JP2011078875A - Method for oxidatively decomposing organic compound - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for oxidatively decomposing an organic compound by which computational algorithm of necessary total mole number of OH radical or the like is established firstly and especially automation, controlling and tooling thereof are achieved secondarily. <P>SOLUTION: In the method for oxidatively decomposing the organic compound, a first step in the case of having a hydroxyl group, a second step in the case of having a hydrogen atom attached to a carbon atom or an oxygen atom and then a third step where the hydroxyl group is regenerated are repeated under participation of an OH radical to a hardly decomposable organic compound which is an object 1. Furthermore, if necessary, a fourth step of a reduction pattern by nascent hydrogen produced under participation of the OH radical is also added. By repeating each of these steps, the organic compound which is the object 1 is subjected to oxidative decomposition and is turned to inorganic substances such as water, gaseous carbon dioxide, oxygen molecules. A controller 11 such as a microcomputer 14 where these steps are programmed can be also utilized. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、有機化合物の酸化分解方法に関する。すなわち、炭素,水素,更には酸素、等の元素からなる難分解性の有機化合物を、OHラジカル(・OH)にて酸化分解して無機化する、酸化分解方法に関する。   The present invention relates to a method for oxidative decomposition of an organic compound. That is, the present invention relates to an oxidative decomposition method in which a hardly decomposable organic compound composed of elements such as carbon, hydrogen, and oxygen is oxidized and mineralized by OH radicals (.OH).

《技術的背景》
例えば、ベンゼン,トルエン,フェノール,エストラジオール等の有機化合物は、炭素,水素,更には酸素等の元素からなると共に、難分解性である。そして、例えば各種の製造工程等で使用,生成,排出されるが、水に溶解した揮発性有機化合物(VOC)よりなるものも多く、残留医薬や残留農薬等として排出されることもある。
そして、このような有機化合物は、廃液等に溶存,含有されて、地下水,河川水,湖水等として、環境中に排出されることが多く、環境汚染の原因となり、健康への悪影響も深刻化しつつある。
《Technical background》
For example, organic compounds such as benzene, toluene, phenol, and estradiol are composed of elements such as carbon, hydrogen, and oxygen, and are hardly decomposable. For example, it is used, produced, and discharged in various manufacturing processes, but it is often made of a volatile organic compound (VOC) dissolved in water, and may be discharged as a residual medicine or a residual agricultural chemical.
Such organic compounds are dissolved and contained in waste liquids, etc., and are often discharged into the environment as groundwater, river water, lake water, etc., causing environmental pollution and serious adverse health effects. It is going

《従来技術》
これに対し、この種の有機化合物の有効な浄化処理技術,無害化処理技術は、確立していない。廃液等中に含有されたこの種の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。
この種の処理技術として、開発,使用された従来技術は、いずれも設備コスト面やランニングコスト面等に、大きな難点が指摘されていた。
唯一、過酸化水素と鉄塩にてOHラジカルを生成して、この種の有機化合物を酸化分解,無機化するフェントン法の処理技術が提案され、注目されている状況にある。
<Conventional technology>
On the other hand, effective purification treatment technology and detoxification treatment technology for this type of organic compound have not been established. The processing needs of this type of organic compounds contained in waste liquids and the like are expected to increase in the future, but due to their difficulty of decomposition and the like, effective processing techniques have not yet been established.
As for this type of processing technology, the conventional technologies that have been developed and used have been pointed out with great difficulty in terms of equipment cost and running cost.
The only Fenton process technology that generates OH radicals with hydrogen peroxide and iron salts and oxidatively decomposes and mineralizes this type of organic compound has been proposed and attracting attention.

このようなフェントン法による処理技術としては、例えば、次の特許文献1,2に示されたものが挙げられる。
特開2006-334570号公報 特開2007-50314号公報
Examples of such a processing technique based on the Fenton method include those disclosed in Patent Documents 1 and 2 below.
JP 2006-334570 A JP 2007-50314 A

《問題点について》
ところで、従来のフェントン法による処理技術,酸化分解方法については、次の課題が指摘されていた。
OHラジカルは、周知のごとく強力な酸化力,分解力を備えており、難分解性の有機化合物の無機化力に優れている。しかし、ラジカルで反応性に富んでいるだけに、存在時間が瞬間的であり、寿命が極めて短い化学種でもあり、連鎖反応で生成させる生成効率の向上や反応効率の向上が、重要テーマとなる。
これに対し、従来例のフェントン法による処理技術については、例えば過酸化水素が途中で水と酸素に分解され易い等、OHラジカルの生成効率が悪く、又、所期の酸化分解反応以外の2次的反応が起こり易い等、反応効率が悪かった。
すなわちOHラジカルが、処理対象の難分解性の有機化合物にアタックして酸化分解に用いられることなく、消滅してしまうロスや、不安定な中間生成物を生成してしまうロスや、水,炭酸ガス,酸素等に無機化される割合の低さ、等々の問題が指摘されていた。
About the problem
By the way, the following subject was pointed out about the processing technology and the oxidative decomposition method by the conventional Fenton method.
As is well known, OH radicals have a strong oxidizing power and decomposing power, and are excellent in the mineralization power of hardly decomposable organic compounds. However, since it is a radical and highly reactive, it is a chemical species that has an instantaneous existence time and an extremely short lifetime, and improvement of the generation efficiency and reaction efficiency generated by chain reactions are important themes. .
On the other hand, the conventional Fenton process technology has low OH radical production efficiency, for example, because hydrogen peroxide is easily decomposed into water and oxygen in the middle, and other than the desired oxidative decomposition reaction. The reaction efficiency was poor, for example, the subsequent reaction was likely to occur.
In other words, OH radicals are not used for oxidative decomposition by attacking the difficult-to-decompose organic compounds to be treated, but they disappear, loss that generates unstable intermediate products, water, carbonic acid Problems such as low ratio of mineralization to gas, oxygen, etc. have been pointed out.

《その原因について》
このような、従来例のフェントン法について指摘されていた問題は、根本的には、OHラジカルによる酸化分解プロセスの把握不足に、起因していた。従来例の問題点の根本原因は、次の各点の解明不足にある。
すなわち、処理対象の各有機化合物それぞれに対応した、1.酸化分解メカニズムの分析、2.そして酸化分解過程の化学式のプロセス解明、3.これに基づく、酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数の把握、4.フェントン法による過酸化水素や2価の鉄イオンの添加量の把握、等の解明不足が挙げられる。
又、これらの解明が進展したとしても、これらを手計算で行うことの困難性が、特に指摘されていた。すなわち1.対象となる有機化合物が、すべて酸化分解,無機化され尽くしてしまうまでの煩雑な酸化分解過程、そして2.その化学式プロセスを、確実にフォローして、3.必要総モル数や、4.添加量を把握するには、膨大な計算量そして多大な時間と労力を要し、ミス多発も予測される。
そこで、OHラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムの確立、そしてその自動化,制御化,ツール化が、特に切望されていた。
About the cause
Such a problem pointed out about the conventional Fenton method was basically caused by insufficient grasp of the oxidative decomposition process by OH radicals. The root cause of the problems of the conventional example is insufficient elucidation of the following points.
That is, 1. corresponding to each organic compound to be treated. 1. Analysis of oxidative degradation mechanism 2. Elucidation of chemical formula of oxidative decomposition process, 3. Based on this, grasp the total number of moles of OH radicals required for oxidative decomposition. Insufficient elucidation of the amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions added by the Fenton method.
Moreover, even if these elucidation progressed, the difficulty of performing these by hand calculation was pointed out especially. That is, 1. 1. A complicated oxidative decomposition process until the target organic compound is completely oxidized and mineralized, and 2. Be sure to follow the chemical formula process. Required total number of moles, and 4. In order to grasp the amount of addition, a huge amount of calculation and a lot of time and labor are required, and many mistakes are predicted.
Therefore, establishment of a calculation algorithm for the required total number of moles of OH radicals, etc., and automation, control, and tooling thereof were particularly desired.

《本発明》
本発明の有機化合物の酸化分解方法は、このような実情に鑑み、上記従来技術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ラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが確立し、第2に、特にその自動化,制御化,ツール化が実現される、有機化合物の酸化分解方法を提案することを、目的とする。
<< Invention >>
In view of such circumstances, the organic compound oxidative decomposition method of the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art.
The present invention firstly establishes a calculation algorithm for the required total number of moles of OH radicals, and secondly proposes an oxidative decomposition method for organic compounds that can realize automation, control and tooling in particular. The purpose is to do.

《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の有機化合物の酸化分解方法は、少なくとも炭素,水素の2元素、又は酸素を加えた3元素からなる難分解性の有機化合物を処理対象とし、水溶液中の該対象を、OHラジカル(・OH)にて酸化分解,無機化する。そして、次の第1,第2,第3ステップを、有している。
すなわち該対象について、水酸基(-OH)の有無を判定し、有の場合、OHラジカルが該水酸基の水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、該水酸基の酸素原子を二重結合化する第1ステップと、該対象について、炭素原子や酸素原子に付く水素原子(H)の有無を判定し、有の場合、OHラジカルが該水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する第2ステップと、該対象について、上記第2ステップにて生成された炭素原子の不対電子や酸素原子の不対電子に対し、引続くOHラジカルが付加して、水酸基が再生される第3ステップと、を有している。
そして、上記第1ステップと上記第2,3ステップとが、繰返されること、を特徴とする。
<About Claim>
The technical means of the present invention for solving such a problem is as follows. First, claim 1 is as follows.
The method for oxidative decomposition of an organic compound according to claim 1 uses a hardly decomposable organic compound composed of at least two elements of carbon and hydrogen, or three elements added with oxygen as a treatment target,・ Oxidation decomposition and mineralization with OH). And it has the following 1st, 2nd, 3rd step.
That is, the presence or absence of a hydroxyl group (—OH) is determined for the target. If yes, the OH radical deprives the hydrogen atom of the hydroxyl group and oxidizes, and then returns to water and is released outside the system. The first step of double-bonding the oxygen atom of the hydrogen atom and the presence or absence of a hydrogen atom (H) attached to the carbon atom or oxygen atom is determined for the target. If yes, the OH radical takes the hydrogen atom and oxidizes And the second step of returning to water and returning to the outside of the system, and the target with respect to the unpaired electron of the carbon atom and the unpaired electron of the oxygen atom generated in the second step. And a third step in which hydroxyl groups are regenerated by addition of OH radicals.
The first step and the second and third steps are repeated.

請求項2については、次のとおり。
請求項2の有機化合物の酸化分解方法では、請求項1において、該対象について、水素原子が奪い尽くされ酸化し尽くされた場合、次の第4ステップへと進む。
第4ステップでは、まず、引続くOHラジカルが、水分子から水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ、発生期の水素(H++e-)を生成する。そして、該発生期の水素が、水素原子が奪い尽くされた該対象を還元,水素化し、もって上記第2ステップへと進むこと、を特徴とする。
請求項3については、次のとおり。
請求項3の有機化合物の酸化分解方法では、請求項1において、上記第1ステップの該水酸基には、カルボキシル基(-COOH)が包含される。そして、該カルボキシル基の場合は、上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離すること、を特徴とする。
About Claim 2, it is as follows.
In the method for oxidative decomposition of an organic compound according to claim 2, when hydrogen atoms are depleted and oxidized for the object in claim 1, the process proceeds to the next fourth step.
In the fourth step, first, the subsequent OH radicals oxidize by depriving hydrogen molecules from water molecules, and return themselves to water and liberate out of the system, while generating oxygen molecules, H + + e ) is generated. Then, the generational hydrogen is characterized in that the target from which hydrogen atoms have been depleted is reduced and hydrogenated, and the process proceeds to the second step.
About Claim 3, it is as follows.
In the method for oxidative decomposition of an organic compound according to a third aspect, in the first aspect, the hydroxyl group in the first step includes a carboxyl group (—COOH). In the case of the carboxyl group, the valence electrons move with the double bond of the oxygen atom in the first step, so that carbon dioxide gas is generated and released out of the system. .

