JP2001070958A - オゾン/紫外線隔式循環酸化処理装置 - Google Patents

オゾン/紫外線隔式循環酸化処理装置

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JP2001070958A
JP2001070958A JP25274499A JP25274499A JP2001070958A JP 2001070958 A JP2001070958 A JP 2001070958A JP 25274499 A JP25274499 A JP 25274499A JP 25274499 A JP25274499 A JP 25274499A JP 2001070958 A JP2001070958 A JP 2001070958A
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ozone
ultraviolet
ultraviolet irradiation
oxidation treatment
shielding plate
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Kazuichi Isaka
和一 井坂
Hiroyuki Yamada
裕之 山田
Tatsuo Sumino
立夫 角野
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導入したオゾンガスをできるだけ有効に消費
し、オゾンガスによる紫外線透過阻害を起こさず、廃水
中のダイオキシン等の微量化学物質を効率よく安価に酸
化処理しうる酸化処理装置を提供するコト。 【解決手段】 オゾンと紫外線を併用して廃水を酸化処
理する装置において、一つの反応槽1を遮光板2で仕切
ることにより、オゾン溶解部3と紫外線照射部4とに区
分したことを特徴とするオゾン/紫外線隔式循環酸化処
理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃水中の有機物、
特にダイオキシン等の微量化学物質を酸化処理する装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】廃水中の有機物の除去法の一つとして、
紫外線とオゾン及び過酸化水素を併用した促進酸化法に
よる処理が行われている。この方法は、溶解したオゾン
に紫外線を照射することにより、オゾンより酸化力の高
いOH・ラジカルを生成させ、酸化・分解を行うもので
ある。また、同時に過酸化水素を併用することにより、
処理効率を向上させることが可能であると言われてい
る。紫外線とオゾンを併用した促進酸化処理では、注入
した気体のオゾンを効率よく溶解させ、その溶解したオ
ゾンに紫外線を照射することが重要である。その対策と
して、特開平7−108285号公報及び特開平10−
337579号公報には、紫外線とオゾンガスを同一反
応槽に入れて処理を行う方法が開示されている。しかし
ながら、この方法では、気体のオゾンが水に溶解する前
に、紫外線により分解され、オゾンの無効消費が発生す
るという問題があった。また、この方法では、オゾンガ
スの気泡により廃水への紫外線透過阻害が起こる。さら
に、特開平5−228480号公報には、紫外線照射槽
とオゾン溶解槽との二つの反応槽を用いることが開示さ
れているが、この場合には装置が大型化するという問題
点がある。また、特開平10−52693号公報には、
ポンプ動力を用いて処理水を循環させる方法が開示され
ている。しかし、ポンプ動力を必要とすることはそれだ
け費用が嵩むこととなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、導入したオ
ゾンをできるだけ有効に消費し、オゾンガスによる紫外
線透過阻害を起こさず、廃水中のダイオキシン等の微量
化学物質を効率よく安価に酸化処理しうる廃水の酸化処
理装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、オゾンと紫外
線を併用して廃水を酸化処理する装置において、1つの
反応槽を遮光板で仕切ることにより、オゾン溶解部と紫
外線照射部とに区分したことを特徴とするオゾン/紫外
線隔式循環酸化処理装置を提供するものである。本発明
のオゾン/紫外線隔式循環酸化処理装置は、オゾン溶解
部の下部からオゾンガスを吹き込み、そのエアーリフト
効果により水流を起こし、オゾンガスの溶解したオゾン
水を紫外線照射部に送るものであるのが好ましい。ま
た、本発明のオゾン/紫外線隔式循環酸化処理装置にお
いて、紫外線照射部には、紫外線照射装置が水平に設置
されているのが好ましい。さらに、本発明のオゾン/紫
外線隔式循環酸化処理装置において、複数の反応槽を直
列に接続し、先の反応槽から排出される排オゾンガスを
次の反応槽用に再利用するのが好ましい。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明のオゾン/紫外線隔式循環
酸化処理装置は、上記のように、一つの反応槽の中心部
に遮光板を設けてオゾン溶解部と紫外線照射部とに分割
したものである。そして、遮光板で仕切られた一方の区
画を、オゾンガスを吹き込み、溶解させる構造、すなわ
ちオゾン溶解部とし、遮光板を挟んで反対側を、紫外線
照射装置を設置した紫外線照射部とした。これにより、
オゾン溶解部では、オゾンガスが廃水と接触し、溶解が
起こると同時にオゾンガスの浮上力、エアーリフト効果
