JP3769093B2 - 排水の高度処理装置および高度処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水の高度処理装置および高度処理方法に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、通常の排水のオゾン処理の際に少量の過酸化水素を添加して処理する過酸化水素−オゾン併用排水処理方法において、ＴＯＣ除去効率を低下させずに効率的且つ経済的に排水を処理する装置ならびにこれを用いた処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
過酸化水素−オゾン併用の排水処理方法は、添加した過酸化水素とオゾンとを反応させて、過酸化水素やオゾンよりも酸化分解力が非常に強いヒドロキシラジカル（ＯＨラジカル）を効率的に生成させて、これを使ってオゾンのみでは分解できない難分解性物質をも除去する方法である。
【０００３】
従来のこの種の処理装置の一例を図１６に示す。図１６において、１はオゾン反応器、２はオゾン発生装置、３は被処理水供給ポンプ、４は過酸化水素添加ポンプ、５はオゾン反応器１内にとりつけられた散気装置、６は排オゾン分解装置、７は過酸化水素貯留タンクであり、ａ〜ｅは配管である。
【０００４】
次に動作について説明する。
汚濁有機物を含む被処理水は、被処理水供給ポンプ３により、ポンプ配管ａを介してオゾン反応器１に供給される。また、過酸化水素は過酸化水素貯留タンク７から過酸化水素添加ポンプ４により、配管ｂを介してオゾン反応器１に供給され、被処理水に添加される。さらに、オゾン発生装置２では、空気または酸素、あるいは酸素富化ガスを原料としてオゾン化ガスを生成し、配管ｄを介して散気装置５に供給する。散気装置５では、オゾン化ガスを微細気泡としてオゾン反応器１に供給することにより被処理水中にオゾンを溶解させる。オゾン反応器１では溶解したオゾンと添加された過酸化水素とが反応してＯＨラジカルが生成し、これが被処理水中に含有する汚濁有機物を分解除去して、水を高度処理する。
オゾン反応器１内の被処理水に溶解しきれなかったオゾンは、排オゾンとして、配管ｅを介してオゾン分解触媒が充填されている排オゾン処理装置６に導かれ、酸素に無害分解化され、大気へ放出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の過酸化水素添加オゾン処理装置は以上のような構成であったので、例えば図１７に有機物濃度の１指標である全有機炭素濃度（ＴＯＣ濃度、Total Organic Carbon）とオゾン消費量との関係の一例を示すように、単位有機性炭素量を分解除去するのに必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は１７８（g−Ｏ3／g−ＴＯＣ）程度と多量のオゾンが必要であり、処理条件の最適化はされておらず、汚濁有機物の分解除去効率が悪くて経済的でなく実用性に乏しいという問題があった。また、接触段数を複数にして多段接触させる場合も処理条件の最適化はされておらず、経済的でなく実用性に乏しかった。
なお図１７は図１６と同型式の容積４Ｌ、水深１．４ｍの反応装置を用いて、ＴＯＣ濃度７mg／Ｌの下水処理水の凝集ろ過水を被処理水として発生オゾン濃度２０g／Ｎm3、供給オゾン化ガス流量１Ｌ／分、滞留時間５〜２０分、過酸化水素添加濃度５〜２０mg／Ｌの条件で得られた実験結果である。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素−オゾン併用タイプの排水の高度処理装置およびこれを用いた排水の高度処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上述の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する装置において、該装置は、被処理水の配管と、前記配管に過酸化水素を注入する手段と、過酸化水素が添加された被処理水の前記配管にオゾン化ガスを少なくとも二箇所以上で分割注入するための手段と、前記配管の後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出する手段と、を備えたことを特徴とする排水の高度処理装置を提供するものである。
【０００８】
また本発明は、被処理水の配管の断面が円形である前記の排水の高度処理装置を提供するものである。
【０００９】
さらに本発明は、オゾン化ガスの導入箇所が少なくとも４箇所以上である前記の排水の高度処理装置を提供するものである。
【００１０】
さらにまた本発明は、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する方法において、配管に被処理水を通水し、前記配管を流れる被処理水に過酸化水素を注入し、続いて過酸化水素を含み且つ前記配管を流れる被処理水に、少なくとも二箇所以上でオゾン化ガスを分割注入し、前記配管後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出することを特徴とする排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、被処理水が加圧され、配管内で被処理水中の有機物の分解が進む前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１２】
さらに本発明は、オゾン化ガスが、あらかじめ定められた量で配分されて分割注入される前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１３】
さらにまた本発明は、オゾン化ガスが、均等配分された注入量で分割注入される前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１４】
また本発明は、被処理水にオゾン化ガスが分割注入されるよりも前に、被処理水に対して予定されている過酸化水素注入量の全量を注入する前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１５】
さらに本発明は、過酸化水素を含む被処理水とオゾン化ガスとの反応時間が少なくとも８秒以上に設定される前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、ＴＯＣの除去効率が、オゾンの溶解効率に密接な関連があることを見いだした。本発明によれば、あらかじめ所定量の過酸化水素を添加した被処理水の配管に、あらかじめ定めた間隔で少なくとも二箇所以上でオゾン化ガスを導入することにより、配管内の圧力損失を小さくすることができる。その結果、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）が低減され、且つ汚濁有機物の分解除去効率が良好となる。さらに装置全体も小型化され実用上有利である。
