JP2001321789A - 汚水循環処理装置 - Google Patents
汚水循環処理装置Info
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- JP2001321789A JP2001321789A JP2000147508A JP2000147508A JP2001321789A JP 2001321789 A JP2001321789 A JP 2001321789A JP 2000147508 A JP2000147508 A JP 2000147508A JP 2000147508 A JP2000147508 A JP 2000147508A JP 2001321789 A JP2001321789 A JP 2001321789A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】循環式の汚水処理装置において、汚水に含まれ
る有機物質を効率的に分解・浄化処理し、確実に脱色し
た処理水を再生利用する技術を提供する。 【解決手段】オゾン含有量１０〜２０重量％の高濃度オ
ゾンガスを処理水中に吹き込むことにより、有機物質や
色素物質を直接分解して、汚水の脱色・浄化を効率的に
行うとともに、さらには処理水中の溶存酸素量を増加さ
せて、微生物の活性化による浄化能力の向上を図る。ま
た、高濃度オゾンガスの生成に、水電解式オゾン発生セ
ル用いることで、汚水処理装置全体の省スペース化、低
コスト化にも寄与する。
る有機物質を効率的に分解・浄化処理し、確実に脱色し
た処理水を再生利用する技術を提供する。 【解決手段】オゾン含有量１０〜２０重量％の高濃度オ
ゾンガスを処理水中に吹き込むことにより、有機物質や
色素物質を直接分解して、汚水の脱色・浄化を効率的に
行うとともに、さらには処理水中の溶存酸素量を増加さ
せて、微生物の活性化による浄化能力の向上を図る。ま
た、高濃度オゾンガスの生成に、水電解式オゾン発生セ
ル用いることで、汚水処理装置全体の省スペース化、低
コスト化にも寄与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水洗トイレ等にお
ける汚水に含まれる汚濁物質を生物学的に分解・浄化処
理し、その処理水を再使用する循環式の汚水処理装置に
関する。
ける汚水に含まれる汚濁物質を生物学的に分解・浄化処
理し、その処理水を再使用する循環式の汚水処理装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水洗トイレ等における循環式の汚
水処理装置では、図１に示すように、使用済みの水を処
理タンクに溜めて、そのタンクの中に空気を吹き込んで
微生物を養生し、その微生物に主に人の排泄物や食物残
滓からなる有機物を生物分解させ、分解生成物を沈殿さ
せた後、その上澄み液を濾過器に通して浄化し、再生利
用している。
水処理装置では、図１に示すように、使用済みの水を処
理タンクに溜めて、そのタンクの中に空気を吹き込んで
微生物を養生し、その微生物に主に人の排泄物や食物残
滓からなる有機物を生物分解させ、分解生成物を沈殿さ
せた後、その上澄み液を濾過器に通して浄化し、再生利
用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようにして生物学
的処理された再生水は、固形物等の汚濁物質は除去され
ているものの、分解されにくい色素物質は残留してい
る。また、微生物の生育を妨げたり殺したりしないよう
にするために塩素系等の残留性のある漂白剤は使用でき
ない。このために、再生水の着色が十分取り除かれず、
利用者に著しく不快感を与えることもある。
的処理された再生水は、固形物等の汚濁物質は除去され
ているものの、分解されにくい色素物質は残留してい
る。また、微生物の生育を妨げたり殺したりしないよう
にするために塩素系等の残留性のある漂白剤は使用でき
ない。このために、再生水の着色が十分取り除かれず、
利用者に著しく不快感を与えることもある。
【０００４】また、このような循環式の汚水処理装置
は、大規模な下水処理場に比べて、循環使用される水量
が通常数１００〜数１０００リットルと限られており、
さらに生物分解の時間も十分確保できないために、亜硝
酸性窒素や大腸菌が十分分解・浄化されずに残存する場
合があり、衛生的にも不適正なことがある。
は、大規模な下水処理場に比べて、循環使用される水量
が通常数１００〜数１０００リットルと限られており、
さらに生物分解の時間も十分確保できないために、亜硝
