JPH11290878A

JPH11290878A - Ｔｏｃ成分除去の制御方法

Info

Publication number: JPH11290878A
Application number: JP23141998A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yo; 敏楊
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】オゾンと過酸化水素の所望の比率を維持しつ
つＴＯＣ成分含有水からＴＯＣ成分の効率的な除去を可
能とする。【解決手段】望ましくはＴＯＣ成分含有水又はその処
理水のＴＯＣ値に連動する様にオゾン供給量を制御する
と共に、ＯＲＰモニター、溶存オゾンモニター又は過酸
化水素モニター（好ましくはＯＲＰモニター）による上
記処理水の監視（モニタリング）により過酸化水素供給
量を制御して、オゾンと過酸化水素を上記ＴＯＣ成分含
有水に供給し、オゾンと過酸化水素から発生するヒドロ
キシルラジカルでＴＯＣ成分を酸化分解、除去して、処
理水を得る。この処理水を更にイオン除去装置で処理
し、残留有機酸成分等を除去して純水を製造できる。例
えば、処理水のＯＲＰが２００〜９００ｍＶとなる様に
過酸化水素を供給するのが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＯＣ成分除去の
制御方法に関し、特に、ＴＯＣ成分含有水からＴＯＣ成
分を除去し、例えば、上水や工業用水等を製造したり、
或いは、難分解性ＴＯＣ成分を含む下水や工業排水等の
ＴＯＣ成分含有水からＴＯＣ成分を除去する処理を行
い、水回収を行ったり、例えば、半導体や液晶等関連電
子工業において洗浄工程に使われる（超）純水の製造や
回収を行うためのＴＯＣ成分除去の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾン、過酸化水素、紫外線及び各種酸
化触媒などを適当に組み合わせることにより、個々のこ
れらの酸化手段単独よりも酸化力が強いヒドロキシルラ
ジカルが発生する。これらの酸化手段自体は酸素元素と
水素元素以外のものを発生しないので、二次汚染の虞が
少なく、後段の処理における塩負荷も非常に低くなる。
このような特徴から、上記の各種酸化手段の適当な組み
合わせやオゾンとアルカリとの組み合わせ（アルカリは
酸化剤では無いが、この組み合わせによりヒドロキシル
ラジカルが発生する）によりヒドロキシルラジカルを発
生させ、これにより被処理水であるＴＯＣ成分含有水
（以下、時に「原水」と言う）中のＴＯＣ成分を酸化分
解して、排水の処理、純水、超純水等の製造並びに使用
後の純水、超純水からの水回収のためにＴＯＣ成分除去
を行うことが広く行われている。

【０００３】このように、上記の各種酸化手段の種々の
組み合わせやオゾンとアルカリとの組み合わせにより、
共通してヒドロキシルラジカルが発生するが、これらの
組み合わせは、それぞれ互いに異なった特徴を有する。
例えば、過酸化水素と紫外線（ＵＶ）との組み合わせは
古典的な使い方であるが、反応速度が遅いため、数時間
以上の反応時間を要するのが通常である。オゾンと紫外
線（ＵＶ）との組み合わせは、オゾンによるＵＶ吸収率
が非常に高いため、反応速度はかなり速くなるが、紫外
線照射装置のためにイニシャルコストとランニングコス
ト（電力料と紫外線ランプの交換費用を含む）の両方が
増加することになる。オゾンとアルカリとの組み合わせ
は、反応速度が速く、ランニングコストも低いが、アル
カリ側で反応するため高濃度のＴＯＣ成分が原水中に存
在する場合に、炭酸イオン（ＣＯ₃ ^2- ）や重炭酸イオン
（ＨＣＯ₃ ^-）等のラジカルスカベンジャーによる反応阻
害を受ける（アルカリ側では、ＴＯＣ成分の分解生成物
の一つである二酸化炭素が炭酸イオンや重炭酸イオンと
して存在し、高濃度のＴＯＣ成分が原水中に存在する場
合には、二酸化炭素の生成量も多くなるため）。一方、
オゾンと過酸化水素との組み合わせは、反応速度的には
少し劣るが、ラジカルスカベンジャーからの影響が少な
く、経済的にも有利であるため、比較的広い使用選択幅
を持つものとなる。なお、重炭酸イオンよりも炭酸イオ
ンの方がラジカルスカベンジャーとしての作用が大き
い。

【０００４】また、上記のいずれのヒドロキシルラジカ
ル発生機構においても、中間生成物として有機酸を生成
するため、かかるヒドロキシルラジカル発生機構で更に
実質的に完全に二酸化炭素と水にまで酸化分解してＴＯ
Ｃ成分を実質的に完全に除去するのでは無く、経済的な
方法として、生成した有機酸の中で二酸化炭素と水にま
で分解されない分を残し、この有機酸残部を後段に設け
たイオン除去機構〔例えば、イオン交換装置や逆浸透膜
（ＲＯ）装置等のイオン除去装置〕を用いて除去するこ
とがある。

【０００５】上述の種々の組み合わせ方法の中ではオゾ
ンと過酸化水素との組み合わせ（以下、「オゾン／過酸
化水素法」と称する）は、上述のように、ラジカルスカ
ベンジャーからの影響が少なく、処理コストが比較的低
く、経済性においても有利であるため、最も実用的なＴ
ＯＣ成分除去処理方法と言われ、この様な特徴から、オ
ゾン／過酸化水素法は排水中の難分解性有機物質の分
解、上水や工業用水等の原水中の微量有機物の分解、使
用済（超）純水からの微量の有機物の分解除去などの目
的で広く用いられている。

【０００６】一般的に、オゾン／過酸化水素法によるＴ
ＯＣ成分含有水の処理に当たって、先ず、下記の反応式
に従って、オゾンと過酸化水素との反応によりヒドロキ
シルラジカルが生じる。２Ｏ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ₂ → ２ＯＨ・＋３Ｏ₂

【０００７】このようにして生じたヒドロキシルラジカ
ル（ＯＨ・）により有機物質であるＴＯＣ成分の分解
は、下記のように進行すると言われている。ＴＯＣ成分→アルコール→ケトン→カルボン酸→ＣＯ₂
＋Ｈ₂ Ｏ上記の各段階でヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が反応
に関与しているが、勿論、ＴＯＣ成分が元々アルコール
である場合はケトンへの転化から始まり、ＴＯＣ成分が
元々ケトンである場合はカルボン酸への転化から始ま
り、ＴＯＣ成分が元々カルボン酸である場合はＣＯ₂ ＋
Ｈ₂ Ｏへの転化へと進む。

【０００８】詰まり、オゾンは酸化剤であり、過酸化水
素の役割はオゾンと反応してヒドロキシルラジカル（Ｏ
Ｈ・）を形成することである。従って、ＴＯＣ成分の分
解の効率は、オゾンの供給量だけでなく、過酸化水素と
オゾンの比率にも関係している。

