專(zhuān)利名稱(chēng)：含表面活性劑的水的處理方法及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子部件洗凈廢水等含表面活性劑的水的處理方法及處理裝置，尤其涉及一種通過(guò)臭氧處理含表面活性劑的水的處理方法及處理裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，在半導(dǎo)體制造工廠(chǎng)或液晶等顯示裝置制造工廠(chǎng)里，作為在產(chǎn)品的制造過(guò)程中清洗晶片的清洗用水，使用雜質(zhì)濃度極低的超純水。但是，如果僅使用超純水的清洗，有時(shí)則因表面張力而難于洗凈晶片的細(xì)微部分。因此，最近開(kāi)始使用向超純水中添加表面活性劑和醇等有機(jī)物，以降低表面張力的洗凈晶片方法。
因此，在半導(dǎo)體制造過(guò)程等中，被排出的廢水中有時(shí)含有向超純水添加的表面活性劑。作為處理此類(lèi)電子部件清洗廢水等含表面活性劑的水的處理方法，已知的有活性炭吸附法、泡沫分離法、化學(xué)分解法、以及生物處理法等。作為化學(xué)分解法，有向含表面活性劑的水照射紫外線(xiàn)的紫外線(xiàn)照射法和添加臭氧等氧化劑的氧化劑添加法等。
例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了向含表面活性劑的水添加臭氧之后再添加氫的、處理含表面活性劑的水的處理方法。根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的方法，向含表面活性劑的水添加臭氧，使表面活性劑氧化分解；接著，通過(guò)添加氫，還原處理水中殘留的臭氧等氧化劑。
特開(kāi)2000-271577號(hào)公報(bào)然而，作為臭氧的生成方法，有以空氣或氧為原料，通過(guò)進(jìn)行放電而生成臭氧的放電方式、和電解純水而生成臭氧的電解方式。因?yàn)橥ㄟ^(guò)電解方式可獲取臭氧濃度為20質(zhì)量％左右的臭氧水溶液，所以在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中指出，優(yōu)選的做法為使用通過(guò)電解方式生成的臭氧。但是，通過(guò)電解方式能夠生成的臭氧甚至不能達(dá)到1g/h的程度。因此，通過(guò)電解方式，不能生成大量的臭氧。
另一方面，如果通過(guò)放電方式，則可生成300kg/h程度的臭氧。因此，迄今為止，在通過(guò)臭氧處理大量的含表面活性劑的水時(shí)，使用含有通過(guò)放電方式而生成的臭氧的含臭氧氣體。但是，含有通過(guò)放電方式而生成的臭氧的氣體，其臭氧濃度低，例如，以空氣為原料而生成的含臭氧氣體，其臭氧濃度為40g/Nm3(2.7質(zhì)量％)程度，以氧氣為原料而生成的含臭氧氣體，其臭氧濃度也僅為150～200g/Nm3(10～13質(zhì)量％)程度。
因此，為使含表面活性劑的水中所含的表面活性劑等有機(jī)物氧化分解，需將大量的含臭氧的氣體吹入含表面活性劑的水中。例如，假設(shè)使含表面活性劑的水中所含的總有機(jī)碳(TOC)分解所需要的臭氧量為T(mén)OC的8倍(質(zhì)量比)，在這種場(chǎng)合下，處理TOC濃度為20mg/L的廢水所需要的臭氧量為160mg/L。此時(shí)，即使使用濃度為150mg/L的含臭氧氣體，通過(guò)臭氧進(jìn)行氧化分解的反應(yīng)槽內(nèi)的氣液比也超過(guò)1.0。向反應(yīng)槽吹入這種大量的含臭氧的氣體時(shí)激烈地發(fā)生氣泡。
特別地，將含有作為T(mén)OC成分的非離子性表面活性劑的含表面活性劑的水導(dǎo)入反應(yīng)槽中，由設(shè)置在反應(yīng)槽下部的散氣管吹入含臭氧的氣體時(shí)，激烈地發(fā)生氣泡。其結(jié)果，無(wú)法穩(wěn)定反應(yīng)槽的氣液界面，發(fā)生所謂從含廢臭氧氣體排出用的廢臭氧管中放出氣泡的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上課題，以提供一種在對(duì)發(fā)泡性強(qiáng)的含有表面活性劑的水進(jìn)行臭氧處理之際、能夠抑制因含臭氧氣體的吹入而引起的發(fā)泡從而進(jìn)行穩(wěn)定處理的含表面活性劑的水的處理方法及處理裝置為目的。
