(57)【要約】【課題】添加する薬剤の管理を必要とすることなく、効率的に被処理水中のヒ素等の有害物を除去処理することができると共に、装置を簡素化及び小型化することができる有害物の処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】電気化学的手法により、陽極となる第１の電極６でオゾンを生成し、当該オゾンにより被処理水中のヒ素(III)を酸化する酸化処理と、電気化学的手法により、陽極となる第２の電極７からヒ素(V)と難溶性化合物を生成する鉄イオンを溶出させ、当該溶出した鉄イオンとヒ素(V)とを化学結合させて沈殿除去する沈殿処理とを含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学的手法により、陽極となる電極で対象物を酸化させる酸化物質を生成し、生成された当該酸化物質により、被処理水中のヒ素を酸化する酸化処理と、
電気化学的手法により、陽極となる電極から対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該溶出した金属と前記酸化処理で酸化されたヒ素とを化学結合させて沈殿除去する沈殿処理とを含むことを特徴とする有害物の処理方法。
【請求項２】
電気化学的手法により、陽極となる電極で対象物を酸化させる酸化物質を生成し、生成された当該酸化物質により、被処理水中のシアン化合物を酸化する酸化処理と、
電気化学的手法により、陽極となる電極から対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該溶出した金属とシアン化合物とを化学結合させて沈殿除去する沈殿処理とを含むことを特徴とする有害物の処理方法。
【請求項３】
電気化学的手法における陽極となったときに、ハロゲン化物イオンが存在しない被処理水中においても、対象物を酸化させる酸化物質を生成可能な第１の電極と、
電気化学的手法における陽極となったときに、対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出可能な第２の電極と、
前記各電極へ通電し、前記被処理水を電気化学的手法により処理する制御装置とを備えたことを特徴とする有害物の処理装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１の電極を陽極として用いた電気化学的手法により、前記被処理水中の有害物を酸化すると共に、
前記第２の電極を陽極として用いた電気化学的手法により、溶出した金属と前記酸化された有害物、又は、被処理水中の難酸化性の有害物とを化学結合させ、沈殿除去することを特徴とする請求項３に記載の有害物の処理装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１の電極と第２の電極を対として用い、両電極の極性を転換することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の有害物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒ素やシアン化合物などの有害物を含む被処理水、特に地下水、工場排水等を処理する方法及び処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有害物質であるヒ素は、一般に鶏冠石や雄黄などの鉱石に由来するものが多く、鉱山や製錬工場の排水に含有されている場合が多い。日本国内ではあまり例をみないが、特にインドやバングラディシュ、中国などの国においては、地理的条件により地下水中に所定濃度以上のヒ素が含まれている場合がある。この地下水は一般に飲料として用いられるため、ヒ素を摂取してしまうことで、人体に多大な悪影響を及ぼす問題がある。
【０００３】
そのため、有害物質であるヒ素を除去処理した状態で飲料として使用することが望ましく、従来では、種々の方法により被処理水中のヒ素の除去処理が行われている。一般に、ヒ素を含む被処理水は、排出源の性格上、多種の金属イオンを含有していることが多いため、被処理水中のヒ素の多くは、カルシウムやマグネシウム、鉄、アルミニウム、亜鉛などの金属類と難溶性塩を生成し、共沈処理される。そのため、当該被処理水を沈殿分離処理、又は、ろ過処理することで、所定の低濃度まで処理される。しかし、ヒ素はごく微量であっても、飲料水中に含有されていると、体内に蓄積することにより、健康被害をもたらす。そのため、格別に低濃度のヒ素を除去処理する必要がある。
【０００４】
一般に、ヒ素には、ヒ素（III）と、ヒ素（V）とがあり、ヒ素（V）については、共沈剤として鉄（III）塩を用いることにより、共沈処理が可能とされる。そのため、地下水などの被処理水のヒ素の除去処理を行う際には、先ず、ヒ素（III）をヒ素（V）に酸化処理する必要があり、曝気処理、又は、薬剤としての酸化剤を投入することにより、被処理水中のヒ素（III）をヒ素（V）としている。その後、鉄（III）塩などの共沈剤（凝集剤）を添加した後、木炭・砂などでろ過処理を行って、飲料水として用いている。
【０００５】
ここで、共沈剤としては、硫酸アルミニウム、塩基性塩化アルミニウム、硫酸第二鉄、塩化第二鉄等の塩類が用いられるが、これらに含まれるアルミニウムイオンや硫酸イオン、塩化物イオンは健康被害や環境への悪影響が問題とされる。そのため、過剰に添加することができないことから、安定した処理水質を維持するためには、原水の水質の変動に応じて共沈剤の添加量を調整しなければならず、また、ｐＨを所定の範囲、例えばｐＨ４〜５に調整する必要があり、処理工程が増加し、処理が煩雑となり効率が低下する問題がある。また、この場合には、大型の処理装置が必要となり、設置スペースの確保が困難となる。
【０００６】
そこで、接触法により、ヒ素を含む被処理水を酸素や空気に接触させ、被処理水の溶存酸素を高めた後、鉄電極から溶出した鉄(II）イオンをより安定な鉄(III)イオンとし、被処理水中のヒ素と化学的に結合させ、沈殿処理することにより、ヒ素を被処理水から分離処理する方法が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００７】
また、被処理水中にヒ素（III）が含まれている場合には、酸化剤として次亜塩素酸ソーダや二酸化塩素などの酸化剤を添加し、ヒ素（V）とした後、凝集補助剤を添加し、これを核として凝集剤により沈殿・凝集処理する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１９３１２９号公報
【特許文献２】特開平９−２８５７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に示されるヒ素の処理方法では、ヒ素（III）をヒ素（V）に酸化処理する手段として酸素や空気との接触を行うものに過ぎないことから、確実にヒ素（III）を酸化処理することができない。そのため、ヒ素（V）については、溶出された後、溶存酸素の影響によりより安定な鉄(III)イオンとされた鉄イオンによって、共沈作用によりヒ素（V）を被処理水から分離することが可能となる。しかし、ヒ素(III)については、係る鉄イオンとの共沈作用がヒ素（V）に比べて小さいことから、依然として被処理水中に溶存されたままとなり、確実なヒ素の除去処理を行うことができないという問題がある。
【０００９】
