JP2015160145A - 水処理装置及び水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理対象水に界面活性剤等の発泡性物質が含まれる場合に発生する泡を効率的に消泡できる水処理装置及び水処理方法を提供することである。
【解決手段】実施形態の水処理装置は、オゾン接触槽と、オゾン供給部と、オゾン供給制御弁と、排出部と、圧力制御弁と、制御部と、を持つ。オゾン接触槽は、処理対象水とオゾンとを接触させる。オゾン供給部は、オゾン接触槽内にオゾンガスを供給する。オゾン供給制御弁は、オゾン供給部によるオゾンガスの供給を制御する。排出部は、オゾン接触槽内の上部から排ガスを排出する。圧力制御弁は、排出部による排ガスの排出量を制御する。また、圧力制御弁は、オゾン接触槽内の圧力を制御する。制御部は、オゾン接触槽内の処理対象水の水面上に発生した泡の高さに基づきオゾン供給制御弁と圧力制御弁とを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、水処理装置及び水処理方法に関する。

従来、上水、下水、産業排水、プールなどの分野で、水中の有機物の酸化分解、殺菌、脱臭等の処理のためにオゾンが用いられている。オゾンを用いた水処理では、オゾン接触槽にて処理対象水とオゾンを接触させて反応させる。オゾン処理の効率を上げる方法として、処理対象水にオゾンガスを散気して注入する方法がある。この方法では、オゾンガスの気泡を用いることにより、処理対象水へのオゾンの溶解効率を上げることができる。

処理対象水に界面活性剤等の発泡性物質が含まれている場合、オゾンガスのオゾンの気泡を処理対象水に発生させる際に処理対象水が発泡する。さらに、水面に発泡した泡が集まり、徐々に水面の上部の空間を泡が滞留するという現象が生じる。大量に発生した泡は、排ガスを排出する配管から流出し、排ガス中に残留するオゾンガスを処理する処理装置等の機器の故障原因となる虞がある。

特開２００２−６６５７７号公報 特開平８−１３２１００号公報

本発明が解決しようとする課題は、処理対象水に界面活性剤等の発泡性物質が含まれる場合に発生する泡を効率的に消泡できる水処理装置及び水処理方法を提供することである。

実施形態の水処理装置は、オゾン接触槽と、オゾン供給部と、オゾン供給制御弁と、排出部と、圧力制御弁と、制御部と、を持つ。オゾン接触槽は、処理対象水とオゾンとを接触させる。オゾン供給部は、オゾン接触槽内にオゾンガスを供給する。オゾン供給制御弁は、オゾン供給部によるオゾンガスの供給を制御する。排出部は、オゾン接触槽内の上部から排ガスを排出する。圧力制御弁は、排出部による排ガスの排出量を制御する。また、圧力制御弁は、オゾン接触槽内の圧力を制御する。制御部は、オゾン接触槽内の処理対象水の水面上に発生した泡の高さに基づきオゾン供給制御弁と圧力制御弁とを制御する。

第１の実施形態の水処理装置の全体構成を示す概略図であり、処理対象水をオゾン接触槽に流入させた状態を示す。 図１に示す水処理装置であり、第１供給部からオゾンガスを供給する様子を示す。 図１に示す水処理装置であり、泡が泡の上限高さに達した状態を示す。 図１に示す水処理装置であり、第２供給部からオゾンガスを救急する様子を示す。 図１に示す水処理装置であり、泡が泡の下限高さ以下となった状態を示す。 第２の実施形態の水処理装置の全体構成を示す概略図である。

以下、実施形態の水処理装置及び水処理方法を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に第１の実施形態に係る水処理装置１を示す。水処理装置１は、オゾン接触槽３に貯留された処理対象水１６にオゾンガスを供給し、オゾンによる回文式（バッチ式）の水処理を行うものである。
水処理装置１は、処理対象水１６を貯留するオゾン接触槽３と、このオゾン接触槽３にオゾンガスを供給するオゾン供給部２１と、オゾン接触槽３の頂部３ａ（上部）から排ガスを排出する排出部８と、各部を制御する制御部１５と、を有し概略構成されている。

