(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下対向流式の多段オゾン接触槽に被処理水を送り込む流入管の中途部に分岐管を設けて、この分岐管に被処理水とオゾンガスとを気液混合する第１の加圧渦流ポンプ及び該第１の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を被処理水の送水管を介して多段オゾン接触槽の第１槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結する一方、前記分岐管に、被処理水とオゾンガスとを気液混合する第２の加圧渦流ポンプ及び該第２の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を多段オゾン接触槽の第２槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結したことを特徴とする加圧型下方注入式多段オゾン接触槽。
【請求項２】
上下対向流式の多段オゾン接触槽に被処理水を送り込む流入管の中途部に分岐管を設けて、この分岐管に被処理水とオゾンガスとを気液混合する第１の加圧渦流ポンプ及び該第１の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を被処理水の送水管を介して多段オゾン接触槽の第１槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結する一方、前記分岐管に、被処理水とオゾンガスとを気液混合する第２の加圧渦流ポンプ及び該第２の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を多段オゾン接触槽の第２槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結した加圧型下方注入式多段オゾン接触槽において、
被処理水の流入管に処理水量コントローラを配備するとともに、オゾン発生装置にオゾン注入率コントローラと注入オゾン濃度コントローラ及び発生オゾン濃度計を配備し、上記処理水量コントローラに入力された処理水量設定値と被処理水の流量信号とから処理水量目標値を決定し、オゾン注入率コントローラは被処理水の流量信号とオゾン注入率設定値から注入オゾン濃度目標値を決定して注入オゾン濃度コントローラに出力し、注入オゾン濃度コントローラは上記注入オゾン濃度目標値と発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置の駆動状態を制御する信号を出力して前記第１及び第２の加圧渦流ポンプにオゾンガスを供給することによってオゾン注入率一定制御を行うことを特徴とする加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法。
【請求項３】
上下対向流式の多段オゾン接触槽に被処理水を送り込む流入管の中途部に分岐管を設けて、この分岐管に被処理水とオゾンガスとを気液混合する第１の加圧渦流ポンプ及び該第１の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を被処理水の送水管を介して多段オゾン接触槽の第１槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結する一方、前記分岐管に、被処理水とオゾンガスとを気液混合する第２の加圧渦流ポンプ及び該第２の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を多段オゾン接触槽の第２槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結した加圧型下方注入式多段オゾン接触槽において、
オゾン発生装置に排オゾン濃度コントローラと注入オゾン濃度コントローラ及び発生オゾン濃度計を配備するとともに、多段オゾン接触槽に排オゾン濃度計を配備して、接触槽から排出された排オゾンガスの排オゾン濃度を計測して排オゾン濃度コントローラに入力し、排オゾン濃度コントローラは排オゾン濃度設定値と排オゾン濃度信号とから注入オゾン濃度目標値を求めて注入オゾン濃度に出力し、注入オゾン濃度コントローラは注入オゾン濃度目標値と発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置の駆動状態を制御する信号を出力して前記第１及び第２の加圧渦流ポンプにオゾンガスを供給することによって排オゾン濃度一定制御を行うことを特徴とする加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法。
【請求項４】
上記排オゾン濃度コントローラに代えて溶存オゾン濃度コントローラを用いるとともに多段オゾン接触槽に溶存オゾン濃度計を配備したことにより、溶存オゾン濃度一定制御を行うことを特徴とする請求項２，３記載の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法。
【請求項５】
上記排オゾン濃度コントローラに代えてＵＶ値コントローラを用いるとともに多段オゾン接触槽に低濃度ＵＶ計を配備したことにより、紫外線吸光度一定制御を行うことを特徴とする請求項２，３記載の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法。
【請求項６】
上下対向流式の多段オゾン接触槽に被処理水を送り込む流入管の中途部に分岐管を設けて、この分岐管に被処理水とオゾンガスとを気液混合する第１の加圧渦流ポンプ及び該第１の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を被処理水の送水管を介して多段オゾン接触槽の第１槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結する一方、前記分岐管に、被処理水とオゾンガスとを気液混合する第２の加圧渦流ポンプ及び該第２の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を多段オゾン接触槽の第２槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結した加圧型下方注入式多段オゾン接触槽において、
