JP2011200844A - Apparatus and method for treating waste water - Google Patents

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康之 八木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for treating waste water capable of efficiently processing waste water containing dioxane at hundreds of mg/L high concentrations for decreasing the concentrations to several mg/L.SOLUTION: The apparatus for treating waste water 10 includes: a first reaction tank 12 in which waste water containing dioxane is injected; an ozone generator 16 for supplying ozone gas to the first reaction tank 12; an alkali agent tank 18 for supplying an alkali agent to the first reaction tank 12; a second reaction tank 14 in which the waste water treated by the first reaction tank 12 is injected; an ultraviolet irradiation apparatus which is placed in the second reaction tank 14; and a waste ozone tube 20 for supplying ozone gas to the second reaction tank 14.

Description

本発明は、廃水処理装置及び処理方法に関して、特に、廃水中に高濃度で含有されるジオキサンを酸化分解して除去する廃水処理装置及び処理方法に関する。   The present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a treatment method, and more particularly, to a wastewater treatment apparatus and a treatment method for removing dioxane contained in a high concentration of wastewater by oxidative decomposition.

オゾンガスを用いた有機物の酸化分解方法は、染色排水の脱臭や臭気成分の分解などに古くから利用されている。また、排水に含まれる難分解性有機物に対してはオゾンと紫外線などを併用した促進酸化方式が適用されている。促進酸化方式により、通常の水処理設備(凝集沈殿や生物処理)では除去できない有機物を分解処理する。   The organic oxidative decomposition method using ozone gas has long been used for deodorizing dyeing wastewater and decomposing odor components. Further, an accelerated oxidation method using ozone and ultraviolet rays in combination is applied to the hardly decomposable organic substances contained in the waste water. The accelerated oxidation method decomposes organic matter that cannot be removed by ordinary water treatment equipment (coagulation sedimentation or biological treatment).

難分解性有機物の一つであるジオキサンは発ガン性物質のひとつとして、2004年に水道水基準で規制され、2009年に環境基準として新たに規制された。環境基準の規制値は0.05mg/L以下と厳しい値であるため、ジオキサン処理技術はオゾンとUVを用いた促進酸化法が最も有効と考えられる。   Dioxane, one of the hard-to-decompose organic substances, was regulated by the tap water standard in 2004 as a carcinogenic substance, and newly regulated as an environmental standard in 2009. Since the regulated value of environmental standards is a strict value of 0.05 mg / L or less, the accelerated oxidation method using ozone and UV is considered to be most effective as the dioxane treatment technology.

促進酸化法は酸化力の優れたOHラジカルを生成するものである。促進酸化法として、以下の3通りが知られている。(1)オゾンと紫外線の組み合わせ、(2)オゾンと過酸化水素との組み合わせ、(3)オゾンとアルカリ剤(NaOH、CaOなど)との組み合わせのいずれの方式も水中にOHラジカルを生成することによりジオキサンを分解する。   The accelerated oxidation method generates OH radicals with excellent oxidizing power. The following three types are known as the accelerated oxidation method. (1) Combination of ozone and ultraviolet rays, (2) Combination of ozone and hydrogen peroxide, (3) Combination of ozone and alkaline agent (NaOH, CaO, etc.) generates OH radicals in water. To decompose dioxane.

例えば、特許文献1は、過酸化水素とオゾンを使用するオゾン反応槽と、紫外線照射とオゾン・過酸化水素水を使用する紫外線照射反応槽の2槽で内分泌かく乱物質や発がん性物質を処理する方式を開示する。特許文献1の方式によれば、対象排水に懸濁物や色度成分がある場合に効果があり、ダイオキシンやジオキサンなどの発がん性物質を処理できる。   For example, Patent Document 1 treats endocrine disrupting substances and carcinogenic substances in two tanks: an ozone reaction tank using hydrogen peroxide and ozone, and an ultraviolet irradiation reaction tank using ultraviolet irradiation and ozone / hydrogen peroxide solution. Disclose the method. According to the method of Patent Document 1, it is effective when there is a suspension or chromaticity component in the target wastewater, and a carcinogenic substance such as dioxin or dioxane can be treated.

特開2001−29966号公報JP 2001-29966 A

特許文献1は、廃水中のジオキサン濃度6.5mg/Lを0.45mg/Lに処理できたことを開示する。しかしながら、特許文献1の促進酸化法を数百mg/Lの高濃度のジオキサンに対して適用した場合,オゾンの他に多量の過酸化水素を消費するため薬品のコスト面で実用性が少ない。また、オゾンと過酸化水素でのOHラジカル生成が緩慢で高濃度ジオキサンを分解するのに長時間要するなどの問題があり,高濃度ジオキサンの分解には適用できない。   Patent Document 1 discloses that a dioxane concentration of 6.5 mg / L in wastewater can be treated to 0.45 mg / L. However, when the accelerated oxidation method of Patent Document 1 is applied to dioxane having a high concentration of several hundred mg / L, a large amount of hydrogen peroxide is consumed in addition to ozone, so that the utility of the chemical is low. In addition, there is a problem that the generation of OH radicals in ozone and hydrogen peroxide is slow and it takes a long time to decompose high-concentration dioxane, and it cannot be applied to the decomposition of high-concentration dioxane.

