(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水を収容する排水収容槽と、この排水処理槽内の排水を吸引して吐出する第１ポンプと、この第１ポンプによって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部と、上記第１ポンプによって吸引された排水中にエアを注入するエア注入部を有するエジェクターと、上記第１ポンプよりも吐出圧が低圧に設定されるとともに上記第１ポンプの吐出部に連結管を介して吐出部が接続された第２ポンプと、この第２ポンプの排水導出部から導出された排水が注入されて処理される排水処理槽と、上記第２ポンプの排水導出部と排水処理槽とを連結する連結管に設けられた減圧弁とを備えたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
排水を収容する排水収容槽と、この排水処理槽内の排水を吸引して吐出する第１ポンプと、この第１ポンプによって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部と、上記第１ポンプによって吸引された排水中にオゾンを注入するオゾン注入部を有するエジェクターと、上記第１ポンプよりも吐出圧が低圧に設定されるとともに上記第１ポンプの吐出部に連結管を介して吐出部が接続された第２ポンプと、この第２ポンプの排水導出部から導出された排水が注入されて処理される排水処理槽と、上記第２ポンプの排水導出部と排水処理槽とを連結する連結管に設けられた減圧弁とを備え、上記第２ポンプと減圧弁との間に未溶解状態のオゾンを回収するオゾン回収部を設けるとともに、このオゾン回収部において回収されたオゾンを上記エジェクターの設置部に戻して再供給するように構成したことを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排水処理装置において、第１ポンプと第２ポンプとの間に紫外線照射装置を配設したことを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の排水処理装置において、第１ポンプと第２ポンプとの間にアニオン系凝集剤の注入部を設けるとともに、第２ポンプと圧力調節弁との間にカチオン系凝集剤の注入部を設けたことを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場排水、事業所排水または生活排水等を殺菌、脱色、脱臭および無害化処理する排水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平８−１５５４３６号公報に示されるように、排水処理分野における浮上分離装置に、一方が高吐出圧力で、他方が低吐出圧力である２台の回転翼を有するポンプを配設して両ポンプの吐出口を耐圧配管によって接続し、両ポンプのうちの高吐出圧力のポンプの吸引口にエアとともに水を供給する供給管を接続し、低吐出圧力のポンプの吸引口に、流量および圧力制御を行なう流量調節バルブを備えたノズルを設置し、両ポンプの稼働時の圧力差を利用して上記ノズルから微細気泡を発生させる微細気泡発生装置を使用し、この微細気泡発生装置によって生成した微細気泡を排水中の浮遊物質に付着させることにより、これを水面に浮上させて容易に除去し得るようにすることが行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記微細気泡発生装置を使用した浮上分離装置では、排水中の浮遊物質を浮上させてこれを除去することはできても、上記微細気泡を排水中に溶存した汚染物質に付着させることができないので、これを浮上分離することができず、また上記汚染物資を無害化することもできないという問題があった。
【０００４】
上記排水中に溶存した汚染物質を除去するため、排水中にオゾンを注入してその酸化作用により、排水中に溶存した種々の汚染物質を分解して無害化し、かつ容易に除去し得るようにすることも行なわれている。しかし、上記オゾンを使用して排水中の汚染物質を確実に処理するには、従来５０〜１００ｐｐｍ程度のオゾン濃度が必要であるため、大容量のオゾン発生装置を用いなければならず、装置が大型化するとともに、設備コストが高くなるという問題があった。また、上記のように大型のオゾン発生装置を用いた場合には、大量の廃オゾンが発生するので、この廃オゾンを処理するための大掛かりな処理装置がさらに必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、簡単な構成で排水を容易かつ適正に処理することができる排水処理装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、排水を収容する排水収容槽と、この排水処理槽内の排水を吸引して吐出する第１ポンプと、この第１ポンプによって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部と、上記第１ポンプによって吸引された排水中にエアを注入するエア注入部を有するエジェクターと、上記第１ポンプよりも吐出圧が低圧に設定されるとともに上記第１ポンプの吐出部に連結管を介して吐出部が接続された第２ポンプと、この第２ポンプの排水導出部から導出された排水が注入されて処理される排水処理槽と、上記第２ポンプの排水導出部と排水処理槽とを連結する連結管に設けられた減圧弁とを備えたものである。
