JPH06254576A - オゾン処理装置及びオゾン処理方法並びに浄水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検水に対してオゾンを過不足なく供給し、オ
ゾン処理後の検水における溶存オゾン濃度を低くするこ
とのできるオゾン処理を行うことを目的とする。また、
このようなオゾン処理を用いて浄水処理を行う。 【構成】 検水の溶存オゾン濃度や排オゾンガス濃度等
から検水のオゾン要求量を求め、検水のオゾン消費量が
上記検水のオゾン要求量と等しくなるように制御を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオゾン処理に関し、特に
高度浄水処理におけるオゾン処理制御システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、オゾン処理は種々の分野にて用い
られおり、近年は高度浄水処理等にも適用されている。
従来の上水処理方法としては原水中の濁質成分を凝集沈
澱させた後に塩素処理を行う方法が挙げられる。このよ
うな従来の浄水処理方法を図１に示す。

【０００３】この図に示されるように、河川・湖沼から
取水した原水はまず着水井に入り、混和池にて原水中の
濁質成分（粘土、有機物等）を除去する目的で凝集剤を
注入混合された後にフロック形成池に入る。

【０００４】このフロック形成池では原水をある時間滞
留させると共に緩やかな撹はんを行い、より大きなフロ
ックを成長させる。この後、フロック形成池で成長した
フロックは沈澱池で分離され、さらに、沈澱池で分離で
きない微フロックはろ過池で除去される。

【０００５】その後に殺藻処理、除鉄、除マンガン、色
度除去を目的とした塩素を注入する処理が行われる。

【０００６】しかし、近年は特に都市部での水環境が悪
化して河川、湖沼の水質汚濁が進んできており、従来の
凝集沈澱、ろ過処理、および、塩素処理との組み合わせ
だけでは水道用原水中の色度、臭気の除去を完全に行う
ことが困難になっている。

【０００７】また、原水の水質悪化にともなって塩素注
入量を増加すると、有機塩素化合物で発ガン性物質であ
るトリハロメタンが増加する懸念が生じている。さら
に、微量有害物質の混入も問題となってきている。

【０００８】このような背景から「安全でおいしい水」
を求める動きが強くなっている。そこで、これらの臭気
成分等の効果的な除去あるいは低減方法として、図２に
示されるようなオゾン処理、活性炭処理等と従来の上水
処理との複合処理が考えられている。

【０００９】この単位操作の一つであるオゾン処理は、
浄水工程中で例えば次のような効果を発揮する。

【００１０】１）原水の汚濁に伴う色度、着臭、味の除
去や改善。

【００１１】２）細菌やウイルスの滅菌除去並びに殺
藻。

【００１２】３）鉄・マンガン等無機物の酸化処理によ
り除去し易くする。

【００１３】４）微量有害有機物の酸化分解。

【００１４】また、浄水処理として下水２次処理（活性
汚泥法＋沈澱法）水の再利用（修景・環境維持用水／親
水用水等）についても種々の検討がなされており、その
一つの方法としてオゾン処理による高度処理法が検討さ
れている。

【００１５】このオゾン処理にては２次処理水中の色
度、有機物、大腸菌群、一般細菌ＭＢＡＳ（発泡原因の
陰イオン界面活性剤）等が主な除去対象物質となる。

【００１６】このようなオゾン処理を行う場合、電気料
金等の処理コストが相当の負担になると言われており、
上記の物質を短時間にかつ低い処理コスト(必要最低限
のＯ₃注入率)で除去することが要求されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、オゾン処理を
行う場合には被処理水をオゾン接触槽へ連続流入・流出
させながらオゾン発生機で発生したオゾンガスを連続注
入して処理する方法をとる。

【００１８】従って、オゾンガスを処理水量に対してど
の程度の割合で注入するかを調節する必要がある。この
ようにオゾン処理を自動で効率よく連続的に行う場合に
はオゾン注入制御が必要となる。オゾン注入制御を行う
上で必要と考えられる計測項目は、処理水量、注入オゾ
ン化空気流量、注入オゾン濃度、溶存オゾン濃度、排オ
ゾン濃度等がある。

【００１９】実際の制御システムとしては、オゾン注入
率（［オゾン注入率］＝［注入オゾン化空気流量］×
［注入オゾン濃度］／［処理水量］）を設定することに
より行うことが多い。それには次のような方法がある。

