JP2004329988A - Liquid purifying treatment method - Google Patents

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JP2004329988A
JP2004329988A JP2003125480A JP2003125480A JP2004329988A JP 2004329988 A JP2004329988 A JP 2004329988A JP 2003125480 A JP2003125480 A JP 2003125480A JP 2003125480 A JP2003125480 A JP 2003125480A JP 2004329988 A JP2004329988 A JP 2004329988A
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ozone
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oxygen
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Kazutoshi Sakuta
和利 作田
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively remove the problem that impurities or unnecessary substances dissolved in a liquid to be treated are not removed in conventional purifying treatment using ozone. <P>SOLUTION: In a liquid purifying method using ozone, a required amount of the liquid to be treated is housed in a treatment tank having an ultraviolet lamp arranged therein and a mixed gas of ozone and air is successively supplied in a state of fine air bubble groups from the bottom part of the treatment tank for the purpose of aeration to be brought into contact with the liquid to be treated under stirring. The successively supplied fine air bubble groups are irradiate with ultraviolet rays to successively form nascent oxygen and active oxygen produced from ozone contained in the fine air bubble groups. Impurities are oxidized, reduced and sterilized or bonded to be removed by the repeated contact of successively formed nascent oxygen and active oxygen with the stirred liquid to be treated. By this method, the liquid to be treated is successively aerated by the ozone-containing fine air bubble groups and stirred in the treatment tank, the fine air bubble groups are irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp to efficiently form active oxygen and the like from ozone of the fine air bubble groups and impurities are reacted with active oxygen and the like to be separated and removed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線を利用して、例えば、飲料水、工業用水、軽油、重油または廃油等の液体を浄化処理する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の液体、特に、水を処理する方法としては、オゾンを水中に曝気すると共に、紫外線等を照射して水中の有害物質を促進酸化法により分解して除去する方法等が公知である。
【0003】
例えば、水中に溶存する酸素を増加させて、水の浄化、殺菌を行おうとするものであって、水中にオゾン、またはオゾンと空気との混合気体を吹き込んで気泡を形成し、この気泡に紫外線240〜310nmを照射してオゾンを一重項酸素に生成し、次に可視光線600〜650nm、近赤外線1200〜1300nm若しくはレーザ光を各々単独あるいは同時あるいは順次照射し励起された一重項酸素の電磁波の誘導放出による基底状態酸素への遷移を利用した水中への溶存酸素生成方法が公知になっている(特許文献1参照)。
【0004】
このように処理することで、汚染されている水中の殺菌を行って浄化すると共に、溶存酸素を多くして魚介類の養殖に寄与できるばかりでなく、工業用水等を浄化するというものである。
【0005】
