(57)【要約】【課題】難分解性物質の分解能力に優れた、処理効率の高い水質浄化装置及び水質浄化方法を提供すること。【解決手段】難分解性物質を含有する被処理水２にオゾンを接触させると共に紫外線を照射して被処理水２を浄化するための水質浄化装置１。水質浄化装置１は、被処理水２を貯留し流動させる処理槽１１と、被処理水２の流れを平面視において蛇行させるための邪魔板１２と、邪魔板１２により仕切られた複数の反応室１３と、各反応室１３に配設された紫外線ランプ１４及びオゾン供給口１５とを有する。被処理水２は、邪魔板１２の側方の連通部１６を通って順次複数の反応室１３を通過しつつ、各反応室１３において浄化処理される。被処理水２が順次通過する複数の連通部１６のうち、連続する３つの連通部１６は、平面視において同一直線上に配置されない位置関係を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難分解性物質を含有する被処理水にオゾンを接触させると共に紫外線を照射することにより、上記難分解性物質を分解して上記被処理水を浄化するための水質浄化装置であって、
該水質浄化装置は、上記被処理水を貯留し流動させる処理槽と、
該処理槽の内部に配設され、上記被処理水の流れを平面視において蛇行させるための邪魔板と、
該邪魔板が上記処理槽内を仕切ることにより得られた複数の反応室と、
該各反応室に配設され、上記被処理水に紫外線を照射する紫外線ランプと、
上記各反応室の底部に設けられ、上記被処理水中にオゾンを供給するオゾン供給口とを有し、
上記被処理水は、上記邪魔板の側方の連通部を通って順次複数の上記反応室を通過しつつ、各上記反応室において浄化処理されるよう構成されており、
上記被処理水が順次通過する上記複数の連通部のうち、連続する３つの連通部は、平面視において同一直線上に配置されない位置関係を有することを特徴とする水質浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、上記オゾン供給口は、上記紫外線ランプの鉛直下方に配置されていることを特徴とする水質浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記各反応室には、上記被処理水を攪拌するための攪拌手段を設けてなることを特徴とする水質浄化装置。
【請求項４】
請求項３において、上記攪拌手段は、上記被処理水中へ噴出される攪拌気体であって、該攪拌気体を噴出する攪拌気体噴出口は、上記被処理水中において上記攪拌気体と上記オゾンとが混ざらない程度に上記オゾン供給口から離れた位置に、各反応室に配設されていることを特徴とする水質浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記紫外線ランプ及び上記オゾン供給口は、平面視において上記連通部の最も遠い部分からの距離が５０〜２００ｍｍの位置に配置されていることを特徴とする水質浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記連通部は、１０〜２００ｍｍの幅を有することを特徴とする水質浄化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記被処理水は地下水であることを特徴とする水質浄化装置。
【請求項８】
難分解性物質を含有する被処理水にオゾンを接触させると共に紫外線を照射することにより、上記難分解性物質を分解して上記被処理水を浄化する水質浄化方法であって、
上記被処理水を貯留し流動させる処理槽と、該処理槽の内部に配設され、上記被処理水の流れを平面視において蛇行させるための邪魔板と、該邪魔板が上記処理槽内を仕切ることにより得られた複数の反応室と、該各反応室に配設され、上記被処理水に紫外線を照射する紫外線ランプと、上記各反応室の底部に設けられ、上記被処理水中にオゾンを供給するオゾン供給口とを有する水質浄化装置を用い、
上記被処理水を最上流の上記反応室に導入すると共に、上記邪魔板の側方の連通部を通して順次複数の上記反応室を通過させつつ、各上記反応室においてオゾンを接触させると共に紫外線を照射して浄化処理し、
上記被処理水が順次通過する上記複数の連通部のうち連続する３つの連通部を、平面視において一直線状に通過しないよう、上記被処理水を蛇行して通過させることを特徴とする水質浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難分解性物質を含有する被処理水にオゾンを接触させると共に紫外線を照射することにより、上記難分解性物質を分解して上記被処理水を浄化するための水質浄化装置及び水質浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シアン、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、トリクロロエチレン等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）、ダイオキシン等、難分解性物質を含む廃水を浄化する方法として、光オゾン法（光酸化法）がある。該光オゾン法は、厳密な管理が必要とされず、特に化学薬品を用いることなく、処理中における沈殿物の生成もなく、低コストでの処理を実現することができる浄化方法として注目されている。
