【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔発明の技術分野〕
本発明は廃水中にオゾンを注入して廃水中の汚
染物質を処理するオゾン反応式の廃水処理装置に
関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
強力な酸化力をもつオゾンは、近年、公害防止
を目的として各種の廃水処理に利用され始めてい
る。オゾンの廃水処理への利用は特に従来の生物
処理では困難な汚染物質、あるいは生物に対して
毒性を持つた汚染物質の酸化分解に適し、例えば
シアン化合物、フエノール化合物などへの実験が
行なわれている。
近年水儒要の増加により単に廃水処理を行い放
流するだけでなく、物理的処理、生物的処理、化
学的処理を組み合せた高度な処理を行い、廃水の
再利用を行う企業が増加している。更に都市下水
道の発達によつて処理場から排出される下水二次
処理水の量が増加しており、従来の沈澱、生物処
理のみでは浄化が不充分となり放流後の河川や海
の汚染が増大している。このため環境保全の立場
からも、より高度な下水処理が求められている。
これらの水儒要の増加からも、この大量に生じぬ
下水二次処理水を高度に処理し、工業用水として
利用できるまで浄化しようとする開発研究が各所
で行われている。これら工場廃水あるいは下水二
次処理水の高度な処理に、オゾンによる酸化力が
利用される。オゾンは脱臭、脱色、殺菌、その他
汚染有機物質の分解、などに効果を示し、特にビ
ールズを不活性化する作用をもつている。オゾン
添加後、余剰オゾンは自己分解により酸素になる
ため、従来用いられていた塩素処理のように処理
薬剤の残留や塩濃度増加などの問題を生じない。
さらにオゾンは空気あるいは酸素を原料として電
力のみで簡単に発生させることができる利点があ
る。
しかし、オゾンは常温で気体であり、オゾン発
生装置から得られるオゾン濃度は空気を原料とし
たとき１％（重量）、酸素を原料としたとき約２
％程度の濃度しか得られない。このためオゾンを
用いて廃水を処理するには気液接触装置を必要と
し、一般には多孔質のデイヒユザ、吸引方式のイ
ンジエクタなどを用いて気液接触面積を大きくし
廃水中へ、オゾンを含有する空気または酸素を注
入している。処理すべき工業廃水には水溶性切削
油、蛍光探傷液など界面活性剤を多く含む廃水も
あり、また染色工業排水には染料のみではなく、
のり剤、洗剤として多くの水溶性高分子物質や界
量活性剤を含んでいる。また再利用を目的とした
工場廃水では、食堂排水より洗剤が流入すること
も多い。一方、下水処理場では家庭排水からの洗
剤、し尿からの蛋白成分など活性汚泥法では処理
されにくいものが下水二次処理水に残留してい
る。これらを含有する廃水は激しい発泡性を持
ち、各種廃水処理操作の障害となる。オゾンの強
力な酸化力は、これらの発泡性成分を酸化分解、
低分子化して消泡することができる。
従来、オゾンを用いた廃水処理装置は、気液接
触時間、水圧、気泡接触面積を上げオゾンの溶触
性と反応性を促進させるため、反応槽下部からオ
ゾン含有気体を細かい気泡として注入している。
更に反応槽上部から排出される未反応オゾンはオ
ゾン分解槽内の活性炭あるいは触媒を用いて完全
に分解し大気汚染を防止している。
しかし発泡性成分を多く含む廃水を処理する場
合は下記のごとく、定常運転が困難となる。つま
り、操作初期においては反応槽内の発泡性成分は
均一な濃度で存在している。オゾン含有気体を注
入により、オゾンは反応槽下部でほとんど消費さ
れ、上昇する気泡内のオゾン濃度は非常に低くな
る。このため反応槽上部では単に気体注入による
発泡現象と同じとなる。これは廃水中に発泡性成
分よりオゾンと反応しやすい物質が存在する場合
も同様である。反応槽上部にある空間体積以上に
生じた泡は、オゾン反応槽上部より出る排オゾン
分解のため設けられたオゾン分解槽内の活性炭あ
るいは触媒層をぬらし、圧力抵抗を大きくし、更
に排オゾ分解に必要な有効表面積を減少させる。
このため、発泡成分がオゾン酸化された後の定常
な操作でも、完全な排オゾン分解が困難になる。
この発泡による障害は連続処理の場合でも、水質
変動により起り得る。
従来、生成した泡に注水し、消泡することは一
般の廃水処理で行なわれている。しかしこの方法
では泡をこわしただけで発泡成分を本質的には分
解除去していない。また、泡に対してオゾン含有
体を吹きかけ消泡する方法も知られているが、こ
の場合、ほとんどのオゾンはオゾン反応槽上部よ
り排オゾンとして放出されるため経済的ではな
い。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、発泡性成分を多く含む廃水を
オゾン処理するに当り、操作初期に発生する泡に
対してオゾンを効果的に加えて発泡を抑制し、こ
れによつて泡がオゾン分解槽内に移行することを
防止して安定に処理操作を継続できる改善された
廃水処理装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明による廃水処理装置は、廃水が貯溜され
る槽と、この槽内下部に設けられオゾンを気泡と
して廃水中に送入するデイヒユーザと、この槽内
のデイヒユーザ近くの廃水を吸引しこれを槽内の
廃水表面上に散布するシヤワー装置とを備えてお
り、シヤワー装置からオゾンを多量に含んだ被処
理水を散布することにより発泡を抑制したもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下本発明を図面に示す一実施例を参照して詳
