ノニルフェノール処理装置および処理方法
【課題】第１に、ＯＨラジカルが効率的に無駄がなく生成される等、ランニングコスト等に優れると共に、第２に、後処理コストにも優れ、第３に、薬品添加量制御が容易であり、第４に、処理安定性，イニシャルコスト，スペース面等にも優れた、ノニルフェノール処理装置および処理方法を提案する。
【解決手段】この処理装置２および処理方法では、処理槽４の処理水３に、過酸化水素添加手段６が、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加し、鉄イオン添加手段７が、過酸化水素の添加後に２価の鉄イオン溶液を分割添加し、ｐＨ調整手段８が、過酸化水素の添加前や鉄イオン溶液の分割添加の都度、ｐＨ調整剤を添加して被処理水３をｐＨ４程度に維持する。もって、フェントン主反応や付随的，副次的，連鎖的反応にて、ＯＨラジカルが生成されて、被処理水３に含有されたノニルフェノール１が酸化，分解される。
【解決手段】この処理装置２および処理方法では、処理槽４の処理水３に、過酸化水素添加手段６が、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加し、鉄イオン添加手段７が、過酸化水素の添加後に２価の鉄イオン溶液を分割添加し、ｐＨ調整手段８が、過酸化水素の添加前や鉄イオン溶液の分割添加の都度、ｐＨ調整剤を添加して被処理水３をｐＨ４程度に維持する。もって、フェントン主反応や付随的，副次的，連鎖的反応にて、ＯＨラジカルが生成されて、被処理水３に含有されたノニルフェノール１が酸化，分解される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノニルフェノール処理装置および処理方法に関する。すなわち、有害な難分解性有機化合物であるノニルフェノールを、フェントン法に基づき酸化，分解する、処理装置および処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
ノニルフェノール（略称：ＮＰ、分子式：Ｃ１５Ｈ２４Ｏ、構造式：Ｃ９Ｈ１９Ｃ６Ｈ４ＯＨ）は、例えば界面活性剤等の原料として用いられているが、内分泌かく乱性，発癌性，催奇性等の危険が指摘され、環境ホルモンの一種とも解されており、ヨーロッパでは使用が規制されている。
そして、このように有害なノニルフェノールは、難分解性有機化合物であり、有効な分解処理技術の出現が待たれている。
例えば、工業排水中に含有された使用後の界面活性剤等は、ある程度の生分解性を備えており、微生物処理が可能であるが、含有されたノニルフェノールは、生分解性に乏しく、微生物処理が困難であり、分解処理不能とされている。
【０００３】
《従来技術》
このようなノニルフェノールの分解処理する技術としては、例えば次のような技術が開発されていた。
まず、アスコルビン酸，アスコルビン酸塩，過酸化水素，オゾン，アンモニア，光照射等を、併用し組み合わせて、ノニルフェノールを分解処理する技術や、触媒オゾン反応とオゾン吹込み処理とを併用し組み合わせて、ノニルフェノールを分解処理する技術が、開発されていた。
又、環境ホルモン系の難分解性有機化合物処理の一環として、ノニルフェノールを、活性炭等の吸着剤に吸着，脱離させてから、酸化，分解処理する技術や、過酸化水素，オゾン，紫外線照射等を組み合わせて生成されたＯＨラジカルにて、酸化，分解処理する技術等も、開発されていた。
【０００４】
《先行技術文献情報》
【特許文献１】特開２００１−１９９９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０５０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
《問題点について》
ところで、このような従来のノニルフェノールの処理技術については、次の問題が指摘されていた。
すなわち、処理性能，イニシャルコスト，ランニングコスト，設置スペース等に問題が指摘され、これらの点が、ノニルフェノールの本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化への大きなネックとなっていた。
例えば、アスコルビン酸その他を併用する処理技術や、触媒オゾン反応とオゾン吹込み処理とを併用する処理技術については、処理が複雑多岐に渡り、処理性能，コスト，スペース面の問題が顕著化していた。
又、吸着，脱離する処理技術に関しては、破過による処理能力ダウン，処理の安定性，活性炭の交換コスト，設備設置スペース等に、問題が指摘されていた。又、過酸化水素，オゾン，紫外線照射による処理技術に関しては、ＯＨラジカル生成効率の悪さ，設備過大化，電力消費コスト，ＵＶランプ劣化等に、問題が指摘されていた。
特に、過酸化水素等にてＯＨラジカルを生成して、ノニルフェノールを酸化，分解する技術に関しては、過酸化水素がＯＨラジカルを生成することなく、水と酸素に分解され浪費されてしまう比率が高かった。
この点をカバーすべく、予め極めて多量の過酸化水素を過剰なまでに添加使用することも行われていたが、その分、効率が悪く，無駄が多く，ランニングコストが嵩む、という難点があった。更に、処理後の廃液中の過酸化水素の残存含有量が多くなり、中和処理のための後処理コストが嵩む、という指摘もあった。
【０００６】
《本発明について》
本発明のノニルフェノール処理装置および処理方法は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、ＯＨラジカルが効率的に無駄がなく生成され、もってランニングコスト等に優れると共に、第２に、後処理コストにも優れ、第３に、薬品添加量制御が容易であり、第４に、処理安定性，イニシャルコスト，スペース面等にも優れた、ノニルフェノール処理装置および処理方法を提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１のノニルフェノール処理装置は、被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法に基づき酸化，分解する。そして処理槽と、該処理槽に付設された処理水供給手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えている。
該処理水供給手段は、該処理槽にノニルフェノールを含有した被処理水を供給する。該過酸化水素添加手段は、該処理槽の被処理水に過酸化水素を添加する。該鉄イオン添加手段は、該処理槽の被処理水に２価の鉄イオンを添加する。
該ｐＨ調整手段は、該処理水供給手段から該処理槽に供給される被処理水、および該処理槽の被処理水にｐＨ調整剤を添加して、被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項２については、次のとおり。請求項２のノニルフェノール処理装置では、請求項１において、該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加する。該鉄イオン添加手段は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加する。
該ｐＨ調整手段は、過酸化水素の添加前には酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後においては２価の鉄イオン溶液の分割添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。請求項３のノニルフェノール処理装置では、請求項２において、該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄の水溶液を添加する。
該ｐＨ調整手段は、例えば硫酸又はカセイソーダを添加し、もって該処理槽内の被処理水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。請求項４のノニルフェノール処理装置では、請求項２において、該処理槽内では、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルを生成する。
そして、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解され、もって水や炭酸ガス等の低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
【０００９】
請求項５については、次のとおり。請求項５のノニルフェノール処理方法では、被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法の処理プロセスに基づき酸化，分解する。そして、ノニルフェノールを含有した被処理水に対し、過酸化水素と２価の鉄イオンとｐＨ調整剤とが添加される。
これと共に過酸化水素は、反応当初に全量添加される。２価の鉄イオンは、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して分割添加される。
ｐＨ調整剤は、過酸化水素の添加前は酸ｐＨ調整剤が添加され、過酸化水素の添加後は２価の鉄イオンの分割添加毎にアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
【００１０】
請求項６については、次のとおり。請求項６のノニルフェノール処理方法では、請求項５において、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルが生成される。
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７のノニルフェノール処理方法では、請求項６において、更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルが生成される。
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
請求項８については、次のとおり。請求項８のノニルフェノール処理方法では、請求項６又は７において、生成されたＯＨラジカルが、更に被処理水等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
請求項９については、次のとおり。請求項９のノニルフェノール処理方法では、請求項６又は７において、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
【００１１】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）ノニルフェノールを含有した被処理水は、処理装置に供給され、もってフェントン法の処理プロセスに基づく処理方法により、ノニルフェノールが酸化，分解される。
（２）そして処理装置は、処理水供給手段，処理槽，後処理槽を備えている。処理槽には、過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段が、付設されている。
（３）そこで被処理水は、処理槽に供給されるが、その前にｐＨ調整手段から硫酸等が添加されて、ｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）処理槽では被処理水に対して、まず過酸化水素添加手段から、過酸化水素が全量添加される。
（５）それから、鉄イオン添加手段から２価の鉄イオン溶液が分割添加されるが、分割添加毎にｐＨ調整手段からカセイソーダ等が添加され、被処理水の弱酸性が維持される。
【００１２】
（６）さてそこで、２価の鉄イオンを触媒として、過酸化水素がＯＨラジカルを生成する。そして、このＯＨラジカルの生成反応は、まず、鉄イオンが分割添加されるのでＯＨラジカルそして鉄イオンが浪費される反応が起こる虞がなく、又、弱酸性雰囲気なので鉄イオンの触媒機能が促進されると共に、過酸化水素が水と酸素に分解，浪費されることも回避されつつ、実施される。これらにより、ＯＨラジカルが効率良く生成される。
（７）又ＯＨラジカルは、前記反応にて生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンとの反応によっても、効率良く生成される。
（８）更にＯＨラジカルは、次の反応により、連鎖的に繰り返して生成される。すなわち、上記反応により生成されたＯＨラジカルが、被処理水等の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが生成される。又、上記反応により生成された３価の鉄イオンと過酸化水素とが反応することによっても、新たなＯＨラジカルが生成される。これらの面からも、ＯＨラジカルが効率良く生成される。
【００１３】
（９）そして処理槽では、このように効率良く生成されたＯＨラジカルの強力な酸化力により、被処理水中のノニルフェノールは、酸化，分解され、もって水，炭酸ガス，酸素等の低分子化合物に無機化される。
（１０）それから被処理水は、後処理槽を経由した後、外部排水される。
（１１）ところで、この処理装置および処理方法では、フェントン試薬等の薬品添加量が反応理論値から容易に算出されると共に、装置や方法の構成も比較的簡単であり、安定的な処理が可能である。
（１２）さてそこで、本発明のノニルフェノール処理装置および処理方法は、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１４】
《第１の効果》
第１に、ＯＨラジカルが効率的に無駄なく生成され、もってランニングコスト等に優れている。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、まずａ．被処理水が弱酸性に維持されると共に、過酸化水素の全量添加と２価の鉄イオンの分割添加により、ＯＨラジカルが効率良く，浪費等されることもなく生成される。
又ｂ．ＯＨラジカルは、３価の鉄イオンと水酸化イオンが反応することによっても、生成される。更に、生成されたＯＨラジカルが、被処理水等の水と反応することによっても、又、３価の鉄イオンと過酸化水素が反応することによっても、連鎖的に繰り返して生成される。このようにＯＨラジカルは、高効率で生成される。
他方ｃ．前述したこの種従来例の処理技術のように、過剰に多量の過酸化水素を添加する必要がなくなり、フェントン試薬等の薬品使用コストも低減される。
これらにより、本発明の処理技術では、ノニルフェノールが容易かつ確実に酸化，分解，除去されるようになり、ノニルフェノールの本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化が容易である。
【００１５】
《第２の効果》
第２に、過酸化水素の残存含有量が極めて少なく、後処理コストが低減される。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、上述したように効率良くＯＨラジカルが生成されて、ノニルフェノールが酸化，分解，除去される。従って、この種従来例の処理技術のように、過酸化水素を過剰添加されることもなく、もって被処理水は、処理後の過酸化水素の残存含有量が少なく、中和剤による後処理コストも低減される。
そこで本発明の処理技術は、この面からも、薬品使用コストが低減され、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化への道が開かれる。
【００１６】
《第３の効果》
