JP7200518B2 - Wastewater treatment method and wastewater treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、排水処理方法および排水処理装置に関する。 The present invention relates to a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus.
工場、事業場等からの排水を公共用水域に放流する場合、我が国においては、水質汚濁防止法第三条第一項の規定に基づき排水基準を定める総理府令(昭和四十六年総理府令第三十五号)に定められた排水基準(いわゆる一律排水基準)を満たしている必要がある。工場、事業場等からの排水は、懸濁物質、有機物、金属元素等を含むため、一律排水基準を満たすように処理された後、公共用水域に放流される。 When discharging wastewater from factories, business establishments, etc. into public water areas, in Japan, the Prime Minister's Office Ordinance (1971 Prime Minister's Office Ordinance No. No. 35) must meet the effluent standards (so-called uniform effluent standards). Wastewater from factories, business establishments, etc. contains suspended solids, organic matter, metallic elements, etc., and is discharged into public water areas after being treated to meet uniform wastewater standards.
近年、欧米諸国を中心に、生物応答を利用した排水管理制度が導入されている国が見受けられる。例えば、米国においては、水質浄化法の改正により、生物応答を利用した排水評価法がWET(Whole Effluent Toxicity:全排水毒性)試験という名称で監視ツールに追加されている。我が国においても、環境省にて生物応答を利用した排水管理手法の活用について検討されている。 In recent years, some countries, mainly in Europe and the United States, have introduced wastewater management systems using biological responses. For example, in the United States, due to the revision of the Clean Water Act, a wastewater evaluation method using biological responses has been added to monitoring tools under the name of WET (Whole Effluent Toxicity) test. In Japan, the Ministry of the Environment is also considering the use of wastewater management methods that utilize biological responses.
一律排水基準を満たす排水であっても、生物応答試験で毒性の有無を評価すると、良好な結果が得られない場合がある。そこで、一律排水基準を満たす被処理水に対して鉄系凝集剤による凝集処理を実施し、被処理水中の金属イオンを低減して、生物応答試験をクリアできる水質に向上する水処理方法が提案されている(特許文献1)。 Even if the wastewater satisfies the uniform wastewater standards, there are cases in which favorable results cannot be obtained when evaluating the presence or absence of toxicity in biological response tests. Therefore, we propose a water treatment method that uses an iron-based coagulant to coagulate water that satisfies uniform wastewater standards, reduces metal ions in the water, and improves the quality of the water so that it can pass the biological response test. (Patent Document 1).
生物応答試験において生物に影響を与える毒性の要因は、有機物、金属元素等の特定物質の濃度、形態、それらの相互作用(複合影響)と様々である。特許文献1に記載の水処理方法は、生物に影響を与える毒性の主な要因が金属イオンである場合には有効であるが、金属イオン以外、例えば有機物や、有機物と微量の金属元素との相互作用等が毒性の要因に含まれている場合、生物応答試験をクリアできないこともある。 Toxic factors that affect organisms in biological response tests are various, such as the concentration and form of specific substances such as organic substances and metal elements, and their interactions (combined effects). The water treatment method described in Patent Document 1 is effective when the main toxic factor that affects living organisms is metal ions. If interactions and other factors are involved in toxicity, it may not pass the biological response test.
本発明は、生物に影響を与える様々な毒性の要因が低減された処理水を得ることができる排水処理方法および排水処理装置を提供する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus capable of obtaining treated water in which various toxic factors affecting living organisms are reduced.
本発明は、下記の態様を有する。
<1>一律排水基準を満たすように排水を処理して得られた第1の処理水に有機物吸着剤を添加して第2の処理水および前記有機物吸着剤を含む混合物を得て、前記混合物を、前記第2の処理水と前記有機物吸着剤とに固液分離する、排水処理方法であって、前記第1の処理水から採取された試料について生物応答試験を行い、毒性について改善の必要があると評価された場合に、前記第1の処理水に前記有機物吸着剤を添加するとともに、該有機物吸着剤の添加量を、前記第1の処理水のTOC濃度、又は、金属元素濃度の少なくとも何れかの情報に基づいて調整する、排水処理方法。但し、前記一律排水基準は、水質汚濁防止法第三条第一項の規定に基づき排水基準を定める総理府令(昭和四十六年総理府令第三十五号)に定められた排水基準である。また、前記生物応答試験は、環境省が設置した「生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会」によって整理され、環境省が平成29年12月に公表した「生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法の技術的事項に関する現時点での整理(平成29年11月末時点)」において「化学物質に対する生物の応答を確認(利用)することにより、化学物質の有害性を評価する試験」と定義されたものである。
<2>前記固液分離として、膜による固液分離、または、沈降による固液分離を用いる、前記<1>の排水処理方法。
<3>前記有機物吸着剤を含む前記第2の処理水に凝集剤を添加する、前記<1>または<2>の排水処理方法。
<4>前記有機物吸着剤が粉末活性炭を含む、前記<1>~<3>のいずれかの排水処理方法。
<5>前記第1の処理水に金属吸着剤をさらに添加する、前記<1>~<4>のいずれかの排水処理方法。
<6>前記金属吸着剤として、陽イオン交換樹脂またはキレート樹脂を用いる、前記<5>の排水処理方法。
<7>一律排水基準を満たすように排水を処理して第1の処理水を得る一次処理手段と、前記第1の処理水を有機物吸着剤で処理して第2の処理水を得る吸着処理槽と、前記第1の処理水に前記有機物吸着剤を添加する有機物吸着剤添加手段と、前記第2の処理水と前記有機物吸着剤とを固液分離する固液分離手段と、を備え、前記有機物吸着剤添加手段は、前記第1の処理水から採取された試料について生物応答試験を行い、毒性について改善の必要があると評価された場合に、前記第1の処理水に前記有機物吸着剤を添加し、さらに、前記有機物吸着剤添加手段によって前記第1の処理水に添加する前記有機物吸着剤の添加量を、前記第1の処理水のTOC濃度、又は、金属元素濃度の少なくとも何れかの情報に基づいて調整する制御装置を備えた、排水処理装置。但し、前記一律排水基準は、水質汚濁防止法第三条第一項の規定に基づき排水基準を定める総理府令(昭和四十六年総理府令第三十五号)に定められた排水基準である。また、前記生物応答試験は、環境省が設置した「生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会」によって整理され、環境省が平成29年12月に公表した「生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法の技術的事項に関する現時点での整理(平成29年11月末時点)」において「化学物質に対する生物の応答を確認(利用)することにより、化学物質の有害性を評価する試験」と定義されたものである。
<8>前記固液分離手段が、膜分離装置または凝集沈殿槽である、前記<7>の排水処理装置。
<9>前記有機物吸着剤を含む前記第2の処理水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段をさらに備えた、前記<7>または<8>の排水処理装置。
<10>前記第1の処理水に金属吸着剤を添加する金属吸着剤添加手段をさらに備えた、前記<7>~<9>のいずれかの排水処理装置。
The present invention has the following aspects.
<1> An organic matter adsorbent is added to the first treated water obtained by treating wastewater so as to satisfy uniform wastewater standards to obtain a mixture containing the second treated water and the organic matter absorbent, and the mixture is solid-liquid separated into the second treated water and the organic adsorbent , wherein a biological response test is performed on a sample collected from the first treated water, and toxicity needs to be improved When it is evaluated that there is, the organic matter adsorbent is added to the first treated water, and the amount of the organic matter adsorbent added is the TOC concentration or metal element concentration of the first treated water A wastewater treatment method that adjusts based on at least some information . However, the uniform effluent standard is the effluent standard stipulated in the Prime Minister's Office Ordinance (Prime Minister's Office Ordinance No. 35 of 1971) that stipulates effluent standards based on the provisions of Article 3, Paragraph 1 of the Water Pollution Control Law. . In addition, the biological response test was organized by the "Study Group on Water Environment Management Techniques Using Biological Responses" established by the Ministry of the Environment, and was published by the Ministry of the Environment in December 2017. In the current summary of technical matters of evaluation and management (improvement) methods (as of the end of November 2017), "Evaluate the toxicity of chemical substances by confirming (using) the response of organisms to chemical substances. defined as “test”.
<2 > The wastewater treatment method according to <1> above, wherein solid-liquid separation by a membrane or solid-liquid separation by sedimentation is used as the solid-liquid separation.
< 3 > The wastewater treatment method according to <1> or <2> , wherein a coagulant is added to the second treated water containing the organic matter adsorbent.
< 4 > The wastewater treatment method according to any one of <1> to < 3 >, wherein the organic adsorbent contains powdered activated carbon.
< 5 > The waste water treatment method according to any one of <1> to < 4 >, further comprising adding a metal adsorbent to the first treated water.
< 6 > The wastewater treatment method according to < 5 >, wherein a cation exchange resin or a chelate resin is used as the metal adsorbent.
< 7 > Primary treatment means for treating wastewater to meet uniform wastewater standards to obtain a first treated water, and adsorption treatment for obtaining a second treated water by treating the first treated water with an organic adsorbent. a tank, an organic adsorbent adding means for adding the organic adsorbent to the first treated water, and a solid-liquid separation means for solid-liquid separating the second treated water and the organic adsorbent , The organic matter adsorbent addition means performs a biological response test on the sample collected from the first treated water, and if the toxicity is evaluated as needing to be improved, the organic matter adsorbs to the first treated water. Further, the addition amount of the organic matter adsorbent added to the first treated water by the organic matter adsorbent adding means is set to at least either the TOC concentration or the metal element concentration of the first treated water. A wastewater treatment system with a controller that adjusts based on the information . However, the uniform effluent standard is the effluent standard stipulated in the Prime Minister's Office Ordinance (Prime Minister's Office Ordinance No. 35 of 1971) that stipulates effluent standards based on the provisions of Article 3, Paragraph 1 of the Water Pollution Control Law. . In addition, the biological response test was organized by the "Study Group on Water Environment Management Techniques Using Biological Responses" established by the Ministry of the Environment, and was published by the Ministry of the Environment in December 2017. In the current summary of technical matters of evaluation and management (improvement) methods (as of the end of November 2017), "Evaluate the toxicity of chemical substances by confirming (using) the response of organisms to chemical substances. defined as “test”.
< 8 > The waste water treatment apparatus according to < 7 >, wherein the solid-liquid separation means is a membrane separator or a coagulating sedimentation tank.
< 9 > The waste water treatment apparatus according to < 7 > or < 8 >, further comprising coagulant addition means for adding a coagulant to the second treated water containing the organic adsorbent.
< 10 > The waste water treatment apparatus according to any one of < 7 > to < 9 >, further comprising metal adsorbent adding means for adding a metal adsorbent to the first treated water .
本発明の排水処理方法および排水処理装置によれば、生物に影響を与える様々な毒性の要因が低減された処理水を得ることができる。 According to the wastewater treatment method and the wastewater treatment apparatus of the present invention, treated water in which various toxic factors affecting organisms are reduced can be obtained.
