WO2026028488A1

WO2026028488A1 - 水処理方法及び水処理装置

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Publication number: WO2026028488A1
Application number: PCT/JP2025/001742
Authority: WO
Inventors: 悠介高橋
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2024-07-30
Filing date: 2025-01-21
Publication date: 2026-02-05
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: JP2026021958A; JP7715893B1

Abstract

水処理方法は、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおいて全有機炭素濃度１０μｇ／Ｌ以下、溶存酸素濃度３０μｇ／Ｌ以上である被処理水を紫外線照射装置３５に供給することと、入口部３５Ａから紫外線照射装置３５に供給された被処理水に紫外線照射装置３５から紫外線を照射することと、を有する。入口部３５Ａにおける被処理水の過酸化水素濃度は３０μｇ／Ｌ以下である。

Description

水処理方法及び水処理装置

　本出願は、２０２４年７月３０日出願の日本出願である特願２０２４－１２３２４４に基づき、かつ同出願に基づく優先権を主張する。この出願は、その全体が参照によって本出願に取り込まれる。

　本発明は水処理方法と水処理装置に関する。

　純水水質への高度な要求が顕在化するに伴って、近年、純水中に含まれる微量の有機物を分解し除去する様々な方法が検討されている。特開２０１１－２４５３８０号公報には、紫外線照射装置の上流で被処理水に過酸化水素を添加する水処理方法が記載されている。

　紫外線照射装置に供給される被処理水が過酸化水素を含むことは、紫外線照射装置による有機物の分解を促進する上で有利である。しかし、本願発明者は紫外線照射装置に供給される被処理水が特定の水質を有している場合、過剰な量の過酸化水素は逆に紫外線照射装置による有機物の分解を阻害することを見出した。

　本発明は、紫外線照射装置に供給される被処理水が特定の水質を有する場合に有機物を効率的に分解することのできる水処理方法を提供することを目的とする。

　本発明の水処理方法は、紫外線照射装置の入口部において全有機炭素濃度１０μｇ／Ｌ以下、溶存酸素濃度３０μｇ／Ｌ以上である被処理水を紫外線照射装置に供給することと、入口部から紫外線照射装置に供給された被処理水に紫外線照射装置から紫外線を照射することと、を有する。入口部における被処理水の過酸化水素濃度は３０μｇ／Ｌ以下である。

　本発明によれば、紫外線照射装置に供給される被処理水が特定の水質を有する場合に有機物を効率的に分解することのできる水処理方法を提供することができる。

　上述した、及びその他の、本出願の目的、特徴、及び利点は、本出願を例示した添付の図面を参照する以下に述べる詳細な説明によって明らかとなろう。

本発明の第１の実施形態に係る水処理装置の概略構成図である。被処理水の全有機炭素濃度と溶存酸素濃度と過酸化水素濃度と紫外線照射装置の有機物分解性能との関係を示す模式図である。本発明の第２の実施形態に係る水処理装置の概略構成図である。実施例１～３で用いた試験装置の概略構成図である。過酸化水素濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係（紫外線照射量０．０６ｋＷｈ／ｍ³）を示すグラフである。過酸化水素濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係（紫外線照射量０．１ｋＷｈ／ｍ³）を示すグラフである。過酸化水素濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係を示すグラフである。溶存酸素濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係を示すグラフである。

　以下、図面を参照して本発明の水処理方法と水処理装置の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る水処理装置１の概略構成を示している。水処理装置１は上流側の前処理装置２と下流側の純水製造装置３（１次システム）とを有している。水処理装置１は下流側のサブシステム（２次システム）とともに超純水製造装置を構成する。前処理装置２に供給される原水は溶存酸素と有機物を含有している。以下の説明で、上流と下流は母管における水の流通方向に関して定義される。また、「調整」とは制御装置によって各種の運転パラメータ（装置のオンオフ、流量、圧力、弁の開閉、電力量等）を自動で制御することと、オペレータが手動でこれらの運転パラメータを調整することの両者を含む。本発明は水処理装置１だけでなくサブシステムに適用することも可能である。

