窒素系有機化合物の酸化分解方法
【課題】第１に、ＯＨラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが確立し、第２に、特にその自動化，制御化，ツール化が実現される、窒素系有機化合物の酸化分解方法を提案する。
【解決手段】この酸化分解方法では、難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分を、ＯＨラジカルにて酸化分解する。そして、水酸基有の場合、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化すると共に、酸素原子を二重結合化する第１プロセスと、水素原子有の場合、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化する第２プロセスと、原子の不対電子にＯＨラジカルが付加して、水酸基が生成される第３プロセスと、を有してなる。そして最終的には、第４プロセスにおいて、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化して、発生期の水素が生成され、もって還元により硝酸が生成される。
【解決手段】この酸化分解方法では、難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分を、ＯＨラジカルにて酸化分解する。そして、水酸基有の場合、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化すると共に、酸素原子を二重結合化する第１プロセスと、水素原子有の場合、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化する第２プロセスと、原子の不対電子にＯＨラジカルが付加して、水酸基が生成される第３プロセスと、を有してなる。そして最終的には、第４プロセスにおいて、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化して、発生期の水素が生成され、もって還元により硝酸が生成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素系有機化合物の酸化分解方法に関する。すなわち窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を処理対象とし、これを連鎖的に発生するＯＨラジカル（・ＯＨ）にて、酸化分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
窒素は、周知の通り窒素サイクルを形成しつつ、種々の化学形で大気，水，堆積物，生体中に存在する。もって窒素は、炭素，水素，酸素に次いで、多くの有機化合物に含まれているが、窒素系有機化合物は難分解性のものも多い。
そして、このような難分解性の窒素系有機化合物は、例えば廃液等に溶存，含有され、もって地下水，河川水，湖水等として環境中に排出されることも多く、環境汚染の原因となり健康への悪影響も懸念されている。
【０００３】
《従来技術》
これに対し、廃液等中に含有された難分解性の窒素系有機化合物、そしてその窒素原子を含んだ構成成分について、有効な浄化処理技術，無害化処理技術は、確立していない。その処理ニーズは、今後ますます高まると予測されるが、その難分解性等に起因して、効果的な処理技術は未だ確立されていない。
この種の処理技術として開発，使用された従来技術は、いずれも設備コスト面やランニングコスト面等に、大きな難点が指摘されていた。
唯一、過酸化水素と鉄塩にてＯＨラジカルを生成して、酸化分解するフェントン法の処理技術が提案され、注目されている状況にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
このようなフェントン法による処理技術としては、例えば、次の特許文献１，２に示されたものが挙げられる。
【特許文献１】特開２００６−３３４５７０号公報
【特許文献２】特開２００７−５０３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
《問題点》
ところで、このような従来のフェントン法による処理技術，酸化分解方法については、次の課題が指摘されていた。
ＯＨラジカルは、周知のごとく強力な酸化力，分解力を備えており、難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分の処理に効果的である。
しかし、ラジカルで反応性に富んでいるだけに、存在時間が瞬間的で寿命が極めて短い化学種であり、連鎖的に生成される生成効率の向上や反応効率の向上が、重要テーマとなる。
これに対し従来のフェントン法は、例えば過酸化水素が途中で水と酸素に分解され易い等、ＯＨラジカルの生成効率が悪く、又、所期の酸化分解反応以外の２次的反応が起こり易い等、反応効率も悪かった。
すなわちＯＨラジカルが、処理対象の窒素系有機化合物、そしてその窒素原子を含んだ構成成分にアタックして酸化分解に用いられることなく、消滅してしまうロスや、不安定な中間生成物を生成してしまうロス、等々の問題が従来より指摘されていた。
【０００６】
《その原因について》
従来のフェントン法について指摘されていた上述した問題は、根本的には、連鎖的に生成されるＯＨラジカルによる酸化分解プロセスの把握不足に、起因していた。従来の問題点の根本原因は、次の各点の解明不足にあった。
すなわち、処理対象の窒素原子を含んだ構成成分それぞれについて、ａ．酸化分解メカニズムの分析、そして酸化分解過程の化学式のプロセス解明、ｂ．これに基づく、酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数の把握、ｃ．フェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量の把握、等々の点についての解明不足が挙げられる。
又、これらの解明が進展したとしても、これらを手計算で行うことの困難性が、特に指摘されていた。すなわちａ．処理対象が酸化分解され尽くすまでの煩雑な酸化分解過程、そしてｂ．その化学式プロセスを確実にフォローして、ｃ．必要総モル数や添加量を把握するには、膨大な計算そして多大な時間や労力を要し、ミスも多発していた。
そこで、数多い難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分について、ＯＨラジカルの必要総モル数等の系統立った計算アルゴリズムの確立、そして最適処理条件の系統立った選定、その自動化，制御化，ツール化等が、切望されていた。
【０００７】
《本発明について》
本発明の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、このような実情に鑑み、上記従来技術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ラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが確立し、第２に、特にその自動化，制御化，ツール化が実現される、窒素系有機化合物の酸化分解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】
【０００８】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲にも記載したように、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の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、難分解性の窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を処理対象とし、水溶液中の該処理対象を、ＯＨラジカル（・ＯＨ）にて酸化分解する。そして、次の第１，第２，第３，第４の各プロセスを有している。
すなわち該処理対象について、水酸基（−ＯＨ）の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、該水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化する第１プロセスと、水素原子の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する第２プロセスと、原子の不対電子にＯＨラジカルが付加して、水酸基が生成される第３プロセスと、を有してなる。
そして最終的には、第４プロセスにおいて、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。そして該発生期の水素が、該処理対象の残基を還元して、硝酸（ＨＮＯ３）が生成されること、を特徴とする。
【０００９】
請求項２については、次のとおり。
請求項２の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項１において、該窒素系有機化合物は蛋白質型有機化合物よりなる。そして、該処理対象の蛋白質型の窒素原子を含んだ構成部分、つまり、Ｎ末端の−ＮＨ２（アミノ基）型の窒素原子を含んだ構成部分と、酸アミド結合の−ＮＨ−型の窒素原子を含んだ構成部分とが、それぞれ前記各プロセスを辿ること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。
請求項３の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項２において、該蛋白質型有機化合物は、細菌の細胞の主要部やウィルスの細胞の主要部を形成していること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。
請求項４の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項１において、該処理対象は、Ｒ−ＮＨ２型の窒素原子、（Ｒ２）ＮＨ型の窒素原子、ＲＲ’ＮＨ型の窒素原子、Ｒ＝ＮＨ型の窒素原子、（Ｒ２）Ｎ−型の窒素原子、ＲＲ’Ｎ−型の窒素原子、Ｒ＝Ｎ−型の窒素原子、Ｒ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子、Ｒ−ＮＯ２型の窒素原子、又はＲ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分よりなり、それぞれが前記各プロセスを辿ること、を特徴とする。
【００１０】
請求項５については、次のとおり。
請求項５の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項１，２，３，又は４において、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数が、前記各プロセスでの反応式に基づき算出されること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。
請求項６の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項５において、ＯＨラジカルはフェントン法にて生成され、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、ＯＨラジカルの該必要総モル数と該フェントン法に基づき算出されること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。
請求項７の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項６において、まず検出手段により、該窒素系有機化合物の濃度が検出されると共に、入力手段により、該窒素系有機化合物中の該処理対象の構成成分とそのモル数が入力される。もって、検出された濃度、および入力された構成成分とそのモル数に基づき、制御装置により、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数、そして過酸化水素および鉄イオンの該添加量が算出される。
そして、該制御装置からの指示に基づき、過酸化水素添加部および鉄イオン添加部により、該処理対象の水溶液に対し、該添加量の過酸化水素および鉄イオンが添加されること、を特徴とする。
【００１１】
請求項８については、次のとおり。
請求項８の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項７において、該制御装置は、コンピュータにて構成されている。そして、そのプログラムにより、該処理対象の構成成分について、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス毎に必要なＯＨラジカルのモル数を、算出するプロセス処理と、該プロセス処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行わ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の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項７において、該制御装置は、コンピュータにて構成されている。そして、そのプログラムにより、予め記憶された各構成成分毎のデータを検索して、該処理対象の構成成分の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を抽出するデータ検索処理と、該データ検索処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの添加量の演算処理とが、行われることを特徴とする。
【００１２】
《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）難分解性の窒素系有機化合物を含有した被処理水は、フェントン処理槽に供給される。
（２）そして、過酸化水素や鉄イオンが添加される。
（３）そこで、ＯＨラジカルが連鎖的に生成される。
（４）ＯＨラジカルは、処理対象の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分を、酸化分解する。
（５）そして本発明では、処理対象が次の各プロセスにて、酸化分解される。水酸基有の場合の第１プロセス、水素原子有の場合の第２プロセス、水酸基が生成される第３プロセス、等の各プロセスが、ＯＨラジカル関与のもとで実施される。そして最終的には、ＯＨラジカル関与のもと、発生期の水素にて還元する第４プロセスにて、硝酸が生成される。
（６）このように、パターン化された各プロセスにより、酸化分解過程や化学式が具体的に把握される。もって、ＯＨラジカルの必要総モル数や、過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出可能となる。
（７）このような計算アルゴリズムは、コンピュータ等の制御装置を利用することにより、自動化，制御化，ツール化される。
（８）例えば、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス処理、記憶データ検索処理，必要総モル数演算処理，添加量演算処理等を、プログラム化してコンピュータにて行うことにより、上述したところが容易かつ確実に自動化，制御化，ツール化される。
（９）なお、ＯＨラジカルの必要総モル数は、必要理論総モル数として算出されたモル数より、多目に算出，設定，準備される。もって、過酸化水素や鉄イオンの添加量についても、これに準じる。
（１０）さてそこで、本発明の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１３】
《第１の効果》
第１に、本発明の酸化分解方法により、ＯＨラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、確立する。
すなわち、パターン化された第１，第２，第３，第４の各プロセスを、処理対象の難分解性の各窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分に対して、共通適用することにより、それぞれの酸化分解過程や化学式が具体的に解明，把握される。もって、連鎖的に発生するＯＨラジカルの必要総モル数、そしてフェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量を、容易かつ確実に算出可能となる。
このように本発明では、ＯＨラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが確立され、最適処理条件が系統だって選定される。例えば、蛋白質型有機化合物が主要部をなす細菌やウィルスの殺菌処理に際しても、処理用のＯＨラジカルの計算アルゴリズムが確立される。
これらにより、過不足ないＯＨラジカルの生成と反応が可能となり、前述したこの種従来例に比し、ＯＨラジカルの生成効率や反応効率が向上する。連鎖的に生成され寿命の短いＯＨラジカルが、酸化に用いられずに消滅してしまうロスは防止され、２次的反応による中間生成物の生成ロスも削減される。
【００１４】
《第２の効果》
第２に、特に本発明の酸化分解方法によって、上述した計算アルゴリズムの自動化，制御化，ツール化が、実現される。
本発明では、コンピュータ等の制御装置を利用することにより、処理対象の窒素系有機化合物の窒素原子を含む構成成分の酸化分解に関し、ＯＨラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、自動化，制御化，ツール化される。
すわなち、濃度検出手段や処理対象入力手段を付設すると共に、プログラムソフトに基づき各種演算処理等を行うことにより、容易かつ確実に、ＯＨラジカルの必要総モル数，過酸化水素の添加量，鉄イオンの添加量等が算出される。前述したこの種従来例のように、手計算により多大な時間と労力を要し、ミス多発の虞もあったのに比し、このように自動化，制御化，ツール化される意義は大きい。
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る窒素系有機化合物の酸化分解方法について、発明を実施するための形態の説明に供し、全体の構成ブロック図である。
【図２】同発明を実施するための形態の説明に供し、制御装置のコンピュータ等の構成ブロック図である。