オゾン発生装置に注入オゾン濃度コントローラと発生オゾン濃度計を配備するとともに、多段オゾン接触槽に排オゾン濃度コントローラと排オゾン濃度計を配備し、更に第２の加圧渦流ポンプと急縮弁間に圧力計と急縮弁開度コントローラを配備して、接触槽から排出された排オゾンガスの排オゾン濃度を測定するのと同時に圧力計によって第２の加圧渦流ポンプと急縮弁間の圧力を測定し、圧力値が所定の範囲内である場合には、急縮弁開度コントローラの制御出力によって急縮弁を可変としてから、排オゾン濃度が高い場合には急縮弁の開度を小さくして圧力を増大させる一方、排オゾン濃度が低い場合には急縮弁の開度を大きくして圧力を減少する制御を行うことを特徴とする加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法。
【請求項７】
上記排オゾン濃度コントローラに代えて溶存オゾン濃度コントローラを用いるとともに多段オゾン接触槽に溶存オゾン濃度計を配備し、接触槽の溶存オゾン濃度を測定するのと同時に圧力計によって第２の加圧渦流ポンプと急縮弁間の圧力を測定し、圧力値が所定の範囲内である場合には、急縮弁開度コントローラの制御出力によって急縮弁を可変としてから、溶存オゾン濃度が高い場合には急縮弁の開度を大きくして圧力を減少させる一方、溶存オゾン濃度が低い場合には急縮弁の開度を小さくして圧力を増大する制御を行うことを特徴とする請求項６記載の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法。
【請求項８】
上記排オゾン濃度コントローラに代えてＵＶ値コントローラを用いるとともに多段オゾン接触槽に低濃度ＵＶ計を配備し、接触槽のＵＶ値を測定するのと同時に圧力計によって第２の加圧渦流ポンプと急縮弁間の圧力を測定し、圧力値が所定の範囲内である場合には、急縮弁開度コントローラの制御出力によって急縮弁を可変としてから、ＵＶ計により測定されたＥ２６０吸光度が高い場合には急縮弁の開度を大きくして圧力を減少させる一方、Ｅ２６０吸光度が低い場合には急縮弁の開度を小さくして圧力を増大する制御を行うことを特徴とする請求項６，７記載の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法。
【請求項９】
多段オゾン接触槽の前段部分にフロック浮上分離槽を配備し、被処理水を流入するための送水ポンプの出力管をフロック浮上分離槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結するとともに、該出力管の中途部に凝集剤の注入口を設けて溶解性有機物分子を凝集させてフロックとして浮上分離するようにしたことを特徴とする加圧型下方注入式多段オゾン接触槽であって、
前記フロック浮上分離槽の前段部分に加圧渦流ポンプを配備するとともに該加圧渦流ポンプの出力管の中途部に管内圧力調整用の急縮弁を配備して、出力管の他端部を送水ポンプの出力管に接続したことにより、空気又はオゾンガスの微細な気泡を含む水を被処理水中に注入すると同時に凝集剤の注入口から凝集剤を注入して混相流としてフロック浮上分離槽に流入させてマイクロフロックを形成し、浮上分離するようにしたことを特徴とする加圧型下方注入式多段オゾン接触槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は上下水道の処理方法としてのオゾン処理装置に適用して有用な加圧型下方注入式多段オゾン接触槽とその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年における都市部での水環境の悪化に伴って河川とか湖沼の水質汚濁が進んでおり、従来の凝集沈澱とか砂濾過処理及び塩素処理との組み合わせだけでは、水道用原水中の色度，臭気の除去作用に限界点が生じている現状にある。特に我国の水道水として利用される水源の約７０％は、地表水と呼ばれる湖沼水，ダム水及び河川水に依存しており、これら湖沼水とかダムには富栄養化に伴う生物活動が活発化することによるカビ臭とか藻臭の発生があり、他方の河川水には各種排水に含まれている有機物とかアンモニア性窒素が流入され、河川の自然浄化作用によってこれらの流入物を完全に浄化することは期待できない状況にある。
【０００３】
このような高度経済成長に伴う水源の水質悪化に対処するため、前塩素処理が一般的に採用されているが、前塩素処理を採用した浄水過程で発生する有機塩素化合物であるトリハロメタン（ＴＨＭ）が発ガン性を有していることが知られている。このような水源のカビ臭とか藻臭の消去、及びトリハロメタン等発ガン物質対策として、浄水の操作工程中にオゾン処理、又はオゾン処理と活性炭処理との複合処理を導入する高度浄水システムが検討されている。
【０００４】
オゾンガスはそれ自身の持つ強力な酸化力で水中に溶解している溶存性の有害物質を酸化除去する作用があり、近時は上水のみならず下水処理にも採用されている。しかしオゾン処理は塩素処理に比して約２倍のコスト増となるため、オゾンガスの処理効果をより一層高めることが要求され、そのため無数の微細なオゾンガスの気泡を作ることによって水とオゾンガスとの接触効率を上げて、効率良くオゾンガスを水中に溶解吸収させることが必須の要件となっている。
【０００５】
従来からオゾンガスの接触効率及び吸収効率を上げるための手段として、散気管型オゾン接触槽とか下方注入式オゾン接触槽（Ｕチューブ型オゾン接触槽）が知られている。上記散気管型オゾン接触槽の一例として、例えば「オゾン利用水処理技術」（宗宮  功，公害対策技術同好会，１９８９年５月）には、図９に示したように上下対向流式のオゾン接触槽の例が開示されている。
【０００６】
即ち、この例ではオゾン接触槽１の内部に底面から立ち上がる隔壁２，２と、上面から垂下された隔壁３，３が配設されていて、この隔壁２，３によって気相部が分離されているとともに液相部が相互に連通された越流式の複数の反応室が構成されている。そして各室の内方底面近傍に数十μｍの微細孔を持つセラミック等の散気管４．４が配置されていて、図外のオゾン発生装置から得られるオゾンガスが該散気管４．４に送り込まれ、流入口５から流入する被処理水とオゾンガスとが矢印Ａ，Ａに示すように対向流として接触することによって該オゾンガスの接触効率が高められ、オゾン処理水１０として流出する。
【０００７】
他方の下方注入式オゾン反応槽（Ｕチューブ型オゾン反応槽）は別名インジェクター型オゾン接触槽とも呼称され、図１０に示したように縦長のオゾン接触槽１の内方に内管６が配置されていて、オゾン発生装置７で得られるオゾンガスがガス放出管８を介して内管６の上部から送り込まれる。そしてオゾンガス接触槽１の側方の流入口５から流入する被処理水とオゾンガスとが内管６内で下降流として継続的に接触して所望のオゾン処理が行われ、そのまま内管６の外壁面に沿って上昇してオゾン接触槽１の上方部からオゾン処理水１０として流出する。未反応のオゾンガスは排オゾン処理装置９に送り込まれて清浄化処理される。
