JP6818671B2

JP6818671B2 - 廃水処理システム

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Publication number: JP6818671B2
Application number: JP2017196540A
Authority: JP
Inventors: 芳明有馬
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2021-01-20
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Description

本発明は、濃縮オゾンガスを利用して余剰汚泥を減容化する廃水処理システムに関するものである。

有機物を含有する有機性廃水を処理する方法として、標準活性汚泥法等の微生物を利用した処理方法が広く用いられている。微生物を利用した処理方法、すなわち生物処理では、微生物が有機性廃水中の有機物を消費する。この有機性廃水の処理に伴って、微生物が増殖した活性汚泥と、系外に排出する余剰な活性汚泥、すなわち余剰汚泥が発生し得る。

発生した余剰汚泥は、水中の不純物の一例であり、廃水処理システムにおいて不必要な汚泥である。そのため廃水処理システムの系外へと排出され、産業廃棄物として焼却、乾燥、埋め立て等の処理によって処分される。このような余剰汚泥の処分には、多大なエネルギー、コスト、および新たな用地等を必要とするため、余剰汚泥の発生量の低減が求められている。

余剰汚泥の発生量を低減する方法のひとつとして、オゾンガスを利用した減容化処理が知られている。具体的な処理としては、まず、オゾンガス、あるいはオゾンガスを濃縮して高濃度化した濃縮オゾンガスを、余剰汚泥を含む汚泥含有処理水に注入して、余剰汚泥を分解するオゾン反応を行う。その後、さらに生物処理を実施する。これらの処理が、余剰汚泥の減容化処理と呼ばれている。

この減容化処理に使用する濃縮オゾンガスは、爆発の危険性があるため、取り扱いに注意が必要である。停電時など廃水処理システムに係る装置への電源供給が停止した時、吸脱着塔が備える冷却システムの稼働が停止して、吸脱着塔内の温度上昇が生じる。その際、吸脱着塔内のオゾンガスの圧力上昇や高濃度化が促進されるため、特に爆発に対する安全策を講じる必要がある。例えば、停電時に圧縮ガス貯留タンクの圧縮ガスを吸脱着塔に供給し、吸脱着塔に貯蔵された濃縮オゾンガスを非通電時開放型弁からオゾン分解塔へ強制的に放出させ、オゾン分解塔で濃縮オゾンガスを分解することで、爆発の危険性を回避する技術が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。

オゾン反応において、排オゾンガスを曝気槽へ導く系を備え、排オゾンガスを有効に再利用する技術が知られている（例えば、特許文献３、４を参照）。

特開平０９−２３５１０４号公報特開２００４−２７７２８４号公報特開２００４−１２２１０５号公報特開２００２−１１９９９１号公報

特許文献１および特許文献２に記載された技術では、従来の廃水処理システムに加えて、圧縮ガス貯留タンクを設けて、常に圧縮ガスを貯留しておく必要がある。また濃縮オゾンガスを分解して、爆発の危険性のないガスにするために、オゾン分解塔を設ける必要がある。そのため、圧縮ガス貯留タンクとオゾン分解塔の設置に、初期コストが余分にかかるといった課題があった。さらに、吸脱着塔にて吸着・濃縮して高濃度化した濃縮オゾンガスが、余剰汚泥の減容化に利用されずに、無駄に廃棄されるという課題もあった。

特許文献３および特許文献４に記載された技術では、電源供給停止時に、安全かつ低コストで適宜排オゾンガスを曝気槽へ導くものではないという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧縮ガス貯留タンクやオゾン分解塔といった設備を設けることなく、濃縮オゾンガスや排オゾンガスを安全かつ低コストで有効に消費させる廃水処理システムを得ることを目的とする。