該光オゾン法は、排水等の被処理水にオゾンを接触させると共に紫外線を照射することにより、被処理水中の難分解性物質を酸化分解して、被処理水を浄化する方法である。
【０００３】
しかしながら、多量の被処理水を光オゾン法によって浄化する場合には、以下の問題がある。即ち、処理槽中に貯留した被処理水に対して紫外線を照射する際、多量の被処理水に対して満遍なく紫外線を照射することは困難である。また、多量の被処理水に対してオゾンを接触させると共に紫外線を照射することにより、難分解性物質を確実に酸化分解反応させるためには、処理時間を極めて多くする必要がある。
【０００４】
そこで、多段に併設してなる反応槽によって処理槽を構成し、各反応槽に紫外線ランプを設置し、各被処理水にオゾンを接触させると共に紫外線照射して、被処理水を浄化する方法が開示されている（特許文献１参照）。
しかしながら、該従来の浄化方法においては、被処理水を、各反応槽をオーバーフローさせながら上下方向に循環させることとなる。そのため、下流の反応槽においては、処理水の液面が低下しやすくなり、紫外線ランプの有効長さよりも液面が低くなりやすい。この場合、紫外線ランプのうち液面の上にある部分からの紫外線は、難分解性物質の酸化分解反応に寄与することがなくなるため、処理効率が低下することとなる。
【０００５】
また、反応槽の段数を増やして処理能力を高めようとしても、反応槽の段数が多くなればなるほど、下流の液面がより低下しやすくなり、逆に処理効率が低下する結果となるおそれがある。特に、地下水の浄化など、難分解性物質の酸化分解能力を高める必要がある場合には、反応槽を多段にする必要が生じるため、かかる場合に処理効率の低下が生じることは大きな問題となる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１０４６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、難分解性物質の分解能力に優れた、処理効率の高い水質浄化装置及び水質浄化方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、難分解性物質を含有する被処理水にオゾンを接触させると共に紫外線を照射することにより、上記難分解性物質を分解して上記被処理水を浄化するための水質浄化装置であって、
該水質浄化装置は、上記被処理水を貯留し流動させる処理槽と、
該処理槽の内部に配設され、上記被処理水の流れを平面視において蛇行させるための邪魔板と、
該邪魔板が上記処理槽内を仕切ることにより得られた複数の反応室と、
該各反応室に配設され、上記被処理水に紫外線を照射する紫外線ランプと、
上記各反応室の底部に設けられ、上記被処理水中にオゾンを供給するオゾン供給口とを有し、
上記被処理水は、上記邪魔板の側方の連通部を通って順次複数の上記反応室を通過しつつ、各上記反応室において浄化処理されるよう構成されており、
上記被処理水が順次通過する上記複数の連通部のうち、連続する３つの連通部は、平面視において同一直線上に配置されない位置関係を有することを特徴とする水質浄化装置にある（請求項１）。
【０００９】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記水質浄化装置は、上記邪魔板を設けてなり、該邪魔板によって仕切られた各反応室に、それぞれ紫外線ランプとオゾン供給口とを有する。それ故、被処理水は、邪魔板の側方にある連通部を通って、蛇行しながら順次複数の反応室を通過することとなる。これにより、被処理水は、各反応室においてオゾンと接触し紫外線を照射されることにより、浄化されることができる。即ち、小さく仕切られた各反応室において、それぞれオゾンの接触及び紫外線照射を行うため、被処理水のうちの全域を酸化分解処理しやすくなる。
そして、この処理が多段に行われることとなる。それ故、難分解性物質の分解処理能力が向上し、処理効率が向上する。
【００１０】
また、上記邪魔板の側方に形成される連通部は、平面視において被処理水が蛇行するように形成されているため、液面は、上流から下流にかけて、略一定に保つことができる。そのため、被処理水の供給量によって、下流の反応室の液面が上流の反応室の液面よりも低下するということはなく、被処理水の酸化分解反応を効率よく行うことができる。
【００１１】
また、上記邪魔板の側方にある連通部は、連続する３つの連通部が平面視において同一直線上に配置されない位置関係を有するように形成されているため、被処理水は、確実に蛇行して順次複数の反応室に送り込まれることとなる。これにより、難分解性物質の酸化分解処理が充分になされないまま下流に通過してしまう被処理水の量を抑制することができる。そのため、被処理水を満遍なく浄化して、浄化効率を向上させることができる。
【００１２】
即ち、多量の被処理水を満遍なくオゾンに接触させると共に紫外線に曝すことにより、浄化能力、処理効率を向上させることができる。
