JP2001149964A - 水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理流体中の揮発性有害物質を大気中に揮
発させることなく、人体に無害な物質にまで分解する水
処理法方を提供すること。 【解決手段】 この発明に係る水処理方法は、揮発性有
害物質を含有する被処理流体に、オゾンガスを注入する
とともに、過酸化水素の注入または／及び紫外線の照射
を行い、上記揮発性有害物質を分解処理する水処理方法
において、上記オゾンガスのオゾン注入率を上記揮発性
有害物質の濃度の半等量以上にするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揮発性有害物質を
含有する被処理流体にオゾンガスを注入するとともに、
過酸化水素の注入または／及び紫外線の照射を行い被処
理流体に含まれる揮発性有害物質を分解処理する水処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トリクロロエチレン等の揮発性有害物質
が排水に混じると、長時間に人体に入り込んで健康を害
することが、近年問題となっている。これらの揮発性有
害物質を含有した水の処理方法としては、従来、活性
炭、シクロデキストリンにより吸着除去する方法、酢酸
セルロース膜を使った加圧逆浸透による分離方法、汚染
水を空気曝気する方法等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の水処理方法は、
上記のようになされていたので、これらの方法では、ト
リクロロエチレンを被処理流体から物理的に分離するの
みで分離されたトリクロロエチレンは排水中で濃縮され
たり、大気中に放散されてしまい、二次的な汚染を引き
起こすという問題点があった。特に大気中へ揮散したト
リクロロエチレンは、人体へ悪影響をもたらすという問
題点があった。

【０００４】また、特開平３−３８２９７号公報には、
被処理流体にオゾンのみを混合、添加して被処理流体に
含有されるトリクロロエチレンを分解処理する手法が開
示されているが、この手法では、トリクロロエチレンの
分解処理時間が長いため、この期間中にトリクロロエチ
レンが揮発してしまい、上記と同様に大気中に揮散した
トリクロロエチレンが人体に悪影響をもたらすという問
題点があった。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、被処理流体中の揮発性有害物質
が大気中に揮発するのを充分抑制するとともに、人体に
無害な物質にまで分解する水処理方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る水処理方法
は、揮発性有害物質を含有する被処理流体に、オゾンガ
スを注入するとともに、過酸化水素の注入または／及び
紫外線の照射を行い、上記揮発性有害物質を分解処理す
る水処理方法において、上記オゾンガスのオゾン注入率
を上記揮発性有害物質の濃度の半等量以上にするもので
ある。

【０００７】揮発性有害物質としては、トリクロロエチ
レン、テトラクロロエチレン、トルエン、キシレン、四
塩化炭素、ジクロロメタン、ジクロロエチレン等が挙げ
られ、なかでも、オゾンガスの注入とともに、過酸化水
素の注入または紫外線の照射を行う水処理方法において
は、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンの分解
能力が高くなる。

【０００８】オゾンガスのオゾン注入率は、揮発性有害
物質の濃度の半等量〜５倍等量にすればよく、ほぼ完全
に揮発性有害物質を分解させるには０．７倍等量〜５倍
等量にするのが好ましい。さらに、地下水のように、揮
発性有害物質以外の共存物質、例えばアルカリ度や鉄イ
オンなどのラジカルスカベンジャの影響がある被処理流
体の場合には、揮発性有害物質濃度の等量〜５倍等量に
するのが好ましい。

【０００９】また、オゾン注入率を揮発性有害物質濃度
の４倍等量より大きくするにはオゾン発生装置が大規模
になるので、揮発性有害物質の濃度の半等量〜４倍等
量、ほぼ完全に揮発性有害物質を分解させるには０．７
倍等量〜４倍等量、ラジカルスカベンジャの影響がある
場合には、等量〜４倍等量のオゾン注入率にするのがよ
り好ましい。

【００１０】また、オゾンガスの注入とともに過酸化水
素の注入及び紫外線の照射の両方を行うようにすると、
より揮発性有害物質の分解速度が向上する。

【００１１】また、本発明に係る水処理方法は、揮発性
有害物質を含有する被処理流体に、オゾンガスを注入す
るとともに、過酸化水素の注入または／及び紫外線の照
射を行い、上記揮発性有害物質を分解処理する水処理方
法において、上記オゾンガスのオゾン濃度を上記揮発性
有害物質の濃度の半等量以上にするものである。

【００１２】オゾンガスのオゾン濃度は、揮発性有害物
質の濃度の半等量〜１５倍等量にすればよく、ほぼ完全
に揮発性有害物質を分解させるには０．７倍等量〜１５
倍等量にするのが好ましい。さらに、揮発性有害物質以
外の共存物質、例えばアルカリ度や鉄イオンなどのラジ
カルスカベンジャの影響がある被処理流体の場合には、
揮発性有害物質濃度の等量〜１５倍等量のオゾン濃度に
するのが好ましい。

【００１３】また、オゾン濃度を揮発性有害物質濃度の
１０倍等量より大きくするにはオゾン発生装置が大規模
になるので、揮発性有害物質の濃度の半等量〜１０倍等
量、ほぼ完全に揮発性有害物質を分解させるには０．７
倍等量〜１０倍等量、ラジカルスカベンジャの影響があ
る場合には等量〜１０倍等量のオゾン濃度にするのがよ
り好ましい。

【００１４】また、過酸化水素を注入する場合の過酸化
水素の注入率はオゾンガスの注入率の少なくとも１０％
以上にすればよいが、ＯＨラジカルと過酸化水素との反
応が進行して揮発性有害物質の分解効率を十分にするに
は、好ましくは１０％〜５０％にするのがよい。さら
に、ＯＨラジカルの生成量を十分にし、かつ揮発性有害
物質の分解を十分に行うには、より好ましくは２２％〜
４０％にするのがよい。

