JP2001121168A - 水処理装置 - Google Patents

水処理装置

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JP2001121168A
JP2001121168A JP2000071600A JP2000071600A JP2001121168A JP 2001121168 A JP2001121168 A JP 2001121168A JP 2000071600 A JP2000071600 A JP 2000071600A JP 2000071600 A JP2000071600 A JP 2000071600A JP 2001121168 A JP2001121168 A JP 2001121168A
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ozone
water
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tank
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Hideaki Ike
池  英昭
Kiyonori Oguma
清典 小熊
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で安価なかつ、吸着材の交換頻度の少な
い水処理装置を得る。 【解決手段】本発明の水処理装置は、オゾンガス3を被
処理水2に溶解させオゾン水を生成するオゾン溶解槽1
と、オゾン溶解槽から送られたオゾン水と混合している
非溶解のオゾンガスを分離するオゾン分離槽7と、被処
理水を浄化しオゾン処理水を生成するオゾン反応槽10と
からなり、このオゾン反応槽は、内部の吸着材11に無機
系材料、たとえば、アルミナセラミックスを用いた構成
にしている。また、オゾン分離槽はこの内部にオゾン反
応槽を内設した二重円筒形状とし、内設のオゾン反応槽
にオゾン水を下部から供給してオゾン分離槽内にオバー
フローさせる形状にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はオゾンを用いて水中
の有機物などの酸化、脱臭、脱色および殺菌等の処理を
行う水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】オゾンの強力な酸化力を利用して、オゾ
ンを水中に溶解することにより、水中に含まれる有機物
の酸化分解、脱臭、脱色もしくは殺菌等を行う水処理が
広く行われている。たとえばスイミングプールで行われ
ているオゾン処理ついても遊泳者の体内や外部から水中
に持ち込まれる有機物の酸化分解による除去、透明度の
向上、殺菌、あるいはカルキ臭の原因となる塩素とアン
モニアによる結合物の生成抑制などの効果が挙げられ
る。このようなオゾン処理装置におけるオゾン接触反応
槽はー般に図7のようになっていた。すなわち、ポンプ
等により被処理水2がエジェクタ4の被処理水供給部よ
り内部に圧送される。エジェクタ4の内部はー部が急縮
されており、そこを被処理水2が通過する際、流速が早
められる。このときオゾンガスの供給部には負圧が生
じ、オゾン発生装置から供給されたオゾンガス3がエジ
ェクタ4の内部に吸引される。ここで被処理水2とオゾ
ンガス3は接触し、その後ミキサー5において攪拌、混
合および分散されオゾンガス3は水中に溶解される。オ
ゾンガス3が溶解した被処理水は、オゾン分離槽7に送
られる。オゾン分離槽7では、水中に溶解せずに残って
いたオゾンガス3をガスベント8により気液分離し、排
オゾン処理槽9において酸素に戻され無害化される。一
方、被処理水中に溶解したオゾンは、水中の有機物と接
触し酸化分解・反応と浄化処理が行われる。このときオ
ゾン反応槽10内での被処理水2の平均滞留時間をー定
に確保するため、調整弁13により水位がー定に保たれ
る。水中に含まれる有機物とオゾンの接触時間は被処理
水の平均滞留時間に等しくなる。オゾン処理水14はこ
の後、送水口12を経て次の処理工程に移行するため糟
外に送出される。このような、有機物の酸化・分解を促
進するオゾンによる水処理(を効率化する場合)におい
ては、オゾン発生量やオゾン濃度の増加、あるいはオゾ
ン反応槽の容量の拡大により対処してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、水中の有機
物がオゾンにより酸化分解されるかどうかはオゾン接触
反応槽内では水中に溶解したオゾン濃度とオゾンとの接
