專利名稱：水處理方法和水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有效地凈化溴離子被處理水的水處理方法和水處理裝置。
背景技術(shù)：
臭氧處理是高度凈水處理的主要工序。臭氧對(duì)凈水原水等的被處理水的殺菌、除臭和漂白是有效的，但是被處理水中的溴離子被氧化，生成懷疑具有致癌性的溴酸根離子。溴酸根離子的生成具有2種途徑通過(guò)溴離子和臭氧的生成途徑(臭氧路線)和通過(guò)由溴離子和臭氧自己的分解生成的氫氧自由基(·OH)等的自由基類的生成途徑(自由基路線)。在臭氧路線中，被處理水中的溴離子(Br-)與臭氧反應(yīng)生成次溴酸根離子(OBr-)，次溴酸根離子被臭氧進(jìn)一步氧化生成溴酸根離子(BrO3-)。在自由基路線中，由自由基和臭氧生成溴酸根離子。據(jù)報(bào)導(dǎo)，溴酸根離子主要由自由基路線生成。
而且，隨著平成16年的自來(lái)水法的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修改，限定溴酸根離子在10μg/L或其以下，在凈水場(chǎng)采取抑制溴酸根離子生成的各種對(duì)策。作為具體的對(duì)策可以舉出控制臭氧注入率和控制溶解的臭氧濃度等。
近年，存在在河川水、湖水等被處理水中溶解有農(nóng)藥類等用臭氧難以分解的難分解性有機(jī)物的問(wèn)題，為了分解除去它們必須提高臭氧注入率。由于臭氧注入率越高，溴酸根離子的生成量就越增大，所以用臭氧單獨(dú)處理分解除去難分解性有機(jī)物的同時(shí)，難以抑制溴酸根離子的生成。因此，進(jìn)行了將使用比臭氧氧化力強(qiáng)的自由基分解除去難分解性有機(jī)物的促進(jìn)氧化處理技術(shù)適用于凈水處理的嘗試(例如，參照特許文獻(xiàn)1、2和3)。這些促進(jìn)氧化處理技術(shù)對(duì)于分解除去用臭氧難以分解的難分解性有機(jī)物是有效的，但是擔(dān)心因自由基而使溴酸根離子的生成增大。由于河川水和湖水中的難分解性有機(jī)物是低濃度，所以為分解除去難分解性有機(jī)物的必要的自由基是微量的。但是，由于用現(xiàn)有的促進(jìn)氧化處理技術(shù)會(huì)生成為分解除去難分解性有機(jī)物必要量以上的自由基，所以存在溴酸根離子生成量增大這樣的問(wèn)題。
因此，作為抑制溴酸根離子生成的對(duì)策，提出在作為促進(jìn)氧化處理技術(shù)之一的臭氧/過(guò)氧化氫處理中通過(guò)增大過(guò)氧化氫的注入率來(lái)抑制溴酸根離子生成的方法(例如，參照特許文獻(xiàn)4)。但是，據(jù)報(bào)導(dǎo)，通過(guò)增大過(guò)氧化氫注入率，難分解性有機(jī)物的分解除去率會(huì)降低，另外具有藥液費(fèi)用增加和必須除去多余的過(guò)氧化氫而成本增加的缺點(diǎn)。因此，對(duì)于促進(jìn)氧化處理技術(shù)迫切希望有使自由基反應(yīng)最適化的處理方法。
特許文獻(xiàn)1特開(kāi)2003-1279號(hào)公報(bào)特許文獻(xiàn)2特開(kāi)2002-35775號(hào)公報(bào)特許文獻(xiàn)3特開(kāi)2002-11485號(hào)公報(bào)特許文獻(xiàn)4特表2002-514134號(hào)公報(bào)由于河川水和湖水中的難分解性有機(jī)物是低濃度，認(rèn)為用微量的自由基就能夠分解除去這些有機(jī)物。但是，對(duì)于現(xiàn)有的促進(jìn)氧化處理技術(shù)，由于要生成為分解除去難分解性有機(jī)物必要量以上的自由基，所以存在由多余的自由基生成溴酸根離子同時(shí)過(guò)氧化氫的消耗量增大的問(wèn)題。因此，只要能夠維持以極低的濃度生成自由基的狀態(tài)，就能夠確保充分分解除去難分解性有機(jī)物的處理時(shí)間，也就能夠抑制溴酸根離子的生成量和過(guò)氧化氫的消耗量。