また、例えば、254nm波長の紫外線ランプを有する反応塔に被処理水を導入し、一方、オゾン発生器により酸素富化ガスからオゾンを発生させ、このオゾンを前記反応塔内の被処理水中に吹き込むと共に、185nm波長の紫外線ランプを有する紫外線処理塔を途中に有する被処理水の循環ラインに前記反応塔内の被処理水を循環させる水処理方法が公知になっている(特許文献2参照)。
【0006】
そして、この発明によれば、従来のオゾン/紫外線併用系促進酸化処理技術では利用されずに排出されていた溶存酸素をオゾンに変換させることができ、このオゾンよりヒドロキシラジカルを発生させることができ、ひいては環境ホルモン・ダイオキシン等の難分解性環境微量有害物質の分解効率を大幅に向上させることができるというものである。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−114588(第2〜4頁、図1)
【特許文献2】
特開2002−210479(第2〜4頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1に記載の発明においては、水中に形成したオゾンを含む気泡に紫外線を照射してオゾンを一重項酸素に生成すること、次に、可視光線、近赤外線若しくはレーザ光のいずれかを照射することが要件であり、それによって一重項酸素を基底状態酸素にして水中に溶存させるというものであるが、実際に処理しようとする水を収納する浄化塔において、下部から上部に水を流動させ、その途中に紫外線ランプと二段のハロゲンランプとが配設され、複数段において光の照射処理を行って溶存酸素を増やし、且つ殺菌を行っているが、溶存する有機物等の不純物について、浄化塔では除去されることなく、そのまま流動吐出させており、実質的に浄化処理がなされていないという問題点を有している。
【0009】
また、前記特許文献2に記載の発明においては、紫外線ランプを有する反応塔の上部から被処理水を導入すると共に、底部側からオゾンを被処理水中に吹き込み、更に、反応塔の上部と底部間に循環ラインを設けてその途中に紫外線ランプを有する紫外線処理塔を設け、反応塔と紫外線処理塔との間を被処理水を循環させることで、一方においてはオゾンから他方においては処理水からヒドロキシラジカルを発生させることで、環境ホルモン・ダイオキシン等の難分解性環境微量有害物質の分解効率を大幅に向上させるというものであるが、被処理水中に溶存している有機物等の不純物について、反応塔では除去されることなく、そのまま反応塔の底部から流動吐出させており、やはり、実質的な浄化処理がなされていないという問題点を有している。
【0010】
従って、従来の浄化処理においては、処理液中に溶存している不純物又は不要物質を効果的に除去することに解決しなければならない課題を有している。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、液体をオゾンにより浄化処理する方法であって、内部に紫外線ランプが配設された処理タンク内に所要量の被処理液体を収納し、前記処理タンク内の底部側からオゾンと空気との混合気体を微細気泡群の状態に順次曝気させて連続的に供給して被処理液体を攪拌させながら接触させ、該順次曝気させた微細気泡群に紫外線を照射して微細気泡群に含まれるオゾンから発生期酸素と活性酸素を順次生成させ、その順次生成された発生期酸素と活性酸素と攪拌されている被処理液体との繰り返しの接触によって不純物を酸化還元、殺菌又は結合して除去することを特徴とする液体の浄化処理方法を提供するものである。
【0012】
この発明において、処理タンク内に微細気泡群をガイドし、且つ被処理水を対流させるために通水性を有する内部処理筒を設けたこと;被処理液体が、飲料水、工業用水、軽油または重油であること;及び微細気泡の大きさが50〜200μmの範囲であることを付加的な要件として含むものである。
【0013】
本発明に係る液体の浄化処理方法は、処理タンク内の内部処理筒内で、被処理液体に対してオゾンを含む微細気泡群を順次曝気させて被処理液体を攪拌させながら接触させると共に、紫外線ランプから紫外線を照射させて微細気泡群に含まれるオゾンから効率よく活性酸素等を生成させて被処理液体に含まれる不純物と反応させて分離することができ、しかも、処理タンク内で分離した不純物を除去して浄化したクリーンな液体を取り出すことができるのである。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明における第1の実施の形態は、浄化する液体として、例えば、河川の水または地下水を飲料水または工業用水として浄化する方法について説明する。一概に河川の水または地下水といっても、地域によって様々であり、そのまま飲料水として利用できる場合と、種々の有機物等の不純物が溶存又は混入して汚染され工業用水にもならない場合がある。本発明は、このような汚染されている液体を対象として浄化処理する方法なのである。
【0015】
まず、図1に示した浄化処理に使用される浄化装置は、被処理液体が収納される処理タンク1と、オゾン発生装置2とから構成されており、処理タンク1内には底部の台座部3を介して内部処理筒4が配設され、該内部処理筒4の上部には蓋部材5が配設され、該蓋部材5の中央部には紫外線ランプ6が垂下状態に取り付けられて内部処理筒4内に垂下配設されている。
【0016】
この場合の内部処理筒4は、例えば、ステンレスのパンチングメタル板または網体で形成されていて液体が自由に通過できるものであり、その底部に気泡発生部材であるディフューザ7が設けられている。なお、内部処理筒4は、ディフューザ7によって発生させた気泡を概ねガイドして上昇させると共に、気泡の上昇に伴って内部の被処理液体に対流を生じさせて、全体を万遍なく攪拌して処理するためと蓋部材5の取り付けのためであり、例えば、処理タンク1の底部側面にディフーザ7が取り付けられ側面からの気泡の噴射で被処理液体に対流を生じさせるようにでき、且つ蓋部材5を適宜の支持手段により取り付けることができれば、内部処理筒4は必ずしも必要としないこともある。