本發(fā)明具體地提供以下內(nèi)容(1)、一種向含表面活性劑的水中添加臭氧的、含表面活性劑的水的處理方法，其特征在于，將上述含表面活性劑的水流于配有入口及出口的流路，在沿上述流路的多個(gè)位置，將上述臭氧添加于上述含表面活性劑的水中，且在距上述出口最近的位置添加最多的臭氧。
(2)、如(1)所述的含表面活性劑的水的處理方法，在添加上述臭氧之前，向上述含表面活性劑的水中添加堿。
(3)、如(1)所述的含表面活性劑的水的處理方法，在添加上述臭氧之前，向上述含表面活性劑的水中添加堿和過(guò)氧化氫。
(4)、一種含表面活性劑的水的處理裝置，其包括含表面活性劑的水從入口流向出口的流路，其特征在于，該含表面活性劑的水的處理裝置另外包括沿上述流路設(shè)置的、可向流于上述流路的上述含表面活性劑的水中添加上述臭氧，從而氧化分解表面活性劑的多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備；在上述多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備中，設(shè)置于距上述出口最近位置的最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備，與其它臭氧反應(yīng)設(shè)備相比，向上述含表面活性劑的水中添加更多的上述臭氧。
(5)、如(4)所述的含表面活性劑的水的處理裝置，上述最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備為配有臭氧供給裝置的氣液接觸型反應(yīng)槽；作為上述其它臭氧反應(yīng)槽包括攪拌反應(yīng)設(shè)備，該攪拌反應(yīng)設(shè)備配有向上述流路供給上述臭氧的流路內(nèi)臭氧供給裝置和用于攪拌上述流路內(nèi)的含表面活性劑的水的攪拌裝置。
(6)、如(4)或(5)所述的含表面活性劑的水的處理裝置，還包括，設(shè)置于距入口比上述多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備中的至少任意一個(gè)都近的位置上的、用于向上述含表面活性劑的水中添加堿的堿添加裝置。
(7)、如(4)或(5)所述的含表面活性劑的水的處理裝置，還包括，設(shè)置于距入口比上述多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備中的至少任意一個(gè)都近的位置上的、用于向上述含表面活性劑的水中添加堿的堿添加裝置，和用于添加過(guò)氧化氫的過(guò)氧化氫添加設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明所處理的被處理液中至少含有表面活性劑。對(duì)于表面活性劑的濃度，無(wú)特別的限定，例如，可用于表面活性劑濃度為3～30mg/L、含有表面活性劑以外的有機(jī)物且TOC濃度為5～50mg/L程度的含表面活性劑的水的處理。本發(fā)明也可處理像電子部件制造工廠(chǎng)的廢水那樣的低TOC濃度廢水。具體地，可適于處理表面活性劑的濃度為1～5mg/L程度，TOC濃度為2～10mg/L程度的含表面活性劑的水。
本發(fā)明尤其適用于發(fā)泡性強(qiáng)的含有非離子性表面活性劑的含表面活性劑的水的處理，也適用于含有帶環(huán)氧乙烷(EO)鏈的難分解性表面活性劑的水的處理。但是，對(duì)于表面活性劑的種類(lèi)，無(wú)特別的限定。因此，不能排除將本發(fā)明用于處理含有陰離子性表面活性劑和陽(yáng)離子性表面活性劑的水的可能性。非離子性表面活性劑有聚氧化乙烯烷基醚(AE)、聚氧化乙烯烷基苯基醚(APE)、烷醇脂肪酰胺、及聚氧化乙烯山梨聚糖酐脂肪酸酯(polyoxyethylene sorbitan ester of fatty acid)等。
臭氧，可作為空氣或氧氣為原料制造的含臭氧的氣體，被添加于含表面活性劑的水中。然而不能排除使用以電解方式制造的臭氧。優(yōu)選的臭氧添加量為，將表面活性劑完全分解至碳酸氣體所需要的量(以下，稱(chēng)為“完全分解需要量”)。但是，也可根據(jù)反應(yīng)效率添加超出完全分解需要量的臭氧，在完成涉及本發(fā)明的處理之后，再進(jìn)行生物處理、吸附處理、或去離子處理時(shí)，添加量可小于完全分解需要量。
