(57)【要約】【課題】オゾンにより高効率で有害物質を無害な状態に分解処理することができる排液処理方法及び排液処理装置を提供すること。【解決手段】排液を移送ポンプ１によって加圧し、加圧混合槽２内で、加圧状態にある排液中にオゾン供給装置３からオゾンを注入して、加圧混合を行うので、オゾンを排液中に効率よく充分に供給でき、シアンを含む有害物質を効果的に分解することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の排液を加圧し、この加圧状態の排液にオゾンを注入し、排液中の有害物質を分解することを特徴とする排液処理方法。
【請求項２】
処理対象の排液を加圧する加圧装置と、
この加圧装置によって加圧された排液にオゾンを注入し混合させる加圧混合槽と、
を備えたことを特徴とする排液処理装置。
【請求項３】
加圧混合槽の上流側に設けられ、処理対象排液のｐＨを中性もしくはアルカリ性に調整するｐＨ調整装置を有することを特徴とする請求項２に記載の排液処理装置。
【請求項４】
加圧混合槽から排出される処理液をガスと液体に分離する気液分離器を有し、この気液分離器で分離されたガス中のオゾン濃度を検出するオゾン濃度計を設け、このオゾン濃度計の値から加圧混合槽に供給されるオゾンの供給量又はオゾン濃度を調整するオゾン調整装置を設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の排液処理装置。
【請求項５】
加圧混合槽から排出される処理液をガスと液体に分離する気液分離器を有し、この気液分離器で分離されたガス中のオゾンを分解する排オゾン分解装置を設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の排液処理装置。
【請求項６】
加圧混合槽から排出される処理液をガスと液体に分離する気液分離器を有し、この気液分離器で分離されたガスの一部または全部をオゾン発生装置の原料ガスとして還流する還流ラインを設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の排液処理装置。
【請求項７】
加圧混合槽から排出される処理液をガスと液体に分離する気液分離器を有し、この気液分離器で分離された液中のオゾンを分解するオゾン分解装置を設けたことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の排液処理装置。
【請求項８】
加圧混合槽の上流側に、処理対象の排液にＨ２Ｏ２を注入し混合するＨ２Ｏ２注入装置を設けたことを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれかに記載の排液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排液中に含まれている有害物質を、オゾンを用いて分解処理する排液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、家庭用、産業用を含め、各種施設からは様々な排液が排出される。例えば、ごみ処理施設でのごみ処理に用いられた排液、各種ガスの洗浄に用いられた洗浄排液、石炭燃焼排液、メッキ排液など、様々な排液が排出されている。このような廃液中には有害物質が含まれていることがあり、外部への排出に際しては、これら有害物質を無害な状態に分解処理しなければならない。
【０００３】
これまで、このような有害物質の分解処理には、アルカリ塩素法等、薬品を用いた酸化分解が主流であった。しかし、薬品による酸化分解では、処理水の再利用が困難であった。また、薬品による安定化ではシアン廃棄物が発生し処分が難しくなるという問題が生じた。
【０００４】
そこで、薬品を極力用いず、シアンを含め、有害物質を分解処理する方法としてオゾンによる分解処理方法が考えられた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このオゾンを用いる方法では、オゾンを排液に接触させるために、オゾン反応塔を設け、バブリングによりオゾンと廃液を接触させていた。しかし、このオゾン反応等によるオゾン接触では、バブリングによる泡が比較的大きいため廃液との接触面積が小さくなり、また、泡の存在時間が短いため、オゾンが排液中に充分溶け込まず、反応効率が悪かった。このため、オゾンの使用量が多くなり、かつ、反応時間を長くとる必要があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−４１４３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の排液処理法のうち薬品を用いる場合は、処理水の再利用が困難であるとともに、シアン廃棄物が発生する。また、従来のオゾン酸化塔方式ではオゾンの使用量が多く分解効率が低いという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、オゾンにより高効率で有害物質を無害な状態に分解処理することができる排液処理方法及び排液処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による排液処理方法は、処理対象の排液を加圧し、この加圧状態の排液にオゾンを注入し、排液中の有害物質を分解することを特徴とする。
【００１０】
