專利名稱：臭氧處理方法及臭氧處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在凈水場(chǎng)或下水處理場(chǎng)中，為了去除成為三鹵代甲烷生成的先質(zhì)的腐殖質(zhì)等有機(jī)物及臭氣物質(zhì)等而進(jìn)行的臭氧處理方法及臭氧處理裝置，特別是涉及適宜地控制臭氧注入量不會(huì)出現(xiàn)過分不足的合適的臭氧注入控制方法及臭氧注入控制裝置。
近年，自來水的異臭味和自來水中含的三鹵代甲烷等有機(jī)氯化合物很成問題。異臭味，是因生活排水造成的河流或湖泊等水源污染和藍(lán)藻類繁殖的結(jié)果而感覺到的。而且，有機(jī)氯化合物是為了去除原水中的氨性氮，或?yàn)榱藴缇⑷氲穆扰c原水中的腐蝕物質(zhì)反應(yīng)后而生成的物質(zhì)。有機(jī)氯化合物具有致癌性，因而人們傾向于減少氯的注入量。
基于這種背景，進(jìn)行臭氧處理和生物活性炭處理的所謂高度凈水處理受到重視。臭氧處理，是借助于臭氧的強(qiáng)氧化力來分解作為異臭味原因的物質(zhì)，使之脫色、脫臭，進(jìn)一步降低有機(jī)氯化合物的生成。生物活性炭處理，是通過附著在活性炭上的微生物作用來分解氨性氮等，并且由臭氧和有機(jī)物的反應(yīng)而生成的副產(chǎn)物被吸附去除或通過微生物分解的方法。關(guān)于這種高度凈水處理，已在特開昭58-174288號(hào)公報(bào)，特開平2-233197號(hào)公報(bào)中及特開平4-281893號(hào)公報(bào)中公開。
在臭氧處理中，臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生效率非常低，每單位產(chǎn)品所需的電功率非常高，約20KWh/kg·O3，因此要求將臭氧注入率限制到必要的最小限度。
臭氧處理中的臭氧注入率，隨水質(zhì)而變化。因此，原來是將臭氧濃度和有機(jī)物質(zhì)濃度等作為控制指標(biāo)來控制臭氧注入量，但是沒有能迅速測(cè)出臭氧濃度和有機(jī)物質(zhì)濃度等的適宜傳感器。因此，將從臭氧處理槽排至氣相中的廢臭氧濃度或殘留在液相中的溶解臭氧濃度作為控制指標(biāo)進(jìn)行注入控制。
將溶解的臭氧濃度保持一定，以使溶解的臭氧濃度一定的控制方法或?qū)⑴欧诺某粞鯘舛缺３忠欢?，以使排放的廢臭氧濃度一定的控制方法，按照成為現(xiàn)在主流的理解，即使這樣也可認(rèn)為是有效的。但這些臭氧注入控制方法，都只不過是反饋控制。萬一，被處理水中的有機(jī)物質(zhì)濃度急劇增加，控制臭氧注入率時(shí)用以往的臭氧處理槽進(jìn)行臭氧處理就會(huì)顯得動(dòng)作太慢。其結(jié)果是，自來水的異臭味去除不完全。而且，當(dāng)被處理水中的有機(jī)物質(zhì)濃度大幅降低時(shí)，注入的臭氧量超過了需要量。這就會(huì)浪費(fèi)消耗高電功率的臭氧。
被處理水中的有機(jī)物質(zhì)濃度，由于大雨而使有機(jī)物從田間流入河流以致有機(jī)物急劇增加，而且大雨時(shí)堆積在河底的泥被卷上來混入水中使之急劇增加。
本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供一種即使有機(jī)物質(zhì)濃度急劇變化也可以適宜地控制臭氧注入率使之不會(huì)過份不足的臭氧處理方法及臭氧處理裝置。
本發(fā)明的特征是，在將被處理水導(dǎo)入臭氧接觸池后進(jìn)行臭氧處理的方法中，將導(dǎo)入臭氧接觸池之前的被處理水的一部分抽出作為樣品水，在該樣品水中注入臭氧，根據(jù)此時(shí)的注入臭氧量和排放的臭氧濃度以及溶解的臭氧濃度進(jìn)而樣品的水流量來計(jì)算樣品水的臭氧消耗量，根據(jù)由此計(jì)算求得的消耗量和導(dǎo)入臭氧接觸池的被處理水流量及臭氧吸收效率來決定注入被處理水中的注入量，根據(jù)該臭氧注入量進(jìn)行臭氧接觸池中的臭氧處理。
