水处理装置及水处理方法
【专利摘要】本发明提供一种水处理装置及水处理方法，该水处理装置具备：反应槽，流入被处理水；散气装置，通过散气将臭氧供给到反应槽内；及喷射器装置，将臭氧和被处理水混合后供给到反应槽的被处理水中。并且，通过喷射器装置供给到反应槽内的臭氧量比通过散气装置供给到反应槽内的臭氧量少。
【专利说明】
水处理装置及水处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种水处理装置及水处理方法，尤其涉及一种通过臭氧进行水处理的水处理装置及水处理方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知有通过臭氧进行水处理的水处理装置。例如，日本特开2005-254136号公报中公开有这种水处理装置。
[0003]日本特开2005-254136号公报中公开有具备供给原水的循环罐、向循环罐供给臭氧的散气筒、以及使从循环罐释放的未反应的臭氧的一部分返回到循环流路的喷射器的臭氧处理装置(水处理装置)。该臭氧处理装置中，返回到循环流路的未反应的臭氧从上方返回到循环罐内。
[0004]臭氧处理中，就成本方面而言，减少未反应的臭氧，且如何有效地使臭氧溶解并使其反应尤为重要。因此，进行了例如增加反应槽的高度以使其具有5m以上的水深，或设置如U形管等特殊的反应槽等的改进。然而，这些方法存在反应槽较大或复杂、成本增大等问题点。并且，若使用喷射器进行臭氧处理，则能够提高臭氧的溶解效率，因此能够抑制未反应的臭氧的排出，但会导致由栗等动力引起的耗电量过大，因此很难利用喷射器注入大量的臭氧。上述日本特开2005-254136号公报的臭氧处理装置(水处理装置)中，因产生一定程度的量的未反应的臭氧，为了有效利用该臭氧，是以使未反应的臭氧的一部分返回到循环流路为前提。该方法中，尽管只有未反应的臭氧的一部分能够得到有效利用，但是导致栗等的动力消耗增大。并且，返回到循环流路的未反应的臭氧由于从上方返回到循环罐内，认为会停留在水面附近而再次排出，因此存在无法有效地进行水处理的不便。其结果，日本特开2005-254136号公报中存在如下问题点，即很难抑制在产生未反应的臭氧的同时有效地进行水处理。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述课题而提出的，本发明的目的在于提供一种能够抑制产生未反应的臭氧的同时有效地进行水处理的水处理装置及水处理方法。
[0006]本发明的水处理装置(第I方式)具备:反应槽，流入被处理水;散气装置，通过散气将臭氧供给到反应槽内；及喷射器装置，将臭氧和被处理水混合后供给到反应槽的被处理水中，通过喷射器装置供给到反应槽内的臭氧量比通过散气装置供给到反应槽内的臭氧量少。
[0007]本发明的水处理装置(第I方式)中，如上述设有:散气装置，通过散气将臭氧供给到反应槽内；及喷射器装置，将臭氧和被处理水混合后供给到反应槽的被处理水中。由此，能够通过散气装置及喷射器装置这两者而将臭氧供给到被处理水中，因此与只从散气装置供给臭氧时相比，能够抑制达到目标水质之前所需的臭氧的供给量的增加。这是因为，通过由喷射器装置将臭氧和被处理水混合后供给到反应槽的被处理水中，只要利用水流在反应槽内产生下降流，就能够抑制被处理水中未溶解的臭氧的上升速度，因此能够提高臭氧在被处理水中的溶解度。并且，通过同时使用喷射器装置，从而强制性地使臭氧和被处理水混合，因此能够积极地创造出溶解的臭氧与对象物质的反应场。臭氧通过溶解与被处理水中的对象物质反应，因此能够通过提高臭氧的溶解效率而将供给的臭氧的大部分用于对象物质的反应。由此，能够抑制未反应的臭氧的排出。并且，由于能够有效地引起对象物质的氧化或分解等的反应，因此能够最小限度地设定所需的臭氧量。其结果，能够抑制产生未反应的臭氧的同时有效地进行水处理。其结果，能够使臭氧处理装置的尺寸减小。并且，将通过喷射器装置供给到反应槽内的臭氧量设为比通过散气装置供给到反应槽内的臭氧量少，从而能够抑制由驱动喷射器装置的栗等动力引起的耗电量增大的同时通过臭氧有效地进行水处理。
