JP3091191B1 - オゾンの貯蔵改質方法および装置 - Google Patents
オゾンの貯蔵改質方法および装置Info
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Abstract
【要約】
【課題】 オゾンを効率的に貯蔵し、オゾンによる水処
理を効率的に行うことを課題とする。 【解決手段】 常圧下において、オゾンをシリカゲルに
吸着させ、吸着させたオゾンを常圧下で、吸着時と同圧
・同温状態において、酸素の供給により脱着させ、オゾ
ンの水への溶解性を向上させる。
理を効率的に行うことを課題とする。 【解決手段】 常圧下において、オゾンをシリカゲルに
吸着させ、吸着させたオゾンを常圧下で、吸着時と同圧
・同温状態において、酸素の供給により脱着させ、オゾ
ンの水への溶解性を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オゾンの貯蔵装置
および方法に関する。さらに詳しくは、オゾンを貯留
し、必要なときにこれを脱着（分離）させて供給するオ
ゾン貯留装置および方法に関する。
および方法に関する。さらに詳しくは、オゾンを貯留
し、必要なときにこれを脱着（分離）させて供給するオ
ゾン貯留装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境に対する人々の関心が高まっ
ており、特に、生活に密接に関係する水に対する人々の
関心は大きいものである。下水二次処理水、し尿二次処
理水、産業排水およびその二次処理水、上水、簡易水
道、専用水道水、工業用水、中水道などの他、養魚池、
養殖池などからの排水中には、有機成分、アンモニア等
の有害物質もしくは臭気、着色などの原因となる物質が
含まれている。さらには、通常の浄化方法では分解され
にくい、環境ホルモンなどの有機物が含まれている。こ
のため、水の処理において高度の処理が要求されてお
り、各種の水処理方法が検討されている。環境ホルモン
などの難分解性の有機物の分解手段としてオゾン分解が
知られている。また、オゾンの貯留を行い必要に応じて
散気する技術としては特開平１１−４３３０８に示され
るような技術が知られている。
ており、特に、生活に密接に関係する水に対する人々の
関心は大きいものである。下水二次処理水、し尿二次処
理水、産業排水およびその二次処理水、上水、簡易水
道、専用水道水、工業用水、中水道などの他、養魚池、
養殖池などからの排水中には、有機成分、アンモニア等
の有害物質もしくは臭気、着色などの原因となる物質が
含まれている。さらには、通常の浄化方法では分解され
にくい、環境ホルモンなどの有機物が含まれている。こ
のため、水の処理において高度の処理が要求されてお
り、各種の水処理方法が検討されている。環境ホルモン
などの難分解性の有機物の分解手段としてオゾン分解が
知られている。また、オゾンの貯留を行い必要に応じて
散気する技術としては特開平１１−４３３０８に示され
るような技術が知られている。
【０００３】従来のオゾンの吸脱着操作について説明す
る。オゾン吸着剤は温度が低下するとオゾン吸着量が増
加し、上昇すると吸着量が減少するとされており、冷却
機により−３０°Ｃ以下に冷却され、該オゾン吸着剤に
オゾンを供給することにより、オゾンが吸着剤に貯蔵さ
れる。また、圧力を高くするほどオゾンを効率的に貯え
ることができるとされており、５ｋｇ／ｃｍ2 程度に維
持されている。また、吸着したオゾンを脱着する際に
は、熱源により吸着剤が加熱されるとともに、減圧され
る。
る。オゾン吸着剤は温度が低下するとオゾン吸着量が増
加し、上昇すると吸着量が減少するとされており、冷却
機により−３０°Ｃ以下に冷却され、該オゾン吸着剤に
オゾンを供給することにより、オゾンが吸着剤に貯蔵さ
れる。また、圧力を高くするほどオゾンを効率的に貯え
ることができるとされており、５ｋｇ／ｃｍ2 程度に維
持されている。また、吸着したオゾンを脱着する際に
は、熱源により吸着剤が加熱されるとともに、減圧され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のオゾンの貯留方
法はオゾンを加圧する必要がある。このため、オゾンを
加圧によりシリカゲルに吸着させるためには多くの電力
を必要とし、効率的ではない。また、加圧されたオゾン
は反応性が増し、オゾン貯蔵容器の耐久性が問題とな
る。さらには、加圧に伴い、設備が大がかりとなり、作
業従事者も増えるなど、コストがかかるとともに、大き
な配置空間を必要とする。このため、オゾン貯留装置を
普及させる場合には多くの問題点が残っている。
法はオゾンを加圧する必要がある。このため、オゾンを
加圧によりシリカゲルに吸着させるためには多くの電力
を必要とし、効率的ではない。また、加圧されたオゾン
は反応性が増し、オゾン貯蔵容器の耐久性が問題とな
る。さらには、加圧に伴い、設備が大がかりとなり、作
業従事者も増えるなど、コストがかかるとともに、大き
な配置空間を必要とする。このため、オゾン貯留装置を