為了實(shí)施本發(fā)明的臭氧處理，設(shè)有將流入臭氧接觸池中的被處理水的一部分抽出作為樣品水的裝置和，在樣品水中注入臭氧的裝置和，檢測(cè)此時(shí)的注入量、排放的臭氧濃度，溶解的臭氧濃度及樣品水流量的裝置。而且，根據(jù)樣品水的注入臭氧量和排放的臭氧濃度和溶解的臭氧濃度以及樣品水流量來計(jì)算樣品水的臭氧消耗量，進(jìn)而，根據(jù)該樣品水的臭氧消耗量和被處理水流量及臭氧吸收效率來計(jì)算注入被處理水中的臭氧注入量的裝置。
(1)樣品被處理水的臭氧消費(fèi)量(Oc)的計(jì)算Oc＝〔{G(Cg1-Cg2}/L－CW1(1)式中，G含臭氧氣體的流量(l/min)Oc被處理水的臭氧消耗量(mg/l)Gg1注入樣品水之前的含臭氧氣體的臭氧濃度(mg/l)Gg2排到氣相中的排放臭氧濃度(mg/l)L樣品水的流量(l/min)CW1溶解的臭氧濃度(mg/l)(2)液相的臭氧吸收效率的計(jì)算臭氧吸收效率(η)＝{(Cg1－Cg2)/Cg1}×(％)…(2)(3)注入臭氧接觸池的臭氧注入量的計(jì)算臭氧注入量(Io)＝(Oc×Q)/η…(3)式中，Q被處理水流量而被處理水中的臭氧注入率按下面式(4)計(jì)算臭氧注入率＝Io/Q …(4)如果以式(3)求得的注入量進(jìn)行臭氧接觸池中的臭氧注入，則由于該臭氧注入量是必要最小限的臭氧注入量，因此往往檢測(cè)不出溶解的臭氧。盡管如此，雖然臭氧處理上沒有問題，但實(shí)際上如果檢測(cè)不出溶解的臭氧濃度，則對(duì)于臭氧處理是否真正毫無問題地進(jìn)行仍然是不放心的。因此，在實(shí)際的臭氧處理中，最好是將溶解的臭氧濃度的目標(biāo)值設(shè)定在某個(gè)范圍內(nèi)，將該溶解臭氧濃度的設(shè)定值與臭氧消耗量Oc相加，按下式(5)決定臭氧注入量。
臭氧注入量＝{(Oc＋Ko)×Q}/η…(5)式中，Ko溶解臭氧濃度的設(shè)定值(mg/l)按本發(fā)明方法進(jìn)行臭氧處理時(shí)，檢測(cè)來自臭氧接觸池的溶解臭氧濃度，如果該溶解臭氧濃度在允許范圍之外，則最好是增加或減少臭氧注入量使之處在允許范圍內(nèi)。
如果即使增減臭氧注入量，仍然在溶解臭氧濃度的允許范圍之外，這表示臭氧發(fā)生器出現(xiàn)故障，或從臭氧發(fā)生器通到臭氧處理槽的管道被堵塞，或溶解臭氧濃度計(jì)發(fā)生故障等，因此應(yīng)該查明原因后加以解決，或停止臭氧處理裝置的運(yùn)行。
由于備有許多個(gè)臭氧發(fā)生器，并由這些臭氧發(fā)生器向臭氧接觸池中注入臭氧，因此當(dāng)其中任何一個(gè)臭氧發(fā)生器因出現(xiàn)故障而導(dǎo)致溶解臭氧濃度不能回復(fù)到允許范圍時(shí)，則可由其余的臭氧發(fā)生器維持臭氧注入。
對(duì)樣品水的臭氧的注入，按式1或式3的計(jì)算，在臭氧接觸池中進(jìn)行處理期間，應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行。而且，將基于式1計(jì)算出的臭氧消耗量值與前一次的值相比較，其偏差如果在溶解臭氧濃度的設(shè)定值范圍內(nèi)，則以不去控制注入到臭氧接觸池中的臭氧注入量為宜。如果頻繁地變化臭氧注入量，容易產(chǎn)生波動(dòng)現(xiàn)象，因此要避免，當(dāng)臭氧消耗量與上次數(shù)值的偏差不大時(shí)也希望不改變臭氧注入量。
于是，本發(fā)明中，被處理水在導(dǎo)入臭氧接觸池之前將其一部分作為樣品水抽出后再注入臭氧，并求出對(duì)被處理水進(jìn)行處理所必要的注入量，因此被處理水的水質(zhì)即使發(fā)生急劇變化也可以對(duì)付。
實(shí)施例以下根據(jù)


本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
首先，根據(jù)圖3說明適合采用本發(fā)明的凈水場(chǎng)水處理系統(tǒng)的總體構(gòu)成。圖3中，取自河流等的原水RW經(jīng)過導(dǎo)水管(圖中未示出)來到沉砂池(圖中未示出)，在此處，去除粒徑大的砂子等后，導(dǎo)入水井(圖中未示出)中。其后，原水RW導(dǎo)入藥品混合池1中，在此處，與硫酸鋁或PAC(聚氯化鋁)等凝聚劑2，進(jìn)而與作為凝聚助劑的堿劑3急速混合后，送往絮凝物形成池4。
