(57)【要約】【課題】着色廃水の脱色とＣＯＤ及びＢＯＤの低減を、多量の残渣や余剰汚泥を排出させることなく効率よく行う。【解決手段】本発明の着色廃水の処理方法は、着色廃水に過酸化水素処理を施してＣＯＤを９０％以下に低減する過酸化水素処理工程Ａと、過酸化水素処理を施した処理液にオゾン処理を施すオゾン処理工程Ｂとを含む。この処理方法において、前記オゾン処理工程Ｂの後、この処理液に対してさらに過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１サイクル以上施してもよい。前記オゾン処理工程Ｂは、渦流ポンプ内に過酸化水素処理を施した処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程Ｂ１を含んでいてもよい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色廃水に過酸化水素処理を施してＣＯＤを９０％以下に低減する過酸化水素処理工程Ａと、過酸化水素処理を施した処理液にオゾン処理を施すオゾン処理工程Ｂとを含む着色廃水の処理方法。
【請求項２】
オゾン処理工程Ｂの後、この処理液に対してさらに過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１サイクル以上施す請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項３】
過酸化水素処理を酸素曝気下で行う請求項１又は２記載の着色廃水の処理方法。
【請求項４】
オゾン処理工程Ｂが、渦流ポンプ内に、過酸化水素処理を施した処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程Ｂ１を含む請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項５】
渦流ポンプ内へのオゾン含有ガスと過酸化水素処理液との供給比（前者／後者；容量比）が２０／８０以上である請求項４記載の着色廃水の処理方法。
【請求項６】
オゾン処理工程Ｂが、工程Ｂ１で得られた気液混合物を管路内ミキサーで攪拌混合する工程Ｂ２を含む請求項４記載の着色廃水の処理方法。
【請求項７】
オゾン処理工程Ｂが、工程Ｂ２で得られた気液混合物を気液分離反応槽内でオゾン酸化と共に気液分離する工程Ｂ３を含む請求項６記載の着色廃水の処理方法。
【請求項８】
気液分離反応槽における液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり、且つ気液分離反応槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上である請求項７記載の着色廃水の処理方法。
【請求項９】
着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、渦流ポンプ内に、被処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程を含む着色廃水の処理方法。
【請求項１０】
渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに管路内ミキサーで攪拌混合する工程を含む請求項９記載の着色廃水の処理方法。
【請求項１１】
着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を、液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽内に供給し、オゾン酸化と共に気液分離を行う工程を含む着色廃水の処理方法。
【請求項１２】
着色廃水を処理するための装置であって、被処理液とオゾン含有ガスとを攪拌混合するための渦流ポンプと、前記被処理液を渦流ポンプ内に圧力を加えて供給するための送液ポンプとを備えた着色廃水処理装置。
【請求項１３】
着色廃水を処理するための装置であって、オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を供給するための供給口を有し、液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽を備えた着色廃水処理装置。
【請求項１４】
着色廃水を処理するための装置であって、着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理装置と、過酸化水素処理を施した過酸化水素処理液とオゾン含有ガスとを攪拌混合するための渦流ポンプと、前記過酸化水素処理液を渦流ポンプ内に圧力を加えて供給するための送液ポンプと、渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに攪拌混合する管路内ミキサーと、管路内ミキサーで攪拌混合して得られた気液混合物をオゾン酸化と共に気液分離するための気液分離反応槽であって、高さＬと内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽とを備えた着色廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は染色廃水などの着色廃水の処理方法とそれに用いる着色廃水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、染色廃水などの着色廃水中に含まれる溶解性有機物や色素を除去する方法として、金属イオン及び高分子系凝集剤を用いて色素の除去を行う脱色工程と、活性汚泥処理法等の生物酸化法により溶解性有機物を分解する生物酸化処理工程とを組み合わせた方法が知られている。しかし、この方法では、脱色工程において多量の薬品を使用する上、脱色工程に伴う凝集沈殿処理や加圧浮上処理等で大量の残渣が発生すると共に、生物酸化処理工程において余剰汚泥が発生し、これらの残渣や余剰汚泥の処理が大きな問題となる。
