JPS6127118B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔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施が行
なわれている。

近年水需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。
これらの水需要の増加からも、この大量に生じる
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
ールス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ーザ、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
や界面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
入すると、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、オゾン反応構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
に排オゾン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注入して発泡を抑制し、
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第１のデイヒユーザと、上
記槽内に設けられ廃水中にオゾン気泡を生じさせ
る気孔径を上記第１のデイヒユーザの気孔径より
大きくした第２のデイヒユーザとを備えており、
主として第２のデイヒユーザから生じるオゾンの
気泡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１
０で発生したオゾンはオゾン導入管４および弁１
５を通つてオゾン反応槽１の下部に設けられた多
孔質材による第１のデイヒユーザ５に導入され、
この第１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
れた第２のデイヒユーザで、オゾン導入管４より
分岐した分岐管９および弁７を通つてオゾンが供
給される。上記第２のデイヒユーザ１６はオゾン
反応槽１内の第１のデイヒユーザ５附近に設けら
れており、第１のデイヒユーザ５に比べ、気泡を
生じさせる気孔径を大きなものを用いている。

上記構成において、廃水処理の初期には先ず弁
１５を閉じ弁７を開いて第２のデイヒユーザ１６
にオゾンを供給する。第２のデイヒユーザ１６の
気孔径は第１のデイヒユーザ５に比して大きいの
で発生するオゾン気泡の径が大きくなり、オゾン
の溶解性が低下する。このためデイヒユーザ１６
より供給されたオゾンは反応槽１内下部での反応
が少くオゾン濃度は低下することなく水面近くま
で上昇するので、水面附近の泡に有効に作用し、
能率よく消泡することが出来る。消泡が進んだら
弁７を閉じて弁１５を開き、オゾンを第１のデイ
ヒユーザに供給する。第１のデイヒユーザ５の気
孔径は小さいのでオゾン気泡の径も小さくなり、
溶解性が大きくなるのでオゾン反応槽内に有効に
溶解し能率よくオゾン処理が行なわれる。

ここで、第１のデイヒユーザ５と第２のデイヒ
ユーザ１６との気孔径の関係について述べる。一
般にデイヒユーザの気孔径とオゾンの溶解率との
関係は、種々の条件によつて異なるが、水道原水
の場合は、水深5m以下では、デイヒユーザの気
孔径が30μｍ〜60μｍの範囲では80％程度の高い
オゾン吸収率を維持する。これに対し、90μｍ以
上になるとオゾン吸収率は大きく低下し、気孔径
100μｍ〜１mmのデイヒユーザからの気泡は３〜
５mm（水深３〜4m）となり、100μｍ以上のデイ
ヒユーザを用いれば吸収効率は60％以下となるこ
とが知られている。本発明における廃水について
も同様の吸収特性が生じ、上記気孔径を目安とし
て第２のデイヒユーザ１６の気孔径を設定すれ
ば、液面まで比較的高いオゾン濃度を維持し、液
面での泡をこわす効果が生じる。

第２図は第２のデイヒユーザ１６を用いた場合
(A)と用いない場合(B)との泡の発生状況を示す図で
ある。すなわち(B)の場合には泡の高さｈがオゾン
反応槽１の水面上空間の高さh₀より高くなつて泡
がオゾン分解槽１１へ移行し、(A)の場合はこれが
防止できることを示している。

〔発明の効果〕

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
注入する第１の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、
気泡発生用の孔径の大きな第２のデイヒユーザを
設けたことによつて効果的に消泡を行ない、これ
によつて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。

【図面の簡単な説明】

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……主第１のデイヒユ
ーザ、１６……第２のデイヒユーザ、１０……オ
ゾン発生器、１１……オゾン分解槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 廃水が貯留される槽と、この槽内下部に互い
   に接近して設けられオゾンを気泡として廃水中に
   送入する第１および第２のデイヒユーザとを備
   え、前記第１のデイヒユーザの気孔径を、前記槽
   内の廃水へのオゾン溶解率の高い気泡を生じる大
   きさに設定し、かつ第２のデイヒユーザの気孔径
   を上記第１のデイヒユーザの気孔径より大きくか
   つ槽内廃水へのオゾン溶解率が20％以上低下する
   気泡を生じる大きさに設定したことを特徴とする
   廃水処理装置。