JP2001191085A - 発生期状態の酸素による水質及び気質浄化処理方法及び装置 - Google Patents

発生期状態の酸素による水質及び気質浄化処理方法及び装置

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JP2001191085A JP2000035863A JP2000035863A JP2001191085A JP 2001191085 A JP2001191085 A JP 2001191085A JP 2000035863 A JP2000035863 A JP 2000035863A JP 2000035863 A JP2000035863 A JP 2000035863A JP 2001191085 A JP2001191085 A JP 2001191085A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾンOを強制分解して成る発生期状態の
酸素原子Oを利用して処理対象水を浄化すること。同
じく、処理対象空気を浄化すること。 【解決手段】 本発明のの発生期状態の酸素による水質
浄化処理装置は、水質浄化処理槽1と、給気管2と、水
中散気装置3と、オゾン分解触媒層5とを含有する。オ
ゾン分解触媒層5は、その内部に進入したオゾンO
を、触媒作用によって酸素分子Oと発生期状態の酸
素原子Oとに強制分解する。発生期状態の酸素原子O
が、処理対象水中を上昇し拡散しながら、当該処理対
象水を急速且つ強力に浄化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、強制分解
によって成る発生期状態の酸素原子Oを利用した水質
浄化処理方法及び装置並びに気質浄化処理方法及び装置
に関する。特に、処理対象水の内部又は近傍でオゾンを
強制分解して成る発生期状態の酸素原子Oを利用した
水質浄化処理方法及び装置並びに処理対象空気の内部又
は近傍でオゾンを強制分解して成る発生期状態の酸素原
子Oを利用した気質浄化処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上水道における、これまでの水質浄化処
理方法は、(1)緩速濾過法、(2)急速濾過法、
(3)前塩素処理法及び(4)オゾンOを中心にした
高度浄水処理法の四つに大別される。 (1)緩速濾過法では、図13の如く、沈殿池S1、緩
速砂濾過池S2及び殺菌槽S3を用いる。原水を先ず沈
殿池S1に入れて、砂や粘土質を沈殿させた後に、緩速
砂濾過池S2に導く。緩速砂濾過池S2では、砂層S2
sによって原水中の濁りや微細なゴミ等の浮遊物質を除
くと同時に、同砂層S2sの表面に繁殖した藻類等の生
物や、同砂層S2s中に棲(す)みついている無数の細
菌や微小動物等が、アンモニア性窒素や有機物を酸化分
解する。然る後、殺菌槽S3で殺菌をする。この間の濾
過速度は、4〜5m/日である。緩速濾過法によれば、
無色無臭のおいしい水が出来る。(出口冨雄著「オゾン
で水がよみがえる」(東洋経済新報社1993年6月1
7日発行)第50頁末行〜第54頁第1行参照)。
【0003】(2)急速濾過法では、図14の如く、取
水管f1、沈砂池f2、着水池f3、フロギレータf
4、急速砂濾過池f5、塩素注入井(せい)f6、配水
池f7及び送水ポンプf8を用いる。フロギレータf4
は、薬品混和池f41、フロック形成池f42及び凝集
沈殿池f43から成る。この方法では、先ず薬品混和池
f41において原水に凝集剤及びpH調整剤を添加し、
次にフロック形成池f42において同原水中の懸濁性物
質をフロックにし、それを凝集沈殿池f43の底に沈め
る。水に含まれている微細な泥や藻類のような生物も、
上記フロックに包まれ同池の底に沈んで行く。ここに、
懸濁性物質とは、微細な浮遊物質やコロイド状の粘土質
のようなもので、水の濁りの原因となる物質のこと、凝
集剤とは、硫酸アルミニウムやポリ塩化アルミニウム等
の薬品のこと、フロックとは、細かい綿のような塊のこ
とである。最後に、塩素注入井f6において、消毒のた
めの塩素が注入される(後塩素処理)。薬品混和池f4
1における塩素注入(前塩素処理)は行わない。(同書
第53頁左から第4行〜第54頁第14行参照)。
【0004】(3)前塩素処理法では、図14の薬品混
和池f41において、原水に直接塩素を注入し、急速砂
濾過池f5において急速濾過を行う。前記急速濾過法単
独では、水に溶解している鉄イオンや、マンガンイオ
ン、それにアンモニア性窒素等を除去することは出来な
いが、この前塩素処理法によれば、水に溶解している上
記鉄イオンやマンガンイオンを酸化し、更にはアンモニ
ア性窒素や一部の有機物をも酸化分解することが出来
る。そのときの塩素使用量は、少なくともアンモニア性
窒素濃度の約10倍に相当するものが必要となる。その
うち、約7.6倍分はアンモニア性窒素等の酸化分解に
消費され、残りの約2.4倍分は鉄イオンやマンガンイ
オンの酸化に消費される。特に、東京都や淀川から取水
している水道事業体では、18〜20倍にも上ってい
る。(同書第54頁左から第3行〜第55頁第3行、及
び同頁左から第6〜2行、並びに第57頁第7〜3行参
照)。
【0005】(4)オゾンを利用した従来の高度浄水処
理法では、図14の急速砂濾過池f5と塩素注入池f6
との間に、図15のオゾン接触池Z1と活性炭濾過池Z
2が挿入される。但し、前塩素処理は行わない。オゾン
接触池Z1においては、処理対象水Wは、複数個の仕切
板Z13,Z14,…の間を流れる。オゾンOを含む
空気は、複数個のパイプZ11,…と水中散気盤Z1
2,…を介して、同接触池Z1の底部に注入される。注
入されたオゾンOによって、処理対象水中の溶解性物
質が、分解される。オゾンOによって処理された水
は、活性炭濾過池Z2において、厚さ2〜3mの粒状活
性炭層Z21を通過せしめられる。同水中に生じた分解
物質は、粒状活性炭層Z21によって吸着される。粒状
活性炭は、鋸屑、石炭、椰子殻等を炭化して作られ、内
部には小さな孔が立体的に迷走している。有機物は、こ
の孔によって捕えられる。
【0006】
【従来の技術の問題点】(1)前記緩速濾過法では、濾
過速度が余りにも遅過ぎる。そのため、急激に伸びる水
需要に追い付くことが出来ず、そのシェアは既に極端に
減少して仕舞った(同書52頁10〜13、53頁3〜
5行参照)。 (2)急速濾過法には、次のような問題点がある。 (2−1)アンモニア性窒素等の水に溶解している物質
は、凝集沈殿池f43によっても除去されない(同書5
4頁9〜10行)。また、水に溶解している鉄やマンガ
ン等は,フロギレータf4によっても除去されない。そ
のため、塩素注入井f6において塩素と反応し、給水栓
の赤い水や黒い水の原因となる(同書54頁13〜15
行)。 (3)前塩素処理法では、トリハロメタン前駆物質が存
在すると、それが塩素と化合して、発がん性のトリハロ
メタンを生み出す。この方法では、クリプトスポリジウ
ムを殺菌することが出来ない。
【0007】(4)オゾンを用いる従来の高度浄水処理
法には次のような問題点がある。 (4−1)処理対象水中のオゾンOがそのまま直接水
質処理に寄与するとの認識、従ってオゾン自体を直接利
用するとの思想(概念)の域に留(とど)まっていた。
(裏を返せば、発生期状態の酸素原子Oを利用すると
の思想(概念)の域には、到達していなかった)。 (4−2)そのため、水質処理の全過程に亙って処理対
象水中にオゾンOを残存させておくことが必要である
と認識され、実際にも、そのようにしていた。 (4−3)従って、オゾン処理過程の後段にオゾン除去
装置を配設することが必要不可欠であると認識され、実
際にもそのようにしていた。そのため、イニシアルコス
トやランニングコストが増大した。 (4−4)上記の如く発生期状態の酸素原子Oを利用
するとの思想(概念)が無かったから、発生期状態の酸
素原子Oをコントロールするという思想も無かった。 (4−5)大量のオゾンが、未利用(未分解)の儘(ま
ま)で、処理対象水の外に逸出していた。 (4−6)そのため、オゾンを含む空気を大量に消費し
ていた。
【0008】
【発明の目的】それ故、この出願の発明の第一の目的
は、オゾンOを強制分解して成る発生期状態の酸素原
子Oを利用して処理対象水を浄化するようにした、水
質浄化処理方法及び装置を提供することにある。この出
願の発明の第二の目的は、オゾンOを強制分解して成
る発生期状態の酸素原子Oを利用することによって、
処理水量を減らすこと無しに、オゾンOの使用量を減
らして、その使用効率を大幅に改善することが出来る、
水質浄化処理方法及び装置を提供することにある。この
出願の発明の第三の目的は、オゾンOを強制分解して
成る発生期状態の酸素原子Oを利用することによっ
て、カビ臭等を除去し、アンモニア性窒素等の水に溶解
している物質、トリハロメタン類及びその前駆物質を分
解し、クリプトスポリジウムをも殺菌することが出来
る、水質浄化処理方法及び装置を提供することにある。
この出願の発明の第四の目的は、オゾンOの使用量を
コントロールし、従って発生期状態の酸素原子Oの発
生量をコントロールして、残留オゾン量を限りなく零に
することが出来る、水質浄化処理方法及び装置を提供す
ることにある。この出願の発明の第五の目的は、オゾン
を強制分解して成る発生期状態の酸素原子Oを利
用して処理対象空気を浄化するようにした、気質浄化処
理方法及び装置を提供することにある。
【0009】
【目的を達成するための手段】上記の問題点を解消し、
上記の目的を達成するために、この出願の発明の第1の
形態の発生期状態の酸素による水質浄化処理装置は、水
質浄化処理槽1と、給気管2と、水中散気装置3と、オ
ゾン分解触媒層5とを含有し、水中散気装置3は、オゾ
ンを含む空気の入口と同空気を処理対象水中に一様に放
散するため可及的広範囲に一様に分散配置した無数の微
細孔とを具有する低高中空の筐体乃至管体であって、水
質浄化処理槽1の最下部に配置され、給気管2は、水質
浄化処理槽1内において、水中散気装置3に接続され、
オゾン分解触媒層5は、水中散気装置3の上方に配置さ
れ、水中散気装置3は、給気管2を介して送り込まれ
た、オゾンを含む空気を、微細な気泡に変換して、水質
浄化処理槽1最下部の処理対象水中に可及的広範囲に放
散し、放散されたオゾンOの一部は微細な気泡と共に
上昇し、残部は処理対象水中に溶け込んで当該処理対象
水中を上昇して、オゾン分解触媒層5に到達し、オゾン
分解触媒層5は、その内部に進入したオゾンOを、触
媒作用によって酸素分子Oと発生期状態の酸素原子O
とに強制分解し、上記発生期状態の酸素原子Oが、
処理対象水中を上昇し拡散しながら、当該処理対象水を
急速且つ強力に浄化する、ものである。
【0010】この出願の発明の第2の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理装置は、水質浄化処理槽1
