でＰＦＣＡｓを主体として含んでおり、ＰＦＯＡが３，６００～６，７００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが１２，０００～２２，０００ｎｇ／Ｌと高濃度で、他にＣ４～Ｃ１２の同族体を含んでいた。また、ＰＦＳＡｓも低濃度であるがＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ、ＰＦＢＳ（Ｃ４）が含まれていた。
試料水Ｃは試料水Ｂとは異なる河川水で、ＰＦＯＳが１４０～５００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＳが６７０～２，２００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＯＡが１４０～３００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが３５０～６７０ｎｇ／Ｌ含まれていた。他にＰＦＳＡｓはＣ４～Ｃ７、ＰＦＣＡｓはＣ４～Ｃ１１の同族体を含んでいた。鉄、マンガン濃度が他の試料と比較して高い値であった。
試料水Ｄは地下水試料で地理的条件からＰＦＳＡｓを主体として含んでいると想定されていた（直前の地下水の調査ではＰＦＯＳを１，１００ｎｇ／Ｌ検出。）。実際に採取した試料水の濃度はＰＦＯＳが２７０ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＳが３９０ｎｇ／Ｌであったことから、採水時に５倍程度の希釈効果が働いたものと推測される。またＰＦＯＡが１９ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが６６ｎｇ／Ｌ含まれており、ＰＦＣＡｓ、ＰＦＳＡｓは他にＣ４～Ｃ７の同族体を含んでいた。
試料水として、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含む実際の河川水（試料水Ｂ、試料水Ｃ）、地下水（試料水Ｄ）を使用した。試料水のｐＨ、ＴＯＣ、鉄・マンガン濃度、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＳ（Ｃ６）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦ
ＨｘＡ（Ｃ６）の濃度を表２に示す。試料水Ｂ、試料水Ｃは、試料採取日が異なる複数の試料を使用しており、同一試料でも測定時期が異なる場合もあることから、濃度の範囲を示している。
試料水や処理水中のＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等の分析は、環境省の通知「水質汚濁に係る人の健康の保護に関する環境基準等の施行等について」（環水大水発第２００５２８１号・環水大土発第２００５２８２号、令和２年５月２８日）の付表１及びＪＩＳ Ｋ ０４５０－７０－１０に示された方法に従い固相抽出－ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ法で行った。混合標準液を用いてＰＦＯＳ類（ＰＦＣＡｓ：ペルフルオロカルボン酸類）はＣ４～Ｃ１０（ＰＦＢＳ～ＰＦＤＳ、ただしＣ９：ＰＦＮＳを除く。またＣ５：ＰＦＰｅＳはＣ６：ＰＦＨｘＳ標準を用いた半定量）、ＰＦＯＡ類（ＰＦＳＡｓ：ペルフルオロスルホン酸類）はＣ４～Ｃ１４（ＰＦＢＡ～ＰＦＴｅＤＡ）の同族体を直鎖体のみ及び直鎖体＋分岐異性体で定量しており、ここでは直鎖体のみの結果を示している。ｐＨはＪＩＳ Ｋ ０１０２－１２．１、ＴＯＣはＪＩＳ Ｋ ０１０２－２２．１、鉄はＪＩＳ Ｋ ０１０２－５７．４、マンガンはＪＩＳ Ｋ ０１０２－５６．４に従って測定した。
試料水Ｂは河川水でＰＦＣＡｓを主体として含んでおり、ＰＦＯＡが３，６００～６，７００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが１２，０００～２２，０００ｎｇ／Ｌと高濃度で、他にＣ４～Ｃ１２の同族体を含んでいた。また、ＰＦＳＡｓも低濃度であるがＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ、ＰＦＢＳ（Ｃ４）が含まれていた。
試料水Ｃは試料水Ｂとは異なる河川水で、ＰＦＯＳが１４０～５００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＳが６７０～２，２００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＯＡが１４０～３００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが３５０～６７０ｎｇ／Ｌ含まれていた。他にＰＦＳＡｓはＣ４～Ｃ７、ＰＦＣＡｓはＣ４～Ｃ１１の同族体を含んでいた。鉄、マンガン濃度が他の試料と比較して高い値であった。
試料水Ｄは地下水試料で地理的条件からＰＦＳＡｓを主体として含んでいると想定されていた（直前の地下水の調査ではＰＦＯＳを１，１００ｎｇ／Ｌ検出。）。実際に採取した試料水の濃度はＰＦＯＳが２７０ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＳが３９０ｎｇ／Ｌであったことから、採水時に５倍程度の希釈効果が働いたものと推測される。またＰＦＯＡが１９ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが６６ｎｇ／Ｌ含まれており、ＰＦＣＡｓ、ＰＦＳＡｓは他にＣ４～Ｃ７の同族体を含んでいた。
【0034】
【表2】
【0035】
１．３ 粉末活性炭のＰＦＡＳ類吸着量比較実験
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＣのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った
。容量２ＬのＰＰ製ディスポーザルカップに試料水２Ｌを測り取り、粉末活性炭Ａ～Ｃを添加量１００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度を基本として、２５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ～最大５４０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌの範囲で数水準変化させて試料水に添加し、撹拌機を用いて室温で１時間撹拌した。撹拌中にｐＨ調整は行わなかった。撹拌終了後に速やかに５Ｃ濾紙で濾過して濾水を得た。試料水及び濾水中のＰＦＡＳ類濃度を差し引いた値から、粉末活性炭への吸着量を算出した。
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＣのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った
。容量２ＬのＰＰ製ディスポーザルカップに試料水２Ｌを測り取り、粉末活性炭Ａ～Ｃを添加量１００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度を基本として、２５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ～最大５４０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌの範囲で数水準変化させて試料水に添加し、撹拌機を用いて室温で１時間撹拌した。撹拌中にｐＨ調整は行わなかった。撹拌終了後に速やかに５Ｃ濾紙で濾過して濾水を得た。試料水及び濾水中のＰＦＡＳ類濃度を差し引いた値から、粉末活性炭への吸着量を算出した。
【0036】
１．４ 粉末活性炭を用いたＰＦＡＳ類を含む環境水の室内吸着処理試験
実処理で想定している吸着処理フロー（図１～図２）を勘案し、図３に示すフローで、試料水Ｂを用いて５０Ｌ規模の室内吸着処理試験をバッチ試験で実施した。
図２で示した連続処理フローは、安定した処理を確保するため２段処理をイメージしているが、ＰＦＡＳ類濃度等によっては図２で示した１段処理のみでの処理も想定している。図３に示す試験フローにおいて、処理水（１）は１段処理での処理水を想定して処理効果を確認するものである。
室内吸着処理試験では、処理水槽に７０ＬのＰＥ製ポリペールを使用した。試料水Ｂ～Ｃ（原水（１）、（２）、・・・）及び処理水（２）に所定量の粉末活性炭（活性炭Ａ）又は精密濾過装置の洗浄水（濃縮水）を添加し、ミニ水中ポンプ（吐出量２５Ｌ／ｍｉｎ）２台を使用して１時間撹拌することで吸着処理とした。精密濾過にはフィルタ精度０．１５μｍ×９９．９５％の親水性ＰＴＦＥプリーツ型フィルタ式濾過装置（流機エンジニアリング社製、ＥＣＯクリーン１Ｎ、６Ｌ／ｍｉｎ）を使用した。精密濾過により濾過した濾水を「処理水」とした。プリーツフィルタで捕捉した粉末活性炭を処理水で洗浄した「洗浄水（濃縮水）」は原水へ添加又は最終残渣として回収・保管した。実験は２０℃前後の室温で行い、ｐＨを調整するケースでは、工業用希硫酸（６２．５％）を用いて適宜ｐＨ調整を行った。
実処理で想定している吸着処理フロー（図１～図２）を勘案し、図３に示すフローで、試料水Ｂを用いて５０Ｌ規模の室内吸着処理試験をバッチ試験で実施した。
図２で示した連続処理フローは、安定した処理を確保するため２段処理をイメージしているが、ＰＦＡＳ類濃度等によっては図２で示した１段処理のみでの処理も想定している。図３に示す試験フローにおいて、処理水（１）は１段処理での処理水を想定して処理効果を確認するものである。
室内吸着処理試験では、処理水槽に７０ＬのＰＥ製ポリペールを使用した。試料水Ｂ～Ｃ（原水（１）、（２）、・・・）及び処理水（２）に所定量の粉末活性炭（活性炭Ａ）又は精密濾過装置の洗浄水（濃縮水）を添加し、ミニ水中ポンプ（吐出量２５Ｌ／ｍｉｎ）２台を使用して１時間撹拌することで吸着処理とした。精密濾過にはフィルタ精度０．１５μｍ×９９．９５％の親水性ＰＴＦＥプリーツ型フィルタ式濾過装置（流機エンジニアリング社製、ＥＣＯクリーン１Ｎ、６Ｌ／ｍｉｎ）を使用した。精密濾過により濾過した濾水を「処理水」とした。プリーツフィルタで捕捉した粉末活性炭を処理水で洗浄した「洗浄水（濃縮水）」は原水へ添加又は最終残渣として回収・保管した。実験は２０℃前後の室温で行い、ｐＨを調整するケースでは、工業用希硫酸（６２．５％）を用いて適宜ｐＨ調整を行った。