他方、上記特許文献２に示されるヒ素の処理方法では、ヒ素（III）をヒ素(V)にまで酸化処理した後、凝集剤を添加し、共沈処理している。この場合には、複数種類の薬剤を被処理水に添加しなければならず、薬剤の管理が煩雑となる。特に、処理後の被処理水中には、ヒ素以外にも人体や環境に悪影響を及ぼす物質が溶存した状態で排出することができないことから、凝集剤等を過剰に添加した場合には、格別な処理を行わなければならない。そのため、安定した処理水質を維持するためには、原水の水質の変動に応じて薬剤の添加量を調整しなければならず、また、ｐＨを所定の範囲、例えばｐＨ４〜５に調整する必要があり、これによっても、処理工程が増加し、処理が煩雑となり効率が低下する問題がある。また、この場合には、大型の処理装置が必要となり、設置スペースの確保が困難となる。
【００１０】
また、ヒ素の酸化剤として塩素系の薬剤が使用された場合には、処理後の被処理水に特有の塩素臭が残ってしまう不都合がある。上記特許文献２には、ヒ素の酸化剤として、オゾンが挙げられているが、この場合には、処理槽の前段にオゾン接触塔などの格別な装置を設けなければならず、システムの生産コストが高騰すると共に、更に処理装置が大型化することで、設置スペースの確保がより一層困難となる問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、添加する薬剤の管理を必要とすることなく、効率的に被処理水中のヒ素等の有害物を除去処理することができると共に、装置を簡素化及び小型化することができる有害物の処理装置及び処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の有害物の処理方法は、電気化学的手法により、陽極となる電極で対象物を酸化させる酸化物質を生成し、生成された当該酸化物質により、被処理水中のヒ素を酸化する酸化処理と、電気化学的手法により、陽極となる電極から対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該溶出した金属と前記酸化処理で酸化されたヒ素とを化学結合させて沈殿除去する沈殿処理とを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の有害物の処理方法は、電気化学的手法により、陽極となる電極で対象物を酸化させる酸化物質を生成し、生成された当該酸化物質により、被処理水中のシアン化合物を酸化する酸化処理と、電気化学的手法により、陽極となる電極から対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該溶出した金属とシアン化合物とを化学結合させて沈殿除去する沈殿処理とを含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明の有害物の処理装置は、電気化学的手法における陽極となったときに、ハロゲン化物イオンが存在しない被処理水中においても、対象物を酸化させる酸化物質を生成可能な第１の電極と、電気化学的手法における陽極となったときに、対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出可能な第２の電極と、各電極へ通電し、被処理水を電気化学的手法により処理する制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明の有害物の処理装置は、上記発明において、制御装置は、第１の電極を陽極として用いた電気化学的手法により、被処理水中の有害物を酸化すると共に、第２の電極を陽極として用いた電気化学的手法により、溶出した金属と酸化された有害物、又は、被処理水中の難酸化性の有害物とを化学結合させ、沈殿除去することを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明の有害物の処理装置は、上記各有害物の処理装置の発明において、制御装置は、第１の電極と第２の電極を対として用い、両電極の極性を転換することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気化学的手法により、陽極となる電極で対象物を酸化させる酸化物質を生成し、生成された当該酸化物質により、被処理水中のヒ素を酸化する酸化処理と、電気化学的手法により、陽極となる電極から対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該溶出した金属と前記酸化処理で酸化されたヒ素とを化学結合させて沈殿除去する沈殿処理とを含むので、酸化処理において、電気化学的手法により生成される酸化物質によって、ヒ素（III）をヒ素(V)に酸化処理し、沈殿処理において、陽極となる電極からヒ素（V）と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該金属とヒ素(V)と化学結合させて沈殿処理を行うことができる。これにより、格別に薬剤を用いることなく、被処理水中のヒ素を処理することができる。これにより、薬剤の添加量を被処理水の水質の変動に応じて変化させる必要が無くなり、処理後の被処理水中に添加される薬剤等による有害な他の物質を残留させる不都合を回避することができ、処理工程の簡素化を図ることができ、効率的に被処理水を処理することが可能となる。
【００１８】
特に、本発明によれば、電気化学的手法により生成される酸化物質によって、沈殿処理において溶出される金属と化学結合させやすくすることができ、これによって、効率的にヒ素を沈殿処理することができるようになり、被処理水中に残留するヒ素を確実に低減することができるようになる。そのため、被処理水を飲料水として使用した場合であっても、ヒ素による健康被害を回避することができるようになる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、電気化学的手法により、陽極となる電極で対象物を酸化させる酸化物質を生成し、生成された当該酸化物質により、被処理水中のシアン化合物を酸化する酸化処理と、電気化学的手法により、陽極となる電極から対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該溶出した金属とシアン化合物とを化学結合させて沈殿除去する沈殿処理とを含むので、酸化処理において、電気化学的手法により生成される酸化物質によって、シアン化物イオンをシアン酸を経て窒素ガスにまで処理することができ、沈殿処理において、陽極となる電極からシアノ錯体と難溶性化合物を生成する金属を溶出させ、当該金属とシアノ錯体と化学結合させて沈殿処理を行うことができる。これにより、格別に薬剤を用いることなく、被処理水中のシアン化合物を処理することができる。これにより、薬剤の添加量を被処理水の水質の変動に応じて変化させる必要が無くなり、処理後の被処理水中に添加される薬剤等による有害な他の物質を残留させる不都合を回避することができ、処理工程の簡素化を図ることができ、効率的に被処理水を処理することが可能となる。
【００２０】
特に、本発明によれば、電気化学的手法により生成される酸化物質によって、沈殿処理において溶出される金属と化学結合させやすくすることができ、これによって、電解処理では、処理できないシアノ錯体についても沈殿処理することができるようになり、被処理水中に残留するシアン化合物を確実に低減することができるようになる。そのため、被処理水を飲料水として使用した場合であっても、シアン化合物による健康被害を回避することができるようになる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、電気化学的手法における陽極となったときに、ハロゲン化物イオンが存在しない被処理水においても、対象物を酸化させる酸化物質を生成可能な第１の電極と、電気化学的手法における陽極となったときに、対象物と難溶性化合物を生成する金属を溶出可能な第２の電極と、各電極へ通電し、被処理水を電気化学的手法により処理する制御装置とを備えたので、格別に薬剤を用いることなく、被処理水中に有害物質を第１の電極によって生成される酸化物質によって、酸化処理し、当該酸化処理された有害物質、及び、難酸化性の有害物を第２の電極により溶出された金属と難溶性化合物を生成することで、有害物質を沈殿処理することが可能となる。