オゾン接触槽３は、密閉可能な反応槽であり、その内部で貯留された処理対象水１６とオゾンとを接触させ、処理対象水１６の有機成分を分解する。
オゾン接触槽３には、処理対象水導入管４、処理対象水排出管５、圧力計１１、第１泡検知部９、第２泡検知部１０、水質計測器１２が設けられている。

処理対象水導入管４は、オゾン接触槽３の側部３ｂに設けられている。また、処理対象水排出管５は、オゾン接触槽３の側部３ｂ下方に設けられている。処理対象水導入管４及び処理対象水排出管５には、それぞれ電磁弁４ａ、５ａが備えられている。
処理対象水導入管４の電磁弁４ａは、制御部１５からの指令に従い、処理対象水導入管４から所定量の処理対象水１６をオゾン接触槽３に流入させる。処理対象水１６の流入量を一定とするために、処理対象水導入管４の経路中に流量計を設けてもよい。また、オゾン接触槽３に水位計を設けてもよい。
処理対象水排出管５の電磁弁５ａは、水処理終了後に処理対象水１６をオゾン接触槽３から排出させる。

圧力計１１は、オゾン接触槽３の頂部３ａに設けられ、オゾン接触槽３内の圧力を計測する。圧力計１１は、制御部１５と接続されており、圧力計１１による計測結果は、オゾン接触槽３の内部の圧力制御に利用される。

オゾン接触槽３には、泡の下限高さＨ１と、泡の上限高さＨ２が、設定されている。
泡の下限高さＨ１とは、処理対象水１６の水面上に発生した泡が消泡していき泡の高さが水面に近づいた際の泡の高さが、再びオゾンガスを処理対象水１６に吹き込んで泡が急激に発生しても直ちにオゾン接触槽３の上端（排出部８）から泡が溢れないと見込まれる高さである。泡の下限高さＨ１は、接触槽内の処理対象水１６の基準高さよりもやや高い位置に設定される。
また、泡の上限高さＨ２とは、処理対象水１６中にオゾンガスを吹き込んで処理対象水１６の水面上に泡が発生し、当該泡がオゾン接触槽内の処理対象水１６の上方空間に充満した場合に、オゾン接触槽３の上端（排出部８）から泡が溢れないようにするために設定された泡の上限の高さである。泡の上限高さＨ２は、接触槽内の処理対象水１６の上端よりもやや低い位置であって、泡の下限高さＨ１より高い位置に設定される。

第１泡検知部９、及び第２泡検知部１０は、オゾン接触槽３の側部３ｂに設けられている。これらの泡検知部９、１０は、オゾンガスによる水処理において発生する泡１３（例えば図３参照）の有無を検知する。泡検知部９、１０が、それぞれ設置された位置における泡１３の有無を判定することで泡１３の高さを知ることができる。泡１３の成分は、処理対象水と略同じであるため、例えば電極式の水位計を用いてもよい。

第１泡検知部９は、泡の下限高さＨ１に設けられている。第１泡検知部９は、泡１３が泡の下限高さＨ１以下となった時に泡１３を検知しなくなり、これにより泡１３の高さが泡の下限高さＨ１より下回ったことを検出する。
また、第２泡検知部１０は、泡の上限高さＨ２に設けられている。泡の上限高さＨ２は泡の下限高さＨ１より高い位置である。したがって、第２泡検知部１０は、第１泡検知部９に対して上方に設けられている。第２泡検知部１０は、泡１３の高さが泡の上限高さＨ２に達した泡１３を検知し、泡１３の高さが泡の上限高さＨ２以上となったことを検出する。

変形例として第１泡検知部９と第２泡検知部１０とを包含した機能を有する泡検知部を備えていても良い。このような泡検知部の例として、オゾン接触槽３の頂部３ａに設けることで、泡１３の高さを測定できる汚泥界面計が挙げられる。

水質計測器１２は、オゾン接触槽３の側部３ｂの下方に設けられ、処理対象水１６の水質が目標の水質となっているかを判定する。水質計測器１２としては、全有機炭素濃度（ＴＯＣ）、紫外線吸光度、蛍光強度を指標として水質を評価する全有機炭素濃度計、吸光光度計、蛍光強度計等を採用できる。また、予め処理対象物質が特定されている場合は、係る処理対象物質の濃度計を用いることができる。

