(57)【要約】【課題】処理コスト（装置コストを含む）を低減させることのできる有機酸の分解方法及びその分解装置を提供する。【解決手段】ギ酸及びシュウ酸を含む除染廃液中のシュウ酸を、過酸化水素及び２価の鉄イオンの存在下で分解するシュウ酸分解工程と、前記シュウ酸が分解された前記除染廃液中のギ酸を、ステンレス鋼触媒との接触下で過酸化水素によって分解するギ酸分解工程と、を有する。【選択図】図２
2008036591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギ酸及びシュウ酸を含む除染廃液中のシュウ酸を、過酸化水素及び２価の鉄イオンの存在下で分解するシュウ酸分解工程と、
前記シュウ酸が分解された前記除染廃液中のギ酸を、ステンレス鋼触媒との接触下で過酸化水素によって分解するギ酸分解工程と、
を有することを特徴とする廃液中の有機酸の分解方法。
【請求項２】
前記シュウ酸分解工程と前記ギ酸分解工程との間に、前記除染廃液に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
前記紫外線照射工程によって前記紫外線が照射された前記除染廃液に、過酸化水素を添加する過酸化水素添加工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の廃液中の有機酸の分解方法。
【請求項３】
６価クロムを含む廃液を廃液処理した処理廃液、又は除染廃液中に含まれるギ酸を、ステンレス鋼触媒との接触下で過酸化水素によって分解することを特徴とする廃液中の有機酸の分解方法。
【請求項４】
少なくとも接液部分がステンレス鋼触媒で構成され、ギ酸及びシュウ酸を含む除染廃液を収容する分解槽と、
過流ポンプが設けられ、かつ少なくとも接液部分がステンレス鋼触媒で構成され、前記分解槽内の前記除染廃液を循環するための循環ラインと、
前記循環ライン又は前記分解槽に設けられ、前記除染廃液を加熱する加熱部と、
前記循環ラインに過酸化水素を供給する過酸化水素供給部と、
前記過酸化水素供給部によって過酸化水素が供給される供給点の後段の前記循環ラインに設けられ、前記除染廃液に紫外線を照射する紫外線照射装置と、
を具備することを特徴とする廃液中の有機酸の分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、原子力施設、化学プラント等における使用済み冷却水等の６価クロムを含む廃液を、廃液処理した処理廃液や、原子力施設等において、配管等に付着した放射性物質を化学除染液により除染した除染廃液等のような廃液中に含まれる有機酸の分解方法及びその分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子力施設においては、その保守保全時には放射性物質が付着した使用済みの機器などが発生する。また、原子炉廃止措置時の解体時には放射性物質が付着した解体機器などが発生する。このような機器から放射性物質を除去する方法として、除染液を用いた化学除染法が知られている。化学除染後の除染液の廃液（除染廃液）中に含まれるギ酸及びシュウ酸を、過酸化水素とオゾンを用いて分解する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、例えば、原子力施設、鉄鋼産業、および化学プラント等では、機器の冷却に広範囲で冷却水が使用されている。こうした冷却水系の配管や貯槽等の材質は、多くの場合軟鋼で形成されており、この軟鋼の腐食を防止するために冷却水に水系防食剤としてクロム酸カリウム（Ｋ２ＣｒＯ４）が添加される場合がある。そのため、このような使用済み冷却水の廃液は６価クロムを含んでいる。
【０００４】
また、クロムメッキ処理工程、クロメート処理工程あるいは製錬工程等によっても６価クロムを含む廃液が発生する。
【０００５】
