(57)【要約】【課題】  揮発性有機化合物を含有する処理ガスを大気中に排出することなく濃縮ガスを得ることを目的とする。【解決手段】  濃縮手段から排出される揮発性有機化合物を含有する処理ガスを濃縮手段前段の曝気手段に戻し、揮発性有機化合物を含有する処理ガスが大気中に放出されないよう装置内を循環させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物が溶解されている水溶液を導入する水溶液導入口と、前記水溶液から前記揮発性有機化合物を曝気するための気体を導入する気体導入口とを有する曝気手段と、前記曝気手段に後続する濃縮手段とを有し、前記濃縮手段は前段の前記曝気手段から排出される前記揮発性有機化合物含有ガスを濃縮する手段であり、前記濃縮された前記揮発性有機化合物含有ガスを排出する前記揮発性有機化合物含有ガス排出口と、前記濃縮された前記揮発性有機化合物含有ガスが除去された前記気体を前記濃縮手段から前記曝気手段へ返還する返還路を有することを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物等で汚染された水を浄化し、効率よく濃縮された揮発性有機化合物含有ガスを得るための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジクロロメタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス１，２−ジクロロエチレン、四塩化炭素等の揮発性有機化合物は、機械工業、電子工業、クリーニング業などの様々な産業分野で利用価値が高く多用されている。しかし、これらの揮発性有機化合物により汚染された水がそのまま排出されたり、土壌中に漏出したりした場合には水環境や土壌、地下水に深刻な汚染が生じることになる。上記揮発性有機化合物等の発ガン性を有する物質の混入は厳格に規制されなければならないし、強い臭気を発することもあり、揮発性有機化合物を排除する必要が生じる。除去方法としては、例えば曝気装置などを導入し、この曝気装置内で気液接触により揮発性有機化合物を空気中に蒸発移行させて水から除去するなどの処理が行われる（特許文献１）。曝気処理により得られた揮発性有機化合物含有ガスはその後、活性炭等に吸着されて焼却処理されるか、光触媒やオゾン酸化、紫外線照射、光機能水処理装置などの分解装置によって直接分解されるか、あるいは分離回収される。しかしながら数ｐｐｍ程度のごく低濃度の汚染の場合、曝気により得られた揮発性有機化合物含有ガスは上記のような直接分解法を適用するには低濃度過ぎるため、効率的な分解をおこなうためには曝気装置と処理装置との間にガス濃縮装置を設置する必要がある。
【特許文献１】特開２００１−０２９９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
曝気により得られた揮発性有機化合物含有ガスを濃縮装置に導入すると濃縮ガスと処理ガスが得られ、濃縮ガスは後段の処理装置に送られる。処理ガスは通常大気中に放出されるが、導入される揮発性有機化合物含有ガスの濃度や濃縮倍率によっては十分に揮発性有機化合物が除去されていない処理ガスが大気中に放出されるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで本発明は、分解対象物質が溶解されている水溶液を導入する水溶液導入口と、前記水溶液から前記分解対象物質を曝気するための気体を導入する気体導入口とを有する曝気手段と、前記曝気手段に後続する濃縮手段とを有し、前記濃縮手段は前段の前記曝気手段から排出される前記分解対象物質ガスを濃縮する手段であり、前記濃縮された前記分解対象物質ガスを排出する前記分解対象物質ガス排出口と、前記濃縮された前記分解対象物質ガスが除去された前記気体を前記濃縮手段から前記曝気手段へ返還する返還路を有することを特徴とする水処理装置を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、揮発性有機化合物含有の処理ガスを大気中に放出することなく効率的に水を浄化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本実施の形態は濃縮手段から排出される処理ガスを曝気手段に導入することを特徴とする。
