JP2010142726A - Ozone treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オゾン処理装置に係り、特に従来より小量のオゾンを用いて被処理水を効果的に処理可能なオゾン処理装置およびオゾン処理方法に関するものである。 The present invention relates to an ozone treatment apparatus, and more particularly to an ozone treatment apparatus and an ozone treatment method capable of effectively treating water to be treated using a smaller amount of ozone than in the prior art.
オゾンは、強力な酸化力を有し、しかも被処理水を処理した後は酸素に戻るため安全な酸化剤として上下水道水、工業用水、工業用排水などの各種の水の消毒に広く採用されてきている。 Ozone has a strong oxidizing power and returns to oxygen after the treated water is treated, so it is widely used as a safe oxidizing agent for disinfecting various types of water such as water and sewage water, industrial water, and industrial wastewater. It is coming.
オゾンは、また乾燥した空気や酸素を原料として、オゾン発生装置内で無声放電により比較的容易に製造可能であるので、従来から上記の目的で大量に使用されてきた。しかし、近時においては省エネルギーの立場から、あるいはオゾンを過剰に使用すると、余剰のオゾンが環境に悪影響を及ぼすことが明らかになっており、例えば残留オゾンは被処理水中に含まれることがある臭素を酸化して、発ガン作用のある臭素酸や亜臭素酸などを生成することが知られている。かかる事情のため、今や必要最小限のオゾンを用いて被処理水を効果的に処理することが斯界における重要課題となっている。 Ozone has been conventionally used in large quantities for the above purpose because it can be produced relatively easily by silent discharge in an ozone generator using dry air or oxygen as a raw material. However, recently, from the standpoint of energy conservation or excessive use of ozone, it has been clarified that excess ozone has an adverse effect on the environment. For example, residual ozone may be contained in treated water. It is known to oxidize and produce bromic acid, bromous acid and the like having carcinogenic action. Under such circumstances, it is now an important issue in this field to effectively treat the water to be treated using the minimum necessary ozone.
上記の課題に対して、各種のオゾン量制御技術が提案されている。例えば、被処理水の水量に比例した一定量のオゾンを注入するオゾン注入率一定制御、オゾン接触槽の水面上の気相オゾン濃度を所定の目標値に保つ排オゾン濃度一定制御、オゾン接触槽内の水中の溶存オゾンの濃度を所定の目標値に保つ溶存オゾン濃度一定制御などが一般的に行われており、それぞれの目的にあった制御として確立されている。 Various ozone amount control techniques have been proposed for the above problems. For example, constant ozone injection rate control for injecting a certain amount of ozone proportional to the amount of water to be treated, constant exhaust ozone concentration control for maintaining the gas phase ozone concentration on the water surface of the ozone contact tank at a predetermined target value, ozone contact tank In general, dissolved ozone concentration constant control for maintaining the concentration of dissolved ozone in the water at a predetermined target value is performed, and it has been established as control suitable for each purpose.
また、例えば被処理水の状態と処理目的により、オゾン注入の特徴を生かした様々な制御が基本的な制御として付加されている。例えば後記の特許文献１では、オゾン注入後における被処理水中の酸化副生成物の濃度を測定し、測定された酸化副生成物濃度が予め設定された目標値となるようにオゾン注入率を制御する。
従来のオゾン処理においては、主たる装置はオゾン処理槽であったが、最近ではオゾン処理槽において副生したオゾン処理副生物を除去するために、オゾン処理槽と共に活性炭槽を設置することが義務付けられている。ところで、オゾン処理槽と活性炭槽と間の距離は、オゾン処理槽周辺の立地条件にもよるが、多くの場合、オゾン処理済み水の流動所要時間、即ち滞留時間、に換算して数分〜数十分に及ぶことがある。この滞留時間は、本発明において後記するようにオゾンの反応性を論じるとき重要な要素である。それにも拘わらず、従来のオゾン処理におけるシステム制御はオゾン接触槽のみを制御対象としている。 In the conventional ozone treatment, the main device was an ozone treatment tank, but recently, it is obliged to install an activated carbon tank together with the ozone treatment tank in order to remove ozone by-products generated as a by-product in the ozone treatment tank. ing. By the way, the distance between the ozone treatment tank and the activated carbon tank depends on the location conditions around the ozone treatment tank, but in many cases, it is several minutes in terms of the time required for the flow of the ozone-treated water, that is, the residence time. May be tens of minutes. This residence time is an important factor when discussing the reactivity of ozone as will be described later in the present invention. Nevertheless, the system control in the conventional ozone treatment targets only the ozone contact tank.
最近では、オゾン処理の方針は従来とは様変わりする方向にあり、必要最小限のオゾン注入量で必要最小限の時間滞留させる方向に変わりつつある。このような状況下において従来のシステムを見直したとき、前記滞留時間中にオゾンがなくならないように、余裕を持たせてオゾンを発生、注入していたことにより余剰のオゾンが生じ、このためにオゾン発生装置の消費電力を浪費するという問題があつた。また、従来技術では多量のオゾンは前記の活性炭槽に行き着くまで被処理水中に残存しており、かかる被処理水が活性炭槽を通過すると、活性炭によりオゾン処理副生成物と一緒に残留オゾンが吸着されるので、活性炭のオゾン処理副生物に対する吸着除去能力が短時間で低下あるいは消失するので、高価な活性炭の定期的入れ替が必要となる重大な問題がある。 Recently, the policy of ozone treatment is in a direction that is completely different from the conventional one, and it is changing in the direction of staying for a minimum amount of time with a minimum amount of ozone injection. Under such circumstances, when reviewing the conventional system, surplus ozone is generated by generating and injecting ozone with a margin so that ozone does not run out during the residence time. There was a problem of wasting power consumption of the ozone generator. In the prior art, a large amount of ozone remains in the treated water until it reaches the activated carbon tank, and when the treated water passes through the activated carbon tank, the residual ozone is adsorbed along with the ozone treatment by-product by the activated carbon. As a result, the ability of the activated carbon to adsorb and remove the ozone-treated by-products decreases or disappears in a short period of time, which poses a serious problem that requires periodic replacement of expensive activated carbon.
本発明は、上記した従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、従来より少ないオゾン量を用いて、被処理水を必要な程度に処理しながら、しかも残留オゾンによる活性炭の吸着能低下の問題をも克服可能なオゾン処理装置およびオゾン処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems in the prior art, and while adsorbing activated carbon by residual ozone while treating the water to be treated to a necessary level using a smaller amount of ozone than in the prior art. An object of the present invention is to provide an ozone treatment apparatus and an ozone treatment method capable of overcoming the problem of reduced performance.
本発明に係るオゾン処理装置は、被処理水をオゾンにより処理するオゾン処理装置、上記オゾン処理装置から排出されるオゾン処理済み水を活性炭により処理する活性炭処理装置、上記オゾン処理装置と上記活性炭処理装置とを繋ぐと共に上記オゾン処理済み水を搬送する流路、上記流路内または上記活性炭処理装置内の活性炭より上流側に存在する上記オゾン処理済み水中または当該オゾン処理済み水と接触している空間中に存在するオゾン量を測定対象とするオゾン量計測装置を備えたことを特徴とするものである。 The ozone treatment apparatus according to the present invention includes an ozone treatment apparatus that treats water to be treated with ozone, an activated carbon treatment apparatus that treats ozone-treated water discharged from the ozone treatment apparatus with activated carbon, the ozone treatment apparatus, and the activated carbon treatment. A flow path for connecting the apparatus and conveying the ozone-treated water, in contact with the ozone-treated water or the ozone-treated water present in the flow path or upstream of the activated carbon in the activated carbon treatment apparatus An ozone amount measuring device that measures the amount of ozone present in the space is provided.
