JP2009254964A - 揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法 - Google Patents
揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】第１に、ＯＨラジカルが効率的に生成され、もって揮発性有機化合物を確実に酸化，分解することができ、第２に、しかもこれが、ランニングコスト，後処理コスト，制御の容易性，処理の安定性，イニシャルコスト、等にも優れて実現される、揮発性有機化合物含有水の処理装置、および処理方法を提案する。
【解決手段】この処理装置２および処理方法は、被処理水３に含有された揮発性有機化合物１を、フェントン法に基づき酸化，分解する。そして処理装置２は、処理槽４と、処理槽４に付設された被処理水供給手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８とを、備えている。過酸化水素添加手段６は、処理槽４の被処理水３に過酸化水素を添加し、鉄イオン添加手段７は、処理槽４の被処理水３に２価の鉄イオンを添加し、ｐＨ調整手段８は、処理槽４の被処理水３を所定の弱酸性に維持する。
【選択図】図１
【解決手段】この処理装置２および処理方法は、被処理水３に含有された揮発性有機化合物１を、フェントン法に基づき酸化，分解する。そして処理装置２は、処理槽４と、処理槽４に付設された被処理水供給手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８とを、備えている。過酸化水素添加手段６は、処理槽４の被処理水３に過酸化水素を添加し、鉄イオン添加手段７は、処理槽４の被処理水３に２価の鉄イオンを添加し、ｐＨ調整手段８は、処理槽４の被処理水３を所定の弱酸性に維持する。
【選択図】図１
Description
本発明は、揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法に関する。すなわち、廃水等の被処理水に含有された揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を、フェントン法に基づき酸化，分解する、処理装置および処理方法に関するものである。
《技術的背景》
ベンゼン，トルエン，キシレン，フェノール，トリクロロエチレン，その他の揮発性有機化合物は、各種の製造工程等で使用，生成される。例えば溶剤として使用され、印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱ステップ，乾燥ステップ，洗浄ステップ等から排出される排気ガスや廃液中に、含有されている。
そして揮発性有機化合物は、大気汚染，環境破壊を引き起こす浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）や、光化学オキシダントの原因物質として知られており、健康への悪影響が深刻化している。
そこで、「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律」（いわゆる化審法）、「大気汚染防止法」、「特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律」等の改正や導入により、揮発性有機化合物の管理や規制が最近一段と強化されている。
ベンゼン，トルエン，キシレン，フェノール，トリクロロエチレン，その他の揮発性有機化合物は、各種の製造工程等で使用，生成される。例えば溶剤として使用され、印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱ステップ，乾燥ステップ，洗浄ステップ等から排出される排気ガスや廃液中に、含有されている。
そして揮発性有機化合物は、大気汚染，環境破壊を引き起こす浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）や、光化学オキシダントの原因物質として知られており、健康への悪影響が深刻化している。
そこで、「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律」（いわゆる化審法）、「大気汚染防止法」、「特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律」等の改正や導入により、揮発性有機化合物の管理や規制が最近一段と強化されている。
《従来技術》
これに対し、有効な浄化処理，無害化処理技術は、未だ確立していない。廃液等中に含有された揮発性有機化合物の処理ニーズは、今後ますます高まることが予想されるが、その難分解性等に起因して、効果的な処理技術は未だ確立していない。
この種の従来技術としては、次の技術が開発，使用されているに過ぎない。すなわち、揮発性有機化合物を含有した排気ガスや廃液を、→まず、活性炭等に供給して、揮発性有機化合物を、吸着，脱着せしめる。→それから、ａ．蒸留法や高分子膜法により精製処理，再利用化処理したり、ｂ．燃焼処理したり、ｃ．産業廃棄物等として廃棄処理や土壌微生物処理する技術が、代表的であった。
又、揮発性有機化合物を含有した汚染土壌処理技術として、過酸化水素と鉄塩にてＯＨラジカルを生成して、揮発性有機化合物を酸化，分解するフェントン法の技術も提案されている
これに対し、有効な浄化処理，無害化処理技術は、未だ確立していない。廃液等中に含有された揮発性有機化合物の処理ニーズは、今後ますます高まることが予想されるが、その難分解性等に起因して、効果的な処理技術は未だ確立していない。
この種の従来技術としては、次の技術が開発，使用されているに過ぎない。すなわち、揮発性有機化合物を含有した排気ガスや廃液を、→まず、活性炭等に供給して、揮発性有機化合物を、吸着，脱着せしめる。→それから、ａ．蒸留法や高分子膜法により精製処理，再利用化処理したり、ｂ．燃焼処理したり、ｃ．産業廃棄物等として廃棄処理や土壌微生物処理する技術が、代表的であった。
又、揮発性有機化合物を含有した汚染土壌処理技術として、過酸化水素と鉄塩にてＯＨラジカルを生成して、揮発性有機化合物を酸化，分解するフェントン法の技術も提案されている
《先行技術文献情報》
特許文献１，特許文献２は、フェントン法に関する。
特開２００６−３３４５７０号公報
特開２００７−５０３１４号公報
特許文献１，特許文献２は、フェントン法に関する。
《問題点について》
ところで、上述したこの種従来例については、次の問題が指摘されていた。まず、活性炭等の交換コスト，ランニングコストが嵩む、という問題が指摘されていた。これと共に、ａ．蒸留法や高分子膜法による精製処理，再利用化処理については、蒸留設備，加熱設備，高分子膜等の設備コスト，ランニングコストが嵩み、ｂ．燃焼処理については、大量の助燃剤や触媒を要しランニングコストが嵩み、ｃ．産業廃棄物等としての廃棄処理や土壌微生物処理については、運搬コスト，ランニングコスト，処理コストが嵩むと共に、環境汚染という問題も指摘されていた。
従来のフェントン法については、処理性能やランニングコスト（薬品使用コスト）等に、問題が指摘されていた。例えば、過酸化水素が処理途中で水と酸素に分解され易く、ＯＨラジカルの生成効率が悪いと共に、これをカバーすべく過酸化水素が多量に過剰添加されており、その残存処理コストつまり中和剤による後処理コストも嵩んでいた。
ところで、上述したこの種従来例については、次の問題が指摘されていた。まず、活性炭等の交換コスト，ランニングコストが嵩む、という問題が指摘されていた。これと共に、ａ．蒸留法や高分子膜法による精製処理，再利用化処理については、蒸留設備，加熱設備，高分子膜等の設備コスト，ランニングコストが嵩み、ｂ．燃焼処理については、大量の助燃剤や触媒を要しランニングコストが嵩み、ｃ．産業廃棄物等としての廃棄処理や土壌微生物処理については、運搬コスト，ランニングコスト，処理コストが嵩むと共に、環境汚染という問題も指摘されていた。
従来のフェントン法については、処理性能やランニングコスト（薬品使用コスト）等に、問題が指摘されていた。例えば、過酸化水素が処理途中で水と酸素に分解され易く、ＯＨラジカルの生成効率が悪いと共に、これをカバーすべく過酸化水素が多量に過剰添加されており、その残存処理コストつまり中和剤による後処理コストも嵩んでいた。
《本発明について》
本発明の揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、ＯＨラジカルが効率的に大量に生成され、もって揮発性有機化合物を確実に酸化，分解することができ、第２に、しかもこれは、ランニングコスト，後処理コスト，制御の容易性，処理の安定性，イニシャルコスト、等にも優れて実現される、揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法を、提案することを目的とする。
本発明の揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、ＯＨラジカルが効率的に大量に生成され、もって揮発性有機化合物を確実に酸化，分解することができ、第２に、しかもこれは、ランニングコスト，後処理コスト，制御の容易性，処理の安定性，イニシャルコスト、等にも優れて実現される、揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法を、提案することを目的とする。
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段、つまり特許請求の範囲記載の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１の揮発性有機化合物含有水の処理装置は、被処理水に含有された揮発性有機化合物を、フェントン法に基づき酸化，分解する。該揮発性有機化合物は、炭化水素系や塩素系よりなる。該処理装置は、処理槽と、該処理槽に付設された被処理水供給手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えている。
そして該被処理水供給手段は、該処理槽に該揮発性有機化合物を含有した該被処理水を供給する。該過酸化水素添加手段は、該処理槽の該被処理水に過酸化水素を添加する。該鉄イオン添加手段は、該処理槽の該被処理水に２価の鉄イオンを添加する。該ｐＨ調整手段は、該被処理水供給手段から該処理槽に供給される該被処理水、および該処理槽に供給された該被処理水にｐＨ調整剤を添加して、該被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
このような課題を解決する本発明の技術的手段、つまり特許請求の範囲記載の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１の揮発性有機化合物含有水の処理装置は、被処理水に含有された揮発性有機化合物を、フェントン法に基づき酸化，分解する。該揮発性有機化合物は、炭化水素系や塩素系よりなる。該処理装置は、処理槽と、該処理槽に付設された被処理水供給手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えている。
そして該被処理水供給手段は、該処理槽に該揮発性有機化合物を含有した該被処理水を供給する。該過酸化水素添加手段は、該処理槽の該被処理水に過酸化水素を添加する。該鉄イオン添加手段は、該処理槽の該被処理水に２価の鉄イオンを添加する。該ｐＨ調整手段は、該被処理水供給手段から該処理槽に供給される該被処理水、および該処理槽に供給された該被処理水にｐＨ調整剤を添加して、該被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
請求項２については、次のとおり。請求項２の揮発性有機化合物含有水の処理装置では、請求項１おいて、該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加する。該鉄イオン添加手段は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加する。該ｐＨ調整手段は、過酸化水素の添加前には酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後においては鉄イオン溶液の添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。請求項３の揮発性有機化合物含有水の処理装置では、請求項２において、該揮発性有機化合物は、ベンゼン，トルエン，フェノール，キシレン，酢酸エチル，エタノール，リモネン，イソプロピルアルコール，メチルエチルケトン，トリクロロエチレン，テトラクロロエチレン，ジクロロメタン，四塩化炭素，ジクロロエタン，ジクロロエチレン，トリクロロエタン，又はジクロロプロペンよりなる。
そして該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄や塩化第一鉄の水溶液を添加する。該ｐＨ調整手段は、例えば硫酸又はカセイソーダを添加し、もって該処理槽内の該被処理水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。請求項３の揮発性有機化合物含有水の処理装置では、請求項２において、該揮発性有機化合物は、ベンゼン，トルエン，フェノール，キシレン，酢酸エチル，エタノール，リモネン，イソプロピルアルコール，メチルエチルケトン，トリクロロエチレン，テトラクロロエチレン，ジクロロメタン，四塩化炭素，ジクロロエタン，ジクロロエチレン，トリクロロエタン，又はジクロロプロペンよりなる。
そして該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄や塩化第一鉄の水溶液を添加する。該ｐＨ調整手段は、例えば硫酸又はカセイソーダを添加し、もって該処理槽内の該被処理水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。請求項４の揮発性有機化合物含有水の処理方法は、被処理水に含有された揮発性有機化合物を、フェントン法の処理プロセスに基づき酸化，分解する。
該揮発性有機化合物は、炭化水素系や塩素系よりなる。そして、該揮発性有機化合物を含有した該被処理水に対し、過酸化水素と２価の鉄イオン溶液とｐＨ調整剤とが添加される。