　前処理装置２は、比較的粒径の大きな塵埃等を除去するためのろ過器２１と、高分子有機物、酸化剤などの不純物を除去するための活性炭塔２２と、を含んでいる。ろ過器２１として、例えば砂ろ過器を用いることができる。純水製造装置３はイオン除去装置３１と、逆浸透膜装置３２と、中間タンク３３と、第１の脱酸素装置３４と、紫外線照射装置３５と、イオン交換体充填装置３６と、第２の脱酸素装置３７と、を有している。これらの装置やタンクは被処理水の流通方向Ｄに関し上流から下流に向かって、母管Ｌ１にこの順序で直列に配置されている。図示は省略するが、中間タンク３３の他に、前処理装置２や純水製造装置３の各装置、例えば活性炭塔２２、イオン除去装置３１、逆浸透膜装置３２の処理水を貯留するタンクを設けてもよい。第２の脱酸素装置３７の下流で戻り配管Ｌ２が母管Ｌ１から分岐し、中間タンク３３に合流している。図示は省略するが、戻り配管Ｌ２の他に、純水製造装置３のいずれかの装置の処理水の一部を上流側のタンク等に戻す配管を設けてもよい。

　イオン除去装置３１は、カチオン交換樹脂が充填されたカチオン塔（図示せず）と、脱炭酸塔（図示せず）と、アニオン交換樹脂が充填されたアニオン塔（図示せず）と、を有し、これらは上流から下流に向けてこの順で直列に配置されている。脱炭酸塔の代わりに脱炭酸膜を設けてもよい。イオン除去装置３１に代えて、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分を除去する軟化装置を上流側に、電気式脱イオン水製造装置（ＥＤＩ）を下流側に直列配置することも可能である。ＥＤＩは、紫外線照射装置３５における有機物分解処理の阻害物質となるイオン成分を除去する。

　逆浸透膜装置３２はイオンなどの不純物を除去する。本実施形態では逆浸透膜装置３２の上流にイオン除去装置３１が設けられているため、逆浸透膜装置３２は主に有機物などの非荷電物質を除去する。逆浸透膜装置３２は多段に設けてもよい。被処理水の全有機炭素濃度が高いと、紫外線照射装置３５における有機物の分解効率が低下する。逆浸透膜装置３２で有機物を除去することで、下流側の紫外線照射装置３５の負荷が低減される。逆浸透膜装置３２の前段にｐＨ調整機構を備えていてもよい。逆浸透膜装置３２の処理水は中間タンク３３に貯留される。

　第１の脱酸素装置３４は、被処理水から酸素を除去し、被処理水中の溶存酸素濃度を低下させる。第１の脱酸素装置３４は同時に揮発性有機物や炭酸などを気相中（２次側）に除去し、これらの水中の濃度を低減することもできる。第１の脱酸素装置３４は紫外線照射装置３５の上流側に位置しているため、紫外線照射装置３５には溶存酸素濃度が低下した（調整された）被処理水が供給される。第１の脱酸素装置３４の種類は溶存酸素を除去できるものであれば限定されず、例えば、真空脱気装置を用いることができる。一般的に真空脱気装置では、水の表面積を増大させるための気液接触材を脱気塔に充填し、脱気塔内の気体圧力を真空ポンプで減圧し、被処理水を真空状態におき、溶存酸素を除去する。溶存酸素濃度は、真空ポンプを用いて脱気塔内の真空度を調整することによって調整可能である。真空度は真空ポンプに接続されたインバータを用いて調整することができる。さらに、窒素を流入させることで脱気性能を向上することができる。この場合、溶存酸素濃度は、真空度と窒素流入量（窒素分圧）を調整することによって調整可能である。

　第１の脱酸素装置３４として脱気膜装置を用いてもよい。この場合も真空脱気装置と同様に真空ポンプが用いられ、溶存酸素濃度は真空度を調整することによって調整可能である。真空度は真空ポンプに接続されたインバータを用いて調整することができる。なお、第１の脱酸素装置３４における真空度や窒素流入量を自動で調整する場合は、例えば、紫外線照射装置３５の被処理水中の溶存酸素濃度を測定装置（図示せず）で測定し、測定値に基づいて、制御装置（図示せず）が第１の脱酸素装置３４における真空度や窒素流入量を調整することができる。他の第１の脱酸素装置３４として、パラジウム（Ｐｄ）などの白金族触媒を担持した白金族触媒充填装置を用いてもよい。水素を添加した被処理水を白金族触媒と接触させることで、被処理水中の溶存酸素濃度を低減することができる。以上説明した第１の脱酸素装置３４は１段構成でもよいし、複数の装置が直列に接続された多段構成でもよい。

