JP2000005743A - 汚染成分含有水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中に含まれる汚染成分を効率よくオゾン処
理することができ、また、他の多量の有害成分とともに
含まれる悪臭成分などの特定汚染成分を優先的に分解
し、無害化することができる汚染成分含有水の処理方法
を提供すること。 【解決手段】 汚染成分を吸着し、かつオゾンを吸着す
る高シリカ吸着剤を充填した反応層に、汚染成分含有水
を導入して前記汚染成分を前記吸着剤に吸着させ、前記
汚染成分含有水の導入を停止した後、前記汚染成分を吸
着した前記反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面
で前記汚染成分を酸化分解することを特徴とする汚染成
分含有水の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオゾンの酸化作用に
より汚染成分を無害化する汚染成分含有水の処理方法に
関し、特に大量の水中に含まれる微量の汚染成分の無害
化、又は比較的高濃度の他の汚染成分と共存する比較的
低濃度の特定汚染成分の無害化に適した処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】各種ＣＯＤ成分、悪臭成分などの汚染成
分を含有する水の無害化処理方法の一つとしてオゾンに
よる酸化分解処理方法がある。オゾンは自己分解性を有
することから、処理済の水中に残存して人体に影響を及
ぼす危険性は少なく、クリーンな処理剤として今後さら
に利用分野が拡大していくものと予測される。オゾンに
よる処理は、汚染成分含有水中にオゾン発生器（オゾナ
イザー）からのオゾン水を注入することによって行う
が、通常は処理対象水中の汚染成分の濃度は非常に希薄
なため、汚染成分の酸化分解に寄与する前に分解するオ
ゾンの割合も多く、無害化効率が低いという問題があ
る。また、近年、上水系や下水系などの各種水系におけ
る臭気の発生が問題視されるようになってきており、特
に上水場における主として微生物に起因する２−メチル
イソボルネオール（２−ＭＩＢ）やジオスミンによるカ
ビ臭が大きな問題となっている。従来これらの水系にお
ける悪臭成分の除去方法としては活性炭処理などが行わ
れているが除去性能、交換の手間、コストなどの理由に
より悪臭成分含有水の処理方法としては問題がある。

【０００３】前記２−ＭＩＢなどの悪臭成分はオゾンに
よる酸化分解が可能である。しかしながら、上記のよう
な水系中においては悪臭成分の濃度が非常に低かった
り、悪臭成分以外に多量のＣＯＤ成分などの有害成分が
含まれており、それらの濃度が悪臭成分に対し１０〜１
００倍にも達する場合がある。そのため、これらの悪臭
成分含有水にオゾンを注入しても水との接触により分解
したりＣＯＤ成分などとの反応により消費されてしま
い、悪臭成分の酸化分解に寄与できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術における問題点を解決し、汚染成分含有水中に含
まれる汚染成分を効率よくオゾン処理することができ、
また、他の多量の有害成分とともに含まれる悪臭成分な
どの特定汚染成分を優先的に分解し、無害化することが
できる汚染成分含有水の処理方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは汚染成分含
有水のオゾンによる処理方法について種々検討の結果、
処理対象水中の汚染成分とオゾンを共吸着する高シリカ
吸着剤を用い、予め汚染成分を吸着濃縮した吸着剤表面
にオゾンを供給し、前記汚染成分を酸化分解することに
より微量の汚染成分を確実に処理することができ、かつ
オゾンの処理効率を大幅に向上すること、さらに悪臭成
分のようなある種の特定汚染成分については、他の多量
の汚染成分と共存する場合であっても選択的な吸着が可
能で、吸着濃縮した状態でオゾンによる処理が可能とな
ることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明
は次の（１）〜（４）の態様を含むものである。 （１）汚染成分含有水の処理方法において、前記汚染成
分を吸着し、かつオゾンを吸着する高シリカ吸着剤を充
填した反応層に、前記汚染成分含有水を導入して前記汚
染成分を前記吸着剤に吸着させ、清浄化した水を前記反
応層から流出させ、前記汚染成分含有水の導入を停止し
た後、前記汚染成分を吸着した前記反応層にオゾン水を
導入して前記吸着剤表面で前記汚染成分を酸化分解する
ことを特徴とする汚染成分含有水の処理方法。