第３に、本発明の処理装置および処理方法は、薬品添加量制御が容易である。すなわち、被処理水中のノニルフェノールの含有量に対応した過酸化水素の添加量や、過酸化水素の添加量に見合った２価の鉄イオンの添加量や、見合ったｐＨ調整剤の添加量等は、反応理論値から容易に算出され必要モル数が得られる。もって、過不足のない適量の薬品を添加可能となり、これらの自動制御も容易である。例えば、２価の鉄イオンについて、定量性が確保できずに余剰に残存したり不足したりする事態は発生せず、処理性能の不安定化も回避される。
そこで本発明の処理技術は、この面からも、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化が容易である。
【００１７】
《第４の効果》
第４に、処理安定性，イニシャルコスト，ランニングコスト，スペース面等にも、優れている。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、前述したこの種従来例の処理技術において指摘されていた、経時使用による処理能力ダウン，活性炭等の交換コスト，設備設置スペース，ＯＨラジカル生成効率，設備過大化，電力浪費コスト，ＵＶランプ劣化、等々の問題が解消される。
そこで本発明の処理技術は、これらの面からも、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化が裏付けられる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
《図面について》
以下、本発明のノニルフェノール処理装置および処理方法を、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。図１は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の構成フロー図である。
【００１９】
《ノニルフェノール１について》
まず、本発明の処理装置２や処理方法の処理対象である、ノニルフェノール１について、説明する。
ノニルフェノール（名称：ＮＯＮＹＬ ＰＨＥＮＯＬ、略称：ＮＰ，分子式
Ｃ１５Ｈ２４Ｏ、構造式：Ｃ９Ｈ１９Ｃ６Ｈ４ＯＨ）１は、フェノール（石炭酸，Ｃ６Ｈ５ＯＨ）の芳香環の水素原子（Ｃ６Ｈ５-の水素原子）１個を、ノニル基（-Ｃ９Ｈ１９）で置換した、芳香族化合物である。
そしてノニルフェノール１は、例えば、ゴム，プラスチック，繊維，製紙，農薬等の化成品工業，機械工業，金属工業等の分野において、工業用合成洗剤，分散剤として多用されているノニオン系，非イオン系の界面活性剤の原料として、使用されている。その他、可塑剤や安定剤等の原料としても、工業的に使用されている。なおノニルフェノール１は、水に対し微溶である。
そこで、これらの工業排水中には、使用後の界面活性剤等が含有されており、その生分解性に基づき１次処理，微生物処理されるが、１次処理後の被処理水３中には、生分解性に乏しく微生物処理が困難なノニルフェノール１が、残留，含有されている。
そして、このように難分解性有機化合物であるノニルフェノール１は、内分泌かく乱性，発癌性，催奇性等の危険が指摘されており、人体等に有害であり、環境ホルモンの１種とも解されている。
本発明は、このような被処理水３に含有された低濃度のノニルフェノール１を、処理対象とする。
【００２０】
《処理装置２および処理方法の概要》
本発明の処理装置２および処理方法は、被処理水３に含有された低濃度のノニルフェノール１を、改良したフェントン法の処理プロセスに基づいて、酸化，分解する。
すなわち、本発明の処理装置２および処理方法は、低濃度のノニルフェノール１含有水を、被処理水３とする。そして、含有されたノニルフェノール１を、フェントン試薬の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）を用いフェントン主反応で生成されたＯＨラジカル（・ＯＨ）や、このようなフェントン主反応の付随的，副次的，連鎖的反応にて生成されたＯＨラジカルにて酸化し、もって無機の水（Ｈ２Ｏ），炭酸ガス（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）に、分解する。
そして、本発明の処理装置２および処理方法は、処理槽４と、処理槽４に付設された処理水供給手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８とを、備えている。
以下、これらについて詳細に説明する。
【００２１】
《処理水供給手段５等について》
まず、処理水供給手段５等について、説明する。処理水供給手段５は、処理槽４に対し、低濃度のノニルフェノール１を含有した被処理水３を、処理対象として供給する。
すなわち、処理水供給手段５の処理水槽９には、被処理水３が導入され、この処理水槽９を経由して、処理槽４に被処理水３が供給される。処理水槽９に導入される被処理水３は、必要に応じ予め、粉塵汚泥除去，生物処理等の前処理が施されている。
それから図示例では、被処理水３がｐＨ調整槽１０を経由して、処理槽４に供給され、ｐＨ調整槽１０では、付設されたｐＨ調整手段８からｐＨ調整剤が添加される。
【００２２】
すなわちｐＨ調整手段８は、処理水供給手段５の処理水槽９から処理槽４に供給される途中の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を所定の弱酸性に調整してから、処理槽４に供給する。処理水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、これをｐＨ５〜ｐＨ３程度、代表的にはｐＨ４程度に調整すべく、ｐＨ調整剤として硫酸等の酸ｐＨ調整剤が用いられる。
このように事前にｐＨ調整しておく理由は、後述するように、過酸化水素と２価の鉄イオンによるＯＨラジカルの生成反応が、所期の通り効率良く行われるようにする為、等々である。
なお、このようなｐＨ調整槽１０は、例えば、被処理水３の大容量処理や連続処理や、低濃度ではあるものの比較的濃度が高目のノニルフェノール１の処理、等の場合に使用される。これに対し、ｐＨ調整槽１０を使用せず、処理水槽９において代用的，兼用的に、上述したｐＨ調整を実施することも可能である。
処理水供給手段５等は、このようになっている。
【００２３】
《過酸化水素添加手段６について》
次に、処理槽４に付設された過酸化水素添加手段６について、説明する。過酸化水素添加手段６は、処理槽４の被処理水３に対し、その反応当初において、過酸化水素の水溶液を、フェントン試薬として全量添加する。過酸化水素は、ＯＨラジカルの発生源となり、このＯＨラジカルが、ノニルフェノール１を酸化，分解することになる。
過酸化水素の一回の反応当たりの添加量は、その被処理水３中に含有された低濃度のノニルフェノール１の具体的含有量，具体的濃度次第であるが、その反応理論値を基準として多目に算出された実際必要量（必要モル数）が、反応当初に一度に全量添加される。次回の添加は、処理槽４の被処理水３中から過酸化水素がなくなった時、つまり次の反応時であり、この次の反応時に、同様にその全量が添加されることになる。
このように、この明細書において全量添加とは、反応に必要な薬剤量を１回に１００％全量一括添加すること、を意味する。
このように過酸化水素添加手段６から、過酸化水素が全量添加される。
【００２４】
《鉄イオン添加手段７について》
次に、処理槽４に付設された鉄イオン添加手段７について、説明する。鉄イオン添加手段７は、上述により過酸化水素が添加された後の処理槽４の被処理水３に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）溶液を、フェントン試薬として分割添加する。
すなわち、液中で２価の鉄イオンを生じる物質、例えば硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）が、このような鉄塩として代表的に使用されるが、その他の無水塩や含水塩、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ２）やその水和物も使用可能である。そして２価の鉄イオンは、過酸化水素のＯＨラジカル生成反応の触媒として機能する。
この鉄イオンの１回の反応当たりの添加量は、反応理論値を基準として、より多い実際必要量が算出されるが、例えば、過酸化水素の１モルに対し０．５モル程度とされる。
又、この鉄イオンは、複数回に分けて分割添加される。すなわち、１回の反応についての必要量が、全量添加されずに３〜７回程度に分けて、例えば５回に分けて順次添加される。各回毎の添加タイミングは、前回添加したものがなくなった段階で、次回分が添加される。このように、この明細書において分割添加とは、反応に必要な薬剤量を複数回に分けて添加すること、を意味する。
【００２５】
２価の鉄イオンを分割添加する理由は、次のａ，ｂ，ｃのとおり。まずａ．もしも全量添加すると、後述する化学反応において、過酸化水素を反応物質とする原系から、ＯＨラジカルを生成物質とする生成系へと向かう所期の正反応と同時に、ＯＨラジカルを消費する無駄な反応、つまり余ったＯＨラジカルが水に戻る反応が起こり易くなり、ロスが生じ、ＯＨラジカル生成のために使用した鉄イオンが、無駄に消費されることになる。これに対し分割添加すると、このような反応が抑制され、鉄イオンの無駄も解消される。
又ｂ．ＯＨラジカルは、反応が激しいだけに存在時間が瞬間的，超短寿命であり、全量添加より分割添加した方が、その都度ＯＨラジカルが生成されて、処理槽４内の被処理水３の隅々まで行き渡るようになり、その分、ノニルフェノール１の酸化，分解が確実化，効率化，迅速化される。
更にｃ．分割添加すると、全量添加に比し残存する過酸化水素が少なくなるので、その分、中和剤による後処理コストも低減される。
このように鉄イオン添加手段７から、２価の鉄イオン等が分割添加される。
【００２６】
《ｐＨ調整手段８について》
次に、処理槽４に付設されたｐＨ調整手段８について、説明する。ｐＨ調整手段８は、前述したように処理水供給手段５から処理槽４に供給される前の被処理水３、および処理槽３に供給された後の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を例えばｐＨ４程度の弱酸性に維持する。
すなわちｐＨ調整手段８は、過酸化水素の添加前には、硫酸等の酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後は、上述した鉄イオンの添加毎に、カセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤を添加する。
【００２７】
被処理水３を、ｐＨ３〜ｐＨ５程度代表的にはｐＨ４程度に維持することは、まずａ．後述するように、所期の反応を阻害する過酸化水素の水と酸素への無駄な分解反応を、抑制すべく機能する。これと共にｂ．２価の鉄イオンの過酸化水素への電子供与を、促進すべく機能する。更にｃ．後述する付随的，副次的，連鎖的に繰り返されるＯＨラジカル生成反応を、促進し確実化すべく機能する。これらａ，ｂ，ｃにより、ＯＨラジカルの生成が、効率良く進行するようになる。
これに対し、まず、処理水供給手段５の処理水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、前述したようにｐＨ調整槽１０において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸が添加されて、例えば４程度にｐＨ調整される。そして事後、処理槽４において、２価の鉄イオンが添加されると、そのままでは被処理水３のｐＨが例えば２．８程度まで低下し酸性度が過度に上がるので、２価の鉄イオンの分割添加毎にその都度、例えばカセイソーダが添加され、もって例えばｐＨ４程度へと被処理水３がｐＨ調整される。
ｐＨ調整手段８は、このようになっている。
【００２８】
《処理槽４における反応（その１：ＯＨラジカルの生成）について》
次に、処理槽４内における化学反応（その１）について、説明する。この処理装置２や処理方法の処理槽４内では、まず第１に、被処理水３が攪拌，流下されると共に、添加された過酸化水素が、触媒として添加された２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成する。
更に第２に、処理槽４内では、上記第１のようにＯＨラジカルが生成されると共に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルを生成する。
【００２９】
このようなＯＨラジカルの生成について、更に詳述する。まず第１に、処理槽４内では、次の化１，化２の反応式（化３の反応式）に基づき、ＯＨラジカルが生成される。これがフェントン主反応である。
【００３０】
【化１】
【化２】
【化３】
【００３１】
すなわち、この第１のフェントン主反応では、化１の反応式において、鉄イオン添加手段７から順次分割添加される２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）は、被処理水３が例えばｐＨ４程度の弱酸性雰囲気に維持されているので容易に、触媒として化２の反応式の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対し、順次電子（ｅ−）を供与すると共に、自己は酸化して３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）となる。
そこで、化２の反応式において、過酸化水素添加手段６から最初に全量添加された過酸化水素は、化１の反応式に基づき電子が順次供与され、もってその都度、ＯＨラジカル（・ＯＨ）と水酸化イオン（ＯＨ−）が生成される。化１と化２の反応式をまとめて合成すると、化３の反応式となる。
ところで、このような反応に際し、前述したように被処理水３が弱酸性雰囲気に維持されているので、過酸化水素が水と酸素に分解され、浪費されてしまうことは抑制される。これに対し、もしも弱酸性雰囲気に維持されないと、次の化４の反応式により、過酸化水素が、発生期の酸素（Ｏ）を発生しつつ水分子（Ｈ２Ｏ）になり、所期の化２（化３）の反応式によりＯＨラジカルを生成することなく、浪費されてしまうことになる。なお、このような発生期の酸素は、その酸化対象がない場合、酸素分子（Ｏ２）となって系外にでる。
【００３２】
【化４】
【００３３】
第２に、次の化５，化６の反応式によっても、ＯＨラジカル（・ＯＨ）の生成が可能である。すなわち、処理槽４内では、まず第１に、上述した化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルが生成されるが、これと共に第２に、次の反応式によっても、付随的，副次的，連鎖的にＯＨラジカルを生成可能である。
【００３４】
【化５】
【化６】
【００３５】
すなわち、化１の反応式で生成された３価の鉄イオンは、化２の反応式で生成された水酸化イオンから、化５，化６の反応式により、電子を奪ってＯＨラジカルを生成させ、自らは２価の鉄イオンに還元されて戻る。
このように、化３（化１，化２）の反応式のみならず化５，化６の反応式が、連鎖的にバランス良く起こるようにすると、ＯＨラジカルが、より効率的に生成される。
処理槽４内では、まずこの第１，第２のように、ＯＨラジカルが生成される。
【００３６】
《処理槽４における反応（その２：更なるＯＨラジカルの生成）について》
次に、処理槽４内における化学反応（その２）について、説明する。処理槽４内では、更に上述した第１，第２に加え、第３，第４として次の２つの反応により、付随的，副次的，連鎖的に、新たなＯＨラジカルが生成される。