具體地，在將表面活性劑完全分解至碳酸氣體的場(chǎng)合，優(yōu)選的臭氧添加量為表面活性劑的20～50倍(質(zhì)量比)。另外，在根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理之后，再進(jìn)行生物處理的場(chǎng)合，優(yōu)選的臭氧添加量為表面活性劑的2～10倍(質(zhì)量比)。按照該臭氧添加量添加臭氧，能夠?qū)⒈砻婊钚詣┓纸鉃榭缮锓纸獾男螒B(tài)，即分解至有機(jī)酸或乙二醇類(lèi)。
本發(fā)明中，在向一定方向流動(dòng)的含表面活性劑的水的流動(dòng)方向的多個(gè)位置，分割添加分解表面活性劑所需要的臭氧，尤其在最終段，即距出口最近的位置添加最多的臭氧。在最終段所添加的臭氧，其優(yōu)選的添加量為總添加量的60～95％。在本發(fā)明中，將添加臭氧的位置分為多個(gè)。因此，根據(jù)反應(yīng)效率等，可以調(diào)整最終段添加的臭氧量，使之多于預(yù)先所設(shè)定的添加量；反之，少于該預(yù)先所設(shè)定的添加量也可。
在臭氧添加位置為2個(gè)以上即可，將臭氧添加位置定為2個(gè)時(shí)，在靠近最終段的前段，即最初的臭氧添加位置，添加總添加量的5～40％的臭氧。另外，在將臭氧添加位置定為3個(gè)以上的場(chǎng)合，在最終段之外的多個(gè)臭氧添加位置，添加臭氧，其臭氧添加量可相等，也可不等。若臭氧添加位置太多，則可提高表面活性劑的分解效率，然而為添加臭氧所需要的機(jī)器類(lèi)也隨之變多。因此，臭氧添加位置優(yōu)選地定為2～3個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明，若將分解表面活性劑所需要的臭氧的添加位置分為沿著含表面活性劑的水的流動(dòng)方向的多個(gè)位置，則與在1個(gè)位置添加臭氧的場(chǎng)合相比，在每個(gè)位置所添加的臭氧量變少。因此，可以抑制發(fā)泡。尤其，在本發(fā)明中，在距含表面活性劑的水的流路的出口最近的最終段，添加總添加量的大部分，由此減少了在靠近最終段的入口側(cè)，即前段所添加的臭氧量。因此，可以持續(xù)抑制發(fā)泡，獲得高的臭氧分解效率。
可以推測(cè)，之所以這樣是因?yàn)樵谌肟谔幩砑拥纳倭康某粞酰c表面活性劑的呈表面活性的部分(疏水性部分和親水性部分的邊界部)容易且迅速地進(jìn)行反應(yīng)，從而使表面活性劑變性。即，可以認(rèn)為，在入口側(cè)首先添加的少量臭氧，使表面活性劑變性，由此降低了發(fā)泡性。因此，即使在最終段添加大量的臭氧，也可抑制發(fā)泡。
在臭氧添加位置上，設(shè)置向含表面活性劑的水添加臭氧而使臭氧與表面活性劑反應(yīng)的臭氧反應(yīng)設(shè)備。只要在該臭氧反應(yīng)設(shè)備上配備可向含表面活性劑的水中添加臭氧的臭氧供給裝置即可，但是，為使臭氧與表面活性劑充分反應(yīng)，優(yōu)選地另外配備，使含表面活性劑水可滯留規(guī)定時(shí)間的反應(yīng)槽。尤其，在設(shè)置于距含表面活性劑的水所流經(jīng)的流路的出口最近位置的臭氧反應(yīng)設(shè)備(最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備)上，為確保表面活性劑與臭氧的反應(yīng)時(shí)間，優(yōu)選地配備具有散氣管等臭氧供給裝置的氣液接觸型反應(yīng)槽。
