JP5499753B2 - 水処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
即ち、低圧UV酸化装置処理される水中に溶存酸素が存在していると、以下のように、UV照射によってヒドロキシラジカルや過酸化水素が生成し、TOC分解効率が向上することから、特許文献1では、低圧UV酸化装置の前段で被処理水に酸素ガスを添加する。
なお、以下においては、図1に従って本発明を説明するが、本発明は何ら図1の方法及び装置に限定されるものではない。
本発明で処理する原水としては、本発明の特長を有効に発揮する上で、超純水を製造するための原水、例えば、市水、井水、表流水や、半導体又は電子部品等の製造工程からの排水などが挙げられるが、特に、逆浸透膜分離装置、低圧UV酸化装置、イオン交換装置などの不純物除去装置で処理された処理水、具体的には、一般的な純水製造装置や超純水製造装置で得られる一次純水や二次純水(超純水)が好ましく適用される。
また、超純水や低圧UV酸化装置の処理水のように、過酸化水素を含む原水の場合、その濃度は100ppb以下、特に1〜60ppb程度であることが好ましい。
図1の水処理装置では、原水をまず、H2O2分解触媒1Aが充填されたH2O2分解触媒カラム1に導入して、水中に含まれる過酸化水素を分解除去する。
即ち、上述のように、超純水や低圧UV酸化処理水を原水とする場合、原水中に含まれる1〜60ppb程度の過酸化水素を分解して後段の有機物除去触媒への酸素負荷を軽減するために過酸化水素を除去する。また、後段のガス溶解膜モジュール2などによるDO濃度の調整を確実に行うためにも、分解により酸素を生成する過酸化水素は予め除去しておくことが好ましい。
図1において、H2O2分解触媒カラム1の流出水は、ガス溶解膜モジュール2に導入されて、溶存酸素(DO)濃度の調整が行われる。
図1において、ガス溶解膜モジュール2でDO濃度が調整された水は、次いで低圧UV酸化器3に導入され、水中の有機物の酸化分解処理が行われる。
図1では、低圧UV酸化器3の処理水は、次いで有機物除去触媒4Aが充填された有機物除去触媒カラム4に導入されて、溶存酸素の存在下に、水素を吸着した有機物除去触媒により有機物が除去される。この有機物除去触媒カラム4における有機物除去機構は次の通りである。
従って、例えば、有機物除去触媒カラム4の出口DO濃度をDO計4Kで測定し、このDO計4Kの測定値が上昇してきたときに、有機物除去工程から水素吸着工程に切り替えることができる。
図1の装置において、有機物除去触媒カラム4の流出水は、次いで、イオン交換樹脂5Aが充填されたイオン交換樹脂カラム5に通水して、有機物除去処理水中に含有される未分解の有機物や有機物の分解過程で生じる有機酸等を吸着除去する。
図1に示す水処理装置を用いて、水処理を行った。
この水処理装置の各部の仕様は次の通りである。
100mL充填
ガス溶解膜モジュール2:セルガード社製脱気膜モジュール「リキセルG420」
低圧UV酸化器3:(株)日本フォトサイエンス製「AY−7]
有機物除去触媒カラム4:栗田工業(株)製ナノセイバー用Pt担持樹脂を
500mL充填
イオン交換樹脂カラム5:栗田工業(株)製アニオン交換樹脂「KR−UA1」
310mLと同カチオン交換樹脂「KR−UC1]
190mLを充填
TOC計:シーバス社製「シーバス500RLe」
DO計:ハックウルトラアナリティクスジャパン社製「オービス3610」
また、有機物除去触媒カラム4の出口水のDO濃度は1ppb以下、H2O2濃度も1ppb以下であり、有機物除去触媒により脱酸素が行われ、また、過酸化水素も分解除去された。
実施例1において、低圧UV酸化器と3有機物除去触媒カラム4を入れ換え、H2O2分解触媒カラム→ガス溶解膜モジュール→有機物除去触媒カラム→低圧UV酸化器→イオン交換樹脂カラムの順として、同様に原水の処理を行った。
その結果、処理水(イオン交換樹脂カラムの出口水)のTOC濃度は1.2ppbであり、H2O2濃度は5ppb、DO濃度は2ppbであった。
