JPH11138183A - 水処理におけるオゾン注入制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発生オゾン量の有効利用と排オゾンガス量の低
減を図り、有機物含有汚水を処理する。 【解決手段】本発明では砂ろ過槽とオゾン反応槽の組合
せ処理とし、該砂ろ過槽を前段に、オゾン反応槽を後段
に設置とする。このような構成において、前段で二次処
理水中ＳＳ分を砂ろ過処理した後に、後段でオゾン処理
することにより、注入オゾンを必要最小限にでき、か
つ、オゾン反応槽から出る排オゾンガスも最小限に抑え
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水の処理
に関し、特に下水二次処理水の処理方法において浮遊物
及び有機物を効率的に除去し、処理水質の向上を図るの
に有効な有機性汚水の処理に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水処理場の水処理プロセスは一般的
に、沈砂池，最初沈殿池を基本構成施設とする一次処理
プラント，曝気槽あるいはエアレーションタンクと呼ば
れる微生物反応槽と最終沈殿池を基本構成施設とする二
次処理プラントから構成される。一次プラントの機能
は、流入水中に懸濁する粗大雑物や、重力沈降する浮遊
物質を除去することである。二次処理プラントは、活性
汚泥と称する多種多用の微生物を利用して下水中の溶解
性有機物を除去するとともに、一次処理プラントで除去
できなかった浮遊物質を除去し、清澄な処理水を作って
いる。さらに、二次処理水の水質を向上させるために二
次処理プラントの後にオゾン処理や砂ろ過処理する施設
を配置される方式がある。

【０００３】これらの施設は三次処理あるいは高度処理
と呼ばれている。図２により、オゾン処理の一例を説明
する。オゾン反応槽１０の上部から被処理水３０が供給
される。一方、オゾンガス３３は反応槽下部から注入さ
れ、オゾン反応槽で気液向流接触され、処理水３１は反
応槽下部から引き抜かれる。また、注入オゾンガスは全
量消費されることがなく、未反応オゾンガス３４となり
排オゾンガス処理装置１８を介してから、大気に処理ガ
ス４２として放出される。

【０００４】このような構成において、被処理水３０の
水質値、処理水３１の溶存オゾン濃度さらには未反応オ
ゾンガス３４のオゾン濃度を計測（計測器は図示せず）
して注入オゾン量を設定しているのが一般的である。
（引用文献：下水二次処理水のオゾン処理特性、第３０
回下水道研究発表会講演集、１９９３）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来方法のうち、高度
処理プラントは微生物処理水（二次処理水）中の色度や
臭い、あるいは二次処理水に残留した有機物を除去対象
としている。これらの除去方法としてオゾン処理や砂ろ
過処理が有効視されている。ただし、オゾン反応は、非
酸化物質と手あたり次第反応するもので、浮遊物質（Ｓ
Ｓ分、以降ＳＳ分と記す）成分も溶解性成分も区別なく
反応してしまう。したがって、ＳＳ分によるオゾン消費
が生じるため、実質のオゾン消費量が大きくなってしま
い、水質改善効果が低い結果になってしまう。

【０００６】さらには、オゾン発生には電力消費が大き
いという課題を抱えており、前記ＳＳ分の課題とを含め
て、発生オゾン量をいかに制御して効率良く使用できる
ものかが重要である。

【０００７】本発明は上記従来技術に対処してなされた
もので、その目的とするところは、オゾンを二次処理水
へ効果的に注入制御し、処理水質を向上させる水処理方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では砂ろ過槽とオゾン反応槽の組合せ処理と
し、該砂ろ過槽を前段に、オゾン反応槽を後段に設置と
する。このような構成において、前段で二次処理水中Ｓ
Ｓ分を砂ろ過処理した後に、後段でオゾン処理すること
により、注入オゾンを必要最小限にでき、かつ、オゾン
反応槽から出る排オゾンガスも最小限に抑えることが可
能となる。

