(57)【要約】【課題】反応性ガス注入装置や余剰反応性ガス処理装置等を別に設置する必要がなく、かつ藻類だけではなく、有害な微生物や化学物質のような有機汚濁物または毒性物質を含む原水の毒性や臭気等を効果的に除去できるようにする。【解決手段】密閉容器２内に反応性ガスを予め充満させ、この反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板４に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器２内に充満された反応性ガスと反応させる。密閉容器２内に、衝突した後の処理水を所定の水位Ｌ１〜Ｌ２で溜める水溜め部２２を形成する。この水溜め部２２に溜まった処理水の水位Ｌ１〜Ｌ２より上方の密閉容器２内に反応性ガスを予め充満させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に反応性ガスを予め充満させ、この反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器内に充満された反応性ガスと反応させることを特徴とする有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理方法。
【請求項２】
前記反応性ガスは、オゾンガス、塩素ガス、二酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガス、酸素ガスのいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理方法。
【請求項３】
密閉容器内に反応性ガスを予め充満させ、この反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器内に充満された反応性ガスと反応させる有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備であって、
前記密閉容器内の上部に、前記原水を高圧で噴射するノズルと、このノズルから噴射された原水を衝突させる前記衝撃板とを配置して、密閉容器内の下部に、衝撃板に衝突した後の処理水を所定の水位で溜める水溜め部を形成するとともに、この水溜め部に溜まった処理水の水位より上方の密閉容器内に反応性ガスを予め充満させて、反応性ガス雰囲気を形成する反応性ガス供給装置を設けたことを特徴とする有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備。
【請求項４】
前記密閉容器内の水溜め部における溜まった処理水の水位の上限と下限を設定し、この処理水の水位が上限と下限の範囲を維持するように、反応性ガスのガス圧を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項３に記載の有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備。
【請求項５】
前記反応性ガスは、オゾンガス、塩素ガス、二酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガス、酸素ガスのいずれか１つであることを特徴とする請求項３または４に記載の有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理方法および設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理方法および設備の一例として、密閉容器内で、有機汚濁物である藻類を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで、原水中の藻類を衝撃で破壊して殺藻する殺藻方法および装置がある（特許文献１参照）。この技術では、藻類の増殖を抑制して、貯水池等の水質保全を行うことができる。
【０００３】
そして、処理水は、そのまま貯水池等に戻して、貯水池等の食物連鎖の促進を図るか、浮島等に散布することで食物連鎖の促進をより図るようにしている（特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１，２の技術では、藻類の増殖を抑制することができるが、藻類の持つ毒性や臭気を除去できない。そこで、殺藻装置とは別にオゾンガス（反応性ガス）注入装置を設置し、処理水にオゾンガスを注入して、藻類の持つ毒性や臭気を除去しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８３５５７４号公報
【特許文献２】特許第３５３５８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、処理水の貯水槽等のオゾンガス注入装置を別に設置すると、設備が大型化し、設備コストも高くなるという問題がある。また、オゾンガス注入量のコントロールが難しく、余剰（廃）オゾンガス処理装置も別に必要となるので、設備がさらに大型化し、設備コストもより高くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記のような問題を解消するためになされたもので、反応性ガス注入装置や余剰反応性ガス処理装置等を別に設置する必要がなく、かつ藻類だけではなく、有害な微生物や化学物質のような有機汚濁物または毒性物質を含む原水の毒性や臭気等を効果的に除去できるようにした有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理方法および設備を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の第１の手段である請求項１は、密閉容器内に反応性ガスを予め充満させ、この反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器内に充満された反応性ガスと反応させることを特徴とする有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理方法を提供するものである。