また、被処理水が各反応室を通過する速度を抑制することにより、各反応室において、充分に浄化処理を行うことができ、浄化能力の向上、浄化効率の向上を図ることができる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、難分解性物質の分解能力に優れた、処理効率の高い水質浄化装置を提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、難分解性物質を含有する被処理水にオゾンを接触させると共に紫外線を照射することにより、上記難分解性物質を分解して上記被処理水を浄化する水質浄化方法であって、
上記被処理水を貯留し流動させる処理槽と、該処理槽の内部に配設され、上記被処理水の流れを平面視において蛇行させるための邪魔板と、該邪魔板が上記処理槽内を仕切ることにより得られた複数の反応室と、該各反応室に配設され、上記被処理水に紫外線を照射する紫外線ランプと、上記各反応室の底部に設けられ、上記被処理水中にオゾンを供給するオゾン供給口とを有する水質浄化装置を用い、
上記被処理水を最上流の上記反応室に導入すると共に、上記邪魔板の側方の連通部を通して順次複数の上記反応室を通過させつつ、各上記反応室においてオゾンを接触させると共に紫外線を照射して浄化処理し、
上記被処理水が順次通過する上記複数の連通部のうち連続する３つの連通部を、平面視において一直線状に通過しないよう、上記被処理水を蛇行して通過させることを特徴とする水質浄化方法にある（請求項８）。
【００１５】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記水質浄化方法においては、上記被処理水が、上記邪魔板の側方の連通部を通って、複数の反応室を順次通過する。それ故、被処理水は、邪魔板の側方にある連通部を通って、蛇行しながら順次複数の反応室を通過することとなる。これにより、被処理水は、各反応室においてオゾンと接触し紫外線を照射されることにより、浄化されることができる。即ち、小さく仕切られた各反応室において、それぞれオゾンの接触及び紫外線照射を行うため、被処理水のうちの全域を酸化分解処理しやすくなる。
そして、この処理が多段に行われることとなる。それ故、難分解性物質の分解処理能力が向上し、処理効率が向上する。
【００１６】
また、上記邪魔板の側方に形成される連通部は、平面視において被処理水が蛇行するように形成されているため、液面は、上流から下流にかけて、略一定に保つことができる。そのため、被処理水の供給量によって、下流の反応室の液面が上流の反応室の液面よりも低下するということはなく、被処理水の酸化分解反応を効率よく行うことができる。
【００１７】
また、上記被処理水は、順次通過する上記複数の連通部のうち、連続する３つの連通部を、平面視において一直線状に通過しないよう蛇行して通過する。これにより、難分解性物質の酸化分解処理が充分になされないまま下流に通過してしまう被処理水の量を抑制することができる。そのため、被処理水を満遍なく浄化して、浄化効率を向上させることができる。
【００１８】
即ち、多量の被処理水を満遍なくオゾンに接触させると共に紫外線に曝すことにより、浄化能力、処理効率を向上させることができる。
また、被処理水が各反応室を通過する速度を抑制することにより、各反応室において、充分に浄化処理を行うことができ、浄化能力の向上、浄化効率の向上を図ることができる。
【００１９】
以上のごとく、本発明によれば、難分解性物質の分解能力に優れた、処理効率の高い水質浄化方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上記第１の発明（請求項１）又は上記第２の発明（請求項８）において、上記難分解性物質としては、シアン、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、トリクロロエチレン等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）、ダイオキシン等がある。
【００２１】
また、上記紫外線ランプは、鉛直方向に立設配置された柱状体であることが好ましい。
この場合には、上記紫外線ランプの設置、交換を容易に行うことができる。即ち、紫外線ランプの一方の端部を被処理水中に沈め、他方の端部を被処理水の液面の上に出した状態で、取り付けることができる。そのため、紫外線ランプの設置、交換が容易となる。
また、上記反応室を鉛直方向に長い形にして、紫外線ランプを上記のごとく鉛直方向に立設配置したとき、オゾンも下方から上方へ向かって上昇するため、各反応室においてより効率的に難分解性物質の酸化分解処理を行うことができる。
【００２２】
また、上記処理槽は、上記被処理水を導入する入水口を最上流の反応室の底部付近に設けることが好ましい。このとき、入水口から導入される被処理水が連通部の方向に向かって噴出されないようにすることが好ましい。
また、上記処理槽は、浄化処理後の上記被処理水を送出する出水口を最下流の上記反応室の上部付近に設けることが好ましい。
また、上記被処理液中に供給されるオゾンの気泡は、できるだけ細かいことが好ましい。これにより、被処理液とオゾンとの接触面積を大きくして、難分解性物質の分解をより促進することができる。
【００２３】
