(57)【要約】【課題】廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染を防止する汚染防止方法において、有害物質の発生を伴わうことがなくて、隣接する海域の海水の二次的な汚染を惹起することがない防止方法を提供する。【解決手段】廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染を防止する方法および防止装置であり、海面埋立処分場内の埋立廃棄物から浸出して前記海域に流出する浸出水を、同海域に流出する前の段階で無隔膜電解により電解処理する防止方法、および、当該防止方法を容易に実施し得る防止装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染を防止する方法であり、前記海面埋立処分場内の埋立廃棄物から浸出して前記海域に流出する窒素成分含有の浸出水を、同海域に流出する前の段階で、無隔膜電解による電解処理に付すことを特徴とする海水汚染の汚染防止方法。
【請求項２】
請求項１に記載の海水汚染の汚染防止方法において、前記海面埋立処分場は、所定の海域を区画する区画池に形成されて埋立廃棄物から浸出する浸出水が同区画池内の海水中に流出するように構成されていて、同区画池内の浸出水を有する海水を被処理水として前記無隔膜電解により電解処理し、同無隔膜電解により電解処理された処理水を隣接する海域にする排水することを特徴とする海水汚染の汚染防止方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の海水汚染の汚染防止方法において、前記無隔膜電解による電解処理の対象である被処理水は、同電解処理に際して、同被処理水に浮遊する混在物を除去するための除去処理に付されることを特徴とする海水汚染の汚染防止方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の海水汚染の汚染防止方法において、前記無隔膜電解による電解処理では、被処理水中の窒素成分１ｍｍｏｌ当たり０．５ｋＣ以下の電気量を付与することを特徴とする海水汚染の汚染防止方法。
【請求項５】
廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染を防止するための汚染防止装置であり、無隔膜電解槽と、前記海面埋立処分場の区画池内の浸出水を含有する海水を被処理水として前記無隔膜電解槽内に供給する給水管路と、前記無隔膜電解槽で電解処理された処理水を前記海域へ排水する排水管路を備えることを特徴とする海水汚染の汚染防止装置。
【請求項６】
請求項５に記載の海水汚染の汚染防止装置において、前記給水管路の途中には、前記被処理水中に浮遊する混在物を除去する除去処理装置が介装されていることを特徴とする海水汚染の汚染防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水汚染を防止するための汚染防止方法、および、汚染防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物の海面埋立処分場の埋立廃棄物から浸出する浸出水は、当該海面埋立処分場に隣接する海域に排出されるのが一般である。埋立廃棄物から浸出する浸出水には、難分解性有機化合物や、富栄養化の要因となる各種形態の窒素成分を高濃度に含有していることから、当該浸出水を適切に処理しなければ、当該浸出水が排水される海域では、当該浸出水が含有する種々の窒素成分による海水の汚染は避けられない。埋立廃棄物は、大量であることから、当該浸出水が含有する窒素成分、主としてアンモニウムイオンに海水汚染は大きな問題となる。このため、当該浸出水による窒素成分による海水汚染の問題に対処する適切な対処法が要請される。
【０００３】
現在、海水汚染に対する有力な処理方法として挙げられているものに、不連続点塩素処理として知られている、次亜塩素酸とアンモニアの反応による窒素処理法がある。また、当該窒素処理法とは原理的には同一であって、当該窒素処理法より容易に行うことができ、かつ、処理の対象である被処理水を大量に処理可能である電気化学的な処理方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
当該特許文献１にて提案されている処理方法は、「海水中のアンモニアの除去方法」なる名称で提案されているもので、特定の海域での海水汚染に対処するものではないが、鮮魚貝類の搬送用水槽や活魚貝類店舗に設置の水槽に収容されている海水中のアンモニアを除去することを意図したものである。当該除去方法は、アンモニアまたはアンモニウムイオンを含有する海水中に陽極電極および陰極電極を設置してこれら両電極間の電流を印加することによって、アンモニアまたはアンモニウムイオンを分解除去するものである。当該除去方法は、簡略的に換言すれば、汚染された海水を無隔膜電解により電解処理することからなる除去方法である。
