JP2011005445A - 水処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】オゾン微細気泡を使用した経済性と信頼性の高い水処理装置において、起動時の処理水の水質信頼性を向上する。
【解決手段】被処理水を迂流式の接触槽5に供給してオゾン微細気泡と反応させ、接触槽5から利用先に配水するとともに、迂流流路最上流段63の被処理水を微細気泡生成装置1に導入し、微細気泡を発生させた被処理水を接触槽5に注入する循環フローにおいて、装置の起動時に迂流流路最下流段64の処理水を微細気泡生成装置1の吸込側にループを切り替えて循環する。これによって、停止時に接触槽に残留した処理水、あるいは初期の水張り後に接触槽に貯留された被処理水を微細気泡生成装置に循環させ、微細気泡で処理した後に配水できるので、処理水の水質信頼性を向上できる。停止時に接触槽に残留した処理水を排水せず再利用できるので、処理水の生成効率が向上し運転コストを低減できる。
【選択図】図1
【解決手段】被処理水を迂流式の接触槽5に供給してオゾン微細気泡と反応させ、接触槽5から利用先に配水するとともに、迂流流路最上流段63の被処理水を微細気泡生成装置1に導入し、微細気泡を発生させた被処理水を接触槽5に注入する循環フローにおいて、装置の起動時に迂流流路最下流段64の処理水を微細気泡生成装置1の吸込側にループを切り替えて循環する。これによって、停止時に接触槽に残留した処理水、あるいは初期の水張り後に接触槽に貯留された被処理水を微細気泡生成装置に循環させ、微細気泡で処理した後に配水できるので、処理水の水質信頼性を向上できる。停止時に接触槽に残留した処理水を排水せず再利用できるので、処理水の生成効率が向上し運転コストを低減できる。
【選択図】図1
Description
本発明は、水道水、下水、河川水、湖沼水、産業排水などの浄化、殺菌、脱色、脱臭、消毒、有機物除去、濁質除去に利用可能な水処理装置に関し、特に微細気泡を利用した水処理装置の起動技術に関する。
微細気泡の生成方法と利用方法の一つとして、特許文献1、及び非特許文献1に示す加圧減圧による方法がある。この方法では、オゾン発生手段で発生したオゾンガスを被処理水に混合して気液二相流状態で高圧ポンプに圧送する。高圧ポンプで気相を加圧溶解し、多孔板状のオリフィスを通過させる。オリフィス通過時に混合水が減圧されることにより微細気泡を生成する。
非特許文献2に記載された、生成した微細気泡の性状を説明する。上記の加圧溶解方式で発生した微細気泡は、マイクロバブルと呼ばれる直径50マイクロメータ前後の気泡である。一般に、気泡は微細になるほど体積に対する表面積比が大きくなるため溶解効率が高くなり、高い溶解性、及び反応性を示す。また、気泡が小さく浮力が小さいため、ミリ径の気泡と比較して上昇速度が低く、直径50マイクロメータでは秒速約1mmである。これによって、水面から離脱する気泡量が減少し、さらに反応性が向上する。
このような微細気泡の溶解性、及び反応性を水処理に利用する例として、非特許文献1、及び特許文献2に示す水処理設備がある。この水処理設備では、微細気泡生成装置で生成したオゾンマイクロバブルを迂流式の接触槽に注入し、被処理水に接触させて、オゾンによる酸化処理で浄化、殺菌、消毒を行う。
このような微細気泡の溶解性、及び反応性を水処理に利用する例として、非特許文献1、及び特許文献2に示す水処理設備がある。この水処理設備では、微細気泡生成装置で生成したオゾンマイクロバブルを迂流式の接触槽に注入し、被処理水に接触させて、オゾンによる酸化処理で浄化、殺菌、消毒を行う。
オゾンの水処理効果と性質を示したものとして、非特許文献3がある。オゾンは、その酸化力によって、浄化、殺菌、脱色、脱臭、消毒、有機物除去、濁質除去に対して高い性能を有する。一方、その酸化力によって環境への悪影響や人体への健康被害が生じるため、環境基準と作業環境への放出に労働安全衛生法、等による許容濃度が示されている。オゾンガスに関しては、触媒や活性炭による分解処理が行われ、水処理後に処理水に溶存したオゾンは、その自己分解特性を利用し、処理水の滞留時間をとることによって無害化する。
そのため、非特許文献3に示すように、槽内に仕切板を入れた迂流式の接触槽が用いられ、流れの経路を制限して、配水までに確実に滞留時間が取られる構造となっている。非特許文献3にはミリ径オゾン気泡を散気する迂流式接触槽を有するオゾン処理設備が示されている。
そのため、非特許文献3に示すように、槽内に仕切板を入れた迂流式の接触槽が用いられ、流れの経路を制限して、配水までに確実に滞留時間が取られる構造となっている。非特許文献3にはミリ径オゾン気泡を散気する迂流式接触槽を有するオゾン処理設備が示されている。
また、非特許文献1、及び特許文献2は下水処理水の再利用を目的とする装置であり、オゾンマイクロバブルを利用した迂流式接触槽の下水再生装置が示されている。この装置では、小型の接触槽で滞留時間を取るため迂流流路の最上流段にマイクロバブル生成のための被処理水の抽水流路と、オゾンマイクロバブル水の注入流路が設けられる。本装置は、上昇速度の遅いマイクロバブルが被処理水に同伴して水処理を行いながら、その大部分が溶解することにより、水処理効率とオゾン利用効率を高めている。
オゾンマイクロバブルを利用した水処理装置と同様の装置として、特許文献3に示すエゼクタ方式の水処理装置がある。本装置は、被処理水をエゼクタに直接通水してオゾンガスを混合し、スタティックミキサで混合、攪拌し接触槽に注入する。ガスの混合に被処理水を直接用いるため、被処理水の流量変動時にエゼクタの混合性能が変化する。混合性能の低下を防止するため、特許文献3では接触槽出口付近、あるいは配水流路の処理水の一部をエゼクタに供給する被処理水と混合し、エゼクタの流量を一定に保つよう流量配分を行っている。なお、接触槽内の水の一部をエゼクタの駆動水に用いる方式は、特許文献4にも示されており、特許文献2においても微細気泡の生成に接触槽内の被処理水を用いている。
なお本明細書では、定常運転時において、接触槽の迂流流路の上流段の水を被処理水と記し、迂流流路の下流段のものを処理水と記した。また本明細書では、起動時においては、接触槽内に残留した水は、被処理水と記した。
なお本明細書では、定常運転時において、接触槽の迂流流路の上流段の水を被処理水と記し、迂流流路の下流段のものを処理水と記した。また本明細書では、起動時においては、接触槽内に残留した水は、被処理水と記した。
この種の水処理装置の起動時の課題としては、オゾン発生装置から初期の準備運転中はオゾンガスが生成されないため、処理されない被処理水が接触槽に送水される問題がある。これを解決するため、特許文献3ではオゾン発生装置からオゾンガスが供給されるまで、非オゾンガスを排オゾン処理装置に通気して処理し、オゾンガスが発生してからエゼクタに通水する方法をとっている。
第45回下水道研究発表会講演集、193−198ページ、2008年
(独)産業技術総合研究所、有害化学物質リスク削減基盤技術研究開発事業平成16年度成果報告書、12−15ページ、2005年
日本オゾン協会、「オゾンハンドブック」、サンユー書房、221−267ページ、2004年
非特許文献1、及び特許文献2の従来技術は、被処理水の流量や処理水の滞留時間が設定されているため、一定流量での運転が一般的である。しかし、下水再生用途や産業排水処理では処理水の利用量が変動するため、水処理装置の起動、停止が間歇的に発生する。その場合の停止時間は不確定であるため、停止時間が長期に亘ると、接触槽に貯留され起動時に配水される処理水の水質が悪化する可能性がある。対策として、接触槽に貯留された処理水を起動時に排水することも可能であるが、処理水の利用量が多く起動、停止が頻繁に発生するようなケースでは、排水により廃棄する水量が過大になり、水処理の経済性が低下する問題がある。
また、特許文献3の従来技術は、装置の起動時にオゾンガスが発生するまでの準備運転時間に被処理水を通水しない技術であり、間歇的な起動、停止にともない前回の停止時に接触槽内に残留した処理水の水質低下について考慮されていない。また、通常の水処理運転中に接触槽出口付近の処理水をエゼクタでの混合に用いると、接触槽内の通過流量が増大し、配水する処理水の滞留時間を十分にとれなくなる可能性がある。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、オゾンマイクロバブルを用いた水処理装置において、装置の間歇的な起動、停止にともない接触槽に残留した処理水の水質低下を防止するとともに排水量を減じた、水質信頼性と運転経済性の高い水処理装置およびその起動法を提供することである。
第1の発明は、
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記第1の抽水流路に接続し、前記注入流路を接触槽に連通し、前記接触槽の液面より下方に連通し前記生成装置に接触槽内の被処理水を導く第2の抽水流路を設けると共に、
前記生成装置で微細気泡を生成する媒質の液体を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路との間で選択的に切り替える弁装置を設けた水処理装置としたものである。
この第1の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記第1の抽水流路に接続し、前記注入流路を接触槽に連通し、前記接触槽の液面より下方に連通し前記生成装置に接触槽内の被処理水を導く第2の抽水流路を設けると共に、
