JPH08294695A

JPH08294695A - 水処理装置

Info

Publication number: JPH08294695A
Application number: JP7101892A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Haga; 鉄郎芳賀; Masayoshi Kubota; 昌良久保田; Shoji Watanabe; 昭二渡辺; Koji Kageyama; 晃治陰山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】溶存オゾンによる生物活性炭槽内の微生物の損
傷を抑制して微生物を高活性状態に維持し、処理水質の
向上，注入オゾン量の低減を図る。【構成】オゾン接触槽と生物活性炭槽とを備えた水処理
装置において、生物活性炭槽に充填された活性炭の層高
よりも低い層高に設定された触媒層を前記オゾン接触槽
の下流側に設置し、オゾン処理水中の溶存オゾンを前記
触媒層を通過させて分解してから生物活性炭槽に導入す
るようにした。【効果】生物活性炭槽内の微生物が処理水中の溶存オゾ
ンの影響を受けることなく高活性状態に維持されるの
で、処理水質が向上し、注入オゾン量を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は浄水場または下水処理場
等において、被処理水をオゾン処理し、更に、生物活性
炭処理する水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川水及び湖沼水等の取水源の水質低下
に伴い、例えば、浄水場では現行の急速ろ過法に代わ
り、凝集沈殿処理後の沈殿水または砂ろ過後のろ過水を
オゾン処理し、更に生物活性炭処理を行う、いわゆる、
高度浄水処理法を採用する傾向にある。この種の高度浄
水処理法は特開平2−149397号公報，特開平6−63571 号
公報及び特開平4−281893 号公報等に開示されている。

【０００３】この方法は、取水した河川等からの原水を
凝集沈殿処理した後、被処理水となる沈殿水（または砂
ろ過水）をオゾン接触槽に導入して、ここで、水中の有
機物等を脱色，脱臭，酸化処理または変性させるもので
ある。その後、オゾン処理された処理水を生物活性炭槽
に導入して、活性炭の表面または内部に繁殖した微生物
の働きにより、オゾン処理では除去できないアンモニア
性窒素を硝化除去すると共に溶存有機物を代謝除去す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の高度浄水処理
法において、被処理水にオゾンを注入した場合、全ての
オゾンは溶解せず、一部は排オゾンとして気相に排出さ
れ、溶解したオゾンは注入オゾン量と排出オゾン量の差
分となる。一方、溶解オゾンは被処理水中の有機物等に
よって消費され、残留オゾン、すなわち、溶存オゾンは
溶解オゾン量と液相でのオゾン消費量との差分となる。

【０００５】ここで、溶解オゾン量よりも有機物等によ
るオゾン消費量が上回るようなことがあると、溶存オゾ
ン濃度は不検出となり、オゾン処理によって処理されな
い有機物量が増加し処理水質が低下する。このため、被
処理水には有機物等によって消費されるオゾン消費量を
上回るようにオゾンが注入される。しかし、溶解オゾン
の全てが消費されないため、オゾン注入後の処理水中に
は溶存オゾンが存在し、この溶存オゾンを含有した処理
水が、オゾン接触槽の下流側に配設されたオゾン滞留槽
を経て生物活性炭槽に導入されることになる。

【０００６】生物活性炭槽内には担体としての活性炭が
充填され、この活性炭の表面または内部には馴養されて
繁殖した微生物が存在する。この微生物は時間経過と共
に増殖していくが、微生物の増殖に伴い活性炭層内の目
詰りが進行し、活性炭層の出入口間の圧力損失が大きく
なる。この結果、生物活性炭槽からの処理水量が減少す
るため、所定の圧力損失に達した時点で、この活性炭層
の出口側から逆洗水が導入されて活性炭層の逆洗が行わ
れる。

【０００７】この場合、逆洗によって活性炭層は流動化
されて混合されるため、逆洗前後での活性炭表層部に位
置する活性炭は異なり、内部等に位置していた活性炭が
新たな活性炭表層部となり、逆洗の都度変化する。

