オゾン供給装置
【課題】活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置において、オゾン用散気管における散気孔の詰まりを抑制する技術を提供する。
【解決手段】オゾン供給装置は、処理槽内に配置されてオゾン含有ガスを有機性廃水中に散気するためのオゾン用散気管と、コンプレッサと、コンプレッサから供給される圧縮空気を原料ガスとして生成したオゾン含有ガスをオゾン用散気管に供給するオゾン発生器と、コンプレッサとオゾン発生器とオゾン用散気管を連通するオゾン系統用通路と、オゾン発生器を制御する制御手段と、オゾン発生器の稼動を一時停止させる場合、その稼動停止期間中に、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスをオゾン用散気管に供給すると共にそのオゾン非含有ガスをオゾン用散気管の散気孔から廃水中に散気させる詰まり抑制手段と、を備える。
【解決手段】オゾン供給装置は、処理槽内に配置されてオゾン含有ガスを有機性廃水中に散気するためのオゾン用散気管と、コンプレッサと、コンプレッサから供給される圧縮空気を原料ガスとして生成したオゾン含有ガスをオゾン用散気管に供給するオゾン発生器と、コンプレッサとオゾン発生器とオゾン用散気管を連通するオゾン系統用通路と、オゾン発生器を制御する制御手段と、オゾン発生器の稼動を一時停止させる場合、その稼動停止期間中に、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスをオゾン用散気管に供給すると共にそのオゾン非含有ガスをオゾン用散気管の散気孔から廃水中に散気させる詰まり抑制手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃水（排水）の処理方法として、好気性微生物を含む活性汚泥により処理する活性汚泥法が、下水処理や産業廃水処理等において広く利用されている。この活性汚泥法では、処理対象となる各種の有機性廃水を処理槽（曝気槽）へと導き、廃水中の有機性物質を分解させて浄化処理をしている。
【０００３】
また、有機性廃水の廃水処理槽（生物処理槽）、有機性廃水の流量調整槽（貯留槽）、廃水等の生物処理で生成する余剰汚泥貯留槽（沈殿槽）等に微量のオゾンを供給することで、これらの槽内における悪臭発生の抑制や、生物処理性能悪化の原因となる糸状菌増殖の抑制が達成できることが知られている。近年では、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置も開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
この種のオゾン供給装置は、コンプレッサ、コンプレッサで加圧された圧縮空気から除湿（減湿）する除湿器、除湿器によって除湿された乾燥空気が供給され、これを原料ガスとしてオゾンを生成するオゾン発生器、オゾン発生器が生成したオゾンを含有するオゾン含有ガス（オゾン含有空気）を槽内に散気するためのオゾン用散気管等を含んで構成される。
【０００５】
オゾン供給装置に要求される基本性能として、処理対象となる廃水への高いオゾン溶解効率が挙げられる。オゾンの溶解効率が低いと、より多くのオゾンを廃水中に散気する必要が生じる。その結果、１）大型のオゾン発生器が必要となり装置コストが嵩む、２）オゾン生成コスト（処理対象となる廃水の単位水量当たりに掛かるオゾン生成コスト）が嵩む、３）溶解しきれなかった排オゾンガスの処理（例えば、活性炭処理）に要するコストが嵩む、というデメリットが生じ易くなる。このような実情に鑑み、オゾン用散気管には、耐オゾン性素材であってかつ、微細な気泡によりオゾン含有ガスを散気できる微細多孔質構造を有するセラミックス製の散気管が多く用いられている。
【０００６】
ところで、オゾン発生器は、処理対象たる有機性廃水の水質や水量の変動に応じてＯＮ−ＯＦＦ制御が行われることがある。ところが、オゾン発生器の稼動を一時的に停止してオゾン用散気管からの散気を停止させた状態が維持されると、オゾン用散気管における微細な散気孔の内部に有機性廃水が浸入し、その一部が汚濁物質によって閉塞するリスクがある。
【０００７】
この状態でオゾン発生器を再稼働させても、オゾン用散気管における散気孔の孔径は微細であるため、閉塞した散気孔を回復させるのは容易でない。そうすると、散気孔の有効断面積が減少してしまい、オゾン含有ガスの吐出圧が上昇することに繋がる。そうなると、散気されたオゾン含有ガスによって形成される気泡径も増大してしまい、オゾン溶解効率の低下を招くことが懸念される。
【０００８】
これに関連して、散気管の詰まり抑制に関する技術も提案されている（例えば、特許文献２〜７等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−４６６２４号公報
【特許文献２】特開２００５−５２７７３号公報
【特許文献３】特開平１０−４３７８９号公報
【特許文献４】特開２００３−２４５６８４号公報
【特許文献５】特開２００５−２７９４９５号公報
【特許文献６】特開平１０−９９６６３号公報
【特許文献７】特開２００２−１８６９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の従来技術は、オゾン含有ガスを散気するオゾン用散気管における散気孔の詰まりを防止する技術ではない。そして、オゾン用散気管の散気孔は微細であるが故にひとたび閉塞するとそれを解消することが難しく、また、オゾンに晒されると劣化し易い材料（例えば、メンブラン、ゴム材等）でオゾン用散気管の表面を覆うこともできない。
【００１１】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされてものであって、その目的は、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置において、オゾン用散気管における散気孔の詰まりを抑制可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわち、本発明に係るオゾン供給装置は、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用され、処理槽内における該有機性廃水にオゾン含有ガスを供給するオゾン供給装置であって、前記処理槽内に配置され、前記オゾン含有ガスを前記有機性廃水中に散気するためのオゾン用散気管と、空気を圧縮して圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記コンプレッサから供給される圧縮空気を原料ガスとして前記オゾン含有ガスを生成し、該オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給するオゾン発生器と、前記コンプレッサ、前記オゾン発生器、及び前記オゾン用散気管を連通するオゾン系統用通路と、前記オゾン発生器を制御する制御手段と、前記制御手段が前記オゾン発生器の稼動を一時停止させる場合、その稼動停止期間中に、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスを前記オゾン用散気管に供給すると共にそのオゾン非含有ガスを該オゾン用散気管の前記散気孔から前記有機性廃水中に散気させる詰まり抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、オゾン発生器が間欠運転されることで一時的に稼動が停止される場合においても、稼動停止期間中にはオゾン含有ガスの代わりにオゾン非含有ガスがオゾン用散気管へと供給されるので、有機性廃水がオゾン用散気管の散気孔内に浸入することが無く、有機性廃水に含まれる汚濁物質によって散気孔が閉塞することを抑制できる。
【００１４】
また、本発明に係るオゾン供給装置の第一の形態として、前記詰まり抑制手段は、前記オゾン系統用通路における前記コンプレッサ及び前記オゾン発生器の間の部分と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、前記コンプレッサが生成した圧縮空気を、前記オゾン発生器側と前記連絡通路側の何れかに導く切り換え弁と、を有し、前記オゾン非含有ガスとは、前記コンプレッサから流出した後、前記オゾン発生器に流入する前の圧縮空気であって、前記オゾン発生器が稼動している間は前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記オゾン発生器側に導かれ、前記稼動停止期間中においては前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記連絡通路側に導かれることで、該圧縮空気が前記オゾン発生器を迂回して直接前記オゾン用散気管に供給される形態を例示できる。
【００１５】
また、第二の形態として、前記廃水処理システムは、曝気用空気を送気するブロワーと、曝気用通路を介して該ブロワーから送気されてくる前記曝気用空気を前記処理槽内の前記有機性廃水中に散気する曝気用散気管を更に備え、前記詰まり抑制手段は、前記曝気用通路と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、前記曝気用空気における前記連絡通路の流通を禁止又は許可する切り換え弁と、を有し、前記オゾン非含有ガスとは、前記ブロワーが送気する前記曝気用空気であって、前記オゾン発生器が稼動している間は前記切り換え弁によって前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が禁止され、前記稼動停止期間中においては前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が許可されることで該曝気用空気が前記オゾン用散気管に供給される形態を例示できる。
【００１６】
また、本発明において、前記切り換え手段は電磁弁であっても良い。その場合、前記詰まり抑制手段は、前記オゾン用散気管内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段による検出値をモニタリングすると共に、該検出値が所定の基準値以下にあると判定した場合に前記電磁弁の切り換え制御を行う切り換え制御部と、を更に有しても良い。これによれば、オゾン用散気管内の圧力の検出結果に基づいて、オゾン用散気管に対してオゾン非含有ガスの供給を開始すべきかどうかの判断を好適に行うことができる。
【００１７】
また、本発明において、前記詰まり抑制手段による前記オゾン用散気管への前記オゾン非含有ガスの連続供給時間が第一設定時間以上になる場合には、該第一設定時間の経過毎に、該第一設定時間に比べて短い時間として設定される第二設定時間だけ前記詰まり抑制手段による前記オゾン非含有ガスの供給が中断され、当該中断期間に亘り前記制御手段が前記オゾン発生器を稼働させて前記オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給するようにしても良い。
【００１８】
これによれば、オゾン発生器の稼動停止期間がたとえ長期に及んだとしても、スポット的、或いは短期的にオゾン用散気管に対するオゾン含有ガスの供給が行われる。そのため、オゾン用散気管の表面に生物膜が生成されたり、この生物膜が過剰に成長することがなく、オゾン用散気管における散気孔の閉塞リスクをより好適に低下させることが可能となる。
【００１９】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置において、オゾン用散気管における散気孔の詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。
【図２】オゾン供給装置によるオゾン含有ガスの供給サイクルを説明する説明図である。
【図３】実施例２に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施例３に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。
【図５】流路切り換え弁の切り換えタイミングを説明するタイミングチャート図である。
【図６】実施例４に係る詰まり防止制御の処理内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置の実施形態について、図面に基づいて例示的に詳しく説明する。なお、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２３】
＜実施例１＞
図１は、実施例１に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。廃水処理システム１は、工場廃水、生活廃水、下水等、有機性物質を含む有機性廃水を、活性汚泥により生物処理することで浄化するシステムである。活性汚泥は、一般に細菌、かび類、藻類、原生動物、輪虫類、線虫類など、有機性廃水を浄化するための種々の微生物の集合体である。通常、活性汚泥は排水原水に含まれない。有機性廃水に含まれる汚濁物は、排水原水に含まれる排水成分であって、微生物に捕食される栄養源（エサ）となる成分である。有機性廃水に含まれる汚濁物が活性汚泥中の微生物と接触すると（以下、この現象を「吸着」とも称呼する）、その汚濁物が微生物の栄養源（エサ）となって除去されることで有機性廃水の浄化が行われる。
【００２４】
廃水処理システム１は、流量調整槽２、生物処理槽３、沈殿槽４、曝気（ばっき）装置５、オゾン供給装置６などを主に備えている。流量調整槽２は、図示しない流入管から導入される処理前の有機性廃水を一旦貯留するための槽である。より詳しくは、流量調整槽２は、例えば工場等から排出される有機性廃水の排出量に変動が有る場合に、生物処理槽３での処理水量を平均化するために設けられ、これによって生物処理槽３における処理安定化やコンパクト化等が図られる。
【００２５】
流量調整槽２に貯留されている有機性廃水は、ポンプ２２によって、配管２３を通じて生物処理槽３に供給される。生物処理槽３には、流量調整槽２から供給されてくる有機性廃水を分解処理する好気性微生物を含む活性汚泥が投入されており、流入した有機性廃水はこの活性汚泥中の微生物によって分解処理される。生物処理槽３には、好気性環境を維持するために、有機性廃水を活性汚泥と曝気混合する曝気装置５が設けられている。
【００２６】
曝気装置５は、曝気用ブロワー５１、曝気用散気管５２、曝気用通路５３を備える。曝気用散気管５２は、生物処理槽３の底部に有機性廃水に浸かるように配置されており、曝気用通路５３を介して曝気用ブロワー５１と連通している。図示の例では、曝気用散気管５２は生物処理槽３内に複数配置されている。曝気用通路５３は途中から、各曝気用散気管５２に対応する曝気用枝通路５３ａに分岐されており、それぞれの曝気用枝通路５３ａが対応する曝気用散気管５２に曝気用ブロワー５１から送気されてくる空気（以下、「曝気用空気」という）を供給する。なお、曝気用通路５３のうち、各曝気用枝通路５３ａへの分岐部よりも上流側の部分を「曝気用主通路５３ｂ」と称する。
【００２７】
曝気用散気管５２は、曝気用ブロワー５１から送気されてくる曝気用空気を有機性廃水中に散気するための小径の散気孔を多数有している。曝気用散気管５２の散気孔から曝気用の空気（酸素）が生物処理槽３内に供給されると、活性汚泥に含まれる微生物が酸素の供給（曝気）により爆発的に繁殖・増殖を行い、有機性廃水に含まれる汚濁物質の生物分解が促進される。
