(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン処理塔内に供給した原水中に、オゾンを吹き込んで前オゾン処理した原水を、オゾン処理塔より、粒状活性炭又は水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂が流動するように構成した流動床部を備えた脱オゾン塔に導入し、流動床部において残留オゾンを分解し、無害化するようにした原水処理における残留オゾンの除去方法において、前記流動床部を流通した原水に、オゾンを吸着あるいは分解する薬品を、該薬品の添加量を、脱オゾン塔内のオゾン濃度を測定して制御して添加し、脱オゾン塔から処理水と共に流出させた後、該薬品成分を凝集・沈殿工程で除去するようにしたことを特徴とする原水処理における残留オゾンの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水処理における残留オゾンの除去方法に関し、特に、簡易な装置を用いて、前オゾン処理した原水から残留オゾンを効果的に、かつ、簡単に除去することができるようにした原水処理における残留オゾンの除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、富栄養化した湖沼や貯水池には、アオコ等のらん藻類が繁殖し易く、このらん藻類を含んだ原水を上水として利用する場合には、原水中のらん藻類を除去する必要がある。
ところで、らん藻類の除去方法の一法として、原水中に直接オゾン（Ｏ３）を供給して、いわゆる前オゾン処理をし、アオコの産生する凝集阻害成分を無効化し、その後、凝集剤を添加して沈降性のよいフロックを形成させ、除去する方法がある。これにより、同時にある程度の異臭味成分の除去、色度の除去等を行うこともできる。
【０００３】
しかし、この前オゾン処理された原水には、オゾンが幾分残留しており、このまま後続の処理プロセスへ流すと金属類の腐食やオゾンの大気中への揮散など好ましくない現象が起きる。
この残留オゾンを除去する方法として、（１）金属又は金属酸化物を炭素系担体に担持した触媒を用いてオゾンと異臭味成分の反応を促進し、未反応のオゾンを分解する方法（特開昭５６−１００６８８号公報参照）、（２）残留オゾンを含む原水に第１鉄イオン含有溶液を添加し、残留オゾンを還元する方法（特開平０２−９５４９４号公報参照）、（３）排オゾンを、処理工程で発生するスラリーと接触させることにより、排オゾン処理を行う方法（特開平０３−２２９６１５号公報参照）等、各種の方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の原水処理における残留オゾンの除去方法は、いずれの場合も、装置が複雑化し、使用薬品量が増し、ランニングコストが嵩むという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の原水処理における残留オゾンの除去方法の有する問題点に鑑み、簡易な装置を用いて、前オゾン処理した原水から残留オゾンを、効果的に、かつ、簡単に除去することができるようにした原水処理における残留オゾンの除去方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の原水処理における残留オゾンの除去方法は、オゾン処理塔内に供給した原水中に、オゾンを吹き込んで前オゾン処理した原水を、オゾン処理塔より、粒状活性炭又は水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂が流動するように構成した流動床部を備えた脱オゾン塔に導入し、該流動床部において残留オゾンを分解し、無害化するようにした原水処理における残留オゾンの除去方法において、前記流動床部を流通した原水に、オゾンを吸着あるいは分解する薬品を、該薬品の添加量を、脱オゾン塔内のオゾン濃度を測定して制御して添加し、脱オゾン塔から処理水と共に流出させた後、該薬品成分を凝集・沈殿工程で除去するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