【０００３】
これに対して、着色廃水をオゾンで処理して脱色する方法も知られている。しかし、着色廃水をオゾンのみで処理すると、廃水の着色度は低下するものの、ＣＯＤ値は十分に低減されず、ＢＯＤ値については増加する場合もある。そのため、オゾン処理後に微生物処理を施すことが必要であり（例えば、特許文献１及び２参照）、上記と同様、余剰汚泥の処理が問題となる。なお、難分解性廃水の処理法として、通常のオゾン処理の際に少量の過酸化水素を添加して処理を行う促進酸化法が知られているが、この方法では脱色とＣＯＤ及びＢＯＤの低減が不十分である。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭４９−９８０５５号公報
【特許文献２】
特開平６−２５４５７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、着色廃水の脱色とＣＯＤ（化学的酸素要求量）及びＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）の低減を、多量の残渣や余剰汚泥を排出させることなく効率よく行うことのできる着色廃水の処理方法とそれに用いる装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、着色廃水に対してオゾンによる酸化処理を効率よく施すことのできる着色廃水の処理方法とそれに用いる装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、着色廃水に対し、まず過酸化水素処理を施してＣＯＤを９０％以下に低減した後にオゾン処理を施すと、脱色だけでなく、ＣＯＤ及びＢＯＤの低減を効率よく行うことができることを見出した。また、オゾン処理工程において、渦流ポンプ内に被処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合したり、被処理液とオゾン含有ガスとの気液混合物を、液深（高さ）と槽の内径の比及び槽内の液面と槽底間の圧力損失が特定の範囲となる気液分離反応槽に供給してオゾン酸化と共に気液分離を行うと、オゾンによる酸化処理を極めて効率よく行えることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、着色廃水に過酸化水素処理を施してＣＯＤを９０％以下に低減する過酸化水素処理工程Ａと、過酸化水素処理を施した処理液にオゾン処理を施すオゾン処理工程Ｂとを含む着色廃水の処理方法を提供する。
【０００８】
この処理方法において、前記オゾン処理工程Ｂの後、この処理液に対してさらに過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１サイクル以上施してもよい。前記過酸化水素処理は酸素曝気下で行うのが好ましい。
【０００９】
前記オゾン処理工程Ｂは、渦流ポンプ内に、過酸化水素処理を施した処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程Ｂ１を含んでいてもよく、またこれに加えて、工程Ｂ１で得られた気液混合物を管路内ミキサーで攪拌混合する工程Ｂ２や、さらに、工程Ｂ２で得られた気液混合物を気液分離反応槽内でオゾン酸化と共に気液分離する工程Ｂ３を含んでいてもよい。前記渦流ポンプ内へのオゾン含有ガスと過酸化水素処理液との供給比（前者／後者；容量比）は、例えば２０／８０以上である。また、前記気液分離反応槽における液深（高さ）Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）は、例えば１．０〜１０であり、気液分離反応槽内の液面と槽底間の圧力損失は例えば０．０５ＭＰａ以上である。
【００１０】
本発明は、また、着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、渦流ポンプ内に、被処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程を含む着色廃水の処理方法を提供する。この処理方法は、渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに管路内ミキサーで攪拌混合する工程を含んでいてもよい。
【００１１】
本発明は、さらに、着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を、液深（高さ）Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽内に供給し、オゾン酸化と共に気液分離を行う工程を含む着色廃水の処理方法を提供する。
【００１２】
本発明は、さらにまた、着色廃水を処理するための装置であって、被処理液とオゾン含有ガスとを攪拌混合するための渦流ポンプと、前記被処理液を渦流ポンプ内に圧力を加えて供給するための送液ポンプとを備えた着色廃水処理装置を提供する。
【００１３】
本発明は、また、着色廃水を処理するための装置であって、オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を供給するための供給口を有し、液深（高さ）Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽を備えた着色廃水処理装置を提供する。
【００１４】