【０００８】ところで、生物活性炭槽には前述の如く溶
存オゾンを含有した処理水が導入されるが、逆洗によっ
て新たな表層部に位置した活性炭表面等の微生物は、処
理水中の溶存オゾンの影響を受けて壊死または損傷を受
ける。特に内部に位置する微生物よりも溶存オゾンの影
響を強く受けるため、壊死または損傷を受けた微生物は
生物活性炭槽からの生物漏洩の原因となり、生物活性炭
槽からの処理水中に微生物が混入する恐れがある。この
生物漏洩は逆洗終了後、処理水を通水した当初に発生し
やすく、かつ逆洗終了の都度発生する。

【０００９】一方、被処理のオゾン処理において、高い
有機物等の除去と共に、オゾン注入処理後の処理水質が
安定していることが要求される。更に、オゾナイザのオ
ゾン発生効率が低く、かつ電力原単位が約２０ｋＷｈ／
kg・Ｏ₃と高いことから、必要最小限のオゾン注入量で
被処理水を効率的に処理することが要求される。一般に
水質変動が比較的少ない原水を取水源として被処理水を
オゾン処理する場合においては、水量に比例した一定の
注入率でオゾンを注入する水量比例制御が行われてい。
しかし、被処理水の水質が大きく変動すると、前述した
水量比例制御法ではオゾンが過剰または過少に注入さ
れ、オゾン注入処理後の水質が安定しない。そして、オ
ゾン注入量が過少であると被処理水中の有機物等の処理
量が減少して水質低下を招く。一方、オゾンが過剰に注
入されると、オゾンの電力原単位が高いため、オゾン注
入処理に要するランニングコストが高くなる。前述した
種々の不都合の解決手段として、例えば浄水場における
オゾン処理では、オゾン注入後にオゾン接触槽から気相
に排出される排オゾン濃度、または液相の溶存オゾン濃
度を検出して、このオゾン濃度が一定値になるようにオ
ゾン注入量を制御する方式が採られている。

【００１０】しかし、オゾンの水への溶解度及び液中で
のオゾンの自己分解等は被処理水の水温，ｐＨ及び接触
時間の影響を受けて変化する。このため、被処理水中の
有機物濃度等及びその組成が一定であっても、水温，ｐ
Ｈ等が変化すると排オゾン濃度または溶存オゾン濃度が
変化し、恰も有機物濃度の変化のようにとらえられる。
例えば、溶存オゾン濃度が低下すると、有機物濃度の増
加に伴いオゾン消費量が増加し、その結果として溶存オ
ゾン濃度が低下したものとして必要量以上のオゾンが注
入されることになる。この結果、被処理水の水質とその
変化に対応した制御制度の高いオゾン注入制御が困難
で、一般に運用上の安全性を配慮して過剰にオゾンが注
入される。このため、オゾン処理に要するランニングコ
ストの低減が困難となる。

【００１１】本発明はオゾン注入処理と、その後に生物
活性炭処理を行う場合の水処理装置における上述した不
都合を解消するためになされたもので、その目的とする
ところは、溶存オゾンによる微生物の損傷を抑制して微
生物を高活性状態に維持し、処理水質の向上が図れ、注
入オゾン量の低減が図れる簡素化された水処理装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明者らは生物活性炭層に流入する処理水中の
溶存オゾン濃度と生物活性炭層の各層高における溶存オ
ゾン濃度の分布について調べた。上述の流入溶存オゾン
濃度と各層高における溶存オゾン濃度の関係は次の条件
により求めた。

【００１３】活性炭充填層高：５０cm、通水時間：６０
分（各濃度に対し）、ＬＶ：６.５ｍ／ｈ、通水方法：
低溶存オゾン濃度から高溶存オゾン濃度へ連続通水。溶
存オゾン濃度測定点：表層、表層から１０，２０，３０
及び５０cm。