【００１５】さらに、オゾンガスの供給量Ｇを被処理流
体の流量Ｌで除した値（Ｇ／Ｌ）は少なくとも０．０１
〜１にすればよいが、好ましくは０．０１〜０．５、よ
り好ましくは０．０５〜０．４にするのがよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。本発明者らは、文献（“Reac
tions of Hydroxyl Radicals with Hydrogen Peroxide
at Ambient and Elevated Temperatures”（J.Phys.Che
m. ,86, 55−68,1982））に記載されたラジカル反応モ
デルを簡略化した動力学モデルに基づいて、計算機シミ
ュレーションを繰り返し行い、揮発性有害物質の分解除
去効率が良好となる過酸化水素（紫外線照射）とオゾン
を併用した水処理方法を研究した結果、いくつかの重要
な現象を発見し、この発明に想到した。

【００１７】図１は計算機シミュレーションに用いた水
処理装置を示すフロー図である。図において、１はトリ
クロロエチレン等の揮発性有害物質を含有する被処理水
を一時的に貯留しておくための被処理水槽、２は過酸化
水素が貯留されている過酸化水素タンクであり、タンク
２中の過酸化水素は過酸化水素注入ポンプ３によりオゾ
ンガスが注入される前に被処理水へ注入される。

【００１８】４は過酸化水素が注入された被処理水を送
水するための原水供給ポンプ、５はポンプ４より送出さ
れる被処理水の流量を調整するための流量調整弁、６は
流量調節弁５を介して送出される被処理水の流量を計測
する流量計である。７はオゾンを発生するオゾン発生装
置、１２はオゾンガスと過酸化水素が注入された被処理
水を反応させる反応塔である。

【００１９】図２は計算機シミュレーションに用いた反
応モデル及び反応モデルにおける反応式を示す図で、図
２（ａ）は反応モデルを示す図で、図２（ｂ）は反応モ
デルにおける反応式を示す図である。図１に示す水処理
装置において、トリクロロエチレンを含有する被処理水
に過酸化水素を添加、混合し、さらに、オゾンガスを添
加、混合することにより、図２に示した反応式（１）〜
（７）の反応を生じさせ、揮発性有害物質（Ｒ）である
トリクロロエチレンを分解処理させた。

【００２０】また、シミュレーションにおいては、オゾ
ンガス注入によるトリクロロエチレンの揮発の影響をも
考慮してシミュレーションを行った。すなわち、気層オ
ゾンの液層への溶解モデルと同様にして、実験で求めた
トリクロロエチレンの液層から気層への移動速度ＫＬ、
分配係数（ＨＴＣＥ）を用いて表現した。なお、分配係
数（ＨＴＣＥ）の値には、文献（V.lINEK, J.SINKULE a
nd V.JANDA "DESIGN OF PACKED AERATION TOWERS TO ST
RIP VOLATILE ORGANIC CONTAMINANTS FROM WATER", Wa
t. Res. Vol. 32, No.4, pp.1264-1270）に示された値
３．２９を使用した。

【００２１】上記シミュレーションの条件を表１に示
す。

【００２２】

【表１】

【００２３】また、オゾン注入率、オゾン吸収率、オゾ
ン消費量は下記のように定義される。

【００２４】 （オゾン注入率）＝（供給オゾン濃度）×｛（供給オゾンガス流量）／（被処理 流体流量）｝ ＝（供給オゾン濃度）×Ｇ／Ｌ …（８） ただし、単位は、オゾン注入率：ｍｇ／Ｌ（ミリグラム
／リットル）、供給オゾン濃度：ｇ／ｍ³、供給オゾン
ガス流量および被処理流体流量：Ｌ／ｍｉｎである。

【００２５】 （オゾン吸収率）＝（排オゾン濃度）／（供給オゾン濃度）×１００ …（９） ただし、単位は、オゾン吸収率：％、排オゾン濃度：ｇ
／ｍ³である。

【００２６】 （オゾン消費量）＝（オゾン注入率）×（オゾン吸収率）／１００−（溶存オゾ ン濃度） …（１０） ただし、単位は、オゾン消費量：ｍｇ／Ｌ、溶存オゾン
濃度：ｍｇ／Ｌである。

【００２７】なお、オゾン水と過酸化水素を併用した処
理法の場合やオゾンと紫外線を併用した場合には、一般
に溶存オゾン濃度は０．１ｍｇ／Ｌ未満となり十分無視
できる。従って、以上の式を整理すると以下のようにな
る。 （オゾン消費量）≒（オゾン注入率）×（オゾン吸収率）／１００ …（１１） ≒（供給オゾン濃度）×Ｇ／Ｌ×（オゾン吸収率）／１００ …（１２）

【００２８】次に、上記シミュレーションの結果を説明
する。図３は消費オゾン量とトリクロロエチレンの分解
量及び消費オゾン量と揮発量との関係を示す図である。
図からわかるように、消費オゾン量が０〜５ｍｇ／Ｌ付
近までは、消費オゾン量に応じて分解されるトリクロロ
エチレン量は急激に増加していく。そして、消費オゾン
量が５ｍｇ／Ｌ付近で９９％前後のトリクロロエチレン
が分解された後は、分解されるトリクロロエチレン量の
割合は減少し、さらに、消費オゾン量を増加させた７ｍ
ｇ／Ｌでトリクロロエチレンのほとんどが分解されるこ
とになる。

【００２９】一方、消費オゾン量の増加に応じて揮発量
は減少していき、消費オゾン量が６ｍｇ／Ｌで揮発量は
ほとんどなくなる。詳細には、図からわかるように、消
費オゾン量が０〜３ｍｇ／Ｌまでは揮発量の減少する割
合は高く、３ｍｇ／Ｌ以上では揮発量の減少の割合は小
さくなる。

