JP2000157987A - オゾン含有ガス供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン発生器を有しオゾン含有ガスを供給し
て液体を処理する処理装置において、装置の処理圧によ
らずオゾン発生器を損傷させるおそれのある液体のオゾ
ン発生器側への進入を的確に防止し、オゾン含有ガスを
安全に確実に供給する。 【解決手段】 オゾン発生器からのオゾン含有ガスを供
給する方法であって、オゾン発生器を有してオゾン含有
ガスを供給するガス供給系とオゾン含有ガスが供給され
る液体保持の処理槽を有する液体処理系とを接続・遮断
自在に連絡すると共にガス供給系圧と液体処理系圧との
差圧を連続的に計測し、該ガス供給系圧が該液体処理系
圧より高い（＋）ときに接続し、等しい又は低い（０又
は−）ときに遮断するように計測差圧値により前記ガス
供給系と液体処理系との連絡を制御することを特徴とす
るオゾン含有ガス供給方法。前記ガス供給系に更に液ト
ラップ用ドラムを有することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオゾン含有ガス供給
方法に関し、詳しくは、オゾン発生器でオゾンを発生さ
せて液体特に加圧下の液体にオゾン含有ガスを供給する
際に、オゾン発生器側ガス系に液体が逆流することを防
止して安全且つ確実にオゾン含有ガスを供給するオゾン
含有ガス供給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水浄化処理、半導体洗浄処理、製
紙の漂白処理等の処理において、従来から使用されてい
た塩素系化合物による環境への影響が問題となり、他の
処理剤への転換が求められている。その塩素系化合物の
代替処理剤の一つとしてオゾンが注目され、上記各種処
理への適用が検討され実用性も高まりつつある。処理に
用いるオゾンは、通常、上記処理装置系内に設置される
無声放電法等のオゾン発生器で発生させられ、オゾン含
有ガスとして水等液体を保持する処理槽に供給される。
処理槽に供給されたオゾン含有ガスは、処理槽内の水等
を直接浄化や漂白処理したり、また、水等に溶解してオ
ゾン溶解液として目的の処理に供される。

【０００３】上記オゾン発生器からのオゾン含有ガスを
使用する処理装置等の設備では、一般に、制御システム
系によりオゾン発生器を定常操作してオゾン含有ガスを
安全且つ確実に処理槽等に供給し、処理槽では所定の処
理を円滑に継続させ、また、処理の中断、停止時には設
備内の各種機器に支障が生じることのないように制御さ
れる。特に、オゾンは有毒であることからオゾン発生器
のトラブル回避は万全を期す必要がある。例えば、水等
液体はオゾン発生器を損傷させるおそれがあるため、処
理槽側からオゾン発生器側へ水等が侵入することを確実
に阻止する必要がある。上記した処理槽へのオゾン含有
ガス供給は、通常、処理槽域圧よりガス圧を高く設定し
て行われる。そのため、定常操作から運転停止や緊急停
止等の操作の変化時に処理装置内の圧力バランスが変動
して崩れた場合に処理槽内の液が逆流してオゾン発生器
側に進入しないように、遮断弁や逆止弁を装置の所定個
所に配置してオゾン発生器側と処理槽側とを適切に遮断
制御して対処する。また、例えば特許第２７０２５６４
号公報に記載されるように、処理槽液面より上方に配管
を立上げて逆止弁等の故障時にもオゾン発生器配管系に
液が進入しないように対処している。更に、上記特許に
おいては、立上げ配管部の所定位置に遮断弁を設置する
ことにより凝縮液等のオゾン発生器配管系への逆進防止
を提案する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の処理槽液面以上
の配管の立上げは、大気圧下での正常に作動する処理装
置では有効である。しかし、加圧下で行なう処理装置に
おいて加圧に相当して配管部を立上げようとすれば、そ
の高さが通常範囲を超えることになり実用的でない。ま
た、大気圧下の処理においても、処理装置等が正常に作
動し運転停止等もトラブルなく行われるときは問題がな
い。しかし、これら処理装置等では予測されない緊急事
態が生起することがある。例えば、配管の立上げ部では
対応できないような圧上昇や、逆止弁や遮断弁の作動不
良や設計圧以上の負荷による損傷が生じることがある。
これらの種々の事態に対応できるオゾン含有ガスの供給
方法は現時点では提案されていない。発明者は、今後増
加するであろうオゾン発生器を組込んだオゾンを用いる
処理装置において、大気圧下及び加圧下等処理圧によら
ず、更に緊急事態にも対応でき、処理槽等からオゾン発
生器側へ液の進入を確実に防止できるオゾン含有ガス供
給方法を確立することを目的に鋭意検討した。その結
果、オゾン含有ガスを供給してオゾンにより水等液体を
処理する装置において、所定に差圧を測定することによ
り装置の各種操作に的確且つ安全に対応でき、オゾン発
生器側に水等液体の進入を阻止できるオゾン含有ガス供
給システムを構築し本発明を完成した。即ち、供給オゾ
ン含有ガス圧と液体処理系圧とを常時計測監視し、液体
処理系圧より低いガス圧を計測した時点で瞬時にオゾン
発生器側に連絡する配管系を遮断するように制御する。
また、多少の液の進入にも液トラップを配設してオゾン
発生器への水等液体の進入阻止を万全に行なうものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、オゾン
発生器からのオゾン含有ガスを供給する方法であって、
オゾン発生器を有してオゾン含有ガスを供給するガス供
給系とオゾン含有ガスが供給される液体保持の処理槽を
有する液体処理系とを接続・遮断自在に連絡すると共に
ガス供給系圧と液体処理系圧との差圧を連続的に計測
し、該ガス供給系圧が該液体処理系圧より高い（＋）と
きに接続し、等しい又は低い（０又は−）ときに遮断す
るように計測差圧値により前記ガス供給系と液体処理系
との連絡を制御することを特徴とするオゾン含有ガス供
給方法が提供される。更に、前記ガス供給系に液トラッ
プ用ドラムが配設されることが好ましい。本発明のオゾ
ン含有ガス供給方法は、前記液体処理系が加圧下にある
場合に特に好適である。