触時間の積によって決定される。水中のオゾン濃度を高
めるためには、オゾン発生量の増大、高濃度オゾン発生
装置や高価なオゾン溶解装置の採用が求められる。これ
らはいずれもオゾン利用にとっては不益となるコストの
上昇を招く。また、有機物とオゾンとの接触時間はオゾ
ン反応槽内での被処理水の平均滞留時間と等しいため、
接触時間を遅延するにはオゾン接触反応槽の容積の拡大
または処理水量の低減が必要となる。これでは装置が大
きくなり場所確保の問題や処理量低下の問題が生じる。
そこで、本発明は無機系の吸着材を用いることにより、
小型で安価な、かつ吸着材の交換頻度の少ない水処理装
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】上記課題を解決するた
め、本発明はオゾンガスを被処理水に溶解させたオゾン
水を生成するオゾン溶解槽と、前記オゾン溶解水と非溶
解のオゾンガスとの気液混合水を気液分離するオゾン分
離槽と、前記オゾン溶解水中の不純物をオゾンと反応さ
せるオゾン反応槽とを備えた水処理装置において、前記
オゾン反応槽の内部にアルミナセラミックスなどの無機
系吸着材を設けた構成にしている。また、前記オゾン分
離槽は、この内部にオゾン反応槽を内設した二重円筒形
状とし、前記内設のオゾン反応槽の下部から前記オゾン
水を供給して前記オゾン分離槽内にオバーフローさせる
構造としてもよい。また、前記オゾン反応槽に前記オゾ
ン水を注入するオゾン水注入管を、前記オゾン反応槽の
上部から下部まで伸延し、下部からオゾン水を注入する
構造としてもよい。また、前記オゾン溶解槽は、前記オ
ゾン反応槽の下部に設けた前記被処理水の給水口と前記
オゾンガスを被処理水中に分散させる散気装置とからな
る構造としてもよい。また、前記無機系吸着材の形状を
ブロック状若しくは棒状としてもよい。このような手段
により、水中の有機物はオゾンによる酸化あるいは凝集
効果により無機系吸着材表面への吸着が促進される。有
機物が吸着することにより、これまで反応槽容量と流水
量に制約されていたオゾンとの接触時間が格段に遅延さ
れることになる。オゾンに対しては難分解性であった物
質も充分な反応時間により分解されやすくなる。つまり
従来のオゾン反応接触槽と比較すると格段に反応時間が
遅延されるため、接触反応槽の容量も小型化でき、オゾ
ン濃度も低濃度でよいことになるためオゾン発生装置の
小型化も可能となる。したがって所要設置スペース、イ
ニシャルコストおよびランニングコストが大幅に低減で
きる。また、吸着材表面に付着した有機物はオゾンによ
り分解除去されるため吸着性能の低下を防止することが
できる。すなわち長期間に渡って吸着材の交換が不要と
なる。さらには充填した吸着材中にオゾンガスを通過さ
せることで、気泡の上昇速度を低下させオゾンの水中へ
の溶解効率を向上することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例を図1に示す。図1
は本発明の水処理装置の側断面図である。図において、
1はオゾン水を生成するオゾン溶解槽で、エジェクタ4
とミキサー5からなる。7はオゾン分離槽、10はオゾ
ン反応槽、11はオゾン反応槽10に充填される無機系
の吸着材である。吸着材11はアルミナセラミックスを
用いた。なお、6は取水口、8は気液分離するガスベン
ト、9は排オゾンガスを酸素に分解する排オゾン分解槽
である。本実施例は、オゾン分離槽7の中央部分に吸着
材11を充填したオゾン反応槽10を設けた構造であ
る。オゾン水は、オゾン分離槽7の上部において気液分
離される。オゾンガスは排オゾン分解槽9に、オゾン処
理されたオゾン処理水は、オゾン反応槽10をオーバー
フローしてその外側にあるオゾン分離槽7に流出する。
本実施例の動作について述べる。被処理水2がエジェク
タ4の被処理水の供給部より内部に圧送され、負圧が生
じたオゾンガス供給部よりオゾンガス3がエジェクタ4
の内部に吸引される。その後ミキサー5において攪拌・
混合・分散され、オゾンは水中に溶解する。こうして気
液の混合したオゾン水が生成される。つぎに、オゾン反
応槽10の下部よりオゾン水が流入すると、有機物が吸
着材表面に捕捉され、水中のオゾンまたはオゾンガスと
直接接触し酸化分解される。すなわち、オゾン水中に含
まれた有機物は、オゾンのもつ凝集効果によりアルミナ
セラミックスの吸着材11の表面に捕捉され、ここで新
たに供給される水中のオゾンと反応し分解される。オゾ
ンとの充分な反応時間により酸化分解された分解生成物
は吸着材表面より除去され、次に送られてくる有機物が
