JP2023018824A - Contaminated water decomposition treatment apparatus - Google Patents

Contaminated water decomposition treatment apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2023018824A
JP2023018824A JP2021123124A JP2021123124A JP2023018824A JP 2023018824 A JP2023018824 A JP 2023018824A JP 2021123124 A JP2021123124 A JP 2021123124A JP 2021123124 A JP2021123124 A JP 2021123124A JP 2023018824 A JP2023018824 A JP 2023018824A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxygen species
contaminated water
electrode
reactive oxygen
partition member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021123124A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
宏之 高橋
Hiroyuki Takahashi
和弘 中村
Kazuhiro Nakamura
宏之 吉木
Hiroyuki Yoshiki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tobishima Corp
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Original Assignee
Tobishima Corp
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tobishima Corp, Institute of National Colleges of Technologies Japan filed Critical Tobishima Corp
Priority to JP2021123124A priority Critical patent/JP2023018824A/en
Publication of JP2023018824A publication Critical patent/JP2023018824A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

To provide a contaminated water decomposition treatment apparatus that has a small environmental impact, requires less energy consumption for decomposition of contaminated water, enables environmental purification at a lower cost than existing decomposition technologies, and can reduce the time required for decomposition treatment of contaminated water to below standard values in a shorter time.SOLUTION: A contaminated water decomposition treatment apparatus includes a generating area 2 for generating reactive oxygen species, a reaction area 3 for reacting the generated reactive oxygen species with contaminated water, and a partition member having conductivity that divides the generating area 2 and the reaction area 3. The generating area 2 has an electrode positioned to face the partition member and a gas supply pipe 8 that supplies gas used for generating reactive oxygen species. By energizing the conductive partition member from the electrode, reactive oxygen species are generated using the gas, the generated reactive oxygen species permeate from the generating area 2 to the reaction area 3, and the reactive oxygen species that permeate into the reaction area 3 are reacted with the contaminated water.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、活性酸素種によって汚染水を分解処理する汚染水分解処理装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polluted water decomposition treatment apparatus that decomposes polluted water with active oxygen species.

1,4-ジオキサン(1,4-DXA)は、2017年4月に土壌環境基準に新たに追加された規制物質である。土壌環境基準における規制物質は土壌汚染対策法の規制物質としてきたことから、今後、1,4-DXAは土壌汚染対策法の規制物質となることが予測される。しかし、1,4-DXAは既存の規制物質と物性が大きく異なるため、効率的な分解方法が存在しないのが、現状である。一方で、1,4-DXAは化学工業や医薬品製造で利用されてきたことから、土壌汚染対策法の規制物質に追加された場合、1,4-DXA分解処理技術のニーズが高まることが予測される。 1,4-dioxane (1,4-DXA) is a regulated substance newly added to the soil environmental quality standards in April 2017. Since 1,4-DXA has been a regulated substance under the Soil Contamination Countermeasures Law, it is expected that 1,4-DXA will become a regulated substance under the Soil Contamination Countermeasures Law in the future. However, since 1,4-DXA differs greatly in physical properties from existing regulated substances, there is currently no efficient decomposition method. On the other hand, since 1,4-DXA has been used in the chemical industry and pharmaceutical manufacturing, it is predicted that the need for 1,4-DXA decomposition technology will increase if it is added to the list of substances regulated by the Soil Contamination Countermeasures Law. be done.

ここで、1,4-DXAの性質としては高い親水性があり、かつ沸点が高く水とほぼ同じである。これは既存の規制物質とは異なる性質である。従来の加熱処理、ばっ気処理による浄化技術は既存の規制物質の性質を利用しているため、これらの性質を利用した従来の浄化技術の多くは1,4-DXAの浄化に対応することができない。 Here, 1,4-DXA has properties of high hydrophilicity and a high boiling point, which is almost the same as that of water. This is a different property from existing controlled substances. Conventional purification technologies using heat treatment and aeration treatment utilize the properties of existing controlled substances, so many of the conventional purification technologies using these properties are not compatible with the purification of 1,4-DXA. Can not.

そして従来の1,4-DXAに対する浄化方法に関しては、いくつかの先行技術が存在している。例えば、(1)1,4-DXA分解菌を用いた技術、(2)フェントン法、(3)過硫酸塩及び生石灰を用いた技術、(4)マイクロバブル及び過硫酸塩を用いた分解法、あるいは(5)土壌を抵抗体として電流を流し昇温によって1,4-DXAを分解する技術などである。 And there are several prior arts regarding conventional purification methods for 1,4-DXA. For example, (1) technology using 1,4-DXA-degrading bacteria, (2) Fenton method, (3) technology using persulfate and quicklime, (4) decomposition method using microbubbles and persulfate or (5) a technique of decomposing 1,4-DXA by applying an electric current to the soil as a resistor and raising the temperature.

しかしながら、従来の先行技術にはそれぞれ問題点が存在する。例えば、(1)の技術では、微生物による環境負荷が考えられ、複合汚染の対応が困難であり、また微生物の活動に必要な温調によるエネルギー消費の問題がある。また(2)、(3)の技術では、マンガンイオン、塩化物イオン等の共存物質の影響による効率の低下、また使用する化学物質による環境負荷などの問題が考えられる。さらに(4)の技術では、処理時間がかかる一方、処理効率が低い(40度に昇温し240分後に除去率80%程度)ことがあり、(5)の技術では、土壌を抵抗体として電流を流し昇温によって1,4-DXAを分解するため、エネルギー消費が大きいことが挙げられる。 However, each conventional prior art has its own drawbacks. For example, in the technique (1), the environmental load caused by microorganisms is considered, and it is difficult to deal with complex contamination, and there is also the problem of energy consumption due to the temperature control necessary for the activity of microorganisms. Also, in the techniques (2) and (3), problems such as a decrease in efficiency due to the influence of coexisting substances such as manganese ions and chloride ions, and an environmental load due to the chemical substances used are conceivable. Furthermore, in the technique of (4), while the treatment takes a long time, the treatment efficiency may be low (removal rate is about 80% after 240 minutes when the temperature is raised to 40 degrees). It consumes a lot of energy because it decomposes 1,4-DXA by applying an electric current and raising the temperature.

そこで、従来技術および先行開発事例の問題点を解決するために、酸化力が高い活性酸素種を用いることが考えられている。しかし活性酸素種を用いるためには、(a)活性酸素種を効率よく生成する方法や(b)活性酸素種は、非常に反応性が高いため浄化対象物への効率的な投入方法など課題がある。
Therefore, in order to solve the problems of the prior art and prior development examples, the use of reactive oxygen species with high oxidizing power has been considered. However, in order to use reactive oxygen species, there are problems such as (a) a method for efficiently generating reactive oxygen species and (b) a method for efficiently injecting reactive oxygen species into an object to be purified because they are highly reactive. There is

特開2017-213478号公報JP 2017-213478 A 特開2013-86072号公報JP 2013-86072 A

かくして、本発明は前記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、環境負荷が小さく、汚染水の分解に要するエネルギー消費が少なくて済み、既存の分解技術より低コストで環境浄化が可能であり、汚染水の分解処理にかかる時間も短時間で基準値以下にすることができる汚染水分解処理装置を提供することを目的とするものである。
Thus, the present invention has been devised to address the above-mentioned conventional problems. It is an object of the present invention to provide a polluted water decomposing apparatus capable of reducing the time required for decomposing polluted water to a standard value or less in a short period of time.