【０００６】本発明は上記のように構成され、オゾン含
有ガスを供給して浄化処理や漂白処理等の液体貯留の処
理槽等を有する液体処理系の内圧とオゾン含有ガス供給
圧との差圧を常時計測監視することから、差圧が所定範
囲からずれた場合には遮断弁等を即時作動するように制
御してオゾン発生配管系への液等の侵入を防止できる。
これによりオゾン発生器の損傷等のおそれを防止し、オ
ゾン含有ガスを安全に発生させてオゾンを用いる液体処
理槽に連続的に確実に供給することができ、所定の水浄
化等のオゾン処理を円滑且つ安全に行うことができる。
また、液トラップを所定に配設することから制御システ
ムのタイムラグや作動不良等の故障時に少量の液等のガ
ス系への流入があってもオゾン発生器への進入を確実に
防止する。これによりオゾン発生器を有するオゾン含有
ガス供給系とオゾンを用いる液体処理系とが連絡されて
なるオゾン処理装置を安全に操業させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に制
限されるものでない。図１は本発明の一実施例のオゾン
水浄化処理装置のフロー概略説明図である。図１におい
て、オゾン水浄化処理装置は、オゾン発生器１１を有し
てオゾン含有ガスを供給するガス供給系１０（図中一点
鎖線で包囲）と所定容量で液体を保持する処理槽２１を
有する液体処理系２０（図中二点鎖線で包囲）とから形
成される。ガス供給系１０と液体処理系２０とは遮断調
節弁ＥＶ１及び逆止弁ＣＶ１を介してＣ点で接続され
る。ガス供給系１０ではオゾン含有ガスを移送するライ
ンＬ１及びＬ１２と電動遮断弁ＥＶ１とが連絡される。
また、必要に応じて上記ガス供給系１０のラインＬ１を
バイパスして液トラップ用ドラム１２を配設する。この
場合、ラインＬ２、ドラム１２、ラインＬ２’及びライ
ンＬ１２と電動遮断弁ＥＶ１とを連絡する。一方、液体
処理系２０は、中間にゲート弁ＧＶ１を有するラインＬ
３とラインＬ４とがＣ点を介して連絡し、ラインＬ４は
処理槽２１に連絡する。また、処理槽２１は中間にポン
プＰ１を有するラインＬ５により系外に連絡する。

【０００８】上記のように構成されるオゾン水浄化処理
装置は、更に所定の計測制御システムを具備して、液体
処理系２０からガス供給系１０へ水等の進入を防止す
る。即ち、図１において、ガス供給系１０と液体処理系
２０との差圧を測定するため、電動遮断弁ＥＶ１を介し
てＣ点で接続されるガス供給系１０側のラインＬ１２
と、液体処理系２０側のラインＬ４との間に差圧計ΔＰ
Ｉを配置する。この差圧計ΔＰＩで計測した差圧値によ
り電動遮断弁ＥＶ１作動を制御する。例えば、オゾン水
浄化処理装置の正常運転条件としてガス供給系圧を液体
処理系圧より高く設定し、計測した差圧値が、ガス供給
系圧が液体処理系圧より高い（＋）設定条件を満たすと
きに電動遮断弁ＥＶ１を開状態としてガス供給系１０と
液体処理系２０を接続して被処理水を所定に浄化処理す
る。一方、計測した差圧値が、ガス供給系圧が液体処理
系圧に等しい又は低い（０又は−）設定条件からずれた
ときに電動遮断弁ＥＶ１を閉塞状態としてガス供給系１
０と液体処理系２０を遮断し、液体処理系２０からガス
供給系１０へ水等が逆流することを防止する。この場
合、差圧値の測定やそれに基づく電動遮断弁ＥＶ１制御
等は、計器室３０において各信号の受発信で自動的に行
なうことができる。

