JPH0871547A - 水処理方法 - Google Patents

水処理方法

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JPH0871547A
JPH0871547A JP6211471A JP21147194A JPH0871547A JP H0871547 A JPH0871547 A JP H0871547A JP 6211471 A JP6211471 A JP 6211471A JP 21147194 A JP21147194 A JP 21147194A JP H0871547 A JPH0871547 A JP H0871547A
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treatment method
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嗣 阿部
Misato Kojima
泉里 小島
Masahiko Kogure
雅彦 木暮
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率良く水中の有機物を有機酸に分解して、
紫外線照射による電力消費量および処理コストを低減す
る。 【構成】 アルカリ条件にした被処理水に、オゾン発生
装置によりオゾンを添加し、紫外線照射装置により紫外
線を照射し、被処理水中の有機物を有機酸に酸化分解す
る。さらにオゾン添加によって水中の過酸化水素を分解
して除去し、ついでアニオンまたはアニオン・カチオン
混床式イオン交換装置により、水中の有機酸を吸着し除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水中の有機物を除去す
るための水処理方法に係り、特に純水又は超純水を製造
するにあたり、被処理水にオゾンを添加するとともに紫
外線を照射して有機物を分解・除去する際に副成する過
酸化水素を除去するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体製造においては、洗浄工程
で著しく純度の高い純水・超純水が必要とされ、この純
水・超純水を製造するための多くの提案がなされてい
る。
【0003】純水・超純水の原料水として一般に市水ま
たは井水が使用されるが、このような原料水中には腐敗
した動植物や微生物に起因する有機物が含まれているこ
とが多い。
【0004】また、半導体製造プロセスにおける洗浄工
程では、イソプロピルアルコ−ルのような有機系洗浄剤
が用いられており、このため洗浄廃水中に微量の有機物
が含まれている。半導体製造プロセスでは多量の洗浄廃
水が発生するため、これを再利用することが望ましい。
【0005】従来から、市水あるいは再生水から純水を
製造する場合には、凝集ろ過、逆浸透膜処理、イオン交
換処理、限外ろ過膜処理などを組み合わせて処理を行
い、純度の高い純水又は超純水とすることが行われてい
るが、これらの方法によっては、有機物を完全に除去す
ることは困難である。
【0006】近年、このように被処理水中に微量残存す
る有機物濃度を減少させるために、被処理水に紫外線を
照射して水中の有機物を有機酸に酸化分解し、酸化分解
により生成した有機酸を後段にイオン交換樹脂塔を設置
して除去する方法が用いられるようになってきている。
しかしながら、この方法では、紫外線照射だけで有機物
を完全に分解するため多量の電力消費を必要とし、この
ため処理コストが高くつくという問題点があった。
【0007】このため、本発明者等は、先に、紫外線照
射にあたって有機物を効率よく酸化させるため、被処理
水中にオゾンを添加し、オゾンの添加された被処理水に
紫外線を照射して被処理水中の有機物を酸化分解する方
法を提案した。
【0008】この方法によれば、オゾンと水の光反応が
行われて酸化力の強い・OHラジカルが生成されて効果
的に有機酸の酸化分解が行われる。しかし、その際、過
酸化水素が発生し、これが後段に設置されているイオン
交換樹脂を酸化劣化させたり、配管系を腐食させたりす
るという問題が新たに生じた。
【0009】この問題を解決する手段の一つに後段に活
性炭塔を設置して紫外線照射処理を行った過酸化水素水
を含む被処理水を処理することが挙げられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、純水
又は超純水の製造にあたり、被処理水中に微量溶存する
有機物濃度を減少させるために、被処理水中にオゾンを
添加しオゾンの添加された被処理水に紫外線を照射して
水中の有機物を酸化分解する方法は、コストを低減する
上で有効手段である。しかし、過酸化水素が副成して、
イオン交換樹脂塔のイオン交換樹脂を酸化劣化させた
り、配管系を腐食させたりするという問題がある。
【0011】この問題は、紫外線照射処理を行った過酸
化水素を含む処理水を、活性炭塔で処理することにより
解決することができるが、活性炭塔を用いた場合には、
活性炭が被処理水中のTOCを吸着し、この吸着された
TOCが栄養源となって活性炭塔内で微生物が繁殖し、
場合によっては活性炭塔内に大量のスライムが形成さ
れ、さらには、後段に設置されたイオン交換樹脂塔の分
配器や集水器にも微生物が増殖するようになり通水性を
低下させるという問題が発生する。
【0012】また、これらの微生物を除去するには、イ