【０００９】
請求項２のように、請求項１において、前記反応性ガスは、オゾンガス、塩素ガス、二酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガス、酸素ガスのいずれか１つであることが好ましい。
【００１０】
本発明の第２の手段である請求項３は、密閉容器内に反応性ガスを予め充満させ、この反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器内に充満された反応性ガスと反応させる有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備であって、前記密閉容器内の上部に、前記原水を高圧で噴射するノズルと、このノズルから噴射された原水を衝突させる前記衝撃板とを配置して、密閉容器内の下部に、衝撃板に衝突した後の処理水を所定の水位で溜める水溜め部を形成するとともに、この水溜め部に溜まった処理水の水位より上方の密閉容器内に反応性ガスを予め充満させて、反応性ガス雰囲気を形成する反応性ガス供給装置を設けたことを特徴とする有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備を提供するものである。
【００１１】
請求項４のように、請求項３において、前記密閉容器内の水溜め部における溜まった処理水の水位の上限と下限を設定し、この処理水の水位が上限と下限の範囲を維持するように、反応性ガスのガス圧を制御する制御装置を設けた構成とすることが好ましい。
【００１２】
請求項５のように、請求項３または４において、前記反応性ガスは、オゾンガス、塩素ガス、二酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガス、酸素ガスのいずれか１つであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１によれば、密閉容器内の反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器内に充満された反応性ガスと反応させるようにしたものである。
【００１４】
したがって、例えば有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場合には、藻類を含む原水を高圧で衝撃板に衝突させることで、原水中の藻類が衝撃で破壊されて殺藻されるようになる。また、藻類が持つ毒性も分解されるようになる。
【００１５】
同時に、オゾンガス雰囲気中で原水を衝撃板に衝突させるから、衝突で原水が霧状化し、この霧状化（微細粒子化）原水は密閉容器内に充満し、同じく充満されたオゾンガスと接触しやすくなるので（気液混合）、霧状化原水とオゾンガスとの反応が促進されるようになる。このように、反応が促進されることで、藻類が持つ毒性や臭気が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【００１６】
この結果、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場合には、オゾン注入装置を別に設置する必要がなく、既存の衝撃殺藻装置等にオゾンガスの供給装置を付加する等の僅かの改造を加えるだけで、藻類の持つ毒性や臭気等を効果的に除去できるようになる。同様に、反応性ガスが塩素ガス、あるいは二酸化塩素ガスである場合には、藻類が持つ毒性が分解されるようになる。
【００１７】
一方、有機汚濁物または毒性物質として、例えば有害なウィルス、細菌等の微生物を含む病院等からの排水（原水）、腐敗させる微生物を含むアルコールやジュースの製造工場等からの排水（原水）、有害な農薬を含む農業排水（原水）、有害なダイオキシン、ＰＣＢ（化学物質）等を含む化学工場等からの排水（原水）、工場跡地や埋め立て地の地下汚染水（原水）であっても、反応性ガスとしてオゾンガスや塩素ガス、あるいは二酸化塩素ガスを用いれば、毒性や臭気等が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【００１８】
また、反応性ガスが炭酸ガスである場合には、アルカリ性の霧状化原水の中和が効果的に促進され、反応性ガスがアンモニアガスである場合には、酸性の霧状化原水の中和が効果的に促進されるようになる。その他、反応性ガスが酸素ガスである場合には、無酸素の霧状化原水（生物が生存できない無酸素水）の酸素溶解が効果的に促進されるようになる。
【００１９】
本発明の請求項３によれば、密閉容器内の反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水をノズルから高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を、反応性ガス供給装置から供給されて密閉容器内に充満された反応性ガスと反応させるようにしたものである。
【００２０】
したがって、例えば有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場合には、藻類を含む原水を高圧で衝撃板に衝突させることで、原水中の藻類が衝撃で破壊されて殺藻されるようになる。また、藻類が持つ毒性も分解されるようになる。
【００２１】