本発明に係るオゾン処理方法は、被処理水をオゾンにより処理するオゾン処理装置、上記オゾン処理装置から排出されるオゾン処理済み水を活性炭により処理する活性炭処理装置、上記オゾン処理装置と上記活性炭処理装置とを繋ぐと共に上記オゾン処理済み水を搬送する流路、上記流路内または上記活性炭処理装置内の活性炭より上流側に存在する上記オゾン処理済み水中または当該オゾン処理済み水と接触している空間中に存在するオゾン量を測定対象とするオゾン量計測装置、上記オゾン処理済み水に残存する残存オゾン量に基づいて上記オゾン処理装置に供給するオゾン量を制御するフィ−ドバック制御装置を備えたオゾン処理装置を用い、上記オゾン処理済み水が上記活性炭処理装置内の活性炭と接触する前に、上記オゾン処理済み水に残存する残存オゾン量が上記活性炭の吸着能を実質的に低下させない少量となるようオゾンの減衰時定数を考慮して、上記オゾン処理装置に供給するオゾン量を上記フィ−ドバック制御装置により制御することを特徴とするものである。 The ozone treatment method according to the present invention includes an ozone treatment device that treats water to be treated with ozone, an activated carbon treatment device that treats ozone-treated water discharged from the ozone treatment device with activated carbon, the ozone treatment device, and the activated carbon treatment. A flow path for connecting the apparatus and conveying the ozone-treated water, in contact with the ozone-treated water or the ozone-treated water existing in the flow path or upstream of the activated carbon in the activated carbon treatment apparatus An ozone amount measuring device that measures the amount of ozone present in the space, and a feedback control device that controls the amount of ozone supplied to the ozone processing device based on the amount of residual ozone remaining in the ozone-treated water. Before the ozone-treated water comes into contact with the activated carbon in the activated carbon treatment device. The amount of ozone supplied to the ozone treatment device is adjusted by the feedback control device in consideration of the decay time constant of ozone so that the amount of residual ozone remaining in the water is small enough not to substantially reduce the adsorption capacity of the activated carbon. It is characterized by controlling.
本発明に係るオゾン処理装置は、被処理水をオゾンにより処理するオゾン接触槽、上記オゾン接触槽から排出されるオゾン処理水を処理する活性炭よりも上流側において上記オゾン処理水の溶存オゾン濃度または上記オゾン処理水と接触する空間中の排オゾン濃度を測定するオゾン濃度計、上記オゾン濃度計で計測したオゾン濃度が入力されて上記オゾン接触槽に供給するオゾン量を制御する制御装置を備えたものなので、活性炭の上流側において実測されたオゾン濃度に応じて、活性炭に到達するオゾン処理水中のオゾン濃度を零または十分に小さくなるようにオゾン接触槽に供給するオゾン量を制御できる。 The ozone treatment apparatus according to the present invention comprises an ozone contact tank that treats water to be treated with ozone, a dissolved ozone concentration of the ozone treated water upstream of activated carbon that treats the ozone treated water discharged from the ozone contact tank, or An ozone concentration meter that measures the exhaust ozone concentration in the space in contact with the ozone treated water, and a control device that controls the amount of ozone supplied to the ozone contact tank by inputting the ozone concentration measured by the ozone concentration meter. Therefore, according to the ozone concentration measured on the upstream side of the activated carbon, the amount of ozone supplied to the ozone contact tank can be controlled so that the ozone concentration in the ozone-treated water reaching the activated carbon is zero or sufficiently small.
また本発明に係るオゾン処理装置は、被処理水をオゾンにより処理するオゾン接触槽、上記オゾン接触槽から排出されるオゾン処理水を処理する活性炭よりも上流側において上記オゾン処理水の溶存オゾン濃度を測定するオゾン濃度計、上記オゾン接触槽の排出口付近において上記オゾン処理水の溶存オゾン濃度を測定する第二オゾン濃度計、上記オゾン濃度計と上記第二オゾン濃度計とで計測したオゾン濃度から上記オゾン処理水中におけるオゾンの減衰時定数を求め、求めたオゾンの減衰時定数から上記オゾン濃度計の位置での溶存オゾン濃度が目標値になるような上記第二オゾン濃度計の位置でのオゾン濃度指令値を求め、上記第二オゾン濃度計で計測したオゾン濃度が上記オゾン濃度指令値と一致するように上記オゾン接触槽に供給するオゾン量を制御する第一の制御方法を実施する制御装置を備えたものなので、オゾンの減衰特性を考慮して、活性炭に到達するオゾン処理水中の溶存オゾン濃度がゼロまたは十分に小さくなるようにオゾン接触槽に供給するオゾン量を制御できる。 The ozone treatment apparatus according to the present invention includes an ozone contact tank that treats water to be treated with ozone, and a dissolved ozone concentration of the ozone treated water upstream of activated carbon that treats the ozone treated water discharged from the ozone contact tank. An ozone concentration meter that measures ozone concentration measured by the ozone concentration meter and the second ozone concentration meter, a second ozone concentration meter that measures the dissolved ozone concentration of the ozone treated water in the vicinity of the discharge port of the ozone contact tank The ozone decay time constant in the ozone treated water is calculated from the ozone concentration time constant, and the ozone concentration meter position at the second ozone concentration meter position is such that the dissolved ozone concentration at the ozone concentration meter position becomes the target value from the obtained ozone decay time constant. Obtain the ozone concentration command value and supply it to the ozone contact tank so that the ozone concentration measured by the second ozone concentration meter matches the ozone concentration command value In order to reduce the concentration of dissolved ozone in the ozone-treated water reaching the activated carbon in consideration of the attenuation characteristics of ozone The amount of ozone supplied to the ozone contact tank can be controlled.
以下の諸図においては、互いに同一部分は同一符合を付し、説明を省略することがある。 In the following drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
実施の形態１．
図１は、本発明における実施の形態１を説明するものであって、オゾン処理装置の構成図であり、図２は溶存オゾンの減衰時定数を考慮した溶存オゾン減衰曲線を示す。
図１において、実施の形態１のオゾン処理装置は主要部として、オゾン原料ガス供給装置ａ、オゾン発生装置ｂ、オゾン供給管ｃ、オゾン接触槽ｄ、散気装置ｅ、排オゾン分解装置ｆ、第二オゾン濃度計ｇ、オゾン処理済み水を搬送する流路の一例としての管路ｈ、活性炭処理装置の一例としての活性炭槽ｊ、排オゾン分解装置ｋ、オゾン濃度計である第一オゾン濃度計ｍ、および制御装置の一例としてのオゾンシステム制御装置ｎ、から構成されている。
FIG. 1 illustrates the first embodiment of the present invention and is a configuration diagram of an ozone treatment apparatus. FIG. 2 shows a dissolved ozone decay curve in consideration of the decay time constant of dissolved ozone.
In FIG. 1, the ozone treatment apparatus of
オゾン発生装置ｂは、２個のオゾン発生装置部分ｂ１、ｂ２からなり、当該部分ｂ１、ｂ２は互いに並列状態でオゾン原料ガス供給装置ａとオゾン供給管ｃとの間に設置されている。通常、２個のオゾン発生装置部分ｂ１、ｂ２の何れか一方のみが稼動され、残りはオゾン接触槽ｄへのオゾンの安定供給のために予備として常に待機状態とされる。オゾン接触槽ｄは、前室ｄ１、オゾン接触室ｄ２、オゾン接触室ｄ３、オゾン接触室ｄ４、および後室ｄ５の５室からなる。前室ｄ１には被処理水を導入する入口ｄ１１が設けられており、後室ｄ５には被処理水を排出すると共に後記の管路部分ｈ１に接続された出口ｄ５１が設けられている。オゾン接触槽ｄは、被処理水とオゾンとの接触時間が長くなるように、図示するように前室ｄ１、オゾン接触室ｄ２、オゾン接触室ｄ３、オゾン接触室ｄ４、および後室ｄ５を通じて被処理水が上下に迂流する構造となっている。 The ozone generator b includes two ozone generator parts b1 and b2, and the parts b1 and b2 are installed between the ozone source gas supply device a and the ozone supply pipe c in parallel with each other. Normally, only one of the two ozone generator parts b1 and b2 is operated, and the rest is always in a standby state as a spare for the stable supply of ozone to the ozone contact tank d. The ozone contact tank d includes five chambers: a front chamber d1, an ozone contact chamber d2, an ozone contact chamber d3, an ozone contact chamber d4, and a rear chamber d5. The front chamber d1 is provided with an inlet d11 for introducing the water to be treated, and the rear chamber d5 is provided with an outlet d51 for discharging the water to be treated and connected to a pipe part h1 described later. As shown in the figure, the ozone contact tank d is passed through the front chamber d1, the ozone contact chamber d2, the ozone contact chamber d3, the ozone contact chamber d4, and the rear chamber d5 so that the contact time between the water to be treated and ozone becomes longer. It has a structure in which treated water is diverted up and down.