本発明は、さらにまた、着色廃水を処理するための装置であって、着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理装置と、過酸化水素処理を施した過酸化水素処理液とオゾン含有ガスとを攪拌混合するための渦流ポンプと、前記過酸化水素処理液を渦流ポンプ内に圧力を加えて供給するための送液ポンプと、渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに攪拌混合する管路内ミキサーと、管路内ミキサーで攪拌混合して得られた気液混合物をオゾン酸化と共に気液分離するための気液分離反応槽であって、液深（高さ）Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽とを備えた着色廃水処理装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の着色廃水の処理方法の１例を示す概略工程図である。この例では、着色廃水１は原水ピット２からポンプ３によりフィルタ４及び熱交換器５を通って曝気槽１０に導入される。フィルタ４は着色廃水１中のＳＳ（残渣）を取り除くため、また熱交換器５は着色廃水１を冷却するために設けられている。曝気槽１０の手前で、着色廃水１に放流水６（必要に応じて）とポンプ８により過酸化水素水７が添加され、それらの混合液が曝気槽１０内へ入る。曝気槽１０では、空気がブロワ９にて送られ散気板１１により曝気しており、ここで過酸化水素処理が施される。曝気槽１０は２槽に分かれており、上澄み液が２槽目に入る。なお、原水ピット２内の着色廃水を「濃厚廃水」、濃厚廃水に放流水６を加えたものを「希釈原水」と称することがある。
【００１６】
着色廃水１としては着色成分を含有する広範な廃水を使用できる。その代表的な例として、例えば、染色工場における染色工程等からの着色廃水（染色廃水）、染料工場からの着色廃水、パルプ工場におけるパルプ製造時に排出される着色廃水、化学工場や食品工場からの着色廃水、養豚場からの着色廃水、鉄鋼プラントからの着色廃水などが挙げられる。
【００１７】
過酸化水素処理により、主として着色廃水中に含まれるＣＯＤ要素が除去され、被処理液のＣＯＤが低減される。ＣＯＤはこの過酸化水素処理によって９０％以下にまで低減するのが好ましい。オゾン処理工程の前に過酸化水素処理工程を設けることにより、オゾン処理工程におけるオゾンの使用量を著しく低減できるだけでなく、着色廃水に直接オゾン処理を施す場合と比較して、オゾン処理によるＣＯＤ及びＢＯＤの低減効率が大幅に向上する。これは、過酸化水素によって、着色廃水中の有機物質がオゾンに対してより酸化されやすい物質に変換されるためであると推測される。着色廃水の種類によっては過酸化水素処理によりＢＯＤが上昇することがあるが、続いて行うオゾン処理によりこのＢＯＤは極めて低い値となる。
【００１８】
過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の使用量としては、被処理液（着色廃水）に対して、例えば１０〜１０００重量ｐｐｍ、好ましくは２０〜５００重量ｐｐｍ、さらに好ましくは４０〜３００重量ｐｐｍ程度である。処理温度は、例えば０〜３０℃程度であり、常温で好適に処理を行うことができる。処理時間は、例えば１〜８時間、好ましくは２〜４時間程度である。過酸化水素処理は酸素曝気下で行うのが好ましい。酸素曝気下で過酸化水素処理を行うことにより酸化効率が大きく向上する。酸素としては、純粋な酸素、酸素と不活性ガスとの混合ガス、空気等の何れも用いてもよい。曝気量は、酸素として、被処理液１Ｌ当たり、例えば０．００８〜１．７Ｌ／分、好ましくは０．２〜０．８Ｌ／分程度である。
【００１９】
過酸化水素処理を施された着色廃水は、曝気槽１０の２槽目からポンプ１２によりフィルタ１３を通って原水タンク１４に入り、次いで、原水タンク１４から送液ポンプ１５により圧力を加えられることで、渦流ポンプ（混合ポンプ）１７及び管路内ミキサー１８を経て気液分離反応槽１９に供給される。このとき、渦流ポンプ１７内にオゾン発生装置１６で製造されたオゾン含有ガスが導入される。渦流ポンプ１７内に導入されたオゾンは被処理液（着色廃水）と攪拌混合されて小さな気泡となり、次いで管路内ミキサー１８によりさらに細かく裁断される。
【００２０】
送液ポンプ１５としては、送液可能なポンプであれば特に限定されないが、渦流ポンプなどが好ましい。渦流ポンプ１７としては、液体と気体とを導入可能で、羽根車の回転によって液に圧力と速度の両エネルギーを与え、導入された液体と気体を混合攪拌でき、且つ得られた気液混合物を吐出可能な構造を有するポンプであれば特に限定されず、市販の渦流タービンポンプなどを使用できる。
【００２１】
オゾン発生装置１６としては、特に限定されず、公知の装置を使用できる。オゾンを発生される際に用いる原料としては、空気のほか、空気から抽出した酸素、水の電気分解により得られる酸素などの何れであってもよい。高純度の酸素（例えば、９８％酸素）を用いることもできる。管路内ミキサー１８としては、管路内に配設されたミキサーであればよく、スタティックミキサー、ラインミキサーなどを使用できる。なかでもスタティックミキサーが好ましい。管路内ミキサー１８としては、気泡径を１０００μｍ以下にすることのできるものが好ましい。
【００２２】
上記のように、渦流ポンプ１７の吸込側に送液ポンプ１５を設けて圧力を加えて送液する方法によれば、被処理液が送液ポンプ１５の圧力により渦流ポンプ１７内に強制的に供給されるので、オゾン含有ガスと被処理液との供給比（前者／後者；容量比）が高くても、被処理液とオゾン含有ガスとの気液混合物が円滑に管路内ミキサー１８にまで送られ、そこで、気液が激しく攪拌混合される。そのため、オゾンと被処理液との接触効率が大きく向上し、オゾンの溶解効率も格段に上がり、ひいては気液分離反応槽におけるオゾンによる酸化効率が大幅に改善されることになる。また、送液ポンプ１５により被処理液に圧力が加えられていることから、オゾンの溶解量も増大する。なお、渦流ポンプの前に送液ポンプを設けない場合には、オゾン含有ガスと被処理液との供給比（前者／後者；容量比）が通常１０／９０を超えると、渦流ポンプが気泡を噛み、送液が円滑に行われなくなる。
