JP2007160241A - Hypohalous acid decomposing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、次亜ハロゲン酸の分解方法に関するものである。 The present invention relates to a method for decomposing hypohalous acid.
従来より、下水、地下水、汚水、厨房の排水、食品工場等の加工水、プールや風呂・温泉の水、病院の排水、漁業蓄養・農業水耕の排水、海水、メッキ工場や化学工場の排水、発電所の排水（これらをまとめて排水と総称する）を浄化するため、電解質の共存下で電気分解することが行われている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, sewage, groundwater, sewage, kitchen drainage, processed water from food factories, pools, baths / hot springs, hospital wastewater, fishery farming / agricultural hydroponic wastewater, seawater, plating plants and chemical plants In order to purify the waste water from the power plant (collectively referred to as waste water), electrolysis is performed in the presence of an electrolyte (see, for example, Patent Document 1).
そして、電気分解により排水中に生成する次亜ハロゲン酸（次亜塩素酸ＨＣｌＯや次亜臭素酸ＨＢｒＯ）等によって汚染物質を酸化分解せしめるのであるが、ＣＯＤ値が高い汚染物質を十分に分解するためには前記次亜ハロゲン酸が充分に生成するよう高電流値に設定する必要がある。 Then, the pollutants are oxidatively decomposed by hypohalous acid (hypochlorous acid HClO or hypobromite HBrO) generated in the waste water by electrolysis, but the pollutants having a high COD value are sufficiently decomposed. Therefore, it is necessary to set a high current value so that the hypohalous acid is sufficiently generated.
しかし、こうすると処理済みの排水中に次亜ハロゲン酸がかなりの量残留し、残留した次亜ハロゲン酸からトリハロメタン等の有害物質が生成するおそれがあるので、前記次亜ハロゲン酸を事後的に活性炭などで吸着して分解・低減する必要がある。ところが、前記活性炭はその活性が短期間で低下して使用不能となってしまうので、より実用性の高い次亜ハロゲン酸の分解方法が求められるという問題があった。
そこでこの発明は、従来よりも実用性が高い次亜ハロゲン酸の分解方法を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a method for decomposing hypohalous acid having higher practicality than before.
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
(１)この発明の次亜ハロゲン酸の分解方法は、次亜ハロゲン酸を含有する液体に紫外線を照射するようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
(1) The method of decomposing hypohalous acid according to the present invention is characterized in that the liquid containing hypohalous acid is irradiated with ultraviolet rays.
排水中に含有される汚染物質を次亜ハロゲン酸によって酸化分解した際に処理済みの排水中に前記次亜ハロゲン酸が依然残留することが多いが、この発明は前記のような構成を採用することにより、全く予想外なことであるが、活性炭などを使用しなくても液体中に残留する次亜ハロゲン酸を分解して低減乃至除去することが出来た。前記次亜ハロゲン酸として、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）や次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）などを例示することが出来る。 When the pollutants contained in the wastewater are oxidatively decomposed with hypohalous acid, the hypohalous acid often remains in the wastewater that has been treated, but this invention adopts the above-described configuration. As a result, it was completely unexpected that the hypohalous acid remaining in the liquid could be decomposed and reduced or removed without using activated carbon or the like. Examples of the hypohalous acid include hypochlorous acid (HClO) and hypobromous acid (HBrO).
なお、この反応機構は不明であるが、紫外線の照射により液体中の溶存酸素がヒドロキシルラジカル（ＨＯ・）に変わり、前記ヒドロキシラジカルが次亜ハロゲン酸と接触反応してこれを分解せしめるのではないかと推測される。 Although the reaction mechanism is unknown, the dissolved oxygen in the liquid is changed to hydroxyl radical (HO.) By ultraviolet irradiation, and the hydroxy radical does not contact and decompose hypohalous acid to decompose it. I guess that.
(２) 前記紫外線の波長を２５３．７ｎｍとしたこととしてもよい。
波長が１８４．９ｎｍのＵＶエネルギーは６４７ｋＪ／ｍｏｌであり、波長が２５３．７ｎｍのＵＶエネルギー４７２ｋＪ／ｍｏｌであり、波長が２５３．７ｎｍの紫外線よりも波長が１８４．９ｎｍの紫外線の方がＵＶエネルギーが大きい。しかし、これも誠に予想外なことに、実際には波長が２５３．７ｎｍの紫外線の方が次亜ハロゲン酸の分解効率が高かった。
(2) The wavelength of the ultraviolet light may be 253.7 nm.