【0017】
処理タンク1の側面には、内部処理筒4の上端部レベルと下端部レベルにそれぞれ排水バルブ8、9が設けられると共に、処理タンク1の底部寄りに排水バルブ10が設けられる。
【0018】
前記オゾン発生装置2は、その内部が仕切壁11によってポンプ室12とオゾン室13とに仕切られており、ポンプ室12にはエアーポンプ14が装備され、外気を取り入れてオゾン室13に供給できるようになっている。そして、オゾン室13には蓋部材15が着脱自在に密閉施蓋されており、該蓋部材15の中央部に紫外線ランプ16が垂下状態で取り付けられ、該紫外線ランプ16がオゾン室13内に配設されている。なお、オゾン室13に供給される空気は、フィルターを介してクリーンにされたものである。
【0019】
そして、このオゾン室13と前記処理タンク1内の内部処理筒4の底部に配設したディフューザ7とがパイプ17により連結されており、オゾン室13で生成されたオゾンを含む空気がパイプ17及びディフューザ7を介して処理タンク1内に供給される構成になっている。因みに、前記処理タンク1内に設けられる紫外線ランプ6の波長は253.7nmであり、オゾン室13に設けられた紫外線ランプ16の波長は184.9nmである。
【0020】
このように構成された処理装置の処理タンク1内に、被処理液体である不純物を含んだ水、即ち被処理水20を所要量、例えば、内部処理筒4の上端部まで達する量を収納し、紫外線ランプ6を点灯させると共に、オゾン発生装置2内の紫外線ランプ16も点灯させ、エアーポンプ14を駆動させてオゾン室13内に空気を送り込み、該空気はオゾン室13内で紫外線ランプ16の照射によって大半がオゾンに生成変換される。
【0021】
オゾン室13で生成されたオゾンと空気の混合気体がパイプ17を介してディフューザ7に供給され、該ディフューザ7によって微細気泡群に曝気されて内部処理筒4内に供給される。この場合に、微細気泡は直径が1mm以下で、好ましくは50〜200μmの範囲のものであって、被処理水20中に曝気させた時に気泡群が略乳化状態に視認できる程度に微細なものにする。なお、微細気泡を発生させる装置として、例えば、市販品のMBT−20型ユニット(株式会社丸八ポンプ製作所製)を使用した。
【0022】
このオゾンと空気の混合気体は、微細気泡群に曝気された状態で内部処理筒4内を上昇するが、その間に紫外線ランプ6の照射を受け、気泡中のオゾンは、発生期酸素と活性酸素を生成する。この時に、微細気泡群は極めて小径であるので接触面積が大きくなり且つ上昇速度が比較的遅くなるので、それによって被処理水20との接触時間及び紫外線照射時間が長く行われ、効率の良い反応処理が可能になるのである。
【0023】
水中で生成された発生期酸素は、水(HO)の水素引き抜き反応を起こして、ヒドロキシラジカル(・OH)を生成する。また、活性酸素は、水(HO)との相互作用により基底状態酸素(O)になる。
【0024】
要するに、発生期酸素と活性酸素とによる反応で、一重項の酸素(’O);過酸化水素(H);ヒドロキシラジカル(・OH)(水酸基);スーパーオキシド(O )が生成され、特に、ヒドロキシラジカルは、極めて反応性の高いラジカルで、最初に出くわした分子と反応し、電子を受け取ってOHになり易い活性酸素であり、細胞のアミノ酸残基を酸化させる働きがある。また、過酸化水素は、微量ながらも常に生体内に存在する活性酸素種で、強い殺菌力はないが細胞膜を通過することができ生体内に微量に存在する金属イオンと反応し、そこで水酸基(・OH)を生じさせて殺菌作用に関与するものであり、これらによって有機物の細胞成分を酸化させ、酸素障害を引き起こして水中に存在する細菌を死滅させるのである。
【0025】
更に、水中で生成された発生期酸素による水の水素引き抜き反応から、有機物(細菌やその死骸、蛋白質等による汚れ等)に付いた水素や水から水素を引き抜き、新しい水(HO)を生成したり、ラジカル連鎖反応を起こして新しい酸素を生成する。
【0026】
従って、処理タンク1の内部処理筒4内に供給されたオゾンと空気の混合気体は、微細気泡群に曝気された状態で上昇することで被処理水20は必然的に矢印aで示したように対流を生じて攪拌され、順次供給される微細気泡群中のオゾンは紫外線ランプ6の照射を受けて上記した反応を起こすので、攪拌されている中で被処理水20中の有機物、蛋白質、アンモニア等の酸化分解、有害菌、病原菌、ウイルス等の殺菌、消臭を順次行って水の浄化がなされるのである。また、上昇した微細気泡群は直ぐに大気中に放出されることなく、内部処理筒4の上部に設けた蓋部材5によって、放出が抑制されており、それによって被処理水20との接触が長く維持され残留イオンが無くなるのである。
【0027】
そして、酸化分解された物質(フロッグ又はスカム)の軽量なものは、気泡と共に上昇して被処理水20の水面に浮遊し、重くなったものは、処理タンク1の底部に沈殿するようになるのであり、所要時間処理後に水面の浮遊物は排水バルブ8を開いて排出除去し、処理された被処理水20は排水バルブ9を開いて取り出し、底部に溜まったスカムは排水バルブ10を開いて、底部に残っている被処理水20を攪拌させながら外部に取り出せば良いのである。
【0028】
この場合の所用時間処理後というのは、被処理水の汚れ具合と量とによって異なるものであり、実験の例を示すと、例えば、200リットル入りの処理タンクを用いた実験装置によって、多摩川の下流域(丸子橋近傍)で採取した略180リットルの水に毎分約0.5mのオゾンと空気の混合気体を供給して処理したところ、略30分で水の透明度が著しく高くなり、臭気もほとんど無くなった。そして、水の表面には僅かなフロッグが確認され、底部にも沈殿した僅かなスカムが確認された。
