(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解槽内に汚染水を供給し、該分解槽内でオゾンを放出しながら噴出エアにより汚染水を流動させ、紫外線を照射することにより汚染水中の有機化合物を分解するようにしてなる汚染水の浄化方法において、前記汚染水は前記噴出エアにより前記分解槽の略接線方向で斜め上方に向けて流動させ、前記紫外線は、昇降可能な架台に設けた複数個のソケットに取着し、振れ止め体を設けた状態で前記分解槽内に挿脱可能に設けた複数個の紫外線ランプによって照射するようにしたことを特徴とする汚染水の浄化方法。
【請求項２】
前記分解槽内で汚染水を流動させる前記噴出エアに、純酸素を供給するようにしたことを特徴とする請求項１記載の汚染水の浄化方法。
【請求項３】
前記オゾンは気泡状に放出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の汚染水の浄化方法。
【請求項４】
前記オゾンを発生するオゾン発生器に、純酸素を供給するようにしたことを特徴とする請求項１又は３記載の汚染水の浄化方法。
【請求項５】
前記分解槽から排出される処理水に残留する固形分は、脱水固化するようにしたことを特徴とする請求項１記載の汚染水の浄化方法。
【請求項６】
汚染水が供給される分解槽と、該分解槽内で汚染水を噴出エアにより流動させる汚染水流動手段と、前記分解槽内にオゾンを放出するオゾン放出手段と、前記分解槽内に紫外線ランプにより紫外線を照射する紫外線照射手段とからなり、前記汚染水流動手段を構成する縦噴射管の前記噴出エアのノズル孔は前記分解槽の略接線方向で斜め上方に向けて形成し、前記紫外線照射手段を構成する複数個の紫外線ランプは、昇降可能な架台に設けた複数個のソケットに取着し、振れ止め体を設けた状態で前記分解槽内に挿脱可能に設けてあることを特徴とする汚染水浄化装置。
【請求項７】
前記汚染水流動手段を構成するエアコンプレッサーに、純酸素生成器から純酸素を供給するようにしてあることを特徴とする請求項６記載の汚染水浄化装置。
【請求項８】
前記分解槽に接続し、汚染水を攪拌することにより汚染濃度を均一化する汚染水攪拌装置は、汚染水が供給される攪拌槽と、該攪拌槽内で汚染水を攪拌する汚染水攪拌手段と、該汚染水攪拌手段の作動を制御するタイマーと、汚染濃度を均一化した汚染水を該タイマーからの信号により開弁して前記分解槽に送出する制御弁とから構成してあることを特徴とする請求項６記載の汚染水浄化装置。
【請求項９】
前記オゾン放出手段はオゾン発生器と、該オゾン発生器に接続され、オゾンを気泡と一体に放出するための気泡発生器とから構成してあることを特徴とする請求項６記載の汚染水浄化装置。
【請求項１０】
前記オゾン放出手段を構成するオゾン発生器に、純酸素を供給する純酸素生成器を接続してあることを特徴とする請求項６又は９記載の汚染水浄化装置。
【請求項１１】
前記分解槽から排出される処理水に残留する固形分は、加圧脱水装置により脱水固化するようにしたことを特徴とする請求項６記載の汚染水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物等の焼却灰や焼却時に発生するサイクロン灰、工場排水、除草剤や殺虫剤等の農薬、クリーニング工場からの排水、産業廃棄物の管理型汚染水その他種々の汚染源から排出される汚染水に含まれている高濃度のダイオキシン、その他の有機化合物を簡単な構成と処理方法で安全基準値以下に分解処理することができる汚染水の浄化法方法及び汚染水浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業廃棄物等の焼却灰、工場排水、除草剤や殺虫剤等の農薬、クリーニング工場からの排水等、種々の汚染源から排出される汚染水には高濃度のダイオキシン、その他種々の有機化合物である環境有害物質が含まれており、この環境有害物質が生物の生態を破壊する環境ホルモンとしてその除去が緊急の課題となっている。そこで、例えば産業廃棄物等を焼却した場合の焼却灰やサイクロン灰に含まれるダイオキシンを安全基準値以下にするために焼却炉の燃焼温度を１，０００度近くまで高めるといった手段が採られている。また、オゾンで殺菌や分解する方法が行われている。また、有機化合物をオゾンで分解する際に紫外線を照射して分解効果を高める技術も知られている。