散気装置ｅは、オゾン発生装置部分ｂ１またはｂ２から供給されるオゾンをバブリングするための散気部分ｅ１およびｅ２を有し、オゾン接触室ｄ２とｄ３のそれぞれには散気部分ｅ１とｅ２が設置されている。管路ｈは、オゾン処理水を搬送する流路の一例としての管路部分ｈ１、後室ｄ５内のオゾン処理水の一部を第二オゾン濃度計ｇに搬送する管路部分ｈ２、および活性炭槽ｊ内のオゾン処理水の一部を第一オゾン濃度計ｍに搬送する管路部分ｈ３からなる。活性炭槽ｊは、管路部分ｈ１の後端と接続された入口ｊ１、活性炭層ｊ２、活性炭層ｊ２を支持する多孔性棚ｊ３、および出口ｊ４を備えている。オゾン接触槽ｄの後室ｄ５内のオゾン処理水の一部は、管路部分ｈ２を介して第二オゾン濃度計ｇに供給され、そこで残存溶解オゾン濃度が測定され、活性炭槽ｊ内の活性炭層ｊ２の上流に位置するオゾン処理水の一部は管路部分ｈ３を介して第一オゾン濃度計ｍに供給され、活性炭層ｊ２に流入する前のオゾン処理水の残存溶解オゾン濃度が測定される。 The air diffuser e has air diffusers e1 and e2 for bubbling ozone supplied from the ozone generator b1 or b2, and the air diffusers e1 and e2 are provided in the ozone contact chambers d2 and d3, respectively. is set up. The pipe line h is a pipe part h1 as an example of a flow path for transporting ozone treated water, a pipe part h2 for transporting a part of the ozone treated water in the rear chamber d5 to the second ozone concentration meter g, and activated carbon. It consists of the pipe line part h3 which conveys a part of ozone treated water in the tank j to the 1st ozone concentration meter m. The activated carbon tank j includes an inlet j1 connected to the rear end of the pipe line portion h1, an activated carbon layer j2, a porous shelf j3 that supports the activated carbon layer j2, and an outlet j4. A part of the ozone treated water in the rear chamber d5 of the ozone contact tank d is supplied to the second ozone concentration meter g through the pipe line portion h2, where the residual dissolved ozone concentration is measured, and the activated carbon in the activated carbon tank j is measured. Part of the ozone treated water located upstream of the layer j2 is supplied to the first ozone concentration meter m via the pipe line portion h3, and the residual dissolved ozone concentration of the ozone treated water before flowing into the activated carbon layer j2 is measured. The
オゾン被処理水は、オゾン接触槽ｄの入口ｄ１１から当該槽ｄ内に流入し、前室ｄ１、オゾン接触室ｄ２、オゾン接触室ｄ３、オゾン接触室ｄ４、および後室ｄ５を経てオゾン処理水となって出口ｄ５１から排出され、次いで管路部分ｈ１および活性炭槽ｊの入口ｊ１を経て同槽ｊ内の入り、次いで活性炭層ｊ２で活性炭処理されて出口ｊ４から外部に排出される。なお実施の形態１では、散気装置ｅとして散気置部分ｅ１と散気置部分ｅ２とを有するものが用いられ、それらがオゾン接触室ｄ２とオゾン接触室ｄ３とでオゾンをバブリングするようにされている。その際、散気部分ｅ１と散気部分ｅ２の２基のみではオゾン処理が不十分である場合には、散気装置ｅとして散気部分ｅ１と散気部分ｅ２に加えてオゾン接触室ｄ４にも散気部分を有するものを用いて散気量を増やすようにしてもよい。逆に、散気部分ｅ１と散気部分ｅ２の２基の稼動ではオゾン処理が過剰である場合には、各散気部分からのオゾン散気量を減らしたり、散気部分ｅ１と散気部分ｅ２のどちらかからの散気を停止するようにしてもよい。 The ozone treated water flows into the tank d from the inlet d11 of the ozone contact tank d, and passes through the front chamber d1, the ozone contact chamber d2, the ozone contact chamber d3, the ozone contact chamber d4, and the rear chamber d5. Is discharged from the outlet d51, and then enters the tank j through the pipe line portion h1 and the inlet j1 of the activated carbon tank j, and is then activated by the activated carbon layer j2 and discharged from the outlet j4 to the outside. In the first embodiment, an air diffuser e having an air diffuser part e1 and an air diffuser part e2 is used, so that they bubble ozone in the ozone contact chamber d2 and the ozone contact chamber d3. Has been. At that time, when the ozone treatment is insufficient with only two of the diffused part e1 and the diffused part e2, the diffuser e is added to the ozone contact chamber d4 in addition to the diffused part e1 and the diffused part e2. Alternatively, the amount of diffused air may be increased using a material having a diffused portion. On the other hand, when the ozone treatment is excessive in the operation of the two parts, the diffused part e1 and the diffused part e2, the amount of ozone diffused from each diffused part is reduced, or the diffused part e1 and the diffused part You may make it stop the aeration from either of e2.
オゾンシステム制御装置ｎは、図１に示すように制御装置本体ｎ１、制御装置本体ｎ１と第二オゾン濃度計ｇとを結ぶ信号線路ｎ２、制御装置本体ｎ１と第一オゾン濃度計ｍとを結ぶ信号線路ｎ３、および制御装置本体ｎ１とオゾン発生装置ｂとを結ぶ信号線路ｎ４とから構成されている。 As shown in FIG. 1, the ozone system control device n connects the control device main body n1, the signal line n2 connecting the control device main body n1 and the second ozone concentration meter g, and connects the control device main body n1 and the first ozone concentration meter m. The signal line n3 and the signal line n4 connecting the control device main body n1 and the ozone generator b are configured.
オゾン接触槽ｄにおいてバブリングされたオゾンは、多くの場合、その一部がオゾン処理水に溶解し、残りは溶解せずにオゾン処理水の水面上から排出され、排オゾン分解装置ｆにおいて分解され酸素となって大気中に放出される。オゾン接触槽ｄの出口ｄ５１またはその近傍におけるオゾン処理水の一部は、管路部分ｈ２を経て第二オゾン濃度計ｇに供給され、そこで溶存オゾン濃度は測定され、その測定値Lは信号線路ｎ２を介して制御装置本体ｎ１に入力される。 In many cases, the ozone bubbled in the ozone contact tank d is partly dissolved in the ozone-treated water and the rest is not dissolved but discharged from the surface of the ozone-treated water and decomposed in the exhaust ozone decomposing apparatus f. Oxygen is released into the atmosphere. A part of the ozone treated water at or near the outlet d51 of the ozone contact tank d is supplied to the second ozone concentration meter g through the pipe portion h2, where the dissolved ozone concentration is measured, and the measured value L is the signal line. It is input to the control device main body n1 via n2.
オゾン接触槽ｄにおいてオゾン処理され活性炭槽ｊに移されたオゾン処理水は、活性炭槽j内を上方から下方に移行する際に活性炭層ｊ２を貫通し、その際に、当該処理水中に存在していてオゾンにより分解されて生じた有機物やオゾンと反応して生成した副生成物などの汚濁物質などは活性炭により吸着され、かかる汚濁物質が吸着除去されたオゾン処理水は出口ｊ４から外部に放出される。また活性炭層ｊ２の上の空間には、多くの場合、オゾン処理水中から気散した排オゾンが含まれることがあるので、かかる排オゾンは、排オゾン分解装置ｋに送られて分解され、酸素となって大気中に放出される。 The ozone-treated water that has been ozone-treated in the ozone contact tank d and transferred to the activated carbon tank j passes through the activated carbon layer j2 when moving from the upper side to the lower side in the activated carbon tank j, and is present in the treated water at that time. Organic substances generated by decomposition by ozone and pollutants such as by-products generated by reaction with ozone are adsorbed by activated carbon, and ozone-treated water from which such pollutants have been adsorbed and removed is discharged from the outlet j4. Is done. Further, in many cases, exhaust space diffused from the ozone-treated water may be contained in the space above the activated carbon layer j2, so that the exhaust ozone is sent to the exhaust ozone decomposing apparatus k and decomposed, and oxygen And released into the atmosphere.
