JP2005262113A - 有機物含有水のオゾン処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物を含有する有機物含有水を効率よく処理することができる有機物含有水のオゾン処理装置を提供すること。
【解決手段】 二酸化マンガン触媒が充填された触媒反応塔１の上部に原水の供給路２を設けとともに、前記充填層の下部に処理水の排出路３を設ける。また、触媒反応塔１の下部にオゾンを供給するオゾン供給部４を設けとともに、触媒反応塔１の上部に排オゾンの排出路５を設ける。そして、このような原水が下降流で通水される有機物含有水のオゾン処理装置において、前記排オゾンの排出路５に触媒反応塔内の圧力を高めるための圧力調整弁６を設けたものとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物を含有する有機物含有水を効率よく処理することができる有機物含有水のオゾン処理装置に関するものである。

例えば、原子力施設から排出される洗濯排水や有機汚染物質を含む地下水のように、ＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物を含有する有機物含有水の処理方法としては、従来から活性炭吸着法やオゾン分解法が知られている。しかしながら、活性炭吸着法は簡便である反面、使用済み活性炭の後処理が必要となるため、最近では特許文献１に示されるようなオゾン分解法が注目されている。

このためのオゾン処理装置としては、図５に示されるように、二酸化マンガン触媒が充填された触媒反応塔２１に原水を下降流で通水するとともに、触媒反応塔２１の下部のオゾン供給部２２よりオゾンを供給して二酸化マンガン触媒の存在下で有機物を酸化分解させ、処理水をサイフォン式の排出路２３より取り出すものが知られている。ここで、排出路２３をサイフォン式とするのは、分解処理時においては排出路２３の頂部が大気開放されていて、排出路２３が触媒反応塔２１内における原水の液面を一定量に維持するようなオーバーフロー管としての使用に供され、一方、触媒反応塔２１内の原水を空にする時には大気開放を止めてサイフォン作用により原水を完全に排出するためである。なお、触媒反応塔２１の上部より排出されるオゾンは、排オゾン分解塔（図示せず）へ導いて分解処理後、大気中へ放出している。

しかしながら、このようなオゾン処理装置においては、触媒反応塔１内におけるオゾンの利用率が約５０〜６５％と低く、未使用のまま上部より排出されるオゾンが大量にあるという問題点があり、オゾンの溶解効率を更に向上させることができるオゾン処理装置の開発が待たれているのが現状である。
特許第２３９５５５号公報

本発明は上記のような従来の問題点を解決して、オゾンの溶解効率を向上させてオゾンの利用率の向上を図り、効率的な有機物含有水の処理を行うことができる有機物含有水のオゾン処理装置を提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明の有機物含有水のオゾン処理装置は、二酸化マンガン触媒が充填され、該充填層の下部にオゾン供給部が設けられた触媒反応塔に原水が下降流で通水される有機物含有水のオゾン処理装置において、排オゾンの排出路に触媒反応塔内の圧力を高めるための圧力調整弁を設けたことを特徴とするものである。

本発明の有機物含有水のオゾン処理装置においては、排オゾンの排出路に設けた圧力調整弁により触媒反応塔内の圧力を高めることができるので、オゾンの溶解効率を向上させてオゾンの利用率の向上を図るとともに、効率的な有機物含有水の処理を行うことができることとなる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
図１は、本発明の実施形態を示す図であり、図中、１は二酸化マンガン触媒が充填された触媒反応塔、２はこの触媒反応塔１の上部に設けられた原水の供給路、３は前記触媒充填層の下部に設けられた処理水の排出路である。また、４は触媒反応塔１の下部に設けられたオゾン供給用のオゾン供給部、５は触媒反応塔１の上部に設けられた排オゾンの排出路である。
そして、ＣＯＤ、難分解性有機物、悪臭物質などの有機物を含有する有機物含有水を供給路２より触媒反応塔１内へ下降流で通水し、触媒反応塔１の下部のオゾン供給部４よりオゾンを供給して二酸化マンガン触媒の存在下で有機物を酸化分解させた後、処理水を排出路３より取り出す点は従来のこの種のオゾン処理装置と基本的に同じである。

本発明では、前記排オゾンの排出路５に触媒反応塔１内の圧力を高めるための圧力調整弁６を設けたものとなっている。
これは、気体が液体にわずかに溶解する場合、その溶解度は気体の圧力に比例するというヘンリーの法則を利用して、触媒反応塔１内の圧力を高めることによりオゾンの溶解率を向上させることを狙ったものである。この圧力調整弁６を調整して、例えば触媒反応塔１内の圧力を０．３ＭＰａ程度高めることにより、オゾンの溶解率を向上させることが可能となり、この結果、オゾンの利用率が従来５０〜６５％であったものを７０〜８０％まで向上させることができ、有機物を効率的に酸化分解できることとなる。また、オゾンの利用率が向上する分、従来に比べてオゾンの供給量を減らすことができ、イニシャルコスト及びランニングコストを安価にすることができることとなる。

また、触媒反応塔１内には原水の液面を測定するレベル計７が設けられており、このレベル計７からの出力信号に基いて処理水の排出量を制御する流量調整弁８が処理水の排出路３に設けられている。従って、触媒反応塔１内における原水の液面も常に一定に保持されるので、オゾンの溶解が安定的に行われ、効率的な有機物含有水の処理が可能となる。

