(57)【要約】【課題】排ガス中に含まれる水溶性有機化合物を効率良く分解除去し、長時間にわたる連続使用が可能な水溶性有機化合物の除去システムを提供する。【解決手段】スクラバー部１と、スクラバー部１から排出された循環水が、系統切り替えバルブ１０を介して交互に導入される第１の水処理部２と第２の水処理部３を配設する。両水処理部２、３には、それぞれ、ろ過槽２１、微細気泡発生槽２２、水槽２３を順次設置し、水槽２３にはポンプ２４を介して活性炭筒２５を接続し、水槽２３の下流側には補給水槽２６、循環ポンプ２７及びモード切り替えバルブ２８を順次設置する。そして、第１の水処理部２と第２の水処理部３のいずれかが、循環水をスクラバー部１に循環供給する通常運転モードとされている間は、他方の水処理部は閉回路とされ、循環水中の水溶性有機化合物の分解処理を繰り返し行う回復運転モードとされるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に所定の充填材が設置され、該充填材の上部から水が滴下されるように構成されたスクラバー部と、
前記スクラバー部から排出された循環水が、系統切り替えバルブを介して交互に導入される第１の水処理部と第２の水処理部を備え、
前記第１の水処理部と第２の水処理部は、それぞれ前記循環水中の水溶性有機化合物を除去する機能を備え、
前記第１の水処理部と第２の水処理部のいずれかが、前記循環水を前記スクラバー部に循環供給する通常運転モードとされている間は、他方の水処理部は閉回路とされ、前記循環水中の水溶性有機化合物の分解処理を繰り返し行う回復運転モードとされるように構成されていることを特徴とする水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項２】
前記第１の水処理部と第２の水処理部による通常運転モードと回復運転モードの切り替えが、予め設定された一定時間ごとに実施されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項３】
前記スクラバー部の循環水供給口の上流側に、循環水中の全有機体炭素量濃度を測定する測定器が設置され、この測定値に基づいて、前記第１の水処理部と第２の水処理部による通常運転モードと回復運転モードの切り替えが行われるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項４】
前記水処理部には、少なくとも微細気泡発生手段と、この下流側に配設される活性炭設置手段と、前記通常運転モードと回復運転モードを切り替えるモード切り替えバルブが設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項５】
前記微細気泡発生手段と前記活性炭設置手段の間に水槽が設置され、
この水槽において、前記微細気泡発生手段によって発生した微細気泡のうち径の大きい気泡を浮力により上昇させて分離し、微細気泡含有水だけを前記活性炭設置手段に導入するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項６】
前記活性炭設置手段は、前記微細気泡を用いて該活性炭設置手段内に生息する微生物を活性化させ、活性炭に吸着された水溶性有機化合物を分解するように構成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項７】
前記微細気泡発生手段が、ｎｍサイズ又はμｍサイズ、あるいはその両方の気泡径を有する微細気泡を発生させるように構成されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項８】
前記水槽から前記活性炭設置手段へ逆洗水を供給する配管を設けると共に、この配管に逆洗用ポンプを設け、予め設定された所定の間隔で前記活性炭設置手段へ逆洗水を供給するように構成したことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項９】
前記水槽から前記活性炭設置手段へ逆洗水を供給する配管を設けると共に、この配管に逆洗用ポンプを設け、さらに、前記活性炭設置手段の入口側に、微細気泡含有水の圧力を測定する圧力計を設け、この圧力計の検出値が予め設定された所定の値より低くなった場合に、前記逆洗用ポンプを動作させるように構成したことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【請求項１０】
