(57)【要約】【課題】排水を効率的に浄化処理することができる排水処理システムを提供する。【解決手段】排水処理システム１００は、排水が流入する排水流入槽１と、排水に気泡を発生させる泡沫分離装置２と、排水流入槽１において流入した排水を冷却する冷却槽３と、排水の量を計測する流量計４と、粗い汚濁物質を除去するストレーナ５と、オゾンを発生させるオゾン発生装置６と、排水に対してオゾンを溶解させて処理水を生成する溶解処理部７と、溶解処理部７から流出した処理水を減圧する減圧装置８と、減圧した処理水に残存するオゾンを分解する開放タンク部９と、処理水の水質を測定し、処理水の水質の基準に応じて排水を本システム１の外部に放流するかあるいは排水流入槽１に再度流入させる処理水タンク１０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】
排水が流入する排水流入部と、
オゾンを発生させるオゾン発生部と、
前記排水流入部から流出した排水に対して、前記オゾン発生部で発生したオゾンを溶解させて処理水を生成する溶解処理部と、
前記溶解処理部から流出した処理水を減圧する減圧装置とを備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項２】
前記溶解処理部は、並列に設けられた複数の溶解タンクからなる請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項３】
前記減圧装置は、処理水が通過する方向に直交する態様で設けられた複数の孔を有する多孔板を少なくとも一枚備え、処理水を前記多孔板の孔に通過させることにより減圧する請求項１または請求項２に記載の排水処理システム。
【請求項４】
前記多孔板は、処理水が通過する方向に直列に複数枚設けられている請求項３に記載の排水処理システム。
【請求項５】
前記多孔板は、隣接する多孔板同士の孔が重ならない態様で設けられている請求項４に記載の排水処理システム。
【請求項６】
前記多孔板と直交する方向において前記多孔板の各々を貫通する軸部材を備え、隣接する同一の多孔板同士が前記軸部材について回転位相差を有する態様で設けられている請求項５に記載の排水処理システム。
【請求項７】
前記溶解処理部の前工程または後工程に設けられ、排水に気泡を発生させることにより該気泡に汚濁物質を吸着させる泡沫分離装置を備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の排水処理システム。
【請求項８】
前記溶解処理部の前工程に設けられ、排水を冷却する冷却装置を備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の排水処理システム。
【請求項９】
前記減圧装置の後工程に設けられ、処理水に残存するオゾンを分解する開放タンク部を備える請求項１から請求項８のいずれかに記載の排水処理システム。
【請求項１０】
前記減圧装置の後工程に設けられ、処理水の水質を測定し、処理水の水質が基準を満たしている場合には排水処理システム外に放流する一方、処理水の水質が基準を満たしていない場合には前記排水流入部に流入させる処理水タンク部を備える請求項１から請求項９のいずれかに記載の排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水の浄化処理にかかる排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排水を浄化処理する技術が多く知られており、それらの中にはオゾンを利用して排水を浄化処理する技術がある。オゾンには強い酸化力があり、該酸化力によって排水に含まれる有機物質や細菌などを酸化分解することにより、排水の殺菌、脱色、脱臭などの浄化処理を行うというものである。このような排水の浄化処理に関する技術が、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１には、オゾンの有効利用及びそれに伴うコストの低減を図るため、オゾン接触槽において酸化分解しなかったオゾンを回収して再利用する旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２２１０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、オゾンを再利用することにより、排水の浄化処理における資源の有効利用が図られる一方、近年では、排水の浄化処理を効率化させることによって排水の浄化処理にかかるロスを低減し、環境の保全を図ることが強く求められている。
【０００６】
この要請に対して、特許文献１に開示される技術は、オゾン接触槽で酸化分解しなかったオゾンを再利用し得るものの、排水の浄化処理における効率化という点においては上記の要請を十分に満たすものではなかった。
