含有机物的废水的处理方法及装置与流程

本发明涉及：利用臭氧有效率地分解去除含有机物的废水中的有机物的含有机物的废水的处理方法及装置。本发明特别涉及：适合于待处理水中含碳酸根离子或重碳酸根离子(以下有时称为无机碳酸。)时的含有机物的废水的处理方法及装置。

背景技术

以往，作为含有机物的水中的有机物的去除方法，已知有利用臭氧氧化分解有机物来去除的方法。也知在这种利用臭氧进行有机物分解的时候，通过联合使用添加过氧化氢(h2o2)、填充催化剂、紫外线(uv)照射或基于添加碱作的ph调整，以便提升臭氧的氧化作用从而促进分解。

在废水中的有机物的臭氧氧化过程中产生羟基自由基(·oh)，该自由基对有机物分解起作用。若待处理水中存在碳酸根离子或重碳酸根离子，它们会消耗羟基自由基，妨碍有机物的分解。

专利文献1中记载了：在臭氧处理之前，将待处理水调整到ph6以下，使水中的碳酸根离子、重碳酸根离子变成二氧化碳，再通过脱气，从待处理水有效地去除二氧化碳形态的碳酸成分及其它溶解气体。

专利文献1中记载了联合使用臭氧处理及过氧化氢(h2o2)处理。在添加臭氧之前先在待处理水中添加过氧化氢，以提升臭氧的氧化力。

专利文献1中记载了若在添加臭氧之前先在待处理水中添加氢氧化钠等碱而使ph为中性～11、更好为9～11的话，能促进氧化反应。

专利文献2中记载了一种装置，其具备：配管，该配管的至少一部分是朝上下方向延伸的纵配管部；通水机构，以含有机物的废水在该纵配管部内向下方流动的方式向该配管供给含有机物的废水；喷射器，设在该纵配管部的上部；气体供给机构，向该喷射器供给氧化性气体；和静态搅拌器，设在比该配管的该喷射器更靠下游侧。由此，通过将氧化性气体从喷射器吹入纵配管部，从而氧化性气体与液体的接触效率变得更好，有机物被高效地氧化分解处理。

专利文献1：日本特开2001-113291；

专利文献2：日本特开2013-208554。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种含有机物的废水的处理方法及装置，其能够利用臭氧高效地分解并去除含有机物及无机碳酸的废水中的有机物。

本发明的含有机物的废水的处理方法，其使用了含有机物的废水的处理装置，所述含有机物的废水的处理装置具备：配管，所述配管的至少一部分是朝上下方向延伸的纵配管部；通水机构，以含有机物的废水在该纵配管部内向下方流动的方式向该配管供给含有机物的废水；喷射器，设在该纵配管部的上部；臭氧供给机构，向该喷射器供给含臭氧的气体；和静态搅拌器，设在比该配管的该喷射器更靠下游侧；该含有机物的废水的处理方法的特征是：该含臭氧的气体中的臭氧浓度a(g/nm³)与流入该喷射器的水中的无机碳酸浓度b(g/l)的比a/b为500～1000。

本发明的含有机物的废水的处理装置，其具备：配管，所述配管的至少一部分是朝上下方向延伸的纵配管部；通水机构，以含有机物的废水在该纵配管部内向下方流动的方式向该配管供给含有机物的废水；喷射器，设在该纵配管部的上部；臭氧供给机构，向该喷射器供给含臭氧的气体；和静态搅拌器，设在比该配管的该喷射器更靠下游侧；该含有机物的废水的处理装置的特征是具备：使该含臭氧的气体中的臭氧浓度a(g/nm³)与流入该喷射器的水中的无机碳酸浓度b(g/l)之比a/b为500～1000的机构。

在本发明的一方式中，通过无机碳酸去除机构对被供给至所述喷射器的含有机物的废水作无机碳酸去除处理。

在本发明的一方式中，所述静态搅拌器沿铅直方向设置，将所述喷射器的流出水以向下流动的方式通入该静态搅拌器。

发明效果

在本发明的含有机物的废水的处理方法及装置中，通过使上述比率a/b成为500～1000，从而有机物分解效率增高，处理水中的toc浓度变低。

附图说明

图1是表示实施例的说明图。

图2是表示其它实施例的说明图。

具体实施方式

以下，参考附图针对实施方式作说明。图1涉及实施方式的含有机物的处理装置的流程方框图。

酸通过酸添加机构2在配管1中添加至待处理水之后，待处理水被导入无机碳酸去除装置3，无机碳酸被去除。通过酸添加机构2添加的酸优选是硫酸，优选以添加后的待处理水的ph成为5～6的方式来添加。通过如此地添加酸使待处理水的ph呈酸性，无机碳酸变成二氧化碳，因而能提升在接下来的无机碳酸去除装置3中的无机碳酸的去除效率。

由于本发明的特征是使无机碳酸浓度与臭氧浓度为固定比率，所以对待处理水中的无机碳酸浓度没有限制。通过上述处理，水中的无机碳酸浓度被减少到一般为1.0g/l以下、特别是0.01～0.5g/l的程度。作为无机碳酸去除装置3，举例有脱碳酸塔、脱碳酸膜、膜脱气装置、真空脱气装置、氮脱气装置等，特别适合脱碳酸塔，但不限于此。

对于已用无机碳酸去除装置3去除无机碳酸的水，通过泵4进行升压，再通过过氧化氢添加机构6添加过氧化氢，通过碱添加机构7添加碱，经由配管5将其供给至喷射器8，并添加臭氧。

