水処理装置および水処理方法
【課題】酸素等の泡が被処理水中に発生することを抑制し、被処理水中に含まれる有機物を高い効率で分解することができる水処理装置等を提供する。
【解決手段】被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理装置であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる酸素溶解槽３１と、光触媒を備え、酸素溶解槽３１により空気または酸素と接触した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する光触媒装置３２と、を備えることを特徴とする水処理装置。
【解決手段】被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理装置であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる酸素溶解槽３１と、光触媒を備え、酸素溶解槽３１により空気または酸素と接触した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する光触媒装置３２と、を備えることを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置等に係り、より詳しくは、例えば、純水を製造するために使用する水処理装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体の製造を行なうには、半導体の洗浄等のため、純水が使用される。この純水は、被処理水から不純物を除去することで製造される。そして、純水に含まれる不純物の量はできるだけ少ないことが望ましい。近年、純水の製造は、被処理水として、工業用水等だけではなく、半導体の洗浄等に使用した後の排水を処理した水である回収水を併せて使用することが多い。そのため、被処理水中に除去することが困難な不純物が存在すると純水を製造する設備内にこの不純物が蓄積することになる。特に不純物が有機物の場合、除去しにくい種類のものが多く、純水製造設備内に蓄積しやすい。
【０００３】
ここで、特許文献１には、被処理水を流通させる円筒形の反応槽と、反応槽内部に設けられ、反応槽内の被処理水にオゾンガスを注入するための散気板と、散気板にオゾンガスを流入するためのオゾンガス流入配管と、オゾンガスを発生させるためのオゾン発生装置と、反応槽の外周部に設けられ、内部に紫外線ランプを収納して、反応槽内の被処理水に紫外線を均一に照射するための円筒形の円筒型光源とを備えている水処理装置が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、被処理水中の微粒子、イオン、有機物、細菌、ガスを除去する多段階精製処理を行って超純水を製造する方法において、被処理水ｐＨが４〜８の条件下で、臭化アルカリと次亜塩素酸塩を添加して被処理水中の尿素を分解する超純水の製造方法が開示されている。
【０００５】
更に特許文献３には、前処理装置と、イオン交換装置と、逆浸透装置と、有機物分解装置と、脱気装置と、イオン吸着装置と、限外ろ過装置とを備えた超純水製造装置であって、有機物分解装置は、被処理水を一方向に流動させる流動槽と、表面に酸化チタンを含む光触媒繊維からなる平板状不織布を備える光触媒カートリッジと、１８０〜１９０ｎｍ間と２５０〜２６０ｎｍ間にそれぞれピーク波長を有する紫外線を照射可能な、長手方向に延びる形状を有する紫外線ランプとを備え、平板状不織布と紫外線ランプの長手方向とは平行であるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４２５８２号公報
【特許文献２】特開平９−９４５８５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、臭化アルカリや次亜塩素酸塩等の添加物を添加することで有機物を分解する方法では、添加物と有機物の反応物が処理後において不純物として残存する。また被処理水中に含まれる有機物の量に対し過剰の添加物を添加する必要があるため、添加物自体も処理後において残存する。そのためこれらを更に除去する必要がある。また被処理水と光触媒とを接触させ、紫外線を照射して有機物を分解する方法では、有機物を分解する効率が必ずしも高くならない場合がある。更に、酸素等の泡が被処理水中に発生した場合、光触媒への紫外線の照射を阻害し、有機物を分解する効率が低下することがある。
【０００８】
本発明は、従来の技術が有する上記の問題点に鑑みてなされたものである。
即ち、本発明の目的は、酸素等の泡が被処理水中に発生することを抑制し、被処理水中に含まれる有機物を高い効率で分解することができる水処理装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かくして本発明によれば、被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理装置であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる接触手段と、光触媒を備え、接触手段により空気または酸素と接触した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する分解手段と、を備えることを特徴とする水処理装置が提供される。
【００１０】
ここで、有機物は、尿素であることが好ましく、接触手段は、被処理水に空気または酸素を０．２ＭＰａ以上の圧力で接触させることが好ましい。また分解手段は、光触媒と被処理水とを接触手段において被処理水に空気または酸素を接触させる圧力以上の圧力で接触させることが好ましく、被処理水は、脱塩水であることが好ましい。
【００１１】
また本発明によれば、被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理方法であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させることで酸素を被処理水中に溶解させる酸素溶解工程と、酸素溶解工程により酸素が溶解した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する有機物分解工程と、を備えることを特徴とする水処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、酸素等の泡が被処理水中に発生することを抑制し、被処理水中に含まれる有機物を高い効率で分解することができる水処理装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１−１】本実施の形態の水処理装置について説明した図である。
【図１−２】本実施の形態の水処理装置について説明した図である。