また、過酸化水素水の必要量はモニタリングが難しいことから、常時定量的に供給することになる。したがって、反応必要量の何倍も供給することになる。また、オゾンと紫外線を利用する反応槽に過酸化水素を供給しても、自己分解を進めるだけでメリットは少ない。   Moreover, since the amount of hydrogen peroxide required is difficult to monitor, it will always be supplied quantitatively. Therefore, many times the required reaction amount is supplied. In addition, even if hydrogen peroxide is supplied to a reaction tank that uses ozone and ultraviolet rays, there is little merit just by promoting self-decomposition.

また、特許文献1の方式では、水中に数百mg/L含まれるジオキサンを0.05mg/L以下までに分解するには過剰のオゾンガスまたは過酸化水素が必要になり、反応槽や、それに付帯するオゾン発生器・UV照射装置などが大規模となり、実用性に欠けるシステムとなる。   In the method of Patent Document 1, excessive ozone gas or hydrogen peroxide is required to decompose dioxane contained in water at several hundred mg / L to 0.05 mg / L or less. Ozone generators, UV irradiation devices, etc. that become large-scale will become a system lacking practicality.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、数百mg/Lの高濃度のジオキサンを含む廃水を数mg/Lの濃度まで低コストで効率よく処理することができる廃水処理装置及び処理方法を提供する。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a wastewater treatment apparatus capable of efficiently treating wastewater containing dioxane having a high concentration of several hundred mg / L to a concentration of several mg / L at low cost and A processing method is provided.

本発明の態様によれば、廃水処理装置であって、ジオキサンを含む廃水が注入される第1反応槽と、前記第1反応槽にオゾンガスを供給する第1オゾン供給手段と、前記第1反応槽内の廃水のpHを調整するため、前記第1反応槽にアルカリ剤を供給するアルカリ供給手段と、前記第1反応槽で処理された廃水が注入される第2反応槽と、前記第2反応槽に設置された紫外線照射装置と、前記第2反応槽にオゾンガスを供給する第2オゾン供給手段と、を備える。   According to the aspect of the present invention, the waste water treatment apparatus is a first reaction tank into which waste water containing dioxane is injected, first ozone supply means for supplying ozone gas to the first reaction tank, and the first reaction. In order to adjust the pH of waste water in the tank, an alkali supply means for supplying an alkaline agent to the first reaction tank, a second reaction tank into which waste water treated in the first reaction tank is injected, and the second An ultraviolet irradiation device installed in the reaction tank; and second ozone supply means for supplying ozone gas to the second reaction tank.

第1反応槽ではジオキサンを含む廃水がアルカリオゾン法で酸化処理される。これにより、数百mg/Lの濃度のジオキサンを含む廃水を、低コストでかつ短い時間で、ジオキサンの濃度を数十mg/Lまで低減することができる。   In the first reaction tank, wastewater containing dioxane is oxidized by the alkaline ozone method. Thereby, the density | concentration of a dioxane can be reduced to several tens mg / L of the waste water containing the dioxane of the density | concentration of several hundred mg / L at low cost and for a short time.

第2反応槽では数十mg/Lの濃度のジオキサンを含む廃水が紫外線オゾン法で酸化処理される。これにより、数十mg/Lの濃度のジオキサンを含む廃水を、小規模の設備で、ジオキサンの濃度を数mg/Lまで低減することができる。   In the second reaction tank, waste water containing dioxane having a concentration of several tens mg / L is oxidized by the ultraviolet ozone method. Thereby, the density | concentration of a dioxane can be reduced to several mg / L for the waste water containing the dioxane of the density | concentration of several tens mg / L with a small scale installation.

本発明の廃水処理装置の好ましい態様によれば、前記アルカリ供給手段が廃水のpHを9以上に調整する。廃水のpHを9以上に調整することにより、オゾンの自己分解を高めることができる。この自己分解過程でOHラジカルが生成され、このOHラジカルにより廃水を酸化処理することができる。   According to a preferred aspect of the wastewater treatment apparatus of the present invention, the alkali supply means adjusts the pH of the wastewater to 9 or more. By adjusting the pH of the wastewater to 9 or more, ozone self-decomposition can be enhanced. OH radicals are generated during this self-decomposition process, and wastewater can be oxidized by the OH radicals.

本発明の廃水処理装置の好ましい態様によれば、前記第1反応槽がジオキサン濃度40mg/Lより大きい廃水を処理し、前記第2反応槽がジオキサン濃度40mg/L以下の廃水を処理する。   According to a preferred aspect of the wastewater treatment apparatus of the present invention, the first reaction tank treats wastewater having a dioxane concentration greater than 40 mg / L, and the second reaction tank treats wastewater having a dioxane concentration of 40 mg / L or less.

ジオキサン濃度が40mg/Lより大きい廃水をジオキサン濃度40mg/Lとなるまで、第1反応槽でアルカリオゾン法により廃水を酸化処理する。アルカリオゾン法によれば、ジオキサン濃度40mg/Lとなるまで、所望の分解速度で廃水を処理できる。一方、アルカリオゾン法では、ジオキサン濃度が40mg/L以下となると分解速度が低下する。   The waste water is oxidized by the alkaline ozone method in the first reaction tank until the dioxane concentration is higher than 40 mg / L until the dioxane concentration becomes 40 mg / L. According to the alkaline ozone method, wastewater can be treated at a desired decomposition rate until the dioxane concentration reaches 40 mg / L. On the other hand, in the alkaline ozone method, the decomposition rate decreases when the dioxane concentration is 40 mg / L or less.