【０００３】
しかし、種々の汚染源から日々排出される汚染水は大量であり、この大量の汚染水に含まれている有機化合物を格別高度な技術を用いることなく、効率よく確実に分解できる手段は提案されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の未解決の問題点に鑑みなされたもので、有機化合物により汚染されている汚染水を比較的簡単な技術で効率よく、確実かつ安全に浄化することができる汚染水の浄化方法及び汚染水浄化装置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】
上述した課題を解決するために構成された請求項１に記載の発明を構成する手段は、分解槽内に汚染水を供給し、該分解槽内でオゾンを放出しながら噴出エアにより汚染水を流動させ、紫外線を照射することにより汚染水中の有機化合物を分解するようにしてなる汚染水の浄化方法において、前記汚染水は前記噴出エアにより前記分解槽の略接線方向で斜め上方に向けて流動させ、前記紫外線は、昇降可能な架台に設けた複数個のソケットに取着し、振れ止め体を設けた状態で前記分解槽内に挿脱可能に設けた複数個の紫外線ランプによって照射するようにしたものからなる。
【０００６】
そして、前記分解槽内で汚染水を流動させる前記噴出エアに、純酸素を供給するようにするとよい。こうすることにより、有機化合物の分解を促進することができる。
【０００７】
また、前記オゾンは気泡状に放出するとよい。これにより汚染水中へのオゾンの溶解を促進することができる。
【０００８】
更に、前記オゾンを発生するオゾン発生器に、純酸素を供給するようにするとよい。これにより高濃度のオゾンを発生することができるし、オゾン発生器の耐久性を高めることができる。
【０００９】
更にまた、前記分解槽から排出される処理水中に残留する固形分は、脱水固化するとよい。これにより、廃棄物の処理を効率よく行うことができる。
【００１０】
次に、請求項６に記載の発明を構成する手段は、汚染水が供給される分解槽と、該分解槽内で汚染水を噴出エアにより流動させる汚染水流動手段と、前記分解槽内にオゾンを放出するオゾン放出手段と、前記分解槽内に紫外線ランプにより紫外線を照射する紫外線照射手段とからなり、前記汚染水流動手段を構成する縦噴射管の前記噴出エアのノズル孔は前記分解槽の略接線方向で斜め上方に向けて形成し、前記紫外線照射手段を構成する複数個の紫外線ランプは、昇降可能な架台に設けた複数個のソケットに取着し、振れ止め体を設けた状態で前記分解槽内に挿脱可能に設けたものからなる。
【００１１】
そして、前記汚染水流動手段を構成するエアコンプレッサーに、純酸素生成器から純酸素を供給するようにするとよい。
【００１２】
また、前記分解槽に接続し、汚染水を攪拌することにより汚染濃度を均一化する汚染水撹拌装置は、汚染水が供給される撹拌槽と、該撹拌槽内で汚染水を撹拌する汚染水撹拌手段と、該汚染水撹拌手段の作動を制御するタイマーと、汚染濃度を均一化した汚染水を該タイマーからの信号により開弁して前記分解槽に送出する制御弁とから構成するとよい。
【００１３】
更に、前記オゾン放出手段はオゾン発生器と、該オゾン発生器に接続され、オゾンを気泡と一体に放出するための気泡発生器とから構成するとよい。
【００１４】
更にまた、前記オゾン放出手段を構成するオゾン発生器に、純酸素を供給する純酸素生成器を接続した構成にするとよい。
【００１５】
そして、前記分解槽から排出される処理水に残留する固形分は、加圧脱水装置により脱水固化するようにするとよい。これにより、最終廃棄物の処理を容易に行なうことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。図において、１、１、１は汚染水浄化装置を示す。２は該各汚染水浄化装置１を構成し、汚染水中のダイオキシンを分解して除去するための金属製の複数の分解槽を示し、該各分解槽２は底部２Ａと、円筒状の胴部２Ｂとから上方が開口した縦長の容器状に構成してあり、底部２Ａの中央には排出穴２Ｃが形成してある。
【００１７】