【０００７】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであって、排水を効率的に浄化処理することができる排水処理システム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】
【０００８】
本発明に係る排水処理システムは、上記の目的を達成するために、排水が流入する排水流入部と、オゾンを発生させるオゾン発生部と、排水流入部から流出した排水に対して、オゾン発生部で発生したオゾンを溶解させて処理水を生成する溶解処理部と、溶解処理部から流出した処理水を減圧する減圧装置とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、溶解処理部から流出した処理水を減圧することによって処理水における発泡を抑制するようにしたため、オゾンで分解された汚濁物質が処理水の発泡によって再び気泡に吸着することを防止することができる。
【００１０】
また、溶解処理部は、並列に設けられた複数の溶解タンクからなるのが好ましい。これによれば、排水とオゾンとにおける接触面積を大きくすることができるため、オゾンを効率的に溶解させることができる。
【００１１】
また、減圧装置は、処理水が通過する方向に直交する態様で設けられた複数の孔を有する多孔板を少なくとも一枚備え、処理水を多孔板の孔に通過させることにより減圧するのが好ましい。これによれば、簡易な構成で、処理水を減圧することができる。
【００１２】
また、多孔板は、処理水が通過する方向に直列に複数枚設けられているのが好ましい。これによれば、多孔板ごとに徐々に処理水を減圧することができる。
【００１３】
また、多孔板は、隣接する多孔板同士の孔が重ならない態様で設けられているのが好ましい。これによれば、処理水が通過する流路の各々を屈曲させることができるため、処理水をより効果的に減圧することができる。
【００１４】
また、多孔板と直交する方向において多孔板の各々を貫通する軸部材を備え、隣接する同一の多孔板同士が軸部材について回転位相差を有する態様で設けられているのが好ましい。これによれば、隣接する多孔板同士が同一であるため、各々が軸部材について回転位相差を有するようにさえすれば、隣接する同一の多孔板同士の各孔が排水の通過する方向において確実に重ならないようにすることができ、処理水の流路の全てを容易に屈曲させることができる。従って、各多孔板ごとに設けられる孔について複雑に設計及び開発する必要がなく、また、各多孔板ごとに異なる製造工程で形成する必要がない。すなわち、多孔板を容易に製造することができるとともに、コストを抑えることができる。
【００１５】
また、溶解処理部の前工程または後工程に設けられ、排水に気泡を発生させることにより該気泡に汚濁物質を吸着させる泡沫分離装置を備えるのが好ましい。これによれば、排水に発生させた気泡の界面に汚濁物質を吸着させることにより、排水から汚濁物質を分離させるため、排水に汚濁物質がなくなり、溶解処理部におけるオゾンの溶解にかかる負荷を軽減させることができる。
【００１６】
また、溶解処理部の前工程に設けられ、排水を冷却する冷却装置を備えるのが好ましい。これによれば、排水が冷却されることにより、オゾンを排水に容易に溶解させることができる。
【００１７】
また、減圧装置の後工程に設けられ、処理水に残存するオゾンを分解する開放タンク部を備えるのが好ましい。これによれば、処理水に残存したオゾンを分解するため、処理水にはオゾンが残存しなくなり、処理水を安全なものにすることができる。
【００１８】
また、減圧装置の後工程に設けられ、処理水の水質を測定し、処理水の水質が基準を満たしている場合には排水処理システム外に放流する一方、処理水の水質が基準を満たしていない場合には排水流入部に流入させる処理水タンク部を備えるのが好ましい。これによれば、水質の基準を満たした処理水のみを放流し、水質の基準を満たしていない処理水を再度分解処理するようにしたため、安全な処理水のみを選別して放流することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、溶解処理部から流出した処理水を減圧することによって処理水における発泡を抑制するようにしたため、オゾンで分解された汚濁物質が処理水の発泡によって気泡に再び吸着することを防止することができる。このことにより、気泡に吸着した汚濁物質を除去するなどといった手間を省くことができるため、排水を効率的に浄化処理することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】排水処理システムの全体構成を示す概略ブロック図である。
