JP2001321787A - 排水処理方法及び装置 - Google Patents

排水処理方法及び装置

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JP2001321787A
JP2001321787A JP2000145076A JP2000145076A JP2001321787A JP 2001321787 A JP2001321787 A JP 2001321787A JP 2000145076 A JP2000145076 A JP 2000145076A JP 2000145076 A JP2000145076 A JP 2000145076A JP 2001321787 A JP2001321787 A JP 2001321787A
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wastewater
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Akira Cho
亮 張
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水とオゾンとを効果的に接触させることに
よって難分解性有機物等の分解除去を効率よく行うこと
ができ、触媒寿命の延長が図れ、しかも、オゾンを含有
しない処理水が得られる排水処理方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 底部に排水導入部11を、頂部に処理水
導出部12をそれぞれ設けた反応塔10の下部に有機物
酸化触媒を充填した第一触媒層15を、上部にオゾン分
解触媒を充填した第二触媒層16をそれぞれ設けるとと
もに、第一触媒層15の下方にオゾン含有ガスを排水中
に散気する散気手段13を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理方法及び
装置に関し、詳しくは、排水中の難分解性有機物を効果
的に除去することができ、例えば、ゴミ浸出水の処理、
工場排水の処理、ダイオキシンや環境ホルモンの除去に
適した排水処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排水処理において、難分解性有機物(C
OD)、環境ホルモン、ダイオキシン等を除去する方法
として、従来から、オゾンと紫外線とを使用した促進酸
化処理が広く行われている。このオゾン/紫外線併用処
理は、難分解性有機物等の除去には十分な効果が認めら
れるものの、装置コストや運転コストが高いという問題
があった。
【0003】このため、オゾンと酸化触媒とを併用して
難分解性有機物等を分解除去するオゾン/触媒処理が種
々提案されており、例えば、特開平5−68983号公
報、特開平6−114387号公報、特許第28830
09号公報等に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オゾン/触媒処理では、反応塔上部から下向流で排水を
導入し、塔下部からの散気により導入されるオゾン含有
ガスと排水とを向流接触させていた。このように下向流
で排水を流すと、上部から流入した排水は、触媒層を通
過した後にオゾンと接触することになる。このため、上
部ではオゾン濃度が低くなってオゾンによる酸化が十分
に行われず、下部では、触媒層を通過した処理水がオゾ
ンと接触することになるので、それ以上の有機物除去効
果を期待することはできない。
【0005】そこで本発明は、排水とオゾンとを効果的
に接触させることによって難分解性有機物等の被酸化性
物質の分解除去を効率よく行うことができる排水処理方
法及び装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排水処理方法は、難分解性有機物を含有す
る排水を上向流でオゾン含有ガスに接触させた後、有機
物酸化触媒により排水中の有機物を分解し、次いでオゾ
ン分解触媒により排水中の残留オゾンを分解することを
特徴としている。
【0007】また、本発明の排水処理装置は、難分解性
有機物を含有する排水の処理装置において、底部に排水
導入部を、頂部に処理水導出部をそれぞれ設けた反応塔
の下部に有機物酸化触媒を充填した第一触媒層を、上部
にオゾン分解触媒を充填した第二触媒層をそれぞれ設け
るとともに、前記第一触媒層の下方にオゾン含有ガスを
排水中に散気する散気手段を設けたこと、あるいは、前
記排水導入部から導入される排水にオゾン含有ガスを混
合する混合手段を設けたことを特徴としている。
【0008】さらに、前記第一触媒層の下方に、排水中
の有機物とオゾンとを反応させるオゾン反応部が設けら
れていることを特徴とし、また、前記有機物酸化触媒
が、4〜11族元素からなる群より選ばれた少なくとも
一種の元素又は酸化物を含むものであり、前記オゾン分
解触媒が、活性炭及びマンガン酸化物の少なくともいず