と、出水管6と、ポンプPと、エジェクタ8と、注水
管6と、給気管2と、外部エネルギ賦与装置7とを含
有し、水質浄化処理槽1は、側壁の最下部近傍に出水
口、その上方に注水口が穿設され、出水管6の始端部
は、水質浄化処理槽1の出水口に接続され、出水管6
の終端部は、ポンプPの吸水口に接続され、ポンプPの
吐出口は、エジェクタ8の駆動口に接続され、エジェク
タ8のディフューザ8dは注水管6の始端部に配置さ
れ、注水管6の終端部は、水質浄化処理槽1の注水口
に接続され、給気管2は、外部エネルギ賦与装置7を介
して、エジェクタ8の吸気ケーシング8bに接続され、
水質浄化処理槽1には、処理対象水が満たされ、処理対
象水は、ポンプPの作動により、水質浄化処理槽1−出
水管6−ポンプP自身−エジェクタ8−注水管6
水質浄化処理槽1のループを循環せしめられ、オゾンO
を含む空気が、給気管2の上半部を経由して、外部エ
ネルギ賦与装置7に送り込まれ、上記オゾンOは、外
部エネルギ賦与装置7によって、酸素分子Oと発生期
状態の酸素原子Oとに強制分解され、上記発生期状態
の酸素原子Oを含む空気が、エジェクタ8の吸気ケー
シング8b内に吸引され、そこにおいてノズル8nから
噴出する処理対象水の噴流に取り込まれ、上記発生期状
態の酸素原子Oは、注水管6内及び水質浄化処理槽
1内の処理対象水に作用して、当該処理対象水を急速且
つ強力に浄化する、ものである。
【0011】この出願の発明の第3の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理装置は、水槽1と、出水管
と、ポンプPと、エジェクタ8と、注水管6
と、水質浄化処理槽1と、オゾン分解触媒5と、給
気管2とを含有し、オゾン分解触媒5は水質浄化処
理槽1の内部に配置され、水質浄化処理槽1は、側
壁下部に注水口を具備し、出水管6の始端部は、水槽
の内部に連通し、出水管6の終端部はポンプP
の吸水口に接続され、ポンプPの吐出口はエジェクタ
の駆動口に接続され、エジェクタ8のディフュー
ザ8dは注水管6の始端部に接続され、注水管6
終端部は水質浄化処理槽1の注水口に接続され、給気
管2は、エジェクタ8の吸気ケーシング8bに接
続され、水槽1の処理対象水が、ポンプPの作動に
よって、出水管6−ポンプP自身−エジェクタ8
−注水管6の経路を介して、水質浄化処理槽1に注
入され、オゾンOを含む空気が、給気管2を経由し
て、エジェクタ8の吸気ケーシング8b内に吸引さ
れ、そこにおいてノズル8nから噴出する処理対象水
の噴流に取り込まれ、上記オゾンOは、水質浄化処理
槽1内のオゾン分解触媒5によって、酸素分子O
と発生期状態の酸素原子Oとに強制分解され、上記発
生期状態の酸素原子Oは、水質浄化処理槽1内の処
理対象水に作用して、当該処理対象水を急速且つ強力に
浄化する、ものである。
【0012】この出願の発明の第4の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理装置は、水槽1並びに第1
〜第Mの水質浄化処理ユニット(U〜U)(但し、
Mは式M≧1を満たす任意の整数)を含有し、第iの水
質浄化処理ユニットU(但し、i=1,…,M)は、
出水管61iと、ポンプPと、エジェクタ8と、注
水管62iと、水質浄化処理槽1と、給気管2と、
外部エネルギ賦与装置7とを含有し、水質浄化処理槽
は、側壁下部に注水口を具備し、出水管61iの始
端部は、前段の水槽1又は第i−1の浄化処理槽1
i−1の内部に連通し、出水管61iの終端部はポンプ
の吸水口に接続され、ポンプPの吐出口はエジェ
クタ8の駆動口に接続され、エジェクタ8のディフ
ューザ8dは注水管62iの始端部に接続され、注水
管62iの終端部は、水質浄化処理槽1の注水口に接
続され、給気管2は、外部エネルギ賦与装置7を介
して、エジェクタ8の吸気ケーシング8bに接続さ
れ、第iの水質浄化処理ユニットUにおいては、前段
から送出された処理対象水が、ポンプPの作動によ
り、出水管61i−ポンプP自身−エジェクタ8
i−注水管6 2iの経路を介して、第iの水質浄化処理
槽1に注入され、オゾンOを含む空気が、給気管2
の上半部を経由して、外部エネルギ賦与装置7に送
り込まれ、上記オゾンOは、外部エネルギ賦与装置7
によって、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子O
とに強制分解され、上記発生期状態の酸素原子Oを含
む空気が、エジェクタ8の吸気ケーシング8b内に
吸引され、そこにおいてノズル8nから噴出する処理
対象水の噴流に取り込まれ、上記発生期状態の酸素原子
は、注水管62i内及び水質浄化処理槽1内の処
理対象水に作用して、当該処理対象水を急速且つ強力に
浄化する、ものである。
【0013】この出願の発明の第5の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理装置は、水槽1並びに第1
〜第Mの水質浄化処理ユニット(U〜U)(但し、
Mは式M≧1を満たす任意の整数)を含有し、第iの水
質浄化処理ユニットU(但し、i=1,…,M)は、
出水管61iと、ポンプPと、エジェクタ8と、注
水管62iと、水質浄化処理槽1と、給気管2と、
外部エネルギ賦与装置7と、を含有し、水質浄化処理
槽1は、側壁下部に注水口を具備し、出水管61i
始端部は前段の水槽1又は第i−1の浄化処理槽1
i−1の内部に連通し、出水管61iの終端部はポンプ
の吸水口に接続され、ポンプPの吐出口はエジェ
クタ8の駆動口に接続され、エジェクタ8のディフ
ューザ8dは注水管62iの始端部に接続され、注水管
2iの中途には外部エネルギ賦与装置が挿入され、終
端部は水質浄化処理槽1の注水口に接続され、給気管
は、エジェクタ8の吸気ケーシング8bに接続
され、第iの浄化処理ユニットUにおいては、前段か
ら送出された処理対象水が、ポンプPの作動により、
出水管61i−ポンプP自身−エジェクタ8−注水
管62iの前半部−外部エネルギ賦与装置−注水管6
2iの後半部の経路を介して、第iの水質浄化処理槽1
に注入され、オゾンOを含む空気が、給気管2
経由して、エジェクタ8の吸気ケーシング8b内に
吸引され、そこにおいてノズル8nから噴出する処理
対象水の噴流に取り込まれ、上記オゾンOは、外部エ
ネルギ賦与装置によって、強制分解されて、酸素分子O
と発生期状態の酸素原子Oとが生成され、上記発生
期状態の酸素原子Oは、注水管62iの後半部内及び
水質浄化処理槽1内の処理対象水に作用して、当該処
理対象水を急速且つ強力に浄化する、ものである。
【0014】この出願の発明の第6の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理装置は、水質浄化処理槽1
と、給気管2と、外部エネルギ賦与装置7と、ポンプP
と、エジェクタ8とを含有し、ポンプPは、水質浄化処
理槽1内の底壁上位に配置され、エジェクタ8は、ポン
プPに接続され、外部エネルギ賦与装置7は、水質浄化
処理槽1の内部又は外部に配置され、給気管2はエジェ
クタ8を介して延長され、その終端部はエジェクタ8の
噴流に対向するように配管され、水質浄化処理槽1内の
処理対象水Wは、ポンプPの作動によって、水質浄化処
理槽1−ポンプP自身の吸水口−同羽根車部−同吐出口
−エジェクタ8−水質浄化処理槽1のループを循環せし
められ、オゾンOを含む空気が、給気管2を通して外
部エネルギ賦与装置7に送り込まれ、そこにおいて当該
オゾンOが強制分解されて、酸素分子Oと発生期状
態の酸素原子Oとが生成され、強制分解によって成る
発生期状態の酸素原子Oは、空気と共にエジェクタ8
の噴流に向けて吹き出され、当該噴流に取り込まれ、水
質浄化処理槽1内に放散せしめられ、それによって、発
生期状態の酸素原子Oが、水質浄化処理槽1内の処理
対象水に作用して、同水を急速且つ強力に浄化する、も
のである。
【0015】この出願の発明の第7の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理方法は、請求項1乃至6の何
れか一つの発生期状態の酸素による水質浄化処理装置に
よって、オゾンOを酸素分子Oと発生期状態の酸素
原子Oとに強制分解し、発生期状態の酸素原子O
よって処理対象水を急速且つ強力に浄化し、上記発生期
状態の酸素原子Oが処理対象水を浄化する工程と並行
して進行する発生期状態の酸素原子Oと水分子H
との反応に始まる連鎖反応経路において、ヒドロキシル
ラジカル(・OH)を派生させ、派生したヒドロキシル
ラジカル(・OH)を、発生期状態の酸素原子Oの消
滅した後においてもなお、処理対象水中に残存させ、そ
れによって当該処理対象水の更なる浄化を続行する、も
のである。
【0016】この出願の発明の第8の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理方法は、外筒L3、内筒L
4、鍔(つば)状導水板L5、磁石付散水板6及び水中
モータL8を含有すると共に、外筒L3の上部に吸水孔
L2及び吸気孔L3pを穿設し、外筒L3と内筒L4と
の間に第1の間隙gを、鍔状導水板L5と磁石付散水
板L6との間に第2の間隙gを形成し、且つ磁石付散
水板L6上の放射状永久磁石(L6m,…,L6m)は
遠心ポンプの回転羽根としても機能せしめる、水質浄化
処理ユニットLを、水質浄化処理槽1内に挿入し、水質
浄化処理槽1内に処理対象水を満たし、磁石付散水板L
6の回転によって、処理対象水を、水質浄化処理槽1−
吸水孔L2−第1の間隙g−第2の間隙g−水質浄
化処理槽1のループ内で循環せしめ、同時に、吸気孔L
3pから、オゾンOを含む空気を、外筒L3の内部に
送り込み、内筒L4の回転による第1の間隙g内の渦
流と回転磁界との協働作用によって、オゾンOを含む
空気を第1の間隙gにおいて処理対象水に混合して無
数の微細気泡を生成させると共に、当該微細気泡中のオ
ゾン分子Oを当該処理対象水中に可及的多数溶解さ
せ、磁石付散水板L6上の放射状永久磁石(L6m,
…,L6m)の回転に基づく攪拌作用と回転磁界によっ
て、第2の間隙gにおいて、無数の微細気泡を更に分
割して極微細気泡に化すると共に、当該微細気泡乃至極
微細気泡中のオゾン分子Oを当該処理対象水中に可及
的多数溶解させ、これと並行して、内筒L4の外周面上
の複数個の永久磁石(L4m,…,L4m)の回転によ
る第1の間隙g内の水平回転磁界及び磁石付散水板L
6上の放射状永久磁石(L6m,…,L6m)の回転に
よる第2の間隙g内の水平移動・垂直磁界によって、
当該磁界内を移動するオゾンOを強制分解して酸素分
子Oと発生期状態の酸素原子Oとを生成させ、上記
発生期状態の酸素原子Oによって、処理対象水を急速
且つ強力に浄化する、ものである。
【0017】この出願の発明の第9の形態の発生期状態
の酸素による水質浄化処理方法は、第8の形態の発生期
状態の酸素による水質浄化処理方法において、前記発生
