JP 5173882 B2 2013年4月3日1020
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
密閉容器内に反応性ガスを予め充満させ、この反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物また
は毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同
時に、この霧状化原水を密閉容器内に充満された反応性ガスと反応させる有機汚濁物また
は毒性物質を含む原水の処理設備であって、
前記密閉容器内の上部に、前記原水を高圧で噴射するノズルと、このノズルから噴射さ
れた原水を衝突させる前記衝撃板とを配置して、
前記密閉容器内の下部に、衝撃板に衝突した後の処理水を所定の水位で溜める水溜め部
を形成するとともに、
この水溜め部に溜まった処理水の水位より上方の密閉容器内に反応性ガスを予め充満さ
せて、反応性ガス雰囲気を形成する反応性ガス供給装置を設け、
前記密閉容器内の水溜め部における溜まった処理水の水位の上限と下限を設定し、この
処理水の水位が上限と下限の範囲を維持するように、反応性ガスのガス圧を制御する制御
装置を設け、
前記密閉容器の底部の排水口に、密閉容器内の底部に溜まった衝突した後の処理水を密
閉容器外に排水する排水管を接続し、この排水管は、前記底部から水位の上限よりも高い
高さで立ち上げられていることを特徴とする有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理
設備。
【請求項2】
(2) JP 5173882 B2 2013年4月3日1020304050 前記反応性ガスは、オゾンガス、塩素ガス、二酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガ
ス、酸素ガスのいずれか1つであることを特徴とする請求項1に記載の有機汚濁物または
毒性物質を含む原水の処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理方法および設備の一例として、密閉
容器内で、有機汚濁物である藻類を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで
、原水中の藻類を衝撃で破壊して殺藻する殺藻方法および装置がある(特許文献1参照)
。この技術では、藻類の増殖を抑制して、貯水池等の水質保全を行うことができる。
【0003】
そして、処理水は、そのまま貯水池等に戻して、貯水池等の食物連鎖の促進を図るか、
浮島等に散布することで食物連鎖の促進をより図るようにしている(特許文献2参照)。
【0004】
特許文献1,2の技術では、藻類の増殖を抑制することができるが、藻類の持つ毒性や
臭気を除去できない。そこで、殺藻装置とは別にオゾンガス(反応性ガス)注入装置を設
置し、処理水にオゾンガスを注入して、藻類の持つ毒性や臭気を除去しなければならない。【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第2835574号公報
【特許文献2】特許第3535819号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、処理水の貯水槽等のオゾンガス注入装置を別に設置すると、設備が大型
化し、設備コストも高くなるという問題がある。また、オゾンガス注入量のコントロール
が難しく、余剰(廃)オゾンガス処理装置も別に必要となるので、設備がさらに大型化し
、設備コストもより高くなるという問題がある。
【0007】
本発明は、前記のような問題を解消するためになされたもので、反応性ガス注入装置や
余剰反応性ガス処理装置等を別に設置する必要がなく、かつ藻類だけではなく、有害な微
生物や化学物質のような有機汚濁物または毒性物質を含む原水の毒性や臭気等を効果的に
除去できるようにした有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備を提供することを
目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するために、本発明は、密閉容器内に反応性ガスを予め充満させ、この
反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴射し、衝撃板に
衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器内に充満された
反応性ガスと反応させる有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備であって、前記
密閉容器内の上部に、前記原水を高圧で噴射するノズルと、このノズルから噴射された原
水を衝突させる前記衝撃板とを配置して、前記密閉容器内の下部に、衝撃板に衝突した後
の処理水を所定の水位で溜める水溜め部を形成するとともに、この水溜め部に溜まった処
理水の水位より上方の密閉容器内に反応性ガスを予め充満させて、反応性ガス雰囲気を形
成する反応性ガス供給装置を設け、前記密閉容器内の水溜め部における溜まった処理水の