【図２】本実施の形態の酸素溶解槽と光触媒装置についてより詳しく説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施する形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１５】
図１−１および図１−２は、本実施の形態の水処理装置について説明した図である。
本実施の形態において、水処理装置１は、純水を製造するための装置である。そして原水を前処理し濾過水とする前処理ユニット１０、前処理ユニット１０で製造された濾過水を脱塩し脱塩水とする一次処理ユニット２０、および一次処理ユニット２０で製造された脱塩水を更に精製し純水とする二次処理ユニット３０とから主要部が構成されている。
【００１６】
前処理ユニット１０は、原水から濁質を除去する前処理を行なうために設けられる。
前処理ユニット１０は、原水を貯留する原水槽１１と、原水に含まれる濁質を凝集させ除去し濾過水とする凝集濾過塔１２と、濾過水を貯留する濾過水槽１３とを備える。
【００１７】
本実施の形態において、原水は、工業用水を用いる。ただし特に限定されることはなく、例えば、井水、上水なども使用することができる。原水は、いったん原水槽１１に貯留される。本実施の形態では、この際に、原水に例えば、ＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ナトリウム）を添加し、原水に含まれる細菌類を殺菌することが好ましい。
【００１８】
凝集濾過塔１２では、原水に凝集剤を添加することで濁質を凝集させて凝集物とし、濾過により凝集物を除去する。ここで、濁質は、原水に含まれる汚れであり、泥、シルト等の夾雑物やプランクトン等の水生生物などの微粒子から構成される。そしてこれらの微粒子は、凝集剤により凝集させることができ、凝集物であるフロックにすることができる。
【００１９】
本実施の形態で使用する凝集剤は特に限定されるものではなく、例えば無機凝集剤を使用することができる。具体的には、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ：Poly Aluminum Chloride）；硫酸アルミニウム（硫酸バンド）；硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）、硫酸第二鉄（Ｆｅ２（ＳＯ４）３）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化第二鉄等の鉄系凝集剤、などである。この無機凝集剤は、被処理水に添加することで、被処理水中に分散している粒子表面の電荷を中和し、ファンデルワールス力（分子間引力）により粒子を集合させる凝結作用により凝集を生じさせる。
【００２０】
そして凝集濾過塔１２には、濾過材が備えられており、凝集剤により生成されたフロックを同じ装置内で濾過をすることができる。これによりフロックが除去され、濾過水となる。
【００２１】
凝集濾過塔１２で生成された濾過水は、いったん濾過水槽１３に貯留される。なおこの際に原水の殺菌を行なうために使用されたＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ナトリウム）を中和する処理を行なうことが好ましい。具体的には、チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）を適量添加することにより中和を行なうことができる。
【００２２】
一次処理ユニット２０は、濾過水に含まれるイオンなどの塩類を除去するために設けられる。
一次処理ユニット２０は、濾過水に含まれる塩類を除去し脱塩水とする２床３塔式純水製造装置（２Ｂ３Ｔ）２１と、２床３塔式純水製造装置２１により生成された脱塩水を貯留する脱塩水槽２２とを備える。
２床３塔式純水製造装置（２Ｂ３Ｔ）２１は、陽イオン交換樹脂が充填された陽イオン交換塔、脱炭酸塔、および陰イオン交換樹脂が充填された陰イオン交換塔の２床（２Ｂ：２Ｂｅｄ）３塔（３Ｔ：３Ｔｏｗｅｒ）から構成される。濾過水１３から送られた濾過水は、２床３塔式純水製造装置２１の陽イオン交換塔にまず入る。そして陽イオン交換塔において、濾過水中の陽イオン成分が除去される。陽イオン成分は、例えば、金属イオンである。次に陽イオン交換塔を通った濾過水は、脱炭酸塔に送られる。即ち、陽イオン交換塔では、濾過水中に含まれる陽イオンはＨ＋イオンに交換されるため、ｐＨは、酸性となっている。この状態では、水に含まれる炭酸成分（ＣＯ２）がガス化するため脱炭酸塔で空気を送り込むことで炭酸成分を除去する。これにより次の陰イオン交換塔において陰イオン交換樹脂の負担を減らし、陰イオン交換樹脂量の低減を図ることができる。そして濾過水は、最後に陰イオン交換塔に入り、陰イオン交換塔において、濾過水中の陰イオン成分が除去される。これにより脱塩水を製造することができる。
【００２３】
２床３塔式純水製造装置２１により製造された脱塩水は、脱塩水槽２２に貯留される。脱塩水槽２２では、後述するユースポイントで使用された後の排水を予め定められた手順で処理した水である回収水を混合してもよい。
【００２４】
二次処理ユニット３０は、被処理水の一例である脱塩水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる接触手段としての酸素溶解槽３１と、光触媒を備え、酸素溶解槽３１により空気または酸素と接触した脱塩水に紫外線を照射しつつ、光触媒と脱塩水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する分解手段としての光触媒装置３２と、脱塩水から塩類、有機物等を更に除去するための混床式純水製造装置（ＭＢＰ）３３、活性炭濾過装置（ＣＦ）３５、および逆浸透膜装置（ＲＯ）３６と、混床式純水製造装置３３と活性炭濾過装置３５の間に設けられ、脱塩水に溶解した気体成分を除去するための真空脱気塔３４と、製造された純水を貯留する二次純水槽３７とを備える。また二次純水槽３７の後段には、ユースポイントで使用するために純水の最終的なポリッシングを行なう紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ）４１、非再生型イオン交換装置（ＵＰ）４２、および限界濾過装置（ＵＦ）４３とを備える。
【００２５】
図２は、本実施の形態の酸素溶解槽３１と光触媒装置３２についてより詳しく説明した図である。
図２に示した酸素溶解槽３１は、脱塩水に酸素を溶解させるための槽である。そして酸素溶解槽３１は、内部に脱塩水を貯えるための空間を有し予め定められた圧力に耐えることができる圧力容器３１１と、予め定められた圧力の圧縮空気を圧力容器３１１の下部から排出するエアレーション球３１２と、エアレーション球３１２に圧縮空気を供給するための空気配管３１３と、圧力容器３１１の上部に圧縮空気を供給するための空気配管３１４と、圧力容器３１１内部の圧力を測定するための圧力計３１５と、水処理装置１の停止時などに圧力容器３１１内部の圧力を抜くための空気ドレン配管３１６とを備える。