過酸化水素は、反応当初に全量添加される。２価の鉄イオン溶液は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して分割添加される。ｐＨ調整剤は、過酸化水素の添加前は酸ｐＨ調整剤が添加され、過酸化水素の添加後は２価の鉄イオン溶液の分割添加毎にアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって該被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
該揮発性有機化合物は、炭化水素系や塩素系よりなる。そして、該揮発性有機化合物を含有した該被処理水に対し、過酸化水素と２価の鉄イオン溶液とｐＨ調整剤とが添加される。
過酸化水素は、反応当初に全量添加される。２価の鉄イオン溶液は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して分割添加される。ｐＨ調整剤は、過酸化水素の添加前は酸ｐＨ調整剤が添加され、過酸化水素の添加後は２価の鉄イオン溶液の分割添加毎にアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって該被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
請求項５については、次のとおり。請求項５の揮発性有機化合物含有水の処理方法では、請求項４において、添加された過酸化水素が、触媒として添加される２価の鉄イオンにてその分割添加の都度還元されて、ＯＨラジカルが生成される。もって、該被処理水に含有された該揮発性有機化合物が、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。請求項６の揮発性有機化合物含有水の処理方法では、請求項５において、更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルが生成される。もって、該被処理水に含有された該揮発性有機化合物が、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７の揮発性有機化合物含有水の処理方法では、請求項５又は６において、生成されたＯＨラジカルが、更に該被処理水等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、該揮発性有機化合物が酸化，分解されて低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
請求項８については、次のとおり。請求項８の揮発性有機化合物含有水の処理方法では、請求項５又は６において、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、該揮発性有機化合物が酸化，分解されて低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。請求項６の揮発性有機化合物含有水の処理方法では、請求項５において、更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルが生成される。もって、該被処理水に含有された該揮発性有機化合物が、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７の揮発性有機化合物含有水の処理方法では、請求項５又は６において、生成されたＯＨラジカルが、更に該被処理水等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、該揮発性有機化合物が酸化，分解されて低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
請求項８については、次のとおり。請求項８の揮発性有機化合物含有水の処理方法では、請求項５又は６において、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、該揮発性有機化合物が酸化，分解されて低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）ベンゼン，フェノール，テトラクロロエチレン，その他の揮発性有機化合物を含有した被処理水は、処理装置に供給され、もって、フェントン法に基づく処理方法により、揮発性有機化合物が酸化，分解される。
（２）まず、この処理装置は、被処理水供給手段，処理槽，後処理槽、等を備えている。処理槽には、過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段等が、付設されている。
（３）そして被処理水は、処理槽に供給されるが、その前にｐＨ調整手段から硫酸等が添加されて、ｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）処理槽では、供給された被処理水に対して、まず、過酸化水素添加手段から過酸化水素が全量添加される。
（５）それから、鉄イオン添加手段から２価の鉄イオン溶液が分割添加されるが、その分割添加毎に、ｐＨ調整手段からカセイソーダ等が添加されて、被処理水の弱酸性が維持される。
（６）そこで処理槽内では、２価の鉄イオンを触媒として、過酸化水素がＯＨラジカルを生成する。なお、この生成反応では、鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして鉄イオンを浪費する反応が起こる虞はない。又、弱酸性雰囲気なので、鉄イオンの触媒機能が促進され、もって過酸化水素が水と酸素に分解，浪費されることも回避される。
（７）ＯＨラジカルは、上記反応にて生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンの反応によっても、生成可能である。
（８）ＯＨラジカルは、更に、上記反応により生成されたＯＨラジカルが、被処理水等の水と反応することによっても、又、上記反応により生成された３価の鉄イオンと過酸化水素が反応することによっても、それぞれ、連鎖的に繰り返して新たに生成される。
（９）処理槽内では、このような連鎖反応により、大量のＯＨラジカルが効率的に生成される。そして、このように生成されたＯＨラジカルの強力な酸化力により、被処理水中に含有された揮発性有機化合物は、難分解性であるにも拘わらず確実に酸化，分解される。もって、水，二酸化炭素等の低分子化合物に無機化される。
（１０）被処理水は、このように処理された後、処理槽を経由して外部排水される。
（１１）そして、この処理装置および処理方法では、フェントン試薬等の添加量が、反応理論値から容易に算出されると共に、構成も比較的簡単であり、安定的処理が可能である。
（１２）さてそこで、本発明の処理装置および処理方法は、次の効果を発揮する。
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）ベンゼン，フェノール，テトラクロロエチレン，その他の揮発性有機化合物を含有した被処理水は、処理装置に供給され、もって、フェントン法に基づく処理方法により、揮発性有機化合物が酸化，分解される。
（２）まず、この処理装置は、被処理水供給手段，処理槽，後処理槽、等を備えている。処理槽には、過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段等が、付設されている。
（３）そして被処理水は、処理槽に供給されるが、その前にｐＨ調整手段から硫酸等が添加されて、ｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）処理槽では、供給された被処理水に対して、まず、過酸化水素添加手段から過酸化水素が全量添加される。
（５）それから、鉄イオン添加手段から２価の鉄イオン溶液が分割添加されるが、その分割添加毎に、ｐＨ調整手段からカセイソーダ等が添加されて、被処理水の弱酸性が維持される。
（６）そこで処理槽内では、２価の鉄イオンを触媒として、過酸化水素がＯＨラジカルを生成する。なお、この生成反応では、鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして鉄イオンを浪費する反応が起こる虞はない。又、弱酸性雰囲気なので、鉄イオンの触媒機能が促進され、もって過酸化水素が水と酸素に分解，浪費されることも回避される。
（７）ＯＨラジカルは、上記反応にて生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンの反応によっても、生成可能である。
（８）ＯＨラジカルは、更に、上記反応により生成されたＯＨラジカルが、被処理水等の水と反応することによっても、又、上記反応により生成された３価の鉄イオンと過酸化水素が反応することによっても、それぞれ、連鎖的に繰り返して新たに生成される。
（９）処理槽内では、このような連鎖反応により、大量のＯＨラジカルが効率的に生成される。そして、このように生成されたＯＨラジカルの強力な酸化力により、被処理水中に含有された揮発性有機化合物は、難分解性であるにも拘わらず確実に酸化，分解される。もって、水，二酸化炭素等の低分子化合物に無機化される。
（１０）被処理水は、このように処理された後、処理槽を経由して外部排水される。
（１１）そして、この処理装置および処理方法では、フェントン試薬等の添加量が、反応理論値から容易に算出されると共に、構成も比較的簡単であり、安定的処理が可能である。
（１２）さてそこで、本発明の処理装置および処理方法は、次の効果を発揮する。
《第１の効果》
第１に、ＯＨラジカルが効率的に大量に生成され、もって揮発性有機化合物を確実に酸化，分解することができる。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、まずａ．被処理水の弱酸性維持，過酸化水素の全量添加，２価の鉄イオンの分割添加等により、ＯＨラジカルが効率良く生成される。しかもｂ．ＯＨラジカルは、３価の鉄イオンと水酸化イオンとの反応や、生成されたＯＨラジカルの水との反応や、３価の鉄イオンの過酸化水素との反応等によっても、連鎖的に繰り返し高効率で生成される。
これらａ，ｂにより、本発明では、連鎖反応により大量に生成されるＯＨラジカルにより、廃水等の被処理水に混入，含有されていた揮発性有機化合物が、確実に酸化，分解，除去されるようになる。廃水等は、確実に浄化処理，無害化処理される。
第１に、ＯＨラジカルが効率的に大量に生成され、もって揮発性有機化合物を確実に酸化，分解することができる。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、まずａ．被処理水の弱酸性維持，過酸化水素の全量添加，２価の鉄イオンの分割添加等により、ＯＨラジカルが効率良く生成される。しかもｂ．ＯＨラジカルは、３価の鉄イオンと水酸化イオンとの反応や、生成されたＯＨラジカルの水との反応や、３価の鉄イオンの過酸化水素との反応等によっても、連鎖的に繰り返し高効率で生成される。
これらａ，ｂにより、本発明では、連鎖反応により大量に生成されるＯＨラジカルにより、廃水等の被処理水に混入，含有されていた揮発性有機化合物が、確実に酸化，分解，除去されるようになる。廃水等は、確実に浄化処理，無害化処理される。
《第２の効果》
第２に、しかもこのような揮発性有機化合物の確実な酸化，分解は、ランニングコスト，後処理コスト，制御の容易性，処理の安定性，イニシャルコスト、等にも優れて実現される。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、まずａ．前述したこの種従来例のフェントン法のように、過酸化水素が水と酸素に分解，浪費されることがなく、過剰に多量の過酸化水素を添加する必要もなく、フェントン試薬等の薬品使用コスト、そしてランニングコストが低減される。
ｂ．この種従来例フェントン法のように、過酸化水素が過剰添加されることもなく、処理後の被処理水は過酸化水素の残存含有量が少なく、中和剤による後処理コストも低減される。
ｃ．揮発性有機化合物の含有量に対応した過酸化水素の添加量や、過酸化水素の添加量に見合った２価の鉄イオンの添加量や、ｐＨ調整剤の添加量等は、反応理論値から容易に算出され、必要モル数が得られる。もって、過不足のない適量の薬品添加制御が容易であり、自動制御も可能となり、例えば、２価の鉄イオンが余剰に残存したり不足したりする事態は発生せず、処理も安定化する。
ｄ．前述したこの種従来例における処理に比べ、構成が比較的簡単容易であり、この面からも処理の安定性に優れると共に、設備コスト等のイニシャルコスト、その他の諸コストも低減される。すなわち、蒸留法や高分子膜法による精製処理，再利用化処理、燃焼処理、産業廃棄物等としての廃棄処理や土壌微生物処理に比べ、本発明は遥かにコスト面に優れている。
本発明の処理装置および処理方法は、これらａ，ｂ，ｃ，ｄの各面から、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化への道が開ける。例えば、本発明の処理装置を施設内に設置して、本発明の処理方法を実施することにより、揮発性有機化合物を含有した廃水の浄化が、容易に可能となる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
第２に、しかもこのような揮発性有機化合物の確実な酸化，分解は、ランニングコスト，後処理コスト，制御の容易性，処理の安定性，イニシャルコスト、等にも優れて実現される。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、まずａ．前述したこの種従来例のフェントン法のように、過酸化水素が水と酸素に分解，浪費されることがなく、過剰に多量の過酸化水素を添加する必要もなく、フェントン試薬等の薬品使用コスト、そしてランニングコストが低減される。
ｂ．この種従来例フェントン法のように、過酸化水素が過剰添加されることもなく、処理後の被処理水は過酸化水素の残存含有量が少なく、中和剤による後処理コストも低減される。
ｃ．揮発性有機化合物の含有量に対応した過酸化水素の添加量や、過酸化水素の添加量に見合った２価の鉄イオンの添加量や、ｐＨ調整剤の添加量等は、反応理論値から容易に算出され、必要モル数が得られる。もって、過不足のない適量の薬品添加制御が容易であり、自動制御も可能となり、例えば、２価の鉄イオンが余剰に残存したり不足したりする事態は発生せず、処理も安定化する。
