專利名稱：環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法及其裝置的制作方法
技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及一種能使環(huán)境中各種污染物質(zhì)分解、無(wú)害化的方法及其裝置，更具體而言，本發(fā)明涉及一種能對(duì)土壤·地下水及工廠廢水等中含有的有機(jī)鹵化物等有機(jī)溶劑、以及河川、湖泊等中含有的有機(jī)物、氮·磷化合物等進(jìn)行簡(jiǎn)便而有效地分解的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在有機(jī)溶劑中，特別是四氯乙烯、三氯乙烯、二氯乙烷等有機(jī)鹵化物，作為擁有優(yōu)良的對(duì)油脂等的溶解力的洗凈劑，在各種制造業(yè)、洗滌行業(yè)等中一直被使用至今，近年來(lái)，由于發(fā)現(xiàn)其可能致癌，因此向環(huán)境中的排放受到了限制。但是，目前的狀況是，對(duì)于大氣、公共水域、土壤等環(huán)境中由有機(jī)氯化物引起的污染依然未能解決，人們?nèi)栽趯で筇娲軇┑氖褂没蛘呷軇┦褂煤蟮臒o(wú)害化處理的方法。
同樣，一直用作致冷劑及絕緣油等的氟里昂、多氯聯(lián)苯(PCB)等，還有在垃圾焚燒爐等中，在氯化物的存在下，焚燒溫度在低溫時(shí)生成的二惡英等，都是有機(jī)鹵化物的一種，由于其毒性和難分解性，其在環(huán)境中的殘留成為很大的問(wèn)題。
上述多數(shù)的有機(jī)鹵化物都具有揮發(fā)性，很容易以氣體的形態(tài)在大氣中揮發(fā)。利用這一性質(zhì)，作為對(duì)含于受到污染的土壤·地下水或工廠廢水等中的有機(jī)鹵化物等的除去方法，從成本、簡(jiǎn)便性考慮，目前大量使用通過(guò)通入空氣等的曝氣處理，使之發(fā)散到大氣中的方法；以及通過(guò)曝氣處理使有機(jī)鹵化物向氣相中轉(zhuǎn)移后，用活性炭等吸附劑進(jìn)行回收，再作為廢棄物進(jìn)行焚燒處理的方法。
但是，曝氣法是將有害物質(zhì)直接擴(kuò)散到了大氣中，所以又產(chǎn)生了大氣污染問(wèn)題。此外，在活性炭吸附法中，由于每單位活性炭量或單位時(shí)間內(nèi)的吸附量有限，在對(duì)含有高濃度的污染物質(zhì)的廢水進(jìn)行處理時(shí)，就存在著由于更換頻率上升使成本增高、或不能完全將污染物質(zhì)吸附至低濃度，而有可能泄漏到系統(tǒng)外等問(wèn)題。而且不論哪種方法，都僅是使污染物質(zhì)轉(zhuǎn)移，而并沒(méi)有使有害物質(zhì)本身發(fā)生化學(xué)變化，特別是對(duì)吸附有污染物質(zhì)的活性炭進(jìn)行焚燒處理時(shí)，具有生成上述劇毒的二惡英的可能性，因此，上述無(wú)論哪種方法都存在問(wèn)題。
為此，對(duì)有機(jī)鹵化物等各種環(huán)境污染物質(zhì)進(jìn)行分解、無(wú)害化處理的研究一直都很活躍，已有很多種方案利用臭氧、紫外線、電分解、固體催化劑(以光催化劑為主)、超臨界水等單獨(dú)處理；以及上述這些方法和其它方法的組合處理——例如臭氧+紫外線、臭氧+過(guò)氧化氫、紫外線+過(guò)氧化氫——等促進(jìn)氧化的處理方法等。但與此同時(shí)，這些處理方法，不能滿足實(shí)際應(yīng)用中所必需的(1)安全、簡(jiǎn)便、確實(shí)；(2)不產(chǎn)生二次有害物質(zhì)；(3)低成本等條件，所以人們期待出現(xiàn)更加簡(jiǎn)便而有效的良好處理方法。
另一方面，近年來(lái)，人們一直在研究通過(guò)向水中照射超聲波來(lái)分解上述具有揮發(fā)性的有機(jī)鹵化物的方法(J.Phys.Chem.，1991，95，p.3630-3638等)。這種用超聲波進(jìn)行分解的反應(yīng)機(jī)制，可以推定是由兩種反應(yīng)形成的，一是在空化氣泡中的熱分解反應(yīng)，二是由氣蝕生成自由基的反應(yīng)(Environ.Sci.Technol.，1996，30，p.1133-1138等)。
也即，首先通過(guò)向水中照射超聲波，受到聲壓的水在正壓下被壓縮、接著在負(fù)壓循環(huán)減壓時(shí)，一部分水被吸進(jìn)粉碎，形成了被稱之為空化氣泡的真空的空洞(例如在數(shù)10kHz的頻率下，為100μm以下)。這時(shí)，在空化氣泡形成時(shí)，溶液中的揮發(fā)性有害物質(zhì)，例如有機(jī)鹵化物在氣泡內(nèi)由氣化而被吸入。接著，這些氣泡被不斷而來(lái)的正聲壓擠壓破碎而被壓破，氣泡周圍的水分子一起向著被壓破的氣泡中心突進(jìn)，分子間產(chǎn)生激烈的碰撞，由于瞬間的絕熱壓縮，形成數(shù)千度、數(shù)千大氣壓水平的高溫高壓狀態(tài)。此時(shí)，上述有機(jī)鹵化物等，在氣泡壓縮時(shí)熱分解，生成了無(wú)害的二氧化碳?xì)夂吐入x子等。
另一方面，在空化氣泡生成的同時(shí)，其附近由水分子的熱分解發(fā)生以下的反應(yīng)，生成了H自由基和OH自由基。
其中的OH自由基，如表1所示，由于臭氧的氧化能力強(qiáng)，而且反應(yīng)物質(zhì)的選擇性低、活性高，因此成為反應(yīng)的主體，可使上述揮發(fā)性物質(zhì)以及向空化氣泡內(nèi)氣化·侵入困難的離子型物質(zhì)等不揮發(fā)性物質(zhì)氧化分解，成為無(wú)害的物質(zhì)。
表1

其次，在這種情況下，分解速度依賴于所照射的超聲波的頻率，空化氣泡的形成·壓破，即通過(guò)熱分解及自由基的氧化分解，在數(shù)μ秒～數(shù)10μ秒的循環(huán)中反復(fù)進(jìn)行，使分解能高效地進(jìn)行。
但在上述現(xiàn)有技術(shù)中，盡管通過(guò)安全簡(jiǎn)便的超聲波照射可使揮發(fā)性有機(jī)鹵化物等分解，但存在以下的問(wèn)題，所以在作為裝置而實(shí)際應(yīng)用時(shí)遇到了困難。
即，在單獨(dú)使用超聲波的情況下，當(dāng)作為分解對(duì)象的揮發(fā)性物質(zhì)濃度高時(shí)，分解速度快，但隨著分解的進(jìn)行，殘留濃度降低，隨之分解速度將慢慢下降。因此降低了分解的效率，分解需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此，對(duì)大量的有害物質(zhì)的迅速處理就較困難。
這可通過(guò)下述內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。首先，當(dāng)揮發(fā)性物質(zhì)在高濃度范圍內(nèi)時(shí)，在由超聲波照射生成的空化氣泡內(nèi)，揮發(fā)性物質(zhì)的分子大量氣化、移動(dòng)，通過(guò)高溫、高壓的反應(yīng)場(chǎng)迅速熱分解。接著，隨著分解的進(jìn)行，濃度達(dá)到中等程度時(shí)，在空化氣泡內(nèi)進(jìn)行氣化、移動(dòng)的分子減少，以補(bǔ)充形態(tài)位于氣泡周圍的水經(jīng)氣化變成水蒸汽而向氣泡內(nèi)移動(dòng)，通過(guò)水蒸汽的熱分解生成OH自由基。在此區(qū)域內(nèi)，氣泡內(nèi)的分子自身的熱分解與氣泡界面上由OH自由基導(dǎo)致的氧化分解之間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。
當(dāng)分解進(jìn)一步進(jìn)行到低濃度的范圍時(shí)，揮發(fā)性物質(zhì)分子嵌入與氫結(jié)合后的水分子空隙中(稱為疏水性水和)，形成能在液相中接近安定的狀態(tài)存在的狀態(tài)，在空化氣泡內(nèi)進(jìn)行氣化·移動(dòng)的分子絕大部分消失，而進(jìn)入氣泡內(nèi)的水蒸汽的比例增加，因此氣泡界面的OH自由基的生成量增加，同時(shí)，存在于氣泡界面的揮發(fā)性物質(zhì)分子少，且具有高活性的OH自由基的壽命及其擴(kuò)散距離極短，由于這兩個(gè)理由，引起以下的再結(jié)合反應(yīng)，在液相中生成了過(guò)氧化氫，該過(guò)氧化氫的氧化反應(yīng)則成為了分解的主體。
在此，根據(jù)表1，由于過(guò)氧化氫的氧化能力比OH自由基及臭氧弱，所以在反應(yīng)的終期，分解速度會(huì)降低。
由上可知，在現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)揮發(fā)性有機(jī)鹵化物單獨(dú)用超聲波照射進(jìn)行分解·無(wú)害化處理的方法中，由于達(dá)到允許的低濃度范圍可作為排水從下水道等排放時(shí)所進(jìn)行的分解操作需要很長(zhǎng)時(shí)間，所以存在不能高效處理的問(wèn)題，另外，因?yàn)樘幚硭俣鹊?，也存在著如需要同時(shí)進(jìn)行大量的處理，則其裝置需要大型化的問(wèn)題。