【０００６】（２）複数の汚染成分を含有する水の処理
方法において、前記汚染成分のうち特定の汚染成分を選
択的に吸着し、かつオゾンを吸着する高シリカ吸着剤を
充填した反応層に、前記水を導入して前記特定の汚染成
分を前記吸着剤に選択的に吸着させ、その他の汚染成分
を含有する水を前記反応層から流出させてその他の汚染
成分は別途無害化処理し、前記汚染成分含有水の導入を
停止した後、前記特定の汚染成分を吸着した前記反応層
にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記特定の汚染
成分を酸化分解することを特徴とする汚染成分含有水の
処理方法。

【０００７】（３）前記汚染成分又は前記特定の汚染成
分が悪臭成分であることを特徴とする前記（１）又は
（２）の汚染成分含有水の処理方法。 （４）前記高シリカ吸着剤が高シリカペンタシルゼオラ
イト、脱アルミニウムフォージャサイト、メソポーラス
シリケート又はこれらのうちの２種以上の混合物である
ことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つの
汚染成分含有水の処理方法。

【０００８】本発明で使用する吸着剤は、処理対象の汚
染成分とオゾンを共吸着する（汚染成分とオゾンの両方
を吸着する）ものであり、吸着剤表面で汚染成分をオゾ
ンにより酸化分解させるものであればその種類を問わな
い。このような吸着剤の例として高シリカペンタシルゼ
オライト（シリカライト又はＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比が
高いＺＳＭ−５）、脱アルミニウムフォージャサイト
（超安定Ｙ型ゼオライト：ＵＳＹ）、及びメソポーラス
シリケート（ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエト
キシシランをシリカ源とする低温酸性合成メソポーラス
シリケート、又は低分子ケイ酸をシリカ源とする低温
酸性合成メソポーラスシリケートなど）などの高シリ
カ吸着剤を挙げることができる。

【０００９】前記高シリカ吸着剤のうち、高シリカペン
タシルゼオライトは、シリカ源としてケイ酸ナトリウム
やヒュームドシリカを使用し、有機テンプレートとして
テトラプロピルアンモニウムブロミドを使用して１５０
〜１８０℃程度で水熱合成を行って得られるＳｉＯ₂ ／
Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０〜１０００程度のペンタシルゼオライ
トである。脱アルミニウムフォージャサイトは、ＳｉＯ
₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比５程度のＮａ−Ｙ型ゼオライトをアン
モニア水で処理することによりゼオライト骨格のＡｌの
大半を除去して得られたＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０〜
４００の超安定Ｙ型ゼオライト（ＵＳＹ）である。

【００１０】メソポーラスシリケートは１０〜１０００
オングストロームのメソ孔を有するシリカ系多孔質体で
あって、種々の製造方法があり、製造条件等によりＳｉ
Ｏ₂／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０から実質的にＳｉＯ₂ のみのも
のまで得られている。例えば、ＭＣＭ−４１はモービル
社により開発された温度１４０℃、ｐＨ１３．５、シリ
カ源として水ガラス、ケイ酸ナトリウム、有機テンプレ
ートとしてカチオン系界面活性剤（炭素数８以上）を使
用して得られる比表面積１６００ｍ² ／ｇ程度、ＳｉＯ
₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０００程度のシリカ系多孔質体であ
る。ＦＭＳ−１６は同じく黒田、稲垣等により開発され
たカネマイトにカチオン系界面活性剤をインターカレー
ションして得られたＭＣＭ−４１と類似の構造のＳｉＯ
₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ₃ 比１０００程度のシリカ系多孔質体であ
る。また、低温メソポーラスシリケートはｓｔｕｃｋ
ｙ等により提唱された方法、すなわち、シリカ源として
テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を、有機テンプレー
トとしてカチオン系界面活性剤を使用して室温下にｐＨ
１以下で合成するものであり、低温メソポーラスシリケ
ートは本発明等が開発した方法、すなわち、シリカ源
として縮重合したシリカを含まないケイ酸を、有機テン
プレートとしてカチオン系界面活性剤を使用して室温ｐ
Ｈ１以下で合成するものである。これらの低温メソポー
ラスシリケートは製造条件等によりＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ
₃ 比１０から実質的にＳｉＯ₂ のみのものまで得ること
ができる。