細に説明する。
第１図において、１は廃水中にオゾンを注入し
て廃水中の汚染物質を処理するオゾン反応槽であ
る。処理すべき廃水は導入管２を通つてオゾン反
応槽１に導入され、処理された廃水は放出管８を
通つて排出される。オゾン発生器１０で発生した
オゾンはオゾン導入管４を通つてオゾン反応槽１
の下部に設けられた多孔質材によるデイヒユーザ
５に導入され、このデイヒユーザ５から廃水中に
注入される。オゾン反応槽１内で反応せずに残存
したオゾンは排オゾン管３を通つてオゾン分解槽
１１に送られ、ここでオゾンは分解され無害の酸
素気体となつて大気中に放出される。オゾン分解
槽１１は前述の如く活性炭や触媒などから構成さ
れているがその表面に水が附着すると活性面積が
減少する。このためオゾン分解能力が低下し、場
合によつてはオゾンが分解されないまま大気中に
放出され公害の原因となることがある。１６は本
発明において特に消泡のために設けられたシヤワ
ー装置である。すなわち、図において１３はポン
プでオゾン反応槽１の下部の溶存オゾン濃度の高
い処理水を管路１２により吸引し水面上に押し上
げ、シヤワー１４から水面上の泡に散布する。こ
れによつて能率よく消泡することが出来る。上記
構成において、廃水処理開始直後には、廃水中の
オゾン反応成分が多くデイヒユーザ５より注入さ
れたオゾンは反応槽１の中を上昇するにつれて急
速にオゾン濃度を減少し、特に水面近くに溜つた
泡を消泡することが出来ない。しかし、シヤワー
装置１６を運転することにより、ポンプ１３は反
応槽下部の溶存オゾン濃度の高い処理水を吸引
し、これをシヤワー１４にて水面の泡上に散布す
るので、これらによつて消泡が能率よく行なわ
れ、泡の高さが低下する。従つて、水分を含んだ
泡が排オゾン管３を通つてオゾン分解槽１１に移
行することがなく、オゾン分解槽１１におけるオ
ゾン分解能力の低下が起こらない。
ここで、構内下部のデイヒユーザ近くの廃水に
よるシヤワー散布を行つた場合の実験例を以下に
示す。
被処理水として、低濃度し尿処理水を処理する
ものとし、高さ４ｍ、内径15cmの反応槽を用いて
テストを行つた。反応初期に生成した泡に対して
スプレー散布を８／minで行い、各シヤワー水
について比較した結果を下表に示す。なお、この
時のデイヒユーザ近くの溶存オゾン濃度は約0.4
mg／であつた。
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ozone reaction type wastewater treatment device that treats pollutants in wastewater by injecting ozone into the wastewater. [Technical background of the invention and its problems] In recent years, ozone, which has strong oxidizing power, has begun to be used in various wastewater treatments for the purpose of pollution prevention. The use of ozone in wastewater treatment is particularly suitable for the oxidative decomposition of pollutants that are difficult to treat with conventional biological treatment, or pollutants that are toxic to living organisms, such as cyanide compounds, phenolic compounds, etc. There is. In recent years, due to the increase in demand for water, an increasing number of companies are reusing wastewater by not only treating and discharging wastewater, but also performing advanced treatment that combines physical, biological, and chemical treatments. . Furthermore, with the development of urban sewage systems, the amount of secondary treated sewage discharged from treatment plants is increasing, and conventional sedimentation and biological treatment alone are insufficient for purification, resulting in increased pollution of rivers and the sea after discharge. are doing. Therefore, from the standpoint of environmental conservation, more advanced sewage treatment is required.