活性炭槽ｊは、図示するように、当該槽の天井近くに設けてられた入口ｊ１を有するので、オゾン接触槽ｄにおいて処理されたオゾン処理水は、活性炭層ｊ２を上から下に向けて流下し、その間に活性炭層ｊ２により吸着処理され、出口ｊ４から外部に排出される。よって実施の形態１においては、活性炭層ｊ２の上側に存在するオゾン処理水の一部が管路部分ｈ３を介して第一オゾン濃度計ｍに供給され、そこで溶存オゾン濃度Cが測定され、信号線路ｎ３を介して制御装置本体ｎ１に入力される。
As shown in the figure, the activated carbon tank j has an inlet j1 provided near the ceiling of the tank, so that the ozone-treated water treated in the ozone contact tank d flows down from the top toward the activated carbon layer j2. In the meantime, it is adsorbed by the activated carbon layer j2 and discharged from the outlet j4. Therefore, in
この第一オゾン濃度計ｍにより、活性炭層ｊ２にて吸着処理される前のオゾン処理水における残存溶解オゾン濃度が測定され、残存溶解オゾン濃度が許容範囲内か否かの判定が可能となり、それが許容範囲内であれば出口ｊ４から外部に排出され、許容範囲を越える場合には、後記するオゾンシステム制御装置ｎの機能によりオゾン接触槽ｄへのオゾン供給量が減量され、あるいは後室ｄ５からのオゾン処理水の排出が一時停止される、などの対応が可能となって、高価な活性炭の延命が達成される。本発明における上記の諸措置は、従来技術では全く知られていない第一オゾン濃度計ｍの設置により可能となる。 By this first ozone concentration meter m, the residual dissolved ozone concentration in the ozone treated water before being subjected to the adsorption treatment in the activated carbon layer j2 is measured, and it is possible to determine whether or not the residual dissolved ozone concentration is within an allowable range. Is discharged to the outside from the outlet j4, and if it exceeds the allowable range, the ozone supply amount to the ozone contact tank d is reduced by the function of the ozone system controller n described later, or the rear chamber d5 As a result, it is possible to temporarily stop the discharge of the ozone-treated water from the water, and it is possible to extend the life of expensive activated carbon. The above-mentioned various measures in the present invention can be realized by installing a first ozone concentration meter m which is not known at all in the prior art.
溶存オゾンの減衰時定数を考慮した溶存オゾン減衰曲線を示す図２により、オゾンシステム制御装置ｎによるオゾンの発生量のフィードバック制御動作について説明する。先ず、活性炭槽jを制御系として含む溶存オゾン制御系の動作について説明する。オゾン接触槽ｄから排出されたオゾン処理水は、活性炭槽ｊに向かって流れる間にその溶存オゾン量は、溶存オゾンが分解するので漸次減少する。実施の形態２では、このオゾンが漸次減少する現象に着目し、溶存オゾンの減衰量を図２の溶存オゾン減衰曲線に基づいて推定する。オゾンシステム制御装置ｎには、第一オゾン濃度計ｍにより計測されるオゾン処理水中の溶存オゾン濃度が目標値以下となるべき目標時間Ｔｄｚが予め設定されている。 The feedback control operation of the ozone generation amount by the ozone system controller n will be described with reference to FIG. 2 showing a dissolved ozone decay curve in consideration of the decay time constant of dissolved ozone. First, the operation of the dissolved ozone control system including the activated carbon tank j as a control system will be described. While the ozone-treated water discharged from the ozone contact tank d flows toward the activated carbon tank j, the amount of dissolved ozone gradually decreases because the dissolved ozone decomposes. In the second embodiment, paying attention to the phenomenon in which ozone gradually decreases, the attenuation amount of dissolved ozone is estimated based on the dissolved ozone attenuation curve of FIG. In the ozone system controller n, a target time Tdz in which the dissolved ozone concentration in the ozone treated water measured by the first ozone concentration meter m should be equal to or less than the target value is set in advance.
被処理水がオゾン接触槽ｄの出口ｄ５１から出て活性炭槽ｊの入口ｊ１に到達するまでに要する時間Ｔａは、季節による水の使用量や水質の変動に応じて月程度の単位で決められる。被処理水がオゾン接触槽ｄの出口ｄ５１から活性炭槽ｊの入口ｊ１までの管路部分ｈ１の長さ（当該管路部分ｈ１の中心線の長さ）をＰ、オゾン処理水の量と管路部分ｈ１の径から求めたオゾン処理水の流速をｖとすると、オゾン処理水が管路部分ｈ１を移動する移動時間Ｔａは、次の式（１）で表される。
Ｔａ＝Ｐ／ｖ （１）
目標時間Ｔｄｚは、流速ｖが変動しても目標時間Ｔｄｚが移動時間Ｔａよりも大きくなることがない程度に、移動時間Ｔａよりも少し小さく設定する。上記の目標値は、活性炭槽ｊの入口ｊ１でオゾン濃度を零または十分に小さくすることであり、実質的に第一オゾン濃度計ｍの検出下限濃度ＬＬとする。
The time Ta required for the water to be treated to exit from the outlet d51 of the ozone contact tank d and reach the inlet j1 of the activated carbon tank j is determined in units of about a month according to the amount of water used and the fluctuation of water quality depending on the season. . The length of the pipe line part h1 from the outlet d51 of the ozone contact tank d to the inlet j1 of the activated carbon tank j (the length of the center line of the pipe part h1) is P, the amount of ozone-treated water and the pipe Assuming that the flow velocity of the ozone-treated water obtained from the diameter of the path portion h1 is v, the travel time Ta during which the ozone-treated water moves through the pipeline portion h1 is expressed by the following equation (1).
Ta = P / v (1)
The target time Tdz is set slightly smaller than the movement time Ta so that the target time Tdz does not become larger than the movement time Ta even if the flow velocity v varies. The target value is to make the ozone concentration zero or sufficiently small at the inlet j1 of the activated carbon tank j, and is substantially set to the detection lower limit concentration LL of the first ozone concentration meter m.
溶存オゾンの減衰時定数による減衰曲線は、時間０でのオゾン濃度をＬ、減衰時定数をκとすると、Ｌ*exp(−κｔ)で表される。ある時点で異なるオゾン濃度となる２個の減衰曲線は、１点が一致するようにどちらかを時間軸に沿って平行移動させると、完全に一致させることができる。減衰時定数κは、第二オゾン濃度計ｇの計測値Ｌ０と、時間Ｔａ経過後の第一オゾン濃度計ｍの計測値Ｃｉｎから求める。図３に示すように、時間０でオゾン濃度がＬ０であり、時間Ｔａ経過後にＣｉｎである場合には、減衰時定数κは以下のように計算される。なお、ｌｎ（ｘ）はｘの自然対数である。
Ｃｉｎ＝Ｌ０*exp(−κＴａ)
κ＝ｌｎ(Ｌ０／Ｃｉｎ)／Ｔａ （２）
The decay curve by the decay time constant of dissolved ozone is represented by L * exp (−κt) where the ozone concentration at
Cin = L0 * exp (−κTa)
κ = ln (L0 / Cin) / Ta (2)
減衰時定数κが求められると、目標時間Ｔｄｚでオゾン濃度が第一オゾン濃度計ｍの検出下限濃度ＬＬとなるような、第二オゾン濃度計ｇの位置での溶存オゾン濃度に対する指令値Ｊｎは、以下の式のようになる。
ＬＬ＝Ｊｎ*exp(−κＴdz)
Ｊｎ＝ＬＬ*exp(κＴdz) （３）
制御装置ｎが、第二オゾン濃度計ｇの計測値Ｌと指令値Ｊｎとの差を求め、その差を比例積分（ＰＩ）した値により、オゾン発生装置ｂ１、ｂ２でのオゾン発生量を増減させるフィードバック制御することにより、活性炭槽ｊに入るオゾン処理水中の溶存オゾン濃度をゼロまたは十分に小さい値とすることができる。
When the decay time constant κ is obtained, the command value Jn for the dissolved ozone concentration at the position of the second ozone concentration meter g so that the ozone concentration becomes the detection lower limit concentration LL of the first ozone concentration meter m at the target time Tdz is And the following equation.