前記活性炭設置手段が、活性炭筒であることを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場等からの排出ガスに含まれる水溶性有機化合物の除去システムに係り、特に、水処理系統を２系統設けることにより、連続運転を可能とした水溶性有機化合物の除去システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浮遊粒子状物質（以下、ＳＰＭ；Suspended Particulate Matter）による人の呼吸器への悪影響、光化学オキシダントによる目やのどへの刺激や呼吸器への悪影響などの健康被害は未だに生じており、これら大気汚染物質への対処が求められている。このＳＰＭ及び光化学オキシダントの発生原因は多岐に渡っているが、揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣ；Volatile Organic Compounds）がその原因の１つとなっており、ＶＯＣを溶剤として用いている化学工場や塗料を使用している印刷工場等において、ＶＯＣの除去が求められている。また、半導体工場においても、ウェハー製造ラインは２４時間連続運転しており、そのため洗浄工程の排ガス系統も２４時間連続運転しており、ＶＯＣを排出し続けている。
【０００３】
また、水溶性の揮発性有機化合物（以下、ＷＳＯＣ；Water Soluble Organic Compounds）は上記ＶＯＣの一部であり、トルエンなど不溶性ＶＯＣの代替として、塗装工場で使用されるようになってきているほか、製品の乾燥工場ではＩＰＡが使用されるなど、工場からの排出ガスにＷＳＯＣが含まれる場合は多い。
【０００４】
一般に、ＶＯＣを分解除去する方法としては、（ａ）直接燃焼法、（ｂ）蓄熱燃焼法、（ｃ）触媒燃焼法、（ｄ）生物分解法、（ｅ）活性炭吸着法、（ｆ）低温プラズマ分解法、（ｇ）薬液を用いた吸収法などがある（特許文献１、特許文献２等）。
【特許文献１】特開２００３−１６１４２４号公報
【特許文献２】特開２００８−１３３７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＶＯＣを分解除去する方法として用いられている上記（ａ）〜（ｃ）の各種燃焼法においては、大規模な事業所の場合、ＣＯ2の排出量が多くなるという問題点があり、また、分解生成物がダイオキシン等の有害物質を発生させる危険性があるという問題点があった。
【０００６】
また、（ｄ）生物分解法においては、分解速度が遅い上、入口濃度が変動すると分解効率が不安定になりやすいという問題点があり、（ｅ）活性炭吸着法においては、活性炭が破過した場合、活性炭を産業廃棄物にして処理しなければならないという問題点があった。また、再生を行う場合は、熱などのエネルギーを投入しなければならず、脱着した場合は溶剤の回収装置が必要となるという問題点があった。さらに、（ｆ）低温プラズマ分解法においては、大量処理ができないといった問題点があった。
【０００７】
また、ＷＳＯＣ除去には、上記の方法のほか、（ｇ）薬液を用いた吸収法の適用が可能であるが、薬液の維持管理や廃液処理が必要なため、ランニングコストが高くなるほか、吸収液として水を使用した場合は、除去性能の低下や、補給水量の増加等といった問題点が挙げられる等、既存の方法は様々な問題を抱えていた。
【０００８】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、排ガス中に含まれる水溶性有機化合物を効率良く分解除去することができ、長時間にわたる連続使用が可能な水溶性有機化合物の除去システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の水溶性有機化合物の除去システムは、容器内に所定の充填材が設置され、該充填材の上部から水が滴下されるように構成されたスクラバー部と、前記スクラバー部から排出された循環水が、系統切り替えバルブを介して交互に導入される第１の水処理部と第２の水処理部を備え、前記第１の水処理部と第２の水処理部は、それぞれ前記循環水中の水溶性有機化合物を除去する機能を備え、前記第１の水処理部と第２の水処理