Due to this increase in water demand, research and development efforts are being conducted in various places to highly treat this secondary treated sewage water, which is not produced in large quantities, and to purify it to the point where it can be used as industrial water. The oxidizing power of ozone is used for advanced treatment of these industrial wastewater or secondary treated sewage water. Ozone is effective in deodorizing, decolorizing, sterilizing, and decomposing other organic contaminants, and is particularly effective in inactivating beer. After ozone is added, excess ozone self-decomposes into oxygen, so there are no problems such as residual treatment chemicals or increased salt concentration, unlike in conventional chlorine treatment.
Furthermore, ozone has the advantage that it can be easily generated using electricity alone using air or oxygen as a raw material. However, ozone is a gas at room temperature, and the ozone concentration obtained from an ozone generator is 1% (by weight) when air is used as the raw material, and about 2% when oxygen is used as the raw material.
% concentration can be obtained. For this reason, a gas-liquid contact device is required to treat wastewater using ozone, and generally a porous dehydrator, suction type injector, etc. is used to increase the gas-liquid contact area and ozone is contained in the wastewater. Injecting air or oxygen. The industrial wastewater that needs to be treated includes wastewater that contains a lot of surfactants, such as water-soluble cutting oil and fluorescent flaw detection liquid, and the dyeing industry wastewater contains not only dyes but also
Contains many water-soluble polymer substances and surfactants as adhesives and detergents. Furthermore, in factory wastewater intended for reuse, detergent often flows into the wastewater from cafeterias. On the other hand, at sewage treatment plants, substances that are difficult to treat using the activated sludge method, such as detergents from domestic wastewater and protein components from human waste, remain in the secondary treated sewage water. Wastewater containing these substances has a strong foaming property and becomes a hindrance to various wastewater treatment operations. Ozone's strong oxidizing power oxidizes and decomposes these foaming components.
It can be reduced in molecular weight and defoamed. Conventionally, wastewater treatment equipment using ozone injects ozone-containing gas as fine bubbles from the bottom of the reaction tank in order to increase the gas-liquid contact time, water pressure, and bubble contact area, and promote the solubility and reactivity of ozone. .
Furthermore, unreacted ozone discharged from the upper part of the reaction tank is completely decomposed using activated carbon or a catalyst in the ozone decomposition tank to prevent air pollution. However, when treating wastewater containing a large amount of foaming components, steady operation becomes difficult as described below. In other words, at the initial stage of operation, the foaming component in the reaction tank is present at a uniform concentration. By injecting the ozone-containing gas, most of the ozone is consumed in the lower part of the reactor, and the ozone concentration in the rising bubbles becomes very low. Therefore, in the upper part of the reaction tank, the phenomenon is the same as that of bubbling simply due to gas injection. This also applies if there are substances in the wastewater that are more likely to react with ozone than foaming components. Bubbles generated in an area exceeding the space volume at the top of the reaction tank wets the activated carbon or catalyst layer in the ozone decomposition tank, which is installed to decompose the exhaust ozone coming out from the top of the ozone reaction tank, increasing pressure resistance, and further decomposing the exhaust ozone. reduce the effective surface area required for
For this reason, even during regular operations after the foaming component has been oxidized with ozone, complete exhaust ozone decomposition becomes difficult.
This problem caused by foaming can occur even in continuous treatment due to fluctuations in water quality. Conventionally, pouring water into the generated foam to eliminate the foam has been carried out in general wastewater treatment. However, this method only destroys the foam, but does not essentially decompose and remove the foaming components. A method of defoaming foam by spraying an ozone-containing substance onto the foam is also known, but in this case, most of the ozone is released from the upper part of the ozone reaction tank as waste ozone, which is not economical. [Object of the Invention] The object of the present invention is to suppress foaming by effectively adding ozone to the foam generated at the beginning of the operation when ozonating wastewater containing a large amount of foaming components. An object of the present invention is to provide an improved wastewater treatment device that can stably continue treatment operations by preventing bubbles from moving into an ozone decomposition tank. [Summary of the Invention] A wastewater treatment device according to the present invention includes a tank in which wastewater is stored, a day user provided at the bottom of the tank that sends ozone into the wastewater as bubbles, and a wastewater treatment device near the day user in the tank. It is equipped with a shower device that suctions the waste water and sprays it onto the surface of the waste water in the tank. Foaming is suppressed by spraying treated water containing a large amount of ozone from the shower device. [Embodiment of the Invention] The present invention will be described in detail below with reference to an embodiment shown in the drawings. In FIG. 1, 1 is an ozone reaction tank that injects ozone into wastewater to treat pollutants in the wastewater. The wastewater to be treated is introduced into the ozone reaction tank 1 through the inlet pipe 2, and the treated wastewater is discharged through the discharge pipe 8. Ozone generated in the ozone generator 10 passes through the ozone introduction pipe 4 to the ozone reaction tank 1.