本発明に係る廃水処理システムは、原料供給装置から供給される酸素を含む原料ガスからオゾン化酸素ガスを生成するオゾン発生器と、オゾン発生器から供給されるオゾン化酸素ガスから濃縮オゾンガスを生成する吸脱着塔と、有機性廃水を生物処理して汚泥含有処理水を生成する生物処理槽と、生物処理槽から引き抜かれる汚泥含有処理水に濃縮オゾンガスを注入してオゾン反応を行わせるオゾン反応槽と、生物処理槽から流出される汚泥含有処理水を処理水と濃縮汚泥に分離させる固液分離部と、原料供給装置と吸脱着塔とを接続する第１の原料ガスパージ配管と、第１の原料ガスパージ配管に設けられた第１の非通電時開放型弁と、一端が吸脱着塔と接続され他端が生物処理槽の内部の汚泥含有処理水の水面下となるように設けられたオゾンガス放出配管と、オゾンガス放出配管に設けられた第２の非通電時開放型弁とを備え、廃水処理システムへの電源供給が停止された時に第１の非通電時開放型弁および第２の非通電時開放型弁を開放させるものである。

本発明に係る廃水処理システムによれば、電源供給停止時に、濃縮オゾンガスを無駄に廃棄することなく、有効に消費することができる。

本発明の実施の形態１における廃水処理システムの構成を示す模式図である。本発明の実施の形態１における廃水処理システムの別の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態２における廃水処理システムの構成を示す模式図である。本発明の実施の形態３における廃水処理システムの構成を示す模式図である。本発明の実施の形態４における廃水処理システムの構成を示す模式図である。本発明の実施の形態５における廃水処理システムの構成を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願が開示する廃水処理システムの実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における廃水処理システム１の構成を示す模式図である。廃水処理システム１は、投入された有機性廃水８から処理水１０を生成し、排出するシステムである。図において、本発明の実施の形態１に係る廃水処理システム１は、生物処理槽２、固液分離部３、オゾン反応槽４、原料供給装置５、オゾン発生器６、吸脱着塔７の基本構成を有し、各部は配管にて接続されている。本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、原料供給装置５、オゾン発生器６、吸脱着塔７を利用して生成された濃縮オゾンガスを利用して、オゾン反応槽４にて余剰汚泥のオゾン反応が行われる。

生物処理槽２には、有機物を含有する有機性廃水８が、有機性廃水供給配管１４を介して、投入される。生物処理槽２では、有機性廃水８が好気性条件下で微生物を用いて処理され、活性汚泥を含む汚泥含有処理水９が生成される。生物処理槽２内に備えられた散気装置１２は、空気供給装置１３から排出される空気を生物処理槽２内に供給し、生物処理槽２内を好気性条件とする。空気供給装置１３としては、必要空気供給量によって、ブロアー、コンプレッサ等が使い分けられる。なお、この生物処理槽２は、曝気槽とも呼ばれる。

生物処理槽２で生成された汚泥含有処理水９は、汚泥含有処理水供給配管１５を介して、固液分離部３へ流出される。固液分離部３は終末沈澱槽や膜分離槽等である。固液分離部３では、汚泥含有処理水９が処理水１０と濃縮汚泥１１に分離される。処理水１０は、処理水排出配管１６を介して、廃水処理システム１の系外へ排出される。濃縮汚泥１１は、濃縮汚泥返送ポンプ２７を備えた濃縮汚泥返送配管１７を介して、生物処理槽２に返送される。なお固液分離部３の形態が膜分離槽形式の場合には、膜分離活性汚泥法で使用される膜モジュールの構成になる。そのため固液分離部３は、生物処理槽２の槽外に設ける図１に示した槽外型構成に限定されず、生物処理槽２の槽内に設ける槽内型構成も可能となる。

原料供給装置５は、オゾン化酸素ガスの原料となる原料ガスを、原料ガス供給配管２１を介して、オゾン発生器６に供給する。原料ガスは特に限定されない。例えば酸素ガスを原料ガスとして使用する場合、原料供給装置５には、液体酸素ボンベ、ＰＳＡ（ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）、またはＰＶＳＡ（ＰｒｅｓｓｕｒｅＶａｃｕｕｍＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）を利用した酸素ガス発生装置が用いられる。また必要に応じて、オゾン発生効率を保つために、供給される酸素流量に対して、０．０５〜５％の窒素、空気、又は二酸化炭素を添加する添加ガス供給部を設けてもよい。