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「一律排水基準」とは、水質汚濁防止法第三条第一項の規定に基づき排水基準を定める総理府令(昭和四十六年総理府令第三十五号)に定められた排水基準である。
「生物応答試験」は、環境省が設置した「生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会」によって整理され、環境省が平成29年12月に公表した「生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法の技術的事項に関する現時点での整理(平成29年11月末時点)」において「化学物質に対する生物の応答を確認(利用)することにより、化学物質の有害性を評価する試験」と定義されている。
本明細書および特許請求の範囲において数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
図1および図2における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
The following term definitions apply throughout the specification and claims.
"Uniform effluent standards" are effluent standards stipulated in the Prime Minister's Office Ordinance (Prime Minister's Office Ordinance No. 35 of 1971), which stipulates effluent standards based on the provisions of Article 3, Paragraph 1 of the Water Pollution Control Law. .
The "biological response test" was organized by the "Study Group on Water Environment Management Techniques Using Biological Responses" established by the Ministry of the Environment, and was published by the Ministry of the Environment in December 2017 as part of the "Evaluation of Water Environments Using Organisms."・As of the end of November 2017, in the current summary of technical matters related to management (improvement) methods, “a test to evaluate the toxicity of chemical substances by confirming (utilizing) the response of living organisms to chemical substances”. ” is defined as
In the present specification and claims, "-" indicating a numerical range means that the numerical values before and after it are included as lower and upper limits.
The dimensional ratios in FIGS. 1 and 2 are different from the actual ones for convenience of explanation.
<排水処理装置>
本発明の排水処理装置は、一律排水基準を満たすように排水を処理して第1の処理水を得る一次処理手段と、第1の処理水を有機物吸着剤で処理して第2の処理水を得る吸着処理槽と、第1の処理水に有機物吸着剤を添加する有機物吸着剤添加手段と、第2の処理水と有機物吸着剤とを固液分離する固液分離手段とを備える。
本発明の排水処理装置は、必要に応じて、有機物吸着剤を含む第2の処理水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段をさらに備えてもよい。
本発明の排水処理装置は、必要に応じて、第1の処理水に金属吸着剤を添加する金属吸着剤添加手段をさらに備えてもよい。
<Wastewater treatment equipment>
The wastewater treatment apparatus of the present invention comprises primary treatment means for treating wastewater so as to satisfy uniform wastewater standards to obtain first treated water, and second treated water by treating the first treated water with an organic matter adsorbent. , an organic adsorbent adding means for adding an organic adsorbent to the first treated water, and a solid-liquid separation means for solid-liquid separating the organic adsorbent from the second treated water.
The waste water treatment apparatus of the present invention may further include a coagulant adding means for adding a coagulant to the second treated water containing the organic matter adsorbent, if necessary.
The wastewater treatment apparatus of the present invention may further comprise metal adsorbent addition means for adding a metal adsorbent to the first treated water, if necessary.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の排水処理装置の第1の実施形態を示す概略構成図である。
排水処理装置1は、一律排水基準を満たすように排水を処理して第1の処理水を得る一次処理手段10と、第1の処理水を有機物吸着剤で処理して第2の処理水を得る吸着処理槽12と、第2の処理水と有機物吸着剤とを分離する膜分離装置14と、第2の処理水を貯留する貯留槽18とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a waste water treatment apparatus of the present invention.
The wastewater treatment apparatus 1 includes a primary treatment means 10 for treating wastewater to obtain a first treated water so as to satisfy uniform wastewater standards, and a first treated water treated with an organic matter adsorbent to obtain a second treated water. a
排水処理装置1は、さらに、吸着処理槽12内の第1の処理水に有機物吸着剤を添加する有機物吸着剤添加手段20と、吸着処理槽12内の第1の処理水に金属吸着剤を添加する金属吸着剤添加手段22と、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段24と、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHを調整するpH調整手段26とを備える。
The waste water treatment apparatus 1 further includes an organic
排水処理装置1は、さらに、工場、事業場等から排出された一律排水基準を満たさない排水を一次処理手段10に導入する排水導入ライン30と、一次処理手段10で得られた第1の処理水を吸着処理槽12に移送する第1の処理水移送ライン32と、吸着処理槽12で得られた有機物吸着剤を含む第2の処理水を膜分離装置14に移送する第2の処理水移送ライン34とを備える。
The wastewater treatment apparatus 1 further includes a
一次処理手段10としては、活性汚泥処理装置、凝集沈殿槽、吸着処理槽、酸化処理槽、これらの組み合わせ等が挙げられる。 Examples of the primary treatment means 10 include activated sludge treatment equipment, coagulating sedimentation tanks, adsorption treatment tanks, oxidation treatment tanks, combinations thereof, and the like.
吸着処理槽12は、槽本体38と、槽本体38内の排水等を撹拌する撹拌装置(図示略)とを備える。
吸着反応槽12には、必要に応じて、槽本体38内の水温、全有機体炭素(以下、「TOC」とも記す。)濃度、金属元素濃度等を測定する各種測定装置(図示略)を設けてもよい。
The
Various measuring devices (not shown) for measuring the water temperature, total organic carbon (hereinafter also referred to as "TOC") concentration, metal element concentration, etc. in the
膜分離装置14は、水槽40と、水槽40内に配置された膜モジュール42と、膜モジュール42の分離膜を透過した第2の処理水を貯留槽18に移送する透過水移送ライン44と、透過水移送ライン44の途中に設けられた減圧ポンプ46と、膜モジュール42の下方に配置された散気管48と、ブロア50から散気管48に空気を送気する送気ライン52と、膜モジュール42の分離膜を透過せずに水槽40の底に溜まった有機物吸着剤を含むフロックを抜き出すフロック抜出ライン54と、フロック抜出ライン54の途中に設けられたフロック抜出バルブ56とを備える。
膜モジュール42の分離膜としては、中空糸膜、平膜等が挙げられる。
膜分離装置14には、必要に応じて、水槽40内の水温、TOC濃度、金属元素濃度等を測定する各種測定装置(図示略)を設けてもよい。
The
The separation membranes of the
The
有機物吸着剤添加手段20は、有機物吸着剤を貯留する有機物吸着剤貯留槽60と、有機物吸着剤貯留槽60の有機物吸着剤を吸着処理槽12に供給する有機物吸着剤供給ライン62と、有機物吸着剤供給ライン62の途中に設けられたポンプ64とを備える。
The organic adsorbent adding means 20 includes an organic
金属吸着剤添加手段22は、金属吸着剤を貯留する金属吸着剤貯留槽66と、金属吸着剤貯留槽66の金属吸着剤を吸着処理槽12に供給する金属吸着剤供給ライン68と、金属吸着剤供給ライン68の途中に設けられたポンプ70とを備える。
The metal adsorbent adding means 22 includes a metal
凝集剤添加手段24は、凝集剤を貯留する凝集剤貯留槽72と、凝集剤貯留槽72の凝集剤を膜分離装置14に供給する凝集剤供給ライン74と、凝集剤供給ライン74の途中に設けられたポンプ76とを備える。
The coagulant addition means 24 includes a
pH調整手段26は、酸を貯留する酸貯留槽78と、酸貯留槽78の酸を膜分離装置14に供給する酸供給ライン80と、酸供給ライン80の途中に設けられたポンプ82と、アルカリを貯留するアルカリ貯留槽84と、アルカリ貯留槽84のアルカリを膜分離装置14に供給するアルカリ供給ライン86と、アルカリ供給ライン86の途中に設けられたポンプ88と、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHを測定するpH測定装置90と、ポンプ82、ポンプ88およびpH測定装置90に電気的に接続する制御装置92とを備える。
The pH adjusting means 26 includes an
制御装置92は、pH測定装置90で測定された膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpH情報に基づいて、酸供給ライン80のポンプ82およびアルカリ供給ライン86のポンプ88の出力を制御するものである。制御装置92は、吸着反応槽12に設けられた各種測定装置(図示略)で測定された、槽本体38内の水温、TOC濃度、金属元素濃度等の情報に基づいて、有機物吸着剤供給ライン62のポンプ64および金属吸着剤供給ライン68のポンプ70の出力を制御するものであってもよい。
The
制御装置92は、インターフェイス部(図示略)、記憶部(図示略)、処理部(図示略)等を備える。
インターフェイス部は、ポンプ82、ポンプ88およびpH測定装置90と、処理部との間を電気的に接続するものである。インターフェイス部は、ポンプ64、ポンプ70および吸着反応槽12に設けられた各種測定装置と、処理部との間を電気的に接続するものであってもよい。
The
The interface section electrically connects the
記憶部は、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHの設定範囲等を記憶するものである。記憶部は、吸着反応槽12内の第1の処理水の水温、TOC濃度、金属元素濃度等に応じた有機物吸着剤や金属吸着剤の添加量の設定範囲を記憶するものであってもよい。
The storage unit stores the setting range of the pH of the second treated water containing the organic matter adsorbent in the
処理部は、pH測定装置90からのpH情報に基づいて、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHが、記憶部に記憶されたpHの設定範囲内となるように、ポンプ82およびポンプ88の出力を制御するものである。処理部は、吸着反応槽12に設けられた各種測定装置からの水温、TOC濃度、金属元素濃度等の情報に基づいて、吸着反応槽12内の第1の処理水への有機物吸着剤や金属吸着剤の添加量が、記憶部に記憶された添加量の設定範囲内となるように、ポンプ64およびポンプ70の出力を制御するものであってもよい。
Based on the pH information from the
処理部は、専用のハードウエアによって実現されるものであってもよく、メモリおよび中央演算装置(CPU)によって構成され、処理部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによってその機能を実現させるものであってもよい。
制御装置92には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置としては、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスが挙げられ、表示装置としては、液晶表示装置、CRT等が挙げられる。
The processing unit may be realized by dedicated hardware, and is composed of a memory and a central processing unit (CPU), and loads and executes a program for realizing the functions of the processing unit into the memory. The function may be realized by
An input device, a display device, and the like may be connected to the
(第2の実施形態)
図2は、本発明の排水処理装置の第2の実施形態を示す概略構成図である。
排水処理装置2は、一律排水基準を満たすように排水を処理して第1の処理水を得る一次処理手段10と、第1の処理水を有機物吸着剤で処理して第2の処理水を得る吸着処理槽12と、第2の処理水と有機物吸着剤とを分離する凝集沈殿槽16と、第2の処理水を貯留する貯留槽18とを備える。
(Second embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
The
排水処理装置1は、さらに、吸着処理槽12内の第1の処理水に有機物吸着剤を添加する有機物吸着剤添加手段20と、吸着処理槽12内の第1の処理水に金属吸着剤を添加する金属吸着剤添加手段22と、凝集沈殿槽16内の有機物吸着剤を含む第2の処理水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段24と、凝集沈殿槽16内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHを調整するpH調整手段26とを備える。
The waste water treatment apparatus 1 further includes an organic adsorbent adding means 20 for adding an organic adsorbent to the first treated water in the
排水処理装置1は、さらに、工場、事業場等から排出された一律排水基準を満たさない排水を一次処理手段10に導入する排水導入ライン30と、一次処理手段10で得られた第1の処理水を吸着処理槽12に移送する第1の処理水移送ライン32と、吸着処理槽12で得られた有機物吸着剤を含む第2の処理水を凝集沈殿槽16に移送する第2の処理水移送ライン34と、凝集沈殿槽16における上澄み液(第2の処理水)を貯留槽18に移送する上澄み液移送ライン36とを備える。
以下、図1の排水処理装置1と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
The wastewater treatment apparatus 1 further includes a
Hereinafter, the same components as those of the waste water treatment apparatus 1 shown in FIG.
