JP2001070961A - 水処理方法及び装置 - Google Patents
水処理方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オゾン水処理の運転費用を低減する。
【解決手段】 被処理水の流入口（４）を上部に備え下
部に処理水の流出口（６）を備えた竪型の反応槽（３）
と、この反応槽の下部から反応槽内にオゾンを散気する
散気ノズルと、反応槽内の上部に設けられた触媒層
（５）とを備えて構成し、触媒層より下方に形成される
空間部（９）を第１反応領域とし、ここにおいてオゾン
の溶解による分解反応により被処理物を酸化分解させた
後、触媒層を第２反応領域として、未反応オゾンに触媒
を作用させて分解反応を行わせて被処理物を酸化分解さ
せることにより、未反応オゾンを有効に消費させること
により、オゾン消費量を低減して運転費用を改善する。
部に処理水の流出口（６）を備えた竪型の反応槽（３）
と、この反応槽の下部から反応槽内にオゾンを散気する
散気ノズルと、反応槽内の上部に設けられた触媒層
（５）とを備えて構成し、触媒層より下方に形成される
空間部（９）を第１反応領域とし、ここにおいてオゾン
の溶解による分解反応により被処理物を酸化分解させた
後、触媒層を第２反応領域として、未反応オゾンに触媒
を作用させて分解反応を行わせて被処理物を酸化分解さ
せることにより、未反応オゾンを有効に消費させること
により、オゾン消費量を低減して運転費用を改善する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オゾンを用いた水
処理方法及び装置に関する。
処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾンを用いた水処理は、上水道及び簡
易水道のほか、下水道、浸出排水、産業排水などの浄化
処理に広く適用されている。ここで、浸出排水とは、都
市ごみなどの廃棄処分場の地中内に布設された防水シー
トにより集めた浸出水をいう。
易水道のほか、下水道、浸出排水、産業排水などの浄化
処理に広く適用されている。ここで、浸出排水とは、都
市ごみなどの廃棄処分場の地中内に布設された防水シー
トにより集めた浸出水をいう。
【０００３】これらの水処理においては、環境を考慮し
て高度の浄化処理が要望されている。このような高度の
浄化処理法の1つとして、COD成分、臭気成分、着色成分
などを除去することができるオゾン処理が良く知られて
いる。
て高度の浄化処理が要望されている。このような高度の
浄化処理法の1つとして、COD成分、臭気成分、着色成分
などを除去することができるオゾン処理が良く知られて
いる。
【０００４】しかし、ダイオキシン類、ビスフェノール
A、ノニフェノール、農薬などの有機物は分解し難いた
め、オゾン単独の処理では十分に分解除去できない。そ
こで、このような難分解性有機物を処理するため、オゾ
ンガス処理に紫外線照射と過酸化水素などを併用する水
処理法が提案されている（例えば、特開平11-33567号公
報、特開平11-33593号公報、特開平11-42486号公報、特
開平11-42487号公報）。ところが、被処理水が懸濁状態
の場合は紫外線の透過性が極度に低下するため、分解効
率が低下するという性能上の問題がある他、紫外線ラン
プの汚れの清浄などの保守、及び構造上の欠点があると
されている。また、過酸化水素水を用いる場合は、試薬
を用いるため運転コストが高くなってしまう問題があ
る。
A、ノニフェノール、農薬などの有機物は分解し難いた
め、オゾン単独の処理では十分に分解除去できない。そ
こで、このような難分解性有機物を処理するため、オゾ
ンガス処理に紫外線照射と過酸化水素などを併用する水
処理法が提案されている（例えば、特開平11-33567号公
報、特開平11-33593号公報、特開平11-42486号公報、特
開平11-42487号公報）。ところが、被処理水が懸濁状態
の場合は紫外線の透過性が極度に低下するため、分解効
率が低下するという性能上の問題がある他、紫外線ラン
プの汚れの清浄などの保守、及び構造上の欠点があると
されている。また、過酸化水素水を用いる場合は、試薬
を用いるため運転コストが高くなってしまう問題があ
る。
【０００５】一方、オゾンによる酸化分解反応を触媒を
用いて促進させる方法が提案されている。例えば、特開
平5-503242号公報には、活性炭、アルミナ、シリカ組成
の触媒を用いることが提案されている。特開平5-220489
号公報には、活性炭の担体にシリカや貴金属を担持させ
た触媒が提案されている。特許第2883009号には、MnO 2