【００２０】１）処理水量に比例してオゾン発生量を制
御する。

【００２１】２）対象水質の処理効果に応じてオゾン発
生量を制御する。

【００２２】３）オゾン消費量に応じてオゾン発生量を
制御する。

【００２３】通常は１）の方法によりオゾン注入率を変
化させることが一般的である。実際の浄水工程では季
節、降雨等により水質の変動もあり、処理効果に応じて
オゾン発生量を制御する。

【００２４】２）の方法によりオゾン処理システムを制
御する方法くち安定した水質を得ることができるもの
の、通常、水質の評価に時間を要するため、水質変化に
対する速やかな対応には向かない。さらに、オゾン処理
工程の運転上からみれば注入したオゾンを有効利用した
上で、処理性を安定に確保する必要がある。

【００２５】従って、現在のオゾン処理方式においては
オゾン注入率一定方式等の比較的簡単なオゾン注入制御
方式が採用されており、原水水質の変動にも対応できる
ようにある程度安全側の注入率でオゾン処理を行ってい
る。

【００２６】その結果、オゾン要求量以上のオゾンが注
入されて必要以上の溶存オゾンが発生したり、逆にオゾ
ン注入率が低すぎるために溶存オゾンが表れなかったり
して処理が不安定となる場合がある。

【００２７】例えば下水２次処理水のオゾン処理を行う
場合、多種類の除去対象物質のオゾン要求量を事前に直
接的に知ることはむづかしい。

【００２８】そこでオゾン要求量を間接的に検知し約５
種類の除去対象物質（色度、有機物、大腸菌群、一般殺
菌、ＭＢＡＳ等）を効果的に低減除去してオゾン処理水
質制御を行うことが考えられるが、現在十分に信頼性の
高い各種センサ（気相／液相オゾン濃度計、有機物セン
サ等）は得られていない。

【００２９】従って、オゾン処理する検水のオゾン要求
量が推定できれば、それにそった効率的なオゾン処理制
御が実施できるが、上記のように多種類の除去対象物質
からなるオゾン要求量を推定することは直接的にも間接
的にも困難であり、オゾン要求量に基づいたオゾン注入
制御は実用化には至っていない。

【００３０】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、検水に対してオゾンを過不足なく供給し、オゾン処
理後の検水における溶存オゾン濃度を低くすることので
きるオゾン処理を行うことを目的とする。また、このよ
うなオゾン処理を用いて浄水処理を行うことも目的とす
る。

【００３１】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、本発明者らは以下のような実験を行った。

【００３２】まず、内径１５４(mm)、高さ４.５(m)で有
効水深約４(m)(有効容積９０(l))のオゾン接触槽を用い
て液とガスとが向流に接触する方式によりオゾン処理を
行う。

【００３３】この向流接触方式においては、オゾンガス
は底部の散気管から散気注入し上端部から排オゾンガス
として排出され、水は上端部から流入して底部から流出
される。この際、オゾン接触槽に注入するオゾンガス流
量を２（ｌ／分）、処理流量を５〜６（ｌ／分）、発生
オゾン濃度を４〜６（ｋｇ／ｍ³）、オゾン注入率を１.
６〜２.１（ｍｇ／ｌ）の条件で連続通水による処理を
行った。

【００３４】図３にオゾン接触槽内の溶存オゾン濃度分
布を示すグラフを示す。このグラフにおいては上部水面
からの接触時間を接触槽全体での水理学的滞留時間で割
った無次元接触時間（ｔ／θ）に置き変えて溶存オゾン
濃度の分布の測定結果をプロットした。

【００３５】また、図４にオゾン接触槽内流下方向にお
ける無次元接触時間に対するＥ２６０値（波長２６０ｎ
ｍでの吸光度、分光光度計５０ｍｍセル使用）の相関を
示すグラフを示す。

【００３６】このＥ２６０は高度浄水処理に於ける低減
化物質の一つであるトリハロメタンの前駆物質（トリハ
ロメタン生成能：ＴＨＭＦＰ）の濃度と相関が高い。

【００３７】同様に、図５にオゾン処理効果を顕著に表
す蛍光強度と無次元接触時間との相関を表すグラフ示
す。また、図６に殺菌特性として評価指標とした一般細
菌の低減傾向と無次元接触時間との相関を表すグラフを
示す。

【００３８】図３〜６の結果から、原水中のＥ２６０等
のオゾン酸化成分は接触槽流入の初期には低減度合いは
大きいが、流下にしたがってその変化は小さくなって水
質レベルはほぼ一定値に近づくことがわかる。

【００３９】接触槽内の各流下位置での溶存オゾン濃度
はオゾン酸化成分が酸化に利用する溶存オゾンの消費速
度と、オゾンガスが溶解して気相から液相になる速度
（溶解速度）とのバランスにより変わってくる。