The UV energy at a wavelength of 184.9 nm is 647 kJ / mol, the UV energy at a wavelength of 253.7 nm is 472 kJ / mol, and the UV energy at a wavelength of 184.9 nm is greater than the UV energy at a wavelength of 253.7 nm. Is big. However, this was also quite unexpected, and in fact, UV light having a wavelength of 253.7 nm was higher in decomposition efficiency of hypohalous acid.
（３）この発明の排水の処理方法は、次亜ハロゲン酸を含有する液体に紫外線を照射し、紫外線の照射後の液体によって排水に酸化作用を及ぼすようにしたことを特徴とする。 (3) The method for treating waste water according to the present invention is characterized in that a liquid containing hypohalous acid is irradiated with ultraviolet rays, and the liquid after irradiation with ultraviolet rays has an oxidizing action on the waste water.
この排水の処理方法は、紫外線の照射により次亜ハロゲン酸たる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）や次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）が分解する際に酸素（Ｏ）との結合が切れるが、この切れたばかりの酸素（Ｏ）はラジカルに近い性質を持つものと考えられ、前記ラジカルに近い酸素（Ｏ）を含有する液体は依然酸化力を有しているので、この液体により再び水処理をして汚染物質のＣＯＤ値等を下げることができる。 This wastewater treatment method breaks the bond with oxygen (O) when hypochlorous acid (HClO) or hypobromous acid (HBrO), which is hypohalogenous acid, is decomposed by irradiation with ultraviolet rays. Oxygen (O) is considered to have properties close to radicals, and the liquid containing oxygen (O) close to the radicals still has oxidizing power. The COD value of the substance can be lowered.
また、この排水の処理方法は、次亜ハロゲン酸が分解して切れたラジカルに近いと考えられる酸素（Ｏ）による酸化作用を利用しているので、残留次亜ハロゲン酸の場合のようなトリハロメタン等の有害物質が生成するおそれは低減された安全なものとなっている。 In addition, since this wastewater treatment method uses the oxidation action of oxygen (O), which is considered to be close to radicals that have been broken down by decomposition of hypohalous acid, trihalomethane as in the case of residual hypohalous acid is used. The risk of producing harmful substances such as these is reduced and safe.
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。 The present invention is configured as described above and has the following effects.
全く予想外なことであるが、活性炭などを使用しなくても液体中に残留する次亜ハロゲン酸を分解して低減乃至除去することが出来るので、従来よりも実用性が高い次亜ハロゲン酸の分解方法を提供することができる。 Unexpectedly, hypohalous acid, which has higher practicality than before, can be decomposed, reduced or removed, without using activated carbon or the like, because it can decompose and reduce or remove the hypohalous acid remaining in the liquid. Can be provided.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
この実施形態の次亜ハロゲン酸の分解方法は、紫外線照射装置により次亜ハロゲン酸を含有する排水などの液体に紫外線を照射するようにしている。 In the method of decomposing hypohalous acid of this embodiment, ultraviolet rays are irradiated to a liquid such as waste water containing hypohalous acid by an ultraviolet irradiation device.
前記次亜ハロゲン酸として、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）や次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）などを例示することが出来る。前記排水として下水、地下水、汚水、厨房の排水、食品工場等の加工水、プールや風呂・温泉の水、病院の排水、漁業蓄養・農業水耕の排水、海水、メッキ工場や化学工場の排水、発電所の排水を電気分解して酸化処理したものなどを例示することが出来る。 Examples of the hypohalous acid include hypochlorous acid (HClO) and hypobromous acid (HBrO). Wastewater such as sewage, groundwater, sewage, kitchen wastewater, processed water from food factories, pools, baths / hot springs, hospital wastewater, fishery farming / agricultural hydroponic wastewater, seawater, plating plant and chemical plant wastewater An example is one obtained by electrolyzing the wastewater from a power plant and oxidizing it.
図１に示すように、前記紫外線照射装置は、水銀・アルゴンプラズマ１により紫外線を発生し石英チューブ２を介して放射するようにしている。この装置は、電源安定器からフィラメント３へと電気を供給する。排水の液体の処理槽４の内壁は、紫外線の透過性に優れる透明の石英ジャケット５により形成している。石英チューブ２と石英ジャケット５との間には若干の空間が在する。そして汚水６は処理槽４の下方より流入させ、断面ドーナツ状の流路を上昇して、処理水７は上方より流出させるようにしている。
As shown in FIG. 1, the ultraviolet irradiation device generates ultraviolet rays from mercury /
次に、この実施形態の次亜ハロゲン酸の分解方法の使用状態を説明する。 Next, the state of use of the hypohalous acid decomposition method of this embodiment will be described.