オゾン接触槽３には、オゾン接触槽３内にオゾンガスを供給するオゾン供給部２１が接続されている。オゾン供給部２１は、オゾンガス発生器２０と、第１供給部６と、第２供給部７とを有する。
オゾン供給部２１により供給されるオゾンガスの濃度は、高くすることで処理効率を高めることができ好ましい。より具体的には、５０ｇＯ_３／ｍ^３程度とすることが望ましい。しかしながら、これに限定されるものではなく、これより低くても良い。

オゾンガス発生器２０としては、空気又は酸素を原料として前記オゾンガスを生成するものを採用できる。
このようなオゾンガス発生器２０は、０．２ＭＰａの圧力のオゾンガスを効率的に生成する。したがって、オゾン供給部２１の供給圧力を０．２ＭＰａとすることで、安価な供給システムを構成できる。
オゾン供給部２１からのオゾンガスの供給圧力を高める場合は、オゾンガス発生器２０により、発生させたオゾンガスを圧縮機により圧縮して供給する。

第１供給部６は、オゾン接触槽３の下方に接続され、オゾンガス発生器２０において生成されたオゾンガスを処理対象水１６に直接供給する。
第１供給部６は、その先端に散気管６ｂを有しており、オゾン接触槽３に貯留された処理対象水１６に対しオゾンガスをバブリングさせる。なお、ここでは、散気方式によるオゾンガスの注入を例として説明するが、他の方法であっても良い。
第１供給部６には、第１オゾン供給制御弁６ａ（オゾン供給制御弁）が備えられている。第１オゾン供給制御弁６ａは、制御部１５に接続され、制御部１５の指令に従い第１供給部６からのオゾンガスの供給を制御する。

第２供給部７は、オゾン接触槽３の上方に接続され、オゾンガス発生器２０において生成されたオゾンガスを、処理対象水１６の水面より上方から供給する。
第２供給部７には、第２オゾン供給制御弁７ａ（オゾン供給制御弁）が備えられている。第２オゾン供給制御弁７ａは、制御部１５に接続され、制御部１５の指令に従い第２供給部７からのオゾンガスの供給を制御する。

排出部８は、オゾン接触槽３の頂部３ａに設けられている。排出部８には、圧力制御弁８ａが備えられている。圧力制御弁８ａは、制御部１５に接続され、制御部１５の指令に従い開閉する。圧力制御弁８ａは、オゾン供給部２１からオゾン接触槽３にオゾンガスが供給されている場合は、開閉することで、オゾン接触槽３の内部の圧力を制御する。
排出部８は、排ガス中の残留オゾンガスを処分するための排オゾンガス処分装置、排オゾンガス濃度計（ともに図示略）に接続されている。

制御部１５は、計測手段である第１泡検知部９、第２泡検知部１０、圧力計１１、水質計測器１２に接続され、各計測手段の検知結果及び計測結果を監視する。
また、制御部１５は、電磁弁４ａ、５ａ、第１オゾン供給制御弁６ａ、第２オゾン供給制御弁７ａ、圧力制御弁８ａに接続され、上述した各計測手段による検知結果及び計測結果を基にこれらを制御する。

第１の実施形態の水処理装置１による水処理方法を説明する。
図１〜図５は、この水処理方法の各段階における水処理装置１の様子を示したものである。これらを基に、第１の実施形態の水処理装置１による水処理方法について説明する。
なお、図２〜図５においては、煩雑となることを避けるために、オゾンガス発生器２０、並びに各部と制御部１５との接続構成を示す破線を省略している。

初めに、処理対象水導入管４の電磁弁４ａを開放状態として、所定量の処理対象水１６をオゾン接触槽３に流入させたのちに、電磁弁４ａを閉塞状態とする。これにより、図１に示す状態とする。

次に、第１泡検知部９において、泡１３が検知されていないかを確認する。図１に示す状態では、処理対象水１６がオゾン接触槽３に流入しただけなので、泡１３の発生はほとんど見られず第１泡検知部９は泡１３を検知しない。このように、泡１３が第１泡検知部９によって検知されず、泡１３が泡の下限高さＨ１より低い時に、制御部１５は、第２の動作を実行させる。以下、便宜上、第２の動作から説明する。
第２の動作とは、オゾン接触槽３の密閉状態を開放させて大気圧とするとともに、処理対象水１６中にオゾンガスを供給する動作である。第２の動作について、より具体的に以下に説明する。