請求項4については、次のとおり。
請求項4の有機化合物の酸化分解方法では、請求項1において、水素原子有のアルデヒド基(-CHO)の場合は、上記第2ステップに際し奪われた水素原子の空位への、続く上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離する。
水素原子有のメチレン基(-CH-)の場合は、上記第2ステップに際し奪われた水素原子の空位への、続く上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離する。
水素原子有のメチル基(CH-)の場合は、上記第2ステップに際し奪われた水素原子の空位への、続く上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスと酸素分子が生成されて系外に遊離する。
カルボニル基(-C=O-)の場合は、上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離する。
エーテル基(-O-)の場合は、上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって酸素分子が生成されて系外に遊離すること、を特徴とする。
About Claim 4, it is as follows.
In the oxidative decomposition method of an organic compound according to claim 4, in the case of the aldehyde group (—CHO) having a hydrogen atom in claim 1, the following third to the vacancy of the hydrogen atom deprived in the second step. As OH radicals are added and hydroxylated in steps, and oxygen atoms are double-bonded in the subsequent first step, valence electrons move, so that carbon dioxide gas is generated and released outside the system.
In the case of a methylene group having a hydrogen atom (—CH 2 —), addition of an OH radical in the subsequent third step to the vacancy of the hydrogen atom deprived in the second step, hydroxylation, and further to the subsequent step As oxygen atoms are double-bonded in the first step, valence electrons move, and carbon dioxide gas is generated and released outside the system.
In the case of a methyl group having a hydrogen atom (CH 3- ), addition of an OH radical in the subsequent third step, hydroxylation to the vacancy of the hydrogen atom deprived in the second step, followed by the subsequent second step As oxygen atoms are double-bonded in one step, valence electrons move, and carbon dioxide and oxygen molecules are generated and released outside the system.
In the case of a carbonyl group (—C═O—), the valence electrons are added along with the addition of OH radicals and hydroxylation in the third step and the double bonding of oxygen atoms in the subsequent first step. It moves, so that carbon dioxide is generated and released out of the system.
In the case of an ether group (—O—), valence electrons move due to the addition of OH radicals and hydroxylation in the third step, followed by the double bond of oxygen atoms in the subsequent first step. Thus, oxygen molecules are generated and released out of the system.

請求項5については、次のとおり。
請求項5の有機化合物の酸化分解方法では、請求項1,2,3,又は4において、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数が、前記各ステップでの反応式に基づき算出されること、を特徴とする。
請求項6については、次のとおり。
請求項6の有機化合物の酸化分解方法では、請求項5において、OHラジカルは、フェントン法にて生成され、過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量が、OHラジカルの該必要総モル数とフェントン法に基づき算出されること、を特徴とする。
請求項7については、次のとおり。
請求項7の有機化合物の酸化分解方法では、請求項6において、まず、検出手段により該対象の濃度が検出されると共に、入力手段により該対象の構成成分とそのモル数が入力される。もって、該対象の検出された濃度、および入力された構成成分とモル数に基づき、制御装置により、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの該必要総モル数、そして過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量が算出される。
そして、該制御装置からの指示に基づき、過酸化水素添加部および鉄イオン添加部により、該対象の水溶液に対し、該添加量の過酸化水素および2価の鉄イオンが添加されること、を特徴とする。
About Claim 5, it is as follows.
In the method for oxidative decomposition of an organic compound according to claim 5, in claim 1, 2, 3, or 4, the required total number of OH radicals required for oxidative decomposition of the target is calculated based on the reaction formula in each step. It is characterized by that.
About Claim 6, it is as follows.
In the oxidative decomposition method of an organic compound according to claim 6, in claim 5, OH radicals are generated by the Fenton method, and the amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions added is the required total number of moles of OH radicals. And calculated based on the Fenton method.
About Claim 7, it is as follows.
In the method for oxidative decomposition of an organic compound according to a seventh aspect, in the sixth aspect, first, the concentration of the target is detected by the detection means, and the constituent components of the target and the number of moles thereof are input by the input means. Thus, based on the detected concentration of the object and the components and moles entered, the controller causes the required total number of moles of OH radicals required for oxidative degradation of the object, and hydrogen peroxide and divalent The amount of iron ion added is calculated.
Then, based on an instruction from the control device, the hydrogen peroxide addition unit and the iron ion addition unit add the added amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions to the target aqueous solution. Features.

請求項8については、次のとおり。
請求項8の有機化合物の酸化分解方法では、請求項7において、該制御装置は、コンピュータにて構成されている。そして、そのプログラムにより、前記第1,第2,第3,第4の各ステップを繰返し、もって各ステップ毎に必要なOHラジカルのモル数を算出するステップ処理と、該ステップ処理に基づく、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの該必要総モル数の演算処理と、これに基づく、過酸化水素および2価の鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われることを特徴とする。
請求項9については、次のとおり。
請求項9の有機化合物の酸化分解方法では、請求項7において、該制御装置は、コンピュータにて構成されている。そして、そのプログラムにより、予め記憶されたデータを検索して、該対象の構成成分の酸化分解に必要なOHラジカルのモル数を抽出するデータ検索処理と、該データ検索処理に基づく、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの該必要総モル数の演算処理と、これに基づく、過酸化水素および2価の鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われることを特徴とする。
About Claim 8, it is as follows.
In an oxidative decomposition method of an organic compound according to an eighth aspect, the control device according to the seventh aspect is configured by a computer. Then, the program repeats the first, second, third, and fourth steps, thereby calculating the number of moles of OH radicals required for each step, and based on the step processing, The calculation processing of the required total number of moles of OH radicals required for the target oxidative decomposition and the calculation processing of the addition amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions based on this are performed.
About Claim 9, it is as follows.
In the oxidative decomposition method of an organic compound according to a ninth aspect, the control device according to the seventh aspect is configured by a computer. Then, the program searches the data stored in advance and extracts the number of moles of OH radicals necessary for the oxidative decomposition of the constituent components of the target, and the target of the target based on the data search processing A calculation process of the required total number of moles of OH radicals required for oxidative decomposition and a calculation process of the addition amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions based on this are performed.

《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)対象の有機化合物を含有した被処理水は、フェントン処理槽に供給される。
(2)そして、過酸化水素や鉄イオンが添加される。
(3)そこで、OHラジカルが生成される。
(4)OHラジカルは、強力な酸化力,分解力を備えており、対象の有機化合物を、水,炭酸ガス,酸素等に無機化する。
(5)そして本発明では、対象の有機化合物が、次のステップにて酸化分解される。すなわち、水酸基有の場合の第1ステップ、炭素原子や酸素原子に付く水素原子有の場合の第2ステップ、その後に水酸基が再生される第3ステップ等の各ステップが、OHラジカル関与のもとで繰返される。なお、発生期の水素にて還元する第4ステップが、加わることもある。
(6)このように、パターン化されたステップにより、酸化分解過程,化学式プロセスが、具体的に把握される。もって、OHラジカルの必要総モル数や、過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出可能となる。
(7)このような計算アルゴリズムは、コンピュータ等の制御装置を利用することにより、自動化,制御化,ツール化される。
(8)例えば、前記第1,第2,第3,第4の各ステップ処理、記憶データ検索処理,必要総モル数演算処理,添加量演算処理等を、プログラム化してコンピュータにて行うことにより、上述したところが容易かつ確実に実現される。
(9)なお、OHラジカルの必要総モル数は、必要理論総モル数として算出されたモル数より、多目に算出,設定,準備される。もって、過酸化水素や鉄イオンの添加量についても、これに準じる。
(10)さてそこで、本発明の有機化合物の酸化分解方法は、次の効果を発揮する。
<About the action>
Since the present invention comprises such means, the following is achieved.
(1) The water to be treated containing the target organic compound is supplied to the Fenton treatment tank.
(2) Hydrogen peroxide and iron ions are added.
(3) Therefore, OH radicals are generated.
(4) The OH radical has a strong oxidizing power and decomposing power, and mineralizes the target organic compound into water, carbon dioxide gas, oxygen and the like.
(5) In the present invention, the target organic compound is oxidatively decomposed in the next step. That is, each step such as the first step in the case of having a hydroxyl group, the second step in the case of having a hydrogen atom attached to a carbon atom or an oxygen atom, and the third step in which the hydroxyl group is regenerated thereafter is performed under the participation of OH radicals. Is repeated. Note that a fourth step of reduction with nascent hydrogen may be added.
(6) Thus, the oxidative decomposition process and the chemical formula process are specifically grasped by the patterned steps. Therefore, the required total number of moles of OH radicals and the amount of hydrogen peroxide and iron ions added can be calculated easily and reliably.
(7) Such a calculation algorithm is automated, controlled, and tooled by using a control device such as a computer.
(8) For example, by performing the first, second, third, and fourth step processes, the stored data retrieval process, the required total mole number calculation process, the addition amount calculation process, and the like in a computer program The above is easily and reliably realized.
(9) The required total number of moles of OH radicals is calculated, set, and prepared more frequently than the number of moles calculated as the required theoretical total number of moles. Accordingly, the amount of hydrogen peroxide and iron ions added is also the same.
(10) Now, the method for oxidative decomposition of an organic compound of the present invention exhibits the following effects.

《第1の効果》
第1に、本発明の酸化分解方法により、OHラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、確立する。
すなわち、パターン化された第1,第2,第3,第4ステップを、処理対象の各有機化合物に対して共通適用することにより、各有機化合物の酸化分解過程,化学式プロセスが、それぞれ具体的に解明,把握される。もって、OHラジカルの必要総モル数、そしてフェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量を、容易かつ確実に算出可能となる。
このように、本発明では、OHラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが確立される。従って、過不足ないOHラジカルの生成と反応が可能となり、前述したこの種従来例に比し、OHラジカルの生成効率や反応効率が向上する。連鎖的に生成されると共に寿命の短いOHラジカルが、酸化に用いられずに消滅してしまうロス発生は防止され、2次的反応による中間生成物の生成ロスも削減され、無機化率が向上する。
<< First effect >>
First, by the oxidative decomposition method of the present invention, a calculation algorithm such as a required total number of moles of OH radicals is established.
That is, by applying the patterned first, second, third, and fourth steps to each organic compound to be treated, the oxidative decomposition process and the chemical formula process of each organic compound can be made concrete. Elucidated and understood. Therefore, the required total number of moles of OH radicals and the amount of hydrogen peroxide and iron ions added by the Fenton method can be calculated easily and reliably.
Thus, in the present invention, a calculation algorithm such as the required total number of moles of OH radicals is established. Therefore, the generation and reaction of OH radicals with no excess or deficiency are possible, and the generation efficiency and reaction efficiency of OH radicals are improved as compared with the above-described conventional example. Loss generation, in which chain-generated and short-lived OH radicals disappear without being used for oxidation, prevents intermediate product loss due to secondary reactions, and improves mineralization rate To do.

《第2の効果》
第2に、特に本発明の酸化分解方法によって、上述した計算アルゴリズムの自動化,制御化,ツール化が、実現される。
本発明では、コンピュータ等の制御装置を利用することにより、対象の有機化合物の酸化分解,無機化について、OHラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、自動化,制御化,ツール化される。
すわなち、濃度検出手段や対象入力手段を付設して、後はプログラムソフトに基づき各種演算処理等を行うことにより、容易かつ確実に、OHラジカルの必要総モル数、そして過酸化水素,鉄イオンの添加量が算出されるようになる。前述したこの種従来例のように、手計算により多大な時間と労力を要し、ミス多発の虞もあったのに比し、このように自動化,制御化,ツール化実現の意義は大きい。
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。
<< Second effect >>
Secondly, automation, control, and tooling of the above-described calculation algorithm are realized particularly by the oxidative decomposition method of the present invention.
In the present invention, by using a control device such as a computer, a calculation algorithm such as a necessary total number of moles of OH radicals is automated, controlled, and tooled for oxidative decomposition and mineralization of a target organic compound.
In other words, by adding concentration detection means and target input means, and then performing various arithmetic processing based on the program software, the required total number of moles of OH radicals, hydrogen peroxide, iron The amount of ions added is calculated. Compared to the above-described conventional example, which requires a lot of time and labor by manual calculation and there is a risk of frequent mistakes, the realization of automation, control, and tooling is significant.
As described above, the effects exerted by the present invention are remarkably large, such as all the problems existing in this type of conventional example are solved.

