JP2001300557A - 難分解性有機物の分解方法および装置 - Google Patents
難分解性有機物の分解方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オゾン線の消費を抑制し、脱塩素反応を促進
し、分解生成物の毒性を抑制する難分解性有機物の分解
方法および装置を提供する。 【解決手段】 難分解性有機物を含む処理対象液２を水
素曝気処理槽３（もしくは窒素曝気処理槽）へ導き、槽
内に水素曝気装置６（もしくは窒素曝気装置）により水
素（もしくは窒素）を曝気する状態で、槽内に浸漬した
紫外線照射装置１２により処理対象液２へ紫外線を照射
し、難分解性有機物を紫外線で酸化分解する。
し、分解生成物の毒性を抑制する難分解性有機物の分解
方法および装置を提供する。 【解決手段】 難分解性有機物を含む処理対象液２を水
素曝気処理槽３（もしくは窒素曝気処理槽）へ導き、槽
内に水素曝気装置６（もしくは窒素曝気装置）により水
素（もしくは窒素）を曝気する状態で、槽内に浸漬した
紫外線照射装置１２により処理対象液２へ紫外線を照射
し、難分解性有機物を紫外線で酸化分解する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、難分解性有機物の
分解方法および装置に関し、埋立浸出水、下水、し尿処
理などの廃水処理プロセスにおける生物処理後や凝集処
理後の酸化処理に係るものである。
分解方法および装置に関し、埋立浸出水、下水、し尿処
理などの廃水処理プロセスにおける生物処理後や凝集処
理後の酸化処理に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、埋立浸出水、下水、し尿処理など
の廃水処理プロセスにおいて、生物処理後や凝集処理後
に難分解性有機物の分解や殺菌を行う方法として、オゾ
ンを併用した紫外線照射による酸化法がある。
の廃水処理プロセスにおいて、生物処理後や凝集処理後
に難分解性有機物の分解や殺菌を行う方法として、オゾ
ンを併用した紫外線照射による酸化法がある。
【０００３】この種の紫外線照射に使用する低圧紫外線
ランプは、殺菌線（２５４ｎｍ）、オゾン線（１８５ｎ
ｍ）が特異的に発生する。殺菌を行う場合には、通常オ
ゾン線をカットした低圧紫外線ランプを使用し、難分解
性有機物（農薬等の有機ハロゲン化合物等）の分解には
オゾン線をカットしていない低圧紫外線ランプを保護管
とともに使用する。
ランプは、殺菌線（２５４ｎｍ）、オゾン線（１８５ｎ
ｍ）が特異的に発生する。殺菌を行う場合には、通常オ
ゾン線をカットした低圧紫外線ランプを使用し、難分解
性有機物（農薬等の有機ハロゲン化合物等）の分解には
オゾン線をカットしていない低圧紫外線ランプを保護管
とともに使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、オゾン線の
照射による脱塩素反応は水中の難分解性有機物の分解に
有効であるが、水中に酸素が存在するとオゾン線が消費
されて、脱塩素反応自体も抑制されて、難分解性有機物
の分解効率が減少する。また、溶存酸素ないしオゾンが
ある雰囲気では脱塩素反応と平行して酸化反応も起こり
易く、分解生成物の生物学的（変異原性）ないし食品学
的毒性が上昇する。
照射による脱塩素反応は水中の難分解性有機物の分解に
有効であるが、水中に酸素が存在するとオゾン線が消費
されて、脱塩素反応自体も抑制されて、難分解性有機物
の分解効率が減少する。また、溶存酸素ないしオゾンが
ある雰囲気では脱塩素反応と平行して酸化反応も起こり
易く、分解生成物の生物学的（変異原性）ないし食品学
的毒性が上昇する。
【０００５】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、オゾン線の消費を抑制し、脱塩素反応を促進し、分
解生成物の毒性を抑制する難分解性有機物の分解方法お
よび装置を提供することを目的とする。
り、オゾン線の消費を抑制し、脱塩素反応を促進し、分
解生成物の毒性を抑制する難分解性有機物の分解方法お
よび装置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】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る本発明の難分解性有機物の分解方
法は、難分解性有機物を含む処理対象液を処理槽へ導
き、槽内に水素を曝気する状態で、槽内に浸漬した紫外
線照射装置により処理対象液へ紫外線を照射し、難分解
性有機物を紫外線で酸化分解する。
めに、請求項１に係る本発明の難分解性有機物の分解方
法は、難分解性有機物を含む処理対象液を処理槽へ導
き、槽内に水素を曝気する状態で、槽内に浸漬した紫外
線照射装置により処理対象液へ紫外線を照射し、難分解
性有機物を紫外線で酸化分解する。
【０００７】上記した構成により、水素曝気によって処
理対象液中の溶存酸素が除去されるので、紫外線照射装
置から照射する紫外線中のオゾン線（１８５ｎｍ）が溶
存酸素に消費されることなく有効に作用し、脱塩素反応
やラジカル反応等による難分解性有機物の分解効率が高
まる。