此外，作為含于河川、湖泊等中的有機(jī)物，除鹵素以外，也存在很多氮·磷化合物等不揮發(fā)性物質(zhì)，對(duì)這些物質(zhì)也需要將其分解。但是，由于這些物質(zhì)具有不揮發(fā)性，使得含有較多苯環(huán)等疏水基的分子向氣泡界面移動(dòng)的比例增高，以致含有較多OH基等親水基的分子在液相中停留的比例增高。因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于在空化氣泡內(nèi)氣化·移動(dòng)的分子絕大部分消失，盡管希望對(duì)于移動(dòng)到氣液界面上的分子可因OH自由基而氧化分解，但對(duì)于在液相中停留的親水性分子，由過(guò)氧化氫導(dǎo)致的分解成為主體，且由于分子構(gòu)造造成氧化能力不足，則存在著不能分解的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明目的在于，提供一種在短時(shí)間內(nèi)能對(duì)廢水中的有機(jī)鹵化物等揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行大量的處理、分解，直至使其達(dá)可作為排水從下水道等排放所允許的低濃度范圍，同時(shí)，還能使環(huán)境水中的如有機(jī)物、氮·磷化合物等特別不易進(jìn)行氧化分解的物質(zhì)分解的方法及其裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人等為解決上述問(wèn)題經(jīng)深入研究后發(fā)現(xiàn)通過(guò)將超聲波照射處理與紫外線照射處理組合使用，可使有機(jī)鹵化物等的分解速度提高，而且原來(lái)分解困難的氮·磷化合物等也可分解，從而完成本發(fā)明。
也即，作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法的一種，是將含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液導(dǎo)入反應(yīng)容器內(nèi)，用超聲波和紫外線對(duì)儲(chǔ)存在該反應(yīng)容器中的被處理溶液進(jìn)行照射，將上述環(huán)境污染物質(zhì)分解，其特征在于，在上述反應(yīng)容器內(nèi)安裝超聲波照射機(jī)構(gòu)，進(jìn)行超聲波照射，同時(shí)，在對(duì)該超聲波的傳播途徑?jīng)]有實(shí)質(zhì)性干涉的位置上設(shè)置紫外線照射機(jī)構(gòu)，對(duì)儲(chǔ)存在上述超聲波的傳播途徑上的上述被處理溶液進(jìn)行紫外線照射。
據(jù)此，對(duì)被處理溶液同時(shí)使用超聲波和紫外線照射，通過(guò)這種超聲波照射和紫外線照射并用的處理，對(duì)因超聲波照射生成的過(guò)氧化氫進(jìn)行紫外線照射，就會(huì)生成高活性且低選擇性的OH自由基，例如可簡(jiǎn)單、無(wú)需藥劑、而且高效地將含有有機(jī)鹵化物等的揮發(fā)性物質(zhì)的污水，從高濃度水平分解至符合環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)的低濃度范圍，使其能向公共下水系統(tǒng)等排放或可作為再生水使用。
另外，由于OH自由基的強(qiáng)氧化能力，即使對(duì)于環(huán)境水中的有機(jī)物、氮·磷化合物等中通常不易被氧化分解的物質(zhì)，也能分解。
而且，因?yàn)槭窃趯?duì)超聲波的傳播途徑?jīng)]有實(shí)質(zhì)性干涉的位置上安裝紫外線照射機(jī)構(gòu)，所以紫外線照射機(jī)構(gòu)不會(huì)對(duì)超聲波的傳播造成妨礙，可抑制超聲波的衰減，并可高效地進(jìn)行照射分解處理。
作為本發(fā)明中環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法的另一種，是將含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液導(dǎo)入反應(yīng)容器內(nèi)，用超聲波和紫外線對(duì)儲(chǔ)存在該反應(yīng)容器中的被處理溶液進(jìn)行照射，分解上述環(huán)境污染物質(zhì)的方法，其特征在于，將上述被處理溶液導(dǎo)入第1反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行超聲波照射后，再將經(jīng)超聲波處理后的上述被處理溶液導(dǎo)入第2反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行紫外線照射。
根據(jù)上述方法，可利用對(duì)含有污染物質(zhì)的水溶液進(jìn)行的超聲波照射，首先在液相中生成過(guò)氧化氫，接著利用紫外線照射使過(guò)氧化氫生成OH自由基，所以，能分解存在于液相低濃度范圍內(nèi)的揮發(fā)性物質(zhì)或氧化分解困難的物質(zhì)。
在本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的優(yōu)選方式中，上述環(huán)境污染物質(zhì)為有機(jī)鹵化物。由于低分子量的四氯乙烯等有機(jī)鹵化物具有揮發(fā)性，通過(guò)超聲波的照射很容易分解，所以特別適用于本發(fā)明的方法。
再者，在本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的另一優(yōu)選方式中，上述被處理溶液為干洗廢液。由于干洗廢液中含有四氯乙烯等揮發(fā)性有機(jī)鹵化物，通過(guò)超聲波的照射很容易被分解，所以特別適用于本發(fā)明的方法。
另外，在本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的又一優(yōu)選方式中，將上述超聲波照射和上述紫外線照射同時(shí)或依次照射進(jìn)行反復(fù)多次的數(shù)次循環(huán)。
這樣進(jìn)行多次處理后，被處理溶液可一面流動(dòng)一面進(jìn)行連續(xù)處理，使最后的處理水達(dá)到目標(biāo)濃度的要求。此外，配置多組容易得到的小型～中型超聲波照射機(jī)構(gòu)和紫外線照射機(jī)構(gòu)，就可以構(gòu)成高效處理裝置，且制造容易，從而達(dá)到低成本化。也即，可通過(guò)串聯(lián)結(jié)構(gòu)或使用具有數(shù)組大型反應(yīng)容器的多級(jí)結(jié)構(gòu)，可容易且成本低廉地實(shí)現(xiàn)成比例增加處理容量或連續(xù)處理。
此外，作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的另一優(yōu)選方式，是在將上述被處理溶液的pH值調(diào)整到2～6的狀態(tài)下，進(jìn)行上述超聲波照射和/或上述紫外線照射。根據(jù)這種方法，可提高被處理溶液中OH自由基的氧化能力，因此可以高效地進(jìn)行分解處理。
另外，作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的另一優(yōu)選方式，是在上述被處理溶液中添加過(guò)氧化氫之后、或在添加的同時(shí)進(jìn)行上述超聲波照射和/或上述紫外線照射。根據(jù)這種方法，所添加的過(guò)氧化氫通過(guò)紫外線分解，生成OH自由基，由此，在分解的初期階段也存在大量OH自由基，所以可以高效地進(jìn)行分解處理。
再者，作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的另一優(yōu)選方式，是將上述被處理溶液的溫度一邊保持在40～60℃，一邊進(jìn)行上述超聲波照射和/或上述紫外線照射。根據(jù)這種方法，可以使被處理溶液中的揮發(fā)性環(huán)境污染物質(zhì)的蒸汽壓提高，增加向空化氣泡內(nèi)移動(dòng)的環(huán)境污染物質(zhì)分子數(shù)，而且還可控制不需要的沸騰現(xiàn)象的發(fā)生，因此分解速度得以提高，處理得以高效進(jìn)行。
另外，作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的另一優(yōu)選方式，是通過(guò)使上述超聲波照射和/或上述紫外線照射間歇進(jìn)行，而使上述被處理溶液的溫度保持在40～60℃。根據(jù)這種方法，不必另行設(shè)置溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，只通過(guò)電動(dòng)的ON/OFF即可進(jìn)行溫度的控制，所以可以低成本、簡(jiǎn)單容易地保持被處理溶液的溫度。
再者，作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解方法的另一優(yōu)選方式，是在安裝有上述紫外線照射機(jī)構(gòu)的上述反應(yīng)容器的四壁上形成反射面，使照射出的紫外線不易向反應(yīng)容器外部泄漏。根據(jù)這種方法，由于可利用反射面使反應(yīng)容器內(nèi)的所有地方都能被紫外線照射到，因此可以促進(jìn)被處理溶液中的OH自由基的生成，高效地進(jìn)行分解處理。
另一方面，作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的一種，具有儲(chǔ)存著含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液的反應(yīng)容器；對(duì)該反應(yīng)容器內(nèi)的上述被處理溶液進(jìn)行超聲波照射的機(jī)構(gòu)；以及對(duì)該反應(yīng)容器內(nèi)的上述被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的機(jī)構(gòu)，其特征在于，在對(duì)由上述超聲波照射機(jī)構(gòu)照射出的上述超聲波的傳播途徑?jīng)]有實(shí)質(zhì)性的干涉、且可對(duì)儲(chǔ)存在上述超聲波的傳播途徑上的被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的位置上，配置上述紫外線照射機(jī)構(gòu)。