The water is introduced into a day user 5 made of a porous material provided at the bottom of the cell, and is injected into the wastewater from this day user 5. Ozone remaining without reacting in the ozone reaction tank 1 is sent to the ozone decomposition tank 11 through the exhaust ozone pipe 3, where the ozone is decomposed into harmless oxygen gas and released into the atmosphere. As mentioned above, the ozone decomposition tank 11 is composed of activated carbon, a catalyst, etc., but when water adheres to its surface, the active area decreases. As a result, the ozone decomposition ability decreases, and in some cases, ozone may be released into the atmosphere without being decomposed, causing pollution. Reference numeral 16 is a shower device provided especially for defoaming in the present invention. That is, in the figure, reference numeral 13 denotes a pump that sucks treated water with a high concentration of dissolved ozone from the lower part of the ozone reaction tank 1 through a pipe 12, pushes it up to the water surface, and sprays it from the shower 14 onto the bubbles on the water surface. This allows efficient defoaming. In the above configuration, immediately after the start of wastewater treatment, there are many ozone reaction components in the wastewater, and as the ozone injected from the day user 5 rises in the reaction tank 1, the ozone concentration decreases rapidly, and the ozone concentration especially accumulates near the water surface. The foam cannot be defoamed. However, by operating the shower device 16, the pump 13 sucks the treated water with a high concentration of dissolved ozone from the lower part of the reaction tank and sprays it onto the foam on the water surface using the shower 14, which eliminates the foam. is carried out efficiently and the height of the foam is reduced. Therefore, bubbles containing moisture will not be transferred to the ozone decomposition tank 11 through the exhaust ozone pipe 3, and the ozone decomposition ability of the ozone decomposition tank 11 will not be reduced. Here, an experimental example is shown below in which shower spraying is performed using wastewater near the day user in the lower part of the premises. The water to be treated was low-concentration night soil treated water, and a test was conducted using a reaction tank with a height of 4 m and an inner diameter of 15 cm. The foam generated in the early stage of the reaction was sprayed at a rate of 8/min, and the comparison results for each shower water are shown in the table below. In addition, the dissolved ozone concentration near the day user at this time was approximately 0.4
mg/.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
以上説明したように本発明によれば、廃水中に
オゾンを注入して廃水中の汚染物質を処理するオ
ゾン反応式の廃水処理装置において反応オゾンを
注入するデイヒユーザの他に、特に処理操作の初
期に多い水面附近の泡を分解するためのシヤワー
装置を設けたので効果的に消泡が行われ、これに
よつて従来のように泡が増大してオゾン分解槽内
に移行しオゾン分解能力を低下させることを防止
できる。従つて残存オゾンが大気中に排出される
ことなく安全に操作を継続できる合理的な廃水処
理装置を得ることができる。
As explained above, according to the present invention, in addition to the day user that injects reactive ozone in an ozone reaction type wastewater treatment device that injects ozone into wastewater to treat pollutants in the wastewater, it is possible to Since we installed a shower device to break down the foam near the water surface, which is often present in water, the foam is effectively defoamed.As a result, the foam increases and moves into the ozone decomposition tank, reducing the ozone decomposition ability. can be prevented from decreasing. Therefore, it is possible to obtain a rational wastewater treatment device that can continue to operate safely without emitting residual ozone into the atmosphere.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明による廃水処理装置の一実施例
を示す系統図、第２図は本発明による消泡効果を
示す特性図である。
１……オゾン反応槽、５……デイヒユーザ、１
０……オゾン発生器、１１……オゾン分解槽、１
３……ポンプ、１４……シヤワー、１６……シヤ
ワー装置。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the wastewater treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing the defoaming effect according to the present invention. 1... Ozone reaction tank, 5... Dehyde user, 1
0...Ozone generator, 11...Ozone decomposition tank, 1
3...Pump, 14...Shower, 16...Shower device.