　紫外線照射装置３５は被処理水に紫外線を照射して被処理水に含まれる有機物を分解する。紫外線照射装置３５から照射された紫外線は水と反応して過酸化水素を生成する。紫外線照射装置３５として、例えば１８５ｎｍ、２５４ｎｍの少なくともいずれかの波長の紫外線を発生させる紫外線照射装置（例えば、低圧紫外線照射装置）を用いることができる。紫外線の照射量は水の単位容積当たりに加えられる照射エネルギー（単位：ｋＷｈ／ｍ³）で定義されるため、照射量は紫外線照射装置３５の点灯ランプの本数や調光によって調整できるほか、被処理水の流量を変えることでも調整できる。なお、紫外線照射装置３５における紫外線照射量を自動で調整する場合は、例えば、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水の全有機炭素濃度（以下、ＴＯＣ濃度という）をＴＯＣ計（図示せず）で測定し、測定値に基づいて、制御装置（図示せず）が紫外線照射装置３５における点灯ランプの本数や調光、被処理水の流量を調整することができる。

　イオン交換体充填装置３６は、紫外線の照射によって紫外線照射装置３５の処理水中に発生した有機物の分解生成物を除去する。イオン交換体充填装置３６にはイオン交換樹脂が充填されているが、モノリス状ないし繊維状のイオン交換体を充填してもよい。イオン交換体充填装置３６はイオン交換樹脂を充填したＥＤＩでもよい。ＥＤＩは連続再生式であるため、イオン交換樹脂の再生工程が不要となる。

　第２の脱酸素装置３７はイオン交換体充填装置３６の下流に位置し、第１の脱酸素装置３４と同様の構成を有することができる。第２の脱酸素装置３７は、被処理水中の溶存酸素、炭酸等を除去する。

　第２の脱酸素装置３７の処理水はサブシステムに送られる。第２の脱酸素装置３７の下流で分岐する戻り配管Ｌ２はサブシステムに供給する純水の流量を調整する。この目的で、戻り配管Ｌ２には流量調整用の弁Ｖ１が配置されている。戻り配管Ｌ２は純水製造装置３の最下流の位置に設けるのが好ましいため、第２の脱酸素装置３７の下流で母管Ｌ１から分岐しているが、第２の脱酸素装置３７の上流で母管Ｌ１から分岐する他の戻り配管を設けてもよい。

　上述のように、紫外線照射装置３５は水から過酸化水素を発生させるため、紫外線照射装置３５の下流側を流れる水には過酸化水素が含まれる。また、過酸化水素が含まれる水は戻り配管Ｌ２によって中間タンク３３に戻されるが、中間タンク３３と紫外線照射装置３５との間には過酸化水素の除去手段が設けられていないので、中間タンク３３とサブシステムの入口との間の区間を流れる水は過酸化水素を含む。換言すれば、紫外線照射装置３５に供給される被処理水は過酸化水素を含んでいる。一方、原水に含まれる過酸化水素は活性炭塔２２でほぼ除去されるため、イオン除去装置３１と中間タンク３３との間の区間を流れる水は実質的に過酸化水素を含んでいない。従って、紫外線照射装置３５に供給される被処理水の過酸化水素濃度は、イオン除去装置３１と中間タンク３３との間の区間を流れる水の過酸化水素濃度より高い。本実施形態では、中間タンク３３とサブシステムの入口との間に過酸化水素除去手段（例えば第２の実施形態の過酸化水素除去装置３８、還元剤添加装置等）が設けられていないため、紫外線照射装置３５の出口とサブシステムの入口との間を流れる水及び戻り配管Ｌ２を流れる水の過酸化水素濃度も、イオン除去装置３１と中間タンク３３との間の区間を流れる水の過酸化水素濃度より高い。なお、イオン交換体充填装置３６は微量の過酸化水素を除去するが、除去効率が極めて低い。過酸化水素除去手段はイオン交換体充填装置３６より過酸化水素の除去効率の高い手段をいう。