【００２８】
このようにして、生物処理槽３において生物処理された有機性廃水は、ポンプ３１によって取水され、移送管３２によって沈殿槽４に移送された後、更に配水管４２によって系外に廃水される。一方、沈殿筒４１内において沈殿した活性汚泥は、戻し用配管４３を通
じて、ポンプ４４によって生物処理槽３に戻される。なお、活性汚泥のうちの余剰部分は、分岐管４５のバルブ４６を開放することで、系外に排出することが可能である。本実施例においては曝気用ブロワー５１が本発明のブロワーに対応している。
【００２９】
更に、廃水処理システム１では、生物処理槽３における活性汚泥の活性化、及び糸状菌繁殖の抑制を図るために、生物処理槽３内の有機性廃水中に対して微量のオゾンがオゾン供給装置６によって供給（添加）されるようになっている。オゾン供給装置６は、コンプレッサ６１、減湿器６２、オゾン発生器６３、オゾン用散気管６４、及びこれらを接続するオゾン系統用配管６５（オゾン系統用通路）等を備えている。
【００３０】
コンプレッサ６１によって圧縮（加圧）された空気は、オゾン系統用配管６５を通じて減湿器６２に導入されることで、減湿（除湿）される。このようにして、加圧（圧縮）かつ減湿（除湿）された空気は、オゾンを生成する原料空気（ガス）としてオゾン発生器６３に供給される。また、オゾン発生器６３に供給される原料空気は、例えば０．４〜０．８Ｍｐａ程度に加圧され、かつ、例えば露点温度が−４０℃〜−７０℃程度まで減湿処理がなされたものであっても良い。
【００３１】
このようにして、加圧・減湿処理がなされた原料空気がオゾン系統用配管６５を通じてオゾン発生器６３に導かれると、このオゾン発生器６３においてオゾンが生成される。オゾン発生器６３としては、公知の種々の方式を採用することができ、例えば放電方式、紫外線照射方式等を好適に採用することができる。オゾン発生器６３において生成されたオゾンは残余の原料空気と共に形成されるオゾン含有ガスを、オゾン系統用配管６５を通じてオゾン用散気管６４に供給される。
【００３２】
オゾン用散気管６４は、曝気用散気管５２と同様、生物処理槽３の底部に有機性廃水に浸かるように配置されている。図示の例では、オゾン用散気管６４は生物処理槽３内に複数配置されている。すなわち、オゾン系統用配管６５は途中から、各オゾン用散気管６４に対応するオゾン系統用枝配管６５ａに分岐されており、それぞれのオゾン系統用枝配管６５ａが対応するオゾン用散気管６４にオゾン含有ガスを供給する。なお、オゾン系統用配管６５のうち、各オゾン系統用枝配管６５ａへの分岐部よりも上流側の部分を「オゾン系統用主配管６５ｂ」と称する。
【００３３】
また、オゾン用散気管６４は、曝気用散気管５２の散気孔に比べて微細な、微細多孔質構造の散気孔を多数有している。オゾン用散気管６４の材質としては、例えば、耐オゾン性に優れ且つ微細多孔質構造を備えたセラミックスを好適に採用することができる。
【００３４】
このように構成されるオゾン用散気管６４では、オゾン発生器６３から送られてくるオゾンを含むオゾン含有ガス（オゾン含有空気）が、散気孔を通じて有機性廃水中に超微細気泡として散気される。このようにして、オゾンの溶解効率を高めることで、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図ることができる。
【００３５】
オゾン供給装置６は、オゾン発生器６３を制御するための制御ユニットである制御部（制御手段）６６を更に備えている。制御部６６は、オゾン発生器６３と電気配線を介して接続されており、生物処理槽３における有機性廃水の水質や水量（貯留量）に応じて、オゾン発生器６３を制御する。そして、制御部６６は、例えば処理すべき有機性廃水が生物処理槽３に対して供給されなくなる場合には、オゾン発生器６３の稼動を一時的に停止させる場合もある。なお、制御部６６によるオゾン発生器６３の制御内容には、上記したようなオゾン発生器６３の間欠制御（ＯＮ−ＯＦＦ制御）の他、当該処理負荷に応じてオゾンの生成量（出力）を可変とする容量制御も含めることができる。
【００３６】
図２は、オゾン供給装置によるオゾン含有ガスの供給サイクルを説明する説明図である。ここでは、週５日連続して稼動する標準的な食品加工工場から排出される廃水を処理する場合を例に挙げて説明する。図２には、上段から、食品加工工場から流量調整槽２への廃水流入量Ｑ１、流量調整槽２から生物処理槽３への廃水流入量Ｑ２、曝気装置５における曝気空気量Ｑ３、オゾン供給装置６によるオゾン含有ガスの供給量Ｑ４を示している。
【００３７】
図示の例では、流量調整槽２への廃水は、平日の始業から終業までの時間帯に行われる。ここで、流量調整槽２への廃水流入量が終業時付近で多くなるのは、終業時における場内洗浄に伴い廃水の排出量が増加することによるものである。
【００３８】
生物処理槽３への廃水流入量Ｑ２を見ると明らかなように、生物処理槽３における処理負荷が一定となるように、生物処理槽３に流入する廃水量が調節されている。そのため、例えば夜中など、工場の非稼動時においても流量調整槽２で平均化された一定量の廃水が生物処理槽３に供給されるようになっている。また、図示の例では、流量調整槽２に貯留される廃水の貯留量が工場からの１日分の廃水の排出量に概ね等しく設定されている。そのため、工場が稼動しなくなる土曜日においても、流量調整槽２に貯留されている廃水が無くなるまで、生物処理槽３への排水が継続されているのが図２から判る。
【００３９】
生物処理槽３への排水が停止されると、生物処理槽３における処理負荷が無くなるため、曝気装置５における曝気空気量Ｑ３が減らされる。そして、活性汚泥に含まれる微生物の呼吸に必要な分（基礎代謝分）だけの曝気用空気が曝気用ブロワー５１から送気され、或いは数時間〜１日程度の期間に亘り曝気用空気の供給が停止される。オゾン供給装置６によるオゾン含有ガスの供給量についても、曝気装置５による曝気空気量Ｑ３と概ね同様の調整がなされるが、図示のように、無負荷時にはオゾン発生器６３の稼動を停止する場合が多く、このケースでは１日程度、オゾン供給装置６によるオゾン含有ガスの供給量Ｑ４が連続して零に維持されている。
【００４０】
上記のように、オゾン発生器６３の稼動が一時的に停止される場合、オゾン用散気管６４の微細な散気孔内部に対して汚濁物が多く混入した廃水が入り込む。このような状態が、稼動停止期間（以下、「オゾン発生器稼動停止期間」といい、符号ΔＴｓにて示す）に亘り維持されると、オゾン用散気管６４における一部の散気孔が閉塞する。このような状態でオゾン発生器６３の稼動を再開しても、オゾン用散気管６４における散気孔は微細であるが故に、散気孔に目詰まりを起こさせている汚濁物質をそこから外方に押し出すことは容易でない。そうすると、散気孔の有効断面積が減少することで散気孔から散気されるオゾン含有ガスの吐出圧が上昇する。その結果。オゾン含有ガスによって形成される気泡径が大きくなってしまい、オゾンの溶解効率の低下に繋がる要因となる。
【００４１】
そこで、本実施例に係るオゾン供給装置６では、オゾン発生器６３を間欠運転する場合においても、オゾン用散気管６４の散気孔が有機性廃水に含まれる汚濁物等によって閉塞しないように、以下のような独自の構成を採用している。具体的には、制御部６６がオゾン発生器６３の稼動を一時停止させる場合、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓに亘り、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスをオゾン用散気管６４に供給すると共に、そのオゾン非含有ガスをオゾン用散気管６４の散気孔から生物処理槽３における有機性廃水へと散気させる詰まり防止制御を行うようにした。
【００４２】
ここで、詰まり防止制御に関連する構成について、図１を参照して説明する。図示のように、オゾン系統用配管６５におけるコンプレッサ６１及びオゾン発生器６３の間の部分と、オゾン系統用配管６５におけるオゾン発生器６３及びオゾン用散気管６４の間の部分が、バイパス通路７１（連絡通路）によって接続されている。より詳しくは、バイパス通路７１は、オゾン系統用配管６５におけるコンプレッサ６１及び減湿器６２の間の部分と
、オゾン系統用主配管６５ｂにおけるオゾン発生器６３よりも下流側の部分を接続している。
【００４３】
オゾン系統用配管６５からのバイパス通路７１の分岐部には、電磁式の三方弁（電磁弁）である流路切り換え弁７２（切り換え弁）が設けられている。この流路切り換え弁７２は、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気（加圧空気）を、オゾン発生器６３側とバイパス通路７１側の何れかに選択的に導く。この流路切り換え弁７２は、制御部６６と電気配線を介して接続されており、制御部６６の制御信号に基づいて切り換え制御がなされる。また、バイパス通路７１がオゾン系統用配管６５に合流する合流部及びオゾン発生器６３の間と、バイパス通路７１の夫々には、ガスが上流側に逆流することを防止するための逆止弁７３が設けられている。
【００４４】
オゾン発生器６３が稼動している間は、制御部６６は、流路切り換え弁７２にコンプレッサ６１と減湿器６２（オゾン発生器６３）とを導通させ、コンプレッサ６１とバイパス通路７１とを遮断させる。これにより、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気がオゾン発生器６３側に導かれる。そのため、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気は、減湿器６２によって減湿されてからオゾン発生器６３に供給され、これを原料ガスとしてオゾンが生成される。その後、オゾン発生器６３から流出したオゾン含有ガスがオゾン用散気管６４に供給されて、その散気孔から有機性廃水へと散気される。
【００４５】
一方、生物処理槽３において生物処理する有機性廃水の処理負荷が零、或いは顕著に少なくなった場合、制御部６６は、オゾン発生器６３の稼動を一時停止させると共に、詰まり防止制御を実施する。その際、制御部６６は、流路切り換え弁７２に切り換え信号を出力し、コンプレッサ６１と減湿器６２（オゾン発生器６３）とを遮断させ、コンプレッサ６１とバイパス通路７１とを導通させる。これにより、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気の流通経路が変更され、この圧縮空気がバイパス通路７１側に導かれるようになる。
【００４６】
その結果、オゾン発生器６３の稼動が停止されるオゾン発生器稼動停止期間においては、バイパス通路７１を経由する圧縮空気がオゾン発生器６３を迂回してオゾン用散気管６４に直接導かれ、オゾン用散気管６４の散気孔からオゾン含有ガスに代わり圧縮空気が散気されるようになる。これによって、オゾン発生器稼動停止期間においても、有機性廃水が散気孔内に逆流することが無く、廃水に含まれる汚濁物質によって散気孔が閉塞することが防止される。
【００４７】
これによれば、オゾン供給装置６によってオゾンを間欠的に供給する場合においても、長期に亘って微細な気泡のオゾン含有ガスの供給が可能となり、オゾンの溶解効率を良好に維持することができる。従って、装置のメンテナンスを行う頻度も少なくできる。更には、オゾン発生器６３をコンパクトにすることができるので、イニシャルコストの低減を実現できる。また、有機性廃水の単位水量あたりの処理に掛かるオゾン生成コストや、溶解しきれなかった排オゾンガスの処理に要するランニングコストを低減することも可能となる。
【００４８】
なお、上記詰まり防止制御中に、生物処理槽３における有機性廃水の処理負荷が増加した場合には、オゾン発生器６３の稼動を再開させるのはいうまでもない。その場合、制御部６６は、圧縮空気の流路がオゾン発生器６３側となるように、すなわちコンプレッサ６１で加圧された後の圧縮空気がオゾン発生器６３に導かれるように流路切り換え弁７２を切り換えるとともに、オゾン発生器６３を再稼動させる。本実施例においては、詰まり防止制御を実施する制御部６６、バイパス通路７１、及び流路切り換え弁７２を含んで本発明における詰まり抑制手段を構成している。また、本実施例では、オゾン発生器稼動停止期間にバイパス通路７１を介してオゾン用散気管６４に供給される圧縮空気が、本発明に
おけるオゾン非含有ガスに対応する。
【００４９】
（変形例）
以下、変形例について説明する。図１に示した流路切り換え弁７２は、電磁弁を採用しているがこれに限定されるものではなく、手動式の三方弁を代わりに設置しても良い。この場合、オゾン発生器６３の稼動を停止させる際には、本システムの管理者等が手動によって流路切り換え弁７２を切り換え、電磁弁のときと同様に、コンプレッサ６１から送られてくる圧縮空気がバイパス通路７１側に導入されるように、圧縮空気の流通経路を変更することで、先に述べたものと同様の効果を奏する。
【００５０】
また、実施例１では、部品数をなるべく少なくする観点から、バイパス通路７１がオゾン系統用配管６５から分岐する分岐部に単一の三方弁を設置しているが、これに代えて、上記バイパス通路７１の分岐部と減湿器６２の間の部分と、バイパス通路７１のそれぞれに、空気の流路を遮断、或いはその解除を行う第１及び第２の遮断弁を設置しても良い。この場合、コンプレッサ６１からの圧縮空気をオゾン発生器６３側に導く際には、バイパス通路７１側に設けられている第２の遮断弁のみを閉弁し、第１の遮断弁は開弁した状態に維持すると良い。一方、上記の圧縮空気をバイパス通路７１側に導く際には、オゾン系統用配管６５側に設けられている第１の遮断弁のみを閉弁し、第２の遮断弁は開弁した状態に維持すると良い。また、図１において配置されていた減湿器６２の代わりに、酸素発生器を設置しても良い。
【００５１】
また、本実施例では、詰まり防止制御を制御部６６に実施させているが、この制御部６６とは別の第２の制御部を、詰まり防止制御を実施する専用の制御手段として備えていても良い。この場合、制御部６６からオゾン発生器６３の稼動状況を表す信号が、逐次、第２の制御部に送信されると良い。そして、第２の制御部は、制御部６６から送信されてくる信号に基づいて、例えば、オゾン発生器６３の稼動が停止される際には、コンプレッサ６１からの圧縮空気がバイパス通路７１側に導かれるように流路切り換え弁７２を切り換え、オゾン発生器６３の稼動が再開される際には、流路切り換え弁７２を再び元の制御位置に復帰させると良い。
【００５２】
＜実施例２＞
図３は、実施例２に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。実施例１と共通する構成については、図１と共通の符号を付すことで詳しい説明を割愛する。また、図３では、図１に示す流量調整槽２、ポンプ２２、配管２３などの図示を便宜上割愛しているが、実施例１と同様、流量調整槽２に貯留されている有機性廃水はポンプ２２によって配管２３を通じて生物処理槽３に供給されるものとする。以下、実施例１における構成上の相違点、及び実施例１に係る詰まり防止制御の内容との相違点を中心に説明する。
【００５３】
図３の構成例では、図１に示したバイパス通路７１の代わりに、連絡通路７５が設けられている。連絡通路７５は、曝気用通路５３（より詳しくは、曝気用主通路５３ｂ）と、オゾン系統用配管６５におけるオゾン発生器６３及びオゾン用散気管６４の間の部分（より詳しくは、オゾン系統用主配管６５ｂにおけるオゾン発生器６３よりも下流側の部分）とを接続する通路である。
