(57)【要約】【課題】効果的に溶存残留オゾンを除去できるようにした原水のオゾン処理方法を提供すること。【解決手段】浄水場に流入する原水を、凝集、沈殿処理工程へ通水する前工程において、生物処理槽１で生物処理した後、オゾン処理槽２でオゾン処理し、その後オゾン処理水中の溶存残留オゾンを、残留オゾン分解塔３内のゲーサイト層３３を通過させることによりＯＨラジカルへの変換によって残留オゾン濃度を低下させ、次に粒状活性炭層３１を通過させて残余のオゾンを還元して除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水場に流入する原水を、凝集、沈殿処理工程へ通水する前工程において、生物処理槽で生物処理した後、オゾン処理槽でオゾン処理し、その後オゾン処理水中の溶存残留オゾンを除去するようにしたことを特徴とする原水のオゾン処理方法。
【請求項２】
オゾン処理水を、残留オゾン分解塔内のゲーサイト層を通過させることによりＯＨラジカルへの変換によって残留オゾン濃度を低下させ、次に粒状活性炭層を通過させて残余のオゾンを還元し、溶存残留オゾンを除去するようにしたことを特徴とする請求項１記載の原水のオゾン処理方法。
【請求項３】
残留オゾン分解塔内に、塔下部から上方向にＵＶランプ、ゲーサイト層、粒状活性炭層を順次配設したことを特徴とする請求項２記載の原水のオゾン処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水のオゾン処理方法に関し、特に、浄水場に流入する原水を、凝集、沈殿処理工程前において、生物処理とオゾン処理との組み合わせにより、オゾン消費量を少なくして効率的な処理を行い、かつ溶存残留オゾンを確実に除去できるようにした原水のオゾン処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浄水場に流入する原水をオゾンにて処理することにより、高度浄水処理を効果的に行えることは周知となっている。しかし、溶存残留オゾンを確実に除去することができないため、実用の浄水処理方法としての採用実績がない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オゾンを用いて原水を処理する方法においては、原水に対して直接オゾンを作用させるようにするため、本来オゾンで酸化しなくても、凝集・沈殿工程で除去可能な有機化合物や無機化合物をも酸化してしまうことになり、その結果、過大なオゾン発生器が必要となり、またオゾン処理後の残留溶存オゾンを効果的に除去する方法がなく、実用化することができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来のオゾン処理方法の有する問題点に鑑み、効果的に溶存残留オゾンを除去できるようにした原水のオゾン処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の原水のオゾン処理方法は、浄水場に流入する原水を、凝集、沈殿処理工程へ通水する前工程において、生物処理槽で生物処理した後、オゾン処理槽でオゾン処理し、その後オゾン処理水中の溶存残留オゾンを除去するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この原水のオゾン処理方法は、凝集、沈殿処理工程へ通水する前工程において、原水をオゾン処理するようにしているため、既存の浄水処理システムにおいても、既存プロセスの先頭に位置させることにより、アンモニア性窒素やＦｅ２＋、Ｍｎ２＋を含む無機物質を除去することができるので、高度処理の機能をも簡単に付加することができ、また、生物処理と、オゾン処理とを組み合わせることにより、オゾン注入率を削減し、その使用量を削減することができる。
【０００７】
この場合、オゾン処理水を、残留オゾン分解塔内のゲーサイト層を通過させることによりＯＨラジカルへの変換によって残留オゾン濃度を低下させ、次に粒状活性炭層を通過させて残余のオゾンを還元し、溶存残留オゾンを除去するようにすることができる。