　（水処理方法）
　次に、水処理装置１を用いた水処理方法について説明する。上述の通り、本実施形態では、前処理装置２と純水製造装置３を構成する各装置に被処理水が順次流れ、純水が製造される。特に本実施形態では、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおいて全有機炭素濃度１０μｇ／Ｌ以下、溶存酸素濃度３０μｇ／Ｌ以上という特定の水質（以下、特定水質という）をもった被処理水が紫外線照射装置３５に供給される。紫外線照射装置３５の入口部３５Ａから紫外線照射装置３５に供給された被処理水には、紫外線照射装置３５から紫外線が照射される。紫外線照射量が高いとエネルギーコストが高くなるため、紫外線照射量は０．１ｋＷｈ／ｍ³以下が好ましく、０．０８ｋＷｈ／ｍ³以下がより好ましく、０．０６ｋＷｈ／ｍ³以下がさらに好ましい。紫外線照射量が低すぎると有機物の分解効率が低下するため、紫外線照射量は０．０２ｋＷｈ／ｍ³以上であることが好ましい。全有機炭素濃度が低いと後段のイオン交換体充填装置３６などの負荷や紫外線照射量が小さくて済むため、全有機炭素濃度は５μｇ／Ｌ以下であることが好ましい。

　図２は、紫外線照射装置３５の入口部３５ＡにおけるＴＯＣ濃度、溶存酸素濃度（以下、ＤＯ濃度という）及び過酸化水素濃度（以下、H₂O₂濃度という）と、紫外線照射装置３５の有機物分解性能と、の関係を模式的に示している。一般に、過酸化水素は酸化促進剤であるので、紫外線照射装置３５の被処理水に過酸化水素を添加することによって有機物の分解が促進される。例えば、ＤＯ濃度が３０μｇ／Ｌ未満の場合、ＴＯＣ濃度に拘わらず有機物の分解が促進される。ＤＯ濃度が３０μｇ／Ｌ以上であっても、ＴＯＣ濃度が１０μｇ／Ｌより大きければ有機物の分解が促進される。これに対し、特定水質をもった水の場合、過大な濃度の過酸化水素は紫外線による有機物の分解効率を低下させる。これは、過酸化水素が紫外線による有機物分解の阻害物質となるためであると考えられる。従って、特定水質をもった被処理水についてはH₂O₂濃度が低い方が有機物の分解が促進しやすい。H₂O₂濃度は３０μｇ／Ｌ以下が好ましく、２０μｇ／Ｌ以下がより好ましく、１０μｇ／Ｌ未満がさらに好ましく、５μｇ／Ｌ以下がより一層好ましい。但し、後述する理由のため、H₂O₂濃度は１μｇ／Ｌより大きいことが好ましく、２μｇ／Ｌ以上がさらに好ましい。

　特定水質をもたない被処理水については、有機物の分解のために過酸化水素を添加すること（またはH₂O₂濃度を低下させる処理を行わないこと）が効果的である。しかし、例えばＤＯ濃度を３０μｇ／Ｌ未満にするためには第１の脱酸素装置３４のコストアップや真空ポンプの動力費の増加が必要となることがあり、ＤＯ濃度を３０μｇ／Ｌ以上とする方が望ましい場合もある。ＴＯＣ濃度についても、上流側のイオン除去装置３１や逆浸透膜装置３２のコストアップや運転コストを抑えるため、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａである程度大きな値となることが合理的である場合がある。このように、紫外線照射装置３５の被処理水が特定水質をもつか否かは、水処理装置１の設計、サブシステムを含めた超純水製造装置全体の設計、原水の水質などにも依存し、紫外線照射装置３５の有機物分解性能の観点だけでは決まらないことがある。しかし、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水が特定水質をもつ場合は、H₂O₂濃度を低下させる運転が好ましい。

　（ＤＯ濃度）
　紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のＤＯ濃度は３０μｇ／Ｌ以上である限り限定されないが、１０００μｇ／Ｌ未満であることが好ましい。後述の実施例３で述べるように、１０００μｇ／Ｌ未満とすることで紫外線による有機物の分解性能が向上する。紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のＤＯ濃度は５００μｇ／Ｌ以下がより好ましく、１００μｇ／Ｌ以下がさらに好ましい。被処理水のＤＯ濃度は紫外線照射装置３５の上流に設けられた第１の脱酸素装置３４によって調整することができる。ＤＯ濃度は例えば、第１の脱酸素装置３４と紫外線照射装置３５との間に設けたＤＯ濃度計（図示せず）でオンライン測定することができる。