凝集沈殿槽16は、槽本体94と、槽本体94の底に溜まった有機物吸着剤を含むフロックを抜き出すフロック抜出ライン96と、フロック抜出ライン96の途中に設けられたフロック抜出バルブ98とを備える。
The coagulating
(他の実施形態)
本発明の排水処理装置は、一律排水基準を満たすように排水を処理して第1の処理水を得る一次処理手段と、第1の処理水を有機物吸着剤で処理して第2の処理水を得る吸着処理槽と、第1の処理水に有機物吸着剤を添加する有機物吸着剤添加手段と、第2の処理水と有機物吸着剤とを固液分離する固液分離手段とを備えるものであればよく、図示例の排水処理装置に限定はされない。
例えば、貯留槽18を省略してもよい。
また、金属吸着剤添加手段22、凝集剤添加手段24およびpH調整手段26のうち1つ以上を省略してもよい。
また、吸着処理槽を複数に分け、有機物吸着剤添加手段および金属吸着剤添加手段をそれぞれ異なる吸着処理槽に設けてもよい。
また、制御装置92を設けずに、pH測定装置90で測定されたpHに基づき、手動でポンプ82、ポンプ88の動作を切り換えるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The wastewater treatment apparatus of the present invention comprises primary treatment means for treating wastewater so as to satisfy uniform wastewater standards to obtain first treated water, and second treated water by treating the first treated water with an organic matter adsorbent. , an organic adsorbent addition means for adding an organic adsorbent to the first treated water, and a solid-liquid separation means for solid-liquid separation between the second treated water and the organic adsorbent. There is no limitation to the wastewater treatment apparatus shown in the drawings.
For example, the
Also, one or more of the metal adsorbent adding means 22, the coagulant adding means 24 and the pH adjusting means 26 may be omitted.
Alternatively, the adsorption treatment tank may be divided into a plurality of tanks, and the organic adsorbent adding means and the metal adsorbent adding means may be provided in different adsorption treatment tanks.
Alternatively, the operation of the
<排水処理方法>
本発明の排水処理方法は、一律排水基準を満たすように排水を処理して得られた第1の処理水に、有機物吸着剤を添加して第2の処理水を得て、第2の処理水と有機物吸着剤とを固液分離する方法である。
本発明の排水処理方法においては、必要に応じて、有機物吸着剤を含む第2の処理水に凝集剤を添加してもよい。
本発明の排水処理方法においては、必要に応じて、第1の処理水に、金属吸着剤をさらに添加してもよい。
<Wastewater treatment method>
In the wastewater treatment method of the present invention, an organic adsorbent is added to the first treated water obtained by treating the wastewater so as to satisfy the uniform wastewater standard to obtain the second treated water, and the second treated water is obtained. This is a method for solid-liquid separation of water and an organic adsorbent.
In the waste water treatment method of the present invention, if necessary, a flocculant may be added to the second treated water containing the organic adsorbent.
In the waste water treatment method of the present invention, a metal adsorbent may be further added to the first treated water, if necessary.
(第1の実施形態)
本発明の排水処理装置の第1の実施形態である排水処理装置1を用いた排水処理は、以下のように行われる。
(First embodiment)
Wastewater treatment using the wastewater treatment apparatus 1, which is the first embodiment of the wastewater treatment apparatus of the present invention, is performed as follows.
工場、事業場等から排出された一律排水基準を満たさない排水を、排水導入ライン30を通して一次処理手段10に導入する。
一次処理手段10において、一律排水基準を満たすように排水を一次処理して第1の処理水を得る。一次処理としては、活性汚泥処理、凝集沈殿、吸着処理、酸化処理、これらの組み合わせ等が挙げられる。
Wastewater discharged from factories, business establishments, etc. and not meeting uniform wastewater standards is introduced into a primary treatment means 10 through a
In the primary treatment means 10, wastewater is primarily treated so as to meet uniform wastewater standards to obtain first treated water. The primary treatment includes activated sludge treatment, coagulation sedimentation, adsorption treatment, oxidation treatment, and combinations thereof.
一次処理手段10で得られた第1の処理水を、第1の処理水移送ライン32を通して吸着処理槽12に移送する。
有機物吸着剤添加手段20におけるポンプ64を駆動させて、有機物吸着剤貯留槽60の有機物吸着剤を、有機物吸着剤供給ライン62を通って吸着処理槽12に供給し、吸着処理槽12内の第1の処理水に添加する。
必要に応じて、金属吸着剤添加手段22におけるポンプ70を駆動させて、金属吸着剤貯留槽66の金属吸着剤を、金属吸着剤供給ライン68を通って吸着処理槽12に供給し、吸着処理槽12内の第1の処理水に添加する。
The first treated water obtained by the primary treatment means 10 is transferred to the
By driving the
If necessary, the
有機物吸着剤としては、活性炭、陰イオン交換樹脂等が挙げられ、有機物および金属元素の低減効果が高い点から、活性炭が好ましい。活性炭としては、比表面積が大きく、反応速度が速い点から、粉末活性炭が好ましい。粉末活性炭は、ポンプ64による供給のため、スラリー状にして有機物吸着剤貯留槽60に貯留されることが好ましい。
有機物吸着剤の添加量は、第1の処理水の水温、TOC濃度、金属元素濃度等に応じて調整することが好ましい。例えば、有機物吸着剤の添加量は、第1の処理水中の有機物吸着剤の濃度がTOC濃度の10~5000倍になるように添加することが好ましい。有機物吸着剤の添加量は、吸着反応槽12に設けられた各種測定装置(図示略)で測定された、槽本体38内の水温、TOC濃度、金属元素濃度等の情報に基づいて、制御装置92によって、有機物吸着剤供給ライン62のポンプ64の出力を制御することによって、調整してもよい。
Examples of organic adsorbents include activated carbon and anion exchange resins. Activated carbon is preferred because it is highly effective in reducing organic substances and metal elements. As the activated carbon, powdered activated carbon is preferable because it has a large specific surface area and a high reaction rate. The powdered activated carbon is preferably slurried and stored in the
The amount of the organic adsorbent to be added is preferably adjusted according to the water temperature, TOC concentration, metal element concentration, and the like of the first treated water. For example, the amount of the organic adsorbent to be added is preferably such that the concentration of the organic adsorbent in the first treated water is 10 to 5000 times the TOC concentration. The amount of the organic adsorbent to be added is determined by the control device based on information such as the water temperature, TOC concentration, and metal element concentration in the
金属吸着剤としては、陽イオン交換樹脂、キレート樹脂等が挙げられる。金属吸着剤は、ポンプ70による供給のため、スラリー状にして金属吸着剤貯留槽66に貯留されることが好ましい。
金属吸着剤の添加量は、第1の処理水の水温、TOC濃度、金属元素濃度等に応じて調整することが好ましい。金属吸着剤の添加量は、吸着反応槽12に設けられた各種測定装置(図示略)で測定された、槽本体38内の水温、TOC濃度、金属元素濃度等の情報に基づいて、制御装置92によって、金属吸着剤供給ライン68のポンプ70の出力を制御することによって、調整してもよい。
Examples of metal adsorbents include cation exchange resins and chelate resins. The metal adsorbent is preferably stored in the
The amount of the metal adsorbent to be added is preferably adjusted according to the water temperature, TOC concentration, metal element concentration, etc. of the first treated water. The amount of the metal adsorbent to be added is determined by the control device based on information such as the water temperature, TOC concentration, and metal element concentration in the
吸着処理槽12において、第1の処理水と、有機物吸着剤、必要に応じて金属吸着剤とを撹拌、混合することによって、第1の処理水を有機物吸着剤、必要に応じて金属吸着剤で吸着処理して第2の処理水を得る。
吸着処理は、第2の処理水中のTOC濃度が10mg/L以下になるまで行うことが好ましく、5mg/L以下になるまで行うことがより好ましい。第2の処理水中のTOC濃度が前記範囲の上限値以下であれば、生物応答試験を行った場合に毒性について改善の必要があると評価されにくい。
In the
The adsorption treatment is preferably performed until the TOC concentration in the second treated water becomes 10 mg/L or less, more preferably 5 mg/L or less. If the TOC concentration in the second treated water is equal to or lower than the upper limit of the above range, it is difficult to assess the need for improvement in toxicity when a biological response test is conducted.
吸着処理槽12で得られた有機物吸着剤を含む第2の処理水を、第2の処理水移送ライン34を通って膜分離装置14に移送する。
必要に応じて、凝集剤添加手段24におけるポンプ76を駆動させて、凝集剤貯留槽72の凝集剤を、凝集剤供給ライン74を通って膜分離装置14に供給し、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水に添加する。
The second treated water containing the organic matter adsorbent obtained in the
If necessary, the
凝集剤としては、無機系凝集剤または有機系凝集剤が挙げられる。無機系凝集剤と有機系凝集剤を併用してもよい。無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、塩化第二鉄、ポリ鉄等が挙げられる。有機系凝集剤としては、アニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤、ノニオン系凝集剤、両性高分子凝集剤等が挙げられる。
凝集剤の添加量は、有機物吸着剤を含む第2の処理水中の有機物吸着剤や金属吸着剤の濃度に応じて調整することが好ましい。
Examples of flocculants include inorganic flocculants and organic flocculants. An inorganic flocculant and an organic flocculant may be used in combination. Examples of inorganic flocculants include polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, and polyiron. Examples of organic flocculants include anionic polymer flocculants, cationic polymer flocculants, nonionic polymer flocculants, and amphoteric polymer flocculants.
The amount of the coagulant to be added is preferably adjusted according to the concentrations of the organic adsorbent and the metal adsorbent in the second treated water containing the organic adsorbent.
膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHは、5~8が好ましく、5.5~7.5がより好ましい。有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHが前記範囲内であれば、凝集剤による有機物吸着剤や金属吸着剤の凝集反応が進行しやすく、有機物吸着剤や金属吸着剤を含むフロックが安定して形成される。有機物吸着剤による吸着反応を促進させる場合は、pHは、5以上8未満が好ましく、5.5~6.5がより好ましい。
有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHは、pH測定装置90で測定された膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpH情報に基づいて、制御装置92によって、酸供給ライン80のポンプ82およびアルカリ供給ライン86のポンプ88の出力を制御することによって、調整される。
The pH of the second treated water containing the organic matter adsorbent in the
The pH of the second treated water containing the organic adsorbent is determined by the
pH測定装置90で測定された膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpH情報が、記憶部に記憶されたpHの設定範囲の上限値を超える場合、処理部によって、酸供給ライン80のポンプ82を駆動させ、酸貯留槽78の酸を、酸供給ライン80を通って膜分離装置14に供給し、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水に添加する。その後、pH測定装置90で測定された膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpH情報が、記憶部に記憶されたpHの設定範囲内となったときに、処理部によって、酸供給ライン80のポンプ82を停止させる。
When the pH information of the second treated water containing the organic adsorbent in the
pH測定装置90で測定された膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpH情報が、記憶部に記憶されたpHの設定範囲の下限値未満である場合、処理部によって、アルカリ供給ライン86のポンプ88を駆動させ、アルカリ貯留槽84のアルカリを、アルカリ供給ライン86を通って膜分離装置14に供給し、膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水に添加する。その後、pH測定装置90で測定された膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpH情報が、記憶部に記憶されたpHの設定範囲内となったときに、処理部によって、アルカリ供給ライン86のポンプ88を停止させる。
When the pH information of the second treated water containing the organic adsorbent in the
膜分離装置14において、有機物吸着剤を含む第2の処理水と、凝集剤とを撹拌、混合することによって、有機物吸着剤や金属吸着剤を凝集させて、有機物吸着剤や金属吸着剤を含むフロックを形成させる。
透過水移送ライン44の途中に設けられた減圧ポンプ46を駆動させることによって、透過水移送ライン44の一端に接続された膜モジュール42の分離膜の二次側が減圧状態になる。第2の処理水のみを、膜モジュール42の分離膜の減圧状態になった二次側に透過させ、第2の処理水とフロックとを分離する。
膜モジュール42の分離膜を透過した第2の処理水を、透過水移送ライン44を通って貯留槽18に移送する。
In the
By driving a
The second treated water that has passed through the separation membranes of the
ブロア50から送気ライン52を通って散気管48に空気を送気する。膜モジュール42の下方に配置された散気管48から空気をバブリングし、膜モジュール42の分離膜の表面を洗浄する。
膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水における有機物吸着剤や金属吸着剤の濃度が高くなった場合、フロック抜出ライン54の途中に設けられたフロック抜出バルブ56を開け、膜モジュール42の分離膜を透過せずに水槽40の底に溜まったフロックを、フロック抜出ライン54通って外部に抜き出す。
Air is supplied from the
When the concentration of the organic adsorbent and the metal adsorbent in the second treated water containing the organic adsorbent in the
貯留槽18において第2の処理水を一時貯留した後、河川、湖沼、港湾、沿岸海域等の公共用水域に放流する。貯留槽18に貯留した第2の処理水については、定期的に試料を採取して生物応答試験を行い、毒性の有無を評価することが好ましい。
After the second treated water is temporarily stored in the
(第2の実施形態)
本発明の排水処理装置の第2の実施形態である排水処理装置2を用いた排水処理は、膜分離装置14による固液分離の代わりに、凝集沈殿槽16による固液分離を行う以外は、本発明の排水処理装置の第1の実施形態である排水処理装置1を用いた排水処理と同様に行われる。
(Second embodiment)
Wastewater treatment using the
凝集沈殿槽16において、有機物吸着剤を含む第2の処理水と、凝集剤とを撹拌、混合することによって、有機物吸着剤や金属吸着剤を凝集させて、有機物吸着剤や金属吸着剤を含むフロックを形成させる。
上澄み液である第2の処理水と、沈殿物であるフロックとに固液分離し、第2の処理水を、上澄み液移送ライン36を通って貯留槽18に移送する。フロック抜出ライン96の途中に設けられたフロック抜出バルブ98を開け、凝集沈殿槽16の底に溜まったフロックを、フロック抜出ライン96通って外部に抜き出す。
In the coagulation-
The second treated water, which is the supernatant, and the floc, which is the sediment, are solid-liquid separated, and the second treated water is transferred to the
(生物応答試験)
本発明の排水処理方法においては、第1の処理水から採取された試料について生物応答試験を行い、毒性について改善の必要があると評価された場合に、第1の処理水に有機物吸着剤を添加するようにしてもよい。
具体的には、工場、事業場等からの排水を、一律排水基準を満たすように処理する処理設備において第1の処理水から採取された試料について、工場、事業場等内に設置された試験設備、外部の試験機関等において生物応答試験を行う。生物応答試験の結果、毒性について改善の必要があると評価された場合に、工場、事業場等の処理設備において、第1の処理水に有機物吸着剤を添加する等の対策を講じる。
(Biological response test)
In the wastewater treatment method of the present invention, the biological response test is performed on the sample collected from the first treated water, and when it is evaluated that the toxicity needs to be improved, the organic matter adsorbent is added to the first treated water. You may make it add.
Specifically, a test set up in a factory, business establishment, etc. is conducted for a sample collected from the first treated water in a treatment facility that treats wastewater from a factory, business establishment, etc. so as to meet uniform wastewater standards. Biological response tests are conducted at equipment, external testing institutes, etc. As a result of the biological response test, if it is evaluated that the toxicity needs to be improved, measures such as adding an organic adsorbent to the first treated water will be taken at treatment facilities such as factories and business establishments.
排水、環境水に対して適用される生物応答試験は、国内外の化学物質管理、水生生物保全に関連する制度等において幅広く用いられている。
生物応答試験においては、生物の栄養段階を考慮した魚類、無脊椎動物(甲殻類等)および藻類の3生物群を用いることが広く行われている。
Bio-response tests applied to wastewater and environmental water are widely used in domestic and overseas chemical substance management and aquatic life conservation systems.
In biological response tests, three groups of organisms, fish, invertebrates (such as crustaceans), and algae, are widely used in consideration of the trophic level of the organisms.
国際的に信頼性が確保されている生物応答試験としては、例えば、下記の試験が挙げられる。
・OECDテストガイドライン212,”Fish,Short-term Toxicity Test on Embryo and Sac-fry Stages”
・ISO 15088:2007,”Water quality - Determination of the acute toxicity of waste water to zebrafish eggs(Danio rerio)”
・米国環境保護庁のWET試験1001.0,”Fathead Minnow, Pimephales promelas,embryo-larval survival and teratogenicity test method”
・カナダ環境省,”Test of Reproduction and Survival Using the Cladoceran Ceriodaphnia dubia”
・米国環境保護庁のWET試験1002.0,”Ceriodaphnia 7-day survival and reproduction test”
・ASTMのガイドライン,”Proposed new standard guide for conducting three brood, renewal toxicity tests with Ceriodaphnia dubia”
・OECDテストガイドライン201,”Freshwater Alga and Cyanobacteria,Growth Inhibition Test”
・ISO 8692:2004,”Water quality - Freshwater algal growth inhibition test with unicellular green algae”
・米国環境保護庁のWET試験1003.0,”Green alga,Selenastrum capricornutum,growth test”
Biological response tests whose reliability has been secured internationally include, for example, the following tests.
・OECD Test Guideline 212, "Fish, Short-term Toxicity Test on Embryo and Sac-fry Stages"
・ISO 15088:2007, "Water quality - Determination of the acute toxicity of waste water to zebrafish eggs (Danio rerio)"
- US Environmental Protection Agency WET test 1001.0, "Fathed Minnow, Pimephales promelas, embryo-larval survival and teratogenicity test method"
・Environment Canada, “Test of Reproduction and Survival Using the Cladoceran Ceriodaphnia dubia”
- US Environmental Protection Agency WET test 1002.0, "Ceriodaphnia 7-day survival and reproduction test"
・ASTM guidelines, ``Proposed new standard guide for conducting three broad, renewed toxicity tests with Ceriodaphnia dubia''
・OECD Test Guideline 201, "Freshwater Alga and Cyanobacteria, Growth Inhibition Test"
・ISO 8692:2004, "Water quality - Freshwater algal growth inhibition test with unicellular green algae"
- U.S. Environmental Protection Agency WET test 1003.0, "Green alga, Selenastrum capricornutum, growth test"
再現性を含めて信頼できる試験結果が得られることが国際的に広く認められている試験法とそれらに規定されている試験生物種は一定のものに限られている。また、試験生物種については、こうした試験法に由来する制約とは別に、飼育の容易さ等の実務的な制約から国内で安定して調達、利用できる種は限られている。 Test methods that are internationally recognized as being able to obtain reliable test results, including reproducibility, and the test organisms specified in them are limited to certain ones. In addition, apart from the limitations arising from these testing methods, the number of species that can be stably procured and used domestically is limited due to practical limitations such as the ease of breeding.
我が国においては、こうした試験生物種に関する状況に加え、環境省が平成27年11月に公表した「生物応答を用いた排水管理手法への活用について」(生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会報告書)において提案された試験法案では、
・OECDテストガイドライン、米国環境保護庁(EPA)のWET試験等で国際的に信頼性が確保されている、
・短期間(比較的低コスト)で慢性毒性が評価できる、
・国内の試験機関において実行可能である、
等の点を考慮し、3生物群(魚類、無脊椎動物および藻類)について試験法案が示されている。
In Japan, in addition to the status of these test species, the Ministry of the Environment announced in November 2015, “Application to wastewater management methods using biological responses” (Study on water environment management methods using biological responses) In the test bill proposed in the meeting report),
・Reliability is ensured internationally by OECD test guidelines, US Environmental Protection Agency (EPA) WET test, etc.
・Chronic toxicity can be evaluated in a short period of time (relatively low cost),
・It is feasible in domestic testing laboratories,
Considering these points, a test method is presented for 3 groups of organisms (fish, invertebrates and algae).
この試験法案は、環境省が設置した「生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会」の「排水(環境水)管理のバイオアッセイ技術検討分科会」によって取りまとめられ、環境省が平成25年3月に公表した「生物応答を用いた排水試験法(検討案)」である。この試験法案では、「胚・仔魚期の魚類を用いる短期毒性試験法」、「ニセネコゼミジンコを用いるミジンコ繁殖試験法」、「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」が示されている。 This test bill was put together by the "Bioassay Technology Review Subcommittee for Wastewater (Environmental Water) Management" of the "Study Group on Water Environment Management Methods Using Biological Responses" established by the Ministry of the Environment. This is the "Wastewater Test Method Using Biological Responses (Study Plan)" announced in March. In this test method, "short-term toxicity test method using embryonic and larval stage fish", "daphnia reproduction test method using Cicada flea", and "growth inhibition test method using freshwater algae" are indicated.