まず、制御部１５は、第１供給部６に設けられた第１オゾン供給制御弁６ａを開放する。これにより、第１供給部６が、散気管６ｂを介した処理対象水１６へのオゾンガス供給を開始する。また、供給されたオゾンによって処理対象水１６に含まれる有機物の酸化分解反応がおこる。供給されたオゾンガスは、処理対象水１６に含まれる有機物を酸化分解することで排ガスとして水面から放出される。

第１供給部６からのオゾンガスの供給ガス流量は、供給されたオゾンガスができるだけ多く処理対象水１６に吸収されるように（即ち、排ガスとして排出部８から排出されるオゾンガスの割合が小さくなるように）設定する。高度浄水処理で採用されているガス空塔速度５ｍ／ｈ前後となるような条件が一般的である。

図２に示すように、制御部１５が第２の動作を実行すると、処理対象水１６には、泡１３が発生する。この泡１３は処理対象水１６の水面より上部たまり始め、泡１３の体積は次第に増加し泡１３の上面は上昇する。
この間、排出部８の圧力制御弁８ａは開放されている。したがって、水面の上方空間に滞留する排ガスは、排出部８から排出される。排ガスは、排出部８を介して排オゾンガス処分装置（図示略）に導入されて残留オゾンガスが処分される。これにより、系外にオゾンガスが排出されることはない。

図３に示すように、第１供給部６からのオゾンガスの供給を続けると、発泡が進み、泡１３が、泡の上限高さＨ２に達する。泡１３が泡の上限高さＨ２に達すると、第２泡検知部１０が泡１３を検知し、検知結果は制御部１５に出力される。このように、泡１３が泡の上限高さＨ２より高い場合に、制御部１５は、第１の動作を実行させる。
第１の動作とは、オゾン接触槽３を密閉させるとともに前記オゾンガスを供給してオゾン接触槽３内の圧力を大気圧より高い圧力とさせる動作である。第１の動作について、より具体的に以下に説明する。

まず、制御部１５は、圧力制御弁８ａが閉塞してオゾン接触槽３を密閉する。さらに制御部１５は、第１オゾン供給制御弁６ａを閉塞して第１供給部６からのオゾンガスの供給を停止させる。

次に、図４に示すように、制御部１５は、第２供給部７に設けられた第２オゾン供給制御弁７ａを開放する。これにより、第２供給部７からのオゾンガスの供給が開始される。
排出部８の圧力制御弁８ａは閉塞されており、オゾン接触槽３は密閉状態であるため、第２供給部７からのオゾンガスの供給によって、オゾン接触槽３の内部が加圧される。
第２供給部７からのオゾンガスの供給は、オゾン接触槽３の内部の圧力が予め設定された所定の圧力となった時点で終了する。

第２供給部７から供給するオゾンガスの流量は、第１供給部６から注入するオゾンガスの流量よりも大きくしても良い。上述したように、第１供給部６から供給するオゾンガスの流量は、オゾンガスができるだけ多く処理対象水１６に吸収されるように設定されており、流量が絞られている。これに対し、第２供給部７から供給するオゾンガスは、オゾン接触槽３の内部をオゾンガスで満たし加圧することが目的である。したがって、オゾンガスの流量を大きくして、所定の圧力となるまでの時間を短縮することが望ましい。これによって、消泡に要する時間を短くできる。

第１の動作を実行させると、オゾン接触槽３の内部の圧力が高まり処理対象水１６へのオゾンの溶解が進む。これにより、泡１３の発生原因である界面活性剤等の有機物の分解が促進され、消泡を速める。
この時のオゾン接触槽３の内部の圧力は、高ければ高いほど消泡効果が増す。しかしながら、圧力を高める場合には、オゾンガスの漏えいを防止するためにオゾン接触槽３の躯体強度を高くする必要があり、コスト高となる。また、オゾンガス発生器２０（図１参照）においても、オゾンガスを高い圧力で供給するための装置（一例として圧縮機）を別途設ける必要が生じる。システム全体のコストバランスから、オゾン接触槽３の内部の圧力は、オゾンガス発生器２０において効率的に生成できるオゾンガスの圧力である０．２ＭＰａとすることが好ましい。

