JP3352200B2

JP3352200B2 - 揮発性有機塩素化合物の処理方法

Info

Publication number: JP3352200B2
Application number: JP33729893A
Authority: JP
Inventors: 廣二関; 今村　　哲夫; 宏佐々木
Original assignee: アタカ工業株式会社
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2002-12-03
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JPH07116467A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土中、水中に含有され
る揮発性有機塩素化合物を抽出して分解する揮発性有機
塩素化合物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トリクロロエチレン(ＣＨＣｌ＝
ＣＣｌ_２)やテトラクロロエチレン(ＣＣｌ_２＝ＣＣ
ｌ_２)などの塩素基を有する揮発性有機塩素化合物の処
理方法としては、例えば特開平２−１８４３９３号公報
または特開平２−１１５０９６号公報に記載の構成が知
られている。

【０００３】そして、特開平２−１８４３９３号公報に
記載の揮発性有機塩素化合物の処理方法は、揮発性有機
塩素化合物を含有する水溶液にオゾンおよび過酸化水素
を導入するとともに、紫外線を３０分から１時間程度照
射して揮発性有機塩素化合物を酸化分解するものであ
る。

【０００４】ところで、この特開平２−１８４３９３号
公報に記載の方法では、オゾンの導入および紫外線の照
射とともに、過酸化水素を使用している。しかしなが
ら、過酸化水素を使用しなければ、水溶液中に含有され
た揮発性有機塩素化合物はほとんど分解されないことが
知られている。このため、水溶液中の揮発性有機塩素化
合物を酸化分解するには、高価で運用が煩雑な過酸化水
素を必要とし、処理装置が複雑化するとともに処理コス
トが増大する問題がある。

【０００５】また、紫外線が水溶液中を通過する際、相
当量の紫外線が遮断されるため、紫外線の照射による揮
発性有機塩素化合物の分解効率が低下するので、水溶液
中に未分解の揮発性有機塩素化合物が残留せず、確実に
分解させるには、紫外線を少なくとも３０分から１時間
以上の長時間照射しなければならず、処理効率が低下す
るとともに処理コストが増大する問題がある。

【０００６】一方、特開平２−１１５０９６号公報に記
載の揮発性有機塩素化合物の処理方法は、水溶液中に含
有される揮発性有機塩素化合物を揮発させ、この揮発し
た揮発性有機塩素化合物をオゾンとともに多孔質吸着物
に吸着させ、この多孔質吸着物に紫外線を照射して揮発
性有機塩素化合物を酸化分解するものである。

【０００７】そして、この特開平２−１１５０９６号公
報に記載の方法では、水溶液より抽出された気体中の揮
発性有機塩素化合物をオゾンとともに多孔質吸着物に吸
着させ、紫外線を照射するため、水により紫外線が遮断
されることがないので効率よく酸化分解できる。しかし
ながら、この酸化分解により、ホスゲン(ＣＯＣｌ_２)や
ジクロロアセチルクロリド(Ｃｌ_２ＣＨＣＯＣｌ)などの
別の有機塩素化合物を生成する。したがって、これらを
さらに酸化分解し、最終分解物の塩化水素および二酸化
炭素に酸化分解するには、紫外線を非常に長時間照射し
なければならず、処理効率が低下するとともに処理コス
トが増大する問題がある。また、揮発性有機塩素化合物
をオゾンとともに吸着させる多孔質吸着物を必要とし、
装置が複雑化し装置価格が上昇する問題もある。さら
に、未分解の揮発性有機塩素化合物や副生成物が、多孔
質吸着物に確実に吸着されず、そのまま排気されるおそ
れがあるとともに、副生成物が吸着する多孔質吸着物を
無害に処理するには、多大な労力と費用とが必要とな
る。

【０００８】また、特開平２−１８４３９３号公報およ
び特開平２−１１５０９６号公報に記載の方法におい
て、水溶液が下水などの汚水の場合、揮発性有機塩素化
合物の分解処理の他に、別途汚水の浄化処理を行う必要
があり、揮発性有機塩素化合物を含有する下水の浄化処
理が煩雑で、処理効率が低下する問題も有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
特開平２−１８４３９３号公報に記載の方法では、水溶
液中の揮発性有機塩素化合物を酸化分解するため、高価
で運用が煩雑な過酸化水素を必要とし、処理装置の複雑
化、処理コストの増大が生じ、また、水溶液による紫外
線の照射量の低減により、揮発性有機塩素化合物の分解
効率が低下し、処理効率の低下、処理コストの増大が生
じる問題がある。

【００１０】また、特開平２−１１５０９６号公報に記
載の方法では、紫外線の照射による酸化分解された副生
成物である別の有機塩素化合物が生成し、最終分解物へ
の酸化分解には、紫外線の長時間照射が必要で、処理効
率の低下、処理コストの増大が生じ、また、多孔質吸着
物を必要とし、装置が複雑化する問題がある。

【００１１】さらに、下水などの汚水の場合には、揮発
性有機塩素化合物の分解処理、汚水の浄化処理の別工程
を行わなければならず、浄化処理の煩雑化、処理効率の
低下を生じる問題がある。

【００１２】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
ので、土中または水中に含有される揮発性有機塩素化合
物を効率よく確実に処理して無害化する揮発性有機塩素
化合物の処理方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の揮発性有
機塩素化合物の処理方法は、土中および水中の少なくと
もいずれか一方に含有される揮発性有機塩素化合物を真
空または曝気により抽出し、この抽出した前記揮発性有
機塩素化合物が含有される気体に酸素存在下で紫外線を
照射して前記揮発性有機塩素化合物を酸化して、ホスゲ
ンおよびジクロロアセチルクロリドとし、これらホスゲ
ンおよびジクロロアセチルクロリドを含有する気体を水
と接触させて易分解性のジクロロ酢酸を生成するもので
ある。

