JP3387597B2 - 生活用水の最適化されたオゾン化用反応器 - Google Patents

生活用水の最適化されたオゾン化用反応器

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特に生活用水（人間の消
費用の水）の最適化されたオゾン化を保証する改善され
た反応器に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在では、水の殺菌を確実にするオゾン
化プロセスが、連続して配置された２つの接触容器もし
くは接触タンクを用いて行なわされている。第一の接触
タンクの目的は水のオゾンに対する化学的要求に応え、
所定のオゾン含有量（Ｃ）、例えば第二の接触タンクの
入口で０．４ｍｇ／ｌを設定することである。第二の接
触タンクの目的は入口で設定されたオゾン含有量を、適
用を望む殺菌状態を得るために必要な時間（Ｔ）維持で
きるようにすることである（C x T = 必要な値）。
【０００３】酸化剤としてのオゾンの作用について実施
された最近の調査では、２つのオゾンの作用：すなわち
直接酸化及びラジカル酸化が明らかとなった。これに関
連してフランスの証明書No. 8817134(2,640,957)を参照
することができる。更に、現代の分析手段は酸化速度論
を研究し、２種類の反応速度論：すなわち秒単位の短い
反応時間で起こる速い反応と、分単位の長い反応時間で
起こる遅い反応を論証することを可能にした。
【０００４】ラジカル作用は、ＯＨラジカルをつくる助
触媒、例えば過酸化水素、紫外線放射等の導入によって
強化できることが知られている。（Lyonnaise des Eaux
Dumez and Degremont社により開発・改良された”Pero
zone”と呼ばれるプロセス）。過酸化水素は通常２つの
接触タンクの上部もしくは２つのタンクの間に位置する
点のいずれかで導入される。
【０００５】この方法による操作は、過酸化水素が水中
でオゾンと反応してオゾンを消してしまうという欠点が
ある。その結果、２つの接触タンクに各々注入されるオ
ゾン量の制御が不可能となる。この制御は従来水中のオ
ゾンを測定する一方同時に処理される流量及び処理され
る水量の変化を考慮して行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した全て
の要素を考慮して、オゾン注入を最適化し、前記で強調
された溶液の欠点を除去できる装置を提案するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明による
生活用水の最適化されたオゾン化用反応器によって解決
される。すなわち、本発明によるオゾン化用反応器では
オゾンの直接酸化作用がオゾンのラジカル酸化作用によ
り補足され、その作用は過酸化水素の導入によって強化
され、連続して配置された３つの接触タンクを含み、 - 第一の接触タンクは、処理される液体を受け入れ、前
記タンクに導入されるオゾンによる直接かつ速い酸化作
用のため、処理される液体と接触させ； - 第二の接触タンクは、液体の殺菌を確実にするため、
水の殺菌のために必要なオゾン濃度を処理される液体の
中に維持するための必要なオゾン量を注入し； - 第三の接触タンクは、オゾンのラジカル作用を確実に
するためのもので、酸化により除去される汚染物質との
反応に利用できるＯＨラジカルの量を増加させるため、
オゾンの他に多量の過酸化水素が注入され、処理水はこ
の第三タンクから排出される、ことを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、第一の接触タンクには、
殺菌のために必要な被処理液体のオゾン濃度を測定する
ことにより、このタンクに注入されるオゾン量を制御で
きる調節システムが設けられ、この測定は前記第一タン
クの出口に置かれるセンサーの助けにより実施される。
【０００９】本発明の第二の特徴によれば、第二の接触
タンクはこのタンクに注入されるオゾン量を制御するシ
ステムを含み、この制御はセンサーの助けによりこのタ
ンクの出口でオゾンを測定することにより実施され、こ
の第二タンク内の接触時間（Ｔ）はオゾン含有量（Ｃ）
×（Ｔ）の積が必要とされる値に等しくなるように決定
される。
【００１０】本発明の第三の特徴によれば、第三の接触
タンクは被処理液体の流量に比例して、注入されるオゾ
ン量を制御する第一のシステムを含み、この制御システ
ムはこの流量を測定するセンサーによって制御作動さ
れ、また被処理液体の流量の関数である、注入される過
酸化水素の量を制御する第二のシステムを含み、この制
御システムは前記センサーによって過酸化水素／オゾン
の質量割合が所定の値に維持されるように制御作動され
る。
【００１１】本発明によれば、接触タンクの各々もしく
はそのいずれかが、特に、区画板，バッフル等のような
分配手段を含むことができ、それらの数及び配置は、タ
ンクを通る水の流れを上向流と下降流が繰り返されるプ
ラグフローを形成するように選択配置される。