【００４０】通常、限られた処理時間内ではオゾンガス
が気相から液相へと溶解する量は一定値に定まるが、図
３に示されるように流入初期では溶存オゾン濃度が非常
に低くなっている。

【００４１】この原因として、流入初期ではオゾン酸化
成分量が多いので検水に溶解したオゾンはこのオゾン酸
化成分により消費されてしまうことが挙げられる。この
ように溶存オゾンが消費されるので流入初期における溶
存オゾン濃度は低いレベルになる。

【００４２】これに対し、流下に従って上記オゾン酸化
成分は溶存オゾンによって酸化除去されるのでオゾン酸
化成分量は低減し、溶解したオゾンの余剰分が溶存オゾ
ン濃度として表れる。

【００４３】従って、オゾン接触槽下部ではオゾン酸化
成分が十分低減されて溶存オゾンは一定値に近づく。こ
のため測定される溶存オゾン濃度の変化は小さくなる。
実際に図３においては無次元接触時間が０.３以上にな
るとオゾン濃度はほぼ一定となって殆ど変動しなくな
る。

【００４４】上記結果から、接触槽の流出口付近で溶存
オゾン濃度の変化が小さくなるようなオゾン注入率制御
による運転を行えば、オゾン酸化成分がオゾンによって
十分に酸化除去されて安定したオゾン処理が可能となる
ことがわかる。

【００４５】次に、この際の溶存オゾン濃度の設定に付
いて検討を行った。

【００４６】接触槽から流出する処理水中における溶存
オゾン濃度が高いと、微生物を死滅したり活性を低下さ
せるので後段での生物活性炭処理を阻害してしまう。従
って、オゾン処理後に生物活性炭処理槽に流入する水中
の溶存オゾン濃度は十分低濃度にする必要がある。

【００４７】このため、接触槽へ注入したオゾンを有効
利用するためには、注入オゾン濃度を処理水質に影響を
及ぼさないレベルまで低下させることによりオゾン処理
水中の溶存オゾン濃度を極力低くする運転を行うことが
望ましい。また、このような運転を行うことで、オゾン
ガスの吸収効率を高く維持することが出来るので排オゾ
ン濃度を低く保持することができる。

【００４８】このようにオゾン処理を行った後の残留オ
ゾン濃度を極力低くすることにより、オゾン接触槽より
排出された未利用のオゾンガスを無害化する排オゾン処
理装置にかかる負荷を低減し、排オゾン処理剤の交換頻
度を延ばすことが出来る。

【００４９】そこで、本発明者らは安定した処理水質を
保ち、かつ残留オゾン濃度が最少で済むような効率の良
いオゾン処理を行うために鋭意検討を重ねて本発明を完
成させた。

【００５０】請求項１記載の発明は、検水とオゾンガス
とを接触反応させるオゾン処理槽と、オゾン供給時にお
ける供給オゾンガス濃度と排オゾンガス濃度とオゾン処
理を終えた前記検水における溶存オゾン濃度とを測定す
るオゾン濃度測定手段と、水質制御手段とを有し、前記
水質制御手段は、前記オゾン濃度測定手段から得られる
供給オゾンガス濃度と排オゾンガス濃度と溶存オゾンガ
ス濃度とに基づいて前記検水のオゾン消費量及び前記検
水のオゾン要求量を求めるとともに、前記検水のオゾン
消費量が前記検水のオゾン要求量と等しくなるように供
給オゾンガス濃度を制御することを特徴とするオゾン処
理装置を提供する。

【００５１】上記のように検水のオゾン要求量と検水の
オゾン消費量とが等しくなるように供給オゾンガス濃度
を制御することによって、オゾン処理時に検水と反応せ
ずに検水に残留する余剰オゾンの量を最低限に抑制する
ことができる。

【００５２】従って、オゾン処理に必要とされるオゾン
量を低く抑制することができる。また、オゾン処理に必
要な構成が簡素でかつ特別な装置等も必要としない。

【００５３】請求項２記載の発明は、請求項１記載のオ
ゾン処理装置において、前記検水の紫外線吸光度を測定
する紫外線吸光度測定手段を設け、前記水質制御手段
は、前記検水のオゾン消費量が前記検水のオゾン要求量
と等しくなるように供給オゾンガス濃度を制御するとと
もに、更に前記検水の紫外線吸光度が予め設定されたし
きい値よりも小さくなるようにフィードバック制御を行
うことを特徴とするオゾン処理装置を提供する。