により、水流を起こさせ、遮光板の反対側へと槽内を循
環する水流を生じさせることができる。オゾン溶解部に
吹き込むオゾンガスとしては、通常、オゾン化空気が使
用される。
【0006】紫外線は、遮光板により遮光され、遮光板
の反対側のオゾン溶解部に照射しないので、紫外線によ
る気相オゾンの分解が防止される。また、紫外線照射部
にオゾンガスの気泡が混入しないので、気泡による紫外
線透過率の低下を防ぐことができる。さらに、紫外線照
射装置は、例えば、紫外線ランプを保護管内に挿入した
ものであってよく、これを反応槽内の紫外線照射部に水
平に複数個設置することにより、紫外線と廃水との距離
を短縮し、接触効率を高めることができる。
【0007】次に、図面を参照して本発明の酸化処理装
置を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例を示す
オゾン/紫外線隔式循環酸化処理装置の略示縦断面図で
あり、図2は、図1の処理装置のA−A線断面図であ
る。図1及び2に示した本発明の酸化処理装置において
は、反応槽1は遮光板2により二分されており、遮光板
2の一方の側がオゾン溶解部3、他方の側を紫外線照射
部4とされている。オゾン溶解部3には、底部からオゾ
ンガスが吹き込まれる。原水は、原水導入管5から反応
槽1のオゾン溶解部3の底部付近に導入され、オゾンガ
スの浮上力によるエアーリフト効果によって上昇流を生
じ、オゾン溶解部3内を上昇し、遮光板2の上部から紫
外線照射部4へ流入する。矢印は、水の流動方向を示
す。このような水流により原水は循環混合される。反応
槽1の頂部には、排オゾンガス排出口6が設けられてお
り、溶解しなかったオゾンガスが排出される。
【0008】紫外線照射部4には、それぞれ保護管7内
に挿入された紫外線ランプ8が複数個水平に設置されて
いる。紫外線は、遮光板2によってオゾン溶解部3には
到達せず、オゾン溶解部のオゾンを照射することはな
く、紫外線による気体オゾンの分解は防止されている。
さらに、紫外線と原水との照射距離を短くすることがで
き、照射効率を向上させることができる。また、紫外線
照射部には、オゾンガスが入らない構造としたことか
ら、ガス気泡による紫外線透過阻害を防止することがで
きる。
【0009】オゾン溶解部では、気体のオゾンが廃水中
に溶解し、溶存オゾンの一部は、有機物の酸化反応を起
こし、残部は、溶解したまま紫外線照射部へ移動する。
紫外線照射部は、溶存オゾンと紫外線により下記のよう
な反応によりOH・ラジカルを生成し、ダイオキシン等
の有機物の酸化、分解を行う。 O3 +H2O → H22 +O222 → 2OH・ オゾンを消費した廃水は、紫外線照射部から再度オゾン
溶解部に戻り、オゾンを溶解させ、紫外線照射部へと循
環し、廃水に対し、オゾン溶解及び紫外線照射を繰り返
し、効率よく廃水中の有機物、例えば、ダイオキシン等
の微量化学物質の酸化、分解を行うことができる。同時
に、酸化剤として過酸化水素を添加することにより処理
性能の向上を図ることができる。
【0010】図3は、本発明のもう一つの実施例を示す
酸化処理装置の略示縦断面図である。図3において、図
1に示した装置と同一の部分には同一の符号を付した。
図3に示した装置は、2個の反応槽を直列に接続したも
のであり、第一の反応槽1の処理水を第二の反応槽1の
オゾン溶解部3に送水する配管が設けられ、その配管に
流量調整器9が設けられている。この流量調整器9によ
って流量を調節することにより第二の反応槽における処
理条件を変動させることができ、処理水量及び処理水質
の変動に対応することが可能となる。また、図3に示し
た酸化処理装置によれば、図1に示した装置を用いた場
合より処理時間を半分にすることができる。
【0011】図4に示した酸化処理装置は、図3に示し
た装置における第一の反応槽1から排出される排オゾン
ガスを、第二の反応槽1に使用するオゾンガスとして再
利用する実施態様である。この装置においては、第一の
反応槽1の頂部から排出される排オゾンガスを第二の反
応槽1のオゾン溶解部の底部に導入する排オゾンガス配
管10が設けられている。この実施態様によれば、オゾ
ンガスの有効利用が向上し、排オゾンガスの低減及び総
オゾン注入量の低減を実現することができる。
【0012】図5は、本発明の別の実施態様を示す酸化
処理装置の断面図である。図5に示した装置において
は、2枚の遮光板2の間に挟まれた中央部をオゾン溶解
部3、その両側の遮光板2とは反対側の部分を紫外線照
射部4としたものである。この装置においても、オゾン
ガスのエアーリフト効果により、オゾン溶解部と紫外線
照射部との間で水の循環を行うことができ、図1に示し
た装置と同様の効果が得られる。
【0013】図6は、本発明の別の実施態様を示す酸化
処理装置の断面図である。この装置は、2枚の遮光板2
の間に挟まれた中央部を紫外線照射部4、その両側の遮
光板2とは反対側の部分をオゾン溶解部3としたものも
である。この装置においても、オゾンガスのエアーリフ
ト効果により、オゾン溶解部と紫外線照射部との間で水
の循環を行うことができ、図1に示した装置と同様の効
果が得られる。
【0014】実施例1 図1に示した酸化処理装置を用いて、廃水中の有機物及
びダイオキシンの分解実験を行った。廃水としては、ゴ
ミ埋立地浸出水の砂濾過処理水を用いた。この砂濾過処
理水中のダイオキシン類濃度は200pg/Lであり、
有機物濃度(化学的酸素要求量:COD)としては、1
4mg/Lであった。処理条件としては、オゾン注入率
を10〜300mg/L、紫外線照射量を0.1〜6.