【０００９】ＴＯＣ成分含有水からのＴＯＣ成分除去の
殆どの場合、ヒドロキシルラジカル発生量の制御が行わ
れていないため、安全サイドで装置を運転され、そのた
め、ヒドロキシルラジカルは常に過剰量となる。また、
上述のようにイオン除去機構を設ける場合には、これか
ら得られる処理水のＴＯＣ値（ＴＯＣ濃度）により、ヒ
ドロキシルラジカル発生量をフィードバック制御しよう
とすると、タイムラグが長くなるのは避けられず、イオ
ン除去機構の前段の残存酸化剤分解工程（例えば、活性
炭接触工程）においてＴＯＣ成分が吸着又は放出された
りして、安定な制御を確保し難く、また、該処理水のＴ
ＯＣ値が非常に低いため、充分な制御幅を確保し難い。
そこで、原水のＴＯＣ値によるフィードフォワード制御
かヒドロキシルラジカルによるＴＯＣ成分酸化分解処理
水のフィードバック制御を利用して、ヒドロキシルラジ
カル発生量の制御を行うのが望ましい。

【００１０】ヒドロキシルラジカル発生反応に関与する
オゾンの供給量の制御は、比較的簡単に行うことがで
き、原水又はヒドロキシルラジカルによる処理水のＴＯ
Ｃ濃度を測定し、測定位置（原水又は処理水）に応じて
フィードフォワード制御方式又はフィードバック制御方
式で行えば良いが、過酸化水素の供給量の制御について
は確立された方法が無い。一般的に、過酸化水素の最適
供給量は、オゾン供給量と化学量論的関係であり、理論
量、即ち、過酸化水素／オゾンの重量比が０．３５４／
１となるような量であると言われている。また、反応時
のｐＨは、一般的に、中性付近であれば良いと言われて
いる。

【００１１】また、被処理水である原水中のＴＯＣ濃度
が高い場合や排ガス中に残留するオゾンを再利用する場
合などに、被処理水をオゾン／過酸化水素法で２回以上
処理することも提案されている。また、使用済（超）純
水から（超）純水を回収する場合に、オゾン／過酸化水
素法でＴＯＣ成分を分解した後、イオン除去機構により
分解処理水中のイオン成分を除去することが行われてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述の様にオゾン／過
酸化水素法は最も実用的なＴＯＣ成分除去処理方法であ
るが、オゾン／過酸化水素法において、オゾンと過酸化
水素との反応で生成したヒドロキシルラジカルとＴＯＣ
成分との反応以外に、オゾンとＴＯＣ成分との直接反応
の可能性もあり、また、ヒドロキシルラジカルとオゾン
との反応や、ヒドロキシルラジカルと過酸化水素との反
応もあり、過酸化水素の最適供給（添加）量は、必ずし
もオゾンの供給量との関係で理論量になるとは限らな
い。また、過酸化水素供給量の制御手段についても、有
効な制御手段が見出されていない。過酸化水素供給量を
オゾン供給量に比例させて制御しようとしても、例え
ば、オゾン発生器に入力する入力信号値とオゾン発生器
からのオゾンの出力（発生量）が非直線性であるために
（即ち、通常、オゾン発生器は周波数制御であるが、入
力量と実際に発生するオゾン量は比例せず、また、発生
したオゾンが直ちに分解する分もある）、正確な制御が
難しい。過酸化水素が不足すると、反応効率が悪くな
り、オゾンを有効に利用できなくなる。一方、過酸化水
素が過剰になると、生成したヒドロキシルラジカルが過
剰の過酸化水素と反応して、無駄となる分が生じる。

【００１３】従って、本発明は、過酸化水素供給量の有
効な制御手段を提供し、オゾンと過酸化水素の所望の比
率を維持しつつＴＯＣ成分含有水からＴＯＣ成分を効率
的に除去することを可能とするＴＯＣ成分除去の制御方
法を提供せんとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明者はモデルＴＯＣ成分としてイソプロピル
アルコール（ＩＰＡ）等を超純水に溶解したモデルＴＯ
Ｃ成分含有水（原水）を用いて種々の過酸化水素供給量
とオゾン供給量（水中に吸収されたオゾン量）の比率で
ＴＯＣ成分の除去処理を行うと共に、処理水の溶存オゾ
ン濃度、ＯＲＰ（酸化還元電位、oxidation-reduction
potential ）、残留過酸化水素濃度をモニタリングして
グラフに表して見た結果、供給（添加）した過酸化水素
／水中に吸収されたオゾンの重量比が０．１５前後で変
曲点が現れることを見出した。分解除去の対象物である
ＴＯＣ成分の種類、処理温度、原水ｐＨ、水理学的滞留
時間等の諸条件により、このような変曲点の位置は多少
前後するが、その変化は僅かなものであった。しかも、
変曲点以降で上記重量比を大きくしていっても、ＴＯＣ
成分の除去効率は殆ど変わらず、処理水のＴＯＣ濃度／
原水のＴＯＣ濃度の比（ＴＯＣ成分残留率を表す）と過
酸化水素供給量／オゾン供給量比の関係を示すグラフに
も変曲点が現れることが分かった。過酸化水素とオゾン
の反応式から考えると、供給された過酸化水素と水中に
吸収されたオゾンとが同一当量である時、ヒドロキシル
ラジカルの生成効率は最良となる筈であるが、実際に
は、ＴＯＣ成分の原分子やその分解中間物等の一部がオ
ゾン分子により直接的に酸化されることもあり得るため
に、このようなオゾン消費分に相当するだけ実際に必要
となる過酸化水素量は化学量論的値（理論値、即ち、化
学量論的過酸化水素／オゾン重量比＝０．３５４）より
も少なくなる。詰まり、上記の重量比＝０．１５前後と
化学量論的過酸化水素／オゾン重量比＝０．３５４のギ
ャップは、このことを示唆している。

【００１５】即ち、本発明者は、処理水のＴＯＣ濃度／
原水のＴＯＣ濃度の比と過酸化水素供給量／オゾン供給
量比との関係を示すグラフの変曲点にほぼ相当する過酸
化水素供給量／オゾン供給量比の位置にＯＲＰ及び溶存
オゾン濃度と過酸化水素供給量／オゾン供給量比の関係
を示すグラフに変曲点があることを知見したのである。
一方、処理水のＯＲＰや溶存オゾン濃度の場合に比べ
て、過酸化水素供給量／オゾン供給量比の変化に伴う処
理水の過酸化水素濃度の変化はやや穏やかになるが、処
理水中の残留過酸化水素が１００μｇ／Ｌ（リットル）
〜２０００μｇ／Ｌ（ｐｐｂ）にすれば、安定したＴＯ
Ｃ除去が行えることが分かった。