【０００７】
図１は本実施形態に係る水処理装置の模式図である。
【０００８】
符号１は原水、２は媒体ガス、２ａは外気、２ｂは外気取り入れ口、２ｃは媒体ガス導入部、３は曝気手段、４は揮発性有機化合物含有ガス、５は処理水、６は揮発性有機化合物濃縮手段、７は濃縮ガス、８は処理ガス、８ａ処理ガス循環ラインである。この図１に示したとおり８ａ処理ガス循環ラインによって８の処理ガスが２ａの外気と混合して２の媒体ガスとなり、３の曝気手段に導入される。
【０００９】
図２は本実施形態に係る水処理装置の構成図である。ただし本実施の形態の構成は図２の詳細にこだわらない。
【００１０】
符号１は原水、２は媒体ガス、２ａは外気、２ｂは外気取り入れ口、２ｃは媒体ガス導入部、３は曝気手段、３ａは処理塔、３ｂは漏れ棚、４は揮発性有機化合物含有ガス、４ａは揮発性有機化合物含有ガス導入ライン、４ｂは送風機である。また、５は処理水、６は揮発性有機化合物濃縮手段、６ａは吸着剤、６ｂはローターでローター６ｂないの処理ゾーンを６ｃ、再生ゾーンを６ｄで表した。また６ｅはヒーター、７は濃縮ガス、７ａ濃縮ガス循環ライン、８は処理ガス、８ａ処理ガス循環ラインである。９は後段の処理手段、１０は浄化ガスである。
【００１１】
原水１は曝気手段３に導入され、揮発性有機化合物を除去するための媒体ガス２と気液比１０〜１００倍程度で接触することにより揮発性有機化合物含有ガス４と揮発性有機化合物が除去された処理水５が得られる。気液比は温度、揮発性有機化合物の種類、処理水質、曝気手段で用いられる装置の性能による。曝気手段３については、方式構造は問わないが例えば搭状であり原水１を上から下へ流通させる一方、その原水１中に含まれる揮発性有機化合物を除去するための媒体ガス２を送風機４ｂによって下から上へ流通させる処理塔３ａであり、この処理塔３ａ本体内には充填材あるいは多段の気液通過孔が複数設けられた漏棚３ｂを配置してもよい。送風機４ｂの位置は曝気手段３の後ろ溶剤揮発性有機化合物濃縮手段６の手前が望ましい。また、曝気手段３は内部に散気装置を配置した水槽であってもよく、原水１を導入し水槽に滞留させる一方媒体ガスを散気装置から導入し曝気させる。ただしその場合は送風機４ｂの位置は曝気手段３の手前で外気取り入れ口２ｂの後ろとなる。
【００１２】
曝気手段３のより好ましい実施形態は、処理塔３ａ内に多段の漏れ棚３ｂを配置したもので、処理塔３ａ本体内に導入された原水１を各段に一時的に滞留させると共に、処理塔３ａ本体内に導入された媒体ガス２を各段の滞留水中に気泡化させて下から上へ通過させるように、各段のそれぞれに多数の気液通過孔が設けられた複数の漏れ棚とを備えている。
【００１３】
揮発性有機化合物含有ガス４は揮発性有機化合物濃縮手段６に導入され濃縮ガス７と処理ガス８が得られる。揮発性有機化合物濃縮手段６は例えば濃縮ガス７の揮発性有機化合物含有濃度を約１０倍近くに濃縮し、風量が約１０分の１以下、処理ガス８が濃縮ガス７の揮発性有機化合物含有濃度の約５％以下に相当する濃度で風量が濃縮ガス７の１０倍以上に相当するものが望ましいが性能および方式構造は問わない。また揮発性有機化合物濃縮手段６は例えば吸着剤６ａが担持されたハニカムローター式がより好ましい。吸着剤７ａは繊維状活性炭及び粒状活性炭でも可能であるが揮発性有機化合物含有ガス４の湿度が高いことを考慮すると疎水性ゼオライトを用いることがより好ましい。
【００１４】
より好ましい実施形態であるハニカムローター式の揮発性有機化合物濃縮手段はローター６ｂが回転することで吸着剤６ａの処理ゾーン６ｃと再生ゾーン６ｄが順次変わる構造になっている。まず揮発性有機化合物含有ガス４はローター６ｂの処理ゾーン６ｃを通過することで吸着剤６ａに揮発性有機化合物が吸着され、処理ガス８として排出される。次に処理ゾーン６ｃは回転して再生ゾーン６ｄに移りヒーター６ｅによって加熱された空気が通過することで揮発性有機化合物が脱着して濃縮ガス７が得られる。濃縮ガスの一部または全部は後段の処理手段９に導入され浄化ガス１０となる。後段の処理手段には光触媒処理やオゾン酸化処理、紫外線照射処理、光機能水処理等の分解手段または分離手段等の処理手段を配置する。
