JPH01207192A - オゾン殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、オゾン殺菌装置に関する。

（従来の技術） 一般に、無声放電によるエネルギーや、水銀放電管から
放出される紫外線の光子エネルギー等によって酸素分子
を励起して得られるオゾンガスを水に接触させると、オ
ゾンガスが水に溶解してオゾン水が生成する。このオゾ
ン水は強力な酸化作用による殺菌作用を有すること、し
かも現在広く使用されている塩素系の殺菌の場合にみら
れる例えばトリハロメタン等の副生のような２次汚染の
懸念がはるかに少ないことなどの理由により、塩素系の
殺菌剤に替わる殺菌剤としての用途が拡大しつつある。

オゾンによる殺菌装置の例を第７図に示す、これは、オ
ゾン水（１ａ）を保有したオゾン殺菌槽■とオゾン水に
含まれるオゾンを分解してオゾンを含まぬ無菌水を得る
ためのオゾン水分解器■と、殺菌処理の対象とする処理
水（３ａ）を貯蔵もしくは供給源とする処理水槽■は別
個の装置として設置されている。

上記オゾン殺菌槽ωの上部には、無声放電によるオゾン
発生装置等からなるオゾン供給装置ｉｔに）に気体流量
調節器■を介して連結された気液混合装置（ｅが配置さ
れている。また、このオゾン殺菌槽（１）は余剰のオゾ
ンガスを分解して無害化するためのオゾンガス分解器■
の出口端を開放端として大気へ開放されている。

このよう４構成のオゾン殺菌装置において、処理水槽■
から処理水（３ａ）を処理水移送ポンプ（８）によって
気液混合装置０へ移送し、この装置内でオゾン供給装置
（イ）から気体流量調節器■を経て供給されたオゾンガ
スと接触させ、目的とする殺菌に必要なオゾン濃度のオ
ゾン水を生成させる。このようにして生成されたオゾン
水（ｌａ）はオゾン殺菌槽（１）に所定時間滞留したの
ち気泡混入を防止するためのバッフル（ｔｂ）によって
気泡の混入を抑制しつつ槽の下部に設けた排水口（１ｃ
）からオゾン水移送ポンプ（９）を駆動して排出され循
環配管路（１０）を経由して処理水槽（３）へと移送さ
れる。この時、オゾン殺菌槽■における処理水の滞留時
間を所定値に保つため、処理水移送ポンプ（ハ）に定量
供給機能を具備させるとともに循環配管（１０）に設置
した液体流量調節器（１１）に液位制御装置（１２）か
らの出力信号を送り、槽内に滞留する液量が一定となる
よう、液位を制御することが不可欠であった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の技術では、オゾン殺菌装置を構
成する処理水槽、オゾン殺菌槽、オゾン水分解槽が別個
の装置であるため、これらの装置間の整合性、特に処理
水槽からオゾン殺菌槽への処理水の供給速度とオゾン殺
菌槽からの処理水の排出速度とは厳密にバランスをとる
必要がある点を設計上配慮する必要があった。

更に、オゾン殺菌装置の性能を決定する主要因子はオゾ
ン殺菌槽におけるオゾン水中のオゾン濃度と滞留時間で
あると言ってよいことから、滞留時間の制御精度がオゾ
ン殺菌装置の能力安定性に与える影響は大きく、槽内の
液位が設定目標値をはるかに下回った場合には滞留時間
が短くなり、殺菌が不十分な処理水が排出されるとか、
逆の場合には、滞留時間が必要以上に長くなり殺菌が過
剰に行われる可能性があるため、槽内の液位の制御を十
分の精度で行うことが不可欠であった。また、槽内から
処理水を排出する際、水中に分散しているオゾンガスの
小気泡が排出される水に同伴されるのを防ぐため排水口
の付近にバッフルを設けるなどの措置が必要であった。

このように装置の大型化と複雑化の傾向は装置構成上や
むを得ないという状況にあった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、適確なオゾ
ン水中のオゾン濃度と滞留時間を設定することができ、
安定した殺菌能力を持つコンパクトで簡便なオゾン殺菌
装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、オゾンガスを処理水に溶解させて上記処理水
の殺菌を行なう装置において、処理水槽内に殺菌槽を浸
漬して設け、この両槽内における水位を同一に保ちつつ
上記処理水を上記殺菌槽内から処理水槽内へ流通させる
ための通水性の隔膜と、上記処理水を処理水槽からオゾ
ンを混合する気液混合装置に循環させるポンプを具備し
たことを特徴とする殺菌装置を得るものである。