【００５４】
連絡通路７５の途中には遮断弁７６が設けられている。この遮断弁７６は、閉弁されることで連絡通路７５を遮断し、開弁されると連絡通路７５の遮断を解除する機能を有し、制御部６６から出力される制御信号に基づいて制御される電磁弁である。言い換えると、遮断弁７６は、閉弁されることで曝気用ブロワー５１から送気される曝気用空気における連絡通路７５の流通を禁止し、開弁されることで曝気用空気における連絡通路７５の流通
を許可するように機能する。
【００５５】
その他、連絡通路７５がオゾン系統用配管６５に合流する合流部とオゾン発生器６３との間には、ガスが上流側に逆流することを防止する逆止弁７３が設けられている。
【００５６】
オゾン発生器６３が稼動している間は、制御部６６は、遮断弁７６を閉弁状態に制御することで、連絡通路７５を遮断させた状態に維持する。これにより、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気における連絡通路７５の流通が禁止されることになる。そのため、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気は、その全量が曝気用通路５３を介して曝気用散気管５２に導かれ、曝気用散気管５２の散気孔から生物処理槽３内に散気される。このように有機性廃水が曝気されることで、これに含まれる汚濁物質の生物分解を促進させることができる。
【００５７】
一方、生物処理槽３において生物処理する有機性廃水の処理負荷が無くなってオゾン発生器６３の稼動を一時停止させる場合には、制御部６６は、オゾン発生器６３の稼動停止と併せて、詰まり防止制御を実施する。その際、制御部６６は、遮断弁７６を閉弁状態から開弁状態に切り換えることで、連絡通路７５の遮断状態を解除する。これにより、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気における連絡通路７５の流通が許可されるようになる。また、連絡通路７５の流通が許可されるようになった曝気用空気は、逆止弁７３の働きにより、オゾン系統用配管６５をオゾン発生器６３側に向けて逆流することは無い。
【００５８】
その結果、曝気用空気が連絡通路７５を介してオゾン用散気管６４に導かれ、オゾン用散気管６４の散気孔からは、オゾン含有ガスに代わり、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気が散気されるようになる。これによって、オゾン発生器稼動停止期間においても、有機性廃水が散気孔内に逆流することが無く、廃水に含まれる汚濁物質によって散気孔が閉塞することが防止される。従って、実施例１において述べた内容と同等の効果を奏する。
【００５９】
本実施例においても、その形態に種々の変更を加えることができる。例えば、曝気用空気における連絡通路７５の流通の禁止、許可を選択的に切り換えることの可能な弁であれば、遮断弁７６以外の構成を採用しても良い。オゾン発生器６３が稼動している間は曝気用ブロワー５１からの曝気用空気における連絡通路７５の流通を禁止し、オゾン発生器稼動停止期間においてはその流通を許可することができれば、種々の構成を採用することができる。
【００６０】
図３の構成例では、オゾン発生器稼動停止期間に、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気を、オゾン用散気管６４と曝気用散気管５２の双方に供給しているが、オゾン発生器稼動停止期間にはオゾン用散気管６４のみに曝気用空気を供給する構成を採用することもできる。
【００６１】
例えば、曝気用通路５３からの連絡通路７５の分岐部に、曝気用空気を曝気用散気管５２と連絡通路７５側の何れか一方に導く流路切り換え弁を設置しても良い。そして、オゾン発生器６３が稼動している間は、曝気用空気を曝気用散気管５２に導き、オゾン発生器６３の稼動が停止されている間は、曝気用空気を連絡通路７５に導くようにしても良い。
【００６２】
また、曝気用空気が曝気用散気管５２と連絡通路７５側の何れか一方に導かれる状態と、曝気用空気が双方に導かれる状態とを切り替え可能な流路切り換え弁を、連絡通路７５の上記分岐部に設置しても良い。この構成例では、オゾン発生器６３が稼動している間は曝気用空気を曝気用散気管５２のみに導き、オゾン発生器６３の稼動が停止されている間は曝気用空気を曝気用散気管５２及び連絡通路７５の双方に導くようにしても良い。
【００６３】
更には、オゾン発生器稼動停止期間に曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４と曝気用散気管５２の双方に供給する場合と、オゾン用散気管６４のみに供給する場合とで、曝気用ブロワー５１の回転数（送気量）を可変制御するようにしても良い。上述のように、オゾン用散気管６４の散気孔は曝気用散気管５２の散気孔に比べて微細であるため、オゾン発生器稼動停止期間においてオゾン用散気管６４のみに送気する場合には、曝気用ブロワー５１が閉め切り運転に近い状態となる。このような場合に、多量の曝気用空気がオゾン用散気管６４に送気されると、オゾン用散気管６４の内圧が増大して曝気用ブロワー５１やオゾン用散気管６４等が破損する虞がある。また、上記した閉め切り運転が行われると、オゾン用散気管６４からの送気量が曝気用ブロワー５１の定格送気量に比べて極めて少なくなり、曝気用ブロワー５１の駆動エネルギー（駆動電力）の損失が大きくなる虞がある。
【００６４】
そこで、オゾン発生器稼動停止期間に曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４のみに導く構成では、オゾン発生器稼動停止期間における曝気用ブロワー５１の回転数（送気量）を例えばインバータ制御等によって、オゾン発生器６３の稼動中に比べて減少させても良い。これにより、オゾン発生器稼動停止期間に曝気用ブロワー５１からの曝気用空気の全量をオゾン用散気管６４に導いたとしてもオゾン用散気管６４の内圧が過度に上昇することが無いため、破損曝気用ブロワー５１等の破損をより確実に回避することができる。それと同時に、破損曝気用ブロワー５１の閉め切り運転を回避することで、破損曝気用ブロワー５１の駆動電力のロスが増加することも抑止できる。なお、オゾン発生器稼動停止期間において、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４と曝気用散気管５２の双方に送気する場合には、曝気用ブロワー５１の回転数をオゾン発生器６３の稼動中と同等に維持しても構わない。
【００６５】
また、本実施例に係るオゾン供給装置においても、実施例１で説明した各変形例を好適に適用することができる。すなわち、遮断弁７６を電磁弁とせずに、手動によって遮断、及びその解除を切り換えるようにしても良い。また、制御部６６とは別に詰まり防止制御を実施する専用の第２の制御部を備えても良い。また、図３における減湿器６２に代えて酸素発生器を設置しても良い。
【００６６】
本実施例においては、詰まり防止制御を実施する制御部６６、連絡通路７５、及び遮断弁７６を含んで本発明における詰まり抑制手段を構成している。また、本実施例では、オゾン発生器稼動停止期間に連絡通路７５を介してオゾン用散気管６４に供給される曝気用空気が、本発明におけるオゾン非含有ガスに対応する。
【００６７】
＜実施例３＞
図４は、実施例３に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。実施例１と共通する構成については、図１と共通の符号を付すことで詳しい説明を割愛する。
【００６８】
図４に示すように、本実施例では、オゾン発生器６３よりも下流側のオゾン系統用主配管６５ｂには、オゾン系統用主配管６５ｂ内の圧力を検出する圧力検出センサ６７が設けられている。オゾン供給装置６は、更に第２の制御部６８を備えている。圧力検出センサ６７は第２の制御部６８と電気配線を介して接続され、圧力検出センサ６７の検出結果は逐次、第２の制御部６８に入力される。また、本実施例において、流路切り換え弁７２は第２の制御部６８と電気的に接続されており、第２の制御部６８によって切り換え制御がなされる。なお、本実施例においても、流路切り換え弁７２を電磁弁として構成している。
【００６９】
圧力検出センサ６７によって圧力が検出されるオゾン系統用主配管６５ｂは各オゾン用
散気管６４と連通しているため、圧力検出センサ６７は実質的にオゾン用散気管６４の内部圧力を検出しているといえる。勿論、圧力検出センサ６７によってオゾン用散気管６４の内部圧力を直接検出するようにしても構わない。あるいは、オゾン系統用配管６５におけるオゾン系統用枝配管６５ａに圧力検出センサ６７を設けても良い。その場合、各オゾン系統用枝配管６５ａを代表して一のオゾン系統用枝配管６５ａのみに圧力検出センサ６７を設置しても良いし、各オゾン系統用枝配管６５ａに圧力検出センサ６７を設置しても良い。
【００７０】
但し、オゾン用散気管６４は生物処理槽３における有機性廃水に浸かっているため、当該廃水に浸からないオゾン系統用主配管６５ｂ、あるいはオゾン系統用枝配管６５ａのうち水に浸からない部位に圧力検出センサ６７を設けるのが好ましいといえる。また、オゾン系統用主配管６５ｂに圧力検出センサ６７を設置する構成を採用した場合、圧力検出センサ６７をよりオゾン発生器６３に近い部位やオゾン発生器６３の筐体内部に設置することができるようになるため、圧力検出センサ６７の設置が容易であり、コスト削減の観点からも有利である。本実施例においては圧力検出センサ６７が本発明における圧力検出手段に対応している。
【００７１】
本実施例では、第２の制御部６８が圧力検出センサ６７による圧力の検出値を一定周期毎にモニタリングし、その結果に基づいて詰まり防止制御を実施すべく流路切り換え弁７２の切り換え制御を行う。本実施例においては第２の制御部６８が本発明における切り換え制御部に対応している。
【００７２】
図５は、第２の制御部６８による流路切り換え弁の切り換えタイミングを説明するタイミングチャート図である。縦軸には、圧力検出センサ６７によって検出されるオゾン用散気管６４内の圧力（以下、「散気管内検出圧力」という）Ｐｒｖを示し、横軸には時間を示す。符号Ｐｒｖｓは、オゾン供給装置６によりオゾン含有ガスを供給しているときのオゾン用散気管６４内の圧力であり、「オゾン供給時圧力レベル」と称する。符号Ｐｒｖａは、オゾン用散気管６４の微細多孔質構造の散気孔に有機性廃水が浸入する可能性があると考えられるオゾン用散気管６４内の圧力であり、「散気孔浸水圧力レベル」と称する。
【００７３】
ここで、散気管内検出圧力Ｐｒｖの推移について説明すると、オゾン発生器６３が稼動している間は、散気管内検出圧力Ｐｒｖはオゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓの近傍を推移する。そして、時間ｔ１において、例えば生物処理槽３における処理負荷が無くなることでオゾン発生器６３の稼動が一時停止されると、散気管内検出圧力Ｐｒｖは徐々に低下する。
【００７４】
このままの状態で放置する（時間が経過する）と、散気管内検出圧力Ｐｒｖは廃水進入圧力レベルＰｒｖａまで低下してしまうことになる。そこで、本実施例では、散気管内検出圧力Ｐｒｖが所定の基準圧力Ｐｖｒｂ以下になった場合に、詰まり防止制御を行うようにする。この基準圧力Ｐｖｒｂは、オゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓよりも低く、かつ、廃水進入圧力レベルＰｒｖａよりも高い圧力レベルとして設定されており、詰まり防止制御を開始するかどうかを決定する基準となる圧力レベルである。
【００７５】
第２の制御部６８は、圧力検出センサ６７から散気管内検出圧力Ｐｒｖを取得するたびに、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂ以下であるかどうかを判定する。第２の制御部６８は、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂより高いと判定した場合には、特に何もしない。すなわち、この状態では、オゾン発生器６３は通常通り稼動していることを意味しており、オゾン用散気管６４における散気孔の詰まり、閉塞が問題となることはない。
【００７６】
ここで、図５では、時間ｔ２において、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂに到達している。そして、第２の制御部６８は、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂ以下であると判定すると、流路切り換え弁７２にコンプレッサ６１と減湿器６２とを遮断させ、コンプレッサ６１とバイパス通路７１とを導通させるように切り換え制御信号を出力する。
【００７７】
その後、若干のタイムラグを伴い時間ｔ３において散気管内検出圧力Ｐｒｖは上昇を開始するが、散気管内検出圧力Ｐｒｖが廃水進入圧力レベルＰｒｖａまで低下することはない。すなわち、散気管内検出圧力Ｐｒｖは、オゾン発生器６３の稼動が間欠運転される場合においても、常に散気管内検出圧力Ｐｒｖを廃水進入圧力レベルＰｒｖａよりも高いレベルの圧力に維持させることができる。
【００７８】
なお、流路切り換え弁７２を切り換えるトリガーとなる基準圧力Ｐｖｒｂは、オゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓ、廃水進入圧力レベルＰｒｖａ、及び流路切り換え弁７２への制御信号が出されてから実際に流路切り換え弁７２の切り換えが完了するまでの応答時間等に応じて設定すると良い。但し、オゾン発生器６３の稼動を停止する際に、オゾン用散気管６４内の圧力がオゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓから廃水進入圧力レベルＰｒｖａに低下するまでの時間が短いことに起因して、オゾン用散気管６４内の圧力が一時的に廃水進入圧力レベルＰｒｖａ以下になることがあっても殆ど支障はないと考えられる。これは、本処理システムに適用されるオゾン用散気管６４の散気孔は微細多孔質構造を有しているため、管内圧力が廃水進入圧力レベルＰｒｖａに到達したとしても、散気孔内に廃水が進入する速度が非常に遅いからである。
【００７９】
その後、間もなく流路切り換え弁７２の切り換えが完了すれば、バイパス通路７１を経由する圧縮空気がオゾン発生器６３を迂回してオゾン用散気管６４に直接導かれ、オゾン用散気管６４の散気孔から圧縮空気が散気されるようになる。その結果、オゾン用散気管６４内の圧力上昇が開始されることになり、オゾン用散気管６４における散気孔が閉塞することを回避できる。なお、本実施例に係る制御内容は、図３に示す構成にも好適に適用することができる。
【００８０】
なお、オゾン発生器６３に対する間欠制御（ＯＮ−ＯＦＦ制御）においてオゾン発生器６３の稼動が停止される状況の他、図５に示すような散気管内検出圧力Ｐｒｖの低下、すなわちオゾン用散気管６４の内圧低下は、上述した容量制御においてオゾン生成量が小さな制御値まで減ぜられる状況においても起こり得る。このように容量制御に係るオゾン生成量が少なくなることに起因して散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂ以下になった場合にも、流路切り換え弁７２の切り替え制御を行うことによりバイパス通路７１を経由させた圧縮空気をオゾン用散気管６４の散気孔から散気させ、あるいは図３の構成を採用する場合には遮断弁７６を開弁することで曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４の散気孔から散気させると良い。