【００１７】
本発明者らは、動力学モデルに基づく計算機シミュレーションを繰り返し、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好となる過酸化水素とオゾンとを併用した排水の高度処理方法について研究してきた。その結果、いくつかの重要な現象を発見し、本発明に想到した。
【００１８】
図１に本発明の装置の一実施態様を示す。また表１にシミュレーション条件を示す。モデルは反応器にはオゾン化ガス注入口が４点あり、オゾン化ガス注入後の被処理水の流れは完全混合とした。被処理水のＴＯＣは５．７mgＣ／Ｌ、オゾン化ガス総流量は４．８Ｌ／分とする。動力学モデルは文献“Reactions of Hydroxyl Radicals with Hydrogen Peroxide at Ambient and Elevated Temparatures”（J．Phys．Chem.，86，55-68，1982）に記載のモデルを簡略化したものを用いた。図２に簡略化したモデルの反応スキームおよび反応式を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
次に図１の装置の動作について説明する。
汚濁有機物を含む被処理水は、被処理水供給ポンプ３により、ポンプ配管ａを介して被処理水の流路からなるオゾン反応器１に供給される。流路は、その断面が円形であれば、オゾンの反応効率が高まり、被処理水中の有機物の分解が進むために望ましい。また、過酸化水素の導入手段は、過酸化水素添加ポンプ４であり、過酸化水素貯留タンク７から過酸化水素が配管ｂを介してオゾン反応器１に導入され、被処理水に添加される。さらに、オゾン発生装置２は空気または酸素、あるいは酸素富化ガスを原料としてオゾン化ガスを生成し、生成されたオゾン化ガスは配管ｄを介し分岐され、オゾン化ガス流量計９により所定量の流量となるように調節されてオゾン化ガス注入口５に供給される。例えば２点注入の場合は、最上流側の流量計および上流から３個目の流量計を所定量に合わせ、その他の流量計は閉じる。４点注入の場合は全流量計を所定量に合わせる。オゾン化ガス注入口５では、オゾン化ガスを被処理水に加えられた圧力を利用して微細気泡としてオゾン反応器１に供給することにより、被処理水中にオゾンを溶解させるのが好ましい。また、オゾン化ガス注入口５は、汚濁有機物が十分に分解されるに十分な被処理水−オゾン化ガスの接触がなされるような間隔でもって設けられるのがよい。オゾン反応器１では溶解したオゾンと添加された過酸化水素とが反応してＯＨラジカルが生成し、これが被処理水中に含有する汚濁有機物を分解除去して、水を高度処理する。
オゾン反応器１内の被処理水に溶解しきれなかったオゾンは、気液分離槽８で排オゾンとして、配管ｅを介してオゾン分解触媒が充填されている排オゾン処理装置６に導かれ、酸素に無害分解化され、大気へ放出される。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながらさらに説明する。
実施の形態１．
図３は、過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌとしたときの１点注入、２点注入のときの処理水のＴＯＣの変化である。１点注入の場合は滞留時間が０秒の時に、２点注入の場合は滞留時間が０秒と１６秒の時にオゾン化ガスを注入しており、注入したときにＴＯＣが大きく減少している。これよりオゾン化ガスの注入点数を２点に増やすことでＴＯＣの値が小さくなり、処理水質が改善される。
また１点注入、２点注入のどちらの場合でもオゾン化ガス注入後約８秒でほぼ定常状態になっており、少なくとも８秒以上の反応時間で処理が完全に完了するといえる。
【００２２】
図４は、図３と同条件での単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の結果である。１点注入の場合は、ΔＯ3/ΔＴＯＣが３４．４、２点注入の場合は２７．６と改善されている。従って図３および図４よりオゾン化ガスの注入点数を２点に増やすことでＴＯＣ値および単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）が小さくなり、処理水質および処理効率が改善される。これはオゾンの供給を２度に分けたことにより水中に溶解するオゾンの急激な上昇を抑えることによってＯＨラジカルの無効消費が抑えられたためであるといえる。
【００２３】
図５は、それぞれ注入オゾン濃度６０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの流量は一段目の注入口で１．９２Ｌ／分、以下流れ方向に順に１．４４Ｌ／分、０．９６Ｌ／分、０．４８Ｌ／分とする傾斜配分および各段の注入オゾン化ガス流量を１．２Ｌ／分ずつとする均等配分して注入したときの過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌと変化させたときの処理水のＴＯＣの変化である。均等配分と傾斜配分のそれぞれの過酸化水素の注入率について比較すると、若干ではあるが均等配分のほうがＴＯＣ濃度が低い結果となっている。
【００２４】
図６は、それぞれ注入オゾン濃度６０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの流量は一段目の注入口で１．９２Ｌ／分、以下流れ方向に順に１．４４Ｌ／分、０．９６Ｌ／分、０．４８Ｌ／分とする傾斜配分および各段の注入オゾン化ガス流量を１．２Ｌ／分ずつとする均等配分して注入したときの過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌと変化させたときの単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）の変化である。均等配分と傾斜配分のそれぞれの過酸化水素の注入率について比較すると、図５同様若干ではあるが均等配分のほうが単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／トＴＯＣ）が低い結果となっている。以上図５および図６より注入オゾン化ガス流量を均等配分したほうが傾斜配分した場合よりも処理水のＴＯＣも低く、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）も小さく、処理水質がよくかつ効率よく処理できる。
【００２５】
図７は、それぞれ注入オゾン濃度１２０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾンの導入量は均等に分配すなわち１．２Ｌ／分ずつ注入して、過酸化水素注入率４０．０mg／Ｌ、過酸化水素の全量をあらかじめ被処理水に添加した最初注入の場合およびオゾンの注入を各段の注入口で行う分割注入の場合の処理水のＴＯＣの変化である。あらかじめ全量の過酸化水素を注入したほうが処理水のＴＯＣが低くなっており、処理水質がよくなっている。