（作用効果） 処理水槽内に殺菌槽を浸漬して設け、この両槽内におけ
る水位を同一に保ちつつ上記処理水を上記殺菌槽内から
処理水槽内へ流通させるための通水性の隔膜と、上記処
理水を処理水槽からオゾンを混合する気液混合装置に循
環させるポンプを具備したことにより、適確なオゾン水
中のオゾン濃度と滞留時間を設定することができ、常に
安定した殺菌能力を発揮させることができる。

更に、処理水槽及び殺菌槽内の水位が常に一定に保つこ
とができるため、液位制御装置等を設ける必要はなく、
装置を安価でコンパクトにしかも簡便に構成することが
できる。

（実施例） 以下１本発明装置の一実施例につき図面を参照して説明
する。

まず、オゾン殺菌装置の構成について説明する。

例えば円筒状オゾン殺菌槽（２０）は、このオゾン殺菌
槽（２０）より大型の処理水槽（２１）内の中央付近に
設けられ、このオゾン殺菌槽（２０）の下部の側壁が」
二記処理水槽（２１）内の処理水（２１ａ）に浸漬され
る如く設置されており、このオゾン殺菌槽（２０）の浸
漬部の側壁には、処理水のみを選択的に透過させる多孔
質の材料からなる通水性の隔膜（２０ｂ）が設けられ、
この隔膜（２０ｂ）の外周には上記オゾン殺菌槽（２１
）内のオゾン水（２０ａ）中のオゾンを分解させるため
の触媒粒子を充填したオゾン水分解層（２０ｃ）が配置
されている。この通水性の隔膜（２０ｂ）及びオゾン水
分解層（２０ｃ）は処理水（２１ａ）を自在に流通させ
ることができ、上記オゾン殺菌槽（２０）と上記処理水
槽（２１）の液位を常に同一に保つことが可能となって
いる。

上記オゾン殺菌槽（２０）の上部には、オゾンを処理水
（２１ａ）に混合・溶解させるための気液混合装置（２
２）が設けられており、この気液混合装置（２２）には
気体流量調節器（２３）を備えたオゾン供給装置（２４
）が接続し、　また、更に後に説明する処理水（２１ａ
）の循環を行なう循環配管が接続している。

更に上記オゾン殺菌槽（２０）の上部には余剰のオゾン
を分解するためのオゾン分解器（２５）が接続しており
、このオゾン分解器（２５）の図示しない出口は開放さ
れ大気中に安全なガスとして排出自在となっている。

また、上記処理水槽（２１）の底部には、複数の排水口
（２１ｂ）が上記オゾン殺菌槽（２０）の周囲を囲むよ
うに設けられており、この排水口（２１ｂ）は処理水循
環ポンプ（２６）及び液体流量調節器（２７）を経由す
る循環配管（２８）を介して上記気液混合装置（２２）
に接続されている。このようにしてオゾン殺菌装置が構
成されている。

次に、上記構成のオゾン殺菌装置による例えばｔｏｏｏ
　ａ処理水槽内の大腸菌を殺菌対象とした場合のオゾン
殺菌処理の動作を説明する。

まず、処理水槽（２１）内を１０００　Ｑの処理水（２
１ａ）で満たせた後、処理水循環ポンプ（２６）を駆動
し、循環配管（２８）内の処理水（２１ａ）を所望する
流量に設定して循環させる。ここで、適当な上記処理水
の流量は、第２図に示す水中オゾン濃度がＩ　ＰＰＭの
時の殺菌時間の変化に対する糞便性大腸菌群数を糞便性
大腸菌群検査法であるメンブランフィルタ−法で測定し
た時の検査結果からバッチ処理における殺菌時間が約１
分で十分であり、このことから、流通処理であることに
起因する上記オゾン殺菌槽（２０）内の滞留時間を考慮
して、上記オゾン殺菌槽（２０）内の平均滞留時間がバ
ッチ処理における必要殺菌時間の３倍の値になるように
設定するものとすれば、上記オゾン殺菌槽（２０）の浸
漬部の内容積が例えば３０Ｑの場合、約１０　ｍ　／＠
ｉｎとなる。

次に、オゾン供給袋Ｗ　（２４）と気体流量調節器（２
３）を操作してオゾンガスの供給条件を設定する。

ここで、オゾンガスの水への溶解度は第３図に示すとお
りであるから、例えばオゾン水中のオゾン濃度を　Ｉ　
ＰＰＭととった場合、オゾンガス中のオゾン濃度は約２
０００ＰＰＭと設定する必要がある。したがって、オゾ
ンガスの流量は過剰量を見込むこととしてオゾンガスの
流量と濃度がそれぞれ２　ＳＲ／ｗｉｎ、　２０００Ｐ
ＰＭとなるように上記オゾン供給装置（２４）と気体流
量調節器（２３）を調節する。

