(57)【要約】【課題】            ＰＳＡ酸素発生装置において発生する高濃度酸素および窒素を利用して、嫌気性ＵＶ反応による脱塩素化処理と、ＵＶ／Ｏ３反応による脱塩素反応と二重結合開裂などのオゾン反応を促進する排ガスを有効利用する水処理方法を提供する。【解決手段】        難分解性有機物を含む被処理水を嫌気性ＵＶ反応設備２３とＵＶ／Ｏ３反応設備２４とにおいて処理するのに際し、高濃度オゾン発生設備３０において、空気圧縮機３１で加圧した空気をＰＳＡ酸素発生装置３２の一つの吸着塔３２ａに通気し、当該吸着塔３２ａで窒素を吸着した高純度の酸素ガスをオゾン発生装置３３に供給してオゾンを発生させつつ、ＰＳＡ酸素発生装置３２の他の吸着塔３２ｂを再生して窒素ガスを脱離させ、窒素を吸着する吸着塔３２ａと窒素を脱離する吸着塔３２ｂを適宜に切り替えてオゾンと窒素ガスを継続的に発生させ、オゾンをＵＶ／Ｏ３反応設備２４に供給するとともに、窒素ガスを嫌気性ＵＶ反応設備２３へ供給する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難分解性有機物を含む被処理水を嫌気性ＵＶ反応設備とＵＶ／Ｏ３反応設備とにおいて処理するのに際し、高濃度オゾン発生設備において、空気圧縮機で加圧した空気をＰＳＡ酸素発生装置の一つの吸着塔に通気し、当該吸着塔で窒素を吸着した高純度の酸素ガスをオゾン発生装置に供給してオゾンを発生させつつ、ＰＳＡ酸素発生装置の他の吸着塔を再生して窒素ガスを脱離させ、窒素を吸着する吸着塔と窒素を脱離する吸着塔を適宜に切り替えてオゾンと窒素ガスを継続的に発生させ、オゾンをＵＶ／Ｏ３反応設備に供給するとともに、窒素ガスを嫌気性ＵＶ反応設備へ供給することを特徴とする排ガスを有効利用する水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガスを有効利用する水処理方法に関し、高濃度オゾン発生設備を有する水処理施設等において排出する窒素ガスを利用した水処理技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水処理施設におけるダイオキシン類等の難分解性有機物は、多くが有機ハロゲン化合物であり、その分解処理方法としては、紫外線（ＵＶ）照射とオゾン（Ｏ３）散気を併用する方法が効果的であるとして知られている。紫外線照射だけを単独に行う場合でも難分解性有機物の分解（主に脱ハロゲン化）に効果があり、さらに溶存酸素濃度の低い嫌気条件である方が効果が高く、酸化副生成物の発生も少ない。
【０００３】
紫外線（ＵＶ）照射とオゾン（Ｏ３）散気を併用する設備においてオゾンを供給する方法としては図３〜図４に示すようなものがある。
この構成では、分解効率の高い高濃度オゾンを発生させるために、ＰＳＡ〔Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ（圧力変動吸着）〕酸素発生装置と呼ばれる装置を用いる。
【０００４】
空気（窒素＋酸素）を空気圧縮機１により加圧状態でＰＳＡ酸素発生装置２に供給し、吸着塔３ａもしくは３ｂにおいて空気中の酸素と窒素を分離し、高純度の酸素をオゾン発生装置４へ供給し、オゾン発生装置４において高濃度オゾンを発生させる。発生した高濃度オゾンをＵＶ／Ｏ３反応設備５へ供給する。
【０００５】
ＰＳＡ酸素発生装置２では、一方の吸着塔３ａにおいて空気中の酸素と窒素を分離して高純度の酸素を発生させるとともに、他方の吸着能３ｂが飽和した吸着塔では加圧吸着していた窒素を減圧（大気圧開放）することで脱離して系外へ排出して吸着能を再生する。
【０００６】
吸着塔３ａ、３ｂを切り替えることで高純度の酸素をオゾン発生装置４へ供給し、オゾン発生装置４から高濃度オゾンを継続的にＵＶ／Ｏ３反応設備５へ供給する。ＰＳＡ酸素発生装置２における吸着塔は３塔以上設ける場合もある。
【特許文献１】特開２００１−３００５５７公報