【００５４】一般に、紫外線吸光度は検水に溶解してい
る有機物濃度の指標とされているが、この有機物濃度と
浄水処理等にて用いられる各除去対象物質では、臭気≧
ＭＢＡＳ＞色度＞大腸菌群＞一般細菌＞有機物（ＵＶ）
の順でオゾン処理で除去しやすい。

【００５５】従って、測定が容易である紫外線吸光度が
一定値以下になるように制御を行うことで、連続計測が
困難なＭＢＡＳ、大腸菌群、一般細菌等の濃度を測定す
ることなく、これらの値を一定値以下に制御することが
できる。

【００５６】特に、浄水処理においてはこれら各除去対
象物質を除去することが重要であるので、このオゾン処
理を浄水処理に好適に適用することができる。

【００５７】請求項３記載の発明は、検水とオゾンガス
とを接触反応させるオゾン処理槽と、前記オゾン処理槽
内での検水とオゾンとの接触時間が異なるｋ箇所（ただ
しｋ≧２）における検水の溶存オゾン濃度を計測するオ
ゾン濃度測定手段と、水質制御手段とを有し、前記水質
制御手段は、前記オゾン濃度測定手段から得られる各溶
存オゾン濃度を比較してこれら溶存オゾン濃度の差が予
め定められた目標値を満たすように供給オゾンガス濃度
を制御することを特徴とするオゾン処理装置を提供す
る。

【００５８】既に説明したように、検水に対するオゾン
供給量が不足するとオゾン処理槽内のオゾン接触時間が
異なる場所間の検水のオゾン濃度の差は大きくなる。こ
れに対し、オゾンが過剰になると上記オゾン濃度の差は
小さくなる。

【００５９】従って、適宜しきい値を定めて上記オゾン
接触時間が異なる場所間の検水のオゾン濃度の差がこの
しきい値になるように制御を行うことで、検水に対して
オゾンを過不足なく供給することが可能となる。

【００６０】尚、上記オゾン接触時間が異なる場所はオ
ゾン処理された検水の流出口近辺にすることが好まし
い。接触槽の流出口付近の異なる位置に設置する溶存オ
ゾン濃度計は２カ所でもよいが、さらに複数カ所設置す
ることにより水質等の負荷変動をよりはやく検出できる
ので迅速な制御が可能となる。

【００６１】請求項４記載の発明は、請求項３記載のオ
ゾン処理装置において、前記水質制御手段は前記溶存オ
ゾン濃度の差が前記目標値よりも大きいときは供給オゾ
ンガスの濃度を高くし、かつ前記溶存オゾン濃度の差が
前記目標値よりも小さいときは前記供給オゾンガス濃度
を低くする制御を行うことを特徴とする請求項３記載の
オゾン処理装置を提供する。

【００６２】上記のように制御を行うことで、上記オゾ
ン接触時間が異なる場所間のオゾン濃度を容易にしきい
値近辺に制御することができる。

【００６３】請求項５記載の発明は、検水とオゾンガス
とを接触反応させるオゾン処理方法において、オゾン供
給時における供給オゾンガス濃度と排オゾンガス濃度と
オゾン処理を終えた検水における溶存オゾン濃度とを測
定し、これらの各値に基づいて前記検水のオゾン消費量
及び前記検水のオゾン要求量を求めるとともに、前記検
水のオゾン消費量が前記検水のオゾン要求量と等しくな
るように供給オゾンガスの濃度を制御することを特徴と
するオゾン処理方法を提供する。

【００６４】上記方法によれば、検水のオゾン要求量と
検水のオゾン消費量とが等しくなるように供給オゾンガ
ス濃度を制御することによって、オゾン処理時に検水と
反応せずに検水に残留する余剰オゾンの量を最低限に抑
制可能なオゾン処理方法を提供できる。

【００６５】請求項６記載の発明は、検水とオゾンガス
とを接触反応させるオゾン処理方法において、前記オゾ
ン処理槽内での検水とオゾンとの接触時間が異なるｋ箇
所（ただしｋ≧２）における検水の溶存オゾン濃度を計
測し、これら各溶存オゾン濃度を比較してこれら溶存オ
ゾン濃度の差が予め定められた目標値を満たすように供
給オゾンガス濃度を制御することを特徴とするオゾン処
理方法を提供する。

【００６６】上記のように適宜しきい値を定めて上記オ
ゾン接触時間が異なる場所間の検水のオゾン濃度の差が
このしきい値になるように制御を行うことで、検水に対
してオゾンを過不足なく供給できるオゾン処理方法を提
供できる。

