JP3611278B2

JP3611278B2 - 汚染成分含有水の処理方法

Info

Publication number: JP3611278B2
Application number: JP17486798A
Authority: JP
Inventors: 順泉; 昭典安武; 成之朝長; 博之蔦谷
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2018-06-22
Also published as: JP2000005743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオゾンの酸化作用により汚染成分を無害化する汚染成分含有水の処理方法に関し、特に大量の水中に含まれる微量の汚染成分の無害化、又は比較的高濃度の他の汚染成分と共存する比較的低濃度の特定汚染成分の無害化に適した処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種ＣＯＤ成分、悪臭成分などの汚染成分を含有する水の無害化処理方法の一つとしてオゾンによる酸化分解処理方法がある。オゾンは自己分解性を有することから、処理済の水中に残存して人体に影響を及ぼす危険性は少なく、クリーンな処理剤として今後さらに利用分野が拡大していくものと予測される。
オゾンによる処理は、汚染成分含有水中にオゾン発生器（オゾナイザー）からのオゾン水を注入することによって行うが、通常は処理対象水中の汚染成分の濃度は非常に希薄なため、汚染成分の酸化分解に寄与する前に分解するオゾンの割合も多く、無害化効率が低いという問題がある。
また、近年、上水系や下水系などの各種水系における臭気の発生が問題視されるようになってきており、特に上水場における主として微生物に起因する２−メチルイソボルネオール（２−ＭＩＢ）やジオスミンによるカビ臭が大きな問題となっている。従来これらの水系における悪臭成分の除去方法としては活性炭処理などが行われているが除去性能、交換の手間、コストなどの理由により悪臭成分含有水の処理方法としては問題がある。
【０００３】
前記２−ＭＩＢなどの悪臭成分はオゾンによる酸化分解が可能である。しかしながら、上記のような水系中においては悪臭成分の濃度が非常に低かったり、悪臭成分以外に多量のＣＯＤ成分などの有害成分が含まれており、それらの濃度が悪臭成分に対し１０〜１００倍にも達する場合がある。そのため、これらの悪臭成分含有水にオゾンを注入しても水との接触により分解したりＣＯＤ成分などとの反応により消費されてしまい、悪臭成分の酸化分解に寄与できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術における問題点を解決し、汚染成分含有水中に含まれる汚染成分を効率よくオゾン処理することができ、また、他の多量の有害成分とともに含まれる悪臭成分などの特定汚染成分を優先的に分解し、無害化することができる汚染成分含有水の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは汚染成分含有水のオゾンによる処理方法について種々検討の結果、処理対象水中の汚染成分とオゾンを共吸着する特定の高シリカ吸着剤を用い、予め汚染成分を吸着濃縮した吸着剤表面にオゾンを供給し、前記汚染成分を酸化分解することにより微量の汚染成分を確実に処理することができ、かつオゾンの処理効率を大幅に向上すること、さらに悪臭成分のようなある種の特定汚染成分については、他の多量の汚染成分と共存する場合であってもこの特定の高シリカ吸着剤を用いることによって選択的な吸着が可能で、吸着濃縮した状態でオゾンによる処理が可能となることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は次の（１）〜（３）の態様を含むものである。
（１）汚染成分含有水の処理方法において、前記汚染成分を吸着し、かつオゾンを吸着する、ＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層に、前記汚染成分含有水を導入して前記汚染成分を前記吸着剤に吸着させ、清浄化した水を前記反応層から流出させ、前記汚染成分含有水の導入を停止した後、前記汚染成分を吸着した前記反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記汚染成分を酸化分解することを特徴とする汚染成分含有水の処理方法。
【０００６】
