特開 2024-30815 ＰＦＯＳ及び／又はＰＦＯＡを除去する装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030815

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】ＰＦＯＳ及び／又はＰＦＯＡを除去する装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/28 20230101AFI20240229BHJP

   C02F 1/78 20230101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

C02F1/28 L

C02F1/28 D

C02F1/78

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133970

(22)【出願日】2022-08-25

(71)【出願人】

【識別番号】522339190

【氏名又は名称】沖縄環境エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074273

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 英夫

(74)【代理人】

【識別番号】100173222

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 英二

(74)【代理人】

【識別番号】100151149

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 幸城

(72)【発明者】

【氏名】松永 勲芳

(72)【発明者】

【氏名】松永 貴史

(72)【発明者】

【氏名】安次富 学

【テーマコード（参考）】

4D050

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D050AA13

4D050AB19

4D050BB02

4D050BD04

4D050BD08

4D050CA06

4D050CA08

4D050CA15

4D624AA04

4D624AB11

4D624BA02

4D624BA17

4D624CA01

4D624CA04

4D624DA03

4D624DB03

4D624DB19

4D624DB24

(57)【要約】

【課題】ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの除去状態あるいは除去効果を即時に確認しながら、複数流路を確保することにより処理装置の運転を停止することなく連続的に、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置を提供すること。
【解決手段】
ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体が導入されるタンク１と、このタンクから供給された液体中のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを吸着するための活性炭と、さらに前記供給された液体中にオゾンを供給するオゾン水生成装置２とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体が導入されるタンクと、
このタンクから供給された液体中のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを吸着するための活性炭と、
さらに前記供給された液体中にオゾンを供給するオゾン水生成装置とを含むＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置。

【請求項2】

前記タンクの下流側に前記オゾン水生成装置を設け、
さらにその下流側に複数の流路を設けてその流路中に活性炭を設け、
さらにこれら流路の下流側を前記タンクとオゾン水生成装置との間の流路に接続してある請求項１記載のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置。

【請求項3】

前記タンクの下流側に複数の流路を設け、
それぞれの流路中に前記活性炭及び前記オゾン水生成装置を設けた請求項１記載のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置。

【請求項4】

前記オゾン水生成装置内のオゾンを測定するオゾン濃度計を設けてある請求項１～３のいずれかに記載のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機フッ素化合物であるＰＦＯＳ（パーフルオロオクタンスルホン酸あるいはペルフルオロオクタンスルホン酸）やＰＦＯＡ（パーフルオロオクタン酸あるいはペルフルオロオクタン酸）を廃液や湧水等の液体中から除去し、又、その除去状態を確認する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡといった有機フッ素化合物は、耐熱性、耐薬品性など非常に優れた安定性を持つことから、界面活性剤、半導体製造や金属メッキの薬剤、泡消火剤、フッ素樹脂製造の助剤などに用いられてきた。

【0003】

他方で、ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡは、化学的に極めて安定性が高く、水溶性かつ不揮発性の物質であることから、環境中に放出された場合には河川等に移行しやすい。また、その難分解性と生体蓄積性のため、環境に残留しやすいとされ、生態系への影響が懸念されている。

【0004】

ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡは化学的に非常に安定しており、自然界では分解しない。また、熱分解するためには約１０００℃以上の高温が必要となる。

【0005】

ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡ含有水の処理法としては、燃焼処理方式や高圧の超臨界方式といった方法があげられる。しかし、上記処理方式は大規模な設備投資が必要であり、建設費のコストが増大するという問題点が存在する。また、上記処理方式はＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡ含有水が高濃度で少量の場合に適し、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡ含有水が低濃度で多量の場合には適さないという課題がある。

【0006】

一方で、廃液中に含まれる有機物をオゾンマイクロバブルにより処理する装置が提案されている（特許文献１）。この方法は、マイクロバブル発生装置にオゾン発生装置より生成されたオゾンガスと処理層の下部から抜き出された廃液を加圧ポンプを介して供給し、
生成されたオゾンマイクロバブルをガス吹き出しパイプの開口部より処理層内の廃液に通気するものである。

【0007】

また、有機フッ素化合物等の難分解性の化合物を処理する水処理装置および水処理方法が提案されている（特許文献２）。この方法は、ナノバブルの酸化力を利用して２段階のナノバブル処理により有機フッ素化合物を分解し分解物をガス化し、活性炭で吸着除去するというものである。加えて、上記有機フッ素化合物をナノバブルの酸化力を利用して分解した分解物としてのガスをファンにより送風することによって水面から常時除去することにより上記分解を効率的に行うものである。