オゾン発生器６では、原料ガスからオゾン化酸素ガスが生成される。オゾン発生器６は、交流高電圧により駆動する無声放電式の発生器を用いるが、これに限るものではない。オゾン化酸素ガスは、オゾン化酸素ガス供給配管２２を介して、吸脱着塔７に注入される。オゾン発生器６では、吸脱着塔７で必要とされるオゾン濃度、供給量に制御されて、オゾン化酸素ガスが生成される。オゾン化酸素ガスのオゾン濃度は特に限定されないが、後段の吸脱着塔７で生成予定の濃縮オゾンガスの濃度、および現状のオゾン発生器６で生成可能なオゾン濃度を考慮すると、１００ｍｇ／Ｌ以上４００ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。

オゾン発生器６には、オゾン発生器６を冷却する冷却装置２９が設けられる。冷却装置２９は、冷媒循環ポンプと冷却器を備えている。冷媒循環ポンプは、オゾン発生器６を冷却するための冷却媒体を循環させるポンプである。冷却器は、オゾン発生器６において発生した熱を吸収して温度が上昇した冷却媒体を冷却する装置である。冷却器としては、熱交換器やチラー、冷凍機などを用いることが可能である。冷却媒体としては、水道水の他、イオン交換水、不凍液やスケール除去剤、腐食防止剤などが混入された水などを用いることができる。

吸脱着塔７では、オゾン化酸素ガスから高濃度化させた濃縮オゾンガスが生成される。吸脱着塔７には、シリカゲルなどの吸着剤が収納され、オゾンが選択的に吸着されている。吸脱着塔７の温度と圧力が測定され、フィードバック制御することで、最適な吸着及び脱着条件を得ることができる。そのため、所望の濃度の濃縮オゾンガスを発生させることができる。汚泥含有処理水９の汚泥の生分解性を向上させて生物処理槽２内の余剰汚泥の減容化を促進させるために、４００ｍｇ／Ｌ以上、最大２０００ｍｇ／Ｌまでの高濃度化した濃縮オゾンガスが生成される。なお図１には、オゾン化酸素ガスの具体的な供給方式を図示していないが、本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、エジェクタ方式、散気式、機械攪拌式など任意の供給方式を用いてよい。この吸脱着塔７は、オゾン濃縮器とも呼ばれる。

吸脱着塔７には、吸脱着塔７の内部の吸着材を冷却する冷却システム３０が設けられる。冷却システム３０は、最適な吸着条件に制御するだけでなく、温度上昇によるオゾンの急激な連鎖分解、すなわち爆発を防止するために設けられる。具体的な構成は、オゾン発生器６に設けられた冷却装置２９と同様である。

オゾン化酸素ガス供給配管２２に加えて、オゾン発生器６と吸脱着塔７を接続する酸素ガス返送配管２３を設けてもよい。オゾン化酸素ガスを吸着および濃縮させる工程で、吸着されなかった酸素ガスを、酸素ガス返送配管２３を介してオゾン発生器６に返送させる。返送された酸素ガスは、オゾン発生器６にて再利用される。酸素ガスの再利用により、ランニングコストを低減することができる。なお、オゾン化酸素ガス供給配管２２と酸素ガス返送配管２３には、それぞれに切り替え弁３１が設けられる。切り替え弁３１は、廃水処理システム１への電源供給停止時に自動的にスプリングの力で閉じられ、これらの配管を通じたガスの流通を停止させるための弁である。

