ジオキサンなど難分解性物質含む排水を分解したい
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既設水槽の処理能力を引き上げる特許技術のオゾン排水処理を特集｜Haisui-03
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ジオキサンなどの難分解性物質は、生物処理や凝集沈殿では分解・除去できず、排水基準をクリアできないケースが生じます。このページでは、従来の処理手法でジオキサンを除去できない背景と、促進酸化処理（AOP）で分解する具体的なアプローチについて解説します。
生物処理や活性炭吸着などでジオキサンなどの化学物質を処理できない理由は、主に以下の3点です。
活性汚泥法などの生物処理に生息する一般的なバクテリアは、ジオキサンを分解できません。ジオキサン専用の分解菌を培養して投入する方法もありますが、他の菌との競合や水温・pHの変動により死滅するケースが見られます。このため、菌の管理が難しく、工場の実運用で安定的に運用することが困難です。
活性炭吸着は水中の汚れを物理的に除去する方法ですが、ジオキサンには適用しにくい特性があります。1,4-ジオキサンは親水性が高く、活性炭の孔を水とともに通過してしまうため、吸着による除去が難しい物質です。除去率を高めるには活性炭の使用量を増やすしかなく、交換費用と産廃処理費が増大し続けます。
廃液を高温で燃焼・熱分解することで、ジオキサンを処理することは可能です。しかし水分を蒸発させる工程で、重油やガスなどの大量の燃料を消費するため、処理コストが高くなります。燃焼に伴うCO2排出量も増大することから、脱炭素化が求められる現在の運用環境では、採用しにくい方法といえます。
難分解性排水処理を行っている施設では、主に以下の3つの課題を抱えているケースが見られます。
生物処理、活性炭吸着、加熱燃焼といった手法は、それぞれコストや管理難易度、環境負荷の面で課題があります。複数の設備を組み合わせても、親水性の高いジオキサンは処理工程を通過してしまうという問題をクリアできません。多大な設備投資を行っても、排水基準を安定してクリアできないのが実情です。
自社での処理が難しく、難分解性廃液を産業廃棄物として外部業者に委託するケースがあります。外部委託は1回あたりの単価が高く、廃液が発生するたびに処理費用が積み上がります。
新たな処理設備の導入を検討しても、工場内に設置スペースを確保できない現場は多く存在します。仮にスペースを確保できたとしても、大規模な設備工事を伴うため、費用と工期の両面で操業への影響が避けられません。
こうした壁を乗り越える手段として注目されるのが、オゾンを用いた促進酸化処理（AOP：Advanced Oxidation Process）です。オゾン（O3）をマイクロバブルとして水中に溶解させると、連鎖反応によりOHラジカルが生成されます。OHラジカルは、オゾン単体よりも高い酸化力を持つという点が特徴です。
この酸化作用により、1,4-ジオキサンのような環状構造を持つ化学物質の分子結合を切断し、低分子へと分解します。
生物処理では分解できない、活性炭では吸着しきれないといった難分解性排水の課題を、大掛かりな設備投資を行わずに解決へと導く独自のオゾン排水処理システムです。
こんな課題が…排水処理で活性汚泥の沈降性が悪化し、沈殿槽で固液分離がうまくいかなくなる状態のこと。汚泥が処理水に混ざって流出（キャリーオーバー）し、処理水質が悪化します。
活性汚泥法は、微生物が有機物を分解する処理方法です。ジオキサンのような難分解性物質は微生物が分解できず、処理工程を通過してしまうため、処理しきれません。
オゾンによる分解（低分子化）
ファインバブル発生装置からオゾンマイクロナノバブルを放出。オゾンの強力な酸化力と、バブルが弾ける際の圧壊作用により、強固な有機物の鎖を微生物が食べやすいサイズにまで低分子化します。