【０００７】
上記構成によれば、上記薬剤注入部から注入された酸化漂白用の薬剤と、上記エジェクターのエア注入部から注入されたエアとが、上記第１ポンプおよび第２ポンプの吐出圧を受けて撹拌されるとともに、上記減圧弁による圧力調節作用を受けて排水中に効果的に溶解されることにより、オゾン供給装置を設けることなく、上記薬剤による排水中の汚染物質の酸化漂白が促進されることになる。また、上記第２ポンプの排水導出部から導出された排水が減圧弁によって減圧された後に、排水処理槽に注入されることにより、上記排水中に溶解した気体が急激に気化して大量の微粒気泡が発生し、これが上記薬剤によって酸化漂白された物質に付着し、その浮上分離が促進されることになる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、排水を収容する排水収容槽と、この排水処理槽内の排水を吸引して吐出する第１ポンプと、この第１ポンプによって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部と、上記第１ポンプによって吸引された排水中にオゾンを注入するオゾン注入部を有するエジェクターと、上記第１ポンプよりも吐出圧が低圧に設定されるとともに上記第１ポンプの吐出部に連結管を介して吐出部が接続された第２ポンプと、この第２ポンプの排水導出部から導出された排水が注入されて処理される排水処理槽と、上記第２ポンプの排水導出部と排水処理槽とを連結する連結管に設けられた減圧弁とを備え、上記第２ポンプと減圧弁との間に未溶解状態のオゾンを回収するオゾン回収部を設けるとともに、このオゾン回収部において回収されたオゾンを上記エジェクターの設置部に戻して再供給するように構成したものである。
【０００９】
上記構成によれば、上記薬剤注入部から注入された酸化漂白用の薬剤と、上記エジェクターのオゾン注入部から注入されたオゾンとが、上記第１ポンプおよび第２ポンプの吐出圧を受けて撹拌されるとともに、上記減圧弁による圧力調節作用を受けて排水中に効果的に溶解されることにより、上記薬剤による排水中の汚染物質の酸化漂白が促進されることになる。また、上記オゾン回収部において回収された未溶解状態のオゾンが、上記エジェクターの設置部に戻されて再供給されることにより、廃オゾンの排出量が効果的に低減されるとともに、小型のオゾン供給装置を使用した場合においても、排水を処理するのに十分な量のオゾンを供給することが可能となる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の排水処理装置において、第１ポンプと第２ポンプとの間に紫外線照射装置を配設したものである。
【００１１】
上記構成によれば、第１ポンプと第２ポンプとの間を通過する排水に、上記紫外線照射装置によって紫外線が照射されることにより、排水中に溶存した汚染物質の酸化が促進されて排水が効果的に漂白されるとともに、排水中の菌類やウイルス等が効果的に殺菌されることになる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の排水処理装置において、第１ポンプと第２ポンプとの間にアニオン系凝集剤の注入部を設けるとともに、第２ポンプと圧力調節弁との間にカチオン系凝集剤の注入部を設けたものである。
【００１３】
上記構成によれば、上記凝集剤の注入部から排水中に注入されたアニオン系凝集剤およびカチオン系凝集剤により、上記酸化漂白用の薬剤によって処理することが困難な排水中の微粒子およびイオン状物質が凝集されてフロック化され、このフロックが浮遊分離または沈降分離されることによって効果的に除去されることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る排水処理装置の実施形態を示している。この排水処理装置は、排水を収容する排水収容槽１と、この排水収容槽１中の排水を吸引して吐出する高圧の第１ポンプ２と、この第１ポンプ２によって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部３と、上記排水中にオゾンを注入するオゾン注入部４を有するエジェクター５と、上記第１ポンプ２の吐出部２２に相対向して設置された低圧の第２ポンプ６と、この第２ポンプ６の排水導出部側に設けられた減圧弁７と、この減圧弁７によって減圧された排水が注入される排水処理槽８とを備えている。