ｄ．前述したこの種従来例における処理に比べ、構成が比較的簡単容易であり、この面からも処理の安定性に優れると共に、設備コスト等のイニシャルコスト、その他の諸コストも低減される。すなわち、蒸留法や高分子膜法による精製処理，再利用化処理、燃焼処理、産業廃棄物等としての廃棄処理や土壌微生物処理に比べ、本発明は遥かにコスト面に優れている。
本発明の処理装置および処理方法は、これらａ，ｂ，ｃ，ｄの各面から、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化への道が開ける。例えば、本発明の処理装置を施設内に設置して、本発明の処理方法を実施することにより、揮発性有機化合物を含有した廃水の浄化が、容易に可能となる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
《図面について》
以下、本発明の揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法を、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、構成フロー図である。
以下、本発明の揮発性有機化合物含有水の処理装置および処理方法を、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、構成フロー図である。
《揮発性有機化合物１について》
まず、本発明の処理装置２や処理方法の処理対象である、揮発性有機化合物１について、説明する。
揮発性有機化合物１（ＶＯＬＡＴＩＬＥ ＯＲＧＡＮＩＣ ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ、略してＶＯＣ）は、代表的には後述する物質、その他の炭化水素系や塩素系の化合物よりなる。そして、沸点が約５０℃以上〜２６０℃未満程度よりなり、主に人工合成され、大気中に飛散した場合に容易に気化，揮発する液状物質と、定義される。
そして揮発性有機化合物１は、各種の製造工程等で使用されたり生成される。例えば、後述する物質中の１種又は複数種（多くの場合複数種）が選択され、もって溶剤，その他として使用される（従って、本発明の処理装置２や処理方法の対象も、複数種であることが多い）。そこで、印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱ステップ，乾燥ステップ，洗浄ステップ等から排出される排気ガスや廃液中には、例えば溶剤として使用された揮発性有機化合物１が、含有されていることが多い。
そして、このような揮発性有機化合物１の発生工程の最終段階に、エンドオブパイプ対策として本発明の処理装置２が付設され、もってその処理方法が適用される。すなわち、この処理装置２には、揮発性有機化合物１を含有した廃水等の被処理水３が、供給される。なお、揮発性有機化合物１を含有した排気ガスは、活性炭等に吸着されて蒸気等により脱着され、もって被処理水３として液化されて、処理装置２に供給される。
まず、本発明の処理装置２や処理方法の処理対象である、揮発性有機化合物１について、説明する。
揮発性有機化合物１（ＶＯＬＡＴＩＬＥ ＯＲＧＡＮＩＣ ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ、略してＶＯＣ）は、代表的には後述する物質、その他の炭化水素系や塩素系の化合物よりなる。そして、沸点が約５０℃以上〜２６０℃未満程度よりなり、主に人工合成され、大気中に飛散した場合に容易に気化，揮発する液状物質と、定義される。
そして揮発性有機化合物１は、各種の製造工程等で使用されたり生成される。例えば、後述する物質中の１種又は複数種（多くの場合複数種）が選択され、もって溶剤，その他として使用される（従って、本発明の処理装置２や処理方法の対象も、複数種であることが多い）。そこで、印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱ステップ，乾燥ステップ，洗浄ステップ等から排出される排気ガスや廃液中には、例えば溶剤として使用された揮発性有機化合物１が、含有されていることが多い。
そして、このような揮発性有機化合物１の発生工程の最終段階に、エンドオブパイプ対策として本発明の処理装置２が付設され、もってその処理方法が適用される。すなわち、この処理装置２には、揮発性有機化合物１を含有した廃水等の被処理水３が、供給される。なお、揮発性有機化合物１を含有した排気ガスは、活性炭等に吸着されて蒸気等により脱着され、もって被処理水３として液化されて、処理装置２に供給される。
揮発性有機化合物１の代表的な物質名の一覧は、次のとおり。
・ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）
・トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）
・フェノール（Ｃ６Ｈ５ＯＨ）
・キシレン（Ｃ６Ｈ４(ＣＨ３)２）
・酢酸エチル（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３）
・酢酸ブチル（ＣＨ３ＣＯＯ(ＣＨ２)３ＣＨ３）
・エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）
・リモネン（Ｃ１０Ｈ１６）
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ，ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３）
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ，ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３)
・トリクロロエチレン（Ｃ２ＨＣｌ３）
・テトラクロロエチレン（Ｃ２Ｃｌ４）
・ジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）
・四塩化炭素（ＣＣｌ４）
・ジクロロエタン（１．１−ジクロロエタン，Ｃｌ２ＣＨＣＨ３）（１．２−ジクロロエタン，ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ）
・ジクロロエチレン（１．１−ジクロロエチレン，ＣＨ２ＣＣｌ２）（１．２−ジクロロエチレン，Ｃ２Ｈ２Ｃｌ２）
・トリクロロエタン（１．１．１−トリクロロエタン，ＣＨ３Ｃｌ３)（１．１．２−トリクロロエタン，ＣＨＣｌ２ＣＨ２Ｃｌ）
・ジクロロプロペン（１．３−ジクロロプロペン，Ｃ３Ｈ４Ｃｌ２)
・ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）
・トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）
・フェノール（Ｃ６Ｈ５ＯＨ）
・キシレン（Ｃ６Ｈ４(ＣＨ３)２）
・酢酸エチル（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３）
・酢酸ブチル（ＣＨ３ＣＯＯ(ＣＨ２)３ＣＨ３）
・エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）
・リモネン（Ｃ１０Ｈ１６）
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ，ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３）
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ，ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３)
・トリクロロエチレン（Ｃ２ＨＣｌ３）
・テトラクロロエチレン（Ｃ２Ｃｌ４）
・ジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）
・四塩化炭素（ＣＣｌ４）
・ジクロロエタン（１．１−ジクロロエタン，Ｃｌ２ＣＨＣＨ３）（１．２−ジクロロエタン，ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ）
・ジクロロエチレン（１．１−ジクロロエチレン，ＣＨ２ＣＣｌ２）（１．２−ジクロロエチレン，Ｃ２Ｈ２Ｃｌ２）
・トリクロロエタン（１．１．１−トリクロロエタン，ＣＨ３Ｃｌ３)（１．１．２−トリクロロエタン，ＣＨＣｌ２ＣＨ２Ｃｌ）
・ジクロロプロペン（１．３−ジクロロプロペン，Ｃ３Ｈ４Ｃｌ２)
なお第１に、上記一覧物質は、揮発性有機化合物１の代表例であり、その他各種の炭化水素系や塩素系（上記一覧物質中において、塩素系としてはトリクロロエチレン以下に記載）の揮発性有機化合物１が考えられる。
第２に、例えば、塩素（Ｃｌ)系に代表された周期表第７Ｂ族（ハロゲン)の物質として、例えば臭素（Ｂｒ），ヨウ素（Ｉ），又はアスタチン（Ａｔ）を含む炭化水素化合物も、揮発性有機化合物１として把握される。
第３に、なお周期表第７Ｂ族（ハロゲン）中、フッ素（Ｆ）系の物質は、本発明の対象とする揮発性有機化合物１からは除外される。フッ素がＯＨラジカルより酸化力が強いためである。代表例として、フルオロカーボン（ＦＣ），クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ），ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ），ハイドロフロオロカーボン（ＨＦＣ）等のフロン系の物質は、本発明の対象とする揮発性有機化合物１ではない。
本発明は、各種廃水等の被処理水３に含有された揮発性有機化合物１を、その処理対象とする。
第２に、例えば、塩素（Ｃｌ)系に代表された周期表第７Ｂ族（ハロゲン)の物質として、例えば臭素（Ｂｒ），ヨウ素（Ｉ），又はアスタチン（Ａｔ）を含む炭化水素化合物も、揮発性有機化合物１として把握される。
第３に、なお周期表第７Ｂ族（ハロゲン）中、フッ素（Ｆ）系の物質は、本発明の対象とする揮発性有機化合物１からは除外される。フッ素がＯＨラジカルより酸化力が強いためである。代表例として、フルオロカーボン（ＦＣ），クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ），ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ），ハイドロフロオロカーボン（ＨＦＣ）等のフロン系の物質は、本発明の対象とする揮発性有機化合物１ではない。
本発明は、各種廃水等の被処理水３に含有された揮発性有機化合物１を、その処理対象とする。
《処理装置２および処理方法の概要》
本発明の処理装置２および処理方法は、被処理水３に含有された揮発性有機化合物１を、改良されたフェントン法の処理プロセスに基づいて、酸化，分解する。
すなわち、本発明の処理装置２および処理方法は、揮発性有機化合物１の含有水を、被処理水３とする。そして、含有された揮発性有機化合物１を、フェントン試薬の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）を用い、フェントン主反応で生成されたＯＨラジカル（・ＯＨ）や、このようなフェントン主反応の付随的，副次的，連鎖的反応にて生成されたＯＨラジカルにて酸化，分解し、もって水，二酸化炭素，その他の低分子化合物へと無機化する。
そして、本発明の処理装置２は、処理槽４と、この処理槽４に付設された被処理水供給手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８とを、備えている。以下、これらについて詳細に説明する。
本発明の処理装置２および処理方法は、被処理水３に含有された揮発性有機化合物１を、改良されたフェントン法の処理プロセスに基づいて、酸化，分解する。
すなわち、本発明の処理装置２および処理方法は、揮発性有機化合物１の含有水を、被処理水３とする。そして、含有された揮発性有機化合物１を、フェントン試薬の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）を用い、フェントン主反応で生成されたＯＨラジカル（・ＯＨ）や、このようなフェントン主反応の付随的，副次的，連鎖的反応にて生成されたＯＨラジカルにて酸化，分解し、もって水，二酸化炭素，その他の低分子化合物へと無機化する。
そして、本発明の処理装置２は、処理槽４と、この処理槽４に付設された被処理水供給手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８とを、備えている。以下、これらについて詳細に説明する。
《被処理水供給手段５等について》
まず、被処理水供給手段５等について、説明する。被処理水供給手段５は、処理槽４に対し、揮発性有機化合物１を含有した被処理水３を、処理対象として供給する。
すなわち図示例では、被処理水供給手段５の原水槽９には、被処理水３が導入されており、この原水槽９そしてｐＨ調整槽１０を経由して、処理槽４に被処理水３が供給される。原水槽９に導入される被処理水３は、必要に応じ予め粉塵汚泥除去，生物処理等の前処理が施されている。ｐＨ調整槽１０では、付設されたｐＨ調整手段８からｐＨ調整剤が添加される。
このｐＨ調整手段８は、被処理水供給手段５の原水槽９から処理槽４に供給される途中の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を所定の弱酸性に調整してから、処理槽４に供給する。すなわち、原水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることも多いので、これをｐＨ５〜ｐＨ３程度、代表的にはｐＨ４程度に調整すべく、ｐＨ調整剤として硫酸等の酸ｐＨ調整剤が用いられる。
このように事前にｐＨ調整しておく理由は、後述するように、過酸化水素と２価の鉄イオンによるＯＨラジカルの生成反応が、所期の通り効率良く行われるようにする為、等々である。なお、上記ｐＨ調整槽１０は、例えば、被処理水３の大容量処理，連続処理や、高濃度の揮発性有機化合物１の処理、等の場合に使用されるが、ｐＨ調整槽１０を使用せず、原水槽９において代用的，兼用的に、上述したｐＨ調整を行うことも可能である。
被処理水供給手段５等は、このようなっている。
まず、被処理水供給手段５等について、説明する。被処理水供給手段５は、処理槽４に対し、揮発性有機化合物１を含有した被処理水３を、処理対象として供給する。