「胚・仔魚期の魚類を用いる短期毒性試験法」は、OECDテストガイドライン212、ISO 15088:2007、米国環境保護庁のWET試験1001.0等を参考にした試験法であり、ゼブラフィッシュまたはメダカが推奨種とされている。
「ニセネコゼミジンコを用いるミジンコ繁殖試験法」は、カナダ環境省の試験法、米国環境保護庁のWET試験1002.0、ASTMのガイドライン等を参考にした試験法であり、ニセネコゼミジンコが推奨種とされている。
「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」は、OECDテストガイドライン201、ISO 8692:2004、米国環境保護庁のWET試験1003.0等を参考にした試験法であり、ムレミカヅキモが推奨種とされている。
"Short-term toxicity test method using embryonic and larval stage fish" is a test method based on OECD Test Guideline 212, ISO 15088: 2007, US Environmental Protection Agency WET Test 1001.0, etc., and zebrafish or medaka are recommended species.
"Daphnia breeding test method using Cicada flea" is a test method based on the test method of the Canadian Ministry of the Environment, the WET test 1002.0 of the US Environmental Protection Agency, ASTM guidelines, etc., and Cicada flea is the recommended species. It is said that
"Growth inhibition test method using freshwater algae" is a test method based on OECD Test Guideline 201, ISO 8692: 2004, WET test 1003.0 of the US Environmental Protection Agency, etc., and Muremikazukimo is a recommended species. there is
生物応答試験としてどの試験法を採用するかについては、生物応答試験を活用する目的等に鑑みて各事業者が適宜判断すればよい。将来、環境省が、生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法を正式に定めるときには、この手法に準じて生物応答試験を実施してもよい。また、生物応答試験の実施に際して3生物群(魚類、無脊椎動物および藻類)から選択することが基本となるが、常時3生物群全てを用いる必要は必ずしもない。例えば、環境省が平成29年12月に公表した「生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法の技術的事項に関する現時点での整理(平成29年11月末時点)」には「生物応答試験の実施に際して3生物群(魚類、無脊椎動物及び藻類)から選択することが基本となるが、常時3生物群全てを用いる必要は必ずしもない。諸外国の事例等を踏まえると、一部の生物種の試験を省略することに一定の合理性があると考えられる場合としては、例えば、排水性状が安定している場合において、過去に連続してある生物種を用いた試験で生態影響がみられないと判断された場合などがある。また、この他には、排水の排出先の水域の状況等を考慮することも考えられる。」とある。 As for which test method to adopt as a biological response test, each business operator should make an appropriate judgment in consideration of the purpose of utilizing the biological response test. In the future, when the Ministry of the Environment officially establishes a water environment evaluation and management (improvement) method using organisms, biological response tests may be conducted according to this method. In addition, it is basic to select from the three groups of organisms (fish, invertebrates and algae) when conducting the biological response test, but it is not always necessary to use all three groups of organisms. For example, in December 2017, the Ministry of the Environment published the ``Preliminary summary of technical matters concerning methods for evaluating and managing (improving) the water environment using organisms (as of the end of November 2017)''. It is basic to select from 3 groups of organisms (fish, invertebrates and algae) when conducting response tests, but it is not always necessary to use all 3 groups of organisms. As a case where it is considered reasonable to omit the test for the other species, for example, when the wastewater properties are stable, there is no ecological impact in the past consecutive tests using a certain species. In addition, it is also possible to consider the conditions of the water area to which the wastewater is discharged.”
生物応答試験の結果をどのように評価するかについても、生物応答試験を活用する目的等に鑑みて各事業者が適宜判断すればよい。例えば、環境省が平成29年12月に公表した「生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法の技術的事項に関する現時点での整理(平成29年11月末時点)」には「事業者が、排水に対して用いた生物応答試験の結果をどのように評価・解釈するのかは、本手法を活用する自身の目的等に鑑みて各事業者が判断する必要がある。」とあり、評価基準の一例としては、排水放流先の水生生物保全の目的で手法を用いる際には「排水放流先の水域の実態と関連付けて算出される任意の影響評価値(TU値など)を置く。」とある。 Each business operator should appropriately determine how to evaluate the results of the biological response test, taking into consideration the purpose of utilizing the biological response test. For example, in December 2017, the Ministry of the Environment published the "Current Summary of Technical Matters Concerning Methods for Evaluation and Management (Improvement) of Water Environments Using Organisms (as of the end of November 2017)." It is necessary for each business operator to decide how to evaluate and interpret the results of the biological response test used for wastewater, considering their own purpose of using this method.” , As an example of evaluation criteria, when using a method for the purpose of conserving aquatic organisms at the destination of wastewater discharge, "an arbitrary impact evaluation value (TU value, etc.) calculated in relation to the actual state of the water area at which wastewater is discharged" ."a.
ここで、TU(Toxic Unit)は、生物応答試験において最大無影響濃度(NOEC)を決定した際に、TU=100/NOECにより算出される量である。TUが大きいほど毒性が強いことを示す。
また、NOECは、下記のように定義される。
生物応答試験で得られた影響指標値について、対照区(ブランク、試験濃度0%)と比較して統計学的に有意な低下が認められた最も低い試験濃度を最小影響濃度(LOEC)、その一つ下の試験濃度を最大無影響濃度(NOEC)とする。試験濃度は、無希釈の試料(第1の処理水)の濃度を100%としたとき、希釈倍率を公比2とする5濃度区(80%、40%、20%、10%および5%)を基本とする。
すなわち、NOECが大きい(TUが小さい)ということは、試料(第1の処理水)の希釈が不十分でも毒性が小さく、生物に与える影響が小さいことを示す。一方、NOECが小さい(TUが大きい)ということは、試料(第1の処理水)を放流する際には希釈倍率をかなり大きくする必要があり、言い換えれば、公共用水域に放流した際の通常の希釈倍率では、毒性が大きく、生物に与える影響が大きいことを示す。
Here, TU (Toxic Unit) is an amount calculated by TU=100/NOEC when determining the maximum no-effect concentration (NOEC) in a biological response test. Higher TU indicates stronger toxicity.
NOEC is defined as follows.
Regarding the effect index value obtained in the biological response test, the lowest test concentration at which a statistically significant decrease was observed compared to the control group (blank, test concentration 0%), the lowest effect concentration (LOEC), The next lower test concentration is taken as the maximum no effect concentration (NOEC). The test concentration is 5 concentration groups (80%, 40%, 20%, 10% and 5% ) is the basis.
That is, a large NOEC (small TU) indicates that even if the sample (first treated water) is insufficiently diluted, the toxicity is small and the effect on organisms is small. On the other hand, a small NOEC (large TU) means that the sample (first treated water) must be diluted at a considerably large rate when discharged. At a dilution ratio of
環境省が平成27年11月に公表した「生物応答を用いた排水管理手法への活用について」(生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会報告書)には、試験結果の評価について「現行の排水規制では、排出水の水質は、公共用水域に排出されると、そこを流れる河川水等により、排水口から合理的な距離を経た公共用水域において、通常少なくとも10倍程度に希釈されると想定されることに基づき、排水基準は原則として、環境基準の10倍値に設定されている。この排水基準の設定の考え方を踏まえ、排水に対する3種類の生物応答試験結果のいずれかにおいて、排水の毒性を無影響にするために必要な希釈倍率が10倍を超過する場合(排水を10倍以上に希釈しないと排水の毒性が無影響にならない場合)、すなわち、最大無影響濃度NOEC(%)の逆数TU(Toxic Unit=100/NOEC)が10を超過する場合、その排水について、改善の必要があると評価することが想定される。」とある。
したがって、第1の処理水について毒性について改善の必要があると評価する基準の一例としては、生物応答試験の結果、TUが10超となることが挙げられる。
In November 2015, the Ministry of the Environment published a report on the use of bioresponses in wastewater management methods (review committee report on water environment management methods using bioresponses), which states that evaluation of test results Under current wastewater regulations, when discharged water is discharged into public water areas, it is usually diluted by at least 10 times in public water areas that are a reasonable distance from the outlet due to the river water that flows there. Effluent standards are set at 10 times the environmental standards, in principle, based on the assumption that it will be , if the dilution ratio required to eliminate the toxicity of the wastewater exceeds 10 times (the toxicity of the wastewater does not become effective unless the wastewater is diluted to 10 times or more), i.e., the maximum no-effect concentration If the reciprocal TU (Toxic Unit = 100/NOEC) of NOEC (%) exceeds 10, it is assumed that the drainage needs to be improved."
Therefore, one example of criteria for evaluating that the first treated water needs to be improved in terms of toxicity is TU exceeding 10 as a result of the biological response test.
(他の実施形態)
本発明の排水処理方法は、一律排水基準を満たすように排水を処理して得られた第1の処理水に、有機物吸着剤を添加して第2の処理水を得て、第2の処理水と有機物吸着剤とを固液分離する方法であればよく、図示例の排水処理装置を用いた方法に限定はされない。
例えば、金属吸着剤の添加および凝集剤の添加のいずれか一方または両方を省略してもよい。
膜分離装置14内の有機物吸着剤を含む第2の処理水のpHの調整を省略してもよい。
(Other embodiments)
In the wastewater treatment method of the present invention, an organic adsorbent is added to the first treated water obtained by treating the wastewater so as to satisfy the uniform wastewater standard to obtain the second treated water, and the second treated water is obtained. Any method may be used as long as it separates water from the organic adsorbent into solid and liquid, and is not limited to the method using the illustrated waste water treatment apparatus.
For example, one or both of the addition of the metal adsorbent and the addition of the flocculant may be omitted.
Adjustment of the pH of the second treated water containing the organic matter adsorbent in the
(作用機序)
以上説明した本発明の排水処理方法にあっては、一律排水基準を満たすように排水を処理して得られた第1の処理水に、有機物吸着剤を添加して第2の処理水を得て、第2の処理水と有機物吸着剤とを固液分離しているため、第1の処理水中の有機物が有機物吸着剤に吸着されて、有機物が低減された第2の処理水が得られる。また、第1の処理水中の金属元素も有機物吸着剤に吸着されて、金属元素が低減された第2の処理水が得られる。その結果、生物に影響を与える様々な毒性の要因が低減された処理水を得ることができる。
(Mechanism of action)
In the wastewater treatment method of the present invention described above, an organic adsorbent is added to the first treated water obtained by treating the wastewater so as to satisfy the uniform wastewater standards to obtain the second treated water. Since the second treated water and the organic matter adsorbent are solid-liquid separated, the organic matter in the first treated water is adsorbed by the organic matter adsorbent, and the second treated water in which the organic matter is reduced is obtained. . In addition, the metal elements in the first treated water are also adsorbed by the organic matter adsorbent to obtain the second treated water in which the metal elements are reduced. As a result, treated water in which various toxic factors affecting organisms are reduced can be obtained.
