JP6177726B2 - 汚染水曝気浄化装置及び汚染水曝気浄化方法 - Google Patents

Description

本発明は、機械部品の洗浄剤等として各種産業分野で用いられてきた代替フロンである合成化合物や、電子部品製造過程における各種部品の洗浄剤等として各種産業分野で用いられてきたトリクロロエチレン等の有機塩素化合物等の揮発性有機化合物を含有する汚染された地下水等の汚染水を曝気して浄化する汚染水曝気浄化装置及び汚染水曝気浄化方法に関する。

有害物質の揮発性有機化合物として、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，３−ジクロロプロペン、ジクロロメタン、テトラクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、ベンゼンが挙げられる。これらの揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して浄化する汚染水曝気浄化装置及び汚染水曝気浄化方法はこれまで種々提案され、実用化されてきた。

例えば、特開平５−９２１８１号公報（特許文献１）には、曝気塔内の上部に汚染水の散水器を配置するとともに該散水器の下方に、散水器から落下する水を分散させつつ落下させる充填材層を配置し、充填材層の下方から曝気処理用気体をブロア（送風機）で上方へ向け供給し、かくして、散水器からの散水時における曝気と充填剤層における曝気とにより汚染水から揮発性有機化合物を脱離させ、該汚染水を浄化することが記載されている。

このように曝気浄化処理された水は曝気塔下部から取り出すことができ、曝気塔内の上部へ移行する、脱離した揮発性有機化合物ガスを含む気体は、例えば活性炭吸着材を有するガス処理装置で浄化処理できる。

上記のような基本的な曝気浄化装置及び方法において汚染水からの揮発性有機化合物の除去率を向上させるには、曝気塔を高く形成して充填材層を高くすればよいが、それでは、装置設置コストや装置メンテナンスコスト等が高くつくので、上記特許文献１には、塔高の低い曝気塔を少なくとも２段に接続して用いることも記載されている。

特許第３２１４９７８号公報（特許文献２）には、特許文献１に記載の基本的な曝気浄化装置及び方法において、汚染水の曝気処理により発生する、揮発性有機化合物であるトリクロロエチレン等の有機塩素化合物を含む気体を個体触媒と接触させて加熱分解することで無害化することが記載されている。

特開２００２−２８２８４４号公報（特許文献３）には、減圧保持された蒸発缶の底部へ汚染水を供給し、該供給位置より所定高さの高位置に放水口部を設け、該蒸発缶に供給された汚染水を、その水面から深い部分より沸騰・蒸発させることで浄化処理することが記載されている。また、前記蒸発缶に供給される汚染水に超音波を照射する超音波発信手段を設けて汚染水からのトリクロロエチレン等の有機塩素化合物の分離率を向上させることが記載されている。

特開２０００−２６３０６６号公報（特許文献４）には、処理塔内へ上部からトリクロロエチレン含有水を炭酸とともに供給し、処理塔底部から曝気処理用気体を供給することで、トリクロロエチレンを揮発脱離させ、汚染水を浄化処理することが記載されている。

特許第４９２３２６６号公報（特許文献５）には、処理塔内に曝気ノズル、すなわち、該曝気ノズルでの噴出水流により生じる負圧により曝気処理用気体を該水流に導入混合させる導気口部を有するノズルを配置し、該曝気ノズルに汚染水を供給することで汚染水を曝気処理し、汚染水の汚染濃度が高い場合等には、このような処理塔を複数段に接続して、汚染水の曝気浄化処理を複数回繰り返すことが記載されている。

特開平５−９２１８１号公報 特許第３２１４９７８号公報 特開２００２−２８２８４４号公報 特開２０００-２６３０６６号公報 特許第４９２３２６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された基本的な汚染水曝気浄化装置及び方法では、汚染水の汚染濃度が高い場合には、その濃度に応じて汚染水曝気を向上させるために、充填材層の下方から曝気処理用気体を供給するブロア（送風機）を大型化しなければならず、ブロア（送風機）を大型化すると、より広いブロア（送風機）の設置スぺースが要求され、汚染水曝気浄化装置の設置スペースを広くとれない場所では、対応し難くなる。

また、ブロア（送風機）が大型化すると、その設置コストが高くつくうえ、要求される運転電力（ランニングコスト）が大きくなり、今日の省エネルギー化の要請に応え難くなる。

特許文献１に記載の、塔高の低い曝気塔を少なくとも２段に接続して用いる場合は、曝気塔が少なくとも２塔必要になるので、汚染水曝気浄化装置の設置スペースを広くとれない場所では、対応し難くなる。また、ブロア（送風機）数も増え、省エネルギー化の要請に応え難い。

特許文献２に記載の汚染水曝気浄化装置及び方法では、揮発性有機化合物であるトリクロロエチレン等の有機塩素化合物を含む気体を個体触媒と接触させて加熱分解することで無害化する装置を併用するので、本体の汚染水曝気浄化装置それ自体はコンパクトに、また、省エネルギー化が可能かもしれないが、無害化装置の設置スペースが新たに要求される。また、汚染水曝気浄化装置それ自体をコンパクト化すると、汚染水の曝気処理が十分確保されなくなる恐れがある。

特許文献３に記載の汚染水曝気浄化装置及び方法では、減圧保持されるべき蒸発缶の耐圧強度を大きくしなければならず、且つ、該強度を維持しなければならないので、メンテナンス性が悪く、それだけコストアップを招く。蒸発缶に供給される汚染水に超音波を照射する超音波発信手段を設ける場合には、なおさら、メンテナンス性が悪く、コストアップを招く。

特許文献４に記載の汚染水曝気浄化装置及び方法では、汚染水曝気浄化装置本体に対し、別途炭酸供給装置を設けなければならない。

特許文献５に記載の汚染水曝気浄化装置及び方法では、単一の処理塔それ自体はユニット化、コンパクト化できるものの、汚染水の汚染濃度によっては、一回当たりの除去効率に欠けるため処理塔を複数段用いなければならず、そうすると、汚染水曝気浄化装置の設置スペースを広くとれない場所では、対応し難くなる。

そこで本発明は、揮発性有機化合物を含む汚染水を曝気して該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化する汚染水曝気浄化装置であって、汚染水の曝気浄化処理性能を高く維持しつつ全体をコンパクト化して設置スペースを節約できるとともに、省エネルギーで運転でき、設置コスト及び運転コストを安く抑えることができる汚染水曝気浄化装置を提供することを第１の課題とする。