まず第３に、次の反応にて、新たにＯＨラジカルが生成される。すなわち、前記化３（化１，化２）や化５，化６の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、被処理水３等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、次の化７，化８の反応式により、連鎖的に繰り返される。
【００３７】
【化７】
【化８】
【００３８】
これらについて、更に詳述する。まずＯＨラジカルは、中性〜アルカリ性雰囲気下では、水分子から水素原子を引き抜いてこれを酸化し、酸素分子を発生せしめると共に、自身は還元されて水分子に帰す。
これに対し酸性雰囲気下では、化７の反応式により、ＯＨラジカルは、水分子（Ｈ２Ｏ）から電子（ｅ−）を引き抜き、自身は水酸化イオン（ＯＨ−）になるが、この引き抜き反応が水分子をラジカル分裂させ活性化させて、新たなＯＨラジカル（・ＯＨ）とプロトン（Ｈ＋）を生成される。生成された水酸化イオンとプロトンは、化８の反応式にて、新たな水（Ｈ２Ｏ）を生成して消滅する。
処理槽４の被処理水３は、弱酸性雰囲気に維持されているので、このようにして、新たなＯＨラジカルが生成されるが、更にこのように生成されたＯＨラジカルを基に、再びこのような一連の反応が連鎖的に起き、事後も同様に連鎖的に繰り返される。
つまり、前記化３等の反応式にてＯＨラジカルが一旦生成されると、これを開始反応，反応開始剤として、事後は連鎖的反応により、半永続的にＯＨラジカルが得られることになる。ノニルフェノール１の酸化，分解過程において消費された分を除いたＯＨラジカルが、プロトンの連鎖的な生成・消滅と共存的に、生成・消滅を繰り返す。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような繰り返し生成の意義は大きい。
第３として、このような反応により、ＯＨラジカルが生成される。
【００３９】
更に第４に、次の反応によっても、新たにＯＨラジカルが生成される。すなわち、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、新たにＯＨラジカル等を生成する反応が、次の化９，化１０の反応式（化１１の反応式）により、連鎖的に繰り返される。
【００４０】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【００４１】
これらについて、更に詳述する。前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）が、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と化９の反応式により反応し、もって、３価の鉄イオンが２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元されると共に、酸素分子が電子と結合して生じたイオンであるスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２−）が生成される。
そして、化１０の反応式により、このラジカルなスーパーオキシドアニオンが、過酸化水素と反応して、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成可能である。化９と化１０の反応式をまとめて合成すると、化１１の反応式が得られる。
このように、前記化３（化２）の反応式にてＯＨラジカル生成の源泉となっていた過酸化水素が残ってさえいれば、例えノニルフェノール１の酸化，分解過程でＯＨラジカルが消費尽くされてしまった場合においても、余剰に存在する過酸化水素を基に、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に半永続的に生成され続けられることになる。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような生成継続の意義は大きい。
但し、化１１（化９，化１０）の反応式が確実に起こるためには、過酸化水素が水と溶存酸素に分解（前記化４の反応式を参照）しない程度の弱酸性雰囲気まで、ｐＨ調整手段８にてカセイソーダ等を処理槽４の被処理水３に加える等、ｐＨ操作が必要であり、そのｐＨ値をアルカリ側に移動させておくことが必要である。
更に、化１１（化９）の反応式で生じた２価の鉄イオンは、ｐＨを下げるが、上述により弱酸性雰囲気で安定存在する過酸化水素との共存を図るべく、必要なｐＨ操作を実施しておけば、前記化３等の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルの生成も見込める。
処理槽３の本処理槽１２内では、このようにＯＨラジカルが生成される。
【００４２】
《処理槽４における反応（その３：ノニルフェノールの酸化，分解）について》
次に、処理槽４内における化学反応（その３）について、説明する。処理槽４内では、被処理水３に含有された低濃度のノニルフェノール１が、このようにフェントン主反応，その他にて生成されたＯＨラジカルにて、酸化，分解され無機化される。
これらについて、更に詳細に説明する。まず、ＯＨラジカルつまりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、周知のごとく強力な酸化力を備えている。つまり、活性酸素種として他に類を見ない極めて強力な電子奪取力，酸化力，つまり活性力，分解力を有し、ラジカルで反応性に富んでおり、反応が激しいだけに存在時間が瞬間的であり、寿命の短い化学種である。
さてそこで、水相分散したＯＨラジカルは、被処理水３中に含有された低濃度のノニルフェノール１を酸化し、遂には分解してしまう。すなわちＯＨラジカルは、ノニルフェノール１やその分解過程の有機構造について、例えば、その芳香環の二重結合のπ電子，水素原子Ｈ，炭素原子Ｃ，その他を対象とし、これをＯＨ基で付加や置換して行く。そして、これらに基づき、ノニルフェノール１の炭素連鎖，有機結合，分子結合を、順次切断，分解，分断する連鎖プロセスを辿り、もって最終的には、無機の水（Ｈ２Ｏ），炭酸ガス（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）へと、酸化，分解，無機化する。
処理槽４内では、このようにノニルフェノール１が酸化，分解，無機化される。
【００４３】
《後処理槽１１について》
次に、後処理槽１１について説明する。処理槽４には、後処理槽１１が付設されており、前述によりノニルフェノール１が酸化，分解された後の被処理水３が排出され、必要な後処理が施された後、外部排水される。
このような後処理槽１１について、更に詳述する。図示例の後処理槽１１は、中和槽１２，沈殿槽１３，凝集沈殿槽１４，濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７等を、下流に向け順に備えている。
まず、処理槽４からは、ノニルフェノール１の酸化，分解処理が済んだ被処理水３が、後処理槽１１の中和槽１２に排出される。中和槽１２では、このような被処理水３に対し、カセイソーダ等のｐＨ調整剤が添加され、もって無機凝集剤への最適ｐＨへと調整される。被処理水３中に僅かでも過酸化水素が残留している場合は、水質汚濁を回避すべく、カタラーゼ等の中和剤が添加される。
次に沈殿槽１３では、中和槽１２から流入した被処理水３中に残留物として含有されている鉄分とのコロイド状錯体が固液分離されて、下部に沈殿，除去される。
凝集沈殿槽１４では、沈殿槽１３上部から流入した被処理水３に対し、無機凝集剤として、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ，Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ）が、添加されて攪拌される。もって、沈殿槽１３で沈殿されることなく被処理水３中に残存していた上記コロイド状錯体が、凝集化され固液分離されて、沈殿，除去される。
なお必要に応じ、この凝集沈殿槽１４の次に貯留沈殿槽を設けて、高分子凝集剤として例えばアニオンを添加し、もって上記コロイド状錯体の一層の凝集化，ブロック化，固液分離化、そして沈殿，除去を図るようにしてもよい。
それから被処理水３は、後処理槽１１の濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７を順次経由し、もって更に浄化されると共に、外部排水に適したｐＨに調整された後、処理水槽１７から外部排水され、放流される。
後処理槽１１は、このようになっている。
【００４４】
《作用等》
本発明のノニルフェノール１の処理装置２および処理方法は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）低濃度のノニルフェノール１を含有した被処理水３は、処理装置２へと供給される。処理装置２は、フェントン法の処理プロセスに基づく処理方法により、ノニルフェノール１を酸化，分解し、被処理水３を浄化する。
【００４５】
（２）そして、この処理装置２は、処理水供給手段５の処理水槽９，ｐＨ調整槽１０，処理槽４，後処理槽１１等を、順に備えている。
ｐＨ調整槽１０には、ｐＨ調整手段８が付設されている。処理槽４には、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が、付設されており、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等を、添加可能となっている。
【００４６】
（３）さてそこで、被処理水３は、処理水供給手段５の処理水槽９から、処理槽４に供給される。
なお被処理水３は、処理槽４に供給される前に、図示例ではｐＨ調整槽１０において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸等の酸ｐＨ調整剤が添加され、もってｐＨ３〜ｐＨ５、例えばｐＨ４程度の弱酸性とされる。
【００４７】
（４）処理槽４に供給された被処理水３は、まず、過酸化水素添加手段６から過酸化水素の水溶液が、添加される。過酸化水素は、反応当初に全量添加される。
【００４８】
（５）処理槽４では、このように過酸化水素が添加された後、被処理水３に対して、鉄イオン添加手段７から２価の鉄イオン溶液が、添加される。２価の鉄イオンは、過酸化水素添加後の反応中において、分割添加により複数回に分けて間欠的に、複数サイクル繰り返して添加される。
そして、このような鉄イオンの分割添加毎に、ｐＨ調整手段８から例えばカセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって被処理水３は常時、例えばｐＨ４程度の弱酸性を維持する。つまり、ＯＨラジカル生成に最適なｐＨへと調整される。
【００４９】
（６）さてそこで、処理槽４内では、次の第１，第２，第３，第４のように、ＯＨラジカルが生成される。
まず第１に、上述により全量添加されていた過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されて、ＯＨラジカルを生成する。すなわち、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、２価の鉄イオンが、過酸化水素に電子を供与して３価の鉄イオンになり、電子を供与された過酸化水素が、ＯＨラジカルを生成する。
ＯＨラジカルは、２価の鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして２価の鉄イオンが浪費される反応が起こる虞もなく、分割添加の都度、無駄なく効率良く生成される。
これに加え、このフェントン主反応によるＯＨラジカルの生成は、ｐＨ４程度の弱酸性雰囲気下に維持されていることによっても、一段と効率良く確実に実施される。すなわち、このような弱酸雰囲気下であることにより、まず、２価の鉄イオンの電子供与が促進されると共に、更に過酸化水素が、前記化４の反応式により水と酸素に分解，浪費される反応が抑制，回避され、能力いっぱいのＯＨラジカルを、効率良く生成するようになる。
【００５０】
（７）第２に、ＯＨラジカルは、処理槽４内で２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、酸化されることによっても生成される。すなわち、前記化３（化１，化２）の反応式で生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンとに基づき、前記化５，化６の反応式によっても、生成される。
この面からも、ＯＨラジカルが効率良く生成される。なお、このＯＨラジカルの生成も、鉄イオンの分割添加の都度、連鎖的にそれぞれ生成される。
【００５１】
（８）更にＯＨラジカルは、上述した第１，第２に加え、次の第３，第４によって、一段と効率良く生成される。つまりＯＨラジカルは、上記（６）のフェントン主反応以外でも、その付随的，副次的，連鎖的反応によって、効率良く生成され続ける。
すなわち第３に、前記化３等により生成されたＯＨラジカルが、前記化７，化８の反応式により、被処理水３等の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
第４に、前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオンと、過酸化水素とが、前記化１１（化９，化１０）の反応式により反応することによっても、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
なお、これらのＯＨラジカルの生成は、処理槽４内でフェントン試薬の過酸化水素が、使い尽くされてなくなった時に、終了する。
【００５２】
（９）さて、ＯＨラジカルは、このように効率良く生成されると共に、極めて強力な酸化力を備えている。そこで処理槽４では、被処理水３中に低濃度で含有されたノニルフェノール１が、このＯＨラジカルにて酸化され、もって水，炭酸ガス，酸素等の低分子化合物へと、無機化されてしまう。
【００５３】
（１０）被処理水３は、含有されていたノニルフェノール１が、このようにして、水，炭酸ガス，酸素へと無機化され、もって処理槽４から後処理槽１１へと排出される。図示の後処理槽１１は、中和槽１２，沈殿槽１３，凝集沈殿槽１４，濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７等を備えている。
なお過酸化水素は、前述によりＯＨラジカル生成に無駄なく有効使用されるので、処理後の残存量は僅かであり、中和槽１２における中和剤の使用も、極く僅か又は皆無となる（例えば、残存過酸化物イオン濃度は、使用過酸化水素の０〜３％以下程度となる）。
そして被処理水３は、後処理槽１１を経由することにより、排水可能な状態に調整されて、外部排水される。
【００５４】
（１１）この処理装置２および処理方法では、上述したように、フェントン法の処理プロセス等に基づき、被処理水３に含有された有害な有機化合物であるノニルフェノール１を、低分子化合物へと無機化するが、これは簡単容易に実現される。
すなわち、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等のフェントン試薬等の薬品添加量は、反応理論値から実際必要量が容易に算出される。反応理論値より多目の例えば数倍程度が、実際必要量として添加され、もって添加量の最適化が実現される。