【図３】同発明を実施するための形態の説明に供し、制御装置のコンピュータの要部の機能ブロック図である。
【図４】同発明を実施するための形態の説明に供し、処理プロセスの１例を示し、その前半のフローチャートである。
【図５】同発明を実施するための形態の説明に供し、処理プロセスの１例を示し、その後半のフローチャートである。
【図６】基本部分や残基の処理プロセスを示し、（１）図は、第１’プロセスのフローチャート、（２）図は、第２’プロセスのフローチャートである。
【図７】同基本部分や残基の処理プロセスを示し、（１）図は、第３’プロセスのフローチャート、（２）図は、第４’プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
そして以下、「フェントン法」，「ＯＨラジカルの生成」，「処理対象等」，「本発明の概要」，「酸化分解の具体例」，「ＯＨラジカル等の計算アルゴリズム」，「制御装置等」，「制御例（その１）」，「制御例（その２）」，「作用等」，「参考：他の基本部分や残基の酸化分解について」，「実施例１」，「実施例２」，「実施例３」、等の項目順に説明する。
【００１７】
《フェントン法について》
本発明の酸化分解方法は、窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を、処理対象１とする。そして、水溶液中の処理対象１を、ＯＨラジカル（・ＯＨ）にて酸化分解する。
さて、ＯＨラジカルの生成法やＯＨラジカルによる酸化分解法としては、フェントン法が代表的である。そこでまず、本発明の前提となるフェントン法について、図１を参照して、その概要を説明する。
図示したフェントン法の処理装置２は、原水槽３，フェントン処理槽４，後処理槽５を順に備えており、フェントン処理槽４には、過酸化水素槽６，鉄イオン槽７，ｐＨ調整手段（図示せず）等が、付設されている。
もって、窒素原子を含んだ構成成分の窒素系有機化合物が溶存，含有した被処理水８が、処理対象１として、原水槽３からフェントン処理槽４へと供給される。
【００１８】
フェントン処理槽４は、ｐＨ調整手段にて常時弱酸性に調整されている。そして、フェントン処理槽４に供給された被処理水８に対し、反応当初において、過酸化水素槽６から過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の水溶液が、電磁弁やポンプを備えた過酸化水素添加部９を介し、フェントン試薬として全量添加される。
それから、上述により過酸化水素が添加されたフェントン処理槽４の被処理水８に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、鉄イオン槽７から２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）溶液が、電磁弁やポンプを備えた鉄イオン添加部１０を介し、フェントン試薬として分割添加される。
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。なお、鉄イオン槽７から鉄イオン添加部１０を介して分割添加される鉄イオンとしては、このように２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）が代表的であるが、これに代え３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）も使用可能である（後述する化１や化５の反応式も参照）。
【００１９】
フェントン処理槽４内では、このように添加された過酸化水素と鉄イオンにてＯＨラジカルが生成され、もって、被処理水８中の処理対象１、つまり窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分が、酸化分解される。
すなわち、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電子奪取力，酸化力，分解力を有すると共に、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もある。そして、水相分散したＯＨラジカルは、被処理水８中に溶存，含有された窒素系有機化合物について、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分を、酸化し遂には分解してしまう。もって被処理水８は、後処理槽５を経由し、凝集，沈殿，濾過，ｐＨ調整された後、外部排水されて放流される。
フェントン法については、以上のとおり。
【００２０】
《ＯＨラジカルの生成》
次に、フェントン法におけるＯＨラジカルの生成反応について、図１を参照して説明しておく。
第１に、フェントン処理槽４内では、まず、添加された過酸化水素が、添加された鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルが生成される。すなわち、次の化１，化２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。なお、化１と化２の反応式を合成すると、化３の反応式となる。
【００２１】
【化１】
【化２】
【化３】
【００２２】
第２に、上記第１のようにＯＨラジカルが生成されると共に、上記化２の過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、上記化１の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。
すなわち、次の化４，化５の反応式によっても、付随的，副次的，連鎖的に、ＯＨラジカルの生成が可能である。
【００２３】
【化４】
【化５】
【００２４】
第３に、更に前記化３（化１，化２）や上記化４，化５の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、被処理水８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６，化７の反応式により、付随的，副次的，連鎖的に繰り返して可能である。
【００２５】
【化６】
【化７】
【００２６】
第４に、前記化３（化１）の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８，化９の反応式により、付随的，副次的，連鎖的に繰り返して可能である。なお、化８と化９の反応式を合成すると、化１０の反応式となる。
即ち、被処理水８を、ｐＨ調整手段にてアルカリ化し、もって化８の反応式にて、過酸化水素がプロトン（Ｈ＋）を遊離し、３価の鉄イオンが２価の鉄イオンに還元されると共に、酸素分子に電子が付加されているスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２−）が生成される。そして、化９の反応式により、このスーパーオキシドアニオンが、過酸化水素と反応して、ＯＨラジカルを生成する。
【００２７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【００２８】
フェントン法では、このように、主反応や各付随的，副次的，連鎖的反応によって、ＯＨラジカルが生成される。
ＯＨラジカルの生成については、以上のとおり。
【００２９】
《処理対象１等について》
次に、処理対象１等について、説明する。
本発明は、難分解性の窒素系有機化合物について、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分を、酸化分解する。
まず、難分解性の窒素系有機化合物としては、各種の物質が存在するが、例えば、ニトロベンゼン（Ｃ６Ｈ５ＮＯ２），アニリン（Ｃ６Ｈ５ＮＨ２），蛋白質（アミノ酸ＮＨ２−ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯＯＨがペプチド結合したポリマー）等が挙げられる。勿論、蛋白質型の窒素系有機高分子化合物には、生物の細胞の主要部を形成するものの他、細菌の細胞の主要部やウィルスの細胞の主要部を形成するものも含まれる。
そして本発明は、このような難分解性の窒素系有機化合物について、その窒素原子を含んだ構成成分を、処理対象１とする。
そこで、処理対象１としては、Ｒ−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分、（Ｒ２）ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分、ＲＲ’ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ＝ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分、（Ｒ２）Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分、ＲＲ’Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ−ＮＯ２型の窒素原子を含んだ構成成分、又はＲ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分等、各パターンが考えられる。
なお本明細書において、ＲやＲ’は、窒素系有機化合物において、上記した窒素原子を含んだ構成成分以外の、基本部分や残基を示す。勿論、アルキル基を示す場合も含まれ、多くの場合、炭素原子（Ｃ），水素原子（Ｈ），更には酸素原子（Ｏ）等からなる。又、ＲとＲ’とは、異なる基本部分や残基を示す。
処理対象１等については、以上のとおり。
【００３０】
《本発明の概要について》
以下、本発明について説明する。まず、本発明の概要について、図４，図５のフローチャートも参照して、説明する。
フェントン処理槽４（図１を参照）内では、前述により生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の窒素系有機化合物について、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分が、酸化分解され、もって最終的には硝酸が生成される。
そして、このような酸化分解は、次の第１プロセス，第２プロセス，第３プロセスを、順不同に繰返すことにより行われると共に、最終的には第４プロセスにて完了する。
【００３１】
第１プロセスについては、次のとおり。
第１プロセスでは、処理対象１について、窒素原子（Ｎ）に付く水酸基（−ＯＨ）の有無が判定される。そして、水酸基有の場合は、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、自身は水（Ｈ２Ｏ）に回帰して系外に遊離すると共に、水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化（＝Ｏ）させる。
図４，図５（後で実施例１として詳述する）のフローチャートでは、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、およびステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８、更にはステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４等のルーチンにおいて、この第１プロセスの処理が実施される（ステップＳ２３では、酸素原子は二重結合化することなく不対電子有（−Ｏ・）となる）。
なお、図４，図５のフローチャートのステップ１では、窒素原子を含んだ構成成分の化学式（構造式）が、処理対象１として入力される（後述する処理対象入力手段１３を参照）。
【００３２】
第２プロセスについては、次のとおり。
第２プロセスでは、処理対象１について、窒素原子に付く水素原子（Ｈ）の有無が判定される。そして、水素原子有の場合は、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する。
図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２のルーチンで、この第２プロセスの処理が実施される。
【００３３】
第３プロセスについては、次のとおり。
第３プロセスでは、処理対象１について、窒素原子，その他の原子の不対電子（−）に、ＯＨラジカルが取り付いて付加し、もって水酸基が生成，再生される。
図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ１３，Ｓ１４、およびステップＳ１９，Ｓ２０のルーチンで、この第３プロセスの処理が実施される。
【００３４】
第４プロセスについては、次のとおり。
最終プロセスである第４プロセスでは、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化する。もって、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ、発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）を生成する。そして、生成された発生期の水素が、処理対象１の残基を還元し、もって硝酸（ＨＮＯ３）が生成される。
図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７のルーチンで、この第４プロセスの処理が実施される。
【００３５】
ここで、窒素原子の原子価について述べておく。
窒素原子は、通常は共有結合の原子価が３価である。しかし共有結合の過程で、その外殻電子構造の２ｓ軌道の対電子が、例えばＯＨラジカルにより外部エネルギーを得ると昇位して、２ｓ軌道と２ｐ軌道とがｓｐ混成軌道を形成する可能性がある。この場合、原子価は４価そして５価となる。
そして、本発明の酸化分解過程では、前半の第１，第２，第３プロセスでは、窒素原子は３価であるが、後半の第１，第３，第４プロセスでは、窒素原子は４価そして５価となっている。図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ１〜Ｓ１６までは３価を前提とし、ステップ１７，１８は４価、ステップＳ２０〜Ｓ２７は５価を前提としている。
本発明の概要については、以上のとおり。
【００３６】
《酸化分解の具体例》
次に、このような酸化分解の具体例について、説明する。
難分解性の窒素系有機化合物について、処理対象１である窒素原子を含む構成成分は、本発明では、第１プロセス，第２プロセス，第３プロセスを辿り、最終的に第４プロセスで硝酸が生成されるに至る。なお付随して、水や酸素が副次的に派生し、炭酸ガスが派生することもあり、これらは系外へと遊離する。
ここで、処理対象１となる窒素原子を含む構成成分の各パターン毎に、本発明の酸化分解の具体例について説明する。代表的な構成成分毎に、第１〜第４プロセスを辿った結果について、酸化分解の反応式にて説明する。
表１は、このような酸化分解データである。ＲやＲ’等の意味内容については、前述した所を参照。
【００３７】
【表１】
【００３８】
まず、Ｒ−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．１に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、計９モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、５モルの水と１／２モルの酸素分子が派生される。
次に、（Ｒ２）ＮＨ型，（ＲＲ’）ＮＨ型，又はＲ＝ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．２，３，４に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルの（Ｒ２）ＮＨ型，（ＲＲ’）ＮＨ型，又はＲ＝ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分は、計１０モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、５モルの水と１モルの酸素分子が派生される。
次に、（Ｒ２）Ｎ−型、ＲＲ’Ｎ−型，又はＲ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．５，６，７に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルの（Ｒ２）Ｎ−型，ＲＲ’Ｎ−型，又はＲ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、計９モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、４モルの水と１モルの酸素分子が派生される。
【００３９】
次に、Ｒ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．８に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子を含んだ構成成分は、計１９モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、９モルの水と３モルの酸素分子と１モルの炭酸ガスとが派生される。
次に、Ｒ−ＮＯ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．９に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−ＮＯ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、計３モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、１モルの水と１／２モルの酸素分子が派生される。
次に、Ｒ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．１０に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、計１４モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、２モルの硝酸が生成され、６モルの水と１モルの酸素分子が派生される。
酸化分解の具体例については、以上のとおり。
【００４０】
《ＯＨラジカル等の計算アルゴリズム》