そこで、ジオキサン濃度が40mg/L以下の廃水を第2反応槽で紫外線照射オゾン法により廃水を酸化処理する。紫外線照射オゾン法によれば、ジオキサン濃度が40mg/L以下であっても、所望の分解速度で廃水を処理できる。   Therefore, the waste water having a dioxane concentration of 40 mg / L or less is oxidized in the second reaction tank by the ultraviolet irradiation ozone method. According to the ultraviolet irradiation ozone method, even if the dioxane concentration is 40 mg / L or less, wastewater can be treated at a desired decomposition rate.

本発明の廃水処理装置の好ましい態様によれば、前記第1オゾン供給手段がオゾン発生器であり、前記第2オゾン供給手段が前記第1反応槽から排出されたオゾンガスを前記第2反応槽に導入するオゾン注入管である。   According to a preferred aspect of the wastewater treatment apparatus of the present invention, the first ozone supply means is an ozone generator, and the second ozone supply means supplies the ozone gas discharged from the first reaction tank to the second reaction tank. It is an ozone injection tube to be introduced.

第1反応槽から排出されたオゾンガスを第2反応槽で利用するので、オゾンガスの利用効率を高めることができる。   Since the ozone gas discharged from the first reaction tank is used in the second reaction tank, the utilization efficiency of the ozone gas can be increased.

本発明の廃水処理装置の好ましい態様によれば、前記オゾン注入管にオゾンモニタが設置され、前記オゾンモニタで得られた値に基づいて前記第1オゾン供給手段の流量、及び/又は濃度を制御し、前記オゾンモニタの数値を20mg/NL以上30mg/NL以下に調整する。   According to a preferred aspect of the wastewater treatment apparatus of the present invention, an ozone monitor is installed in the ozone injection pipe, and the flow rate and / or concentration of the first ozone supply means is controlled based on the value obtained by the ozone monitor. Then, the numerical value of the ozone monitor is adjusted to 20 mg / NL or more and 30 mg / NL or less.

オゾンガスが20mg/NL以上30mg/NLの範囲内であれば、数十mg/Lの濃度のジオキサンを含む廃水を、ジオキサンの濃度を0.05mg/Lまで低減することができる。   If the ozone gas is in the range of 20 mg / NL or more and 30 mg / NL, the concentration of dioxane at a concentration of several tens mg / L can be reduced to 0.05 mg / L of dioxane.

本発明の別の態様によれば、廃水処理方法であって、ジオキサンを含む廃水をアルカリ状態とし、オゾンガスで酸化処理する第1工程と、前記第1工程で処理された廃水を、紫外線照射とオゾンガスとで酸化処理する第2工程とを有する。   According to another aspect of the present invention, there is provided a wastewater treatment method, wherein a wastewater containing dioxane is alkalinized and oxidized with ozone gas, and the wastewater treated in the first step is irradiated with ultraviolet rays. And a second step of oxidizing with ozone gas.

本発明の廃水処理方法の好ましい態様によれば、前記第1工程において、前記廃水のpHを9以上とする。   According to a preferred aspect of the wastewater treatment method of the present invention, the pH of the wastewater is set to 9 or more in the first step.

本発明の廃水処理方法の好ましい態様によれば、前記第1工程ではジオキサン濃度40mg/Lより大きい廃水を処理し、前記第2反工程ではジオキサン濃度40mg/L以下の廃水を処理する。   According to a preferred aspect of the wastewater treatment method of the present invention, wastewater having a dioxane concentration greater than 40 mg / L is treated in the first step, and wastewater having a dioxane concentration of 40 mg / L or less is treated in the second reaction step.

本発明の廃水処理方法の好ましい態様によれば、前記第2工程でのオゾンガスが、前記第1工程で排出されたオゾンガスである。   According to a preferred aspect of the wastewater treatment method of the present invention, the ozone gas in the second step is the ozone gas discharged in the first step.

本発明の廃水処理方法の好ましい態様によれば、前記第1工程で排出されたオゾンガスをモニタリングし、得られた値に基づいてオゾンガス量を20mg/NL以上30mg/NL以下に調整する。   According to the preferable aspect of the wastewater treatment method of the present invention, the ozone gas discharged in the first step is monitored, and the amount of ozone gas is adjusted to 20 mg / NL or more and 30 mg / NL or less based on the obtained value.

本発明によれば、数百mg/Lの高濃度のジオキサンを含む廃水を数mg/Lの濃度まで低コストで効率よく処理することができる。   According to the present invention, wastewater containing a high concentration of dioxane of several hundred mg / L can be efficiently processed at a low cost to a concentration of several mg / L.

本実施の形態の概略フローシート。The general | schematic flow sheet of this Embodiment. ジオキサンの分解速度を示すグラフ。The graph which shows the decomposition | disassembly rate of a dioxane. 排オゾンガス濃度を示すグラフ。The graph which shows exhaust ozone gas concentration. 流入オゾンガス濃度、処理水ジオキサン濃度、及び排気オゾン濃度を示すグラフ。The graph which shows inflow ozone gas concentration, treated-water dioxane concentration, and exhaust ozone concentration.