【００２２】
これにより、薬剤の添加量を被処理水の水質の変動に応じて変化させる必要が無くなり、処理後の被処理水中に添加する薬剤等による有害な他の物質を残留させる不都合を回避することができ、処理工程の簡素化、装置の小型化を図ることができ、効率的に被処理水を処理することが可能となる。
【００２３】
特に、ハロゲン化物イオンが存在しない被処理水であっても、第１の電極によって、酸化物質を生成し、対象物である有害物質を酸化処理することができるため、被処理水中にハロゲン系化合物が残留する不都合を回避することができ、処理後の被処理水による人体への健康被害や環境への悪影響を抑制することができるようになる。また、被処理水中に塩化物イオン等の影響により、塩素臭が残留する不都合を回避することができ、より一層、好適な状態で被処理水を提供することができるようになる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、上記発明において、制御装置は、第１の電極を陽極として用いた電気化学的手法により、被処理水中の有害物を酸化すると共に、第２の電極を陽極として用いた電気化学的手法により、溶出した金属と酸化された有害物、又は、被処理水中の難酸化性の有害物とを化学結合させ、沈殿除去するので、被処理水中の有害物の酸化処理と、電気化学的手法により溶出された金属と酸化された有害物との沈殿処理を同一の処理槽において行うことが可能となる。
【００２５】
これにより、より一層装置の小型化を図ることができるようになり、装置を簡素化することで、生産性の向上、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【００２６】
また、請求項５の発明によれば、上記各有害物の処理装置の発明において、制御装置は、第１の電極と第２の電極を対として用い、両電極の極性を転換することにより、少なくとも一対の電極を用いることで、被処理水中の有害物の処理を実現することができるようになる。これにより、より一層装置の小型化を図ることができるようになり、装置を簡素化することで、生産性の向上、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき、第１の実施例乃至第４の実施例について詳述する。
【実施例１】
【００２８】
第１の実施例ではヒ素を含む被処理水の処理について説明する。図１は有害物質であるヒ素を含む被処理水の処理方法を実現するための処理装置１の概要を示す説明図である。本実施例では、被処理水としてヒ素が含有される地下水を用い、当該地下水を処理することで、飲料水として用いることを可能とするものである。
【００２９】
本実施例における処理装置１は、酸化・凝集処理装置２と、当該酸化・凝集処理装置２の後段に固液分離装置３とを備えるものである。酸化・凝集処理装置２は、内部に図示しない被処理水の流入口と流出口を有する処理室４を構成する処理槽５と、該処理槽５内の被処理水中に少なくとも一部が浸漬するように対向して配置された一対の電極６、７と、当該電極対とは別に、同じく被処理水中に少なくとも一部が浸漬するように対向して配置された一対の電極８、９と、これら各電極６、７、８、９に通電するための電源１０及び当該電源１０を制御するための制御装置１１などから構成されている。尚、処理槽５内には処理室４内を撹拌するための撹拌手段を設けても良い。
【００３０】
前記電極６は、電気化学的手法としての被処理水の電気分解時において陽極を構成する電極（請求項における第１の電極）であり、当該電気分解時において通電されることにより、被処理水中にオゾンや活性酸素を発生可能とする電極であるものとする。本実施例における電極６は、図２の断面図に示されるように、導電性の材料であるチタン（若しくはチタン合金）により構成される板状の導電性基体６Ａと、少なくとも導電性基体６Ａの表面に形成された電極触媒６Ｂとから構成される。この電極触媒６Ｂは、導電性基体６Ａの表面層に形成される触媒であって、被処理水中に浸漬され、直接電気分解に寄与するものをいう。尚、本発明においで電極とは、被処理水に浸漬され、直接電気分解に寄与するものをいい、電極の一部分が浸漬されて直接電気分解に寄与する場合の当該一部分をも含むものとする。
【００３１】
本実施例においてこの電極触媒６Ｂは、少なくとも酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を含むものとし、当該酸化タンタルで構成される以外の部分は、貴金属又は貴金属酸化物から構成される。本実施例では、酸化タンタルが９０ｍｏｌ％と、白金（Ｐｔ）が１０ｍｏｌ％により構成される電極触媒６Ｂを用いるものとする。尚、本実施例では、電気分解時において陽極を構成する電極６は、少なくともオゾンや活性酸素を発生可能とするものとして、酸化タンタルを含む電極触媒６Ｂを含む電極を使用しているが、当該酸化タンタルは、電極触媒６Ｂのみならず、電極基体を構成し、電極６全体を構成するものとしても良い。また、当該電極触媒６Ｂ又は電極６は、これに限定されるものではなく、オゾンや活性酸素を発生可能とするものとして、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）であっても良いものとする。ただし、処理後の被処理水を飲料水として用いる場合には、当該電極６は、人体の健康や環境に悪影響を及ぼさない物質にて構成することが望ましい。
【００３２】
前記電極７は、電気化学的手法としての被処理水の電気分解時において陰極を構成する電極であり、不溶性の導電性電極として、例えば、白金（Ｐｔ）、又は、白金とイリジウム（Ｉｒ）の混合物などの貴金属電極、又はこれらを被覆した不溶性の導電性電極、セラミックス系導電体電極、炭素系導電体電極、ステンレス電極、又は、これらを被覆した導電体により構成されるものとし、本実施例では白金により構成されるものとする。
【００３３】
前記電極８は、電気化学的手法としての被処理水の電気分解時において陽極を構成する電極（請求項における第２の電極）であり、本実施例では、鉄材料により構成され、電気分解時において、被処理水中に鉄（II）イオンが溶出される。尚、本実施例では、ヒ素（V）と化学結合することで、難溶性化合物を生成する金属として鉄イオンを溶出する鉄材料を電極材料として用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）を用い、当該電極から電解により溶出される金属イオンとヒ素（V）とを化学結合させ、難溶性化合物を生成しても良いものとする。ただし、処理後の被処理水を飲料水として用いる場合には、当該電極８は、人体の健康や環境に悪影響を及ぼさない物質にて構成することが望ましい。
【００３４】
前記電極９は、電気化学的手法としての被処理水の電気分解時において陰極を構成する電極であり、不溶性の導電性電極として、例えば、白金（Ｐｔ）、又は、白金とイリジウム（Ｉｒ）の混合物などの貴金属電極、又はこれらを被覆した不溶性の導電性電極、セラミックス系導電体電極、炭素系導電体電極、ステンレス電極、又は、これらを被覆した導電体により構成されるものとし、本実施例では白金により構成されるものとする。
【００３５】