【特許文献２】特開平８−２９４６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、オゾン曝気処理槽と窒素曝気処理槽とを循環系で連通し、オゾン曝気槽ではオゾンの存在下で紫外線を照射して難分解性有機物を酸化分解し、脱塩素反応とともに二重結合開裂などのオゾン反応を促進し、窒素曝気処理槽では窒素曝気による還元性（嫌気性）の条件下で脱塩素反応を促進する技術が開示されている。しかし、オゾン曝気処理槽および窒素曝気処理槽のそれぞれにオゾン供給源および不活性ガス供給源を設けることは維持管理面およびコスト面において問題がある。
【０００８】
特許文献２にはＰＳＡ装置で空気から高濃度酸素を生成し、これをオゾン発生器に送り込んで高濃度オゾン化ガスを発生させ、この高濃度オゾン化ガスおよびＰＳＡ装置から排出する窒素ガスをオゾン接触池に同時に散気する技術が開示されている。
【０００９】
本発明は上記した課題を解決するものであり、ＰＳＡ酸素発生装置において発生する高濃度酸素および窒素を利用して、嫌気性ＵＶ反応による脱塩素化処理と、ＵＶ／Ｏ３反応による脱塩素反応と二重結合開裂などのオゾン反応を促進する排ガスを有効利用する水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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の排ガスを有効利用する水処理方法は、難分解性有機物を含む被処理水を嫌気性ＵＶ反応設備とＵＶ／Ｏ３反応設備とにおいて処理するのに際し、高濃度オゾン発生設備において、空気圧縮機で加圧した空気をＰＳＡ酸素発生装置の一つの吸着塔に通気し、当該吸着塔で窒素を吸着した高純度の酸素ガスをオゾン発生装置に供給してオゾンを発生させつつ、ＰＳＡ酸素発生装置の他の吸着塔を再生して窒素ガスを脱離させ、窒素を吸着する吸着塔と窒素を脱離する吸着塔を適宜に切り替えてオゾンと窒素ガスを継続的に発生させ、オゾンをＵＶ／Ｏ３反応設備に供給するとともに、窒素ガスを嫌気性ＵＶ反応設備へ供給するものである。
【００１１】
上記した構成において、高濃度オゾン発生設備のＰＳＡ酸素発生装置において排ガスとして生じる窒素ガスを嫌気性ＵＶ反応設備で不活性ガスとして有効に利用することができ、高濃度オゾン発生設備によって嫌気性ＵＶ反応設備における不活性ガスの供給とＵＶ／Ｏ３反応設備におけるオゾンの供給とを同時に行って、嫌気性ＵＶ反応設備における嫌気性環境下の紫外線照射による脱塩素反応の促進と、ＵＶ／Ｏ３反応設備におけるオゾン存在下の紫外線照射による脱塩素反応および二重結合開裂などのオゾン反応の促進とを、一つの高濃度オゾン発生設備によって実現できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、嫌気性ＵＶ反応設備への不活性ガスの供給と、ＵＶ／Ｏ３反応設備へのオゾンの供給とを一つの高濃度オゾン発生設備において行うことができ、嫌気性ＵＶ反応設備へ窒素ガスを供給するための窒素供給設備が不用となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下において、難分解性有機物とは有機塩素化合物等の有機ハロゲン系や有機リン系農薬などの農薬類、ダイオキシン、フラン、コプラナーＰＣＢなどのダイオキシン類を包含するものである。
【００１４】
図１〜図２において、難分解性有機物を含む被処理水の処理系２１は、難分解性有機物を含む被処理液２２を貯留する嫌気性ＵＶ反応設備２３およびＵＶ／Ｏ３反応設備２４を有しており、嫌気性ＵＶ反応設備２３とＵＶ／Ｏ３反応設備２４とを連通する循環系（循環ポンプを含む）を設けることも可能である。嫌気性ＵＶ反応設備２３とＵＶ／Ｏ３反応設備２４はどちらを前段もしくは後段に配置しても良いが、本実施の形態においては嫌気性ＵＶ反応設備２３を前段に配置しており、嫌気性ＵＶ反応設備２３に被処理液２２が前処理設備２５から流入し、ＵＶ／Ｏ３反応設備２４を通って後処理設備２６へ流れ出る。
【００１５】