另一方面，因?yàn)楸砻婊钚詣┲谐时砻婊钚缘牟糠峙c臭氧的反應(yīng)速度高，所以在設(shè)置于靠近最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備的入口側(cè)的臭氧反應(yīng)設(shè)備(以下稱(chēng)為，“前段臭氧反應(yīng)槽”)上，只要至少配備向流動(dòng)于流路內(nèi)的表面活性劑中添加臭氧的流路內(nèi)臭氧供給裝置即可。作為流路內(nèi)臭氧供給裝置，可列舉注入臭氧用的導(dǎo)管、噴射器、多孔管、以及具有進(jìn)氣孔的渦流泵等。在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備上，尤其為提高臭氧與含表面活性劑的水接觸的接觸效率，除了配備流路內(nèi)臭氧供給裝置，優(yōu)選地配備具有攪拌流路內(nèi)的含表面活性劑的水的作用的攪拌裝置。作為攪拌裝置，列舉可含氣運(yùn)轉(zhuǎn)的渦流泵、以及管線(xiàn)用攪拌機(jī)等。如上所述，可以通過(guò)在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備中省略反應(yīng)槽，簡(jiǎn)化設(shè)備。
在本發(fā)明中，為了促進(jìn)使用臭氧進(jìn)行的氧化反應(yīng)，也可以在向含表面活性劑的水中添加臭氧之前，添加堿，在與堿共存的條件下，向含表面活性劑的水中添加臭氧。優(yōu)選地將堿的添加量定為，使含表面活性劑的水的pH值調(diào)成9～11程度所需要的量。對(duì)于所添加的堿的種類(lèi)，無(wú)特別的限定。可使用氫氧化鈉和氫氧化鉀等。
另外，除了向含表面活性劑的水中添加堿，還可添加過(guò)氧化氫。在向添加臭氧之前的含表面活性劑的水中添加堿和過(guò)氧化氫的場(chǎng)合，對(duì)于堿和過(guò)氧化氫的添加順序，無(wú)特別的限定。再者，堿的添加量，與在不添加過(guò)氧化氫的場(chǎng)合下所添加的量相等即可。優(yōu)選的過(guò)氧化氫的添加量為，相對(duì)于臭氧的添加量的質(zhì)量比約為0.1～1。
如上所述，在向含表面活性劑的水中單獨(dú)或與過(guò)氧化氫一起添加堿之后，可以通過(guò)添加臭氧，使羥基生成，促進(jìn)氧化反應(yīng)?？梢栽诜譃槎鄠€(gè)的臭氧添加位置的至少1個(gè)位置上，在添加臭氧之前，添加堿(和過(guò)氧化氫)。也可以在各臭氧添加位置之前的位置上，添加堿(和過(guò)氧化氫)。尤其為使生成羥基的效率提高，優(yōu)選地在距出口最近的臭氧添加位置之前的位置上，添加堿(以及過(guò)氧化氫)。
對(duì)于反應(yīng)槽的形狀，無(wú)特別的限制，優(yōu)選具有，從反應(yīng)槽的下部向含表面活性劑的水中供給含臭氧的氣體且從反應(yīng)槽的上部取出含廢臭氧的氣體的結(jié)構(gòu)。另外，可以從反應(yīng)槽下部供給被處理的水，也可以在反應(yīng)槽上部設(shè)置散水裝置，通過(guò)該散水裝置，對(duì)被處理的水進(jìn)行散水供給。若這樣向液面散水，則更容易抑制發(fā)泡。
若根據(jù)本發(fā)明，則能夠抑制含表面活性劑的水的發(fā)泡，添加氧化分解表面活性劑所需要的臭氧。因此，若根據(jù)本發(fā)明，則能夠以高分解率分解表面活性劑，且可防止因發(fā)泡而發(fā)生的問(wèn)題，穩(wěn)定地處理含表面活性劑的水。


圖1為涉及本發(fā)明一實(shí)施例的含表面活性劑的水的處理裝置的模式圖。
1 處理裝置5 流路10前段臭氧反應(yīng)設(shè)備11渦流泵12臭氧注入管20最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備21散氣管22反應(yīng)槽23散水管
25臭氧發(fā)生器25A 臭氧路31第1過(guò)氧化氫注入管32第2過(guò)氧化氫注入管41第1堿注入管42第2堿注入管51入口52出口具體實(shí)施方式
下面參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。以下對(duì)相同的部件標(biāo)注相同的符號(hào)，以省略或簡(jiǎn)化說(shuō)明。圖1為涉及本發(fā)明一實(shí)施例的含表面活性劑的水的處理裝置(下面略稱(chēng)為“處理裝置”)1的模式圖。處理裝置1包括，流有作為被處理液的含表面活性劑水的流路5；設(shè)置在流路5途中的前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10；最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20。流路5配備入口51和出口52。含表面活性劑的水按照從入口51向出口52的流動(dòng)方向，從入口51導(dǎo)入處理裝置1內(nèi)，從出口52排出。
