ozone
最近、オゾン関係の技術開発が注目を浴びています。「トンデモ科学」や「擬似科学」などと言われることもありますが、このような熱狂的な状況の中から新製品や新しい研究分野が出てくる可能性があり、このような流れは無視することはできません。

細かい気泡を水中に入れるオゾン処理では、上昇する気泡によって懸濁している物質をまとめて浮上させる効果があります。この浮上した部分を分離すれば、被処理水から高濃度の懸濁物質を除去することができます。浄水処理にオゾンと浮上分離を組み合わせ適用している海外の事例は枚挙に暇がありません。湖沼水を原水としている浄水場では、季節的に藻の発生が起こり、オゾン処理による異臭味除去と同時に浮上分離で懸濁している藻を除去できるという一石二鳥の効果が得られています。

水中の気泡

セラミック等の散気管、散気板からの気泡は、表面の比較的な大きな気孔から優先的に吹き出されます。均一な気孔経を徐々に小さくすると、押し出す気体の圧力は上がり、それに従って生じる気泡は小さくなります。しかし、ある一定のところで気泡の経は決まってしまいます。これはセラミック等の気孔部分に出始めた気泡あ水中に放出されるまで付着して、経が大きくなって浮力が付いたところで初めて気泡として水中に移動するためです。この気泡が気孔から離れる際の経の大きさは、水の粘性や表面張力によって決まります。

しかし、気泡として生じ始めた小さな経のうちに横から積極的に応力をかけて水中に放出すれば、より細かい気泡を得ることができる。この気泡の切離し、あるいは切断のための応力として余分なエネルギーを必要とするが、機械撹拌と散気板表面への水流で実用化されています。

機械撹拌

アメリカ、ニュージャージー州にある浄水場は、オゾン処理の導入によってトリハロメタンの除去、異臭味の除去を行っています。オラーデル貯水池からの原水はまずスクリーンを通し、配管中で硫酸アルミニウムと高分子凝集剤を添加してオゾン反応槽の中心部へ導入します。

ozone-water-banner

中心の底部にタービン撹拌機を置き、オゾン化空気を水中に掻き混ぜ、凝集剤を含んだ原水を内側の槽上部から入る。大きな気泡は、内側の槽を上昇し、原水と向流で接触する。細かく分散された気泡は、水の流れで底部から外側の槽をゆっくりと上昇し、反応槽から流出する。

凝集剤と気泡からできたフロックを含むオゾン処理水が次の浮上槽へ送られ、表面に浮上したスカムを機械的に掻き集めて除く。沈殿池、塩素添加、二層ろ過、アンモニア添加、塩素添加、石灰でpH調整して浄水となる。

散気板表面への水の流れ

フランスのある街の水道水は、ローヌ川氾濫原から114本の井戸で地下水を汲み上げ、2つのポンプ場で塩素0.1mg/Lを添加して給水されています。河川の上流に自動水質監視所を設置して水質の汚染を監視し、もしも油や科学部質等で汚染されると、地下水の汲上げを停止し、汚染された河川水が地下に浸透しないようにしています。

この自然を利用した水バリアシステムは効率的である。しかし、化学物質で汚染される事例が多くなったため、さらにオゾン処理を組み込んだ緊急時用のラパプ洗浄水を建設し、常時、待機している。原水は、砂利採取場のピットに造られた人工湖であるミリベル.ジョナージュ湖から汲み上げて用い、緊急時には15分間で立ち上げ可能な浄水場となっている。湖はローヌ川から独立していて環境はきわめて良くて、浅くて十分な日光を受け、自然浄化は促進されるが、藻の発生もある。浄水場には沈殿池はなく、薬品混和、オゾン処理、浮上分離、二層ろ過、オゾン消毒という処理フローとなっています。

オゾンは酸素原料で発生させ、オゾン注入量は0.5~0.8mg/Lである。浄水場に送られた湖水に塩化第二鉄を凝集剤として添加し、急速混和によりフロックを生成させ、オゾン処理、浮上分離によりフロックを除去する。散気板の表面に加圧水を流して気泡を200~300umの微細気泡に細分化し、注入したオゾンの90%以上を吸収させ、その気泡で濁質、藻等を浮上して除く。浮上したスカムは、水位の変動で排出させる。この方法で藻の80%を除去できる。ボコボコと出るオゾンを含んだ気泡が散気板の表面に加圧水を流すことで煙のように細かな気泡となる。

Future plans for the implementation of ozonation in surface water treatment