【特許文献１】特開２００１−４７０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本発明者等は、当該電解処理による除去方法を、廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染対策に適用する試みを行ったところ、汚染された海水を無隔膜電解により電解処理する場合には、電解時に過剰に発生する塩素が被処理水である海水中の有機物や臭素と反応して、ハロゲン化有機物や次亜臭素酸、臭素酸等の有害な物質が発生するおそれがあることの知見を得た。これらの有害物質の発生は、作業者に対して有害であることは勿論であるが、隣接する海域での二次的な海水汚染を惹起することになる。このため、当該電解処理による除去方法を、廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の汚染された海水の処理法として採用することは、適当な手段とは言えない。本発明の目的は、このような有害物質の発生を皆無または大幅に抑制することができて、隣接する海域での二次的な海水汚染を惹起することがない、海水汚染の汚染防止方法および汚染防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染を防止する汚染防止方法、および、汚染防止装置に関する。本発明に係る海水汚染の汚染防止方法は、前記海面埋立処分場内の埋立廃棄物から浸出して前記海域に流出する窒素成分含有の浸出水を、同海域に流出する前の段階で、無隔膜電解による電解処理に付すことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る海水汚染の汚染防止方法は、前記海面埋立処分場が、所定の海域を区画して区画池に形成されて埋立廃棄物から浸出する浸出水が同区画池内の海水中に流出するように構成されている海面埋立処分場に好適に適用することができる。この場合には、前記区画池内の浸出水を含有する海水を被処理水とし、当該被処理水を前記無隔膜電解による電解処理に付して、同無隔膜電解により電解処理された処理水を隣接する海域に排水するようにする。
【０００８】
また、本発明に係る海水汚染の汚染防止方法においては、前記無隔膜電解による電解処理の対象である被処理水は、同電解処理に際して、同被処理水に浮遊する混在物を除去するための除去処理に付すようにすることが好ましい。また、本発明に係る海水汚染の汚染防止方法においては、前記被処理水の無隔膜電解による電解処理では、被処理水中の窒素成分１ｍｍｏｌ当たり０．５ｋＣ以下の電気量を付与するようにすることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る海水汚染の汚染防止装置は、廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染を防止するための防止装置であり、無隔膜電解槽と、前記海面埋立処分場の区画池内の浸出水を含有する海水を被処理水として前記無隔膜電解槽内に供給する給水管路と、前記無隔膜電解槽で電解処理された処理水を前記海域へ排水する排水管路を備えることを特徴とするものである。本発明に係る海水汚染の汚染防止装置においては、前記給水管路の途中に、前記被処理水中に浮遊する混在物を除去する除去装置を介装するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
無隔膜電解により海水を電解処理して、海水が含有するアンモニア等の各種形態の窒素成分を除去する方法（電気分解脱窒法）は、不連続点塩素処理として知られている次亜塩素酸とアンモニアの反応による窒素処理法とは原理的に同一のものである。海水を被処理水とする無隔膜電解では、陽極電極近傍で被処理水中の塩素イオンが塩素に酸化され、塩素の不均化反応によって生成した次亜塩素酸がアンモニアと反応して、モノクロルアミンやジクロルアミンが逐次生成される。ジクロルアミンは、速やかにモノクロルアミンと反応し、窒素ガスを生成することによって脱窒反応が起こる。
【００１１】
当該電気分解脱窒法の問題点は、過剰に生成した塩素が海水に溶存する有機物や臭素と反応して、ハロゲン化有機物、次亜臭素酸、臭素酸等の有害物質に変換されることにある。通常、海水は臭素を高濃度に含有していることから、当該電気分解脱窒法では、過剰に生成した塩素の上記した各有害物質への変換は不可避であって、特に、次亜臭素酸は海産生物に対して毒性を示し、また、臭素酸には発ガン性が報告されている。従って、当該電気分解脱窒法を海水の防止対策として採用する場合には、上記した各有害物質の発生を極力抑制し、海水の二次的な汚染を防止する必要がある。
