JPH06254549A - オゾン含有水の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン含有水中のオゾン及びオゾンの分解生
成物である過酸化水素を除去する。 【構成】 オゾンを含有する水１２を紫外線照射装置１
４で処理して溶存オゾンを除去後、脱気装置１８で酸素
を脱気し、更にパラジウム触媒樹脂装置２２又は活性炭
分解装置２６で紫外線照射の際に副生される過酸化水素
を除く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水中の有機物除去のため
のオゾン処理を行なったオゾン含有の水からオゾンとオ
ゾン処理によって生ずる過酸化水素および溶存酸素とを
除去するために用いられる、オゾン含有水の処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子工業の洗浄用水、発電所用ボ
イラ補給水、ボイラ給水、ボイラ復水等の純水や上水等
の製造に際し、水中の有機物を除去する方法として、オ
ゾンを注入して有機物を分解するオゾン処理方法があ
る。この方法によれば、オゾン処理をした後の水中には
オゾンが残存しており、したがって、この残存オゾンを
除去する必要がある。

【０００３】水中に残存するオゾンの処理方法として、
従来より薬品添加による分解、活性炭による分解、紫外
線照射による分解等の方法がある。

【０００４】薬品添加によるオゾンの分解方法は、オゾ
ンを含む水中にチオ硫酸ナトリウム等の還元剤を添加し
て中和する方法と、苛性ソーダ等を添加してｐＨを大き
くして塩基性にする事によって、オゾンが酸素に自己分
解する事を利用する方法とがある。

【０００５】活性炭による方法は、比較的遅い流速で被
処理水と活性炭とを接触させて触媒反応でオゾンを分解
する方法である。

【０００６】また、紫外線を照射する事により水中のオ
ゾンが、光化学的に分解する事も知られている。

【０００７】これらの方法においては、添加した薬品を
除去するための処理設備を設ける必要が生じたり、残存
オゾンが完全に除去できなかったり、分解の過程で過酸
化水素が発生したり、また活性炭が破壊して微粉炭を生
じたりする問題がある。例えば、電子工業用の洗浄用超
純水を製造する装置は、複数のユニットプロセスより構
成されており、その中には塩化ビニル等の配管材や、イ
オン交換樹脂、限外濾過膜および逆浸透膜などの合成高
分子素材が数多く使われている。このような合成高分子
素材は残存オゾンによって酸化劣化し、また微粉炭の発
生は上記膜の目詰まりの原因となり、更に、微粉炭には
オゾン分解により生じた極く微量の過酸化水素が吸着し
ている可能性があり、そのためか微粉炭が膜やイオン交
換樹脂に補足された際に膜やイオン交換樹脂を酸化劣化
させる問題がある。この様に完全に分解できなかったオ
ゾンや、オゾンが分解する際の副生成物としての過酸化
水素によって構成部材が酸化分解により劣化し、水質悪
化の原因となり、また部材の交換頻度が増加して運転コ
ストが上昇する問題が生じる。

【０００８】たとえば、水中の有機物の低減化を目的と
して、オゾン注入後紫外線照射を行い、さらに脱気手段
（真空脱気・窒素曝気・加熱脱気）を行う方法として、
特開平２−１５２５８９に開示されたものがある。しか
し、この方法では、溶存ガス（オゾン、酸素）を除去す
る事はできるが、オゾンに紫外線照射をすることにより
生成した副生成物である過酸化水素を全く除去できない
という問題がある。

【０００９】なお、水中の溶存酸素を除去する方法を大
別すると、物理的方法と化学的方法とに大別される。物
理的方法には、加熱脱気、真空脱気、膜脱気、窒素ガス
を用いる脱気等の方法がある。また化学的方法には、溶
存酸素と還元剤を反応させ、酸化還元反応によって溶存
酸素を除去する方法がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薬品の添加
をする事なく残存オゾンおよび酸素を完全に除去すると
共に副生成物であるＨ₂ Ｏ₂ を除去する事のできる、例
えば電子工業の洗浄用水製造プロセスに組み込み使用す
る事のできるオゾン含有水の処理装置を提供することを
目的としている。