【００１４】この結果、図４に活性炭層高に対する溶存
オゾン濃度の状態を示すように、活性炭表層より１０cm
の測定点で溶存オゾン濃度は不検出となり、活性炭層に
流入する溶存オゾン濃度の影響を受けないで同位置での
溶存オゾンは不検出となる。これらの結果から、活性炭
層に流入する処理水中の溶存オゾンは活性炭の触媒作用
により分解され、活性炭層の表層より１０cm以下の主と
して表層部において溶存オゾンが分解されていることを
究明した。

【００１５】したがって、前述の如く逆洗終了後、新た
な表層部となる生物活性炭の微生物を溶存オゾンの影響
から保護するためには、生物活性炭層とは別にオゾン接
触槽の下流側に処理水中の溶存オゾンを分解する触媒層
を配置すればよく、溶存オゾンが前記の如く表層部で分
解されるから、生物活性炭層と独立して配置する触媒層
の層高は、少なくとも生物活性炭槽に充填される活性炭
の層高よりも低い層高に設定できることを見出した。

【００１６】前記した点から、本発明の特徴とするとこ
ろは、被処理水が導入されてオゾンが注入されるオゾン
接触槽と前記オゾン注入後の処理水が導入される生物活
性炭槽とを備えた水処理装置において、前記生物活性炭
槽に充填された活性炭の層高よりも低い層高に設定され
た触媒層を前記オゾン接触槽の下流側に配置して、前記
処理水中の溶存オゾンを前記触媒層を通過させて分解
し、前記触媒層を通過した処理水を前記生物活性炭槽内
の活性炭槽に導入するようにしたことにある。

【００１７】次に、前記のようにオゾン接触槽の下流側
に触媒層を配置する場合、触媒の種類について検討し
た。触媒は担体に活性成分を含有する溶液に含侵し、そ
の後、乾燥，焼成して調製されるが、溶存オゾンを含有
する処理水中にて長期間使用すると、担持活性成分の種
類にもよるが、活性成分の溶解または担体脆性に伴う担
体破片の混入等によって逆に処理水質が低下する恐れが
ある。

【００１８】前記した点に関し、活性炭は前記の如く、
担体としての活性炭自身が触媒作用を有し、担持活性成
分を有していない点から処理水中への活性成分の溶解が
なく、処理水質の低下を招くことがなく好適である。

【００１９】したがって、本発明における好ましい実施
態様として、オゾン接触槽の下流側に配置する触媒を活
性炭としたことを特徴とする。

【００２０】前述のように、処理水中の溶存オゾンを分
解する触媒層をオゾン接触槽の下流側に配置することに
よって、生物活性炭槽内の微生物を溶存オゾンの影響か
ら保護することができる。一方、微生物の保護とは別に
オゾン注入処理によって処理水質の向上を図る必要性が
ある。

【００２１】ここで、処理水中の溶存オゾンは触媒によ
って分解されるが、分解の過程でヒドロペルオキシラジ
カル（ＨＯ₂・）やヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が
生成する。これら生成ＯＨ，ＨＯ₂ラジカルは被酸化物
質となる有機物等に対して選択性を有せず酸化反応性が
高い。一方、オゾン分子のみによる有機物等の酸化反応
は、被酸化物質の分子構造に対し選択性を有し、その反
応が比較的遅い。したがって、処理水中の溶存オゾンを
触媒によって分解し、この分解に伴い生成する上記ラジ
カルによって被処理水中の有機物等の酸化を加速するこ
とができ、オゾン注入処理による処理水質の向上が望め
る。