[0008]上述第I方式的水处理装置中，优选通过喷射器装置供给到反应槽内的臭氧量为供给到反应槽内的总臭氧量的3%以上且小于50%。如此，将通过喷射器装置供给到反应槽内的臭氧量设为供给到反应槽内的总臭氧量的3%以上且小于50%，从而能够抑制耗电量增大的同时通过臭氧有效地进行水处理。
[0009]上述第I方式的水处理装置中，优选散气装置构成为从反应槽的底部附近供给臭氧，喷射器装置连接有将混合的被处理水及臭氧供给到反应槽内的吐出部，吐出部构成为从反应槽一半以下的高度且比散气装置的臭氧供给位置更高的位置供给被处理水及臭氧。若如此构成，则从吐出部供给的臭氧能够在反应槽内停留在水中，因此能够抑制如日本特开2005-254136号公报的返回到上方时，被供给的臭氧停留在水面附近而再次排出的情况。由此，在被处理水中也能够有效地使从喷射器装置供给的臭氧反应。
[0010]上述第I方式的水处理装置中，优选喷射器装置连接有将混合的被处理水及臭氧供给到反应槽内的吐出部，吐出部构成为将被处理水及臭氧朝下喷射并供给到反应槽的被处理水中。若如此构成，则能够在反应槽内生成下降流，因此能够抑制从散气装置及吐出部供给的臭氧的气泡的上升速度。由此，能够延长臭氧到达水面为止的停留时间，因此能够进一步提高通过散气装置及喷射器装置供给的臭氧在被处理水中的溶解度。另外，若将吐出部设置成反应槽的一半以下，则与在反应槽的上部喷射被处理水及臭氧时相比，能够抑制停留在反应槽的上部后马上排出的情况。即，优选尽可能在整个反应槽内制造下降流，因此向反应槽上部喷射较好，但通过上述理由，优选在反应槽的一半以下的高度设置吐出部。
[0011]本发明的水处理方法(第2方式)具备:使被处理水流入反应槽的工序;通过散气将臭氧供给到反应槽内的工序;及将臭氧和被处理水混合后通过喷射器装置供给到反应槽的被处理水中的工序，通过喷射器装置供给到反应槽内的臭氧量比通过散气供给到反应槽内的臭氧量少。
[0012]本发明的水处理方法(第2方式)中，如上述设有:通过散气将臭氧供给到反应槽内的工序;及将臭氧和被处理水混合后通过喷射器装置供给到反应槽的被处理水中的工序。由此，能够通过散气及喷射器装置这两者而将臭氧供给到被处理水中，因此与只通过散气供给臭氧时相比，能够抑制达到目标水质之前所需的臭氧的供给量的增加。这是因为，通过由喷射器装置将臭氧和被处理水混合后供给到反应槽的被处理水中，只要利用水流在反应槽内产生下降流，就能够抑制被处理水中未溶解的臭氧的上升速度，因此能够提高臭氧在被处理水中的溶解度。并且，通过同时使用喷射器装置，从而强制性地使臭氧和被处理水混合，因此能够积极地创造出溶解的臭氧与对象物质的反应场。臭氧通过溶解与被处理水中的对象物质反应，因此能够通过提高臭氧的溶解效率而将供给的臭氧的大部分用于对象物质的反应。由此，能够抑制未反应的臭氧的排出。并且，由于能够有效地引起对象物质的氧化或分解等的反应，因此能够最小限度地设定所需的臭氧量。其结果，能够提供可抑制产生未反应的臭氧的同时有效地进行水处理的水处理方法。其结果，能够提供可使臭氧处理装置的尺寸减小的水处理方法。并且，将通过喷射器装置供给到反应槽内的臭氧量设为比通过散气供给到反应槽内的臭氧量少，从而能够抑制由驱动喷射器装置的栗等动力引起的耗电量增大的同时通过臭氧有效地进行水处理。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的实施方式的水处理装置的示意图。