期状態の酸素原子Oが処理対象水を浄化する工程と並
行して進行する発生期状態の酸素原子Oと水分子H
Oとの反応に始まる連鎖反応経路において、ヒドロキ
シルラジカル(・OH)を派生させ、上記派生したヒド
ロキシルラジカル(・OH)を、発生期状態の酸素原子
の消滅した後においてもなお、処理対象水中に残存
させ、それによって当該処理対象水の更なる浄化を続行
する、ようにしたものである。
【0018】この出願の発明の第10の形態を成す発生
期状態の酸素による気質浄化処理装置は、第1の給気管
と、第2の給気管pと、気体合流部11と、気質
浄化処理槽1′と、オゾン分解触媒層5′と、気中散気
装置3′とを含有し、気質浄化処理槽1′は、下部に注
入口が穿設され、上部に吐出口が形成され、気中散気装
置3′は、オゾンを含む空気の入口と同空気を処理対象
空気中に一様に放散するため可及的広範囲に一様に分散
配置された無数の微細孔とを具有する低高中空の筐体乃
至管体であって、気質浄化処理槽1′の最下部に配置さ
れ、オゾン分解触媒層5′は、気中散気装置3′の上方
に配置され、第1の給気管pは、気体合流部11の第
1の入口に、第2の給気管pは、同気体合流部11の
第2の入口に接続され、気体合流部11の出口は、後続
の管路及び気質浄化処理槽1′の注入口を介して気中散
気装置3′に接続され、これによって、オゾンOを含
む空気が、第1の給気管pを介して、又処理対象空気
が、第2の給気管pを介して、気体合流部11に供給
され、二種の空気は、気体合流部11によって合流せし
められて、混合気体と化し、上記混合気体は、気中散気
装置3′によって、気質浄化処理槽1′の最下部に可及
的均一に放出され、放出された混合気体が、上昇してオ
ゾン分解触媒層5′の内部に進入した時に、オゾンO
が、オゾン分解触媒層5′の触媒作用によって、強制分
解されて、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子O
が生成され、上記発生期状態の酸素原子Oが処理対象
空気を急速且つ強力に浄化する、ものである。
【0019】この出願の発明の第11の形態を成す発生
期状態の酸素による気質浄化処理装置は、気質浄化処理
槽1′と、第1の給気管pと、第2の給気管pと、
第1の気中散気装置31′と、第2の気中散気装置3
2′と、オゾン分解触媒層5′とを含有し、気質浄化処
理槽1′は、下部に第1及び第2の注入口が穿設され、
上部に吐出口が形成され、第1及び第2の気中散気装置
31′、32′は何れも、オゾンを含む空気の入口と同
空気を処理対象空気中に一様に放散するため可及的広範
囲に一様に分散配置した無数の微細孔とを具有する低高
中空の筐体乃至管体であって、何れか一方の気中散気装
置が気質浄化処理槽1′内の最下部に配置され、何れか
他方の気中散気装置が何れか一方の気中散気装置と同位
又はその上位に配置され、オゾン分解触媒層5′は、第
1及び第2の気中散気装置31′、32′の更に上位に
配置され、第1、第2の給気管p,pはそれぞれ、
第1、第2の注入口を介して、第1、第2の気中散気装
置31′,32′に接続され、これによって、オゾンO
を含む空気が、第1の給気管pを介して第1の気中
散気装置31′に供給され、同気中散気装置31′によ
って、気質浄化処理槽1′の下部に可及的均一に放出さ
れ、処理対象空気が、第2の給気管pを介して第2の
気中散気装置32′に供給され、同気中散気装置32′
によって、気質浄化処理槽1′の下部に可及的均一に放
出され、二種の空気が上昇しながら混合してオゾン分解
触媒層5′の内部に進入し、そこにおいてオゾンO
オゾン分解触媒層5′の触媒作用によって強制分解され
て、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子Oとが生成
され、上記発生期状態の酸素原子Oが処理対象空気を
急速且つ強力に浄化する、ものである。
【0020】この出願の発明の第12の形態を成す発生
期状態の酸素による気質浄化処理装置は、気質浄化処理
槽1′と、気中散気装置3′と、第1の給気管pと、
第2の給気管pと、オゾン分解槽15と、気体合流部
11とを含有し、気質浄化処理槽1′は、側壁の最下部
に注入口が穿設され、側壁の上部又は頂壁の適所に吐出
口が形成され、気中散気装置3′は、オゾンを含む空気
の入口と同空気を処理対象空気中に一様に放散するため
可及的広範囲に一様に分散配置された無数の微細孔とを
具有する低高中空の筐体乃至管体であって、気質浄化処
理槽1′の最下部に配置され、オゾン分解槽15は、下
部に注入口が穿設され、上部に吐出口が形成され、内部
にオゾン分解触媒層5′が配置され、第1の給気管p
はオゾン分解槽15の注入口に接続され、上記オゾン分
解槽15の吐出口は、気体合流部11の第1の入口に、
第2の給気管pの出口第2の入口に接続され、気体合
流部11の出口は、気中散気装置3′の入口に接続さ
れ、これによって、オゾンOを含む空気が、第1の給
気管pを介してオゾン分解槽15内に供給され、オゾ
ン分解触媒層5′によってオゾンOが強制分解され
て、酸素分子Oと発生器状態の酸素分子Oとが生成
され、上記発生期状態の酸素原子Oが処理対象空気を
急速且つ強力に浄化する、ものである。
【0021】
【発明の実施の形態】〔第1の実施の形態〕この出願の
発明の第1の実施の形態を成す発生期状態の酸素による
水質浄化処理装置について説明する。 (第1の実施の形態の構成)図1は、同第1の実施の形
態の縦断面図である。図1において、1は水質浄化処理
槽、2は送気管、3は水中散気装置、4は砂層(乃至砂
利層)、5は活性炭層、例えば粒状活性炭層である。水
質浄化処理槽1は、有底円筒(乃至角筒)形状を成す。
活性炭は、鋸屑、石炭、ヤシガラ等を炭化してつくる。
なお、粒状活性炭は、再生処理が容易である。
【0022】送気管2の上方には、例えばオゾン発生器
とブロワ(何れも無図示)が接続される。送気管2は、
図示の如く水質浄化処理槽1の側壁を貫通し、同水槽1
内において、水中散気装置3に接続される。或は、水質
浄化処理槽1の上方から、処理対象水中を経由して、水
中散気装置3に接続される。水中散気装置3は、例えば
中空の筐体から成り、当該筐体は、例えば高さの低い円
筒(乃至角筒)と、円形(乃至方形)の頂板と、それと
同形同寸の底板(何れも無符号)とから成る。当該円筒
(乃至角筒)には、オゾンを含む空気の入口が穿設さ
れ、当該頂板には、同空気を処理対象水中に一様に放散
するため可及的広範囲に一様に分散した無数の微細孔が
穿設される。砂層(乃至砂利層)4の投割は、オゾンO
を含む空気を、水中に均一に分散せしめることにあ
る。粒状活性炭層5の役割は、オゾンOを強制的に分
解して、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子Oとを
生成せしめることにある。
【0023】(第1の実施の形態の作用)先ず、水質浄
化処理槽1の内部に処理対象水(原水)を満たす。次い
で、この処理対象水の浄化(有機物分解、脱臭、及び滅
菌)のために、適量のオゾンOを含む空気(以下単に
「オゾンを含む空気」という。)を、ポンプと送気管2
を介して、水中散気装置3内に、送り込む。当該オゾン
を含む空気は、同装置3の無数の微小孔から、処理
対象水中に均一に放散され、無数の微小気泡となる。砂
層(乃至砂利層)4に進入したオゾンOを含む無数の
微小気泡は、砂層(乃至砂利層)4内の無数の砂粒に衝
突し上昇する過程で、当該砂層4によって再分割せしめ
られ、一層均一に分散せしめられる。同時に、当該オゾ
ンを含む空気中のオゾンOの処理対象水への溶け込み
が進行する。
【0024】粒状活性炭層5の内部に進入したオゾンO
は、活性炭層5の触媒作用によって、酸素分子O
発生期状態の酸素原子Oとに分解される。即ち、 O→O+O・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) 発生期状態の酸素原子Oは原子或はイオン状態に近い
ため、極めて高い反応性を有する。(1989年12月
5日 岩波書店発行、「理化学辞典 第4版」第986
頁右欄〜左欄参照)。発生期状態の酸素原子Oは、直
ちに(瞬時的に)浄化作用を開始する。当該発生期状態
の酸素原子Oは、活性炭層5の内部から上方に離脱
し、処理対象水内に遍く拡散し、同水を急速且つ強力に
浄化する。即ち、処理対象水内の殆ど全ての有機物の分
解、臭いや色度の除去、滅菌等を急速且つ強力に行う。
特に、塩素処理では困難であった、カビ臭や色度の除
去、窒素化合物の分解、クリプトスポリジウムの滅菌も
行う。
【0025】発生期状態の酸素原子Oは、フッ素を別
とすれば、最も強力な酸化力を有する。それ故、原水中
の金属イオン、例えば鉄(Fe2+)イオンやマンガン
(Mn3+)イオンをより容易に酸化して、凝集沈殿さ
せることが出来る。又、処理対象水中の有機化合物を、
その二重結合を開裂することによって、分解することが
出来る。例えば、ダイオキシンやPCBをも分解するこ
とが出来る。ここに、ダイオキシンとは、2,3,7、
8−テトラクロロジベンゾパラジオキシンのことであ
り、PCBとは、ポリクロロビフェニルの略称である。
【0026】発生期状態の酸素原子Oは又、水分子H
Oに作用してOHを派生する(平成8年2月10日
株式会社光琳発行、「オゾンの基礎と応用」 第25
0〜251頁参照)。ここにOHは、生理学等の分野で
はヒドロキシルラジカルとも言われ、「・OH」で表さ
れる、活性酸素の一つである。なお、記号「・」は、1
個の不対電子を表す。派生したOHも同様に、処理対象
水を強力に浄化する。しかも、OHは、その寿命が発生
期状態の酸素原子Oの寿命よりもかなり大であるか
ら、その浄化作用は、同酸素原子Oよりもかなり長期
間に亙って持続する。それ故、OHは、発生期状態の酸
素Oと並行して作用するに留らず、同酸素原子O
消滅後にも作用する。その上、処理対象水内の対流乃至
循環が、この間の浄化作用を助長する。かくして、処理
対象水中の浄化(有機物分解、脱臭、及び滅菌)が、高
効率で達成される。
【0027】周知の通り、活性炭は、水処理において
は、専らその吸着作用が利用されて来た。然るところ、
この出願の発明者は、活性炭層の触媒作用によってオゾ
ンを強制分解して発生期状態の酸素原子Oを生成せし
め、且つその発生期状態の酸素原子Oを直ちに(間無
しに)処理対象水に作用せしめることが極めて有効であ
ることを、発見したのである。なお、水中散気装置3
は、1本の管体(パイプ)を渦巻形又は九十九(つづ
ら)折り形に折り曲げると共に当該管体に無数の微細孔
を穿設して成るものであっても良く、或は複数本の管体
を梯子形若しくは櫛歯形に連結すると共に当該管体に無
数の微細孔を穿設して成るものであっても良い。
【0028】〔第2の実施の形態〕この出願の発明の第
2の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理装置について説明する。図2は、同第2の実施の形