また、本発明は、揮発性有機化合物を含む汚染水を曝気して該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化する汚染水曝気浄化方法であって、該方法の実施に用いる汚染水曝気浄化装置の汚染水の曝気浄化処理性能を高く維持しつつ該汚染水曝気浄化装置のコンパクト化を可能として設置スペースを節約でき、省エネルギーで、コスト安に汚染水曝気浄化処理を行える汚染水曝気浄化方法を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記第１の課題を解決するため、
揮発性有機化合物を含む汚染水を曝気して該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化水を得る汚染水曝気浄化装置であり、
前記汚染水（Ｗ１）を落下させて曝気浄化処理するための塔内空間を有する処理塔（１１）と、
前記処理塔（１１）内の上部に配置され、側方又は下方を向いたノズル口とこのノズル口へノズル噴出するための縦方向の水路（２００）とを有し且つ水路（２００）へ向けて第一の曝気処理用気体（Ａ１）を導入混合させるための導気口部（２Ｈ）を有している曝気ノズル（２）と、
前記曝気ノズル（２）へ前記汚染水（Ｗ１）を圧送する汚染水供給装置（３）と、
前記処理塔（１１）内において前記曝気ノズル（２）のノズル口より上側に配置された、除去処理対象の揮発性有機化合物の除去部（４）と、
前記処理塔（１１）内の前記揮発性有機化合物の除去部より上側の空間から排気するための該処理塔（１１）の排気口部（５１）と、
前記処理塔（１１）内において前記曝気ノズル（２）の下方の区画領域に多数の充填材（６０）を充填して配置され、前記曝気ノズル（２）から噴出した汚染水（Ｗ１）を層内に分散通過させる、落下水分散用の充填材層（６）と、
前記処理塔（１１）内の下部において前記充填材層（６）より下側に配置され、該充填材層（６）へ向け第二の曝気処理用気体（Ａ２）を供給して散気させるための充填材向け散気部（７３）と、
前記充填材向け散気部（７３）へ第二の曝気処理用気体（Ａ２）を散気して供給する、ブロア（Ｂ）を含む充填材向け送気装置（７）と、
前記処理塔（１１）の下部において前記充填材層（６）より下側に設けられ、前記充填材層（６）から落下してくる浄化水（Ｗ２）を前記充填材層（６）より下側の空間から処理塔（１１）の外部へ取り出すための取り出し装置（９）と、
前記曝気ノズル（２）での噴出水流へ向け前記曝気ノズル（２）の導気口部（２Ｈ）から第一の曝気処理用気体（Ａ１）を導入混合させるにあたり、該曝気ノズル（２）の水路（２００）内の水流により生じる負圧だけによる自然気体導入量より多い気体導入量が得られるように該導気口部（２Ｈ）へ曝気処理用気体を押し込む、ブロア（Ｂ）を含む気体押し込み装置（８，１０）を含んでいることを特徴とする汚染水曝気浄化装置を提供する。

また、本発明は前記第２の課題を解決するため、
前記本発明に係る汚染水曝気浄化装置を用いて揮発性有機化合物を含む汚染水（Ｗ１）を曝気して該汚染水（Ｗ１）から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化水（Ｗ２）を得る汚染水の曝気浄化方法であり、
前記曝気ノズル（２）において、第一の曝気処理用気体（Ａ１）による第一の曝気処理を、実質上一定に規定した第一の気液比（ＡＷ_１）で行なうと共に、
前記充填材層（６）において、第二の曝気処理用気体（Ａ２）による第二の曝気処理を、１０．０から３０．０の範囲を超えない所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比（ＡＷ_２）で調整可能に行なうことを特徴とする、汚染水の曝気浄化方法を提供する。

上記した本発明に係る汚染水曝気浄化装置によると、水路（２００）内の流水時に発生した負圧に伴う自然吸気だけによる自然曝気処理用気体量ないし気体圧力と比べて、これらよりも大きい気体量ないし圧力で第二の曝気処理用気体を押し込むこととなる。これにより、曝気ノズル（２）における曝気圧力を増加させた、いわゆる加圧状態の曝気を行うこととなり、第一の曝気処理を効率的に行うことができる。そしてこの第一の曝気処理により、汚染水（Ｗ１）をノズル噴出初期において効率的に一次浄化するものとなる。

ここで本発明において「気液比」とは、各曝気処理における各曝気処理用気体の流通流量〔Ｖ〕と、塔内に導入する汚染水の導入流量〔Ｖ〕との比であり、汚染水の単位導入流量あたりの各曝気処理用気体の流通流量〔Ｖ／Ｖ〕として算出される。

また本発明において「実質上一定に規定した第一の気液比（ＡＷ_１）」とは、「第一の気液比（ＡＷ_１）」として算出される気液比が、実際に一定の値を維持するか、或いは浄化装置の運転上、一定の値とみなせる程度の安定性をもって一定の範囲内の値を維持する状態にあることを意味する。実施例では図１に示すように、第一の曝気処理用気体（Ａ１）の流通流量を第一の曝気用バルブ（８Ｖ）によって定量制御し、かつ、汚染水（Ｗ１）の導入流量を導入バルブ（３Ｖ）によって定量制御する。このとき、第一の曝気処理用気体（Ａ１）の定量制御後の流通流量と、汚染水（Ｗ１）の定量制御後の導入流量との比が、「実質上一定に規定された第一の気液比（ＡＷ_１）」とされる。例えば各流通流量の測定箇所によって、各流体の流量測定値と曝気ノズル（２）部での実際の混合流量比に多少の数値のズレがあったとしても、気液比としては一定とみなせる程度の安定性をもった値が得られるため、実質上一定に規定されるものとして判断する。

また本発明において、上記「１０．０から３０．０の範囲を超えない所定の調整範囲内」とは、第二の気液比（ＡＷ_２）の調整範囲が所定の下限値ＡＷｍｉｎから所定の上限値ＡＷｍａｘまでに規定されるとき、この規定された調整範囲が１０．０から３０．０の範囲内にあって、この１０．０から３０．０の範囲を超えないことをいう。この条件を満たすとき、前記下限値ＡＷｍｉｎが１０．０以上３０．０未満であり、かつ、前記上限値ＡＷｍａｘが１０．０より大きくかつ３０．０以下である。尚、後述する実施例の気体押し込み装置による第一の曝気処理用気体（Ａ１）の押し込み量は、曝気ノズル（２）内の通過水流に伴う負圧だけによる自然気体導入の場合と比べて、曝気ノズル（２）による気液比を少なくとも０．３以上の気液比差で増加させるものとなっている。なお前記０．３以上の気液比差とは、第一の気液比（ＡＷ_１）が４．５以上となるように０．３以上の気液比差で増加させた場合に処理能力上昇を確認した実験結果に基づく値である。

また、上記した本発明に係る汚染水曝気浄化方法によると、第一の曝気処理、第二の曝気処理の処理効率を、各曝気処理のための曝気処理用気体（第一の曝気処理用気体（Ａ１）、第二の曝気処理用気体（Ａ２））と汚染水（Ｗ１）との流量比、すなわち気液比によってコントロールするものとしている。これにより、各管の流通条件や曝気条件に拘らず、安定した曝気浄化性能を確保することができる。