【0037】
２．実験結果及び考察
２．１ 粉末活性炭へのＰＦＡＳ類吸着量の比較
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＣのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った。その結果を図４に示す。原水で検出されたＰＦＡＳ類は全て分析しており、それぞれの吸着量を算出しているが、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＳ（Ｃ６）及びＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）の結果を示している。なお、吸着処理中にｐＨ調整は行っておらず、また、粉末活性炭はアルカリ性であることから、濾水のｐＨは原水と比較して０．２～０．７ポイント上昇した。
試料水ＣにはＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡの両方とも同程度の濃度で含まれていたが、図４の結果からは、同様の平衡濃度であれば、ＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ（ＰＦＳＡｓ）の方がＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）よりも吸着量が多い結果となった。
試料水ＢはＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）が主体で高濃度に含まれていたが、試料水Ｃと比較して、同様の平衡濃度であれば、試料水Ｂの方が活性炭へのＰＦＣＡｓ吸着量が多い結果となった。
ＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡｓのいずれも、一般的な活性炭の等温吸着線のように平衡濃度と吸着量を整理できると考えられるが、対象の水が異なると（試料水ＢとＣでは）ＰＦＡＳ類の吸着量が異なることが確認できた。対象水によってＰＦＡＳ類濃度や含まれるマトリックスが異なることが要因と考えられる。また、当然ではあるが、平衡濃度が高いと吸着量が増加する（水中に吸着する物質が多いと多くの量が吸着し、吸着する物質が少ないと少ない量しか吸着しない。）。したがって、平衡濃度が高い状態を処理プロセスの中で作った方が、粉末活性炭の持つ吸着能力をより多く発揮できることに繋がるため、図２に示した２段処理フローが好ましいということができる。
粉末活性炭の種類（活性炭Ａ：木質、活性炭Ｂ：ヤシ／木質、活性炭Ｃ：石炭）によってＰＦＡＳ類の吸着量に大きな差異は認められなかったが、今回の実験では木質系の活性炭Ａの吸着量が他と比較してやや良好であったことから、以後の検討は活性炭Ａ（木質）
を使用して行った。
２．１ 粉末活性炭へのＰＦＡＳ類吸着量の比較
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＣのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った。その結果を図４に示す。原水で検出されたＰＦＡＳ類は全て分析しており、それぞれの吸着量を算出しているが、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＳ（Ｃ６）及びＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）の結果を示している。なお、吸着処理中にｐＨ調整は行っておらず、また、粉末活性炭はアルカリ性であることから、濾水のｐＨは原水と比較して０．２～０．７ポイント上昇した。
試料水ＣにはＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡの両方とも同程度の濃度で含まれていたが、図４の結果からは、同様の平衡濃度であれば、ＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ（ＰＦＳＡｓ）の方がＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）よりも吸着量が多い結果となった。
試料水ＢはＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）が主体で高濃度に含まれていたが、試料水Ｃと比較して、同様の平衡濃度であれば、試料水Ｂの方が活性炭へのＰＦＣＡｓ吸着量が多い結果となった。
ＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡｓのいずれも、一般的な活性炭の等温吸着線のように平衡濃度と吸着量を整理できると考えられるが、対象の水が異なると（試料水ＢとＣでは）ＰＦＡＳ類の吸着量が異なることが確認できた。対象水によってＰＦＡＳ類濃度や含まれるマトリックスが異なることが要因と考えられる。また、当然ではあるが、平衡濃度が高いと吸着量が増加する（水中に吸着する物質が多いと多くの量が吸着し、吸着する物質が少ないと少ない量しか吸着しない。）。したがって、平衡濃度が高い状態を処理プロセスの中で作った方が、粉末活性炭の持つ吸着能力をより多く発揮できることに繋がるため、図２に示した２段処理フローが好ましいということができる。
粉末活性炭の種類（活性炭Ａ：木質、活性炭Ｂ：ヤシ／木質、活性炭Ｃ：石炭）によってＰＦＡＳ類の吸着量に大きな差異は認められなかったが、今回の実験では木質系の活性炭Ａの吸着量が他と比較してやや良好であったことから、以後の検討は活性炭Ａ（木質）
を使用して行った。
【0038】
２．２ 室内吸着処理試験結果
２．２．１ 試料水Ｂ（河川水）
２．１の結果を踏まえ、試料水Ｂを用いた吸着処理試験では、活性炭Ａの添加量を３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに設定し、比較として添加量を１５５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに減らしたケースの試験を実施した。その結果を図５に示す。
吸着処理中のｐＨは調整せず、粉末活性炭の添加により、原水と比較してｐＨは０．３～０．５ポイント上昇した。Ｃ９～Ｃ１２のＰＦＣＡｓは処理水（１）、処理水（３）共に定量下限値未満（１ｎｇ／Ｌ未満）まで濃度が低減した。ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｐＡ（Ｃ７）も活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでは９９％以上、１５５ｍｇ－ｄｒｙ／ＬではＰＦＯＡは９９％以上、ＰＦＨｐＡは９７％以上濃度が低減した。
ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）は原水濃度が１２，０００ｎｇ／Ｌと高濃度であったが、活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでは９５～９７％、添加量１５５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでは９０～９２％濃度が低減した。
ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）、ＰＦＢＡ（Ｃ４）と炭素数が少なくなると活性炭への吸着量は低下し、ＰＦＢＡは活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでも４０％前後の濃度低減にとどまった。
活性炭添加量が３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌのケースで、吸着処理中にｐＨを４．０と酸性雰囲気に調整したケースの試験結果を、ｐＨ未調整の結果と併せて図６に示す。ｐＨ４の酸性雰囲気で吸着処理することで、粉末活性炭に対するＰＦＡＳの吸着量は増加し、ＰＦＯＡでは９９％以上→９９．９％以上、ＰＦＨｐＡでは９７％以上→９９％以上、ＰＦＨｘＡでは９５～９７％→９９％以上、ＰＦＰｅＡでは８０～８２％→９６～９８％、ＰＦＢＡについても４０％前後→７５～８７％と濃度低減効果が向上することが確認できた。ＰＦＡＳ類を活性炭吸着処理する際に、ｐＨを酸性雰囲気に調整することが非常に効果的であることが判明した。
処理水（１）（１段処理）と処理水（３）（２段処理）のＰＦＡＳ類濃度を比較すると、吸着処理時にｐＨ未調整の場合は処理水（１）の方がやや低濃度であったが、酸性雰囲気で吸着処理した場合は、明らかに処理水（３）の方がより低濃度となっていた。粉末活性炭との接触時間は処理水（１）（１段処理）の場合より処理水（３）（２段処理）の方が長く、ｐＨ未調整の場合は処理水（３）の方がｐＨはやや高くなるため、吸着量の差が見られたものと考えられる。
２．２．１ 試料水Ｂ（河川水）
２．１の結果を踏まえ、試料水Ｂを用いた吸着処理試験では、活性炭Ａの添加量を３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに設定し、比較として添加量を１５５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに減らしたケースの試験を実施した。その結果を図５に示す。
吸着処理中のｐＨは調整せず、粉末活性炭の添加により、原水と比較してｐＨは０．３～０．５ポイント上昇した。Ｃ９～Ｃ１２のＰＦＣＡｓは処理水（１）、処理水（３）共に定量下限値未満（１ｎｇ／Ｌ未満）まで濃度が低減した。ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｐＡ（Ｃ７）も活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでは９９％以上、１５５ｍｇ－ｄｒｙ／ＬではＰＦＯＡは９９％以上、ＰＦＨｐＡは９７％以上濃度が低減した。
ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）は原水濃度が１２，０００ｎｇ／Ｌと高濃度であったが、活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでは９５～９７％、添加量１５５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでは９０～９２％濃度が低減した。
ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）、ＰＦＢＡ（Ｃ４）と炭素数が少なくなると活性炭への吸着量は低下し、ＰＦＢＡは活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌでも４０％前後の濃度低減にとどまった。
活性炭添加量が３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌのケースで、吸着処理中にｐＨを４．０と酸性雰囲気に調整したケースの試験結果を、ｐＨ未調整の結果と併せて図６に示す。ｐＨ４の酸性雰囲気で吸着処理することで、粉末活性炭に対するＰＦＡＳの吸着量は増加し、ＰＦＯＡでは９９％以上→９９．９％以上、ＰＦＨｐＡでは９７％以上→９９％以上、ＰＦＨｘＡでは９５～９７％→９９％以上、ＰＦＰｅＡでは８０～８２％→９６～９８％、ＰＦＢＡについても４０％前後→７５～８７％と濃度低減効果が向上することが確認できた。ＰＦＡＳ類を活性炭吸着処理する際に、ｐＨを酸性雰囲気に調整することが非常に効果的であることが判明した。
処理水（１）（１段処理）と処理水（３）（２段処理）のＰＦＡＳ類濃度を比較すると、吸着処理時にｐＨ未調整の場合は処理水（１）の方がやや低濃度であったが、酸性雰囲気で吸着処理した場合は、明らかに処理水（３）の方がより低濃度となっていた。粉末活性炭との接触時間は処理水（１）（１段処理）の場合より処理水（３）（２段処理）の方が長く、ｐＨ未調整の場合は処理水（３）の方がｐＨはやや高くなるため、吸着量の差が見られたものと考えられる。
【0039】
２．２．２ 試料水Ｃ（河川水）
試料水Ｃを用いた吸着処理試験では、活性炭Ａの添加量を１１０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに設定し、吸着処理時にｐＨ未調整のケース（原水と比較してｐＨは０．２～０．４ポイント上昇）と、ｐＨ３．６の酸性雰囲気に調整したケースの試験を実施した。その結果を図７に示す。
ＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）についてはｐＨ調整の有無に関わらず８８～９９％以上濃度が低減した（ＰＦＨｐＡ、ＰＦＯＡは１ｎｇ／Ｌ未満まで低減。）。ｐＨを酸性雰囲気に調整するとＰＦＢＳ（Ｃ４）、ＰＦＰｅＳ（Ｃ５）についても９７～９９％以上の濃度低減が可能となった。
ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１１）については、炭素数が多いＣ７～Ｃ１１ではｐＨ調整の有無に関わらず９３～９９％以上濃度が低減した（初期濃度が低いＰＦＤＡ（Ｃ１０）を除く。ＰＦＤＡ、ＰＦＵｎＤＡは１ｎｇ／Ｌ未満まで低減。）。ｐＨを酸性雰囲気に調整するとＰＦＨｐＡ（Ｃ７）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）についてはさらに濃度が低減した。炭素数が少ないＣ４～Ｃ６では、ｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少した。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、ｐＨ未調整のケースと比較して濃度は低減した。処理水（３）ではＰＦＨｘＡ（Ｃ６）で６８％→９８％、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）で６６％→９６％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）で０％→７９％と濃度低減効果が大きく向上した。
なお、試料水Ｃには鉄、マンガンが他の試料水と比較して高い濃度で含まれていたが、ＰＦＡＳ類吸着処理に支障は見られなかった。
試料水Ｃを用いた吸着処理試験では、活性炭Ａの添加量を１１０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに設定し、吸着処理時にｐＨ未調整のケース（原水と比較してｐＨは０．２～０．４ポイント上昇）と、ｐＨ３．６の酸性雰囲気に調整したケースの試験を実施した。その結果を図７に示す。
ＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）についてはｐＨ調整の有無に関わらず８８～９９％以上濃度が低減した（ＰＦＨｐＡ、ＰＦＯＡは１ｎｇ／Ｌ未満まで低減。）。ｐＨを酸性雰囲気に調整するとＰＦＢＳ（Ｃ４）、ＰＦＰｅＳ（Ｃ５）についても９７～９９％以上の濃度低減が可能となった。
ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１１）については、炭素数が多いＣ７～Ｃ１１ではｐＨ調整の有無に関わらず９３～９９％以上濃度が低減した（初期濃度が低いＰＦＤＡ（Ｃ１０）を除く。ＰＦＤＡ、ＰＦＵｎＤＡは１ｎｇ／Ｌ未満まで低減。）。ｐＨを酸性雰囲気に調整するとＰＦＨｐＡ（Ｃ７）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）についてはさらに濃度が低減した。炭素数が少ないＣ４～Ｃ６では、ｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少した。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、ｐＨ未調整のケースと比較して濃度は低減した。処理水（３）ではＰＦＨｘＡ（Ｃ６）で６８％→９８％、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）で６６％→９６％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）で０％→７９％と濃度低減効果が大きく向上した。
なお、試料水Ｃには鉄、マンガンが他の試料水と比較して高い濃度で含まれていたが、ＰＦＡＳ類吸着処理に支障は見られなかった。
【0040】
２．２．３ 試料水Ｄ（地下水）
試料水Ｄを用いた吸着処理試験では、直前の調査でＰＦＯＳを１，１００ｎｇ／Ｌ検出していたことを踏まえ、活性炭Ａの添加量を１１０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに設定し、吸着処理時にｐＨ未調整のケース（原水と比較してｐＨは０．１～０．３ポイント上昇）と、ｐＨ４．０の酸性雰囲気に調整したケースの試験を実施した。その結果を図８に示す。
ＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）についてはｐＨ調整の有無に関わらず９６～９９％以上濃度が低減した。
ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）については、炭素数が多いＰＦＨｐＡ（Ｃ７）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）でｐＨ未調整でも濃度低減効果が高く、ｐＨを酸性雰囲気に調整するとＰＦＨｐＡ、ＰＦＯＡは処理水（１）、処理水（３）共に定量下限値未満（１ｎｇ／Ｌ未満）まで濃度が低減した。炭素数が少ないＣ４～Ｃ６では、試料水Ｃのケースと同様に、ｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少した。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、処理水（１）、処理水（３）共にｐＨ未調整のケースと比較して濃度は低減した。処理水（３）ではＰＦＨｘＡ（Ｃ６）で８３％→９６％、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）で８３％→９８％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）で１５％→７３％と濃度低減効果が向上した。
試料水Ｄを用いた吸着処理試験では、直前の調査でＰＦＯＳを１，１００ｎｇ／Ｌ検出していたことを踏まえ、活性炭Ａの添加量を１１０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌに設定し、吸着処理時にｐＨ未調整のケース（原水と比較してｐＨは０．１～０．３ポイント上昇）と、ｐＨ４．０の酸性雰囲気に調整したケースの試験を実施した。その結果を図８に示す。
ＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）についてはｐＨ調整の有無に関わらず９６～９９％以上濃度が低減した。
ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）については、炭素数が多いＰＦＨｐＡ（Ｃ７）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）でｐＨ未調整でも濃度低減効果が高く、ｐＨを酸性雰囲気に調整するとＰＦＨｐＡ、ＰＦＯＡは処理水（１）、処理水（３）共に定量下限値未満（１ｎｇ／Ｌ未満）まで濃度が低減した。炭素数が少ないＣ４～Ｃ６では、試料水Ｃのケースと同様に、ｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少した。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、処理水（１）、処理水（３）共にｐＨ未調整のケースと比較して濃度は低減した。処理水（３）ではＰＦＨｘＡ（Ｃ６）で８３％→９６％、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）で８３％→９８％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）で１５％→７３％と濃度低減効果が向上した。
【0041】
［実証実験（２）］
１．実験方法
１．１ 粉末活性炭
実験には、比較的安価で取り扱いが容易な４種類の粉末活性炭（ＷＥＴ品：湿潤状態）を準備した。原料別に木質（活性炭Ａ）、ヤシ／木質（活性炭Ｂ）、石炭（活性炭Ｃ）、木質（活性炭Ｄ）の４種類で、いずれも水蒸気賦活で製造された一般的な製品で、浄水・排水処理、有機物除去等の用途に使用されている。また、植物由来の材料を原料として新規に開発された粉末活性炭（活性炭Ｅ：乾燥品・酸洗品）も検討に加えた。
試験に供する際には粉末活性炭の水分量を実測し、その値を用いて粉末活性炭の固形分質量を算出した。
１．実験方法
１．１ 粉末活性炭
実験には、比較的安価で取り扱いが容易な４種類の粉末活性炭（ＷＥＴ品：湿潤状態）を準備した。原料別に木質（活性炭Ａ）、ヤシ／木質（活性炭Ｂ）、石炭（活性炭Ｃ）、木質（活性炭Ｄ）の４種類で、いずれも水蒸気賦活で製造された一般的な製品で、浄水・排水処理、有機物除去等の用途に使用されている。また、植物由来の材料を原料として新規に開発された粉末活性炭（活性炭Ｅ：乾燥品・酸洗品）も検討に加えた。
試験に供する際には粉末活性炭の水分量を実測し、その値を用いて粉末活性炭の固形分質量を算出した。
【0042】
１．２ 試料水の性状及び分析方法
試料水として、試料水として、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳ等のＰＦＡＳ類を含む実際の河川水（試料水Ｂ、試料水Ｃ）を使用した。試料水のｐＨ、ＴＯＣ、鉄・マンガン濃度、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＳ（Ｃ６）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）の濃度を表３に示す。なお、試料水Ｂ、試料水Ｃについては、実証実験（１）で使用した試料水と基本的には同じものである。試料水Ｂ、試料水Ｃは試料採取日が異なる複数の試料を使用しており、また、同一採取日の試料でも実験実施の都度、濃度を測定しているため、濃度の範囲を示している。
試料水や処理水中のＰＦＡＳ類の分析は、前記環境省通知の付表１及びＪＩＳ Ｋ ０４５０－７０－１０に示された方法に従い固相抽出－ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ法で行った。混合標準液を用いてＰＦＯＳ類（ＰＦＳＡｓ：ペルフルオロスルホン酸類）はＣ４～Ｃ１２（ＰＦＢＳ～ＰＦＤｏＳ、ただしＣ１１を除く、Ｃ１２は直近の分析のみ。）、ＰＦＯＡ類（ＰＦＣＡｓ：ペルフルオロカルボン酸類）はＣ４～Ｃ１８（ＰＦＢＡ～ＰＦＯｃＤＡ 、ただしＣ１５、Ｃ１７を除く、Ｃ１６、Ｃ１８は直近の分析のみ。）の同族体を直鎖体のみ及び直鎖体＋分岐異性体で定量しており、ここでは直鎖体のみの結果を示している。また、分析ではＵＳ ＥＰＡ Ｍｅｔｈｏｄ １６３３に示された方法に従い、上記方法で測定可能な物質以外のＰＦＡＳ類：２１項目も分析した。ｐＨはＪＩＳ Ｋ ０１０２－１２．１、ＴＯＣはＪＩＳ Ｋ ０１０２－２２．１、鉄はＪＩＳ Ｋ ０１０２－５７．４、マンガンはＪＩＳ Ｋ ０１０２－５６．４に従って測定した。
試料水Ｂは河川水でＰＦＣＡｓを主体として含んでおり、ＰＦＯＡが３，６００～６，
７００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが８，８００～２２，０００ｎｇ／Ｌと高濃度で、他にＣ４～Ｃ１２の同族体を含んでいた。また、ＰＦＳＡｓも低濃度であるがＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ、ＰＦＢＳ（Ｃ４）が含まれていた。ＰＦＡＳ類連物質としては、ＨＦＰＯ－ＤＡ（ヘキサフルオロプロピレンオキシドダイマー酸）が１，２００～１，３００ｎｇ／Ｌ、８：２ＦＴＳ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロデカンスルホン酸）、ＰＦＯＳＡ（ペルフルオロオクタンスルホンアミド）、３：３ＦＴＣＡ（２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ペルフルオロヘキサン酸）が数ｎｇ／Ｌ程度含まれていた。
試料水Ｃは試料水Ｂとは異なる河川水で、ＰＦＯＳが１４０～５００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＳが６５０～２，２００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＯＡが１４０～３００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが３５０～６７０ｎｇ／Ｌ含まれていた。他にＰＦＳＡｓはＣ４～Ｃ７、ＰＦＣＡｓはＣ４～Ｃ１１の同族体を含んでいた。ＰＦＡＳ類連物質としては、６：２ＦＴＳ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロオクタンスルホン酸）が２７０～３１０ｎｇ／Ｌ、８：２ＦＴＳが１７～２５ｎｇ／Ｌ、ＰＦＯＳＡが４０～４８ｎｇ／Ｌ、４：２ＦＴＳ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロヘキサンスルホン酸）が数ｎｇ／Ｌ程度含まれていた。鉄、マンガン濃度が試料水Ｂと比較して高い値であった。
試料水として、試料水として、ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳ等のＰＦＡＳ類を含む実際の河川水（試料水Ｂ、試料水Ｃ）を使用した。試料水のｐＨ、ＴＯＣ、鉄・マンガン濃度、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＳ（Ｃ６）、ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）の濃度を表３に示す。なお、試料水Ｂ、試料水Ｃについては、実証実験（１）で使用した試料水と基本的には同じものである。試料水Ｂ、試料水Ｃは試料採取日が異なる複数の試料を使用しており、また、同一採取日の試料でも実験実施の都度、濃度を測定しているため、濃度の範囲を示している。
試料水や処理水中のＰＦＡＳ類の分析は、前記環境省通知の付表１及びＪＩＳ Ｋ ０４５０－７０－１０に示された方法に従い固相抽出－ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ法で行った。混合標準液を用いてＰＦＯＳ類（ＰＦＳＡｓ：ペルフルオロスルホン酸類）はＣ４～Ｃ１２（ＰＦＢＳ～ＰＦＤｏＳ、ただしＣ１１を除く、Ｃ１２は直近の分析のみ。）、ＰＦＯＡ類（ＰＦＣＡｓ：ペルフルオロカルボン酸類）はＣ４～Ｃ１８（ＰＦＢＡ～ＰＦＯｃＤＡ 、ただしＣ１５、Ｃ１７を除く、Ｃ１６、Ｃ１８は直近の分析のみ。）の同族体を直鎖体のみ及び直鎖体＋分岐異性体で定量しており、ここでは直鎖体のみの結果を示している。また、分析ではＵＳ ＥＰＡ Ｍｅｔｈｏｄ １６３３に示された方法に従い、上記方法で測定可能な物質以外のＰＦＡＳ類：２１項目も分析した。ｐＨはＪＩＳ Ｋ ０１０２－１２．１、ＴＯＣはＪＩＳ Ｋ ０１０２－２２．１、鉄はＪＩＳ Ｋ ０１０２－５７．４、マンガンはＪＩＳ Ｋ ０１０２－５６．４に従って測定した。
試料水Ｂは河川水でＰＦＣＡｓを主体として含んでおり、ＰＦＯＡが３，６００～６，
７００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが８，８００～２２，０００ｎｇ／Ｌと高濃度で、他にＣ４～Ｃ１２の同族体を含んでいた。また、ＰＦＳＡｓも低濃度であるがＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ、ＰＦＢＳ（Ｃ４）が含まれていた。ＰＦＡＳ類連物質としては、ＨＦＰＯ－ＤＡ（ヘキサフルオロプロピレンオキシドダイマー酸）が１，２００～１，３００ｎｇ／Ｌ、８：２ＦＴＳ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロデカンスルホン酸）、ＰＦＯＳＡ（ペルフルオロオクタンスルホンアミド）、３：３ＦＴＣＡ（２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ペルフルオロヘキサン酸）が数ｎｇ／Ｌ程度含まれていた。
試料水Ｃは試料水Ｂとは異なる河川水で、ＰＦＯＳが１４０～５００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＳが６５０～２，２００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＯＡが１４０～３００ｎｇ／Ｌ、ＰＦＨｘＡが３５０～６７０ｎｇ／Ｌ含まれていた。他にＰＦＳＡｓはＣ４～Ｃ７、ＰＦＣＡｓはＣ４～Ｃ１１の同族体を含んでいた。ＰＦＡＳ類連物質としては、６：２ＦＴＳ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロオクタンスルホン酸）が２７０～３１０ｎｇ／Ｌ、８：２ＦＴＳが１７～２５ｎｇ／Ｌ、ＰＦＯＳＡが４０～４８ｎｇ／Ｌ、４：２ＦＴＳ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロヘキサンスルホン酸）が数ｎｇ／Ｌ程度含まれていた。鉄、マンガン濃度が試料水Ｂと比較して高い値であった。