６価クロムは、有害物質に指定されており、排水濃度は厳しく規制されている。６価クロムを含む廃液の処理方法としては、ｐＨ調整剤としてギ酸を添加し、過酸化水素により６価クロムを３価クロムに還元し、次いでアルカリ剤を添加して３価クロムを水酸化クロムとして沈殿させ廃液から除去する方法が知られている。このような処理廃液中に残留するギ酸を、過酸化水素を用いて分解する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、いずれの有機酸の分解技術も、さらなる分解時間の短縮が図れれば、除染工事の全体費用や６価クロム含有廃液処理の全体費用を低減でき、処理コストの低減が可能である。そのため、さらなる分解時間の短縮が可能な有機酸の分解技術が求められている。
【０００７】
このような課題を解決するために、除染廃液中に含まれるギ酸等の有機酸を、白金等の貴金属の触媒を用いて過酸化水素等によって分解する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８６４７１号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２６９４号公報
【特許文献３】特開２００３−３３６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような廃液中の有機酸の分解技術では、触媒に使用される金属が高価であるために装置コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
上記に鑑み、本発明は、処理コスト（装置コストを含む）を低減させることのできる廃液中の有機酸の分解方法及びその分解装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、ギ酸及びシュウ酸を含む除染廃液中のシュウ酸を、過酸化水素及び２価の鉄イオンの存在下で分解するシュウ酸分解工程と、前記シュウ酸が分解された前記除染廃液中のギ酸を、ステンレス鋼触媒との接触下で過酸化水素によって分解するギ酸分解工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、処理コスト（装置コストを含む）を低減させることのできる廃液中の有機酸の分解方法及びその分解装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るギ酸の分解装置１の構成および液体の流れを概略的に示す図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のギ酸の分解装置１は、分解槽２と、循環ライン３と、過流ポンプ４と、過酸化水素供給部５と、ヒータ６とを備えている。
【００１５】
分解槽２は、有機酸を含む廃液（以下、「被処理液」と称する。）を収容するもので、少なくとも接液部分がステンレス鋼で構成されている。本実施の形態では、被処理液として、ギ酸を含む水溶液の廃液（以下、単に「ギ酸水溶液」と称する。）を用いている。このステンレス鋼は、分解槽２の構成材料であるとともに、過酸化水素によるギ酸の分解反応における触媒としても機能する。本明細書中において、ステンレス鋼とは、Ｃｒを１１％以上含有する合金鋼をいう。
ギ酸水溶液としては、例えば、６価クロムを含む廃液を廃液処理（具体的には、ｐＨ調整剤としてギ酸を添加してなされた６価クロムの還元処理工程を含む廃液処理）した処理廃液や、ギ酸を含む除染液を用いて化学除染がなされた後の除染液の廃液（除染廃液）を挙げることができる。
【００１６】
循環ライン３は、分解槽２内の被処理液を循環するためのラインであり、少なくとも接液部分がステンレス鋼で構成されている。分解槽２内の被処理液は、過流ポンプ４が設けられた循環ライン３によって循環され、これにより、分解剤である過酸化水素が均一に分散され、効率よく分解される。このステンレス鋼は、循環ライン３の構成材料であるとともに、過酸化水素によるギ酸の分解反応における触媒としても機能する。
