JP2005246327A - 排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば下水の二次処理水、各種の産業廃水、原子力施設から発生する洗濯排水等の有機性排水中からＣＯＤ成分を効率的に除去することができるとともに、オゾンの使用量も少なくすることができる排水処理装置を提供すること。
【解決手段】 反応槽１に酸化反応を促進させる触媒２を充填した排水処理装置であって、反応槽１の上部に前記触媒表面を伝って流下するように排水を供給する排水供給手段４を設け、反応槽の下部に排水を酸化反応して浄化するオゾン供給手段５を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば下水の二次処理水、各種の産業廃水、原子力施設から発生する洗濯排水等の有機性排水中からＣＯＤ成分を効率的に除去することができるとともに、オゾンの使用量も少なくすることができる排水処理装置に関するものである。

従来から有機性排水の処理装置として、特許文献１に示されるように、二酸化マンガンが充填された反応槽の下方からオゾンガスを散気しつつ上方から有機性排水を供給し、反応槽の底部から処理水を取り出す方式のものが知られている。

しかしながら、従来のものは反応槽内に有機性排水を充満させた状態として、その排水液中にオゾンガスを通過させて反応させるものである。この場合、オゾンは水に溶けにくく、しかもオゾンガスの液中通過スピードをコントロールすることが困難であるため、上部から未反応のオゾンガスが多く流出してしまうという現象があった。このため、別に設置されたオゾン発生器の大容量化、廃オゾン処理装置への高負荷化によりイニシャルコスト、ランニングコストがともに高くなるという問題点があった。また、環境基準が厳しくなる傾向から、より高い効率でＣＯＤ成分等を除去することができる処理装置の開発が求められているのが現状である。
特開平９−２５３６７２号公報

本発明は上記のような従来の問題点を解決して、下水の二次処理水、各種の産業廃水、原子力施設から発生する洗濯排水等の有機性排水中からＣＯＤ成分を効率的に除去することができるとともに、オゾンの有効利用を図ることができてイニシャルコストやランニングコストの低減化を達成することができる排水処理装置を提供することを目的して完成されたものである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の排水処理装置は、反応槽に酸化反応を促進させる触媒を充填した排水処理装置であって、反応槽の上部に前記触媒表面を伝って流下するように排水を供給する排水供給手段を設け、反応槽の下部に排水を酸化反応して浄化するオゾン供給手段を設けたことを特徴とするものである。

また、酸化反応を促進させる目的で排水の加熱手段を設けたものとすることも好ましく、更には、オゾンの溶解を促進させる目的で反応槽内の圧力を高める加圧手段を設けたものとすることも好ましい。

本発明の排水処理装置は、反応槽の上部に前記触媒表面を伝って流下するように排水を供給する排水供給手段を設けので、排水は触媒表面を伝って流下することでより大きな表面積を確保することとなる。また、反応槽の下部に排水を酸化反応して浄化するオゾン供給手段を設けたので、下部より供給したオゾンが触媒の隙間を上昇する際に前記排水の液膜中に溶解し酸化反応によって排水を効率よく浄化処理することとなる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１において、１は密封式の反応槽、２は酸化反応を促進させる目的で反応槽１に充填してある触媒、３は触媒２の落下防止用ネットである。
また、反応槽１の上部には前記触媒表面を伝って流下するように排水を供給する排水供給手段４が設けられており、反応槽１の下部には排水を酸化反応して浄化するオゾン供給手段５が設けられた構造となっている。
なお、６ａは反応槽上部より放出される酸素（Ｏ_２）の流量を制御するための制御弁、６ｂは反応槽下部より放出される処理水の流量を制御するための制御弁である。

このような構造の装置では、排水は触媒表面を伝って流下することでより大きな表面積を確保することとなり、下部より供給したオゾンが触媒の隙間を上昇する際に前記排水の液膜中に溶解し酸化反応によって排水を効率よく浄化処理することとなる。しかも、オゾンは重いために反応槽内における上昇スピードは緩やかで、また下方部に濃縮されたオゾンが溜まって反応効率を益々高めることとなる。そして、分解反応したオゾンは酸素（Ｏ_２）となって上方部より放出されるが、この中にオゾンが含まれる量は極めて少なく有効にオゾンの利用が図られることとなる。