態の主要部を破断して示す側面図であって、線A−Aの
左側は断面図、右側は外形図である。図2において、1
は水質浄化処理槽、2は給気管、6は出水管、Pはポ
ンプ、6は注水管、8はエジェクタ、7は外部エネル
ギ賦与装置である。
【0029】水質浄化処理槽1の側壁の下端近傍には、
流出口(無符号)が穿設され、その上方には、流入口
(無符号)が穿設される。ポンプPは、図示の如く、モ
ータm、羽根車v、ストレーナs、ストレーナsの下端
近傍の吸入口(無符号)、及び羽根車vに対応する吐出
口から成り、高速の水流を吐出する。出水管6の始端
は、水質浄化処理槽1の流出口に接続され、その終端
は、ポンプPの吸入口に接続され、ポンプPの吐出口
は、エジェクタ8の駆動口に接続され、エジェクタ8の
ディフューザは、注水菅6の始端に接続され、その終
端は、水質浄化処理槽1の流入口に接続される。
【0030】図3は、この実施の形態に用いられる公知
のエジェクタ8の縦断面図である。図3において、8n
はノズル、8bは吸気ケーシング、8dはディフュー
ザ、右端は駆動口(無符号)である。吸気ケーシング8
bの頂部には、給気管2を接続するためのねじ込みフラ
ンジが設けられる。エジェクタ8においては、ノズル8
nから水平方向に噴出した高速ジェット水流は、吸気ケ
ーシング8b内の気体を取り込んで、ディフューザ8d
に向って流れる。
【0031】ポンプPの作用によって、水質浄化処理槽
1内の処理対象水が、出水管6内に吸い出され、次い
で、ポンプP自身、エジェクタ8、注水管6を経由し
て、同水槽1内に送り返される。即ち、ポンプPの作用
によって、処理対象水が、水質浄化処理槽1−出水管6
−ポンプP自身−エジェクタ8−注水管6−水質浄
化処理槽1のループ内を高速で循環せしめられるのであ
る。同時に、オゾンOを含む空気が、給気管2、外部
エネルギ賦与装置7、エジェクタ8、及び注水管6
経由して、水質浄化処理槽1内に送り込まれる。
【0032】オゾンを含む空気は、外部エネルギ賦与装
置7によって、励起又は摂動を受ける。ここに、励起
(excitation)とは、エネルギの低い安定状
態から高い安定状態へ遷移させることをいう(1989
年12月5日 岩波書店発行 「理化学辞典 第4版」
第1393頁左欄の「励起」の項第2〜4行参照)。
原子には、電子系の励起があり、分子には、電子系の励
起のほかに、それ自身の振動、回転の励起がある。(同
辞典同頁右欄「励起状態」の項第8〜9行及び21〜2
2行参照)。
【0033】励起の手段方法としては、現在、下記のも
のが既知である。 (1)磁場をかける、(2)トルマリン(麦飯石の類)
に接触させる、(3)赤外線を照射する、(4)遠赤外
線を照射する、(5)X線を照射する、(6)軟X線を
投射する、(7)超音波を投射する、(8)電子線を投
射する、(9)高電圧をかける、(10)電磁波を照射
する、(11)回転磁界中を通過させる。
【0034】オゾンOは、これらの場を通過し、又は
これらに接触することによって、エネルギを賦与され、
励起又は摂動状態に遷移する。そして、酸素分子O
発生期状態の酸素原子Oとに強制的に分解される。即
ち、 O=O+O・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) 発生期状態の酸素原子Oは、前述の如く、極めて高い
反応性を有する。発生期状態の酸素原子Oは、エジェ
クタ8によって、注水管6内を高速で通過する処理対
象水に混合せしめられ、直ちに水質浄化処理槽1内に送
り込まれる。発生期状態の酸素原子Oは、直ちに注水
管6内の処理対象水に作用し、続いて水質浄化処理槽
1内の処理対象水に作用する。その結果、水質浄化処理
槽1内の処理対象水について、極めて高い反応性を有す
る発生期状態の酸素Oによって、有機物分解、脱臭、
及び滅菌が、高効率で達成される。第2の実施の形態の
その余の事項は、第1の実施の形態と同様である。
【0035】〔第3の実施の形態〕この出願の発明の第
3の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理装置について説明する。図4は、第3の実施の形態
の断面図である。図4において、1は水槽、1は水
質浄化処理槽、2は給気管、5はオゾン分解触媒
層、例えば粒状活性炭層、6は出水管、6は注水
管、8はエジェクタ、Pはポンプである。水槽1
の側壁の下部には出水口(無符号)、水質浄化処理槽1
の側壁の下部には注水口(無符号)が穿設される。エ
ジェクタ8は、図3と同様、吸気ケーシング8b
ノズル8n、ディフューザ8dを含有する。
【0036】水槽1内の処理対象水Wは、出水管
、ポンプP、エジェクタ8、注水管6を経
て、水質浄化処理槽1内へ送り込まれる。オゾンO
を含む空気は、給気管2を経て、エジェクタ8の吸
気ケーシング8b内に至って、ノズル8nの噴流に
取り込まれ、処理対象水Wと共に、水質浄化処理槽1
内に送り込まれる。水質浄化処理槽1内に送り込まれ
たオゾンOは、粒状活性炭層5によって、酸素分子
と発生期状態の酸素原子Oとに分解される。この
発生期状態の酸素原子Oは、水質浄化処理槽1内に
拡散しながら上昇し、処理対象水を急速且つ強力に浄化
する。
【0037】なお、粒状活性炭層5の下部に、固定式
散水板を配置し、これを注水管6に接続することが出
来る。出水管6は、水槽1の側壁上端を迂回して、
水槽1の底部近傍に連通せしめることが出来る。この
場合は、水質浄化処理槽1の側壁下部に出水口を穿設
する必要はない。水槽1は、池であっても差し支えな
い。この実施の形態では、水槽と池を一括して、単に
「水槽」という。場合によっては、出水管6、ポンプ
、エジェクタ8、給気管2、注水管6、水質
浄化処理槽1及び粒状活性炭5を第1段とし、その
後段に、同一構成の第2段、或は第3段、…を接続する
ことが出来る。第3の実施の形態のその余の事項は、前
記第1の実施の形態と同様である。
【0038】〔第4の実施の形態〕この出願の発明の第
4の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理装置について説明する。図5は、第4の実施の形態
の側面図である。図5において、1は水槽、Uは第
1の浄化処理ユニット、Uは第2の浄化処理ユニット
である。第1の浄化処理ユニットUは、図示の如く、
出水管611と、ポンプPと、エジェクタ8と、注
水管621と、水質浄化処理槽1と、給気管2と、
外部エネルギ賦与装置7とを含有する。
【0039】水質浄化処理槽1は、側壁下部に注水口
を具備する。出水管611の始端部は、前段の水槽1
の内部に連通する。出水管611の終端部はポンプP
の吸水口に接続され、ポンプPの吐出口はエジェクタ
の駆動口に接続され、エジェクタ8のディフュー
ザ8dは注水管621の始端部に接続され、注水管6
21の終端部は水質浄化処理槽1の注水口に接続さ
れ、給気管2は、外部エネルギ賦与装置7を介し
て、エジェクタ8の吸気ケーシング8bに接続され
る。
【0040】第1の浄化処理ユニットUにおいては、
水槽1から送出された処理対象水が、ポンプPの作
動により、出水管611−ポンプP自身−エジェクタ
−注水管621の経路を介して、第1の水質浄化処
理槽1に注入される。オゾンOを含む空気が、給気
管2の上半部を経由して、外部エネルギ賦与装置7
に送り込まれる。オゾンOは、外部エネルギ賦与装置
によって、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子O
とに強制分解される。強制分解された発生期状態の酸
素原子Oを含む空気が、エジェクタ8の吸気ケーシ
ング8b内に吸引され、そこにおいてノズル8n
ら噴出する処理対象水の噴流に取り込まれる。発生期状
態の酸素原子Oは、注水管621内及び水質浄化処理
槽1内の処理対象水に作用して、当該処理対象水を急
速且つ強力に浄化する。
【0041】第2の浄化処理ユニットUは、図示の如
く、出水管612と、ポンプPと、エジェクタ8
と、注水管622と、水質浄化処理槽1と、給気管
と、外部エネルギ賦与装置7とを含有する。第2
の浄化処理ユニットUにおける諸要素間の結合関係
は、第1の浄化処理ユニットUにおけるそれらと同一
である。そして、第2の浄化処理ユニットUにおける
動作は、第1の浄化処理ユニットUにおけるそれと同
一である。即ち、第2の浄化処理ユニットUは、第1
の浄化処理ユニットUの繰り返しである。それ故、必
要に応じて、第3の浄化処理ユニットU,第4の浄化
処理ユニットU,…,を導入することが出来る。第4
の実施の形態のその余の事項は、第2の実施の形態と同
様である。
【0042】〔第5の実施の形態〕この出願の発明の第
5の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理装置について説明する。同第5の実施の形態の水質
浄化処理装置(無図示)は、第4の実施の形態の水質浄
化処理装置(図5参照)における、外部エネルギ賦与装
置7,7,…,7を、給気管2,2,…,2
の中間点から、注水管621,622,…,62M
中間点に、移動させて成るものである。即ち、同第5の
実施の形態の水質浄化処理装置は、水槽1並びに第1
〜第Mの浄化処理ユニット(U〜U)(但し、Mは
式M≧1を満たす任意の整数)を含有し、第iの浄化処
理ユニットU(i=1,…,M)は、出水管61i
と、ポンプPと、エジェクタ8と、注水管6
2iと、水質浄化処理槽1と、給気管2と、外部エ
ネルギ賦与装置とを含有し、水質浄化処理槽1は、側
壁下部に注水口を具備し、出水管61iの始端部は前段
の水槽1又は第i−1の水質浄化処理槽1i−1の内
部に連通し、出水管61iの終端部はポンプPの吸水
口に接続され、ポンプPの吐出口はエジェクタ8
駆動口に接続され、エジェクタ8のディフューザ8d
は注水管62iの始端部に接続され、注水管62iの中
途には上記外部エネルギ賦与装置が挿入され、終端部に
水質浄化処理槽1の注水口に接続される。
【0043】給気管2は、エジェクタ8の吸気ケー
シング8bに接続され、第iの浄化処理ユニットU
においては、前段から送出された処理対象水が、ポンプ
の作動により、出水管61i−ポンプP自身−エ
ジェクタ8−注水管62iの前半部−外部エネルギ賦
与装置−注水管62iの後半部の経路を介して、第iの
水質浄化処理槽1に注入され、オゾンOを含む空気
が、給気管2を経由して、エジェクタ8の吸気ケー
シング8b内に吸引され、そこにおいてノズル8n
から噴出する処理対象水の噴流に取り込まれ、オゾンO
は、上記外部エネルギ賦与装置によって、酸素分子O
と発生期状態の酸素原子Oとに強制分解され、発生
期状態の酸素原子Oは、注水管62iの後半部内及び
水質浄化処理槽1内の処理対象水に作用して、当該処
理対象水を浄化する、ものである。第5の実施の形態の
その余の事項は、第4の実施の形態と同様である。