【００２２】この場合、溶存オゾンの分解に伴って生成
したラジカルによって被処理水中の有機物を効率的に処
理し、かつ、処理水質の向上を図るには、触媒層を適正
位置に配置して、触媒層通過後の処理水が生物活性炭層
に流入するまでの滞留時間を充分確保し、その滞留時間
で反応を促進することが重要である。ここで、被処理水
をオゾン注入処理するプロセスの中で、前述の条件につ
いて検討すると、被処理水はオゾン接触槽でオゾン注入
処理され、その後、溶存オゾンを含有する処理水はオゾ
ン接触槽の下流側に配設されたオゾン滞留槽に導入され
る。この場合、このオゾン滞留槽はオゾンと有機物等と
の反応を進行させ、かつ、処理水中の溶存オゾンの自己
分解を進行させて溶存オゾンの低減を図るため、充分な
滞留時間が確保されている。

【００２３】したがって、このオゾン滞留槽内に触媒層
を配置すれば、触媒層通過後の処理水が生物活性炭層内
に流入するまでの滞留時間を充分確保することができ、
その滞留時間で触媒による溶存オゾンの分解に伴って生
成したラジカルと有機物等の反応を促進することができ
る。すなわち、処理水中の溶存オゾンを分解する触媒を
オゾン滞留槽内に配置することが好適な実施態様とな
る。

【００２４】前述した点から、本発明の他の特徴とする
ところは、被処理水が導入されてオゾンが注入されるオ
ゾン接触槽とこのオゾン接触槽の下流側に配設されて前
記オゾン接触槽からの処理水が導入されるオゾン滞留槽
及び前記オゾン滞留槽の下流側に位置して前記オゾン滞
留槽からの処理水が導入される生物活性炭槽とを備え、
前記生物活性炭槽に充填された活性炭の層高よりも低い
層高に設定された触媒層を前記オゾン滞留槽内に配置し
て、前記処理水中の溶存オゾンを前記触媒槽を通過させ
て分解し、前記触媒層を通過した処理水を前記生物活性
炭槽内の活性炭層に導入するようにしたことにある。

【００２５】また、前記のようにオゾン滞留槽内に触媒
層を配置する場合、触媒種としてはこの明細書の先でも
説明したように活性炭が好適な実施態様となる。

【００２６】

【作用】上述したように、オゾン接触槽の下流側に処理
水中の溶存オゾンを分解する触媒層を配置して、この触
媒層を通過した後の処理水を生物活性炭層に導入するよ
うにし、かつ、この触媒層の層高を生物活性炭槽に充填
される活性炭の層高よりも低く設定しているので、溶存
オゾンの影響による微生物の壊死または損傷を少ない触
媒の充填量で抑制することができる。

【００２７】すなわち、生物活性炭槽の逆洗に伴い活性
炭層の表層には内部等に位置していた活性炭と入れ代わ
り新たな微生物が存在する。この場合、活性炭層の上流
側に配置された触媒層によって溶存オゾンが分解された
後の処理水が活性炭層に導入されるので、活性炭層の表
層側に位置する微生物は溶存オゾンの影響を受けて壊死
または損傷を受けることがない。この結果、溶存オゾン
の影響に伴う微生物の生物活性炭槽からの漏洩を抑制す
ることができる。しかして、この明細書の先でも説明し
たように、処理水中の溶存オゾンは触媒作用を有する活
性炭層の表層部において分解され、活性炭層の内部まで
至らないない。このため、処理水中の溶存オゾンを分解
するための触媒として、その層高は生物活性炭層の層高
よりも低く設定でき、少ない触媒の充填量で効果的に処
理水中の溶存オゾンを分解することができる。

【００２８】一方、生物活性炭槽内における微生物は時
間経過と共に増殖していくが、微生物の増殖が進行し過
ぎると、微生物の増殖に伴う酸素摂取量も増加する。こ
のため、生物活性炭槽内における溶存酸素濃度が低下
し、嫌気化が進行する一方、微生物の活性が低下し、生
物活性炭槽からの処理水質が低下する恐れが生じる。し
かし、処理水中の溶存オゾンを触媒によって分解した場
合、溶存オゾンは酸素になり、これが溶存酸素となるこ
とから、触媒層を通過して生物活性炭層に流入する処理
水中の溶存酸素は高い濃度状態に維持される。このた
め、微生物の増殖に伴い酸素摂取量が増加しても、高濃
度の溶存酸素を含む処理水が生物活性炭槽に流入するこ
とになるので、槽内の嫌気化を抑制することができる。