オゾン反応槽４では、生物処理槽２から引き抜いた汚泥含有処理水９に対して、濃縮オゾンガスを注入して、オゾン反応が行われる。オゾン反応とは、注入された濃縮オゾンガスにより、汚泥含有処理水９内の活性汚泥微生物などの難分解性有機物を分解処理することである。汚泥含有処理水９は、汚泥引抜ポンプ２８を備えた汚泥引抜配管１８を介して、オゾン反応槽４に引き抜かれる。汚泥引抜ポンプ２８により、生物処理槽２内の汚泥含有処理水９を連続的にオゾン反応槽４へ引き抜くことができる。オゾン反応が行われた汚泥含有処理水９は、汚泥返送配管１９を介して生物処理槽２に返送される。返送にはポンプ等を用いても良いが、オゾン反応槽４が生物処理槽２の上部に配置されている場合には、自然落下にて返送することも可能である。返送された汚泥含有処理水９は、生物処理槽２で生物処理がなされる。濃縮オゾンガスは、濃縮オゾンガス注入配管２０を介して、吸脱着塔７からオゾン反応槽４に注入される。図１には、濃縮オゾンガスの汚泥含有処理水９への具体的な注入方式を図示していないが、真空ポンプやエジェクタの吸引力を用いることができる。なお汚泥引抜ポンプ２８にてオゾン反応槽４に引き抜く対象は、生物処理槽２内の汚泥含有処理水９に限定されない。引き抜く対象を固液分離部３で分離された濃縮汚泥１１として、固液分離部３から引き抜くことも可能である。

以上が廃水処理システム１の基本構成であるが、本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、さらに以下の構成を具備する。原料供給装置５と吸脱着塔７が原料ガスパージ配管２４で接続され、原料ガスパージ配管２４には第１の非通電時開放型弁３２が設けられる。また、一端が吸脱着塔７と接続され、他端が生物処理槽２の内部の汚泥含有処理水９の水面下となるように設けられたオゾンガス放出配管２５と、オゾンガス放出配管２５に第２の非通電時開放型弁３３が設けられる。また、オゾンガス放出配管２５とオゾン発生器６がオゾン化酸素ガス放出配管２６で接続され、オゾン化酸素ガス放出配管２６には第４の非通電時開放型弁３５が設けられる。設けられた各非通電時開放型弁は、通常は閉じられているが、停電などの電源供給停止時には、自動的にスプリングの力で開放状態に移行する弁である。

次に、本発明の実施の形態１における廃水処理システム１の動作について説明する。廃水処理システム１は、通常時の廃水処理、余剰汚泥の減容化処理、電源供給停止時の安全動作工程の３つの動作を有する。図において、通常時の廃水処理と余剰汚泥の減容化処理に係る主要な処理水やガスの流れについては実線の矢印で、電源供給停止時の安全動作工程については破線の矢印で示す。

最初に、停電などによる電源供給停止を伴わない、通常時の廃水処理について説明する。まず有機性廃水８が、生物処理槽２に投入され、汚泥含有処理水９が生成される。汚泥含有処理水９には、活性汚泥、余剰汚泥が含まれる。微生物を含む活性汚泥は廃水処理システム１において必要であるが、系外への排出が必要な余剰汚泥は不必要な汚泥である。この余剰汚泥の減容化処理については、後述する。汚泥含有処理水９は、固液分離部３に流出され、処理水１０と濃縮汚泥１１とに分離される。分離された濃縮汚泥１１は、生物処理槽２に返送される。処理水１０は、廃水処理システム１の系外へ排出される。

余剰汚泥の減容化処理について説明する。本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、濃縮オゾンガスを汚泥含有処理水９に注入して、余剰汚泥の減容化を実施する。まず、生物処理槽２からオゾン反応槽４へ、汚泥含有処理水９を引き抜く。次に、引き抜かれた汚泥含有処理水９に、濃縮オゾンガスが注入される。注入された濃縮オゾンガスにより、汚泥含有処理水９に含まれる活性汚泥微生物などの難分解性有機物が分解処理される。すなわち、オゾン反応が行われる。オゾン反応を行った汚泥を含む汚泥含有処理水９は、生物処理槽２へ返送され、生物処理が行われる。

次に、本発明に係る主要な動作モードである、停電などによる電源供給停止時の安全動作工程について説明する。通常、濃縮オゾンガスの生成に係るオゾン発生器６や吸脱着塔７は連続運転されており、運転停止における濃縮オゾンガスの取り扱いについては、特に考慮する必要はない。しかし停電などにより、廃水処理システム１への電源供給が停止した時には、吸脱着塔７に貯留されている濃縮オゾンガスの取り扱いには、特に注意が必要となる。電源供給停止時には吸脱着塔７に備えられた冷却システム３０の稼働も停止される。稼働停止により、吸脱着塔７内の温度が上昇することで、吸脱着塔７内のオゾンガスの圧力上昇やオゾンガスの高濃度化が促進され、特にオゾンガスの爆発に対する危険性が高まる。この爆発の危険性を回避しつつ、オゾンガスを無駄に廃棄せず、有効に消費するために、安全動作工程が必要となる。