【００１１】

【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、オゾンを含有する水に紫外線を照射し水中
のオゾンを分解して紫外線照射水とする紫外線照射装置
と、前記紫外線照射水を脱気して脱気水とする脱気装置
と、前記紫外線照射の際の副生物である前記脱気水中の
過酸化水素を分解する触媒樹脂装置、又は活性炭分解装
置とを有するように処理装置を構成するものである。

【００１２】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００１３】図１（Ａ）は本発明のオゾン含有水の処理
装置の一実施態様を示すもので、例えばイオン交換装置
や逆浸透装置等で脱塩処理され、次いで有機物除去のた
めのオゾン処理が施されたオゾンを含有する純水１２
は、まず紫外線照射装置１４に供給され、ここで紫外線
照射されてオゾンが分解され、その結果オゾンの分解副
生成物である酸素、過酸化水素を含んだ紫外線照射水１
６になり、脱気装置１８に供給される。ここで、オゾン
を含有する純水１２中のオゾンの濃度に制限はないが、
本装置は前述のようにボイラーや電子工業で用いられる
純水や超純水の製造に用いられることが多く、この場合
には１０〜２０ｐｐｍ程度のオゾンを含んだものが一般
的である。

【００１４】紫外線照射装置１４は特に限定されるもの
ではないが、一般にＵＶランプと称されているもの（放
射波長領域１７０〜４００ｎｍ）が利用できる。照射量
としては３０〜３００Ｗ・ｈ／ｍ³ 程度が好ましい。

【００１５】なお、紫外線照射装置によるオゾンの分解
は、従来殺菌に使用されている照射量（３０Ｗ・ｈ／ｍ
³ ）程度で１〜０．１ｐｐｍまで分解する。本発明にお
いては、紫外線照射量を多くして、更に低濃度になるま
でオゾンを分解しても良いが、完全に分解するにはその
１０倍の照射量が必要である。従って、使用目的等に応
じて照射量を適宜選定し、オゾンを完全に分解すること
なく、オゾンが一部残存した状態の紫外線照射水１６を
次の工程を行なうために脱気装置１８へ供給しても良
い。脱気装置１８としては、特に限定されるものではな
いが公知の真空脱気、窒素脱気、膜脱気および加熱脱気
等が利用でき、またその操作条件も公知のものである。
当該脱気装置１８により、水中に溶存しているオゾン及
び酸素を効率的に除去できる。従って前述のように、必
ずしもオゾンを完全に紫外線分解しなくても良い。ま
た、水中のオゾンを紫外線照射装置１４で分解した際、
水中の有機物は効率よく酸化分解され有機酸及び炭酸ガ
スにまで分解される。これらのうち、揮発性有機物及び
炭酸ガスの大部分は脱気装置１８で除去される。

【００１６】脱気装置１８で脱気された脱気水２０は、
次いで触媒樹脂装置２２に送られ、ここで紫外線照射に
よって生じた副生成物である過酸化水素が分解除去さ
れ、処理水２４として取り出される。

【００１７】触媒樹脂装置２２は触媒樹脂塔等の内部に
触媒樹脂を充填したものである。触媒樹脂はパラジウ
ム、白金、ロジウム等の金属触媒をイオン交換樹脂等の
担体に担持させたものが好ましく、特に、金属パラジウ
ムを強塩基性陰イオン交換樹脂に担持させてなるパラジ
ウム触媒樹脂が好適である。当該パラジウム触媒樹脂と
しては、例えばアンバーリストＥＲ−２０６（ロームア
ンドハース社製）やレバチットＯＣ１０４５（バイエル
社製）等がある。

【００１８】また、前記触媒樹脂装置２２の代りに図１
（Ｂ）に示すように活性炭分解装置２６を用いてもよ
い。

【００１９】活性炭分解装置２６は、例えば塔内に粒状
活性炭や繊維状活性炭を充填したものである。

【００２０】なお、活性炭としては、水処理の分野で一
般的に用いられている公知のものを使用することができ
る。

【００２１】活性炭分解装置２６によっても、過酸化水
素は効率良く分解除去される。

【００２２】なお、オゾン処理をした水からオゾンを除
く目的でオゾン含有水を直接活性炭に通水すると、オゾ
ン濃度が高いので活性炭は微粉化されるが、本発明にお
いては予じめ紫外線分解及び脱気除去しているので活性
炭分解装置の入口部では既にオゾン濃度は低濃度になっ
ており、これを活性炭分解装置に通水しても活性炭は微
粉化しないものである。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２４】（実施例）図２に示す構成の処理装置を用
いてオゾンを含有する水の処理を行った。