本発明に係る有機化合物の酸化分解方法について、発明を実施するための形態の説明に供し、全体の構成フロー図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is used for description of the form for implementing the invention about the oxidative decomposition method of the organic compound which concerns on this invention, and is an entire structure flow figure. 同発明を実施するための形態の説明に供し、制御装置のコンピュータ等の構成ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a computer or the like of a control device for explanation of an embodiment for carrying out the invention. 同発明を実施するための形態の説明に供し、制御装置のコンピュータの要部の機能ブロック図である。。FIG. 5 is a functional block diagram of a main part of a computer of a control device for explaining an embodiment for carrying out the invention. . 同発明を実施するための形態の説明に供し、処理ステップの1例のフローチャートであり、(1)図は、第1ステップに関し、(2)図は、第2ステップに関する。It is used for description of the form for implementing this invention, and is a flowchart of one example of a process step, (1) FIG. Is related with 1st step, (2) FIG. Is related with 2nd step. 同発明を実施するための形態の説明に供し、処理ステップの1例のフローチャートであり、(1)図は、第3ステップに関し、(2)図は、第4ステップに関する。It is used for description of the form for implementing this invention, and is a flowchart of an example of a processing step, (1) FIG. Is related with 3rd step, (2) FIG. Is related with 4th step.

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
そして以下、「処理対象」,「フェントン法」,「OHラジカルの生成」,「本発明の概要」,「酸化分解等の具体例」,「OHラジカル等の計算アルゴリズム」,「制御装置等」,「制御例(その1)」,「制御例(その2)」,「作用等」などの項目順に、説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
In the following, "processing object", "Fenton method", "OH radical generation", "Outline of the present invention", "Specific examples of oxidative decomposition", "Calculation algorithm for OH radicals", "Control device, etc." , “Control Example (Part 1)”, “Control Example (Part 2)”, “Action, etc.” will be described in the order of items.

《処理対象1について》
本発明の酸化分解方法は、少なくとも炭素(C),水素(H)の2元素、又は酸素を加えた3元素からなる難分解性の有機化合物を処理対象1(以下単に対象1と言う)とし、水溶液中の対象1を、OHラジカル(・OH)にて酸化分解し、もって水(HO),炭酸ガス(CO),酸素(O)等に、無機化する。
まず、対象1となる有機化合物は、炭素,水素の2元素や、酸素を加えた3元素よりなり、例えば次の物質等が考えられる。
・ベンゼン(C
・トルエン(CCH
・フェノール(COH)
・キシレン(C(CH
・酢酸エチル(CHCOOCHCH
・ホルムアルデヒド(HCHO)
・エストラジオール(C1824
<< Processing target 1 >>
In the oxidative decomposition method of the present invention, a hardly decomposable organic compound composed of at least two elements of carbon (C) and hydrogen (H), or three elements added with oxygen is treated 1 (hereinafter simply referred to as object 1). The target 1 in the aqueous solution is oxidatively decomposed with OH radicals (.OH) and thus mineralized into water (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ), oxygen (O 2 ), or the like.
First, the organic compound which becomes the object 1 is composed of two elements of carbon and hydrogen and three elements to which oxygen is added. For example, the following substances may be considered.
・ Benzene (C 6 H 6 )
Toluene (C 6 H 5 CH 3)
Phenol (C 6 H 5 OH)
Xylene (C 6 H 4 (CH 3 ) 2)
・ Ethyl acetate (CH 3 COOCH 2 CH 3 )
・ Formaldehyde (HCHO)
Estradiol (C 18 H 24 O 2)

《フェントン法について》
そして、本発明の酸化分解方法は、このような有機化合物を、OHラジカルにて酸化分解する。
OHラジカルの生成法、そしてOHラジカルによる酸化分解法としては、フェントン法が代表的である。そこで、まずフェントン法について、図1を参照して、その概要を説明する。
図示したフェントン法の処理装置2は、原水槽3,フェントン処理槽4,後処理槽5を順に備えており、フェントン処理槽4には、過酸化水素槽6,鉄イオン槽7,pH調整手段(図示せず)が、付設されている。
そして、対象1の有機化合物が溶存,含有した被処理水8は、原水槽3からフェントン処理槽4へと供給される。
About the Fenton method
The oxidative decomposition method of the present invention oxidizes and decomposes such an organic compound with OH radicals.
As a method for generating OH radicals and an oxidative decomposition method using OH radicals, the Fenton method is typical. First, the outline of the Fenton method will be described with reference to FIG.
The illustrated Fenton process apparatus 2 includes a raw water tank 3, a Fenton treatment tank 4, and a post-treatment tank 5 in this order. The Fenton treatment tank 4 includes a hydrogen peroxide tank 6, an iron ion tank 7, and pH adjusting means. (Not shown) is attached.
The treated water 8 in which the organic compound of the target 1 is dissolved and contained is supplied from the raw water tank 3 to the Fenton treatment tank 4.

フェントン処理槽4は、pH調整手段にて常時弱酸性に調整されている。そして、フェントン処理槽4に供給された被処理水8に対し、反応当初において、過酸化水素槽6から過酸化水素(H)の水溶液が、電磁弁やポンプを備えた過酸化水素添加部9を介し、フェントン試薬として全量添加される。
それから、上述により過酸化水素が添加されたフェントン処理槽4の被処理水8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+)溶液が、電磁弁やポンプを備えた鉄イオン添加部10を介し、フェントン試薬として分割添加される。
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(FeSO・7HO)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(FeCl)やその水和物も使用可能である。
フェントン処理槽4内では、このように添加された過酸化水素と2価の鉄イオンにてOHラジカルが生成され、もって、対象1の有機化合物が酸化分解,無機化される。
すなわち、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電子奪取力,酸化力,分解力を有すると共に、ラジカルで反応性に富んでおり、反応が激しいだけに存在時間が瞬間的であり、寿命の短い化学種である。そして、水相分散したOHラジカルは、被処理水8中に溶存,含有された対象1の有機化合物を酸化し、遂には分解してしまう。
もって、有機化合物が無機化された被処理水8は、後処理槽5を経由し、凝集,沈殿,濾過,pH調整された後、外部排水され放流される。
フェントン法は、例えばこのようになっている。
The Fenton treatment tank 4 is always adjusted to be weakly acidic by pH adjusting means. Then, at the beginning of the reaction, an aqueous solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is supplied from the hydrogen peroxide tank 6 to the treated water 8 supplied to the Fenton treatment tank 4, and the hydrogen peroxide provided with a solenoid valve or pump. The whole amount is added as a Fenton reagent through the addition unit 9.
Then, a bivalent iron ion (Fe 2+ ) solution is provided with a solenoid valve and a pump by intermittently repeating a plurality of cycles for the water to be treated 8 of the Fenton treatment tank 4 to which hydrogen peroxide has been added as described above. In addition, it is divided and added as a Fenton reagent through the iron ion addition unit 10.
That is, substances that generate divalent iron ions in the liquid, such as ferrous sulfate heptahydrate (FeSO 4 · 7H 2 O), are typically used as such iron salts, but other anhydrous Salts and hydrated salts such as iron chloride (FeCl 2 ) and hydrates thereof can also be used.
In the Fenton treatment tank 4, OH radicals are generated by the hydrogen peroxide and the divalent iron ions added in this manner, and the organic compound of the target 1 is oxidatively decomposed and mineralized.
In other words, the OH radical, that is, the hydroxy radical (.OH) has a strong electron scavenging power, oxidizing power, and decomposing power as well known, and is highly reactive with radicals. It is a chemical species with a short lifetime. Then, the OH radical dispersed in the water phase oxidizes the organic compound of the target 1 dissolved and contained in the water 8 to be treated, and eventually decomposes.
Thus, the water 8 to be treated, in which the organic compound is mineralized, passes through the post-treatment tank 5 and is agglomerated, precipitated, filtered, and pH-adjusted, and then drained and discharged.
For example, the Fenton method is as follows.

《OHラジカルの生成》
次に、フェントン法におけるOHラジカルの生成反応式等について、説明しておく。
まず第1に、フェントン処理槽4内では、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ラジカルが生成される。すなわち、次の化1,化2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。なお、化1と化2の反応式を合成すると、化3の反応式となる。
<Generation of OH radicals>
Next, an OH radical generation reaction formula and the like in the Fenton method will be described.
First, in the Fenton treatment tank 4, the added hydrogen peroxide is reduced with divalent iron ions added as a catalyst to generate OH radicals. That is, OH radicals are generated based on the following reaction formulas 1 and 2. This is the Fenton main reaction. When the reaction formulas of Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2 are synthesized, the chemical formula of Chemical Formula 3 is obtained.

Figure 2011078875
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Figure 2011078875
Figure 2011078875
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第2に、上記第1のようにOHラジカルが生成されると共に、上記化2の過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、上記化1の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。すなわち、次の化4,化5の反応式によっても、付随的,副次的,連鎖的に、OHラジカルの生成が可能である。   Second, OH radicals are generated as in the first, and hydroxide ions generated by the reduction reaction of hydrogen peroxide in Chemical Formula 2 are converted into oxidation reactions of the divalent iron ions in Chemical Formula 1 above. Oxidized with trivalent iron ions generated in step OH, OH radicals are generated. That is, OH radicals can also be generated incidentally, secondaryly, and chained by the following reaction formulas 4 and 5.

Figure 2011078875
Figure 2011078875
Figure 2011078875
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第3に、更に前記化3(化1,化2)や上記化4,化5の反応式にて生成されたOHラジカルが、被処理水8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6,化7の反応式により、付随的,副次的,連鎖的に繰り返して可能である。   Third, OH radicals generated by the reaction formulas of Chemical Formula 3 (Chemical Formula 1, Chemical Formula 2) and Chemical Formula 4 and Chemical Formula 5 react with water such as the water to be treated 8 to generate new OH radicals. The reaction to produce water and water can be repeated in an incidental, secondary, and chain manner according to the following reaction formulas (6) and (7).

Figure 2011078875
Figure 2011078875
Figure 2011078875
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第4に、前記化3(化1)の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8,化9の反応式により、付随的,副次的,連鎖的に繰り返して可能である。なお、化8と化9の反応式を合成すると、化10の反応式となる。
即ち、被処理水8を、pH調整手段にてアルカリ化し、もって化8の反応式にて、過酸化水素がプロトン(H)を遊離し、3価の鉄イオンが2価の鉄イオンに還元されると共に、酸素分子に電子が付加されているスーパーオキシドアニオン(・O )が生成される。そして、化9の反応式により、このスーパーオキシドアニオンが、過酸化水素と反応して、OHラジカルを生成する。
Fourth, the reaction in which trivalent iron ions generated by the oxidation reaction of divalent iron ions in Chemical Formula 3 (Chemical Formula 1) react with hydrogen peroxide to generate new OH radicals and the like. However, it is possible to repeat the incidental, secondary, and chaining repeatedly according to the following reaction formulas (8) and (9). When the reaction formulas of Chemical Formula 8 and Chemical Formula 9 are synthesized, the chemical formula of Chemical Formula 10 is obtained.
That is, the water 8 to be treated is alkalinized by a pH adjusting means, and hydrogen peroxide liberates protons (H + ) and the trivalent iron ions are converted into divalent iron ions in the reaction formula of chemical formula 8. While being reduced, a superoxide anion (.O 2 ) in which electrons are added to oxygen molecules is generated. Then, according to the reaction formula of Chemical Formula 9, this superoxide anion reacts with hydrogen peroxide to generate OH radicals.

Figure 2011078875
Figure 2011078875
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フェントン法では、このようにOHラジカルが生成される。
Figure 2011078875
Figure 2011078875
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In the Fenton method, OH radicals are thus generated.