【０００９】更に、これら装置の運転においては各種機
器の作動誤差、誤作動、作動不良等や予測されないトラ
ブル生じ、上記のように電動遮断弁ＥＶ１の開閉を制御
して水等のガス供給系への逆流進入を防止しても、電動
遮断弁ＥＶ１を通過して液体処理系２０から少量の水等
がガス供給系１０に進入することがある。このような場
合にも操作の確実性と装置の安全性を確保するための対
処を講じる必要がある。本発明において、それらのため
前記のように液トラップ用ドラム１２が配設される。液
トラップ用ドラム１２をバイパス配設した場合も、ライ
ンＬ１２とラインＬ４との差圧を測定して同様に電動遮
断弁ＥＶ１の開閉を計測差圧値と設定条件により制御す
る。この制御によっても上記したような誤作動等により
水等が電動遮断弁ＥＶ１を通過してガス供給系１０に進
入した場合でも、進入水等はラインＬ１２及びラインＬ
２’から液トラップ用ドラム１２に貯留されるためオゾ
ン発生器１１への水等の混入を阻止できる。ドラム１２
は液面計ＬＩを具備し水等の進入の有無を監視できるよ
うにする。また、ドラム１２内に溜まった水等は底部か
ら適宜系外に抜出す。貯留した水等の抜出しは、ドラム
１２上部に貯留する有毒なオゾン含有ガスを処理した後
に行なう。即ち、ドラム１２上部のオゾン含有ガスは、
先ず自圧によりラインＬ６で排オゾン分解装置４０に移
送し、その後ラインＬ７から空気又は窒素ガスを送りド
ラム１２内を完全に置換してオゾン含有ガスを完全に排
オゾン分解装置４０に移送してオゾンを分解して大気に
排出する。ドラム１２内が上記のようにして空気又は窒
素ガスで十分に置換された後、ドラム１２底部から貯留
した水等を抜出す。

【００１０】上記図１のオゾン水浄化処理装置におい
て、被処理水は下記のようにしてオゾンにより浄化処理
される。オゾン含有ガスはオゾン発生器１１で空気又は
酸素ガスを原料ガスとして製造され、ラインＬ１、ライ
ンＬ１２、電動遮断弁ＥＶ１及び逆止弁ＣＶ１を経てＣ
点に移送される。また、液トラップ用ドラム１２が配設
される場合はラインＬ２、液トラップ用ドラム１２、ラ
インＬ２’及びラインＬ１２を経由して電動遮断弁ＥＶ
１に移送されＣ点に至る。一方、被処理水は、ラインＬ
３及びゲート弁ＧＶ１を経てＣ点に移送され電動遮断弁
ＥＶ１及び逆止弁ＣＶ１を経たオゾン含有ガスと合流
し、その後ラインＬ４で処理槽２１に送入されて処理槽
２１内で実質的にオゾンガスによって浄化処理される。
浄化処理された処理水はポンプＰ１でラインＬ５により
系外に抜出される。この場合、処理槽２１の液面を計測
してラインＬ５に配置する液面調節弁ＬＣＶで液面を所
定に制御する。また、処理槽２１上部に貯留されるガス
にはオゾンが残存するためラインＬ８から排オゾン分解
装置４０に送り、上記の液トラップ用ドラム１２の貯留
した水抜き時のオゾン含有ガスと同様にオゾンを分解し
た後に大気に放出する。この場合処理槽２１内圧を計測
してラインＬ８に配置する圧力調節弁ＰＣＶにより処理
槽２１内圧を所定に制御する。

