(57)【要約】【課題】  イオン交換樹脂を使用して水処理を行う水処理方法及び装置を提供する。【解決手段】  原水を陰イオン交換樹脂に接触させて原水中に含まれる溶解性有機成分を除去するイオン交換処理槽１２と、該イオン交換処理槽で前記溶解性有機成分を吸着した前記陰イオン交換樹脂を塩化ナトリウム水溶液からなる再生液を使用して再生する再生手段１３と、該再生手段で前記陰イオン交換樹脂を再生することにより発生した再生廃液をヒドロキシラジカルの発生を伴う酸化手段で酸化処理する酸化処理装置１４とを備え、該酸化処理装置は、オゾン酸化、過酸化水素酸化、液中プラズマ酸化のいずれか一種以上を具備している。酸化処理した再生廃液は再生液として再利用することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を陰イオン交換樹脂に接触させて原水中に含まれる溶解性有機成分を除去するイオン交換工程と、該イオン交換工程で前記溶解性有機成分を吸着した前記陰イオン交換樹脂を塩化ナトリウム水溶液からなる再生液を使用して再生する再生工程と、該再生工程で前記陰イオン交換樹脂を再生することにより発生した再生廃液をヒドロキシラジカルの発生を伴う酸化方法で処理する酸化処理工程とを含み、前記酸化処理工程は、オゾン酸化、過酸化水素酸化、液中プラズマ酸化のいずれか一種以上からなることを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記酸化処理工程で処理した再生廃液を前記再生工程に導入し、前記再生液として繰り返し使用することを特徴とする請求項１記載の水処理方法。
【請求項３】
前記酸化処理工程は、過酸化水素酸化方法とオゾン酸化方法とを併用することを特徴とする請求項１又は２記載の水処理方法。
【請求項４】
前記酸化処理工程は、オゾン酸化方法と液中プラズマ酸化方法とを併用することを特徴とする請求項１又は２記載の水処理方法。
【請求項５】
原水を陰イオン交換樹脂に接触させて原水中に含まれる溶解性有機成分を除去するイオン交換処理槽と、前記イオン交換処理槽で前記溶解性有機成分を吸着した前記陰イオン交換樹脂を塩化ナトリウム水溶液からなる再生液を使用して再生する再生手段と、該再生手段で前記陰イオン交換樹脂を再生することにより発生した再生廃液をヒドロキシラジカルの発生を伴う酸化手段で酸化処理する酸化処理装置とを備え、該酸化処理装置は、オゾン酸化、過酸化水素酸化、液中プラズマ酸化のいずれか一種以上を具備していることを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
前記酸化処理装置で処理した再生廃液を前記再生手段に導入し、再生液として繰り返し使用する手段を備えていることを特徴とする請求項５記載の水処理装置。
【請求項７】
前記酸化処理装置は、過酸化水素酸化手段とオゾン酸化手段とを具備していることを特徴とする請求項５又は６記載の水処理装置。
【請求項８】
前記酸化処理装置は、オゾン酸化手段と液中プラズマ酸化手段とを具備していることを特徴とする請求項５又は６記載の水処理装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理方法及び装置に関し、詳しくは、イオン交換樹脂を使用した水処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶解性有機成分濃度が高い原水を処理する方法として、陰イオン交換樹脂に前記溶解性有機成分を吸着して原水中から除去する方法が知られている。陰イオン交換樹脂は、再生液、通常は塩化ナトリウム水溶液（食塩水）で再生処理を行うことにより、吸着した有機成分などの不純物を脱離して再利用することができる。一方、再生液は、陰イオン交換樹脂から脱離した不純物を含む再生廃液となる。この再生廃液は、塩分及び不純物を含んでいるため、原水とは別に処理する必要があり、例えば、再生廃液にポリ塩化アルミニウムを添加して有機物及び硫酸塩を凝集沈殿させて再生廃液から除去することにより、再生廃液を再生液として再利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９６７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、再生廃液から除去した有機物及び硫酸塩を含む沈殿物からなる廃棄物が発生するため、この廃棄物を処理するための設備が必要となり、水処理装置内に廃棄物処理設備を設けたり、廃棄物を処理業者に運搬したりする必要があった。
【０００５】