《本発明の概要について》
以下、本発明について説明する。
まず、本発明の概要について、図4,図5のフローチャートを参照して、説明する。
フェントン処理槽4(図1を参照)内では、上述により生成されたOHラジカルにより、炭素,水素,酸素等の元素よりなる対象1の難分解性の有機化合物が、酸化分解されて無機化される。
そして、この酸化分解,無機化は、次の第1ステップ,第2ステップ,第3ステップ,更には第4ステップを、順に繰返すことにより、行われる。
<< Outline of the Present Invention >>
The present invention will be described below.
First, the outline of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
In the Fenton treatment tank 4 (see FIG. 1), the refractory organic compound of the object 1 made of elements such as carbon, hydrogen, oxygen, etc. is oxidized and mineralized by the OH radicals generated as described above. The
The oxidative decomposition and mineralization are performed by sequentially repeating the following first step, second step, third step, and further the fourth step.

図4の(1)図は、第1ステップに関する。
まず前提として、STEP1で対象1の有機化合物の化学式、具体的には、その構成成分を示した構造式が、入力される(後述する対象入力手段13を参照)。
そして、この第1ステップのルーチンでは、そのSTEP2で、対象1について、まず水酸基(-OH)の有無が判定される。そして、水酸基有の場合は、STEP3,STEP4へと進み、OHラジカル(・OH)が水酸基の水素原子(H)を奪って酸化し、水酸基の酸素原子(O)を二重結合化(=O)すると共に、STEP5で自身は水(HO)に回帰して系外に遊離する。
なおSTEP6により、水酸基が無となるまで、上述した所が繰返される。
FIG. 4 (1) relates to the first step.
First, as a premise, the chemical formula of the organic compound of the target 1 in STEP 1, specifically, the structural formula showing its constituent components is input (see target input means 13 described later).
In the first step routine, in STEP 2, the presence or absence of a hydroxyl group (—OH) is first determined for the target 1. When the hydroxyl group is present, the process proceeds to STEP 3 and STEP 4 where the OH radical (.OH) deprives the hydrogen atom (H) of the hydroxyl group and oxidizes to double bond the oxygen atom (O) of the hydroxyl group (= O And at STEP 5 itself returns to water (H 2 O) and is released out of the system.
In STEP 6, the above described process is repeated until there is no hydroxyl group.

次に、図4の(2)図は、第2ステップに関する。
第1ステップの次のルーチンである第2ステップでは、まず、そのSTEP7で、第1ステップ後の対象1について、炭素原子(C)や酸素原子(O)に付く水素原子(H)の有無が、判定される。そして、水素原子有の場合は、STEP8,STEP9へと進み、OHラジカルが水素原子を奪って酸化し、STEP10で、自身は水に回帰して系外に遊離する。
なおSTEP11により、炭素原子や酸素原子に付く水素原子が無となるまで、上述した所が繰返される。
Next, FIG. 4B relates to the second step.
In the second step, which is a routine subsequent to the first step, first, in STEP 7, whether or not there is a hydrogen atom (H) attached to a carbon atom (C) or an oxygen atom (O) in the target 1 after the first step. Is determined. If there are hydrogen atoms, the process proceeds to STEP 8 and STEP 9 where OH radicals deprive the hydrogen atoms and oxidize, and in STEP 10, themselves return to water and are released outside the system.
In STEP 11, the above-described process is repeated until there are no more hydrogen atoms attached to carbon atoms or oxygen atoms.

図5の(1)図は、第3ステップに関する。
上述した第2ステップの次のルーチンである第3ステップでは、まず、そのSTEP12で、第2ステップ後の対象1について、第2ステップにて生成された炭素原子(C)の不対電子(−)の有無や、酸素原子(O)の不対電子の有無が、判定される。そして不対電子有の場合は、STEP13へと進んで、不対電子に引続くOHラジカルが付加して、水酸基が再生される。
そこでフローは、STEP14を経て、前述した図4の(1)図の第1ステップにリターンして、第1ステップを繰返すことになる。
FIG. 5A relates to the third step.
In the third step, which is a routine subsequent to the second step described above, first, in STEP 12, for the target 1 after the second step, the unpaired electrons (−) of the carbon atom (C) generated in the second step ) And the presence or absence of unpaired electrons of oxygen atoms (O). If there is an unpaired electron, the process proceeds to STEP 13 where an OH radical following the unpaired electron is added to regenerate the hydroxyl group.
Therefore, the flow returns to the first step of FIG. 4A described above through STEP 14 and repeats the first step.

図5の(2)図は、第4ステップに関する。
上述した第1,第2,第3ステップで、対象1について、水酸基,炭素原子,酸素原子等の水素原子が、奪い尽くされ酸化し尽くされた場合、通常は、対象1が所期の通り水,炭酸ガス,酸素等に分解され、無機化されたことになる。
これに対し、第1,第2,第3ステップを経ても、対象1が、未だすべて無機化され尽くされていない場合は、次のルーチンである第4ステップへと進む。
第4ステップでは、まずSTEP16で、引続くOHラジカルが、水分子から水素原子を奪って酸化する。もって、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ、発生期の水素(H++e-)を生成する。そして、生成されたSTEP17の発生期の水素が、STEP15の水素原子が奪い尽くされた対象1を、STEP18で還元,水素化する。
そこでフローは、STEP19を経て、前述した図4の(2)図の第2ステップへとリターンして、第2ステップを繰返すことになる。
本発明の概要は、このようになっている。
FIG. 5 (2) relates to the fourth step.
In the first, second, and third steps described above, when hydrogen atoms such as hydroxyl groups, carbon atoms, oxygen atoms, etc. are depleted and oxidized for the target 1, the target 1 is usually as expected. It is decomposed into water, carbon dioxide, oxygen, etc. and made inorganic.
On the other hand, if the object 1 has not been completely mineralized even after the first, second and third steps, the process proceeds to the fourth routine which is the next routine.
In the fourth step, first in STEP 16, the subsequent OH radicals oxidize by taking hydrogen atoms from water molecules. Thus, it returns to water and liberates out of the system, and generates hydrogen molecules (H + + e ) while generating oxygen molecules. Then, the generated hydrogen in the generation stage of STEP 17 reduces and hydrogenates the target 1 from which the hydrogen atoms of STEP 15 are depleted in STEP 18.
Therefore, the flow returns to the second step in FIG. 4 (2) described above through STEP 19, and the second step is repeated.
The outline of the present invention is as described above.

《酸化分解等の具体例》
対象1である炭素,水素,酸素等からなる難分解性の有機化合物は、このような第1ステップ,第2ステップ,第3ステップ、更には必要に応じ第4ステップを順に、多くの場合は多数回繰返すことにより、酸化分解されて、水,炭酸ガス,酸素等に無機化される。
ここで、対象1の有機化合物の構成成分となる各置換基や炭化水素について、その酸化分解,無機化の具体例を、以下に詳述する。表1は、このような具体例の酸化分解データである。
なお表1中、Rは、有機化合物の置換基等の構成成分以外の基本部分や残基を示す。R'は、Rに比し水素原子が1個少ない場合を示す。又、RとR"とは同一でも可。
<< Specific examples of oxidative decomposition, etc. >>
The target 1, which is a hardly decomposable organic compound consisting of carbon, hydrogen, oxygen, etc., is often the first step, the second step, the third step, and the fourth step as necessary, in many cases. By being repeated many times, it is oxidatively decomposed and mineralized into water, carbon dioxide, oxygen and the like.
Here, specific examples of oxidative decomposition and mineralization of the substituents and hydrocarbons which are constituent components of the organic compound of the subject 1 will be described in detail below. Table 1 shows oxidative decomposition data of such specific examples.
In Table 1, R represents a basic part or residue other than structural components such as a substituent of an organic compound. R ′ represents a case where one hydrogen atom is less than R. R and R "may be the same.

Figure 2011078875
Figure 2011078875

まず、カルボキシル基(-COOH)は、表1中の項目NO.1に示したように、酸化分解される。
すなわち、対象1となる有機化合物に、カルボキシル基が最初に含まれていた場合、又は、ステップ処理によりカルボキシル基が途中で生成された場合は、前記第1ステップ(図4の(1)図を参照)を辿る。そして、第1ステップでの酸素原子(O)の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガス(CO)が生成されて系外に遊離する。
結局、1モル(構成成分当量、以下同様)のカルボキシル基の酸化分解処理に関しては、1モルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、1モルの水と1モルの炭酸ガスが生成される。
First, the carboxyl group (—COOH) is represented by the item No. in Table 1. As shown in FIG.
That is, when a carboxyl group is first included in the organic compound that is the target 1, or when a carboxyl group is generated in the middle by a step treatment, the first step ((1) in FIG. 4 is performed). Follow). As the oxygen atom (O) is double-bonded in the first step, valence electrons move, so that carbon dioxide (CO 2 ) is generated and released outside the system.
After all, regarding the oxidative decomposition treatment of 1 mol (constituent equivalent, the same applies hereinafter) of the carboxyl group, 1 mol of OH radical is involved and consumed, thereby producing 1 mol of water and 1 mol of carbon dioxide. The

次に、水酸基(-OH)は、表1中の項目NO.2に示したように、酸化分解される。
すなわち、対象1となる有機化合物に、水酸基が最初に含まれていた場合、又は、ステップ処理により水酸基が途中で生成された場合は、前記第1ステップ(図4の(1)図を参照)を辿る。
もって、1モルの水酸基の酸化分解処理に関しては、1モルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、1モルの水が生成される。
Next, the hydroxyl group (—OH) is determined according to the item No. 1 in Table 1. As shown in FIG.
That is, when a hydroxyl group is first included in the organic compound to be the target 1, or when a hydroxyl group is generated in the middle by the step treatment, the first step (see FIG. 4 (1)) Follow.
Therefore, regarding the oxidative decomposition treatment of 1 mol of hydroxyl group, 1 mol of OH radical is involved and consumed, so that 1 mol of water is generated.

又、アルデヒド基(-CHO)は、表1中の項目NO.3に示したように、酸化分解される。
すなわち、対象1となる有機化合物に、アルデヒド基が最初に含まれていた場合、又は、ステップ処理によりアルデヒド基が途中で生成された場合は、まず、前記第2ステップ(図4の(2)図を参照)を辿る。そして、水素原子(H)有のアルデヒド基の場合は、奪われた水素原子の空位に、前記第3ステップ(図5の(1)図を参照)でのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く前記第1ステップ(図4の(1)図を参照)での酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離する。
結局、1モルのアルデヒド基の酸化分解処理に関しては、3モルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、2モルの水と、1モルの炭酸ガスとが、生成されることになる。
In addition, the aldehyde group (—CHO) is the item No. in Table 1. As shown in FIG.
That is, when an aldehyde group is first included in the organic compound to be the target 1, or when an aldehyde group is generated in the middle by step treatment, first, the second step ((2) in FIG. 4). Follow the diagram). In the case of an aldehyde group having a hydrogen atom (H), addition of an OH radical, hydroxylation in the third step (see FIG. 5 (1)) to the vacant position of the deprived hydrogen atom, As the oxygen atoms are double-bonded in the subsequent first step (see FIG. 4 (1)), the valence electrons move, so that carbon dioxide gas is generated and released out of the system.
Eventually, regarding the oxidative decomposition treatment of 1 mol of aldehyde groups, 3 mol of OH radicals are involved and consumed, so that 2 mol of water and 1 mol of carbon dioxide gas are generated.