【0029】
従って、汚れの度合いが少なければ同じ量であっても、又は処理量が少なければ、もっと少ない時間で処理できるし、これとは逆に汚れの度合いが多ければ同じ量であってもそれだけ処理時間が掛かることになるのである。
【0030】
いずれにしても、このように処理された水は、処理される前の汚れの度合いにもよるが、ほとんど無害な状態に浄化されており、飲料水、工業用水等に利用できると共に、工業排水の場合には、無害な状態にして環境を汚染することなく排水することができるのである。
【0031】
次に、第2の実施の形態としては、例えば、処理液体として燃料用の軽油について説明する。処理に使用する処理装置としては、前記第1の実施の形態と略同一のものが使用され、同様の処理方法が遂行される。
【0032】
即ち、処理タンク1に所要量の軽油を投入し、紫外線ランプ6を点灯させると共に、オゾン発生装置2内の紫外線ランプ16も点灯させ、エアーポンプ14を駆動させてオゾン室13内に空気を送り込み、該空気はオゾン室13内で紫外線ランプ16の照射によって大半がオゾンに生成変換される。
【0033】
そして、オゾン室13で生成されたオゾンと空気の混合気体がパイプ17を介してディフューザ7に供給され、該ディフューザ7によって微細気泡群に曝気されて内部処理筒4内に供給される。
【0034】
このオゾンと空気の混合気体は、微細気泡群に曝気された状態で内部処理筒4内を上昇するが、その間に紫外線ランプ6の照射を受け、気泡中のオゾンは、発生期酸素と活性酸素を生成する。
【0035】
軽油の成分としては、パラフィン、シクロパラフィン、芳香族等の各種炭化水素混合物であり、その炭化水素は4価の炭素原子同士が、鎖状又は環状につながって有機化合物の炭素骨格をつくり、その炭素骨格を形づくる各炭素原子の余った原子核に水素原子が結合したものであるが、その外に1%程度の硫黄(S)及び若干の不純物が混入している。
【0036】
そこで、処理タンク1の内部処理筒4内に供給されたオゾンと空気の混合気体は、微細気泡群に曝気された状態で上昇することで軽油は必然的に攪拌され、順次供給される微細気泡群中のオゾンは紫外線ランプ6の照射を受けて上記した反応を起こすので、攪拌されている中で軽油中の不純物は酸化されてフロッグ状となって浮上し、硫黄とオゾンの一重項の酸素(’O)が結合しスカム状になって沈殿する。
【0037】
そして、所要時間処理後に水面の浮遊物はバルブ8を開いて排出除去し、処理された軽油はバルブ9を開いて取り出し、底部に溜まったスカムはバルブ10を開いて、底部に残っている軽油と一緒に攪拌させながら外部に取り出せば良いのである。そして、フロッグ及びスカムを含む軽油については、その後フィルターで濾過して使用するか、又はいわゆる灯油として利用できるのである。
【0038】
このように処理された軽油を例えば、ディーゼルエンジン搭載の車両用燃料として使用した場合に、排煙中のCOと煤の量が著しく少なくなるのであり、燃料として環境汚染に与える影響が軽減されるのである。また、この第2の実施の形態では、軽油を対象にして説明したが、これに限定されず、例えば、灯油、重油であっても、当然のこととして浄化処理できるのである。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液体の浄化処理方法は、液体をオゾンにより浄化処理する方法であって、内部に紫外線ランプが配設された処理タンク内に所要量の被処理液体を収納し、前記処理タンク内の底部側からオゾンと空気との混合気体を微細気泡群の状態に順次曝気させて連続的に供給して被処理液体を攪拌させながら接触させ、該順次曝気させた微細気泡群に紫外線を照射して微細気泡群に含まれるオゾンから発生期酸素と活性酸素を順次生成させ、その順次生成された発生期酸素と活性酸素と攪拌されている被処理液体との繰り返しの接触によって不純物を酸化還元、殺菌又は結合して除去するものであり、処理タンク内で、被処理液体に対してオゾンを含む微細気泡群を順次曝気させて被処理液体を攪拌しながら接触させると共に、紫外線ランプから紫外線を照射させて微細気泡群のオゾンから効率よく活性酸素等を生成させ不純物と反応させて分離することができ、しかも、処理タンク内で分離した不純物を除去して浄化したクリーンな液体を取り出すことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液体の浄化処理方法を実施する処理装置を略示的に示した説明図である。
【符号の説明】
1 処理タンク
2 オゾン発生装置
3 台座部
4 内部処理筒
5、15 蓋部材
6、16 紫外線ランプ
7 ディフューザ
8、9、10 排水バルブ
11 仕切壁
12 ポンプ室
13 オゾン室
14 エアーポンプ
17 パイプ
20 被処理液体(水)
a 液体の攪拌方向を示す矢印
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for purifying a liquid such as drinking water, industrial water, light oil, heavy oil or waste oil using ultraviolet light.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of treating this kind of liquid, particularly water, a method of decomposing and removing harmful substances in water by accelerated oxidation while irradiating ozone into water and irradiating ultraviolet rays or the like is known. is there.