通過(guò)使用該裝置，可對(duì)環(huán)境污染物質(zhì)進(jìn)行超聲波照射和紫外線照射的并用處理，同上所述，可在工業(yè)中，大規(guī)模地使例如含有有機(jī)鹵化物等揮發(fā)性物質(zhì)的污水，由高濃度水平，通過(guò)簡(jiǎn)單、無(wú)需藥劑、且高效的分解，達(dá)到符合環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)水平的低濃度范圍，從而可向公共下水系統(tǒng)等排放，或作為再生水使用。
此外，由于紫外線照射機(jī)構(gòu)位于對(duì)超聲波的傳播途徑無(wú)實(shí)質(zhì)性的干涉、且紫外線能夠照射到被處理溶液的位置上，因此在同時(shí)進(jìn)行超聲波和紫外線的照射時(shí)，紫外線照射機(jī)構(gòu)不會(huì)對(duì)超聲波的傳播產(chǎn)生妨礙，使裝置的處理效率得到提高，分解處理可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到低濃度。
作為上述環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置的優(yōu)選方式，是將上述紫外線照射機(jī)構(gòu)配置在上述超聲波的傳播途徑的外圍。由此，當(dāng)同時(shí)照射超聲波和紫外線時(shí)，紫外線照射機(jī)構(gòu)不會(huì)妨礙超聲波的傳播，因此能高效地進(jìn)行分解處理。
另外，作為另一優(yōu)選方式，是將上述紫外線照射機(jī)構(gòu)沿著上述超聲波的傳播途徑配置在上述反應(yīng)容器內(nèi)，上述超聲波照射機(jī)構(gòu)安裝在上述反應(yīng)容器內(nèi)，并使超聲波可沿著上述紫外線照射機(jī)構(gòu)的外圍行進(jìn)。這樣，當(dāng)同時(shí)照射超聲波和紫外線時(shí)，紫外線照射機(jī)構(gòu)不會(huì)妨礙超聲波的傳播，所以也可以高效地進(jìn)行分解處理。
再者，作為又一優(yōu)選方式，是使由上述超聲波照射機(jī)構(gòu)照射的超聲波沿著上述紫外線照射機(jī)構(gòu)的表面?zhèn)鞑サ嘏渲蒙鲜龀暡ㄕ丈錂C(jī)構(gòu)以及上述紫外線照射機(jī)構(gòu)。由此，當(dāng)使紫外線照射機(jī)構(gòu)浸在被處理溶液中進(jìn)行處理時(shí)，可由超聲波防止污物付著在紫外燈等上，從而防止紫外線透過(guò)率降低。
作為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一種，配備有儲(chǔ)存著含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液的反應(yīng)容器；對(duì)該反應(yīng)容器內(nèi)的上述被處理溶液進(jìn)行超聲波照射的機(jī)構(gòu)；對(duì)該反應(yīng)容器內(nèi)的上述被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的機(jī)構(gòu)，其特征在于，具有儲(chǔ)存上述被處理溶液的第1反應(yīng)容器和儲(chǔ)存從該第1反應(yīng)容器中流出的上述被處理溶液的第2反應(yīng)容器，在上述第1反應(yīng)容器中，設(shè)有用于對(duì)上述被處理溶液進(jìn)行超聲波照射的超聲波照射機(jī)構(gòu)，而在上述第2反應(yīng)容器中，則設(shè)有用于對(duì)上述經(jīng)超聲波處理后的被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的紫外線照射機(jī)構(gòu)。
利用該裝置，因第1反應(yīng)容器和第2反應(yīng)容器分別設(shè)置，紫外線照射機(jī)構(gòu)不可能對(duì)超聲波的傳播產(chǎn)生干涉，為此，可有效地進(jìn)行超聲波照射，從而提高了裝置的分解處理能力。
還有，在本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置中，優(yōu)選設(shè)有用于將上述被處理溶液的pH值調(diào)整在2～6的范圍內(nèi)的pH調(diào)整劑添加機(jī)構(gòu)。由此，如上所述，被處理溶液的pH值在調(diào)整到最合適的范圍內(nèi)——例如2～6——的狀態(tài)下時(shí)，可以進(jìn)行上述超聲波照射和/或上述紫外線照射，由于被處理溶液中的OH自由基的氧化能力得到提高，因此可高效地進(jìn)行分解處理。
另外，還優(yōu)選設(shè)有可向上述被處理溶液中添加過(guò)氧化氫的過(guò)氧化氫添加機(jī)構(gòu)。由此，如上所述，因?yàn)槟茉诒惶幚砣芤褐刑砑舆^(guò)氧化氫之后、或者添加的同時(shí)進(jìn)行超聲波照射和/或上述紫外線照射，因此所添加的過(guò)氧化氫由紫外線分解生成OH自由基，所以在分解的初期階段也存在大量OH自由基，從而可以高效地進(jìn)行分解處理。
再者，優(yōu)選具有用于將上述被處理溶液的溫度保持在40～60℃的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。由此，如上所述，可以提高分解速度，使處理可以高效進(jìn)行。
另外，作為一種溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的形式，優(yōu)選具有可利用上述超聲波照射和/或上述紫外線照射的間歇照射、使上述被處理溶液的溫度保持在40～60℃的照射控制機(jī)構(gòu)。根據(jù)這種方法，不必設(shè)置加熱或者冷卻機(jī)構(gòu)，只通過(guò)對(duì)超聲波和/或紫外線的照射的控制即可進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，所以可以降低裝置的成本。
而且，優(yōu)選在安裝有上述紫外線照射機(jī)構(gòu)的上述反應(yīng)容器的四壁形成反射面。據(jù)此，從紫外線照射機(jī)構(gòu)上照射出的紫外線可由上述反射面反射，從而更有效地對(duì)被處理溶液進(jìn)行照射，提高分解效率。
此外，優(yōu)選配有多段上述超聲波照射和上述紫外線照射的組合。如此，超聲波照射和紫外線照射可以反復(fù)進(jìn)行數(shù)次，直至達(dá)到作為目的水平的濃度為止，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被處理溶液的處理。
再者，優(yōu)選將本發(fā)明用于含有作為上述環(huán)境污染物質(zhì)的有機(jī)鹵化物的被處理溶液的處理。據(jù)此，可以有效的對(duì)有機(jī)鹵化物進(jìn)行分解處理。
另外，優(yōu)選將本發(fā)明用于干洗廢液的處理。據(jù)此，可以有效的對(duì)含有大量有機(jī)鹵化物的干洗廢液進(jìn)行分解處理。


圖1為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的一種實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的A-A’剖面圖。
圖2為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的B-B’剖面圖。
圖3為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的又一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的C-C’剖面圖。
圖4為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的再一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的D-D’剖面圖。
圖5為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的其它實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的E-E’剖面圖。
圖6為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的其它實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的F-F’剖面圖。
圖7為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另外的實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的G-G’剖面圖。
圖12為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的H-H’剖面圖。
圖13為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的I-I’剖面圖。
圖14為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為平面圖，(b)為(a)的J-J’剖面圖。
圖15為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖18為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)示意圖。
圖20表示圖19中利用超聲波及其紫外線的間歇照射進(jìn)行溫度控制的一例。