也就是說(shuō)，為了抑制溴酸根離子的生成量和過(guò)氧化氫的消耗量同時(shí)使難分解性有機(jī)物充分分解，控制自由基反應(yīng)是不可欠缺的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明人對(duì)用自由基凈化河川水、湖水等的被處理水的水處理方法進(jìn)行銳意研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將特定的電子供給物質(zhì)注入被處理水中，在直至安全的濃度的范圍內(nèi)難分解性有機(jī)物可以充分地分解，而且可以顯著地降低溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫消耗量，直至完成了本發(fā)明。
也就是說(shuō)，本發(fā)明是用自由基凈化被處理水的水處理方法，是包括將從由糖類、氨基酸、脂質(zhì)、腐殖酸和它們的混合物構(gòu)成的組中選擇的電子供給物質(zhì)注入上述被處理水中的水處理方法。
另外，本發(fā)明是用自由基凈化被處理水的水處理裝置，是具備將從由糖類、氨基酸、脂質(zhì)、腐殖酸和它們的混合物構(gòu)成的組中選擇的電子供給物質(zhì)注入上述被處理水中的電子供給物質(zhì)注入設(shè)備的水處理裝置。
按照本發(fā)明，由于可以使生成的自由基維持為極低的濃度，所以可以抑制溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫消耗量，同時(shí)可以充分地分解難分解性有機(jī)物。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1的水處理裝置的流程圖。
圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式2的水處理裝置的流程圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式3的水處理裝置的流程圖。
圖4是表示實(shí)施例1和比較例1的相對(duì)于臭氧注入量的土臭味素(geosmin)濃度的變化的圖。
圖5是表示實(shí)施例1和比較例1的相對(duì)于臭氧注入量的溴酸根離子生成量的變化的圖。
圖6是表示實(shí)施例1和比較例1的相對(duì)于臭氧注入量的過(guò)氧化氫濃度的變化的圖。
圖7是表示不同過(guò)氧化氫注入量時(shí)的溴酸根離子生成量的變化的圖。
圖8是表示不同蔗糖濃度時(shí)的土臭味素殘存率的比較的圖。
圖9是表示不同蔗糖濃度時(shí)的溴酸根離子生成量的比較的圖。
圖10是表示實(shí)施例2和比較例2的相對(duì)于臭氧注入量的土臭味素分解特性的圖。
圖11是表示實(shí)施例2和比較例2的相對(duì)于臭氧注入量的溴酸根離子生成特性的圖。
圖12是表示實(shí)施例2和比較例2的相對(duì)于臭氧注入量的過(guò)氧化氫濃度的變化的圖。
1 被處理水導(dǎo)入管路 2 臭氧接觸槽2A 橫流式向流二段臭氧接觸槽 3 排水管路4 水質(zhì)計(jì) 5 電子供給物質(zhì)注入管路5a 第1電子供給物質(zhì)注入管路5b 第2電子供給物質(zhì)注入管路6 過(guò)氧化氫注入管路 6a 第1過(guò)氧化氫注入管路6b 第2過(guò)氧化氫注入管路 7 電子供給物質(zhì)控制裝置8 氣體擴(kuò)散板 9 臭氧氣體供給管10 臭氧發(fā)生器 11 排出臭氧氣體排出管12 紫外線燈 13 紫外線燈保護(hù)管14 紫外線燈電源具體實(shí)施方式
以下根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式1的水處理裝置的流程圖。