[0014]图2是用于说明实施例及比较例的处理水的色度与臭氧注入量之间的关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0015]以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
[0016](水处理装置的结构)
[0017]参考图1对本发明的一实施方式的水处理装置100的结构进行说明。
[0018]本发明的实施方式的水处理装置100构成为通过臭氧处理被处理水(废水)。被处理水(废水)例如为从工业、农业、畜牧业或家庭(生活用)等排出的废水等。另外，废水在水处理装置100的上游及下游进行生物处理、物理性处理及化学性处理等其他水处理。并且，水处理装置100构成为进行降低被处理水(废水)中的BOD(生物化学需氧量)及C0D(化学需氧量)的处理。如图1所示，水处理装置100具备反应槽1、臭氧产生装置2、散气装置3及喷射器装置4。
[0019]反应槽I包含底部Ia。散气装置3包含散气部31、阀32、流量计33。喷射器装置4包含吐出部41、喷射器42、栗43、阀44、流量计45。
[0020]反应槽I形成将底部Ia作为底面的圆筒形状。并且，反应槽I中构成为流入被处理水。被处理水构成为从反应槽I的上部流入。并且，通过反应槽I处理后的处理水构成为从反应槽I的下部流出。具体而言，反应槽I的下部连接有配管U。并且，经由配管11溢出而排出相当于流入反应槽I的被处理水的量的处理水。即，设定配管11的溢出位置以使反应槽I的被处理水的水深为hi。
[0021]并且，反应槽I的下部连接有配管12。配管12配置在与配管11相反的一侧。从配管12抽出的被处理水通过喷射器装置4与臭氧混合，并返回到反应槽I。
[0022]臭氧产生装置2将空气中的氧气或液态氧气作为原料生成臭氧(03)。具体而言，臭氧的原料可使用空气以及通过PSA(变压吸附)方式等从空气分离的气态氧气或液态氧气等。并且，臭氧产生装置2构成为将所生成的臭氧供给到散气装置3及喷射器装置4。另外，从臭氧产生装置2供给的臭氧(含有臭氧的气体)中混合有未反应的原料。例如，将空气作为原料时，被供给的臭氧中混合有氧气或氮气等。
[0023]散气装置3构成为通过散气将含有臭氧的气体供给到反应槽I内。具体而言，散气装置3构成为将从臭氧产生装置2供给的含有臭氧的气体从散气部31进行散气。散气部31构成为将含有臭氧的气体变成细小的气泡释放到被处理水中。散气部31配置在反应槽I的底部Ia附近。即，臭氧从反应槽I的底部Ia附近通过散气部31进行供给。
[0024]为了调整通过散气装置3供给的含有臭氧的气体的量而设置有阀32。阀32通过调整开度来调整通过的含有臭氧的气体的流量。为了测量通过散气装置3的含有臭氧的气体的流量而设置有流量计33。
[0025]在此，本实施方式中，喷射器装置4构成为将含有臭氧的气体与从反应槽I抽出的被处理水混合后供给到反应槽I的被处理水中。具体而言，喷射器装置4构成为在反应槽I的一半以下的高度且比散气装置3的散气部31(臭氧供给位置)更高的位置供给被处理水及臭氧。并且，从反应槽I抽出后通过喷射器装置4与含有臭氧的气体混合的被处理水构成为从反应槽I的下部抽出。