【００１５】
上記薬剤注入部３は、排水収容槽１の内部とエジェクター５の導入口とを連結する連結管９に接続され、図外の薬剤供給装置から供給された次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、さらし粉または塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２）等からなる酸化漂白用の薬剤を上記連結管９内に注入するように構成されている。
【００１６】
また、上記エジェクター５は、図２に示すように、上記連結管９を覆う外筒管５１と、この外筒管５１の先端部に設けられた縮径部５２と、その下流側に配設された拡径部５３とを有し、上記外筒管５１にオゾン注入部４が接続されている。そして、図外のオゾン供給装置から上記オゾン注入部４を介して上記外筒管５１と連結管９との間に注入されたオゾンが上記縮径部５２に供給されることにより、この縮径部５２および上記拡径部５３において連結管９を通過した排水と上記オゾンとが効果的に混合されるようになっている。
【００１７】
上記エジェクター５の拡径部５３は、連結管１０によって第１ポンプ２の吸入部２１と接続されている。また、この第１ポンプ２の吐出部２２と、上記第２ポンプ６の吐出部６１とは透明体からなる連結管１１によって連結され、上記第１ポンプ２の吐出部２２から吐出された排水は、上記連結管１１を通って第２ポンプ６の吐出部６１に供給されるとともに、この第２ポンプ６の吐出圧を受けて撹拌されるようになっている。そして、上記第１ポンプ２として高圧ポンプが使用され、その吐出圧が上記第２ポンプ６の吐出圧よりも高圧に設定されることにより、上記第１ポンプ２から吐出された排水が第２ポンプ６を通過し、その吸入部６２から導出されるように構成されている。
【００１８】
上記第２ポンプ６の排水導出部となる上記吸入部６２には、連結管１２が接続され、この連結管１２の端部は上記排水処理槽８内に導入されている。そして、上記連結管１２には、第２ポンプ６の排水導出部から導出された排水を減圧して上記排水処理槽８に導出する減圧弁７が設けられ、この減圧弁７の上流側部が高圧状態に保持されるようになっている。また、上記連結管１１の設置部には、この連結管１１内を通る排水に紫外線を照射する紫外線照射装置１３が設けられている。
【００１９】
上記構成において、排水収容槽１内に収容された排水を処理するには、上記第１，２ポンプ２，６を作動させて第１ポンプ２の吸引力により上記排水収容槽１中の排水を連結管９内に吸引しつつ、この排水中に上記薬剤注入部３から所定量の酸化漂白用薬剤を注入するとともに、上記エジェクター５のオゾン注入部４から所定量のオゾンを注入することにより、上記排水と酸化漂白用薬剤とオゾンとを混合する。
【００２０】
上記第１ポンプ２の吐出部２２から吐出された排水は、上記連結管１１を通過する際に紫外線照射装置１３から紫外線が照射されるとともに、上記第２ポンプ６の吐出圧を受けて撹拌されつつ、この第２ポンプ６の排水導出部（吸入部６２）から連結管１２を通って上記減圧弁７の設置部に供給され、この減圧弁７によって減圧された後に、上記排水処理槽８内に注入される。この排水処理槽８に注入された排水の汚染物質は、その内部に溶解した上記酸化漂白用の薬剤およびオゾンにより酸化漂白作用を受けて無害な物質に変化する。
【００２１】
そして、上記減圧弁７によって減圧された排水が排水処理槽８内に注入される際の圧力降下現象により、上記排水中に溶解された気体が急激に気化して微細気泡が多数生成され、上記無害な物質に変化した物質に付着して水面に浮上する。この排水処理槽８の水面上に浮上した浮遊物質は、排水処理槽８に設けられた従来周知の掻き寄せ手段によって掻き寄せられる等により回収される。なお、上記排水処理槽８中に沈降した沈降物質を、分離して回収する従来周知の沈降分離手段を設けた構造としてもよい。
【００２２】
上記のように排水を吸引して吐出する高圧の第１ポンプ２と、この第１ポンプ２によって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部３と、上記排水中にオゾンを注入して排水および上記薬剤と混合させるオゾン注入部４を有するエジェクター５と、上記第１ポンプ２の吐出部２２に相対向して設置された低圧の第２ポンプ６と、この第２ポンプ６の排水導出部側に設けられた減圧弁７と、この減圧弁７によって減圧された排水が注入されて処理される排水処理槽８とを設けた場合には、従来の浮上分離装置では処理することが困難であった排水中に溶存した汚染物質を、簡単な構成で効果的に処理し、上記排水を適正に殺菌、脱色、脱臭および無害化処理することができる。
