JPH08294694A

JPH08294694A - 水処理用オゾン散気装置

Info

Publication number: JPH08294694A
Application number: JP7101904A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Nakazawa; 正光中沢; Naoto Komatsu; 直人小松; Shigeo Shiono; 繁男塩野; Tetsuro Haga; 鉄郎芳賀; Fumio Shibata; 文夫柴田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、活性炭表面の微生物に悪影響
を与えることなく、活性炭表面に使用期間を長くするば
かりでなく、又清水を効率良く生産することができる水
処理用のオゾン散気装置を提供することにある。【構成】空気を酸素富化装置（ＰＳＡ装置）１で高濃度
酸素を生成し、これをオゾン発生器３ａに送り込み高濃
度オゾン化ガスとを発生させて、酸素富化装置（ＰＳＡ
装置）１からの窒素ガスと高濃度オゾン化ガスとを被処
理水と接触させるオゾン接触池５の散気管６ａと６ｂに
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は上下水処理施設などに用
いるオゾン接触池の水処理用オゾン散気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾン発生装置からのオゾン化ガスを上
水または下水処理するオゾン接触池の散気管に圧送し、
散気管からのオゾン化ガスを分散して、被処理水にオゾ
ンを溶解させて、被処理水を浄化している。

【０００３】そして、オゾン発生装置でオゾン化ガスを
発生するには、多大な電力を消費することから、特開昭
59−62390 号公報では、オゾン発生装置の入力側に酸素
富化装置（以下、ＰＳＡ装置と称する。）を使用するこ
とを提案している。

【０００４】ＰＳＡ装置は空気を取り入れて、高濃度酸
素（９３vol％）としてオゾン発生装置に送り込み、高
濃度オゾン化ガスを生成する。高濃度オゾン化ガスを散
気管に直接圧送することなく、オゾン発生装置と散気管
とを連絡する配管の途中に混合器（ミキサー）を設け
る。混合器に高濃度オゾン化ガスを希釈する空気または
酸素を送り込んで混合オゾン化ガスにして、混合オゾン
化ガスを散気管に圧送している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】オゾン接触池に圧送さ
れたオゾン化ガスはオゾンと酸素との混合ガスである。
そのうち酸素が多過ぎると、処理水中の溶存酸素濃度が
高くなり過ぎ、次工程の生物活性炭吸着池の活性炭表面
の微生物が繁殖しやすくなり、生物活性炭の使用期間が
短縮されて、頻繁に保守点検する必要があるばかりか、
また清水の生産効率が悪い欠点がある。

【０００６】本発明の目的は、生物活性炭の使用期間を
伸ばすばかりではなく、また清水を効率良く生産するこ
とができる水処理用オゾン散気装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の水処理用オゾン
散気装置は、空気を原料としてＰＳＡ装置で高濃度酸素
を生成し、これをオゾン発生器に送り込み、高濃度オゾ
ン化ガスを発生させて、ＰＳＡ装置からの窒素ガスと高
濃度オゾン化ガスとを被処理水と接触させるオゾン接触
池の散気管に供給することにある。

【０００８】

【作用】前記構成により、オゾン化ガスと窒素ガスとを
散気しているので、余分な溶存酸素が少なくなり、次工
程の生物活性炭吸着池の微生物の成長を少なくすること
にある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１〜図４
で説明する。

【００１０】図１において、オゾン発生器３は入力信号
Ｓ₀を受けると電源制御盤３ｂにより、グロー放電々力
を定めオゾナイザ３ａによりオゾン発生量が生ずる。こ
の時の原料はＰＳＡ装置１を用いると９０％以上の酸素
ガスが生成されて、オゾナイザ３ａに供給されるが、そ
の原料ガスの流量Ｆ₁は流量調節弁２ａにより定まり、
入力信号Ｓ₁を受けると流量Ｆ₁を変化させることができ
る。

【００１１】オゾナイザ３ａの出力はオゾン化ガスとな
って流量ｆ₁（＝Ｆ₁）となって、ミキサー４を経由し
て、オゾン接触池５内の散気管６により被処理水量Ｑと
気液混合接触して臭気物質などを除去して、被処理水Ｑ
が図１の右方へ出力される。なお、オゾン化ガスの残留
分は上側に蓄積するので、排オゾン処理装置７により分
解処理して無害なガスとして大気へ放出されている。