【００２６】
脱塩水は、図示しない配管より圧力容器３１１の上部から圧力容器３１１内部に導入される。そして空気配管３１３，３１４により、圧縮空気がエアレーション球３１２および圧力容器３１１の上部に供給される。エアレーション球３１２には、微細な孔が形成されており、この孔を通し圧縮空気を排出することで、空気が脱塩水にバブリング状態で供給され、脱塩水と空気とが接触する。これにより脱塩水に、酸素を溶解させることができる。そしてこの際に圧力容器３１１内部を大気圧より大きい圧力とすることで、大気圧で空気を供給するよりも多くの酸素を脱塩水に溶解させることができる。本実施の形態では、後述する光触媒装置３２内部での光触媒反応をより効率よく生じさせるという観点から、圧力容器３１１内部の圧力は、０．２ＭＰａ以上の圧力であることが好ましい。なおここで圧力は、大気圧を基準値とし、大気圧に対し加圧する圧力を意味する。
【００２７】
光触媒装置３２は、内部に光触媒および脱塩水を貯えるための空間を有し予め定められた圧力に耐えることができる圧力容器３２１と、圧力容器３２１の内部に配され光触媒に紫外線を照射するための紫外線ランプ３２２と、紫外線ランプ３２２を脱塩水と非接触とし保護するための石英管３２３と、圧力容器３２１内部の圧力を測定するための圧力計３２４とを備える。この紫外線は、例えば、１８５ｎｍや２５４ｎｍの波長を有する。また光触媒装置３２は、酸素溶解槽３１と配管３１７により接続され、配管３１７の途中に設けられたポンプ３１８により脱塩水が酸素溶解槽３１から光触媒装置３２に移送される。
【００２８】
脱塩水は、酸素溶解槽３１の下部から抜き取られ、配管３１７およびポンプ３１８を通過して光触媒装置３２の下部から光触媒装置３２内部に導入される。そして脱塩水は、光触媒装置３２内部に設けられた光触媒と接触する。光触媒には紫外線ランプ３２２により紫外線が照射されている。そのため脱塩水に含まれる有機物は、光触媒反応により分解され、除去される。この際、脱塩水には酸素溶解槽３１によって酸素が豊富に溶解しているため、光触媒反応が高い効率で行なわれる。
【００２９】
更に本実施の形態では、圧力容器３２１内部を大気圧より大きい圧力とする。好ましくは、酸素溶解槽３１において脱塩水に空気を接触させる圧力以上の圧力とする。これにより、酸素溶解槽３１において溶解した酸素が、光触媒装置３２の内部で、泡として析出することを抑制することができる。そして酸素が泡として析出することが抑制できると、この泡により光触媒への紫外線の照射を阻害することが生じにくくなる。
【００３０】
また本実施の形態では、有機物を分解するために添加物を脱塩水中に添加する必要がない。そのため添加物と有機物の反応物が不純物として生じることがなく、この反応物を除去する機器を設けなくてよい。更に反応を起こさず残存した添加物を除去する機器を設けなくてもよい。つまり例えば、オゾン（Ｏ３）を添加して、光触媒装置３２により紫外線を照射しつつ有機物を分解する方法では、添加したオゾンを分解するための活性炭塔（ＡＣ）等を設ける必要がある。対して、本実施の形態では、活性炭塔（ＡＣ）は不要である。
【００３１】
なお上述した例では、酸素溶解槽３１には空気を供給したが、これに限られるものではなく、酸素を供給してもよい。
また光触媒装置３２で分解を行なうことができる有機物は、特に限定されるものではない。ただし、有機物が尿素である場合に本実施の形態の手法は特に有効である。即ち、尿素は、イオン交換樹脂や活性炭を使用しての除去は困難である。また低分子であり、かつ電荷を持たないため限界濾過によっても除去が困難である。更に、光触媒を使用せず単に紫外線を照射する方法でも分解しにくい性質を有する。そのため本実施の形態のように、酸素溶解槽３１により十分な酸素を脱塩水に溶解させ、そして光触媒装置３２において光触媒反応を生じさせることで、尿素のように除去が困難な有機物でも除去を行なうことをより容易とすることができる。
【００３２】
混床式純水製造装置（ＭＢＰ）３３には、内部に陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂が混合して充填されている。そして装置内に脱塩水を流通させることで、脱塩水中に含まれる微量の陽イオンおよび陰イオンを更に除去することができる。混床式純水製造装置３３では、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が混合した状態で、反応を生じさせる。そのため陽イオン交換樹脂により遊離したＨ＋イオンは、陰イオン交換樹脂により速やかに捕捉される。また陰イオン交換樹脂により遊離したＯＨ−イオンは、陽イオン交換樹脂により速やかに捕捉される。そのため交換平衡が成立しないで反応を進行させることができるので、より効率的に陽イオンおよび陰イオンを除去することができる。
【００３３】
真空脱気塔３４は、脱塩水中に含まれる酸素等の気体成分を除去するために設けられる。即ち、本実施の形態では、酸素溶解槽３１において酸素を溶解させるため、脱塩水は、酸素で飽和している。そのため真空脱気塔３４で溶解している過剰の酸素を脱気する必要がある。真空脱気塔３４の内部は、ほぼ真空である減圧状態とされている。そのためここに脱塩水を流通させることで、脱塩水中に溶解した酸素を析出させ、脱塩水から分離することができる。なおこの工程までに除去できなかった揮発性の物質、例えば揮発性の有機物も、この真空脱気塔３４で除去することができる。
【００３４】
活性炭濾過装置（ＣＦ）３５は、内部に活性炭を備える装置である。そして、脱塩水中に含まれる塩類や有機物をこの活性炭に吸着させることで更に除去することができる。本実施の形態では、ヤシガラ活性炭等の活性炭が含まれるフィルタをカートリッジ式にしたものが装置内に配されており、このフィルタに脱塩水を通過させることで、脱塩水の濾過を行なう。
【００３５】
逆浸透膜装置（ＲＯ）３６は、内部に逆浸透膜（ＲＯ膜）を備える装置である。逆浸透膜は、例えば、大きさが１ｎｍ〜２ｎｍの孔を多数設けたポリアミド膜であり、この膜を通過させることで、脱塩水中に含まれる塩類を更に除去することができる。
【００３６】
本実施の形態では、以上の処理により純水を製造することができ、製造された純水は、二次純水槽３７に貯えられる。本実施の形態では、二次純水槽３７には、窒素ガスが導入され、この窒素ガスにより二次純水槽３７内部をパージする。これにより二次純水槽３７に貯えられる純水を劣化しにくくすることができる。
【００３７】
紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ）４１は、内部に低圧紫外線ランプを備え、この紫外線ランプにより照射される紫外線により純水中の有機物を分解し除去する。この紫外線は、例えば１８５ｎｍの波長を有する。そしてこの紫外線の照射により生成するヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）により純水中の微量有機物を酸化分解する。
