JPH0295494A - 水処理方法およびその処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、オゾンおよび生物活炭を用いて高度な浄水処
理、下排水処理を行う水処理プロセスに利用する水処理
方法およびその処理装置に係わり、特に生物活性炭の酸
化消耗および過マンガン酸イオンの流出を低減化する水
処理方法およびその処理装置に関する。

（従来の技術） 近年、水源での汚濁の進行に伴うカビ臭、藻臭等の発生
や水処理プロセスで使用される塩酸処理によるトリハロ
メタン等の発癌性何機塩素化合物の生成等が社会的に大
きな問題としてクローズアップされている。

そこで、最近では、従来の水処理方法と全く異にするオ
ゾンと生物活性炭を用いた水処理方法が注目を集めてき
ている。この処理方法は原水を凝集処理、オゾン処理、
砂ろ過処理および生物活性炭処理の順序で行う方法であ
って、これを具体化した水処理システムとしては第４図
に示すように原水ポンプ１を用いて原水を原水槽２に導
入した後、この原水槽２の原水を急速撹拌ｈ”１３に移
し、ここでＩ）　Ｈ調整用の酸またはアルカリ溶液と凝
集剤とを加えて急速撹拌を行う。しかる後、緩慢撹Ｖ１
！槽４にて緩慢撹拌を行ってフロックを形成され、史に
凝集処理槽５にて凝集沈澱処理を行った後、その１、澄
水をオゾン反応塔６へ導入する。このオゾン反応塔６で
はオゾン発生装置７で発生されたオゾンの供給を受けて
凝集処理水のオゾン処理を行う。オゾン処理されたオゾ
ン処理水は砂ろ過装置８に送られ、ここで固形性の濁質
処理を行った後、オゾン生物活性炭塔９にて処理水に含
む溶解性有機物質を活性炭処理する。

ところで、以上のような水処理システムにおいては、一
般に原水中の有機物濃度に変動があることおよび反応の
進行を速めること等の観点から、オゾンの注入率を通常
の理論値よりも１〜２割程麿多く注入するが、何れにせ
よ１通常の理論値または１〜２割多いオゾンをオゾン反
応塔６に供給すると、凝集処理水にオゾンが反応するが
、一部未反応のオゾンが凝集処理水に溶けて、いわゆる
溶存オゾンが発生する。

一方、湖沼等の原水にはマンガンイオンが含んでいるが
、このマンガンイオンを含んだ原水が凝集処理Ｖ４５で
凝集処理されずに溶解性マンガンとなってオゾン反応塔
６に入るが、このときその溶解性マンガンが所定の濃度
（例えば０．ｌｌｌ１ｇ／ｌ）以上になっているとオゾ
ンにより酸化されてピンク色の過マンガン酸イオンが生
成する。そして、これら溶存オゾンおよび過マンガン酸
イオンはオゾン反応塔６から砂ろ過装置８を通ってオゾ
ン生物活性炭塔９に供給され、ここでオゾン処理水を活
性炭処理する。

（発明が解決しようとする課題） 従って、以」−のようにしてオゾン反応塔６から流出さ
れた溶存オゾンおよび過マンガン酸イオンが砂ろ過装置
８を通ってオゾン生物活性炭塔９に入っていくが、その
溶存オゾンの溶存酸素濃度が０．１ｍｇ／ｌ以」二にな
ると、オゾン生物活性炭塔９に充填されている活性炭上
部を酸化して消耗させてしまう。また、このとき活性炭
に吸着されている微生物か殺菌作用により死滅し生物活
性炭の機１ｊｚを減少させる問題がある。