を触媒とすることが提案されている。特開平8-80489号
公報には、マンガンイオンを触媒として利用することが
記載されている。このような触媒の存在下でオゾンによ
り処理する従来の技術は、COD成分、臭気成分、着色成
分などはもとより、ダイオキシン類、ビスフェノール
A、ノニフェノール、農薬などの難分解性有機物の酸化
分解処理に有効である。
用いて促進させる方法が提案されている。例えば、特開
平5-503242号公報には、活性炭、アルミナ、シリカ組成
の触媒を用いることが提案されている。特開平5-220489
号公報には、活性炭の担体にシリカや貴金属を担持させ
た触媒が提案されている。特許第2883009号には、MnO 2
を触媒とすることが提案されている。特開平8-80489号
公報には、マンガンイオンを触媒として利用することが
記載されている。このような触媒の存在下でオゾンによ
り処理する従来の技術は、COD成分、臭気成分、着色成
分などはもとより、ダイオキシン類、ビスフェノール
A、ノニフェノール、農薬などの難分解性有機物の酸化
分解処理に有効である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、オゾンや触媒のコストが運転費用に及ぼす影響に
ついて考慮されていないことから、特に、下水、浸出排
水、産業排水などの浄化処理には適用し難いなどの問題
がある。
ては、オゾンや触媒のコストが運転費用に及ぼす影響に
ついて考慮されていないことから、特に、下水、浸出排
水、産業排水などの浄化処理には適用し難いなどの問題
がある。
【０００７】例えば、オゾン水処理において運転費用を
低減するには、製造コストのかかるオゾンの消費量を減
らすことが必要であり、オゾンの消費量を減らすにはオ
ゾンの反応率を高めることがポイントになるが、この反
応率の点においても改善の余地がある。
低減するには、製造コストのかかるオゾンの消費量を減
らすことが必要であり、オゾンの消費量を減らすにはオ
ゾンの反応率を高めることがポイントになるが、この反
応率の点においても改善の余地がある。
【０００８】また、運転費用を低減する他の方策とし
て、触媒のコストを下げることが必要であるが、金属や
貴金属を担持させた触媒は、触媒のコストが高くなり、
この点についても改善の余地がある。
て、触媒のコストを下げることが必要であるが、金属や
貴金属を担持させた触媒は、触媒のコストが高くなり、
この点についても改善の余地がある。
【０００９】本発明が解決しようとする課題は、オゾン
水処理の運転費用を低減することにある。
水処理の運転費用を低減することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、以下の手
段により解決することができる。
段により解決することができる。
【００１１】まず、被処理水に作用させるオゾンを気泡
にして被処理水が通流される反応槽に通気すると、被処
理水に溶解して被処理物の酸化分解に寄与するオゾン
と、反応しないで反応槽から排出される未反応オゾンと
に分かれる。一般に、オゾンの反応槽は、竪型の反応槽
の上部から下部に向かって被処理水を通流し、これに対
してオゾンを下部から上方に向かって通気する向流反応
方式が採用される。このような竪型の反応槽の場合、反
応槽の下部ではオゾンの分散性が良いこと、及び被処理
水の水深による静圧が高いことなどから、オゾンの溶解
度が大きいので反応度が高いが、上部ではオゾンの溶解
度が下がり、分子状オゾンとなって気泡の再結合が生
じ、反応度が低下することを知見した。
にして被処理水が通流される反応槽に通気すると、被処
理水に溶解して被処理物の酸化分解に寄与するオゾン
と、反応しないで反応槽から排出される未反応オゾンと
に分かれる。一般に、オゾンの反応槽は、竪型の反応槽
の上部から下部に向かって被処理水を通流し、これに対
してオゾンを下部から上方に向かって通気する向流反応
方式が採用される。このような竪型の反応槽の場合、反
応槽の下部ではオゾンの分散性が良いこと、及び被処理
水の水深による静圧が高いことなどから、オゾンの溶解
度が大きいので反応度が高いが、上部ではオゾンの溶解
度が下がり、分子状オゾンとなって気泡の再結合が生
じ、反応度が低下することを知見した。
【００１２】このような知見に基づき、本発明は、オゾ
ン処理反応をオゾンの流れに沿って２つの反応領域に分
けて行わせることにより、反応度を向上させてオゾン消
費量を低減して、運転費用を改善することを特徴とす
る。
ン処理反応をオゾンの流れに沿って２つの反応領域に分
けて行わせることにより、反応度を向上させてオゾン消
費量を低減して、運転費用を改善することを特徴とす
る。