【０００８】
上記オゾン接触槽１の縦方向の長さは２０〜３０メートルと可成長くなっていて、これによって内管６内の水圧が２.０〜２.５（ｋｇｆ／ｃｍ2）のレベルに保持される。
【０００９】
このＵチューブ型オゾン接触槽は、内管６で発生する乱流によってオゾンガスと被処理水との気液接触効果が高められ、オゾンガスが内管６内を流下するにつれて増大する水圧によって該オゾンガスの水中への溶解が促進されるので、散気管方式に較べてオゾン溶解効率で５〜１０％向上しており、オゾンガスと被処理水との接触時間を約５倍以上取ることができるとともに反応槽内での滞留時間は１／５以下に短縮することができるという特徴を有している。又、オゾン接触槽が縦長であるため、オゾン処理施設の設置スペースが散気管方式の１／５ですむという利点を有している。
【００１０】
かかるオゾン反応槽を用いることにより、塩素よりもはるかに酸化力の強力なオゾンガスによって被処理水の異臭味とか色度除去、有害物質の酸化除去が行われる（上記Ｕチューブ型オゾン処理装置に関しては、第２回日本オゾン協会年次研究講演会講演集の第７６頁〜第７７頁，鳥山ら「Ｕチューブ型オゾン接触槽の有機物除去特性」を参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した高度浄水システム等に採用されるオゾン接触槽は、被処理水に対するオゾンガスの吸収効率を上げるための制御方法が確立されていないため、経時的な吸収効率低下現象が発生する惧れがある外、オゾン接触槽の滞留時間を長くする必要があり、装置の大型化等に起因するコストアップを招来してしまうという課題がある。
【００１２】
例えば図９に示した散気管型オゾン接触槽は、処理が進むにつれて散気管４の表面にオゾンガスによって酸化された鉄とかマンガンが付着して、散気管４の目詰まりに起因する経時的なオゾン吸収効率低下現象を引き起こす惧れがあり、これに対処して散気管自体の交換が必要になるという問題がある。更にオゾンガスによる反応時間を充分に取るためには、接触槽を大型化しなければならないので、設備費等に要するコストアップを招来するとともに、装置を設置するための大きな敷地面積を要することになり、都市部における浄水場のように用地確保が困難な地区での採用が難しい。
【００１３】
他方の図１０に示したＵチューブ型オゾン接触槽は、散気管型オゾン接触槽に比較してオゾン溶解効率で５〜１０％程度向上しており、且つオゾンガスと被処理水との接触時間も５倍以上長く取ることができるとともに接触槽内での滞留時間は１／５以下に短縮することができるという利点があるが、前記したようにオゾン接触槽の水深が２０〜３０メートルと可成長くなっているので、散気管方式よりも施設の建設工事が複雑になるという問題があり、更に接触槽内に貯留される堆積物の除去とか槽内の清掃が簡便に行えない上、接触槽の底部近傍で何等かの障害が発生しても直ちに処置することができないという難点を有している。
【００１４】
ここで別の観点からオゾンの反応過程を考察してみると、このオゾン反応過程はオゾンの拡散が律速する初期段階と、オゾン反応が律速する後期段階とに大別することができる。従って気液反応接触槽もこれらの特性を踏まえた装置であることが理想的であり、例えばオゾン反応の初期時には拡散効率を高めるための大きな接触面積と強力な撹拌機構を備え、オゾン反応の後期時には十分な反応を得るための滞留時間が確保される装置であることが望ましい。
【００１５】
前記２種類のオゾン接触槽の反応過程を考慮すると、オゾン反応の初期時にはＵチューブ型オゾン接触槽が適しており、オゾン反応の後期時には散気管型オゾン接触槽が適しているものといえる。
【００１６】
本出願人は先に特願平８−４２２５７号号により、被処理水とオゾンガスとを気液混合する加圧渦流ポンプと被処理水の流入水量調整用の可変速器を具備し、気液混合された被処理水が下降流として落下する下方注入管をオゾン接触槽の底壁に対向する部位に形成された先端開口部から放流するとともに、該先端開口部近傍に管内圧力調整用の急縮部を形成した加圧型下方注入式オゾン接触槽を提案したが、今回は更に実規模対応の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽を提案し、格別装置の大型化を伴わずに被処理水に対するオゾンガスの吸収効率を高め、経時的な吸収効率低下現象が生じない加圧型下方注入式オゾン接触槽とその制御方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、先ず請求項１により、上下対向流式の多段オゾン接触槽に被処理水を送り込む流入管の中途部に分岐管を設けて、この分岐管に被処理水とオゾンガスとを気液混合する第１の加圧渦流ポンプ及び該第１の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を被処理水の送水管を介して多段オゾン接触槽の第１槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結する一方、前記分岐管に、被処理水とオゾンガスとを気液混合する第２の加圧渦流ポンプ及び該第２の加圧渦流ポンプの出力管内の圧力を調整するための急縮弁を配備して、該出力管を多段オゾン接触槽の第２槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結した加圧型下方注入式多段オゾン接触槽を提供する。
【００１８】
上記加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の制御方法として、請求項２において被処理水の流入管に処理水量コントローラを配備するとともに、オゾン発生装置にオゾン注入率コントローラと注入オゾン濃度コントローラ及び発生オゾン濃度計を配備し、上記処理水量コントローラに入力された処理水量設定値と被処理水の流量信号とから処理水量目標値を決定し、オゾン注入率コントローラは被処理水の流量信号とオゾン注入率設定値から注入オゾン濃度目標値を決定して注入オゾン濃度コントローラに出力し、注入オゾン濃度コントローラは上記注入オゾン濃度目標値と発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置の駆動状態を制御する信号を出力して前記第１及び第２の加圧渦流ポンプにオゾンガスを供給することによってオゾン注入率一定制御を行う方法を用いている。
【００１９】