【００２６】
図８は、それぞれ注入オゾン濃度１２０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾンの導入量は均等に分配すなわち１．２Ｌ／分ずつ注入して、過酸化水素注入率４０．０mg／Ｌ、過酸化水素の全量をあらかじめ被処理水に添加した最初注入の場合およびオゾンの注入を各段の注入口で行う分割注入の場合の被処理水の単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）の変化である。図７同様あらかじめ全量の過酸化水素を注入したほうが被処理水の単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）が低くなり、効率よく処理ができる。
【００２７】
図９は、それぞれ注入オゾン濃度１２０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの導入量は均等配分すなわち１．２Ｌ／分ずつ注入して、過酸化水素注入率４０．０mg／Ｌ、過酸化水素の全量をあらかじめ被処理水に添加した最初注入の場合およびオゾンの注入を各段の注入口で行う分割注入の場合の処理水の過酸化水素の変化である。これより消費された過酸化水素量は最初注入のほうが多く、効率的に過酸化水素が消費されている。以上図７、図８、図９よりあらかじめ全量の過酸化水素を注入したほうが処理水のＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／トＴＯＣ）が低くなって効率よく処理ができ、過酸化水素も効率よく利用される。
【００２８】
図１０および図１１は、注入オゾン濃度６０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの流量は均等配分、過酸化水素はあらかじめ全量を注入した場合のオゾン化ガス注入点数とＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）との関係である。ＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は、注入点数が増加すると減少していく傾向が見られるが、注入点数が４点以降は減少の度合いがすなわち曲線の傾きの絶対値が小さくなる。
【００２９】
以上の結果より発明者らは次のような考察を導いた。すなわち、（１）被処理水の流路にオゾン化ガス注入口を設けることにより、汚濁有機物の分解除去効率が良好となり、過酸化水素とオゾンとを併用した排水の高度処理方法では反応が非常に早く完了し、装置をコンパクトにすることができる。（２）配管上のオゾン化ガス注入口の数が処理水質および処理効率に関係があり、オゾン化ガスの導入量は均等に配分したほうが処理水質および処理効率がよい。（３）過酸化水素の注入点は、あらかじめ予定されている過酸化水素投入量の全量を最初に注入したほうが処理水質および処理効率がよく、実装置を考えた場合に分岐点や流量計等を設置することを考えると分注するよりも有利である。（４)オゾン化ガスの注入点数が４点以上となると、処理水のＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は変化が小さくなる。
【００３０】
実施の形態２．
次にオゾンの注入点数をパラメータとしたときの結果について示す。
図１２および図１３は、過酸化水素を注入率４０．０mg／Ｌであらかじめ被処理水に注入し、オゾンの導入量を均等に配分したときの被処理水のＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示すものである。横軸は注入オゾン濃度である。これより注入オゾン濃度が大きいほど処理水のＴＯＣは低くなるが、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は大きくなることが分かる。オゾン化ガスの注入点数を増やすことで処理水のＴＯＣも低く、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）も小さくできる。
【００３１】
図１４および図１５は、それぞれオゾン導入量を注入オゾン濃度６０．０mg／Ｌで均等に配分して注入したときの処理水のＴＯＣ、および、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示すものである。最適過酸化水素注入率が存在することが分かり、今回のシミュレーション条件では約４０mg／Ｌである。これ以上過酸化水素注入率を増加しても処理水のＴＯＣも、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）も変化はない。
これらの結果より発明者らは次のような考察を導いた。すなわち、（１）被処理水の水質を向上するには、注入オゾン濃度を大きくすればよいが、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は大きくなるため、注入オゾン濃度と単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）が操作条件として重要である。（２）過酸化水素注入率には最適値が存在する。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する装置において、該装置は、被処理水の配管と、前記配管に過酸化水素を注入する手段と、過酸化水素が添加された被処理水の前記配管にオゾン化ガスを少なくとも二箇所以上で分割注入するための手段と、前記配管の後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出する手段と、を備えているため、流路内の圧力損失を小さくすることができる。そのため、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素−オゾン化ガス併用による排水の処理方法による水の高度処理を実現できる。また、装置自体もコンパクトにすることができ実用上有利である。
【００３３】
また、請求項２の発明によれば、被処理水の配管の断面が円形であるため、オゾンの溶解効率が高まるために有利である。
【００３４】
また、請求項３の発明によれば、オゾン化ガスの導入箇所を少なくとも４点以上とすることで必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を増加させずに効率よく処理できる。
【００３５】