【００１７】
過流ポンプ４は、循環ライン３に設けられ、被処理液の流れを形成するものである。過流ポンプ４を用いたのは、被処理液を攪拌するのに適しているので、有機酸（本実施の形態ではギ酸）の分解反応を促進できるためである。過流ポンプ４の接液部分は、ステンレス鋼で構成されている。このステンレス鋼は、過流ポンプ４の接液部分の構成材料であるとともに、過酸化水素によるギ酸の分解反応における触媒としても機能する。
【００１８】
過酸化水素供給部５は、循環ライン３に分解剤として過酸化水素を供給するものである。
ヒータ６は、循環ライン３又は分解槽２に設けられ、被処理液を加熱するものであり、加熱部として機能する。本実施の形態では、ヒータ６は循環ライン３に配置されている。被処理液を加熱することによって、有機酸（本実施の形態ではギ酸）の分解反応を促進することができる。
【００１９】
分解槽２に被処理液（ギ酸水溶液）を満たし、この被処理液を過流ポンプ４によって循環ライン３を介して循環させる。ヒータ６で被処理液を所定温度に昇温させ、過酸化水素供給部５から分解剤として過酸化水素を供給する。ヒータ６による被処理液の加熱温度は、６０℃以上、被処理液（ギ酸水溶液）の沸点の温度（略１００℃）未満が好ましい。加熱温度が６０℃未満であると、ギ酸の分解効率が低下するおそれがあり、加熱温度が被処理液（ギ酸水溶液）の沸点以上であると、ギ酸が蒸発してしまうおそれがある。分解槽２、循環ライン３、及び過流ポンプ４等のギ酸の分解装置１の接液部分を構成するステンレス鋼を触媒として、過酸化水素によって被処理液中のギ酸が分解される。
【００２０】
本実施形態のギ酸の分解装置１によれば、触媒としてステンレス鋼を用いているので、被処理液中のギ酸を短時間で効率的に分解することが可能であり、これにより処理コストを低減することができる。
また、ギ酸の分解装置１によれば、触媒としてステンレス鋼を用いている。ステンレス鋼は、従来用いられていた白金等の貴金属の触媒と比較して安価であるため、装置コストを低減することができる。
また、ギ酸の分解装置１によれば、ギ酸の分解装置１の接液部分を構成するステンレス鋼を、触媒として機能させているので、触媒を別途に設ける必要がない。これにより簡易な構成でステンレス鋼触媒の表面積を大きなものとすることができるので、被処理液中のギ酸をさらに短時間で効率的に分解することが可能であり、これにより処理コストをさらに低減することができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係るギ酸及びシュウ酸の分解装置１０の構成および液体の流れを概略的に示す図であり、図１に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態のギ酸及びシュウ酸の分解装置１０は、分解槽２と、循環ライン３と、過流ポンプ４と、過酸化水素供給部５と、ヒータ６と、紫外線照射装置１１とを備えている。
【００２３】
本実施の形態のギ酸及びシュウ酸の分解装置１０は、第１の実施形態のギ酸の分解装置１に加えて、紫外線照射装置１１をさらに備えている。すなわち、本実施形態のギ酸及びシュウ酸の分解装置１０は、後述するように、ギ酸及びシュウ酸を含む水溶液の廃液がＦｅを溶解しており、かつ紫外線照射装置１１を備えることによって、シュウ酸を優先的に分解した後、ギ酸を分解することができる。
【００２４】
本実施の形態では、被処理液として、ギ酸及びシュウ酸を含む水溶液の廃液（以下、単に「ギ酸及びシュウ酸水溶液」と称する。）を用いている。
ギ酸及びシュウ酸水溶液としては、例えば、ギ酸及びシュウ酸を含む除染液を用いて化学除染がなされた後の除染液の廃液（除染廃液）を挙げることができる。
【００２５】