【００１２】本発明の他の特徴及び利点は添付図面に基
づく下記の説明から明らかとなるであろう。図面中、１
桁の数字は本発明により作られる反応器を示す。
【００１３】
【作用】上述したように、本発明の生活用水のオゾン化
のための反応器は、１、２、３と連続して配置された３
つの接触タンクもしくは塔から成る。
【００１４】第一の接触タンク１はオゾンによる直接及
び速い酸化作用のためであり、この最初の領域の目的は
処理される水の瞬間的な化学オゾンの要求に応えるため
である。被処理水はその流量を制御できるように計数シ
ステムを組み込んだパイプシステムによってタンク１に
送られる。
【００１５】オゾンはダクト６を介してこの第一のタン
ク１に導入され、気体混合物もしくは濃オゾン溶液のい
ずれかの形態でオゾン注入が実施される。被処理水と第
一タンクのオゾンとの接触時間は、基本的に接触を起こ
すシステムの水圧によって決定され、この接触時間は数
秒から２分の範囲で可能である。この第一タンク１の出
口で被処理液体のオゾン濃度（Ｃ）は、殺菌目的に必要
な所定値に達する。
【００１６】この第一タンク１は、この中に注入されな
ければならないオゾン量を制御することを可能にする制
御システムを含み、この制御はセンサ７の助けによりオ
ゾン濃度の測定から始められる。
【００１７】第二の接触タンク２、は液体の殺菌を確実
にするためのものである。この接触領域はタンク１から
出てくる被処理液体を受け入れ、この被処理液体のオゾ
ン濃度は、上述したように、その殺菌目的のため所定の
値を示す。パイプシステム９を介して気体混合物もしく
は濃オゾン溶液の形態でこのタンク２に導入されるオゾ
ン量は、被処理液体の中に水の適度の殺菌のために必要
なオゾン濃度（Ｃ）を維持するように決定される。この
第二の接触タンク２はその中に注入されなければならな
いオゾン量の制御システム１１を含む。この制御はセン
サ１０の助けにより得られる、このタンクの２出口での
オゾン濃度の測定からまず行われる。被処理液体とオゾ
ンとの接触時間（Ｔ）は、目的に応じて適当である積
（Ｃ）×（Ｔ）を得るように決定される。
【００１８】第三の接触タンク３はオゾンのラジカル作
用を確実にするためのもので、このタンクは過酸化水素
の導入を含む。このタンクの接触時間は、除去されるべ
き汚染物質の性質、濃度及び同時に必要とされる結果等
を考慮して決定される。この領域はそれらの要因に依存
する量でのオゾン注入１２を含む。前の２つのタンクの
場合と同様に、オゾンは気体混合物の形態もしくは濃オ
ゾン溶液の形態のいずれかの形態で注入される。導入さ
れるオゾン量は処理される液体の流量に比例する。従っ
て、タンク３は被処理流体４の流速の関数として導入さ
れるオゾン量を制御する調節システム１３を含む。
【００１９】過酸化水素はダクト１４を介してタンク３
に導入され、このように導入される過酸化水素の量は、
酸化されるべき汚染物質との反応に利用できるＯＨラジ
カルの量を増加できる。タンク３のオゾンと過酸化水素
の反応は、測定される含有量の測定を用いて注入するオ
ゾンの制御が非現実的で信頼できないものになるような
レベルまでオゾン濃度を減少させる。従って、本発明に
より、ダクト１４を介してタンク３に注入される過酸化
水素の量は被処理水の流量に比例して制御される。従っ
てタンクは被処理水の流量の測定により制御作動される
制御システム１５を含み、この測定はまずセンサ５で得
られる。このようにして注入される過酸化水素量の制御
は、過酸化水素／オゾンの質量割合が研究室で予め決め
られた値で常に維持されるように行われる。
【００２０】処理された水は第三タンク３から排出管１
６を介して排出される。この水は完全に殺菌され、法令
規定により要求されるより低い過酸化水素濃度しか含ま
ない。
【００２１】本発明によれば、各々の（もしくはいずれ
かの）接触タンク１、２、３は仕切り、バッフルまたは
それに類似の分配システムを含むことができ、その数及
び配列は問題のタンクを通してプラグフローを得るよう
に選ばれる。
【００２２】本発明はここに説明および／または描写し
た態様に制限されることなく、その全ての変形を含むこ
とはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオゾン化用反応器のシステムを示す概
略説明図（フローチャート）である。
【符号の説明】
１ 接触タンク ９ システム ２ 〃 １０ センサ ３ 〃 １１ システム ４ 被処理流体 １２ オゾン注入 ５ センサ １３ 第一制御シス
テム ６ ダクト １４ ダクト ７ センサ １５ 第２制御シス