【図２】減圧装置を示す斜視図である。
【図３】減圧装置の長さ方向における断面図である。
【図４】図３に示すＩＶ−ＩＶの線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明に係る排水処理システムの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。この実施形態に係る排水処理システム（以下、本システム１００という）は、図１に示すように、家庭排水や産業排水等の各種排水が流入する排水流入槽１と、排水に気泡を発生させる泡沫分離装置２と、排水流入槽１から流出された排水を冷却する冷却槽３と、流路を流れる排水の量を計測する流量計４と、粗い汚濁物質を除去するストレーナ（図１中において「ＳＴ」と示す）５と、オゾンを発生させるオゾン発生装置６と、排水に対してオゾンを溶解させて処理水を生成する溶解処理部７と、溶解処理部７から流出した処理水を減圧する減圧装置８と、減圧した処理水に残存するオゾンを分解する開放タンク部９と、処理水の水質を測定し、処理水の水質の基準に応じて本システム１００外に放流するかあるいは排水流入槽１に再度流入させる処理水タンク１０とを備える。
【００２２】
本システム１００においては、排水が各構成を順に経ることにより、排水が浄化処理されて、本システム１００外へと放流する。図１中において実線により示される矢印は、排水及び排水が浄化処理された処理水の流路を示しており、破線により示される矢印は、オゾンを搬送する経路を示している。また、流路の要所には加圧ポンプＰ１〜Ｐ５が設けられており、この加圧ポンプＰ１〜Ｐ５によって加圧されることにより、各構成間に示される矢印の方向に排水、排水が浄化処理された処理水及びオゾンが送られる。なお、以下の説明において、溶解処理部７により処理される前の水を「排水」、処理された後の水を「処理水」と称する。
【００２３】
前記排水流入槽１は、下水道などに流出する直前の排水が流入し、該排水を貯留する。ここにおける排水には、水に溶け込んでいる有機物質や細菌などと、水に溶けていない汚濁物質などとが含まれている。この排水流入槽１において貯留された排水は、加圧ポンプＰ１により、次工程の泡沫分離装置２へと送られる。
【００２４】
前記泡沫分離装置２は、排水に気泡を発生させることにより該気泡に汚濁物質を吸着させる装置である。この泡沫分離装置２によって排水から汚濁物質が除去される。
【００２５】
一般的に、水と気泡との境目（気液界面）に存在する数μｍの薄膜（マイクロレイヤ）は、蛋白質、脂質などの様々な物質を吸着するということが知られている。この気液界面に吸着した汚濁物質が発泡性を有する場合、水面上において消えにくい泡の層（以下「安定泡沫」という）が形成される。従って、この泡沫分離装置２により排水に気泡を発生させることによって形成された安定泡沫を除去することにより、排水中における汚濁物質を除去することができる。
【００２６】
また、オゾンによる浄化処理（溶解処理部７での処理）を行う前工程において、泡沫分離装置２によって汚濁物質を除去しておくことにより、オゾンの溶解における負荷を低減することができるため、排水の浄化処理にかかる時間を短縮することができ、排水の浄化処理を効率的に行うことが可能になる。なお、泡沫分離装置２により発生した汚濁物質を所定時間以上放置して再び水溶液化したあと、本システム１００により分解処理してもよい。
【００２７】
前記冷却槽３は、泡沫分離装置２において汚濁物質が除去された排水を冷却する。ここにおいては排水を１０℃程度まで冷却するが、該冷却温度は適宜変更されてもよい。このようにして、排水を冷却することにより、後述の溶解処理部７におけるオゾンの溶解にかかる負荷を軽減することが可能になる。この冷却槽３において冷却された排水は、加圧ポンプＰ２により、次工程へと送られる。
【００２８】
前記流量計４は、冷却装置３によって冷却された排水の流量を計測する。また、ここにおいて計測された排水の流量値は、後述のオゾン発生装置６に送信される。これにより、溶解処理部７においてオゾンを溶解する際に必要なオゾン量を適切に調整することができる。
【００２９】
前記ストレーナ５は、所定の粗さを有する編み部材によって濾過し、汚濁物質を除去する装置である。このストレーナ５を経た排水は、加圧ポンプＰ２により、次工程の溶解処理部７へと送られる。なお、ストレーナ５を経た段階では、泡沫分離装置２及びストレーナ５によって、水に溶けていない汚濁物質が排水から略除去されている。
【００３０】
前記オゾン発生装置６は、流量計４から送信された排水の流量値に基づいて、必要な量のオゾンを発生する。また、オゾン発生装置６は、発生したオゾンを後述の溶解処理部７に送り込む。なお、ここにおけるオゾンの送り込みは、ストレーナ５から流出した排水とともになされるが、直接溶解処理部７に送り込むようにしてもよい。
