(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯廃液を加熱濃縮し、蒸発分を凝縮することにより、該洗濯廃液を濃縮液と凝縮液とに分離する蒸発濃縮工程を含む洗濯廃液の処理方法において、酸化剤として過酸化水素水及び／またはオゾンを添加した洗濯廃液に紫外線の照射処理を行う紫外線処理工程を前記蒸発濃縮工程の前に付加することを特徴とする洗濯廃液の処理方法。
【請求項２】
前記蒸発濃縮工程における濃縮倍率を１００〜５００倍とすることを特徴とする請求項１記載の洗濯廃液の処理方法。
【請求項３】
前記蒸発濃縮工程で得られる濃縮液及び凝縮液のうち、該濃縮液を固化処理する一方、前記凝縮液を環境中に放出または再利用することを特徴とする請求項１または２記載の洗濯廃液の処理方法。
【請求項４】
前記紫外線処理工程における洗濯廃液の処理速度を１０ｍ3／ｈ／ｋＷ以下とすることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１記載の洗濯廃液の処理方法。
【請求項５】
前記紫外線処理工程に用いる紫外線の主波長を２５３.７ｎｍまたは１８４.９ｎｍとすることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１記載の洗濯廃液の処理方法。
【請求項６】
前記紫外線処理工程の前に洗濯廃液をろ過するろ過工程を付加することを特徴とする請求項１ないし５いずれか１記載の洗濯廃液の処理方法。
【請求項７】
前記紫外線処理工程における酸化剤の添加量を、洗濯廃液の全有機炭素濃度から求めた炭素のモル数の０.３倍モル量以上とすることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１記載の洗濯廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯廃液の処理方法に関し、例えば原子力施設等において生じる洗濯廃液及び手洗い廃液を環境放出可能なレベルにまで処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のドライクリーニング方式の洗浄剤にはフロンが使用されており、これが環境汚染の要因となるために、例えば、原子力発電所のような原子力施設においては、洗濯方式がドライクリーニングから水洗いに移行している。微量の放射能を含む洗濯廃液及び手洗い廃液は、そのまま環境に放出すると放射能濃度及びＣＯＤ成分が放出基準に抵触する。従って、環境への放出を前提にすると、微量放射能の除去と併せてＣＯＤ成分及びＢＯＤ成分の除去が必要である。現在では、廃液中のＣＯＤ成分及びＢＯＤ成分の主成分たる界面活性剤の環境中への放出を極力減少させるために活性炭処理を行っている場合が多い。しかしながら、使用済活性炭の二次廃棄物が多量に発生し、また使用済活性炭の含水率が高く、焼却処理に困難を伴っているのが現状である。
【０００３】
一方、洗濯廃液及び手洗い廃液を蒸発濃縮し、凝縮水と濃縮水とに分け、凝縮水のＣＯＤと放射能濃度を放出基準値まで下げて環境放出する一方、濃縮液を固化処理する方法も採用されている。この場合、洗濯廃液及び手洗い廃液を直接蒸発濃縮すると濃縮処理時に激しく発泡し、高濃度のＣＯＤ成分あるいは放射性核種が飛沫となって凝縮水系へ移行する問題が生じる。現在ではこれを防ぐため、前処理として活性炭と凝集剤で発泡成分を減少させて、蒸発濃縮を行うようにしている。しかしながら、凝集剤を使用する場合も二次廃棄物が多量に発生し問題がある。
上述のごとく、原子力発電所等の原子力施設等における洗濯廃液の処理方法に関して、放射能成分はもとよりＣＯＤ成分及びＢＯＤ成分も極力少なくし、環境中への放出を可能にし、かつ、二次廃棄物発生量を少なくする処理方法の開発が要求されている。
【０００４】
また紫外線（ＵＶ）照射と過酸化水素水又はオゾンによる有機物酸化分解処理方法が公知の技術としてある。しかしながらこの公知の処理法は、有機物を徹底的に分解することを目的としており、発泡因子を取り除くことについては全く追求されていない。