　有機物の分解効率を上げるために、紫外線照射装置３５から照射される紫外線の照射量を調整することができる（方法Ａ）。また、溶存酸素は紫外線を吸収する性質があるため、ＤＯ濃度が低いと溶存酸素に吸収される紫外線が減り、有機物の分解効率が上がる。従って、有機物の分解効率を上げるために、第１の脱酸素装置３４によって被処理水のＤＯ濃度を調整することもできる（方法Ｂ）。方法Ａと方法Ｂは組み合わせて実行してもよいし、いずれかだけを実行してもよいが、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度が３０μｇ／Ｌ以下となる範囲で行うことが好ましい。中間タンク３３と紫外線照射装置３５との間の任意の位置（本実施形態では、第１の脱酸素装置３４と紫外線照射装置３５との間）に過酸化水素のサンプリング配管Ｌ３を設けてあり、サンプリング配管Ｌ３で採取した水から紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度を計測することができる。H₂O₂濃度は中間タンク３３と紫外線照射装置３５との間の任意の位置（例えば、第１の脱酸素装置３４と紫外線照射装置３５との間）に設けたH₂O₂濃度計（図示せず）でオンライン測定してもよい。方法Ａで紫外線の照射量を調整する場合、通常は紫外線の照射量を増加させるが、有機物の分解効率が大きく低下しない範囲で紫外線の照射量を減少させてもよい。方法Ｂで被処理水のＤＯ濃度を調整する場合、通常は被処理水のＤＯ濃度を低下させるが、有機物の分解効率が大きく低下しない範囲で被処理水のＤＯ濃度を増加させてもよい。

　方法Ａと方法Ｂは紫外線照射装置３５の被処理水または処理水中のＴＯＣ濃度に応じて実行することができる。具体的には、紫外線照射装置３５の入口側（例えば、第１の脱酸素装置３４と紫外線照射装置３５との間）と、紫外線照射装置３５の出口側（例えば、第２の脱酸素装置３７の出口）にＴＯＣ計を配置する。そして、紫外線照射装置３５の被処理水のＴＯＣ濃度が所定の値を超えたとき、または紫外線照射装置３５の処理水のＴＯＣ濃度が所定の値を超えたときに、方法Ａと方法Ｂの少なくともいずれか、好ましくは両方を実行することができる。なお、紫外線照射装置３５の被処理水または処理水のＴＯＣ濃度が所定の値を超えていない場合でも、方法Ａと方法Ｂの少なくともいずれかを実行することができる。

　第１の脱酸素装置３４と紫外線照射装置３５は紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整する手段でもある。紫外線は水から過酸化水素を発生させるため、紫外線の照射量を上げれば過酸化水素の発生量も増える。ＤＯ濃度が低いと溶存酸素に吸収される紫外線が減るため、紫外線の照射量が同じであってもより多くの過酸化水素が発生する。発生した過酸化水素の一部は戻り配管Ｌ２によって紫外線照射装置３５の上流に戻される。従って、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度は、第１の脱酸素装置３４と紫外線照射装置３５の少なくともいずれかによって調整することができる。上述のように、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度は、サンプリング配管Ｌ３で採取した水から計測することができる。計測されたH₂O₂濃度が３０μｇ／Ｌより低い所定の基準値（例えば、２５μｇ／Ｌ）を超えたときは、紫外線の照射量とＤＯ濃度の少なくともいずれかを調整することで、被処理水中のH₂O₂濃度を調整することができる。

　前述の通り原水に含まれる過酸化水素は活性炭塔２２でほぼ除去される。このため、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａに存在する過酸化水素は、紫外線照射装置３５で発生し戻り配管Ｌ２によって紫外線照射装置３５の上流に戻されるものにほぼ限られる。そこで、被処理水のH₂O₂濃度が３０μｇ／Ｌ以下となるように戻り水の流量を変えることもできる。具体的には、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度をサンプリング配管Ｌ３で計測し、計測されたH₂O₂濃度が３０μｇ／Ｌより低い所定の基準値（例えば、２５μｇ／Ｌ）を超えたときに、戻り配管Ｌ２から紫外線照射装置３５の上流に戻す処理水の流量を減らす。これによって、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度を３０μｇ／Ｌ以下となるように調整することができる。例えば、有機物の分解効率を上げるために紫外線の照射量を上げると処理水中のH₂O₂濃度が上昇する。この場合、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度の増加を抑えるため、弁Ｖ１の開度を絞り戻り水の流量を減らすことができる。