【００１４】請求項２記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項１記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解する
ものである。

【００１５】請求項３記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項２記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解した
水を返送手段にて返送しホスゲンおよびジクロロアセチ
ルクロリドと接触させて閉鎖還流回路を形成するもので
ある。

【００１６】

【作用】請求項１記載の揮発性有機塩素化合物の処理方
法は、真空または曝気により土中または水中に含有され
る揮発性有機塩素化合物を抽出して、酸素存在下で紫外
線を照射して揮発性有機塩素化合物を酸化させてホスゲ
ンおよびジクロロアセチルクロリドとするので、この揮
発性有機塩素化合物を紫外線の照射で塩化水素にする場
合に比べ、紫外線の照射率が向上して紫外線による酸化
分解効率が向上し、これらホスゲンおよびジクロロアセ
チルクロリドを水と接触させて易分解性のジクロロ酢酸
を生成させて水に含有させるため、取り扱いが容易な水
が有害な揮発性有機塩素化合物から分解されたジクロロ
酢酸のキャリヤとなり、このジクロロ酢酸の処理が容易
となる。

【００１７】請求項２記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項１記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解する
ので、揮発性有機塩素化合物が無害な最終生成物に確実
に処理される。

【００１８】請求項３記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法は、請求項２記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法において、ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解した
水を返送手段にて返送して再びホスゲンおよびジクロロ
アセチルクロリドと接触させる閉鎖還流回路を形成する
ため、副生成物が系外に漏洩することなく確実に処理さ
れるとともに、ジクロロ酢酸の処理効率が向上し、この
ジクロロ酢酸の処理コストが低減する。

【００１９】

【実施例】本発明の揮発性有機塩素化合物の処理方法を
実施する装置の一実施例の構成を図面を参照して説明す
る。

【００２０】図１において、１は照射槽で、この照射槽
１は、気密構造に形成され、キセノンランプ、低圧水銀
ランプ、高圧水銀ランプなどの紫外線を照光する図示し
ない紫外線ランプを配設している。そして、この紫外線
ランプは、例えば不純物が０．００１％以下の合成石英
ガラスにて形成され、波長が２００nm以下の紫外線を５
０％以上透過する図示しないガラス管にて構成されてい
る。

【００２１】また、この照射槽１には、真空および曝気
により土中および水中の揮発性有機塩素化合物を空気と
ともに抽出する抽出装置２が接続されている。さらに、
照射槽１には、揮発性有機塩素化合物が紫外線ランプの
紫外線照射により分解された第１副生成物、例えば揮発
性有機塩素化合物としてトリクロロエチレン(ＣＨＣｌ
＝ＣＣｌ_２)を使用した場合、ホスゲン(ＣＯＣｌ_２)や
ジクロロアセチルクロリド(Ｃｌ_２ＣＨＣＯＣｌ)などを
排出する送気管４が接続されている。

【００２２】また、送気管４には原水槽６が接続され、
この原水槽６は、気密構造に形成されているとともに、
酸性水などにより腐食されないように耐腐食構造に形成
されている。そして、この原水槽６には、水が流入され
る図示しない流水口が形成されているとともに、この導
入された水を攪拌する図示しない攪拌手段が設けられて
いる。

【００２３】さらに、原水槽６の底部には、送気管４に
連通された散気装置７が形成され、この散気装置７から
照射槽１より送気管４を介して搬送される第１次副生成
物を含有する空気が、流水口から流入された水に散気さ
れる。また、原水槽６には、散気された水のｐＨ値を検
出し、水を中性に制御するｐＨ制御装置８が接続されて
いる。さらに、原水槽６の底部には、搬送ポンプ９を設
けた搬送管10が接続され、原水槽６内の水が送出され
る。

【００２４】なお、原水槽６に、散気装置７から散気し
た気体を、原水槽６の上部に設けた吸気手段にて吸気
し、この気体を空気などの酸素含有ガスとともに再び照
射槽１に返送し、再び紫外線照射させてもよい。この吸
気手段により、確実に揮発性有機物を第１次副生成物に
分解でき、系外へ有毒な揮発性有機物を漏洩することを
防止でき、確実に処理できる。

【００２５】そして、搬送管10には、曝気槽12が接続さ
れ、この曝気槽12には、有機物質や窒素化合物などの汚
染物質が含まれる汚水13が流入される図示しない原水管
が接続されている。さらに、曝気槽12の上部には、原水
槽６から搬送ポンプ９により搬送管10を介して搬送され
る水が吐出される吐出部14が設けられている。

【００２６】また、曝気槽12内には充填層15が設けら
れ、この充填層15は流入した汚水13中の有機物質や窒素
化合物などの汚染物質を分解する好気性生物が担持され
る多数の図示しない多孔質材料が充填されて形成されて
いる。さらに、曝気槽12の上部には、汚水13に空気を散
気し充填層15の好気性生物に酸素を供給するブロワ16が
接続された曝気装置17が設けられている。

【００２７】そして、この曝気槽12の底部には、充填層
15の好気性生物により浄化処理された処理水を放水する
放水ポンプ18が設けられた放水管19が接続されている。
なお、この曝気槽12には、図示しない逆流洗浄手段が設
けられ、適宜曝気槽12内を逆流洗浄し、回収した汚泥な
どは別途処理されるようになっている。

