JP3352200B2 - 揮発性有機塩素化合物の処理方法 - Google Patents

揮発性有機塩素化合物の処理方法

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JP3352200B2
JP3352200B2 JP33729893A JP33729893A JP3352200B2 JP 3352200 B2 JP3352200 B2 JP 3352200B2 JP 33729893 A JP33729893 A JP 33729893A JP 33729893 A JP33729893 A JP 33729893A JP 3352200 B2 JP3352200 B2 JP 3352200B2
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tank
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organic chlorine
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土中、水中に含有され
る揮発性有機塩素化合物を抽出して分解する揮発性有機
塩素化合物の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トリクロエチレン(CHCl=
CCl)やテトラクロエチレン(CCl=CC
)などの塩素基を有する揮発性有機塩素化合物の処
理方法としては、例えば特開平2−184393号公報
または特開平2−115096号公報に記載の構成が知
られている。
【0003】そして、特開平2−184393号公報に
記載の揮発性有機塩素化合物の処理方法は、揮発性有機
塩素化合物を含有する水溶液にオゾンおよび過酸化水素
を導入するとともに、紫外線を30分から1時間程度照
射して揮発性有機塩素化合物を酸化分解するものであ
る。
【0004】ところで、この特開平2−184393号
公報に記載の方法では、オゾンの導入および紫外線の照
射とともに、過酸化水素を使用している。しかしなが
ら、過酸化水素を使用しなければ、水溶液中に含有され
た揮発性有機塩素化合物はほとんど分解されないことが
知られている。このため、水溶液中の揮発性有機塩素
合物を酸化分解するには、高価で運用が煩雑な過酸化水
素を必要とし、処理装置が複雑化するとともに処理コス
トが増大する問題がある。
【0005】また、紫外線が水溶液中を通過する際、相
当量の紫外線が遮断されるため、紫外線の照射による揮
発性有機塩素化合物の分解効率が低下するので、水溶液
中に未分解の揮発性有機塩素化合物が残留せず、確実に
分解させるには、紫外線を少なくとも30分から1時間
以上の長時間照射しなければならず、処理効率が低下す
るとともに処理コストが増大する問題がある。
【0006】一方、特開平2−115096号公報に記
載の揮発性有機塩素化合物の処理方法は、水溶液中に含
有される揮発性有機塩素化合物を揮発させ、この揮発し
た揮発性有機塩素化合物をオゾンとともに多孔質吸着物
に吸着させ、この多孔質吸着物に紫外線を照射して揮発
性有機塩素化合物を酸化分解するものである。
【0007】そして、この特開平2−115096号公
報に記載の方法では、水溶液より抽出された気体中の揮
発性有機塩素化合物をオゾンとともに多孔質吸着物に吸
着させ、紫外線を照射するため、水により紫外線が遮断
されることがないので効率よく酸化分解できる。しかし
ながら、この酸化分解により、ホスゲン(COCl)や
ジクロアセチルクロリド(ClCHCOCl)などの
別の有機塩素化合物を生成する。したがって、これらを
さらに酸化分解し、最終分解物の塩化水素および二酸化
炭素に酸化分解するには、紫外線を非常に長時間照射し
なければならず、処理効率が低下するとともに処理コス
トが増大する問題がある。また、揮発性有機塩素化合物
をオゾンとともに吸着させる多孔質吸着物を必要とし、
装置が複雑化し装置価格が上昇する問題もある。さら
に、未分解の揮発性有機塩素化合物や副生成物が、多孔
質吸着物に確実に吸着されず、そのまま排気されるおそ
れがあるとともに、副生成物が吸着する多孔質吸着物を
無害に処理するには、多大な労力と費用とが必要とな
る。
【0008】また、特開平2−184393号公報およ
び特開平2−115096号公報に記載の方法におい
て、水溶液が下水などの汚水の場合、揮発性有機塩素
合物の分解処理の他に、別途汚水の浄化処理を行う必要
があり、揮発性有機塩素化合物を含有する下水の浄化処
理が煩雑で、処理効率が低下する問題も有している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
特開平2−184393号公報に記載の方法では、水溶
液中の揮発性有機塩素化合物を酸化分解するため、高価
で運用が煩雑な過酸化水素を必要とし、処理装置の複雑
化、処理コストの増大が生じ、また、水溶液による紫外
線の照射量の低減により、揮発性有機塩素化合物の分解
効率が低下し、処理効率の低下、処理コストの増大が生
じる問題がある。
【0010】また、特開平2−115096号公報に記
載の方法では、紫外線の照射による酸化分解された副生
成物である別の有機塩素化合物が生成し、最終分解物へ
の酸化分解には、紫外線の長時間照射が必要で、処理効
率の低下、処理コストの増大が生じ、また、多孔質吸着
物を必要とし、装置が複雑化する問題がある。
【0011】さらに、下水などの汚水の場合には、揮発