【００２３】
渦流ポンプ１７へのオゾン含有ガスと被処理液（着色廃水）との供給比（前者／後者；容量比）は、例えば２０／８０以上であり、好ましくは３０／７０以上（例えば３０／７０〜７０／３０程度）、さらに好ましくは４０／６０以上（例えば４０／６０〜７０／３０程度）である。本発明では、オゾン発生の際に用いる原料酸素濃度を選択することにより、被処理液１Ｌに対して、２００ｍｇを超える量（例えば２１０〜５００ｍｇ、好ましくは２２０〜５００ｍｇ）のオゾンを供給することが可能である。
【００２４】
送液ポンプ１５の吐出側（渦流ポンプ１７の吸込側）の圧力（ゲージ圧）は、好ましくは０．０１〜０．１５ＭＰａ、さらに好ましくは０．０５〜０．１ＭＰａ程度であり、渦流ポンプ１７の吐出側（管路内ミキサーの入口側）の圧力（ゲージ圧）は、好ましくは０．０１〜０．１５ＭＰａ、さらに好ましくは０．０５〜０．１ＭＰａ程度であり、また管路内ミキサー１８の出口側（気液分離反応槽１９，２０の入口側）の圧力（ゲージ圧）は、好ましくは０．０１〜０．１ＭＰａ、さらに好ましくは０．０１〜０．０５ＭＰａ程度である。なお、オゾンは０．３ＭＰａ以上（全圧）の圧力（絶対圧）で自己分解するので、該圧力よりも低い圧力で気液混合操作を行う必要がある。
【００２５】
上記の方法によれば、被処理液とオゾン含有ガスとが効率よく攪拌混合されるため、気泡の大きさは極めて小さく、例えば平均気泡径を６００μｍ未満（一般に３００〜５００μｍ程度）とすることができる。
【００２６】
気液分離反応槽１９では、被処理液中の有機物等がオゾンにより酸化されるとともに、気液混合物が気体と液体とに分離される。このオゾン処理により、被処理液の色度が著しく低下し、且つＣＯＤ及びＢＯＤが大幅に低減する。気液分離反応槽は上記のほか、２基を並列に接続したり、３基以上を並列に接続して用いてもよい。
【００２７】
気液分離反応槽１９には、気液混合物の供給口及び分離した気体と液体を排出するための排出口が設けられている。気液分離反応槽１９としては、運転を実施しているとき、液深（高さ）Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０（好ましくは１．０〜２．５、さらに好ましくは１．５〜２）であり、液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上（例えば０．０５〜０．２ＭＰａ、好ましくは０．１〜０．２ＭＰａ）となるものが好ましい。このような気液分離反応槽を用いると、反応槽の高さが低くても気液分離及び酸化反応が効率よく進行する。
【００２８】
液面と槽底間の圧力損失を０．１ＭＰａ以上にするための方法としては、例えば、反応槽内にメッシュ、多孔板、分散板などを１又は２以上（例えば２〜５枚程度）水平に配設して流路圧損を生じさせる方法などがある。メッシュや多孔板等を挿入することによりピストンフロー性が向上して、オゾン酸化効率も著しく増大する。前記圧損は、メッシュや多孔板の孔径や孔数、枚数などを適宜調整することによりコントロールできる。なお、前記気液混合物は気液分離反応槽の上部及び下部の何れより導入してもよいが、効率を高める点からは下部より導入するのが好ましい。気液分離反応槽は多段方式とすることもできる。
【００２９】
気液分離反応槽１９で分離された気体は排オゾン処理機３１で処理された後、排気される。排オゾン処理機３１としては、活性炭等の触媒や熱によるオゾン分解装置等、通常のオゾン処理装置を使用できる。
【００３０】
気液分離反応槽１９で分離された液は、渦流ポンプ（混合ポンプ）２０に導かれ、ここで再度オゾンと攪拌混合され、さらに管路内ミキサー２１で攪拌混合された後、気液分離反応槽２２に導入される。渦流ポンプ、管路内ミキサー、気液分離反応槽としては前記と同様のものを使用できる。このように、渦流ポンプでの気液の混合、管路内ミキサーによる攪拌、及び気液分離反応槽での反応と気液分離の一連の操作を２回以上繰り返すことにより、脱色及びＣＯＤとＢＯＤの低減をより確実に行うことができる。特に、オゾン処理後に再度過酸化水素処理を行うと、オゾンによって、着色廃水中の有機物質が過酸化水素に対してより分解されやすい物質に変換されるためか、次の過酸化水素処理でＢＯＤが著しく低減する。
【００３１】
気液分離反応槽２２で分離された気体は排オゾン処理機３１に送られて処理される。気液分離反応槽２２で分離された液は、途中で過酸化水素分解酵素２３がポンプ２４によって加えられ、さらに必要に応じて放流水３０が加えられ、排水ピット２７に流入する。排水ピット２７では、ｐＨ調整液２５（例えば、硫酸などの酸等）がポンプ２６により添加されてｐＨ調整がなされる。図中２８は攪拌機、２９はｐＨメーターである。排水ピット２７の内部は２つに区切られており、上澄み液が２槽目に入り、そこから河川に放流される。なお、気液分離反応槽で分離された液に過酸化水素分解酵素を加えたものを単に「処理水」と称することがある。また、この処理水に放流水を加えたものを単に「希釈処理水」と称することがある。
【００３２】
気液分離反応槽２２で分離された液に対して、再度、前記と同様の過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１回以上繰り返すと、脱色効果とＣＯＤ及びＢＯＤの低減効果は飛躍的に増大する。なお、２回目以降の過酸化水素処理においては、必ずしもＣＯＤを９０％以下に低減させなくてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の着色廃水の処理方法によれば、多量の残渣や余剰汚泥を排出させることなく、広範な着色廃水に対して脱色とＣＯＤ及びＢＯＤの低減を行うことができる。また、着色廃水に過酸化水素処理を施してＣＯＤをある程度（例えば９０％以下にまで）低減した後にオゾン処理に付すので、オゾン処理工程におけるオゾンの使用量を減らすことができるだけでなく、脱色とＣＯＤ及びＢＯＤの低減効率も向上する。オゾン処理工程の後、この処理液に対してさらに過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１サイクル以上施す場合には、脱色とＣＯＤ及びＢＯＤの低減効率が飛躍的に向上する。過酸化水素処理を酸素曝気下で行う場合には、過酸化水素の酸化力が増大し、ＣＯＤ等の低減効率がより向上する。