在圖1中，實(shí)施方式1的水處理裝置具備被處理水導(dǎo)入管路1、與被處理水導(dǎo)入管路1的下游側(cè)連接的臭氧接觸槽2和與臭氧接觸槽2連接的排水管路3，在被處理水導(dǎo)入管路1的上游側(cè)配設(shè)水質(zhì)計(jì)4，再在水質(zhì)計(jì)4的下游側(cè)順次連接作為電子供給物質(zhì)注入設(shè)備的電子供給物質(zhì)注入管路5和過(guò)氧化氫注入管路6。而且，借助于電子供給物質(zhì)控制裝置7使水質(zhì)計(jì)4與電子供給物質(zhì)注入管路5連接。另外，在臭氧接觸槽2內(nèi)配設(shè)氣體擴(kuò)散板8，借助于臭氧氣體供給管9使臭氧發(fā)生器10與氣體擴(kuò)散板8連接。另外，使排出臭氧氣體排出管11與臭氧接觸槽2的上部連接。
以下說(shuō)明利用上述構(gòu)成的水處理裝置的水處理方法。首先，將含有成為溴酸根離子生成源的物質(zhì)的被處理水導(dǎo)入被處理水管路1中，然后分別從電子供給物質(zhì)注入管路5注入電子供給物質(zhì)和從過(guò)氧化氫注入管路6注入過(guò)氧化氫。
依照由水質(zhì)計(jì)4測(cè)定的被處理水的水質(zhì)，用電子供給物質(zhì)控制裝置7調(diào)整電子供給物質(zhì)的注入量。這里，電子供給物質(zhì)的注入量只要按照優(yōu)選其被處理水的全有機(jī)性碳(TOC)濃度在不超過(guò)5mg/L的范圍內(nèi)，而且優(yōu)選成為0.1μmol/L～30μmol/L、更優(yōu)選成為3μmol/L～30μmol/L那樣注入被處理水中即可。電子供給物質(zhì)的注入量低于0.1μmol/L時(shí)，有時(shí)自由基反應(yīng)的控制不充分，超過(guò)30μmol/L時(shí)，被處理水中的TOC濃度增高，擔(dān)心TOC除去處理成本增大。另外，優(yōu)選過(guò)氧化氫的注入量是0.05～5mg/L。
這里，所用的電子供給物質(zhì)可以從由糖類、氨基酸、脂質(zhì)、腐殖酸和它們的混合物構(gòu)成的組中選擇。作為糖類例如可以舉出葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖、纖維二糖、淀粉、纖維素、褐藻酸鈉、甲殼質(zhì)、殼聚糖。作為氨基酸可以舉出色氨酸、亮氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、組氨酸、精氨酸、胱氨酸、酪氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸、亮氨酸、蘇氨酸的20種。作為脂質(zhì)例如可以舉出卵磷脂、維生素A、維生素D、維生素E、維生素K。
然后，將注入了電子供給物質(zhì)和過(guò)氧化氫的被處理水導(dǎo)入臭氧接觸槽2內(nèi)，同時(shí)通過(guò)臭氧氣體供給管9從氣體擴(kuò)散板8向臭氧接觸槽2內(nèi)吹入由臭氧發(fā)生器10發(fā)生的臭氧氣體，溶解于被處理水中。這里，優(yōu)選臭氧氣體的注入量是0.1～5.0mg/L。通過(guò)這樣并用過(guò)氧化氫和臭氧而生成自由基，用該自由基進(jìn)行難分解性有機(jī)物的分解反應(yīng)。未溶解盡的臭氧氣體和未反應(yīng)的臭氧氣體作為排出臭氧氣體借助于排出臭氧氣體排出管11排出到體系外。在本實(shí)施方式1中，由于將電子供給物質(zhì)注入被處理水中，所以可以維持難分解性有機(jī)物的分解除去效果，同時(shí)可以大幅度降低過(guò)氧化氫的消耗量和溴酸根離子的生成量，成為安全性更高的處理水。另外，由于大幅度地降低過(guò)氧化氫的消耗量，所以可以抑制過(guò)氧化氫注入量，可以抑制藥液費(fèi)用和除去多余的過(guò)氧化氫的費(fèi)用。
另外，被處理水在臭氧接觸槽2內(nèi)滯留一定時(shí)間后，作為難分解性有機(jī)物被分解除去的處理水從排水管路3排水到體系外。
