JPH0249798B2 - Jukikagobutsuganjusuinoshorihoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有機化合物、特に難分解性または人
体に有害な有機化合物含有水の処理方法の改良に
関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、人体に有害な有機塩素化合物などの難分解性
有機化合物や各種の有機化合物を溶存する用水や
排水を効率よく処理して無害化する方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

クリリーニング業あるいはハイテク関連産業、
特に半導体製造工業や機械工業においては、溶剤
としてトリクロロエチレンなどの人体に有害な各
種の有機性溶剤が用いられており、これらの工業
から排出される排水の処理が問題になつている。
また、各種の化学工場から排出される種々の有害
な天然若しくは合成有機化合物を含有する排水な
どによる地下水や河川水などの汚染が問題になつ
ており、さらに、飲料水の塩素殺菌工程におい
て、水中の溶存有機化合物と塩素との反応による
トリハロメタン類の生成などが問題となつてい
る。

従来、このような有機化合物は、(1)オゾン処理
法、(2)活性炭処理法、(3)揮散処理法、(4)半導体光
触媒による還元処理法、(5)金属あるいはこれらの
合金による還元処理法（特願62―182016）などに
よる処理が試みられ、採用されている。これらの
処理方法の中で(1)の方法は二重結合をもつ有機化
合物に選択的に反応し、これを分解することから
脱臭や脱色に実用化されているが、有機塩素化合
物や合成有機化合物の多くは、オゾンによる分解
は困難であることから、適用範囲の制限を免れな
いうえに、オゾンの生成に多大のエネルギーを消
費し、経済的にも有効な方法とはいえない。

また、前記(2)の方法は、現時点では最も有効な
方法であつて、幅広く用いられている。しかしな
がら、この方法においては、トリハロメタンなど
の有機化合物に対しては吸着容量が小さく、活性
炭の再生頻度が高く、前記(1)の方法と同様に処理
コストの面において問題がある。前記(3)の方法
は、揮発性の難分解物質の処理法として用いられ
ているが、曝気処理のみで完全に有害な有機化合
物を除去することは困難であるうえ不揮発性のも
のには効果がない。また排気ガスを未処理のまま
大気中に放散すれば、単に有害物質を水中から大
気中に移行したにすぎないため、該排気ガスを活
性炭処理や燃焼などの方法によつて処理する必要
がある。(4)の方法は、二酸化チタンなどのＮ型半
導体を触媒として用い、太陽エネルギーを利用し
て各種有機化合物を酸化、還元分解する方法であ
つて、自然のエネルギーを利用でき、経済性の点
からも合理的な方法に見えるが、高濃度の光触媒
懸濁液中を、くまなく光照射することは困難であ
つて、現時点では実用規模の装置を制作するまで
には至つていない。

(5)の方法は、これら従来の方法の欠点を改良す
るものとして、本発明者らが提案した方法であ
り、該水中の有害な有機化合物の無害化効果もよ
い。しかし、該水の水温が低い場合や硝酸イオ
ン、溶存酸素などの酸化性物質が存在する時、所
定の基準濃度にまで該物質を処理するのに長時間
を要し、また、反応温度が40℃以上では水素ガス
の発生量も大きい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような従来技術が有する欠点を
克服し、人体に有害な有機塩素化合物などの種々
の有機化合物を溶存する用水や排水を効率よく経
済的に処理して無害化する方法を提供することを
目的としてなされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意
研究を重ねた結果、被処理水を所定のPHに調整し
たのち、酸化還元電位を該水中の有害成分を無害
化する反応が進行する−300mv以下にするため還
元性の物質を添加し、溶存酸素などの酸化性成分
を除去し、必要によつては該水の電気伝導度を高
めるため電解質を添加したのち、金属系還元剤を
用いて処理することにより、(6)の方法（特願62―
182016）より反応時間を1/3以下に短縮し得るこ
と、また、反応時間が短縮されたことにより水素
ガスの発生する副反応も抑えられることを見い出
だし、この知見に基ずいて本発明を完成するに至
つた。

すなわち、本発明は、有機化合物を含有する被
処理水をPH値6.5以上に調整し、かつ還元性の物
質を添加した後、金属系還元剤を用いて処理する
ことを特徴とする有機化合物含有水の処理方法を
提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明方法における被処理水としては、例えば
トリクロロエチレンやトリハロメタンのような有
機塩素化合物などの難分解性有機化合物を含有す
る用水や排水、あるいは染料、医薬品、農薬製造
工場から排出される天然および合成有機化合物を
含有する排水などがあげられる。

通常、被処理水は空気と接触しているため数
ppmの酸素が溶解している。また時には硝酸イオ
ンなども含まれている。これらの酸化性物質と金
属還元剤との反応が遅いため該水の電位を無害化
反応の生じる酸化還元電位まで低下するのに長い
時間を必要とする。そこで、亜硫酸ナトリウム等
の還元性物質を添加し、これらの酸化性物質を(1)
式で示す反応により除去すると、急速に酸化還元
電位が低下し難分解性有機化合物の無害化反応が
開始する。

Na_zSO₃＋O₂→Na_zSO₄ (1) また、有害な有機化合物の無害化の反応機構に
ついては、例えば難分解性有機化合物として、有
機塩素化合物を例に挙げ、これを金属系還元剤を
用いて処理する場合について示すと、次に示す様
に反応が進行して、該難分解性有機化合物が無害
化される。