例えば、「紫外線とオゾンを用いたランドリ廃液処理法のシステム成立性」（日本原子力学会「１９９７春の年会」予稿集）において、原子力発電所内の洗濯廃液及び手洗い廃水に含まれる有機物を紫外線とオゾンを用いて分解する技術が開示されているが、ここではＴＯＣ濃度の減少のみを追求しているだけであって、この処理液をどのようにするかについては言及していない。
また、「オゾン／紫外線併用による有機物の酸化分解」（化学工学会第６２回年会（１９９７）予稿集）に開示された技術においても、ＴＯＣ濃度の減少のみを追求しており、蒸発濃縮時の発泡までは何ら言及していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、洗濯廃液を環境中へ放出可能なあるいは再利用可能な水質とするように処理する処理方法において、二次廃棄物の発生を抑制し、かつ発生した二次廃棄物を容易に廃棄処理することができ、連続安定性と高い安全性をもって処理を実行でき、さらに処理装置をコンパクト化できる洗濯廃液の処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、洗濯廃液を加熱濃縮し、蒸発分を凝縮することにより、該洗濯廃液を濃縮液と凝縮液とに分離する蒸発濃縮工程を含む洗濯廃液の処理方法において、酸化剤として過酸化水素水及び／またはオゾンを添加した洗濯廃液に紫外線の照射処理を行う紫外線処理工程を前記蒸発濃縮工程の前に付加することを特徴としたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記蒸発濃縮工程における濃縮倍率を１００〜５００倍とすることを特徴としたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記蒸発濃縮工程で得られる濃縮液及び凝縮液のうち、該濃縮液を固化処理する一方、前記凝縮液を環境中に放出または再利用することを特徴としたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし３いずれか１の発明において、前記紫外線処理工程における洗濯廃液の処理速度を１０ｍ3／ｈ／ｋＷ以下とすることを特徴としたものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし４いずれか１記載の発明において、前記紫外線処理工程に用いる紫外線の主波長を２５３.７ｎｍまたは１８４.９ｎｍとすることを特徴としたものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１ないし５いずれか１記載の発明において、前記紫外線処理工程の前に洗濯廃液をろ過するろ過工程を付加することを特徴としたものである。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１ないし６いずれか１記載の発明において、前記紫外線酸処理工程における酸化剤の添加量を、洗濯廃液の全有機炭素濃度から求めた炭素のモル数の０.３倍モル量以上とすることを特徴としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の処理方法においては、洗濯廃液，手洗い廃液，もしくはこれらの混合廃液に、酸化剤として過酸化水素水またはオゾンを添加して紫外線照射を行うことにより、廃液中に含有している発泡因子を脱離するとともに、ＴＯＣ成分の一部も酸化分解する。従来、紫外線酸化処理しない廃液を蒸発濃縮器に送って濃縮すると、蒸発濃縮時に激しく発泡し、一部のＴＯＣ成分と放射性核種が環境放出する凝縮液側へ移行してしまう問題が生じるが、本発明の処理方法により紫外線酸化処理された廃液は、少なくとも５００倍まで濃縮しても発泡が生じない。
【００１４】
図１は、本発明による洗濯廃液の処理方法を適用する処理システムの構成例を示す図である。図１において、１はろ過器、２は紫外線（ＵＶ）酸化反応器、２ａは紫外線（ＵＶ）ランプ、３は蒸発濃縮器である。