【００２９】さらに、触媒によって処理水中の溶存オゾ
ンが分解される場合、分解の過程でＯＨ，ＨＯ₂ラジカ
ルが生成し、これらラジカルは被酸化性成分となる有機
物等に対して選択性を有せず高い酸化反応性を有する。
オゾン分子のみによる有機物等の酸化反応は、被酸化物
質の分子構造に対し選択性を有し、その反応が比較的遅
い。したがって、処理水中の溶存オゾンを分解するのみ
でなく、触媒よってラジカルの生成量を加速することに
よって、高い酸化反応性を有するラジカルと有機物等と
の酸化反応を支配的とし、有機物等の処理効率を高める
ことができる。この結果、ラジカルの生成量を加速しな
い場合、オゾン注入量を多くしないと処理水質の向上が
望めず、注入オゾン量の低減が困難である。これに対
し、溶存オゾンを触媒によって分解し、生成ラジカル量
を増加させると、オゾン注入量を増加させなくとも、酸
化反応性の高いラジカルによって有機物等を処理するこ
とができ、注入オゾン量の低減が可能となる。

【００３０】したがって、生物活性炭槽に充填された活
性炭の層高よりも低い層高に設定された触媒層をオゾン
接触槽の下流側に配置して、処理水中の溶存オゾンを触
媒層を通過させて分解し、触媒層を通過した処理水を生
物活性炭槽内に導入すれば、微生物を高活性状態に維持
して処理水質の向上が図れ、かつ、注入オゾン量の低減
が図れる簡素化された水処理装置を提供することができ
る。

【００３１】次に、前述の如くオゾン接触槽の下流側に
触媒層を配置する場合、触媒種として活性炭を配置する
ようにした場合、活性成分が担持されていなくとも、活
性炭自身の触媒作用により溶存オゾンを分解するので、
処理水中への活性成分の溶解がなく、活性成分の溶解に
伴う処理水質の低下を防止することができる。

【００３２】さらに、触媒層の配置個所として、触媒層
をオゾン接触槽の下流側に位置するオゾン滞留槽内に配
置するようにした場合、この種水処理プロセス内で処理
水が触媒層を通過してから生物活性炭槽内に流入するま
での滞留時間を長く確保することができる。この結果、
触媒による溶存オゾンの分解に伴って生成した反応性の
高いラジカルと被処理水中の有機物等との反応を長い滞
留時間をかけて促進することができ、処理水質の向上が
図れる。

【００３３】以上のことから、オゾン滞留槽内に触媒層
を配置する場合、触媒種としては処理水中への活性成分
の溶解がない活性炭が好ましい実施態様となり、触媒の
活性成分の溶解に伴う処理水質の低下を抑制することが
できる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１に示す被処理水をオゾン注入処理し、その
後、生物活性炭処理する例としての浄水場のシステムフ
ローにおいて、河川等から取水された原水ＲＷは導水管
（図示せず）を経て沈砂池（図示せず）に至り、ここで
粒径の大きな砂等が除去された後、着水井１に導かれ
る。原水ＲＷは、その後薬品混和池２に導かれ、ここ
で、硫酸バンドまたはＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）
等の凝集剤３または凝集補助剤となるアルカリ剤が注入
され急速混和される。その後、フロック形成池５に送ら
れる。

【００３５】フロック形成池５では原水中の微粒子が凝
集してマイクロフロックの成長が促進される。６はマイ
クロフロックを撹拌するフロッキュレータを示す。その
後、粒径が大きく成長したフロックを含有する凝集水は
沈殿池７に導かれ、ここで、フロックの沈降分離が行わ
れる。

