(57)【要約】【課題】有機成分を含む難分解性の着色廃液に対して生物処理を利用して高い浄化性能を実現する廃液処理装置及び廃液処理方法を提供すること。【解決手段】廃液処理装置１００は、インク廃液や染料廃液等の有機成分を含む難分解性の着色廃液が供給される反応槽７と、反応槽７にマイクロレベル以下のファインバブルでオゾン気泡を供給するオゾン供給装置２と、反応槽７でオゾン処理された処理水を生物処理する生物処理槽１２と、を備える【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機成分を含む着色廃液を処理する廃液処理装置であって、
前記着色廃液が供給される反応槽と、
前記反応槽にマイクロレベル以下のファインバブルでオゾン気泡を供給するオゾン供給装置と、
前記反応槽でオゾン処理された処理水を生物処理する生物処理槽と、
を備える廃液処理装置。
【請求項２】
前記着色廃液は、インク廃液である請求項１に記載の廃液処理装置。
【請求項３】
前記着色廃液は、染料廃液である請求項１に記載の廃液処理装置。
【請求項４】
有機成分を含む着色廃液を処理する廃液処理方法であって、
前記着色廃液に対してマイクロレベル以下のファインバブルでオゾン気泡を供給し、オゾン処理するオゾン供給工程と、
前記オゾン供給工程でオゾン処理された処理水を生物処理する生物処理工程と、
を含む廃液処理方法。
【請求項５】
前記着色廃液は、インク廃液である請求項４に記載の廃液処理方法。
【請求項６】
前記着色廃液は、染料廃液である請求項４に記載の廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機成分を含む着色廃液を処理する廃液処理装置及び廃液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機成分を含む廃液に対してオゾンを供給し、廃液処理を行う技術が知られている。この種の技術を開示するものとして例えば特許文献１がある。特許文献１には、梅干製造廃液の処理方法において、梅干製造廃液をヒートポンプ式減圧蒸留装置により液状物と残滓とに分離する工程と、分離した液状物を中和する工程と、中和した液状物にオゾンのマイクロバブルを注入する工程と、活性炭で処理する工程と、を備え、オゾンのマイクロバブルを注入する工程においては、液状物の温度を２５℃以下とする態様について記載されている。この特許文献１では、活性汚泥法等の生物処理法のように大量の汚泥が発生せず、酵母等を利用しないため、専門的知識や高度の管理技術が不要であるとしている。
【０００３】
また、廃液処理とは異なる土壌の浄化処理に関する技術であるが、オゾンと生物処理を組み合せて対象物の浄化処理を行う技術が知られている。この種の技術を開示するものとして特許文献２がある。特許文献２には、残油を含む油で汚染された土壌を浄化する方法であって、微生物用栄養剤を土壌に注入することなく微生物によって土壌を浄化する工程と、オゾンを土壌に注入し、オゾン酸化によって土壌を浄化する工程とを有することを特徴とする油汚染土壌の浄化方法について記載されている。特許文献２では、バイオレメディエーション工程とオゾン酸化工程は、同時に行ってもよいし、交互に行ってもよいが、各工程においてＰＡＨを含むＴＰＨの分解をより効果的に行うためには、各工程を交互に行うのが好ましいとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０４５２３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４５３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ランニングコストの観点から生物処理を用いたい場合がある。しかし、インク廃液や染料廃液等の着色廃液を処理対象とした場合、この種の着色廃液は難分解性であるため、生物処理ではなく、焼却処理等で廃棄することが一般的である。この点、特許文献１では、マイクロバブルを用いているものの、難分解性ではない梅干製造廃液が処理対象である。特許文献２では、生物処理とオゾンを組み合わせることについて記載されているものの、あくまで土壌浄化による技術である。活性汚泥法に代表される生物処理後の処理水についてオゾンを適用することが知られているが、着色廃液において最終的に生物処理を行って浄化処理を十分に行うことができる技術が望まれていた。
【０００６】
本発明は、有機成分を含む難分解性の着色廃液に対して生物処理を利用して高い浄化性能を実現する廃液処理装置及び廃液処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、有機成分を含む着色廃液を処理する廃液処理装置であって、前記着色廃液が供給される反応槽と、前記反応槽にマイクロレベル以下のファインバブルでオゾン気泡を供給するオゾン供給装置と、前記反応槽でオゾン処理された処理水を生物処理する生物処理槽と、を備える廃液処理装置に関する。
【０００８】
前記着色廃液は、インク廃液であることが好ましい。
【０００９】
前記着色廃液は、染料廃液であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、有機成分を含む着色廃液を処理する廃液処理方法であって、前記着色廃液に対してマイクロレベル以下のファインバブルでオゾン気泡を供給し、オゾン処理するオゾン供給工程と、前記オゾン供給工程でオゾン処理された処理水を生物処理する生物処理工程と、を含む廃液処理方法に関する。
【００１１】
前記着色廃液は、インク廃液であることが好ましい。
【００１２】
前記着色廃液は、染料廃液であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の廃液処理装置及び廃液処理方法によれば、有機成分を含む難分解性の着色廃液に対して生物処理を利用して高い浄化性能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃液処理装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制御部の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態である廃液処理装置に用いられる反応槽の構造図である。
【図４】本発明の一実施形態である廃液処理装置の構造図である。
【図５】本発明の一実施形態である廃液処理装置に用いられるノズル機構の構造図である。
【図６】第２実施形態の廃液処理装置のフロー図である。
【図７】第３実施形態の廃液処理装置のフロー図である。
【図８】インク廃液を処理対象とした実施例における原水（廃液）とオゾン処理後の処理水の写真である。
【図９Ａ】インク廃液の上層のフーリエ変換赤外分光光度計の測定結果を示すグラフである。
【図９Ｂ】インク廃液の上層のフーリエ変換赤外分光光度計の測定結果を示す表である。
【図１０Ａ】インク廃液の下層のフーリエ変換赤外分光光度計の測定結果を示すグラフである。
【図１０Ｂ】インク廃液の下層のフーリエ変換赤外分光光度計の測定結果を示す表である。
【図１１Ａ】インク廃液をオゾン処理したオゾン処理水のフーリエ変換赤外分光光度計の測定結果を示すグラフである。
【図１１Ｂ】インク廃液をオゾン処理したオゾン処理水のフーリエ変換赤外分光光度計の測定結果を示す表である。
【図１２Ａ】（ａ）染料廃液、（ｂ）オゾン処理中のオゾン処理水、（ｃ）一時間オゾン処理を行った後のオゾン処理水を示す写真である。