なおこの紫外線酸化装置４１に代わり、図２で説明をした酸素溶解槽３１および光触媒装置３２を用いてもよい。この場合、紫外線酸化装置４１によりヒドロキシルラジカルの他に発生することがある過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の発生がなくなるという点で、有効である。
【００３８】
非再生型イオン交換装置（ＵＰ）４２は、イオン交換装置の一種である。本実施の形態では、装置内に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合して充填した混床式イオン交換塔、または陽イオン交換樹脂を備えた陽イオン交換塔と陰イオン交換樹脂を備えた陰イオン交換塔とからなる複床式イオン交換装置などが使用できる。この非再生型イオン交換装置４２により陽イオン、陰イオン等の塩類が除去できるが、更に紫外線酸化装置４１により発生することがある過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）も共に除去することができる。
【００３９】
限界濾過装置（ＵＦ）４３は、純水に含まれる微細な固形物を除去するために設けられる。このために限界濾過装置（ＵＦ）４３内部には、限外濾過膜（ＵＦ膜）が備えられている。限外濾過膜は、例えば、大きさが２ｎｍ〜２００ｎｍの孔を多数設けたポリアミドやポリスルホンからなる膜であり、この膜を通過させることで、微粒子等の固形物を除去することができる。
【００４０】
このようにして製造された純水は、ユースポイントに送られ、予め定められた工程中で洗浄等の用途に使用される。
【００４１】
なお以上、水処理装置１について説明を行なったが、本実施の形態は、水処理方法としても捉えることができる。即ち、被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理方法であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させることで酸素を被処理水中に溶解させる酸素溶解工程と、酸素溶解工程により酸素が溶解した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する有機物分解工程と、を備えることを特徴とする水処理方法である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限りこれらの実施例により限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
図２で説明した酸素溶解槽３１および光触媒装置３２を使用し、有機物の分解率を測定した。
ここで、酸素溶解槽３１には、９Ｌの容量を有するステンレス製のタンクを用いた。また光触媒装置３２は、圧力容器３２１として、内径５０ｍｍ×長さ２００ｍｍのステンレス管を用い、石英管３２３として、内径２０ｍｍ×長さ２４０ｍｍのものを用いてこれにより二重管の構成となるようにした。そして圧力容器３２１と石英管３２３の間に、光触媒として粒径３ｍｍのシリカゲルビーズにＴｉＯ２を含浸したものを充填した。また石英管３２３には、出力波長２５４ｎｍ、出力５．３Ｗの紫外線ランプ３２２を挿入した。
そして、酸素溶解槽３１に有機物として尿素をＴＯＣ換算で２００μｇ／Ｌ含有させた脱塩水を２５℃にて充填した。そして圧力計３１５による計測で、酸素溶解槽３１内部が０．２ＭＰａになるように加圧し、その圧力を保ったまま、０．２ＭＰａの圧力を有する圧縮空気をエアレーション球３１２から排出してバブリングを３０分間行なった。そしてバブリング後、光触媒装置３２に尿素が溶解した脱塩水を１．２Ｌ／ｈの速度で送出しつつ紫外線を照射し、光触媒反応を生じさせた。光触媒装置３２から排出された後の脱塩水に含まれる尿素の量を測定したところ、尿素の分解率は、９％であった。
【００４４】
（比較例１）
実施例１に対し、酸素溶解槽３１における空気によるバブリングを行なわなかったこと以外は、実施例１と同様にして、脱塩水の処理を行なった。なおこの際の脱塩水は、予め真空脱気装置で脱気処理されたものを用い、溶存酸素は、０．０１ｐｐｍ未満だった。このときの尿素の分解率は、２％であり、実施例１の１／４以下に留まった。
【００４５】
（比較例２）
実施例１に対し、酸素溶解槽３１における空気によるバブリングを行なわなかったこと以外は、実施例１と同様にして、脱塩水の処理を行なった。なおこの際の脱塩水は、大気圧下で飽和しており、溶存酸素は、８ｐｐｍであった。このときの尿素の分解率は、４％であり、実施例１の１／２以下に留まった。
【符号の説明】
【００４６】
１…水処理装置、１０…前処理ユニット、２０…一次処理ユニット、３０…二次処理ユニット、３１…酸素溶解槽、３２…光触媒装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置等に係り、より詳しくは、例えば、純水を製造するために使用する水処理装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体の製造を行なうには、半導体の洗浄等のため、純水が使用される。この純水は、被処理水から不純物を除去することで製造される。そして、純水に含まれる不純物の量はできるだけ少ないことが望ましい。近年、純水の製造は、被処理水として、工業用水等だけではなく、半導体の洗浄等に使用した後の排水を処理した水である回収水を併せて使用することが多い。そのため、被処理水中に除去することが困難な不純物が存在すると純水を製造する設備内にこの不純物が蓄積することになる。特に不純物が有機物の場合、除去しにくい種類のものが多く、純水製造設備内に蓄積しやすい。
【０００３】
ここで、特許文献１には、被処理水を流通させる円筒形の反応槽と、反応槽内部に設けられ、反応槽内の被処理水にオゾンガスを注入するための散気板と、散気板にオゾンガスを流入するためのオゾンガス流入配管と、オゾンガスを発生させるためのオゾン発生装置と、反応槽の外周部に設けられ、内部に紫外線ランプを収納して、反応槽内の被処理水に紫外線を均一に照射するための円筒形の円筒型光源とを備えている水処理装置が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、被処理水中の微粒子、イオン、有機物、細菌、ガスを除去する多段階精製処理を行って超純水を製造する方法において、被処理水ｐＨが４〜８の条件下で、臭化アルカリと次亜塩素酸塩を添加して被処理水中の尿素を分解する超純水の製造方法が開示されている。
【０００５】