【０００８】
これにより、オゾン処理水をゲーサイト層と粒状活性炭層の２層間を順次階層的に通過させるようにしているから、オゾン処理水中の溶存残留オゾンを完全に分解除去することができる。
【０００９】
また、この場合、残留オゾン分解塔内に、塔下部から上方向へＵＶランプ、ゲーサイト層、粒状活性炭層を順次配設することができる。
【００１０】
これにより、使用によって異物の付着等にて活性炭のみかけ密度が軽くなり、次の凝集・沈殿プロセスへ流出し、その充填量が減少しても粒状活性炭層が塔内の最上部に配設されているため、塔頂部から新しい粒状活性炭を簡単に補充することができるので、活性炭による機能を維持することができ、また、最下段にＵＶランプを配設しているので、このＵＶランプにて残留オゾンのうち幾分かがＯＨラジカルに変換され、同時にゲーサイト層が触媒となってＯＨラジカルの発生が促進され、有機物の分解や原虫類の不活性化を効果的に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の原水のオゾン処理方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に、本発明の原水のオゾン処理方法を適用した実施例のフローを示す。
本発明の原水のオゾン処理方法は、浄水場に流入する原水を、まず生物処理槽１へ導き、ここで好気性菌、嫌気性菌などの微生物の作用にて原水中に含まれる有機物質の大部分を微生物の体内にとり込むように分解処理して除去し、次いでこの生物処理水を次のオゾン処理槽２へ導き、ここでオゾンを添加した後、このオゾン処理水を上向流型の残留オゾン分解塔３へ導き、オゾン処理水中に残留している溶存オゾンを分解除去した後、次いで凝集、沈殿処理工程へ導くようにしたもので、このように流入する原水を凝集、沈殿処理工程へ導く前に、生物処理とオゾン処理とを組み合わせる２段処理により、オゾン使用量を減じ、溶存残留オゾンをも除去して効果的に原水を処理するものである。
【００１３】
生物処理槽１は、好気性菌、嫌気性菌等の作用にて原水中に含まれる有機物質、アンモニア性窒素等を効率的に分解処理できるよう、必要に応じて槽内を曝気することがある。
この生物処理槽１は、特に限定されるものではないが、図示の実施例ではタワー型とし、原水を生物処理槽１の上部へ導き、該槽内を流下する時、所要の生物処理が行われ、この生物処理水を生物処理槽１の底部から導き出すように生物処理水排出管１１を接続している。
【００１４】
オゾン処理槽２は、槽内底部にオゾン発生器２１を配設し、槽外より供給されるオゾンを該オゾン発生器２１にてオゾン処理槽２内へ気泡として放出し、該オゾンガスの気泡が槽内を上昇する際、オゾン処理槽２内へ槽上部から導入される生物処理水と接触するようにして、所要のオゾン処理が行われるようにする。
また、このオゾン処理槽２の上部には、該槽内を上昇した残留オゾンを槽外へ導き出し、廃オゾンガス処理工程（図示省略）へ導くようにして廃オゾンガス排出管２２を接続し、一方オゾン処理槽２の下部には、オゾン処理されたオゾン処理水を導き出すためのオゾン処理水排出管２３を接続する。
このオゾン処理工程においては、原水中に含まれるＭｎ２＋、Ｆｅ２＋などの溶解性の金属イオンを短時間で酸化することが可能なため、オゾン（Ｏ３）と反応して生成した不溶性の金属酸化物を次の凝集・沈殿処理工程で、ほぼ完全に除去できるとともに、原水中にらん藻類が多数存在していて、凝集性が悪化している場合でも、オゾン処理により、凝集性を改善することができる。
【００１５】