更に請求項３により、オゾン発生装置に排オゾン濃度コントローラと注入オゾン濃度コントローラ及び発生オゾン濃度計を配備するとともに、多段オゾン接触槽に排オゾン濃度計を配備して、接触槽から排出された排オゾンガスの排オゾン濃度を計測して排オゾン濃度コントローラに入力し、排オゾン濃度コントローラは排オゾン濃度設定値と排オゾン濃度信号とから注入オゾン濃度目標値を求めて注入オゾン濃度に出力し、注入オゾン濃度コントローラは注入オゾン濃度目標値と発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置の駆動状態を制御する信号を出力して前記第１及び第２の加圧渦流ポンプにオゾンガスを供給することによって排オゾン濃度一定制御を行う方法を用いる。
【００２０】
上記排オゾン濃度コントローラに代えて溶存オゾン濃度コントローラを用いるとともに多段オゾン接触槽に溶存オゾン濃度計を配備したことにより、溶存オゾン濃度一定制御を行う方法と、上記排オゾン濃度コントローラに代えてＵＶ値コントローラを用いるとともに多段オゾン接触槽に低濃度ＵＶ計を配備して紫外線吸光度一定制御を行う制御方法を実現している。
【００２１】
更にオゾン発生装置に注入オゾン濃度コントローラと発生オゾン濃度計を配備するとともに、多段オゾン接触槽に排オゾン濃度コントローラと排オゾン濃度計を配備し、第２の加圧渦流ポンプと急縮弁間に圧力計と急縮弁開度コントローラを配備して、接触槽から排出された排オゾンガスの排オゾン濃度を測定するのと同時に圧力計によって第２の加圧渦流ポンプと急縮弁間の圧力を測定し、圧力値が所定の範囲内である場合には、急縮弁開度コントローラの制御出力によって急縮弁を可変としてから、排オゾン濃度が高い場合には急縮弁の開度を小さくして圧力を増大させる一方、排オゾン濃度が低い場合には急縮弁の開度を大きくして圧力を減少する制御を行う方法を提案する。又、上記排オゾン濃度コントローラに代えて溶存オゾン濃度コントローラもしくはＵＶ値コントローラを用いる方法を提案する。
【００２２】
請求項９により、多段オゾン接触槽の前段部分にフロック浮上分離槽を配備し、被処理水を流入するための送水ポンプの出力管をフロック浮上分離槽内に縦方向に挿入配置された下方注入管に連結するとともに、該出力管の中途部に凝集剤の注入口を設けて溶解性有機物分子を凝集させてフロックとして浮上分離するようにした加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の構成を提供する。
【００２３】
このフロック浮上分離槽の前段部分に加圧渦流ポンプを配備するとともに該加圧渦流ポンプの出力管の中途部に管内圧力調整用の急縮弁を配備して、出力管の他端部を送水ポンプの出力管に接続したことにより、空気又はオゾンガスの微細な気泡を含む水を被処理水中に注入すると同時に凝集剤の注入口から凝集剤を注入して混相流としてフロック浮上分離槽に流入させてマイクロフロックを生成し、浮上分離する多段オゾン接触槽の構成にしてある。
【００２４】
かかる請求項１記載の加圧型下方注入式オゾン接触槽と請求項２記載の制御方法によれば、オゾン処理すべき被処理水は送水ポンプから分岐管を介してから第１の加圧渦流ポンプに送り込まれ、オゾン注入管を介して注入されたオゾンガスと被処理水とが第１の加圧渦流ポンプによって混合・微細気泡化されて高濃度溶存オゾン水となり、急縮弁によって圧力が調整された出力管内を圧送されながら出力管内を流れる被処理水と合流し、微細気泡のオゾンガスと被処理水とが下方注入管内を気液が接触しながら下降して乱流状態となり、オゾンガスと被処理水との接触効率が高められる。第１槽内に流入した被処理水は上向流となって第２槽に越流する。
【００２５】
この動作と並行して分岐管内の被処理水は第２の加圧渦流ポンプにも送り込まれ、注入されたオゾンガスと被処理水とが前記と同様に高濃度溶存オゾン水となり、急縮弁によって圧力が調整された出力管内を圧送されながら多段オゾン接触槽の第２槽内に配置された下方注入管内を気液が接触しながら下降して接触する。第２槽内に流入した被処理水は上向流となって滞留槽に越流する。
【００２６】
そして注入オゾン濃度コントローラは注入オゾン濃度目標値と発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置に対する制御信号を発して該オゾン発生装置の駆動状態が制御され、このオゾン発生装置から発生するオゾンガスが第１及び第２の加圧渦流ポンプに送り込まれ、オゾン注入率一定制御が行われる。以下排オゾン濃度一定制御、溶存オゾン濃度一定制御、紫外線吸光度一定制御が同様に実施される。
【００２７】
又、多段オゾン接触槽の前段部分にフロック浮上分離槽と第３の加圧渦流ポンプ及び急縮弁を配備したことにより、加圧渦流ポンプの作用により生成した微細な気泡を含む水が被処理水中に注入され、且つ注入口からの凝集剤の注入によって微細気泡の空気と凝集剤とが混合して混相流としてフロック浮上分離槽に流入し、成長期のマイクロフロックが生成してフロック浮上分離槽内に流入し、浮上分離される。空気に代えてオゾンガスを用いることによってフロック生成作用は格段に向上する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明にかかる加圧型下方注入式多段オゾン接触槽とその制御方法の各種実施例を説明する。図１は本発明で用いた実規模対応の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の基本的構成を示す第１実施例の概略図であり、図中の１１は多段オゾン接触槽であって、この多段オゾン接触槽１１は第１槽１１ａ，第２槽１１ｂ，滞留槽１１ｃの複数段で構成されている。１３は排オゾンガスの排出管である。従って多段オゾン接触槽１１の基本構成は上下対向流式となっている。
【００２９】
１５は多段オゾン接触槽１１に送り込まれる被処理水２０の流入管であり、この流入管１５は送水ポンプ１６に接続されている一方、該流入管１５の中途部に連結された分岐管１５ａが第１の加圧渦流ポンプ１７に接続されている。この第１の加圧渦流ポンプ１７の前段には、被処理水２０中に図外のオゾン発生装置からオゾンガスを送り込むためのオゾン注入管１８が連結されている。加圧渦流ポンプ１７は、オゾンガスと被処理水２０とを「混合・微細気泡化・圧送」するという三つの機能を有している。
【００３０】
上記第１の加圧渦流ポンプ１７の出力管１７ａの中途部には、該出力管１７ａ内の管内圧力を調整するための急縮弁１９が配備されている。該急縮弁１９は出力管１７ａの管径を部分的に小径に絞った形状のオリフィスにより構成されている。
【００３１】
この出力管１７ａの他端部は送水ポンプ１６の出力管１６ａに接続されており、該出力管１６ａは多段オゾン接触槽１１の第１槽１１ａ内に縦方向に挿入配置された下方注入管２１に連結されている。この下方注入管２１の先端開口部は第１槽１１ａの底壁に対向する近傍位置にまで導入されている。
