过氧化氢的去除方法和去除装置以及纯水制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术的过氧化氢去除装置去除被处理水中含有的过氧化氢，具有阳极(11)和阴极(12)、以及设置于阳极(11)与阴极(12)之间且至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂的过氧化氢去除室(23)，在阳极(11)和阴极(12)之间施加直流电压。(12)之间施加直流电压。(12)之间施加直流电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过氧化氢的去除方法和去除装置以及纯水制造装置


[0001]本专利技术涉及在排水处理、纯水/超纯水制造工序中，用于去除水中的过氧化氢的方法和装置以及纯水制造装置。

技术介绍

[0002]以往，在电子部件的清洗、表面处理中，过氧化氢作为氧化剂与酸、碱等药液一起被广泛使用。过氧化氢具有氧化力，因此需要适当地管理并去除，使得过氧化氢不会流入构成水处理系统的离子交换树脂装置等耐氧化性低的装置。通常，由氧化剂引起的劣化会对水处理设备造成不能恢复的致命的损伤。特别地，已知在电再生式脱离子装置(EDI：electrodeionization)内的离子交换树脂中，若存在氧化剂，则容易劣化。例如，已知在超纯水制造系统中若被处理水中含有过氧化氢，则超纯水制造系统中含有的离子交换树脂的一部分被氧化分解而引起有机物的溶出。
[0003]此外，由于过氧化氢具有氧化力而杀菌力也高，因此在想要将含有过氧化氢的排水从纯水系统向系统外的排水系统排出时，也有可能对排水处理系统中含有的生物处理设备造成影响，因此有必要预先将过氧化氢去除后排出。此外，在纯水/超纯水制造系统中，已知有时会使用以总有机碳(TOC：Total Organic Carbon)成分的分解为目的的紫外线氧化装置，在进行紫外线氧化后的处理水中含有微量的过氧化氢。
[0004]以往，作为降低被处理水中的过氧化氢的方法，有添加还原剂的方法、与活性炭接触的方法、与担载有金属的树脂接触的方法等。在添加还原剂的方法中，向含有过氧化氢的被处理水中，添加亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠等还原剂。还原剂和过氧化氢的反应速度非常大，因此根据该方法能够可靠地分解去除过氧化氢，但难以控制还原剂的添加量，此外，为了可靠地去除过氧化氢，需要添加过量的还原剂，还原剂使液体中的离子量增加，很有可能导致水质劣化。
[0005]在与活性炭接触的方法中，通常设置活性炭的填充塔而使被处理水进行通水，但由于反应速度慢，因此无法提高通水空间速度，存在装置大型化的问题。此外，在活性炭中，伴随着过氧化氢的分解，自身也被氧化，有可能产生粒子的崩坏。
[0006]作为与担载有金属的树脂接触的方法，例如，提出了使含有过氧化氢的被处理水与在离子交换树脂中担载有钯催化剂、铂催化剂的催化剂树脂接触的方法(专利文献1)。在该方法中，过氧化氢通过下述表达式所示的反应而分解。2H2O2→
2H2O+O2[0007]虽然不是与过氧化氢的分解去除有关的文献，但专利文献2中公开了如下内容：与在电再生式脱离子装置的浓缩室中填充的离子交换体相关联地，在浓缩室中填充离子交换体，使得在脱盐室中的脱盐处理后从浓缩室取出的离子交换体的体积为该浓缩室的容积的103％至125％。在先技术文献专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2007
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185587号公报专利文献2：日本特开2016
‑
129863号公报