普及させる場合には多くの問題点が残っている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
オゾンの貯留装置および方法の研究を続けてきた結果、
以下に記載する解決手段を得たものである。
オゾンの貯留装置および方法の研究を続けてきた結果、
以下に記載する解決手段を得たものである。
【０００６】まず、請求項１に記載のごとく、常圧下に
おいてシリカゲルに吸着させたオゾ ンを酸素の供給によ
り脱着させる。
おいてシリカゲルに吸着させたオゾ ンを酸素の供給によ
り脱着させる。
【０００７】請求項２に記載のごとく、常圧下において
シリカゲルに吸着させたオゾンを吸着時と同圧かつ同温
状態で、酸素の供給により脱着させる。
シリカゲルに吸着させたオゾンを吸着時と同圧かつ同温
状態で、酸素の供給により脱着させる。
【０００８】請求項３に記載のごとく、常圧下において
シリカゲルに吸着させたオゾンを酸素の供給により脱着
させ、オゾンの水への溶解性を向上させる。
シリカゲルに吸着させたオゾンを酸素の供給により脱着
させ、オゾンの水への溶解性を向上させる。
【０００９】請求項４に記載のごとく、常圧下において
シリカゲルにオゾンを吸着させ、該オゾンを吸着時と同
圧かつ同温状態で、酸素の供給により脱着させ、該脱着
されたオゾンの水への溶解性を向上させるオゾンの貯蔵
改質装置を構成する。
シリカゲルにオゾンを吸着させ、該オゾンを吸着時と同
圧かつ同温状態で、酸素の供給により脱着させ、該脱着
されたオゾンの水への溶解性を向上させるオゾンの貯蔵
改質装置を構成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。図１は水処理装置の全体構成を
示す模式図、図２はアルキルフェノールのオゾンによる
分解の構成を示す図、図３はオゾン貯蔵改質装置の構成
を示す模式図、図４は貯蔵装置の構成を示す図、図５は
シリカゲルの特性を示す図、図６はオゾンの吸着および
脱着状態の時間と濃度の関係を示す図、図７はオゾン分
子の構成を示す図、図８はシリカゲル内におけるオゾン
の吸着および脱着状態を示す図である。
用いて詳細に説明する。図１は水処理装置の全体構成を
示す模式図、図２はアルキルフェノールのオゾンによる
分解の構成を示す図、図３はオゾン貯蔵改質装置の構成
を示す模式図、図４は貯蔵装置の構成を示す図、図５は
シリカゲルの特性を示す図、図６はオゾンの吸着および
脱着状態の時間と濃度の関係を示す図、図７はオゾン分
子の構成を示す図、図８はシリカゲル内におけるオゾン
の吸着および脱着状態を示す図である。
【００１１】図１および図２を用いて、水処理装置の全
体構成について説明する。本実施例において、水処理装
置１は河川などの雑水を浄化するものである。水処理装
置１は一次処理部２、二次処理部３、三次処理部４、流
量測定部５およびオゾン処理部７により構成されてい
る。一次処理部２に導入された被処理水は、固形物や微
細な浮遊物、油脂の分離除去等が行われ二次処理部３へ
と送られる。二次処理部３に導入された被処理水は、微
生物により含有される有機物が分解、安定化される。三
次処理部４に導入された被処理水は凝集剤等が加えら
れ、リン等物質が凝集沈殿させて除去される。
体構成について説明する。本実施例において、水処理装
置１は河川などの雑水を浄化するものである。水処理装
置１は一次処理部２、二次処理部３、三次処理部４、流
量測定部５およびオゾン処理部７により構成されてい
る。一次処理部２に導入された被処理水は、固形物や微
細な浮遊物、油脂の分離除去等が行われ二次処理部３へ
と送られる。二次処理部３に導入された被処理水は、微
生物により含有される有機物が分解、安定化される。三
次処理部４に導入された被処理水は凝集剤等が加えら
れ、リン等物質が凝集沈殿させて除去される。
【００１２】三次処理部４において処理された水は、流
量測定部５に導入され、流量測定部５において被処理水
の水量が測定される。そして、被処理水の量に応じて、
被処理水中に酸化分解を促進するための触媒が添加され
る。すなわち、流量測定部５においては水量が測定され
るとともに、触媒が添加される。触媒が添加され被処理
水はこの後に、オゾン処理部７に導入され、被処理水に
オゾンの散気が行われ、オゾンによる被処理水の浄化が
行われる。このように、流量測定部５において適量の触
媒が加えられ、オゾン処理が行われるため、オゾンの処
理力を十分に発揮できるとともに、オゾンによる浄化の
効率を向上できる。
量測定部５に導入され、流量測定部５において被処理水
の水量が測定される。そして、被処理水の量に応じて、
被処理水中に酸化分解を促進するための触媒が添加され
る。すなわち、流量測定部５においては水量が測定され
るとともに、触媒が添加される。触媒が添加され被処理
水はこの後に、オゾン処理部７に導入され、被処理水に
オゾンの散気が行われ、オゾンによる被処理水の浄化が
行われる。このように、流量測定部５において適量の触
媒が加えられ、オゾン処理が行われるため、オゾンの処
理力を十分に発揮できるとともに、オゾンによる浄化の
効率を向上できる。