【００３１】
前記溶解処理部７は、ストレーナ５からの排水に対して、オゾン発生装置６で発生したオゾンを溶解させて処理水を生成する。溶解処理部７は、２〜５気圧という高い圧力をかけることにより、排水にオゾンを溶解させる溶解タンク７１〜７３を並列に備えている。これら３つの溶解タンク７１〜７３は、いずれも同一の構成を有しており、排水及びオゾンを同一の環境下で収容するとともに、同一の条件で排水にオゾンを溶解する処理を行う。
【００３２】
ここにおいて、溶解タンク７１〜７３が並列であることより、排水とオゾンとの接触面積を大きくすることが可能であるため、オゾンを排水に効率的に溶解させることができる。また、例えば、溶解タンク７１に不具合が生じた場合でも、正常な溶解タンク７２、７３を継続して稼働させ続けることができるため、いずれかの溶解タンクに不具合が生じても効率的な対応をすることが可能である。また、このことより、個別にメンテナンスを行うことが可能である。
【００３３】
なお、溶解タンク７１〜７３において排水にオゾンが溶解されると、オゾンの酸化力により排水に溶け込んでいる有機物質や細菌などが酸化分解されて、殺菌、脱色、脱臭などといった浄化処理が行われる。ここにおいては、オゾンが排水中の有機物質や細菌などから電子を奪うことによって、電子を奪われた有機物質は電気吸引力を失い、低分子状態に分解される。この溶解処理部７において処理された処理水は次工程に送られる。
【００３４】
前記減圧装置８は、溶解処理部７が流出した処理水を通過させる際に減圧する。ここにおける減圧装置８は、図２に示すように、中間部が径大に形成された管形状を有しており、一方端側に設けられ、溶解処理部７からの処理水が流入する流入口８１と、流入口８１から流入した処理水が通過する減圧部８２と、減圧部８２を通過した処理水が流出する流出部８３とを備えている。なお、図２中に示す矢印の方向に処理水は流れる。
【００３５】
前記減圧部８２は、流入口８１よりも径大に形成されているため、流入部８１から流入した処理水にかかる流圧が減圧部８２において減少する。また、この減圧部８２は、図３に示すように、内部において多孔板群８２１を備えている。
【００３６】
前記多孔板群８２１は、処理水が通過する方向に直交する態様で各々設けられた複数の孔を有する１０枚の多孔板８２１ａ〜８２１ｊと、各多孔板８２１ａ〜８２１ｊの直交方向（処理水が通過する方向）において貫通する態様で多孔板８２１ａ〜８２１ｊの各々を支持する軸部材８２２とを備える。多孔板８２１ａ〜８２１ｊは、各々同一の構成を有している。ここで、例えば図４において実線で示される多孔板８２１ｃに着目すると、多孔板８２１ｃは、一点鎖線で示した減圧部８２の内壁と当接し得る円盤形状で形成されており、周縁部において同一の孔が周方向に等間隔で計８箇所に穿設されている。他の９枚の多孔板もこの多孔板８２１ｃと同様の構成である。また、図３に示すように、軸部材８２２が各多孔板８２１ａ〜８２１ｊの中心を貫通して、多孔板８２１ａ〜８２１ｊを直列に等間隔で支持している。
【００３７】
このように構成された多孔板群８２１を有する減圧装置８においては、処理水を多孔板８２１ａ〜８２１ｊにおける各孔に通過させることにより、各多孔板８２１ａ〜８２１ｊの孔ではない部分が流路の障壁としてそれぞれ作用するため、処理水を徐々に減圧させることができる。このことにより、処理水の発泡を抑制することができる。従って、オゾンで分解された汚濁物質が処理水の発泡によって再び気泡に吸着することを防止することができる。
【００３８】
また、上記の多孔板群８２１において、多孔板８２１ａ〜８２１ｊは、隣接する多孔板同士の孔が重ならない態様で設けられている。こうすることにより、処理水が通過する流路の各々が屈曲するため、処理水を効果的に減圧することができる。この実施形態においては、多孔板８２１ａ〜８２１ｊにおいて隣接する同一の多孔板同士の孔が処理水の通過する方向に設けられた軸部材８２２について回転位相差θを有する態様で設けられている。ここにおいて、隣接する多孔板８２１ｃ及び多孔板８２１ｄ（破線表記）に着目すると、図４に示すように、多孔板８２１ｃ及び多孔板８２１ｄは、各々の有する孔８２１ｃＨ及び孔８２１ｄＨが、処理水の通過する方向に設けられた軸部材８２２について回転位相差θを有する態様で設けられている。このことにより、各孔８２１ｃＨ及び孔８２１ｄＨは処理水の通過する方向において重ならない。また、その他の多孔板においても同様に構成されている。従って、各多孔板８２１ａ〜８２１ｊが軸部材８２２について各々回転位相差θを有しているため、隣接する各多孔板同士の各孔が排水の通過する方向において確実に重ならなくなる。従って、処理水の流路の全てを容易に屈曲させることができ、より処理水を効率よく減圧する。また、各多孔板８２１ａ〜８２１ｊが同一構成であるため、製造が容易であるとともに、製造コストを抑えることができる。なお、ここにおける回転位相差θは適宜設定される。