【００１２】一方、ＰＳＡ装置１の減圧ポンプ(Ｖ_P）に
よって排出された窒素ガスをコンプレッサ(Ｃ_N）９によ
り昇圧して、圧力タンク（Ｖ_N）１０に蓄積し、圧力計
(Ｐ_N)で一定圧力を検出して、Ｃ_Nのアンロード運転条件
をつくり、常に一定圧力がＶ_Nに存在することとしてい
る。

【００１３】ミキサー４へのガス量ｆ_Xは流量調節弁２
ｂにより定まり、ユニットＣＥにより入力信号Ｓ₂によ
りｆ_Xを設定できる。一方、窒素ガス用の散気管６ｂの
流量ｆ_Nは流量調節弁２ｃで与えられ入力信号Ｓ₃によ
り、ｆ_Nを設定できる。

【００１４】図２は、散気管６の詳細の配置例を示した
もので、図２（ａ）ではオゾン用散気管６ａの上側に窒
素ガス用散気管６ｂを配置すると図示の如く、散気ガス
は水中を上昇しながら微細気泡が撹拌されてオゾン反応
が促進される。

【００１５】図２（ｂ）は窒素ガス用散気管を２本（６
ｂ−１，６ｂ−２）配置して、更に広く撹拌できる。な
お、散気管６ａと６ｂとの距離は実験的に６ａの直径の
１〜２倍までが最適である。

【００１６】図３は、散気管へのガス量を制御する時の
指標値の説明図で、図３（ａ）では、オゾン注入率ηが
max(η_H）〜min(η_L）まで設定信号として、別途与えら
れる。被処理水量Ｑは設備上与えられるが、増減する場
合は図３（ａ）に示す如く、斜め直線が平行移動する。
その交点の下側は図３（ｃ）の必要オゾン量(ＯＺＮ)が
求まり、max（Ｏ_H）〜min（Ｏ_L）と変化する。以上の基
本指標に対し、２種の制御法がある。

【００１７】即ち、（１）オゾン濃度（Ｄ）一定制御法図３（ａ）のようにオゾン濃度の高低で直線は平行移動
する。例えば、オゾン濃度が高い時は２０→４０〜６０
ｇ／Ｎｍ³となり低い時は２０→１０ｇ／Ｎｍ³となる。
オゾン濃度の交点より図３（ｂ）の左側のガス量Ｆ₁はm
ax（Ｆ_H）〜min(Ｆ_L）と可変制御される。ここに、本発
明ではη_X点となるとＦ_X点にガス流量を増すこと、す
なわち、図１のｆ₁に対しｆ_Xがミキサー４で加算され
ることを示している。この時、図３（ｄ）では窒素ガス
量ｆ_Nがｆ_X分だけ−側へ減らすことで、総量混合ガス
量を規定し安定的撹拌を図っている。

【００１８】（２）オゾン化ガス流量（Ｆ₁）一定制御
法図３（ｄ）のようにオゾン化ガス量の大小により、直線
は平行移動する。この場合は、η_X点に至るとガス量を
増すこと、すなわち、図１のｆ₁に対しｆ_Xがミキサー
４で加算されることを示している。この時、オゾン濃度
Ｄは低下しＤ_Xとなるが、図３（ｄ）のように窒素ガス
散気量ｆ_Nがｆ_X分だけ−側へ減らすことで、総量混合
ガス量を規定し安定的撹拌を図っている。

【００１９】図４では、これら一連の制御ユニット関連
を示したもので、制御器１１は図３（ａ）の処理をする
ユニット１１ａで初期設定の△ｆ_N（空気量）とη
_X（オゾン注入率変化点）とが与えられ、オゾン注入率
△ηは任意に季節的要因で設定される。その結果Ｓ₀信
号としてオゾン発生器の電源制御盤３ｂに指令が発生す
る。

【００２０】一方、図３（ｂ),（ｃ),（ｄ）の処理をす
るユニット１１ｂでは流量ｆ₁，ｆ_X，ｆ_Nをモニターし
ているが、図３の説明動作により入力信号としての
Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃を流量調節弁２へ指令する。

【００２１】従って、制御器１１のユニット１１ａ〜１
１ｂでは図３（ａ)〜(ｄ）のようにアナログ図を記憶し
て、制御動作しているので、動作点を外部へ引出しモニ
ターとして使うことは容易である。

【００２２】このように、本発明では以下の効果があ
る。

【００２３】（１).散気管６ａと散気管６ｂにそれぞ
れ、高濃度オゾン化ガスと窒素ガスとを圧送したので、
次工程の生物活性炭吸着池内の溶存酸素濃度が抑えら
れ、生物活性炭表面の微生物の繁殖が酸素ガスを使用し
た従来技術に比べて少なくなり、生物活性炭の使用期間
が長くなると共に、定期的に生物活性炭吸着池を止めて
逆洗清掃をする必要が無く、稼動率が向上する。また清
水を効率良く生産できるようになった。