技术实现思路

专利技术要解决的课题
[0009]通过在离子交换树脂中担载有由钯、铂等构成的催化剂的催化剂树脂来分解去除过氧化氢的方法与使活性炭接触的方法相比，过氧化氢的分解速度大，但期望进一步提高分解速度。此外，已知在使用催化剂树脂的方法中，过氧化氢的分解速度伴随着时间的经过而降低，期望能够长时间稳定地分解过氧化氢。
[0010]本专利技术的目的在于，提供一种能够迅速且稳定地长时间处理被处理水中的宽浓度区域的过氧化氢的过氧化氢去除方法和装置、以及具备该装置的纯水制造装置。本专利技术的另一目的在于，提供一种还能够适用于排水处理的过氧化氢去除方法和装置。用于解决课题的技术方案
[0011]本专利技术的过氧化氢去除方法是一种去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，包括如下工序：在阳极与阴极之间施加直流电压，并且将被处理水通水于过氧化氢去除室，该过氧化氢去除室设置于阳极与阴极之间，且至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂。
[0012]本专利技术的过氧化氢去除装置是一种去除被处理水中含有的过氧化氢的过氧化氢去除装置，具有阳极和阴极、以及设置于阳极与阴极之间且至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂的过氧化氢去除室，在阳极与阴极之间施加直流电压。
[0013]本专利技术的纯水制造装置具有基于本专利技术的过氧化氢去除装置、以及设置于过氧化氢去除装置的前级的紫外线氧化装置。
[0014]在本专利技术中，通过对至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂的过氧化氢去除室流过被处理水，并且在阳极与阴极之间施加直流电压，从而迅速地进行过氧化氢与金属催化剂接触所引起的反应生成物的去除，能够长期稳定地将过氧化氢的分解去除性能维持得较高。特别是在本专利技术中，优选设为在过氧化氢去除室中填充离子交换体，在该离子交换体的至少一部分担载有金属催化剂。通过使离子交换体担载金属催化剂，从而在一边将被处理水通水于过氧化氢去除室，一边在阳极与阴极之间施加直流电压时，过氧化氢的分解和离子交换体的电再生并行进行，能够长期稳定地将过氧化氢的分解去除性能维持得更高。
[0015]作为本专利技术中具有过氧化氢分解能力的金属催化剂，例如除了钯、铂等铂族金属催化剂之外，还可举出铁、锰、镍、金、银、铜、铬、铝以及它们的化合物等。其中，铂族金属催化剂由于对过氧化氢分解的催化剂活性高，因此更优选使用。铂族金属催化剂是指包含选自钌、铑、钯、锇、铱以及铂中的一种以上的金属的催化剂。铂族金属催化剂可以单独含有这些金属元素中的任一种，也可以将它们当中的两种以上组合。其中，铂、钯、铂/钯合金的催化剂活性高，作为铂族金属催化剂而被优选使用。
[0016]本专利技术通过在从含有成为对阴离子交换体的负荷的碳酸成分的被处理水中去除过氧化氢时，使用担载有铂族金属催化剂作为金属催化剂的阴离子交换体，从而更能够发挥优越性。而且，在过氧化氢去除室在其阳极侧被阴离子交换膜划分的情况下，从被处理水
吸附于过氧化氢去除室内的阴离子交换体的阴离子成分即碳酸成分通过电再生从阴离子交换体脱离，以阴离子的形态经由阳极侧的阴离子交换膜从过氧化氢去除室排出。即，根据本专利技术，不仅能够生成去除了过氧化氢的处理水，还能够实现处理水的水质的提高。
[0017]此外，在本专利技术中，通过连续施加直流电压，能够维持担载有铂族金属催化剂的离子交换体的再生状态，因此还能够将空间速度(Space Velocity：SV)设定为100h
‑1以上来进行运转。空间速度SV是表示在每单位时间对填充于过氧化氢去除室内并担载有铂族金属催化剂的离子交换体的体积的几倍相当量的被处理水进行处理的单位。具体地，通过将被处理水的流量(L/h)除以担载有铂族金属催化剂的离子交换体的体积(L)，能够求出SV值。关于能够以通常的2倍、3倍来运用SV值，为了进行相同量的被处理水的处理，能够将因担载有贵金属而昂贵的催化剂的量降低为1/2、1/3，是有利的。
[0018]在本专利技术的过氧化氢去除装置中，也可以构成为，设置隔着中间离子交换膜与过氧化氢去除室的阴极侧或阳极侧相邻并填充有离子交换体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，包括如下工序：在阳极与阴极之间施加直流电压，并且将所述被处理水通水于过氧化氢去除室，所述过氧化氢去除室设置于所述阳极与所述阴极之间，且在所述过氧化氢去除室的至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂。2.根据权利要求1所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，在所述过氧化氢去除室中填充有离子交换体，且在所述离子交换体的至少一部分担载有所述金属催化剂。3.根据权利要求2所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，所述离子交换体为阴离子交换体。4.根据权利要求2或3所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，在所述通水的工序之后，将从所述过氧化氢去除室取出的所述离子交换体的自由状态下的体积除以所述过氧化氢去除室的容积所得的值即填充率为95％以上且125％以下。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，所述金属催化剂为铂族金属催化剂。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，所述过氧化氢去除室在朝向所述阳极的一侧由阴离子交换膜划分，且在朝向所述阴极的一侧由阳离子交换膜划分。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，所述被处理水中的过氧化氢浓度为1μg/L以上。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，所述被处理水包含碳酸成分。9.根据权利要求8所述的去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，其中，所述被处理水中的所述碳酸成分的浓度以总碳酸计为0.01mg/L以上的CO2换算浓度。10.一种过氧化氢去除装置，去除被处理水中含有的过氧化氢，所述过氧化氢去除装置具有：阳极和阴极；以及过氧化氢去除室，其设置于所述阳极与所述阴极之间，且在所述过氧化氢去除室的至少一部分填充有具有过氧化氢分...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木庆介，须藤史生，高橋一重，近藤司，柴崎贤治，阿部真弓，
申请(专利权)人：奥加诺株式会社，
类型：发明
国别省市：