また、上記オゾン供給口は、上記紫外線ランプの鉛直下方に配置されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記オゾン供給口から被処理水中に供給されるオゾンが、上記紫外線ランプの近傍に供給されることとなる。そのため、被処理水に対して光オゾン処理を効果的に行うことができる。
ここで、上記紫外線ランプの周囲に保護カバー等が配設されている場合においては、上記「紫外線ランプの鉛直下方」には、これらの保護カバー等の鉛直下方をも含むものとする。
【００２４】
また、上記各反応室には、上記被処理水を攪拌するための攪拌手段を設けてなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、反応室における被処理水を満遍なくオゾンに接触させると共に紫外線に曝すことができる。これにより、より効率的に、被処理水の浄化処理を行うことができる。
上記攪拌手段としては、例えば、空気等の攪拌気体、循環ポンプ、攪拌羽等を用いることができる。
【００２５】
また、上記攪拌手段は、上記被処理水中へ噴出される攪拌気体であって、該攪拌気体を噴出する攪拌気体噴出口は、上記被処理水中において上記攪拌気体と上記オゾンとが混ざらない程度に上記オゾン供給口から離れた位置に、各反応室に配設されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記被処理水中において上記攪拌気体と上記オゾンとが混ざらないようにすることができるため、オゾンの気泡と攪拌気体の気泡とが結合することを防ぐことができる。これにより、反応室の底部から供給されたオゾンの上昇速度が大きくなることを防ぎ、被処理水へのオゾンの接触を充分に行うことができる。また、オゾンの気泡の比表面積、即ち被処理水との接触面積が小さくなることを防ぐことができる。そのため、難分解性物質の処理能力を確保することができる。
【００２６】
また、上記紫外線ランプ及び上記オゾン供給口は、平面視において上記連通部の最も遠い部分からの距離が５０〜２００ｍｍの位置に配置されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記被処理水が紫外線ランプ及びオゾン供給口の近傍を確実に通るようにすることができる。これにより、被処理水に対して、オゾンを充分に接触させると共に、紫外線を充分な強度で照射することができる。
上記距離が５０ｍｍ未満の場合には、紫外線ランプの取付が困難となるおそれがある。一方、上記距離が２００ｍｍを超える場合には、オゾンと充分に接触しなかったり、紫外線を充分に照射されなかった被処理水が、下流側へ通過するおそれがある。
【００２７】
また、上記連通部は、１０〜２００ｍｍの幅を有することが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記被処理水の浄化処理を充分に行うことができると共に、被処理水の流通を円滑に行うことができる。
上記連通部の幅が２００ｍｍを超える場合には、被処理水が充分に各反応室に留まることなく、下流へ向かって通過しやすくなり、充分な浄化能力を得ることが困難となるおそれがある。一方、上記連通部の幅が１０ｍｍ未満の場合には、被処理水が連通部を通過する際の抵抗が大きくなり、被処理水を効率的に処理することが困難となるおそれがある。
【００２８】
また、上記被処理水は地下水とすることができる（請求項７）。
この場合には、難分解性物質の濃度を充分に小さくする必要がある地下水の浄化を容易かつ確実に行うことができる。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる水質浄化装置及び水質浄化方法につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の水質浄化装置１は、図１、図２に示すごとく、難分解性物質を含有する被処理水２にオゾン３を接触させると共に紫外線を照射することにより、上記難分解性物質を分解して上記被処理水２を浄化するための装置である。
【００３０】
図１、図２に示すごとく、水質浄化装置１は、上記被処理水２を貯留し流動させる処理槽１１を有する。該処理槽１１の内部には、被処理水２の流れを図１に示すように平面視において蛇行させるための邪魔板１２が配設されている。該邪魔板１２が処理槽１１内を仕切ることにより複数の反応室１３が得られる。図１〜図３に示すごとく、各反応室１３には、被処理水２に紫外線を照射する紫外線ランプ１４が配設され、各反応室１３の底部には、被処理水２中にオゾン３を供給するオゾン供給口１５が配設されている。
【００３１】
上記被処理水２は、邪魔板１２の側方の連通部１６を通って順次複数の反応室１３を通過しつつ、各反応室１３において浄化処理される。
図１に示すごとく、被処理水２が順次通過する複数の連通部１６のうち、連続する３つの連通部１６は、平面視において同一直線上に配置されない位置関係を有する。
【００３２】