圖21為本發(fā)明實(shí)施例1及其比較例1、2的處理時(shí)間和殘存四氯乙烯濃度的關(guān)系曲線示意圖。
圖22為本發(fā)明實(shí)施例2及其比較例3、4的處理時(shí)間和氮分解率的關(guān)系曲線示意圖。
圖23為本發(fā)明實(shí)施例3、4及其比較例5、6的處理時(shí)間和殘存四氯乙烯濃度的關(guān)系曲線示意圖。
圖24為本發(fā)明實(shí)施例5及其比較例7的處理時(shí)間和殘存四氯乙烯濃度的關(guān)系曲線示意圖。
圖25為本發(fā)明實(shí)施例6、7及其比較例8～11的處理時(shí)間和殘存四氯乙烯濃度的關(guān)系曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但以下的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限定。
圖1表示了本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的一種實(shí)施方式。
在圖1所示的分解裝置中，含有環(huán)境污染物質(zhì)的水溶液，也即被處理溶液20儲(chǔ)存在反應(yīng)容器10a內(nèi)。在此，反應(yīng)容器10a內(nèi)部大部分充滿被處理溶液20，并與外界空氣隔斷成為密閉系統(tǒng)。另外，在反應(yīng)容器10a的中央底部，設(shè)有圓盤狀超聲波振子30a，并與起振器31連接。此外，在振子30a的周圍，在被處理溶液20內(nèi)配置有多個(gè)棒狀紫外燈40a，它們以振子30a為中心，圍成一圈，如圖1(a)所示，在本實(shí)施方式中配置了4個(gè)紫外燈。
作為構(gòu)成反應(yīng)容器10的材料，可根據(jù)情況選擇金屬、玻璃、塑料等，優(yōu)選為可防止紫外線泄漏到反應(yīng)容器10外的材料。另外，也可在外部防止紫外線泄漏上下功夫。此外，由于在反應(yīng)容器10的外部要使用超聲波照射，所以優(yōu)選對(duì)超聲波的傳播沒(méi)有妨礙的材料及厚度。
作為紫外線照射機(jī)構(gòu)可利用以前眾所周知的各種手段，從強(qiáng)度、成本、穩(wěn)定性等幾點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選使用紫外燈。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，為便于壽命到期時(shí)的更換，圓筒狀的紫外燈40a采用垂直向下安裝的方式，對(duì)于每個(gè)紫外燈，為使從容器的水面附近到底部附近的范圍都在燈管水平方向的紫外線照射范圍內(nèi)，如圖1(a)所示，當(dāng)超聲波的有效區(qū)域?yàn)槿萜髦醒氲膱A柱狀時(shí)，優(yōu)選為在圍著該圓柱的同心圓處等距離安裝2根以上的紫外燈。此外，紫外燈40a應(yīng)不妨礙超聲波的傳播，而且考慮到從各紫外燈40a放射出的紫外線的重復(fù)，優(yōu)選為安裝在超聲波的有效區(qū)域內(nèi)紫外線能最大限度照射到的位置上。
作為超聲波照射機(jī)構(gòu)可使用以前眾所周知的利用結(jié)晶壓電效果的超聲波裝置等，并沒(méi)有特別的限制。另外，振子30a如圖1(b)所示，既可配置在反應(yīng)容器10a的底部的外部，也可配置在反應(yīng)容器10a內(nèi)的底部。
其次對(duì)本實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。
在反應(yīng)容器10a內(nèi)部充滿了被處理溶液20，在紫外燈40a開(kāi)始照射的同時(shí)，使超聲波的起振器31工作，從振子30a發(fā)出的超聲波照射也隨之開(kāi)始。由此，從紫外燈40a發(fā)出的圖上無(wú)表示的紫外線相對(duì)于反應(yīng)容器向著其水平方向的內(nèi)側(cè)照射。一方面，如圖1(b)的假設(shè)曲線所示，超聲波50由振子30a對(duì)著反應(yīng)容器10a的軸向(垂直方向)進(jìn)行照射。
此時(shí)，由于超聲波照射，引起如上所述的空化氣泡瞬間的絕熱壓縮，達(dá)到數(shù)千度、數(shù)千氣壓水平的高溫·高壓狀態(tài)，所以有機(jī)鹵化物等在氣泡壓縮時(shí)被熱分解，生成無(wú)害的二氧化碳?xì)夂望u離子。另外，在空化氣泡生成的同時(shí)，其附近由于水分子的熱分解生成了OH自由基，而由OH自由基導(dǎo)致的氧化分解也同時(shí)進(jìn)行，與此相反，由OH自由基的再結(jié)合導(dǎo)致的過(guò)氧化氫的生成也同時(shí)進(jìn)行。
一方面，通過(guò)紫外燈40a的紫外線照射，在被處理溶液20的液相中生成的上述過(guò)氧化氫，朝著生成OH自由基的方向再次被分解。由于此處的OH自由基不是在空化氣泡的界面上、而是在液相中重新生成，所以，由于該OH自由基的強(qiáng)氧化力，能提高廢水中的揮發(fā)性物質(zhì)低濃度范圍的分解速度，并使環(huán)境水中的有機(jī)物、氮·磷化合物等不易氧化分解的物質(zhì)的分解成為可能。
在本發(fā)明中，紫外線照射強(qiáng)度、超聲波的頻率可以根據(jù)作為對(duì)象的被處理溶液的種類、數(shù)量、初期濃度、最終分解濃度的目標(biāo)等進(jìn)行適宜的選擇而并沒(méi)有特別的限制，但優(yōu)選紫外線的波長(zhǎng)在260nm附近，照射強(qiáng)度為0.1～1000mW/cm2，另一方面，為使由空化效果產(chǎn)生的反應(yīng)性得到提高，超聲波的照射頻率優(yōu)選為100kHz～1MHz。
圖2為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一實(shí)施方式。此外，在以下的對(duì)實(shí)施方式的說(shuō)明中，與上述實(shí)施方式在實(shí)質(zhì)上為同一部分的使用相同的符號(hào)，其說(shuō)明也相應(yīng)省略。
如圖2所示，該分解裝置的不同點(diǎn)在于，將紫外燈40a設(shè)置在反應(yīng)容器10b的外側(cè)。在這種情況下，反應(yīng)容器10b優(yōu)選使用其內(nèi)部可以透過(guò)紫外線的石英玻璃等材料。
根據(jù)本實(shí)施方式，紫外燈40a的更換等簡(jiǎn)單且維護(hù)容易，并且因?yàn)樽贤鉄?0a沒(méi)有直接浸在被處理溶液20中，也提高了其安全性。
圖3為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，紫外燈40b呈圓筒狀，垂直向下地安裝在超聲波的有效區(qū)域也即圍著容器的圓柱狀的中央部，這與圖1的實(shí)施方式1不同。
由此，形成了在超聲波的有效區(qū)域內(nèi)的所有角落紫外線都可以最大限度地照射到的構(gòu)造，所以沒(méi)有必要如實(shí)施方式1那樣需考慮放射的紫外線的重復(fù)再?zèng)Q定紫外燈40a的根數(shù)及位置等，因此可以進(jìn)一步提高環(huán)境污染物質(zhì)的分解效率。
圖4為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，和圖2一樣，紫外燈40b設(shè)置在反應(yīng)容器10b的外側(cè)，只有此點(diǎn)與圖3不同。
圖5為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，超聲波照射部分和紫外線照射部分的位置關(guān)系正好相反，此點(diǎn)與實(shí)施方式1不同，為此，超聲波50的振子30b呈環(huán)狀，設(shè)置在圓筒狀的反應(yīng)容器10c的底部。另外，圓柱狀的紫外燈40a垂直向下安裝在反應(yīng)容器10c的中心。
在此，本實(shí)施方式中振子30b的環(huán)狀內(nèi)徑DT和紫外燈40的管徑DL的關(guān)系為DT≥DL，為了不對(duì)超聲波產(chǎn)生妨礙，優(yōu)選為DT＝DL，或者DT比DL只大一點(diǎn)。由此，形成了在超聲波的有效區(qū)域內(nèi)的所有角落紫外線都可以最大限度地照射到的構(gòu)造，因此在進(jìn)行超聲波和紫外線同時(shí)照射的處理時(shí)，可以高效分解環(huán)境污染物質(zhì)。
圖6為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，為了不使紫外燈40a直接浸在被處理溶液20中，將紫外燈40a配置在反應(yīng)容器10d的內(nèi)側(cè)，只有這一點(diǎn)與圖5不同。
圖7為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。
在該實(shí)施方式中，超聲波照射處理和紫外線照射處理作為不同的工序分開(kāi)進(jìn)行，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的超聲波照射處理后再進(jìn)行紫外線照射處理。也即，在該裝置中，由用于超聲波照射的反應(yīng)容器10e和接著用于進(jìn)行紫外線照射的反應(yīng)容器10f的兩種反應(yīng)容器組成。在反應(yīng)容器10e的中央底部設(shè)有圓盤狀的振子30a，此外在反應(yīng)容器10f內(nèi)的中央，沿垂直方向向下安裝著棒狀的紫外燈40a。