【0043】
【表3】
【0044】
１．３ 粉末活性炭のＰＦＡＳ類吸着量比較実験
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＥのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った。容量２Ｌ、１Ｌ若しくは５００ｍＬのＰＰ製ディスポーザルカップに試料水２Ｌ、１Ｌ若しくは５００ｍＬを量り取り、粉末活性炭Ａ～Ｅを試料水に応じて添加量１００～３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度を基本として、２５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ～最大５４０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌの範囲で数水準変化させて試料水に添加し、撹拌機を用いて２０℃程度に調整した室温で１時間撹拌した。撹拌中にｐＨ調整は行わなかった。撹拌終了後に速やかに５Ｃ濾紙で濾過して濾水を得た。試料水及び濾中のＰＦＡＳ類濃度を差し引いた値から、粉末活性炭の固形分に対する吸着量を算出した。
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＥのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った。容量２Ｌ、１Ｌ若しくは５００ｍＬのＰＰ製ディスポーザルカップに試料水２Ｌ、１Ｌ若しくは５００ｍＬを量り取り、粉末活性炭Ａ～Ｅを試料水に応じて添加量１００～３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度を基本として、２５ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ～最大５４０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌの範囲で数水準変化させて試料水に添加し、撹拌機を用いて２０℃程度に調整した室温で１時間撹拌した。撹拌中にｐＨ調整は行わなかった。撹拌終了後に速やかに５Ｃ濾紙で濾過して濾水を得た。試料水及び濾中のＰＦＡＳ類濃度を差し引いた値から、粉末活性炭の固形分に対する吸着量を算出した。
【0045】
１．４ ｐＨを酸性側に調整した場合のＰＦＡＳ類吸着除去効果比較実験
実証試験（１）では実処理で想定している吸着処理フロー（図１）を勘案し、活性炭Ａ
（木質）を用いて５０Ｌ規模の室内吸着処理試験をバッチ試験で実施した。その際、工業用希硫酸（６２．５％）を用いてｐＨを４程度に調整して粉末活性炭に吸着させるケースについても試験を行った。その結果、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、粉末活性炭への吸着性が悪いＣ４～Ｃ６のＰＦＣＡｓにおいてもｐＨ未調整のケースと比較して濃度は低減し、ほとんど活性炭に吸着しなかったＰＦＢＡ（Ｃ４）でも７０～８０％程度の濃度低減効果が得られることを確認した。
そこで、活性炭Ｄ（木質）及び活性炭Ｅ（植物）について、１．３に示す方法で、希硫酸を用いてｐＨを４程度に調整して吸着させるケースの実験を併せて行い、ｐＨ調整によるＰＦＡＳ類濃度低減効果を確認した。活性炭Ａとの比較は、実証実験（１）の室内吸着処理試験における「処理水（１）」（１段処理での処理水を想定）の結果と比較した。
実証試験（１）では実処理で想定している吸着処理フロー（図１）を勘案し、活性炭Ａ
（木質）を用いて５０Ｌ規模の室内吸着処理試験をバッチ試験で実施した。その際、工業用希硫酸（６２．５％）を用いてｐＨを４程度に調整して粉末活性炭に吸着させるケースについても試験を行った。その結果、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、粉末活性炭への吸着性が悪いＣ４～Ｃ６のＰＦＣＡｓにおいてもｐＨ未調整のケースと比較して濃度は低減し、ほとんど活性炭に吸着しなかったＰＦＢＡ（Ｃ４）でも７０～８０％程度の濃度低減効果が得られることを確認した。
そこで、活性炭Ｄ（木質）及び活性炭Ｅ（植物）について、１．３に示す方法で、希硫酸を用いてｐＨを４程度に調整して吸着させるケースの実験を併せて行い、ｐＨ調整によるＰＦＡＳ類濃度低減効果を確認した。活性炭Ａとの比較は、実証実験（１）の室内吸着処理試験における「処理水（１）」（１段処理での処理水を想定）の結果と比較した。
【0046】
２．実験結果及び考察
２．１ 粉末活性炭へのＰＦＡＳ類吸着量の比較
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＥのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った。その結果を図９に示す。
原水で検出されたＰＦＡＳ類は全て分析しており、それぞれの吸着量を算出しているが、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ及びＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡの結果を示している。なお、吸着処理中にｐＨ調整は行っておらず、粉末活性炭Ａ～Ｄ（未洗品）はアルカリ性であることから、濾水のｐＨは原水と比較して０．２～０．７ポイント程度上昇した。
試料水ＣにはＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡｓの両方とも同程度の濃度で含まれていたが、図９の結果からは、同様の平衡濃度であれば、ＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ（ＰＦＳＡｓ）の方がＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）よりも吸着量が多かった。
試料水ＢはＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）が主体で高濃度に含まれていたが、試料水Ｃと比較して、同様の平衡濃度であれば、試料水Ｂの方が活性炭へのＰＦＣＡｓ吸着量が多い結果であった。
ＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡｓのいずれも、対象水が異なると（試料水ＢとＣでは）ＰＦＡＳ類の吸着量が異なることが確認できた。対象水によってＰＦＡＳ類度や含まれるマトリックスが異なることが要因と考えられる。また、当然ではあるが、平衡濃度が高いと吸着量が増加する（水中に吸着する物質が多いと多くの量が吸着し、吸着する物質が少ないと少ない量しか吸着しない。）。したがって、平衡濃度が高い状態を処理プロセスの中に作った方が、粉末活性炭の持つ吸着能力をより多く発揮できることに繋がるため、図２に示した２段処理フローが好ましいということができる。
粉末活性炭の種類（活性炭Ａ：木質、活性炭Ｂ：ヤシ／木質、活性炭Ｃ：石炭、活性炭Ｄ：木質、活性炭Ｅ：植物）によってＰＦＡＳ類の吸着量に大きな差異は認められなかった。
２．１ 粉末活性炭へのＰＦＡＳ類吸着量の比較
試料水Ｂ及び試料水Ｃを用いて、粉末活性炭Ａ～ＥのＰＦＡＳ類吸着量の把握を行った。その結果を図９に示す。
原水で検出されたＰＦＡＳ類は全て分析しており、それぞれの吸着量を算出しているが、主なＰＦＡＳ類としてＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ及びＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡの結果を示している。なお、吸着処理中にｐＨ調整は行っておらず、粉末活性炭Ａ～Ｄ（未洗品）はアルカリ性であることから、濾水のｐＨは原水と比較して０．２～０．７ポイント程度上昇した。
試料水ＣにはＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡｓの両方とも同程度の濃度で含まれていたが、図９の結果からは、同様の平衡濃度であれば、ＰＦＯＳ、ＰＦＨｘＳ（ＰＦＳＡｓ）の方がＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）よりも吸着量が多かった。
試料水ＢはＰＦＯＡ、ＰＦＨｘＡ（ＰＦＣＡｓ）が主体で高濃度に含まれていたが、試料水Ｃと比較して、同様の平衡濃度であれば、試料水Ｂの方が活性炭へのＰＦＣＡｓ吸着量が多い結果であった。
ＰＦＳＡｓ、ＰＦＣＡｓのいずれも、対象水が異なると（試料水ＢとＣでは）ＰＦＡＳ類の吸着量が異なることが確認できた。対象水によってＰＦＡＳ類度や含まれるマトリックスが異なることが要因と考えられる。また、当然ではあるが、平衡濃度が高いと吸着量が増加する（水中に吸着する物質が多いと多くの量が吸着し、吸着する物質が少ないと少ない量しか吸着しない。）。したがって、平衡濃度が高い状態を処理プロセスの中に作った方が、粉末活性炭の持つ吸着能力をより多く発揮できることに繋がるため、図２に示した２段処理フローが好ましいということができる。
粉末活性炭の種類（活性炭Ａ：木質、活性炭Ｂ：ヤシ／木質、活性炭Ｃ：石炭、活性炭Ｄ：木質、活性炭Ｅ：植物）によってＰＦＡＳ類の吸着量に大きな差異は認められなかった。
【0047】
２．２ ＰＦＡＳ類吸着除去効果の比較（ｐＨ未調整及びｐＨを酸性側に調整）
２．２．１ 試料水Ｂ（河川水）
２．１の結果を踏まえ、試料水Ｂを用いた吸着処理試験では、活性炭Ｄ（木質：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ｅ（植物：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）のＰＦＡＳ類吸着除去効果について、活性炭Ａ（木質：３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、実証試験（１）の処理水（１））と比較した結果を図１０に示す。