【0044】〔第6の実施の形態〕この出願の発明の第
6の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理装置について説明する。図6は、第6の実施の形態
の断面図である。図6において、1は水質浄化処理槽、
2は給気管、7は外部エネルギ賦与装置、Pはポンプ、
8はエジェクタである。ポンプPは、水質浄化処理槽1
内の底壁上位に配置される。エジェクタ8は、図3と同
様、吸気ケーシング8b、ノズル8n、ディフューザ8
dを含有し、ノズル8nはポンプPに接続される。外部
エネルギ賦与装置は、水質浄化処理槽1の内部に配置さ
れる。給気管2はエジェクタ8を介して下方に延長さ
れ、その終端部はエジェクタ8のノズル8nから発する
噴流に対向するように配置される。
【0045】水質浄化処理槽1内の処理対象水Wは、ポ
ンプPの作動によって、水質浄化処理槽1−ポンプP自
身の吸水口−同羽根車部−同吐出口−エジェクタ8−水
質浄化処理槽1のループを循環せしめられる。オゾンO
を含む空気は、給気管2を通して外部エネルギ賦与装
置7に送り込まれ、そこにおいて当該オゾンOが酸素
分子Oと発生期状態の酸素原子Oとに強制分解され
る。強制分解によって成る発生期状態の酸素原子O
直ちに、空気と共にエジェクタ8のノズル8nからの高
速ジェット水流に向けて吹き出され、当該高速ジェット
水流に取り込まれ、水質浄化処理槽1内に噴出せしめら
れる。それによって、発生期状態の酸素原子Oは、水
質浄化処理槽1の処理対象水中に高速度、高効率で拡散
される。発生期状態の酸素原子Oは直ちに、処理対象
水に作用して、同水を急速且つ強力に浄化する。
【0046】なお、外部エネルギ賦与装置7は、水質浄
化処理槽1の外部に配置することも出来る。その場合
は、水質浄化処理槽1の側壁に給気孔を穿設し、当該給
気孔を通して、給気管2を、外部から内部に延長するよ
うにする。又、水質浄化処理槽1内において、エジェク
タ8のディフューザ8dから噴出した処理対象水が短絡
的にポンプPの吸入口に回り込むのを防止するために、
両者の間に、仕切板を配置することが出来る。更に、エ
ジェクタ8のディフューザ8dは、場合によっては、取
り外すことが出来る。更には、吸気ケーシング8bも取
り外すことが出来る。第6の実施の形態のその余の事項
は、第2の実施の形態と同様である。
【0047】〔第7の実施の形態〕この出願の発明の第
7の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理方法について説明する。第7の実施の形態の水質浄
化処理方法(無図示)は、前記第1乃至第6の実施の形
態の任意の一つを利用して、オゾンOから発生期の酸
素原子Oを生成せしめ、次いでヒドロキシルラジカル
(・OH)を派生せしめ、それによって処理対象水の更
なる浄化を続行する方法である。即ち、(1)前記第1
乃至第6の実施の形態の何れか一つの水質浄化処理装置
を利用して、オゾンOを酸素分子Oと発生期状態の
酸素原子Oとに強制分解し、(2)上記発生期状態の
酸素原子Oによって、処理対象水を浄化し、(3)上
記発生期状態の酸素原子Oが処理対象水を浄化する工
程と並行して進行する発生期状態の酸素原子Oと水分
子HOとの反応に始まる連鎖反応経路において、ヒド
ロキシルラジカル(・OH)を派生せしめ、(4)派生
した上記ヒドロキシルラジカル(・OH)を、上記発生
期状態の酸素原子Oの消滅した後においてもなお処理
対象水中に残存せしめ、それによって当該処理対象水の
更なる浄化を続行する、方法である。
【0048】〔第8の実施の形態〕この出願の発明の第
8の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理方法について説明する。図7は同第8の実施の形態
の説明図である。図8は同第8の実施の形態に使用され
る公知の水質浄化処理ユニットの縦断面図、図9は同水
質浄化処理ユニットの散水板の平面図である。(特開平
11−104616号)。図7において、1は水質浄化
処理槽、2は給気管である。Lは公知の水質浄化処理ユ
ニットであって、L3は外筒、L5は鍔(つば)形導水
板、L6は磁石付散水板である。磁石付散水板L6は、
回転板L6d及び多数の永久磁石(L6m,…,L6
m)から成る。(磁石付散水板L6の駆動源は図示省
略)。
【0049】図7〜8において、L3は外筒、L4は内
筒、L5は鍔(つば)状導水板、L6は磁石付散水板、
L6dは回転板、L6mは回転羽根兼用の永久磁石、L
7は回転軸、L8は水中モータ、L9は支柱である。外
筒L3は、頂壁中心に軸受L3bが設けられ、周壁上部
に吸水孔L2及び吸気孔L3pが穿設される。内筒L4
は、回転軸L7上に固定され、回転軸L7の下端部は水
中モータL8の回転軸に連結され、上端部は、軸受L3
bによって支持される。又、内筒L4の周壁全面に亙っ
て、多数の永久磁石(L4m,…,L4m)が埋設され
る。それらの永久磁石(L4m,…,L4m)は何れ
も、水平方向(即ち回転軸L7と直交する方向)に着磁
される。外筒L3と内筒L4との間には、図示の如く第
1の間隙gが形成される。
【0050】磁石付散水板L6は、回転板L6dの上面
に複数個の溝が放射状に形成され、それらの溝には回転
羽根兼用の各永久磁石(L6m,…,L6m)の各下半
部が嵌め込まれ、残余の各上半部は上方に突出せしめら
れる。鍔状導水板L5と磁石付散水板L6との間には、
図示の如く第2の間隙gが形成される。磁石付散水板
L6の放射状の永久磁石(L6m,…,L6m)は、遠
心ポンプの回転羽根と同様な機能を有する。それらの永
久磁石(L6m,…,L6m)は何れも、垂直方向(即
ち回転板L6dの法線方向)に着磁される。
【0051】(処理工程)水質浄化処理ユニットLを、
水質浄化処理槽1内の底部近傍に挿入する。水質浄化処
理槽1内に処理対象水を満たす。磁石付散水板L6の回
転に基づくポンプ作用によって、上記処理対象水を、水
質浄化処理槽1−吸水孔L2−第1の間隙g−第2の
間隙g−水質浄化処理槽1のループ内で循環せしめ
る。同時に、吸気孔L3pから、オゾンOを含む空気
を、外筒L3の内部に送り込む。内筒L4の回転による
第1の間隙g内の渦流と回転磁界が、協働して、オゾ
ンOを含む空気を第1の間隙gにおいて処理対象水
に混合せしめて無数の微細気泡を生成させると共に、当
該微細気泡中のオゾン分子Oを当該処理対象水中に可
及的多数溶解させる。磁石付散水板L6上の放射状永久
磁石(L6m,…,L6m)の回転に基づく攪拌作用と
回転磁界が、第2の間隙gにおいて、無数の微細気泡
を更に分割して極微細気泡に化すると共に、当該微細気
泡乃至極微細気泡中のオゾン分子Oを当該処理対象水
中に可及的多数溶解させる。
【0052】これと並行して、内筒L4の外周面上に配
置した複数個の永久磁石(L4m,…,L4m)による
第1の間隙g内の水平磁界及び第2の間隙g内の垂
直磁界によって、当該磁界内を移動するオゾンOを強
制分解して、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子O
とを生成せしめる。生成した発生期状態の酸素原子O
によって、処理対象水を浄化する。同時に、発生期状態
の酸素Oと水分子HOとの反応に始まる連鎖反応経
路において、ヒドロキシルラジカル(・OH)を派生さ
せる。派生したヒドロキシルラジカル(・OH)を、発
生期状態の酸素原子Oの消滅した後においてもなお、
処理対象水中に残存せしめ、それによって当該処理対象
水の更なる浄化を続行する。
【0053】なお、前記発生期状態の酸素原子Oによ
る水質浄化処理ユニットLの内面の腐食を防止するため
に、同ユニットLの内面に耐食処理(例えば耐食性塗料
のコーティング)が施される。或は、水質浄化処理ユニ
ットLの外筒L3、内筒L4、鍔状導水板L5及び回転
板L6d自体が、耐食性材料で構成される。又、内筒L
4の周壁に埋設すべき永久磁石(L4m,…,L4m)
の数は、オゾンOの使用量や磁化の強さに応じて、増
減することが出来る。オゾンOの使用量が小なる場合
や他の永久磁石(L6m,…,L6m)の磁化の強さが
大なる場合は、零にすることも出来る。反対の場合は、
外筒L3の壁部にも永久磁石を埋設することが出来る。
第8の実施の形態のその余の事項は、第1、第2の実施
の形態と同様である。
【0054】〔第9の実施の形態〕この出願の発明の第
9の実施の形態を成す発生期状態の酸素による水質浄化
処理方法について説明する。この出願の発明の第9の形
態の発生期状態の酸素による水質浄化処理方法は、第8
の形態の発生期状態の酸素による水質浄化処理方法にお
いて、前記発生期状態の酸素原子Oが処理対象水を浄
化する工程と並行して進行する発生期状態の酸素原子O
と水分子HOとの反応に始まる連鎖反応経路におい
て、ヒドロキシルラジカル(・OH)を派生させ、上記
派生したヒドロキシルラジカル(・OH)を、発生期状
態の酸素原子Oの消滅した後においてもなお、処理対
象水中に残存させ、それによって当該処理対象水の更な
る浄化を続行する、ようにしたものである。第9の実施
の形態のその余の事項は、第8の実施の形態と同様であ
る。
【0055】〔第10の実施の形態〕この出願の発明の
第10の実施の形態を成す発生期状態の酸素による気質
浄化処理装置について説明する。図10は、同第10の
実施の形態の縦断面図である。図10において、1′は
気質浄化処理槽、3′は気中散気装置、5′はオゾン分
解触媒層、pは第1の給気管、pは第2の給気管、
11は気体合流部、12は気体攪拌装置、13は吸着装
置、pは吐出管である。気体合流部11は、第1の入
口、第2の入口及び一つの出口(何れも無符号)を具有
する。気体攪拌装置12は、一側に吹込み口、他側に吐
出口(何れも無符号)を具有し、内部に気体攪拌手段
(無図示)、例えば回転翼が配備される。気質浄化処理
槽1′は、水平断面が円形、直方形若しくは多角形を成
し、図示の如く側壁(無符号)の下部に吹込み口(無符
号)が穿設され、頂壁(無符号)の適所に吹出し口(無
符号)が形成される。この吹出し口は、側壁の上部に穿
設しても良い。気中散気装置3′は、オゾンOを含む
空気を、気質浄化処理槽1′内に均一に放散するため、
無数の微細孔を具有する。
【0056】気中散気装置3′は、気質浄化処理槽1′
の底部上位に配置される。オゾン分解触媒層5′は、気
中散気装置3′の上方に配置される。第1の給気管p
は、気体合流部11の第1の入口に接続され、第2の給
気管pは、気体合流部11の第2の入口に接続され
る。気体合流部11の出口は、図示の如く適宜の管路
(無符号)を介して、気体攪拌装置12の吹込み口に接
続される。気体攪拌装置12の吐出口は、図示の如く適
宜の管路(無符号)を介して、気中散気装置3′に接続
される。
【0057】これによって、オゾンOを含む空気は、
第1の給気管pを介して、又処理対象空気は、第2の
給気管pを介して、気体合流部11に供給される。二
