JPH04193385A - ジオキサン処理カラムおよびジオキサン排水処理装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ジオキサン排水の処理装置に係わり、特に、
排水中に含まれるジオキサンを完全分解して無害化でき
るジオキサン処理カラムおよびジオキサン排水処理装置
に関する。

（従来の技術） トリクロロエタンやトリクロロメタン等の有機塩素系溶
剤は洗浄効果が優れているため、半導体製造工程、金属
加工、メツキ等多くの分野に利用されている。この有機
塩素系溶剤には、安定剤としてＣ４Ｈ３Ｏ□環状エーテ
ルの一種であるジオキサンが％オーダで添加され、この
ジオキサンを含んだ有機塩素系溶剤が洗浄・回収工程で
排水中に混入する。

このジオキサンは、第３図に示す構造を有する環状エー
テルである。なお、分子量（Ｍ　−Ｗ）は８８．１、沸
点（Ｂ　Ｐ）は１０１℃、比重（ｄ２°）は１．０Ｂ４
である。

同図かられかるように、このジオキサンは分子内に２ケ
のエーテル結合を有するので、疎水性溶媒である有機溶
剤の他に、水ともあらゆる割合で溶解する特異な性質を
もっている。

ところが、ジオキサンは発癌性物質として化審法指定化
学物質であり、将来規制対象になるものと考えられおり
、排水処理は不可欠である。

ジオキサン排水処理技術は、未だ確立されていないが、
現在推奨されている従来技術を第３図を参照して説明す
る。

同図に示す従来例は加熱曝気方式を用いたジオキサン排
水処理装置を示している。

排水貯槽１内のジオキサン排水２は給水ポンプ３により
熱交換器４へ導入される。導入されたジオキサン排水２
は熱交換により昇温された後、曝気槽５へと導かれ、加
熱スチーム６によってさらに加熱される。曝気槽５の下
部には、ブロア７により加圧された空気が散気管６を通
して注入されており、加熱された排水はバブリングによ
りジオキサン蒸気と水蒸気とに分かれ、曝気槽５の上部
から排気９として大気中に放出される。上述の操作によ
り排水の濃縮とジオキサン濃度の減少が進行し、所定ま
で処理した排水は加圧ポンプ１０により熱交換器４へ導
入される。

熱交換器４ては処理前の排水２との間て熱交換がされ常
温まで冷却された後、活性炭カラム１１へ導入される。

活性炭カラム１１ては充填された粒状活性炭１２により
液中に残留するジオキサンが吸着され１　ｐｐｍ濃度以
下まで除去された後、処理水１３として外部へ放流され
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来例によれば、排水２中のジオ
キサンは加熱・バブリングによって大気放散させるのみ
て、ジオキサンそのものは依然として大気中に存在し環
境への汚染や影響が懸念される。

また、加熱・バブリングで放出される水分の気化熱のた
め大量の加熱スチームが必要となり加熱コストが高価と
なる。

さらに、加熱・バブリング方式は排水の濃度をあまり上
げることができないので、ジオキサン除去率にも限界が
あり後段の活性炭カラム１１への負荷が高く、活性炭寿
命が短くなって再生に要する費用の増大をもたらす、と
いう種々の問題点があった。

本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、そ
の目的は高効率かつ低コストでジオキサンを完全分解処
理することのできるジオキサン処理カラムおよびジオキ
サン処理装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、 上部から被処理水となるジオキサン排水を導入する第一
の散水管、下部から比重が１よりも小さい疎水性溶媒を
導入する第二の散水管、内部には第一の散水管から下降
するジオキサン排水と第二の散水管から上昇する疎水性
溶媒とを向流接触させる接触担体、を備えて成ることを
特徴としている。

また、上記目的を達成するために本発明は、上部から被
処理水となるジオキサン排水を導入する第一の散水管、
下部から比重が１よりも小さく、かつ沸点がジオキサン
より充分に小さい疎水性溶媒を導入する第二の散水管、
内部には第一の散水管から下降するジオキサン排水と第
二の散水管から上昇する疎水性溶媒とを向流接触させる
接触担体、を備えて成るジオキサン処理カラムと、前記
向流接触によりジオキサンを吸収したジオキサン含有疎
水性溶媒を前記ジオキサン処理カラム上部から導入して
加熱し気体状の疎水性溶媒とジオキサンとに分離する蒸
留器と、 前記蒸留器により蒸留された気体状の疎水性溶媒を冷却
・凝縮する凝縮器と、 凝縮された疎水性溶媒を循環疎水性溶媒として前記第一
の散水管に導入するための循環管路と、を具備すること
を特徴としている。

（作用） 上記構成の本発明の作用を第２図を参照して説明する。

まず、被処理水となるジオキサン排水は、上部から第一
の散水管を介してジオキサン処理カラム内に導入され、
このカラム内を落下していく。一方、比重が１より小さ
い疎水性溶媒は、下部から第二の散水管を介してカラム
内に導入され、このカラム内を上昇していく。