（２）複数の汚染成分を含有する水の処理方法において、前記汚染成分のうち特定の汚染成分を選択的に吸着し、かつオゾンを吸着する、ＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層に、前記水を導入して前記特定の汚染成分を前記吸着剤に選択的に吸着させ、その他の汚染成分を含有する水を前記反応層から流出させてその他の汚染成分は別途無害化処理し、前記汚染成分含有水の導入を停止した後、前記特定の汚染成分を吸着した前記反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記特定の汚染成分を酸化分解することを特徴とする汚染成分含有水の処理方法。
【０００７】
（３）前記汚染成分又は前記特定の汚染成分が悪臭成分であることを特徴とする前記（１）又は（２）の汚染成分含有水の処理方法。
（４）前記高シリカ吸着剤が高シリカペンタシルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト、メソポーラスシリケート又はこれらのうちの２種以上の混合物であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つの汚染成分含有水の処理方法。
【０００８】
本発明で使用する吸着剤は、処理対象の汚染成分とオゾンを共吸着する（汚染成分とオゾンの両方を吸着する）ものであり、吸着剤表面で汚染成分をオゾンにより酸化分解させる作用が特にすぐれた、ＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケート（ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエトキシシランをシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケート〔１〕、又は低分子ケイ酸をシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケート〔２〕など）からなる高シリカ吸着剤である。
【００１０】
メソポーラスシリケートは１０〜１０００オングストロームのメソ孔を有するシリカ系多孔質体であって、種々の製造方法があり、製造条件等によりＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比１０から実質的にＳｉＯ₂のみのものまで得られている。例えば、ＭＣＭ−４１はモービル社により開発された温度１４０℃、ｐＨ１３．５、シリカ源として水ガラス、ケイ酸ナトリウム、有機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤（炭素数８以上）を使用して得られる比表面積１６００ｍ²／ｇ程度、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比１０００程度のシリカ系多孔質体である。ＦＭＳ−１６は同じく黒田、稲垣等により開発されたカネマイトにカチオン系界面活性剤をインターカレーションして得られたＭＣＭ−４１と類似の構造のＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比１０００程度のシリカ系多孔質体である。また、低温メソポーラスシリケート〔１〕はｓｔｕｃｋｙ等により提唱された方法、すなわち、シリカ源としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を、有機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤を使用して室温下にｐＨ１以下で合成するものであり、低温メソポーラスシリケート〔２〕は本発明等が開発した方法、すなわち、シリカ源として縮重合したシリカを含まないケイ酸を、有機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤を使用して室温ｐＨ１以下で合成するものである。これらの低温メソポーラスシリケートは製造条件等によりＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比１０から実質的にＳｉＯ₂のみのものまで得ることができる。
これらのメソポーラスシリケートの中、本発明においては特にＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上である組成を有するメソポーラスシリケートが反応層に充填される吸着剤として使用される（以下、本明細書ではＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケートを単にメソポーラスシリケートということにする）。