理対象液中の溶存酸素が除去されるので、紫外線照射装
置から照射する紫外線中のオゾン線（１８５ｎｍ）が溶
存酸素に消費されることなく有効に作用し、脱塩素反応
やラジカル反応等による難分解性有機物の分解効率が高
まる。
【０００８】水素曝気によって還元性雰囲気となること
で脱塩素反応やラジカル反応等が促進されて難分解性有
機物の分解効率が高まるとともに、酸化副生成物が発生
し難くなるので分解生成物の生物学的ないし食品学的毒
性が減少する。
で脱塩素反応やラジカル反応等が促進されて難分解性有
機物の分解効率が高まるとともに、酸化副生成物が発生
し難くなるので分解生成物の生物学的ないし食品学的毒
性が減少する。
【０００９】請求項２に係る本発明の難分解性有機物の
分解方法は、難分解性有機物を含む処理対象液を処理槽
へ導き、槽内に不活性ガスを曝気する状態で、槽内に浸
漬した紫外線照射装置により処理対象液へ紫外線を照射
し、難分解性有機物を紫外線で酸化分解する。
分解方法は、難分解性有機物を含む処理対象液を処理槽
へ導き、槽内に不活性ガスを曝気する状態で、槽内に浸
漬した紫外線照射装置により処理対象液へ紫外線を照射
し、難分解性有機物を紫外線で酸化分解する。
【００１０】窒素等の不活性ガスの曝気によって還元性
雰囲気となることで脱塩素反応等が促進されて難分解性
有機物の分解効率が高まるとともに、酸化副生成物が発
生し難くなるので分解生成物の生物学的ないし食品学的
毒性が減少する。
雰囲気となることで脱塩素反応等が促進されて難分解性
有機物の分解効率が高まるとともに、酸化副生成物が発
生し難くなるので分解生成物の生物学的ないし食品学的
毒性が減少する。
【００１１】請求項３に係る本発明の難分解性有機物の
分解方法は、難分解性有機物を含む処理対象液を、槽内
に水素を曝気する水素曝気処理槽と槽内にオゾンを曝気
するオゾン曝気処理槽とにわたって循環し、各処理槽内
に浸漬した紫外線照射装置により処理対象液へ紫外線を
照射し、難分解性有機物を分解する。
分解方法は、難分解性有機物を含む処理対象液を、槽内
に水素を曝気する水素曝気処理槽と槽内にオゾンを曝気
するオゾン曝気処理槽とにわたって循環し、各処理槽内
に浸漬した紫外線照射装置により処理対象液へ紫外線を
照射し、難分解性有機物を分解する。
【００１２】上記した構成により、オゾン曝気処理槽に
おいて処理対象液中の難分解性有機物をオゾンの存在下
で紫外線で分解する。一方、水素曝気処理槽において処
理対象液中の難分解性有機物を水素曝気による還元雰囲
気下で脱塩素反応やラジカル反応等により分解する。こ
のオゾン存在下の紫外線処理と還元雰囲気下の紫外線処
理を併用することにより、変異原性がある分解生成物の
生成を阻止できる。
おいて処理対象液中の難分解性有機物をオゾンの存在下
で紫外線で分解する。一方、水素曝気処理槽において処
理対象液中の難分解性有機物を水素曝気による還元雰囲
気下で脱塩素反応やラジカル反応等により分解する。こ
のオゾン存在下の紫外線処理と還元雰囲気下の紫外線処
理を併用することにより、変異原性がある分解生成物の
生成を阻止できる。
【００１３】請求項４に係る本発明の難分解性有機物の
分解方法は、難分解性有機物を含む処理対象液を、槽内
に不活性ガスを曝気する不活性ガス曝気処理槽と槽内に
オゾンを曝気するオゾン曝気処理槽とにわたって循環
し、各処理槽内に浸漬した紫外線照射装置により処理対
象液へ紫外線を照射し、難分解性有機物を分解する。
分解方法は、難分解性有機物を含む処理対象液を、槽内
に不活性ガスを曝気する不活性ガス曝気処理槽と槽内に
オゾンを曝気するオゾン曝気処理槽とにわたって循環
し、各処理槽内に浸漬した紫外線照射装置により処理対
象液へ紫外線を照射し、難分解性有機物を分解する。
【００１４】上記した構成により、オゾン曝気処理槽に
おいて処理対象液中の難分解性有機物をオゾンの存在下
で紫外線で酸化反応を主とする反応で分解する。一方、
不活性ガス曝気処理槽において処理対象液中の難分解性
有機物を窒素等の不活性ガス曝気による還元雰囲気下で
有機塩素化合物を脱塩素反応を主とする反応により分解
する。このオゾン存在下の紫外線処理と還元雰囲気下の
紫外線処理を併用することにより、変異原性がある分解
生成物の生成を阻止できる。
おいて処理対象液中の難分解性有機物をオゾンの存在下
で紫外線で酸化反応を主とする反応で分解する。一方、
不活性ガス曝気処理槽において処理対象液中の難分解性
有機物を窒素等の不活性ガス曝気による還元雰囲気下で
有機塩素化合物を脱塩素反応を主とする反応により分解
する。このオゾン存在下の紫外線処理と還元雰囲気下の
紫外線処理を併用することにより、変異原性がある分解
生成物の生成を阻止できる。
【００１５】請求項５に係る本発明の難分解性有機物の
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る処理槽と、槽内に水素を曝気する水素曝気装置と、槽
内に浸漬した紫外線照射装置とを備えたものである。
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る処理槽と、槽内に水素を曝気する水素曝気装置と、槽
内に浸漬した紫外線照射装置とを備えたものである。