次に、図３及び図４を参照して、固液分離装置３について説明する。図３は固液分離装置３の概略断面図、図４は微孔性薄膜２４の斜視図を示している。固液分離装置３は、被処理水を貯溜するろ過処理槽２２と、このろ過処理槽２２内に複数配設された微孔性薄膜２４と、当該微孔性薄膜２４により分離された被処理水を吸引するための吸引ポンプ２３と、ろ過処理槽２２の下部に設けられたブロワー２８とを備えている。
【００３６】
微孔性薄膜２４は、図４に示す如く前後面を形成する膜体３０、３０と、これら膜体３０、３０の周囲を囲繞する枠体３３とから構成されている。この膜体３０、３０の内部には、スペーサー３２、３２及び支持体３４が設けられている。また、膜体３３の上部には、膜体３０、３０間と連通すると共に、吸引ポンプ２３に接続するための集水出口３６が形成されている。
【００３７】
ここで、前記膜体３０、３０は、所定の径以下の微孔を形成した膜部材であり、被処理水中に含まれる微粒子を通さずに水分のみを透過可能とする。これにより、被処理水中の微粒子（本実施例ではヒ酸鉄）は膜体３０により分離され、膜体３０内に吸引された水分のみが微孔性薄膜２４の上部に形成された集水出口３６を介して外部に排出される。
【００３８】
また、ろ過処理槽２２の下部に設けられたブロワー２８は、ろ過処理槽２２内に気泡を供給するものである。この気泡は、旋回流となり、微孔性薄膜２４の表面に付着した微粒子をエアレーション洗浄する。これにより、微孔性薄膜２４をエアレーション洗浄しながら被処理水中の水分のみを吸引し、膜体３０を通過させるので、膜体３０の微孔の閉塞を抑制しながら、安定した排水を行うことができる。
【００３９】
以上の構成により、本実施例では、ヒ素を含む地下水を被処理水として処理し、ヒ素の分離除去を行う。尚、本実施例における被処理水は、地下水であることから、塩化物イオンが所定濃度以下、即ち、電解処理では殆ど次亜塩素酸イオンを生成しない程度しか含まれていないものとする。また、被処理水中に含まれるヒ素は、亜ヒ酸イオン（[ＡｓＯ33-(III)]）、又はヒ酸イオン（[ＡｓＯ43-(V)]）であるが、その多くは、亜ヒ酸イオンの形で含まれていることが多い。
【００４０】
先ずはじめに、被処理水を酸化・凝集処理装置２の処理室４内に貯溜し、制御装置１１により電源１０をＯＮとし電極６及び電極７の電極対へ通電を行う。このとき、電極６に正電位を、電極７に負電位を印加し、酸化処理を実行する。これにより、電極６は陽極となり、電極７は陰極となる。尚、係る実施例では、当該酸化処理において電極８及び電極９の電極対への通電は行わないものとする。
【００４１】
係る電位の印加により、被処理水は電気化学的手法としての電解処理が行われ、陽極を構成する電極６では、電極触媒６Ｂとして酸化タンタルが存在することにより、当該酸化タンタルが電解における触媒作用を発揮して、酸素発生を抑制し、オゾンが活発に発生する。また、このとき、オゾンの他にもスーパーオキシドイオンやヒドロキシルラジカル（活性酸素）に代表される他の活性酸素種（他の物質を酸化することができる物質）をも生成することができる。これにより発生したオゾンやスーパーオキシドイオン、更には、ヒドロキシルラジカル等が、酸化剤として作用することで、被処理水中に存在する亜ヒ酸イオンが酸化される。以下、化学反応式Ａを示す。また、図５は係る酸化処理及び後述する沈殿処理における化学反応を模式した図を示す。
化学反応式Ａ    ＡｓＯ33-(III)＋Ｏ3→ＡｓＯ43-(V)＋Ｏ2
【００４２】
これにより、被処理水中に存在する三価の亜ヒ酸イオンは、五価のヒ酸イオンに酸化処理されることで、被処理水中のヒ素成分は、殆どすべてが五価のヒ酸イオンの状態とされる。
【００４３】
次に、制御装置１１は、電源１０をＯＮとし、電極８及び電極９の電極対への通電を行う。このとき、電極８に正電位を、電極９に負電位を印加し、沈殿処理を実行する。これにより、電極８は陽極となり、電極９は陰極となる。尚、係る実施例では、沈殿処理において電極６及び電極７の電極対への通電は行わないものとする。
【００４４】
係る電位の印加により、被処理水は、電気化学的手法としての電解処理が行われ、陽極を構成する電極８は、上述の如く鉄材料にて構成されているので、電極８より鉄(II)イオンが被処理水中に溶出し、係る被処理水中において鉄(III)イオンにまで酸化される。 以下、化学反応式Ｂを示す。
化学反応式Ｂ    Ｆｅ2+＋Ｈ+＋１／４Ｏ2→Ｆｅ3+＋１／２Ｈ2Ｏ
【００４５】
生成された鉄(III)イオンは、以下の化学反応式Ｃに示すように、被処理水中のヒ酸イオン（V）と凝集沈殿し、水に難溶性のヒ酸鉄を形成する。
化学反応式Ｃ    ＡｓＯ43-(V)＋Ｆｅ3+→ＦｅＡｓＯ4↓
【００４６】
これにより、被処理水中に含有されたヒ素成分としての亜ヒ酸イオン及びヒ酸イオンは、ヒ酸イオンの形とされた後、鉄イオンとの化学結合により水に難溶性のヒ酸鉄を生成することで、沈殿処理することができる。
【００４７】
上述した如き沈殿処理の終了後、前記酸化・凝集処理装置２の処理槽５内の被処理水及び沈殿物を固液分離装置３のろ過処理槽２２に搬送し、ろ過処理槽２２内に沈殿処理された後の被処理水及び沈殿物を貯留する。尚、本実施例では、酸化・凝集処理装置２の処理槽５と、固液分離装置３のろ過処理槽２２は別槽により構成しているが、同一槽により構成しても良いものとする。
【００４８】
ろ過処理槽２２において図示しない制御装置により前記ブロワー２８及び吸引ポンプ２３が運転されると、ろ過処理槽２２内の被処理水中の水分のみが微孔性薄膜２４の膜体３０内にろ過される。
【００４９】
微孔性薄膜２４の膜体３０内に吸引された被処理水は、膜体３０を通過することで、ヒ酸鉄と分離され、その後、スペーサー３２及び支持体３４を経て集水出口３６に到達し、吸引ポンプ２３により外部へ排出される。
【００５０】
他方、微孔性薄膜２４の表面に付着したヒ酸鉄はブロワー２８から発生する気泡によってエアレーション洗浄され、微孔性薄膜２４から剥離され、ろ過処理槽２２内を浮遊し、ろ過処理槽２２内下部に沈積する。当該沈積したヒ酸鉄を回収する。
【００５１】
以上、詳述した如く本実施例では、被処理水は、酸化処理において電解処理により被処理水中にオゾンなどの酸化物質を生成することで、被処理水中のヒ素(III)をヒ素(V)に酸化処理し、その後、沈殿処理において、電解処理により陽極となる電極から鉄イオン(II)を溶出させ、当該溶出した鉄イオン(II)を鉄イオン(III)に酸化した後、係る鉄イオン(III)とヒ素(V)とを化学結合させて沈殿除去するので、格別に薬剤を用いることなく、被処理水中のヒ素を処理することができる。
【００５２】
そのため、地下水などの被処理水の水質が変動した場合であっても、当該変動に応じて薬剤の添加量を変化させる必要が無くなり、処理後の被処理水中に添加される薬剤等による有害な他の物質を残留させる不都合を回避することができ、処理工程の簡素化、装置の小型化を図ることができ、効率的に被処理水を処理することが可能となる。
【００５３】
特に、本実施例では、被処理水中に電解により生成されたオゾン等によって、被処理水中に多く存在する亜ヒ酸イオン（[ＡｓＯ33-(III)]）をヒ酸イオン（[ＡｓＯ43-(V)]）に酸化処理するため、後段における沈殿処理における鉄イオンとの沈殿効率が向上し、効率的にヒ素を沈殿処理することができるようになる。そのため、被処理水中に残留するヒ素を確実に低減することができるようになり、被処理水を飲料水として使用した場合であっても、ヒ素による健康被害を回避することができるようになる。
【００５４】