れか一種を含むものであることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の排水処理装置の一
形態例を示す概略断面図である。この排水処理装置は、
反応塔10の底部に排水導入部11を、頂部に処理水導
出部12をそれぞれ設けて排水を上向流で流すように形
成するとともに、排水導入部11の上方にオゾン含有ガ
スを散気する散気手段13を、該散気手段13の上方
に、オゾン反応部14となる空間を介して有機物酸化触
媒を充填した第一触媒層15を、さらに、この第一触媒
層15の上方に、オゾン分解触媒を充填した第二触媒層
16をそれぞれ設けている。
【0010】排水導入部11から反応塔10内に流入し
た排水は、散気手段13から塔内に導入されたオゾン含
有ガスとともに塔内を上昇し、オゾン反応部14、第一
触媒層15、第二触媒層16を順次通過し、所定の有機
物(COD)分解処理が行われた後、処理水導出部12
から処理水として導出される。
【0011】前記オゾン反応部14は、排水中のCOD
とオゾンとをある程度反応させるためのものであって、
高さは20cm以上、通常は30〜150cmの範囲が
適当であり、滞留時間が1分以上、3〜10分程度にな
るように設定することが好ましい。高さが20cm未満
では両者を十分に反応させることができず、高さが15
0cmを超えると、反応塔10の高さが高くなって装置
コストに悪影響を及ぼす。このように、散気手段13の
上方にオゾン反応部14を設けておくことにより、排水
中のCODを高濃度のオゾンと接触させることができる
ので、オゾンによるCODの酸化分解を十分に行うこと
ができるとともに、第一、第二触媒層15,16の負荷
を軽減することもできる。
【0012】なお、オゾンの導入量は、排水のCOD濃
度の1〜10倍、好ましくは3〜8倍が適当であり、オ
ゾン量が少なすぎると十分な反応を期待できず、オゾン
量を多くしても、オゾンの発生コストに見合う効果を期
待することができない。さらに、第二触媒層16の負担
も増大する。また、空塔速度は10〜100m/da
y、好ましくは25〜75m/dayが適当である。
【0013】前記第一触媒層15は、有機物酸化触媒に
よって難分解性有機物を含むCODを分解するためのも
のであって、有機物酸化触媒には従来から用いられてい
る任意のものを使用することができるが、通常は、4〜
11族元素からなる群より選ばれた少なくとも一種の元
素又は酸化物を使用することが好ましい。有機物酸化触
媒の具体例的としては、チタン,ケイ素,ジルコニウ
ム,アルミニウム,亜鉛,銅,錫,鉄,マンガン,コバ
ルト,ニッケル,カルシウム,マグネシウム,ストロン
チウム,バリウムのような元素単体、酸化マンガン、酸
化チタン,酸化ケイ素,酸化銅,酸化ジルコニウム,酸
化アルミニウム,酸化亜鉛のような酸化物、チタン−ケ
イ素酸化物,チタン−鉄酸化物,鉄−ストロンチウム酸
化物,ニッケル−マグネシウム−バリウム酸化物,マグ
ネシウム−ストロンチウム−亜鉛酸化物のような複合酸
化物を挙げることができる。
【0014】さらに、第一触媒層15には、上述の触媒
に、セリウム、タングステン、銅、銀、金、白金、パラ
ジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウムの少なくと
もいずれか一種の元素単体や、これらの酸化物、硫化物
等を混合して用いることができる。また、鉄−銅酸化
物,コバルト−カルシウム−タングステン酸化物,チタ
ン酸化物/イリジウム,チタン−ケイ素酸化物/パラジ
ウム,アルミニウム酸化物/イリジウム,チタン−ジル
コニウム酸化物/白金,鉄−ストロンチウム酸化物/ロ
ジウム,チタン−ジルコニウム−セリウム酸化物/ルテ
ニウム,チタン−鉄−セリウム酸化物/ルテニウム,チ
タン−鉄酸化物/パラジウム等の両者の複合酸化物も使
用することができる。
【0015】なお、この第一触媒層15に炭素を使用す
ると、オゾンが炭素と反応して消耗し、塔内に導入した
オゾンの酸化力を有効に利用できなくなることがある。
【0016】また、第一触媒層15は、上向流となって
流れる排水と、散気手段13から上昇するオゾン含有ガ
スとによる撹拌作用を強く受けるので、有機物酸化触媒
自体をペレット、ハニカム構造等の通水性が良好な形状
に形成しておいたり、このように形成した担体に有機物
酸化触媒を担持させておくことが好ましい。
【0017】このような第一触媒層15は、排水のCO
Dを十分に酸化除去できる滞留時間が得られるように高
さが設定され、排水がこの第一触媒層15を通過するこ
とにより、排水中の所定量のCODを酸化分解できるよ
うにする。
【0018】第一触媒層15を通過した排水(処理水)
は、次の第二触媒層16に流入して残留オゾンの分解除
去が行われる。第二触媒層16のオゾン分解触媒として
は、従来から用いられている任意のものを使用すること
ができるが、触媒のコスト等を考慮すると、活性炭やマ
ンガン酸化物を用いることが好ましく、これらの触媒
