JP2003311282A - 水処理方法およびその装置 - Google Patents
水処理方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】消毒用塩素の使用量が少なく、安全な水質で、
かつ設置スペースの小さい低廉な水処理装置を得る。 【解決手段】本発明の水処理装置は、オゾン処理装置
と、被処理水を取水する揚水ポンプ２と、被処理水の流
入量または揚水ポンプの揚水量を測定する水量センサ20
と、オゾンガスの配管系統またはオゾン処理水９のオゾ
ン濃度を計測するオゾンモニタ21,22と、水量センサ20
およびオゾンモニタのデータを入力し、揚水ポンプおよ
びオゾン発生装置の運転出力を制御するコントローラ24
とを備え、揚水ポンプは、被処理水を下水処理工程の最
終段における既設の塩素混和池19内の下流部分より取水
し、被処理水をオゾン処理装置へ導入してオゾン処理を
行い、未溶解の排オゾンガスを除去したオゾン処理水を
塩素混和池内の上流部に還流するものである。
かつ設置スペースの小さい低廉な水処理装置を得る。 【解決手段】本発明の水処理装置は、オゾン処理装置
と、被処理水を取水する揚水ポンプ２と、被処理水の流
入量または揚水ポンプの揚水量を測定する水量センサ20
と、オゾンガスの配管系統またはオゾン処理水９のオゾ
ン濃度を計測するオゾンモニタ21,22と、水量センサ20
およびオゾンモニタのデータを入力し、揚水ポンプおよ
びオゾン発生装置の運転出力を制御するコントローラ24
とを備え、揚水ポンプは、被処理水を下水処理工程の最
終段における既設の塩素混和池19内の下流部分より取水
し、被処理水をオゾン処理装置へ導入してオゾン処理を
行い、未溶解の排オゾンガスを除去したオゾン処理水を
塩素混和池内の上流部に還流するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水道のオゾンに
よる水処理方法およびその装置に関する。
よる水処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾンはそれ自身が持つ強力な酸化力で
水中に溶解している溶存性の有害物質を酸化除去する作
用があり、上水のみならず下水やプール水等各種用水の
処理に採用されている。下水処理分野において、処理水
を河川や海に放流する際、通常は放流直前に塩素消毒が
行われている。塩素による消毒方式は残留塩素により効
果が持続する反面、放流水域での水生生物や水産資源等
への影響に対する懸念や、塩素消毒特有のトリハロメタ
ン等の有害副生成物の生成が問題となる場合がある。こ
のように水辺環境の保全や資源としての処理水の活用に
対する意識の高まりに呼応して、放流水域の水質、美観
保全のための色や臭いの除去、再利用での水質の安全性
・快適性確保のための消毒、色度、臭気、発泡性物質の
除去等を必要とする事例が増加しており、このような場
合にオゾンの有する処理機能が有効となっている。従来
の下水処理施設におけるオゾン処理設備を図３に示す。
図３は下水二次処理水の一部を再生水としてトイレや修
景・親水用途に利用する場合のオゾン処理設備を示して
いる。図において、１は被処理水である二次処理水、２
は揚水ポンプ、３は砂ろ過装置、４はオゾン反応槽、５
はオゾン発生装置、６はオゾン化ガス、７は散気装置、
８はろ過処理水、９はオゾン処理水、１０は排オゾンガ
ス、１１は排風機、１２は消泡塔、１３はオゾン分解塔
である。二次処理水１の一部を揚水ポンプ２で砂ろ過装
置３等に導入して浮遊物を除去した後、オゾン反応槽４
内に送水される。ここでは、オゾン発生装置５により生
成されたオゾン化ガス６が、オゾン反応槽底部に設置さ
れた散気装置７によって微細化され、ろ過処理水８と接
触・混合し水中に溶解される。この際、効率良くオゾン
を水中に溶解させるため、オゾン反応槽の水深は５ｍ程
度に設定される。水中にオゾンが溶解すると一定時間オ
ゾン反応槽４内に滞留し、この間に大腸菌等の殺菌や除
去対象となる有機物等が酸化分解される。この後、オゾ
ン処理水９はトイレや修景・親水用水として利用され
る。オゾン反応槽は一般にオゾン反応時間が１０〜２０
分に設定されることが多いため、二次処理水の最大水量
を１０〜２０分間滞留できる容量に設定される。また、
ろ過処理水中に溶解せずにオゾン反応槽の上部空間に気
液分離された排オゾンガス１０は、排風機１１により吸
引される。このときオゾン反応槽の上部空間は負圧状態
となるため、排オゾンガスを含むミスト中に微量含まれ
る界面活性剤等により泡が生じやすくなる。この泡はオ
ゾン分解処理に悪影響を及ぼすため、消泡塔１２内でシ
ャワーにより泡を取り除いた後、オゾン分解塔１３に送
られてオゾンが分解され無害化される。下水二次処理水
の全量をオゾン処理する場合も同様の処理工程である
が、ろ過装置やオゾン反応槽等の設備はそれに見合った
規模に拡大する。
水中に溶解している溶存性の有害物質を酸化除去する作
用があり、上水のみならず下水やプール水等各種用水の