【００１１】また、本発明者らの実験結果によれば、こ
れらの高シリカ吸着剤の中でもＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比
７０以上の高シリカペンタシルゼオライト、ＳｉＯ₂ ／
Ａｌ ₂ Ｏ₃ 比２０以上の脱アルミニウムフォージャサイ
ト、ＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比２０以上のメソポーラスシ
リケートが、ダイオキシン及びオゾンの吸着能が高く、
吸着したオゾンの分解率も低いので好ましい吸着剤であ
る。これらの中では高シリカペンタシルゼオライトはオ
ゾン吸着能は高いがオゾン分解率が若干高い傾向にあ
り、オゾン吸着能及び分解率を勘案するとＳｉＯ₂ ／Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケートが最も良
好な性能を示し、次いでＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂Ｏ₃ 比２０以
上の脱アルミニウムフォージャサイト、ＳｉＯ₂ ／Ａｌ
₂ Ｏ₃ 比７０以上の高シリカペンタシルゼオライトの順
である。

【００１２】これらの吸着剤はそれぞれ使用目的に応じ
て単独又は混合物の形で粒状、ペレット状、ラシヒリン
グ状、ハニカム状など任意の形状に成形して使用する。
また、吸着剤充填塔の被処理水入口側に高濃度オゾンの
吸着性能の高いメソポーラスシリケートを、処理済み水
の出口側に低濃度オゾンの吸着性能の高い脱アルミニウ
ムフォージャサイトを充填した２層構造の吸着剤層とし
てオゾンの使用効率を高めることもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】前記本発明の方法（１）において
は、先ず汚染成分含有水を前記高シリカ吸着剤を充填し
た反応層に導入して汚染成分を吸着させる。反応層出口
水中の未吸着の汚染成分の濃度あるいは臭気の強さが許
容値を超えた時点で汚染成分含有水の導入を停止する。
ここでは吸着工程から酸化分解工程への切り換えは反応
層の出口や反応層内に配置したセンサーによる汚染成分
濃度あるいは臭気の強さに基づいて決定することもでき
るが、処理対象水の性状がわかっており、汚染成分濃度
に大きな変動がない場合には、予め吸着時間を設定して
おき、所定時間毎に切り換えるようにするなど、任意の
方法をとることができる。また、必要により、前記反応
層の後端部に未吸着領域を残した状態で汚染成分含有水
の導入を停止するようにすれば、後の酸化分解工程も含
めて全工程を通じて反応層出口水への前記汚染成分の流
出を完全に防止することができる。

【００１４】次に前記吸着工程において汚染成分を吸着
した高シリカ吸着剤の反応層にオゾン水を導入する。オ
ゾンによる汚染成分の酸化分解の反応速度は吸着剤表面
における汚染成分濃度〔Ｍ１〕とオゾン濃度〔Ｏ₃ 〕の
積、すなわち〔Ｍ１〕×〔Ｏ ₃ 〕に比例することから、
本発明では汚染成分とオゾンを共吸着する高シリカ吸着
剤を用い、予め汚染成分を吸着濃縮した吸着剤表面にお
いてオゾンと反応させるため、高い反応速度を確保で
き、汚染成分を効率的に除去することができるととも
に、オゾンを有効に使用することができる。吸着工程の
温度は１５〜５０℃の範囲、好ましくは２５〜３５℃の
範囲が適当である。オゾンの導入方法としては上記のよ
うに吸着工程後の反応層に、水が入った状態でオゾン水
を供給するのが好ましいが、条件によっては汚染成分吸
着後に反応層から液を抜き、オゾン含有ガスを供給して
酸化分解させる、吸着工程後の反応層に、水が入ったま
まの状態でオゾンガスを下方から導入してバブリングさ
せて酸化分解するなどの方法も採ることができる。