また、本実施例において酸化物質を生成するために使用される電極６（第１の電極）は、被処理水中にハロゲン化物イオンが殆ど存在しない場合であっても、オゾン等の酸化物質を生成可能な電極が用いられているため、被処理水としてハロゲン化物イオンが殆ど含まれていない地下水を処理した場合であっても、格別にハロゲン化物イオンを添加することなく、被処理水中に亜ヒ酸イオンを酸化する酸化物質を生成することができる。
【００５５】
これにより、被処理水中にハロゲン系化合物が残留する不都合を回避することができ、処理後の被処理水による人体への健康被害や環境への悪影響を抑制することができるようになる。また、被処理水中に塩化物イオン等の影響により、塩素臭などの特有なにおいが残留する不都合を回避することができ、より一層、好適な状態で被処理水を提供することができるようになる。
【００５６】
尚、本実施例では、電解によって対象となる物質を酸化するのに十分なハロゲンを生成することができないような被処理水中のヒ素化合物を処理するために用いられているが、これに限らず、被処理水中に塩化物イオンなどのハロゲン化物イオンが含まれている場合であっても、上記実施例と同様に、被処理水中に含まれるヒ素化合物の処理が行えることはいうまでもない。
【００５７】
更に、本実施例では、酸化処理において用いられる電極と、沈殿処理において用いられる電極とを、同一の処理槽５に設けられているため、より一層装置の小型化を図ることができるようになり、装置を簡素化することで、生産性の向上、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【００５８】
尚、上記実施例では、電極６、７に通電を行い電気化学的手法により被処理水を処理する酸化処理の終了後に、電極８、９に通電を行い電気化学的手法により被処理水を処理する沈殿処理を実行しているので、酸化処理におけるオゾン等の酸化物質の生成及び亜ヒ酸イオンのヒ酸イオンへの酸化処理を確実に行った後、沈殿処理において鉄イオンの溶出及び当該鉄イオンとヒ酸イオンの沈殿反応を行うことで、効率的なヒ素化合物の処理を実現することができる。
【００５９】
ただし、これに限定されるものではなく、制御装置１１は、すべての電極６、７、８、９に通電を行い、酸化処理及び沈殿処理を同時に実行しても良いものとする。
【００６０】
また、上記各において、陰極として用いられる電極７、９は、共に不溶性電極により構成されているため、図６に示す如く前記電極６（第１の電極）と前記電極８（第２の電極）をそれぞれ上述した如く電気化学的手法における陽極として用い、電極１２を不溶性電極により構成し、各電極６、８それぞれの陽極に対する陰極として用いる、所謂、三枚電極により構成しても良いものとする。また、係る場合において、当該電極１２は、処理槽５の内壁に構成し、当該処理槽５内に各電極６、８を浸漬して設けることにより、より一層装置の簡素化を図ることができるようになる。
【実施例２】
【００６１】
次に、図７を参照して本発明の第２の実施例について説明する。図２は有害物質であるヒ素を含む被処理水の処理方法を実現するための処理装置１５の概要を示す説明図である。第２の実施例において用いられる被処理水は、上記第１の実施例と同様、ヒ素が含有される地下水であるものとする。また、図１と同様の符号が付されているものについては、同様の効果を奏するものであるため、説明を省略する。
【００６２】
係る実施例における処理装置１５は、酸化・凝集処理装置１６と、当該酸化・凝集処理装置１６の後段に固液分離装置３とを備えるものである。酸化・凝集処理装置１６は、内部に図示しない被処理水の流入口と流出口を有する処理室４を構成する処理槽５と、該処理槽５内の被処理水中に少なくとも一部が浸漬するように対向して配置された一対の電極１７、１８と、これら各電極１７、１８に通電するための電源１０及び当該電源１０を制御するための制御装置１９などから構成されている。尚、処理槽５内には処理室４内を撹拌するための撹拌手段を設けても良い。
【００６３】
前記電極１７は、酸化処理における電気化学的手法としての被処理水の電気分解時において陽極を構成する電極（請求項における第１の電極）であり、当該電気分解時において通電されることにより、被処理水中にオゾンや活性酸素を発生可能とする電極であるものとする。係る実施例における電極１７は、上記第１の実施例における電極６と同様に電気分解に直接寄与する部分に、酸化タンタルなどのを有し、電気化学的手法において当該電極が陽極を構成する際に、少なくともオゾンや活性酸素を発生可能な材料にて構成されているものとする。尚、詳細の説明は上記実施例における場合と同様であるため、省略する。
【００６４】
前記電極１８は、沈殿処理における電気化学的手法としての被処理水の電気分解時において陽極を構成する電極（請求項における第２の電極）であり、本実施例では、鉄材料により構成され、電気分解時において通電されることにより、被処理水中に鉄（II）イオンが溶出される。尚、当該電極１８についても、上記実施例における電極８と略同様に構成されているため、詳細な説明を省略する。
【００６５】
また、係る実施例における固液分離装置３についても、上記第１の実施例と構成を同様とするため、説明を省略する。
【００６６】
以上の構成により、係る実施例では、ヒ素を含む地下水を被処理水として処理し、ヒ素の分離除去を行う。先ずはじめに、被処理水を酸化・凝集処理装置１６の処理室４内に貯溜し、制御装置１９により電源１０をＯＮとし電極１７及び電極１８へ通電を行う。このとき、電極１７に正電位を、電極１８に負電位を印加し、酸化処理を実行する。これにより、第１の電極である電極１７は陽極となり、電極１８は陰極となる。
【００６７】
係る電位の印加により、被処理水は電気化学的手法としての電解処理が行われ、陽極を構成する電極１７では、酸化タンタルが存在することにより、当該酸化タンタルが電解における触媒作用を発揮して、酸素発生を抑制し、オゾンが活発に発生する。また、このとき、オゾンの他にもスーパーオキシドイオンやヒドロキシルラジカル（活性酸素）に代表される他の活性酸素種（他の物質を酸化することができる物質）をも生成することができる。これにより発生したオゾンやスーパーオキシドイオン、更には、ヒドロキシルラジカル等が、酸化剤として作用することで、被処理水中に存在する亜ヒ酸イオンが酸化される（前記化学反応式Ａ）。
【００６８】
これにより、被処理水中に存在する三価の亜ヒ酸イオンは、五価のヒ酸イオンに酸化処理されることで、被処理水中のヒ素成分は、殆どすべてが五価のヒ酸イオンの状態とされる。
【００６９】
次に、制御装置１９は、電源１０をＯＮとし、電極１７及び電極１８を極性転換し、沈殿処理を実行する。これにより、電極１８に正電位、電極１７に負電位が印加され、第２の電極である電極１８は陽極となり、電極１７は陰極となる。
【００７０】
係る電位の印加により、被処理水は、電気化学的手法としての電解処理が行われ、陽極を構成する電極１８は、上述の如く鉄材料にて構成されているので、電極１８より鉄(II)イオンが被処理水中に溶出し、係る被処理水中において鉄(III)イオンにまで酸化される。（前記化学反応式Ｂ）
【００７１】
生成された鉄(III)イオンは、被処理水中のヒ酸イオン（V）と凝集沈殿し、水に難溶性のヒ酸鉄を形成する（前記化学反応式Ｃ）。
【００７２】
これにより、被処理水中に含有されたヒ素成分としての亜ヒ酸イオン及びヒ酸イオンは、ヒ酸イオンの形とされた後、鉄イオンとの化学結合により水に難溶性のヒ酸鉄を生成することで、沈殿処理することができる。
【００７３】
上述した如き沈殿処理の終了後、前記酸化・凝集処理装置１６の処理槽５内の被処理水及び沈殿物を固液分離装置３のろ過処理槽２２に搬送し、上記第１の実施例と同様に固液分離処理し、処理後の被処理水を外部に排出する。