そこで本発明は、イオン交換樹脂を使用して水処理を行うに当たり、沈殿物が発生しない水処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の水処理方法は、原水を陰イオン交換樹脂に接触させて原水中に含まれる溶解性有機成分を除去するイオン交換工程と、該イオン交換工程で前記溶解性有機成分を吸着した前記陰イオン交換樹脂を塩化ナトリウム水溶液からなる再生液を使用して再生する再生工程と、該再生工程で前記陰イオン交換樹脂を再生することにより発生した再生廃液をヒドロキシラジカルの発生を伴う酸化方法で処理する酸化処理工程とを含み、前記酸化処理工程は、オゾン酸化、過酸化水素酸化、液中プラズマ酸化のいずれか一種以上からなることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の水処理方法は、前記酸化処理工程で処理した再生廃液を前記再生工程に導入し、前記再生液として繰り返し使用することを特徴とし、さらに、前記酸化処理工程では、過酸化水素酸化方法とオゾン酸化方法とを併用すること、あるいは、オゾン酸化方法と液中プラズマ酸化方法とを併用することが好ましい。
【０００８】
本発明の水処理装置は、原水を陰イオン交換樹脂に接触させて原水中に含まれる溶解性有機成分を除去するイオン交換処理槽と、前記イオン交換処理槽で前記溶解性有機成分を吸着した前記陰イオン交換樹脂を塩化ナトリウム水溶液からなる再生液を使用して再生する再生手段と、該再生手段で前記陰イオン交換樹脂を再生することにより発生した再生廃液をヒドロキシラジカルの発生を伴う酸化手段で酸化処理する酸化処理装置とを備え、該酸化処理装置は、オゾン酸化、過酸化水素酸化、液中プラズマ酸化のいずれか一種以上を具備していることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の水処理装置は、前記酸化処理装置で処理した再生廃液を前記再生手段に導入し、前記再生液として繰り返し使用する手段を備えていることを特徴とし、さらに、前記酸化処理装置が、過酸化水素酸化手段とオゾン酸化手段とを具備していること、あるいは、オゾン酸化手段と液中プラズマ酸化手段とを具備していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、再生廃液を酸化処理することにより、再生廃液中の有機物をヒドロキシラジカルの作用により分解して二酸化炭素まで分解させることができる。これにより、高塩濃度の再生廃液から濃縮した有機物を除去できるとともに、再生廃液を再生液として再使用可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の水処理方法を実施可能な水処理装置の第１形態例を示す系統図である。
【図２】本発明の水処理方法を実施可能な水処理装置の第２形態例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の水処理方法を実施可能な水処理装置の第１形態例を示している。本形態例に示す水処理装置は、原水槽１１と、前記原水と陰イオン交換樹脂とを接触させるイオン交換処理槽１２と、該イオン交換処理槽１２で原水と接触後の前記陰イオン交換樹脂を再生する再生手段１３と、該再生手段１３で発生する再生廃液を酸化する酸化処理装置１４とを備えている。
【００１３】
前記イオン交換処理槽１２は、原水と陰イオン交換樹脂とを接触させて原水中に含まれる溶解性有機成分（溶解性有機炭素：ＤＯＣ）を陰イオン交換樹脂に吸着させて原水中から除去するイオン交換工程を行うものであって、該イオン交換工程では、陰イオン交換樹脂の交換基である塩化物イオン又は塩素イオンと原水中の負電荷有機物とがイオン交換することにより、負電荷有機物が陰イオン交換樹脂に吸着されて原水中から除去される。負電荷有機物が除去された処理水は、処理水導出経路２２から導出される。
【００１４】
前記再生手段１３は、前記イオン交換処理槽１２で前記溶解性有機成分を吸着した前記陰イオン交換樹脂を再利用可能な状態に再生する再生工程を行うためのものであって、イオン交換処理槽１２から樹脂再生経路２４を介して流入した陰イオン交換樹脂を所定濃度の塩化ナトリウム水溶液からなる再生液で処理することにより、陰イオン交換樹脂に吸着している負電荷有機物と塩化ナトリウム水溶液中の塩化物イオン又は塩素イオンとを交換させて陰イオン交換樹脂を再生する。再生した陰イオン交換樹脂は、再生樹脂循環経路２５を通ってイオン交換処理槽１２に循環して再利用され、陰イオン交換樹脂から脱離した負電荷有機物を含む再生廃液は、再生廃液導出経路２６から前記酸化処理装置１４に送られる。
【００１５】
前記酸化処理装置１４は、前記再生廃液をヒドロキシラジカルの発生を伴う酸化手段で酸化処理する酸化処理工程を行う。ヒドロキシラジカルは、反応性が非常に強いラジカルであり、再生廃液中の負電荷有機物を二酸化炭素まで分解、除去することができる。しかし、液中のヒドロキシラジカルの存在時間が非常に短いため、液中でヒドロキシラジカルを発生することができるオゾン酸化、過酸化水素酸化、液中プラズマ酸化のいずれか一種以上の酸化方法を採用することが好ましい。
【００１６】
前記オゾン酸化は、再生廃液中にオゾンガスを溶解させることにより行うことができる。オゾンガスを溶解させる方法としては、ディフューザによる散気や、混合機能付きポンプを用いることが好適である。再生廃液中のオゾン濃度は、１０ｍｇ／Ｌ以上、特に、１００ｍｇ／Ｌ以上とすることが好ましい。
【００１７】
前記過酸化水素酸化は、再生廃液中に過酸化水素を添加して反応させることにより行うことができ、過酸化水素添加後、攪拌や、曝気などの方法により均一化させることで反応を促進させることができる。過酸化水素の添加量は、再生廃液に対して１０ｍｇ（Ｈ２Ｏ２）／Ｌ以上、好ましくは５０ｍｇ（Ｈ２Ｏ２）／Ｌ以上である。反応時間は、再生廃液中の負電荷有機物濃度にもよるが１時間以上、特に５時間以上が好ましい。
【００１８】
前記液中プラズマ酸化は、導電性液体中に電極を沈め、電極間に高電圧を印可してプラズマを液中で発生させるもので、ヒドロキシラジカルの発生を伴い、負電荷有機物を分解除去することができる。電極の材料は特に問わないが、印可する電圧は、再生廃液の濃度に合わせ調整する必要があり、通常は、１〜１０ｋＶの範囲が好ましい。
【００１９】
前記各酸化処理は、二種以上の酸化方法を併用することが好ましい。例えば、過酸化水素酸化とオゾン酸化とを併用することにより、過酸化水素の分解反応がオゾンにより促進され、より多くのヒドロキシラジカルを生成するので酸化処理効率を向上させることができる。また、オゾン酸化と液中プラズマ酸化とを併用することにより、オゾンガスの気泡が電極間に入り、プラズマの発生を促進することができるとともに、オゾンの分解反応が放電によって促進され、ヒドロキシラジカルの発生量を飛躍的に増加させることができる。
【００２０】
再生廃液中に高濃度の無機塩類が存在するため、凝集、生物処理などの通常の水処理方法を適用することが困難であるが、前述のような酸化処理を用いることにより、無機塩類の存在がヒドロキシラジカルの発生を促進する効果が期待でき、効果的に負電荷有機物を選択的に除去することが可能になる。
【００２１】
図２は、本発明の水処理方法を実施可能な水処理装置の第２形態例を示している。なお、以下の説明において、前記第１形態例に示した水処理方法装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２２】
本形態例では、前記酸化処理装置１４で酸化処理した再生廃液を、再生廃液再利用経路２７から再生手段１３に戻して再生液として再利用するようにしている。再生手段１３の再生液として再利用するためには、酸化処理工程での負電荷有機物の除去率を一定以上にする必要がある。負電荷有機物の濃度指標として、色度の除去率を５０％以上とすることが好ましい。これを達成するためには、再生廃液のＣＯＤは、１００００ｍｇ／Ｌ以下、特に、５０００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。再生廃液のＣＯＤが１００００ｍｇ／Ｌを超えると、酸化処理工程での処理が不十分となり、再生液としての利用が困難になる。
【００２３】
このように、酸化処理装置１４で酸化処理した再生廃液を再生手段１３の再生液として再利用することにより、沈殿物を発生させることなく、再生液を効率よく使用することができる。
【００２４】
なお、イオン交換処理槽における原水と陰イオン交換樹脂との接触、原水と接触後の陰イオン交換樹脂の分離回収などは、この種の装置に用いられている一般的な装置構成を採用することができ、陰イオン交換樹脂の再生手段も、一般的な機器構成を採用することができる。また、本発明は、溶解性有機成分濃度が高い原水の処理に適しているが、原水の性状は特に限定されるものではなく、溶解性有機成分濃度が比較的高い河川系表層水や湖沼水をはじめとして、伏流水や地下水といった水源にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１１…原水槽、１２…イオン交換処理槽、１３…再生手段、１４…酸化処理装置、２２…処理水導出経路、２４…樹脂再生経路、２５…再生樹脂循環経路、２６…再生廃液導出経路、２７…再生廃液再利用経路 
【図１】
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【図２】
2016059853.tif 000004