処理に採用されている。下水処理分野において、処理水
を河川や海に放流する際、通常は放流直前に塩素消毒が
行われている。塩素による消毒方式は残留塩素により効
果が持続する反面、放流水域での水生生物や水産資源等
への影響に対する懸念や、塩素消毒特有のトリハロメタ
ン等の有害副生成物の生成が問題となる場合がある。こ
のように水辺環境の保全や資源としての処理水の活用に
対する意識の高まりに呼応して、放流水域の水質、美観
保全のための色や臭いの除去、再利用での水質の安全性
・快適性確保のための消毒、色度、臭気、発泡性物質の
除去等を必要とする事例が増加しており、このような場
合にオゾンの有する処理機能が有効となっている。従来
の下水処理施設におけるオゾン処理設備を図３に示す。
図３は下水二次処理水の一部を再生水としてトイレや修
景・親水用途に利用する場合のオゾン処理設備を示して
いる。図において、１は被処理水である二次処理水、２
は揚水ポンプ、３は砂ろ過装置、４はオゾン反応槽、５
はオゾン発生装置、６はオゾン化ガス、７は散気装置、
８はろ過処理水、９はオゾン処理水、１０は排オゾンガ
ス、１１は排風機、１２は消泡塔、１３はオゾン分解塔
である。二次処理水１の一部を揚水ポンプ２で砂ろ過装
置３等に導入して浮遊物を除去した後、オゾン反応槽４
内に送水される。ここでは、オゾン発生装置５により生
成されたオゾン化ガス６が、オゾン反応槽底部に設置さ
れた散気装置７によって微細化され、ろ過処理水８と接
触・混合し水中に溶解される。この際、効率良くオゾン
を水中に溶解させるため、オゾン反応槽の水深は５ｍ程
度に設定される。水中にオゾンが溶解すると一定時間オ
ゾン反応槽４内に滞留し、この間に大腸菌等の殺菌や除
去対象となる有機物等が酸化分解される。この後、オゾ
ン処理水９はトイレや修景・親水用水として利用され
る。オゾン反応槽は一般にオゾン反応時間が１０〜２０
分に設定されることが多いため、二次処理水の最大水量
を１０〜２０分間滞留できる容量に設定される。また、
ろ過処理水中に溶解せずにオゾン反応槽の上部空間に気
液分離された排オゾンガス１０は、排風機１１により吸
引される。このときオゾン反応槽の上部空間は負圧状態
となるため、排オゾンガスを含むミスト中に微量含まれ
る界面活性剤等により泡が生じやすくなる。この泡はオ
ゾン分解処理に悪影響を及ぼすため、消泡塔１２内でシ
ャワーにより泡を取り除いた後、オゾン分解塔１３に送
られてオゾンが分解され無害化される。下水二次処理水
の全量をオゾン処理する場合も同様の処理工程である
が、ろ過装置やオゾン反応槽等の設備はそれに見合った
規模に拡大する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の水処
理方法においては、下水二次処理水の一部はオゾン処理
され高質な処理水として再生されるが、オゾン処理され
ない大部分の処理水は従来通り塩素消毒後放流されるた
め、色や悪臭については充分に除去されていないことが
多く、塩素による有害副生成物の問題もあるため、放流
水域の水質の向上にはつながらない。また、オゾン処理
水中の溶存オゾンは、オゾン反応槽内に滞留する時間、
すなわち充分に設定されたオゾン反応時間を過ぎた後も
水中に残存したまま再生水供給配管に送水されるため、
処理に必要なオゾン量に対して過剰になる場合がある。
さらに、散気装置によるオゾン溶解方式では、５ｍ程度
の水深と気液分離のための空間が必要であるため、オゾ
ン反応槽の高さが６ｍ程度になってしまうとともに、１
０〜２０分程のオゾン反応時間に対応した容積が必要で
あるため、大型の構造物となってしまう。また、散気装
置によるオゾン溶解方式については、一般に排風機や消
泡塔にかかる設備費や電力費等が付随することになる。
下水二次処理水の全量をオゾン処理する場合について
は、放流水域の水質が改善することは期待できるが、設
置スペースや設備費あるいは電力費が莫大なものになる
ことは否めない。このように、従来のオゾン処理方法
は、塩素代替方式としては水質改善に充分な効力を発揮
するものの、設置スペースの問題や、建設費やあるいは
電力費等が高価なものになり、設備導入の妨げとなって
いた。そこで、本発明の目的は有害副生成物の生成が問
題となる消毒用塩素の量を大幅に削減するとともに、二
次処理水の色や悪臭あるいはＣＯＤを低減して安全な水
質を維持し、かつ従来のオゾン処理設備に対して設置ス
ペースをとらず、建設費および電力費を低廉化する水処
理方法およびその装置を提供することである。
理方法においては、下水二次処理水の一部はオゾン処理
され高質な処理水として再生されるが、オゾン処理され
ない大部分の処理水は従来通り塩素消毒後放流されるた
め、色や悪臭については充分に除去されていないことが
多く、塩素による有害副生成物の問題もあるため、放流
水域の水質の向上にはつながらない。また、オゾン処理
水中の溶存オゾンは、オゾン反応槽内に滞留する時間、
すなわち充分に設定されたオゾン反応時間を過ぎた後も
