JPH11314085A - 有機物含有水の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン接触槽の槽下部から流出したオゾン処
理水を上向流式活性炭吸着塔で処理する有機物含有水の
処理装置において、活性炭吸着塔からの活性炭の流出を
防止する。 【解決手段】 オゾン接触槽１から流出し、活性炭吸着
塔３に流入するオゾン処理水の送給通路に、気体除去手
段２を設け、オゾン処理水中に大気圧状態における溶解
度以上に溶解している気体を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機物含有水をオゾ
ン−活性炭処理する有機物含有水の処理装置に係り、特
に、オゾン接触槽の槽下部から流出したオゾン処理水を
上向流式活性炭吸着塔で処理する装置における該上向流
式活性炭吸着塔からの活性炭の流出を防止した有機物含
有水の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川水、湖沼水、地下水、工業用水、排
水などを原水として、上水、飲食品製造用水、医薬用原
水などの上質水を製造する場合、原水水質が良好な場合
には比較的簡単な処理でよいが、最近では原水の汚染が
進んでいることから、高度な処理が要求されている。例
えば、浄水処理においては、色度成分、異臭味成分、ト
リハロメタン、トリハロメタン前駆物質などの有機物質
の除去が要求されている。この場合、高度処理として
は、近年、オゾン処理と活性炭吸着処理とを組み合わせ
た処理が採用されるようになっている（水道施設設計指
針・解説、日本水道会 １９９０年、ｐ−２８３）。

【０００３】このオゾン−活性炭処理において、活性炭
処理には、次のような利点を有することから、上向流式
活性炭吸着塔が使用されている。

【０００４】即ち、上向流式活性炭吸着塔のうち、流動
床型では、活性炭層において懸濁物質を捕捉することが
なく、目詰まり、差圧の上昇を起こさないことから長時
間運転が可能である。また、移動床型では、活性炭能力
を効率的に利用できることから、活性炭量を少なくし、
かつ良好な水質を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】オゾン処理水を上向流
式活性炭吸着塔で処理した場合、上向流に伴って活性炭
の一部が塔上部から流出する問題が発生することがあ
る。

【０００６】本発明は上記従来の問題を解決し、オゾン
−活性炭処理において上向流式活性炭吸着塔からの活性
炭の流出を効果的に防止することができる有機物含有水
の処理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の有機物含有水の
処理装置は、被処理水とオゾンガスが供給され、槽下部
からオゾン処理水が流出するオゾン接触槽と、該オゾン
処理水が塔下部から流入し、塔上部から処理水が流出す
る上向流式活性炭吸着塔とを有する有機物含有水の処理
装置において、該オゾン接触槽から流出し、活性炭吸着
塔に流入するオゾン処理水の送給通路に、該オゾン処理
水中に大気圧状態における溶解度以上に溶解している気
体を除去する気体除去手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】本発明者らは、オゾン−活性炭処理におけ
る上向流式活性炭吸着塔からの活性炭の流出の原因につ
いて検討を加えたところ、原因の一つとして、吸着塔内
の上向流に微細な気泡が混入していることを見出した。
この気泡は活性炭に付着して活性炭を浮上させ、また、
気泡の上昇流は水の上向流速を加速させ、活性炭の流出
をもたらしている。そして、この気泡の発生原因につい
て更に検討を加えたところ、オゾン接触塔の構造に由来
して気泡が発生しやすいことをつきとめた。

【０００９】即ち、オゾン処理水を槽下部から抜き出す
タイプのオゾン接触槽では、オゾン処理槽の水深に比例
した圧力が流出オゾン処理水にかかり、その分、気体
（窒素、酸素、オゾン、炭酸ガスなど）が溶解する。特
に、槽内にはオゾンガスが供給されているが、このオゾ
ンガスは窒素、酸素（空気）とオゾンとを含有してお
り、窒素、酸素が十分に存在するため、オゾン接触槽の
槽下部から流出するオゾン処理水中には窒素、酸素が溶
解する。

【００１０】この溶解した窒素、酸素を含むオゾン処理
水が大気圧下の活性炭吸着塔に流入すると、オゾン処理
水は大気圧まで減圧された状態になり、大気圧下の溶解
度以上に溶解していた気体は気泡として放出され、塔内
を上昇する。この気泡が活性炭の流出の原因となる。