本例の水質浄化装置１は、地下水を浄化するために用いられる。即ち、上記被処理水２は地下水である。被処理水２中の難分解性物質としては、シアン、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、トリクロロエチレン等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）、ダイオキシン等がある。また、本例の水質浄化装置１は、上記シアンのなかでも、特に、フェリシアン化カリウム（K3[Fe(CN)6]）等のフェリシアン塩、フェロシアン化カリウム（K4[Fe(CN)6]）等のフェロシアン塩等、分解しにくいシアンを充分に酸化分解することも可能とする点で有効である。
【００３３】
また、上記オゾン供給口１５は、紫外線ランプ１４の鉛直下方に配置されている。
紫外線ランプ１４は、鉛直方向に立設配置された円柱状体である。また、該紫外線ランプ１４は、紫外線を透過しやすい、石英等からなる透明な保護カバー１４１によって覆われている。
そして、オゾン供給口１５から噴出されるオゾン３は、紫外線ランプ１４の鉛直下方から上昇し、保護カバー１４１に接触するように、その周囲に供給される。
【００３４】
また、各反応室１３には、被処理水２を攪拌するための攪拌気体４を噴出する攪拌気体噴出口１７を設けてなる。攪拌気体噴出口１７は、被処理水２中において攪拌気体４とオゾン３とが混ざらない程度に、オゾン供給口１５から離れた位置に配設されている。例えば、攪拌気体噴出口１７は、オゾン供給口１５から２００ｍｍ以上離れている。
上記オゾン供給口１５は、オゾン配管１５１を介してオゾン発生器（図示略）に接続され、攪拌気体噴出口１７は、エアー配管１７１を介してエアーポンプ（図示略）に接続されている。上記攪拌気体４は空気である。
【００３５】
また、図３に示すごとく、連通部１６の幅ｗは１０〜２００ｍｍである。
また、反応室１３の縦寸法ａ及び横寸法ｂは、例えば、何れも２００〜５００ｍｍとすることができる。
また、本例においては、図１、図２に示すごとく、上記反応室１３は５個形成されている。ただし、反応室１３の個数は、適宜変更することができる。
また、被処理水２の液面２１は、紫外線ランプ１４の発光の有効長を充分に活かすことができる高さに設定することが好ましい。図２に示すごとく、この液面２１は、全ての反応室１３において略一定となり、下記の出水口１１２の位置によって制御することができる。
【００３６】
また、図１に示すごとく、処理槽１１は、被処理水２を導入する入水口１１１を最上流の反応室１３に有し、浄化処理後の被処理水２を送出する出水口１１２を最下流の反応室１３に有する。上流側から２番目の反応室１３の前後の連通部１６と、入水口１１１とは、平面視において一直線上に配置されない位置関係を有する。また、下流側から２番目の反応室１３の前後の連通部１６と出水口１１２とも、平面視において一直線上に配置されない位置関係を有する。
また、入水口１１１から導入される被処理水２が連通部１６の方向に向かって噴出されないようにする。
【００３７】
上記反応室１３は、図１、図３に示すごとく、平面視において長方形状又は正方形状を有し、最上流の反応室及び最下流の反応室以外の反応室１３は、上記長方形状又は正方形状の対角位置に、一対の上記連通部１６を形成してなる。なお、上記反応室１３は、平面視において円形状、菱形状など、種々の形状とすることもできる。
【００３８】
また、図３に示すごとく、各反応室１３において、紫外線ランプ１４及びオゾン供給口１５を、一方の連通部１６に近い位置に配置してある。即ち、紫外線ランプ１４及びオゾン供給口１５は、平面視において連通部１６の最も遠い部分からの距離ｃが５０〜２００ｍｍの位置に配置されている。上記距離ｃは、紫外線ランプ１４の中心と、連通部１６のうち平面視において最も遠い部分との距離である。
【００３９】
また、上記入水口１１１及び上記出水口１１２は、それぞれ最上流の反応室１３と最下流の反応室１３において、連通部１６と対角の位置付近に形成されている。上記入水口１１１は最上流の反応室１３の側壁の下部付近に形成され、上記出水口１１２は最下流の反応室１３の側壁の上部付近に形成されている。
【００４０】
図４に示すごとく、地下から汲み上げられた被処理水（地下水）２は、所定の前処理を行った後、上記入水口１１１から水質浄化装置１の処理槽１１に導入される。
上記前処理を行うに当っては、被処理水２を、まず原水槽５１に貯留しておく。そして、該原水槽５１から被処理液２をｐＨ調整槽５２に移し、そこへ水酸化ナトリウム（NaOH）を添加し、攪拌して、ｐＨの調整を行う。ここで、被処理水２のｐＨを７．０〜１１．５の間に調整する。
【００４１】
次いで、被処理水２を凝集槽５３に移し、攪拌しながら次亜塩素酸ナトリウム（NaOCl）及び高分子凝集剤を添加する。次亜塩素酸ナトリウムによって、被処理水２中の難分解性物質以外の酸化されやすい物質を、水質浄化装置１に導入される前に酸化する。そして、高分子凝集剤によって、被処理水２中の汚濁物質を凝集させる。
次いで、被処理水２を沈殿槽５４に移し、凝集した汚濁物質を沈殿させて上澄水と分離して、上澄水を次の上澄水槽５５へ移す。また、沈殿物をフィルタープレス５４１によって除去した被処理水２を原水槽５１へ戻す。
【００４２】
次いで、上澄水槽５５に移された被処理水２を、ポンプ５５１、濾過塔５５２を介して、中和槽５６へ移す。ここで、被処理水２に硫酸を添加して攪拌し、中和する。中和された被処理水２は、ピット槽５７へ貯留する。そして、ピット槽５７からポンプ５７１によって、被処理水２を順次、水質浄化装置１へ導入する。