【0008】

【特許文献1】特開２００４－３２１９５９号公報

【特許文献2】特開２０１０－２２９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記のような処理装置では、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去することができるものの、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを定量的あるいは定性的に測定する手段が講じられていないために、その除去状態あるいは除去効果を即時に確認することができないという問題点が存在している。

【0010】

また、上記の発明のような処理装置は流路が単一経路のため、仮にＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを継続的に除去したことにより活性炭の吸着処理能力が低下した場合には、その活性炭の交換のために処理装置を長期間停止せざるを得ず、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの除去効率が低下してしまうという不都合が生じる。

【0011】

本発明は上述の事柄に留意してなされたものであり、その目的は、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの除去状態あるいは除去効果を即時に確認しながら、複数流路を確保することにより、例えば３０～６０トンなど大量の液体を処理でき、あるいは、処理装置の運転を停止することなく連続的に、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するため、本発明に係るＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置は、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体が導入されるタンクと、このタンクから供給された液体中のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを吸着するための活性炭と、さらに前記供給された液体中にオゾンを供給するオゾン水生成装置を含む（請求項１）。

【0013】

一方、上記課題を解決するために、本発明に係るＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置は、前記タンクの下流側に前記オゾン水生成装置を設け、さらにその下流側に複数の流路を設けてその流路中に活性炭を設け、さらにこれら流路の下流側を前記タンクとオゾン水生成装置との間の流路に接続する（請求項２）。

【0014】

上記課題を解決するために、本発明に係るＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置は、前記タンクの下流側に複数の流路を設け、それぞれの流路中に前記活性炭及び前記オゾン水生成装置を設ける（請求項３）。

【0015】

本発明に係るＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置において、前記オゾン水生成装置内のオゾンを測定するオゾン濃度計を設けてもよい（請求項４）。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、オゾン及び活性炭によりＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを効率的に除去することができる。

【0017】

また、オゾン濃度計を設けた場合には、その場で即時にＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの除去状態あるいは除去効果を確認することが可能となる。

【0018】

さらに本発明では大量の廃液や湧水等の液体を処理でき、また、複数流路を設けた場合には、一つの流路のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡ除去効果が低下した場合にも残りの流路に切り替えて連続運転することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置の実施の形態を示す説明図である。

【図2】ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを除去する装置の別の実施形態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。この実施形態の装置はタンク１、オゾン水生成装置２、吸着装置３、三方切替弁４、４´、オゾン発生器５、オゾン濃度計６及び移送ライン７～１０を備える。

【0021】

ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体はタンク１に貯留される。タンク１に貯留されたＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体は三方切替弁４を備えた移送ライン７を介してオゾン水生成装置２に移送される。オゾン発生器５においてオゾンが生成され、そのオゾンがオゾン水生成装置２に供給される。オゾン水生成装置２ではＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体とオゾン発生器５より供給されたオゾンが化学反応し、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡは酸化分解される。このように処理されたＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体は移送ライン８を介して吸着装置３に移送される。吸着装置３はやしがら活性炭等の活性炭を用いて構成されており、その活性炭がオゾン水生成装置２で酸化分解されず残存したＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを吸着する。

【0022】

吸着装置３の活性炭は交換可能なカートリッジ式にすることができ、活性炭の吸着効果が低下した場合には適宜交換することができる。

【0023】

また、移送ライン８及び吸着装置３は単一流路だけではなく図１に示すように複数流路で構成することも可能である。複数流路で構成した場合には、一つの流路が故障あるいは活性炭の交換で利用できない場合にも、他の流路で稼働を継続することができる。

【0024】

吸着装置３で処理された液体は移送ライン９を介して排水される。移送ライン９には三方切替弁４´が設置されている。活性炭３で処理された液体は、移送ライン１０を介して移送ライン７にフィードバックさせて上記に示した同一工程を循環させることが可能である。このようにフィードバックさせることにより、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの濃度をより低減させることができる。

【0025】

オゾン水生成装置２にオゾン濃度計６を設置することも可能である。オゾン濃度計６でオゾン水生成装置２内部のオゾン濃度を測定することによりＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの除去状態や吸着装置３の活性炭の交換時期を把握することができる。

【0026】

吸着装置３では、活性炭に加えてさらにイオン交換樹脂及び/又は不織布を追加してもよい。

【0027】

別の実施形態を図２に基づいて説明する。本発明の装置は圧送ポンプ１１、糸巻フィルター１２、タンク１３、加圧ポンプ１４、三方切替弁１５、制御盤１６、吸着装置１７、オゾン水生成装置１８、オゾン発生器１９、オゾン濃度計２０及び移送ライン２１～２５を備える。