本発明は、
活性酸素種を生成する生成領域部と、前記生成された活性酸素種と汚染水とを反応させる反応領域部と、前記生成領域部と前記反応領域部とを仕切る導電性を有する仕切り部材と、を有し、
前記生成領域部には、前記仕切り部材と対向するよう配置された電極と、活性酸素種の生成に用いられる気体を供給する気体供給管と、を有し、
前記電極から導電性を有する仕切り部材への通電により前記気体を用いて活性酸素種を生成してなり、
前記仕切り部材による仕切り構成を、前記生成された活性酸素種が前記生成領域部から前記反応領域部の方向に透過できるよう構成し、前記反応領域部に透過した活性酸素種を前記汚染水と反応させる、
ことを特徴とし、
または、
活性酸素種を生成する生成領域部と、前記生成された活性酸素種と汚染水とを反応させる反応領域部と、前記生成領域部と前記反応領域部とを仕切る仕切り部材と、を有し、
前記生成領域部には、前記仕切り部材と当接して設けられた第一電極と、前記第一電極と対向するよう配置された第二電極と、活性酸素種の生成に用いられる気体を供給する気体供給管と、を有し、
前記第二電極から第一電極への通電により前記気体を用いて活性酸素種を生成してなり、
前記仕切り部材による仕切り構成を、前記生成された活性酸素種が前記生成領域部から前記反応領域部の方向に透過できるよう構成し、前記反応領域部に透過した活性酸素種を前記汚染水と反応させる、
ことを特徴とし、
または、
活性酸素種を生成する生成領域部と、前記生成された活性酸素種と汚染水とを反応させる反応領域部と、前記生成領域部と前記反応領域部とを仕切る仕切り部材と、を有し、
前記生成領域部には、前記仕切り部材と当接して設けられた網目状の電極と、前記網目状の電極と対向するよう配置された針状の電極と、活性酸素種の生成に用いられる気体を供給する気体供給管と、を有し、
前記針状の電極から網目状の電極への通電により前記気体を用いて活性酸素種を生成してなり、
前記仕切り部材による仕切り構成を、前記生成された活性酸素種が前記生成領域部から前記反応領域部の方向に透過できるよう構成し、前記反応領域部に透過した活性酸素種を前記汚染水と反応させる、
ことを特徴とし、
または、
前記反応領域部には、撹拌機が設けられ、前記撹拌機によって前記反応領域部内の汚染水を撹拌することができる、
ことを特徴とし、
または、
前記反応領域部は、液体が流れる流水管で構成された、
ことを特徴とするものである。
The present invention
a generation region for generating reactive oxygen species, a reaction region for reacting the generated reactive oxygen species with contaminated water, and a conductive partition member for partitioning the generation region and the reaction region; has
The generation region includes an electrode arranged to face the partition member, and a gas supply pipe for supplying a gas used for generating reactive oxygen species,
generating active oxygen species using the gas by energizing the partition member having conductivity from the electrode,
The partition structure by the partition member is configured so that the generated active oxygen species can permeate from the generation region to the reaction region, and the active oxygen species permeated to the reaction region react with the contaminated water. let
characterized by
or,
a generation region for generating reactive oxygen species, a reaction region for reacting the generated reactive oxygen species with contaminated water, and a partition member for partitioning the generation region and the reaction region;
A first electrode provided in contact with the partition member, a second electrode arranged to face the first electrode, and a gas used for generating reactive oxygen species are supplied to the generation area section. a gas supply pipe;
energizing the first electrode from the second electrode to generate reactive oxygen species using the gas;
The partition structure by the partition member is configured so that the generated active oxygen species can permeate from the generation region to the reaction region, and the active oxygen species permeated to the reaction region react with the contaminated water. let
characterized by
or,
a generation region for generating reactive oxygen species, a reaction region for reacting the generated reactive oxygen species with contaminated water, and a partition member for partitioning the generation region and the reaction region;
The generation region includes a mesh electrode provided in contact with the partition member, a needle electrode arranged to face the mesh electrode, and a gas used to generate reactive oxygen species. a gas supply pipe for supplying the
generating active oxygen species using the gas by energizing the mesh-like electrode from the needle-like electrode;
The partition structure by the partition member is configured so that the generated active oxygen species can permeate from the generation region to the reaction region, and the active oxygen species permeated to the reaction region react with the contaminated water. let
characterized by
or,
A stirrer is provided in the reaction zone, and the contaminated water in the reaction zone can be stirred by the stirrer.
characterized by
or,
The reaction zone is composed of a water pipe through which a liquid flows,
It is characterized by

本発明によれば、環境負荷が小さく、汚染水の分解に要するエネルギー消費が少なくて済み、既存の分解技術より低コストで環境浄化が可能であり、汚染水の分解処理にかかる時間も短時間で基準値以下にすることができるとの優れた効果を奏する。
According to the present invention, the environmental load is small, the energy consumption required for decomposition of contaminated water is small, environmental purification is possible at a lower cost than the existing decomposition technology, and the time required for decomposition treatment of contaminated water is short. can be reduced to the standard value or less.

本発明による汚染水分解処理装置の概略構成を説明する構成説明図(その1)である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration explanatory diagram (Part 1) for explaining a schematic configuration of a contaminated water decomposition treatment apparatus according to the present invention; 本発明による汚染水分解処理装置の概略構成を説明する構成説明図(その2)である。FIG. 2 is a configuration explanatory diagram (No. 2) for explaining a schematic configuration of the contaminated water decomposition treatment apparatus according to the present invention; 活性酸素種の反応速度定数と標準酸化電位を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating reaction rate constants of reactive oxygen species and standard oxidation potentials; 本発明の実験データを説明する説明図(その1)である。FIG. 2 is an explanatory diagram (part 1) for explaining experimental data of the present invention; 本発明の実験データを説明する説明図(その2)である。FIG. 2 is an explanatory diagram (part 2) for explaining experimental data of the present invention; 本発明による汚染水分解処理装置の概略構成を応用した構成を説明する構成説明図(その1)である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration explanatory diagram (part 1) for explaining a configuration to which the schematic configuration of a contaminated water decomposition treatment apparatus according to the present invention is applied; 本発明による汚染水分解処理装置の概略構成を応用した構成を説明する構成説明図(その2)である。FIG. 2 is a configuration explanatory diagram (part 2) for explaining a configuration to which the schematic configuration of the contaminated water decomposition treatment apparatus according to the present invention is applied; 本発明による汚染水分解処理装置の概略構成を応用した構成を説明する構成説明図(その3)である。FIG. 3 is a configuration explanatory diagram (No. 3) for explaining a configuration to which the schematic configuration of the contaminated water decomposition treatment apparatus according to the present invention is applied;

図1は、本発明の汚染水分解処理装置の構成を説明する概略説明図である。
符号1は、汚染水を分解処理する処理槽であり、前記処理槽1は、活性酸素種を生成する生成領域部2と、汚染水を分解処理する反応領域部3と、前記生成領域部2と前記反応領域部3とを仕切る仕切り部材とを有している。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of the contaminated water decomposition treatment apparatus of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a treatment tank for decomposing contaminated water. The treatment tank 1 includes a generation region 2 for generating reactive oxygen species, a reaction region 3 for decomposing contaminated water, and the generation region 2. and a partition member for partitioning the reaction area section 3 from the reaction area section 3 .

まず、生成領域部2の構成について説明する。
前記生成領域部2には、前記仕切り部材と当接して第一電極5が設けられている。前記第一電極5は、網目状(メッシュ状)をしており、酸化がされにくい金属性の物質が用いられている。
First, the configuration of the generation area unit 2 will be described.
A first electrode 5 is provided in the generation region portion 2 so as to be in contact with the partition member. The first electrode 5 has a mesh shape and is made of a metallic material that is difficult to oxidize.