26wh/Lの条件とした。また、処理効率向上を目的
として、酸化剤として過酸化水素をオゾン注入率の10
分の1となるように添加した。その結果、ダイオキシン
類は、70%以上除去することができ、同時にCODも
最高80%除去できることが確認された。さらに図1に
示した酸化処理装置を用いて、廃水中のCOD及びダイ
オキシン類濃度の異なる廃水に対して、分解実験を行っ
た。廃水中のCOD濃度は、1〜500mg/L、ダイ
オキシン類濃度は、10〜6000pg/Lであった。
その結果、ダイオキシン類は、70%以上除去すること
ができ、CODも最高80%除去できることを確認し
た。
【0015】
【発明の効果】本発明の酸化処理装置は、反応槽を遮光
板によってオゾン溶解部と紫外線照射部とに区分するこ
とにより、気相オゾンの紫外線による分解を防止するこ
とができ、導入したオゾンを極めて有効に消費すること
ができ、オゾンガスの気泡が紫外線照射部に混入しない
ことから、気泡による廃水への紫外線透過阻害を防止す
ることができ、また、紫外線照射部では紫外線と廃水と
の接触効率が高い構造を有し、廃水中の有機物、特にダ
イオキシン類等の微量化学物質を効率よく安価に酸化処
理することができるという顕著な効果を奏するものであ
る。さらに、2個の反応槽を直列に接続することによ
り、処理時間を半分にすることができ、また、この態様
において、先の反応槽における排オゾンガスを第二の反
応槽に使用するオゾンガスとして再利用する形態とする
ことにより、オゾンガスの有効利用をいっそう向上させ
ることができ、排オゾンガス量の低減及び総オゾン注入
量の低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すオゾン/紫外線隔式循
環酸化処理装置の略示縦断面図である。
【図2】図1の酸化処理装置のA−A線断面図である。
【図3】本発明の別の実施例を示すオゾン/紫外線隔式
循環酸化処理装置の略示縦断面図である。
【図4】本発明の別の実施例を示すオゾン/紫外線隔式
循環酸化処理装置の略示縦断面図である。
【図5】本発明の別の実施例を示すオゾン/紫外線隔式
循環酸化処理装置の略示縦断面図である。
【図6】本発明の別の実施例を示すオゾン/紫外線隔式
循環酸化処理装置の略示縦断面図である。
【符号の説明】
1 反応槽 2 遮光板 3 オゾン溶解部 4 紫外線照射部 5 原水導入管 6 排オゾンガス排出管 7 保護管 8 紫外線ランプ 9 流量調整器 10 排オゾンガス配管
フロントページの続き Fターム(参考) 4D037 AA11 AB01 AB14 BA18 BB05 CA12 4D050 AA12 AB07 AB19 BB02 BC09 BD02 BD03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オゾンと紫外線を併用して廃水を酸化処
    理する装置において、1つの反応槽を遮光板で仕切るこ
    とにより、オゾン溶解部と紫外線照射部とに区分したこ
    とを特徴とするオゾン/紫外線隔式循環酸化処理装置。
  2. 【請求項2】 オゾン溶解部の下部からオゾンガスを吹
    き込み、そのエアーリフト効果により水流を起こし、オ
    ゾンガスの溶解したオゾン水を紫外線照射部に送る請求
    項1記載のオゾン/紫外線隔式循環酸化処理装置。
  3. 【請求項3】 紫外線照射部には、紫外線照射装置が水
    平に設置されている請求項1記載のオゾン/紫外線隔式
    循環酸化処理装置。
  4. 【請求項4】 複数の反応槽を直列に接続し、先の反応
    槽から排出される排オゾンガスを次の反応槽用に再利用
    する請求項1記載のオゾン/紫外線隔式循環酸化処理装
    置。
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Effective date: 20040302