JP2000107778A - 水処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な方法により臭素酸の生成を抑制すること
が可能な水処理方法および水処理装置を得る。 【解決手段】接触槽内て被処理水とオゾンガスを接触，
混合する接触槽と、被処理水中に溶解したオゾンと有機
物との反応時間を確保する滞留槽のそれぞれの内部を流
れる被処理水のｐＨを監視し且つ調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、オゾンのもつ強
力な酸化作用を利用して水中の殺菌，脱臭，有機物等の
酸化を行う水処理方法および水処理装置に係り、特にオ
ゾン処理による被処理水中の臭素酸の生成を抑制する水
処理方法および水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾンがフッ素に次いで強力な酸化力を
有するという特長を利用して、近年、オゾンガスを水中
に散気して殺菌，脱色，脱臭，有機物もしくは無機物の
酸化除去等を行う水処理が広く行われている。特に都市
近郊の水道では、取水源に起因する異臭味の被害が広が
っており、先に述べたオゾンの持つ強力な酸化力はこの
異臭味除去に大きな効果を発揮するので、オゾン及び活
性炭を用いた高度処理の導入が進められている。

【０００３】このようなオゾンとオゾンによって処理さ
れる水（以下被処理水と称する）を反応させるオゾン水
処理装置は、電気エネルギーからオゾンを発生させるオ
ゾン発生装置、被処理水を供給する送水ポンプ、反応を
進行させる反応槽、反応槽から未反応のまま排出される
排オゾンを分解する排オゾン処理設備から構成されてお
り、接触の方式としては反応槽下部からオゾンを気泡と
して吹出させる気泡塔方式がよく用いられている。最近
ではほとんどが気泡塔内において、被処理水を頂部から
供給しオゾンガスと対向させる向流接触方式を用いてお
り、大規模な浄水場等では、向流接触池を複数直列に接
続した、横流式向流多段接触池が用いられている。オゾ
ン処理装置の効率を表わす指標として、一般的にオゾン
吸収率、及び除去効率が用いられる。これらの指標が高
いほど、オゾン処理装置は経済的かつ処理性能が高い。

【０００４】ここでオゾン吸収率とは注入したオゾンガ
スのうち、反応槽内で被処理水に溶解し、あるいは分
解，消費されたオゾンの割合であり下式で表される。オ
ゾン吸収率(%)＝( 注入オゾンガス濃度−排オゾンガス
濃度) ÷注入オゾンガス濃度×100また除去効率は反応
槽内で分解除去される被処理水中の水質汚濁物質の割合
であって、下式であらわされる。代表的な水質汚濁物質
として臭気物質、トリハロメタン前駆物質などが挙げら
れる。 除去効率(%)＝( 流入汚濁物質濃度−流出汚濁物質濃度)
÷流入汚濁物質濃度×100 これらオゾン処理装置においては、被処理水に対して除
去目的の酸化分解反応を十分に行うだけのオゾン注入が
必要であると同時に、過剰なオゾン注入は上記オゾン吸
収率の低下を招くことから、これら双方の値が常に高く
保てるようオゾン注入制御を行う必要がある。

【０００５】ところで水処理の分野において問題となっ
ているのは、オゾン等の酸化剤と有機物の反応による消
毒副生成物である。中でも有機塩素系化合物であるトリ
ハロメタン等は、その発ガン性が指摘され、水道水中の
水質基準値も厳密に定められている。但しこのトリハロ
メタンに対しては、塩素の代替酸化剤としてオゾンを用
い、オゾン処理後に生物活性炭処理を行う事で十分に低
減可能である。またアルデヒド類も有害な消毒副生成物
であるが、これらについても生物活性炭処理により基準
値以下まで低減可能である。