電源供給停止状態が起こると、オゾン発生器６の冷却装置２９、吸脱着塔７の冷却システム３０の稼働が停止される。そしてオゾン化酸素ガス供給配管２２、および酸素ガス返送配管２３に配置された切り替え弁３１が閉じられる。第１の非通電時開放型弁３２、第２の非通電時開放型弁３３が自動的に開かれる。第１の非通電時開放型弁３２が開かれることで、原料供給装置５に貯留されている原料ガスが、原料ガスパージ配管２４を介して、吸脱着塔７へ供給される。この原料ガスのパージによって、吸脱着塔７内に貯留されていた濃縮オゾンガスが吸着剤から脱着されてオゾン含有ガスとなる。また原料ガスは、濃縮オゾンガスを希釈する。オゾン含有ガスは、第２の非通電時開放型弁３３及びオゾンガス放出配管２５を介して生物処理槽２内の汚泥含有処理水９の水面下に強制的に放出される。放出されたオゾン含有ガスは、汚泥含有処理水９中の活性汚泥微生物などの難分解性有機物の分解に消費される。水面下に放出されることで、分解の反応が促進される。吸脱着塔７内に貯留されていた濃縮オゾンガスの放出により、濃縮オゾンガスは無駄に廃棄されることなく、安全かつ有効に消費される。

なお、オゾンガス放出配管２５の端部は、生物処理槽２の底に近いところに、水深深く設けることが望ましく、端部に散気盤や散気管などを接続してもよい。このように構成することで、さらにオゾン含有ガスと活性汚泥微生物などとの反応性をあげる効果がある。

本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、オプションとして、オゾン化酸素ガス放出配管２６と第４の非通電時開放型弁３５が設けられている。電源供給停止状態が起こると、第１の非通電時開放型弁３２、第２の非通電時開放型弁３３と共に、第４の非通電時開放型弁３５も開かれる。オゾン発生器６内に貯留されているオゾン化酸素ガスは、第４の非通電時開放型弁３５及びオゾン化酸素ガス放出配管２６、オゾンガス放出配管２５を介して生物処理槽２内の汚泥含有処理水９の水面下に放出される。放出されたオゾン化酸素ガスは、汚泥含有処理水９中の活性汚泥微生物などの難分解性有機物の分解に消費される。オゾン発生器６内に貯留されていたオゾン化酸素ガスの放出により、オゾン発生器６内のオゾン化酸素ガスも有効に消費される。

この発明の実施の形態１における廃水処理システム１の別の構成例を、図２にて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における廃水処理システムの別の構成を示す模式図である。図１に示した先の例では、オゾン化酸素ガス放出配管２６はオゾンガス放出配管２５に接続される構成とした。図２に示す別の例においては、オゾン化酸素ガス放出配管２６は、生物処理槽２の内部の汚泥含有処理水９の水面下へ、直接、オゾン化酸素ガスを放出する構成である。本構成では、オゾン化酸素ガス放出配管２６とオゾンガス放出配管２５が接続されず、オゾンガス放出配管２５の内部の圧力をオゾン化酸素ガスで不要に高めることがない利点を有する。

以上のように、本発明に係る廃水処理システム１によれば、電源供給停止時の濃縮オゾンガスやオゾン化酸素ガスの爆発の危険性を回避しつつ、濃縮オゾンガスやオゾン化酸素ガスは無駄に廃棄されることなく、有効に消費される。また、圧縮ガス貯留タンクとオゾン分解塔の設置は不要となり、システムの構成は簡略化され、初期コストは削減される。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２における廃水処理システム１の構成を示す模式図である。実施の形態２における廃水処理システム１では、図１の構成に加えて、原料供給装置５とオゾンガス放出配管２５とが第２の原料ガスパージ配管４１で接続され、第２の原料ガスパージ配管４１には第３の非通電時開放型弁３４が設けられる。第３の非通電時開放型弁３４は、停電などの電源供給停止時に自動的に開放状態に移行する弁であり、実施の形態１に示した各非通電時開放型弁と同様の仕様である。なお、他の構成については、実施の形態１の記載と同様であるため、同一の符号を付して、説明を省略する。