一方、過マンガン酸イオンについても溶存オゾンと同様
にオゾン生物活性炭塔９の活性炭を酸化して消耗させる
。このとき、過マンガン酸イオンはｌ、を性炭を酸化し
て二酸化マンガンに変化するが、これが活性炭上に付着
して活性炭の機能を劣化させる問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、溶存オゾン
、過マンガン酸イオンによる生物活性炭の酸化による消
耗を防止し、かつ、マンガンの付着による生物活性炭の
劣化を抑制する水処理方法およびその処理装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段および作用）本発明による
水処理方法は上記目的を達成するために、オゾン処理後
の溶存オゾンを含むオゾン処理水または溶存オゾンおよ
び過マンガン酸イオンを含むオゾン処理水に対し第１鉄
イオンを含む溶液を注入することにより、溶存オゾンま
たは溶存オゾンおよび過マンガン酸イオンが還元されて
溶存オゾン濃度、溶存酸素濃度および溶解性マンガンの
濃度を減少させ、よって生物活性炭の酸化による消耗を
防止し、二酸化マンガンの付性による生物活性炭の劣化
を抑制するものであるまた、本発明装置においては、彼
処理水にオゾンを（」（給してオゾン処理を行うオゾン
処理部と、このオゾン処理部から得られた溶存オゾンお
よび過マンガン酸イオンのうち少なくとも溶存オゾンを
含むオゾン処理水を砂ろ過装置を通して活性炭処理する
生物活性炭処理部と、前記オゾン処理部と前記砂ろ過装
置との間に溶存酸素計、酸化還元電位計および溶存オゾ
ン計の何れか１つ以上を設けてなるＭ１定手段と、この
７１ＰＩ定手段によってｉｐ１定された７１１１定値に
基づいて最適な第１鉄イオンを含む溶液の注入量を求め
て前記オゾン処理水に注入する注入制御系とを備えたも
のである。

従って、本発明装置は以上のような手段を講じたことに
より、オゾン反応部と砂ろ過装置との間に溶存酸素計、
酸化還元電位計および溶存オゾン計の（−−１れか１つ
または２つ以上をＭ１定手段として設け、オゾン反応部
から砂ろ過装置へ流通するオゾン処理水または第１鉄イ
オンを含む溶液と混合されたオゾン処理水の溶（ｊ酸素
濃度、酸化還元電位、溶存オゾンの何れか１つまたは２
つ以１−を７ＩＪｌｊ定し、注入制御系においてそのＪ
ｊｌ定値と後処理工程の生物活性病の酸化を防ぐに必要
な基帛値とに１λづいて注入ポンプを制御して第１秩イ
オンを含む溶液をオゾン処理水に注入することにより、
生物活性炭の酸化を防ぎ、かつ、二酸化マンガンの生物
活性炭への付着を抑制するものである。

（実施例） 以下、本発明方法の実施例について説明する。

先ず、原水はＰＨ調整および凝集沈澱処理後、オゾン処
理工程に送られる。ここでは、凝集処理水にオゾンを加
えてオゾン処理を行うが、このとき未反応のオゾンが溶
存オゾンとなって発生し、また原水中に含むマンガンイ
オンがオゾンにより酸化されて過マンガン酸イオンが生
成する。

そこで、溶存オゾンを含んだ処理水または溶存オゾンお
よび過マンガン酸イオンを含んだオゾン処理水に第１鉄
イオンを含む溶液を注入することにより、溶存イオンお
よび過マンガン酸イオンを還元させてその濃度を低減し
、砂ろ過処理後の生物活性炭の酸化および生物活性炭へ
の二酸化マンガンの付着を抑制するものである。

次に、上記装置を適用してなる水処理装置の一実施例に
ついて第１図を参照して説明する。なお、本発明装置に
おいて従来装置と同一部分には同一初号を付してその詳
しい説明は省略し、特に従来装置と比較して異なる部分
について説明する。オゾン反応塔６と砂ろ過装置８との
間の連絡配管１１か接続され、この連絡配管１１に注入
配管１２が設けられ、この注入配管１２の途中および端
部にそれぞれ個別に注入ポンプ１３および注入ｉ（ｋ貯
槽１４が設けられている。この注入液貯槽１４は第１鉄
イオンを含む溶液例えば硫酸第１鉄。