テム ８ 制御システム １６ 排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｂ ５５０Ｌ 1/72 1/72 Ｚ (56)参考文献 特開 昭61−68195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−292604（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開549413（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/78,1/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記工程： 第一の接触タンクに受け入れられた生活用水に、調整さ
    れた量のオゾンを直接注入して、そのオゾンにより急速
    な酸化作用を行なわせる工程； 第一と第二の接触タンク間を通過する水の残留オゾン濃
    度（Ｃ）検知する工程； 検知された残留オゾン濃度に応じて、調整されたオゾン
    量を第一の接触タンクに注入して水の消毒に必要なレベ
    ルを確保する工程； 第二と第三の接触タンク間を通過する水の残留濃度を検
    出する工程； 第二と第三のタンク間を流れる水の検出された残留オゾ
    ン濃度（Ｃ）に応じて、第二の接触タンクに受け入れら
    れた水に、水の消毒に充分な濃度となるような調整され
    た量のオゾンを直接注入する工程； 第二の接触タンク中のオゾンと水の接触時間（Ｔ）を、
    積（Ｃ×Ｔ）が消毒の達成に必要な予定値と等しくなる
    ように決定する工程； 第一の接触タンクに導入された水の流量を測定する工
    程； 測定された流量に応じて、第三の接触タンクに受け入れ
    られた水に、水の消毒に必要な残留オゾン濃度を維持す
    るのに充分な調整された付加的量のオゾンを直接、その
    第三のタンクに受け入れられた水の流れに直交する流れ
    方向に注入する工程； その第三のタンクへのオゾンの注入に先立って、導入さ
    れる測定された流量に応じて、第三の接触タンクに注入
    される過酸化水素を、第三のタンクに導入される水と同
    じ流れ方向で、酸化処理されるべき汚染水との反応に利
    用し得るＯＨラジカルの量を増大させ、過酸化水素／オ
    ゾンの量比が予め選択された値を維持するように注入す
    る調整工程；及び最後に、第三の接触タンクで処理され
    た水を排出する工程； を含有して成る、連続的に連結された接触タンクによっ
    て行われる少なくとも三つの処理区域を利用する生活用
    水のオゾン処理方法。
  2. 【請求項２】 下記部材を含有して成る生活用水のオゾ
    ン処理に最適な反応器： 連続的に連結された関連する接触タンクによって行われ
    る少なくとも三つの処理タンク； 処理されるべき水を受け入れる第一の接触タンク； その第一の接触タンクに受け入れられた水に、オゾンに
    より急速な酸化作用が達成される量のオゾンを直接注入
    するシステム； 第一の接触タンク中で処理された水を受け入れるための
    第一の接触タンクの外側に連続的に連結された第二の接
    触タンク； 第一と第二の接触タンクの間を通る水に残留するオゾン
    濃度を検知するシステム； 検知された残留オゾン濃度に応じて、水の消毒に必要な
    レベルを確保するために、第一の接触タンクに注入され
    るオゾンの量を制御する調整システム； 水の消毒に必要なレベルを確保するために、第二の接触
    タンクに受け入れられた水に調整された量のオゾンを直
    接注入するシステム； 第二と第三の接触タンクの間を通る水に残留するオゾン
    濃度を検知する第二のシステム； 第二の検知システムによって検知された残存オゾン濃度
    （Ｃ）に応じて、第二の接触タンクに注入されるオゾン
    の量を制御する調整システム； 第二の接触タンク中のオゾンと水の接触時間（Ｔ）を、
    積（Ｃ×Ｔ）が水の消毒を達成するのに必要な予定値と
    等しくなるように決定するシステム； 第二の接触タンクの外側に連続的に連結され、第二の接
    触タンクで処理された水を受け入れる第三の接触タン
    ク； 第三の接触タンクに受け入れられた水に、その水の消毒
    に必要な残留オゾン濃度を維持するのに充分な量で、且
    つ第三のタンクに受け入れられる水の流れに直角な流れ
    方向に、調整された付加的量のオゾンを直接注入する注
    入システム； 第一の接触タンクに導入される水の流量を測定する測定
    システム； 測定された流量に応じて、第三の接触タンクに注入され
    るオゾンの量を制御する調整システム； その第三のタンクへのオゾンの注入に先立って、測定さ
    れた流量に応じて、第三の接触タンクに注入される過酸
    化水素を、第三のタンクに導入される水と同じ流れ方向
    で、酸化処理されるべき汚染物質との反応に利用し得る
    ＯＨラジカルの量を増大させ、過酸化水素／オゾンの量
    比が、予め選択された値に維持されるように制御するた
    めの調整システム；及び第三の接触タンクで最終的に処
    理された水を排出するシステム。
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