在絮凝物形成池4中，原水RW中的微粒子凝聚而成為微小絮凝物用絮凝器5攪拌后，促進(jìn)其生長(zhǎng)。其后，將含有生成大粒徑絮凝物的凝聚水導(dǎo)入沉淀池6中，在此處進(jìn)行絮凝物的沉降分離。
經(jīng)過上述過程使絮凝物沉降分離的沉淀水SW，其后，作為臭氧注入處理對(duì)象的被處理水W0被導(dǎo)入接觸池7中。在臭氧接觸池7內(nèi)由臭氧發(fā)生器8注入臭氧氣體OG。進(jìn)而詳細(xì)敘述之，原料氣體RA(空氣或氧)中的水分用除濕機(jī)9除去后，供給臭氧發(fā)生器8。10是將原料氣體RA供給臭氧發(fā)生器8的鼓風(fēng)機(jī)。在臭氧發(fā)生器8中氧被臭氧化，作為含臭氧的氣體通過通氣管11從具有許多小孔(圖中未示出)的散氣管12導(dǎo)入臭氧接觸池7內(nèi)。
來自上述臭氧發(fā)生器8的臭氧氣體的濃度，由控制器13，高頻變換器14及高電壓變換器15控制。也就是，從電源通過高頻變換器14及高電壓變壓器15向放電部(圖中未示出)施加高頻率的高電壓。而且，將供入臭氧發(fā)生器8的氣體流量規(guī)定為一定時(shí)，產(chǎn)生的臭氧氣體濃度由放電部的放電功率決定，因此通過提高外加電壓和頻率來提高臭氧氣體濃度。而且，外加電壓及頻率規(guī)定為一定時(shí)，臭氧氣體濃度由供入放電部的氣體流量決定，如果減小氣體流量，則臭氧氣體濃度就會(huì)變高。因此，在本實(shí)施例中，使外加電壓一定后由高頻變換器14控制頻率，由此控制臭氧發(fā)生量，但也可以控制供給原料氣體的流量，臭氧發(fā)生量的控制方法沒有特別的限制。
在臭氧接觸池7的上部，配置有將臭氧接觸池7排出的含臭氧排氣氣體EG中的水分除去的霧滴分離器16，在該霧滴分離器16的下流側(cè)設(shè)置有臭氧分解處理槽17。在該處理槽17內(nèi)充填有臭氧分解催化劑18。作為該臭氧分解催化劑18，可采用MnO2，活性炭，Ni和Fe等的至少一種元素、氧化物或復(fù)合氧化物。但是，對(duì)使用的催化劑沒有特殊的限定。
在臭氧接觸池7的后續(xù)工段，設(shè)有抽吸含臭氧排氣氣體EG并使之排出的鼓風(fēng)機(jī)19。
在臭氧接觸池7的下流側(cè)配置有生物活性炭池20。在該生物活性炭池20中充填活性炭21，經(jīng)過臭氧接觸池7及臭氧滯留池7A的處理水TW被導(dǎo)入。充填活性炭21后通水的當(dāng)初，該活性炭21的表面或內(nèi)部存在的微生物少，但隨著時(shí)間的經(jīng)過，在該活性炭21的表面或內(nèi)部存在培養(yǎng)而繁殖的微生物。微生物的主要品種可列舉假單胞菌屬(Pseudomonas)等。
來自臭氧接觸池7的處理水TW，在此處通過上述微生物的作用，在臭氧處理中不能除去的氨性氮被硝化除去的同時(shí)，因臭氧處理而低分子化的溶解有機(jī)物也被代謝除去。經(jīng)如此處理過的來自生物活性炭池20的處理水AW，其后送到配水池(圖中未示出)。生物活性炭池20，在本實(shí)施例中沒有圖示出，但還可根據(jù)需要，使用一部分來自生物活性炭池20的處理水進(jìn)行反洗，除去過剩附著在活性炭表面的微生物。
供給生物活性炭池20的處理水TW的溶解臭氧濃度，由溶解臭氧濃度計(jì)61測(cè)量，該計(jì)量值輸入到臭氧注入控制裝置60中。臭氧注入控制裝置60的構(gòu)成是，根據(jù)來自測(cè)定臭氧接觸池7中所消耗的臭氧量的臭氧消耗量測(cè)定裝置22的測(cè)定值和溶解臭氧濃度計(jì)64的測(cè)定值，控制臭氧注入量。
22是臭氧消耗量測(cè)定裝置，該裝置測(cè)定流入臭氧接觸池7內(nèi)的被處理水W0的臭氧消耗量Oc。