【００１２】
本発明に係る海水汚染の汚染防止方法は、基本的には、当該電気分解脱窒法と同様の無隔膜電解による電解処理を採用するものであるが、無隔膜電解による電解処理の対象（被処理水）を、海面埋立処分場内の埋立廃棄物から浸出する窒素成分含有の浸出水であって、隣接する海域に流出する前のものである。当該浸出水は、基本的には、海面埋立処分場内に存在する海水を大量に含有している。換言すれば、当該浸出水は、海面埋立処分場内に存在する海水中に混在している状態にあって、海水を大幅に希釈している状態にある。
【００１３】
本発明に係る海水汚染の汚染防止方法では、浸出水にて大幅に希釈されている海水を被処理水としている。このため、当該被処理水中には、通常の海水に対して臭素成分の濃度が低く、また、塩素成分の濃度も低い。このため、当該被処理水を被電解水とする無隔膜電解では、通常の海水を被電解水とする無隔膜電解に比較して、陽極電極近傍では塩素が過剰に生成されることもなく、被処理水中の臭素成分が少ないこともあって、生成する塩素と被処理水中の臭素との反応は大幅に抑制される。また、塩素の副反応は、被処理水中にアンモニアがなくなると活発化することから、被処理水中にアンモニアがわずかに残存する程度で電解処理を停止することにより、余剰の塩素と溶存有機物や臭素との反応を極力抑制することができる。この結果、海面埋立処分場に隣接する海域での、当該海面埋立処分場から浸出する浸出水による海水汚染を効果的に防止することができる。
【００１４】
一般に、海面埋立処分場は所定の海域を区画した区画池に形成されていて、埋立廃棄物は当該区画池に投棄される。また、当該区画池内に投棄された廃棄物からから浸出する浸出水は、当該区画池内の海水中に流出するようになっている。このため、本発明に係る海水汚染の汚染防止方法では、前記区画池内の浸出水を含有する海水（浸出水で希釈された海水）を被処理水として無隔膜電解による電解処理に付す。換言すれば、当該被処理水を被電解水として、無隔膜電解による電解処理を行う。電解処理された処理水は、隣接する海域にする排出する手段を採ることができる。この場合、電解処理の妨げとなる被処理水中に浮遊する混在物を除去しておくことが好ましい。また、本発明に係る海水汚染の汚染防止方法での無隔膜電解では、被処理水中の窒素成分１ｍｍｏｌ当たり０．５ｋＣ以下の電気量を付与することが好ましく、これにより、当該被処理水の無隔膜電解による電解処理を効率よく行うことができる。
【００１５】
本発明に係る海水汚染の汚染防止方法は、本発明に係る海水汚染の汚染防止装置、すなわち、無隔膜電解槽と、海面埋立処分場の区画池内の浸出水を含有する海水を被処理水として無隔膜電解槽内に供給する給水管路と、無隔膜電解槽で電解処理された処理水を隣接する海域へ排水する排水管路を備える汚染防止装置、好ましくは、前記給水管路の途中に、被処理水中に浮遊する混在物を除去するための除去装置を介装されている汚染防止装置にて容易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、廃棄物の海面埋立処分場に隣接する海域の海水汚染を防止する汚染防止方法、および、当該汚染防止方法を実施するための防止装置（汚染防止装置）に関する。図１には、本発明の一実施形態に係る汚染防止装置を示している。当該汚染防止装置Ａは、海面埋立処分場Ｂ内に設置されて、海面埋立処分場Ｂを形成している区画池ｂ内に貯留する貯留水を無隔膜電解による電解処理に付し、電解処理された処理水を、海面埋立処分場Ｂに隣接する海域Ｃに排出させるべく機能する。
【００１７】
当該汚染防止装置Ａは、濾過器１１、無隔膜電解槽１２、海面埋立処分場Ｂの区画池ｂ内の滞留水を濾過器１１に給水する第１給水管路１３ａ、濾過器１１で濾過処理された処理水を無隔膜電解槽１２に給水する第２給水管路１３ｂ、無隔膜電解槽１２で電解処理された処理水を隣接する海域Ｃに排出する流出管路１３ｃ、第１給水管路１３ａの途中に切替弁１４を介して連結されている排水管路１３ｄ、および、第１給水管路１３ａの切替弁１４より上流側に介装されている給水ポンプ１５を備えている。
【００１８】