【００３９】
また、上記した減圧装置８は、図１に示すように、減圧装置８を通過した処理水に含まれるオゾンの濃度を計測するオゾン濃度計８ａを備えている。このオゾン濃度計８ａは処理水に残存するオゾンの濃度を計測し、後述する開放タンク部９のオゾン安全装置９ａに該オゾン濃度の測定値を送信する。
【００４０】
なお、減圧装置８により減圧された処理水は、次工程の開放タンク部９へと送られる。
【００４１】
前記開放タンク部９は、密閉構造を有し、減圧装置８により減圧された処理水を貯留する。また、開放タンク部９は、貯留している処理水内に残存するオゾンを分解するオゾン安全装置９ａを備える。このオゾン安全装置９ａが処理水内のオゾンを分解して処理水からオゾンを除去することによって処理水を安全な水にするため、本システム１００外へ処理水を放流することが可能になる。このようにして残存するオゾンが除去された処理水は、加圧ポンプＰ３により、次工程の処理水タンク１０に送られる。
【００４２】
前記処理水タンク１０は、開放タンク部９から流出された処理水を貯留する。この処理水タンク１０は、該処理水の水質を測定する水質測定器１０ａを備えており、この水質測定器１０ａにより測定された処理水の水質が予め設定された水質の基準を満たしている場合には本システム１００外に放流する。一方、処理水の水質が予め設定された水質の基準を超えた場合には、加圧ポンプＰ４により、排水流入部１に流入させて再度浄化処理させる。従って、安全である処理水のみを確実に本システム１００から放流することができる。
【００４３】
以上より、上記本システム１００によれば、溶解処理部７から流出した処理水を減圧装置８により減圧することによって処理水における発泡を抑制するようにしたため、オゾンで分解された汚濁物質が処理水の発泡によって再び気泡に吸着することを防止することができる。このことにより、気泡に吸着した汚濁物質を除去するなどといった手間を省くことができるため、排水を効率的に浄化処理することが可能になる。
【００４４】
なお、上記の実施形態において、多孔板８２１ａ〜８２１ｊが減圧装置８の内壁と当接する場合について説明したが、当接していなくてもよい。
【００４５】
また、多孔板が１０枚設けられる場合について説明したが、１〜９枚でもよいし、１１枚以上でもよい。
【００４６】
また、多孔板が処理水の通過する方向に直交する態様で設けられる場合について説明したが、直交でなく適宜傾斜している態様で設けられてもよい。
【００４７】
また、隣接する多孔板同士の孔が重ならない場合について説明したが、適宜重なるようにしてもよい。また、孔の形状、数量、配置なども適宜変更してもよい。
【００４８】
また、各多孔板８２１ａ〜８２１ｊは、隣接する多孔板同士における回転位相差が全てθである場合について説明したが、各多孔板同士において回転位相差が異なっていてもよい。
【００４９】
また、複数の多孔板が軸部材により等間隔で支持される場合について説明したが、等間隔でなくてもよい。
【００５０】
また、軸部材により多孔板を支持する場合について説明したが、軸部材を用いなくてもよい。要は、複数の多孔板が処理水の通過する方向に対して直交する態様で直列に設けられればよい。
【００５１】
また、溶解タンクが３つである場合について説明したが、１つ、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
【００５２】
また、泡沫分離装置２を溶解処理部７の前工程に設けるものとしたが、溶解処理部７の後工程に設けるものとしてもよい。
【００５３】
また、オゾン安全装置でオゾンを分解するものとしたが、オゾン安全装置を設けないものとしてもよい。この場合、オゾンを装置外の外気に排出してもよいし、あるいはオゾンを加圧ポンプＰ５によって溶解処理部７の前工程へと送ることによりオゾンを再利用してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１００…排水処理システム
２…泡沫分離装置
３…冷却槽
４…流量計
５…ストレーナ
６…オゾン発生装置６
７…溶解処理部
７１〜７３…溶解タンク
８…減圧装置
８２１…多孔板群
８２１ａ〜８２１ｊ…多孔板
８２２…軸部材
９…開放タンク部
９ａ…オゾン安全装置
１０…処理水タンク
１０ａ…水質測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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