性有機塩素化合物の分解処理、汚水の浄化処理の別工程
を行わなければならず、浄化処理の煩雑化、処理効率の
低下を生じる問題がある。
【0012】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
ので、土中または水中に含有される揮発性有機塩素化合
物を効率よく確実に処理して無害化する揮発性有機塩素
化合物の処理方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の揮発性有
塩素化合物の処理方法は、土中および水中の少なくと
もいずれか一方に含有される揮発性有機塩素化合物を真
空または曝気により抽出し、この抽出した前記揮発性有
塩素化合物が含有される気体に酸素存在下で紫外線を
照射して前記揮発性有機塩素化合物を酸化して、ホスゲ
ンおよびジクロロアセチルクロリドとし、これらホスゲ
ンおよびジクロロアセチルクロリドを含有する気体を水
と接触させて易分解性のジクロロ酢酸を生成するもので
ある。
【0014】請求項2記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項1記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解する
ものである。
【0015】請求項3記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項2記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解した
水を返送手段にて返送しホスゲンおよびジクロロアセチ
ルクロリドと接触させて閉鎖還流回路を形成するもので
ある
【0016】
【作用】請求項1記載の揮発性有機塩素化合物の処理方
法は、真空または曝気により土中または水中に含有され
る揮発性有機塩素化合物を抽出して、酸素存在下で紫外
線を照射して揮発性有機塩素化合物を酸化させてホスゲ
ンおよびジクロロアセチルクロリドとするので、この揮
発性有機塩素化合物を紫外線の照射で塩化水素にする場
合に比べ、紫外線の照射率が向上して紫外線による酸化
分解効率が向上し、これらホスゲンおよびジクロロアセ
チルクロリドを水と接触させて易分解性のジクロロ酢酸
を生成させて水に含有させるため、取り扱いが容易な水
が有害な揮発性有機塩素化合物から分解されたジクロロ
酢酸のキャリヤとなり、このジクロロ酢酸の処理が容易
となる。
【0017】請求項2記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項1記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解する
ので、揮発性有機塩素化合物が無害な最終生成物に確実
に処理される。
【0018】請求項記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解した
水を返送手段にて返送して再びホスゲンおよびジクロロ
アセチルクロリドと接触させる閉鎖還流回路を形成する
ため、副生成物が系外に漏洩することなく確実に処理さ
れるとともに、ジクロロ酢酸の処理効率が向上し、この
ジクロロ酢酸の処理コストが低減する
【0019】
【実施例】本発明の揮発性有機塩素化合物の処理方法を
実施する装置の一実施例の構成を図面を参照して説明す
る。
【0020】図1において、1は照射槽で、この照射槽
1は、気密構造に形成され、キセノンランプ、低圧水銀
ランプ、高圧水銀ランプなどの紫外線を照光する図示し
ない紫外線ランプを配設している。そして、この紫外線
ランプは、例えば不純物が0.001%以下の合成石英
ガラスにて形成され、波長が200nm以下の紫外線を5
0%以上透過する図示しないガラス管にて構成されてい
る。
【0021】また、この照射槽1には、真空および曝気
により土中および水中の揮発性有機塩素化合物を空気と
ともに抽出する抽出装置2が接続されている。さらに、
照射槽1には、揮発性有機塩素化合物が紫外線ランプの
紫外線照射により分解された第1副生成物、例えば揮発
性有機塩素化合物としてトリクロエチレン(CHCl
=CCl)を使用した場合、ホスゲン(COCl)や
ジクロアセチルクロリド(ClCHCOCl)などを
排出する送気管4が接続されている。
【0022】また、送気管4には原水槽6が接続され、
この原水槽6は、気密構造に形成されているとともに、
酸性水などにより腐食されないように耐腐食構造に形成
されている。そして、この原水槽6には、水が流入され
る図示しない流水口が形成されているとともに、この導
入された水を攪拌する図示しない攪拌手段が設けられて
いる。
【0023】さらに、原水槽6の底部には、送気管4に
連通された散気装置7が形成され、この散気装置7から
照射槽1より送気管4を介して搬送される第1次副生成
物を含有する空気が、流水口から流入された水に散気さ
れる。また、原水槽6には、散気された水のpH値を検
出し、水を中性に制御するpH制御装置8が接続されて
いる。さらに、原水槽6の底部には、搬送ポンプ9を設
けた搬送管10が接続され、原水槽6内の水が送出され
る。
【0024】なお、原水槽6に、散気装置7から散気し
た気体を、原水槽6の上部に設けた吸気手段にて吸気
し、この気体を空気などの酸素含有ガスとともに再び照
射槽1に返送し、再び紫外線照射させてもよい。この吸
気手段により、確実に揮発性有機物を第1次副生成物に
分解でき、系外へ有毒な揮発性有機物を漏洩することを
防止でき、確実に処理できる。