そして、符号6は第二電極であり、前記第二電極6は前記第一電極5と対向するように配置されている。該第二電極6は、電極の先端が針状となっており、図1では前記針状の電極を多数設け、多重針状の電極としている。また、前記多重針状の電極に後述する電圧がかけられる構成としている。なお、図示していないが、前記多重針状の電極ごとにいくつかの集合体が構成され、該集合体ごとに後述する電圧がかけられる構成としてもよい。 Reference numeral 6 denotes a second electrode, and the second electrode 6 is arranged so as to face the first electrode 5 . The tip of the second electrode 6 is needle-shaped, and in FIG. 1, a large number of needle-shaped electrodes are provided to form a multiple needle-shaped electrode. Moreover, it is configured such that a voltage, which will be described later, is applied to the multiple needle-shaped electrodes. Although not shown, a configuration may be adopted in which several clusters are formed for each of the multiple needle-shaped electrodes, and a voltage described later is applied to each cluster.

また、前記針状の第二電極6は、例えば円錐状をした電極を用いることが考えられるが、電極の先端が針状となっていればよく、電極自体の形状は円錐状に限定されるものではない。前記第二電極6の材質としては、ステンレスやタングステンなどの摩耗がしにくいものが用いられる。 In addition, it is conceivable to use, for example, a conical electrode as the needle-shaped second electrode 6, but the tip of the electrode may be needle-shaped, and the shape of the electrode itself is limited to a conical shape. not a thing As the material of the second electrode 6, a material such as stainless steel or tungsten that is hard to wear is used.

図1から理解されるように、前記第一電極5と前記第二電極6は、電源7に接続されている。前記電源7は、数百V~数十kV以上の高電圧を印加することができる高電圧の電源である。そして、前記高電圧の電源7は定電圧ではなく交流電圧またはパルス状の電圧波形とすることで、前記第一電極5と前記第二電極6との間でストリーマ放電や大気圧グロー放電などの通電を生成することができる。 As can be seen from FIG. 1, the first electrode 5 and the second electrode 6 are connected to a power supply 7 . The power source 7 is a high-voltage power source capable of applying a high voltage of several hundred V to several tens of kV or higher. The high-voltage power source 7 is not a constant voltage but an AC voltage or a pulse voltage waveform, so that streamer discharge, atmospheric pressure glow discharge, etc., occur between the first electrode 5 and the second electrode 6. Electricity can be generated.

ここで、前記パルス状の電圧は、変調パルス電圧あるいはナノパルス電圧などを用いることが考えられる。なお、前記電源7は、前記処理槽1の外部に設けられた外部電源に接続し、電力を供給する構成としてもよい。 Here, it is conceivable to use a modulated pulse voltage, a nano-pulse voltage, or the like as the pulse-like voltage. The power source 7 may be connected to an external power source provided outside the processing tank 1 to supply electric power.

そして、前記生成領域部2内には、活性酸素種を生成するために用いられる気体を供給する気体供給管8が設けられている。前記気体供給管8からは、例えば空気や酸素を含む気体などが供給される。 A gas supply pipe 8 for supplying a gas used for generating reactive oxygen species is provided in the generation region section 2 . For example, gas containing air or oxygen is supplied from the gas supply pipe 8 .

次に、反応領域部3の構成について図1に基づいて説明する。
前記反応領域部3内に、汚染水を供給する汚染水供給管9が設けられており、前記汚染水供給管9から分解処理される汚染水が適時供給される。そして、前記汚染水が分解処理され、環境基準値、排水基準値または管理基準値以下となった液体を排液管10から排出する。なお、前記排液管10には、バルブ11が設けられており、該バルブ11の開閉により、前記排水基準値以下となった溶液の排出を操作することができる。
Next, the configuration of the reaction region section 3 will be described with reference to FIG.
A contaminated water supply pipe 9 for supplying contaminated water is provided in the reaction region 3, and the contaminated water to be decomposed is supplied from the contaminated water supply pipe 9 at appropriate times. Then, the contaminated water is decomposed, and the liquid below the environmental standard value, the waste water standard value, or the management standard value is discharged from the drain pipe 10 . A valve 11 is provided in the drain pipe 10, and by opening and closing the valve 11, it is possible to operate the discharge of the solution that has become equal to or less than the drain standard value.

そして、汚染水を分解処理する際に発生する気体を排出するために排気管12が設けられている。なお、図1では、汚染水供給管9と排気管12とをそれぞれ別に設けているが、前記汚染水供給管9と前記排気管12とを別々に設けずに1つの管で、前記反応領域部3内に汚染水の供給や、発生した気体の排気を行う構成としてもよい。 An exhaust pipe 12 is provided to discharge gas generated when the contaminated water is decomposed. In FIG. 1, the contaminated water supply pipe 9 and the exhaust pipe 12 are provided separately. Contaminated water may be supplied to the inside of the unit 3, and the generated gas may be exhausted.

また、前記排気管12と前記生成領域部2に設けられた気体供給管8とを連結させて、発生した気体が循環する構成とすることも考えられる。このような構成とすることにより、汚染水を分解処理する際に発生し排出される気体が再度活性酸素種の生成に利用することができる気体であれば、効率よく活性酸素種を生成することができるためである。 It is also conceivable to connect the exhaust pipe 12 and the gas supply pipe 8 provided in the generation region section 2 so that the generated gas circulates. By adopting such a configuration, if the gas generated and discharged when the contaminated water is decomposed is a gas that can be used to generate the active oxygen species again, the active oxygen species can be efficiently generated. This is because

前記反応領域部3には、撹拌機13が取り付けられている。前記撹拌機13は、前記反応領域部3内に貯留された汚染水を撹拌することにより、後述する活性酸素種が内包された気泡との接触頻度を増やし、効率よく汚染水を分解処理することができるのである。なお、図1では撹拌機13は上から吊り下げられた状態で設けられているが、例えば反応領域部3内の側面から水平に設けてもよく、汚染水を十分に撹拌できれば、撹拌機13の設置方法や設置箇所が特に限定されるものではない。 A stirrer 13 is attached to the reaction zone section 3 . The agitator 13 agitates the contaminated water stored in the reaction zone 3, thereby increasing the frequency of contact with bubbles containing active oxygen species, which will be described later, and efficiently decomposing the contaminated water. can be done. In FIG. 1, the stirrer 13 is suspended from above. There are no particular restrictions on the installation method or installation location.

次に、仕切り部材の一例である多孔質部材4の構成について説明する。
前記多孔質部材4としては、板状あるいはシート状の部材が用いられ、例えば厚み1mm以下のマイクロ/ナノポーラスを有する多孔質セラミックス膜(例えば、SPG膜)や多孔質ポリマー膜(例えば、ポアフロン)などが考えられる。
Next, the configuration of the porous member 4, which is an example of the partition member, will be described.
As the porous member 4, a plate-shaped or sheet-shaped member is used, for example, a micro/nanoporous porous ceramic film (for example, SPG film) or a porous polymer film (for example, Poreflon) having a thickness of 1 mm or less. can be considered.

前記多孔質部材4は、処理槽1内に前記生成領域部2と前記反応領域部3とを仕切るように設けられ、前記生成された活性酸素種が前記生成領域部2から前記反応領域部3への方向に透過できるよう仕切り構成されている。 The porous member 4 is provided in the treatment tank 1 so as to partition the generation region portion 2 and the reaction region portion 3, and the generated active oxygen species is transferred from the generation region portion 2 to the reaction region portion 3. It is partitioned so that it can be transmitted in the direction of

ここで、導電性を有する部材(例えば、金属や炭化ケイ素など)に大量の孔を有するよう加工し、導電性を有する多孔質部材4とすることもできる。前記導電性を有する多孔質部材4を用いることにより、前記生成領域部2内に第一電極5を設ける必要がなく、前記導電性を有する多孔質部材4を第一電極5の代替として用いることができる。その際、前記第一電極5に接続する電源7は、前記導電性を有する多孔質部材4に接続することとなる。 Here, a conductive member (for example, metal, silicon carbide, etc.) can be processed to have a large number of pores to form the conductive porous member 4 . By using the conductive porous member 4, it is not necessary to provide the first electrode 5 in the generation region section 2, and the conductive porous member 4 can be used as a substitute for the first electrode 5. can be done. At that time, the power source 7 connected to the first electrode 5 is connected to the conductive porous member 4 .