３は分解槽２内で汚染水を流動させる汚染水流動装置を示す。該汚染水流動装置３は分解槽２の内周面に沿って立設され、高さ方向に複数のノズル孔４Ａ、４Ａ、・・・が隔設してある縦噴射管４と、該噴射管４の下端に連結されて分解槽２の底部２Ａ側に配設され、周方向に複数のノズル孔５Ａ（６Ａ）、５Ａ（６Ａ）、・・・が隔設してある外側環状噴射管５及び内側環状噴射管６と、後述する基台４５に設置され、該各噴射管４、５、６に圧縮空気を供給するエアコンプレッサー７と、該エアコンプレッサー７に純酸素を供給する純酸素生成器８とから構成してあり、これら機器はタイマーと水位センサによってその作動を制御するようにしてある。また、純酸素生成器８は９０〜９３％の高純度の酸素を供給するためのもので、分解槽２内の汚染水の酸素混入量を高めることにより、有機化合物の分解を促進することができる。
【００１８】
上述した汚染水流動装置３は分解槽２内で一定方向に酸素濃度の高いエアを噴出し、汚染水を毎分約６５回の速度で回転させるようになっている。また、縦噴射管４の各ノズル孔４Ａは分解槽２の略接線方向で斜め上方に向けて形成することにより、噴出エアにより汚染水を左右いずれか一方の斜め上方向に流動させて旋回させ、また外側環状噴射管５及び内側環状噴射管６の各ノズル孔５Ａ（６Ａ）から上方に向けてエアを噴出することにより、分解槽２内に固形物が沈殿しないようにしてある。
【００１９】
９は各分解槽２内にオゾンを放出するためのオゾン放出装置で、該オゾン放出装置９は基台４５に設置した複数基のオゾン発生器１０、１０、・・・と、該各オゾン発生器１０に接続され、先端側の二重の環状管部１１Ａ、１１Ｂが分解槽２内の底部２Ａ上に配設されたたオゾン供給管１１と、前記環状管部１１Ａ、１１Ｂに周方向に離間して接続したエアストーン１２、１２、・・・と（図５参照）から構成してある。ここで、エアストーン１２とはセラミックスによって成型したもので無数の微細連通多孔体からなり、オゾンを気泡状態で放出するためのものである。
【００２０】
前記各オゾン発生器１０にも前述した純酸素生成器８が接続してあり、該純酸素生成器８から純酸素を供給することにより生成するオゾン濃度を高めることができるし、オゾン発生器１０の電極板の汚れを防止することができる。上述したオゾン放出装置９によれば、オゾン発生器１０からオゾンをエアストーン１２に供給して分解槽２内に気泡状に放出することにより、オゾンを汚染水に溶解し易くしてある。
【００２１】
１３は分解槽２に配設した紫外線照射装置を示す。該紫外線照射装置１３は分解槽２の胴部２Ｂ上端に嵌合係止して着脱可能な架台１４と、該架台１４の上面に十字方向に設けた４個の吊上げ用フック１５、１５、・・と、架台１４に適宜の間隔で配列した複数個、本実施の形態では１３個のソケット１６、１６、・・・と、上端側が該各ソケット１６に取着され、分解槽２の底部２Ａに向けて吊設した例えば４１，４ワットの長尺の紫外線ランプ１７、１７、・・・と、流動する汚染水の水圧により各紫外線ランプ１７が揺動するのを防止するための振れ止め体１８とから構成してある。ここで、該振れ止め体１８は、例えば各紫外線ランプ１７に嵌合したゴムリング１８Ａと、隣接するゴムリング１８Ａ間に略網状に張設したワイヤ等の連結索１８Ｂ、１８Ｂ、・・・とから構成してあり、複数本の紫外線ランプ１７、１７、・・・の下端側を一体的に拘持することにより水圧に抗するようにしてある。
【００２２】
かくして、本実施の形態では分解槽２を縦長に構成して紫外線照射装置１３の紫外線ランプ１７には長尺のものを用いる構成したから、ダイオキシンの分解効率を高めることができる。また、紫外線照射装置１３自体を分解槽２に対して吊り上げ可能に構成し、分解槽２内から紫外線ランプ１７を挿脱可能に構成してあるから、汚染水によって汚れ易い各紫外線ランプ１７の表面の汚れを容易に清掃することができる。
【００２３】
上述の構成からなる汚染水浄化装置１、１、・・・は、大気汚染を防止する目的から気密性を備えた後述する処理棟３１内に設置してあり、各汚染水浄化装置１には後述する汚染水撹拌装置４１によって汚染濃度が均一に撹拌された汚染水が汚染水供給管２０を介して供給されるようになっている。汚染水供給管２０には分解槽２の位置に対応して枝管２０Ａ、２０Ａ、・・・が可撓継手を介して上方に屈曲可能に接続してある。各枝管２０Ａには給水弁２１が設けてあり、該給水弁２１は分解槽２内の汚染水の水位を検知する水位センサ２２からの信号により開閉弁することにより、分解槽２から汚染水がオーバーフローするのを防止している。
【００２４】