前記生成装置で微細気泡を生成する媒質の液体を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路との間で選択的に切り替える弁装置を設けた水処理装置としたものである。
この第1の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
また第2の発明は、第1の発明において、
当該水処理装置の起動時に、前記第1の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記第2の抽水流路から前記接触槽内の被処理水を抽水して前記生成装置に導き、前記生成装置と前記接触槽間で被処理水を循環して微細気泡で処理し、
当該水処理装置の配水開始以後は、前記第1の抽水流路から前記生成装置に被処理水を供給し、前記第2の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記接触槽から処理水を配水するものである。
この第2の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
当該水処理装置の起動時に、前記第1の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記第2の抽水流路から前記接触槽内の被処理水を抽水して前記生成装置に導き、前記生成装置と前記接触槽間で被処理水を循環して微細気泡で処理し、
当該水処理装置の配水開始以後は、前記第1の抽水流路から前記生成装置に被処理水を供給し、前記第2の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記接触槽から処理水を配水するものである。
この第2の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
また第3の発明は、
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記接触槽に連通し、前記接触槽内部に接触槽の底面と側面の水面下方までを仕切る堰状の仕切板を設けて前記接触槽を複数段に分割して、被処理水が供給される最上流段から処理水が配水される最下流段までの迂流流路を構成し、前記注入流路を迂流流路最上流段に連通し、前記第1の抽水流路の接触槽連通口を前記最上流段の近傍の液面より下方で連通し、前記迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方に連通し前記生成装置に接触槽内の被処理水を導く第2の抽水流路を設け、前記生成装置で微細気泡を生成する媒質の液体を前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択的に切り替える弁装置を設けることを特徴とする水処理装置としたものである。
この第3の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記接触槽に連通し、前記接触槽内部に接触槽の底面と側面の水面下方までを仕切る堰状の仕切板を設けて前記接触槽を複数段に分割して、被処理水が供給される最上流段から処理水が配水される最下流段までの迂流流路を構成し、前記注入流路を迂流流路最上流段に連通し、前記第1の抽水流路の接触槽連通口を前記最上流段の近傍の液面より下方で連通し、前記迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方に連通し前記生成装置に接触槽内の被処理水を導く第2の抽水流路を設け、前記生成装置で微細気泡を生成する媒質の液体を前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択的に切り替える弁装置を設けることを特徴とする水処理装置としたものである。
この第3の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
また第4の発明は、第3の発明において、
請求項3記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時に、前記供給流路から前記接触槽への被処理水の供給を止め、前記第2の抽水流路から前記接触槽内の被処理水を抽水して前記生成装置に導き、前記生成装置と迂流流路最上流段より後段の迂流流路間で被処理水を循環して微細気泡で処理し、
当該水処理装置の配水開始以後は、前記第1の抽水流路から前記生成装置に被処理水を供給し、前記第2の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記供給流路から前記接触槽に被処理水を供給し、前記接触槽から処理水を配水することを特徴とする水処理装置としたものである。
この第4の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
請求項3記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時に、前記供給流路から前記接触槽への被処理水の供給を止め、前記第2の抽水流路から前記接触槽内の被処理水を抽水して前記生成装置に導き、前記生成装置と迂流流路最上流段より後段の迂流流路間で被処理水を循環して微細気泡で処理し、
当該水処理装置の配水開始以後は、前記第1の抽水流路から前記生成装置に被処理水を供給し、前記第2の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記供給流路から前記接触槽に被処理水を供給し、前記接触槽から処理水を配水することを特徴とする水処理装置としたものである。
この第4の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図1に示した処理構成が対応する。
また第5の発明は、第3の発明において、
前記第2の抽水流路を前記接触槽の迂流流路の最下流段底部に連通するものである。
この第5の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図3に示した処理構成が対応する。
前記第2の抽水流路を前記接触槽の迂流流路の最下流段底部に連通するものである。
この第5の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図3に示した処理構成が対応する。
また第6の発明は、第3の発明において、
前記第2の抽水流路を前記配水流路に接続するものである。
この第6の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図4に示した処理構成が対応する。
前記第2の抽水流路を前記配水流路に接続するものである。
この第6の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図4に示した処理構成が対応する。
また第7の発明は、第3の発明において、
前記第2の抽水流路を前記接触槽の迂流流路の最下流段の水面より下方に接続するものである。
この第7の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図5に示した処理構成が対応する。
前記第2の抽水流路を前記接触槽の迂流流路の最下流段の水面より下方に接続するものである。
この第7の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図5に示した処理構成が対応する。
また第8の発明は、第3の発明において、
前記接触槽の迂流流路の各段の底部に、前記接触槽内の被処理水の排水流路と排水弁を設け、前記第2の抽水流路を前記接触槽の排水流路の排水弁上流部に接続するものである。
この第8の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図2に示した処理構成が対応する。
前記接触槽の迂流流路の各段の底部に、前記接触槽内の被処理水の排水流路と排水弁を設け、前記第2の抽水流路を前記接触槽の排水流路の排水弁上流部に接続するものである。
この第8の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図2に示した処理構成が対応する。
また第9の発明は、第5〜8の発明において、
前記弁装置を駆動して前記抽水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記微細気泡生成装置に接続する抽水流路を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択できるように前記抽水流路に3方弁を設け、
前記3方弁を、クィックシャットオフ形式による遠隔操作弁としたものである。
この第9の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図7に示した処理構成が対応する。
前記弁装置を駆動して前記抽水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記微細気泡生成装置に接続する抽水流路を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択できるように前記抽水流路に3方弁を設け、
