難分解性有機化合物の酸化分解装置
【課題】第１に、処理設備，能力，時間，コスト等に優れると共に、第２に、難分解性の有機化合物を、迅速かつ確実に酸化，分解することができる、難分解性有機化合物の酸化分解装置を提案する。
【解決手段】この酸化分解装置１３は、供給槽１４と浄化装置１５とを有している。そして供給槽１４は、難分解性の有機化合物１を含有した排水２が、供給されると共に貯留され、含有された有機化合物１の上下濃度変化に基づき、排水２が比重により上下に層別される。浄化装置１５は、供給槽１４から廃棄不能な程度の濃度に有機化合物１を含有した層の排水２が供給されると共に、光触媒２１と紫外線照射手段２２とを備えており、予め排水２中に、オゾンや過酸化水素が溶解されている。そして、紫外線の照射により生成されたＯＨラジカルにより、排水２に含有された有機化合物１を酸化，分解する。
【解決手段】この酸化分解装置１３は、供給槽１４と浄化装置１５とを有している。そして供給槽１４は、難分解性の有機化合物１を含有した排水２が、供給されると共に貯留され、含有された有機化合物１の上下濃度変化に基づき、排水２が比重により上下に層別される。浄化装置１５は、供給槽１４から廃棄不能な程度の濃度に有機化合物１を含有した層の排水２が供給されると共に、光触媒２１と紫外線照射手段２２とを備えており、予め排水２中に、オゾンや過酸化水素が溶解されている。そして、紫外線の照射により生成されたＯＨラジカルにより、排水２に含有された有機化合物１を酸化，分解する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難分解性有機化合物の酸化分解装置に関する。すなわち、排水中に含有された難分解性の有機化合物の酸化分解装置に、関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《従来技術１について》
図４は、この種従来例のシステム全体の構成説明図である。同図にも示したように、化学的処理工程設備から排出され、例えば溶剤として使用された難分解性の有機化合物１を含有した排水２は、通常そのまま生物処理等されていた。
例えば、モノクロロベンゼンＣＢ，メチルイソブチルケトンＭＩＢＫ，ベンジルアルコールＢＡ，イソプロピルアルコールＩＰＡ，ジメチルホルムアミドＤＭＦ等の難分解性の有機化合物１を含有した大量の排水２は、従来一般的に、タンクローリ３等にて一般貯蔵所へと運搬され、もって生物処理等により浄化，廃棄されていた。
図４の例では、化学的処理工程設備から排出され、難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４は、フィルタ５，送風機６を経由して、吸着槽７へと供給される。そして吸着槽７では、このような排ガス４を吸着した後、供給されるスチーム８やコンデンサ９にて排水２化され、もって排水２が、分離槽１０を介し大型のタンク１１に一旦貯留される。
そして、この難分解性の有機化合物１を含有した排水２は、タンク１１からポンプ１２を介しタンクローリ３に積込まれて、一般的に遠隔地に設けられている広い一般貯蔵所へと運搬され、もって、例えば活性汚泥法等にて生物処理されていた。
【０００３】
《従来技術２について》
なお、このような図４の一般例によらず、難分解性の有機化合物１を含有した排水２を、化学的処理工程設備の現場で、つまり一般貯蔵所へと運搬することなく排出現場で、分解，廃棄せんとすることも試みられていた。
代表的にはオゾンＯ３を使用して、排水２に含有された難分解性の有機化合物１を酸化，分解させ、もって炭酸ガスＣＯ２や水Ｈ２Ｏ等に分解，浄化させ、その場で一般廃水せんとする試みも、研究，テストされていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような従来技術については、次の問題が指摘されていた。
《第１の問題点について》
第１に、前記従来技術１については、処理設備，処理能力，処理時間，処理コスト等に、問題が指摘されていた。
すなわち、一般貯蔵所へと運搬して生物処理する図４の従来技術１については、まず、分離槽１０，一旦貯留用の大型タンク１１，運搬用のタンクローリ３，生物処理用の一般貯蔵所、等々の大型処理設備を要する、という問題が指摘されていた。更に、これらの処理設備については、浄化処理能力に自ずから限界があり、全体処理に長期日数を要し時間がかかり、処理コストもかさむ、等々の問題が指摘されていた。
【０００５】
《第２の問題点について》
第２に、前記従来技術２については、難分解性の有機化合物１の酸化，分解が非常に遅く、分解反応が先へ進まず、不完全，不確実のままで止まり易い、という問題が指摘されていた。
すなわち、オゾンＯ３によるメチルイソブチルケトンＭＩＢＫ，イソプロピルアルコールＩＰＡ，ジメチルホルムアミドＤＭＦ等のオレフィン系化合物やパラフィン系化合物等、鎖状炭化水素の分解は、オゾニドozonide段階までに止まっていた。つまり、オゾニドを形成して結合を切り、アルデヒド類段階までは進むが、その先の分解反応へは、極めて時間を要し進みにくかった。
又、オゾンＯ３によるモノクロロベンゼンＣＢ，ベンジルアルコールＢＡ等の芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素の分解は、グリオキサールglyoxal（ＣＨＯ−ＣＨＯ）段階までに止まっていた。つまり、進んでもせいぜいグリオキサールを含むアルデヒド類レベルまでであり、その先の分解反応へは、極めて時間を要し進みにくかった。
このように、排出現場で浄化して一般廃水せんとする試みは、難分解性の有機化合物１の酸化，分解が、工業的許容時間内では実現困難であり、実用化に至っていなかった。
【０００６】
《本発明について》
本発明の難分解性有機化合物の酸化分解装置は、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、発明者の鋭意研究努力の結果なされたものである。
そして、排水をまず供給槽にて、難分解性の有機化合物の濃度変化に基づき層別してから、層別に対応した浄化装置にて、難分解性の有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。この浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段を備えると共に、適宜、予めオゾンや過酸化水素が導入される。
もって本発明は、第１に、処理設備，能力，時間，コスト等に優れると共に、第２に、難分解性の有機化合物を、迅速かつ確実に酸化，分解することができる、難分解性有機化合物の酸化分解装置を提案すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《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、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の酸化分解装置は、排水中に含有された難分解性の有機化合物の酸化分解装置であって、供給槽と浄化装置とを有している。
そして該供給槽は、該排水が供給されると共に貯留され、含有された該有機化合物の上下濃度変化に基づき、該排水が比重により上下に層別される。該浄化装置は、該供給槽から、廃棄不能な程度の濃度に該有機化合物を含有した層の該排水が供給されると共に、光触媒と紫外線照射手段とを備えており、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。
請求項２については次のとおり。請求項２の酸化分解装置は、請求項１において、該供給槽に供給される該排水は、該有機化合物を含有した排ガスが、水に混入されたものよりなる。又、該有機化合物は、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素よりなること、を特徴とする。
【０００８】
請求項３については次のとおり。請求項３の酸化分解装置は、請求項２において、該浄化装置は、該供給槽にて該有機化合物の濃度に基づき層別された該排水の層に対応して、個別に設けられている。
そして、有機化合物層の該排水用や、エマルジョン層の該排水用の該浄化装置は、予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解されると共に、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射する。もって該浄化装置は、該光触媒および該オゾンや過酸化水素にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。
請求項４については次のとおり。請求項４の酸化分解装置は、請求項３において、該排水は、該浄化装置の前に付設されたフィルタを介して、該浄化装置に供給される。又、該オゾンや過酸化水素は、該浄化装置の前に付設された圧入手段，噴霧手段，ベンチュリー手段，その他の導入手段を利用して、該排水に溶解されること、を特徴とする。
請求項５については次のとおり。請求項５の酸化分解装置は、請求項３において、水溶液層の該排水用の該浄化装置は、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものと、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。もって該浄化装置は、該光触媒にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。
【０００９】
請求項６については次のとおり。請求項６の酸化分解装置は、請求項５において、各該浄化装置から排出された該排水は、該有機化合物の濃度が高いものが該供給槽へと戻されると共に、濃度が低い残部が第２浄化装置へと供給される。
該第２浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段とを備えている。そして、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものや、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ、予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解される。もって生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解する。
もって該第２浄化装置は、該有機化合物の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、該排水が循環供給されること、を特徴とする。
【００１０】
《作用について》
本発明の酸化分解装置は、このようになっているので、次のようになる。
（１）難分解性の有機化合物を含有した排ガスが混入された排水が、酸化分解装置に供給される。難分解性の有機化合物としては、例えば、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物等の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素、等が代表的である。
（２）そして排水は、まず、酸化分解装置の供給槽に貯留され、もって有機化合物の上下濃度変化に基づき、例えばａ．浄水層，ｂ．水溶液層，ｃ．エマルジョン層，ｄ．有機化合物層に、上下に層別される。
（３）それから排水は、例えばｂ．水溶液層，ｃ．エマルジョン層，ｄ．有機化合物層等、廃棄不能な程度に有機化合物を含有しているものが、供給槽から、フィルターを介し浄化装置に供給される。