そして、内部に設けられた接触担体によりジオキサン排
水と疎水性溶媒とが効率良く接触される。

ジオキサン排水は下降するに連れて次第にジオキサンを
含まない疎水性溶媒と接触することになる。

逆に、疎水性溶媒は上昇するに連れてジオキサンを吸収
しカラム上端部ではジオキサン飽和疎水性溶媒となる。

こうして溶媒処理によりジオキサンが除去された被処理
水は殆どジオキサンを含まないジオキサン除去水となる
。このジオキサン除去水は活性炭処理によりジオキサン
濃度１　ｐｐｍ以下の処理水として河川等に放流される
。したがって、活性炭処理カラムの負担が大幅に軽減さ
れる。

′　一方、請求項２に記載の発明では、前記ジオキサン
飽和疎水性溶媒は、蒸留器内で加熱されて気体状の疎水
性溶媒とジオキサンとに分離される。

気体状の疎水性溶媒は凝縮器で冷却・凝縮されて元の液
状疎水性溶媒となる。この疎水性溶媒は循環管路を通じ
て前記第二の散水管からジオキサン処理カラム内に供給
されて再利用される。また、分離されたジオキサンは、
例えば、燃焼により水と炭酸ガスに分解され無害化され
た後、大気中に放散される。

（実施例） 第１図は本発明に係るジオキサン排水処理装置の一実施
例を示す構成図である。なお、第４図に示した従来例と
同一構成部分には同一符号が付されている。

同図に示すジオキサン排水処理装置は、円筒状のジオキ
サン処理カラム１４を備えており、その上部内にはジオ
キサン排水２を導入するための第一の散水管１４ａが、
また、その下部内には疎水性溶媒を導入するための第二
の散水管１４ｂがそれぞれ設けられている。さらに、こ
のジオキサン処理カラム１４内には接触担体１５が設け
られている。この接触担体１５は導入されたジオキサン
排水２と疎水性溶媒とを効率良く接触させ、ジオキサン
排水２中のジオキサンを取り除いて疎水性溶媒中に溶け
こませるためのものであり、例えば、絣調のごときネッ
トを積層したものが好適である。

ジオキサン処理カラム１４の上部から溢流したジオキサ
ン飽和疎水性溶媒１７は、配管を介して蒸留器１９に供
給されている。蒸留器１９にはヒータ（またはスチーム
）２０が内蔵されており、導入されたジオキサン飽和疎
水性溶媒１７を加熱して疎水性溶媒を蒸発させることに
より疎水性溶媒中からジオキサンを分離させる。

上記疎水性溶媒は、ジオキサン処理カラム１４中で上向
流となるために比重が１よりも小さく、また、ジオキサ
ン飽和疎水性溶媒１７中からジオキサンと疎水性溶媒と
を蒸留によって分離するためにジオキサンより充分に沸
点が低く、かつ化学的にも安定しており、水に溶けない
液状物質でなければならない。このような溶媒としては
、例えば、ノルマルペンタンが好適である。

上記蒸留器１９て分離された疎水性溶媒は凝縮器２１に
導かれる。凝縮器２１は導入した疎水性溶媒を冷却水２
２により冷却した後、返送ポンプ２３、循環管路２４を
介し循環疎水性溶媒として第二の散水管１４ｂから再び
ジオキサン処理カラム１４内に供給する。

また、蒸留器１９の下部からは濃縮ジオキサン２５が注
入ポンプ２６を通じて取り出され燃焼装置２８へ送り込
まれている。燃焼装置２８は、白金などの貴金属を担体
表面に担持させてなる燃焼触媒２９を内蔵し、送り込ま
れた濃縮ジオキサン２５とブロワ２７から供給される燃
焼空気とを燃焼させてジオキサンを水と二酸化炭素に分
解する。

一方、ジオキサン処理カラム１４の後段にはろ過ポンプ
１８を介して活性炭処理カラム１１が接続され、ジオキ
サン除去水１６のジオキサンは粒状活性炭１２に吸着さ
れて１　ｐｐｍ以下にされた後、処理水１３として放流
されるようになっている。

次に、上記のように構成された本実施例の作用を説明す
る。

ジオキサンを数％含む被処理水（ジオキサン排水）２は
、ジオキサン処理カラム１４の上部から第一の散水管１
４ａを通して均一に導入され、水滴となってカラム内を
落下する。一方、ジオキサン処理カラム１４の下部から
は第二の散水管１４ｂを通して循環疎水性溶媒か導入さ
れる。導入された疎水性溶媒は比重が１より小さいので
、次第にカラム内を浮上していく。第一の散水管１４ａ
から導入されたジオキサン排水２は、接触担体１５の間
隙を下降する間に、上向流となって上昇してくる疎水性
溶媒と効率良く接触し、これによって被処理水中のジオ
キサンは疎水性溶媒中に溶解移行する。このため、被処
理水中のジオキサン濃度は低下する一方、疎水性溶媒中
のジオキサン濃度は次第に増加していく。この場合、被
処理水は接触担体１５を下降するに連れてジオキサンを
含まない疎水性溶媒に接触することとなるので、被処理
水中のジオキサン濃度は下降するに連れて低下していき
、最下部に到達するときにはジオキサンが充分に取り除
かれたジオキサン除去水１６となる。