ろ過器１は、洗濯廃液及び手洗い廃液中に含まれる衣類等の糸屑又は汚垢を除去する機能を有し、これにより紫外線ランプの表面を汚さないようにするものである。なお、このろ過器１としては、１０〜１００μｍの粒子が捕集可能なものを用いることが好適である。ＵＶ酸化反応器２は、発泡因子の脱離及びＣＯＤ成分の分解を行い、また雑菌繁殖を抑制する機能を有する。蒸発濃縮器３は、処理廃液の残留ＣＯＤ成分及び放射性核種を濃縮して、濃縮水と凝縮水とに分離するものである。得られた凝縮液（回収液）は再利用するか、もしくは環境へ放出し、一方、高濃度ＣＯＤと放射能核種を含む濃縮液はセメント等で固化する。
【００１５】
本発明においては、紫外線照射ランプにより照射される紫外線の主波長として、２５３.７ｎｍ，もしくは１８４.９ｎｍ（より好ましくは２５３.７ｎｍ）の波長光を用いることが特に有効である。また本発明では、ＴＯＣ成分の一部の発泡因子を脱離すればよいために、ＴＯＣを９０％以上分解するときの処理速度に比較して、約６倍の処理速度で処理可能である。
【００１６】
以下に本発明の処理方法の実施例を説明する。
（実施例１）
本実施例は、模擬洗濯廃液に３０分間ＵＶを照射した後、濃縮発泡試験を実施したものである。
図２に本実施例で用いたＵＶ酸化反応装置のダイアグラムの一例を示す。図２において、１１は電源箱、１２は紫外線（ＵＶ）反応器、１２ａは紫外線（ＵＶ）ランプ、１３は循環ポンプ、１４は循環流量計、１５は冷却機、１６は模擬洗濯廃液タンク、１７は過酸化水素水供給ポンプ、１８は過酸化水素水計量器である。
また図３に、本実施例で用いた濃縮発泡試験装置の概略構成図を示す。図３において、２１は補給液容器、２２はゴム栓、２３はスケール、２４は発泡塔、２５は熱電対保護管、２６は廃液、２７はマントルヒータ、２８は冷却器、２９はメスシリンダ、３０は温度記録計、３１はＡ／Ｖメータ、３２はスライダックである。マントルヒータ２７は、使用電源が１００Ｖで４００Ｗの電力量をもち、その有効長は４００ｍｍ，塔径は５５φ，塔長は１０００ｍｍ，塔の材質はパイレックスであり、またゴム栓２２の材質はシリコーンゴムである。
【００１７】
本実施例による処理試験方法を以下に説明する。まず図２に示す模擬洗濯廃液タンク１６に調整した模擬洗濯廃液２０Ｌを充填し、次いで充填した模擬洗濯廃液を循環ポンプ１３を使用して紫外線反応器１２に送る。なお本実施例における模擬洗濯廃液としては、家庭用洗濯機に、洗剤，着用済衣類，及び水を入れて洗濯して得たものを用いる。また本実施例における洗剤としては、直鎖アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム，アルキル硫酸エステルナトリウム，硫酸塩，アルミノケイ酸塩，酵素，蛍光剤等を成分として含むものを用いる。
【００１８】
紫外線反応器１２の内部に模擬洗濯廃液が満たされた後に、２ｋＷの紫外線ランプ１２ａを点灯し、同時に過酸化水素水供給ポンプ１７を作動させて過酸化水素水（３５％）を１３.７ｍｌ／ｈの流量で模擬洗濯廃液タンク１６に送出する。過酸化水素水と模擬洗濯廃液の混合液は、循環ポンプ１３により循環し、紫外線反応器１２で酸化分解される。この酸化分解処理を３０分間行った後、模擬洗濯廃液タンク１６内部及び紫外線反応器１２内部の模擬洗濯廃液を抜き出す。
【００１９】
次いで抜き出した模擬洗濯廃液５００ｍｌを、図３に示した濃縮発泡試験装置の発泡塔２４に充填する。そしてマントルヒータ２７の電源を入れ、模擬洗濯廃液を加熱して蒸発させる。このときの蒸発速度は１６０ｍｌ／ｈに設定する。沸騰させることにより発生する蒸発分を冷却器２８へ導入して凝縮し、得られる凝縮液をメスシリンダ２９に導いて、時間毎の蒸発量を測定する。加熱により模擬洗濯廃液が発泡すれば、発泡塔で観察される。その時の泡が上昇する高さをスケールで測定する。蒸発した模擬洗濯廃液は、常時補給されるシステムになっている。
【００２０】