本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、電源供給停止時の安全動作工程で吸脱着塔７から放出されたオゾン含有ガスは、特に安全動作工程の初期の段階において、濃縮された高濃度なままの濃縮オゾンガスである可能性が高い。時間の経過とともに、濃縮オゾンガスは原料ガスでパージされるため、濃縮オゾンガスの濃度は低下する。しかし初期の段階では、高濃度なままの濃縮オゾンガスであり、オゾンガス放出配管２５内で、温度上昇による急激な分解反応が生じるというリスクがある。

実施の形態２における廃水処理システム１では、電源供給停止状態が起こると、第１の非通電時開放型弁３２、第２の非通電時開放型弁３３、第４の非通電時開放型弁３５と共に、第３の非通電時開放型弁３４も開かれる。第３の非通電時開放型弁３４が開かれることで、原料供給装置５に貯留されている原料ガスが、第２の原料ガスパージ配管４１を介して、オゾンガス放出配管２５に放出される。オゾンガス放出配管２５には、安全動作工程の初期の段階において濃縮オゾンガスであるオゾン含有ガスが、吸脱着塔７から放出されている。オゾンガス放出配管２５に放出された原料ガスは、オゾン含有ガスを希釈する。希釈により濃縮オゾンガスの濃度は低下し、上述したリスクは低減される。

上記のように構成された本発明の実施の形態２の廃水処理システム１は、第３の非通電時開放型弁３４を有する第２の原料ガスパージ配管４１を備えるようにしたため、特に初期の安全動作工程において、オゾンガス放出配管２５に放出された濃縮オゾンガスを希釈する。希釈により、吸脱着塔７に貯留されていた高濃度な濃縮オゾンガスは、安全かつ低リスクで放出され、生物処理槽２で有効に消費される。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３における廃水処理システム１の構成を示す模式図である。実施の形態３における廃水処理システム１では、図１の構成に加えて、オゾンガス放出配管２５に気体を吸引するエジェクタ５１が設けられる。エジェクタとは、一般に各種の流体に対して利用されるポンプである。ここで使用する気体を吸引するエジェクタ５１は、エジェクタ５１が有する気体吸い込み口から気体が吸引される構造で、接続された配管内に吸引された気体を導入するものである。なお、他の構成については、実施の形態１の記載と同様であるため、同一の符号を付して、説明を省略する。

電源供給停止時の安全動作工程で吸脱着塔７から放出されたオゾン含有ガスは、上述のように濃縮オゾンガスである可能性が高い。また、各非通電時開放型弁の開放により、オゾン含有ガスが放出されるオゾンガス放出配管２５内は、急激に圧力が上昇するおそれもある。オゾンガス放出配管２５内で、圧力上昇による急激な分解反応が生じるというリスクもある。

実施の形態３における廃水処理システム１では、電源供給停止状態において、吸脱着塔７から放出されるオゾン含有ガスは、エジェクタ５１を通過する。エジェクタ５１は、気体吸い込み口から空気を吸い込む。吸い込まれた空気により、安全動作工程の初期の段階において濃縮オゾンガスであるオゾン含有ガスは、希釈される。また、オゾン含有ガスがエジェクタ５１を通過することによって、圧損により急激な圧力上昇が防止される。