部のいずれかが、前記循環水を前記スクラバー部に循環供給する通常運転モードとされている間は、他方の水処理部は閉回路とされ、前記循環水中の水溶性有機化合物の分解処理を繰り返し行う回復運転モードとされるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、水処理部を２系統設け、一方の系統でスクラバーに循環させる水の処理を行うと共に、他方の系統で循環水中のＴＯＣ濃度を所望のＶＯＣ除去率を満たすための規定値以下に低減させる処理を行うことにより、２４時間連続運転が可能な水溶性有機化合物の除去システムを得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記第１の水処理部と第２の水処理部による通常運転モードと回復運転モードの切り替えが、予め設定された一定時間ごとに実施されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
上記のような構成を有する請求項２に記載の発明は、２系統の水処理部の切り替え制御を具体的に規定したものであり、予め設定された一定時間ごとに第１の水処理部と第２の水処理部による通常運転モードと回復運転モードの切り替えを行うという簡便な制御方法により、高精度に循環水の処理を行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記スクラバー部の循環水供給口の上流側に、循環水中の全有機体炭素量濃度を測定する測定器が設置され、この測定値に基づいて、前記第１の水処理部と第２の水処理部による通常運転モードと回復運転モードの切り替えが行われるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、２系統の水処理部の切り替え制御を、スクラバー部に導入される循環水中の全有機体炭素量濃度を監視して行うので、より高精度に循環水の処理を行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記水処理部には、少なくとも微細気泡発生手段と、この下流側に配設される活性炭設置手段と、前記通常運転モードと回復運転モードを切り替えるモード切り替えバルブが設置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
上記のような構成を有する請求項４に記載の発明は、２系統の水処理部の構成を具体的に規定したものであり、微細気泡発生手段によって発生した微細気泡を含有する循環水を活性炭設置手段に導入し、循環水中の水溶性有機化合物を活性炭に吸着させることにより、循環水中の水溶性有機化合物を除去することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記微細気泡発生手段と前記活性炭設置手段の間に水槽が設置され、この水槽において、前記微細気泡発生手段によって発生した微細気泡のうち径の大きい気泡を浮力により上昇させて分離し、微細気泡含有水だけを前記活性炭設置手段に導入するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、微細気泡含有水だけを前記活性炭設置手段に導入することができるので、より効率良く、微細気泡を用いて活性炭設置手段内に生息する微生物を活性化させることができる。これにより、活性炭に吸着された水溶性有機化合物を高効率で分解することができるので、活性炭の吸着機能をより迅速に復活させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記活性炭設置手段は、前記微細気泡を用いて該活性炭設置手段内に生息する微生物を活性化させ、活性炭に吸着された水溶性有機化合物を分解するように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
上記のような構成を有する請求項６に記載の発明は、活性炭設置手段の機能を規定したものであり、微細気泡を用いて活性炭設置手段内に生息する微生物を活性化させ、活性炭に吸着された水溶性有機化合物を分解することができるので、活性炭の吸着機能を復活させることができる。その結果、活性炭の寿命を延ばすことができるので、循環水中の水溶性有機化合物の濃度の上昇を抑え、２４時間連続で排気ガス中の水溶性有機化合物の除去を行うことができる水溶性有機化合物の除去システムを提供することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記微細気泡発生手段が、ｎｍサイズ又はμｍサイズ、あるいはその両方の気泡径を有する微細気泡を発生させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