更に特許文献３には、前処理装置と、イオン交換装置と、逆浸透装置と、有機物分解装置と、脱気装置と、イオン吸着装置と、限外ろ過装置とを備えた超純水製造装置であって、有機物分解装置は、被処理水を一方向に流動させる流動槽と、表面に酸化チタンを含む光触媒繊維からなる平板状不織布を備える光触媒カートリッジと、１８０〜１９０ｎｍ間と２５０〜２６０ｎｍ間にそれぞれピーク波長を有する紫外線を照射可能な、長手方向に延びる形状を有する紫外線ランプとを備え、平板状不織布と紫外線ランプの長手方向とは平行であるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４２５８２号公報
【特許文献２】特開平９−９４５８５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、臭化アルカリや次亜塩素酸塩等の添加物を添加することで有機物を分解する方法では、添加物と有機物の反応物が処理後において不純物として残存する。また被処理水中に含まれる有機物の量に対し過剰の添加物を添加する必要があるため、添加物自体も処理後において残存する。そのためこれらを更に除去する必要がある。また被処理水と光触媒とを接触させ、紫外線を照射して有機物を分解する方法では、有機物を分解する効率が必ずしも高くならない場合がある。更に、酸素等の泡が被処理水中に発生した場合、光触媒への紫外線の照射を阻害し、有機物を分解する効率が低下することがある。
【０００８】
本発明は、従来の技術が有する上記の問題点に鑑みてなされたものである。
即ち、本発明の目的は、酸素等の泡が被処理水中に発生することを抑制し、被処理水中に含まれる有機物を高い効率で分解することができる水処理装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かくして本発明によれば、被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理装置であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる接触手段と、光触媒を備え、接触手段により空気または酸素と接触した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する分解手段と、を備えることを特徴とする水処理装置が提供される。
【００１０】
ここで、有機物は、尿素であることが好ましく、接触手段は、被処理水に空気または酸素を０．２ＭＰａ以上の圧力で接触させることが好ましい。また分解手段は、光触媒と被処理水とを接触手段において被処理水に空気または酸素を接触させる圧力以上の圧力で接触させることが好ましく、被処理水は、脱塩水であることが好ましい。
【００１１】
また本発明によれば、被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理方法であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させることで酸素を被処理水中に溶解させる酸素溶解工程と、酸素溶解工程により酸素が溶解した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する有機物分解工程と、を備えることを特徴とする水処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、酸素等の泡が被処理水中に発生することを抑制し、被処理水中に含まれる有機物を高い効率で分解することができる水処理装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１−１】本実施の形態の水処理装置について説明した図である。
【図１−２】本実施の形態の水処理装置について説明した図である。
【図２】本実施の形態の酸素溶解槽と光触媒装置についてより詳しく説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施する形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１５】
図１−１および図１−２は、本実施の形態の水処理装置について説明した図である。
本実施の形態において、水処理装置１は、純水を製造するための装置である。そして原水を前処理し濾過水とする前処理ユニット１０、前処理ユニット１０で製造された濾過水を脱塩し脱塩水とする一次処理ユニット２０、および一次処理ユニット２０で製造された脱塩水を更に精製し純水とする二次処理ユニット３０とから主要部が構成されている。
【００１６】
前処理ユニット１０は、原水から濁質を除去する前処理を行なうために設けられる。
前処理ユニット１０は、原水を貯留する原水槽１１と、原水に含まれる濁質を凝集させ除去し濾過水とする凝集濾過塔１２と、濾過水を貯留する濾過水槽１３とを備える。
【００１７】
本実施の形態において、原水は、工業用水を用いる。ただし特に限定されることはなく、例えば、井水、上水なども使用することができる。原水は、いったん原水槽１１に貯留される。本実施の形態では、この際に、原水に例えば、ＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ナトリウム）を添加し、原水に含まれる細菌類を殺菌することが好ましい。
【００１８】
凝集濾過塔１２では、原水に凝集剤を添加することで濁質を凝集させて凝集物とし、濾過により凝集物を除去する。ここで、濁質は、原水に含まれる汚れであり、泥、シルト等の夾雑物やプランクトン等の水生生物などの微粒子から構成される。そしてこれらの微粒子は、凝集剤により凝集させることができ、凝集物であるフロックにすることができる。
【００１９】
本実施の形態で使用する凝集剤は特に限定されるものではなく、例えば無機凝集剤を使用することができる。具体的には、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ：Poly Aluminum Chloride）；硫酸アルミニウム（硫酸バンド）；硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）、硫酸第二鉄（Ｆｅ２（ＳＯ４）３）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化第二鉄等の鉄系凝集剤、などである。この無機凝集剤は、被処理水に添加することで、被処理水中に分散している粒子表面の電荷を中和し、ファンデルワールス力（分子間引力）により粒子を集合させる凝結作用により凝集を生じさせる。
【００２０】
そして凝集濾過塔１２には、濾過材が備えられており、凝集剤により生成されたフロックを同じ装置内で濾過をすることができる。これによりフロックが除去され、濾過水となる。
【００２１】
