JP2005254136A - 有機物含有水のオゾン処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オゾン使用量の無駄をなくするとともに、水に対するオゾン溶解効率を高めて反応性を増加させることができる有機物含有水のオゾン処理装置を提供する。
【解決手段】 原水が供給される循環タンク１０と膜ろ過装置１３とを管路１４，１５で接続して循環流路を形成し、この循環流路中にオゾンミキシングポンプ１６などのオゾン供給手段からオゾンを供給する。また酸化触媒を投入する。循環タンク内のオゾンの背圧を背圧制御弁２０で大気圧以上に制御し、オゾン溶解効率を高めて反応性を増加させる。循環タンクから放出される排オゾンはエジェクタ１９により循環流路中に戻す。第２の発明は膜ろ過装置１３を酸化触媒充填塔に置き換えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物を含有する有機物含有水のオゾン処理装置に関するものである。

原子力施設から排出される洗濯排水や有機汚染物質を含む地下水のように、ＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質等を含有する有機物含有水の処理法としては、従来から活性炭吸着法やオゾン分解法が知られている。しかし活性炭吸着法は簡便である反面、使用済み活性炭の後処理が必要となるため、最近では特許文献１に示されたようなオゾン分解法が注目されている。

このためのオゾン処理装置としては、図３に示すフローのものが普通である。この図３のオゾン処理装置は、二酸化マンガン触媒が充填された触媒反応塔１に原水を下降流で通水し、塔下部からオゾンを供給して触媒の存在下で有機物を酸化分解させ、触媒反応塔１からの流出水を循環タンク２に貯留したうえ、膜ろ過装置３に循環させてクロスフローろ過し、ＳＳを除去したうえで放流するものである。また触媒反応塔１の上部から排出される廃オゾンは廃オゾン処理塔４で分解したうえ大気中に放出している。

ところがこのような従来のオゾン処理装置では、触媒反応塔１で使用されなかったオゾンが無駄になるという問題があった。また水に対するオゾン溶解効率は小さいために、有機物分解の反応性を十分に高めることができないという問題があった。
特許第２５３９５５５号公報

本発明は上記した従来の問題点を解決して、オゾン使用量の無駄をなくするとともに、水に対するオゾン溶解効率を高めて反応性を増加させることができる有機物含有水のオゾン処理装置を提供するためになされたものである。

上記の課題を解決するためになされた第１の発明は、原水が供給される循環タンクとクロスフロー型の膜ろ過装置とを管路で接続して循環流路を形成するとともに、この循環流路中にオゾンを供給するためのオゾン供給手段と循環タンクから放出される排オゾンを循環流路中に戻すエジェクタとを設けたことを特徴とするものである。この発明においては、原水中に酸化触媒粒子を投入する手段を設けることが好ましい。

また同一の課題を解決するためになされた第２の発明は、原水が供給される循環タンクと酸化触媒充填塔とを管路で接続して循環流路を形成するとともに、この循環流路中にオゾンを供給するためのオゾン供給手段と循環タンクから放出される排オゾンを循環流路中に戻すエジェクタとを設けたことを特徴とするものである。何れの発明の発明においても、酸化触媒を二酸化マンガンとすることができる。また循環タンクから排出される排オゾン経路に循環タンク内中のオゾンの背圧を制御するための背圧制御弁を設け、循環タンク内の圧力を制御可能とすることが好ましく、オゾン供給手段として、オゾンミキシングポンプ、エジェクタ、散気筒のいずれかもしくはこれらを組み合わせて利用することが好ましい。

これらの発明においては、原水が供給される循環タンクとクロスフロー型の膜ろ過装置あるいは酸化触媒充填塔とを管路で接続して循環流路を形成するとともに、この循環流路中にオゾンを供給するためのオゾン供給手段を設けたので、原水に対するオゾン溶解効率を高めて反応性を増加させることができる。また循環タンクから放出される排オゾンを循環流路中に戻すエジェクタを設けたので、オゾンの無駄をなくすることができる。なお、第１の発明は有機物のほかにＳＳを含む原水の処理に適しており、第２の発明はＳＳをあまり含まない原水の処理に適している。

以下に各発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は第１の発明の実施形態を示す図であり、ＳＳを含む原水の処理に用いられる。図中、１０は処理対象となる原水が供給される循環タンクであり、前記したようなＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物含有水が供給される。この循環タンク１０は密封構造となっている。またその内部にはオゾン供給手段である散気筒１１が設けられ、散気筒１１から原水中にオゾンガスを吹き込むことも出来る。なお循環タンク１０には酸化触媒粒子を投入する手段１２が設けられ、二酸化マンガンの粉末が投入される。

１３は原水中のＳＳを除去するためのクロスフロー型の膜ろ過装置であり、この実施形態ではセラミック製のＭＦ膜が使用されている。循環タンク１０から抜き出された原水は管路１４を経由して膜ろ過装置１３に送られ、膜ろ過装置１３を通過した原水は管路１５を経由して循環タンク１０に返送される。このように循環タンク１０、管路１４、膜ろ過装置１３、管路１５により循環流路が形成されている。