【００１１】
本発明者らの実験結果によれば、メソポーラスシリケートの中でもＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比２０以上のメソポーラスシリケートが、ダイオキシン及びオゾンの吸着能が高く、吸着したオゾンの分解率も低いので好ましい吸着剤であり、オゾン吸着能及び分解率を勘案するとＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比２０以上のメソポーラスシリケートが高シリカ吸着剤の中でも最も良好な性能を示す。
【００１２】
これらの吸着剤はそれぞれ使用目的に応じて単独又は混合物の形で粒状、ペレット状、ラシヒリング状、ハニカム状など任意の形状に成形して使用する。また、吸着剤充填塔の被処理水入口側に高濃度オゾンの吸着性能の高いメソポーラスシリケートを、処理済み水の出口側に低濃度オゾンの吸着性能の高い脱アルミニウムフォージャサイトを充填した２層構造の吸着剤層としてオゾンの使用効率を高めることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
前記本発明の方法（１）においては、先ず汚染成分含有水を前記メソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層に導入して汚染成分を吸着させる。反応層出口水中の未吸着の汚染成分の濃度あるいは臭気の強さが許容値を超えた時点で汚染成分含有水の導入を停止する。ここでは吸着工程から酸化分解工程への切り換えは反応層の出口や反応層内に配置したセンサーによる汚染成分濃度あるいは臭気の強さに基づいて決定することもできるが、処理対象水の性状がわかっており、汚染成分濃度に大きな変動がない場合には、予め吸着時間を設定しておき、所定時間毎に切り換えるようにするなど、任意の方法をとることができる。また、必要により、前記反応層の後端部に未吸着領域を残した状態で汚染成分含有水の導入を停止するようにすれば、後の酸化分解工程も含めて全工程を通じて反応層出口水への前記汚染成分の流出を完全に防止することができる。
【００１４】
次に前記吸着工程において汚染成分を吸着したメソポーラスシリケートからなる吸着剤の反応層にオゾン水を導入する。オゾンによる汚染成分の酸化分解の反応速度は吸着剤表面における汚染成分濃度〔Ｍ１〕とオゾン濃度〔Ｏ₃〕の積、すなわち〔Ｍ１〕×〔Ｏ₃〕に比例することから、本発明では汚染成分とオゾンを共吸着するメソポーラスシリケートからなる吸着剤を用い、予め汚染成分を吸着濃縮した吸着剤表面においてオゾンと反応させるため、高い反応速度を確保でき、汚染成分を効率的に除去することができるとともに、オゾンを有効に使用することができる。吸着工程の温度は１５〜５０℃の範囲、好ましくは２５〜３５℃の範囲が適当である。オゾンの導入方法としては上記のように吸着工程後の反応層に、水が入った状態でオゾン水を供給するのが好ましいが、条件によっては汚染成分吸着後に反応層から液を抜き、オゾン含有ガスを供給して酸化分解させる、吸着工程後の反応層に、水が入ったままの状態でオゾンガスを下方から導入してバブリングさせて酸化分解するなどの方法も採ることができる。
【００１５】
この方法は、大量の水中に含まれる汚染成分を濃縮した状態でオゾン処理することができるので、各種ＣＯＤ成分などを含む工場排水、下水道水などの処理に有効である。
【００１６】
オゾンの添加量は悪臭成分１モルに対し１〜１００モル、好ましくは１．５〜１０モルの範囲が適当である。オゾンはそれ自体公知の無声放電方式、紫外線ランプ方式、水電解方式などいずれの方式のものでも適用でき、発生させたオゾンを水に溶解させたオゾン水の形で導入するのが好ましい。
酸化分解工程の温度は１５〜５０℃の範囲、好ましくは２５〜３５℃の範囲が適当である。
【００１７】
本発明の方法において、反応層からのオゾンの流出を完全に防ぐために、活性炭やアルミナ系化合物などのオゾン分解剤充填層を反応層の出口側に設けてもよい。
【００１８】