【００１６】請求項６に係る本発明の難分解性有機物の
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る処理槽と、槽内に不活性ガスを曝気する不活性ガス曝
気装置と、槽内に浸漬した紫外線照射装置とを備えたも
のである。
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る処理槽と、槽内に不活性ガスを曝気する不活性ガス曝
気装置と、槽内に浸漬した紫外線照射装置とを備えたも
のである。
【００１７】請求項７に係る本発明の難分解性有機物の
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る水素曝気処理槽およびオゾン曝気処理槽と、水素曝気
処理槽内に配置する水素曝気装置と、オゾン曝気槽内に
配置するオゾン曝気装置と、各処理槽内に浸漬した紫外
線照射装置と、水素曝気処理槽とオゾン曝気処理槽とを
連通する循環系とを備えたものである。
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る水素曝気処理槽およびオゾン曝気処理槽と、水素曝気
処理槽内に配置する水素曝気装置と、オゾン曝気槽内に
配置するオゾン曝気装置と、各処理槽内に浸漬した紫外
線照射装置と、水素曝気処理槽とオゾン曝気処理槽とを
連通する循環系とを備えたものである。
【００１８】請求項８に係る本発明の難分解性有機物の
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る不活性ガス曝気処理槽およびオゾン曝気処理槽と、不
活性ガス曝気処理槽内に配置する不活性ガス曝気装置
と、オゾン曝気槽内に配置するオゾン曝気装置と、各処
理槽内に浸漬した紫外線照射装置と、不活性ガス曝気処
理槽とオゾン曝気処理槽とを連通する循環系とを備えた
ものである。
分解装置は、難分解性有機物を含む処理対象液を貯留す
る不活性ガス曝気処理槽およびオゾン曝気処理槽と、不
活性ガス曝気処理槽内に配置する不活性ガス曝気装置
と、オゾン曝気槽内に配置するオゾン曝気装置と、各処
理槽内に浸漬した紫外線照射装置と、不活性ガス曝気処
理槽とオゾン曝気処理槽とを連通する循環系とを備えた
ものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】始めに本発明者らが行った実験に
ついて説明する。実験試料には市販のダイオキシン類標
準試薬を用い、ＯＣＤＤ，ＯＣＤＦ，１，２，３，４，
７，８−ＨｘＣＤＤの各１００μｇ／ｍＬ−ｄｉｏｘａ
ｎｅを調整しこれを原液とした。この原液を蒸留水１Ｌ
に対して１０〜１００μＬ添加して、１〜１０μｇ／Ｌ
の標準ダイオキシン類水溶液を調整し実験試料とした。
ついて説明する。実験試料には市販のダイオキシン類標
準試薬を用い、ＯＣＤＤ，ＯＣＤＦ，１，２，３，４，
７，８−ＨｘＣＤＤの各１００μｇ／ｍＬ−ｄｉｏｘａ
ｎｅを調整しこれを原液とした。この原液を蒸留水１Ｌ
に対して１０〜１００μＬ添加して、１〜１０μｇ／Ｌ
の標準ダイオキシン類水溶液を調整し実験試料とした。
【００２０】図１〜図２は３Ｌ回分実験装置を示すもの
であり、反応槽５１の内部には紫外線ランプ５２を配置
しており、公称４０Ｗ低圧水銀ランプ（２５４ｎｍと１
８５ｎｍが主波長）を使用する。紫外線ランプ５２の周
囲にはガラス製の保護管５３を配置しており、紫外線ラ
ンプ５２と保護管５３の間に窒素ガスを封入している。
反応槽５１の底部には散気管５４を配置しており、散気
管５４にオゾン、窒素、水素の何れかのガスを供給す
る。オゾンの発生にはＰＳＡ型オゾン発生機（２ｇ−Ｏ
3／ｈｒ）を使用する。ガス供給系５５およびガス排気
系５６にはガス濃度計（図示省略）およびガス流量計
（図示省略）を設置する。反応槽５１には底部側と上部
側を連通する循環系５７を設け、循環系５７に水循環ポ
ンプ５８、ｐＨ調整装置５９、冷却装置６０、循環水流
量計６１を設けている。
であり、反応槽５１の内部には紫外線ランプ５２を配置
しており、公称４０Ｗ低圧水銀ランプ（２５４ｎｍと１
８５ｎｍが主波長）を使用する。紫外線ランプ５２の周
囲にはガラス製の保護管５３を配置しており、紫外線ラ
ンプ５２と保護管５３の間に窒素ガスを封入している。
反応槽５１の底部には散気管５４を配置しており、散気
管５４にオゾン、窒素、水素の何れかのガスを供給す
る。オゾンの発生にはＰＳＡ型オゾン発生機（２ｇ−Ｏ
3／ｈｒ）を使用する。ガス供給系５５およびガス排気
系５６にはガス濃度計（図示省略）およびガス流量計
（図示省略）を設置する。反応槽５１には底部側と上部
側を連通する循環系５７を設け、循環系５７に水循環ポ
ンプ５８、ｐＨ調整装置５９、冷却装置６０、循環水流
量計６１を設けている。
【００２１】本実験では、ＵＶ／オゾン、ＵＶ、
ＵＶ／窒素、ＵＶ／水素、オゾン、ＵＶ／オゾン
＋ＵＶ／水素による水中ダイオキシン類の分解実験をお
こなった。主な実験条件は、注入オゾン濃度：５５−６
５ｍｇ／Ｌ、オゾンガス注入量：０．４〜１．０Ｌ／ｍ
ｉｎ、サンプリング時間：０，１５，３０，４５，６
０，９０，１２０，１８０，３００ｍｉｎ、サンプリン