【００３４】
着色廃水とオゾン含有ガスとの混合を渦流ポンプ内で行う際、着色廃水を送液ポンプを用いて圧力を加えて渦流ポンプ内に導入する場合には、渦流ポンプ内の気液混合物が強制的に押し出されるので、気泡を噛みにくくなり、気液比を大幅に増大できる。その結果、例えば、管路内ミキサーや気液分離反応槽における気液接触効率、オゾンの溶解効率が高まり、オゾンによる酸化反応効率（脱色及びＣＯＤ・ＢＯＤ低減効率）も大きく向上する。
【００３５】
着色廃水のオゾン処理を、液深（高さ）Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となるような気液分離反応槽を用いて行う場合には、該反応槽の高さが低くてもオゾン酸化効率を高くでき、しかも気液分離が効率よく進行する。
【００３６】
本発明の着色廃水処理装置は上記本発明の着色廃水の処理方法に好適に用いられる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、透視度はＪＩＳ  Ｋ  ０１０２−９の方法、色度はＪＩＳ  Ｋ  ０１０１−１０．１の方法、ＳＳはＪＩＳ  Ｋ０１０２−１４．１の方法、ＣＯＤはＪＩＳ  Ｋ  ０１０２−１７の方法、ＢＯＤはＪＩＳ  Ｋ  ０１０２−２１，３２．３の方法に従って測定した。
【００３８】
実施例１
図１に示すフローに沿って染色廃水を処理した。なお、この例では過酸化水素処理工程についてのみ記す。
染色廃水１（濃厚廃水）に放流水６を加えて得られた希釈原水（透視度１ｃｍ、色度７５０、ｐＨ１０．２、ＳＳ９ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３８０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ２４０ｍｇ／Ｌ）５８Ｌと、３５重量％過酸化水素水６０ｍｌを曝気槽１０に入れ、空気を２０ｌ／分の流量で供給し、３．５時間曝気した。その結果、透視度１ｃｍ、色度８３０、ｐＨ９．７、ＳＳ１６ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３０４ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ３３８ｍｇ／Ｌの液が得られた。ＣＯＤは８０％に低減された。
【００３９】
実施例２
希釈原水として、透視度１ｃｍ、色度８７０、ｐＨ１０．２、ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３８０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ２２０ｍｇ／Ｌのものを用いた点、３５重量％過酸化水素水を３０ｍｌ用いた点以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果、透視度１ｃｍ、色度９３０、ｐＨ９．８、ＳＳ２９ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３３４ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ４２８ｍｇ／Ｌの液が得られた。ＣＯＤは８７．９％に低減された。
【００４０】
実施例３
図１に示すフローに沿って染色廃水を処理した。なお、過酸化水素処理液を原水タンク１４に移すまではバッチ式で、それ以後は連続式で運転した。
染色廃水１（濃厚廃水）（透視度１ｃｍ、色度３３０、ｐＨ１０．１、ＳＳ１１ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３０１ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ３０９ｍｇ／Ｌ）１．３ｔに放流水６（透視度１５ｃｍ、色度５０、ｐＨ６．６、ＳＳ３０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ４５ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ３０ｍｇ／Ｌ）０．７ｔを加えて得られた希釈原水（透視度２ｃｍ、色度１７０、ｐＨ９．８、ＳＳ２４ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ１８７ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ２２０ｍｇ／Ｌ）２ｔと、３５重量％過酸化水素水［該希釈原水に対して８０重量ｐｐｍ（Ｈ２Ｏ２として）］とを曝気槽１０に入れ、空気を供給し、１６時間曝気した。この過酸化水素処理により、液のＣＯＤは９０％以下にまで低減した。