【００７４】
以上、詳述した如く第２の実施例では、被処理水は、酸化処理において電解処理により被処理水中にオゾンなどの酸化物質を生成することで、被処理水中のヒ素(III)をヒ素(V)に酸化処理し、その後、沈殿処理において、電解処理により陽極となる電極から鉄イオン(II)を溶出させ、当該溶出した鉄イオン(II)を鉄イオン(III)に酸化した後、係る鉄イオン(III)とヒ素(V)とを化学結合させて沈殿除去するので、格別に薬剤を用いることなく、被処理水中のヒ素を処理することができる。
【００７５】
そのため、地下水などの被処理水の水質が変動した場合であっても、当該変動に応じて薬剤の添加量を変化させる必要が無くなり、処理後の被処理水中に添加される薬剤等による有害な他の物質を残留させる不都合を回避することができ、処理工程の簡素化、装置の小型化を図ることができ、効率的に被処理水を処理することが可能となる。
【００７６】
特に、被処理水中に電解により生成されたオゾン等によって、被処理水中に多く存在する亜ヒ酸イオン（[ＡｓＯ33-(III)]）をヒ酸イオン（[ＡｓＯ43-(V)]）に酸化処理するため、後段における沈殿処理における鉄イオンとの沈殿効率が向上し、効率的にヒ素を沈殿処理することができるようになる。そのため、被処理水中に残留するヒ素を確実に低減することができるようになり、被処理水を飲料水として使用した場合であっても、ヒ素による健康被害を回避することができるようになる。
【００７７】
また、酸化物質を生成するために使用される電極６（第１の電極）は、被処理水中に塩化物イオンとしてのハロゲン化物イオンが殆ど存在しない場合であっても、オゾン等の酸化物質を生成可能な電極が用いられているため、被処理水として塩化物イオン等が殆ど含まれていない地下水を処理した場合であっても、格別にハロゲン化物イオンを添加することなく、被処理水中に亜ヒ酸イオンを酸化する酸化物質を生成することができる。
【００７８】
これにより、被処理水中にハロゲン系化合物が残留する不都合を回避することができ、処理後の被処理水による人体への健康被害や環境への悪影響を抑制することができるようになる。また、被処理水中に塩化物イオン等の影響により、塩素臭などの特有なにおいが残留する不都合を回避することができ、より一層、好適な状態で被処理水を提供することができるようになる。
【００７９】
尚、係る実施例では、電解によって対象となる物質を酸化するのに十分なハロゲンを生成することができないような被処理水中のヒ素化合物を処理するために用いられているが、これに限らず、被処理水中に塩化物イオンなどのハロゲン化物イオンが含まれている場合であっても、上記実施例と同様に、被処理水中に含まれるヒ素化合物の処理が行えることはいうまでもない。
【００８０】
更に、係る第２の実施例では、酸化処理において陽極として用いられる電極１７（第１の電極）と、沈殿処理において陽極として用いられる電極１８（第２の電極）を対として用い、両電極の極性を転換することにより、少なくとも一対の電極を用いることで、被処理水中の有害物であるヒ素の処理を実現することができるようになる。これにより、より一層装置の小型化を図ることができるようになり、装置を簡素化することで、生産性の向上、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【実施例３】
【００８１】
第３の実施例ではシアン化合物を含む被処理水の処理について説明する。尚、当該シアン化合物を含む被処理水の処理についても、上記各実施例における処理装置１又は１５を用いることにより実現することができるものであるため、構成についての詳細な説明は、省略する。また、係る実施例では、処理装置１の構成を用いて説明する。
【００８２】
この第３の実施例では、被処理水としてシアン化合物が含有される工場排水により汚染された河川の水を用いる。尚、本実施例における被処理水は、河川の水であることから、塩化物イオンが所定濃度以下、即ち、電解処理では殆ど次亜塩素酸イオンを生成しない程度しか含まれていないものとする。また、被処理水中に含まれるシアン化合物は、シアン化物イオン（ＣＮ-）やシアノ錯体（[Ｆｅ（ＣＮ）6]4-、[Ｆｅ（ＣＮ）6]3-）として含まれているものとする。
【００８３】
先ずはじめに、被処理水を酸化・凝集処理装置２の処理室４内に貯溜し、制御装置１１により電源１０をＯＮとし電極６及び電極７の電極対へ通電を行う。このとき、電極６に正電位を、電極７に負電位を印加し、酸化処理を実行する。これにより、電極６は陽極となり、電極７は陰極となる。尚、係る実施例では、当該酸化処理において電極８及び電極９の電極対への通電は行わないものとする。
【００８４】
係る電位の印加により、被処理水は電気化学的手法としての電解処理が行われ、陽極を構成する電極６では、電極触媒６Ｂとして酸化タンタルが存在することにより、当該酸化タンタルが電解における触媒作用を発揮して、酸素発生を抑制し、オゾンが活発に発生する。また、このとき、オゾンの他にもスーパーオキシドイオンやヒドロキシルラジカル（活性酸素）をも生成することができる。これにより発生したオゾンやスーパーオキシドイオン、更には、ヒドロキシルラジカル等が、酸化剤として作用することで、被処理水中に存在するシアン化物イオンが酸化される。以下、化学反応式Ｄを示す。また、図８は係る酸化処理及び後述する沈殿処理における化学反応を模式した図を示す。
化学反応式Ｄ    ＣＮ-＋Ｏ3→ＣＮＯ-＋Ｏ2
２ＣＮＯ-＋３Ｏ3＋Ｈ2Ｏ→２ＨＣＯ3-＋Ｎ2↑＋３Ｏ2
【００８５】
これにより、被処理水中に存在するシアン化物イオンは、シアン酸を経て、更に酸化され、窒素ガスにまで処理される。
【００８６】
また、被処理水中に存在するシアン化物イオンは、被処理水中に電位がかけられることにより、被処理水中の水酸化物イオン（ＯＨ-）と反応し、シアン酸を経て、アンモニウムイオンにまで処理される。以下、化学反応式Ｅを示す。
化学反応式Ｅ    ＣＮ-＋２ＯＨ-→ＣＮＯ-＋Ｈ2Ｏ＋２ｅ-
２ＣＮＯ-＋２Ｈ2Ｏ→ＮＨ4+＋ＣＯ32-
【００８７】
また、上記反応において生成されたアンモニウムイオンは、上述した如く陽極を構成する電極６側で発生するオゾン等の酸化物質と化学反応式Ｆに示す如く反応し、これによっても、窒素ガスに脱窒処理される。以下、化学反応式Ｆを示す。
化学反応式Ｆ    ２ＮＨ3（ａｑ）＋（Ｏ3）→Ｎ2↑＋３Ｈ2Ｏ
【００８８】
係る酸化処理において、被処理水中のシアン化物イオンを窒素ガスにまで処理することができる。
【００８９】
次に、制御装置１１は、電源１０をＯＮとし、電極８及び電極９の電極対への通電を行う。このとき、電極８に正電位を、電極９に負電位を印加し、沈殿処理を実行する。これにより、電極６は陽極となり、電極７は陰極となる。尚、係る実施例では、沈殿処理において電極６及び電極７の電極対への通電は行わないものとする。
【００９０】
係る電位の印加により、被処理水は、電気化学的手法としての電解処理が行われ、陽極を構成する電極８は、上述の如く鉄材料にて構成されているので、電極８より鉄(II)イオンが被処理水中に溶出し、係る被処理水中において鉄(III)イオンにまで酸化される（前記化学反応式Ｂ）。
【００９１】
生成された鉄(III)イオンは、以下の化学反応式Ｇに示すように、被処理水中のシアノ錯体と凝集沈殿し、水に難溶性の錯化合物を形成する。
化学反応式Ｇ    ３[Ｆｅ（ＣＮ）6]4-＋４Ｆｅ3+→Ｆｅ4[Ｆｅ（ＣＮ）6]3↓
２[Ｆｅ（ＣＮ）6]3-＋３Ｆｅ3+→Ｆｅ3[Ｆｅ（ＣＮ）6]2↓
[Ｆｅ（ＣＮ）6]4-＋２Ｆｅ3+→Ｆｅ2[Ｆｅ（ＣＮ）6]↓
【００９２】