オン交換搭は分解して洗浄しなければならなくなり、運
用コストが高くなり、管理上も繁雑になるという問題が
ある。 さらに、この問題では、活性炭に吸着されたT
OCの一部は被処理水中に再溶出するため、この分の有
機物は処理水中に含有されてしまうという問題がある。
本発明は、このような従来の問題点を解決すべくなさ
れたもので、オゾンを添加しつつ紫外線を照射して被処
理水中の有機物を酸化分解する際に副成する過酸化水素
を、活性炭を用いることなく、効率よく分解除去するよ
うにした水処理方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の水処
理方法は、被処理水にオゾンを添加するとともに紫外線
を照射して、被処理水中に溶存する有機物を分解する方
法において、前記被処理水をpH7を越えるアルカリ条
件、好ましくはpH7.3〜8.9にして副成する過酸
化水素を分解除去することを特徴とする。
【0014】本発明の水処理方法に用いる紫外線照射装
置は、310nm以下、特に、185nm、254nm
の波長の紫外線を発生する低圧または中圧水銀ランプを
用いることが好ましい。紫外線照射装置は、これらの水
銀灯をそれぞれ石英製の保護管に入れ、その複数本をス
テンレスシリンダ−からなる本体中に挿入して構成され
ている。
【0015】また、本発明の水処理方法に用いるイオン
交換装置には、アニオン交換樹脂を充填したアニオン交
換装置またはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との
混床からなるアニオン・カチオン混床式交換装置が用い
られる。
【0016】さらに、本発明の水処理方法に用いられる
オゾンは、無声放電法、電解法、光化学反応法、高周波
電解法などのいずれかの生成方法によって得られたもの
が使用される。
【0017】本発明においては、被処理水は、好ましく
は紫外線照射の前後においてアルカリ条件とされる。紫
外線照射後にアルカリ条件としても副成した過酸化水素
を分解させることは可能であるが、紫外線照射の前後で
アルカリ条件としたほうが過酸化水素の生成と同時に分
解させることができるので、過酸化水素の後段へのリ−
ク量が少なくなり効果的である。
【0018】被処理水をアルカリ条件とする方法として
は、アルカリ金属の水酸化物の添加が容易であるが、紫
外線照射装置の前段にアニオン交換樹脂塔を設置するよ
うにしてもよい。
【0019】
【作用】被処理水にオゾンを添加して紫外線を照射する
と次の反応により、酸化力の強い・OH(ヒドロキシラ
ジカル)とH2 2 が生成される。
【0020】 O3 +H2 O → HO3 + +OH- HO3 + +OH- → 2HO2 ・ O3 +HO2 ・ → HO・+2O23 +hν → O・ +O2 O・H2 O → 2HO・ HO・ +HO・ → H2 2 そして、この系をpHが7を越えるアルカリ環境にする
と生成した過酸化水素が不安定になり、次のように分解
する。
【0021】H2 2 →H2 O+1/2O2 この反応は、pHが高くなると反応速度が早くなり、p
Hが9.5以上になると急激に分解するようになる。
【0022】要するに、本願発明においては、被処理水
は、オゾンを添加するとともに紫外線照射を行うことに
より、ヒドロキシラジカルと過酸化水素水を発生し、被
処理水中に溶存する有機物は、主としてヒドロキシラジ
カルの作用により、酸化されて有機酸となり、一方副成
した過酸化水素はアルカリ環境下で分解して最終的には
酸素と水になる。
【0023】そして、有機酸は、後段に設置されたアニ
オン交換樹脂塔又はアニオン・カチオン混床式交換樹脂
塔においてイオン交換されて除去される。
【0024】
【実施例1】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を
説明する。
【0025】図1は、本発明の一実施例に使用する超純
水製造装置を示すもので、被処理水の入口1a、出口1
bを有する紫外線照射装置1と、紫外線照射装置1の上
流側配管に設けられたポンプ2と、ポンプ2の上流側配
管にオゾンを供給するオゾン発生器3と、ポンプ2と低
圧紫外線照射装置1の間の配管にNaOH水溶液を供給
するアルカリ注入器4と、紫外線照射装置1の下流側に
設置された非再生型混床式イオン交換樹脂装置5とから
構成されている。
【0026】次に、この装置による水処理方法について
説明する。
【0027】比抵抗10MΩ・cm、TOC濃度105
ppbの原水を、上記装置に通過させて、紫外線照射装
置1の出口における過酸化水素濃度と、非再生型混床式
イオン交換樹脂装置5の出口におけるTOC濃度を測定
した。
【0028】処理条件は次の通りである。 紫外線照射量 :0.5kWh/m3 オゾン添加量 :1.5ppm 紫外線照射装置 :低圧紫外線照射装置(千代田工販社
製「TQFL−4」) オゾン添加装置 :電解発生式のオゾン発生器(ペルメ
レック社製「MS−2−G」) 各処理後の流出水の水質を表1に示す。
【0029】 表1 H2 2 濃度 TOC濃度 NaOHなし 1〜2ppm 3.2ppb NaOH添加 0ppm 3.0ppb
【0030】
【実施例2】以下、同様に図面に基づいて本発明の一実
施例を説明する。
【0031】図2は、本発明の一実施例に使用する超純
水製造装置を示すもので、図1と同一の機器には図1と