【００１３】すなわち、第1反応領域は、オゾンを気泡
にして散気させて被処理水に溶解させ、溶解したオゾン
により水を分解させてヒドロキシラジカル（HO・）と酸
素ラジカル（O・）を発生させ、これらのラジカル反応に
より被処理物を酸化分解させる溶解反応領域とする。第
２反応領域は、第１反応領域を通過してきた未反応のオ
ゾンを触媒に接触させてオゾンを分解させ、酸素ラジカ
ル（O・）及びヒドロキシラジカル（HO・）を発生させて
被処理物を酸化分解させる触媒反応領域とする。第２反
応領域では、未反応のオゾンが触媒と接触してヒドロキ
シラジカル（HO・）を発生させるとともに、触媒表面で
の酸化分解反応が促進され、未反応のオゾンがその反応
に消費される。このように、２段階で、オゾンが反応に
かかわるため、少ないオゾンで被処理物質を酸化分解処
理することができるのである。
にして散気させて被処理水に溶解させ、溶解したオゾン
により水を分解させてヒドロキシラジカル（HO・）と酸
素ラジカル（O・）を発生させ、これらのラジカル反応に
より被処理物を酸化分解させる溶解反応領域とする。第
２反応領域は、第１反応領域を通過してきた未反応のオ
ゾンを触媒に接触させてオゾンを分解させ、酸素ラジカ
ル（O・）及びヒドロキシラジカル（HO・）を発生させて
被処理物を酸化分解させる触媒反応領域とする。第２反
応領域では、未反応のオゾンが触媒と接触してヒドロキ
シラジカル（HO・）を発生させるとともに、触媒表面で
の酸化分解反応が促進され、未反応のオゾンがその反応
に消費される。このように、２段階で、オゾンが反応に
かかわるため、少ないオゾンで被処理物質を酸化分解処
理することができるのである。
【００１４】装置の構成としては、例えば、竪型の反応
槽内を上下に２分割し、下部を第１反応領域とし、上部
に触媒を充填した触媒層を設けて第２反応領域とするこ
とができる。すなわち、被処理水の流入口を上部に備え
下部に処理水の流出口を備えた竪型の反応槽と、該反応
槽の下部から該反応槽内にオゾンを散気する散気ノズル
と、前記反応槽内の上部に設けられた触媒層と、前記反
応槽の上部空間に連通して設けられた排気ノズルとを備
えて構成する。
槽内を上下に２分割し、下部を第１反応領域とし、上部
に触媒を充填した触媒層を設けて第２反応領域とするこ
とができる。すなわち、被処理水の流入口を上部に備え
下部に処理水の流出口を備えた竪型の反応槽と、該反応
槽の下部から該反応槽内にオゾンを散気する散気ノズル
と、前記反応槽内の上部に設けられた触媒層と、前記反
応槽の上部空間に連通して設けられた排気ノズルとを備
えて構成する。
【００１５】また、反応槽を２つに分けて多段型反応槽
とし、前段の反応槽を第１反応領域、後段の反応槽を第
２反応領域とする構成でもよい。すなわち、被処理水の
流入口を上部に備え下部に処理水の流出口を備えた竪型
の第１の反応槽と、第１の反応槽の下部から流出される
処理水の流入口を上部に備え下部に処理水の流出口を備
えた第２の反応槽と、第１と第２の反応槽内にオゾンを
それぞれ散気する散気ノズルと、第２の反応槽内の上部
に設けられた触媒層と、第２の反応槽の上部空間に連通
して設けられた排気ノズルとを備えて構成する。この場
合において、対象物質の酸化分解反応が十分に行われて
いれば、第２の反応槽のオゾン散気を省略しても良い。
とし、前段の反応槽を第１反応領域、後段の反応槽を第
２反応領域とする構成でもよい。すなわち、被処理水の
流入口を上部に備え下部に処理水の流出口を備えた竪型
の第１の反応槽と、第１の反応槽の下部から流出される
処理水の流入口を上部に備え下部に処理水の流出口を備
えた第２の反応槽と、第１と第２の反応槽内にオゾンを
それぞれ散気する散気ノズルと、第２の反応槽内の上部
に設けられた触媒層と、第２の反応槽の上部空間に連通
して設けられた排気ノズルとを備えて構成する。この場
合において、対象物質の酸化分解反応が十分に行われて
いれば、第２の反応槽のオゾン散気を省略しても良い。
【００１６】上記の場合において、第１反応領域に過酸
化水素を添加することが望ましい。これにより、酸化力
の強いヒドロキシラジカルを積極的に生成させることが
できるから、オゾンの反応度を高めてさらに消費量を低
減できる。また、第２反応領域に、新たなオゾンを追加
散気しても良い。
化水素を添加することが望ましい。これにより、酸化力
の強いヒドロキシラジカルを積極的に生成させることが
できるから、オゾンの反応度を高めてさらに消費量を低
減できる。また、第２反応領域に、新たなオゾンを追加
散気しても良い。
【００１７】また、触媒としてスラグを用いることによ
り、触媒のコストを下げて運転費用を低減できる。すな
わち、高炉スラグ、転炉スラグ、焼却灰溶融スラグ等の