得られた過酸化水素処理液を原水タンク１４に移した後、送液ポンプ１５［（株）荏原製作所製、商品名「Ｐ１２１−６１．５」］により渦流ポンプ１７［（株）ニクニ製、商品名「２５ＵＰＤ」］内に１．０ｍ３／時の流量で送液すると共に、オゾン発生装置１６［（株）ササクラ製、商品名「ＯＭ−２６０」］で製造したオゾン含有ガスを、１１２３Ｌ／時の流量で渦流ポンプ１７に導入し、気液混合させた［オゾン含有ガス／過酸化水素処理液（容量比）＝１１２／１００；オゾン／過酸化水素処理液（重量比）＝０．２３／１００］。気液混合物をスタティックミキサー１８［日本エンジニアリングプロダクツ（株）製、商品名「Ｓｔａｔｉｏｆｌｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｍｉｘｅｒ」］を経由して気液分離反応槽１９に底部より導入した。気液分離反応槽１９の液深（高さ）は１６００ｍｍ、内径は１３００ｍｍであり、槽の内部には孔径２ｍｍの孔を有する多孔板３枚が水平に略等間隔で配設されている。気液分離反応槽１９における液面と槽底間の圧力損失は０．１ＭＰａであった。なお、送液ポンプ１５の吐出側（渦流ポンプ１７の吸込側）の圧力（ゲージ圧）は、０．３５ＭＰａ、渦流ポンプ１７の吐出側（スタティックミキサーの入口側）の圧力（ゲージ圧）は０．２５ＭＰａ、スタティックミキサー１８の出口側（気液分離反応槽１９の入口側）の圧力（ゲージ圧）は、０．２２ＭＰａであった。
気液分離反応槽１９で分離された気体は、排オゾン処理機３１に導いて活性炭で処理した後、大気中に排出した。一方、気液分離反応槽１９で分離された液は、渦流ポンプ２０に導き、ここで再度オゾンと攪拌混合し、さらにスタティックミキサー２１で攪拌混合し、気液分離反応槽２２に導入した。渦流ポンプ、スタティックミキサー、気液分離反応槽としては前記と同様のものを使用した。気液分離反応槽２２で分離された気体は、排オゾン処理機３１に導いて処理した。気液分離反応槽２２で分離された液は、過酸化水素分解酵素２３を加えて処理水とし、さらにこれに放流水３０（透視度１６ｃｍ、色度３０、ｐＨ６．８、ＳＳ２２ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ４８ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ３８ｍｇ／Ｌ）を、前記処理水１００容量部に対して３００容量部加え、排水ピット２７に入れた。排水ピット２７内の液は、ｐＨ調整を行った後、河川に放流した。処理水の透視度は１６ｃｍ、色度は６０、ｐＨは９．２、ＳＳは１４ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは１２７ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤは１１０ｍｇ／Ｌであり、希釈処理水の透視度は１３ｃｍ、色度は４０、ｐＨは８．０、ＳＳは２７ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは７２ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤは８３ｍｇ／Ｌであった。
【００４１】
実施例４
図１に示すフローに沿って染色廃水を処理した。なお、実施例３と同様、過酸化水素処理液を原水タンク１４に移すまではバッチ式で、それ以後は連続式で運転した。
染色廃水（濃厚廃水）（透視度１ｃｍ、色度１７０、ｐＨ１０．１、ＳＳ７ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ３０６ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ３９６ｍｇ／Ｌ）１．３ｔに放流水６（透視度１４ｃｍ、色度３０、ｐＨ６．６、ＳＳ２０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ４０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ２９ｍｇ／Ｌ）０．７ｔを加えて得られた希釈原水（透視度２ｃｍ、色度１８０、ｐＨ９．８、ＳＳ２８ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ２１５ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ２１２ｍｇ／Ｌ）２ｔと、３５重量％過酸化水素水［該希釈原水に対して８０重量ｐｐｍ（Ｈ２Ｏ２として）］とを曝気槽１０に入れ、空気を供給し、４時間曝気した。この過酸化水素処理により、液のＣＯＤは９０％以下にまで低減した。
得られた過酸化水素処理液を、実施例３と同様にしてオゾン処理し、処理水を得た。この処理水の透視度は１９ｃｍ、色度は７０、ｐＨは９．０、ＳＳは１８ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは１４０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤは１２９ｍｇ／Ｌであった。
次いで、得られた処理水に対して、再度、上記と同様にして、過酸化水素処理及びオゾン処理を施し、処理水を得た。この２回目の処理水の透視度は３０ｃｍ以上、色度は３０、ｐＨは７．５、ＳＳは７ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは１１１ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤは１２２ｍｇ／Ｌであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の着色廃水の処理方法の１例を示す概略工程図である。
【符号の説明】
１  着色廃水（染色廃水等）
２  原水ピット
６  放流水
７  過酸化水素水
９  ブロワ
１０  曝気槽
１１  散気板
１４  原水タンク
１５  送液ポンプ
１６  オゾン発生装置
１７，２０  渦流ポンプ
１８，２１  管路内ミキサー
１９，２２  気液分離反応槽
２３  過酸化水素分解酵素
２５  ｐＨ調整液
２７  排水ピット
３０  放流水
３１  排オゾン処理機
【図１】
