JP2001334277A - 排水のオゾン反応装置 - Google Patents

排水のオゾン反応装置

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JP2001334277A
JP2001334277A JP2000158297A JP2000158297A JP2001334277A JP 2001334277 A JP2001334277 A JP 2001334277A JP 2000158297 A JP2000158297 A JP 2000158297A JP 2000158297 A JP2000158297 A JP 2000158297A JP 2001334277 A JP2001334277 A JP 2001334277A
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ozone
wastewater
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tank
treatment
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Junji Mizutani
淳二 水谷
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Sasakura Engineering Co Ltd
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Sasakura Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水中の難分解性有機物の処理効果を上げ
る。 【解決手続】 排水のオゾン反応装置は、難分解性有機
物を含む排水にオゾンを注入してオゾン反応槽2で反応
させた後生物処理装置1を通過させる装置で、排水が順
次流されるように接続された第1段21と第2段22、
第3段23及び第4段24の合計4段で構成されてい
る。排水に注入されるオゾンは、濃度200g/m3
度の高濃度オゾンガスであり、第1段のオゾンの注入量
1 を第2乃至第4段のオゾン注入量q2 乃至q4 の2
〜3倍程度に多くしている。 【効果】第1段で排水の殺菌、脱色等の処理をし、これ
と共に他の段でオゾン酸化反応を十分進行させ、生物処
理装置でのTOC分解性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物処理装置と組
み合わせて使用される排水のオゾン反応装置であって難
分解性有機物を含む排水にオゾンを注入してオゾン反応
槽で反応させた後前記生物処理装置を通過させるように
設けられた排水のオゾン反応装置に関し、特に難分解性
有機物のTOC除去技術として好都合に利用される。
【0002】
【従来の技術】従来のオゾンを用いる排水処理装置で
は、通常10〜20g/m3 程度の低い濃度のオゾンガ
スを使用していたため、これを排水中に溶解させるよう
に、4〜6mという十分大きな水深を持つ水槽を準備
し、その底部に多孔散気ノズルを設け、オゾンガスを小
さな気泡にし、排水との接触面積が十分大きくなるよう
にし、排水のオゾンによる処理効果を上げるようにして
いた。このような装置では、結果的に排水の滞留時間も
長くなるため、オゾン処理後に微生物処理を行う場合に
一応の処理効果が得られていた。
【0003】しかしながら、例えば100〜200g/
3 程度の高濃度オゾンガスを排水処理装置に用いる場
合には、上記のような大水深で大容量の装置にする必要
はない。即ち、このような高濃度オゾンガスでは、従来
使用されているオゾンガスに対して、同じ質量流量にお
いて体積流量を1/10程度にすることができるため、
装置の大きさもほぼ1/10にすることが可能である。
又、散気ノズルの代わりにエゼクタを用いると、オゾン
ガスと排水との接触が更に良くなるため、装置を一層小
容積化することができる。
【0004】しかしながら、排水を殺菌、脱色、脱臭す
る処理であれば、小容積の単一の装置を用いて短時間で
処理を完了させることが可能であるが、このような装置
では、難分解性有機物を酸化処理して生物処理装置で十
分TOCを下げることはできなかった。この場合、単に
処理槽を大容量化したり多量のオゾンを供給しても、高
濃度オゾンガスの自己分解量が多くなったり未溶解オゾ
ンの排出が多くなり、効果的な処理を行えない。又、単
に処理槽を複数化しても同様である。
【0005】なお、オゾン処理と生物処理とを交互に4