スラグは、レンガやタイルなどの原料として資源化が図
られているが、これらのスラグにはオゾンの酸化分解反
応を促進する触媒作用を有するマグネシウム成分が含ま
れている。本発明は、これらのスラグを触媒資源として
有効利用することにより、触媒コストを低減することに
着目したのである。
り、触媒のコストを下げて運転費用を低減できる。すな
わち、高炉スラグ、転炉スラグ、焼却灰溶融スラグ等の
スラグは、レンガやタイルなどの原料として資源化が図
られているが、これらのスラグにはオゾンの酸化分解反
応を促進する触媒作用を有するマグネシウム成分が含ま
れている。本発明は、これらのスラグを触媒資源として
有効利用することにより、触媒コストを低減することに
着目したのである。
【００１８】特に、スラグは一般に多孔質であり、表面
に小さな孔が多数存在するから、スラグ表面に微量の被
処理物質が吸着されて、かつ濃縮されるから、効率良く
ラジカル反応による酸化分解が行われることになり、オ
ゾン消費量の低減に寄与するという点で好適である。ま
た、触媒の形状は、触媒作用の適性、成形性、等を考慮
して適宜最適なものを採用することが好ましい。
に小さな孔が多数存在するから、スラグ表面に微量の被
処理物質が吸着されて、かつ濃縮されるから、効率良く
ラジカル反応による酸化分解が行われることになり、オ
ゾン消費量の低減に寄与するという点で好適である。ま
た、触媒の形状は、触媒作用の適性、成形性、等を考慮
して適宜最適なものを採用することが好ましい。
【００１９】
【実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明する。
【００２０】図1に本発明の水処理方法を適用してなる
オゾン水処理装置の一実施形態の構成図を示す。図示の
ように、原水槽１に処理対象の被処理水が流入され、一
旦貯留される。原水槽１内の被処理水は、ポンプ2によ
り吸引されて反応槽3の頂部に設けられた流入口４から
反応槽3内に供給される。反応槽3内にはスラグを原料と
する触媒が充填された触媒層５が設けられている。この
反応槽3の下部に処理水の排出口６が連結され、反応槽3
により処理された処理水を系外に排出するようになって
いる。また、反応槽３の上部空間に連通させて排オゾン
を排出する排気ノズル７が設けられている。
オゾン水処理装置の一実施形態の構成図を示す。図示の
ように、原水槽１に処理対象の被処理水が流入され、一
旦貯留される。原水槽１内の被処理水は、ポンプ2によ
り吸引されて反応槽3の頂部に設けられた流入口４から
反応槽3内に供給される。反応槽3内にはスラグを原料と
する触媒が充填された触媒層５が設けられている。この
反応槽3の下部に処理水の排出口６が連結され、反応槽3
により処理された処理水を系外に排出するようになって
いる。また、反応槽３の上部空間に連通させて排オゾン
を排出する排気ノズル７が設けられている。
【００２１】一方、反応槽3の下部又は底部に、図示し
ていない散気ノズルを介して、オゾン発生装置８からオ
ゾンが反応槽内に微細なオゾンの気泡として注入される
ようになっている。特に、反応槽３内は、触媒層５が設
けられた上部と、触媒層５の下方に設けられた空間部９
とからなる２つの部分に分割されている。また、反応槽
下部に過酸化水素を注入するノズル１０が設けられてい
る。
ていない散気ノズルを介して、オゾン発生装置８からオ
ゾンが反応槽内に微細なオゾンの気泡として注入される
ようになっている。特に、反応槽３内は、触媒層５が設
けられた上部と、触媒層５の下方に設けられた空間部９
とからなる２つの部分に分割されている。また、反応槽
下部に過酸化水素を注入するノズル１０が設けられてい
る。
【００２２】ここで、触媒層５に充填する触媒は、本実
施形態では高炉スラグを原料として成形された成形物用
いられている。高炉スラグ触媒の組成の一例を表１に示
すが、これに限られるものではなく、MgOとしてのマグ
ネシウム成分が2〜10％含有し、担体としての機能を有
するSiO2が20〜40％含有するものが好ましい。SiO2は反
応に係る電子又はイオンの電荷の移動を助ける導電体と
して作用するものと思われる。
施形態では高炉スラグを原料として成形された成形物用
いられている。高炉スラグ触媒の組成の一例を表１に示
すが、これに限られるものではなく、MgOとしてのマグ
ネシウム成分が2〜10％含有し、担体としての機能を有
するSiO2が20〜40％含有するものが好ましい。SiO2は反
応に係る電子又はイオンの電荷の移動を助ける導電体と
して作用するものと思われる。
【００２３】
【表1】 このように構成される実施形態の動作を次に説明する。