【００２４】（２).従来の酸素富化装置で排気していた
窒素ガスを有効に利用したので、オゾン処理施設で新た
に窒素ガスを設けた場合に比べて、安くできる利点があ
る。（３).オゾン接触池内の散気管に直接高濃度オゾン化ガ
スと窒素ガス又は酸素ガスを散気するので、オゾン特有
の異臭が周囲に漏れても、水中のため逆に殺菌反応に役
立ち、かつ公害上安全である。

【００２５】（４).図２（ａ）のように上側散気管に窒
素ガスまたは空気を下側散気管に高濃度オゾン化ガスを
圧送するようにすれば、水中におけるオゾンの撹拌が良
くなるのでオゾン反応が進む。

【００２６】（５).更に、図２（ｂ）のように三角配置
にすれば、窒素ガスを流す散気管６ｂ−１と６ｂ−２と
の間隙に下側に配置した散気管６ａからオゾンガスを流
すようにしたので、オゾンガスは窒素ガスを流す散気管
６ｂ−１と６ｂ−２に邪魔されることなく、オゾンガス
が窒素ガスを撹拌する撹拌範囲を更に広くできるので、
オゾン反応がオゾン接触池で広範囲に亘り行うことがで
きる。

【００２７】（６).オゾンガスと窒素ガスとの比重を検
討すると、オゾンガスの比重は窒素ガスの比重より重
い。下側散気管に窒素ガスを上側散気管にオゾンガスを
圧送すると、水中を上昇中のオゾンガスに窒素ガスが追
いつき衝突しやすいので、更に撹拌効果を上げることが
できる。

【００２８】（７).図４の制御方法により運転モードに
対応した水中へのオゾン化ガスと窒素ガスとの散気量の
総量を一定としているので、オゾン接触池内のオゾン反
応が安定する。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明により、散気管から
オゾン化ガスと窒素ガスとを被処理水に圧送したので、
次工程の生物活性炭吸着池内の溶存酸素濃度が抑えら
れ、生物活性炭表面の微生物の繁殖が少なくなり、生物
活性炭の保守期間が長くなったばかりか、また清水を効
率良く生産することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である水処理用オゾン散気装置
の構成説明図である。

【図２】図２（ａ),（ｂ）は図１に使用する散気管の詳
細構成である。

【図３】図３（ａ),（ｂ),（ｃ),（ｄ）は図１に使用す
るガス散気の制御指標の説明特性図である。

【図４】図１の全体を制御する制御器の機能分担説明図
である。

【符号の説明】

２…流量調節弁、３…オゾン発生器、４…ミキサー、５
…オゾン接触池、６…散気管。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１０月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】図３は図１に使用するガス散気の制御指標の説
明特性図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３Ｆ (72)発明者芳賀鉄郎茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者柴田文夫東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気を原料として酸素富化装置で高濃度酸
素を生成し、これをオゾン発生器に送込み、高濃度オゾ
ン化ガスを発生させて、酸素富化装置からの窒素ガスと
高濃度オゾン化ガスとを被処理水と接触させるオゾン接
触池の散気管に供給することを特徴とする水処理用オゾ
ン散気装置。
【請求項２】上記高濃度オゾン化ガス用散気管を窒素ガ
ス用散気管の下側に配置することを特徴とする請求項１
記載の水処理用オゾン散気装置。
【請求項３】少なくとも２本以上配置した上記窒素ガス
を流す上側散気管と上側散気管との間隙の下側に配置さ
れた散気管より高濃度オゾン化ガスを流すことを特徴と
する請求項１記載の水処理用オゾン散気装置。
【請求項４】オゾン発生器とオゾン接触池とを連絡する
配管途中に設けたミキサーに高濃度オゾン化ガスを希釈
する酸素富化装置からの窒素ガスを混合することを特徴
とする請求項１記載の水処理用オゾン散気装置。
【請求項５】空気を原料として酸素富化装置で高濃度酸
素を生成し、これをオゾン発生器に送込み、高濃度オゾ
ン化ガスを発生させて、高濃度オゾン化ガスと空気を被
処理水と接触させるオゾン接触池の下側散気管と上側散
気管に供給することを特徴とする水処理用オゾン散気装
置。