又、この処理装置２は、処理槽４を中心に、処理水槽９や後処理槽１１が配設されると共に、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が付設された構成よりなる。つまり、この処理方法では、比較的簡単な構成の処理装置２が用いられており、安定的な処理が可能である。
本発明の作用等は、このようになっている。
【００５５】
《ノニルフェノール１の酸化，分解過程の詳細について》
ここで、本発明の処理装置２および処理方法に関し、その酸化，分解反応の詳細について説明しておく。
すなわち、処理槽４内におけるノニルフェノール１の酸化，分解反応（つまり、処理槽４における反応その３：ノニルフェノールの酸化，分解と題して前述した所）について、その理論的裏付を検証しておく。
ノニルフェノール１（分子式：Ｃ１５Ｈ２４Ｏ），（構造式：Ｃ９Ｈ１９Ｃ６Ｈ４ＯＨ），（更に詳しい構造式：ＨＯ-Ｃ６Ｈ４-[ＣＨ２-ＣＨ（ＣＨ３）]３-Ｈ）や、その分解過程の不安定な中間体の有機構造は、以下に述べる化１２〜化１４の連鎖プロセスを辿ることにより、順次、ＯＨラジカルにて酸化され、水（Ｈ２Ｏ），炭酸ガス（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）へと、分解されて行く。
そして、まず最初に、ＯＨラジカルによる酸化，分解反応が、次の化１２の各反応式に示した連鎖プロセス（１）〜（４）を辿って、順次進行する。
【００５６】
【化１２】
【００５７】
上記化１２の反応式については、次のとおり。出発物質であるノニルフェノール１は、プロセス（１），（２），（３），（４）を辿り、ＯＨラジカルによる環状炭化水素の酸化，分解反応が進行して行く。ＯＨラジカルは多くの場合、反応により水に帰す。
すなわちノニルフェノール１は、まずプロセス（１）において、ＯＨラジカルがＯＨ基のＨを酸化して水に帰すと同時に、その環状構造を開環せしめる。そしてプロセス（２）において、ＯＨラジカルによる酸化，分解反応が更に進行し、Ｃ＝Ｏの二重構造が形成される。プロセス（３）に至ると、ＯＨラジカルがＨ基（水素原子）を酸化して水に帰した後、不対電子をもつ炭素ＣにＯＨラジカルが付加される。
そしてプロセス（４）で、ＯＨラジカルがＯＨ基を酸化して水に帰すと同時に、Ｏ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏ，不対電子を持つ炭素化合物，炭酸ガス，酸素等が生成される（なお、式中の※印表記は、不対電子を持つ炭素Ｃを示す。以下同様）。
しかる後、Ｏ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏの部分については、後述する化１４の連鎖プロセス（９）〜（１１）を辿ることになる。他方、不対電子を持つ炭素化合物の部分については、次の化１３の連鎖プロセス（５）〜（８）を辿ることになる。
【００５８】
【化１３】
【００５９】
上記化１３の反応式については、次のとおり。まず、前記化１２のプロセス（４）で生成された不対電子を持つ炭素化合物に対して、化１３のプロセス（５）で、それぞれＯＨラジカルが付加される。そしてプロセス（６）で、ＯＨラジカルがＯＨ基を酸化して水に帰すと同時に、不対電子を持つ新たな炭素化合物と、炭素ガスや酸素が生成される。
それから、プロセス（７）で、その不対電子を持つ炭素化合物に、ＯＨラジカルが付加される。もってプロセス（８）に至り、ＯＨラジカルがそのＯＨ基を酸化して水に帰すと同時に、炭酸ガスや酸素が生成される。このようにして、不対電子を持つ炭素化合物は、この化１３の各プロセスを辿ることにより、最終的にすべて、水，炭酸ガス，酸素に酸化，分解されてしまう。
他方、前述した化１２のプロセス（４）の残基であるＯ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏの部分については、次の化１４の反応式のとおり。
【００６０】
【化１４】
【００６１】
上記化１４の反応式については、次のとおり。まず、プロセス（９）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、発生期の原子状水素（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。
もって、プロセス（９）−２において、この発生期の原子状水素により、プロセス（４）で生成されていたＯ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏは、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を生成する。そして、プロセス（１０）を経由してプロセス（１１）に至り、ＯＨラジカルにて、最終的にすべてが、水，炭酸ガス，酸素に酸化，分解されてしまう。
結論として、ノニルフェノール１は、このような化１２〜化１４の反応式に示した連鎖プロセス（１）〜（１１）を辿ることにより、理論上すべて、水と炭酸ガスと酸素に酸化，分解されてしまう。
そこで、以上説明した所を総括すると、次の化１５の総括反応式が得られる。すなわち、連鎖プロセス（１）〜（１１）の各反応式を合算すると、次のようになる。
【００６２】
【化１５】
【００６３】
この化１５の総括反応式については、次のとおり。化１５の反応式のように、１モルのノニルフェノール１は、理論上は、１１８モルのＯＨラジカルにより、１５モルの炭酸ガスと、７１モルの水と、９モルの酸素とに、酸化，分解される。
ＯＨラジカルは、この例では、反応理論値として１１８モルを予め準備すれば良いが、実際必要量としては、例えば、その数倍程度と多目に準備される。勿論、ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
ノニルフェノール１の酸化，分解過程の詳細は、このようになっている。
【実施例】
【００６４】
次に、本発明の処理装置２および処理方法の実施例について、説明する。
この実施例では、処理槽４に対し、ノニルフェノール１およびエチレングリコールを含有した被処理水３を、サンプル原水として供給して、実験した。そしてサンプル毎に、それぞれの実験条件のもとで各薬品を所定順序で添加してフェントン処理し、もってそれぞれの実験結果が得られた。以下、これらについて詳述する。
まず、この実施例の前提条件については、次のとおり。
前提条件として、被処理水３について、ノニルフェノール１のみならずエチレングリコールを含有せしめた理由は、次の各点にある。すなわち、ノニルフェノール１の水への溶解性，水溶性や分散性を向上させる点、工業廃水ではノニルフェノール１がエチレングリコールと共に排出されるケースが多い点、共に難分解性の有機化合物でありフェントン処理にて水，炭酸ガス，酸素に酸化，分解される点、等にある。
因に、エチレングリコールのフェントン処理による酸化，分解の総括反応式は、次の化１６のとおり（ノニルフェノール１については、前述した化１５の総括反応式を参照）。
【００６５】
【化１６】
【００６６】
次に、この実施例の実験条件については、次のとおり。
（１）まずサンプル１は、ノニルフェノール１を３．７ｍｇ／Ｌ含有すると共に、エチレングリコールを１００ｍｇ／Ｌ含有した１Ｌの処理水３よりなり、サンプル原水として、処理槽４に供給される。つまり、サンプル２−１，２−２，３の原水となる。
（２）サンプル２−１およびサンプル２−２では、供給されたサンプル１の処理水３を、硫酸添加量を除き同一実験条件のもとで、日時を変えてフェントン処理した。
（３）サンプル３では、サンプル２−１および２−２に比し、硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）の添加量を約２割減少させた実験条件のもとで、サンプル１の処理水３をフェントン処理した。
（４）サンプル４では、まず、ノニルフェノール１を３．７ｍｇ／Ｌ含有すると共に、エチレングリコールをサンプル１，２−１，２−２，３に比し１．５倍の１５０ｍｇ／Ｌ含有した１Ｌの処理水３を、サンプル原水とした。つまり、エチレングリコールの増量により、ノニルフェノール１の溶解性や分散性をより向上させた処理水３を、サンプル原水として処理槽４に供給した。もってサンプル４では、その所定実験条件のもとで、これをフェントン処理した。
そして、各サンプル２−１，２−２，３，４毎の実験条件については、次の表１のとおり。
過酸化水素や硫酸第一鉄７水和物は、フェントン試薬として添加される。硫酸（Ｈ２ＳＯ４）やカセイソーダ（ＮａＯＨ）は、ｐＨ調整剤として添加される。ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）は、フェントン処理後に凝集剤として添加される。
因に、サンプル２−１，２−２等において過酸化水素は、１．７７ｍＬ／Ｌとなっているが、その内訳は、ノニルフェノールのフェントン処理用として０．１５ｍＬ／Ｌ、そして、エチレングリコールフェントン処理用として１．６２ｍＬ／Ｌである。又、硫酸第一鉄７水和物は、２．８３ｇ／Ｌとなっているが、その内訳は、ノニルフェノールのフェントン処理用として０．２４１ｇ／Ｌ、そして、エチレングリコールのフェントン処理用として２．５９ｇ／Ｌである。
【００６７】
【表１】
【００６８】
次に、この実施例の実験結果については、次のとおり。
フェントン処理前のサンプル１の被処理水３と、上述した実験条件に基づきフェントン処理した後のサンプル２−１，２−２，３，４の被処理水３とについて、含有されるノニルフェノールの含有量、その他の分析項目についてそれぞれ計測した結果、次の表２のデータが得られた。
なお、サンプル２−１，２−２，３，４のデータは、分析サンプルであるフェントン処理後の被処理水３を、凝集沈殿，固液分離した濾過液を対象に、計測して得られた。
【００６９】
【表２】
【００７０】
この表２の実験結果により、ノニルフェノール１は、水と炭酸ガスと酸素とに酸化，分離，無機化されてしまい、被処理水３中には殆ど存在しなくなったことが、データ的に確認された。
サンプル２−１では０．２ｍｇ／Ｌ、サンプル２−２では０．０７ｍｇ／Ｌ、サンプル３では０．１８ｍｇ／Ｌ、サンプル４では０．０１ｍｇ／Ｌ程度となり、サンプル１の３．７ｍｇ／Ｌからの高い除去率が、達成された。
又、これらの点は、ＣＯＤ−ＣｒやＣＯＤ−Ｍｎ（２クロム酸カリウムや過マンガン酸カリウムを使用した科学的酸素消費量）のデータや、ＢＯＤ（生物化学的酸素消費量）のデータや、ＴＯＣ（有機体炭素）のデータ、電気伝導率のデータ等々によっても、裏付けられた。サンプル４のＣＯＤ−Ｃｒについては、定量下限値である５ｍｇ／Ｌ未満であったことを示す。なお、実測値は、４．７ｍｇ／Ｌであった。
実施例については、以上のとおり。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係るノニルフェノール処理装置および処理方法について、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の構成フロー図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ ノニルフェノール
２ 処理装置
３ 被処理水
４ 処理槽
５ 処理水供給手段
６ 過酸化水素添加手段
７ 鉄イオン添加手段
８ ｐＨ調整手段
９ 処理水槽
１０ ｐＨ調整槽
１１ 後処理槽
１２ 中和槽
１３ 沈殿槽
１４ 凝集沈殿槽
１５ 濾過槽
１６ ｐＨ調整槽
１７ 処理水槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノニルフェノール処理装置および処理方法に関する。すなわち、有害な難分解性有機化合物であるノニルフェノールを、フェントン法に基づき酸化，分解する、処理装置および処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
ノニルフェノール（略称：ＮＰ、分子式：Ｃ１５Ｈ２４Ｏ、構造式：Ｃ９Ｈ１９Ｃ６Ｈ４ＯＨ）は、例えば界面活性剤等の原料として用いられているが、内分泌かく乱性，発癌性，催奇性等の危険が指摘され、環境ホルモンの一種とも解されており、ヨーロッパでは使用が規制されている。
そして、このように有害なノニルフェノールは、難分解性有機化合物であり、有効な分解処理技術の出現が待たれている。
例えば、工業排水中に含有された使用後の界面活性剤等は、ある程度の生分解性を備えており、微生物処理が可能であるが、含有されたノニルフェノールは、生分解性に乏しく、微生物処理が困難であり、分解処理不能とされている。
【０００３】
《従来技術》
このようなノニルフェノールの分解処理する技術としては、例えば次のような技術が開発されていた。
まず、アスコルビン酸，アスコルビン酸塩，過酸化水素，オゾン，アンモニア，光照射等を、併用し組み合わせて、ノニルフェノールを分解処理する技術や、触媒オゾン反応とオゾン吹込み処理とを併用し組み合わせて、ノニルフェノールを分解処理する技術が、開発されていた。
又、環境ホルモン系の難分解性有機化合物処理の一環として、ノニルフェノールを、活性炭等の吸着剤に吸着，脱離させてから、酸化，分解処理する技術や、過酸化水素，オゾン，紫外線照射等を組み合わせて生成されたＯＨラジカルにて、酸化，分解処理する技術等も、開発されていた。
【０００４】
《先行技術文献情報》
【特許文献１】特開２００１−１９９９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０５０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
《問題点について》
ところで、このような従来のノニルフェノールの処理技術については、次の問題が指摘されていた。
すなわち、処理性能，イニシャルコスト，ランニングコスト，設置スペース等に問題が指摘され、これらの点が、ノニルフェノールの本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化への大きなネックとなっていた。
例えば、アスコルビン酸その他を併用する処理技術や、触媒オゾン反応とオゾン吹込み処理とを併用する処理技術については、処理が複雑多岐に渡り、処理性能，コスト，スペース面の問題が顕著化していた。
又、吸着，脱離する処理技術に関しては、破過による処理能力ダウン，処理の安定性，活性炭の交換コスト，設備設置スペース等に、問題が指摘されていた。又、過酸化水素，オゾン，紫外線照射による処理技術に関しては、ＯＨラジカル生成効率の悪さ，設備過大化，電力消費コスト，ＵＶランプ劣化等に、問題が指摘されていた。
特に、過酸化水素等にてＯＨラジカルを生成して、ノニルフェノールを酸化，分解する技術に関しては、過酸化水素がＯＨラジカルを生成することなく、水と酸素に分解され浪費されてしまう比率が高かった。
この点をカバーすべく、予め極めて多量の過酸化水素を過剰なまでに添加使用することも行われていたが、その分、効率が悪く，無駄が多く，ランニングコストが嵩む、という難点があった。更に、処理後の廃液中の過酸化水素の残存含有量が多くなり、中和処理のための後処理コストが嵩む、という指摘もあった。
【０００６】
《本発明について》
