JPH0326393A

JPH0326393A - 水処理装置

Info

Publication number: JPH0326393A
Application number: JP16011389A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Shibata; 芝田　勝博; Ikuo Takahashi; 高橋　郁雄; Nobuyoshi Umiga; 信好海賀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1991-02-04

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、汚染された水をオゾンにより浄化する水処理
装置に関する。

（従来の技術）従来、例えば上水の殺菌を目的として、またし尿処理施
設の排水処理での脱色を目的として、さらにまた工業用
水，特殊用水における有機物の酸化処理を目的として、
オゾンの酸化力を利用した水処理装置が使用されている
。

一般に、オゾンは空気あるいは酸素に対する無声放電に
よって作られ、オゾン含有体として得られるもので、従
来の水処理装置においては、被処理水の浄化槽に対して
微細なオゾン含有体を槽の底部から注入して、オゾンと
被処理水とを気液接触反応させることにより、水中を上
昇する気泡中のオゾンで被処理水中の汚染物質を酸化さ
せるものとなっている。この場合において、オゾンガス
は気泡から水中へ溶解して溶存する有機物の酸化に利用
され、特に着色成分などの不飽和結合の有機物に対する
反応は速く、したがって脱色効果は極めて高い。ところ
が、不飽和結合を持たない有機物にはあまり効果がみら
れなかった。

（発明が解決しようとする課題）このように、単にオゾンと被処理水との気液接触反応の
みを利用した従来の水処理装置では、不飽和結合を持た
ない有機物に対しては充分なオゾン酸化処理を行えなか
ったため、この不飽和結合を持たない有機物が溶存する
汚染水の浄化には不適であった。

そこで本発明は、比較的簡単かつ安価な構成を付加する
だけで、不飽和結合を持たない有機物に対するオゾン酸
化処理を促進でき、この不飽和結合を持たない有機物が
溶存する汚染水の浄化をも確実に行える水処理装置を提
供しようとするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の水処理装置は、オゾンと被処理水とを気液接触
反応させるオゾン反応槽と、この反応槽内に被処理水を
導入する被処理水導入管と、反応槽内の下部からオゾン
含有気体を被処理水へ注入するオゾン散気管と、反応槽
の上部から被処理水へ触媒を分散注入する触媒散水管と
、反応槽の底部に沈殿した触媒を散水管へ循環させる循
環機構とを備えたものである。

そして、触媒散水管により分散注入される触媒としては
、酸化鉄が考えられる。

また、オゾン反応槽は、その底部をテーバ状に形成する
ことが望ましい。

（作用）このような構成の水処理装置においては、導入管により
被処理水が導入されたオゾン反応槽の下部から散水管に
よりオゾン含有気体が注入されるとともに、反応槽の上
部から被処理水に散水管により触媒が分散注入される。

これにより、反応槽内でオゾンと被処理水との気液接触
反応による酸化反応が起こり、このオゾン酸化反応は触
媒によって促進される。

一方、被処理水に注入された触媒は反応槽の底部に沈殿
するが、この沈殿した触媒は循環機構によって散水管に
戻され、有効に使用される。

ここで、オゾン酸化反応を促進させる触媒としでは種々
調査したところ酸化鉄が望ましいことがわかった。これ
は、酸化鉄表面に有機物が付着してオゾン酸化反応を受
けやすくしているか、あるいはオゾンと有機物との反応
により生成する過酸化物，過酸化水素などの中間生戊物
を酸化鉄が分解促進するものと考えられる。

以下に、実験例を示して触媒として酸化鉄が適している
ことを証明する。

＊実験例Ｉマロン酸Ｃ　Ｈ　２　　（　Ｃ　Ｏ　Ｏ　Ｈ　）　’２
を溶存有機物として次のような実験を行った。すなわち
、先ず２５０ｍｌの洗気ビンにＣＯＤ　（化学的酸素要
求量）が４２ｍｇ／ｊ，水温が２５℃のマロン酸水溶液
を２　２　０　ｍｌ入れ、かつオゾン濃度が８　ａｇ／
ｊのオゾン化空気を毎分１ｐの割合で散気して、ＣＯＤ
の時間変化を求めた。この場合の実験結果を第２図中５Ａに示す。