2004154697.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月8日(2003.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、渦流ポンプ内に、被処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程Ｂ１を含むオゾン処理工程Ｂを有する着色廃水の処理方法。
【請求項２】
オゾン処理工程Ｂの前に、着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理工程Ａを設け、この工程Ａで得られた処理液を工程Ｂ１の被処理液として用いる請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項３】
オゾン処理工程Ｂの後、この処理液に対してさらに過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１サイクル以上施す請求項２記載の着色廃水の処理方法。
【請求項４】
過酸化水素処理を酸素曝気下で行う請求項２又は３記載の着色廃水の処理方法。
【請求項５】
渦流ポンプ内へのオゾン含有ガスと被処理液との供給比（前者／後者；容量比）が２０／８０以上である請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項６】
渦流ポンプ吐出側の圧力（ゲージ圧）が、０．０１〜０．１５ＭＰａである請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項７】
オゾン処理工程Ｂが、工程Ｂ１において渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに管路内ミキサーで攪拌混合する工程Ｂ２を含む請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項８】
オゾン処理工程Ｂが、オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を気液分離反応槽内でオゾン酸化と共に気液分離する工程Ｂ３を含む請求項１又は７記載の着色廃水の処理方法。
【請求項９】
気液分離反応槽における液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり、且つ気液分離反応槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上である請求項８記載の着色廃水の処理方法。
【請求項１０】
着色廃水を処理するための装置であって、被処理液とオゾン含有ガスとを攪拌混合するための渦流ポンプと、前記被処理液を渦流ポンプ内に圧力を加えて供給するための送液ポンプとを備えた着色廃水処理装置。
【請求項１１】
さらに、着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理装置を備えている請求項１０記載の着色廃水処理装置。
【請求項１２】
さらに、渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに攪拌混合する管路内ミキサーを備えている請求項１０又は１１記載の着色廃水処理装置。
【請求項１３】
さらに、オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を供給するための供給口を有し、液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽を備えている請求項１０〜１２の何れかの項に記載の着色廃水処理装置。
【請求項１４】
着色廃水を処理するための装置であって、着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理装置と、過酸化水素処理を施した過酸化水素処理液とオゾン含有ガスとを攪拌混合するための渦流ポンプと、前記過酸化水素処理液を渦流ポンプ内に圧力を加えて供給するための送液ポンプと、渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに攪拌混合する管路内ミキサーと、管路内ミキサーで攪拌混合して得られた気液混合物をオゾン酸化と共に気液分離するための気液分離反応槽であって、高さＬと内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽とを備えた着色廃水処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
すなわち、本発明は、着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、渦流ポンプ内に、被処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程Ｂ１を含むオゾン処理工程Ｂを有する着色廃水の処理方法を提供する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この処理方法において、オゾン処理工程Ｂの前に、着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理工程Ａを設け、この工程Ａで得られた処理液を工程Ｂ１の被処理液として用いてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この処理方法において、オゾン処理工程Ｂの後、この処理液に対してさらに過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１サイクル以上施してもよい。前記過酸化水素処理は酸素曝気下で行うのが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記処理方法において、渦流ポンプ内へのオゾン含有ガスと被処理液との供給比（前者／後者；容量比）は、例えば２０／８０以上である。また、渦流ポンプ吐出側の圧力（ゲージ圧）は、０．０１〜０．１５ＭＰａであるのが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記処理方法において、オゾン処理工程Ｂは、工程Ｂ１において渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに管路内ミキサーで攪拌混合する工程Ｂ２を含んでいてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