また、請求項４の発明によれば、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する方法において、配管に被処理水を通水し、前記配管を流れる被処理水に過酸化水素を注入し、続いて過酸化水素を含み且つ前記配管を流れる被処理水に、少なくとも二箇所以上でオゾン化ガスを分割注入し、前記配管後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出するため、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素−オゾン併用タイプの排水の高度処理方法を提供することができる。
【００３６】
また、請求項５の発明によれば、被処理水が加圧されて配管を流れるために、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／トＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素併用オゾン処理方法による水の高度処理を実現できる。
【００３７】
また、請求項６の発明によれば、オゾン化ガスをあらかじめ定めた割合で分配して分割注入されることにより、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ３／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素併用オゾン処理方法による水の高度処理を実現できる。
【００３８】
また、請求項７の発明によれば、オゾン化ガスを均等配分された注入量で分割注入するので単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ３／ΔＴＯＣ）を増加させずに、一層効率よく処理できる。
【００３９】
また、請求項８の発明によれば、予め被処理水に対して予定されている過酸化水素注入量の全量を注入することにより、必要なオゾン量（ΔＯ３／ΔＴＯＣ）を増加させずに一層効率よく処理できる。
【００４０】
また、請求項９の発明によれば、過酸化水素を含む被処理水とオゾン化ガスとの反応時間が少なくとも８秒以上に設定されるため、必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を増加させずに一層効率よく処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置の一実施態様を説明するための図である。
【図２】 この発明のシミュレーションに用いた反応のモデルと反応式である。
【図３】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度を１２０mg／Ｌ、１点注入、２点注入のときの処理水のＴＯＣの変化を示す図である。
【図４】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌで注入したときの１点注入および２点注入の単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示す図である。
【図５】 過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度６０mg／Ｌでオゾン注入点数が４点の場合の注入ガス流量が均等分配と傾斜分配のときのＴＯＣを示す処理特性図である。
【図６】 過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度６０mg／Ｌでオゾン注入点数が４点の場合の注入ガス流量が均等分配と傾斜分配のときの単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示す処理特性図である。
【図７】 過酸化水素の注入方法が最初注入および分割注入の場合のオゾン注入点数４点、オゾン化ガス均等分配におけるＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図８】 過酸化水素の注入方法が最初注入および分割注入の場合のオゾン注入点数４点、オゾン化ガス均等分配における単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図９】 過酸化水素の注入方法が最初注入および分割注入の場合のオゾン注入点数４点、オゾン化ガス均等分配における過酸化水素の変化を示す処理特性図である。
【図１０】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌで注入したときの注入点数に対するＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図１１】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌで注入したときの注入点数に対する単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図１２】 過酸化水素注入率が４０mg／Ｌの場合の注入オゾン濃度に対するＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図１３】 過酸化水素注入率が４０mg／Ｌの場合の注入オゾン濃度に対する単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図１４】 注入オゾン濃度が６０mg／Ｌの場合の過酸化水素注入率に対するＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図１５】 注入オゾン濃度が４０mg／Ｌの場合の過酸化水素注入率に対する単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図１６】 従来の過酸化水素併用オゾン処理装置の構成図である。
【図１７】 従来の過酸化水素併用オゾン処理装置によるＴＯＣ濃度とオゾン消費量の関係を示す処理特性図である。
【符号の説明】
１ オゾン反応器、２ オゾン発生装置、３ 被処理水供給ポンプ、４ 過酸化水素添加ポンプ、５ オゾン化ガス注入口、６ 排オゾン分解装置、７ 過酸化水素貯留タンク、８ 気液分離槽、９ オゾン化ガス流量計、ａ，ｂ 被処理水配管、ｃ 処理水配管、ｄ，ｅ オゾン化ガス配管。
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水の高度処理装置および高度処理方法に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、通常の排水のオゾン処理の際に少量の過酸化水素を添加して処理する過酸化水素−オゾン併用排水処理方法において、ＴＯＣ除去効率を低下させずに効率的且つ経済的に排水を処理する装置ならびにこれを用いた処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
過酸化水素−オゾン併用の排水処理方法は、添加した過酸化水素とオゾンとを反応させて、過酸化水素やオゾンよりも酸化分解力が非常に強いヒドロキシラジカル（ＯＨラジカル）を効率的に生成させて、これを使ってオゾンのみでは分解できない難分解性物質をも除去する方法である。