前記3方弁を、クィックシャットオフ形式による遠隔操作弁としたものである。
この第9の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図7に示した処理構成が対応する。
また第10の発明は、第5〜8の発明において、
前記弁装置を駆動して前記抽水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記微細気泡生成装置に接続する抽水流路を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択できるように、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路に設けた弁装置の開閉を前記制御装置によって遠隔操作するものである。
前記弁装置を駆動して前記抽水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記微細気泡生成装置に接続する抽水流路を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択できるように、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路に設けた弁装置の開閉を前記制御装置によって遠隔操作するものである。
また第11の発明は、第10の発明において、
前記制御装置に水処理装置の配水開始時における前記弁装置による前記第2の抽水流路から前記第1の抽水流路への流路切り替えの時間間隔を、内部設定あるいは外部入力で設定する設定手段を設けるものである。
前記制御装置に水処理装置の配水開始時における前記弁装置による前記第2の抽水流路から前記第1の抽水流路への流路切り替えの時間間隔を、内部設定あるいは外部入力で設定する設定手段を設けるものである。
また第12の発明は、第11の発明において、
当該水処理装置の配水開始時に、始めに前記第1の抽水流路の弁装置を開き、流路切り替え時間間隔の間、前記第1の抽水流路前記第2の抽水流路の開状態を保持し、その後、前記第2の抽水流路の弁装置を閉じるものである。
この第12の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図6に示した処理が対応する。
当該水処理装置の配水開始時に、始めに前記第1の抽水流路の弁装置を開き、流路切り替え時間間隔の間、前記第1の抽水流路前記第2の抽水流路の開状態を保持し、その後、前記第2の抽水流路の弁装置を閉じるものである。
この第12の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図6に示した処理が対応する。
また第13の発明は、第9又は11の発明において、
前記制御装置に当該水処理装置の起動時から配水開始時までの時間間隔を、内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けるものである。
前記制御装置に当該水処理装置の起動時から配水開始時までの時間間隔を、内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けるものである。
また第14の発明は、第13の発明において、
当該水処理装置の起動時からの経過時間が設定した時間間隔に達すると、前記制御装置によって、配水開始時における前記第2の抽水流路から前記第1の抽水流路への流路切り替えのための前記弁装置操作を実行するものである。
当該水処理装置の起動時からの経過時間が設定した時間間隔に達すると、前記制御装置によって、配水開始時における前記第2の抽水流路から前記第1の抽水流路への流路切り替えのための前記弁装置操作を実行するものである。
また第15の発明は、第13の発明において、
前記迂流流路各段の排水流路の排水弁は、前記制御装置によって開閉を制御される遠隔操作弁としたものである。
この第15の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図9に示した処理構成が対応する。
前記迂流流路各段の排水流路の排水弁は、前記制御装置によって開閉を制御される遠隔操作弁としたものである。
この第15の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図9に示した処理構成が対応する。
また第16の発明は、第15の発明において、
前記制御装置に、当該水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けたものである。
この第16の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図9に示した処理構成が対応する。
前記制御装置に、当該水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けたものである。
この第16の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図9に示した処理構成が対応する。
また第17の発明は、第16の発明において、
当該水処理装置の起動時に、前回の水処理運転停止時からの経過時間が、設定した時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路各段の排水弁を開いて前記接触槽内の被処理水を排水し、被処理水の排水後に、各段の排水弁を閉じ、被処理水を前記接触槽に供給した後に当該水処理装置の起動操作を開始するものである。
この第17の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図9に示した処理構成が対応する。
当該水処理装置の起動時に、前回の水処理運転停止時からの経過時間が、設定した時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路各段の排水弁を開いて前記接触槽内の被処理水を排水し、被処理水の排水後に、各段の排水弁を閉じ、被処理水を前記接触槽に供給した後に当該水処理装置の起動操作を開始するものである。
この第17の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図9に示した処理構成が対応する。
また第18の発明は、第15の発明において、
前記接触槽の底面の標高より下方に処理水を貯留する滞留槽を設け、
前記接触槽の迂流流路各段において、迂流流路各段の底面標高以下の高さに前記滞留槽への送水流路を送水弁を介して設け、前記制御装置に当該水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けるものである。
この第18の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図12に示した処理構成が対応する。
前記接触槽の底面の標高より下方に処理水を貯留する滞留槽を設け、
前記接触槽の迂流流路各段において、迂流流路各段の底面標高以下の高さに前記滞留槽への送水流路を送水弁を介して設け、前記制御装置に当該水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けるものである。
この第18の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図12に示した処理構成が対応する。
また第19の発明は、第18の発明において、
当該水処理装置の起動時には、前記接触槽からの処理水を前記起動時用処理水循環流路に通して、前記接触槽の迂流流路の最上流側段に戻すように送水するものである。
この第19の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図12に示した処理構成が対応する。
当該水処理装置の起動時には、前記接触槽からの処理水を前記起動時用処理水循環流路に通して、前記接触槽の迂流流路の最上流側段に戻すように送水するものである。
この第19の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図12に示した処理構成が対応する。
また第20の発明は、第19の発明において、
前回の水処理運転停止時からの経過時間が設定した該時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路各段の送水弁を開いて前記接触槽内の処理水を前記滞留槽に送水することを特徴とする水処理装置。
この第20の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図11と図12の処理構成の組合わせに対応する。
前回の水処理運転停止時からの経過時間が設定した該時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路各段の送水弁を開いて前記接触槽内の処理水を前記滞留槽に送水することを特徴とする水処理装置。
この第20の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図11と図12の処理構成の組合わせに対応する。
また第21の発明は、
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路に被処理水を供給する供給ポンプと、起動時用処理水循環流路とを設け、