上記のように構成された本発明の実施の形態３の廃水処理システム１は、気体を吸引するエジェクタ５１を備えるようにしたため、特に初期の安全動作工程において、オゾンガス放出配管２５に放出された濃縮オゾンガスを希釈し、急激な圧力上昇を防止する。希釈と圧力上昇の防止により、吸脱着塔７に貯留されていた高濃度オゾンは、安全かつ低リスクで放出され、生物処理槽２で有効に消費される。希釈には空気を用いるため、低コストで希釈は実現される。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４における廃水処理システム１の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態４における廃水処理システム１では、図１の構成に加えて、一端がオゾン反応槽４に設けられた排オゾンガス放出出口６３と接続され、他端が生物処理槽２の内部の汚泥含有処理水９の水面下となるように設けられた排オゾンガス放出配管６１と、排オゾンガス放出配管６１に第５の非通電時開放型弁６２が設けられる。第５の非通電時開放型弁６２は、停電などの電源供給停止時に自動的に開放状態に移行する弁であり、実施の形態１に示した各非通電時開放型弁と同様の仕様である。排オゾンガス放出出口６３は、オゾン反応槽４の上部に設けられた、排オゾンガスを放出するための出口である。なお、他の構成については、発明の実施の形態１の記載と同様であるため、同一の符号を付して、説明を省略する。

本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、電源供給停止状態において、オゾン反応槽４内の上部には、オゾン反応において、未反応な排オゾンガスが貯留する。未反応の排オゾンガスも、特に高濃度であれば、爆発性はリスクとなる。

本発明の実施の形態４における廃水処理システム１では、電源供給停止状態が起こると、第１の非通電時開放型弁３２、第２の非通電時開放型弁３３、第４の非通電時開放型弁３５と共に、第５の非通電時開放型弁６２も開かれる。第５の非通電時開放型弁６２が開かれることで、オゾン反応槽４に貯留されている排オゾンガスが、排オゾンガス放出配管６１を介して、生物処理槽２内の汚泥含有処理水９の水面下に放出される。放出された排オゾンガスは、汚泥含有処理水９中の活性汚泥微生物などの難分解性有機物の分解に消費される。オゾン反応槽４内に貯留されていた排オゾンガスの放出により、排オゾンガスによる爆発性のリスクは回避され、生物処理槽２で有効に消費される。

なお、排オゾンガスの放出に関わる機構の圧力の関係により、排オゾンガスが十分に放出されない場合は、原料供給装置５から原料ガスのパージを行い、パージによる圧力を利用して放出を行ってもよい。

上記のように構成された本発明の実施の形態４の廃水処理システム１は、第５の非通電時開放型弁６２を有する排オゾンガス放出配管６１を備えるようにしたため、電源供給停止時の排オゾンガスは安全かつ低リスクで放出され、排オゾンガスは無駄に廃棄されることなく、有効に消費される。

実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態４における廃水処理システム１の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態５における廃水処理システム１では、図１の構成に加えて、吸脱着塔７が備える冷却システム３０に非常用電源７１が設けられる。非常用電源７１は、冷却システム３０への電源供給が停止された非通電時に、冷却システム３０を稼働する電源である。

本発明の実施の形態１における廃水処理システム１では、電源供給停止状態において、冷却システム３０は、稼働を停止する。稼働の停止により、低温に保持されていた吸脱着塔７内の吸着材の温度は上昇する。上述した安全動作工程により、吸脱着塔７から濃縮オゾンガスは放出されるものの、急な温度上昇は濃縮オゾンガスの爆発のリスクを高める。

本発明の実施の形態５における廃水処理システム１では、電源供給停止状態が起こると、非常用電源７１により、冷却システム３０の稼働が継続する。冷却システム３０の稼働が継続されることで、継続して吸着材は低温で保持される。温度上昇は抑制されるため、濃縮オゾンガスの爆発のリスクは回避される。

上記のように構成された本発明の実施の形態５の廃水処理システム１は、非常用電源７１を備えるようにしたため、冷却システム３０の稼働は継続される。稼働の継続により、吸脱着塔７内の吸着材は低温に保持される。

以上の発明の実施の形態１〜５に示した構成は、本発明の構成の一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、実施の形態の組み合わせや一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。