酸性窒素や大腸菌が十分分解・浄化されずに残存する場
合があり、衛生的にも不適正なことがある。
【０００５】以前より、オゾンを処理水に吹き込んでこ
れらの課題を解決しようと試みられているが、微生物へ
の侵襲性、設置スペース、コスト等の問題から無声放電
方式のオゾン発生器が用いられてきたため、数１００ｐ
ｐｍ〜１ｗｔ％程度の極めて低いオゾン濃度のガスしか
得られず、したがって、十分な分解・浄化効果を得るに
は至っていない。
れらの課題を解決しようと試みられているが、微生物へ
の侵襲性、設置スペース、コスト等の問題から無声放電
方式のオゾン発生器が用いられてきたため、数１００ｐ
ｐｍ〜１ｗｔ％程度の極めて低いオゾン濃度のガスしか
得られず、したがって、十分な分解・浄化効果を得るに
は至っていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、循
環式の汚水処理装置において、処理水をオゾン処理装置
に導入して１０〜２０重量％の高濃度のオゾンガスを処
理水中に吹き込むことにより、オゾンにより有機物質や
色素物質を分解し、さらには処理水中の溶存酸素量を増
加させて、微生物の活性化による浄化能力の向上を図
り、汚水の脱色および浄化処理を効率的に行うものであ
る。
環式の汚水処理装置において、処理水をオゾン処理装置
に導入して１０〜２０重量％の高濃度のオゾンガスを処
理水中に吹き込むことにより、オゾンにより有機物質や
色素物質を分解し、さらには処理水中の溶存酸素量を増
加させて、微生物の活性化による浄化能力の向上を図
り、汚水の脱色および浄化処理を効率的に行うものであ
る。
【０００７】請求項２の本発明は、上記の処理に用いる
高濃度オゾンガスとして、水の電気分解により発生させ
たオゾンガスを用いることとし、省スペース化、低コス
ト化にも寄与しようとするものである。
高濃度オゾンガスとして、水の電気分解により発生させ
たオゾンガスを用いることとし、省スペース化、低コス
ト化にも寄与しようとするものである。
【０００８】オゾンは、良く知られているように水中で
水と反応して、強力な酸化力を持つヒドロペルオキシラ
ジカル（ＨＯ2・）やヒドロキシラジカル（ＯＨ・）を生
成する。 Ｏ3 ＋ Ｈ2Ｏ → ＨＯ3 + ＋ ＯＨ ＨＯ3 + ＋ ＯＨ → ２ＨＯ2・ Ｏ3 ＋ ＨＯ2・ → ＯＨ・ ＋ ２Ｏ2 Ｏ3 ＋ ＯＨ・ → ＨＯ2・ ＋ Ｏ2 ＨＯ・ ＋ ＨＯ2・ → Ｈ2Ｏ ＋ Ｏ2 これらのラジカルの強い酸化力によって、有機物質や色
素物質を分解し、脱色処理を行うことができる。また、
これらのラジカルおよび反応生成物は最終的に酸素（Ｏ
2）と水（Ｈ2Ｏ）になり、処理水の水質に悪影響を及ぼ
さないだけでなく、処理水中の溶存酸素量が増加する結
果、好気性の微生物の活動が活性化され、微生物の浄化
能力を向上させることとなる。
水と反応して、強力な酸化力を持つヒドロペルオキシラ
ジカル（ＨＯ2・）やヒドロキシラジカル（ＯＨ・）を生
成する。 Ｏ3 ＋ Ｈ2Ｏ → ＨＯ3 + ＋ ＯＨ ＨＯ3 + ＋ ＯＨ → ２ＨＯ2・ Ｏ3 ＋ ＨＯ2・ → ＯＨ・ ＋ ２Ｏ2 Ｏ3 ＋ ＯＨ・ → ＨＯ2・ ＋ Ｏ2 ＨＯ・ ＋ ＨＯ2・ → Ｈ2Ｏ ＋ Ｏ2 これらのラジカルの強い酸化力によって、有機物質や色
素物質を分解し、脱色処理を行うことができる。また、
これらのラジカルおよび反応生成物は最終的に酸素（Ｏ
2）と水（Ｈ2Ｏ）になり、処理水の水質に悪影響を及ぼ
さないだけでなく、処理水中の溶存酸素量が増加する結
果、好気性の微生物の活動が活性化され、微生物の浄化
能力を向上させることとなる。
【０００９】本発明は、循環式の汚水処理装置におい
て、水の電気分解により得られるオゾン含有量１０〜２
０ｗｔ％の高濃度オゾンガスを用いて処理水を曝気し、
オゾンの分解・浄化効果を最大限に引き出すものであ
り、さらに、オゾン生成に小型で安価な水電解式オゾン
発生セルを用いることにより、汚水処理装置全体の省ス
ペース化、低コスト化にも寄与するものである。なお、
オゾンガス中のオゾン含有量は、ＵＶ（紫外線）式のオ
ゾン濃度測定器により簡単に測定することができる。
て、水の電気分解により得られるオゾン含有量１０〜２
０ｗｔ％の高濃度オゾンガスを用いて処理水を曝気し、
オゾンの分解・浄化効果を最大限に引き出すものであ
り、さらに、オゾン生成に小型で安価な水電解式オゾン
発生セルを用いることにより、汚水処理装置全体の省ス
ペース化、低コスト化にも寄与するものである。なお、
オゾンガス中のオゾン含有量は、ＵＶ（紫外線）式のオ