【図１２Ｂ】（ａ）オゾン廃液のパックテスト（登録商標）結果、（ｂ）オゾン処理３０分後のパックテスト（登録商標）結果、（ｃ）オゾン処理２時間後のパックテスト（登録商標）結果を示す写真である。
【図１３Ａ】（ａ）染料廃液、（ｂ）染料廃液を濾過した濾過廃液、（ｃ）濾過廃液をオゾン処理したオゾン処理水を示す写真である。
【図１３Ｂ】（ａ）オゾン処理水のパックテスト（登録商標）結果、（ｂ）オゾン処理水を示す写真である。
【図１４Ａ】オゾン気泡を供給している状態の廃液に発生する泡の様子を示す写真である。
【図１４Ｂ】オゾン気泡を供給後の廃液に残った泡の様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る廃液処理装置１００の構成を模式的に示す図である。図１には、有機成分を含む着色廃液を処理対象とする廃液処理装置１００が示される。なお、本明細書において、有機成分を含む着色廃液は、印刷時やインク製造時に生じるインク廃液や染色工程で生じる染料廃液等の廃液である。
【００１６】
＜第１実施形態の廃液処理装置の全体構成＞
まず、第１実施形態の廃液処理装置１００の全体構成について説明する。図１に示すように、第１実施形態の廃液処理装置１００は、反応槽７と、オゾン供給装置２と、廃液流入部７４と、処理水槽１０と、生物処理槽１２と、制御部９０と、を主要な構成として備える。以下、廃液処理装置１００を構成する各構成、構造、機能について説明する。
【００１７】
＜反応槽＞
反応槽７は、その内部で廃液処理を行う閉鎖型反応槽である。以下の説明において「反応槽」とは特に断わらない限り「閉鎖型反応槽」を示すものとする。また、「反応槽下部（閉鎖型反応槽下部）」とは、中央部から最下部までの部位を示し、「反応槽上部（閉鎖型反応槽上部）」とは中央部から最上端部までの部位を示すものとする。また、「閉鎖型」とは、気層部分の大部分が直接大気に開放されていないことをいい、この「閉鎖型」には、例えば、反応層に、封水部を介して外部と連通する部分が形成されたものや、フィルタ等を介して少量の気体を放出可能な排気構造が設けられたものが含まれる。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の反応槽７は、ノズル機構３と、残留オゾン濃度測定センサ２２と、オゾン分解触媒部７５と、排出オゾン濃度測定センサ７６と、を含むように構成される。反応槽下部７１に、後述するオゾン供給装置２から供給されるオゾンが流入するノズル機構３が組み込まれる。また、反応槽上部７２に、残留オゾン濃度測定センサ２２と、オゾン分解触媒部７５と、排出オゾン濃度測定センサ７６と、処理水排出部７７と、が設置される。
【００１９】
ノズル機構３は、オゾン供給装置２からオゾンの供給を受けて１０ミクロン以下の微細気泡として反応槽７内に吐出可能に構成される。ノズル機構３は圧損が比較的小さく、廃液処理対象の廃液の汚濁度に合った１ミクロンから１０ミクロン以下の気泡径を発生できるものが望ましいが、廃液濃度によって最適なものを選定することができる。なお、ノズル機構の構成の一例について後述する。
【００２０】
＜オゾン分解触媒部＞
オゾン分解触媒部７５は、オゾンを分解してオゾン濃度を低下させるものである。オゾン分解触媒部７５は、反応槽上部７２に形成される気相部７３に続くように接続される管路延長部１１０に配置される。上述のように、オゾン供給装置２によって反応槽７の内部に供給されたオゾンは酸化分解に使用されて消費されるものの、その全てが消費されるわけではなく、オゾン濃度は下がっていても気相部７３に残留オゾン１が発生することがある。残留オゾン１の濃度によってはそのまま大気に放出できない場合もある。オゾン分解触媒部７５は、残留オゾン濃度を大気にそのまま開放できる安全なレベル（１ｐｐｍ）に下げることができるように構成される。本実施形態のオゾン分解触媒部７５に用いられるオゾン分解触媒はゼオライトを主成分とするものであれる。オゾン分解触媒部７５は、望ましい条件として線流速０．６ｍ／秒以下、触媒接触時間は約１秒以上が設定される。また、残留オゾンには、水分が多量に含まれているため、触媒を保温のためヒートジャケット（１８０Ｗヒータ内臓）で被覆し、５０℃以下にならないように調節される。
【００２１】
＜残留オゾン濃度測定センサ＞
残留オゾン濃度測定センサ２２は、機器の運転の制御のためにオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部である。本実施形態の残留オゾン濃度測定センサ２２は、気相部７３に接続される管路延長部１１０におけるオゾン分解触媒部７５の上流側に配置されており、オゾン分解触媒部７５で酸化分解される前のオゾン濃度を測定する。残留オゾン濃度測定センサ２２はｐｐｍオーダー、例えば０〜１００ｐｐｍのオゾンを測定可能なものが用いられる。この残留オゾン濃度測定センサ２２の例としては、光学式の紫外線の吸収スペクトルを計測する方式のエアーテクニカ株式会社製のオゾンガス濃度モニター２００ｇ／Ｎｍ３がある。
【００２２】
＜排出オゾン濃度測定センサ＞
排出オゾン濃度測定センサ７６は、排出オゾン濃度が環境基準や安全基準に比べて十分な安全性が確保されているかを計測するためにオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部である。本実施形態の排出オゾン濃度測定センサ７６は、気相部７３に接続される管路延長部１１０におけるオゾン分解触媒部７５の下流側に配置されており、オゾン分解触媒部７５で酸化分解された後のオゾン濃度を確認する。即ち、排出オゾン濃度測定センサ７６は、大気に開放される前のオゾン濃度を検出する。排出オゾン濃度測定センサ７６は、少なくとも０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲、より好ましくは、ｐｐｂオーダー、例えば０〜２５０ｐｐｂの低濃度のオゾンを計測可能なオゾンセンサが用いられる。この排出オゾン濃度測定センサ７６の例としては、計測器に限られるわけではなく、エフアイエス株式会社製のＡ０５１０２０−ＳＰ６１のような半導体式のものを用いることもできる。排出オゾン濃度測定センサ７６によって大気に排出される排ガス１９のオゾン濃度が監視される。排ガス１９のオゾン濃度レベルが一定の値を超えると、報知部としてのアラーム（図示省略）が作動するとともに、装置全体を停止させる制御を行うこともできる。これにより、安全性を更に向上させるフェールセーフが実現される。
【００２３】
＜処理水排出部＞
処理水排出部７７は、処理水槽１０へ反応槽７で処理した処理水を排出する。本実施形態の処理水排出部７７は、反応槽７の内部に連通している。具体的には、反応槽７の内部は、Ｕ字形状の封水構造部を有する処理水配管９を介して大気に連通している。処理水配管９は、処理水槽１０に処理水を注ぐ配管であり、先端が大気開放されている。
【００２４】
また、本実施形態の気相部７３には、反応槽７と大気の連通機能を有する連通口７９が設けられている。連通口７９の大きさは、直径数ミリあれば、十分に機能する。オゾンガスが大気中に漏れるのを防止するため、逆止弁を反応槽と大気間に設けることや、Ｕ字管配管に水を溜めておいて、残留オゾンが大気に漏れないよう工夫するエアートラップ（封水）構造とすることも有力な手段である。なお、水位を速やかに安定させる観点では、連通口７９を形成することが好ましいが連通口７９を省略して処理水配管９によって大気に連通する気相部７３を形成することもできる。
【００２５】