新たに捕捉されることとなる。このようにしてアルミナ
セラミックスの吸着材11の表面は吸着および再生を繰
り返す。オゾン水がオゾン反応槽10をオーバーフロー
する際、水中に溶解せずに残ったオゾンガスは、オゾン
水と分離されガスベント8により気液分離され、排オゾ
ン分解槽9において酸素に戻され大気に放出される。オ
ゾン反応槽7をオーバーフローしたオゾン水は、オゾン
処理水として送水口12より14槽外に送出される。こ
のとき槽内の水位を低下させないように調整弁13によ
りオゾン反応槽10内部の圧力をー定に保つ。また、吸
着材11の充填層によりオゾンガスの上昇速度が抑制さ
れるため、槽内のガスホールドアップが上昇しオゾンの
溶解効率が向上する効果が得られる。
【0006】(第2実施例)本発明の第2実施例を図2
に示す。図2は本発明の水処理装置の側断面図である。
本実施例は、第1実施例のオゾン反応槽10の下部にオ
ゾン溶解槽を設けた構造である。すなわち、オゾン反応
槽10の下部に被処理水2の取水口6とオゾンガス3を
散気する散気管15とを配設してオゾン溶解槽としてい
る。本実施例では、オゾン分離槽7内で被処理水3とオ
ゾンガス3が混合され、オゾン水生成後、非溶解のオゾ
ンガスが気液分離される。その後のオゾン水の処理工程
は、第1実施例と同様である。本実施例では、著しく小
型の水処理装置が得られる。 (第3実施例)本発明の第3実施例を図3に示す。図3
は本発明の水処理装置の側断面図である。第1実施例で
は、被処理水2のオゾン水をオゾン分離槽7の下部に設
けた取水口6から導入したが、本実施例では、被処理水
2をオゾン反応槽10の上部から下部に向けて設けた注
入円筒管16により導入したものである。オゾン水注入
管16を上部から下部まで通して下部からオゾン水を噴
出させる構造にすることにより、オゾン反応槽10の高
さのヘッド圧が作用するため、非溶解のオゾンガスの気
泡を小さくし、オゾン溶解効率を向上する効果がある。
このように、従来は被処理水の平均滞留時間を考慮して
設計されていたオゾン反応槽の容量を大きく縮小するこ
とや、接触反応時間を大幅に遅延できるため、処理に必
要なオゾン水濃度が低濃度化されるにともなってオゾン
発生装置の小型化も可能となる。また吸着材はオゾンに
より再生されるため長期間に渡って交換が不要となる。
したがって、従来の水処理装置よりもスペースおよびコ
ストの面で利点が生じ、あらゆる浄水処理施設での適応
が可能となる。
【0007】(第4実施例)本発明の第4実施例を図4
に示す。図4は本発明の水処理装置の側断面図である。
第1実施例では、オゾン分離槽7の内部にオゾン反応槽
10を設け二重構造としたが、本実施例では、オゾン反
応槽10を別に独立させた構造としたものである。オゾ
ン反応槽10の中に吸着材11のアルミナセラミックス
を充填している。被処理水2がオゾン分離槽7から出る
までは従来と同じである。有機物を含んだオゾン水はオ
ゾン反応槽10に送られると、オゾン水はー定の滞留時
間が経過すると送水口12よりオゾン処理水14として
槽外に送出される。このとき、オゾン水中に含まれた有
機物はオゾンのもつ凝集効果によりアルミナセラミック
スの吸着材11の表面に捕捉され、ここで新たに供給さ
れる水中のオゾンと反応し分解される。オゾンとの充分
な反応時間により酸化分解された分解生成物は吸着材表
面より除去され、次に送られてくる有機物が新たに捕捉
されることとなる。このようにしてアルミナセラミック
スの吸着材11の表面は吸着および再生を繰り返す。
【0008】(第5実施例)本発明の第5実施例を図5
に示す。図5は本発明の水処理装置の側断面図である。
本実施例は吸着材11をブロック状にしたものをオゾン
反応槽10の中に浮遊させたものである。吸着材11の
材質は、比重1程度に形成された多孔質アルミナセラミ
ックスである。次に処理フローについて説明する。被処
理水2は、オゾン溶解槽1においてオゾン化ガスと混合
された後、オゾン反応槽10へ送られる。オゾン反応槽
10内には複数の吸着材11が浮遊しており、オゾンの
マイクロフロキュレーション効果によって凝集された被
処理水中の汚濁物質は吸着材11に吸着され、吸着材1
1とともにオゾン反応槽10内を浮遊する。したがっ
て、汚濁物質はオゾン反応槽10の大小にかかわらず、
オゾン反応槽10内に滞留し、オゾンによって十分に酸
化分解される。なお、本実施例では吸着材11の形状は
ブロック状にしたものを用いたが、これに限らず立方
体、直方体、球または楕円体などでも良いし、平板に穴
を空けたものなどでも良い。材質についても、アルミナ