図２は、その他の実施形態を示す図である。この装置では、流量調整弁８のかわりに処理水の排出路３に圧力調整によって流量を制御するための圧力調整弁１０を設けたものとなっている。これは、触媒反応塔１内の圧力を高めることにより、処理水の排出路３には、反応塔内の圧力に加えて反応塔内の水位に相当した水圧がかかることとなるが、この圧力を圧力調整弁１０で調整することにより、レベル計を設けなくても、図１の場合と同様に、液面の水位を一定に保持することが可能となるので改造が容易となる。

図３は、図５に示したサイフォン式の処理水排出路を持つ従来の有機物含有水のオゾン処理装置を改造した場合の実施形態を示す図である。図３の装置では、従来大気開放されている処理水排出路３の一端にバルブ１１を設けたうえ、処理水の排出路３を排オゾンの排出路５に連結するとともに、排出路５との連結部よりもさらに後段に触媒反応塔１内の圧力を高める為に圧力調整弁６を設け、さらに、処理水の排出路３の先端部には処理水の排出量を制御する流量調整弁８もしくは圧力調整によって流量を制御する為の圧力調整弁１２が設けられている。
この実施形態では、バルブ１１を全閉にし、圧力調整弁６にて触媒反応塔１内の圧力を高めるとともに、流量調整弁８もしくは圧力調整弁１２を調整することで、液面の水位を保ちながら、効率的な有機物含有水の処理が可能となる。なお、この装置ではバルブ１１及び圧力調整弁６をともに開放状態とすれば、従来型のサイフォン式のものと同じ構造であるので、従来タイプとしても利用可能である。

また、従来タイプとして利用する必要がなければ、図４に示すように、バルブ１１を設けず、処理水の排出路３を排オゾンの排出路５に連結するのみでよい。この場合も、処理水の排出路３の先端部には処理水の排出量を制御する流量調整弁８もしくは圧力調整によって流量を制御する為の圧力調整弁１２を設けておく。
図３や図４のようにすることで、サイフォン式の処理水排出路を持つ従来の有機物含有水のオゾン処理装置を、わずかな設計変更を加えるのみで比較的簡単に改造することができ、また効率的な有機物含有水の処理を行うことが可能となる。

以上の説明からも明らかなように、本発明は排オゾンの排出路５に触媒反応塔１内の圧力を高めるための圧力調整弁６を設けるとともに、触媒反応塔１内における原水の液面を常に一定に保持するように構成したので、触媒反応塔１内の圧力を高めることができ、オゾンの溶解効率を向上させてオゾンの利用率の向上が図れることとなり、また原水の液面も一定でオゾンによる安定した酸化処理が維持できることとなる。更には、オゾンの利用率が向上するためその供給量を減らすことができ、ランニングコストを安価にすることができるという利点もある。

＜模擬洗濯廃液＞
ＣＯＤ濃度：１２０ｍｇ／Ｌ
ＳＳ濃度：５１ｍｇ／Ｌ
オレイン酸：１２ｍｇ／Ｌ
トリオレイン：６．７ｍｇ／Ｌ
コレステロールオレート：５．２ｍｇ／Ｌ
流動パラフィン：１．１ｍｇ／Ｌ
スクアレン：１．１ｍｇ／Ｌ
コレステロール：０．６８ｍｇ／Ｌ
ゼラチン：３．０ｍｇ／Ｌ
カーボンブラック：０．２１ｍｇ／Ｌ
澱粉：４０ｍｇ／Ｌ
機械油：１０ｍｇ／Ｌ
Ｃｏイオン：１．０ｍｇ／Ｌ
Ｎａ、Ｂａ、Ｃａイオン：１０ｍｇ／Ｌ
上記の模擬洗濯廃液に対して、表１に示す有機物分解およびＣｏイオン不溶化実験を行った結果は表に示すとおりであり、有機物分解とＣｏイオン不溶化が可能であることが確認できた。また、反応塔内圧力を高めることで反応時間を速めオゾン供給量を削減できることも確認できた。

本発明の実施の形態を示す説明図である。 その他の実施の形態を示す説明図である。 その他の実施の形態を示す説明図である。 その他の実施の形態を示す説明図である。 従来例を示す説明図である。

符号の説明

１ 触媒反応塔
２ 原水の供給路
３ 処理水の排出路
４ オゾン供給部
５ 排オゾンの排出路
６ 圧力調整弁
７ レベル計
８ 流量調整弁
１０ 圧力調整弁
１１ バルブ
１２ 圧力調整弁

Claims (4)

1. 二酸化マンガン触媒が充填され、該充填層の下部にオゾン供給部が設けられた触媒反応塔に原水が下降流で通水される有機物含有水のオゾン処理装置において、排オゾンの排出路に触媒反応塔内の圧力を高めるための圧力調整弁を設けたことを特徴とする有機物含有水のオゾン処理装置。
2. 処理水の排出路に、原水の液面を測定するレベル計からの出力信号に基いて処理水の排出量を制御する流量調整弁を設けた請求項１に記載の有機物含有水のオゾン処理装置。
3. 処理水の排出路に、圧力を調整することにより流量を制御する圧力調整弁を設けた請求項１に記載の有機物含有水のオゾン処理装置。
4. 処理水の排出路をサイフォン式とし、処理水の排出路の頂部を排出路内の圧力を調整する圧力調整弁を設けた排オゾンの排出路に連結するとともに、先端部には流量調整弁および／またはもしくは圧力を調整することにより流量を制御する圧力調整弁を設けた請求項１に記載の有機物含有水のオゾン処理装置。

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