(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水にオゾン接触下で、紫外線を照射する汚水処理において、紫外線照射の無い状態でかつオゾン接触下で示す酸化還元電位値を測定して基準値とし、前記基準値に対して一定範囲内の酸化還元電位値となるように、紫外線の照射条件を変化させ、溶存オゾンからヒドロキシラジカルへの変化量を制御することを特徴とする汚水中の有機汚濁物質の除去方法。
【請求項２】
被処理水にオゾン接触下で、紫外線を照射する汚水処理において、紫外線照射の無い状態でかつオゾン接触下で示す酸化還元電位値を測定して基準値とし、前記基準値に対して７５〜９５％の酸化還元電位値となるように、紫外線の照射条件を変化させ、溶存オゾンからヒドロキシラジカルへの変化量を制御することを特徴とする汚水中の有機汚濁物質の除去方法。
【請求項３】
被処理水にオゾン接触下で、紫外線を照射する汚水処理において、紫外線照射の無い状態でかつオゾン接触下で示す酸化還元電位値を測定して基準値とし、前記基準値に対して８５〜９０％の酸化還元電位値となるように、紫外線の照射条件を変化させ、溶存オゾンからヒドロキシラジカルへの変化量を制御することを特徴とする汚水中の有機汚濁物質の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業排水や工業廃水などの汚水中に含まれ、ダイオキシン類に代表される有機塩素化合物などの有機汚濁物質の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業排水や工業廃水などの汚水の処理方法としては、浮遊物質の除去を目的とした凝集沈殿処理や濾過処理、有機汚濁物質の処理を目的とした生物処理、活性炭などを利用した高度処理などを組み合わせる。
【０００３】
しかし、このような従来の処理方法では、ダイオキシン類などの有機塩素化合物や内分泌性化学物質などの有機汚濁物質を効果的に除去することは、極めて困難であった。
【０００４】
これらの有機汚濁物質を除去する従来の方法として、オゾンと紫外線を組み合わせた処理方法があった。この処理方法では、オゾンと紫外線の反応により生成したヒドロキシルラジカルによる酸化反応と、紫外線の光化学反応とによって、有機汚濁物質が除去される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、主反応はヒドロキシルラジカルの酸化反応である。従って、紫外線の照射量は、効率よくオゾンからヒドロキシルラジカルを生成する量でよく、それ以上に紫外線を照射してもエネルギーコストが増大するだけである。さらに、紫外線による光化学反応の作用が大きくなると、脱塩素反応によって生成した塩素ラジカルにより、塩素の付加反応が起こり、副生成物が生成される恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような従来の処理方法が抱える問題点に鑑み、紫外線の照射量を変化させることで、供給したオゾンから効率よくヒドロキシルラジカルを生成させ、汚水中の有機汚濁物質を短時間にかつ経済的に除去することができる方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、被処理水にオゾン接触下で、紫外線を照射する汚水処理において、紫外線照射の無い状態でかつオゾン接触下で示す酸化還元電位値を測定して基準値とし、前記基準値に対して一定範囲内の酸化還元電位値となるように、紫外線の照射条件を変化させ、溶存オゾンからヒドロキシラジカルへの変化量を制御する。
【０００８】
紫外線照射の無い状態でかつオゾン接触下で示す酸化還元電位値を測定して基準値とし、酸化還元電位値を、得られた基準値の７５〜９５％となるように、紫外線の照射条件を変化させることが望ましい。さらに、８５〜９０％となるように、紫外線の照射条件を変化させることが望ましい。
【０００９】
この方法により、被処理水中の溶存オゾンが変化して得られるヒドロキシルラジカルの量を、最適に制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の方法では、ダイオキシン類に代表される有機塩素化合物などの有機汚濁物質を含む被処理水を、ポンプにより反応槽に導入し、この反応槽内の被処理水に、紫外線を照射しながら、オゾンと接触させる。反応槽内では、紫外線とオゾンの反応により、オゾンよりもさらに酸化力が強いヒドロキシルラジカルが生成し、ダイオキシン類に代表される有機塩素化合物などの有機汚濁物質が酸化され、分子量の小さい物質に分解除去される。
【００１１】
オゾンを混合することにより、図２に示すように、溶存オゾン濃度が高くなると酸化還元電位値は上昇する。そして、紫外線を照射すると、光化学作用により溶存オゾンは主としてヒドロキシルラジカルに変化して減少し、それとともに酸化還元電位値は低下する。
【００１２】
すなわち、酸化還元電位値を測定することにより、溶存オゾン濃度が観測できる。また、紫外線の照射によって消費される溶存オゾンの量は、紫外線照射前の酸化還元電位値に対する紫外線照射中の酸化還元電位値の率により観測できる。
【００１３】
このため、酸化還元電位値を測定し一定となるように、紫外線の照射量を変化させることにより、溶存オゾンが効果的にヒドロキシルラジカルに変化するように制御可能である。
【００１４】
具体的には、ｐＨの変化や温度変化などが酸化還元電位値に与える影響を考慮して、酸化還元電位値を、紫外線照射前でオゾンを混合したときに示す酸化還元電位値の７５〜９５％の範囲内であるように、紫外線の照射量を変化させて制御するのがよく、好ましくは８５〜９０％の範囲内であるように制御することが推奨される。