当該汚染防止装置Ａを構成する濾過器１１は、器本体内にガラス繊維濾紙（孔径１μｍ）およびニトロセルロース製メンブレンフィルタ（孔径０．４５μｍ）の２種類の濾過材を並列して収容してなるもので、器本体の上流側には第１給水管路１３ａが連結され、かつ、器本体の下流側には第２給水管路１３ｂが連結されている。かかる構成の濾過器１１においては、給水ポンプ１５の駆動によって、海面埋立処分場Ｂの区画池ｂ内の貯留水が、第１給水管路１３ａを通って器本体内に供給され、器本体内に供給された貯留水は、各濾過材を透過して濾過処理される。濾過処理された処理水は、第２給水管路１３ｂを通って、後述する無隔膜電解槽１２に被電解水として供給される。当該濾過器１１では、濾過精度の高い濾過材を採用しているが、大量の被処理水の処理では、被処理水に浮遊する混在物が除去できる程度の粗い濾過材を採用することが好ましい。
【００１９】
当該汚染防止装置Ａを構成する無隔膜電解槽１２は、槽本体１２ａ内に一対の電極１２ｂ，１２ｃを配設して、槽本体１２ａ内を電解室Ｒに形成されているもので、電解室Ｒの上流側には第２給水管路１３ｂが連結され、かつ、電解室Ｒの下流側には流出管路１３ｃが連結されている。かかる構成の無隔膜電解槽１２は、濾過器１１で濾過処理された処理水を被電解水とするもので、当該処理水は第２給水管路１３ｂを通って電解室Ｒに供給される。電解室Ｒに供給された被電解水は、所定の電解電流により無隔膜電解される。電解処理された処理水は、流出管路１３ｃを通って、隣接する海域Ｃに排出される。
【００２０】
当該汚染防止装置Ａの運転は、制御装置１６によって制御される。制御装置１６は、作業者が運転開始スイッチを操作することにより動作し、給水ポンプ１５の駆動を開始するとともに、無隔膜電解槽１２の両電極に直流電流を印加する。これにより、当該汚染防止装置Ａの運転が開始され、給水ポンプ１５は、海面埋立処分場Ｂの区画池ｂ内の滞留水を、第１給水管路１３ａを通って濾過器１１の器本体内に供給する。器本体内に供給された滞留水は各濾過材を透過し、この間不溶性の混在物質を捕捉され、濾過処理された処理水となる。濾過処理された処理水は、第２給水管路１３ｂを通り、被電解水として無隔膜電解槽１２に供給される。被電解水は、無隔膜電解槽１２の電解室Ｒ内で電解処理を受け、電解処理された処理水は、流出管路１３ｃを通して隣接する海域Ｃに排出される。
【００２１】
無隔膜電解槽１２の電解室Ｒで無隔膜電解を受ける被電解水は、海面埋立処分場Ｂの区画池ｂ内に滞留する海水を基本的な成分として、これに、海面埋立処分場Ｂの埋立廃棄物から浸出してくる浸出水が混入して希釈されているものであって（以下滞留水という）、当該滞留水中の不溶性の混在物質を除去されているものである。当該被電解水は、隣接する海域Ｃの海水の略半分の濃度の成分を含有しているとともに、埋立廃棄物に起因するアンモニア等の窒素成分を含有している。
【００２２】
当該被電解水の無隔膜電解では、陽極電極の近傍では塩素イオンの酸化により生成する塩素と窒素成分が反応して下記式（１）〜（６）に示す各反応式が形成されるとともに、臭素成分と窒素成分およびこれらの反応生物が反応して下記式（７）〜（１０）に示す各反応式が形成される。
【００２３】
【化１】
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【００２４】
【化２】
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【００２５】
このように、当該被電解水の無隔膜電解では、陽極電極の近傍で発生する塩素と窒素成分であるアンモニアが速やかに反応して脱窒が生じる。また、被電解水中の臭素成分である臭素イオンは反応生成物の脱窒反応を促進する。この場合、臭化アミン類が副生成物として生成されるが、臭化アミン類は寿命が短くて電解中に消失して反応系には残存しない。また、当該被電解水は、海面埋立処分場Ｂに隣接する海域Ｃの海水に比較して、塩成分および臭素成分の濃度が極めて低いため、通常の成分濃度の海水を無隔膜電解する場合に比較して、塩素の発生が少なく、被反応物質である臭素成分の含有量が少ないことと相まって、ハロゲン化有機物や次亜臭素酸、臭素酸等の有害な物質の発生が大幅に抑制される。このため、無隔膜電解槽１２で無隔膜電解による電解処理された処理水には、ハロゲン化有機物や次亜臭素酸、臭素酸等の有害な物質がほとんど存在せず、当該処理水を隣接する海域Ｃに排出しても、当該海域Ｃの窒素成分、特に、アンモニウムを主体とする海水の二次的に汚染するおそれはない。当該無隔膜電解槽１２による無隔膜電解では、両電極１２ｂ，１２ｃに印加する直流電流を、当該被電解水２Ｌ当たりの電気量が４ｋＣとなるように設定することが好ましい。
【実施例１】
【００２６】