回繰り返し、それぞれのオゾン処理時では等量のオゾン
を注入し、COD除去率を向上させようとした装置は公
知である(特開平5−84500号公報参照)。しかし
ながら、このような装置では、生物処理装置の台数が多
くなるため、装置構成が複雑でコスト高になると共に、
運転保守も面倒になる。又、COD除去効果が良くなる
としても、TOC除去効果がどの程度良くなるかは不明
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、簡単な構成でコスト上昇が少な
く運転保守が容易で、難分解性有機物の生物分解性を良
くしてTOC除去率を向上させた排水のオゾン反応装置
を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、生物処理装置と組み合わせて使用される排
水のオゾン反応装置であって難分解性有機物を含む排水
にオゾンを注入してオゾン反応槽で反応させた後前記生
物処理装置を通過させるように設けられた排水のオゾン
反応装置において、前記オゾン反応槽は前記排水が順次
流されるように接続された第1槽と少なくとも1の槽か
ら成る他の槽との複数の槽から成り、前記オゾンは高濃
度オゾン発生装置で発生させた高濃度オゾンガスであり
前記複数の槽のそれぞれに注入され、前記第1槽のオゾ
ンの注入量は前記1の槽のオゾン注入量より多いことを
特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明を適用した排水のオ
ゾン反応装置を含む排水処理設備の全体構成の一例を示
す。オゾン反応装置は、微生物処理装置1と組み合わせ
て使用される装置であり、例えばポリビニルアルコール
のような難分解性有機物を含む排水にオゾンを注入して
オゾン反応槽2で反応させた後生物処理装置1を通過さ
せるように設けられている。
【0009】オゾン反応槽2は、本例では全体が円筒状
に一体形成されていて、排水が順次流されるように接続
された第1槽としての第1段21と少なくとも1の槽か
ら成る他の槽として本例では3槽から成る第2段22、
第3段23及び第4段24の複数の槽として合計4段で
構成されている。そして、排水に注入されるオゾンは、
高濃度オゾン発生装置として本例では電解式オゾン発生
装置3で発生させた濃度200g/m3 程度の高濃度オ
ゾンガスであり、複数の槽である第1段21〜第4段2
4のそれぞれに注入される。それぞれの段へのオゾン注
入量としては、第1段のオゾンの注入量q1 が他の1の
槽である第2乃至第4段のオゾン注入量q2 乃至q4
り多くなっている。このようなオゾン注入量は、通常弁
31〜34によって調整される。
【0010】本例のオゾン反応装置では、オゾンはエゼ
クタで注入される。即ち、各段から取水して各段に戻す
ように各段毎にオゾン溶解ポンプ41〜44が設けら
れ、それぞれのポンプの吐出水を各段毎に設けられたエ
ゼクタ51〜54の駆動水とし、これらでそれぞれq1
〜q4 のオゾンを吸入し、駆動水中にオゾンを十分混合
させて各段に戻すようにしている。
【0011】オゾン反応槽2は、オゾンの溶解、拡散、
排水中の処理されるべき成分との反応等の時間を設ける
ための滞留槽になっている。符号61〜64は順次各段
を通過するように排水を流すための連絡管であり、符号
7はオゾン処理された排水を上部の排水口71から排出
するための排水出口室である。又、81〜84は余剰の
オゾンガスを排出するためのフロート弁であり、余剰オ
ゾンガスは排オゾンガス分解器9で処理される。
【0012】生物処理装置1は、微生物担体固定床式等
の通常の構造のものであり、担体層11aに担体とし例
えば8〜12mm直径のセラミック球が充填されたもの
である。なお、図では外形を小さく示しているが、実際
のものはオゾン反応槽2よりも相当大きなサイズになっ
ている。
【0013】以上のようなオゾン反応装置を含む排水処
理設備は次のように運転され、その作用効果を発揮す
る。処理されるべき排水の流量をQaとすると、Qaの
排水はまず第1段21に送られるが、この排水は定格容
量Qのオゾン溶解ポンプ41に吸入されてエゼクタ51
の駆動水となり、電解式オゾン発生装置3で発生させた
流量qで例えば230g/m3 の高濃度オゾンガスのう
ちの流量q1 を吸入し、これを混合・溶解させつつ第1
段21に送水する。
【0014】これにより、第1段21にはエゼクタ51
によってオゾンガスを十分混合した排水が流入し、内部
で一定時間滞留すると共に、この水もオゾン溶解ポンプ
41で再び吸入・循環され、この水は連絡管61を介し