すなわち図示例では、被処理水供給手段５の原水槽９には、被処理水３が導入されており、この原水槽９そしてｐＨ調整槽１０を経由して、処理槽４に被処理水３が供給される。原水槽９に導入される被処理水３は、必要に応じ予め粉塵汚泥除去，生物処理等の前処理が施されている。ｐＨ調整槽１０では、付設されたｐＨ調整手段８からｐＨ調整剤が添加される。
このｐＨ調整手段８は、被処理水供給手段５の原水槽９から処理槽４に供給される途中の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を所定の弱酸性に調整してから、処理槽４に供給する。すなわち、原水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることも多いので、これをｐＨ５〜ｐＨ３程度、代表的にはｐＨ４程度に調整すべく、ｐＨ調整剤として硫酸等の酸ｐＨ調整剤が用いられる。
このように事前にｐＨ調整しておく理由は、後述するように、過酸化水素と２価の鉄イオンによるＯＨラジカルの生成反応が、所期の通り効率良く行われるようにする為、等々である。なお、上記ｐＨ調整槽１０は、例えば、被処理水３の大容量処理，連続処理や、高濃度の揮発性有機化合物１の処理、等の場合に使用されるが、ｐＨ調整槽１０を使用せず、原水槽９において代用的，兼用的に、上述したｐＨ調整を行うことも可能である。
被処理水供給手段５等は、このようなっている。
《過酸化水素添加手段６について》
次に、処理槽４に付設された過酸化水素添加手段６について、説明する。過酸化水素添加手段６は、処理槽４の被処理水３に対し、その反応当初において、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の水溶液を、フェントン試薬として全量添加する。過酸化水素は、ＯＨラジカルの発生源となる。
過酸化水素の１回の反応当たりの添加量は、その被処理水３中に含有された処理対象の揮発性有機化合物１の具体的含有量，濃度次第であるが、その反応理論値を基準として多目に算出された実際必要量（必要モル数）が、反応当初に一度に全量添加される。次回の添加は、処理槽４の被処理水３中から過酸化水素がなくなった時、つまり次の反応時であり、同様にその全量が添加されて行くことになる。なお、この明細書において全量添加とは、反応に必要な薬剤量を１回に１００％全量一括添加すること、を意味する。
このように過酸化水素添加手段６から、過酸化水素が全量添加される。
次に、処理槽４に付設された過酸化水素添加手段６について、説明する。過酸化水素添加手段６は、処理槽４の被処理水３に対し、その反応当初において、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の水溶液を、フェントン試薬として全量添加する。過酸化水素は、ＯＨラジカルの発生源となる。
過酸化水素の１回の反応当たりの添加量は、その被処理水３中に含有された処理対象の揮発性有機化合物１の具体的含有量，濃度次第であるが、その反応理論値を基準として多目に算出された実際必要量（必要モル数）が、反応当初に一度に全量添加される。次回の添加は、処理槽４の被処理水３中から過酸化水素がなくなった時、つまり次の反応時であり、同様にその全量が添加されて行くことになる。なお、この明細書において全量添加とは、反応に必要な薬剤量を１回に１００％全量一括添加すること、を意味する。
このように過酸化水素添加手段６から、過酸化水素が全量添加される。
《鉄イオン添加手段７について》
次に、処理槽４に付設された鉄イオン添加手段７について、説明する。鉄イオン添加手段７は、上述により過酸化水素が添加された後の処理槽４の被処理水３に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）溶液を、フェントン試薬として分割添加する。
すなわち、液中で２価の鉄イオンを生じる物質、例えば硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）が、このような鉄塩として代表的に使用されるが、その他の無水塩や含水塩、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ２）やその水和物も使用可能である。２価の鉄イオンは、過酸化水素のＯＨラジカル生成反応の触媒として機能する。鉄イオンの１回の反応当たりの添加量は、反応理論値を基準として、より多い実際必要量が算出されるが、例えば、過酸化水素の１モルに対し０．５モル程度とされる。
又、この鉄イオンは、複数回に分けて分割添加される。すなわち、１回の反応についての必要量が、全量添加されずに３〜７回程度に分けて、例えば５回に分けて順次添加される。各回毎の添加タイミングは、前回添加したものがなくなった段階で、次回分が添加される。このように、この明細書において分割添加とは、反応に必要な薬剤量を複数回に分けて添加すること、を意味する。
２価の鉄イオンを分割添加する理由は、次のａ，ｂ，ｃのとおり。まずａ．もしも全量添加すると、後述する化学反応において、過酸化水素を反応物質とする原系から、ＯＨラジカルを生成物質とする生成系へと向かう所期の正反応と同時に、ＯＨラジカルを消費する無駄な反応が起こり易くなる。つまり、余ったＯＨラジカルが水に戻る反応が起こり易くなり、ロスが生じ、ＯＨラジカル生成のために使用した鉄イオンが、無駄に消費されることになる。これに対し分割添加すると、このような反応が抑制され、鉄イオンの無駄も解消される。
又ｂ．ＯＨラジカルは、反応が激しいだけに存在時間が瞬間的，超短寿命であり、全量添加より分割添加した方が、その都度ＯＨラジカルが生成されて、処理槽４内の被処理水３の隅々まで行き渡るようになる。もってその分、揮発性有機化合物１の酸化，分解が確実化，効率化，迅速化される。
更にｃ．分割添加すると、全量添加に比し残存する過酸化水素が少なくなるので、その分、中和剤による後処理コストも低減される。
このように鉄イオン添加手段７から、２価の鉄イオン等が分割添加される。
次に、処理槽４に付設された鉄イオン添加手段７について、説明する。鉄イオン添加手段７は、上述により過酸化水素が添加された後の処理槽４の被処理水３に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）溶液を、フェントン試薬として分割添加する。
すなわち、液中で２価の鉄イオンを生じる物質、例えば硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）が、このような鉄塩として代表的に使用されるが、その他の無水塩や含水塩、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ２）やその水和物も使用可能である。２価の鉄イオンは、過酸化水素のＯＨラジカル生成反応の触媒として機能する。鉄イオンの１回の反応当たりの添加量は、反応理論値を基準として、より多い実際必要量が算出されるが、例えば、過酸化水素の１モルに対し０．５モル程度とされる。
又、この鉄イオンは、複数回に分けて分割添加される。すなわち、１回の反応についての必要量が、全量添加されずに３〜７回程度に分けて、例えば５回に分けて順次添加される。各回毎の添加タイミングは、前回添加したものがなくなった段階で、次回分が添加される。このように、この明細書において分割添加とは、反応に必要な薬剤量を複数回に分けて添加すること、を意味する。
２価の鉄イオンを分割添加する理由は、次のａ，ｂ，ｃのとおり。まずａ．もしも全量添加すると、後述する化学反応において、過酸化水素を反応物質とする原系から、ＯＨラジカルを生成物質とする生成系へと向かう所期の正反応と同時に、ＯＨラジカルを消費する無駄な反応が起こり易くなる。つまり、余ったＯＨラジカルが水に戻る反応が起こり易くなり、ロスが生じ、ＯＨラジカル生成のために使用した鉄イオンが、無駄に消費されることになる。これに対し分割添加すると、このような反応が抑制され、鉄イオンの無駄も解消される。
又ｂ．ＯＨラジカルは、反応が激しいだけに存在時間が瞬間的，超短寿命であり、全量添加より分割添加した方が、その都度ＯＨラジカルが生成されて、処理槽４内の被処理水３の隅々まで行き渡るようになる。もってその分、揮発性有機化合物１の酸化，分解が確実化，効率化，迅速化される。
更にｃ．分割添加すると、全量添加に比し残存する過酸化水素が少なくなるので、その分、中和剤による後処理コストも低減される。
このように鉄イオン添加手段７から、２価の鉄イオン等が分割添加される。
《ｐＨ調整手段８について》
次に、処理槽４に付設されたｐＨ調整手段８について、説明する。ｐＨ調整手段８は、前述したように被処理水供給手段５から処理槽４に供給される前の被処理水３、および処理槽４に供給された後の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を例えばｐＨ４程度の弱酸性に維持する。
すなわちｐＨ調整手段８は、過酸化水素の添加前には、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等の酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後は、上述した鉄イオンの添加毎に、カセイソーダ（ＮａＯＨ）等のアルカリｐＨ調整剤を添加する。
被処理水３を、ｐＨ３〜ｐＨ５程度代表的にはｐＨ４程度に維持する理由は、次のａ，ｂ，ｃのとおり。ａ．後述するように、所期の反応を阻害する過酸化水素の水と酸素への無駄な分解反応を、抑制すべく機能する。ｂ．２価の鉄イオンの過酸化水素への電子供与を、促進すべく機能する。ｃ．後述する付随的，副次的，連鎖的に繰り返されるＯＨラジカル生成反応を、促進し確実化すべく機能する。これらａ，ｂ，ｃにより、ＯＨラジカルの生成が、効率良く進行するようになる。
これに対し、まず、被処理水供給手段５の原水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、前述したようにｐＨ調整槽１０において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸が添加されて、例えば４程度にｐＨ調整される。そして事後、処理槽４において、２価の鉄イオンが添加されると、そのままでは被処理水３のｐＨが例えば２．８程度まで低下し酸性度が過度に上がるので、２価の鉄イオンの分割添加毎にその都度、例えばカセイソーダが添加されて、例えばｐＨ４程度へと被処理水３がｐＨ調整される。
ｐＨ調整手段８は、このようになっている。
次に、処理槽４に付設されたｐＨ調整手段８について、説明する。ｐＨ調整手段８は、前述したように被処理水供給手段５から処理槽４に供給される前の被処理水３、および処理槽４に供給された後の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を例えばｐＨ４程度の弱酸性に維持する。
すなわちｐＨ調整手段８は、過酸化水素の添加前には、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等の酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後は、上述した鉄イオンの添加毎に、カセイソーダ（ＮａＯＨ）等のアルカリｐＨ調整剤を添加する。
被処理水３を、ｐＨ３〜ｐＨ５程度代表的にはｐＨ４程度に維持する理由は、次のａ，ｂ，ｃのとおり。ａ．後述するように、所期の反応を阻害する過酸化水素の水と酸素への無駄な分解反応を、抑制すべく機能する。ｂ．２価の鉄イオンの過酸化水素への電子供与を、促進すべく機能する。ｃ．後述する付随的，副次的，連鎖的に繰り返されるＯＨラジカル生成反応を、促進し確実化すべく機能する。これらａ，ｂ，ｃにより、ＯＨラジカルの生成が、効率良く進行するようになる。
これに対し、まず、被処理水供給手段５の原水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、前述したようにｐＨ調整槽１０において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸が添加されて、例えば４程度にｐＨ調整される。そして事後、処理槽４において、２価の鉄イオンが添加されると、そのままでは被処理水３のｐＨが例えば２．８程度まで低下し酸性度が過度に上がるので、２価の鉄イオンの分割添加毎にその都度、例えばカセイソーダが添加されて、例えばｐＨ４程度へと被処理水３がｐＨ調整される。
ｐＨ調整手段８は、このようになっている。
《処理槽４における反応（ＯＨラジカルの生成：その１）》
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その１）について、説明する。この処理装置２や処理方法において、処理槽４内では、まず第１に、被処理水３が攪拌，流下されると共に、添加された過酸化水素が、触媒として添加された２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成する。
このようなＯＨラジカルの生成について、更に詳述する。処理槽４内では、次の化１，化２の反応式（化３の反応式）に基づき、ＯＨラジカルが生成される。これがフェントン主反応である。
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その１）について、説明する。この処理装置２や処理方法において、処理槽４内では、まず第１に、被処理水３が攪拌，流下されると共に、添加された過酸化水素が、触媒として添加された２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成する。
このようなＯＨラジカルの生成について、更に詳述する。処理槽４内では、次の化１，化２の反応式（化３の反応式）に基づき、ＯＨラジカルが生成される。これがフェントン主反応である。
これらについて、更に詳述する。このフェントン主反応では、上記化１の反応式において、鉄イオン添加手段７から順次分割添加される２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）は、被処理水３が例えばｐＨ４程度の弱酸性雰囲気に維持されているので容易に、触媒として上記化２の反応式の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対し、順次電子（ｅ−）を供与すると共に、自己は酸化して３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）となる。