本発明のノニルフェノール処理装置および処理方法は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、ＯＨラジカルが効率的に無駄がなく生成され、もってランニングコスト等に優れると共に、第２に、後処理コストにも優れ、第３に、薬品添加量制御が容易であり、第４に、処理安定性，イニシャルコスト，スペース面等にも優れた、ノニルフェノール処理装置および処理方法を提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１のノニルフェノール処理装置は、被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法に基づき酸化，分解する。そして処理槽と、該処理槽に付設された処理水供給手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えている。
該処理水供給手段は、該処理槽にノニルフェノールを含有した被処理水を供給する。該過酸化水素添加手段は、該処理槽の被処理水に過酸化水素を添加する。該鉄イオン添加手段は、該処理槽の被処理水に２価の鉄イオンを添加する。
該ｐＨ調整手段は、該処理水供給手段から該処理槽に供給される被処理水、および該処理槽の被処理水にｐＨ調整剤を添加して、被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項２については、次のとおり。請求項２のノニルフェノール処理装置では、請求項１において、該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加する。該鉄イオン添加手段は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加する。
該ｐＨ調整手段は、過酸化水素の添加前には酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後においては２価の鉄イオン溶液の分割添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。請求項３のノニルフェノール処理装置では、請求項２において、該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄の水溶液を添加する。
該ｐＨ調整手段は、例えば硫酸又はカセイソーダを添加し、もって該処理槽内の被処理水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。請求項４のノニルフェノール処理装置では、請求項２において、該処理槽内では、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルを生成する。
そして、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解され、もって水や炭酸ガス等の低分子化合物に無機化されること、を特徴とする。
【０００９】
請求項５については、次のとおり。請求項５のノニルフェノール処理方法では、被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法の処理プロセスに基づき酸化，分解する。そして、ノニルフェノールを含有した被処理水に対し、過酸化水素と２価の鉄イオンとｐＨ調整剤とが添加される。
これと共に過酸化水素は、反応当初に全量添加される。２価の鉄イオンは、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して分割添加される。
ｐＨ調整剤は、過酸化水素の添加前は酸ｐＨ調整剤が添加され、過酸化水素の添加後は２価の鉄イオンの分割添加毎にアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
【００１０】
請求項６については、次のとおり。請求項６のノニルフェノール処理方法では、請求項５において、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルが生成される。
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７のノニルフェノール処理方法では、請求項６において、更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルが生成される。
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
請求項８については、次のとおり。請求項８のノニルフェノール処理方法では、請求項６又は７において、生成されたＯＨラジカルが、更に被処理水等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
請求項９については、次のとおり。請求項９のノニルフェノール処理方法では、請求項６又は７において、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とする。
【００１１】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）ノニルフェノールを含有した被処理水は、処理装置に供給され、もってフェントン法の処理プロセスに基づく処理方法により、ノニルフェノールが酸化，分解される。
（２）そして処理装置は、処理水供給手段，処理槽，後処理槽を備えている。処理槽には、過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段が、付設されている。
（３）そこで被処理水は、処理槽に供給されるが、その前にｐＨ調整手段から硫酸等が添加されて、ｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）処理槽では被処理水に対して、まず過酸化水素添加手段から、過酸化水素が全量添加される。
（５）それから、鉄イオン添加手段から２価の鉄イオン溶液が分割添加されるが、分割添加毎にｐＨ調整手段からカセイソーダ等が添加され、被処理水の弱酸性が維持される。
【００１２】
（６）さてそこで、２価の鉄イオンを触媒として、過酸化水素がＯＨラジカルを生成する。そして、このＯＨラジカルの生成反応は、まず、鉄イオンが分割添加されるのでＯＨラジカルそして鉄イオンが浪費される反応が起こる虞がなく、又、弱酸性雰囲気なので鉄イオンの触媒機能が促進されると共に、過酸化水素が水と酸素に分解，浪費されることも回避されつつ、実施される。これらにより、ＯＨラジカルが効率良く生成される。
（７）又ＯＨラジカルは、前記反応にて生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンとの反応によっても、効率良く生成される。
（８）更にＯＨラジカルは、次の反応により、連鎖的に繰り返して生成される。すなわち、上記反応により生成されたＯＨラジカルが、被処理水等の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが生成される。又、上記反応により生成された３価の鉄イオンと過酸化水素とが反応することによっても、新たなＯＨラジカルが生成される。これらの面からも、ＯＨラジカルが効率良く生成される。
【００１３】
（９）そして処理槽では、このように効率良く生成されたＯＨラジカルの強力な酸化力により、被処理水中のノニルフェノールは、酸化，分解され、もって水，炭酸ガス，酸素等の低分子化合物に無機化される。
（１０）それから被処理水は、後処理槽を経由した後、外部排水される。
（１１）ところで、この処理装置および処理方法では、フェントン試薬等の薬品添加量が反応理論値から容易に算出されると共に、装置や方法の構成も比較的簡単であり、安定的な処理が可能である。
（１２）さてそこで、本発明のノニルフェノール処理装置および処理方法は、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１４】
《第１の効果》
第１に、ＯＨラジカルが効率的に無駄なく生成され、もってランニングコスト等に優れている。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、まずａ．被処理水が弱酸性に維持されると共に、過酸化水素の全量添加と２価の鉄イオンの分割添加により、ＯＨラジカルが効率良く，浪費等されることもなく生成される。
又ｂ．ＯＨラジカルは、３価の鉄イオンと水酸化イオンが反応することによっても、生成される。更に、生成されたＯＨラジカルが、被処理水等の水と反応することによっても、又、３価の鉄イオンと過酸化水素が反応することによっても、連鎖的に繰り返して生成される。このようにＯＨラジカルは、高効率で生成される。
他方ｃ．前述したこの種従来例の処理技術のように、過剰に多量の過酸化水素を添加する必要がなくなり、フェントン試薬等の薬品使用コストも低減される。
これらにより、本発明の処理技術では、ノニルフェノールが容易かつ確実に酸化，分解，除去されるようになり、ノニルフェノールの本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化が容易である。
【００１５】
《第２の効果》
第２に、過酸化水素の残存含有量が極めて少なく、後処理コストが低減される。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、上述したように効率良くＯＨラジカルが生成されて、ノニルフェノールが酸化，分解，除去される。従って、この種従来例の処理技術のように、過酸化水素を過剰添加されることもなく、もって被処理水は、処理後の過酸化水素の残存含有量が少なく、中和剤による後処理コストも低減される。
そこで本発明の処理技術は、この面からも、薬品使用コストが低減され、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化への道が開かれる。
【００１６】
《第３の効果》
第３に、本発明の処理装置および処理方法は、薬品添加量制御が容易である。すなわち、被処理水中のノニルフェノールの含有量に対応した過酸化水素の添加量や、過酸化水素の添加量に見合った２価の鉄イオンの添加量や、見合ったｐＨ調整剤の添加量等は、反応理論値から容易に算出され必要モル数が得られる。もって、過不足のない適量の薬品を添加可能となり、これらの自動制御も容易である。例えば、２価の鉄イオンについて、定量性が確保できずに余剰に残存したり不足したりする事態は発生せず、処理性能の不安定化も回避される。
そこで本発明の処理技術は、この面からも、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化が容易である。
【００１７】
《第４の効果》
第４に、処理安定性，イニシャルコスト，ランニングコスト，スペース面等にも、優れている。
すなわち、本発明の処理装置および処理方法では、前述したこの種従来例の処理技術において指摘されていた、経時使用による処理能力ダウン，活性炭等の交換コスト，設備設置スペース，ＯＨラジカル生成効率，設備過大化，電力浪費コスト，ＵＶランプ劣化、等々の問題が解消される。
そこで本発明の処理技術は、これらの面からも、本格的処理，大規模処理，大容量処理等へのスケールアップ適用、つまり実用化が裏付けられる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
《図面について》
以下、本発明のノニルフェノール処理装置および処理方法を、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。図１は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の構成フロー図である。
【００１９】
《ノニルフェノール１について》
まず、本発明の処理装置２や処理方法の処理対象である、ノニルフェノール１について、説明する。
ノニルフェノール（名称：ＮＯＮＹＬ ＰＨＥＮＯＬ、略称：ＮＰ，分子式
Ｃ１５Ｈ２４Ｏ、構造式：Ｃ９Ｈ１９Ｃ６Ｈ４ＯＨ）１は、フェノール（石炭酸，Ｃ６Ｈ５ＯＨ）の芳香環の水素原子（Ｃ６Ｈ５-の水素原子）１個を、ノニル基（-Ｃ９Ｈ１９）で置換した、芳香族化合物である。
そしてノニルフェノール１は、例えば、ゴム，プラスチック，繊維，製紙，農薬等の化成品工業，機械工業，金属工業等の分野において、工業用合成洗剤，分散剤として多用されているノニオン系，非イオン系の界面活性剤の原料として、使用されている。その他、可塑剤や安定剤等の原料としても、工業的に使用されている。なおノニルフェノール１は、水に対し微溶である。
そこで、これらの工業排水中には、使用後の界面活性剤等が含有されており、その生分解性に基づき１次処理，微生物処理されるが、１次処理後の被処理水３中には、生分解性に乏しく微生物処理が困難なノニルフェノール１が、残留，含有されている。
そして、このように難分解性有機化合物であるノニルフェノール１は、内分泌かく乱性，発癌性，催奇性等の危険が指摘されており、人体等に有害であり、環境ホルモンの１種とも解されている。
本発明は、このような被処理水３に含有された低濃度のノニルフェノール１を、処理対象とする。
【００２０】
《処理装置２および処理方法の概要》
本発明の処理装置２および処理方法は、被処理水３に含有された低濃度のノニルフェノール１を、改良したフェントン法の処理プロセスに基づいて、酸化，分解する。
すなわち、本発明の処理装置２および処理方法は、低濃度のノニルフェノール１含有水を、被処理水３とする。そして、含有されたノニルフェノール１を、フェントン試薬の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）を用いフェントン主反応で生成されたＯＨラジカル（・ＯＨ）や、このようなフェントン主反応の付随的，副次的，連鎖的反応にて生成されたＯＨラジカルにて酸化し、もって無機の水（Ｈ２Ｏ），炭酸ガス（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）に、分解する。
そして、本発明の処理装置２および処理方法は、処理槽４と、処理槽４に付設された処理水供給手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８とを、備えている。
以下、これらについて詳細に説明する。
【００２１】
《処理水供給手段５等について》
まず、処理水供給手段５等について、説明する。処理水供給手段５は、処理槽４に対し、低濃度のノニルフェノール１を含有した被処理水３を、処理対象として供給する。
すなわち、処理水供給手段５の処理水槽９には、被処理水３が導入され、この処理水槽９を経由して、処理槽４に被処理水３が供給される。処理水槽９に導入される被処理水３は、必要に応じ予め、粉塵汚泥除去，生物処理等の前処理が施されている。
それから図示例では、被処理水３がｐＨ調整槽１０を経由して、処理槽４に供給され、ｐＨ調整槽１０では、付設されたｐＨ調整手段８からｐＨ調整剤が添加される。
【００２２】
すなわちｐＨ調整手段８は、処理水供給手段５の処理水槽９から処理槽４に供給される途中の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を所定の弱酸性に調整してから、処理槽４に供給する。処理水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、これをｐＨ５〜ｐＨ３程度、代表的にはｐＨ４程度に調整すべく、ｐＨ調整剤として硫酸等の酸ｐＨ調整剤が用いられる。
このように事前にｐＨ調整しておく理由は、後述するように、過酸化水素と２価の鉄イオンによるＯＨラジカルの生成反応が、所期の通り効率良く行われるようにする為、等々である。