て第2段22及びそれ以後の段にも流れる。排水を供給
し始めた運転初期段階から次第に各段に排水が溜まり、
出口室7の排水口71のレベルまで溜まると、以後その
レベルを維持するように排水が各段に滞留し、連続処理
状態に移行する。以下では、連続処理に到達した状態で
説明する。
【0015】第1段21では、流量Qaの被処理排水と
流量Qbの循環排水との合計流量Qの排水がオゾン溶解
ポンプ41によって吸入・吐出され、オゾン発生装置3
で発生した流量qのオゾンガスが弁31で流量調整され
て流量q1 がエゼクタ41に吸入され、このオゾンガス
が流量Qの排水と混合されてこれらが第1段21内に入
り、この中で20分程度滞留する。そしてこの間に、殺
菌、脱色、脱臭等の対象となる排水中の被処理成分がオ
ゾンとの溶解・拡散の律速反応によって処理され、排水
はこれらの処理を相当程度完了した状態で第2段に排出
される。
【0016】一方、排水中の難分解性有機物は、反応速
度律速によってオゾンと反応するため、オゾンによる酸
化反応の完了しない初期的処理過程にある状態で第2段
22へ排出される。このような第1段の処理では、前記
の如く、排水の殺菌、脱色等の処理と難分解性有機物の
初期的処理とを行わせるためのオゾン量q1 が注入され
ている。そして、このような処理の結果、第1段から排
出される排水は、通常1〜2ppm程度の僅かな濃度の
残留オゾンを有する程度にされる。このときには、未溶
解・未反応オゾンも当然に発生するが、このオゾンはフ
ロート弁81によって排出され、排オゾンガス分解器9
で酸素に分解されて放出される。この場合、オゾンと難
分解性有機物との反応が緩やかであるため、上記のq1
以上に多量のオゾンを供給しても効率的でなく、排オゾ
ンガスがより増加する結果になる。
【0017】第2段22には、第1段を出た上記のよう
な排水が流入する。この中の排水は、オゾン溶解ポンプ
42によって流量Qで循環され、エゼクタ52によって
流量q2 のオゾンを吸入・混合する。このq2 は、主と
して難分解性有機物を酸化するための量であり、1つの
槽だけでオゾン供給量を多くして反応時間を長くしても
反応効率が上がらないことから、上記q1 より少ない量
にされる。図の例のように槽を4段で構成する場合に
は、難分解性有機物の種類や量にもよるが、例えばq2
はq1 の1/3程度の量である。そして、第2段でも、
これから排出される排水は、1〜2ppm程度の残留オ
ゾンになるように排水の滞留時間やオゾン供給量が調整
される。
【0018】第3段及び第4段でも、通常第2段と同じ
処理が繰り返され、排水は最終的に難分解性有機物のオ
ゾンによる酸化が十分進行した状態で第4段から排出さ
れ、生物処理装置1に導入される。そしてここで、難分
解性有機物が効果的に炭酸ガス等に分解され、TOCが
大幅に低下し浄化された水になる。
【0019】発明者等は、以上のような本発明を適用し
た実施例の装置と従来の装置とを用いて比較実験を行
い、次のような結果を得た。 〔実施例の装置〕 オゾン反応装置本体 形状 横長円筒形 寸法 直径1m×横長さ2.5m(総容積約2m3 ) 段数 4段 オゾン溶解ポンプ 3m3/hの水量でエゼクタを駆動(4台) 生物処理装置 形式 微生物担体固定床式 担体 8〜12mmφのセラミック球を15m3 充填 保有水量 22m3 使用オゾンガス濃度 230g/m3 〔従来の装置〕 オゾン反応槽 形状 縦長円筒形 寸法 直径0.5 m×高さ1.5 m(総容積約0.3 m3 ) 段数 1段 オゾン溶解ポンプ 3m3/hの水量でエゼクタを駆動(1台) 生物処理装置 同上 使用オゾンガス濃度 同上 〔被処理排水〕 種類 繊維ののり抜き精錬工場の一次処理後の水 色度 約400 電気伝導度 約4000 PH 7.4 TOC 100ppm 〔排水処理条件及び処理結果〕 〔実施例の装置〕 〔従来の装置〕 被処理排水量Qa 2m3/h 2m3/h 総オゾン供給量q 90 g/h 75 g/h 第1段オゾン供給量q1 45 g/h 75 g/h 第2〜4段オゾン供給量q2 〜q4 15 g/h(各段) ─ 色度 第1段出口 110 60 第2段出口 90 ─ 第3段出口 70 ─ 第4段出口 60 ─ 生物処理装置出口でのTOC 59 88 残留オゾン濃度 各段1〜2ppm 0.5 ppm 以上の如く、従来の装置では、脱色、殺菌、脱臭等に対
しては十分な効果が得られたものの、難分解性有機物の
処理効果は不十分であった。これに対して本発明を適用
した実施例の装置では、オゾン供給量を少し多くするだ
けで、難分解性有機物を処理して満足すべきTOC低減