【００１６】本発明は、上記のような知見に基づいて完
成されたものである。即ち、本発明は、原水としてのＴ
ＯＣ成分含有水に過酸化水素とオゾンを供給してＴＯＣ
成分を分解して処理水を得るに当たり、ＯＲＰモニター
（ＯＲＰ計、ＯＲＰセンサー）、溶存オゾンモニター
（溶存オゾン計、溶存オゾンセンサー）又は過酸化水素
モニター（過酸化水素計、過酸化水素センサー）による
前記処理水の監視（モニタリング）により過酸化水素の
供給量を制御することを特徴とするＴＯＣ成分除去の制
御方法を提供するものである。この場合、上記過酸化水
素の供給量の制御に加えて、更に原水又は処理水のＴＯ
Ｃ濃度を測定し、前記原水又は前記処理水のＴＯＣ濃度
の測定値と連動する様にオゾンの供給量を制御すること
が好ましい。なお、原水のＴＯＣ濃度の測定値と連動す
る様にオゾンの供給量を制御するフィードフォワード制
御より、処理水のＴＯＣ濃度の測定値と連動する様にオ
ゾンの供給量を制御するフィードバック制御の方が、分
解除去対象物である原水中のＴＯＣ源（ＴＯＣ成分とし
ての有機物質の種類）の影響を受け難く、より正確であ
る点から好ましく、また、場合によっては上記のフィー
ドフォワード制御とフィードバック制御を併用してもよ
い。

【００１７】本発明の方法による過酸化水素供給量制御
を更に具体的に説明すると、上述の実験結果に基づい
て、過酸化水素供給量をＯＲＰモニターにより制御する
場合、処理水のＯＲＰが２００ｍＶ〜９００ｍＶ、好ま
しくは２２０ｍＶ〜８５０ｍＶ、更に好ましくは２２０
ｍＶ〜４００ｍＶとなるように過酸化水素を供給するの
が望ましく、過酸化水素供給量を溶存オゾンモニターに
より制御する場合、処理水の溶存オゾン濃度が１０μｇ
／Ｌ〜２０００μｇ／Ｌ（ｐｐｂ）、好ましくは５０μ
ｇ／Ｌ〜５００μｇ／Ｌとなるように過酸化水素を供給
するのが望ましく、また、過酸化水素供給量を過酸化水
素モニターにより制御する場合、処理水の過酸化水素濃
度が１００μｇ／Ｌ〜２０００μｇ／Ｌ（ｐｐｂ）、好
ましくは２００μｇ／Ｌ〜１０００μｇ／Ｌとなるよう
に過酸化水素を供給するのが望ましい。

【００１８】この様に、供給する過酸化水素と水中に吸
収されたオゾンとの比率を変曲点前後の適切な範囲内に
制御すると、ＴＯＣ成分分解反応の良好な効率を確保で
きると共に、処理水中の残留過酸化水素の濃度も合理的
な範囲内に納めることができる。オゾンに対する過酸化
水素の添加率を各モニター値が上記の範囲内に入る程度
に制御すれば、オゾンと過酸化水素の利用効率が実質的
に最も良くなり、また、処理水中に残留する過酸化水素
の濃度も少なく、水を回収する場合に過剰な残留過酸化
水素による後段での高負荷等の悪影響も少なくなる。

【００１９】本発明の方法によりＴＯＣ成分含有水を処
理するに当たって、該ＴＯＣ成分含有水のｐＨ値を中性
付近に保ちながら過酸化水素とオゾンを供給するのが好
ましい。ここで、「中性付近」というのは、通常は６．
０〜８．０の範囲のｐＨ値であり、好ましくは６．５〜
７．８の範囲のｐＨ値である。一般的に、酸性側で処理
すると、オゾン分子による反応が主体となり、反応速度
が遅くなり、一方、アルカリ側で処理すると、ラジカル
スカベンジャーの反応阻害作用が大きくなり、また、オ
ゾンの自己分解が生じて、ＴＯＣ成分との反応効率が悪
くなる。

【００２０】オゾンの発生方法としては、無声放電法、
水電解法等の各種の方法を用いることができる。

【００２１】また、本発明は、ＴＯＣ成分含有水をオゾ
ン／過酸化水素法により上述の様な制御で処理して得ら
れる処理水をイオン除去装置により更に処理し、該処理
水中の残留有機酸成分等のイオン成分を除去して純水を
製造する方法をも提供する。

【００２２】このようなイオン除去工程を行う場合、本
発明のオゾン／過酸化水素法により得られる処理水は、
残存する酸化剤が後段のイオン除去装置において用いる
イオン交換樹脂や逆浸透膜等の材料の劣化を引き起こす
悪影響を忌避するため、残存する酸化剤の除去をイオン
除去に先立って行うのが通常である。残存酸化剤の除去
方法としては、活性炭処理、還元剤（例えば、亜硫酸ナ
トリウム）注入、紫外線照射、還元触媒（例えば、パラ
ジウム系触媒）接触等の方法を挙げることができるが、
活性炭処理が低コスト且つ装置的にも簡便で好ましい。

【００２３】なお、本発明者の行った実験の結果による
と、イオン除去工程から得られる処理水のＴＯＣ値を
０．３ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは０．２ｍｇ／Ｌ以下に
すれば、上記イオン除去装置からの処理水である純水を
超純水製造工程に送り、超純水を製造する場合、後段の
超純水製造装置におけるＵＶ（紫外線）酸化、ＲＯ処理
（逆浸透膜処理）等によりＴＯＣ値を更に０．０２ｍｇ
／Ｌ以下にすることができる（特願平９−２３６４９２
号）。

【００２４】一般に、ヒドロキシルラジカルによるＴＯ
Ｃ成分の分解経路（一連の反応）は分解対象物質の種類
により異なるが、殆どの有機物は最終段階においてプロ
ピオン酸、酢酸、蟻酸等の低分子有機酸を経て二酸化炭
素と水とに変化する。従って、原水（ＴＯＣ成分含有
水）のＴＯＣ値やＴＯＣ源（ＴＯＣ成分としての有機物
質の種類）が異なっても、ヒドロキシルラジカルによる
酸化処理により殆どのＴＯＣ成分が少なくとも低分子有
機酸にまで転化した段階では、二酸化炭素と水に転化し
た分は最早ＴＯＣ成分では無いので、ヒドロキシルラジ
カルによる処理後の処理水中のＴＯＣ値はかなり狭い範
囲内に入る。オゾン／過酸化水素法による処理では、そ
の処理水のＴＯＣ値範囲は凡そ０．５〜２．５ｍｇ／Ｌ
になる。このようにして得られた処理水について更にイ
オン除去を行うと、イオン除去後の処理水中のＴＯＣ値
は０．３ｍｇ／Ｌ以下、殆どの場合０．２ｍｇ／Ｌ以下
となる。

【００２５】なお、この場合、本発明の方法による上述
の制御に加えて、イオン除去装置からの処理水のＴＯＣ
値をモニタリング（監視）し、イオン除去後の処理水の
ＴＯＣ値が０．３ｍｇ／Ｌ以下となるようにヒドロキシ
ルラジカル発生量を制御する操作を補助的に追加しても
よく、これにより、イオン除去後の処理水のＴＯＣ値を
より確実に０．３ｍｇ／Ｌ以下とすることができる。