次に、メチル基(CH-)は、表1中の項目NO.4に示したように、酸化分解される。
すなわち、対象1となる有機化合物に、メチル基が最初に含まれていた場合、又は、ステップ処理によりメチル基が途中で生成された場合は、まず、前記第2ステップを辿る。そして、水素原子有のメチル基の場合は、奪われた水素原子の空位に、続く前期第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く前記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスと酸素分子が生成されて系外に遊離する。
結局、1モルのメチル基の酸化分解処理に関しては、9モルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、6モルの水と1モルの炭酸ガスと1/2モルの酸素分子とが、生成される。
Next, the methyl group (CH 3- ) is selected from the item No. 1 in Table 1. As shown in FIG.
That is, when a methyl group is first included in the organic compound to be the target 1, or when a methyl group is generated in the middle by the step treatment, first, the second step is followed. In the case of a methyl group having a hydrogen atom, the OH radical is added and hydroxylated in the subsequent third step in the subsequent vacancy of the deprived hydrogen atom, and further, the oxygen atom doubled in the subsequent first step. Along with the binding, the valence electrons move, so that carbon dioxide gas and oxygen molecules are generated and released outside the system.
After all, regarding the oxidative decomposition treatment of 1 mol of methyl group, 9 mol of OH radical is involved and consumed, so that 6 mol of water, 1 mol of carbon dioxide gas and 1/2 mol of oxygen molecule are obtained. Generated.

次に、炭化水素(例えばアルキル基)一般については、次の通り。この場合は、表1中の項目NO.5に示したように、酸化分解される。
すなわち、対象1となる有機化合物中の構成成分の炭化水素は、(最初に含まれていた場合と、ステップ処理により途中で生成された場合とがあるが、いずれにしても)、前記第2ステップ,そして第3ステップ,第1ステップを順に辿り、もって水が生成されて系外に遊離する。
もって結局、有機化合物中の構成成分としての1モルの炭化水素成分の酸化分解処理に関しては、3モルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、2モルの水が生成される。
Next, hydrocarbons (for example, alkyl groups) in general are as follows. In this case, item NO. As shown in FIG.
That is, the hydrocarbon of the constituent component in the organic compound to be the target 1 (the case where it is initially included and the case where it is generated in the middle by the step treatment, in any case) The steps, the third step, and the first step are followed in order, so that water is generated and released out of the system.
Consequently, regarding the oxidative decomposition treatment of 1 mol of the hydrocarbon component as a constituent component in the organic compound, 3 mol of OH radicals are involved and consumed, thereby generating 2 mol of water.

次に、メチレン基(-CH-)は、表1中の項目NO.6に示したように、酸化分解される。
すなわち、対象1となる有機化合物に、メチレン基が最初に含まれていた場合、又は、ステップ処理によりメチレン基が途中で生成された場合は、まず、前記第2ステップを辿る。そして、水素原子有のメチレン基の場合は、奪われた水素原子の空位に、続く前期第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く前記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離する。
結局、nモルのメチレン基の酸化分解処理に関しては、6nモルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、4nモルの水とnモルの炭酸ガスとが、生成される。
Next, the methylene group (—CH 2 —) corresponds to the item No. As shown in FIG.
That is, when the methylene group is first included in the organic compound to be the target 1, or when the methylene group is generated in the middle by the step treatment, first, the second step is followed. In the case of a methylene group having a hydrogen atom, addition of an OH radical and hydroxylation in the subsequent third step to the vacant position of the deprived hydrogen atom, followed by the double oxygen atom in the subsequent first step. Along with the bonding, the valence electrons move, so that carbon dioxide gas is generated and released outside the system.
Eventually, regarding the oxidative decomposition treatment of n moles of methylene groups, 6 nmoles of OH radicals are involved and consumed, thereby producing 4 nmoles of water and n moles of carbon dioxide.

又、カルボニル基(-C=O-)は、表1中の項目NO.7に示したように、酸化分解される。
すなわち、対象1となる有機化合物に、カルボニル基が最初に含まれていた場合、又は、ステップ処理によりカルボニル基が途中で生成された場合は、まず、前記第3ステップを辿る。そして、水素原子無のカルボニル基(-C=O-)の場合は、前記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く前記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離する。
結局、nモルのカルボニル基の酸化分解処理に関しては、2nモルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、nモルの水が生成される。
The carbonyl group (—C═O—) is represented by the item No. 1 in Table 1. As shown in FIG.
That is, when the carbonyl group is first included in the organic compound to be the target 1, or when the carbonyl group is generated in the middle by the step treatment, first, the third step is followed. In the case of a carbonyl group having no hydrogen atom (—C═O—), the OH radical is added and hydroxylated in the third step, and the oxygen atom is double-bonded in the subsequent first step. Along with this, the valence electrons move, so that carbon dioxide gas is generated and released outside the system.
Eventually, regarding the oxidative decomposition treatment of n moles of carbonyl groups, 2 nmoles of OH radicals are involved and consumed, thereby producing n moles of water.

次に、エーテル基(-O-)は、表1中の項目NO.8に示したように、酸化分解されるようになる。
すなわち、対象1となる有機化合物に、エーテル基が最初に含まれていた場合、又は、ステップ処理により途中で生成された場合は、まず、前記第3ステップを辿る。そして、水素原子無のエーテル基の場合は、前記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く前記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって酸素分子が生成されて系外に遊離する。
結局、nモルのエーテル基の酸化分解処理に関しては、2nモルのOHラジカルが関与し,消費されることにより、nモルの水とnモルの酸素分子とが生成される。
Next, the ether group (—O—) is represented by the item No. 1 in Table 1. As shown in FIG. 8, it is oxidatively decomposed.
That is, when the ether group is first included in the organic compound to be the target 1, or when it is generated in the middle by the step process, first, the third step is followed. In the case of an ether group having no hydrogen atom, the valence electrons move along with the addition of OH radicals and hydroxylation in the third step and the subsequent double-bonding of oxygen atoms in the first step. Thus, oxygen molecules are generated and released out of the system.
Eventually, regarding the oxidative decomposition treatment of n moles of ether groups, 2 moles of OH radicals are involved and consumed, so that n moles of water and n moles of oxygen molecules are generated.

なおここで、前記第4ステップの例について述べておく。
例えば、対象1の酸化分解の過程で生成された中間生成物、つまり第1,第2,第3ステップを辿った結果、対象1の構成成分として生成されるに至った中間生成物について、既にその水素原子がOHラジカルにて奪い尽くされていた場合、その中間生成物は、前述したように、発生期の水素(H++e-)にて還元されて、再び第2ステップへと進むことになる。
例えば、このような中間生成物(O=C=C=O)は、この第4ステップで化11の反応式にて、ホルムアルデヒド(H-CHO)化された後、第2ステップにリターンし、もって化12の反応式にて無機化される。
Here, an example of the fourth step will be described.
For example, an intermediate product generated in the process of oxidative decomposition of the target 1, that is, an intermediate product that has been generated as a constituent component of the target 1 as a result of following the first, second, and third steps has already been obtained. When the hydrogen atom is depleted by OH radicals, the intermediate product is reduced by the nascent hydrogen (H + + e ) as described above, and proceeds to the second step again. become.
For example, such an intermediate product (O═C═C═O) is converted to formaldehyde (H—CHO) in the reaction formula of Chemical Formula 11 in this fourth step, and then returned to the second step. Therefore, it is mineralized by the reaction formula of Chemical Formula 12.

Figure 2011078875
Figure 2011078875
酸化分解等の具体例については、以上詳述したとおりである。
Figure 2011078875
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Specific examples such as oxidative decomposition are as described in detail above.

《OHラジカル等の計算アルゴリズム》
この酸化分解方法では、対象1となる有機化合物の酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数が、前記第1,第2,第3,更には第4のステップでの反応式に基づき、算出される。
そしてOHラジカルは、代表的にはフェントン法にて生成されるので、過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量が、OHラジカルの算出された必要総モル数と、フェントン法の反応式とに基づき、算出される。
<< Calculation algorithm for OH radicals >>
In this oxidative decomposition method, the required total number of moles of OH radicals required for the oxidative decomposition of the target organic compound is calculated based on the reaction formulas in the first, second, third, and fourth steps. Is done.
Since OH radicals are typically generated by the Fenton method, the amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions added depends on the calculated total number of moles of OH radicals and the reaction formula of the Fenton method. Based on

この計算アルゴリズムについて、更に詳述する。まず、対象1となる難分解性の有機化合物について、水酸基有の場合の前記第1ステップ(図4の(1)図を参照)と、炭素原子や酸素原子に付く水素原子有の場合の第2ステップ(図4の(2)図を参照)と、その後に水酸基が再生される第3ステップ(図5の(1)図を参照)とが、OHラジカル関与のもとで、順次繰り返される。更に必要に応じ、OHラジカルが関与して生成される発生期の水素(H++e-)による、還元パターンの第4ステップ(図5の(2)図を参照)も加わる。
これらの各ステップを辿ることにより、対象1の有機化合物は、酸化分解されて、水,炭酸ガス,酸素分子等に無機化される。その中核をなす構成成分の酸化分解,無機化の具体例については、表1に関し前述した所を参照。
そして、これらの各ステップの化学式を、プロセス的に辿ることにより、その対象1を酸化分解するのに必要なOHラジカルの理論総モル数が、算出される。酸化分解の各化学式において、原料側(左側)において関与,使用されるOHラジカルのモル数を合算することにより、必要理論総モル数が算出される。
そして実際上は、このように算出されたOHラジカルの必要理論総モル数を基に、より多目の必要総モル数が定量的に算出される。
This calculation algorithm will be described in further detail. First, for the hardly decomposable organic compound to be the target 1, the first step in the case of having a hydroxyl group (see FIG. 4 (1)) and the case of having a hydrogen atom attached to a carbon atom or an oxygen atom. Two steps (see FIG. 4 (2)) and a third step (see FIG. 5 (1)) in which the hydroxyl group is regenerated are sequentially repeated with the participation of OH radicals. . Furthermore, if necessary, a fourth step (see FIG. 5 (2)) of the reduction pattern by nascent hydrogen (H + + e ) generated by participation of OH radicals is added.
By following these steps, the organic compound of the target 1 is oxidatively decomposed and mineralized into water, carbon dioxide gas, oxygen molecules, and the like. For specific examples of the oxidative decomposition and mineralization of the constituent components that form the core, see the section described above with reference to Table 1.
Then, the theoretical total number of OH radicals necessary to oxidatively decompose the target 1 is calculated by following the chemical formulas of these steps in a process. In each chemical formula of oxidative decomposition, the required theoretical total number of moles is calculated by adding the number of moles of OH radicals involved and used on the raw material side (left side).
In practice, the larger required total number of moles is quantitatively calculated based on the calculated theoretical total number of moles of OH radicals.

OHラジカルの必要総モル数が算出されると、これに基づき、フェントン法による過酸化水素と2価の鉄イオンの必要添加量も算出される。すなわち、必要総モル数のOHラジカルを生成するのに必要な過酸化水素と鉄イオンの添加量も、フェントン法の反応式に基づき、算出される。
フェントン法によるOHラジカル生成の反応式については、前記化1,化2,(化3)の主反応や、前記化4,化5や、前記化6,化7や、前記化8,化9,(化10)等の副次的反応を参照。
具体的には、主反応に対する副次的反応のウェート付け次第であるが、実際上、過酸化水素の添加量は、1モルの過酸化水素から例えば1.5モルや2モルのOHラジカルが生成される旨、定量的に算出される。鉄イオンの添加量に関しては、対象1の酸化性状次第であるが、実際上、過酸化水素の添加量から係数計算することにより、算出される。
OHラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムは、このようになっている。
When the required total number of moles of OH radicals is calculated, the required addition amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions by the Fenton method is also calculated based on this. That is, the addition amount of hydrogen peroxide and iron ions necessary to generate the total number of moles of OH radicals is also calculated based on the Fenton method reaction formula.
Regarding the reaction formula of OH radical generation by the Fenton method, the main reaction of the chemical formula 1, chemical formula 2, (chemical formula 3), the chemical formula 4, chemical formula 5, the chemical formula 6, chemical formula 7, the chemical formula 8, chemical formula 9 See side reactions such as (Chemical Formula 10).
Specifically, depending on the weighting of the secondary reaction relative to the main reaction, in practice, the amount of hydrogen peroxide added is, for example, 1.5 mol or 2 mol OH radicals from 1 mol hydrogen peroxide. To be generated, it is calculated quantitatively. The amount of iron ion added depends on the oxidation properties of the target 1, but is actually calculated by calculating a coefficient from the amount of hydrogen peroxide added.
The algorithm for calculating the total number of moles of OH radicals is as follows.