また、前記汚染水の曝気浄化方法では、第一の曝気処理を定格的な第一の気液比（ＡＷ_１）で行い、第二の曝気処理を可変的な第二の気液比（ＡＷ_２）で調整可能に行うことを技術的な特徴のひとつとする。

すなわち発明者の鋭意検討により、第一の曝気処理は、気体押し込みによる実質上一定の第一の気液比（ＡＷ_１）に基づいて最小限分を定量的に行うものであればよく、第一の気液比（ＡＷ_１）を前記最小限の一定値を超えて大きく可変させても、全体の処理効率は大きく変化しないことを確認した。また一方で、第二の曝気処理は、充填材向け送気気体の押し込みによる第二の気液比（ＡＷ_２）に基づいて送気量を可変可能に行うことが好ましく、第二の気液比（ＡＷ_２）を所定の調整範囲内で大きく可変させることで、全体の処理効率は比較的大きく変化することを確認した（後述の図６）。すなわち、第一の曝気処理用気体（Ａ１）は最低限の処理効率を確保するために最小限量の第一の気液比（ＡＷ_１）を一定確保しておき、一方で、第二の曝気処理用気体Ａ２は所定の調整範囲内で第二の気液比（ＡＷ_２）を可変制御することで、全体の処理能力及び処理効率を効率的にコントロールすることができる。

本発明に係る汚染水曝気浄化装置において、前記充填材向け送気装置（７，１０）における前記ブロア（Ｂ）は、前記気体押し込み装置（８，１０）におけるブロア（Ｂ）を兼ねていてもよい。

すなわち充填材向け送気装置（７，１０）は、少なくとも塔内に設定された送気ノズル（７３）とこれに塔外から管連通したブロア（Ｂ）とを具備し、また気体押し込み装置（８，１０）は、少なくとも塔内に設定された曝気ノズル（２）とこれに塔外から管連通したブロア（Ｂ）とを具備するところ、前記充填材向け送気装置（７，１０）のブロア（Ｂ）と、気体押し込み装置（８，１０）のブロア（Ｂ）とが共通するブロア（Ｂ）であるものとしてもよい。このとき、ブロア（Ｂ）は充填材向け送気装置（７）の第二送気管（７０）と、気体押し込み装置（８）の第一送気管（８０）との両方に連通され、第二の曝気処理のための第二の送気機能と、第一の曝気処理のための第一の送気機能とを両備することとなる。

一つのブロア（Ｂ）に充填材向け送気のための第二の送気機能と、気体押し込みのための第一の送気機能とを兼用させることで、充填材向け送気装置（７，１０）専用の別の送気出力源（ブロア等）を設ける必要がない。このため装置構成が比較的コンパクトとなり、また、装置の構成コスト及び運転コストが比較的安価となる。また装置構成上、第一の曝気処理と第二の曝気処理とを必ず同時に行うこととなり、第一と第二の同時の曝気処理すなわち複合曝気処理を確実に行うことが可能となる。

さらに発明者の鋭意検討により、第一の曝気処理は、気体押し込みによる最小限の第一の気液比（ＡＷ_１）によって行うものであればよく、第一の気液比（ＡＷ_１）を前記最小限の一定値を超えて大きく可変させても、全体の処理効率は大きく変化しないことを確認した。すなわち、第一の曝気処理用気体（Ａ１）は補助的なものとして最小限量が確保されていればよく、そのためには充填材向け送気装置（７，１０）におけるブロア（Ｂ）から、気体押し込み装置用のブロア出力を一部取り出すだけで十分となる。

本発明に係る汚染水曝気浄化装置においては、前記処理塔（１１）の排気口部（５１）からの気体つまり排気気体を前記充填材向け送気装置（７，１０）及び前記気体押し込み装置（８，１０）へ循環させる気体循環部（５０）を備えた形態としてもよい。

このような気体循環部（５０）を採用することで、第一の曝気処理用気体（Ａ１）及び第二の曝気処理用気体（Ａ２）を、共に処理塔（１１）内から排気された循環気体によって供給することができる。これにより、外気温度の影響を抑制して、第一の曝気処理用気体（Ａ１）及び第二の曝気処理用気体（Ａ２）の各気体温度をそれぞれ塔内温度に近い温度帯に保ち、安定的に第一、第二それぞれによる複合曝気処理を、良好な処理温度帯で行うことが可能となる。また本構成において特に、前記充填材向け送気装置（７，１０）における前記ブロア（Ｂ）が、前記気体押し込み装置（８，１０）におけるブロア（Ｂ）を兼ねているものとした場合には、排気口部（５１）に元接続した気体循環部（５０）を同一のブロア（Ｂ）の吸気部に先接続させ、ブロア（Ｂ）の排出側でのみ分岐した第一の曝気処理ルート、第二の曝気処理ルートからなる２本の循環配管の構成となる（例えば後述の図１参照）。前記各循環配管の構成は、同一の気体循環部（５０）及び同一のブロア（Ｂ）からなる一部重複構造となるため、省スペース化に貢献し、また装置構成及び運転時のコスト低減に貢献する。

前記本発明に係る汚染水曝気浄化方法においては、汚染水（Ｗ１）を前記曝気ノズル（２）及び前記落下水分散用の充填材層（６）において曝気処理し、前記曝気ノズル（２）における第一の曝気処理は実質上一定の第一の気液比（ＡＷ_１）に規定したまま行なうと共に、前記落下水分散用の充填材層（６）における第二の曝気処理は１０．０〜３０．０の範囲を超えない所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比（ＡＷ_２）で行なうことができる。
この汚染水曝気浄化方法は、用いる汚染水曝気浄化装置が、前記処理塔（１１）の排気口部（５１）からの気体を前記充填材向け送気装置（７）及び前記気体押し込み装置（８）へ循環させる気体循環部（５０）を備えていない場合（後述の実験における“対策前装置”）、或いは用いる汚染水曝気浄化装置が、前記処理塔（１１）の排気口部（５１）からの気体を前記充填材向け送気装置（７）及び前記気体押し込み装置（８）へ循環させる気体循環部（５０）を備えている場合（後述の実験における“対策後装置”）のいずれにおいても適用することができる。

特に気体循環部（５０）を備えている後述の実験における“対策後装置”の場合、該曝気処理は、前記気体循環部（５０）により前記処理塔（１１）の排気口部（５１）からの排気気体を前記充填材向け送気装置（７）及び前記気体押し込み装置（８）へ循環させて行なうこととなる。

上記方法によれば、第一の曝気処理を一定の第一の気液比（ＡＷ_１）で定格的に行うと共に、第二の曝気処理を１０．０〜３０．０を超えない所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比（ＡＷ_２）で行なうこととなる。これにより全体の処理量・除去率を第二の曝気処理用空気量のみによって確実に制御することが可能となる。また第二の曝気処理用空気の調整範囲の下限値が１０以上であるため、充填材向け送気に必要な第二の曝気処理用気体を最低限以上確実に確保することができる。また同調整範囲の上限値が３０以下であるため、充填材向け送気量を大きくしすぎることによる運転時のコスト増加や装置構成のオーバースペックを回避し、第一の曝気処理と第二の曝気処理との組み合わせによる安価で効率的な曝気処理を可能としている。