水中に残存したまま再生水供給配管に送水されるため、
処理に必要なオゾン量に対して過剰になる場合がある。
さらに、散気装置によるオゾン溶解方式では、５ｍ程度
の水深と気液分離のための空間が必要であるため、オゾ
ン反応槽の高さが６ｍ程度になってしまうとともに、１
０〜２０分程のオゾン反応時間に対応した容積が必要で
あるため、大型の構造物となってしまう。また、散気装
置によるオゾン溶解方式については、一般に排風機や消
泡塔にかかる設備費や電力費等が付随することになる。
下水二次処理水の全量をオゾン処理する場合について
は、放流水域の水質が改善することは期待できるが、設
置スペースや設備費あるいは電力費が莫大なものになる
ことは否めない。このように、従来のオゾン処理方法
は、塩素代替方式としては水質改善に充分な効力を発揮
するものの、設置スペースの問題や、建設費やあるいは
電力費等が高価なものになり、設備導入の妨げとなって
いた。そこで、本発明の目的は有害副生成物の生成が問
題となる消毒用塩素の量を大幅に削減するとともに、二
次処理水の色や悪臭あるいはＣＯＤを低減して安全な水
質を維持し、かつ従来のオゾン処理設備に対して設置ス
ペースをとらず、建設費および電力費を低廉化する水処
理方法およびその装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明はつぎの構成にしている。請求項１記載の水
処理方法は、被処理水をオゾン処理する工程と、前記被
処理水を下水処理の最終段における既設の塩素混和池に
導入して塩素により殺菌する工程とを含む水処理方法に
おいて、 前記塩素混和池の下流部分より取水して前記
オゾン処理工程に送水し、オゾン処理し未溶解の排オゾ
ンガスを除去したオゾン処理水を前記塩素混和池の上流
部に還流するものである。請求項２記載の水処理方法
は、前記塩素混和池の前段または後段の水質データおよ
び流入水量データを測定し、測定した測定データに基づ
きオゾン発生装置のオゾン発生量または前記塩素混和池
からの取水量を調整するものである。請求項３記載の水
処理装置は、オゾン発生装置、オゾン溶解装置、オゾン
反応槽、気液分離装置、排オゾン処理装置とからなるオ
ゾン処理装置と、被処理水を取水する揚水ポンプと、被
処理水の流入量または前記揚水ポンプの揚水量を測定す
る水量センサと、オゾンガスの配管系統またはオゾン処
理水のオゾン濃度を計測するオゾンモニタと、前記水量
センサおよびオゾンモニタのデータを入力し、揚水ポン
プおよびオゾン発生装置の運転出力を制御するコントロ
ーラとを備えた水処理装置であって、前記揚水ポンプ
は、被処理水を下水処理工程の最終段における既設の塩
素混和池の下流部分より取水し、前記被処理水を前記オ
ゾン処理装置へ導入してオゾン処理を行い、未溶解の排
オゾンガスを除去したオゾン処理水を前記塩素混和池の
上流部に還流するものである。
め、本発明はつぎの構成にしている。請求項１記載の水
処理方法は、被処理水をオゾン処理する工程と、前記被
処理水を下水処理の最終段における既設の塩素混和池に
導入して塩素により殺菌する工程とを含む水処理方法に
おいて、 前記塩素混和池の下流部分より取水して前記
オゾン処理工程に送水し、オゾン処理し未溶解の排オゾ
ンガスを除去したオゾン処理水を前記塩素混和池の上流
部に還流するものである。請求項２記載の水処理方法
は、前記塩素混和池の前段または後段の水質データおよ
び流入水量データを測定し、測定した測定データに基づ
きオゾン発生装置のオゾン発生量または前記塩素混和池
からの取水量を調整するものである。請求項３記載の水
処理装置は、オゾン発生装置、オゾン溶解装置、オゾン
反応槽、気液分離装置、排オゾン処理装置とからなるオ
ゾン処理装置と、被処理水を取水する揚水ポンプと、被
処理水の流入量または前記揚水ポンプの揚水量を測定す
る水量センサと、オゾンガスの配管系統またはオゾン処
理水のオゾン濃度を計測するオゾンモニタと、前記水量
センサおよびオゾンモニタのデータを入力し、揚水ポン
プおよびオゾン発生装置の運転出力を制御するコントロ
ーラとを備えた水処理装置であって、前記揚水ポンプ
は、被処理水を下水処理工程の最終段における既設の塩
素混和池の下流部分より取水し、前記被処理水を前記オ
ゾン処理装置へ導入してオゾン処理を行い、未溶解の排
オゾンガスを除去したオゾン処理水を前記塩素混和池の
上流部に還流するものである。
【０００５】請求項１から３の構成によれば、既設の塩
素混和池をオゾン反応槽として併用するため、大規模な
オゾン処理設備や建物は不要になる。したがって、オゾ
ン処理設備の設置スペースが少なく、建設費および電力
費の低廉化が可能となる。塩素混和池内では、充分なオ
ゾン反応時間がとれるため、返送されたオゾン処理水中
の溶存オゾンがオゾン未処理水と反応する。したがっ
て、被処理水全量をオゾン処理でき、脱色・脱臭、ＣＯ
Ｄが低減された良質で安全な処理水ができる。塩素とオ
ゾンを併用させることにより残留塩素濃度を低い値に押
さえることができるため、塩素の注入量を大幅に削減で