【００６７】請求項７記載の発明は、請求項６または７
記載のオゾン処理方法を用いた原水のオゾン処理工程を
有することを特徴とする浄水処理方法を提供する。

【００６８】浄水処理において上記のようにオゾン処理
を行うことで、オゾン処理に必要となるオゾン量を低く
抑えることができる。また、残留オゾン濃度を低く抑え
ることができるので、後段での生物処理等に与える影響
を小さく抑えることができる。

【００６９】また、オゾン接触槽より排出された未利用
のオゾンガスを無害化するために必要な排オゾン処理装
置にかかる負荷が低減し、排オゾン処理剤の交換頻度を
延ばすことが出来る。

【００７０】

【実施例】

実施例１ 本実施例１においてはオゾン接触槽内の２点に設置した
溶存オゾン濃度計の計測値を用いてオゾン接触槽内の溶
存オゾン濃度をモニタリングし、槽下方部での溶存オゾ
ン濃度の増加パターンを調べた。

【００７１】この溶存オゾン濃度の増加パターンに基づ
いて発生オゾン濃度を調整することにより、オゾン注入
率を変更して上記２点間の溶存オゾン濃度の差を予め設
定した値に制御して発生オゾン濃度を小さく抑制するこ
とができるオゾン処理を行うとともに、このオゾン処理
を用いて浄水処理を行った。

【００７２】以下、図面を参照して実施例１を説明す
る。

【００７３】図７において１は原水槽であり、原水は送
水ポンプ２によって原水槽１を通じてオゾン処理槽４の
上部に流入する。この際、流量計３により原水の流入量
を測定する。

【００７４】５はオゾン発生機であり、注入オゾンガス
流量計６及び発生オゾン濃度計７によってその流入量と
濃度とを測定した後にオゾン処理槽４の下部に設置され
た散気板８を通じてこのオゾン処理槽内の原水中に送
る。上記のように原水はオゾン処理槽４の上部から流入
し、オゾンはオゾン処理槽４の下部から散気されるの
で、オゾンと原水は向流式に接触することとなる。

【００７５】オゾン処理槽内で原水に溶解しなかった排
オゾンは排オゾン濃度計９でその濃度を測定した後に脱
泡槽１０で脱泡を行い、その後に排オゾン処理槽１１で
Ｏ₂等に分解する。オゾン処理を施されたオゾン処理水
はオゾン処理水槽１２へ送られた後に活性炭処理槽に送
られる。

【００７６】オゾン処理槽４の散気板付近及びその上方
にはそれぞれ溶存オゾン濃度計Ｂ、Ａが設置されてお
り、それぞれ散気板付近のオゾン濃度（ＤＯ₃（Ｂ））
及び散気板上方におけるオゾン濃度（ＤＯ₃（Ａ））を
測定する構成となっている。

【００７７】また、図８に示すように、水質制御部１３
では流量計３から得られる原水の流入量、注入オゾンガ
ス流量計６及びオゾン濃度計７から得られるオゾンガス
注入量及びオゾンガス濃度、排オゾン濃度計９から得ら
れる排オゾン濃度、並びに溶存オゾン計Ａ、Ｂにより得
られる各オゾン濃度を入力として送水ポンプ２及びオゾ
ン発生機５を制御してオゾン注入制御を行う。

【００７８】以下、上記オゾン処理システムにおけるオ
ゾン処理方法を詳細に説明する。

【００７９】このオゾン処理システムにおいて、原水は
原水槽４から送水ポンプ２によりオゾン処理槽上部に供
給される。この際、流量計３の計測値をもとに原水を一
定量供給する。オゾン処理槽４では、吸収効率を高める
ために散気管により微細気泡としたオゾンガスと処理用
原水とを気液接触させ、塔内に一定時間滞留させて反応
させた後に処理水槽１２へ送水する。

【００８０】また、オゾン接触槽内の溶存オゾン濃度を
測定する溶存オゾン濃度計を検水の流出部付近に複数設
置する。実施例では、Ａ，Ｂの２箇所で測定する。

【００８１】溶存オゾン濃度計の設置場所は、接触槽流
出部のＢを基準とし、接触槽の上流部をＡとする。その
溶存オゾン濃度を各々ＤＯ₃（Ａ）、Ｄ０₃（Ｂ）として
これらの計測値の差の絶対値をもとにしてオゾン注入率
制御部１３によって次の制御操作を行う。