[0003]
For example, it is intended to purify and sterilize water by increasing the amount of oxygen dissolved in water. Ozone or a mixed gas of ozone and air is blown into water to form air bubbles, and the air bubbles are irradiated with ultraviolet light. Irradiates 240 to 310 nm to generate ozone into singlet oxygen, and then irradiates visible light 600 to 650 nm, near infrared 1200 to 1300 nm or laser light individually or simultaneously or sequentially to generate excited singlet oxygen electromagnetic waves. A method for producing dissolved oxygen in water using transition to ground state oxygen by stimulated release has been known (see Patent Document 1).
[0004]
By performing the treatment in this way, the contaminated water is sterilized and purified, and not only can dissolved oxygen be increased to contribute to the cultivation of fish and shellfish, but also industrial water and the like are purified.
[0005]
Further, for example, water to be treated is introduced into a reaction tower having an ultraviolet lamp having a wavelength of 254 nm, while ozone is generated from an oxygen-enriched gas by an ozone generator, and the ozone is blown into the water to be treated in the reaction tower. In addition, a water treatment method is known in which the water to be treated in the reaction tower is circulated to a circulation line of the water to be treated having an ultraviolet treatment tower having an 185 nm wavelength ultraviolet lamp in the middle thereof (see Patent Document 2).
[0006]
According to the present invention, the dissolved oxygen which has been discharged without being used in the conventional combined ozone / ultraviolet ray-assisted oxidation treatment technology can be converted into ozone, and hydroxy radicals can be generated from the ozone. In addition, it is possible to greatly improve the decomposition efficiency of hardly decomposable environmental trace harmful substances such as environmental hormones and dioxins.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-114588 (pages 2 to 4, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-210479 (pages 2 to 4, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the invention described in Patent Document 1, the ozone-containing bubbles formed in water are irradiated with ultraviolet rays to generate ozone into singlet oxygen, and then any of visible light, near-infrared light, or laser light is used. Is required to convert singlet oxygen to ground state oxygen and dissolve it in water.However, in a purification tower containing water to be actually treated, water is applied from the bottom to the top. And an ultraviolet lamp and a two-stage halogen lamp are provided in the middle of the process, and the irradiation of light is performed in a plurality of stages to increase dissolved oxygen, and sterilization is performed, but impurities such as dissolved organic matter are dissolved. However, there is a problem that the fluid is discharged as it is without being removed in the purification tower, and the purification treatment is not substantially performed.
[0009]
Further, in the invention described in Patent Document 2, the water to be treated is introduced from the top of the reaction tower having an ultraviolet lamp, and ozone is blown into the water to be treated from the bottom side. A circulation line is provided, and an ultraviolet treatment tower having an ultraviolet lamp is provided in the middle of the circulation line, and the water to be treated is circulated between the reaction tower and the ultraviolet treatment tower. By generating radicals, it is possible to significantly improve the efficiency of decomposing environmentally harmful substances such as environmental hormones and dioxins, which are difficult to decompose in the environment. In this case, the liquid is discharged directly from the bottom of the reaction tower without being removed, and there is still a problem that substantial purification treatment has not been performed. To have.
[0010]
Therefore, the conventional purification treatment has a problem that must be solved to effectively remove impurities or unnecessary substances dissolved in the treatment liquid.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention as a specific means for solving the above-mentioned problems of the conventional example is a method for purifying a liquid with ozone, and stores a required amount of the liquid to be processed in a processing tank in which an ultraviolet lamp is disposed. Then, a mixed gas of ozone and air is sequentially aerated in a state of fine bubbles from the bottom side in the processing tank and continuously supplied, and the liquid to be processed is brought into contact with stirring, and the finely aerated fine particles are sequentially aerated. The bubbles are irradiated with ultraviolet rays to generate nascent oxygen and active oxygen sequentially from ozone contained in the fine bubbles, and the repetition of the nascent oxygen, active oxygen, and the liquid to be treated which are sequentially generated is repeated. An object of the present invention is to provide a method for purifying a liquid, wherein impurities are removed by redox, sterilization, or binding by contact.
[0012]
In the present invention, an internal processing cylinder having water permeability is provided for guiding a group of microbubbles in the processing tank and convection of the water to be treated; the liquid to be treated is drinking water, industrial water, light oil or heavy oil. And that the size of the microbubbles is in the range of 50 to 200 μm as additional requirements.
[0013]
In the method for purifying liquid according to the present invention, in the internal processing cylinder in the processing tank, fine bubbles containing ozone are sequentially aerated to the liquid to be processed, and the liquid to be processed is brought into contact with the liquid while being stirred, and ultraviolet rays are irradiated. Ultraviolet light is emitted from the lamp to efficiently generate active oxygen and the like from the ozone contained in the microbubble group and react with the impurities contained in the liquid to be treated to separate them. In addition, the impurities separated in the treatment tank , And a purified and clean liquid can be taken out.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail based on specific embodiments.