次に、ＯＨラジカル等の計算アルゴリズムについて、説明する。
本発明の酸化分解方法では、処理対象１となる窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分について、その酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数が、前記第１，第２，第３，第４の各プロセスでの反応式に基づき、算出される。
そしてＯＨラジカルは、代表的にはフェントン法にて生成されるので、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、ＯＨラジカルの算出された必要総モル数と、フェントン法の反応式とに基づき、算出される。
【００４１】
その計算アルゴリズムについて、更に詳述する。まず、処理対象１となる難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分について、水酸基有の場合の前記第１プロセスと、水素原子有の場合の第２プロセスと、水酸基が生成される第３プロセスとが、ＯＨラジカル関与のもとで、順不同に繰り返される。そして最終的には、ＯＨラジカルが関与して生成される発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）による、還元パターンの第４プロセスに至る。
これらの各プロセスを辿ることにより、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分は酸化分解され、もって硝酸が生成されると共に、水，酸素，更には炭酸が派生する。酸化分解の具体例については、前記表１等を参照。
そして、これらの各プロセスの化学反応式を辿ることにより、その処理対象１を酸化分解するのに必要なＯＨラジカルの理論総モル数が、算出される。すなわち、酸化分解の各反応式において、原料側（左側）において関与，使用されるＯＨラジカルのモル数を合算することにより、必要理論総モル数が算出される。
そして実際上は、このように算出されたＯＨラジカルの必要理論総モル数を基に、より多目の必要総モル数が定量的に算出される。
【００４２】
ＯＨラジカルの必要総モル数が算出されると、これに基づき、フェントン法による過酸化水素と鉄イオンの必要添加量も算出される。すなわち、必要総モル数のＯＨラジカルを生成するのに必要な過酸化水素の添加量と、２価の鉄イオン等の鉄イオンの添加量も、フェントン法の反応式に基づき、算出される。
フェントン法によるＯＨラジカル生成の反応式については、前記化１，化２，（化３）の主反応や、前記化４，化５や、前記化６，化７や、前記化８，化９，（化１０）等の副次的反応を参照。
具体的には、主反応に対する副次的反応のウェート付け次第であるが、実際上、過酸化水素の添加量は、１モルの過酸化水素から例えば１．５モルや２モルのＯＨラジカルが生成される旨、定量的に算出される。鉄イオンの添加量に関しては、処理対象１次第であるが、実際上は過酸化水素の添加量から係数計算することにより、算出される。
ＯＨラジカルの計算アルゴリズムについては、以上のとおり。
【００４３】
《制御装置１１等について》
次に、制御装置１１等について、図１を参照して説明する。
上述した計算アルゴリズムに基づく酸化分解方法の自動化，制御化，ツール化には、濃度検出手段１２，処理対象入力手段１３，制御装置１１，過酸化水素添加部９，鉄イオン添加部１０、等が使用される。
そして、まず濃度検出手段１２により、窒素系有機化合物の濃度が検出されると共に、処理対象入力手段１３により、窒素系有機化合物中の処理対象１、つまり窒素原子を含んだ構成成分とそのモル数（構成成分当量）が、入力される。このように検出された濃度、および入力された構成成分とそのモル数とに基づき、制御装置１１により、処理対象１の酸化分解，無機化に要するＯＨラジカルの必要総モル数、そして過酸化水素および２価の鉄イオンの添加量が、算出される。
そして、制御装置１１からの指示信号に基づき、過酸化水素添加部９および鉄イオン添加部１０により、処理対象１の水溶液つまり被処理水８に対し、その添加量の過酸化水素および２価の鉄イオンが、添加される。
【００４４】
これらについて、更に詳述する。濃度検出手段１２は、原水槽３に付設されており、例えばＴＯＣ（全有機体炭素）自動測定装置が使用され、被処理水８中の窒素系有機化合物の濃度（例えばｍｇ／Ｌ）を、分析，測定し、その測定データが制御装置１１に入力される。
処理対象入力手段１３は、窒素系有機化合物について、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分の化学式（構造式）と、そのモル数（構成成分当量）とを、キーボードを使用して手入力により、又は分析装置を使用して自動入力により、制御装置１１に対して入力する。
そして制御装置１１は、このように入力された濃度データ、および処理対象１の構成成分とそのモル数とに基づき、処理対象１の酸化分解に必要なＯＨラジカルの総モル数を、算出する（この計算アルゴリズムについては、前述した所を参照）。ＯＨラジカルの必要総モル数が算出されると、これに基づき、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、通常、定量的正数，定量的係数を基準として算出される。
もって制御装置１１から、過酸化水素添加部９および鉄イオン添加部１０に対し、それぞれの添加量指示信号が、駆動回路１５を経由して出力される。そこで、過酸化水素添加部９により、過酸化水素槽６の過酸化水素が、所定添加量だけフェントン処理槽４に添加される。又、鉄イオン添加部１０により、鉄イオン槽７の代表的には２価の鉄イオンが、所定添加量だけフェントン処理槽４に分割添加される。
制御装置１１としては、マイクロコンピュータ１４が代表的に使用される。マイクロコンピュータ１４は、周知のごとく、図２に示したようにＣＰＵ１６，ＲＡＭ１７，ＲＯＭ１８，記憶装置１９，インプット・ポート２０，アウトプット・ポート２１等を備えている。
制御装置１１等は、このようになっている。
【００４５】
《制御例（その１）について》
次に、このような制御の具体例（その１）について、図１〜図５を参照しつつ、説明する。
この制御例の酸化分解方法において、制御装置１１は、マイクロコンピュータ１４にて構成されており、順次経時的に、次のプロセス処理，総モル数演算処理，添加量演算処理等を行う。
すなわち、各処理対象１について例えば図４，図５に示したプログラムに基づき、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス処理を行うことにより、各プロセス毎に必要なＯＨラジカルのモル数を算出するプロセス処理と、このプロセス処理に基づく、処理対象１の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数の演算処理と、過酸化水素および鉄イオンの添加量の演算処理とが、順次経時的に行われる。
【００４６】
このような制御例（その１）について、更に詳述する。制御装置１１として使用されるマイクロコンピュータ１４は、そのＣＰＵ１６が、まず、次のように機能することによってプロセス処理を行う。
すなわち、窒素原子を含んだ各構成成分毎に予め準備されるフローチャート、例えば図４，図５のフローチャートに示されたプログラムに基づき、図３中に示したように、第１プロセス処理手段２２，第２プロセス処理手段２３，第３プロセス処理手段２４，第４プロセス処理手段２５等として、順不同に必要回数だけ機能する。プログラムは、ＲＯＭ１８に書き込まれている。
もって、処理対象入力手段１３で入力された処理対象１の１モルやｎモルの構成成分を対象に、次のプロセス処理が行われる。
第１プロセス処理手段２２では、図４，図５の例のフローチャートの場合は、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、およびＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８、更にはＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４において、前述した第１プロセスの判断や処理等が行われる。
第２プロセス処理手段２３では、図４，図５の例のフローチャートの場合はステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２において、前述した第２プロセスの判断や処理が行われる。
第３プロセス処理手段２４では、図４，図５の例のフローチャートの場合はステップＳ１３，Ｓ１４およびＳ１９，Ｓ２０において、前述した第３プロセスの処理が行われる。
第４プロセス処理手段２５では、図４，図５の例のフローチャートの場合はステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７において、前述した第４プロセスの処理が行われる。
【００４７】
次に、マイクロコンピュータ１４のＣＰＵ１６は、図３中に示したように、ＯＨラジカルの総モル数演算手段（その１）２６として機能し、もって、総モル数演算処理が行われる。
この総モル数演算手段（その１）２６では、まず、処理対象１の酸化分解に際し、上記第１，第２，第３，第４プロセスに関与して消費されるＯＨラジカルのモル数が、合算される（その計算アルゴリズムについては、前述したところを参照）。
これと共に、この総モル数演算手段（その１）２６は、検出手段１２で検出された窒素系有機化合物の濃度（例えばｍｇ／Ｌ）から、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分のモル数を換算する。
これらに基づき、処理対象１の酸化分解に必要なＯＨラジカルの総モル数が、算出される。
【００４８】
それから、マイクロコンピュータ１４のＣＰＵ１６は、図３中に示したように、過酸化水素や鉄イオンの添加量演算手段（その１）２７として機能し、もって添加量演算処理が行われる。
すなわち、この添加量演算手段（その１）２７は、上述により得られたＯＨラジカルの必要総モル数に基づき、まず、過酸化水素の必要モル数を算出する（その計算アルゴリズムについては、前述したところを参照）。
過酸化水素について、必要モル数が算出されると、その密度，分子量，質量を基に、その必要添加量が算出される。なお、２価の鉄イオン等の鉄イオンの必要添加量は、この過酸化水素の必要添加量から係数計算することにより、算出される。もって、算出された添加量の過酸化水素や鉄イオンが、添加される。
制御例（その１）では、このような制御が実施される。
【００４９】
《制御例（その２）について》
次に、制御の具体例（その２）について、図１，図２，図３，および表１を参照して、説明する。
この制御例の酸化分解方法において、該制御装置１１は、マイクロコンピュータ１４にて構成されており、次のデータ検索処理，総モル数演算処理，添加量演算処理等を行う。
すなわち、そのプログラムに基づき、予め記憶されたデータを検索することにより、処理対象１の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を抽出するデータ検索処理と、このデータ検索処理に基づく、処理対象１の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数の演算処理と、これに基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われる。
【００５０】
このような制御例（その２）について、更に詳述する。制御装置１１として使用されるマイクロコンピュータ１４のＣＰＵ１６は、ＲＯＭ１８に書き込まれたプログラムに基づき、図３中に示したように、データ検索処理手段２８，総モル数演算手段（その２）２９，添加量演算手段（その２）３０、等として順次経時的に機能する。
これと共に、マイクロコンピュータ１４の記憶装置１９には、前述した表１のデータが、酸化分解データテーブル３１として格納されている。つまり、窒素原子を含む各構成成分毎に、その酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数が、対応づけて記憶されている。
【００５１】
そしてまず、データ検索処理手段２８は、処理対象入力手段１３で入力された処理対象１の窒素系有機化合物の窒素を含んだ構成成分を、検索キーとして、酸化分解データテーブル３１から読み出されたデータを検索する。もって、検索キーとされた構成成分の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を、抽出する。
次に、総モル数演算手段（その２）２９では、まず、濃度検出手段１２で検出された窒素系有機化合物の濃度（例えばｍｇ／Ｌ）から、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分のモル数を換算する。そして、この構成成分の換算モル数と、上記ＯＨラジカルの抽出モル数とに基づき、処理対象１を酸化分解するのに必要なＯＨラジカルのモル数が、算出される。
後は、添加量演算手段（その２）３０が、過酸化水素および鉄イオンの添加量を演算することになるが、添加量演算手段（その１）２７等において述べた所に準じるので、その説明は省略する。もって、算出された添加量の過酸化水素および鉄イオンが、添加されることになる。
制御例（その２）では、このような制御が実施される。
【００５２】
《作用等》
本発明の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、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）難分解性の窒素系有機化合物を溶存，含有した被処理水８が、原水槽３からフェントン処理槽４へと、供給される（図１を参照）。
【００５３】
（２）フェントン処理槽４に供給された被処理水８は、まず反応当初に、過酸化水素添加部９から過酸化水素槽６の過酸化水素溶液が、全量添加される。しかる後、鉄イオン添加部１０から鉄イオン槽７の鉄イオン溶液が、複数回に分けて分割添加される。この間、被処理水８は、ｐＨ調整手段（図示せず）により弱酸性に維持されている。
【００５４】
（３）さてそこで、フェントン処理槽４内の被処理水８について、ＯＨラジカルが生成される。すなわち過酸化水素が、添加された例えば２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成するフェントン主反応（前記化１〜３の反応式を参照）を始め、付随的，副次的，連鎖的反応により、ＯＨラジカルが連鎖的に生成される（前記化４〜１０の反応式を参照）。
【００５５】
（４）このように生成されたＯＨラジカルは、極めて強力な酸化力，分解力を備えている。もって、被処理水８中に溶存，含有されていた窒素系有機化合物中の処理対象１、つまり窒素原子を含んだ構成成分は、このＯＨラジカルにて酸化分解される。
被処理水８は、このように溶存，含有していた窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分が、酸化分解されて、外部排出される。
【００５６】
（５）そして、本発明の酸化分解方法では、窒素系有機化合物中の処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分が、次の各プロセスを辿ることにより、酸化分解される（図４，図５を参照）。
すなわち、水酸基有の場合の第１プロセス、水素原子有の場合の第２プロセス、水酸基が生成される第３プロセスの酸化分解パターンが、ＯＨラジカル関与のもとで、順不同に必要回数だけ実施される。そしてＯＨラジカル関与のもと、発生期の水素による第４プロセスの還元パターンが最終的に実施され、もって硝酸が生成されるに至る。
勿論、窒素系有機化合物中に、窒素原子を含んだ構成成分が複数存在する場合は、そのそれぞれについて、上述した酸化分解が行われる。
【００５７】
（６）本発明では、このようにパターン化された第１，第２，第３，第４の各プロセスを、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分に対して適用することにより、各構成成分毎の酸化分解過程，化学式プロセスが、それぞれ個別かつ具体的に解明，把握される。
もって、処理対象１の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数、そして、そのＯＨラジカルの生成に必要なフェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出可能となり、その計算アルゴリズムが確立される。
【００５８】
（７）そして本発明は、マイクロコンピュータ１４等の制御装置１１を利用することにより、このような計算アルゴリズムが、自動化，制御化，ツール化される。
すなわち、濃度検出手段１２にて、窒素系有機化合物の被処理水８中での濃度を検出すると共に、処理対象入力手段１３にて、その窒素原子を含んだ構成成分とそのモル数（構成成分当量）とを入力するだけで、ＯＨラジカルの必要総モル数と、過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出される（図１，図２を参照）。
【００５９】
（８）例えば、前述した制御例（その１）のように、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス処理や、所定の総モル数演算処理，添加量演算処理を、プログラムに基づきマイクロコンピュータ１４にて行うことにより、上述したモル数や添加量が算出される（図３等を参照）。
又、前述した制御例（その２）のように、例えば、予め記憶されたデータの検索処理や、所定の総モル数演算処理，添加量演算処理を、プログラムに基づきマイクロコンピュータ１４にて行うことによっても、上述したモル数や添加量が算出される（表１，図３等を参照）。
【００６０】
（９）なお、ＯＨラジカルの、実際使用量（必要総モル数）は、反応理論値（必要理論総モル数）より多目とされる。すなわち実際上、ＯＨラジカルは、反応理論値として算出されたモル数を下限値としつつ、より多目に算出，設定，準備される。
従って、ＯＨラジカルフェントン法による生成物質である過酸化水素や鉄イオンの添加量についても、これに準じることになる。
本発明の作用等については、以上のとおり。
【００６１】
《参考：他の基本部分や残基の酸化分解，無機化について》