【００１３】上記の構成において、流量測定部５および
オゾン処理部８の下流側には水質検査装置８が接続され
ており、被処理水の水量の認識とオゾン処理後の被処理
水の検出を行える構成になっている。流量測定部５にお
いて、被処理水の流量が認識され、該被処理水の流量の
検出値は水質検査装置８に出力される。また、オゾン処
理部７において、オゾン処理された水は該オゾン処理部
８の下流側において、採取され水質検出装置８に導入さ
れ、水質の検査が行われる。これにより、図２に示すご
とく、アルキルフェノール等はオゾンにより酸化され、
ムコンアルデヒド、ムコン酸、フマル酸、マレイン酸、
グリオキザール、グリオキシル酸、シュウ酸等に分解無
害化される。
オゾン処理部８の下流側には水質検査装置８が接続され
ており、被処理水の水量の認識とオゾン処理後の被処理
水の検出を行える構成になっている。流量測定部５にお
いて、被処理水の流量が認識され、該被処理水の流量の
検出値は水質検査装置８に出力される。また、オゾン処
理部７において、オゾン処理された水は該オゾン処理部
８の下流側において、採取され水質検出装置８に導入さ
れ、水質の検査が行われる。これにより、図２に示すご
とく、アルキルフェノール等はオゾンにより酸化され、
ムコンアルデヒド、ムコン酸、フマル酸、マレイン酸、
グリオキザール、グリオキシル酸、シュウ酸等に分解無
害化される。
【００１４】次に、本発明のオゾン貯蔵改質装置につい
て、図３を用いて説明する。オゾン貯蔵改質装置１０は
前記水処理装置１のオゾン処理部７の反応槽にオゾンを
供給するオゾンを貯蔵改質するためのものである。オゾ
ン貯蔵改質装置１０において、オゾナイザ１１に酸素が
導入される。ここにおいて、オゾナイザ１１に酸素を供
給する酸素供給源１２としては、酸素ボンベおよび液体
酸素装置を用いることが可能である。オゾナイザ１１に
より生成されたオゾンはオゾンモニタ１３および流量計
１４を介して貯蔵設備１５に供給されている。貯蔵設備
１５内にはシリカゲルが充填されており、該シリカゲル
は低温（約０°Ｃ）に冷却されている。貯蔵設備１５よ
り放出されたオゾンは、前記オゾン処理部７の反応槽１
６に導入される構成になっており、反応槽１６より排出
される残存オゾンの濃度はオゾンモニタ１７により監視
されている。また、オゾンモニタ１７を介したオゾンは
オゾン分解器１８により分解無害化されて外部に排出さ
れるものである。上記オゾナイザ１１は制御装置１９に
より制御されるものである。すなわち、オゾナイザ１１
により発生したオゾンは貯蔵設備１５において改質貯蔵
され、反応槽１６に供給されるものである。該反応槽１
６において、水処理が行われるものである。
て、図３を用いて説明する。オゾン貯蔵改質装置１０は
前記水処理装置１のオゾン処理部７の反応槽にオゾンを
供給するオゾンを貯蔵改質するためのものである。オゾ
ン貯蔵改質装置１０において、オゾナイザ１１に酸素が
導入される。ここにおいて、オゾナイザ１１に酸素を供
給する酸素供給源１２としては、酸素ボンベおよび液体
酸素装置を用いることが可能である。オゾナイザ１１に
より生成されたオゾンはオゾンモニタ１３および流量計
１４を介して貯蔵設備１５に供給されている。貯蔵設備
１５内にはシリカゲルが充填されており、該シリカゲル
は低温（約０°Ｃ）に冷却されている。貯蔵設備１５よ
り放出されたオゾンは、前記オゾン処理部７の反応槽１
６に導入される構成になっており、反応槽１６より排出
される残存オゾンの濃度はオゾンモニタ１７により監視
されている。また、オゾンモニタ１７を介したオゾンは
オゾン分解器１８により分解無害化されて外部に排出さ
れるものである。上記オゾナイザ１１は制御装置１９に
より制御されるものである。すなわち、オゾナイザ１１
により発生したオゾンは貯蔵設備１５において改質貯蔵
され、反応槽１６に供給されるものである。該反応槽１
６において、水処理が行われるものである。
【００１５】次に本実施例における、オゾンの貯蔵改質
方法について説明する。酸素供給源１２より酸素がオゾ
ナイザ１１に供給され、オゾナイザ１１により生成した
オゾンは貯蔵設備１５に導入される。そして、貯蔵設備
１５内に配設された吸着剤によりオゾンが吸着されるも
のである。この場合、オゾンの供給圧力は１〜１．５気
圧程度であり、貯蔵設備１５のシリカゲルは約０°Ｃに
冷却されている。すなわち、ほぼ常圧において、オゾン
を貯蔵設備１５に供給するものである。オゾンを貯蔵設
備１５内の吸着剤に供給することにより、吸着剤にオゾ
ンが選択的に吸着される。これにより、オゾンを貯蔵設
備１５に貯蔵できるものである。本発明においては、オ
ゾンを１〜１．５気圧程度の圧力下において、０°Ｃ近
傍に冷却された吸着剤に吸着させるものである。これ
は、従来の方法とは大きく異なるものであり、従来のご
とく、約５気圧もの高圧力をかける必要がなく、吸着剤
を−４０°Ｃのごとく低温に冷却する必要がない。この
ため、圧力に対する防護手段を軽減できるため、装置の
構成を簡便かつ小さく構成でき、装置の操作性を向上で
きるものである。
方法について説明する。酸素供給源１２より酸素がオゾ