も、前記同様に、ペレットやハニカム形状に形成した
り、ペレット形状やハニカム形状の担体に担持させてお
くことが好ましい。
【0019】この第二触媒層16を通過することによ
り、反応塔10から処理水導出部12に導出される処理
水中のオゾン量が規定量以下に除去されるとともに、反
応塔10の頂部から排出されるガス中のオゾン量も排出
可能な濃度まで除去される。なお、第二触媒層16の高
さも、オゾンを十分に除去できるように設定される。
【0020】このように、反応塔10の下方から、排水
導入部11、散気手段13、オゾン反応部14、第一触
媒層15、第二触媒層16、処理水導出部12をこの順
序で設け、排水をオゾン含有ガスとともに上向流として
流すことにより、排水中のCODとオゾンとを効率よく
接触させることができるとともに、有機物酸化触媒によ
る触媒反応も効果的に行うことができる。さらに、オゾ
ン分解触媒によって処理水中のオゾンだけでなく、排出
ガス中のオゾンも同時に分解することができるので、排
オゾン処理装置を別途設ける必要がなくなる。
【0021】上記形態例では、オゾン含有ガスの導入
を、塔内に設置した散気手段13によって行ったが、図
2の系統図に示すように、排水導入部11に導入する排
水にあらかじめオゾンを混合しておくこともできる。す
なわち、排水導入部11の経路途中にエジェクター21
を設けるとともに、塔下部の排水の一部を抜出してエジ
ェクター21の上流に循環させる循環経路22及び循環
ポンプ23を設け、エジェクター21で経路24から供
給されるオゾン含有ガスを排水中に吸引混合するように
してもよい。
【0022】このようにエジェクター21を使用して排
水中にオゾン含有ガスを混合することにより、散気手段
13に比べて、オゾン含有ガスをより微細な気泡として
排水中に混合することができるので、排水中のオゾン濃
度を向上させることができる。なお、他の構成は、前記
形態例と同様に形成することができるので、同一の構成
要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排水処理
方法及び装置によれば、排水中の難分解性有機物を含む
CODとオゾンとを効果的に接触させることができるの
で、CODの酸化分解効率を向上させることができ、オ
ゾン使用量の低減等も図れる。また、一つの反応塔で排
オゾンの分解処理も行うことができる。特に、第一触媒
層の前段にオゾン反応部を設けることにより、オゾンを
より有効に活用することができ、触媒量の削減も図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の排水処理装置の一形態例を示す概略
断面図である。
【図2】 本発明の排水処理装置の他の形態例を示す概
略断面図である。
【符号の説明】
10…反応塔、11…排水導入部、12…処理水導出
部、13…散気手段、14…オゾン反応部、15…第一
触媒層、16…第二触媒層、21…エジェクター、22
…循環経路、23…循環ポンプ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 難分解性有機物を含有する排水を上向流
    でオゾン含有ガスに接触させた後、有機物酸化触媒によ
    り排水中の有機物を分解し、次いでオゾン分解触媒によ
    り排水中の残留オゾンを分解することを特徴とする排水
    処理方法。
  2. 【請求項2】 難分解性有機物を含有する排水の処理装
    置において、底部に排水導入部を、頂部に処理水導出部
    をそれぞれ設けた反応塔の下部に有機物酸化触媒を充填
    した第一触媒層を、上部にオゾン分解触媒を充填した第
    二触媒層をそれぞれ設けるとともに、前記第一触媒層の
    下方にオゾン含有ガスを排水中に散気する散気手段を設
    けたことを特徴とする排水処理装置。
  3. 【請求項3】 難分解性有機物を含有する排水の処理装
    置において、底部に排水導入部を、頂部に処理水導出部
    をそれぞれ設けた反応塔の下部に有機物酸化触媒を充填
    した第一触媒層を、上部にオゾン分解触媒を充填した第
    二触媒層をそれぞれ設けるとともに、前記排水導入部か
    ら導入される排水にオゾン含有ガスを混合する混合手段
    を設けたことを特徴とする排水処理装置。
  4. 【請求項4】 前記第一触媒層の下方に、排水中の有機
    物とオゾンとを反応させるオゾン反応部が設けられてい
    ることを特徴とする請求項2又は3記載の排水処理装
    置。
  5. 【請求項5】 前記有機物酸化触媒は、4〜11族元素
    からなる群より選ばれた少なくとも一種の元素又は酸化
    物を含み、前記オゾン分解触媒は、活性炭及びマンガン
    酸化物の少なくともいずれか一種を含んでいることを特
    徴とする請求項2又は3記載の排水処理装置。
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