この原水処理における残留オゾンの除去方法は、オゾン処理塔内に供給した原水中に、オゾンを吹き込んで前オゾン処理した原水を、オゾン処理塔より、粒状活性炭又は水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂が流動するように構成した流動床部を備えた脱オゾン塔に導入し、流動床部において残留オゾンを分解し、無害化するようにしているので、前オゾン処理した残留オゾンを含む原水が脱オゾン塔の流動床部を流通する際に、原水と流動床部に配した粒状活性炭又は水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂材とが効果的に、かつ、満遍なく接触し、これにより残留オゾンが分解される。
これにより、簡易な装置を用いて、前オゾン処理した原水から残留オゾンを、効果的に、かつ、簡単に除去することができるようにした、除去率が向上するとともに、簡単な方法で、連続的に残留オゾンをより確実に除去することができ、ランニングコストを抑制することができる。
また、流動床式であるため、オゾンにより改質化したらん藻類の細胞及びその他の粒子群を、脱オゾン塔内部に抑留されることなく、次段の凝集・フロック形成工程へスムーズに流出させることができる。
【０００８】
そして、流動床部を流通した原水に、オゾンを吸着あるいは分解する薬品を添加し、脱オゾン塔から処理水と共に流出させた後、該薬品成分を凝集・沈殿工程で除去することにより、流動床部を流通した原水に含まれている残存オゾンをより確実に除去することができ、このとき、前記薬品の添加を、脱オゾン塔内のオゾン濃度を測定して制御するようにすることにより、薬品の使用量を必要最小限にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の原水処理における残留オゾンの除去方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に、本発明の原水処理における残留オゾンの除去方法に使用する装置の一例を示す。
【００１１】
この装置は、上部から導入した原水をオゾン処理するためのオゾン処理塔Ａと、前オゾン処理した原水に含まれる残存オゾンを分解し、無害化するための脱オゾン塔Ｂとより構成されている。
【００１２】
このオゾン処理塔Ａと脱オゾン塔Ｂとの接続は、オゾン処理塔Ａ及び脱オゾン塔Ｂの下部位置で、前オゾン処理した原水を排出するオゾン処理塔Ａの流出口５と、脱オゾン塔Ｂの流入口１０とを配管Ｃにて接続することにより行い、これにより、前オゾン処理した原水が、オゾン処理塔Ａから脱オゾン塔Ｂへ順次円滑に導入されるようにする。
【００１３】
オゾン処理塔Ａは、上部の任意位置に原水導入管１を、最上部には排オゾンを排出するための排オゾン排出管２を接続し、内底部にはオゾン供給管４を接続した散気管３を配設し、これにより、原水導入管１から導入される原水にオゾンを供給し、所要の前オゾン処理を行い、原水中より浮上する排オゾンを排オゾン排出管２を経て排オゾン処理装置（図示省略）へ排出するようにしている。
この場合、配管Ｃを介して脱オゾン塔Ｂに接続される流出口５は、オゾン処理を効果的に行うために、散気管３の配設位置よりも下方位置とすることが望ましい。
【００１４】
脱オゾン塔Ｂは、特に限定されるものではないが、本実施例では、オゾン処理塔Ａと隣接して設置するようにしている。
この脱オゾン塔Ｂは、前オゾン処理した原水を、その下部に配設した流入口１０より、内底部に形成した滞留部Ｒに導入し、これにより、脱オゾン塔Ｂ内に導入された残留オゾン水をある程度の時間、この滞留部Ｒに滞留させることによって残留オゾンを自己分解させるようにすると同時に所要のオゾン反応時間を延長する効果もある。
そして、脱オゾン塔Ｂの高さ方向のほぼ中間部に流動床部６を形成するとともに、その上部に脱オゾン処理後の原水を排出するための排出管７を接続し、流動床部６と排出管７との間に、望ましくは、流動床部６に近接して薬剤添加ノズル８を配設する。
この薬剤添加ノズル８は、薬剤添加管８１を接続するとともに、脱オゾン塔Ｂ内の残留オゾン濃度を測定するオゾン測定計９と連動して供給する薬剤の添加量を制御するようにする。
【００１５】
流動床部６には、特に限定されるものではないが、例えば、直径１〜２ｍｍ程度の小径の粒状活性炭が流動するようにその下部にスクリーン６１を配設する。