また、第1の処理水から採取された試料について生物応答試験を行い、毒性について改善の必要があると評価された場合に、第1の処理水に有機物吸着剤を添加するようにすれば、有機物吸着剤の使用量を節約でき、生物に影響を与える様々な毒性の要因が低減された処理水を低コストで得ることができる。
また、有機物吸着剤を含む第2の処理水に凝集剤を添加すれば、固液分離の効率化および処理水の水質向上が期待できる。また、有機物吸着剤、金属吸着剤で吸着できなかった懸濁物質に由来する、生物影響がある物質の除去効果も期待できる。
また、第1の処理水に金属吸着剤をさらに添加すれば、金属元素がさらに低減された第2の処理水が得られる。
Further, a biological response test is performed on a sample collected from the first treated water, and if it is evaluated that the toxicity needs to be improved, an organic adsorbent is added to the first treated water. The amount of organic adsorbent used can be saved, and treated water in which various toxic factors affecting living organisms are reduced can be obtained at low cost.
In addition, if a flocculant is added to the second treated water containing the organic matter adsorbent, it can be expected to improve the efficiency of solid-liquid separation and improve the water quality of the treated water. In addition, the effect of removing biologically influential substances derived from suspended solids that could not be adsorbed by organic adsorbents and metal adsorbents can be expected.
Further, if a metal adsorbent is further added to the first treated water, a second treated water in which the metal elements are further reduced can be obtained.
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.
(処理水の分析)
試料(第1の処理水および第2の処理水)のpH、TOC濃度、金属元素(アルミニウム、カドミウム、鉄、亜鉛)濃度は、JIS K 0102:2013「工場排水試験方法」に準拠して測定した。
(Analysis of treated water)
The pH, TOC concentration, and metal element (aluminum, cadmium, iron, zinc) concentration of the samples (first treated water and second treated water) were measured in accordance with JIS K 0102: 2013 "Factory wastewater test method". bottom.
(生物応答試験)
生物応答試験としては、環境省が平成25年3月に公表した「生物応答を用いた排水試験法(検討案)」における「胚・仔魚期の魚類を用いる短期毒性試験法」、「ニセネコゼミジンコを用いるミジンコ繁殖試験法」、「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」を採用した。
(Biological response test)
As a biological response test, the Ministry of the Environment announced in March 2013 "Effluent test method using biological response (study plan)""Short-term toxicity test method using embryonic and larval stage fish" Daphnia reproduction test method using Daphnia” and “Growth inhibition test method using freshwater algae” were adopted.
(胚・仔魚期の魚類を用いる短期毒性試験法)
試験には、受精後4時間以内のゼブラフィッシュ(Danio rerio)の胚(受精卵)を用いた。
試験用水には、活性炭で脱塩素処理した水道水を用いた。pHは6.5~8.5、溶存酸素は飽和酸素濃度の80%以上とした。
試験溶液は、試験濃度ごとに、試料(第1の処理水または第2の処理水)を試験用水で希釈して調製した。試験濃度(試験溶液中の試料の濃度)は、希釈倍率を公比2とする5濃度区(80%、40%、20%、10%および5%)とした。対照区(ブランク、試験濃度0%)の試験溶液には、試験用水を用いた。
(Short-term toxicity test method using embryonic and larval stage fish)
Zebrafish (Danio rerio) embryos (fertilized eggs) within 4 hours after fertilization were used in the test.
Tap water dechlorinated with activated carbon was used as test water. The pH was 6.5 to 8.5, and the dissolved oxygen was 80% or more of the saturated oxygen concentration.
A test solution was prepared by diluting a sample (first treated water or second treated water) with test water for each test concentration. The test concentration (concentration of the sample in the test solution) was five concentrations (80%, 40%, 20%, 10% and 5%) with a common ratio of 2 for the dilution ratio. Test water was used as the test solution for the control plot (blank, test concentration 0%).
試験条件は、下記の通りとした。
・ばく露方式:半止水式(2日ごとに換水)。
・ばく露期間:対照区において50%を超える胚(受精卵)がふ化した日から5日後まで(ゼブラフィッシュの場合、ばく露開始から8~10日間となる)。
・繰り返し数:1つの濃度区あたり4容器。
・供試卵数:1つの容器あたり15粒。
・試験溶液量:50mL/容器。
・試験温度:26±1℃。
・照明:室内光で明期16時間、暗期8時間。
・給餌:なし。
・通気:なし。
The test conditions were as follows.
・Exposure method: semi-static method (change water every 2 days).
・Exposure period: From the day when more than 50% of the embryos (fertilized eggs) hatched in the control plot until 5 days later (in the case of zebrafish, 8 to 10 days from the start of exposure).
• Number of repetitions: 4 containers per concentration zone.
- Number of eggs tested: 15 eggs per container.
• Amount of test solution: 50 mL/container.
• Test temperature: 26±1°C.
・Lighting: 16 hours light period, 8 hours dark period with room light.
・Feeding: None.
・Ventilation: None.
ばく露開始から24時間ごとに、すべての試験容器について試験生物を観察し、生死およびふ化した胚体数を記録した。
試験終了後、試験の有効性は、下記条件から判断した。
・対照区におけるふ化率が80%以上であること。
・対照区におけるばく露終了時の生存率が70%以上であること。
・対照区における溶存酸素がばく露期間を通して飽和酸素濃度の60%以上であること。
Every 24 hours from the start of exposure, test organisms were observed in all test containers and the number of live, dead and hatched embryos was recorded.
After completion of the test, the effectiveness of the test was judged from the following conditions.
・The hatching rate in the control plot should be 80% or more.
- The survival rate at the end of exposure in the control group should be 70% or more.
・Dissolved oxygen in the control group should be 60% or more of the saturated oxygen concentration throughout the exposure period.
試験から得られたデータをもとに、「生物応答を用いた排水試験法(検討案)」の「2.6.1 影響指標の算出」に記載の方法によってふ化率、ふ化後生存率、生存率および生存指標を試験容器ごとに算出した。
影響指標値(ふ化率、ふ化後生存率、生存率または生存指標)について後述する統計解析を行い、NOECを決定した。
TU(=100/NOEC)を算出した。TUが10超となった場合、試料(第1の処理水または第2の処理水)について毒性について改善の必要があると評価した。
Based on the data obtained from the test, the hatching rate, post-hatch survival rate, Viability and survival indices were calculated for each test vessel.
The effect index values (hatch rate, post-hatch survival rate, survival rate, or survival index) were subjected to the statistical analysis described below to determine the NOEC.
TU (=100/NOEC) was calculated. When TU exceeded 10, the sample (first treated water or second treated water) was evaluated as needing improvement in toxicity.
(ニセネコゼミジンコを用いるミジンコ繁殖試験法)
試験には、ニセネコゼミジンコ(Ceriodaphnia dubia)を用いた。
試験用水には、活性炭で脱塩素処理した水道水を用いた。水温を25±1℃に調整し、溶存酸素が飽和酸素濃度の90~100%になるようにした。
試験溶液は、試験濃度ごとに、試料(第1の処理水または第2の処理水)を試験用水で希釈して調製した。試験濃度(試験溶液中の試料の濃度)は、希釈倍率を公比2とする5濃度区(80%、40%、20%、10%および5%)とした。対照区(ブランク、試験濃度0%)の試験溶液には、試験用水を用いた。
(Daphnia reproduction test method using Cicada flea)
Ceriodaphnia dubia was used for the test.
Tap water dechlorinated with activated carbon was used as test water. The water temperature was adjusted to 25±1° C. so that the dissolved oxygen was 90-100% of the saturated oxygen concentration.
A test solution was prepared by diluting a sample (first treated water or second treated water) with test water for each test concentration. The test concentration (concentration of the sample in the test solution) was five concentrations (80%, 40%, 20%, 10% and 5%) with a common ratio of 2 for the dilution ratio. Test water was used as the test solution for the control plot (blank, test concentration 0%).
試験条件は、下記の通りとした。
・ばく露方式:半止水式(2日ごとに換水)。
・ばく露期間:最長8日間(対照区で60%以上の個体が3腹以上産仔するまで)。
・繰り返し数:1つの濃度区あたり10容器。
・供試生物数:1つの濃度区あたり10個体(1つの容器あたり1個体)。
・試験溶液量:15mL/容器。
・試験温度:25±1℃。
・照明:室内光で明期16時間、暗期8時間。
・餌:適量のYCTおよび単細胞緑藻類を毎日与えた。給餌量は、1日1個体あたり、YCTを50μL、藻類濃縮液を有機炭素換算量で0.02~0.05mgCを目安とした。
The test conditions were as follows.
・Exposure method: semi-static method (change water every 2 days).
・Exposure period: Up to 8 days (until 60% or more of the individuals in the control group give birth to 3 litters or more).
- Number of repetitions: 10 containers per concentration zone.
- Number of test organisms: 10 individuals per concentration zone (1 individual per container).
- Amount of test solution: 15 mL/container.
• Test temperature: 25±1°C.
・Lighting: 16 hours light period, 8 hours dark period with room light.
Feed: Appropriate amounts of YCT and unicellular green algae were provided daily. As a guideline, the feeding amount was 50 μL of YCT and 0.02 to 0.05 mgC of algae concentrate in terms of organic carbon per individual per day.
一連のシングルカルチャー(個別飼育)から、個体を十分数含む飼育容器を10個用意した。同じ親個体から産まれた同一腹仔の仔虫を1個体ずつ、1個の飼育容器から対照区と各濃度区の試験容器に移し入れた。同様に、各飼育容器(残り9個)から対照区と各濃度区の試験容器(各残り9個)に仔虫を投入した。この時点をばく露開始とした。
毎日、試験容器ごとに供試個体(親個体)の生死の観察および産まれた仔虫の計数を行った。
毎日の操作の終了後、対照区における産仔数を集計し、60%以上の供試個体で3腹以上の産仔が確認された日をもって、試験を終了した。ただし、ばく露期間は最長8日間とした。
試験終了後、試験の有効性は、下記条件から判断した。
・対照区における親個体の死亡率が20%以下であること。
・対照区における供試個体の60%以上が最大8日間で3腹分の産仔をすること。
・対照区における3腹分の合計産仔数が平均して15個体以上であること。
・対照区において休眠卵の生産が確認されないこと。
From a series of single cultures (individually reared), 10 rearing containers containing ten individuals were prepared. The larvae of the same litter born from the same parent individual were transferred one by one from one breeding container to the test container for the control group and each concentration group. Similarly, larvae were put from each breeding container (remaining 9) into the control group and the test container (remaining 9 each) of each concentration group. This time point was taken as the beginning of exposure.
Every day, the life and death of the test individual (parent individual) was observed and the larvae born were counted for each test container.
After the daily operation was completed, the number of litters in the control group was counted, and the test was terminated on the day when 60% or more of the test individuals were confirmed to have 3 litters or more. However, the maximum exposure period was 8 days.