図５に示すように、オゾン接触槽３の内部の圧力を高めた状態を保ち、待機させると、泡１３の体積が減少して泡１３の高さが泡の下限高さＨ１以下となる。泡１３の高さが泡の下限高さＨ１を下回った時に、第１泡検知部９は、泡１３を検知しなくなる。この検知結果は、制御部１５に伝えられる。制御部１５は、第１泡検知部９が泡１３を検知していないため、泡１３は泡の下限高さＨ１より下方にあると判断する。制御部１５は、泡１３が泡の下限高さＨ１より下方にあると判断すると、圧力制御弁８ａを開放してオゾン接触槽３の内部を大気圧とする。オゾン接触槽３の内部で加圧されて滞留していた排オゾンガスは、排出部８、排オゾンガス処分装置（図示略）を介し系外に排出される。

続いて、第１供給部６に設けられた第１オゾン供給制御弁６ａを開放する。これにより、第１供給部６から処理対象水１６へのオゾンガス供給が再開される（図２参照）。処理対象水１６が再度発泡した場合は、図２〜図５を基に説明した第１の動作及び第２の動作を順次繰り返し行う。

第１の動作及び第２の動作を順次繰り返し行うことで、処理対象水１６に含まれる界面活性剤の分解が進み、第１供給部６からオゾンガスを供給しても、発泡が起こらなくなる。この間、処理対象水はオゾンにより酸化分解が進んでいるが、さらに目標の水質となるまで、第１供給部６からのオゾンガスの供給を継続する。処理対象水１６の水質は、水質計測器１２により監視されている。処理対象水１６が目標の水質になった場合には、処理対象水排出管５の電磁弁５ａを開放状態として、処理対象水１６をオゾン接触槽３から排出する。さらに、電磁弁５ａを閉塞状態とした後に、オゾン接触槽３に次の処理対象水１６を流入させてこの処理対象水１６の水処理を行う。

第１の実施形態の水処理装置１によれば、処理対象水１６に対しオゾンガスのバブリングを行うことでオゾンの溶解効率を高め、効率的にオゾンによる有機成分の酸化分解を行うことができる。
また、処理対象水１６が、界面活性剤などの発泡性物質を含む場合においては、バブリングを行うことで、泡１３が発生した後に、オゾン接触槽３を密閉し、オゾンガスにより内部を加圧させることで、特別な消泡機構を設けることなく、かつ自動で効率的な消泡を行うことができる。

第１の実施形態の水処理装置１においては、密閉状態としたオゾン接触槽３に対して、第１供給部６からのオゾンガスの供給を停止し、上方からオゾンガスを供給して、オゾン接触槽３の内部を加圧する。このような構成を有することで、第１供給部６からの供給を停止させることで発泡を停止させつつ、第２供給部７から供給することで、所定の圧力に達するまでの時間を短縮することできる。
加えて、泡検知部９、１０により、泡１３の高さを監視しながら、自動的に水処理と消泡を交互に行うために、泡１３が排出部８から流出することを確実に防ぐことができる。

（第２の実施形態）
図６に第２の実施形態に係る水処理装置２を示す。なお、上述の第１の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付しその説明を省略する。
この水処理装置２は、上述の第１の実施形態の水処理装置１と比較して、泡検知部９、１０、圧力計１１、及び第２供給部７を備えておらず制御部１７による制御方法が異なる。