【００３２】
一方、前記被処理水２０の流入管１５の分岐管１５ａは、第２の加圧渦流ポンプ２２にも接続されており、該第２の加圧渦流ポンプ２２の前段には同様に被処理水２０中にオゾンガスを送り込むためのオゾン注入管２３が連結されている。この第２の加圧渦流ポンプ２２の出力管２２ａの中途部には管内圧力を調整するための急縮弁２４が配備されており、出力管２２ａの他端部は多段オゾン接触槽１１の第２槽１１ｂ内に縦方向に挿入配置された下方注入管２５に連結されている。この下方注入管２５の先端開口部は第２槽１１ｂの底壁に対向する近傍位置にまで導入されている。
【００３３】
かかる第１実施例にかかる実規模対応の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽１１の運転時の操作と動作原理を以下に説明する。先ず基本的な操作としてオゾン処理すべき被処理水２０は送水ポンプ１６に送り込まれるのと同時に、分岐管１５ａから第１の加圧渦流ポンプ１７に送り込まれ、オゾン注入管１８を介して注入されたオゾンガスと被処理水２０とが第１の加圧渦流ポンプ１７のインペラー部によって混合・微細気泡化されて高濃度溶存オゾン水となり、急縮弁１９によって圧力が調整された出力管１７ａ内を圧送されながら送水ポンプ１６の出力管１６ａ内を流れる被処理水２０と合流し、微細気泡のオゾンガスと被処理水２０とが下方注入管２１内を気液が接触しながら下降して第１槽１１ａの底壁に当たって乱流状態となる。これによってオゾンガスと被処理水２０との接触効率が高められる。
【００３４】
上記送水ポンプ１６の出力管１６ａの流速を２（ｍ／ｓｅｃ）以下にしてすることにより、管内滞留（ホールドアップと略称される）効果を生じてオゾンガスの溶解作用が高められる。又、第１槽１１ａ内に流入した被処理水２０は上向流となって第２槽１１ｂに越流する。
【００３５】
上記の動作と並行して分岐管１５ａ内の被処理水２０は第２の加圧渦流ポンプ２２に送り込まれ、オゾン注入管２３を介して注入されたオゾンガスと被処理水２０とが前記と同様に第２の加圧渦流ポンプ２２のインペラー部によって混合・微細気泡化されて高濃度溶存オゾン水となり、急縮弁２４によって圧力が調整された出力管２２ａ内を圧送されながら多段オゾン接触槽１１の第２槽１１ｂ内に配置された下方注入管２５内を気液が接触しながら下降し、底壁に当たって乱流状態となる。第２槽１１ｂ内に流入した被処理水２０は上向流となって滞留槽１１ｃに越流する。
【００３６】
このようにしてオゾンガスが混合された被処理水２０は、多段オゾン接触槽１１を構成する第１槽１１ａ，第２槽１１ｂ，滞留槽１１ｃの下方から上方に向けて流れ、所定の滞留時間を経てからオゾン処理水１０として流出して図外のオゾン処理水槽に一時的に貯留されて次段の工程に備える。未反応のオゾンガスは排出管１３から図外の排オゾン処理装置に送り込まれ、周知の熱分解，触媒を用いた分解，土壌分解，薬液洗浄処理又は活性炭処理によって無害なガスに分解されて大気中に放出される。即ち、オゾンガスはフッ素につぐ強力な酸化力を有していて人体にも有害な物質であるため、排オゾン処理装置での分解処理が不可欠である。
【００３７】
このようなオゾンガスと被処理水２０との接触により、脱臭，脱色，鉄マンガン，多環状化合物とか有機物の酸化除去及び殺菌，殺藻及び異臭味の除去が行われる。
【００３８】
上記の動作時において、第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２の駆動による被処理水流量／オゾンガス流量の比（Ｌ／Ｇ比と略称）を５以上とし、管内圧力は１.５（ｋｇｆ／ｃｍ2）以上にすることが必要である。即ち、図２は管内圧力Ｐを変化させた場合の溶存オゾン濃度（ｍｇ／ｌ）と滞留時間（ｍｉｎ）の関係を示すグラフであり、図３はＬ／Ｇ比を変化させた場合の溶存オゾン濃度と滞留時間の関係を示すグラフである。尚、図中に記したηはオゾン吸収効率（％）である。
【００３９】
図２からオゾン注入率が一定の場合には管内圧力Ｐを高くすると、溶存オゾン濃度も高くなり、図３からＬ／Ｇ比を小さくすると溶存オゾン濃度は高くなる。従って高圧力下では高濃度の溶存オゾン水が得られることが分かる。エネルギーコスト面から管内圧力は最大４.０（ｋｇｆ／ｃｍ2）とするのが妥当である。
【００４０】
又、被処理水２０の送水量と第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２の通水量の比（Ｌｍ／Ｌｋと略称）は多段オゾン接触槽１１内の最大溶存オゾン濃度目標値に依存するが、最大溶存オゾン濃度を０.５（ｍｇ／ｌ）程度にすると、Ｌｍ／Ｌｋは１５〜３０の範囲に設定することが妥当である。そのために加圧渦流ポンプ１７，２２の注入率は、オゾン吸収効率ηを９５％にすると８〜１６（ｍｇ／ｌ）程度になる。
【００４１】
次に図４に基づいて本実施例における制御例１を説明する。装置自体の基本的構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、図中に同一の符号を付して表示してある。
【００４２】
この制御例１では、前記第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２の圧力を一定とし、オゾン注入率を変化させる制御を行う。図中の２７は処理水量コントローラ、２８はオゾン注入率コントローラ、２９は注入オゾン濃度コントローラ、３０は排オゾン濃度計、３１はオゾン発生装置、３２は発生オゾン濃度計、３３は排オゾン分解装置、３４，３５は圧力計、３６，３７，３８，３９，４０，４１は流量計、４２はブロワ、４３は溶存オゾン濃度計である。
【００４３】
かかる制御例１によれば、前記したように被処理水２０は第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２に分岐されるので、両加圧渦流ポンプ１７，２２の通水量と送水ポンプ１６の通水量の合量が全体的な処理量と一致する。又、第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２の回転数は可変せずに一定とし、該両加圧渦流ポンプ１７，２２へのオゾンガス流量も一定量として可変しない。従って両加圧渦流ポンプ１７，２２のＬ／Ｇ比も一定となり、注入オゾンガス濃度だけを可変制御する。
【００４４】