圖1表明了其詳細(xì)情況。在臭氧接觸反應(yīng)槽23中，從沉淀池6出口等用取樣泵24采集成為臭氧處理對(duì)象的被處理水W0的一部分作為樣品水S被導(dǎo)入。進(jìn)而，在該臭氧接觸反應(yīng)槽23中，從臭氧發(fā)生器25注入具有規(guī)定濃度的臭氧氣體G。在臭氧發(fā)生器25的入口側(cè)配置有除濕器26，該除濕器26除去供入臭氧發(fā)生器25的原料氣體(空氣或氧)中的水分，將露點(diǎn)變低的干燥原料氣體供給臭氧發(fā)生器25。而且，在本實(shí)施例中，通過過濾器27用氣泵28將作為原料氣體的空氣供入臭氧發(fā)生器25中。這種情況下，作為原料氣體，還可使用氧或富氧的空氣，對(duì)原料氣體沒有特殊的限定。
在臭氧發(fā)生器25的出口側(cè)配置有臭氧濃度計(jì)29。該臭氧濃度計(jì)29，測(cè)定注入臭氧接觸反應(yīng)槽中的臭氧氣體G的濃度Cg1。該臭氧濃度計(jì)29，例如是通過隔膜型極譜儀(ポ-ラログラフ)電極的方法或紫外線吸收式的方法來測(cè)定臭氧氣體G的濃度，但臭氧濃度計(jì)的測(cè)定原理沒有限定。
在臭氧發(fā)生器25上連接有控制臭氧發(fā)生濃度的控制器30。在本實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)構(gòu)成臭氧發(fā)生器25的放電部(圖中未示出)上的外加電壓來控制臭氧發(fā)生濃度。
注入臭氧接觸反應(yīng)槽23內(nèi)的臭氧氣體的流量G，用穩(wěn)流閥31調(diào)節(jié)，設(shè)定在規(guī)定流量的臭氧氣體通過流量計(jì)32后由散氣管40A注入。用取樣泵24采集的樣品水S的流量，用穩(wěn)流調(diào)節(jié)閥33調(diào)節(jié)。而且，設(shè)定在規(guī)定流量的樣品水S，通過流量計(jì)34后供入臭氧反應(yīng)槽23中。導(dǎo)入臭氧接觸反應(yīng)槽23的樣品水S，與同時(shí)導(dǎo)入的臭氧氣體的氣流呈相對(duì)流向與臭氧接觸并流下。
在臭氧接觸反應(yīng)槽23的出口側(cè)設(shè)置有溶解臭氧濃度計(jì)35，該溶解臭氧濃度計(jì)35測(cè)定臭氧氣體注入后的處理水TW1中的溶解臭氧濃度CW1。該溶解臭氧濃度計(jì)35，可采用如上述的隔膜型極譜儀電極法或紫對(duì)線吸收式等的臭氧濃度計(jì)，但其方法沒有特殊限定。本實(shí)施例中在臭氧接觸反應(yīng)槽23的出口測(cè)定溶解臭氧濃度CW1，但也可以測(cè)定臭氧接觸反應(yīng)槽23內(nèi)的溶解臭氧濃度，如果是在臭氧注入樣品水S中之后，則在哪里都能測(cè)定。
來自臭氧接觸反應(yīng)槽23的含有溶解臭氧的處理水TW1，流入其后的溶解臭氧去除槽36內(nèi)。在溶解臭氧去除槽36內(nèi)為了去除溶解的臭氧，由空氣泵28導(dǎo)入空氣使之散氣。也就是，通過通氣管37，流量調(diào)節(jié)閥38及流量計(jì)39后來自氣泵28的空氣由散氣管40B導(dǎo)入溶解臭氧去除槽36內(nèi)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，具有由氣泵28供入臭氧發(fā)生器25的原料氣體源及去除溶解臭氧用的供給氣體源，但也可以獨(dú)立地設(shè)置，泵的數(shù)量等沒有特殊的限定。
各槽23及36的氣相部，通過排出管41相互連通。而且，由上述各槽23、36的液相排入氣相的含臭氧排放氣體Eg，通過該排出管41排到系統(tǒng)外。含臭氧排放氣體Eg被排列到系統(tǒng)外的情況下，通過配置在排出管41中的臭氧分解催化劑42排出，穿過催化劑42而使臭氧分解。
43是臭氧濃度計(jì)，該濃度計(jì)用來測(cè)定由臭氧接觸反應(yīng)槽23排出的排臭氧氣體中的臭氧濃度Cg2。在本實(shí)施例中雖然沒有圖示出，但來自臭氧接觸反應(yīng)槽23的排臭氧氣體Eg，當(dāng)用霧滴離析器去除氣體中的水分后，流入臭氧濃度計(jì)43。
50是計(jì)算注入臭氧接觸池7中的臭氧注入量Oc的臭氧注入計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置具有如下構(gòu)成。
