(57)【要約】【課題】            キレートや活性アルミナの劣化を抑制し、有機ヒ素の分解除去および無機ヒ素の除去を促進できる有機ヒ素の無害化方法を提供する。【解決手段】        被処理水を光化学分解塔２２、溶存オゾン分解塔３０、吸着塔３４において処理するものであり、光化学分解塔２２においてオゾンの存在下で紫外線を照射し、生成するヒドロキシラジカルにより被処理水中の有機ヒ素を酸化、脱塩化して分解除去し、溶存オゾン分解塔３０において光化学分解塔２２から供給するオゾン処理水中の溶存オゾンを分解除去し、吸着塔３４において溶存オゾン分解塔３０から供給するオゾン除去処理水中の無機ヒ素を吸着除去するものである。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を光化学分解工程、溶存オゾン分解工程、吸着工程において処理するものであり、光化学分解工程においてオゾンの存在下で紫外線を照射し、生成するヒドロキシラジカルによって被処理水中の有機ヒ素を酸化、脱塩化して分解除去し、溶存オゾン分解工程において光化学分解工程から供給するオゾン処理水中の溶存オゾンを分解除去し、吸着工程において溶存オゾン分解工程から供給するオゾン除去処理水中の無機ヒ素を吸着除去することを特徴とする有機ヒ素の無害化方法。
【請求項２】
被処理水を光化学分解工程、分解・還元工程、吸着工程において処理するものであり、光化学分解工程においてオゾンの存在下で紫外線を照射し、生成するヒドロキシラジカルによって被処理水中の有機ヒ素を酸化、脱塩化して分解除去し、分解・還元工程において光化学分解工程から供給するオゾン処理水中の溶存オゾンを分解除去するとともに、ヒ素酸化物を還元し、吸着工程において分解・還元工程から供給するオゾン除去処理水中のヒ素を吸着除去することを特徴とする有機ヒ素の無害化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ヒ素の無害化方法に関し、産業廃水，下水，上水，埋立浸出水，地下水，河川水、池水、湖沼水、不法投棄現場の地下水や浸出水等の廃水に含まれる有機ヒ素を無害化する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
はじめに、環境中の有機ヒ素について説明する。環境中に存在する有機ヒ素としては、例えばモノフェニルアルソン酸がある。これは化１式に示すように、あか剤（ジフェニルシアノアルシンおよびジフェニルクロロアルシン）が環境中で段階的に分解し、ジフェニルシアノアルシン酸を経てモノフェニルアルソン酸となると考えれており、モノフェニルアルソン酸は生物分解により無機ヒ素となる。
【０００３】
【化１】
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また、土壌中では生物分解・反応の一つとして、有機化合物がメチル化する反応が知られており、化２式に示すように、フェニルメチルアルシン酸についてもモノフェニルアルソン酸がメチル化した可能性がある。
【０００４】
【化２】
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次に、既に提案されている有機金属化合物の除去方法を図３において説明する。図３において、除去設備は、産業廃水、下水、上水、埋立浸出水、地下水、河川水、池水、湖沼水、不法投棄現場の地下水や浸出水等の被処理水に含まれる有機金属化合物を除去するものであり、酸化処理工程を行う反応槽１と、無機金属除去工程を行う活性アルミナ吸着処理塔からなる無機金属除去装置２と、処理水貯槽３とからなる。
【０００５】
反応槽１には紫外線を照射する紫外線照射装置４（ランプ等）と、オゾンを注入するオゾン供給装置５と、ｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整装置６とを設けている。
反応槽１において有機金属化合物を含んだ被処理水に紫外線照射装置４で紫外線を照射すると共に、オゾン供給装置５からオゾンを吹き込み、生成するヒドロキシラジカルによって有機金属化合物を酸化分解して無機金属化合物となす。先行技術文献としては特許文献１又は２がある。