反応槽３の上部から流入された被処理水は、触媒層５を
通流して反応槽３の下部の排出口６から排出される。一
方、オゾン発生装置８から反応槽3の下部に供給される
オゾンは、散気ノズルによって細かな気泡となって、被
処理水中を浮力により上昇して触媒層５に供給される。
反応槽３におけるオゾンによる対象物質の酸化分解反応
は、次のように大きく２つに分けて考えることができ
る。
反応槽３の上部から流入された被処理水は、触媒層５を
通流して反応槽３の下部の排出口６から排出される。一
方、オゾン発生装置８から反応槽3の下部に供給される
オゾンは、散気ノズルによって細かな気泡となって、被
処理水中を浮力により上昇して触媒層５に供給される。
反応槽３におけるオゾンによる対象物質の酸化分解反応
は、次のように大きく２つに分けて考えることができ
る。
【００２４】すなわち、反応槽下部の空間部９において
は、水深による静圧ヘッドが高いため、オゾンの気泡が
小さく、オゾンの分散性が良く、溶解度が高いことか
ら、溶解したオゾンにより水を分解し、ヒドロキシラジ
カル（HO・）と酸素ラジカル（O・）を発生させる。特
に、ヒドロキシラジカルは、処理の対象物を酸化分解さ
せる能力が高い。この反応領域を、本願では溶解反応領
域又は第1反応領域と称する。この領域に、過酸化水素
を注入することにより、周知のように、オゾン酸化分解
との複合作用により、対象物質の酸化分解反応が促進さ
れる。
は、水深による静圧ヘッドが高いため、オゾンの気泡が
小さく、オゾンの分散性が良く、溶解度が高いことか
ら、溶解したオゾンにより水を分解し、ヒドロキシラジ
カル（HO・）と酸素ラジカル（O・）を発生させる。特
に、ヒドロキシラジカルは、処理の対象物を酸化分解さ
せる能力が高い。この反応領域を、本願では溶解反応領
域又は第1反応領域と称する。この領域に、過酸化水素
を注入することにより、周知のように、オゾン酸化分解
との複合作用により、対象物質の酸化分解反応が促進さ
れる。
【００２５】一方、触媒層５が設けられた領域は、第２
反応領域と称し、第１反応領域を通過してきた未反応の
オゾンを触媒に接触させてオゾンを分解させ、酸素ラジ
カル（O・）及びヒドロキシラジカル（HO・）を発生させ
て被処理物を酸化分解させる触媒反応領域となる。つま
り、反応槽３の上部は、静圧ヘッドが低下するのでオゾ
ンの溶解度が下がり、分子状オゾンとなって気泡の再結
合が起こるなどにより、反応度が低下する。そこで、こ
の領域に触媒層５を設けて、分子状オゾンとの接触させ
ることにより、触媒表面での酸化分解反応を促進して、
未反応のオゾンを有効に反応させるようにしているので
ある。
反応領域と称し、第１反応領域を通過してきた未反応の
オゾンを触媒に接触させてオゾンを分解させ、酸素ラジ
カル（O・）及びヒドロキシラジカル（HO・）を発生させ
て被処理物を酸化分解させる触媒反応領域となる。つま
り、反応槽３の上部は、静圧ヘッドが低下するのでオゾ
ンの溶解度が下がり、分子状オゾンとなって気泡の再結
合が起こるなどにより、反応度が低下する。そこで、こ
の領域に触媒層５を設けて、分子状オゾンとの接触させ
ることにより、触媒表面での酸化分解反応を促進して、
未反応のオゾンを有効に反応させるようにしているので
ある。
【００２６】以上説明したように、上記実施形態によれ
ば、２段階で、オゾンが反応にかかわるため、少ないオ
ゾン消費量で被処理物質を酸化分解処理することがで
き、運転費用を低減できる。
ば、２段階で、オゾンが反応にかかわるため、少ないオ
ゾン消費量で被処理物質を酸化分解処理することがで
き、運転費用を低減できる。
【００２７】特に、触媒として高炉スラグを用いている
から、高炉スラグ中の触媒作用が効果的であるMgOの存
在により反応が促進され、多くのヒドロキシルラジカル
が発生される。このヒドロキシルラジカルは、酸素ラジ
カルよりも酸化力が強く、被処理水中に含まれる有機物
などの被処理物を直接酸化分解する分解反応を促進す
る。
から、高炉スラグ中の触媒作用が効果的であるMgOの存
在により反応が促進され、多くのヒドロキシルラジカル
が発生される。このヒドロキシルラジカルは、酸素ラジ
カルよりも酸化力が強く、被処理水中に含まれる有機物
などの被処理物を直接酸化分解する分解反応を促進す
る。
【００２８】また、高炉スラグは一般に多孔質であり、
表面に小さな孔が多数存在するから、スラグ表面に微量
の被処理物質が吸着され、かつ濃縮されるから、効率良
くラジカル反応による酸化分解が行われることになる。
表面に小さな孔が多数存在するから、スラグ表面に微量
の被処理物質が吸着され、かつ濃縮されるから、効率良
くラジカル反応による酸化分解が行われることになる。