具体的に説明すると、処理水量コントローラ２７には処理水量設定値４４と流量計３８で測定された被処理水２０の流量信号が入力され、この処理水量コントローラ２７から出力された処理水量目標値４５が送水ポンプ１６に入力される。更に流量計３８で測定された被処理水２０の流量信号はオゾン注入率コントローラ２８に入力され、このオゾン注入率コントローラ２８はオゾン注入率設定値４６と被処理水の流量信号とから注入オゾン濃度目標値４７を求めて注入オゾン濃度コントローラ２９に出力する。
【００４５】
注入オゾン濃度コントローラ２９は上記注入オゾン濃度目標値４７と発生オゾン濃度計３２から得られる発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置３１に対する制御信号４８を発して該オゾン発生装置３１の駆動状態が制御される。通常制御信号４８は電力値としてオゾン発生装置３１に入力され、このオゾン発生装置３１から発生するオゾンガスがオゾン注入管１８，２３を経由して第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２に送り込まれる。オゾン発生装置３１から発生するオゾンガスの量は流量計４０により計測されて発生オゾン濃度計にフィードバックされる。又、滞留槽１１ｃに配備した溶存オゾン濃度計４３によってオゾン処理後の溶存オゾン濃度を測定し、監視している。従って本制御例１はオゾン注入率一定制御が基本となっている。
【００４６】
尚、排オゾンガスの排出管１３から排出された排オゾンガスが流量計３９を介して排オゾン濃度計３０に導かれて排オゾン濃度が計測され、ブロワ４２の駆動に伴って排オゾン分解装置３３に送り込まれて分解処理される。
【００４７】
この制御例１は被処理水の通水量、オゾン注入率及びオゾン濃度コントローラによって制御され、流量計３８からの信号に基づいて送水量の変動や設定変更を検出し、設定値との比較演算処理を行うことによってオゾン注入率を可変制御することが特徴となっている。オゾン注入率をＤとすると、
Ｄ＝ａＸ±ｂ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
となる。ここでａは設定係数、ｂは補正係数である。
【００４８】
次に図５により本実施例における制御例２を説明する。この制御例２では制御例１におけるオゾン注入率コントローラ２８に代えて排オゾン濃度コントローラ５０を用いており、且つ処理水量コントローラ２７は設置していない構成となっている。その他の構成は制御例１と同一である。
【００４９】
かかる制御例２は排オゾン濃度一定が基本であり、排オゾンガスの排出管１３から排出された排オゾンガスが流量計３９を介して排オゾン濃度計３０に導かれて排オゾン濃度が計測され、この排オゾン濃度信号５１が排オゾン濃度コントローラ５０に入力される。排オゾン濃度コントローラ５０は排オゾン濃度設定値５２と排オゾン濃度信号５１とから注入オゾン濃度目標値４７を求めて注入オゾン濃度コントローラ２９に出力する。注入オゾン濃度コントローラ２９は注入オゾン濃度目標値４７と発生オゾン濃度計３２から得られる発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置３１に対する制御信号４８を発して該オゾン発生装置３１の駆動状態が制御される。その他の制御態様は制御例１と一致している。
【００５０】
次に本実施例における制御例３を説明する。この制御例３は図示は省略したが、制御例２における排オゾン濃度コントローラ５０に代えて、溶存オゾン濃度コントローラを用いたことが特徴となっている。その他の構成は制御例２と同一である。
【００５１】
かかる制御例３では、溶存オゾン濃度一定が基本であり、滞留槽１１ｃに配備した溶存オゾン濃度計４３によってオゾン処理後の溶存オゾン濃度が測定され、この溶存オゾン濃度が溶存オゾン濃度コントローラにフィードバックされる。溶存オゾン濃度コントローラは予め設定された溶存オゾン濃度設定値と測定された溶存オゾン濃度信号とから注入オゾン濃度目標値を求めて注入オゾン濃度コントローラに出力し、制御例２と同様に発生オゾン濃度計３２から得られる発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置３１に対する制御信号４８を発してオゾン発生装置３１の駆動状態が制御される。
【００５２】
次に本実施例における制御例４を説明する。この制御例４でも図示は省略したが、前記制御例３における溶存オゾン濃度コントローラに代えて、ＵＶ値コントローラを採用し、滞留槽１１ｃに配備した溶存オゾン濃度計４３に代えて、低濃度ＵＶ計を配備したことが特徴となっている。その他の構成は制御例３と同一である。
【００５３】
かかる制御例４では、ＵＶ値（紫外線吸光度）一定が基本であり、滞留槽１１ｃに配備したＵＶ計によってオゾン処理後のＵＶ値が測定され、このＵＶ値がＵＶ値コントローラにフィードバックされる。ＵＶ値コントローラは予め設定されたＵＶ設定値と測定されたＵＶ値信号とから注入オゾン濃度目標値を求めて注入オゾン濃度コントローラに出力し、制御例２と同様に発生オゾン濃度計３２から得られる発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置３１に対する制御信号４８を発してオゾン発生装置３１の駆動状態が制御される。
【００５４】
次に図６により本実施例における制御例５を説明する。図中の５０は排オゾン濃度コントローラ、５３は第２の加圧渦流ポンプ２２と急縮弁２４間に配備された圧力計、５４は急縮弁開度コントローラであり、この圧力計５３と急縮弁開度コントローラ５４を新たに配備したことが制御例５の構成上の特徴となっている。
【００５５】
かかる制御例５によれば、排オゾンガスの排出管１３から排出された排オゾンガスが流量計３９を介して排オゾン濃度計３０に導かれて排オゾン濃度が測定されるのと同時に圧力計５３によって第２の加圧渦流ポンプ２２と急縮弁２４間の圧力が測定され、各測定値が判定手段１００に入力される。そして圧力値Ｐが所定の範囲内、例えば２（ｋｇｆ／ｃｍ2）＜Ｐ＜４（ｋｇｆ／ｃｍ2）の範囲内である場合（ＹＥＳ）には、急縮弁開度コントローラ５４の制御出力によって急縮弁２４を可変とし、排オゾン濃度計３０により測定された排オゾン濃度が高い場合には急縮弁２４の開度を小さくして圧力Ｐを増大させる一方、排オゾン濃度が低い場合には急縮弁２４の開度を大きくして圧力Ｐを減少する。
【００５６】
圧力計５３の測定値が前記所定の範囲外（Ｎｏ）である場合には、排オゾン濃度コントローラ５０は排オゾン濃度設定値５２と判定手段１００からの信号から注入オゾン濃度目標値４７を求めて注入オゾン濃度コントローラ２９に出力し、注入オゾン濃度コントローラ２９は注入オゾン濃度目標値４７と発生オゾン濃度計３２から得られる発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置３１に対する制御信号４８を発して該オゾン発生装置３１の駆動状態が制御される。