【００８１】
（他の制御例）
また、上記の制御例では、散気管内検出圧力Ｐｒｖのモニタリング結果に基づいて詰まり防止制御を開始するかどうかを判断しているが、以下のような判断手法を採用することもできる。第一に、曝気装置５の稼動状況に連動させ、曝気装置５の稼動が停止される期間に亘り、詰まり防止制御を実施するようにしても良い。例えば、曝気装置５が制御部６６によって制御される場合、制御部６６により曝気装置５への稼動停止指令が出された際には、曝気装置５に対する再稼働の指令が出されるまでの期間に亘り、詰まり防止制御を実施しても良い。
【００８２】
第二には、生物処理槽３における酸素濃度（溶存酸素濃度）を酸素濃度センサ（図示せ
ず）によって検出し、第２の制御部６８は上記溶存酸素濃度のモニタリング結果に基づいて、詰まり防止制御を開始しても良い。
【００８３】
ここで、有機性廃水に含まれる汚濁物質は活性汚泥中の微生物の栄養分（エサ）となる。より詳しく述べると、活性汚泥中の微生物によって捕食された有機物はその一部が微生物の繁殖に費やされ、残りは水と二酸化炭素まで分解されるが、何れの場合においても有機性廃水中における酸素が消費されることになる。そして、活性汚泥に含まれる微生物がより多くのエサを捕食する状況下ほど、有機性廃水中に溶存する酸素の消費量が増加する。
【００８４】
一方、活性汚泥に含まれる微生物へのエサの供給が無くなると、微生物による酸素消費量が減少することになる（微生物の基礎代謝分の酸素は消費されるが、その消費量は上記有機物を捕食した際の酸素消費量に比べて少ない）。従って、例えば流量調整槽２から生物処理槽３への有機性廃水の流入（供給）停止に伴い廃水処理負荷が減少してゆくと、微生物のエサ不足が起こることによって酸素濃度の上昇に繋がる。
【００８５】
そこで、第２の制御部６８は、生物処理槽３内の有機性廃水における酸素濃度が所定の規定溶存酸素濃度以上であると判定した場合に、詰まり防止制御を開始するようにしても良い。通常、生物処理槽３における溶存酸素濃度の好適な制御範囲としては１〜３ｐｐｍ程度を例示することができるため、上記規定溶存酸素濃度を例えば５〜６ｐｐｍ程度に設定し、この判断基準値まで溶存酸素濃度が上昇した場合に詰まり防止制御を開始しても良い。なお、活性汚泥に含まれる微生物による酸素消費が零となる場合を仮定すると、その際の溶存酸素濃度は飽和濃度に一致する。この飽和濃度は水温に依存するものの、８〜９ｐｐｍ程度が一般的な値として例示することができる。なお、上述した規定溶存酸素濃度の値は例示的なものであり、上記範囲に限定される趣旨ではない。
【００８６】
＜実施例４＞
次に、実施例４に係る詰まり防止制御について説明する。本実施例に係るオゾン供給装置のハード構成は図１に示したものと同様である。上述までの実施例に係る詰まり防止制御では、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓに亘り詰まり防止制御を継続していた。ここで、図２にも示したように、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓが過度に長くなることは通常想定されないが（通常の工場廃水では、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓの継続は１日程度である）、詰まり防止制御に係るオゾン非含有ガスの連続供給時間が長期に及ぶと、オゾン用散気管６４から散気が行われていたとしてもオゾン用散気管６４の表面に生物膜（例えば、ぬめり状のスライム層）が成長し易くなる。
【００８７】
これは、汚濁物質を含んだ有機性廃水がオゾン用散気管６４の散気孔内に逆流することによる閉塞リスクよりは小さいが、生物膜の成長を放置すると散気孔の閉塞リスクが僅かながら増加するとも考えられる。
【００８８】
そこで、制御部６６は、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓが長くなるような場合には、以下のように詰まり防止制御を行うようにした。図６は、本実施例に係る詰まり防止制御の処理内容を示すフローチャートである。本ルーチンは制御部６６によって所定周期毎に実行される。
【００８９】
ステップＳ１０１では、詰まり防止制御が継続中か否かを判定する。本ステップにおいて否定判定された場合にはステップＳ１０２に進む。一方、肯定判定された場合にはステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０２では、オゾン発生器６３の稼動停止条件が成立しているか否かを判定する。本ステップでは、既述のように生物処理槽３において生物処理する有機性廃水の処理負荷が無くなった場合に成立するようにしても良い。本ステップに
おいて稼動停止条件が成立していると判定された場合にはステップＳ１０３に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦終了する。
【００９０】
ステップＳ１０３では、制御部６６が詰まり防止制御を開始する。詰まり防止制御を開始する際の処理内容は実施例１において説明したものと同様である。すなわち、制御部６６は、オゾン発生器６３に稼動停止信号を出力してその稼動を停止させると共に、流路切り換え弁７２に切り換え信号を出力して圧縮空気の流路をバイパス通路７１側に切り換えさせる。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ１０４の処理に進む。
【００９１】
ここで、制御部６６は、図示しない計時装置（タイマー）を備える。ステップＳ１０４において、制御部６６は、計時装置による時間のカウントを開始する。これにより、ステップＳ１０３において流路切り換え弁７２が圧縮空気の流路をバイパス通路７１側に切り換えてからの経過時間、すなわちオゾン非含有ガスの連続供給時間（以下、「オゾン非含有ガス連続供給時間」という）ΔＴｏの計測が開始される。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ１０５の処理に進む。
【００９２】
ステップＳ１０５において、制御部６６は、オゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏが第一設定時間ΔＴｏｂ１以上であるか否かを判定する。ここで、肯定判定された場合（ΔＴｏ≧ΔＴｏｂ１）にはステップＳ１０６に進み、否定判定された場合（ΔＴｏ＜ΔＴｏｂ１）には本ルーチンを一旦終了する。
【００９３】
ステップＳ１０６において、以下に説明する短期オゾン供給処理を行う。この短期オゾン供給処理は、上記のように、オゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏが第一設定時間ΔＴｏｂ１に到達した場合には、第一設定時間ΔＴｏｂ１よりも短い時間として設定される第二設定時間ΔＴｏｂ２だけ詰まり防止制御に係るオゾン非含有ガスの供給を中断し、この中断期間に亘りオゾン発生器６３を稼働させてオゾン含有ガスをオゾン用散気管６４に供給する処理である。
【００９４】
ここで、第一設定時間ΔＴｏｂ１は、オゾン用散気管６４の表面に生物膜が生成されることに起因して散気孔の閉塞リスクが増大する可能性がある、オゾン非含有ガスの連続供給時間である。一方、第二設定時間ΔＴｏｂ２は、第一設定時間ΔＴｏｂ１に比べて短い時間として設定される。第二設定時間ΔＴｏｂ２は、詰まり防止制御に際して、オゾン用散気管６４の表面に生物膜が生成されることに起因して生じる散気孔の閉塞リスクを無くすために、スポット的にオゾン含有ガスの供給を行うときの継続時間としての意義を有する。
【００９５】
第一設定時間ΔＴｏｂ１、第二設定時間ΔＴｏｂ２は、予め設定されていても良いが、処理対象たる有機性廃水の水質により可変設定することもできる。例えば、有機性廃水における有機性成分濃度が低く、処理負荷が少ないときほど、第一設定時間ΔＴｏｂ１をより長い時間として設定しても良い。一方、有機性廃水における有機性成分濃度が低く、処理負荷が少ないときほど、第二設定時間ΔＴｏｂ２をより短い時間として設定しても良い。そして、第一設定時間ΔＴｏｂ１は例えば１２時間〜２４０時間の範囲で好適に設定することができ、第二設定時間ΔＴｏｂ２は例えば１分〜６０分の範囲で好適に設定することができる。
【００９６】
短期オゾン供給処理の実施に際して、制御部６６は、切り換え弁７２に切り換え信号を出力して圧縮空気の流路をオゾン発生器６３側に切り換えさせる。そして、オゾン発生器６３に始動信号を出力して、オゾンを生成させる。これにより、オゾン発生器６３からオゾン含有ガスがオゾン用散気管６４に供給され、生物処理層３内の有機性廃水中に散気される。
【００９７】
制御部６６は、計時装置により、短期オゾン供給処理を開始してからの経過時間、すなわち短期オゾン供給処理の継続時間のカウントを開始する。そして、制御部６６は、短期オゾン供給処理の継続時間が第二設定時間ΔＴｏｂ２に到達したか否かを判定する。そして、短期オゾン供給処理の継続時間が第二設定時間ΔＴｏｂ２に至っていない場合には短期オゾン供給処理を継続し、至った場合には短期オゾン供給処理を終了すると共に、詰まり防止制御を再開する。詰まり防止制御の再開に際しては、ステップＳ１０３における処理内容と同様、制御部６６は、オゾン発生器６３に稼動停止信号を出力してその稼動を停止させると共に、流路切り換え弁７２に切り換え信号を出力して圧縮空気の流路をバイパス通路７１側に切り換えさせる。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ１０７の処理に進む。
【００９８】
ステップＳ１０７において、制御部６６は、計時装置によってカウントしているオゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏ、及び短期オゾン供給処理の継続時間をリセットし、本ルーチンを一旦終了する。
【００９９】
以上のように、本制御によれば、詰まり防止制御が長期に及ぶような場合においても、オゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏが第一設定時間ΔＴｏｂ１経過するごとに、第二設定時間ΔＴｏｂ２だけオゾン含有ガスがオゾン用散気管６４にスポット的、短期的に供給されることになる。従って、たとえ詰まり防止制御が長期に及ぶ場合においても、オゾン用散気管６４の表面に生物膜が成長することを抑制し、オゾン用散気管６４における散気孔の閉塞リスクをより確実に低減することができる。
【０１００】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得る。例えば、本実施の形態では、生物処理層３に流入する有機性廃水に対してオゾンを供給するオゾン供給装置を例に説明したが、流量調整槽２や沈殿槽４における有機性廃水に対してオゾンを供給しても良い。また、本発明に係る廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置は各実施例の態様に限定されるものではなく、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１・・・廃水処理システム
２・・・流量調整槽
３・・・生物処理槽
４・・・沈殿槽
５・・・曝気装置
６・・・オゾン供給装置
５１・・曝気用ブロワー
５２・・曝気用散気管
５３・・曝気用通路
６１・・コンプレッサ
６２・・減湿器
６３・・オゾン発生器
６４・・オゾン用散気管
６５・・オゾン系統用配管
６６・・制御部
７１・・バイパス通路
７２・・流路切り換え弁
７５・・連絡通路
７６・・遮断弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃水（排水）の処理方法として、好気性微生物を含む活性汚泥により処理する活性汚泥法が、下水処理や産業廃水処理等において広く利用されている。この活性汚泥法では、処理対象となる各種の有機性廃水を処理槽（曝気槽）へと導き、廃水中の有機性物質を分解させて浄化処理をしている。
【０００３】
また、有機性廃水の廃水処理槽（生物処理槽）、有機性廃水の流量調整槽（貯留槽）、廃水等の生物処理で生成する余剰汚泥貯留槽（沈殿槽）等に微量のオゾンを供給することで、これらの槽内における悪臭発生の抑制や、生物処理性能悪化の原因となる糸状菌増殖の抑制が達成できることが知られている。近年では、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置も開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
この種のオゾン供給装置は、コンプレッサ、コンプレッサで加圧された圧縮空気から除湿（減湿）する除湿器、除湿器によって除湿された乾燥空気が供給され、これを原料ガスとしてオゾンを生成するオゾン発生器、オゾン発生器が生成したオゾンを含有するオゾン含有ガス（オゾン含有空気）を槽内に散気するためのオゾン用散気管等を含んで構成される。
【０００５】
オゾン供給装置に要求される基本性能として、処理対象となる廃水への高いオゾン溶解効率が挙げられる。オゾンの溶解効率が低いと、より多くのオゾンを廃水中に散気する必要が生じる。その結果、１）大型のオゾン発生器が必要となり装置コストが嵩む、２）オゾン生成コスト（処理対象となる廃水の単位水量当たりに掛かるオゾン生成コスト）が嵩む、３）溶解しきれなかった排オゾンガスの処理（例えば、活性炭処理）に要するコストが嵩む、というデメリットが生じ易くなる。このような実情に鑑み、オゾン用散気管には、耐オゾン性素材であってかつ、微細な気泡によりオゾン含有ガスを散気できる微細多孔質構造を有するセラミックス製の散気管が多く用いられている。
【０００６】
ところで、オゾン発生器は、処理対象たる有機性廃水の水質や水量の変動に応じてＯＮ−ＯＦＦ制御が行われることがある。ところが、オゾン発生器の稼動を一時的に停止してオゾン用散気管からの散気を停止させた状態が維持されると、オゾン用散気管における微細な散気孔の内部に有機性廃水が浸入し、その一部が汚濁物質によって閉塞するリスクがある。
【０００７】
この状態でオゾン発生器を再稼働させても、オゾン用散気管における散気孔の孔径は微細であるため、閉塞した散気孔を回復させるのは容易でない。そうすると、散気孔の有効断面積が減少してしまい、オゾン含有ガスの吐出圧が上昇することに繋がる。そうなると、散気されたオゾン含有ガスによって形成される気泡径も増大してしまい、オゾン溶解効率の低下を招くことが懸念される。
【０００８】
これに関連して、散気管の詰まり抑制に関する技術も提案されている（例えば、特許文献２〜７等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−４６６２４号公報
【特許文献２】特開２００５−５２７７３号公報
【特許文献３】特開平１０−４３７８９号公報
【特許文献４】特開２００３−２４５６８４号公報
【特許文献５】特開２００５−２７９４９５号公報