すなわち発明者の鋭意検討によれば、例えば第二の気液比（ＡＷ_２）が１０．０未満の場合には下部からの第二の曝気処理の処理能力が不十分であり、第一の曝気処理と組み合わせてもなお十分な処理能力を確保しにくいものであった。また、例えば第二の気液比（ＡＷ_２）が３０．０超の場合には下部からの第二の曝気処理のための動力が余分に嵩み、第一の曝気処理との複合処理による低コスト化、コンパクト化等のメリットが表れにくいものとなっていた。これらに対して、第二の曝気処理を、第二の気液比（ＡＷ_２）１０．０〜３０．０間の調整範囲内で調整可能に行うことで、第一の曝気処理との組み合わせ処理が高効率となり、コンパクト化と低コスト化へ大きく影響することが分かった。

前記曝気ノズル（２）における曝気処理は４．５から６．０の間の範囲から選ばれた実質上一定の第一の気液比（ＡＷ_１）で行なう場合を例示できる。このとき、曝気ノズル（２）における第一の曝気処理は、予め実質上一定に規定した、４．５以上６．０以下の範囲を超えない第一の気液比（ＡＷ_１）で定格的に行なうこととなる。

すなわち発明者の鋭意検討によれば、第一の気液比（ＡＷ_１）が４．５未満の場合には自然吸気以上の気体の押し込み効果を明確に得られない場合があり、気体押し込み装置により第一の気液比（ＡＷ_１）が４．５以上の場合に確実な第一の曝気処理による処理能力の上昇を確認できた。また第一の気液比（ＡＷ_１）が６．０以下を超えた場合は、第一の気液比（ＡＷ_１）が５．５までの場合と比べて処理能力の上昇率変化が小さくなるため、第一の気液比（ＡＷ_１）を定格６．０以下に保つことが高処理効率化をもたらすことが確認できた。よって、曝気ノズル（２）における曝気処理は４．５から６．０の間の範囲から選ばれた実質上一定の第一の気液比（ＡＷ_１）で行ない、かつこれと同時に、充填材層（６）における第二の曝気処理は１０．０〜３０．０の範囲を超えない所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比（ＡＷ_２）で行なうことで、第一の曝気処理による処理能力の向上を高効率化させ、かつ第一の曝気処理による全体処理能力の制御を容易化させるものとなる。

本発明の汚染水曝気浄化装置の全体構成を示す説明図。 図１中の左端の曝気ノズル（２）の内部構造を示す一部破断拡大図。 図２のＡ−Ａ端面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 本発明の汚染水曝気浄化装置による、汚染水（原水）濃度に応じた浄化水（処理水）濃度の性能曲線グラフ。 本発明の汚染水曝気浄化装置による、第二の気液比（ＡＷ_２）に応じた浄化水（処理水）濃度の性能曲線グラフ。

以下、本発明を実施するための形態例を、実施例及び実験例として示す各図と共に説明する。

（汚染水曝気浄化装置）
本発明の汚染水曝気浄化装置は、図１に示すように、地下水槽の汚染水（Ｗ１）を汲み上げながら処理塔（１１）内に導入し、塔内の内部空間で第一の曝気処理及び第二の曝気処理によって曝気し、該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化水（Ｗ２）を得る汚染水曝気浄化装置である。

本発明にいう汚染水（原水）は、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，３−ジクロロプロペン、ジクロロメタン、テトラクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、ベンゼンといった揮発性有機化合物を含む水を意味する。
また本発明に言う浄化水（処理水）は本発明の汚染水曝気浄化装置によって前記揮発性有機化合物の浄化処理を行なったものとして便宜的に用いられる名称であり、処理前の汚染水（原水）よりも前記揮発性有機化合物の含有量が減少しているものをいう。
なお、前掲した揮発性有機化合物は、各基準において特定有害物質として化合物名がそれぞれ指定され、化合物ごとの溶出量基準が、水１リットルあたりの化合物溶出量の許容限度重量等として定められている。本発明にいう汚染水（原水）は各化合物の溶出量基準を超える水を含むが、必ずしもこれに限定されない。また本発明に言う浄化水（処理水）は各溶出量基準を超えない水を含む。ただし必ずしもこれに限定されない。

この汚染水曝気浄化装置は具体的には、少なくとも以下の構成を具備する（図１）。
・前記汚染水を落下させて曝気浄化処理するための塔内空間を有する処理塔（１１）と、
・前記処理塔（１１）内の上部に配置され、側方又は下方のノズル口へノズル噴出するための水路（２００）を有し且つ水路（２００）へ向けて第一の曝気処理用気体（Ａ１）を導入混合させるための導気口部（２Ｈ）を有している曝気ノズル（２）と、
・前記曝気ノズル（２）へ前記汚染水（Ｗ１）を圧送する汚染水供給装置（３）と、
・前記処理塔（１１）内において前記曝気ノズル（２）のノズル口より上側に配置された、除去処理対象の揮発性有機化合物の除去部（４）と、
・前記処理塔（１１）内の前記揮発性有機化合物の除去部より上側の空間から排気するための該処理塔（１１）の排気口部（５１）と、
・前記処理塔（１１）内において前記曝気ノズル（２）の下方の区画領域に多数の充填材（６０）を充填して配置され、前記曝気ノズル（２）から噴出した汚染水を層内に分散通過させる、落下水分散用の充填材層（６）と、
・前記処理塔（１１）内の下部において前記充填材層より下側に配置され、該充填材層へ向け第二の曝気処理用気体を供給して散気させるための充填材向け散気部（７３）と、
・前記充填材向け散気部へ第二の曝気処理用気体を供給する、ブロア（Ｂ）を含む充填材向け送気装置（７）と、
・前記処理塔（１１）の下部において前記充填材層（６）より下側に設けられ、前記充填材層から落下してくる浄化水を前記充填材層より下側の空間から処理塔（１１）の外部へ取り出すための取り出し装置（９）と、
・前記曝気ノズル（２）での噴出水流へ向け前記曝気ノズル（２）の導気口部（２Ｈ）から第一の曝気処理用気体（Ａ１）を導入混合させるにあたり、該曝気ノズル（２）の水路（２００）内の水流により生じる負圧だけによる自然気体導入量より多い気体導入量が得られるように該導気口部（２Ｈ）へ第一の曝気処理用気体（Ａ１）を押し込む、ブロア（Ｂ）を含む気体押し込み装置（８，１０）と、からなる。以下，各構成につき詳述する。