【０００９】即ち、本発明を構成する上記手段におい
て、前段を砂ろ過槽、後段をオゾン反応槽とするもので
ある。すなわち、砂ろ過がない場合、被処理水中には溶
解性有機物（色度成分も有機性物質の一種）とＳＳ分が
混入しているために、オゾンは上記溶解性有機物とＳＳ
分の両者に消費されることになり、あたかも溶解性有機
物質が大きい状態にある。処理水質を向上させるには、
溶解性有機物をオゾンによって酸化分解されることが必
須である。

【００１０】したがって、本発明の前段設置の砂ろ過で
ＳＳ分を除去することで、後段のオゾン反応槽では溶解
性有機物を対象に、オゾンを注入すればよいことにな
る。ただし、砂ろ過槽で常時ＳＳ分を１００％除去する
ことは不可能であり、前記オゾン反応槽へのオゾン注入
量の設定は、砂ろ過槽で捕捉されなかった浮遊物質のオ
ゾン消費を考慮した運転が必要となる。また、オゾン反
応槽では、注入オゾンが全量被処理水と反応消費される
ことはなく、未反応の排オゾンガスとして排出される。
オゾンガスそのものは有害なため、大気に放出すること
はできなく、触媒等の排オゾンガス処理装置が必要にな
る。

【００１１】この排オゾンガス量は、注入オゾン量に比
例するものであり、前記したようにオゾン反応槽で必要
最小限にオゾン量が調整されれば、排オゾンガス量も少
なくなり、排ガス処理の負荷が低減される。

【００１２】以上のことから、砂ろ過槽処理水水質値と
してＳＳ分及びオゾン反応槽処理水水質値として色度を
計測、該水質値を演算処理することにより、設定とする
水質値を得るための必要オゾン量を制御できるものであ
る。具体的には第一段階でオゾン反応処理水色度と処理
水設定色度の比較から必要オゾン量を算出し、第二段階
では砂ろ過処理水中ＳＳ分によって、前記第一段階オゾ
ン注入量を補正する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、都市下水道，産業廃水
等処理水の高度処理のための、砂ろ過，オゾン処理にお
ける、オゾン注入方法を実現するものである。以下、高
度処理を図１に示す実施例に基づいて構成を説明する。
砂ろ過槽１０，オゾン反応槽１１において、流入原水
（二次処理水）２０が砂ろ過槽１０上部より流入し、下
部より流出する。砂ろ過処理水２１は次に、オゾン反応
槽１１の上部より流入し、同下部より処理水２２として
取り出す。

【００１４】一方、オゾン発生機１２からのオゾンガス
２３はオゾン反応槽１１下部より、散気管１４を介し注
入される。上記オゾン反応槽１１で気液接触後、未反応
として残ったオゾンガス２４は排オゾンガス処理装置１
３を介してから、大気に処理ガス２５として放出する。

【００１５】次に、このように構成された実施例の作用
を説明する。砂ろ過槽１０上部より流入した原水２０中
のＳＳ分は沈殿作用によって、ろ層内に捕捉し分離除去
される。次いで、ＳＳ分が除去された砂ろ過処理水２１
はオゾン反応槽１１に流下し、ここで、該オゾン反応槽
１１の下部から注入されたオゾンガス２３と向流気液接
触が行われ、有機物がオゾンとの酸化反応で、除去また
は減少される。ただし、オゾン反応槽１１に注入された
オゾンガスの全量が消費されることはなく、一部のオゾ
ンガスは未反応の排オゾンガス２４として残留する。こ
のためマンガン系等触媒を充填した排オゾンガス処理装
置１３に、前記排オゾンガス２４を通し酸素に分解して
から、大気に処理ガス２５として放出する。

【００１６】次に、上記した構成作用の水処理におけ
る、オゾン注入制御方法について説明する。本発明では
オゾン注入制御を、色度を基本指標とし、ＳＳで補正す
るものである。図１において、水質計測器３０，３１
（一例として各計測はＳＳ濃度計，色度計）、演算処理
装置５０及び砂ろ過処理水水質値信号４０，オゾン反応
処理水水質値信号４１である。上記構成において、水質
計測器３０及び３１で計測した水質値信号４０のＳＳ濃
度，水質値信号４１の色度を演算処理装置５０へ送信す
る。

