JPH0332795A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、汚染された水をオゾンにより浄化する水処理
装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば上水の殺菌を目的として、またし尿処理施
設の排水処理での脱色を目的として、さらにまた工業用
水、特殊用水における有機物の酸化処理を目的として、
オゾンの酸化力を利用した水処理装置が使用されている
。

一般に、オゾンは空気あるいは酸素に対する無声放電に
よって作られ、オゾン含有体として得られるもので、従
来の水処理装置においては、被処理水の浄化槽に対して
微細なオゾン含有体を槽の底部から注入して、オゾンと
被処理水とを気液接触反応させることにより、水中を上
昇する気泡中のオゾンで被処理水中の汚染物質を酸化さ
せるものとなっている。この場合において、オゾンガス
は気泡から水中へ溶解して溶存する有機物の酸化に利用
され、特に着色成分などの不飽和結合の有機物に対する
反応は速く、したがって脱色効果は極めて高い。ところ
が、不飽和結合を持たない有機物にはあまり効果がみら
れなかった。

（発明が解決しようとする課題） このように、単にオゾンと被処理水との気液接触反応の
みを利用した従来の水処理装置では、不飽和結合を持た
ない有機物に対しては充分なオゾン酸化処理を行えなか
ったため、この不飽和結合を持たない有機物が溶存する
汚染水の浄化には不適であった。

そこで本発明は、比較的簡単かつ安価な構成を付加する
だけで、不飽和結合を持たない有機物に対するオゾン酸
化処理を促進でき、この不飽和結合を持たない有機物が
溶存する汚染水の浄化をも確実に行える水処理装置を提
供しようとするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の水処理装置は、オゾンと被処理水とを気液接触
反応させるオゾン反応槽と、この反応槽内に被処理水を
導入する被処理水導入手段と、オゾン反応槽に導入され
た被処理水へオゾン含有気体を注入するオゾン注入手段
と、オゾン反応槽から排出される処理水に含有する触媒
を集積する触媒集積手段と、この集積手段により集積さ
れた触媒を取り出して被処理水に混入させる触媒混入手
段とを備えたものである。

なお、触媒としては酸化第２鉄などの酸化鉄が考えられ
る。

（作用） このような構成の水処理装置においては、被処理水導入
手段によってオゾン反応槽に被処理水が導入されるとと
もに、オゾン注入手段によってこのオゾン反応槽に導入
された被処理水へオゾン含有気体が注入される。これに
よりオゾン反応槽内でオゾンと被処理水との気液接触反
応による酸化反応が起こり、このオゾン酸化反応は被処
理水に混入された触媒によって促進される。そして、オ
ゾン反応槽から処理水が排出されるが、この処理水には
触媒が含有しており、この処理水に含有した触媒は触媒
集積手段によって集積され、触媒混入手段によって取り
出されて前記被処理水に混入される。すなわち、触媒は
オゾン反応槽内で繰り返し使用される。

ここで、オゾン酸化反応を促進させる触媒としては種々
調査したところ酸化鉄が望ましいことがわかった。これ
は、酸化鉄表面に有機物が付着してオゾン酸化反応を受
けやすくしているか、あるいはオゾンと有機物との反応
により生成する過酸化物、過酸化水素などの中間生成物
を酸化鉄が分解促進するものと考えられる。

以下に、実験例を示して触媒として酸化鉄が適している
ことを証明する。

＊実験例Ｉ マロン酸ＣＨ２（ＣＯＯＨ）　２を溶存有機物として次
のような実験を行った。すなわち、先ず２５０　ｍｌの
洗気ビンにＣＯＤ’（化学的酸素要求量）が４２ＩＩＩ
ｇ／ｌ、水温が２５℃のマロン酸水溶液を２２０　ｍｌ
入れ、かつオゾン濃度が８　ｍｇ／ｌのオゾン化空気を
毎分１１の割合で散気して、ＣＯＤの時間変化を求めた
。この場合の実験結果を第２図中Ａに示す。

次に同じマロン酸水溶液に２．Ｏｇの酸化第２鉄を懸濁
させて同様なオゾン処理を行った。この場合の実験結果
を第２図中Ｂに示す。

第２図から明らかなように、酸化鉄を混入したもの（実
験結果Ｂ）の方が酸化鉄を混入しなかったもの（実験結
果Ａ）に比べてＣＯＤの除去率が、３０分後では１９．
０％が３３．３％に上昇し、１時間後では２３．８％が
５７，８％に上昇しており、以上の実験結果から酸化鉄
がマロン酸水溶液に刻するオゾン酸化反応を促進させて
いることがわかる。