【０００６】近年、最も問題視されているオゾン消毒副
生成物は、臭素酸（BrO₃）である。臭素酸は被処理水中
に臭素が含まれる場合に、オゾンと直接反応して生成す
る。臭素酸は現段階では水質基準としては定められてい
ないが、その発癌性が指摘され、暫定許容値は10〜25μ
g/L と、前述のトリハロメタン類よりも厳しいものであ
る。また臭素酸に関して最も深刻な問題は、生物活性炭
でもその除去が殆ど期待できないことである。また臭素
酸の形態になると、最終消毒剤である塩素ともほとんど
反応しない。

【０００７】従って一旦生成した臭素酸は、後段での抑
止が不可能であり、如何にその生成を押えるかが問題と
なる。臭素とオゾンの反応による臭素酸の生成量はｐH
依存性が高く、特にｐH7.0以上で、その生成量は急激に
増加するとされている。図２はCT値を媒介変数とする臭
素酸濃度とｐH の関係を示す線図である。

【０００８】図中CT値は接触槽や滞留槽等の反応槽内に
おける溶存オゾン濃度時間積であり臭素酸生成量はこの
CT値への依存性も高い。生成する臭素酸濃度はｐH 値の
増大とともに増す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般に浄水処理におけ
る水道原水のｐH は、概ね中性（ｐH7.0）付近にある。
原水にオゾンを散気，注入すると、曝気による脱炭酸の
影響等から、若干アルカリ性側に変化をすることがあ
る。それらは季節変化による水質変動や、降雨等の影響
を受けやすい。

【００１０】図からわかるように、ｐH が７から7.5 に
変化すると、臭素酸の生成量は最大3 倍程度増加する。
特にCT値が10及び15(mg/L*min.) の場合は、ｐH が７か
ら7.5 に上昇することで、暫定基準値である20μg/L を
超えてしまう。従来のオゾン接触池でも流入水道原水の
ｐH の監視程度は行われているが、オゾン接触槽内のｐ
H 変化は把握されていない。

【００１１】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は、簡易な方法により臭素酸の生成を抑制することが
可能な水処理方法および水処理装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的は第一の発明
によれば被処理水にオゾンガスを導入して浄化処理を行
う水処理方法において、接触槽内で被処理水とオゾンガ
スを接触，混合する接触槽と、被処理水中に溶解したオ
ゾンと有機物との反応時間を確保する滞留槽のそれぞれ
の内部を流れる被処理水のｐＨを監視し且つ調節して槽
内を流れる被処理水中の臭素酸の生成を抑制することに
より達成される。

【００１３】第二の発明によれば被処理水にオゾンガス
を導入して浄化処理を行う水処理装置において、オゾン
ガスと被処理水を接触，混合する接触槽と、被処理水中
に溶解したオゾンと有機物との反応時間を確保する滞留
槽のそれぞれの内部にｐＨ測定装置およびｐＨ調整装置
の組を備えることにより達成される。接触槽内及び滞留
槽等の反応槽のそれぞれのｐH を監視し且つ調節する
と、高精度のｐH 制御がもたらされる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の水処理装置につ
きシステムフローの一例を示す構成図である。一般的な
大規模浄水場向けの横流式向流３段オゾン接触池であ
る。先ず全体フローの流れを説明する。被処理水は自然
流下あるいはポンプ送水により導入口(1) よりオゾン接
触槽（2 ）内に導入され、オゾン発生装置(3) より発生
させたオゾンガスはオゾン散気装置(4) を経てオゾン接
触槽（2 ）内に導入される。被処理水とオゾンガスはオ
ゾン接触槽（2 ）内で接触，混合することで反応が進行
する。本例の場合はオゾン接触，混合を3 段階で行って
いる。オゾン接触槽を経た後、被処理水は滞留槽(5) 内
で一定時間滞留の後、排出口（6 ）より系外に排出さ
れ、被処理水と未反応のオゾンガスは排オゾン処理装置
（7 ）を経て系外に排出される。

【００１５】各接触槽（3 段の合計は15min.）の滞留時
間は5min. 、滞留槽の接触時間は5min. である。また接
触槽内及び滞留槽内の計４箇所にｐH 測定装置(8) 、及
びｐH 調整装置(9) を併設している。ｐH 測定装置(8)
からの信号は制御演算器(10)に送られ、その信号に基づ
き各ｐH 調整装置(9a 〜9d) の制御が行われる。