【0025】そして、搬送管10には、曝気槽12が接続さ
れ、この曝気槽12には、有機物質や窒素化合物などの汚
染物質が含まれる汚水13が流入される図示しない原水管
が接続されている。さらに、曝気槽12の上部には、原水
槽6から搬送ポンプ9により搬送管10を介して搬送され
る水が吐出される吐出部14が設けられている。
【0026】また、曝気槽12内には充填層15が設けら
れ、この充填層15は流入した汚水13中の有機物質や窒素
化合物などの汚染物質を分解する好気性生物が担持され
る多数の図示しない多孔質材料が充填されて形成されて
いる。さらに、曝気槽12の上部には、汚水13に空気を散
気し充填層15の好気性生物に酸素を供給するブロワ16が
接続された曝気装置17が設けられている。
【0027】そして、この曝気槽12の底部には、充填層
15の好気性生物により浄化処理された処理水を放水する
放水ポンプ18が設けられた放水管19が接続されている。
なお、この曝気槽12には、図示しない逆流洗浄手段が設
けられ、適宜曝気槽12内を逆流洗浄し、回収した汚泥な
どは別途処理されるようになっている。
【0028】次に、この装置についての動作を汚水の処
理について説明する。
【0029】有機物質や窒素化合物などの汚染物質が含
まれるとともに、トリクロエチレン(CHCl=CC
)やテトラクロエチレン(CCl=CCl)な
どの揮発性有機塩素化合物を含有する汚水13を、抽出装
置2に流入し、この汚水13に空気を散気して汚水13中の
揮発性有機塩素化合物を空気中に揮発させる。そして、
この揮発性有機塩素化合物を含有する空気を照射槽1に
流入する。また、揮発性有機塩素化合物が除かれた汚水
13は、図示しない原水管を介して曝気槽12に流入する。
【0030】次に、照射槽1の図示しない紫外線ランプ
を点灯させ、照射槽1に流入された揮発性有機塩素化合
物を含有する空気に紫外線を照射する。そして、紫外線
を所定時間照射後、照射槽1内の空気を送気管4を介し
て原水槽6に送気する。
【0031】一方、原水槽6内に流水口から水を流入
し、送気管4を介して送気された空気を、原水槽6の底
部に設けた散気装置7から散気する。さらに、この散気
の際、pH制御装置8にて原水槽6内の水のpH値を測
定し、適宜水酸化ナトリウムなどを投入してpH値をほ
ぼ中性となるように制御しつつ、図示しない攪拌手段に
て水を攪拌する。
【0032】そして、散気装置7からの散気が終了し、
水酸化ナトリウムなどを投入せずとも、pH値がほぼ中
性で一定となった後、攪拌を停止して、搬送ポンプ9を
駆動させ、搬送管10を介して原水槽6内の水を曝気槽12
に搬送する。
【0033】次に、原水槽6から搬送された水は、曝気
槽12の上部に設けた吐出部14より吐出され、図示しない
原水管から流入された汚水13に流入される。そして、汚
水13と混合された水は、曝気装置17から曝気される空気
とともに、曝気槽12内の充填層15を流過する。また、こ
の充填層15の流過の際、汚水13と混合した水は、充填層
15の図示しない多孔質材料に担持された好気性生物によ
り浄化処理され、曝気槽12の底部に流下する。
【0034】そして、曝気槽12の底部の浄化処理された
処理水を、放水ポンプ18を駆動させて放水管19より放水
する。
【0035】また、以上の処理工程を続けることによ
り、曝気槽12内の充填層15に担持された好気性生物が増
殖したり、汚水13中の汚泥が充填層15に濾過され、流過
抵抗が向上する場合には、図示しない逆流洗浄手段によ
り、汚泥などを除去する。
【0036】次に、上記実施例の作用を説明する。
【0037】照射槽1、原水槽6、曝気槽12における処
理について各種実験を行った。
【0038】まず、照射槽1として、図2に示すような
照射槽1を形成する。この照射槽1は、直径が略400
mm、高さが1000mmの円筒状の鋼板製の管体21からな
り、気密に形成されている。
【0039】また、この管体21に紫外線ランプである長
さが約500mmの15Wの低圧水銀灯22を配設する。な
お、この低圧水銀灯22は、例えば不純物が0.001%
以下の合成石英ガラスにて形成され、波長が200nm以
下の紫外線を50%以上透過するガラス管を構成してい
る。さらに、この管体21の上端面には注入部23が形成さ
れている。また、この管体21内に乾燥空気を充填させて
おく。
【0040】そして、この管体21内に揮発性有機塩素
合物としてトリクロエチレンを0.1ml注入し、紫外
線の照射時間を変化させて、トリクロエチレンの酸化
分解状況についての実験1−1を行った。その結果を図
3および表1に示す。
【0041】なお、図3は、縦軸が管体21内のトリクロ
エチレン濃度(単位はppm)、横軸が低圧水銀灯22の点
灯時間(単位は秒)で表したグラフである。また、酸化分
解された第1次副生成物の定性、および、揮発性有機
化合物および第1次副生成物の定量は、ガスクロマト
グラフ質量分析計(GC/MS:Gas Chromatograph Mass
Spectrometer)を用いて測定した。
【0042】そして、図3に示す実験1−1において、
紫外線の照射時間が長くなるにしたがって、注入された
トリクロエチレン濃度は、ほぼ指数関数的に減少する
ことが分かる。また、この紫外線の照射時間も20秒間
の照射のみでほとんどが酸化分解されていることが分か
る。
【0043】そして、この結果に基づいて、揮発性有機
塩素化合物としてテトラクロエチレンを0.1ml、ci
s-1.2.ジクロエチレン(CHCl=CHCl)を0.0