上記のような構成を有する請求項７に記載の発明によれば、ｎｍサイズ又はμｍサイズ、あるいはその両方の気泡径を有する微細気泡を活性炭設置手段に導入することにより、活性炭設置手段内に生息する微生物を活性化させ、活性炭に吸着された水溶性有機化合物を分解することができるので、活性炭の吸着機能を復活させることができる。その結果、活性炭の寿命を延ばすことができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記水槽から前記活性炭設置手段へ逆洗水を供給する配管を設けると共に、この配管に逆洗用ポンプを設け、予め設定された所定の間隔で前記活性炭設置手段へ逆洗水を供給するように構成したことを特徴とするものである。
【００２４】
上記のような構成を有する請求項８に記載の発明によれば、予め設定された所定の間隔で活性炭設置手段へ逆洗水を供給することにより、活性炭設置手段の性能維持を図ることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記水槽から前記活性炭設置手段へ逆洗水を供給する配管を設けると共に、この配管に逆洗用ポンプを設け、さらに、前記活性炭設置手段の入口側に、微細気泡含有水の圧力を測定する圧力計を設け、この圧力計の検出値が予め設定された所定の値より低くなった場合に、前記逆洗用ポンプを動作させるように構成したことを特徴とするものである。
【００２６】
上記のような構成を有する請求項９に記載の発明によれば、活性炭設置手段内に懸濁物質等が付着してくると圧力計の指示値が下がってくることから、圧力計の検出値に基づいて逆洗用ポンプを作動させることにより、より高精度で活性炭設置手段の性能維持を図ることができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載の水溶性有機化合物の除去システムにおいて、前記活性炭設置手段が、活性炭筒であることを特徴とするものである。
請求項１０に記載の発明は、活性炭設置手段を具体的に規定したものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、排ガス中に含まれる水溶性有機化合物を効率良く分解除去することができ、長時間にわたる連続使用が可能な水溶性有機化合物の除去システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る水溶性有機化合物の除去システムの具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を、図面を参照して説明する。
【００３０】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
（１−１−１）全体構成
本実施形態の水溶性有機化合物の除去システムは、図１に示すように、大別して、ＷＳＯＣを含む排ガスを循環水と接触させることにより、排ガス中のＶＯＣ濃度を低減させるスクラバー部１と、このスクラバー部１において循環水に溶解したＷＳＯＣを除去する第１の水処理部２と第２の水処理部３から構成されている。なお、本明細書中において、循環水中に含まれるＷＳＯＣの量を、全有機体炭素量（以下ＴＯＣ：Total Organic Carbon）濃度を用いて説明する場合もある。
【００３１】
また、前記第１の水処理部２と第２の水処理部３は、以下に述べるような同一の構成を有し、三方弁等からなる系統切り替えバルブ１０によって、スクラバー部１から導入される循環水の流路を第１の水処理部２と第２の水処理部３の間で切り替えることができるように構成されている。なお、本実施形態においては、前記系統切り替えバルブ１０による切り替え動作は、制御装置２０によって、予め設定された一定時間ごとに行われるように構成されている。また、後述するように、制御装置２０は、モード切り替えバルブ２８による切り替え動作及び排水バルブ２９の開閉動作を制御するように構成されている。なお、図中点線は、制御装置２０による制御指令を示している。