（４）浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段を備えており、層別された排水に対応して、個別に設けられている。例えば、ｃ．エマルジョン層用やｄ．有機化合物層用の浄化装置は、予めオゾンや過酸化水素が溶解され、中波長紫外線を照射する。ｂ．水溶液層用の浄化装置は、中波長紫外線を照射するものと、長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。
（５）そして各浄化装置では、光触媒更にはオゾンや過酸化水素に紫外線が照射され、もって、生成されたＯＨラジカルの強力な酸化力，分解力により、特に、光触媒とオゾンや過酸化水素との併用の場合は、相乗作用により一段と強力な酸化力，分解力により、難分解性の有機化合物が、その炭素連鎖，有機結合を切断され、迅速かつ確実に酸化されて、炭酸ガスや水等に分解され、排水が浄化される。
（６）なお、このような酸化，分解をより確実化するため、各浄化装置から排出された排水は、有機化合物の濃度の高いものが供給槽へと戻され、濃度の低い残部が第２浄化装置に供給される。第２浄化装置は、上述した浄化装置に準じた構成，作用を備えており、有機化合物を酸化，分解する。そして排水は、循環供給されると共に、浄化されて一般廃水される。
【００１１】
（７）さてそこで、この酸化分解装置は、第１に、難分解性の有機化合物を含有した排ガスそして排水が排出される化学的処理工程設備に対し、直接接続されており、その場で順次大量の排水を浄化する。そして、処理設備や処理内容が比較的簡単容易であり、順次浄化可能なので、全体の処理時間が短く、処理限界も存しない。
第２に、この酸化分解装置では、排水を難分解性の有機化合物の濃度に基づき層別すると共に、浄化装置が対応して個別に設けられている。
例えば、ｃ．エマルジョン層やｄ．有機化合物層用等の高濃度用の浄化装置では、オゾンや過酸化水素が溶解され中波長紫外線が照射されるので、エネルギーが強く、光触媒とオゾンや過酸化水素との相乗作用も加わり、強力に酸化，分解が実施される。これに対し、例えばｂ．水溶液層用等の低濃度用の浄化装置では、長波長紫外線を照射するものも併用されており、比較的弱いエネルギーにより、無駄なく効率的にコスト面に優れつつ、酸化，分解が実施される。
このようにして、有機化合物が迅速かつ確実に酸化，分解される。
【発明の効果】
【００１２】
《本発明の特徴》
本発明に係る難分解性有機化合物の酸化分解装置は、このように、排水をまず供給槽にて、難分解性の有機化合物の濃度変化に基づき層別してから、層別に対応した浄化装置にて、難分解性の有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。この浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段を備えると共に、適宜、予めオゾンや過酸化水素が導入される。
そこで本発明は、次の効果を発揮する。
【００１３】
《第１の効果》
第１に、処理設備，処理能力，処理時間，処理コスト等に優れている。すなわち、本発明の酸化分解装置は、化学的処理工程設備に直接接続され、もって排水を排出現場で浄化処理して、一般廃水する。
そこで、前述した一般的なこの種従来技術のように、分離槽，一旦貯留用の大型タンク，運搬用のタンクローリ，生物処理用の一般貯蔵所、等々の処理設備を要しない。又、これらの処理設備を利用した場合のように、浄化処理能力（貯留能力，運搬能力，生物処理能力）に限界が存することもなく、順次浄化処理が可能であり、全体の処理時間も大幅に短縮される。
そこで、この種従来技術に比べると、構成が簡単であり処理設備コストが低減されると共に、現場で順次浄化処理するので処理コストもかからない等、コスト面に優れている。
【００１４】
《第２の効果》
第２に、難分解性の有機化合物を、迅速かつ確実に酸化，分解して、排水を浄化することができる。
すなわち、本発明の酸化分解装置は、まず、排水を供給槽にて層別することにより、効果的・効率的に浄化装置を用いることができる。そして浄化装置では、光触媒更にはオゾンや過酸化水素に紫外線を照射して生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物が、前述したこの種従来例に比し極めて短時間で確実に酸化，分解され、排水が浄化処理，一般廃水される。
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】
【００１５】
《図面について》
以下、本発明の難分解性有機化合物の酸化分解装置を、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。
そして図１は、システム全体の構成説明図である。図２は、その１例の前段部分の構成説明図であり、図３は、その１例の後段部分の構成説明図である。
【００１６】
《排水２等について》
本発明の酸化分解装置１３は、供給槽１４と浄化装置１５とを備えており、排水２中に含有された難分解性の有機化合物１を、酸化，分解する。
まず、図１を参照しつつ、処理対象である排水２等について、説明する。工業設備の化学的処理工程から排出される排水２は、難分解性の有機化合物１を含有していることが多い。
図示例では、接着工程，塗装工程，その他の化学的処理工程設備から排出される排ガス４中には、例えば溶剤として使用された難分解性の有機化合物１が、含有されている。そして、排出された排ガス４は、冷却水が循環されるクーラー付のフィルタ５や、送風機６を経由して、吸着槽７へと供給される。吸着槽７では、供給された排ガス４を吸着した後、スチーム８を吹き付けて脱着させ、もって排水２とする。必要に応じ更に、冷却水が循環するコンデンサ９を経由させることにより、確実に排水２化する。
そして、この難分解性の有機化合物１を含有した排水２が、酸化分解装置１３の供給槽１４へと、供給される。
【００１７】
このように、酸化分解装置１３に供給される排水２は、難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４が、水に混入されたものよりなる。有機化合物１は、パラフィン系化合物，Ｃ＝Ｃ結合を持ったオレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環つまりフェニル基Ｃ６Ｈ５−を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素よりなる。
例えば排水２は、モノクロロベンゼンＣＢ，メチルイソブチルケトンＭＩＢＫ，ベンジルアルコールＢＡ，イソプロピルアルコールＩＰＡ，ジメチルホルムアミドＤＭＦ等の難分解性の有機化合物１を、それぞれ１％前後〜０．０３％程度ずつ含有してなる。
図示例において、排ガス４の量は０℃１気圧で例えば３６０Ｎｍ３／ｍｉｎであり、含有された有機化合物１は例えば７５７ｐｐｍであり、排水２の量は例えば６６０Ｌ／ｈである。
因に、難分解性の有機化合物１としては、ダイオキシンやビスフェノールＡのような環境ホルモンも、代表的である。
排水２等は、このようになっている。
【００１８】
《供給槽１４等について》
次に、図１，図２を参照して、本発明の酸化分解装置１３の供給槽１４等について、説明する。
排水２は、中和槽１６やポンプ１２を経由して、供給槽１４に供給される。中和槽１６は、例えば水酸化ナトリウムＮａＯＨにより、含有されていた有害物質を、水Ｈ２Ｏ等に分解する。
供給槽１４は、排水２が供給されると共に貯留され、もって、含有されていた難分解性の有機化合物１の上下濃度変化に基づき、排水２が、比重により上下に層別される。すなわち、供給された排水２は、一定時間例えば２４時間程度、供給槽１４内に貯留されることにより、上位ほど有機化合物１の含有濃度が低く、下位ほど含有濃度が高く経時変化し、もって、比重により上下に領域化，層別，相別される。
【００１９】
例えば、上から下へと順に、ａ．有機化合物１の含有濃度が極めて低下して（例えば４０ｐｐｍつまり約４０ｍｇ／Ｌ以下）、廃棄可能なレベルに達した状態の浄水層１７と、ｂ．有機化合物１が均一に水に溶解した状態の水溶液層１８と、ｃ．有機化合物１が水中に分散，混濁状態となって混じり合っているエマルジョン層１９と、ｄ．有機化合物１の含有濃度が極めて高い有機化合物層２０とに、層別される。
勿論、これらの各層間の境界域は、それぞれの中間状態となっている。又、貯留時間，その他の条件によっては、図示例によらず、上下２層（２相）や３層（３相）に層別されたり、上下５層（５相）以上に層別されるケースもあるが、いずれにしても、供給槽１４内の排水２は、このように２層以上に層別される。
又、各層間の境界域上（つまり各層の下位部分）に、排出ドレーンが付設されている。なお、前記ａの浄水層１７からの排水２は、そのまま一般廃水として廃棄してもよいが、後述する第２浄化装置のＴＯＤ計測器の直前に、供給するようにしてもよい。
供給槽１４等は、このようになっている。
【００２０】
《浄化装置１５について》
次に、図１，図２を参照して、本発明の酸化分解装置１３の浄化装置１５について、説明する。
浄化装置１５は、供給槽１４において有機化合物１の濃度に基づき層別された排水２の各層に対応して、個別に設けられている。
そして各浄化装置１５は、供給槽１４から、廃棄不能な程度の濃度に有機化合物１を含有した層の排水２が供給されると共に、光触媒２１と紫外線照射手段２２とを備えており、含有された有機化合物１を酸化，分解する。
【００２１】
このような浄化装置１５について、更に詳述する。供給槽１４からの排水２は、配管２３にて各層分毎に順次、浄化装置１５の前段階に介装，付設されたポンプ１２やフィルタ２４を介し、それぞれの浄化装置１５に供給される。フィルタ２４は、排水２中に含有された生成物質や微細ゴミ等を、浄化装置１５の酸化，分解作用に支障が生じないように、予め除去する。
又、オゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、浄化装置１５の前段階に付設された圧入手段，噴霧手段，ベンチュリー手段，その他の導入手段を利用して、予め排水２に溶解されることも多い。
すなわち、オゾン供給部２５や過酸化水素供給部２６の双方又は一方が、浄化装置１５への配管２３の途中に介装されることもあり、それぞれミキシングポンプで圧入したり、ノズルで噴霧したり、ベンチュリーで加速したりすることにより、オゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、排水２中に均一に溶解，導入される。オゾン供給部２５としては、酸素Ｏ２を電気放電によりオゾンＯ３に転化させるオゾナイザーや、１８５ｎｍ近傍にピーク値を有する紫外線短波長を発するオゾンランプが、代表的である。
【００２２】
図２の例では、前記ｄの有機化合物層２０からの排水２、および前記Ｃのエマルジョン層１９からの排水２が供給される浄化装置１５は、ぞれぞれ、予めオゾンＯ３と過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、排水２中に溶解されると共に、紫外線照射手段２２が、２４０ｎｍ〜２８０ｎｍ（例えば２５４ｎｍ）の中波長紫外線を照射する。例えば前後２連に配設された浄化装置１５では、共に中波長紫外線が照射される。
もって、これらの浄化装置１５は、光触媒２１およびオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２と中波長紫外線にて生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物１を酸化，分解する。
これに対し、前記ｂの水溶液層１８からの排水２が供給される浄化装置１８は、紫外線照射手段２２が、２４０ｎｍ〜２８０ｎｍ（例えば２５４ｎｍ）の中波長紫外線を照射するものと、紫外線照射手段２２が、３１０ｎｍ〜３９０ｎｍ（例えば３６０ｎｍ）の長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。例えば前後２連に配設された浄化装置１５は、前段が中波長紫外線の照射用、後段が長波長紫外線の照射用となっている。