這樣，按照本實(shí)施方式1，通過(guò)將從由糖類、氨基酸、脂質(zhì)、腐殖酸和它們的混合物構(gòu)成的組中選擇的電子供給物質(zhì)注入被處理水中，可以使生成的自由基維持為極低的濃度，可以抑制溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫消耗量，同時(shí)可以充分地分解難分解性有機(jī)物。與此相反，在現(xiàn)有的臭氧/過(guò)氧化氫處理中，通過(guò)使過(guò)氧化氫注入量盡可能小地抑制生成的OH自由基的絕對(duì)量，但是由于只抑制過(guò)氧化氫注入量，瞬時(shí)生成OH自由基，消耗于反應(yīng)中，所以不能確保在直至安全濃度范圍內(nèi)分解除去難分解性有機(jī)物的處理時(shí)間。另外，由于過(guò)氧化氫的殘余濃度降低時(shí)，急劇生成溴酸根離子，所以擔(dān)心通過(guò)抑制過(guò)氧化氫注入量而溴酸根離子的生成增大。也就是說(shuō)，在現(xiàn)有的臭氧/過(guò)氧化氫處理中降低過(guò)氧化氫注入量時(shí)，不但不能充分分解難分解性有機(jī)物，而且不能抑制溴酸根離子的生成。
另外，在本實(shí)施方式1中，向被處理水中注入電子供給物質(zhì)和過(guò)氧化氫的順序不作特別地限制，既可以在注入過(guò)氧化氫后注入電子供給物質(zhì)，也可以在注入電子供給物質(zhì)后注入過(guò)氧化氫，或者也可以同時(shí)注入過(guò)氧化氫和電子供給物質(zhì)。另外，電子供給物質(zhì)的注入處不限定于被處理水導(dǎo)入管路1，也可以直接注入臭氧接觸槽2中。
另外，在本實(shí)施方式1中，作為用自由基的被處理水的凈化法采用了臭氧/過(guò)氧化氫處理，但是即使對(duì)于臭氧/紫外線處理、紫外線/過(guò)氧化氫處理、臭氧/紫外線/過(guò)氧化氫處理等，也可以同時(shí)達(dá)到難分解性有機(jī)物的分解除去、過(guò)氧化氫消耗量的降低、溴酸根離子的生成的抑制。另外，在本發(fā)明中，例示了難分解性有機(jī)物的分解例，但是也可以適用于被處理水的殺菌、除臭、和脫色。
(實(shí)施方式2)圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式2的水處理裝置的流程圖。
在圖2中，實(shí)施方式2的水處理裝置具備包括設(shè)置在臭氧接觸槽2內(nèi)的紫外線燈12、圍繞紫外線燈12那樣設(shè)置在臭氧接觸槽2內(nèi)的紫外線燈保護(hù)管13、與紫外線燈12連接而設(shè)置在臭氧接觸槽2外部的紫外線燈電源14而構(gòu)成的紫外線照射裝置。由于其它的構(gòu)成與圖1所示的構(gòu)成相同，所以在本實(shí)施方式中賦予與圖1相同的部分以相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明。
以下，說(shuō)明采用上述這樣構(gòu)成的水處理裝置的水處理方法。首先，將被處理水導(dǎo)入被處理水管路1中，然后從電子供給物質(zhì)注入管路5注入電子供給物質(zhì)。電子供給物質(zhì)的注入量與實(shí)施例1是同樣的。另外，作為電子供給物質(zhì)同樣使用實(shí)施方式1中例示的物質(zhì)。
然后，將注入電子供給物質(zhì)的被處理水導(dǎo)入臭氧接觸槽2內(nèi)，同時(shí)通過(guò)臭氧氣體供給管9從氣體擴(kuò)散板8向臭氧接觸槽2內(nèi)吹入由臭氧發(fā)生器10發(fā)生的臭氧氣體，溶解于被處理水中。未溶解盡的臭氧氣體和未反應(yīng)的臭氧氣體作為排出臭氧氣體借助于的排出臭氧氣體排出管11排出到體系外。這里，優(yōu)選臭氧氣體的注入量是0.1～5.0mg/L。這里，在臭氧氣體溶解于被處理水中的同時(shí)，從設(shè)置在臭氧接觸槽2內(nèi)的紫外線照射裝置照射紫外線而生成自由基，用該自由基進(jìn)行難分解性有機(jī)物的分解反應(yīng)。在本實(shí)施方式2中，由于將電子供給物質(zhì)注入被處理水中，所以可以維持難分解性有機(jī)物的分解除去效果，同時(shí)可以大幅度降低溴酸根離子的生成量，成為安全性更高的處理水。
另外，被處理水在臭氧接觸槽2內(nèi)滯留一定時(shí)間后，作為難分解性有機(jī)物被分解除去的處理水從排水管路3排水到體系外。