【００３０】従って、１０ｍｇ／Ｌのトリクロロエチレ
ンの９９％以上を分解するには、消費オゾン量を５ｍｇ
／Ｌ以上にする必要があるので、注入したオゾンが全て
トリクロロエチレンの分解に使われた（オゾンの吸収率
が１００％）として、式（１１）より、オゾン注入率を
５ｍｇ／Ｌ以上にする必要がある。実際には、オゾン吸
収率は１００％未満であるから、少なくともトリクロロ
エチレンの濃度の半等量以上のオゾン注入率が必要とな
る。

【００３１】さらに、ほとんどのトリクロロエチレンを
分解させるには、消費オゾン量を７ｍｇ／Ｌ以上にする
必要があるので、トリクロロエチレンの濃度の０．７倍
等量以上のオゾン注入率が必要となる。

【００３２】さらに、被処理流体が、トリクロロエチレ
ン以外の共存物質、例えばアルカリ度や鉄イオンなどの
ラジカルスカベンジャの影響が一般的な汚染された地下
水と同等と考えられる場合、トリクロロエチレン濃度の
等量〜５倍等量のオゾン注入率が必要である。

【００３３】また、トリクロロエチレンの濃度の４倍等
量以上のオゾン注入率にするには、供給するオゾンガス
の発生量の関係上、オゾン発生装置が大規模になるた
め、オゾン注入率はトリクロロエチレンの濃度の半等量
〜４倍等量、ほぼ完全に揮発性有害物質を分解させるに
は０．７倍等量〜４倍等量、ラジカルスカベンジャの影
響がある場合には等量〜４倍等量にするのがより好まし
い。

【００３４】また、１０ｍｇ／Ｌのトリクロロエチレン
の９９％以上を分解するには、消費オゾン量を５ｍｇ／
Ｌ以上にする必要があるので、注入したオゾンが全てト
リクロロエチレンの分解に使われた（オゾンの吸収率が
１００％）として、式（１２）より、（オゾン濃度×Ｇ
／Ｌ）を５ｍｇ／Ｌ以上にする必要がある。実際には、
オゾン吸収率は１００％未満であるから、少なくともト
リクロロエチレンの濃度の半等量以上の（オゾン濃度×
Ｇ／Ｌ）が必要となる。ここで、一般に、Ｇ／Ｌは１以
下であるので、少なくともトリクロロエチレンの濃度の
半等量以上のオゾン濃度が必要となる。

【００３５】さらに、ほとんどのトリクロロエチレンを
分解させるには、消費オゾン量を７ｍｇ／Ｌ以上にする
必要があるので、トリクロロエチレンの濃度の０．７倍
等量以上のオゾン濃度が必要となる。

【００３６】さらに、被処理流体が、トリクロロエチレ
ン以外の共存物質、例えばアルカリ度や鉄イオンなどの
ラジカルスカベンジャの影響が一般的な汚染された地下
水と同等と考えられる場合、トリクロロエチレン濃度の
等量〜１５倍等量の注入オゾン濃度が必要である。

【００３７】また、トリクロロエチレンの濃度の１０倍
等量以上の注入オゾン濃度にするには、供給するオゾン
ガスの発生量の関係上、オゾン発生装置が大規模になる
ため、オゾン濃度はトリクロロエチレンの濃度の半等量
〜１０倍等量、ほぼ完全に揮発性有害物質を分解させる
には０．７倍等量〜１０倍等量、ラジカルスカベンジャ
の影響がある場合には等量〜１０倍等量にするのがより
好ましい。

【００３８】図４は過酸化水素消費量／オゾン注入率と
トリクロロエチレン分解量との関係を示す図である。図
４からわかるように、トリクロロエチレン分解量はオゾ
ン注入率に対する過酸化水素消費用の割合に応じて変化
する。詳細には、この割合が１０％までは急激に分解量
が増加していき、１０％からは分解量の増加量は小さく
なり、２２％でほとんどのトリクロロエチレンが分解さ
れることになる。

【００３９】従って、被処理流体中のトリクロロエチレ
ンを十分に分解させるには、少なくともオゾン注入率の
１０％以上、さらに、ほぼ全て分解させるためには、２
２％以上にする必要がある。一方、過酸化水素の注入率
が５０％を越えると、トリクロロエチレンの分解率が低
下するおそれがあるので、少なくとも５０％以下にする
のが好ましい。より好適には、２２〜４０％に設定する
のがよい。

【００４０】図５はＧ／Ｌとトリクロロエチレン分解量
及びＧ／Ｌと揮発量との関係を示す図である。なお、縦
軸にトリクロロエチレン分解量および揮発量、横軸をＧ
／Ｌで計算した値を示している。図からわかるように、
揮発するトリクロロエチレン量を１割未満に抑えるに
は、Ｇ／Ｌを１以下にする必要がある。

【００４１】また、図５ではオゾン注入率を一定に保っ
たまま、供給オゾンガス流量を変えることによりＧ／Ｌ
の値を変えるようにしている。これにより供給オゾンガ
ス濃度を高めてガス流量を抑えるようにしている。すな
わち、Ｇ／Ｌを小さく保つことにより揮発するトリクロ
ロエチレン量を抑えることができる。これはガス流量を
抑えることにより、トリクロロエチレンの揮発速度が低
下した結果と考えれられる。よって、トリクロロエチレ
ンの揮発を抑えるためには、Ｇ／Ｌを０．０１〜１、好
ましくは、Ｇ／Ｌを０．０１〜０．５、より好ましくは
０．０１〜０．４にすればよい。

【００４２】実施の形態１．図６はこの実施の形態１の
水処理装置を示すフロー図である。図において、１はト
リクロロエチレン等の揮発性有害物質を含有する被処理
水を一時的に貯留しておくための被処理水槽、２は過酸
化水素が貯留されている過酸化水素タンクであり、タン
ク２中の過酸化水素は過酸化水素注入ポンプ３によりオ
ゾンガスが注入される前に被処理水へ注入される。

【００４３】４は過酸化水素が注入された被処理水を送
水するためのポンプ、５はポンプ４より送出される被処
理水の流量を調整するための流量調整弁、６は流量調節
弁５を介して送出される被処理水の流量を計測する流量
計である。