もって、これらの浄化装置１５は、光触媒２１にて生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物１を酸化，分解する。
【００２３】
なお第１に、図２の例では、前記ｄの有機化合物層２０からの排水２と、エマルジョン層１９からの排水２について、それぞれ個別に浄化装置１５が設けられていたが、これによらず、共通の浄化装置１５を使用するようにしてもよい。更に、前記ｂの水溶液層１８からの排水２についても、この浄化装置１５を使用することも可能ではある。
第２に、図１の例では、２連の浄化装置１５の前段では、中波長紫外線が照射され、後段では長波長紫外線が照射されるが、共に中波長紫外線が照射されるようにしてもよい。
第３に、各浄化装置１５は、図示例では２連式よりなっているが、水溶液層１８に対応したものを除き、１連式（１台）でもよく、更に３連式以上としてもよい。
第４に、光触媒２１は、通常、チタニアつまり酸化チタンＴｉＯ２の粒子を、例えば金属微子や吸着材と共に、排水２が供給される浄化装置１５の円筒槽の内周壁面に、塗布や焼結により付着形成される。
第５に、紫外線照射手段２２は、２４０ｎｍ〜２８０ｎｍの中波長紫外線や、３１０ｎｍ〜３９０ｎｍの長波長紫外線を照射するが、それぞれ、その数値を上廻ると、エネルギー不足によりＯＨラジカルの生成が困難化し、逆に、その数値を下廻ると、エネルギーが強過ぎて他物質にて吸収，減衰せしめられ、結果的にＯＨラジカルの生成が困難化する。
第６に、紫外線照射手段２２は、浄化装置１５の円筒槽の中心に同軸にて細柱状に垂下されている。そして、強いエネルギーの中波長紫外線の照射用としては、水銀灯等の専用ランプが使用される。弱いエネルギーで済む長波長紫外線の照射用としては、専用ランプも使用可能であるが、使用コスト面も含めたコストに優れたブラックライトが主に使用され、ＬＥＤの使用も可能となりつつある。
浄化装置１５は、このようになっている。
【００２４】
《ＯＨラジカルの生成について》
次に、浄化装置１５におけるＯＨラジカルの生成について、詳述する。まず、光触媒２１によるＯＨラジカルの生成については、次のとおり。
すなわち、光触媒２１に例えば中波長や長波長の紫外線の光エネルギー（光量子）ｈνを照射すると、→酸化チタンＴｉＯ２表面の外殻電子域にある価電子帯の電子ｅ−が、励起され飛び出して伝導体に移り、電流になる。→その結果、価電子帯に、電子ｅ−が抜け出て欠損した正孔ｈｏｌｅ＋が生じる。→次の化１の式を参照。
【００２５】
【化１】
【００２６】
そして正孔ｈｏｌｅ＋は、電子欠損を埋めるべく、→接触する他物質、例えば接触する水Ｈ２Ｏから、電子ｅ−を引き抜こうとする性質、つまり強い酸化力を持つ。
一方、水Ｈ２Ｏは、光エネルギーの照射により電離して、→次の化２の式により、水酸イオンＯＨ−を生成する。
【００２７】
【化２】
【００２８】
そこで、前述により強い酸化力の正孔ｈｏｌｅ＋は、水Ｈ２Ｏの水酸イオンＯＨ−から電子ｅ−を引き抜く。→もって、電子ｅ−を奪われる水酸イオンＯＨ−は、次の化３の式により、→ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）つまりＯＨラジカルを生成する。
【００２９】
【化３】
【００３０】
次に、オゾンＯ３等によるＯＨラジカルの生成については、次のとおり（なお、過酸化水素Ｈ２Ｏ２によるＯＨラジカルの生成も、これに準じる）。
すなわち、オゾンＯ３に例えば中波長紫外線の光エネルギー（光量子）ｈνを照射すると、→励起一重項酸素原子Ｏ（１Ｄ）つまり極めて反応性に富んだ酸素原子が、生成される。→次の化４の式を参照。
【００３１】
【化４】
【００３２】
そして、この一重項酸素原子Ｏ（１Ｄ）は、接する水Ｈ２Ｏと反応して、→次の化５の式により、→ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）つまりＯＨラジカルを生成する。
【００３３】
【化５】
【００３４】
《ＯＨラジカルによる酸化，分解について》
そして、このように光触媒２１や，オゾンＯ３や，過酸化水素Ｈ２Ｏ２にて生成されたＯＨラジカルは、活性酸素種として、他に類を見ない極めて強力な酸化力，活性力，分解力を有しており、→近くの有機化合物１から強力に電子を奪って安定化しようとする。
すなわち、ＯＨラジカルに接する排水２中の難分解性の有機化合物１は、このようなＯＨラジカルにて電子を奪われ、→その炭素連鎖（例えば単結合，２重結合，３重結合，芳香環結合等），有機結合，分子結合そのものを、切断，分解，分断され、→もって迅速かつ強力に酸化される。
例えば、オゾンＯ３では相対的に酸化，分解が容易なオレフィン系化合物の鎖状炭化水素についても、→オゾニド段階を介してのアルデヒド類までに止まっていたが、又、酸化，分解が困難視されていた芳香環を持った環状炭化水素等についても、オゾンＯ３ではグリオキサール段階に止まっていたが、→ＯＨラジカルによれば、更に先へとスムーズに、迅速かつ強力に酸化，分解が進展する。
すなわち、電子を奪う酸化活性力に極めて優れたＯＨラジカルにより、→例えば芳香環は、直ちに開環，鎖状化され、アルデヒド化そしてカルボン酸化されて、→最終的に、炭酸ガスＣＯ２と水Ｈ２Ｏとその他の低分子化合物に、即分解される。
ＯＨラジカルは、このように優れた酸化力，分解力を備えている。
【００３５】
《第２浄化装置２７等について》
次に、図３等を参照して、本発明の酸化分解装置１３の第２浄化装置２７等について、説明する。
図２の各浄化装置１５から順次排出された排水２は、それぞれ、難分解性の有機化合物１の濃度が高いものが、供給槽１４へと戻されると共に、濃度が低い残部が、第２浄化装置２７へと供給される。
そして第２浄化装置２７は、光触媒２１と紫外線照射手段２２とを備えており、紫外線照射手段２２が２４０ｎｍ〜２８０ｎｍの中波長紫外線を照射するものや、紫外線照射手段２２が３１０ｎｍ〜３９０ｎｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が排水２に溶解され、もって、これらにより生成されたＯＨラジカルにより、有機化合物１を酸化，分解する。
そして、第２浄化装置２７では、有機化合物１の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、排水２が循環供給される。
【００３６】
このような第２浄化装置２７について、更に詳述する。各浄化装置１５から順次排出され、有機化合物１がかなり酸化，分解された排水２は、それぞれ配管２３により、判別手段２８に供給される（図１を参照）。
判別手段２８は、供給された排水２について、難分解性の有機化合物１の残留濃度を、計測，判別する（図１の例では、計測にＴＯＤ計測器３０が使用されている）。
そして、残留濃度が高い排水２は、供給槽１４へと戻され、残留濃度が低い排水２は、図３の例では第２浄化装置２７の前段階に付設されたタンク２９へと供給される。（なお図１の例では、残留濃度が例えば４０ｐｐｍ以下と低くなった排水２は、一般排水として廃棄される。）
タンク２９は、供給された排水２を一旦貯留する。そして、下部に付設された排出ドレーンから、配管２３にて第２浄化装置２７へと供給する。（なお、タンク２９内上位に、前記浄水層１７に準じた層が形成される場合は、図示例によらず、ＴＯＤ計測器３０の直前に供給するか、又は一般廃水として廃棄してもよい。）
【００３７】
第２浄化装置２７の構成については、各種考えられる。図示例では、前段階の配管２３に、オゾン供給部２５，ポンプ１２，フィルタ２４，過酸化水素供給部２６等が、直列的に介装，付設されている。
そして図示例では、第２浄化装置２７としては、光触媒２１と中波長紫外線を照射する紫外線照射手段２２とを備えたものと、光触媒２１と長波長紫外線を照射する紫外線照射手段２２とを備えたものとが、２連に設けられている（これらの構成，機能については、浄化装置１５において前述した所に準じる）。
しかし、第２浄化装置２７等の構成については、その他各種考えられる。つまり、供給される排水２中の有機化合物１の残留濃度の程度等により、各種可能である。
例えば、過酸化水素供給部２６を設けない例、オゾン供給部２５を設けない例、第２浄化装置２７の紫外線照射手段２２が、中波長紫外線又は長波長紫外線のいずれかのみを照射する例、紫外線照射手段２２が中波長紫外線を照射する第２浄化装置２７を、２連以上設ける例、紫外線照射手段２２が長波長紫外線を照射する第２浄化装置２７を、２連以上設ける例、等々も考えられる。
【００３８】
そして、第２浄化装置２７から排出された排水２は、配管２３に付設された全酸素消費量計測器つまりＴＯＤ（Total Oxygen Demand）計測器３０等の計測部にて、有機化合物１の残留濃度が計測される。
そして判別手段３１は、ＴＯＤ計測器３０の計測結果の例えば電気抵抗値に基づき、まだ残留濃度が高い排水２はタンク２９へと戻し、残留濃度が低くなった排水２は一般廃水として廃棄される。判別手段３１の判別基準値としては、有機化合物１の含有濃度４０ｐｐｍが代表的である。
タンク２９へと戻された排水２は、この判別基準をクリアするまで、第２浄化装置２７等を循環される。
第２浄化装置２７等は、このようになっている。
【００３９】
《作用等》
本発明の酸化分解装置１３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）化学的処理工程設備から排出されると共に、難分解性の有機化合物１を含有した排水２、例えば難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４が水に混入された排水２は、酸化分解装置１３に供給される。酸化分解装置１３は、供給槽１４と浄化装置１５等を、備えている（図１を参照）。
この有機化合物１としては、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素が、代表的である。
【００４０】
（２）そして排水２は、まず、酸化分解装置１３の供給槽１４に供給されて、貯留される。そして、貯留された排水２は、含有された難分解性の有機化合物１の上下濃度変化に基づき、比重により上下に層別される（図１，図２を参照）。
すなわち、供給槽１４内の排水２は、上から順に、例えばａ．有機化合物１の濃度が低下し（例えば４０ｐｐｍ以下）廃棄可能な浄水層１７と、ｂ．有機化合物１が溶解した水溶液層１８と、ｃ．有機化合物１が混濁したエマルジョン層１９と、ｄ．有機化合物１の濃度が高い有機化合物層２０とに、層別される。
【００４１】
（３）それから排水２は、まだ廃棄不能な程度の濃度に難分解性の有機化合物１を含有している層のものが、酸化分解装置１３の供給槽１４から浄化装置１５に供給される（図１，図２を参照）。
例えば、供給槽１４内の上記ａ．浄水層１７からの排水２が、→まず最初に、一般廃水として廃棄される。→それから次に、供給槽１４内の例えば上記ｂ，ｃ，ｄ水溶液層１８，エマルジョン層１９，有機化合物層２０の排水２が、上層側から順次排出される。→そして、それぞれフィルタ２４を経由すると共に、→更に必要に応じ、オゾン供給部２５からのオゾンＯ３や過酸化水素供給部２６からの過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、導入，溶解された後、→それぞれの浄化装置１５に供給される。
【００４２】
（４）浄化装置１５は、光触媒２１と紫外線照射手段２２を、備えており（図１，図２を参照）、供給槽１４において難分解性の有機化合物１の濃度に基づき層別された排水の層に対応して、個別に設けられている（図２を参照）。