這樣，按照本實(shí)施方式2，通過(guò)在臭氧/紫外線處理過(guò)程中將電子供給物質(zhì)注入被處理水中，可以使生成的自由基維持為極低的濃度，可以抑制溴酸根離子生成量，同時(shí)可以充分地分解難分解性有機(jī)物，可以制成安全性更高的處理水。與此相反，在現(xiàn)有的臭氧/紫外線處理中，由于處理方法的特征是臭氧和自由基共存，所以不能成為用于抑制溴酸根離子生成的具體的對(duì)策。
另外，在本實(shí)施方式2中，對(duì)于設(shè)置在臭氧接觸槽2內(nèi)的紫外線燈12的個(gè)數(shù)不作特別的限定，只要根據(jù)必要設(shè)置紫外線燈12就行。
(實(shí)施方式3)
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式3的水處理裝置的流程圖。在本實(shí)施方式3中，作為臭氧接觸槽使用一般的面向大規(guī)模凈水場(chǎng)的橫流式向流二段臭氧接觸槽。在圖3中，實(shí)施方式3的水處理裝置具備橫流式向流二段臭氧接觸槽2A、與橫流式向流二段臭氧接觸槽2A的第1段臭氧接觸槽連接的被處理水導(dǎo)入管路1和與橫流式向流二段臭氧接觸槽2A的第2段臭氧接觸槽連接的排水管路3，在被處理水導(dǎo)入管路1的上游配設(shè)水質(zhì)計(jì)4。而且，借助于電子供給物質(zhì)控制裝置7使水質(zhì)計(jì)4與電子供給物質(zhì)注入管路5連接，該電子供給物質(zhì)注入管路5分支為第1電子供給物質(zhì)注入管路5a和第2電子供給物質(zhì)注入管路5b，分別設(shè)置在第1段和第2段臭氧接觸槽內(nèi)。另外，過(guò)氧化氫注入管路6也分支為第1過(guò)氧化氫注入管路6a和第2過(guò)氧化氫注入管路6b，分別設(shè)置在第1段和第2段臭氧接觸槽內(nèi)。進(jìn)一步，在第1段和第2段臭氧接觸槽內(nèi)分別配設(shè)氣體擴(kuò)散板8，借助于臭氧氣體供給管9使臭氧發(fā)生器10與氣體擴(kuò)散板8連接。排出臭氧氣體排出管11與橫流式向流二段臭氧接觸槽2A的上部連接。
以下，說(shuō)明用上述這樣構(gòu)成的水處理裝置的水處理方法。首先，借助于被處理水管路1將被處理水導(dǎo)入橫流式向流二段臭氧接觸槽2A中。然后，分別從第1和第2的電子供給物質(zhì)注入管路5a、5b將電子供給物質(zhì)注入被處理水中，從第1和第2的過(guò)氧化氫注入管路6a、6b將過(guò)氧化氫注入被處理水中。
電子供給物質(zhì)和過(guò)氧化氫的注入量與實(shí)施例1是同樣的。另外，作為電子供給物質(zhì)同樣使用實(shí)施方式1中例示的物質(zhì)。
然后，通過(guò)臭氧氣體供給管9從氣體擴(kuò)散板8向橫流式向流二段臭氧接觸槽2A內(nèi)吹入由臭氧發(fā)生器10發(fā)生的臭氧氣體，溶解于被處理水中。這里，臭氧氣體的注入量與實(shí)施方式1是同樣的。這樣，通過(guò)并用過(guò)氧化氫和臭氧而生成自由基，與實(shí)施例1同樣，用自由基進(jìn)行難分解性有機(jī)物的分解反應(yīng)。未溶解盡的臭氧氣體和未反應(yīng)的臭氧氣體作為排出臭氧氣體借助于的排出臭氧氣體排出管11排出到體系外。
另外，被處理水在橫流式向流二段臭氧接觸槽2A內(nèi)滯留一定時(shí)間后，作為難分解性有機(jī)物被分解除去的處理水從排水管路3排水到體系外。
這樣，按照本實(shí)施方式3，通過(guò)將電子供給物質(zhì)注入被處理水中，可以使生成的自由基維持為極低的濃度，可以抑制溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫的消耗量，同時(shí)可以充分地分解難分解性有機(jī)物。與此相反，在現(xiàn)有的臭氧/過(guò)氧化氫處理中，通過(guò)使過(guò)氧化氫注入量盡可能小來(lái)抑制生成的OH自由基的絕對(duì)量，但是由于只抑制過(guò)氧化氫注入量，瞬時(shí)生成OH自由基，消耗于反應(yīng)中，所以不能確保在直至安全濃度范圍內(nèi)分解除去難分解性有機(jī)物的處理時(shí)間。進(jìn)一步，由于過(guò)氧化氫的殘余濃度降低時(shí)，急劇生成溴酸根離子，所以擔(dān)心通過(guò)抑制過(guò)氧化氫注入量而溴酸根離子的生成增大。也就是說(shuō)，在現(xiàn)有的臭氧/過(guò)氧化氫處理中降低過(guò)氧化氫注入量時(shí)，不但不能充分分解難分解性有機(jī)物，而且不能抑制溴酸根離子的生成。
