(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水に低圧紫外線を照射する低圧紫外線照射手段と、低圧紫外線照射手段の処理水をイオン交換処理するイオン交換手段とを備えるＴＯＣ除去装置において、
該イオン交換手段の処理水の一部又は全部を前記低圧紫外線照射手段の導入側へ循環水として返送する手段と、該イオン交換手段の処理水のＴＯＣ成分量を測定するＴＯＣ計測手段と、該ＴＯＣ計測手段の計測結果に基いて前記循環水量を演算する演算手段と、該演算手段の演算結果に基いて循環水量を制御する循環水量制御手段とを設けたことを特徴とするＴＯＣ除去装置。
【請求項２】
請求項１のＴＯＣ除去装置において、該低圧紫外線照射手段の前段にＳＳ成分捕捉手段を設けたことを特徴とするＴＯＣ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力又は原子力発電所から排出される有機物含有排水を処理して回収再利用するための浄化装置として好適なＴＯＣ除去装置に係り、特に、酸化剤を使用せずに有機物含有排水からＴＯＣ成分を効率的に除去することができるＴＯＣ除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火力又は原子力発電所から排出される排水は、該排水中に含まれる有機物を活性炭処理や酸化処理で除去した後、蒸留、イオン交換処理等で脱イオンして浄化した後、再利用されている。このような排水の回収再利用のための処理においては、新たな廃棄物が発生することは好ましくないため、溶解性有機物を含む排水に対しては酸化剤存在下で高圧ＵＶ（紫外線）照射して有機物を分解した後、分解生成物を脱イオン処理して除去する装置が採用されている。ここで用いられる高圧ＵＶ照射手段は波長２５４ｎｍのＵＶを発生するものであり、このＵＶは酸化反応の触媒作用を持つため、酸化剤と有機物との反応を促進し、水中の溶存有機物を効率的に分解する。しかし、この方法では、酸化剤として次亜塩素酸ソーダや過酸化水素水等の薬剤の添加が不可欠であり、薬剤コストが高騰する。
【０００３】
一方、薬剤を用いないＵＶ酸化方法として、低圧ＵＶ照射手段を用いる方法がある。低圧ＵＶ照射手段は波長２５４ｎｍのＵＶ以外に波長１８５ｎｍのＵＶを発生する。この短波長のＵＶは有機物の結合そのものに働き、結合を切断させることから、酸化剤を用いることなく有機物を分解することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低圧ＵＶ照射手段では、ＴＯＣ成分が１ｐｐｍ（ＴＯＣ換算）を超えるような高濃度の有機物含有排水に対しては十分な有機物分解効果が得られず、分解しきれない有機物が残留するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決し、１ｐｐｍ（ＴＯＣ換算）を超えるような高濃度有機物含有排水であっても、薬剤を使用せずに低圧ＵＶ照射手段により有機物を十分に分解除去することができるＴＯＣ除去装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＴＯＣ除去装置は、原水に低圧ＵＶを照射する低圧ＵＶ照射手段と、低圧ＵＶ照射手段の処理水をイオン交換処理するイオン交換手段とを備えるＴＯＣ除去装置において、該イオン交換手段の処理水の一部又は全部を前記低圧ＵＶ照射手段の導入側へ循環水として返送する手段と、該イオン交換手段の処理水のＴＯＣ成分量を測定するＴＯＣ計測手段と、該ＴＯＣ計測手段の計測結果に基いて前記循環水量を演算する演算手段と、該演算手段の演算結果に基いて循環水量を制御する循環水量制御手段とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
このようにイオン交換処理水を循環して低圧ＵＶ照射することにより、高濃度有機物含有排水であっても低圧ＵＶ照射により有機物を十分に分解除去することが可能となる。
【０００８】
本発明においては、低圧ＵＶ照射手段の前段にＳＳ成分捕捉手段を設けることが好ましい。
【０００９】
また、イオン交換手段の処理水のＴＯＣ成分量を測定するＴＯＣ計測手段と、このＴＯＣ計測手段の計測結果に基いてイオン交換処理水の循環水量を演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基いて循環水量を制御する循環水量制御手段とを設けることにより、自動制御が可能となり、省力化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１（ａ）は参考例に係るＴＯＣ除去装置を示す系統図であり、図（ｂ）は本発明の実施の形態を示す系統図である。図１（ａ），（ｂ）において同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００１２】
図１（ａ）にあっては、原水タンク１内の原水は原水ポンプ２により後述の循環水と共に低圧ＵＶ照射装置３に導入され、低圧ＵＶが照射され、水中の有機物が酸化分解される。この低圧ＵＶ照射装置３の処理水はイオン交換装置４に導入され、有機物の酸化分解で生成したイオンが除去される。イオン交換装置４の処理水の一部はバルブ２を経て循環水として原水ポンプ２の入口側へ返送され、残部はバルブＶ１を経て処理水として系外へ排出される。
【００１３】
ここで、循環水は低圧ＵＶ照射装置３の導入側に返送すれば良いが、返送場所としては原水タンク１と原水ポンプ２との間が最も好ましく、処理水による原水希釈割合を循環水量の割合として容易に設定できる。
【００１４】
このようにイオン交換処理水の一部を循環水として循環し、低圧ＵＶ照射装置３及びイオン交換装置４で再処理することにより、高濃度の有機物であっても効果的に分解除去することができる。