そこで、化２の反応式において、過酸化水素添加手段６から最初に全量添加された過酸化水素は、化１の反応式に基づき電子が順次供与され、もってその都度、ＯＨラジカル（・ＯＨ）と水酸化イオン（ＯＨ−）が生成される。化１と化２の反応式をまとめて合成すると、上記化３の反応式となる。
ところで、このような反応に際し、前述したように被処理水３が弱酸性雰囲気に維持されているので、過酸化水素が水と酸素に分解され、浪費されてしまうことは抑制される。これに対し、もしも弱酸性雰囲気に維持されないと、次の化４の反応式により、過酸化水素が、発生期の酸素（Ｏ）を発生しつつ水分子（Ｈ２Ｏ）になり、所期の化２（化３）の反応式によりＯＨラジカルを生成することなく、浪費されてしまうことになる。なお、この発生期の酸素は、その酸化対象がない場合、酸素分子（Ｏ２）となって系外にでる。
処理槽４内では、まず第１に、このようなフェントン主反応により、ＯＨラジカルが生成される。
そこで、化２の反応式において、過酸化水素添加手段６から最初に全量添加された過酸化水素は、化１の反応式に基づき電子が順次供与され、もってその都度、ＯＨラジカル（・ＯＨ）と水酸化イオン（ＯＨ−）が生成される。化１と化２の反応式をまとめて合成すると、上記化３の反応式となる。
ところで、このような反応に際し、前述したように被処理水３が弱酸性雰囲気に維持されているので、過酸化水素が水と酸素に分解され、浪費されてしまうことは抑制される。これに対し、もしも弱酸性雰囲気に維持されないと、次の化４の反応式により、過酸化水素が、発生期の酸素（Ｏ）を発生しつつ水分子（Ｈ２Ｏ）になり、所期の化２（化３）の反応式によりＯＨラジカルを生成することなく、浪費されてしまうことになる。なお、この発生期の酸素は、その酸化対象がない場合、酸素分子（Ｏ２）となって系外にでる。
処理槽４内では、まず第１に、このようなフェントン主反応により、ＯＨラジカルが生成される。
《処理槽４における反応（ＯＨラジカルの生成：その２）》
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その２）について、説明する。処理槽４では、第２に、次の化５，化６の反応式によっても、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成可能である。
すなわち、処理槽４内では、まず第１に、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルが生成されるが、これと共に第２に、次の化５，化６の反応式によっても、付随的，副次的，連鎖的にＯＨラジカルを生成可能である。
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その２）について、説明する。処理槽４では、第２に、次の化５，化６の反応式によっても、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成可能である。
すなわち、処理槽４内では、まず第１に、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルが生成されるが、これと共に第２に、次の化５，化６の反応式によっても、付随的，副次的，連鎖的にＯＨラジカルを生成可能である。
これについて、更に詳述する。処理槽４内では、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオン（ＯＨ−）が、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）にて酸化されて、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成する。
すなわち、前記化１の反応式で生成された３価の鉄イオンは、前記化２の反応式で生成された水酸化イオンから、上記化５，化６の反応式により、電子（ｅ−）を奪ってＯＨラジカルを生成させ、自らは２価の鉄イオンに還元されて戻る。このように、化３（化１，化２）の反応式のみならず、化５，化６の反応式が、連鎖的にバランス良く起こるようにすると、ＯＨラジカルが、より効率的に生成される。
処理槽４内では、第２に、このような反応によって、ＯＨラジカルを生成可能である。
すなわち、前記化１の反応式で生成された３価の鉄イオンは、前記化２の反応式で生成された水酸化イオンから、上記化５，化６の反応式により、電子（ｅ−）を奪ってＯＨラジカルを生成させ、自らは２価の鉄イオンに還元されて戻る。このように、化３（化１，化２）の反応式のみならず、化５，化６の反応式が、連鎖的にバランス良く起こるようにすると、ＯＨラジカルが、より効率的に生成される。
処理槽４内では、第２に、このような反応によって、ＯＨラジカルを生成可能である。
《処理槽４における反応（ＯＨラジカルの生成：その３）》
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その３）について、説明する。処理槽４では、上述した第１，第２に加え、更に第３の反応によっても、付随的，副次的，連鎖的に、新たなＯＨラジカルが生成される。
すなわち、前記化３（化１，化２）や前記化５，化６の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、被処理水３等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、次の化７，化８の反応式により、連鎖的に繰り返される。
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その３）について、説明する。処理槽４では、上述した第１，第２に加え、更に第３の反応によっても、付随的，副次的，連鎖的に、新たなＯＨラジカルが生成される。
すなわち、前記化３（化１，化２）や前記化５，化６の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、被処理水３等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、次の化７，化８の反応式により、連鎖的に繰り返される。
これらについて、更に詳述する。まずＯＨラジカルは、中性〜アルカリ性雰囲気下では、水分子から水素原子を引き抜いてこれを酸化し、酸素分子を発生せしめると共に、自身は還元されて水分子に帰す。
これに対し酸性雰囲気下では、上記化７の反応式により、ＯＨラジカル（・ＯＨ）は、水分子（Ｈ２Ｏ）から電子（ｅ−）を引き抜き、自身は水酸化イオン（ＯＨ−）になるが、この引き抜き反応が、水分子をラジカル分裂させ活性化させて、新たなＯＨラジカル（・ＯＨ）とプロトン（Ｈ＋）を生成させる。生成された水酸化イオンとプロトンは、上記化８の反応式にて、新たな水（Ｈ２Ｏ）を生成して消滅する。
処理槽４の被処理水３は、弱酸性雰囲気に維持されているので、このようにして、新たなＯＨラジカルが生成されるが、更にこのように生成されたＯＨラジカルを基に、再びこのような一連の反応が連鎖的に起き、事後も同様に連鎖的に繰り返される。
つまり、前記化３等の反応式にてＯＨラジカルが一旦生成されると、これを開始反応，反応開始剤として、事後は連鎖的反応により、半永続的にＯＨラジカルが得られることになる。揮発性有機化合物１の酸化，分解過程において消費された分を除いたＯＨラジカルが、プロトンの連鎖的な生成・消滅と共存的に、生成・消滅を繰り返す。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような繰り返し生成の意義は大きい。
処理槽４内では、第３に、このような反応によっても、ＯＨラジカルが生成される。
これに対し酸性雰囲気下では、上記化７の反応式により、ＯＨラジカル（・ＯＨ）は、水分子（Ｈ２Ｏ）から電子（ｅ−）を引き抜き、自身は水酸化イオン（ＯＨ−）になるが、この引き抜き反応が、水分子をラジカル分裂させ活性化させて、新たなＯＨラジカル（・ＯＨ）とプロトン（Ｈ＋）を生成させる。生成された水酸化イオンとプロトンは、上記化８の反応式にて、新たな水（Ｈ２Ｏ）を生成して消滅する。
処理槽４の被処理水３は、弱酸性雰囲気に維持されているので、このようにして、新たなＯＨラジカルが生成されるが、更にこのように生成されたＯＨラジカルを基に、再びこのような一連の反応が連鎖的に起き、事後も同様に連鎖的に繰り返される。
つまり、前記化３等の反応式にてＯＨラジカルが一旦生成されると、これを開始反応，反応開始剤として、事後は連鎖的反応により、半永続的にＯＨラジカルが得られることになる。揮発性有機化合物１の酸化，分解過程において消費された分を除いたＯＨラジカルが、プロトンの連鎖的な生成・消滅と共存的に、生成・消滅を繰り返す。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような繰り返し生成の意義は大きい。
処理槽４内では、第３に、このような反応によっても、ＯＨラジカルが生成される。
《処理槽４における反応（ＯＨラジカルの生成：その４）》
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その４）について、説明する。処理槽４では、上述した第１，第２，第３に加え、更に第４に、次の反応によっても付随的，副次的，連続的に、新たにＯＨラジカルが生成される。
すなわち、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、新たにＯＨラジカル等を生成する反応が、次の化９，化１０の反応式（化１１の反応式）により、連鎖的に繰り返される。
次に、処理槽４内における化学反応（ＯＨラジカルの生成：その４）について、説明する。処理槽４では、上述した第１，第２，第３に加え、更に第４に、次の反応によっても付随的，副次的，連続的に、新たにＯＨラジカルが生成される。
すなわち、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、新たにＯＨラジカル等を生成する反応が、次の化９，化１０の反応式（化１１の反応式）により、連鎖的に繰り返される。
これらについて、更に詳述する。前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオ
ン（Ｆｅ３＋）が、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と上記化９の反応式により反応し、もって、３価の鉄イオンが２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元されると共に、酸素分子が電子と結合して生じたイオンであるスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２ −）が生成される。
そして、上記化１０の反応式により、このラジカルなスーパーオキシドアニオンが、過酸化水素と反応して、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成可能である。化９と化１０の反応式をまとめて合成すると、化１１の反応式が得られる。
このように、前記化３（化２）の反応式にてＯＨラジカル生成の源泉となっていた過酸化水素が残ってさえいれば、（揮発性有機化合物１の酸化，分解過程で、ＯＨラジカルが、例え消費され尽くされてしまった場合においても、余剰に過酸化水素が残存してさえいれば、）その過酸化水素を基に、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に半永続的に生成され続けられることになる。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような生成継続の意義は大きい。
但し、化１１（化９，化１０）の反応式が確実に起こるためには、過酸化水素が水と溶存酸素に分解（前記化４の反応式を参照）しない程度の弱酸性雰囲気まで、ｐＨ調整手段８にてカセイソーダ等を処理槽４の被処理水３に加える等、ｐＨ操作が必要であり、ｐＨ値をアルカリ側に移動させておくことが必要である。
更に、化１１（化９）の反応式で生じた２価の鉄イオンは、ｐＨを下げるが、上述により弱酸性雰囲気で安定存在する過酸化水素との共存を図るべく、必要なｐＨ操作を実施しておけば、前記化３等の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルの生成も見込める。
処理槽３内では、第４に、このような反応によっても、ＯＨラジカルが生成される。
ン（Ｆｅ３＋）が、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と上記化９の反応式により反応し、もって、３価の鉄イオンが２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元されると共に、酸素分子が電子と結合して生じたイオンであるスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２ −）が生成される。
そして、上記化１０の反応式により、このラジカルなスーパーオキシドアニオンが、過酸化水素と反応して、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成可能である。化９と化１０の反応式をまとめて合成すると、化１１の反応式が得られる。
このように、前記化３（化２）の反応式にてＯＨラジカル生成の源泉となっていた過酸化水素が残ってさえいれば、（揮発性有機化合物１の酸化，分解過程で、ＯＨラジカルが、例え消費され尽くされてしまった場合においても、余剰に過酸化水素が残存してさえいれば、）その過酸化水素を基に、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に半永続的に生成され続けられることになる。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような生成継続の意義は大きい。
但し、化１１（化９，化１０）の反応式が確実に起こるためには、過酸化水素が水と溶存酸素に分解（前記化４の反応式を参照）しない程度の弱酸性雰囲気まで、ｐＨ調整手段８にてカセイソーダ等を処理槽４の被処理水３に加える等、ｐＨ操作が必要であり、ｐＨ値をアルカリ側に移動させておくことが必要である。
更に、化１１（化９）の反応式で生じた２価の鉄イオンは、ｐＨを下げるが、上述により弱酸性雰囲気で安定存在する過酸化水素との共存を図るべく、必要なｐＨ操作を実施しておけば、前記化３等の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルの生成も見込める。