【0028】

ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体が圧送ポンプ１１により移送ライン２１を介して糸巻フィルター１２に移送される。糸巻フィルター１２によりＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体中の浮遊物等を取り除くことができる。ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体は糸巻フィルター１２から移送ライン２２を介してタンク１３に移送される。タンク１３でＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体を貯留する。タンク１３に一定量以上の液体が注入されると圧送ポンプ１１は停止する。他方で、タンク１３の液体が一定量以下になると圧送ポンプ１１は作動する。

【0029】

タンク１３に貯留されているＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体は、加圧ポンプ１４により移送ライン２３を介して三方切替弁１５に移送される。三方切替弁１５を切替することにより移送ライン２３から移送ライン２４又は移送ライン２５にＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体を移送することが可能となる。制御盤１６は本発明の装置のシステム（三方切替弁１５の開閉、ポンプ１１や加圧ポンプ１４の作動等）を制御するものである。移送ライン２４及び移送ライン２５には、活性炭からなる吸着装置１７と、オゾン発生器１９が備え付けられているオゾン水生成装置１８とが設置されている。移送ライン２４及び/又は移送ライン２５に移送されたＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体は、吸着装置１７の活性炭の作用によりＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡが吸着される。ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体は吸着装置１７通過後はオゾン水生成装置１８に移送される。

【0030】

オゾン発生器１９においてオゾンが生成され、そのオゾンがオゾン水生成装置１８に供給される。オゾン水生成装置１８ではＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体とオゾン発生器１９により供給されたオゾンが化学反応し、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡは酸化分解される。オゾン水生成装置１８を通過し、低濃度となったＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体は排出される。

【0031】

図２に示すように、活性炭からなる吸着装置１７と、オゾン発生器１９が備え付けられているオゾン水生成装置１８とは複数設置してもよい。

【0032】

吸着装置１７の活性炭は交換可能なカートリッジ式にすることができ、活性炭の吸着効果が低下した場合には適宜交換することができる。

【0033】

移送ライン２４の流路が故障あるいは吸着装置１７の活性炭の交換で利用できない場合
は他の流路である移送ライン２５を利用することにより稼働を継続することができる。この場合には、三方切替弁１５により移送ライン２４から移送ライン２５への切替を行う。流路はさらに数を増やして設けてもよい。尚、三方切替弁１５は設けなくてもよい。

【0034】

オゾン水生成装置１８にオゾン濃度計２０を設置することも可能である。オゾン濃度計２０でオゾン水生成装置１８内部のオゾン濃度を測定することにより吸着装置１７の活性炭の交換時期を把握することができる。
以下説明する。
オゾン発生器１９においてオゾンをオゾン濃度０．０２ＰＰＭで発生するよう設定しておく。仮にオゾン濃度計２０によって測定されたオゾン濃度が０．０１ＰＰＭを下回った場合には、オゾン発生器１９から発生したオゾンがＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの酸化分解に消費されていることになる。このような場合には吸着装置１７の活性炭の吸着能が低下していることが示唆されるから、吸着装置１７の活性炭が汚れていることが推定される。

【0035】

吸着装置１７では、活性炭に加えてさらにイオン交換樹脂及び/又は不織布を追加してもよい。

【0036】

（試験結果）
ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体を本発明の装置を用いて処理することに関して表１及び表２に示す試験結果が得られた。
表１はＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体を本発明の装置で処理する前のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの計量値である。
表２はＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体を本発明の装置で処理した後のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの計量値である。

【表1】

【表2】

表２からも明らかなように、ＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡを含む液体を本発明の装置で処理した後の液体中のＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ、ＰＦＯＳ及びＰＦＯＡの計量値はいずれも１．０(ng/L)未満となった。
以上の試験結果から、本発明の装置が液体中のＰＦＯＳ及び/又はＰＦＯＡの除去に極めて有効であることが示唆された。

【符号の説明】

【0037】

１ タンク
２ オゾン水生成装置
３ 吸着装置
４ 三方切替弁
５ オゾン発生器
６ オゾン濃度計
７～１０ 移送ライン
１１ 圧送ポンプ
１２ 糸巻フィルター
１３ タンク
１４ 加圧ポンプ
１５ 三方切替弁
１６ 制御盤
１７ 吸着装置
１８ オゾン水生成装置
１９ オゾン発生器
２０ オゾン濃度計
２１～２５ 移送ライン

【図1】

【図2】