【００８２】 １）│Ｄ０３（Ａ）−Ｄ０３（Ｂ）│＞αの場合 オゾン発生機５へ制御信号を出力して発生オゾン濃度を
ΔＣだけ増加させる。また、│Ｄ０３（Ａ）−Ｄ０３
（Ｂ）│＜αの条件が満たされるまでこの操作を継続す
る。

【００８３】 ２）│Ｄ０３（Ａ）−Ｄ０３（Ｂ）│＜αの場合 オゾン発生機５へ制御信号を出力して発生オゾン濃度を
ΔＣだけ減少させる。この操作を、最小の発生オゾン濃
度で│Ｄ０３（Ｂ）−Ｄ０３（Ａ）│＜αの条件を満足
するまで継続する。

【００８４】上記αは許容値であり、実験により決定し
制御装置で設定できる。ΔＣは制御装置に外部設定でき
る発生オゾン濃度の変更幅の値である。

【００８５】１）は、この条件の場合に速やかに実行
し、また、２）の条件は予め定められた時間間隔で実行
するものである。

【００８６】発生オゾン濃度の変更は、オゾン濃度計６
でその気相オゾン濃度を計測するとともに、目標の発生
オゾン濃度となるようにオゾン発生機の電圧値あるいは
電流値を制御回路の出力信号によって制御する。

【００８７】上記のように制御を行うことで、オゾン注
入量を低く抑制して効率のよりオゾン処理を行うことが
できる。

【００８８】以上説明した実施例による制御を行うこと
により、オゾン処理水量及び水質に応じて最小の発生オ
ゾン濃度で安定した処理水質が得られる。また、オゾン
濃度を小さく抑えることができるので、浄水処理工程に
おける生物活性炭の生物活性を阻害しにくいオゾン注入
自動制御を実現できる。

【００８９】また、この制御により処理水量の変化や水
質の変動などの負荷変動に対しても安定した処理水質が
得られ、後段の活性炭処理工程で大きな負荷変動を受け
ることなく安定した運転管理が可能となる。その結果、
浄水工程全体の運転管理の信頼性向上につながり、浄水
の安定供給に寄与することもできる。

【００９０】更に、オゾン接触槽より排出された未利用
のオゾンガスを無害化するために必要な排オゾン処理装
置にかかる負荷を低減し、排オゾン処理剤の交換頻度を
延ばすことが出来る。

【００９１】実施例２ 本実施例においては検水の溶存オゾン濃度や排オゾンガ
ス濃度等から検水のオゾン要求量を求め、検水のオゾン
消費量が上記検水のオゾン要求量と等しくなるように制
御を行った。

【００９２】また、オゾン処理における運転制御（オゾ
ン吸収効率、溶存オゾン濃度）と水質制御（処理水のＵ
Ｖ値）との組合せ制御をも行い、このオゾン処理方法を
浄水処理に適用した。。

【００９３】本実施例においては図９に示すオゾン処理
システムにおいてオゾン処理の制御を行った。

【００９４】この図において４〜１１は図７と同様なの
で説明を省略する。

【００９５】１５は排水中の溶存オゾン測定装置、１６
は排水におけるＵＶ測定装置であり、排水中の溶存オゾ
ン濃度及びＵＶ値をそれぞれ測定する。

【００９６】本実施例では、オゾン処理を行っている状
態で発生オゾン濃度Ｃｉ（Ｏ₃）及び排オゾン濃度Ｃｏ
（Ｏ₃）を測定して水質制御部１６によってオゾン注入
率の制御を行う。図１０に示すように、オゾン注入率制
御部１６では供給オゾン濃度計７から得られるオゾンガ
ス濃度、排オゾン濃度計９から得られる排オゾン濃度、
溶存オゾン濃度測定装置１５より得られるオゾン濃度、
及びＵＶ測定装置１６から得られるＵＶ値を入力として
オゾン発生機５を制御してオゾン注入制御を行う。

【００９７】この制御方法のフローチャートを図１１に
示す。

【００９８】この図において、ステップ１０１では発生
オゾン濃度計７より得られる発生オゾン濃度Ｃｉ
（Ｏ₃）と排オゾン濃度計９より得られる排オゾン濃度
Ｃｏ（Ｏ₃）の各計測値に基づいて吸収効率η[＝{Ｃｉ
（Ｏ₃）−Ｃｏ（Ｏ₃）}／Ｃｉ（Ｏ₃）×１００（％）]
を演算する。