本発明により汚染成分含有水を処理する場合の基本操作は前記のとおりであるが、前記メソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層を２つ以上有する吸着反応器を使用し、各反応層において前記汚染成分を前記吸着剤に吸着させる吸着工程と、前記汚染成分が既に吸着されている反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記汚染成分を酸化分解する酸化分解工程とを順次繰り返すようにする。このようにして複数のメソポーラスシリケートからなる吸着剤反応層を交互に吸着工程及び酸化分解工程とすることによって、汚染成分含有水を連続的に処理することができる。なお、通常の場合、吸着工程に比較して酸化分解工程は短時間で済むので、酸化分解が終了し吸着工程に移るまでの間は水の導出入を止め待機状態とすればよい。また、３つ以上の反応層を有する吸着反応器の場合には、吸着工程にある反応層の数を酸化分解工程にある反応層よりも多くすることもできる。
【００１９】
前記本発明（２）の方法では、先ず複数の汚染成分を含有する水を前記メソポーラスシリケートからなる吸着剤の反応層に導入して、前記複数の汚染成分中の悪臭成分など処理対象とする特定の汚染成分を選択吸着させる。反応層出口水中に未吸着の特定の汚染成分の濃度あるいは臭気の強さが許容値を超えた時点で前記複数の汚染成分を含有する水の導入を停止する。吸着工程から酸化分解工程への切り換えは反応層の出口や反応層内に配置したセンサーによる汚染成分濃度あるいは臭気の強さに基づいて決定することもできるが、処理対象水の性状がわかっており、汚染成分濃度に大きな変動がない場合には、予め時間を設定しておき、所定時間毎に切り換えるようにするなど、任意の方法をとることができる。また、必要により、前記反応層の後端部に前記特定汚染成分の未吸着領域を残した状態で水の導入を停止するようにすれば、後の酸化分解工程も含めて全工程を通じて反応層出口水への前記特定汚染成分の流出を完全に防止することができる。
【００２０】
次に前記吸着工程において特定の汚染成分を選択吸着したメソポーラスシリケートからなる吸着剤の反応層にオゾン水を導入する。前記のとおりオゾンもメソポーラスシリケートからなる吸着剤に吸着されるので吸着剤表面における特定の汚染成分濃度〔Ｍ２〕とオゾン濃度〔Ｏ₃〕の積〔Ｍ２〕・〔Ｏ₃〕は、処理対象の特定の汚染成分を含有する水に直接オゾンを注入した場合に比較して飛躍的に大きくなり、しかも処理対象水中に含まれる他の汚染成分によってオゾンが消費されることもないので、この酸化分解工程において前記特定の汚染成分は極めて効率よく酸化分解され、吸着剤は再生される。
【００２１】
前記吸着工程において前記特定の汚染成分を選択吸着して除去した後の他の汚染成分を含む水は、別工程において、通常行われている活性炭吸着処理などの適当な方法により処理することによって無害化すればよい。比較的多量のＣＯＤ成分などの他の汚染成分と比較的少量の悪臭成分などの特定の汚染成分を含む水を直接処理する場合、特定の汚染成分は除去されないで排出される場合が多いが、本発明の方法は前記特定の汚染成分は別途選択除去されているので、特定の汚染成分が排出される恐れはない。
【００２２】
この方法は、水中に含まれ、しかも比較的多量の他の汚染成分と共存する比較的少量の特定の汚染成分を、選択吸着により濃縮した状態でオゾン処理することができ、特に少量だが有害性の強い特定の汚染成分を含む水の処理に好適である。この場合、前記特定の汚染成分は他の汚染成分に比較して吸着されやすいものであることが必要である。このような処理を行うのに適した複数の汚染成分を含有する水の例として、悪臭成分を含む上水場の沈渣水がある。悪臭成分は他のＣＯＤ成分等に比較してはるかにメソポーラスシリケートからなる吸着剤に吸着されやすく、しかもＣＯＤ成分等に優先して吸着される性質を有している。そのため吸着工程においては、含有量の多い他のＣＯＤ成分等は吸着しきれず、吸着剤充填層を通過するが、悪臭成分は全て吸着され、悪臭成分を含まない処理水が排出される。
【００２３】
この方法においても、前記メソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層を２つ以上有する吸着反応器を使用し、各反応層において前記特定の汚染成分を前記吸着剤に吸着させる吸着工程と、前記特定の汚染成分が既に吸着されている反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記特定の汚染成分を酸化分解する酸化分解工程とを順次繰り返すようにし、複数のメソポーラスシリケートからなる吸着剤反応層を交互に吸着工程及び酸化分解工程とすることによって、複数の汚染成分を含有する水（特定の汚染成分を含有する水）を連続的に処理することができる。