【００１７】演算処理装置５０では、まず色度設定値と
前記オゾン反応槽処理水２２の色度入力値を比較し、こ
の差によって第一段階のオゾン注入率が計算される。次
に、砂ろ過処理水２１の水質値信号４０のＳＳ濃度入力
値がオゾン注入率の補正値として使用する。

【００１８】すなわち、本発明はＳＳ濃度と有機物濃度
は比例関係にあることを見い出したものであり、ＳＳ濃
度の変動に対応してオゾン注入率を調整する。従って、
第二段階として砂ろ過処理水のＳＳ濃度と消費定数ｋか
ら補正値を計算し、色度に基づくオゾン注入率を補正す
る。最終的には、補正されたオゾン注入率４２とろ過流
量４３から注入オゾン調節器５１によってオゾン発生量
４４が算出され、この値がオゾン発生機１２に送信され
る。これにしたがって、オゾン発生機１２から、必要な
オゾン量２３がオゾン反応槽に吹込まれる。

【００１９】次に、具体的な実証データを基に本発明の
有効性を説明する。まず、図３に砂ろ過槽を設置した場
合と、設置しない場合の両者でのオゾン注入率に対す
る、処理水の有機物の濃度減少を示す。この結果、原水
中（有機物濃度ＢＯＤ：１３mg／Ｌ，ＳＳ濃度：５mg／
Ｌ）のＳＳ分を除去することにより、同一処理水有機物
濃度を得るためのオゾン注入は、砂ろ過槽を設置する
と、約３０〜４０％低減できるものである。ただし、砂
ろ過槽で、常にＳＳ分を１００％除去することはなく、
一部のＳＳ分はオゾン反応槽へ入る。

【００２０】次に、図４に色度とオゾン注入率の関係を
示す。色度はオゾン注入により大きく減少することが分
かる。同図から設定色度に対する必要オゾン注入率を演
算できる。さらに、図５にＳＳ分と有機物濃度の関係
を、また、図６に有機物濃度とオゾン注入率の関係を示
す。図５からＳＳ濃度と有機物濃度は比例関係にあり、
したがって、砂ろ過処理水中のＳＳ濃度測定から、ＳＳ
濃度とオゾン注入率の関係を図７に示すことができるも
のである。以上のように、本発明では図４，図５，図６
及び図７の関係からオゾン注入率を設定するものであ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、下水二次処理水の高度処理として使用するオ
ゾンを効率良く注入することにより、発生オゾン量の効
率的使用並びに大気への排出ガス量を低減が可能とな
る。また、放流処理水水質の向上につながり、水圏環境
改善に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例であるオゾン処理装置の
全体を表わす構成図。

【図２】従来のオゾン処理装置の一部を表わす構成図。

【図３】オゾン注入率と処理水有機物濃度の関係を示す
特性図。

【図４】色度とオゾン注入率の関係を示す特性図。

【図５】ＳＳ濃度とオゾン注入率の関係を示す特性図。

【図６】有機物濃度とオゾン注入率の関係を示す特性
図。

【図７】ＳＳ濃度とオゾン注入率の関係を示す特性図。

【符号の説明】

１０…砂ろ過槽、１１…オゾン反応槽、１２…オゾン発
生機、１３…排オゾン処理装置、１４…散気管、２０…
原水、２１…砂ろ過処理水、２２…オゾン処理水、２３
…オゾンガス、２４…排オゾンガス、２５…処理ガス、
３０，３１…水質計測器、４０…砂ろ過処理水水質値信
号、４１…オゾン反応処理水水質値信号、４２…オゾン
注入率、４３…ろ過流水量、４４…オゾン発生量、５０
…演算処理装置、５１…注入オゾン調節器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機性物質及び浮遊性物質を含有する汚水
   を前段で砂ろ過層を通し、後段でオゾン反応槽で注入オ
   ゾンにより処理する方法において、前記砂ろ過層及びオ
   ゾン反応槽の処理水の各水質値並びに設定水質値を演算
   処理装置に送信し、該演算処理装置でオゾン処理水水質
   値と前記設定水質値とを比較演算して設定水質値に適し
   たオゾン注入率を算出し、該オゾン注入率を前記砂ろ過
   処理水水質値によって補正することを特徴とする水処理
   におけるオゾン注入制御方法。