對(duì)其構(gòu)成進(jìn)行說明，51是計(jì)算器，在該計(jì)算器中，注入臭氧接觸反應(yīng)槽中的臭氧氣體濃度Cg1由臭氧濃度計(jì)29測(cè)定后并被輸入。進(jìn)而，該計(jì)算器51中，由臭氧接觸反應(yīng)槽23排出的排臭氧氣體Eg中的臭氧濃度Cg2用臭氧濃度計(jì)43測(cè)定后被輸入。進(jìn)而，注入臭氧接觸反應(yīng)槽23的臭氧氣體的流量G用流量計(jì)32測(cè)定后輸入。進(jìn)而，在該計(jì)算器51中，輸入用流量計(jì)34測(cè)定的供入臭氧接觸反應(yīng)槽23去的樣品水S的流量L。而且，在該計(jì)算器51中，輸入由溶解臭氧濃度計(jì)35測(cè)定的來自臭氧接觸反應(yīng)槽23的處理水TW1中的溶解臭氧濃度CW1。該結(jié)果是，在該計(jì)算器51中根據(jù)下式(6)求出取樣的被處理水W0的臭氧消費(fèi)量Oc(mg/l)。
Qc＝{G(Cg1－Cg2)/L}－CW1…(6)52是計(jì)算器，由上述計(jì)算器51求得的臭氧消耗量Oc被輸入。而且，與被儲(chǔ)存的上次求得的臭氧消耗量Oc′的偏差±ΔOc(以下，規(guī)定為ΔOc)根據(jù)下式(7)求得。
ΔOc＝Oc′－Oc……(7)53是判定器，在該判定器中輸入由上述計(jì)算器52求得的臭氧消耗量的偏差ΔOc。進(jìn)而，在該判定器53中輸入設(shè)定的偏差范圍De(-ΔOc，＋ΔOc)。其結(jié)果是，可以判定輸入到判定器53中的偏差ΔOc是否處在設(shè)定范圍De(-ΔOc＜ΔOc＜＋ΔOc)之內(nèi)，在范圍內(nèi)的情況下，選定其它途徑輸入的上次求得的臭氧消耗量Oc′。另一方面，不在范圍內(nèi)的情況下，選定新求得的臭氧消耗量Oc后再輸出。
54是計(jì)算器，由該計(jì)算器求得臭氧吸收效率η。也就是，在該計(jì)算器中，輸入由臭氧濃度計(jì)29測(cè)定的供入臭氧接觸反應(yīng)槽23中的臭氧濃度Cg1，進(jìn)而輸入由臭氧接觸反應(yīng)槽23排出的排臭氧氣體Eg中的臭氧濃度Cg2。其結(jié)果是，用該計(jì)算器54，根據(jù)下式(2)可求得吸收效率η。
η(％)＝{(Cg1－Cg2)/Cg1}×100…(2)55是求得送入被處理水W0的必要臭氧注入量的計(jì)算器，在該計(jì)算器中輸入由上述計(jì)算器51求得并由判定器53選定的臭氧消費(fèi)量Oc。進(jìn)而，在該計(jì)算器55中輸入由流量計(jì)56測(cè)定的流入臭氧接觸池7中的臭氧處理對(duì)象的被處理水W0的流量Q。而且，輸入由上述計(jì)算器54求得的臭氧吸收效率η。其結(jié)果是，用該計(jì)算器55，根據(jù)下式(8)可求得注入臭氧接觸池7中所需要的必要臭氧注入量I0。
I0＝(Oc×Q)/η…(8)將臭氧吸收效率η輸入后求出必要的臭氧注入量I0，這是因?yàn)樽⑷氲奖惶幚硭甒0中的臭氧不能完全被吸收，有一部分作為廢臭氧氣體排到氣相中，所以要對(duì)該部分進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明的實(shí)施例中，如上所述，根據(jù)注入到臭氧接觸反應(yīng)槽23的注入臭氧濃度Cg1和排臭氧濃度的差來求出。此種情況下，還可以由注入到臭氧接觸池7的注入臭氧濃度和來自接觸池7的排臭氧濃度的差根據(jù)上述(7)式求得吸收效率η，再將其輸入到計(jì)算器55中。而且，還可以輸入規(guī)定值的臭氧吸收效率η，并不僅限于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
57是計(jì)算器，在該計(jì)算器中輸入由上述運(yùn)算器55求得的必要臭氧注入量I0。進(jìn)而，輸入臭氧注入處理后的溶解臭氧濃度的目標(biāo)值K0。進(jìn)而，輸入臭氧吸收效率η和被處理水的流量Q。其結(jié)果是，由該計(jì)算器57根據(jù)下式(9)求出加進(jìn)溶解臭氧濃度目標(biāo)值K0的臭氧注入量Ij。