【特許文献６】特開平１０−９９６６３号公報
【特許文献７】特開２００２−１８６９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の従来技術は、オゾン含有ガスを散気するオゾン用散気管における散気孔の詰まりを防止する技術ではない。そして、オゾン用散気管の散気孔は微細であるが故にひとたび閉塞するとそれを解消することが難しく、また、オゾンに晒されると劣化し易い材料（例えば、メンブラン、ゴム材等）でオゾン用散気管の表面を覆うこともできない。
【００１１】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされてものであって、その目的は、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置において、オゾン用散気管における散気孔の詰まりを抑制可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわち、本発明に係るオゾン供給装置は、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用され、処理槽内における該有機性廃水にオゾン含有ガスを供給するオゾン供給装置であって、前記処理槽内に配置され、前記オゾン含有ガスを前記有機性廃水中に散気するためのオゾン用散気管と、空気を圧縮して圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記コンプレッサから供給される圧縮空気を原料ガスとして前記オゾン含有ガスを生成し、該オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給するオゾン発生器と、前記コンプレッサ、前記オゾン発生器、及び前記オゾン用散気管を連通するオゾン系統用通路と、前記オゾン発生器を制御する制御手段と、前記制御手段が前記オゾン発生器の稼動を一時停止させる場合、その稼動停止期間中に、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスを前記オゾン用散気管に供給すると共にそのオゾン非含有ガスを該オゾン用散気管の前記散気孔から前記有機性廃水中に散気させる詰まり抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、オゾン発生器が間欠運転されることで一時的に稼動が停止される場合においても、稼動停止期間中にはオゾン含有ガスの代わりにオゾン非含有ガスがオゾン用散気管へと供給されるので、有機性廃水がオゾン用散気管の散気孔内に浸入することが無く、有機性廃水に含まれる汚濁物質によって散気孔が閉塞することを抑制できる。
【００１４】
また、本発明に係るオゾン供給装置の第一の形態として、前記詰まり抑制手段は、前記オゾン系統用通路における前記コンプレッサ及び前記オゾン発生器の間の部分と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、前記コンプレッサが生成した圧縮空気を、前記オゾン発生器側と前記連絡通路側の何れかに導く切り換え弁と、を有し、前記オゾン非含有ガスとは、前記コンプレッサから流出した後、前記オゾン発生器に流入する前の圧縮空気であって、前記オゾン発生器が稼動している間は前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記オゾン発生器側に導かれ、前記稼動停止期間中においては前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記連絡通路側に導かれることで、該圧縮空気が前記オゾン発生器を迂回して直接前記オゾン用散気管に供給される形態を例示できる。
【００１５】
また、第二の形態として、前記廃水処理システムは、曝気用空気を送気するブロワーと、曝気用通路を介して該ブロワーから送気されてくる前記曝気用空気を前記処理槽内の前記有機性廃水中に散気する曝気用散気管を更に備え、前記詰まり抑制手段は、前記曝気用通路と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、前記曝気用空気における前記連絡通路の流通を禁止又は許可する切り換え弁と、を有し、前記オゾン非含有ガスとは、前記ブロワーが送気する前記曝気用空気であって、前記オゾン発生器が稼動している間は前記切り換え弁によって前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が禁止され、前記稼動停止期間中においては前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が許可されることで該曝気用空気が前記オゾン用散気管に供給される形態を例示できる。
【００１６】
また、本発明において、前記切り換え手段は電磁弁であっても良い。その場合、前記詰まり抑制手段は、前記オゾン用散気管内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段による検出値をモニタリングすると共に、該検出値が所定の基準値以下にあると判定した場合に前記電磁弁の切り換え制御を行う切り換え制御部と、を更に有しても良い。これによれば、オゾン用散気管内の圧力の検出結果に基づいて、オゾン用散気管に対してオゾン非含有ガスの供給を開始すべきかどうかの判断を好適に行うことができる。
【００１７】
また、本発明において、前記詰まり抑制手段による前記オゾン用散気管への前記オゾン非含有ガスの連続供給時間が第一設定時間以上になる場合には、該第一設定時間の経過毎に、該第一設定時間に比べて短い時間として設定される第二設定時間だけ前記詰まり抑制手段による前記オゾン非含有ガスの供給が中断され、当該中断期間に亘り前記制御手段が前記オゾン発生器を稼働させて前記オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給するようにしても良い。
【００１８】
これによれば、オゾン発生器の稼動停止期間がたとえ長期に及んだとしても、スポット的、或いは短期的にオゾン用散気管に対するオゾン含有ガスの供給が行われる。そのため、オゾン用散気管の表面に生物膜が生成されたり、この生物膜が過剰に成長することがなく、オゾン用散気管における散気孔の閉塞リスクをより好適に低下させることが可能となる。
【００１９】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置において、オゾン用散気管における散気孔の詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。
【図２】オゾン供給装置によるオゾン含有ガスの供給サイクルを説明する説明図である。
【図３】実施例２に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施例３に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。
【図５】流路切り換え弁の切り換えタイミングを説明するタイミングチャート図である。
【図６】実施例４に係る詰まり防止制御の処理内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置の実施形態について、図面に基づいて例示的に詳しく説明する。なお、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２３】
＜実施例１＞
図１は、実施例１に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。廃水処理システム１は、工場廃水、生活廃水、下水等、有機性物質を含む有機性廃水を、活性汚泥により生物処理することで浄化するシステムである。活性汚泥は、一般に細菌、かび類、藻類、原生動物、輪虫類、線虫類など、有機性廃水を浄化するための種々の微生物の集合体である。通常、活性汚泥は排水原水に含まれない。有機性廃水に含まれる汚濁物は、排水原水に含まれる排水成分であって、微生物に捕食される栄養源（エサ）となる成分である。有機性廃水に含まれる汚濁物が活性汚泥中の微生物と接触すると（以下、この現象を「吸着」とも称呼する）、その汚濁物が微生物の栄養源（エサ）となって除去されることで有機性廃水の浄化が行われる。
【００２４】
廃水処理システム１は、流量調整槽２、生物処理槽３、沈殿槽４、曝気（ばっき）装置５、オゾン供給装置６などを主に備えている。流量調整槽２は、図示しない流入管から導入される処理前の有機性廃水を一旦貯留するための槽である。より詳しくは、流量調整槽２は、例えば工場等から排出される有機性廃水の排出量に変動が有る場合に、生物処理槽３での処理水量を平均化するために設けられ、これによって生物処理槽３における処理安定化やコンパクト化等が図られる。
【００２５】
流量調整槽２に貯留されている有機性廃水は、ポンプ２２によって、配管２３を通じて生物処理槽３に供給される。生物処理槽３には、流量調整槽２から供給されてくる有機性廃水を分解処理する好気性微生物を含む活性汚泥が投入されており、流入した有機性廃水はこの活性汚泥中の微生物によって分解処理される。生物処理槽３には、好気性環境を維持するために、有機性廃水を活性汚泥と曝気混合する曝気装置５が設けられている。
【００２６】
曝気装置５は、曝気用ブロワー５１、曝気用散気管５２、曝気用通路５３を備える。曝気用散気管５２は、生物処理槽３の底部に有機性廃水に浸かるように配置されており、曝気用通路５３を介して曝気用ブロワー５１と連通している。図示の例では、曝気用散気管５２は生物処理槽３内に複数配置されている。曝気用通路５３は途中から、各曝気用散気管５２に対応する曝気用枝通路５３ａに分岐されており、それぞれの曝気用枝通路５３ａが対応する曝気用散気管５２に曝気用ブロワー５１から送気されてくる空気（以下、「曝気用空気」という）を供給する。なお、曝気用通路５３のうち、各曝気用枝通路５３ａへの分岐部よりも上流側の部分を「曝気用主通路５３ｂ」と称する。
【００２７】
曝気用散気管５２は、曝気用ブロワー５１から送気されてくる曝気用空気を有機性廃水中に散気するための小径の散気孔を多数有している。曝気用散気管５２の散気孔から曝気用の空気（酸素）が生物処理槽３内に供給されると、活性汚泥に含まれる微生物が酸素の供給（曝気）により爆発的に繁殖・増殖を行い、有機性廃水に含まれる汚濁物質の生物分解が促進される。
【００２８】
このようにして、生物処理槽３において生物処理された有機性廃水は、ポンプ３１によって取水され、移送管３２によって沈殿槽４に移送された後、更に配水管４２によって系外に廃水される。一方、沈殿筒４１内において沈殿した活性汚泥は、戻し用配管４３を通
じて、ポンプ４４によって生物処理槽３に戻される。なお、活性汚泥のうちの余剰部分は、分岐管４５のバルブ４６を開放することで、系外に排出することが可能である。本実施例においては曝気用ブロワー５１が本発明のブロワーに対応している。
【００２９】
更に、廃水処理システム１では、生物処理槽３における活性汚泥の活性化、及び糸状菌繁殖の抑制を図るために、生物処理槽３内の有機性廃水中に対して微量のオゾンがオゾン供給装置６によって供給（添加）されるようになっている。オゾン供給装置６は、コンプレッサ６１、減湿器６２、オゾン発生器６３、オゾン用散気管６４、及びこれらを接続するオゾン系統用配管６５（オゾン系統用通路）等を備えている。
【００３０】
コンプレッサ６１によって圧縮（加圧）された空気は、オゾン系統用配管６５を通じて減湿器６２に導入されることで、減湿（除湿）される。このようにして、加圧（圧縮）かつ減湿（除湿）された空気は、オゾンを生成する原料空気（ガス）としてオゾン発生器６３に供給される。また、オゾン発生器６３に供給される原料空気は、例えば０．４〜０．８Ｍｐａ程度に加圧され、かつ、例えば露点温度が−４０℃〜−７０℃程度まで減湿処理がなされたものであっても良い。
【００３１】
このようにして、加圧・減湿処理がなされた原料空気がオゾン系統用配管６５を通じてオゾン発生器６３に導かれると、このオゾン発生器６３においてオゾンが生成される。オゾン発生器６３としては、公知の種々の方式を採用することができ、例えば放電方式、紫外線照射方式等を好適に採用することができる。オゾン発生器６３において生成されたオゾンは残余の原料空気と共に形成されるオゾン含有ガスを、オゾン系統用配管６５を通じてオゾン用散気管６４に供給される。
【００３２】
オゾン用散気管６４は、曝気用散気管５２と同様、生物処理槽３の底部に有機性廃水に浸かるように配置されている。図示の例では、オゾン用散気管６４は生物処理槽３内に複数配置されている。すなわち、オゾン系統用配管６５は途中から、各オゾン用散気管６４に対応するオゾン系統用枝配管６５ａに分岐されており、それぞれのオゾン系統用枝配管６５ａが対応するオゾン用散気管６４にオゾン含有ガスを供給する。なお、オゾン系統用配管６５のうち、各オゾン系統用枝配管６５ａへの分岐部よりも上流側の部分を「オゾン系統用主配管６５ｂ」と称する。
【００３３】
また、オゾン用散気管６４は、曝気用散気管５２の散気孔に比べて微細な、微細多孔質構造の散気孔を多数有している。オゾン用散気管６４の材質としては、例えば、耐オゾン性に優れ且つ微細多孔質構造を備えたセラミックスを好適に採用することができる。
【００３４】
このように構成されるオゾン用散気管６４では、オゾン発生器６３から送られてくるオゾンを含むオゾン含有ガス（オゾン含有空気）が、散気孔を通じて有機性廃水中に超微細気泡として散気される。このようにして、オゾンの溶解効率を高めることで、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図ることができる。
【００３５】
オゾン供給装置６は、オゾン発生器６３を制御するための制御ユニットである制御部（制御手段）６６を更に備えている。制御部６６は、オゾン発生器６３と電気配線を介して接続されており、生物処理槽３における有機性廃水の水質や水量（貯留量）に応じて、オゾン発生器６３を制御する。そして、制御部６６は、例えば処理すべき有機性廃水が生物処理槽３に対して供給されなくなる場合には、オゾン発生器６３の稼動を一時的に停止させる場合もある。なお、制御部６６によるオゾン発生器６３の制御内容には、上記したようなオゾン発生器６３の間欠制御（ＯＮ−ＯＦＦ制御）の他、当該処理負荷に応じてオゾンの生成量（出力）を可変とする容量制御も含めることができる。
【００３６】
図２は、オゾン供給装置によるオゾン含有ガスの供給サイクルを説明する説明図である。ここでは、週５日連続して稼動する標準的な食品加工工場から排出される廃水を処理する場合を例に挙げて説明する。図２には、上段から、食品加工工場から流量調整槽２への廃水流入量Ｑ１、流量調整槽２から生物処理槽３への廃水流入量Ｑ２、曝気装置５における曝気空気量Ｑ３、オゾン供給装置６によるオゾン含有ガスの供給量Ｑ４を示している。
【００３７】
図示の例では、流量調整槽２への廃水は、平日の始業から終業までの時間帯に行われる。ここで、流量調整槽２への廃水流入量が終業時付近で多くなるのは、終業時における場内洗浄に伴い廃水の排出量が増加することによるものである。
【００３８】