【００１１】従って、オゾン接触槽から流出し、活性炭
吸着塔に流入するオゾン処理水の送給通路に気体除去手
段を設け、オゾン処理水中に大気圧状態における溶解度
以上に溶解している気体を除去することにより、この活
性炭流出の原因となる気泡を、オゾン処理水が活性炭吸
着塔に流入する前に除去することができ、活性炭吸着塔
からの活性炭の流出は防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の有機物含有水の処理装置の
実施の形態を示す系統図である。

【００１４】１はオゾン接触槽であり、槽上部から原水
が供給され、槽下部からオゾンガスが供給される。オゾ
ンによる酸化で原水中の有機物は分解されてＣＯ₂や低
分子化合物となり、処理水は槽底部から流出する。排オ
ゾンガス及び反応により発生したガスは槽上部から排出
され、必要に応じて排ガス処理された後放出される。

【００１５】一般には、このオゾン処理の原水として
は、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）や塩化鉄等の凝集
剤を添加して、凝集沈澱又は加圧浮上或いは限外濾過膜
又は精密濾過膜で固液分離した処理水が供給される。

【００１６】オゾン接触槽１は、オゾン処理水が槽底部
付近から排出されるタイプのものであれば、任意の形状
のものを使用できる。例えば、上部に原水の散水装置が
設けられ、下部にオゾンガスの散気装置とオゾン処理水
排出口を有し、向流式にオゾンと水との接触がなされる
塔タイプのものが挙げられる。また、上部の散水装置の
下方で、水面上に充填材層を設けても良く、この場合に
は、オゾンと水との接触効率が向上し好ましい。このよ
うな向流式オゾン接触槽はオゾンの溶解効率が高くオゾ
ンを有効に利用でき、排ガスに含まれるオゾン濃度が低
いという利点がある。

【００１７】オゾン接触槽はまた水槽タイプであって、
水槽の下部に設けた散気装置からオゾンガスを供給し、
水槽内で循環流を形成して完全混合するものであっても
良い。

【００１８】オゾン接触槽１の下部から流出したオゾン
処理水は、気体除去手段としての気泡分離塔２に供給さ
れ、気体が除去される。この気泡分離塔２としては、溶
存気体を除去するために用いられる脱気装置が使用でき
るが、本発明では、大気圧下での溶解度以上に溶解して
いる気体だけを除去するものであっても良いことから、
簡易な気体除去手段も採用できる。

【００１９】例えば、気泡分離塔２としては、図示の如
く、ガス吸引手段（例えば、真空ポンプ２Ａ）を有する
密閉容器であってもよく、単なる開放容器であっても良
い。

【００２０】図１の装置では、オゾン処理水を真空ポン
プ２Ａを有する密閉容器よりなる気泡分離塔２に導き、
容器内の気体相を吸引することにより、容器内を減圧す
る。減圧の度合いに応じてオゾン処理水中に溶解してい
る気体は気泡となって、気相側に移行し、オゾン処理水
から溶存気体が除去される。減圧度は大気圧になる程度
でよいが、大気圧より多少減圧された状態にまで吸引す
ると、より確実に活性炭吸着塔３内で気泡の発生が防止
され好ましい。なお、吸引手段を用いて減圧する場合に
は密閉容器内にレベル計を設けて吸引手段と連動させ、
所定水位を維持するように運転するのが好ましく、この
ようにすることで塔内を所定圧に保持でき、安定処理が
可能となる。

【００２１】オゾン処理水を単なる開放容器に導いた場
合でも、オゾン処理水は大気圧となり、過剰の溶存気体
は放出される。この場合には、開放容器内に、傾斜板や
傾斜管を設置するのが好ましく、このようにすること
で、発生した気泡が微細であっても傾斜面に沿って移動
する際に会合し、粗大化して水中から分離し易くなる。

【００２２】いずれの場合であっても、気泡分離塔２内
のオゾン処理水の水位は所定レベル以上に保持すること
が望ましく、気泡分離塔２内の水を重力（水位差）によ
って活性炭吸着塔３に送る際に、水面上の気体層を巻き
込むことを防止できる。また、同様の理由から、気泡分
離塔２は塔上部からオゾン処理水が流入し、塔下部から
処理水が流出するものとし、後段の活性炭吸着塔３の処
理水の出口位置は、気泡分離塔２の処理水出口位置と同
等か或いは、この位置よりも高い位置に設けるのが好ま
しい。