【００４４】７はオゾンを発生するオゾン発生装置、８
は流量計を介して送出される過酸化水素が注入された被
処理水とオゾン発生装置７で発生したオゾンガスとを添
加・混合するエジェクタである。９はエジェクタ８で被
処理水に溶融しなかったオゾンガス（以下、排オゾンガ
スという）を被処理水と分離させる気液分離塔、１０は
気液分離塔９から放出された排オゾンガスを酸素に分解
させる排オゾン分解塔である。

【００４５】次に、図６に示した水処理装置の動作を説
明する。被処理水槽１内から送出されるトリクロロエチ
レンを含有した被処理水は、過酸化水素注入ポンプ３に
て過酸化水素タンク２から圧送された過酸化水素と混合
され、ポンプ４によりエジェクタ８に送水される。な
お、このとき送水される過酸化水素を含有した被処理水
の流量は、流量計６の値に応じて流量調整弁５により調
整されている。

【００４６】一方、オゾン発生装置７で発生されたオゾ
ンガスもエジェクタ８に送られ、このエジェクタ８にお
いて、過酸化水素を含んだ被処理水とオゾンガスとが添
加、混合される。添加、混合された過酸化水素とオゾン
によってエジェクタ８近傍でＯＨラジカルが生成され、
このＯＨラジカルによって気液分離塔９の上流付近でト
リクロロエチレン（ＣＨＣｌ−ＣＣｌ₂）がＨ₂Ｏと微量
のＣＯ₂と微量のＨＣｌとに分解される。この分解され
た処理水は気液分離塔９に送水され、未溶解の排オゾン
ガスは気液分離塔９で気液分離された後、オゾン分解塔
１０で酸素に還元されて大気中に放出される。

【００４７】ここで、オゾン注入率と揮発性有害物質濃
度の関係、オゾンガス濃度と揮発性有害物質濃度の関
係、Ｇ／Ｌの値、過酸化水素の注入率とオゾン注入率の
関係は、下記条件を満たすようにする。

【００４８】条件１ オゾン注入率を揮発性有害物質濃
度の半等量〜５倍等量、ほぼ完全に揮発性有害物質を分
解させるには０．７倍等量〜５倍等量、ラジカルスカベ
ンジャの影響がある場合は等量〜５倍等量、また、オゾ
ン発生装置の規模を小さくして実現する場合には、上記
各上限値を４倍等量にする。 条件２ 供給オゾンガス濃度を揮発性有害物質濃度の半
等量〜１５倍等量、ほぼ完全に揮発性有害物質を分解さ
せるには０．７倍等量〜１５倍等量、ラジカルスカベン
ジャの影響がある場合は等量〜１５倍等量、また、オゾ
ン発生装置の規模を小さくして実現する場合には、上記
各上限値を１０倍等量にする。 条件３ Ｇ／Ｌ（供給オゾンガス流量を被処理流体流量
で除した値）を０．０１〜１、好ましくは０．０１〜
０．５、より好ましくは０．０５〜０．４にする。 条件４ 過酸化水素の注入率をオゾン注入率の１０％以
上、好ましくは、１０〜５０％、より好ましくは２２〜
４０％にする。

【００４９】この実施の形態では、上記図６に示した水
処理装置で、オゾンガス濃度を６０ｇ／ｍ³、オゾンガ
ス流量Ｇを２５ｍ³／日、トリクロロエチレンを含む被
処理水の液流量Ｌを１００ｍ³／日、すなわち、Ｇ／Ｌ
を０．２５（＝２５／１００）、オゾン注入率を１５ｍ
ｇ／Ｌ（＝６０×０．２５）とし、トリクロロエチレン
濃度を１０ｍｇ／Ｌ、過酸化水素注入率を２ｍｇ／Ｌ、
水温を１５℃、原水ｐＨを７、オゾン反応塔滞留時間を
１０分の条件で水処理をさせた結果、トリクロロエチレ
ンをほとんど揮発させることなく、９９％以上のトリク
ロロエチレンが分解された。

【００５０】また、上記条件に代えて、オゾン注入率を
１００ｍｇ／Ｌにした場合、過酸化水素注入率を６０ｍ
ｇ／Ｌにした場合、注入オゾンガス流量を６０ｍ³／日
にしＧ／Ｌを０．６０にした場合、注入オゾン濃度を１
６７ｇ／ｍ³にした場合の条件で、各々水処理させた場
合にも、上記と同様にトリクロロエチレンをほとんど揮
発させることなく、９９％以上のトリクロロエチレンが
分解された。

【００５１】上記実施の形態１では条件１〜４全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜４のうちのすくなくと
も１つを満たしても、ほぼ同等の効果を奏する。

【００５２】この実施の形態では、オゾン注入率を揮発
性有害物質濃度の半等量以上にしているので、被処理流
体中の揮発性有害物質を大気中に揮発させることなく、
人体に無害な物質にまで分解することができる。

【００５３】また、この実施の形態では、供給オゾンガ
ス濃度を揮発性有害物質濃度の半等量以上にしているの
で、被処理流体中の揮発性有害物質を大気中に揮発させ
ることなく、人体に無害な物質にまで分解することがで
きる。

【００５４】さらに、この実施の形態では、Ｇ／Ｌ（供
給オゾンガス流量を被処理流体流量で除した値）を１以
下にしているので、揮発性有害物質が大気中に揮発する
のを抑制することができる。

【００５５】さらに、この実施の形態では、過酸化水素
の注入率をオゾン注入率の１０％以上にしているので、
揮発する揮発性有害物質の量を１割未満に抑えることが
できる。

【００５６】実施の形態２．実施の形態１では、揮発性
有害物質を含有する被処理水にオゾンガスと過酸化水素
を添加、混合することにより被処理水の揮発性有害物質
を分解しているが、この実施の形態２では、被処理水に
オゾンガスを添加、混合し、過酸化水素を注入する代わ
りに、紫外線を照射して揮発性有害物質を分解するよう
にしたものである。