活性酸素種が前記生成領域部2から前記反応領域部3への方向に前記多孔質部材4を透過する仕切り構成について簡単に説明する。
例えば、図1に示すように多孔質部材4を挟んで上方に汚染水を処理する反応領域部3を設け、下方に活性酸素種が生成される生成領域部2を設けた構成とした場合に、気体供給管8から供給する気体の量を調節することで、前記生成領域部2内の気圧を調節することができる。前記気体供給管8から供給する気体の量を多くすることにより、前記生成領域部2内の気圧が高くなり、活性酸素種を前記反応領域部3への方向(上の方向)に透過できる仕切り構成とすることが考えられる。なお、前記反応領域部3内に貯留された汚染水(液体)が下方の前記生成領域部2内に漏れ出ないように、前記生成領域部2内の気圧を調節する必要がある。
A partition structure for allowing active oxygen species to pass through the porous member 4 in the direction from the generation region portion 2 to the reaction region portion 3 will be briefly described.
For example, as shown in FIG. 1, when the reaction region 3 for treating contaminated water is provided above the porous member 4 and the generation region 2 for generating active oxygen species is provided below. By adjusting the amount of gas supplied from the gas supply pipe 8, the air pressure in the generation area section 2 can be adjusted. By increasing the amount of gas supplied from the gas supply pipe 8, the air pressure in the generation region section 2 is increased, and a partition that allows active oxygen species to permeate in the direction (upward direction) to the reaction region section 3. It is conceivable to configure In addition, it is necessary to adjust the air pressure in the generation area 2 so that the contaminated water (liquid) stored in the reaction area 3 does not leak into the generation area 2 below.

ここで、生成領域部2内で活性酸素種を生成する生成方法について説明する。
まず、気体供給管8から空気あるいは酸素が含有された気体を生成領域部2内に供給し、メッシュ状の第一電極5および針状の第二電極6に数百V~数十kV以上の高電圧を印加する。そして高電圧を印加することにより、前記メッシュ状の第一電極5と前記針状の第二電極6との間にストリーマ放電、または大気圧グロー放電などの通電が発生する。さらに前記針状の第二電極6先端の高電界で加速したエネルギーの高い電子を前記供給された空気あるいは酸素が含有された気体中の酸素分子と衝突させることにより、高励起状態の原子状酸素O*(1D)および分子状酸素ラジカルO2(a1Δg)、OHラジカル等の活性酸素種を効率よく生成することができるのである。
Here, a generation method for generating reactive oxygen species within the generation region section 2 will be described.
First, a gas containing air or oxygen is supplied from the gas supply pipe 8 into the generation region section 2, and a voltage of several hundred V to several tens of kV or more is applied to the mesh-like first electrode 5 and the needle-like second electrode 6. Apply high voltage. Then, by applying a high voltage, electricity such as streamer discharge or atmospheric pressure glow discharge is generated between the mesh-like first electrode 5 and the needle-like second electrode 6 . Furthermore, by colliding high-energy electrons accelerated by a high electric field at the tip of the needle-like second electrode 6 with oxygen molecules in the supplied air or oxygen-containing gas, highly excited atomic oxygen Active oxygen species such as O * ( 1 D), molecular oxygen radicals O 2 (a 1 Δ g ), and OH radicals can be efficiently generated.

そして、前記生成領域部2内の気圧を調節し、図2から理解されるように、前記生成された活性酸素種は前記メッシュ状の第一電極5と当接して設けられた多孔質部材4を気体とともに透過すると同時に、前記活性酸素種が気体の気泡に内包され、前記気泡化した状態で反応領域部3内に透過される。 Then, the air pressure in the generation region 2 is adjusted, and as is understood from FIG. at the same time that the active oxygen species is encapsulated in gas bubbles and permeates into the reaction region portion 3 in the bubbled state.

そして、前記反応領域部3内で前記気泡に内包された活性酸素種と汚染水中の被処理物質とが気液接触することにより、前記被処理物質が活性酸素種により酸化分解され、分解処理することができるのである。酸化分解は、前記多孔質部材4の近傍で盛んに起こるため、反応領域部3内に設けた撹拌機13で汚染水を撹拌することにより気液接触する頻度を増加させ、汚染水全体の分解処理を促進することができる。 Then, the reactive oxygen species contained in the bubbles and the substance to be treated in the contaminated water come into gas-liquid contact in the reaction region 3, whereby the substance to be treated is oxidatively decomposed by the active oxygen species and decomposed. It is possible. Since oxidative decomposition frequently occurs in the vicinity of the porous member 4, the contaminated water is stirred by the stirrer 13 provided in the reaction zone 3, thereby increasing the frequency of gas-liquid contact and decomposing the entire contaminated water. Processing can be expedited.

図3は、各種活性酸素種の反応速度定数と標準酸化電位を示した表である。図から理解されるように活性酸素種は極めて強い酸化力を有しており、結合しようとする働き、すなわち反応性が高い状態となっている。そのため、反応領域部3内で汚染水中の被処理物質と強く反応するため、浄化処理を効率的に行うことができるのである。 FIG. 3 is a table showing reaction rate constants and standard oxidation potentials of various reactive oxygen species. As can be seen from the figure, the reactive oxygen species have extremely strong oxidizing power and are in a state of high reactivity, in other words, they act to bond. Therefore, since it strongly reacts with the substance to be treated in the contaminated water in the reaction region 3, the purification treatment can be performed efficiently.

次に、本発明の汚染水分解処理装置による実施例1について説明する。なお、本実施例1では、被処理物質として1,4-ジオキサン(1,4-DXA)を含有した模擬汚染水を用いており、初期の1,4-ジオキサン(1,4-DXA)濃度は1.02mg/Lとして分解処理を行った。 Next, Example 1 of the polluted water decomposition treatment apparatus of the present invention will be described. In Example 1, simulated contaminated water containing 1,4-dioxane (1,4-DXA) was used as the substance to be treated, and the initial 1,4-dioxane (1,4-DXA) concentration was 1.02 mg/L for decomposition treatment.

まず、処理層1の汚染水供給管9から1,4-ジオキサン(1,4-DXA)を含有した模擬汚染水を流入し、反応領域部3内に前記模擬汚染水を貯留する。そして、生成領域部2内に気体供給管8から空気あるいは酸素を含む気体を導入し、メッシュ状の第一電極5および針状の第二電極6に数百V~数十kV以上の高電圧を印加する。なお、本実施例1では、メッシュ状の第一電極5を用いたが、該メッシュ状の第一電極5の代わりに導電性を有する多孔質部材4を用いてもよい。 First, the simulated contaminated water containing 1,4-dioxane (1,4-DXA) is introduced from the contaminated water supply pipe 9 of the treatment layer 1 and stored in the reaction zone 3 . Then, air or a gas containing oxygen is introduced from the gas supply pipe 8 into the generation region 2, and a high voltage of several hundred V to several tens of kV or more is applied to the mesh-like first electrode 5 and the needle-like second electrode 6. is applied. Although the mesh-shaped first electrode 5 is used in the first embodiment, a conductive porous member 4 may be used instead of the mesh-shaped first electrode 5 .