【００３６】前記のようなプロセスを経てフロックが沈
降分離された沈殿水ＳＷは、その後オゾン注入処理の対
象となる被処理水Ｗｏとしてオゾン接触槽８に導入され
る。なお、本発明の一実施例では、オゾン接触槽８は前
段槽８Ａと後段槽８Ｂとから構成されているが、槽数が
特に限定されるものではない。さらに、本発明の実施例
では、沈殿池７からの沈殿水ＳＷを被処理水Ｗｏとして
オゾン注入処理している。この場合、沈殿池７の下流側
に砂ろ過池（図示せず）が配設されている場合は、砂ろ
過池からのろ過水を被処理水Ｗｏとしてオゾン注入処理
してもよいことは勿論であり、オゾン注入処理の対象が
沈殿水ＳＷのみに限定されるものではない。

【００３７】９はオゾン滞留槽で、この滞留槽は前記し
たオゾン接触槽８の下流側に配設されている。前記オゾ
ン接触槽８にはオゾナイザ１０から通気管１１を介して
オゾンガスＯＧが注入される。さらに詳述すると、原料
ガスＲＧ（空気または酸素）がオゾナイザ１０に供給さ
れ、ここで、無声放電により酸素はオゾンとなり、この
オゾンがオゾン接触槽８内に配設されて多数の小孔（図
示せず）を有する散気管１１Ａを介して注入される。こ
こで、被処理水Ｗｏはオゾン接触槽８に注入されるオゾ
ンガスＯＧに対して対向流となって流下し、前段槽８Ａ
でオゾンガスが注入された被処理水Ｗｏは後段槽８Ａに
流入し、前段槽と同様にオゾンガスＯＧが注入される。

【００３８】前記のオゾンガスＯＧがオゾン接触槽８に
注入される場合、被処理水Ｗｏへのオゾン注入量は被処
理水Ｗｏの流量及び被処理水Ｗｏ中の有機物濃度等に応
じて任意に設定され、オペレータ等によって設定され
る。

【００３９】１２はオゾン接触槽８から気相に排出され
る排オゾンガスＥＧ中の水分を除去するミストセパレー
タで、このミストセパレータの下流側にはオゾン分解処
理手段となるオゾン分解処理槽１３が配設されている。
１４は前記のオゾン分解処理槽１３内に充填されたオゾ
ン分解触媒で、一般には粒状またはハニカム状のMnO₂触
媒が充填される。他には、活性炭及びＮｉ，Ｆｅ等の少
なくとも一種の元素，酸化物または複合酸化物等の触媒
が充填されるが、使用触媒の種類及び形状等が特に限定
されるものではない。また、本発明の一実施例では、触
媒を用いて排オゾンガスＥＧを分解しているが、例えば
３５０℃程度でオゾンを熱分解する方法または紫外線を
照射して分解する方法でもよく、排オゾンガスＥＧの分
解手段が特に限定されない。

【００４０】オゾン分解処理手段として触媒を用いた場
合、オゾン分解処理槽１３内に充填された触媒１４の反
応温度は前記処理槽１３の入口側または槽内に配設され
る加熱手段１５により適温に維持される。触媒として、
ＭｎＯ₂触媒を用いた場合、触媒反応温度は４０℃から
５０℃程度に保持される。

【００４１】１７はオゾン接触槽８からの排オゾンガス
ＥＧを吸引するブロワーで、このブロワーはオゾン分解
処理槽１３の出口側に配設されている。

【００４２】１８は被処理水ＷｏにオゾンガスＯＧが注
入された後の処理水ＴＷが導入される生物活性炭槽で、
この生物活性炭槽はオゾン滞留槽９の下流側に配設され
る。この生物活性炭槽１８に流入する処理水ＴＷは槽１
８上部から下部に流下する。前記生物活性炭槽１８内に
は、微生物の担体となる活性炭１９が充填され、これが
活性炭層２０となる。活性炭１９を充填して通水を開始
した当初は、この活性炭１９の表面または内部に存在す
る微生物は少ないが、時間経過と共に活性炭１９の表面
または内部には馴養されて繁殖した微生物が存在する。
微生物の優占種としては、Pseudomonas 等が上げられ
る。