【００２３】気泡分離塔２でオゾン処理水中に大気圧状
態における溶解度以上に溶解している気体が除去された
水は、活性炭吸着塔３の下部から流入し、オゾン処理水
中に残留する有機物や低分子化された有機物が活性炭に
より吸着除去され、処理水は塔上部から流出する。

【００２４】この活性炭吸着塔３は、上向流式であれば
任意の形式のものを採用することができ、例えば、粒状
活性炭を塔内に充填し、上向流で通水して流動床を形成
する流動床式活性炭吸着塔、塔内に形成した粒状活性炭
層に上向流で通水すると共に、活性炭の一部は塔下部か
ら排出し、排出分に見合う量の新活性炭を上部から補給
する移動床型活性炭吸着塔、更には、このような移動床
型活性炭吸着塔において、塔内に多段に仕切板を設けた
多段型活性炭吸着塔などを用いることができる。

【００２５】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２６】実施例１ 図１に示す有機物含有水の処理装置により、ダム貯水池
水にＰＡＣ１００ｍｇ／Ｌを添加し、凝集沈澱処理して
得られた上澄水を原水として、オゾン−活性炭処理を行
った。

【００２７】オゾン接触槽１としては内径２００ｍｍ，
高さ５００ｍｍのものを用い、槽下部からオゾン化空気
（オゾン含有空気）３００Ｌ／ｈｒを供給すると共に、
槽上部からは原水を５００Ｌ／ｈｒで通水した。

【００２８】気泡分離塔２としては内径２５０ｍｍ，高
さ１０００ｍｍの開放容器を用いた。

【００２９】活性炭吸着塔３としては、内径２５０ｍ
ｍ，高さ４５００ｍｍの４段型（１段の高さ１０００ｍ
ｍ）のものを用い、この活性炭吸着塔３の処理水出口の
水位よりも気泡分離塔２の開放容器の水位が５００ｍｍ
高い位置となるように設置した。

【００３０】この結果、得られた処理水のＳＳは０．２
ｍｇ／Ｌであり、活性炭の流出は殆どなかった。

【００３１】比較例１ 実施例１において、気泡分離塔を設けなかったこと以外
は全く同様にして処理を行った。その結果、活性炭吸着
塔から得られた処理水のＳＳは３．４ｍｇ／Ｌであっ
た。このＳＳ成分は黒色を帯びており、主に活性炭吸着
塔から流出した活性炭であると判断された。

【００３２】比較例２ 比較例１において、オゾン接触槽へのオゾン化空気の供
給を停止したこと以外は全く同様にして処理を行った。
その結果、活性炭吸着塔から得られた処理水のＳＳは
０．２ｍｇ／Ｌであり、活性炭の流出は殆どなかったこ
とから、活性炭流出の原因は、オゾン処理水中の気泡で
あると判断された。

【００３３】以上の結果から、気泡分離塔を設けること
により、活性炭吸着塔からの活性炭の流出を防止するこ
とができることがわかる。

【００３４】なお、後段に設けてあった砂濾過塔の逆洗
（１〜２日に１回）のために、活性炭吸着塔を数十分間
停止した後の再起動時（通水工程）において、比較例１
では瞬時に活性炭吸着塔内からガスが吐出して活性炭が
流出したが、実施例１ではこのような現象も防止され
た。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の有機物含有
水の処理装置によれば、オゾン接触槽の槽下部から流出
したオゾン処理水を上向流式活性炭吸着塔で処理する装
置において、上向流式活性炭吸着塔からの活性炭の流出
を効果的に防止して、安定かつ効率的な処理を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機物含有水の処理装置の実施の形態
を示す系統図である。

【符号の説明】

１ オゾン接触塔 ２ 気泡分離塔 ３ 活性炭吸着塔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理水とオゾンガスが供給され、槽下
   部からオゾン処理水が流出するオゾン接触槽と、 該オゾン処理水が塔下部から流入し、塔上部から処理水
   が流出する上向流式活性炭吸着塔とを有する有機物含有
   水の処理装置において、 該オゾン接触槽から流出し、活性炭吸着塔に流入するオ
   ゾン処理水の送給通路に、該オゾン処理水中に大気圧状
   態における溶解度以上に溶解している気体を除去する気
   体除去手段を設けたことを特徴とする有機物含有水の処
   理装置。