ナイザ１１に供給され、オゾナイザ１１により生成した
オゾンは貯蔵設備１５に導入される。そして、貯蔵設備
１５内に配設された吸着剤によりオゾンが吸着されるも
のである。この場合、オゾンの供給圧力は１〜１．５気
圧程度であり、貯蔵設備１５のシリカゲルは約０°Ｃに
冷却されている。すなわち、ほぼ常圧において、オゾン
を貯蔵設備１５に供給するものである。オゾンを貯蔵設
備１５内の吸着剤に供給することにより、吸着剤にオゾ
ンが選択的に吸着される。これにより、オゾンを貯蔵設
備１５に貯蔵できるものである。本発明においては、オ
ゾンを１〜１．５気圧程度の圧力下において、０°Ｃ近
傍に冷却された吸着剤に吸着させるものである。これ
は、従来の方法とは大きく異なるものであり、従来のご
とく、約５気圧もの高圧力をかける必要がなく、吸着剤
を−４０°Ｃのごとく低温に冷却する必要がない。この
ため、圧力に対する防護手段を軽減できるため、装置の
構成を簡便かつ小さく構成でき、装置の操作性を向上で
きるものである。
【００１６】次に、オゾンを取り出す際の手順について
説明する。吸着剤よりオゾンを取り出す際には、前記の
手段によりオゾンを吸着した吸着剤に酸素供給源１２よ
り酸素を供給することにより、吸着剤中のオゾンを酸素
供給源１２より取り出すことができるものである。これ
は、従来の方法とは大きく異なるものであり、従来のご
とく、貯蔵設備を加熱するとともに、減圧する必要がな
い。このため、装置にかかる温度差を低減でき、装置の
耐久性を向上できる。また、装置の構成を簡便かつ小さ
く構成でき、装置の操作性を向上できるものである。
説明する。吸着剤よりオゾンを取り出す際には、前記の
手段によりオゾンを吸着した吸着剤に酸素供給源１２よ
り酸素を供給することにより、吸着剤中のオゾンを酸素
供給源１２より取り出すことができるものである。これ
は、従来の方法とは大きく異なるものであり、従来のご
とく、貯蔵設備を加熱するとともに、減圧する必要がな
い。このため、装置にかかる温度差を低減でき、装置の
耐久性を向上できる。また、装置の構成を簡便かつ小さ
く構成でき、装置の操作性を向上できるものである。
【００１７】また、上記の手法により貯蔵されたオゾン
は、水に対する溶解性が向上するものである。本オゾン
貯蔵設備１５を用いて貯蔵したオゾンを水中に散気する
と、散気されたオゾンの気泡の径はオゾナイザより発生
したオゾンを直接水中に散気した場合に比べてはるかに
小径の気泡となった。すなわち、オゾン気泡の水と接触
する面積が増え、オゾンの水への溶解率が向上する。こ
れにより、オゾンの効率的な使用を行うことができる。
は、水に対する溶解性が向上するものである。本オゾン
貯蔵設備１５を用いて貯蔵したオゾンを水中に散気する
と、散気されたオゾンの気泡の径はオゾナイザより発生
したオゾンを直接水中に散気した場合に比べてはるかに
小径の気泡となった。すなわち、オゾン気泡の水と接触
する面積が増え、オゾンの水への溶解率が向上する。こ
れにより、オゾンの効率的な使用を行うことができる。
【００１８】すなわち、本発明において、オゾンの吸着
および脱着は常圧下もしくは必要に応じて２気圧以下の
低圧下において行われるものである。また、貯蔵設備１
５において行う冷却も、約０°Ｃであり、一般的な冷却
装置により容易に達成できる温度範囲である。これによ
り、オゾン貯蔵設備１５を構成する部材の材質の耐腐食
性を高くする必要がなく、高圧への対策を取る必要もな
い。このため、オゾン貯蔵設備を簡便に構成できるもの
であり、該オゾン貯蔵設備の管理費などのランニングコ
ストを軽減できるものである。さらには、このオゾン貯
蔵設備１５を用いることにより、オゾンの水に対する溶
解率を向上でき、オゾンの効率的な使用を行うことがで
きる。これにより、水処理を行う際にかかるエネルギー
を減少し、効率的に水処理を行えるものである。
および脱着は常圧下もしくは必要に応じて２気圧以下の
低圧下において行われるものである。また、貯蔵設備１
５において行う冷却も、約０°Ｃであり、一般的な冷却
装置により容易に達成できる温度範囲である。これによ
り、オゾン貯蔵設備１５を構成する部材の材質の耐腐食
性を高くする必要がなく、高圧への対策を取る必要もな
い。このため、オゾン貯蔵設備を簡便に構成できるもの
であり、該オゾン貯蔵設備の管理費などのランニングコ
ストを軽減できるものである。さらには、このオゾン貯
蔵設備１５を用いることにより、オゾンの水に対する溶
解率を向上でき、オゾンの効率的な使用を行うことがで
きる。これにより、水処理を行う際にかかるエネルギー
を減少し、効率的に水処理を行えるものである。
【００１９】次に、本発明の実施例について説明する。
オゾンの改質貯蔵装置に用いられる貯蔵装置の一例とし
て、本実施例においては、図４に示すものを用いた。容
器３１および容器３１の上部に螺装される蓋体３２、お
よびシリカゲル３５を保持する金網３３・３４には、ス
テンレスＳＵＳ３０６が用いられており、該容器３１の
下部および蓋体３２の上部にはオゾンを供給し排出する
ための管が接続されている。蓋体３２と容器３１の間に