【００１５】
ここで、循環水量を多くすれば、それに応じて処理水のＴＯＣをより低減することができる。反面、循環水量を過度に多くすると処理効率が低減するため、循環水量は、通常の場合、イオン交換装置４から流出するイオン交換処理水の５〜９５％の範囲で、目標とする処理水質と必要とされる処理効率に応じて適宜決定され、図１（ａ）のＴＯＣ除去装置においては、バルブＶ１，Ｖ２の開度を手動にて調節することにより、この循環水量を制御する。
【００１６】
図１（ｂ）に示すＴＯＣ除去装置は、低圧ＵＶ照射装置３の前段にＳＳ成分捕捉手段としてフィルタ５を設けると共に、演算制御装置６、ＴＯＣ計７、三方調節弁８及び流量計９により、循環水量の制御を自動にて行うようにしたものである。
【００１７】
図１（ｂ）の実施の形態にあっては、原水タンク１内の原水は、原水ポンプ２により、後述の循環水と共に、まず、フィルタ５でＳＳ成分が除去された後、低圧ＵＶ照射装置３に導入され低圧ＵＶが照射される。なお、ＳＳ成分捕捉手段としては、フィルタの他、ＭＦ（精密濾過）膜やＵＦ（限外濾過）膜などの膜濾過装置を用いることもできる。
【００１８】
低圧ＵＶ照射装置３の流出水は次いでイオン交換装置４で脱イオン処理され、イオン交換処理水の一部が循環水として原水ポンプ２の入口側に返送され、残部が系外へ排出されるが、この実施の形態では、次のようにして循環水量の自動制御を行う。
【００１９】
即ち、イオン交換装置４の出口側に設けたＴＯＣ計７によりイオン交換処理水のＴＯＣ成分濃度を測定し、この値を４〜２０ｍＡの直流電流信号などのような電気信号として演算制御装置６に伝達する。演算制御装置６では入力されたＴＯＣ値に基づいて目標ＴＯＣ値とするための循環水量を演算し、その演算結果を循環水側の弁開度信号として４〜２０ｍＡの直流電流信号などのような電気信号にして三方調節弁８に出力する。
【００２０】
また、循環水の返送配管に設けた流量計９による循環水量の計測値をも組み込み、ＰＩＤ制御が可能な演算制御装置６にてＴＯＣ値に基づいた循環水量を演算すると共に、演算結果を循環水量の目標値として設定し、設定された目標循環水量になるよう三方調節弁８の開度信号を出力して三方調節弁８を制御するようにしても良い。
【００２１】
なお、循環水量と処理水量の制御手段としては、三方調節弁の他に二方調節弁や自動開閉弁を複数個設けても良い。ただし、設置コストや制御の操作性の面からは三方調節弁を用いるのが有利である。
【００２２】
図１（ｂ）に示すＴＯＣ除去装置によれば、所望の処理水水質を確実に得るための循環水量を自動制御にて調節することができ、処理水水質の安定化と作業量の大幅な低減を図ることができる。
【００２３】
なお、図１（ａ），（ｂ）に示すＴＯＣ除去装置は、イオン交換処理水の全量を循環する運転とすることも可能である。全量循環運転中は、循環水を原水ポンプ２の入口側（原水タンク１と原水ポンプ２との間）に返送しているので原水を系内に導入しない運転となり、系内の循環水は循環時間が長いほどＴＯＣ濃度がより低減する。よって、原水ＴＯＣ濃度が高濃度で、処理水の９５％を循環処理しても処理水ＴＯＣ濃度が目標値に満たないような場合であっても、処理水ＴＯＣ濃度を監視しながら全量循環する運転と５〜９５％循環する運転を交互に繰り返すことにより、処理することができる。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２５】
実施例１，２
図１に示す装置により、有機物濃度が５．４ｐｐｍ（ＴＯＣ換算）の水を原水として、イオン交換処理水の循環水量を７ｔｏｎ／ｈｒ（実施例１）又は７．５ｔｏｎ／ｈｒ（実施例２）とし、原水ポンプ２の出口流量を８ｔｏｎ／ｈｒとして処理を行った。低圧ＵＶ照射装置３及びイオン交換装置４としては次のようなものを用いた。
【００２６】
低圧ＵＶ照射装置：日本フォトサイエンス社製「ＵＬＵＶ３４」
（ランプ出力２．７ＫＷ）
イオン交換装置：栗田工業（株）製  非再生型イオン交換装置「ＤＸ−２５」
（イオン交換樹脂量２５Ｌ）
その結果、得られた処理水のＴＯＣ濃度は表１に示す通りであった。
【００２７】
比較例１
実施例１において、イオン交換処理水の循環を行わなかったこと以外は同様にして処理を行ったところ、得られた処理水のＴＯＣ濃度は表１に示す通りであった。
【００２８】
【表１】
0004218140.tif 000002
【００２９】
表１より明らかなように、本発明によれば、高濃度ＴＯＣ含有水を効率的に処理して高水質の処理水を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のＴＯＣ除去装置によれば、酸化剤を不要とした低圧ＵＶ照射による処理で、下記のような効果のもとに、高濃度有機物含有排水中のＴＯＣを高度に分解処理して高水質処理水を得ることができる。
【００３１】
(1)  薬剤の使用及び処理が不要となることで、操作性、メンテナンス性、経済性、安全性が向上する。
(2)  装置がコンパクト化、簡素化され省スペースで設置できる。
(3)  循環水量を調節することにより、処理水のＴＯＣ濃度の調整も可能となる。
(4)  自動制御も容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（ａ）は参考例に係るＴＯＣ除去装置を示す系統図であり、図（ｂ）は本発明のＴＯＣ除去装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１  原水タンク
２  原水ポンプ
３  低圧ＵＶ照射装置
４  イオン交換装置
５  フィルタ
６  演算制御装置
７  ＴＯＣ計
８  三方調節弁
９  流量計
【図１】
0004218140.tif 000003