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を含む範囲を意味する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention will be described with reference to the following preferred embodiments, but can be modified in many ways without departing from the scope of the present invention, and other embodiments than the present embodiment can be used. be able to. Accordingly, all modifications within the scope of the present invention are included in the claims. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to”.

図1は、本実施の形態のフローシートを示す。図1に示すように、廃水処理装置10は、直列に配置された第1反応槽12、第2反応槽14を有する。   FIG. 1 shows a flow sheet of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the wastewater treatment apparatus 10 includes a first reaction tank 12 and a second reaction tank 14 arranged in series.

第1オゾン供給手段であるオゾン発生器16が第1反応槽12に接続される。オゾン発生器16はオゾンガスを第1反応槽12内の廃水にオゾンガスを供給する。アルカリ剤を供給する手段であるアルカリ剤タンク18が第1反応槽12に接続される。アルカリ剤タンク18から苛性ソーダ等のアルカリ剤が供給される。アルカリ剤により第1反応槽12内の廃水がアルカリ状態、例えば、pH9以上とされる。   An ozone generator 16 that is a first ozone supply means is connected to the first reaction tank 12. The ozone generator 16 supplies ozone gas to waste water in the first reaction tank 12. An alkaline agent tank 18 that is a means for supplying the alkaline agent is connected to the first reaction tank 12. An alkaline agent such as caustic soda is supplied from the alkaline agent tank 18. The waste water in the 1st reaction tank 12 is made into an alkaline state, for example, pH9 or more with an alkaline agent.

排オゾン管20が第1反応槽12と第2反応槽14との間に配置され、第1反応槽12と第2反応槽14を連通する。第1反応槽12から排出されるオゾンガスが排オゾン管20を経由して第2反応槽14に供給される。排オゾン管20が第2反応槽14のオゾン注入管として機能する。オゾンモニタ22が排オゾン管20に設置される。オゾンモニタ22により、第1反応槽12から排出されるオゾンガスの濃度が測定される。流量制御装置28がオゾンモニタ22とオゾン発生器16に電気的に接続される。流体制御装置28は、オゾンモニタ22のモニタリング値に基づいて、オゾン発生器16のオゾンガスの流量及び/又は濃度を制御する。   An exhaust ozone pipe 20 is disposed between the first reaction tank 12 and the second reaction tank 14 and communicates the first reaction tank 12 and the second reaction tank 14. The ozone gas discharged from the first reaction tank 12 is supplied to the second reaction tank 14 via the exhaust ozone pipe 20. The exhaust ozone pipe 20 functions as an ozone injection pipe of the second reaction tank 14. An ozone monitor 22 is installed in the exhaust ozone pipe 20. The ozone monitor 22 measures the concentration of ozone gas discharged from the first reaction tank 12. A flow control device 28 is electrically connected to the ozone monitor 22 and the ozone generator 16. The fluid control device 28 controls the flow rate and / or concentration of the ozone gas of the ozone generator 16 based on the monitoring value of the ozone monitor 22.

紫外線ランプ(不図示)が第2反応槽14内に配置される。紫外線ランプはUV電源24と接続される。紫外線ランプは第2反応槽14内の廃水に所定の光エネルギーを照射する。第2反応槽14にオゾン排気管26が接続されている。オゾン排気管26から系外にオゾンガスが排出される。   An ultraviolet lamp (not shown) is disposed in the second reaction tank 14. The ultraviolet lamp is connected to a UV power source 24. The ultraviolet lamp irradiates the waste water in the second reaction tank 14 with predetermined light energy. An ozone exhaust pipe 26 is connected to the second reaction tank 14. Ozone gas is discharged out of the system from the ozone exhaust pipe 26.

廃水処理装置10を用いた廃水処理方法を説明する。ジオキサンなど難分解性有機物を含有する廃水が第1反応槽12に供給される。第1反応槽12内の廃水に、アルカリ剤タンク18からアルカリ剤、(例えば、苛性ソーダ)が供給される。これにより、廃水はpH9以上に調整される。さらに、オゾン発生器16からオゾンガスが廃水に導入される。廃水のpHが9以上に調整されるので、オゾンの自己分解を高めることができる。この自己分解過程でOHラジカルが生成される。このOHラジカルにより数百mg/Lのジオキサンを含む廃水が、ジオキサンが数十mg/L(例えば、40mg/L)となるまで酸化処理される。ジオキサンを数百mg/L含有する廃水に対して,オゾンガスと安価なアルカリ剤を併用することで効率的な分解効果が得られる。   A wastewater treatment method using the wastewater treatment apparatus 10 will be described. Waste water containing a hardly decomposable organic substance such as dioxane is supplied to the first reaction tank 12. Alkaline agent (for example, caustic soda) is supplied from the alkali agent tank 18 to the waste water in the first reaction tank 12. Thereby, waste water is adjusted to pH 9 or more. Further, ozone gas is introduced from the ozone generator 16 into the waste water. Since the pH of the wastewater is adjusted to 9 or more, the self-decomposition of ozone can be enhanced. OH radicals are generated during this self-decomposition process. The wastewater containing several hundred mg / L of dioxane is oxidized by this OH radical until the dioxane becomes several tens mg / L (for example, 40 mg / L). An efficient decomposition effect can be obtained by using ozone gas and an inexpensive alkaline agent in combination with wastewater containing several hundred mg / L of dioxane.