【００１５】
このとき、酸化還元電位値が、紫外線照射前でオゾンを混合したときに示す酸化還元電位値の９５％より高くなると、ヒドロキシルラジカルの生成量が不足し、有機汚濁物質の除去率は低下する。また、７５％より低くしても、有機汚濁物質の除去率の改善はほとんど見られず、処理コストの増大を招き、また、紫外線の光化学反応によって副生成物が生成し易くなる。
【００１６】
紫外線の照射量による制御は、紫外線の出力や紫外線強度、あるいは紫外線の照射時間などを変化させることで可能である。
【００１７】
酸化還元電位値を測定する方法としては、酸化還元電位電極を用いた酸化還元電位値モニターなどを使用することができる。
【００１８】
（実施例）
以下に、本発明の一実施例を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されない。
【００１９】
（実施例１）
産業排水を、凝集処理および生物分解処理し、有機汚濁物質としてペンタクロロベンゼンを、濃度４５μｇ／Ｌとなるように添加して被処理水を得た。被処理水のｐＨは８．３であった。
【００２０】
この被処理水に、被処理水１Ｌあたり１０ｍｇ／ｍｉｎの流量で、渦流ポンプを用いてオゾンを供給し混合させた。その混合液に、紫外線の照射条件を操作可能な装置（フリップス社製、型式ＴＵＶ１６Ｗ）を用いて紫外線を照射し、８分間循環処理した。その後、酸化還元電位電極（ＤＫＫ社製、型式６１５４：０．６５Ｗ）を接続した酸化還元電位値モニター（ＤＫＫ社製、型式ＰＨＬ２０）により、酸化還元電位値を測定した。紫外線を照射せずに処理した後述の比較例４における酸化還元電位値の９８０ｍＶ（基準値）に対して８６．７％にあたる８５０ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が３．２Ｗであった。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表１に示す。
【００２１】
（実施例２）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例４における酸化還元電位値の９８０ｍＶ（基準値）に対して９４．９％にあたる９３０ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が１．５Ｗであった以外は、実施例１と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表１に示す。
【００２２】
（比較例１）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例４における酸化還元電位値の９８０ｍＶ（基準値）に対して９９．０％にあたる９７０ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が０．９Ｗであった以外は、実施例１と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表１に示す。
【００２３】
（比較例２）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例４における酸化還元電位値の９８０ｍＶ（基準値）に対して７４．０％にあたる７２５ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が０．９Ｗであった以外は、実施例１と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表１に示す。
【００２４】
（比較例３）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例４における酸化還元電位値の９８０ｍＶ（基準値）に対して５１．０％にあたる５００ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が６．７Ｗであった以外は、実施例１と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表１に示す。
【００２５】
（比較例４）
紫外線を照射しない以外は、実施例１と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表１に示す。
【００２６】
実施例１、２  比較例１〜４を、図１において○で示す。
【００２７】
【表１】
0003687488.tif 000002
【００２８】
表１より、紫外線の照射量を変えることで、酸化還元電位値は変化することが分かる。
【００２９】
紫外線を照射せずに処理した比較例４の酸化還元電位値（９８０ｍＶ）に対し、８７％の酸化還元電位値（８５０ｍＶ）の実施例１ではペンタクロロベンゼン除去率が９９．３％であり、９５％の酸化還元電位値（９３０ｍＶ）の実施例２ではペンタクロロベンゼン除去率が９８．１％であり、ほとんど除去できたことが分かる。
【００３０】
紫外線を照射せずに処理した比較例４の酸化還元電位値（９８０ｍＶ）に対し、９５％（９３１ｍＶ）を超えた９９％の酸化還元電位値（９７０ｍＶ）の比較例１では、ペンタクロロベンゼン除去率が９２．５％と低かった。
【００３１】
