JP2001321764A

JP2001321764A - 紫外線照射ダイオキシン類処理装置

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Publication number: JP2001321764A
Application number: JP2000147106A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nakanishi; 英夫中西; Kenichi Shishida; 健一宍田
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-20
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JP3636636B2

Abstract

(57)【要約】【課題】流下膜反応型紫外線照射装置を用い、ダイオキ
シン類を含む排水を処理するに際し、紫外線利用率が高
く、光源が汚れず、メンテナンス容易な装置を提供す
る。【解決手段】排水を流下する排水膜３に形成するために
所定の間隔をおき対向して設けられた流下壁１と、排水
膜に紫外線を照射するために流下壁の間に排水膜とは非
接触に取り付けられた紫外線光源４とからなり、流下壁
を垂直面に対し傾斜調整可能に、光源保護部材５等を含
む紫外線光源４を取外し容易に構成した。好ましくは、
紫外線光源および／または光源保護部材の上下に、排水
の飛沫がこれらの光源や部材に付着するのを防止する飛
沫防止板９を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種産業排水、都
市下水、清掃工場廃水、最終処分場浸出水等に含まれる
ダイオキシン類をはじめとするハロゲン化有機化合物
（以下、ダイオキシン類という）の処理に好適な紫外線
照射ダイオキシン類処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から前記排水は、生物的処理、凝集
・沈殿、活性炭処理等の各種処理装置を単独あるいは適
宜に組み合わせて処理していた。ところで、近年その混
入が各地で大きな社会問題を引き起こしているダイオキ
シン類は、水に対する溶解度が極めて低く、その多くは
有機物質や浮遊物質（ＳＳ）などに吸着された状態で存
在することが判明している。従って、従来は排水から浮
遊物質を分離・除去し、さらに活性炭処理などの高濃度
処理を施して除去していた。しかし、これらの方法は、
ダイオキシン類を分解しているのではなく、濃縮もしく
は吸着する処理方法であり、抜本的な処理になっていな
い。

【０００３】そこで、酸化力の強いヒドロキシルラジカ
ル（以下、ＯＨラジカルという）を発生させ、このＯＨ
ラジカルにより排水中のダイオキシン類をはじめとする
有機物、とくに溶解性ダイオキシン類を分解、除去する
促進酸化処理法が検討されるようになった。このＯＨラ
ジカルは、強い酸化力を有すると同時に反応の選択性が
低いことから、排水中の微量汚染物質の分解、除去に有
効である。ＯＨラジカルは、紫外線、オゾン、過酸化水
素などを併用することにより発生するが、ダイオキシン
類に対し紫外線照射が脱塩素化反応に寄与するので紫外
線を利用する促進酸化法がよく用いられている。しか
し、従来の紫外線反応器は、排水中に紫外線光源を浸漬
して照射する浸漬型であって、紫外線利用率は高いもの
の光源表面に汚れを生じて照射効率が低下し光源の洗
浄、交換頻度が高く、また照射が不均一であるという問
題があった。とくに高濃度の汚染物質を含む排水処理に
おいてその傾向が強かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの問題の解決策
として、紫外線光源を被処理水と非接触に設けて照射処
理する流下膜反応型紫外線照射装置（ＵｌｔｒａＶｉ
ｏｌｅｔ−ＦａｌｌｉｎｇＦｉｌｍ：以下、ＵＶ−Ｆ
Ｆという）装置が開発された。このＵＶ−ＦＦ装置は、
排水を所要の間隔をおいて対向する垂直流下壁（濡れ
壁）に沿って膜状に流下させ、前記流下壁の間に排水膜
とは非接触に紫外線の光源を配置して排水膜を照射する
ものである。