すなわち、上記ｃ．エマルジョン層１９からの排水２用の浄化装置１５や、ｄ．有機化合物層２０からの排水２用の浄化装置１５は、上述により予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、排水２に溶解されると共に、紫外線照射手段２２が、２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射する。
これに対し、上記ｂ．水溶液層１８からの排水２用の浄化装置１５は、紫外線照射手段２２が、２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものと、紫外線照射手段２２が、３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。
【００４３】
（５）そして各浄化装置１５では、→光触媒２１更にはオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２に対して、紫外線照射手段２２から紫外線を照射することにより、ＯＨラジカルが生成され、→ＯＨラジカルにより、排水２中に含有されていた難分解性の有機化合物１が、酸化，分解され、→もって、排水２が浄化処理される（図１，図２を参照）。
すなわち、生成された活性酸素種であるＯＨラジカルの強力な酸化力，分解力により、→特に、光触媒２１とオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２とが併用される場合は、両者が相乗されて一段と強力に作用する酸化力，分解力により、→ＯＨラジカルに接触する難分解性の有機化合物１が、その炭素連鎖，有機結合を切断されて、速い反応速度で強力に酸化され、→もって迅速かつ確実に、炭酸ガスＣＯ２や水Ｈ２Ｏその他の扱い易い単純な低分子化合物に、分解される。
【００４４】
（６）なお、このような難分解性の有機化合物１の酸化，分解を、より確実に実施するため、酸化分解装置１３は、図３に示した例では、更に第２浄化装置２７を備えている。→すなわち、各浄化装置１５から排出された排水２は、依然として有機化合物１の濃度の高いものが、供給槽１４へと戻されると共に、濃度の低い残部が、第２浄化装置２７に供給される。
→そして第２浄化装置２７は、光触媒２１と紫外線照射手段２２を備えており、紫外線照射手段２２が、２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものや、紫外線照射手段２２が、３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が排水２に溶解される。
→もって第２浄化装置２７は、前述した所に準じ、生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物１を酸化，分解する。→排水２は、含有された有機化合物１の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、第２浄化装置２７について循環供給される。→そして、有機化合物１の濃度が低下し（例えば４０ｐｐｍ以下）、廃棄可能な程度に達した排水２が、一般廃水として廃棄される。
【００４５】
（７）さてそこで、この難分解性の有機化合物１の酸化分解装置１３によると、次の第１，第２のようになる。
第１に、この酸化分解装置１３は、化学的処理工程設備に直接接続されている。すなわち、難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４や排水２が排出される化学的処理工程設備に対し、その排出現場において直接接続されており、その場で順次、大量の排水２を浄化処理して、一般廃水する。
そして、この酸化分解装置１３は、供給槽１４，浄化装置１５，第２浄化装置２７等よりなり、処理設備の構成が比較的簡単であると共に、処理内容も比較的容易であり、しかも、直接的に順次浄化処理可能であり、全体処理が短時間で済み、処理限界が存することもない。つまり、一旦貯留用の大型のタンク１１、運搬用のタンクローリ３、生物処理用の一般貯蔵所等を用いた場合（図４を参照）に比べ、処理設備や処理内容が簡単容易化し、全体処理に長時間を要することはなく、処理限界も存しない。
【００４６】
第２に、この酸化分解装置１３では、まず、排水２を供給槽１４にて層別し、もって、難分解性の有機化合物１の濃度に基づき層別された排水２の層に対応して、浄化装置１５が個別に設けられている。
そして、含有された有機化合物１の濃度が高い層の排水２用の浄化装置１５、例えば、上記ｃ．エマルジョン層１９からの排水２用の浄化装置１５や、上記ｄ．有機化合物層２０からの排水２用の浄化装置１５は、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が溶解されると共に、紫外線照射手段２２が中波長紫外線を照射する。
もって、強いエネルギーの紫外線により、しかも光触媒２１とオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２の併用による相乗作用により、一段と強力な酸化，分解が実施される。光触媒２１とオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２とを組み合わせたことにより、効率良く多量のＯＨラジカルが、一度に生成される。そして、浄化装置１５内の外周部の排水２中の有機化合物１は、主に光触媒２１から生成されるＯＨラジカルにより、又、中央部の排水２中の有機化合物１は、（光触媒２１からは遠いものの）主にオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２から生成されるＯＨラジカルにより、それぞれ、くまなく酸化，分解される。
これに対し、含有された有機化合物１の濃度が低い層の排水２用の浄化装置１５、例えば上記ｂ．水溶液層１８からの排水２用の浄化装置１５は、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が溶解されないと共に、紫外線照射手段２２として長波長紫外線を照射するブラックライト等が併用されている。もって、比較的弱くて済むエネルギーの紫外線により、無駄なく，効率的に，コスト面に優れつつ、適切な酸化，分解が実施される。
このような組み合わせにより、この酸化分解装置１３では、排水２に含有された難分解性の有機化合物１が、迅速かつ確実に酸化，分解される。
【００４７】
《計測データについて》
表１は、図１に示した例の酸化分解装置１３を用いて、排水２を浄化テストした計測データである。
すなわち、ｐＨ４．１２で２３．１℃、ＣＯＤＭｎ１３，２００ｍｇ／Ｌの排水２を供給し、もって、供給槽１４で貯留することなく浄化装置１５で浄化した結果を、経時的に計測，分析した。ＣＯＤは化学的酸素要求量を示し、過マンガン酸カリウムを使用して計測した。ｐＨ値，ＣＯＤ値は、ＪＩＳに準拠して計測した。
その結果、時間的経過と供にＣＯＤ値が低下し、もって、排水２中に含有された難分解性の有機化合物１の酸化，分解の進展が、確認された。
【００４８】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る難分解性有機化合物の酸化分解装置について、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、システム全体の構成説明図である。
【図２】同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の前段部分の構成説明図である。
【図３】同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の後段部分の構成説明図である。
【図４】この種従来例の説明に供し、システム全体の構成説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 有機化合物
２ 排水
３ タンクローリ
４ 排ガス
５ フィルタ
６ 送風機
７ 吸着槽
８ スチーム
９ コンデンサ
１０ 分離槽
１１ タンク
１２ ポンプ
１３ 酸化分解装置
１４ 供給槽
１５ 浄化装置
１６ 中和槽
１７ 浄水層
１８ 水溶液層
１９ エマルジョン層
２０ 有機化合物層
２１ 光触媒
２２ 紫外線照射手段
２３ 配管
２４ フィルタ
２５ オゾン供給部
２６ 過酸化水素供給部
２７ 第２浄化装置
２８ 判別手段
２９ タンク
３０ ＴＯＤ計測器
３１ 判別手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難分解性有機化合物の酸化分解装置に関する。すなわち、排水中に含有された難分解性の有機化合物の酸化分解装置に、関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《従来技術１について》
図４は、この種従来例のシステム全体の構成説明図である。同図にも示したように、化学的処理工程設備から排出され、例えば溶剤として使用された難分解性の有機化合物１を含有した排水２は、通常そのまま生物処理等されていた。
例えば、モノクロロベンゼンＣＢ，メチルイソブチルケトンＭＩＢＫ，ベンジルアルコールＢＡ，イソプロピルアルコールＩＰＡ，ジメチルホルムアミドＤＭＦ等の難分解性の有機化合物１を含有した大量の排水２は、従来一般的に、タンクローリ３等にて一般貯蔵所へと運搬され、もって生物処理等により浄化，廃棄されていた。
図４の例では、化学的処理工程設備から排出され、難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４は、フィルタ５，送風機６を経由して、吸着槽７へと供給される。そして吸着槽７では、このような排ガス４を吸着した後、供給されるスチーム８やコンデンサ９にて排水２化され、もって排水２が、分離槽１０を介し大型のタンク１１に一旦貯留される。
そして、この難分解性の有機化合物１を含有した排水２は、タンク１１からポンプ１２を介しタンクローリ３に積込まれて、一般的に遠隔地に設けられている広い一般貯蔵所へと運搬され、もって、例えば活性汚泥法等にて生物処理されていた。
【０００３】
《従来技術２について》
なお、このような図４の一般例によらず、難分解性の有機化合物１を含有した排水２を、化学的処理工程設備の現場で、つまり一般貯蔵所へと運搬することなく排出現場で、分解，廃棄せんとすることも試みられていた。
代表的にはオゾンＯ３を使用して、排水２に含有された難分解性の有機化合物１を酸化，分解させ、もって炭酸ガスＣＯ２や水Ｈ２Ｏ等に分解，浄化させ、その場で一般廃水せんとする試みも、研究，テストされていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような従来技術については、次の問題が指摘されていた。
《第１の問題点について》
第１に、前記従来技術１については、処理設備，処理能力，処理時間，処理コスト等に、問題が指摘されていた。
すなわち、一般貯蔵所へと運搬して生物処理する図４の従来技術１については、まず、分離槽１０，一旦貯留用の大型タンク１１，運搬用のタンクローリ３，生物処理用の一般貯蔵所、等々の大型処理設備を要する、という問題が指摘されていた。更に、これらの処理設備については、浄化処理能力に自ずから限界があり、全体処理に長期日数を要し時間がかかり、処理コストもかさむ、等々の問題が指摘されていた。
【０００５】
《第２の問題点について》
第２に、前記従来技術２については、難分解性の有機化合物１の酸化，分解が非常に遅く、分解反応が先へ進まず、不完全，不確実のままで止まり易い、という問題が指摘されていた。