【００４３】オゾン注入処理後の処理水ＴＷは、ここ
で、前記した微生物の働きにより、オゾン処理では除去
困難なアンモニア性窒素が硝化除去されると共にオゾン
処理で低分子化され易分解性有機物等の代謝除去が行わ
れる。このようにして処理された生物活性炭槽１８から
の処理水ＡＷは、その後配水池（図示せず）等に送られ
る。

【００４４】２１は生物活性炭槽１８を必要に応じて逆
洗する場合、逆洗水ＢＷが槽１８内に導入される逆洗水
管を示す。逆洗水ＢＷは生物活性炭槽１８の下部から上
部に向けて流入し、活性炭層２０を洗浄した排水は生物
活性炭槽１８の上部に配設された排水管２２を介して槽
１８外に排出される。

【００４５】２３は被処理水Ｗｏにオゾン注入後の処理
水ＴＷ中の溶存オゾンを分解する触媒で、この触媒はオ
ゾン接触槽８の下流側に配置される。本発明の実施例で
はオゾン接触槽８の下流側に位置するオゾン滞留槽９内
に配置している。前記触媒２３種としては、処理水ＴＷ
への担持活性成分の溶解がない活性炭が好ましく、活性
炭によって構成される触媒層２４の層高ｈｏは、生物活
性炭槽１８内に充填される活性炭層２０の層高ｈよりも
低く設定される。すなわち、この明細書の先でも説明し
たように、処理水ＴＷ中の溶存オゾンは活性炭層２０の
表層より１０cm以下の表層部において分解される。した
がって、活性炭層２０を溶存オゾンの影響から保護する
この触媒層２４は、少なくとも前記表層部に相当する層
高を有すればよく、各層高の関係はｈ＞ｈｏとなる。

【００４６】前述のように構成されている場合、次に係
る構成の動作について説明するに、被処理水Ｗｏはオゾ
ン接触槽８に導入され、ここでオゾナイザ１０側からオ
ゾンＯＧが注入される。この場合、被処理水Ｗｏに注入
したオゾンは液相中に全て溶解せず、一部は気相に排出
され、排オゾンガスＥＧはオゾン分解触媒１４にて酸素
に転化（分解）された後、系外に排出される。

【００４７】一方、液相に溶解したオゾンは被処理水Ｗ
ｏ中で有機物等のオゾン消費成分によって消費され、有
機物等によって消費されない残留オゾンは溶存オゾンと
して処理水ＴＷ中に存在する。

【００４８】この場合、被処理水Ｗｏにオゾン注入後の
処理水ＴＷは、この溶存オゾンを含有した状態でオゾン
滞留槽９を流下し、その後生物活性炭槽１８に導入され
ることになる。ここで、生物活性炭槽１８の逆洗が行わ
れ、生物活性炭層の表層部が新たに入れ代わると、表層
部に位置する微生物は処理水ＴＷ中の溶存オゾンの影響
を受けて壊死または損傷する恐れがある。微生物が壊死
または損傷を受けると、この微生物は担体の活性炭から
剥離して流下し、生物活性炭槽９からの処理水ＡＷ中に
混入し処理水質低下の原因となる。

【００４９】しかし、処理水ＴＷ中の溶存オゾンは、オ
ゾン接触槽８の下流側に配置された触媒層２４によって
生物活性炭槽１８流入前の段階で分解される。しかし
て、溶存オゾンが分解された処理水ＴＷが生物活性炭槽
１８の活性炭層２０に流入することになるので、活性炭
層２０、特にこの活性炭層の表層部に位置する微生物が
溶存オゾンの影響を受けて壊死または損傷するのを抑制
することができる。