同時に、オゾンガス雰囲気中で原水を衝撃板に衝突させるから、衝突で原水が霧状化し、この霧状化（微細粒子化）原水は密閉容器内に充満し、同じく充満されたオゾンガスと接触しやすくなるので（気液混合）、霧状化原水とオゾンガスとの反応が促進されるようになる。このように、反応が促進されることで、藻類が持つ毒性や臭気が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【００２２】
さらに、密閉容器内の下部の水溜め部に溜まった処理水の水位より上方の密閉容器内にオゾンガス雰囲気を形成するだけであるから、オゾンガスが外部に排出されることがない。
【００２３】
この結果、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場合には、オゾン注入装置や余剰（廃）オゾン処理装置を別に設置する必要がなく、既存の衝撃殺藻装置等にオゾンガスの供給装置を付加する等の僅かの改造を加えるだけで、藻類の持つ毒性や臭気等を効果的に除去できるようになる。
【００２４】
なお、有機汚濁物または毒性物質として、有害なウィルス、細菌等の微生物を含む病院等からの排水（原水）等であっても、請求項１と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
請求項４によれば、密閉容器内の水溜め部における処理水の水位が上限と下限の範囲を維持するように、制御装置で反応性ガスのガス圧を制御するようにしたから、密閉容器内に常に適正量の反応性ガスを供給できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備のシステム図である。
【図２】図１の設備の要部の概念図である。
【図３】ノズルの変形例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備１のシステム図、図２は、図１の設備の要部の概念図である。
【００２８】
先ず、図２を用いて有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備１の要部の概略構成と作用を説明する。密閉容器２内に、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射するノズル３と、このノズル３から噴射された原水を衝突させる衝撃板４とを配置している。ここで、有機汚濁物または毒性物質とは、一例として「藻類」とし、有機汚濁物を含む原水とは、「藻類を含む原水」とする。
【００２９】
ノズル３からは、例えば０．７ＭＰａに加圧した原水を、２０〜３０ｍ／秒の速度で噴射する（矢印ａ参照）。このノズル３から噴射された原水を衝撃板４に衝突させることで、原水中の藻類が衝撃で破壊されて殺藻されるようになる。
【００３０】
そして、密閉容器２内の底部に溜まった衝突した後の処理水は、排水口５から密閉容器２外に排水されるようになる（矢印ｂ参照）。
【００３１】
図１に示したように、前記密閉容器２は、縦長円筒状であり、頂部２ａと底部２ｂとで密閉されている。参考までに、仕切り壁で閉め切きった広大な干拓池の水質保全のために処理設備１で殺藻する場合、処理設備１は、藻類が風等で吹き寄せられる区域に設置され、密閉容器２は、例えば直径Ｄが２ｍ程度、高さＨ１が４ｍ程度のものを用いることになる。
【００３２】
前記ノズル３は、外部から密閉容器２の底部２ｂの中心を上方に貫通して、密閉容器２内に臨まされ、上端の上向きノズル口３ａは、頂部２ａに対向させている。
【００３３】
密閉容器２の外部におけるノズル３の下端には、原水供給管７が接続され、この原水供給管７には、原水を加圧するための高圧ポンプ８と、原水の水量を調整する原水調整バルブ９とが設けられている。
【００３４】
前記衝撃板４は、密閉容器２内の頂部２ａの付近で、ノズル３のノズル口３ａに所定の間隔を隔てて対向するように、頂部２ａから複数の支持部材１０で吊り支持された状態で下向きに設置されている。そして、ノズル３のノズル口３ａから噴射された原水は、衝撃板４の下面に衝突されるようになる（矢印ａ参照）。なお、図３に示すように、衝撃板４の外径が大きい場合には、ノズル３から複数個のノズル口３ａを分岐させて、噴射された原水が衝撃板４に均等に衝突するようにすることもできる。
【００３５】
密閉容器２の底部２ｂの排水口５には、外部の排水管１２が接続され、この排水管１２には、排水量を調整する仕切りバルブ１３が設けられている。そして、密閉容器２内の底部２ｂに溜まった衝突した後の処理水は、排水口５から排水管１２を介して密閉容器２外に排水されるようになる（矢印ｂ参照）。
【００３６】
排水管１２は、仕切りバルブ１３の下流側で、底部２ｂから上方に高さＨ２で立ち上げられた後に、ほぼ水平向きに曲げられている。この高さＨ２については、後で説明する。
【００３７】
密閉容器２の外部には、密閉容器２内の水位を外部から目視観察可能な水位計１４が設けられている。
【００３８】
密閉容器２の頂部２ａには、オゾンガス供給管１６が外部から頂部２ａの中心を下方に貫通されて密閉容器２内に臨まされ、下端の下向き供給口１６ａは、衝撃板４の上面に対向させている。
【００３９】
オゾンガス供給管１６の他端は、オゾンガス発生器（反応性ガス供給装置）１７に接続され、このオゾンガス供給管１６には、オゾンガス量を調整するオゾンガス調整バルブ１８と、密閉容器２内のオゾンガスのガス圧を検出する圧力計１９と、安全バルブ２０とが設けられている。
【００４０】
密閉容器２内の下部に、衝撃板４に衝突した後の処理水を所定の水位Ｌ１〜Ｌ２で溜める水溜め部２２が形成されている。そして、この水溜め部２２に溜まった処理水の水位Ｌ１〜Ｌ２より上方の密閉容器２内に、オゾンガス（反応性ガス）を予め充満させて、オゾンガス雰囲気を形成するようになる。
【００４１】