另外，在本實(shí)施方式3中，向被處理水中注入電子供給物質(zhì)和過(guò)氧化氫的順序不作特別地限制，既可以在注入過(guò)氧化氫后注入電子供給物質(zhì)，也可以在注入電子供給物質(zhì)后注入過(guò)氧化氫，或者也可以同時(shí)注入過(guò)氧化氫和電子供給物質(zhì)。另外，由于只要在進(jìn)行自由基處理時(shí)將電子供給物質(zhì)注入被處理水中就行，所以，電子供給物質(zhì)的注入處不限定于橫流式向流二段臭氧接觸槽2A內(nèi)，也可以在被處理水導(dǎo)入管路1中預(yù)先注入。另外，電子供給物質(zhì)和過(guò)氧化氫的注入既可以分多處同時(shí)或者分別進(jìn)行，也可以從1處注入。另外，臭氧接觸槽2是n個(gè)的多段槽的場(chǎng)合，優(yōu)選設(shè)n個(gè)電子供給物質(zhì)注入處，同樣優(yōu)選設(shè)n個(gè)過(guò)氧化氫注入處。過(guò)氧化氫和電子供給物質(zhì)的注入管路有n個(gè)的場(chǎng)合，未必使全部注入處的注入量一定，可以個(gè)別地進(jìn)行調(diào)整。
(實(shí)施例1和比較例1)使用與圖1所示的相同構(gòu)成的水處理裝置，是表示臭氧/過(guò)氧化氫處理河川水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的例。此時(shí)的試驗(yàn)條件示于表1。在實(shí)施例1中，作為難分解性有機(jī)物的典型物質(zhì)使用土臭味素(臭氣物質(zhì))，作為電子供給物質(zhì)注入0.03～300μmol/L的蔗糖。在比較例1中，作為難分解性有機(jī)物的典型物質(zhì)使用土臭味素(臭氣物質(zhì))，用周知的現(xiàn)有的處理方法不注入電子供給物質(zhì)。
表1

蔗糖注入量是3μmol/L時(shí)，實(shí)施例1和比較例1的相對(duì)于臭氧注入量的土臭味素濃度、溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫濃度的變化分別示于圖4、圖5和圖6中。該試驗(yàn)是半間歇式，即向儲(chǔ)存一定量水的容器中連續(xù)地通臭氧氣體的半間歇式，圖4～圖6的橫軸可以作為注入的臭氧的累計(jì)量或者經(jīng)過(guò)時(shí)間。由這些圖可以明顯看出，在實(shí)施例1中，雖然通過(guò)注入蔗糖土臭味素的分解速度比比較例1稍微慢一點(diǎn)，但是溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫消耗量降低。特別是溴酸根離子生成量比比較例1顯著降低。
另外，不同過(guò)氧化氫注入量的溴酸根離子生成量的變化示于圖7。臭氧注入量是5mg/L。在作為現(xiàn)有處理方法的比較例1中，使過(guò)氧化氫注入量增多時(shí)(H2O2/O3＝0.4g/g或更大)，溴酸根離子生成量降低，但是在實(shí)施例1中，盡管過(guò)氧化氫注入量降低，也能夠抑制溴酸根離子的生成。
不同蔗糖濃度時(shí)的土臭味素殘存率的比較示于圖8。臭氧注入率是1mg/L或者5mg/L。蔗糖的注入量是0.03～30μmol/L時(shí)，土臭味素可以特別有效地被分解。另外，不同蔗糖濃度時(shí)的溴酸根離子生成量的比較示于圖9。蔗糖的注入量在0.1μmol/L或更大時(shí)，可以將溴酸根離子生成量抑制在10μg/L或更小。從這些結(jié)果看出，用5mg/L或更小的臭氧注入量，為了分解土臭味素在基準(zhǔn)值或更低而且抑制溴酸根離子的生成，所以更優(yōu)選以0.1～30μmol/L的濃度范圍注入電子供給物質(zhì)。