【００５７】
この制御例５は排オゾン濃度の測定と同時に前記第２の加圧渦流ポンプ２２と急縮弁２４間の加圧状態を圧力計５３で測定し、急縮弁２４の可変制御を行うことが特徴となっている。
【００５８】
次に本実施例における制御例６を説明する。この制御例６の場合には、図示は省略したが、制御例５の排オゾン濃度コントローラ５０に代えて溶存オゾン濃度コントローラを配備したことが特徴となっている。その他の構成は制御例５と略一致している。
【００５９】
かかる制御例６によれば、圧力の変化に伴って溶存オゾン濃度も変化することを考慮して、滞留槽１１ｃに設置した溶存オゾン濃度計４３の測定値が測定されるのと同時に圧力計５３によって第２の加圧渦流ポンプ２２と急縮弁２４間の圧力が測定され、各測定値が判定手段１００に入力され、そして制御例５と同様に圧力値Ｐが所定の範囲内、例えば２（ｋｇｆ／ｃｍ2）＜Ｐ＜４（ｋｇｆ／ｃｍ2）の範囲内である場合（ＹＥＳ）には、急縮弁開度コントローラ５４の制御出力によって急縮弁２４を可変とし、溶存オゾン濃度計４３により測定された溶存オゾン濃度が高い場合には急縮弁２４の開度を大きくして圧力Ｐを減少させる一方、溶存オゾン濃度が低い場合には急縮弁２４の開度を小さくして圧力Ｐを増大する。又、圧力計５３の測定値が前記所定の範囲外（Ｎｏ）である場合には、溶存オゾン濃度コントローラは溶存オゾン濃度設定値と判定手段１００からの信号から注入オゾン濃度目標値４７を求めて注入オゾン濃度コントローラ２９に出力し、注入オゾン濃度目標値４７と発生オゾン濃度計３２から得られる発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置３１に対する制御信号４８を発して該オゾン発生装置３１の駆動状態が制御される。
【００６０】
図７は前記圧力を変化させた場合の滞留時間と有機物の指標であるＥ２６０（波長２６０ｎｍにおける紫外線吸光度）残存率（Ｃｏ／Ｃｉ）との相関を示すグラフであり、圧力を変えることによって有機物の除去率も比例して変化している。この特性を利用して以下の制御例７を実現した。
【００６１】
この制御例７の場合には、図示は省略したが、制御例６の溶存オゾン濃度コントローラに代えてＵＶ値コントローラを配備し、滞留槽１１ｃにも溶存オゾン濃度計４３に代えて低濃度ＵＶ計を配備したことが特徴となっている。その他の構成は制御例５，６と一致している。
【００６２】
かかる制御例７によれば、滞留槽１１ｃに設置したＵＶ計によるＥ２６０吸光度の測定が行われるのと同時に圧力計５３によって第２の加圧渦流ポンプ２２と急縮弁２４間の圧力が測定され、各測定値が判定手段１００に入力される。この圧力値Ｐが所定の範囲内、例えば２（ｋｇｆ／ｃｍ2）＜Ｐ＜４（ｋｇｆ／ｃｍ2）の範囲内である場合（ＹＥＳ）には、急縮弁開度コントローラ５４の制御出力によって急縮弁２４を可変とし、ＵＶ計により測定されたＥ２６０吸光度が高い場合には急縮弁２４の開度を大きくして圧力Ｐを減少させる一方、Ｅ２６０吸光度が低い場合には急縮弁２４の開度を小さくして圧力Ｐを増大する。又、圧力計５３の測定値が前記所定の範囲外（Ｎｏ）である場合には、ＵＶ値コントローラはＵＶ設定値と判定手段１００からの信号から注入オゾン濃度目標値を求めて前記制御例６と同様に注入オゾン濃度コントローラ２９に出力し、注入オゾン濃度目標値４７と発生オゾン濃度計３２から得られる発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置３１に対する制御信号４８を発して該オゾン発生装置３１の駆動状態が制御される。
【００６３】
図８は本発明で用いた実規模対応の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の第２実施例の概略図であり、前記図１に示した第１実施例の構成と同一構成部分には同一の符号を付して表示してある。
【００６４】
この第２実施例では、第１実施例で開示した多段オゾン接触槽１１の前段部分に凝集分離を目的としたフロック浮上分離槽６０が配備されている。６１は該フロック浮上分離槽６０に被処理水２０を流入するための送水ポンプであり、この送水ポンプ６１の出力管６１ａがフロック浮上分離槽６０内に縦方向に挿入配置された下方注入管６５に連結されている。該出力管６１ａの中途部には凝集剤の注入口６４が設けられている。
【００６５】
６２は第３の加圧渦流ポンプ、６３は第３の加圧渦流ポンプ６２の出力管６２ａの中途部に配備された管内圧力調整用の急縮弁であり、出力管６２ａの他端部は送水ポンプ６１の出力管６１ａに接続されている。
【００６６】
第３の加圧渦流ポンプ６２の前段には、水中に空気又はオゾンガスを送り込むための注入管６６が連結されている。尚、第３の加圧渦流ポンプ６２にはオゾン多段接触槽１１の滞留槽１１ｃから導出された配管６７が接続されていて、１度オゾン処理された処理水がオゾンガスと水の混合用として再使用されている。又、滞留槽１１ｃから導出された配管６８は前記第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２にも接続されている。
【００６７】
前記フロック浮上分離槽６０の水面部近傍には、回転式の掻寄機７０と掻取機７１とが設けてあり、フロック浮上分離槽６０の上面を覆う蓋部材７２に排オゾンガス又は空気の排出口７３が開口されている。
【００６８】
尚、多段オゾン接触槽１１の構成と第１及び第２の加圧渦流ポンプ１７，２２、急縮弁１９，２４の配設に関しては第１実施例と基本的に同一であるため、説明の重複を避ける。
【００６９】
かかる第２実施例の加圧型下方注入式多段オゾン接触槽１１の運転時の動作を以下に説明する。先ず注入管６６に注入するガスに空気を用いた場合、第３の加圧渦流ポンプ６２と急縮弁６３の作用により生成した微細な気泡を含む水が送水ポンプ６１の出力管６１ａ内を流れる被処理水２０中に注入され、同時に出力管６１ａの中途部に開口した注入口６４から凝集剤を注入することにより、出力管６１ａ内で微細気泡の空気と凝集剤とが混合して混相流としてフロック浮上分離槽６０に流入する。
【００７０】
そして微細気泡の空気と凝集剤とにより被処理水２０内に成長期のマイクロフロックが生成して縦方向に挿入配置された下方注入管６５からフロック浮上分離槽６０内に流入する。この時、数十ミクロンのフロックに空気の微細気泡が付着し、マイクロフロックの見かけの密度を小さくするように作用する。
【００７１】
微細な気泡が付着したマイクロフロックはフロック浮上分離槽６０内を浮上し、水面部近傍に設けた回転式の掻寄機７０で掻き寄せられ、掻取機７１で掻き取られて系外に排出される。