【００２９】その結果、被処理水中に含まれるCOD成
分、臭気成分、着色成分などはもとより、ダイオキシン
類、ビスフェノールA、ノニフェノール、農薬などの難
分解性有機物等の被処理物質を、少ないオゾンで効果的
に酸化分解することができるから、運転費用を低減し、
かつ被処理水を高度に浄化することができる。
分、臭気成分、着色成分などはもとより、ダイオキシン
類、ビスフェノールA、ノニフェノール、農薬などの難
分解性有機物等の被処理物質を、少ないオゾンで効果的
に酸化分解することができるから、運転費用を低減し、
かつ被処理水を高度に浄化することができる。
【００３０】上記実施形態では、反応槽下部の空間部９
に過酸化水素を注入する例を説明したが、要求される処
理条件に応じて過酸化水素の注入を省略することができ
る。
に過酸化水素を注入する例を説明したが、要求される処
理条件に応じて過酸化水素の注入を省略することができ
る。
【００３１】また、上記実施形態では、高炉スラグを原
材料とする触媒を例にして説明したが、本発明はこれに
限られるものではなく、転炉スラグ等、一般のスラグを
適用できる。つまり、スラグは、周知のとおり、熔錬を
はじめ、炉で金属を溶融するときに溶剤の添加により意
識的に生成させる人工的な混合物であり、SiO2を主成分
とする。スラグは、鉱滓とも称され、非鉄金属製錬では
「からみ」と呼び、金属の融解、製錬できる金属分の多
い「浮きかす」も広義のスラグである。また、最近は、
廃棄物等を焼却した灰等の不燃残渣を、溶融固化したも
のもスラグ（焼却灰等の溶融スラグ）と称しており、こ
の焼却灰溶融スラグも本発明の触媒の原材料として用い
ることができる。これら各種のスラグを単体又は組み合
わせて用いてもよい。
材料とする触媒を例にして説明したが、本発明はこれに
限られるものではなく、転炉スラグ等、一般のスラグを
適用できる。つまり、スラグは、周知のとおり、熔錬を
はじめ、炉で金属を溶融するときに溶剤の添加により意
識的に生成させる人工的な混合物であり、SiO2を主成分
とする。スラグは、鉱滓とも称され、非鉄金属製錬では
「からみ」と呼び、金属の融解、製錬できる金属分の多
い「浮きかす」も広義のスラグである。また、最近は、
廃棄物等を焼却した灰等の不燃残渣を、溶融固化したも
のもスラグ（焼却灰等の溶融スラグ）と称しており、こ
の焼却灰溶融スラグも本発明の触媒の原材料として用い
ることができる。これら各種のスラグを単体又は組み合
わせて用いてもよい。
【００３２】このようなスラグは、再資源化の用途開発
が検討されているが、本発明は、それらのスラグにオゾ
ンの酸化分解反応の触媒として好適なマグネシウム成分
及び反応に関わる電荷の移動の導電体として作用するSi
O2が含まれていることに着目し、オゾンの分解反応の触
媒として用いることにより、触媒コストを下げて運転費
用の低減に寄与することができる。その結果、上水処理
だけでなく、下水、浸出排水、産業排水などの水処理分
野にもオゾン水処理を広く適用することが可能になる。
が検討されているが、本発明は、それらのスラグにオゾ
ンの酸化分解反応の触媒として好適なマグネシウム成分
及び反応に関わる電荷の移動の導電体として作用するSi
O2が含まれていることに着目し、オゾンの分解反応の触
媒として用いることにより、触媒コストを下げて運転費
用の低減に寄与することができる。その結果、上水処理
だけでなく、下水、浸出排水、産業排水などの水処理分
野にもオゾン水処理を広く適用することが可能になる。
【００３３】図２に、本発明の他の実施形態の水処理装
置の構成図を示す。本実施形態が図１と異なる点は、竪
型の反応槽３を２段に分けて設けたことにある。すなわ
ち、図に示すように、原水槽１内の被処理水が第１の反
応槽１３の頂部に設けられた流入口４から反応槽１3内
に供給される。この反応槽１3の下部に処理水の排出口
１５が連結され、反応槽１3により処理された処理水は
第２の反応槽１６の頂部に設けられた流入口１７に供給
されるようになっている。また、反応槽１６の上部空間
に連通させて排オゾンを排出する排気ノズル１８が設け
られている。反応槽１６の下部に処理水の排出口１９が
連結され、反応槽１６により処理された処理水は系外に
排出されるようになっている。
置の構成図を示す。本実施形態が図１と異なる点は、竪
型の反応槽３を２段に分けて設けたことにある。すなわ
ち、図に示すように、原水槽１内の被処理水が第１の反
応槽１３の頂部に設けられた流入口４から反応槽１3内
に供給される。この反応槽１3の下部に処理水の排出口
１５が連結され、反応槽１3により処理された処理水は
第２の反応槽１６の頂部に設けられた流入口１７に供給