【００２３】
すなわち、上記薬剤注入部３およびオゾン注入部４から注入されて上記エジェクター５によって排水中に混合された上記酸化漂白用の薬剤およびオゾンを、上記第１ポンプ２および第２ポンプ６の吐出圧によって撹拌するとともに、上記減圧弁７による圧力調節作用によってその上流側部を高圧状態に保持するように構成したため、上記酸化漂白用の薬剤およびオゾンを排水中に効果的に溶解させることができる。したがって、従来装置のように大量のオゾンを供給することなく、上記次亜塩素酸ナトリウム等からなる酸化漂白用の薬剤およびオゾンの相乗作用により排水中の汚染物質を効果的に酸化して無害な物質に変化させることができるとともに、排水を効果的に漂白することができる。
【００２４】
例えば、三菱化学株式会社製の商品名Ｄｉａｍｉｒａ  Ｒｅｄ  Ｂ（ＲＲＢ）の染料が１００ｂｐｍの濃度で混入された排水を上記排水処理装置に５００リットル／ｈの流量で供給し、上記薬剤注入部３から１００ｐｐｍの濃度なるように次亜塩素酸ナトリウムを注入するとともに、上記オゾン注入部４から１ｐｐｍの濃度となるように０．７９ｇ／ｈの流量でオゾンを注入し、かつ上記紫外線照射装置１３から２５３．７ｎｍの波長を有する紫外線を２４０Ｗの電力で照射して上記排水を処理した後、その吸光度の変化状態を測定する実験を行なったところ、図３のＡに示すようなデータが得られた。このデータから上記排水処理装置を使用することにより、上記排水中の染料を効果的に酸化漂白し、この排水の透明度を著しく改善できることが確認された。
【００２５】
これに対して上記薬剤注入部３から次亜塩素酸ナトリウム等からなる酸化漂白用の薬剤を注入することなく、上記オゾン注入部４から１ｐｐｍの濃度となるように０．７９ｇ／ｈの流量でオゾンを注入し、かつ上記紫外線照射装置１３から紫外線を照射して上記排水を処理した後、その吸光度の変化状態を測定する実験を行なったところ、図３のＢに示すようなデータが得られ、排水の透明度を殆ど改善できないことが確認された。
【００２６】
また、上記紫外線照射装置１３によって紫外線を照射することによる効果を確認するため、上記実験例と同様の濃度で、上記染料、次亜塩素酸ナトリウムおよびオゾンをビーカー内の水中に混入し、これを撹拌することによって吸光度の変化状態を測定する実験を行なったところ、図３のＣに示すようなデータが得られた。このデータから上記紫外線照射装置１３を省略した場合には、上記薬剤およびオゾンによって上記染料を酸化漂白する際に、上記紫外線による促進作用が得られないため、透明度の改善効果が低下することが確認された。
【００２７】
しかも、上記実施形態に示すように、第１ポンプ２と第２ポンプ６との間に上記紫外線照射装置１３を配設して上記連結管１１を通過する排水に紫外線を照射するように構成した場合には、紫外線の殺菌効果によって排水中の菌類およびウイルス等を効果的に殺菌できる等の効果が得られることになる。また、上記連結管１１内の紫外線が照射される部分に、酸化チタン、二酸化チタンまたは酸化亜鉛等の光触媒物質を配設した場合には、その光触媒作用により、排水中に溶存した汚染物質をさらに効果的に酸化漂白することができる。
【００２８】
そして、上記オゾン注入部４に代えてエアを注入するエア注入部をエジェクター５に設け、このエア注入部から排水中にエアを供給するように構成した排水処理装置では、上記薬剤注入部３から注入された酸化漂白用の薬剤と、上記エジェクター５のエア注入部から注入されたエアとが、上記第１ポンプ２および第２ポンプ６の吐出圧を受けて撹拌されるとともに、上記減圧弁７による圧力調節作用を受けて排水中に効果的に溶解されることにより、オゾン供給装置を設けることなく、上記薬剤による排水中の汚染物質の酸化漂白を促進できるという利点がある。
【００２９】
また、図４に示すように、上記第２ポンプ６と、減圧弁７との間に未溶解状態のオゾンを回収するオゾン回収部１４を設けるとともに、このオゾン回収部１４と、上記エジェクター５の拡径部５３に設けられた廃オゾン注入部１５とを連結する戻し管１６を設け、上記オゾン回収部１４において回収されたオゾンを上記エジェクター５の廃オゾン注入部１５に戻すように構成した排水処理装置では、上記排水処理装置から外部に導出される廃オゾンの排出量を効果的に低減することができるため、上記廃オゾンを処理するための処理装置を小型化することができる。また、図外のオゾン供給装置から上記オゾン注入部４を介して新たに注入されるオゾン量を少なくすることができるため、上記オゾン供給装置を小型化した場合においても、排水を処理するのに十分な量のオゾンを供給することができる。
【００３０】