LL = Jn * exp (−κTdz)
Jn = LL * exp (κTdz) (3)
The controller n calculates the difference between the measured value L of the second ozone concentration meter g and the command value Jn, and increases or decreases the amount of ozone generated in the ozone generators b1 and b2 by a value obtained by proportional integration (PI). By performing the feedback control, the dissolved ozone concentration in the ozone-treated water entering the activated carbon tank j can be made zero or a sufficiently small value.
移動に要する時間が溶存オゾンの減衰時定数を推定できる程度以上になるように離れた２点でのオゾン濃度を測定し、２点のオゾン濃度から推定した溶存オゾンの減衰時定数を利用して、活性炭槽ｊの入口ｊ１でオゾン濃度を零または十分に小さくすることができるような、第二オゾン濃度計ｇの位置での溶存オゾン濃度に対する指令値を求め、第二オゾン濃度計ｇの測定値を用いてフィードバック制御を行なうので、第一オゾン濃度計ｍの計測値でフィードバック制御を行なう場合よりも、フィードバックループに含まれる制御系の制御遅れ時間が小さくなり、より正確に活性炭槽ｊに入るオゾン処理水の溶存オゾン濃度を制御できる。 Measure the ozone concentration at two points apart so that the time required for movement is more than the extent that the decay time constant of dissolved ozone can be estimated, and use the decay time constant of dissolved ozone estimated from the ozone concentration at two points Then, a command value for the dissolved ozone concentration at the position of the second ozone concentration meter g so that the ozone concentration can be made zero or sufficiently small at the inlet j1 of the activated carbon tank j is measured, and the measurement of the second ozone concentration meter g Since the feedback control is performed using the value, the control delay time of the control system included in the feedback loop is smaller than in the case where the feedback control is performed using the measurement value of the first ozone concentration meter m, and the activated carbon tank j is more accurately stored. The dissolved ozone concentration of the incoming ozone treated water can be controlled.
溶存オゾンの減衰時定数の推定は、日ごとまたは数時間ごとなどの所定の周期で行なえばよい。オゾン濃度の変動やオゾン濃度計での計測誤差などがあることも考慮して、数回の計測値を用いて平均をとるなどして、推定した溶存オゾンの減衰時定数に計測誤差などの影響ができるだけ少なくなるようにする。 The decay time constant of dissolved ozone may be estimated at a predetermined cycle such as every day or every several hours. Taking into account fluctuations in ozone concentration and measurement errors with the ozone concentration meter, the average of several measurements is taken, and the effects of measurement errors etc. on the estimated dissolved ozone decay time constant Try to minimize as much as possible.
なお、図１では第一オゾン濃度計ｍは、活性炭槽ｊ内の活性炭層ｊ２の上流に位置するオゾン処理水のオゾン濃度を測定するように設置されているが、本発明においては第一オゾン濃度計ｍは、上記の位置以外に、例えば管路部分ｈ１内を流れるオゾン処理水のオゾン濃度を測定するように設置されてもよい。その際、その位置が前記出口ｄ５１に近接し過ぎると第一オゾン濃度計ｍの設置の変更意義が無くなるので、適当な間隔を空けることが必要である。その間隔の大きさは、管路部分ｈ１の内径、全長、あるいはそこを流れるオゾン処理水の平均流速などにより異なるが、要は、オゾン処理水のオゾン濃度の管理が可能となる位置、例えば管路部分ｈ１内の中央あたりから活性炭槽ｊの入口ｊ１の間に存在するオゾン処理水のオゾン濃度を測定するように設置されてもよい。 In FIG. 1, the first ozone concentration meter m is installed so as to measure the ozone concentration of the ozone treated water located upstream of the activated carbon layer j2 in the activated carbon tank j. In addition to the above position, the densitometer m may be installed so as to measure the ozone concentration of the ozone-treated water flowing in the pipe line part h1, for example. At that time, if the position is too close to the outlet d51, it is not necessary to change the installation of the first ozone concentration meter m, so it is necessary to provide an appropriate interval. The size of the interval varies depending on the inner diameter, the overall length, or the average flow velocity of the ozone-treated water flowing therethrough, but the point is that the ozone concentration of the ozone-treated water can be managed, for example, the pipe You may install so that the ozone concentration of the ozone treatment water which exists between the center j in the path part h1 and the entrance j1 of the activated carbon tank j may be measured.
実施の形態２．
図３は、上記図１および図２と共に本発明における実施の形態２を説明するものであって、図３はオゾン処理におけるフィードバック制御系を示すブロック図を示す。実施の形態２は、前記実施の形態１とは全体の構成は同じであるが、被処理水の水質が悪く通常より多くのオゾンを使用する必要があり、活性炭槽に入るオゾン処理水中の溶存オゾン濃度をゼロまたは十分に小さい値にできない場合に、活性炭槽に入るオゾン処理水中の溶存オゾン濃度によるフィードバック制御を行なう点において異なる。
FIG. 3 explains
実施の形態２では、第一オゾン濃度計ｍ、第二オゾン濃度計ｇ、およびオゾンシステム制御装置ｎを用いた一層効果的な残存オゾン濃度管理方法に就き詳細に説明する。オゾン処理装置におけるオゾンの発生量を制御する方式として、従来から被処理水に溶存している溶存オゾンの濃度を制御する方法と、当該被処理水と接触している空間中に存在する排オゾンの濃度を制御する方法とが知られており、これらのうち一方の制御を選択する場合と、双方の制御を併存させる場合がある。実施の形態２では溶存オゾン濃度を制御する方法を採用し、溶存オゾン濃度に基づいてオゾンの発生量をフィードバック制御する場合について説明する。なお実施の形態２は、オゾンシステム制御装置ｎを利用することにおいて実施の形態１と異なるが、その他の点では実施の形態１と同じであるので、オゾンシステム制御装置ｎ以外の装置部分の説明は省略する。 In the second embodiment, a more effective residual ozone concentration management method using the first ozone concentration meter m, the second ozone concentration meter g, and the ozone system control device n will be described in detail. As a method for controlling the amount of ozone generated in the ozone treatment apparatus, a method for controlling the concentration of dissolved ozone that has been dissolved in the water to be treated, and waste ozone present in the space in contact with the water to be treated There is a known method for controlling the concentration of these, and there are cases where one of these controls is selected and both controls coexist. In the second embodiment, a method of controlling the dissolved ozone concentration will be described, and a case will be described in which the ozone generation amount is feedback controlled based on the dissolved ozone concentration. The second embodiment is different from the first embodiment in using the ozone system control device n, but is otherwise the same as the first embodiment, so that the description of the device parts other than the ozone system control device n is provided. Is omitted.
オゾンシステム制御装置ｎには、第二オゾン濃度計ｇで測定された後室ｄ５に存在するオゾン処理水における溶存オゾン濃度Ｌ、および第一オゾン濃度計ｍで測定された活性炭槽ｊ内で活性炭層ｊ２の上流側に存在するオゾン処理水の溶存オゾン濃度Ｃが入力され、上記両オゾン濃度L、Ｃに基づき、オゾンシステム制御装置ｎからオゾン発生装置部分ｂ１、ｂ２に運転指令信号が出力され、運転指令信号によりオゾンの発生量がフィードバック制御される。 The ozone system control device n includes the dissolved ozone concentration L in the ozone treated water present in the rear chamber d5 measured by the second ozone concentration meter g, and the activated carbon in the activated carbon tank j measured by the first ozone concentration meter m. The dissolved ozone concentration C of the ozone-treated water existing upstream of the layer j2 is input, and an operation command signal is output from the ozone system controller n to the ozone generator parts b1 and b2 based on both ozone concentrations L and C. The ozone generation amount is feedback controlled by the operation command signal.