本発明による排液処理装置は、処理対象の排液を加圧する加圧装置と、この加圧装置によって加圧された排液にオゾンを注入し混合させる加圧混合槽とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、加圧混合槽の上流側に、処理対象排液のｐＨを中性もしくはアルカリ性に調整するｐＨ調整装置を設けてもよい。
【００１２】
また、本発明では、加圧混合槽から排出される処理液をガスと液体に分離する気液分離器を有し、この気液分離器で分離されたガス中のオゾン濃度を検出するオゾン検出装置を設け、このオゾン検出装置の値から加圧混合槽に供給されるオゾンの供給量又はオゾン濃度を調整するオゾン調整装置を設けてもよい。
【００１３】
また、本発明では、気液分離器で分離されたガス中のオゾンを分解する排オゾン分解装置を設けてもよい。
【００１４】
また、本発明では気液分離器で分離されたガスの一部または全部をオゾン発生装置の原料ガスとして還流させる還流ラインを設けてもよい。
【００１５】
また、本発明では、気液分離器で分離された液中のオゾンを分解するオゾン分解装置を設けてもよい。
【００１６】
さらに、本発明では、加圧混合槽の上流側に、処理対象の排液にＨ２Ｏ２を注入し、混合するＨ２Ｏ２注入装置を設けてもよい。
【００１７】
これらの発明では、排液を加圧し、この加圧状態にある排液中にオゾンを注入する、所謂加圧混合を行うので、オゾンを排液中に効率よく充分に供給でき、シアンを含む有害物質を効果的に分解することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による排液処理方法及び装置の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１はオゾンによる排液処理装置の、第１の実施形態を示す基本的なシステム構成図である。図１において、２は加圧混合槽で、その入り側は移送ポンプ１に連結しており、移送ポンプ１により加圧された排液が導入され、加圧状態を保っている。３はオゾン発生装置で、空気又は酸素を原料として無声放電によりオゾンを発生する。このオゾン発生装置３は、図示しないコンプレッサを有し、発生したオゾンを加圧して加圧混合槽２内に注入させる。４は気液分離器で、加圧混合槽２の出側に連結しており、加圧混合槽２から排出される処理液を、液体とガスとに分離する。
【００２０】
上記構成において、排液は移送ポンプ１によって加圧され、加圧混合槽２に導入されて高圧状態を維持する。一方、オゾン発生装置３で製造され、図示しないコンプレッサで加圧されたオゾンガスは、同じく加圧混合槽２内に導入され、高圧状態の排液と混合され、排液中のシアンと接触して次式のように分解させ、無害化する。
【００２１】
ＣＮ−＋Ｏ３→ＣＮＯ−＋Ｏ２
２ＣＮＯ−＋３Ｏ３＋Ｈ２Ｏ
→２ＣＯ２＋Ｎ２＋２ＯＨ−＋３Ｏ２
このとき、加圧混合槽２は加圧されており、排液とオゾンとは加圧下で混合されるため、オゾンガスが排液中に効率よく多量に溶解する。すなわち、加圧下であるため、オゾンガスの気泡は細かくなっており、排液との接触量が多くなるので、排液中に多量のオゾンが溶解する。このため、排液中のシアンとの接触効率が高くなり、結果的にオゾンの使用量が少なくなる。例えば、従来１時間程度要した反応時間は少なくとも５分以内に短縮され、従来に比べ排液処理装置の容積も小さくできる。
【００２２】
ここで、加圧混合槽２における加圧力は、５〜６ｋｇ／ｃｍ２程度とする。もちろん理論的には加圧力をより高くして、例えば、１０ｋｇ／ｃｍ２程度に上げて、オゾンの溶解効率を上げることはできるが、実用上は５〜６ｋｇ／ｃｍ２程度で充分である。すなわち、従来のオゾン反応等ではオゾンの反応効率は最大でも７０％程度であったが、加圧混合槽２によると、加圧力５〜６ｋｇ／ｃｍ２程度で９８％程度の反応効率を得ることができる。その結果、上述のように、１時間程度要した反応時間を５分以内に短縮でき、効果的にシアンを分解処理する。
【００２３】
上記処理によりシアンが分解され、無害化された廃液は、加圧混合槽２から気液分離器４に導入され、ガスと液体とに分離され、排出される。
【００２４】
図２の実施形態は、加圧混合槽２の上流側（具体的には移送ポンプ１の前段）に、処理対象排液のｐＨを中性もしくはアルカリ性に調整するｐＨ調整装置として、中和装置５を備えたものである。
【００２５】
この場合、排液は中和装置５に導入され、中和剤によって、そのｐＨは中性からアルカリ性の任意の値に調整される。その後、排液は移送ポンプ１により加圧され、加圧混合槽２に導入され、上述の例と同様にオゾンと加圧下で混合される。
【００２６】
ここで、排液のｐＨを調整するのは次の理由による。すなわち、排液が酸性の場合、シアン固有の特性により、シアンは空気中に揮発しようとする。そこで、排液を中性もしくはアルカリ性に調整し、シアンの揮発を防止している。また、一連の分解処理装置の保護と、この処理装置から排出される処理液の利用目的から、廃液は中性もしくはアルカリ性のほうが好ましく、これらの任意の値に調整する。
【００２７】
なお、加圧混合槽２によるシアン分解では、その分解効率は、排液が酸性でなければ、ほとんど排液のｐＨの影響を受けず、シアンの分解効率は一定である。したがって、排液が中性の場合は特にｐＨを調整する必要はない。このため、分解処理後に処理装置から排出される処理液中の塩濃度は上昇しないので、処理液の後処理装置を用いずに再利用が可能となる。
【００２８】
