JP2005334761A - 有機ヒ素化合物含有水の処理方法 - Google Patents

有機ヒ素化合物含有水の処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 分解工程における加熱操作の排除、液体薬剤の不使用により、簡素な有機ヒ素化合物の分解工程を提供する。
【解決手段】 有機ヒ素化合物含有水の処理方法は、有機ヒ素化合物含有水に対し紫外線を照射しながらオゾンガスを吹き込み、有機ヒ素化合物を無機ヒ素化合物に分解することを特徴とする方法である。紫外線照射およびオゾンガス吹き込みの前に、凝集剤により有機ヒ素化合物含有水中の不溶性懸濁物を除去しておくことが好ましい。分解生成物である無機ヒ素化合物を鉄系薬剤により不溶化することが好ましい。


【選択図】 なし

Description

本発明は、ジフェニルアルシン酸のような有機ヒ素化合物を含む水の処理方法に関する。
ジフェニルアルシン酸は毒性を有しているためその水溶液を環境中へ廃棄する場合にはこの化合物を分解処理する必要がある。またジフェニルアルシン酸はBaeyer-Villiger反応やエポキシ化反応の触媒として合成され、触媒反応で生じる廃液はジフェニルアルシン酸含有水となる。ジフェニルアルシン酸自体は水中で安定な有機化合物であり、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等の塩素系酸化剤ではほとんど分解しない。
ジフェニルアルシン酸のような有機ヒ素化合物の分解方法として、特定の金属イオンの存在下に、該化合物に過酸化水素を反応させる方法が提案されている（特許文献１参 照）。しかし、この方法では処理後の反応液中の残留濃度が不明確である。また、処理すべき有機ヒ素化合物含有水が多量である場合、その全量を加熱するのに多大なエネルギーが必要となり、この方法は地下水汚染等の大量水の処理にはコスト高となり不向きである。
特開２００１−１５８６２２号公報
本発明の課題は、分解工程における加熱操作の排除、液体薬剤の不使用により、特許文献１の方法に比べ、より簡素な有機ヒ素化合物の分解工程を提供することである。
本発明のもう一つの課題は、浄化指針として処理水中の有機ヒ素化合物濃度を確実に０．００１ｍｇ／Ｌ（ヒ素として）以下にすることである。
本発明者らは、水中ダイオキシン類の分解方法として従来用いられている、対象水質に対し紫外線を照射しながらオゾンガスを吹き込む技術を有機ヒ素化合物含有水に適用したところ、同化合物を高度に分解できること、および、分解生成物である無機ヒ素化合物の除去処理が効率的に達成出来ることを見出し、本発明を完成した。
本発明による有機ヒ素化合物含有水の処理方法は、有機ヒ素化合物含有水に対し紫外線を照射しながらオゾンガスを吹き込み、有機ヒ素化合物を無機ヒ素化合物に分解することを特徴とする方法である。
紫外線照射およびオゾンガス吹き込みの前に、凝集剤により有機ヒ素化合物含有水中の不溶性懸濁物を除去しておくことが好ましい。
分解生成物である無機ヒ素化合物を鉄系薬剤により不溶化することが好ましい。
凝集剤および鉄系薬剤は、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄およびこれらの２以上の混合物からなる群より選ばれるものであることが好ましい。
有機ヒ素化合物は例えばジフェニルアルシン酸である。
オゾンガスは純オゾンガスの外、オゾン含有ガスであってもよい。
本発明によれば、分解工程における加熱操作の排除、液体薬剤の不使用により、簡素な方法で有機ヒ素化合物含有水を処理することができる。
また、処理水中の有機ヒ素化合物濃度を確実に０．００１ｍｇ／Ｌ（ヒ素として）以下にすることができ、全ヒ素化合物濃度も飲料水基準の０．０１ｍｇ／Ｌ（ヒ素として）以下に抑えることができる。
図１は本発明方法において使用される装置の一例である。この装置は、反応塔(1)と、反応塔(1) 内に垂直に配された紫外線ランプ(2) と、反応塔(1) の塔底壁にオゾンガスを送り込むためのオゾン発生器(3) と、反応塔(1) の底部一側に被処理液を供給するための被処理液タンク(4) と、反応塔(1) の塔頂から排出されるガスを処理する活性炭塔(5) と、反応塔(1) の頂部から排出される処理液に三価鉄塩およひ疑集剤をそれぞれ供給する三価鉄塩タンク(6) およひ疑集剤タンク(7) と、処理液中の凝集物を除去するための凝集沈殿槽(8) とから主として構成されている。