ゾン濃度測定器により簡単に測定することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図２に示すオゾン処理設備を
持つ再生水循環式トイレの実施例に基づいて説明する。
持つ再生水循環式トイレの実施例に基づいて説明する。
【００１１】水洗トイレで使用された汚水は処理タンク
に溜まり、そこで繁殖している微生物によって多くのア
ミノ化合物からなる排泄物は硝酸性窒素化合物に分解さ
れる。この生物分解処理水は濾過器で固形物を濾過され
た後、オゾン処理設備の一部をなすオゾン溶解器に導入
される。
に溜まり、そこで繁殖している微生物によって多くのア
ミノ化合物からなる排泄物は硝酸性窒素化合物に分解さ
れる。この生物分解処理水は濾過器で固形物を濾過され
た後、オゾン処理設備の一部をなすオゾン溶解器に導入
される。
【００１２】ここで、オゾン処理設備は、オゾン溶解
器、オゾン発生セル、純水タンク、排ガス処理機などか
ら構成される。本発明においては、高濃度オゾンガスを
得ることが肝要であり、オゾン発生機として水電解式の
オゾン発生セルを用いている。電解式オゾン発生セル
は、固体電解質膜の両側に白金もしくは二酸化鉛電極を
配置したものであり、純水を電気分解することにより、
アノード（陽極）側より高濃度のオゾンを発生させるも
のである。このときのアノード（陽極）並びにカソード
（陰極）における反応は、次式によって示される。 アノード反応； ５Ｈ2Ｏ → Ｏ3 ＋ Ｏ2 ＋ １０Ｈ+ ＋ １０ｅ- カソード反応； １０Ｈ+ ＋ １０ｅ- → ５Ｈ2 水電解式のオゾン発生セルの特徴は、無声放電式等の他
のオゾン発生方式に比べて、発生するオゾンの濃度が１
０ｗｔ％以上と格段に高いことと、副生成物として純酸
素が発生することである。そして、このオゾン発生セル
で発生したオゾンと酸素の混合ガスはオゾン溶解器に導
入され、オゾン溶解器中で生物分解処理水中に細かな気
泡として吹き込まれる。この過程で生物分解処理水に含
まれていた有害な着色成分は、前述の如くヒドロペルオ
キシラジカルやヒドロキシラジカルによって分解され、
その結果、オゾン溶解器より排出される最終的な処理水
は無色の浄水となる。
器、オゾン発生セル、純水タンク、排ガス処理機などか
ら構成される。本発明においては、高濃度オゾンガスを
得ることが肝要であり、オゾン発生機として水電解式の
オゾン発生セルを用いている。電解式オゾン発生セル
は、固体電解質膜の両側に白金もしくは二酸化鉛電極を
配置したものであり、純水を電気分解することにより、
アノード（陽極）側より高濃度のオゾンを発生させるも
のである。このときのアノード（陽極）並びにカソード
（陰極）における反応は、次式によって示される。 アノード反応； ５Ｈ2Ｏ → Ｏ3 ＋ Ｏ2 ＋ １０Ｈ+ ＋ １０ｅ- カソード反応； １０Ｈ+ ＋ １０ｅ- → ５Ｈ2 水電解式のオゾン発生セルの特徴は、無声放電式等の他
のオゾン発生方式に比べて、発生するオゾンの濃度が１
０ｗｔ％以上と格段に高いことと、副生成物として純酸
素が発生することである。そして、このオゾン発生セル
で発生したオゾンと酸素の混合ガスはオゾン溶解器に導
入され、オゾン溶解器中で生物分解処理水中に細かな気
泡として吹き込まれる。この過程で生物分解処理水に含
まれていた有害な着色成分は、前述の如くヒドロペルオ
キシラジカルやヒドロキシラジカルによって分解され、
その結果、オゾン溶解器より排出される最終的な処理水
は無色の浄水となる。
【００１３】また、過剰のオゾンは処理水中で酸素と水
に変化して、処理水中の溶存酸素量を増大させ、その処
理水が再度処理タンクに戻ることにより、好気性微生物
の活性が高められる。
に変化して、処理水中の溶存酸素量を増大させ、その処
理水が再度処理タンクに戻ることにより、好気性微生物
の活性が高められる。
【００１４】本発明の効果を実証するため、循環処理水
量５，０００ｋｇで、連続３００人／日の処理能力を持
つ再生水循環式トイレに、オゾン発生量１ｇ／ｈｒ、オ
ゾン溶解処理量１ｋｇ／分の最大能力を持つオゾン処理
装置をつけて稼働させた。再生水循環式トイレを、当初
０．１重量％のオゾンガスを処理水タンクに曝気して約
３ヶ月間運転（延べ約４，０００人が使用）した後に、
オゾン濃度を変化させて同一条件で各１ヶ月間稼働さ
せ、オゾンガス中のオゾン含有量が汚水浄化効果に及ぼ
す影響を検証したところ、次の表１に示すような結果が
得られた。
量５，０００ｋｇで、連続３００人／日の処理能力を持
つ再生水循環式トイレに、オゾン発生量１ｇ／ｈｒ、オ
ゾン溶解処理量１ｋｇ／分の最大能力を持つオゾン処理