また、８５％（８３３ｍＶ）未満である７４％の酸化還元電位値（７２５ｍＶ）の比較例２、および５１％の酸化還元電位値（５００ｍＶ）の比較例３では、実施例１、２に対し、紫外線の照射量を増加させているが、ペンタクロロベンゼン除去率は９８．８％、９８．２％と変化しなかった。このように、一定値以上に紫外線の照射量を増加させても、得られる効果に差はなく、経済性だけが低下することが分かる。
【００３２】
（実施例３）
産業排水を、凝集処理および生物分解処理し、有機汚濁物質としてペンタクロロベンゼンを、濃度４５μｇ／Ｌとなるように添加して被処理水を得た。被処理水のｐＨは８．３であった。
【００３３】
この被処理水に、被処理水１Ｌあたり２．０ｍｇ／ｍｉｎの流量で、渦流ポンプを用いてオゾンを供給し混合させた。その混合液に、紫外線の照射条件を制御可能な装置を用いて紫外線を照射し、２０分間循環処理した。その後、酸化還元電位電極を接続した酸化還元電位値モニターにより、酸化還元電位値を測定した。使用した装置は、実施例１と同じである。紫外線を照射せずに処理した後述の比較例８における酸化還元電位値の９００ｍＶ（基準値）に対して８６．１％にあたる７７５ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が１．５Ｗであった。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表２に示す。
【００３４】
（実施例４）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例８における酸化還元電位値の９００ｍＶ（基準値）に対して９４．４％にあたる８５０ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が０．９Ｗであった以外は、実施例３と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表２に示す。
【００３５】
（比較例５）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例８における酸化還元電位値の９００ｍＶ（基準値）に対して９８．９％にあたる８９０ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が０．３Ｗであった以外は、実施例３と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表２に示す。
【００３６】
（比較例６）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例８における酸化還元電位値の９００ｍＶ（基準値）に対して８３．３％にあたる７５０ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が２．２Ｗであった以外は、実施例３と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表２に示す。
【００３７】
（比較例７）
紫外線を照射せずに処理した後述の比較例８における酸化還元電位値の９００ｍＶ（基準値）に対して２４．４％にあたる２２０ｍＶで、酸化還元電位値が一定となるようにしたところ、前記装置における紫外線の出力が６．７Ｗであった以外は、実施例３と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表２に示す。
【００３８】
（比較例８）
紫外線を照射しない以外は、実施例３と同様の条件で処理を行った。このときの酸化還元電位値とペンタクロロベンゼンの除去率を表２に示す。
【００３９】
実施例３、４  比較例５〜８を、図１において△で示す。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
表２より、紫外線の照射量を変えることで、酸化還元電位値は変化することが分かる。
【００４２】
紫外線を照射せずに処理した比較例８の酸化還元電位値（９００ｍＶ）に対し、８６％の酸化還元電位値（７７５ｍＶ）の実施例３ではペンタクロロベンゼン除去率が９７．４％であり、９４％の酸化還元電位値（８５０ｍＶ）の実施例４ではペンタクロロベンゼン除去率が９６．９％であり、ほとんど除去できたことが分かる。
【００４３】
紫外線を照射せずに処理した比較例８の酸化還元電位値（９００ｍＶ）に対し、９５％（８５５ｍＶ）を超えた９９％の酸化還元電位値（８９０ｍＶ）の比較例５では、ペンタクロロベンゼン除去率が７２．８％と低かった。
【００４４】
また、８５％（７６５ｍＶ）未満である８３％の酸化還元電位値（７５０ｍＶ）の比較例６、および２４％の酸化還元電位値（２２０ｍＶ）の比較例７では、実施例３、４に対し、紫外線の照射量を増加させているが、ペンタクロロベンゼン除去率は９７．２％、９７．６％と変化しなかった。このように、一定値以上に紫外線の照射量を増加させても、得られる効果に差はなく、経済性だけが低下することが分かる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の方法を用いれば、経済的にかつ効率的に、汚水中に微量に含まれるダイオキシン類などの有機汚濁物質を分解除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  紫外線出力に対するペンタクロロベンゼンの除去率を示すグラフである。
【図２】  溶存オゾン濃度に対する酸化還元電位値を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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