JP2007098318A

JP2007098318A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2007098318A
Application number: JP2005293245A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ike; 池　　英昭
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】浮遊物を効果的に除去しかつ目詰まりを起こし難くするとともに、ＣＯＤ成分およびＢＯＤ成分に起因する有機物を効果的に低減し、細菌類の殺菌も行い、再利用するために快適な処理水を得ることのできる水処理装置を得る。
【解決手段】本発明の水処理装置は、循環ポンプで汲み上げた処理水をろ過装置の前段に返送する循環ラインを備えるとともに、ろ過装置は、表面積の大きい立体形状のろ材としているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、雨水や、工場や下水処理場等から出る排水等に含まれる浮遊物、有機物あるいは細菌類を除去し、再生水等の快適性の良好な処理水を得るための水処理装置に関する。

従来の雨水や、工場、下水処理場等から出る排水を処理する場合、水中の浮遊物を除去する手段と、有機物や細菌類を除去する手段を組み合わせることが一般的である。例えば、水中の浮遊物を除去する手段としてはアンスラサイトやマンガン砂をろ材とした砂ろ過装置があり、有機物や細菌類を除去する手段としてはオゾン処理等が有効である。
このときの水処理装置として図３のようなものがある（例えば特許第３２６９９５１号）。図３において、１は被処理原水、３はろ過装置、４はオゾン処理装置、５は処理水、６は貯水・配水槽、７は循環ポンプ、８は循環ライン、９は生物ろ床である。
図において、雨水等の被処理原水１が揚水ポンプ（図示せず）により汲み上げられ、または自然流下で流入し、オゾン処理装置４において、オゾン化ガスと混合・接触することによりオゾンの強力な酸化力により有機物が分解され、凝集ろ過装置３により水中の浮遊物が除去され、生物ろ床により生物分解可能な有機物が分解される。これらの作用により、ＣＯＤに起因する有機物や色度が低減するとともに、細菌類は殺菌されて快適な処理水５となり、貯水・配水槽に一時貯留されて再生水として利用される。貯留された処理水は循環ラインを通ってオゾン処理装置の前段に戻され、繰り返し処理されて清浄度がたかまっていく。

ここで、オゾンと有機物の反応においては、水中に溶解したオゾン分子は被処理物質を直接酸化するだけでなく、ラジカル誘発物質と反応してＯＨラジカルとなって有機物を酸化する。ところが難分解性有機物を多く含む排水には、ＯＨラジカルを分解するスカベンジャー物質やオゾンを大量に消費する浮遊物が含まれることがあり、本来の目的である難分解性有機物の酸化分解を妨げる場合がある。従来例の場合、図３のように貯留された処理水をオゾン反応槽に戻すことによって、このラジカルスカベンジャーや浮遊物を希釈しその悪影響を極力低下することによって、ＯＨラジカルを最大限利用できるようにしている。
特許第３２６９９５１号

ところが図３の構成では、未処理の原水をはじめにオゾン処理しようとするため、存在する有機物にオゾンが多量に吸収され、それだけ大量の電力を消費するという問題があった。
また、オゾン処理は有機物を分解する作用が強力であり、難生物分解性有機物を分解して易生物分解性有機物に化学変化させる等、ＣＯＤ成分を低減するといった効果が期待できる。しかしながら、ＣＯＤ成分は低減するものの、被処理原水の性状によっては易生物分解性有機物に起因し、微生物や藻等を増殖させる要因となるＢＯＤ成分を増加させてしまうといった問題が生じていた。そのためその後段で溶解性の有機物を分解する生物ろ床など、別の装置を必要としていた。