１廃水処理システム、２生物処理槽、３固液分離部、４オゾン反応槽、５原料供給装置、６オゾン発生器、７吸脱着塔、８有機性廃水、９汚泥含有処理水、１０処理水、１１濃縮汚泥、１２散気装置、１３空気供給装置、１４有機性廃水供給配管、１５汚泥含有処理水供給配管、１６処理水排出配管、１７濃縮汚泥返送配管、１８汚泥引抜配管、１９汚泥返送配管、２０濃縮オゾンガス注入配管、２１原料ガス供給配管、２２オゾン化酸素ガス供給配管、２３酸素ガス返送配管、２４原料ガスパージ配管、２５オゾンガス放出配管、２６オゾン化酸素ガス放出配管、２７濃縮汚泥返送ポンプ、２８汚泥引抜ポンプ、２９冷却装置、３０冷却システム、３１切り替え弁、３２第１の非通電時開放型弁、３３第２の非通電時開放型弁、３４第３の非通電時開放型弁、３５第４の非通電時開放型弁、４１第２の原料ガスパージ配管、５１エジェクタ、６１排オゾンガス放出配管、６２第５の非通電時開放型弁、６３排オゾンガス放出出口、７１非常用電源

Claims

原料供給装置から供給される酸素を含む原料ガスからオゾン化酸素ガスを生成するオゾン発生器と、前記オゾン発生器から供給される前記オゾン化酸素ガスから濃縮オゾンガスを生成する吸脱着塔と、有機性廃水を生物処理して汚泥含有処理水を生成する生物処理槽と、前記生物処理槽から引き抜かれる前記汚泥含有処理水に前記濃縮オゾンガスを注入してオゾン反応を行わせるオゾン反応槽と、前記生物処理槽から流出される前記汚泥含有処理水を処理水と濃縮汚泥に分離させる固液分離部とを備える廃水処理システムであって、
前記原料供給装置と前記吸脱着塔とを接続する第１の原料ガスパージ配管と、前記第１の原料ガスパージ配管に設けられた第１の非通電時開放型弁と、一端が前記吸脱着塔と接続され他端が前記生物処理槽の内部の前記汚泥含有処理水の水面下となるように設けられたオゾンガス放出配管と、前記オゾンガス放出配管に設けられた第２の非通電時開放型弁とを備え、
廃水処理システムへの電源供給が停止された時に前記第１の非通電時開放型弁および前記第２の非通電時開放型弁を開放させることを特徴とする廃水処理システム。
前記オゾンガス放出配管と前記原料供給装置とを接続する第２の原料ガスパージ配管と、前記第２の原料ガスパージ配管に設けられた第３の非通電時開放型弁とを備え、
廃水処理システムへの電源供給が停止された時に前記第３の非通電時開放型弁を開放させることを特徴とする請求項１に記載の廃水処理システム。
前記オゾンガス放出配管に気体を吸引するエジェクタが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の廃水処理システム。
前記オゾンガス放出配管と前記オゾン発生器とを接続するオゾン化酸素ガス放出配管と、前記オゾン化酸素ガス放出配管に設けられた第４の非通電時開放型弁とを備え、
廃水処理システムへの電源供給が停止された時に前記第４の非通電時開放型弁を開放させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
一端が前記オゾン発生器と接続され他端が前記生物処理槽の内部の前記汚泥含有処理水の水面下となるように設けられたオゾン化酸素ガス放出配管と、前記オゾン化酸素ガス放出配管に設けられた第４の非通電時開放型弁とを備え、
廃水処理システムへの電源供給が停止された時に前記第４の非通電時開放型弁を開放させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
一端が前記オゾン反応槽に設けられた排オゾンガス放出出口と接続され他端が前記生物処理槽の内部の前記汚泥含有処理水の水面下となるように設けられた排オゾンガス放出配管と、前記排オゾンガス放出配管に設けられた第５の非通電時開放型弁とを備え、
廃水処理システムへの電源供給が停止された時に前記第５の非通電時開放型弁を開放させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
前記吸脱着塔の内部の吸着材を冷却する冷却システムと、非常用電源とを備え、
廃水処理システムへの電源供給が停止された非通電時に、前記非常用電源によって前記冷却システムが稼働されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の廃水処理システム。