【００７２】
このようにフロック浮上分離槽６０でフロックが除去された被処理水はオゾン多段接触槽１１の第１槽１１ａに送り込まれ、以下第１実施例で説明したように第１，第２の加圧渦流ポンプ１７，２２と急縮弁１９，２４の作用に伴って所期のオゾン処理が行われる。
【００７３】
次に本発明の第３実施例を説明する。この第３実施例では、図８に示した第２実施例の注入管６６に注入するガスとしてオゾンガスを用いたことが特徴となっている。
【００７４】
前記凝集剤によるフロック凝集性を向上させる要因として、以下の項目が考えられる。即ち、
（１）有機高分子物質の低分子化
（２）溶解性有機物分子の凝集沈殿
（３）有機分子の極性の増加
であり、（３）は更に有機物の多電解質への変換、浮遊性物質への吸着性の改善、化学凝集による粘度コロイドとマイクロフロックとの間の化学的架橋機能の増加が挙げられる。
【００７５】
そしてオゾンガス及び溶存オゾンは、溶解性有機物分子と酸化反応して低分子化し、消毒副生成物質を低減させる作用がある。
【００７６】
従って第３実施例では注入管６６に注入するガスとしてオゾンガスを用いたことにより、注入口６４から注入された凝集剤によるフロック凝集性が向上して、以後のオゾン接触効果を高めることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる加圧型下方注入式多段オゾン接触槽とその制御方法によれば、オゾン処理すべき被処理水が分岐管を介してから第１の加圧渦流ポンプに送り込まれ、注入されたオゾンガスと混合・微細気泡化されて高濃度溶存オゾン水となり、急縮弁によって圧力が調整された出力管内を圧送されて被処理水と合流し、微細気泡のオゾンガスと被処理水とが下方注入管内を気液が接触しながら下降することによって接触効率を高められるので、従来の散気管方式のオゾン接触槽の滞留時間よりも短い滞留時間で同等の処理特性をが得ることができる。
【００７８】
更に上記動作と並行して分岐管内の被処理水は第２の加圧渦流ポンプにも送り込まれ、注入されたオゾンガスと被処理水とが前記と同様に高濃度溶存オゾン水となり、急縮弁によって圧力が調整された出力管内を圧送されながら多段オゾン接触槽の第２槽内に送り込まれてオゾン処理効率が高められる。
【００７９】
注入オゾン濃度コントローラは注入オゾン濃度目標値と発生オゾン濃度に基づいてオゾン発生装置の駆動状態が制御され、発生するオゾンガスが第１及び第２の加圧渦流ポンプに送り込まれることによるオゾン注入率一定制御、更には排オゾン濃度一定制御、溶存オゾン濃度一定制御、紫外線吸光度一定制御を実施することが可能であり、オゾン反応の初期時には下方注入方式に基づいて拡散効率を充分に高めて反応性の高い物質の除去が行われ、これによりオゾンガスの拡散が律速する初期段階の反応過程が促進されるとともにオゾン反応の後期時には短い滞留時間でも反応性の低い物質の除去が行われて、オゾン反応が律速する後期段階の反応が促進されるという効果が得られる。
【００８０】
又、多段オゾン接触槽の前段部分にフロック浮上分離槽と第３の加圧渦流ポンプ及び急縮弁を配備したことにより、加圧渦流ポンプの作用と凝集剤の注入作用によって微細気泡の空気と凝集剤とが混合してフロック浮上分離槽に流入し、成長期のマイクロフロックをフロック浮上分離槽で浮上分離することが可能となり、特に空気に代えてオゾンガスを用いることによってフロック生成作用を格段に高めることができる。
【００８１】
又、従来の深いＵチューブ型オゾン接触槽の場合には、通水量が変動すると処理特性がばらついてしまうのに対して、本実施例の制御例によれば安定した処理特性が得られ、特に水量変動に対応した最適なオゾン注入率制御が可能となる。更に排オゾン濃度一定制御、溶存オゾン濃度一定制御、紫外線吸光度一定制御を行うことにより、散気管方式に比べて目標とする水質へのの到達時間は短縮されるという効果が得られる。
【００８２】
本実施例にかかる多段オゾン接触槽は従来のＵチューブ反応槽のように２０〜３０メートルの長さに形成しなくてもよいので、装置の大型化を伴わずに被処理水に対するオゾンガスの吸収効率を高めることができる。更にオゾンガスによって酸化された鉄とかマンガンの付着による目詰まり等に伴う経時的な吸収効率低下現象を防止することができる。
【００８３】
更にＵチューブ型オゾン反応槽のように施設の建設工事が複雑になるという問題もなく、建設コストの低廉化がはかれるとともに、反応槽内に貯留される堆積物の除去とか槽内の清掃を簡便に行うことが可能となり、しかも反応槽の底部近傍で障害が発生しても直ちに処置することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の第１実施例を全体的に示す概要図。
【図２】管内圧力を変化させた場合の溶存オゾン濃度と滞留時間の関係を示すグラフ。
【図３】Ｌ／Ｇ比を変化させた場合の溶存オゾン濃度と滞留時間の関係を示すグラフ。
【図４】本実施例における制御例１を説明するための概要図。
【図５】本実施例における制御例２を説明するための概要図。
【図６】本実施例における制御例５を説明するための概要図。
【図７】圧力を変化させた場合の滞留時間とＥ２６０残存率との相関を示すグラフ。
【図８】本発明にかかる加圧型下方注入式多段オゾン接触槽の第２実施例を全体的に示す概要図。
【図９】通常の散気管型オゾン反応槽の一例を示す要部断面図。
【図１０】通常のＵチューブ型オゾン接触槽の構造を示す概略図。
【符号の説明】
１１…多段オゾン接触槽
１１ａ…第１槽
１１ｂ…第２槽
１３…（排オゾンガスの）排出管
１５…（被処理水の）流入管
１６，６１…送水ポンプ
１７…第１の加圧渦流ポンプ
１８，２３…オゾン注入管
１９，２４，６３…急縮弁
２０…被処理水
２１，２５，６５…下方注入管
２２…第２の加圧渦流ポンプ
２７…処理水量コントローラ
２８…オゾン注入率コントローラ
２９…注入オゾン濃度コントローラ
３０…排オゾン濃度計
３１…オゾン発生装置
３２…発生オゾン濃度計
３３…排オゾン分解装置
３４，３５．５３…圧力計
４３…溶存オゾン濃度計
５０…排オゾン濃度コントローラ
５４…急縮弁開度コントローラ
６０…フロック浮上分離槽
６２…第３の加圧渦流ポンプ
７０…掻寄機
７１…掻取機
【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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【図１０】
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