嫌気性ＵＶ反応設備２３は窒素散気管（図示省略）を有しており、ＵＶ／Ｏ３反応設備２４はオゾン散気管（図示省略）を有しており、後述する高濃度オゾン発生設備３０を窒素散気管およびオゾン散気管に接続している。嫌気性ＵＶ反応設備２３およびＵＶ／Ｏ３反応設備２４には、それぞれ槽内に浸漬して紫外線照射装置（図示省略）を設けている。
【００１６】
高濃度オゾン発生設備３０は、空気を圧縮する空気圧縮機３１と、少なくとも２塔以上の吸着塔３２ａ、３２ｂを有するＰＳＡ酸素発生装置３２と、オゾン発生装置３３と、空気圧縮機３１と各吸着塔３２ａ、３２ｂとを接続する切り替え可能な配管３４ａ、３４ｂと、各吸着塔３２ａ、３２ｂとオゾン発生装置３３とを接続する切り替え可能な配管３５ａ、３５ｂとを有しており、各吸着塔３２ａ、３２ｂと嫌気性ＵＶ反応設備２３の窒素散気管とを切り替え可能な窒素ガス供給管３６ａ、３６ｂで接続し、オゾン発生装置３３とＵＶ／Ｏ３反応設備２４のオゾン散気管とをオゾン供給管３７で接続している。
【００１７】
以下、上記した構成における作用を説明する。高濃度オゾン発生設備３０は、空気圧縮機３１で加圧した空気を配管３４を通してＰＳＡ酸素発生装置３２の一つの吸着塔３２ａに通気する。この吸着塔３２ａで窒素を吸着した高純度の酸素ガスを配管３５ａを通してオゾン発生装置３３に供給してオゾンを発生させる。発生したオゾンはオゾン供給管３７を通してＵＶ／Ｏ３反応設備２４のオゾン散気管に供給する。先の吸着塔３２ａにおける吸着操作と同時に、ＰＳＡ酸素発生装置３２の他の吸着塔３２ｂの再生操作を行い、この吸着塔３２ｂから窒素ガスを脱離させる。脱離した窒素ガスは窒素ガス供給管３６ｂを通して嫌気性ＵＶ反応設備２３の窒素散気管に供給する。図２に示すように、窒素を吸着する吸着塔３２ａと窒素を脱離する吸着塔３２ｂを適宜に切り替えてオゾンと窒素ガスを継続的に発生させる。
【００１８】
嫌気性ＵＶ反応設備２３では、窒素ガスの曝気によって被処理液２２に含まれた溶存酸素が除去されることで、紫外線照射装置から照射する紫外線中のオゾン線（１８５ｎｍ）が溶存酸素に消費されることなく有効に作用し、脱塩素反応による難分解性有機物の分解効率が高まる。また、窒素曝気によって槽内が嫌気性（還元性）環境となることで酸化副生成物が発生し難くなり、分解生成物の生物学的ないし食品学的毒性が減少する。一方、ＵＶ／Ｏ３反応設備２４では、被処理液２２に含まれた難分解性有機物をオゾンの存在下で紫外線によって酸化分解する。
【００１９】
このように、高濃度オゾン発生設備３０のＰＳＡ酸素発生装置３２において排ガスとして生じる窒素ガスを嫌気性ＵＶ反応設備２３で不活性ガスとして有効に利用することができ、高濃度オゾン発生設備３０によって嫌気性ＵＶ反応設備２３における不活性ガスの供給とＵＶ／Ｏ３反応設備２４におけるオゾンの供給とを同時に行って、嫌気性ＵＶ反応設備２３における嫌気性環境下の紫外線照射による脱塩素反応の促進と、ＵＶ／Ｏ３反応設備２４におけるオゾン存在下の紫外線照射による脱塩素反応および二重結合開裂などのオゾン反応の促進とを、一つの高濃度オゾン発生設備３０によって実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における排ガスを有効利用する水処理設備の模式図
【図２】同実施の形態における排ガスを有効利用する水処理設備の模式図
【図３】従来の水処理設備の模式図
【図４】従来の水処理設備の模式図
【符号の説明】
【００２１】
２１    処理系
２２    被処理液
２３    嫌気性ＵＶ反応設備
２４    ＵＶ／Ｏ３反応設備
２５    前処理設備
２６    後処理設備
３０    高濃度オゾン発生設備
３１    空気圧縮機
３２    ＰＳＡ酸素発生装置
３２ａ、３２ｂ  吸着塔
３３    オゾン発生装置
３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ  配管
３６ａ、３６ｂ  窒素ガス供給管
３７    オゾン供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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