【０００５】さて、ＵＶ−ＦＦ装置にとっても、大規模
実用化するには以下の解決しなければならない課題があ
る。（１）膜状排水を照射するので紫外線利用率が低い。（２）排水飛沫の飛散によって紫外線光源が汚れる。（３）紫外線ランプのメンテナンスが容易でない。（４）排水、紫外線による装置腐食、劣化が激しい。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決して、排水中
に含まれるダイオキシン類をはじめとしたハロゲンか有
機化合物を、安定かつ効果的に分解、除去しメンテナン
スが容易な流下膜式の紫外線照射ダイオキシン類処理装
置の提供を目的に研究の結果、完成されたのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明について、本発明
ダイオキシン処理装置の基本的な実施形態例（断面）を
示す図１を参照して説明する。本発明は、前記の課題を
解決するためダイオキシン類を含む排水に、紫外線を照
射して処理するダイオキシン類処理装置であって、前記
排水を流下する排水膜３を形成するために所定の間隔を
おき対向して設けられた流下壁（濡れ壁）１と、排水膜
３に紫外線を照射するために流下壁１の間に排水膜３と
は非接触に取り付けられた紫外線光源４とからなり、流
下壁１を垂直面に対し傾斜調整可能に、光源保護部材５
等を含む紫外線光源４を取外し容易に構成したことを特
徴とする紫外線照射ダイオキシン処理装置を提供する。
本装置において、好ましくは、紫外線光源４および／ま
たは光源保護部材５の上下に、排水の飛沫が紫外線光源
４および／または光源保護部材５に付着することを防止
するための飛沫防止板９を取り付ける。また、排水の性
状によって、装置部材に耐腐食性および／または耐紫外
線の素材を使用する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明にかかる紫外線照射ダイオ
キシン類処理装置について、さらに実施形態例を挙げな
がら具体的に説明する。本発明では、上部に越流堰２の
ある流下壁（濡れ壁）１が対向して設けられ、ダイオキ
シン類を含む排水は、それぞれの越流堰２から流下壁表
面１に沿って膜状に流下する。流下壁１の間の空間部に
は、流下する排水膜３には触れないように紫外線光源４
および光源保護部材５が装着されて排水膜３を照射し、
排水中のダイオキシン類を処理する。６は排水の越流面
である。紫外線光源４や光源保護部材５を、排水膜３に
触れない位置に取り付けることによって、汚れのために
紫外線利用率が低下することを防ぎ、排水を膜状に拡げ
て紫外線が効率よく均一、かつ容易に排水膜３中のダイ
オキシン類に到達させるのである。

【０００９】さて、本発明では、紫外線照射ダイオキシ
ン類処理装置の流下壁１は、垂直線に対して傾斜させ、
かつ、その角度を適宜に調整することができる構造を採
用している。傾斜角を調整することによって、流下する
排水膜３の厚さを調整し、紫外線利用率を増加すること
ができる。実験の結果、垂直に取り付けた流下壁１では
排水膜厚さが０．５ｍｍであったものが、垂直面から３
度傾斜させることにより、排水膜３の厚さが０．８ｍｍ
になって紫外線利用率が８％高くなった。また、処理す
る排水の性状によっては腐食の激しいものがあるので取
外し可能に構成して修理、交換を容易にすることが望ま
しい。

【００１０】本発明に使用する紫外線光源４の種類にと
くに制限はないが、紫外線利用率の高い低圧水銀灯が好
適である。紫外線光源の使用数、１灯当たりの大きさ、
配列などは紫外線の利用効率を高めるように適宜に設計
すればよく、とくに制限はない。しかし、紫外線光源４
は、長期の照射により光量が低下し、また表面が汚れる
おそれがあるなど、メンテナンスが重要であって、少な
くとも取外し、交換、修理が便利なように設計し、装着
する必要がある。図１に示されるように紫外線光源４を
下部にまたは上部に吊り下げまたは吊り上げられるよう
にユニット７に組み、上部にホイスト８を設けてユニッ
ト７一式を水平に引き抜ける構造にするのも一例であ
る。

【００１１】また、排水の性状や操作条件によっては、
排水の飛散が起こってその飛沫が紫外線光源４の表面や
光源保護部材５に付着し、紫外線照射を妨げて紫外線利
用率を低下させ、あるいは洗浄頻度を増加させるので、
防止策を講じておく必要がある。たとえば、紫外線光源
ユニット７の上側と下側とに、飛沫が紫外線光源４や光
源保護部材５に付着して紫外線照射を阻害するするのを
防止するための、平板等を組立てた飛沫防止板９を設け
るのも効果的である。

【００１２】最終処分場浸出水や清掃工場廃水中には、
塩素イオン等の腐食物質が多く含まれているので、装置
の腐食が激しく紫外線による劣化も著しいので、処理水
質によっては、流下壁等に耐腐食、耐紫外線素材を用い
て製作する。たとえば、流下壁をＦＲＰにフッ素樹脂加
工を施した素材を用いその他の部材をＳＵＳ３１６鋼を
用いて製作する。

【００１３】また、図１に例示したのは本発明装置の基
本構成であって、このような構成を多数配列して使用す
ることもできる。そして、排水中のダイオキシン類濃度
が所要のレベルに低下するまで、排水を循環して照射す
ることもできる。

【００１４】本発明においては、紫外線の利用効率を高
めるために紫外線の反射器を設けることができる。取付
位置や形状等に特別な制限はないが照射効率を高めるた
めに汚れにくく反射効率の高い反射面を用い、排水流下
膜面を万遍なく照射するように設計し配置することが望
まれる。