【００１６】ｐH 測定装置(8) は、一般に水質試験等に
広く用いられているｐH 電極及び信号変換（増幅）器、
並びに制御演算器(10)への伝送回路等により構成され
る。図３はこの発明のｐH 調整装置の一例を示す模式図
である。ｐH 調整装置は薬品貯留タンク(11)、制御演算
器(10)からの信号に比例して動作する注入ポンプ(12)、
注入口(13)により構成される。薬品貯留タンク(11)に
は、ｐH 調整試薬である酸（塩酸、硫酸）またはアルカ
リ( 水酸化ナトリウム) が充填される。酸，アルカリ双
方を貯留し、注入ポンプ(12)も2 台設けることで、酸性
側、アルカリ性側どちらへの調整も可能にしている。

【００１７】前記したような横流式向流３段オゾン接触
池は、オゾンとの接触，混合により、流入時に比して、
若干ｐH がアルカリ性側に変化することが多い。そのよ
うな場合には、制御演算器(10)から該当箇所のｐH 調整
装置(9) へ酸性側へ調整するための信号を送り、常にｐ
H を設定値内（たとえばｐH 7.0 〜7.1 ）に維持する。
従って常に臭素酸の生成は抑制され、一定基準値以下の
処理水が得られる。

【００１８】

【発明の効果】第一の発明によれば接触槽内て被処理水
とオゾンガスを接触，混合する接触槽と、被処理水中に
溶解したオゾンと有機物との反応時間を確保する滞留槽
のそれぞれの内部を流れる被処理水のｐＨを監視し且つ
調節するので、溶存オゾン濃度の如何に係わらず臭素酸
の生成抑制が容易であり、且つ高精度のｐH 制御により
臭素酸生成抑制が確実になる。

【００１９】第二の発明によればオゾンガスと被処理水
を接触，混合する接触槽と、被処理水中に溶解したオゾ
ンと有機物との反応時間を確保する滞留槽のそれぞれの
内部にｐＨ測定装置およびｐＨ調整装置の組を備えるの
で、高精度のｐH 制御がなされ、その結果として溶存オ
ゾン濃度の如何に係わらず臭素酸の生成を容易且つ確実
に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の水処理装置につきシステムフローの
一例を示す構成図

【図２】CT値を媒介変数とする臭素酸濃度とｐH の関係
を示す線図

【図３】この発明のｐH 調整装置の一例を示す模式図

【符号の説明】

１ 導入口 ２ 接触槽 ３ オゾン発生装置 ４ 散気装置 ５ 滞留槽 ６ 排出口 ７ 排オゾン処理装置 ８ ｐH 測定装置 ９ ｐH 調整装置 10 制御演算器 11 薬品貯留タンク 12 注入ポンプ 13 注入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 龍太郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D050 AA01 AA03 AB03 AB04 AB06 AB11 AB19 AB44 BB02 BD02 BD03 BD04 BD06 BD08 CA13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理水にオゾンガスを導入して浄化処理
   を行う水処理方法において、接触槽内て被処理水とオゾ
   ンガスを接触，混合する接触槽と、被処理水中に溶解し
   たオゾンと有機物との反応時間を確保する滞留槽のそれ
   ぞれの内部を流れる被処理水のｐＨを監視し且つ調節し
   て槽内を流れる被処理水中の臭素酸の生成を抑制するこ
   とを特徴とする水処理方法。
2. 【請求項２】被処理水にオゾンガスを導入して浄化処理
   を行う水処理装置において、オゾンガスと被処理水を接
   触，混合する接触槽と、被処理水中に溶解したオゾンと
   有機物との反応時間を確保する滞留槽のそれぞれの内部
   にｐＨ測定装置およびｐＨ調整装置の組を備えること特
   徴とする水処理装置。