活性炭Ｄ、Ｅともに、活性炭Ａと同様のＰＦＡＳ類除去効果を示した。すなわち、粉末活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度において、Ｃ９～Ｃ１２のＰＦＣＡｓは１ｎｇ／Ｌ～定量下限値未満（１ｎｇ／Ｌ未満）まで濃度が低減し、ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｐＡ（Ｃ７）も９９％以上、ＰＦＨｐＡは９７％以上濃度が低減した。ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）は原水濃度が高濃度でバラツキがあるが、９５～９８％濃度が低減した。ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）、ＰＦＢＡ（Ｃ４）と炭素数が少なくなると活性炭への吸着量は低下し、ＰＦＢＡは３８～５７％程度の濃度低減にとどまった。ＰＦＢＡの除去効果に着目すると、活性炭
Ｄ＞活性炭Ｅ＞活性炭Ａの順で除去効果が高かった。
試料水Ｂの直近の分析では１，２００～１，３００ｎｇ／ＬのＨＦＰＯ－ＤＡを確認したが、粉末活性炭による吸着処理により濃度が低減すること、添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度において９８％程度濃度が低減すること、８：２ＦＴＳ、ＰＦＯＳＡ、３：３ＦＴＣＡについても濃度が低減することを確認した。
吸着処理中にｐＨを４．０と酸性雰囲気に調整したケースにおいて、活性炭Ｄ（木質：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）、活性炭Ｅ（植物：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ａ（木質：３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、実証実験（１）の処理水（１））のＰＦＡＳ類除去効果について比較した結果を図１１に示す。
ｐＨ４の酸性雰囲気で吸着処理することで、粉末活性炭に対するＰＦＡＳ類の吸着量は増加し、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）では８０～９３％→９６～９８％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）についても３８～５７％→８２～８５％と濃度低減効果が向上することが確認できた。ＰＦＡＳ類を活性炭吸着処理する際に、ｐＨを酸性雰囲気に調整することが非常に効果的であることを改めて確認した。また、ＨＦＰＯ－ＤＡ、８：２ＦＴＳ、ＰＦＯＳＡ、３：３ＦＴＣＡについても濃度低減効果が酸性雰囲気で向上した。
２．２．１ 試料水Ｂ（河川水）
２．１の結果を踏まえ、試料水Ｂを用いた吸着処理試験では、活性炭Ｄ（木質：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ｅ（植物：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）のＰＦＡＳ類吸着除去効果について、活性炭Ａ（木質：３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、実証試験（１）の処理水（１））と比較した結果を図１０に示す。
活性炭Ｄ、Ｅともに、活性炭Ａと同様のＰＦＡＳ類除去効果を示した。すなわち、粉末活性炭添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度において、Ｃ９～Ｃ１２のＰＦＣＡｓは１ｎｇ／Ｌ～定量下限値未満（１ｎｇ／Ｌ未満）まで濃度が低減し、ＰＦＯＡ（Ｃ８）、ＰＦＨｐＡ（Ｃ７）も９９％以上、ＰＦＨｐＡは９７％以上濃度が低減した。ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）は原水濃度が高濃度でバラツキがあるが、９５～９８％濃度が低減した。ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）、ＰＦＢＡ（Ｃ４）と炭素数が少なくなると活性炭への吸着量は低下し、ＰＦＢＡは３８～５７％程度の濃度低減にとどまった。ＰＦＢＡの除去効果に着目すると、活性炭
Ｄ＞活性炭Ｅ＞活性炭Ａの順で除去効果が高かった。
試料水Ｂの直近の分析では１，２００～１，３００ｎｇ／ＬのＨＦＰＯ－ＤＡを確認したが、粉末活性炭による吸着処理により濃度が低減すること、添加量３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度において９８％程度濃度が低減すること、８：２ＦＴＳ、ＰＦＯＳＡ、３：３ＦＴＣＡについても濃度が低減することを確認した。
吸着処理中にｐＨを４．０と酸性雰囲気に調整したケースにおいて、活性炭Ｄ（木質：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）、活性炭Ｅ（植物：３０３ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ａ（木質：３００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、実証実験（１）の処理水（１））のＰＦＡＳ類除去効果について比較した結果を図１１に示す。
ｐＨ４の酸性雰囲気で吸着処理することで、粉末活性炭に対するＰＦＡＳ類の吸着量は増加し、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）では８０～９３％→９６～９８％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）についても３８～５７％→８２～８５％と濃度低減効果が向上することが確認できた。ＰＦＡＳ類を活性炭吸着処理する際に、ｐＨを酸性雰囲気に調整することが非常に効果的であることを改めて確認した。また、ＨＦＰＯ－ＤＡ、８：２ＦＴＳ、ＰＦＯＳＡ、３：３ＦＴＣＡについても濃度低減効果が酸性雰囲気で向上した。
【0048】
２．２．２ 試料水Ｃ（河川水）
２．１で示した試験結果（吸着処理中のｐＨは未調整）のうち、試料水Ｃを用いたケースにおいて、活性炭Ｄ（木質：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ｅ（植物：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）のＰＦＡＳ類吸着除去効果について、活性炭Ａ（木質：１１０ ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、実証実験（１）の処理水（１））と比較した結果を図１２に示す。
試料水Ｃを用いたケースにおいても、活性炭Ｄ、Ｅともに、活性炭Ａと概ね同様のＰＦＡＳ類除去効果を示した。すなわち、粉末活性炭添加量１００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度において、ＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）は９０～９９％以上濃度が低減した。ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１１）については、炭素数が多いＣ７～Ｃ１１では９３～９９％以上濃度が低減した（初期濃度が低いＰＦＤＡ（Ｃ１０）を除く。）。ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）については、活性炭Ａではそれぞれ１０％程度、５０％程度の濃度低減にとどまったが、活性炭Ｄ、Ｅではそれぞれ９１～９２％程度、６７～７２％程度濃度が低減した。また、ＰＦＢＡ（Ｃ４）については、活性炭Ａでは濃度低減が見られなかったが、活性炭Ｄ、Ｅでは２５～３０％程度が低減した。試料水ＣではＣ４～Ｃ６のＰＦＣＡｓに対して、粉末活性炭の種類（活性炭Ａ：木質、活性炭Ｄ：木質、活性炭Ｅ：植物）によって吸着量の差異が若干認められた。試料水Ｃの直近の分析では２７０～３１０ｎｇ／Ｌの６：２ＦＴＳのほか、８：２ＦＴＳ（１７～２５ｎｇ／Ｌ）、ＰＦＯＳＡ（４０～４８ｎｇ／Ｌ）、４：２ＦＴＳ（数ｎｇ／Ｌ程度）を確認したが、粉末活性炭による吸着処理により濃度が低減することを確認した。
吸着処理中にｐＨを４．０と酸性雰囲気に調整したケースにおいて、活性炭Ｄ（木質：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）、活性炭Ｅ（植物：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ａ（木質；１１０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、ｐＨを３．６に調整、実証実験（１）の処理水（１））のＰＦＡＳ類除去効果について比較した結果を図１３に示す。
ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、粉末活性炭に対するＰＦＡＳ類の吸着量は増加し、ＰＦＢＳ（Ｃ４）についても９６～９８％程度の濃度低減が可能となった。炭素数が少ないＣ４～Ｃ６のＰＦＣＡｓでは、ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）で１０～９２％→８１～９７％、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）で５０～７２％→８４～８９％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）では０～３０％→４８～６３％と濃度低減効果が大きく向上した。ＰＦＡＳ類を活性炭吸着処理する際に、ｐＨを酸性雰囲気に調整することが非常に効果的であることを改めて確認した。また、６：２ＦＴＳ、８：２ＦＴＳ、ＰＦＯＳＡ、４：２ＦＴＳについても酸性雰囲気での濃度低減効果を確認した。