効果を得ることができた。なお、従来の装置でオゾン供
給量を多くしても、排オゾンガス量が増えるだけでTO
C低減効果の上昇は得られなかった。
【0020】なお以上では、高濃度オゾンガスとして電
解式オゾン発生装置で発生させた濃度230g/m3
オゾンガスを使用した例を示したが、本発明は、100
g/m3 の高濃度のオゾンガスを発生させる無声放電式
オゾン発生装置に対しても適用できるものである。又、
以上ではオゾンガスを初めから各段に分配して供給する
例を示したが、この方法に代えて、第1段に過剰となる
オゾンガスを注入し、その段から排出される残留オゾン
を多量に含む排気を第2段に供給し、以下順次同様のオ
ゾン供給方法を用いることも可能であり、その方法によ
っても、上記実施例と同様の効果が得られる。
【0021】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、オゾン反応
槽を排水が順次流れるように接続した第1槽と少なくと
も1の槽から成る他の槽との複数の槽で構成し、高濃度
オゾン発生装置で発生させた高濃度オゾンガスを複数の
槽のそれぞれに注入するので、難分解性有機物を含む排
水を、殺菌、脱色、脱臭というようなオゾンの溶解・拡
散の律速反応を利用する処理と難分解性有機物を含む排
水に生物分解性を付与するようなオゾンと有機物との反
応速度律速を利用する時間のかかる処理とをそれぞれ効
果的に行わせることが可能になる。
【0022】ここで、第1槽のオゾンの注入量を他の槽
の何れか1の槽のオゾン注入量より多くするので、第1
槽に多くのオゾンを供給し、排水の殺菌、脱色、脱臭等
の処理をほぼ完了させつつ、この処理速度に合わせて難
分解性有機物の酸化処理もある程度進行させると共に、
難分解性有機物の種類や量に対応して設けられる他の槽
において、オゾンの排水中における自己分解量以上の量
であると共に難分解性有機物のオゾン酸化に必要なだけ
の無駄のない量のオゾン供給と、必要な反応時間を設け
ることにより、オゾン酸化を十分進行させ、生物処理装
置でのTOCの分解を格段に向上させることができる。
【0023】そして、上記のような本発明の装置は、処
理装置を過大な容量にすることなく全体を複数に分割
し、これにオゾンを合理的に分配して供給するだけでの
構成のものであり、生物処理装置の台数や大きさを変更
しないので、簡単な構成でコスト上昇が少なく運転保守
が容易でものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したオゾン反応装置を含む排水処
理設備の全体構成の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 生物処理装置 2 オゾン反応槽 3 電解式オゾン発生装置(高濃度式オゾ
ン発生装置) 21 第1段(第1槽) 22〜24 第2段〜第4段(他の槽) q1 第1段のオゾン注入量 q2 〜q4 第2段〜第4段のオゾン注入量(1の
槽のオゾン注入量)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生物処理装置と組み合わせて使用される
    排水のオゾン反応装置であって難分解性有機物を含む排
    水にオゾンを注入してオゾン反応槽で反応させた後前記
    生物処理装置を通過させるように設けられた排水のオゾ
    ン反応装置において、 前記オゾン反応槽は前記排水が順次流されるように接続
    された第1槽と少なくとも1の槽から成る他の槽との複
    数の槽から成り、前記オゾンは高濃度オゾン発生装置で
    発生させた高濃度オゾンガスであり前記複数の槽のそれ
    ぞれに注入され、前記第1槽のオゾンの注入量は前記1
    の槽のオゾン注入量より多いことを特徴とする排水のオ
    ゾン反応装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104828926A (zh) * 2015-04-17 2015-08-12 中国科学院生态环境研究中心 一种催化臭氧膜反应器废水深度处理设备及方法
JP2017213508A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 有機酸溶液分解装置、及び有機酸溶液分解方法
CN111704232A (zh) * 2020-05-28 2020-09-25 天津捷强动力装备股份有限公司 一种水的臭氧消毒方法及设备

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