これにより、残留オゾンを含む前オゾン処理した原水が滞留部Ｒを経て流動床部６内を流通するとき、大部分の残留オゾンを、酸素（Ｏ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）等に変換し、水中に溶存した状態で、あるいはガスとして、排水管７を経て排出するようにする。
【００１６】
この場合、粒状活性炭に代えて、水和型二酸化マンガンをコーティングした小粒径の硅砂を用いることができる。
この水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂を用いる場合も、粒状活性炭を用いる場合と同様に、流動床部６内にて流動させるようにする。
水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂を用いた場合、残留オゾンが、二酸化マンガンに接触することにより残留オゾンがその触媒作用により分解され、この流動床部６を通過した原水の中のオゾン濃度を著しく低下させることができる。
【００１７】
この流動床部６を構成する粒状活性炭あるいは水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂は、残留オゾンと接触するため、微生物等がその表面に付着、増殖されることがなく、また、仮に微生物等がその表面に付着しても、粒状活性炭あるいは硅砂の粒子同士が接触、衝突し合っているため、付着物がこすり取られ、残留オゾンの除去を長期間に亘って安定して行うことができる。
また、粒状活性炭あるいは硅砂の粒子同士が接触、衝突し、粒子の一部が微粉化して流動床より流出しても、これらの微粒子は、次の凝集・沈殿工程でフロックとして除去することができる。
なお、このようにして微粉化して減少した粒状活性炭あるいは硅砂は、定期的に補給することにより、流動床部の機能を維持することができる。
【００１８】
また、薬剤添加ノズル８から添加する薬剤としては、オゾンを吸着あるいは分解する薬品であれば、特に限定されるものではないが、粉末活性炭スラリー、還元性のある鉄イオン（Ｆｅ＋＋）を含む溶液、塩化マンガン溶液（ＭｎＣｌ２）、二酸化マンガン溶液（ＭｎＯ２）等を好適に採用することができる。
【００１９】
薬剤添加ノズル８から添加する薬剤として粉末活性炭スラリーを用いる場合、流動床部における粒状活性炭と同じように、オゾンが還元され、除去されることは同じであるが、さらに、粉末活性炭独自の吸着力により、前オゾン処理で分解されなかった有機物質を吸着して自らは脱オゾン塔Ｂから処理水と共に流出して、次の凝集・沈殿工程で除去することができる。
そして、凝集・沈殿工程において、粉末活性炭自体が凝集の核となって凝集を促進させる作用をするため、前オゾン処理による凝集性改善作用と相俟って凝集・沈殿工程を円滑に行うことができる。
このように、富栄養化した湖沼や貯水池のらん藻類を含んだ原水を用いる浄水場において、多少の粉末活性炭の消費は、らん藻類の難沈降性の改善、ろ過池の損失水頭の急上昇の緩和、処理水質の改善等となって反映される。
この場合、粉末活性炭の接触時間を２０分程度確保できるようにすることが望ましい。
また、薬剤添加ノズル８から粉末活性炭を添加する部分に、攪拌機（図示省略）を設置することにより、激しい乱流条件が形成されるようにすることにより、動力は要するものの、残留オゾン及び有機物質の吸着を促進することができる。
【００２０】
また、薬剤添加ノズル８から添加する薬剤として還元性のある鉄イオンを含む溶液を用いる場合は、鉄イオンが残留オゾンと反応して、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）となって凝集剤の役割を果たし、脱オゾン塔Ｂから処理水と共に流出して、次の凝集・沈殿工程で除去することができる。
【００２１】
また、薬剤添加ノズル８から添加する薬剤として塩化マンガン溶液を用いる場合は、塩化マンガンが残留オゾンを還元し、自身は二酸化マンガン（ＭｎＯ２）になってコロイド状となり、脱オゾン塔Ｂから処理水と共に流出して、次の凝集・沈殿工程で除去することができる。またコロイド状になっている二酸化マンガン自身も触媒的にＯ３を分解できる。
【００２２】
また、薬剤添加ノズル８から添加する薬剤として炭酸マンガン溶液を用いる場合は、炭酸マンガンが残留オゾンをその触媒作用により分解し、脱オゾン塔Ｂから処理水と共に流出して、次の凝集・沈殿工程で除去することができる。
【００２３】