本実施例では、本発明に係る汚染防止方法の効果を確認する実験を試みた。本実験では、大阪市域の北港廃棄物処分場の酸化池内に滞留する水、および、当該酸化池に隣接する海域の海水を採取し、酸化池内の滞留水については、ガラス繊維濾紙（孔径１μｍ：アドバンテック社製ＧＳ２５）、および、ニトロセルロース製メンブレンフィルター（孔径０．４５μｍ：アドバンテック社製）で２段階の濾過処理に付し、これを一旦冷蔵保存して供試水１とした。また、当該酸化池に隣接する海域の海水については、上記した濾過処理と同様の濾過処理に付した後、塩素イオン濃度が滞留水と同程度となるように、蒸留水で０．６７倍になるように希釈し、これを一旦冷蔵保存して供試水２とした。供試水１の主要成分は、アンモニア（ＮＨ4+）が約４．０ｍＭ、塩素（Ｃｌ-）が約３００ｍＭ、臭素（Ｂｒ-）が約０．５ｍＭであり、供試水２の主要成分は、アンモニア（ＮＨ4+）が約４．０ｍＭ、塩素（Ｃｌ-）が約３００ｍＭ、臭素（Ｂｒ-）が約０．５ｍＭである。
【００２７】
無隔膜電解処理では、容量２Ｌの電解槽を用い、これらの各供試水１，２をそれぞれ被電解水として電解槽に満たし、各供試水１，２を水流ポンプで循環しつつ、水温約２５℃、印加電流２．５Ａの下で電解処理を行い、供試水中の各成分の経時的変化を測定した。各成分の化学分析では、各態窒素濃度および臭素イオン濃度についてはBran Luebbe製自動分析計（TRAACS800）によって測定し、残留塩素、モノクロールアミン、ジクロルアミンについてはDPD指示薬によって分析した。なお、アンモニア濃度およびモノクロルアミン濃度については、インドフェノール法および改変インドフェノール法によっても測定し、自動分析計および滴定法による計測結果の確認を行っている。得られた電解処理の結果を、供試水１に対する結果を図１に示すとともに、供試水２に対する結果を図２に示す。
【００２８】
但し、各グラフの横軸は、電解処理時の各供試水１，２に付与する経時的電気量を示しており、当該電気量は、印加電流値と電解処理時間とから算出したものである。従って、横軸は、電解処理の経過時間と同等のものである。また、「アンモニウム：ＮＨ4+」濃度は、インドフェノール青法により測定したもので、原理的には、未反応のアンモニウムイオンとモノクロールアミンの合計の濃度となり、他の反応副生物がなければ、全窒素濃度を表すものと解される。
【００２９】
供試水１，２を被電解水とする無隔膜電解においては、「アンモニウム」濃度および全窒素濃度は経時的にほぼ直線的に減少し、アンモニアに対して０次反応とされるオゾンとの反応と同様である。亜硝酸は蓄積しないが、アンモニアの一部は硝酸として残留するため、電解を継続しても、全窒素は完全にはなくならない。各グラフで示す「アンモニウム」は、インドフェノール青法により測定したもので、アンモニアと次亜塩素酸の反応生成物であるモノクロルアミンを含むと考えられるが、DPD試薬により酸化力として測定されるモノクロルアミンやジクロルアミンはほとんど認められない。また、電解処理中の臭素イオン濃度には、変化はほとんど認められない。
【００３０】
酸化池内の滞留水である供試水１を被電解水とする電解処理では、溶解している有機物の濃度が高いことから多様な反応が発生している可能性があるが、隣接する海域の海水を希釈してなる供試水２を被電解水とする電解処理においても、電解時の反応は同様の傾向にあることが認められる。不連続点塩素処理として知られている次亜塩素酸とアンモニアの反応による従来の窒素処理法を実施している実験では、脱窒反応における臭素の影響が大きいことを確認しているが、各供試水１，２を被電解水とする電解処理では、臭素は、見かけ上、脱窒反応には関わっていないように見受けられる。
【００３１】
被電解水である供試水１，２では、塩素イオン濃度が３００ｍＭと高く、陽極電極の近傍で生じた塩素とアンモニアの濃度比は不連続点（break point）を越えるものと考えられる。このため、ジクロルアミンが生成し、直ちに脱窒反応が生じる原因となるものと思われる。また、塩素がアンモニアと反応する場合、塩酸が生じてｐＨが低下すると、アンモニアは反応に与らないアンモニウムイオンになるので、アンモニア／塩素比がさらに小さくなり、脱窒反応が起こり易くなるものと考えられる。なお、アンモニア濃度自体が低下するので反応速度は遅くなり、副反応を起こしやすくなるもと考えられる。
【実施例２】
【００３２】