【００９９】ステップ１０２ではオゾン吸収量α[＝オ
ゾン注入率（Ｄ）・（η／１００）]を演算する。

【０１００】ステップ１０３では溶存オゾン濃度計１５
から得られる溶存オゾン濃度(ＤＯ₃)から溶存オゾン量
を演算する。

【０１０１】ステップ１０４ではステップ１０２及び１
０３から得られる値を下にしてオゾン消費量（ＣＯ₃）
を演算する（ＣＯ₃＝（Ｄ・η／１００）−ＤＯ₃）。

【０１０２】ステップ１０５では上記ＣＯ₃の値から検
水のオゾン要求量（ＲＯ₃）を推定する（ＲＯ₃≒Ｃ０₃
＋ΔＣ０₃）。

【０１０３】ステップ１０６ではΔＣＯ₃→０になるよ
うにＤＯ₃を最小化することにより溶存オゾン濃度の最
小化を行う。

【０１０４】ステップ１０７ではＤＯ₃が最小（≒０.１
〜０.３mgＯ₃／ｌ）となるようにオゾン注入率を最小化
してＤを制御する。

【０１０５】ステップ１０８ではＤを制御するためにオ
ゾン発生機からの発生オゾン濃度を最小化する。これに
よりオゾンの吸収効率が上昇する。

【０１０６】ステップ１０９ではＯ₃処理水中のＵＶ値
が制御目標値以下となるように以下に示すフィードバッ
ク制御を行う。

【０１０７】まず、オゾン処理水の各除去対象物質（色
度、臭気大腸菌群、一般細菌、ＭＢＡＳ等）とＵＶ値の
除去関係式（ＵＶ値がどの値以下であれば臭気色度、大
腸菌群、一般細菌は除去目標値をクリアーするか）を求
める。

【０１０８】この関係は任意の方法で求められるが、本
実施例においては図１２に示すように除去対象物である
色度、大腸菌群、一般細菌、ＭＢＡＳ、臭気（それぞれ
Ａ〜Ｅ線に対応）の各値とＵＶ値との相関を示すグラフ
を用いた。

【０１０９】このグラフにおいては上記除去対象物の除
去目標値がＬ線になるようにそれぞれの値において縦軸
の各濃度目盛りをそれぞれ設定し、このグラフで目標値
に対するＵＶ値（Ｅ２６０値）が最も高いものを目標Ｕ
Ｖ値とした。

【０１１０】この図１２においてはＣ線において除去目
標値に対するＵＶ値が最も高い。従って目標ＵＶ値はこ
のＣ線におけるＵＶ値（ＵＶ₁）とした。

【０１１１】以上のように第１にオゾン吸収効率が最大
になり、かつ溶存オゾン流出が最小になるようなオゾン
注入率を演算しする。

【０１１２】次に図１２の関係図を用いて各物質が目標
値以下になるＵＶ₁を求め、オゾン処理水のＵＶ（Ｅ２
６０）値をフィードバック制御により補正制御を行うこ
とにより、オゾン処理においてオゾン使用量を最小にす
るとともに各除去対象物濃度を基準値より低くすること
ができる。

【０１１３】尚、本実施例においては図７に示されるよ
うなオゾン接触槽を用いてオゾン処理を行ったが、この
ようなオゾン接触槽に限定されるものではなく、例えば
図１３に示されるようなう流式処理槽等を用いることも
できる。また、処理水の水質信号（ＵＶ信号）だけを用
いることで、よごれ等のセンサーの信頼性を向上するこ
ともできる。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果が得られる。

【０１１５】（１）オゾン吸収率の向上が図れるととも
に、オゾン処理水中の溶存オゾン濃度の最小化が達成で
きる。従って、処理水を放流しても河川等の周囲環境に
与える影響を抑制することができる。

【０１１６】また、オゾン注入率の最小化が達成でき、
電気料金等の処理コストを削減することができる。

【０１１７】（２）発生オゾン濃度、排オゾン濃度、溶
存オゾン濃度、溶存ＵＶ計等の汎用的な機器によって、
運転制御と水質制御が実現できる。

【０１１８】（３）オゾン処理時間が１５−３０分程度
であるため、フィードバック制御のみで制御系が構築で
きる。フィードフォワード制御系の省略、原水系の水質
センサーの省略ができる。従って、フィードバック制御
のみで制御系を構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例に係る浄水処理装置の説明図。