《制御装置11等について》
さて次に、このような酸化分解方法の自動化,制御化,ツール化について、図1を参照して説明する。
上述した計算アルゴリズムに基づく酸化分解方法の自動化,制御化,ツール化には、濃度検出手段12,対象入力手段13,制御装置11,過酸化水素添加部9,鉄イオン添加部10、等が使用される。
そして、まず濃度検出手段12により、対象1の濃度が検出されると共に、対象入力手段13により、対象1の構成成分とそのモル数(構成成分当量)が、入力される。このように検出された濃度、および入力された構成成分とそのモル数とに基づき、制御装置11により、対象1の酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数、そして過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量が、算出される。
そして、制御装置11からの指示信号に基づき、過酸化水素添加部9および2価の鉄イオン添加部10により、対象1の水溶液つまり被処理水8に対し、その添加量の過酸化水素および2価の鉄イオンが、添加される。
<< About the control device 11 etc. >>
Next, automation, control, and tooling of such an oxidative decomposition method will be described with reference to FIG.
For the automation, control, and tooling of the oxidative decomposition method based on the calculation algorithm described above, the concentration detection means 12, the target input means 13, the control device 11, the hydrogen peroxide addition section 9, the iron ion addition section 10, etc. are used. Is done.
First, the concentration detection unit 12 detects the concentration of the target 1, and the target input unit 13 inputs the component of the target 1 and the number of moles (component equivalent). Based on the concentration thus detected and the input component and the number of moles thereof, the control device 11 causes the required total number of moles of OH radicals required for the oxidative decomposition of the target 1, hydrogen peroxide and divalent The amount of iron ion added is calculated.
Then, based on the instruction signal from the control device 11, the hydrogen peroxide addition unit 9 and the divalent iron ion addition unit 10 add the amount of hydrogen peroxide and 2 to the aqueous solution of the target 1, that is, the water 8 to be treated. Valent iron ions are added.

これらについて、更に詳述する。濃度検出手段12は、原水槽3に付設されており、例えばTOC(全有機体炭素)自動測定装置が使用され、被処理水8中の対象1濃度、つまり有機化合物濃度(例えばmg/L)を、分析,測定し、その測定データが制御装置11に入力される。
対象入力手段13は、対象1となる有機化合物について、その構成成分とそのモル数(構成成分当量)を、制御装置11に入力する。つまり対象入力手段13は、キーボード等を使用して、対象1の化学構造式を参照しつつ、その有機化合物の構成成分、つまり各置換基や炭化水素等の炭素,水素,酸素による構成を、制御装置11に対して入力する。
そして制御装置11は、このように入力された濃度データ、および対象1の構成成分とそのモル数とに基づき、対象1の酸化分解に必要なOHラジカルの総モル数を、算出する(この計算アルゴリズムについては、前述した所を参照)。OHラジカルの必要総モル数が算出されると、これに基づき、過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量が、通常、定量的正数,定量的係数を基準として算出される。
もって制御装置11から、過酸化水素添加部9および鉄イオン添加部10に対し、それぞれの添加量指示信号が、駆動回路15を経由して出力される。そこで、過酸化水素添加部9により、過酸化水素槽6の過酸化水素が、所定添加量だけフェントン処理槽4に添加される。又、鉄イオン添加部10により、鉄イオン槽7の2価の鉄イオンが、所定添加量だけフェントン処理槽4に分割添加される。
制御装置11としては、マイクロコンピュータ14が代表的に使用される。マイクロコンピュータ14は、周知のごとく、図2に示したようにCPU16,RAM17,ROM18,記憶装置19,インプット・ポート20,アウトプット・ポート21等を備えている。
制御装置11等は、このようになっている。
These will be further described in detail. The concentration detection means 12 is attached to the raw water tank 3, and for example, a TOC (total organic carbon) automatic measuring device is used, and the concentration of the target 1 in the treated water 8, that is, the concentration of organic compound (for example, mg / L). The measurement data is input to the control device 11.
The target input means 13 inputs the component and the number of moles (component equivalent) of the organic compound to be the target 1 to the control device 11. That is, the target input means 13 uses the keyboard or the like to refer to the chemical structural formula of the target 1 and to configure the constituents of the organic compound, that is, the configuration of each substituent, hydrocarbon, etc., carbon, hydrogen, oxygen, Input to the control device 11.
Then, the control device 11 calculates the total number of moles of OH radicals necessary for the oxidative decomposition of the target 1 based on the concentration data thus input, the constituent components of the target 1 and the number of moles thereof (this calculation). See above for the algorithm). When the required total number of moles of OH radicals is calculated, the addition amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions is usually calculated based on a quantitative positive number and a quantitative coefficient.
Accordingly, the control device 11 outputs an addition amount instruction signal to the hydrogen peroxide addition unit 9 and the iron ion addition unit 10 via the drive circuit 15. Therefore, the hydrogen peroxide addition unit 9 adds the hydrogen peroxide in the hydrogen peroxide tank 6 to the Fenton treatment tank 4 by a predetermined amount. Further, the iron ion addition unit 10 divides and adds divalent iron ions in the iron ion tank 7 to the Fenton treatment tank 4 by a predetermined addition amount.
As the control device 11, a microcomputer 14 is typically used. As is well known, the microcomputer 14 includes a CPU 16, a RAM 17, a ROM 18, a storage device 19, an input port 20, an output port 21, and the like as shown in FIG.
The control device 11 and the like are as described above.

《制御例(その1)について》
次に、このような制御の具体例(その1)について、図1〜図5を参照しつつ、説明する。
この制御例の酸化分解方法において、制御装置11は、マイクロコンピュータ14にて構成されており、次のステップ処理,総モル数演算処理,添加量演算処理等を行う。
すなわち、図4,図5に示したプログラムに基づき、前記第1,第2,第3,第4の各ステップを順に繰返すことにより、各ステップ毎に必要なOHラジカルのモル数を算出するステップ処理と、このステップ処理に基づき対象1の酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数の演算処理と、過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量の演算処理とが、行われる。
<< Control example (1) >>
Next, a specific example (part 1) of such control will be described with reference to FIGS.
In the oxidative decomposition method of this control example, the control device 11 is configured by a microcomputer 14 and performs the following step processing, total mole number calculation processing, addition amount calculation processing, and the like.
That is, a step of calculating the number of moles of OH radicals required for each step by sequentially repeating the first, second, third, and fourth steps based on the program shown in FIGS. Based on this process, a process for calculating the total number of moles of OH radicals required for the oxidative decomposition of the target 1 and a process for calculating the addition amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions are performed.

このような制御例(その1)について、更に詳述する。制御装置11として使用されるマイクロコンピュータ14は、そのCPU16が、まず、図4,図5のフローチャートに示されたプログラムに基づき、図3中に示したように、第1ステップ処理手段22,第2ステップ処理手段23,第3ステップ処理手段24,第4ステップ処理手段25等として、順次経時的に機能する。このプログラムは、ROM18に書き込まれている。
そして、対象入力手段13で入力された対象1の1モルやnモルの有機化合物の構成成分を対象に、次のステップ処理が順次繰返される。
Such a control example (part 1) will be further described in detail. As shown in FIG. 3, the microcomputer 16 used as the control device 11 has the CPU 16 first based on the program shown in the flowcharts of FIGS. The two-step processing unit 23, the third step processing unit 24, the fourth step processing unit 25, etc. sequentially function over time. This program is written in the ROM 18.
Then, the next step process is sequentially repeated with respect to 1 mol or n mol of the organic compound component of the object 1 input by the object input means 13.

第1ステップ処理手段22では、図4の(1)図のSTEP1〜6を順次辿り、もって前述した第1ステップの入力,判断,処理等が行われる。第1ステップの次段階の第2ステップ処理手段23では、図4の(2)図のSTEP7〜11を辿り、もって前述した第2ステップの判断や処理が行われる。
第2ステップの次段階の第3ステップ処理手段24では、図5の(1)図のSTEP12〜14を辿り、もって前述した第3ステップの判断や処理が行われる。第3ステップ処理手段24で水酸基が再生されると、フローは第1ステップへとリターンする。
なお、このような第1,第2,第3ステップ処理手段22,23,24の繰返しにより、対象1の有機化合物の構成成分は、原則的には、無機化され尽くされる。
これに対し、もしも無機化され尽くされなかった場合、フローは、第4ステップ処理手段25へと進む。第4ステップ処理手段25では、図5の(2)図のSTEP15〜19を辿り、もって前述した第4ステップの処理や判断が行われる。そして、還元,水素化が行われると、フローは第2ステップへとリターンする。
The first step processing means 22 sequentially follows STEPs 1 to 6 in FIG. 4A to perform the first step input, determination, processing, and the like described above. In the second step processing means 23 subsequent to the first step, the above-mentioned determination and processing of the second step are performed by following STEPs 7 to 11 in FIG.
In the third step processing means 24 subsequent to the second step, the above-mentioned determination and processing of the third step are performed by following STEPs 12 to 14 in FIG. When the hydroxyl group is regenerated by the third step processing means 24, the flow returns to the first step.
Note that, by repeating the first, second, and third step processing means 22, 23, and 24, the constituent components of the organic compound of the target 1 are in principle completely mineralized.
On the other hand, if the mineralization is not exhausted, the flow proceeds to the fourth step processing means 25. The fourth step processing means 25 traces STEPs 15 to 19 in FIG. 5B and performs the above-described fourth step processing and determination. When reduction and hydrogenation are performed, the flow returns to the second step.

次に、マイクロコンピュータ14のCPU16は、図3中に示したように、OHラジカルについての総モル数演算手段(その1)26として機能する。
この総モル数演算手段(その1)26では、まず、対象1となる有機化合物の酸化分解に際し、上記第1,第2,第3,第4ステップの繰返しに関与し,消費されるOHラジカルのモル数が、合算される(その計算アルゴリズムについては、前述したところを参照)。これと共に、この総モル数演算手段(その1)26は、検出手段12で検出された対象1の有機化合物の濃度(例えばmg/L)から、そのモル数を換算する。
これらに基づき、対象1の酸化分解に必要なOHラジカルの総モル数が、まず算出される。
Next, as shown in FIG. 3, the CPU 16 of the microcomputer 14 functions as a total number-of-moles calculation means (part 1) 26 for OH radicals.
In this total number-of-moles calculation means (part 1) 26, first, OH radicals that are involved in the repetition of the first, second, third, and fourth steps in the oxidative decomposition of the organic compound that is the target 1 are consumed. Are added together (see above for the calculation algorithm). At the same time, the total number-of-moles calculating means (part 1) 26 converts the number of moles from the concentration (for example, mg / L) of the organic compound of the target 1 detected by the detecting means 12.
Based on these, the total number of moles of OH radicals necessary for the oxidative decomposition of the target 1 is first calculated.

それから、マイクロコンピュータ14のCPU16は、図3中に示したように、過酸化水素や鉄イオンの添加量演算手段(その1)27として機能する。
すなわち、この添加量演算手段(その1)27は、上述により得られたOHラジカルの必要総モル数に基づき、過酸化水素の必要モル数を、算出する(その計算アルゴリズムについては、前述したところを参照)。
過酸化水素について、必要モル数が算出されると、その密度,分子量,質量を基に、その必要添加量が算出される。なお、鉄イオンの必要添加量は、この過酸化水素の必要添加量から係数計算することにより、算出される。もって、算出された添加量の過酸化水素や鉄イオンが、添加されることになる。
制御例(その1)では、このような制御が実施される。
Then, the CPU 16 of the microcomputer 14 functions as an addition amount calculating means (part 1) 27 for hydrogen peroxide and iron ions, as shown in FIG.
That is, this addition amount calculating means (part 1) 27 calculates the required number of moles of hydrogen peroxide based on the required total number of moles of OH radicals obtained as described above (the calculation algorithm is as described above). See).
When the required number of moles of hydrogen peroxide is calculated, the required addition amount is calculated based on the density, molecular weight, and mass. The necessary addition amount of iron ions is calculated by calculating a coefficient from the necessary addition amount of hydrogen peroxide. Accordingly, the calculated addition amount of hydrogen peroxide and iron ions is added.
In the control example (part 1), such control is performed.