【００２８】次に、この装置についての動作を汚水の処
理について説明する。

【００２９】有機物質や窒素化合物などの汚染物質が含
まれるとともに、トリクロロエチレン(ＣＨＣｌ＝ＣＣ
ｌ_２)やテトラクロロエチレン(ＣＣｌ_２＝ＣＣｌ_２)な
どの揮発性有機塩素化合物を含有する汚水13を、抽出装
置２に流入し、この汚水13に空気を散気して汚水13中の
揮発性有機塩素化合物を空気中に揮発させる。そして、
この揮発性有機塩素化合物を含有する空気を照射槽１に
流入する。また、揮発性有機塩素化合物が除かれた汚水
13は、図示しない原水管を介して曝気槽12に流入する。

【００３０】次に、照射槽１の図示しない紫外線ランプ
を点灯させ、照射槽１に流入された揮発性有機塩素化合
物を含有する空気に紫外線を照射する。そして、紫外線
を所定時間照射後、照射槽１内の空気を送気管４を介し
て原水槽６に送気する。

【００３１】一方、原水槽６内に流水口から水を流入
し、送気管４を介して送気された空気を、原水槽６の底
部に設けた散気装置７から散気する。さらに、この散気
の際、ｐＨ制御装置８にて原水槽６内の水のｐＨ値を測
定し、適宜水酸化ナトリウムなどを投入してｐＨ値をほ
ぼ中性となるように制御しつつ、図示しない攪拌手段に
て水を攪拌する。

【００３２】そして、散気装置７からの散気が終了し、
水酸化ナトリウムなどを投入せずとも、ｐＨ値がほぼ中
性で一定となった後、攪拌を停止して、搬送ポンプ９を
駆動させ、搬送管10を介して原水槽６内の水を曝気槽12
に搬送する。

【００３３】次に、原水槽６から搬送された水は、曝気
槽12の上部に設けた吐出部14より吐出され、図示しない
原水管から流入された汚水13に流入される。そして、汚
水13と混合された水は、曝気装置17から曝気される空気
とともに、曝気槽12内の充填層15を流過する。また、こ
の充填層15の流過の際、汚水13と混合した水は、充填層
15の図示しない多孔質材料に担持された好気性生物によ
り浄化処理され、曝気槽12の底部に流下する。

【００３４】そして、曝気槽12の底部の浄化処理された
処理水を、放水ポンプ18を駆動させて放水管19より放水
する。

【００３５】また、以上の処理工程を続けることによ
り、曝気槽12内の充填層15に担持された好気性生物が増
殖したり、汚水13中の汚泥が充填層15に濾過され、流過
抵抗が向上する場合には、図示しない逆流洗浄手段によ
り、汚泥などを除去する。

【００３６】次に、上記実施例の作用を説明する。

【００３７】照射槽１、原水槽６、曝気槽12における処
理について各種実験を行った。

【００３８】まず、照射槽１として、図２に示すような
照射槽１を形成する。この照射槽１は、直径が略４００
mm、高さが１０００mmの円筒状の鋼板製の管体21からな
り、気密に形成されている。

【００３９】また、この管体21に紫外線ランプである長
さが約５００mmの１５Ｗの低圧水銀灯22を配設する。な
お、この低圧水銀灯22は、例えば不純物が０．００１％
以下の合成石英ガラスにて形成され、波長が２００nm以
下の紫外線を５０％以上透過するガラス管を構成してい
る。さらに、この管体21の上端面には注入部23が形成さ
れている。また、この管体21内に乾燥空気を充填させて
おく。

【００４０】そして、この管体21内に揮発性有機塩素化
合物としてトリクロロエチレンを０．１ml注入し、紫外
線の照射時間を変化させて、トリクロロエチレンの酸化
分解状況についての実験１−１を行った。その結果を図
３および表１に示す。

【００４１】なお、図３は、縦軸が管体21内のトリクロ
ロエチレン濃度(単位はppm)、横軸が低圧水銀灯22の点
灯時間(単位は秒)で表したグラフである。また、酸化分
解された第１次副生成物の定性、および、揮発性有機塩
素化合物および第１次副生成物の定量は、ガスクロマト
グラフ質量分析計(ＧＣ/ＭＳ：Gas Chromatograph Mass
Spectrometer)を用いて測定した。

【００４２】そして、図３に示す実験１−１において、
紫外線の照射時間が長くなるにしたがって、注入された
トリクロロエチレン濃度は、ほぼ指数関数的に減少する
ことが分かる。また、この紫外線の照射時間も２０秒間
の照射のみでほとんどが酸化分解されていることが分か
る。

【００４３】そして、この結果に基づいて、揮発性有機
塩素化合物としてテトラクロロエチレンを０．１ml、ci
s-1.2.ジクロロエチレン(ＣＨＣｌ＝ＣＨＣｌ)を０．０
５ml、それぞれ注入し、紫外線を約２０秒照射し、これ
らテトラクロロエチレン、cis-1.2.ジクロロエチレンの
酸化分解状況についても同様に実験を行った。その結果
を表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】この表１に示すＧＣ／ＭＳの測定結果か
ら、２０秒間の紫外線の照射により、トリクロロエチレ
ンは、第１次副生成物として、ほとんどがホスゲン(Ｃ
ＯＣｌ_２)、ジクロロアセチルクロリド(Ｃｌ_２ＣＨＣＯ
Ｃｌ)に酸化分解され、ホスゲンは３２ppm、ジクロロア
セチルクロリドは１３０ppm検出された。また、テトラ
クロロエチレンおよびcis-1.2.ジクロロエチレンも、ほ
とんどが塩化水素、二酸化炭素、ホスゲンなどに酸化分
解され、ホスゲンは、テトラクロロエチレンが３７pp
m、cis-1.2.ジクロロエチレンは２６ppm検出された。な
お、テトラクロロエチレンおよびcis-1.2.ジクロロエチ
レンでは、分解されて生成された上記以外の副生成物が
存在したが、特定できなかった。