根據(jù)本實(shí)施方式的裝置，首先，在反應(yīng)容器10f內(nèi)注入被處理溶液20，通過(guò)圖中未表示的計(jì)時(shí)器等進(jìn)行一定時(shí)間的超聲波照射。在此，被處理溶液20中含有的有機(jī)鹵化物等的揮發(fā)性物質(zhì)，首先通過(guò)上述空化氣泡的效果，在高～中等濃度區(qū)域中迅速進(jìn)行分解。但在低濃度區(qū)域內(nèi)分解速度下降，代之以經(jīng)過(guò)由水蒸汽的熱分解產(chǎn)生的OH自由基的生成、再結(jié)合又生成了過(guò)氧化氫。另外，被處理溶液20所含有的環(huán)境水中的有機(jī)物及氮·磷化合物等，特別是當(dāng)含有不揮發(fā)性且氧化分解困難的物質(zhì)時(shí)，不可能單憑上述空化氣泡進(jìn)行直接分解，而通過(guò)水蒸汽的熱分解產(chǎn)生過(guò)氧化氫的生成則成為了主體。
但是，含有在反應(yīng)容器10e中處理生成的過(guò)氧化氫和未反應(yīng)物質(zhì)的被處理溶液20，接著被導(dǎo)入到反應(yīng)容器10f內(nèi)，由紫外燈40a進(jìn)行照射處理。由此，由紫外線的照射使過(guò)氧化氫被分解、再次生成OH自由基，在反應(yīng)容器10e中沒(méi)能分解的未反應(yīng)物質(zhì)也能在反應(yīng)容器10f內(nèi)被分解。
在本裝置中，被處理溶液從反應(yīng)容器10e到反應(yīng)容器10f的導(dǎo)入可以手動(dòng)操作，也可用液壓泵等自動(dòng)進(jìn)行。另外，當(dāng)被處理溶液中的污染物質(zhì)在每一回的處理中分解率低時(shí)，也可根據(jù)圖7所示，使反應(yīng)容器10e和10f連接成回路狀使之循環(huán)，因此，通過(guò)本實(shí)施方式可進(jìn)行反復(fù)多次的處理，直至達(dá)到目的分解率為止。
圖8為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。
本實(shí)施方式是將圖5的實(shí)施方式裝置進(jìn)行多級(jí)狀連接。通過(guò)在各個(gè)反應(yīng)容器10c、10c’、10c”...中連續(xù)實(shí)施超聲波照射和紫外線照射的同時(shí)處理，從而可使處理容量成比例增加，并能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行連續(xù)處理，最終可確實(shí)實(shí)現(xiàn)處理水20a的目標(biāo)分解率。
在此，作為構(gòu)成各個(gè)反應(yīng)容器的裝置，只要能進(jìn)行超聲波照射和紫外線照射的并用處理即可，并沒(méi)有特別的限定，上述本發(fā)明實(shí)施方式10a～10c中的任意一種均可使用，沒(méi)有特別限制。此外，也可使用如圖7所示的反應(yīng)容器10e和10f的組合，使之構(gòu)成多級(jí)狀裝置。
圖9為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，配備了多組超聲波和紫外線同時(shí)照射的機(jī)構(gòu)，而且在各組之間配備了控制被處理溶液流向的機(jī)構(gòu)，從而可以通過(guò)擠出流動(dòng)對(duì)被處理溶液進(jìn)行連續(xù)的處理。
也即，在該分解裝置的反應(yīng)容器10g內(nèi)，具有用多個(gè)隔板61分割成的多個(gè)區(qū)域。在這些區(qū)域中的若干個(gè)之中，配置了紫外燈40a和超聲波振子30b，構(gòu)成了超聲波·紫外線處理部62。然后，在上述處理部62之間，從反應(yīng)容器10g的底壁開(kāi)始延伸到水面下方的隔板61與從反應(yīng)容器10g的上部開(kāi)始延伸到底壁附近的隔板61之間夾有流動(dòng)調(diào)整部60。
當(dāng)被處理溶液20經(jīng)過(guò)反應(yīng)容器10g的最初的超聲波·紫外線處理部62(在圖9中的左下)進(jìn)行流動(dòng)時(shí)，被處理溶液20的液體流在超聲波·紫外線處理部62中，由圖9的下部向上部流動(dòng)，在流動(dòng)調(diào)整部60中，利用隔板61形成從上部向下部的擠出流動(dòng)，通過(guò)如此反復(fù)，可以對(duì)被處理溶液20進(jìn)行連續(xù)處理，最終可以達(dá)到處理水20a的目標(biāo)分解率。此外，通過(guò)使用隔板61利用擠出流動(dòng)，可使分解裝置更小型化。
圖10為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。
本實(shí)施方式的反應(yīng)容器10h，與上述實(shí)施方式同樣配備了數(shù)組的超聲波和紫外線同時(shí)照射的機(jī)構(gòu)，但省略了控制被處理溶液流向的機(jī)構(gòu)，從而與上述圖9的實(shí)施方式有所不同。
也即，在本實(shí)施方式中，在反應(yīng)容器10h內(nèi)配置有多組由紫外燈40a和超聲波振子30b構(gòu)成的超聲波·紫外線處理部62，但它們之間沒(méi)有設(shè)置隔板，形成被處理溶液20在各個(gè)超聲波·紫外線處理部62中可以橫向通過(guò)的結(jié)構(gòu)。
由此，可使裝置進(jìn)一步一體化和小型化，從而形成可以對(duì)大容量的被處理溶液進(jìn)行超聲波照射和紫外線照射的并用處理的構(gòu)造。在此，與上述反應(yīng)容器10g不同，沒(méi)有隔板61，因此，優(yōu)選為使各組中的超聲波50適當(dāng)分開(kāi)，使相鄰的超聲波相互之間對(duì)進(jìn)行波、反射波等沒(méi)有干涉。
圖11～13為本發(fā)明環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的各種不同實(shí)施方式。
圖11的分解裝置是在反應(yīng)容器10a的底壁中心部配置用于處理被處理溶液20的超聲波振子30a，而在反應(yīng)容器10a內(nèi)的周圍，等距離地配置有4根紫外燈40a。其次，在反應(yīng)容器10a的底壁，圍繞著用于處理被處理溶液20的超聲波振子30a，設(shè)有用于洗凈紫外燈40a的環(huán)狀洗凈用振子30c。
圖12的分解裝置的不同之處在于，將圖11分解裝置中棒狀紫外燈40a換成了圓筒狀紫外燈40b。在該分解裝置中的反應(yīng)容器10a的底壁上同樣設(shè)有環(huán)狀的洗凈用振子30d，其位置在紫外燈40b的正下方。
圖13的分解裝置是在反應(yīng)容器10a的中心部配置棒狀的紫外燈40a，而用于處理被處理溶液20的超聲波振子30a則以環(huán)狀形態(tài)配置在反應(yīng)容器10a底壁的周圍。其次，在反應(yīng)容器10a底壁的中心部設(shè)有用于洗凈上述紫外燈40a的圓盤狀洗凈用振子30e。
在圖11～13的分解裝置中，為防止水浸式紫外燈40a的燈管表面因被處理溶液20中所含粒子等物理性污物附著或著色導(dǎo)致紫外線透過(guò)率降低，在反應(yīng)容器10a底面、紫外燈40的正下方另設(shè)有洗凈用振子30c、30d、30e，可利用由洗凈用超聲波50a的照射而產(chǎn)生的空洞搖動(dòng)，以及由過(guò)氧化氫或OH自由基進(jìn)行的氧化分解、漂白作用，因此可使附著在燈管表面的污物消失，而可在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的處理效果。
在此，一方面，具有超聲波50a的頻率越高波長(zhǎng)越短、且隨著空化氣泡的增加反應(yīng)區(qū)域隨之增加的優(yōu)點(diǎn)，而另一方面，由于同時(shí)也存在著定向性和衰減性增加的缺點(diǎn)，因此，紫外燈40a照射的洗凈用超聲波的頻率優(yōu)選為20～100kHz的低頻率。當(dāng)頻率小于20kHz時(shí)，隨著空化氣泡的增加反應(yīng)區(qū)域減少，不能得到充分的洗凈效果；而當(dāng)頻率為大于100kHz的高頻率時(shí)，由于高定向性和高衰減性，在紫外燈40a的管底部及其附近就不能得到有效的超聲波強(qiáng)度，有時(shí)會(huì)得不到充分的洗凈效果，故而不予選用。
另外，作為反應(yīng)用超聲波和洗凈用超聲波的照射時(shí)間，可根據(jù)被處理溶液20的污染程度、著色度、或者紫外燈40a上的污物附著情況等，在處理中經(jīng)常使用反應(yīng)用超聲波和洗凈用超聲波照射，或在保養(yǎng)等處理完成后進(jìn)行洗凈用超聲波照射，還可在處理中交替照射反應(yīng)用超聲波和洗凈用超聲波。
圖14為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的其它實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，振子30f的環(huán)狀內(nèi)徑DT和紫外燈40的管徑DL的關(guān)系為DL≥DT，與圖5的實(shí)施方式不同，兩者正好相反。也即，從紫外燈40a的管表面到管徑中心方向，超聲波的照射區(qū)域有一部分是重疊的。
這樣，一邊將用于反應(yīng)的超聲波的一部分與紫外燈40a接觸，一邊照射超聲波50，從而使振子30f成為共用，盡管由于超聲波散射使反應(yīng)分解效率有一定程度的降低，但由于可在分解處理進(jìn)行的同時(shí)防止因附著或著色到燈管表面的含于被處理溶液20中的粒子等物理性污物導(dǎo)致紫外線透過(guò)率的降低，由此，可簡(jiǎn)化裝置構(gòu)造。在此，作為DL和DT之差可進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定，但從盡可能防止因超聲波散射影響反應(yīng)分解效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為小一點(diǎn)，優(yōu)選為在0～0.1mm之間。