After completion of the test, the effectiveness of the test was judged from the following conditions.
・The mortality rate of the parental individuals in the control group should be 20% or less.
・At least 60% of the test individuals in the control group should give birth to 3 offspring in a maximum of 8 days.
・The total number of litters for 3 litters in the control group should be 15 or more on average.
・The production of dormant eggs should not be confirmed in the control group.
対照区における供試個体の60%以上が仔虫を3腹産んだ時点において、濃度区においても3腹分の産仔数を試験容器ごとに集計し、各濃度区で平均値を算出した。
影響指標値(産仔数)について後述する統計解析を行い、NOECを決定した。
TU(=100/NOEC)を算出した。TUが10超となった場合、試料(第1の処理水または第2の処理水)について毒性について改善の必要があると評価した。
When 60% or more of the test individuals in the control group gave birth to 3 litters, the number of litters of 3 litters was counted for each test vessel in the concentration group, and the average value was calculated for each concentration group.
The effect index value (number of offspring) was subjected to statistical analysis to be described later, and NOEC was determined.
TU (=100/NOEC) was calculated. When TU exceeded 10, the sample (first treated water or second treated water) was evaluated as needing improvement in toxicity.
(淡水藻類を用いる生長阻害試験法)
試験には、ムレミカヅキモ(Pseudokirchneriella subcapitata)を用いた。
培地としては、OECDテストガイドライン201に示されたOECD培地を用いた。
試験溶液は、試験濃度ごとに、試料(第1の処理水または第2の処理水)を培地で希釈して調製した。試験濃度(試験溶液中の試料の濃度)は、希釈倍率を公比2とする5濃度区(80%、40%、20%、10%および5%)とした。対照区(ブランク、試験濃度0%)の試験溶液には、培地を用いた。
(Growth inhibition test method using freshwater algae)
Muremikazukimo (Pseudokirchneriella subcapitata) was used for the test.
As a medium, an OECD medium indicated in OECD Test Guideline 201 was used.
A test solution was prepared by diluting a sample (first treated water or second treated water) with a medium for each test concentration. The test concentration (concentration of the sample in the test solution) was five concentrations (80%, 40%, 20%, 10% and 5%) with a common ratio of 2 for the dilution ratio. A culture medium was used as the test solution for the control group (blank, test concentration 0%).
試験条件は、下記の通りとした。
・ばく露方式:止水式、振とう培養(100rpm)。
・ばく露期間:72時間。
・繰り返し数:1つの濃度区あたり3容器。対照区は6容器。
・初期生物量:5×103cells/mL。
・試験溶液量:100 mL/容器。
・試験温度:22±2℃。
・照明:蛍光灯光、24時間明期、試験容器内の液面付近の光強度65~75μmol/m2/s。
The test conditions were as follows.
・Exposure method: static type, shaking culture (100 rpm).
• Duration of exposure: 72 hours.
• Number of repetitions: 3 containers per concentration zone. Six containers were used for the control section.
- Initial biomass: 5 x 103 cells/mL.
- Amount of test solution: 100 mL/container.
• Test temperature: 22±2°C.
- Illumination: fluorescent lamp light, 24-hour light period, light intensity of 65 to 75 μmol/m 2 /s near the liquid surface in the test container.
前培養した供試藻類の生物量を測定し、試験溶液中の初期生物量が5×103cells/mLとなるように、前培養液(藻類懸濁液)の所定量を各試験容器の試験溶液に添加した。ばく露開始から24時間後、48時間後および72時間後(ばく露終了時)に、各試験容器から試験溶液を適量採取し、粒子計数装置を用いて生物量を測定した。
試験終了後、試験の有効性は、下記条件から判断した。
・対照区の生物量がばく露期間中に少なくとも16倍増加すること。
・対照区の毎日の生長速度の変動係数(平均値)がばく露期間を通じて35%を超えないこと。
・対照区の繰り返し間の生長速度の変動係数が7%を超えないこと。
The biomass of the precultured test algae is measured, and a predetermined amount of the preculture solution (algae suspension) is added to each test vessel so that the initial biomass in the test solution is 5 × 10 3 cells / mL. added to the test solution. After 24, 48 and 72 hours of exposure (end of exposure), aliquots of test solution were removed from each test container and biomass was determined using a particle counter.
After completion of the test, the effectiveness of the test was judged from the following conditions.
• At least a 16-fold increase in control biomass during the exposure period.
• The coefficient of variation (mean value) of daily growth rate in control plots should not exceed 35% throughout the exposure period.
• The coefficient of variation of growth rate between repetitions in the control plot should not exceed 7%.
対照区および各濃度区について、ばく露開始時からばく露終了時までの生長速度を、「生物応答を用いた排水試験法(検討案)」の「4.6.1 生長速度の算出」に記載の方法によって算出した。
各濃度区・各容器について、対照区の生長速度の平均値(μc)と各濃度区の生長速度(μt)に基づいて、次式により生長阻害率(Iμ)を算出した。
Iμ=(μc-μt)/μc×100
影響指標値(ばく露開始時からばく露終了時までの生長速度)について後述する統計解析を行い、NOECを決定した。
TU(=100/NOEC)を算出した。TUが10超となった場合、試料(第1の処理水または第2の処理水)について毒性について改善の必要があると評価した。
For the control group and each concentration group, the growth rate from the start of exposure to the end of exposure was calculated according to "4.6.1 Calculation of growth rate" of "Effluent test method using biological response (study plan)". Calculated by the method described.
For each concentration group and each container, the growth inhibition rate (I μ ) was calculated by the following formula based on the average value of the growth rate of the control group (μ c ) and the growth rate of each concentration group (μ t ).
I μ = (μ c −μ t )/μ c ×100
The effect index value (growth rate from the start of exposure to the end of exposure) was subjected to the statistical analysis described below to determine the NOEC.
TU (=100/NOEC) was calculated. When TU exceeded 10, the sample (first treated water or second treated water) was evaluated as needing improvement in toxicity.
(統計解析によるNOECの決定)
生物応答試験で得られた影響指標値について、有意差検定を行った。有意差検定は、対照区と複数濃度区を比較する多重比較法によって行った。解析手順は、下記の通りとした。それぞれの検定における有意水準は5%とし、片側検定を前提とした。
(i)Bartlett検定によって試験区間(対照区を含む)の等分散性を検定した。
(ii)前記(i)で等分散性が認められた場合、パラメトリックによる一元配置分散分析(ANOVA)によって試験区間内に有意差があるか検定した。
(iii)前記(ii)で有意差が認められた場合、Dunnettの多重比較検定によって対照区と濃度区間の有意差を検定し、有意差が認められた最低濃度区を最小影響濃度(LOEC)、その一つ下の濃度区を最大無影響濃度(NOEC)とした。前記(ii)または多重比較検定で有意差が認められなかった場合、NOECは最高濃度区以上とした。
(iv)前記(i)で等分散性が認められない場合、データを変換(比率データはArcsine変換、連続データはLog変換)して再度等分散性を検定した。等分散性が認められた場合は前記(ii)を実施した。
(v)前記(iv)で有意差が認められた場合、ノンパラメトリックによるKruskal-Wallisの順位和検定によって試験区間内に有意差があるか検定した。
(vi)前記(v)で有意差が認められた場合、Steelの多重比較検定によって対照区と濃度区間の有意差を検定し、有意差が認められた最低濃度区をLOEC、その一つ下の濃度区をNOECとした。(iv)または多重比較検定で有意差が認められなかった場合、NOECは最高濃度区以上とした。
(Determination of NOEC by statistical analysis)
A significance test was performed on the influence index values obtained in the biological response test. A significant difference test was performed by the multiple comparison method comparing the control group and multiple concentration groups. The analysis procedure was as follows. The significance level in each test was set at 5%, and a one-sided test was assumed.
(i) The homoscedasticity of the test section (including the control section) was tested by Bartlett's test.
(ii) When homoscedasticity was observed in (i) above, it was tested whether there was a significant difference within the test interval by a parametric one-way analysis of variance (ANOVA).
(iii) When a significant difference is observed in (ii) above, the significant difference between the control group and the concentration section is tested by Dunnett's multiple comparison test, and the lowest concentration section in which a significant difference is observed is the lowest effect concentration (LOEC). , and the concentration zone one level lower than that was defined as the maximum no-effect concentration (NOEC). When no significant difference was observed in (ii) above or in the multiple comparison test, the NOEC was taken as the highest concentration group or higher.
(iv) When the homoscedasticity was not observed in (i) above, the data were transformed (Arcsine transformation for ratio data, Log transformation for continuous data) and the homoscedasticity was tested again. When homodispersity was observed, the above (ii) was carried out.
(v) When a significant difference was observed in (iv) above, a non-parametric Kruskal-Wallis rank sum test was performed to test whether there was a significant difference within the test interval.
(vi) When a significant difference is observed in (v) above, the significant difference between the control section and the concentration section is tested by Steel's multiple comparison test, and the lowest concentration section in which a significant difference is observed is LOEC, one lower. The concentration group of was designated as NOEC. (iv) or when no significant difference was observed in the multiple comparison test, the NOEC was defined as the highest concentration group or higher.
(比較例1)
製薬工場事業所からの排水を、一律排水基準を満たすように処理して得られた第1の処理水を用意した。
第1の処理水の分析結果および第1の処理水を用いた生物応答試験の結果を表1に示す。また、「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」における生長阻害率を表2に示す。
(Comparative example 1)
A first treated water was prepared by treating waste water from a pharmaceutical factory so as to meet uniform waste water standards.
Table 1 shows the analysis results of the first treated water and the results of the biological response test using the first treated water. Table 2 shows the growth inhibition rate in the "growth inhibition test method using freshwater algae".
(比較例2)
1Lのポリプロピレン容器に第1の処理水の700mLを入れた。第1の処理水に凝集剤(ポリ塩化アルミニウム)の100mgを添加した。容器内の第1の処理水の温度を25℃、第1の処理水のpHを6.5~7.5の間に調整し、撹拌速度140rpmで2時間撹拌した。30分間静置し、沈降による固液分離を行った。上澄み液をフィルター(孔径0.22μm)でろ過し、ろ液(第2の処理水)を得た。
第2の処理水の分析結果および第2の処理水を用いた生物応答試験の結果を表2に示す。なお、比較例1の第1の処理水を用いた生物応答試験においては、「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」のみで毒性について改善の必要があると評価されたため、比較例2の第2の処理水を用いた生物応答試験においては、「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」のみを行い、生長阻害率のみを求めた。
(Comparative example 2)
A 1 L polypropylene container was charged with 700 mL of the first treated water. 100 mg of a flocculant (polyaluminum chloride) was added to the first treated water. The temperature of the first treated water in the container was adjusted to 25° C., the pH of the first treated water was adjusted to between 6.5 and 7.5, and the mixture was stirred at a stirring speed of 140 rpm for 2 hours. After standing for 30 minutes, solid-liquid separation was performed by sedimentation. The supernatant was filtered through a filter (pore size 0.22 μm) to obtain a filtrate (second treated water).