[0026]S卩，反应槽I内的被处理水经由与反应槽I的下部连接的配管12吸入到栗43。通过栗43加压的被处理水通过喷射器42与含有臭氧的气体混合。被混合的被处理水及臭氧从配置在反应槽I内的吐出部41吐出(喷射)。
[0027]吐出部41具有喷射口41a。吐出部41的喷射口41a朝下配置。即，从吐出部41喷射的被处理水及臭氧朝下喷射到反应槽I的被处理水中。并且，吐出部41的喷射口41a配置在自反应槽I的底部Ia高h2的位置。另外，高度h2为反应槽I的高度的一半以下。而且，高度h2为反应槽I内的被处理水的水深hi的一半以下。
[0028]喷射器42构成为通过设置在液体的流路的急剧缩小部产生负压而吸入含有臭氧的气体。即，通过喷射器42混合被处理水及臭氧。由此，臭氧(O3)有效地溶解于被处理水中。并且，被混合的被处理水及臭氧经由配管输送到吐出部41。
[0029]栗43构成为经由配管12将从反应槽I的下部供给的被处理水输送到喷射器42。通过控制栗43的驱动等操作来调整循环的被处理水的流量。
[0030]为了调整通过喷射器装置4供给的含有臭氧的气体的量设置有阀44。阀44通过调整开度来调整通过的含有臭氧的气体的流量。为了测量通过喷射器装置4的含有臭氧的气体的流量而设置有流量计45。
[0031]在此，本实施方式中，通过喷射器装置4供给到反应槽I内的臭氧量比通过散气装置3供给到反应槽I内的臭氧量少。具体而言，通过喷射器装置4供给到反应槽I内的臭氧量为供给到反应槽I内的总臭氧量的3%以上且小于50%。即，通过对阀32及44进行调整，供给到喷射器装置4的臭氧的流量被调整为比供给到散气装置3的臭氧的流量少。
[0032](实施方式的效果)
[0033]本实施方式中，能够得到如下的效果。
[0034]本实施方式中，如上述设有:散气装置3，通过散气将臭氧供给到反应槽I内；及喷射器装置4，将臭氧和被处理水混合后供给到反应槽I的被处理水中。由此，能够通过散气装置3及喷射器装置4这两者而将臭氧供给到被处理水中，因此与只从散气装置3供给臭氧时相比，能够抑制达到目标水质之前所需的臭氧的供给量的增加。并且，通过喷射器装置4将臭氧和被处理水混合后将臭氧供给到反应槽I的被处理水中，从而强制性地使臭氧和被处理水混合，因此能够积极地创造出溶解的臭氧与对象物质的反应场。由此，由于能够有效地引起对象物质的氧化或分解等的反应，因此能够最小限度地设定所需的臭氧量。其结果，能够抑制产生未反应的臭氧的同时有效地进行水处理。其结果，能够使臭氧处理装置100的尺寸减小。
[0035]并且，本实施方式中，如上述，将通过喷射器装置4供给到反应槽I内的臭氧量设为比通过散气装置3供给到反应槽I内的臭氧量少。由此，能够抑制由驱动喷射器装置4的栗43引起的耗电量增大的同时通过臭氧有效地进行水处理。
[0036]并且，本实施方式中，如上述，将通过喷射器装置4供给到反应槽I内的臭氧量设为供给到反应槽I内的总臭氧量的3%以上且小于50%。如此，将通过喷射器装置4供给到反应槽I内的臭氧量设为供给到反应槽I内的总臭氧量的3%以上且小于50%，从而能够抑制耗电量增大的同时通过臭氧有效地进行水处理。
[0037]并且，本实施方式中，如上述，将散气装置3构成为从反应槽I的底部Ia附近供给臭氧，并且将喷射器装置4的吐出部41构成为从反应槽I的一半以下的高度且比散气装置3的臭氧供给位置更高的位置供给被处理水及臭氧。由此，从吐出部41供给的臭氧能够在反应槽I内停留在水中，因此能够抑制如日本特开2005-254136号公报的返回到上方时，供给的臭氧停留在水面附近而再次排出的情况。由此，在被处理水中也能够有效地使从喷射器装置4供给的臭氧反应。