【００２５】イオン交換水３０（市水を混床式イオン交
換装置で処理して得た脱塩水）をオゾン溶解塔３２に送
り、ここでオゾンガスを溶解させ、オゾン濃度１５ｐｐ
ｍのオゾン水（溶存酸素濃度２０ｐｐｍ、過酸化水素は
検出されず）を製造した。タンク３４、次いで紫外線殺
菌器（千代田工販製、ＳＸ−１／２）を備えた紫外線照
射装置３６に送り、ここで紫外線照射量３０Ｗ・ｈ／ｍ
³ で紫外線を照射した。なお通水量は１ｍ³ ／ｈであっ
た。また、オゾン発生器は住友精密工業製（ＳＧ−０１
Ａ−ＰＳＡ４）を使用した。

【００２６】次いで、窒素脱気装置３８に紫外線照射水
を送り、ここで窒素脱気を行ない脱気水を得た。窒素脱
気装置３８の窒素脱気塔（塔径１５０ｍｍ、塔高４００
０ｍｍ、充填高３０００ｍｍ）の内面、及び充填材はテ
フロン（ＰＴＦＥ）製であった。また、使用した窒素ガ
ス量は０．２Ｎｍ³ ／ｈであった。

【００２７】その後、上記脱気水を２分割してその一方
を触媒樹脂装置４０に送り、他方を活性炭分解装置４２
に送って過酸化水素を分解除去した。触媒樹脂装置４０
は樹脂塔内にアンバーリストＥＲ−２０６を充填したも
のであり、また活性炭分解装置４２は塔内にダイヤホー
プ００６（三菱化成（株）製）を充填したもので、それ
ぞれＳＶ６０で通水した。

【００２８】オゾン溶解塔入口Ｓ１、オゾン溶解塔出口
Ｓ２、紫外線照射装置出口Ｓ３、窒素脱気装置出口Ｓ
４、触媒樹脂装置出口Ｓ５、活性炭分解装置出口Ｓ６の
各測定点におけるＴＯＣ濃度、オゾン濃度、過酸化水素
濃度、及び溶存酸素濃度の測定値を表１に示した。

【００２９】

【表１】 なお、オゾン濃度はオゾン計（オービスフェア製 ｍｏ
ｄｅｌ２７５０５）、過酸化水素濃度は過マンガン酸カ
リウムによる滴定、溶存酸素濃度は、溶存酸素計（東亜
電波工業製 ＤＯ−３０Ａ）を用いて測定した。

【００３０】測定結果からわかるように、紫外線照射装
置と窒素脱気装置とを組み合わせる事でオゾン並びに溶
存酸素を完全に、しかも簡便に除去できた。また、紫外
線照射によるオゾン分解によって生じる過酸化水素も触
媒樹脂装置あるいは活性炭分解装置を組み合わせる事で
効率良く除去できた。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、オゾン含有水の処理装置とし
て紫外線照射装置と脱気装置と触媒樹脂装置、又は活性
炭分解装置との組合わせにより、残オゾン、溶存酸素を
確実に除去できる共に、紫外線照射の際の副生成物であ
る過酸化水素を効率良く除去できる。したがって、この
装置の後段に耐酸化性が低いイオン交換樹脂や逆浸透膜
等を用いた水処理装置を設置しても、これらの部材が酸
化により劣化するというような不具合は全く生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１２ オゾンを含有する水 １４ 紫外線照射装置 １６ 紫外線照射水 １８ 脱気装置 ２０ 脱気水 ２２ 触媒樹脂装置 ２４ 処理水 ２６ 活性炭分解装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾンを含有する水に紫外線を照射し水
   中のオゾンを分解して紫外線照射水とする紫外線照射装
   置と、前記紫外線照射水を脱気して脱気水とする脱気装
   置と、前記紫外線照射の際の副生物である前記脱気水中
   の過酸化水素を分解する触媒樹脂装置、又は活性炭分解
   装置とを有することを特徴とするオゾン含有水の処理装
   置。