【００２４】
本発明の方法において、前記汚染成分又は特定の汚染成分を吸着した反応層にオゾン水を導入する際の導入方向は特に制限はないが、前記汚染成分又は特定の汚染成分やオゾンが反応層から流出することを極力防止するために、オゾン水を被処理水と逆の方向から導入するのが好ましい。
【００２５】
次に図面を参照して本発明の実施態様を更に具体的に説明する。図１は本発明の方法による汚染成分含有水又は複数の汚染成分を含有する水（特定の汚染成分を含有する水）の処理プロセスの第１の実施態様を示す説明図である。以下の説明において汚染成分含有水又は複数の汚染成分を含有する水を処理対象水、汚染成分含有水中の汚染成分又は複数の汚染成分を含有する水中の特定の汚染成分を処理対象成分とする。図１において吸着反応器１はメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層２を有している。先ず吸着工程の際には水導入管３のバルブ１０を開き、吸着処理済み水導出管４のバルブ１２を開き、オゾン処理済み水導出管５のバルブ１３を閉じた状態としておき、バルブ１０を介して処理対象水７を導入する。処理対象水７が汚染成分含有水の場合には汚染成分が吸着除去され、吸着処理済み水導出管４を経て排出される吸着処理済み水８中の汚染成分の含有量は許容値以下となっておりそのまま放流又は上水等に使用が可能である。処理対象水７が複数の汚染成分を含有する水の場合には特定の汚染成分が吸着除去され、吸着処理済み水導出管４を経て排出される吸着処理済み水８中の特定の汚染成分の含有量は許容値以下であっても、他の汚染成分は除去されていないため、別途必要な処理を行ったのち放流又は上水等に使用される。
【００２６】
処理対象成分の吸着量が増加して、吸着処理済み水８中の処理対象成分の濃度あるいは臭気の強さが許容値を超えた時点でバルブ１０及びバルブ１２を閉じて処理対象水７の導入を止め、バルブ１１及びバルブ１３を開いてオゾン発生器６から反応層２内にオゾン水１４を導入する。導入されたオゾンはメソポーラスシリケートからなる吸着剤表面に吸着濃縮されている処理対象成分を酸化分解する。通常の場合、バルブ１３を経て排出されるオゾン処理済み水９中には処理対象成分及びオゾンは含まれていないか、極めて低濃度なので、そのまま放流することができる。なお、吸着工程から酸化分解工程への切り換えは吸着処理済み水中の汚染成分濃度あるいは臭気を計測することによって行うこともできるが、処理対象水の性状がわかっており、汚染成分濃度に大きな変動がない場合には、予め時間を設定しておき、所定時間毎に切り換えるようにするなど、任意の方法をとることができる。処理対象成分の有害性が高い場合などには反応層の後端部に未吸着の吸着剤領域を残した状態で工程切り換えを行えば安全である。なお、必要に応じてリークオゾンを分解するオゾン分解剤層を反応層の後流側に設けてもよい。
【００２７】
図２は本発明の方法による処理対象水の処理プロセスの第２の実施態様を示す説明図である。このプロセスにおいては２個のメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層２２ａ、２２ｂを有する吸着反応器２１を使用し、一方の反応層を吸着工程、他方の反応層を酸化分解工程とする。図２において反応層２２ａが吸着工程にあり、処理対象水２７は水導入管２３のバルブ３１を通って反応層２２ａに導入され、処理対象成分を吸着除去された後、処理対象成分の濃度が許容値以下の吸着処理済み水２８として吸着処理済み水導出管２４からバルブ３３を経て系外へ排出され、必要により別途処理を行った後、放流される。この間、バルブ３２、３４、３５及び３７は閉じられている。
【００２８】
処理対象成分の吸着量が増加して、吸着処理済み水２８中の処理対象成分の濃度又は臭気の強さが許容値を超えた時点でバルブ３１及び３３を閉じ、バルブ３２及び３４を開いて処理対象水２７をメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層２２ｂに通すようにし、反応層２２ｂを吸着工程とする。一方、処理対象成分を吸着している反応層２２ａは酸化分解工程とし、バルブ３５を開いてオゾン発生器２６から反応層２２ａ内にオゾン水３９を導入する。この間、バルブ３６及びバルブ３８は閉じられている。反応層２２ａ内に導入されたオゾンはメソポーラスシリケートからなる吸着剤表面に吸着されている処理対象成分を酸化分解する。通常の場合、バルブ３７を経てオゾン処理済み水導出管２５から排出されるオゾン処理済み水２９中には処理対象成分及びオゾンは含まれていないか、極めて低濃度であり、そのまま放流することができる。なお、必要に応じてリークオゾンを分解するオゾン分解剤層を反応層の後流側に設けてもよい。