残留オゾン分解塔３は、上向流式の塔型で、ＵＶランプ３５を内底部に配設し、このＵＶランプ３５の上方位置には支持層３４にてゲーサイト粒子（α型オキシ水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ））を支持して形成したゲーサイト層３３を配設することにより、ゲーサイトを触媒としてＯＨラジカル（・ＯＨ）が発生しやすくするようにし、またこの上方位置に支持層３２にて支持された粒状活性炭層３１を順次配設するようにして構成し、ゲーサイト層３３の下方位置からオゾン処理槽よりのオゾン処理水が導入されるようオゾン処理水排出管２３の先端を接続する。  この場合、粒状活性炭層３１及びゲーサイト層３３は、流動床式に構成することが望ましい。
なお、残留オゾン分解塔３の内部は、底部から導入されたオゾン処理水のすべてがゲーサイト層３３を通過した後、粒状活性炭層３１を通過することにより、溶存残留オゾンを分解処理するようにし、この後残留オゾン分解塔３の上部から排出されるように構成されている。
この粒状活性炭層３１は、その使用により、異物の付着等にて活性炭のみかけ密度が軽くなったり、又は活性炭同士の衝突により小径化し、次の凝集・沈殿プロセスへ流出し、その充填量が減少しても、粒状活性炭層が塔内の最上部に配設されているため、塔頂部から新しい粒状活性炭を簡単に補充することができるので、活性炭による機能を維持することができる。
【００１６】
この上向流型の残留オゾン分解塔３内に、塔下部から流入したオゾン処理水は、上向流となって残留オゾン分解塔３内を通水するがこの際、このオゾン処理水がゲーサイト層３３を通過する時、ＵＶランプ３５の照射にてオゾン（Ｏ３）の一部がＯＨラジカル（・ＯＨ）に変換させること、及びオゾン（Ｏ３）がゲーサイトと接触して発生するＯＨラジカル（・ＯＨ）への変換によって残留オゾン濃度を低下させ、さらに粒状活性炭層３１を通過する時に残余のオゾンを還元するようになる。これによりオゾン処理水中の溶存残留オゾンは２段階処理にて完全に除去されるようになる。
【００１７】
このように本発明による原水のオゾン処理方法においては、生物処理とオゾン処理とを組み合わせることにより、原水中の有機質の内かなりの部分が、オゾン処理の前の生物処理を経ることによって、微生物体内にとり込まれ、さらにオゾン処理では、除去（  酸化）が不可能なアンモニア性窒素も、この生物処理でほとんど除去されるので、その分オゾン処理工程でのオゾン注入率が削減され、オゾンの消費が減少するものとなり、また原水中に含まれる無機物質においても、濁質の一部と共にＦｅ２＋、Ｍｎ２＋のかなりの部分が微生物により除去されるので、さらにオゾン消費量を削減することができる。
また、２−ＭＩＢやｇｅｏｓｍｉｎ等による異臭味の除去に関しては、生物処理単独では不完全であっても、オゾン処理及びＯＨラジカル（・ＯＨ）によるこれらの物質の分解作用を併用することにより完全に除去することができる。
【００１８】
また、本発明は、前オゾン処理であるため、既存の浄水処理システムにおいても、既存プロセスの先頭に位置させることにより、高度処理の機能を簡単に付加することができる。
【００１９】
また、上向流型接触槽である溶存残留オゾン分解塔内に、ゲーサイト粒子を充填しているため、このゲーサイト層に通水される時、オゾン処理水中に残存している溶存オゾンを分解しつつ、ゲーサイト粒子の触媒作用によって生成したＯＨラジカル（・ＯＨ）の強力な酸化作用により、前段の生物処理によって濃度もある程度下がっている２−ＭＩＢやｇｅｏｓｍｉｎ等の有機化合物をも分解することができる。
これにより、従来オゾン処理単独では不可能とされていた異臭味の除去が、短時間の触媒との接触で可能となる。
【００２０】
さらに、図１に示すように、残留オゾン分解塔３に、より重質のゲーサイト層３３の上に、軽質の粒状活性炭層３１を設けているので、そこでさらに仕上げ的な処理を行うことも可能となる。
この処理は水中に未だ残留している（凝集・沈殿を経ていないのでリンが残留している）リン、窒素及びゲーサイトで分解された有機化合物を摂取しつつ処理を行うものであり、ゲーサイト層３３を通過した若干の溶存オゾンは、活性炭層３１の下部でオゾン（Ｏ３）に還元除去される。
よって、ゲーサイト層３３による溶存残留オゾンの消費と、この活性炭層３１による残余のオゾンの還元により、後続するプロセスへの溶存オゾンの流出は阻止される。