ここで、窒素系有機化合物において、以上説明した処理対象１つまり窒素原子を含んだ構成成分、以外の基本部分や残基の酸化分解，無機化について、説明しておく。
すなわち、前述したところにおいて、ＲやＲ’の符号を付して示した基本部分の構成成分や残基の構成成分は、多くの場合、炭素原子（Ｃ），水素原子（Ｈ）からなり、更には酸素原子（Ｏ）がこれに加わることもある。そして、このような基本部分や残基も、以上説明した窒素原子を含んだ構成成分に準じて酸化分解され、もって無機化される。
【００６２】
これらについて更に詳述する。このような基本部分や残基も、以上説明した第１〜第４プロセスに準じた第１’〜第３’プロセス、更には第４’プロセスを辿って、酸化分解されて，無機化される。
その際、処理装置２，原水槽３，フェントン処理槽４，後処理槽５，過酸化水素槽６，鉄イオン槽７，被処理水８等も、共通に使用される。更に、過酸化水素添加部９，鉄イオン添加部１０，制御装置１１，濃度検出手段１２，処理対象入力手段１３，マイクロコンピュータ１４等も、共通に使用される。
マイクロコンピュータ１４は、第１〜第４プロセス処理手段２２〜２５に準じたプロセス処理手段として機能する。総モル数演算手段２６，２９や、添加量演算手段２７，３０や、酸化分解データテーブル等についても、準じた機能となっている。
結局、難分解性の窒素系有機化合物に関し、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分の酸化分解と共に、その他の基本部分や残基の構成成分の酸化分解，無機化が、同時併行的に実施可能である。もって窒素系有機化合物は、全体的に酸化分解，無機化され尽くしてしまう。
【００６３】
このような基本部分や残基を対象とした酸化分解，無機化について、そのポイントを、図６，図７を参照して説明しておく。
フェントン処理槽４（図１を参照）内では、前述により生成されたＯＨラジカルにより、窒素系有機化合物について、炭素，水素，酸素等の元素よりなる基本部分や残基が、酸化分解されて無機化される。そして、この酸化分解，無機化は、次の第１’プロセス，第２’プロセス，第３’プロセス，更には第４’プロセスを、順次繰返すことにより行われる。
【００６４】
まず、図６の（１）図は、第１’プロセスに関する。
まず前提として、ステップＳ１０１で対象となる窒素系有機化合物の基本部分や残基の化学式、具体的には構成成分を示した構造式が、入力される（処理対象入力手段１３を参照）。
そして、この第１プロセスのルーチンでは、そのステップＳ１０２で、対象について、まず水酸基（−ＯＨ）の有無が判定される。そして、水酸基有の場合は、ステップＳ１０３，Ｓ１０４へと進み、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化（＝Ｏ）すると共に、ステップＳ１０５で自身は水（Ｈ２Ｏ）に回帰して系外に遊離する。なおステップＳ１０６により、水酸基が無となるまで、上述した所が繰返される。
【００６５】
次に、図６の（２）図は、第２’プロセスに関する。
第１’プロセスの次のルーチンである第２’プロセスでは、まず、そのステップＳ１０７で、第１’プロセス後の対象について、炭素原子（Ｃ）や酸素原子（Ｏ）に付く水素原子（Ｈ）の有無が、判定される。そして、水素原子有の場合は、ステップＳ１０８，Ｓ１０９へと進み、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化し、ステップＳ１１０で、自身は水に回帰して系外に遊離する。なおステップＳ１１１により、炭素原子や酸素原子に付く水素原子が無となるまで、上述した所が繰返される。
図７の（１）図は、第３’プロセスに関する。
上述した第２’プロセスの次のルーチンである第３’プロセスでは、まず、そのステップＳ１１２で、第２’プロセス後の対象について、第２’プロセスにて生成された炭素原子（Ｃ）の不対電子（−）の有無や、酸素原子（Ｏ）の不対電子の有無が、判定される。そして不対電子有の場合は、ステップＳ１１３へと進んで、不対電子に対し引続くＯＨラジカルが付加して、水酸基が再生される。そこでフローは、ステップＳ１１４を経て、前述した図６の（１）図の第１’プロセスにリターンして、第１’プロセスを繰返すことになる。
【００６６】
図７の（２）図は、第４’プロセスに関する。
上述した第１’，第２’，第３’プロセスで、対象について、水酸基，炭素原子，酸素原子等の水素原子が、奪い尽くされ酸化し尽くされた場合、通常は、対象が所期の通り水，炭酸ガス，酸素等に分解され、無機化されてしまったことになる。
これに対し、第１’，第２’，第３’プロセスを経ても、対象が、未だすべて無機化され尽くされていない場合は、次のルーチンである第４’プロセスへと進む。第４’プロセスでは、まずステップＳ１１６で、引続くＯＨラジカルが、水分子から水素原子を奪って酸化する。もって、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ、発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）を生成する。
そして、生成されたステップＳ１１７の発生期の水素が、ステップＳ１１５の水素原子が奪い尽くされた対象を、ステップＳ１１８で還元，水素化する。そこでフローは、ステップＳ１１９を経て、前述した図６の（２）図の第２’プロセスへとリターンして、第２’プロセスを繰返すことになる。
基本部分や残基の酸化分解，無機化については、以上のとおり。
【実施例１】
【００６７】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１では、窒素系有機化合物の１例である蛋白質（アミノ酸ＮＨ２−ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯＯＨがペプチド結合したポリマー）について、その酸化分解について検証する。
まず、この蛋白質型有機化合物の場合、処理対象１となる蛋白質型の窒素原子を含んだ構成成分は、酸アミド結合していないＮ末端の−ＮＨ２（アミノ基）型の窒素原子を含んだ構成成分と、酸アミド結合（アミノ酸残基）−ＣＯ−ＮＨ−中の−ＮＨ−型の窒素原子を含んだ構成成分との、２通りとなる。
【００６８】
まず、Ｎ末端近傍は、ＮＨ２−ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯ−となっている。そして、−ＮＨ２の水素原子を別扱いとしつつ、ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯ−に、前記第２’，第３’プロセスが適用される。もって、−ＣＨ（−Ｒ）−の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、その不対電子にＯＨラジカルが付加される。その結果、−ＣＨ（−Ｒ）−は、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−となる。
それから、この−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−に、前記第１’プロセスが適用され、水酸基の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、酸素原子が炭素原子と二重結合化する。その結果、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−は、Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−となるが、炭素原子の原子価が４価のため、頭書した−ＮＨ２が、−Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−と分離する（なお、この−Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−は、前記１’〜４’プロセスを辿って酸化分解，無機化される）。
そして−ＮＨ２は、前記第３プロセスが適用され、ＯＨラジカルが付加して水酸基が生成され、もってＯＨ−ＮＨ２となる。
【００６９】
以下、図４，図５のフローチャートに基づき説明するが、これについては、「発明の概要について」と題して詳述したので、そのポイントのみを述べるに止める。なお、図４，図５のフロー中、※を付した箇所については、スタートへのリターンを意味する。
ステップＳ１で、処理対象１としてＯＨ−ＮＨ２が入力される。そして、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５で前記第１プロセスが適用され、もってＯＨ−ＮＨ２は、Ｏ＝Ｎ−ＨとＨ・となると共に、水が遊離する。遊離したＨ・は、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８で水に帰す。
それからフローは、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４へと進み、前記第２，第３プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ−ＨはＯ＝Ｎ−ＯＨとなると共に、水が遊離する。
それから、ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８へと進み、前記第１プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ−ＯＨはＯ＝Ｎ＝Ｏとなると共に、水が遊離する。そして、次のステップＳ１９，Ｓ２０で前記第３プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ＝ＯのＮに水酸基が結合される。なお窒素原子の原子価は、それまでの３価から４価、そして以下５価となる。
次のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４では、前記第１プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ＝ＯのＮに不対電子有のＯが結合されて残基となると共に、水が遊離する。
それからフローは、Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７へと進んで、前記第４プロセスが適用される。もって残基が、発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）にて還元されて、硝酸（硝酸イオン）が生成されるに至る。
このように、Ｎ末端の−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分よりなる処理対象１は、硝酸化される。
【００７０】
これに対し、酸アミド結合中のＮＨ−近傍は、−ＣＯ−ＮＨ−ＣＨ（−Ｒ）−となっている。そして、−ＮＨ−の水素原子を別扱いとしつつ、前記第２’，第３’プロセスが適用される。もって、−ＣＨ（−Ｒ）−の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、その不対電子にＯＨラジカルが付加される。その結果、−ＣＨ（−Ｒ）−は、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−となる。
それから、この−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−に、前記プロセス１’が適用され、水酸基の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、酸素原子が炭素原子と二重結合化する。その結果、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−は、Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−となるが、炭素原子の原子価が４価のため、頭書した−ＮＨ−は、Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−と分離する（なお、このＣ（＝Ｏ）（−Ｒ）−は、前記１’〜４’プロセスを辿って酸化分解，無機化される）。
これらに対し、−ＣＯ−ＮＨ−の右端は、前記第３プロセスが適用され、ＯＨラジカルが付加して水酸基が生成され、もって−ＣＯ−ＮＨ−ＯＨとなる。これに対しては、前記第１プロセス（前記第１’プロセス）が適用され、水酸基の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、酸素原子が窒素原子と二重結合化する。
その結果、窒素原子の共有結合の原子価は３価であるから、−ＣＯ−と、ＮＨ（＝Ｏ）つまりＯ＝Ｎ−Ｈとが、分離する。
そして、このＯ＝Ｎ−Ｈは、前述した図４，図５のフローチャートのステップＳ９以下のステップを辿って、ステップＳ２７に至り、硝酸（硝酸イオン）が生成されることになる。
【００７１】
実施例１では、このようにして、−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分と、−ＮＨ−型の窒素原子を含んだ構成成分とが、それぞれ酸化分解される。
なお、−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分への、前記第１，第２，第３，第４プロセスの適用については、次の化１３の（１）〜（６）の反応式として順次把握される。そして、化１３の（１）〜（６）の６式を合成して総括すると、前記表１中の項目Ｎｏ．１の反応式となる。
【００７２】
【化１１】
【実施例２】
【００７３】
難分解性の窒素系有機化合物の１例であるニトロベンゼン（Ｃ６Ｈ５ＮＯ２）について、前記各プロセスを適宜適用して、酸化分解，無機化した所、次の化１４の反応式が得られた。
【００７４】
【化１２】
【実施例３】
【００７５】
難分解性の窒素系有機化合物の１例であるアニリン（Ｃ６Ｈ５ＮＨ２）について、前記各プロセスを適宜適用して、酸化分解，無機化した所、次の化１５の反応式が得られた。
【００７６】
【化１３】
【符号の説明】
【００７７】
１ 処理対象（窒素原子を含んだ構成成分）
２ 処理装置
３ 原水槽
４ フェントン処理槽
５ 後処理槽
６ 過酸化水素槽
７ 鉄イオン槽
８ 被処理水
９ 過酸化水素添加部
１０ 鉄イオン添加部
１１ 制御装置
１２ 濃度検出手段
１３ 処理対象入力手段
１４ マイクロコンピュータ
１５ 駆動回路
１６ ＣＰＵ
１７ ＲＡＭ
１８ ＲＯＭ
１９ 記憶装置
２０ インプット・ボード
２１ アウトプット・ボード
２２ 第１プロセス処理手段
２３ 第２プロセス処理手段
２４ 第３ロセス処理手段
２５ 第４プロセス処理手段
２６ 総モル数演算手段（Ａ）
２７ 添加量演算手段（Ａ）
２８ データ検索処理手段
２９ 総モル数演算手段（Ｂ）
３０ 添加量演算手段（Ｂ）
３１ 酸化分解データテーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素系有機化合物の酸化分解方法に関する。すなわち窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を処理対象とし、これを連鎖的に発生するＯＨラジカル（・ＯＨ）にて、酸化分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
窒素は、周知の通り窒素サイクルを形成しつつ、種々の化学形で大気，水，堆積物，生体中に存在する。もって窒素は、炭素，水素，酸素に次いで、多くの有機化合物に含まれているが、窒素系有機化合物は難分解性のものも多い。
そして、このような難分解性の窒素系有機化合物は、例えば廃液等に溶存，含有され、もって地下水，河川水，湖水等として環境中に排出されることも多く、環境汚染の原因となり健康への悪影響も懸念されている。
【０００３】
《従来技術》
これに対し、廃液等中に含有された難分解性の窒素系有機化合物、そしてその窒素原子を含んだ構成成分について、有効な浄化処理技術，無害化処理技術は、確立していない。その処理ニーズは、今後ますます高まると予測されるが、その難分解性等に起因して、効果的な処理技術は未だ確立されていない。
この種の処理技術として開発，使用された従来技術は、いずれも設備コスト面やランニングコスト面等に、大きな難点が指摘されていた。
唯一、過酸化水素と鉄塩にてＯＨラジカルを生成して、酸化分解するフェントン法の処理技術が提案され、注目されている状況にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
このようなフェントン法による処理技術としては、例えば、次の特許文献１，２に示されたものが挙げられる。
【特許文献１】特開２００６−３３４５７０号公報
【特許文献２】特開２００７−５０３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
《問題点》
ところで、このような従来のフェントン法による処理技術，酸化分解方法については、次の課題が指摘されていた。
ＯＨラジカルは、周知のごとく強力な酸化力，分解力を備えており、難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分の処理に効果的である。
しかし、ラジカルで反応性に富んでいるだけに、存在時間が瞬間的で寿命が極めて短い化学種であり、連鎖的に生成される生成効率の向上や反応効率の向上が、重要テーマとなる。
これに対し従来のフェントン法は、例えば過酸化水素が途中で水と酸素に分解され易い等、ＯＨラジカルの生成効率が悪く、又、所期の酸化分解反応以外の２次的反応が起こり易い等、反応効率も悪かった。
すなわちＯＨラジカルが、処理対象の窒素系有機化合物、そしてその窒素原子を含んだ構成成分にアタックして酸化分解に用いられることなく、消滅してしまうロスや、不安定な中間生成物を生成してしまうロス、等々の問題が従来より指摘されていた。
【０００６】
《その原因について》
従来のフェントン法について指摘されていた上述した問題は、根本的には、連鎖的に生成されるＯＨラジカルによる酸化分解プロセスの把握不足に、起因していた。従来の問題点の根本原因は、次の各点の解明不足にあった。
すなわち、処理対象の窒素原子を含んだ構成成分それぞれについて、ａ．酸化分解メカニズムの分析、そして酸化分解過程の化学式のプロセス解明、ｂ．これに基づく、酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数の把握、ｃ．フェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量の把握、等々の点についての解明不足が挙げられる。