Ij＋I(xiàn)0＋(K0×Q)/η…(9)加進(jìn)上述溶解臭氧濃度K0的臭氧注入量Ij，也可根據(jù)下式(10)求出，求得加進(jìn)溶解臭氧濃度目標(biāo)值K0的臭氧注入量的方法不僅限于本實(shí)施例的方法。
Ij＝{(Oc＋K0)Q}/η…(10)由計(jì)算器57求得的臭氧注入量Ij，在下述的根據(jù)補(bǔ)正臭氧注入量Ia的輸出來進(jìn)行補(bǔ)正的情況下，作為被補(bǔ)正的臭氧注入量Ic，如圖2所示，輸入到計(jì)算器58中。另一方面，不對(duì)臭氧注入量Ij進(jìn)行補(bǔ)正的情況下，直接作為臭氧注入量Ij輸入。進(jìn)而，在該運(yùn)算器58中，輸入由流量計(jì)59測(cè)定的臭氧發(fā)生器8的氣體流量F，根據(jù)下式(11)求出由臭氧發(fā)生器8產(chǎn)生的發(fā)生臭氧濃度Gc。
Gc＝Ij/F……(11)由計(jì)算器58求得的發(fā)生臭氧濃度Gc被輸?shù)匠粞醢l(fā)生器8的控制器13中。而且，臭氧發(fā)生器8的控制器13根據(jù)輸入的該發(fā)生臭氧濃度Gc來控制高頻變換器14等，并控制來自臭氧發(fā)生器8的臭氧氣體濃度Cg。來自臭氧發(fā)生器8的臭氧濃度Cg由臭氧濃度計(jì)60測(cè)定，該測(cè)定值在控制器13中被反饋，按照規(guī)定值的臭氧氣體濃度Cg那樣進(jìn)行控制。而且，具有規(guī)定濃度的臭氧氣體OG，被注入到導(dǎo)入臭氧接觸池7的被處理水W0中。
61是溶解臭氧濃度計(jì)，用于測(cè)定在被處理水W0中注入臭氧后的處理水TW中的溶解臭氧濃度DO3，該溶解臭氧濃度計(jì)檢測(cè)在處理水TW中是否含有溶解的臭氧。
62是溶解臭氧濃度控制器，該控制器在溶解臭氧濃度處于允許范圍之外時(shí)，控制臭氧注入量使其在允許范圍內(nèi)。
該溶解臭氧濃度控制器62，如圖4及圖5所示，由比較器63，65，計(jì)算器64、66及計(jì)算計(jì)67構(gòu)成。
根據(jù)圖4及圖5進(jìn)行說明。由上述溶解臭氧濃度計(jì)61測(cè)定的溶解臭氧濃度DO3作為輸出值而輸入構(gòu)成控制器62的比較器63中。而且，在預(yù)設(shè)的溶解臭氧濃度的允許上下限值Ds(上限值Dm，下限值Dn)之內(nèi)，比較是否滿足下限值Dn，當(dāng)其濃度低于下限值Dn的情況下，用計(jì)算器64求出溶解臭氧濃度DO3和下限值Dn的偏差＋ΔDO3。
另一方面，溶解臭氧濃度DO3高于下限值的情況下，該溶解臭氧濃度DO3輸入到另一個(gè)比較器65中，在此處，比較溶解臭氧濃度DO3是否低于上限值Dm。當(dāng)溶解臭氧濃度DO3高于上限值Dm情況下，用計(jì)算器66求出溶解臭氧濃度DO3和上限值Dm的偏差—ΔDO3。
上述各溶解臭氧濃度的偏差±ΔDO3輸入到構(gòu)成溶解臭氧濃度控制器62的計(jì)算器67中，進(jìn)而，在該計(jì)算器67中輸入流到臭氧接觸池7中的被處理水W0的流量Q及臭氧吸收效率η，根據(jù)下式(12)求出補(bǔ)正臭氧注入量Ia。
Ia＝(±ΔDO3×Q)η…(12)由上述計(jì)算器67求得的補(bǔ)正臭氧注入量Ia輸入到運(yùn)算器68中，在先說明的臭氧注入量Ij根據(jù)下式(13)被補(bǔ)正。
Ic＝Ia＋I(xiàn)j……(13)式中，Ic是用補(bǔ)正臭氧注入量Ia補(bǔ)正過的臭氧注入量。
68是比較器，在該比較器中輸入由溶解臭氧濃度計(jì)61測(cè)定的溶解臭氧濃度DO3，進(jìn)而輸入溶解臭氧濃度的允許上下限值Ds。用該比較器68對(duì)允許上下限值Ds和溶解臭氧濃度DO3進(jìn)行比較，即使用上述溶解臭氧濃度控制器62來控制溶解的臭氧濃度，當(dāng)溶解臭氧濃度處于上述允許上下限值Ds之外時(shí)，也會(huì)發(fā)出停止臭氧發(fā)生器8的信號(hào)輸出。臭氧發(fā)生器8的停止既可自動(dòng)，也可手動(dòng)。