はフッ素樹脂のパッキンが介在しており、容器３１の気
密性を保っている。容器３１は外形が６０乃至７０ｍｍ
であり、高さは約３００ｍｍであった。また、容器３１
内に充填されるシリカゲル３５としては、オゾン貯蔵改
質用シリカゲルを用いたものであり、その成分を表１に
示した。
オゾンの改質貯蔵装置に用いられる貯蔵装置の一例とし
て、本実施例においては、図４に示すものを用いた。容
器３１および容器３１の上部に螺装される蓋体３２、お
よびシリカゲル３５を保持する金網３３・３４には、ス
テンレスＳＵＳ３０６が用いられており、該容器３１の
下部および蓋体３２の上部にはオゾンを供給し排出する
ための管が接続されている。蓋体３２と容器３１の間に
はフッ素樹脂のパッキンが介在しており、容器３１の気
密性を保っている。容器３１は外形が６０乃至７０ｍｍ
であり、高さは約３００ｍｍであった。また、容器３１
内に充填されるシリカゲル３５としては、オゾン貯蔵改
質用シリカゲルを用いたものであり、その成分を表１に
示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】また、シリカゲルとして、図５に示すごと
く、Ａ形とＢ形のものが存在するが、Ａ形のごとく平均
細孔径が２２オングストローム程度の小さいものを用い
た場合にはオゾンの吸着量を大きくすることができる。
また、Ｂ形のごとく、平均細孔径が７０オングストロー
ム程度の大きさのものを用いる場合には、オゾンの吸着
および脱着の速度を速めることができるものである。上
記のシリカゲルの内、貯蔵改質用のシリカゲルとして
は、オゾンの吸着量の大きいＡ形がより適している。
く、Ａ形とＢ形のものが存在するが、Ａ形のごとく平均
細孔径が２２オングストローム程度の小さいものを用い
た場合にはオゾンの吸着量を大きくすることができる。
また、Ｂ形のごとく、平均細孔径が７０オングストロー
ム程度の大きさのものを用いる場合には、オゾンの吸着
および脱着の速度を速めることができるものである。上
記のシリカゲルの内、貯蔵改質用のシリカゲルとして
は、オゾンの吸着量の大きいＡ形がより適している。
【００２２】上記のごとく、Ａ形のシリカゲルを用いた
貯蔵装置を構成し、該貯蔵装置を約０°Ｃに冷却し、常
圧下においてオゾンを供給した。オゾンの貯蔵装置内の
圧力は約９８９．７ｍｍＨｇであった。貯蔵装置の上流
側および下流側にオゾンモニタを配設し、オゾンの濃度
を測定した。オゾンの供給は、オゾンの吸着がほぼ行わ
れなくなった状態において停止し、代わりに酸素を送気
した。結果、図６に示すごとく、オゾンの供給を停止し
た後に、酸素を供給することにより、貯蔵装置よりオゾ
ンが排出されるものである。これらの操作は常圧下にお
いて行われており、貯蔵装置には吸着のための加圧、お
よび脱着のための減圧は行われていない。
貯蔵装置を構成し、該貯蔵装置を約０°Ｃに冷却し、常
圧下においてオゾンを供給した。オゾンの貯蔵装置内の
圧力は約９８９．７ｍｍＨｇであった。貯蔵装置の上流
側および下流側にオゾンモニタを配設し、オゾンの濃度
を測定した。オゾンの供給は、オゾンの吸着がほぼ行わ
れなくなった状態において停止し、代わりに酸素を送気
した。結果、図６に示すごとく、オゾンの供給を停止し
た後に、酸素を供給することにより、貯蔵装置よりオゾ
ンが排出されるものである。これらの操作は常圧下にお
いて行われており、貯蔵装置には吸着のための加圧、お
よび脱着のための減圧は行われていない。
【００２３】図６において、Ｃ１はオゾナイザよりオゾ
ン貯蔵装置に供給されるオゾンの濃度を示すものであ
り、Ｃ２はオゾン貯留装置より排出されるオゾンの濃度
を示すものである。オゾナイザよりほぼ一定濃度のオゾ
ンがオゾン貯蔵装置に供給され、オゾン貯蔵装置より流
出するオゾンの濃度が、ほぼ一定に達した時間ｔ１まで
継続的にオゾンの供給が行われた。この後にオゾナイザ
を停止させ、酸素をオゾン貯蔵装置に供給した。結果、
時間ｔ１以降においてもＣ２は、一定濃度もしくは若干
の濃度の上昇を示し、この後に減少した。すなわち、オ
ゾンをシリカゲルに常圧において供給することにより、
オゾンをシリカゲルに吸着させることができる。また、
シリカゲルに吸着されたオゾンを脱着する場合には、酸
素を供給することにより行えるのである。
ン貯蔵装置に供給されるオゾンの濃度を示すものであ
り、Ｃ２はオゾン貯留装置より排出されるオゾンの濃度
を示すものである。オゾナイザよりほぼ一定濃度のオゾ
ンがオゾン貯蔵装置に供給され、オゾン貯蔵装置より流
出するオゾンの濃度が、ほぼ一定に達した時間ｔ１まで
継続的にオゾンの供給が行われた。この後にオゾナイザ
を停止させ、酸素をオゾン貯蔵装置に供給した。結果、
時間ｔ１以降においてもＣ２は、一定濃度もしくは若干
の濃度の上昇を示し、この後に減少した。すなわち、オ
ゾンをシリカゲルに常圧において供給することにより、
オゾンをシリカゲルに吸着させることができる。また、
シリカゲルに吸着されたオゾンを脱着する場合には、酸
素を供給することにより行えるのである。
【００２４】本実施例における吸着および脱着の機構と
して、発明者は以下のような機構によるものであると考