されるようになっている。また、反応槽１６の上部空間
に連通させて排オゾンを排出する排気ノズル１８が設け
られている。反応槽１６の下部に処理水の排出口１９が
連結され、反応槽１６により処理された処理水は系外に
排出されるようになっている。
【００３４】第２の反応槽１６は、図１の反応槽３と同
一に構成されており、触媒層５が設けられた上部と、触
媒層５の下方に設けられた空間部９とからなる２つの部
分に分割されている。また、触媒層５は図１の実施形態
と同一であるから説明は省略する。
一に構成されており、触媒層５が設けられた上部と、触
媒層５の下方に設けられた空間部９とからなる２つの部
分に分割されている。また、触媒層５は図１の実施形態
と同一であるから説明は省略する。
【００３５】一方、第１と第２の反応槽１3、１６の下
部又は底部に、図示していない散気ノズルを介して、オ
ゾン発生装置８からオゾンが反応槽内に微細なオゾンの
気泡として注入されている。また、反応槽１３の下部に
過酸化水素を注入するノズル２０が設けられている。
部又は底部に、図示していない散気ノズルを介して、オ
ゾン発生装置８からオゾンが反応槽内に微細なオゾンの
気泡として注入されている。また、反応槽１３の下部に
過酸化水素を注入するノズル２０が設けられている。
【００３６】すなわち、本実施形態は、第１の反応槽１
３が図１の第１反応領域に相当し、第２の反応槽１６が
図１の第１と第２の反応領域を備えた反応槽３に相当す
る。したがって、図１の実施形態と同様に、散気された
オゾンの溶解と過酸化水素の作用により、ヒドロキシラ
ジカルが発して処理の対象物を酸化分解する。
３が図１の第１反応領域に相当し、第２の反応槽１６が
図１の第１と第２の反応領域を備えた反応槽３に相当す
る。したがって、図１の実施形態と同様に、散気された
オゾンの溶解と過酸化水素の作用により、ヒドロキシラ
ジカルが発して処理の対象物を酸化分解する。
【００３７】第１の反応槽１３から排出される未反応オ
ゾンを含む処理水は、第２の反応槽１６に導かれ図１の
場合と同様に対象物質の酸化分解処理が行われる。特
に、本実施の形態のように反応槽を２段に分けることに
より、第２の反応槽１６を小型化できる他、反応処理の
制御性を向上することができる。
ゾンを含む処理水は、第２の反応槽１６に導かれ図１の
場合と同様に対象物質の酸化分解処理が行われる。特
に、本実施の形態のように反応槽を２段に分けることに
より、第２の反応槽１６を小型化できる他、反応処理の
制御性を向上することができる。
【００３８】なお、図２の実施形態では、第２の反応槽
１６にオゾンを追加的に散気させる例を示したが、未反
応オゾンと触媒との作用により十分な酸化分解が行われ
る場合は、このラインを省略できる。
１６にオゾンを追加的に散気させる例を示したが、未反
応オゾンと触媒との作用により十分な酸化分解が行われ
る場合は、このラインを省略できる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、オ
ゾン水処理の運転費用を低減することができる。
ゾン水処理の運転費用を低減することができる。
【図１】本発明の一実施形態の水処理装置の構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の他の実施形態の水処理装置の構成図で
ある。
ある。
１ 原水槽 ２ ポンプ ３ 反応槽 ５ 触媒層 ８ オゾン発生装置 ９ 空間部 １３ 第１の反応槽 １６ 第２の反応槽
Claims (9)
- 【請求項１】 被処理水中にオゾンを散気して対象物質
を酸化分解させる第１段階と、該段階を経た被処理水中
に含まれるオゾンを触媒に接触させて対象物質を酸化分
解させる第２段階とを有する水処理法。 - 【請求項２】 第１段階において、被処理水に過酸化水
素を添加することを特徴とする請求項１に記載の水処理
方法。 - 【請求項３】 前記触媒が、スラグであることを特徴と
する請求項１又は２に記載の水処理方法。 - 【請求項４】 前記スラグは、高炉スラグ、転炉スラ
グ、焼却灰溶融スラグの少なくとも１つであることを特
徴とする請求項３に記載の水処理方法。 - 【請求項５】 被処理水の流入口を上部に備え下部に処
理水の流出口を備えた竪型の反応槽と、該反応槽の下部
から該反応槽内にオゾンを散気する散気ノズルと、前記
反応槽内の上部に設けられた触媒層と、前記反応槽の上
部空間に連通して設けられた排気ノズルとを備えてなる
水処理装置。 - 【請求項６】 被処理水の流入口を上部に備え下部に処
理水の流出口を備えた竪型の第１の反応槽と、第１の反
応槽の下部から流出される処理水の流入口を上部に備え
下部に処理水の流出口を備えた第２の反応槽と、第１と