オゾン処理工程Ｂは、オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を気液分離反応槽内でオゾン酸化と共に気液分離する工程Ｂ３を含んでいてもよい。前記気液分離反応槽における液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）は、例えば１．０〜１０であり、気液分離反応槽内の液面と槽底間の圧力損失は、例えば０．０５ＭＰａ以上である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は、また、着色廃水を処理するための装置であって、被処理液とオゾン含有ガスとを攪拌混合するための渦流ポンプと、前記被処理液を渦流ポンプ内に圧力を加えて供給するための送液ポンプとを備えた着色廃水処理装置を提供する。前記着色廃水処理装置は、さらに、（ｉ）着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理装置、（ｉｉ）渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに攪拌混合する管路内ミキサー、又は（ｉｉｉ）オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を供給するための供給口を有し、液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上となる気液分離反応槽を備えていてもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月12日(2003.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、（１）渦流ポンプ内に、被処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを、オゾン含有ガスと被処理液との供給比（前者／後者；容量比）が２０／８０以上となるように導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程Ｂ１と、（２）オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を気液分離反応槽内で、該気液分離反応槽における液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ該気液分離反応槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上の条件で、オゾン酸化と共に気液分離する工程Ｂ３とを含むオゾン処理工程Ｂを有する着色廃水の処理方法。
【請求項２】
オゾン処理工程Ｂの前に、着色廃水に過酸化水素処理を施す過酸化水素処理工程Ａを設け、この工程Ａで得られた処理液を工程Ｂ１の被処理液として用いる請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項３】
オゾン処理工程Ｂの後、この処理液に対してさらに過酸化水素処理とオゾン処理とをこの順序で１サイクル以上施す請求項２記載の着色廃水の処理方法。
【請求項４】
過酸化水素処理を酸素曝気下で行う請求項２又は３記載の着色廃水の処理方法。
【請求項５】
渦流ポンプ吐出側の圧力（ゲージ圧）が、０．０１〜０．１５ＭＰａである請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項６】
オゾン処理工程Ｂが、工程Ｂ１において渦流ポンプ内で攪拌混合して得られた気液混合物をさらに管路内ミキサーで攪拌混合する工程Ｂ２を含む請求項１記載の着色廃水の処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
すなわち、本発明は、着色廃水にオゾン処理を施す着色廃水の処理方法であって、（１）渦流ポンプ内に、被処理液を送液ポンプにより圧力を加えて供給すると共にオゾン含有ガスを、オゾン含有ガスと被処理液との供給比（前者／後者；容量比）が２０／８０以上となるように導入し、該渦流ポンプ内で両者を攪拌混合する工程Ｂ１と、（２）オゾン含有ガスと被処理液との気液混合物を気液分離反応槽内で、該気液分離反応槽における液深Ｌと槽の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１．０〜１０であり且つ該気液分離反応槽内の液面と槽底間の圧力損失が０．０５ＭＰａ以上の条件で、オゾン酸化と共に気液分離する工程Ｂ３とを含むオゾン処理工程Ｂを有する着色廃水の処理方法を提供する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記処理方法において、渦流ポンプ吐出側の圧力（ゲージ圧）は、０．０１〜０．１５ＭＰａであるのが好ましい。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】