【特許文献１】特開平９−７５９５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１７６４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した処理においては、被処理水にＡｓＯ、Ａｓ２Ｏ３のヒ素酸化物の形態で存在する無機ヒ素はその除去が困難であり、無機ヒ素の除去レベルを安定的にＴ−Ａｓ０．０１ｍｇ／Ｌ以下とする処理を行えない問題があった。また、有機ヒ素が０．００１ｍｇ／Ｌ（ヒ素換算値）以下の不検出値の除去レベルまで処理できない問題があった。さらに、被処理水中の溶存酸素、溶存オゾンがキレートや活性アルミナを劣化させるので、装置の運転に要するランニングコストが高くなる問題があった。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、キレートや活性アルミナの劣化を抑制し、有機ヒ素の分解除去および無機ヒ素の除去を促進できる有機ヒ素の無害化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の有機ヒ素の無害化方法は、被処理水を光化学分解工程、溶存オゾン分解工程、吸着工程において処理するものであり、光化学分解工程においてオゾンの存在下で紫外線を照射し、生成するヒドロキシラジカルにより被処理水中の有機ヒ素を酸化、脱塩化して分解除去し、溶存オゾン分解工程において光化学分解工程から供給するオゾン処理水中の溶存オゾンを分解除去し、吸着工程において溶存オゾン分解工程から供給するオゾン除去処理水中の無機ヒ素を吸着除去するものである。
【０００９】
上記した構成により、光化学分解工程では酸化と脱塩化により有機ヒ素の無機化が促進される。光化学分解工程を経たオゾン処理水中の溶存オゾンは溶存オゾン分解工程において分解除去することでオゾンの悪影響をなくし、吸着工程でのオゾンならびにヒドロキシラジカルによるキレートや活性アルミナの劣化を防止することができ、無機ヒ素を吸着除去する吸着工程を安定して行うことができる。
【００１０】
本発明の有機ヒ素の無害化方法は、被処理水を光化学分解工程、分解・還元工程、吸着工程において処理するものであり、光化学分解工程においてオゾンの存在下で紫外線を照射し、生成するヒドロキシラジカルにより被処理水中の有機ヒ素を酸化、脱塩化して分解除去し、分解・還元工程において光化学分解工程から供給するオゾン処理水中の溶存オゾンを分解除去するとともに、ヒ素酸化物を還元し、吸着工程において分解・還元工程から供給するオゾン除去処理水中のヒ素を吸着除去するものである。
【００１１】
上記した構成により、光化学分解工程では酸化と脱塩化により有機ヒ素の無機化が促進される。分解・還元工程でオゾン処理水中の溶存オゾンの分解除去によりオゾンの悪影響をなくすとともに、ヒ素酸化物を還元してイオン化することで、吸着工程でのオゾンならびにヒドロキシラジカルよるキレートや活性アルミナの劣化を防止しつつ、ヒ素を吸着除去する吸着工程を安定して行って無機ヒ素の除去率をＴ−Ａｓ０．０１ｍｇ／Ｌ以下にまで高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、有機ヒ素を酸化、脱塩化する工程と無機化されたヒ素を吸着する工程とを非直列的に行い、両工程の間で溶存オゾンならびにヒドロキシラジカルを除去することで、吸着工程のキレートや活性アルミナの劣化を防止できる。また、光化学分解工程での酸化と脱塩化により実質的に有機ヒ素の完全無機化を達成できる。さらに、還元によってヒ素酸化物の除去が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示す実施の形態は、被処理水として有機ヒ素の含有濃度がＴ−Ａｓ５０ｍｇ／Ｌ以下の地下水等に適する構成である。
【００１４】