《制御例(その2)について》
次に、制御の具体例(その2)について、図1,図2,図3,表1を参照して、説明する。
この制御例の酸化分解方法において、該制御装置11は、マイクロコンピュータ14にて構成されており、次のデータ検索処理,総モル数演算処理,添加量演算処理等を行う。
すなわち、そのプログラムに基づき、予め記憶されたデータを検索することにより、対象1に最初から含まれていた構成成分の酸化分解や、ステップ処理により生成された構成成分の酸化分解に必要なOHラジカルのモル数を抽出するデータ検索処理と、このデータ検索処理に基づく、対象1の酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数の演算処理と、これに基づく、過酸化水素および2価の鉄イオンの該添加量の演算処理とが行われる。
<< Control example (2) >>
Next, a specific example (No. 2) of control will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and Table 1.
In the oxidative decomposition method of this control example, the control device 11 is constituted by a microcomputer 14 and performs the following data search processing, total mole number calculation processing, addition amount calculation processing, and the like.
That is, OH radicals necessary for the oxidative decomposition of the constituent component originally contained in the object 1 or the oxidative decomposition of the constituent component generated by the step process by searching the data stored in advance based on the program Data search process for extracting the number of moles of hydrogen, calculation process for the total number of moles of OH radicals required for oxidative decomposition of the target 1 based on this data search process, and hydrogen peroxide and divalent iron ions based on this The addition amount is calculated.

このような制御例(その2)について、更に詳述する。制御装置11として使用されるマイクロコンピュータ14のCPU16は、ROM18に書き込まれたプログラムに基づき、図3中に示したように、データ検索処理手段28,モル数演算手段(その2)29,添加量演算手段(その2)30、等として順次経時的に機能する。
これと共に、マイクロコンピュータ14の記憶装置19には、前述した表1のデータが、酸化分解データテーブル31として格納されている。つまり、炭素,水素,酸素等からなる有機化合物の構成成分毎に、その酸化分解に必要なOHラジカルのモル数が、対応づけて一般的に記憶されている。
Such a control example (part 2) will be further described in detail. As shown in FIG. 3, the CPU 16 of the microcomputer 14 used as the control device 11 is based on the program written in the ROM 18, and as shown in FIG. 3, the data search processing means 28, the mole number calculation means (part 2) 29, the addition amount The calculation means (part 2) 30 and the like function sequentially with time.
At the same time, the storage device 19 of the microcomputer 14 stores the data in Table 1 described above as the oxidation decomposition data table 31. That is, the number of moles of OH radicals necessary for the oxidative decomposition is generally stored for each component of an organic compound composed of carbon, hydrogen, oxygen, and the like.

そしてまず、データ検索処理手段28は、対象入力手段13で入力された対象1の有機化合物の構成成分を、検索キーとして、酸化分解データテーブル31から読み出されたOHラジカルのモル数データを、検索する。もって、検索キーとされた構成成分の酸化分解に必要なOHラジカルのモル数を、抽出する。
そして、このような処理が順次繰返される。すなわち、最初の構成成分が無機化された後の残基が、次の酸化分解対象となり、その構成成分について、上述に準じ必要なOHラジカルのモル数が抽出され、以降このような処理が繰り返され(勿論、同一の構成成分が複数回、酸化分解対象として登場することも可能)、結局、すべてが無機化され尽くすに至る。
次に、総モル数演算手段(その2)29では、まず、対象1の有機化合物の酸化分解に必要な、データ検索処理手段28において抽出されたOHラジカルのモル数が合算される。これと共に、この総モル数演算手段(その2)29では、濃度検出手段12で検出された対象1の有機化合物の濃度(例えばmg/L)から、そのモル数を換算する。
これらに基づき、対象1を酸化分解するのに必要なOHラジカルのモル数が、まず算出される。
後は、添加量演算手段(その2)30が、過酸化水素および鉄イオンの添加量を演算することになるが、添加量演算手段(その1)27等において述べた所に準じるので、その説明は省略する。もって、算出された添加量の過酸化水素および鉄イオンが、添加されることになる。
制御例(その2)では、このような制御が実施される。
First, the data search processing unit 28 uses the constituent component of the organic compound of the target 1 input by the target input unit 13 as a search key, and the mole number data of the OH radicals read from the oxidative decomposition data table 31. Search for. Accordingly, the number of moles of OH radicals necessary for the oxidative decomposition of the constituent component as the search key is extracted.
Then, such processing is sequentially repeated. That is, the residue after the first component is mineralized becomes a target for the next oxidative decomposition, and the required number of moles of OH radicals is extracted for the component in accordance with the above, and thereafter such a process is repeated. (Of course, it is possible that the same component appears several times as an object of oxidative decomposition), and eventually everything is mineralized.
Next, in the total number-of-moles calculation means (part 2) 29, first, the number of moles of OH radicals extracted in the data search processing means 28 necessary for the oxidative decomposition of the organic compound of the target 1 is added. At the same time, the total number-of-moles calculation means (part 2) 29 converts the number of moles from the concentration (for example, mg / L) of the organic compound of the target 1 detected by the concentration detection means 12.
Based on these, the number of moles of OH radicals necessary for oxidative decomposition of the target 1 is first calculated.
After that, the addition amount calculation means (part 2) 30 calculates the addition amount of hydrogen peroxide and iron ions, but it conforms to the place described in the addition amount calculation means (part 1) 27 and so on. Description is omitted. Accordingly, the calculated addition amounts of hydrogen peroxide and iron ions are added.
In the control example (part 2), such control is performed.

《作用等》
本発明の有機化合物の酸化分解方法は、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)対象1の難分解性の有機化合物を溶存,含有した被処理水8は、原水槽3からフェントン処理槽4へと供給される(図1を参照)。そして、炭素,水素,酸素等からなる有機化合物は、本発明の酸化分解方法により、無機化される。
《Action etc.》
The organic compound oxidative decomposition method of the present invention is configured as described above. Therefore, it becomes as follows.
(1) The to-be-treated water 8 in which the hardly decomposable organic compound of the object 1 is dissolved and contained is supplied from the raw water tank 3 to the Fenton treatment tank 4 (see FIG. 1). And the organic compound which consists of carbon, hydrogen, oxygen etc. is mineralized by the oxidative decomposition method of this invention.

(2)フェントン処理槽4に供給された被処理水8は、まず反応当初に、過酸化水素添加部9から過酸化水素槽6の過酸化水素溶液が、全量添加される。しかる後、鉄イオン添加部10から鉄イオン槽7の鉄イオン溶液が、複数回に分けて分割添加される。この間、被処理水8は、pH調整手段(図示せず)により弱酸性に維持されている。   (2) The water to be treated 8 supplied to the Fenton treatment tank 4 is first added with the entire amount of the hydrogen peroxide solution in the hydrogen peroxide tank 6 from the hydrogen peroxide addition section 9 at the beginning of the reaction. Thereafter, the iron ion solution in the iron ion tank 7 is divided and added in a plurality of times from the iron ion addition unit 10. During this time, the water 8 to be treated is kept weakly acidic by pH adjusting means (not shown).

(3)さてそこで、フェントン処理槽4内の被処理水8について、OHラジカルが生成される。すなわち過酸化水素が、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フェントン主反応(前記化1,2,3の反応式を参照)を始め、付随的,副次的,連鎖的反応により、OHラジカルが生成される(前記化4,5,6,7,8,9,10の反応式を参照)。   (3) Now, OH radicals are generated for the water 8 to be treated in the Fenton treatment tank 4. That is, hydrogen peroxide is reduced by divalent iron ions added as a catalyst to generate OH radicals (see the Fenton main reaction (see the reaction formulas of Chemical Formulas 1, 2, and 3)), incidental, OH radicals are generated by secondary and chain reactions (see the reaction formulas of Chemical Formulas 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10).

(4)このように生成されたOHラジカルは、極めて強力な酸化力,分解力を備えている。もって、被処理水8中に溶存,含有されていた対象1の有機化合物は、このOHラジカルにて、水,炭酸ガス,酸素分子等の低分子化合物に無機化され尽くしてしまう。
被処理水8は、このように溶存,含有していた対象1の有機化合物が無機化され、もって外部排出される。
(4) The OH radicals thus generated have extremely strong oxidizing power and decomposition power. Therefore, the organic compound of the target 1 dissolved and contained in the water 8 to be treated is completely mineralized by the OH radical into a low molecular compound such as water, carbon dioxide gas, oxygen molecule.
In the water 8 to be treated, the organic compound of the target 1 dissolved and contained in this way is mineralized and thus discharged to the outside.

(5)そして、本発明の酸化分解方法では、対象1の有機化合物が、次の各ステップを辿って酸化分解される(図4,図5を参照)。
すなわち、水酸基有の場合の第1ステップ、炭素原子や酸素原子に付く水素原子有の場合の第2ステップ、その後に水酸基が再生される第3ステップが、OHラジカル関与のもとで順次繰返される。
このような酸化分解パターンにより、対象1は無機化される。なお、発生期の水素による第4ステップの還元パターンが、加わることもある。
(5) In the oxidative decomposition method of the present invention, the organic compound of the target 1 is oxidatively decomposed following the following steps (see FIGS. 4 and 5).
That is, the first step in the case of having a hydroxyl group, the second step in the case of having a hydrogen atom attached to a carbon atom or an oxygen atom, and then the third step in which the hydroxyl group is regenerated are sequentially repeated with the participation of OH radicals. .
The object 1 is mineralized by such an oxidative decomposition pattern. In addition, the reduction pattern of the 4th step by hydrogen in the nascent stage may be added.

(6)さて本発明では、このようにパターン化された第1,第2,第3,第4ステップを、対象1の有機化合物に対して共通適用することにより、各有機化合物の酸化分解過程,化学式プロセスが、それぞれ個別かつ具体的に解明,把握される。
もって、対象1の有機化合物の酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数、そして、そのOHラジカルの生成に必要なフェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出可能となる。このように、OHラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、確立される。
(6) Now, in the present invention, the first, second, third, and fourth steps patterned in this way are commonly applied to the organic compound of the target 1, thereby oxidative decomposition process of each organic compound. , Chemical formula processes are clarified and understood individually and specifically.
Therefore, the total number of moles of OH radicals required for the oxidative decomposition of the target organic compound, and the amount of hydrogen peroxide and iron ions added by the Fenton method required to generate the OH radicals can be calculated easily and reliably. It becomes. In this way, a calculation algorithm such as the required total number of moles of OH radicals is established.

(7)そして本発明は、マイクロコンピュータ14等の制御装置11を利用することにより、このようなOHラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、自動化,制御化,ツール化される。
すなわち、濃度検出手段12にて、対象1となる有機化合物の被処理水8中での濃度を検出すると共に、対象入力手段13にて、その有機化合物の構成成分とそのモル数(構成成分当量)とを入力するだけで、OHラジカルの必要総モル数と、過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出されるようになる(図1,図2を参照)。
(7) In the present invention, by using the control device 11 such as the microcomputer 14, the calculation algorithm such as the required total number of moles of OH radicals is automated, controlled, and tooled.
That is, the concentration detection means 12 detects the concentration of the organic compound to be treated 1 in the water 8 to be treated, and the object input means 13 detects the constituent component of the organic compound and its number of moles (component equivalent). ), The required total number of moles of OH radicals and the amount of hydrogen peroxide and iron ions added can be calculated easily and reliably (see FIGS. 1 and 2).