グ容量：１０〜５０ｍＬ、水の循環は３Ｌ／ｍｉｎで下
降流、ｐＨ：６．５−７．５、水温：２０℃である。
ＵＶ／窒素、ＵＶ／水素、オゾン、ＵＶ／オゾン
＋ＵＶ／水素による水中ダイオキシン類の分解実験をお
こなった。主な実験条件は、注入オゾン濃度：５５−６
５ｍｇ／Ｌ、オゾンガス注入量：０．４〜１．０Ｌ／ｍ
ｉｎ、サンプリング時間：０，１５，３０，４５，６
０，９０，１２０，１８０，３００ｍｉｎ、サンプリン
グ容量：１０〜５０ｍＬ、水の循環は３Ｌ／ｍｉｎで下
降流、ｐＨ：６．５−７．５、水温：２０℃である。
【００２２】サンプル中のダイオキシン類の分析は、蒸
留水中のダイオキシン類標準物質の測定であるため、ジ
クロロメタン抽出操作後に直後ＧＣ／ＭＳ分析にかけ
た。ＧＣ／ＭＳ分析には四重極ＧＣ／ＭＳ（HP6890 GC/
HP5973 MS,Hewlett Packard）を用い、使用カラムは６
〜８塩化ダイオキシン類にＤＢ１７（0.32mmi.d.×30ml
ength,0.25μm film thickness, J&W SCIENTIFIC）と、
４〜６塩化ダイオキシン類にＳＰ−２３３１（0.32mm
i.d.×60m length,0.2μm film thickness,Supelco）を
用いた。
留水中のダイオキシン類標準物質の測定であるため、ジ
クロロメタン抽出操作後に直後ＧＣ／ＭＳ分析にかけ
た。ＧＣ／ＭＳ分析には四重極ＧＣ／ＭＳ（HP6890 GC/
HP5973 MS,Hewlett Packard）を用い、使用カラムは６
〜８塩化ダイオキシン類にＤＢ１７（0.32mmi.d.×30ml
ength,0.25μm film thickness, J&W SCIENTIFIC）と、
４〜６塩化ダイオキシン類にＳＰ−２３３１（0.32mm
i.d.×60m length,0.2μm film thickness,Supelco）を
用いた。
【００２３】結果と考案を以下に説明する。分解反応を
擬似一次反応と見なすと、分解反応速度式は-d[S]/dt=k
[S]と表現できる。ここで、[Ｓ]は基質濃度であり、ｋ
は一次反応速度定数である。
擬似一次反応と見なすと、分解反応速度式は-d[S]/dt=k
[S]と表現できる。ここで、[Ｓ]は基質濃度であり、ｋ
は一次反応速度定数である。
【００２４】
【表１】 表１に処理方式の違いによる１次反応速度定数（ｋ）と
脱塩素比率（ｆ１〜ｆ４）と分解ＯＣＤＤ／Ｆ濃度に対
して生成ＨｐＣＣＤ／Ｆｓ濃度の割合を％として示し
た。これによると、オゾン単独処理はＵＶを併用する他
の処理方法に比べて分解速度は半分以下と遅い。また、
ＵＶを併用する処理の中では、ＵＶ／オゾン処理がＯＣ
ＤＤ／Ｆ分解速度が一番速い結果となった。
脱塩素比率（ｆ１〜ｆ４）と分解ＯＣＤＤ／Ｆ濃度に対
して生成ＨｐＣＣＤ／Ｆｓ濃度の割合を％として示し
た。これによると、オゾン単独処理はＵＶを併用する他
の処理方法に比べて分解速度は半分以下と遅い。また、
ＵＶを併用する処理の中では、ＵＶ／オゾン処理がＯＣ
ＤＤ／Ｆ分解速度が一番速い結果となった。
【００２５】さらに、オゾン併用する酸化雰囲気処理
と、窒素や水素を併用する還元雰囲気処理とでは、還元
雰囲気処理の方が酸化雰囲気処理よりもＯＣＤＤ／Ｆの
脱塩素反応によるＨｐＣＤＤ／Ｆｓの生成が１．５〜３
倍程度に大きい結果となった。
と、窒素や水素を併用する還元雰囲気処理とでは、還元
雰囲気処理の方が酸化雰囲気処理よりもＯＣＤＤ／Ｆの
脱塩素反応によるＨｐＣＤＤ／Ｆｓの生成が１．５〜３
倍程度に大きい結果となった。
【００２６】これは、酸化雰囲気（ＵＶ／オゾン）処理
では、脱塩素反応以外に二重結合解裂などのオゾン反応
も進んでいるためといえる。一方、オゾンによる過酸化
物生成の懸念が高いが、還元雰囲気（ＵＶ／水素など）
でのＵＶ処理は過酸化物の生成は無いと言える。
では、脱塩素反応以外に二重結合解裂などのオゾン反応
も進んでいるためといえる。一方、オゾンによる過酸化
物生成の懸念が高いが、還元雰囲気（ＵＶ／水素など）
でのＵＶ処理は過酸化物の生成は無いと言える。
【００２７】表１でのｆ１とｆ２，ｆ３とｆ４の比較を
することで、ＵＶ／オゾン、ＵＶ，ＵＶ／窒素、ＵＶ／
水素処理による脱塩素が起こる塩素位置については、
２，３，７又は８における脱塩素が１，４，６又は９に
おける脱塩素よりも約３倍おこりやすいことがわかる。
することで、ＵＶ／オゾン、ＵＶ，ＵＶ／窒素、ＵＶ／
水素処理による脱塩素が起こる塩素位置については、
２，３，７又は８における脱塩素が１，４，６又は９に
おける脱塩素よりも約３倍おこりやすいことがわかる。
【００２８】
【表２】 表２は、１，２，３，４，７，８−ＨｘＣＣＤにおける
ＵＶ／オゾン処理、ＵＶ／水素処理、さらにＵＶ照射で
オゾンと水素を１５〜３０分間隔で交互に注入した際の
回分実験結果を示している。
ＵＶ／オゾン処理、ＵＶ／水素処理、さらにＵＶ照射で
オゾンと水素を１５〜３０分間隔で交互に注入した際の
回分実験結果を示している。
【００２９】これによるとＵＶ／オゾン処理、ＵＶ／水
素処理の交互の反応速度が最も分解速度が速い結果とな
った。よって、分解速度と過酸化物などの分解生成物を