図１において、被処理水２１が流入する密閉構造の光化学分解塔２は内部に紫外線照射装置をなす紫外線ランプ２３を配置し、底部に散気装置２４を配置している。散気装置２４にはオゾン発生装置２５が接続しており、オゾン発生装置２５はオゾン濃度５〜５０ｇ／Ｎｍ３のオゾン含有気体を散気装置２４に供給する。また、光化学分解塔２２には循環系２６を介してｐＨ調整槽２７が連通しており、ｐＨ調整槽２７はｐＨ調整剤のＮａＯＨを供給する薬剤供給系２８および攪拌装置２９を有している。
【００１５】
光化学分解塔２２を経たオゾン処理水が流入する溶存オゾン分解塔３０は、ポンプ３１を有するオゾン処理水供給系３２を介してｐＨ調整槽２７に連通しており、内部に触媒としての活性炭を充填した触媒充填層３３を有し、オゾン処理水を下降流で触媒充填層３３に通水する。
【００１６】
溶存オゾン分解塔３０を経たオゾン除去処理水が流入する吸着塔３４は、オゾン除去処理水供給系３５を介して溶存オゾン分解塔３０の下部に連通しており、内部に吸着剤として活性アルミナ（もしくはキレート）を充填した吸着剤充填層３６を有し、オゾン除去処理水を下降流で吸着剤充填層３６に通水する。吸着塔３４は処理水供給系３７を介して処理水貯留槽３８に連通し、処理水貯留槽３８に放流系３９を接続している。
【００１７】
以下、上記した構成における作用を説明する。有機ヒ素を含有する被処理水２１は光化学分解塔２２、溶存オゾン分解塔３０、吸着塔３４において順次に処理する。
光化学分解塔２２では、オゾン発生装置２５から所定オゾン濃度５〜５０ｇ／Ｎｍ３のオゾン含有気体を散気装置２４へ供給し、散気装置２４からオゾン含有気体を散気してオゾンを被処理水２１へ注入する。
【００１８】
このオゾンの存在下で紫外線ランプ２３から紫外線を照射してヒドロキシラジカルを生成し、ヒドロキシラジカルによって被処理水２１に含まれた有機ヒ素の酸化と脱塩化を行いつつ、被処理水２１を光化学分解塔２２とｐＨ調整槽２７との間で循環してｐＨ５〜９（至適ｐＨ７〜８）に維持しながら処理する。この光化学分解塔２２では酸化と脱塩化により有機ヒ素の分解除去を促進して、実質的に有機ヒ素の完全無機化を達成できる。
【００１９】
溶存オゾン分解塔３０では、オゾン処理水供給系３２を通して光化学分解塔２２から供給するオゾン処理水を触媒充填層３３に通水し、活性炭の触媒作用によって溶存オゾンを分解除去して酸素となす。触媒充填層３３の活性炭は吸着作用ではなく触媒作用を果たすので破過することがなく、長期にわたる使用が可能である。
【００２０】
吸着塔３４では、オゾン除去処理水供給系３５を通して溶存オゾン分解塔３０から供給するオゾン除去処理水を吸着剤充填層３６に通水し、活性アルミナの吸着作用によってオゾン除去処理水中の無機ヒ素を吸着除去する。
【００２１】
また、吸着塔３４では、流入するオゾン除去処理水が溶存オゾン分解塔３０で溶存オゾンを分解除去したものであるので、オゾンの悪影響を受けず、オゾンならびにヒドロキシラジカルによる活性アルミナの劣化を防止することができ、無機ヒ素を吸着除去する吸着工程を安定して行うことができる。
【００２２】
この結果、処理水中のＴ−Ａｓは検出限界以下（Ｔ−Ａｓ≦０．００１ｍｇ／Ｌ）となる。処理水は処理水供給系３７を通して処理水貯留槽３８へ供給し、放流系３９から河川等へ放流する。
【００２３】
図２は本発明の他の実施の形態を示すものであり、被処理水として有機ヒ素の含有濃度がＴ−Ａｓ５０ｍｇ／Ｌ以上の廃水等に適する構成である。先の実施の形態と同様の作用を行う構成要素には同符号を付して説明を省略する。
【００２４】
図２において、光化学分解塔２２を経たオゾン処理水が流入する分解・還元設備５０は、溶存オゾン分解塔３０と還元処理槽５１とを循環系５２で連通したものである。還元処理槽５１は還元剤のＮａ２ＳＯ３等を供給する還元剤供給系５３および攪拌装置５４を有している。還元剤の使用に替えて溶存オゾン分解塔３０に窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給系（図中に破線で示す）５５を設けることも可能である。この場合に還元処理槽５１は不要であり、循環系５２のみの構成とする。