以喷射器8的每单位时间的臭氧供给量e(g/h)与来自过氧化氢添加机构6的每单位时间的过氧化氢添加量c(g/h)之比e/c优选成为1～10、特别成为2～6的方式，由过氧化氢添加机构6添加过氧化氢。过氧化氢作为自由基反应引发剂发挥作用，促进基于臭氧进行的有机物分解反应。

优选由碱添加机构7添加naoh水溶液，且以水的ph成为7～11、特别成为8～10的方式进行添加。通过如此地使水的ph成为碱性，从而基于臭氧进行的有机物氧化反应得到促进。

喷射器8的喉部的气体流入口经由配管9被连接到臭氧发生机10，且以含臭氧的气体被吸入喷射器8的方式构成。作为臭氧发生机10，优选是可控制产生的含臭氧的气体中的臭氧浓度的电解式、放电式等。

喷射器8被设置成水喷出方向呈铅直向下的方式，上述配管5连接到喷射器8上端的动作流体流入口。喷射器8的流出口经由铅直的配管11连接到静态搅拌器12上端的流入部。

静态搅拌器12是在管状套管内收纳了搅拌用流路材料构成的，本实施方式中管状套管被设置成朝铅直方向。需要说明的是，通过如此地将静态搅拌器12沿铅直方向设置并以向下流动的方式通入水，从而在静态搅拌器12内含臭氧的气泡在浮力作用下上升，因而静态搅拌器12内的臭氧的滞留时间变长，臭氧的溶解效率增高。

从静态搅拌器12下端的流出部流出的水，经由配管13被导入处理水槽14，处理水从该处理水槽14被取出。

本发明中，也可以利用无机碳酸检测器(省略图示)检测出被供给至喷射器8的水中的无机碳酸浓度。另外，还可以用流量计(省略图示)测定流过配管1或配管5的待处理水的流量。

从臭氧发生机10供给至喷射器8的臭氧量是通过控制臭氧发生机10的电流或控制设在配管9的阀(省略图示)的开度加以控制的。

本发明中，被供给至喷射器8的含臭氧的气体中的臭氧浓度a(g/nm³)与从配管5被供给至喷射器8的水中的无机碳酸浓度b(g/l)之比a/b定为500～1000。为了使a/b＝500～1000，要控制在无机碳酸去除装置3中的无机碳酸去除量和被供给至喷射器8的含臭氧的气体中的臭氧浓度中的至少一者。

a/b小于500时，水中溶解的臭氧被无机碳酸消耗而使有机物分解效率降低。另一方面，a/b为1000以上时，因臭氧浓度过高，臭氧彼此间会反应而消耗，有机物分解效率反而降低。通过使a/b为500～1000，从而能够将因无机碳酸产生的臭氧消耗和臭氧气体彼此间的反应消耗抑制在最小限度，进而提升有机物的分解效率。

在上述说明中，设置有过氧化氢添加机构6，但也可以设置次氯酸钠、二氧化氯、次溴酸钠等卤素类药剂添加机构代替过氧化氢添加机构6。此时卤素类药剂的添加量优选定为使向喷射器8的每单位时间的臭氧添加量e(g/h)与每单位时间的卤素类药剂注入量d(g/h)之比e/d成为1～6、特别成为2～5的量。

实施例

[实施例1]

没有设置酸添加机构2、无机碳酸去除装置3及碱添加机构7，除此以外，使用如图1所示构成的装置(参考图2)，对toc20mg/l、无机碳酸浓度200mg/l(b＝0.2g/l)、ph8.5的待处理水作了处理。待处理水流量为50m³/h。被供给至喷射器8的含臭氧的气体的臭氧浓度a为100g/nm³，含臭氧的气体的供给量(流量)为30nm³/h。

使用则武股份有限公司(株式会社ノリタケ)制的喷水搅拌器作为喷射器8。

toc去除率与上述中的主要条件如表1所示。

[实施例2、3，比较例1～3]

被供给至喷射器8的含臭氧的气体的臭氧浓度a如表1所示，除此以外，在与实施例1相同条件下对上述待处理水进行了处理。结果如表1所示。

[表1]

[实施例4]

如图1所示，使用设置有酸添加机构2、无机碳酸去除装置3及碱添加机构7的装置对与上述相同的待处理水进行处理。

设置脱碳酸塔作为无机碳酸去除装置3。由酸添加机构2添加硫酸并成为ph6。由碱添加机构7添加氢氧化钠水溶液并成为ph8.5。通过无机碳酸去除处理，使水(至喷射器8的流入水)中的无机碳酸浓度成为100mg/l。

其它条件与实施例1相同。结果如表2所示。

[实施例5、6，比较例4～6]

被供给至喷射器8的含臭氧的气体的臭氧浓度a如表2所示，除此以外，在与实施例4相同条件下对上述待处理水进行处理。结果如表2所示。

[表2]

由表1、2清楚所示的那样，在各实施例中将臭氧与无机碳酸的浓度比a/b设为500～1000，比较各实施例与比较例可以确认到toc去除率显著升高。

已利用特定方式详细说明了本发明，但本领域技术人员明白在不脱离本发明的意图与范围内可以有各种变化。

本申请是基于2016年5月12日申请的日本专利申请2016-096244，并引用其全部内容至此。

符号说明

2：酸添加机构；

3：无机碳酸去除装置；

8：喷射器；

10：臭氧发生机；

12：静态搅拌器；

14：处理水槽。