察する。オゾンは図７において、（ａ）・ （ｂ）・
（ｃ）・（ｄ）に示すごとく、平衡状態において様々な
形態を取っていることは知られている。しかし、シリカ
ゲルのように表面が負に帯電した細孔内において、オゾ
ンは図７（ｃ）および図７（ｄ）に示す状態を安定的に
取り易くなると思われる。すなわち、シリカゲル内にお
いてオゾンは分極した状態を取り易くなると思われる。
して、発明者は以下のような機構によるものであると考
察する。オゾンは図７において、（ａ）・ （ｂ）・
（ｃ）・（ｄ）に示すごとく、平衡状態において様々な
形態を取っていることは知られている。しかし、シリカ
ゲルのように表面が負に帯電した細孔内において、オゾ
ンは図７（ｃ）および図７（ｄ）に示す状態を安定的に
取り易くなると思われる。すなわち、シリカゲル内にお
いてオゾンは分極した状態を取り易くなると思われる。
【００２５】このため、オゾン分子は図８に示すごと
く、シリカゲルの細孔内に導入された場合には、正電荷
を帯びた部分が、シリカゲルの壁面に静電気力により保
持される。そして、細孔内において、シリカゲルに吸着
したオゾンに更に他のオゾン分子が静電気力により引き
寄せられ、シリカゲルの細孔内においてオゾンがクラス
レート化する。これにより、オゾン分子は０°Ｃ近傍に
おいてもシリカゲルに十分に吸着されるものと考えられ
る。すなわち、オゾンがシリカゲルの細孔内に導入され
ると、状態Ｓ１に示すごとく、細孔の壁面にオゾン分子
の吸着が開始する。この場合、シリカ表面は主に負電荷
を有するため、オゾンの正電荷を帯びた部分が壁面いに
向かって吸着する。そして、状態Ｓ２に示すごとく、該
オゾン分子がシリカ壁面に吸着することにより、他のオ
ゾン分子がシリカ壁面に吸着したオゾンに配向し、オゾ
ンがクラスレート化される。
く、シリカゲルの細孔内に導入された場合には、正電荷
を帯びた部分が、シリカゲルの壁面に静電気力により保
持される。そして、細孔内において、シリカゲルに吸着
したオゾンに更に他のオゾン分子が静電気力により引き
寄せられ、シリカゲルの細孔内においてオゾンがクラス
レート化する。これにより、オゾン分子は０°Ｃ近傍に
おいてもシリカゲルに十分に吸着されるものと考えられ
る。すなわち、オゾンがシリカゲルの細孔内に導入され
ると、状態Ｓ１に示すごとく、細孔の壁面にオゾン分子
の吸着が開始する。この場合、シリカ表面は主に負電荷
を有するため、オゾンの正電荷を帯びた部分が壁面いに
向かって吸着する。そして、状態Ｓ２に示すごとく、該
オゾン分子がシリカ壁面に吸着することにより、他のオ
ゾン分子がシリカ壁面に吸着したオゾンに配向し、オゾ
ンがクラスレート化される。
【００２６】また、該クラスレート化したオゾンは、酸
素が供給されることにより、そのバランスを崩し、シリ
カゲル内において十分に安定化していることができず、
排出される。このため、オゾンと状態Ｓ３に示すごと
く、シリカゲル表面において、安定に存在していたオゾ
ンが酸素の供給により、不安定化し、シリカゲルより排
出される。また、シリカゲルより排出されたオゾンが、
水に溶解しやすいなどの特性をもつため、クラスレート
状態より崩壊したオゾンはまったく１分子で挙動するの
ではなく、複数の分子が会合もしくは静電気力により接
近し安定化した状態で、さらには複数の分子が結合した
状態で、放出されるものと考えられる。これにより、シ
リカゲルを介したオゾンが改質され、水への溶解度を増
すものとともに、酸化分解力を向上するものと考えられ
る。
素が供給されることにより、そのバランスを崩し、シリ
カゲル内において十分に安定化していることができず、
排出される。このため、オゾンと状態Ｓ３に示すごと
く、シリカゲル表面において、安定に存在していたオゾ
ンが酸素の供給により、不安定化し、シリカゲルより排
出される。また、シリカゲルより排出されたオゾンが、
水に溶解しやすいなどの特性をもつため、クラスレート
状態より崩壊したオゾンはまったく１分子で挙動するの
ではなく、複数の分子が会合もしくは静電気力により接
近し安定化した状態で、さらには複数の分子が結合した
状態で、放出されるものと考えられる。これにより、シ
リカゲルを介したオゾンが改質され、水への溶解度を増
すものとともに、酸化分解力を向上するものと考えられ
る。
【００２７】すなわち、オゾナイザより発生したオゾン
を常圧下において、約０°Ｃに冷却したシリカゲルに導
入することにより、シリカゲル内において、オゾン分子
を会合もしくは数個の分子で安定化し、オゾンを容易に
貯蔵できるものである。また、このように貯蔵されたオ
ゾンを酸素により、シリカゲルの外に排出させることに
より、オゾンを改質することができるものである。
を常圧下において、約０°Ｃに冷却したシリカゲルに導
入することにより、シリカゲル内において、オゾン分子
を会合もしくは数個の分子で安定化し、オゾンを容易に
貯蔵できるものである。また、このように貯蔵されたオ
ゾンを酸素により、シリカゲルの外に排出させることに
より、オゾンを改質することができるものである。
【００２８】
【発明の効果】請求項１に記載のごとく、常圧下におい