The first embodiment of the present invention describes a method for purifying, for example, river water or groundwater as drinking water or industrial water as a liquid to be purified. Even if it is called river water or groundwater, it varies depending on the region and can be used as drinking water as it is, or there are cases where impurities such as various organic substances dissolve or mix in and become polluted and do not become industrial water. The present invention is a method of purifying such a contaminated liquid.
[0015]
First, the purifying apparatus used in the purifying process shown in FIG. 1 includes a processing tank 1 in which a liquid to be processed is stored, and an ozone generator 2, and a bottom pedestal in the processing tank 1. An inner processing tube 4 is disposed via the inner processing tube 3, a lid member 5 is disposed on the upper portion of the inner processing tube 4, and an ultraviolet lamp 6 is attached to a central portion of the lid member 5 so as to hang down. It is disposed in the processing tube 4.
[0016]
In this case, the internal processing cylinder 4 is formed of, for example, a stainless steel punched metal plate or a mesh so that the liquid can freely pass therethrough, and a diffuser 7 as a bubble generating member is provided at the bottom thereof. The internal processing cylinder 4 guides and raises the air bubbles generated by the diffuser 7 and generates convection in the liquid to be processed inside as the air bubbles rise, so that the whole is uniformly stirred. For example, a diffuser 7 is attached to the bottom side surface of the processing tank 1 so that bubbles can be jetted from the side surface to generate convection in the liquid to be processed. The internal processing tube 4 may not always be required if the device 5 can be attached by an appropriate supporting means.
[0017]
On the side surface of the processing tank 1, drain valves 8 and 9 are provided at the upper end level and the lower end level of the internal processing cylinder 4, respectively, and a drain valve 10 is provided near the bottom of the processing tank 1.
[0018]
The inside of the ozone generator 2 is partitioned into a pump chamber 12 and an ozone chamber 13 by a partition wall 11. The pump chamber 12 is equipped with an air pump 14, which can take in outside air and supply it to the ozone chamber 13. It has become. A cover member 15 is detachably and hermetically sealed in the ozone chamber 13. An ultraviolet lamp 16 is attached to the center of the cover member 15 in a hanging state, and the ultraviolet lamp 16 is disposed in the ozone chamber 13. Is established. The air supplied to the ozone chamber 13 has been cleaned through a filter.
[0019]
The ozone chamber 13 and the diffuser 7 disposed at the bottom of the internal processing cylinder 4 in the processing tank 1 are connected by a pipe 17, and the air containing ozone generated in the ozone chamber 13 is supplied to the pipe 17 and the pipe 17. It is configured to be supplied into the processing tank 1 via the diffuser 7. Incidentally, the wavelength of the ultraviolet lamp 6 provided in the processing tank 1 is 253.7 nm, and the wavelength of the ultraviolet lamp 16 provided in the ozone chamber 13 is 184.9 nm.
[0020]
In the processing tank 1 of the processing apparatus thus configured, a predetermined amount of water containing impurities as a liquid to be processed, that is, the amount of water 20 to be processed, for example, an amount reaching the upper end of the inner processing tube 4 is stored. The ultraviolet lamp 6 in the ozone generator 2 is turned on while the ultraviolet lamp 16 is turned on, and the air pump 14 is driven to send air into the ozone chamber 13. The irradiation produces and converts mostly to ozone.
[0021]
The mixed gas of ozone and air generated in the ozone chamber 13 is supplied to the diffuser 7 via the pipe 17, and is aerated to the fine bubble group by the diffuser 7 and supplied to the internal processing cylinder 4. In this case, the fine bubbles have a diameter of 1 mm or less, preferably in the range of 50 to 200 μm, and are fine enough that the bubbles can be visually recognized in a substantially emulsified state when aerated in the water 20 to be treated. To As a device for generating fine bubbles, for example, a commercially available MBT-20 type unit (manufactured by Maruhachi Pump Co., Ltd.) was used.
[0022]
The gaseous mixture of ozone and air rises inside the internal processing cylinder 4 in a state of being aerated to the fine bubbles. During this time, the ozone in the bubbles is irradiated with the ultraviolet lamp 6, and the ozone in the bubbles becomes nascent oxygen and active oxygen. Generate At this time, since the microbubble group has a very small diameter, the contact area becomes large and the ascending speed becomes relatively slow, so that the contact time with the water 20 to be treated and the ultraviolet irradiation time are lengthened, and an efficient reaction is achieved. Processing becomes possible.
[0023]
The nascent oxygen generated in water causes a hydrogen abstraction reaction of water (H 2 O) to generate a hydroxyl radical (.OH). The active oxygen becomes ground state oxygen (O 2 ) by interaction with water (H 2 O).