同符号を付して重複する説明を省略する。
【0032】実施例2の装置は、実施例1の装置の構成
からアルカリ注入器4の構成を取り除き、オゾン発生器
3の上流側に非再生型混床式アニオン交換樹脂装置6を
設置した構成になっている。
【0033】次に、この装置による水処理方法について
説明する。
【0034】比抵抗9MΩ・cm、TOC濃度120p
pbの原水を、上記装置に通過させて、紫外線照射装置
1の出口における過酸化水素濃度と、非再生型混床式イ
オン交換樹脂装置5の出口におけるTOC濃度を測定し
た。
【0035】又、試験は非再生型混床式アニオン交換樹
脂装置4を経路Aにて通水させた場合と、経路Bにてバ
イパスさせた場合の2通りについて調査した。
【0036】処理条件は次の通りである。 紫外線照射量 :0.5kWh/m3 オゾン添加量 :1.5ppm 紫外線照射装置 :低圧紫外線照射装置(千代田工販社
製「TQFL−4」) オゾン添加装置 :電解発生式のオゾン発生器(ペルメ
レック社製「MS−2−G」) イオン交換装置 :強塩基性アニオン交換樹脂(三菱化
成社製「ダイヤイオンSA−10A」)を充填 各処理後の流出水の水質を表2に示す。
【0037】 表2 H2 2 濃度 TOC濃度 アニオン交換樹脂通水(経路A) 0ppm 3.3ppb アニオン交換樹脂バイパス(経路B) 1〜2ppm 3.6ppb なお、以上の実施例では、紫外線照射装置を単段で使用
したが、TOC濃度が高い場合や難分解性の有機質が混
入した場合には、図示の装置を2段以上直列に配置する
ことが有効であり、この場合消費電力はかえって節減さ
れ、ランニングコストを低減させることができる。
【0038】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、被処
理水にオゾンを添加するとともに紫外線を照射して、被
処理水中に溶存する有機物を分解する方法において、被
処理水をアルカリ条件にして副成する過酸化水素を分解
除去することにより、後段のイオン交換樹脂塔のイオン
交換樹脂の酸化劣化や、配管系の腐食が防止される。ま
た過酸化水素の分解の際に、有機物の分解も同時に行わ
れるため、装置出口においてさらにTOC濃度が低減さ
れるという効果がある。
【0039】さらに、活性炭塔を使用しないので微生物
の増殖の問題が解消され、殺菌剤の添加が不要となり、
運用コストが低減され、管理も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の水処理方法を示す模式図で
ある。
【図2】本発明の一実施例の水処理方法を示す模式図で
ある。
【符号の説明】
1…紫外線照射装置 2…ポンプ 3…オゾン発生装置 4…アルカリ注入装置 5…非再生型混床式イオン交換樹脂装置 6…非再生型混床式アニオン交換樹脂装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理水にオゾンを添加するとともに紫
    外線を照射して、被処理水中に溶存する有機物を分解す
    る方法において、前記方法で副成した過酸化水素を、被
    処理水をアルカリ条件にすることにより分解させて除去
    することを特徴とする水処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水処理方法において、前
    記被処理水をアルカリ条件にするため、該被処理水にア
    ルカリ金属の水酸化物を添加することを特徴とする水処
    理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の水処理方法において、前
    記被処理水をアルカリ条件にするため、アニオン交換樹
    脂で処理することを特徴とする水処理方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の水処理方法におい
    て、前記被処理水をアニオン交換樹脂又はアニオン・カ
    チオン樹脂で処理することを特徴とする水処理方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4記載の水処理方法におい
    て、紫外線照射された処理水をアニオン交換樹脂又はア
    ニオン・カチオン樹脂で処理することを特徴とする水処
    理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101508954B1 (ko) * 2014-04-30 2015-04-08 주식회사 에스비이앤이 수처리 시스템 및 이를 이용한 수처리 방법

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JPS61101292A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Kurita Water Ind Ltd 純水製造装置
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JPH0639379A (ja) * 1992-07-22 1994-02-15 Japan Organo Co Ltd 水中のオゾン除去方法、及びオゾン除去装置

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