セラミックスに限られるものではなく、多孔質で比重が
1程度であれば他の材質でもよい。図6は第5実施例の
変形例を示す図で、(a)は側断面図(b)はA−A’
線における断面図である。本変形例は、吸着材11を棒
状の多孔質アルミナセラミックスとしてオゾン反応槽内
10に固定した例である。図6(b)に示すように、オ
ゾン反応槽10の上部から見て、棒状の吸着材11a,
11b,11cがそれぞれが重なり合わないように配置
してある。処理フローについては、前述と同じである。
なお、この場合、アルミナセラミックスの比重は制限さ
れるものではない。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば水処
理装置のオゾン水を浄化してオゾン処理水を生成する反
応槽内部の吸着材に無機系のアルミナセラミックスを用
い、またオゾン分離槽の内部にオゾン反応槽を内設した
二重円筒形状としたので、被処理水中に含まれる有機物
のオゾンとの接触反応時間を大幅に遅延することができ
る。したがって、小型で安価なかつ、吸着材の交換頻度
の少ない水処理装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す水処理装置の側断面
図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す水処理装置の側断面
図である。
【図3】本発明の第3実施例を示す水処理装置の側断面
図である。
【図4】本発明の第4実施例を示す水処理装置の側断面
図である。
【図5】本発明の第5実施例を示す水処理装置の側断面
図である。
【図6】本発明の第5実施例の変形例を示す水処理装置
の図で、(a)は側断面図、(b)はA−A’線におけ
る断面図である。
【図7】従来の水処理装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
1:オゾン溶解槽 2:被処理水 3:オゾンガス 4:エジェクタ 5:ミキサー 6:給水口 7:オゾン分離槽 8:ガスベント 9:排オゾン処理槽 10:オゾン反応槽 11:吸着材 12:送水口 13:圧力調整弁 14:オゾン処理水 15:散気管 16:オゾン水注入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/50 531 C02F 1/50 531R 540 540A 550 550C 560 560B Fターム(参考) 4D024 BA05 BA13 BB05 BC01 CA01 DB24 4D050 AA10 AB03 AB04 AB06 BB02 BC06 BD02 BD03 CA06 4G035 AA01 AE13 4G066 AA20B AA72B BA01 CA02 CA10 CA14 DA08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オゾンガスを被処理水に溶解させたオゾン
    水を生成するオゾン溶解槽と、前記オゾン溶解水と非溶
    解のオゾンガスとの気液混合水を気液分離するオゾン分
    離槽と、前記オゾン溶解水中の不純物をオゾンと反応さ
    せるオゾン反応槽とを備えた水処理装置において、 前記オゾン反応槽の内部に無機系吸着材を設けたことを
    特徴とする水処理装置。
  2. 【請求項2】前記オゾン分離槽は、この内部にオゾン反
    応槽を内設した二重円筒形状とし、前記内設のオゾン反
    応槽の下部から前記オゾン水を供給して前記オゾン分離
    槽内にオバーフローさせる構造とした請求項1記載の水
    処理装置。
  3. 【請求項3】前記オゾン反応槽に前記オゾン水を注入す
    るオゾン水注入管を、前記オゾン反応槽の上部から下部
    まで伸延し、下部からオゾン水を注入する構造とした請
    求項2記載の水処理装置。
  4. 【請求項4】前記オゾン溶解槽は、前記オゾン反応槽の
    下部に設けた前記被処理水の給水口と前記オゾンガスを
    被処理水中に分散させる散気装置とからなる構造とした
    請求項2記載の水処理装置。
  5. 【請求項5】前記無機系吸着材の形状がブロック状若し
    くは棒状である請求項1ないし4のいずれか1項に記載
    の水処理装置。
  6. 【請求項6】前記無機系吸着材の材質がアルミナセラミ
    ックスである請求項1ないし5のいずれか1項に記載の
    水処理装置。
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