【００２６】一例を挙げて上述したように、本発明のオ
ゾン／過酸化水素法により得られる処理水のＴＯＣ値は
後段のイオン除去装置からの処理水のＴＯＣ値と一定の
相関関係があるため、ヒドロキシルラジカル発生・処理
装置（反応槽、リアクター）からの処理水のＴＯＣ値を
所定値となるようにヒドロキシルラジカル発生量を制御
すると、リアクターからの処理水のＴＯＣ値に相応した
イオン除去装置からの処理水のＴＯＣ値が得られる。

【００２７】半導体や液晶等関連電子部品製造工場にお
いては、様々な目的で有機試薬〔例えば、イソプロピル
アルコール（ＩＰＡ）やジメチルスルホキシド（ＤＭＳ
Ｏ）等〕が用いられるが、例えば、ウェハ等の表面に残
留するこのような有機試薬が超純水で洗浄除去される。
その結果としての有機物を含む使用済超純水の中でＴＯ
Ｃ濃度が比較的低いものは、通常、水回収処理に供され
る。例えば、使用済超純水中のＴＯＣ成分とイオン成分
を除去して回収される水は超純水製造に用いられる。本
発明のオゾン／過酸化水素法によるＴＯＣ成分除去の制
御方法は、このような使用済超純水からのＴＯＣ成分除
去に用いることができる。

【００２８】勿論、超純水製造におけるＴＯＣ成分除去
以外に、本発明の方法は、例えば、上水処理における微
量有機汚染物の分解除去や各種排水や下水の高度処理な
どの目的にも適用することができる。このような場合に
は、特にイオン成分除去工程を行う必要の無い場合が多
い。

【００２９】即ち、本発明の方法においては、上述の様
な使用済超純水、微量の有機汚染物（特に生物処理で分
解が難しい有機汚染物）を含む上水や工業用水、工業排
水やその処理水、下水処理水などを原水として用いるこ
とができる。

【００３０】

【発明の実施の態様】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００３１】本発明の方法では、処理水の溶存オゾン濃
度を測定し、利用することによって、供給過酸化水素量
／水中に吸収されたオゾン量の比を確実に望ましい範囲
内に制御することができる。溶存オゾンモニター（溶存
オゾン計、溶存オゾンセンサー）としては、例えば、電
極式でも紫外線（ＵＶ）吸収式でもよいが、水中に界面
活性剤等の複雑な有機成分がある場合、ＵＶ吸収式では
該有機成分による妨害が考えられるため、正確な測定を
期すためには電極式の方が好ましい。

【００３２】また、本発明の方法では、処理水のＯＲＰ
を測定し、利用することによって、過酸化水素供給量を
制御することもできる。ＯＲＰの測定に用いるＯＲＰモ
ニター（ＯＲＰ計、ＯＲＰセンサー）として、例えば、
殆どの市販のＯＲＰモニターは、複合式の白金・塩化銀
電極を備えたものであるが、溶存オゾンモニターに比べ
て値段が安い利点がある。

【００３３】また、本発明の方法では、処理水の過酸化
水素濃度を測定し、利用することによって、過酸化水素
供給量を制御することもできる。過酸化水素濃度を利用
した制御の利点は、処理水中の過酸化水素濃度が常に測
定されているため、後段に過酸化水素除去工程がある場
合に便利であることである。過酸化水素濃度の測定は、
例えば、特公昭５６−５４５８２号公報に記載のフェノ
ールフタリン法を利用した自動過酸化水素モニター（過
酸化水素計、過酸化水素センサー）を用いて行うことが
できる。

【００３４】既述のように、オゾン／過酸化水素法は、
ラジカルスカベンジャーからの影響が少なく、高いＴＯ
Ｃ濃度領域において比較的高い反応速度が得られ、経済
性も良いため、優れたＴＯＣ成分除去方法であるが、特
に低ＴＯＣ濃度になると反応速度が低くなるので、原水
のＴＯＣ負荷が高い場合には、大きなヒドロキシルラジ
カル発生・処理装置（反応槽、リアクター）を要し、ま
た、この方法では過酸化水素含有水系へのオゾン吸収効
率が比較的悪く、後段の排オゾン処理工程（例えば、活
性炭処理工程、金属触媒による分解工程又は紫外線照射
工程）にも負担を掛ける。従って、例えば、原水のＴＯ
Ｃ負荷が高い場合に、次に述べる様な好ましい実施の形
態（Ｉ）又は（II）を採ることもできる。

【００３５】（Ｉ）本発明に従ったオゾン／過酸化水素
法と反応速度の速い（１）アルカリ性条件下でのオゾン
処理及び／又は（２）紫外線照射下でのオゾン処理とを
組み合わせることができる。即ち、本発明に従ったオゾ
ン／過酸化水素法によりＴＯＣ成分含有水を処理してＴ
ＯＣ成分の大部分を分解する第一工程に続いて、第一工
程で得られる処理水に対して更に（１）アルカリ性条件
下でのオゾン処理及び／又は（２）紫外線照射下でのオ
ゾン処理を行い残りのＴＯＣ成分の実質的に全てを少な
くともイオン化する第二工程を行うようにしても良く、
この様にすることにより、よりコンパクトな装置で合理
的な処理コストで効果的なＴＯＣ成分除去を達成するこ
とができ、更に、必要に応じて第二工程におけるオゾン
の一部としてオゾン／過酸化水素処理装置からの排オゾ
ンガスをオゾン源として再利用して、オゾン利用率を向
上させ、排オゾンガス処理系への負荷を軽減することも
できる（特願平９−２３６４９３号）。この実施の形態
の場合、本発明者の実験の結果によると、オゾン／過酸
化水素法ではその処理水のＴＯＣ値が２．５ｍｇ／Ｌ
（リットル）以下になると反応速度が著しく低くなるこ
とが分かっているので、オゾン／過酸化水素処理系から
の処理水のＴＯＣ値の目標値を、例えば、１．０〜３．
０ｍｇ／Ｌ程度、好ましくは１．５〜２．５ｍｇ／Ｌ程
度と設定すればよい。なお、（１）アルカリ性条件下で
のオゾン処理と（２）紫外線照射下でのオゾン処理を併
用する場合は、２段に行えばよく、この場合の装置は２
段に設ければよい。

【００３６】（II）また、原水のＴＯＣ負荷が高い場合
や排オゾンガス中のオゾンを再利用する場合に、最も実
用的なオゾン／過酸化水素法によりＴＯＣ成分をヒドロ
キシルラジカルで分解処理するのに、オゾン／過酸化水
素法による複数の反応槽を多段に設けても良い。この場
合、過酸化水素とオゾンによりＴＯＣ成分を分解する複
数の反応槽を多段に用い、望ましくは各反応槽へのオゾ
ン供給量を順次減少し、全オゾン供給量を最終段の反応
槽からの処理水の水質目標値により制御し、ｐＨ調整剤
の供給量を第１段の反応槽での処理水のｐＨ値により制
御し、少なくとも第１段の反応槽への過酸化水素供給量
をＯＲＰモニター、溶存オゾンモニター又は過酸化水素
モニター（特にＯＲＰモニター）による該反応槽での処
理水の測定値により制御する方法を採るのが好ましい。
この方法は、ｐＨ調整剤の供給量を第１段の反応槽での
処理水のｐＨ値のみにより制御することに特徴がある。
これは、１段の反応槽のみでＴＯＣ成分含有水を処理す
る場合、オゾン供給量制御、過酸化水素供給量制御及び
ｐＨ調整剤供給量制御を各々実質的に最適に行うのは、
これらの制御のための各パラメーターの合計数が少ない
ために比較的容易であるのに対し、オゾン／過酸化水素
法による処理を複数段の反応槽で複数回行う場合は、個
々のパラメーターについて処理回数分の制御を行うこと
にすると処理装置が複雑化し過ぎて実用化が難しくなる
からであり、この場合における簡略なシステム制御法を
様々な角度から検討した結果として得られた方法であ
る。この点を以下に詳細に説明する。