なお、試料水Ｃには鉄、マンガンが試料水Ｂと比較して高い濃度で含まれていたが、ＰＦＡＳ類吸着処理に支障は見られなかった。
２．１で示した試験結果（吸着処理中のｐＨは未調整）のうち、試料水Ｃを用いたケースにおいて、活性炭Ｄ（木質：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ｅ（植物：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）のＰＦＡＳ類吸着除去効果について、活性炭Ａ（木質：１１０ ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、実証実験（１）の処理水（１））と比較した結果を図１２に示す。
試料水Ｃを用いたケースにおいても、活性炭Ｄ、Ｅともに、活性炭Ａと概ね同様のＰＦＡＳ類除去効果を示した。すなわち、粉末活性炭添加量１００ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ程度において、ＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）は９０～９９％以上濃度が低減した。ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１１）については、炭素数が多いＣ７～Ｃ１１では９３～９９％以上濃度が低減した（初期濃度が低いＰＦＤＡ（Ｃ１０）を除く。）。ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）については、活性炭Ａではそれぞれ１０％程度、５０％程度の濃度低減にとどまったが、活性炭Ｄ、Ｅではそれぞれ９１～９２％程度、６７～７２％程度濃度が低減した。また、ＰＦＢＡ（Ｃ４）については、活性炭Ａでは濃度低減が見られなかったが、活性炭Ｄ、Ｅでは２５～３０％程度が低減した。試料水ＣではＣ４～Ｃ６のＰＦＣＡｓに対して、粉末活性炭の種類（活性炭Ａ：木質、活性炭Ｄ：木質、活性炭Ｅ：植物）によって吸着量の差異が若干認められた。試料水Ｃの直近の分析では２７０～３１０ｎｇ／Ｌの６：２ＦＴＳのほか、８：２ＦＴＳ（１７～２５ｎｇ／Ｌ）、ＰＦＯＳＡ（４０～４８ｎｇ／Ｌ）、４：２ＦＴＳ（数ｎｇ／Ｌ程度）を確認したが、粉末活性炭による吸着処理により濃度が低減することを確認した。
吸着処理中にｐＨを４．０と酸性雰囲気に調整したケースにおいて、活性炭Ｄ（木質：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）、活性炭Ｅ（植物：１０１ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ）及び活性炭Ａ（木質；１１０ｍｇ－ｄｒｙ／Ｌ、ｐＨを３．６に調整、実証実験（１）の処理水（１））のＰＦＡＳ類除去効果について比較した結果を図１３に示す。
ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、粉末活性炭に対するＰＦＡＳ類の吸着量は増加し、ＰＦＢＳ（Ｃ４）についても９６～９８％程度の濃度低減が可能となった。炭素数が少ないＣ４～Ｃ６のＰＦＣＡｓでは、ＰＦＨｘＡ（Ｃ６）で１０～９２％→８１～９７％、ＰＦＰｅＡ（Ｃ５）で５０～７２％→８４～８９％、ＰＦＢＡ（Ｃ４）では０～３０％→４８～６３％と濃度低減効果が大きく向上した。ＰＦＡＳ類を活性炭吸着処理する際に、ｐＨを酸性雰囲気に調整することが非常に効果的であることを改めて確認した。また、６：２ＦＴＳ、８：２ＦＴＳ、ＰＦＯＳＡ、４：２ＦＴＳについても酸性雰囲気での濃度低減効果を確認した。
なお、試料水Ｃには鉄、マンガンが試料水Ｂと比較して高い濃度で含まれていたが、ＰＦＡＳ類吸着処理に支障は見られなかった。
【0049】
ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含む実際の河川水、地下水を用いて実施した粉末活性炭を用いた吸着処理の実証実験（１）及び（２）を行った結果から、以下のことが分かった。
・浄水・排水処理、有機物除去等の用途に一般的に使用されている粉末活性炭（木質、ヤシ／木質、石炭）や植物由来の新規の活性炭を用いたＰＦＡＳ類吸着量比較実験では、活性炭原料によって吸着量に大きな差がない。
・対象水によって平衡濃度と吸着量の関係が異なる。
・実処理で想定している吸着処理フローを模擬した５０Ｌ規模の室内吸着処理試験では、吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらずＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）は粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１２）のうち、炭素数が多いＣ７～Ｃ１２では、吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらず粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。Ｃ４～Ｃ６ではｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少し、特にＰＦＢＡ（Ｃ４）はほとんど活性炭には吸着しなかった。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、ｐＨ未調整のケースと比較して濃度はさらに低減し、ＰＦＢＡ（Ｃ４）でも７０～８０％程度の濃度低減効果が得られることを確認した。ここで、ｐＨは、５以下、好ましくは、４以下の酸性雰囲気に調整することが好ましいといえる。なお、ｐＨ３を下回る強酸性雰囲気は、設備の対策が必要となる。また、処理対象水に含まれる炭素数が６以下の有機フッ素化合物（特に、ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ６））の濃度が所定値（基準値）以上の場合に、酸を供給するようにすることにより、酸の使用量を適正化し、処理水（濾過水）の後処理（中和処理）の負荷を軽減することができる。
・実証試験（２）では、活性炭Ｄ（木質）、活性炭Ｅ（植物）のＰＦＡＳ類吸着除去効果（濃度低減効果）を活性炭Ａ（木質）と比較する形で、試料水Ｂ、試料水Ｃに対する結果を整理した。吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらずＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）は粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１２）のうち、炭素数が多いＣ７～Ｃ１２では、吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらず粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。Ｃ４～Ｃ６ではｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少し、特にＰＦＢＡ（Ｃ４）は活性炭に吸着しにくかった。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、ｐＨ未調整のケースと比較して濃度はさらに低減し、ＰＦＢＡ（Ｃ４）でも４８～６３％程度の濃度低減効果が得られることを確認した。なお、これらの濃度低減効果は、実処理で想定している吸着処理フロー（図１）の１段処理での処理水で得られる効果であり、特に酸性雰囲気での処理では、２段処理によりさらに大きな濃度低減効果が期待できると考えられる。
・粉末活性炭による吸着処理後にはＰＦＡＳ類を吸着した使用済み活性炭（廃活性炭）が発生する（今回の吸着処理試験では精密濾過後の「洗浄水（濃縮水）」がこれに該当する。）。この廃活性炭に含まれるＰＦＡＳ類については、最終的には、適切かつ確実に分解処理される必要があり、例えば、廃活性炭を分解炉において焼却することで、活性炭に吸着したＰＦＡＳ類等の有機化合物を熱分解するようにしたり、適切な設備を備えた産業廃棄物処理施設に持ち込んでそこで処理するようにしたりすることが考えられる。
・浄水・排水処理、有機物除去等の用途に一般的に使用されている粉末活性炭（木質、ヤシ／木質、石炭）や植物由来の新規の活性炭を用いたＰＦＡＳ類吸着量比較実験では、活性炭原料によって吸着量に大きな差がない。
・対象水によって平衡濃度と吸着量の関係が異なる。
・実処理で想定している吸着処理フローを模擬した５０Ｌ規模の室内吸着処理試験では、吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらずＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）は粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１２）のうち、炭素数が多いＣ７～Ｃ１２では、吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらず粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。Ｃ４～Ｃ６ではｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少し、特にＰＦＢＡ（Ｃ４）はほとんど活性炭には吸着しなかった。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、ｐＨ未調整のケースと比較して濃度はさらに低減し、ＰＦＢＡ（Ｃ４）でも７０～８０％程度の濃度低減効果が得られることを確認した。ここで、ｐＨは、５以下、好ましくは、４以下の酸性雰囲気に調整することが好ましいといえる。なお、ｐＨ３を下回る強酸性雰囲気は、設備の対策が必要となる。また、処理対象水に含まれる炭素数が６以下の有機フッ素化合物（特に、ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ６））の濃度が所定値（基準値）以上の場合に、酸を供給するようにすることにより、酸の使用量を適正化し、処理水（濾過水）の後処理（中和処理）の負荷を軽減することができる。