【００１５】この方法は、大量の水中に含まれる汚染成
分を濃縮した状態でオゾン処理することができるので、
各種ＣＯＤ成分などを含む工場排水、下水道水などの処
理に有効である。

【００１６】オゾンの添加量は悪臭成分１モルに対し１
〜１００モル、好ましくは１．５〜１０モルの範囲が適
当である。オゾンはそれ自体公知の無声放電方式、紫外
線ランプ方式、水電解方式などいずれの方式のものでも
適用でき、発生させたオゾンを水に溶解させたオゾン水
の形で導入するのが好ましい。酸化分解工程の温度は１
５〜５０℃の範囲、好ましくは２５〜３５℃の範囲が適
当である。

【００１７】本発明の方法において、反応層からのオゾ
ンの流出を完全に防ぐために、活性炭やアルミナ系化合
物などのオゾン分解剤充填層を反応層の出口側に設けて
もよい。

【００１８】本発明により汚染成分含有水を処理する場
合の基本操作は前記のとおりであるが、前記高シリカ吸
着剤を充填した反応層を２つ以上有する吸着反応器を使
用し、各反応層において前記汚染成分を前記吸着剤に吸
着させる吸着工程と、前記汚染成分が既に吸着されてい
る反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記汚
染成分を酸化分解する酸化分解工程とを順次繰り返すよ
うにする。このようにして複数の高シリカ吸着剤反応層
を交互に吸着工程及び酸化分解工程とすることによっ
て、汚染成分含有水を連続的に処理することができる。
なお、通常の場合、吸着工程に比較して酸化分解工程は
短時間で済むので、酸化分解が終了し吸着工程に移るま
での間は水の導出入を止め待機状態とすればよい。ま
た、３つ以上の反応層を有する吸着反応器の場合には、
吸着工程にある反応層の数を酸化分解工程にある反応層
よりも多くすることもできる。

【００１９】前記本発明（２）の方法では、先ず複数の
汚染成分を含有する水を前記高シリカ吸着剤の反応層に
導入して、前記複数の汚染成分中の悪臭成分など処理対
象とする特定の汚染成分を選択吸着させる。反応層出口
水中に未吸着の特定の汚染成分の濃度あるいは臭気の強
さが許容値を超えた時点で前記複数の汚染成分を含有す
る水の導入を停止する。吸着工程から酸化分解工程への
切り換えは反応層の出口や反応層内に配置したセンサー
による汚染成分濃度あるいは臭気の強さに基づいて決定
することもできるが、処理対象水の性状がわかってお
り、汚染成分濃度に大きな変動がない場合には、予め時
間を設定しておき、所定時間毎に切り換えるようにする
など、任意の方法をとることができる。また、必要によ
り、前記反応層の後端部に前記特定汚染成分の未吸着領
域を残した状態で水の導入を停止するようにすれば、後
の酸化分解工程も含めて全工程を通じて反応層出口水へ
の前記特定汚染成分の流出を完全に防止することができ
る。

【００２０】次に前記吸着工程において特定の汚染成分
を選択吸着した高シリカ吸着剤の反応層にオゾン水を導
入する。前記のとおりオゾンも高シリカ吸着剤に吸着さ
れるので吸着剤表面における特定の汚染成分濃度〔Ｍ
２〕とオゾン濃度〔Ｏ₃ 〕の積〔Ｍ２〕・〔Ｏ₃ 〕は、
処理対象の特定の汚染成分を含有する水に直接オゾンを
注入した場合に比較して飛躍的に大きくなり、しかも処
理対象水中に含まれる他の汚染成分によってオゾンが消
費されることもないので、この酸化分解工程において前
記特定の汚染成分は極めて効率よく酸化分解され、吸着
剤は再生される。