水処理装置２のオゾン供給部２２は、第２供給部７を備えていない。即ち、オゾン供給部２２は、オゾンガス発生器２０と、供給部６とから構成されている。

制御部１７は、計測手段である水質計測器１２に接続されている。また、制御部１７は、電磁弁４ａ、５ａ、オゾン供給制御弁６ａ、圧力制御弁８ａに接続されている。

水処理装置２による水処理方法は、第１の実施形態の水処理方法と同様に、第１の動作と第２の動作を繰り返して行う。
第１の動作は、泡の上限高さＨ２に泡１３が達した場合に、オゾン接触槽３を密閉させるとともにオゾンガスを供給してオゾン接触槽３内の圧力を大気圧より高い圧力とさせる動作である。
第２の動作は、泡の下限高さＨ１よりも泡１３が低くなった場合に、オゾン接触槽３の密閉状態を開放させて大気圧とするとともに処理対象水１６中にオゾンガスを供給する動作である。
第２の実施形態に係る水処理方法では、第１の動作及び、第２の動作におけるオゾンガスの供給は、ともに供給部６から行う。

以下に、第２の実施形態の水処理装置２による水処理方法を具体的に説明する。
初めに、処理対象水導入管４から所定量の処理対象水１６をオゾン接触槽３に流入させる。この状態では、泡１３は発生していない。したがって、泡の下限高さＨ１よりも泡が低くなった場合に行う、第２の動作が実行される。

第２の動作では、供給部６に設けられたオゾン供給制御弁６ａを開放して処理対象水１６へのオゾンガス供給を開始する。なお、このとき排出部８の圧力制御弁８ａは開放されている。供給部６から処理対象水１６にオゾンガスを供給すると、処理対象水１６から泡１３が発生する。

供給部６からのオゾンガスの供給を開始してから、予め決められた時間（第１待機時間）が経過したら、圧力制御弁８ａを閉塞する。
第１待機時間は、事前実験により予め決定する。例えば、平均的な濃度の発泡物質（例えば界面活性剤）が含まれる処理対象水にオゾンガスを供給した場合の、泡１３の上面が泡の下限高さＨ１から泡の上限高さＨ２に達するまでの時間を事前実験で測定し、この時間を基に決定する。
制御部１７は、オゾン供給制御弁６ａを開放し供給部６からのオゾンガスの供給を開始してから経過した時間（開放時間）を監視し、この開放時間が予め決められた第１待機時間に達した場合に、泡１３の上面が泡の上限高さＨ２に達したと推定する。

泡１３が泡の上限高さＨ２に達したと推定された時は、第１の動作が実行される。
第１の動作において、制御部１７は、泡１３の上面が泡の上限高さＨ２の上方にあると推定すると、圧力制御弁８ａが閉塞してオゾン接触槽３を密閉する。
オゾン接触槽３を密閉された後も、供給部６からのオゾンガスの供給を継続して行う。これにより、オゾン接触槽３の内部を加圧することができる。
供給部６からのオゾンガスの供給は、オゾン接触槽３の内部の圧力が、オゾン供給部２２の供給圧力と平衡となることで自然と停止する。

圧力制御弁８ａを閉塞しオゾン接触槽３を密閉してから、予め決められた時間（第２待機時間）が経過したら、圧力制御弁８ａを開放する。
第２待機時間は、第１待機時間と同様に事前実験により予め決定する。即ち、平均的な濃度の発泡物質（例えば界面活性剤）が含まれる処理対象水にオゾンガスを供給した場合の、泡１３の上面が泡の上限高さＨ２に達しオゾン接触槽３が密閉されてから、泡１３の上面が泡の下限高さＨ１となるまでの時間を事前実験で測定し、この時間を基に決定することができる。

制御部１７は、圧力制御弁８ａを閉塞しオゾン接触槽３を密閉してから経過した時間（閉塞時間）を監視し、この閉塞時間が予め決められた第２待機時間に達した場合に、泡１３の上面が泡の下限高さＨ１以下となったと推定する。

泡１３が泡の下限高さＨ１より低くなったと推定された場合には、第２の動作が実行される。
第２の動作では、まず、圧力制御弁８ａを開放してオゾン接触槽３の内部を大気圧とする。続いて、供給部６から処理対象水１６へのオゾンガス供給を再開する。このように、上述した第１の動作と第２の動作とを順次繰り返し行う。

この間、処理対象水１６の水質は、水質計測器１２により監視されている。処理対象水１６が目標の水質になった場合には、処理対象水排出管５の電磁弁５ａを開放状態として、処理対象水１６をオゾン接触槽３から排出する。さらに、電磁弁５ａを閉塞状態とした後に、オゾン接触槽３に次の処理対象水１６を流入させてこの処理対象水１６の水処理を行う。