（処理塔（１１））
処理塔（１１）は密閉式の塔内空間を有して縦型に立設されてなる。塔上部の一側面の導入接続部に汚染水供給装置（３）が接続されると共に、塔下部の一側面の取り出し接続部（９Ｃ）に取り出し装置（９）が接続される。そして、汚染水供給装置（３）によって注水され供給された汚染水（Ｗ１）が処理塔（１１）上部の導入接続部から塔内空間に導入される。塔内導入された汚染水（Ｗ１）は、塔内空間を落下することで第一の曝気処理、第二の曝気処理を経て塔内で曝気浄化された浄化水（Ｗ２）となり、この浄化水（Ｗ２）が、取り出し装置（９）によって、処理塔（１１）下部の塔内空間から塔外に取り出される。

また塔上部の他側面の第一送気接続部に気体押し込み装置（８）が接続されると共に、塔下部の他側面の第二送気接続部（７Ｃ）に充填材向け送気装置（７）が接続される。そして、気体押し込み装置（８）によって加圧供給された第一の曝気処理用気体（Ａ１）が処理塔（１１）上部の第一送気接続部から塔内空間に導入され、充填材向け送気装置（７）によって加圧供給された第二の曝気処理用気体（Ａ２）が処理塔（１１）下部の第二送気接続部（７Ｃ）から塔内空間に導入される。塔内上部から導入された第一の曝気処理用気体（Ａ１）は、曝気ノズル（２）内に加圧導入されて汚染水（Ｗ１）と混合され、第一の曝気処理として汚染水（Ｗ１）と共に塔内空間へノズル噴出される。また塔内下部から導入された第二の曝気処理用気体（Ａ２）は、充填材向け散気部（７３）内に加圧導入されて汚染水（Ｗ１）と混合され、第一の曝気処理として汚染水（Ｗ１）と共に塔内空間へノズル噴出される。第二の曝気処理を経て塔内で曝気浄化された浄化水（Ｗ２）となり、この浄化水（Ｗ２）が、取り出し装置（９）によって、処理塔（１１）下部の塔内空間から塔外に取り出される。

（曝気ノズル（２））
曝気ノズル（２）は、処理塔（１１）内の上部において配置され、側方又は下方のノズル口へノズル噴出するための水路（２００）を有し且つ水路（２００）へ向けて第一の曝気処理用気体（Ａ１）を導入混合させるための導気口部（２Ｈ）を有している。処理塔（１１）上部側面の第一送気接続部から導入混合した第一の曝気処理用気体（Ａ１）を、導気口部（２Ｈ）からノズルの水路（２００）内に導入し、導入した第一の曝気処理用気体（Ａ１）を汚染水と混合させて曝気状態でノズル噴出する。

具体的には図２、３に示すように、汚染水供給部（３３）の下方に連通して配置され、縦方向の水路（２００）を内部に有したノズル管（２０）と、ノズル管（２０）の下方先部に接続されて側方又は下方を向いたノズル口部（２４）と、ノズル管（２０）の水路の途中にて管周方向に複数個設けられ、かつ水路（２００）へ向けて第一の曝気処理用気体（Ａ１）を導入混合させるための導気口部（２Ｈ）と、を有している（図２、図３）。

さらに第一の曝気処理用気体（Ａ１）を導入混合させる構成として、複数の導気口部（２Ｈ）すべてを覆うようにノズル管（２０）の周囲を囲って、枠内の導気空間（２１０）にて導気口部と連通した導気枠体（２１）と、導気枠体（２１）の枠側面の一箇所に連通接続された連通管（２２）と、を有する。連通管（２２）は第一の曝気処理用気体（Ａ１）を通す連通ホースからなり、塔内上部の内部空間に固定された第一の曝気処理用気体供給部（２３）に連通される。
第一の曝気処理用気体供給部（２３）は、塔上部側面に設けられた気体押し込み装置（８）の接続口から、塔内へ横向きに張り出し形成された閉塞管からなり、この横向きの閉塞管の管下面又は管側面に多数の連通管（２２）が連通状態で接続される。

（汚染水供給装置（３））
汚染水供給装置（３）は、貯水された地下水等の汚染水（Ｗ１）を吸水する吸水ポンプ（３Ｐ）と、汚染水（Ｗ１）の貯水部から吸水ポンプ（３Ｐ）を介して処理塔（１１）上部の供給口までを連通する導入管（３０）と、導入管（３０）の流量を絞り調整する導入バルブ（３Ｖ）と、導入バルブ（３Ｖ）による絞り調整後の導入管（３０）に介設された水流量計（３Ｆ）と、導入バルブ（３Ｖ）による絞り調整後の導入管（３０）に介設された圧力計（３Ｇ）と、そして、処理塔（１１）上部側面の導入接続部と、塔内上部に固定された閉塞管からなる汚染水供給部（３３）と、からなる。

汚染水供給装置（３）において、塔外には、貯水された地下水等の汚染水（Ｗ１）の貯水部から処理塔（１１）の上部側面まで連通する導入管（３０）が連通され、導入管（３０）に介設された吸水ポンプ（３Ｐ）によって汚染水が供給され塔内に導入される。また汚染水供給装置（３）において、塔内上部には、導入接続部に連通した横向きの閉塞管からなる汚染水供給部（３３）が固定される。この汚染水供給部（３３）は塔内空間内を水平方向に張出すと共に、下面にて複数の曝気ノズル（２）のノズル管（２０）を支持しながら内部連通する。塔内導入された汚染水は汚染水供給部（３３）から曝気ノズル（２）内の上部に設けられた内部給水ノズル（３４）を通じてノズル管（２０）内に供給される。

（除去部（４））
除去部（４）は、処理塔（１１）内において曝気ノズル（２）のノズル口先端より上側に配置された２枚の区画用の仕切り網（１４）（１４）と、２枚の仕切り網（１４）（１４）によって区画された処理空間内の区画領域に充填され、除去処理対象の揮発性有機化合物を除去する吸着材（４０）と、からなる。曝気されて汚染水から分離した揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が内部空間を揮発して前記吸着材（４０）の充填区間を通り、各吸着材（４０）によって除去される。除去後の排気は、処理塔（１１）の最上部の塔蓋（１５）に設けた排気口部（５１）から塔外に排気される。

（充填材層（６）、充填材向け散気部（７３））
落下水分散用の充填材層（６）は、処理塔（１１）内の前記曝気ノズル（２）の下方に配置された２枚の区画用の仕切り網（１６）（１６）と、２枚の仕切り網（１６）（１６）によって区画された処理空間内の区画領域にランダム充填された多数の充填材（６０）と、から構成される。充填材（６０）は多くの通気孔が筒面に形成された多角形筒又は円筒体からなり、多数個が充填されることで、落下する汚染水を層内である程度の時間をかけて分散通過させる効果を有する。
曝気ノズル（２）から噴出した汚染水は、所定の層厚さ（充填高さ）をもって充填積層された多数の充填材（６０）を通る間に、下側の仕切り網（１６）のさらに下方に塔内固定された充填材向け散気部（７３）によって散気されることで曝気処理されて浄化される。