【００５７】図７はこの実施の形態２の水処理装置を示
すフロー図である。図において、１１はエジェクタ８か
ら送水される被処理水に紫外線を照射する紫外線ランプ
である。その他、被処理水に過酸化水素を注入していな
い点を除いては実施の形態１と同様であるの説明を省略
する。

【００５８】次に、図７に示した水処理装置の動作を説
明する。被処理水槽１内から送出されるトリクロロエチ
レンを含有した被処理水は、ポンプ４によりエジェクタ
８に送水される。なお、このとき送水される被処理水の
流量は、流量計６の値に応じて流量調整弁５により調整
されている。

【００５９】一方、オゾン発生装置７で発生されたオゾ
ンガスもエジェクタ８に送られ、このエジェクタ８にお
いて、被処理水とオゾンガスとが添加、混合されオゾン
水が生成される。この生成されたオゾン水と紫外線ラン
プ１１より照射される紫外線とが反応して、紫外線ラン
プ１１部分及び紫外線ランプ１１の下流側近傍でＯＨラ
ジカルが生成される。そして、このＯＨラジカルによっ
て気液分離塔９の上流付近でトリクロロエチレン（ＣＨ
Ｃｌ−ＣＣｌ₂）がＨ₂Ｏと微量のＣＯ₂と微量のＨＣｌ
とに分解される。この分解された処理水は気液分離塔９
に送水され、未溶解の排オゾンガスは気液分離塔９で気
液分離された後、オゾン分解塔１０で酸素に還元されて
大気中に放出される。

【００６０】ここで、実施の形態１と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値は、上記条件１〜
３の条件を満たすようにする。

【００６１】この実施の形態では、上記図７に示した水
処理装置で、オゾンガス濃度を６０ｇ／ｍ³、オゾンガ
ス流量Ｇを２５ｍ³／日、トリクロロエチレンを含む被
処理水の液流量Ｌを１００ｍ³／日、すなわち、Ｇ／Ｌ
を０．２５（＝２５／１００）、オゾン注入率を１５ｍ
ｇ／Ｌ（＝６０×０．２５）とし、トリクロロエチレン
濃度を１０ｍｇ／Ｌ、水温を１５℃、原水ｐＨを７、オ
ゾン反応塔滞留時間を１０分、紫外線の強度を８０Ｗの
条件で水処理をさせた結果、トリクロロエチレンをほと
んど揮発させることなく、９９％以上のトリクロロエチ
レンが分解された。

【００６２】また、上記条件に代えて、オゾン注入率を
１００ｍｇ／Ｌにした場合、注入オゾンガス流量を６０
ｍ³／日にしＧ／Ｌを０．６０にした場合、注入オゾン
濃度を１６７ｇ／ｍ³にした場合の条件で、各々水処理
させた場合にも、上記と同様にトリクロロエチレンをほ
とんど揮発させることなく、９９％以上のトリクロロエ
チレンが分解された。

【００６３】上記実施の形態２では条件１〜３の条件を
全て満たす場合を説明したが、条件１〜３のうちのすく
なくとも１つを満たしても、ほぼ同等の効果を奏する。

【００６４】この実施の形態では、オゾン注入率を揮発
性有害物質濃度の半等量以上にしているので、被処理流
体中の揮発性有害物質を大気中に揮発させることなく、
人体に無害な物質にまで分解することができる。

【００６５】また、この実施の形態では、供給オゾンガ
ス濃度を揮発性有害物質濃度の半等量以上にしているの
で、被処理流体中の揮発性有害物質を大気中に揮発させ
ることなく、人体に無害な物質にまで分解することがで
きる。

【００６６】さらに、この実施の形態では、Ｇ／Ｌ（供
給オゾンガス流量を被処理流体流量で除した値）を１以
下にしているので、揮発性有害物質が大気中に揮発する
のを抑制することができる。

【００６７】実施の形態３．実施の形態１、２では、揮
発性有害物質を含有する被処理水にオゾンガスを添加、
混合するとともに、過酸化水素の注入、または紫外線の
照射を行い被処理水の揮発性有害物質を分解している
が、この実施の形態３では、被処理水にオゾンガスを添
加、混合するとともに、過酸化水素の注入、及び紫外線
の照射を行い、揮発性有害物質を分解するようにしたも
のである。

【００６８】図８はこの実施の形態３の水処理装置を示
すフロー図である。実施の形態１の図６のエジェクタ８
と気液分離塔９の間に紫外線を照射する紫外線ランプ１
１を設けた以外は実施の形態１と同様であるので説明は
省略する。

【００６９】次に、実施の形態３の動作について説明す
る。実施の形態１と同様に、エジェクタ８において、過
酸化水素とオゾンが反応するによってエジェクタ８近傍
でＯＨラジカルが生成され、このＯＨラジカルによって
エジェクタ８の下流域でトリクロロエチレンの一部が分
解される。そして、トリクロロエチレンが一部分解され
た被処理水が紫外線ランプ１１より照射される紫外線と
反応して、紫外線ランプ１１部分及び紫外線ランプ１１
の下流側近傍でさらにＯＨラジカルが生成される。そし
て、このＯＨラジカルによって気液分離塔９の上流付近
で先に分解されなかったトリクロロエチレン（ＣＨＣｌ
−ＣＣｌ₂）がＨ₂Ｏと微量のＣＯ₂と微量のＨＣｌとに
分解される。なお、その後の動作は実施の形態１と同様
であるので説明は省略する。

【００７０】ここで、実施の形態１と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値、過酸化水素の注
入率とオゾン注入率の関係は、上記条件１〜４の条件を
満たすようにする。

