JP2001079544A

JP2001079544A - 紫外線照射水処理方法

Info

Publication number: JP2001079544A
Application number: JP26206199A
Authority: JP
Inventors: Kimiyoshi Toyoda; 公義豊田
Original assignee: Chlorine Engineers Corp Ltd
Current assignee: ThyssenKrupp Nucera Japan Ltd
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】紫外線照射と他の酸化剤とを併用する促進酸
化法による水処理を工業的プロセスとして構築する。ま
た、次亜塩素酸ソーダを系外に排出することなく閉鎖系
で循環使用し酸化能に優れる次亜塩素酸ソーダの適用を
可能とする。【解決手段】溶解含有有機物を分解する水処理方法で
あって、紫外線照射処理した処理水の一部又は処理前の
被処理水をろ過及びイオン交換処理した後、電解過酸化
水素発生装置に供給して過酸化水素含有水として紫外線
照射処理に循環して処理することを特徴とする紫外線照
射水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は紫外線照射水処理法
に関し、詳しくは紫外線照射により被処理水中の有機化
合物、特に有害な有機ハロゲン化合物等の酸化除去が促
進される紫外線照射水処理法に関する。

【０００２】

【従来の技術】排水等の水浄化処理として紫外線照射に
よる酸化浄化法はよく知られている。また、オゾン等の
酸化剤を用いた排水の浄化処理等も実施されている。更
に、例えば実公昭５７−８９５８号公報に提案されるよ
うに紫外線照射とオゾン等の酸化剤とを併用する水浄化
処理も実用化されている。近年、半導体工業等電子産業
の進展に伴い、洗浄剤として多量に使用されている塩素
系有機化合物等の溶解性有機ハロゲン化合物が排水とし
て排出され環境への影響が問題となっている。特に、こ
れら溶解性有機ハロゲン化合物は、従来から排水の浄化
処理として行われている通常の生物的処理では十分に除
去できない。このため残存して水の循環系に入り易く人
体に及ぼす影響が指摘され、排水中に含有する溶解性有
機ハロゲン化合物を除去する各種方法が検討され提案さ
れている。それらの中で紫外線照射と酸化剤とを組合せ
て排水を処理するいわゆる促進酸化法が注目され検討さ
れている。促進酸化法において紫外線照射と併用される
酸化剤としては上記オゾンの他に過酸化水素、塩素、過
マンガン酸等が使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように紫外線
照射と他の酸化剤とを組合せた促進酸化法が種々検討さ
れ提案され、各提案において排水中の汚染物質の酸化除
去が促進されることは示されるものの、実用性に優れる
水処理法として現実的に適用されるまでには至っていな
い。その理由としては、使用する酸化剤の供給システム
とが効果的に組合せられた効率的な一連のプロセスとし
て構築されていないためである。従来、紫外線照射と併
用する酸化剤の殆どが、処理系外で製造されて処理系に
輸送貯蔵して用いることから、輸送時の事故の危険性や
貯蔵時の分解消失等による利用効率の低下が問題にされ
ている。本発明は、同一システム系内に紫外線と併用す
る酸化剤製造プロセスと水処理システムとを効率的に組
込み、簡便な操作性で促進酸化法による水処理を工業的
プロセスとして構築することを目的とする。また、塩素
系の酸化剤の使用は極力抑制されているが、次亜塩素酸
ソーダを系外に排出することなく閉鎖系で循環使用し酸
化剤としての次亜塩素酸ソーダの適用も可能とする。

【０００４】発明者は上記目的を達成するべく、従来の
紫外線照射方法、各酸化剤の供給方法及びそれらの製法
について検討した。その結果、出願人が開発し提案して
いる種々の電解法によれば電力エネルギーを用いること
のみで外部に汚染物質を排出することなく所定の酸化剤
を高純度で得ることができる。また、紫外線照射工程と
電解工程との間を被処理水等を循環させ得ることから、
各工程間が容易に連絡され工業的プロセス構築の可能性
を見出し本発明に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、溶解含
有有機物を分解する水処理方法であって、紫外線照射処
理した処理水の一部又は処理前の被処理水をろ過及びイ
オン交換処理した後、電解過酸化水素発生装置に供給し
て過酸化水素含有水として紫外線照射処理に循環して処
理することを特徴とする紫外線照射水処理方法が提供さ
れる。

【０００６】また、本発明によれば、溶解含有有機物を
分解する水処理方法であって、被処理水をろ過及びイオ
ン交換処理した後、電解過酸化水素発生装置に供給し過
酸化水素含有水として紫外線照射処理に供することを特
徴とする紫外線照射水処理方法が提供される。