以下對(duì)具有如上構(gòu)成的裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
首先，作為臭氧注入處理對(duì)象的被處理水W0的一部分，由取樣泵24導(dǎo)入臭氧消耗量測(cè)定裝置22中。在此處，由臭氧發(fā)生器25注入具有規(guī)定濃度Cg1及流量G的臭氧氣體，由此，被處理水W0中消耗臭氧的成分就被臭氧氧化。
另一方面，臭氧注入后的處理水TW1，在其后導(dǎo)入溶解臭氧去除槽36中。在此處，借助于氣泵28導(dǎo)入的空氣，使得處理水TW中含有的溶解臭氧從液相排放到氣相中，而不含溶解臭氧的處理水TW則排放到系統(tǒng)之外。
如上所述，在被處理水W0中注入臭氧的情況下，對(duì)注入到樣品水S中的臭氧濃度Cg1以及從樣品水S排出的排臭氧氣體Eg的臭氧濃度Cg2，進(jìn)而是注入臭氧氣體流量G及樣品水S的流量L進(jìn)行測(cè)定。而且，對(duì)臭氧注入后的處理水TW1中的溶解臭氧濃度CW1進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果是，通過構(gòu)成臭氧注入量計(jì)算裝置50的計(jì)算器51，根據(jù)上述(6)式求出取樣的處理水W0的臭氧消耗量Co。而且將該臭氧消耗量Co輸入到計(jì)算器55中后由成為注入處理對(duì)象的被處理水W0的流量Q的關(guān)系，根據(jù)上述(8)式求出加入了臭氧吸收效率η后的被處理水W0中的必要臭氧注入量I。
按上述方法求得的必要臭氧注入量I0，然后輸入到求出臭氧發(fā)生器8中的臭氧發(fā)生濃度Gc的計(jì)算器58中，在此處，控制器13根據(jù)與氣體流量F的關(guān)系，控制注入到被處理水W0的發(fā)生臭氧濃度Gc，將必要的臭氧濃度和氣體流量G組成的臭氧氣體OG注入被處理水W0中。
如上所述，在被處理水W0中注入必要的臭氧量時(shí)，測(cè)得的臭氧消耗量Oc的變動(dòng)不大，使其與上次測(cè)定值的偏差在設(shè)定偏差De之內(nèi)的情況下，根據(jù)上次測(cè)定值的臭氧消耗量Oc求出注入量Io。另一方面，當(dāng)處于設(shè)定偏差De以外的情況下，可根據(jù)新測(cè)定的臭氧消耗量Co。來計(jì)算必要的臭氧注入量I0。
而且，注入被處理水W0中的必要臭氧注入量I0按上述方法求得時(shí)，在該必要臭氧注入量I0中加進(jìn)溶解臭氧濃度的目標(biāo)值K0的臭氧注入量Ij，根據(jù)上述(9)式用計(jì)算器57求出后注入被處理水W0中。
另一方面，用溶解臭氧濃度控制器62，測(cè)定臭氧注入處理后的處理水TW中的溶解臭氧濃度DO3，求出補(bǔ)正臭氧注入量Ia使得溶解臭氧濃度處于允許上下限D(zhuǎn)s的范圍內(nèi)。而且，這種補(bǔ)正臭氧注入量Ia與上述其它途徑求得的臭氧注入量Ij相加后，根據(jù)補(bǔ)正后的臭氧注入量在被處理水W0中注入臭氧。
如上所述，按照本發(fā)明預(yù)先求得作為臭氧處理對(duì)象的被處理水的臭氧消耗量，將由該臭氧消耗量求得的被處理水中的臭氧注入量注入到被處理水中，因此作為被處理水中的臭氧消耗成分的有機(jī)物濃度即使急劇變動(dòng)也可以適宜地注入而不會(huì)使臭氧注入量過分不足。
而且，由于求出臭氧消耗量，在該臭氧消耗量中加入溶解臭氧濃度的目標(biāo)值后再求出注入到被處理水中的臭氧注入量，因此在臭氧注入處理后的處理水中檢測(cè)平時(shí)的溶解臭氧濃度，可以很容易地判斷在實(shí)際的臭氧接觸池中注入的是否不足。
圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的臭氧消耗量測(cè)定裝置系統(tǒng)的流程圖。
圖2是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的臭氧注入控制方法的系統(tǒng)流程圖。
圖3是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的凈水場(chǎng)中處理系統(tǒng)的流程圖。