　ただし、戻り水の流量は本来、ユースポイントでの超純水使用量及びこれに伴うサブシステムへの純水供給流量の変動に対応するように決められる。紫外線照射装置３５の入口部３５ＡにおけるH₂O₂濃度を下げるために戻り水の流量を下げると、ユースポイントでの超純水使用量の変動に対応することが難しくなる場合がある。従って、サブシステムへの純水供給流量を適切に調整可能とするため、紫外線照射装置３５の入口部３５ＡにおけるH₂O₂濃度は１μｇ／Ｌより大きいことが好ましく、２μｇ／Ｌ以上がより好ましい。紫外線照射装置３５の入口部３５ＡにおけるH₂O₂濃度を下げるためには紫外線照射量を下げることも有効であるが、紫外線照射装置３５での有機物の分解効率が低下する。このように、紫外線照射装置３５の入口部３５ＡにおけるH₂O₂濃度を１μｇ／Ｌ以下まで下げると、別の観点から不利となる可能性がある。

　（第２の実施形態）
　図３は本発明の第２の実施形態に係る水処理装置１の概略構成を示している。本実施形態の水処理装置１は、紫外線照射装置３５及びイオン交換体充填装置３６の下流且つ第２の脱酸素装置３７の上流に位置する過酸化水素除去装置３８を有している。第２の実施形態はこの点を除き第１の実施形態と同じである。過酸化水素除去装置３８は、紫外線照射装置３５から紫外線が照射された処理水から、過酸化水素の一部を除去する。過酸化水素の一部が除去された処理水の一部は、戻り配管Ｌ２を通って紫外線照射装置３５の上流に戻される。従って、過酸化水素除去装置３８と戻り配管Ｌ２は、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整する手段である。本実施形態では戻り配管Ｌ２を通る戻り水が過酸化水素をほとんど含まないため、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水のH₂O₂濃度の増加を抑えるために弁Ｖ１の開度を上げ、戻り水の流量を増やすことができる。

　過酸化水素除去装置３８は、アニオン交換体（例えば樹脂）に白金族金属からなる白金族触媒が担持された白金族触媒充填装置である。白金族金属としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）などがあげられ、これらの１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの白金族金属の中ではＰｔとＰｄが好ましく、コストの観点からはＰｄが好ましい。被処理水を白金族触媒と接触させることで、被処理水中のH₂O₂濃度を低減することができる。なお、ＤＯ濃度を低下させるため、白金族触媒充填装置の上流側に水素添加部（図示せず）を設けてもよい。代替構成として、Ｐｄなどの金属触媒が担持されたイオン交換体をＥＤＩに充填してもよい。この場合、ＥＤＩの陰極で発生する水素を金属触媒に接触させる水素として利用することができる。

　上述の各実施形態ではH₂O₂濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整しているが、調整を行わなくとも紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水の過酸化水素濃度が３０μｇ／Ｌ以下である場合、過酸化水素濃度の調整は不要である。前述の通り、第１の実施形態では活性炭塔２２と中間タンク３３との間を流れる水にほとんど過酸化水素が含まれないため、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａに存在する過酸化水素は、紫外線照射装置３５で発生し戻り配管Ｌ２によって紫外線照射装置３５の上流に戻されるものにほぼ限られる。過酸化水素濃度は紫外線照射装置３５の紫外線照射量、戻り配管Ｌ２を通る戻り水の流量などに依存するため、過酸化水素濃度の調整が不要な場合もある。第２の実施形態では活性炭塔２２と中間タンク３３との間を流れる水にほとんど過酸化水素が含まれず、過酸化水素除去装置３８を設けたことにより、戻り配管Ｌ２を流れる水にもほとんど過酸化水素が含まれない。このため、紫外線照射装置３５の紫外線照射量、戻り配管Ｌ２を通る戻り水の流量などに拘わらず、紫外線照射装置３５の入口部３５Ａにおける被処理水の過酸化水素濃度はほぼゼロ（３０μｇ／Ｌ以下）である。従って、第２の実施形態では過酸化水素濃度の調整は基本的に不要である。

　（実施例１）
　図４に示す試験装置を用いてＴＯＣ濃度低減率を測定した。試験装置は被処理水の流通方向Ｄに沿って脱酸素装置（脱気膜装置）４１と紫外線照射装置４２とイオン交換樹脂カラム４３を順に配置したもので、紫外線照射装置４２の処理水の一部をイオン交換樹脂カラム４３に供給し、残りはブローラインから排水した。脱酸素装置４１と紫外線照射装置４２との間の被処理水のＴＯＣ濃度（Ｔ１）と、イオン交換樹脂カラム４３の処理水のＴＯＣ濃度（Ｔ２）をそれぞれＴＯＣ計で測定した。ＴＯＣ濃度低減率の定義は図４に示す。

