JPH07116467A

JPH07116467A - 揮発性有機化合物の処理方法

Info

Publication number: JPH07116467A
Application number: JP5337298A
Authority: JP
Inventors: Hiroji Seki; 廣二関; Tetsuo Imamura; 今村　　哲夫; Hiroshi Sasaki; 宏佐々木
Original assignee: Ataka Kogyo KK; Ataka Construction and Engineering Co Ltd
Current assignee: Ataka Kogyo KK; Ataka Construction and Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-05-09
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JP3352200B2

Abstract

(57)【要約】【構成】汚水13を抽出装置２に流入し、空気の散気に
より汚水13中の揮発性有機塩素化合物を揮発させ、照射
槽１に流入させる。汚水13は曝気槽12に流入する。照射
槽１の紫外線ランプを点灯させ第１次副生成物に分解す
る。照射槽１からの空気を、原水槽６内の水に、ｐＨ制
御装置８にて中性に制御し攪拌手段にて攪拌しつつ散気
装置７から散気し、易分解性の第２次副生成物を生成す
る。ほぼ中性で一定となった後、原水槽６内の水を、曝
気槽12の上部に設けた吐出部14より吐出し、汚水13に流
入する。汚水13と混合した水を、曝気装置17にて曝気し
つつ曝気槽12内の充填層15を流過させ、好気性生物によ
り浄化処理する。【効果】紫外線照射が短時間で済み、第２次副生成物
の生成後汚水13とともに好気性生物により浄化処理する
ので、容易で確実に効率よく安価に無害化できる。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。

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
る揮発性有機化合物を抽出して分解する揮発性有機化合
物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝
ＣＣｌ₂）やテトラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ
₂）などの塩素基を有する揮発性有機化合物の処理方法
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
記載の揮発性有機化合物の処理方法は、揮発性有機化合
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化合物を酸
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
載の揮発性有機化合物の処理方法は、水溶液中に含有さ
れる揮発性有機化合物を揮発させ、この揮発した揮発性
有機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（ＣＯＣｌ₂）やジ
クロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）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、揮発性有機化合物
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
機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
揮発性有機化合物を酸化し、この酸化により生成された
第１次副生成物を含有する気体を水と接触させて易分解
性の第２次副生成物を生成するものである。

【００１４】請求項２記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項１記載の揮発性有機化合物の処理方法にお
いて、第１次副生成物と水との接触の際に循環手段にて
水を循環させて生成する第２次副生成物を濃縮する閉鎖
循環回路を形成するものである。

【００１５】請求項３記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項１または２記載の揮発性有機化合物の処理
方法において、第１次副生成物と水との接触により生成
された第２次副生成物を好気性生物にて分解するもので
ある。

【００１６】請求項４記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項３記載の揮発性有機化合物の処理方法にお
いて、第２次副生成物を好気性生物にて分解した水を返
送手段にて返送し第１次副生成物と接触させて閉鎖還流
回路を形成するものである。

【００１７】請求項５記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項１ないし４いずれか記載の揮発性有機化合
物の処理方法において、波長が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
いるものである。

【００１８】

【作用】請求項１記載の揮発性有機化合物の処理方法
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
射して揮発性有機化合物を第１次副生成物に酸化するの
で、紫外線の照射率が向上して紫外線による酸化分解効
率が向上し、この第１次副生成物を水と接触させて易分
解性の第２次副生成物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化合物から
分解された第２次副生成物のキャリヤとなり、第２次副
生成物の処理が容易となる。

【００１９】請求項２記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項１記載の揮発性有機化合物の処理方法にお
いて、第１次副生成物と水との接触の際に循環手段にて
水を循環させて閉鎖循環回路を形成し、生成する第２次
副生成物を濃縮するため、第２次副生成物の処理効率が
向上するとともに、第２次副生成物の処理コストが低減
する。

【００２０】請求項３記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項１または２記載の揮発性有機化合物の処理
方法において、第１次副生成物と水との接触により生成
された易分解性の第２次副生成物を好気性生物にて分解
するので、揮発性有機化合物が無害な最終生成物に確実
に処理される。

【００２１】請求項４記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項３記載の揮発性有機化合物の処理方法にお
いて、第２次副生成物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第１次副生成物と接触させる閉
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、第２次副生成物の
処理効率が向上し、第２次副生成物の処理コストが低減
する。

【００２２】請求項５記載の揮発性有機化合物の処理方
法は、請求項１ないし４いずれか記載の揮発性有機化合
物の処理方法において、波長が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に
て、揮発性有機化合物が含有される気体に紫外線を照射
するため、揮発性有機化合物が第１次副生成物に短時間
で酸化分解される。