次いで、第1反応槽12から流出した廃水は第2反応槽14に流入する。第2反応槽14に設置された紫外線ランプにより所定の光エネルギーが廃水に照射される。また、第1反応槽12から排出されるオゾンガスが排オゾン管20を介して第2反応槽14に吹き込まれる。紫外線照射によりOHラジカルが生成され、数十mg/L(例えば、40mg/L)のジオキサンを含む廃水が、ジオキサンが0.05mg/Lとなるまで酸化処理される。紫外線とオゾンガスを併用した促進酸化法によれば、ジオキサン分解効果が高く、低濃度までジオキサン分解することができる。   Next, the waste water flowing out from the first reaction tank 12 flows into the second reaction tank 14. The wastewater is irradiated with predetermined light energy by an ultraviolet lamp installed in the second reaction tank 14. Further, ozone gas discharged from the first reaction tank 12 is blown into the second reaction tank 14 via the exhaust ozone pipe 20. OH radicals are generated by ultraviolet irradiation, and wastewater containing several tens mg / L (for example, 40 mg / L) of dioxane is oxidized until dioxane reaches 0.05 mg / L. According to the accelerated oxidation method using ultraviolet rays and ozone gas in combination, the dioxane decomposition effect is high and the dioxane can be decomposed to a low concentration.

第1反応槽12から流出する排水のジオキサン濃度を40mg/Lとする方法としては、例えば、第1反応槽12からの流出水のTOC(全有機炭素濃度計)を自動計測することがある。これはジオキサンとTOC濃度に相関関係があり、ジオキサンは通常TOCの1.8倍になることから、管理値を設定することができる。また、排水ジオキサン濃度が比較的安定している場合は第1反応槽12の流出水をサンプリングして分析することで、設備運転条件を調整することもできる。   As a method of setting the dioxane concentration of the waste water flowing out from the first reaction tank 12 to 40 mg / L, for example, the TOC (total organic carbon concentration meter) of the outflow water from the first reaction tank 12 may be automatically measured. This has a correlation between the dioxane and the TOC concentration, and dioxane is usually 1.8 times the TOC, so that a control value can be set. In addition, when the drainage dioxane concentration is relatively stable, the facility operating conditions can be adjusted by sampling and analyzing the effluent from the first reaction tank 12.

第1反応槽12から第2反応槽14に通気されるオゾンガスは、排オゾン管20の途中のオゾンモニタ22によりオゾンガス濃度が測定される。排オゾン濃度が20mg/NL以上30mg/NL以下に調整される。第1反応槽12に吹き込むオゾンガス濃度、及び/又はオゾンガス量により、排オゾン濃度が調整される。具体的には、流体制御装置28は、オゾンモニタ22のモニタリング値に基づいて、オゾン発生器16のオゾンガスの流量及び/又は濃度を制御する。   The ozone gas concentration of the ozone gas vented from the first reaction tank 12 to the second reaction tank 14 is measured by the ozone monitor 22 in the middle of the exhaust ozone pipe 20. The exhaust ozone concentration is adjusted to 20 mg / NL or more and 30 mg / NL or less. The exhaust ozone concentration is adjusted by the ozone gas concentration and / or the amount of ozone gas blown into the first reaction tank 12. Specifically, the fluid control device 28 controls the flow rate and / or concentration of the ozone gas in the ozone generator 16 based on the monitoring value of the ozone monitor 22.

第2反応槽14で処理するジオキサンを10mg/Lと考えた場合、第2反応槽14に供給するオゾン濃度の必要量が予測される。この場合、最小オゾンガス濃度は20mg/NLとなる。   When the dioxane to be treated in the second reaction tank 14 is considered to be 10 mg / L, the necessary amount of ozone concentration supplied to the second reaction tank 14 is predicted. In this case, the minimum ozone gas concentration is 20 mg / NL.

第2反応槽14に供給されるオゾンガス濃度が30mg/NLを超えると、第2反応槽14から排出されるオゾンガスの濃度が高くなる。そのため、大気放出時の触媒分解設備の負荷を上げることになる。本実施の形態では、第1反応槽12から排気されるオゾンガスが第2反応槽14で効率よく活用される。したがって、オゾン排気管26から排出されるオゾンガスの量は少ない。   When the concentration of ozone gas supplied to the second reaction tank 14 exceeds 30 mg / NL, the concentration of ozone gas discharged from the second reaction tank 14 increases. For this reason, the load on the catalyst decomposition facility at the time of release into the atmosphere is increased. In the present embodiment, ozone gas exhausted from the first reaction tank 12 is efficiently utilized in the second reaction tank 14. Therefore, the amount of ozone gas discharged from the ozone exhaust pipe 26 is small.

pH9以上の第1反応槽12の廃水を第2反応槽14に送水することで,第2反応槽14のpH8〜9の弱アルカリになる。このpH上昇で反応が,さらに促進される効果がある。第1反応槽12では水中pHを9以上に調整される。オゾンの自己分解を高めるもので,この自己分解過程でOHラジカルを生成する。したがって、第1反応槽12からの処理液がアルカリ状態であれば,第2反応槽14での反応が早くなるメリットがある。   By feeding the waste water of the first reaction tank 12 having a pH of 9 or more to the second reaction tank 14, the second reaction tank 14 becomes weakly alkaline with a pH of 8-9. This pH increase has the effect of further promoting the reaction. In the first reaction tank 12, the pH in water is adjusted to 9 or more. It enhances the self-decomposition of ozone and generates OH radicals during this self-decomposition process. Therefore, if the treatment liquid from the first reaction tank 12 is in an alkaline state, there is an advantage that the reaction in the second reaction tank 14 is accelerated.