第２の実施形態の水処理装置２によれば、処理対象水１６に対しオゾンガスのバブリングを行うことでオゾンの溶解効率を高め、効率的にオゾンによる有機成分の酸化分解を行うことができる。
また、処理対象水１６が、界面活性剤などの発泡性物質を含む場合においては、バブリングを行うことで、泡１３が発生した後に、オゾン接触槽３を密閉し、オゾンガスにより内部を加圧させることで、特別な消泡機構を設けることなく、かつ自動で効率的な消泡を行うことができる。
第２の実施形態の水処理装置２は、泡検知部９、１０、圧力計１１、及び第２供給部７を備えていない。また、この水処理装置２は、供給部６を複数設けて、それぞれを制御する必要がない。したがって、安価なシステムを構成できる。

上記各実施形態の水処理装置１、２のオゾン接触槽３には、紫外線照射手段１８、又は過酸化水素供給手段１９の一方又は両方が備えられていてもよい（図１、図６に二点鎖線として示す）。
紫外線照射手段１８による紫外線照射、及び過酸化水素供給手段１９による過酸化水素の添加のうち、どちらか一方、又は両方を同時に実施することで、酸化力の強いＯＨラジカルを生成できる。したがって、処理対象水１６に含まれる物質が、オゾン単独で処理できない物質であっても酸化を促進させることができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、オゾン接触槽を密閉する圧力制御弁と、オゾン接触槽にオゾンガスを供給するオゾン供給部と、を持つことにより、処理対象水に界面活性剤等の発泡性物質が含まれる場合に発生する泡を、オゾン接触槽３の内部をオゾンガスにより加圧させて効率的に消泡することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、２…水処理装置、３…オゾン接触槽、３ａ…頂部（上部）、４…処理対象水導入管、５…処理対象水排出管、６…（供給部）第１供給部、６ａ…オゾン供給制御弁（第１オゾン供給制御弁）、７…第２供給部、７ａ…第２オゾン供給制御弁、８…排出部、８ａ…圧力制御弁、９、１０…泡検知部、１１…圧力計、１２…水質計測器、１３…泡、１５、１７…制御部、１６…処理対象水、１８…紫外線照射手段、１９…過酸化水素供給手段、２０…オゾンガス発生器、２１、２２…オゾン供給部、Ｈ１…泡の下限高さ、Ｈ２…泡の上限高さ

Claims (17)