5ml、それぞれ注入し、紫外線を約20秒照射し、これ
らテトラクロエチレン、cis-1.2.ジクロエチレンの
酸化分解状況についても同様に実験を行った。その結果
を表1に示す。
【0044】
【表1】
【0045】この表1に示すGC/MSの測定結果か
ら、20秒間の紫外線の照射により、トリクロエチレ
ンは、第1次副生成物として、ほとんどがホスゲン(C
OCl)、ジクロアセチルクロリド(ClCHCO
Cl)に酸化分解され、ホスゲンは32ppm、ジクロ
セチルクロリドは130ppm検出された。また、テトラ
クロエチレンおよびcis-1.2.ジクロエチレンも、ほ
とんどが塩化水素、二酸化炭素、ホスゲンなどに酸化分
解され、ホスゲンは、テトラクロエチレンが37pp
m、cis-1.2.ジクロエチレンは26ppm検出された。な
お、テトラクロエチレンおよびcis-1.2.ジクロエチ
レンでは、分解されて生成された上記以外の副生成物が
存在したが、特定できなかった。
【0046】次に、波長が200nm以下の紫外線を50
%以下透過する溶融石英ガラスにて形成したガラス管を
備えた低圧水銀灯22を照射槽1に配設して、実験1−1
と同様な操作にて実験1−2を行った。その結果を図4
に示す。
【0047】この図4に示す実験1−2の結果から、波
長が200nm以下の紫外線が少ないと、紫外線を長時間
照射しても、トリクロエチレンは、ほとんど酸化分解
されないことがわかる。
【0048】そして、内径が1cmのガラスセル中に、ト
リクロエチレンを528ppmおよびテトラクロエチ
レンを328ppm投入して、それぞれの透過率を測定し
た結果を図5に示す。この図5に示す結果から、トリク
エチレンおよびテトラクロエチレンは、波長が2
40nm以下の紫外線を吸収し、200nm以下ではほぼ5
0%近く吸収することがわかる。
【0049】次に、実験1−1および1−2の紫外線照
射された管体21内の気体を、図示しないガラス製シリン
ダにて80ml抽出し、さらに、このシリンダにイオン交
換水10mlを採取し、このシリンダを約10分間振盪
し、実験2を行った。その結果を表2に示す。
【0050】
【表2】
【0051】まず、シリンダ内の気体をGC/MSにて
定性分析した結果、トリクロエチレン、テトラクロ
エチレン、cis-1.2.ジクロエチレンとも、ホスゲンお
よびジクロアセチルクロリドなど揮発性有機塩素化合
物や第1次副生成物は検出されなかった。
【0052】また、シリンダ内の液体のpH値を測定し
たところ、トリクロエチレンの場合にはpH値は3.
9で、第2次副生成物である易分解性のジクロ酢酸
(CHClCOOH)などが検出された。なお、ジクロ
酢酸は5.9mg/l検出された。さらに、テトラクロ
エチレンおよびcis-1.2.ジクロエチレンの場合には、
ジクロ酢酸も検出されなかった。
【0053】このため、第1次副生成物のホスゲン、ジ
クロアセチルクロドや特定できなかった第1次副生
成物は、イオン交換水との接触により全てイオン交換水
に溶解もしくは加水分解されたものと考えられる。
【0054】次に、塩化ビニルにて、直径が略400m
m、高さが略600mmの合成槽25と、縦が略210mm、
横が略145mm、高さが略500mmの曝気槽26と、直径
が略150mm、高さが略210mmの沈殿池27とを形成す
る。そして、図6に示すように、合成槽25の底部と曝気
槽26の上部とを原水ポンプ28を介して原水管29で接続す
る。また、曝気槽26の底部と沈殿池27の上部とを送水ポ
ンプ30を介して送水管31で接続するとともに、沈殿池27
の底部と曝気槽26の上部とを還流ポンプ32を介して還流
管33で接続する。さらに、曝気槽26には、曝気装置とし
て送気ポンプ34に接続された散気管35が接続され、曝気
槽26内に空気を曝気するようになっている。また、沈殿
池27の上部には、上澄みの処理水が装置外に放流される
放水管36を接続する。そして、この装置を用いて実験3
を行った。
【0055】まず、合成槽25に水を流入し、この水に酢
酸を200mg/l、ペプトン100mg/l添加し、合成汚
水37を生成する。なお、この合成汚水37は、生化学的酸
素要求量(BOD)が176mg/l、化学的酸素要求量(C
OD)が42mg/lであった。一方、曝気槽26に合成した
合成汚水37を流入し、好気性生物を増殖させておく。
、この曝気槽26は、図1に示す充填層15を設けず曝気
のエアリフトにより好気性生物が合成汚水37中に浮遊し
て浄化処理するものである。
【0056】また、合成汚水37の処理においては、合成
汚水37を合成槽25から14ml/分で曝気槽26に流入さ
せ、曝気槽26から処理された処理水および浮遊する好気
性生物を沈殿池27に14ml/分で流入させ、沈殿池27の
底部から沈降した好気性生物を7ml/分で曝気槽26に還
流させ、沈殿池27の上部の上澄みの処理水を14ml/分
で放水管36から放水させる。
【0057】そして、下表に示す条件にて、実験2で
生成された第2次副生成物のジクロ酢酸を合成汚水37
に添加し、合成汚水37の浄化処理を行った。合成汚水37
の浄化処理状況として、沈殿池27から放水管36を介して
放流される上澄みの処理水のBODを測定し、その結果
を図7に示す。
【0058】
【表3】
【0059】この図7に示す結果から、ジクロ酢酸を
添加しない合成汚水37のみの浄化処理である第1処理段
階(RUN1)では、BOD値は、10〜20mg/lまで浄
化処理されることが分かる。
【0060】そして、この合成汚水37の処理状況の中