また、反応槽７には消泡剤投入口２０が配置される。気相部７３には、オゾン気泡のバッキにより、界面活性剤等の影響で微細な泡の発生することが頻繁にある。泡が発生すると、泡が管路を上昇し、排出オゾン濃度測定センサ７６とオゾン分解触媒部７５が濡れ、劣化や誤作動による不具合が発生する可能性 があるため、消泡剤の投入が可能な手段を設けることが望ましい。通常は、系外からの液注入可能なパイプ穴を設けておき、外部から必要に応じて消泡剤を消泡剤投入口２０から気相部７３に注入することが効果的である。
【００２６】
本実施形態の処理水配管９には処理水の水質を測定する処理水水質測定部としての処理水センサ３２が配置される。処理水センサ３２は、ＰＨメータ、導電率計、ＴＯＣメータ、ＤＯメータ等で水質を推定できるものであればよい。なお、処理水センサを設置する場所は反応槽７の処理水排出部７７等適宜変更することができる。
【００２７】
処理水配管９の圧力損失が発生するため、気相部７３の液面は変化する。このＨ.Ｗ.Ｌ（最大水位）とＬ.Ｗ.Ｌ（最小水位）の変化幅を１００ｍｍ程度になるよう設計することが望ましく、Ｌ.Ｗ.Ｌ（最小水位）は処理水排出部７７の処理水配管９の内径の最下端の高さになる。
【００２８】
Ｈ.Ｗ.Ｌ（最大水位）を超えて水位が上昇すると、気相部７３に続く管路延長部１１０に水が入り込み、オゾン分解触媒部７５と排出オゾン濃度測定センサ７６が濡れる不具合が発生する可能性がある。従って、Ｈ.Ｗ.Ｌ（最大水位）を超えて水位が上昇すると、ポンプを停止して、廃液の供給を止めることも有効な手段である。この場合、液面センサを気相部７３の近傍に設けて検知することにする。
【００２９】
＜オゾン供給装置＞
オゾン供給装置２は、オゾン供給管２１０を通じて反応槽７にオゾンを供給するオゾン供給手段である。本実施形態のオゾン供給装置２は、酸素を発生させる酸素発生装置４と、酸素発生装置４で発生させた酸素からオゾンを生成するオゾン発生装置５と、酸素発生装置４とオゾン発生装置５の間に設けられる流量可変バルブ６と、を含むように構成される。
【００３０】
酸素発生装置４は、オゾンを生成するための酸素をオゾン発生装置５に供給する酸素供給手段である。オゾン発生装置５は、酸素発生装置４によって供給される酸素から空中放電等の手段によりオゾンを生成する。本実施形態では、エアーテクニカ製、無声放電型オゾン発生器（定格ＡＣ１００Ｖ，６．９Ａ）をオゾン発生装置として使用している。無声放電型オゾン発生器によるオゾン発生量が供給酸素１１Ｌ／分のときに、４０ｇ／時間であったものを使用している。なお、オゾンを生成する方法は事情に応じて適宜変更することができる。なお、酸素発生装置４の代わりに、簡易的には酸素ボンベを使用する事もできる。
【００３１】
また、本実施形態のオゾン供給装置２は、オゾンの外部への漏出を検出するためのオゾン濃度センサ（図示省略）を更に備える。オゾン濃度センサは、オゾン供給装置２の下部に配置されており、空気よりも比重が重いオゾンを精度良く検出できるようになっている。本実施形態では、オゾン供給装置２に配置されるオゾン濃度センサとしては、ｐｐｂオーダーのオゾンを検出できるものが用いられる。
【００３２】
流量可変バルブ６は、酸素発生装置４からオゾン発生装置５に送られる酸素の供給量を調整可能に構成される。酸素発生装置４とオゾン発生装置５の間に設けた流量可変バルブ６の開度を絞り、酸素の供給量を減らすと、オゾン発生量は減少し、オゾン供給装置２から反応槽７へのオゾン供給量が減少する。逆に、流量可変バルブ６の開度を広げると、酸素の供給量は増加し、オゾン供給装置２から反応槽７へのオゾン供給量が増加する。
【００３３】
オゾン供給装置２から供給されるオゾンは、反応槽７の下部に組み込まれるノズル機構３を通じて反応槽７の内部に送り込まれる。オゾン供給装置２は、５０００ｐｐｍ以上のオゾン濃度でオゾンを供給可能になっている。なお本実施形態では、オゾン発生量は、供給酸素１１Ｌ／分のときに４０ｇ／時間であり、オゾン密度は２．１４４ｇ／Ｌである。オゾン発生量は、その分子量及び標準状態の気体の体積の関係から４０ｇ／時間＝０．６６７ｇ／分＝０．３１Ｌ／分となる。オゾン発生の過程で３Ｏ２から２Ｏ３に変化するため、供給酸素からオゾン発生分を差し引くと、１１−０．３１／２＝１０．８５（Ｌ／分）となる。従って、反応槽７に供給されるオゾン濃度は、０．３１／１０．８５＝０．０２８５７１（Ｌ／分）となり、２８５７１ｐｐｍとなる。ところで、大気中の安全基準が２ｍｇ／Ｌ以下である。オゾン密度が２．１４４では、２ｍｇ／Ｌは、２／１０００／２．１４４＝０．０００９３３（Ｌ）となり、９３３ｐｐｍとなることから、反応槽７には高濃度のオゾンが供給されることになる。このように、本実施形態の廃液処理装置１００は、１００００ｐｐｍ以上の高濃度のオゾンを反応槽７に供給可能に構成される。
【００３４】
本実施形態では、オゾン供給装置２と反応槽７の間に投入オゾン濃度測定センサ２１が設けられる。投入オゾン濃度測定センサ２１は、反応槽７に供給されるオゾンのオゾン濃度を測定するオゾンセンサである。この投入オゾン濃度測定センサ２１によって後述する残留オゾン濃度測定センサ２２との濃度差に応じたオゾンの最適制御が可能になり、安全で効率のよい廃液処理装置１００の提供が可能になる。
【００３５】
＜廃液流入部＞
廃液流入部７４は、反応槽７に処理対象となる廃液が流入する部分である。廃液流入部７４は、反応槽下部７１に設けられる。廃液流入部７４への廃液の供給は、廃液供給ライン１８１を通じて行われる。廃液供給ライン１８１は、その上流側の端部が廃液の供給源に接続されるとともに、下流側の端部が廃液流入部７４に接続される。
【００３６】
本実施形態の廃液供給ライン１８１には、上流側から下流側の順に、廃液ポンプ１８、フィルタ１７、廃液センサ３１、水量計２９が配置される。
【００３７】
廃液ポンプ１８は、自給機能を有する吸引ポンプである。この廃液ポンプ１８によって反応槽下部７１に設けた廃液流入部７４に廃液を圧送する。本実施形態では、１〜２０Ｌ／分で廃液を供給可能な自給式ポンプが用いられる。なお、廃液ポンプ１８としては、一般的な地上設置型自給タイプを設置するか、又は水中ポンプを廃液の供給源（例えば、廃液槽内に設置することで、廃液を反応槽７に供給する。
【００３８】
フィルタ１７は、廃液供給ライン１８１を流れる廃液の濾過を行う廃液ライン濾過部である。フィルタ１７としては、ノズル機構３に異物が詰まらないように、圧損の比較的小さな１０ミクロン以上の物質をろ過できるものが望ましい。
【００３９】
廃液センサ３１は、反応槽７の入り口で濁度等の廃液の水質を測定する廃液水質測定部である。廃液センサ３１はＰＨメータ、導電率計、ＴＯＣメータ、ＤＯメータ等で水質を推定できるものであればよい。なお、廃液センサ３１は、その構成や設置場所が限定されるわけではない。例えば、反応槽７の内部や廃液供給ライン１８１の経路途中等、適宜配置場所を変更することができる。
【００４０】
水量計２９は、廃液供給ライン１８１における廃液の供給量（水量）を検出する。本実施形態の水量計２９は、廃液供給ライン１８１における廃液センサ３１と廃液流入部７４の間に配置される。水量計２９によって計測された水量情報は後述する制御部９０に送られる。なお、水量計２９は、その構成や設置場所が限定されるわけではない。例えば、廃液供給ライン１８１の廃液センサ３１の上流側に水量計２９を配置することもできる。
【００４１】
なお、廃液の供給源としては、廃液処理槽に一旦貯留されたものでもよいし、廃液を生じさせる設備から直接的に供給されるものでもよい。このように、廃液の供給源側の構成にては、事情に応じて構成を追加することもできる。例えば、処理対象の廃液によっては、反応槽７に送る廃液を貯留する廃液槽と、廃液槽に送られる前の廃液をろ過するソックスフィル（濾過手段）タと、を更に備える構成としてもよい。これによって、ソックスフィルタによって異物が除去された廃液が貯留される廃液槽から廃液を反応槽に送ることができるので、循環処理やバッチ処理の際の待機時間に廃液を廃液槽にバッファさせることができる。ソックスフィルタとしては、例えば、濾過精度１１０μｍ、ＢＯＤ６００ｍｇ／Ｌ未満の状態で処理対象の廃液を反応槽７側に送るものを用いることができる。