きる。請求項４記載の水処理装置は、前記気液分離装置
と前記排オゾン処理装置とを接続する排オゾンガス送気
管から分岐して前記揚水ポンプの前段に余剰オゾン再注
入管を接続し、前記余剰オゾン再注入管に余剰オゾン注
入量調整弁を設置するとともに、前記オゾン溶解装置の
前段に、第２の気液分離器を設置したものである。本構
成によれば、ろ過処理水中に溶解せずにオゾン反応槽の
被処理水と分離された排オゾンガスを再溶解するため、
オゾン溶解効率が向上するとともに、排オゾン分解塔で
処理されるオゾン量が減少するため、排オゾン処理にか
かる費用が低廉化する。
素混和池をオゾン反応槽として併用するため、大規模な
オゾン処理設備や建物は不要になる。したがって、オゾ
ン処理設備の設置スペースが少なく、建設費および電力
費の低廉化が可能となる。塩素混和池内では、充分なオ
ゾン反応時間がとれるため、返送されたオゾン処理水中
の溶存オゾンがオゾン未処理水と反応する。したがっ
て、被処理水全量をオゾン処理でき、脱色・脱臭、ＣＯ
Ｄが低減された良質で安全な処理水ができる。塩素とオ
ゾンを併用させることにより残留塩素濃度を低い値に押
さえることができるため、塩素の注入量を大幅に削減で
きる。請求項４記載の水処理装置は、前記気液分離装置
と前記排オゾン処理装置とを接続する排オゾンガス送気
管から分岐して前記揚水ポンプの前段に余剰オゾン再注
入管を接続し、前記余剰オゾン再注入管に余剰オゾン注
入量調整弁を設置するとともに、前記オゾン溶解装置の
前段に、第２の気液分離器を設置したものである。本構
成によれば、ろ過処理水中に溶解せずにオゾン反応槽の
被処理水と分離された排オゾンガスを再溶解するため、
オゾン溶解効率が向上するとともに、排オゾン分解塔で
処理されるオゾン量が減少するため、排オゾン処理にか
かる費用が低廉化する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて詳述する。 （第１の実施形態）本発明の第１の実施形態を図１に示
す。図１は第１の実施形態を示す水処理方法の概略図で
ある。同一部品には同一符号を付しており、従来と同じ
部品の説明は省略している。図１に示すように、揚水ポ
ンプ１の後段にエゼクタまたはエゼクタとラインミキサ
からなるオゾン溶解装置１４を配設する。エゼクタ後段
にラインミキサを配設することでオゾン溶解効率向上に
寄与することができる。またエゼクタとオゾン発生装置
５は発生オゾンガス供給管１５を介して接続される。オ
ゾン溶解装置１４の後段にはオゾン反応槽４を設置し、
その上部には気液分離器１５が設置され、気液分離器１
６と排オゾン処理装置１７は排オゾンガス送気管１８で
接続される。本構成においてオゾン処理循環系は塩素混
和池１９内の下流部から取水し、塩素混和池１９内の上
流部に返送する循環系となっている。また、揚水ポンプ
の二次側には水量センサ２０が、発生オゾンガス供給管
１５および排オゾンガス送気管の中途部には気相中のオ
ゾン濃度を測定する気相オゾンモニタ２１が、オゾン溶
解装置１４もしくはオゾン反応槽４の二次側の水配管中
途部には液相中のオゾン濃度を測定する溶存オゾンモニ
タ２２がそれぞれ配設されている。なお、塩素混和池１
９の前段または後段には処理水量を監視する水位計等の
処理水流量計や、放流水中の有機物汚濁量や残留塩素濃
度等を測定する水質分析計等の計測器２３が設けられて
いる。つぎに、本実施形態の動作について述べる。塩素
混和池１４の下流部から、全処理水量に対して１０〜５
０％の割合で揚水ポンプ１により取水した被処理水はオ
ゾン溶解装置１４により、オゾン発生装置５で生成され
たオゾン化ガスと混合攪拌される。このとき、オゾン溶
解装置の特性上、被処理水とオゾン化ガスの体積比〔Ｌ
／Ｇ〕比が１０以上になるように設定することが好まし
い。オゾンと混合された被処理水は一定時間オゾン反応
槽４で滞留し、この間に大腸菌等の殺菌や除去対象とな
る有機物等が酸化分解される。被処理水中に溶解せず、
気液分離装置１６で気液分離された排オゾンガスは後段
の排オゾン処理装置１７において分解され、無害化され
た後大気中へ排出される。排オゾンガスを含む少量のミ
ストは、排オゾン処理装置１７の下部または気液分離装
置１６と排オゾン処理装置１７の中途部からドレインと
して排出する。オゾン反応槽４から塩素混和池１９前段
に返送されるオゾン処理水中には、オゾンが溶存してお
り、塩素混和池流入水と混合されて希釈されるが、混合
水中に残存した溶存オゾンが一定時間作用し、有機物等
との酸化分解が進行して、殺菌、脱臭、脱色、ＣＯＤの
低減等に寄与する。なお、下水道設計指針では塩素混和
装置における塩素接触時間が計画１日最大汚水量に対し
て１５分以上にする必要があることが述べられており、
実際には２０〜４０分程度になっている場合が多いこと
から、オゾン反応時間としては充分な時間をとることが
できる。その後処理場外部の河川や海に放流される。ま
た、この処理水の一部を再生水として諸用途に利用する