生物処理槽３への廃水流入量Ｑ２を見ると明らかなように、生物処理槽３における処理負荷が一定となるように、生物処理槽３に流入する廃水量が調節されている。そのため、例えば夜中など、工場の非稼動時においても流量調整槽２で平均化された一定量の廃水が生物処理槽３に供給されるようになっている。また、図示の例では、流量調整槽２に貯留される廃水の貯留量が工場からの１日分の廃水の排出量に概ね等しく設定されている。そのため、工場が稼動しなくなる土曜日においても、流量調整槽２に貯留されている廃水が無くなるまで、生物処理槽３への排水が継続されているのが図２から判る。
【００３９】
生物処理槽３への排水が停止されると、生物処理槽３における処理負荷が無くなるため、曝気装置５における曝気空気量Ｑ３が減らされる。そして、活性汚泥に含まれる微生物の呼吸に必要な分（基礎代謝分）だけの曝気用空気が曝気用ブロワー５１から送気され、或いは数時間〜１日程度の期間に亘り曝気用空気の供給が停止される。オゾン供給装置６によるオゾン含有ガスの供給量についても、曝気装置５による曝気空気量Ｑ３と概ね同様の調整がなされるが、図示のように、無負荷時にはオゾン発生器６３の稼動を停止する場合が多く、このケースでは１日程度、オゾン供給装置６によるオゾン含有ガスの供給量Ｑ４が連続して零に維持されている。
【００４０】
上記のように、オゾン発生器６３の稼動が一時的に停止される場合、オゾン用散気管６４の微細な散気孔内部に対して汚濁物が多く混入した廃水が入り込む。このような状態が、稼動停止期間（以下、「オゾン発生器稼動停止期間」といい、符号ΔＴｓにて示す）に亘り維持されると、オゾン用散気管６４における一部の散気孔が閉塞する。このような状態でオゾン発生器６３の稼動を再開しても、オゾン用散気管６４における散気孔は微細であるが故に、散気孔に目詰まりを起こさせている汚濁物質をそこから外方に押し出すことは容易でない。そうすると、散気孔の有効断面積が減少することで散気孔から散気されるオゾン含有ガスの吐出圧が上昇する。その結果。オゾン含有ガスによって形成される気泡径が大きくなってしまい、オゾンの溶解効率の低下に繋がる要因となる。
【００４１】
そこで、本実施例に係るオゾン供給装置６では、オゾン発生器６３を間欠運転する場合においても、オゾン用散気管６４の散気孔が有機性廃水に含まれる汚濁物等によって閉塞しないように、以下のような独自の構成を採用している。具体的には、制御部６６がオゾン発生器６３の稼動を一時停止させる場合、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓに亘り、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスをオゾン用散気管６４に供給すると共に、そのオゾン非含有ガスをオゾン用散気管６４の散気孔から生物処理槽３における有機性廃水へと散気させる詰まり防止制御を行うようにした。
【００４２】
ここで、詰まり防止制御に関連する構成について、図１を参照して説明する。図示のように、オゾン系統用配管６５におけるコンプレッサ６１及びオゾン発生器６３の間の部分と、オゾン系統用配管６５におけるオゾン発生器６３及びオゾン用散気管６４の間の部分が、バイパス通路７１（連絡通路）によって接続されている。より詳しくは、バイパス通路７１は、オゾン系統用配管６５におけるコンプレッサ６１及び減湿器６２の間の部分と
、オゾン系統用主配管６５ｂにおけるオゾン発生器６３よりも下流側の部分を接続している。
【００４３】
オゾン系統用配管６５からのバイパス通路７１の分岐部には、電磁式の三方弁（電磁弁）である流路切り換え弁７２（切り換え弁）が設けられている。この流路切り換え弁７２は、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気（加圧空気）を、オゾン発生器６３側とバイパス通路７１側の何れかに選択的に導く。この流路切り換え弁７２は、制御部６６と電気配線を介して接続されており、制御部６６の制御信号に基づいて切り換え制御がなされる。また、バイパス通路７１がオゾン系統用配管６５に合流する合流部及びオゾン発生器６３の間と、バイパス通路７１の夫々には、ガスが上流側に逆流することを防止するための逆止弁７３が設けられている。
【００４４】
オゾン発生器６３が稼動している間は、制御部６６は、流路切り換え弁７２にコンプレッサ６１と減湿器６２（オゾン発生器６３）とを導通させ、コンプレッサ６１とバイパス通路７１とを遮断させる。これにより、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気がオゾン発生器６３側に導かれる。そのため、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気は、減湿器６２によって減湿されてからオゾン発生器６３に供給され、これを原料ガスとしてオゾンが生成される。その後、オゾン発生器６３から流出したオゾン含有ガスがオゾン用散気管６４に供給されて、その散気孔から有機性廃水へと散気される。
【００４５】
一方、生物処理槽３において生物処理する有機性廃水の処理負荷が零、或いは顕著に少なくなった場合、制御部６６は、オゾン発生器６３の稼動を一時停止させると共に、詰まり防止制御を実施する。その際、制御部６６は、流路切り換え弁７２に切り換え信号を出力し、コンプレッサ６１と減湿器６２（オゾン発生器６３）とを遮断させ、コンプレッサ６１とバイパス通路７１とを導通させる。これにより、コンプレッサ６１が生成した圧縮空気の流通経路が変更され、この圧縮空気がバイパス通路７１側に導かれるようになる。
【００４６】
その結果、オゾン発生器６３の稼動が停止されるオゾン発生器稼動停止期間においては、バイパス通路７１を経由する圧縮空気がオゾン発生器６３を迂回してオゾン用散気管６４に直接導かれ、オゾン用散気管６４の散気孔からオゾン含有ガスに代わり圧縮空気が散気されるようになる。これによって、オゾン発生器稼動停止期間においても、有機性廃水が散気孔内に逆流することが無く、廃水に含まれる汚濁物質によって散気孔が閉塞することが防止される。
【００４７】
これによれば、オゾン供給装置６によってオゾンを間欠的に供給する場合においても、長期に亘って微細な気泡のオゾン含有ガスの供給が可能となり、オゾンの溶解効率を良好に維持することができる。従って、装置のメンテナンスを行う頻度も少なくできる。更には、オゾン発生器６３をコンパクトにすることができるので、イニシャルコストの低減を実現できる。また、有機性廃水の単位水量あたりの処理に掛かるオゾン生成コストや、溶解しきれなかった排オゾンガスの処理に要するランニングコストを低減することも可能となる。
【００４８】
なお、上記詰まり防止制御中に、生物処理槽３における有機性廃水の処理負荷が増加した場合には、オゾン発生器６３の稼動を再開させるのはいうまでもない。その場合、制御部６６は、圧縮空気の流路がオゾン発生器６３側となるように、すなわちコンプレッサ６１で加圧された後の圧縮空気がオゾン発生器６３に導かれるように流路切り換え弁７２を切り換えるとともに、オゾン発生器６３を再稼動させる。本実施例においては、詰まり防止制御を実施する制御部６６、バイパス通路７１、及び流路切り換え弁７２を含んで本発明における詰まり抑制手段を構成している。また、本実施例では、オゾン発生器稼動停止期間にバイパス通路７１を介してオゾン用散気管６４に供給される圧縮空気が、本発明に
おけるオゾン非含有ガスに対応する。
【００４９】
（変形例）
以下、変形例について説明する。図１に示した流路切り換え弁７２は、電磁弁を採用しているがこれに限定されるものではなく、手動式の三方弁を代わりに設置しても良い。この場合、オゾン発生器６３の稼動を停止させる際には、本システムの管理者等が手動によって流路切り換え弁７２を切り換え、電磁弁のときと同様に、コンプレッサ６１から送られてくる圧縮空気がバイパス通路７１側に導入されるように、圧縮空気の流通経路を変更することで、先に述べたものと同様の効果を奏する。
【００５０】
また、実施例１では、部品数をなるべく少なくする観点から、バイパス通路７１がオゾン系統用配管６５から分岐する分岐部に単一の三方弁を設置しているが、これに代えて、上記バイパス通路７１の分岐部と減湿器６２の間の部分と、バイパス通路７１のそれぞれに、空気の流路を遮断、或いはその解除を行う第１及び第２の遮断弁を設置しても良い。この場合、コンプレッサ６１からの圧縮空気をオゾン発生器６３側に導く際には、バイパス通路７１側に設けられている第２の遮断弁のみを閉弁し、第１の遮断弁は開弁した状態に維持すると良い。一方、上記の圧縮空気をバイパス通路７１側に導く際には、オゾン系統用配管６５側に設けられている第１の遮断弁のみを閉弁し、第２の遮断弁は開弁した状態に維持すると良い。また、図１において配置されていた減湿器６２の代わりに、酸素発生器を設置しても良い。
【００５１】
また、本実施例では、詰まり防止制御を制御部６６に実施させているが、この制御部６６とは別の第２の制御部を、詰まり防止制御を実施する専用の制御手段として備えていても良い。この場合、制御部６６からオゾン発生器６３の稼動状況を表す信号が、逐次、第２の制御部に送信されると良い。そして、第２の制御部は、制御部６６から送信されてくる信号に基づいて、例えば、オゾン発生器６３の稼動が停止される際には、コンプレッサ６１からの圧縮空気がバイパス通路７１側に導かれるように流路切り換え弁７２を切り換え、オゾン発生器６３の稼動が再開される際には、流路切り換え弁７２を再び元の制御位置に復帰させると良い。
【００５２】
＜実施例２＞
図３は、実施例２に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。実施例１と共通する構成については、図１と共通の符号を付すことで詳しい説明を割愛する。また、図３では、図１に示す流量調整槽２、ポンプ２２、配管２３などの図示を便宜上割愛しているが、実施例１と同様、流量調整槽２に貯留されている有機性廃水はポンプ２２によって配管２３を通じて生物処理槽３に供給されるものとする。以下、実施例１における構成上の相違点、及び実施例１に係る詰まり防止制御の内容との相違点を中心に説明する。
【００５３】
図３の構成例では、図１に示したバイパス通路７１の代わりに、連絡通路７５が設けられている。連絡通路７５は、曝気用通路５３（より詳しくは、曝気用主通路５３ｂ）と、オゾン系統用配管６５におけるオゾン発生器６３及びオゾン用散気管６４の間の部分（より詳しくは、オゾン系統用主配管６５ｂにおけるオゾン発生器６３よりも下流側の部分）とを接続する通路である。
【００５４】
連絡通路７５の途中には遮断弁７６が設けられている。この遮断弁７６は、閉弁されることで連絡通路７５を遮断し、開弁されると連絡通路７５の遮断を解除する機能を有し、制御部６６から出力される制御信号に基づいて制御される電磁弁である。言い換えると、遮断弁７６は、閉弁されることで曝気用ブロワー５１から送気される曝気用空気における連絡通路７５の流通を禁止し、開弁されることで曝気用空気における連絡通路７５の流通
を許可するように機能する。
【００５５】
その他、連絡通路７５がオゾン系統用配管６５に合流する合流部とオゾン発生器６３との間には、ガスが上流側に逆流することを防止する逆止弁７３が設けられている。
【００５６】
オゾン発生器６３が稼動している間は、制御部６６は、遮断弁７６を閉弁状態に制御することで、連絡通路７５を遮断させた状態に維持する。これにより、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気における連絡通路７５の流通が禁止されることになる。そのため、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気は、その全量が曝気用通路５３を介して曝気用散気管５２に導かれ、曝気用散気管５２の散気孔から生物処理槽３内に散気される。このように有機性廃水が曝気されることで、これに含まれる汚濁物質の生物分解を促進させることができる。
【００５７】
一方、生物処理槽３において生物処理する有機性廃水の処理負荷が無くなってオゾン発生器６３の稼動を一時停止させる場合には、制御部６６は、オゾン発生器６３の稼動停止と併せて、詰まり防止制御を実施する。その際、制御部６６は、遮断弁７６を閉弁状態から開弁状態に切り換えることで、連絡通路７５の遮断状態を解除する。これにより、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気における連絡通路７５の流通が許可されるようになる。また、連絡通路７５の流通が許可されるようになった曝気用空気は、逆止弁７３の働きにより、オゾン系統用配管６５をオゾン発生器６３側に向けて逆流することは無い。
【００５８】
その結果、曝気用空気が連絡通路７５を介してオゾン用散気管６４に導かれ、オゾン用散気管６４の散気孔からは、オゾン含有ガスに代わり、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気が散気されるようになる。これによって、オゾン発生器稼動停止期間においても、有機性廃水が散気孔内に逆流することが無く、廃水に含まれる汚濁物質によって散気孔が閉塞することが防止される。従って、実施例１において述べた内容と同等の効果を奏する。
【００５９】
本実施例においても、その形態に種々の変更を加えることができる。例えば、曝気用空気における連絡通路７５の流通の禁止、許可を選択的に切り換えることの可能な弁であれば、遮断弁７６以外の構成を採用しても良い。オゾン発生器６３が稼動している間は曝気用ブロワー５１からの曝気用空気における連絡通路７５の流通を禁止し、オゾン発生器稼動停止期間においてはその流通を許可することができれば、種々の構成を採用することができる。
【００６０】
図３の構成例では、オゾン発生器稼動停止期間に、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気を、オゾン用散気管６４と曝気用散気管５２の双方に供給しているが、オゾン発生器稼動停止期間にはオゾン用散気管６４のみに曝気用空気を供給する構成を採用することもできる。
【００６１】
例えば、曝気用通路５３からの連絡通路７５の分岐部に、曝気用空気を曝気用散気管５２と連絡通路７５側の何れか一方に導く流路切り換え弁を設置しても良い。そして、オゾン発生器６３が稼動している間は、曝気用空気を曝気用散気管５２に導き、オゾン発生器６３の稼動が停止されている間は、曝気用空気を連絡通路７５に導くようにしても良い。
【００６２】
また、曝気用空気が曝気用散気管５２と連絡通路７５側の何れか一方に導かれる状態と、曝気用空気が双方に導かれる状態とを切り替え可能な流路切り換え弁を、連絡通路７５の上記分岐部に設置しても良い。この構成例では、オゾン発生器６３が稼動している間は曝気用空気を曝気用散気管５２のみに導き、オゾン発生器６３の稼動が停止されている間は曝気用空気を曝気用散気管５２及び連絡通路７５の双方に導くようにしても良い。
【００６３】
更には、オゾン発生器稼動停止期間に曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４と曝気用散気管５２の双方に供給する場合と、オゾン用散気管６４のみに供給する場合とで、曝気用ブロワー５１の回転数（送気量）を可変制御するようにしても良い。上述のように、オゾン用散気管６４の散気孔は曝気用散気管５２の散気孔に比べて微細であるため、オゾン発生器稼動停止期間においてオゾン用散気管６４のみに送気する場合には、曝気用ブロワー５１が閉め切り運転に近い状態となる。このような場合に、多量の曝気用空気がオゾン用散気管６４に送気されると、オゾン用散気管６４の内圧が増大して曝気用ブロワー５１やオゾン用散気管６４等が破損する虞がある。また、上記した閉め切り運転が行われると、オゾン用散気管６４からの送気量が曝気用ブロワー５１の定格送気量に比べて極めて少なくなり、曝気用ブロワー５１の駆動エネルギー（駆動電力）の損失が大きくなる虞がある。