【００４２】
処理対象である廃液が廃液供給ライン１８１から廃液流入部７４を通じて反応槽７に供給されると、オゾン供給装置２によって供給されたオゾン微細気泡８に接触して酸化され浄化されながら上向流として上昇し、反応槽上部７２に形成される処理水排出部７７より処理水槽１０に送られる。反応槽７の内部では、廃液は、ノズル機構３から気泡として噴出したオゾンによりその炭水化物、脂質等のＢＯＤ成分、ＣＯＤ成分が酸化作用を受け、加水分解等により低分子化学物質に変化することでＢＯＤ成分、ＣＯＤ成分が低下する。そして処理水として、反応槽７上部に設けた処理水排出部７７から処理水配管９により処理水槽１０へ送られ、処理水槽１０に貯留される。
【００４３】
なお、反応槽７では、廃液の滞留時間を廃液の流入水量に応じて所定の時間ごとに調整される。例えば、滞留時間が０．３時間〜３時間の範囲になるように流入水量等の各種条件を調整して運転される。
【００４４】
＜処理水槽＞
処理水槽１０は、反応槽下部７１に設けた廃液流入部７４に圧送された廃液が反応槽７で処理された処理水を貯留する。本実施形態の廃液処理装置１００は、循環処理運転が可能となっている。
【００４５】
本実施形態の廃液処理装置１００は、循環処理運転を行うための循環ライン１０２を備える。循環ライン１０２は、その一側の端部が廃液供給ライン１８１に接続されるとともに他側の端部が処理水槽１０に接続される。処理水槽１０には、循環ポンプ３３が配置される。循環ポンプ３３の駆動によって循環ライン１０２を通じて処理水が反応槽７に循環される。処理水槽１０に貯留した処理水を廃液の供給量が少ない時間帯に、反応槽に再循環させて更に浄化することも可能である。これにより、設備の有効活用が可能である。なお、循環処理運転は、目視によって人手によって運転を切り替えるようにしてもよいし、後述する制御部９０によって所定の条件で制御するようにしてもよい。
【００４６】
オゾン処理された処理水は、処理水槽１０から処理水ライン３９を通じて生物処理槽１２に送られる。処理水槽１０には、処理水ポンプ１０１が配置される。この処理水ポンプ１０１が駆動されることにより、処理水が処理水ライン３９を通じて生物処理槽１２に供給される。なお、処理水の水質に応じて循環処理を行わずに生物処理槽１２に送る構成としてもよい。
【００４７】
本実施形態では、処理水ライン３９には濾布等によって構成される処理水フィルタ３５が配置される。処理水は、処理水フィルタ３５によって濾過された状態で生物処理槽１２に送られる。これによって生物処理槽１２で処理される処理水の水質を更に向上させることができる。なお、処理水フィルタ３５は、操作圧力１ＭＰａ以下の逆浸透ろ過膜を用いることもできる。
【００４８】
＜生物処理槽＞
生物処理槽１２は、オゾン処理された処理水に対して活性汚泥法により浄化処理を行う設備である。活性汚泥法としては、連続式活性汚泥法や回分式活性汚泥法等、適宜の方法を利用できる。なお、生物処理槽１２は、生物処理を利用するものであればよく、廃液によっては嫌気性微生物を用いて浄化処理を行う構成としてもよい。
【００４９】
本実施形態の廃液処理装置１００が処理対象としている廃液は、有機成分を含むインク廃液や染料廃液等の着色廃液である。この種の着色廃液は、そのままでは生物処理を行うことはできない。この点、本実施形態では、マイクロレベル以下のオゾン気泡によって廃液に事前に処理することにより、生物処理槽１２による浄化処理が可能となっている。なお、生物処理槽１２による浄化処理が可能になっている点については後述する。生物処理槽１２で処理された生物処理水は、廃棄可能なレベルまで浄化処理され、生物処理水ライン３６を通じて外部に排水される。
【００５０】
＜制御部＞
制御部９０は、廃液処理装置１００の各種の制御を行うコンピュータである。図２は、本発明の一実施形態に係る制御部９０の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、制御部９０は、入力部、出力部及び予め記憶部（図示省略）に記憶されるプログラム等からなり、廃液処理装置１００の各構成に電気的に接続されており、各構成の制御を行う。なお、制御部９０は、後述する構造の一例に示すような制御盤２７に収容される（図４参照）。本実施形態の制御部９０は、循環処理運転制御、水質制御及びオゾン供給量制御等の各種の制御を実行可能に構成される。
【００５１】
＜循環処理運転制御＞
まず、所定の条件として水質を基準にして水質循環処理運転制御を行う場合について説明する。制御部９０は、処理水センサ３２の検出値を取得し、この処理水の水質の数値が所定以下の場合に循環処理運転を行う水質循環処理運転制御を実行する。循環処理運転制御では、処理水ポンプ１０１等の駆動を停止する一方、循環ポンプ３３を駆動して反応槽７を循環させる。
【００５２】
次に、制御部９０が時間帯に応じて時間循環処理運転制御を行う場合について説明する。制御部９０は、時間情報を出力するタイマを有し、該タイマから時間情報を取得し、時間情報に基づいて循環ポンプ３３の駆動を制御する時間運転制御を実行する。例えば、制御部９０は、使用頻度が低い夜間に循環処理運転が行われるように、循環ポンプ３３の駆動及び処理水ポンプ１０１の停止等の制御を行う。
【００５３】
以上、循環処理運転制御の一例を示したが、水質循環処理運転制御及び時間循環制御を組み合わせて循環させる構成としてもよい。例えば、夜間の循環処理を行っているときに処理水センサ３２の検出値に基づいて処理水の水質が基準に達した場合に循環処理を停止するような制御としてもよい。
【００５４】
＜水質制御＞
次に、制御部９０による水質測定に基づいてオゾン濃度及びオゾン流量、ポンプ送水量を制御する水質最適制御について説明する。水質制御では、反応槽７の入り口に設けられる濁度計等の廃液の水質を測定する廃液センサ３１によって、廃液の水質を測定するとともに、処理水配管９に処理水の水質を測定する処理水センサ３２によって処理水の水質を測定する。
【００５５】
制御部９０は、廃液センサ３１の検出値及び処理水センサ３２の検出値に基づいて水質の数値を取得し、この水質の数値に応じてオゾン濃度及びオゾン流量、ポンプ送水量を制御する。例えば、処理水センサ３２の水質が悪い傾向を示した場合はオゾン供給装置２を制御してオゾンの供給量を増やし、水質が十分に基準を達している場合はオゾン供給量を減らすような制御を行う。
【００５６】
＜オゾン供給量制御＞
次に、制御部９０による残留オゾン及びオゾン供給量の最適制御について説明する。制御部９０は、残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値を取得し、オゾン供給装置２からのオゾン供給量を予め定めた値に基づいて制御する。廃液中の有機物濃度（汚染度）が高い場合には、高濃度のオゾンを供給しても、供給されたオゾンの大部分が液相中において廃液の浄化反応（酸化反応）により消費される。一方、廃液の有機物濃度（汚染度）が低い場合には、高濃度のオゾンを供給すると、反応しきれなかったオゾンが反応槽７の気相部７３に到達し、反応槽７から外部に排出されてしまう。反応槽７を含めた廃液処理装置１００のコンパクト化を実現する観点からは、気相部７３のオゾン濃度が所定値を超えない範囲で高濃度のオゾンを反応槽７に供給できる構成を実現する必要がある。そこで、制御部９０は、残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値に基づいてオゾン濃度が所定値を超えない範囲で高濃度のオゾンを反応槽７に供給する制御を行う。