【０００３】
従来のこの種の処理装置の一例を図１６に示す。図１６において、１はオゾン反応器、２はオゾン発生装置、３は被処理水供給ポンプ、４は過酸化水素添加ポンプ、５はオゾン反応器１内にとりつけられた散気装置、６は排オゾン分解装置、７は過酸化水素貯留タンクであり、ａ〜ｅは配管である。
【０００４】
次に動作について説明する。
汚濁有機物を含む被処理水は、被処理水供給ポンプ３により、ポンプ配管ａを介してオゾン反応器１に供給される。また、過酸化水素は過酸化水素貯留タンク７から過酸化水素添加ポンプ４により、配管ｂを介してオゾン反応器１に供給され、被処理水に添加される。さらに、オゾン発生装置２では、空気または酸素、あるいは酸素富化ガスを原料としてオゾン化ガスを生成し、配管ｄを介して散気装置５に供給する。散気装置５では、オゾン化ガスを微細気泡としてオゾン反応器１に供給することにより被処理水中にオゾンを溶解させる。オゾン反応器１では溶解したオゾンと添加された過酸化水素とが反応してＯＨラジカルが生成し、これが被処理水中に含有する汚濁有機物を分解除去して、水を高度処理する。
オゾン反応器１内の被処理水に溶解しきれなかったオゾンは、排オゾンとして、配管ｅを介してオゾン分解触媒が充填されている排オゾン処理装置６に導かれ、酸素に無害分解化され、大気へ放出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の過酸化水素添加オゾン処理装置は以上のような構成であったので、例えば図１７に有機物濃度の１指標である全有機炭素濃度（ＴＯＣ濃度、Total Organic Carbon）とオゾン消費量との関係の一例を示すように、単位有機性炭素量を分解除去するのに必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は１７８（g−Ｏ3／g−ＴＯＣ）程度と多量のオゾンが必要であり、処理条件の最適化はされておらず、汚濁有機物の分解除去効率が悪くて経済的でなく実用性に乏しいという問題があった。また、接触段数を複数にして多段接触させる場合も処理条件の最適化はされておらず、経済的でなく実用性に乏しかった。
なお図１７は図１６と同型式の容積４Ｌ、水深１．４ｍの反応装置を用いて、ＴＯＣ濃度７mg／Ｌの下水処理水の凝集ろ過水を被処理水として発生オゾン濃度２０g／Ｎm3、供給オゾン化ガス流量１Ｌ／分、滞留時間５〜２０分、過酸化水素添加濃度５〜２０mg／Ｌの条件で得られた実験結果である。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素−オゾン併用タイプの排水の高度処理装置およびこれを用いた排水の高度処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上述の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する装置において、該装置は、被処理水の配管と、前記配管に過酸化水素を注入する手段と、過酸化水素が添加された被処理水の前記配管にオゾン化ガスを少なくとも二箇所以上で分割注入するための手段と、前記配管の後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出する手段と、を備えたことを特徴とする排水の高度処理装置を提供するものである。
【０００８】
また本発明は、被処理水の配管の断面が円形である前記の排水の高度処理装置を提供するものである。
【０００９】
さらに本発明は、オゾン化ガスの導入箇所が少なくとも４箇所以上である前記の排水の高度処理装置を提供するものである。
【００１０】
さらにまた本発明は、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する方法において、配管に被処理水を通水し、前記配管を流れる被処理水に過酸化水素を注入し、続いて過酸化水素を含み且つ前記配管を流れる被処理水に、少なくとも二箇所以上でオゾン化ガスを分割注入し、前記配管後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出することを特徴とする排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、被処理水が加圧され、配管内で被処理水中の有機物の分解が進む前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１２】
さらに本発明は、オゾン化ガスが、あらかじめ定められた量で配分されて分割注入される前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１３】
さらにまた本発明は、オゾン化ガスが、均等配分された注入量で分割注入される前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１４】
また本発明は、被処理水にオゾン化ガスが分割注入されるよりも前に、被処理水に対して予定されている過酸化水素注入量の全量を注入する前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１５】
さらに本発明は、過酸化水素を含む被処理水とオゾン化ガスとの反応時間が少なくとも８秒以上に設定される前記の排水の高度処理方法を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、ＴＯＣの除去効率が、オゾンの溶解効率に密接な関連があることを見いだした。本発明によれば、あらかじめ所定量の過酸化水素を添加した被処理水の配管に、あらかじめ定めた間隔で少なくとも二箇所以上でオゾン化ガスを導入することにより、配管内の圧力損失を小さくすることができる。その結果、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）が低減され、且つ汚濁有機物の分解除去効率が良好となる。さらに装置全体も小型化され実用上有利である。
【００１７】
本発明者らは、動力学モデルに基づく計算機シミュレーションを繰り返し、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好となる過酸化水素とオゾンとを併用した排水の高度処理方法について研究してきた。その結果、いくつかの重要な現象を発見し、本発明に想到した。
【００１８】
図１に本発明の装置の一実施態様を示す。また表１にシミュレーション条件を示す。モデルは反応器にはオゾン化ガス注入口が４点あり、オゾン化ガス注入後の被処理水の流れは完全混合とした。被処理水のＴＯＣは５．７mgＣ／Ｌ、オゾン化ガス総流量は４．８Ｌ／分とする。動力学モデルは文献“Reactions of Hydroxyl Radicals with Hydrogen Peroxide at Ambient and Elevated Temparatures”（J．Phys．Chem.，86，55-68，1982）に記載のモデルを簡略化したものを用いた。図２に簡略化したモデルの反応スキームおよび反応式を示す。