【００１１】上記のようにオゾン水浄化処理装置が設定
条件に従い運転される状態から、例えば液体処理系にお
いて浄化処理の中断や何らかのトラブルが発生して処理
槽２１から処理水を抜出すポンプＰ１が停止したり、処
理槽２１上部ガスを排オゾン分解装置に移送する圧力調
節弁ＰＣＶが誤作動したりしてラインＬ４の内圧が上昇
した場合、差圧計ΔＰＩによってガス供給系圧が液体処
理系圧より低い信号が計器室３０に送信され、それに対
応して電動遮断弁ＥＶ１が作動されて閉塞される。ま
た、ガス供給系においてオゾン発生器に支障が生じオゾ
ン含有ガスが十分に供給されずラインＬ１２の圧力が低
下した場合も同様に電動遮断弁ＥＶ１が自動的に閉塞さ
れる。これら電動遮断弁ＥＶ１が作動され閉鎖されるこ
とから、ラインＬ１２、ラインＬ１、ラインＬ２及びラ
インＬ２’はＣ点から遮断され、液体処理系２０のライ
ンＬ４からオゾン発生器１１を有するガス供給系１０へ
水が進入することが阻止される。

【００１２】上記した図１のオゾン水浄化装置は、処理
槽２１として密閉された加圧処理を示すが、加圧処理に
かぎらず処理槽が開放された大気圧処理であっても同様
に差圧を監視することにより処理槽底部からの配管を液
面上方に立上げることなくオゾン発生器への液の逆流を
防止できる。また、図１においてガス供給系圧としてラ
インＬ１２圧と液体処理系としてラインＬ４圧との間で
差圧を計測したが、液体処理系圧として処理槽２１上部
圧を計測してもよい。更に、上記では差圧計測を差圧計
を配置して行なう方式を説明したが、図１に示した各ラ
インや機器に配置する圧力計ＰＧ１、ＰＧ２及びＰＧ３
で所定部の各圧力を計測しその計測値から算出し制御し
てもよい。更にまた、各圧力測定値はそれぞれ計器室３
０に送信して温度や流量等の他の各種計測値と共に浄化
処理装置の操作全般の制御システムとして集中管理する
ことができる。

【００１３】図１において液トラップ用ドラム１２に連
絡するラインＬ２の中間に破線で示したように電動遮断
弁と逆止弁を設置してもよい。ここで設置する電動遮断
弁ＥＶ２をラインＬ１２に連絡する電動遮断弁ＥＶ１と
共に作動させることによりオゾン発生器への水等液体の
進入を二重に防止することができ、より一層装置の安全
性を図ることができる。また、たとえ万が一に故障等に
よる差圧計ΔＰＩの計測不良や、ＥＶ１、ＣＶ１の作動
不良時でも、液体処理系２０からガス供給系１０に逆流
進入してきた液を液トラップ用ドラム１２に確実に捕捉
し、ドラム１２の液面計ＬＩにて液面が確認された瞬時
にその信号を計器室３０に送信しオゾン発生器を運転停
止すると共に電動遮断弁ＥＶ２を作動してオゾン発生器
への配管を遮断することも可能であり、更に一層安全な
装置となる。

【００１４】

【発明の効果】本発明のオゾン含有ガスの供給方法は、
供給するオゾン含有ガスを供給するガス系圧とオゾンを
用いて水等液体を処理する液体処理系圧との差を測定
し、その測定値と設定条件とによりガス供給系と液体処
理系との接続を適宜遮断制御することから、装置内に設
置されるオゾン発生器への水等液体の進入を適確に防止
できる。また、処理圧の大気圧下、加圧下のいかんによ
ることなく装置内の圧力測定によりオゾン発生器側ガス
系への液の進入を遮断することから、前記従来法のよう
に処理液面上方まで配管を立上げる必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様のオゾン水浄化処理装置の
フロー概要説明図

【符号の説明】

１０ ガス供給系 ２０ 液体処理系 ３０ 計器室 ４０ 排オゾン分解装置 １１ オゾン発生器 １２ 液体トラップ用ドラム ２１ 処理槽

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾン発生器からのオゾン含有ガスを供
   給する方法であって、オゾン発生器を有してオゾン含有
   ガスを供給するガス供給系とオゾン含有ガスが供給され
   る液体保持の処理槽を有する液体処理系とを接続・遮断
   自在に連絡すると共にガス供給系圧と液体処理系圧との
   差圧を連続的に計測し、該ガス供給系圧が該液体処理系
   圧より高い（＋）ときに接続し、等しい又は低い（０又
   は−）ときに遮断するように計測差圧値により前記ガス
   供給系と液体処理系との連絡を制御することを特徴とす
   るオゾン含有ガス供給方法。
2. 【請求項２】 前記ガス供給系に更に液トラップ用ドラ
   ムを有する請求項１記載のオゾン含有ガス供給方法。
3. 【請求項３】 前記液体処理系が加圧下にある請求項１
   又は２記載のオゾン含有ガス供給方法。