前記供給流路の供給ポンプ吸込側と迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方を前記起動時用処理水循環流路で連通し、
供給ポンプ吸込側を、前記供給流路と前記起動時用処理水循環流路から選択的に切り替える遠隔操作弁を設けたものである。
この第20の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図10に示した処理構成が対応する。
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路に被処理水を供給する供給ポンプと、起動時用処理水循環流路とを設け、
前記供給流路の供給ポンプ吸込側と迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方を前記起動時用処理水循環流路で連通し、
供給ポンプ吸込側を、前記供給流路と前記起動時用処理水循環流路から選択的に切り替える遠隔操作弁を設けたものである。
この第20の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図10に示した処理構成が対応する。
また第22の発明は、第21の発明において、
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方と迂流流路の最上流側段を連通する起動時用処理水循環流路を設け、前記起動時用処理水循環流路に起動時用循環ポンプを設けたものである。
この第21の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図11に示した処理構成が対応する。
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方と迂流流路の最上流側段を連通する起動時用処理水循環流路を設け、前記起動時用処理水循環流路に起動時用循環ポンプを設けたものである。
この第21の発明は、例えば実施の形態では、一例として、図11に示した処理構成が対応する。
また第23の発明は、
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記接触槽に連通し、
前記接触槽内部に接触槽の底面と側面の水面下方までを仕切る堰状の仕切板を設けて、接触槽を複数段に分割して被処理水が供給される最上流段から処理水が配水される最下流段までの迂流流路を構成し、
注入流路を迂流流路最上流段に連通し、
前記第1の抽水流路の接触槽連通口を前記最上流段の近傍の液面より下方に連通し、
前記接触槽の迂流流路の各段の底部に、前記接触槽内の被処理水の排水流路と排水弁を設け、
前記排水弁を駆動して前記排水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記迂流流路各段の排水流路の前記排水弁が前記制御装置によって開閉を制御される遠隔操作弁であり、前記制御装置に水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けたものである。
微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記接触槽に連通し、
前記接触槽内部に接触槽の底面と側面の水面下方までを仕切る堰状の仕切板を設けて、接触槽を複数段に分割して被処理水が供給される最上流段から処理水が配水される最下流段までの迂流流路を構成し、
注入流路を迂流流路最上流段に連通し、
前記第1の抽水流路の接触槽連通口を前記最上流段の近傍の液面より下方に連通し、
前記接触槽の迂流流路の各段の底部に、前記接触槽内の被処理水の排水流路と排水弁を設け、
前記排水弁を駆動して前記排水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記迂流流路各段の排水流路の前記排水弁が前記制御装置によって開閉を制御される遠隔操作弁であり、前記制御装置に水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けたものである。
また第24の発明は、第23の発明において、
当該水処理装置の起動時に前回の水処理運転停止時からの経過時間が設定した時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路最上流段を除く各段の排水弁を開いて被処理水を排水し、迂流流路最上流段を除く各段の被処理水の排水後に、各段の排水弁を閉じ、前記生成装置により微細気泡を迂流流路最上流段に注入し、その後、前記供給流路から前記接触槽に被処理水を供給するものである。
当該水処理装置の起動時に前回の水処理運転停止時からの経過時間が設定した時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路最上流段を除く各段の排水弁を開いて被処理水を排水し、迂流流路最上流段を除く各段の被処理水の排水後に、各段の排水弁を閉じ、前記生成装置により微細気泡を迂流流路最上流段に注入し、その後、前記供給流路から前記接触槽に被処理水を供給するものである。
また第25の発明は、第3〜23の発明において、
前記接触槽が乾水状態の場合に供給流路から前記接触槽の迂流流路最上流段に被処理水を供給し、前記迂流流路最上流段の水位が前記微細気泡の注入流路より上方で且つ迂流流路最上流段の仕切板上端より下方に位置する状態に達した後に、前記生成装置からの微細気泡注入を開始し、被処理水の水位が前記迂流流路最上流段の仕切板上端を越えないように供給流路からの被処理水流量を調整し、前記迂流流路最上流段の被処理水が処理された後に供給流路から被処理水を供給して、後段の迂流流路に被処理水を迂流させ、配水流路から処理水を配水するものである。
前記接触槽が乾水状態の場合に供給流路から前記接触槽の迂流流路最上流段に被処理水を供給し、前記迂流流路最上流段の水位が前記微細気泡の注入流路より上方で且つ迂流流路最上流段の仕切板上端より下方に位置する状態に達した後に、前記生成装置からの微細気泡注入を開始し、被処理水の水位が前記迂流流路最上流段の仕切板上端を越えないように供給流路からの被処理水流量を調整し、前記迂流流路最上流段の被処理水が処理された後に供給流路から被処理水を供給して、後段の迂流流路に被処理水を迂流させ、配水流路から処理水を配水するものである。
本発明によれば、微細気泡を用いて被処理水を処理する水処理装置の起動時に、前回停止時に接触槽に残留した処理水、あるいは初期の水張り後に接触槽に貯留された被処理水を排水することなく循環させ、前回停止時に接触槽に残留した処理水を排水することなく循環させ、微細気泡で再度処理した後に配水できるので、水処理装置の処理水の信頼性を向上できる。また、前回停止時に接触槽に残留した処理水を排水せず再利用できるので、処理水の利用効率が向上し、水処理装置の運転コストを低減できる。さらに、制御装置によって停止時間に対応して、起動時の接触槽内の被処理水の循環時間、排水の選択、滞留槽への送水、等を自動的に選択できるので、水処理装置の維持管理性が向上する。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。各実施の形態では、具体的な水処理装置の適用例については示さないが、例えば、水道水、下水、河川水、湖沼水、産業排水などの浄化、殺菌、脱色、脱臭、消毒、有機物除去、濁質除去に利用可能な水処理装置として構成してある。
まず、第1の実施の形態の例による構成及び処理について説明する。
図1は、第1の実施の形態の例による微細気泡を利用した水処理装置の構成図、図2、図3、図4、図5は第1の実施の形態による水処理装置変形例の構成図、図6は第1の実施の形態による水処理装置の動作シーケンス図である。
図1は、第1の実施の形態の例による微細気泡を利用した水処理装置の構成図、図2、図3、図4、図5は第1の実施の形態による水処理装置変形例の構成図、図6は第1の実施の形態による水処理装置の動作シーケンス図である。
図1において、接触槽5には、接触槽5の内部に接触槽の底面と側面の水面下方までを仕切る堰状の仕切板62を設け、接触槽5内部を複数段の迂流流路に分割して、被処理水が供給される迂流流路最上流段63から処理水が配水される迂流流路最下流段64までを構成する。ここで、仕切板65と仕切板66は、迂流流路内の流れを押し出し流れにするため、取り付けられている。接触槽5の底面には、迂流流路最上流段63から排水する排水弁17と、迂流流路最下流段64から排水する排水弁18とを備える。
そして、図1に示すように、微細気泡生成装置1を備える。微細気泡生成装置1は、オゾンガス2を循環流路13の水に混合する気液の混合器7と、混合器7で混合された気液二相流が供給されるポンプ8と、ポンプ8で加圧された加圧水が供給される気液分離装置9と、気液分離装置9で粗大な気泡を分離された加圧水が供給されるノズル10とから構成される。微細気泡の注入流路35が、迂流流路最上流段63に連通し、微細気泡が注入流路35から接触槽5に注入される。接触槽5には、被処理水供給ポンプ16から供給流路3を介して、被処理水が供給される。接触槽5で処理された水は、配水流路4から水の利用先に配水される。
