JP5200224B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体産業などで洗浄液として使用されるトリクロロエチレンなど分解処理が困難である有機溶媒を含む産業排水を処理するための水処理装置に関する。

トリクロロエチレン等の難分解性有機物を含む汚水浄化装置としては、浄化槽内に合成樹脂膜を多数垂下させ、この樹脂膜に汚濁物質を除去するバクテリアを付着させ、汚水と接触させて浄化する汚水浄化装置が知られている。ところが、この汚水浄化装置にあっては、処理効率が低いので大量の汚染水を処理するために広大な沈殿池や大型の設備を必要とするので多大な設備投資を要した。

特許文献１（特許第３３７５３４８号公報）に開示された液体浄化装置は、圧力容器と、この圧力容器に酸素を供給する酸素供給源を備え、圧力容器内に供給した汚染水に酸素供給源から酸素を供給して、汚染水に酸素を接触させて汚染水を浄化して外部に排水するようにしたものである。

特許文献２〜特許文献４（特開２００７−１７５６２７号公報〜特開２００７−１７５６２９号公報）には、特許文献１に開示された液体浄化装置の処理能力を向上させた浄化装置が提案されている。これらの液体浄化装置は、上部に液体供給口と気体供給口が設けられ、下部に液体排出口が設けられた圧力容器を備え、液体供給口から被処理水が供給され、圧力容器内に気体供給口からオゾン等の気体を供給して気体を被処理水に接触させて浄化すると共に、この浄化した液体を液体排出口から圧力容器の外部に排出する液体浄化装置である。
特許第３３７５３４８号公報 特開２００７−１７５６２７号公報 特開２００７−１７５６２８号公報 特開２００７−１７５６２９号公報

しかしながら、特許文献１の汚水浄化装置は、酸素を被処理液に溶解させて活性化して汚染物質を分解するものであるが、トリクロロエチレンなどの有機溶媒を分解する能力が十分でなかった。特許文献２〜４の汚水浄化装置は、酸素やオゾンを気体供給口から圧力容器内に供給し、圧力容器内の気体圧力を１ｋｇ／ｃｍ²〜３ｋｇ／ｃｍ²にして被処理液に溶解させるものであり、圧力容器内圧力と比例的に関係する汚水浄化装置の処理能力は、オゾンや酸素の気体発生器の能力に依存することになる。特にオゾンについては現存のオゾン発生装置の最高供給圧力が３ｋｇ／ｃｍ²に制限されていることから、汚水の処理能力に限界があり、トリクロロエチレンなどの有機溶媒の分解処理に対しては十分な能力を有しているとはいえなかった。
また、供給口から供給される被処理水は、容器本体下部に貯留された処理済みの被処理水と混合されるため、液体排水口から排水される処理水の水質が劣化したり、安定しないという問題があった

本発明は、圧力容器を使用した汚水処理装置において、気体と汚水の接触面積を大きくし、汚水（被処理水）へのオゾン等の気体の溶解量を増大させて汚水処理装置の処理能力を向上させるものである。

上部に被処理水の供給口が、下部に排出口が設けてある圧力容器と、圧力容器の供給口にオゾン発生装置がエジェクターを介して連結してあり、圧力容器内部には噴霧装置が供給口に連結されて設けてある水処理装置である。
エジェクターでオゾンと被処理水を混合し、圧力容器内に気体オゾンを混合した被処理水を噴霧供給することで、圧力容器内の圧力を高圧にし、更に噴霧によってオゾンと被処理水の接触面積を大きくしてオゾンを被処理水に溶解させて有機汚染物を分解するものである。
噴霧された被処理水は噴霧装置の下側に傾斜させてジグザグ状に配列した導流板を流下して圧力容器底部の排出口から順次排出される。

本発明によれば、被処理水供給口から圧力容器内に高圧で供給され、噴霧装置で霧状に圧力容器内に噴霧された被処理水に、エジェクターで混合されたオゾンが大きな接触面積で接触して被処理水に効率よく溶解され、導流板により圧力容器内を順次流下することで難分解性の汚染物質が短時間に効率よく分解され、被処理水が未処理水と混合せず浄化される。
液体供給口から供給された被処理水は、圧力容器本体下部に貯留された処理済みの被処理水と混合されることなく順次排出口から排水されるので、安定した水質の処理水が得られる。