【０００７】更に、本発明は、溶解含有有機物を分解す
る水処理方法であって、電解次亜塩素酸ソーダ製造装置
に食塩水を供給して得られる次亜塩素酸ソーダ溶解含有
水を被処理水に添加して紫外線照射処理して被処理水を
浄化すると共に、紫外線照射により生成し処理水中に含
有する食塩を取出し食塩水として電解次亜塩素酸ソーダ
製造装置へ循環使用することを特徴とする紫外線照射水
処理方法を提供する。

【０００８】本発明は上記のように構成され、排水等被
処理水中に溶解含有される有機物を紫外線照射により酸
化分解して除去浄化する際に、処理水や被処理水を電解
処理することにより酸化剤である過酸化水素又は次亜塩
素酸ソーダを生成して安定して連続的に被処理水中に含
有させることができることから、簡便で且つ効率的に被
処理水中の有機物を酸化除去して浄化処理できる。ま
た、水処理する現場にて上記酸化剤を生成することから
輸送・貯蔵が不要であり、輸送時の危険性や貯蔵時の消
失もなく有効性も向上する。特に、電解過酸化水素水
は、ガス拡散電極電解槽と純水電解槽とを所定に組合せ
ることで効果的に過酸化水素が生成されることから、一
連の紫外線照射水処理を円滑に進行させることができ
る。また、次亜塩素酸ソーダは食塩水を電解して生成で
き、得られた次亜塩素酸ソーダは紫外線照射により再び
食塩に変換されることから、処理水中の食塩を回収し再
度電解して次亜塩素酸ソーダとして循環使用できること
から塩素分を系外に排出せずに安全に用いることがで
き、環境保全に効果的である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。但し、本発明の下記実施例により限定
されるものでない。図１は、本発明の一実施例のフロー
説明図である。図１において、紫外線照射水処理装置１
０は、主に紫外線照射装置１、電解過酸化水素発生装置
２、ろ過装置３及びイオン交換装置４から構成される。
被処理水は、先ずラインＬ１からろ過装置３に導入さ
れ、処理水中の浮遊懸濁物（ＳＳ）や夾雑物が除去され
る。ろ過装置３を流出したろ過処理水は、ラインＬ２に
よりイオン交換装置４に流入され不純物イオンが除去さ
れる。イオン交換装置４で不純物イオンを除去され流出
した被処理水は、ラインＬ３により次いで電解過酸化水
素発生装置２の過酸化水素が生成される電極間に流入
し、過酸化水素を含有して流出する。その後、ラインＬ
４を経て紫外線照射装置１に送入され、電解過酸化水素
発生装置２で含有同伴した過酸化水素と共に紫外線照射
により溶存する有機性物質が分解除去され浄化される。
浄化処理水は紫外線照射装置１からラインＬ５で系外に
流出する。この場合、図１において破線で示したライン
Ｌ１’のようにラインＬ１を紫外線照射装置１に連絡し
被処理水を先ず紫外線照射処理し、その後、紫外線照射
処理水の一部をろ過装置３に破線で示したラインＬ６に
より送入して循環系を形成させて処理することができ
る。上記循環系を形成して処理することは、被処理水を
ラインＬ１で全量供給する場合、ろ過装置３やイオン交
換装置４の負荷を下げることができる等で好ましい。

【００１０】本発明の上記図１の紫外線照射水処理装置
１０において、紫外線照射装置１は槽内部に一般的な水
銀ランプ１１を具備した装置であり、水銀ランプにより
１００〜４００ｎｍの波長の紫外線を照射できればよ
い。この場合、図１に示したように内管１２と外管１３
とからなる二重管構造に形成して外管１３側に被処理水
を流通させ内管１２内に水銀ランプ１１を配置し、要す
れば外管１３を流通する被処理水を紫外線照射処理する
と同時に内管１２に空気等酸素含有ガスを送入して紫外
線によりオゾンを発生させ、一点鎖線で示したラインＬ
７を経て外管１３下部に設けた散気管１４から散気させ
ることもできる。この場合は、内管１２で発生したオゾ
ンが更に酸化剤として作用することから被処理水中の汚
染物をより酸化除去することができる。

【００１１】本発明の過酸化水素を生成する電解過酸化
水素発生装置２としては、従来公知の過酸化水素の電解
製造装置を用いることができる。例えば、特開平６−８
８２７３号、同６−２００３８９号、同６−３３６７８
７号、同８−１２０４７６号、同８−１２０４７６号、
同９−７８２８１号、同９−１５７８８０号、同１０−
１４０３８３号の各公報に開示されるように、ガス拡散
陰極中に酸素含有ガスを供給して還元することにより過
酸化水素を得るものであり、一般に陽極室と陰極室とが
陽イオンまたは陰イオンのいずれかのイオン交換膜で区
画された電解槽を用い過酸化水素が製造される。供給す
る酸素含有ガスとしては酸素ガスや空気を設定条件に応
じて選択する。空気は予め二酸化炭素を除去して用いる
ことが好ましい。酸素ガスとしては液体酸素を用いるこ
ともできるし、ＰＳＡ装置により得られる酸素富化ガス
を用いてもよい。また、別に設置した電解槽で電気分解
で生成した酸素を用いてもよい。