【００２３】

【実施例】本発明の揮発性有機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。

【００２４】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。

【００２５】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、例えば揮発性有機化
合物としてトリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）
を使用した場合、ホスゲン（ＣＯＣｌ₂）やジクロルア
セチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）などを排出する
送気管４が接続されている。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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、ベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）やトルエン（Ｃ
₇Ｈ₈）、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）
やテトラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）などの
揮発性有機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
機化合物を空気中に揮発させる。そして、この揮発性有
機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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】次に、上記実施例の作用を説明する。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】そして、この管体21内に揮発性有機化合物
としてトリクロルエチレンを０．１ml注入し、紫外線の
照射時間を変化させて、トリクロル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。

【００４５】なお、図３は、縦軸が管体21内のトリクロ
ルエチレン濃度（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 ChromatographMas
s Spectrometer ）を用いて測定した。

【００４６】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
トリクロルエチレン濃度は、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。

【００４７】そして、この結果に基づいて、揮発性有機
化合物としてテトラクロルエチレンを０．１ml、cis-1.
2.ジクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＨＣｌ）を０．０５
ml、それぞれ注入し、紫外線を約２０秒照射し、これら
テトラクロルエチレン、cis-1.2.ジクロルエチレンの酸
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。

【００４８】

【表１】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、トリクロルエチレンは、第１次副
生成物として、ほとんどが塩化水素（ＨＣｌ）、二酸化
炭素（ＣＯ₂）、ホスゲン（ＣＯＣｌ₂）、ジクロルア
セチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯＣｌ）に酸化分解さ
れ、ホスゲンは３２ppm 、ジクロルアセチルクロリドは
１３０ppm 検出された。また、テトラクロルエチレンお
よびcis-1.2.ジクロルエチレンも、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、テトラクロルエチレンが３７ppm 、cis-1.2.ジク
ロルエチレンは２６ppm 検出された。なお、テトラクロ
ルエチレンおよびcis-1.2.ジクロルエチレンでは、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。

【００４９】次に、低圧水銀灯22のガラス管を、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を行なった。そ
の結果を図４に示す。

【００５０】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、トリクロルエチレンは、ほとんど酸化分解
されないことがわかる。

【００５１】そして、内径が１cmのガラスセル中に、ト
リクロルエチレンを５２８ppm およびテトラクロルエチ
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
ロルエチレンおよびテトラクロルエチレンは、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。

【００５２】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。

【００５３】

【表２】まず、シリンダ内の気体をＧＣ／ＭＳにて定性分析した
結果、トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、ci
s-1.2.ジクロルエチレンとも、ホスゲンおよびジクロル
アセチルクロリドなど揮発性有機化合物や第１次副生成
物は検出されなかった。

【００５４】また、シリンダ内の液体のｐＨ値を測定し
たところ、トリクロルエチレンの場合にはｐＨ値は３．
９で、塩化水素（ＨＣｌ）、二酸化炭素（ＣＯ２）の他
に、第２次副生成物である易分解性のジクロル酢酸（Ｃ
ＨＣｌ２ＣＯＯＨ）などが検出された。なお、ジクロル
酢酸は５．９mg/l検出された。さらに、テトラクロルエ
チレンおよびcis-1.2.ジクロルエチレンの場合には、ジ
クロル酢酸も検出されなかった。

【００５５】このため、第１次副生成物の塩化水素、ホ
スゲン、ジクロルアセチルクロライ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。

【００５６】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。

【００５７】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25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。お
な、この曝気槽25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。

【００５８】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。

【００５９】そして、下表２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ル酢酸を合成汚水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。

【００６０】

【表３】この図７に示す結果から、ジクロル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（ＲＵＮ
１）では、ＢＯＤ値は、１０〜２０mg/lまで浄化処理さ
れることが分かる。

【００６１】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のジクロル酢酸を添加して第
２処理段階（ＲＵＮ２）の浄化処理を行うと、若干ＢＯ
Ｄ値が上昇し、少量のジクロル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、ジクロル酢酸も検出されなくなった。

【００６２】さらに、第３処理段階（ＲＵＮ３）でジク
ロル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、ジクロル酢酸も検出されなくな
る。そして、さらにジクロル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
クロル酢酸は検出されなくなり、ジクロル酢酸の添加に
よるＢＯＤの上昇も少なくなり、処理水のＢＯＤも１５
mg/l以下に低下する。

【００６３】すなわち、曝気槽26内にジクロル酢酸を分
解する好気性生物が少ない運転初期段階では、多少処理
水中にジクロル酢酸が検出されるが、曝気槽26内でジク
ロル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。