なお、このようなｐＨ調整槽１０は、例えば、被処理水３の大容量処理や連続処理や、低濃度ではあるものの比較的濃度が高目のノニルフェノール１の処理、等の場合に使用される。これに対し、ｐＨ調整槽１０を使用せず、処理水槽９において代用的，兼用的に、上述したｐＨ調整を実施することも可能である。
処理水供給手段５等は、このようになっている。
【００２３】
《過酸化水素添加手段６について》
次に、処理槽４に付設された過酸化水素添加手段６について、説明する。過酸化水素添加手段６は、処理槽４の被処理水３に対し、その反応当初において、過酸化水素の水溶液を、フェントン試薬として全量添加する。過酸化水素は、ＯＨラジカルの発生源となり、このＯＨラジカルが、ノニルフェノール１を酸化，分解することになる。
過酸化水素の一回の反応当たりの添加量は、その被処理水３中に含有された低濃度のノニルフェノール１の具体的含有量，具体的濃度次第であるが、その反応理論値を基準として多目に算出された実際必要量（必要モル数）が、反応当初に一度に全量添加される。次回の添加は、処理槽４の被処理水３中から過酸化水素がなくなった時、つまり次の反応時であり、この次の反応時に、同様にその全量が添加されることになる。
このように、この明細書において全量添加とは、反応に必要な薬剤量を１回に１００％全量一括添加すること、を意味する。
このように過酸化水素添加手段６から、過酸化水素が全量添加される。
【００２４】
《鉄イオン添加手段７について》
次に、処理槽４に付設された鉄イオン添加手段７について、説明する。鉄イオン添加手段７は、上述により過酸化水素が添加された後の処理槽４の被処理水３に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）溶液を、フェントン試薬として分割添加する。
すなわち、液中で２価の鉄イオンを生じる物質、例えば硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）が、このような鉄塩として代表的に使用されるが、その他の無水塩や含水塩、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ２）やその水和物も使用可能である。そして２価の鉄イオンは、過酸化水素のＯＨラジカル生成反応の触媒として機能する。
この鉄イオンの１回の反応当たりの添加量は、反応理論値を基準として、より多い実際必要量が算出されるが、例えば、過酸化水素の１モルに対し０．５モル程度とされる。
又、この鉄イオンは、複数回に分けて分割添加される。すなわち、１回の反応についての必要量が、全量添加されずに３〜７回程度に分けて、例えば５回に分けて順次添加される。各回毎の添加タイミングは、前回添加したものがなくなった段階で、次回分が添加される。このように、この明細書において分割添加とは、反応に必要な薬剤量を複数回に分けて添加すること、を意味する。
【００２５】
２価の鉄イオンを分割添加する理由は、次のａ，ｂ，ｃのとおり。まずａ．もしも全量添加すると、後述する化学反応において、過酸化水素を反応物質とする原系から、ＯＨラジカルを生成物質とする生成系へと向かう所期の正反応と同時に、ＯＨラジカルを消費する無駄な反応、つまり余ったＯＨラジカルが水に戻る反応が起こり易くなり、ロスが生じ、ＯＨラジカル生成のために使用した鉄イオンが、無駄に消費されることになる。これに対し分割添加すると、このような反応が抑制され、鉄イオンの無駄も解消される。
又ｂ．ＯＨラジカルは、反応が激しいだけに存在時間が瞬間的，超短寿命であり、全量添加より分割添加した方が、その都度ＯＨラジカルが生成されて、処理槽４内の被処理水３の隅々まで行き渡るようになり、その分、ノニルフェノール１の酸化，分解が確実化，効率化，迅速化される。
更にｃ．分割添加すると、全量添加に比し残存する過酸化水素が少なくなるので、その分、中和剤による後処理コストも低減される。
このように鉄イオン添加手段７から、２価の鉄イオン等が分割添加される。
【００２６】
《ｐＨ調整手段８について》
次に、処理槽４に付設されたｐＨ調整手段８について、説明する。ｐＨ調整手段８は、前述したように処理水供給手段５から処理槽４に供給される前の被処理水３、および処理槽３に供給された後の被処理水３に対し、ｐＨ調整剤を添加して、被処理水３を例えばｐＨ４程度の弱酸性に維持する。
すなわちｐＨ調整手段８は、過酸化水素の添加前には、硫酸等の酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後は、上述した鉄イオンの添加毎に、カセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤を添加する。
【００２７】
被処理水３を、ｐＨ３〜ｐＨ５程度代表的にはｐＨ４程度に維持することは、まずａ．後述するように、所期の反応を阻害する過酸化水素の水と酸素への無駄な分解反応を、抑制すべく機能する。これと共にｂ．２価の鉄イオンの過酸化水素への電子供与を、促進すべく機能する。更にｃ．後述する付随的，副次的，連鎖的に繰り返されるＯＨラジカル生成反応を、促進し確実化すべく機能する。これらａ，ｂ，ｃにより、ＯＨラジカルの生成が、効率良く進行するようになる。
これに対し、まず、処理水供給手段５の処理水槽９からの被処理水３は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、前述したようにｐＨ調整槽１０において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸が添加されて、例えば４程度にｐＨ調整される。そして事後、処理槽４において、２価の鉄イオンが添加されると、そのままでは被処理水３のｐＨが例えば２．８程度まで低下し酸性度が過度に上がるので、２価の鉄イオンの分割添加毎にその都度、例えばカセイソーダが添加され、もって例えばｐＨ４程度へと被処理水３がｐＨ調整される。
ｐＨ調整手段８は、このようになっている。
【００２８】
《処理槽４における反応（その１：ＯＨラジカルの生成）について》
次に、処理槽４内における化学反応（その１）について、説明する。この処理装置２や処理方法の処理槽４内では、まず第１に、被処理水３が攪拌，流下されると共に、添加された過酸化水素が、触媒として添加された２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成する。
更に第２に、処理槽４内では、上記第１のようにＯＨラジカルが生成されると共に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルを生成する。
【００２９】
このようなＯＨラジカルの生成について、更に詳述する。まず第１に、処理槽４内では、次の化１，化２の反応式（化３の反応式）に基づき、ＯＨラジカルが生成される。これがフェントン主反応である。
【００３０】
【化１】
【化２】
【化３】
【００３１】
すなわち、この第１のフェントン主反応では、化１の反応式において、鉄イオン添加手段７から順次分割添加される２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）は、被処理水３が例えばｐＨ４程度の弱酸性雰囲気に維持されているので容易に、触媒として化２の反応式の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対し、順次電子（ｅ−）を供与すると共に、自己は酸化して３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）となる。
そこで、化２の反応式において、過酸化水素添加手段６から最初に全量添加された過酸化水素は、化１の反応式に基づき電子が順次供与され、もってその都度、ＯＨラジカル（・ＯＨ）と水酸化イオン（ＯＨ−）が生成される。化１と化２の反応式をまとめて合成すると、化３の反応式となる。
ところで、このような反応に際し、前述したように被処理水３が弱酸性雰囲気に維持されているので、過酸化水素が水と酸素に分解され、浪費されてしまうことは抑制される。これに対し、もしも弱酸性雰囲気に維持されないと、次の化４の反応式により、過酸化水素が、発生期の酸素（Ｏ）を発生しつつ水分子（Ｈ２Ｏ）になり、所期の化２（化３）の反応式によりＯＨラジカルを生成することなく、浪費されてしまうことになる。なお、このような発生期の酸素は、その酸化対象がない場合、酸素分子（Ｏ２）となって系外にでる。
【００３２】
【化４】
【００３３】
第２に、次の化５，化６の反応式によっても、ＯＨラジカル（・ＯＨ）の生成が可能である。すなわち、処理槽４内では、まず第１に、上述した化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルが生成されるが、これと共に第２に、次の反応式によっても、付随的，副次的，連鎖的にＯＨラジカルを生成可能である。
【００３４】
【化５】
【化６】
【００３５】
すなわち、化１の反応式で生成された３価の鉄イオンは、化２の反応式で生成された水酸化イオンから、化５，化６の反応式により、電子を奪ってＯＨラジカルを生成させ、自らは２価の鉄イオンに還元されて戻る。
このように、化３（化１，化２）の反応式のみならず化５，化６の反応式が、連鎖的にバランス良く起こるようにすると、ＯＨラジカルが、より効率的に生成される。
処理槽４内では、まずこの第１，第２のように、ＯＨラジカルが生成される。
【００３６】
《処理槽４における反応（その２：更なるＯＨラジカルの生成）について》
次に、処理槽４内における化学反応（その２）について、説明する。処理槽４内では、更に上述した第１，第２に加え、第３，第４として次の２つの反応により、付随的，副次的，連鎖的に、新たなＯＨラジカルが生成される。
まず第３に、次の反応にて、新たにＯＨラジカルが生成される。すなわち、前記化３（化１，化２）や化５，化６の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、被処理水３等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、次の化７，化８の反応式により、連鎖的に繰り返される。
【００３７】
【化７】
【化８】
【００３８】
これらについて、更に詳述する。まずＯＨラジカルは、中性〜アルカリ性雰囲気下では、水分子から水素原子を引き抜いてこれを酸化し、酸素分子を発生せしめると共に、自身は還元されて水分子に帰す。
これに対し酸性雰囲気下では、化７の反応式により、ＯＨラジカルは、水分子（Ｈ２Ｏ）から電子（ｅ−）を引き抜き、自身は水酸化イオン（ＯＨ−）になるが、この引き抜き反応が水分子をラジカル分裂させ活性化させて、新たなＯＨラジカル（・ＯＨ）とプロトン（Ｈ＋）を生成される。生成された水酸化イオンとプロトンは、化８の反応式にて、新たな水（Ｈ２Ｏ）を生成して消滅する。
処理槽４の被処理水３は、弱酸性雰囲気に維持されているので、このようにして、新たなＯＨラジカルが生成されるが、更にこのように生成されたＯＨラジカルを基に、再びこのような一連の反応が連鎖的に起き、事後も同様に連鎖的に繰り返される。
つまり、前記化３等の反応式にてＯＨラジカルが一旦生成されると、これを開始反応，反応開始剤として、事後は連鎖的反応により、半永続的にＯＨラジカルが得られることになる。ノニルフェノール１の酸化，分解過程において消費された分を除いたＯＨラジカルが、プロトンの連鎖的な生成・消滅と共存的に、生成・消滅を繰り返す。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような繰り返し生成の意義は大きい。
第３として、このような反応により、ＯＨラジカルが生成される。
【００３９】
更に第４に、次の反応によっても、新たにＯＨラジカルが生成される。すなわち、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、新たにＯＨラジカル等を生成する反応が、次の化９，化１０の反応式（化１１の反応式）により、連鎖的に繰り返される。
【００４０】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【００４１】
これらについて、更に詳述する。前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）が、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と化９の反応式により反応し、もって、３価の鉄イオンが２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元されると共に、酸素分子が電子と結合して生じたイオンであるスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２−）が生成される。
そして、化１０の反応式により、このラジカルなスーパーオキシドアニオンが、過酸化水素と反応して、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成可能である。化９と化１０の反応式をまとめて合成すると、化１１の反応式が得られる。
このように、前記化３（化２）の反応式にてＯＨラジカル生成の源泉となっていた過酸化水素が残ってさえいれば、例えノニルフェノール１の酸化，分解過程でＯＨラジカルが消費尽くされてしまった場合においても、余剰に存在する過酸化水素を基に、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に半永続的に生成され続けられることになる。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような生成継続の意義は大きい。
但し、化１１（化９，化１０）の反応式が確実に起こるためには、過酸化水素が水と溶存酸素に分解（前記化４の反応式を参照）しない程度の弱酸性雰囲気まで、ｐＨ調整手段８にてカセイソーダ等を処理槽４の被処理水３に加える等、ｐＨ操作が必要であり、そのｐＨ値をアルカリ側に移動させておくことが必要である。
更に、化１１（化９）の反応式で生じた２価の鉄イオンは、ｐＨを下げるが、上述により弱酸性雰囲気で安定存在する過酸化水素との共存を図るべく、必要なｐＨ操作を実施しておけば、前記化３等の反応式のフェントン主反応により、ＯＨラジカルの生成も見込める。
処理槽３の本処理槽１２内では、このようにＯＨラジカルが生成される。
【００４２】
《処理槽４における反応（その３：ノニルフェノールの酸化，分解）について》
次に、処理槽４内における化学反応（その３）について、説明する。処理槽４内では、被処理水３に含有された低濃度のノニルフェノール１が、このようにフェントン主反応，その他にて生成されたＯＨラジカルにて、酸化，分解され無機化される。
これらについて、更に詳細に説明する。まず、ＯＨラジカルつまりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、周知のごとく強力な酸化力を備えている。つまり、活性酸素種として他に類を見ない極めて強力な電子奪取力，酸化力，つまり活性力，分解力を有し、ラジカルで反応性に富んでおり、反応が激しいだけに存在時間が瞬間的であり、寿命の短い化学種である。