【００１２】本発明で用いるガス拡散電極電解過酸化水
素発生装置２について説明する。ガス拡散電極電解過酸
化水素発生装置２の一例の縦断面図を、上記図１に過酸
化水素製造電解ユニット２１として示した。図１の過酸
化水素製造電解ユニット２１は、陽極給電体２２を介し
て接続されるガス拡散陽極２３、例えばカーボン材製電
極と、陰極給電体２４を介して過酸化水素を選択的に電
解製造できる過酸化水素製造用ガス拡散陰極２５、例え
ば、酸化イリジウム等の電極物質が担持された電極や炭
素繊維材製電極とが、陽イオン交換膜２６で区画され離
間して配置される。過酸化水素電解ユニット２１の陰極
室底部には被処理水導入口２７及び酸素導入口２８が、
上部には被処理水流出口２９がそれぞれ設置される。上
記のように構成された電解過酸化水素発生装置２におい
て、被処理水導入口２７からろ過装置３及びイオン交換
装置４を経た被処理水を過酸化水素電解ユニット２１に
導入すると同時に、電解過酸化水素ユニット２１の酸素
導入口２８に所定の酸素含有ガスを導入しガス拡散陰極
２５に供給し各給電体２２、２４を介してそれぞれのガ
ス拡散電極に給電することにより過酸化水素が製造され
る。

【００１３】本発明において、ろ過装置３としては、被
処理水中のＳＳを除去できものであればよく、一般に、
砂、アンスラサイト等の固形濾材を用いる急速濾過器、
中空糸膜等のろ過膜カートリッジを用いる膜濾過器等の
各種濾過器を用いることができる。被処理水の水質及び
浄化処理水の所望水質に応じて公知の濾過器から適宜選
択して用いる。また、イオン交換装置４としては、被処
理水中の不純物イオン成分のカルシウム、マグネシウム
等を除去できる交換基としてスルホン酸基や第４級アン
モニウム基のような官能基を導入した化学構造を有する
合成樹脂等のイオン交換樹脂を充填した装置であればよ
く、特に制限されない。本発明において、イオン交換装
置４で不純物イオンを除去して純水とすることにより次
工程の電解過酸化水素発生装置への悪影響を低減し、ま
た電解処理効率を向上させることができ、紫外線照射水
処理全体の処理効率も向上させることができる。

【００１４】本発明の紫外線照射水処理装置で浄化する
被処理水としては、一般産業排水、半導体工場排水、原
子力発電排水、上水、下水、中水道、リサイクル水、冷
水塔循環水、排ガス処理循環水、産業廃棄物滲出水等の
各種排水及び用水が挙げられる。これら被処理水中に含
有される有機性溶解物、特に、ＣＯＤ除去、脱色、殺
菌、また、ダイオキシン等の難分解性有機ハロゲン化合
物の分解除去に効果的に適用できる。

【００１５】図２は、本発明の他の実施例のフロー説明
図である。図２において、紫外線照射水処理装置５０
は、主に紫外線照射装置５１、電解次亜塩素ソーダ製造
装置５２及びろ過装置５３から構成される。被処理水は
先ずラインＬ５１からろ過装置５３に導入され、前記図
１の装置と同様に処理水中の浮遊懸濁物（ＳＳ）や夾雑
物が除去される。また、電解次亜塩素酸ソーダ製造装置
５２では、食塩水を電気分解することにより陽極で生成
される塩素と、陰極で生成される水酸化ナトリウムとに
より次亜塩素酸ソーダを得る。ろ過装置５３を流出した
ろ過処理水には、ラインＬ５２により電解次亜塩素酸ソ
ーダ製造装置５２で得られた次亜塩素酸ソーダ（ＮａＣ
ｌＯ）が供給される。次亜塩素酸ソーダを含有したろ過
処理水は、次いでラインＬ５３から紫外線照射装置５１
に送入され、紫外線エネルギーにより次亜塩素酸ソーダ
から下記化学式（１）及び（２）で生成されるヒドロキ
シラジカル又は酸素ラジカルと紫外線照射により溶存す
る有機性物質が分解除去され浄化される。紫外線照射装
置５１からラインＬ５４で流出する浄化処理水には、下
記の化学式（１）及び（２）で生成される食塩が含有さ
れる。このためラインＬ５４から流出する浄化処理水の
一部を電解次亜塩素酸ソーダ製造装置５２へ食塩水とし
て送入し、再び次亜塩素酸ソーダに変換して循環再使用
できる。残余の浄化処理水は、ラインＬ５４下流に逆浸
透膜等の食塩回収装置５７を設けて食塩を除去した後系
外に排出する。また、浄化処理水を分岐することなく全
部を食塩回収装置５７に流入し、除去回収した食塩を、
適宜、電解次亜塩素酸ソーダ製造装置５２へ食塩水とし
て送入して循環使用してもよい。上記したように、図２
の実施態様においては、塩素系の次亜塩素酸ソーダを用
いるものの系内で循環使用することから塩素分が系外に
排出せず環境への影響がない。