すなわち、オゾンＯ３によるメチルイソブチルケトンＭＩＢＫ，イソプロピルアルコールＩＰＡ，ジメチルホルムアミドＤＭＦ等のオレフィン系化合物やパラフィン系化合物等、鎖状炭化水素の分解は、オゾニドozonide段階までに止まっていた。つまり、オゾニドを形成して結合を切り、アルデヒド類段階までは進むが、その先の分解反応へは、極めて時間を要し進みにくかった。
又、オゾンＯ３によるモノクロロベンゼンＣＢ，ベンジルアルコールＢＡ等の芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素の分解は、グリオキサールglyoxal（ＣＨＯ−ＣＨＯ）段階までに止まっていた。つまり、進んでもせいぜいグリオキサールを含むアルデヒド類レベルまでであり、その先の分解反応へは、極めて時間を要し進みにくかった。
このように、排出現場で浄化して一般廃水せんとする試みは、難分解性の有機化合物１の酸化，分解が、工業的許容時間内では実現困難であり、実用化に至っていなかった。
【０００６】
《本発明について》
本発明の難分解性有機化合物の酸化分解装置は、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、発明者の鋭意研究努力の結果なされたものである。
そして、排水をまず供給槽にて、難分解性の有機化合物の濃度変化に基づき層別してから、層別に対応した浄化装置にて、難分解性の有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。この浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段を備えると共に、適宜、予めオゾンや過酸化水素が導入される。
もって本発明は、第１に、処理設備，能力，時間，コスト等に優れると共に、第２に、難分解性の有機化合物を、迅速かつ確実に酸化，分解することができる、難分解性有機化合物の酸化分解装置を提案すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《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、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の酸化分解装置は、排水中に含有された難分解性の有機化合物の酸化分解装置であって、供給槽と浄化装置とを有している。
そして該供給槽は、該排水が供給されると共に貯留され、含有された該有機化合物の上下濃度変化に基づき、該排水が比重により上下に層別される。該浄化装置は、該供給槽から、廃棄不能な程度の濃度に該有機化合物を含有した層の該排水が供給されると共に、光触媒と紫外線照射手段とを備えており、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。
請求項２については次のとおり。請求項２の酸化分解装置は、請求項１において、該供給槽に供給される該排水は、該有機化合物を含有した排ガスが、水に混入されたものよりなる。又、該有機化合物は、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素よりなること、を特徴とする。
【０００８】
請求項３については次のとおり。請求項３の酸化分解装置は、請求項２において、該浄化装置は、該供給槽にて該有機化合物の濃度に基づき層別された該排水の層に対応して、個別に設けられている。
そして、有機化合物層の該排水用や、エマルジョン層の該排水用の該浄化装置は、予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解されると共に、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射する。もって該浄化装置は、該光触媒および該オゾンや過酸化水素にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。
請求項４については次のとおり。請求項４の酸化分解装置は、請求項３において、該排水は、該浄化装置の前に付設されたフィルタを介して、該浄化装置に供給される。又、該オゾンや過酸化水素は、該浄化装置の前に付設された圧入手段，噴霧手段，ベンチュリー手段，その他の導入手段を利用して、該排水に溶解されること、を特徴とする。
請求項５については次のとおり。請求項５の酸化分解装置は、請求項３において、水溶液層の該排水用の該浄化装置は、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものと、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。もって該浄化装置は、該光触媒にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。
【０００９】
請求項６については次のとおり。請求項６の酸化分解装置は、請求項５において、各該浄化装置から排出された該排水は、該有機化合物の濃度が高いものが該供給槽へと戻されると共に、濃度が低い残部が第２浄化装置へと供給される。
該第２浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段とを備えている。そして、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものや、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ、予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解される。もって生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解する。
もって該第２浄化装置は、該有機化合物の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、該排水が循環供給されること、を特徴とする。
【００１０】
《作用について》
本発明の酸化分解装置は、このようになっているので、次のようになる。
（１）難分解性の有機化合物を含有した排ガスが混入された排水が、酸化分解装置に供給される。難分解性の有機化合物としては、例えば、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物等の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素、等が代表的である。
（２）そして排水は、まず、酸化分解装置の供給槽に貯留され、もって有機化合物の上下濃度変化に基づき、例えばａ．浄水層，ｂ．水溶液層，ｃ．エマルジョン層，ｄ．有機化合物層に、上下に層別される。
（３）それから排水は、例えばｂ．水溶液層，ｃ．エマルジョン層，ｄ．有機化合物層等、廃棄不能な程度に有機化合物を含有しているものが、供給槽から、フィルターを介し浄化装置に供給される。
（４）浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段を備えており、層別された排水に対応して、個別に設けられている。例えば、ｃ．エマルジョン層用やｄ．有機化合物層用の浄化装置は、予めオゾンや過酸化水素が溶解され、中波長紫外線を照射する。ｂ．水溶液層用の浄化装置は、中波長紫外線を照射するものと、長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。
（５）そして各浄化装置では、光触媒更にはオゾンや過酸化水素に紫外線が照射され、もって、生成されたＯＨラジカルの強力な酸化力，分解力により、特に、光触媒とオゾンや過酸化水素との併用の場合は、相乗作用により一段と強力な酸化力，分解力により、難分解性の有機化合物が、その炭素連鎖，有機結合を切断され、迅速かつ確実に酸化されて、炭酸ガスや水等に分解され、排水が浄化される。
（６）なお、このような酸化，分解をより確実化するため、各浄化装置から排出された排水は、有機化合物の濃度の高いものが供給槽へと戻され、濃度の低い残部が第２浄化装置に供給される。第２浄化装置は、上述した浄化装置に準じた構成，作用を備えており、有機化合物を酸化，分解する。そして排水は、循環供給されると共に、浄化されて一般廃水される。
【００１１】
（７）さてそこで、この酸化分解装置は、第１に、難分解性の有機化合物を含有した排ガスそして排水が排出される化学的処理工程設備に対し、直接接続されており、その場で順次大量の排水を浄化する。そして、処理設備や処理内容が比較的簡単容易であり、順次浄化可能なので、全体の処理時間が短く、処理限界も存しない。
第２に、この酸化分解装置では、排水を難分解性の有機化合物の濃度に基づき層別すると共に、浄化装置が対応して個別に設けられている。
例えば、ｃ．エマルジョン層やｄ．有機化合物層用等の高濃度用の浄化装置では、オゾンや過酸化水素が溶解され中波長紫外線が照射されるので、エネルギーが強く、光触媒とオゾンや過酸化水素との相乗作用も加わり、強力に酸化，分解が実施される。これに対し、例えばｂ．水溶液層用等の低濃度用の浄化装置では、長波長紫外線を照射するものも併用されており、比較的弱いエネルギーにより、無駄なく効率的にコスト面に優れつつ、酸化，分解が実施される。
このようにして、有機化合物が迅速かつ確実に酸化，分解される。
【発明の効果】
【００１２】
《本発明の特徴》
本発明に係る難分解性有機化合物の酸化分解装置は、このように、排水をまず供給槽にて、難分解性の有機化合物の濃度変化に基づき層別してから、層別に対応した浄化装置にて、難分解性の有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする。この浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段を備えると共に、適宜、予めオゾンや過酸化水素が導入される。
そこで本発明は、次の効果を発揮する。
【００１３】
《第１の効果》
第１に、処理設備，処理能力，処理時間，処理コスト等に優れている。すなわち、本発明の酸化分解装置は、化学的処理工程設備に直接接続され、もって排水を排出現場で浄化処理して、一般廃水する。
そこで、前述した一般的なこの種従来技術のように、分離槽，一旦貯留用の大型タンク，運搬用のタンクローリ，生物処理用の一般貯蔵所、等々の処理設備を要しない。又、これらの処理設備を利用した場合のように、浄化処理能力（貯留能力，運搬能力，生物処理能力）に限界が存することもなく、順次浄化処理が可能であり、全体の処理時間も大幅に短縮される。
そこで、この種従来技術に比べると、構成が簡単であり処理設備コストが低減されると共に、現場で順次浄化処理するので処理コストもかからない等、コスト面に優れている。
【００１４】
《第２の効果》
第２に、難分解性の有機化合物を、迅速かつ確実に酸化，分解して、排水を浄化することができる。
すなわち、本発明の酸化分解装置は、まず、排水を供給槽にて層別することにより、効果的・効率的に浄化装置を用いることができる。そして浄化装置では、光触媒更にはオゾンや過酸化水素に紫外線を照射して生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物が、前述したこの種従来例に比し極めて短時間で確実に酸化，分解され、排水が浄化処理，一般廃水される。
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】
【００１５】
《図面について》
以下、本発明の難分解性有機化合物の酸化分解装置を、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。
そして図１は、システム全体の構成説明図である。図２は、その１例の前段部分の構成説明図であり、図３は、その１例の後段部分の構成説明図である。
【００１６】
《排水２等について》