場合には、ろ過処理を行うだけで浮遊物やＢＯＤ物質等
が除去され、トイレの雑用水や修景・親水用水として利
用することができる。オゾン注入量については、各オゾ
ンモニタやオゾン処理水量を監視してオゾン注入率や排
オゾンガス濃度が一定になるように、コントローラ２４
でＰＩＤ等の演算を行い、オゾン発生出力のフィードバ
ック制御を行うことができる。また、塩素混和池の水中
に一定のオゾンが残存するように、オゾン溶解装置もし
くはオゾン反応槽の後段や、塩素混和池に設置された溶
存オゾンモニタから得られる計測値を監視することで、
溶存オゾン濃度を一定にするようなオゾン注入量制御を
行っても良い。さらに、塩素混和池前段または後段に設
置された処理水流量計や、放流水中の有機物汚濁量や、
残留塩素濃度等を測定する水質分析計等の計測器から得
られる計測値をもとに制御システムを構成し、オゾン発
生出力あるいは揚水ポンプ出力のフィードバック制御を
行うことも可能である。本実施形態によれば、既設の塩
素混和池をオゾン反応槽として兼用するため、大規模な
オゾン反応槽をはじめとするオゾン溶解設備は不要にな
る。また、エゼクタの採用により排オゾンガスは加圧状
態で排オゾン分解槽に送気されるため、排風機や消泡塔
等の設備およびそれらの運転に要する費用が削除され
る。さらには、オゾン反応槽から塩素混和池の上流部に
返送されるオゾン処理水中に溶存するオゾンは、塩素混
和池で合流された二次処理水と混合されて作用すると共
に、塩素混和池で充分なオゾン反応時間をとることによ
り、二次処理水全量をオゾン処理することになるため、
脱色・脱臭、ＣＯＤが低減された良質で安全な処理水を
河川や海域に放流することができる。また、塩素とオゾ
ンを併用することで、塩素が環境に影響を及ぼさない程
度に残留塩素濃度を低い値に安定して保持できるように
なるため、塩素の注入量は大幅に削減できるとともに、
残留性の乏しいオゾンに対して塩素を一定濃度残留させ
ることにより、細菌類の繁殖を押さえることができる。
処理水をろ過して再生水に利用する場合においても、塩
素が一定の低い値で残留しているため、細菌類の繁殖防
止にも効果がある。この設備は既設の塩素混和池等を併
用しているため、大規模な構造物などの建築がなく、従
来のオゾン処理設備に対して設置スペースをとらず、建
設費および電力費の低廉化が可能となる。なお、オゾン
ガスを直接塩素混和池内に曝気するのではなく、オゾン
処理循環過程で排オゾンガスとオゾン処理水を分離した
後、塩素混和池に返送するとともに、必要最小限のオゾ
ン注入量になるように、各種制御手段によりオゾン発生
出力や揚水ポンプ出力のフィードバック制御を行うた
め、効率の良いオゾン処理を行うと共に、塩素混和池周
辺において有毒なオゾンガスによる人的被害はない。
づいて詳述する。 （第１の実施形態）本発明の第１の実施形態を図１に示
す。図１は第１の実施形態を示す水処理方法の概略図で
ある。同一部品には同一符号を付しており、従来と同じ
部品の説明は省略している。図１に示すように、揚水ポ
ンプ１の後段にエゼクタまたはエゼクタとラインミキサ
からなるオゾン溶解装置１４を配設する。エゼクタ後段
にラインミキサを配設することでオゾン溶解効率向上に
寄与することができる。またエゼクタとオゾン発生装置
５は発生オゾンガス供給管１５を介して接続される。オ
ゾン溶解装置１４の後段にはオゾン反応槽４を設置し、
その上部には気液分離器１５が設置され、気液分離器１
６と排オゾン処理装置１７は排オゾンガス送気管１８で
接続される。本構成においてオゾン処理循環系は塩素混
和池１９内の下流部から取水し、塩素混和池１９内の上
流部に返送する循環系となっている。また、揚水ポンプ
の二次側には水量センサ２０が、発生オゾンガス供給管
１５および排オゾンガス送気管の中途部には気相中のオ
ゾン濃度を測定する気相オゾンモニタ２１が、オゾン溶
解装置１４もしくはオゾン反応槽４の二次側の水配管中
途部には液相中のオゾン濃度を測定する溶存オゾンモニ
タ２２がそれぞれ配設されている。なお、塩素混和池１
９の前段または後段には処理水量を監視する水位計等の
処理水流量計や、放流水中の有機物汚濁量や残留塩素濃
度等を測定する水質分析計等の計測器２３が設けられて
いる。つぎに、本実施形態の動作について述べる。塩素
混和池１４の下流部から、全処理水量に対して１０〜５
０％の割合で揚水ポンプ１により取水した被処理水はオ
ゾン溶解装置１４により、オゾン発生装置５で生成され
たオゾン化ガスと混合攪拌される。このとき、オゾン溶
解装置の特性上、被処理水とオゾン化ガスの体積比〔Ｌ
／Ｇ〕比が１０以上になるように設定することが好まし
い。オゾンと混合された被処理水は一定時間オゾン反応
槽４で滞留し、この間に大腸菌等の殺菌や除去対象とな
る有機物等が酸化分解される。被処理水中に溶解せず、
気液分離装置１６で気液分離された排オゾンガスは後段
の排オゾン処理装置１７において分解され、無害化され
た後大気中へ排出される。排オゾンガスを含む少量のミ
ストは、排オゾン処理装置１７の下部または気液分離装