第２の反応槽内にオゾンをそれぞれ散気する散気ノズル
と、第２の反応槽内の上部に設けられた触媒層と、第２
の反応槽の上部空間に連通して設けられた排気ノズルと
を備えてなる水処理装置。 - 【請求項７】 第１の反応槽の下部に過酸化水素の注入
口を有してなることを特徴とする請求項５又は６に記載
の水処理装置。 - 【請求項８】 前記触媒が、スラグであることを特徴と
する請求項５乃至７のいずれかに記載の水処理装置。 - 【請求項９】 前記スラグは、高炉スラグ、転炉スラ
グ、焼却灰溶融スラグの少なくとも１つであることを特
徴とする請求項８に記載の水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24693999A JP2001070961A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 水処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24693999A JP2001070961A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 水処理方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001070961A true JP2001070961A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17156001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24693999A Pending JP2001070961A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 水処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001070961A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004237266A (ja) * | 2003-01-03 | 2004-08-26 | Huei-Tarng Liou | 原子価イオンキレートを伴うｏ３の使用による、廃水中のｃｏｄ（化学的酸素要求量）を低下させるための方法 |
| CN114308044A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-12 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种复合载体催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114471603A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 上海中耀环保实业有限公司 | 一种非负载型臭氧催化剂及其使用方法 |
-
1999
- 1999-09-01 JP JP24693999A patent/JP2001070961A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004237266A (ja) * | 2003-01-03 | 2004-08-26 | Huei-Tarng Liou | 原子価イオンキレートを伴うｏ３の使用による、廃水中のｃｏｄ（化学的酸素要求量）を低下させるための方法 |
| CN114308044A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-12 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种复合载体催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114308044B (zh) * | 2021-12-14 | 2024-05-10 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种复合载体催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114471603A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 上海中耀环保实业有限公司 | 一种非负载型臭氧催化剂及其使用方法 |
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