次に同じマロン酸水溶液に２，Ｏｇの酸化第２鉄を懸濁
させて同様なオゾンを処理を行った。この場合の実験結
果を第２図中Ｂに示す。

第２図から明らかなように、酸化鉄を混入したもの（実
験結果Ｂ）の方が酸化鉄を混入しなかったもの（実験結
果Ａ）に比べてＣＯＤの除去率が、３０分後では１９．
０％が３３．３％に上昇し、１時間後では２３．８％が
５７．８％に上昇しており、以上の実験結果から酸化鉄
がマロン酸水溶液に対するオゾン酸化反応を促進させて
いることがわかる。

＊実験例■ 実際の下排水とし・て、生活排水を主体とし汚れを活性
汚泥法で処理した下水二次処理水にポリ塩化アルミニウ
ム９　ｍｇ／１を凝集剤として注入し、砂ろ過した三次
処理水を使用して次のような実験を行った。なお、実験
の方法は、実験例Ｉのマロン酸水溶液を三次処理水に換
えただけで、他の．実験条件は全て同じとした。

６酸化第２鉄を混入しないで行った実験結果を第３図Ａに
、酸化第２鉄を懸濁して行った実験結果を第３図Ｂに示
す。この場合も、酸化鉄を混入したもの（実験結果Ｂ）
の方が酸化鉄を混入しなかったもの（実験結果Ａ）に比
べてＣＯＤの除去率が、３０分後では２０．０％が４８
．０％に上昇し、１時間後では２８，０％が５６，Ｏ％
に上昇しており、以上の実験結果から酸化鉄が下水処理
水に対するオゾン酸化反応を促進させていることがわか
る。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の構成を示す模式図である。

同図において１はオゾンと被処理水とを気液接触反応さ
せるためのオゾン反応槽であって、このオゾン反応槽１
の側面上部には被処理水Ａを導入するための被処理水導
入管２が接続され、側面下部にはこの反応槽１で処理さ
れた処理水を排出するための処理水排出管３か接続され
ている。

また、オゾン反応槽１内の下部にはオゾン生成器（不図
示）にて生成されオゾン導入管４を介して供給されたオ
ゾン含有気体Ｂを注入するオゾン散気管５が設けられて
おり、オゾン反応槽１の上面には該反応槽１内で未反応
のオゾン含有気体Ｂを排出するためのオゾン排出管６が
接続されている。

さらに、オゾン反応槽１の上部にはオゾン酸化反応を促
進する触媒としての酸化第２鉄Ｃを被処理水へ均一に分
散注入するための触媒散水管７が配設されており、この
散水管７には上記酸化第２鉄Ｃが充填された補給槽８が
バルブ９を介して接続されている。また、オゾン反応槽
１の底部はテーバ状に形成されており、触媒として上記
散水管７より被処理水中へ注入され自然沈降した酸化第
２鉄Ｃを集積し易くなっている。そして、この底部にて
集積された酸化第２鉄Ｃをスラリー状で引抜き、戻り管
１０を介して前記散水管７へ循環させる循環ポンプ１１
が設けられている。すなわち、この循環ポンプ１１およ
び戻り管１０によって循環機構が構成されている。また
前記処理水排出管３の処理水流入口には上記酸化第二鉄
Ｃが処理水と一緒に流入することを防止するためのフィ
ルタ１２が取り付けられている。

このように構成された本実施例の水処理装置においては
、先ず下排水などの被処理水Ａが導入管２を通してオゾ
ン反応槽１内へ導入される。次いで、オゾン生戊器にて
生或されたオゾン含有気体Ｂが導入管４を通して散気管
５により気泡として上記被処理水Ａへ注入される。そう
すると、散気管５により気泡として注入されたオゾン含
有気体Ｂは、被処理水Ａと気液接触反応を行いながら反
応槽１の上部へ上昇するが、その際、気泡から被処理水
中へ溶解して被処理水中に溶存する有機物の酸化を行う
。