種の空気は、気体合流部11において合流せしめられ、
気体攪拌装置12において可及的均一に混合されて、混
合気体と化す。混合気体は、気中散気装置3′によっ
て、気質浄化処理槽1′の最下部に可及的均一に放散さ
れる。放散された混合気体は、上昇してオゾン分解触媒
層5′の内部に進入する。オゾンOは、オゾン分解触
媒層5′の触媒作用によって、強制分解されて、酸素分
子Oと発生期状態の酸素原子Oとが生成される。こ
の発生期状態の酸素原子Oが処理対象空気を急速且つ
強力に浄化する。即ち、処理対象空気中の有機物を分解
し、臭いを消し、細菌を殺菌する。なお、気体合流部1
1やその後段の管路において、不達の気体の混合が十分
に達成されるときは、気体攪拌装置12を省略すること
が出来る。第10の実施の形態のその余の事項は、第1
の実施の形態と同様である。
【0058】〔第11の実施の形態〕この出願の発明の
第11の実施の形態を成す発生期状態の酸素による気質
浄化処理装置について説明する。図11は、同第11の
実施の形態の縦断面図である。図11において、1′は
気質浄化処理槽、5′はオゾン分解触媒層、pは第1
の給気管、pは第2の給気管、31′は第1の気中散
気装置、32′は第2の気中散気装置、pは吐出管で
ある。気質浄化処理槽1′は、側壁(無符号)の下部に
第1及び第2の吹込み口(無符号)が穿設され、頂壁
(無符号)の適所に吹出し口(無符号)が形成される。
この吹出し口は、側壁の上部に穿設しても良い。第1及
び第2の気中散気装置31′、32′はそれぞれ、オゾ
ンOを含む空気又は処理対象空気を、気質浄化処理槽
1′内に放散するための、無数の微細孔を具有する。
【0059】図11においては、第1の気中散気装置3
1′が気質浄化処理槽1′内の最下部に、第2の気中散
気装置32′がその上位に配置されているが、両者の位
置関係は、その逆でも良く、又同位でも良い。換言すれ
ば、何れか一方の気中散気装置が気質浄化処理槽1′内
の最下部に配置され、何れか他方の気質散気気装置が何
れか一方の気中散気装置と同位又はその上位に配置され
る。オゾン分解触媒層5′は、第1、第2の気中散気装
置31′、32′の更に上位に配置される。第1、第2
の給気管p,pはそれぞれ、気質浄化処理槽1′の
第1、第2の吹込み口を介して、第1、第2の気中散気
装置31′、32′に接続される。
【0060】以上の構成によって、オゾンOを含む空
気が、第1の給気管pを介して第1の気中散気装置3
1′に供給され、同気中散気装置31′によって、気質
浄化処理槽1′の下部に可及的均一に放散される。同時
に、処理対象空気が、第2の給気管pを介して、第2
の気中散気装置32′に供給され、同気中散気装置3
2′によって、気質浄化処理槽1′の下部に可及的均一
に放散される。二種の空気は、上昇しながら混合してオ
ゾン分解触媒層5′の内部に進入し、そこにおいてオゾ
ンOがオゾン分解触媒層5′の触媒作用によって強制
分解されて、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子O
とが生成される。この発生期状態の酸素原子Oが処理
対象空気を急速且つ強力に浄化する。即ち、処理対象空
気中の有機物を分解し、臭いを消し、細菌を殺菌する。
第11の実施の形態のその余の事項は、第10の実施の
形態と同様である。
【0061】〔第12の実施の形態〕この出願の発明の
第12の実施の形態を成す発生期状態の酸素による気質
浄化処理装置について説明する。図12は、同第12の
実施の形態の縦断面図である。図12において、p
は第1の給気管、15はオゾン分解槽、pは第2の給
気管、11は気体合流部、1′は気質浄化処理槽、3′
は気中散気装置、pは吐出管である。オゾン分解槽1
5は、下部に給気口(無符号)、上部に吐出口(無符
号)を具有し、且つオゾン分解触媒層、例えば粒状活性
炭層5′を内蔵する。気体合流部11は、第1の入口、
第2の入口及び一つの出口(何れも無符号)を具有す
る。気質浄化処理槽1′は、側壁(無符号)の下部に吹
込み口(無符号)が穿設され、頂壁(無符号)の適所に
吹出し口(無符号)が形成される。この吹出し口は側壁
の上部に穿設しても良い。気中散気装置3′は、気質浄
化処理槽1′の底壁の上位に配置される。
【0062】第1の給気管pは、オゾン分解槽15の
給気口に接続される。オゾン分解槽15の吐出口は、気
体合流部11の第1の入口に、第2の給気管pは第2
の入口に接続される。気体合流部11の出口は、適宜の
送気管(無符号)を介して気中散気装置3′に接続され
る。これによって、オゾンOを含む空気は、第1の給
気管pを介してオゾン分解槽15に供給され、オゾン
分解触媒層5′によってオゾンOが強制分解されて、
酸素分子Oと発生器状態の酸素分子Oとが生成され
る。発生期状態の酸素原子Oは処理対象空気を急速且
つ強力に浄化する。即ち、処理対象空気中の有機物を分
解し、臭いを消し、細菌を殺菌する。第12の実施の形
態のその余の事項は、第10の実施の形態と同様であ
る。
【0063】
【発明の効果】この出願の発明は、以上の様に構成した
から、下記(a)〜(n)の通り、顕著な効果を奏する
ことが出来る。 (a)処理対象水の内部又は近傍において、オゾンO
を強制分解して発生期状態の酸素原子Oを生成し、当
該発生期状態の酸素原子Oを利用して、処理対象水を
より効率的に浄化することが出来る。 (b)発生期状態の酸素原子Oは酸化力が極めて強力
であるから、塩素処理では分解困難な有機物(例えばア
ンモニア性窒素や、分子量の大きなフミン酸)を分解す
ることが出来る。生成された低分子量の物質は、容易に
活性炭に吸着させることが出来る。 (c)代表的悪臭成分であるアルデヒド、硫化水素、メ
チルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、二酸化
硫黄、トリメチルアミン、水道水のカビ臭であるジオス
ミン、塩素で臭いが増大するフェノール等をより容易に
除去することが出来る。 (d)殺菌困難な病原性微生物(例えば、病原性大腸
菌、サルモネラ菌、コレラ菌、ビブリオ菌、クリプトス
ポリジウム等)を、より容易に殺菌乃至不活性化するこ
とが出来る。 (e)水質浄化処理槽1内の処理対象水に、触媒として
過酸化水素Hやイオン化結晶体を混合して、運転
することが出来る。これによって、オゾンOの強制分
解を促進することが出来る。 (f)処理対象水中の金属イオン、例えば鉄(F
2+)イオンやマンガン(Mn3+)イオンを、より
容易に酸化することが出来る。 (g)処理対象水中の分子量の大きな有機物を、その二
重結合を開裂することによって、分解することが出来
る。例えば、農薬や、トリハロメタン、ダイオキシン、
PCBをも分解することが出来る。 (h)水質浄化処理槽1内の活性炭層5によって注入し
たオゾンOを殆んど全部分解することが出来る。従っ
て、オゾンOの注入量を、自由にコントロールするこ
とが出来る。イニシアルコスト、ランニングコストを大
幅に削減することが出来る。 (i)オゾンOを強制的に分解し、発生期状態の酸素
原子Oで水質浄化をするようにしたから、オゾンの利
用効率が上げることが出来、イニシアルコスト、ランニ
ングコストを大幅に削減することが出来る。 (j)オゾンOを強制分解して成る発生期状態の酸素
原子Oを利用することによって、処理対象水の単位処
理量当りの、オゾンOの使用量を20分の1〜30分
の1に減らして、その使用効率を飛躍的に向上させるこ
とが出来る。 (k)別言すれば、オゾンOの単位使用量当りの、処
理水量を20〜30倍に増(ふ)やして、その処理効率
を飛躍的に向上させることが出来る。 (l)オゾンOの強制分解量をコントロールすること
によって、従って発生期状態の酸素原子Oの発生量を
コントロールすることによって、残留オゾン量を限りな
く零に近付けることが出来る。 (m)従って、オゾン処理過程の最終段における残留オ
ゾンOの処理設備が簡単になる。従って、イニシアル
コスト、ランニングコストを大幅に削減することが出来
る。 (n)処理対象空気中の有機物をより効果的に分解し、
又、同空気の殺菌や脱臭をより効果的に行うことが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この出願の発明の第1の実施の形態の断面図で
ある。
【図2】同第2の実施の形態の主要部を破断して示す側
面図である。
【図3】同第2の実施の形態に利用される公知のエジェ
クタの断面図である。
【図4】同第3の実施の形態の一部を破断して示す側面
図である。
【図5】同第4の実施の形態の側面図である。
【図6】同第6の実施の形態の模式図である。
【図7】同第7の実施の形態の一部を省略して示す断面
図である。
【図8】同第7の実施の形態に使用される公知の気液混
合装置の断面図である。
【図9】同気液混合装置における散水板の平面図であ
る。
【図10】同第8の実施の形態の説明図である。
【図11】同第9の実施の形態の説明図である。
【図12】同第10の実施の形態の説明図である。
【図13】公知の緩速濾過法の説明図である。
【図14】公知の急速濾過法並びに前塩素処理法の説明
図である。
【図15】公知のオゾンを中心にした高度浄水処理法の
説明図である。
【符号の説明】
1 水質浄化処理槽 1′ 気質浄化処理槽 2 給気管 3 水中散気装置 3′ 気中散気装置 31′ 第1の気中散気装置 32′ 第2の気中散気装置 4 砂層 5 オゾン分解触媒層、例えば粒状活性炭層 5′ オゾン分解触媒層、例えば粒状活性炭層 6 出水管 6 注水管 611 出水管 621 注水管 612 出水管 622 注水管 7 外部エネルギ賦与装置 7 第1の外部エネルギ賦与装置 7 第2の外部エネルギ賦与装置 8 エジェクタ 8b 吸気ケーシング 8d ディフューザ 8n ノズル 8 第1のエジェクタ 8 第2のエジェクタ 9 ケーシング兼吸水装置 11 気体合流部 12 気体攪拌装置 13 吸着槽 15 オゾン分解触媒槽 L 水質浄化処理ユニット L2 吸水孔 L3 外筒 L3b 軸受 L3p 吸気孔 L4 内筒 L4m 水平磁化永久磁石 L5 導水板 L6 磁石付散水板 L6d 回転板 L6m 垂直磁化永久磁石 L7 回転軸 L8 水中モータ L9 支柱 P ポンプ P 第1のポンプ P 第2のポンプ m 水中モータ p 第1の給気管 p 第2の給気管 p 吐出菅 s ストレーナ v 羽根車 U 第1の水質処理ユニット U 第2の水質処理ユニット W 処理対象水 W′ 処理済水

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水質浄化処理槽(1)と、給気管(2)
    と、水中散気装置(3)と、オゾン分解触媒層(5)と
    を含有し、 上記水中散気装置(3)は、オゾンを含む空気の入口と
    同空気を処理対象水中に一様に放散するため可及的広範
    囲に一様に分散配置した無数の微細孔とを具有する低高