濃縮発泡試験の結果を図４に示す。図４に示すごとくに、紫外線処理を施さない模擬洗濯廃液においては、廃液の温度が加熱によって水の沸点に到達すると同時に廃液の発泡が始まり、忽ち発泡塔をオーバフローした。ここで発泡高８０ｃｍはスケールの最頂部を示す。一方、紫外線処理を３０分施した模擬洗濯廃液は１００倍濃縮後も全く発泡が起こらなかった。
【００２１】
本試験で得られた各液の性状分析表を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0004164156.tif 000002
【００２３】
凝縮液（留出液）のＴＯＣ，ＣＯＤは５ｐｐｍ付近であり、環境放出可能な値であった。また、ｐＨも７.８であり、ｐＨ調整することなくそのまま放出可能であった。
【００２４】
（実施例２）
本実施例は、模擬洗濯廃液に３時間紫外線を照射した後、濃縮発泡試験を実施したものである。
本実施例は、実施例１と同じ方法で調整した模擬洗濯廃液を、実施例１で用いた試験装置により３時間紫外線処理し、５００倍まで濃縮したものである。
濃縮発泡試験の結果を図５に示す。実施例１と同様に、未処理液は沸騰と同時に激しい発泡が生じたが、３時間の紫外線処理を施したものは、５００倍まで濃縮しても発泡が全く見られなかった。
【００２５】
本試験で得られた各液の性状分析表を表２に示す。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
凝縮液（留出液）のＴＯＣ，ＣＯＤの値は１ｐｐｍ前後であり、実施例１よりも更に低い値となった。即ち、放出基準を十分クリア可能な値が得られた。
【００２８】
このように、紫外線酸化処理を施すことで発泡が抑制される現象は、発泡要因となる成分が初期に脱離あるいは切断されることにより得られるものと考えられる。その機構の一つとして、洗剤に含まれる直鎖アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウムのスルフォン基の脱離が考えられる。図６に紫外線照射時間に対する硫酸イオン及び塩素イオンの経時変化を示した。図６に示すごとくに、紫外線照射と同時に硫酸イオンの脱離が始まっている。この傾向は発泡状況と整合している。
【００２９】
（実施例３）
本実施例は、模擬手洗い廃液に３時間紫外線を照射した後、濃縮発泡試験を実施したものである。模擬手洗廃液としては、水２０Ｌに手洗い洗剤（主成分：ヤシ油カリ，イソプロピルメチルフェノール）を所定量添加し、その液で３０人が手を洗ったものを用いた。この模擬手洗い廃液により、実施例２と同様の条件で濃縮発泡試験を行った。
濃縮発泡試験の結果を図７に示す。未処理液は沸騰と同時に激しい発泡が生じたが、３時間の紫外線処理を施したものは、５００倍まで濃縮しても発泡が全く見られなかった。
【００３０】
本試験で得られた各液の性状分析表を表３に示す。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
この結果、模擬手洗い廃液においても、模擬洗濯廃液とほとんど同じ傾向を示した。
【００３３】
（実施例４）
本実施例は、実洗濯廃液に３時間ＵＶを照射した後、濃縮発泡試験を実施したものである。実洗濯廃液とは、模擬洗濯したものと同じ洗剤を用いて、原子力発電所内で作業した衣類を既設の洗濯機で実際に洗濯して得たものである。
本実施例では、模擬洗濯廃液で使用したＵＶ酸化装置を原子力発電所に持ち込んで実洗濯廃液による濃縮発泡試験を実施した。試験条件は、模擬洗濯廃液の実施例に準じた。
濃縮発泡試験の結果を図８に示す。未処理液は沸騰と同時に激しい発泡が生じたが、３時間の紫外線処理を施したものは、２００倍まで濃縮しても発泡が全く見られなかった。
【００３４】
本試験で得られた各液の性状分析表を表４に示す。
【００３５】
【表４】
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【００３６】
この結果、凝縮液（留出液）のＴＯＣは１ｐｐｍであり、またＣＯＤは測定限界値以下であった。このことから、凝縮液の環境放出は十分可能であることが確認された。
【００３７】
（実施例５）