【００２１】前記吸着工程において前記特定の汚染成分
を選択吸着して除去した後の他の汚染成分を含む水は、
別工程において、通常行われている活性炭吸着処理など
の適当な方法により処理することによって無害化すれば
よい。比較的多量のＣＯＤ成分などの他の汚染成分と比
較的少量の悪臭成分などの特定の汚染成分を含む水を直
接処理する場合、特定の汚染成分は除去されないで排出
される場合が多いが、本発明の方法は前記特定の汚染成
分は別途選択除去されているので、特定の汚染成分が排
出される恐れはない。

【００２２】この方法は、水中に含まれ、しかも比較的
多量の他の汚染成分と共存する比較的少量の特定の汚染
成分を、選択吸着により濃縮した状態でオゾン処理する
ことができ、特に少量だが有害性の強い特定の汚染成分
を含む水の処理に好適である。この場合、前記特定の汚
染成分は他の汚染成分に比較して吸着されやすいもので
あることが必要である。このような処理を行うのに適し
た複数の汚染成分を含有する水の例として、悪臭成分を
含む上水場の沈渣水がある。悪臭成分は他のＣＯＤ成分
等に比較してはるかに高シリカ吸着剤に吸着されやす
く、しかもＣＯＤ成分等に優先して吸着される性質を有
している。そのため吸着工程においては、含有量の多い
他のＣＯＤ成分等は吸着しきれず、吸着剤充填層を通過
するが、悪臭成分は全て吸着され、悪臭成分を含まない
処理水が排出される。

【００２３】この方法においても、前記高シリカ吸着剤
を充填した反応層を２つ以上有する吸着反応器を使用
し、各反応層において前記特定の汚染成分を前記吸着剤
に吸着させる吸着工程と、前記特定の汚染成分が既に吸
着されている反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表
面で前記特定の汚染成分を酸化分解する酸化分解工程と
を順次繰り返すようにし、複数の高シリカ吸着剤反応層
を交互に吸着工程及び酸化分解工程とすることによっ
て、複数の汚染成分を含有する水（特定の汚染成分を含
有する水）を連続的に処理することができる。

【００２４】本発明の方法において、前記汚染成分又は
特定の汚染成分を吸着した反応層にオゾン水を導入する
際の導入方向は特に制限はないが、前記汚染成分又は特
定の汚染成分やオゾンが反応層から流出することを極力
防止するために、オゾン水を被処理水と逆の方向から導
入するのが好ましい。

【００２５】次に図面を参照して本発明の実施態様を更
に具体的に説明する。図１は本発明の方法による汚染成
分含有水又は複数の汚染成分を含有する水（特定の汚染
成分を含有する水）の処理プロセスの第１の実施態様を
示す説明図である。以下の説明において汚染成分含有水
又は複数の汚染成分を含有する水を処理対象水、汚染成
分含有水中の汚染成分又は複数の汚染成分を含有する水
中の特定の汚染成分を処理対象成分とする。図１におい
て吸着反応器１は高シリカ吸着剤を充填した反応層２を
有している。先ず吸着工程の際には水導入管３のバルブ
１０を開き、吸着処理済み水導出管４のバルブ１２を開
き、オゾン処理済み水導出管５のバルブ１３を閉じた状
態としておき、バルブ１０を介して処理対象水７を導入
する。処理対象水７が汚染成分含有水の場合には汚染成
分が吸着除去され、吸着処理済み水導出管４を経て排出
される吸着処理済み水８中の汚染成分の含有量は許容値
以下となっておりそのまま放流又は上水等に使用が可能
である。処理対象水７が複数の汚染成分を含有する水の
場合には特定の汚染成分が吸着除去され、吸着処理済み
水導出管４を経て排出される吸着処理済み水８中の特定
の汚染成分の含有量は許容値以下であっても、他の汚染
成分は除去されていないため、別途必要な処理を行った
のち放流又は上水等に使用される。