処理槽３内では、第４に、このような反応によっても、ＯＨラジカルが生成される。
《処理槽４における反応（揮発性有機化合物１の酸化，分解）》
次に、ＯＨラジカルによる揮発性有機化合物１の酸化，分解，無機化について説明する。この処理装置２や処理方法において、処理槽４内では、被処理水３に含有された揮発性有機化合物１が、このようにフェントン主反応，その他にて生成されたＯＨラジカルにて、酸化，分解されて無機化される。
これらについて、更に詳細に説明する。ＯＨラジカルつまりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、周知のごとく強力な酸化力を備えている。つまり、活性酸素種として他に類を見ない極めて強力な電子（ｅ−）の奪取力，酸化力，つまり活性力，分解力を有しており、ラジカルで反応性に富んでいる。なお反応が激しいだけに、その存在時間は、ほんの瞬間的で寿命の短い化学種でもある。
さてそこで、水相分散したＯＨラジカルは、被処理水３中に含有された揮発性有機化合物１を酸化し、遂には分解してしまう。すなわちＯＨラジカルは、揮発性有機化合物１の有機構造や、その分解過程の中間体の有機構造について、酸化や付加の連鎖プロセスを辿り、もって、その炭素連鎖，有機結合，分子結合を順次切断，分解，分断して、最終的には無機の低分子化合物へと、酸化，分解，無機化してしまう。
揮発性有機化合物１は、水，二酸化炭素，その他の低分子化合物に、酸化，分解，無機化されてしまう。処理槽４では、このように揮発性有機化合物１が、酸化，分解，無機化される。
次に、ＯＨラジカルによる揮発性有機化合物１の酸化，分解，無機化について説明する。この処理装置２や処理方法において、処理槽４内では、被処理水３に含有された揮発性有機化合物１が、このようにフェントン主反応，その他にて生成されたＯＨラジカルにて、酸化，分解されて無機化される。
これらについて、更に詳細に説明する。ＯＨラジカルつまりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、周知のごとく強力な酸化力を備えている。つまり、活性酸素種として他に類を見ない極めて強力な電子（ｅ−）の奪取力，酸化力，つまり活性力，分解力を有しており、ラジカルで反応性に富んでいる。なお反応が激しいだけに、その存在時間は、ほんの瞬間的で寿命の短い化学種でもある。
さてそこで、水相分散したＯＨラジカルは、被処理水３中に含有された揮発性有機化合物１を酸化し、遂には分解してしまう。すなわちＯＨラジカルは、揮発性有機化合物１の有機構造や、その分解過程の中間体の有機構造について、酸化や付加の連鎖プロセスを辿り、もって、その炭素連鎖，有機結合，分子結合を順次切断，分解，分断して、最終的には無機の低分子化合物へと、酸化，分解，無機化してしまう。
揮発性有機化合物１は、水，二酸化炭素，その他の低分子化合物に、酸化，分解，無機化されてしまう。処理槽４では、このように揮発性有機化合物１が、酸化，分解，無機化される。
《後処理槽１１について》
次に、後処理槽１１について説明する。以上述べた処理槽４には、後処理槽１１が付設されている。そして、この後処理槽１１に、前述により揮発性有機化合物１が酸化，分解された後の被処理水３が、処理槽４から排出され、必要な処理が施されてから外部排水される。
このような後処理槽１１について、更に詳述する。図示例の後処理槽１１は、中和槽１２，沈殿槽１３，凝集沈殿槽１４，濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７等を、下流に向け順に備えている。
まず処理槽４から、揮発性有機化合物１の酸化，分解処理が済んだ被処理水３が、後処理槽１１の中和槽１２へと排出される。中和槽１２では、このような被処理水３に対し、カセイソーダ等のｐＨ調整剤が添加され、もって無機凝集剤への最適ｐＨへと調整される。なお、被処理水３中に僅かでも過酸化水素が残留している場合には、水質汚濁を回避すべくカタラーゼ等の中和剤が添加される。
次に沈殿槽１３では、中和層１２から流入した被処理水３中に残留物として含有されていた鉄分とのコロイド状錯体が、固液分離されて下部に沈殿，除去される。凝集沈殿槽１４では、沈殿槽１３上部から流入した被処理水３に対し、無機凝集剤として、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ，Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ）や、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）が、添加されて攪拌される。もって、沈殿槽１３で沈殿されることなく被処理水３中に残存していた上記コロイド状錯体が、凝集化され固液分離されて、沈殿，除去される。
なお、被処理水３中にフェントン法にて発生した３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）の残存量が多い場合は、この鉄イオン（Ｆｅ３＋）が無機凝集剤として機能するので、例えばＰＡＣ等の添加は不用である。又、必要に応じこの凝集沈殿槽１４の次に貯留沈殿槽を設けて、高分子凝集剤として例えばアニオンを添加し、もって、上記コロイド状錯体の一層の凝集化，ブロック化，固液分離化，そして沈殿，除去を図るようにしてもよい。
それから被処理水３は、濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７を、順次経由する。もって被処理水３は、更に浄化されると共に、外部排水に適したｐＨ値に調整された後、処理水槽１７から外部排水されて、放流される。
後処理槽１１は、このようになっている。
次に、後処理槽１１について説明する。以上述べた処理槽４には、後処理槽１１が付設されている。そして、この後処理槽１１に、前述により揮発性有機化合物１が酸化，分解された後の被処理水３が、処理槽４から排出され、必要な処理が施されてから外部排水される。
このような後処理槽１１について、更に詳述する。図示例の後処理槽１１は、中和槽１２，沈殿槽１３，凝集沈殿槽１４，濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７等を、下流に向け順に備えている。
まず処理槽４から、揮発性有機化合物１の酸化，分解処理が済んだ被処理水３が、後処理槽１１の中和槽１２へと排出される。中和槽１２では、このような被処理水３に対し、カセイソーダ等のｐＨ調整剤が添加され、もって無機凝集剤への最適ｐＨへと調整される。なお、被処理水３中に僅かでも過酸化水素が残留している場合には、水質汚濁を回避すべくカタラーゼ等の中和剤が添加される。
次に沈殿槽１３では、中和層１２から流入した被処理水３中に残留物として含有されていた鉄分とのコロイド状錯体が、固液分離されて下部に沈殿，除去される。凝集沈殿槽１４では、沈殿槽１３上部から流入した被処理水３に対し、無機凝集剤として、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ，Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ）や、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）が、添加されて攪拌される。もって、沈殿槽１３で沈殿されることなく被処理水３中に残存していた上記コロイド状錯体が、凝集化され固液分離されて、沈殿，除去される。
なお、被処理水３中にフェントン法にて発生した３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）の残存量が多い場合は、この鉄イオン（Ｆｅ３＋）が無機凝集剤として機能するので、例えばＰＡＣ等の添加は不用である。又、必要に応じこの凝集沈殿槽１４の次に貯留沈殿槽を設けて、高分子凝集剤として例えばアニオンを添加し、もって、上記コロイド状錯体の一層の凝集化，ブロック化，固液分離化，そして沈殿，除去を図るようにしてもよい。
それから被処理水３は、濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７を、順次経由する。もって被処理水３は、更に浄化されると共に、外部排水に適したｐＨ値に調整された後、処理水槽１７から外部排水されて、放流される。
後処理槽１１は、このようになっている。
《作用等》
本発明に係る揮発性有機化合物１含有水の処理装置２および処理方法は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）揮発性有機化合物１を含有した廃水等の被処理水３は、処理装置２へと供給される。揮発性有機化合物１としては、例えば、ベンゼン，トルエン，フェノール，キシレン，酢酸エチル，エタノール，リモネン，イソプロピルアルコール，メチルエチルケトン，トリクロロエチレン，テトラクロロエチレン，ジクロロメタン，四塩化炭素，ジクロロエタン，ジクロロエチレン，トリクロロエタン，又はジクロロプロペン等が、考えられる。 そして処理装置２は、フェントン法の処理プロセスに基づく処理方法により、混入していた揮発性有機化合物１を酸化，分解し、もって被処理水３を浄化する。
本発明に係る揮発性有機化合物１含有水の処理装置２および処理方法は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）揮発性有機化合物１を含有した廃水等の被処理水３は、処理装置２へと供給される。揮発性有機化合物１としては、例えば、ベンゼン，トルエン，フェノール，キシレン，酢酸エチル，エタノール，リモネン，イソプロピルアルコール，メチルエチルケトン，トリクロロエチレン，テトラクロロエチレン，ジクロロメタン，四塩化炭素，ジクロロエタン，ジクロロエチレン，トリクロロエタン，又はジクロロプロペン等が、考えられる。 そして処理装置２は、フェントン法の処理プロセスに基づく処理方法により、混入していた揮発性有機化合物１を酸化，分解し、もって被処理水３を浄化する。
（２）さて、この処理装置２は、被処理水供給手段５の原水槽９，ｐＨ調整槽１０，処理槽４，後処理槽１１等を、順に備えている。ｐＨ調整槽１０には、ｐＨ調整手段８が付設されている。処理槽４には、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が、付設されている。
（３）そして被処理水３は、まず、被処理水供給手段５の原水槽９から、処理槽４に供給される。なお被処理水３は、処理槽４に供給される前に、図示例ではｐＨ調整槽１０において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸等の酸ｐＨ調整剤が添加され、もってｐＨ３〜ｐＨ５例えばｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）処理槽４に供給された被処理水３には、まず、過酸化水素添加手段６から過酸化水素の水溶液が、添加される。過酸化水素は、反応当初に全量添加される。
（５）この処理槽４では、このように過酸化水素が添加された後、被処理水３に対して、鉄イオン添加手段７から２価の鉄イオン溶液が、添加される。この添加は、過酸化水素添加後の反応中において、分割添加により複数回に分けて間欠的に、複数サイクル繰り返して行われる。
又、このような鉄イオンの分割添加毎に、ｐＨ調整手段８から例えばカセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって、被処理水３は常時、例えばｐＨ４程度の弱酸性を維持する。つまり被処理水３は、ＯＨラジカル生成に最適なｐＨへと調整される。
又、このような鉄イオンの分割添加毎に、ｐＨ調整手段８から例えばカセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって、被処理水３は常時、例えばｐＨ４程度の弱酸性を維持する。つまり被処理水３は、ＯＨラジカル生成に最適なｐＨへと調整される。
（６）さてそこで、処理槽４内では、次の第１，第２，第３，第４の反応に基づき、ＯＨラジカルが生成される。
第１に、上述により全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されて、ＯＨラジカルを生成する。すなわち、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、２価の鉄イオンが、過酸化水素に電子を供与して３価の鉄イオンになり、電子を供与された過酸化水素が、ＯＨラジカルを生成する。
なお、このＯＨラジカルの生成は、２価の鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして２価の鉄イオンが浪費される反応が起こる虞もなく、分割添加の都度、無駄なく効率良く実施される。これに加え、このＯＨラジカルの生成は、ｐＨ４程度の弱酸性雰囲気に維持されていることによって、一段と効率良く確実に実施される。すなわち、弱酸雰囲気下であることにより、まず、２価の鉄イオンの電子供与が促進されると共に、更に過酸化水素が、前記化４の反応式により水と酸素に分解，浪費される反応が抑制，回避され、能力いっぱいのＯＨラジカルを生成するようになる。
第１に、上述により全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されて、ＯＨラジカルを生成する。すなわち、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、２価の鉄イオンが、過酸化水素に電子を供与して３価の鉄イオンになり、電子を供与された過酸化水素が、ＯＨラジカルを生成する。
なお、このＯＨラジカルの生成は、２価の鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして２価の鉄イオンが浪費される反応が起こる虞もなく、分割添加の都度、無駄なく効率良く実施される。これに加え、このＯＨラジカルの生成は、ｐＨ４程度の弱酸性雰囲気に維持されていることによって、一段と効率良く確実に実施される。すなわち、弱酸雰囲気下であることにより、まず、２価の鉄イオンの電子供与が促進されると共に、更に過酸化水素が、前記化４の反応式により水と酸素に分解，浪費される反応が抑制，回避され、能力いっぱいのＯＨラジカルを生成するようになる。