・実証試験（２）では、活性炭Ｄ（木質）、活性炭Ｅ（植物）のＰＦＡＳ類吸着除去効果（濃度低減効果）を活性炭Ａ（木質）と比較する形で、試料水Ｂ、試料水Ｃに対する結果を整理した。吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらずＰＦＳＡｓ（Ｃ４～Ｃ８）は粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。ＰＦＣＡｓ（Ｃ４～Ｃ１２）のうち、炭素数が多いＣ７～Ｃ１２では、吸着処理時のｐＨ調整の有無に関わらず粉末活性炭への吸着性がよく、濃度低減効果が大きかった。Ｃ４～Ｃ６ではｐＨ未調整のケースで明らかに吸着量が減少し、特にＰＦＢＡ（Ｃ４）は活性炭に吸着しにくかった。一方、ｐＨを酸性雰囲気に調整すると、ｐＨ未調整のケースと比較して濃度はさらに低減し、ＰＦＢＡ（Ｃ４）でも４８～６３％程度の濃度低減効果が得られることを確認した。なお、これらの濃度低減効果は、実処理で想定している吸着処理フロー（図１）の１段処理での処理水で得られる効果であり、特に酸性雰囲気での処理では、２段処理によりさらに大きな濃度低減効果が期待できると考えられる。
・粉末活性炭による吸着処理後にはＰＦＡＳ類を吸着した使用済み活性炭（廃活性炭）が発生する（今回の吸着処理試験では精密濾過後の「洗浄水（濃縮水）」がこれに該当する。）。この廃活性炭に含まれるＰＦＡＳ類については、最終的には、適切かつ確実に分解処理される必要があり、例えば、廃活性炭を分解炉において焼却することで、活性炭に吸着したＰＦＡＳ類等の有機化合物を熱分解するようにしたり、適切な設備を備えた産業廃棄物処理施設に持ち込んでそこで処理するようにしたりすることが考えられる。
【0050】
ところで、上記実証実験（１）及び（２）は、ｐＨが中性域の処理対象水（ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含む実際の河川水、地下水）を用い、ｐＨを酸性雰囲気に調整した場合のＰＦＡＳ類濃度低減効果を確認したが、処理対象水が、例えば、ｐＨ３以下、さらには、ｐＨ１以下の強酸性であり、処理対象水のｐＨ値を実質的に未調整の状態で一次反応槽に供給する場合について、以下に記載する室内試験を行った。
【0051】
［実証実験（３）］
１．実験方法
処理対象水（ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含むｐＨ１以下（ガラス電極による実測値：ｐＨ０．５８）の強酸性の原水）を用い、原水に対して、表４に示すように、粉末活性炭（ケース１～３）に加えて消石灰（ケース４のみ）、有機物除去剤（多木化学社
製ノニオン系有機物除去剤「タキフロック（登録商標）Ｌ－２」）（ケース５のみ）、高分子凝集剤（多木化学社製ノニオン系高分子凝集剤「タキフロック（登録商標）Ｎ－１００Ｔ」）（ケース６のみ）をそれぞれ添加し、吸着処理の実証実験を行った。
ここで、ケース１～３は、水量５００ｍＬ、粉末活性炭を所定量添加し、室温（２０℃）で１時間撹拌後、５Ｃ濾紙で濾過操作、濾液を検液とした。ケース４は、事前に消石灰を所定量添加して撹拌したものを５００ｍＬ用意し、粉末活性炭を所定量添加し、室温（２０℃）で１時間撹拌後、５Ｃ濾紙で濾過操作、濾液を検液とした。ケース５～６は、水量５００ｍＬ、有機物除去剤又は高分子凝集剤を所定量添加し、室温（２０℃）で３０分間撹拌後、粉末活性炭を所定量添加し、室温（２０℃）で１時間撹拌後、５Ｃ濾紙で濾過操作、濾液を検液とした。
吸着処理は、水量５００ｍＬ、室温２０℃で、撹拌機を使用して１時間撹拌処理を行い、その後、５Ｃ濾紙で濾過して得た濾水を検体とし、ＰＦＡＳ類等の分析を行った。ここで、ＰＦＡＳ類の分析は同族体を直鎖体のみ及び直鎖体＋分岐異性体で定量しており、ここでは直鎖体＋分岐異性体のみの結果を示している。
ここで、消石灰は、多価カチオン元素を含有する処理剤として添加するもので、ｐＨ値の調整を目的とするものではない。多価カチオン元素としては、Ｃａのほか、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉ等を挙げることができる。ちなみに、消石灰を添加したケース４の処理対象水の最終ｐＨ値は、ｐＨ０．６６であった。
また、有機物除去剤や高分子凝集剤は、ＰＦＡＳ類と水溶性高分子材料との吸着等の種々の相互作用の効果（粉末活性炭への吸着量向上効果）を確認するために添加した。
１．実験方法
処理対象水（ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含むｐＨ１以下（ガラス電極による実測値：ｐＨ０．５８）の強酸性の原水）を用い、原水に対して、表４に示すように、粉末活性炭（ケース１～３）に加えて消石灰（ケース４のみ）、有機物除去剤（多木化学社
製ノニオン系有機物除去剤「タキフロック（登録商標）Ｌ－２」）（ケース５のみ）、高分子凝集剤（多木化学社製ノニオン系高分子凝集剤「タキフロック（登録商標）Ｎ－１００Ｔ」）（ケース６のみ）をそれぞれ添加し、吸着処理の実証実験を行った。
ここで、ケース１～３は、水量５００ｍＬ、粉末活性炭を所定量添加し、室温（２０℃）で１時間撹拌後、５Ｃ濾紙で濾過操作、濾液を検液とした。ケース４は、事前に消石灰を所定量添加して撹拌したものを５００ｍＬ用意し、粉末活性炭を所定量添加し、室温（２０℃）で１時間撹拌後、５Ｃ濾紙で濾過操作、濾液を検液とした。ケース５～６は、水量５００ｍＬ、有機物除去剤又は高分子凝集剤を所定量添加し、室温（２０℃）で３０分間撹拌後、粉末活性炭を所定量添加し、室温（２０℃）で１時間撹拌後、５Ｃ濾紙で濾過操作、濾液を検液とした。
吸着処理は、水量５００ｍＬ、室温２０℃で、撹拌機を使用して１時間撹拌処理を行い、その後、５Ｃ濾紙で濾過して得た濾水を検体とし、ＰＦＡＳ類等の分析を行った。ここで、ＰＦＡＳ類の分析は同族体を直鎖体のみ及び直鎖体＋分岐異性体で定量しており、ここでは直鎖体＋分岐異性体のみの結果を示している。
ここで、消石灰は、多価カチオン元素を含有する処理剤として添加するもので、ｐＨ値の調整を目的とするものではない。多価カチオン元素としては、Ｃａのほか、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉ等を挙げることができる。ちなみに、消石灰を添加したケース４の処理対象水の最終ｐＨ値は、ｐＨ０．６６であった。
また、有機物除去剤や高分子凝集剤は、ＰＦＡＳ類と水溶性高分子材料との吸着等の種々の相互作用の効果（粉末活性炭への吸着量向上効果）を確認するために添加した。
【0052】
【表4】
【0053】
【0054】
【表5】
【0055】
【表6】
【0056】
【表7】
【0057】
処理対象水（ＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ等のＰＦＡＳ類を含むｐＨ１以下（ガラス電極による実測値：ｐＨ０．５８）の強酸性の原水）を用いた吸着処理の実証実験（３）を行った結果から、以下のことが分かった。
・強酸性の処理対象水を、処理対象水のｐＨ値を実質的に未調整の状態で粉末活性炭を用いて処理することで、粉末活性炭にＰＦＡＳ類を吸着させ、処理水中のＰＦＡＳ類濃度を大幅に低減することができる。処理水中のＰＦＡＳ類濃度の低減効果は、木質（活性炭Ｄ）が良好で、多価カチオン元素を含有する処理剤（消石灰）や高分子凝集剤を添加することにより、より良好となることを確認した。特に、高分子凝集剤は少量の添加量で処理水中のＰＦＡＳ類濃度の低減効果に加え、粉末活性炭の凝集効果があるため、材料コスト、設備面等でメリットがある。
・有機物除去剤を添加することによる処理水中のＰＦＡＳ類濃度の低減効果の向上は認められなかったが、吸着阻害がないことを確認できたので、処理水中に油分等の有機物が含まれる場合の油分等の有機物の除去には効果があると考えられる。
・強酸性の処理対象水を、処理対象水のｐＨ値を実質的に未調整の状態で粉末活性炭を用いて処理することで、粉末活性炭にＰＦＡＳ類を吸着させ、処理水中のＰＦＡＳ類濃度を大幅に低減することができる。処理水中のＰＦＡＳ類濃度の低減効果は、木質（活性炭Ｄ）が良好で、多価カチオン元素を含有する処理剤（消石灰）や高分子凝集剤を添加することにより、より良好となることを確認した。特に、高分子凝集剤は少量の添加量で処理水中のＰＦＡＳ類濃度の低減効果に加え、粉末活性炭の凝集効果があるため、材料コスト、設備面等でメリットがある。
・有機物除去剤を添加することによる処理水中のＰＦＡＳ類濃度の低減効果の向上は認められなかったが、吸着阻害がないことを確認できたので、処理水中に油分等の有機物が含まれる場合の油分等の有機物の除去には効果があると考えられる。
【0058】
以上、本発明の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法について、その実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明の有機フッ素化合物の粉末活性炭を用いた吸着処理方法は、河川水、湖沼水、地
下水等の環境水中に含まれるＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳ等のＰＦＡＳ類をはじめとして、処理対象水に含まれる難分解性の有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させて回収する用途に好適に用いることができる。
下水等の環境水中に含まれるＰＦＯＳ／ＰＦＯＡ及びＰＦＨｘＳ等のＰＦＡＳ類をはじめとして、処理対象水に含まれる難分解性の有機フッ素化合物を粉末活性炭に吸着させて回収する用途に好適に用いることができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】