以下、本発明を実施例の図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の水処理装置は、トリクロロエチレン等の有機溶媒を含む被処理水が貯留される貯留槽５、この貯留槽５から被処理水を水処理装置に送るポンプ６、被処理水を圧力容器に導く管路７、オゾン発生装置８、ポンプ６で送られた被処理水とオゾン発生装置８からのオゾンを混合するエジェクター９、及び圧力容器１からなる処理装置本体で構成される。

処理装置本体は、ステンレス製の圧力容器１の上部に供給口２が設けてあり、下部に液体排出口３が設けてある。供給口２には貯留槽５から被処理水を圧力容器１に導く管路７がエジェクター９に流量計を介して連結されている。圧力容器１の内部には、供給口２に複数のノズル４１が方向を変えて設けてある噴霧装置４が取り付けてあり、エジェクター９でオゾンと混合された被処理水が噴霧器４から圧力容器１の下側に向かって噴霧される。

液滴状態となった被処理水は、圧力容器１の内部において容器内に充満しているオゾンと接触しながら降下し、ジグザグ状に配列してある導流板１４上を流下して周縁部に設けてある切欠１４１から下方の導流板に流下し、一定時間圧力容器１の内部を流下しながら圧力容器内に滞留する。この間にオゾンを十分含んだ被処理水内では汚染物質がオゾンによって分解されて浄化される。浄化された被処理水は液体排出口３から圧力容器１の外部に排出される。

試験例１
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）のトリクロロエチレン及び、シス−1，2−ジクロロエチレンを含有する被処理水を本発明の水処理装置を使用して処理試験を実施した。
圧力容器１は、内容積２４０Ｌ、被処理水１４０Ｌ・水温１２℃を使用した。オゾン発生装置は３０ｇ／ｈ・濃度１００ｐｐｍ（Vｏｌ）のものを使用した。濃度測定対象物質はトリクロロエチレン・シス−1，2−ジクロロエチレンの２成分を測定した。

ポンプ６により３５Ｌ／分で被処理水を０．６ＭＰaの圧力でエジェクター９によりオゾン発生装置８からのオゾンガスと混合し、オゾンガスが０．２ＭＰａの圧力に保持された圧力容器１内に噴霧した。圧力容器１内が０．４ＭＰaになるまで内圧を上昇させ、排出口３より処理水を排出することで０．４ＭＰaを保持した。噴霧された被処理水は、導流板１４を流下し、圧力容器１内に約３.５分間滞留して下部の排出口３より排出した。本発明の水処理装置による処理後のＶＯＣ２成分について残留濃度を測定した。
本発明との比較のため、特許文献２〜４に示す技術についても同様の測定を実施した（圧力容器０．２ＭＰａ、エジェクター及び噴霧装置なし）。処理前後のＶＯＣの濃度変化を表１に示す。
表１にあるように、本発明ではトリクロロエチレンは９５％除去され、シス−1，2−ジクロロエチレンは１００％の除去率であり、本発明の水処理装置が既存の水処理技術に比べて効率的にＶＯＣを分解することが示された。
従来技術ではオゾン供給圧が０.３ＭＰａであるため、圧力容器内圧は０.３ＭＰａが限界であるが、本発明の水処理装置はこれに比べて２倍以上の圧力をかけることが可能であることから、ヘンリーの法則により、オゾンガスを２倍以上溶解させることができ、結果として効率が劇的に向上する。

本発明の水処理装置の概略構成図。 水処理装置の詳細図。 導流板の平面図。

符号の説明

１ 圧力容器
１４ 導流板
２ 供給口
３ 排出口
４ 噴霧装置
４１ ノズル
５ 貯留槽
６ ポンプ
７ 管路
８ オゾン発生装置
９ エジェクター

Claims (2)

1. 上部に被処理水の供給口、下部に排出口が設けてある圧力容器と、前記圧力容器の供給口には被処理水を供給する管路が接続してあり、この管路にはオゾン発生装置が連結してあるエジェクターが設けてあり、前記圧力容器内部には供給口に連結した噴霧装置が設けてある水処理装置。
2. 請求項１において噴霧装置の下側に、導流板がジグザグに設けてあり、導流板の下端部周縁に開口が設けてある水処理装置。

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