他方、２３は３基の汚染水浄化装置１、１、１を１組として各分解槽２の下部に分岐管２３Ａ、２３Ａを直列接続した排水管で、該各分岐管２３Ａには各分解槽２に対応して排水弁２４が設けてあり、該排水弁２４はタイマー或は手動操作により開閉弁動作するように設置し、処理水を貯水槽２５に排出するようになっている。
【００２５】
３１は複数の汚染水浄化装置１、１、・・・を格納するための処理棟を示し、該処理棟３１はスラブ３１Ａと、該スラブ３１Ａ上に立設した４面の壁部３１Ｂ、３１Ｂ、・・と、天井部３１Ｃとから構成してあり、高さ方向略中間には図示しないが作業用の足場が設置してある。３２、３２、３２は前記処理棟３１内のオゾンが高濃度になるのを防止するために天井部３１Ｃに設けた排気装置を示し、該各排気装置３２はオゾンを吸着除去する活性炭フィルタ３２Ａと排気ファン３２Ｂとから構成してあり、オゾン濃度を０，１ＰＰＭ以下に除去して大気中に放出する。また、処理棟３１内上部には手元スイッチ３３Ａで操作できる移動式クレーン３３が縦横に走行可能に設けてあり、紫外線照射装置１３の紫外線ランプ１７、１７、・・・を架台１４ごと吊上げて清掃、交換を効率的にできるようにしてある。
【００２６】
次に、４１は汚染水浄化装置１に供給する汚染水の汚染濃度を均一化するための汚染水撹拌装置を示す。４２は該汚染水撹拌装置４１を構成する撹拌槽で、該撹拌槽４２は円板状の底部４２Ａと、円筒状の胴部４２Ｂとによって上方が開放した構成になっており、底部４２Ａに形成した流出穴４２Ｃには異物を除去するためのフィルタ４３が設けてある。４４は前記撹拌槽４２内の汚染水を撹拌するための撹拌手段で、該撹拌手段４４は撹拌翼４４Ａと、該撹拌翼４４Ａを回転駆動する電動モータ４４Ｂとから構成してある。そして、上述の構成からなる汚染水撹拌装置４１は基台４５上に設置してあり、流出穴４２Ｃにはフィルタ４３を介して汚染水供給管２０が接続してある。
【００２７】
他方上述の汚染水撹拌装置４１には、汚染水供給装置５１から排水槽、貯水槽等Ａの汚染水が供給される。該汚染水供給装置５１はフィルタ５２Ａを備えた水中ポンプ５２と、撹拌槽４２内に吸い上げた汚染水を供給する供給管５３と、撹拌槽４２内に設けられ、撹拌槽４２の水位に応じて水中ポンプ５２の作動を制御する水位センサ５４とから構成してある。
【００２８】
更に、６１は汚染水浄化装置１、１、・・・から貯水槽２５に排出された処理水中に混入している固形分、例えば汚泥、微細粒子等を固化して回収するための固形分固化装置を示し、該固形分固化装置６１は固形分をケーキ状に固化する加圧脱水機６２と、該加圧脱水機６２に接続され、圧搾水を河川等に放出する放出管６３と、貯水槽２５内に設置され、配管６４を介して加圧脱水機６２に処理水を圧送するサンドポンプ６５と、貯水槽２５内に設置され、処理水の貯水量に応じてサンドポンプ６５を始動する水位センサ６６とから構成してある。なお、加圧脱水機６２には汚泥水を脱水処理する公知のものを用いることができるのでその詳細は省略する。
【００２９】
上述した固形分固化装置６１において、分解槽２で有機化合物を分解した後の処理水は加圧脱水機６２から圧搾水として放出管６３を介して排出されるが、この加圧脱水処理の段階で排出される圧搾水は河川に放水可能な基準値以下に浄化されている。また、最終廃棄物は加圧脱水機６２によりケーキ状に固化してあるから、その後の廃棄処理を容易に行うことができる。
【００３０】
本実施の形態は上述の構成からなるが、次にその作動について説明する。汚染水供給装置５１から浄化すべき汚染水が撹拌槽４２に所定量供給されると、撹拌手段４４が始動して例えば約５分間汚染水を撹拌して汚染濃度を均一にする。撹拌手段４４の作動が停止すると給水弁２１が開弁して撹拌された汚染水はフルタ４３で濾過された後、汚染水浄化装置１の各分解槽２に供給される。
【００３１】
分解槽２内に所定量の汚染水が供給されると、汚染水流動装置３が始動して汚染水を流動させ、この際に純酸素が供給される。またオゾン放出装置９から分解槽２内に高濃度のオゾンが気泡状に放出されて汚染水にオゾンが溶解される。更に、紫外線照射装置１３の紫外線ランプ１７、１７、・・・が点灯して汚染水に紫外線光を照射する。この処理に要する時間は浄化する汚染水量によって区々であるが、例えば約４０時間行なうことにより汚染水中のダイオキシンは安全基準値以下にまで分解することができる。
【００３２】