【００４６】次に、波長が２００nm以下の紫外線を５０
％以下透過する溶融石英ガラスにて形成したガラス管を
備えた低圧水銀灯22を照射槽１に配設して、実験１−１
と同様な操作にて実験１−２を行った。その結果を図４
に示す。

【００４７】この図４に示す実験１−２の結果から、波
長が２００nm以下の紫外線が少ないと、紫外線を長時間
照射しても、トリクロロエチレンは、ほとんど酸化分解
されないことがわかる。

【００４８】そして、内径が１cmのガラスセル中に、ト
リクロロエチレンを５２８ppmおよびテトラクロロエチ
レンを３２８ppm投入して、それぞれの透過率を測定し
た結果を図５に示す。この図５に示す結果から、トリク
ロロエチレンおよびテトラクロロエチレンは、波長が２
４０nm以下の紫外線を吸収し、２００nm以下ではほぼ５
０％近く吸収することがわかる。

【００４９】次に、実験１−１および１−２の紫外線照
射された管体21内の気体を、図示しないガラス製シリン
ダにて８０ml抽出し、さらに、このシリンダにイオン交
換水１０mlを採取し、このシリンダを約１０分間振盪
し、実験２を行った。その結果を表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】まず、シリンダ内の気体をＧＣ/ＭＳにて
定性分析した結果、トリクロロエチレン、テトラクロロ
エチレン、cis-1.2.ジクロロエチレンとも、ホスゲンお
よびジクロロアセチルクロリドなど揮発性有機塩素化合
物や第１次副生成物は検出されなかった。

【００５２】また、シリンダ内の液体のｐＨ値を測定し
たところ、トリクロロエチレンの場合にはｐＨ値は３．
９で、第２次副生成物である易分解性のジクロロ酢酸
(ＣＨＣｌ_２ＣＯＯＨ)などが検出された。なお、ジクロ
ロ酢酸は５．９mg/l検出された。さらに、テトラクロロ
エチレンおよびcis-1.2.ジクロロエチレンの場合には、
ジクロロ酢酸も検出されなかった。

【００５３】このため、第１次副生成物のホスゲン、ジ
クロロアセチルクロリドや特定できなかった第１次副生
成物は、イオン交換水との接触により全てイオン交換水
に溶解もしくは加水分解されたものと考えられる。

【００５４】次に、塩化ビニルにて、直径が略４００m
m、高さが略６００mmの合成槽25と、縦が略２１０mm、
横が略１４５mm、高さが略５００mmの曝気槽26と、直径
が略１５０mm、高さが略２１０mmの沈殿池27とを形成す
る。そして、図６に示すように、合成槽25の底部と曝気
槽26の上部とを原水ポンプ28を介して原水管29で接続す
る。また、曝気槽26の底部と沈殿池27の上部とを送水ポ
ンプ30を介して送水管31で接続するとともに、沈殿池27
の底部と曝気槽26の上部とを還流ポンプ32を介して還流
管33で接続する。さらに、曝気槽26には、曝気装置とし
て送気ポンプ34に接続された散気管35が接続され、曝気
槽26内に空気を曝気するようになっている。また、沈殿
池27の上部には、上澄みの処理水が装置外に放流される
放水管36を接続する。そして、この装置を用いて実験３
を行った。

【００５５】まず、合成槽25に水を流入し、この水に酢
酸を２００mg/l、ペプトンを１００mg/l添加し、合成汚
水37を生成する。なお、この合成汚水37は、生化学的酸
素要求量(ＢＯＤ)が１７６mg/l、化学的酸素要求量(Ｃ
ＯＤ)が４２mg/lであった。一方、曝気槽26に合成した
合成汚水37を流入し、好気性生物を増殖させておく。な
お、この曝気槽26は、図１に示す充填層15を設けず曝気
のエアリフトにより好気性生物が合成汚水37中に浮遊し
て浄化処理するものである。

【００５６】また、合成汚水37の処理においては、合成
汚水37を合成槽25から１４ml/分で曝気槽26に流入さ
せ、曝気槽26から処理された処理水および浮遊する好気
性生物を沈殿池27に１４ml/分で流入させ、沈殿池27の
底部から沈降した好気性生物を７ml/分で曝気槽26に還
流させ、沈殿池27の上部の上澄みの処理水を１４ml/分
で放水管36から放水させる。

【００５７】そして、下表３に示す条件にて、実験２で
生成された第２次副生成物のジクロロ酢酸を合成汚水37
に添加し、合成汚水37の浄化処理を行った。合成汚水37
の浄化処理状況として、沈殿池27から放水管36を介して
放流される上澄みの処理水のＢＯＤを測定し、その結果
を図７に示す。

【００５８】

【表３】

【００５９】この図７に示す結果から、ジクロロ酢酸を
添加しない合成汚水37のみの浄化処理である第１処理段
階(ＲＵＮ１)では、ＢＯＤ値は、１０〜２０mg/lまで浄
化処理されることが分かる。

【００６０】そして、この合成汚水37の処理状況の中
で、合成汚水37に２０mg/lのジクロロ酢酸を添加して第
２処理段階(ＲＵＮ２)の浄化処理を行うと、若干ＢＯＤ
値が上昇し、少量のジクロロ酢酸が処理水中に検出され
たが、処理の後期段階では、ＢＯＤも１５mg/l以下に低
下し、ジクロロ酢酸も検出されなくなった。