【００３７】ヒドロキシラジカルの発生量は、オゾン供
給量に依存するため、オゾン供給量の制御は最も重要で
ある。制御のタイムラグを最少とする観点からは、最初
の処理工程（即ち、第１段の反応槽）から得られた処理
水の水質データによりオゾン供給量を制御する方が良い
が、目標とすべき水質は最終反応槽からのオゾン／過酸
化水素法の最終処理水の水質であるため、この最終処理
水の水質目標値により全オゾン供給量を制御する。

【００３８】この最終処理水の水質目標値は、処理の目
的によって、ＴＯＣ濃度（ＴＯＣ値）、吸光度又は特定
有機物質の濃度などの所望値とすることができる。例え
ば、処理の目的が原水中のフミン質（一ＴＯＣ成分であ
り、着色した成分）の除去（脱色等）である場合、２５
０〜２６５ｎｍ（好ましくは２５４ｎｍ又は２６０ｎ
ｍ）の波長のＵＶ吸収における上記最終処理水の吸光度
を測定すればよく、また、処理の目的が原水中の全有機
物（全ＴＯＣ成分）の除去である場合は、上記最終処理
水のＴＯＣ濃度を測定すればよい。オゾン／過酸化水素
法においては、上述した様に、反応過程において有機物
は有機酸を生成しながら分解されていく。有機酸が生成
すると、水中のアルカリ度成分を消費し、ｐＨを低下さ
せる。一方、有機酸が分解するとｐＨが上昇し、有機酸
分解の生成物として二酸化炭素が生じるが、生成した二
酸化酸素が水中で重炭酸イオン等として存在し、ヒドロ
キシルラジカルを消費するラジカルスカベンジャーとし
て働く。

【００３９】従って、原水を連続的に供給する一つの連
続式反応槽で有機物を分解しようとすると、全ての有機
物が最終的には二酸化炭素と水に分解する方向に反応し
ていくため、一つの連続式反応槽においてはラジカルス
カベンジャーとしての重炭酸イオン等が多く発生し、こ
れがオゾンの有効利用率を低下させる。これに対し、反
応槽を複数にすれば、少なくとも最終段の反応槽におい
てはラジカルスカベンジャーの影響が少なくなるため、
トータルなオゾン利用率を上げることができる。

【００４０】この実施の形態（II）においては、最初の
第１段反応槽において多量の有機酸が発生し、それ以降
の反応槽では有機酸の生成と共に有機酸の分解も同時に
起こるため、ｐＨの変動は少ない。従って、この実施の
形態（II）に従い、第１段反応槽でのｐＨを処理効率の
良いｐＨ＝６．０〜８．０の中性領域に設定すれば、後
段反応槽でのｐＨも実質的に中性領域に保たれるため、
後段反応槽でｐＨ調整を行う必要が無くなる。各段の反
応槽に対するオゾン供給量を順次低減するのが望まし
く、この様にすると、最初の第１段反応槽において可及
的に多量の有機酸を発生させることができ、この第１段
反応槽でｐＨを充分に調整しておけば、後段反応槽での
ｐＨの変動が非常に少なく、また、第１段反応槽から生
じる排オゾンガスを後段の反応槽に用いることもでき、
排オゾンガスをより有効に利用できる点でも好都合であ
る。本発明者による実施の形態（II）の実験の結果によ
れば、第１段反応槽で上記中性領域にｐＨ調整剤により
ｐＨ調整すれば、第２段反応槽以降でｐＨ調整しなくて
も上記中性領域のｐＨになることが確認された。

【００４１】一方、各反応槽に供給する過酸化水素量
は、それぞれのオゾン供給量に依存するため、各反応槽
でのＯＲＰモニター、溶存オゾンモニター又は過酸化水
素モニター（特にＯＲＰモニターが好ましい）による測
定値によって制御するのが好ましい。しかし、第１段反
応槽でのオゾン供給量が全オゾン供給量の大半を占める
場合、制御系を簡素化するために、後段反応槽には過酸
化水素を供給しない様にしたり、或いは、後段反応槽に
は単なる一定量の過酸化水素を供給する様にしても、
（各）後段反応槽へのオゾン供給量に比例する量の過酸
化水素を（各）後段反応槽へ供給する様にしてもよい。

【００４２】この実施の形態（II）では、第２段反応槽
及び／又は存在すれば更に後段の反応槽に供給するオゾ
ンの少なくとも一部として第１段反応槽に供給したオゾ
ンガスの排オゾンガスを供給するのが、オゾン利用率を
上げることができるので好ましい。一般的にオゾン吸収
効率はオゾンガス供給量に大きく依存するが、反応槽
が、例えば、水深３ｍ以下の気泡塔である場合、オゾン
含有ガス吹き込み速度１０ｍ／ｈｒ前後ではオゾン吸収
効率が７０〜８０％になる。詰まり、２０〜３０％のオ
ゾンは利用されないまま排オゾンガスとして排出される
ことになる。従って、この排オゾンガスを第２段反応槽
及び／又は存在すれば更に後段の反応槽に供給するオゾ
ンの少なくとも一部として供給すれば、オゾン利用率を
格段に向上させることができる。

【００４３】また、本発明の方法により、過酸化水素と
オゾンにより発生したヒドロキシルラジカルでの処理で
ＴＯＣ成分含有水からＴＯＣ成分を実質的に完全に除去
するのではなく、生成した有機酸の中で二酸化炭素と水
にまで分解されない分を若干残し、この有機酸残部を後
段に設けたイオン除去機構を用いて除去して、経済的に
純水を製造することができるが、このようなイオン除去
機構としては、例えば、イオン交換装置や逆浸透膜（Ｒ
Ｏ）装置等のイオン除去装置を用いることができる。こ
の場合に得られる純水は、超純水製造工程に送ることも
できるし、また、このような手段を使用済（超）純水の
回収に好適に用いることができる。また、このようにし
て有機酸残部を除去した処理水を、前述のヒドロキシル
ラジカルを発生する酸化手段の少なくとも一つで更に処
理し、残留する有機酸以外のＴＯＣ成分を更に除去する
ことも効果的である。