圖4是圖1所示系統(tǒng)流程圖的部分詳細(xì)圖。
圖5是圖4所示部分詳細(xì)圖的功能圖。
圖中符號(hào)說明如下7臭氧接觸池，8臭氧發(fā)生器，20生物活性炭池，22臭氧消耗量測(cè)定裝置，23臭氧接觸反應(yīng)槽，24取樣泵，25臭氧發(fā)生器，29臭氧濃度計(jì)，30控制器，35溶解臭氧濃度計(jì)，36溶解臭氧去除槽，43臭氧濃度計(jì)，50臭氧注入量計(jì)算裝置，51計(jì)算器，52計(jì)算器，53判定器，54計(jì)算器，55計(jì)算器，56流量計(jì)，57計(jì)算器，58計(jì)算器，61溶解臭氧濃度計(jì)，62溶解臭氧濃度控制器
權(quán)利要求
1.臭氧處理方法，其特征在于，將被處理水導(dǎo)入臭氧接觸池進(jìn)行臭氧處理的方法中，將導(dǎo)向臭氧接觸池之前的被處理水的一部分作為樣品水抽出后注入臭氧，由此時(shí)的注入臭氧量和排臭氧濃度及溶解臭氧濃度進(jìn)而樣品水流量，計(jì)算出樣品水的臭氧消耗量，根據(jù)該臭氧消耗量和流入臭氧接觸池中的被處理水流量及臭氧吸收效率來決定注入上述被處理水中的臭氧注入量，根據(jù)該注入量進(jìn)行臭氧接觸池中的臭氧處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)將臭氧注入到樣品水中而求得的上述臭氧注入量，與臭氧接觸池出口處的加入溶解臭氧濃度的溶解臭氧注入量相加后注入臭氧接觸池中，并檢測(cè)來自上述臭氧接觸池的處理水中是否含有溶解臭氧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，如果來自臭氧接觸池的處理水的溶解臭氧濃度處于設(shè)定的范圍以外，則補(bǔ)正臭氧注入量使其濃度進(jìn)入該范圍之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果即使補(bǔ)正上述臭氧注入量后溶解臭氧濃度仍然還在設(shè)定的范圍之外，則中止臭氧處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，如果根據(jù)將臭氧注入上述樣品水中而求得的被處理水的臭氧消耗量和上次求得的臭氧消費(fèi)量的偏差在溶解臭氧濃度的設(shè)定范圍內(nèi)，則不補(bǔ)正注入到臭氧接觸池中的注入量。
6.臭氧處理裝置，其特征在于，在具備將被處理水導(dǎo)入臭氧接觸池的裝置和將臭氧注入該臭氧接觸池的裝置的處理裝置中，具有將流到接觸池的被處理水的一部分抽出作為樣品水的裝置和在樣品水中注入臭氧的裝置和，根據(jù)此時(shí)的注入臭氧量和排臭氧濃度和溶解臭氧濃度及樣品水流量來計(jì)算樣品水的臭氧消耗量的裝置和根據(jù)所得樣品水的臭氧消耗量和被處理水流量及臭氧吸收效率來決定注入到被處理水中的臭氧注入量的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及在凈水場(chǎng)或下水處理場(chǎng)中為去除有機(jī)物和臭氣而進(jìn)行的臭氧處理方法及裝置。該方法中，將導(dǎo)向臭氧接觸池之前的被處理水的一部分作為樣品水抽出后注入臭氧，由此時(shí)的注入臭氧量和排臭氧濃度及溶解臭氧濃度進(jìn)而樣品水流量，計(jì)算出樣品水的臭氧消耗量，根據(jù)該臭氧消耗量和流入臭氧接觸池中的被處理水流量及臭氧吸收效率來決定注入上述被處理水中的臭氧注入量，根據(jù)該注入量進(jìn)行臭氧接觸池中的臭氧處理。
文檔編號(hào)C02F1/78GK1133266SQ9512081
公開日1996年10月16日 申請(qǐng)日期1995年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月14日
發(fā)明者芳賀鐵郎, 久保田昌良, 石田昌彥, 渡邊昭二, 鈴木實(shí), 小松直人, 原直樹, 山越信義 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所