【００３２】
（１−１−２）スクラバー部の構成
前記スクラバー部１は筒状容器１１から構成され、その容器の中央部には所定の充填材１２が充填され、この充填材１２の上下にはそれぞれ上部空間及び下部空間が形成されている。そして、前記下部空間には、処理対象となるＷＳＯＣを含む排ガスを該スクラバー部１内に導入する排ガス供給配管１３が接続されると共に、排ガス中のＷＳＯＣを溶解した循環水を後述する水処理部２、３に送るための循環水排出配管１４が接続されている。なお、前記排ガス供給配管１３には送風機１５が設けられ、スクラバー部１内に導入する排ガス量を適宜調整できるように構成されている。
【００３３】
一方、前記上部空間には散水ヘッダー１６が設けられ、水処理部２、３で処理された循環水が前記充填材１２に散水されるように構成されている。また、散水ヘッダー１６の上部にはミストセパレータ１７が設けられ、このミストセパレータ１７を通過した処理後の排ガスが、筒状容器１１の上端に設けられた排ガス排出配管１８を介して外部に排出されるように構成されている。
【００３４】
上記のような構成を有するスクラバー部１に導入された排ガス中のＷＳＯＣは、散水ヘッダー１６によって上部から滴下された循環水により充填材１２の表面に形成された液膜で吸収除去される。
【００３５】
なお、上記充填材１２としては、有効面積が大きく、圧損が小さく、合成樹脂製で化学的・機械的性質が強く、軽量で、充填材の取出し作業が容易であり、懸濁物質（以下ＳＳ：Suspended Solid）などの付着物の除去が容易である充填材が好ましい（例えば、テラレット（商品名）：月島環境エンジニアリング社製）。なお、処理対象物質によっては、容易に気液接触面積を向上できる気化式加湿膜（例えば、ＶＨＲシリーズ：ウェットマスター社製）を利用しても良い。
【００３６】
（１−１−３）水処理部の構成
前記水処理部２、３においては、ろ過槽２１、微細気泡発生槽２２、水槽２３が順次設置され、この水槽２３にはポンプ２４を介して活性炭筒２５（請求項にいう活性炭設置手段に相当）が接続されている。また、水槽２３の下流側には補給水槽２６、循環ポンプ２７及びモード切り替えバルブ２８が順次設置されている。そして、通常運転時（通常運転モード）においては、前記モード切り替えバルブ２８によって、循環水をスクラバー部１へ戻すように構成され、ＴＯＣ回復運転時（ＴＯＣ回復運転モード）においては、前記モード切り替えバルブ２８によって、循環水を再度ろ過槽２１の上流側に戻すように構成されている。なお、前記ろ過槽２１の上流側には、循環水の一部を排水するための排水バルブ２９が設置されている。
【００３７】
次に、水処理部２、３に設置された各水槽の役割について説明する。まず、ろ過槽２１ではＳＳが除去される。スクラバー部１によって循環水中のＴＯＣ濃度が上昇した後が最もＳＳが発生しやすいため、ＳＳを除去するろ過槽２１を設置したものである。また、微細気泡発生槽２２には微細気泡発生装置２２ａが接続されており、循環水中に微細気泡を発生させるように構成されている。また、水槽２３では、微細気泡発生槽２２で発生した微細気泡のうち径の大きい気泡を浮力により上昇させて分離し、微細気泡含有水だけを活性炭筒２５に導入するように構成されている。ここでいう前記微細気泡発生槽２２及び微細気泡発生装置２２ａが、請求項にいう微細気泡発生手段に相当する。
【００３８】
なお、前記微細気泡発生装置２２ａは、高速せん断方式等によりｎｍサイズ又はμｍサイズ、あるいはその両方の気泡径を有する微細気泡を発生させる装置であり、これにより微細気泡発生槽２２内において数十ｎｍ〜数十μｍの微細気泡を発生させることができるように構成されている。ここでいう微細気泡とは、マイクロサイズの気泡、ナノサイズの気泡、またはその両方を含む気泡であり、微細気泡発生直後の粒径が数十ｎｍ〜数十μｍの微細な気泡をいう。
【００３９】
また、前記微細気泡発生装置２２ａとしては、例えば、ガラス、金属又はセラミック等の微粒子を弱く結合したポーラスフィルタ、あるいは金属板等に微細孔を開け、処理対象となる排ガスを加圧しながら押し込み、急速な流れを作ることによって微細気泡を発生させるもの、高速せん断方式、加圧溶解方式、エゼクター方式、スタティックミキサー方式又はベンチュリー管方式等を単独で、または、異なる方式を組合わせて適用することができる。