置１６と排オゾン処理装置１７の中途部からドレインと
して排出する。オゾン反応槽４から塩素混和池１９前段
に返送されるオゾン処理水中には、オゾンが溶存してお
り、塩素混和池流入水と混合されて希釈されるが、混合
水中に残存した溶存オゾンが一定時間作用し、有機物等
との酸化分解が進行して、殺菌、脱臭、脱色、ＣＯＤの
低減等に寄与する。なお、下水道設計指針では塩素混和
装置における塩素接触時間が計画１日最大汚水量に対し
て１５分以上にする必要があることが述べられており、
実際には２０〜４０分程度になっている場合が多いこと
から、オゾン反応時間としては充分な時間をとることが
できる。その後処理場外部の河川や海に放流される。ま
た、この処理水の一部を再生水として諸用途に利用する
場合には、ろ過処理を行うだけで浮遊物やＢＯＤ物質等
が除去され、トイレの雑用水や修景・親水用水として利
用することができる。オゾン注入量については、各オゾ
ンモニタやオゾン処理水量を監視してオゾン注入率や排
オゾンガス濃度が一定になるように、コントローラ２４
でＰＩＤ等の演算を行い、オゾン発生出力のフィードバ
ック制御を行うことができる。また、塩素混和池の水中
に一定のオゾンが残存するように、オゾン溶解装置もし
くはオゾン反応槽の後段や、塩素混和池に設置された溶
存オゾンモニタから得られる計測値を監視することで、
溶存オゾン濃度を一定にするようなオゾン注入量制御を
行っても良い。さらに、塩素混和池前段または後段に設
置された処理水流量計や、放流水中の有機物汚濁量や、
残留塩素濃度等を測定する水質分析計等の計測器から得
られる計測値をもとに制御システムを構成し、オゾン発
生出力あるいは揚水ポンプ出力のフィードバック制御を
行うことも可能である。本実施形態によれば、既設の塩
素混和池をオゾン反応槽として兼用するため、大規模な
オゾン反応槽をはじめとするオゾン溶解設備は不要にな
る。また、エゼクタの採用により排オゾンガスは加圧状
態で排オゾン分解槽に送気されるため、排風機や消泡塔
等の設備およびそれらの運転に要する費用が削除され
る。さらには、オゾン反応槽から塩素混和池の上流部に
返送されるオゾン処理水中に溶存するオゾンは、塩素混
和池で合流された二次処理水と混合されて作用すると共
に、塩素混和池で充分なオゾン反応時間をとることによ
り、二次処理水全量をオゾン処理することになるため、
脱色・脱臭、ＣＯＤが低減された良質で安全な処理水を
河川や海域に放流することができる。また、塩素とオゾ
ンを併用することで、塩素が環境に影響を及ぼさない程
度に残留塩素濃度を低い値に安定して保持できるように
なるため、塩素の注入量は大幅に削減できるとともに、
残留性の乏しいオゾンに対して塩素を一定濃度残留させ
ることにより、細菌類の繁殖を押さえることができる。
処理水をろ過して再生水に利用する場合においても、塩
素が一定の低い値で残留しているため、細菌類の繁殖防
止にも効果がある。この設備は既設の塩素混和池等を併
用しているため、大規模な構造物などの建築がなく、従
来のオゾン処理設備に対して設置スペースをとらず、建
設費および電力費の低廉化が可能となる。なお、オゾン
ガスを直接塩素混和池内に曝気するのではなく、オゾン
処理循環過程で排オゾンガスとオゾン処理水を分離した
後、塩素混和池に返送するとともに、必要最小限のオゾ
ン注入量になるように、各種制御手段によりオゾン発生
出力や揚水ポンプ出力のフィードバック制御を行うた
め、効率の良いオゾン処理を行うと共に、塩素混和池周
辺において有毒なオゾンガスによる人的被害はない。
【０００７】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態を図２に示す。図において、２５は余剰オゾン再注入
管、２６は余剰オゾン注入量調整弁、２７は第２の気液
分離装置である。気液分離装置１６から排オゾン処理装
置１７までの排オゾンガス送気管１８中途部から分岐し
て揚水ポンプ２の前段に余剰オゾン再注入管２５を接続
し、その中途部に余剰オゾン注入量調整弁２６を配設す
る。また、オゾン溶解装置１４の前段に、第２の気液分
離装置２７を設置する。本実施形態の動作は、排オゾン
ガスの一部を揚水ポンプ２の一次側（吸引側）に再注入
し、第２の気液分離器２７で溶解しなかったオゾンガス
を分離し、排オゾン処理装置２７で処理をする。なお、
被処理水とオゾンガスの体積比〔Ｌ／Ｇ〕比が１０以上
になるように設定する場合、揚水ポンプ２がガスの吸引
により空運転することは起こりにくいが、非効率的な運
転を行わないように、余剰オゾン注入量調整弁２６で余
剰オゾンガスの注入量を調整する。本実施形態によれ
ば、ろ過処理水中に溶解せずにオゾン反応槽の被処理水
と分離された排オゾンガスを再溶解するため、オゾン溶
解効率が向上するとともに、排オゾン分解塔で処理され
るオゾン量が減少するため、排オゾン処理にかかる費用
が低廉化する。なお、本実施例では、下水処理を中心に
述べたが、これに限らず、上水の処理にも適用できる。