図2は、3タイプ((1)オゾンと紫外線の組み合わせ、(2)オゾンと過酸化水素との組み合わせ、(3)オゾンとアルカリ剤との組み合わせ)の分解特性の比較グラフを示す。縦軸はジオキサン濃度(mg/L)を示し、横軸は時間(min)を示す。オゾンと紫外線の組み合わせ、及びオゾンとアルカリ剤の組み合わせは、ジオキサン数十mg/L(ほぼ40mg/L)まで、いずれもジオキサン分解速度200mg/L・H以上でジオキサン分解が進行した。オゾンと過酸化水素との組み合わせは反応が遅いので、上述の2法と比較して、ジオキサン分解はゆっくり進行した。   FIG. 2 shows a comparative graph of decomposition characteristics of three types ((1) a combination of ozone and ultraviolet light, (2) a combination of ozone and hydrogen peroxide, and (3) a combination of ozone and an alkali agent). The vertical axis represents dioxane concentration (mg / L), and the horizontal axis represents time (min). As for the combination of ozone and ultraviolet light, and the combination of ozone and an alkaline agent, the dioxane decomposition proceeded at a dioxane decomposition rate of 200 mg / L · H or more, up to several tens of mg / L (approximately 40 mg / L). Since the reaction of the combination of ozone and hydrogen peroxide was slow, the dioxane decomposition proceeded slowly compared to the above two methods.

オゾンとアルカリ剤の組み合わせについて、ジオキサン濃度が40mg/L以下となると、分解速度が低下した。一方、オゾンと紫外線の組み合わせは数mg/L以下の微量濃度でも殆どジオキサンの分解速度は変化しなかった。   About the combination of ozone and the alkali agent, when the dioxane concentration was 40 mg / L or less, the decomposition rate was lowered. On the other hand, the combination rate of ozone and ultraviolet rays hardly changed the decomposition rate of dioxane even at a trace concentration of several mg / L or less.

図3は、上記比較実験時の排オゾンガスの濃度を示したグラフである。縦軸は排オゾン濃度(mg/NL)を示し、横軸は時間(min)を示す。オゾンとアルカリ剤との組み合わせでは、水中ジオキサン濃度が数十mg/L程度になると、排オゾンガス濃度が高くなる。流入オゾンガス(実験時のオゾンガス濃度:85mg/NL)の30〜40%が排気される。オゾンとアルカリ剤との組み合わせと比較すると、オゾンと紫外線の組み合わせの場合、排オゾンガス濃度は5〜10%であった。オゾンと過酸化水素との組み合わせでは、反応が遅いため、流入オゾンガスの28〜36%が排気された。この結果、オゾンと過酸化水素の組み合わせは、供給するオゾンの反応効率が悪く、同様な処理水質を得るには、前記2方法と比べて多量のオゾンガスを供給する必要がある。   FIG. 3 is a graph showing the concentration of exhaust ozone gas during the comparative experiment. The vertical axis represents the exhaust ozone concentration (mg / NL), and the horizontal axis represents time (min). In the combination of ozone and an alkaline agent, the exhaust ozone gas concentration increases when the dioxane concentration in water is about several tens mg / L. 30-40% of the inflowing ozone gas (ozone gas concentration at the time of experiment: 85 mg / NL) is exhausted. Compared with the combination of ozone and an alkali agent, the exhaust ozone gas concentration was 5 to 10% in the case of a combination of ozone and ultraviolet rays. In the combination of ozone and hydrogen peroxide, since the reaction was slow, 28 to 36% of the inflowing ozone gas was exhausted. As a result, the combination of ozone and hydrogen peroxide has a poor reaction efficiency of the supplied ozone, and it is necessary to supply a larger amount of ozone gas than the above two methods in order to obtain the same treated water quality.

上述の比較実験から、以下のことが導き出される。   From the above comparative experiment, the following can be derived.

(1)オゾンとアルカリ剤の組み合わせは、ジオキサンを数百mg/L含有する廃水に対して、オゾンガスと安価なアルカリ剤を併用することで効率的な分解効果が得られる。一方、ジオキサンが低濃度の場合、分解速度は低くいため効率が低下する。   (1) As for the combination of ozone and an alkaline agent, an efficient decomposition effect can be obtained by using ozone gas and an inexpensive alkaline agent in combination with wastewater containing several hundred mg / L of dioxane. On the other hand, when dioxane is at a low concentration, the degradation rate is low, so the efficiency is lowered.