で、合成汚水37に20mg/lのジクロ酢酸を添加して第
2処理段階(RUN2)の浄化処理を行うと、若干BOD
値が上昇し、少量のジクロ酢酸が処理水中に検出され
たが、処理の後期段階では、BODも15mg/l以下に低
下し、ジクロ酢酸も検出されなくなった。
【0061】さらに、第3処理段階(RUN3)でジクロ
酢酸の添加量を増加させても、同様に処理の後期段階
ではBODも低下し、ジクロ酢酸も検出されなくな
る。そして、さらにジクロ酢酸の添加量を増加させた
第4処理段階(RUN4)では、処理の前期段階でもジク
酢酸は検出されなくなり、ジクロ酢酸の添加によ
るBODの上昇も少なくなり、処理水のBODも15mg
/l以下に低下する。
【0062】すなわち、曝気槽26内にジクロ酢酸を分
解する好気性生物が少ない運転初期段階では、多少処理
水中にジクロ酢酸が検出されるが、曝気槽26内でジク
酢酸を分解する好気性生物が順養されると、合成汚
水37とともに確実に分解されることがわかる。
【0063】したがって、本発明の処理方法によれば、
有毒な揮発性有機塩素化合物を短時間の紫外線照射のみ
で第1次副生成物に分解し、水との接触により好気性生
物にて浄化処理可能な易分解性の第2次副生成物を生成
させ、揮発性有機塩素化合物を抽出した汚水13,37とと
もに浄化処理するので、オゾンや過酸化水素などを用い
ずとも、容易で確実に効率よく安価に無害化できるとと
もに、汚水13,37の浄化処理とともに副生成物を浄化処
理するため、副生成物による汚染を防止でき、効率よく
浄化処理できる。
【0064】なお、上記実施例において、紫外線の照射
により分解生成された第1次副生成物を、原水槽6にて
pH値を制御しつつ一旦第2次副生成物にし、この生成
された第2次副生成物を曝気槽12にて浄化処理したが、
例えば図8に示すように、原水槽と曝気槽12とを一体的
に形成する構造としてもよい。
【0065】すなわち、曝気槽12を気密構造とし、この
曝気槽12にpH制御装置8を設けて、第1次副生成物を
直接曝気槽12中の汚水13に曝気させ、第2次副生成物を
生成させるとともに、この第2次副生成物を上部に還流
させて吐出部14より吐出させ、曝気槽12内の空気を還流
される汚水13に接触させつつ、充填層15を形成するラー
シッヒリングや多孔質材料などの充填材に担持された好
気性生物にて汚水13中の第2次副生成物を分解させる。
この場合には、さらに、処理装置の構造を簡略化でき
る。
【0066】また、第1次副生成物の水との接触とし
て、水中に曝気して説明したが、第1次副生成物を充填
した原水槽6内に水を噴霧するなどいずれの方法でもで
きる。
【0067】さらに、汚水13および土中から揮発性有機
塩素化合物を真空などにより抽出し、この揮発性有機
化合物を紫外線にて第1次副生成物に分解し、水との
接触後、汚水13とは別に曝気槽12内で好気性生物にて分
解処理した後、汚水13と別に放水してもできる。
【0068】また、塩素基を有する揮発性有機塩素化合
物を用いて説明したが、ベンゼンやトルエンなどでも同
様に分解処理できる。
【0069】次に、他の実施例を図面を参照して説明す
る。
【0070】図9および図10に示す実施例は、図1な
いし図7に示す実施例の曝気槽12の代わりに吸着処理装
置を設けたものである。
【0071】すなわち、波長が200nm以下の紫外線を
50%以上照光する図示しない紫外線ランプを収容した
気密構造の照射槽1に、工場排水などの汚水13中の揮発
性有機塩素化合物を空気とともに抽出する抽出装置2が
接続されている。
【0072】そして、この抽出装置2は、ブロワ41から
の空気を曝気する曝気手段42を底部近傍に配設した抽出
槽43を備え、この抽出槽43には、曝気により汚水13中か
ら抽出された揮発性有機塩素化合物を、流量が流量調節
装置44にて調整されて送気する抽出管45が接続されてい
る。
【0073】さらに、照射槽1には、紫外線照射により
分解生成された第1副生成物を、送気管4を介して散気
装置7から散気する原水槽6が接続されている。
【0074】また、この原水槽6は、図10に示すよう
に、図1ないし図7に示す実施例と同様に、気密かつ耐
腐食構造に形成されている。さらに、水48が流入される
図示しない流水口が形成されているとともに、この導入
された水48を攪拌する図示しない攪拌手段が設けられて
いる。
【0075】そして、原水槽6の底部には、送気管4に
連通された散気装置7が形成され、この散気装置7から
照射槽1より送気管4を介して搬送される第1次副生成
物を含有する空気が、流水口から流入された水48に散気
される。また、原水槽6の中間部には、図8に示す実施
例と同様に、図示しないラーシッヒリングなどの充填材
が充填された充填層49が形成されている。
【0076】さらに、原水槽6には、散気された水48の
pH値を検出するセンサ8aと、水酸化ナトリウム(Na
OH)や炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸水素ナト
リウム(NaHCO)などの中和剤を添加する中和装置
8bとを設けた水を中性に制御するpH制御装置8が接続
されている。
【0077】また、原水槽6の底部には、循環手段とし
ての循環ポンプ51を設けた循環管52が接続され、途中に
設けた流量計53にて流量を調整しつつ原水槽6内の水48
を再び原水槽6の上部に設けた散水手段55にて散水して
循環する閉鎖循環回路が構成されている。そして、この
循環管52には、バルブ57が設けられた搬送管10が接続さ
れ、一部は原水槽6に返送し、適宜原水槽6内が水48を