本実施例1では、前記気体供給管8から空気あるいは酸素を含む気体を導入して前記生成領域部2内の気圧を高くし、多孔質部材4を透過して反応領域部3内で気泡を形成するようにした後、50Hz変調パルス高電圧およびナノパルス高電圧を印加し、メッシュ状の第一電極5と針状の第二電極6との間にストリーマ放電、または大気圧グロー放電などの通電を発生させ、さらに前記針状の第二電極6先端の高電界で加速したエネルギーの高い電子を前記供給された空気あるいは酸素を含む気体中の酸素分子と衝突させることにより、高励起状態の原子状酸素O*(1D)および分子状酸素ラジカルO2(a1Δg)、OHラジカル等の活性酸素種を生成した。 In the present embodiment 1, air or a gas containing oxygen is introduced from the gas supply pipe 8 to increase the pressure in the generation region 2, permeate the porous member 4, and generate bubbles in the reaction region 3. After forming, a 50 Hz modulated pulse high voltage and a nano-pulse high voltage are applied to energize streamer discharge or atmospheric pressure glow discharge between the mesh-shaped first electrode 5 and the needle-shaped second electrode 6. and further, by colliding high-energy electrons accelerated by the high electric field at the tip of the needle-like second electrode 6 with oxygen molecules in the supplied air or oxygen-containing gas, atoms in a highly excited state Reactive oxygen species such as O * ( 1 D), molecular oxygen radicals O 2 (a 1 Δ g ), and OH radicals were generated.

そして、前記生成された高励起状態の活性酸素種が多孔質部材4を空気あるいはその他の気体とともに透過した。前記活性酸素種が多孔質部材4を透過すると同時に、透過した空気あるいはその他の気体の気泡に前記活性酸素種が内包されて反応領域部3内に導入し、一定時間、反応領域部3内を撹拌機13により撹拌して分解処理を行った。また、前記排気管12と気体供給管8とを連結させて循環する構成とすることもできる。このような循環構造とするメリットは、生成領域部2内で発生するオゾンも有害物質の分解に有効であること、また排気中に存在する有害物質を循環させ、生成領域部2内に直接導入することで分解効率を上げる効果が期待できる。 Then, the generated active oxygen species in a highly excited state permeated the porous member 4 together with air or other gas. At the same time that the active oxygen species permeate through the porous member 4, the active oxygen species are encapsulated in the permeated air or other gas bubbles and introduced into the reaction region portion 3, where they are allowed to circulate in the reaction region portion 3 for a certain period of time. The decomposition treatment was performed by stirring with the stirrer 13 . Alternatively, the exhaust pipe 12 and the gas supply pipe 8 may be connected to circulate. The advantage of such a circulation structure is that the ozone generated in the generation region 2 is also effective in decomposing harmful substances, and that the harmful substances present in the exhaust gas are circulated and directly introduced into the generation region 2. By doing so, the effect of increasing the decomposition efficiency can be expected.

一定時間経過後、1,4-ジオキサン(1,4-DXA)濃度が環境基準値、排水基準値または管理基準値以下になった場合には、バルブ11を開放して排液管10から排水する。 After a certain period of time, if the concentration of 1,4-dioxane (1,4-DXA) falls below the environmental standard value, the waste water standard value, or the management standard value, open the valve 11 and drain the water from the drain pipe 10. do.

図4は上記実施例1で得られた結果を示したものであり、1,4-ジオキサン(1,4-DXA)の場合、排水基準は0.5mg/Lであり、環境基準は0.05mg/Lとなる。
第一電極5および第二電極6に印加する電圧を50Hz変調パルス高電圧とした場合は、模擬汚染水中の1,4-ジオキサン(1,4-DXA)濃度が約25分後に排水基準以下となり、約55分後には環境基準以下となることが確認された。また、印加する電圧をナノパルス高電圧とした場合は、模擬汚染水中の1,4-ジオキサン(1,4-DXA)濃度が約15分後に排水基準以下となり、約35分後には環境基準以下となることが確認された。一方オゾンを使用した分解処理の場合は、模擬汚染水中の1,4-ジオキサン(1,4-DXA)濃度が120分後でも排水基準以下にはならなかった。以上の結果より、従来の技術と比較して大幅に短い時間で分解処理することが確認された。
FIG. 4 shows the results obtained in Example 1 above. In the case of 1,4-dioxane (1,4-DXA), the wastewater standard is 0.5 mg/L and the environmental standard is 0.5 mg/L. 05 mg/L.
When the voltage applied to the first electrode 5 and the second electrode 6 is a 50 Hz modulated pulse high voltage, the concentration of 1,4-dioxane (1,4-DXA) in the simulated polluted water falls below the wastewater standard after about 25 minutes. After about 55 minutes, it was confirmed that it was below the environmental standard. In addition, when the applied voltage is nano-pulse high voltage, the concentration of 1,4-dioxane (1,4-DXA) in the simulated contaminated water falls below the wastewater standard after about 15 minutes, and below the environmental standard after about 35 minutes. was confirmed to be On the other hand, in the decomposition treatment using ozone, the concentration of 1,4-dioxane (1,4-DXA) in the simulated polluted water did not fall below the wastewater standard even after 120 minutes. From the above results, it was confirmed that decomposition treatment can be performed in a much shorter time than the conventional technology.

図5は、被処理物質としてテトラクロロエチレンを含有した模擬汚染水を用いて、上記実施例1と同様の手順でナノパルス高電圧を印加して分解処理を行った結果を示した図である。なお、初期のテトラクロロエチレン濃度を0.733mg/Lとし、またテトラクロロエチレンの排水基準は0.1mg/L、環境基準は0.01mg/Lである。
本発明の分解処理装置によれば、テトラクロロエチレン濃度が約7分後に排水基準以下となり、約16分後には環境基準以下となることが確認された。
FIG. 5 is a diagram showing the results of decomposition treatment by applying nanopulse high voltage in the same procedure as in Example 1, using simulated contaminated water containing tetrachlorethylene as the substance to be treated. The initial concentration of tetrachlorethylene is 0.733 mg/L, and the effluent standard for tetrachlorethylene is 0.1 mg/L, and the environmental standard is 0.01 mg/L.
According to the decomposition treatment apparatus of the present invention, it was confirmed that the concentration of tetrachlorethylene fell below the wastewater standard after about 7 minutes, and fell below the environmental standard after about 16 minutes.

次に、本発明の汚染水分解処理装置を応用した実施例2について、図6に基づいて説明する。実施例2は、上述した本発明の構成を応用したものであり、反応領域部3の代替として既設の管路などの汚染水が流れている既設の流水管14を用いて、前記流水管14内に生成した活性酸素種を導入することにより、前記既設の管路などの汚染水が流れている既設の流水管14内において汚染水の分解処理を行う実施例である。 Next, Embodiment 2 to which the contaminated water decomposition treatment apparatus of the present invention is applied will be described with reference to FIG. Example 2 is an application of the configuration of the present invention described above, and uses an existing water pipe 14 in which contaminated water is flowing, such as an existing pipe line, as a substitute for the reaction region 3. This is an embodiment in which contaminated water is decomposed in the existing running water pipe 14 in which contaminated water is flowing, such as the existing pipe, by introducing active oxygen species generated therein.

本構成は、流水管14内を流れている汚染水が前記流水管14内面と接することにより、前記流水管14内面と汚染水との間でせん断力が発生し、前記発生したせん断力を利用していると考えられる。空気あるいはその他の気体とともに前記活性酸素種が内包された気泡が多孔質部材4を透過する際に、前記せん断力を利用することにより前記気泡を小さくすることができ、気泡に内包された活性酸素種と汚染水内の被処理物質とが気液接触する機会を増やすことができるからである。これにより、より効率的に分解処理することができると考えられる。 In this configuration, when the contaminated water flowing in the water pipe 14 comes into contact with the inner surface of the water pipe 14, a shear force is generated between the inner surface of the water pipe 14 and the contaminated water, and the generated shear force is used. it seems to do. When the bubbles containing the active oxygen species together with air or other gas pass through the porous member 4, the shear force can be used to reduce the size of the bubbles. This is because the chances of gas-liquid contact between the seeds and the substances to be treated in the contaminated water can be increased. It is considered that this allows the decomposition process to be performed more efficiently.