　ＴＯＣ濃度＝１０μｇ／Ｌ、ＤＯ濃度＝１００μｇ／Ｌ、H₂O₂濃度＝５μｇ／Ｌに調整した原水に脱酸素装置４１の上流で過酸化水素を添加し、脱酸素装置４１に供給される被処理水のH₂O₂濃度を５μｇ／Ｌ（過酸化水素添加なし）、３０μｇ／Ｌ、１００μｇ／Ｌ、２００μｇ／Ｌに調整した。脱気膜の内部の真空度を脱酸素装置４１の真空ポンプで調整することで、紫外線照射装置４２に供給される被処理水のＤＯ濃度を５μｇ／Ｌ、３０μｇ／Ｌ、１００μｇ／Ｌ（真空ポンプオフ）に調整した。紫外線照射装置４２への被処理水の供給流量を調整することで、紫外線照射量を０．０６ｋＷｈ／ｍ³、０．１ｋＷｈ／ｍ³に調整した。H₂O₂濃度は吸光度法で測定した。その他の試験条件を下記に示す。
・紫外線照射装置４２：低圧紫外線照射装置ＪＰＷ（日本フォトサイエンス社製）
・イオン交換樹脂カラム４３：カチオン交換樹脂AMBERJET 1024H形（オルガノ株式会社製）とアニオン交換樹脂AMBERJET 4002OH形（オルガノ株式会社製）の計３００ｍＬを容積比１：２で混床充填
・イオン交換樹脂のＳＶ：６０（／ｈ）
・ＴＯＣ計…Ｍ５００ｅ（ＶＥＯＬＩＡ社製）
・溶存酸素計…Orbisphere510（Ｈａｃｈ社製）

　図５に紫外線照射量０．０６ｋＷｈ／ｍ³でのH₂O₂濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係を示す。図６に紫外線照射量０．１ｋＷｈ／ｍ³でのH₂O₂濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係を示す。図５を参照すると、ＤＯ濃度５μｇ／Ｌでは、H₂O₂濃度が高くなるにつれＴＯＣ濃度低減率が向上し、１００μｇ／Ｌ程度で飽和した。ＤＯ濃度３０μｇ／Ｌでは、H₂O₂濃度３０μｇ／ＬまではＴＯＣ濃度低減率はほぼ一定であるが、３０μｇ／Ｌを超えると徐々に低下した。特にH₂O₂濃度２００μｇ／ＬでＴＯＣ濃度低減率が大きく減少した。ＤＯ濃度１００μｇ／ＬではＤＯ濃度３０μｇ／Ｌの場合と同様の傾向が得られ、H₂O₂濃度１００μｇ／ＬでＴＯＣ濃度低減率が大きく減少した。以上より、ＤＯ濃度が３０μｇ／Ｌ以上の場合、H₂O₂濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整することで、紫外線による有機物分解性能の低下を抑制できることが分かった。また、図６に示すように、紫外線照射量０．１ｋＷｈ／ｍ³の場合も傾向は変わらないことから、紫外線照射量によらずH₂O₂濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整することで、有機物を効率的に分解可能であることが分かった。

　（実施例２）
　実施例１と同じ条件（ＤＯ濃度：３０μｇ／Ｌ、照射量：０．１ｋＷｈ／ｍ³）でＴＯＣ濃度を１０μｇ／Ｌ、３０μｇ／Ｌ、５０μｇ／Ｌに調整した。脱酸素装置４１に供給される被処理水のH₂O₂濃度を５μｇ／Ｌ（過酸化水素添加なし）、３０μｇ／Ｌ、１００μｇ／Ｌ、２００μｇ／Ｌに調整した。図７にH₂O₂濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係を示す。ＴＯＣ濃度１０μｇ／Ｌでは、H₂O₂濃度が３０μｇ／ＬまではＴＯＣ濃度低減率がほぼ一定であるが、３０μｇ／Ｌを超えると徐々に低下した。ＴＯＣ濃度３０μｇ／Ｌ、５０μｇ／Ｌでは、H₂O₂濃度が高くなるにつれＴＯＣ濃度低減率が向上した。以上より、ＴＯＣ濃度が１０μｇ／Ｌ以下の場合、H₂O₂濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整することで、紫外線による有機物分解性能の低下を抑制できることが分かった。