在本實(shí)施例中，在靠近前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10的入口51側(cè)，設(shè)有第1過(guò)氧化氫添加裝置和第1堿添加裝置。另外，在靠近最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20的入口51側(cè)，設(shè)有第2過(guò)氧化氫添加裝置以及第2堿添加裝置。如上所述，也可以省略這些過(guò)氧化氫添加裝置和堿添加裝置。
過(guò)氧化氫添加裝置由可向流動(dòng)于流路5內(nèi)的含表面活性劑的水中添加過(guò)氧化氫的部件構(gòu)成。例如，該部件可以是一端連接于儲(chǔ)存過(guò)氧化氫的儲(chǔ)存槽的導(dǎo)管。在本實(shí)施例中，第1過(guò)氧化氫添加裝置由第1過(guò)氧化氫注入管31構(gòu)成，第2過(guò)氧化氫添加裝置由第2過(guò)氧化氫注入管32構(gòu)成；第1過(guò)氧化氫注入管31和第2過(guò)氧化氫注入管32的一端都與過(guò)氧化氫儲(chǔ)存槽30相連接，另一端與構(gòu)成流路5的導(dǎo)管相連接。
堿添加裝置由可向流動(dòng)于流路5內(nèi)的含表面活性劑的水中添加堿的部件構(gòu)成。例如，可以是一端連接于儲(chǔ)存堿的儲(chǔ)存槽的導(dǎo)管。在本實(shí)施例中，第1堿添加裝置由第1堿注入管41構(gòu)成，第2堿添加裝置由第2過(guò)氧化氫注入管42構(gòu)成，第1堿注入管41和第2堿注入管42的一端都與堿儲(chǔ)存槽40相連接，另一端與構(gòu)成流路5的導(dǎo)管相連接。
前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10包括，作為攪拌裝置設(shè)置在流路5途中的渦流泵11和連接于靠近渦流泵11的入口51側(cè)的流路5的流路內(nèi)臭氧供給裝置，且由二者構(gòu)成。在本實(shí)施例中，流路內(nèi)臭氧供給裝置可以由向流路5內(nèi)吹入含臭氧氣體的部件構(gòu)成。例如，在本實(shí)施例中，該部件由一端連接于流路5的臭氧注入管12構(gòu)成。臭氧注入管12的另一端與臭氧生成器25相連接。
最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20由配有作為被處理水(來(lái)自前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10的處理水)供給裝置的散水管23和作為臭氧供給裝置的散氣管21的氣液接觸型的反應(yīng)槽22構(gòu)成。散氣管21的一端與臭氧生成器25相連接。在臭氧發(fā)生器25生成的含臭氧氣體通過(guò)散氣管21，由反應(yīng)槽22的下部被添加到含表面活性劑的水中。對(duì)于反應(yīng)槽22的尺寸，無(wú)特別的限定。但是，優(yōu)選地設(shè)計(jì)該反應(yīng)槽，使含表面活性劑的水的滯留時(shí)間等于臭氧分解表面活性劑所需要的時(shí)間。例如，可以設(shè)計(jì)該反應(yīng)槽，使含表面活性劑的水的滯留時(shí)間約為5～10分鐘。
在本實(shí)施例中，通過(guò)臭氧路25A，向注入管12和散氣管21供給臭氧發(fā)生器25所生成的含臭氧的氣體。尤其在本發(fā)明中，由最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20向含表面活性劑的水中添加含臭氧氣體的大部分(約60～95％)。因此，該處理裝置按以下要求構(gòu)成。即，向散氣管21供給在臭氧發(fā)生器25中所生成的含臭氧氣體的大部分，向注入管12供給所生成的含臭氧的氣體的約5～40％。
其次，說(shuō)明使用上述處理裝置處理含表面活性劑的水的方法。首先，將半導(dǎo)體制造廢水等含表面活性劑的水作為被處理液，由入口51導(dǎo)入流路5內(nèi)。可以根據(jù)需要，在流路5的途中設(shè)置泵等，控制含表面活性劑的水，使其從入口51側(cè)向出口52側(cè)且以0.5～2m/sec程度的速度流經(jīng)流路5。