微細気泡生成装置1に水を送る循環流路13は、迂流流路最上流段63に連通する第1の抽水流路11と、迂流流路最下流段64に連通する第2の抽水流路12とに接続してあり、電動弁26と電動弁27によって、抽水流路を選択可能である。第2の抽水流路12の端部(取り込み口)は、接触槽5の水位よりは低い位置で、接触槽5の迂流流路最下流段64内に伸ばしてある。
また、電動弁26と電動弁27の開閉を制御する制御装置15が設けてある。入力手段21は、制御装置15に対して設定時間Tiを与える設定時間付与手段である。この設定時間Tiは、制御装置15自身がメモリなどを備えて記憶しておく場合と、外部の入力手段21からの指示を得る場合のいずれでもよい。図1中の破線は、電動弁26と電動弁27を作動させるための指令又は電源を、制御装置15側から供給する信号ケーブルである。
以上の機器構成は、被処理水を迂流式の接触槽5に供給して微細気泡と反応させ、接触槽5から利用先に配水するとともに、迂流流路最上流段63の被処理水を微細気泡生成装置1に導入し、微細気泡を発生させた被処理水を接触槽5に注入する循環フローにおいて、迂流流路最下流段64の処理水を微細気泡生成装置1の吸込側にループを切り替えて循環するものである。本実施の形態の例では、迂流流路最下流段63に存在する水を被処理水、オゾン微細気泡で処理されて迂流流路最下流段64に流入した水を処理水と記す。一方、迂流流路最下流段64に流入した水であってもオゾン微細気泡で処理されていない水は、被処理水と記す。
第2の抽水流路12の連通、接続位置は、図1の構成では、迂流流路最下流段64の仕切板66で仕切られた配水流路4側で、且つ水面の下方である。この連通位置では、接触槽5内の被処理水のほぼ全量を、微細気泡生成装置1に循環することができる。抽水流路12の端部を接触槽5に接続する位置は、図2に示すように迂流流路最下流段64の底部でも良い。
即ち、第1の実施の形態の変形例として示す図2では、迂流流路最下流段64の底部に接続された、排水弁17を介して排水する排水路の途中に、抽水流路12を接続してある。図2のその他の部分は、図1と同様に構成する。
即ち、第1の実施の形態の変形例として示す図2では、迂流流路最下流段64の底部に接続された、排水弁17を介して排水する排水路の途中に、抽水流路12を接続してある。図2のその他の部分は、図1と同様に構成する。
あるいは、第1の実施の形態の別の変形例として示す図3に示すように、排水弁17側の排水路とは別に、迂流流路最下流段64の底部に、抽水流路12を接続してもよい。図3のその他の部分は、図1と同様に構成する。
この図2や図3の構成の場合、迂流流路最下流段64の仕切板66で仕切られた配水流路4側の被処理水は、逆流や拡散によって、抽水流路12に吸い込まれる。
この図2や図3の構成の場合、迂流流路最下流段64の仕切板66で仕切られた配水流路4側の被処理水は、逆流や拡散によって、抽水流路12に吸い込まれる。
また、第1の実施の形態の別の変形例として示す図4に示すように、抽水流路12の連通、接続位置は、配水流路4の途中でも良い。図4のその他の部分は、図1と同様に構成する。
さらにまた、第1の実施の形態の別の変形例として示す図5に示すように、迂流流路最下流段64の水面より下方の接触槽5側壁部に、抽水流路12を接続しても良い。図2の変形例では、抽水流路12の一部が迂流流路最下流段64の排水流路を構成しているが、排水流路に関らず、接触槽5の底面に独立に連通しても良い。
さらにまた、第1の実施の形態の別の変形例として示す図5に示すように、迂流流路最下流段64の水面より下方の接触槽5側壁部に、抽水流路12を接続しても良い。図2の変形例では、抽水流路12の一部が迂流流路最下流段64の排水流路を構成しているが、排水流路に関らず、接触槽5の底面に独立に連通しても良い。
処理水を配水する定常運転時には、第1の抽水流路11から循環流路13を介して微細気泡生成装置1に被処理水を抽水する。これは、配水中に第2の抽水流路12から抽水すると、接触槽5内の迂流流路のうち微細気泡の注入流路35の連通口から第2の抽水流路12の連通口の間の被処理水流速が循環流量と被処理水流量の和となって増加するため、接触槽5内の滞留時間が短縮され、配水中に溶存オゾンが残留するためである。オゾン漏洩を防止するためには、適切な滞留時間を確保する必要がある。
以下、図1と図6を用いて、第1の実施の形態における、水処理装置起動時の操作シーケンスを説明する。図6は横軸が時間であり、図6(a)は運転状態であり、図6(b)はポンプ8の運転・停止を示し、図6(c)はオゾンガス2の発生・停止を示し、図6(d)はポンプ16の運転・停止を示し、図6(e)は電動弁26の開閉を示し、図6(f)は電動弁27の開閉を示す。なお、オゾンガス2の発生・停止については、図6(c)に示すように、発生開始からしばらくは酸素であり、その後オゾンとなる。
水処理装置の停止時は、ポンプ8停止、オゾンガス2の供給停止、被処理水供給ポンプ16停止、電動弁26開、電動弁27閉の状態である。起動時(t=0)において、ポンプ8を起動し、電動弁26を介して抽水流路11から迂流流路最上流段63の被処理水を抽水する。その後、電動弁27を開いて抽水流路12から迂流流路最下流段64の被処理水を抽水するとともに、電動弁26を閉じ抽水流路11からの迂流流路最上流段63の抽水を停止する。電動弁26,27は、開閉動作時に全開、全閉間でタイムラグが発生するため、ポンプ8の吸い込み側の締め切り運転防止を目的として、図6の動作シーケンスでは電動弁27を開いた(t=0)後に、電動弁26の閉止操作(t=1)を開始している。以上の操作で循環流路13に被処理水を通水する。
上記の起動時(t=0)の抽水流路の切り替えは、停止時に先に操作しておくことも可能である。その場合、水処理装置の停止時は、電動弁26閉、電動弁27開の状態であり、起動時には、始めから抽水流路12から迂流流路最下流段64の被処理水を抽水する。
次に、t=t1から図示しないオゾンガス発生装置によって生成したガスをガス供給流路6を通して混合器7に送り、循環流路13の被処理水と混合する。混合後の気液二相流をポンプ8で加圧し、ノズル10で減圧発泡させて、被処理水中に微細気泡を生成する。この微細気泡が、注入流路35から迂流流路最上流段63に注入される。図示しないオゾンガス発生装置によって生成したガスは、初期には酸素、あるいは空気であるが、オゾンガス発生装置でオゾン発生電極間に放電が始まり(t=t2)、オゾンガスに変わる。
迂流流路最上流段63の被処理水は、オゾン微細気泡によって酸化処理され、迂流流路最下流段64の被処理水が抽水されるため、水頭差によって迂流流路最上流段63から迂流流路最下流段64にオゾン処理された水が流れ、迂流流路最上流段63、迂流流路最下流段64、循環流路13、微細気泡生成装置1のループで、被処理水が循環する。このとき、被処理水供給ポンプ16は作動していないため、被処理水の供給、及び処理水の配水は生じない。この状態を、図6の準備運転期間の間保持する。接触槽5内の被処理水容積と前記ループの循環流量から、初期に接触槽5に貯留されていた被処理水が、オゾン微細気泡による酸化処理を一順以上経た時点で、準備運転期間を終了する。ここでの一順以上経た時点とは、例えば1.5順程度以上循環したと想定される時間とする。
準備運転期間は、制御装置15内の内部で設定するか、あるいは入力手段21によって外部入力しても良い。準備運転期間を与えるその他の処理方法として、水質センサによって接触槽に貯留した被処理水の水質を計測し、水質が配水許容値に達したことを検出する方法を用いても良い。また、他の配水開始の条件は、オゾンガスを使用する場合はオゾン濃度センサによって接触槽の気相空間に貯留した排オゾンガスの濃度を計測し、排オゾン濃度が評価指標を超えたことを検出する方法を用いても良い。
定常運転開始時(t=t3)に、電動弁26を開いて抽水流路11から迂流流路最上流段63の被処理水を抽水するとともに、電動弁27を閉じ抽水流路11からの迂流流路最下流段64の抽水を停止する。また、被処理水供給ポンプ16を起動し、接触槽5の迂流流路最上流段63への被処理水供給と、配水流路4からの配水を開始する。以上の操作シーケンスで、水処理装置を起動し、定常運転に移行する。
本実施の形態の例の水処理装置及びその装置に適用される起動処理によれば、微細気泡を用いて被処理水を処理する水処理装置の起動時に、前回停止時に接触槽に残留した処理水、あるいは初期の水張り後に接触槽に貯留された被処理水を排水することなく循環させ、微細気泡で再度処理した後に配水できるので、水処理装置の処理水水質の信頼性を向上できる。また、前回停止時に接触槽に残留した処理水を排水せず再利用できるので、処理水の生成効率(処理水量/被処理水量)が向上し、水処理装置の運転コストを低減できる効果がある。
次に、本発明の第2の実施の形態の例を説明する。
図7は第2の実施の形態の例による水処理装置の構成図、図8は第2の実施の形態の例による水処理装置の動作シーケンス図である。この図7及び図8において、先に説明した第1の実施の形態で示した各図と各部と同一の部分には同一符号を付し、詳細説明は省略する。
図7は第2の実施の形態の例による水処理装置の構成図、図8は第2の実施の形態の例による水処理装置の動作シーケンス図である。この図7及び図8において、先に説明した第1の実施の形態で示した各図と各部と同一の部分には同一符号を付し、詳細説明は省略する。
本実施例では、第1の実施の形態の構成で説明した、起動時の抽水流路11と抽水流路12の切り替え機能を、図7に示したように、急速切り替え可能なクィックシャットオフ形式三方弁14を用いて実現したものである。クィックシャットオフ形式の駆動機構としては、電磁弁、空気作動弁、油圧作動弁、高速開閉可能な電動弁、等を用いる。