さてそこで、水相分散したＯＨラジカルは、被処理水３中に含有された低濃度のノニルフェノール１を酸化し、遂には分解してしまう。すなわちＯＨラジカルは、ノニルフェノール１やその分解過程の有機構造について、例えば、その芳香環の二重結合のπ電子，水素原子Ｈ，炭素原子Ｃ，その他を対象とし、これをＯＨ基で付加や置換して行く。そして、これらに基づき、ノニルフェノール１の炭素連鎖，有機結合，分子結合を、順次切断，分解，分断する連鎖プロセスを辿り、もって最終的には、無機の水（Ｈ２Ｏ），炭酸ガス（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）へと、酸化，分解，無機化する。
処理槽４内では、このようにノニルフェノール１が酸化，分解，無機化される。
【００４３】
《後処理槽１１について》
次に、後処理槽１１について説明する。処理槽４には、後処理槽１１が付設されており、前述によりノニルフェノール１が酸化，分解された後の被処理水３が排出され、必要な後処理が施された後、外部排水される。
このような後処理槽１１について、更に詳述する。図示例の後処理槽１１は、中和槽１２，沈殿槽１３，凝集沈殿槽１４，濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７等を、下流に向け順に備えている。
まず、処理槽４からは、ノニルフェノール１の酸化，分解処理が済んだ被処理水３が、後処理槽１１の中和槽１２に排出される。中和槽１２では、このような被処理水３に対し、カセイソーダ等のｐＨ調整剤が添加され、もって無機凝集剤への最適ｐＨへと調整される。被処理水３中に僅かでも過酸化水素が残留している場合は、水質汚濁を回避すべく、カタラーゼ等の中和剤が添加される。
次に沈殿槽１３では、中和槽１２から流入した被処理水３中に残留物として含有されている鉄分とのコロイド状錯体が固液分離されて、下部に沈殿，除去される。
凝集沈殿槽１４では、沈殿槽１３上部から流入した被処理水３に対し、無機凝集剤として、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ，Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ）が、添加されて攪拌される。もって、沈殿槽１３で沈殿されることなく被処理水３中に残存していた上記コロイド状錯体が、凝集化され固液分離されて、沈殿，除去される。
なお必要に応じ、この凝集沈殿槽１４の次に貯留沈殿槽を設けて、高分子凝集剤として例えばアニオンを添加し、もって上記コロイド状錯体の一層の凝集化，ブロック化，固液分離化、そして沈殿，除去を図るようにしてもよい。
それから被処理水３は、後処理槽１１の濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７を順次経由し、もって更に浄化されると共に、外部排水に適したｐＨに調整された後、処理水槽１７から外部排水され、放流される。
後処理槽１１は、このようになっている。
【００４４】
《作用等》
本発明のノニルフェノール１の処理装置２および処理方法は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）低濃度のノニルフェノール１を含有した被処理水３は、処理装置２へと供給される。処理装置２は、フェントン法の処理プロセスに基づく処理方法により、ノニルフェノール１を酸化，分解し、被処理水３を浄化する。
【００４５】
（２）そして、この処理装置２は、処理水供給手段５の処理水槽９，ｐＨ調整槽１０，処理槽４，後処理槽１１等を、順に備えている。
ｐＨ調整槽１０には、ｐＨ調整手段８が付設されている。処理槽４には、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が、付設されており、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等を、添加可能となっている。
【００４６】
（３）さてそこで、被処理水３は、処理水供給手段５の処理水槽９から、処理槽４に供給される。
なお被処理水３は、処理槽４に供給される前に、図示例ではｐＨ調整槽１０において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸等の酸ｐＨ調整剤が添加され、もってｐＨ３〜ｐＨ５、例えばｐＨ４程度の弱酸性とされる。
【００４７】
（４）処理槽４に供給された被処理水３は、まず、過酸化水素添加手段６から過酸化水素の水溶液が、添加される。過酸化水素は、反応当初に全量添加される。
【００４８】
（５）処理槽４では、このように過酸化水素が添加された後、被処理水３に対して、鉄イオン添加手段７から２価の鉄イオン溶液が、添加される。２価の鉄イオンは、過酸化水素添加後の反応中において、分割添加により複数回に分けて間欠的に、複数サイクル繰り返して添加される。
そして、このような鉄イオンの分割添加毎に、ｐＨ調整手段８から例えばカセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって被処理水３は常時、例えばｐＨ４程度の弱酸性を維持する。つまり、ＯＨラジカル生成に最適なｐＨへと調整される。
【００４９】
（６）さてそこで、処理槽４内では、次の第１，第２，第３，第４のように、ＯＨラジカルが生成される。
まず第１に、上述により全量添加されていた過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されて、ＯＨラジカルを生成する。すなわち、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、２価の鉄イオンが、過酸化水素に電子を供与して３価の鉄イオンになり、電子を供与された過酸化水素が、ＯＨラジカルを生成する。
ＯＨラジカルは、２価の鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして２価の鉄イオンが浪費される反応が起こる虞もなく、分割添加の都度、無駄なく効率良く生成される。
これに加え、このフェントン主反応によるＯＨラジカルの生成は、ｐＨ４程度の弱酸性雰囲気下に維持されていることによっても、一段と効率良く確実に実施される。すなわち、このような弱酸雰囲気下であることにより、まず、２価の鉄イオンの電子供与が促進されると共に、更に過酸化水素が、前記化４の反応式により水と酸素に分解，浪費される反応が抑制，回避され、能力いっぱいのＯＨラジカルを、効率良く生成するようになる。
【００５０】
（７）第２に、ＯＨラジカルは、処理槽４内で２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、酸化されることによっても生成される。すなわち、前記化３（化１，化２）の反応式で生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンとに基づき、前記化５，化６の反応式によっても、生成される。
この面からも、ＯＨラジカルが効率良く生成される。なお、このＯＨラジカルの生成も、鉄イオンの分割添加の都度、連鎖的にそれぞれ生成される。
【００５１】
（８）更にＯＨラジカルは、上述した第１，第２に加え、次の第３，第４によって、一段と効率良く生成される。つまりＯＨラジカルは、上記（６）のフェントン主反応以外でも、その付随的，副次的，連鎖的反応によって、効率良く生成され続ける。
すなわち第３に、前記化３等により生成されたＯＨラジカルが、前記化７，化８の反応式により、被処理水３等の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
第４に、前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオンと、過酸化水素とが、前記化１１（化９，化１０）の反応式により反応することによっても、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
なお、これらのＯＨラジカルの生成は、処理槽４内でフェントン試薬の過酸化水素が、使い尽くされてなくなった時に、終了する。
【００５２】
（９）さて、ＯＨラジカルは、このように効率良く生成されると共に、極めて強力な酸化力を備えている。そこで処理槽４では、被処理水３中に低濃度で含有されたノニルフェノール１が、このＯＨラジカルにて酸化され、もって水，炭酸ガス，酸素等の低分子化合物へと、無機化されてしまう。
【００５３】
（１０）被処理水３は、含有されていたノニルフェノール１が、このようにして、水，炭酸ガス，酸素へと無機化され、もって処理槽４から後処理槽１１へと排出される。図示の後処理槽１１は、中和槽１２，沈殿槽１３，凝集沈殿槽１４，濾過槽１５，ｐＨ調整槽１６，処理水槽１７等を備えている。
なお過酸化水素は、前述によりＯＨラジカル生成に無駄なく有効使用されるので、処理後の残存量は僅かであり、中和槽１２における中和剤の使用も、極く僅か又は皆無となる（例えば、残存過酸化物イオン濃度は、使用過酸化水素の０〜３％以下程度となる）。
そして被処理水３は、後処理槽１１を経由することにより、排水可能な状態に調整されて、外部排水される。
【００５４】
（１１）この処理装置２および処理方法では、上述したように、フェントン法の処理プロセス等に基づき、被処理水３に含有された有害な有機化合物であるノニルフェノール１を、低分子化合物へと無機化するが、これは簡単容易に実現される。
すなわち、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等のフェントン試薬等の薬品添加量は、反応理論値から実際必要量が容易に算出される。反応理論値より多目の例えば数倍程度が、実際必要量として添加され、もって添加量の最適化が実現される。
又、この処理装置２は、処理槽４を中心に、処理水槽９や後処理槽１１が配設されると共に、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が付設された構成よりなる。つまり、この処理方法では、比較的簡単な構成の処理装置２が用いられており、安定的な処理が可能である。
本発明の作用等は、このようになっている。
【００５５】
《ノニルフェノール１の酸化，分解過程の詳細について》
ここで、本発明の処理装置２および処理方法に関し、その酸化，分解反応の詳細について説明しておく。
すなわち、処理槽４内におけるノニルフェノール１の酸化，分解反応（つまり、処理槽４における反応その３：ノニルフェノールの酸化，分解と題して前述した所）について、その理論的裏付を検証しておく。
ノニルフェノール１（分子式：Ｃ１５Ｈ２４Ｏ），（構造式：Ｃ９Ｈ１９Ｃ６Ｈ４ＯＨ），（更に詳しい構造式：ＨＯ-Ｃ６Ｈ４-[ＣＨ２-ＣＨ（ＣＨ３）]３-Ｈ）や、その分解過程の不安定な中間体の有機構造は、以下に述べる化１２〜化１４の連鎖プロセスを辿ることにより、順次、ＯＨラジカルにて酸化され、水（Ｈ２Ｏ），炭酸ガス（ＣＯ２），酸素（Ｏ２）へと、分解されて行く。
そして、まず最初に、ＯＨラジカルによる酸化，分解反応が、次の化１２の各反応式に示した連鎖プロセス（１）〜（４）を辿って、順次進行する。
【００５６】
【化１２】
【００５７】
上記化１２の反応式については、次のとおり。出発物質であるノニルフェノール１は、プロセス（１），（２），（３），（４）を辿り、ＯＨラジカルによる環状炭化水素の酸化，分解反応が進行して行く。ＯＨラジカルは多くの場合、反応により水に帰す。
すなわちノニルフェノール１は、まずプロセス（１）において、ＯＨラジカルがＯＨ基のＨを酸化して水に帰すと同時に、その環状構造を開環せしめる。そしてプロセス（２）において、ＯＨラジカルによる酸化，分解反応が更に進行し、Ｃ＝Ｏの二重構造が形成される。プロセス（３）に至ると、ＯＨラジカルがＨ基（水素原子）を酸化して水に帰した後、不対電子をもつ炭素ＣにＯＨラジカルが付加される。
そしてプロセス（４）で、ＯＨラジカルがＯＨ基を酸化して水に帰すと同時に、Ｏ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏ，不対電子を持つ炭素化合物，炭酸ガス，酸素等が生成される（なお、式中の※印表記は、不対電子を持つ炭素Ｃを示す。以下同様）。
しかる後、Ｏ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏの部分については、後述する化１４の連鎖プロセス（９）〜（１１）を辿ることになる。他方、不対電子を持つ炭素化合物の部分については、次の化１３の連鎖プロセス（５）〜（８）を辿ることになる。
【００５８】
【化１３】
【００５９】
上記化１３の反応式については、次のとおり。まず、前記化１２のプロセス（４）で生成された不対電子を持つ炭素化合物に対して、化１３のプロセス（５）で、それぞれＯＨラジカルが付加される。そしてプロセス（６）で、ＯＨラジカルがＯＨ基を酸化して水に帰すと同時に、不対電子を持つ新たな炭素化合物と、炭素ガスや酸素が生成される。
それから、プロセス（７）で、その不対電子を持つ炭素化合物に、ＯＨラジカルが付加される。もってプロセス（８）に至り、ＯＨラジカルがそのＯＨ基を酸化して水に帰すと同時に、炭酸ガスや酸素が生成される。このようにして、不対電子を持つ炭素化合物は、この化１３の各プロセスを辿ることにより、最終的にすべて、水，炭酸ガス，酸素に酸化，分解されてしまう。
他方、前述した化１２のプロセス（４）の残基であるＯ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏの部分については、次の化１４の反応式のとおり。
【００６０】
【化１４】
【００６１】
上記化１４の反応式については、次のとおり。まず、プロセス（９）−１では、ＯＨラジカルによる水の酸化分解により、発生期の原子状水素（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。
もって、プロセス（９）−２において、この発生期の原子状水素により、プロセス（４）で生成されていたＯ＝Ｃ＝Ｃ＝Ｏは、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を生成する。そして、プロセス（１０）を経由してプロセス（１１）に至り、ＯＨラジカルにて、最終的にすべてが、水，炭酸ガス，酸素に酸化，分解されてしまう。
結論として、ノニルフェノール１は、このような化１２〜化１４の反応式に示した連鎖プロセス（１）〜（１１）を辿ることにより、理論上すべて、水と炭酸ガスと酸素に酸化，分解されてしまう。
そこで、以上説明した所を総括すると、次の化１５の総括反応式が得られる。すなわち、連鎖プロセス（１）〜（１１）の各反応式を合算すると、次のようになる。
【００６２】
【化１５】
【００６３】
この化１５の総括反応式については、次のとおり。化１５の反応式のように、１モルのノニルフェノール１は、理論上は、１１８モルのＯＨラジカルにより、１５モルの炭酸ガスと、７１モルの水と、９モルの酸素とに、酸化，分解される。
ＯＨラジカルは、この例では、反応理論値として１１８モルを予め準備すれば良いが、実際必要量としては、例えば、その数倍程度と多目に準備される。勿論、ＯＨラジカルの生成物質である過酸化水素や２価の鉄イオン等についても、同様である。
ノニルフェノール１の酸化，分解過程の詳細は、このようになっている。
【実施例】
【００６４】
次に、本発明の処理装置２および処理方法の実施例について、説明する。
この実施例では、処理槽４に対し、ノニルフェノール１およびエチレングリコールを含有した被処理水３を、サンプル原水として供給して、実験した。そしてサンプル毎に、それぞれの実験条件のもとで各薬品を所定順序で添加してフェントン処理し、もってそれぞれの実験結果が得られた。以下、これらについて詳述する。