【００２６】処理対象成分の吸着量が増加して、吸着処
理済み水８中の処理対象成分の濃度あるいは臭気の強さ
が許容値を超えた時点でバルブ１０及びバルブ１２を閉
じて処理対象水７の導入を止め、バルブ１１及びバルブ
１３を開いてオゾン発生器６から反応層２内にオゾン水
１４を導入する。導入されたオゾンは高シリカ吸着剤表
面に吸着濃縮されている処理対象成分を酸化分解する。
通常の場合、バルブ１３を経て排出されるオゾン処理済
み水９中には処理対象成分及びオゾンは含まれていない
か、極めて低濃度なので、そのまま放流することができ
る。なお、吸着工程から酸化分解工程への切り換えは吸
着処理済み水中の汚染成分濃度あるいは臭気を計測する
ことによって行うこともできるが、処理対象水の性状が
わかっており、汚染成分濃度に大きな変動がない場合に
は、予め時間を設定しておき、所定時間毎に切り換える
ようにするなど、任意の方法をとることができる。処理
対象成分の有害性が高い場合などには反応層の後端部に
未吸着の吸着剤領域を残した状態で工程切り換えを行え
ば安全である。なお、必要に応じてリークオゾンを分解
するオゾン分解剤層を反応層の後流側に設けてもよい。

【００２７】図２は本発明の方法による処理対象水の処
理プロセスの第２の実施態様を示す説明図である。この
プロセスにおいては２個の高シリカ吸着剤を充填した反
応層２２ａ、２２ｂを有する吸着反応器２１を使用し、
一方の反応層を吸着工程、他方の反応層を酸化分解工程
とする。図２において反応層２２ａが吸着工程にあり、
処理対象水２７は水導入管２３のバルブ３１を通って反
応層２２ａに導入され、処理対象成分を吸着除去された
後、処理対象成分の濃度が許容値以下の吸着処理済み水
２８として吸着処理済み水導出管２４からバルブ３３を
経て系外へ排出され、必要により別途処理を行った後、
放流される。この間、バルブ３２、３４、３５及び３７
は閉じられている。

【００２８】処理対象成分の吸着量が増加して、吸着処
理済み水２８中の処理対象成分の濃度又は臭気の強さが
許容値を超えた時点でバルブ３１及び３３を閉じ、バル
ブ３２及び３４を開いて処理対象水２７を高シリカ吸着
剤を充填した反応層２２ｂに通すようにし、反応層２２
ｂを吸着工程とする。一方、処理対象成分を吸着してい
る反応層２２ａは酸化分解工程とし、バルブ３５を開い
てオゾン発生器２６から反応層２２ａ内にオゾン水３９
を導入する。この間、バルブ３６及びバルブ３８は閉じ
られている。反応層２２ａ内に導入されたオゾンは高シ
リカ吸着剤表面に吸着されている処理対象成分を酸化分
解する。通常の場合、バルブ３７を経てオゾン処理済み
水導出管２５から排出されるオゾン処理済み水２９中に
は処理対象成分及びオゾンは含まれていないか、極めて
低濃度であり、そのまま放流することができる。なお、
必要に応じてリークオゾンを分解するオゾン分解剤層を
反応層の後流側に設けてもよい。

【００２９】このようにして２個の高シリカ吸着剤を充
填した反応層２２ａ、２２ｂを交互に吸着工程及び酸化
分解工程とすることによって、処理対象水を連続的に処
理することができる。なお、通常の場合、吸着工程に比
較して酸化分解工程は短時間で済むので、酸化分解が終
了し吸着工程に移るまでの間はバルブを閉じて待機状態
とすればよい。

【００３０】図３は本発明の方法による処理対象水の処
理プロセスの第３の実施態様を示す説明図である。図３
において円筒形の吸着反応器４１は複数に区分された高
シリカ吸着剤を充填した反応層が軸を中心にして円盤状
に配置された形式のもので、吸着ゾーン４２及び酸化分
解ゾーン４３とに区分されており、全体が中心軸回りに
回転することにより各反応層が順次、吸着工程及び酸化
分解工程を繰り返すようになっている。水導入管４４か
ら吸着ゾーンにある反応層に導入された処理対象水４５
は処理対象成分を吸着除去され、吸着処理済み水導出管
４６から処理対象成分の濃度が許容値以下の吸着処理済
み水４７として系外へ排出され、必要により別途処理を
行った後、放流される。