[0024]
In short, in reaction with the nascent oxygen and active oxygen, singlet oxygen ( 'O 2); hydrogen peroxide (H 2 O 2); hydroxy radicals (· OH) (hydroxyl group); superoxide (O 2 over) In particular, hydroxyl radicals are extremely reactive radicals, which are reactive oxygen radicals that react with the first encountered molecule and receive electrons to become OH , which oxidizes amino acid residues in cells. There is. In addition, hydrogen peroxide is a reactive oxygen species that is always present in the living body, although it is in a trace amount, and has no strong bactericidal activity, but can pass through cell membranes and reacts with metal ions present in a very small amount in the living body. OH), which is involved in the bactericidal action, thereby oxidizing the cellular components of organic matter, causing oxygen damage and killing bacteria present in the water.
[0025]
Further, hydrogen is extracted from hydrogen and water attached to organic substances (such as bacteria and their dead bodies, and stains due to proteins, etc.) from the hydrogen abstraction reaction of nascent oxygen generated in water, and new water (H 2 O) is generated. Or cause a radical chain reaction to produce new oxygen.
[0026]
Therefore, the mixed gas of ozone and air supplied into the internal processing cylinder 4 of the processing tank 1 rises in a state where it is exposed to the fine bubble group, so that the water to be processed 20 is inevitably as shown by the arrow a. The ozone in the microbubble group which is successively supplied and agitated by the convection is irradiated with the ultraviolet lamp 6 to cause the above-described reaction, so that the organic matter, protein, Water is purified by sequentially performing oxidative decomposition of ammonia and the like, sterilization and deodorization of harmful bacteria, pathogenic bacteria, viruses, and the like. In addition, the rising microbubble group is not immediately released into the atmosphere, but is suppressed from being released by the lid member 5 provided on the upper part of the inner processing cylinder 4, so that the contact with the water 20 to be treated is prolonged. It is maintained and the residual ions disappear.
[0027]
Then, the lightly oxidized and decomposed substance (frog or scum) rises with air bubbles and floats on the surface of the water to be treated 20, and the heavier one precipitates at the bottom of the treatment tank 1. After the treatment for a required time, suspended matter on the water surface is drained and removed by opening the drain valve 8, the treated water 20 is taken out by opening the drain valve 9, and the scum accumulated at the bottom is opened by opening the drain valve 10. Then, the water to be treated 20 remaining at the bottom may be taken out while stirring.
[0028]
In this case, the time after the required time treatment is different depending on the degree of contamination of the water to be treated and the amount. According to an example of an experiment, for example, an experimental apparatus using a treatment tank containing 200 liters is used to test the Tama River. Approximately 180 liters of water collected in the downstream area (near Maruko Bridge) was treated by supplying a mixed gas of ozone and air at a rate of about 0.5 m 3 per minute. Almost no odor. Then, a slight frog was confirmed on the surface of the water, and a slight scum precipitated on the bottom.
[0029]
Therefore, if the degree of dirt is small, the same amount can be used, or if the processing amount is small, the processing can be performed in a shorter time. Conversely, if the degree of dirt is large, the processing can be performed with the same amount. Will be hung.
[0030]
In any case, the water thus treated is purified to almost harmless state, depending on the degree of dirt before the treatment, and can be used as drinking water, industrial water, etc. In this case, the wastewater can be drained without harming the environment.
[0031]
Next, as a second embodiment, for example, light oil for fuel will be described as a processing liquid. As the processing apparatus used for the processing, the same apparatus as that of the first embodiment is used, and the same processing method is performed.
[0032]
That is, a required amount of light oil is put into the processing tank 1, the ultraviolet lamp 6 is turned on, the ultraviolet lamp 16 in the ozone generator 2 is turned on, and the air pump 14 is driven to send air into the ozone chamber 13. Most of the air is converted into ozone by irradiation of the ultraviolet lamp 16 in the ozone chamber 13.
[0033]
Then, a mixed gas of ozone and air generated in the ozone chamber 13 is supplied to the diffuser 7 via the pipe 17, and is aerated to the group of fine bubbles by the diffuser 7 and supplied to the internal processing cylinder 4.
[0034]
The gaseous mixture of ozone and air rises inside the internal processing cylinder 4 in a state of being aerated to the fine bubbles. During this time, the ozone in the bubbles is irradiated with the ultraviolet lamp 6, and the ozone in the bubbles becomes nascent and active oxygen. Generate
[0035]
As a component of light oil, there are various hydrocarbon mixtures such as paraffin, cycloparaffin, and aromatic, and the hydrocarbon forms a carbon skeleton of an organic compound by linking tetravalent carbon atoms to each other in a chain or ring. The hydrogen atoms are bonded to the surplus nuclei of the carbon atoms forming the carbon skeleton, and about 1% of sulfur (S) and some impurities are mixed therein.
[0036]
Therefore, the mixed gas of ozone and air supplied into the internal processing cylinder 4 of the processing tank 1 rises in a state of being aerated to the fine bubble group, whereby the light oil is inevitably agitated, and the fine bubbles sequentially supplied are supplied. The ozone in the group undergoes the above-mentioned reaction upon being irradiated by the ultraviolet lamp 6, so that the impurities in the light oil are oxidized and floated in the form of frog while being stirred, and sulfur and singlet oxygen of ozone are floated. (′ O 2 ) is bound to form a scum and precipitate.