【００１５】
この濃縮ガス７の一部例えば１／２以上の量を濃縮ガス循環ライン７ａによって揮発性有機化合物含有ガス導入ライン４ａに戻し揮発性有機化合物含有ガス４と混合させ再び濃縮を行うことでさらに２倍以上濃縮倍率を高めてもよい。脱着時に加熱された空気を用いるためローター６ｂは熱を持つ。そのためローター６ｂを通過した処理ガス８はおおよそ８０℃以上に温められ処理ガス循環ライン８ａを通して全量曝気手段３に戻される。このとき系外に出された濃縮ガス量と同量の外気２ａを外気取り入れ口２ｂより導入し混合し媒体ガス２となって曝気手段３に導入する。このことによって曝気手段３の揮発性有機化合物の除去効率が良くなる。曝気手段３に導入された媒体ガス２は原水１と気液接触し通常３０℃以下まで冷やされる。曝気手段の気液比が通常数十から数百倍であり、水温が低く安定していることから考えると３０℃以下は妥当と考えられる。濃縮手段６に導入されるガスの温度は３０℃以下が好ましいのでこの点でもこの方法は利点がある。
【００１６】
また、曝気による水からの揮発性有機化合物の除去においてジクロロメタンなどは水自体を温めると除去効率がよくなるが、処理ガス循環ライン８ａにより排熱が曝気手段３に運ばれるため多少除去効率がよくなるという利点もある。
【００１７】
濃縮手段から得られる濃縮ガスの一部を再び濃縮手段に戻すことで濃縮倍率を高くするという手法を用いると高濃度の濃縮ガスが得られるが、濃縮ガス中の揮発性有機化合物含有濃度に比例して高い濃度の処理ガスを大気中に放出してしまう問題があるが、本発明における実施形態を用いると処理ガス８は媒体ガス２となって閉鎖系の中を循環するため揮発性有機化合物含有濃度が高い処理ガスが大気中に放出されることはない。
【００１８】
また曝気手段３と揮発性有機化合物濃縮手段６の間での閉鎖系を循環して流れる風量を一定にするために外気２ａの取り込み風量は調節を要するが、外気取り入れ口にダンパを配置し循環風量または圧力を計測しダンパの開度を自動調節する方法でもよく、あるいは適度に外気取り入れ口を開放して送風機に適量吸引させてもいい。
【００１９】
曝気手段における気液比を６０倍、揮発性有機化合物濃縮手段における濃縮倍率を１５倍で製作し、濃縮ガスの１／２を濃縮ガス循環ラインにより戻した場合。原水の１，１−ジクロロエチレン濃度１．２ｍｇ／Ｌの地下水０．４ｍ３／分を０．０２ｍｇ／Ｌまで処理したとき、本実施形態によると１３０ｐｐｍの揮発性有機化合物含有ガスが得られその風量は０．８Ｎｍ３／分となる。
【００２０】
このように高濃度になった揮発性有機化合物含有ガスの分解効率がよくなり、風量が低減していることから後段の処理手段９を効率的かつコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る水処理装置の模式図である。
【図２】本実施形態に係る水処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  原水
１ａ  原水導入部
２  媒体ガス
２ａ  外気
２ｂ  外気取り入れ部
２ｃ  媒体ガス導入部
３  曝気手段
３ａ  処理塔
３ｂ  漏れ棚
４  揮発性有機化合物含有ガス
４ａ  揮発性有機化合物含有ガス導入ライン
４ｂ  送風機
５  処理水
６  揮発性有機化合物濃縮手段
６ａ  吸着剤
６ｂ  ローター
６ｃ  処理ゾーン
６ｄ  再生ゾーン
６ｅ  ヒーター
７  濃縮ガス
７ａ  濃縮ガス循環ライン
８  処理ガス
８ａ  処理ガス循環ライン
９  後段の処理手段
１０  浄化ガス
【図１】
2005131490.tif 000003
【図２】
2005131490.tif 000004