    中空の筐体乃至管体であって、上記水質浄化処理槽
    (1)の最下部に配置され、 上記給気管(2)は、上記水質浄化処理槽(1)内にお
    いて、上記水中散気装置(3)に接続され、 上記オゾン分解触媒層(5)は、上記水中散気装置
    (3)の上方に配置され、 上記水中散気装置(3)は、上記給気管(2)を介して
    送り込まれた、オゾンを含む空気を、微細な気泡に変換
    して、上記水質浄化処理槽(1)最下部の処理対象水中
    に可及的広範囲に放散し、 放散されたオゾンOの一部は微細な気泡と共に上昇
    し、残部は処理対象水中に溶け込んで当該処理対象水中
    を上昇して、上記オゾン分解触媒層(5)に到達し、 上記オゾン分解触媒層(5)は、その内部に進入したオ
    ゾンOを、触媒作用によって酸素分子Oと発生期状
    態の酸素原子Oとに強制分解し、 上記発生期状態の酸素原子Oが、処理対象水中を上昇
    し拡散しながら、当該処理対象水を急速且つ強力に浄化
    する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理装置。
  2. 【請求項2】 水質浄化処理槽(1)と、出水管
    (6)と、ポンプ(P)と、エジェクタ(8)と、注
    水管(6)と、給気管(2)と、外部エネルギ賦与装
    置(7)とを含有し、 上記水質浄化処理槽(1)は、側壁の最下部近傍に出水
    口、その上方に注水口が穿設され、 上記出水管(6)の始端部は、上記水質浄化処理槽
    (1)の出水口に接続され、 上記出水管(6)の終端部は、上記ポンプ(P)の吸
    水口に接続され、 上記ポンプ(P)の吐出口は、上記エジェクタ(8)の
    駆動口に接続され、 上記エジェクタ(8)のディフューザ(8d)は、上記
    注水管(6)の始端部に配置され、 上記注水管(6)の終端部は、上記水質浄化処理槽
    (1)の注水口に接続され、 上記給気管(2)は、上記外部エネルギ賦与装置(7)
    を介して、上記エジェクタ(8)の吸気ケーシング(8
    b)に接続され、 上記水質浄化処理槽(1)には、処理対象水が満たさ
    れ、 上記処理対象水は、上記ポンプ(P)の作動により、水
    質浄化処理槽(1)−出水管(6)−ポンプ(P)自
    身−エジェクタ(8)−注水管(6)−水質浄化処理
    槽(1)のループを循環せしめられ、 オゾンOを含む空気が、上記給気管(2)の上半部を
    経由して、上記外部エネルギ賦与装置(7)に送り込ま
    れ、 上記オゾンOは、上記外部エネルギ賦与装置(7)に
    よって、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子Oとに
    強制分解され、 上記発生期状態の酸素原子Oを含む空気が、上記エジ
    ェクタ(8)の吸気ケーシング(8b)内に吸引され、
    そこにおいてノズル(8n)から噴出する処理対象水の
    噴流に取り込まれ、 上記発生期状態の酸素原子Oは、上記注水管(6
    内及び上記水質浄化処理槽(1)内の処理対象水に作用
    して、当該処理対象水を急速且つ強力に浄化する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理装置。
  3. 【請求項3】 水槽(1)と、出水管(6)と、ポ
    ンプ(P)と、エジェクタ(8)と、注水管
    (6)と、水質浄化処理槽(1)と、オゾン分解触
    媒(5)と、給気管(2)とを含有し、 上記オゾン分解触媒(5)は水質浄化処理槽(1
    の内部に配置され、 上記水質浄化処理槽(1)は、側壁下部に注水口を具
    備し、 上記出水管(6)の始端部は、上記水槽(1)の内
    部に連通し、 上記出水管(6)の終端部は上記ポンプ(P)の吸
    水口に接続され、 上記ポンプ(P)の吐出口は上記エジェクタ(8
    の駆動口に接続され、 上記エジェクタ(8)のディフューザ(8d)は上記
    注水管(6)の始端部に接続され、 上記注水管(6)の終端部は上記水質浄化処理槽(1
    )の注水口に接続され、 上記給気管(2)は、上記エジェクタ(8)の吸気
    ケーシング(8b)に接続され、 上記水槽(1)の処理対象水が、ポンプ(P)の作
    動によって、出水管(6)−ポンプ(P)自身−エ
    ジェクタ(8)−注水管(6)の経路を介して、上
    記水質浄化処理槽(1)に注入され、 オゾンOを含む空気が、上記給気管(2)を経由し
    て、上記エジェクタ(8)の吸気ケーシング(8
    )内に吸引され、そこにおいてノズル(8n)か
    ら噴出する処理対象水の噴流に取り込まれ、 上記オゾンOは、上記水質浄化処理槽(1)内のオ
    ゾン分解触媒(5)によって、酸素分子Oと発生期
    状態の酸素原子Oとに強制分解され、 上記発生期状態の酸素原子Oは、上記水質浄化処理槽
    (1)内の処理対象水に作用して、当該処理対象水を
    急速且つ強力に浄化する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理装置。
  4. 【請求項4】 水槽(1)並びに第1〜第Mの水質浄
    化処理ユニット(U〜U)(但し、Mは式M≧1を
    満たす任意の整数)を含有し、 上記第iの水質浄化処理ユニット(U)(但し、i=
    1,…,M)は、出水管(61i)と、ポンプ(P
    と、エジェクタ(8)と、注水管(62i)と、水質
    浄化処理槽(1)と、給気管(2)と、外部エネル
    ギ賦与装置(7)とを含有し、 上記水質浄化処理槽(1)は、側壁下部に注水口を具
    備し、 上記出水管(61i)の始端部は、前段の水槽(1
    又は第i−1の浄化処理槽(1i−1)の内部に連通
    し、 上記出水管(61i)の終端部は上記ポンプ(P)の
    吸水口に接続され、 上記ポンプ(P)の吐出口は上記エジェクタ(8
    の駆動口に接続され、上記エジェクタ(8)のディフ
    ューザ(8d)は上記注水管(62i)の始端部に接
    続され、 上記注水管(62i)の終端部は、上記水質浄化処理槽
    (1)の注水口に接続され、 上記給気管(2)は、上記外部エネルギ賦与装置(7
    )を介して、上記エジェクタ(8)の吸気ケーシン
    グ(8b)に接続され、 上記第iの水質浄化処理ユニット(U)においては、
    前段から送出された処理対象水が、ポンプ(P)の作
    動により、出水管(61i)−ポンプ(P)自身−エ
    ジェクタ(8)−注水管(62i)の経路を介して、
    第iの水質浄化処理槽(1)に注入され、 オゾンOを含む空気が、上記給気管(2)の上半部
    を経由して、上記外部エネルギ賦与装置(7)に送り
    込まれ、 上記オゾンOは、上記外部エネルギ賦与装置(7
    によって、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子O
    に強制分解され、 上記発生期状態の酸素原子Oを含む空気が、上記エジ
    ェクタ(8)の吸気ケーシング(8b)内に吸引さ
    れ、そこにおいてノズル(8n)から噴出する処理対
    象水の噴流に取り込まれ、 上記発生期状態の酸素原子Oは、上記注水管
    (62i)内及び上記水質浄化処理槽(1)内の処理
    対象水に作用して、当該処理対象水を急速且つ強力に浄
    化する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理装置。
  5. 【請求項5】 水槽(1)並びに第1〜第Mの水質浄
    化処理ユニット(U〜U)(但し、Mは式M≧1を
    満たす任意の整数)を含有し、 上記第iの水質浄化処理ユニット(U)(但し、i=
    1,…,M)は、出水管(61i)と、ポンプ(P
    と、エジェクタ(8)と、注水管(62i)と、水質
    浄化処理槽(1)と、給気管(2)と、外部エネル
    ギ賦与装置(7)と、を含有し、 上記水質浄化処理槽(1)は、側壁下部に注水口を具
    備し、 上記出水管(61i)の始端部は前段の水槽(1)又
    は第i−1の浄化処理槽(1i−1)の内部に連通し、 上記出水管(61i)の終端部は上記ポンプ(P)の
    吸水口に接続され、 上記ポンプ(P)の吐出口は上記エジェクタ(8
    の駆動口に接続され、 上記エジェクタ(8)のディフューザ(8d)は上記
    注水管(62i)の始端部に接続され、 上記注水管(62i)の中途には上記外部エネルギ賦与
    装置が挿入され、終端部は上記水質浄化処理槽(1
    の注水口に接続され、 上記給気管(2)は、上記エジェクタ(8)の吸気
    ケーシング(8b)に接続され、 上記第iの浄化処理ユニットUにおいては、前段から
    送出された処理対象水が、ポンプ(P)の作動によ
    り、出水管(61i)−ポンプ(P)自身−エジェク
    タ(8)−注水管(62i)の前半部−外部エネルギ
    賦与装置−注水管(62i)の後半部の経路を介して、
    第iの水質浄化処理槽(1)に注入され、 オゾンOを含む空気が、上記給気管(2)を経由し
    て、上記エジェクタ(8)の吸気ケーシング(8
    )内に吸引され、そこにおいてノズル(8n)か
    ら噴出する処理対象水の噴流に取り込まれ、 上記オゾンOは、上記外部エネルギ賦与装置によっ
    て、強制分解されて、酸素分子Oと発生期状態の酸素
    原子Oとが生成され、 上記発生期状態の酸素原子Oは、上記注水管
    (62i)の後半部内及び上記水質浄化処理槽(1
    内の処理対象水に作用して、当該処理対象水を急速且つ
    強力に浄化する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理装置。
  6. 【請求項6】 水質浄化処理槽(1)と、給気管(2)
    と、外部エネルギ賦与装置(7)と、ポンプ(P)と、
    エジェクタ(8)とを含有し、 上記ポンプ(P)は、上記水質浄化処理槽(1)内の底
    壁上位に配置され、 上記エジェクタ(8)は、上記ポンプ(P)に接続さ
    れ、 上記外部エネルギ賦与装置(7)は、上記水質浄化処理
    槽(1)の内部又は外部に配置され、 上記給気管(2)は上記エジェクタ(8)を介して延長
    され、その終端部は上記エジェクタ(8)の噴流に対向
    するように配管され、 上記水質浄化処理槽(1)内の処理対象水(W)は、上
    記ポンプ(P)の作動によって、水質浄化処理槽(1)
    −ポンプ(P)自身の吸水口−同羽根車部−同吐出口−
    エジェクタ(8)−水質浄化処理槽(1)のループを循