從以上結(jié)果，用自由基凈化被處理水之際，作為電子供給物質(zhì)注入蔗糖時(shí)，由于可以使生成的自由基維持為低的濃度，所以在充分分解除去土臭味素的同時(shí)，可以大幅度地抑制溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫消耗量。
在本實(shí)施例中，作為難分解性有機(jī)物的典型物質(zhì)使用土臭味素，但是即使對(duì)于2-MIB、環(huán)境激素、農(nóng)藥類，也可以得到同樣的效果。
(實(shí)施例2和比較例2)該例是表示臭氧/紫外線半間歇式處理純水系中難分解性微量有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的例。此時(shí)的試驗(yàn)條件示于表2。在實(shí)施例2中，作為難分解性微量有機(jī)物的典型物質(zhì)使用土臭味素，作為電子供給物質(zhì)注入0.03～300μmol/L的蔗糖。在比較例2中，作為難分解性微量有機(jī)物的典型物質(zhì)使用土臭味素，與現(xiàn)有的處理方法同樣不注入電子供給物質(zhì)。
表2

蔗糖注入量是3μmol/L時(shí)，實(shí)施例2和比較例2的相對(duì)于臭氧注入量的土臭味素分解特征、溴酸根離子生成特征和過(guò)氧化氫濃度的變化分別示于圖10、圖11和圖12中。由這些圖可以看出，在實(shí)施例2中，雖然通過(guò)注入蔗糖相對(duì)于臭氧注入量的土臭味素分解速度比比較例2稍微慢一點(diǎn)，但是溴酸根離子的生成顯著地降低。另外可以看出，雖然在臭氧/紫外線處理過(guò)程中生成過(guò)氧化氫，但是實(shí)施例2和比較例2的生成特征不同。
另外，在現(xiàn)有的臭氧/紫外線處理中，由于處理方法的特征是臭氧和自由基共存，所以不能成為用于抑制溴酸根離子生成的具體的對(duì)策。但是看出，在臭氧/紫外線處理過(guò)程中，通過(guò)注入電子供給物質(zhì)，就可以抑制溴酸根離子的生成。
權(quán)利要求
1.一種水處理方法，是用自由基凈化被處理水的水處理方法，其特征在于，包括將從由糖類、氨基酸、脂質(zhì)、腐殖酸和它們的混合物構(gòu)成的組中選擇的電子供給物質(zhì)注入上述被處理水中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理方法，其特征在于，上述自由基是通過(guò)并用臭氧和過(guò)氧化氫而生成的自由基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水處理方法，其特征在于，上述電子供給物質(zhì)按照成為0.1μmol/L～30μmol/L那樣被注入上述被處理水中。
4.一種水處理裝置，是用自由基凈化被處理水的水處理裝置，其特征在于，具備將從由糖類、氨基酸、脂質(zhì)、腐殖酸和它們的混合物構(gòu)成的組中選擇的電子供給物質(zhì)注入上述被處理水中的電子供給物質(zhì)注入設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供可以抑制溴酸根離子生成量和過(guò)氧化氫消耗量、同時(shí)可以充分地分解難分解性有機(jī)物的水處理方法。本發(fā)明是用自由基凈化被處理水的水處理方法，是包括將從由糖類、氨基酸、脂質(zhì)、腐殖酸和它們的混合物構(gòu)成的組中選擇的電子供給物質(zhì)注入上述被處理水中的水處理方法。優(yōu)選通過(guò)并用臭氧和過(guò)氧化氫而生成自由基。另外，優(yōu)選電子供給物質(zhì)按照成為0.1μmol/L～30μmol/L那樣被注入上述被處理水中。
文檔編號(hào)C02F1/78GK1884126SQ20061009329
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日
發(fā)明者山內(nèi)登起子, 安永望, 野田清治, 古川誠(chéng)司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社