管路１４にはオゾンミキシングポンプ１６と循環流量監視用流量計１７が設けられており、循環流中にオゾンミキシングポンプ１６からオゾンを注入しながら膜ろ過装置１３に送る。また管路１５にはセラミック製のＭＦ膜にろ過圧力をかけるための背圧制御弁１８とエジェクタ１９が設けられている。このほか循環タンク１０の上面には別の背圧制御弁２０が設けられており、循環タンク１０の内部圧力、すなわち循環流路中のオゾンの背圧を大気圧以上に制御している。これにより水に対するオゾン溶解効率を高めてオゾンによる酸化分解の反応性を増加させることができる。

循環流路中のオゾンの背圧が設定圧を越えた場合には、背圧制御弁２０を通過したオゾンは逆止弁２１を経由して廃オゾン処理塔２２から放出される。従来は廃オゾンは全量が放出されていたのであるが、本発明では背圧制御弁２０を通過し循環タンク１０から放出される排オゾンの一部を上記のエジェクタ１９に吸引させて循環流路中に戻すことにより、オゾンの無駄をなくすことができる。

このように構成された第１の発明のオゾン処理装置は、酸化触媒粒子が投入された原水を循環流路中で循環させながらオゾンを吹き込み、原水中のＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物を触媒の存在下で酸化分解することができる。原水中のＳＳは膜ろ過装置１３でクロスフローろ過により除去され、処理水はモニタタンク２３を経由して放流される。

循環流路中のオゾンの背圧は背圧制御弁１８，２０により大気圧以上に維持され、循環流中へのオゾン溶解効率を高める。また背圧制御弁２０を通過し循環タンク１０から放出された排オゾンはエジェクタ１９により循環流路中に戻され、再利用される。これによりオゾンの無駄をなくすることができる。

図２は第２の発明の実施形態を示すものである。この第２の発明はＳＳをあまり含まない原水の処理に適したもので、第１の発明における膜ろ過装置１３を酸化触媒充填塔３０に置き換えた構造である。酸化触媒充填塔３０の内部には、二酸化マンガン触媒が固定されている。

このように構成された第２の発明のオゾン処理装置は、循環タンク１０と酸化触媒充填塔３０との間の循環流路中で原水を循環させながらオゾン供給手段であるオゾンミキシングポンプ１６からオゾンを吹き込み、原水中のＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物を触媒の存在下で酸化分解することができる。循環流の一部は引き抜かれ、モニタタンク２２を経由して放流される。この第２の発明のオゾン処理装置においても、循環流路中のオゾンの背圧は背圧制御弁１８，２０により大気圧以上に維持できオゾン溶解効率を高めることができること、背圧制御弁２０を通過したオゾンはエジェクタ１９により循環流路中に戻されるので、オゾンの無駄をなくすることができることは第１の発明と同様である。

表１に示す成分の模擬洗濯廃液を用い、上記した第１の発明（本発明１）及び第２の発明（本発明２）のオゾン処理装置、及び図３に示す従来型のオゾン処理装置によりオゾン処理を行った。その結果を表２に示す。

表２に示されるように、第１の発明、第２の発明ともオゾン供給量を従来の半分程度にまで減少させても、処理性能を満足することができた。また第１の発明では、ＳＳの低減及び不溶化したＣｏを除去することができた。すなわち、イオン状放射性線核種の不溶化除去が可能であり、背圧をかけることにより、さらにオゾン供給量を低減することが可能であった。

第１の発明の実施形態を示す説明図である。 第２の発明の実施形態を示す説明図である。 従来型のオゾン処理装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 触媒反応塔
２ 循環タンク
３ 膜ろ過装置
４ 廃オゾン処理塔
１０ 循環タンク
１１ 散気筒
１２ 酸化触媒粒子を投入する手段
１３ 膜ろ過装置
１４ 管路
１５ 管路
１６ オゾンミキシングポンプ
１７ 循環流量監視用流量計
１８ 背圧制御弁
１９ エジェクタ
２０ 背圧制御弁
２１ 逆止弁
２２ 廃オゾン処理塔
２３ モニタタンク
３０ 酸化触媒充填塔

Claims (6)

1. 原水が供給される循環タンクとクロスフロー型の膜ろ過装置とを管路で接続して循環流路を形成するとともに、この循環流路中にオゾンを供給するためのオゾン供給手段と循環タンクから放出される排オゾンを循環流路中に戻すエジェクタとを設けたことを特徴とする有機物含有水のオゾン処理装置。
2. 原水が供給される循環タンクと酸化触媒充填塔とを管路で接続して循環流路を形成するとともに、この循環流路中にオゾンを供給するためのオゾン供給手段と循環タンクから放出される排オゾンを循環流路中に戻すエジェクタとを設けたことを特徴とする有機物含有水のオゾン処理装置。
3. 循環タンクから排出される排オゾン経路に循環タンク内のオゾンの背圧を制御するための背圧制御弁を設け、循環タンク内の圧力を制御可能としたことを特徴とする請求項1または2に記載の有機物含有水のオゾン処理装置。
4. オゾン供給手段として、オゾンミキシングポンプ、エジェクタ、散気筒のいずれかもしくはこれらを組み合わせて利用することを特徴とする請求項1〜３の何れかに記載の有機物含有水のオゾン処理装置。
5. 原水中に酸化触媒粒子を投入する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の有機物含有水のオゾン処理装置。
6. 酸化触媒が二酸化マンガンである請求項２または５に記載の有機物含有水のオゾン処理装置。

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