このような構成のクイックシャットオフ型三方弁14を用意し、図7に示すように、微細気泡生成装置に接続する循環流路13と、抽水流路11と、抽水流路12との接続点に、クイックシャットオフ型三方弁14を設ける。このクイックシャットオフ型三方弁14は、制御装置15により制御する。図7のその他の構成は、図1に示した構成と同様とする。
このような構成のクイックシャットオフ型三方弁14を用意し、図7に示すように、微細気泡生成装置に接続する循環流路13と、抽水流路11と、抽水流路12との接続点に、クイックシャットオフ型三方弁14を設ける。このクイックシャットオフ型三方弁14は、制御装置15により制御する。図7のその他の構成は、図1に示した構成と同様とする。
以下、図7と図8を用いて、第2の実施の形態での、水処理装置起動時の操作シーケンスを説明する。図8において、横軸が時間であり、図8(a)は運転状態であり、図8(b)はポンプ8の運転・停止を示し、図6(c)はオゾンガス2の発生・停止を示し、図8(d)はポンプ16の運転・停止を示し、図8(e)はクイックシャットオフ型三方弁14で選択された流路(抽水流路11,12のいずれか)を示す。
水処理装置の停止時は、ポンプ8停止、オゾンガス2の供給停止、被処理水供給ポンプ16停止、クイックシャットオフ型三方弁14は抽水流路11側の状態である。起動時(t=0)において、ポンプ8を起動し、クイックシャットオフ型三方弁14を抽水流路12側に開き抽水流路12から迂流流路最下流段64の被処理水を抽水する。以上の操作で循環流路13に被処理水を通水する。
次に、t=t1から図示しないオゾンガス発生装置によって生成したガスをガス供給流路6を通して混合器7に送り、循環流路13の被処理水と混合する。混合後の気液二相流をポンプ8で加圧し、ノズル10で減圧発泡させて、被処理水中に微細気泡を生成する。この微細気泡が、注入流路35から迂流流路最上流段63に注入される。図示しないオゾンガス発生装置によって生成したガスは、初期には酸素、あるいは空気であるが、オゾンガス発生装置でオゾン発生電極間に放電が始まり(t=t2)、オゾンガスに変わる。
この状態を、図8に示した準備運転期間の間保持する。初期に接触槽5に貯留されていた被処理水が、オゾン微細気泡による酸化処理を1順以上経た時点で、準備運転期間を終了する。
定常運転開始時(t=t3)には、クイックシャットオフ型三方弁14を抽水流路11側に開き抽水流路12から迂流流路最上流段63の被処理水を抽水する。また、被処理水供給ポンプ16を起動し、接触槽5の迂流流路最上流段63への被処理水供給と、配水流路4からの配水を開始する。以上の操作シーケンスで、水処理装置を起動し、定常運転に移行する。
定常運転開始時(t=t3)には、クイックシャットオフ型三方弁14を抽水流路11側に開き抽水流路12から迂流流路最上流段63の被処理水を抽水する。また、被処理水供給ポンプ16を起動し、接触槽5の迂流流路最上流段63への被処理水供給と、配水流路4からの配水を開始する。以上の操作シーケンスで、水処理装置を起動し、定常運転に移行する。
このように第2の実施の形態の例の水処理装置によれば、既に説明した第1の実施の形態の効果に加えて、弁操作を簡略化できるので、水処理装置の維持管理性を向上できる効果がある。
次に、本発明の第3の実施の形態の例を、図9を参照して説明する。本実施の形態の例は、長期に亘って水処理装置が停止する場合に、接触槽内の被処理水水質の極端な悪化を防止するためのものである。図9において、先に説明した第1,第2の実施の形態で示した各図と各部と同一の部分には同一符号を付し、詳細説明は省略する。
図9は、第3の実施の形態の例による水処理装置の構成図である。本実施の形態の例では、第1の実施の形態の構成において、接触槽5の迂流流路各段(図9では迂流流路最上流段63及び迂流流路最下流段64)の底部に、それぞれ電動排水弁19と電動排水弁20を有する排水流路が設けられる。制御装置15に、水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する入力手段22を設ける。水処理装置の起動時に、前回の水処理運転停止時からの経過時間が、設定した時間間隔の閾値を超えた場合、制御装置15によって電動排水弁19及び電動排水弁20を開いて接触槽内の被処理水を排水し、被処理水の排水後に電動排水弁19及び電動排水弁20を閉じる。被処理水を接触槽5に供給し、その後、前記の水処理装置の起動操作を開始する。
本装置は、水処理装置の起動、停止間隔が、想定外の長期に亘った場合の水質上の安全装置としても作用する。例えば、水処理運転停止時からの経過時間と設定した時間間隔の比較、及び排水操作開始は、水処理装置の起動時だけではなく、常時制御装置15で水処理運転停止時からの経過時間と設定した時間間隔の比較を行い、被処理水の排水動作のみを実施しても良い。
また、迂流流路からの排水は、電動排水弁20を開いて迂流流路最下流段64の被処理水のみを排水し、その後に、電動排水弁20を閉じ、微細気泡生成生成装置1により微細気泡を迂流流路最上流段63に注入し、その後、前記供給流路3から接触槽5に被処理水を供給しても良い。
また、接触槽5が乾水状態の場合に、供給流路3から迂流流路最上流段63に被処理水を供給し、迂流流路最上流段63の水位が微細気泡の注入流路35より上方で且つ迂流流路最上流段63の仕切板62の上端より下方に位置する状態に達した後に、微細気泡生成装置1からの微細気泡注入を開始する起動処理をとっても良い。
この起動処理では、被処理水の水位が迂流流路最上流段63の仕切板62上端を越えないように供給流路3からの被処理水流量を流量を調整し、迂流流路最上流段63の被処理水が微細気泡で処理された後に、供給流路3から被処理水を供給して、仕切板62上端から迂流流路最下流段64に処理水を越流させる。処理水が迂流流路最下流段64を満たすとともに配水流路4から処理水が配水され、水処理装置の起動を完了する。
この起動処理では、被処理水の水位が迂流流路最上流段63の仕切板62上端を越えないように供給流路3からの被処理水流量を流量を調整し、迂流流路最上流段63の被処理水が微細気泡で処理された後に、供給流路3から被処理水を供給して、仕切板62上端から迂流流路最下流段64に処理水を越流させる。処理水が迂流流路最下流段64を満たすとともに配水流路4から処理水が配水され、水処理装置の起動を完了する。
本実施の形態の水処理装置及びその装置に適用した起動処理によれば、第1の実施の形態で説明した効果に加えて、中長期の水処理装置の運転停止後の再運転時に、処理水の水質信頼性を向上できる効果がある。
次に、本発明の第4の実施の形態の例を、図10及び図11を参照して説明する。本実施の形態では、起動時の接触槽内に貯留された被処理水を排水せず、且つ未処理の水を配水せず、接触槽と微細気泡生成装置を循環させて水処理装置を起動する処理方法に関して、外部のポンプを利用、あるいは外部にポンプを設けて循環させる手段を設けたものである。図10及び図11において、先に説明した第1,第2,第3の実施の形態で示した各図と各部と同一の部分には同一符号を付し、詳細説明は省略する。
図10に示すように、本実施の形態の例では、第3の実施の形態の図9で説明した構成において、起動時の接触槽5と微細気泡生成装置1の間の被処理水の循環に供給ポンプ16を用いる。即ち、供給流路53に被処理水を供給する供給ポンプ16が設けられる。そして、供給ポンプ16吸込側と迂流流路最下流段64の液面より下方を起動時用処理水循環流路52で連通する。また、供給ポンプ16吸込側を供給流路53と起動時用処理水循環流路52から選択的に切り替える電動三方弁55を設ける。水処理装置の起動時には、供給ポンプ16と起動時用処理水循環流路52で接触槽5の迂流流路上流段63から迂流流路下流段64まで被処理水を循環させ、接触槽5に貯留された被処理水を微細気泡で処理する。
このように構成させて、起動時には、接触槽5に貯留された被処理水が十分に循環し、水処理が完了した後、供給ポンプ16吸込側を供給流路53に切り替えて配水を開始し、定常水処理運転に移行する。
次に、本実施の形態において、外部にポンプを設けて循環させる手段とその処理を、図11を参照して説明する。
図11に示す構成では、第3の実施の形態で示した図9の構成において、迂流流路最下流段64の液面より下方と迂流流路最上流段63を連通する起動時用処理水循環流路67を設け、起動時用処理水循環流路67に起動時用循環ポンプ61を設ける。
図11に示す構成では、第3の実施の形態で示した図9の構成において、迂流流路最下流段64の液面より下方と迂流流路最上流段63を連通する起動時用処理水循環流路67を設け、起動時用処理水循環流路67に起動時用循環ポンプ61を設ける。
水処理装置の起動時には、供給流路3からの被処理水の供給を停止し、起動時用循環ポンプ61と起動時用処理水循環流路67を用いて、迂流流路上流段63から迂流流路最下流段64まで被処理水を循環させ、接触槽に貯留された被処理水を微細気泡で処理する。接触槽に貯留された被処理水が十分に循環し、水処理が完了した後、起動時用循環ポンプ61を停止するとともに、供給流路3からの被処理水の供給を開始して配水し、定常水処理運転に移行する。