てシリカゲルに吸着させたオゾンを酸素の供給により脱
着させるので、オゾンの脱着の際にシリカゲルおよび貯
蔵容器を加熱および減圧する必要が無い。このため、オ
ゾン貯蔵装置を簡便に構成できる。これにより、オゾン
貯蔵装置を安価に製造でき、ランニングコストを低減す
ることができる。
てシリカゲルに吸着させたオゾンを酸素の供給により脱
着させるので、オゾンの脱着の際にシリカゲルおよび貯
蔵容器を加熱および減圧する必要が無い。このため、オ
ゾン貯蔵装置を簡便に構成できる。これにより、オゾン
貯蔵装置を安価に製造でき、ランニングコストを低減す
ることができる。
【００２９】請求項２に記載のごとく、常圧下において
シリカゲルに吸着させたオゾンを、吸着時と同圧かつ同
温状態で、酸素の供給により脱着させるので、オゾンの
脱着の際にシリカゲルおよび貯蔵容器を加熱および減圧
する必要が無い。このため、オゾン貯蔵装置にかかる温
度変化を低減でき、オゾン貯蔵装置の耐久性を向上でき
るとともに、オゾン貯蔵装置にしようする部材の材質に
かかるコストを低減できる。また、オゾン貯蔵装置の取
り扱いを簡便に行うことができる。これにより、オゾン
貯蔵装置を安価に製造でき、ランニングコストを低減す
ることができる。
シリカゲルに吸着させたオゾンを、吸着時と同圧かつ同
温状態で、酸素の供給により脱着させるので、オゾンの
脱着の際にシリカゲルおよび貯蔵容器を加熱および減圧
する必要が無い。このため、オゾン貯蔵装置にかかる温
度変化を低減でき、オゾン貯蔵装置の耐久性を向上でき
るとともに、オゾン貯蔵装置にしようする部材の材質に
かかるコストを低減できる。また、オゾン貯蔵装置の取
り扱いを簡便に行うことができる。これにより、オゾン
貯蔵装置を安価に製造でき、ランニングコストを低減す
ることができる。
【００３０】請求項３に記載のごとく、常圧下において
シリカゲルにオゾンを吸着させ、該オゾンを酸素の供給
により脱着させ、該脱着されたオゾンの水への溶解性を
向上させるので、オゾンを容易に吸着および脱着させる
ことができ、さらに、オゾンの溶解性を向上できるの
で、効率的な水処理を行うことができる。
シリカゲルにオゾンを吸着させ、該オゾンを酸素の供給
により脱着させ、該脱着されたオゾンの水への溶解性を
向上させるので、オゾンを容易に吸着および脱着させる
ことができ、さらに、オゾンの溶解性を向上できるの
で、効率的な水処理を行うことができる。
【００３１】請求項４に記載のごとく、常圧下において
シリカゲルにオゾンを吸着させ、該オゾンを吸着時と同
圧かつ同温状態で、酸素の供給により脱着させ、該脱着
されたオゾンの水への溶解性を向上させるオゾンの貯蔵
改質装置を構成することにより、オゾン処理設備にかか
るコストを低くでき、かつ低ランニングコストでオゾン
処理を行うことができる。また、常圧下でオゾンの吸脱
着を行うため、高圧の気体を取り扱う操作に比較して、
操作の安全性および操作性が向上する。これにより、周
辺に必要な安全装置にかかるコストを低減でき、作業者
にかかる負担を軽減でき、操作時間も短縮できる。ま
た、貯蔵とともにオゾンの改質が行われるため、オゾン
による水処理を効率的に行えるとともに、未反応のオゾ
ン量を低減できる。さらに、常圧下でオゾンの吸脱着を
行い、吸着時と同圧かつ同温状態で、酸素の供給により
オゾンの脱着を行うので、従来の加圧方式の貯蔵装置に
比べ、必要となる周辺設備が少なく、オゾン処理設備に
必要となる敷地面積を減縮することができる。
シリカゲルにオゾンを吸着させ、該オゾンを吸着時と同
圧かつ同温状態で、酸素の供給により脱着させ、該脱着
されたオゾンの水への溶解性を向上させるオゾンの貯蔵
改質装置を構成することにより、オゾン処理設備にかか
るコストを低くでき、かつ低ランニングコストでオゾン
処理を行うことができる。また、常圧下でオゾンの吸脱
着を行うため、高圧の気体を取り扱う操作に比較して、
操作の安全性および操作性が向上する。これにより、周
辺に必要な安全装置にかかるコストを低減でき、作業者
にかかる負担を軽減でき、操作時間も短縮できる。ま
た、貯蔵とともにオゾンの改質が行われるため、オゾン
による水処理を効率的に行えるとともに、未反応のオゾ
ン量を低減できる。さらに、常圧下でオゾンの吸脱着を
行い、吸着時と同圧かつ同温状態で、酸素の供給により
オゾンの脱着を行うので、従来の加圧方式の貯蔵装置に
比べ、必要となる周辺設備が少なく、オゾン処理設備に
必要となる敷地面積を減縮することができる。
【図１】水処理装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】アルキルフェノールのオゾンによる分解の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図３】オゾン貯蔵改質装置の構成を示す模式図であ
る。
る。
【図４】貯蔵装置の構成を示す図である。
【図５】シリカゲルの特性を示す図である。
【図６】オゾンの吸着および脱着状態の時間と濃度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図７】オゾン分子の構成を示す図である。