（７）第２に、ＯＨラジカルは、処理槽４内で２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、酸化されることによっても生成可能である。
すなわちＯＨラジカルは、前記化３（化１，化２）の反応式で生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンとに基づき、前記化５，化６の反応式によっても生成され可能であり、この面からも、ＯＨラジカルが効率良く生成される。なおこのＯＨラジカルも、鉄イオンの分割添加の都度、連鎖的にそれぞれ生成される。
すなわちＯＨラジカルは、前記化３（化１，化２）の反応式で生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンとに基づき、前記化５，化６の反応式によっても生成され可能であり、この面からも、ＯＨラジカルが効率良く生成される。なおこのＯＨラジカルも、鉄イオンの分割添加の都度、連鎖的にそれぞれ生成される。
（８）ＯＨラジカルは更に、次の第３，第４によっても生成される。つまり、上記（６）のフェントン主反応以外でも、付随的，副次的，連鎖的反応によって、効率良く生成され続ける。
まず第３に、前記化３の反応式等により生成されたＯＨラジカルが、前記化７，化８の反応式により被処理水３等の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが連鎖的に繰り返し生成される。
第４に、前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオンと、過酸化水素とが、前記化１１（化９，化１０）の反応式により反応することによっても、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。
なお、これら第１，第２，第３，第４のＯＨラジカルの生成は、処理槽４内でフェントン試薬の過酸化水素が使い尽くされてなくなった時に、終了する。
まず第３に、前記化３の反応式等により生成されたＯＨラジカルが、前記化７，化８の反応式により被処理水３等の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが連鎖的に繰り返し生成される。
第４に、前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオンと、過酸化水素とが、前記化１１（化９，化１０）の反応式により反応することによっても、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。
なお、これら第１，第２，第３，第４のＯＨラジカルの生成は、処理槽４内でフェントン試薬の過酸化水素が使い尽くされてなくなった時に、終了する。
（９）さて、このようにして大量に生成されたＯＨラジカルは、極めて強力な酸化力を備えている。そこで処理槽４内では、被処理水３中に含有された揮発性有機化合物１は、このＯＨラジカルにて酸化，分解され、もって低分子化合物へと無機化されてしまう。
揮発性有機化合物１は、周知のごとく難分離性の有機化合物ではあるが、大量のＯＨラジカルの連鎖的な付加や酸化反応により、水，二酸化炭素，その他の低分子化合物へと、無機化されてしまう。
揮発性有機化合物１は、周知のごとく難分離性の有機化合物ではあるが、大量のＯＨラジカルの連鎖的な付加や酸化反応により、水，二酸化炭素，その他の低分子化合物へと、無機化されてしまう。
（１０）被処理水３は、含有されていた揮発性有機化合物１が、このように水，二酸化炭素等に無機化され、もって処理槽４から後処理槽１１へと排出される。図示の後処理槽１１は、中和槽１２，沈殿槽１３，凝集沈殿槽１４，濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７、等を備えている。
なお過酸化水素は、前述によりＯＨラジカル生成に関し、無駄なく有効使用されるので、処理後の残存量は僅かであり、中和槽１２における中和剤の使用も、極く僅か又は皆無となる。そして被処理水３は、後処理槽１１を経由することにより、排水可能な状態に調整されて、外部排水される。
なお過酸化水素は、前述によりＯＨラジカル生成に関し、無駄なく有効使用されるので、処理後の残存量は僅かであり、中和槽１２における中和剤の使用も、極く僅か又は皆無となる。そして被処理水３は、後処理槽１１を経由することにより、排水可能な状態に調整されて、外部排水される。
（１１）この処理装置２および処理方法では、上述したように、フェントン法の処理プロセス等に基づき、被処理水３に含有された揮発性有機化合物１を無機化するが、これは簡単容易に実現される。
すなわち、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等のフェントン試薬等の薬品添加量は、反応理論値から実際必要量が容易に算出され、反応理論値と同量か多目の例えば数倍程度が、実際必要量として添加され、もって添加量の最適化が実現される。
又、この処理装置２は、処理槽４を中心に、原水槽９や後処理槽１１が配設されると共に、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が付設された構成よりなる。つまり、この処理方法では、比較的簡単な構成の処理装置２が用いられており、安定的な処理が可能である。
本発明の作用等は、このようになっている。
すなわち、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等のフェントン試薬等の薬品添加量は、反応理論値から実際必要量が容易に算出され、反応理論値と同量か多目の例えば数倍程度が、実際必要量として添加され、もって添加量の最適化が実現される。
又、この処理装置２は、処理槽４を中心に、原水槽９や後処理槽１１が配設されると共に、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が付設された構成よりなる。つまり、この処理方法では、比較的簡単な構成の処理装置２が用いられており、安定的な処理が可能である。
本発明の作用等は、このようになっている。
以下、本発明の処理装置２および処理方法に関し、その実施例の酸化，分解過程について、説明しておく。
すなわち、処理槽４における反応（揮発性有機化合物１の酸化，分解）と題して前述した所に関し、まず実施例１として、揮発性有機化合物１であるベンゼンについて、その酸化，分解過程の１例を理論的に検証しておく。
被処理水３中に含有されたベンゼン（Ｃ６Ｈ６）は、その酸化，分解過程の中間体の有機構造を含め、下記化１２に示した反応式の連鎖プロセス（１）〜（４）を辿ることにより、順次、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が関与して酸化や付加されると共に、水等が派生，生成，遊離されて行く。もって、水（Ｈ２Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）等の低分子化合物に、分解，無機化されてしまう。
なお、プロセス（３）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、水素ラジカル（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。そして、プロセス（２）で生成された（ＣＯ）６（環状）は、プロセス（３）−２において、この水素ラジカルにより開環されホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を生成して、ステップ（４）へと向かう。
すなわち、処理槽４における反応（揮発性有機化合物１の酸化，分解）と題して前述した所に関し、まず実施例１として、揮発性有機化合物１であるベンゼンについて、その酸化，分解過程の１例を理論的に検証しておく。
被処理水３中に含有されたベンゼン（Ｃ６Ｈ６）は、その酸化，分解過程の中間体の有機構造を含め、下記化１２に示した反応式の連鎖プロセス（１）〜（４）を辿ることにより、順次、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が関与して酸化や付加されると共に、水等が派生，生成，遊離されて行く。もって、水（Ｈ２Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）等の低分子化合物に、分解，無機化されてしまう。
なお、プロセス（３）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、水素ラジカル（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。そして、プロセス（２）で生成された（ＣＯ）６（環状）は、プロセス（３）−２において、この水素ラジカルにより開環されホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を生成して、ステップ（４）へと向かう。
上記化１３は、化１２の連鎖プロセス（１）〜（４）を総括した（つまり各連鎖プロセス（１）〜（４）の反応式を合算した）、総括反応式である。上記化１３の総括反応式では、１モルのベンゼンは、理論上、５４モルのＯＨラジカルにより、６モルの二酸化炭素と６モルの酸素と３０モルの水とに、無機化される。
なおＯＨラジカルは、この例では、反応理論値として５４モルを予め準備すれば良いが、実際必要量としては、例えばその数倍程度と多目に準備される。勿論、ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
実施例１のベンゼンの酸化，分解過程は、例えば以上のようになっている。
なおＯＨラジカルは、この例では、反応理論値として５４モルを予め準備すれば良いが、実際必要量としては、例えばその数倍程度と多目に準備される。勿論、ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
実施例１のベンゼンの酸化，分解過程は、例えば以上のようになっている。
次に、実施例２として、揮発性有機化合物１のフェノールについて、その酸化，分解過程の１例を理論的に検証しておく。
被処理水３中に含有されたフェノール（Ｃ６Ｈ５ＯＨ）は、その酸化，分解過程の残基中間体の有機構造を含め、下記化１４に示した反応式の連鎖プロセス（１）〜（７）を辿ることにより、順次、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が関与して酸化や付加されると共に、水等が派生，生成，遊離されて行く。もって、水（Ｈ２Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）等の低分子化合物に、分解，無機化されてしまう。
なお、プロセス（６）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、水素ラジカル（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。そして、プロセス（５）で生成されたＯ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏは、プロセス（６）−２において、この水素ラジカルによりホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を生成して、ステップ（７）へと向かう。
被処理水３中に含有されたフェノール（Ｃ６Ｈ５ＯＨ）は、その酸化，分解過程の残基中間体の有機構造を含め、下記化１４に示した反応式の連鎖プロセス（１）〜（７）を辿ることにより、順次、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が関与して酸化や付加されると共に、水等が派生，生成，遊離されて行く。もって、水（Ｈ２Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）等の低分子化合物に、分解，無機化されてしまう。
なお、プロセス（６）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、水素ラジカル（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。そして、プロセス（５）で生成されたＯ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏは、プロセス（６）−２において、この水素ラジカルによりホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を生成して、ステップ（７）へと向かう。
上記化１５は、化１４の連鎖プロセス（１）〜（７）を総括した総括反応式である。上記化１５の総括反応式では、１モルのフェノールは、理論上、５２モルのＯＨラジカルにより、６モルの二酸化炭素と６モルの酸素と２９モルの水とに、無機化される。
なおＯＨラジカルは、反応理論値としては５２モルを準備すれば良いが、実際必要量としては、その数倍程度準備される。ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
実施例２のフェノールの酸化，分解過程は、例えば以上のようになっている。
なおＯＨラジカルは、反応理論値としては５２モルを準備すれば良いが、実際必要量としては、その数倍程度準備される。ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
実施例２のフェノールの酸化，分解過程は、例えば以上のようになっている。
次に、実施例３として、揮発性有機化合物１のテトラクロロエチレンについて、その酸化，分解過程の１例を理論的に検証しておく。
被処理水３中に含有されたテトラクロロエチレン（Ｃ２Ｃｌ４，構造式ＣＣｌ２＝ＣＣｌ２）は、その酸化，分解過程の中間体の有機構造を含め、下記化１６に示した反応式の連鎖プロセス（１）〜（６）を辿ることにより、順次、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が関与して酸化や付加されると共に、水等が派生，生成，遊離されて行く。もって、水（Ｈ２Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ２），次亜塩素酸（ＨＣｌＯ），酸素（Ｏ２）等の低分子化合物に、分解，無機化されてしまう。