【００６４】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。

【００６５】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、原水槽と曝気槽とを一体的に
形成する構造としてもよい。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】さらに、汚水13および土中から揮発性有機
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。

【００６９】また、揮発性有機化合物として塩素基を有
する揮発性有機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。

【００７０】次に、他の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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（Ｎａ₂ＣＯ₃）、炭酸水素ナ
トリウム（ＮａＨＣＯ₃）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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】ベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）やトルエン（Ｃ₇Ｈ
₈）、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）やテ
トラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）などの揮発
性有機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、この揮発性有機化合物を含
有する空気を照射槽１に流入する。

【００８３】次に、照射槽１に流入した揮発性有機化合
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、揮発性有機化合物を、例えば揮発性有機化合物とし
てトリクロルエチレンを使用した場合、ホスゲン（ＣＯ
Ｃｌ₂）やジクロルアセチルクロリド（Ｃｌ₂ＣＨＣＯ
Ｃｌ）などの第１副生成物に分解する。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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、塩化水素（ＨＣｌ）やジクロル酢酸
（ＣＨＣｌ２ＣＯＯＨ）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。

【００８７】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。

【００８８】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
化合物が漏洩することを防止できる。

【００８９】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、駆動する搬送ポンプ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の量が減少し、処理コストが
低減できる。

【００９０】次に、さらに他の実施例を図面を参照して
説明する。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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、循環管10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。

【００９７】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気処理装
置58に送気し、揮発性有機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。

【００９８】そして、曝気槽12には、上部に原水槽６か
ら搬送ポンプ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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】ベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）やトルエン（Ｃ₇Ｈ
₈）、トリクロルエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）やテ
トラクロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）などの揮発
性有機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
機化合物を空気中に揮発させる。そして、この揮発性有
機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。

【０１０６】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。

【０１０７】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、搬送
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58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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】したがって、上記実施例によれば、有毒な
揮発性有機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ため、系外に有害な揮発性有機
化合物が漏洩することなく確実に浄化処理できる。

【０１１２】

【発明の効果】請求項１記載の揮発性有機化合物の処理
方法によれば、抽出した揮発性有機化合物を、酸素存在
下で紫外線を照射して第１次副生成物に酸化するので、
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、第１次副生成物を水と接触させて易分解性の
第２次副生成物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化合物から分解され
た第２次副生成物のキャリヤとなり、容易に効率よく処
理できる。

【０１１３】請求項２記載の揮発性有機化合物の処理方
法によれば、請求項１記載の揮発性有機化合物の処理方
法において、第１次副生成物と水との接触の際に循環手
段にて水を循環させて閉鎖循環回路を形成し、生成する
第２次副生成物を濃縮するため、第２次副生成物の処理
効率が向上でき、第２次副生成物の処理コストを低減で
きる。

【０１１４】請求項３記載の揮発性有機化合物の処理方
法によれば、請求項１または２記載の揮発性有機化合物
の処理方法において、第１次副生成物と水との接触によ
り生成された易分解性の第２次副生成物を好気性生物に
て分解するので、揮発性有機化合物を無害な最終生成物
に確実に処理できる。

【０１１５】請求項４記載の揮発性有機化合物の処理方
法によれば、請求項３記載の揮発性有機化合物の処理方
法において、第２次副生成物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第１次副生成物と接触さ
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、第２次副生
成物の処理効率が向上でき、第２次副生成物の処理コス
トを低減できる。

【０１１６】請求項５記載の揮発性有機化合物の処理方
法によれば、請求項１ないし４いずれか記載の揮発性有
機化合物の処理方法において、波長が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
プにて、揮発性有機化合物が含有される気体に紫外線を
照射するため、揮発性有機化合物を短時間で酸化分解で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の揮発性有機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
合物のトリクロル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
合物のトリクロル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ル酢酸を好気性生
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】同上ジクロル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 52 循環手段としての循環管 66 返送手段としての返送管

Claims

【特許請求の範囲】

【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化合物を
酸化し、この酸化により生成された第１次副生成物を含有する気
体を水と接触させて易分解性の第２次副生成物を生成す
ることを特徴とする揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項２】第１次副生成物と水との接触の際に循環
手段にて水を循環させて生成する第２次副生成物を濃縮
する閉鎖循環回路を形成することを特徴とする請求項１
記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項３】第１次副生成物と水との接触により生成
された第２次副生成物を好気性生物にて分解することを
特徴とする請求項１または２記載の揮発性有機化合物の
処理方法。
【請求項４】第２次副生成物を好気性生物にて分解し
た水を返送手段にて返送し第１次副生成物と接触させて
閉鎖還流回路を形成することを特徴とする請求項３記載
の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項５】波長が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ること
を特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の揮発性有
機化合物の処理方法。