[0038]并且，本实施方式中，如上述，喷射器装置构成为将被处理水及臭氧朝下喷射并供给到反应槽的被处理水中。若如此构成，则能够在反应槽I内生成下降流，因此能够抑制从散气装置3及吐出部41供给的臭氧的气泡的上升速度。由此，能够延长臭氧到达水面为止的时间，因此能够进一步提高通过散气装置3及喷射器装置4供给的臭氧在被处理水中的溶解度。并且，通过将吐出部41设置成反应槽I的一半以下，与在反应槽I的上部喷射被处理水及臭氧时相比，能够抑制停留在反应槽I的上部后马上排出的情况。即，优选尽可能在整个反应槽I内制造下降流，因此向反应槽I上部喷射较好，但通过上述理由，优选在反应槽I的一半以下的高度设置吐出部41。
[0039](实施例的说明)
[0040]接着，参考图2，针对使用图1所示的实施方式的水处理装置100，对被处理水进行水处理的试验结果进行说明。
[0041]实施例1中，将供给到反应槽I的总臭氧量的90%从散气装置3进行供给，将总臭氧量的10 %从喷射器装置4进行供给。并且，实施例1中，将臭氧及被处理水通过喷射器装置4从反应槽I的一半以上的高度的位置进行供给。
[0042]实施例2中，将供给到反应槽I的总臭氧量的90%从散气装置3进行供给，将总臭氧量的10 %从喷射器装置4进行供给。并且，实施例2中，将臭氧及被处理水通过喷射器装置4从反应槽I的一半以下的高度的位置进行供给。
[0043]比较例I中，将供给到反应槽I的总臭氧量的100%从散气装置3进行供给。即，不进行从喷射器装置4的臭氧的供给。
[0044]比较例2中，将供给到反应槽I的总臭氧量的100%从喷射器装置4进行供给。即，不进行从散气装置3的臭氧的供给。并且，比较例2中，将臭氧及被处理水通过喷射器装置4从反应槽I的一半以上的高度的位置进行供给。
[0045]如图2所示，通过散气装置3及喷射器装置4这两者供给臭氧的实施例1及实施例2中，处理水的色度与只通过散气装置3供给臭氧的比较例I相比变小。另外，图2的色度是以处理前的被处理水的色度作为100%来相对地表示处理后的处理水的色度。即，被处理水中的颜色成分通过臭氧分解(氧化)，从而处理水的色度变小。换言之，处理水的色度表示通过臭氧处理被处理水的程度。
[0046]通过散气装置3及喷射器装置4这两者供给臭氧的实施例1及实施例2中，处理水的色度与只通过喷射器装置4供给臭氧的比较例2相比稍微增大。即，通过增大由喷射器装置4供给的臭氧的供给比例，可知水处理的效率提高。但是，若由喷射器装置4供给的臭氧的供给比例增大，则由栗43引起的耗电量增大。因此，优选将由喷射器装置4供给的臭氧的供给比例设为总臭氧的供给量的3%以上且小于50%。另外，该比例根据被处理水的性质变动。
[0047]通过喷射器装置4将臭氧供给到反应槽I的下部的实施例2中，处理水的色度与通过喷射器装置4将臭氧供给到反应槽I的上部的实施例1相比稍微变小。即，相对于被供给的总臭氧量供给到喷射器装置4的比例相同时，通过喷射器装置4将臭氧供给到反应槽I的下部的水处理的效率增高。
[0048](变形例)
[0049]另外，应当理解，此次公开的实施方式及实施例在所有方面均为例示而非限制性的。本发明的范围不是由上述的实施方式及实施例的说明表示而是由权利要求书表示，进一步包含与权利要求书均等的含义及范围内的所有的变更(变形例)。
[0050]例如，上述实施方式中，示出了使用水处理装置进行废水的处理的结构的例子，但本发明并不限于此。使用本发明的水处理装置也可对废水以外的水进行处理。