【図８】シリカゲル内におけるオゾンの吸着および脱着
状態を示す図である。
状態を示す図である。
１０ オゾン貯蔵改質装置 １１ オゾナイザ １２ 酸素供給源 １３ オゾンモニタ １４ 流量計 １５ 貯蔵設備 １６ 反応槽 １７ オゾンモニタ １８ オゾン分解器
フロントページの続き (72)発明者 三浦 一宏 大阪市中央区安土町１丁目３番５号 株 式会社関西総合環境センター内 (56)参考文献 特開 平４−224102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−41192（ＪＰ，Ａ) 米国特許2872397（ＵＳ，Ａ) 米国特許3970567（ＵＳ，Ａ) 米国特許3963625（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F17C 11/00 C01B 13/10
Claims (4)
- 【請求項１】 常圧下においてシリカゲルに吸着させた
オゾンを酸素の供給により脱着させることを特徴とする
オゾンの貯蔵改質方法。 - 【請求項２】 常圧下においてシリカゲルに吸着させた
オゾンを吸着時と同圧かつ同温状態で、酸素の供給によ
り脱着させることを特徴とするオゾンの貯蔵改質方法。 - 【請求項３】 常圧下においてシリカゲルに吸着させた
オゾンを酸素の供給により脱着させ、オゾンの水への溶
解性を向上させることを特徴とするオゾンの貯蔵改質方
法。 - 【請求項４】 常圧下においてシリカゲルにオゾンを吸
着させ、該オゾンを吸着時と同圧かつ同温状態で、酸素
の供給により脱着させ、該脱着されたオゾンの水への溶
解性を向上させることを特徴とするオゾンの貯蔵改質装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11194391A JP3091191B1 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | オゾンの貯蔵改質方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11194391A JP3091191B1 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | オゾンの貯蔵改質方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3091191B1 true JP3091191B1 (ja) | 2000-09-25 |
| JP2001019407A JP2001019407A (ja) | 2001-01-23 |
Family
ID=16323824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11194391A Expired - Fee Related JP3091191B1 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | オゾンの貯蔵改質方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3091191B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002263480A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-17 | Kansai Electric Power Co Inc:The | オゾン貯蔵装置設計および運用システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4491118B2 (ja) * | 2000-07-27 | 2010-06-30 | 関西電力株式会社 | オゾンの取出方法 |
| JP4803026B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2011-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
-
1999
- 1999-07-08 JP JP11194391A patent/JP3091191B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002263480A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-17 | Kansai Electric Power Co Inc:The | オゾン貯蔵装置設計および運用システム |
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|---|---|
| JP2001019407A (ja) | 2001-01-23 |
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