【００４３】
即ち、被処理水２を、入水口１１１から最上流の反応室１３に導入する。そして、被処理水２を、邪魔板１２の側方の連通部１６を通して順次複数の反応室１３を通過させつつ、各反応室１３においてオゾン３を接触させると共に紫外線を照射して浄化処理する。
【００４４】
例えば、被処理水２中のシアン（CN）は、以下のような酸化分解反応により分解される。即ち、被処理水２にオゾン３を供給すると共に紫外線を照射したとき、オゾン３に紫外線が照射されて、活性酸素〔O〕ができる（式１参照）。この活性酸素〔O〕が水と反応して、酸化活性の高いOHラジカルを生成する（式２参照）。
一方、シアン（CN）にオゾン（O3）が反応するとシアン酸（CNO）になる（式３参照）。そして、このCNOと上記のOHラジカルとが反応して、シアンはCO2とN2とに分解される（式４参照）。
【００４５】
O3＋ｈν  →  〔O〕＋O2  ・・・（式１）
〔O〕＋H2O  →  ２OH    ・・・（式２）
CN＋O3  →  CNO＋O2    ・・・（式３）
２CNO＋８OH  →  ２CO2＋N2＋O2＋４H2O  ・・・（式４）
なお、式１において、ｈνは紫外線のエネルギーを表す。
【００４６】
各反応室１３において、このような酸化分解反応を生じさせつつ、被処理水２が順次通過する複数の連通部１６のうち連続する３つの連通部１６を、平面視において一直線状に通過しないよう、被処理水２を蛇行して通過させる。
そして、最下流の反応室１３まで達し、浄化処理を終えた被処理水２を、出水口１１２から放流管理槽５８に送出し、一旦、放流管理槽５８に貯留した後、適宜放流する。
【００４７】
なお、地下水の性状によっては、ｐＨ調整槽５２からピット槽５７までを省略してもよい。即ち、地下水中に鉄やカルシウムが多く含まれる場合、これらが紫外線ランプ１４の周りに付着して、長期的にみると反応を阻害するおそれがあるため、ｐＨ調整槽５２からピット槽５７までの処理を行って、鉄やカルシウムを除去することが好ましい。しかし、これらの含有量が少なければ、特にｐＨ調整槽５２からピット槽５７までを設けなくてもよい。
また、上記中和槽５６は、放流のために必要な中和を行うための槽であるため、水質浄化装置１の後段に配置してもよい。
【００４８】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記水質浄化装置１は、上記邪魔板１２を設けてなり、該邪魔板１２によって仕切られた各反応室１３に、それぞれ紫外線ランプ１４とオゾン供給口１５とを有する。それ故、被処理水２は、邪魔板１２の側方にある連通部１６を通って、蛇行しながら順次複数の反応室１３を通過することとなる。これにより、被処理水２は、各反応室１３においてオゾン３と接触し紫外線を照射されることにより、浄化されることができる。即ち、小さく仕切られた各反応室１３において、それぞれオゾン３の接触及び紫外線照射を行うため、被処理水２のうちの全域を酸化分解処理しやすくなる。
そして、この処理が多段に行われることとなる。それ故、難分解性物質の分解処理能力が向上し、処理効率が向上する。
【００４９】
また、上記邪魔板１２の側方に形成される連通部１６は、平面視において被処理水２が蛇行するように形成されているため、液面２１は、上流から下流にかけて、略一定に保つことができる。そのため、被処理水２の供給量によって、下流の反応室１３の液面２１が上流の反応室１３の液面２１よりも低下するということはなく、被処理水２の酸化分解反応を効率よく行うことができる。
【００５０】
また、上記邪魔板１２の側方にある連通部１６は、連続する３つの連通部１６が平面視において同一直線上に配置されない位置関係を有するように形成されているため、被処理水２は、確実に蛇行して順次複数の反応室１３に送り込まれることとなる。これにより、難分解性物質の酸化分解処理が充分になされないまま下流に通過してしまう被処理水２の量を抑制することができる。そのため、被処理水２を満遍なく浄化して、浄化効率を向上させることができる。
【００５１】
即ち、多量の被処理水２を満遍なくオゾン３に接触させると共に紫外線に曝すことにより、浄化能力、処理効率を向上させることができる。
また、被処理水２が各反応室１３を通過する速度を抑制することにより、各反応室１３において、充分に浄化処理を行うことができ、浄化能力の向上、浄化効率の向上を図ることができる。
【００５２】
また、オゾン供給口１５は、紫外線ランプ１４の鉛直下方に配置されているため、オゾン供給口１５から被処理水２中に供給されるオゾン３が、紫外線ランプ１４の近傍に供給されることとなる。それ故、被処理水２に対して光オゾン処理を効果的に行うことができる。
【００５３】
また、紫外線ランプ１４は、鉛直方向に立設配置された柱状体であるため、紫外線ランプ１４の設置、交換を容易に行うことができる。即ち、紫外線ランプ１４の一方の端部を被処理水２中に沈め、他方の端部を被処理水２の液面２１の上に出した状態で、取り付けることができる。そのため、紫外線ランプ１４の設置、交換が容易となる。
また、反応室１３を鉛直方向に長い形にして、紫外線ランプ１４を上記のごとく鉛直方向に立設配置したとき、オゾン３も下方から上方へ向かって上昇するため、各反応室１３においてより効率的に難分解性物質の酸化分解処理を行うことができる。