凝集濾過塔１２で生成された濾過水は、いったん濾過水槽１３に貯留される。なおこの際に原水の殺菌を行なうために使用されたＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ナトリウム）を中和する処理を行なうことが好ましい。具体的には、チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）を適量添加することにより中和を行なうことができる。
【００２２】
一次処理ユニット２０は、濾過水に含まれるイオンなどの塩類を除去するために設けられる。
一次処理ユニット２０は、濾過水に含まれる塩類を除去し脱塩水とする２床３塔式純水製造装置（２Ｂ３Ｔ）２１と、２床３塔式純水製造装置２１により生成された脱塩水を貯留する脱塩水槽２２とを備える。
２床３塔式純水製造装置（２Ｂ３Ｔ）２１は、陽イオン交換樹脂が充填された陽イオン交換塔、脱炭酸塔、および陰イオン交換樹脂が充填された陰イオン交換塔の２床（２Ｂ：２Ｂｅｄ）３塔（３Ｔ：３Ｔｏｗｅｒ）から構成される。濾過水１３から送られた濾過水は、２床３塔式純水製造装置２１の陽イオン交換塔にまず入る。そして陽イオン交換塔において、濾過水中の陽イオン成分が除去される。陽イオン成分は、例えば、金属イオンである。次に陽イオン交換塔を通った濾過水は、脱炭酸塔に送られる。即ち、陽イオン交換塔では、濾過水中に含まれる陽イオンはＨ＋イオンに交換されるため、ｐＨは、酸性となっている。この状態では、水に含まれる炭酸成分（ＣＯ２）がガス化するため脱炭酸塔で空気を送り込むことで炭酸成分を除去する。これにより次の陰イオン交換塔において陰イオン交換樹脂の負担を減らし、陰イオン交換樹脂量の低減を図ることができる。そして濾過水は、最後に陰イオン交換塔に入り、陰イオン交換塔において、濾過水中の陰イオン成分が除去される。これにより脱塩水を製造することができる。
【００２３】
２床３塔式純水製造装置２１により製造された脱塩水は、脱塩水槽２２に貯留される。脱塩水槽２２では、後述するユースポイントで使用された後の排水を予め定められた手順で処理した水である回収水を混合してもよい。
【００２４】
二次処理ユニット３０は、被処理水の一例である脱塩水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる接触手段としての酸素溶解槽３１と、光触媒を備え、酸素溶解槽３１により空気または酸素と接触した脱塩水に紫外線を照射しつつ、光触媒と脱塩水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する分解手段としての光触媒装置３２と、脱塩水から塩類、有機物等を更に除去するための混床式純水製造装置（ＭＢＰ）３３、活性炭濾過装置（ＣＦ）３５、および逆浸透膜装置（ＲＯ）３６と、混床式純水製造装置３３と活性炭濾過装置３５の間に設けられ、脱塩水に溶解した気体成分を除去するための真空脱気塔３４と、製造された純水を貯留する二次純水槽３７とを備える。また二次純水槽３７の後段には、ユースポイントで使用するために純水の最終的なポリッシングを行なう紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ）４１、非再生型イオン交換装置（ＵＰ）４２、および限界濾過装置（ＵＦ）４３とを備える。
【００２５】
図２は、本実施の形態の酸素溶解槽３１と光触媒装置３２についてより詳しく説明した図である。
図２に示した酸素溶解槽３１は、脱塩水に酸素を溶解させるための槽である。そして酸素溶解槽３１は、内部に脱塩水を貯えるための空間を有し予め定められた圧力に耐えることができる圧力容器３１１と、予め定められた圧力の圧縮空気を圧力容器３１１の下部から排出するエアレーション球３１２と、エアレーション球３１２に圧縮空気を供給するための空気配管３１３と、圧力容器３１１の上部に圧縮空気を供給するための空気配管３１４と、圧力容器３１１内部の圧力を測定するための圧力計３１５と、水処理装置１の停止時などに圧力容器３１１内部の圧力を抜くための空気ドレン配管３１６とを備える。
【００２６】
脱塩水は、図示しない配管より圧力容器３１１の上部から圧力容器３１１内部に導入される。そして空気配管３１３，３１４により、圧縮空気がエアレーション球３１２および圧力容器３１１の上部に供給される。エアレーション球３１２には、微細な孔が形成されており、この孔を通し圧縮空気を排出することで、空気が脱塩水にバブリング状態で供給され、脱塩水と空気とが接触する。これにより脱塩水に、酸素を溶解させることができる。そしてこの際に圧力容器３１１内部を大気圧より大きい圧力とすることで、大気圧で空気を供給するよりも多くの酸素を脱塩水に溶解させることができる。本実施の形態では、後述する光触媒装置３２内部での光触媒反応をより効率よく生じさせるという観点から、圧力容器３１１内部の圧力は、０．２ＭＰａ以上の圧力であることが好ましい。なおここで圧力は、大気圧を基準値とし、大気圧に対し加圧する圧力を意味する。
【００２７】
光触媒装置３２は、内部に光触媒および脱塩水を貯えるための空間を有し予め定められた圧力に耐えることができる圧力容器３２１と、圧力容器３２１の内部に配され光触媒に紫外線を照射するための紫外線ランプ３２２と、紫外線ランプ３２２を脱塩水と非接触とし保護するための石英管３２３と、圧力容器３２１内部の圧力を測定するための圧力計３２４とを備える。この紫外線は、例えば、１８５ｎｍや２５４ｎｍの波長を有する。また光触媒装置３２は、酸素溶解槽３１と配管３１７により接続され、配管３１７の途中に設けられたポンプ３１８により脱塩水が酸素溶解槽３１から光触媒装置３２に移送される。
【００２８】
脱塩水は、酸素溶解槽３１の下部から抜き取られ、配管３１７およびポンプ３１８を通過して光触媒装置３２の下部から光触媒装置３２内部に導入される。そして脱塩水は、光触媒装置３２内部に設けられた光触媒と接触する。光触媒には紫外線ランプ３２２により紫外線が照射されている。そのため脱塩水に含まれる有機物は、光触媒反応により分解され、除去される。この際、脱塩水には酸素溶解槽３１によって酸素が豊富に溶解しているため、光触媒反応が高い効率で行なわれる。
【００２９】
更に本実施の形態では、圧力容器３２１内部を大気圧より大きい圧力とする。好ましくは、酸素溶解槽３１において脱塩水に空気を接触させる圧力以上の圧力とする。これにより、酸素溶解槽３１において溶解した酸素が、光触媒装置３２の内部で、泡として析出することを抑制することができる。そして酸素が泡として析出することが抑制できると、この泡により光触媒への紫外線の照射を阻害することが生じにくくなる。
【００３０】
また本実施の形態では、有機物を分解するために添加物を脱塩水中に添加する必要がない。そのため添加物と有機物の反応物が不純物として生じることがなく、この反応物を除去する機器を設けなくてよい。更に反応を起こさず残存した添加物を除去する機器を設けなくてもよい。つまり例えば、オゾン（Ｏ３）を添加して、光触媒装置３２により紫外線を照射しつつ有機物を分解する方法では、添加したオゾンを分解するための活性炭塔（ＡＣ）等を設ける必要がある。対して、本実施の形態では、活性炭塔（ＡＣ）は不要である。