本発明の酸化分解装置１３は、供給槽１４と浄化装置１５とを備えており、排水２中に含有された難分解性の有機化合物１を、酸化，分解する。
まず、図１を参照しつつ、処理対象である排水２等について、説明する。工業設備の化学的処理工程から排出される排水２は、難分解性の有機化合物１を含有していることが多い。
図示例では、接着工程，塗装工程，その他の化学的処理工程設備から排出される排ガス４中には、例えば溶剤として使用された難分解性の有機化合物１が、含有されている。そして、排出された排ガス４は、冷却水が循環されるクーラー付のフィルタ５や、送風機６を経由して、吸着槽７へと供給される。吸着槽７では、供給された排ガス４を吸着した後、スチーム８を吹き付けて脱着させ、もって排水２とする。必要に応じ更に、冷却水が循環するコンデンサ９を経由させることにより、確実に排水２化する。
そして、この難分解性の有機化合物１を含有した排水２が、酸化分解装置１３の供給槽１４へと、供給される。
【００１７】
このように、酸化分解装置１３に供給される排水２は、難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４が、水に混入されたものよりなる。有機化合物１は、パラフィン系化合物，Ｃ＝Ｃ結合を持ったオレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環つまりフェニル基Ｃ６Ｈ５−を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素よりなる。
例えば排水２は、モノクロロベンゼンＣＢ，メチルイソブチルケトンＭＩＢＫ，ベンジルアルコールＢＡ，イソプロピルアルコールＩＰＡ，ジメチルホルムアミドＤＭＦ等の難分解性の有機化合物１を、それぞれ１％前後〜０．０３％程度ずつ含有してなる。
図示例において、排ガス４の量は０℃１気圧で例えば３６０Ｎｍ３／ｍｉｎであり、含有された有機化合物１は例えば７５７ｐｐｍであり、排水２の量は例えば６６０Ｌ／ｈである。
因に、難分解性の有機化合物１としては、ダイオキシンやビスフェノールＡのような環境ホルモンも、代表的である。
排水２等は、このようになっている。
【００１８】
《供給槽１４等について》
次に、図１，図２を参照して、本発明の酸化分解装置１３の供給槽１４等について、説明する。
排水２は、中和槽１６やポンプ１２を経由して、供給槽１４に供給される。中和槽１６は、例えば水酸化ナトリウムＮａＯＨにより、含有されていた有害物質を、水Ｈ２Ｏ等に分解する。
供給槽１４は、排水２が供給されると共に貯留され、もって、含有されていた難分解性の有機化合物１の上下濃度変化に基づき、排水２が、比重により上下に層別される。すなわち、供給された排水２は、一定時間例えば２４時間程度、供給槽１４内に貯留されることにより、上位ほど有機化合物１の含有濃度が低く、下位ほど含有濃度が高く経時変化し、もって、比重により上下に領域化，層別，相別される。
【００１９】
例えば、上から下へと順に、ａ．有機化合物１の含有濃度が極めて低下して（例えば４０ｐｐｍつまり約４０ｍｇ／Ｌ以下）、廃棄可能なレベルに達した状態の浄水層１７と、ｂ．有機化合物１が均一に水に溶解した状態の水溶液層１８と、ｃ．有機化合物１が水中に分散，混濁状態となって混じり合っているエマルジョン層１９と、ｄ．有機化合物１の含有濃度が極めて高い有機化合物層２０とに、層別される。
勿論、これらの各層間の境界域は、それぞれの中間状態となっている。又、貯留時間，その他の条件によっては、図示例によらず、上下２層（２相）や３層（３相）に層別されたり、上下５層（５相）以上に層別されるケースもあるが、いずれにしても、供給槽１４内の排水２は、このように２層以上に層別される。
又、各層間の境界域上（つまり各層の下位部分）に、排出ドレーンが付設されている。なお、前記ａの浄水層１７からの排水２は、そのまま一般廃水として廃棄してもよいが、後述する第２浄化装置のＴＯＤ計測器の直前に、供給するようにしてもよい。
供給槽１４等は、このようになっている。
【００２０】
《浄化装置１５について》
次に、図１，図２を参照して、本発明の酸化分解装置１３の浄化装置１５について、説明する。
浄化装置１５は、供給槽１４において有機化合物１の濃度に基づき層別された排水２の各層に対応して、個別に設けられている。
そして各浄化装置１５は、供給槽１４から、廃棄不能な程度の濃度に有機化合物１を含有した層の排水２が供給されると共に、光触媒２１と紫外線照射手段２２とを備えており、含有された有機化合物１を酸化，分解する。
【００２１】
このような浄化装置１５について、更に詳述する。供給槽１４からの排水２は、配管２３にて各層分毎に順次、浄化装置１５の前段階に介装，付設されたポンプ１２やフィルタ２４を介し、それぞれの浄化装置１５に供給される。フィルタ２４は、排水２中に含有された生成物質や微細ゴミ等を、浄化装置１５の酸化，分解作用に支障が生じないように、予め除去する。
又、オゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、浄化装置１５の前段階に付設された圧入手段，噴霧手段，ベンチュリー手段，その他の導入手段を利用して、予め排水２に溶解されることも多い。
すなわち、オゾン供給部２５や過酸化水素供給部２６の双方又は一方が、浄化装置１５への配管２３の途中に介装されることもあり、それぞれミキシングポンプで圧入したり、ノズルで噴霧したり、ベンチュリーで加速したりすることにより、オゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、排水２中に均一に溶解，導入される。オゾン供給部２５としては、酸素Ｏ２を電気放電によりオゾンＯ３に転化させるオゾナイザーや、１８５ｎｍ近傍にピーク値を有する紫外線短波長を発するオゾンランプが、代表的である。
【００２２】
図２の例では、前記ｄの有機化合物層２０からの排水２、および前記Ｃのエマルジョン層１９からの排水２が供給される浄化装置１５は、ぞれぞれ、予めオゾンＯ３と過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、排水２中に溶解されると共に、紫外線照射手段２２が、２４０ｎｍ〜２８０ｎｍ（例えば２５４ｎｍ）の中波長紫外線を照射する。例えば前後２連に配設された浄化装置１５では、共に中波長紫外線が照射される。
もって、これらの浄化装置１５は、光触媒２１およびオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２と中波長紫外線にて生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物１を酸化，分解する。
これに対し、前記ｂの水溶液層１８からの排水２が供給される浄化装置１８は、紫外線照射手段２２が、２４０ｎｍ〜２８０ｎｍ（例えば２５４ｎｍ）の中波長紫外線を照射するものと、紫外線照射手段２２が、３１０ｎｍ〜３９０ｎｍ（例えば３６０ｎｍ）の長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。例えば前後２連に配設された浄化装置１５は、前段が中波長紫外線の照射用、後段が長波長紫外線の照射用となっている。
もって、これらの浄化装置１５は、光触媒２１にて生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物１を酸化，分解する。
【００２３】
なお第１に、図２の例では、前記ｄの有機化合物層２０からの排水２と、エマルジョン層１９からの排水２について、それぞれ個別に浄化装置１５が設けられていたが、これによらず、共通の浄化装置１５を使用するようにしてもよい。更に、前記ｂの水溶液層１８からの排水２についても、この浄化装置１５を使用することも可能ではある。
第２に、図１の例では、２連の浄化装置１５の前段では、中波長紫外線が照射され、後段では長波長紫外線が照射されるが、共に中波長紫外線が照射されるようにしてもよい。
第３に、各浄化装置１５は、図示例では２連式よりなっているが、水溶液層１８に対応したものを除き、１連式（１台）でもよく、更に３連式以上としてもよい。
第４に、光触媒２１は、通常、チタニアつまり酸化チタンＴｉＯ２の粒子を、例えば金属微子や吸着材と共に、排水２が供給される浄化装置１５の円筒槽の内周壁面に、塗布や焼結により付着形成される。
第５に、紫外線照射手段２２は、２４０ｎｍ〜２８０ｎｍの中波長紫外線や、３１０ｎｍ〜３９０ｎｍの長波長紫外線を照射するが、それぞれ、その数値を上廻ると、エネルギー不足によりＯＨラジカルの生成が困難化し、逆に、その数値を下廻ると、エネルギーが強過ぎて他物質にて吸収，減衰せしめられ、結果的にＯＨラジカルの生成が困難化する。
第６に、紫外線照射手段２２は、浄化装置１５の円筒槽の中心に同軸にて細柱状に垂下されている。そして、強いエネルギーの中波長紫外線の照射用としては、水銀灯等の専用ランプが使用される。弱いエネルギーで済む長波長紫外線の照射用としては、専用ランプも使用可能であるが、使用コスト面も含めたコストに優れたブラックライトが主に使用され、ＬＥＤの使用も可能となりつつある。
浄化装置１５は、このようになっている。
【００２４】
《ＯＨラジカルの生成について》
次に、浄化装置１５におけるＯＨラジカルの生成について、詳述する。まず、光触媒２１によるＯＨラジカルの生成については、次のとおり。
すなわち、光触媒２１に例えば中波長や長波長の紫外線の光エネルギー（光量子）ｈνを照射すると、→酸化チタンＴｉＯ２表面の外殻電子域にある価電子帯の電子ｅ−が、励起され飛び出して伝導体に移り、電流になる。→その結果、価電子帯に、電子ｅ−が抜け出て欠損した正孔ｈｏｌｅ＋が生じる。→次の化１の式を参照。
【００２５】
【化１】
【００２６】
そして正孔ｈｏｌｅ＋は、電子欠損を埋めるべく、→接触する他物質、例えば接触する水Ｈ２Ｏから、電子ｅ−を引き抜こうとする性質、つまり強い酸化力を持つ。
一方、水Ｈ２Ｏは、光エネルギーの照射により電離して、→次の化２の式により、水酸イオンＯＨ−を生成する。
【００２７】
【化２】
【００２８】
そこで、前述により強い酸化力の正孔ｈｏｌｅ＋は、水Ｈ２Ｏの水酸イオンＯＨ−から電子ｅ−を引き抜く。→もって、電子ｅ−を奪われる水酸イオンＯＨ−は、次の化３の式により、→ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）つまりＯＨラジカルを生成する。
【００２９】
【化３】
【００３０】
次に、オゾンＯ３等によるＯＨラジカルの生成については、次のとおり（なお、過酸化水素Ｈ２Ｏ２によるＯＨラジカルの生成も、これに準じる）。
すなわち、オゾンＯ３に例えば中波長紫外線の光エネルギー（光量子）ｈνを照射すると、→励起一重項酸素原子Ｏ（１Ｄ）つまり極めて反応性に富んだ酸素原子が、生成される。→次の化４の式を参照。
【００３１】
【化４】
【００３２】
そして、この一重項酸素原子Ｏ（１Ｄ）は、接する水Ｈ２Ｏと反応して、→次の化５の式により、→ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）つまりＯＨラジカルを生成する。
【００３３】
【化５】
【００３４】
《ＯＨラジカルによる酸化，分解について》
そして、このように光触媒２１や，オゾンＯ３や，過酸化水素Ｈ２Ｏ２にて生成されたＯＨラジカルは、活性酸素種として、他に類を見ない極めて強力な酸化力，活性力，分解力を有しており、→近くの有機化合物１から強力に電子を奪って安定化しようとする。
すなわち、ＯＨラジカルに接する排水２中の難分解性の有機化合物１は、このようなＯＨラジカルにて電子を奪われ、→その炭素連鎖（例えば単結合，２重結合，３重結合，芳香環結合等），有機結合，分子結合そのものを、切断，分解，分断され、→もって迅速かつ強力に酸化される。