【００４０】
また、前記水槽２３に接続された活性炭筒２５では、活性炭のポーラス（細孔）にＷＳＯＣを吸着させることにより循環水中のＴＯＣ濃度を減少させるように構成されている。また、補給水槽２６では、スクラバー部１に供給される循環水の水量が不足している場合に、適宜水を補給することができるように構成されている。
【００４１】
なお、活性炭筒２５には微生物が存在し、この微生物が微細気泡によって活性化され、ポーラスへ吸着したＷＳＯＣを分解することにより、活性炭のポーラスが空き、再びＷＳＯＣの吸着が可能となる。従って、通常の活性炭よりも破過時間を遅らせることができ、長寿命化することができる。
【００４２】
（１−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の水溶性有機化合物の除去システムは、以下のように作用する。
【００４３】
スクラバー部１においては、循環水が散水ヘッダー１６によって上部から滴下され、充填材１２の表面に液膜が形成されている。このスクラバー部１の下部から、排ガス供給配管１３を介してＷＳＯＣを含む排ガスが導入されると、この排ガスは筒状容器１１内を上昇し、充填材１２の表面に形成された液膜と接触する。その結果、排ガス中に含まれるＷＳＯＣは、充填材１２の表面に形成された液膜によって吸収され、排ガス中から除去される。
【００４４】
ＷＳＯＣが除去された排ガスは、ミストセパレータ１７を経た後、排ガス排出配管１８を介して外部に排出される。一方、排ガス中のＷＳＯＣを溶解した循環水は、スクラバー部１の底部に貯留され、循環水排出配管１４を介して、第１の水処理部２に導入される。
【００４５】
この第１の水処理部２において、スクラバー部１から導入された循環水の一部は排水バルブ２９によって排水され、その他はろ過槽２１に導入される。このろ過槽２１において循環水中のＳＳが除去される。続いて、ＳＳが除去された循環水は微細気泡発生槽２２へ導入され、循環水中に微細気泡を発生させ微細気泡含有水となった後、水槽２３へ導入される。
【００４６】
水槽２３に導入された微細気泡含有水は、ポンプ２４により活性炭筒２５へ導入され、この活性炭筒２５において、ＷＳＯＣを活性炭のポーラス（細孔）へ吸着させることにより循環水中のＴＯＣ濃度を減少させる。活性炭筒２５で処理された循環水は水槽２３へ戻された後、補給水槽２６へ導入される。この補給水槽２６では、スクラバーでの加湿による消失分と一部排水したことによる損失分が補給される。その後、循環ポンプ２７及びモード切り替えバルブ２８を通り、再びスクラバー部１の上部の散水ヘッダー１６に供給される。予め設定された一定時間、この循環が繰り返される（図２参照）。
【００４７】
そして、予め設定された一定時間が経過すると、図３に示すように、制御装置２０によって、系統切り替えバルブ１０が第２の水処理部３側に切り替えられると共に、第２の水処理部３側の排水バルブ２９が開かれ、スクラバー部１から導入された循環水の一部が排水される。これと同時に、第１の水処理部２のモード切り替えバルブ２８が「ＴＯＣ回復運転モード」に切り替えられると共に、第１の水処理部２側の排水バルブ２９が閉じられる。この結果、スクラバー部１から導入される循環水の流路が、第１の水処理部２から第２の水処理部３に切り替えられ、第２の水処理部３において、上述したと同様の処理が行われる。
【００４８】
また、これと同時に、第１の水処理部２においては、ろ過槽２１〜モード切り替えバルブ２８〜ろ過槽２１と循環水が循環する。これにより、循環水中のＷＳＯＣは、活性炭のポーラス（細孔）へ吸着されるため循環水中のＴＯＣ濃度は減少する。同時に微細気泡によって活性化された活性炭筒２５内の微生物により分解されるため、循環水中のＴＯＣ濃度はさらに減少する。
【００４９】
その後、再度予め設定された一定時間が経過すると、図４に示すように、制御装置２０によって、系統切り替えバルブ１０が第１の水処理部２側に切り替えられると共に、第１の水処理部２側の排水バルブ２９が開かれ、スクラバー部１から導入された循環水の一部が排水される。これと同時に、第２の水処理部３のモード切り替えバルブ２８が「ＴＯＣ回復運転モード」に切り替えられると共に、第１の水処理部２側の排水バルブ２９が閉じられ、上記と同様の処理が行われる。なお、上述したようにスクラバー部１から導入された循環水の一部を排水バルブ２９によって排水することは必須ではない。