【００１６】上記図２の実施態様における紫外線照射装
置５１及びろ過装置５３は、前記図１において用いる装
置と同様の装置を用いることができる。また、図１と同
様に二重管構造として内管５４側に空気や酸素等の酸素
含有ガスを流通させてオゾンを生成して被照射処理水が
流通する外管５５側の散気部５６から供給してもよい。
また、本発明において用いる電解次亜塩素酸ソーダ製造
装置５２は、食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを
生成する装置として公知の電解装置を用いることがで
き、無隔膜電解槽でもイオン交換膜電解槽のいずれでも
よく被処理水の性状や要求される処理水の性状等の条件
により適宜選択することができる。また、電解次亜塩素
酸ソーダ製造装置５２において、次亜塩素酸ソーダは通
電電流を調整することにより必要な生成量を得ることが
できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、促進酸化法の水処理法におい
て、紫外線照射と併用する酸化剤を、同一水処理プロセ
ス系内に電解装置を組込み発生させ使用することから、
輸送時の事故の危険性や貯蔵時の分解消失等による利用
有効率の低下がない。また、酸化剤発生装置の電解装置
と紫外線照射装置とを被処理水を循環させて連絡し得る
ことから一連のプロセスとして構築でき、操作も簡便で
容易である。従って、溶解性有機ハロゲン化合物、特
に、塩素系有機化合物を含有する排水等を効率的に処理
して有害な汚染物を除去できる。更に、次亜塩素酸ソー
ダを系外に排出することなく閉鎖系で循環使用すること
ができ酸化性に優れる次亜塩素酸ソーダの適用が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で用いる紫外線照射水処理装
置の概要説明図

【図２】本発明の他の実施例で用いる紫外線照射水処理
装置の概要説明図

【符号の説明】

１０、５０・・紫外線照射水処理装置１、５１・・紫外線照射装置１１・・水銀ランプ１２、５４・・内管１３、５５・・外管１４、５６・・散気管２・・電解過酸化水素発生装置（２１・・過酸化水素製
造用ユニット）２２・・陽極給電体２３・・ガス拡散陽極２４・・陰極給電体２５・・ガス拡散陰極２６・・陽イオン交換膜２７・・被処理水導入口２８・・酸素導入口２９・・処理水流出口５２・・電解次亜塩素酸ソーダ発生装置３、５３・・ろ過装置４・・イオン交換装置５７・・食塩回収装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D037 AA11 AB02 AB14 BA18 CA04 CA12 CA13 4D050 AA12 AB11 BB06 BB09 BD02 CA08 CA10 CA14 CA15 4D061 DA08 DB19 DC08 EA03 EB04 EB13 EB17 EB19 ED02 ED13 FA08 FA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解含有有機物を分解する水処理方法で
あって、紫外線照射処理した処理水の一部又は処理前の
被処理水をろ過及びイオン交換処理した後、電解過酸化
水素発生装置に供給して過酸化水素含有水として紫外線
照射処理に循環して処理することを特徴とする紫外線照
射水処理方法。
【請求項２】溶解含有有機物を分解する水処理方法で
あって、被処理水をろ過及びイオン交換処理した後、電
解過酸化水素発生装置に供給し過酸化水素含有水として
紫外線照射処理に供することを特徴とする紫外線照射水
処理方法。
【請求項３】溶解含有有機物を分解する水処理方法で
あって、電解次亜塩素酸ソーダ製造装置に食塩水を供給
して得られる次亜塩素酸ソーダ溶解含有水を被処理水に
添加して紫外線照射処理して被処理水を浄化すると共
に、紫外線照射により生成し処理水中に含有する食塩を
取出し食塩水として電解次亜塩素酸ソーダ製造装置へ循
環使用することを特徴とする紫外線照射水処理方法。