（充填材向け送気装置（７））
充填材向け送気装置（７）は、塔内下部側面の第二送気接続部（７Ｃ）に接続され、塔内の充填材向け散気部（７３）へ第二の曝気処理用気体を供給し、塔内にて充填材向け散気部（７３）から第二の曝気処理用気体を充填材へ向けて供給する加圧供給構造である。処理塔（１１）の塔外に接続される構成として、ブロア（Ｂ）と、ブロア（Ｂ）の先側に連通されて送気接続部（７Ｃ）までを繋いで連通する第二送気管（７０）と、第二送気管（７０）の管路途中に介設された第二送気バルブ（７Ｖ）と、第二送気流量計（７Ｆ）とを含む。

また充填材向け送気装置（７）は、処理塔（１１）の塔内に固定される構成として、多数の散気孔（７３Ｈ）を有した充填材向け散気部（７３）を含む。充填材向け散気部（７３）は充填材向け散気装置（７）と連通して塔内の内部空間を横方向に張出固定された閉塞管からなる。閉塞管の上面には多数の散気孔（７３Ｈ）が列状に開口形成される。また充填材向け散気部（７３）には、両側方へ並行に張り出した多数の支管（７４）が設けられ、各支管（７４）の上面にも多数の散気孔（７４Ｈ）が列状に開口形成される。各散気孔は塔内空間の軸断面内で分散配置され、上方の充填材層（６）へ上方散気する。

そしてブロア（Ｂ）の吸入部には、処理塔（１１）の排気口部（５１）からの気体を前記充填材向け送気装置（７）及び前記気体押し込み装置（８）へ連送して循環させる気体循環部（５０）が連通される。気体循環部（５０）は少なくとも一部が断熱処理され、外気の影響を抑制したものとしている。実施例では気体循環部（５０）、第一、第二の各送気管（８０）（７０）が全長に亘り全て断熱材にて被覆処理されており、外気の影響を最大限に抑制している。また後述の実験では、対策後装置として気体循環部（５０）を備えた曝気浄化装置を使用しており、気体循環部を備えない非循環式の曝気浄化装置と比較して、曝気温度の低い冬季であってもより良好な浄化水（処理水）濃度を確保できることが確認されている。

（取り出し装置（９））
取り出し装置（９）は、前記処理塔（１１）の下部において前記充填材層より下側に設けられ、前記充填材層から落下してくる浄化水を前記充填材層より下側の空間から処理塔（１１）の外部へ取り出す構造となっている。具体的には、処理塔（１１）の内部において、塔壁を貫通する取り出し接続部（９Ｃ）から横方向へ張り出し固定された閉塞管からなる取り出し部（９３）を有してなり、取り出し部（９３）の下面に多数の吸水孔が列状に開口形成される。また処理塔の外部（１１）において、塔壁を貫通する取り出し接続部（９Ｃ）から連通接続された取り出し管（９０）が設けられ、管路の途中に介在した取り出しバルブ（９Ｂ）、及び図示しない取り出しポンプを有してなる。
そして塔内の処理空間の下部に溜まった浄化水（Ｗ２：処理水）を、取り出し部（９３）下面に開口した各吸水孔から取出し部（９３）の管内に吸水し、塔外部の取り出し管（９０）へ送り出す。

（気体押し込み装置（８））
気体押し込み装置（８）は、塔内上部の側面の第一送気接続部に接続され、塔内の第一の曝気処理用気体供給部（２３）へ第一の曝気処理用気体（Ａ１）を供給する加圧供給構造である。具体的には、ブロア（Ｂ）と、ブロア（Ｂ）の先側に連通されて第一送気接続部までを繋いで連通する第一送気管（８０）と、第一送気管（８０）の管路途中に介設された第一送気バルブ（８Ｖ）と、第一送気流量計（８Ｆ）とを含む。前記ブロア（Ｂ）から加圧供給された第一の曝気処理用気体は、第一の曝気処理用気体供給部（２３）から多数の連通管（２２）を通じて曝気ノズル（２）の導気口部（２Ｈ）からノズル水路（２００）内へ導入される。
すなわち、導気口部（２Ｈ）を有した曝気ノズル（２）は、水路（２００）内を通る汚染水（Ｗ１）の水流に伴って水路（２００）内に負圧が生じ、この負圧によって、導気口部（２Ｈ）から負圧による所定の自然気体導入量の自然吸気が行われる。この自然吸気による自然気体導入量は、ノズル形状、ノズル本数、ノズル内を通る汚染水の各流通量比に基づく値となる。
上記を示す実験として、発明者は、気体押し込み装置による気体押し込みを行わない曝気ノズル（２）を用いて、自然吸気による自然気体導入量を測定した。その結果を表１に示す。

表１より、自然吸気による自然気体導入量は、ノズル圧力が０．２０ＭＰａ以上ではＡＷ_１＝４．２２〜４．３１程度のほぼ同じ値を示すことがわかる。このことから、汚染水の導入量に対する自然気体の導入率を安定させるためには、少なくともノズル圧力が０．２０ＭＰａであればよいことがわかる。このようにして得られたノズル圧力０．２０ＭＰａにて、トリクロロエチレン含有水を汚染水として、自然吸気だけによる第一の曝気用処理試験を行なったところ、曝気回数に拘らず平均５９．３％の除去率しか得られなかった。

＜気体押し込みによる効果＞
しかして本発明では、上記自然吸気による曝気ノズル（２）の気体導入ではなく、導気口部（２Ｈ）にて自然気体導入量を上回るように加圧した状態で第一の曝気処理用気体を押し込むものとしている。例えば第一の曝気処理用気体を汚染水の流通量で除して得た比を、第一の気液比（ＡＷ_１ ）としたとき、自然気体導入による第一の気液比（ＡＷ_１）と比べて、加圧状態で押し込んだときの第一の気液比（ＡＷ_１）が、気液比差にて０．３以上増加する程度まで加圧して気体押し込みを行うことで、第一の曝気処理用気体による第一の曝気処理を効果的に行うことができる。また特に、前記気液比差にて０．３以上２．０程度まで加圧して気体押し込みを行うことで、揮発性有機化合物の除去効果が高いものとなる。

より具体的には、本発明の第一の曝気処理用気体（Ａ１）は、曝気ノズル（２）の導気口部（２Ｈ）への導入混合部分において、曝気ノズル（２）の水路（２００）内の水流により生じる負圧だけによる自然気体導入量より多い気体導入量が得られるように加圧状態で曝気ノズル（２）内へ押し込まれるものとし、少なくとも調整後のＡＷ_２が４．５以上の値をとるように加圧調整した。その結果、後述の表２、表３に示すように、少なくとも８２％以上、さらにいえばＡＷ_２の調整によって９０％以上の除去率を確保するものとなった。