【００５７】
また、反応槽７で残留オゾン１の濃度が上昇すると、オゾン分解触媒部７５への負荷が上がり、場合によっては十分な処理ができないおそれがある。また、オゾンが過剰に投入されることから、装置全体の運転効率が下がることになる。そこで、オゾン分解触媒部７５の前に設ける残留オゾン濃度測定センサ２２の値に応じてオゾン供給装置２からのオゾン供給量を予め定めた値に制御することにより、オゾン分解触媒部７５の過剰な負荷及びオゾンの過剰供給を防止することができ、安全で省エネを達成する運転が可能となる。
【００５８】
オゾン供給装置２で供給するオゾンの供給量調整は、酸素発生装置４又はオゾン発生装置５又はその両方を制御することで行うことができる。例えば、残留オゾン濃度測定センサ２２の値に応じて酸素発生装置４の酸素発生量を、制御することにより同様の効果を上げることが可能である。また、残留オゾン濃度測定センサ２２の値に応じてオゾン発生装置５のオゾン発生量を制御することにより同様の効果を上げることが可能である。
【００５９】
＜バッチ運転制御＞
また、制御部９０は、バッチ運転制御も可能になっている。例えば、反応槽７に所定量の廃液を送り込んだ状態で廃液ポンプ１８の駆動を停止し、オゾン供給装置２によるオゾンの供給を開始する。オゾン供給装置２によるオゾンの供給は、廃液処理が完了するまで継続される。また、本実施形態では、上述の＜オゾン供給量制御＞を行いつつバッチ処理を行うことによって、バッチ処理を行う場合でも、オゾン量が過剰に供給される事態が防止されている。バッチ処理の完了タイミングは、時間、水質、残留オゾン濃度又はこれらの組み合せ等に基づいて判定する。例えば、時間、水質の基準値、残留オゾン濃度が所定以上の数値になると、バッチ処理が完了したと判定することができる。
【００６０】
＜水量制御＞
また、制御部９０は、水量計２９が検出した水量情報に基づいて廃液ポンプ１８等を制御して反応槽７に供給する投入廃液量を増減させることができる。例えば、上記＜オゾン供給量制御＞と組み合わせて投入オゾンと廃液の供給量（汚濁物質量）のバランスをとって十分に処理できていないときは水量を減らしたり、処理できる余裕がある場合は水量を増やしたりすることができる。これによって、反応速度が速い場合でも実際の状況に応じて精密な制御が可能となり、より高効率に運転を行うことができる。
【００６１】
＜各制御の組み合せ＞
上述した循環処理運転制御、水質制御、オゾン供給制御、バッチ運転制御及び水量制御は、組み合せて行うことができる。例えば、バッチ処理を行った後に水質が環境基準に適合しない場合には循環処理運転を行って再度廃液処理を行うような構成とすることもできる。また、循環処理運転制御を行いながら、廃液センサ３１、処理水センサ３２及び残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値を監視し、これらの検出値に基づいてオゾン供給量を設定することもできる。また、循環処理運転については、人手によって切り替える構成とした上で、水質制御又はオゾン供給制御又はその両方を組み合せた制御を行う構成としてもよい。また、循環処理運転制御、水質制御オゾン供給制御、バッチ運転制御及び水量制御の何れか１つのみの制御を行う構成としてもよい。このように、上述した制御は組み合せて使用することができる。
【００６２】
以上説明した第１実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
本実施形態の廃液処理装置１００は、着色廃液が供給される反応槽７と、反応槽７にマイクロレベル以下のファインバブルでオゾン気泡を供給するオゾン供給装置２と、反応槽７でオゾン処理された処理水を生物処理する生物処理槽１２と、を備える。
【００６３】
これにより、そのままでは生物処理できない着色廃液がファインバブルを用いたオゾン処理によって分子量が小さくなるとともに親水性が高い物質に変化し、生物処理が可能となる。一般的には、日本下水道事業団の平成２１年発行「オゾン処理技術の技術評価に関する報告書」に報告されているように、活性汚泥法に代表される生物処理後の処理水についてオゾンを適用することが知られているが、本実施形態によれば、生物処理を受ける前の段階の着色廃液にオゾンを適用することで、生物処理を行える状態にすることができるとともに、十分な浄化性能を実現できるのである。
なお、技術分野は異なるものの、特許文献２では、オゾン気体の場合、１〜２００ｐｐｍのオゾンガスを５時間〜１０日間連続注入後、１〜５０日間注入しており、オゾン水を使用する場合は、０．１〜１０ｍｇと低濃度であるが、本実施形態では、オゾン濃度が１００００ｐｐｍ以上、少なくとも５,０００ｐｐｍ以上であり、高濃度なオゾンを供給する点でも異なっている。
【００６４】
また、着色廃液は生物処理できない化学的な廃液であるインク廃液であってもよいし、染料廃液であってもよい。本実施形態の構成により、焼却処理や特別な処理を行わなくても、ランニングコストを抑制できる生物処理を用いることができるのである。
【００６５】
また、第１実施形態によれば、以下の効果も奏する。
本実施形態の廃液処理装置１００を、オゾンによって廃液を浄化する反応槽７と、この反応槽７から流出した処理水を貯留する処理水槽１０と、この処理水槽１０に貯留された処理水の一部を反応槽に循環させる循環ライン１０２と、を含んで構成した。これにより、反応槽７で浄化された処理水の一部を再び反応槽７に循環させて処理水を更に浄化できる。よって、比較的容量の小さい反応槽７を用いた場合であっても、廃液を好適に浄化できるので、可搬性に優れたコンパクトな廃液処理装置１００を実現できる。
【００６６】
廃液中の有機物濃度（汚染度）が高い場合には、高濃度のオゾンを供給しても、供給されたオゾンの大部分が液相中において廃液の浄化反応（酸化反応）により消費される。一方、廃液の有機物濃度（汚染度）が低い場合には、高濃度のオゾンを供給すると、反応しきれなかったオゾンが反応槽の気相に到達し、反応槽７から外部に排出されてしまう。そこで、廃液処理装置１００を、反応槽７の気相部におけるオゾン濃度を測定する残留オゾン濃度測定センサ２２（オゾン濃度測定部）と、この残留オゾン濃度測定センサ２２により測定されるオゾン濃度に基づいてオゾン供給装置２を制御する制御部９０と、を含んで構成した。これにより、反応槽７の気相部のオゾン濃度を監視し、気相部７３のオゾン濃度が所定値を超えない範囲で高濃度のオゾンを反応槽７に供給できるので、反応槽７における浄化能力を高めつつ、外部への所定値を超えるオゾンの排出を防げる。よって、廃液処理装置を、高性能かつ安全性高く構成できるので、可搬性に優れたコンパクトな廃液理装置を実現できる。
本実施形態では、オゾン分解触媒部７５の前に配置される残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値を用いるので、処理後の気相部の状態を応答性良くオゾンの供給量に反映することができ、現実の状況に即した高精度な運転制御を実現できる。
なお、気相部のオゾン濃度を検出する手段として、残留オゾン濃度測定センサ２２の代わりに排出オゾン濃度測定センサ７６の検出値に基づいて同様の制御を行う構成としてもよい。排出オゾン濃度測定センサ７６の検出値を利用することで、排出されるガスのオゾン濃度をより厳密に検出することができる。本構成も、安全性をより一層向上させるという観点で有効である。