考慮すると、酸化雰囲気（ＵＶ／オゾン）と還元雰囲気
（ＵＶ／水素）の循環ハイブリッド処理が、両者の利点
を取り入れた理想的な処理方法となる。
素処理の交互の反応速度が最も分解速度が速い結果とな
った。よって、分解速度と過酸化物などの分解生成物を
考慮すると、酸化雰囲気（ＵＶ／オゾン）と還元雰囲気
（ＵＶ／水素）の循環ハイブリッド処理が、両者の利点
を取り入れた理想的な処理方法となる。
【００３０】また、ＵＶ／水素処理がＵＶ／オゾン処理
よりも１，２，３，４，７，８−ＨｘＣＤＤ分解速度が
大きくなった。それは、蒸留水中の標準ダイオキシン類
の分解では、洗煙廃水などの実ダイオキシン類汚染水の
様にＵＶを吸収する共存物質がなく、オゾンによる共存
物質分解が必要ないためと考えられる。
よりも１，２，３，４，７，８−ＨｘＣＤＤ分解速度が
大きくなった。それは、蒸留水中の標準ダイオキシン類
の分解では、洗煙廃水などの実ダイオキシン類汚染水の
様にＵＶを吸収する共存物質がなく、オゾンによる共存
物質分解が必要ないためと考えられる。
【００３１】
【表３】 表３に示すように、紫外線ランプ５２は保護管５３との
間に空気が存在するとＵＶ１８５ｎｍが空気中の酸素に
吸収されてしまうが、酸素による吸収を避けるために紫
外線ランプ５２と保護管５３の間にＵＶ１８５ｎｍの吸
収がない窒素ガスを注入した場合には、ＯＣＤＤはＵＶ
／オゾン処理で１０７％、ＵＶ／水素処理では１２１％
とそれぞれ分解速度が上昇した。
間に空気が存在するとＵＶ１８５ｎｍが空気中の酸素に
吸収されてしまうが、酸素による吸収を避けるために紫
外線ランプ５２と保護管５３の間にＵＶ１８５ｎｍの吸
収がない窒素ガスを注入した場合には、ＯＣＤＤはＵＶ
／オゾン処理で１０７％、ＵＶ／水素処理では１２１％
とそれぞれ分解速度が上昇した。
【００３２】上述の実験のまとめとして以下のことが言
える。 （１）比較実験中における蒸留水中ＯＣＤＤ／Ｆ分解の
１次反応分解速度はＵＶ／オゾン処理が最も大きい。 （２）ＯＣＤＤ／Ｆの脱塩素反応の占める割合は、酸化
雰囲気よりも還元雰囲気での処理が大きい。 （３）ＯＣＤＤ／Ｆの脱塩素される塩素位置は２−，３
−，７−あるいは８−の方が、１−，４−，６−あるい
は９−よりも約３倍大きい。 （４）減少ＯＣＤＤ／Ｆに対して生成２，３，７，８−
塩素置換体ＨｐＣＤＤ／Ｆは、最大でも分解反応開始
後、約４５分で約３％（ＯＣＤＤ）と１％（ＯＣＤＦ）
であり、その後両者とも０．１％程度まで分解する。 （５）ＵＶ／オゾン処理とＵＶ／水素処理による循環ハ
イブリット処理法が、分解速度と分解生成物の両面から
考えて、より高度な処理方法である。 （６）窒素ガスをＵＶランプと保護管の間に充填するこ
とにより、ダイオキシン類の分解速度を向上できる。
える。 （１）比較実験中における蒸留水中ＯＣＤＤ／Ｆ分解の
１次反応分解速度はＵＶ／オゾン処理が最も大きい。 （２）ＯＣＤＤ／Ｆの脱塩素反応の占める割合は、酸化
雰囲気よりも還元雰囲気での処理が大きい。 （３）ＯＣＤＤ／Ｆの脱塩素される塩素位置は２−，３
−，７−あるいは８−の方が、１−，４−，６−あるい
は９−よりも約３倍大きい。 （４）減少ＯＣＤＤ／Ｆに対して生成２，３，７，８−
塩素置換体ＨｐＣＤＤ／Ｆは、最大でも分解反応開始
後、約４５分で約３％（ＯＣＤＤ）と１％（ＯＣＤＦ）
であり、その後両者とも０．１％程度まで分解する。 （５）ＵＶ／オゾン処理とＵＶ／水素処理による循環ハ
イブリット処理法が、分解速度と分解生成物の両面から
考えて、より高度な処理方法である。 （６）窒素ガスをＵＶランプと保護管の間に充填するこ
とにより、ダイオキシン類の分解速度を向上できる。
【００３３】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図３〜図４において、難分解性有機物の分
解装置としてのＵＶ照射設備１は、難分解性有機物を含
む処理対象液２を貯留する水素曝気処理槽３およびオゾ
ン曝気処理槽４を有しており、水素曝気処理槽３とオゾ
ン曝気処理槽４とを連通する循環系（循環ポンプを含
む）５を備えている。水素曝気処理槽３とオゾン曝気処
理槽４はどちらを前段もしく後段に配置しても良いが、
本実施の形態においてはオゾン曝気処理槽４を前段に配
置しており、オゾン曝気処理槽４に処理対象液２が流入
し、水素曝気処理槽３から処理液が流れ出る。
て説明する。図３〜図４において、難分解性有機物の分
解装置としてのＵＶ照射設備１は、難分解性有機物を含
む処理対象液２を貯留する水素曝気処理槽３およびオゾ
ン曝気処理槽４を有しており、水素曝気処理槽３とオゾ
ン曝気処理槽４とを連通する循環系（循環ポンプを含
む）５を備えている。水素曝気処理槽３とオゾン曝気処
理槽４はどちらを前段もしく後段に配置しても良いが、
本実施の形態においてはオゾン曝気処理槽４を前段に配
置しており、オゾン曝気処理槽４に処理対象液２が流入
し、水素曝気処理槽３から処理液が流れ出る。
【００３４】水素曝気処理槽３には水素曝気装置６を設
けており、水素曝気装置６は槽内に浸漬する水素散気管
７と水素散気管７に水素を供給する水素供給装置８とか
らなる。オゾン曝気処理槽４にはオゾン曝気装置９を設
けており、オゾン曝気装置９は槽内に浸漬するオゾン散