本例では、低圧UV酸化器に有機物除去触媒により脱酸素された水が供給されたため、低圧UV酸化器での有機物酸化分解効率が低下したことにより有機物除去効果が低下したことが考えられる。また、低圧UV酸化器の後段に、過酸化水素を高度に分解する単位操作がないため、過酸化水素が残留した。また、イオン交換樹脂で少し分解した過酸化水素によりDOが上昇したと考えられる。
実施例1において、H2O2分解触媒カラム1を省略し、ガス溶解膜モジュール2と低圧UV酸化器3を入れ換え、低圧UV酸化器→ガス溶解膜モジュール→有機物除去触媒カラム→イオン交換樹脂カラムの順として同様に原水の処理を行った。
その結果、処理水(イオン交換樹脂カラムの出口水)のTOC濃度は1.2ppb、H2O2濃度は1ppb以下、DO濃度は1ppb以下であった。
本例では、低圧UV酸化器に流入する水のDO濃度が低いために低圧UV酸化器でのイソプロパノール分解能が低下したことにより有機物除去効果が低下したことが考えられる。
2 ガス溶解膜モジュール
3 低圧UV酸化器
4 有機物除去触媒カラム
5 イオン交換樹脂カラム
Claims (10)
- 有機物を含有する被処理水を、溶存酸素の存在下に、水素を吸着させた金属を含む有機物除去触媒に接触させて、該被処理水中の有機物を除去する有機物除去工程を含む水処理方法において、
該被処理水の溶存酸素濃度を調整するDO濃度調整工程と、該被処理水中の有機物を低圧紫外線酸化して分解する低圧UV酸化工程とを有し、該DO濃度調整工程の処理水が前記低圧UV酸化工程に導入され、該低圧UV酸化工程の処理水が前記有機物除去工程に導入されることを特徴とする水処理方法。 - 請求項1において、前記DO濃度調整工程において、水中の溶存酸素濃度を1〜200ppbに調整することを特徴とする水処理方法。
- 請求項1又は2において、前記被処理水中の過酸化水素を除去するH2O2除去工程を有し、該H2O2除去工程の処理水が前記DO濃度調整工程に導入されることを特徴とする水処理方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記有機物除去工程の処理水をイオン交換処理するイオン交換工程を有することを特徴とする水処理方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記被処理水が、逆浸透膜分離装置、イオン交換装置、及び低圧紫外線酸化装置のいずれか1以上で処理された処理水であることを特徴とする水処理方法。
- 有機物を含有する被処理水を、溶存酸素の存在下に、水素を吸着させた金属を含む有機物除去触媒に接触させて、該被処理水中の有機物を除去する有機物除去手段を含む水処理装置において、
該有機物除去手段の前段に、該被処理水中の有機物を低圧紫外線酸化して分解する低圧UV酸化手段を有し、該低圧UV酸化手段の前段に前記被処理水の溶存酸素濃度を調整するDO濃度調整手段を有し、該DO濃度調整手段の処理水が該低圧UV酸化手段に導入され、該低圧UV酸化手段の処理水が前記有機物除去手段に導入されることを特徴とする水処理装置。 - 請求項6において、前記DO濃度調整手段において、水中の溶存酸素濃度が1〜200ppbに調整されることを特徴とする水処理装置。
- 請求項6又は7において、前記DO濃度調整手段の前段に、前記被処理水中の過酸化水素を除去するH2O2除去手段を有し、該H2O2除去手段の処理水が該DO濃度調整手段に導入されることを特徴とする水処理装置。
- 請求項6ないし8のいずれか1項において、前記有機物除去手段の後段に、該有機物除去手段の処理水をイオン交換処理するイオン交換手段を有することを特徴とする水処理装置。
- 請求項6ないし9のいずれか1項において、前記被処理水が、逆浸透膜分離装置、イオン交換装置、及び低圧紫外線酸化装置のいずれか1以上で処理された処理水であることを特徴とする水処理装置。
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