高濃度酸素と
活性炭含有担体による生分解
水中のオゾンが活性炭の触媒反応で高濃度の酸素に変化。この酸素が、活性炭を含有した専用の担体に定着した微生物を極限まで活性化し、低分子化された汚れを生分解します。有害な排オゾンガスが放出されないため、密閉や無害化設備は必要ありません。
AOP＋UVによる
完全分解と無色化
曝気槽の後段に促進酸化槽での処理を追加することで、ジオキサンなどの難分解性物質に対するさらなる高度処理が可能になります。生物処理や活性炭をすり抜けた極小の難分解性物質や色素成分に、オゾンマイクロナノバブルとUV（紫外線）を掛け合わせた促進酸化処理（AOP）を行うことで、水と二酸化炭素にまで分解。高度な脱色と殺菌も同時に行い、厳しい放流基準をクリアする無色透明な処理水へと仕上げます。
生物処理では分解できないジオキサンなどの難分解性物質も、オゾンの酸化作用で分解します。水中に滞留する微細な気泡により、分子結合を切断。放流基準値に対応できる水質へ改善します。
活性炭を通過していた親水性の高い化学物質も、活性炭含有担体で捕捉します。活性炭が汚れを吸着し、担体に定着した微生物が分解することで生物処理の能力を向上。外部委託費や活性炭の交換費用を抑え、ランニングコストを低減します。
OZACは、土木工事や水槽の増設を伴わない設計です。既存の曝気槽などの水槽に、オゾン発生装置やマイクロナノバブルノズル、活性炭含有担体を後付けするだけで導入が可能です。大がかりな工事が不要なため、工期を短縮しやすく、生産ラインの停止リスクも回避。限られたスペースでも、処理能力の向上を実現します。
化学工場の製造プロセスから排出される難分解性廃液は、処理前のCODが9,000mg/Lという極めて高い数値を示していました。外見はクリーム色に白濁し、強い異臭を放つ状態であったため、自社設備での浄化を断念。産業廃棄物として、外部業者へ処理を委託し続けていた検体です。
OZACを用いた実証試験では、オゾンマイクロナノバブルによる酸化分解と生物処理を組み合わせ、CODを9,000mg/Lから420mg/Lまで激減させることに成功しました。異臭も試験直後から気にならなくなり、最終的には無色透明に近い状態まで浄化が進んでいます。
| 項目（mg/L） | 導入前 | 導入後 |
|---|---|---|
| BOD | 270 | 21 |
| COD | 9,000 | 420 |
| SS | 120 | 13 |
| 透明度 | クリーム色、濁り(中) | 透明度(中) |
メディア監修
引用元：エンバイロ・ビジョン公式HP（https://www.envirovision.jp/）
OZACは、エンバイロ・ビジョンが提供するオゾン排水処理システムです。
特許技術のマイクロナノバブルを活用し、排水・洗浄設備の能力向上など多様な環境ニーズに応えるサービスを提供。稼働実績は全国20施設※（プラント）以上（2026年3月時点）にのぼります。
発電所・食品工場・化学工場をはじめとした、水質管理基準や導入審査が厳しい国内大手企業を中心に採用されています。
実際の排水を用いたサンプルテストに対応しています。処理後の水質は、外部機関による客観的な分析データとともにレポートとして確認できます。導入に向けた社内稟議や、技術的な比較・検討へお役立てください。
日本の産業を支える水。しかしその裏側では、終わりのない薬剤投入や高騰する産廃コスト、そしてGX-ETSの義務化が重なり、排水処理は多くの企業にとって無視できない経営課題になりつつあります。
当メディアは、既存設備を活かしながら薬品・汚泥レスを実現する次世代の「オゾン排水処理システム」を、業種ごとの課題と導入事例を通じて伝えていくメディアです。この技術は、単なるコスト削減にとどまらず、環境負荷の低減と企業の成長を両立させる排水処理の転換点になると私たちは考えています。排水処理の常識を変えるこの技術を、一社でも多くの企業に届けていきます。
