光酸化水処理>光酸化/促進酸化法(AOP)による水処理

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 [光酸化水処理]



実用化動向と実施例の紹介

1 最近のトピックス

UV/AOPは、トリハロメタン、PCB、ダイオキシン、有機砒素など難分解性で毒性の強い有機化合物の分解除去に
特に優れています。

紫外線とオゾンを併用した水中ダイオキシン分解装置は、滋賀県犬山町や埼玉県さいたま市他、全国的に
UV/AOP式ダイオキシン処理設備が採用されつつあります。

光源はいずれも低圧水銀ランプが採用されています。地下水の高濃度有機砒素汚染が世界的に問題になっていますが、
茨城県神栖町では環境省が高濃度有機砒素汚染地下水の調査を進めています。ここでも浄化技術は紫外線とオゾンガス
によるものが中心となっています。

さらに、2005年3月から愛知県で開催された愛知万博において、NEDO(独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)が
紫外線とオゾンを併用した、省エネ型高度水処理技術として実証運転しました。
装置の一部を写真-1に示しますが、システムのフロー図や処理効果など詳しいことはNEDOのホームページを参考にしてください。

写真‐1 UV/AOP実施事例(NEDOホームページより)

2 用水における実用化動向

高い精度が求められる製品の製造工程で必要とされる水の純度は、年々高度なものが要求されていきます。
その最も代表的なものは、超純水製造におけるTOC分解です。その処理オーダーは数μg/Lの領域まで要求されています。
用水に用いられる地下水の処理においても、その実用例は多数にのぼります。

また、プール、大衆浴場や景観・鑑賞用水などの循環系における適用事例も多くなっています。
UV/AOPによる処理では、主目的である殺菌に加え有機物の分解や透明度の向上、脱色などの作用も同時に行なわれ、
補給水量の低減による経費削減を図ることができるメリットもあります。


3 排水における実用化動向

環境保全が重視され、第5次水質総量規制が実施されるなど排水への規制が厳しくなり、既存の手法では対応できない場合も
増えつつある中、既設処理水の高度COD処理や高度脱色において効果をあげています。
また、一部のシアン化合物、有機溶剤、農薬、アンモニア性窒素などの特定の化合物を対象とした処理についてもその適用事例は
多数存在しています。最近の例ではバイオマス発電機の排水処理にもAOP装置を導入する提案を弊社では行っています。


写真-2、写真-3は、高度脱色、シアン化合物の分解を目的とした実用事例です。
写真‐2 高度脱色装置外観 写真‐3 特殊シアン分解装置外観

4 実施例

用水及び排水への適用について全国各地で様々な実績を積んでいます。
表-1に、それらの適用分野、業種、処理内容、実績数をまとめて示します。


表1 UV/AOP納入実績動向
系統 適用分野 主な業種 処理内容 実績例
用水系 純水 電子産業、めっき工業 TOC分解 2
地下水 食品製造業、工業全般 高度酸化、脱色 34
景観用水 景観施設 藻類抑制、脱色 45
浴槽水 浴場 殺菌、有機物分解 44
プール水 プール 殺菌、有機物分解 45
中水 簡易トイレ、浄化槽施設 脱色、脱臭 12
排水系 排水 工業全般 高度COD処理 16
飲料水製造、染色業 高度脱色 9
めっき工業 シアン化合物 2
工業全般 その他 8


5 導入のポイント


高濃度汚濁の処理は、光酸化だけでは効率が悪いため、他の技術を使った前処理で
濃度を低下させて全体の浄化効率を高めることが大切です。

また 前処理に加え、後段に活性炭反応塔や除鉄・除マンガン吸着装置などを設置すると、
さらに高度処理、かつ効率のよい複合処理が可能になります。特に活性炭装置の前に
促進酸化を置くと活性炭の寿命が4〜5 倍に延びる結果が得られています。


光反応槽を多段連続に並べると、処理の連続性が高くなります。
一槽のバッチ処理では、処理の進んだ液と遅れている液が混合されるので、
処理の進んだ液も何度も処理されることになり、エネルギー効率が悪くなります。

反応槽を複数段並べると、最終目標除去率がα%の試料は、
第一段の最適時間における到達処理率は計算上はα×50%、
二段目の槽でα×75%、三段目でα×87.5%、四段目でα×93.75%、と、
処理率は高くなりますが、単一槽での同一時間における処理率は、
後段の槽になるほど低くなります。

この計算から、連続処理を目指すときは反応槽を三連にすると効率がよいことが
わかります。

また、処理量が多い場合は
槽の列を増やす
単一反応槽のランプワット数を大きくする
灯数を増やす  という方法で対処します。



既存タンク用の光酸化装置
 






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