【００５４】
また、各反応室１３には、攪拌気体４を供給する上記攪拌気体噴出口１７を設けてなるため、反応室１３における被処理水２を満遍なくオゾン３に接触させると共に紫外線に曝すことができる。これにより、より効率的に、被処理水２の浄化処理を行うことができる。
【００５５】
また、上記攪拌気体噴出口１７は、被処理水２中において攪拌気体４とオゾン３とが混ざらない程度に、オゾン供給口１５から離れた位置に配設されている。そのため、被処理水２中において、オゾン３の気泡と攪拌気体４の気泡とが結合することを防ぐことができる。これにより、反応室１３の底部から供給されたオゾン３の上昇速度を小さくすることができ、被処理水２へのオゾン３の接触を充分に行うことができる。また、オゾン３の気泡の比表面積、即ち被処理水２との接触面積が小さくなることを防ぐことができる。そのため、難分解性物質の処理能力を向上させることができる。
【００５６】
また、連通部１６の幅ｗが１０〜２００ｍｍであるため、被処理水２の浄化処理を充分に行うことができると共に、被処理水２の流通を円滑に行うことができる。
また、紫外線ランプ１４及びオゾン供給口１５が、平面視において連通部１６からの距離ｃが５０〜２００ｍｍの位置に配置されているため、被処理水２が紫外線ランプ１４及びオゾン供給口１５の近傍を確実に通るようにすることができる。これにより、被処理水２に対して、オゾン３を充分に接触させると共に、紫外線を充分な強度で照射することができる。
【００５７】
また、被処理水２は地下水であるが、本例の水質浄化装置１によれば、例えば、難分解性物質であるシアン錯塩の濃度を、容易かつ確実に、環境基準以下（０．１ｐｐｍ以下）に小さくすることができる。
このように、本発明の水質浄化装置１は、難分解性物質の濃度が低い被処理水２の浄化を可能としている。即ち、従来、難分解性物質の低い被処理水２を浄化して環境基準以下にすることが困難であったが、本発明によれば、この低濃度の環境基準を容易にクリアすることができる。
【００５８】
また、図１に示すごとく、上流側から２番目の反応室１３の前後の連通部１６と、入水口１１１とは、平面視において一直線上に配置されない位置関係を有し、また、下流側から２番目の反応室１３の前後の連通部１６と出水口１１２とも、平面視において一直線上に配置されない位置関係を有する。これにより、入水口１１１から導入された被処理水２を充分に上流側の反応室１３において浄化することができ、また、下流側の反応室１３において充分に浄化した後に出水口１１２から送出することができる。
【００５９】
以上のごとく、本例によれば、難分解性物質の分解能力に優れた、処理効率の高い水質浄化装置及び水質浄化方法を提供することができる。
【００６０】
（実施例２）
本例は、図５、図６に示すごとく、実施例１に対して反応室１３の個数を増やした水質浄化装置１の例である。
即ち、本例の水質浄化装置１は、５室×４列の全２０室の反応室１３を有する。そして、１列分の反応室１３は、実施例１と同様の状態で、邪魔板１２により区切られると共に連通部１６により連通されている。
【００６１】
また、第１列目の最下流の反応室１３と第２列目の最上流の反応室１３との間、第２列目の最下流の反応室１３と第３列目の最上流の反応室１３との間、第３列目の最下流の反応室１３と第４列目の最上流の反応室１３との間も、それぞれ邪魔板１２により区切られると共に連通部１６により連通されている。これらの連通部１６も、他の連通部１６と同様に、平面視長方形状又は正方形状の反応室１３の対角位置に配置されている。
その他は、実施例１と同様である。
【００６２】
本例においては、反応室１３をより多段に設けることにより、被処理水２の浄化能力を向上させることができる。
また、反応室１３の中央に対して反対側の位置に、オゾン供給口１５と攪拌気体噴出口１７とが配置してある。攪拌気体噴出口１７の上方の被処理水２は攪拌気体４によって上昇する方向に流れる。これにより、反応室１３の中央に対して反対側の位置の被処理水２が下降する方向への循環となるような力が働く。そのため、この部分に配置されたオゾン供給口１５から供給されるオゾン３の気泡は、下方へ押される力を受け、浮力による上昇速度を抑制されることとなる。従って、オゾン３は被処理水２中をゆっくり上昇することとなり、被処理水２に長時間接触させることができる。その結果、浄化効率を向上させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６３】
（実施例３）
本例は、図７に示すごとく、上記実施例１における水質浄化装置１の効果を確認した例である。この効果確認試験は、上記水質浄化装置１を縮小した試験装置を作製して行った。以下、本例において水質浄化装置１というときは、適宜、この縮小した試験装置をいうものとする。後述する実施例４についても同様である。
【００６４】
上記水質浄化装置１において、被分解物質オレンジIIを５０ｍｇ／Ｌ含有する被処理水２を浄化処理した後に、被処理水２中の被分解物質の濃度を測定した。ここで、連通部１６の幅ｗは、１０ｍｍである。また、反応室１３の縦寸法ａ及び横寸法ｂは共に１００ｍｍである。