紫外線照射装置１１は、シュウ酸を優先的に分解するため、被処理液に紫外線を照射するものであり、例えば、低圧水銀ランプを用いることができる。紫外線照射装置１１は、過酸化水素供給部５によって過酸化水素が供給される供給点の後段の循環ライン３に設けられている。なお、紫外線の照射によって、シュウ酸が優先的に分解する詳細については、後述する。
【００２６】
分解槽２に被処理液（ギ酸及びシュウ酸水溶液）を満たし、鉄を溶解させる。この被処理液を過流ポンプ４によって循環ライン３を介して循環させる。ヒータ６で被処理液を、例えば８０℃に昇温させ、過酸化水素供給部５から分解剤として過酸化水素を供給する。この過酸化水素と、鉄が溶解して生成したＦｅ２＋イオンは、反応式（１）で示す反応をし、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成する。
Ｈ２Ｏ２＋Ｆｅ２＋  →  Ｆｅ３＋＋ＯＨ−＋・ＯＨ        ……（１）
【００２７】
このヒドロキシラジカルは、被処理液中のシュウ酸を、反応式（２）に示すように優先的に分解する。ヒドロキシラジカルがシュウ酸を優先的に分解するのは、シュウ酸とヒドロキシラジカルとの反応性が、ギ酸とヒドロキシラジカルとの反応性よりも高いためと考えられる。
（ＣＯＯＨ）２＋２・ＯＨ  →  ２ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ        ……（２）
【００２８】
シュウ酸の優先的な分解を持続させるため、紫外線照射装置１１によって被処理液に紫外線を照射してＦｅ３＋をＦｅ２＋に還元する。Ｆｅ２＋は、過酸化水素と反応してヒドロキシラジカルを生成し、このヒドロキシラジカルがシュウ酸を優先的に分解するためである。
【００２９】
また、紫外線照射装置１１は、過酸化水素供給部５によって過酸化水素が供給される供給点の後段の循環ライン３に設けられているため、紫外線の照射によって、反応式（３）で示す反応をして、未反応の過酸化水素を分解する。
Ｈ２Ｏ２  →  １／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ              ……（３）
【００３０】
ここで、過酸化水素は、紫外線照射装置１１を通過後にゼロになるように、過酸化水素供給部５によって供給することが好ましい。紫外線照射装置１１を通過した未反応の過酸化水素が、分解槽２等を構成するステンレス鋼を触媒として、ギ酸を分解するおそれがあるためである。特に過流ポンプ４によって、被処理液が攪拌されるため、ステンレス鋼を触媒とする過酸化水素によるギ酸の分解反応が促進されるおそれがある。なお、シュウ酸を優先的に分解する利点については、後述する。
【００３１】
被処理液は、紫外線照射装置１１によって紫外線が照射された後、分解槽２に戻り、再び循環ライン３を通り、ヒータ６で昇温され、過酸化水素供給部５から過酸化水素が供給される。Ｆｅ２＋と過酸化水素が反応してＦｅ３＋とヒドロキシラジカルが生成し、このヒドロキシラジカルが被処理液中のシュウ酸を優先的に分解する。紫外線照射装置１１によって被処理液に紫外線を照射して再びＦｅ３＋をＦｅ２＋に還元する。このような経路で被処理液は循環され、次第にシュウ酸が優先的に分解されていく。すなわち、このシュウ酸を優先的に分解する工程では、過酸化水素供給部５による過酸化水素の供給点と紫外線照射装置１１との間で、シュウ酸を優先的に分解し、これ以外のところ（過酸化水素供給部５による過酸化水素の供給点と紫外線照射装置１１との間以外の接液部分）では、紫外線照射装置１１によって過酸化水素を分解することによってギ酸の分解反応を抑制している。
【００３２】