また、最悪の場合、ゲーサイト層３３のゲーサイトが何らかの被毒によって失活しても、この溶存オゾンの活性炭層での還元により次段のプロセスへのオゾンの流入は避けられる。
【００２１】
また、残留オゾン分解塔３でのゲーサイト層部分のカラムが、上部の粒状活性炭カラム部分より塔径を狭小化とすることにより、オゾン処理水の上昇流速を大きくし、より重質であるゲーサイト粒子の流動を促進することができる。
【００２２】
また、残留オゾン分解塔３内の粒状活性炭処理水中の溶存オゾン濃度は、連続的にオゾンセンサーを用いて計測し、次工程の大気開放型となるプロセスでのオゾン臭のトラブルが起きないようにことができる。
【００２３】
なお、本発明は、前オゾン処理を行う実施例について説明したが、図１の生物処理を取り除くと、中間オゾン処理若しくは後オゾン処理としても使用可能であり、さらに、ゲーサイト・粒状活性炭層の底部のオゾン処理水のみが充満している空間部にＵＶランプを取り付け、ＵＶを照射することにより残存オゾン（Ｏ３）の一部をＯＨラジカル（・ＯＨ）に変換可能である。また、ゲーサイト層が触媒となってＯＨラジカル（・ＯＨ）の発生が促進され、さらなる有機物の分解や原虫類の不活性化に有効である。
【００２４】
以上、本発明の原水のオゾン処理方法について、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。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、凝集、沈殿処理工程へ通水する前工程において、原水をオゾン処理するようにしているため、既存の浄水処理システムにおいても、既存プロセスの先頭に位置させることにより、アンモニア性窒素やＦｅ２＋、Ｍｎ２＋を含む無機物質を除去することができ、高度処理の機能をも簡単に付加することができ、また、生物処理と、オゾン処理とを組み合わせることにより、オゾン注入率を削減し、その使用量を削減することができる。
【００２６】
また、請求項２記載の発明によれば、オゾン処理水を、残留オゾン分解塔内のゲーサイト層を通過させることによりＯＨラジカルへの変換によって残留オゾン濃度を低下させ、次に粒状活性炭層を通過させて残余のオゾンを還元し、溶存残留オゾンを除去するようにしているから、オゾン処理水をゲーサイト層と粒状活性炭層の２層間を階層的に順次通過させるようにして、オゾン処理水中の溶存残留オゾンを完全に分解除去することができる。
【００２７】
また、請求項３記載の発明によれば、残留オゾン分解塔の下部の残留オゾンの溶解した水のある空間にＵＶを照射するためのＵＶランプ、ゲーサイト層、粒状活性炭層を順次配設しているから、使用によって異物の付着等にて活性炭のみかけ密度が軽くなり、次の凝集・沈殿プロセスへ流出し、その充填量が減少しても粒状活性炭層が塔内の最上部に配設されているため、塔頂部から新しい粒状活性炭を簡単に補充することができるので、活性炭による機能を維持することができ、また、最下段にＵＶランプを配設しているので、このＵＶランプにて残留オゾンの溶解した水のある空間にＵＶを照射し、残留オゾンの一部をＯＨラジカルに変換し、ゲーサイト層も触媒となってＯＨラジカルの発生が促進され、有機物の分解や原虫類の不活性化を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原水のオゾン処理方法の一実施例を示す処理フロー図である。
【符号の説明】
１    生物処理槽
１１  生物処理水排出管
２    オゾン処理槽
２１  オゾン発生器
２２  廃オゾンガス排出管
２３  オゾン処理水排出管
３    残留オゾン分解塔
３１  粒状活性炭層（流動床式）
３２  支持層
３３  ゲーサイト層（流動床式）
３４  支持層
３５  ＵＶランプ
【図１】
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