Table 2 shows the analysis results of the second treated water and the results of the biological response test using the second treated water. In addition, in the biological response test using the first treated water of Comparative Example 1, it was evaluated that it was necessary to improve toxicity only with the "growth inhibition test method using freshwater algae". In the biological response test using the treated water, only the "growth inhibition test method using freshwater algae" was performed, and only the growth inhibition rate was obtained.
(実施例1)
1Lのポリプロピレン容器に第1の処理水の700mLを入れた。第1の処理水に粉末活性炭の70gを添加した。容器内の第1の処理水の温度を25℃、第1の処理水のpHを6.5~7.5の間に調整し、撹拌速度140rpmで2時間撹拌した。30分間静置し、沈降による固液分離を行った。上澄み液をフィルター(孔径0.22μm)でろ過し、ろ液(第2の処理水)を得た。
第2の処理水の分析結果および第2の処理水を用いた生物応答試験の結果を表2に示す。なお、比較例1の第1の処理水を用いた生物応答試験においては、「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」のみで毒性について改善の必要があると評価されたため、実施例1の第2の処理水を用いた生物応答試験においては、「淡水藻類を用いる生長阻害試験法」のみを行い、生長阻害率のみを求めた。
(Example 1)
A 1 L polypropylene container was charged with 700 mL of the first treated water. 70 g of powdered activated carbon was added to the first treated water. The temperature of the first treated water in the container was adjusted to 25° C., the pH of the first treated water was adjusted to between 6.5 and 7.5, and the mixture was stirred at a stirring speed of 140 rpm for 2 hours. After standing for 30 minutes, solid-liquid separation was performed by sedimentation. The supernatant was filtered through a filter (pore size 0.22 μm) to obtain a filtrate (second treated water).
Table 2 shows the analysis results of the second treated water and the results of the biological response test using the second treated water. In addition, in the biological response test using the first treated water of Comparative Example 1, it was evaluated that there was a need to improve toxicity only by the "growth inhibition test method using freshwater algae". In the biological response test using the treated water, only the "growth inhibition test method using freshwater algae" was performed, and only the growth inhibition rate was obtained.
凝集剤または活性炭の添加によって、TOCおよび金属元素の低減が見られた。また、生長阻害率の低減も確認された。特に、活性炭の添加による低減効果が高いことがわかった。これらの結果から、一律排水基準を満たすように排水を処理して得られた第1の処理水に対しては、活性炭を添加することによって、生物に影響を与える様々な毒性の要因が低減された処理水を得ることができることがわかった。 A reduction in TOC and metallic elements was observed with the addition of flocculants or activated carbon. In addition, a reduction in growth inhibition rate was also confirmed. In particular, it was found that the addition of activated charcoal has a high reduction effect. From these results, various toxic factors that affect living organisms are reduced by adding activated carbon to the first treated water obtained by treating the wastewater so as to satisfy the uniform wastewater standards. It was found that the treated water can be obtained with
本発明の排水処理方法は、一律排水基準を満たすように排水を処理して得られたが、生物応答試験を行った結果、毒性について改善の必要があると評価された第1の処理水の再処理方法として有用である。 The wastewater treatment method of the present invention was obtained by treating wastewater so as to satisfy the uniform wastewater standards, but as a result of conducting a biological response test, the first treated water was evaluated as needing to be improved in terms of toxicity. It is useful as a reprocessing method.
10 一次処理手段、
12 吸着処理槽、
14 膜分離装置、
16 凝集沈殿槽、
18 貯留槽、
20 有機物吸着剤添加手段、
22 金属吸着剤添加手段、
24 凝集剤添加手段、
26 pH調整手段、
30 排水導入ライン、
32 第1の処理水移送ライン、
34 第2の処理水移送ライン、
36 上澄み液移送ライン、
38 槽本体、
40 水槽、
42 膜モジュール、
44 透過水移送ライン、
46 減圧ポンプ、
48 散気管、
50 ブロア、
52 送気ライン、
54 フロック抜出ライン、
56 フロック抜出バルブ、
60 有機物吸着剤貯留槽、
62 有機物吸着剤供給ライン、
64 ポンプ、
66 金属吸着剤貯留槽、
68 金属吸着剤供給ライン、
70 ポンプ、
72 凝集剤貯留槽、
74 凝集剤供給ライン、
76 ポンプ、
78 酸貯留槽、
80 酸供給ライン、
82 ポンプ、
84 アルカリ貯留槽、
86 アルカリ供給ライン、
88 ポンプ、
90 pH測定装置、
92 制御装置、
94 槽本体、
96 フロック抜出ライン、
98 フロック抜出バルブ。
10 primary treatment means,
12 adsorption treatment tank,
14 membrane separator,
16 coagulation sedimentation tank,
18 reservoir,
20 means for adding organic adsorbent,
22 metal adsorbent addition means,
24 flocculant addition means,
26 pH adjusting means,
30 drainage introduction line,
32 first treated water transfer line,
34 second treated water transfer line,
36 supernatant liquid transfer line,
38 tank body,
40 water tanks,
42 membrane modules,
44 permeate transfer line,
46 vacuum pump,
48 air diffuser,
50 Blower,
52 air line,
54 floc extraction line,
56 floc extraction valve,
60 organic matter adsorbent storage tank,
62 organic adsorbent supply line,
64 pumps,
66 metal adsorbent reservoir,
68 metal adsorbent supply line,
70 pump,
72 coagulant reservoir,
74 flocculant supply line,
76 pump,
78 acid reservoir,
80 acid supply line,
82 pump,
84 alkali reservoir,
86 alkali supply line,
88 pump,
90 pH measuring device,
92 controller,
94 tank body,
96 floc extraction line,
98 Flock extraction valve.
Claims (10)
前記混合物を、前記第2の処理水と前記有機物吸着剤とに固液分離する、排水処理方法であって、
前記第1の処理水から採取された試料について生物応答試験を行い、毒性について改善の必要があると評価された場合に、前記第1の処理水に前記有機物吸着剤を添加するとともに、該有機物吸着剤の添加量を、前記第1の処理水のTOC濃度、又は、金属元素濃度の少なくとも何れかの情報に基づいて調整する、排水処理方法。
但し、前記一律排水基準は、水質汚濁防止法第三条第一項の規定に基づき排水基準を定める総理府令(昭和四十六年総理府令第三十五号)に定められた排水基準である。
また、前記生物応答試験は、環境省が設置した「生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会」によって整理され、環境省が平成29年12月に公表した「生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法の技術的事項に関する現時点での整理(平成29年11月末時点)」において「化学物質に対する生物の応答を確認(利用)することにより、化学物質の有害性を評価する試験」と定義されたものである。 An organic adsorbent is added to the first treated water obtained by treating the wastewater so as to satisfy the uniform wastewater standard to obtain a mixture containing the second treated water and the organic adsorbent,
A waste water treatment method for solid-liquid separation of the mixture into the second treated water and the organic adsorbent,
A biological response test is performed on the sample collected from the first treated water, and when it is evaluated that the toxicity needs to be improved, the organic matter adsorbent is added to the first treated water, and the organic matter A waste water treatment method , wherein the amount of adsorbent to be added is adjusted based on information on at least one of the TOC concentration and the metal element concentration of the first treated water .
However, the uniform effluent standard is the effluent standard stipulated in the Prime Minister's Office Ordinance (Prime Minister's Office Ordinance No. 35 of 1971) that stipulates effluent standards based on the provisions of Article 3, Paragraph 1 of the Water Pollution Control Law. .
In addition, the biological response test was organized by the "Study Group on Water Environment Management Techniques Using Biological Responses" established by the Ministry of the Environment, and was published by the Ministry of the Environment in December 2017. In the current summary of technical matters of evaluation and management (improvement) methods (as of the end of November 2017), "Evaluate the toxicity of chemical substances by confirming (using) the response of organisms to chemical substances. defined as “test”.
前記第1の処理水を有機物吸着剤で処理して第2の処理水を得る吸着処理槽と、
前記第1の処理水に前記有機物吸着剤を添加する有機物吸着剤添加手段と、
前記第2の処理水と前記有機物吸着剤とを固液分離する固液分離手段と、を備え、
前記有機物吸着剤添加手段は、前記第1の処理水から採取された試料について生物応答試験を行い、毒性について改善の必要があると評価された場合に、前記第1の処理水に前記有機物吸着剤を添加し、
さらに、前記有機物吸着剤添加手段によって前記第1の処理水に添加する前記有機物吸着剤の添加量を、前記第1の処理水のTOC濃度、又は、金属元素濃度の少なくとも何れかの情報に基づいて調整する制御装置を備えた、排水処理装置。
但し、前記一律排水基準は、水質汚濁防止法第三条第一項の規定に基づき排水基準を定める総理府令(昭和四十六年総理府令第三十五号)に定められた排水基準である。
また、前記生物応答試験は、環境省が設置した「生物応答を利用した水環境管理手法に関する検討会」によって整理され、環境省が平成29年12月に公表した「生物を用いた水環境の評価・管理(改善)手法の技術的事項に関する現時点での整理(平成29年11月末時点)」において「化学物質に対する生物の応答を確認(利用)することにより、化学物質の有害性を評価する試験」と定義されたものである。 A primary treatment means for treating wastewater to obtain a first treated water so as to satisfy uniform wastewater standards;
an adsorption treatment tank for treating the first treated water with an organic adsorbent to obtain a second treated water;
organic adsorbent addition means for adding the organic adsorbent to the first treated water;
Solid-liquid separation means for solid-liquid separation between the second treated water and the organic adsorbent ,
The organic matter adsorbent addition means performs a biological response test on the sample collected from the first treated water, and if the toxicity is evaluated as needing to be improved, the organic matter adsorbs to the first treated water. Add agent,
Further, the amount of the organic adsorbent added to the first treated water by the organic adsorbent adding means is determined based on at least one of the TOC concentration and the metal element concentration of the first treated water. wastewater treatment system with a control system that regulates
However, the uniform effluent standard is the effluent standard stipulated in the Prime Minister's Office Ordinance (Prime Minister's Office Ordinance No. 35 of 1971) that stipulates effluent standards based on the provisions of Article 3, Paragraph 1 of the Water Pollution Control Law. .
In addition, the biological response test was organized by the "Study Group on Water Environment Management Techniques Using Biological Responses" established by the Ministry of the Environment, and was published by the Ministry of the Environment in December 2017. In the current summary of technical matters of evaluation and management (improvement) methods (as of the end of November 2017), "Evaluate the toxicity of chemical substances by confirming (using) the response of organisms to chemical substances. defined as “test”.
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