しかしながら、本実施例の大きな特徴は、前述した様に反応領域部3の代替として既設の管路などの汚染水が流れている既設の流水管14を用い、前記流水管14内に生成した活性酸素種を導入することにより汚染水の分解処理が行えることにあるのは言うまでもない。 However, a major feature of this embodiment is that, as described above, the existing water pipe 14 through which the contaminated water flows, such as the existing pipe, is used as a substitute for the reaction zone 3, and the activity generated in the water pipe 14 is Needless to say, it is possible to decompose polluted water by introducing oxygen species.

図6から理解されるように、生成領域部2は流水管14の上面に2つ接続した(取り付けた)構成としている。本実施例の場合は、流水管14の上面に生成領域部2が2つ接続されて構成されているが、生成領域部2が接続される箇所は、流水管14の上面に限定されず、下面あるいは側面など効率よく活性酸素種が導入できる位置であればよい。また、接続される生成領域部2の数についても2つに限定されず、1つでもいいし、3つ以上を接続してもいい。 As can be understood from FIG. 6 , two generation area units 2 are connected (attached) to the upper surface of the water pipe 14 . In the case of this embodiment, two generation area units 2 are connected to the upper surface of the water pipe 14, but the location where the generation area units 2 are connected is not limited to the upper surface of the water pipe 14. Any position such as the lower surface or the side surface where active oxygen species can be efficiently introduced may be used. Also, the number of generation area units 2 to be connected is not limited to two, and may be one, or may be three or more.

また図8は、前記生成領域部2をドーナツ状に構成し、該ドーナツ状の生成領域部2を前記流水管14の外周上に接続した(取り付けた)構成例である。このように構成することにより、前記ドーナツ状の生成領域部2内で生成された活性酸素種を、該生成領域部2を接続した前記流水管14の外周(360度)から供給することができるのである。なお、本構成例では、生成領域部2をドーナツ状としているが、ドーナツ状に限定されるものではなく、アーチ状(半円状に湾曲したもの)としてもいいし、生成領域部2の形状については何ら限定されるものではない。 FIG. 8 shows a configuration example in which the generation area section 2 is configured in a doughnut shape and the doughnut-shaped generation area section 2 is connected (attached) to the outer periphery of the water pipe 14 . With this configuration, the reactive oxygen species generated in the doughnut-shaped generation region 2 can be supplied from the outer periphery (360 degrees) of the water pipe 14 to which the generation region 2 is connected. of. In this configuration example, the generation region section 2 has a donut shape, but is not limited to a donut shape, and may be arch-shaped (curved in a semicircular shape), and the shape of the generation region section 2 is not limited at all.

前記生成領域部2をドーナツ状などの形状にすることや接続する生成領域部2の数や範囲などは、流水管14内を流れる汚染水の濃度や流量などに応じて、効率よく活性酸素種を導入し分解処理できるように、適宜判断していくこととなる。 The formation of the generation region portion 2 in a donut shape, etc., and the number and range of the generation region portions 2 to be connected are determined according to the concentration and flow rate of the contaminated water flowing through the water flow pipe 14, so that active oxygen species can be efficiently generated. will be appropriately determined so that it can be introduced and decomposed.

ここで流水管14に生成領域部2を接続(取り付ける)方法としては、例えば、前記流水管14の壁面に、生成領域部2の開口部と同じ開口の大きさだけではなく、該開口部より大きな穴、あるいは小さい穴をあけてその部分に生成領域部2を接着剤などを用いて接着する方法あるいはボルトなどで機械的に締結する方法が考えられる。基本的には、生成領域部2の開口部と同じか又は該開口部より大きな穴を前記流水管14の壁面に設けることを想定しているが、前記流水管14の壁面に小径の孔をあけて、その部分に接続する(取り付ける)ことも考えられる。生成領域部2内の気体などが外部に漏れ出ない接続方法であれば、流水管14の壁面にあける穴の大きさに特に限定はなく、また接続方法は何ら限定されるものではない。 Here, as a method for connecting (attaching) the generation area section 2 to the water flow pipe 14, for example, an opening having the same size as the opening of the generation area section 2 is provided on the wall surface of the water flow pipe 14. A method of making a large hole or a small hole and adhering the generation area portion 2 to the hole using an adhesive or the like or a method of mechanically fastening with a bolt or the like can be considered. Basically, it is assumed that a hole that is the same as or larger than the opening of the generation area section 2 is provided in the wall surface of the water pipe 14, but a small diameter hole is provided in the wall surface of the water pipe 14. It is also conceivable to make an opening and connect (attach) to that portion. The size of the hole formed in the wall surface of the water pipe 14 is not particularly limited, and the connection method is not particularly limited as long as the connection method does not allow the gas or the like in the generation region 2 to leak to the outside.

そして、前記流水管14と生成領域部2との間には、多孔質部材4を介しており、前記多孔質部材4により仕切られた構成としている。前記多孔質部材4に当接するようにメッシュ状の第一電極5が設けられている。なお、上述したとおり、導電性を有する部材(例えば、金属や炭化ケイ素など)に大量の孔を有するよう加工し、導電性を有する多孔質部材4を用いることもできる。前記導電性を有する多孔質部材4を用いることにより、前記生成領域部2内に第一電極5を設ける必要がなく、前記導電性を有する多孔質部材4を第一電極5の代替として用いることができる。 A porous member 4 is interposed between the water flow pipe 14 and the generating region 2, and the porous member 4 is used as a partition. A mesh-like first electrode 5 is provided so as to come into contact with the porous member 4 . As described above, a conductive porous member 4 can be used by processing a conductive member (for example, metal, silicon carbide, etc.) to have a large number of pores. By using the conductive porous member 4, it is not necessary to provide the first electrode 5 in the generation region section 2, and the conductive porous member 4 can be used as a substitute for the first electrode 5. can be done.

符号15はエアーポンプを示している。前記エアーポンプ15は、気体(気相)の循環を第一の目的としており、活性酸素種を生成するために空気あるいは酸素を含む気体を前記生成領域部2内に導入するためのものある。さらに、活性酸素種を流水管14(液相)内に押し出すためには、前記生成領域部2内の圧力が前記流水管14(液相)内の圧力を上回る必要があるため、前記生成領域部2内の気圧を前記エアーポンプ15により高めて、生成した活性酸素種を前記流水管14内に押し出す役割もある。 Reference numeral 15 indicates an air pump. The primary purpose of the air pump 15 is to circulate gas (gas phase), and to introduce air or oxygen-containing gas into the generation region 2 in order to generate active oxygen species. Furthermore, in order to push out the active oxygen species into the water pipe 14 (liquid phase), the pressure in the generation region section 2 must exceed the pressure in the water flow pipe 14 (liquid phase). It also has the role of increasing the air pressure in the section 2 by the air pump 15 and pushing out the generated reactive oxygen species into the water flow pipe 14 .