なお、上記廃オゾン注入部１５から注入されたオゾンと、上記薬剤注入部３から注入された酸化漂白用の薬剤とを効果的に混合するためには、図５に示すように、上記廃オゾン注入部１５を構成するノズルを上記拡径部５３内に導入して、その先端開口部をエジェクター５の縮径部５２側に向けて設置することが望ましい。
【００３１】
また、図４に示すように、上記第１ポンプ２と第２ポンプ６との間にアニオン系凝集剤Ａの注入部１７を設けるとともに、第２ポンプ２と減圧弁７との間にカチオン系凝集剤Ｂの注入部１８を設け、上記両凝集剤の注入部１７，１８から排水中にアニオン系凝集剤Ａおよびカチオン系凝集剤Ｂをそれぞれ注入するように構成した場合には、上記酸化漂白用の薬剤によって処理することが困難な排水中の微粒子やイオン状物質を凝集してフロック化することができる。そして、上記排水処理槽８に浮上物質２０の回収用配管１９を設けるとともに、この回収用配管１９を介して回収された浮上物質２０を貯溜する貯溜槽２１とを設け、上記凝集剤Ａ，Ｂによって凝集されたフロック等からなる浮上物質２０を回収するように構成することにより、上記排水中の汚染物質をさらに効果的に処理することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、排水を収容する排水収容槽と、この排水処理槽内の排水を吸引して吐出する第１ポンプと、この第１ポンプによって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部と、上記第１ポンプによって吸引された排水中にエアを注入するエア注入部を有するエジェクターと、上記第１ポンプよりも吐出圧が低圧に設定されるとともに上記第１ポンプの吐出部に連結管を介して吐出部が接続された第２ポンプと、この第２ポンプの排水導出部から導出された排水が注入されて処理される排水処理槽と、上記第２ポンプの排水導出部と排水処理槽とを連結する連結管に設けられた減圧弁とを設けたため、上記薬剤注入部から注入された酸化漂白用の薬剤と、上記エジェクターのエア注入部から注入されたエアとを、上記第１ポンプおよび第２ポンプの吐出圧により撹拌するとともに、上記減圧弁による圧力調節作用を受けて排水中に効果的に溶解することができる。したがって、オゾン供給装置を設けることなく、上記酸化漂白用の薬剤による排水中の汚染物質の酸化漂白を効果的に促進できるという利点がある。
【００３３】
また、請求項２に係る発明は、排水を収容する排水収容槽と、この排水処理槽内の排水を吸引して吐出する第１ポンプと、この第１ポンプによって吸引された排水中に酸化漂白用の薬剤を注入する薬剤注入部と、上記第１ポンプによって吸引された排水中にオゾンを注入するオゾン注入部を有するエジェクターと、上記第１ポンプよりも吐出圧が低圧に設定されるとともに上記第１ポンプの吐出部に連結管を介して吐出部が接続された第２ポンプと、この第２ポンプの排水導出部から導出された排水が注入されて処理される排水処理槽と、上記第２ポンプの排水導出部と排水処理槽とを連結する連結管に設けられた減圧弁とを備え、上記第２ポンプと減圧弁との間に未溶解状態のオゾンを回収するオゾン回収部を設けるとともに、このオゾン回収部において回収されたオゾンを上記エジェクターの設置部に戻して再供給するように構成したため、上記排水処理装置から外部に導出される廃オゾンの排出量を効果的に低減して、この廃オゾンを処理するための処理装置を小型化することができるとともに、上記オゾン供給装置から注入されるオゾン量を少なくしても、排水を処理するのに十分な量のオゾンを供給することができるため、オゾン供給装置を小型化することが可能となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る排水処理装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】  エジェクターの具体的構成を示す断面図である。
【図３】  吸光度の変化状態を示すグラフである。
【図４】  本発明に係る排水処理装置の別の実施形態を示す説明図である。
【図５】  エジェクターの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  排水収容槽
２  第１ポンプ
３  薬剤注入部
４  オゾン注入部
５  エジェクター
６  第２ポンプ
７  減圧弁
８  排水処理槽
１４  オゾン回収部
１５  廃オゾン注入部
１６  戻し管
１７  アニオン系凝集剤の注入部
１８  カチオン系凝集剤の注入部
【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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