【００７１】この実施の形態では、上記図８に示した水
処理装置で、オゾンガス濃度を６０ｇ／ｍ³、オゾンガ
ス流量Ｇを２５ｍ³／日、トリクロロエチレンを含む被
処理水の液流量Ｌを１００ｍ³／日、すなわち、Ｇ／Ｌ
を０．２５（＝２５／１００）、オゾン注入率を１５ｍ
ｇ／Ｌ（＝６０×０．２５）とし、トリクロロエチレン
濃度を１０ｍｇ／Ｌ、過酸化水素注入率を２ｍｇ／Ｌ、
水温を１５℃、原水ｐＨを７、オゾン反応塔滞留時間を
１０分、紫外線の強度を８０Ｗの条件で水処理をさせた
結果、トリクロロエチレンをほとんど揮発させることな
く、９９％以上のトリクロロエチレンが分解された。

【００７２】また、上記条件に代えて、オゾン注入率を
１００ｍｇ／Ｌにした場合、酸化水素注入率を６０ｍｇ
／Ｌにした場合、注入オゾンガス流量を６０ｍ³／日に
しＧ／Ｌを０．６０にした場合、注入オゾン濃度を１６
７ｇ／ｍ³にした場合の条件で、各々水処理させた場合
にも、上記と同様にトリクロロエチレンをほとんど揮発
させることなく、９９％以上のトリクロロエチレンが分
解された。

【００７３】上記実施の形態３では条件１〜４全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜４のうちの少なくとも
１つを満たしても、上記実施の形態１とほぼ同等の効果
を奏する。なお、この実施の形態が上記実施の形態１、
２と同様の効果を奏することは言うまでもない。

【００７４】実施の形態４．実施の形態１では、エジェ
クタでオゾンガスを被処理水と反応させるようにしてい
るが、この実施の形態４では、オゾン反応槽でオゾンガ
スを被処理水と反応させるようにしたものである。

【００７５】図９はこの実施の形態４の水処理装置を示
すフロー図である。図において、１２は散気管１３を介
して注入されるオゾンガスと被処理水とを反応させるオ
ゾン反応槽で、このオゾン反応槽は、同時に被処理水に
溶解しなかった排オゾンガスを被処理水と分離させる気
液分離塔も兼ねている。その他は実施の形態１と同様で
あるので説明は省略する。

【００７６】次に、上記実施の形態４の動作について説
明する。なお、被処理水とオゾンガスとをオゾン反応槽
１２で反応させる点以外は、実施の形態１と同様である
ので説明は省略する。

【００７７】過酸化水素が注入された被処理水とオゾン
発生装置７で発生されたオゾンガスはそれぞれオゾン反
応槽１２に送られ、ＯＨラジカルが生成され、このＯＨ
ラジカルによりトリクロロエチレン（ＣＨＣｌ−ＣＣｌ
₂）が分解される。

【００７８】ここで、実施の形態１と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値、過酸化水素の注
入率とオゾン注入率の関係は、上記条件１〜４の条件を
満たすようにする。

【００７９】この実施の形態では、上記図９に示した水
処理装置で、実施の形態１と同様の条件で水処理をさせ
た結果、トリクロロエチレンをほとんど揮発させること
なく、９９％以上のトリクロロエチレンが分解された。

【００８０】上記実施の形態４では条件１〜４全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜４のうちの少なくとも
１つを満たしても、上記実施の形態１とほぼ同等の効果
を奏する。なお、この実施の形態では、上記１〜４の条
件を満たすので、実施の形態１と同様の効果を奏する。

【００８１】実施の形態５．実施の形態２では、エジェ
クタでオゾンガスを被処理水と反応させるようにしてい
るが、この実施の形態５では、オゾン反応槽でオゾンガ
スを被処理水と反応させるようにしたものである。

【００８２】図１０はこの実施の形態５の水処理装置を
示すフロー図である。図において、１１はオゾン反応槽
１２内に設けられた紫外線ランプ、１２は散気管１３を
介して注入されるオゾンガスと被処理水とを反応させる
オゾン反応槽である。その他は実施の形態２と同様であ
るので説明を省略する。

【００８３】次に、図１０に示した水処理装置の動作を
説明する。なお、被処理水とオゾンガスとをオゾン反応
槽１２で反応させ、さらに紫外線を照射して分解処理を
する点以外は、実施の形態２と同様であるので説明は省
略する。

【００８４】被処理水がオゾン反応槽１２に送られると
ともに、オゾン発生装置７で発生されたオゾンガスが散
気管１３によりオゾン反応槽１２に送られ被処理水に添
加、混合される。さらに、オゾン反応槽１２では、紫外
線ランプ１１によりオゾンガスが混合された被処理水に
紫外線が照射され、溶解したオゾンと紫外線との反応に
より生成されたＯＨラジカルによりトリクロロエチレン
（ＣＨＣｌ−ＣＣｌ₂）が分解される。

【００８５】ここで、実施の形態２と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値は、上記条件１〜
３の条件を満たすようにする。

【００８６】この実施の形態では、上記図１０に示した
水処理装置で、実施の形態２と同様の条件で水処理をさ
せた結果、トリクロロエチレンをほとんど揮発させるこ
となく、９９％以上のトリクロロエチレンが分解され
た。

【００８７】上記実施の形態５では条件１〜３全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜３のうちのすくなくと
も１つを満たしても、上記実施の形態２とほぼ同等の効
果を奏する。なお、この実施の形態では、上記１〜３の
条件を満たすので、実施の形態２と同様の効果を奏す
る。

【００８８】実施の形態６．実施の形態３では、エジェ
クタでオゾンガスを被処理水と反応させるようにしてい
るが、この実施の形態６では、オゾン反応槽でオゾンガ
スを被処理水と反応させるようにしたものである。

【００８９】図１１はこの実施の形態６の水処理装置を
示すフロー図である。図において、１１はオゾン反応槽
１２内に設けられた紫外線ランプ、１２は散気管１３を
介して注入されるオゾンガスと被処理水とを反応させる
オゾン反応槽である。その他は実施の形態３と同様であ
るの説明を省略する。