前記排水供給手段４は、排水が触媒表面を伝って流下するように供給するものであり、噴霧式のものや滴下式のものが用いられる。一方、オゾン供給手段５は散気式のものが用いられる。

酸化反応を促進させる触媒触媒５としては、二酸化マンガン触媒を用いるが、その他、コバルト系触媒、ニッケル系触媒、銅系触媒、アルミナ系触媒、チタニア系触媒、白金・パラジウムなどの貴金属系触媒から選択されたものも使用できる。なお、二酸化マンガン触媒を用いる場合、触媒活性を高めるために反応槽１の温度を３０℃〜８０℃程度、望ましくは５０℃〜７０℃程度とすることが好適である。また、酸化剤であるオゾンは、排水に対して２００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ程度、望ましくは４５０〜１３５０ｐｐｍ程度の量を供給することが好適である。

また、反応槽１の温度を高める他、ヒーター等の排水の加熱手段７を設けておきオゾンによる酸化反応を促進させることもできる。
更に、反応槽内の圧力を高める加圧手段を設けた場合には、オゾンの溶解が促進されるため反応効率をより高めることができ好ましい。この加圧手段としては、例えば反応槽１の上部に設けたガス排出量を制御する制御弁６ａや、反応槽１の下部に設けた処理水排出量を制御する制御弁６ｂを制御することで容易に圧力調整することができる。

以上のように本発明の排水処理装置においては、反応槽１の上部に触媒２の表面を伝って流下するように排水を供給する排水供給手段４が設けられており、反応槽１の下部に排水を酸化反応して浄化するオゾン供給手段５が設けられた構造となっているので、排水は触媒表面を伝って流下することでより大きな表面積を確保することとなり、また下部より供給したオゾンが各触媒間の隙間を上昇する際に前記排水の液膜中に溶解し酸化反応によって排水を効率よく浄化処理することとなる。しかも、オゾンは重いために反応槽内における上昇スピードも緩やかで、十分に排水の酸化反応に供せられるので、未反応のまま上方部より放出されることもなく、有効にオゾンの利用が図られることとなる。

なお、排水中に固体状懸濁成分が含まれていた場合には、反応槽１の前段もしくは後段においてフィルタ式や沈降式等の固液分離装置を設置しておき、ろ過処理により固体状懸濁成分を除去すればよい。また、コバルト、鉄、マンガン等の金属イオンが含まれていた場合は、酸化すると不溶性の水酸化コバルト等とすることができ、反応槽１の後段においてフィルタ式や沈降式等の固液分離装置で除去することが可能である。

このように、本発明は下水の二次処理水、各種の産業廃水、原子力施設から発生する洗濯排水等の有機性排水中からＣＯＤ成分を効率的に除去することができるとともに、オゾンの有効利用を図ることができてイニシャルコストやランニングコストの低減化を達成することができるものである。

下水の二次処理水を試験水として、Ｏ_３供給量とＣＯＤ除去率との関係を調べた結果は、図２のグラフ（■）で示すとおりであった。
従来方式として、反応槽内に同じ試験水を充満させた状態とし、その排水液中にオゾンガスを通過させた場合のＯ_３供給量とＣＯＤ除去率との関係を調べた結果は、図２のグラフ（◆）で示すとおりであった。
同じＯ_３供給量であれば本発明のものが高いＣＯＤ除去率を示すことが確認され、オゾンの有効利用を図れることが立証できた。

本発明の実施の形態を示す正面図である。 Ｏ_３供給量とＣＯＤ除去率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 反応槽
２ 触媒
４ 排水供給手段
５ オゾン供給手段
６ａ 制御弁
６ｂ 制御弁
７ 加熱器

Claims (3)

1. 反応槽に酸化反応を促進させる触媒を充填した排水処理装置であって、反応槽の上部に前記触媒表面を伝って流下するように排水を供給する排水供給手段を設け、反応槽の下部に排水を酸化反応させて浄化するオゾン供給手段を設けたことを特徴とする排水処理装置。
2. 排水の加熱手段が設けられている請求項１に記載の排水処理装置。
3. 反応槽内の圧力を高める加圧手段が設けられている請求項１または２に記載の排水処理装置。

Images