【００３１】吸着ゾーン４２において処理対象成分を吸
着した反応層は酸化分解ゾーン４３に移行し、オゾン発
生器４８からオゾン水を導入される。導入されたオゾン
は高シリカ吸着剤表面に吸着濃縮されている処理対象成
分を酸化分解する。通常の場合、オゾン処理済み水導出
管４９を経て排出されるオゾン処理済み水５０中には処
理対象成分及びオゾンは含まれていないか、極めて低濃
度であり、そのまま放流することができる。なお、必要
に応じてリークオゾンを分解するオゾン分解剤層を反応
層の後流側に設けてもよい。また、図には吸着反応器４
１を２等分して吸着ゾーン４２及び酸化分解ゾーン４３
とする例を示したが、両方のゾーンの割合は吸着工程と
酸化分解工程の所要時間等に応じて適宜設定すればよ
い。さらに、必要により吸着工程と酸化分解工程との境
界を明確にするため、水の導入導出を行わない中間ゾー
ンを設けてもよい。

【００３２】

【実施例】以下、実施例により本発明の効果を実証す
る。 （実施例１）ＣＯＤ成分としてエタノール５ｐｐｍを含
有する模擬排水を用い、図１の装置で無害化処理を行っ
た。直径３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの円筒形の反応層に、
メソポーラスシリケート（ＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１０
００）、脱アルミニウムフォージャサイト（ＳｉＯ₂ ／
Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝７０）、高シリカぺンタシルゼオライト
（ＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝４０）、及び市販のシリカゲ
ル（比較例）をそれぞれ８０リットル充填し、吸着温度
を２５℃に設定し、前記模擬排水を空塔速度４５ｍ／ｓ
ｅｃで供給し、反応層の出口側のエタノール濃度を測定
した。エタノール濃度が１ｐｐｍ（許容値）となった時
点で前記模擬排水の供給を停止し、吸着処理工程を終了
した。吸着処理可能時間はメソポーラスシリケートが約
２時間、脱アルミニウムフォージャサイトが約１．５時
間、高シリカぺンタシルゼオライトが約１．２時間、及
びシリカゲルが約０．５時間であった。その後、弁を切
り換えて吸着工程から酸化分解工程に移し、反応層を酸
化分解温度である２５℃に保持し、水電解オゾン発生装
置で発生させたＯ₃ ：２０％、Ｏ₂ ：７６％、Ｈ₂ Ｏ：
４％からなるオゾンガスを水に溶解させて１〜１０ｐｐ
ｍの濃度としたオゾン水を、模擬排水と逆の供給方向で
空塔速度０．０１ｍ／ｓｅｃで供給してエタノールの酸
化分解を行った。その際の反応層の出口におけるエタノ
ール濃度及びＯ₃ 濃度を測定し、時系列的な変化を図４
及び図５に示した。図４及び図５においてＡはメソポー
ラスシリケート、Ｂは脱アルミニウムフォージャサイ
ト、Ｃは高シリカぺンタシルゼオライト、Ｄはシリカゲ
ルである。前記の吸着処理時間から、エタノールの吸着
量はメソポーラスシリケート＞脱アルミニウムフォージ
ャサイト＞高シリカぺンタシルゼオライト＞シリカゲル
の順で小さくなり、また、図５からメソポーラスシリケ
ートと脱アルミニウムフォージャサイトと高シリカぺン
タシルゼオライトでは、酸化分解処理を開始してから約
１時間後に反応層からのＯ₃ のリークが観測され、この
間に吸着したエタノールはＯ₃ により分解されたものと
推定される。しかし、シリカゲルでは、酸化分解処理を
開始してから約０．２時間でＯ₃ がリークし始め、Ｏ₃
保持能力も小さいものと推定される。