Me＋H₂O＋RX→RH＋Me⁺⁺＋OH^-＋X^- (2) ここで、Meは金属系還元剤、RXは有機塩素
化合物である。すなわち、有機塩素化合物は脱ハ
ロゲン化され、無害な炭化水素に変換される。ま
た、この際、次ぎに示すような副反応が起こり、
水素が発生する。

Me＋2H₂O→2HO^-＋Me⁺⁺＋H_z (3) 本発明方法においては、上述の無害化反応は、
酸化還元電位が−300mv付近以下で起きることか
ら該反応を促進するためには、該水中の酸化還元
電位を迅速に約−300mv以下にする事が好まし
い。これは、例えば被処理水１m³当り、0.08Kg程
度の亜硫酸ナトリウムを注入する方法によつて行
うことができる。その結果、該水中の酸化還元電
位は−300mv以下となり有機塩素化合物の無害化
反応に好ましい条件となる。また、被処理水のPH
は6.5以上が選ばれる。このPH値は6.5未満では金
属系還元剤の溶解量が多く、また水素ガスの発生
量も多く不利である。

本発明方法に於いて用いられる酸化還元電位の
調整剤は、前記PHの水中に於て、調整能を発揮す
る物であればよく特に制限はないが、経済性の点
から亜硫酸ナトリウムやチオ硫酸ナトリウムが好
ましく用いられる。また、その使用量は被処理水
中に溶存する酸化性物質の量により、異なり一概
に決めることは出来ないが、通常、１m³当り0.04
〜0.1Kgの範囲で選ばれる。

被処理水が例えばイオン交換水や蒸留水を用い
た洗浄排水等の場合には燐酸ナトリウムや硫酸ナ
トリウム等の電解質を該水量１m³当り0.05〜0.1
Kg添加し、電気伝導度を100μmho／cm以上に調
整して、金属還元剤界面におけるアノード反応を
促進することにより、該反応を加速することがで
きる。添加する電解質は酸化性のものあるいは塩
素イオンを生じるもの以外なら特に制限はない
が、燐酸塩等が好ましく用いられる。

本発明方法において用いられる金属系還元剤
は、特に制限はないが、経済性の点から、鉄や亜
鉛など金属の単体、合金または化合物が好ましく
用いられる。

この金属系還元剤の使用量は、被処理水中に溶
存する難分解性有機化合物の量により異なり、一
概に決めることができないが、通常被処理水１m³
当り１×10^-3〜５×10^-3Kgの範囲にある。

さらに、処理温度は還元反応促進のためには高
温が好ましいが、加温するためにエネルギーを消
費することは経済性を考えるとあまり好ましくな
く、通常０〜30℃の範囲で選ばれる。

〔発明の効果〕

本発明方法によると、人体に有害な有機塩素化
合物などの難分解性有機化合物や含窒素有機化合
物を溶存する用水や排水を、効率よく経済的に処
理し、無害化することができる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によつてさらに詳細に説明
する。

実施例 １ ここでは電解質と還元剤の効果を示す。電解質
には硫酸ナトリウムの１／100モル溶液を用い、
還元剤には亜硫酸ナトリウムを用いた。それぞ
れ、１，１，２，２―テトラクロロエタンを約10
mg／になるように調製した検水を５mlのバイア
ル瓶にとり、鉄粉１ｇを加えた後、20℃の恒温槽
中で振とうしながら無害化処理をおこなつた。そ
の結果を第１図に示す。ここでＡは純水、Ｂは純
水に亜硫酸ナトリウムを溶解した場合、Ｃは純水
に硫酸ナトリウムを溶解した場合、Ｄは純水に硫
酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウムを溶解した場合
であり、硫酸ナトリウムを溶解した場合には、イ
オン交換水のみの場合よりも反応は迅速でありま
たは亜硫酸ナトリウム添加の効果も高い。

実施例 ２ Michaelisの燐酸緩衝液を用いてPHを7.0に調整
したイオン交換水に、9.1mg／になる様に、１，
１，２，２―テトラクロロエタンを溶解した検水
を５mlのバイアル瓶にとり、100ｇ／の亜硫酸
ナトリウム溶液をマイクロシリンジで20μ（２
mg）注入し、さらに鉄粉１ｇを添加した後、10
℃、20℃、30℃、40℃、50℃に保持した恒温そう
中で振とうしながら、１，１，２，２―テトラク
ロロエタンの還元試験を行つた。その結果を第２
図に示す。第２図は各温度における処理時間と
１，１，２，２―テトラクロロエタンの残存率と
の関係を示すグラフであり、Ａは10℃、Ｂは20
℃、Ｃは30℃、Ｄは40℃、Ｅは50℃のものであ
る。この図からわかるように、50℃の処理温度で
は、30分以内で１，１，２，２―テトラグロロエ
タンの残存率は０％となり、30℃では１時間30分
で残存率は０％となつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における還元性物質と電解質
の添加効果を示すグラフである。第２図は、本発
明の各処理温度における処理時間と１，１，２，
２―テトラクロロエタンの残存率との関係を示す
グラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機化合物を含有する被処理水のPH値を6.5
   以上に調整し、かつ該水中の酸化還元電位を約−
   300mv以下に低下させる還元性物質を添加し、溶
   存する溶存酸素等の酸化性物質を除去するととも
   に、金属系還元剤を用いて該有機化合物を無害化
   することを特徴とする有機化合物含有水の処理方
   法。 ２ 該有機化合物を含有する被処理水の電気伝導
   度が100μmho／cm以下の場合、金属界面に於け
   るアノード反応を促進するため、塩素イオンおよ
   び酸化性のイオンを含まない電解質を添加したの
   ち、請求項１に記載の処理を行う方法。