まず、この実施例の前提条件については、次のとおり。
前提条件として、被処理水３について、ノニルフェノール１のみならずエチレングリコールを含有せしめた理由は、次の各点にある。すなわち、ノニルフェノール１の水への溶解性，水溶性や分散性を向上させる点、工業廃水ではノニルフェノール１がエチレングリコールと共に排出されるケースが多い点、共に難分解性の有機化合物でありフェントン処理にて水，炭酸ガス，酸素に酸化，分解される点、等にある。
因に、エチレングリコールのフェントン処理による酸化，分解の総括反応式は、次の化１６のとおり（ノニルフェノール１については、前述した化１５の総括反応式を参照）。
【００６５】
【化１６】
【００６６】
次に、この実施例の実験条件については、次のとおり。
（１）まずサンプル１は、ノニルフェノール１を３．７ｍｇ／Ｌ含有すると共に、エチレングリコールを１００ｍｇ／Ｌ含有した１Ｌの処理水３よりなり、サンプル原水として、処理槽４に供給される。つまり、サンプル２−１，２−２，３の原水となる。
（２）サンプル２−１およびサンプル２−２では、供給されたサンプル１の処理水３を、硫酸添加量を除き同一実験条件のもとで、日時を変えてフェントン処理した。
（３）サンプル３では、サンプル２−１および２−２に比し、硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）の添加量を約２割減少させた実験条件のもとで、サンプル１の処理水３をフェントン処理した。
（４）サンプル４では、まず、ノニルフェノール１を３．７ｍｇ／Ｌ含有すると共に、エチレングリコールをサンプル１，２−１，２−２，３に比し１．５倍の１５０ｍｇ／Ｌ含有した１Ｌの処理水３を、サンプル原水とした。つまり、エチレングリコールの増量により、ノニルフェノール１の溶解性や分散性をより向上させた処理水３を、サンプル原水として処理槽４に供給した。もってサンプル４では、その所定実験条件のもとで、これをフェントン処理した。
そして、各サンプル２−１，２−２，３，４毎の実験条件については、次の表１のとおり。
過酸化水素や硫酸第一鉄７水和物は、フェントン試薬として添加される。硫酸（Ｈ２ＳＯ４）やカセイソーダ（ＮａＯＨ）は、ｐＨ調整剤として添加される。ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）は、フェントン処理後に凝集剤として添加される。
因に、サンプル２−１，２−２等において過酸化水素は、１．７７ｍＬ／Ｌとなっているが、その内訳は、ノニルフェノールのフェントン処理用として０．１５ｍＬ／Ｌ、そして、エチレングリコールフェントン処理用として１．６２ｍＬ／Ｌである。又、硫酸第一鉄７水和物は、２．８３ｇ／Ｌとなっているが、その内訳は、ノニルフェノールのフェントン処理用として０．２４１ｇ／Ｌ、そして、エチレングリコールのフェントン処理用として２．５９ｇ／Ｌである。
【００６７】
【表１】
【００６８】
次に、この実施例の実験結果については、次のとおり。
フェントン処理前のサンプル１の被処理水３と、上述した実験条件に基づきフェントン処理した後のサンプル２−１，２−２，３，４の被処理水３とについて、含有されるノニルフェノールの含有量、その他の分析項目についてそれぞれ計測した結果、次の表２のデータが得られた。
なお、サンプル２−１，２−２，３，４のデータは、分析サンプルであるフェントン処理後の被処理水３を、凝集沈殿，固液分離した濾過液を対象に、計測して得られた。
【００６９】
【表２】
【００７０】
この表２の実験結果により、ノニルフェノール１は、水と炭酸ガスと酸素とに酸化，分離，無機化されてしまい、被処理水３中には殆ど存在しなくなったことが、データ的に確認された。
サンプル２−１では０．２ｍｇ／Ｌ、サンプル２−２では０．０７ｍｇ／Ｌ、サンプル３では０．１８ｍｇ／Ｌ、サンプル４では０．０１ｍｇ／Ｌ程度となり、サンプル１の３．７ｍｇ／Ｌからの高い除去率が、達成された。
又、これらの点は、ＣＯＤ−ＣｒやＣＯＤ−Ｍｎ（２クロム酸カリウムや過マンガン酸カリウムを使用した科学的酸素消費量）のデータや、ＢＯＤ（生物化学的酸素消費量）のデータや、ＴＯＣ（有機体炭素）のデータ、電気伝導率のデータ等々によっても、裏付けられた。サンプル４のＣＯＤ−Ｃｒについては、定量下限値である５ｍｇ／Ｌ未満であったことを示す。なお、実測値は、４．７ｍｇ／Ｌであった。
実施例については、以上のとおり。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係るノニルフェノール処理装置および処理方法について、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の構成フロー図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ ノニルフェノール
２ 処理装置
３ 被処理水
４ 処理槽
５ 処理水供給手段
６ 過酸化水素添加手段
７ 鉄イオン添加手段
８ ｐＨ調整手段
９ 処理水槽
１０ ｐＨ調整槽
１１ 後処理槽
１２ 中和槽
１３ 沈殿槽
１４ 凝集沈殿槽
１５ 濾過槽
１６ ｐＨ調整槽
１７ 処理水槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法に基づき酸化，分解する処理装置であって、処理槽と、該処理槽に付設された処理水供給手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えており、
該処理水供給手段は、該処理槽にノニルフェノールを含有した被処理水を供給し、該過酸化水素添加手段は、該処理槽の被処理水に過酸化水素を添加し、該鉄イオン添加手段は、該処理槽の被処理水に２価の鉄イオンを添加し、
該ｐＨ調整手段は、該処理水供給手段から該処理槽に供給される被処理水、および該処理槽の被処理水にｐＨ調整剤を添加して、被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載したノニルフェノール処理装置において、該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加し、該鉄イオン添加手段は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加し、
該ｐＨ調整手段は、過酸化水素の添加前には酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後においては２価の鉄イオン溶液の分割添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載したノニルフェノール処理装置において、該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄の水溶液を添加し、
該ｐＨ調整手段は、例えば硫酸又はカセイソーダを添加し、もって該処理槽内の被処理水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載したノニルフェノール処理装置において、該処理槽内では、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルを生成すると共に、
被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解され、もって水や炭酸ガス等の低分子化合物に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項５】
被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法の処理プロセスに基づき酸化，分解する処理方法であって、ノニルフェノールを含有した被処理水に対し、過酸化水素と２価の鉄イオンとｐＨ調整剤とが添加されると共に、
過酸化水素は、反応当初に全量添加され、２価の鉄イオンは、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して分割添加され、
ｐＨ調整剤は、過酸化水素の添加前は酸ｐＨ調整剤が添加され、過酸化水素の添加後は２価の鉄イオンの分割添加毎にアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載したノニルフェノール処理方法において、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルが生成され、
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載したノニルフェノールの処理方法において、更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルが生成され、
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載したノニルフェノール処理方法において、生成されたＯＨラジカルが、更に被処理水等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返され、
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項９】
請求項６又は７に記載したノニルフェノール処理方法において、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返され、
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項１】
被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法に基づき酸化，分解する処理装置であって、処理槽と、該処理槽に付設された処理水供給手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えており、
該処理水供給手段は、該処理槽にノニルフェノールを含有した被処理水を供給し、該過酸化水素添加手段は、該処理槽の被処理水に過酸化水素を添加し、該鉄イオン添加手段は、該処理槽の被処理水に２価の鉄イオンを添加し、
該ｐＨ調整手段は、該処理水供給手段から該処理槽に供給される被処理水、および該処理槽の被処理水にｐＨ調整剤を添加して、被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載したノニルフェノール処理装置において、該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素の水溶液を全量添加し、該鉄イオン添加手段は、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加し、
該ｐＨ調整手段は、過酸化水素の添加前には酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後においては２価の鉄イオン溶液の分割添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載したノニルフェノール処理装置において、該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄の水溶液を添加し、
該ｐＨ調整手段は、例えば硫酸又はカセイソーダを添加し、もって該処理槽内の被処理水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載したノニルフェノール処理装置において、該処理槽内では、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルを生成すると共に、
被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解され、もって水や炭酸ガス等の低分子化合物に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理装置。
【請求項５】
被処理水に含有されたノニルフェノールを、フェントン法の処理プロセスに基づき酸化，分解する処理方法であって、ノニルフェノールを含有した被処理水に対し、過酸化水素と２価の鉄イオンとｐＨ調整剤とが添加されると共に、
過酸化水素は、反応当初に全量添加され、２価の鉄イオンは、過酸化水素の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して分割添加され、
ｐＨ調整剤は、過酸化水素の添加前は酸ｐＨ調整剤が添加され、過酸化水素の添加後は２価の鉄イオンの分割添加毎にアルカリｐＨ調整剤が添加され、もって被処理水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載したノニルフェノール処理方法において、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルが生成され、
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載したノニルフェノールの処理方法において、更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルが生成され、
もって、被処理水に含有されたノニルフェノールが、このＯＨラジカルにて酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載したノニルフェノール処理方法において、生成されたＯＨラジカルが、更に被処理水等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返され、
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【請求項９】
請求項６又は７に記載したノニルフェノール処理方法において、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返され、
もって、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルにて、被処理水に含有されたノニルフェノールが酸化，分解されて、水，炭酸ガス，酸素等に無機化されること、を特徴とするノニルフェノール処理方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−８２９０７（Ｐ２００９−８２９０７Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３０４４４（Ｐ２００８−２３０４４４）
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（５００５６１９３１）三井造船プラントエンジニアリング株式会社 (41)
【出願人】（５０７１４１０６６）株式会社ニクス (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（５００５６１９３１）三井造船プラントエンジニアリング株式会社 (41)
【出願人】（５０７１４１０６６）株式会社ニクス (10)
【Ｆターム（参考）】
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