【００１５】また、流下壁表面に、適宜、溝状や土手状
の凹凸を設けて偏流を防ぎ、排水膜に乱れを生じさせて
表面を更新し、表面積を拡大して紫外線の照射効率を高
めることができる。さらにまた、流下壁の表面に酸化チ
タンなどの触媒作用を有する物質をコーティングしてダ
イオキシン類の分解を促進することができる。

【００１６】本発明の実施形態には、紫外線をバッチ循
環照射、連続流通照射、あるいは連続供給・循環・一部
連続抜出し照射等があり、処理条件により任意に選択で
きる。

【００１７】さらに、排水を紫外線照射単独処理する場
合のみではなく、オゾン処理、過酸化水素処理などと併
用してダイオキシン類の分解を効率的ならしめることが
望ましい。紫外線照射と過酸化水素とを併用する場合に
は、排水中に所要量の過酸化水素を一時に注入し、ある
いは処理の進行にあわせ紫外線照射と並行して過酸化水
素を適量ずつ分割又は連続注入してもよい。紫外線照射
とオゾンとを併用する場合には、例えば先に紫外線を作
用させた後にオゾンを用いるように順次に用いてもよ
く、また、同時に用いることもできる。

【００１８】図２に紫外線照射槽１１とオゾン溶解槽１
２とを組み合わせたバッチ方式の排水処理装置例をフロ
ーシートに示す。本例では対向する２面の流下壁１３と
流下壁１３間に水平方向に配置された紫外線ランプ１４
とが設けられている。紫外線ランプ１４は、ユニット１
６に組み立てられ、その上下には飛沫防止板１５を取り
付けている。排水循環槽１７に貯留された排水は、紫外
線照射槽ポンプ１８によって越流堰溜１９に送入され、
越流堰２０を越えて排水膜を形成し流下壁１３に沿い流
下して排水循環槽１７に循環、貯留される。

【００１９】本例では、排水循環槽１７に貯留された排
水の一部がオゾン溶解槽ポンプ２１によってオゾン溶解
槽１２に送入され、紫外線照射とオゾン処理とが別々の
装置によって同時進行されることになる。オゾン溶解槽
１２底部にはオゾン発生器２２からオゾンガスが吹き込
まれ、槽内で排水と向流気液接触されている。２３はオ
ゾンガス濃度調節計である。排水の紫外線照射・オゾン
処理時間は、排水中のダイオキシン類の種類や濃度によ
って異なるが一般的には０．１〜４時間程度である。

【００２０】図３には、図２例示と同じ組合せにより、
一部に循環方式を利用した本発明連続流通方式排水処理
装置例のフローシートを示す。本例紫外線照射槽３１と
オゾン溶解槽３２は、図２の例示したのと同様に構成さ
れている。紫外線照射槽３１には排水供給ポンプ３８か
ら被処理排水が連続供給される。紫外線照射を終えた排
水は排水循環槽３７に貯留されオゾン溶解槽供給ポンプ
３９によりオゾン溶解槽３２に送られオゾン処理され
る。オゾン処理された排水は紫外線照射槽３１に循環さ
れて紫外線照射され、排水循環槽３７に戻される。排水
循環槽３７からは、貯留する排水の一部が処理排水４１
として系外に導出される。

【００２１】

【実施例】本発明の効果を確認するために、紫外線照射
装置とオゾン溶解処理槽とを組み合わせたダイオキシン
処理装置を用いて実施試験を行ったので、以下、具体的
に試験内容を説明する。なお、紫外線照射装置には、幅
２０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの平板状流下壁を２
面、垂直面に対し３度の傾きで上開きに対向して設け、
紫外線光源として、５００Ｗの低圧水銀ランプを３本、
水平にして流下壁の中間に垂直方向に等間隔に配置し
た。ダイオキシン類の分析は、ダイオキシン類標準測定
分析マニュアル（厚生省）に準じて測定した。

【００２２】実施例１図２に例示したのと同じ構成の装置を用いて本発明の実
施試験を行った。飛灰中のダイオキシン類をトルエンで
抽出した後、メタノール置換した抽出液を、ＢＯＤ８０
ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ１６０ｍｇ／ｌの浸出水原水に添加し
てダイオキシン類濃度が４０００ｐｇ／Ｌの試験用排水
を準備し、本発明の実施試験に供した。前記の試験排水
１５０リットルを用い、紫外線照射槽ポンプによる試験
用排水の循環量を１時間当たり１０００リットルに調整
し、また、オゾン溶解槽にはオゾン濃度を５ｇ／Ｎｍ³
以上に調整したオゾンガスを吹き込み、オゾン溶解槽循
環ポンプによる循環量を１時間当たり５４００リットル
にして４０分間運転した。運転後に試験用排水中のダイ
オキシン類濃度を測定した。その結果、試験用排水中の
ダイオキシン類全体の除去率は９３％であって、各同族
体ともに７６％以上が除去されていた。