（汚染水の曝気浄化方法）
そして本発明の汚染水の曝気浄化方法は、上記汚染水曝気浄化装置を用いて、揮発性有機化合物を含む汚染水を曝気して該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化水を得る、汚染水曝気浄化方法である。本汚染水曝気浄化方法は、前記曝気ノズル（２）において、第一の曝気処理用気体（Ａ１）による第一の曝気処理を、実質上一定に規定した第一の気液比（ＡＷ_１）で行なうと共に、前記充填材層において、第二の曝気処理用気体による第二の曝気処理を、１０．０〜３０．０の範囲を超えない所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比（ＡＷ_２）で行なう。

ここで前記第二の気液比（ＡＷ_２）の調整範囲は、１０．０以上の調整範囲の下限値と、３０．０以下の調整範囲の上限値とを有して設定される。すなわち第二の気液比（ＡＷ_２）は、上限値と下限値との間の調整範囲内のいずれかの値をとるように、予め調整可能となっている。また曝気ノズル（２）における第一の曝気処理は、予め実質上一定に規定した、４．５〜６．０の範囲を超えない第一の気液比（ＡＷ_１）で定格的に行なうことが好ましい。

（比較実験）
本発明者は複合式の曝気処理について、条件を変化させた比較実験を行い、図５に示すように、塔上部からの気体押し込みによる第一の曝気処理を組み合わせることで、塔下部からの散気による第二の曝気処理のみの場合と比べて、極めて効果的にＶＯＣ除去率すなわち処理能力が向上することを確認した。

具体的には、前記汚染水曝気浄化装置のうち気体循環部（５０）を含まずブロア（Ｂ）にて外気を取り込む方式にした非循環式汚染水曝気浄化装置（対策前装置）と、気体循環部（５０）を含む図１の構成の循環式汚染水曝気浄化装置（対策後装置）の２機の装置を用いて、下表２の通り、ＶＯＣ濃度の異なる複数種類の汚染水の浄化試験を行い、処理前濃度と処理後濃度（いずれもＪＩＳ Ｋ０１２５に基づく公定分析濃度）を測定した。対策前装置では９月〜翌年１月まで毎月測定を行い、対策後装置では翌年１月のみ測定を行った。対策前装置における９〜１１月、１２月、翌年１月の３時期に分けた実験時期区間の濃度変化のまとめと、対策後装置における翌年１月の濃度変化のまとめを表２に示す。

表２の比較対象及び比較条件は、対策前装置の９月及び１１月、１２月、翌年１月の各温度条件における汚染水（原水）濃度０．００６〜０．０８３〔ｍｇ／Ｌ〕の各値と、対策後装置の翌年１月の温度条件における汚染水（原水）濃度０．００８〜０．０９３〔ｍｇ／Ｌ〕の各値である。但し、第一の気液比（ＡＷ_１ ）（単位〔Ｖ／Ｖ〕）＝５．０、第二の気液比（ＡＷ_２ ）（単位〔Ｖ／Ｖ〕）＝２０．０となるように第一の曝気処理用気体（Ａ１）の送気流量、第二の曝気処理用気体の送気流量（Ａ２）を調整し定格運転した。但し各気液比は、管路途中に設けた流量計（第一送気流量計８Ｆ、第二送気流量計７Ｆ、水流量計３Ｆ）における各測定値に基づく。また表中の除去率とは、浄化水（処理水）による除去量（処理前後のＶＯＣ濃度差〔ｍｇ／Ｌ〕）を、汚染水（原水）の含有ＶＯＣ濃度〔ｍｇ／Ｌ〕で除した値（％）をいう。

表２の汚染水（原水）濃度と、浄化水（処理水）濃度とをそれぞれＸ，Ｙ各軸にとって性能曲線としてグラフ化したものが図５である。図５において、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４のそれぞれで表される各条件の性能カーブは、一律に右上がりの直線として一次近似され、一定のＡＷ_１，ＡＷ_２であれば、汚染濃度に拘らずほぼ一定の除去率を示すことが読み取れる。これはすなわち、ＡＷ_１値、ＡＷ_２値による制御によって浄化装置の除去率が調整できることを表している。

また第一の気液比（ＡＷ_１ ）（単位〔Ｖ／Ｖ〕）を５．０の一定値としたまま、第二送気バルブ（７Ｖ）のみの調整によって第二の気液比（ＡＷ_２ ）（単位〔Ｖ／Ｖ〕）のみを５．０〜３０．０の間で可変させたときの除去量〔ｍｇ／Ｌ〕及び除去率〔％〕の算出表を表３に示す。

表３の比較対象及び比較条件は、対策前装置の９月、１１月、１２月、翌年１月の各温度条件におけるＡＷ_２＝５．０，１０．０，１５．０，２０．０，２５．０，３０．０の各値と、対策後装置の翌年１月の温度条件におけるＡＷ_２＝１０．０，１５．０，２０．０，２５．０，３０．０の各値である。汚染水（原水）濃度はすべて０，０２３〜０．０３８〔ｍｇ／Ｌ〕の微差範囲内に調整しており、ＡＷ_１＝５．０の一定値で定格運転させた。

但し表中の除去量とは、処理前の汚染水（原水）のＶＯＣ濃度と、処理後の浄化水（処理水）のＶＯＣ濃度との差〔ｍｇ／Ｌ〕をいう。また表中の除去率とは、浄化水（処理水）による除去量（処理前後のＶＯＣ濃度差〔ｍｇ／Ｌ〕）を、汚染水（原水）の含有ＶＯＣ濃度〔ｍｇ／Ｌ〕で除した値（％）をいう。

表３のＡＷ（ＡＷ_２）の値と、浄化水（処理水）濃度と、をそれぞれＸ，Ｙ各軸にとって、性能曲線としてグラフ化したものが図６である。図６において、各温度条件の性能カーブは、いずれも右下がり・下方突湾曲様の二次曲線として近似され、第一の気液比（ＡＷ_１）を一定にしたまま第二の気液比（ＡＷ_２）を５〜３０まで増加させることで、浄化水（処理水）濃度を低下させる傾向が読み取れる。また中でも、０．０＜ＡＷ_２＜１５．０程度の低ＡＷ_２値域のほうが、２０．０＜ＡＷ_２＜４０．０程度の高ＡＷ_２値域よりも、浄化水（処理水）濃度の変化率が大きく、除去性能は高ＡＷ_２値域（３０．０＜ＡＷ_２＜４０．０程度）となるほど収束する傾向が読み取れる。また図６において、ｙ４で示される翌年１月の対策後装置による性能曲線は、ｙ３で示される翌年１月の対策前装置による性能曲線と比べて処理水濃度が下がっている、すなわち気体循環部（５０）によって処理後の排気を循環させることで処理水濃度を低下させる傾向が読み取れる。表３に基づき、ＡＷ_１を一定にしたままＡＷ_２の値を可変させることで、浄化水（Ｗ２：処理水）の濃度をコントロールできることが見いだされた。