本実施例では、供試水である被電解水中の臭素イオンの脱窒反応に及ぼす影響の有無を確認するため、臭素イオンを含有する模擬海水と臭素イオンを含有しない模擬海水を調製して、これらの模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の実験を試みた。模擬海水は、精製水を基本原料とし、これに塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、硫化アンモニウムを添加して調製した。臭素イオンを含有する模擬海水である供試水３の主要成分は、アンモニア（ＮＨ4+）が４．０ｍＭ、塩素（Ｃｌ-）が３００ｍＭ、臭素（Ｂｒ-）が０．５ｍＭである。また、臭素イオンを含有しない模擬海水である供試水４の主要成分は、アンモニア（ＮＨ4+）が４．０ｍＭ、塩素（Ｃｌ-）が３００ｍＭ、臭素（Ｂｒ-）が０である。本実施例では、このように調製された各供試水３，４を被電解水として、実施例１と同様の条件で無隔膜電解による電解処理を行って、各成分の経時的な変化を測定した。得られた電解処理の結果を、供試水３に対する結果については図４に示すとともに、供試水４に対する結果については図５に示す。
【００３３】
供試水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果においては、臭素イオンが存在しない供試水４を被電解水とする電解処理では、臭素イオンが存在する供試水３を被電解水とする電解処理に比較して、「アンモニウム」が消失するまでの時間が遅延し、全窒素濃度との値の差が大きくなるが、電解処理による全窒素濃度は時間とともに直線的に減少する。電解処理では、陽極電極の近傍で塩素イオンの酸化により生成した塩素がアンモニアと反応してモノクロルアミンが生成されるとともに（下記式１１を参照）、水和して次亜塩素酸が生成される（下記式１２を参照）。しかしながら、アンモニアとの反応速度係数は、次亜塩酸より、塩素が直接反応する場合の方が大きく、塩素とアンモニアとの反応は有利に進行する。
【００３４】
臭素イオンが存在する供試水３を被電解水とする電解処理と、臭素イオンが存在しない供試水４を被電解水とする電解処理とでは、反応速度に差があることは認められるが、反応時間中の臭素イオン濃度自体にはあまり変動が認められない。これは、一連の反応が終了した後に、臭素イオンが復元されるためと考えられる。
【００３５】
【化３】
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【実施例３】
【００３６】
無隔膜電解による電解処理で発生している反応に及ぼす臭素イオンの影響を確認するため、臭素イオンおよび塩素イオン、または塩素イオンを添加し、各成分の添加量を異にする４ｍＭのアンモニア（ＮＨ4+）を主要成分とする模擬海水を調製し、これらの各供試水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理を行った。臭素イオンおよび塩素イオンを含有する供試水を被電解水とする電解処理の結果を図６のグラフに示し、かつ、塩素イオンを含有し臭素イオンを含有しない供試水を被電解水とする電解処理の結果を図７のグラフに示す。
【００３７】
これらの供試水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果においては、４ｍＭ程度の低濃度の塩素イオンの添加では、脱窒反応はほとんど認められないが、低濃度の臭素イオンの存在により脱窒反応が進行し、臭素イオン濃度の増加に伴い脱窒反応速度が増加することが確認される（臭素添加系：図６のグラフを参照）。この傾向は、塩素イオンが臭素イオンに比較して大過剰に存在する場合でも認められることから、塩素イオンの存在下でも、臭素イオンが脱窒反応に関わっているものと考えられる。臭素イオンが存在せずに塩素イオンが存在している場合（臭素無添加系）、塩素イオンが２０ｍＭ程度の添加で、臭素イオン単独で１ｍＭ添加した場合と同程度の脱窒反応速度が得られることが確認される（図７のグラフを参照）。
【００３８】
臭素イオンが存在すると反応効率が高まることを確認するために、排塩素ガスをヨウ化カリウム溶液で捕集し、アンモニアなどとの反応に寄与しなかった塩素量を経時的に測定し、その結果を、臭素イオン無添加系については図８のグラフに示し、臭素イオン添加系については図９のグラフに示す。但し、両図のグラフは、電解電流値を１．０Ａ，２．５Ａ，５．０Ａに設定した各電解処理の結果である。
【実施例４】
【００３９】
本実施例では、供試水である被電解水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理における電解電流値と反応副生成物を確認するため、実施例２で採用している供試水と同一組成の模擬海水を調製して、当該模擬海水である供試水を被電解水とし、電解電流値を１．０Ａ，２．５Ａおよび５．０Ａとする無隔膜電解による電解処理を行って、各成分の経時的な変化を測定した。得られた電解処理の結果を、全窒素濃度の経時的変化については図１０のグラフに示し、全窒素濃度の電解に付与した電気量の関係については図１１のグラフに示し、硝酸生成量の電解に付与した電気量の関係については図１２のグラフに示す。なお、当該供試水の主要成分は、アンモニア（ＮＨ4+）が４．０ｍＭ、塩素（Ｃｌ-）が３００ｍＭ、臭素（Ｂｒ-）が０．５ｍＭである。