【００６１】さらに、第３処理段階(ＲＵＮ３)でジクロ
ロ酢酸の添加量を増加させても、同様に処理の後期段階
ではＢＯＤも低下し、ジクロロ酢酸も検出されなくな
る。そして、さらにジクロロ酢酸の添加量を増加させた
第４処理段階(ＲＵＮ４)では、処理の前期段階でもジク
ロロ酢酸は検出されなくなり、ジクロロ酢酸の添加によ
るＢＯＤの上昇も少なくなり、処理水のＢＯＤも１５mg
/l以下に低下する。

【００６２】すなわち、曝気槽26内にジクロロ酢酸を分
解する好気性生物が少ない運転初期段階では、多少処理
水中にジクロロ酢酸が検出されるが、曝気槽26内でジク
ロロ酢酸を分解する好気性生物が順養されると、合成汚
水37とともに確実に分解されることがわかる。

【００６３】したがって、本発明の処理方法によれば、
有毒な揮発性有機塩素化合物を短時間の紫外線照射のみ
で第１次副生成物に分解し、水との接触により好気性生
物にて浄化処理可能な易分解性の第２次副生成物を生成
させ、揮発性有機塩素化合物を抽出した汚水13,37とと
もに浄化処理するので、オゾンや過酸化水素などを用い
ずとも、容易で確実に効率よく安価に無害化できるとと
もに、汚水13,37の浄化処理とともに副生成物を浄化処
理するため、副生成物による汚染を防止でき、効率よく
浄化処理できる。

【００６４】なお、上記実施例において、紫外線の照射
により分解生成された第１次副生成物を、原水槽６にて
ｐＨ値を制御しつつ一旦第２次副生成物にし、この生成
された第２次副生成物を曝気槽12にて浄化処理したが、
例えば図８に示すように、原水槽と曝気槽12とを一体的
に形成する構造としてもよい。

【００６５】すなわち、曝気槽12を気密構造とし、この
曝気槽12にｐＨ制御装置８を設けて、第１次副生成物を
直接曝気槽12中の汚水13に曝気させ、第２次副生成物を
生成させるとともに、この第２次副生成物を上部に還流
させて吐出部14より吐出させ、曝気槽12内の空気を還流
される汚水13に接触させつつ、充填層15を形成するラー
シッヒリングや多孔質材料などの充填材に担持された好
気性生物にて汚水13中の第２次副生成物を分解させる。
この場合には、さらに、処理装置の構造を簡略化でき
る。

【００６６】また、第１次副生成物の水との接触とし
て、水中に曝気して説明したが、第１次副生成物を充填
した原水槽６内に水を噴霧するなどいずれの方法でもで
きる。

【００６７】さらに、汚水13および土中から揮発性有機
塩素化合物を真空などにより抽出し、この揮発性有機塩
素化合物を紫外線にて第１次副生成物に分解し、水との
接触後、汚水13とは別に曝気槽12内で好気性生物にて分
解処理した後、汚水13と別に放水してもできる。

【００６８】また、塩素基を有する揮発性有機塩素化合
物を用いて説明したが、ベンゼンやトルエンなどでも同
様に分解処理できる。

【００６９】次に、他の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００７０】図９および図１０に示す実施例は、図１な
いし図７に示す実施例の曝気槽12の代わりに吸着処理装
置を設けたものである。

【００７１】すなわち、波長が２００nm以下の紫外線を
５０％以上照光する図示しない紫外線ランプを収容した
気密構造の照射槽１に、工場排水などの汚水13中の揮発
性有機塩素化合物を空気とともに抽出する抽出装置２が
接続されている。

【００７２】そして、この抽出装置２は、ブロワ41から
の空気を曝気する曝気手段42を底部近傍に配設した抽出
槽43を備え、この抽出槽43には、曝気により汚水13中か
ら抽出された揮発性有機塩素化合物を、流量が流量調節
装置44にて調整されて送気する抽出管45が接続されてい
る。

【００７３】さらに、照射槽１には、紫外線照射により
分解生成された第１副生成物を、送気管４を介して散気
装置７から散気する原水槽６が接続されている。

【００７４】また、この原水槽６は、図１０に示すよう
に、図１ないし図７に示す実施例と同様に、気密かつ耐
腐食構造に形成されている。さらに、水48が流入される
図示しない流水口が形成されているとともに、この導入
された水48を攪拌する図示しない攪拌手段が設けられて
いる。

【００７５】そして、原水槽６の底部には、送気管４に
連通された散気装置７が形成され、この散気装置７から
照射槽１より送気管４を介して搬送される第１次副生成
物を含有する空気が、流水口から流入された水48に散気
される。また、原水槽６の中間部には、図８に示す実施
例と同様に、図示しないラーシッヒリングなどの充填材
が充填された充填層49が形成されている。

【００７６】さらに、原水槽６には、散気された水48の
ｐＨ値を検出するセンサ8aと、水酸化ナトリウム(Ｎａ
ＯＨ)や炭酸ナトリウム(Ｎａ_２ＣＯ_３)、炭酸水素ナト
リウム(ＮａＨＣＯ_３)などの中和剤を添加する中和装置
8bとを設けた水を中性に制御するｐＨ制御装置８が接続
されている。