制御装置本体ｎ１は、加減算器Ｓ１、ＰＩ制御装置Ｓ２、加減算器Ｓ４、乗算器Ｓ５、比較器Ｓ６、および演算器Ｓ７を含んでいる。演算器Ｓ７は、（３）式により、第二オゾン濃度計ｇが計測する溶存オゾン濃度に対する指令値Ｊｎを演算する。加減算器Ｓ４は、第一オゾン濃度計ｍが計測するオゾン濃度に対する指令値Ｊｆａと計測値Ｃとの差（Ｊｆａ−Ｃ）を計算する。乗算器Ｓ５は、加減算器Ｓ４の出力に定数δ（後述）を掛ける。比較器Ｓ６は、管路ｈでの移動時間Ｔａと目標時間Ｔｄｚの大小を比較して、比較結果により、演算器Ｓ７または乗算器Ｓ５のどちらかの出力を加減算器Ｓ１に入力する。演算器Ｓ７の出力を入力する場合が第一の制御方法であり、乗算器Ｓ５の出力を入力する場合が第二の制御方法である。
加減算器Ｓ１は、演算器Ｓ７または乗算器Ｓ５のどちらかの出力から第二オゾン濃度計ｇが計測するオゾン濃度の計測値Ｌを引いて、その結果をＰＩ制御装置Ｓ２に出力する。ＰＩ制御装置Ｓ２は入力を比例積分（ＰＩ）の演算した量に応じてオゾン発生装置ｂ１、ｂ２でのオゾン発生量を増減させる。
図３では、比較器Ｓ６において管路ｈでの移動時間Ｔａと目標時間Ｔｄｚの大小により、第一の制御方法または第二の制御方法を切り替える。被処理水の水質が悪く通常より多いオゾンを使用する必要がある場合は、目標時間ＴｄｚをＴａよりも大きく設定して、第二の制御方法を実施するようにする。なお、制御方法の切替えは、Ｔｄｚの変更以外の方法で行なってもよい。
The control device main body n1 includes an adder / subtracter S1, a PI control device S2, an adder / subtractor S4, a multiplier S5, a comparator S6, and an arithmetic unit S7. The computing unit S7 computes a command value Jn for the dissolved ozone concentration measured by the second ozone concentration meter g according to equation (3). The adder / subtractor S4 calculates a difference (Jfa-C) between the command value Jfa and the measured value C with respect to the ozone concentration measured by the first ozone concentration meter m. The multiplier S5 multiplies the output of the adder / subtracter S4 by a constant δ (described later). The comparator S6 compares the moving time Ta on the pipe line h with the target time Tdz, and inputs the output of either the calculator S7 or the multiplier S5 to the adder / subtractor S1 based on the comparison result. The case of inputting the output of the arithmetic unit S7 is the first control method, and the case of inputting the output of the multiplier S5 is the second control method.
The adder / subtracter S1 subtracts the measured value L of the ozone concentration measured by the second ozone concentration meter g from the output of either the calculator S7 or the multiplier S5, and outputs the result to the PI controller S2. The PI controller S2 increases or decreases the amount of ozone generated in the ozone generators b1 and b2 according to the amount calculated by proportional integral (PI).
In FIG. 3, the first control method or the second control method is switched in the comparator S6 depending on the magnitude of the moving time Ta and the target time Tdz in the pipe line h. When the quality of the water to be treated is poor and it is necessary to use more ozone than usual, the target time Tdz is set larger than Ta and the second control method is performed. Note that the control method may be switched by a method other than the change of Tdz.
Ｔdz≧Ｔaである時、乗算器Ｓ４の出力は、乗算器Ｓ５を経て（Ｊfa−Ｃ）×δの値が加減算器Ｓ１へ送られる。ここにδは、第二オゾン濃度計ｇで測定された個所と第一オゾン濃度計ｍで測定された個所との間の距離に由来する応答時間遅れ、およびオゾン反応物質の増減によるオゾン溶存の制御利得を考慮した係数である。δは、０．１程度の値を設定する。第一オゾン濃度計ｍが計測するオゾン濃度に対する指令値Ｊｆａと計測値Ｃとの差を定数δ倍したδ×（Ｊｆａ−Ｃ）がフィードバックされるので、ＣがＪｆａに一致させるような制御がなされる。 When Tdz ≧ Ta, the value of (Jfa−C) × δ is sent to the adder / subtractor S1 through the multiplier S5 as the output of the multiplier S4. Here, δ is the response time delay derived from the distance between the location measured by the second ozone concentration meter g and the location measured by the first ozone concentration meter m, and the ozone dissolution due to the increase or decrease of the ozone reactant. This is a coefficient considering the control gain. δ is set to a value of about 0.1. Since δ × (Jfa−C) obtained by multiplying the difference between the command value Jfa and the measured value C for the ozone concentration measured by the first ozone concentration meter m by a constant δ is fed back, control is performed so that C matches Jfa. Made.
Ｔｄｚ＜Ｔａの場合には、実施の形態１と同様に動作する。第二オゾン濃度計ｇが計測するオゾン濃度に対する指令値Ｊｎと計測値Ｌとの差（Ｊｎ−Ｌ）がフィードバックされて、ＬがＪｎに一致させるような制御がなされる。
この実施の形態では、実施の形態１の場合と同様に、活性炭槽に入るオゾン処理水中の溶存オゾン濃度をゼロまたは十分に小さい値にすることができ、かつ、被処理水の水質が悪く、オゾンを多く使用する場合でも、過剰なオゾンを使用することを避け、適正な量のオゾンを使用することができる。
When Tdz <Ta, the operation is the same as in the first embodiment. The difference (Jn−L) between the command value Jn and the measurement value L for the ozone concentration measured by the second ozone concentration meter g is fed back, and control is performed so that L matches Jn.
In this embodiment, as in the case of
加減算器Ｓ１の入力を切り替えたが、加減算器Ｓ１には常にＪｎとＬが入力されるようにし、加減算器Ｓ１または乗算器Ｓ５の出力を切り替えてＰＩ制御装置Ｓ２に入力するようにしてもよい。オゾンの減衰時定数を考慮して、第一オゾン濃度計ｍの位置での溶存オゾン濃度がＪｆａになるような、第二オゾン濃度計ｇの位置での溶存オゾン濃度Ｊｎ２を求めて、ＪｎまたはＪｎ２を演算器Ｓ７が出力するようにしてもよい。さらに、Ｔｄｚ≧Ｔａの場合に、演算器Ｓ７が出力するＪｎ２と乗算器Ｓ５が出力するδ×（Ｊｆａ−Ｃ）をともに加減算器Ｓ１に入力するようにしてもよい。 Although the input of the adder / subtractor S1 is switched, Jn and L may always be input to the adder / subtractor S1, and the output of the adder / subtractor S1 or the multiplier S5 may be switched and input to the PI controller S2. . In consideration of the ozone decay time constant, the dissolved ozone concentration Jn2 at the position of the second ozone concentration meter g such that the dissolved ozone concentration at the position of the first ozone concentration meter m becomes Jfa is determined. The calculator S7 may output Jn2. Further, when Tdz ≧ Ta, both Jn2 output from the arithmetic unit S7 and δ × (Jfa−C) output from the multiplier S5 may be input to the adder / subtractor S1.
実施の形態３．
図４および図５は、本発明の実施の形態３を説明するものであって、図４は実施の形態３の構成図、図５はオゾン処理におけるフィードバック制御系を示すブロック図である。図４は前記図１とは、管路部分ｈ２の一端がオゾン接触槽ｄの後室ｄ５に存在するオゾン処理水上の気相中に開口しており、また管路部分ｈ３の一端が活性炭槽ｊ内のオゾン処理水上の気相中に開口している点において異なり、その他は前記図１と同構成である。なお、図４では前記図１に示す部分と同様の機能をなす一部の部分の符号付けを図面の簡略化のために省略している。このことは、後出の諸図においても同様である。
4 and 5 illustrate the third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a configuration diagram of the third embodiment, and FIG. 5 is a block diagram showing a feedback control system in ozone treatment. 4 is different from FIG. 1 in that one end of the pipe part h2 is opened in the gas phase on the ozone treated water existing in the rear chamber d5 of the ozone contact tank d, and one end of the pipe part h3 is the activated carbon tank. The difference is that it is open in the gas phase on the ozone-treated water in j, and the rest is the same as in FIG. In FIG. 4, the reference numerals of some parts having the same functions as those shown in FIG. 1 are omitted for simplification of the drawing. The same applies to the following figures.