(2)オゾンと紫外線の組み合わせはジオキサン分解効果が高く、低濃度までジオキサン分解できる。しかしながら、紫外線ランプの耐用時間を過ぎると設備更新が必要である。したがって煩雑なメンテナンスが必要となり、オゾンとアルカリ剤の組み合わせと比べると、コスト高になる。一方、オゾンと紫外線の組み合わせは比較的低濃度のジオキサンに対して有効である。また,オゾンガス濃度が低くても、十分なオゾン利用率が得られる。   (2) The combination of ozone and ultraviolet rays has a high dioxane decomposition effect and can be decomposed to a low concentration. However, when the service life of the ultraviolet lamp is exceeded, the equipment needs to be renewed. Therefore, complicated maintenance is required, and the cost is higher than the combination of ozone and an alkali agent. On the other hand, the combination of ozone and ultraviolet light is effective for a relatively low concentration of dioxane. Moreover, even if the ozone gas concentration is low, a sufficient ozone utilization rate can be obtained.

即ち,水中のジオキサン濃度が、ある濃度より大きいときは、オゾンとアルカリ剤の組み合わせが高効率で経済的である。また、水中のジオキサン濃度が,ある濃度以下ではオゾンと紫外線の組み合わせが高効率である。   That is, when the dioxane concentration in water is greater than a certain concentration, the combination of ozone and an alkaline agent is highly efficient and economical. Moreover, when the dioxane concentration in water is below a certain concentration, the combination of ozone and ultraviolet light is highly efficient.

図4は、流入オゾンガス濃度に対する処理水DOX濃度、及び塔外に排出される排気オゾンガス濃度の関係を示す。図4は、第1反応槽から流出するジオキサン25mg/Lを含有する廃水に対して、供給オゾンガス濃度を変化させた場合の処理性能の例を示す。流入オゾンガス濃度20mg/NL以上で、処理ジオキサン濃度は0.5mg/L以下となる。これ以上流入オゾンガス濃度を多くしても、排気されるオゾンが高くなるため効率的ではなくなる。本図ではジオキサン25mg/L含有廃水を例としたが、ジオキサン濃度40mg/L含有廃水は、オゾンガス濃度30mg/NL以上で0.5mg/L以下となることを確認している。   FIG. 4 shows the relationship between the treated water DOX concentration and the exhaust ozone gas concentration discharged outside the tower with respect to the inflow ozone gas concentration. FIG. 4 shows an example of treatment performance when the supply ozone gas concentration is changed with respect to the wastewater containing 25 mg / L of dioxane flowing out from the first reaction tank. When the inflow ozone gas concentration is 20 mg / NL or more, the treated dioxane concentration is 0.5 mg / L or less. Even if the concentration of the inflowing ozone gas is increased further, the exhausted ozone becomes high, which is not efficient. In this figure, the wastewater containing dioxane 25 mg / L was taken as an example, but it has been confirmed that the wastewater containing dioxane concentration 40 mg / L is 0.5 mg / L or less when the ozone gas concentration is 30 mg / NL or more.

上記のことから、第1反応槽から出口オゾンガス濃度を20〜30mg/NLに調整することで、効率よく第2反応槽でジオキサン分解が可能であることが理解できる。第2反応槽への流入オゾンガス濃度を20〜30mg/NLを維持するため、第1反応槽からの排気オゾンガスをモニタリングし、モニタリング値で第1反応槽への供給オゾン濃度を調整することが有効である。   From the above, it can be understood that dioxane decomposition can be efficiently performed in the second reaction tank by adjusting the outlet ozone gas concentration from the first reaction tank to 20 to 30 mg / NL. In order to maintain the ozone gas concentration flowing into the second reaction tank at 20 to 30 mg / NL, it is effective to monitor the exhaust ozone gas from the first reaction tank and adjust the ozone concentration supplied to the first reaction tank by the monitoring value It is.

表1は、実施例1、比較例1,2によるジオキサン分解効果と必要電気量及びコスト比較をまとめたものである。実施例1は、オゾンとアルカリ剤の組み合わせを前段とし、オゾンと紫外線の組み合わせを後段としたものである。比較例1は、オゾンと紫外線の組み合わせたものであり、比較例2は、オゾンと過酸化水素を組み合わせたものである。表1によれば、オゾンとアルカリ剤の組み合わせを前段とし、オゾンと紫外線の組み合わせを後段したものが、経済的で高効率であることが理解できる。   Table 1 summarizes the dioxane decomposition effect, the required amount of electricity, and cost comparison according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. In Example 1, a combination of ozone and an alkaline agent is used as a front stage, and a combination of ozone and ultraviolet light is used as a rear stage. Comparative Example 1 is a combination of ozone and ultraviolet light, and Comparative Example 2 is a combination of ozone and hydrogen peroxide. According to Table 1, it can be understood that a combination of ozone and an alkaline agent in the preceding stage and a combination of ozone and ultraviolet light in the latter stage is economical and highly efficient.