本実施の形態の構成では、微細気泡生成装置1の取水ループと独立に循環ループを設けるため、微細気泡生成装置1の被処理水供給流路を簡素化できるとともに、接触槽5内の被処理水の循環流量を微細気泡生成装置1と独立に設定できる。
従って、本実施の形態の水処理装置及びその起動処理によれば、第3の実施の形態の効果に加えて、被処理水供給流路の簡素化によって水処理装置の維持管理性を向上できる効果がある。
従って、本実施の形態の水処理装置及びその起動処理によれば、第3の実施の形態の効果に加えて、被処理水供給流路の簡素化によって水処理装置の維持管理性を向上できる効果がある。
次に、本発明の第5の実施の形態の例を、図12を参照して説明する。本実施の形態では、水処理装置の停止時に接触槽に残留した処理水を配水する構成を設けたものである。図12において、先に説明した第1,第2,第3,第4の実施の形態で示した各図と各部と同一の部分には同一符号を付し、詳細説明は省略する。
図12は、第5の実施の形態の例による水処理装置の構成図である。
図12の構成としては、図9に示した構成にさらに、接触槽5の底面標高より下方に処理水を貯留する滞留槽25を設け、滞留槽25から配水流路24に配水する構成としてある。また、接触槽5の迂流流路上流段63の排水流路33、及び迂流流路最下流段64の排水流路34から滞留槽25に電動弁29、及び電動弁30を介して連通する。但し、図9に示した抽水流路12を設けず、電動弁26,27についても設けない。
このため、循環流路13は、迂流流路上流段63から供給を受けて、微細気泡生成装置1の混合器7に供給する。
図12の構成としては、図9に示した構成にさらに、接触槽5の底面標高より下方に処理水を貯留する滞留槽25を設け、滞留槽25から配水流路24に配水する構成としてある。また、接触槽5の迂流流路上流段63の排水流路33、及び迂流流路最下流段64の排水流路34から滞留槽25に電動弁29、及び電動弁30を介して連通する。但し、図9に示した抽水流路12を設けず、電動弁26,27についても設けない。
このため、循環流路13は、迂流流路上流段63から供給を受けて、微細気泡生成装置1の混合器7に供給する。
制御装置15には、水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する入力手段23を設ける。前回の水処理運転停止時からの経過時間が設定した時間間隔を超えた場合、制御装置15によって電動弁29、及び電動弁30を開き、接触槽5内の処理水を滞留槽25に送水し、接触槽5内の水を抜く。ここでの設定した時間間隔は、接触槽5の内部の水が滞留により規定された程度以上に汚れるよりも短い時間である。
その後の起動では、供給流路3から注水後に起動させればよい。
その後の起動では、供給流路3から注水後に起動させればよい。
次に、本発明の第6の実施の形態の例を、図13を参照して説明する。本実施の形態では、微細気泡生成装置1に、接触槽に供給する被処理水を直接用いるワンパス方式の水処理装置において、起動時の処理水質を向上する手段を設けたものである。水処理装置の停止時に接触槽に残留した処理水を配水する構成を設けたものである。図13において、先に説明した第1,第2,第3,第4,第5の実施の形態で示した各図と各部と同一の部分には同一符号を付し、詳細説明は省略する。
図13は、本実施の形態の例による水処理装置の構成図である。
図13に示したように、微細気泡生成装置1に被処理水供給ポンプ16から電動弁76及び供給流路3を介して被処理水が供給される構成としてある。微細気泡生成装置1及び接触槽5は、第1〜第5の実施の形態で説明した水処理装置と同じ構成である。
接触槽5には、微細気泡生成装置1から注入流路35を介してオゾン微細気泡を含む被処理水が供給される。迂流流路最下流段64の仕切板66で仕切られた配水流路4側で、且つ水面の下方に連通する抽水流路12が、電動弁27を介して電動弁76下流の供給流路3に接続される。制御装置15は、入力手段77からの指示が伝送される。
図13に示したように、微細気泡生成装置1に被処理水供給ポンプ16から電動弁76及び供給流路3を介して被処理水が供給される構成としてある。微細気泡生成装置1及び接触槽5は、第1〜第5の実施の形態で説明した水処理装置と同じ構成である。
接触槽5には、微細気泡生成装置1から注入流路35を介してオゾン微細気泡を含む被処理水が供給される。迂流流路最下流段64の仕切板66で仕切られた配水流路4側で、且つ水面の下方に連通する抽水流路12が、電動弁27を介して電動弁76下流の供給流路3に接続される。制御装置15は、入力手段77からの指示が伝送される。
水処理装置の起動時には、被処理水供給ポンプ16を停止し電動弁76を閉じて、供給流路3から微細気泡生成装置1への被処理水の供給を止め、抽水流路12から迂流流路最下流段64の被処理水を抽水して微細気泡生成装置1に導く。微細気泡生成装置1で発生したオゾン微細気泡は、被処理水とともに注入流路35から迂流流路最上流段63に注入され、接触槽5内に貯留された被処理水を酸化処理する。微細気泡生成装置1と接触槽5間で被処理水を循環して微細気泡で処理し、接触槽に貯留された被処理水の全量がオゾン微細気泡により処理された後、電動弁27を閉じ、電動弁76を開き、被処理水供給ポンプ16を運転して、被処理水を微細気泡生成装置1に送水し、微細気泡生成装置1から接触槽5にオゾン微細気泡を含む被処理水が注入される。オゾン微細気泡を含む被処理水の注入によって、接触槽5内の水位が高まり、配水流路4から処理水が配水される。
本実施の形態の例は、仕切板62、仕切板65、仕切板66を除いた非迂流構造の水槽に用いても良い。
本実施の形態の例は、仕切板62、仕切板65、仕切板66を除いた非迂流構造の水槽に用いても良い。
本実施の形態の例の水処理装置及びその起動処理によれば、被処理水に直接微細気泡を発生させ、接触槽に注入して水処理を行うワンパス方式の水処理装置において、水処理装置の起動時に、前回停止時に接触槽に残留した処理水、あるいは初期の水張り後に接触槽に貯留された被処理水を排水することなく循環させ、微細気泡で再度処理した後に配水できるので、水処理装置の処理水の信頼性を向上できる。また、前回停止時に接触槽に残留した処理水を排水せず再利用できるので、処理水の利用効率が向上し、水処理装置の運転コストを低減できる効果がある。
1…微細気泡生成装置、2…オゾンガス、3…供給流路、4…配水流路、5…接触槽、6…ガス供給流路、7…混合器、8…ポンプ、9…気液分離装置、10…ノズル、11…抽水流路、12…抽水流路、13…循環流路、14…クイックシャットオフ型三方弁、15…制御器、16…被処理水供給ポンプ、17…排水弁、18…排水弁、19…電動排水弁、20…電動排水弁、21…入力手段、22…入力手段、23…入力手段、24…配水流路、25…滞留槽、26…電動弁、27…電動弁、29…電動三方弁、30…電動三方弁、31…停止時配水流路、32…停止時配水流路、33…排水流路、34…排水流路、35…注入流路、36…送水流路、52…起動時用処理水循環流路、53…被処理水供給流路、54…処理水配水流路、55…電動三方弁、56…電動三方弁、61…起動時用循環ポンプ、62…仕切板、63…迂流流路最上流段、64…迂流流路最下流段、65…仕切板、66…仕切板、67…起動時用処理水循環流路、73…抽水流路、76…電動弁、77…入力手段
Claims (25)
- 微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記第1の抽水流路に接続し、前記注入流路を接触槽に連通し、前記接触槽の液面より下方に連通し前記生成装置に接触槽内の被処理水を導く第2の抽水流路を設けると共に、
前記生成装置で微細気泡を生成する媒質の液体を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路との間で選択的に切り替える弁装置を設けることを特徴とする水処理装置。 - 請求項1記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時に、前記第1の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記第2の抽水流路から前記接触槽内の被処理水を抽水して前記生成装置に導き、前記生成装置と前記接触槽間で被処理水を循環して微細気泡で処理し、
当該水処理装置の配水開始以後は、前記第1の抽水流路から前記生成装置に被処理水を供給し、前記第2の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記接触槽から処理水を配水することを特徴とする水処理装置。 - 微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記接触槽に連通し、前記接触槽内部に接触槽の底面と側面の水面下方までを仕切る堰状の仕切板を設けて前記接触槽を複数段に分割して、被処理水が供給される最上流段から処理水が配水される最下流段までの迂流流路を構成し、前記注入流路を迂流流路最上流段に連通し、前記第1の抽水流路の接触槽連通口を前記最上流段の近傍の液面より下方で連通し、前記迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方に連通し前記生成装置に接触槽内の被処理水を導く第2の抽水流路を設け、前記生成装置で微細気泡を生成する媒質の液体を前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択的に切り替える弁装置を設けることを特徴とする水処理装置。 - 請求項3記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時に、前記供給流路から前記接触槽への被処理水の供給を止め、前記第2の抽水流路から前記接触槽内の被処理水を抽水して前記生成装置に導き、前記生成装置と迂流流路最上流段より後段の迂流流路間で被処理水を循環して微細気泡で処理し、