前記実施の形態２では、溶存オゾン濃度の制御を選択して溶存オゾン濃度に基づいてオゾンの発生量をフィードバック制御する場合について説明したが、実施の形態３では上記各気相中に存在するオゾン即ち排オゾンの濃度の制御を選択して、排オゾン濃度に基づいてオゾンの発生量をフィードバック制御する場合について説明する。なお上記の排オゾン濃度と溶存オゾン濃度との関係は、オゾン処理水の流速が小さい場合には気体の溶解平衡に関するヘンリーの法則に従うかまたは近い関係にあるが、オゾン処理水の流速が早い場合には上記法則からの概して乖離が大きくなる。しかしその場合でも、排オゾン濃度は溶存オゾン濃度に比例するので、以下に示すオゾンの発生量のフィードバック制御が可能である。 In the second embodiment, the case where the control of the dissolved ozone concentration is selected and the amount of generated ozone is feedback controlled based on the dissolved ozone concentration has been described. However, in the third embodiment, the ozone present in each gas phase is described above. That is, the case where the control of the exhaust ozone concentration is selected and the ozone generation amount is feedback controlled based on the exhaust ozone concentration will be described. The above-mentioned relationship between the exhaust ozone concentration and the dissolved ozone concentration follows or closely follows Henry's law regarding the gas dissolution equilibrium when the flow rate of ozone treated water is small, but the flow rate of ozone treated water is high. In general, the deviation from the above law is large. However, even in that case, since the exhaust ozone concentration is proportional to the dissolved ozone concentration, the following feedback control of the ozone generation amount is possible.
図４において、第二オゾン濃度計ｇは、管路部分ｈ２により採取された、オゾン接触槽ｄの出口ｄ５１近傍の一例たる後室ｄ５におけるオゾン処理水の水面上の排オゾンを対象として排オゾンの濃度(排オゾン濃度M)を測定する。一方、第一オゾン濃度計ｍは管路部分ｈ３により活性炭槽ｊの入口ｊ１付近の空間に存在する排オゾンの濃度(排オゾン濃度D)を測定する。 In FIG. 4, the second ozone densitometer g is an exhaust ozone for the exhaust ozone on the surface of the ozone treated water in the rear chamber d5 which is an example of the vicinity of the outlet d51 of the ozone contact tank d collected by the pipe line portion h2. Measure the concentration of ozone (exhaust ozone concentration M). On the other hand, the first ozone concentration meter m measures the concentration of exhaust ozone (exhaust ozone concentration D) existing in the space near the inlet j1 of the activated carbon tank j through the pipe line portion h3.
次に図５により、実施の形態３によるオゾンシステム制御装置ｎの動作を説明する。活性炭槽ｊの入口付近における水面上の排オゾン濃度Ｄを第一オゾン濃度計ｍにより測定する。活性炭槽ｊの入口ｊ１付近における排オゾン濃度の目標量をＮｆａとする。
Next, the operation of the ozone system control apparatus n according to
減算器Ｓ１１では、上記目標量Ｎｆａと第一オゾン濃度計ｍから入力された測定値である排オゾン濃度Ｄの差(Ｎｆａ−Ｄ)が演算される。Ｎｆａ−Ｄが入力された乗算器Ｓ１２から（Ｎｆａ−Ｄ）×βが加減算器Ｓ１０に出力される。Ｎｆａは、ゼロまたは第一オゾン濃度計ｍの検出下限濃度ＬＬとする。βは、０．１程度の値とする。加減算器Ｓ１０には、その他の入力として、第二オゾン濃度計Ｇの計測値Ｍとその目標値Ｎｎが入力される。つまり、図５の制御系は、オゾン接触槽ｄの出口ｄ５１近傍における水面上の排オゾン濃度Ｍを目標値Ｎｎに一致させ、かつ活性炭槽ｊの入口付近における水面上の排オゾン濃度Ｄを目標値Ｎｆａに一致させるようにフィードバック制御を行なう。なお、オゾン接触槽ｄの出口ｄ５１近傍における水面上の排オゾン濃度Ｍを目標値Ｎｎに一致させるフィードバックループは、削除してもよい。 In the subtractor S11, a difference (Nfa-D) between the target amount Nfa and the exhaust ozone concentration D, which is a measurement value input from the first ozone concentration meter m, is calculated. From the multiplier S12 to which Nfa-D is input, (Nfa-D) × β is output to the adder / subtractor S10. Nfa is zero or the detection lower limit concentration LL of the first ozone densitometer m. β is a value of about 0.1. The adder / subtracter S10 receives the measurement value M of the second ozone concentration meter G and its target value Nn as other inputs. That is, the control system in FIG. 5 makes the exhaust ozone concentration M on the water surface near the outlet d51 of the ozone contact tank d coincide with the target value Nn, and the exhaust ozone concentration D on the water surface near the inlet of the activated carbon tank j is the target. Feedback control is performed so as to match the value Nfa. The feedback loop that matches the exhaust ozone concentration M on the water surface near the outlet d51 of the ozone contact tank d with the target value Nn may be deleted.
実施の形態３では、被処理水中のオゾン反応物質である有機物の量、オゾン接触槽ｄと活性炭槽ｊの位置や両者間の離隔距離等に関係なく、活性炭槽ｊの入口ｊ１で排オゾン濃度をゼロまたは、最小限にすることを最優先にする。よつて、最低限のオゾン発生量を維持することによりオゾン発生のための消費電力を最小限にすることができる。このような制御を行いながら、従来の制御であるｐＨ調整、流入水量調整、稼動接触槽選択、滞留時間調整などと組み合わせることで同様の効果が得られることは言うまでもない。
In
実施の形態４．
実施の形態４は、たとえば、図1の実施の形態２、図4の実施の形態３におけるオゾン処理装置を構成する活性炭槽ｊの覆蓋を、耐酸化性材料、たとえばテフロン（登録商標）などのフッ素樹脂で構成している。オゾン処理の後段に配置される活性炭槽ｊは、排オゾンの漏洩を防ぐため活性炭槽ｊをコンクリート製の密閉構造としたり、強固な覆蓋を置いたりする場合がある。従来、溶存オゾンは、活性炭槽ｊの入口でも相当量残っている。オゾン反応速度が遅いものに対しても十分反応するように余るほどのオゾンを注入することがオゾンの効果を上げると考えられていた時期があり、活性炭槽ｊにおける排オゾン対策もオゾン接触槽ｄにおける排オゾン対策と同様に考えられていた。
In the fourth embodiment, for example, the cover of the activated carbon tank j constituting the ozone treatment apparatus in the second embodiment in FIG. 1 and the third embodiment in FIG. 4 is made of an oxidation resistant material such as Teflon (registered trademark). It is made of fluororesin. The activated carbon tank j disposed at the subsequent stage of the ozone treatment may have a closed structure made of concrete or a strong cover to prevent leakage of exhaust ozone. Conventionally, a considerable amount of dissolved ozone remains at the inlet of the activated carbon tank j. There was a period when it was thought that injecting too much ozone so that it would react sufficiently even with a slow ozone reaction rate would improve the effect of ozone, and measures against exhaust ozone in the activated carbon tank j and ozone contact tank d It was considered in the same way as measures against exhaust ozone.