(8)例えば、前記第1,第2,第3,第4の各ステップ処理や、所定の総モル数演算処理,添加量演算処理を、プログラムに基づきマイクロコンピュータ14にて、行うことにより、上述したモル数や添加量が算出される(図3等を参照)。
又例えば、予め記憶されたデータの検索処理や、所定の総モル数演算処理,添加量演算処理を、プログラムに基づきマイクロコンピュータ14にて行うことによっても、上述したモル数や添加量が算出される(表1,図3等を参照)。
(8) For example, by performing the first, second, third, and fourth step processes, the predetermined total mole number calculation process, and the addition amount calculation process in the microcomputer 14 based on the program, The number of moles and the added amount described above are calculated (see FIG. 3 and the like).
In addition, for example, the above-described mole number and addition amount can be calculated by performing a search process of data stored in advance, a predetermined total mole number calculation process, and an addition amount calculation process by the microcomputer 14 based on the program. (Refer to Table 1 and FIG. 3).

(9)なお、OHラジカルの、実際使用量(必要総モル数)は、反応理論値(必要理論総モル数)より多目とされる。すなわち実際上、OHラジカルは、反応理論値として算出されたモル数を下限値としつつ、より多目に算出,設定,準備される。
従って、OHラジカルフェントン法による生成物質である過酸化水素や鉄イオンの添加量についても、これに準じることになる。
(9) It should be noted that the actual amount of OH radical used (required total number of moles) is larger than the theoretical reaction value (required theoretical total number of moles). That is, in practice, OH radicals are calculated, set, and prepared more frequently, with the number of moles calculated as the theoretical reaction value as the lower limit.
Therefore, the amount of hydrogen peroxide and iron ions added by the OH radical Fenton method is the same.

1 対象(有機化合物)
2 処理装置
3 原水槽
4 フェントン処理槽
5 後処理槽
6 過酸化水素槽
7 鉄イオン槽
8 被処理水
9 過酸化水素添加部
10 鉄イオン添加部
11 制御装置
12 濃度検出手段
13 対象入力手段
14 マイクロコンピュータ
15 駆動回路
16 CPU
17 RAM
18 ROM
19 記憶装置
20 インプット・ポート
21 アウトプット・ポート
22 第1ステップ処理手段
23 第2ステップ処理手段
24 第3ステップ処理手段
25 第4ステップ処理手段
26 総モル数演算手段(その1)
27 添加量演算手段(その1)
28 データ検索処理手段
29 総モル数演算手段(その2)
30 添加量演算手段(その2)
31 酸化分解データテーブル
1 Target (organic compounds)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Processing apparatus 3 Raw water tank 4 Fenton processing tank 5 Post-processing tank 6 Hydrogen peroxide tank 7 Iron ion tank 8 Water to be treated 9 Hydrogen peroxide addition part 10 Iron ion addition part 11 Controller 12 Concentration detection means 13 Target input means 14 Microcomputer 15 Drive circuit 16 CPU
17 RAM
18 ROM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Memory | storage device 20 Input port 21 Output port 22 1st step processing means 23 2nd step processing means 24 3rd step processing means 25 4th step processing means 26 Total mole number calculating means (the 1)
27 Addition amount calculation means (1)
28 data search processing means 29 total number of moles calculation means (2)
30 Addition amount calculation means (2)
31 Oxidation decomposition data table

Claims (9)

少なくとも炭素,水素の2元素、又は酸素を加えた3元素からなる難分解性の有機化合物を処理対象とし、水溶液中の該対象を、OHラジカル(・OH)にて酸化分解,無機化する方法であって、
該対象について、水酸基(-OH)の有無を判定し、有の場合、OHラジカルが該水酸基の水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、該水酸基の酸素原子を二重結合化する第1ステップと、
該対象について、炭素原子や酸素原子に付く水素原子(H)の有無を判定し、有の場合、OHラジカルが該水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する第2ステップと、
該対象について、上記第2ステップにて生成された炭素原子の不対電子や酸素原子の不対電子に対し、引続くOHラジカルが付加して、水酸基が再生される第3ステップと、
を有してなり、上記第1ステップと上記第2,3ステップとが繰返されること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。
A method of subjecting an organic compound consisting of at least two elements of carbon, hydrogen, or three elements added with oxygen to be treated, and subjecting the target in an aqueous solution to oxidative decomposition and mineralization with OH radicals (.OH) Because
The presence or absence of a hydroxyl group (—OH) is determined for the target. If yes, the OH radical deprives and oxidizes the hydroxyl atom of the hydroxyl group, and then returns to water and is released from the system. A first step of double-bonding oxygen atoms;
The presence or absence of a hydrogen atom (H) attached to a carbon atom or an oxygen atom is determined for the target, and if present, the OH radical deprives the hydrogen atom and oxidizes, and itself returns to water and is released outside the system. The second step;
With respect to the object, a third step in which a hydroxyl group is regenerated by adding a subsequent OH radical to an unpaired electron of a carbon atom or an unpaired electron of an oxygen atom generated in the second step;
And the first step and the second and third steps are repeated.
請求項1に記載した酸化分解方法において、該対象について、水素原子が奪い尽くされ酸化し尽くされた場合、次の第4ステップへと進み、
第4ステップでは、まず、引続くOHラジカルが、水分子から水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ、発生期の水素(H+e-)を生成し、
該発生期の水素が、水素原子が奪い尽くされた該対象を還元,水素化し、もって上記第2ステップへと進むこと、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。
In the oxidative decomposition method according to claim 1, when the target is depleted of hydrogen atoms and oxidized, the process proceeds to the next fourth step,
In the fourth step, first, the subsequent OH radicals oxidize by depriving hydrogen molecules from water molecules, and return themselves to water and liberate out of the system, while generating oxygen molecules, H + + e )
A method of oxidative decomposition of an organic compound, characterized in that the nascent hydrogen reduces, hydrogenates the target from which hydrogen atoms have been depleted, and proceeds to the second step.
請求項1に記載した酸化分解方法において、上記第1ステップの該水酸基には、カルボキシル基(-COOH)が包含されると共に、
該カルボキシル基の場合は、上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離すること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。
The oxidative decomposition method according to claim 1, wherein the hydroxyl group in the first step includes a carboxyl group (-COOH),
In the case of the carboxyl group, an organic compound characterized in that, as the oxygen atom is double-bonded in the first step, valence electrons move, and carbon dioxide is generated and released outside the system. Oxidative decomposition method.
請求項1に記載した酸化分解方法において、水素原子有のアルデヒド基(-CHO)の場合は、上記第2ステップに際し奪われた水素原子の空位への、続く上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離し、
水素原子有のメチレン基(-CH-)の場合は、上記第2ステップに際し奪われた水素原子の空位への、続く上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離し、
水素原子有のメチル基(CH-)の場合は、上記第2ステップに際し奪われた水素原子の空位への、続く上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスと酸素分子が生成されて系外に遊離し、
カルボニル基(-C=O-)の場合は、上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって炭酸ガスが生成されて系外に遊離し、
エーテル基(-O-)の場合は、上記第3ステップでのOHラジカルの付加,水酸基化、更に、続く上記第1ステップでの酸素原子の二重結合化に伴い、原子価電子が移動し、もって酸素分子が生成されて系外に遊離すること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。
2. In the oxidative decomposition method according to claim 1, in the case of an aldehyde group having a hydrogen atom (—CHO), the OH radical in the subsequent third step is moved to the vacancy of the hydrogen atom deprived in the second step. With the addition, hydroxylation, and the subsequent double bonding of oxygen atoms in the first step, the valence electrons move, so that carbon dioxide is generated and released outside the system,
In the case of a methylene group having a hydrogen atom (—CH 2 —), addition of an OH radical in the subsequent third step to the vacancy of the hydrogen atom deprived in the second step, hydroxylation, and further to the subsequent step Along with the double bonding of oxygen atoms in the first step, valence electrons move, so carbon dioxide is generated and released outside the system,
In the case of a methyl group having a hydrogen atom (CH 3- ), addition of an OH radical in the subsequent third step, hydroxylation to the vacancy of the hydrogen atom deprived in the second step, followed by the subsequent second step As oxygen atoms are double-bonded in one step, valence electrons move, and carbon dioxide and oxygen molecules are generated and released outside the system.
In the case of a carbonyl group (—C═O—), the valence electrons are added along with the addition of OH radicals and hydroxylation in the third step and the double bonding of oxygen atoms in the subsequent first step. Move, so carbon dioxide is generated and released outside the system,
In the case of an ether group (—O—), valence electrons move due to the addition of OH radicals and hydroxylation in the third step, followed by the double bond of oxygen atoms in the subsequent first step. A method for oxidative decomposition of an organic compound, characterized in that oxygen molecules are generated and liberated outside the system.
請求項1,2,3,又は4に記載した酸化分解方法において、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの必要総モル数が、前記各ステップでの反応式に基づき算出されること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。   The oxidative decomposition method according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the required total number of moles of OH radicals required for the target oxidative decomposition is calculated based on the reaction formula in each step. A method for oxidative decomposition of organic compounds. 請求項5に記載した酸化分解方法において、OHラジカルは、フェントン法にて生成され、過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量が、OHラジカルの該必要総モル数とフェントン法に基づき算出されること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。   6. The oxidative decomposition method according to claim 5, wherein OH radicals are generated by the Fenton method, and the amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions added is calculated based on the total number of moles of OH radicals and the Fenton method. And a method for oxidative decomposition of an organic compound. 請求項6に記載した酸化分解方法において、まず、検出手段により該対象の濃度が検出されると共に、入力手段により該対象の構成成分とそのモル数が入力され、
もって、該対象の検出された濃度、および入力された構成成分とモル数に基づき、制御装置により、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの該必要総モル数、そして過酸化水素および2価の鉄イオンの該添加量が算出され、
そして、該制御装置からの指示に基づき、過酸化水素添加部および鉄イオン添加部により、該対象の水溶液に対し、該添加量の過酸化水素および2価の鉄イオンが添加されること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。
In the oxidative decomposition method according to claim 6, first, the concentration of the target is detected by the detection means, and the constituent components of the target and the number of moles thereof are input by the input means,
Thus, based on the detected concentration of the object and the components and moles entered, the controller causes the required total number of moles of OH radicals required for oxidative degradation of the object, and hydrogen peroxide and divalent The amount of iron ion added is calculated,
Then, based on an instruction from the control device, the hydrogen peroxide addition unit and the iron ion addition unit add the added amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions to the target aqueous solution. A method for oxidative decomposition of an organic compound.
請求項7に記載した酸化分解方法において、該制御装置は、コンピュータにて構成されており、そのプログラムにより、
前記第1,第2,第3,第4の各ステップを繰返し、もって各ステップ毎に必要なOHラジカルのモル数を算出するステップ処理と、
該ステップ処理に基づく、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの該必要総モル数の演算処理と、これに基づく、過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量の演算処理とが、行われること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。
In the oxidative decomposition method according to claim 7, the control device is configured by a computer, and according to the program,
A step process of calculating the number of moles of OH radicals required for each step by repeating the first, second, third and fourth steps;
Based on the step process, a calculation process of the required total number of moles of OH radicals required for the oxidative decomposition of the target, and a calculation process of the addition amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions based on this are performed. An oxidative decomposition method of an organic compound.
請求項7に記載した酸化分解方法において、該制御装置は、コンピュータにて構成されており、そのプログラムにより、
予め記憶されたデータを検索して、該対象の構成成分の酸化分解に必要なOHラジカルのモル数を抽出するデータ検索処理と、
該データ検索処理に基づく、該対象の酸化分解に要するOHラジカルの該必要総モル数の演算処理と、これに基づく、過酸化水素および2価の鉄イオンの添加量の演算処理とが、行われること、を特徴とする有機化合物の酸化分解方法。
In the oxidative decomposition method according to claim 7, the control device is configured by a computer, and according to the program,
A data retrieval process for retrieving data stored in advance and extracting the number of moles of OH radicals necessary for oxidative decomposition of the target constituent;
A calculation process of the total number of moles of OH radicals required for the oxidative decomposition of the target based on the data search process, and a calculation process of the addition amount of hydrogen peroxide and divalent iron ions based on the calculation process are performed. A method for oxidative decomposition of an organic compound.
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