気管１０とオゾン散気管１０にオゾンを供給するオゾン
供給装置１１とからなる。
けており、水素曝気装置６は槽内に浸漬する水素散気管
７と水素散気管７に水素を供給する水素供給装置８とか
らなる。オゾン曝気処理槽４にはオゾン曝気装置９を設
けており、オゾン曝気装置９は槽内に浸漬するオゾン散
気管１０とオゾン散気管１０にオゾンを供給するオゾン
供給装置１１とからなる。
【００３５】水素曝気処理槽３およびオゾン曝気処理槽
４には、それぞれ槽内に浸漬して紫外線照射装置１２を
設けている。紫外線照射装置１２はオゾン線（１８５ｎ
ｍ）をカットしない低圧紫外線ランプ（図示省略）の周
囲を保護管１３で覆ったものである。
４には、それぞれ槽内に浸漬して紫外線照射装置１２を
設けている。紫外線照射装置１２はオゾン線（１８５ｎ
ｍ）をカットしない低圧紫外線ランプ（図示省略）の周
囲を保護管１３で覆ったものである。
【００３６】上記のＵＶ照射設備１は、埋立浸出水処
理、下水処理、し尿処理等における廃水の処理に適用す
ることができ、廃水を生物処理した後に、あるいいは生
物処理と凝集沈殿処理とを順次に行った後に、さらには
固液分離手段によって浮遊物を除去した後において適用
することができるが、本実施の形態においては、埋立浸
出水処理に適用した場合について説明する。
理、下水処理、し尿処理等における廃水の処理に適用す
ることができ、廃水を生物処理した後に、あるいいは生
物処理と凝集沈殿処理とを順次に行った後に、さらには
固液分離手段によって浮遊物を除去した後において適用
することができるが、本実施の形態においては、埋立浸
出水処理に適用した場合について説明する。
【００３７】図４において、埋立処分地から浸出した浸
出液原水２１は前処理設備２２を経て生物処理設備２３
に導く。前処理設備２２と生物処理設備２３の間には、
必要に応じてＣａ除去設備２４を配設し、浸出液原水２
１のカルシウムを除去して配管・ポンプ類のスケーリン
グを防ぐ。
出液原水２１は前処理設備２２を経て生物処理設備２３
に導く。前処理設備２２と生物処理設備２３の間には、
必要に応じてＣａ除去設備２４を配設し、浸出液原水２
１のカルシウムを除去して配管・ポンプ類のスケーリン
グを防ぐ。
【００３８】生物処理設備２３では循環脱窒法等によっ
て前処理水２５に含まれた有機物の分解と窒素成分の除
去を行う。次に、凝集処理設備２６において生物処理水
２７に含まれた汚濁物質（ＣＯＤ、色度等）を薬品によ
って凝集させて重力沈殿除去する。凝集沈殿処理水２８
は砂ろ過処理設備２９に導き、凝集沈殿処理水２８に残
る微細な浮遊物質などを複数のろ過層で捕捉して除去す
る。
て前処理水２５に含まれた有機物の分解と窒素成分の除
去を行う。次に、凝集処理設備２６において生物処理水
２７に含まれた汚濁物質（ＣＯＤ、色度等）を薬品によ
って凝集させて重力沈殿除去する。凝集沈殿処理水２８
は砂ろ過処理設備２９に導き、凝集沈殿処理水２８に残
る微細な浮遊物質などを複数のろ過層で捕捉して除去す
る。
【００３９】次に、砂ろ過処理水３０を処理対象液２と
してＵＶ照射設備１に導いて難分解性有機物を分解す
る。ＵＶ照射設備１では、図３に示すように、循環系５
によって処理対象液２を水素曝気処理槽３とオゾン曝気
処理槽４とにわたって循環し、各処理槽３、４に浸漬し
た紫外線照射装置１２により処理対象液２に紫外線を照
射し、難分解性有機物を分解する。
してＵＶ照射設備１に導いて難分解性有機物を分解す
る。ＵＶ照射設備１では、図３に示すように、循環系５
によって処理対象液２を水素曝気処理槽３とオゾン曝気
処理槽４とにわたって循環し、各処理槽３、４に浸漬し
た紫外線照射装置１２により処理対象液２に紫外線を照
射し、難分解性有機物を分解する。
【００４０】このとき、水素曝気処理槽３では、水素供
給装置８によって供給する水素ガスを水素散気管７を通
して散気する。この処理対象液２を水素曝気することに
よって処理対象液２に含まれた溶存酸素が除去されるの
で、紫外線照射装置１２から照射する紫外線中のオゾン
線（１８５ｎｍ）が溶存酸素に消費されることなく有効
に作用し、脱塩素反応による難分解性有機物の分解効率
が高まる。
給装置８によって供給する水素ガスを水素散気管７を通
して散気する。この処理対象液２を水素曝気することに
よって処理対象液２に含まれた溶存酸素が除去されるの
で、紫外線照射装置１２から照射する紫外線中のオゾン
線（１８５ｎｍ）が溶存酸素に消費されることなく有効
に作用し、脱塩素反応による難分解性有機物の分解効率
が高まる。
【００４１】また、水素曝気によって槽内が還元性雰囲
気となることで酸化副生成物が発生し難くなる。このた
め、脱塩素反応やラジカル反応等が促進されて難分解性
有機物の分解効率が高まるとともに、分解生成物の生物
学的ないし食品学的毒性が減少する。
気となることで酸化副生成物が発生し難くなる。このた
め、脱塩素反応やラジカル反応等が促進されて難分解性
有機物の分解効率が高まるとともに、分解生成物の生物
学的ないし食品学的毒性が減少する。
【００４２】一方、オゾン曝気処理槽４では、オゾン供
給装置１１から供給するオゾンをオゾン散気管１０を通
して散気し、処理対象液２に含まれた難分解性有機物を