1. 処理対象水とオゾンとを接触させるオゾン接触槽と、
   前記オゾン接触槽内にオゾンガスを供給するオゾン供給部と、
   前記オゾン供給部による前記オゾンガスの供給を制御するオゾン供給制御弁と、
   前記オゾン接触槽内の上部から排ガスを排出する排出部と、
   前記排出部による前記排ガスの排出量を制御することにより前記オゾン接触槽内の圧力を制御する圧力制御弁と、
   前記オゾン接触槽内の前記処理対象水の水面上に発生した泡の高さに基づき前記オゾン供給制御弁と前記圧力制御弁とを制御する制御部と、
   を有する水処理装置。
2. 前記制御部は、
   前記オゾン接触槽の前記処理対象水の水面上に設定された泡の上限高さに前記泡が達した場合に、前記オゾン接触槽を密閉させるとともに前記オゾンガスを供給して前記オゾン接触槽内の圧力を大気圧より高い圧力とさせる第１の動作と、
   前記オゾン接触槽の前記処理対象水の水面上であって前記泡の上限高さより低い位置に設定された泡の下限高さよりも前記泡が低くなった場合に、前記オゾン接触槽の密閉状態を開放させて大気圧とするとともに前記処理対象水中に前記オゾンガスを供給する第２の動作と、
   を順次繰り返させる請求項１に記載の水処理装置。
3. 前記オゾン供給部が、前記第２の動作時に前記オゾン接触槽の下部からオゾンガスを供給する第１供給部と、前記第１の動作時に前記オゾン接触槽の上部からオゾンガスを供給する第２供給部とを有し、
   前記オゾン供給制御弁が、前記第１供給部に備えられた第１オゾン供給制御弁と、前記第２供給部に備えられた第２オゾン供給制御弁と、を有する請求項２に記載の水処理装置。
4. 前記オゾン供給部が、前記第１の動作及び前記第２の動作時に、前記オゾン接触槽の下部からオゾンガスを供給する供給部を有し、
   前記オゾン供給制御弁が、前記供給部に備えられている請求項２に記載の水処理装置。
5. 前記制御部は、
   前記泡の高さが前記泡の下限高さより低い場合に、前記圧力制御弁により前記オゾン接触槽を開放させるとともに、前記第１供給部から前記処理対象水へのオゾンガスの供給を開始させ、
   前記泡の高さが前記泡の上限高さに達した時に、前記圧力制御弁により前記オゾン接触槽を密閉させるとともに、前記第１供給部からのオゾンガスの供給を停止させ、さらに前記第２供給部からオゾンガスを供給して前記オゾン接触槽内を加圧させる請求項３に記載の水処理装置。
6. 前記制御部は、
   前記泡の高さが前記泡の下限高さより低い場合に、前記圧力制御弁により前記オゾン接触槽を開放させるとともに、前記供給部から前記処理対象水への前記オゾンガスの供給を開始させ、
   前記泡の高さが前記泡の上限高さに達した時に、前記圧力制御弁により前記オゾン接触槽を密閉させるとともに、前記供給部からのオゾンガスの供給を継続させて前記オゾン接触槽内を加圧させる請求項４に記載の水処理装置。
7. さらに、
   前記オゾン接触槽内の前記泡の高さを検知しその結果を制御部に出力する泡検知部を有する請求項１〜６の何れか一項に記載の水処理装置。
8. 前記制御部が、前記オゾン供給制御弁の開放時間、及び前記圧力制御弁の閉塞時間に基づき前記泡の高さを推定する請求項１〜６の何れか一項に記載の水処理装置。
9. 前記オゾン接触槽に、紫外線照射手段又は過酸化水素供給手段の一方又は両方が備えられている請求項１〜８の何れか一項に記載の水処理装置。
10. 前記オゾン供給部が、空気を原料として前記オゾンガスを生成するオゾンガス発生器を有する請求項１〜９の何れか一項に記載の水処理装置。
11. 前記オゾン供給部が、酸素を原料として前記オゾンガスを生成するオゾンガス発生器を有する請求項１〜９の何れか一項に記載の水処理装置。
12. 前記処理対象水の水質を判定する水質計測器を有し、
    前記制御部が、前記水質計測器による計測結果を基に前記処理対象水の水質改善を判断しオゾンによる水処理を終了させる請求項１〜１１の何れか一項に記載の水処理装置。
13. 前記水質計測器における水質評価の指標が、全有機炭素濃度（ＴＯＣ）である請求項１２に記載の水処理装置。
14. 前記水質計測器における水質評価の指標が、紫外線吸光度である請求項１２に記載の水処理装置。
15. 前記水質計測器における水質評価の指標が、蛍光強度である請求項１２に記載の水処理装置。
16. オゾン接触槽内に貯留された処理対象水の水面上に発生する泡の高さが泡の下限高さより低い時に、前記オゾン接触槽を開放させるとともに、前記オゾン接触槽の下部に設けられた第１供給部から前記処理対象水にオゾンガスを供給する動作と、
    前記泡の高さが前記泡の下限高さより上方の泡の上限高さに達した時に、前記オゾン接触槽を密閉するとともに、前記第１供給部からのオゾンガスの供給を停止し、さらに前記オゾン接触槽の上部に設けられた第２供給部からオゾンガスを供給して前記オゾン接触槽内を加圧する動作と、
    を順次繰り返し行う水処理方法。
17. オゾン接触槽内に貯留された処理対象水の水面上に発生する泡の高さが、泡の下限高さより低い時に、前記オゾン接触槽を開放させるとともに、前記オゾン接触槽の下部に設けられた供給部からオゾンガスを供給する動作と、
    前記泡の高さが前記泡の下限高さより上方の泡の上限高さに達した時に、前記オゾン接触槽を密閉するとともに、前記供給部からのオゾンガスの供給を継続して前記オゾン接触槽内を加圧する動作と、
    を順次繰り返し行う水処理方法。

Images