上記のような構成を採用することにより、全く予想外なことであるが、活性炭などを使用しなくても液体中の次亜ハロゲン酸を低減することが出来た。ここで、紫外線の照射により液体中の溶存酸素がヒドロキシラジカル（ＨＯ・）に変わり、このヒドロキシラジカルが次亜ハロゲン酸と接触反応することにより分解・低減することができるものと推測される。 By adopting the above configuration, it was quite unexpected, but hypohalous acid in the liquid could be reduced without using activated carbon or the like. Here, it is presumed that dissolved oxygen in the liquid is changed to hydroxy radicals (HO.) By irradiation with ultraviolet rays, and the hydroxy radicals can be decomposed and reduced by contact reaction with hypohalous acid.
ところで、電気分解により生成する次亜ハロゲン酸等の酸化物質によって排水中に含有される汚染物質を酸化分解すると、処理済みの排水には次亜ハロゲン酸がかなりの量残留するが、このような次亜ハロゲン酸を含有する液体に紫外線を照射することにより次亜ハロゲン酸を低減することができる。 By the way, when oxidative decomposition of pollutants contained in wastewater by oxidizing substances such as hypohalous acid generated by electrolysis, a considerable amount of hypohalous acid remains in the treated wastewater. Hypohalous acid can be reduced by irradiating a liquid containing hypohalous acid with ultraviolet rays.
ここで、波長が１８４．９ｎｍのＵＶエネルギーは６４７ｋＪ／ｍｏｌであり、波長が２５３．７ｎｍのＵＶエネルギー４７２ｋＪ／ｍｏｌであり、波長が２５３．７ｎｍの紫外線よりも波長が１８４．９ｎｍの紫外線の方がＵＶエネルギーが大きい。しかし、これも予想外なことに、実際には波長が２５３．７ｎｍの紫外線の方が次亜ハロゲン酸の低減効率が高かった。 Here, the UV energy having a wavelength of 184.9 nm is 647 kJ / mol, the UV energy having a wavelength of 253.7 nm is 472 kJ / mol, and the ultraviolet light having a wavelength of 184.9 nm is more than the ultraviolet light having a wavelength of 253.7 nm. Has high UV energy. However, unexpectedly, in fact, ultraviolet light having a wavelength of 253.7 nm was more effective in reducing hypohalous acid.
（実施例１）
図１に示す紫外線照射装置により、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度６３ｐｐｍ）を含有する液体３１リットルを循環させつつ紫外線（波長２５３．７ｎｍ）を８０分間照射した。循環量は１７リットル／分（１ｍ３／時）とした。結果を表１に示す。
Example 1
1 was irradiated with ultraviolet rays (wavelength 253.7 nm) for 80 minutes while circulating 31 liters of liquid containing hypohalous acid (a residual chlorine concentration of 63 ppm at the start). The circulation rate was 17 liters / minute (1 m 3 / hour). The results are shown in Table 1.
（実施例２）
図１に示す紫外線照射装置により、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度６２．５ｐｐｍ）を含有する液体３１リットルを循環させつつ紫外線（波長１８４．９ｎｍ）を１６０分間照射した。循環量は１７リットル／分（１ｍ３／時）とした。結果を表２に示す。
(Example 2)
The ultraviolet ray irradiation apparatus shown in FIG. 1 was irradiated with ultraviolet rays (wavelength 184.9 nm) for 160 minutes while circulating 31 liters of liquid containing hypohalous acid (residual chlorine concentration of 62.5 ppm at the start). The circulation rate was 17 liters / minute (1 m 3 / hour). The results are shown in Table 2.
この実施例１と２との結果に示すように、波長が２５３．７ｎｍの紫外線の方が波長が１８４．９ｎｍの紫外線よりも次亜ハロゲン酸の低減効率が高かった。 As shown in the results of Examples 1 and 2, the reduction efficiency of hypohalous acid was higher in the ultraviolet ray having a wavelength of 253.7 nm than in the ultraviolet ray having a wavelength of 184.9 nm.
（実施例３）
図１に示す紫外線照射装置により、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度５９ｐｐｍ）を含有する液体３１リットルを循環させつつ紫外線（波長２５３．７ｎｍ）を６０分間照射した。循環量は３１リットル／分（１．８６ｍ３／時）とした。結果を表３に示す。
(Example 3)
1 was irradiated with ultraviolet rays (wavelength 253.7 nm) for 60 minutes while circulating 31 liters of liquid containing hypohalous acid (59 ppm residual chlorine concentration at the start). The circulation rate was 31 liters / minute (1.86 m 3 / hour). The results are shown in Table 3.