一方、接触担体］５を上昇する疎水性溶媒は、上昇に連
れてジオキサンを多く含む被処理水と接触するので、疎
水性溶媒中のジオキサン濃度は次第に増加していき、最
上部に達すると、被処理水中のジオキサン濃度にほぼ近
い飽和状態のジオキサン飽和疎水性溶媒１７となる。

このようにして、ジオキサンが除かれたジオキサン処理
水１６はジオキサン処理カラム１４の下部からろ過ポン
プ１８により活性炭カラム１］へと導入される。活性炭
カラム１１ては充填されている粒状活性炭１２により微
量のジオキサンが除去され、ジオキサン濃度１　ｐｐｍ
以下の処理水１３となって下水などに放流される。

一方、ジオキサン処理カラム１４の上部から溢流したジ
オキサン飽和疎水性溶媒１７は蒸留器１９に導入され、
ヒータ（またはスチーム）２０により加熱される。加熱
の結果、ジオキサンより沸点が低い疎水性溶媒は蒸気と
なり、凝縮器２］へ導入される。凝縮器２１内に導入さ
れた疎水性溶媒の蒸気は冷却水２２で冷却され、凝縮さ
れた後、ジオキサン不含疎水性溶媒となる。このジオキ
サン不含疎水性溶媒は循環疎水性溶媒となり、循環管路
２４を通して返送ポンプ２３により再びジオキサン処理
カラム１４へと送られる。

また、前記蒸留器２１て疎水性溶媒を蒸発除去して濃縮
されたジオキサンは蒸留器２１の下部から引き抜かれて
濃縮ジオキサン２５となり、注入ポンプ２６により圧送
され、ブロワ２７からの加圧空気と混合された後、燃焼
装置２８内に送られる。この燃焼装置２８内では燃焼触
媒２９により、濃縮ジオキサン２５が完全燃焼され、炭
酸ガスと水に分解される。こうして無害化された燃焼ガ
ス３０は大気中に放散される。

以上説明したように、本実施例によれば、高除去率、高
信頼性をもって、従来装置では不可能てあったジオキサ
ンの完全無害化処理が可能となり、環境汚染を未然に防
止できる。しかも、簡単な装置構成で、かつ低コストで
実現でき、また、ジオキサン処理に使用される疎水性溶
媒の再生を自動化でき、循環させて繰り返し使用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、従来装置では不可
能てあったジオキサンの完全無害化処理が簡単な装置構
成で、かつ低コストで実現できる。

しかも、ジオキサン処理に使用される疎水性溶媒の再生
を自動化でき、循環させて繰り返し使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の作用説明図、第３図はジオキサンの化学
構成を示す模式図、第４図は従来例の構成図である。 ２・・・ジオキサン排水 １１活性炭カラム・・・ １４・・・ジオキサン処理カラム １４ｇ・・・第一の散水管 １４ｂ・・・第二の散水管 １５・・・接触担体 １６・・・ジオキサン除去水 １９・・・蒸留器 ２１・・・凝縮器 ２４・・・循環管路 ２８・・・燃焼装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部から被処理水となるジオキサン排水を導入す
   る第一の散水管、下部から比重が１よりも小さい疎水性
   溶媒を導入する第二の散水管、内部には第一の散水管か
   ら下降するジオキサン排水と第二の散水管から上昇する
   疎水性溶媒とを向流接触させる接触担体、を備えて成る
   ジオキサン処理カラム。
2. （２）上部から被処理水となるジオキサン排水を導入す
   る第一の散水管、下部から比重が１よりも小さく、かつ
   沸点がジオキサンより充分に小さい疎水性溶媒を導入す
   る第二の散水管、内部には第一の散水管から下降するジ
   オキサン排水と第二の散水管から上昇する疎水性溶媒と
   を向流接触させる接触担体、を備えて成るジオキサン処
   理カラムと、 前記向流接触によりジオキサンを吸収したジオキサン含
   有疎水性溶媒を前記ジオキサン処理カラム上部から導入
   して加熱し気体状の疎水性溶媒とジオキサンとに分離す
   る蒸留器と、 前記蒸留器により蒸留された気体状の疎水性溶媒を冷却
   ・凝縮する凝縮器と、 凝縮された疎水性溶媒を循環疎水性溶媒として前記第一
   の散水管に導入するための循環管路と、を具備すること
   を特徴とするジオキサン排水処理装置。