例えば、オゾンＯ３では相対的に酸化，分解が容易なオレフィン系化合物の鎖状炭化水素についても、→オゾニド段階を介してのアルデヒド類までに止まっていたが、又、酸化，分解が困難視されていた芳香環を持った環状炭化水素等についても、オゾンＯ３ではグリオキサール段階に止まっていたが、→ＯＨラジカルによれば、更に先へとスムーズに、迅速かつ強力に酸化，分解が進展する。
すなわち、電子を奪う酸化活性力に極めて優れたＯＨラジカルにより、→例えば芳香環は、直ちに開環，鎖状化され、アルデヒド化そしてカルボン酸化されて、→最終的に、炭酸ガスＣＯ２と水Ｈ２Ｏとその他の低分子化合物に、即分解される。
ＯＨラジカルは、このように優れた酸化力，分解力を備えている。
【００３５】
《第２浄化装置２７等について》
次に、図３等を参照して、本発明の酸化分解装置１３の第２浄化装置２７等について、説明する。
図２の各浄化装置１５から順次排出された排水２は、それぞれ、難分解性の有機化合物１の濃度が高いものが、供給槽１４へと戻されると共に、濃度が低い残部が、第２浄化装置２７へと供給される。
そして第２浄化装置２７は、光触媒２１と紫外線照射手段２２とを備えており、紫外線照射手段２２が２４０ｎｍ〜２８０ｎｍの中波長紫外線を照射するものや、紫外線照射手段２２が３１０ｎｍ〜３９０ｎｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が排水２に溶解され、もって、これらにより生成されたＯＨラジカルにより、有機化合物１を酸化，分解する。
そして、第２浄化装置２７では、有機化合物１の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、排水２が循環供給される。
【００３６】
このような第２浄化装置２７について、更に詳述する。各浄化装置１５から順次排出され、有機化合物１がかなり酸化，分解された排水２は、それぞれ配管２３により、判別手段２８に供給される（図１を参照）。
判別手段２８は、供給された排水２について、難分解性の有機化合物１の残留濃度を、計測，判別する（図１の例では、計測にＴＯＤ計測器３０が使用されている）。
そして、残留濃度が高い排水２は、供給槽１４へと戻され、残留濃度が低い排水２は、図３の例では第２浄化装置２７の前段階に付設されたタンク２９へと供給される。（なお図１の例では、残留濃度が例えば４０ｐｐｍ以下と低くなった排水２は、一般排水として廃棄される。）
タンク２９は、供給された排水２を一旦貯留する。そして、下部に付設された排出ドレーンから、配管２３にて第２浄化装置２７へと供給する。（なお、タンク２９内上位に、前記浄水層１７に準じた層が形成される場合は、図示例によらず、ＴＯＤ計測器３０の直前に供給するか、又は一般廃水として廃棄してもよい。）
【００３７】
第２浄化装置２７の構成については、各種考えられる。図示例では、前段階の配管２３に、オゾン供給部２５，ポンプ１２，フィルタ２４，過酸化水素供給部２６等が、直列的に介装，付設されている。
そして図示例では、第２浄化装置２７としては、光触媒２１と中波長紫外線を照射する紫外線照射手段２２とを備えたものと、光触媒２１と長波長紫外線を照射する紫外線照射手段２２とを備えたものとが、２連に設けられている（これらの構成，機能については、浄化装置１５において前述した所に準じる）。
しかし、第２浄化装置２７等の構成については、その他各種考えられる。つまり、供給される排水２中の有機化合物１の残留濃度の程度等により、各種可能である。
例えば、過酸化水素供給部２６を設けない例、オゾン供給部２５を設けない例、第２浄化装置２７の紫外線照射手段２２が、中波長紫外線又は長波長紫外線のいずれかのみを照射する例、紫外線照射手段２２が中波長紫外線を照射する第２浄化装置２７を、２連以上設ける例、紫外線照射手段２２が長波長紫外線を照射する第２浄化装置２７を、２連以上設ける例、等々も考えられる。
【００３８】
そして、第２浄化装置２７から排出された排水２は、配管２３に付設された全酸素消費量計測器つまりＴＯＤ（Total Oxygen Demand）計測器３０等の計測部にて、有機化合物１の残留濃度が計測される。
そして判別手段３１は、ＴＯＤ計測器３０の計測結果の例えば電気抵抗値に基づき、まだ残留濃度が高い排水２はタンク２９へと戻し、残留濃度が低くなった排水２は一般廃水として廃棄される。判別手段３１の判別基準値としては、有機化合物１の含有濃度４０ｐｐｍが代表的である。
タンク２９へと戻された排水２は、この判別基準をクリアするまで、第２浄化装置２７等を循環される。
第２浄化装置２７等は、このようになっている。
【００３９】
《作用等》
本発明の酸化分解装置１３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）化学的処理工程設備から排出されると共に、難分解性の有機化合物１を含有した排水２、例えば難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４が水に混入された排水２は、酸化分解装置１３に供給される。酸化分解装置１３は、供給槽１４と浄化装置１５等を、備えている（図１を参照）。
この有機化合物１としては、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素が、代表的である。
【００４０】
（２）そして排水２は、まず、酸化分解装置１３の供給槽１４に供給されて、貯留される。そして、貯留された排水２は、含有された難分解性の有機化合物１の上下濃度変化に基づき、比重により上下に層別される（図１，図２を参照）。
すなわち、供給槽１４内の排水２は、上から順に、例えばａ．有機化合物１の濃度が低下し（例えば４０ｐｐｍ以下）廃棄可能な浄水層１７と、ｂ．有機化合物１が溶解した水溶液層１８と、ｃ．有機化合物１が混濁したエマルジョン層１９と、ｄ．有機化合物１の濃度が高い有機化合物層２０とに、層別される。
【００４１】
（３）それから排水２は、まだ廃棄不能な程度の濃度に難分解性の有機化合物１を含有している層のものが、酸化分解装置１３の供給槽１４から浄化装置１５に供給される（図１，図２を参照）。
例えば、供給槽１４内の上記ａ．浄水層１７からの排水２が、→まず最初に、一般廃水として廃棄される。→それから次に、供給槽１４内の例えば上記ｂ，ｃ，ｄ水溶液層１８，エマルジョン層１９，有機化合物層２０の排水２が、上層側から順次排出される。→そして、それぞれフィルタ２４を経由すると共に、→更に必要に応じ、オゾン供給部２５からのオゾンＯ３や過酸化水素供給部２６からの過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、導入，溶解された後、→それぞれの浄化装置１５に供給される。
【００４２】
（４）浄化装置１５は、光触媒２１と紫外線照射手段２２を、備えており（図１，図２を参照）、供給槽１４において難分解性の有機化合物１の濃度に基づき層別された排水の層に対応して、個別に設けられている（図２を参照）。
すなわち、上記ｃ．エマルジョン層１９からの排水２用の浄化装置１５や、ｄ．有機化合物層２０からの排水２用の浄化装置１５は、上述により予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が、排水２に溶解されると共に、紫外線照射手段２２が、２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射する。
これに対し、上記ｂ．水溶液層１８からの排水２用の浄化装置１５は、紫外線照射手段２２が、２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものと、紫外線照射手段２２が、３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものとが、併用されている。
【００４３】
（５）そして各浄化装置１５では、→光触媒２１更にはオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２に対して、紫外線照射手段２２から紫外線を照射することにより、ＯＨラジカルが生成され、→ＯＨラジカルにより、排水２中に含有されていた難分解性の有機化合物１が、酸化，分解され、→もって、排水２が浄化処理される（図１，図２を参照）。
すなわち、生成された活性酸素種であるＯＨラジカルの強力な酸化力，分解力により、→特に、光触媒２１とオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２とが併用される場合は、両者が相乗されて一段と強力に作用する酸化力，分解力により、→ＯＨラジカルに接触する難分解性の有機化合物１が、その炭素連鎖，有機結合を切断されて、速い反応速度で強力に酸化され、→もって迅速かつ確実に、炭酸ガスＣＯ２や水Ｈ２Ｏその他の扱い易い単純な低分子化合物に、分解される。
【００４４】
（６）なお、このような難分解性の有機化合物１の酸化，分解を、より確実に実施するため、酸化分解装置１３は、図３に示した例では、更に第２浄化装置２７を備えている。→すなわち、各浄化装置１５から排出された排水２は、依然として有機化合物１の濃度の高いものが、供給槽１４へと戻されると共に、濃度の低い残部が、第２浄化装置２７に供給される。
→そして第２浄化装置２７は、光触媒２１と紫外線照射手段２２を備えており、紫外線照射手段２２が、２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものや、紫外線照射手段２２が、３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が排水２に溶解される。
→もって第２浄化装置２７は、前述した所に準じ、生成されたＯＨラジカルにより、難分解性の有機化合物１を酸化，分解する。→排水２は、含有された有機化合物１の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、第２浄化装置２７について循環供給される。→そして、有機化合物１の濃度が低下し（例えば４０ｐｐｍ以下）、廃棄可能な程度に達した排水２が、一般廃水として廃棄される。
【００４５】
（７）さてそこで、この難分解性の有機化合物１の酸化分解装置１３によると、次の第１，第２のようになる。
第１に、この酸化分解装置１３は、化学的処理工程設備に直接接続されている。すなわち、難分解性の有機化合物１を含有した排ガス４や排水２が排出される化学的処理工程設備に対し、その排出現場において直接接続されており、その場で順次、大量の排水２を浄化処理して、一般廃水する。
そして、この酸化分解装置１３は、供給槽１４，浄化装置１５，第２浄化装置２７等よりなり、処理設備の構成が比較的簡単であると共に、処理内容も比較的容易であり、しかも、直接的に順次浄化処理可能であり、全体処理が短時間で済み、処理限界が存することもない。つまり、一旦貯留用の大型のタンク１１、運搬用のタンクローリ３、生物処理用の一般貯蔵所等を用いた場合（図４を参照）に比べ、処理設備や処理内容が簡単容易化し、全体処理に長時間を要することはなく、処理限界も存しない。
【００４６】
第２に、この酸化分解装置１３では、まず、排水２を供給槽１４にて層別し、もって、難分解性の有機化合物１の濃度に基づき層別された排水２の層に対応して、浄化装置１５が個別に設けられている。
そして、含有された有機化合物１の濃度が高い層の排水２用の浄化装置１５、例えば、上記ｃ．エマルジョン層１９からの排水２用の浄化装置１５や、上記ｄ．有機化合物層２０からの排水２用の浄化装置１５は、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が溶解されると共に、紫外線照射手段２２が中波長紫外線を照射する。