圖15表示了根據(jù)本發(fā)明制成的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖5所示實(shí)施方式相同，超聲波50的振子30b呈環(huán)狀，設(shè)在圓筒狀的反應(yīng)容器10c的底部。此外，圓筒狀的紫外燈40a沿垂直方向向下地安裝在反應(yīng)容器10c的中心處。其次，與圖5的實(shí)施方式不同之處在于，設(shè)有用于調(diào)整試料溶液20的pH值的pH調(diào)整劑添加機(jī)構(gòu)70。
pH調(diào)整劑添加機(jī)構(gòu)70由pH傳感器71、電磁閥72、溶液儲(chǔ)罐73構(gòu)成。將酸、堿等及磷酸緩沖溶液等pH調(diào)整劑加入溶液儲(chǔ)罐73中。在本實(shí)施方式中，根據(jù)源自pH傳感器71的控制信號(hào)，使電磁閥82開(kāi)閉，由此，根據(jù)被處理溶液20的pH值，pH調(diào)整劑以必要量注入反應(yīng)容器10c的試料溶液中，可將pH值調(diào)整到一定值。
在本發(fā)明中，優(yōu)選通過(guò)使用如圖15所示的裝置、在將被處理溶液20的pH值調(diào)整在2～6的狀態(tài)下、進(jìn)行超聲波照射和/或紫外線照射。在超聲波和紫外線同時(shí)照射下生成的OH自由基的氧化能力為酸性＞堿性＞中性，特別是在酸性區(qū)域內(nèi)，被處理溶液中的OH自由基的氧化能力提高，使分解處理能高效進(jìn)行。而且，在本發(fā)明中，也可不使用如圖15所示的pH調(diào)整劑添加機(jī)構(gòu)，而通過(guò)其它手工作業(yè)進(jìn)行pH值的調(diào)整。
圖16為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，基本的裝置結(jié)構(gòu)與圖15的實(shí)施方式相同，與圖15的實(shí)施方式的不同之處在于，設(shè)置過(guò)氧化氫添加機(jī)構(gòu)80，而不是pH調(diào)整劑添加機(jī)構(gòu)。
過(guò)氧化氫添加機(jī)構(gòu)80是由過(guò)氧化氫傳感器81、電磁閥82、溶液儲(chǔ)罐83構(gòu)成，過(guò)氧化氫裝在溶液儲(chǔ)罐83中。在本實(shí)施方式中，根據(jù)源自過(guò)氧化氫傳感器81的控制信號(hào)，通過(guò)電磁閥82的開(kāi)閉，將過(guò)氧化氫以必要量注入反應(yīng)容器10c的試料溶液中，由此，可將過(guò)氧化氫濃度調(diào)整到一定值。
通過(guò)使用如圖16所示的裝置，可在被處理溶液20中添加過(guò)氧化氫后或者添加的同時(shí)進(jìn)行上述超聲波照射和/或紫外線照射。
本來(lái)由于分解初期過(guò)氧化氫的生成量少，所以通過(guò)紫外線照射生成的OH自由基量也很少，分解初期以超聲波分解為主體。但根據(jù)本實(shí)施方式，由于上述所添加的過(guò)氧化氫可由紫外線分解，另外生成了OH自由基，所以在初期階段，也能夠進(jìn)行高效分解處理。
過(guò)氧化氫的添加量，相對(duì)于被處理溶液20中環(huán)境污染物質(zhì)的摩爾濃度，優(yōu)選添加10～100倍。另外，在本發(fā)明中，也可不使用如圖16所示的過(guò)氧化氫添加機(jī)構(gòu)，而是通過(guò)其它手工作業(yè)添加過(guò)氧化氫。
圖17為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。
在本實(shí)施方式中，基本的裝置結(jié)構(gòu)與圖5的實(shí)施方式相同，與圖5的實(shí)施方式的不同之處在于，反應(yīng)容器10c的外圍安裝有加熱器或冷卻器91。
溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)90a由加熱器或冷卻器91、溫度傳感器92構(gòu)成。作為加熱器或冷卻器91，可以使用現(xiàn)有的眾所周知的加熱器及珀耳帖元件等冷卻器。由此，根據(jù)源自溫度傳感器92的控制信號(hào)，可控制加熱器或冷卻器91的ON/OFF，保持被處理溶液20的溫度在預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)液溫。
在本發(fā)明中，優(yōu)選使用如圖17所示的裝置，使被處理溶液的溫度保持在40～60℃的范圍內(nèi)。當(dāng)被處理溶液的溫度未達(dá)到40℃時(shí)，使用超聲波的反應(yīng)機(jī)構(gòu)在低水溫時(shí)液體的蒸汽壓低，因此，移向空化氣泡內(nèi)的環(huán)境污染物質(zhì)分子或水蒸汽的汽化·移動(dòng)量少，結(jié)果，由熱分解或OH自由基而氧化分解的分子數(shù)降低，因此不予選用。此外，如果超過(guò)60℃，會(huì)引發(fā)沸騰，容易使反應(yīng)不均勻，而且成本上也不經(jīng)濟(jì)，因此不予選用。
另外，當(dāng)被處理溶液20的初期溫度較低時(shí)，優(yōu)選為預(yù)先對(duì)被處理溶液20加溫，直至達(dá)到40～60℃之后再開(kāi)始超聲波和紫外線照射。
圖18為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式示意圖。
在本實(shí)施方式中，基本裝置結(jié)構(gòu)與上述圖17的實(shí)施方式相同，不同之處在于，溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)90b是由溫度傳感器92、加熱或者冷卻罩93、電磁閥94組成。
根據(jù)本裝置，通過(guò)電磁閥94的開(kāi)閉，由外部供給的加熱液或致冷劑沿著圖18的箭頭方向流入加熱或者冷卻罩93內(nèi)，通過(guò)與被處理溶液20的熱交換使被處理溶液20的溫度保持在40～60℃。此時(shí)，通常是通入40～60℃的熱水，但根據(jù)需要，也可利用源自溫度傳感器92的控制信號(hào)，對(duì)加熱液或致冷劑的液溫進(jìn)行調(diào)整。
圖19為本發(fā)明的環(huán)境污染物質(zhì)分解裝置另一實(shí)施方式的示意圖。
在本實(shí)施方式中，基本的裝置結(jié)構(gòu)與圖5的實(shí)施方式相同，但作為被處理溶液20的溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)，是安裝在反應(yīng)容器10c內(nèi)的溫度傳感器92和可控制超聲波及其紫外線照射的ON/OFF的超聲波·紫外線控制回路95。因此，當(dāng)溫度傳感器92的信號(hào)輸入超聲波·紫外線控制回路92時(shí)，通過(guò)超聲波·紫外線控制回路92，使向起振器31的驅(qū)動(dòng)功率和紫外燈40a的驅(qū)動(dòng)功率的供給間歇性地ON/OFF，從而達(dá)到預(yù)設(shè)溫度范圍，。
圖20表示利用圖19中的裝置、通過(guò)超聲波、紫外線照射的間歇驅(qū)動(dòng)來(lái)控制溫度的一例。在圖20中，Tb為設(shè)定溫度的上限，Ta為設(shè)定溫度的下限，T0表示被處理溶液20處理前的初期溫度。
首先，當(dāng)處理開(kāi)始的同時(shí)供給驅(qū)動(dòng)功率P0時(shí)，對(duì)被處理溶液20照射超聲波及紫外線，由溫度傳感器92可測(cè)出被處理溶液20的溫度從T0上升至Tb。此時(shí)，超聲波·紫外線控制回路92開(kāi)始工作，驅(qū)動(dòng)功率關(guān)閉，超聲波及紫外線的照射停止，由此，則被處理溶液20的溫度將緩緩下降。接著，當(dāng)溫度下降到Ta時(shí)，再次供給驅(qū)動(dòng)功率P0，超聲波及紫外線對(duì)被處理溶液再次進(jìn)行照射。如此，通過(guò)超聲波及紫外線的間歇照射的反復(fù)多次進(jìn)行，被處理溶液20的溫度得以保持。
在這種情況下，驅(qū)動(dòng)功率P0、供給驅(qū)動(dòng)功率的時(shí)間 未供給驅(qū)動(dòng)功率的時(shí)間 可根據(jù)設(shè)定溫度Ta、Tb進(jìn)行相宜的設(shè)定。此外，驅(qū)動(dòng)功率P也可不是總保持定值，例如，當(dāng)被處理溶液20的初期溫度T0較低時(shí)，由于初期的分解速度低，就需加大達(dá)到設(shè)定溫度上限Tb時(shí)的驅(qū)動(dòng)功率P，或者縮短時(shí)間ta。
這樣，通過(guò)利用對(duì)被處理溶液20照射超聲波及紫外線時(shí)產(chǎn)生焦耳熱的加熱效果和非照射時(shí)的放熱效果，不需配置特別的加熱或冷卻裝置，以很低成本就可實(shí)現(xiàn)溫度控制。
下面，根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明，但這些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限定。
實(shí)施例1使用圖1的分解裝置，將作為被處理溶液的揮發(fā)性有機(jī)氯化物之一的四氯乙烯150mg/L的高濃度水溶液3L、用380kHz、200W的超聲波和波長(zhǎng)在260nm附近具有最大強(qiáng)度的紫外線同時(shí)進(jìn)行照射，并對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖21所示。
比較例1除了只用超聲波進(jìn)行照射而不用紫外線照射以外，其它條件與實(shí)施例1相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖21所示。