なお、過酸化水素供給部５による過酸化水素の供給点と紫外線照射装置１１との間は、ステンレス鋼で構成されているため、ステンレス鋼を触媒とする過酸化水素によるギ酸の分解反応も競合する。また、ヒドロキシラジカルによるギ酸の分解反応も競合していると考えられる。実験結果によっても、ギ酸の分解が確認されているが、紫外線照射装置１１による紫外線の照射を伴うこの工程では、シュウ酸が優先的に（言い換えれば、ギ酸よりも高い分解率で）分解されていた。ヒドロキシラジカルによるシュウ酸の分解反応は、ステンレス鋼を触媒とする過酸化水素によるギ酸の分解反応及びヒドロキシラジカルによるギ酸の分解反応と比較すると、反応性が高いため、シュウ酸が優先的に分解されたものと考えられる。
【００３３】
シュウ酸が分解された後は、紫外線の照射を停止する。シュウ酸が分解された被処理液中のギ酸は、分解槽２、循環ライン３、過流ポンプ４の接液部分等を構成するステンレス鋼を触媒として、過酸化水素によって二酸化炭素と水に分解される。
【００３４】
本実施形態のギ酸及びシュウ酸の分解装置１０においても、接液部分を構成するステンレス鋼を触媒として機能させて、過酸化水素によってギ酸を分解しているので、第１の実施形態のギ酸の分解装置１と、同様な効果を得ることができる。
【００３５】
ギ酸の分解装置１と同様な効果に加えて、本実施形態のギ酸及びシュウ酸の分解装置１０は、紫外線照射装置１１を備えており、ギ酸及びシュウ酸水溶液にＦｅを溶解させることによって、シュウ酸を優先的に分解することが可能である。また、ギ酸及びシュウ酸の分解装置１０は、接液部分がステンレス鋼で構成されているので、シュウ酸の分解された被処理液中のギ酸を、このステンレス鋼を触媒として過酸化水素により分解することができる。
シュウ酸を優先的に分解することにより、シュウ酸を分解した後、ギ酸の分解途中であっても、陽イオン交換樹脂等を用いて被処理液中の３価の鉄を除去できる。これにより３価の鉄を２価の鉄に還元して陽イオン交換樹脂により除去する工程が不要なため、除染廃液の効率的な廃液処理が可能である。
【００３６】
ここで、ギ酸及びシュウ酸水溶液中の有機酸の分解途中でも、陽イオン交換樹脂等を用いて３価の鉄を除去できる詳細及びその利点について説明する。
ギ酸とシュウ酸の混合除染液は、原子力施設等における放射性物質で汚染された機器の化学除染剤として適用することができる。この放射性物質は、機器表面に生成する酸化鉄が主成分の酸化被膜に含まれ、ギ酸とシュウ酸の混合除染液は、この酸化被膜を還元・溶解してこの放射性物質を除去する。除染終了後は、除染廃液中のギ酸とシュウ酸を分解するが、機器の除染終了後直ちに除染廃液中のギ酸とシュウ酸の分解を行えるため効率的である等の観点から、通常、機器を除染廃液に浸漬したまま除染廃液中のギ酸とシュウ酸の分解が行われる。そのため、除染廃液中のギ酸とシュウ酸の分解中にも、機器表面に残留する酸化被膜から鉄が溶出する。また、本実施の形態では、シュウ酸を優先的に分解させるためギ酸及びシュウ酸水溶液に溶解させた鉄も存在している。これらの溶解した鉄の一部は、被処理液（ギ酸及びシュウ酸水溶液中のシュウ酸が分解された残液）中のギ酸の分解途中において、過酸化水素と反応式（１）に示す反応をして、３価の鉄として被処理液中に存在する。
【００３７】
一般に、有機酸水溶液中の３価の鉄は、シュウ酸と錯体を形成して錯陰イオンとして存在するため、陽イオン交換樹脂では除去できない。しかし、ギ酸のモル分率が０．９３以上においては、全量の３価鉄が陽イオン交換樹脂によって分離できることが確認されている（特開２００４−２８６４７１号公報、第００３５段落）。本実施の形態では、シュウ酸を優先的に分解し、ギ酸及びシュウ酸水溶液中のギ酸のモル分率を０．９３以上に維持してギ酸及びシュウ酸を分解しているため、ギ酸の分解途中でも陽イオン交換樹脂等を用いて３価の鉄を除去できる。これにより、除染廃液の効率的な廃液処理が可能となる。
【００３８】
図３は、第２の実施形態に係るギ酸及びシュウ酸の分解装置の変形例を表す図である。この変形例は、図２に示したギ酸及びシュウ酸の分解装置１０に加えて、ライン１２、陽イオン交換樹脂１３、バルブ１４、１５をさらに備えている。