オゾンの存在下で紫外線で酸化分解する。このオゾン存
在下の紫外線処理と還元雰囲気下の紫外線処理を併用す
ることにより、オゾン曝気処理槽４において発生する分
解生成物の変異原性が上昇しない。
給装置１１から供給するオゾンをオゾン散気管１０を通
して散気し、処理対象液２に含まれた難分解性有機物を
オゾンの存在下で紫外線で酸化分解する。このオゾン存
在下の紫外線処理と還元雰囲気下の紫外線処理を併用す
ることにより、オゾン曝気処理槽４において発生する分
解生成物の変異原性が上昇しない。
【００４３】ＵＶ照射設備１の処理水は活性炭吸着処理
設備３１において活性炭の吸着能によってＣＯＤや色度
成分を除去して放流する。各設備で発生する余剰汚泥は
汚泥処理設備３２において処理し、汚泥脱水機３３で脱
水して脱水ケーキとして排出する。
設備３１において活性炭の吸着能によってＣＯＤや色度
成分を除去して放流する。各設備で発生する余剰汚泥は
汚泥処理設備３２において処理し、汚泥脱水機３３で脱
水して脱水ケーキとして排出する。
【００４４】上述した構成において、水素曝気に代えて
窒素等の不活性ガスを曝気することも可能であり、例え
ば水素曝気処理槽３に代えて、図５に示す窒素曝気処理
槽４１を用いることもできる。窒素曝気処理槽４１に
は、窒素曝気装置４２を設けており、窒素曝気装置４２
は槽内に浸漬する窒素散気管４３と窒素散気管４３に窒
素を供給する窒素供給装置４４とからなる。
窒素等の不活性ガスを曝気することも可能であり、例え
ば水素曝気処理槽３に代えて、図５に示す窒素曝気処理
槽４１を用いることもできる。窒素曝気処理槽４１に
は、窒素曝気装置４２を設けており、窒素曝気装置４２
は槽内に浸漬する窒素散気管４３と窒素散気管４３に窒
素を供給する窒素供給装置４４とからなる。
【００４５】この窒素曝気処理槽４１では、窒素曝気に
よって槽内が還元性雰囲気となることで酸化副生成物が
発生し難くなる。このため、脱塩素反応が促進されて難
分解性有機物の分解効率が高まるとともに、分解生成物
の生物学的ないし食品学的毒性が減少する。
よって槽内が還元性雰囲気となることで酸化副生成物が
発生し難くなる。このため、脱塩素反応が促進されて難
分解性有機物の分解効率が高まるとともに、分解生成物
の生物学的ないし食品学的毒性が減少する。
【００４６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、水素
曝気によって処理対象液中の溶存酸素を除去すること
で、紫外線照射装置から照射する紫外線中のオゾン線
（１８５ｎｍ）が溶存酸素に消費されることを防止し
て、脱塩素反応による難分解性有機物の分解効率を高め
ることができる。また、水素曝気もしくは窒素曝気によ
って還元性雰囲気とすることにより酸化副生成物の発生
を抑制するとともに、脱塩素反応を促進して難分解性有
機物の分解効率を高めることができるとともに、分解生
成物の生物学的ないし食品学的毒性を抑制することがで
きる。
曝気によって処理対象液中の溶存酸素を除去すること
で、紫外線照射装置から照射する紫外線中のオゾン線
（１８５ｎｍ）が溶存酸素に消費されることを防止し
て、脱塩素反応による難分解性有機物の分解効率を高め
ることができる。また、水素曝気もしくは窒素曝気によ
って還元性雰囲気とすることにより酸化副生成物の発生
を抑制するとともに、脱塩素反応を促進して難分解性有
機物の分解効率を高めることができるとともに、分解生
成物の生物学的ないし食品学的毒性を抑制することがで
きる。
【図１】本発明に係る実験装置を示す模式図である。
【図２】同実験装置の断面を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態におけるＵＶ照射設備を示す
模式図である。
模式図である。
【図４】同実施の形態における水処理工程を示すフロー
シート図である。
シート図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるＵＶ照射設備を
示す模式図である。
示す模式図である。
１ ＵＶ照射設備 ２ 処理対象液 ３ 水素曝気処理槽 ４ オゾン曝気処理槽 ５ 循環系 ６ 水素曝気装置 ７ 水素散気管 ８ 水素供給装置 ９ オゾン曝気装置 １０ オゾン散気管 １１ オゾン供給装置 １２ 紫外線照射装置 １３ 保護管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０７Ｄ 319/24 Ｃ０７Ｄ 319/24 (72)発明者 寺尾 康 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 南 宏和 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内
Claims (8)
- 【請求項１】 難分解性有機物を含む処理対象液を処理
槽へ導き、槽内に水素を曝気する状態で、槽内に浸漬し
た紫外線照射装置により処理対象液へ紫外線を照射し、
難分解性有機物を分解することを特徴とする難分解性有
機物の分解方法。 - 【請求項２】 難分解性有機物を含む処理対象液を処理
槽へ導き、槽内に不活性ガスを曝気する状態で、槽内に