【００２５】
還元処理槽５１は凝集槽５６に連通し、凝集槽５６は凝集剤としてＦｅＣｌ３を供給する凝集剤供給系５７および膜分離装置５８を有し、膜分離装置５８は膜透過液を供給する膜処理水供給系５９を介して吸着塔３４に連通している。吸着塔３４の後段には、図示を省略するが先の実施の形態と同様に処理水貯留槽を設ける。
【００２６】
以下、上記した構成における作用を説明する。有機ヒ素を含有する被処理水２１は光化学分解塔２２、分解・還元設備５０、吸着塔３４において順次に処理する。
光化学分解塔２２では、オゾン発生装置２５から所定オゾン濃度５〜５０ｇ／Ｎｍ３のオゾン含有気体を散気装置２４へ供給し、散気装置２４からオゾン含有気体を散気してオゾンを被処理水２１へ注入する。
【００２７】
このオゾンの存在下で紫外線ランプ２３から紫外線を照射してヒドロキシラジカルを生成し、ヒドロキシラジカルによって被処理水２１に含まれた有機ヒ素の酸化と脱塩化を行いつつ、被処理水２１を光化学分解塔２２とｐＨ調整槽２７との間で循環してｐＨ５〜９（至適ｐＨ７〜８）に維持しながら処理する。この光化学分解塔２２では酸化と脱塩化により有機ヒ素の分解除去を促進して、実質的に有機ヒ素の完全無機化を達成できる。
【００２８】
分解・還元設備５１では、溶存オゾン分解塔３０においてオゾン処理水供給系３２を通して光化学分解塔２２から供給するオゾン処理水を触媒充填層３３に通水し、活性炭の触媒作用によって溶存オゾンを分解除去する。さらに、オゾン処理水は循環系５２を通して還元処理槽５１との間で循環し、還元処理槽５１において還元剤供給系５３から供給する還元剤の還元作用によってヒ素酸化物のＡｓＯ、Ａｓ２Ｏ３等を還元してＡｓ＋、Ａｓ２＋等にイオン化する。
【００２９】
分解・還元設備５０において溶存オゾンを除去し、ヒ素酸化物を還元したオゾン処理水は、凝集槽５６において凝集膜分離処理して後に膜透過液として吸着塔３４へ供給する。
吸着塔３４では、膜処理水供給系５９を通して還元処理槽５１から供給する膜透過液を吸着剤充填層３６に通水し、活性アルミナの吸着作用によって膜透過液中のイオン化したヒ素を吸着除去する。この吸着塔３４では、流入する膜透過液が溶存オゾン分解塔３０で溶存オゾンを分解除去したものであるので、オゾンの悪影響を受けず、オゾンならびにヒドロキシラジカルによる活性アルミナの劣化を防止することができ、ヒ素を吸着除去する吸着工程を安定して行うことができる。
【００３０】
この結果、ヒ素酸化物を還元して吸着除去することで処理水中の無機ヒ素はＴ−Ａｓ０．０１ｍｇ／Ｌ以下となり、有機ヒ素は検出限界以下（Ｔ−Ａｓ≦０．００１ｍｇ／Ｌ）となる。還元剤の使用に替えて窒素ガス等の不活性ガスを使用する場合にあっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態における装置構成を示す模式図
【図２】本発明の他の実施の形態における装置構成を示す模式図
【図３】従来の装置構成を示す模式図
【符号の説明】
【００３２】
２１    被処理水
２２    光化学分解塔
２３    紫外線ランプ
２４    散気装置
２５    オゾン発生装置
２６    循環系
２７    ｐＨ調整槽
２８    薬剤供給系
２９    攪拌装置
３０    溶存オゾン分解塔
３１    ポンプ
３２    オゾン処理水供給系
３３    触媒充填層
３４    吸着塔
３５    オゾン除去処理水供給系
３６    吸着剤充填層
３７    処理水供給系
３８    処理水貯留槽
３９    放流系
５０    分解・還元設備
５１    還元処理槽
５２    循環系
５３    還元剤供給系
５４    攪拌装置
５５    不活性ガス供給系
５６    凝集槽
５７    凝集剤供給系
５８    膜分離装置
５９    膜処理水供給系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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