＊実験例■ 実際の下排水として、生活排水を主体とし汚れを活性汚
泥法で処理した下水二次処理水にポリ塩化アルミニウム
９　ｍｇ／ｊを凝集剤として注入し、砂ろ過した三次処
理水を使用して次のような実験を行った。なお、実験の
方法は、実験例Ｉのマロン酸水溶液を三次処理水に換え
ただけで、他の実験条件は全て同じとした。

酸化第２鉄を混入しないで行った実験結果を第３図Ａに
、酸化第２鉄を懸濁して行った実験結果を第３図Ｂに示
す。この場合も、酸化鉄を混入したもの（実験結果Ｂ）
の方が酸化鉄を混入しなかったもの（実験結果Ａ）に比
べてＣＯＤの除去率が、３０分後では２０．０％が４８
，０％に上昇し、１時間後では２８．０％が５６．０％
に上昇しており、以上の実験結果から酸化鉄が下水処理
水に対するオゾン酸化反応を促進させていることがわか
る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成を示す模式図である。

同図において１はオゾンと被処理水とを気液接触反応さ
せるためのオゾン反応槽であって、このオゾン反応槽１
の側面上部には被処理水Ａを導入するための被処理水導
入管２が接続され、側面下部にはこの反応槽１で処理さ
れた処理水を排出するための処理水排出管３が接続され
ている。

上記オゾン反応槽１内の下部にはオゾン生成器（不図示
）にて生成されオゾン導入管４を介して供給されたオゾ
ン含有気体Ｂを該反応槽１に導入された被処理水Ａへ注
入するオゾン散気管５が設けられている。ここで、上記
オゾン導入管４およびオゾン散気管５によってオゾン注
入手段が構成されている。上記オゾン反応槽１の上面に
は該反応槽１内で未反応のオゾン含有気体Ｂを排出する
ためのオゾン排出管６が接続されている。

７は上記被処理水導入管２を通じて被処理水Ａを前記反
応槽１へ送り込むための送水ポンプである。ここで、上
記被処理水導入管２および送水ポンプ７によって被処理
水導入手段が構成されている。

８は上記処理水排出管３を通じて前記反応槽１から排出
された処理水を受ける沈殿槽であって、この沈殿槽８は
処理水に含有する酸化第２鉄Ｃを沈殿分離させ、酸化第
２鉄Ｃを分離離脱した処理水りを槽側面に接続された処
理水流出管９から外部へ排出するものである。そして、
上記沈殿槽８の底面は処理水から沈殿分離した酸化第２
鉄Ｃを集積しやすいようにテーバ状に形成されており、
この底面にて沈殿集積された酸化第２鉄Ｃは循環ポンプ
１０によりスラリー状で引抜かれ、循環配管１１を通じ
て前記被処理水導入管２における前記送水ポンプ７の前
段に導かれて、被処理水導入管２内の被処理水Ａに混入
されるものとなっている。すなわち、上記処理水排出管
３および沈殿槽８によって触媒集積手段が構成されてお
り、上記循環ポンプ１０および循環配管１１によって触
媒混入手段が構成されている。

このような構成の水処理装置においては、先ず下排水な
どの被処理水Ａが送水ポンプ７の作用により導入管２を
通じてオゾン反応槽１内へ導入される。次いで、オゾン
生成器にて生成されたオゾン含有気体Ｂが導入管４を通
して散気管５により気泡として上記反応槽１に導入され
た被処理水Ａへ注入される。そうすると、散気管５によ
り気泡として注入されたオゾン含有気体Ｂは、被処理水
Ａと気液接触反応を行いながら反応槽１の上部へ上昇す
るが、その際、気泡から被処理水中へ溶解して被処理水
中に溶存する有機物の酸化を行う。