もって、強いエネルギーの紫外線により、しかも光触媒２１とオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２の併用による相乗作用により、一段と強力な酸化，分解が実施される。光触媒２１とオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２とを組み合わせたことにより、効率良く多量のＯＨラジカルが、一度に生成される。そして、浄化装置１５内の外周部の排水２中の有機化合物１は、主に光触媒２１から生成されるＯＨラジカルにより、又、中央部の排水２中の有機化合物１は、（光触媒２１からは遠いものの）主にオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２から生成されるＯＨラジカルにより、それぞれ、くまなく酸化，分解される。
これに対し、含有された有機化合物１の濃度が低い層の排水２用の浄化装置１５、例えば上記ｂ．水溶液層１８からの排水２用の浄化装置１５は、予めオゾンＯ３や過酸化水素Ｈ２Ｏ２が溶解されないと共に、紫外線照射手段２２として長波長紫外線を照射するブラックライト等が併用されている。もって、比較的弱くて済むエネルギーの紫外線により、無駄なく，効率的に，コスト面に優れつつ、適切な酸化，分解が実施される。
このような組み合わせにより、この酸化分解装置１３では、排水２に含有された難分解性の有機化合物１が、迅速かつ確実に酸化，分解される。
【００４７】
《計測データについて》
表１は、図１に示した例の酸化分解装置１３を用いて、排水２を浄化テストした計測データである。
すなわち、ｐＨ４．１２で２３．１℃、ＣＯＤＭｎ１３，２００ｍｇ／Ｌの排水２を供給し、もって、供給槽１４で貯留することなく浄化装置１５で浄化した結果を、経時的に計測，分析した。ＣＯＤは化学的酸素要求量を示し、過マンガン酸カリウムを使用して計測した。ｐＨ値，ＣＯＤ値は、ＪＩＳに準拠して計測した。
その結果、時間的経過と供にＣＯＤ値が低下し、もって、排水２中に含有された難分解性の有機化合物１の酸化，分解の進展が、確認された。
【００４８】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る難分解性有機化合物の酸化分解装置について、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、システム全体の構成説明図である。
【図２】同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の前段部分の構成説明図である。
【図３】同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、その１例の後段部分の構成説明図である。
【図４】この種従来例の説明に供し、システム全体の構成説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 有機化合物
２ 排水
３ タンクローリ
４ 排ガス
５ フィルタ
６ 送風機
７ 吸着槽
８ スチーム
９ コンデンサ
１０ 分離槽
１１ タンク
１２ ポンプ
１３ 酸化分解装置
１４ 供給槽
１５ 浄化装置
１６ 中和槽
１７ 浄水層
１８ 水溶液層
１９ エマルジョン層
２０ 有機化合物層
２１ 光触媒
２２ 紫外線照射手段
２３ 配管
２４ フィルタ
２５ オゾン供給部
２６ 過酸化水素供給部
２７ 第２浄化装置
２８ 判別手段
２９ タンク
３０ ＴＯＤ計測器
３１ 判別手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水中に含有された難分解性の有機化合物の酸化分解装置であって、供給槽と浄化装置とを有しており、
該供給槽は、該排水が供給されると共に貯留され、含有された該有機化合物の上下濃度変化に基づき、該排水が比重により上下に層別され、
該浄化装置は、該供給槽から、廃棄不能な程度の濃度に該有機化合物を含有した層の該排水が供給されると共に、光触媒と紫外線照射手段とを備えており、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項２】
該供給槽に供給される該排水は、該有機化合物を含有した排ガスが水に混入されたものよりなり、又、該有機化合物は、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素よりなること、を特徴とする請求項１に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項３】
該浄化装置は、該供給槽にて該有機化合物の濃度に基づき層別された該排水の層に対応して、個別に設けられており、
有機化合物層の該排水用や、エマルジョン層の該排水用の該浄化装置は、予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解されると共に、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射し、
もって該浄化装置は、該光触媒および該オゾンや過酸化水素にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする請求項２に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項４】
該排水は、該浄化装置の前に付設されたフィルタを介して該浄化装置に供給され、又、該オゾンや過酸化水素は、該浄化装置の前に付設された圧入手段，噴霧手段，ベンチュリー手段，その他の導入手段を利用して、該排水に溶解されること、を特徴とする請求項３に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項５】
水溶液層の該排水用の該浄化装置は、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものと、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものとが、併用されており、
もって該浄化装置は、該光触媒にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする請求項３に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項６】
各該浄化装置から排出された該排水は、該有機化合物の濃度が高いものが該供給槽へと戻されると共に、濃度が低い残部が第２浄化装置へと供給され、
該第２浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段とを備えており、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものや、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解され、もって、生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解し、
該第２浄化装置は、該有機化合物の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、該排水が循環供給されること、を特徴とする請求項５に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項１】
排水中に含有された難分解性の有機化合物の酸化分解装置であって、供給槽と浄化装置とを有しており、
該供給槽は、該排水が供給されると共に貯留され、含有された該有機化合物の上下濃度変化に基づき、該排水が比重により上下に層別され、
該浄化装置は、該供給槽から、廃棄不能な程度の濃度に該有機化合物を含有した層の該排水が供給されると共に、光触媒と紫外線照射手段とを備えており、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項２】
該供給槽に供給される該排水は、該有機化合物を含有した排ガスが水に混入されたものよりなり、又、該有機化合物は、パラフィン系化合物，オレフィン系化合物，その他の鎖状炭化水素や、芳香環を持った環状炭化水素，その他の環状炭化水素よりなること、を特徴とする請求項１に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項３】
該浄化装置は、該供給槽にて該有機化合物の濃度に基づき層別された該排水の層に対応して、個別に設けられており、
有機化合物層の該排水用や、エマルジョン層の該排水用の該浄化装置は、予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解されると共に、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射し、
もって該浄化装置は、該光触媒および該オゾンや過酸化水素にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする請求項２に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項４】
該排水は、該浄化装置の前に付設されたフィルタを介して該浄化装置に供給され、又、該オゾンや過酸化水素は、該浄化装置の前に付設された圧入手段，噴霧手段，ベンチュリー手段，その他の導入手段を利用して、該排水に溶解されること、を特徴とする請求項３に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項５】
水溶液層の該排水用の該浄化装置は、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものと、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものとが、併用されており、
もって該浄化装置は、該光触媒にて生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解すること、を特徴とする請求項３に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【請求項６】
各該浄化装置から排出された該排水は、該有機化合物の濃度が高いものが該供給槽へと戻されると共に、濃度が低い残部が第２浄化装置へと供給され、
該第２浄化装置は、光触媒と紫外線照射手段とを備えており、該紫外線照射手段が２４０nｍ〜２８０nｍの中波長紫外線を照射するものや、該紫外線照射手段が３１０nｍ〜３９０nｍの長波長紫外線を照射するものが使用されており、更に適宜必要に応じ予めオゾンや過酸化水素が該排水に溶解され、もって、生成されたＯＨラジカルにより、該有機化合物を酸化，分解し、
該第２浄化装置は、該有機化合物の濃度が廃棄可能な程度に達するまで、該排水が循環供給されること、を特徴とする請求項５に記載した難分解性有機化合物の酸化分解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２０５０９８（Ｐ２００６−２０５０９８Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２４９５（Ｐ２００５−２２４９５）
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（５０５２５２６９８）株式会社アイエムイー総合研究所 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（５０５２５２６９８）株式会社アイエムイー総合研究所 (14)
【Ｆターム（参考）】
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