[0037]
After the required time treatment, the suspended matter on the water surface is discharged and removed by opening the valve 8, the treated light oil is opened and taken out by opening the valve 9, and the scum accumulated at the bottom is opened by opening the valve 10 and the light oil remaining at the bottom is opened. What is necessary is just to take it out while stirring it together. Then, light oil containing frog and scum can be used after being filtered with a filter, or can be used as so-called kerosene.
[0038]
When the light oil thus treated is used, for example, as a fuel for a vehicle equipped with a diesel engine, the amounts of CO 2 and soot in the flue gas are significantly reduced, and the effect of the fuel on environmental pollution is reduced. Because Further, in the second embodiment, the description has been made with respect to light oil, but the present invention is not limited to this. For example, kerosene or heavy oil can be purified as a matter of course.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the method for purifying a liquid according to the present invention is a method for purifying a liquid with ozone, and stores a required amount of the liquid to be processed in a processing tank in which an ultraviolet lamp is disposed. Then, a mixed gas of ozone and air is sequentially aerated in a state of fine bubbles from the bottom side in the processing tank and continuously supplied, and the liquid to be processed is brought into contact with stirring, and the finely aerated fine particles are sequentially aerated. The bubbles are irradiated with ultraviolet rays to generate nascent oxygen and active oxygen sequentially from ozone contained in the fine bubbles, and the repetition of the nascent oxygen, active oxygen, and the liquid to be treated which are sequentially generated is repeated. Impurities are redox, sterilized or combined to remove impurities by contact.In the treatment tank, fine bubbles containing ozone are sequentially aerated to the liquid to be treated, and the liquid to be treated is brought into contact with the liquid while stirring. At the same time, ultraviolet rays are emitted from an ultraviolet lamp to efficiently generate active oxygen and the like from the ozone of the microbubble group, and can be separated by reacting with impurities. Further, the separated impurities are removed and purified in the processing tank. It has an excellent effect that a clean liquid can be taken out.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a processing apparatus for performing a liquid purification processing method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing tank 2 Ozone generator 3 Base part 4 Inner processing cylinder 5, 15 Lid member 6, 16 Ultraviolet lamp 7 Diffuser 8, 9, 10 Drain valve 11 Partition wall 12 Pump room 13 Ozone room 14 Air pump 17 Pipe 20 Liquid (water)
a Arrow indicating liquid stirring direction

Claims (4)

液体をオゾンにより浄化処理する方法であって、
内部に紫外線ランプが配設された処理タンク内に所要量の被処理液体を収納し、
前記処理タンク内の底部側からオゾンと空気との混合気体を微細気泡群の状態に順次曝気させて連続的に供給して被処理液体を攪拌させながら接触させ、
該順次曝気させた微細気泡群に紫外線を照射して微細気泡群に含まれるオゾンから発生期酸素と活性酸素を順次生成させ、
その順次生成された発生期酸素と活性酸素と攪拌されている被処理液体との繰り返しの接触によって不純物を酸化還元、殺菌又は結合して除去すること
を特徴とする液体の浄化処理方法。
A method for purifying a liquid with ozone,
A required amount of liquid to be processed is stored in a processing tank in which an ultraviolet lamp is disposed,
A mixed gas of ozone and air is sequentially aerated in a state of fine bubbles group from the bottom side in the processing tank to be continuously supplied and brought into contact with the liquid to be processed while stirring,
Irradiating ultraviolet rays to the microbubbles that have been sequentially aerated to generate nascent oxygen and active oxygen sequentially from ozone contained in the microbubbles,
A method for purifying a liquid, characterized in that impurities are oxidized and reduced, sterilized or combined to remove the impurities by repeatedly contacting the nascent oxygen, the active oxygen, and the liquid to be treated which are being stirred.
処理タンク内に微細気泡群をガイドし、且つ被処理水を対流させるために
通水性を有する内部処理筒を設けたこと
を特徴とする請求項1に記載の液体の浄化処理方法。
The liquid purification treatment method according to claim 1, wherein an internal treatment tube having water permeability is provided in the treatment tank to guide the group of fine bubbles and to convect the water to be treated.
被処理液体が、
飲料水、工業用水、軽油、重油または廃油であること
を特徴とする請求項1または2に記載の液体の浄化処理方法。
The liquid to be treated is
3. The method for purifying a liquid according to claim 1, wherein the method is drinking water, industrial water, light oil, heavy oil, or waste oil.
微細気泡の大きさが50〜200μmの範囲であること
を特徴とする請求項1または2に記載の液体の浄化処理方法。
3. The method for purifying liquid according to claim 1, wherein the size of the fine bubbles is in the range of 50 to 200 [mu] m.
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