図３の実施の形態は、気液分離器４で分離されたガス中のオゾン濃度を検出し、その値から加圧混合槽２に供給されるオゾンの供給量又はオゾン濃度を調整するものである。そのために、気液分離器４で分離されたガス中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度計６を排気管に設け、その計測信号をオゾン発生装置３に設けられた図示しないオゾン調整装置に与え、加圧混合槽２に供給されるオゾンの供給量又はオゾン濃度を調整するように構成している。
【００２９】
この場合、気液分離器４で分離されたガスは、オゾン濃度計６によってオゾン濃度が計測される。オゾン濃度計６の計測信号はオゾン発生装置３に送られ、図示しない制御手段により、加圧混合槽２へ導入するオゾンの濃度もしくはガス量を、排ガス中のオゾン濃度が最小になるよう調節する。これによって余剰オゾンが低減でき、オゾンによるシアンの分解効率は９８％以上が可能となる。
【００３０】
図４の実施の形態は、気液分離器４で分離されたガス中のオゾンを分解する排オゾン分解装置７を、大気への排気管に設けたことを特徴とする。
【００３１】
この場合、気液分離器７から排出された排ガスはオゾン分解装置７に導入され、オゾンを分解した後、大気中に排出される。オゾンによる排液処理装置は、シアン分解効率が高いため余剰オゾンの発生が少ないが、排液性状の影響によっては余剰オゾンが増加することがある。このため、増加した余剰オゾンを低減するためや、排ガスの排出先に残留オゾンが影響する場合に有効な手段となる。
【００３２】
図５の実施の形態は、オゾンによる排液処理装置に還流ラインを備えたことを特徴とする。すなわち、気液分離器４のガス排気管から、オゾン発生装置３の原料ガス取入れ部に通じる還流ライン８を連結し、気液分離器４で分離されたガスの一部または全部をオゾン発生装置３の原料ガスとして利用可能に構成している。
【００３３】
この場合、オゾン発生装置３には、気液分離器４で分離されたガスの一部又は全部が還流ライン８によって導入されるが、オゾン発生装置３は導入されたガスをオゾン製造のための原料ガスとして利用する。一般に、気液分離器４で分離されたガス中には、少量の余剰オゾンが残留しており、このオゾンが残留するガスを原料ガスとしてオゾンを生成することで、オゾン発生装置３でのオゾン発生量が増大する。言い換えると、気液分離器４で分離された排ガス中の残留オゾンを、シアン分解に再利用することになり、オゾン発生装置３の負荷を低減することが可能となる。
【００３４】
図６の実施の形態は、気液分離器４で分離された液中のオゾンを分解するオゾン分解装置９を、排液管に設けたことを特徴とする。
【００３５】
この場合、気液分離器４から排出された液体は、オゾン分解装置９に導入されオゾンを分解した後、外部に排出される。前述のように、オゾンによる排液処理装置はシアン分解効率が高いため余剰オゾンの発生が少ないが、排液性状の影響によって増加することがある。この増加した余剰オゾンを低減するためや、処理液の排出先で残留オゾンが影響する場合に有効な手段となる。
【００３６】
図７の実施の形態は、加圧混合槽２の上流側に、処理対象の排液にＨ２Ｏ２を注入し混合するＨ２Ｏ２注入装置１０を設けたことを特徴とする。
【００３７】
この場合、排液は中和装置５で中和処理された後、Ｈ２Ｏ２注入装置１０に導入される。排液は、その後は移送ポンプ１に導入され、加圧されて加圧混合槽２内に導入され、オゾンと混合される。このようにＨ２Ｏ２を注入することにより、促進酸化法を利用する形態となり、オゾン単独によるシアンの分解と比べ、酸化力が高いためオゾンの使用量を低減することが可能である。
【００３８】
なお、上記各実施の形態では、排液中の分解対象物としてシアンを例示したが、分解対象物はシアンに限らず、排液中の有機物やダイオキシン、環境ホルモンなど、環境に対して有害な物質を分解することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、処理対象排水に対し、加圧下でオゾンを注入し加圧混合させるので、排液中におけるオゾンの有害物質に対する接触量が増大するので、オゾンにより高効率で有害物質を無害な状態に分解処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排水処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の、ｐＨ調整装置を設けた実施の形態を示す部分ブロック図である。
【図３】本発明の、排ガス中の残留オゾンによりオゾン発生装置を制御する実施の形態を示す部分ブロック図である。
【図４】本発明の、排ガス中の残留オゾン分解装置を設けた実施の形態を示す部分ブロック図である。
【図５】本発明の、残留オゾンを含む排ガスをオゾン発生装置の原料ガスとして利用する実施の形態を示す部分ブロック図である。
【図６】本発明の、排液中の残留オゾン分解装置を設けた実施の形態を示す部分ブロック図である。
【図７】本発明の、促進酸化法を利用した実施の形態を示す部分ブロック図である。
【符号の説明】
１    加圧を兼ねる移送ポンプ
２    加圧混合槽
３    オゾン発生装置
４    気液分離器
５    ｐＨ調整装置
６    オゾン濃度計
７，９    オゾン分解装置
８    還流ライン
１０    Ｈ２Ｏ２注入装置
【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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