【図２】従来例に係るオゾン処理方法の説明図。

【図３】無次元接触時間に対する溶存オゾン濃度の相関
を示すグラフ。

【図４】無次元接触時間に対する溶存Ｅ２６０の相関を
示すグラフ。

【図５】無次元接触時間に対する蛍光強度の相関を示す
グラフ。

【図６】無次元接触時間に対する一般細菌濃度の相関を
示すグラフ。

【図７】本発明の一実施例に係るオゾン処理装置の説明
図。

【図８】本発明の一実施例に係る水質制御部の説明図。

【図９】本発明の一実施例に係るオゾン処理装置の説明
図。

【図１０】本発明の一実施例に係る水質制御部の説明
図。

【図１１】本発明の一実施例に係る水質制御方法のフロ
ーチャート。

【図１２】ＵＶ値に対する各除去対象物濃度の相関を示
すグラフ。

【図１３】う流式オゾン処理装置の説明図。

【符号の説明】 １…原水槽 ２…送水ポンプ ３…流量計 ４…処理槽 ５…オゾン発生機 ６…注入オゾンガス流量計 ７…発生オゾン濃度計 ８…散気板 ９…排オゾン濃度計 １０…脱泡槽 １１…排オゾン処理槽 １２…オゾン処理水槽 １３、１４…ＤＯ₃測定部 １５…溶解オゾン濃度測定部 １６…ＵＶ値測定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 月足 圭一 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 島崎 弘志 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検水とオゾンガスとを接触反応させるオ
   ゾン処理槽と、 オゾン供給時における供給オゾンガス濃度と排オゾンガ
   ス濃度とオゾン処理を終えた前記検水における溶存オゾ
   ン濃度とを測定するオゾン濃度測定手段と、 水質制御手段とを有し、 前記水質制御手段は、前記オゾン濃度測定手段から得ら
   れる供給オゾンガス濃度と排オゾンガス濃度と溶存オゾ
   ンガス濃度とに基づいて前記検水のオゾン消費量及び前
   記検水のオゾン要求量を求めるとともに、前記検水のオ
   ゾン消費量が前記検水のオゾン要求量と等しくなるよう
   に供給オゾンガス濃度を制御することを特徴とするオゾ
   ン処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のオゾン処理装置におい
   て、 前記検水の紫外線吸光度を測定する紫外線吸光度測定手
   段を設け、 前記水質制御手段は、前記検水のオゾン消費量が前記検
   水のオゾン要求量と等しくなるように供給オゾンガス濃
   度を制御するとともに、更に前記検水の紫外線吸光度が
   予め設定されたしきい値よりも小さくなるようにフィー
   ドバック制御を行うことを特徴とするオゾン処理装置。
3. 【請求項３】 検水とオゾンガスとを接触反応させるオ
   ゾン処理槽と、 前記オゾン処理槽内での検水とオゾンとの接触時間が異
   なるｋ箇所（ただしｋ≧２）における検水の溶存オゾン
   濃度を計測するオゾン濃度測定手段と、 水質制御手段とを有し、 前記水質制御手段は、前記オゾン濃度測定手段から得ら
   れる各溶存オゾン濃度を比較してこれら溶存オゾン濃度
   の差が予め定められた目標値を満たすように供給オゾン
   ガス濃度を制御することを特徴とするオゾン処理装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のオゾン処理装置におい
   て、 前記水質制御手段は前記溶存オゾン濃度の差が前記目標
   値よりも大きいときは供給オゾンガスの濃度を高くし、
   かつ前記溶存オゾン濃度の差が前記目標値よりも小さい
   ときは前記供給オゾンガス濃度を低くする制御を行うこ
   とを特徴とする請求項３記載のオゾン処理装置。
5. 【請求項５】 検水とオゾンガスとを接触反応させるオ
   ゾン処理方法において、 オゾン供給時における供給オゾンガス濃度と排オゾンガ
   ス濃度とオゾン処理を終えた検水における溶存オゾン濃
   度とを測定し、これらの各値に基づいて前記検水のオゾ
   ン消費量及び前記検水のオゾン要求量を求めるととも
   に、 前記検水のオゾン消費量が前記検水のオゾン要求量と等
   しくなるように供給オゾンガスの濃度を制御することを
   特徴とするオゾン処理方法。
6. 【請求項６】 検水とオゾンガスとを接触反応させるオ
   ゾン処理方法において、 前記オゾン処理槽内での検水とオゾンとの接触時間が異
   なるｋ箇所（ただしｋ≧２）における検水の溶存オゾン
   濃度を計測し、これら各溶存オゾン濃度を比較してこれ
   ら溶存オゾン濃度の差が予め定められた目標値を満たす
   ように供給オゾンガス濃度を制御することを特徴とする
   オゾン処理方法。
7. 【請求項７】 請求項６または７記載のオゾン処理方法
   を用いた検水のオゾン処理工程を有することを特徴とす
   る浄水処理方法。