【００７７】また、原水槽６の底部には、循環手段とし
ての循環ポンプ51を設けた循環管52が接続され、途中に
設けた流量計53にて流量を調整しつつ原水槽６内の水48
を再び原水槽６の上部に設けた散水手段55にて散水して
循環する閉鎖循環回路が構成されている。そして、この
循環管52には、バルブ57が設けられた搬送管10が接続さ
れ、一部は原水槽６に返送し、適宜原水槽６内が水48を
引き抜くようになっている。

【００７８】さらに、原水槽６の上部には、散気装置７
から散気した気体を吸気する図示しない吸気手段が設け
られ、吸気管59を介して、吸気した気体を照射槽１に返
送して再び紫外線照射させるようになっている。なお、
この吸気管59からの気体は、適宜図示しない吸気処理装
置に送気するようにしてもよい。

【００７９】なお、吸気処理装置は、図示しない活性炭
などの吸着剤が充填された吸着層が形成され、この吸着
層の通過により、原水槽６から引き抜いた空気に含まれ
る揮発性有機塩素化合物、各種副生成物などを吸着処理
し、処理された空気は、系外に排気される。

【００８０】次に、上記図９および図１０に示す実施例
の装置についての処理動作を説明する。

【００８１】トリクロロエチレン(ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ_２)
やテトラクロロエチレン(ＣＣｌ_２＝ＣＣｌ_２)などの揮
発性有機塩素化合物を含有する工業排水などの汚水13
を、抽出装置２に流入し、この汚水13にブロワ41からの
空気を曝気手段42から曝気して汚水13中の揮発性有機塩
素化合物を空気中に揮発させる。そして、この揮発性有
機塩素化合物を含有する空気を照射槽１に流入する。

【００８２】次に、照射槽１に流入した揮発性有機塩素
化合物を含有する空気に、図１ないし図７に示す実施例
と同様に、図示しない紫外線ランプにて紫外線を適宜照
射し、揮発性有機塩素化合物を、例えば揮発性有機塩素
化合物としてトリクロロエチレンを使用した場合、ホス
ゲン(ＣＯＣｌ_２)やジクロロアセチルクロリド(Ｃｌ_２
ＣＨＣＯＣｌ)などの第１副生成物に分解する。

【００８３】そして、紫外線を所定時間照射後、照射槽
１内の第１副生成物を含有する空気を送気管４を介して
原水槽６に送気する。次に、原水槽６内にあらかじめ流
水口を介して流入した水48に、ｐＨ制御装置８にてｐＨ
値をほぼ中性となるように制御し、図示しない攪拌手段
にて水を攪拌しつつ、送気管４を介して送気された空気
を散気装置７から散気する。

【００８４】なお、この散気の際、循環ポンプ51を駆動
させ、上部に設けた散水手段55より充填層49に、照射槽
１からの空気が曝気された水48を散水し、再び原水槽６
内の空気と接触させる。また、適宜図示しない吸気手段
から吸気管59を介して空気を照射槽１に返送する。

【００８５】そして、この散気により、空気に含有する
第１副生成物は、水48との接触により水48に溶解もしく
は加水分解されて、ジクロロ酢酸(ＣＨＣｌ_２ＣＯＯＨ)
などの易分解性の第２次副生成物となる。また、水48と
の接触により水48中に第２次副生成物として含有されず
に水面から原水槽６内に拡散した第１次副生成物は、散
水手段55からの散水により再び水48と接触される。

【００８６】このため、第１次副生成物が系外に漏洩す
ることなく、確実に水48に捕捉できるとともに、散水す
る水48は、既に第１次副生成物が第２次副生成物となっ
て含有されているため、水48中への第２次副生成物の濃
度が上昇し濃縮できる。

【００８７】さらに、吸気手段にて原水槽６内の空気を
照射槽１に送気するため、紫外線照射により分解されな
かった揮発性有機塩素化合物が、第１次副生成物を含有
する空気とともに原水槽６に流入したとしても、再び照
射槽１に返送されて紫外線照射により分解されるので、
有害な揮発性有機塩素化合物を系外に漏洩することなく
確実に第１次副生成物に分解して、水48に捕捉できる。
また、照射槽１に返送せず適宜引き抜いた吸着処理装置
58に送気することにより、抽出装置２にて抽出した揮発
性有機塩素化合物に紫外線難分解性の物質が含有してい
ても、吸着剤にて確実に吸着除去されるため、系外に有
害な揮発性有機塩素化合物が漏洩することを防止でき
る。

【００８８】そして、散気装置７からの散気が終了し、
水酸化ナトリウム(ＮａＯＨ)などの中和剤を投入せずと
も、ｐＨ値がほぼ中性で一定となった後、攪拌を停止し
て、駆動する循環ポンプ51により、原水槽６内の第２次
副生成物が濃縮された水48を、バルブ57を調整して搬送
管10を介して適宜引き抜き、焼却や生物処理などにて処
理する。したがって、濃縮させない処理方法に比し、第
２次副生成物の処理する水48の量が減少し、処理コスト
が低減できる。

【００８９】次に、さらに他の実施例を図面を参照して
説明する。

【００９０】図１１および図１２に示す実施例は、図９
ないし図１０に示す実施例に、図１ないし図７に示す実
施例の曝気槽12を設けたものである。

【００９１】すなわち、波長が２００nm以下の紫外線を
５０％以上照光する図示しない紫外線ランプを収容した
気密構造の照射槽１に、ブロワ41からの空気を曝気手段
42にて曝気し、工業排水などの汚水13中の揮発性有機塩
素化合物を空気とともに抽出する抽出装置２が接続され
ている。