引き抜くようになっている。
【0078】さらに、原水槽6の上部には、散気装置7
から散気した気体を吸気する図示しない吸気手段が設け
られ、吸気管59を介して、吸気した気体を照射槽1に返
送して再び紫外線照射させるようになっている。なお、
この吸気管59からの気体は、適宜図示しない吸気処理装
置に送気するようにしてもよい。
【0079】なお、吸気処理装置は、図示しない活性炭
などの吸着剤が充填された吸着層が形成され、この吸着
層の通過により、原水槽6から引き抜いた空気に含まれ
る揮発性有機塩素化合物、各種副生成物などを吸着処理
し、処理された空気は、系外に排気される。
【0080】次に、上記図9および図10に示す実施例
の装置についての処理動作を説明する。
【0081】リクロエチレン(CHCl=CCl)
やテトラクロエチレン(CCl=CCl)などの揮
発性有機塩素化合物を含有する工業排水などの汚水13
を、抽出装置2に流入し、この汚水13にブロワ41からの
空気を曝気手段42から曝気して汚水13中の揮発性有機
化合物を空気中に揮発させる。そして、この揮発性有
塩素化合物を含有する空気を照射槽1に流入する。
【0082】次に、照射槽1に流入した揮発性有機塩素
化合物を含有する空気に、図1ないし図7に示す実施例
と同様に、図示しない紫外線ランプにて紫外線を適宜照
射し、揮発性有機塩素化合物を、例えば揮発性有機塩素
化合物としてトリクロエチレンを使用した場合、ホス
ゲン(COCl)やジクロアセチルクロリド(Cl
CHCOCl)などの第1副生成物に分解する。
【0083】そして、紫外線を所定時間照射後、照射槽
1内の第1副生成物を含有する空気を送気管4を介して
原水槽6に送気する。次に、原水槽6内にあらかじめ流
水口を介して流入した水48に、pH制御装置8にてpH
値をほぼ中性となるように制御し、図示しない攪拌手段
にて水を攪拌しつつ、送気管4を介して送気された空気
を散気装置7から散気する。
【0084】なお、この散気の際、循環ポンプ51を駆動
させ、上部に設けた散水手段55より充填層49に、照射槽
1からの空気が曝気された水48を散水し、再び原水槽6
内の空気と接触させる。また、適宜図示しない吸気手段
から吸気管59を介して空気を照射槽1に返送する。
【0085】そして、この散気により、空気に含有する
第1副生成物は、水48との接触により水48に溶解もしく
は加水分解されて、ジクロ酢酸(CHClCOOH)
などの易分解性の第2次副生成物となる。また、水48と
の接触により水48中に第2次副生成物として含有されず
に水面から原水槽6内に拡散した第1次副生成物は、散
水手段55からの散水により再び水48と接触される。
【0086】このため、第1次副生成物が系外に漏洩す
ることなく、確実に水48に捕捉できるとともに、散水す
る水48は、既に第1次副生成物が第2次副生成物となっ
て含有されているため、水48中への第2次副生成物の濃
度が上昇し濃縮できる。
【0087】さらに、吸気手段にて原水槽6内の空気を
照射槽1に送気するため、紫外線照射により分解されな
かった揮発性有機塩素化合物が、第1次副生成物を含有
する空気とともに原水槽6に流入したとしても、再び照
射槽1に返送されて紫外線照射により分解されるので、
有害な揮発性有機塩素化合物を系外に漏洩することなく
確実に第1次副生成物に分解して、水48に捕捉できる。
また、照射槽1に返送せず適宜引き抜いた吸着処理装置
58に送気することにより、抽出装置2にて抽出した揮発
性有機塩素化合物に紫外線難分解性の物質が含有してい
ても、吸着剤にて確実に吸着除去されるため、系外に有
害な揮発性有機塩素化合物が漏洩することを防止でき
る。
【0088】そして、散気装置7からの散気が終了し、
水酸化ナトリウム(NaOH)などの中和剤を投入せずと
も、pH値がほぼ中性で一定となった後、攪拌を停止し
て、駆動する循環ポンプ51により、原水槽6内の第2次
副生成物が濃縮された水48をバルブ57を調整して搬送
管10を介して適宜引き抜き、焼却や生物処理などにて処
理する。したがって、濃縮させない処理方法に比し、第
2次副生成物の処理する水48の量が減少し、処理コスト
が低減できる。
【0089】次に、さらに他の実施例を図面を参照して
説明する。
【0090】図11および図12に示す実施例は、図9
ないし図10に示す実施例に、図1ないし図7に示す実
施例の曝気槽12を設けたものである。
【0091】すなわち、波長が200nm以下の紫外線を
50%以上照光する図示しない紫外線ランプを収容した
気密構造の照射槽1に、ブロワ41からの空気を曝気手段
42にて曝気し、工業排水などの汚水13中の揮発性有機
化合物を空気とともに抽出する抽出装置2が接続され
ている。
【0092】そして、照射槽1には、紫外線照射により
分解生成された第1副生成物を、送気管4を介して散気
装置から散気する原水槽6が接続されている。
【0093】また、この原水槽6は、図9ないし図10
に示す実施例と同様に、気密かつ耐腐食構造に形成され
ている。さらに、水48が流入される図示しない流水口が
形成されているとともに、この導入された水48を攪拌す
る図示しない攪拌手段が設けられている。
【0094】そして、原水槽6の底部には、送気管4に
連通された散気装置7が形成され、この散気装置7から
照射槽1より送気管4を介して搬送される第1次副生成
物を含有する空気が、流水口から流入された水48に散気
される。また、原水槽6の中間部には、図8に示す実施
例と同様に、ラーシッヒリングなどの充填材が充填され