一方、被処理水Ａには予め被処理水Ａの導入量に見合っ
た量の酸化第２鉄Ｃが混入されており、この酸化第２鉄
Ｃはオゾン反応槽１内を沈降し、処理水排出管３を通じ
てオゾン酸化処理された処理水とともに沈殿槽８へ導か
れる。そして、この沈殿槽８では処理水の流速が落ちる
ことにより酸化第２鉄Ｃが自然沈降して処理水りと分離
され、処理水りは処理水流出管９を通じて外部へ流出さ
れる。一方、酸化第２鉄Ｃは沈殿槽底部のテーパ面に沿
って集積されて、循環ポンプ１０の作用によりスラリー
状で引き抜かれる。そして１．循環配管１１を通じて被
処理水導入管２内を通流する被処理水Ａに混入される。

このような酸化第２鉄Ｃを循環させて被処理水Ａに混入
させる工程は繰り返し行われる。なお、酸化第２鉄Ｃの
引抜き量はオゾン反応槽１でのオゾン酸化反応状況によ
り制御されるものとなっている。

前述した実験結果からも明らかなように、被処理水とオ
ゾンとを気液接触反応させるオゾン反応槽１内に触媒と
して酸化第２鉄Ｃを注入することによって、被処理水中
に溶存する不飽和結合を有する有機物は勿論のこと、不
飽和結合を持たない有機物に対するオゾン酸化反応も促
進される。したがって、被処理水Ａ中に不飽和結合を持
たない有機物が溶存していてもオゾン酸化反応による浄
化が確実に行なわれる。そして、浄化された処理水は排
出管３を通して沈殿槽８に導かれ、さらにこの沈殿槽８
によって処理水中に含まれる酸化第２鉄Ｃが沈殿分離さ
れて、酸化第２鉄Ｃを離脱した処理水りが流出管９を通
じて外部へ流出される。

なお、オゾン反応槽１内でオゾン酸化反応に利用されな
かったオゾン含有気体Ｂは排出管６を通して図示しない
オゾン分解装置へ導かれ、オゾン分解されて無害化され
た後、大気中へ排出される。

このように、不飽和結合を持たない溶存有機物に対する
オゾン酸化処理を促進するための触媒として酸化第２鉄
を被処理水に繰り返し混入できるように沈殿槽８、循環
ポンプ１０および循環配管１１を付加しただけの簡単か
つ比較的安価な構成で、不飽和結合を持たない溶存有機
物が溶存した被処理水に対する浄化をも確実に行うこと
ができるようになる。

また、沈殿槽８の底部をテーバ状に形成したので、自然
沈降した酸化第２鉄Ｃが底面に堆積することなく集積で
き、酸化第２鉄を有効に使用できる。

なお、前記実施例では沈殿槽８にて集積した酸化第２鉄
を送水ポンプ７の前段にて被処理水と混入させる場合を
示したが、上記送水ポンプ７の後段側であってもよく、
さらにはオゾン反応槽１の上部から被処理水中へ注入す
ることによってｄ人するものであってもよい。また、本
発明は下排水処理のみならず、工場排水、特殊排水、し
尿処理。

汚染された表流水を利用する浄水処理などにも適用でき
るのは言うまでもない。さらに、オゾン散気管５の代り
にインジェクタを用いても同様な効果が得られるのは勿
論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、比較的簡単かつ
安価な構成を付加するだけで、不飽和結合を持たない有
機物に対するオゾン酸化処理を促進でき、この不飽和結
合を持たない有機物が溶存する汚染水の浄化をも確実に
行える水処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す模式図、第２図
および第３図は本発明の詳細な説明するために行った実
験例の実験結果を示す特性図である。 １・・・オゾン反応槽、２・・・被処理水導入管、３・
・・処理水排出管、４・・・オゾン導入管、５・・・オ
ゾン散気管、６・・・オゾン排出管、７・・・送水ポン
プ、８・・・沈殿槽、９・・・処理水流出管、１０・・
・循環ポンプ、１１・・・循環配管、Ａ・・・被処理水
、Ｂ・・・オゾン含有気体、Ｃ・・・酸化第２鉄。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）オゾンと被処理水とを気液接触反応させるオゾン
   反応槽と、この反応槽内に前記被処理水を導入する被処
   理水導入手段と、前記反応槽に導入された前記被処理水
   へオゾン含有気体を注入するオゾン注入手段と、前記反
   応槽から排出される処理水に含有する触媒を集積する触
   媒集積手段と、この集積手段により集積された前記触媒
   を取り出して前記被処理水に混入させる触媒混入手段と
   を具備したことを特徴とする水処理装置。
2. （２）前記触媒は、酸化鉄であることを特徴とする請求
   項１記載の水処理装置。