【００４４】このようなＴＯＣ成分の分解により生成し
た有機酸の残部を除去するのにイオン交換装置を用いる
場合、少なくとも陰イオン交換樹脂を用いる。残留有機
酸を始めとする各種イオン成分を除いて純水を製造する
には、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂を併用する
のが好ましく、これらの樹脂は、混床式、積層式、別塔
式などの方式で用いることができる。なお、イオン交換
樹脂の再生の時期の判断は、イオン交換装置から流出す
るイオン交換処理水の電気伝導率により行うことができ
る。

【００４５】また、ＴＯＣ成分の分解により生成した有
機酸成分は、基本的に生物分解性が良いので、イオン交
換樹脂の再生により生じる再生排水や逆浸透膜処理によ
り生じる濃縮水（reject water）は、活性汚泥法などの
生物処理方法に供し、有機酸成分を無機化（ＣＯ₂ 、Ｈ
₂ Ｏの生成）することができる。

【００４６】なお、本発明の方法は、上述した純水製造
の場合に限らず、上水処理にも適用できるが、上水処理
の場合、オゾン／過酸化水素処理装置の後段に、飲料水
としての安全性確保（望ましくない副生成物の除去）及
び残留酸化剤除去を目的として必ずと言っていいほど活
性炭処理装置が設置される。従って、ＴＯＣ成分の分解
により生成した有機酸成分は、該活性炭処理装置内の活
性炭の表面に着生した微生物によって容易に生物分解さ
れる。

【００４７】次に、前述の本発明の好ましい実施の形態
（II）を実施するためのＴＯＣ成分除去装置の一例を示
すシステムフロー図である図４を参照しつつ、この実施
の形態（II）を詳しく説明する。原水（ＴＯＣ成分含有
水）は、原水ライン２０５を経由して気泡塔式第一リア
クター（反応槽）２０１に下向流方式で導入される。オ
ゾン発生器２３０で発生したオゾン化ガスは、オゾン化
ガスライン２３１を経由して第一リアクター２０１の下
部から供給され、反応後、排オゾンガスライン２３３を
経由して第二リアクター２６１に送られる。気泡塔式第
一リアクター２０１の下部から得られた処理水は、第一
リアクター処理水ライン２０２を経由して第二リアクタ
ー２６１に供給される。第一リアクター処理水ライン２
０２の途中にｐＨモニター２０３、ＯＲＰモニター２０
４がそれぞれ付設されている。一般に、このようなモニ
ター類はリアクター本体に付設することもできるが、該
モニター類のメンテナンスなどの観点から、処理水ライ
ンに付設する方が便利である。

【００４８】ｐＨモニター２０３から得られた第一リア
クター処理水のｐＨ信号２４０はｐＨコントローラ（ｐ
Ｈ制御器）２４１に入力され、ｐＨコントローラ２４１
からの出力信号２４２はｐＨ調整剤（普通はアルカリ
剤）注入ポンプ２４３に送られ、処理水のｐＨが所定値
となるように必要に応じてｐＨ調整剤供給ライン２４４
を経由して供給されるｐＨ調整剤の供給速度を制御す
る。

【００４９】一方、ＯＲＰモニター２０４からの第一リ
アクター処理水のＯＲＰ信号２５０はＯＲＰコントロー
ラ（ＯＲＰ制御器）２５１に入力され、ＯＲＰコントロ
ーラ２５１からの出力信号２５２は過酸化水素供給ポン
プ２５３に送られ、第一リアクター処理水のＯＲＰが所
定値となるように過酸化水素供給ライン２５４を経由し
て供給される過酸化水素の供給速度を制御する。

【００５０】オゾン／過酸化水素法において、実質的に
最適な過酸化水素とオゾンの添加（供給）比率が存在す
る。下記の実施例において得られた図２と図３から分か
るように、過酸化水素とオゾンの添加比率は処理水のＯ
ＲＰ値、残留過酸化水素濃度値及び残留オゾン濃度値に
影響を与える。従って、処理水のＯＲＰを用いて過酸化
水素供給量を制御することができる。勿論、ＯＲＰの代
わりに処理水の残留過酸化水素濃度値又は残留オゾン濃
度値を用いることもできるが、ＯＲＰの変曲点が最も顕
著なこととＯＲＰモニターがこれらのモニター類の中で
最も手頃な値段であることを考慮するとＯＲＰを用いる
制御が望ましい。

【００５１】一方、第二リアクター２６１において、第
二リアクター処理水の一部が循環ポンプ２６２により循
環ライン２６３を経由して循環され、循環ライン２６３
の出口近辺に排オゾンガスを吸収するエジェクター２６
５が取り付けられており、エジェクター２６５からの気
液混合物が第二リアクター２６１に送られる。エジェク
ター（ejector ）の代わりにブロアー（blower）やライ
ンミキサー（in-linemixer ）を使うこともできる。ま
た、この実施の形態では第二リアクターで使用するオゾ
ンガスは、その全部が第一リアクターからの排オゾンガ
スであるが、この一部又は全部をオゾン発生器２３０か
ら分岐して送られる様にしたオゾンガスに代えることも
できる。第二リアクター２６１からの排オゾンガスは排
オゾンガスライン２６４を経由して排出される。通常、
排オゾンガスは、一旦オゾン分解触媒などで処理してか
ら大気中に放出する。

【００５２】第二リアクターからの処理水は、分岐ライ
ン２６６を有する第二リアクター処理水排出ライン２６
８を経由して排出されるが、その途中に取り付けられて
いるもう一本のＯＲＰモニター２８０によりＯＲＰ信号
２８１が発信され、このＯＲＰ信号２８１を入力された
ＯＲＰコントローラ２８２から発信された出力信号２８
３が過酸化水素供給ポンプ２８４に送られ、第二リアク
ター内のＯＲＰが所定値となるように、過酸化水素供給
ライン２８５を経由して送られる過酸化水素の供給速度
が制御される。

【００５３】また、分岐ライン２６６に流れ込んだ第二
リアクター処理水は、そのＴＯＣ濃度を測定するために
ＴＯＣ計２６７に送られる。ＴＯＣ計２６７からの第二
リアクター処理水のＴＯＣ信号２２０はＴＯＣコントロ
ーラ（ＴＯＣ制御器）２２１に入力され、ＴＯＣコント
ローラ２２１からの出力信号２２２はオゾン発生器２３
０に送られ、第二リアクター処理水のＴＯＣ濃度が所定
値となるようにオゾン発生量（通常はオゾン濃度）を制
御する。ここでは、オゾン供給量の制御にＴＯＣ濃度を
用いているが、分解対象物によって、他の入力信号を使
ってもよい。例えば、分解対象物が水中のフミン質の場
合、２５０〜２６５ｎｍ（好ましくは２５４ｎｍ又は２
６０ｎｍ）の波長の紫外光（ＵＶ）での吸光度を使った
り、分解対象物が他の特定の有機物の場合、その有機物
に特有なＵＶ吸収波長での吸光度などを使ったりするこ
ともできる。