【００６７】
更に、本実施形態の構成によって実現させる「処理性能について」は、条件にもよるが、オゾン気泡径１０ミクロン以下、オゾン濃度５０ｐｐｍ、オゾン流量１０Ｌ／分のオゾンを供給することにより、廃液ＢＯＤ２００ｐｐｍを処理水ＢＯＤ２０ｐｐｍに除去率９０％で運転することが可能である。廃液の反応槽滞留時間は０．５時間から８時間であったが、時間を掛ければ除去率９０％を達成できることができる。
【００６８】
また、本実施形態の反応槽７は、下部にノズル機構３と廃液流入部７４を有し、上部に気相部７３と処理水排出部７７と、を有する。これによって、特別な処理を施すことなくオゾン気泡が反応槽７の下部から上方に進ませて廃液処理を効率的にすることができる。また、処理水排出部７７を上部に配置することによって、オーバーフローによって処理水を反応槽７の外側に自然に排出することができ、処理水を排出する構造をシンプルに実現することができる。
【００６９】
また、本実施形態のオゾン供給装置２は、オゾン濃度１００００ｐｐｍ以上のオゾンを供給でき、ノズル機構３は、直径１０μｍ以下のオゾン気泡を発生できる。一般的には、日本下水道事業団の平成２１年発行「オゾン処理技術の技術評価に関する報告書」に記述があるように、活性汚泥法に代表される生物処理後の処理水について、オゾン濃度は５〜１５ｐｐｍ程度のオゾンを適用することが知られている。本実施形態においては、オゾンは廃液に直接作用させることから、オゾン供給装置２から、反応槽７の下部に設けたノズル機構３経由で、反応槽７にオゾン濃度１００００ｐｐｍ以上 の高濃度で供給することで、短時間で廃液処理することが可能となる。
【００７０】
また、反応槽上部７２の気相部７３に続く管路延長部１１０にオゾン分解触媒部７５が配置されるので、残留オゾンがそのまま外部に排出される事態を防止できる。
【００７１】
また、廃液処理装置１００は、オゾン分解触媒部７５の前に配置され、オゾン濃度を測定する残留オゾン濃度測定センサ（オゾン濃度測定部）２２を備え、該残留オゾン濃度測定センサ２２が測定したオゾン濃度の値に応じて予め定めたオゾン供給量に制御する。これによって、オゾン分解触媒部７５に送り込む量又はオゾン分解触媒部７５で処理された後の残留オゾン濃度に基づいてオゾン供給量が調節されるので、反応槽７の外部に排出される排ガスのオゾン濃度を実際の状況に応じて精密にコントロールすることができる。
【００７２】
また、廃液処理装置１００は、オゾン供給装置２に酸素を供給する経路に配置される流量可変バルブ６を備え、流量可変バルブ６の開度が調節されることによりオゾン供給量が制御される。流量可変バルブ６の開度を調節するというシンプルな処理でオゾン供給量を精密にコントロールできる構成を実現できる。
【００７３】
また、廃液供給ライン１８１に１０μｍ以上の固形物を除去可能なフィルタ１７を設けるように構成される。これによって、廃液から１０μｍ以上の固形物が除去されるので、廃液が流入する部分やオゾンを発生させる部分等に詰まりが生じる事態を効果的に防止することができる。
【００７４】
廃液処理装置１００は、廃液の水質を測定する廃液水水質検出部としての廃液センサ３１及び処理水の水質を測定する処理水水質検出部としての処理水センサ３２を備え、廃液センサ３１及び処理水センサ３２の水質の数値に応じて、オゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つが調節される。これによって、実際の水質に応じてオゾン量を適切に制御することができ、より効率の良い運転が可能となる。
なお、廃液センサ３１の検出値及び処理水センサ３２の両方を利用する構成に限らず、廃液センサ３１の検出値及び処理水センサ３２の検出値の何れか一方の値に基づいてオゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つを調節する構成や、反応槽７の内部の水質を測定するセンサを反応槽水質検出部として配置し、反応槽７内部の水質に基づいてオゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つを調節する構成や、反応槽７の水質の検出結果を上記廃液の水質の検出結果や処理水の水質の検出結果と組み合わせる構成等、事情に応じて適宜変更することができる。
【００７５】
廃液処理装置１００の装置全体を一体型とし、トラック荷台に積み込み可能な形状及び重量に構成されている。循環処理又はバッチ処理によって反応槽７の大型化を回避でき、廃液処理装置１００のコンパクト化を実現できる。
【００７６】
次に、第１実施形態の廃液処理装置１００に適用される反応槽７及びノズル機構３の構造例について図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施形態の廃液処理装置１００に用いられる反応槽７の構造を示す図である。図４は、本発明の一実施形態である廃液処理装置１００の構造図である。
【００７７】
＜反応槽の構造例＞
図３には、廃液処理装置１００が備える反応槽７の構造例が示される。図３に示される反応槽７は、その材質がオゾンに耐性のある材料、例えばステンレス製となっており、その容量は０．０６〜１．０ｍ３である。図３に示すように、反応槽７の中央部は、直径０．４ｍ、高さ０．７ｍの円筒状に構成される。また、反応槽７の中央部には、のぞき窓７８が円筒の周面に２箇所設けられ、反応槽７内部の状況を目視確認できるようになっている。のぞき窓７８の直径は０.３ｍに設定されている。また、反応槽７の中央部の下側及び上側は、いずれも略円錐状のコーン形状となっている。また、気相部７３の近傍に、外部に続く連通管７１０を設け、水位を外部から監視できる構造とすることが有効な手段である。 管路延長部１１０にはサンプルコック２８が配置されている。
【００７８】
＜ノズル機構の構造例＞
ところで、ノズル径について安全性、経済性、処理性能の観点から、現時点の技術レベルで経済性にあったものを選定しているが、気泡径は小さければ小さいほど処理性能は良くなることが分かっている。オゾン気泡径１０ミクロン以下であれば、従来技術と比べて有利になるが、１ミクロンのノズルと１０ミクロンのノズルを併用することにより、１ミクロンのノズルが詰まっても、１０ミクロンのノズルが詰まるまでには時間を要することが実験により判明したため、径の違うものを複数本用意することで、更に、処理の安定を図ることが可能となる。１０ミクロン以下の複数種類の穴径を有する組み合わせも可能である。例えば、気孔径１０ミクロン仕様を５本、気孔径３ミクロン仕様を５本等、適宜、液の性状や目標水質に応じて組み合わせることにより、穴詰まりを防ぎ、性能のばらつきに 対応することが可能になる。更に、ノズル機構３の取付け方向も、水平方向と垂直方向の組み合わせも可能であり、目詰まり防止と、均一な気泡の発生を可能にする。
【００７９】
図５は、本発明の一実施形態である廃液処理装置１００に用いられるノズル機構の構造図である。図５に例示されるノズル機構３は、セラミック散気管３１０（直径２０ｍｍ長さ１５０ｍｍ）、気孔径１０ミクロン仕様を水平方向に２本設置し、ＳＰＧ散気管３２０（直径１０ｍｍ長さ２００ｍｍ）、気孔径３ミクロン仕様を６本鉛直方向に上向きに設置される。オゾン気泡がノズルごとに吐出部位ごとに水深が少しずつ異なるように設置することで、水中に吐出するときのオゾン吐出圧が変化するので、目詰まり防止に効果がある。
【００８０】