【００４０】
当該供試水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果においては、電解電流値を高く設定すると、アンモニウムイオンが消失するまでの時間が短縮される（図１０のグラフを参照）。図１１のグラフは、図１０のグラフの横軸を、同グラフの結果の経時時間から算出した電気量に変更したグラフであり、図１２のグラフは、硝酸生成量と電解処理に付与した電気量との関係を示すグラフである。また、図１３のグラフは、当該供試水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の反応で直線的な変化を示す区間を利用して算出した電気量当たりの反応率の関係を示すグラフである。これらの結果から、電解電流値が高くなるほど、全窒素およびアンモニアの減少速度が速くなり、かつ、硝酸生成速度や排塩素ガス発生速度が抑制されることが確認される。また、無隔膜電解による電解処理の効率を高め、かつ、有害な副産物の生成を抑制するには、被処理水中の窒素成分１ｍｍｏｌ（ｍＭ）当たり０．５ｋＣ以下の電気量を付与することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る汚染防止装置の全体を示す概略図である。
【図２】廃棄物の海面埋立処分場の酸化池内の滞留水を濾過処理してなる処理水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である各成分の経時的（電気量）変化を示すグラフである。
【図３】同海面埋立処分場に隣接する海域の海水を濾過処理および希釈処理してなる希釈海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である各成分の経時的（電気量）変化を示すグラフである。
【図４】臭素添加系模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である各成分の経時的（電気量）変化を示すグラフである。
【図５】臭素無添加系模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である各成分の経時的（電気量）変化を示すグラフである。
【図６】アンモニア−塩素−臭素系調製水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である塩素−臭素の添加量と反応率の関係を示すグラフである。
【図７】アンモニア−塩素系調製水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である塩素の添加量と反応率の関係を示すグラフである。
【図８】臭素無添加系模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である排塩素ガス発生の経時的（電気量）変化を示すグラフである。
【図９】臭素添加系模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である排塩素ガス発生の経時的（電気量）変化を示すグラフである。
【図１０】模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である全窒素濃度の経時的変化を示すグラフである。
【図１１】模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である全窒素濃度と付与電気量との関係を示すグラフである。
【図１２】模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である硝酸生成量と付与電気量との関係を示すグラフである。
【図１３】模擬海水を被電解水とする無隔膜電解による電解処理の結果である反応率と付与電気量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ…汚染防止装置、Ｂ…海面埋立処分場、ｂ…酸化池、Ｃ…隣接する海域、１１…濾過器、１２…無隔膜電解槽、１２ａ…槽本体、１２ｂ，１２ｃ…電極、１３ａ…第１給水管路、１３ｂ…第２給水管路、１３ｃ…流出管路、１３ｄ…排水管路、１４…切替弁、１５…給水ポンプ、１６…制御装置。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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