なお、プロセス（１）−１や（６）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、水素ラジカル（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。もって、プロセス（１）−２においては、この水素ラジカルが、テトラクロロエチレンＣＣｌ２＝ＣＣｌ２に関与し、ＣＨ２Ｃｌ２を生成してプロセス（２）へと向かう。又、プロセス（６）−２においては、プロセス（５）で過渡的に生じたＣｌ−Ｏ・に関与し、最終的に次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を生成する（なおこれによらず、Ｃｌ−Ｏ・にＯＨラジカルが関与して、次亜塩素酸イオンを生成するケースも考えられる）。
被処理水３中に含有されたテトラクロロエチレン（Ｃ２Ｃｌ４，構造式ＣＣｌ２＝ＣＣｌ２）は、その酸化，分解過程の中間体の有機構造を含め、下記化１６に示した反応式の連鎖プロセス（１）〜（６）を辿ることにより、順次、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が関与して酸化や付加されると共に、水等が派生，生成，遊離されて行く。もって、水（Ｈ２Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ２），次亜塩素酸（ＨＣｌＯ），酸素（Ｏ２）等の低分子化合物に、分解，無機化されてしまう。
なお、プロセス（１）−１や（６）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、水素ラジカル（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。もって、プロセス（１）−２においては、この水素ラジカルが、テトラクロロエチレンＣＣｌ２＝ＣＣｌ２に関与し、ＣＨ２Ｃｌ２を生成してプロセス（２）へと向かう。又、プロセス（６）−２においては、プロセス（５）で過渡的に生じたＣｌ−Ｏ・に関与し、最終的に次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を生成する（なおこれによらず、Ｃｌ−Ｏ・にＯＨラジカルが関与して、次亜塩素酸イオンを生成するケースも考えられる）。
上記化１７は、化１６の連鎖プロセス（１）〜（６）の総括反応式である。上記化１７の総括反応式では、１モルのテトラクロロエチレンは、理論上、２８モルのＯＨラジカルにより、２モルの二酸化炭素と４モルの酸素と４モルの次亜塩素酸と１２モルの水とに、無機化される。
なおＯＨラジカルは、反応理論値として２８モルを準備すれば良いが、実際必要量としては、その数倍程度準備される。ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
実施例３のテトラクロロエチレンの酸化，分解過程は、例えば以上のようになっている。
なおＯＨラジカルは、反応理論値として２８モルを準備すれば良いが、実際必要量としては、その数倍程度準備される。ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
実施例３のテトラクロロエチレンの酸化，分解過程は、例えば以上のようになっている。
次に、実施例４では、揮発性有機化合物１であるベンゼン（Ｃ６Ｈ６）を含有した被処理水３の２種類のサンプルＡ，Ｂを、常温下で処理槽４に対し供給すると共に、各薬品を所定順序で添加してフェントン処理した。
・サンプルＡの被処理水３：既設廃水処理設備の油水分離装置（調整反応槽又は攪拌タンク）において、浮上した油分を除去しただけの原水を、サンプルＡの被処理水３とした。
・サンプルＢの被処理水３：上記サンプルＡの原水（被処理水３）を、更に、既設廃水処理設備の活性炭等にて処理し、もって下水放流する直前の廃水（放流水）を、サンプルＢの被処理水３とした。
そして、フェントン処理のテスト条件については、次のとおり。
＜サンプルＡについて＞
・被処理水３の量 （Ｌ） ： １
・硫酸（Ｈ２ＳＯ４） （ｍＬ／Ｌ） ： ０．２７
・過酸化水素（Ｈ２Ｏ２） （ｍＬ／Ｌ） ： １．８
・硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ） （ｍｇ／Ｌ） ： ２３０
・カセイソーダ（ＮａＯＨ） （ｍＬ／Ｌ） ： 適量
＜サンプルＢについて＞
・被処理水３の量 （Ｌ） ： １
・硫酸（Ｈ２ＳＯ４） （ｍＬ／Ｌ） ： ０．２２５
・過酸化水素（Ｈ２Ｏ２） （ｍＬ／Ｌ） ： ０．９
・硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ） （ｍｇ／Ｌ） ： １００
・カセイソーダ（ＮａＯＨ） （ｍＬ／Ｌ） ： 適量
・サンプルＡの被処理水３：既設廃水処理設備の油水分離装置（調整反応槽又は攪拌タンク）において、浮上した油分を除去しただけの原水を、サンプルＡの被処理水３とした。
・サンプルＢの被処理水３：上記サンプルＡの原水（被処理水３）を、更に、既設廃水処理設備の活性炭等にて処理し、もって下水放流する直前の廃水（放流水）を、サンプルＢの被処理水３とした。
そして、フェントン処理のテスト条件については、次のとおり。
＜サンプルＡについて＞
・被処理水３の量 （Ｌ） ： １
・硫酸（Ｈ２ＳＯ４） （ｍＬ／Ｌ） ： ０．２７
・過酸化水素（Ｈ２Ｏ２） （ｍＬ／Ｌ） ： １．８
・硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ） （ｍｇ／Ｌ） ： ２３０
・カセイソーダ（ＮａＯＨ） （ｍＬ／Ｌ） ： 適量
＜サンプルＢについて＞
・被処理水３の量 （Ｌ） ： １
・硫酸（Ｈ２ＳＯ４） （ｍＬ／Ｌ） ： ０．２２５
・過酸化水素（Ｈ２Ｏ２） （ｍＬ／Ｌ） ： ０．９
・硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ） （ｍｇ／Ｌ） ： １００
・カセイソーダ（ＮａＯＨ） （ｍＬ／Ｌ） ： 適量
このようなテスト条件のもとで、被処理水３中に含有されたベンゼンについて、その含有量を、フェントン処理前とフェントン処理後にそれぞれ計測，分析した結果、次の表１のデータが得られた。
これによりベンゼンは、フェントン処理により水や二酸化炭素等に酸化，分解，無機化されていまい、サンプルＡでは０．００３ｍｇ／Ｌ程度、サンプルＢでは０．００２ｍｇ／Ｌ程度となり、それぞれ被処理水３中には殆ど存在しなくなったことが、データ的に確認された。ベンゼンの残存規制値は０．１ｍｇ／Ｌ以下であるが、これを十分にクリアーできた次第である（これに対しフェントン処理前の被処理水３では、３．３ｍｇ／Ｌや２．３ｍｇ／Ｌ程度と残存規制値０．１ｍｇをクリアーできていなかった）。
又、これらの点は、ＣＯＤ−Ｃｒ分析（クロム酸カリウムを使用したＣＨＥＭＩＣＡＬ ＯＸＹＧＥＮ ＤＥＭＡＮＤ 化学的酸素要求量テスト）のデータや、電気伝導率のデータによっても、裏付けられた。
なお、それぞれの計測，分析方法については、次のとおり。
・ｐＨ：ＪＩＳ Ｋ０１０２−１２．１
・ＣＯＤ−Ｃｒ：ＪＩＳ Ｋ０１０２−２０
・電気伝導率：ＪＩＳ Ｋ０１０２−１３
・ベンゼン：ＪＩＳ Ｋ０１２５−５．２ ヘッドスペース・ガスクロマトグラフ質量分析法
これによりベンゼンは、フェントン処理により水や二酸化炭素等に酸化，分解，無機化されていまい、サンプルＡでは０．００３ｍｇ／Ｌ程度、サンプルＢでは０．００２ｍｇ／Ｌ程度となり、それぞれ被処理水３中には殆ど存在しなくなったことが、データ的に確認された。ベンゼンの残存規制値は０．１ｍｇ／Ｌ以下であるが、これを十分にクリアーできた次第である（これに対しフェントン処理前の被処理水３では、３．３ｍｇ／Ｌや２．３ｍｇ／Ｌ程度と残存規制値０．１ｍｇをクリアーできていなかった）。
又、これらの点は、ＣＯＤ−Ｃｒ分析（クロム酸カリウムを使用したＣＨＥＭＩＣＡＬ ＯＸＹＧＥＮ ＤＥＭＡＮＤ 化学的酸素要求量テスト）のデータや、電気伝導率のデータによっても、裏付けられた。
なお、それぞれの計測，分析方法については、次のとおり。
・ｐＨ：ＪＩＳ Ｋ０１０２−１２．１
・ＣＯＤ−Ｃｒ：ＪＩＳ Ｋ０１０２−２０
・電気伝導率：ＪＩＳ Ｋ０１０２−１３
・ベンゼン：ＪＩＳ Ｋ０１２５−５．２ ヘッドスペース・ガスクロマトグラフ質量分析法
１ 揮発性有機化合物
２ 処理装置
３ 被処理水
４ 処理槽
５ 被処理水供給手段
６ 過酸化水素添加手段
７ 鉄イオン添加手段
８ ｐＨ調整手段
９ 原水槽
１０ ｐＨ調整槽
１１ 後処理槽
１２ 中和槽
１３ 沈殿槽
１４ 凝集沈殿槽
１５ 濾過槽
１６ ｐＨ調整槽
１７ 処理水槽
２ 処理装置
３ 被処理水
４ 処理槽
５ 被処理水供給手段
６ 過酸化水素添加手段
７ 鉄イオン添加手段
８ ｐＨ調整手段
９ 原水槽
１０ ｐＨ調整槽
１１ 後処理槽
１２ 中和槽
１３ 沈殿槽
１４ 凝集沈殿槽
１５ 濾過槽
１６ ｐＨ調整槽
１７ 処理水槽
Claims (8)
- 被処理水に含有された揮発性有機化合物を、フェントン法に基づき酸化，分解する処理装置であって、
該揮発性有機化合物は、炭化水素系や塩素系よりなり、該処理装置は、処理槽と、該処理槽に付設された被処理水供給手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えており、
該被処理水供給手段は、該処理槽に該揮発性有機化合物を含有した該被処理水を供給し、該過酸化水素添加手段は、該処理槽の該被処理水に過酸化水素を添加し、該鉄イオン添加手段は、該処理槽の被処理水に２価の鉄イオンを添加し、
該ｐＨ調整手段は、該被処理水供給手段から該処理槽に供給される該被処理水、および該処理槽に供給された該被処理水にｐＨ調整剤を添加して、該被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする、揮発性有機化合物含有水の処理装置。 - 請求項１に記載した揮発性有機化合物含有水の処理装置において、該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加し、該鉄イオン添加手段は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加し、
該ｐＨ調整手段は、過酸化水素の添加前には酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後においては鉄イオン溶液の添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とする、揮発性有機化合物含有水の処理装置。 - 請求項２に記載した揮発性有機化合物含有水の処理装置において、該揮発性有機化合物は、ベンゼン，トルエン，フェノール，キシレン，酢酸エチル，エタノール，リモネン，イソプロピルアルコール，メチルエチルケトン，トリクロロエチレン，テトラクロロエチレン，ジクロロメタン，四塩化炭素，ジクロロエタン，ジクロロエチレン，トリクロロエタン，又はジクロロプロペンよりなり、
該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄や塩化第一鉄の水溶液を添加し、該ｐＨ調整手段は、例えば硫酸又はカセイソーダを添加し、もって該処理槽内の該被処理水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする、揮発性有機化合物含有水の処理装置。 - 被処理水に含有された揮発性有機化合物を、フェントン法の処理プロセスに基づき酸化，分解する処理方法であって、
該揮発性有機化合物は、炭化水素系や塩素系よりなり、該揮発性有機化合物を含有した該被処理水に対し、過酸化水素と２価の鉄イオン溶液とｐＨ調整剤が添加されると共に、
過酸化水素は、反応当初に全量添加され、２価の鉄イオン溶液は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して分割添加され、ｐＨ調整剤は、過酸化水素の添加前は酸ｐＨ調整剤が添加され、過酸化水素の添加後は２価の鉄イオン溶液の分割添加毎にアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって該被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする、揮発性有機化合物含有水の処理方法。 - 請求項４に記載した揮発性有機化合物含有水の処理方法において、添加された過酸化水素が、触媒として添加される２価の鉄イオンにてその分割添加の都度還元されて、ＯＨラジカルが生成され、
もって、該被処理水に含有された該揮発性有機化合物が、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、低分子化合物に無機化されること、を特徴とする、揮発性有機化合物含有水の処理方法。 - 請求項５に記載した揮発性有機化合物含有水の処理方法において、更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルが生成され、
もって、該被処理水に含有された該揮発性有機化合物が、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、低分子化合物に無機化されること、を特徴とする、揮発性有機化合物含有水の処理方法。 - 請求項５又は６に記載した揮発性有機化合物含有水の処理方法において、生成されたＯＨラジカルが、更に該被処理水等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返され、
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、該揮発性有機化合物が、酸化，分解されて低分子化合物に無機化されること、を特徴とする、揮発性有機化合物含有水の処理方法。 - 請求項５又は６に記載した揮発性有機化合物含有水の処理方法において、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返され、
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、該揮発性有機化合物が、酸化，分解されて低分子化合物に無機化されること、
を特徴とする揮発性有機化合物含有水の処理方法。
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