硝酸第１鉄、塩化第１鉄等の水溶液が貯溜されており、
注入ポンプ１３を用いて連絡配管１１を流通するオゾン
処理水に注入する。なお、注入液貯槽１４では第１　ｙ
、が第２鉄に酸化されないように注入液貯槽１４内の気
相部、液相部は窒素、アルゴンｚ９の不活性ガスが必要
である。また、前記連絡配管１１であって注入配管１２
の付設部分より下流側に溶存酸素計１５を設け、ここで
オゾン処理水の溶存酸素ｌ農度を測定して注入制御装置
１６へ送出する。この注入制御装置１６は、予め生物活
性炭の酸化を充分に防止するに必要な最適溶存濃度（例
えば０．１ａ＋ｇ／Ｉ以下）、過マンガン酸イオン濃度
（例えばＬｌ、１ｍｇ／ｌ以ド）を括■値ないしは許容
性が設定され、溶存酸素計１１の測定値と括弗値とを比
較しその（−差を零にするように制御信号を出力して注
入ポンプ１３をにψ作し、オゾン処理水への第１鉄を含
む溶液の注入量を制御する構成である。

次に、以−にのような構成された水処理装置の動作を説
明する。原水ポンプ１を用いて原水を原ｌｋ槽２に供給
した後、その原水ｔ１１２の原水を急速撹拌槽３に導入
し、ここでＰＨ！整用の酸またはアルカリ溶液と凝集剤
とを加えて急速撹拌を行い、更に緩慢撹拌槽４でフロッ
クを形成されて凝集処理槽５へ送り凝集沈澱処理を行う
。この凝集処理水はオゾン反応塔６に導き、このときオ
ゾン発生装置７で発生されたオゾンがオゾン反応塔６に
供給されているので、凝集処理水に対してオゾン反応か
行われる。その結果、オゾン反応か行われるが、そのう
ち一部未反応のオゾンがオゾン処理水に溶は込んで溶存
オゾンとして連絡配管１１へ流出する。同様に、原水中
にマンガンイオンを含んでいる場合、オゾン反応塔６で
オゾンにより酸化されて過マンガン酸イオンとなってオ
ゾン反応塔６から流出する。

このとき、注入制御装置１６の制御に基づいて注入ポン
プ１３が動作し、注入液貯＃ｆｊ１４がら第１鉄を含む
溶液を取込んでオゾン処理水に注入する。オゾン処理水
に第１鉄を含む溶液を注入すると、溶存オゾン、溶存酸
素の順序で還元され、それらの濃度が減少する。一方、
過マンガン酸イオンも溶存オゾン、溶存酸素が還元され
る時、同時に還元されて濃度が減少する。

そこで、以上のようにしてオゾン処理水に第１鉄を含む
溶液を注入した後、その溶存酸素計１５にて溶存酸素濃
度を測定し、その／ｌ＃１定値を注入制御装置１６へ送
出する。この装置１６では、ａｌｌ定値が予め定めた最
適な濃度と比較され、その比較結果に基づいて注入ポン
プ１３を制御して溶液注入量を加減する。

因みに、第２図（ａ）は第１鉄注入量と溶存オゾン（Ｄ
Ｏ３）ａ度、溶（ｊ酸素（ＤＯ２）　の減少傾向を示し
、同図（ｂ）は第１鉄注入量と過マンガン酸イオン（Ｍ
ｎ０４）濃度、溶存酸素濃度の減少傾向を示している。

第１鉄を含む溶液の注入によって先ず最功の反応は溶存
オゾン、過マンガン酸イオンであり、その後、溶液量を
増加させると溶存酸素が反応して、その濃度を徐々に減
少することが分る。なお、同図の△は基窄値に相当する
注入量を示す。