又、これらの解明が進展したとしても、これらを手計算で行うことの困難性が、特に指摘されていた。すなわちａ．処理対象が酸化分解され尽くすまでの煩雑な酸化分解過程、そしてｂ．その化学式プロセスを確実にフォローして、ｃ．必要総モル数や添加量を把握するには、膨大な計算そして多大な時間や労力を要し、ミスも多発していた。
そこで、数多い難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分について、ＯＨラジカルの必要総モル数等の系統立った計算アルゴリズムの確立、そして最適処理条件の系統立った選定、その自動化，制御化，ツール化等が、切望されていた。
【０００７】
《本発明について》
本発明の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、このような実情に鑑み、上記従来技術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ラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが確立し、第２に、特にその自動化，制御化，ツール化が実現される、窒素系有機化合物の酸化分解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】
【０００８】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲にも記載したように、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の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、難分解性の窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を処理対象とし、水溶液中の該処理対象を、ＯＨラジカル（・ＯＨ）にて酸化分解する。そして、次の第１，第２，第３，第４の各プロセスを有している。
すなわち該処理対象について、水酸基（−ＯＨ）の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、該水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化する第１プロセスと、水素原子の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する第２プロセスと、原子の不対電子にＯＨラジカルが付加して、水酸基が生成される第３プロセスと、を有してなる。
そして最終的には、第４プロセスにおいて、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）が生成される。そして該発生期の水素が、該処理対象の残基を還元して、硝酸（ＨＮＯ３）が生成されること、を特徴とする。
【０００９】
請求項２については、次のとおり。
請求項２の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項１において、該窒素系有機化合物は蛋白質型有機化合物よりなる。そして、該処理対象の蛋白質型の窒素原子を含んだ構成部分、つまり、Ｎ末端の−ＮＨ２（アミノ基）型の窒素原子を含んだ構成部分と、酸アミド結合の−ＮＨ−型の窒素原子を含んだ構成部分とが、それぞれ前記各プロセスを辿ること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。
請求項３の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項２において、該蛋白質型有機化合物は、細菌の細胞の主要部やウィルスの細胞の主要部を形成していること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。
請求項４の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項１において、該処理対象は、Ｒ−ＮＨ２型の窒素原子、（Ｒ２）ＮＨ型の窒素原子、ＲＲ’ＮＨ型の窒素原子、Ｒ＝ＮＨ型の窒素原子、（Ｒ２）Ｎ−型の窒素原子、ＲＲ’Ｎ−型の窒素原子、Ｒ＝Ｎ−型の窒素原子、Ｒ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子、Ｒ−ＮＯ２型の窒素原子、又はＲ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分よりなり、それぞれが前記各プロセスを辿ること、を特徴とする。
【００１０】
請求項５については、次のとおり。
請求項５の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項１，２，３，又は４において、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数が、前記各プロセスでの反応式に基づき算出されること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。
請求項６の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項５において、ＯＨラジカルはフェントン法にて生成され、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、ＯＨラジカルの該必要総モル数と該フェントン法に基づき算出されること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。
請求項７の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項６において、まず検出手段により、該窒素系有機化合物の濃度が検出されると共に、入力手段により、該窒素系有機化合物中の該処理対象の構成成分とそのモル数が入力される。もって、検出された濃度、および入力された構成成分とそのモル数に基づき、制御装置により、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数、そして過酸化水素および鉄イオンの該添加量が算出される。
そして、該制御装置からの指示に基づき、過酸化水素添加部および鉄イオン添加部により、該処理対象の水溶液に対し、該添加量の過酸化水素および鉄イオンが添加されること、を特徴とする。
【００１１】
請求項８については、次のとおり。
請求項８の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項７において、該制御装置は、コンピュータにて構成されている。そして、そのプログラムにより、該処理対象の構成成分について、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス毎に必要なＯＨラジカルのモル数を、算出するプロセス処理と、該プロセス処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行わ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の窒素系有機化合物の酸化分解方法では、請求項７において、該制御装置は、コンピュータにて構成されている。そして、そのプログラムにより、予め記憶された各構成成分毎のデータを検索して、該処理対象の構成成分の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を抽出するデータ検索処理と、該データ検索処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの添加量の演算処理とが、行われることを特徴とする。
【００１２】
《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）難分解性の窒素系有機化合物を含有した被処理水は、フェントン処理槽に供給される。
（２）そして、過酸化水素や鉄イオンが添加される。
（３）そこで、ＯＨラジカルが連鎖的に生成される。
（４）ＯＨラジカルは、処理対象の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分を、酸化分解する。
（５）そして本発明では、処理対象が次の各プロセスにて、酸化分解される。水酸基有の場合の第１プロセス、水素原子有の場合の第２プロセス、水酸基が生成される第３プロセス、等の各プロセスが、ＯＨラジカル関与のもとで実施される。そして最終的には、ＯＨラジカル関与のもと、発生期の水素にて還元する第４プロセスにて、硝酸が生成される。
（６）このように、パターン化された各プロセスにより、酸化分解過程や化学式が具体的に把握される。もって、ＯＨラジカルの必要総モル数や、過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出可能となる。
（７）このような計算アルゴリズムは、コンピュータ等の制御装置を利用することにより、自動化，制御化，ツール化される。
（８）例えば、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス処理、記憶データ検索処理，必要総モル数演算処理，添加量演算処理等を、プログラム化してコンピュータにて行うことにより、上述したところが容易かつ確実に自動化，制御化，ツール化される。
（９）なお、ＯＨラジカルの必要総モル数は、必要理論総モル数として算出されたモル数より、多目に算出，設定，準備される。もって、過酸化水素や鉄イオンの添加量についても、これに準じる。
（１０）さてそこで、本発明の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１３】
《第１の効果》
第１に、本発明の酸化分解方法により、ＯＨラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、確立する。
すなわち、パターン化された第１，第２，第３，第４の各プロセスを、処理対象の難分解性の各窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分に対して、共通適用することにより、それぞれの酸化分解過程や化学式が具体的に解明，把握される。もって、連鎖的に発生するＯＨラジカルの必要総モル数、そしてフェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量を、容易かつ確実に算出可能となる。
このように本発明では、ＯＨラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが確立され、最適処理条件が系統だって選定される。例えば、蛋白質型有機化合物が主要部をなす細菌やウィルスの殺菌処理に際しても、処理用のＯＨラジカルの計算アルゴリズムが確立される。
これらにより、過不足ないＯＨラジカルの生成と反応が可能となり、前述したこの種従来例に比し、ＯＨラジカルの生成効率や反応効率が向上する。連鎖的に生成され寿命の短いＯＨラジカルが、酸化に用いられずに消滅してしまうロスは防止され、２次的反応による中間生成物の生成ロスも削減される。
【００１４】
《第２の効果》
第２に、特に本発明の酸化分解方法によって、上述した計算アルゴリズムの自動化，制御化，ツール化が、実現される。
本発明では、コンピュータ等の制御装置を利用することにより、処理対象の窒素系有機化合物の窒素原子を含む構成成分の酸化分解に関し、ＯＨラジカルの必要総モル数等の計算アルゴリズムが、自動化，制御化，ツール化される。
すわなち、濃度検出手段や処理対象入力手段を付設すると共に、プログラムソフトに基づき各種演算処理等を行うことにより、容易かつ確実に、ＯＨラジカルの必要総モル数，過酸化水素の添加量，鉄イオンの添加量等が算出される。前述したこの種従来例のように、手計算により多大な時間と労力を要し、ミス多発の虞もあったのに比し、このように自動化，制御化，ツール化される意義は大きい。
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る窒素系有機化合物の酸化分解方法について、発明を実施するための形態の説明に供し、全体の構成ブロック図である。
【図２】同発明を実施するための形態の説明に供し、制御装置のコンピュータ等の構成ブロック図である。
【図３】同発明を実施するための形態の説明に供し、制御装置のコンピュータの要部の機能ブロック図である。
【図４】同発明を実施するための形態の説明に供し、処理プロセスの１例を示し、その前半のフローチャートである。
【図５】同発明を実施するための形態の説明に供し、処理プロセスの１例を示し、その後半のフローチャートである。
【図６】基本部分や残基の処理プロセスを示し、（１）図は、第１’プロセスのフローチャート、（２）図は、第２’プロセスのフローチャートである。
【図７】同基本部分や残基の処理プロセスを示し、（１）図は、第３’プロセスのフローチャート、（２）図は、第４’プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
そして以下、「フェントン法」，「ＯＨラジカルの生成」，「処理対象等」，「本発明の概要」，「酸化分解の具体例」，「ＯＨラジカル等の計算アルゴリズム」，「制御装置等」，「制御例（その１）」，「制御例（その２）」，「作用等」，「参考：他の基本部分や残基の酸化分解について」，「実施例１」，「実施例２」，「実施例３」、等の項目順に説明する。
【００１７】
《フェントン法について》
本発明の酸化分解方法は、窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を、処理対象１とする。そして、水溶液中の処理対象１を、ＯＨラジカル（・ＯＨ）にて酸化分解する。
さて、ＯＨラジカルの生成法やＯＨラジカルによる酸化分解法としては、フェントン法が代表的である。そこでまず、本発明の前提となるフェントン法について、図１を参照して、その概要を説明する。
図示したフェントン法の処理装置２は、原水槽３，フェントン処理槽４，後処理槽５を順に備えており、フェントン処理槽４には、過酸化水素槽６，鉄イオン槽７，ｐＨ調整手段（図示せず）等が、付設されている。
もって、窒素原子を含んだ構成成分の窒素系有機化合物が溶存，含有した被処理水８が、処理対象１として、原水槽３からフェントン処理槽４へと供給される。
【００１８】
フェントン処理槽４は、ｐＨ調整手段にて常時弱酸性に調整されている。そして、フェントン処理槽４に供給された被処理水８に対し、反応当初において、過酸化水素槽６から過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の水溶液が、電磁弁やポンプを備えた過酸化水素添加部９を介し、フェントン試薬として全量添加される。
それから、上述により過酸化水素が添加されたフェントン処理槽４の被処理水８に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、鉄イオン槽７から２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）溶液が、電磁弁やポンプを備えた鉄イオン添加部１０を介し、フェントン試薬として分割添加される。
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。なお、鉄イオン槽７から鉄イオン添加部１０を介して分割添加される鉄イオンとしては、このように２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）が代表的であるが、これに代え３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）も使用可能である（後述する化１や化５の反応式も参照）。
【００１９】
フェントン処理槽４内では、このように添加された過酸化水素と鉄イオンにてＯＨラジカルが生成され、もって、被処理水８中の処理対象１、つまり窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分が、酸化分解される。
すなわち、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電子奪取力，酸化力，分解力を有すると共に、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もある。そして、水相分散したＯＨラジカルは、被処理水８中に溶存，含有された窒素系有機化合物について、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分を、酸化し遂には分解してしまう。もって被処理水８は、後処理槽５を経由し、凝集，沈殿，濾過，ｐＨ調整された後、外部排水されて放流される。
フェントン法については、以上のとおり。
【００２０】
《ＯＨラジカルの生成》
次に、フェントン法におけるＯＨラジカルの生成反応について、図１を参照して説明しておく。
第１に、フェントン処理槽４内では、まず、添加された過酸化水素が、添加された鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルが生成される。すなわち、次の化１，化２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。なお、化１と化２の反応式を合成すると、化３の反応式となる。
【００２１】
【化１】
【化２】
【化３】
【００２２】
第２に、上記第１のようにＯＨラジカルが生成されると共に、上記化２の過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、上記化１の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。
すなわち、次の化４，化５の反応式によっても、付随的，副次的，連鎖的に、ＯＨラジカルの生成が可能である。
【００２３】
【化４】
【化５】
【００２４】