この構造例のノズル機構３では、複数本のセラミック製ノズル及びＳＰＧ（Ｓｈｉｒａｓｕ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｇｌａｓｓ)膜製ノズルの両方を組み合せて構成される。セラミック製ノズルとＳＰＧ膜製ノズルを併用することで、膜表面の濡れ性や表面エネルギーの違いにより、汚れに起因する閉塞への対応を効果的にできる。即ち、セラミック製ノズルとＳＰＧ膜製ノズルを併用することにより、より一層性能を安定化させることができる。
【００８１】
また、本構造例では、ノズル機構３から送り出されるオゾン気泡のサイズ及びオゾン気泡が吐出される方向を異ならせることができ、反応槽７の内部でオゾン気泡が撹拌されてより一層高い洗浄性能を獲得することができる。
【００８２】
図４に示すように、反応槽７の周辺機器を可能な限り一体に組み込み、トラック荷台に積み込んだ状態で、道路交通法に準拠し、公道を走行可能な寸法、重量とする可搬式ユニットとして廃液処理装置１００を構成することで、移動後組立作業を最小限に抑えることが可能になり、利便性が高められる。廃液処理装置１００には、制御部９０が内蔵される制御盤２７も含まれる。実施例に示す廃液処理装置１００は、４トントラックの荷台に積み込み可能な設計となっている。
【００８３】
＜第２実施形態の廃液処理装置の全体構成＞
図６は、第２実施形態の廃液処理装置２００のフロー図である。なお、以下の説明において上記実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００８４】
第２実施形態では、廃液ポンプ１８に微細気泡供給ターボ機構を有するポンプを用いている。この廃液ポンプ１８が、第１オゾン供給手段としてのオゾン供給装置２に加えて第２オゾン供給手段として機能する。
【００８５】
微細気泡供給ターボ機構を有するポンプは吸引ポンプであり、反応槽７に廃液を移送する廃液ポンプ１８である。第２実施形態では、オゾンをオゾン供給装置２から廃液ポンプ１８に供給する配管としてオゾン供給管２１１が接続される。このオゾン供給管２１１を通じてオゾン発生装置５（オゾン供給装置２）からオゾンが廃液ポンプ１８に供給される。廃液ポンプ１８は、その内部でナノサイズ（数ナノメートル）の気泡を発生することが可能であり、オゾン酸化処理の高性能化を実現可能なものが用いられる。例えば、ニクニ製インバーター制御の渦流ターボミキサーポンプ（ＫＴＭ25ＮＤ15ＺＥ）、ＡＣ２００Ｖ、１．５Ｋｗが第２実施形態の廃液ポンプ１８として用いることができる。
【００８６】
第２実施形態では、第１オゾン供給手段としてのオゾン供給装置２からノズル機構３を介して反応槽７に供給されるオゾン気泡はマイクロレベルであり、廃液ポンプ１８から反応槽７に送られるキャビテーションを利用したオゾン気泡はナノレベルとなっており、気泡のサイズが異なるように構成されている。このように、オゾン気泡のサイズを異ならせることにより、オゾン気泡による廃液処理をより効果的に行うことができる。
【００８７】
更に、オゾン供給装置２から供給されるオゾン気泡においても、＜ノズル機構の構造例＞で示したように、オゾン気泡を生じさせる径を異ならせることにより、オゾン気泡のサイズの多様性をより向上させることができ、種々のサイズのオゾン気泡によって洗浄効果をより一層高めることができる。即ち、廃液ポンプ１８（渦流ターボミキサーポンプ）のキャビテーションによるナノレベルのオゾン気泡と、ノズル機構３（セラミック散気管３１０及びＳＰＧ散気管３２０）による異なる径のマイクロレベルのオゾン気泡と、組み合わされることによって、オゾン気泡のサイズの多様性がより一層確保され、廃液処理の洗浄効果をより一層高めることができる。
【００８８】
以上説明した第２実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
第２実施形態のオゾン供給手段は、反応槽７にオゾン気泡を供給する第１オゾン供給手段としてのオゾン供給装置２と、反応槽７よりも上流側において、廃液供給ライン１８１を流通する水にオゾン気泡を供給する第２オゾン供給手段としての廃液ポンプ１８と、を備える。これにより、オゾン発生装置５（オゾン供給装置２）からオゾンの供給を受けて超微細気泡（気泡径１ミクロン以下）を発生させて、オゾン酸化作用を強化することが可能である。実際に廃液供給量を１〜１５L／分で運転し、良好な結果を得た。
【００８９】
また、第２実施形態では、第２供給手段としての廃液ポンプ１８は、吸引ポンプであり、オゾン気泡とともに廃液を前記反応槽に送り込むように構成される。これによって、反応槽７の手前でオゾンを廃液に注入でき、オゾンとともに反応槽７に廃液が送り込まれることになるので、処理効率を更に向上させることができる。
【００９０】
廃液ポンプ１８は、微細気泡供給ターボ機構を有する。これによって、キャビテーションを利用することで、ナノレベルのオゾン気泡を生じさせることができ、より一層オゾン酸化作用を強化することができる。
【００９１】
＜第３実施形態の廃液処理装置の全体構成＞
図７は、第３実施形態の廃液処理装置３００のフロー図である。第３実施形態では、反応槽７に供給される廃液をバッチ処理によって廃液処理を行う点が上記実施形態と異なっている。
【００９２】
第３実施形態の廃液処理装置３００は、反応槽７に所定量の廃液を送り込んだ状態で廃液ポンプ１８の駆動を停止し、オゾン供給装置２によるオゾンの供給を開始する。オゾン供給装置２によるオゾンの供給は、廃液処理が完了するまで継続される。バッチ処理の完了タイミングは、第１実施形態の＜バッチ運転制御＞と同様に、時間、水質、残留オゾン濃度又はこれらの組み合せ等に基づいて判定することができる。第３実施形態においても、第１実施形態で説明した＜オゾン供給量制御＞を行いつつバッチ処理が行われる。これにより、バッチ処理によってオゾンをある程度の時間供給する場合であっても、オゾンが過剰に供給される事態を確実に防止することができる。
【００９３】
バッチ処理が完了すると、反応槽７の内部に連通する処理水配管３０９を通じて処理水槽１０に処理水を送る。本実施形態では、重力を利用して処理水を処理水槽１０に送る。処理水配管３０９に電磁バルブを配置し、制御部９０によって電磁バルブの開閉を行う構成としてもよい。なお、処理水を処理水槽１０に送る構成としてポンプを配置し、ポンプを利用して処理水を圧送する構成や、第１実施形態と同様にオーバーフローを利用して所定量、処理水槽１０に送る構成等にすることもできる。バッチ処理によって反応槽７の大型化を回避することができ、装置構成の可搬性及びコンパクト化が実現される。
【００９４】
上記実施形態では、１００００ｐｐｍ以上のオゾン濃度で運転する例を説明したが、オゾン濃度の範囲はこれに限定されないが、処理性能の観点からは５０００ｐｐｍ以上で運転されることが好ましい。
【００９５】
以上説明した実施形態は、何れも、設置後、短期間に定格運転可能で、一定の水質基準を達成し、高効率に廃液を浄化する機能を有する廃液処理装置である。
【実施例】
【００９６】
次に、上記実施形態の廃液処理装置１００を用いて行った実際に着色廃液の処理を行った実施例について説明する。なお、以下の実験ではオゾン濃度は１００００ｐｐｍであり、オゾン流量は６Ｌ／分でオゾン処理を行っている。
【００９７】
＜インク廃液＞
まず、製造工程で生じたインク廃液を処理対象として行った例について説明する。図８は、インク廃液を処理対象とした実施例における原水（廃液）とオゾン処理後の処理水の写真である。
【００９８】
図８に示す処理対象の原水である廃液は、有機成分を含むものの生物処理ができない状態である。廃液は、上層と下層の２層に分かれている。この廃液に対して上記実施形態の廃液処理装置１００の反応槽７でマイクロレベル以下のファインバブルを用いてオゾン処理を行ったところ、このオゾン処理水は無色透で全体的に均一な層となった。そして、実際に生物処理を行ったところ、インク廃液は、オゾン処理を行わない状態では生物処理できなかったが、オゾン処理を行った後では生物処理が可能になった。