ライン１２は、分解槽２及び過酸化水素供給部５による過酸化水素の供給点の後段の循環ライン３に接続され、陽イオン交換樹脂１３を備えている。
バルブ１４は、ライン１２における陽イオン交換樹脂１３の前段に配置されている。
バルブ１５は、循環ライン３におけるライン１２との分岐点の後段に配置されている。
【００３９】
紫外線照射装置１１によって紫外線を照射し、被処理液中のシュウ酸を優先的に分解している段階では、バルブ１４を閉、バルブ１５を開にして、イオン交換樹脂１３に被処理液を通過させない。シュウ酸の優先的な分解を終え、紫外線照射装置１１による紫外線の照射を停止し、ギ酸を分解する段階では、バルブ１４を開、バルブ１５を閉にして、イオン交換樹脂１３に被処理液を通過させる。これにより、図３に示す変形例では、ギ酸の分解途中でも陽イオン交換樹脂１３を用いて３価の鉄を除去できるので、ギ酸及びシュウ酸水溶液中の有機酸の分解処理に併せて、３価の鉄等のカチオンを除去できるという利点がある。これにより３価の鉄を２価の鉄に還元して陽イオン交換樹脂により除去する工程が不要なため、除染廃液（ギ酸及びシュウ酸水溶液）の効率的な廃液処理が可能である。
【実施例】
【００４０】
次に、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図４は、ギ酸の模擬分解装置２０の構成を示す図である。図４に示すように、ギ酸の模擬分解装置２０は、模擬廃液であるギ酸水溶液を貯槽した容積１ｄｍ３のガラスビーカー２１と、ギ酸水溶液を攪拌するマグネチックスターラー２２と、ギ酸水溶液に浸漬された５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片であるステンレス鋼触媒２３と、ホットスターラー２４とを備えている。図４のギ酸の模擬分解装置２０を用いて、ステンレス鋼触媒２３の存在下で、過酸化水素によるギ酸の分解試験を行った。試験条件は、ギ酸濃度２０００ｍｇ・ｄｍ−３、温度８０℃、過酸化水素添加濃度は、ギ酸濃度の２倍当量である。ステンレス鋼触媒２３の比表面積は５０ｃｍ２・ｄｍ−３である。ステンレス鋼触媒２３としては、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４（Ｃ  ０．０８重量％以下、Ｓｉ  １．００重量％以下、Ｍｎ  ２．００重量％以下、Ｎｉ  ８．００〜１０．５０重量％、Ｃｒ１８．００〜２０．００重量％、残部はＦｅ及び不可避的不純物）、又はオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３１６（Ｃ  ０．０８重量％以下、Ｓｉ  １．００重量％以下、Ｍｎ  ２．００重量％以下、Ｎｉ  １０．００〜１４．００重量％、Ｃｒ１６．００〜１８．００重量％、Ｍｏ２．００〜３．００重量％、残部はＦｅ及び不可避的不純物）を用いた。ギ酸水溶液中の有機炭素濃度を測定し、ギ酸の分解量の経時変化を求めた。図５は、ギ酸の模擬分解装置２０を用いて、ステンレス鋼触媒２３の存在下で、過酸化水素によりギ酸を分解した結果を示す図である。図５では、比較例として、５０ｍｍ×５０ｍｍのＰｔの試験片を触媒として用いた場合も示している。図５の縦軸は、有機炭素濃度比（残存有機炭素濃度／初期有機炭素濃度）、横軸は時間（ｈ）を示す。
【００４１】
図５から明らかなように、いずれの触媒を用いた場合も有機炭素濃度比は時間の経過とともに減少し、５時間後の分解率はＳＵＳ３０４が９０％、ＳＵＳ３１６が６０％、Ｐｔ（比較例）が８０％であった。過酸化水素によるギ酸の分解は、ステンレス鋼の存在下で、活性化することが確認できた。特に、ＳＵＳ３０４は、比較例のＰｔと比較してもギ酸の分解効率が高く、触媒として特に優れていることが認められた。
【００４２】
（実施例２）