第３に、更に前記化３（化１，化２）や上記化４，化５の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、被処理水８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６，化７の反応式により、付随的，副次的，連鎖的に繰り返して可能である。
【００２５】
【化６】
【化７】
【００２６】
第４に、前記化３（化１）の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８，化９の反応式により、付随的，副次的，連鎖的に繰り返して可能である。なお、化８と化９の反応式を合成すると、化１０の反応式となる。
即ち、被処理水８を、ｐＨ調整手段にてアルカリ化し、もって化８の反応式にて、過酸化水素がプロトン（Ｈ＋）を遊離し、３価の鉄イオンが２価の鉄イオンに還元されると共に、酸素分子に電子が付加されているスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２−）が生成される。そして、化９の反応式により、このスーパーオキシドアニオンが、過酸化水素と反応して、ＯＨラジカルを生成する。
【００２７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【００２８】
フェントン法では、このように、主反応や各付随的，副次的，連鎖的反応によって、ＯＨラジカルが生成される。
ＯＨラジカルの生成については、以上のとおり。
【００２９】
《処理対象１等について》
次に、処理対象１等について、説明する。
本発明は、難分解性の窒素系有機化合物について、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分を、酸化分解する。
まず、難分解性の窒素系有機化合物としては、各種の物質が存在するが、例えば、ニトロベンゼン（Ｃ６Ｈ５ＮＯ２），アニリン（Ｃ６Ｈ５ＮＨ２），蛋白質（アミノ酸ＮＨ２−ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯＯＨがペプチド結合したポリマー）等が挙げられる。勿論、蛋白質型の窒素系有機高分子化合物には、生物の細胞の主要部を形成するものの他、細菌の細胞の主要部やウィルスの細胞の主要部を形成するものも含まれる。
そして本発明は、このような難分解性の窒素系有機化合物について、その窒素原子を含んだ構成成分を、処理対象１とする。
そこで、処理対象１としては、Ｒ−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分、（Ｒ２）ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分、ＲＲ’ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ＝ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分、（Ｒ２）Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分、ＲＲ’Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子を含んだ構成成分、Ｒ−ＮＯ２型の窒素原子を含んだ構成成分、又はＲ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分等、各パターンが考えられる。
なお本明細書において、ＲやＲ’は、窒素系有機化合物において、上記した窒素原子を含んだ構成成分以外の、基本部分や残基を示す。勿論、アルキル基を示す場合も含まれ、多くの場合、炭素原子（Ｃ），水素原子（Ｈ），更には酸素原子（Ｏ）等からなる。又、ＲとＲ’とは、異なる基本部分や残基を示す。
処理対象１等については、以上のとおり。
【００３０】
《本発明の概要について》
以下、本発明について説明する。まず、本発明の概要について、図４，図５のフローチャートも参照して、説明する。
フェントン処理槽４（図１を参照）内では、前述により生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の窒素系有機化合物について、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分が、酸化分解され、もって最終的には硝酸が生成される。
そして、このような酸化分解は、次の第１プロセス，第２プロセス，第３プロセスを、順不同に繰返すことにより行われると共に、最終的には第４プロセスにて完了する。
【００３１】
第１プロセスについては、次のとおり。
第１プロセスでは、処理対象１について、窒素原子（Ｎ）に付く水酸基（−ＯＨ）の有無が判定される。そして、水酸基有の場合は、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、自身は水（Ｈ２Ｏ）に回帰して系外に遊離すると共に、水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化（＝Ｏ）させる。
図４，図５（後で実施例１として詳述する）のフローチャートでは、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、およびステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８、更にはステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４等のルーチンにおいて、この第１プロセスの処理が実施される（ステップＳ２３では、酸素原子は二重結合化することなく不対電子有（−Ｏ・）となる）。
なお、図４，図５のフローチャートのステップ１では、窒素原子を含んだ構成成分の化学式（構造式）が、処理対象１として入力される（後述する処理対象入力手段１３を参照）。
【００３２】
第２プロセスについては、次のとおり。
第２プロセスでは、処理対象１について、窒素原子に付く水素原子（Ｈ）の有無が判定される。そして、水素原子有の場合は、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する。
図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２のルーチンで、この第２プロセスの処理が実施される。
【００３３】
第３プロセスについては、次のとおり。
第３プロセスでは、処理対象１について、窒素原子，その他の原子の不対電子（−）に、ＯＨラジカルが取り付いて付加し、もって水酸基が生成，再生される。
図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ１３，Ｓ１４、およびステップＳ１９，Ｓ２０のルーチンで、この第３プロセスの処理が実施される。
【００３４】
第４プロセスについては、次のとおり。
最終プロセスである第４プロセスでは、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化する。もって、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ、発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）を生成する。そして、生成された発生期の水素が、処理対象１の残基を還元し、もって硝酸（ＨＮＯ３）が生成される。
図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７のルーチンで、この第４プロセスの処理が実施される。
【００３５】
ここで、窒素原子の原子価について述べておく。
窒素原子は、通常は共有結合の原子価が３価である。しかし共有結合の過程で、その外殻電子構造の２ｓ軌道の対電子が、例えばＯＨラジカルにより外部エネルギーを得ると昇位して、２ｓ軌道と２ｐ軌道とがｓｐ混成軌道を形成する可能性がある。この場合、原子価は４価そして５価となる。
そして、本発明の酸化分解過程では、前半の第１，第２，第３プロセスでは、窒素原子は３価であるが、後半の第１，第３，第４プロセスでは、窒素原子は４価そして５価となっている。図４，図５のフローチャートでは、ステップＳ１〜Ｓ１６までは３価を前提とし、ステップ１７，１８は４価、ステップＳ２０〜Ｓ２７は５価を前提としている。
本発明の概要については、以上のとおり。
【００３６】
《酸化分解の具体例》
次に、このような酸化分解の具体例について、説明する。
難分解性の窒素系有機化合物について、処理対象１である窒素原子を含む構成成分は、本発明では、第１プロセス，第２プロセス，第３プロセスを辿り、最終的に第４プロセスで硝酸が生成されるに至る。なお付随して、水や酸素が副次的に派生し、炭酸ガスが派生することもあり、これらは系外へと遊離する。
ここで、処理対象１となる窒素原子を含む構成成分の各パターン毎に、本発明の酸化分解の具体例について説明する。代表的な構成成分毎に、第１〜第４プロセスを辿った結果について、酸化分解の反応式にて説明する。
表１は、このような酸化分解データである。ＲやＲ’等の意味内容については、前述した所を参照。
【００３７】
【表１】
【００３８】
まず、Ｒ−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．１に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、計９モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、５モルの水と１／２モルの酸素分子が派生される。
次に、（Ｒ２）ＮＨ型，（ＲＲ’）ＮＨ型，又はＲ＝ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．２，３，４に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルの（Ｒ２）ＮＨ型，（ＲＲ’）ＮＨ型，又はＲ＝ＮＨ型の窒素原子を含んだ構成成分は、計１０モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、５モルの水と１モルの酸素分子が派生される。
次に、（Ｒ２）Ｎ−型、ＲＲ’Ｎ−型，又はＲ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．５，６，７に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルの（Ｒ２）Ｎ−型，ＲＲ’Ｎ−型，又はＲ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、計９モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、４モルの水と１モルの酸素分子が派生される。
【００３９】
次に、Ｒ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．８に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子を含んだ構成成分は、計１９モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、９モルの水と３モルの酸素分子と１モルの炭酸ガスとが派生される。
次に、Ｒ−ＮＯ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．９に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−ＮＯ２型の窒素原子を含んだ構成成分は、計３モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、１モルの硝酸が生成され、１モルの水と１／２モルの酸素分子が派生される。
次に、Ｒ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、表１中の項目Ｎｏ．１０に示したように、酸化分解される。
すなわち、難分解性の窒素系有機化合物において、処理対象１とされた１モルのＲ−Ｎ＝Ｎ−型の窒素原子を含んだ構成成分は、計１４モルのＯＨラジカルが関与し消費されることにより、２モルの硝酸が生成され、６モルの水と１モルの酸素分子が派生される。
酸化分解の具体例については、以上のとおり。
【００４０】
《ＯＨラジカル等の計算アルゴリズム》
次に、ＯＨラジカル等の計算アルゴリズムについて、説明する。
本発明の酸化分解方法では、処理対象１となる窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分について、その酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数が、前記第１，第２，第３，第４の各プロセスでの反応式に基づき、算出される。
そしてＯＨラジカルは、代表的にはフェントン法にて生成されるので、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、ＯＨラジカルの算出された必要総モル数と、フェントン法の反応式とに基づき、算出される。
【００４１】
その計算アルゴリズムについて、更に詳述する。まず、処理対象１となる難分解性の窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分について、水酸基有の場合の前記第１プロセスと、水素原子有の場合の第２プロセスと、水酸基が生成される第３プロセスとが、ＯＨラジカル関与のもとで、順不同に繰り返される。そして最終的には、ＯＨラジカルが関与して生成される発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）による、還元パターンの第４プロセスに至る。
これらの各プロセスを辿ることにより、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分は酸化分解され、もって硝酸が生成されると共に、水，酸素，更には炭酸が派生する。酸化分解の具体例については、前記表１等を参照。
そして、これらの各プロセスの化学反応式を辿ることにより、その処理対象１を酸化分解するのに必要なＯＨラジカルの理論総モル数が、算出される。すなわち、酸化分解の各反応式において、原料側（左側）において関与，使用されるＯＨラジカルのモル数を合算することにより、必要理論総モル数が算出される。
そして実際上は、このように算出されたＯＨラジカルの必要理論総モル数を基に、より多目の必要総モル数が定量的に算出される。
【００４２】
ＯＨラジカルの必要総モル数が算出されると、これに基づき、フェントン法による過酸化水素と鉄イオンの必要添加量も算出される。すなわち、必要総モル数のＯＨラジカルを生成するのに必要な過酸化水素の添加量と、２価の鉄イオン等の鉄イオンの添加量も、フェントン法の反応式に基づき、算出される。
フェントン法によるＯＨラジカル生成の反応式については、前記化１，化２，（化３）の主反応や、前記化４，化５や、前記化６，化７や、前記化８，化９，（化１０）等の副次的反応を参照。
具体的には、主反応に対する副次的反応のウェート付け次第であるが、実際上、過酸化水素の添加量は、１モルの過酸化水素から例えば１．５モルや２モルのＯＨラジカルが生成される旨、定量的に算出される。鉄イオンの添加量に関しては、処理対象１次第であるが、実際上は過酸化水素の添加量から係数計算することにより、算出される。
ＯＨラジカルの計算アルゴリズムについては、以上のとおり。
【００４３】
《制御装置１１等について》
次に、制御装置１１等について、図１を参照して説明する。
上述した計算アルゴリズムに基づく酸化分解方法の自動化，制御化，ツール化には、濃度検出手段１２，処理対象入力手段１３，制御装置１１，過酸化水素添加部９，鉄イオン添加部１０、等が使用される。
そして、まず濃度検出手段１２により、窒素系有機化合物の濃度が検出されると共に、処理対象入力手段１３により、窒素系有機化合物中の処理対象１、つまり窒素原子を含んだ構成成分とそのモル数（構成成分当量）が、入力される。このように検出された濃度、および入力された構成成分とそのモル数とに基づき、制御装置１１により、処理対象１の酸化分解，無機化に要するＯＨラジカルの必要総モル数、そして過酸化水素および２価の鉄イオンの添加量が、算出される。
そして、制御装置１１からの指示信号に基づき、過酸化水素添加部９および鉄イオン添加部１０により、処理対象１の水溶液つまり被処理水８に対し、その添加量の過酸化水素および２価の鉄イオンが、添加される。
【００４４】
これらについて、更に詳述する。濃度検出手段１２は、原水槽３に付設されており、例えばＴＯＣ（全有機体炭素）自動測定装置が使用され、被処理水８中の窒素系有機化合物の濃度（例えばｍｇ／Ｌ）を、分析，測定し、その測定データが制御装置１１に入力される。
処理対象入力手段１３は、窒素系有機化合物について、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分の化学式（構造式）と、そのモル数（構成成分当量）とを、キーボードを使用して手入力により、又は分析装置を使用して自動入力により、制御装置１１に対して入力する。
そして制御装置１１は、このように入力された濃度データ、および処理対象１の構成成分とそのモル数とに基づき、処理対象１の酸化分解に必要なＯＨラジカルの総モル数を、算出する（この計算アルゴリズムについては、前述した所を参照）。ＯＨラジカルの必要総モル数が算出されると、これに基づき、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、通常、定量的正数，定量的係数を基準として算出される。
もって制御装置１１から、過酸化水素添加部９および鉄イオン添加部１０に対し、それぞれの添加量指示信号が、駆動回路１５を経由して出力される。そこで、過酸化水素添加部９により、過酸化水素槽６の過酸化水素が、所定添加量だけフェントン処理槽４に添加される。又、鉄イオン添加部１０により、鉄イオン槽７の代表的には２価の鉄イオンが、所定添加量だけフェントン処理槽４に分割添加される。
制御装置１１としては、マイクロコンピュータ１４が代表的に使用される。マイクロコンピュータ１４は、周知のごとく、図２に示したようにＣＰＵ１６，ＲＡＭ１７，ＲＯＭ１８，記憶装置１９，インプット・ポート２０，アウトプット・ポート２１等を備えている。
制御装置１１等は、このようになっている。
【００４５】
《制御例（その１）について》