浸漬した紫外線照射装置により処理対象液へ紫外線を照
射し、難分解性有機物を分解することを特徴とする難分
解性有機物の分解方法。 - 【請求項３】 難分解性有機物を含む処理対象液を、槽
内に水素を曝気する水素曝気処理槽と槽内にオゾンを曝
気するオゾン曝気処理槽とにわたって循環し、各処理槽
内に浸漬した紫外線照射装置により処理対象液へ紫外線
を照射し、難分解性有機物を分解することを特徴とする
難分解性有機物の分解方法。 - 【請求項４】 難分解性有機物を含む処理対象液を、槽
内に不活性ガスを曝気する不活性ガス曝気処理槽と槽内
にオゾンを曝気するオゾン曝気処理槽とにわたって循環
し、各処理槽内に浸漬した紫外線照射装置により処理対
象液へ紫外線を照射し、難分解性有機物を分解すること
を特徴とする難分解性有機物の分解方法。 - 【請求項５】 難分解性有機物を含む処理対象液を貯留
する処理槽と、槽内に水素を曝気する水素曝気装置と、
槽内に浸漬した紫外線照射装置とを備えたことを特徴と
する難分解性有機物の分解装置。 - 【請求項６】 難分解性有機物を含む処理対象液を貯留
する処理槽と、槽内に不活性ガスを曝気する不活性ガス
曝気装置と、槽内に浸漬した紫外線照射装置とを備えた
ことを特徴とする難分解性有機物の分解装置。 - 【請求項７】 難分解性有機物を含む処理対象液を貯留
する水素曝気処理槽およびオゾン曝気処理槽と、水素曝
気処理槽内に配置する水素曝気装置と、オゾン曝気槽内
に配置するオゾン曝気装置と、各処理槽内に浸漬した紫
外線照射装置と、水素曝気処理槽とオゾン曝気処理槽と
を連通する循環系とを備えたことを特徴とする難分解性
有機物の分解装置。 - 【請求項８】 難分解性有機物を含む処理対象液を貯留
する不活性ガス曝気処理槽およびオゾン曝気処理槽と、
不活性ガス曝気処理槽内に配置する不活性ガス曝気装置
と、オゾン曝気槽内に配置するオゾン曝気装置と、各処
理槽内に浸漬した紫外線照射装置と、不活性ガス曝気処
理槽とオゾン曝気処理槽とを連通する循環系とを備えた
ことを特徴とする難分解性有機物の分解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037789A JP2001300557A (ja) | 2000-02-16 | 2001-02-15 | 難分解性有機物の分解方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000037319 | 2000-02-16 | ||
| JP2000-37319 | 2000-02-16 | ||
| JP2001037789A JP2001300557A (ja) | 2000-02-16 | 2001-02-15 | 難分解性有機物の分解方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001300557A true JP2001300557A (ja) | 2001-10-30 |
Family
ID=26585419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001037789A Pending JP2001300557A (ja) | 2000-02-16 | 2001-02-15 | 難分解性有機物の分解方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001300557A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007330844A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Takeshi Toba | 水の水質改質方法およびその装置 |
| JP2012525247A (ja) * | 2009-04-30 | 2012-10-22 | ロワラ | 水中の生体異物を除去するための浄化方法および装置 |
-
2001
- 2001-02-15 JP JP2001037789A patent/JP2001300557A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007330844A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Takeshi Toba | 水の水質改質方法およびその装置 |
| JP2012525247A (ja) * | 2009-04-30 | 2012-10-22 | ロワラ | 水中の生体異物を除去するための浄化方法および装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040922 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060320 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060822 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |