JPH05253580A - 廃水処理法 - Google Patents

廃水処理法

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JPH05253580A
JPH05253580A JP8630092A JP8630092A JPH05253580A JP H05253580 A JPH05253580 A JP H05253580A JP 8630092 A JP8630092 A JP 8630092A JP 8630092 A JP8630092 A JP 8630092A JP H05253580 A JPH05253580 A JP H05253580A
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JP
Japan
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water
hydrogen peroxide
light
treated
ppm
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JP8630092A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Taoda
垰田博史
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 深刻な水質汚染に対処して、現在行われてい
る活性汚泥法などでは処理し難い農薬や有機溶剤(特に
ハロカーボン)、界面活性剤(特に側鎖の付いたもの)
などを温和な条件で容易にかつ迅速に処理して安全な水
を得ることができる経済的な廃水処理法の提供を目的と
する。 【構成】 内側に酸化チタン膜を被覆した容器に廃水な
どの被処理水を入れ、過酸化水素と銅イオンまたは銅塩
を加えて太陽光などの光を照射すること、あるいは、銅
イオンを添加した酸化チタン膜を内側に被覆した容器に
被処理水と過酸化水素を入れて光を照射することによ
り、被処理水に含まれていた有機物が速やかに炭酸ガス
と水などに完全に酸化、分解されて、浄化された水が得
られる。本発明による廃水処理法は、用いられる過酸化
水素が安価で銅塩の使用量も極く微量であり、銅イオン
を含んだ廃液も利用できるため、非常に経済的な方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水などの廃水処理法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水は、空気や土、太陽などとともに人間
の生命維持に不可欠であるが、最近、その貴重な水の汚
染が広範囲に進行しており、大きな問題となっている。
特に問題になっているのは、1)ハイテク産業やクリー
ニング業で使われている有機溶剤による地下水や水源の
汚染、2)合成洗剤(界面活性剤)など、生活排水によ
る湖・河川の富栄養化や水源の汚染、3)ゴルフ場で使
用される農薬の流出による水質の汚染、3)浄水処理に
使われる塩素が被処理水中に含まれる有機物と反応する
ことによる有害物質の生成である。
【0003】現在広く行われている廃水処理法は活性汚
泥法であるが、この方法は微生物という生き物を用いる
ため、温度、PH、ガス雰囲気、毒性などの反応条件が
厳しく、しかも上述の農薬や有機溶剤(特にハロカーボ
ン)、界面活性剤(特に側鎖の付いたもの)などを分解
・除去しにくく、それらに対して無力であるという欠点
を持っている。このような生物学的に難分解性の有機物
の処理方法としては、活性炭吸着法、化学酸化法、逆浸
透法、焼却処理などがあるが、いずれも処理効果や経済
性などの点で問題が多い。化学酸化法において用いられ
る酸化剤としては塩素とオゾンが代表的なものである
が、塩素は酸化力の点や、アンモニウムイオンとの反応
性や過剰注入による残留塩素などの点、あるいは被処理
水中に含まれる有機物と反応して発ガン性を持つトリハ
ロメタンや有機塩素化合物を生成するなどの問題があ
る。また、オゾンの場合は設備費、運転費がともに高価
であるという欠点を持っている(例えば、北尾高嶺、八
橋亮介、水処理技術、Vol.8, No.8, 35 (1976))。そし
て、焼却処理は希薄溶液の場合、現実的ではない。
【0004】1890年代にH. J. H. Fentonによって
発見されたフェントン試薬は、過酸化水素水に第一鉄塩
を加えたもので、強い酸化力を持っていることが知られ
ている(H. J. H. Fenton, J. Chem. Soc., Vol.65, 89
9 (1894))。 過酸化水素は 単位有効酸素量当りの価
格もオゾンよりもかなり低廉で、高価な設備を必要とし
ないという大きな利点を持っている。しかしながら、こ
れまでフェントン試薬を用いた廃水処理であるフェント
ン処理の研究が行われてきたが、この方法は過酸化水素
水と第一鉄塩を用い、反応の進行が遅く、被処理水のp
Hを2〜4という高い酸性条件にしなければならない、
などの欠点を持っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、深刻な水質汚染に対処して、活性汚泥法では処理し
にくい農薬や有機溶剤(特にハロカーボン)、界面活性
剤(特に側鎖の付いたもの)などを温和な条件で容易か
つ迅速に処理する経済的な廃水処理法の提供を目的とす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の難
分解性の汚染物質の迅速な処理法を開発するために鋭意
研究を重ねた結果、汚染物質を含んだ被処理水に過酸化
水素と銅イオンを加えて太陽光などの光を照射するとO
Hラジカルが効率良く発生し、それによって難分解性の
汚染物質が容易に分解されるという予想外の事実を見い
出した。本発明はこの知見に基づいてなされたものであ
る。
【0007】本発明による廃水処理法で用いられる銅イ
オンは、一価の銅イオンだけでなく、二価の銅イオン
や、一価の銅イオンと二価の銅イオンの混合物なども挙
げられる。本発明による方法で汚染物質を含んだ被処理
水に銅イオンを加える方法としては、銅塩を加えたり、
銅イオンを含んだ溶液あるいは廃液を加える方法が挙げ
られる。
【0008】本発明による方法で用いられる銅塩は、第
一銅塩だけでなく、第二銅塩や、第一銅塩と第二銅塩の
混合物などが挙げられ、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、酢酸
塩、アンモニウム塩、塩化物や臭化物などのハロゲン化
物など、いろいろな塩が使用できるが、ハロゲン化物、
硝酸塩あるいは硫酸塩が好ましく、その中でも特に塩化
物が好ましい。これは塩素イオンによって反応が加速さ
れるためである。また、本発明に用いられる銅塩は無水
塩であっても含水塩であってもよい。
【0009】本発明による方法で用いられる光の光源と
しては、太陽や白熱灯、蛍光灯、ハロゲンランプ、キセ
ノンランプ、水銀灯、UVランプなどが挙げられる。照
射する光は紫外線など、短波長の光を多く含む光を用い
てもよいが、可視光のような波長の長い光でも充分であ
る。
【0010】本発明による方法で用いられる過酸化水素
の添加量は、被処理水に含まれている有機物が炭酸ガス
や水などに無機化され無毒化される反応式から化学量論
的に求められる。フェントン処理の場合には無駄に反応
して失われてしまう過酸化水素の量が多いので、それよ
りもかなり過剰の過酸化水素が必要であるが、本発明の
方法では被処理水に含まれている有機物の分解反応が効
率的に行われるので、過酸化水素の添加量が少なくて済
む。また、フェントン試薬の場合、過酸化水素水に添加
する第一鉄塩の量は過酸化水素の添加量と等モル必要で
あるが、本発明による方法では銅イオンが光の照射によ
り過酸化水素と連鎖的に反応するので、銅イオンあるい
は銅塩の添加量は極く微量の触媒量で良い。廃水などの
被処理水は既に銅イオンを含んでいることが多いので、
銅イオンあるいは銅塩の添加が必要でないこともある。
【0011】こうして廃水などの被処理水に過酸化水素
と銅塩を加えて太陽光などの光を照射すると、被処理水
に含まれていた有機物が速やかに分解され、炭酸ガスと
水などに完全に酸化される。フェントン試薬の場合は過
酸化水素水に等モルの第一鉄塩を加えなければならず、
被処理水のpH条件も厳しく反応も遅いが、本発明によ
る方法では第一銅塩だけでなく第二銅塩でも第一銅塩と
第二銅塩の混合物でも銅イオンを含んだ溶液あるいは廃
液でも使用することができ、反応条件に制限がなく、光
を照射するという簡単な方法でフェントン処理に比べ、
処理時間を大幅に短縮できる。このとき、光の照射と同
時に加熱を行うと処理速度を上げることができるが、そ
の温度は70℃程度が最も好ましい。また、その際、攪
拌を行うと処理速度をさらに上げることができる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例の内で特に代表的なものを以
下に示す。
【0013】実施例1 300ppmの濃度のトリクロロエチレンの水溶液に5
00ppmの過酸化水素と10ppmの塩化第二銅・二
水和物を添加し、マグネチックスターラーで攪拌しなが
ら500Wのキセノンランプの光を1時間照射した。得
られた反応液に含まれる全有機炭素の量(TOC値)を
全有機炭素計を用いて分析した結果、反応液のTOC値
が95%減少しており、トリクロロエチレンの95%が
分解していることが分かった。
【0014】比較例 300ppmの濃度のトリクロロエチレンの水溶液に5
00ppmの過酸化水素を添加し、マグネチックスター
ラーで攪拌しながら500Wのキセノンランプの光を1
時間照射した。得られた反応液のTOC値を全有機炭素
計を用いて分析した結果、反応液のTOC値はほとんど
減少していなかった。また、実施例1で光を照射しない
場合には反応液のTOC値が35%しか減少しなかっ
た。さらに、300ppmの濃度のトリクロロエチレン
の水溶液に1000ppmの過酸化水素と60ppmの
塩化第一鉄・四水和物を添加し、マグネチックスターラ
ーで攪拌した場合、つまり、フェントン処理を行った場
合には反応液のTOC値が95%減少するのに10時間
必要であった。
【0015】実施例2 200ppmの濃度のテトラクロロエチレンの水溶液に
400ppmの過酸化水素と10ppmの硝酸第二銅・
三水和物を添加し、マグネチックスターラーで攪拌しな
がら500Wの水銀ランプの光を1時間照射した。得ら
れた反応液のTOC値を全有機炭素計を用いて分析した
結果、反応液のTOC値は90%減少していた。
【0016】比較例 200ppmの濃度のテトラクロロエチレンの水溶液に
400ppmの過酸化水素を添加し、マグネチックスタ
ーラーで攪拌しながら500Wの水銀ランプの光を1時
間照射した。得られた反応液のTOC値を全有機炭素計
を用いて分析した結果、反応液のTOC値はほとんど減
少していなかった。また、実施例2で光を照射しない場
合には反応液のTOC値が30%しか減少しなかった。
さらに、200ppmの濃度のテトラクロロエチレンの
水溶液に800ppmの過酸化水素と40ppmの硝酸
第一鉄・九水和物を添加し、マグネチックスターラーで
攪拌した場合、つまり、フェントン処理を行った場合に
は反応液のTOC値が90%減少するのに9時間必要で
あった。
【0017】実施例3 200ppmの濃度のクロロホルムの水溶液に200p
pmの過酸化水素と20ppmの硫酸第二銅・五水和物
を添加し、マグネチックスターラーで攪拌しながら太陽
光を1時間20分間照射した。得られた反応液のTOC
値を全有機炭素計を用いて分析した結果、反応液のTO
C値は80%減少していた。
【0018】比較例 200ppmの濃度のクロロホルムの水溶液に200p
pmの過酸化水素を添加し、マグネチックスターラーで
攪拌しながら太陽光を1時間20分間照射した。得られ
た反応液のTOC値を全有機炭素計を用いて分析した結
果、反応液のTOC値はほとんど減少していなかった。
また、実施例3で光を照射しない場合には反応液のTO
C値が25%しか減少しなかった。さらに、200pp
mの濃度のクロロホルムの水溶液に240ppmの過酸
化水素と40ppmの硫酸第二鉄・七水和物を添加し、
マグネチックスターラーで攪拌した場合、つまり、フェ
ントン処理を行った場合には反応液のTOC値が80%
減少するのに10時間必要であった。
【0019】実施例4 有機リン系農薬である0,0−ジメチル−S−(1,2
−ジカルベトエトキシエチル)ホスフォロジチオエート
の3300ppmの濃度の水溶液に12000ppmの
過酸化水素と200ppmの塩化第一銅を添加し、マグ
ネチックスターラーで攪拌しながら、500Wの白熱灯
の光を100分間照射した。得られた反応液のTOC値
を全有機炭素計を用いて分析した結果、反応液のTOC
値は70%減少していた。
【0020】比較例 0,0−ジメチル−S−(1,2−ジカルベトキシエチ
ル)ホスフォロジチオエートの3300ppmの濃度の
水溶液に12000ppmの過酸化水素を添加し、マグ
ネチックスターラーで攪拌しながら、500Wの白熱灯
の光を100分間照射した。得られた反応液のTOC値
を全有機炭素計を用いて分析した結果、反応液のTOC
値はほとんど減少していなかった。また、実施例4で光
を照射しない場合には反応液のTOC値が20%しか減
少しなかった。さらに、3300ppmの濃度の0,0
−ジメチル−S−(1,2−ジカルベトキシエチル)ホ
スフォロジチオエートの水溶液に24000ppmの過
酸化水素と塩化第一鉄・四水和物1400ppmのを添
加し、マグネチックスターラーで攪拌した場合、つま
り、フェントン処理を行った場合には反応液のTOC値
が70%減少するのに15時間必要であった。
【0021】実施例5 活性汚泥処理の困難なエチレンジアミン四酢酸二ナトリ
ウムの1%溶液に4%の過酸化水素と0.1%の酢酸銅
を添加し、攪拌しながら、500WのUVランプの光を
1時間照射した。得られた反応液のTOC値を全有機炭
素計を用いて、また、COD値(化学的酸素要求量)を
COD測定装置によって分析した結果、反応液のTOC
値は85%、また、COD値も80%減少していた。
【0022】比較例 エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムの1%溶液に4%
の過酸化水素を添加し、攪拌しながら、500WのUV
ランプの光を1時間照射した。得られた反応液のTOC
値を全有機炭素計を用いて、また、COD値をCOD測
定装置によって分析した結果、反応液のTOC値も、C
OD値もほとんど減少していなかった。また、実施例5
で光を照射しない場合には反応液のTOC値及びCOD
値がそれぞれ27%と24%しか減少しなかった。さら
に、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムの1%溶液に
8%の過酸化水素と1%の塩化第一鉄・四水和物を添加
し、マグネチックスターラーで攪拌した場合、つまり、
フェントン処理を行った場合には反応液のTOC値及び
COD値が80%減少するのに29時間必要であった。
【0023】実施例6 70ppmの濃度の合成洗剤(アルキルベンゼンスルホ
ン酸)の水溶液に300ppmの過酸化水素と20pp
mの銅イオンを含んだ廃水を加え、70℃に加熱してマ
グネチックスターラーで攪拌しながら30Wの蛍光灯を
10本用いて光を1時間照射した。得られた反応液のT
OC値を全有機炭素計を用いて、また、アルキルベンゼ
ンスルホン酸の濃度をメチレンブルー法によって分析し
た。その結果、反応液のアルキルベンゼンスルホン酸の
濃度は10ppmに減り、TOC値も85%減少してい
た。
【0024】比較例 70ppmの濃度の合成洗剤(アルキルベンゼンスルホ
ン酸)の水溶液に300ppmの過酸化水素を加え、7
0℃に加熱してマグネチックスターラーで攪拌しながら
30Wの蛍光灯を10本用いて光を1時間照射した。得
られた反応液のTOC値を全有機炭素計を用いて、ま
た、アルキルベンゼンスルホン酸の濃度をメチレンブル
ー法によって分析した。その結果、反応液のアルキルベ
ンゼンスルホン酸の濃度は68ppmとほとんど変わら
ず、TOC値もほとんど減少していなかった。また、実
施例6で光を照射しない場合には反応液のTOC値及び
アルキルベンゼンスルホン酸の濃度は25%しか減少し
なかった。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、深刻な水
質汚染に対処して、活性汚泥法では処理しにくい農薬や
有機溶剤(特にハロカーボン)、界面活性剤(特に側鎖
の付いたもの)などを温和な条件で容易にかつ迅速に処
理できる経済的な廃水処理法を提供するものである。廃
水などの被処理水に過酸化水素と銅イオンを加えて太陽
光などの光を照射するという簡単な方法により、被処理
水に含まれていた有機の汚染物質を迅速に炭酸ガスと水
などに分解し、浄化された水を得ることができる。本発
明による方法で用いられる過酸化水素は安価であり、使
用される銅塩は極く微量で、銅イオンを含んだ廃液も利
用できるため、非常に経済的である。また、本発明によ
る廃水処理プロセスを行って難分解性の物質を分解した
後、活性汚泥法による水処理を行えば、水の浄化効果が
さらに大きい。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理水に過酸化水素と銅イオンを加
    え、光を照射することを特徴とする廃水処理法。
  2. 【請求項2】 被処理水に過酸化水素と銅塩を加え、光
    を照射することを特徴とする廃水処理法。
  3. 【請求項3】 銅イオンを含んだ廃液と過酸化水素を被
    処理水に加え、光を照射することを特徴とする廃水処理
    法。
  4. 【請求項4】 光を照射すると同時に加熱や攪拌を行う
    ことを特徴とする請求項1または2または3記載の廃水
    処理法。
JP8630092A 1992-03-10 1992-03-10 廃水処理法 Pending JPH05253580A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112158940A (zh) * 2020-09-28 2021-01-01 广东石油化工学院 有机废水和含铜离子废水的协同处理方法

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