【００９９】
そこで、島津製作所のフーリエ変換赤外分光光度計（ＩＲｐｒｅｓｔｉｇｅ２１）を用いてオゾン処理前のインク廃液の上層、下層及びオゾン処理後のオゾン処理水について計測を行った。図９Ａ及び図９Ｂがオゾン処理前のインク廃液の上層の分析結果を示すものであり、図１０Ａ及び図１０Ｂがオゾン処理前のインク廃液の下層の分析結果を示すものであり、図１１Ａ及び図１１Ｂがオゾン処理後のオゾン処理水（均一層）の分析結果を示すものである。これらの結果から、ファインバブルを用いたオゾン処理により、インク廃液が生物処理可能な成分に変化したことがわかる。
【０１００】
＜染料廃液＞
次に、製造工程で生じたＣＯＤ５００ｐｐｍの染料廃液を処理対象として行った例について説明する。図１２Ａは、（ａ）染料廃液、（ｂ）オゾン処理中のオゾン処理水、（ｃ）一時間オゾン処理を行った後のオゾン処理水を示す写真である。図１２Ｂは、（ａ）オゾン廃液のパックテスト（登録商標）結果、（ｂ）オゾン処理３０分後のパックテスト（登録商標）結果、（ｃ）オゾン処理２時間後のパックテスト（登録商標）結果を示す写真である。パックテスト（登録商標）は、株式会社共立理化学研究所製の常温アルカリ性過マンガン酸カリウム酸化法による比色を用いた水質測定である。
【０１０１】
図１２Ａに示すように、オゾン処理を継続することによって染料廃液が徐々に脱色されていくことわかる。染料廃液のオゾン処理したオゾン処理水についても生物処理を行うことが可能であった。また、図１２Ｂに示すパックテスト（登録商標）の結果から、ＣＯＤが１００ｐｐｍのオーダーでオゾン処理の経過とともに低下していることがわかる。
【０１０２】
次に、染料廃液に対して濾布を用いて濾過した上でオゾン処理を行った例について説明する。図１３Ａは、ａ）染料廃液、（ｂ）染料廃液を濾過した濾過廃液、（ｃ）濾過廃液をオゾン処理したオゾン処理水を示す写真であり、（ｂ）の濾過廃液は、通気性が０．３（ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ）以下の濾布を用いて濾過処理したものである。（ｃ）のオゾン処理水は、（ｂ）濾過廃液に対して１２時間オゾン処理を行ったものである。図１３Ｂは、（ａ）オゾン処理水のパックテスト（登録商標）結果、（ｂ）オゾン処理水を示す写真である。図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、オゾン処理水は略無色透明な状態まで脱色されており、パックテスト（登録商標）の結果からもＣＯＤが当初の５００ｐｐｍから１００ｐｐｍ程度に処理されたと考えられる。
【０１０３】
また、ファインバブルを用いたオゾン処理では廃液に泡が生じる。図１４Ａは、オゾン気泡を供給している状態の廃液に発生する泡の様子を示す写真であり、図１４Ｂは、オゾン気泡を供給後の廃液に残った泡の様子を示す写真である。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すような気泡はオゾンを分解させる触媒を濡らすおそれがある。この点でも、上記実施形態の廃液処理装置１００は、消泡剤投入口２０を備えているので、泡に起因する触媒の濡れを効果的に防止できる。また、この観点から、上記実施形態の構成に泡の量を検出する泡検出部を配置し、反応槽７の内部で泡が所定量を超えると自動的に消泡剤が消泡剤投入口２０から投入される構成としてもよい。
【０１０４】
以上説明したように、１００００ｐｐｍ以上の高濃度オゾンを供給することで、インク廃液及び染料廃液の何れにおいても、脱色されて生物処理が可能な状態となったことが示された。これは、マイクロレベル以下のオゾン気泡によるオゾン処理によって、インク廃液の有機物が分子量の小さなものに分解されるとともに、親水性の高い水溶性に変わる変化がオゾン処理により生じ、微生物によって分解可能な状態になったと考えられる。
【０１０５】
実施例については以上である。なお、上記実施形態及び実施例から、少なくとも廃液処理装置において、以下の技術思想を把握することができる。
（１）廃液処理装置は、オゾン濃度１００００ｐｐｍ以上のオゾンを供給できるオゾン供給装置と、下部に直径１０μｍ以下のオゾン気泡を発生できるノズル機構と廃液流入部を有し、上部に大気開放部と処理水排出部を有する密閉型反応槽とを備えることを特徴とする。
（２）（１）の構成において、前記密閉型反応槽上部の前記大気開放部に続く管路延長部に、オゾン分解触媒部とオゾン濃度測定部を有することを特徴とする。
（３）（２）の構成において、前記オゾン分解触媒部の前にオゾン濃度を測定するオゾンセンサを設け、オゾン濃度の値に応じて予め定めたオゾン供給量に制御することを特徴とする。
（４）（２）又は（３）の構成において、前記オゾン供給装置に酸素を供給する配管部に流量可変バルブを設け、前記オゾン分解触媒部の前にオゾン濃度を測定するオゾンセンサを設け、流量可変バルブを前記オゾン分解触媒部の前のオゾン濃度の値に応じて予め定めた開度に制御することを特徴とする。
（５）（１）から（４）の何れかの構成において、前記密閉型反応槽下部の前記廃液流入部の前配管路部に、１０μｍ以上の固形物を除去可能なフィルタを設けたことを特徴とする。
（６）（１）から（５）の何れかの構成において、前記密閉型反応槽下部の前記廃液流入部に、微細気泡供給ターボ機構を有するポンプから廃液を供給することを特徴とする。
（７）（１）から（６）の何れかの構成において、前記処理水排出部の後に処理水を溜める処理水槽を設けて、当該処理水の一部を前記密閉型反応槽に戻すことを可能とすることを特徴とする。
（８）（１）から（７）の何れかの構成において、配管経路内に廃液の水質を測定できる計器を設け、水質の数値に応じて、オゾン濃度及びオゾン流量、ポンプ送水量を制御することを特徴とする。
（９）（１）から（８）の何れかの構成において、前記処理水排出部からの処理水を、操作圧力１ＭPa以下の逆浸透ろ過膜にて処理することを特徴とする。
（１０）（１）から（９）の何れかの構成において、装置全体を一体型とし、トラック荷台に積み込み可能な形状及び重量に構成することで可搬式にしたことを特徴とする。
【符号の説明】
【０１０６】
１  残留オゾン
２  オゾン供給装置（オゾン供給手段）
３  ノズル機構
３１０  セラミック散気管
３２０  ＳＰＧ散気管
４  酸素発生装置
５  オゾン発生装置
６  流量可変バルブ
７  反応槽（閉鎖型の反応槽）
７１  反応槽下部
７２  反応槽上部
７３  気相部
７４  廃液流入部
７５  オゾン分解触媒部
７６  排出オゾン濃度測定センサ（オゾン濃度測定部）
７７  処理水排出部
７８  のぞき窓
７９  連通口
７１０  連通管
８  オゾン微細気泡
９  処理水配管
１０  処理水槽（貯留槽）
１０１  処理水ポンプ
１８  廃液ポンプ（吸引ポンプ）
１８１  廃液ポンプ配管（廃液供給ライン）
１９  排ガス
２０  消泡剤投入口
２１  投入オゾン濃度測定センサ
２２  残留オゾン濃度測定センサ（オゾン濃度測定部）
２７  制御盤
２８  サンプリング用コック
２９  水流量計
３１  廃液センサ（水質検出部）
３２  処理水センサ（水質検出部）
３３  循環ポンプ
１００  廃液処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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