装置をつけて稼働させた。再生水循環式トイレを、当初
０．１重量％のオゾンガスを処理水タンクに曝気して約
３ヶ月間運転（延べ約４，０００人が使用）した後に、
オゾン濃度を変化させて同一条件で各１ヶ月間稼働さ
せ、オゾンガス中のオゾン含有量が汚水浄化効果に及ぼ
す影響を検証したところ、次の表１に示すような結果が
得られた。
【００１５】
【表１】
【００１６】処理水の曝気に用いる高濃度オゾンガスの
オゾン含有量を１０〜２０ｗｔ％とすることにより、水
の着色状態すなわち色度（オゾンガスによる曝気無しの
状態では４００、以下同様）は４〜８に低下し、ほぼ無
色透明となった。また、亜硝酸濃度（同、４３０ｍｇ／
ｌ）が０．０１〜０．１４ｍｇ／ｌに低下するととも
に、硝酸濃度（同、８０ｍｇ／ｌ）が３６０〜４０５ｍ
ｇ／ｌに増加して、窒素酸化物の酸化が最終段階まで進
んだことを示している。更に、ＣＯＤ値（同、６４０ｍ
ｇ／ｌ）が９５〜１５０ｍｇ／ｌに低下し、水質浄化の
促進効果が認められた。また、大腸菌群数（同、２，２
００個／ｍｌ）は検出されないレベルにまで下がり、安
全衛生上でも非常に改善された。
オゾン含有量を１０〜２０ｗｔ％とすることにより、水
の着色状態すなわち色度（オゾンガスによる曝気無しの
状態では４００、以下同様）は４〜８に低下し、ほぼ無
色透明となった。また、亜硝酸濃度（同、４３０ｍｇ／
ｌ）が０．０１〜０．１４ｍｇ／ｌに低下するととも
に、硝酸濃度（同、８０ｍｇ／ｌ）が３６０〜４０５ｍ
ｇ／ｌに増加して、窒素酸化物の酸化が最終段階まで進
んだことを示している。更に、ＣＯＤ値（同、６４０ｍ
ｇ／ｌ）が９５〜１５０ｍｇ／ｌに低下し、水質浄化の
促進効果が認められた。また、大腸菌群数（同、２，２
００個／ｍｌ）は検出されないレベルにまで下がり、安
全衛生上でも非常に改善された。
【００１７】これに対して、オゾンを５ｗｔ％含有する
ガスで曝気した場合には、汚水の分解・浄化効果は認め
られるものの、汚水の着色は残っており、また、亜硝酸
濃度も若干高い。さらに、オゾン含有量が２０ｗｔ％近
くになると分解・浄化効果に鈍りが見られ、２０ｗｔ％
を越えても効果が顕著に促進されることはない。一方、
オゾンガス中のオゾン含有量を増やすためには、オゾン
処理設備の処理能力、特にオゾン発生セルの能力を大き
くせねばならず、必然的に設備スペース、導入コスト並
びにランニングコストの面から効率性が劣ることにな
る。
ガスで曝気した場合には、汚水の分解・浄化効果は認め
られるものの、汚水の着色は残っており、また、亜硝酸
濃度も若干高い。さらに、オゾン含有量が２０ｗｔ％近
くになると分解・浄化効果に鈍りが見られ、２０ｗｔ％
を越えても効果が顕著に促進されることはない。一方、
オゾンガス中のオゾン含有量を増やすためには、オゾン
処理設備の処理能力、特にオゾン発生セルの能力を大き
くせねばならず、必然的に設備スペース、導入コスト並
びにランニングコストの面から効率性が劣ることにな
る。
【００１８】以上に述べたように、高濃度オゾンガスを
用いて処理水の曝気を行うオゾン処理設備をもつ循環式
の汚水処理装置において、そのオゾン含有量を１０〜２
０ｗｔ％とすることにより、優れた汚水分解・浄化能力
を提供することができるようになった。
用いて処理水の曝気を行うオゾン処理設備をもつ循環式
の汚水処理装置において、そのオゾン含有量を１０〜２
０ｗｔ％とすることにより、優れた汚水分解・浄化能力
を提供することができるようになった。
【００１９】
【発明の効果】循環式の汚水処理装置において、処理水
をオゾン処理装置に導入して、１０〜２０重量％の高濃
度オゾンガスを処理水中に吹き込むことにより、オゾン
により有機物質や色素物質を分解するとともに、さらに
は処理水中の溶存酸素量を増加させて、微生物の活性化
による浄化能力の向上を図ることにより、汚水の脱色お
よび浄化処理を効率的に行うことが可能となった。さら
に、上記の処理に用いる高濃度オゾンガスとして、水の
電気分解により発生させたオゾンガスを用いることで、
省スペース化、低コスト化にも寄与することができる。
をオゾン処理装置に導入して、１０〜２０重量％の高濃
度オゾンガスを処理水中に吹き込むことにより、オゾン
により有機物質や色素物質を分解するとともに、さらに
は処理水中の溶存酸素量を増加させて、微生物の活性化
による浄化能力の向上を図ることにより、汚水の脱色お
よび浄化処理を効率的に行うことが可能となった。さら
に、上記の処理に用いる高濃度オゾンガスとして、水の
電気分解により発生させたオゾンガスを用いることで、
省スペース化、低コスト化にも寄与することができる。