そして、いずれの場合も、残留オゾン濃度を測定するオゾン測定計９と連動して供給する薬剤の添加量を制御することにより、残留オゾン及び薬剤の開放型処理工程への流出を避けることができる。
【００２４】
また、残留オゾンを除去するために、脱オゾン塔Ｂ内に二酸化マンガンをコーティングしたセラミック製のラシヒリングを充填する方法を採用することができる。
この場合、残留オゾンを含む原水が二酸化マンガンをコーティングしたセラミック製のラシヒリングの充填部を通過することにより、ラシヒリング表面の二酸化マンガンの触媒作用により残留オゾンが分解される。
なお、二酸化マンガンの担持体は、ラシヒリングに限定されず、表面に二酸化マンガンをコート可能なもので、水の通過性の良好な形状をしたものを採用することができる。
【００２５】
さらに、予めアルミニウムイオン（Ａｌ＋＋＋）又は鉄イオン（Ｆｅ＋＋＋）を原水に少量添加し、この原水に対して前オゾン処理を行うことにより、粒子表面の有機化合物にオゾンによって造塩しやすい官能基ができたときに、直ちに、アルミニウムイオン又は鉄イオンが官能基と反応して、ゼータポテンシャルを上昇させ、次の凝集・沈殿工程において、改めて凝集剤を添加して本格的な凝集をする際に凝集性が著しく改善されるという現象があることをアオコ等のらん藻類を含んだ原水を用いて確認した。
この方法においては、アルミニウムイオン又は鉄イオンの添加量を適量に調整することが重要で、添加量が多いとオゾン処理槽Ａ内で塊状の物質が生じ易く、後の工程の支障が生じる。
また、アルミニウムイオンや鉄イオンのほか、カルシウムイオン（Ｃａ＋＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ＋＋）を添加しても同様の効果はみられるが、アルミニウムイオン又は鉄イオンに比較して効果は弱く、添加量等をも考慮すると、アルミニウムイオンや鉄イオンがコスト的にも優れている。
【００２６】
以上、本発明の原水処理における残留オゾンの除去方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の原水処理における残留オゾンの除去方法によれば、オゾン処理塔内に供給した原水中に、オゾンを吹き込んで前オゾン処理した原水を、オゾン処理塔より、粒状活性炭又は水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂が流動するように構成した流動床部を備えた脱オゾン塔に導入し、流動床部において残留オゾンを分解し、無害化するようにしているので、前オゾン処理した残留オゾンを含む原水が脱オゾン塔の流動床部を流通する際に、原水と流動床部に配した粒状活性炭又は水和型二酸化マンガンをコーティングした硅砂材とが効果的に、かつ、満遍なく接触し、これにより残留オゾンが分解される。
また、流動床式であるため、オゾンにより改質化したらん藻類の細胞及びその他の粒子群を、脱オゾン塔内部に抑留されることなく、次段の凝集・フロック形成工程へスムーズに流出させることができる。
これにより、簡易な装置を用いて、前オゾン処理した原水から残留オゾンを、効果的に、かつ、簡単に除去することができ、ランニングコストを抑制することができる。
そして、流動床部を流通した原水に、オゾンを吸着あるいは分解する薬品を添加し、脱オゾン塔から処理水と共に流出させた後、該薬品成分を凝集・沈殿工程で除去することにより、流動床部を流通した原水に含まれている残存オゾンをより確実に除去することができ、このとき、前記薬品の添加を、脱オゾン塔内のオゾン濃度を測定して制御するようにすることにより、薬品の使用量を必要最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原水処理における残留オゾンの除去方法に使用する装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ    オゾン処理塔
Ｂ    脱オゾン塔
Ｃ    配管
Ｒ    滞留部
１    原水導入管
２    排オゾン排出管
３    散気管
４    オゾン供給管
５    流出口
６    流動床部
６１  スクリーン
７    排出管
８    薬剤添加ノズル
９    オゾン測定計
１０  流入口
【図１】
0003564416.tif 000002