JPH01194993A - 有機化合物含有水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
題になっている。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ってお
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っている。

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（特許６曾−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
イｉ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
であって、ｍ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
しては吸着容址が小さく、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
などの方法によっ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型土馬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１笹化、還
元分解する方法であって、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ｆＡ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
あって、現時点では実用規模の装置を制作するまでには
至っていない。

（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」二で
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じの有機化合物
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Ｐ）Ｉ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
する一３００ｍｖ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、必要によっては
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（特許６＠−１８２０１６）より反応時間を１７３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
いだし、この知見に基すいて本発明を完成するに至った
。

すなわち１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、本発明の詳細な説明する。

本発明方法における被処理水としては１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、ＳＯ３＋０２．→Ｎａ、ＳＯ４（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Ａ４系還元剤を和いて処理する場合について示
すと、次に示す様ｔこ反応が進行して、該難分解性有機
化合物が無害化される。

Ｍｅ＋１１２０＋ＲＸ−＋ＲＩｌ＋Ｍｅ”＋０ｌｌ−＋
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　千２Ｈｚ　Ｏ→２）１０−　＋　Ｍｅ”　＋　８
２　　　　　　　　　　　　　　　（３）本発明方法に
おいては、上述の無害化反応は、酸化還元電位が一３０
０ｍｖ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１ｒｎ
’当り、　ｏ、ｏｓｂ程度の亜硫酸ナトリウムを注入す
る方法によって行うことができる。その結果、該水中の
酸化還元電位は一３００ｍｖ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−Ｊｚが選ばれる。このｐＩＩ値が６．
５未満では金ス（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ｐｌ＋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
、その使用斌は被処理水中に溶存する酸化性物質の量に
より異なり、−概に決めることは出来ないが５通常、ｕ
ｒｎ’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１１や硫酸ナトリウム等の
電解質を該水：ｈｔ　１　ｒｎ’当り０．０５〜０．ｌ
１ｗ添加し、電気伝導度を１００μｆｆＩｈｏ／■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斌は、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、−概に決めること
ができないが、通常被処理水１ｒｒｌ’当りＩ　Ｘ　１
０””〜ｓ　ｘ　ｔｏ−３蹟の範囲にある。

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Ｏ〜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っ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■／Ｑ、になるようにｔＡ
製した検水を５−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
をおこなった。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１１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る
。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亜硫酸ナトリウム
添加の効果も高い。

実施例２ Ｍｌｃｈａｅｌｉｓの燐酸緩衝液を用いてｐ（１を７．
０に調整したイオン交換水に、９．１■／Ｑ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５ｍ１ｉｌのバイアル瓶にとり、１００ｇ／Ｑの亜硫
酸ナトリウム溶液をマイクロシリンジで２０μＱＣ２■
）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
還元試験を行った。

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
の図かられかるように、５０℃の処理温度では、３０分
以内で１．１，２．２−テトラク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
なっている。

【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。 特許出願人　工業技術院長　　飯　塚　幸　三指定代理
人　工業技術院北海道工業開発試験所長後　ＩＡ　　藤
太部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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−３００
   ｍｖ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. （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。