【００２３】実施例２実施例１に用いたのと同じ装置を図３で示したように連
続流通処理方式に改造し、ＢＯＤ８０ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ
１６０ｍｇ／ｌの浸出水原水を用いて連続流通処理試験
を行い、飛沫防止板の効果を確認した。操作条件は、排
水供給ポンプによる試験用排水の供給量を１時間当たり
４００リットルに調整し、オゾン溶解槽にはオゾン濃度
を５ｇ／Ｎｍ³以上に調整したオゾンガスを吹き込み、
オゾン溶解槽循環ポンプによる循環量を１時間当たり３
０００リットルにして、試験用廃水の平均滞留時間を４
０分にした。試験開始直後、５００時間後および１５０
０時間後の紫外線照射度を測定したので次に示す。

【００２４】開始直後５００時間１５００時間後紫外線照射度（μＷ／ｃｍ²）２０，０００１８，６００１７，３００比率１０．９３０．８６比較例１流下壁を垂直に取り付けた他は実施例１に用いたのと同
じ装置を用い、実施例１と同じ条件で試験用排水の処理
実験を行った。実験後、試験用排水中のダイオキシン類
濃度を測定した。その結果、試験用排水中のダイオキシ
ン類全体の除去率は８５％であって、各同族体ともに６
０〜９０％が除去されていた。

【００２５】比較例２飛沫防止板を取り外して試験した以外は実施例２に用い
たのと同じ装置を用い、実施例２と同じ条件で試験用排
水の処理実験を行った。試験開始直後、５００時間後お
よび１５００時間後の紫外線照射度を測定したので次に
示す。

【００２６】開始直後５００時間１５００時間後紫外線照射度（μＷ／ｃｍ²）２０，０００１７，１００１５，７００比率１０．８６０．７９

【００２７】

【発明の効果】本発明の利用して流下壁に傾斜をもた
せ、飛沫防止板を取り付けることにより、ダイオキシン
類を含む排水の流下膜の厚さが増大して紫外線利用率が
向上し、紫外線照射度が長時間にわたって安定するの
で、ダイオキシン類をはじめとするハロゲン化有機物は
効果的に分解、除去される。さらに、紫外線光源や流下
壁の取り外しが容易になりメンテナンスをし易くなるな
どのメリットを生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例を示す装置断面図

【図２】本発明紫外線照射槽とオゾン溶解槽とを組み合
わせたバッチ方式排水処理装置の一例を示すフローシー
ト

【図３】同上連続流通方式排水処理装置の一例を示す
フローシート

【符号の説明】

１：流下壁（濡れ壁）２：越流堰３：排水膜４：紫外線光源５：光源保護部材６：排水越流面７：紫外線光源ユニット８：ホイスト９：飛沫防止板１１：紫外線照射槽１２：オゾン溶解槽１３：流下壁１４：紫外線ランプ１５：飛沫防止板１６：紫外線ユニット１７：排水循環槽１８：紫外線照射槽ポン
プ１９：越流堰溜２０：越流堰２１：オゾン溶解槽ポンプ２２：オゾン発生器２３：オゾンガス濃度調節計３１：紫外線照射槽３２：オゾン溶解槽３３：流下壁３４：紫外線ランプ３５：飛沫防止板３６：紫外線ユニット３７：排水循環槽３８：排水供給ポンプ３９：オゾン溶解槽ポンプ４０：オゾン発生器４１：処理水導出管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイオキシン類をはじめとしたハロゲン化
有機化合物（以下、ダイオキシン類という）を含む排水
に、紫外線を照射して処理するダイオキシン類処理装置
であって、前記排水を流下する排水膜を形成するために
所定の間隔をおき対向して設けられた流下壁（濡れ壁）
と、排水膜に紫外線を照射するために流下壁の間に排水
膜とは非接触に取り付けられた紫外線光源とからなり、
流下壁を垂直面に対し傾斜調整可能に、紫外線光源を取
外し容易に構成したことを特徴とする紫外線照射ダイオ
キシン処理装置。
【請求項２】紫外線光源および／または光源保護部材の
上下に、排水の飛沫が紫外線光源および／または光源保
護部材に付着するのを防止する飛沫防止板を取り付けた
ことを特徴とする請求項１記載の紫外線照射ダイオキシ
ン処理装置。
【請求項３】装置部材が、耐腐食性および／または耐紫
外線の素材で構成されていることを特徴とする請求項１
または２記載の紫外線照射ダイオキシン処理装置。