密閉容器２内の水溜め部２２における溜まった処理水の水位の上限Ｌ２と下限Ｌ１を設定し、この処理水の水位が上限Ｌ２と下限Ｌ１の範囲を維持するように、オゾンガスのガス圧を圧力計１９で検出しながら、オゾンガス調整バルブ１８でオゾンガス量を調整する制御装置２３が設けられている。
【００４２】
前述した排水管１２は、仕切りバルブ１３の下流側で上方に高さＨ２で立ち上げられている。
【００４３】
その理由は、排水管１２が排水口５からほぼ水平向きに曲げられているだけであると（矢印ｃ参照）、密閉容器２に衝突した後の処理水が水溜め部２２に溜まらないので、オゾンガスも排水口５から密閉容器２外に排出されるおそれがある。そこで、水溜め部２２における溜まった処理水の水位の上限Ｌ２と下限Ｌ１を設定して、オゾンガスが排水口５から密閉容器２外に排出されないようにするために、排水管１２を高さＨ２で立ち上げたのである。また、排水管１２の高さＨ２は、水位の上限Ｌ２よりも低いと、水位の上限Ｌ２が維持できないので、水位の上限Ｌ２よりも高く設定している。
【００４４】
前記のように、有機汚濁物または毒性物質である藻類を含む原水の処理設備１であれば、密閉容器２内のオゾンガス雰囲気中で、藻類を含む原水を高圧でノズル３から噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器２内に充満されたオゾンガスと反応させることができる。
【００４５】
したがって、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場合には、藻類を含む原水を高圧で衝撃板４に衝突させることで、原水中の藻類が衝撃で破壊されて殺藻されるようになる。また、藻類が持つ毒性の分解されるようになる。
【００４６】
同時に、オゾンガス雰囲気中で原水を衝撃板４に衝突させるから、衝突で原水が霧状化し、図２を参照すれば、この霧状化（微細粒子）水ｄは密閉容器２内に充満し、同じく充満されたオゾンガスＯ３と接触しやすくなるので（気液混合）、霧状化水とオゾンガスとの反応が促進されるようになる。このように、反応が促進されることで、藻類が持つ毒性や臭気が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【００４７】
この結果、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場合には、オゾン注入装置を別に設置する必要がなく、藻類の持つ臭気や毒性等を効果的に除去できるようになる。
【００４８】
また、密閉容器２内の下部の水溜め部２２に溜まった処理水の水位Ｌ１〜Ｌ２より上方の密閉容器２内にオゾンガス雰囲気を形成するだけであるから、オゾンガスが外部に排出されることがない。
【００４９】
さらに、密閉容器２内の水溜め部２２における処理水の水位が上限Ｌ２と下限Ｌ１の範囲を維持するように、制御装置２３でオゾンガスのガス圧を制御するようにしたから、密閉容器２内に常に適正量のオゾンガスを供給できるようになる。
【００５０】
この結果、反応性ガスがオゾンガスである場合にはオゾン注入装置や余剰（廃）オゾンガス処理装置を別に設置する必要がなく、既存の殺藻装置等にオゾンガス発生器１７を付加する等の僅かの改造を加えるだけで、藻類の持つ臭気や毒性等を効果的に除去できるようになる。
【００５１】
前記実施形態では、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場合を説明したものである。
【００５２】
しかしながら、有機汚濁物または毒性物質として、例えば有害なウィルス、細菌等の微生物を含む病院等からの排水（原水）、腐敗させる微生物を含むアルコールやジュースの製造工場等からの排水（原水）であっても、反応性ガスとしてオゾンガスや塩素ガス、あるいは二酸化塩素ガスを用いれば、微生物が殺滅され、毒性や臭気が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【００５３】
また、有機汚濁物または毒性物質として、例えば有害な農薬を含む農業排水（原水）、有害なダイオキシン、ＰＣＢ（化学物質）等を含む化学工場等からの排水（原水）、工場跡地や埋め立て地の地下汚染水（原水）であっても、反応性ガスとしてオゾンガスや塩素ガス、あるいは二酸化塩素ガスを用いれば、毒性や臭気が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【００５４】
さらに、反応性ガスが炭酸ガスである場合には、アルカリ性の霧状化原水の中和が効果的に促進され、反応性ガスがアンモニアガスである場合には、酸性の霧状化原水の中和が効果的に促進されるようになる。
【００５５】
その他、反応性ガスが酸素ガスである場合には、無酸素の霧状化原水（生物が生存できない無酸素水）の酸素溶解が効果的に促進されて、有酸素水が作れるようになる。
【００５６】
このように、有機汚濁物または毒性物質の種類に応じて、反応性ガスを、オゾンガス、塩素ガス、二酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガス、酸素ガス等のように、必要に応じて使い分けることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１    有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備
２    密閉容器
３    ノズル
４    衝撃板
１７  オゾン発生器（反応性ガス供給装置）
１８  オゾン調整バルブ
１９  圧力計
２２  水溜め部
２３  制御装置
Ｌ１，Ｌ２  水位
【図１】
2010188315.tif 000003
【図２】
2010188315.tif 000004
【図３】
2010188315.tif 000005