また、ろ過装置は一般にろ材により細かい隙間をつくり、その隙間を通過できない浮遊物を捕捉して水と分離するといった原理であるが、目詰まりが生じやすく、それを改善するために逆流洗浄やろ材の取替えといった作業が必要である。特に、砂ろ過装置は目詰まりが起こりやすい。
さらに、砂ろ過装置は溶解性の有機物の除去についてはあまり効果が期待できない。その意味でも、その後段で溶解性の有機物を分解する生物ろ床など、別の装置が必要となる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、浮遊物を効果的に除去しかつ目詰まりを起こし難くするとともに、ＣＯＤ成分およびＢＯＤ成分に起因する有機物を効果的に低減し、細菌類の殺菌も行い、再利用するために快適な処理水を安定して得ることのできる水処理装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、被処理原水を汲み上げる揚水ポンプと、前記揚水ポンプで汲み上げられた被処理原水の浮遊物をろ過するろ過装置と、前記ろ過装置でろ過された水をオゾンの酸化力で水中の有機物を分解するオゾン処理装置と、前記オゾン処理装置の処理水を一時的に貯留する貯水・配水槽と、前記貯水・配水槽から処理水を汲み上げる循環ポンプを備える水処理装置において、
前記循環ポンプで汲み上げた処理水を前記ろ過装置の前段に返送し、前記ろ過装置には襞、折れ曲り、空孔、凹凸の少なくとも一つによって立体形状を成したろ材が充填されるとともに、前記ろ過装置は除去目的物を補足するための孔のサイズが除去目的物より小さい隙間を有するものである。

請求項１に記載の発明によると、ろ過装置の物理的ろ過作用により、大量にオゾンを吸収する浮遊物と、オゾン反応を阻害するスカベンジャーはろ過の段階で除去される。そしてその後段のオゾン処理の段階で溶解性有機物の処理へオゾンを効果的に使用できるので、オゾン発生のための電力消費も抑制できる。
と同時に、砂ろ過のように浮遊物がろ層の上層部にたまることがなく、立体的に形成された構造に捕捉されるため、目詰まりが起こり難くなるとともに、逆流洗浄時にも少量の逆洗水で浮遊物を外部に排出することができる。
また、表面積の大きいろ材形状により、好気性バクテリアの生息に適した生物膜が付着しやすいため、ＢＯＤ成分を低減する生物処理の機能を有することができる。

また、循環ポンプと循環ラインにより処理水が再度または何度も処理されることとなり、ろ過装置が浮遊物除去機能とともに生物処理機能を有するものなので、オゾン処理で増加する可能性のあるＢＯＤ成分を低減することにより、清浄な処理水質を安定して得ることが可能となる。したがって生物ろ床のようなＢＯＤ除去装置を別に設けることは不要となるので、設備費用と設置スペースを削減できる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の水処理装置についての実施例を示す装置の概略図である。図において２は揚水ポンプである。なお、同じ機能のものには、同じ符号を付しているため、前出のものは説明を省略する。
本発明が従来例と異なる部分は、循環ポンプで汲み上げた処理水を循環ラインを通してろ過装置の前段に返送することと、ろ過装置の処理水をオゾン処理することである。また、ろ過装置は、図２に示すように襞や折れ曲りの多い螺旋形状またはプリーツ状のろ材としている。

つぎに、本実施例の動作について説明する。
先ず、雨水等の被処理原水１が揚水ポンプ２により汲み上げられ、ろ過装置３に導入される。ろ過装置は図２に示すように表面は螺旋形状やプリーツ状のヒダでできていて、表面積が大きく、３次元状に粗い隙間から微細な隙間までが存在するろ材を充填したものが望ましい。被処理原水がこのろ材の中を通過するとき、浮遊物はろ材表面で補足されて滞留する。このため、従来のように水圧がかかることなく浮遊物が除去される。またこのろ材表面には多様なバクテリアや原虫が棲息できる大きな表面積があるため、捕捉された浮遊物や水中の有機物は生物処理されることになり、ＢＯＤに起因する有機物の除去が行われる。すなわちこのろ過装置では浮遊物除去という物理的作用と、有機物の除去という生物学的作用が共存しているので、引用した特許文献とは異なり、一つのろ過装置で十分なので、設備費用と省スペースという効果が期待できるため、このようなろ材を使用するのが好ましい。