【００９０】次に、実施の形態６の動作について説明す
る。なお、オゾン反応槽１２で過酸化水素を含む被処理
水とオゾンガスとを反応させ、さらに紫外線を照射して
分解処理をする点以外は、実施の形態４と同様であるの
で説明は省略する。

【００９１】過酸化水素を含む被処理水がオゾン反応槽
１２に送られるとともに、オゾン発生装置７で発生され
たオゾンガスは散気管１３によりオゾン反応槽１２で被
処理水に添加、混合される。さらに、オゾン反応槽１２
では、紫外線ランプ１１によりオゾンガスが混合された
被処理水に紫外線が照射され、溶解したオゾン、過酸化
水素、紫外線が反応して生成したＯＨラジカルによりト
リクロロエチレン（ＣＨＣｌ−ＣＣｌ₂）が分解され
る。

【００９２】ここで、実施の形態３と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値、過酸化水素の注
入率とオゾン注入率の関係は、上記条件１〜４の条件を
満たすようにする。

【００９３】この実施の形態では、上記図１１に示した
水処理装置で、実施の形態３と同様の条件で水処理をさ
せた結果、トリクロロエチレンをほとんど揮発させるこ
となく、９９％以上のトリクロロエチレンが分解され
た。

【００９４】上記実施の形態６では条件１〜４全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜４のうちのすくなくと
も１つを満たしても、上記実施の形態３とほぼ同等の効
果を奏する。なお、この実施の形態では、上記１〜４の
条件を満たすので、実施の形態３と同様の効果を奏す
る。

【００９５】実施の形態７．この実施の形態は、実施の
形態１の水処理装置において、気液分離塔から排出され
る処理水の一部を循環ラインを介してポンプ吸入口前に
戻すようにしたものである。

【００９６】図１２はこの実施の形態７の水処理装置を
示すフロー図である。図において、１４は気液分解塔９
から排出される処理水の一部をポンプ２の吸入口前に戻
すための循環ライン、１５は循環水量を調節するための
循環水流調整弁、１６は循環ライン１４を流れる処理水
の流量を計測する循環水流量計である。その他は、実施
の形態１と同様であるので説明は省略する。

【００９７】次に、実施の形態７の動作について説明す
る。なお、循環ライン１４を介して処理水が循環するこ
と以外は実施の形態１と同様であるので他の説明は省略
する。すなわち、気液分離塔９から排出された処理水の
一部は循環ライン１４を通って、ポンプ２の吸入口前に
戻される。なお、このときの循環水量は循環水流量計１
６の値に応じて循環水流量調整弁１６を調整することで
調節される。

【００９８】ここで、実施の形態１と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値、過酸化水素の注
入率とオゾン注入率の関係は、上記条件１〜４の条件を
満たすようにする。

【００９９】この実施の形態では、上記図１２に示した
水処理装置で、実施の形態１と同様の条件で水処理をさ
せた結果、トリクロロエチレンをほとんど揮発させるこ
となく、９９％以上のトリクロロエチレンが分解され
た。

【０１００】上記実施の形態７では条件１〜４全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜４のうちのすくなくと
も１つを満たしても、上記実施の形態１とほぼ同等の効
果を奏する。なお、この実施の形態では、上記１〜４の
条件を満たすので、実施の形態１と同様の効果を奏す
る。

【０１０１】実施の形態８．この実施の形態は、実施の
形態２の水処理装置において、気液分離塔から排出され
る処理水の一部を循環ラインを介してポンプ吸入口前に
戻すようにしたものである。

【０１０２】図１３はこの実施の形態８を示す水処理装
置のフロー図である。図において、１４は気液分解塔９
から排出される処理水の一部をポンプ２の吸入口前に戻
すための循環ライン、１５は循環水量を調節するための
調整弁、１６は循環ライン１４を流れる処理水の流量を
計測する流量計である。その他は、実施の形態２と同様
であるので説明は省略する。

【０１０３】なお、実施の形態８の動作については、循
環ライン１４を介して処理水が循環すること以外は実施
の形態２と同様であり、かつ、循環ライン１４を介して
水が循環する動作は実施の形態７と同様であるので説明
は省略する。

【０１０４】ここで、実施の形態２と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値は、上記条件１〜
３の条件を満たすようにする。

【０１０５】この実施の形態では、上記図１３に示した
水処理装置で、実施の形態２と同様の条件で水処理をさ
せた結果、トリクロロエチレンをほとんど揮発させるこ
となく、９９％以上のトリクロロエチレンが分解され
た。

【０１０６】上記実施の形態８では条件１〜３全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜３のうちのすくなくと
も１つを満たしても、上記実施の形態２とほぼ同等の効
果を奏する。なお、この実施の形態では、上記１〜３の
条件を満たすので、実施の形態２と同様の効果を奏す
る。

【０１０７】実施の形態９．この実施の形態は、実施の
形態３の水処理装置において、気液分離塔から排出され
る処理水の一部を循環ラインを介してポンプ吸入口前に
戻すようにしたものである。

【０１０８】図１４はこの実施の形態９を示す水処理装
置のフロー図である。図において、１４は気液分解塔９
から排出される処理水の一部をポンプ２の吸入口前に戻
すための循環ライン、１５は循環水量を調節するための
調整弁、１６は循環ライン１４を流れる処理水の流量を
計測する流量計である。その他は、実施の形態３と同様
であるので説明は省略する。

【０１０９】なお、実施の形態９の動作については、循
環ライン１４を介して処理水が循環すること以外は実施
の形態３と同様であり、かつ、循環ライン１４を介して
水が循環する動作は実施の形態７と同様であるので説明
は省略する。