一方、被処理水Ａには散水管７によって触媒としての酸
化第２鉄Ｃも上部から均一に分散注入される。ここで酸
化第２鉄Ｃは予め補給槽８から被処理水八の導入量に見
合った量が注入され、彼処理水内を自然沈降する。そし
て、テーパ状に形成された底部にて集積された酸化第２
鉄Ｃは、循環ポンプ１１によりオゾン反応槽１中の処理
水と一緒にスラリー状で引き抜かれ、戻り管１０を介し
９て散水管７に導かれ、再度被処理水Ａへ均一に分散注入
される。このような酸化第２鉄Ｃを循環させる工程は繰
り返し行われ、反応槽１の底部や管内に堆積して酸化第
２鉄の被処理水に対する含有量が低下した場合には補給
槽８より補給される。

前述した実験結果からも明らかなように、被処理水とオ
ゾンとを気液接触反応させるオゾン反応槽１内に触媒と
して酸化第２鉄Ｃを注入することによって、被処理水中
に溶存する不飽和結合を有する有機物は勿論のこと、不
飽和結合を持たない有機物に対するオゾン酸化反応も促
進される。したがって、被処理水Ａ中に不飽和結合を持
たない有機物が溶存していてもオゾン酸化反応による浄
化が確実に行なわれ、処理水は排出管３を通して外部へ
排出される。このとき、処理水中に含まれる酸化第２鉄
Ｃはフィルタ１２によって排出が防止されるので問題は
ない。なお、オゾン反応槽１内でオゾン酸化反応に利用
されなかったオゾン含有気体Ｂは排出管６を通して図示
しないオゾン分解装置へ導かれ、オゾン分解されて無害
化された１０後、大気中へ排出される。

このように、不飽和結合を持たない溶存有機物に対する
オゾン酸化処理を促進するための触媒として酸化第２鉄
を被処理水の上部から均一に分散注入できるように、散
水管７，補給槽８，バルブ９，循環機構としての循環ポ
ンプ１１および戻り管１０を付加しただけの簡単かつ比
較的安価な構成で、不飽和結合を持たない溶存有機物が
溶存した被処理水に対する浄化をも確実に行うことがで
きるようになる。

また、オゾン反応槽１の底部をテーパ状に形成したので
、自然沈降した酸化第２鉄Ｃが底面に堆積することなく
集積でき、酸化第２鉄を有効に使用できる。

なお、本発明は下排水処理のみならず、工場排水，特殊
排水，し尿処理，汚染された表流水を利用する浄水処理
などにも適用できるのは言うまでもないことである。

［発明の効果コ以上詳述したように、本発明によれば、比較１１的簡単かつ安価な構成を付加するだけで、不飽和結合を
持たない有機物に対するオゾン酸化処理を促進でき、こ
の不飽和結合を持たない有機物が溶存する汚染水の浄化
をも確実に行える水処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す模式図、第２図
および第３図は本発明の原理を説明するために行った実
験例の実験結果を示す特性図である。１・・・オゾン反応槽、２・・・被処理水導入管、３・
・・処理水排出管、４・・・オゾン導入管、５・・・オ
ゾン散気管、６・・・オゾン排出管、７・・・触媒散水
管、８・・・酸化第２鉄補給槽、９・・・バルブ、１０
・・・戻り管、１１・・・循環ポンプ、１２・・・フィ
ルタ、Ａ・・・被処理水、Ｂ・・・オゾン含有気体、Ｃ
・・・酸化第２鉄。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）オゾンと被処理水とを気液接触反応させるオゾン
反応槽と、この反応槽内に前記被処理水を導入する被処
理水導入管と、前記反応槽内の下部からオゾン含有気体
を前記被処理水へ注入するオゾン散気管と、前記反応槽
の上部から前記被処理水へ触媒を分散注入する触媒散水
管と、前記反応槽の底部に沈殿した前記触媒を前記散水
管へ循環させる循環機構とを具備したことを特徴とする
水処理装置。
（２）前記触媒散水管により分散注入される触媒は、酸
化鉄であることを特徴とする請求項１記載の水処理装置
。
（３）前記オゾン反応槽は、その底部をテーパ状に形成
したことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。