これにより、被処理水中に含有されたシアノ錯体を鉄イオンとの化学結合により水に難溶性の錯化合物を生成することで、沈殿処理することができる。尚、本実施例では、シアノ錯体を沈殿処理するための金属イオンとして電極８の材料に鉄を用いているが、これに限定されるものではなく、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛、マンガン等であっても良いものとする。ただし、処理後の被処理水を飲料水として用いる場合には、当該電極８は、人体の健康や環境に悪影響を及ぼさない物質にて構成することが望ましい。
【００９３】
上述した如き沈殿処理の終了後、前記酸化・凝集処理装置の処理槽５内の被処理水及び沈殿物を固液分離装置３のろ過処理槽２２に搬送し、上記第１の実施例と同様に固液分離処理し、処理後の被処理水を外部に排出する。
【００９４】
尚、当該実施例においても、上述した如き沈殿処理の終了後、前記酸化・凝集処理装置２の処理槽５内の被処理水及び沈殿物を固液分離装置３のろ過処理槽２２に搬送し、ろ過処理槽２２内に沈殿処理された後の被処理水及び沈殿物を貯留する。尚、本実施例では、酸化・凝集処理装置２の処理槽５と、固液分離装置３のろ過処理槽２２は別槽により構成しているが、同一槽により構成しても良いものとする。
【００９５】
以上、詳述した如く本実施例では、被処理水は、酸化処理において電解処理により被処理水中にオゾンなどの酸化物質を生成することで、被処理水中のシアン化物イオンをシアン酸を経て窒素ガスにまで処理することができる。また、沈殿処理において、電解処理により陽極となる電極から鉄イオン(II)を溶出させ、当該溶出した鉄イオン(II)を鉄イオン(III)に酸化した後、係る鉄イオン(III)と被処理水中のシアノ錯体とを化学結合させて沈殿除去するので、格別に薬剤を用いることなく、被処理水中のシアン化合物を処理することができる。
【００９６】
そのため、地下水などの被処理水の水質が変動した場合であっても、当該変動に応じて薬剤の添加量を変化させる必要が無くなり、処理後の被処理水中に添加される薬剤等による有害な他の物質を残留させる不都合を回避することができ、処理工程の簡素化、装置の小型化を図ることができ、効率的に被処理水を処理することが可能となる。
【００９７】
また、本実施例において酸化物質を生成するために使用される電極６（第１の電極）は、被処理水中に塩化物イオンとしてのハロゲン化物イオンが殆ど存在しない場合であっても、オゾン等の酸化物質を生成可能な電極が用いられているため、被処理水として塩化物イオン等が殆ど含まれていない地下水を処理した場合であっても、格別にハロゲン化物イオンを添加することなく、被処理水中にシアン化物イオンを酸化する酸化物質を生成することができる。
【００９８】
これにより、被処理水中にハロゲン系化合物が残留する不都合を回避することができ、処理後の被処理水による人体への健康被害や環境への悪影響を抑制することができるようになる。また、被処理水中に塩化物イオン等の影響により、塩素臭などの特有なにおいが残留する不都合を回避することができ、より一層、好適な状態で被処理水を提供することができるようになる。
【００９９】
尚、本実施例では、被処理水中に塩化物イオンなどのハロゲン化物イオンが所定の低濃度である被処理水中のヒ素化合物を処理するために用いられているが、これに限らず、被処理水中に塩化物イオンなどのハロゲン化物イオンが含まれている場合であっても、上記実施例と同様に、被処理水中に含まれるヒ素化合物の処理が行えることはいうまでもない。
【０１００】
尚、上記実施例では、電極６、７に通電を行い電気化学的手法により被処理水を処理する酸化処理の終了後に、電極８、９に通電を行い電気化学的手法により被処理水を処理する沈殿処理を実行しているが、これに限定されるものではなく、沈殿処理の終了後に、酸化処理を実行しても良く、同時に実行しても良い。
【０１０１】
また、上記各実施例では、同様の構成にて、被処理水中のヒ素及びシアン化合物の除去処理を行うことができることから、当該処理装置１又は１５を用いることで、これらヒ素及びシアン化合物の両者の有害物を含有する被処理水を同時に処理することが可能となる。
【実施例４】
【０１０２】
次に、図９を参照して第４の実施例について説明する。図９は第４の実施例である処理装置の概要を示す説明図である。係る実施例では、被処理水として、上述した如きヒ素、シアン化合物以外にもカドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、水銀（Ｈｇ）、パラチオン、メチルパラチオン、ＥＰＮ、メチルジメトンなどに含有される有機リン、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ＴＣＥ等の有機塩素系化合物、ジクロロプロペン、チウラム、シマジン、チオベンカル・・等の農薬系有機化合物、ベンゼン、ホウ素（Ｂ）、フッ素（Ｆ）、アンモニア（ＮＨ3）、亜硝酸（ＮＯ2）、硝酸（ＮＯ3）などの人体へ健康被害、環境への悪影響を及ぼす有害物質が含有されているものを用いる。尚、この被処理水中には、上述したすべての有害物質が含有されている必要なく、一又は二以上の有害物質が含まれている場合にも適用される。
【０１０３】
第４の実施例における処理装置４０は、ＲＯ膜処理装置４１と、薬剤注入装置４２と、上記各実施例において用いられる酸化・凝集処理装置２と、吸着処理装置４３と、同じく上記各実施例において用いられる固液分離装置３とを備えるものである。ここで、酸化・凝集処理装置２及び固液分離装置３については、上記各実施例と同様の構成とするため、説明を省略する。
【０１０４】
ＲＯ膜処理装置４１は、被処理水中のＲＯを膜処理する装置であり、処理対象である被処理物の濃縮水は、後段の薬剤注入装置４２に搬送され、膜処理後の被処理水は、浄水として外部に排出される。
【０１０５】
薬剤注入装置４２は、内部に図示しない被処理水の流入口と流出口を有する処理室４４を構成する処理槽４５であり、直接処理対象である有害物を含有する地下水等やＲＯ膜処理後の濃縮水が貯溜される。この薬剤注入装置４２では、当該被処理水中に混入されていると想定される有害物を薬剤処理可能とする薬剤が当該想定される量に対応した量だけ注入される。尚、各有害物質に対する投入薬剤等についての詳細は後述する。
【０１０６】
吸着処理装置４３は、被処理水中に含まれる有害物質を吸着処理するための吸着剤が設けられる装置である。当該吸着剤は、処理を目的とする有害物質に対し、それぞれ異なるため、詳細は後述する。
【０１０７】
係る構成により、被処理水中に上記各実施例に示した如きヒ素やシアン化合物が含まれている場合には、薬剤注入装置４２では処理されることなく、酸化・凝集処理装置２に搬送され、当該酸化・凝集処理装置２において、上記実施例と同様に処理され、後段の固液分離装置３によって、沈殿物の除去処理が成される。
【０１０８】
有害物としてカドミウムが含まれている場合には、一般には、被処理水中でＣｄＣｌ42-やＣｄ（ＳＯ4）22-のような錯体の形成して存在している。そのため、薬剤注入装置４２において、被処理水中にアルカリ剤として水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び炭酸塩、例えば炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）を添加し、被処理水をアルカリ性とすると、水酸化物或いは、塩基性炭酸塩が析出し、被処理水から分離することができる。これにより、被処理水中のカドミウムは、水酸化物法により分離処理することができる。
【０１０９】