(3) JP 5173882 B2 2013年4月3日1020304050水位の上限と下限を設定し、この処理水の水位が上限と下限の範囲を維持するように、反
応性ガスのガス圧を制御する制御装置を設け、前記密閉容器の底部の排水口に、密閉容器
内の底部に溜まった衝突した後の処理水を密閉容器外に排水する排水管を接続し、この排
水管は、前記底部から水位の上限よりも高い高さで立ち上げられていることを特徴とする
有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備を提供するものである。
【0012】
請求項2のように、請求項1において、前記反応性ガスは、オゾンガス、塩素ガス、二
酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガス、酸素ガスのいずれか1つであることが好まし
い。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、密閉容器内の反応性ガス雰囲気中で、有機汚濁物または毒性物質を含
む原水をノズルから高圧で噴射し、衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に
、この霧状化原水を、反応性ガス供給装置から供給されて密閉容器内に充満された反応性
ガスと反応させるようにしたものである。
【0020】
したがって、例えば有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガス
である場合には、藻類を含む原水を高圧で衝撃板に衝突させることで、原水中の藻類が衝
撃で破壊されて殺藻されるようになる。また、藻類が持つ毒性も分解されるようになる。
【0021】
同時に、オゾンガス雰囲気中で原水を衝撃板に衝突させるから、衝突で原水が霧状化し
、この霧状化(微細粒子化)原水は密閉容器内に充満し、同じく充満されたオゾンガスと
接触しやすくなるので(気液混合)、霧状化原水とオゾンガスとの反応が促進されるよう
になる。このように、反応が促進されることで、藻類が持つ毒性や臭気が酸化分解によっ
て、効果的に除去されるようになる。
【0022】
さらに、密閉容器内の下部の水溜め部に溜まった処理水の水位より上方の密閉容器内に
オゾンガス雰囲気を形成するだけであるから、オゾンガスが外部に排出されることがない。【0023】
この結果、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場
合には、オゾン注入装置や余剰(廃)オゾン処理装置を別に設置する必要がなく、既存の
衝撃殺藻装置等にオゾンガスの供給装置を付加する等の僅かの改造を加えるだけで、藻類
の持つ毒性や臭気等を効果的に除去できるようになる。また、反応性ガスが炭酸ガスであ
る場合には、アルカリ性の霧状化原水の中和が効果的に促進され、反応性ガスがアンモニ
アガスである場合には、酸性の霧状化原水の中和が効果的に促進されるようになる。その
他、反応性ガスが酸素ガスである場合には、無酸素の霧状化原水(生物が生存できない無
酸素水)の酸素溶解が効果的に促進されるようになる。
【0024】
一方、有機汚濁物または毒性物質として、例えば有害なウィルス、細菌等の微生物を含
む病院等からの排水(原水)、腐敗させる微生物を含むアルコールやジュースの製造工場
等からの排水(原水)、有害な農薬を含む農業排水(原水)、有害なダイオキシン、PC
B(化学物質)等を含む化学工場等からの排水(原水)、工場跡地や埋め立て地の地下汚
染水(原水)であっても、反応性ガスとしてオゾンガスや塩素ガス、あるいは二酸化塩素
ガスを用いれば、毒性や臭気等が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【0025】
さらに、密閉容器内の水溜め部における処理水の水位が上限と下限の範囲を維持するよ
うに、制御装置で反応性ガスのガス圧を制御するようにしたから、密閉容器内に常に適正
量の反応性ガスを供給できるようになる。また、排水管が排水口からほぼ水平向きに曲げ
られているだけであると、密閉容器に衝突した後の処理水が水溜め部に溜まらないので、
(4) JP 5173882 B2 2013年4月3日1020304050オゾンガス等も排水口から密閉容器外に排出されるおそれがある。そこで、水溜め部にお
ける溜まった処理水の水位の上限と下限を設定して、排水管は水位の上限よりも高く上方
に立ち上げることで、オゾンガスが排水口から密閉容器外に排出されないようになる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施形態の有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備のシステム
図である。
【図2】図1の設備の要部の概念図である。
【図3】ノズルの変形例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図
1は、本発明に係る有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備1のシステム図、図
2は、図1の設備の要部の概念図である。
【0028】
先ず、図2を用いて有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備1の要部の概略構