次に、符号16はウォーターポンプを示している。前記ウォーターポンプ16は、流水管14内の汚染水の流速を早めるためのものである。流水管14内の汚染水の流速を早めることにより、せん断力を増加することができるのである。なお、流水管14内の汚染水の流速などが汚染水を分解処理するにあたって十分な場合は、実施例2の構成にウォーターポンプ16を設ける必要はない。 Next, reference numeral 16 indicates a water pump. The water pump 16 is for increasing the flow rate of contaminated water in the water pipe 14 . By increasing the flow velocity of the contaminated water in the water pipe 14, the shear force can be increased. If the flow velocity of the contaminated water in the water pipe 14 is sufficient for decomposing the contaminated water, the water pump 16 need not be provided in the configuration of the second embodiment.

流水管14内には、突起部17及び/またはベンチュリー管18が設けられている。前記突起部17は、前記流水管14内を流れる汚染水に乱流を発生させ、発生した乱流によりせん断力を高める効果を有している。また、前記ベンチュリー管18は、前記流水管14内を流れる汚染水の流速を速めることによりせん断力を高める効果を有している。 A protrusion 17 and/or a venturi tube 18 are provided in the water flow tube 14 . The protrusion 17 has the effect of generating turbulence in the contaminated water flowing through the water pipe 14 and increasing the shearing force due to the generated turbulence. Moreover, the venturi tube 18 has the effect of increasing the shear force by increasing the flow velocity of the contaminated water flowing through the water tube 14 .

本実施例2を用いた汚染水分解処理方法について簡単に説明する。
生成領域部2内にエアーポンプ15から空気あるいは酸素を含む気体を導入し、メッシュ状の第一電極5および針状の第二電極6に数~数十kV以上の高電圧を印加する。なお、メッシュ状の第一電極5を用いたが、該メッシュ状の第一電極5の代わりに導電性を有する多孔質部材4を用いてもよい。
A contaminated water decomposition treatment method using the second embodiment will be briefly described.
Air or a gas containing oxygen is introduced from the air pump 15 into the generating region 2, and a high voltage of several to several tens of kV or more is applied to the mesh-like first electrode 5 and the needle-like second electrode 6. FIG. Although the mesh-like first electrode 5 is used, a conductive porous member 4 may be used instead of the mesh-like first electrode 5 .

前記エアーポンプ15から空気あるいは酸素を含む気体を前記生成領域部2に導入して、前記生成領域部2内の気圧を高くし、多孔質部材4を透過して流水管14内で気泡を形成するようにした後、50Hz変調パルス高電圧およびナノパルス高電圧を印加し、メッシュ状の第一電極5と針状の第二電極6との間にストリーマ放電、または大気圧グロー放電などの通電を発生させ、さらに前記針状の第二電極6先端の高電界で加速したエネルギーの高い電子を前記供給された空気あるいは酸素を含む気体中の酸素分子と衝突させることにより、高励起状態の原子状酸素O*(1D)および分子状酸素ラジカルO2(a1Δg)、OHラジカル等の活性酸素種を生成する。 Air or a gas containing oxygen is introduced from the air pump 15 into the generation region 2 to increase the pressure in the generation region 2, permeate the porous member 4, and form air bubbles in the water pipe 14. After that, a 50 Hz modulated pulse high voltage and a nano-pulse high voltage are applied, and electricity such as streamer discharge or atmospheric pressure glow discharge is applied between the mesh-shaped first electrode 5 and the needle-shaped second electrode 6. Further, high-energy electrons accelerated by a high electric field at the tip of the needle-like second electrode 6 collide with oxygen molecules in the supplied air or oxygen-containing gas, thereby forming highly excited atomic-like atoms. It generates reactive oxygen species such as oxygen O * ( 1 D), molecular oxygen radicals O2 ( a1 Δg ), and OH radicals.

そして、前記生成された高励起状態の活性酸素種が多孔質部材4を空気あるいはその他の気体とともに前記流水管14内に透過する際に、前記活性酸素種が多孔質部材4を透過すると同時に、透過した空気あるいはその他の気体の気泡に前記活性酸素種が内包されて前記流水管14内に導入され、汚染水の分解処理が行われる。 When the generated active oxygen species in a highly excited state permeate the porous member 4 together with air or other gas into the water pipe 14, the active oxygen species permeate the porous member 4, and at the same time, The active oxygen species are included in the permeated air or other gas bubbles and introduced into the water pipe 14, where the polluted water is decomposed.

上述した通り、活性酸素種が流水管14内に導入される際に、流水管14内を流れている汚染水が前記流水管14内面と接することにより、前記流水管14内面と汚染水との間でせん断力が発生し、前記発生したせん断力を利用したものである。空気あるいはその他の気体とともに前記活性酸素種が内包された気泡が多孔質部材4を透過する際に、前記せん断力を利用することにより前記気泡を小さくすることができ、気泡に内包された活性酸素種と汚染水内の被処理物質とが気液接触する機会を増やすことができる。これにより、より効率的に分解処理することができるのである。また、せん断力を増加するために、流水管14内にウォーターポンプ16、突起部17及びベンチュリー管18を設けてもよい。 As described above, when the reactive oxygen species are introduced into the water pipe 14, the contaminated water flowing in the water pipe 14 comes into contact with the inner surface of the water pipe 14, and the inner surface of the water pipe 14 and the contaminated water A shearing force is generated between them, and the generated shearing force is used. When the bubbles containing the active oxygen species together with air or other gas pass through the porous member 4, the shear force can be used to reduce the size of the bubbles. It is possible to increase the chances of gas-liquid contact between the seeds and the substances to be treated in the contaminated water. As a result, decomposition processing can be performed more efficiently. Also, a water pump 16, a projection 17 and a venturi tube 18 may be provided within the flow tube 14 to increase shear forces.

図7は、図6に基づいて説明した実施例2(応用例)の構成を、さらに応用して実施例3としたものである。実施例3は、実施例2の構成を持ち運びできる程度の大きさとしたものである。なお実施例2は、例えば管路などの既設の流水管14に生成領域部2を接続した(取り付けた)ものであるが、本実施例3は、持ち運びできる程度の大きさの流水管14に生成領域部2を接続し(取り付け)、汚染水分解処理装置としたものである。 FIG. 7 shows a third embodiment in which the configuration of the second embodiment (application example) described with reference to FIG. 6 is further applied. In Example 3, the configuration of Example 2 is reduced to a portable size. In Example 2, for example, the generation region unit 2 is connected (attached) to an existing water pipe 14 such as a pipeline, but in Example 3, the water pipe 14 of a size that can be carried is used. The generation area unit 2 is connected (attached) to form a contaminated water decomposition treatment apparatus.

符号19は、既存の汚染水貯留槽であり、図7から理解されるように前記汚染水貯留槽19に持ち運び可能な汚染水分解処理装置を投入することにより、実施例2と同様の方法により分解処理することができる。 Reference numeral 19 denotes an existing contaminated water storage tank, and as can be seen from FIG. Can be disassembled.

以上より本発明によれば、化学物質や微生物を使用しないため環境負荷が極めて小さく、効率よく短時間で汚染水を分解処理することが可能であるため、汚染水の分解に要するエネルギー消費が少なくて済み、大掛かりな装置を用いる必要がないため低コストで環境の浄化が可能であり、汚染水の分解処理にかかる時間も短時間で基準値以下にすることができる優れた効果を有する。
As described above, according to the present invention, since chemical substances and microorganisms are not used, the environmental load is extremely small, and since it is possible to efficiently decompose contaminated water in a short time, the energy consumption required for decomposing contaminated water is small. It is possible to purify the environment at low cost because there is no need to use large-scale equipment, and it has excellent effects that the time required for decomposition treatment of contaminated water can be reduced to the standard value or less in a short time.

