JP5447378B2 - 有機物含有水の処理方法及び装置 - Google Patents
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(1)有機物含有排水を直接RO膜分離装置に通水して有機物を除去する方法
(2)有機物含有排水に酸化剤を添加して有機物を加熱分解する方法
(3)有機物含有排水に紫外線(UV)を照射して有機物を分解する方法(例えば、特許文献2)
などがある。
第1図は本発明の有機物含有水の処理方法及び装置の実施の形態を示す系統図である。第1図において、閉状態の開閉弁は黒塗りとし、開状態の開閉弁は白ヌキとされている。先ず処理装置の構成を説明する。
第1図の通り、開閉弁1aを備えた原水供給配管1が、触媒充填カラム(反応容器)4の流入口に接続されている。原水供給配管1の途中には、開閉弁2aを備えた酸素供給配管2と、開閉弁3aを備えた水素供給配管3とが接続されている。
触媒充填カラム4に充填される白金族金属触媒4aの白金族金属としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金を挙げることができる。これらの白金族金属は、1種を単独で用いることができ、2種以上を組み合わせて用いることもできる。また、2種以上の金属よりなる合金として用いることもできる。また、天然に産出される混合物の精製品を単体に分離することなく用いることもできる。これらの中で、白金、パラジウム、白金/パラジウム合金の単独又はこれらの2種以上の混合物は、触媒活性が強いので特に好適に用いることができる。
次に、被処理水中の有機物(TOC成分)を除去する有機物除去工程について説明する。
この結果、白金族金属触媒表面の電子が粗の部分に尿素等の有機物の有する非共有電子対が結合(吸着)していると推測される。
そして、続いて水素を供給することで、酸素が水素と接触して水になる際に、非共有電子対の結合が切れて有機物が金属触媒上から脱離し元の状態に戻る。このように有機物の吸着、脱離を繰り返すことで、有機物が分解され、原水から除去されるものと考えられる。
上記の有機物除去工程を継続することにより、触媒充填カラム4内の白金族金属触媒4aの水素吸着量が少なくなった場合、水素吸着工程を実施する。
第2図は本発明の有機物含有水の処理方法及び装置の別の実施の形態を示す系統図である。第2図において、閉状態の開閉弁は黒塗りとし、開状態の開閉弁は白ヌキとされている。
原水供給配管20が、開閉弁21aを備えた分岐管21と開閉弁22aを備えた分岐管22とに分岐している。分岐管21,22が触媒充填カラム41,42の流入口に接続されている。原水供給配管20の途中部分に、開閉弁23aを備えた酸素水配管23の一端側が接続され、該配管23の他端側が酸素溶解膜モジュール50の液相室50aに接続されている。
酸素ガス供給配管51から気相室50bに酸素ガスが供給されると共に、給水配管54から液相室50aに水が供給される。気相室50b内に供給された酸素ガスの一部が、気体透過膜50cを透過して液相室50a内の水に溶解する。気相室50b内の酸素ガスの残部が、液相室50aから気体透過膜50cを透過してきた水蒸気やその凝縮水と共に、真空ポンプ53に吸引されて排出配管52から排出される。この液相室50a内の酸素水が、酸素水配管23を介して原水供給配管20に供給される。
水素ガス供給配管61から気相室60bに水素ガスが供給されると共に、給水配管64から液相室60aに水が供給される。気相室60b内に供給された水素ガスの一部が、気体透過膜60cを透過して液相室60a内の水に溶解する。気相室60b内の水素ガスの残部が、液相室60aから気体透過膜60cを透過してきた水蒸気やその凝縮水と共に排出配管62から排出される。この液相室60a内の水素水が、水素水配管30及び分岐管31,32を介して原水供給配管20の分岐管21,22に供給される。
開閉弁を第2図に示す開閉状態にする。具体的には、開閉弁21a,23a,32a,43aを開とし、開閉弁22a,31a,44a,46a,47aを閉とする。
原水は、原水供給配管20内を通り、酸素溶解膜モジュール50からの酸素水が配管23より供給された後、分岐管21を通って触媒充填カラム41に供給される。
水素溶解膜モジュール60で製造された水素水が、水素水配管30及び配管32を通って触媒充填カラム42に流入する。これにより、カラム42内の白金族金属触媒42aに水素が吸着する。
上記の運転例を継続することにより、触媒充填カラム41内の白金族金属触媒41aの水素吸着量が少なくなった場合、次の通り、原水の供給先を触媒充填カラム41から触媒充填カラム42に切り替えると共に、触媒充填カラム41内の白金族金属触媒41aに水素を吸着させる。
第1図の装置を用い、以下の条件で原水の処理を行った。
ナノコロイド担持樹脂)、360mL
脱気膜モジュール:セルガード社製「リキセルG420」
イオン交換樹脂:栗田工業(株)製強塩基性アニオン交換樹脂「KR−U
A1」221.5mLと栗田工業(株)製強酸性カチオ
ン交換樹脂「KR−UC1」138.5mLとの混合樹脂
水量:0.72L/min
触媒充填カラム4に代えて低圧UVランプ装置(日本フォトサイエンス社製「AZ−26」)を用い、原水の水量を5L/minとしたこと以外は実施例1と同様にして、原水の処理を行った。
Claims (12)
- 有機物を含有する被処理水を白金族金属触媒に接触させ、該有機物を除去する有機物含有水の処理方法であって、
該白金族金属触媒が水素を吸着しており、
該被処理水が溶存酸素を含有していることを特徴とする有機物含有水の処理方法。 - 請求項1において、該白金族金属触媒に水素を供給して水素を吸着させる水素吸着工程と、この水素を吸着させた該白金族金属触媒に該被処理水を接触させて有機物を除去する有機物除去工程とを交互に実施することを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 請求項2において、該白金族金属触媒を収容した反応容器を複数個用い、一部の反応容器で水素吸着工程を行っているときに他の反応容器で有機物除去工程を行うことを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、該白金族金属触媒が白金族金属の微粒子よりなることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 請求項4において、該白金族金属触媒の微粒子が担体に担持されていることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、該被処理水中の溶存酸素濃度が1ppb〜100ppbであることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、該被処理水を該白金族金属触媒に接触させた後、この水をアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の少なくとも一方と接触させることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 請求項7において、該被処理水を該白金族金属触媒に接触させた後、この水を脱気処理し、次いで、この脱気処理水をアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の少なくとも一方と接触させることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 請求項1ないし8のいずれか1項において、被処理水が超純水製造用の被処理水であることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
- 有機物及び溶存酸素を含有する被処理水を、水素を吸着している白金族金属触媒に接触させて有機物を除去する装置であって、
それぞれ白金族金属触媒を収容した複数個の反応容器と、
該反応容器に被処理水を供給する給水手段と、
該反応容器に水素を供給する水素供給手段と、
該反応容器への被処理水の供給と水素の供給とを切り替える切替手段と
を有しており、
該切替手段は、水素を供給して水素吸着工程を行わせる反応容器を順次に切り替えるものであって、且つ水素吸着工程を行っている反応容器以外の反応容器に対して被処理水を供給して有機物除去工程を行わせるように構成されていることを特徴とする有機物含有水の処理装置。 - 請求項10において、前記反応容器から流出した処理水が導入される、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の少なくとも一方を有するイオン交換手段を備えたことを特徴とする有機物含有水の処理装置。
- 請求項11において、前記反応容器から流出した処理水が導入される脱気装置を備えており、
該脱気装置からの脱気処理水が前記イオン交換手段に導入されることを特徴とする有機物含有水の処理装置。
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