【００１９】
【表１】
次に図１の装置の動作について説明する。
汚濁有機物を含む被処理水は、被処理水供給ポンプ３により、ポンプ配管ａを介して被処理水の流路からなるオゾン反応器１に供給される。流路は、その断面が円形であれば、オゾンの反応効率が高まり、被処理水中の有機物の分解が進むために望ましい。また、過酸化水素の導入手段は、過酸化水素添加ポンプ４であり、過酸化水素貯留タンク７から過酸化水素が配管ｂを介してオゾン反応器１に導入され、被処理水に添加される。さらに、オゾン発生装置２は空気または酸素、あるいは酸素富化ガスを原料としてオゾン化ガスを生成し、生成されたオゾン化ガスは配管ｄを介し分岐され、オゾン化ガス流量計９により所定量の流量となるように調節されてオゾン化ガス注入口５に供給される。例えば２点注入の場合は、最上流側の流量計および上流から３個目の流量計を所定量に合わせ、その他の流量計は閉じる。４点注入の場合は全流量計を所定量に合わせる。オゾン化ガス注入口５では、オゾン化ガスを被処理水に加えられた圧力を利用して微細気泡としてオゾン反応器１に供給することにより、被処理水中にオゾンを溶解させるのが好ましい。また、オゾン化ガス注入口５は、汚濁有機物が十分に分解されるに十分な被処理水−オゾン化ガスの接触がなされるような間隔でもって設けられるのがよい。オゾン反応器１では溶解したオゾンと添加された過酸化水素とが反応してＯＨラジカルが生成し、これが被処理水中に含有する汚濁有機物を分解除去して、水を高度処理する。
オゾン反応器１内の被処理水に溶解しきれなかったオゾンは、気液分離槽８で排オゾンとして、配管ｅを介してオゾン分解触媒が充填されている排オゾン処理装置６に導かれ、酸素に無害分解化され、大気へ放出される。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながらさらに説明する。
実施の形態１．
図３は、過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌとしたときの１点注入、２点注入のときの処理水のＴＯＣの変化である。１点注入の場合は滞留時間が０秒の時に、２点注入の場合は滞留時間が０秒と１６秒の時にオゾン化ガスを注入しており、注入したときにＴＯＣが大きく減少している。これよりオゾン化ガスの注入点数を２点に増やすことでＴＯＣの値が小さくなり、処理水質が改善される。
また１点注入、２点注入のどちらの場合でもオゾン化ガス注入後約８秒でほぼ定常状態になっており、少なくとも８秒以上の反応時間で処理が完全に完了するといえる。
【００２２】
図４は、図３と同条件での単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の結果である。１点注入の場合は、ΔＯ3/ΔＴＯＣが３４．４、２点注入の場合は２７．６と改善されている。従って図３および図４よりオゾン化ガスの注入点数を２点に増やすことでＴＯＣ値および単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）が小さくなり、処理水質および処理効率が改善される。これはオゾンの供給を２度に分けたことにより水中に溶解するオゾンの急激な上昇を抑えることによってＯＨラジカルの無効消費が抑えられたためであるといえる。
【００２３】
図５は、それぞれ注入オゾン濃度６０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの流量は一段目の注入口で１．９２Ｌ／分、以下流れ方向に順に１．４４Ｌ／分、０．９６Ｌ／分、０．４８Ｌ／分とする傾斜配分および各段の注入オゾン化ガス流量を１．２Ｌ／分ずつとする均等配分して注入したときの過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌと変化させたときの処理水のＴＯＣの変化である。均等配分と傾斜配分のそれぞれの過酸化水素の注入率について比較すると、若干ではあるが均等配分のほうがＴＯＣ濃度が低い結果となっている。
【００２４】
図６は、それぞれ注入オゾン濃度６０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの流量は一段目の注入口で１．９２Ｌ／分、以下流れ方向に順に１．４４Ｌ／分、０．９６Ｌ／分、０．４８Ｌ／分とする傾斜配分および各段の注入オゾン化ガス流量を１．２Ｌ／分ずつとする均等配分して注入したときの過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌと変化させたときの単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）の変化である。均等配分と傾斜配分のそれぞれの過酸化水素の注入率について比較すると、図５同様若干ではあるが均等配分のほうが単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／トＴＯＣ）が低い結果となっている。以上図５および図６より注入オゾン化ガス流量を均等配分したほうが傾斜配分した場合よりも処理水のＴＯＣも低く、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）も小さく、処理水質がよくかつ効率よく処理できる。
【００２５】
図７は、それぞれ注入オゾン濃度１２０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾンの導入量は均等に分配すなわち１．２Ｌ／分ずつ注入して、過酸化水素注入率４０．０mg／Ｌ、過酸化水素の全量をあらかじめ被処理水に添加した最初注入の場合およびオゾンの注入を各段の注入口で行う分割注入の場合の処理水のＴＯＣの変化である。あらかじめ全量の過酸化水素を注入したほうが処理水のＴＯＣが低くなっており、処理水質がよくなっている。
【００２６】
図８は、それぞれ注入オゾン濃度１２０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾンの導入量は均等に分配すなわち１．２Ｌ／分ずつ注入して、過酸化水素注入率４０．０mg／Ｌ、過酸化水素の全量をあらかじめ被処理水に添加した最初注入の場合およびオゾンの注入を各段の注入口で行う分割注入の場合の被処理水の単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）の変化である。図７同様あらかじめ全量の過酸化水素を注入したほうが被処理水の単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（トＯ3／トＴＯＣ）が低くなり、効率よく処理ができる。
【００２７】