【００５０】
ここで、循環水中のＴＯＣ濃度は、スクラバーを通過し排ガスと接触することにより上昇する。スクラバー入口におけるＴＯＣ濃度とＶＯＣ除去率の関係を図５に示す。図５より、ＶＯＣ除去率とスクラバー入口におけるＴＯＣ濃度には、負の強い相関があること分かる。また、図５より、例えばスクラバー入口におけるＴＯＣ濃度が１００ｍｇ／Ｌであれば、ＶＯＣ除去率は６０％前後となることが分かる。
【００５１】
次に、運転モードを切り替え、スクラバーを通過させない場合の循環水中のＴＯＣ濃度は、微細気泡によって活性化された活性炭筒内の微生物により分解されて減少する。図６は、循環水をスクラバーに通さず、補給水を入れず、水処理部のみで循環した場合のＴＯＣ濃度の回復性能を示したものである。
【００５２】
図６より、ＴＯＣ濃度は時間経過に伴って減少していることが分かり、４８時間経過後には活性炭筒の数や活性炭筒ポンプの流量の違いにもよるが、ＴＯＣ濃度はおよそ２０ｍｇ／Ｌ前後に回復していることが分かる。この値は、循環水をスクラバーへ導入させる前の値とほぼ同じである。なお、スクラバー部１に導入する循環水のＴＯＣ濃度は３０ｍｇ／Ｌ以下が望ましい。ＴＯＣ濃度が３０ｍｇ／Ｌ以下となれば、図５より、ＶＯＣ除去率は８０％以上となることが予想されるためである。
【００５３】
（１−３）効果
上述したように、本実施形態によれば、水処理部を２系統設け、一方の系統でスクラバーに循環させる水の処理を行うと共に、他方の系統で循環水中のＴＯＣ濃度を所望のＶＯＣ除去率を満たすための規定値以下に低減させる処理を行うことにより、２４時間連続運転が可能な水溶性有機化合物の除去システムを得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、ＷＳＯＣを溶解した水を連続して処理することができると共に、再度、スクラバーに供給して利用することが可能となるので、補給水を大幅に削減することができる。
【００５５】
（２）第２実施形態
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であって、図７に示すように、スクラバー部１の入口に、循環水中のＴＯＣ濃度を測定するＴＯＣ濃度測定器３０を設置し、この測定値に基づいて、前記制御装置２０が系統切り替えバルブ１０及びモード切り替えバルブ２８の切り替え動作や、排水量の調整を行うことにより、ＴＯＣ濃度が予め設定された規定値以上にならないように調整するように構成したものである。なお、前記ＴＯＣ濃度測定器３０としては、例えば、島津製作所製：ＴＯＣ−４１１０を用いることができる。
【００５６】
なお、本システムにおいては、ＶＯＣ除去率は少なくとも５０％以上で連続運転を行うことが望ましいが、このＶＯＣ除去率が得られるＴＯＣ濃度は、図５より１４０ｍｇ／Ｌ以下であるため、制御装置２０によって、ＴＯＣ濃度が常にこの値以下となるように制御するように構成されている。
【００５７】
また、前記ＴＯＣ濃度測定器３０を、各水処理部２、３のＴＯＣ回復運転を行っている水処理系統に設置して、その測定値に基づいて、前記制御装置２０が系統切り替えバルブ１０及びモード切り替えバルブ２８の切り替え動作や、排水量の調整を行うことにより、循環水中のＴＯＣ濃度が予め設定された規定値以下に回復した場合に、水処理系統を切り替えて運転を行うようにすることも可能である。
【００５８】
上記のような構成を有する本実施形態の水溶性有機化合物の除去システムによれば、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られるだけでなく、より高精度に循環水の処理を行うことができる。また、水質管理にオンライン式ＴＯＣ計を用いることによって、効率的にスクラバーを運転することができるので、２４時間連続で稼動している半導体工場等で採用可能なシステムとなる。
【００５９】
（３）第３実施形態
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であって、活性炭筒２５の性能維持を図ったものである。すなわち、本実施形態においては、図８に示すように、水槽２３から活性炭筒２５に逆洗水を供給するための配管３１が設けられ、この配管３１に逆洗用ポンプ３２が設置されている。また、活性炭筒２５には排水用配管３３が接続され、ＳＳを含んだ逆洗水を排水することができるように構成されている。なお、排水用配管３３に分岐配管３４を接続し、ＳＳを含んだ逆洗水の一部を前記ろ過槽２１に戻すように構成しても良い。