比較例2除了只用紫外線進(jìn)行照射而不用超聲波照射以外，其它條件與實(shí)施例1相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖21所示。
根據(jù)圖21，在用超聲波和紫外線同時(shí)進(jìn)行照射處理的實(shí)施例1中，即使殘留的四氯乙烯濃度降低，分解速度也幾乎不降低，在僅有2小時(shí)的短時(shí)間內(nèi)，就能從150mg/L的高濃度水平，分解至達(dá)到下水排放標(biāo)準(zhǔn)值的0.1mg/L的低濃度水平。
在與此對(duì)應(yīng)的比較例1、2中，雖然在約15分鐘的照射初期時(shí)間內(nèi)分解速度與實(shí)施例基本相同，但在隨后的照射時(shí)間內(nèi)，顯示出隨著殘留的四氯乙烯濃度的降低、分解速度不斷下降的趨勢(shì)，即使經(jīng)過(guò)4小時(shí)，分解程度也未達(dá)到下水排放標(biāo)準(zhǔn)值的0.1mg/L的低濃度水平。
此外，通過(guò)其它方法對(duì)過(guò)氧化氫的生成進(jìn)行測(cè)定時(shí)，在殘留四氯乙烯的低濃度區(qū)域，只限于單獨(dú)采用超聲波進(jìn)行的照射處理，可以測(cè)到過(guò)氧化氫的生成。由此可知，實(shí)施例中因超聲波照射產(chǎn)生的過(guò)氧化氫，通過(guò)紫外線照射生成了OH自由基，被液相的低濃度四氯乙烯的氧化分解所消耗，因此，當(dāng)同時(shí)進(jìn)行超聲波和紫外線照射時(shí)，結(jié)果，就未能檢測(cè)到過(guò)氧化氫。
實(shí)施例2使用圖1的分解裝置，將作為被處理溶液的含氮化合物之一的硫酸銨水溶液的1mg氮/L(1mg N/L)溶液20ml，用200kHz、200W的超聲波和波長(zhǎng)在260nm附近具有最大強(qiáng)度的紫外線同時(shí)進(jìn)行照射，并對(duì)分解生成物硝酸根離子生成率隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖22所示。
比較例3
除了只用超聲波進(jìn)行照射而不用紫外線照射以外，其它條件與實(shí)施例2相同，對(duì)分解生成物硝酸根離子生成率隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖22所示。
比較例4除了只用紫外線進(jìn)行照射而不用超聲波照射以外，其它條件與實(shí)施例2相同，對(duì)分解生成物硝酸根離子生成率隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖22所示。
根據(jù)圖22，在用超聲波和紫外線同時(shí)進(jìn)行照射處理的實(shí)施例2中，隨著處理時(shí)間的增加，分解率也同時(shí)上升，1小時(shí)后約40％被分解。在與此相對(duì)應(yīng)的單獨(dú)處理的比較例3、4中，1小時(shí)后的分解率在0.5％以下，處于幾乎不能分解的狀態(tài)。由此可知，本發(fā)明即使對(duì)于不揮發(fā)性且難分解物質(zhì)，例如有機(jī)物、氮·磷化合物等通常氧化分解困難的物質(zhì)也很有效。
實(shí)施例3使用圖15的分解裝置，將作為被處理溶液的揮發(fā)性有機(jī)氯化物之一的四氯乙烯150mg/L的高濃度水溶液3L、預(yù)先用磷酸緩沖溶液將被處理溶液的pH值調(diào)整至5以后，再用380kHz、200W的超聲波和波長(zhǎng)在260nm附近具有最大強(qiáng)度的紫外線同時(shí)進(jìn)行照射，并對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖23所示。
實(shí)施例4除了將pH調(diào)整至2以外，其它與實(shí)施例3條件相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖23所示。
實(shí)施例5除了將pH調(diào)整至7以外，其它與實(shí)施例3條件相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖23所示。
實(shí)施例6除了將pH調(diào)整至12以外，其它與實(shí)施例3條件相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖23所示。
根據(jù)圖23可知，將被處理溶液調(diào)整為酸性或弱酸性的實(shí)施例3、4與將被處理溶液調(diào)整為中性、堿性的實(shí)施例5、6相比，前者分解速度快、處理可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。
實(shí)施例7使用圖16的分解裝置，將作為被處理溶液的揮發(fā)性有機(jī)氯化物之一的四氯乙烯150mg/L的高濃度水溶液3L、預(yù)先在被處理溶液中添加摩爾濃度為四氯乙烯的10倍的過(guò)氧化氫之后，再用380kHz、200W的超聲波和波長(zhǎng)在260nm附近具有最大強(qiáng)度的紫外線同時(shí)進(jìn)行照射，并對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖24所示。
實(shí)施例8除了被處理溶液中未添加過(guò)氧化氫之外，其它條件與實(shí)施例7相同，并對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖24所示。
根據(jù)圖24可以得知，被處理溶液中添加過(guò)氧化氫的實(shí)施例7與未添加過(guò)氧化氫的實(shí)施例8相比，分解率、分解速度都大。
實(shí)施例9使用圖17的分解裝置，將作為被處理溶液的揮發(fā)性有機(jī)氯化物之一的四氯乙烯40mg/L的高濃度水溶液3L、一邊將被處理溶液的溫度保持在40℃，一邊用200kHz、50W的超聲波和波長(zhǎng)在260nm附近具有最大強(qiáng)度的紫外線同時(shí)進(jìn)行照射，并對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖25所示。
實(shí)施例10除了將被處理溶液溫度保持在60℃以外，其它條件與實(shí)施例9相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖25所示。
實(shí)施例11除了將被處理溶液溫度保持在10℃以外，其它條件與實(shí)施例9相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖25所示。
實(shí)施例12除了將被處理溶液溫度保持在25℃以外，其它條件與實(shí)施例9相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖25所示。
實(shí)施例13除了將被處理溶液溫度保持在80℃以外，其它條件與實(shí)施例9相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖25所示。
實(shí)施例14
除了將被處理溶液溫度保持在90℃以外，其它條件與實(shí)施例9相同，對(duì)殘留四氯乙烯濃度隨時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖25所示。
根據(jù)圖25可知，被處理溶液溫度保持在40℃及60℃的實(shí)施例9、10，與被處理溶液的溫度保持在10℃、25℃、80℃、90℃的實(shí)施例11～14相比，分解速度大、處理可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性根據(jù)上述本發(fā)明，對(duì)被處理溶液進(jìn)行超聲波和紫外線的同時(shí)照射，或者實(shí)施在超聲波照射后再進(jìn)行紫外線照射的被稱為超聲波照射和紫外線照射的并用處理，并將紫外線照射機(jī)構(gòu)安裝在對(duì)超聲波的傳播途徑?jīng)]有實(shí)質(zhì)性干涉的位置上，由此，則可簡(jiǎn)便、無(wú)試劑且高效地將含有有機(jī)鹵化物等揮發(fā)性物質(zhì)的污水，從高濃度水平分解至符合環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)水平的低濃度范圍，使其能向公共下水等系統(tǒng)排放，或作為再生水加以利用。此外，即使是對(duì)通常氧化分解困難的環(huán)境水中的有機(jī)物及氮·磷化合物等物質(zhì)，因OH自由基的強(qiáng)氧化能力也可進(jìn)行分解。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，將含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液導(dǎo)入反應(yīng)容器中，用超聲波和紫外線對(duì)儲(chǔ)存在所述反應(yīng)容器中的被處理溶液進(jìn)行照射，由此將所述環(huán)境污染物質(zhì)分解，其特征在于在所述反應(yīng)容器內(nèi)安裝有超聲波照射機(jī)構(gòu)，進(jìn)行超聲波照射，同時(shí)，在對(duì)超聲波的傳播途徑?jīng)]有實(shí)質(zhì)性干涉的位置上設(shè)置紫外線照射機(jī)構(gòu)，對(duì)儲(chǔ)存在所述超聲波傳播途徑上的所述被處理溶液進(jìn)行紫外線照射。