態を図２に示す。図において、２５は余剰オゾン再注入
管、２６は余剰オゾン注入量調整弁、２７は第２の気液
分離装置である。気液分離装置１６から排オゾン処理装
置１７までの排オゾンガス送気管１８中途部から分岐し
て揚水ポンプ２の前段に余剰オゾン再注入管２５を接続
し、その中途部に余剰オゾン注入量調整弁２６を配設す
る。また、オゾン溶解装置１４の前段に、第２の気液分
離装置２７を設置する。本実施形態の動作は、排オゾン
ガスの一部を揚水ポンプ２の一次側（吸引側）に再注入
し、第２の気液分離器２７で溶解しなかったオゾンガス
を分離し、排オゾン処理装置２７で処理をする。なお、
被処理水とオゾンガスの体積比〔Ｌ／Ｇ〕比が１０以上
になるように設定する場合、揚水ポンプ２がガスの吸引
により空運転することは起こりにくいが、非効率的な運
転を行わないように、余剰オゾン注入量調整弁２６で余
剰オゾンガスの注入量を調整する。本実施形態によれ
ば、ろ過処理水中に溶解せずにオゾン反応槽の被処理水
と分離された排オゾンガスを再溶解するため、オゾン溶
解効率が向上するとともに、排オゾン分解塔で処理され
るオゾン量が減少するため、排オゾン処理にかかる費用
が低廉化する。なお、本実施例では、下水処理を中心に
述べたが、これに限らず、上水の処理にも適用できる。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればつぎ
の効果がある。既設の塩素混和池の下流部分より取水し
てオゾン処理し、オゾン処理したオゾン処理水を塩素混
和池の上流部に還流し、塩素混和池をオゾン反応槽とし
て併用したので、大規模なオゾン処理設備や建物は必要
なく小型の設備ですむ。したがって、オゾン処理設備の
設置スペースが少なく、建設費および電力費の低廉化が
可能となる。また、塩素混和池内では、充分なオゾン反
応時間がとれるため、被処理水の全量をオゾン処理でき
る。したがって、脱色・脱臭、ＣＯＤが低減された良質
で安全な処理水ができる。また、塩素とオゾンを併用さ
せることにより残留塩素濃度を低い値に押さえることが
できるため、塩素の注入量を大幅に削減できる。また、
余剰オゾンを揚水ポンプの前段に再注入するようにした
ので、オゾン溶解効率が向上するとともに、排オゾン分
解塔で処理されるオゾン量が減少し、排オゾン処理費用
が低減できる。
の効果がある。既設の塩素混和池の下流部分より取水し
てオゾン処理し、オゾン処理したオゾン処理水を塩素混
和池の上流部に還流し、塩素混和池をオゾン反応槽とし
て併用したので、大規模なオゾン処理設備や建物は必要
なく小型の設備ですむ。したがって、オゾン処理設備の
設置スペースが少なく、建設費および電力費の低廉化が
可能となる。また、塩素混和池内では、充分なオゾン反
応時間がとれるため、被処理水の全量をオゾン処理でき
る。したがって、脱色・脱臭、ＣＯＤが低減された良質
で安全な処理水ができる。また、塩素とオゾンを併用さ
せることにより残留塩素濃度を低い値に押さえることが
できるため、塩素の注入量を大幅に削減できる。また、
余剰オゾンを揚水ポンプの前段に再注入するようにした
ので、オゾン溶解効率が向上するとともに、排オゾン分
解塔で処理されるオゾン量が減少し、排オゾン処理費用
が低減できる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す水処理装置の概略
図
図
【図２】本発明の第２の実施例を示す水処理装置の概略
図
図
【図３】従来の水処理装置の概略図
１ 二次処理水
２ 揚水ポンプ
３ 砂ろ過装置
４ オゾン反応槽
５ オゾン発生装置
６ オゾン化ガス
７ 散気装置
８ ろ過処理水
９ オゾン処理水
１０ 排オゾンガス
１１ 排風機
１２ 消泡塔
１３ オゾン分解塔
１４ オゾン溶解装置
１５ 発生オゾンガス供給管
１６ 気液分離装置
１７ 排オゾン処理装置
１８ 排オゾンガス送気管
１９ 塩素混和池
２０ 水量センサ
２１ 気相オゾンモニタ
２２ 溶存オゾンモニタ
２３ 計測器
２４ コントローラ
２５ 余剰オゾン再注入管
２６ 余剰オゾン注入量調整弁
２７ 第２の気液分離装置
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｂ０１Ｆ 15/04 Ｂ０１Ｆ 15/04 Ｄ
Ｃ０２Ｆ 1/50 ５１０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５１０Ａ
５２０ ５２０Ｃ
５３１ ５３１Ｍ
５３１Ｒ
５４０ ５４０Ａ
５５０ ５５０Ｃ
５５０Ｌ
1/76 1/76
Claims (4)
- 【請求項１】 被処理水をオゾン処理する工程と、前記
被処理水を下水処理の最終段における既設の塩素混和池
に導入して塩素により殺菌する工程とを含む水処理方法
において、 前記塩素混和池の下流部分より取水して前記オゾン処理
工程に送水し、オゾン処理し未溶解の排オゾンガスを除
去したオゾン処理水を前記塩素混和池の上流部に還流す