被処理液は事前に凝集沈殿処理され、固形分を除去しておくことが望ましい。被処理液タンク(4) 内の被処理液は反応塔(1) の底部へ送られ、反応塔(1) 内を上昇する間に、紫外線ランプ(2) により紫外線照射され、オゾン発生器(3) から送られ液中をバブリングするオゾンガスと接触させられる。オゾンガスの最適注入率は通常１００〜３０００ｍｇ／Ｌであるが、被処理水に含まれる有機成分の量によって異なる。
反応塔(1) 内でジフェニルアルシン酸は紫外線照射およびオゾンガス吹き込みにより無機ヒ素、主に五価の酸化ヒ素（ヒ酸）に分解される。反応塔(1) から排出された処理水に三価の鉄塩であるポリ硫酸第二鉄を三価鉄塩タンク(6) から加えることにより、ヒ酸は不溶性のヒ酸鉄を形成する。次いで処理水に疑集剤タンク(7) から高分子疑集剤を加え、その後凝集沈殿槽(8) において不溶性のヒ酸鉄を処理水から除去する。ヒ酸は三価の酸化ヒ素（亜ヒ酸）に比べ三価の鉄イオンと容易に反応するため、本方法は三価の酸化ヒ素を含む一般のヒ素含有排水の処理に比べ高度に無機ヒ素の除去を行うことができる。反応塔(1) の塔頂から排出されるガスは活性炭塔(5) で処理される。
つぎに、本発明を具体的に説明するために、本発明の実施例を挙げる。
実施例１
ジフェニルアルシン酸を含む地下水を対象試料とし、これにポリ硫酸第二鉄３００ｍｇ／Ｌを加え、５Ｎ−ＮａＯＨによりｐＨを７に調整した。その後この試料に中アニオン系高分子凝集剤を加えて撹件し、静沈した。静沈後の上澄み液中のジフェニルアルシン酸濃度は２１ｍｇ／Ｌ（ヒ素として）であった。
その後、上澄み液を紫外線ランプおよびオゾン発生器を備えた反応塔に入れ、紫外線ランプを点灯し、直にオゾン供給を２ｇ／ｈの速度で開始した。オゾン供給開始から１時間後、２時間後および４時間後における反応液中ジフェニルアルシン酸および全ヒ素の濃度を測定した。なおジフェニルアルシン酸はＬＣ−ＭＳ／ＭＳ法、全ヒ素はＩＣＰ／ＭＳ法により厳密に測定した。
その結果、１時間、２時間および４時間反応後の反応液中ジフェニルアルシン酸濃度はそれぞれ０．００５４ｍｇ／Ｌ、０．０００７ｍｇ／Ｌ、０．００００３ｍｇ／Ｌまで減少し、ジフェニルアルシン酸は非常に低濃度まで分解できることがわかった。
実施例１の結果を表１に示す。
Figure 2005334761
実施例２
紫外線照射とオゾン供給による２時間処理後、処理水にポリ硫酸第二鉄を３４０ｍｇ／Ｌ加え、ＮａＯＨによりｐＨを７に調整し、次いで処理水に中アニオン系高分子凝集剤を加えて撹拌し、静沈し、上澄み水中の全ヒ素濃度を測定した。次いで上澄み水に対し再度同量のポリ硫酸第二鉄、５Ｎ−ＮａＯＮおよび中アニオン系高分子凝集剤を加え、全体を撹拌し、静沈し、上記と同じように上澄み水中のヒ素濃度を測定した。
その結果、２９ｍｇ／Ｌという高濃度ヒ素含有水に対し、上記条件の処理１回で０．０２９ｍｇ／Ｌにまでヒ素濃度を減少させ、さらにもう一回上記条件の処理を行うと０．００６０ｍｇ／Ｌという極低濃度に全ヒ素濃度を低減することができた。
この結果により、試料中に含まれるジフェニルアルシン酸以外の構造不明のヒ素化含物も紫外線照射とオゾン供給による処理により三価の鉄イオンと反応し易い無機ヒ素化合物に変換していることが証明された。
実施例２の結果を表２に示す。
Figure 2005334761
本発明を示すフローシートである。
符号の説明
(1) 反応塔
(2) 紫外線ランプ
(3) オゾン発生器
(4) 被処理液タンク
(5) 活性炭塔
(6) 三価鉄塩タンク
(7) 疑集剤タンク
(8) 凝集沈殿槽

Claims (5)

  1. 有機ヒ素化合物含有水に対し紫外線を照射しながらオゾンガスを吹き込み、有機ヒ素化合物を無機ヒ素化合物に分解することを特徴とする、有機ヒ素化合物含有水の処理方法。
  2. 紫外線照射およびオゾンガス吹き込みの前に、凝集剤により有機ヒ素化合物含有水中の不溶性懸濁物を除去しておくことを特徴とする、請求項１記載の有機ヒ素化合物含有水の処理方法。
  3. 分解生成物である無機ヒ素化合物を鉄系薬剤により不溶化することを特徴とする、請求項１または２記載の有機ヒ素化合物含有水の処理方法。
  4. 凝集剤および鉄系薬剤が、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄およびこれらの２以上の混合物からなる群より選ばれるものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の有機ヒ素化合物含有水の処理方法。
  5. 有機ヒ素化合物がジフェニルアルシン酸であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の有機ヒ素化合物含有水の処理方法。
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