図９は、それぞれ注入オゾン濃度１２０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの導入量は均等配分すなわち１．２Ｌ／分ずつ注入して、過酸化水素注入率４０．０mg／Ｌ、過酸化水素の全量をあらかじめ被処理水に添加した最初注入の場合およびオゾンの注入を各段の注入口で行う分割注入の場合の処理水の過酸化水素の変化である。これより消費された過酸化水素量は最初注入のほうが多く、効率的に過酸化水素が消費されている。以上図７、図８、図９よりあらかじめ全量の過酸化水素を注入したほうが処理水のＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／トＴＯＣ）が低くなって効率よく処理ができ、過酸化水素も効率よく利用される。
【００２８】
図１０および図１１は、注入オゾン濃度６０mg／Ｌ、オゾン注入点数４点、注入オゾン化ガスの流量は均等配分、過酸化水素はあらかじめ全量を注入した場合のオゾン化ガス注入点数とＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）との関係である。ＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は、注入点数が増加すると減少していく傾向が見られるが、注入点数が４点以降は減少の度合いがすなわち曲線の傾きの絶対値が小さくなる。
【００２９】
以上の結果より発明者らは次のような考察を導いた。すなわち、（１）被処理水の流路にオゾン化ガス注入口を設けることにより、汚濁有機物の分解除去効率が良好となり、過酸化水素とオゾンとを併用した排水の高度処理方法では反応が非常に早く完了し、装置をコンパクトにすることができる。（２）配管上のオゾン化ガス注入口の数が処理水質および処理効率に関係があり、オゾン化ガスの導入量は均等に配分したほうが処理水質および処理効率がよい。（３）過酸化水素の注入点は、あらかじめ予定されている過酸化水素投入量の全量を最初に注入したほうが処理水質および処理効率がよく、実装置を考えた場合に分岐点や流量計等を設置することを考えると分注するよりも有利である。（４)オゾン化ガスの注入点数が４点以上となると、処理水のＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は変化が小さくなる。
【００３０】
実施の形態２．
次にオゾンの注入点数をパラメータとしたときの結果について示す。
図１２および図１３は、過酸化水素を注入率４０．０mg／Ｌであらかじめ被処理水に注入し、オゾンの導入量を均等に配分したときの被処理水のＴＯＣおよび単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示すものである。横軸は注入オゾン濃度である。これより注入オゾン濃度が大きいほど処理水のＴＯＣは低くなるが、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は大きくなることが分かる。オゾン化ガスの注入点数を増やすことで処理水のＴＯＣも低く、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）も小さくできる。
【００３１】
図１４および図１５は、それぞれオゾン導入量を注入オゾン濃度６０．０mg／Ｌで均等に配分して注入したときの処理水のＴＯＣ、および、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示すものである。最適過酸化水素注入率が存在することが分かり、今回のシミュレーション条件では約４０mg／Ｌである。これ以上過酸化水素注入率を増加しても処理水のＴＯＣも、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）も変化はない。
これらの結果より発明者らは次のような考察を導いた。すなわち、（１）被処理水の水質を向上するには、注入オゾン濃度を大きくすればよいが、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）は大きくなるため、注入オゾン濃度と単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）が操作条件として重要である。（２）過酸化水素注入率には最適値が存在する。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する装置において、該装置は、被処理水の配管と、前記配管に過酸化水素を注入する手段と、過酸化水素が添加された被処理水の前記配管にオゾン化ガスを少なくとも二箇所以上で分割注入するための手段と、前記配管の後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出する手段と、を備えているため、流路内の圧力損失を小さくすることができる。そのため、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素−オゾン化ガス併用による排水の処理方法による水の高度処理を実現できる。また、装置自体もコンパクトにすることができ実用上有利である。
【００３３】
また、請求項２の発明によれば、被処理水の配管の断面が円形であるため、オゾンの溶解効率が高まるために有利である。
【００３４】
また、請求項３の発明によれば、オゾン化ガスの導入箇所を少なくとも４点以上とすることで必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を増加させずに効率よく処理できる。
【００３５】
また、請求項４の発明によれば、被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する方法において、配管に被処理水を通水し、前記配管を流れる被処理水に過酸化水素を注入し、続いて過酸化水素を含み且つ前記配管を流れる被処理水に、少なくとも二箇所以上でオゾン化ガスを分割注入し、前記配管後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出するため、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素−オゾン併用タイプの排水の高度処理方法を提供することができる。
【００３６】
また、請求項５の発明によれば、被処理水が加圧されて配管を流れるために、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／トＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素併用オゾン処理方法による水の高度処理を実現できる。
【００３７】
また、請求項６の発明によれば、オゾン化ガスをあらかじめ定めた割合で分配して分割注入されることにより、単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ３／ΔＴＯＣ）を低減し、汚濁有機物の分解除去効率が良好で、経済的で実用的な過酸化水素併用オゾン処理方法による水の高度処理を実現できる。
【００３８】
また、請求項７の発明によれば、オゾン化ガスを均等配分された注入量で分割注入するので単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ３／ΔＴＯＣ）を増加させずに、一層効率よく処理できる。
【００３９】
また、請求項８の発明によれば、予め被処理水に対して予定されている過酸化水素注入量の全量を注入することにより、必要なオゾン量（ΔＯ３／ΔＴＯＣ）を増加させずに一層効率よく処理できる。
【００４０】
また、請求項９の発明によれば、過酸化水素を含む被処理水とオゾン化ガスとの反応時間が少なくとも８秒以上に設定されるため、必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を増加させずに一層効率よく処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置の一実施態様を説明するための図である。
【図２】 この発明のシミュレーションに用いた反応のモデルと反応式である。
【図３】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度を１２０mg／Ｌ、１点注入、２点注入のときの処理水のＴＯＣの変化を示す図である。
【図４】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌで注入したときの１点注入および２点注入の単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示す図である。
【図５】 過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度６０mg／Ｌでオゾン注入点数が４点の場合の注入ガス流量が均等分配と傾斜分配のときのＴＯＣを示す処理特性図である。
【図６】 過酸化水素注入率を１０、２２、４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度６０mg／Ｌでオゾン注入点数が４点の場合の注入ガス流量が均等分配と傾斜分配のときの単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）を示す処理特性図である。
【図７】 過酸化水素の注入方法が最初注入および分割注入の場合のオゾン注入点数４点、オゾン化ガス均等分配におけるＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図８】 過酸化水素の注入方法が最初注入および分割注入の場合のオゾン注入点数４点、オゾン化ガス均等分配における単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図９】 過酸化水素の注入方法が最初注入および分割注入の場合のオゾン注入点数４点、オゾン化ガス均等分配における過酸化水素の変化を示す処理特性図である。
【図１０】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌで注入したときの注入点数に対するＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図１１】 過酸化水素注入率４０mg／Ｌ、注入オゾン濃度１２０mg／Ｌで注入したときの注入点数に対する単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図１２】 過酸化水素注入率が４０mg／Ｌの場合の注入オゾン濃度に対するＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図１３】 過酸化水素注入率が４０mg／Ｌの場合の注入オゾン濃度に対する単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図１４】 注入オゾン濃度が６０mg／Ｌの場合の過酸化水素注入率に対するＴＯＣの変化を示す処理特性図である。
【図１５】 注入オゾン濃度が４０mg／Ｌの場合の過酸化水素注入率に対する単位有機性炭素量を分解除去するために必要なオゾン量（ΔＯ3／ΔＴＯＣ）の変化を示す処理特性図である。
【図１６】 従来の過酸化水素併用オゾン処理装置の構成図である。
【図１７】 従来の過酸化水素併用オゾン処理装置によるＴＯＣ濃度とオゾン消費量の関係を示す処理特性図である。
【符号の説明】
１ オゾン反応器、２ オゾン発生装置、３ 被処理水供給ポンプ、４ 過酸化水素添加ポンプ、５ オゾン化ガス注入口、６ 排オゾン分解装置、７ 過酸化水素貯留タンク、８ 気液分離槽、９ オゾン化ガス流量計、ａ，ｂ 被処理水配管、ｃ 処理水配管、ｄ，ｅ オゾン化ガス配管。
Claims (9)
- 被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する装置において、該装置は、被処理水の配管と、前記配管に過酸化水素を添加する手段と、過酸化水素が添加された被処理水の前記配管にオゾン化ガスを少なくとも二箇所以上で分割注入するための手段と、前記配管の後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出する手段と、を備えたことを特徴とする排水の高度処理装置。
- 被処理水の配管の断面が円形である請求項１に記載の排水の高度処理装置。
- オゾン化ガスの導入箇所が少なくとも４箇所以上である請求項１または２に記載の排水の高度処理装置。
- 被処理水に過酸化水素とオゾンとを添加、混合して被処理水中の有機物を分解除去する方法において、配管に被処理水を通水し、前記配管を流れる被処理水に過酸化水素を注入し、続いて過酸化水素を含み且つ前記配管を流れる被処理水に、少なくとも二箇所以上でオゾン化ガスを分割注入し、前記配管後に未溶解のオゾン化ガスと処理水とを分離して、未溶解のオゾン化ガスを無害分解化して放出することを特徴とする排水の高度処理方法。
- 被処理水が加圧され、配管内で被処理水中の有機物の分解が進む請求項４に記載の排水の高度処理方法。
- オゾン化ガスが、あらかじめ定められた量で配分されて分割注入される請求項４または５に記載する排水の高度処理方法。
- オゾン化ガスが、均等配分された注入量で分割注入される請求項６に記載の排水の高度処理方法。
- 被処理水にオゾン化ガスが分割注入されるよりも前に、被処理水に対して予定されている過酸化水素注入量の全量を注入する請求項４ないし７のいずれか１項に記載する排水の高度処理方法。
- 過酸化水素を含む被処理水とオゾン化ガスとの反応時間が少なくとも８秒以上に設定される請求項４ないし８のいずれか１項に記載の排水の高度処理方法。
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