[0051 ]并且，上述实施方式中，示出了通过喷射器装置将被处理水及臭氧从反应槽的一半以下的高度位置进行供给的结构的例子，但本发明并不限于此。本发明中，也可通过喷射器装置将被处理水及臭氧从反应槽的一半以上的高度位置进行供给。
[0052]并且，上述实施方式中，示出了通过水处理装置降低被处理水中的BOD及⑶D的例子，但本发明并不限于此。也可通过本发明的水处理装置，以杀菌、消毒、脱色、脱臭等为目的进行水处理。
[0053]并且，上述实施方式中，示出了使用共同的臭氧产生装置生成供给到散气装置及喷射器装置的臭氧的结构的例子，但本发明并不限于此。本发明中，也可从另行设置的臭氧产生装置分别将臭氧供给到散气装置及喷射器装置。
[0054]并且，上述实施方式中，示出了通过水处理装置使用臭氧进行水处理的结构的例子，但本发明并不限于此。本发明的水处理装置也可适用于除了臭氧之外，还同时使用过氧化氢等氧化剂、或紫外线等来进行促进氧化的水处理装置。
[0055]并且，上述实施方式中，示出了将反应槽内的被处理水供给到喷射器并与臭氧混合的例子，但本发明并不限于此。本发明中，也可将供给到反应槽之前的被处理水的原水供给到喷射器并与臭氧混合后，供给到反应槽内。
【主权项】
1.一种水处理装置，其具备: 反应槽，流入被处理水； 散气装置，通过散气将臭氧供给到所述反应槽内；及 喷射器装置，将臭氧和被处理水混合后供给到所述反应槽的被处理水中， 通过所述喷射器装置供给到所述反应槽内的臭氧量比通过所述散气装置供给到所述反应槽内的臭氧量少。2.根据权利要求1所述的水处理装置，其中， 通过所述喷射器装置供给到所述反应槽内的臭氧量为供给到所述反应槽内的总臭氧量的3%以上且小于50%。3.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中， 所述散气装置构成为从所述反应槽的底部附近供给臭氧， 所述喷射器装置连接有将混合的被处理水及臭氧供给到所述反应槽内的吐出部，所述吐出部构成为从所述反应槽一半以下的高度且比所述散气装置的臭氧供给位置更高的位置供给被处理水及臭氧。4.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中， 所述喷射器装置连接有将混合的被处理水及臭氧供给到所述反应槽内的吐出部， 所述吐出部构成为将被处理水及臭氧朝下喷射并供给到所述反应槽的被处理水中。5.根据权利要求3所述的水处理装置，其中， 所述喷射器装置连接有将混合的被处理水及臭氧供给到所述反应槽内的吐出部， 所述吐出部构成为将被处理水及臭氧朝下喷射并供给到所述反应槽的被处理水中。6.一种水处理方法，其具备: 使被处理水流入反应槽的工序； 通过散气将臭氧供给到所述反应槽内的工序;及 将臭氧和被处理水混合后通过喷射器装置供给到所述反应槽的被处理水中的工序，通过所述喷射器装置供给到所述反应槽内的臭氧量比通过散气供给到所述反应槽内的臭氧量少。
【文档编号】C02F1/78GK106045006SQ201610157629
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月18日 公开号201610157629.6, CN 106045006 A, CN 106045006A, CN 201610157629, CN-A-106045006, CN106045006 A, CN106045006A, CN201610157629, CN201610157629.6
【发明人】林田英丽, 河野孝
【申请人】住友精密工业株式会社