【００９２】そして、照射槽１には、紫外線照射により
分解生成された第１副生成物を、送気管４を介して散気
装置７から散気する原水槽６が接続されている。

【００９３】また、この原水槽６は、図９ないし図１０
に示す実施例と同様に、気密かつ耐腐食構造に形成され
ている。さらに、水48が流入される図示しない流水口が
形成されているとともに、この導入された水48を攪拌す
る図示しない攪拌手段が設けられている。

【００９４】そして、原水槽６の底部には、送気管４に
連通された散気装置７が形成され、この散気装置７から
照射槽１より送気管４を介して搬送される第１次副生成
物を含有する空気が、流水口から流入された水48に散気
される。また、原水槽６の中間部には、図８に示す実施
例と同様に、ラーシッヒリングなどの充填材が充填され
た充填層49が形成されている。

【００９５】また、原水槽６の底部には、循環手段とし
ての循環ポンプ51を設けた循環管52が接続され、途中に
設けたバルブ57にて流量を調整しつつ原水槽６内の水48
を再び原水槽６の上部に設けた散水手段55にて散水して
循環する閉鎖循環回路が構成されている。そして、この
循環管52には、バルブ57が設けられた搬送管10が接続さ
れ、循環管52にて循環されない一部の水48を、適宜曝気
槽12に送水するようになっている。

【００９６】さらに、原水槽６の上部には、散気装置７
から散気した気体を吸気する図示しない吸気手段が設け
られ、この吸気手段から吸気管59を介して、吸気した空
気を再び照射槽１に返送して再び紫外線照射させるよう
になっている。なお、この吸気管59からの空気は、適宜
図示しない活性炭などの吸着剤が充填された吸着処理装
置58に送気し、揮発性有機塩素化合物や副生成物などを
吸着除去し、浄化処理された空気を大気中に排気するよ
うにしている。

【００９７】そして、曝気槽12には、上部に原水槽６か
ら循環ポンプ51により搬送管10を介して搬送される水48
が吐出される吐出部14が設けられている。また、曝気槽
12内には中間に充填層15が設けられ、この充填層15は流
入した水中の第２次副生成物を分解する好気性生物が担
持される多数の図示しない多孔質材料などの充填材が充
填されて形成されている。

【００９８】さらに、曝気槽12の下部には、汚水13に空
気を散気し充填層15の好気性生物に酸素を供給するブロ
ワ16が接続された曝気装置17が設けられている。なお、
曝気槽12には、図示しない逆流洗浄手段が設けられ、適
宜曝気槽12内を逆流洗浄し、回収した汚泥などは別途処
理したり、後述する好気性生物の栄養源として用いても
よい。

【００９９】また、曝気槽12の上部には、充填層15の好
気性生物の生殖に必要な窒素、燐、マグネシウム、鉄、
カルシウム、マンガン、カルシウムなどの栄養源を添加
する添加装置61が設けられている。なお、添加装置61の
栄養源の代りに、曝気槽12の上部に、有機物質や窒素化
合物などの汚染物質が含まれる汚水13や汚泥物を流入す
るようにしてもよい。

【０１００】さらに、この曝気槽12の底部には、充填層
15の好気性生物により浄化処理された水48を流出する流
出管62が接続されている。また、この流出管62の下流側
には、図９および図１０に示す実施例と同様、ｐＨ値を
検出するセンサ8aおよび中和剤を添加する中和装置8bを
設けたｐＨ制御装置８と、図示しない攪拌手段を備えた
水槽63が設けられている。

【０１０１】そして、この水槽63の底部には、途中に放
水ポンプ18およびバルブ65を設けた返送手段としての返
送管66が接続され、水槽63の水48を適宜原水槽６の散水
手段55および曝気槽12の吐出部14に返送して還流させる
閉鎖還流回路が形成されている。

【０１０２】なお、この返送管66には、図示しないバル
ブを設けた放水管19が形成され、適宜水槽63の処理され
た水48を放水するようにしている。また、そのまま放水
せず、吸着剤などにて浄化処理後に放水するようにして
もよい。

【０１０３】次に、上記図１１および図１２に示す実施
例の装置についての処理動作を説明する。

【０１０４】トリクロロエチレン(ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ_２)
やテトラクロロエチレン(ＣＣｌ_２＝ＣＣｌ_２)などの揮
発性有機塩素化合物を含有する工業排水などの汚水13
を、図１ないし図７に示す実施例、および、図９および
図１０に示す実施例と同様に、抽出装置２にて曝気して
揮発性有機塩素化合物を空気中に揮発させる。そして、
この揮発性有機塩素化合物を含有する空気を照射槽１に
て紫外線を適宜照射して第１副生成物に分解し、この第
１副生成物を含有する空気を送気管４を介して原水槽６
に送気する。

【０１０５】次に、原水槽６内にあらかじめ流水口を介
して流入した水48に、送気管４を介して送気された空気
を散気装置７から散気する。

【０１０６】なお、この散気の際、循環ポンプ51を駆動
させ、上部に設けた散水手段55より充填層49に、照射槽
１からの空気が曝気された水48を散水し、再び原水槽６
内の空気と接触させ、空気に含有する第１副生成物を、
水48との接触により水48に溶解もしくは加水分解されて
易分解性の第２次副生成物を生成させる。そして、循環
ポンプ51により、適宜バルブ57を調整して搬送管10を介
して曝気槽12に送水する。また、原水槽６内の空気は、
適宜図示しない吸気手段から吸気管59を介して空気を照
射槽１に返送して循環させ、一部は吸着処理装置58に送
気して吸着処理して排気する。

【０１０７】そして、原水槽６からの水48を、曝気槽12
の上部に設けた吐出部14より吐出させ、適宜栄養源を投
入し曝気装置17から空気を曝気しつつ、充填層15を流過
させて、充填層15の充填材に担持する好気性生物により
第２次副生成物を浄化処理する。なお、好気性生物が増
殖した場合には、図示しない逆流洗浄手段により、汚泥
などを除去する。