【図１】；従来の再生水循環式トイレの構成を示す図
【図２】；本発明による再生水循環式トイレの構成を示
す図
す図
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｄ ５５０Ｈ ５５０Ｌ ５６０ ５６０Ｈ ５６０Ｚ Ｆターム(参考） 4D050 AA17 AB03 AB06 AB07 AB17 AB37 BB02 BD02 BD04 BD06 BD08 CA15 CA17 4D061 DA01 DB09 EA02 EB01 EB04 EB30 EB31 FA20 GA20 4G035 AA01 AE13
Claims (2)
- 【請求項１】汚水を好気性微生物による生物学的汚物分
解手段によって浄化処理し、処理された水に高濃度オゾ
ンガスを曝気し、さらにその処理水を再生利用する汚水
循環処理装置において、オゾン含有率１０〜２０重量％
の高濃度オゾンガスを用いて曝気処理することを特徴と
する汚水循環処理装置。 - 【請求項２】前記高濃度オゾンガスとして、水の電気分
解により発生させたオゾンガスを用いる請求項１記載の
汚水循環処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000147508A JP2001321789A (ja) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | 汚水循環処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000147508A JP2001321789A (ja) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | 汚水循環処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001321789A true JP2001321789A (ja) | 2001-11-20 |
| JP2001321789A5 JP2001321789A5 (ja) | 2007-07-05 |
Family
ID=18653687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000147508A Pending JP2001321789A (ja) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | 汚水循環処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001321789A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262767A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Orient Ecology Co Ltd | 循環式水洗トイレ |
| JP2009505815A (ja) * | 2005-08-26 | 2009-02-12 | エバック ゲーエムベーハー | 水性液体の酸化処理方法 |
| CN117142585A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-01 | 中检陆桥(中山市)科技有限公司 | 一种高浓度臭氧水制备装置 |
-
2000
- 2000-05-19 JP JP2000147508A patent/JP2001321789A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009505815A (ja) * | 2005-08-26 | 2009-02-12 | エバック ゲーエムベーハー | 水性液体の酸化処理方法 |
| JP2007262767A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Orient Ecology Co Ltd | 循環式水洗トイレ |
| CN117142585A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-01 | 中检陆桥(中山市)科技有限公司 | 一种高浓度臭氧水制备装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070518 |
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