なお、上記実施例では溶存酸素濃度をＡＰＩ定するため
に溶存酸素計１５を設けたが、この溶存酸素計１５に代
えて鉄イオンが２価から３価に酸化される時の酸化還元
電位を／Ｉｌｌ定する酸化還元電位計あるいは残留する
溶存オゾンの／ａ反を測定する溶存オゾン計を用いて、
第１鉄イオンを含む溶液の注入を制御してもよく、ある
いは上記溶存酸素計１５、酸化還元電位計、溶存オゾン
計のうち２つ以上または全部を組合せて使用してもよい
。

また、第３図に示すようにオゾン反応塔６の出力側に混
合槽２０を設け、この混合槽２ｏ内のオゾン処理水に注
入ポンプ１３から第１鉄を含む溶ｌｆｋを注入混合し、
砂ろ過装置８へ導入する構成であってもよい。その他、
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、次のようなトド々
の効果を奏する。

先ず、請求項１においては、溶（ｊオゾンを含むオゾン
処理水に第１鉄を含む溶液を注入することにより、溶（
ｊオゾンの還元化により溶存オゾン濃度を減少さけ得、
生物活性炭の酸化による消耗を減少でき、長期間にわた
って安定にオゾン生物活性炭処理を行うことができる。

次に、請求項２では原水に必要量−ににマンガンイオン
が含んでいる場合に有効であり、かつ、過マンガン酸イ
オンは還元されて３価の鉄とフロックを作るために砂ろ
過装置で確実に除去でき、請求項１と同様に効果をＧす
る。

さらに、請求項３においては、非常に簡ｉ１ｔな構成に
よりオゾン処理水の中の例えば溶存酸素濃度等に基づい
て最適な第１鉄イオンを含む溶液量を注入することによ
り、溶存オゾン、過マンガン酸イオンの還元化を図り得
、最適な処理水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明装置の実施例を説明するた
めに示したもので、第１図は本発明装置の構成図、第２
図は第１鉄を含む溶液はと溶存濃度の減少関係を示す図
、第３図は本発明装置の他の実施例を示す構成図、第４
図は従来方法を適用した装置の構成図である。 ５・・・凝集処理槽、６・・・オゾン反応塔、７・・・
オゾン発生装置、８・・・砂ろ過装置、９・・・オゾン
生物活性炭塔、１３・・・注入ポンプ、１４・・・注入
液貯槽、１５・・・溶存酸素計、１６・・・注入制御装
置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 Ｆｅ＋”　５’ｒ入量 第 図（ａ） Ｆｅ＋わ生入量 第 図（ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）オゾンと生物活性炭を用いて水処理を行う水処理
   方法において、オゾン処理後の溶存オゾンを含むオゾン
   処理水に第１鉄イオンを含む溶液を注入して溶存オゾン
   を還元し、後工程での活性炭の酸化消耗を防止すること
   を特徴とする水処理方法。
2. （２）オゾンと生物活性炭を用いて水処理を行う水処理
   方法において、オゾン処理後の溶存オゾンおよび過マン
   ガン酸イオンを含むオゾン処理水に第１鉄イオンを含む
   溶液を注入して溶存オゾンおよび過マンガン酸イオンを
   還元し、後工程での活性炭の酸化消耗を防止することを
   特徴とする水処理方法。
3. （３）被処理水にオゾンを供給してオゾン処理を行うオ
   ゾン処理部と、このオゾン処理部から得られた溶存オゾ
   ンおよび過マンガン酸イオンのうち少なくとも溶存オゾ
   ンを含むオゾン処理水を砂ろ過装置を通した後活性炭処
   理する生物活性炭処理部と、前記オゾン処理部と前記砂
   ろ過装置との間に溶存酸素計、酸化還元電位計および溶
   存オゾン計の何れか１つ以上を設けてなる測定手段と、
   この測定手段によって測定された測定値に基づいて最適
   な第１鉄イオンを含む溶液の注入量を求めて前記オゾン
   処理水に注入する注入制御系とを備えたことを特徴とす
   る水処理装置。