成と作用を説明する。密閉容器2内に、有機汚濁物または毒性物質を含む原水を高圧で噴
射するノズル3と、このノズル3から噴射された原水を衝突させる衝撃板4とを配置して
いる。ここで、有機汚濁物または毒性物質とは、一例として「藻類」とし、有機汚濁物を
含む原水とは、「藻類を含む原水」とする。
【0029】
ノズル3からは、例えば0.7MPaに加圧した原水を、20〜30m/秒の速度で噴
射する(矢印a参照)。このノズル3から噴射された原水を衝撃板4に衝突させることで
、原水中の藻類が衝撃で破壊されて殺藻されるようになる。
【0030】
そして、密閉容器2内の底部に溜まった衝突した後の処理水は、排水口5から密閉容器
2外に排水されるようになる(矢印b参照)。
【0031】
図1に示したように、前記密閉容器2は、縦長円筒状であり、頂部2aと底部2bとで
密閉されている。参考までに、仕切り壁で閉め切きった広大な干拓池の水質保全のために
処理設備1で殺藻する場合、処理設備1は、藻類が風等で吹き寄せられる区域に設置され
、密閉容器2は、例えば直径Dが2m程度、高さH1が4m程度のものを用いることにな
る。
【0032】
前記ノズル3は、外部から密閉容器2の底部2bの中心を上方に貫通して、密閉容器2
内に臨まされ、上端の上向きノズル口3aは、頂部2aに対向させている。
【0033】
密閉容器2の外部におけるノズル3の下端には、原水供給管7が接続され、この原水供
給管7には、原水を加圧するための高圧ポンプ8と、原水の水量を調整する原水調整バル
ブ9とが設けられている。
【0034】
前記衝撃板4は、密閉容器2内の頂部2aの付近で、ノズル3のノズル口3aに所定の
間隔を隔てて対向するように、頂部2aから複数の支持部材10で吊り支持された状態で
下向きに設置されている。そして、ノズル3のノズル口3aから噴射された原水は、衝撃
板4の下面に衝突されるようになる(矢印a参照)。なお、図3に示すように、衝撃板4
の外径が大きい場合には、ノズル3から複数個のノズル口3aを分岐させて、噴射された
原水が衝撃板4に均等に衝突するようにすることもできる。
【0035】
密閉容器2の底部2bの排水口5には、外部の排水管12が接続され、この排水管12
には、排水量を調整する仕切りバルブ13が設けられている。そして、密閉容器2内の底
(5) JP 5173882 B2 2013年4月3日1020304050部2bに溜まった衝突した後の処理水は、排水口5から排水管12を介して密閉容器2外
に排水されるようになる(矢印b参照)。
【0036】
排水管12は、仕切りバルブ13の下流側で、底部2bから上方に高さH2で立ち上げ
られた後に、ほぼ水平向きに曲げられている。この高さH2については、後で説明する。
【0037】
密閉容器2の外部には、密閉容器2内の水位を外部から目視観察可能な水位計14が設
けられている。
【0038】
密閉容器2の頂部2aには、オゾンガス供給管16が外部から頂部2aの中心を下方に
貫通されて密閉容器2内に臨まされ、下端の下向き供給口16aは、衝撃板4の上面に対
向させている。
【0039】
オゾンガス供給管16の他端は、オゾンガス発生器(反応性ガス供給装置)17に接続
され、このオゾンガス供給管16には、オゾンガス量を調整するオゾンガス調整バルブ1
8と、密閉容器2内のオゾンガスのガス圧を検出する圧力計19と、安全バルブ20とが
設けられている。
【0040】
密閉容器2内の下部に、衝撃板4に衝突した後の処理水を所定の水位L1〜L2で溜め
る水溜め部22が形成されている。そして、この水溜め部22に溜まった処理水の水位L
1〜L2より上方の密閉容器2内に、オゾンガス(反応性ガス)を予め充満させて、オゾ
ンガス雰囲気を形成するようになる。
【0041】
密閉容器2内の水溜め部22における溜まった処理水の水位の上限L2と下限L1を設
定し、この処理水の水位が上限L2と下限L1の範囲を維持するように、オゾンガスのガ
ス圧を圧力計19で検出しながら、オゾンガス調整バルブ18でオゾンガス量を調整する
制御装置23が設けられている。
【0042】
前述した排水管12は、仕切りバルブ13の下流側で上方に高さH2で立ち上げられて
いる。
【0043】
その理由は、排水管12が排水口5からほぼ水平向きに曲げられているだけであると(
矢印c参照)、密閉容器2に衝突した後の処理水が水溜め部22に溜まらないので、オゾ
ンガスも排水口5から密閉容器2外に排出されるおそれがある。そこで、水溜め部22に
おける溜まった処理水の水位の上限L2と下限L1を設定して、オゾンガスが排水口5か
ら密閉容器2外に排出されないようにするために、排水管12を高さH2で立ち上げたの
である。また、排水管12の高さH2は、水位の上限L2よりも低いと、水位の上限L2
が維持できないので、水位の上限L2よりも高く設定している。
【0044】
前記のように、有機汚濁物または毒性物質である藻類を含む原水の処理設備1であれば
、密閉容器2内のオゾンガス雰囲気中で、藻類を含む原水を高圧でノズル3から噴射し、
衝撃板に衝突させることで原水を霧状化すると同時に、この霧状化原水を密閉容器2内に
充満されたオゾンガスと反応させることができる。
【0045】