【００５４】第二リアクター処理水の大部分は、第二リ
アクター処理水ライン２６８を経由して活性炭塔２７０
により水中の残留酸化剤（オゾン及び過酸化水素）を除
去してから、イオン除去機構２７１でイオン成分、特に
有機酸成分を除去し、最終処理水ライン２７２から最終
処理水（この装置での最終処理水と言う意味であって、
超純水製造等に用いる時は、更に処理されることは当然
のことである）が得られる。勿論、目的によってはイオ
ン除去機構２７１が必要でないことがある。また、イオ
ン除去機構を省いた場合でも活性炭塔２７０を設けるこ
とがあるが、この場合、活性炭塔としては生物膜反応槽
（活性炭の表面に微生物を着生させて生物膜を形成させ
た反応槽）を用いることが多い。

【００５５】さらに、上述の実施の形態は、ＴＯＣ成分
除去について二段の反応槽による処理になっているが、
必要に応じて三段以上の反応槽による処理を行うことも
できる。

【００５６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明が実施例に限定されるもので無いことは言
うまでもない。

【００５７】図１に実施例で用いた装置を示す。３０リ
ットルのリアクター（反応槽）１０１は、原水としての
ＴＯＣ成分含有水を処理し、過酸化水素とオゾンで原水
中のＴＯＣ成分を酸化分解する。リアクター１０１には
原水ポンプ１４０により原水ライン１４１から原水が送
水される。リアクター１０１からの処理水の一部はＴＯ
Ｃ計１２０でＴＯＣ値を計測され、このＴＯＣ値に基づ
きＰＩＤ制御器１２１からオゾン発生器制御用信号１２
２が送信され、オゾン発生器１３０の制御を行うと共
に、処理水の他の一部はＯＲＰモニター１６０でＯＲ
Ｐ、溶存オゾンモニター１６１で溶存オゾン濃度、ｐＨ
モニター１７０でｐＨを測定される。なお、実際の装置
ではＯＲＰモニターと溶存オゾンモニターの一方を備え
れば充分である。ＯＲＰ又は溶存オゾン濃度の測定値に
基づきＰＩＤ制御器１６２から過酸化水素ポンプ制御用
信号１６３が発信され、過酸化水素ポンプ１５０の制御
を行う。オゾン発生器１３０で生じたオゾン化ガスは、
オゾン化ガスライン１３１を通じてリアクター１０１に
注入される。実施例と比較例では、リアクター１０１に
おけるオゾン溶解はディフューザー（散気板）を通じて
行ったが、エジェクター（ejector ）やラインミキサー
（in-line mixer ）等の他の手段を用いることもでき
る。過酸化水素供給ポンプ１５０により過酸化水素供給
ライン１５１を通じて過酸化水素がリアクター１０１に
供給される。また、ｐＨの測定値に基づきＰＩＤ制御器
１７１からｐＨ調整剤注入ポンプ制御用信号１７２が発
信され、ｐＨ調整剤注入ポンプ１７３の制御を行い、必
要に応じてｐＨ調整剤注入ライン１７４を通じてｐＨ調
整剤がリアクター１０１に注入される。リアクター１０
１からの処理水の他の大部分は、処理水ライン１１０を
通じて活性炭塔１１１に送水され、ここで残存する酸化
剤（過酸化水素、オゾン）は分解され、活性炭処理され
た処理水は、イオン交換樹脂塔１１２に送水され、ここ
でイオン交換により有機酸等を除去され、イオン交換後
の処理水としてイオン交換処理水ライン１１３に流出し
て来る。なお、１３３は、リアクター排ガス排出管であ
る。

【００５８】実施例１図１に示す装置において、リアクター１０１に２０Ｌ／
ｈｒの流速且つ１．８ｈｒの水理学的滞留時間で、各種
のＴＯＣ成分含有水を原水として原水ポンプ１４０によ
り原水ライン１４１を経由して通水しながら、オゾン発
生器１３０で無声放電により発生させたオゾン化ガスを
オゾン／ＴＯＣ濃度比＝２０〜３０／１でオゾン化ガス
ライン１３１を経由してリアクター１０１に送りその下
部に設置した図示しない散気板により原水中に溶解さ
せ、また、過酸化水素供給ポンプ１５０により過酸化水
素供給ライン１５１を経由して過酸化水素を連続的にリ
アクター１０１に供給した。各ＴＯＣ成分含有水中のＴ
ＯＣ源はＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＤＭＳＯ
（ジメチルスルホキシド）又はＮＭＰ（Ｎ−メチルピロ
リドン）で、超純水にこのようなＴＯＣ源をＴＯＣ濃度
が７ｍｇ／Ｌとなるように溶解し、ＴＯＣ成分含有水を
調製したものである。図１の装置においては、リアクタ
ー１０１でヒドロキシルラジカルにより処理された後の
処理水のＴＯＣ値をシーバス８１０型ＴＯＣ計〔シーバ
ス社（米国）製〕１２０によりオンラインで測定し、Ｔ
ＯＣ計１２０からの測定信号をＰＩＤ制御器１２１に送
り、オゾン発生量を所定値に制御することができる構成
となっているが、本実施例の各実験の場合、原水のＴＯ
Ｃ値が一定であるため、オゾン発生量を一定にした。ま
た、図１の装置においては、リアクター１０１でヒドロ
キシルラジカルにより処理された後の処理水の溶存オゾ
ン濃度及びＯＲＰ値をそれぞれ溶存オゾンモニター１６
１及びＯＲＰモニター１６０でオンラインで測定し、溶
存オゾンモニター１６０又はＯＲＰモニター１６１から
の測定信号をＰＩＤ制御器１６２に送り、過酸化水素供
給用のポンプ１５０の出力を溶存オゾン濃度又はＯＲＰ
値が所定範囲になるように制御することができる構成と
なっているが、本実施例の各実験の場合、供給過酸化水
素量と水中に吸収されたオゾン量の比率関係を検討の対
象としたため、過酸化水素の供給量を段階的に変えて実
験を行った。リアクター１０１内の水のｐＨは７．０前
後に一定に維持された。リアクター１０１からの処理水
は活性炭塔１１１の活性炭で酸化剤（過酸化水素とオゾ
ン）を分解後、イオン交換樹脂塔１１２内のイオン交換
樹脂（Ｈ形の強酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ形の強塩基
性陰イオン交換樹脂とを１：１の容量比で混合した超純
水用「アンバーライトＥＳＧ−１」〔オルガノ株式会社
販売〕を用いた）によりイオン交換し、イオン状有機物
を除去した。各実験の結果を図２と図３に纏めた。