図１のギ酸の分解装置１を用いて、過酸化水素によって模擬廃液であるギ酸水溶液の分解試験を行った。分解槽２、循環ライン３を構成するステンレス鋼には、実施例１で分解効率の最も高かったＳＵＳ３０４を用い、分解槽２は、容積が約２ｄｍ３のものを使用した。試験条件は、ギ酸濃度１００００ｍｇ・ｄｍ−３、ギ酸水溶液の量２Ｌ、ギ酸水溶液の流速０．８５Ｌ／分、温度は５０℃、６０℃、８０℃でそれぞれ行った。過酸化水素添加濃度は、ギ酸濃度の２倍当量である。ギ酸の分解装置１を構成するステンレス鋼の比表面積は５００ｃｍ２・ｄｍ−３以上である。図６は、ギ酸の分解装置１を用いて、ステンレス鋼触媒の存在下で、過酸化水素によりギ酸を分解した結果を示す図である。図６の縦軸は、有機炭素濃度比（残存有機炭素濃度／初期有機炭素濃度）、横軸は時間（ｈ）を示す。
【００４３】
図６から明らかなように、６０℃以上の温度において、３時間後に有機炭素濃度が１０ｍｇ・ｄｍ−３以下に分解された。５０℃では、分解反応が遅く、６時間後でも約３０％の有機炭素が残留した。この結果から、６０℃以上の温度において、ギ酸の分解効率が大きく向上することが確認できた。
また、本実施例の８０℃におけるギ酸の分解を、実施例１のギ酸の模擬分解装置２０を用いた場合（図５）と比較すると、分解時間が約１／２でありながら、小さな有機炭素濃度比を示しており、ギ酸の分解効率が大きく向上していることが確認できた。ギ酸の分解装置１の分解槽２、循環ライン３等をステンレス鋼で構成し、ステンレス鋼触媒の表面積を大きく確保していること、過流ポンプ４によってギ酸水溶液を循環、攪拌することが、ギ酸の分解に有効であることが認められた。
【００４４】
（実施例３）
図２のギ酸及びシュウ酸の分解装置１０を用いて、過酸化水素によって模擬廃液であるギ酸及びシュウ酸水溶液の分解試験を行った。分解槽２、循環ライン３を構成するステンレス鋼には、実施例１で分解効率の最も高かったＳＵＳ３０４を用い、分解槽２は、容積が約２ｄｍ３のものを使用した。紫外線照射装置１１には、低圧水銀ランプ（３２Ｗ）を使用し、ギ酸及びシュウ酸水溶液中には、Ｆｅを６０ｐｐｍ溶解させている。試験条件は、ギ酸濃度２０００ｍｇ・ｄｍ−３、シュウ酸濃度３００ｍｇ・ｄｍ−３、ギ酸及びシュウ酸水溶液の量５Ｌ、ギ酸及びシュウ酸水溶液の流速５Ｌ／分、温度８０℃である。紫外線照射装置１１の出口での過酸化水素添加濃度を、ゼロとした。図７は、ギ酸及びシュウ酸の分解装置１０を用いて、ギ酸及びシュウ酸を分解した結果を示す図である。図７の縦軸は、有機酸濃度（ｍｇ・ｄｍ−３）、横軸は時間（ｈ）を示す。図８は、ギ酸及びシュウ酸の分解装置１０を用いて、ギ酸及びシュウ酸を分解したときのギ酸のモル分率の経時変化を示す図である。シュウ酸の濃度は、過マンガン酸カリウム滴定で定量し、ギ酸の濃度は、有機炭素濃度を測定してギ酸濃度に換算した。
【００４５】
図７から明らかなように、１．５時間後にシュウ酸は、６．８ｍｇ・ｄｍ−３（分解率９８％）まで減少し、ギ酸は７３０ｍｇ・ｄｍ−３残留した。ギ酸及びシュウ酸の分解装置１０を用いて、シュウ酸を優先的に分解できることが確認できた。
図８から明らかなように、ギ酸のモル分率は、試験前のギ酸のモル分率０．９３以上を維持していた。前述したようにギ酸の分解途中において陽イオン交換樹脂によって３価の鉄等のカチオンの除去が可能であることが確認できた。
【００４６】
（参考例）
過酸化水素によるギ酸の分解における有機酸水溶液中に溶解した鉄の影響を確認した。なお、この参考例では、有機酸水溶液中にステンレス鋼触媒を浸漬していない。図９は、ギ酸の模擬分解装置３０の構成を示す図である。図９に示すように、ギ酸の模擬分解装置３０は、模擬廃液であるギ酸水溶液を貯槽した容積１ｄｍ３のガラスビーカー３１と、ギ酸水溶液を攪拌するマグネチックスターラー３２と、ホットスターラー３３とを備えている。図９のギ酸の模擬分解装置３０を用いて、ギ酸水溶液中に鉄を９０ｐｐｍ溶解させて、過酸化水素によるギ酸の分解試験を行った。試験条件は、ギ酸濃度２０００ｍｇ・ｄｍ−３、温度８０℃、過酸化水素添加濃度は、ギ酸濃度の２倍当量である。ギ酸水溶液中の有機炭素濃度を測定し、ギ酸の分解量の経時変化を求めた。また、過酸化物イオン（Ｏ２２−）についても、ＭＥＲＣＫ製の半定量用試験紙でその有無を確認した。図１０は、ギ酸の模擬分解装置３０を用いて、ギ酸水溶液中に鉄を溶解させて、過酸化水素によってギ酸を分解した結果を示す図である。図１０では、比較のため、ギ酸水溶液中に鉄を溶解させていない場合も示している。図１０の縦軸は、有機炭素濃度（ｍｇ・ｄｍ−３）、横軸は時間（ｈ）を示す。