次に、このような制御の具体例（その１）について、図１〜図５を参照しつつ、説明する。
この制御例の酸化分解方法において、制御装置１１は、マイクロコンピュータ１４にて構成されており、順次経時的に、次のプロセス処理，総モル数演算処理，添加量演算処理等を行う。
すなわち、各処理対象１について例えば図４，図５に示したプログラムに基づき、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス処理を行うことにより、各プロセス毎に必要なＯＨラジカルのモル数を算出するプロセス処理と、このプロセス処理に基づく、処理対象１の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数の演算処理と、過酸化水素および鉄イオンの添加量の演算処理とが、順次経時的に行われる。
【００４６】
このような制御例（その１）について、更に詳述する。制御装置１１として使用されるマイクロコンピュータ１４は、そのＣＰＵ１６が、まず、次のように機能することによってプロセス処理を行う。
すなわち、窒素原子を含んだ各構成成分毎に予め準備されるフローチャート、例えば図４，図５のフローチャートに示されたプログラムに基づき、図３中に示したように、第１プロセス処理手段２２，第２プロセス処理手段２３，第３プロセス処理手段２４，第４プロセス処理手段２５等として、順不同に必要回数だけ機能する。プログラムは、ＲＯＭ１８に書き込まれている。
もって、処理対象入力手段１３で入力された処理対象１の１モルやｎモルの構成成分を対象に、次のプロセス処理が行われる。
第１プロセス処理手段２２では、図４，図５の例のフローチャートの場合は、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、およびＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８、更にはＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４において、前述した第１プロセスの判断や処理等が行われる。
第２プロセス処理手段２３では、図４，図５の例のフローチャートの場合はステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２において、前述した第２プロセスの判断や処理が行われる。
第３プロセス処理手段２４では、図４，図５の例のフローチャートの場合はステップＳ１３，Ｓ１４およびＳ１９，Ｓ２０において、前述した第３プロセスの処理が行われる。
第４プロセス処理手段２５では、図４，図５の例のフローチャートの場合はステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７において、前述した第４プロセスの処理が行われる。
【００４７】
次に、マイクロコンピュータ１４のＣＰＵ１６は、図３中に示したように、ＯＨラジカルの総モル数演算手段（その１）２６として機能し、もって、総モル数演算処理が行われる。
この総モル数演算手段（その１）２６では、まず、処理対象１の酸化分解に際し、上記第１，第２，第３，第４プロセスに関与して消費されるＯＨラジカルのモル数が、合算される（その計算アルゴリズムについては、前述したところを参照）。
これと共に、この総モル数演算手段（その１）２６は、検出手段１２で検出された窒素系有機化合物の濃度（例えばｍｇ／Ｌ）から、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分のモル数を換算する。
これらに基づき、処理対象１の酸化分解に必要なＯＨラジカルの総モル数が、算出される。
【００４８】
それから、マイクロコンピュータ１４のＣＰＵ１６は、図３中に示したように、過酸化水素や鉄イオンの添加量演算手段（その１）２７として機能し、もって添加量演算処理が行われる。
すなわち、この添加量演算手段（その１）２７は、上述により得られたＯＨラジカルの必要総モル数に基づき、まず、過酸化水素の必要モル数を算出する（その計算アルゴリズムについては、前述したところを参照）。
過酸化水素について、必要モル数が算出されると、その密度，分子量，質量を基に、その必要添加量が算出される。なお、２価の鉄イオン等の鉄イオンの必要添加量は、この過酸化水素の必要添加量から係数計算することにより、算出される。もって、算出された添加量の過酸化水素や鉄イオンが、添加される。
制御例（その１）では、このような制御が実施される。
【００４９】
《制御例（その２）について》
次に、制御の具体例（その２）について、図１，図２，図３，および表１を参照して、説明する。
この制御例の酸化分解方法において、該制御装置１１は、マイクロコンピュータ１４にて構成されており、次のデータ検索処理，総モル数演算処理，添加量演算処理等を行う。
すなわち、そのプログラムに基づき、予め記憶されたデータを検索することにより、処理対象１の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を抽出するデータ検索処理と、このデータ検索処理に基づく、処理対象１の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数の演算処理と、これに基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われる。
【００５０】
このような制御例（その２）について、更に詳述する。制御装置１１として使用されるマイクロコンピュータ１４のＣＰＵ１６は、ＲＯＭ１８に書き込まれたプログラムに基づき、図３中に示したように、データ検索処理手段２８，総モル数演算手段（その２）２９，添加量演算手段（その２）３０、等として順次経時的に機能する。
これと共に、マイクロコンピュータ１４の記憶装置１９には、前述した表１のデータが、酸化分解データテーブル３１として格納されている。つまり、窒素原子を含む各構成成分毎に、その酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数が、対応づけて記憶されている。
【００５１】
そしてまず、データ検索処理手段２８は、処理対象入力手段１３で入力された処理対象１の窒素系有機化合物の窒素を含んだ構成成分を、検索キーとして、酸化分解データテーブル３１から読み出されたデータを検索する。もって、検索キーとされた構成成分の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を、抽出する。
次に、総モル数演算手段（その２）２９では、まず、濃度検出手段１２で検出された窒素系有機化合物の濃度（例えばｍｇ／Ｌ）から、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分のモル数を換算する。そして、この構成成分の換算モル数と、上記ＯＨラジカルの抽出モル数とに基づき、処理対象１を酸化分解するのに必要なＯＨラジカルのモル数が、算出される。
後は、添加量演算手段（その２）３０が、過酸化水素および鉄イオンの添加量を演算することになるが、添加量演算手段（その１）２７等において述べた所に準じるので、その説明は省略する。もって、算出された添加量の過酸化水素および鉄イオンが、添加されることになる。
制御例（その２）では、このような制御が実施される。
【００５２】
《作用等》
本発明の窒素系有機化合物の酸化分解方法は、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）難分解性の窒素系有機化合物を溶存，含有した被処理水８が、原水槽３からフェントン処理槽４へと、供給される（図１を参照）。
【００５３】
（２）フェントン処理槽４に供給された被処理水８は、まず反応当初に、過酸化水素添加部９から過酸化水素槽６の過酸化水素溶液が、全量添加される。しかる後、鉄イオン添加部１０から鉄イオン槽７の鉄イオン溶液が、複数回に分けて分割添加される。この間、被処理水８は、ｐＨ調整手段（図示せず）により弱酸性に維持されている。
【００５４】
（３）さてそこで、フェントン処理槽４内の被処理水８について、ＯＨラジカルが生成される。すなわち過酸化水素が、添加された例えば２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成するフェントン主反応（前記化１〜３の反応式を参照）を始め、付随的，副次的，連鎖的反応により、ＯＨラジカルが連鎖的に生成される（前記化４〜１０の反応式を参照）。
【００５５】
（４）このように生成されたＯＨラジカルは、極めて強力な酸化力，分解力を備えている。もって、被処理水８中に溶存，含有されていた窒素系有機化合物中の処理対象１、つまり窒素原子を含んだ構成成分は、このＯＨラジカルにて酸化分解される。
被処理水８は、このように溶存，含有していた窒素系有機化合物の窒素原子を含んだ構成成分が、酸化分解されて、外部排出される。
【００５６】
（５）そして、本発明の酸化分解方法では、窒素系有機化合物中の処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分が、次の各プロセスを辿ることにより、酸化分解される（図４，図５を参照）。
すなわち、水酸基有の場合の第１プロセス、水素原子有の場合の第２プロセス、水酸基が生成される第３プロセスの酸化分解パターンが、ＯＨラジカル関与のもとで、順不同に必要回数だけ実施される。そしてＯＨラジカル関与のもと、発生期の水素による第４プロセスの還元パターンが最終的に実施され、もって硝酸が生成されるに至る。
勿論、窒素系有機化合物中に、窒素原子を含んだ構成成分が複数存在する場合は、そのそれぞれについて、上述した酸化分解が行われる。
【００５７】
（６）本発明では、このようにパターン化された第１，第２，第３，第４の各プロセスを、処理対象１の窒素原子を含んだ構成成分に対して適用することにより、各構成成分毎の酸化分解過程，化学式プロセスが、それぞれ個別かつ具体的に解明，把握される。
もって、処理対象１の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数、そして、そのＯＨラジカルの生成に必要なフェントン法の過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出可能となり、その計算アルゴリズムが確立される。
【００５８】
（７）そして本発明は、マイクロコンピュータ１４等の制御装置１１を利用することにより、このような計算アルゴリズムが、自動化，制御化，ツール化される。
すなわち、濃度検出手段１２にて、窒素系有機化合物の被処理水８中での濃度を検出すると共に、処理対象入力手段１３にて、その窒素原子を含んだ構成成分とそのモル数（構成成分当量）とを入力するだけで、ＯＨラジカルの必要総モル数と、過酸化水素や鉄イオンの添加量が、容易かつ確実に算出される（図１，図２を参照）。
【００５９】
（８）例えば、前述した制御例（その１）のように、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス処理や、所定の総モル数演算処理，添加量演算処理を、プログラムに基づきマイクロコンピュータ１４にて行うことにより、上述したモル数や添加量が算出される（図３等を参照）。
又、前述した制御例（その２）のように、例えば、予め記憶されたデータの検索処理や、所定の総モル数演算処理，添加量演算処理を、プログラムに基づきマイクロコンピュータ１４にて行うことによっても、上述したモル数や添加量が算出される（表１，図３等を参照）。
【００６０】
（９）なお、ＯＨラジカルの、実際使用量（必要総モル数）は、反応理論値（必要理論総モル数）より多目とされる。すなわち実際上、ＯＨラジカルは、反応理論値として算出されたモル数を下限値としつつ、より多目に算出，設定，準備される。
従って、ＯＨラジカルフェントン法による生成物質である過酸化水素や鉄イオンの添加量についても、これに準じることになる。
本発明の作用等については、以上のとおり。
【００６１】
《参考：他の基本部分や残基の酸化分解，無機化について》
ここで、窒素系有機化合物において、以上説明した処理対象１つまり窒素原子を含んだ構成成分、以外の基本部分や残基の酸化分解，無機化について、説明しておく。
すなわち、前述したところにおいて、ＲやＲ’の符号を付して示した基本部分の構成成分や残基の構成成分は、多くの場合、炭素原子（Ｃ），水素原子（Ｈ）からなり、更には酸素原子（Ｏ）がこれに加わることもある。そして、このような基本部分や残基も、以上説明した窒素原子を含んだ構成成分に準じて酸化分解され、もって無機化される。
【００６２】
これらについて更に詳述する。このような基本部分や残基も、以上説明した第１〜第４プロセスに準じた第１’〜第３’プロセス、更には第４’プロセスを辿って、酸化分解されて，無機化される。
その際、処理装置２，原水槽３，フェントン処理槽４，後処理槽５，過酸化水素槽６，鉄イオン槽７，被処理水８等も、共通に使用される。更に、過酸化水素添加部９，鉄イオン添加部１０，制御装置１１，濃度検出手段１２，処理対象入力手段１３，マイクロコンピュータ１４等も、共通に使用される。
マイクロコンピュータ１４は、第１〜第４プロセス処理手段２２〜２５に準じたプロセス処理手段として機能する。総モル数演算手段２６，２９や、添加量演算手段２７，３０や、酸化分解データテーブル等についても、準じた機能となっている。
結局、難分解性の窒素系有機化合物に関し、処理対象１となる窒素原子を含んだ構成成分の酸化分解と共に、その他の基本部分や残基の構成成分の酸化分解，無機化が、同時併行的に実施可能である。もって窒素系有機化合物は、全体的に酸化分解，無機化され尽くしてしまう。
【００６３】
このような基本部分や残基を対象とした酸化分解，無機化について、そのポイントを、図６，図７を参照して説明しておく。
フェントン処理槽４（図１を参照）内では、前述により生成されたＯＨラジカルにより、窒素系有機化合物について、炭素，水素，酸素等の元素よりなる基本部分や残基が、酸化分解されて無機化される。そして、この酸化分解，無機化は、次の第１’プロセス，第２’プロセス，第３’プロセス，更には第４’プロセスを、順次繰返すことにより行われる。
【００６４】
まず、図６の（１）図は、第１’プロセスに関する。
まず前提として、ステップＳ１０１で対象となる窒素系有機化合物の基本部分や残基の化学式、具体的には構成成分を示した構造式が、入力される（処理対象入力手段１３を参照）。
そして、この第１プロセスのルーチンでは、そのステップＳ１０２で、対象について、まず水酸基（−ＯＨ）の有無が判定される。そして、水酸基有の場合は、ステップＳ１０３，Ｓ１０４へと進み、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化（＝Ｏ）すると共に、ステップＳ１０５で自身は水（Ｈ２Ｏ）に回帰して系外に遊離する。なおステップＳ１０６により、水酸基が無となるまで、上述した所が繰返される。
【００６５】
次に、図６の（２）図は、第２’プロセスに関する。
第１’プロセスの次のルーチンである第２’プロセスでは、まず、そのステップＳ１０７で、第１’プロセス後の対象について、炭素原子（Ｃ）や酸素原子（Ｏ）に付く水素原子（Ｈ）の有無が、判定される。そして、水素原子有の場合は、ステップＳ１０８，Ｓ１０９へと進み、ＯＨラジカルが水素原子を奪って酸化し、ステップＳ１１０で、自身は水に回帰して系外に遊離する。なおステップＳ１１１により、炭素原子や酸素原子に付く水素原子が無となるまで、上述した所が繰返される。
図７の（１）図は、第３’プロセスに関する。
上述した第２’プロセスの次のルーチンである第３’プロセスでは、まず、そのステップＳ１１２で、第２’プロセス後の対象について、第２’プロセスにて生成された炭素原子（Ｃ）の不対電子（−）の有無や、酸素原子（Ｏ）の不対電子の有無が、判定される。そして不対電子有の場合は、ステップＳ１１３へと進んで、不対電子に対し引続くＯＨラジカルが付加して、水酸基が再生される。そこでフローは、ステップＳ１１４を経て、前述した図６の（１）図の第１’プロセスにリターンして、第１’プロセスを繰返すことになる。
【００６６】
図７の（２）図は、第４’プロセスに関する。
上述した第１’，第２’，第３’プロセスで、対象について、水酸基，炭素原子，酸素原子等の水素原子が、奪い尽くされ酸化し尽くされた場合、通常は、対象が所期の通り水，炭酸ガス，酸素等に分解され、無機化されてしまったことになる。
これに対し、第１’，第２’，第３’プロセスを経ても、対象が、未だすべて無機化され尽くされていない場合は、次のルーチンである第４’プロセスへと進む。第４’プロセスでは、まずステップＳ１１６で、引続くＯＨラジカルが、水分子から水素原子を奪って酸化する。もって、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ、発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）を生成する。
そして、生成されたステップＳ１１７の発生期の水素が、ステップＳ１１５の水素原子が奪い尽くされた対象を、ステップＳ１１８で還元，水素化する。そこでフローは、ステップＳ１１９を経て、前述した図６の（２）図の第２’プロセスへとリターンして、第２’プロセスを繰返すことになる。
基本部分や残基の酸化分解，無機化については、以上のとおり。
【実施例１】
【００６７】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１では、窒素系有機化合物の１例である蛋白質（アミノ酸ＮＨ２−ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯＯＨがペプチド結合したポリマー）について、その酸化分解について検証する。
まず、この蛋白質型有機化合物の場合、処理対象１となる蛋白質型の窒素原子を含んだ構成成分は、酸アミド結合していないＮ末端の−ＮＨ２（アミノ基）型の窒素原子を含んだ構成成分と、酸アミド結合（アミノ酸残基）−ＣＯ−ＮＨ−中の−ＮＨ−型の窒素原子を含んだ構成成分との、２通りとなる。
【００６８】
まず、Ｎ末端近傍は、ＮＨ２−ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯ−となっている。そして、−ＮＨ２の水素原子を別扱いとしつつ、ＣＨ（−Ｒ）−ＣＯ−に、前記第２’，第３’プロセスが適用される。もって、−ＣＨ（−Ｒ）−の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、その不対電子にＯＨラジカルが付加される。その結果、−ＣＨ（−Ｒ）−は、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−となる。