【００６４】
そこで、オゾン発生器稼動停止期間に曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４のみに導く構成では、オゾン発生器稼動停止期間における曝気用ブロワー５１の回転数（送気量）を例えばインバータ制御等によって、オゾン発生器６３の稼動中に比べて減少させても良い。これにより、オゾン発生器稼動停止期間に曝気用ブロワー５１からの曝気用空気の全量をオゾン用散気管６４に導いたとしてもオゾン用散気管６４の内圧が過度に上昇することが無いため、破損曝気用ブロワー５１等の破損をより確実に回避することができる。それと同時に、破損曝気用ブロワー５１の閉め切り運転を回避することで、破損曝気用ブロワー５１の駆動電力のロスが増加することも抑止できる。なお、オゾン発生器稼動停止期間において、曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４と曝気用散気管５２の双方に送気する場合には、曝気用ブロワー５１の回転数をオゾン発生器６３の稼動中と同等に維持しても構わない。
【００６５】
また、本実施例に係るオゾン供給装置においても、実施例１で説明した各変形例を好適に適用することができる。すなわち、遮断弁７６を電磁弁とせずに、手動によって遮断、及びその解除を切り換えるようにしても良い。また、制御部６６とは別に詰まり防止制御を実施する専用の第２の制御部を備えても良い。また、図３における減湿器６２に代えて酸素発生器を設置しても良い。
【００６６】
本実施例においては、詰まり防止制御を実施する制御部６６、連絡通路７５、及び遮断弁７６を含んで本発明における詰まり抑制手段を構成している。また、本実施例では、オゾン発生器稼動停止期間に連絡通路７５を介してオゾン用散気管６４に供給される曝気用空気が、本発明におけるオゾン非含有ガスに対応する。
【００６７】
＜実施例３＞
図４は、実施例３に係る廃水処理システム及びこれに適用するオゾン供給装置の概略構成を示す図である。実施例１と共通する構成については、図１と共通の符号を付すことで詳しい説明を割愛する。
【００６８】
図４に示すように、本実施例では、オゾン発生器６３よりも下流側のオゾン系統用主配管６５ｂには、オゾン系統用主配管６５ｂ内の圧力を検出する圧力検出センサ６７が設けられている。オゾン供給装置６は、更に第２の制御部６８を備えている。圧力検出センサ６７は第２の制御部６８と電気配線を介して接続され、圧力検出センサ６７の検出結果は逐次、第２の制御部６８に入力される。また、本実施例において、流路切り換え弁７２は第２の制御部６８と電気的に接続されており、第２の制御部６８によって切り換え制御がなされる。なお、本実施例においても、流路切り換え弁７２を電磁弁として構成している。
【００６９】
圧力検出センサ６７によって圧力が検出されるオゾン系統用主配管６５ｂは各オゾン用
散気管６４と連通しているため、圧力検出センサ６７は実質的にオゾン用散気管６４の内部圧力を検出しているといえる。勿論、圧力検出センサ６７によってオゾン用散気管６４の内部圧力を直接検出するようにしても構わない。あるいは、オゾン系統用配管６５におけるオゾン系統用枝配管６５ａに圧力検出センサ６７を設けても良い。その場合、各オゾン系統用枝配管６５ａを代表して一のオゾン系統用枝配管６５ａのみに圧力検出センサ６７を設置しても良いし、各オゾン系統用枝配管６５ａに圧力検出センサ６７を設置しても良い。
【００７０】
但し、オゾン用散気管６４は生物処理槽３における有機性廃水に浸かっているため、当該廃水に浸からないオゾン系統用主配管６５ｂ、あるいはオゾン系統用枝配管６５ａのうち水に浸からない部位に圧力検出センサ６７を設けるのが好ましいといえる。また、オゾン系統用主配管６５ｂに圧力検出センサ６７を設置する構成を採用した場合、圧力検出センサ６７をよりオゾン発生器６３に近い部位やオゾン発生器６３の筐体内部に設置することができるようになるため、圧力検出センサ６７の設置が容易であり、コスト削減の観点からも有利である。本実施例においては圧力検出センサ６７が本発明における圧力検出手段に対応している。
【００７１】
本実施例では、第２の制御部６８が圧力検出センサ６７による圧力の検出値を一定周期毎にモニタリングし、その結果に基づいて詰まり防止制御を実施すべく流路切り換え弁７２の切り換え制御を行う。本実施例においては第２の制御部６８が本発明における切り換え制御部に対応している。
【００７２】
図５は、第２の制御部６８による流路切り換え弁の切り換えタイミングを説明するタイミングチャート図である。縦軸には、圧力検出センサ６７によって検出されるオゾン用散気管６４内の圧力（以下、「散気管内検出圧力」という）Ｐｒｖを示し、横軸には時間を示す。符号Ｐｒｖｓは、オゾン供給装置６によりオゾン含有ガスを供給しているときのオゾン用散気管６４内の圧力であり、「オゾン供給時圧力レベル」と称する。符号Ｐｒｖａは、オゾン用散気管６４の微細多孔質構造の散気孔に有機性廃水が浸入する可能性があると考えられるオゾン用散気管６４内の圧力であり、「散気孔浸水圧力レベル」と称する。
【００７３】
ここで、散気管内検出圧力Ｐｒｖの推移について説明すると、オゾン発生器６３が稼動している間は、散気管内検出圧力Ｐｒｖはオゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓの近傍を推移する。そして、時間ｔ１において、例えば生物処理槽３における処理負荷が無くなることでオゾン発生器６３の稼動が一時停止されると、散気管内検出圧力Ｐｒｖは徐々に低下する。
【００７４】
このままの状態で放置する（時間が経過する）と、散気管内検出圧力Ｐｒｖは廃水進入圧力レベルＰｒｖａまで低下してしまうことになる。そこで、本実施例では、散気管内検出圧力Ｐｒｖが所定の基準圧力Ｐｖｒｂ以下になった場合に、詰まり防止制御を行うようにする。この基準圧力Ｐｖｒｂは、オゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓよりも低く、かつ、廃水進入圧力レベルＰｒｖａよりも高い圧力レベルとして設定されており、詰まり防止制御を開始するかどうかを決定する基準となる圧力レベルである。
【００７５】
第２の制御部６８は、圧力検出センサ６７から散気管内検出圧力Ｐｒｖを取得するたびに、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂ以下であるかどうかを判定する。第２の制御部６８は、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂより高いと判定した場合には、特に何もしない。すなわち、この状態では、オゾン発生器６３は通常通り稼動していることを意味しており、オゾン用散気管６４における散気孔の詰まり、閉塞が問題となることはない。
【００７６】
ここで、図５では、時間ｔ２において、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂに到達している。そして、第２の制御部６８は、散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂ以下であると判定すると、流路切り換え弁７２にコンプレッサ６１と減湿器６２とを遮断させ、コンプレッサ６１とバイパス通路７１とを導通させるように切り換え制御信号を出力する。
【００７７】
その後、若干のタイムラグを伴い時間ｔ３において散気管内検出圧力Ｐｒｖは上昇を開始するが、散気管内検出圧力Ｐｒｖが廃水進入圧力レベルＰｒｖａまで低下することはない。すなわち、散気管内検出圧力Ｐｒｖは、オゾン発生器６３の稼動が間欠運転される場合においても、常に散気管内検出圧力Ｐｒｖを廃水進入圧力レベルＰｒｖａよりも高いレベルの圧力に維持させることができる。
【００７８】
なお、流路切り換え弁７２を切り換えるトリガーとなる基準圧力Ｐｖｒｂは、オゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓ、廃水進入圧力レベルＰｒｖａ、及び流路切り換え弁７２への制御信号が出されてから実際に流路切り換え弁７２の切り換えが完了するまでの応答時間等に応じて設定すると良い。但し、オゾン発生器６３の稼動を停止する際に、オゾン用散気管６４内の圧力がオゾン供給時圧力レベルＰｒｖｓから廃水進入圧力レベルＰｒｖａに低下するまでの時間が短いことに起因して、オゾン用散気管６４内の圧力が一時的に廃水進入圧力レベルＰｒｖａ以下になることがあっても殆ど支障はないと考えられる。これは、本処理システムに適用されるオゾン用散気管６４の散気孔は微細多孔質構造を有しているため、管内圧力が廃水進入圧力レベルＰｒｖａに到達したとしても、散気孔内に廃水が進入する速度が非常に遅いからである。
【００７９】
その後、間もなく流路切り換え弁７２の切り換えが完了すれば、バイパス通路７１を経由する圧縮空気がオゾン発生器６３を迂回してオゾン用散気管６４に直接導かれ、オゾン用散気管６４の散気孔から圧縮空気が散気されるようになる。その結果、オゾン用散気管６４内の圧力上昇が開始されることになり、オゾン用散気管６４における散気孔が閉塞することを回避できる。なお、本実施例に係る制御内容は、図３に示す構成にも好適に適用することができる。
【００８０】
なお、オゾン発生器６３に対する間欠制御（ＯＮ−ＯＦＦ制御）においてオゾン発生器６３の稼動が停止される状況の他、図５に示すような散気管内検出圧力Ｐｒｖの低下、すなわちオゾン用散気管６４の内圧低下は、上述した容量制御においてオゾン生成量が小さな制御値まで減ぜられる状況においても起こり得る。このように容量制御に係るオゾン生成量が少なくなることに起因して散気管内検出圧力Ｐｒｖが基準圧力Ｐｖｒｂ以下になった場合にも、流路切り換え弁７２の切り替え制御を行うことによりバイパス通路７１を経由させた圧縮空気をオゾン用散気管６４の散気孔から散気させ、あるいは図３の構成を採用する場合には遮断弁７６を開弁することで曝気用ブロワー５１からの曝気用空気をオゾン用散気管６４の散気孔から散気させると良い。
【００８１】
（他の制御例）
また、上記の制御例では、散気管内検出圧力Ｐｒｖのモニタリング結果に基づいて詰まり防止制御を開始するかどうかを判断しているが、以下のような判断手法を採用することもできる。第一に、曝気装置５の稼動状況に連動させ、曝気装置５の稼動が停止される期間に亘り、詰まり防止制御を実施するようにしても良い。例えば、曝気装置５が制御部６６によって制御される場合、制御部６６により曝気装置５への稼動停止指令が出された際には、曝気装置５に対する再稼働の指令が出されるまでの期間に亘り、詰まり防止制御を実施しても良い。
【００８２】
第二には、生物処理槽３における酸素濃度（溶存酸素濃度）を酸素濃度センサ（図示せ
ず）によって検出し、第２の制御部６８は上記溶存酸素濃度のモニタリング結果に基づいて、詰まり防止制御を開始しても良い。
【００８３】
ここで、有機性廃水に含まれる汚濁物質は活性汚泥中の微生物の栄養分（エサ）となる。より詳しく述べると、活性汚泥中の微生物によって捕食された有機物はその一部が微生物の繁殖に費やされ、残りは水と二酸化炭素まで分解されるが、何れの場合においても有機性廃水中における酸素が消費されることになる。そして、活性汚泥に含まれる微生物がより多くのエサを捕食する状況下ほど、有機性廃水中に溶存する酸素の消費量が増加する。
【００８４】
一方、活性汚泥に含まれる微生物へのエサの供給が無くなると、微生物による酸素消費量が減少することになる（微生物の基礎代謝分の酸素は消費されるが、その消費量は上記有機物を捕食した際の酸素消費量に比べて少ない）。従って、例えば流量調整槽２から生物処理槽３への有機性廃水の流入（供給）停止に伴い廃水処理負荷が減少してゆくと、微生物のエサ不足が起こることによって酸素濃度の上昇に繋がる。
【００８５】
そこで、第２の制御部６８は、生物処理槽３内の有機性廃水における酸素濃度が所定の規定溶存酸素濃度以上であると判定した場合に、詰まり防止制御を開始するようにしても良い。通常、生物処理槽３における溶存酸素濃度の好適な制御範囲としては１〜３ｐｐｍ程度を例示することができるため、上記規定溶存酸素濃度を例えば５〜６ｐｐｍ程度に設定し、この判断基準値まで溶存酸素濃度が上昇した場合に詰まり防止制御を開始しても良い。なお、活性汚泥に含まれる微生物による酸素消費が零となる場合を仮定すると、その際の溶存酸素濃度は飽和濃度に一致する。この飽和濃度は水温に依存するものの、８〜９ｐｐｍ程度が一般的な値として例示することができる。なお、上述した規定溶存酸素濃度の値は例示的なものであり、上記範囲に限定される趣旨ではない。
【００８６】
＜実施例４＞
次に、実施例４に係る詰まり防止制御について説明する。本実施例に係るオゾン供給装置のハード構成は図１に示したものと同様である。上述までの実施例に係る詰まり防止制御では、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓに亘り詰まり防止制御を継続していた。ここで、図２にも示したように、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓが過度に長くなることは通常想定されないが（通常の工場廃水では、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓの継続は１日程度である）、詰まり防止制御に係るオゾン非含有ガスの連続供給時間が長期に及ぶと、オゾン用散気管６４から散気が行われていたとしてもオゾン用散気管６４の表面に生物膜（例えば、ぬめり状のスライム層）が成長し易くなる。
【００８７】
これは、汚濁物質を含んだ有機性廃水がオゾン用散気管６４の散気孔内に逆流することによる閉塞リスクよりは小さいが、生物膜の成長を放置すると散気孔の閉塞リスクが僅かながら増加するとも考えられる。
【００８８】
そこで、制御部６６は、オゾン発生器稼動停止期間ΔＴｓが長くなるような場合には、以下のように詰まり防止制御を行うようにした。図６は、本実施例に係る詰まり防止制御の処理内容を示すフローチャートである。本ルーチンは制御部６６によって所定周期毎に実行される。
【００８９】
ステップＳ１０１では、詰まり防止制御が継続中か否かを判定する。本ステップにおいて否定判定された場合にはステップＳ１０２に進む。一方、肯定判定された場合にはステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０２では、オゾン発生器６３の稼動停止条件が成立しているか否かを判定する。本ステップでは、既述のように生物処理槽３において生物処理する有機性廃水の処理負荷が無くなった場合に成立するようにしても良い。本ステップに
おいて稼動停止条件が成立していると判定された場合にはステップＳ１０３に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦終了する。
【００９０】
