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公開番号2024104622
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-05
出願番号2023008943
出願日2023-01-24
発明の名称液処理方法、及び液処理装置
出願人学校法人東邦大学
代理人個人,個人,個人
主分類C02F 1/461 20230101AFI20240729BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】処理対象液中に含まれる難分解性物質を、エネルギー効率が高く、有害な中間生成物を生じずに処理することができる液処理方法及び液処理装置の提供。
【解決手段】難分解性物質を含む処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第一の電気分解工程と、前記第一の電気分解工程の後に、前記処理対象液に対して紫外線を照射して、前記難分解性物質を分解する紫外線照射工程と、前記紫外線照射工程の後に、前記処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第二の電気分解工程と、を有する液処理方法である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
難分解性物質を含む処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第一の電気分解工程と、
前記第一の電気分解工程の後に、前記処理対象液に対して紫外線を照射して、前記難分解性物質を分解する紫外線照射工程と、
前記紫外線照射工程の後に、前記処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第二の電気分解工程と、
を有することを特徴とする液処理方法。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記第一の電気分解工程における、電気分解の時間が１５分間以上６０分間以下である、請求項１に記載の液処理方法。
【請求項３】
前記紫外線照射工程における、紫外線の照射時間が１５分間以上６０分間以下である、請求項１から２のいずれかに記載の液処理方法。
【請求項４】
前記第二の電気分解工程における、電気分解の時間が６０分間以上である、請求項１から２のいずれかに記載の液処理方法。
【請求項５】
前記難分解性物質が、有機フッ素化合物、環状エーテル、有機ハロゲン化合物、医薬品、及び農薬の少なくともいずれかである、請求項１から２のいずれかに記載の液処理方法。
【請求項６】
難分解性物質を含む処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第一の電気分解手段と、
前記処理対象液に対して紫外線を照射して、前記難分解性物質を分解する紫外線照射手段と、
前記処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第二の電気分解手段と、
を有することを特徴とする液処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液処理方法、及び液処理装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ペルフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ：Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｏｃｔａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ）、ペルフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ：Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｏｃｔａｎｏｉｃａｃｉｄ）等の有機フッ素化合物は、テフロン（登録商標）製造時の乳化剤等の界面活性体や半導体工場の廃水等に含まれる難分解性物質である。前記有機フッ素化合物は、安定的なＣ－Ｆ結合の構造を有するため、微生物でも分解不可能な難分解性であることや高い生体蓄積性があることが知られており、発がん作用をはじめとした有害性が報告されている。ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡに関する規制において、現在も議論されているが、現状では環境中の濃度が基準値以下となるよう希薄化されたうえで、工業排水等として河川に排出されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
同様に難分解性物質である医薬品において、医薬品メーカーから出る排水処理では医薬品が除去しきれないことが問題となっている。また、抗生物質等の医薬品は、化粧品や塗り薬等の洗い流し後の排水、抗生物質を服薬している患者の排泄後の排水中に含まれており、環境中の微生物を殺し耐性菌を生むという悪循環を助成しているとの問題がある。
【０００４】
前記有機フッ素化合物、前記医薬品などの難分解性物質は、活性汚泥法などの生物的手法が有効ではないため、ＵＶ照射、電気分解などの物理化学的手法が研究されており、処理対象液に含まれる難分解性物質の分解において、紫外線の照射と電気分解とを同時に行う方法等が挙げられる（例えば、特許文献１、非特許文献２参照）。
しかしながら、前記物理化学的手法は、エネルギー消費が大きい、有害な中間生成物が生じる可能性があるなどの問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
経済産業省：ストックホルム条約第９回締約国会議（ＣＯＰ９），２０１９年５月１４日（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｅｔｉ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｏｌｉｃｙ／ｃｈｅｍｉｃａｌ＿ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ／ｉｎｔ／ｆｉｌｅｓ／ｐｏｐｓ／ＳＣＣＯＰ９．ｐｄｆ）
Ｄ．Ｍｏｎｔａｎａｒｏｅｔａｌ．，ＵＶ－ａｓｓｉｓｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｏｕｍａｒｉｎｏｎｂｏｒｏｎ－ｄｏｐｅｄｄｉａｍｏｎｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，３２３，２０１７，５１２－５１９
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－１５７２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、処理対象液中に含まれる難分解性物質を、エネルギー効率が高く、有害な中間生成物を生じずに処理することができる液処理方法及び液処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成するべく鋭意検討を行った結果、難分解性物質を含む処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第一の電気分解工程を行った後に、前記処理対象液に対して紫外線を照射して、前記難分解性物質を分解する紫外線照射工程を行い、前記紫外線照射工程の後に、前記処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第二の電気分解工程を行うことで、前記難分解性物質の分解量が上昇することを知見した。さらに、本発明では、前記難分解性物質を無機化（二酸化炭素と水に分解）することができる。
また、本発明者らは、紫外線照射工程によって、前記難分解性物質を中間生成物に分解することで、前記処理対象液中にイオン（一般的には、カルボン酸イオン）が増加し、その後の物理化学的な分解工程として、例えば、電気分解を行うことで、電解（定電流電解）時の電圧の低下、導電率の上昇が起こるため、電気分解のみを行うよりもエネルギー効率が高くなることを知見した。即ち、紫外線を照射して前記難分解性物質を中間生成物に分解し、その後、ヒドロキシラジカル等のラジカル種を用いた分解を行うことで、より少ないエネルギーで前記難分解性物質を無機化できることを知見した。
また、先行技術では、紫外線の照射と電気分解とを同時に行うため、エネルギー（例えば、電力）を消費し、前記難分解性物質の分解におけるエネルギー効率が低いという問題があった。これに対して、本発明は、紫外線照射工程と物理化学的な分解工程とを同時に行う必要がないため、前記難分解性物質の分解において、高いエネルギー効率を得ることができる。
【０００９】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞難分解性物質を含む処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第一の電気分解工程と、
前記第一の電気分解工程の後に、前記処理対象液に対して紫外線を照射して、前記難分解性物質を分解する紫外線照射工程と、
前記紫外線照射工程の後に、前記処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第二の電気分解工程と、
を有することを特徴とする液処理方法である。
＜２＞前記第一の電気分解工程における、電気分解の時間が１５分間以上６０分間以下である、前記＜１＞に記載の液処理方法である。
＜３＞前記紫外線照射工程における、紫外線の照射時間が１５分間以上６０分間以下である、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の液処理方法である。
＜４＞前記第二の電気分解工程における、電気分解の時間が６０分間以上である、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の液処理方法である。
＜５＞前記難分解性物質が、有機フッ素化合物、環状エーテル、有機ハロゲン化合物、医薬品、及び農薬の少なくともいずれかである、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液処理方法である。
＜６＞難分解性物質を含む処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第一の電気分解手段と、
前記処理対象液に対して紫外線を照射して、前記難分解性物質を分解する紫外線照射手段と、
前記処理対象液を電気分解して、前記難分解性物質を分解する第二の電気分解手段と、
を有することを特徴とする液処理装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、処理対象液中に含まれる難分解性物質を、エネルギー効率が高く、有害な中間生成物を生じずに処理することができる液処理方法及び液処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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