タイマーにより浄化処理が終了すると、排水弁２４が開弁して処理水は貯水槽２５に排出されて貯留される。貯水槽２５の水位が所定量に達すると、水位センサ６６からの信号によりサンドポンプ６５が始動して処理水を加圧脱水機６２に送り、脱水処理される。
【００３３】
なお、本実施の形態では処理棟３１内に６組の汚染水浄化装置１、１、・・・を設置したが、設置する汚染水浄化装置１の数は本実施の形態に限定されるものではない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は以上詳述した如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）分解槽内で、オゾンを放出しながら噴出エアにより分解槽の略接線方向で斜め上方に向けて汚染水を流動させることにより、汚染水中に混入している固定物の沈降による分解作用の低下を防止しつつオゾンを均一に溶解し、更に紫外線を照射することにより、汚染水中の有機化合物を効率よく分解して汚染水を浄化することができる。
（２）分解槽内で紫外線を照射する複数本の紫外線ランプは、昇降可能な架台に設けた複数個のソケットに取着した状態で分解槽に挿脱可能に設けてあるから、紫外線ランプの清掃時には分解槽から引き出すことにより、汚染水によって汚れ易い紫外線ランプの表面の汚れの清掃を容易に、また完全に行うことができる。
（３）分解槽内で紫外線を照射する複数本の紫外線ランプは、振れ止め体を設けた状態で分解槽内に設けたから、分解槽内を流動する汚染水の水圧により紫外線ランプが揺動するのを防止し、紫外線ランプを安定的に保持することができる。
（４）オゾンは汚染水中に気泡状に放出するようにしたから、汚染水へのオゾンの溶解を促進することができる。
（５）オゾンを発生するオゾン発生器には純酸素を供給して高濃度のオゾンを分解槽に放出するようにしたから、有機化合物の分解をより確実に行うことができる。
（６）オゾン発生器には純酸素を供給することにより電極板の汚れを防止できるから、オゾン発生器の耐久性を向上できる。また、純酸素は水分が除去されているから、オゾン発生器は安定した濃度のオゾンを発生することができる。
（７）分解槽には、攪拌して汚染濃度を均一化した状態の汚染水を供給するようにしたから、有機化合物の分解を効率的に行うことができる。
（８）分解槽から排出される処理水に残留する固形分は脱水固化するようにしたから、最終廃棄物の処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る汚染水浄化装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】  分解槽の拡大断面図である。
【図３】  基台と撹拌装置の説明図である。
【図４】  図２中のＩＶ−ＩＶ矢示方向断面図である。
【図５】  図２中のＶ−Ｖ矢示方向断面図である。
【図６】  図２中のＶＩ−ＶＩ矢示方向断面図である。
【図７】  図２中のＶＩＩ−ＶＩＩ矢示方向断面図である。
【図８】  図１中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢示方向断面図である。
【図９】  固形分固化装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１        汚染水浄化装置
２        分解槽
３        汚染水流動装置
７        エア
８        純酸素生成器
９        オゾン放出装置
１０      オゾン発生器
１３      紫外線照射装置
１７      紫外線ランプ
１８      振れ止め体
２１      給水弁
４１      汚染水撹拌装置
４２      撹拌槽
４４      汚染水撹拌手段
４６      給水弁
６１      固形分固化装置
６２      加圧脱水機
【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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【図８】
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【図９】
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