上記より、第一、第二の曝気処理を同時に行う複合曝気処理による浄化方法においては、第一の曝気処理用気体（Ａ１）による第一の曝気処理を、実質上一定に規定した４．５以上６．０以下の第一の気液比（ＡＷ_１）で定格的に行なうと共に、前記充填材層において、第二の曝気処理用気体による第二の曝気処理を、気液比１０．０以上３０．０以下の所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比（ＡＷ_２）で行なうことで、第一の曝気処理による効果が顕著になることが見いだされた。また流量計の測定値による気液比によって処理量を制御することで、確実に処理能力をコントロールできることが見いだされた。これは、複合式曝気処理を伴う汚染水曝気浄化方法の処理能力の調整方法として極めて有用と考えられる。

ここで前記第二の気液比（ＡＷ_２）の調整範囲は、さらには１５．０以上の下限値と、２５．０以下の上限値とを有して、最適値２０．０、許容範囲±５として設定されることが、除去効率及び安定的な除去効果のため好ましい。このとき第二の気液比（ＡＷ_２）は、上限値と下限値との間の調整範囲内のいずれかの値をとるように、予め調整可能となっている。また曝気ノズル（２）における第一の曝気処理は、さらには予め実質上一定に規定した、最適値５．０、許容範囲±５の定格値として設定されることが、除去効率及び安定的な除去効果のため好ましい。

また、自然吸引による４．５０未満の第一の気液比（ＡＷ_１ ）ではなく、気体押し込み装置によって４．５０以上の第一の気液比（ＡＷ_１ ）となるように、ブロア加圧による気体押し込みを行い、第一の気液比（ＡＷ_１）を有意に（０．３以上）増加させることが、除去率増加に効果的であることを見出した。但し調整後の第一の気液比（ＡＷ_１ ）が６．０を超えた辺りから除去量の増加率が頭打ちとなり、気体押し込み後の第一の気液比（ＡＷ_１ ）が４．０〜６．０までのような第一の曝気処理による除去効果が見いだせなかった。よって気体押し込みによる除去量の増加を見込める（ＡＷ_１ ）の変化範囲は小さいため、（ＡＷ_１ ）を一定値として定格運転させることで第一の曝気処理による補助的な除去効果は十分に果たされると考えられる。

本発明は、地下水や汚染水を処理して無害化する無害化処理のほかに、飲料水や工業用水或いは上水として、一般家庭や工場へ供給するための高度浄化処理として用いることができる。そのほか、工業用冷却水や中水として、比較的多量の浄化水を連続供給するための浄化処理として用いることもできる。

Ａ１ 第一の曝気処理用気体
Ａ２ 第二の曝気処理用気体
ＡＷ₁ 第一の気液比
ＡＷ_２ 第二の気液比
Ｂ ブロア
Ｗ１ 汚染水
Ｗ２ 浄化水
１１ 処理塔
２ 曝気ノズル
２００ 水路
２Ｈ 導気口部
３ 汚染水供給装置
４ 除去部
５０ 気体循環部
５１ 排気口部
６０ 充填材
６ 充填材層
７ 送気装置
７３ 充填材向け散気部
８ 気体押し込み装置

Claims (6)

1. 揮発性有機化合物を含む汚染水を曝気して該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化水を得る汚染水曝気浄化装置であり、
   前記汚染水を落下させて曝気浄化処理するための塔内空間を有する処理塔と、
   前記処理塔内の上部に配置され、側方又は下方を向いたノズル口とこのノズル口へノズル噴出するための縦方向の水路とを有し且つ水路へ向けて第一の曝気用気体を導入混合させるための導気口部を有している曝気ノズルと、
   前記曝気ノズルへ前記汚染水を圧送する汚染水供給装置と、
   前記処理塔内に配置された、除去処理対象の揮発性有機化合物の除去部と、
   前記処理塔内の前記揮発性有機化合物の除去部より上側の空間から排気するための該処理塔の排気口部と、
   前記処理塔内において前記曝気ノズルの下方の区画領域に多数の充填材を充填して配置され、前記曝気ノズルから噴出した汚染水を層内に分散通過させる、落下水分散用の充填材層と、
   前記処理塔内の下部において前記充填材層より下側に配置され、該充填材層へ向け第二の曝気用気体を供給して散気させるための充填材向け散気部と、
   前記充填材向け散気部へ第二の曝気用気体を供給する、ブロアを含む充填材向け送気装置と、
   前記処理塔の下部において前記充填材層より下側に設けられ、前記充填材層から落下してくる浄化水を前記充填材層より下側の空間から処理塔の外部へ取り出すための取り出し口部と、
   前記曝気ノズルでの噴出水流へ向け前記曝気ノズルの導気口部から第一の曝気用気体を導入混合させるにあたり、該曝気ノズルの水路内の水流により生じる負圧だけによる自然気体導入量より多い気体導入量が得られるように該導気口部へ曝気用気体を押し込む、ブロアを含む気体押し込み装置を含んでいることを特徴とする汚染水曝気浄化装置。
2. 前記充填材向け送気装置における前記ブロアは、前記気体押し込み装置におけるブロアを兼ねている請求項１記載の汚染水曝気浄化装置。
3. 前記処理塔の排気口部からの気体を前記充填材向け送気装置及び前記気体押し込み装置へ連送して循環させる気体循環部を備えている請求項１又は２記載の汚染水曝気浄化装置。
4. 請求項１又は２に記載の汚染水曝気浄化装置を用いて、揮発性有機化合物を含む汚染水を曝気して該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化水を得る、汚染水の曝気浄化方法であり、
   前記曝気ノズルにおいて、第一の曝気用気体による第一の曝気処理を、実質上一定に規定した第一の気液比で行なうと共に、
   前記充填材層において、第二の曝気用気体による第二の曝気処理を、１０．０〜３０．０の範囲を超えない所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比で行なうことを特徴とする、汚染水の曝気浄化方法。
5. 請求項３に記載の汚染水曝気浄化装置を用いて、揮発性有機化合物を含む汚染水を曝気して該汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させて浄化水を得る、汚染水の曝気浄化方法であり、
   前記曝気ノズルにおいて、第一の曝気用気体による第一の曝気処理を、実質上一定に規定した第一の気液比で行なうと共に、
   前記充填材層において、第二の曝気用気体による第二の曝気処理を、１０．０〜３０．０の範囲を超えない所定の調整範囲内で可変可能に規定した第二の気液比で行ない、
   前記第一の曝気処理及び第二の曝気処理は、前記気体循環部により前記処理塔の排気口部からの気体を前記充填材向け送気装置及び前記気体押し込み装置へ循環させて行なうことを特徴とする汚染水曝気浄化方法。
6. 前記曝気ノズルにおける第一の曝気処理は、予め実質上一定に規定した、４．５以上６．０以下の範囲を超えない第一の気液比で行なう請求項４又は５記載の汚染水曝気浄化方法。