（実施例４）
図１に示す紫外線照射装置により、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度６７ｐｐｍ）を含有する液体３１リットルを循環させつつ紫外線（波長１８４．９ｎｍ）を１６０分間照射した。循環量は８リットル／分（４８０Ｌ／時）とした。結果を表４に示す。
Example 4
1 was irradiated with ultraviolet rays (wavelength 184.9 nm) for 160 minutes while circulating 31 liters of liquid containing hypohalous acid (67 ppm residual chlorine concentration at the start). The circulation rate was 8 liters / minute (480 L / hour). The results are shown in Table 4.
この実施例３と４との結果に示すように、波長が２５３．７ｎｍの紫外線の方が、単位時間当たりの処理量が少ない波長が１８４．９ｎｍの紫外線よりも次亜ハロゲン酸の低減効率が高かった。 As shown in the results of Examples 3 and 4, ultraviolet light having a wavelength of 253.7 nm has a lower efficiency of reducing hypohalous acid than ultraviolet light having a wavelength of less than 184.9 nm and having a small amount of treatment per unit time. it was high.
（実施例５）
ステンレス製の筒体の内部に、紫外線（波長２５３．７ｎｍ）を放射するＵＶ管を６本配設し、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度６０ｐｐｍ）を含有する液体３４０リットルを循環させつつ紫外線を６０分間照射した。循環量は６リットル／分（３６０リットル／時）とした。６０分間で約１回循環したこととなる。結果を表５に示す。
(Example 5)
Six UV tubes that emit ultraviolet light (wavelength 253.7 nm) are arranged inside a stainless steel cylinder, and 340 liters of liquid containing hypohalous acid (residual chlorine concentration at the start of 60 ppm) is circulated. While irradiating with ultraviolet rays for 60 minutes. The circulation rate was 6 liters / minute (360 liters / hour). It will be circulated about once in 60 minutes. The results are shown in Table 5.
（実施例６）
ステンレス製の筒体の内部に、紫外線（波長２５３．７ｎｍ）を放射するＵＶ管を１２本配設し、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度６７ｐｐｍ）を含有する液体３４０リットルを循環させつつ紫外線を６０分間照射した。循環量は６リットル／分（３６０リットル／時）とした。６０分間で約１回循環したこととなる。結果を表６に示す。
(Example 6)
Twelve UV tubes that emit ultraviolet light (wavelength 253.7 nm) are arranged inside a stainless steel cylinder, and 340 liters of liquid containing hypohalous acid (residual chlorine concentration at the start of 67 ppm) is circulated. While irradiating with ultraviolet rays for 60 minutes. The circulation rate was 6 liters / minute (360 liters / hour). It will be circulated about once in 60 minutes. The results are shown in Table 6.
（実施例７）
ステンレス製の筒体の内部に、紫外線（波長２５３．７ｎｍ）を放射するＵＶ管を６本配設し、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度５９ｐｐｍ）を含有する液体３４０リットルを循環させつつ紫外線を６０分間照射した。循環量は２８リットル／分（１，６８０リットル／時）とした。６０分間で約５回循環したこととなる。結果を表７に示す。
(Example 7)
Six UV tubes that emit ultraviolet light (wavelength 253.7 nm) are arranged inside a stainless steel cylinder, and 340 liters of liquid containing hypohalous acid (residual chlorine concentration of 59 ppm at the start) is circulated. While irradiating with ultraviolet rays for 60 minutes. The circulation rate was 28 liters / minute (1,680 liters / hour). Circulating about 5 times in 60 minutes. The results are shown in Table 7.
（実施例８）
ステンレス製の筒体の内部に、紫外線（波長２５３．７ｎｍ）を放射するＵＶ管を１２本配設し、次亜ハロゲン酸（開始時の残留塩素濃度６１ｐｐｍ）を含有する液体３４０リットルを循環させつつ紫外線を４０分間照射した。循環量は２８リットル／分（１，６８０リットル／時）とした。４０分間で約３回循環したこととなる。結果を表８に示す。
(Example 8)
Twelve UV tubes that emit ultraviolet rays (wavelength 253.7 nm) are arranged inside a stainless steel cylinder, and 340 liters of liquid containing hypohalous acid (residual chlorine concentration at the start of 61 ppm) is circulated. While irradiating with ultraviolet rays for 40 minutes. The circulation rate was 28 liters / minute (1,680 liters / hour). Circulation was performed about 3 times in 40 minutes. The results are shown in Table 8.
活性炭などを使用しなくても処理すべき液体中の次亜ハロゲン酸を低減することが出来従来よりも実用性が高いことによって、種々の次亜ハロゲン酸の分解方法の用途に適用することができる。 It is possible to reduce the hypohalous acid in the liquid to be treated without using activated carbon, etc., and it can be applied to various decomposition methods of hypohalous acid because it is more practical than before. it can.
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