2.一種環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，將含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液導(dǎo)入反應(yīng)容器內(nèi)，用超聲波和紫外線對(duì)儲(chǔ)存在所述反應(yīng)容器中的被處理溶液進(jìn)行照射，由此將所述環(huán)境污染物質(zhì)分解，其特征在于將所述被處理溶液導(dǎo)入第1反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行超聲波照射，然后，再將經(jīng)超聲波處理后的所述被處理溶液導(dǎo)入第2反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行紫外線照射。
3.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于所述環(huán)境污染物質(zhì)為有機(jī)鹵化物。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于所述被處理溶液為干洗廢液。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于所述超聲波照射和所述紫外線照射同時(shí)或依次進(jìn)行，并反復(fù)數(shù)次地循環(huán)進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于在將所述被處理溶液的pH值調(diào)整到2～6的狀態(tài)下，進(jìn)行所述超聲波照射和/或所述紫外線照射。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于在所述被處理溶液中添加過(guò)氧化氫后、或在添加的同時(shí)進(jìn)行所述超聲波照射和/或所述紫外線照射。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于在保持所述被處理溶液的溫度在40～60℃的同時(shí)，進(jìn)行所述超聲波照射和/或所述紫外線照射。
9.如權(quán)利要求8所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于通過(guò)使所述超聲波照射和/或所述紫外線照射間歇進(jìn)行，使所述被處理溶液的溫度保持在40～60℃。
10.如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解方法，其特征在于在安裝有所述紫外線照射機(jī)構(gòu)的所述反應(yīng)容器的四壁形成反射面，使照射出的紫外線難于泄漏到反應(yīng)容器之外。
11.一種環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，具有儲(chǔ)存著含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液的反應(yīng)容器；對(duì)所述反應(yīng)容器內(nèi)的所述被處理溶液進(jìn)行超聲波照射的機(jī)構(gòu)；以及對(duì)所述反應(yīng)容器內(nèi)的所述被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的機(jī)構(gòu)，其特征在于所述紫外線照射機(jī)構(gòu)配置在對(duì)由所述超聲波照射機(jī)構(gòu)照射出的所述超聲波的傳播途徑?jīng)]有實(shí)質(zhì)性的干涉、且可對(duì)儲(chǔ)存在所述超聲波的傳播途徑上的被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的位置上。
12.如權(quán)利要求11所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于所述紫外線照射機(jī)構(gòu)配置在所述超聲波的傳播途徑的外圍。
13.如權(quán)利要求11所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于所述紫外線照射機(jī)構(gòu)沿著所述超聲波的傳播途徑配置在所述反應(yīng)容器內(nèi)，所述超聲波照射機(jī)構(gòu)安裝在所述反應(yīng)容器內(nèi)，并使超聲波可沿著所述紫外線照射機(jī)構(gòu)的外圍行進(jìn)。
14.如權(quán)利要求11～13任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于使由所述超聲波照射機(jī)構(gòu)照射出的超聲波可沿著所述紫外線照射機(jī)構(gòu)的表面?zhèn)鞑サ嘏渲盟龀暡ㄕ丈錂C(jī)構(gòu)以及所述紫外線照射機(jī)構(gòu)。
15.一種環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，配有儲(chǔ)存著含有環(huán)境污染物質(zhì)的被處理溶液的反應(yīng)容器；對(duì)所述反應(yīng)容器內(nèi)的所述被處理溶液進(jìn)行超聲波照射的機(jī)構(gòu)；對(duì)所述反應(yīng)容器內(nèi)的所述被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的機(jī)構(gòu)，由此將環(huán)境污染物質(zhì)分解，其特征在于具有儲(chǔ)存所述被處理溶液的第1反應(yīng)容器和儲(chǔ)存由所述反應(yīng)容器中流出的被處理溶液的第2反應(yīng)容器，在所述第1反應(yīng)容器中，設(shè)有用于對(duì)所述被處理溶液進(jìn)行超聲波照射的超聲波照射機(jī)構(gòu)，在所述第2反應(yīng)容器中，設(shè)有用于對(duì)所述經(jīng)超聲波處理后的被處理溶液進(jìn)行紫外線照射的紫外線照射機(jī)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求11～15任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于設(shè)有用于將所述被處理溶液的pH值調(diào)整至2～6的pH值調(diào)整劑添加機(jī)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求11～16任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于設(shè)有可向所述被處理溶液中添加過(guò)氧化氫的過(guò)氧化氫添加機(jī)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求11～17任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于具有將所述被處理溶液的溫度保持在40～60℃的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求18所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于具有利用所述超聲波和/或紫外線的間歇照射、使所述被處理溶液的溫度保持在40～60℃的照射控制機(jī)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求11～19任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于在安裝有所述紫外線照射機(jī)構(gòu)的所述反應(yīng)容器的四壁形成反射面。
21.如權(quán)利要求11～20任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于配有多段所述超聲波照射機(jī)構(gòu)和所述紫外線照射機(jī)構(gòu)的組合。
22.如權(quán)利要求11～21任一項(xiàng)所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于用于處理含有作為所述環(huán)境污染物質(zhì)的有機(jī)鹵化物的被處理溶液。
23.如權(quán)利要求22所述的環(huán)境污染物質(zhì)的分解裝置，其特征在于用于干洗廢液的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能在短時(shí)間內(nèi)大量分解作為環(huán)境污染物質(zhì)的有機(jī)鹵化物等的方法及其裝置，使其能達(dá)到作為排水從下水道等排放時(shí)可允許的低濃度范圍，而且，本發(fā)明還提供對(duì)氧化分解困難的有機(jī)物、氮·磷化合物等也可以進(jìn)行分解的方法及其裝置。例如，對(duì)于儲(chǔ)存著含有環(huán)境污染物質(zhì)的水溶液的反應(yīng)容器(10a)內(nèi)的試料溶液(20)，用設(shè)置在反應(yīng)容器(10a)的中央底部的振子(30a)發(fā)出的超聲波(50)進(jìn)行照射，同時(shí)，使用設(shè)置在反應(yīng)容器(10a)內(nèi)四周的紫外燈(40a)發(fā)出的紫外線進(jìn)行照射。此時(shí)，紫外燈(40a)設(shè)置在對(duì)超聲波(50)的傳播途徑?jīng)]有實(shí)質(zhì)性干涉的位置上。
文檔編號(hào)A62D3/00GK1535249SQ0280737
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月28日
發(fā)明者川上幸次, 北出雄二郎, 加藤修久, 久, 二郎 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社