また、当該被処理水に含まれるカドミウムは、酸化・凝集処理装置２における沈殿処理において被処理水中に溶出される鉄イオンにより塩化鉄（II）等と共沈処理される。尚、有害物として鉛が含まれている場合にも、カドミウムと同様に塩化鉄（II）等と共沈処理される。
【０１１０】
有害物として水銀が含まれている場合には、薬剤注入装置４２において硫化水素を添加することにより、被処理水中に極めて難溶性の多硫化水銀を生成する。尚、当該多硫化水銀は、過剰に硫化水素が存在し、ｐＨが高くなると多硫化水銀の生成により再溶解が進むが、後段の酸化・凝集処理装置２において被処理水中に溶出される鉄イオンにより過剰な硫化物イオンは、硫化鉄を形成することで、硫化水素に対し、硫化物イオンの量を小過剰に保持することができ、効果的に硫化水銀として沈殿処理することができる。
【０１１１】
有害物として有機リンが含まれている場合には、当該有機リンは、一般に難溶性であり、水中ではアルカリ性で加水分解されるため、当該被処理水を生石灰などで中和し、加水分解処理することで、凝集沈殿される。また、後段の吸着処理装置４３において、吸着剤として活性炭等を使用することで、効果的に有機リンを除去することができる。
【０１１２】
有害物としてポリ塩化ビフェニルが含まれている場合には、薬剤注入装置４２において硫酸アルミニウムを添加することにより、凝集沈殿される。また、後段の吸着処理装置４３において、吸着材としてカオリン又は活性炭等を使用することで、効果的にポリ塩化ビフェニルを除去することができる。
【０１１３】
有害物として有機塩素系化合物が含まれている場合には、当該有機塩素系化合物は、酸化・凝集処理装置２における酸化処理において生成される酸化物質により、酸化分解処理され、無害なものとされる。また、後段における吸着処理装置４３において、吸着材として活性炭等を使用することによっても、効果的に有機塩素系化合物を除去することができる。
【０１１４】
有害物質として農薬系有機化合物やベンゼンが含まれている場合には、当該農薬系有機化合物及びベンゼンは、吸着処理装置４３において、吸着材として活性炭等を使用することにより、効果的に除去処理される。
【０１１５】
有害物質としてホウ素が含まれている場合には、薬剤注入装置４２において、被処理水中にアルミニウム塩と水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）を添加することで、アルミン酸カルシウム（[Ｃａ（ＡｌＯ2）2]）にホウ素が吸着して除去処理される。
【０１１６】
有害物質としてフッ素が含まれている場合には、薬剤注入装置４２において、被処理水中にカルシウム塩を添加し、水に難溶性の弗化カルシウムを生成させることで、沈殿処理することが可能である。
【０１１７】
また、被処理水中にアンモニア、亜硝酸、硝酸が含まれている場合には、酸化・凝集処理装置２における酸化処理において、脱窒処理が行われる。即ち、被処理水中に塩化物イオン等のハロゲン化物イオンが含まれている場合には、陽極を構成する電極６側では、被処理水中に含まれる塩化物イオンが電子を放出して塩素（ハロゲン）を生成する（化学反応式Ｈ）。そして、この塩素は水に溶解して次亜塩素酸（次亜ハロゲン酸）を生成する（化学反応式Ｉ）。係る場合には、上述したようにオゾンや活性酸素も生成される。以下に、化学反応式Ｈ、Ｉを示す。
化学反応式Ｈ    ２Ｃｌ-→＋Ｃｌ2＋２ｅ-
化学反応式Ｉ    Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
【０１１８】
そして、生成された次亜塩素酸は、被処理水中に含まれるアンモニアと反応し、複数の化学変化を経た後、窒素ガスに変換される（化学反応式Ｊ）。以下、化学反応式Ｊを示す。
化学反応式Ｊ    ＮＨ3＋ＨＣｌＯ→ＮＨ2Ｃｌ＋Ｈ2Ｏ
ＮＨ2Ｃｌ＋ＨＣｌＯ→ＮＨＣｌ2＋Ｈ2Ｏ
ＮＨ2Ｃｌ＋ＮＨＣｌ2→Ｎ2↑＋３ＨＣｌ
【０１１９】
また、被処理水中のアンモニアは、陽極を構成する電極６側で発生するオゾン、若しくは、活性酸素と反応し、窒素ガスに脱窒処理される（前記化学反応式Ｆ）。
【０１２０】
他方、当該酸化処理における陰極を構成する電極７側では、陽極を構成する電極６側において生成された電子が供給され、被処理水中に含まれる硝酸イオンが亜硝酸イオンに還元される（化学反応式Ｋ）。更に亜硝酸イオンは、陰極を構成する電極７側において、電子が供給され、アンモニアまで還元される（化学反応式Ｌ）。以下に、化学反応式Ｋ及びＬを示す。
化学反応式Ｋ    ＮＯ3-＋Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→ＮＯ2-＋２ＯＨ-
化学反応式Ｌ    ＮＯ2-＋５Ｈ2Ｏ＋６ｅ-→ＮＨ3（ａｑ）＋７ＯＨ-
尚、ここで、生成されるアンモニアは、上述した如く次亜塩素酸やオゾンにより、窒素ガスにまで還元処理される。
【０１２１】
以上、詳述した如く第４の実施例における処理装置４０により、複数種類の有害物質が被処理水中に含まれている場合であっても、同一の装置により、除去処理を行うことが可能となる。これにより、システムの簡素化を図ることができるようになり、処理装置の設置スペースの狭小化、生産コストの低減を図ることができ、利便性が向上される。
【０１２２】
尚、上記各実施例において、酸化・凝集処理装置２において処理された後の沈殿物を含む被処理水は、固液分離装置３により分離処理を行っているが、これに限るものではなく、図９に示されるように、沈殿分離槽４６を設け、当該沈殿分離槽４６にて沈殿物を沈積させ、当該上澄み液を採取することにより、被処理水を飲料水として、又は、浄水として取り出しても良いものとする。
【０１２３】
また、各実施例では、酸化・凝集処理装置２は、処理槽５を設け、処理槽５内に形成される処理室４にて被処理水の処理を行っているが、これに限られるものではなく、例えば、被処理水が流通する管路の内壁に、各電極等を設けることにより、管路内の流水を電気化学的に処理することで、被処理水の処理を行っても良いものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】処理装置の概要を示す説明図である。（実施例１）
【図２】第１の電極の概略断面図である。
【図３】固液分離装置の概略断面図である。
【図４】微孔性薄膜の斜視図である。
【図５】酸化処理及び沈殿処理における化学反応を模式した図である。（実施例１）
【図６】他の実施例としての酸化・凝集処理装置の概略説明図である。
【図７】処理装置の概要を示す説明図である。（実施例２）
【図８】酸化処理及び沈殿処理における化学反応を模式した図である。（実施例３）
【図９】処理装置の概要を示す説明図である。（実施例４）
【符号の説明】
【０１２５】
１    処理装置
２    酸化・凝集処理装置
３    固液分離装置
４    処理室
５    処理槽
６    電極（第１の電極）
６Ａ  導電性基体
６Ｂ  電極触媒
７、９、１２  電極
８    電極（第２の電極）
１０  電源
１１  制御装置
１５  処理装置
１６  酸化・凝集処理装置
１７  電極（第１の電極）
１８  電極（第２の電極）
１９  制御装置
２２  ろ過処理槽
２３  吸引ポンプ
２４  微孔性薄膜
２８  ブロワー
３０  膜体
３２  スペーサー
３３  枠体
３４  支持体
３６  集水出口
４０  処理装置
４１  ＲＯ膜処理措置
４２  薬剤注入装置
４３  吸着処理装置
４４  処理室
４５  処理槽
【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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