それから、この−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−に、前記第１’プロセスが適用され、水酸基の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、酸素原子が炭素原子と二重結合化する。その結果、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−は、Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−となるが、炭素原子の原子価が４価のため、頭書した−ＮＨ２が、−Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−と分離する（なお、この−Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−は、前記１’〜４’プロセスを辿って酸化分解，無機化される）。
そして−ＮＨ２は、前記第３プロセスが適用され、ＯＨラジカルが付加して水酸基が生成され、もってＯＨ−ＮＨ２となる。
【００６９】
以下、図４，図５のフローチャートに基づき説明するが、これについては、「発明の概要について」と題して詳述したので、そのポイントのみを述べるに止める。なお、図４，図５のフロー中、※を付した箇所については、スタートへのリターンを意味する。
ステップＳ１で、処理対象１としてＯＨ−ＮＨ２が入力される。そして、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５で前記第１プロセスが適用され、もってＯＨ−ＮＨ２は、Ｏ＝Ｎ−ＨとＨ・となると共に、水が遊離する。遊離したＨ・は、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８で水に帰す。
それからフローは、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４へと進み、前記第２，第３プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ−ＨはＯ＝Ｎ−ＯＨとなると共に、水が遊離する。
それから、ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８へと進み、前記第１プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ−ＯＨはＯ＝Ｎ＝Ｏとなると共に、水が遊離する。そして、次のステップＳ１９，Ｓ２０で前記第３プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ＝ＯのＮに水酸基が結合される。なお窒素原子の原子価は、それまでの３価から４価、そして以下５価となる。
次のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４では、前記第１プロセスが適用され、Ｏ＝Ｎ＝ＯのＮに不対電子有のＯが結合されて残基となると共に、水が遊離する。
それからフローは、Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７へと進んで、前記第４プロセスが適用される。もって残基が、発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ−）にて還元されて、硝酸（硝酸イオン）が生成されるに至る。
このように、Ｎ末端の−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分よりなる処理対象１は、硝酸化される。
【００７０】
これに対し、酸アミド結合中のＮＨ−近傍は、−ＣＯ−ＮＨ−ＣＨ（−Ｒ）−となっている。そして、−ＮＨ−の水素原子を別扱いとしつつ、前記第２’，第３’プロセスが適用される。もって、−ＣＨ（−Ｒ）−の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、その不対電子にＯＨラジカルが付加される。その結果、−ＣＨ（−Ｒ）−は、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−となる。
それから、この−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−に、前記プロセス１’が適用され、水酸基の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、酸素原子が炭素原子と二重結合化する。その結果、−Ｃ（ＯＨ）（−Ｒ）−は、Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−となるが、炭素原子の原子価が４価のため、頭書した−ＮＨ−は、Ｃ（＝Ｏ）（−Ｒ）−と分離する（なお、このＣ（＝Ｏ）（−Ｒ）−は、前記１’〜４’プロセスを辿って酸化分解，無機化される）。
これらに対し、−ＣＯ−ＮＨ−の右端は、前記第３プロセスが適用され、ＯＨラジカルが付加して水酸基が生成され、もって−ＣＯ−ＮＨ−ＯＨとなる。これに対しては、前記第１プロセス（前記第１’プロセス）が適用され、水酸基の水素原子がＯＨラジカルに奪われて酸化し、酸素原子が窒素原子と二重結合化する。
その結果、窒素原子の共有結合の原子価は３価であるから、−ＣＯ−と、ＮＨ（＝Ｏ）つまりＯ＝Ｎ−Ｈとが、分離する。
そして、このＯ＝Ｎ−Ｈは、前述した図４，図５のフローチャートのステップＳ９以下のステップを辿って、ステップＳ２７に至り、硝酸（硝酸イオン）が生成されることになる。
【００７１】
実施例１では、このようにして、−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分と、−ＮＨ−型の窒素原子を含んだ構成成分とが、それぞれ酸化分解される。
なお、−ＮＨ２型の窒素原子を含んだ構成成分への、前記第１，第２，第３，第４プロセスの適用については、次の化１３の（１）〜（６）の反応式として順次把握される。そして、化１３の（１）〜（６）の６式を合成して総括すると、前記表１中の項目Ｎｏ．１の反応式となる。
【００７２】
【化１１】
【実施例２】
【００７３】
難分解性の窒素系有機化合物の１例であるニトロベンゼン（Ｃ６Ｈ５ＮＯ２）について、前記各プロセスを適宜適用して、酸化分解，無機化した所、次の化１４の反応式が得られた。
【００７４】
【化１２】
【実施例３】
【００７５】
難分解性の窒素系有機化合物の１例であるアニリン（Ｃ６Ｈ５ＮＨ２）について、前記各プロセスを適宜適用して、酸化分解，無機化した所、次の化１５の反応式が得られた。
【００７６】
【化１３】
【符号の説明】
【００７７】
１ 処理対象（窒素原子を含んだ構成成分）
２ 処理装置
３ 原水槽
４ フェントン処理槽
５ 後処理槽
６ 過酸化水素槽
７ 鉄イオン槽
８ 被処理水
９ 過酸化水素添加部
１０ 鉄イオン添加部
１１ 制御装置
１２ 濃度検出手段
１３ 処理対象入力手段
１４ マイクロコンピュータ
１５ 駆動回路
１６ ＣＰＵ
１７ ＲＡＭ
１８ ＲＯＭ
１９ 記憶装置
２０ インプット・ボード
２１ アウトプット・ボード
２２ 第１プロセス処理手段
２３ 第２プロセス処理手段
２４ 第３ロセス処理手段
２５ 第４プロセス処理手段
２６ 総モル数演算手段（Ａ）
２７ 添加量演算手段（Ａ）
２８ データ検索処理手段
２９ 総モル数演算手段（Ｂ）
３０ 添加量演算手段（Ｂ）
３１ 酸化分解データテーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
難分解性の窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を処理対象とし、水溶液中の該処理対象を、ＯＨラジカル（・ＯＨ）にて酸化分解する方法であって、
該処理対象について、水酸基（-ＯＨ）の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、該水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化する第１プロセスと、
該処理対象について、水素原子の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する第２プロセスと、
該処理対象について、原子の不対電子にＯＨラジカルが付加して、水酸基が生成される第３プロセスと、を有してなると共に、
最終的には第４プロセスにおいて、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ-）を生成し、
該発生期の水素が、該処理対象の残基を還元して、硝酸（ＨＮＯ３）が生成されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項２】
請求項１において、該窒素系有機化合物は蛋白質型有機化合物よりなり、
該処理対象の蛋白質型の窒素原子を含んだ構成成分、つまり、Ｎ末端の-ＮＨ２（アミノ基）型の窒素原子を含んだ構成成分と、酸アミド結合の-ＮＨ-型の窒素原子を含んだ構成成分とが、それぞれ前記各プロセスを辿ること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項３】
請求項２において、該蛋白質型有機化合物は、細菌の細胞の主要部やウィルスの細胞の主要部を形成していること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項４】
請求項１において、該処理対象は、Ｒ-ＮＨ２型の窒素原子、（Ｒ２）ＮＨ型の窒素原子、ＲＲ’ＮＨ型の窒素原子、Ｒ＝ＮＨ型の窒素原子、（Ｒ２）Ｎ-型の窒素原子、ＲＲ’Ｎ-型の窒素原子、Ｒ＝Ｎ-型の窒素原子、Ｒ-Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子、Ｒ-ＮＯ２型の窒素原子、又はＲ-Ｎ＝Ｎ-型の窒素原子を含んだ構成成分よりなり、それぞれが前記各プロセスを辿ること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項５】
請求項１，２，３，又は４において、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数が、前記各プロセスでの反応式に基づき算出されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項６】
請求項５において、ＯＨラジカルはフェントン法にて生成され、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、ＯＨラジカルの該必要総モル数と該フェントン法に基づき算出されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項７】
請求項６において、まず検出手段により、該窒素系有機化合物の濃度が検出されると共に、入力手段により、該窒素系有機化合物中の該処理対象の構成成分とそのモル数が入力され、
もって、検出された濃度、および入力された構成成分とそのモル数に基づき、制御装置により、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数、そして過酸化水素および鉄イオンの該添加量が算出され、
そして、該制御装置からの指示に基づき、過酸化水素添加部および鉄イオン添加部により、該処理対象の水溶液に対し、該添加量の過酸化水素および鉄イオンが添加されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項８】
請求項７において、該制御装置はコンピュ-タにて構成されており、そのプログラムにより、
該処理対象の構成成分について、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス毎に必要なＯＨラジカルのモル数を、算出するプロセス処理と、
該プロセス処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項９】
請求項７において、該制御装置はコンピュ-タにて構成されており、そのプログラムにより、
予め記憶された各構成成分毎のデ-タを検索して、該処理対象の構成成分の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を抽出するデ-タ検索処理と、
該デ-タ検索処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項１】
難分解性の窒素系有機化合物について、窒素原子（Ｎ）を含んだ構成成分を処理対象とし、水溶液中の該処理対象を、ＯＨラジカル（・ＯＨ）にて酸化分解する方法であって、
該処理対象について、水酸基（-ＯＨ）の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水酸基の水素原子（Ｈ）を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、該水酸基の酸素原子（Ｏ）を二重結合化する第１プロセスと、
該処理対象について、水素原子の有無を判定し、有の場合、ＯＨラジカルが該水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離する第２プロセスと、
該処理対象について、原子の不対電子にＯＨラジカルが付加して、水酸基が生成される第３プロセスと、を有してなると共に、
最終的には第４プロセスにおいて、まず、ＯＨラジカルが水分子から水素原子を奪って酸化し、自身は水に回帰して系外に遊離すると共に、酸素分子を発生させつつ発生期の水素（Ｈ＋＋ｅ-）を生成し、
該発生期の水素が、該処理対象の残基を還元して、硝酸（ＨＮＯ３）が生成されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項２】
請求項１において、該窒素系有機化合物は蛋白質型有機化合物よりなり、
該処理対象の蛋白質型の窒素原子を含んだ構成成分、つまり、Ｎ末端の-ＮＨ２（アミノ基）型の窒素原子を含んだ構成成分と、酸アミド結合の-ＮＨ-型の窒素原子を含んだ構成成分とが、それぞれ前記各プロセスを辿ること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項３】
請求項２において、該蛋白質型有機化合物は、細菌の細胞の主要部やウィルスの細胞の主要部を形成していること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項４】
請求項１において、該処理対象は、Ｒ-ＮＨ２型の窒素原子、（Ｒ２）ＮＨ型の窒素原子、ＲＲ’ＮＨ型の窒素原子、Ｒ＝ＮＨ型の窒素原子、（Ｒ２）Ｎ-型の窒素原子、ＲＲ’Ｎ-型の窒素原子、Ｒ＝Ｎ-型の窒素原子、Ｒ-Ｎ＝ＣＯ型の窒素原子、Ｒ-ＮＯ２型の窒素原子、又はＲ-Ｎ＝Ｎ-型の窒素原子を含んだ構成成分よりなり、それぞれが前記各プロセスを辿ること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項５】
請求項１，２，３，又は４において、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの必要総モル数が、前記各プロセスでの反応式に基づき算出されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項６】
請求項５において、ＯＨラジカルはフェントン法にて生成され、過酸化水素および鉄イオンの添加量が、ＯＨラジカルの該必要総モル数と該フェントン法に基づき算出されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項７】
請求項６において、まず検出手段により、該窒素系有機化合物の濃度が検出されると共に、入力手段により、該窒素系有機化合物中の該処理対象の構成成分とそのモル数が入力され、
もって、検出された濃度、および入力された構成成分とそのモル数に基づき、制御装置により、該処理対象の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数、そして過酸化水素および鉄イオンの該添加量が算出され、
そして、該制御装置からの指示に基づき、過酸化水素添加部および鉄イオン添加部により、該処理対象の水溶液に対し、該添加量の過酸化水素および鉄イオンが添加されること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項８】
請求項７において、該制御装置はコンピュ-タにて構成されており、そのプログラムにより、
該処理対象の構成成分について、前記第１，第２，第３，第４の各プロセス毎に必要なＯＨラジカルのモル数を、算出するプロセス処理と、
該プロセス処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【請求項９】
請求項７において、該制御装置はコンピュ-タにて構成されており、そのプログラムにより、
予め記憶された各構成成分毎のデ-タを検索して、該処理対象の構成成分の酸化分解に必要なＯＨラジカルのモル数を抽出するデ-タ検索処理と、
該デ-タ検索処理に基づく、該処理対象の構成成分の酸化分解に要するＯＨラジカルの該必要総モル数の演算処理と、該演算処理に基づく、過酸化水素および鉄イオンの該添加量の演算処理とが、行われること、を特徴とする窒素系有機化合物の酸化分解方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０６６２６（Ｐ２０１１−２０６６２６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４１８４（Ｐ２０１０−７４１８４）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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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