た充填層49が形成されている。
【0095】また、原水槽6の底部には、循環手段とし
ての循環ポンプ51を設けた循環管52が接続され、途中に
設けたバルブ57にて流量を調整しつつ原水槽6内の水48
を再び原水槽6の上部に設けた散水手段55にて散水して
循環する閉鎖循環回路が構成されている。そして、この
循環管52には、バルブ57が設けられた搬送管10が接続さ
れ、循環管52にて循環されない一部の水48を、適宜曝気
槽12に送水するようになっている。
【0096】さらに、原水槽6の上部には、散気装置7
から散気した気体を吸気する図示しない吸気手段が設け
られ、この吸気手段から吸気管59を介して、吸気した空
気を再び照射槽1に返送して再び紫外線照射させるよう
になっている。なお、この吸気管59からの空気は、適宜
図示しない活性炭などの吸着剤が充填された吸処理装
置58に送気し、揮発性有機塩素化合物や副生成物などを
吸着除去し、浄化処理された空気を大気中に排気するよ
うにしている。
【0097】そして、曝気槽12には、上部に原水槽6か
循環ポンプ51により搬送管10を介して搬送される水48
が吐出される吐出部14が設けられている。また、曝気槽
12内には中間に充填層15が設けられ、この充填層15は流
入した水中の第2次副生成物を分解する好気性生物が担
持される多数の図示しない多孔質材料などの充填材が充
填されて形成されている。
【0098】さらに、曝気槽12の下部には、汚水13に空
気を散気し充填層15の好気性生物に酸素を供給するブロ
ワ16が接続された曝気装置17が設けられている。なお、
曝気槽12には、図示しない逆流洗浄手段が設けられ、適
宜曝気槽12内を逆流洗浄し、回収した汚泥などは別途処
理したり、後述する好気性生物の栄養源として用いても
よい。
【0099】また、曝気槽12の上部には、充填層15の好
気性生物の生殖に必要な窒素、燐、マグネシウム、鉄、
カルシウム、マンガン、カルシウムなどの栄養源を添加
する添加装置61が設けられている。なお、添加装置61の
栄養源の代りに、曝気槽12の上部に、有機物質や窒素化
合物などの汚染物質が含まれる汚水13や汚泥物を流入す
るようにしてもよい。
【0100】さらに、この曝気槽12の底部には、充填層
15の好気性生物により浄化処理された水48を流出する流
出管62が接続されている。また、この流出管62の下流側
には、図9および図10に示す実施例と同様、pH値を
検出するセンサ8aおよび中和剤を添加する中和装置8bを
設けたpH制御装置8と、図示しない攪拌手段を備えた
水槽63が設けられている。
【0101】そして、この水槽63の底部には、途中に
ポンプ18およびバルブ65を設けた返送手段としての返
送管66が接続され、水槽63の水48を適宜原水槽6の散水
手段55および曝気槽12の吐出部14に返送して還流させる
閉鎖還流回路が形成されている。
【0102】なお、この返送管66には、図示しないバル
ブを設けた放水管19が形成され、適宜水槽63の処理され
た水48を放水するようにしている。また、そのまま放水
せず、吸着剤などにて浄化処理後に放水するようにして
もよい。
【0103】次に、上記図11および図12に示す実施
例の装置についての処理動作を説明する。
【0104】リクロエチレン(CHCl=CCl)
やテトラクロエチレン(CCl=CCl)などの揮
発性有機塩素化合物を含有する工業排水などの汚水13
を、図1ないし図7に示す実施例、および、図9および
図10に示す実施例と同様に、抽出装置2にて曝気して
揮発性有機塩素化合物を空気中に揮発させる。そして、
この揮発性有機塩素化合物を含有する空気を照射槽1に
て紫外線を適宜照射して第1副生成物に分解し、この第
1副生成物を含有する空気を送気管4を介して原水槽6
に送気する。
【0105】次に、原水槽6内にあらかじめ流水口を介
して流入した水48に、送気管4を介して送気された空気
を散気装置7から散気する。
【0106】なお、この散気の際、循環ポンプ51を駆動
させ、上部に設けた散水手段55より充填層49に、照射槽
1からの空気が曝気された水48を散水し、再び原水槽6
内の空気と接触させ、空気に含有する第1副生成物を、
水48との接触により水48に溶解もしくは加水分解されて
易分解性の第2次副生成物を生成させる。そして、循環
ポンプ51により、適宜バルブ57を調整して搬送管10を介
して曝気槽12に送水する。また、原水槽6内の空気は、
適宜図示しない吸気手段から吸気管59を介して空気を照
射槽1に返送して循環させ、一部は吸着処理装置58に送
気して吸着処理して排気する。
【0107】そして、原水槽6からの水48を、曝気槽12
の上部に設けた吐出部14より吐出させ、適宜栄養源を投
入し曝気装置17から空気を曝気しつつ、充填層15を流過
させて、充填層15の充填材に担持する好気性生物により
第2次副生成物を浄化処理する。なお、好気性生物が増
殖した場合には、図示しない逆流洗浄手段により、汚泥
などを除去する。
【0108】さらに、浄化処理した水48を、流出管62を
水槽63に流出させ、攪拌手段にて攪拌しつつセンサ8aに
てpHを監視しながら中和装置8bから中和剤を適宜投入
してpH値を若干アルカリ性にする。この水48を適宜
ポンプ18により返送管66を介して、原水槽6の散水手
段55および曝気槽12の吐出部14に返送して還流させる。
【0109】そして、適宜水槽63のpH調整され浄化処
理された水48を、放水管19から吸着処理装置58に流入さ
せ、図示しない放水口を介して放水する。