在本發(fā)明實(shí)施例的處理裝置1中，沿著流路5，從入口51側(cè)向出口52側(cè)，依次設(shè)置第1過(guò)氧化氫注入管31、第1堿注入管41、臭氧注入管12、渦流泵11、第2過(guò)氧化氫注入管32、第2堿注入管42和反應(yīng)槽22。于是，向按照從入口51側(cè)向出口52側(cè)的方向流動(dòng)的含表面活性劑的水中，沿著其流動(dòng)方向，首先，從第1過(guò)氧化氫注入管31添加過(guò)氧化氫并從第1堿注入管41添加氫氧化鈉等的堿，調(diào)整pH值，使其達(dá)到9～11的程度。
接著，從臭氧注入管，向其pH值已被調(diào)高的表面活性劑中添加少量的含臭氧的氣體。在臭氧注入管12的后面設(shè)有渦流泵11。利用渦流泵11，攪拌被添加了少量的含臭氧的氣體。因?yàn)橹灰軌蛟谇岸纬粞醴磻?yīng)設(shè)備10中添加少量的臭氧即可，所以也可省去渦流泵11。另外，不設(shè)置臭氧注入管12和渦流泵11，作為代替，也可在流路5的途中設(shè)置噴射器和管線(xiàn)用攪拌機(jī)。如上所述，在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10中，通過(guò)渦流泵11等，攪拌已被添加少量臭氧的含表面活性劑的水，而賦予其大的剪切力。據(jù)此，使少量的臭氧與表面活性劑能夠有效地進(jìn)行反應(yīng)。
在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10中，通過(guò)添加少量的臭氧，使表面活性劑變性，降低發(fā)泡性?？梢酝茰y(cè)，之所以這樣是因?yàn)樯倭刻砑拥某粞踔饕c表面活性劑的疏水性部分和親水性部分的境界部反應(yīng)，使表面活性劑的呈表面活性的部分變性。因此，即使在最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20中，大量添加臭氧，也能夠抑制被處理液的發(fā)泡。因而，根據(jù)本發(fā)明，在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10中添加在處理裝置1中向含表面活性劑的水中所添加的總臭氧量的5～40％程度，在最終段的臭氧反應(yīng)設(shè)備20中添加所剩余量的臭氧。
另外，因臭氧與表面活性劑的反應(yīng)而使表面活性劑變性生成有機(jī)酸。因此，在處理裝置1中，在最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20的前面設(shè)有第2過(guò)氧化氫注入管32和第2堿注入管42。據(jù)此，向流經(jīng)前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10的含表面活性劑的水中添加過(guò)氧化氫和堿，在促進(jìn)使用臭氧進(jìn)行的氧化反應(yīng)的狀態(tài)下，在最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20中進(jìn)行處理。
在最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20中，向反應(yīng)槽22導(dǎo)入被處理液(含表面活性劑的水)，從連接于反應(yīng)槽22下部的散氣管21吹入含臭氧的氣體，使被處理液按照規(guī)定的時(shí)間在反應(yīng)槽22內(nèi)滯留。在最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20中，向被處理液中添加在處理裝置1中向含表面活性劑的水中所添加的總臭氧量的大部分(60～95％程度)，使表面活性劑分解。在最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20中進(jìn)行處理之后，由出口52取出表面活性劑已被分解的處理水，根據(jù)需要進(jìn)行生物處理等的后處理，所得產(chǎn)物可作為超純水制造用的原料水來(lái)利用。