ることを特徴とする水処理方法。 - 【請求項２】 前記塩素混和池の前段または後段の水質
データおよび流入水量データを測定し、この測定データ
を演算し、オゾン発生装置のオゾン発生量または前記塩
素混和池からの取水量を調整することを特徴とする請求
項１記載の水処理方法。 - 【請求項３】 オゾン発生装置、オゾン溶解装置、オゾ
ン反応槽、気液分離装置、排オゾン処理装置とからなる
オゾン処理装置と、被処理水を取水する揚水ポンプと、
被処理水の流入量または前記揚水ポンプの揚水量を測定
する水量センサと、オゾンガスの配管系統またはオゾン
処理水のオゾン濃度を計測するオゾンモニタと、前記水
量センサおよびオゾンモニタのデータを入力し、揚水ポ
ンプおよびオゾン発生装置の運転出力を制御するコント
ローラとを備えた水処理装置であって、 前記揚水ポンプは、被処理水を下水処理工程の最終段に
おける既設の塩素混和池の下流部分より取水し、前記被
処理水を前記オゾン処理装置へ導入してオゾン処理を行
い、未溶解の排オゾンガスを除去したオゾン処理水を前
記塩素混和池の上流部に還流することを特徴とする水処
理装置。 - 【請求項４】 前記気液分離装置と前記排オゾン処理装
置とを接続する排オゾンガス送気管から分岐して前記揚
水ポンプの前段に余剰オゾン再注入管を接続し、前記余
剰オゾン再注入管に余剰オゾン注入量調整弁を設置する
とともに、前記オゾン溶解装置の前段に、第２の気液分
離器を設置したことを特徴とする請求項３記載の水処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002120890A JP4110822B2 (ja) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | 水処理方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002120890A JP4110822B2 (ja) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | 水処理方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003311282A true JP2003311282A (ja) | 2003-11-05 |
| JP4110822B2 JP4110822B2 (ja) | 2008-07-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002120890A Expired - Fee Related JP4110822B2 (ja) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | 水処理方法およびその装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4110822B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006223935A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Hitachi Ltd | 中水製造装置および中水製造方法 |
| JP2013184072A (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-19 | Ohnit Co Ltd | 気体溶解方法及び気体溶解装置 |
| CN105645669A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-06-08 | 镇江市规划设计研究院 | 一种河道水循环及水质净化组合系统及其净化方法 |
| CN110526356A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-03 | 浙江建设职业技术学院 | 一种灭菌装置 |
| CN114477419A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-05-13 | 河南省奥瑞环保科技股份有限公司 | 一种循环式臭氧综合利用控制系统 |
-
2002
- 2002-04-23 JP JP2002120890A patent/JP4110822B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN110526356A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-03 | 浙江建设职业技术学院 | 一种灭菌装置 |
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| JP4110822B2 (ja) | 2008-07-02 |
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