【0110】したがって、上記実施例によれば、有毒な
揮発性有機塩素化合物を短時間の紫外線照射のみで第1
次副生成物に分解し、水48との接触により好気性生物に
て浄化処理可能な易分解性の第2次副生成物を生成さ
せ、適宜処理した水48および空気を還流させつつ浄化処
理し、処理した空気および水48を排気および放水する前
に適宜吸着剤にて吸着処理してさらに浄化処理するた
め、確実に有毒な吸着除去されるので、系外に有害な揮
発性有機塩素化合物が漏洩することなく確実に浄化処理
できる。
【0111】
【発明の効果】請求項1記載の揮発性有機塩素化合物の
処理方法によれば、酸素存在下で紫外線を照射して、抽
出した揮発性有機塩素化合物を酸化させて、ホスゲンお
よびジクロロアセチルクロリドとするので、紫外線の照
射率が向上して紫外線による酸化分解効率を向上でき、
これらホスゲンおよびジクロロアセチルクロリドを水と
接触させて易分解性のジクロロ酢酸を生成させて水に含
有させるため、取り扱いが容易な水が有害な揮発性有機
塩素化合物から分解されたジクロロ酢酸のキャリヤとな
り、このジクロロ酢酸を容易に効率よく処理できる。
【0112】請求項2記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法によれば、請求項1記載の揮発性有機塩素化合物
の処理方法の効果に加え、ジクロロ酢酸を好気性生物に
て分解するので、揮発性有機塩素化合物を無害な最終生
成物に確実に処理できる。
【0113】請求項記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法によれば、請求項記載の揮発性有機塩素化合物
の処理方法の効果に加えジクロロ酢酸を好気性生物に
て分解した水を返送手段にて返送して再びホスゲンおよ
びジクロロアセチルクロリドと接触させる閉鎖還流回路
を形成するため、副生成物が系外に漏洩することなく確
実に処理できるとともに、ジクロロ酢酸の処理効率が向
上でき、このジクロロ酢酸の処理コストを低減できる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の揮発性有機塩素化合物の処理方法を実
施する装置の一実施例の構成を示す系統説明図である。
【図2】本発明の揮発性有機塩素化合物の紫外線照射に
よる第1次副生成物への酸化分解を説明する実験装置を
示す斜視図である。
【図3】同上200nm以下の紫外線を50%以上透過す
るガラス管を有する紫外線ランプを用いた揮発性有機
化合物のトリクロエチレンの分解状況を示すグラフ
化した図である。
【図4】同上200nm以下の紫外線を50%以下透過す
るガラス管を有する紫外線ランプを用いた揮発性有機
化合物のトリクロエチレンの分解状況を示すグラフ
化した図である。
【図5】同上揮発性有機塩素化合物の透過率を示すグラ
フ化した図である。
【図6】同上第2次副生成物のジクロ酢酸を好気性生
物にて浄化処理する装置の構成を示す系統説明図であ
る。
【図7】同上ジクロ酢酸の浄化処理状況を示すグラフ
化した図である。
【図8】他の実施例の装置の構成を示す説明図である。
【図9】さらに他の実施例の装置の構成を示す系統説明
図である。
【図10】同上原水槽を示す説明図である。
【図11】さらに他の実施例を示す装置の構成を示す系
統説明図である。
【図12】同上原水槽および曝気槽を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 照射槽 6 原水槽 12 曝気槽48 66 返送手段としての返送管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−191095(JP,A) 特開 平1−218676(JP,A) 特開 平2−75391(JP,A) 特開 平2−303598(JP,A) 特開 平4−306551(JP,A) 実開 平4−70126(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34 - 53/85 B01D 53/32 C02F 3/02 - 3/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土中および水中の少なくともいずれか一
    方に含有される揮発性有機塩素化合物を真空または曝気
    により抽出し、 この抽出した前記揮発性有機塩素化合物が含有される気
    体に酸素存在下で紫外線を照射して前記揮発性有機塩素
    化合物を酸化して、ホスゲンおよびジクロロアセチルク
    ロリドとし、 これらホスゲンおよびジクロロアセチルクロリド を含有
    する気体を水と接触させて易分解性のジクロロ酢酸を生
    成することを特徴とする揮発性有機塩素化合物の処理方
    法。
  2. 【請求項2】 ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解する
    ことを特徴とする請求項1記載の揮発性有機塩素化合物
    の処理方法。
  3. 【請求項3】 ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解した
    水を返送手段にて返送しホスゲンおよびジクロロアセチ
    ルクロリドと接触させて閉鎖還流回路を形成することを
    特徴とする請求項2記載の揮発性有機塩素化合物の処理
    方法。
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