Figure 2011200844
Figure 2011200844

10…廃水処理装置、12…第1反応槽、14…第2反応槽、16…オゾン発生器、18…アルカリ剤タンク、20…排オゾン管、22…オゾンモニタ、24…UV電源、26…オゾン排気管、28…流量制御装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Waste water treatment apparatus, 12 ... 1st reaction tank, 14 ... 2nd reaction tank, 16 ... Ozone generator, 18 ... Alkaline agent tank, 20 ... Waste ozone pipe, 22 ... Ozone monitor, 24 ... UV power supply, 26 ... Ozone exhaust pipe, 28 ... Flow control device

Claims (10)

廃水処理装置であって、
ジオキサンを含む廃水が注入される第1反応槽と、
前記第1反応槽にオゾンガスを供給する第1オゾン供給手段と、
前記第1反応槽内の廃水のpHを調整するため、前記第1反応槽にアルカリ剤を供給するアルカリ剤供給手段と、
前記第1反応槽で処理された廃水が注入される第2反応槽と、
前記第2反応槽に設置された紫外線照射装置と、
前記第2反応槽にオゾンガスを供給する第2オゾン供給手段と、
を備える廃水処理装置。
A wastewater treatment device,
A first reaction vessel into which waste water containing dioxane is injected;
First ozone supply means for supplying ozone gas to the first reaction tank;
Alkaline agent supply means for supplying an alkaline agent to the first reaction tank in order to adjust the pH of the wastewater in the first reaction tank;
A second reaction tank into which wastewater treated in the first reaction tank is injected;
An ultraviolet irradiation device installed in the second reaction tank;
Second ozone supply means for supplying ozone gas to the second reaction tank;
A wastewater treatment apparatus comprising:
請求項1記載の廃水処理装置であって、前記アルカリ供給手段が廃水のpHを9以上に調整する廃水処理装置。   The wastewater treatment apparatus according to claim 1, wherein the alkali supply means adjusts the pH of the wastewater to 9 or more. 請求項1又は2記載の廃水処理装置であって、前記第1反応槽はジオキサン濃度40mg/Lより大きい廃水を処理し、前記第2反応槽がジオキサン濃度40mg/L以下の廃水を処理する廃水処理装置。   The wastewater treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first reaction tank treats wastewater having a dioxane concentration greater than 40 mg / L, and the second reaction tank treats wastewater having a dioxane concentration of 40 mg / L or less. Processing equipment. 請求項1〜3の何れか記載の廃水処理装置であって、前記第1オゾン供給手段がオゾン発生器であり、前記第2オゾン供給手段が前記第1反応槽から排出されたオゾンガスを前記第2反応槽に導入するオゾン注入管である廃水処理装置。   4. The wastewater treatment apparatus according to claim 1, wherein the first ozone supply unit is an ozone generator, and the second ozone supply unit is configured to remove ozone gas discharged from the first reaction tank. 2 Waste water treatment equipment that is an ozone injection pipe to be introduced into the reaction tank. 請求項4記載の廃水処理装置であって、前記オゾン注入管にオゾンモニタが設置され、前記オゾンモニタで得られた値に基づいて前記第1オゾン供給手段の流量、及び/又は濃度を制御し、前記オゾンモニタの数値を20mg/NL以上30mg/NL以下に調整する廃水処理装置。   5. The wastewater treatment apparatus according to claim 4, wherein an ozone monitor is installed in the ozone injection pipe, and the flow rate and / or concentration of the first ozone supply means is controlled based on a value obtained by the ozone monitor. The waste water treatment apparatus which adjusts the numerical value of the ozone monitor to 20 mg / NL or more and 30 mg / NL or less. 廃水処理方法であって、
ジオキサンを含む廃水をアルカリ状態とし、オゾンガスで酸化処理する第1工程と、
前記第1工程で処理された廃水を、紫外線照射とオゾンガスとで酸化処理する第2工程とを有する廃水処理方法。
A wastewater treatment method,
A first step of converting wastewater containing dioxane into an alkaline state and oxidizing with ozone gas;
A wastewater treatment method comprising: a second step of oxidizing the wastewater treated in the first step with ultraviolet irradiation and ozone gas.
請求項6記載の廃水処理方法であって、前記第1工程において、前記廃水のpHを9以上とする廃水処理方法。   The wastewater treatment method according to claim 6, wherein in the first step, the pH of the wastewater is 9 or more. 請求項6又は7記載の廃水処理方法であって、前記第1工程ではジオキサン濃度40mg/Lより大きい廃水を処理し、前記第2反工程ではジオキサン濃度40mg/L以下の廃水を処理する廃水処理方法。   The wastewater treatment method according to claim 6 or 7, wherein in the first step, wastewater having a dioxane concentration greater than 40 mg / L is treated, and in the second reaction step, wastewater having a dioxane concentration of 40 mg / L or less is treated. Method. 請求項6〜8の何れか記載の廃水処理方法であって、前記第2工程でのオゾンガスが、前記第1工程で排出されたオゾンガスである廃水処理方法。   The wastewater treatment method according to any one of claims 6 to 8, wherein the ozone gas in the second step is the ozone gas discharged in the first step. 請求項9記載の廃水処理方法であって、前記第1工程で排出されたオゾンガスをモニタリングし、得られた値に基づいてオゾンガス量を20mg/NL以上30mg/NL以下に調整する工程をさらに有する廃水処理方法。   The wastewater treatment method according to claim 9, further comprising the step of monitoring the ozone gas discharged in the first step and adjusting the amount of ozone gas to 20 mg / NL or more and 30 mg / NL or less based on the obtained value. Wastewater treatment method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012035189A (en) * 2010-08-06 2012-02-23 Kubota Corp Equipment and method for water treatment
JP2013126617A (en) * 2011-12-16 2013-06-27 Hitachi Plant Technologies Ltd Method for treating 1,4-dioxane in wastewater and device therefor

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