その後、オゾン処理装置４において、オゾン化ガスと混合・接触することによりオゾンの強力な酸化力により主にＣＯＤに起因する有機物や色度が低減するとともに、細菌類は殺菌されて貯水・配水槽６に送水されて一時貯留される。

また、循環ポンプ７により貯水・配水槽６内に常時貯留された処理水が汲み上げられ、ろ過装置の前段に返送する循環ライン８を通ってろ過処理⇒オゾン処理が繰り返される。この折、オゾン処理によってＣＯＤ成分は低減するが、これに応じて増加することのある易生物分解性有機物に起因し、微生物や藻等を増殖させる要因となるＢＯＤ成分をろ過装置の生物学的作用でさらに低減することが可能となる。同時に浮遊物の除去性能も向上し、清浄な高質の処理水を安定して得ることができるようになる。

表１に原水、螺旋形ろ材を充填したろ過装置により循環ろ過処理（ターン数：３回、６回、９回）したときの水質、および前記ろ過処理（ターン数：９回）後オゾン処理したときの水質を示す。このように、本ろ過装置では、ＢＯＤ、濁度（浮遊物に起因）を低減することができ、オゾン処理では、ＣＯＤ、大腸菌、色度を低減することができるため、前述したような循環ポンプと循環ラインの設置効果が大きいことが分かる。

このように、ろ過装置は、表面積の大きい立体形状のろ材を充填することにより、浮遊物を除去する物理ろ過のみでなく、ＢＯＤ成分を低減する生物処理の機能を有することができるので、他の生物処理装置が不要となる。
また、砂ろ過のように浮遊物がろ層の上層部にたまることがなく、立体的に形成された構造に捕捉されるため、目詰まりが起こり難く安定した処理ができる。
このようなろ過装置の処理水にはオゾン反応を阻害するスカベンジャーとオゾンを大量に消費する浮遊物は含まれないので、その後段のオゾン処理が効率よく行われる。
貯水・配水槽から循環ポンプで汲み上げた処理水をろ過装置の前段に返送することにより、生物処理機能を有するろ過装置の特徴である浮遊物およびＢＯＤ低減効果と、オゾン処理の特徴であるＣＯＤ、色度低減および殺菌効果を併用した相乗効果を繰り返し行うことができ、高度な水質の処理水を得ることができる。

本発明の水処理装置は、浮遊物の除去、ＢＯＤ、ＣＯＤ、色度の低減および殺菌を同時に行い、高質の処理水を得ることができるため、雨水貯留槽等のオンサイトに本装置を設置することにより、雨水から高質の再生水を安定して精製することができる。このように、貴重な水資源の循環利用ツールとして再生水処理分野に適用可能である。また、雨水に限らず、ろ過装置のろ過能力とオゾン処理装置の処理能力でまかなえる程度の汚濁負荷であれば本発明の構成で十分なので、ある種の工場廃水やし尿・下水等の都市廃水にも適用可能である。

本発明の実施例を示す水処理装置の概略図本発明で使用するろ過装置のろ材形状を示す模式図従来の水処理装置を示す概略図

符号の説明

１被処理原水
２揚水ポンプ
３ろ過装置
４オゾン処理装置
５処理水
６貯水・配水槽
７循環ポンプ
８循環ライン
９生物ろ床

Claims

被処理原水を汲み上げる揚水ポンプと、前記揚水ポンプで汲み上げられた被処理原水の浮遊物をろ過するろ過装置と、前記ろ過装置でろ過された水をオゾンの酸化力で水中の有機物を分解するオゾン処理装置と、前記オゾン処理装置から出力される処理水を一時的に貯留する貯水・配水槽と、前記貯水・配水槽から処理水を汲み上げる循環ポンプとを備える水処理装置において、
前記循環ポンプで汲み上げた処理水を前記ろ過装置の前段に返送する循環ラインを備えるとともに、前記ろ過装置には襞、折れ曲り、空孔、凹凸の少なくとも一つによって立体形状のろ材が充填されるとともに、前記ろ過装置は除去目的物を補足するための孔のサイズが除去目的物より小さい隙間を有することを特徴とする水処理装置。