【００３１】
なお上述した例では、酸素溶解槽３１には空気を供給したが、これに限られるものではなく、酸素を供給してもよい。
また光触媒装置３２で分解を行なうことができる有機物は、特に限定されるものではない。ただし、有機物が尿素である場合に本実施の形態の手法は特に有効である。即ち、尿素は、イオン交換樹脂や活性炭を使用しての除去は困難である。また低分子であり、かつ電荷を持たないため限界濾過によっても除去が困難である。更に、光触媒を使用せず単に紫外線を照射する方法でも分解しにくい性質を有する。そのため本実施の形態のように、酸素溶解槽３１により十分な酸素を脱塩水に溶解させ、そして光触媒装置３２において光触媒反応を生じさせることで、尿素のように除去が困難な有機物でも除去を行なうことをより容易とすることができる。
【００３２】
混床式純水製造装置（ＭＢＰ）３３には、内部に陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂が混合して充填されている。そして装置内に脱塩水を流通させることで、脱塩水中に含まれる微量の陽イオンおよび陰イオンを更に除去することができる。混床式純水製造装置３３では、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が混合した状態で、反応を生じさせる。そのため陽イオン交換樹脂により遊離したＨ＋イオンは、陰イオン交換樹脂により速やかに捕捉される。また陰イオン交換樹脂により遊離したＯＨ−イオンは、陽イオン交換樹脂により速やかに捕捉される。そのため交換平衡が成立しないで反応を進行させることができるので、より効率的に陽イオンおよび陰イオンを除去することができる。
【００３３】
真空脱気塔３４は、脱塩水中に含まれる酸素等の気体成分を除去するために設けられる。即ち、本実施の形態では、酸素溶解槽３１において酸素を溶解させるため、脱塩水は、酸素で飽和している。そのため真空脱気塔３４で溶解している過剰の酸素を脱気する必要がある。真空脱気塔３４の内部は、ほぼ真空である減圧状態とされている。そのためここに脱塩水を流通させることで、脱塩水中に溶解した酸素を析出させ、脱塩水から分離することができる。なおこの工程までに除去できなかった揮発性の物質、例えば揮発性の有機物も、この真空脱気塔３４で除去することができる。
【００３４】
活性炭濾過装置（ＣＦ）３５は、内部に活性炭を備える装置である。そして、脱塩水中に含まれる塩類や有機物をこの活性炭に吸着させることで更に除去することができる。本実施の形態では、ヤシガラ活性炭等の活性炭が含まれるフィルタをカートリッジ式にしたものが装置内に配されており、このフィルタに脱塩水を通過させることで、脱塩水の濾過を行なう。
【００３５】
逆浸透膜装置（ＲＯ）３６は、内部に逆浸透膜（ＲＯ膜）を備える装置である。逆浸透膜は、例えば、大きさが１ｎｍ〜２ｎｍの孔を多数設けたポリアミド膜であり、この膜を通過させることで、脱塩水中に含まれる塩類を更に除去することができる。
【００３６】
本実施の形態では、以上の処理により純水を製造することができ、製造された純水は、二次純水槽３７に貯えられる。本実施の形態では、二次純水槽３７には、窒素ガスが導入され、この窒素ガスにより二次純水槽３７内部をパージする。これにより二次純水槽３７に貯えられる純水を劣化しにくくすることができる。
【００３７】
紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ）４１は、内部に低圧紫外線ランプを備え、この紫外線ランプにより照射される紫外線により純水中の有機物を分解し除去する。この紫外線は、例えば１８５ｎｍの波長を有する。そしてこの紫外線の照射により生成するヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）により純水中の微量有機物を酸化分解する。
なおこの紫外線酸化装置４１に代わり、図２で説明をした酸素溶解槽３１および光触媒装置３２を用いてもよい。この場合、紫外線酸化装置４１によりヒドロキシルラジカルの他に発生することがある過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の発生がなくなるという点で、有効である。
【００３８】
非再生型イオン交換装置（ＵＰ）４２は、イオン交換装置の一種である。本実施の形態では、装置内に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合して充填した混床式イオン交換塔、または陽イオン交換樹脂を備えた陽イオン交換塔と陰イオン交換樹脂を備えた陰イオン交換塔とからなる複床式イオン交換装置などが使用できる。この非再生型イオン交換装置４２により陽イオン、陰イオン等の塩類が除去できるが、更に紫外線酸化装置４１により発生することがある過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）も共に除去することができる。
【００３９】
限界濾過装置（ＵＦ）４３は、純水に含まれる微細な固形物を除去するために設けられる。このために限界濾過装置（ＵＦ）４３内部には、限外濾過膜（ＵＦ膜）が備えられている。限外濾過膜は、例えば、大きさが２ｎｍ〜２００ｎｍの孔を多数設けたポリアミドやポリスルホンからなる膜であり、この膜を通過させることで、微粒子等の固形物を除去することができる。
【００４０】
このようにして製造された純水は、ユースポイントに送られ、予め定められた工程中で洗浄等の用途に使用される。
【００４１】
なお以上、水処理装置１について説明を行なったが、本実施の形態は、水処理方法としても捉えることができる。即ち、被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理方法であって、被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させることで酸素を被処理水中に溶解させる酸素溶解工程と、酸素溶解工程により酸素が溶解した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで有機物を分解する有機物分解工程と、を備えることを特徴とする水処理方法である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限りこれらの実施例により限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
図２で説明した酸素溶解槽３１および光触媒装置３２を使用し、有機物の分解率を測定した。