【０１０８】さらに、浄化処理した水48を、流出管62を
水槽63に流出させ、攪拌手段にて攪拌しつつセンサ8aに
てｐＨを監視しながら中和装置8bから中和剤を適宜投入
してｐＨ値を若干アルカリ性にする。この水48を適宜放
水ポンプ18により返送管66を介して、原水槽６の散水手
段55および曝気槽12の吐出部14に返送して還流させる。

【０１０９】そして、適宜水槽63のｐＨ調整され浄化処
理された水48を、放水管19から吸着処理装置58に流入さ
せ、図示しない放水口を介して放水する。

【０１１０】したがって、上記実施例によれば、有毒な
揮発性有機塩素化合物を短時間の紫外線照射のみで第１
次副生成物に分解し、水48との接触により好気性生物に
て浄化処理可能な易分解性の第２次副生成物を生成さ
せ、適宜処理した水48および空気を還流させつつ浄化処
理し、処理した空気および水48を排気および放水する前
に適宜吸着剤にて吸着処理してさらに浄化処理するた
め、確実に有毒な吸着除去されるので、系外に有害な揮
発性有機塩素化合物が漏洩することなく確実に浄化処理
できる。

【０１１１】

【発明の効果】請求項１記載の揮発性有機塩素化合物の
処理方法によれば、酸素存在下で紫外線を照射して、抽
出した揮発性有機塩素化合物を酸化させて、ホスゲンお
よびジクロロアセチルクロリドとするので、紫外線の照
射率が向上して紫外線による酸化分解効率を向上でき、
これらホスゲンおよびジクロロアセチルクロリドを水と
接触させて易分解性のジクロロ酢酸を生成させて水に含
有させるため、取り扱いが容易な水が有害な揮発性有機
塩素化合物から分解されたジクロロ酢酸のキャリヤとな
り、このジクロロ酢酸を容易に効率よく処理できる。

【０１１２】請求項２記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法によれば、請求項１記載の揮発性有機塩素化合物
の処理方法の効果に加え、ジクロロ酢酸を好気性生物に
て分解するので、揮発性有機塩素化合物を無害な最終生
成物に確実に処理できる。

【０１１３】請求項３記載の揮発性有機塩素化合物の処
理方法によれば、請求項２記載の揮発性有機塩素化合物
の処理方法の効果に加え、ジクロロ酢酸を好気性生物に
て分解した水を返送手段にて返送して再びホスゲンおよ
びジクロロアセチルクロリドと接触させる閉鎖還流回路
を形成するため、副生成物が系外に漏洩することなく確
実に処理できるとともに、ジクロロ酢酸の処理効率が向
上でき、このジクロロ酢酸の処理コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の揮発性有機塩素化合物の処理方法を実
施する装置の一実施例の構成を示す系統説明図である。

【図２】本発明の揮発性有機塩素化合物の紫外線照射に
よる第１次副生成物への酸化分解を説明する実験装置を
示す斜視図である。

【図３】同上２００nm以下の紫外線を５０％以上透過す
るガラス管を有する紫外線ランプを用いた揮発性有機塩
素化合物のトリクロロエチレンの分解状況を示すグラフ
化した図である。

【図４】同上２００nm以下の紫外線を５０％以下透過す
るガラス管を有する紫外線ランプを用いた揮発性有機塩
素化合物のトリクロロエチレンの分解状況を示すグラフ
化した図である。

【図５】同上揮発性有機塩素化合物の透過率を示すグラ
フ化した図である。

【図６】同上第２次副生成物のジクロロ酢酸を好気性生
物にて浄化処理する装置の構成を示す系統説明図であ
る。

【図７】同上ジクロロ酢酸の浄化処理状況を示すグラフ
化した図である。

【図８】他の実施例の装置の構成を示す説明図である。

【図９】さらに他の実施例の装置の構成を示す系統説明
図である。

【図１０】同上原水槽を示す説明図である。

【図１１】さらに他の実施例を示す装置の構成を示す系
統説明図である。

【図１２】同上原水槽および曝気槽を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１照射槽６原水槽 12 曝気槽48 水 66 返送手段としての返送管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−191095（ＪＰ，Ａ) 特開平１−218676（ＪＰ，Ａ) 特開平２−75391（ＪＰ，Ａ) 特開平２−303598（ＪＰ，Ａ) 特開平４−306551（ＪＰ，Ａ) 実開平４−70126（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/34 - 53/85 B01D 53/32 C02F 3/02 - 3/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】土中および水中の少なくともいずれか一
方に含有される揮発性有機塩素化合物を真空または曝気
により抽出し、この抽出した前記揮発性有機塩素化合物が含有される気
体に酸素存在下で紫外線を照射して前記揮発性有機塩素
化合物を酸化して、ホスゲンおよびジクロロアセチルク
ロリドとし、これらホスゲンおよびジクロロアセチルクロリドを含有
する気体を水と接触させて易分解性のジクロロ酢酸を生
成することを特徴とする揮発性有機塩素化合物の処理方
法。
【請求項２】ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解する
ことを特徴とする請求項１記載の揮発性有機塩素化合物
の処理方法。
【請求項３】ジクロロ酢酸を好気性生物にて分解した
水を返送手段にて返送しホスゲンおよびジクロロアセチ
ルクロリドと接触させて閉鎖還流回路を形成することを
特徴とする請求項２記載の揮発性有機塩素化合物の処理
方法。