【００２９】
このようにして２個のメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層２２ａ、２２ｂを交互に吸着工程及び酸化分解工程とすることによって、処理対象水を連続的に処理することができる。なお、通常の場合、吸着工程に比較して酸化分解工程は短時間で済むので、酸化分解が終了し吸着工程に移るまでの間はバルブを閉じて待機状態とすればよい。
【００３０】
図３は本発明の方法による処理対象水の処理プロセスの第３の実施態様を示す説明図である。図３において円筒形の吸着反応器４１は複数に区分されたメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層が軸を中心にして円盤状に配置された形式のもので、吸着ゾーン４２及び酸化分解ゾーン４３とに区分されており、全体が中心軸回りに回転することにより各反応層が順次、吸着工程及び酸化分解工程を繰り返すようになっている。水導入管４４から吸着ゾーンにある反応層に導入された処理対象水４５は処理対象成分を吸着除去され、吸着処理済み水導出管４６から処理対象成分の濃度が許容値以下の吸着処理済み水４７として系外へ排出され、必要により別途処理を行った後、放流される。
【００３１】
吸着ゾーン４２において処理対象成分を吸着した反応層は酸化分解ゾーン４３に移行し、オゾン発生器４８からオゾン水を導入される。導入されたオゾンはメソポーラスシリケートからなる吸着剤表面に吸着濃縮されている処理対象成分を酸化分解する。通常の場合、オゾン処理済み水導出管４９を経て排出されるオゾン処理済み水５０中には処理対象成分及びオゾンは含まれていないか、極めて低濃度であり、そのまま放流することができる。なお、必要に応じてリークオゾンを分解するオゾン分解剤層を反応層の後流側に設けてもよい。また、図には吸着反応器４１を２等分して吸着ゾーン４２及び酸化分解ゾーン４３とする例を示したが、両方のゾーンの割合は吸着工程と酸化分解工程の所要時間等に応じて適宜設定すればよい。さらに、必要により吸着工程と酸化分解工程との境界を明確にするため、水の導入導出を行わない中間ゾーンを設けてもよい。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例により本発明の効果を実証する。
（実施例１）
ＣＯＤ成分としてエタノール５ｐｐｍを含有する模擬排水を用い、図１の装置で無害化処理を行った。直径３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの円筒形の反応層に、メソポーラスシリケート（ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３＝１０００）、脱アルミニウムフォージャサイト（ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３＝７０）、高シリカぺンタシルゼオライト（ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３＝４０）、及び市販のシリカゲル（比較例）をそれぞれ８０リットル充填し、吸着温度を２５℃に設定し、前記模擬排水を空塔速度４５ｍ／ｓｅｃで供給し、反応層の出口側のエタノール濃度を測定した。エタノール濃度が１ｐｐｍ（許容値）となった時点で前記模擬排水の供給を停止し、吸着処理工程を終了した。吸着処理可能時間はメソポーラスシリケートが約２時間、脱アルミニウムフォージャサイトが約１．５時間、高シリカぺンタシルゼオライトが約１．２時間、及びシリカゲルが約０．５時間であった。
その後、弁を切り換えて吸着工程から酸化分解工程に移し、反応層を酸化分解温度である２５℃に保持し、水電解オゾン発生装置で発生させたＯ_３：２０％、Ｏ_２：７６％、Ｈ_２Ｏ：４％からなるオゾンガスを水に溶解させて１〜１０ｐｐｍの濃度としたオゾン水を、模擬排水と逆の供給方向で空塔速度０．０１ｍ／ｓｅｃで供給してエタノールの酸化分解を行った。その際の反応層の出口におけるエタノール濃度及びＯ_３濃度を測定し、時系列的な変化を図４及び図５に示した。図４及び図５においてＡはメソポーラスシリケート、Ｂは脱アルミニウムフォージャサイト、Ｃは高シリカぺンタシルゼオライト、Ｄはシリカゲルである。