ここで、酸素溶解槽３１には、９Ｌの容量を有するステンレス製のタンクを用いた。また光触媒装置３２は、圧力容器３２１として、内径５０ｍｍ×長さ２００ｍｍのステンレス管を用い、石英管３２３として、内径２０ｍｍ×長さ２４０ｍｍのものを用いてこれにより二重管の構成となるようにした。そして圧力容器３２１と石英管３２３の間に、光触媒として粒径３ｍｍのシリカゲルビーズにＴｉＯ２を含浸したものを充填した。また石英管３２３には、出力波長２５４ｎｍ、出力５．３Ｗの紫外線ランプ３２２を挿入した。
そして、酸素溶解槽３１に有機物として尿素をＴＯＣ換算で２００μｇ／Ｌ含有させた脱塩水を２５℃にて充填した。そして圧力計３１５による計測で、酸素溶解槽３１内部が０．２ＭＰａになるように加圧し、その圧力を保ったまま、０．２ＭＰａの圧力を有する圧縮空気をエアレーション球３１２から排出してバブリングを３０分間行なった。そしてバブリング後、光触媒装置３２に尿素が溶解した脱塩水を１．２Ｌ／ｈの速度で送出しつつ紫外線を照射し、光触媒反応を生じさせた。光触媒装置３２から排出された後の脱塩水に含まれる尿素の量を測定したところ、尿素の分解率は、９％であった。
【００４４】
（比較例１）
実施例１に対し、酸素溶解槽３１における空気によるバブリングを行なわなかったこと以外は、実施例１と同様にして、脱塩水の処理を行なった。なおこの際の脱塩水は、予め真空脱気装置で脱気処理されたものを用い、溶存酸素は、０．０１ｐｐｍ未満だった。このときの尿素の分解率は、２％であり、実施例１の１／４以下に留まった。
【００４５】
（比較例２）
実施例１に対し、酸素溶解槽３１における空気によるバブリングを行なわなかったこと以外は、実施例１と同様にして、脱塩水の処理を行なった。なおこの際の脱塩水は、大気圧下で飽和しており、溶存酸素は、８ｐｐｍであった。このときの尿素の分解率は、４％であり、実施例１の１／２以下に留まった。
【符号の説明】
【００４６】
１…水処理装置、１０…前処理ユニット、２０…一次処理ユニット、３０…二次処理ユニット、３１…酸素溶解槽、３２…光触媒装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理装置であって、
前記被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる接触手段と、
光触媒を備え、前記接触手段により空気または酸素と接触した被処理水に紫外線を照射しつつ、当該光触媒と当該被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで前記有機物を分解する分解手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記有機物は、尿素であることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記接触手段は、前記被処理水に空気または酸素を０．２ＭＰａ以上の圧力で接触させることを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記分解手段は、前記光触媒と前記被処理水とを前記接触手段において当該被処理水に空気または酸素を接触させる圧力以上の圧力で接触させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記被処理水は、脱塩水であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の水処理装置。
【請求項６】
被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理方法であって、
前記被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させることで酸素を当該被処理水中に溶解させる酸素溶解工程と、
前記酸素溶解工程により酸素が溶解した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と当該被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで前記有機物を分解する有機物分解工程と、
を備えることを特徴とする水処理方法。
【請求項１】
被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理装置であって、
前記被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させる接触手段と、
光触媒を備え、前記接触手段により空気または酸素と接触した被処理水に紫外線を照射しつつ、当該光触媒と当該被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで前記有機物を分解する分解手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記有機物は、尿素であることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記接触手段は、前記被処理水に空気または酸素を０．２ＭＰａ以上の圧力で接触させることを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記分解手段は、前記光触媒と前記被処理水とを前記接触手段において当該被処理水に空気または酸素を接触させる圧力以上の圧力で接触させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記被処理水は、脱塩水であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の水処理装置。
【請求項６】
被処理水中に含まれる有機物を分解する水処理方法であって、
前記被処理水に空気または酸素を大気圧より大きい圧力で接触させることで酸素を当該被処理水中に溶解させる酸素溶解工程と、
前記酸素溶解工程により酸素が溶解した被処理水に紫外線を照射しつつ、光触媒と当該被処理水とを大気圧より大きい圧力で接触させることで前記有機物を分解する有機物分解工程と、
を備えることを特徴とする水処理方法。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図１−２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２４５４２２（Ｐ２０１１−２４５４２２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２１２１４（Ｐ２０１０−１２１２１４）
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００２３２８６３）日本錬水株式会社 (75)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００２３２８６３）日本錬水株式会社 (75)
【Ｆターム（参考）】
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