實(shí)施例以下根據(jù)實(shí)施例，進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。作為實(shí)施例，使用圖1所示的處理裝置1，以含有作為表面活性劑的APE的含表面活性劑的水為被處理液。含表面活性劑的水為，通過(guò)在純水中溶解APE使其TOC濃度達(dá)到21mg/L的程度而制得的合成廢水。
作為渦流泵11，使用了出口壓力0.3Mpa的渦流泵(株式會(huì)社NIKUNI制造)。將含表面活性劑的水從入口51向出口52，流路5中以350L/h的流速，導(dǎo)入到處理裝置1。
本發(fā)明中，在各臭氧反應(yīng)設(shè)備中添加臭氧之前，添加了過(guò)氧化氫和堿。所使用的過(guò)氧化氫濃度為35質(zhì)量％，所使用的堿為濃度4質(zhì)量％的氫氧化鈉。過(guò)氧化氫的添加量為從第1過(guò)氧化氫注入管31的添加量設(shè)為15mg/L，從第2過(guò)氧化氫注入管32的添加量設(shè)為250mg/L。另在第2過(guò)氧化氫注入管32未與流路5連接，而連接于反應(yīng)槽22的下部的點(diǎn)與圖1的處理裝置1不同的構(gòu)成。
另一方面，氫氧化鈉由第1堿注入管41以及第2堿注入管42分別注入到流路5。氫氧化鈉的添加量為將含表面活性劑的水的pH調(diào)至10的量。
作為臭氧生成器25，使用了以氧氣為原料、通過(guò)放電方式生成臭氧濃度為150g/Nm3的含臭氧的氣體的裝置。將設(shè)置成被臭氧生成器25所生成的含臭氧氣體，以20L/h的供給速度，從臭氧注入管12被注入于流路5內(nèi)，向安裝于反應(yīng)槽22的散氣管21的供給量成350L/h的供給速度。
作為反應(yīng)槽22使用了直徑300mm、高度2，700mm的圓筒狀的氣液接觸型臭氧反應(yīng)塔。在反應(yīng)槽22的下面連接散氣管21吹入含臭氧的氣體的同時(shí)，從反應(yīng)槽22的上部介于散水管23散水被處理水(前段處理水)。
在上述條件下進(jìn)行試驗(yàn)，在渦流泵11的出口采取被前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10所處理的含表面活性劑的水(前段處理水)，測(cè)定了前段處理水的表面活性劑濃度。另在反應(yīng)槽22的出口采取被最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20所處理的含表面活性劑的水(最終段處理水)，測(cè)定了最終段處理水的表面活性劑濃度。表面活性劑濃度是使用分光熒光光度計(jì)(株式會(huì)社ハイテクノロジ一ス制造，F(xiàn)-4500)，在勵(lì)起波長(zhǎng)230nm、熒光波長(zhǎng)305nm下進(jìn)行了測(cè)定。測(cè)定結(jié)果，前段處理水的表面活性劑濃度為3.3mg/L，最終段處理水的表面活性劑濃度為0.37mg/L，表面活性劑的去除率為98.2％。另，反應(yīng)槽22的氣液界面穩(wěn)定，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)了2小時(shí)以上。
作為比較例，通過(guò)關(guān)閉設(shè)置在臭氧注入管12上的閥門(mén)(圖中為示)而不在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10中進(jìn)行臭氧的添加，設(shè)置成在反應(yīng)槽22中添加全部量的臭氧。具體為，將由連接于反應(yīng)槽22的散氣管2供給的含臭氧的氣體的量設(shè)置為370L/h。其他條件與實(shí)施例相同的情況下進(jìn)行了試驗(yàn)的結(jié)果，反應(yīng)槽22的氣液界面變的混亂。其結(jié)果，最終段處理水的表面活性劑濃度為2.4mg/L，表面活性劑的去除率下降到88.5％。另，反應(yīng)槽22內(nèi)充滿(mǎn)了氣泡，氣液界面降低，所以在大約在30分鐘時(shí)不得不停止處理。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，則能夠防止由發(fā)泡而引起的處理裝置1的運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題，能夠以高分解率安定地分解表面活性劑。