【００５９】図２は、ＩＰＡ含有水を原水として処理し
た場合の供給過酸化水素／原水中に吸収されたオゾンの
重量比（以下、「Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比」と言う）と処
理水の溶存オゾン濃度（溶存オゾンモニター１６１で測
定）、過酸化水素濃度（サンプリングした処理水にフェ
ノールフタリンを加え、比色法〔分光光度法〕を利用し
た比色分析〔フェノールフタリン法〕により求めた）及
びＯＲＰ（ＯＲＰモニター１６０で測定）の関係を示し
ている。図２において、○は溶存オゾン濃度を表し、▲
は過酸化水素濃度を表し、●はＯＲＰを表す。図２から
分かるように、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比が０．１５近辺に
おいて処理水の溶存オゾン濃度とＯＲＰの変曲点が現れ
た。詰まり、この変曲点の前後で、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量
比の僅か約０．０４の変化で処理水のＯＰＲは約２００
ｍＶ〜９００ｍＶの範囲に渡って急激に変化し、また、
処理水の溶存オゾン濃度も約１ｍｇ／Ｌ〜３ｍｇ／Ｌの
範囲に渡って急激に変化した。一方、処理水中に残存す
る過酸化水素濃度の変曲点は明瞭では無かったが、Ｈ₂
Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比が０．３付近から、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重
量比の上昇につれて著しく過酸化水素濃度が上昇した。
ＤＭＳＯ含有水とＮＭＰ含有水を原水として処理した場
合も、ＩＰＡ含有水を処理した場合と多少の違いがある
ものの、ほぼ同じ傾向を示した。

【００６０】図３は、ＩＰＡ含有水を原水として処理し
た場合のＨ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比と処理水のＴＯＣ濃度／
原水のＴＯＣ濃度の比（ＴＯＣ成分残留率を表し、以
下、「ＴＯＣ／ＴＯＣ₀ 濃度比」と言う）の関係を示し
ている。図３から明らかなように、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量
比が０．１５近辺においてＴＯＣ／ＴＯＣ₀ 濃度比の変
曲点が現れ、また、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比が０．１５か
ら過酸化水素の供給量を大きくしてもＴＯＣ／ＴＯＣ₀
濃度比は殆ど変わらず、ＴＯＣ成分の除去には殆ど効果
が無いことが分かった。一方、図２から明らかなよう
に、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃重量比が０．３付近から残留過酸化
水素濃度は著しく増加したため、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比
が０．１〜０．２５の範囲内になるように過酸化水素供
給量を設定するのが好ましいことが分かる。ＤＭＳＯ含
有水とＮＭＰ含有水を原水として処理した場合もＩＰＡ
含有水を処理した場合と多少の違いがあるものの、ほぼ
同じ傾向を示し、Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比＝０．１〜０．
２５の範囲内になるように過酸化水素供給量を設定する
のが好ましいことが分かった。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、過酸化水素供給量の有
効な制御手段としてＯＲＰモニター、溶存オゾンモニタ
ー又は過酸化水素モニターを用いることにより、過酸化
水素供給量とオゾン供給量（水中に吸収されたオゾン
量）の所望の比率を維持しつつＴＯＣ成分含有水からＴ
ＯＣ成分を効率的に除去することを可能とする。

【００６２】オゾン／過酸化水素法による複数の反応槽
を用いて多段にＴＯＣ成分の分解除去を行う際には、第
１段の反応槽での処理水のｐＨ値のみを測定し、これに
より必要に応じて第１段の反応槽でｐＨ調整剤により中
性付近に制御すれば良く、そうすれば、第２段（以降）
の反応槽では、有機酸の分解と生成が起こるために中性
付近のｐＨ値に維持されるので、特にｐＨ調整のための
制御は必要ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例で用いたＴＯＣ成分除去装置の
構成を示すシステムフロー図である。

【図２】図２は、ＩＰＡ含有水を原水として処理した場
合の供給過酸化水素／原水中に吸収されたオゾンの重量
比（Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比）と処理水の溶存オゾン濃
度、過酸化水素濃度及びＯＲＰとの関係を示すグラフ図
である。

【図３】図３は、ＩＰＡ含有水を原水として処理した場
合の供給過酸化水素／原水中に吸収されたオゾンの重量
比（Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｏ₃ 重量比）と処理水のＴＯＣ濃度／原
水のＴＯＣ濃度の比（ＴＯＣ／ＴＯＣ₀ 濃度比）との関
係を示すグラフ図である。

【図４】図４は、本発明の好ましい実施の形態（II）を
実施するためのＴＯＣ成分除去装置の一例を示すシステ
ムフロー図である。

【符号の説明】

１０１リアクター１１０処理水ライン１１１、２７０活性炭塔１１２イオン交換樹脂塔１１３イオン交換処理水ライン１２０、２６７ＴＯＣ計１２１、１６２、１７１ＰＩＤ制御器１２２、２２２オゾン発生器制御用信号（出力信号）１３０、２３０オゾン発生器１３１、２３１オゾン化ガスライン１３３、２３３、２６４排オゾンガスライン１４０原水ポンプ１４１、２０５原水ライン１５０、２５３、２８４過酸化水素供給ポンプ１５１、２５４、２８５過酸化水素供給ライン１６０、２０４、２８０ＯＲＰモニター１６１溶存オゾンモニター１６３、２５２、２８３過酸化水素ポンプ制御用信号
（出力信号）１７０、２０３ｐＨモニター１７２、２４２ｐＨ調整剤注入ポンプ制御用信号（出
力信号）１７３、２４３ｐＨ調整剤注入ポンプ１７４ｐＨ調整剤注入ライン２０１第一リアクター２０２第一リアクター処理水ライン２４１ｐＨコントローラ２５１、２８２ＯＲＰコントローラ２６１第二リアクター２６２循環ポンプ２６３循環ライン２６３２６５エジェクター２６５２６６分岐ライン２６８第二リアクター処理水排出ライン２７１イオン除去機構２７２最終処理水ライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水としてのＴＯＣ成分含有水に過酸化
水素とオゾンを供給してＴＯＣ成分を分解して処理水を
得るに当たり、ＯＲＰモニター、溶存オゾンモニター又
は過酸化水素モニターによる前記処理水の監視（モニタ
リング）により過酸化水素の供給量を制御することを特
徴とするＴＯＣ成分除去の制御方法。
【請求項２】前記過酸化水素の供給量の制御に加え
て、更に原水又は処理水のＴＯＣ濃度を測定し、前記原
水又は前記処理水のＴＯＣ濃度の測定値と連動する様に
オゾンの供給量を制御することを特徴とする請求項１に
記載のＴＯＣ成分除去の制御方法。
【請求項３】過酸化水素とオゾンによりＴＯＣ成分を
分解する複数の反応槽を多段に用い、全オゾン供給量を
最終段の反応槽からの処理水の水質目標値により制御
し、ｐＨ調整剤の供給量を第１段の反応槽での処理水の
ｐＨ値により制御し、少なくとも第１段の反応槽への過
酸化水素供給量をＯＲＰモニター、溶存オゾンモニター
又は過酸化水素モニターによる該反応槽での処理水の測
定値により制御することを特徴とする請求項１又は２に
記載のＴＯＣ成分除去の制御方法。
【請求項４】第２段反応槽及び／又は存在すれば更に
後段の反応槽に供給するオゾンの少なくとも一部として
第１段の反応槽に供給したオゾンの排ガスである排オゾ
ンガスを供給することを特徴とする請求項３に記載のＴ
ＯＣ成分除去の制御方法。
【請求項５】原水中のＴＯＣ成分を分解して得られる
処理水をイオン除去装置により更に処理し、前記処理水
中の残留有機酸成分等のイオン成分を除去して純水を製
造することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
載のＴＯＣ成分除去の制御方法。