【０１１０】ここで、実施の形態３と同様に、オゾン注
入率と揮発性有害物質濃度の関係、オゾンガス濃度と揮
発性有害物質濃度の関係、Ｇ／Ｌの値、過酸化水素の注
入率とオゾン注入率の関係は、上記条件１〜４の条件を
満たすようにする。

【０１１１】この実施の形態では、上記図１４に示した
水処理装置で、実施の形態３と同様の条件で水処理をさ
せた結果、トリクロロエチレンをほとんど揮発させるこ
となく、９９％以上のトリクロロエチレンが分解され
た。

【０１１２】上記実施の形態９では条件１〜４全てを満
たす場合を説明したが、条件１〜４のうちのすくなくと
も１つを満たしても、上記実施の形態３とほぼ同等の効
果を奏する。なお、この実施の形態では、上記１〜４の
条件を満たすので、実施の形態３と同様の効果を奏す
る。

【０１１３】以上は揮発性有害物質として、トリクロロ
エチレンについて述べたが、これは特に限定するもので
はなく、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、
トルエン、キシレン、四塩化炭素、ジクロロメタン、ジ
クロロエチレン等の揮発性有害物質に対しても同様のこ
とが言える。なお、これらのなかでも、特にトリクロロ
エチレン、テトラクロロエチレンの分解能力が高く、よ
り効果的である。

【０１１４】

【発明の効果】本発明に係る水処理方法は、揮発性有害
物質を含有する被処理流体に、オゾンガスを注入すると
ともに、過酸化水素の注入または／及び紫外線の照射を
行い、上記揮発性有害物質を分解処理する水処理方法に
おいて、上記オゾンガスのオゾン注入率を上記揮発性有
害物質の濃度の半等量以上にしているので、被処理流体
中の揮発性有害物質が大気中に揮発するのを充分抑制す
るとともに、人体に無害な物質にまで分解することがで
きる。

【０１１５】また、本発明に係る水処理方法は、揮発性
有害物質を含有する被処理流体に、オゾンガスを注入す
るとともに、過酸化水素の注入または／及び紫外線の照
射を行い、上記揮発性有害物質を分解処理する水処理方
法において、上記オゾンガスのオゾン濃度を上記揮発性
有害物質の濃度の半等量以上にしているので、被処理流
体中の揮発性有害物質が大気中に揮発するのを充分抑制
するとともに、人体に無害な物質にまで分解することが
できる。

【０１１６】また、揮発性有害物質を含有する被処理流
体に注入される過酸化水素の注入率をオゾンガスの注入
率の１０％以上にした場合には、揮発する揮発性有害物
質の量の１割未満に抑えることができる。

【０１１７】さらに、オゾンガスの供給量Ｇを被処理流
体の流量Ｌで除した値（Ｇ／Ｌ）を１以下にした場合に
は、揮発性有害物質が大気中に揮発するのを抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 計算機シミュレーションに用いた水処理装置
を示すフロー図である。

【図２】 計算機シミュレーションに用いた反応モデル
及び反応式を示す図である。

【図３】 消費オゾン量とトリクロロエチレンの分解量
及び消費オゾン量と揮発量との関係を示す図である。

【図４】 過酸化水素消費量とオゾン消費量との関係を
示す図である。

【図５】 Ｇ／Ｌとトリクロロエチレン分解量及びＧ／
Ｌと揮発量との関係を示す図である。

【図６】 本発明の実施の形態１の水処理装置を示すフ
ロー図である。

【図７】 本発明の実施の形態２の水処理装置を示すフ
ロー図である。

【図８】 本発明の実施の形態３の水処理装置を示すフ
ロー図である。

【図９】 本発明の実施の形態４の水処理装置を示すフ
ロー図である。

【図１０】 本発明の実施の形態５の水処理装置を示す
フロー図である。

【図１１】 本発明の実施の形態６の水処理装置を示す
フロー図である。

【図１２】 本発明の実施の形態７の水処理装置を示す
フロー図である。

【図１３】 本発明の実施の形態８の水処理装置を示す
フロー図である。

【図１４】 本発明の実施の形態９の水処理装置を示す
フロー図である。

【符号の説明】

１ 被処理水槽 ２ 過酸化水素タンク ３ 過酸化水素注入ポンプ ４ ポンプ ５ 流量調整弁 ６ 流量計 ７ オゾン発生装置 ８ エジェクタ ９ 気液分離塔 １０ オゾン分解塔 １１ 紫外線ランプ １２ オゾン反応槽 １３ 散気管 １４ 循環ライン １５ 循環水流量調整弁 １６ 循環水流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩野 悟 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 安居院 憲彰 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 廣辻 淳二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 古川 誠司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 安永 望 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D037 AA01 AA11 AB14 AB16 BA18 BB02 BB03 BB09 CA12 4D050 AA01 AA12 AB12 AB19 BB02 BB09 BC09 BD02 BD03 BD04 BD06 BD08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 揮発性有害物質を含有する被処理流体
   に、オゾンガスを注入するとともに、過酸化水素の注入
   または／及び紫外線の照射を行い、上記揮発性有害物質
   を分解処理する水処理方法において、 上記オゾンガスのオゾン注入率を上記揮発性有害物質の
   濃度の半等量以上にすることを特徴とする水処理方法。
2. 【請求項２】 揮発性有害物質を含有する被処理流体
   に、オゾンガスを注入するとともに、過酸化水素の注入
   または／及び紫外線の照射を行い、上記揮発性有害物質
   を分解処理する水処理方法において、 上記オゾンガスのオゾン濃度を上記揮発性有害物質の濃
   度の半等量以上にすることを特徴とする水処理方法。
3. 【請求項３】 揮発性有害物質を含有する被処理流体に
   注入される過酸化水素の注入率をオゾンガスの注入率の
   １０％以上にすることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の水処理方法。
4. 【請求項４】 オゾンガスの供給量Ｇを被処理流体の流
   量Ｌで除した値（Ｇ／Ｌ）を１以下にすることを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の水処理方法。