【００３３】（実施例２）吸着剤としてメソポーラスシ
リケート、脱アルミニウムフォージャサイト又は高シリ
カぺンタシルゼオライトを使用し、実施例１と同様の操
作で２−ＭＩＢを１０ｐｐｂ含有する水の処理を行っ
た。その結果、再生工程（酸化分解工程）で供給するオ
ゾン水の濃度を１ｐｐｍとすることにより、継続的に処
理水中の２−ＭＩＢ濃度を０．１ｐｐｂ以下（実質的に
不検出）に保ことができた。

【００３４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、高シリカ吸着剤
を使用して汚染成分含有水から汚染成分を吸着濃縮し、
吸着剤相中でオゾンと反応させるので効率よく汚染成分
を分解除去することができ、オゾンの利用効率も従来の
オゾン処理に比較して飛躍的に向上する。また、比較的
多量の他の汚染成分と共存する比較的含有量の少ない特
定汚染成分を含む複数の汚染成分を含有する水から、特
定汚染成分を吸着濃縮し、吸着剤相中でオゾンと反応さ
せることにより、前記濃縮効果に加えて、他の汚染成分
によるオゾンの分解も防ぐことができ、特定汚染成分の
重点的な除去が可能である。例えば、上水場の沈渣水の
ような悪臭成分以外に多量の有害成分を含む悪臭成分含
有水から悪臭成分のみを選択吸着し、悪臭成分を吸着し
た吸着剤充填層にオゾンを導入して共吸着させることに
より、オゾンの利用率を飛躍的に向上させることがで
き、効率的な悪臭成分含有水の処理が可能となる。すな
わち、従来、悪臭成分含有水への適用が困難であったオ
ゾン処理を利用して極めて効率的、かつ安全な悪臭成分
含有水の処理プロセスの構築を可能とした。更に、本発
明の方法によれば大量の処理対象水中に直接オゾンを導
入する場合に比較してオゾン関連設備をコンパクトにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法による汚染成分含有水処理プロセ
スの第１の実施態様を示す説明図。

【図２】本発明の方法による汚染成分含有水処理プロセ
スの第２の実施態様を示す説明図。

【図３】本発明の方法による汚染成分含有水処理プロセ
スの第３の実施態様を示す説明図。

【図４】実施例１の吸着工程における反応層出口エタノ
ール濃度の経時変化を示すグラフ。

【図５】実施例１の酸化分解工程における反応層出口Ｏ
₃ 濃度の経時変化を示すグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝長 成之 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 蔦谷 博之 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB02 AB13 BA05 BA07 BA13 DB09 DB24 4D050 AA12 AB04 AB07 BB02 BC05 CA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚染成分含有水の処理方法において、前
   記汚染成分を吸着し、かつオゾンを吸着する高シリカ吸
   着剤を充填した反応層に、前記汚染成分含有水を導入し
   て前記汚染成分を前記吸着剤に吸着させ、清浄化した水
   を前記反応層から流出させ、前記汚染成分含有水の導入
   を停止した後、前記汚染成分を吸着した前記反応層にオ
   ゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記汚染成分を酸化
   分解することを特徴とする汚染成分含有水の処理方法。
2. 【請求項２】 複数の汚染成分を含有する水の処理方法
   において、前記汚染成分のうち特定の汚染成分を選択的
   に吸着し、かつオゾンを吸着する高シリカ吸着剤を充填
   した反応層に、前記水を導入して前記特定の汚染成分を
   前記吸着剤に選択的に吸着させ、その他の汚染成分を含
   有する水を前記反応層から流出させてその他の汚染成分
   は別途無害化処理し、前記汚染成分含有水の導入を停止
   した後、前記特定の汚染成分を吸着した前記反応層にオ
   ゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記特定の汚染成分
   を酸化分解することを特徴とする汚染成分含有水の処理
   方法。
3. 【請求項３】 前記汚染成分又は前記特定の汚染成分が
   悪臭成分であることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の汚染成分含有水の処理方法。
4. 【請求項４】 前記高シリカ吸着剤が高シリカペンタシ
   ルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト、メソ
   ポーラスシリケート又はこれらのうちの２種以上の混合
   物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
   に記載の汚染成分含有水の処理方法。