1 処理槽
2 生成領域部
3 反応領域部
4 多孔質部材
5 第一電極
6 第二電極
7 電源
8 気体供給管
9 汚染水供給管
10 排液管
11 バルブ
12 排気管
13 撹拌機
14 流水管
15 エアーポンプ
16 ウォーターポンプ
17 突起部
18 ベンチュリ―管
19 汚染水貯留槽
1 Treatment tank 2 Generation region 3 Reaction region 4 Porous member 5 First electrode 6 Second electrode 7 Power supply 8 Gas supply pipe 9 Contaminated water supply pipe 10 Drain pipe 11 Valve 12 Exhaust pipe 13 Stirrer 14 Water flow pipe 15 Air pump 16 Water pump 17 Protrusion 18 Venturi tube 19 Contaminated water storage tank

Claims (5)

活性酸素種を生成する生成領域部と、前記生成された活性酸素種と汚染水とを反応させる反応領域部と、前記生成領域部と前記反応領域部とを仕切る導電性を有する仕切り部材と、を有し、
前記生成領域部には、前記仕切り部材と対向するよう配置された電極と、活性酸素種の生成に用いられる気体を供給する気体供給管と、を有し、
前記電極から導電性を有する仕切り部材への通電により前記気体を用いて活性酸素種を生成してなり、
前記仕切り部材による仕切り構成を、前記生成された活性酸素種が前記生成領域部から前記反応領域部の方向に透過できるよう構成し、前記反応領域部に透過した活性酸素種を前記汚染水と反応させる、
ことを特徴とする汚染水分解処理装置。
a generation region for generating reactive oxygen species, a reaction region for reacting the generated reactive oxygen species with contaminated water, and a conductive partition member for partitioning the generation region and the reaction region; has
The generation region includes an electrode arranged to face the partition member, and a gas supply pipe for supplying a gas used for generating reactive oxygen species,
generating active oxygen species using the gas by energizing the partition member having conductivity from the electrode,
The partition structure by the partition member is configured so that the generated active oxygen species can permeate from the generation region to the reaction region, and the active oxygen species permeated to the reaction region react with the contaminated water. let
A contaminated water decomposition treatment apparatus characterized by:
活性酸素種を生成する生成領域部と、前記生成された活性酸素種と汚染水とを反応させる反応領域部と、前記生成領域部と前記反応領域部とを仕切る仕切り部材と、を有し、
前記生成領域部には、前記仕切り部材と当接して設けられた第一電極と、前記第一電極と対向するよう配置された第二電極と、活性酸素種の生成に用いられる気体を供給する気体供給管と、を有し、
前記第二電極から第一電極への通電により前記気体を用いて活性酸素種を生成してなり、
前記仕切り部材による仕切り構成を、前記生成された活性酸素種が前記生成領域部から前記反応領域部の方向に透過できるよう構成し、前記反応領域部に透過した活性酸素種を前記汚染水と反応させる、
ことを特徴とする汚染水分解処理装置。
a generation region for generating reactive oxygen species, a reaction region for reacting the generated reactive oxygen species with contaminated water, and a partition member for partitioning the generation region and the reaction region;
A first electrode provided in contact with the partition member, a second electrode arranged to face the first electrode, and a gas used for generating reactive oxygen species are supplied to the generation area section. a gas supply pipe;
energizing the first electrode from the second electrode to generate reactive oxygen species using the gas;
The partition structure by the partition member is configured so that the generated active oxygen species can permeate from the generation region to the reaction region, and the active oxygen species permeated to the reaction region react with the contaminated water. let
A contaminated water decomposition treatment apparatus characterized by:
活性酸素種を生成する生成領域部と、前記生成された活性酸素種と汚染水とを反応させる反応領域部と、前記生成領域部と前記反応領域部とを仕切る仕切り部材と、を有し、
前記生成領域部には、前記仕切り部材と当接して設けられた網目状の電極と、前記網目状の電極と対向するよう配置された針状の電極と、活性酸素種の生成に用いられる気体を供給する気体供給管と、を有し、
前記針状の電極から網目状の電極への通電により前記気体を用いて活性酸素種を生成してなり、
前記仕切り部材による仕切り構成を、前記生成された活性酸素種が前記生成領域部から前記反応領域部の方向に透過できるよう構成し、前記反応領域部に透過した活性酸素種を前記汚染水と反応させる、
ことを特徴とする汚染水分解処理装置。
a generation region for generating reactive oxygen species, a reaction region for reacting the generated reactive oxygen species with contaminated water, and a partition member for partitioning the generation region and the reaction region;
The generation region includes a mesh electrode provided in contact with the partition member, a needle electrode arranged to face the mesh electrode, and a gas used to generate reactive oxygen species. a gas supply pipe for supplying the
generating active oxygen species using the gas by energizing the mesh-like electrode from the needle-like electrode;
The partition structure by the partition member is configured so that the generated active oxygen species can permeate from the generation region to the reaction region, and the active oxygen species permeated to the reaction region react with the contaminated water. let
A contaminated water decomposition treatment apparatus characterized by:
前記反応領域部には、撹拌機が設けられ、前記撹拌機によって前記反応領域部内の汚染水を撹拌することができる、
ことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の汚染水分解処理装置。
A stirrer is provided in the reaction zone, and the contaminated water in the reaction zone can be stirred by the stirrer.
4. The polluted water decomposition treatment apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that:
前記反応領域部は、液体が流れる流水管で構成された、
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載の汚染水分解処理装置。

The reaction zone is composed of a water pipe through which a liquid flows,
The polluted water decomposition treatment apparatus according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, characterized in that:

JP2021123124A 2021-07-28 2021-07-28 Contaminated water decomposition treatment apparatus Pending JP2023018824A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021123124A JP2023018824A (en) 2021-07-28 2021-07-28 Contaminated water decomposition treatment apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021123124A JP2023018824A (en) 2021-07-28 2021-07-28 Contaminated water decomposition treatment apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023018824A true JP2023018824A (en) 2023-02-09

Family

ID=85159689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021123124A Pending JP2023018824A (en) 2021-07-28 2021-07-28 Contaminated water decomposition treatment apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023018824A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10934197B2 (en) Electronic water pre-treatment equipment and methods
JP4849382B2 (en) Water treatment equipment
JP2005058887A (en) Waste water treatment apparatus using high-voltage pulse
JP5099612B2 (en) Liquid processing equipment
KR20020001753A (en) Method and apparatus for treatment of organic matter-containing wastewater
US9409800B2 (en) Electric arc for aqueous fluid treatment
US8945353B1 (en) Electrolytic cell with advanced oxidation process
JP2009056364A (en) Piping type water treatment apparatus
CN107986379B (en) Treatment method and device for degrading perfluorooctanoic acid in sewage
CN106629999A (en) Electroacoustic multivariant catalytic oxidation device and method for treating wastewater by using same
KR101497591B1 (en) Apparatus for treating water using discharge in reactor
KR100808935B1 (en) Waste water treating apparatus using plasma and photocatalyst
JP3723170B2 (en) Wastewater treatment method and apparatus
JP2005021869A (en) Water treatment method by underwater plasma, and its water treatment apparatus
JP2023018824A (en) Contaminated water decomposition treatment apparatus
JP2009034624A (en) Wastewater treatment apparatus and method
US7534351B2 (en) Pressurized biological waste water purification process
JP2012106213A (en) Treatment method of final remaining organic substance in drainage
RU2152359C1 (en) Device for cleaning and decontamination of water by high-voltage electrical discharges
KR101051798B1 (en) Waste water treatment apparatus using microbubbles
JP2009034625A (en) Wastewater treatment apparatus and method
JP4662327B2 (en) Wastewater treatment method and apparatus
JP2005013858A (en) Method and apparatus for treating wastewater using high voltage pulses
KR20030015622A (en) Water treatment apparatus using plasma gas discharge in reactor
RU2478580C1 (en) Device for decontamination of effluents by electric discharges

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231120