【００４７】
図１０から明らかなように、ギ酸水溶液中に鉄を溶解させていない場合には、有機炭素濃度の減少がほとんど認められず、３時間で１０％の有機炭素が分解した。ギ酸水溶液中にＦｅを９０ｐｐｍ溶解させた場合には、有機炭素濃度が急激に減少した。１時間前後で有機炭素濃度の減少が緩やかになった。この時点でＨ２Ｏ２は検出されなかったため、さらに量論値分（初期のギ酸濃度の基準）の過酸化水素を添加したところ有機炭素濃度は、再び急激に減少した。
以上の結果から、過酸化水素によるギ酸の分解は、ギ酸水溶液中にＦｅを溶解させることによって、活性化することが認められた。
【００４８】
しかしながら、Ｆｅは、アルカリ性の水溶液には溶解しないため、前述した６価クロムを含む廃液には、溶解していない。そのため、６価クロムを還元処理等した後に、この処理廃液中のギ酸を分解するには、新たにＦｅを添加する必要があるが、Ｆｅが２次廃棄物となってしまう。一方、本発明に係るギ酸の分解においては、ステンレス鋼を触媒として、過酸化水素によってギ酸を分解しているため、２次廃棄物の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るギ酸の分解装置の構成および液体の流れを概略的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るギ酸及びシュウ酸の分解装置の構成および液体の流れを概略的に示す図である。
【図３】第２の実施形態に係るギ酸及びシュウ酸の分解装置の変形例を表す図である。
【図４】ギ酸の模擬分解装置の構成を示す図である。
【図５】ギ酸の模擬分解装置を用いて、ステンレス鋼触媒の存在下で、過酸化水素によりギ酸を分解したときの経時変化を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るギ酸の分解装置を用いて、ステンレス鋼触媒の存在下で、過酸化水素によりギ酸を分解したときの経時変化を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るギ酸及びシュウ酸の分解装置を用いて、ギ酸及びシュウ酸を分解したときの経時変化を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るギ酸及びシュウ酸の分解装置を用いて、ギ酸及びシュウ酸を分解したときのギ酸のモル分率の経時変化を示す図である。
【図９】参考例に係るギ酸の模擬分解装置の構成を示す図である。
【図１０】参考例に係るギ酸の模擬分解装置を用いて、ギ酸水溶液中に鉄を溶解させて、過酸化水素によりギ酸を分解したときの経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…ギ酸の分解装置、２…分解槽、３…循環ライン、４…過流ポンプ、５…過酸化水素供給部、６…ヒータ、１０…ギ酸及びシュウ酸の分解装置、１１…紫外線照射装置、１２…ライン、１３…陽イオン交換樹脂、１４，１５…バルブ、２０，３０…ギ酸の模擬分解装置、２１，３１…ガラスビーカー、２２，３２…マグネチックスターラー、２３…ステンレス鋼触媒、２４，３３…ホットスターラー。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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