当該水処理装置の配水開始以後は、前記第1の抽水流路から前記生成装置に被処理水を供給し、前記第2の抽水流路から前記生成装置への被処理水の供給を止め、前記供給流路から前記接触槽に被処理水を供給し、前記接触槽から処理水を配水することを特徴とする水処理装置。 - 請求項3記載の水処理装置において、
前記第2の抽水流路を前記接触槽の迂流流路の最下流段底部に連通することを特徴とする水処理装置。 - 請求項3記載の水処理装置において、
前記第2の抽水流路を前記配水流路に接続することを特徴とする水処理装置。 - 請求項3記載の水処理装置において、
前記第2の抽水流路を前記接触槽の迂流流路の最下流段の水面より下方に接続することを特徴とする水処理装置。 - 請求項3記載の水処理装置において、
前記接触槽の迂流流路の各段の底部に、前記接触槽内の被処理水の排水流路と排水弁を設け、前記第2の抽水流路を前記接触槽の排水流路の排水弁上流部に接続することを特徴とする水処理装置。 - 請求項5〜8のいずれか1項に記載の水処理装置において、
前記弁装置を駆動して前記抽水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記微細気泡生成装置に接続する抽水流路を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択できるように前記抽水流路に3方弁を設け、
前記3方弁がクィックシャットオフ形式による遠隔操作弁であることを特徴とする水処理装置。 - 請求項5〜8のいずれか1項に記載の水処理装置において、
前記弁装置を駆動して前記抽水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記微細気泡生成装置に接続する抽水流路を、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路から選択できるように、前記第1の抽水流路と前記第2の抽水流路に設けた弁装置の開閉を前記制御装置によって遠隔操作することを特徴とする水処理装置。 - 請求項10記載の水処理装置において、
前記制御装置に水処理装置の配水開始時における前記弁装置による前記第2の抽水流路から前記第1の抽水流路への流路切り替えの時間間隔を、内部設定あるいは外部入力で設定する設定手段を設けることを特徴とする水処理装置。 - 請求項11記載の水処理装置において、
当該水処理装置の配水開始時に、始めに前記第1の抽水流路の弁装置を開き、流路切り替え時間間隔の間、前記第1の抽水流路前記第2の抽水流路の開状態を保持し、その後、前記第2の抽水流路の弁装置を閉じることを特徴とする水処理装置。 - 請求項9又は11記載の水処理装置において、
前記制御装置に当該水処理装置の起動時から配水開始時までの時間間隔を、内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けることを特徴とする水処理装置。 - 請求項13記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時からの経過時間が設定した時間間隔に達すると、前記制御装置によって、配水開始時における前記第2の抽水流路から前記第1の抽水流路への流路切り替えのための前記弁装置操作を実行することを特徴とする水処理装置。 - 請求項13記載の水処理装置において、
前記迂流流路各段の排水流路の排水弁は、前記制御装置によって開閉を制御される遠隔操作弁であることを特徴とする水処理装置。 - 請求項15記載の水処理装置において、
前記制御装置に、当該水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けることを特徴とする水処理装置。 - 請求項16記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時に、前回の水処理運転停止時からの経過時間が、設定した時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路各段の排水弁を開いて前記接触槽内の被処理水を排水し、被処理水の排水後に、各段の排水弁を閉じ、被処理水を前記接触槽に供給した後に当該水処理装置の起動操作を開始することを特徴とする水処理装置。 - 請求項15記載の水処理装置において、
前記接触槽の底面の標高より下方に処理水を貯留する滞留槽を設け、
前記接触槽の迂流流路各段において、迂流流路各段の底面標高以下の高さに前記滞留槽への送水流路を送水弁を介して設け、前記制御装置に当該水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けることを特徴とする水処理装置。 - 請求項18記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時には、前記接触槽からの処理水を前記起動時用処理水循環流路に通して、前記接触槽の迂流流路の最上流側段に戻すように送水することを特徴とする水処理装置。 - 請求項19記載の水処理装置において、
前回の水処理運転停止時からの経過時間が設定した該時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路各段の送水弁を開いて前記接触槽内の処理水を前記滞留槽に送水することを特徴とする水処理装置。 - 微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路に被処理水を供給する供給ポンプと、起動時用処理水循環流路とを設け、
前記供給流路の供給ポンプ吸込側と迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方を前記起動時用処理水循環流路で連通し、
供給ポンプ吸込側を、前記供給流路と前記起動時用処理水循環流路から選択的に切り替える遠隔操作弁を設けたことを特徴とする水処理装置。 - 微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
迂流流路最上流段より後段の迂流流路の液面より下方と迂流流路の最上流側段を連通する起動時用処理水循環流路を設け、前記起動時用処理水循環流路に起動時用循環ポンプを設けることを特徴とする水処理装置。 - 微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反応した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第1の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を前記接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置において、
前記供給流路を前記接触槽に連通し、
前記接触槽内部に接触槽の底面と側面の水面下方までを仕切る堰状の仕切板を設けて、接触槽を複数段に分割して被処理水が供給される最上流段から処理水が配水される最下流段までの迂流流路を構成し、
注入流路を迂流流路最上流段に連通し、
前記第1の抽水流路の接触槽連通口を前記最上流段の近傍の液面より下方に連通し、
前記接触槽の迂流流路の各段の底部に、前記接触槽内の被処理水の排水流路と排水弁を設け、
前記排水弁を駆動して前記排水流路の開閉を制御する制御装置を設け、
前記迂流流路各段の排水流路の前記排水弁が前記制御装置によって開閉を制御される遠隔操作弁であり、前記制御装置に水処理装置の停止時間の閾値の時間間隔を内部設定あるいは外部入力する設定手段を設けることを特徴とする水処理装置。 - 請求項23記載の水処理装置において、
当該水処理装置の起動時に前回の水処理運転停止時からの経過時間が設定した時間間隔を超えた場合、前記制御装置によって迂流流路最上流段を除く各段の排水弁を開いて被処理水を排水し、迂流流路最上流段を除く各段の被処理水の排水後に、各段の排水弁を閉じ、前記生成装置により微細気泡を迂流流路最上流段に注入し、その後、前記供給流路から前記接触槽に被処理水を供給することを特徴とする水処理装置。 - 請求項3〜23のいずれか1項に記載の水処理装置において、
前記接触槽が乾水状態の場合に供給流路から前記接触槽の迂流流路最上流段に被処理水を供給し、前記迂流流路最上流段の水位が前記微細気泡の注入流路より上方で且つ迂流流路最上流段の仕切板上端より下方に位置する状態に達した後に、前記生成装置からの微細気泡注入を開始し、被処理水の水位が前記迂流流路最上流段の仕切板上端を越えないように供給流路からの被処理水流量を調整し、前記迂流流路最上流段の被処理水が処理された後に供給流路から被処理水を供給して、後段の迂流流路に被処理水を迂流させ、配水流路から処理水を配水することを特徴とする水処理装置。
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