【００５０】一方、前記のように処理水ＴＷ中の溶存オ
ゾンを触媒によって分解する場合、溶存オゾンは触媒層
２４の表層部において分解されることから、この触媒層
の層高ｈｏは少なくとも活性炭層２０の層高ｈより低く
でき、少ない充填量の触媒で効率的に溶存オゾンを分解
することができる。この結果、生物活性炭層の微生物を
溶存オゾンの影響から保護する手段は簡素化される。

【００５１】また、溶存オゾンは触媒によって分解され
た後、酸素となり、この酸素は溶存酸素となることか
ら、触媒層２４を通過して生物活性炭槽１８に流入する
処理水ＴＷ中の溶存酸素は高濃度状態に維持される。こ
のため、微生物の増殖に伴い酸素摂取量が増加しても高
濃度の溶存酸素を含む処理水ＴＷが生物活性炭槽１８に
流入することになるので、微生物を高活性状態に維持で
きる。

【００５２】さらに、オゾン接触槽８の下流側に配置さ
れた触媒によって溶存オゾンが分解される場合、分解に
伴い生成する反応性の高いラジカルによって被処理水Ｗ
ｏ中の有機物等の酸化反応が促進され、触媒を配置しな
いときの処理水質よりも水質の向上が図れる。特に、本
発明の一実施例のように、触媒層２４を滞留時間の長い
オゾン滞留槽に配置すると、触媒による溶存オゾンの分
解に伴って生成したラジカル（ＯＨ・等）と被処理水Ｗ
ｏ中の有機物等との反応を長い滞留時間をかけて促進す
ることができ、処理水質の向上と共に反応の促進によっ
て被処理水Ｗｏへのオゾン注入量を低減することが可能
となり、オゾン注入処理に要するランニングコストが削
減できる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、溶存オゾンによる微生
物の損傷を抑制して微生物を高活性状態に維持し、処理
水質の向上が図れる簡素化された水処理装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す水処理装置のシステム
フロー図。

【図２】図１に示すシステムフロー図の部分拡大詳細
図。

【図３】本発明による溶存オゾンの分解特性図。

【符号の説明】

１…着水井、２…薬品混和池、５…フロック形成池、７
…沈殿池、８…オゾン接触槽、９…オゾン滞留槽、１０
…オゾナイザ、１１…通気管、１２…ミストセパレー
タ、１３…オゾン分解処理槽、１４…オゾン分解触媒、
１７…ブロワー、１８…生物活性炭槽、１９…活性炭、
２０…活性炭層、２１…逆洗水管、２３…触媒、２４…
触媒層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３Ａ５０４５０４Ａ５０４Ｅ (72)発明者陰山晃治茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水を導入してオゾンと接触させるオ
ゾン接触槽と該オゾン接触槽で処理された処理水を導入
して生物活性炭処理を行う生物活性炭槽とを備えた水処
理装置において、前記生物活性炭槽に充填された活性炭
の層高よりも低い層高に設定された触媒層を前記オゾン
接触槽の下流側に設置し、前記オゾン接触槽で処理され
た水中に含まれる溶存オゾンを該触媒層を通過させて分
解してから前記生物活性炭槽に導入するようにしたこと
を特徴とする水処理装置。
【請求項２】前記触媒層に充填される触媒が活性炭より
なることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】被処理水を導入してオゾンと接触させるオ
ゾン接触槽と、該オゾン接触槽の下流側に配設されて該
オゾン接触槽からのオゾン処理水が導入されるオゾン滞
留槽と、該オゾン滞留槽の下流側に配置されて該オゾン
滞留槽からの処理水が導入される生物活性炭槽とを備
え、該生物活性炭槽に充填された活性炭の層高よりも低
い層高に設定された触媒層を前記オゾン滞留槽内に配置
して、該オゾン滞留槽内の処理水中の溶存オゾンを該触
媒層を通過させて分解するようにしたことを特徴とする
水処理装置。
【請求項４】前記オゾン滞留槽内に配置された触媒層に
充填される触媒が活性炭よりなることを特徴とする請求
項３記載の水処理装置。