したがって、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである
場合には、藻類を含む原水を高圧で衝撃板4に衝突させることで、原水中の藻類が衝撃で
破壊されて殺藻されるようになる。また、藻類が持つ毒性の分解されるようになる。
【0046】
同時に、オゾンガス雰囲気中で原水を衝撃板4に衝突させるから、衝突で原水が霧状化
し、図2を参照すれば、この霧状化(微細粒子)水dは密閉容器2内に充満し、同じく充
(6) JP 5173882 B2 2013年4月3日1020304050満されたオゾンガスO3と接触しやすくなるので(気液混合)、霧状化水とオゾンガスと
の反応が促進されるようになる。このように、反応が促進されることで、藻類が持つ毒性
や臭気が酸化分解によって、効果的に除去されるようになる。
【0047】
この結果、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガスである場
合には、オゾン注入装置を別に設置する必要がなく、藻類の持つ臭気や毒性等を効果的に
除去できるようになる。
【0048】
また、密閉容器2内の下部の水溜め部22に溜まった処理水の水位L1〜L2より上方
の密閉容器2内にオゾンガス雰囲気を形成するだけであるから、オゾンガスが外部に排出
されることがない。
【0049】
さらに、密閉容器2内の水溜め部22における処理水の水位が上限L2と下限L1の範
囲を維持するように、制御装置23でオゾンガスのガス圧を制御するようにしたから、密
閉容器2内に常に適正量のオゾンガスを供給できるようになる。
【0050】
この結果、反応性ガスがオゾンガスである場合にはオゾン注入装置や余剰(廃)オゾン
ガス処理装置を別に設置する必要がなく、既存の殺藻装置等にオゾンガス発生器17を付
加する等の僅かの改造を加えるだけで、藻類の持つ臭気や毒性等を効果的に除去できるよ
うになる。
【0051】
前記実施形態では、有機汚濁物または毒性物質が藻類であり、反応性ガスがオゾンガス
である場合を説明したものである。
【0052】
しかしながら、有機汚濁物または毒性物質として、例えば有害なウィルス、細菌等の微
生物を含む病院等からの排水(原水)、腐敗させる微生物を含むアルコールやジュースの
製造工場等からの排水(原水)であっても、反応性ガスとしてオゾンガスや塩素ガス、あ
るいは二酸化塩素ガスを用いれば、微生物が殺滅され、毒性や臭気が酸化分解によって、
効果的に除去されるようになる。
【0053】
また、有機汚濁物または毒性物質として、例えば有害な農薬を含む農業排水(原水)、
有害なダイオキシン、PCB(化学物質)等を含む化学工場等からの排水(原水)、工場
跡地や埋め立て地の地下汚染水(原水)であっても、反応性ガスとしてオゾンガスや塩素
ガス、あるいは二酸化塩素ガスを用いれば、毒性や臭気が酸化分解によって、効果的に除
去されるようになる。
【0054】
さらに、反応性ガスが炭酸ガスである場合には、アルカリ性の霧状化原水の中和が効果
的に促進され、反応性ガスがアンモニアガスである場合には、酸性の霧状化原水の中和が
効果的に促進されるようになる。
【0055】
その他、反応性ガスが酸素ガスである場合には、無酸素の霧状化原水(生物が生存でき
ない無酸素水)の酸素溶解が効果的に促進されて、有酸素水が作れるようになる。
【0056】
このように、有機汚濁物または毒性物質の種類に応じて、反応性ガスを、オゾンガス、
塩素ガス、二酸化塩素ガス、炭酸ガス、アンモニアガス、酸素ガス等のように、必要に応
じて使い分けることができる。
【符号の説明】
【0057】
1 有機汚濁物または毒性物質を含む原水の処理設備
2 密閉容器
(7) JP 5173882 B2 2013年4月3日
3 ノズル
4 衝撃板
17 オゾン発生器(反応性ガス供給装置)
18 オゾン調整バルブ
19 圧力計
22 水溜め部
23 制御装置
L1,L2 水位
【図1】 【図2】
(8) JP 5173882 B2 2013年4月3日
【図3】
(9) JP 5173882 B2 2013年4月3日102030フロントページの続き
(51)Int.Cl. FI
C02F 1/50 520P
C02F 1/50 531R
C02F 1/50 540A
C02F 1/50 550B
C02F 1/50 550C
C02F 1/50 550D
C02F 1/50 550L
C02F 1/76 A
C02F 1/76 Z
C02F 1/34
C02F 1/66 510R
C02F 1/66 510L
C02F 1/66 521E
C02F 1/50 510A
C02F 1/50 531M
C02F 1/50 531B
C02F 1/50 531N
C02F 1/66 530A
C02F 1/50 510D
(72)発明者 伊藤 忠男
大阪府河内長野市日東町5−18
(72)発明者 山岸 真孝
大阪府大阪市平野区平野宮町1−6−3−1008
審査官 馳平 裕美
(56)参考文献 特開平08−057478(JP,A)
特開2005−246245(JP,A)
特開平7−108147(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.,DB名)
C02F 1/70−1/78
C02F 1/34
C02F 1/66