【００６０】
また、本実施形態においては、制御装置２０によって、予め設定された一定時間ごとに、あるいはタイマーなどで指定した時刻に、１０〜２０分間程度ポンプ２４を停止し、逆洗用ポンプ３２を作動させるように構成されている。これにより、ＳＳを含んだ逆洗水をシステム外に排水するか、又はろ過槽２１へ戻すことができるので、活性炭筒２５の性能維持を図ることができる。
【００６１】
なお、活性炭筒２５の入口側に、活性炭筒２５へ流入する微細気泡含有水の圧力を測定する圧力計（図示せず）を設置し、制御装置２０によってこの圧力計を監視し、その検出値が予め設定された値より低くなった場合に、ポンプ２４を停止し、逆洗用ポンプ３２を作動させるように構成しても良い。活性炭筒２５内でＳＳが付着してくると、圧力計の指示値が下がってくることから、圧力計の検出値に基づいてポンプ２４を停止し、逆洗用ポンプ３２を作動させることにより、より高精度で活性炭筒２５の性能維持を図ることができる。
【００６２】
（４）他の実施形態
本発明は上述したような実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が考えられる。例えば、上記の実施形態においてスクラバー１に設置した充填材１２の代わりに熱交換コイルを配置して、排気の熱回収を行うと共に、そのコイルフィン面に形成した水膜によって排ガス中のＷＳＯＣを吸収するように構成しても良い。
【００６３】
また、ＷＳＯＣの種類によりスクラバー部１でのＴＯＣ濃度上昇が高い場合、水処理部を２つ以上設置しても良い。例えば、水処理部を３つ設置し、１つを「通常運転モード」とし、他の２つを「ＴＯＣ回復運転モード」とするように構成しても良い。
【００６４】
また、生産装置が昼間操業し、夜間は休止しているような印刷工場や塗装工場においては、水処理部を１つとし、操業中は「通常運転モード」にて運転し、生産装置などが休止している夜間などは、「ＴＯＣ回復運転モード」にてＴＯＣ濃度を低減させるように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る水溶性有機化合物の除去システムの第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る水溶性有機化合物の除去システムの第１実施形態において、第１の水処理部が通常運転モードの状態を示す図である。
【図３】本発明に係る水溶性有機化合物の除去システムの第１実施形態において、第１の水処理部がＴＯＣ回復運転モード、第２の水処理部が通常運転モードの状態を示す図である。
【図４】本発明に係る水溶性有機化合物の除去システムの第１実施形態において、第１の水処理部が通常運転モード、第２の水処理部がＴＯＣ回復運転モードの状態を示す図である。
【図５】スクラバー入口におけるＴＯＣ濃度とＶＯＣ除去率の関係を示す図である。
【図６】循環水を水処理部のみで循環させた場合のＴＯＣ濃度の回復性能を示す図である。
【図７】本発明に係る水溶性有機化合物の除去システムの第２実施形態の構成を示す図である。
【図８】本発明に係る水溶性有機化合物の除去システムの第３実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…スクラバー部
２…第１の水処理部
３…第２の水処理部
１０…系統切り替えバルブ
１１…筒状容器
１２…充填材
１３…排ガス供給配管
１４…循環水排出配管
１５…送風機
１６…散水ヘッダー
１７…ミストセパレータ
１８…排ガス排出配管
２０…制御装置
２１…ろ過槽
２２…微細気泡発生槽
２２ａ…微細気泡発生装置
２３…水槽
２４…ポンプ
２５…活性炭筒
２６…補給水槽
２７…ポンプ
２８…モード切り替えバルブ
２９…排水バルブ
３０…ＴＯＣ濃度測定器
３１…配管
３２…逆洗用ポンプ
３３…排水用配管
３４…分岐配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図６】
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