近年の溶存オゾン濃度目標値の低減で反応に必要なオゾンの低減に加え、余剰オゾンを厳しく抑制することでオゾン処理のライフサイクルコストを下げることができる。同時に、設備仕様も過剰な仕様を見直す一環として、活性炭槽ｊの密閉構造は耐酸化性材料の簡易な覆蓋に変更することができる。たとえば、図1に示すような下向流流動式の活性炭槽ｊの場合、稼動中の異常現象として、流入水量の急変や活性炭層ｊをショートカットする処理水の短絡流の発生などがある。これら異常時には下向流流動式の活性炭槽ｊの水面上にも排オゾンを検出する場合がある。従って、覆蓋を必要とするが、常時排オゾンは検出されないものとして設備を簡素化できる。 In addition to reducing the ozone required for the reaction by reducing the dissolved ozone concentration target value in recent years, it is possible to reduce the life cycle cost of the ozone treatment by strictly suppressing excess ozone. At the same time, as a part of reviewing the excessive specifications of the equipment specifications, the sealed structure of the activated carbon tank j can be changed to a simple cover made of an oxidation resistant material. For example, in the case of a downward flow type activated carbon tank j as shown in FIG. 1, abnormal phenomena during operation include a sudden change in the amount of inflow water and the generation of a short-circuit flow of treated water that shortcuts the activated carbon layer j. When these abnormalities occur, exhaust ozone may be detected also on the water surface of the downward flow type activated carbon tank j. Therefore, although a cover is required, the facility can be simplified on the assumption that exhaust ozone is not always detected.
実施の形態５．
図６は、実施の形態５によるオゾン処理装置の構成を示す。実施の形態５は、前記実施の形態１とは、オゾン接触槽ｄへオゾンの供給する散気装置ｅとして、前記図１に示す散気部分ｅ１およびｅ２に換えてエジェクタｅ４と導管ｅ５とを有するものが用いられ、またオゾン接触槽ｄとして前記図１に示す前室ｄ１、オゾン接触室ｄ２、オゾン接触室ｄ３、オゾン接触室ｄ４、および後室ｄ５を有するものに代えて、上記前室ｄ１〜オゾン接触室ｄ４が一緒になったオゾン接触室ｄ６と後室ｄ５とからなる点において異なり、その他の構成は図１と同じである。実施の形態６で使用される散気装置ｅの導管ｅ５の先端は、オゾン接触室ｄ６の底面の近傍で開口している。
FIG. 6 shows a configuration of an ozone treatment apparatus according to the fifth embodiment. The fifth embodiment differs from the first embodiment in that an ejector e4 and a conduit e5 are used instead of the diffused portions e1 and e2 shown in FIG. 1 is used instead of the ozone contact tank d having the front chamber d1, the ozone contact chamber d2, the ozone contact chamber d3, the ozone contact chamber d4, and the rear chamber d5 shown in FIG. It differs in the point which consists of the ozone contact chamber d6 and the back chamber d5 which d1-ozone contact chamber d4 united together, and the other structure is the same as FIG. The tip of the conduit e5 of the air diffuser e used in the sixth embodiment is open near the bottom surface of the ozone contact chamber d6.
オゾン発生装置ｂから供給されたオゾンは、被処理水と共にエジェクタｅ４を通過し、その際に両者は微細化された状態で良好に混合され、導管ｅ５を経由して接触室ｄ６の底面の近傍から被処理水に供給される。以下は、実施の形態１などと同様である。 The ozone supplied from the ozone generator b passes through the ejector e4 together with the water to be treated. At that time, both are well mixed in a finely divided state, and near the bottom surface of the contact chamber d6 via the conduit e5. To be treated water. The following is the same as in the first embodiment.
実施の形態６．
図７は、実施の形態６によるオゾン処理装置の構成を示す。実施の形態６で使用されるオゾン接触槽ｄおよび散気装置ｅは、前記実施の形態１などで使用されたものと実質的に同構造のものであるが、散気装置ｅの散気部分ｅ２および散気部分ｅ３は、図示するように、それぞれオゾン接触室ｄ３とオゾン接触室ｄ４とで稼動していることにおいて実施の形態１などと異なり、その他は同じである。ところで前記したように、最近ではオゾン量を可及的少量とし、オゾン接触槽ｄでのオゾン処理後での滞留時間を短く設定する傾向がある。実施の形態６では、オゾン接触室ｄ４でのオゾン処理の後は、後室ｄ５を経るのみで出口ｄ５１から排出されるので、上記傾向に合致する。
FIG. 7 shows a configuration of an ozone treatment apparatus according to the sixth embodiment. The ozone contact tank d and the air diffuser e used in the sixth embodiment have substantially the same structure as that used in the first embodiment, but the air diffuser part of the air diffuser e. As shown in the drawing, e2 and the diffused portion e3 are different from those in the first embodiment in that they are operated in the ozone contact chamber d3 and the ozone contact chamber d4, respectively, and the others are the same. As described above, recently, there is a tendency that the amount of ozone is made as small as possible and the residence time after the ozone treatment in the ozone contact tank d is set short. In the sixth embodiment, after the ozone treatment in the ozone contact chamber d4, it passes through the rear chamber d5 and is discharged from the outlet d51, which matches the above tendency.
オゾン処理水の溶存オゾン濃度の溶存オゾン減衰曲線Ｆoから滞留時間と注入点の溶存オゾン濃度を求め、この結果からオゾン接触室ｄ４内の散気部分ｅ３の配置位置を決定する。実施の形態６によれば、オゾン接触室ｄ４における適正なオゾン滞留時間を確保することができる。 The residence time and the dissolved ozone concentration at the injection point are obtained from the dissolved ozone decay curve Fo of the dissolved ozone concentration of the ozone treated water, and the arrangement position of the diffused portion e3 in the ozone contact chamber d4 is determined from the result. According to the sixth embodiment, an appropriate ozone residence time in the ozone contact chamber d4 can be ensured.
本発明は、各種の廃水のオゾン処理の分野で利用される可能性が高い。 The present invention is likely to be used in the field of ozone treatment of various wastewaters.
ａ：オゾン原料ガス供給装置、ｂ：オゾン発生装置、ｂ１：オゾン発生装置部分、ｂ２：オゾン発生装置部分、ｃ：オゾン供給管、ｄ：オゾン接触槽、ｄ１：前室、
ｄ１１：入口、ｄ２：オゾン接触室、ｄ３：オゾン接触室、ｄ４：オゾン接触室、
ｄ５後室ｄ５、ｄ５１：出口、ｅ：散気装置、ｅ１：散気部分、ｅ２：散気部分、
ｅ３：散気部分、ｅ４：エジェクタ、ｅ５：導管、ｆ：排オゾン分解装置、
ｇ：第二オゾン濃度計、ｈ：管路、ｈ１：管路部分、ｈ２：管路部分、ｈ３：管路部分、ｊ：活性炭槽、ｊ１：入口、ｊ２：活性炭層、ｊ３：多孔性棚、ｊ４：出口、
ｋ：排オゾン分解装置、ｍ：第一オゾン濃度計、ｎ：オゾンシステム制御装置、
ｎ１：制御装置本体、ｎ２：信号線路, ｎ３： 信号線路、ｎ４：信号線路。
a: ozone raw material gas supply device, b: ozone generator, b1: ozone generator part, b2: ozone generator part, c: ozone supply pipe, d: ozone contact tank, d1: front chamber,
d11: inlet, d2: ozone contact chamber, d3: ozone contact chamber, d4: ozone contact chamber,
d5 rear chamber d5, d51: outlet, e: air diffuser, e1: air diffuser, e2: air diffuser,
e3: diffused part, e4: ejector, e5: conduit, f: exhaust ozone decomposing device,
g: second ozone concentration meter, h: pipeline, h1: pipeline portion, h2: pipeline portion, h3: pipeline portion, j: activated carbon tank, j1: inlet, j2: activated carbon layer, j3: porous shelf , J4: exit,
k: exhaust ozone decomposition device, m: first ozone concentration meter, n: ozone system control device,
n1: Control device body, n2: signal line, n3: signal line, n4: signal line.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008322346A JP2010142726A (en) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | Ozone treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008322346A JP2010142726A (en) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | Ozone treatment apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010142726A true JP2010142726A (en) | 2010-07-01 |
Family
ID=42563712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008322346A Pending JP2010142726A (en) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | Ozone treatment apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010142726A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220041443A1 (en) * | 2012-07-06 | 2022-02-10 | Evoqua Water Technologies Llc | Ozone Cell Power Supply Apparatus and Method |
-
2008
- 2008-12-18 JP JP2008322346A patent/JP2010142726A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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