　（実施例３）
　実施例１と同じ条件（H₂O₂濃度：３０μｇ／Ｌ、紫外線照射量：０．１ｋＷｈ／ｍ³）で、ＤＯ濃度を５μｇ／Ｌ、３０μｇ／Ｌ、１００μｇ／Ｌ、１０００μｇ／Ｌ、８０００μｇ／Ｌに調整した。図８にＤＯ濃度とＴＯＣ濃度低減率との関係を示す。ＤＯ濃度５μｇ／Ｌ、３０μｇ／Ｌ、１００μｇ／Ｌについては実施例１と同じである。ＤＯ濃度３０μｇ／Ｌ以上の範囲についてみると、ＤＯ濃度３０μｇ／ＬでＴＯＣ濃度低減率が最も高く、ＤＯ濃度が増えるにつれＴＯＣ濃度低減率が低下している。以上より、ＤＯ濃度は１０００μｇ／Ｌ以下が好ましいことが分かった。

　本発明のいくつかの好ましい実施形態を詳細に示し、説明したが、添付された請求項の趣旨または範囲から逸脱せずに様々な変更及び修正が可能であることを理解されたい。

　１　水処理装置
　２　前処理装置
　３　純水製造装置
　３１　イオン除去装置
　３２　逆浸透膜装置
　３３　中間タンク
　３４　第１の脱酸素装置
　３５　紫外線照射装置
　３６　イオン交換体充填装置
　３７　第２の脱酸素装置
　３８　過酸化水素除去装置

Claims

　紫外線照射装置の入口部において全有機炭素濃度１０μｇ／Ｌ以下、溶存酸素濃度３０μｇ／Ｌ以上である被処理水を前記紫外線照射装置に供給することと、
　前記入口部から前記紫外線照射装置に供給された前記被処理水に前記紫外線照射装置から紫外線を照射することと、を有し、
　前記入口部における前記被処理水の過酸化水素濃度が３０μｇ／Ｌ以下である水処理方法。
　前記入口部における前記被処理水の過酸化水素濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整することを有する、請求項１に記載の水処理方法。
　前記入口部における前記被処理水の前記溶存酸素濃度が１０００μｇ／Ｌ未満である、請求項１または２に記載の水処理方法。
　前記紫外線照射装置の上流に設けられた脱酸素装置によって、前記入口部における前記被処理水の前記溶存酸素濃度を１０００μｇ／Ｌ未満に調整することを有する、請求項１または２に記載の水処理方法。
　前記紫外線照射装置から紫外線が照射された処理水の一部を戻し配管によって前記紫外線照射装置の上流に戻すことと、
　前記入口部における前記被処理水の前記過酸化水素濃度が３０μｇ／Ｌ以下となる範囲で、
　（Ａ）前記紫外線照射装置から照射される紫外線の照射量を調整すること
　（Ｂ）前記紫外線照射装置の上流に設けられた脱酸素装置によって前記入口部における前記被処理水の前記溶存酸素濃度を調整すること
　の少なくともいずれかを行うことと、を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の水処理方法。
　前記紫外線照射装置から紫外線が照射された処理水の一部を前記紫外線照射装置の上流に戻すことと、
　前記紫外線照射装置に供給される前記被処理水の前記過酸化水素濃度を計測することと、
　計測された前記過酸化水素濃度が３０μｇ／Ｌ以下となるように、前記紫外線照射装置の上流に戻す前記処理水の量を調整することと、
　を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の水処理方法。
　前記紫外線照射装置の下流に設けられた過酸化水素除去装置によって、前記紫外線照射装置から紫外線が照射された処理水から過酸化水素の一部を除去することと、
　前記過酸化水素の一部が除去された前記処理水の一部を前記紫外線照射装置の上流に戻すことと、
　を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の水処理方法。
　紫外線照射装置と、
　前記紫外線照射装置の入口部における被処理水の過酸化水素濃度を３０μｇ／Ｌ以下に調整する手段と、を有し、
　前記紫外線照射装置は前記入口部から供給された前記被処理水に紫外線を照射し、
　前記入口部における前記被処理水の水質は、全有機炭素濃度１０μｇ／Ｌ以下、溶存酸素濃度３０μｇ／Ｌ以上である、水処理装置。