本実施例は、酸化剤としてオゾンを用い、模擬洗濯廃液に３時間紫外線を照射した後、濃縮発泡試験を実施したものである。
本実施例では、実施例２と同じ方法で調製した模擬洗濯廃液（ＴＯＣ；１７８ｐｐｍ）にオゾンを０.７５Ｏ3Ｎｌ／ｈの割合で送入すると同時に、２５４ｎｍ波長の紫外線を照射する。オゾンの送入法は図２に示すように、紫外線反応器１２の下部より吹き込む方式を採用した。
【００３８】
模擬洗濯廃液は、洗剤２０ｇと水道水３０Ｌとを混合した洗濯液により、洗濯物（着用作業着）２ｋｇを洗濯して得た。この模擬洗濯廃液６５０ｍｌとり、オゾンを送入しながら水銀ランプにより２５４ｎｍ波長の紫外線を照射して酸化処理を行った。このときのオゾン送入量は、０.７５Ｏ3Ｎｌ／ｈとし、酸化処理の時間は３時間とした。この処理により、模擬洗濯廃液のＴＯＣが１７８ｐｐｍから５３ｐｐｍまで低下した。
【００３９】
次に上述の酸化処理を行った模擬洗濯廃液を６００ｍｌとり、実施例１と同様の方法で濃縮発泡試験を行った。濃縮倍率は１００倍とし、凝縮液（留出液）が５９４ｍｌ，濃縮液が６ｍｌが得られたが、このとき発泡は全く確認できなかった。
【００４０】
以上、本発明においては、洗濯廃液，手洗い廃液またはその混合液において、酸化剤の添加量は、ＴＯＣの９０％を分解できる量の約１／６で十分であり、このような少量の酸化剤を添加した廃液を紫外線照射で処理することにより、５００倍濃縮しても発泡が生じないことが見い出された。本発明は、一般産業界，及び一般家庭から発生する界面活性剤処理にも適用可能であり、今後環境規制が強まるに従って、本方法の採用が望まれる可能性が強い。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、洗濯廃液に酸化剤を添加して紫外線酸化処理を行うことにより、蒸発濃縮時の発泡現象を抑制することが可能となり、発泡に起因するＣＯＤ成分及び放射性核種成分の凝縮液への移行を防ぐことができ、信頼性の高い洗濯廃液の処理を行うことができる。また、凝集剤，活性炭等を使用する必要がないため二次廃棄物の発生がなく、合理的な処理を行うことができ、また常温・常圧の条件で廃液処理が可能であるため安全性が高い。また発泡を抑制するためには、ＣＯＤ，ＴＯＣ成分の一部の発泡因子を脱離させればよいので、ランニングコスト，装置コストを大幅に削減することができる。さらにＣＯＤ，ＴＯＣ濃度が減少するため濃縮蒸発後の濃縮側の固化処理量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による洗濯廃液の処理方法を適用する処理システムの一例を示す図である。
【図２】  本発明の実施例で用いたＵＶ酸化反応装置のダイアグラムを示す図である。
【図３】  本発明の実施例で用いた濃縮発泡試験装置の概略構成図である。
【図４】  実施例１における濃縮発泡試験の結果を示す図である。
【図５】  実施例２における濃縮発泡試験の結果を示す図である。
【図６】  紫外線照射時における硫酸イオンの経時変化の一例を示す図である。
【図７】  実施例３における濃縮発泡試験の結果を示す図である。
【図８】  実施例４における濃縮発泡試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
１…ろ過器、２…紫外線（ＵＶ）酸化反応器、２ａ…紫外線（ＵＶ）ランプ、３…蒸発濃縮器、１１…電源箱、１２…紫外線（ＵＶ）反応器、１２ａ…紫外線（ＵＶ）ランプ、１３…循環ポンプ、１４…循環流量計、１５…冷却機、１６…模擬洗濯廃液タンク、１７…過酸化水素水供給ポンプ、１８…過酸化水素水計量器、２１…補給液容器、２２…ゴム栓、２３…スケール、２４…発泡塔、２５…熱電対保護管、２６…廃液、２７…マントルヒータ、２８…冷却器、２９…メスシリンダ、３０…温度記録計、３１…Ａ／Ｖメータ、３２…スライダック。
【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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