ステップＳ１０３では、制御部６６が詰まり防止制御を開始する。詰まり防止制御を開始する際の処理内容は実施例１において説明したものと同様である。すなわち、制御部６６は、オゾン発生器６３に稼動停止信号を出力してその稼動を停止させると共に、流路切り換え弁７２に切り換え信号を出力して圧縮空気の流路をバイパス通路７１側に切り換えさせる。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ１０４の処理に進む。
【００９１】
ここで、制御部６６は、図示しない計時装置（タイマー）を備える。ステップＳ１０４において、制御部６６は、計時装置による時間のカウントを開始する。これにより、ステップＳ１０３において流路切り換え弁７２が圧縮空気の流路をバイパス通路７１側に切り換えてからの経過時間、すなわちオゾン非含有ガスの連続供給時間（以下、「オゾン非含有ガス連続供給時間」という）ΔＴｏの計測が開始される。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ１０５の処理に進む。
【００９２】
ステップＳ１０５において、制御部６６は、オゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏが第一設定時間ΔＴｏｂ１以上であるか否かを判定する。ここで、肯定判定された場合（ΔＴｏ≧ΔＴｏｂ１）にはステップＳ１０６に進み、否定判定された場合（ΔＴｏ＜ΔＴｏｂ１）には本ルーチンを一旦終了する。
【００９３】
ステップＳ１０６において、以下に説明する短期オゾン供給処理を行う。この短期オゾン供給処理は、上記のように、オゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏが第一設定時間ΔＴｏｂ１に到達した場合には、第一設定時間ΔＴｏｂ１よりも短い時間として設定される第二設定時間ΔＴｏｂ２だけ詰まり防止制御に係るオゾン非含有ガスの供給を中断し、この中断期間に亘りオゾン発生器６３を稼働させてオゾン含有ガスをオゾン用散気管６４に供給する処理である。
【００９４】
ここで、第一設定時間ΔＴｏｂ１は、オゾン用散気管６４の表面に生物膜が生成されることに起因して散気孔の閉塞リスクが増大する可能性がある、オゾン非含有ガスの連続供給時間である。一方、第二設定時間ΔＴｏｂ２は、第一設定時間ΔＴｏｂ１に比べて短い時間として設定される。第二設定時間ΔＴｏｂ２は、詰まり防止制御に際して、オゾン用散気管６４の表面に生物膜が生成されることに起因して生じる散気孔の閉塞リスクを無くすために、スポット的にオゾン含有ガスの供給を行うときの継続時間としての意義を有する。
【００９５】
第一設定時間ΔＴｏｂ１、第二設定時間ΔＴｏｂ２は、予め設定されていても良いが、処理対象たる有機性廃水の水質により可変設定することもできる。例えば、有機性廃水における有機性成分濃度が低く、処理負荷が少ないときほど、第一設定時間ΔＴｏｂ１をより長い時間として設定しても良い。一方、有機性廃水における有機性成分濃度が低く、処理負荷が少ないときほど、第二設定時間ΔＴｏｂ２をより短い時間として設定しても良い。そして、第一設定時間ΔＴｏｂ１は例えば１２時間〜２４０時間の範囲で好適に設定することができ、第二設定時間ΔＴｏｂ２は例えば１分〜６０分の範囲で好適に設定することができる。
【００９６】
短期オゾン供給処理の実施に際して、制御部６６は、切り換え弁７２に切り換え信号を出力して圧縮空気の流路をオゾン発生器６３側に切り換えさせる。そして、オゾン発生器６３に始動信号を出力して、オゾンを生成させる。これにより、オゾン発生器６３からオゾン含有ガスがオゾン用散気管６４に供給され、生物処理層３内の有機性廃水中に散気される。
【００９７】
制御部６６は、計時装置により、短期オゾン供給処理を開始してからの経過時間、すなわち短期オゾン供給処理の継続時間のカウントを開始する。そして、制御部６６は、短期オゾン供給処理の継続時間が第二設定時間ΔＴｏｂ２に到達したか否かを判定する。そして、短期オゾン供給処理の継続時間が第二設定時間ΔＴｏｂ２に至っていない場合には短期オゾン供給処理を継続し、至った場合には短期オゾン供給処理を終了すると共に、詰まり防止制御を再開する。詰まり防止制御の再開に際しては、ステップＳ１０３における処理内容と同様、制御部６６は、オゾン発生器６３に稼動停止信号を出力してその稼動を停止させると共に、流路切り換え弁７２に切り換え信号を出力して圧縮空気の流路をバイパス通路７１側に切り換えさせる。本ステップの処理が終了すると、ステップＳ１０７の処理に進む。
【００９８】
ステップＳ１０７において、制御部６６は、計時装置によってカウントしているオゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏ、及び短期オゾン供給処理の継続時間をリセットし、本ルーチンを一旦終了する。
【００９９】
以上のように、本制御によれば、詰まり防止制御が長期に及ぶような場合においても、オゾン非含有ガス連続供給時間ΔＴｏが第一設定時間ΔＴｏｂ１経過するごとに、第二設定時間ΔＴｏｂ２だけオゾン含有ガスがオゾン用散気管６４にスポット的、短期的に供給されることになる。従って、たとえ詰まり防止制御が長期に及ぶ場合においても、オゾン用散気管６４の表面に生物膜が成長することを抑制し、オゾン用散気管６４における散気孔の閉塞リスクをより確実に低減することができる。
【０１００】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得る。例えば、本実施の形態では、生物処理層３に流入する有機性廃水に対してオゾンを供給するオゾン供給装置を例に説明したが、流量調整槽２や沈殿槽４における有機性廃水に対してオゾンを供給しても良い。また、本発明に係る廃水処理システムに適用されるオゾン供給装置は各実施例の態様に限定されるものではなく、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１・・・廃水処理システム
２・・・流量調整槽
３・・・生物処理槽
４・・・沈殿槽
５・・・曝気装置
６・・・オゾン供給装置
５１・・曝気用ブロワー
５２・・曝気用散気管
５３・・曝気用通路
６１・・コンプレッサ
６２・・減湿器
６３・・オゾン発生器
６４・・オゾン用散気管
６５・・オゾン系統用配管
６６・・制御部
７１・・バイパス通路
７２・・流路切り換え弁
７５・・連絡通路
７６・・遮断弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用され、処理槽内における該有機性廃水にオゾン含有ガスを供給するオゾン供給装置であって、
前記処理槽内に配置され、前記オゾン含有ガスを前記有機性廃水中に散気するためのオゾン用散気管と、
空気を圧縮して圧縮空気を生成するコンプレッサと、
前記コンプレッサから供給される圧縮空気を原料ガスとして前記オゾン含有ガスを生成し、該オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給するオゾン発生器と、
前記コンプレッサ、前記オゾン発生器、及び前記オゾン用散気管を連通するオゾン系統用通路と、
前記オゾン発生器を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記オゾン発生器の稼動を一時停止させる場合、その稼動停止期間中に、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスを前記オゾン用散気管に供給すると共にそのオゾン非含有ガスを該オゾン用散気管の前記散気孔から前記有機性廃水中に散気させる詰まり抑制手段と、
を備える、オゾン供給装置。
【請求項２】
前記詰まり抑制手段は、
前記オゾン系統用通路における前記コンプレッサ及び前記オゾン発生器の間の部分と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、
前記コンプレッサが生成した圧縮空気を、前記オゾン発生器側と前記連絡通路側の何れかに導く切り換え弁と、
を有し、
前記オゾン非含有ガスとは、前記コンプレッサから流出した後、前記オゾン発生器に流入する前の圧縮空気であって、
前記オゾン発生器が稼動している間は前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記オゾン発生器側に導かれ、前記稼動停止期間中においては前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記連絡通路側に導かれることで、該圧縮空気が前記オゾン発生器を迂回して直接前記オゾン用散気管に供給される、
請求項１に記載のオゾン供給装置。
【請求項３】
前記廃水処理システムは、曝気用空気を送気するブロワーと、曝気用通路を介して該ブロワーから送気されてくる前記曝気用空気を前記処理槽内の前記有機性廃水中に散気する曝気用散気管を更に備え、
前記詰まり抑制手段は、
前記曝気用通路と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、
前記曝気用空気における前記連絡通路の流通を禁止又は許可する切り換え弁と、
を有し、
前記オゾン非含有ガスとは、前記ブロワーが送気する前記曝気用空気であって、
前記オゾン発生器が稼動している間は前記切り換え弁によって前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が禁止され、前記稼動停止期間中においては前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が許可されることで該曝気用空気が前記オゾン用散気管に供給される、
請求項１に記載のオゾン供給装置。
【請求項４】
前記切り換え手段は電磁弁であって、
前記詰まり抑制手段は、
前記オゾン用散気管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段による検出値をモニタリングすると共に、該検出値が所定の基準値以下にあると判定した場合に前記電磁弁の切り換え制御を行う切り換え制御部と、を更に有する、
請求項２又は３に記載のオゾン供給装置。
【請求項５】
前記詰まり抑制手段による前記オゾン用散気管への前記オゾン非含有ガスの連続供給時間が第一設定時間以上になる場合には、該第一設定時間の経過毎に、該第一設定時間に比べて短い時間として設定される第二設定時間だけ前記詰まり抑制手段による前記オゾン非含有ガスの供給が中断され、当該中断期間に亘り前記制御手段が前記オゾン発生器を稼働させて前記オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給する、
請求項１から４の何れか一項に記載のオゾン供給装置。
【請求項１】
活性汚泥による有機性廃水の廃水処理システムに適用され、処理槽内における該有機性廃水にオゾン含有ガスを供給するオゾン供給装置であって、
前記処理槽内に配置され、前記オゾン含有ガスを前記有機性廃水中に散気するためのオゾン用散気管と、
空気を圧縮して圧縮空気を生成するコンプレッサと、
前記コンプレッサから供給される圧縮空気を原料ガスとして前記オゾン含有ガスを生成し、該オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給するオゾン発生器と、
前記コンプレッサ、前記オゾン発生器、及び前記オゾン用散気管を連通するオゾン系統用通路と、
前記オゾン発生器を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記オゾン発生器の稼動を一時停止させる場合、その稼動停止期間中に、オゾンを含有しないオゾン非含有ガスを前記オゾン用散気管に供給すると共にそのオゾン非含有ガスを該オゾン用散気管の前記散気孔から前記有機性廃水中に散気させる詰まり抑制手段と、
を備える、オゾン供給装置。
【請求項２】
前記詰まり抑制手段は、
前記オゾン系統用通路における前記コンプレッサ及び前記オゾン発生器の間の部分と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、
前記コンプレッサが生成した圧縮空気を、前記オゾン発生器側と前記連絡通路側の何れかに導く切り換え弁と、
を有し、
前記オゾン非含有ガスとは、前記コンプレッサから流出した後、前記オゾン発生器に流入する前の圧縮空気であって、
前記オゾン発生器が稼動している間は前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記オゾン発生器側に導かれ、前記稼動停止期間中においては前記圧縮空気が前記切り換え弁によって前記連絡通路側に導かれることで、該圧縮空気が前記オゾン発生器を迂回して直接前記オゾン用散気管に供給される、
請求項１に記載のオゾン供給装置。
【請求項３】
前記廃水処理システムは、曝気用空気を送気するブロワーと、曝気用通路を介して該ブロワーから送気されてくる前記曝気用空気を前記処理槽内の前記有機性廃水中に散気する曝気用散気管を更に備え、
前記詰まり抑制手段は、
前記曝気用通路と、前記オゾン系統用通路における前記オゾン発生器及び前記オゾン用散気管の間の部分とを接続する連絡通路と、
前記曝気用空気における前記連絡通路の流通を禁止又は許可する切り換え弁と、
を有し、
前記オゾン非含有ガスとは、前記ブロワーが送気する前記曝気用空気であって、
前記オゾン発生器が稼動している間は前記切り換え弁によって前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が禁止され、前記稼動停止期間中においては前記曝気用空気における前記連絡通路の流通が許可されることで該曝気用空気が前記オゾン用散気管に供給される、
請求項１に記載のオゾン供給装置。
【請求項４】
前記切り換え手段は電磁弁であって、
前記詰まり抑制手段は、
前記オゾン用散気管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段による検出値をモニタリングすると共に、該検出値が所定の基準値以下にあると判定した場合に前記電磁弁の切り換え制御を行う切り換え制御部と、を更に有する、
請求項２又は３に記載のオゾン供給装置。
【請求項５】
前記詰まり抑制手段による前記オゾン用散気管への前記オゾン非含有ガスの連続供給時間が第一設定時間以上になる場合には、該第一設定時間の経過毎に、該第一設定時間に比べて短い時間として設定される第二設定時間だけ前記詰まり抑制手段による前記オゾン非含有ガスの供給が中断され、当該中断期間に亘り前記制御手段が前記オゾン発生器を稼働させて前記オゾン含有ガスを前記オゾン用散気管に供給する、
請求項１から４の何れか一項に記載のオゾン供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７１２３８（Ｐ２０１２−７１２３８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１６９９５（Ｐ２０１０−２１６９９５）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００１６９４９９）高砂熱学工業株式会社 (287)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００１６９４９９）高砂熱学工業株式会社 (287)
【Ｆターム（参考）】
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