前記の吸着処理時間から、エタノールの吸着量はメソポーラスシリケート＞脱アルミニウムフォージャサイト＞高シリカぺンタシルゼオライト＞シリカゲルの順で小さくなり、また、図５からメソポーラスシリケートと脱アルミニウムフォージャサイトと高シリカぺンタシルゼオライトでは、酸化分解処理を開始してから約１時間後に反応層からのＯ_３のリークが観測され、この間に吸着したエタノールはＯ_３により分解されたものと推定される。しかし、シリカゲルでは、酸化分解処理を開始してから約０．２時間でＯ_３がリークし始め、Ｏ_３保持能力も小さいものと推定される。
【００３３】
（実施例２）
吸着剤としてメソポーラスシリケート、脱アルミニウムフォージャサイト又は高シリカぺンタシルゼオライトを使用し、実施例１と同様の操作で２−ＭＩＢを１０ｐｐｂ含有する水の処理を行った。その結果、再生工程（酸化分解工程）で供給するオゾン水の濃度を１ｐｐｍとすることにより、継続的に処理水中の２−ＭＩＢ濃度を０．１ｐｐｂ以下（実質的に不検出）に保ことができた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、吸着剤としてＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケートを使用して汚染成分含有水から汚染成分を吸着濃縮し、吸着剤相中でオゾンと反応させるので効率よく汚染成分を分解除去することができ、オゾンの利用効率も従来のオゾン処理に比較して飛躍的に向上する。また、比較的多量の他の汚染成分と共存する比較的含有量の少ない特定汚染成分を含む複数の汚染成分を含有する水から、特定汚染成分を吸着濃縮し、吸着剤相中でオゾンと反応させることにより、前記濃縮効果に加えて、他の汚染成分によるオゾンの分解も防ぐことができ、特定汚染成分の重点的な除去が可能である。例えば、上水場の沈渣水のような悪臭成分以外に多量の有害成分を含む悪臭成分含有水から悪臭成分のみを選択吸着し、悪臭成分を吸着した吸着剤充填層にオゾンを導入して共吸着させることにより、オゾンの利用率を飛躍的に向上させることができ、効率的な悪臭成分含有水の処理が可能となる。すなわち、従来、悪臭成分含有水への適用が困難であったオゾン処理を利用して極めて効率的、かつ安全な悪臭成分含有水の処理プロセスの構築を可能とした。更に、本発明の方法によれば大量の処理対象水中に直接オゾンを導入する場合に比較してオゾン関連設備をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法による汚染成分含有水処理プロセスの第１の実施態様を示す説明図。
【図２】本発明の方法による汚染成分含有水処理プロセスの第２の実施態様を示す説明図。
【図３】本発明の方法による汚染成分含有水処理プロセスの第３の実施態様を示す説明図。
【図４】実施例１の吸着工程における反応層出口エタノール濃度の経時変化を示すグラフ。
【図５】実施例１の酸化分解工程における反応層出口Ｏ_３濃度の経時変化を示すグラフ。

Claims

汚染成分含有水の処理方法において、前記汚染成分を吸着し、かつオゾンを吸着する、ＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層に、前記汚染成分含有水を導入して前記汚染成分を前記吸着剤に吸着させ、清浄化した水を前記反応層から流出させ、前記汚染成分含有水の導入を停止した後、前記汚染成分を吸着した前記反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記汚染成分を酸化分解することを特徴とする汚染成分含有水の処理方法。
複数の汚染成分を含有する水の処理方法において、前記汚染成分のうち特定の汚染成分を選択的に吸着し、かつオゾンを吸着する、ＳｉＯ ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 比２０以上のメソポーラスシリケートからなる吸着剤を充填した反応層に、前記水を導入して前記特定の汚染成分を前記吸着剤に選択的に吸着させ、その他の汚染成分を含有する水を前記反応層から流出させてその他の汚染成分は別途無害化処理し、前記汚染成分含有水の導入を停止した後、前記特定の汚染成分を吸着した前記反応層にオゾン水を導入して前記吸着剤表面で前記特定の汚染成分を酸化分解することを特徴とする汚染成分含有水の処理方法。
前記汚染成分又は前記特定の汚染成分が悪臭成分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の汚染成分含有水の処理方法。