    環せしめられ、 オゾンOを含む空気が、上記給気管(2)を通して上
    記外部エネルギ賦与装置(7)に送り込まれ、そこにお
    いて当該オゾンOが強制分解されて、酸素分子O
    発生期状態の酸素原子Oとが生成され、 上記強制分解によって成る発生期状態の酸素原子O
    は、空気と共に上記エジェクタ(8)の噴流に向けて
    吹き出され、当該噴流に取り込まれ、上記水質浄化処理
    槽(1)内に放散せしめられ、 それによって、上記発生期状態の酸素原子Oが、上記
    水質浄化処理槽(1)内の処理対象水に作用して、同水
    を急速且つ強力に浄化する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6の何れか一つの発生期状
    態の酸素による水質浄化処理装置によって、オゾンO
    を酸素分子Oと発生期状態の酸素原子Oとに強制分
    解し、 上記発生期状態の酸素原子Oによって処理対象水を急
    速且つ強力に浄化し、 上記発生期状態の酸素原子Oが処理対象水を浄化する
    工程と並行して進行する発生期状態の酸素原子Oと水
    分子HOとの反応に始まる連鎖反応経路において、ヒ
    ドロキシルラジカル(・OH)を派生させ、 派生した上記ヒドロキシルラジカル(・OH)を、上記
    発生期状態の酸素原子Oの消滅した後においてもな
    お、処理対象水中に残存させ、それによって当該処理対
    象水の更なる浄化を続行する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理方法。
  8. 【請求項8】 外筒(L3)、内筒(L4)、鍔(つ
    ば)状導水板(L5)、磁石付散水板(6)及び水中モ
    ータ(L8)を含有すると共に、外筒(L3)の上部に
    吸水孔(L2)及び吸気孔(L3p)を穿設し、外筒
    (L3)と内筒(L4)との間に第1の間隙(g
    を、鍔状導水板(L5)と磁石付散水板(L6)との間
    に第2の間隙(g)を形成し、且つ磁石付散水板(L
    6)上の放射状永久磁石(L6m,…,L6m)は遠心
    ポンプの回転羽根としても機能せしめる、水質浄化処理
    ユニット(L)を、水質浄化処理槽(1)内に挿入し、 上記水質浄化処理槽(1)内に処理対象水を満たし、 上記磁石付散水板(L6)の回転によって、上記処理対
    象水を、水質浄化処理槽(1)−吸水孔(L2)−第1
    の間隙(g)−第2の間隙(g)−水質浄化処理槽
    (1)のループ内で循環せしめ、 同時に、上記吸気孔(L3p)から、オゾンOを含む
    空気を、上記外筒(L3)の内部に送り込み、 上記内筒(L4)の回転による第1の間隙(g)内の
    渦流と回転磁界との協働作用によって、オゾンOを含
    む空気を第1の間隙(g)において処理対象水に混合
    して無数の微細気泡を生成させると共に、当該微細気泡
    中のオゾン分子Oを当該処理対象水中に可及的多数溶
    解させ、 上記磁石付散水板(L6)上の放射状永久磁石(L6
    m,…,L6m)の回転に基づく攪拌作用と回転磁界に
    よって、上記第2の間隙(g)において、上記無数の
    微細気泡を更に分割して極微細気泡に化すると共に、当
    該微細気泡乃至極微細気泡中のオゾン分子Oを当該処
    理対象水中に可及的多数溶解させ、 これと並行して、上記内筒(L4)の外周面上の複数個
    の永久磁石(L4m,…,L4m)の回転による第1の
    間隙(g)内の水平回転磁界及び磁石付散水板L6上
    の放射状永久磁石(L6m,…,L6m)の回転による
    第2の間隙(g)内の水平移動・垂直磁界によって、
    当該磁界内を移動するオゾンOを強制分解して酸素分
    子Oと発生期状態の酸素原子Oとを生成させ、 上記発生期状態の酸素原子Oによって、処理対象水を
    急速且つ強力に浄化する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理方法。
  9. 【請求項9】 請求項8の発生期状態の酸素による水質
    浄化処理方法であって、 前記発生期状態の酸素原子Oが処理対象水を浄化する
    工程と並行して進行する発生期状態の酸素原子Oと水
    分子HOとの反応に始まる連鎖反応経路において、ヒ
    ドロキシルラジカル(・OH)を派生させ、 派生した上記ヒドロキシルラジカル(・OH)を、上記
    発生期状態の酸素原子Oの消滅した後においてもな
    お、処理対象水中に残存させ、それによって当該処理対
    象水の更なる浄化を続行する、 発生期状態の酸素による水質浄化処理方法。
  10. 【請求項10】 第1の給気管(p)と、第2の給気
    管(p)と、気体合流部(11)と、気質浄化処理槽
    (1′)と、オゾン分解触媒層(5′)と、気中散気装
    置(3′)とを含有し、 上記気質浄化処理槽(1′)は、下部に注入口が穿設さ
    れ、上部に吐出口が形成され、 上記気中散気装置(3′)は、オゾンを含む空気の入口
    と同空気を処理対象空気中に一様に放散するため可及的
    広範囲に一様に分散配置した無数の微細孔とを具有する
    低高中空の筐体乃至管体であって、上記気質浄化処理槽
    (1′)の最下部に配置され、 上記オゾン分解触媒層(5′)は、上記気中散気装置
    (3′)の上方に配置され、 上記第1の給気管(p)は、上記気体合流部(11)
    の第1の入口に、上記第2の給気管(p)は、同気体
    合流部(11)の第2の入口に接続され、 上記気体合流部(11)の出口は、後続の管路及び上記
    気質浄化処理槽(1′)の注入口を介して上記気中散気
    装置(3′)に接続され、 これによって、オゾンOを含む空気が、上記第1の給
    気管(p)を介して、又処理対象空気が、第2の給気
    管(p)を介して、上記気体合流部(11)に供給さ
    れ、 二種の空気は、上記気体合流部(11)によって合流せ
    しめられて、混合気体と化し、 上記混合気体は、上記気中散気装置(3′)によって、
    上記気質浄化処理槽(1′)の最下部に可及的均一に放
    出され、 上記放出された混合気体が、上昇して上記オゾン分解触
    媒層(5′)の内部に進入した時に、上記オゾンO
    が、上記オゾン分解触媒層(5′)の触媒作用によっ
    て、強制分解されて、酸素分子Oと発生期状態の酸素
    原子Oとが生成され、 上記発生期状態の酸素原子Oが処理対象空気を急速且
    つ強力に浄化する、 発生期状態の酸素による気質浄化処理装置。
  11. 【請求項11】 気質浄化処理槽(1′)と、第1の給
    気管(p)と、第2の給気管(p)と、第1の気中
    散気装置(31′)と、第2の気中散気装置(32′)
    と、オゾン分解触媒層(5′)とを含有し、 上記気質浄化処理槽(1′)は、下部に第1及び第2の
    注入口が穿設され、上部に吐出口が形成され、 上記第1及び第2の気中散気装置(31′、32′)は
    何れも、オゾンを含む空気の入口と同空気を処理対象空
    気中に一様に放散するため可及的広範囲に一様に分散配
    置した無数の微細孔とを具有する低高中空の筐体乃至管
    体であって、何れか一方の気中散気装置が上記気質浄化
    処理槽(1′)内の最下部に配置され、何れか他方の気
    中散気装置が何れか一方の気中散気装置と同位又はその
    上位に配置され、 上記オゾン分解触媒層(5′)は、上記第1及び第2の
    気中散気装置(31′、32′)の更に上位に配置さ
    れ、 上記第1、第2の給気管(p,p)はそれぞれ、上
    記第1、第2の注入口を介して、上記第1、第2の気中
    散気装置(31′,32′)に接続され、 これによって、オゾンOを含む空気が、上記第1の給
    気管(p)を介して上記第1の気中散気装置(3
    1′)に供給され、同気中散気装置(31′)によっ
    て、上記気質浄化処理槽(1′)の下部に可及的均一に
    放出され、 処理対象空気が、上記第2の給気管(p)を介して上
    記第2の気中散気装置(32′)に供給され、同気中散
    気装置(32′)によって、上記気質浄化処理槽
    (1′)の下部に可及的均一に放出され、 二種の空気が上昇しながら混合して上記オゾン分解触媒
    層(5′)の内部に進入し、そこにおいて上記オゾンO
    が上記オゾン分解触媒層(5′)の触媒作用によって
    強制分解されて、酸素分子Oと発生期状態の酸素原子
    とが生成され、 上記発生期状態の酸素原子Oが処理対象空気を急速且
    つ強力に浄化する、 発生期状態の酸素による気質浄化処理装置。
  12. 【請求項12】 気質浄化処理槽(1′)と、気中散気
    装置(3′)と、第1の給気管(p)と、第2の給気
    管(p)と、オゾン分解槽(15)と、気体合流部
    (11)とを含有し、 上記気質浄化処理槽(1′)は、側壁の最下部に注入口
    が穿設され、側壁の上部又は頂壁の適所に吐出口が形成
    され、 上記気中散気装置(3′)は、オゾンを含む空気の入口
    と同空気を処理対象空気中に一様に放散するため可及的
    広範囲に一様に分散配置された無数の微細孔とを具有す
    る低高中空の筐体乃至管体であって、上記気質浄化処理
    槽(1′)の最下部に配置され、 上記オゾン分解槽(15)は、下部に注入口が穿設さ
    れ、上部に吐出口が形成され、内部にオゾン分解触媒層
    (5′)が配置され、 上記第1の給気管(p)は上記オゾン分解槽(15)
    の注入口に接続され、上記オゾン分解槽(15)の吐出
    口は、上記気体合流部(11)の第1の入口に、上記第
    2の給気管(p)の出口は、第2の入口に接続され、 上記気体合流部(11)の出口は、上記気中散気装置
    (3′)の入口に接続され、 これによって、オゾンOを含む空気が、上記第1の給
    気管(p)を介して上記オゾン分解槽(15)内に供
    給され、上記オゾン分解触媒層(5′)によってオゾン
    が強制分解されて、酸素分子Oと発生器状態の酸
    素分子Oとが生成され、 上記発生期状態の酸素原子Oが処理対象空気を急速且
    つ強力に浄化する、 発生期状態の酸素による気質浄化処理装置。
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CN113966314A (zh) * 2019-06-03 2022-01-21 苏伊士集团 净化含有用于水生动物的兽医产品的处理水的方法及装置

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