【００６５】
まず、水質浄化装置１の処理槽１１に被処理水２を貯留した状態から、オゾン３の供給及び紫外線照射を行いながら、被処理水２を流通させる。オゾン３の供給量は４ｇ／時間であり、被処理水２の処理量は０．９Ｌ／分、攪拌気体４の供給量は３Ｌ／分（各攪拌気体噴出口１７から０．６Ｌ／分）である。
そして、出水口１１２から送出された被処理水２を採取して、被分解物質の濃度を測定した。ここでは、ベンゼン環（吸収スペクトル波長２５４ｎｍ）の濃度を分析することにより測定した。
【００６６】
また、実施例１の水質浄化装置１に対して、邪魔板１２を除去した状態の水質浄化装置を比較例として作製し、この比較例の水質浄化装置においても、被処理水２の浄化を行った。邪魔板１２以外の各種条件は、本発明の水質浄化装置１と同様である。
測定結果を図７に示す。同図において、横軸は被処理水２の平均滞留時間によって規格化した経過時間ｔ／τである。縦軸は分解率Ｘ＝〔１−（出口濃度／初期濃度）〕の値である。初期濃度とは浄化前の被処理水２中の被分解物質の濃度であり、出口濃度とは浄化後の被処理水２中の被分解物質の濃度である。
【００６７】
そして、実施例１の水質浄化装置１（邪魔板あり）によって処理した場合の測定結果を□により示し、比較例の水質浄化装置（邪魔板なし）によって処理した場合の測定結果を◆により示す。
同図より分かるように、邪魔板１２を設けた実施例１の水質浄化装置１のほうが、分解率が高い。従って、邪魔板１２を設けることにより、被分解物質の分解能力を向上させることができたことが分かる。
【００６８】
（実施例４）
本例は、図８に示すごとく、上記実施例１の水質浄化装置１において、攪拌気体４の供給の有無による被分解物質の分解能力の相違を確認した例である。
即ち、攪拌気体４を供給しない場合と、攪拌気体４を３Ｌ／分（各攪拌気体噴出口１７から０．６Ｌ／分）にて供給した場合とで、水質浄化装置１の出水口１１２から送出される被処理水２中の被分解物質の濃度を測定した。その他の条件は、実施例３と同様である。
【００６９】
測定結果を図８に示す。同図において、攪拌気体４を供給しない場合を□、供給した場合を●にて表す。
同図より分かるように、攪拌気体４を供給することにより、被分解物質の分解能力が向上することが分かる。
【００７０】
（実施例５）
本例は、表１に示すごとく、上記実施例２の水質浄化装置１において、攪拌気体４を用いたことによる効果を確認した例である。
即ち、実施例２の水質浄化装置１において、難分解性物質を含む被分解物質を０．４５〜０．４６ｍｇ／Ｌ含有する被処理水２を浄化処理した後、被処理水２中の被分解物質の濃度を測定した。被処理水２の処理量は、１０４０Ｌ／時間である。
また、水質浄化装置１における第１列目、第２列目、第３列目のそれぞれの最下流の反応室１３からも測定サンプルを採取して、被分解物質の濃度を測定した。
【００７１】
上記水質浄化装置１においては、攪拌気体４の量を、各反応室１３に配置した各攪拌空気噴出口１７ごとに、２０Ｌ／分とした。
また、比較例として、攪拌気体４を用いずに同様の浄化処理を行った場合についても測定した。測定結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2006255596.tif 000003
【００７３】
表１に示すごとく、攪拌気体４を用いることにより、反応速度を向上させ、被分解物質をより分解することができることが分かる。特に、第２列目以降の反応室１３においてサンプリングした被処理液において、顕著にその差が生じている。このことから、邪魔板１２により処理槽１１を多段に仕切ると共に、各反応室１３において攪拌気体４により被処理液２を攪拌することにより、被分解物質の分解能力を大きく向上させることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１における、水質浄化装置の水平断面図。
【図２】実施例１における、水質浄化装置の垂直断面図であって、図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】実施例１における、反応室の水平断面図。
【図４】実施例１における、水質浄化システムの説明図。
【図５】実施例２における、水質浄化装置の水平断面図。
【図６】実施例２における、反応室の水平断面図。
【図７】実施例３における、試験結果を示す線図。
【図８】実施例４における、試験結果を示す線図。
【符号の説明】
【００７５】
１  水質浄化装置
１１  処理槽
１２  邪魔板
１３  反応槽
１４  紫外線ランプ
１５  オゾン供給口
１６  連通部
２  被処理水
３  オゾン
４  攪拌気体
【図１】
2006255596.tif 000004
【図２】
2006255596.tif 000005
【図３】
2006255596.tif 000006
【図４】
2006255596.tif 000007
【図５】
2006255596.tif 000008
【図６】
2006255596.tif 000009
【図７】
2006255596.tif 000010
【図８】
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