本發(fā)明可使用于含表面活性劑的排水的處理。
權(quán)利要求
1.一種含表面活性劑的水的處理方法，向含有表面活性劑的水中添加臭氧，其特征在于，將上述含表面活性劑的水流于配有入口及出口的流路，在沿上述流路的多個(gè)位置，將上述臭氧添加于上述含表面活性劑的水中，且在距上述出口最近的位置添加最多量的臭氧。
2.如權(quán)利要求1所述的含表面活性劑的水的處理方法，其特征在于，在添加上述臭氧之前，向上述含表面活性劑的水中添加堿。
3.如權(quán)利要求1所述的含表面活性劑的水的處理方法，其特征在于，在添加上述臭氧之前，向上述含表面活性劑的水中添加堿和過(guò)氧化氫。
4.一種含表面活性劑的水的處理裝置，包括含表面活性劑的水從入口流向出口的流路，其特征在于，該含表面活性劑的水的處理裝置另外包括沿上述流路設(shè)置的、向流入上述流路的上述含表面活性劑的水中添加上述臭氧，從而氧化分解表面活性劑的多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備；在上述多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備中，設(shè)置于距上述出口最近位置的最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備與其它臭氧反應(yīng)設(shè)備相比，向上述含表面活性劑的水中添加更多的上述臭氧。
5.如權(quán)利要求4所述的含表面活性劑的水的處理裝置，其特征在于，上述最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備為配有臭氧供給裝置的氣液接觸型反應(yīng)槽；作為上述其它臭氧反應(yīng)槽，包括攪拌反應(yīng)設(shè)備，該攪拌反應(yīng)設(shè)備配有向上述流路供給上述臭氧的流路內(nèi)臭氧供給裝置和用于攪拌上述流路內(nèi)的含表面活性劑的水的攪拌裝置。
6.如權(quán)利要求4或5所述的含表面活性劑的水的處理裝置，其特征在于，該含表面活性劑的水的處理裝置另外包括，設(shè)置于距入口比上述多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備的至少任意一個(gè)都近的位置上的、用于向上述含表面活性劑的水中添加堿的堿添加裝置。
7.如權(quán)利要求4或5所述的含表面活性劑的水的處理裝置，其特征在于，該含表面活性劑的水的處理裝置另外包括，設(shè)置于距入口比上述多個(gè)臭氧反應(yīng)設(shè)備的至少任意一個(gè)都近的位置上的、用于向上述含表面活性劑的水中添加堿的堿添加裝置和用于添加過(guò)氧化氫的過(guò)氧化氫添加設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明的課題為提供能夠抑制由含臭氧氣體的吹入而引發(fā)的發(fā)泡，可進(jìn)行穩(wěn)定的處理的含表面活性劑的水的處理方法及處理裝置。解決方案為將含表面活性劑的水導(dǎo)入流路5中，以入口51向出口52的方向流，在含表面活性劑的水流的多個(gè)位置，添加臭氧。臭氧添加量設(shè)為，在設(shè)置在距上述出口52最近的位置的最終段反應(yīng)設(shè)備20中的添加量為最多。例如，在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10和最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20的2處添加臭氧時(shí)，在前段臭氧反應(yīng)設(shè)備10上添加總臭氧添加量的5～40容量％程度，再在最終段臭氧反應(yīng)設(shè)備20中添加剩余的臭氧。
文檔編號(hào)C02F1/78GK1974431SQ20061016082
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者一柳直人, 牛山妙子 申請(qǐng)人:栗田工業(yè)株式會(huì)社