その結果、上記供給条件で処理水（２１ａ）とオゾンガ
スが気液混合装置（２２）において混合し、上記オゾン
殺菌装置（２０）内にはオゾン濃度Ｉ　ＰＰＭのオゾン
水が１０　Ｑ　／ｗｉｎの速度で生成する。

ここで、混合されたオゾン水（２０ａ）の酸化力により
上記糞便性大腸菌等が殺菌されて無菌水となり、通水性
隔膜（２０ｂ）を通って処理水循環ポンプ（２６）の循
環不良の誘因となるキャビテーションを防止するために
オゾンガスの小気泡を除去した後。

オゾン水分解層（２０ｃ）へと流入し、この分解層（２
０ｃ）を通過する際に残存するオゾンが分解され。

オゾンを含まぬ無菌水として処理水槽（２１）内へ放出
される。この時、上記残存オゾンをオゾン分解層（２０
ｃ）により分解したが、上記処理水（２１ａ）を人間に
悪影響を与えない環境で使用するもの等であれば、上記
オゾン分解層（２０ｃ）を設けなくても、時間とともに
オゾンが例えば常温、常圧下であれば約５分界度の半減
期に以って自然分解する。このオゾン殺菌装置を運転開
始した時点から時間経過に伴う処理水槽（２１）内にお
ける大腸菌群数の時間変化を第４図に示しているが、こ
のように適切な運転条件を設定することによって大腸菌
に対して完全な殺菌効果を得ることができる。

上記実施例では第５図に示すようにオゾン殺菌槽（２０
）の側壁を形成する通水性隔膜（２０ｂ）とオゾン分解
触媒層（２０ｃ）と同心円状に配置しているが。

これに限定するものではなく、例えば第６図に示すよう
に同心方形状の配置を含め、オゾン殺菌槽（２０）内の
処理水が処理水槽（２１）へ通水性隔膜（２０ｂ）とオ
ゾン水分解触媒層（２０ｃ）をよぎって流動する配置形
態であれば何れでもよい。

また、この実施例では第１図における気液混合装置ｉ＆
（２２）としてインジェクター或いはスタティックミキ
サー等を好都合に利用できるが、気液混合装置としては
散気板等の水中にオゾンガスの小気泡を吹き込む浸漬形
式のものでも同様の結果が得られる。

また、上記実施例では殺菌の対象として大腸菌のみに言
及しているが、レジオネラ菌、枯草菌。

シュードモナス、レイ菌、酵母、乳酸菌等の細菌のほか
、各種ウィルス、バクテリアを含む処理水の殺菌処理に
も適切な運転条件を選定することによって有効に適用す
ることができる。

以上述べたようにこの実施例によれば、処理水槽内にオ
ゾン殺菌槽を浸漬して設け、との両槽内における水位を
同一に保ちつつ、通水性の隔膜の内側において循環処理
水の殺菌処理を行うため、適確なオゾン水中のオゾン濃
度と滞留時間を設定することができ、常に安定した殺菌
能力を発揮させることができる。

更に、処理水槽内にオゾン殺菌とオゾン水分解の機能を
備えているため、装置をコンバントにしかも簡便に構成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのオゾン
殺菌装置の構成図、第２図は第１図の大腸菌群数と殺菌
時間との関係を示す曲線図、第３図はオゾンガスの水に
対する溶解度を示す曲線図、第４図は処理水槽における
大腸菌群数とオゾン殺菌装置運転開始時からの経過時間
との関係を示す曲線図、第５図は第１図の要部を示す断
面図、第６図は第１図の他の実施例説明図、第７図は従
来のオゾン殺菌装置の構成図である。 ２０・・・オゾン殺菌槽、２０ａ・・・オゾン水、２０
ｂ・・・隔膜、　　　　　２０ｃ・・・オゾン水分解層
、２１・・・処理水槽、　　　２１ａ・・・処理水、２
２・・・気液混合装置、２６・・・ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オゾンガスを処理水に溶解させて上記処理水の殺菌を行
   なう装置において、処理水槽内に殺菌槽を浸漬して設け
   、この両槽内における水位を同一に保ちつつ上記処理水
   を上記殺菌槽内から処理水槽内へ流通させるための通水
   性の隔膜と、上記処理水を処理水槽からオゾンを混合す
   る気液混合装置に循環させるポンプを具備したことを特
   徴とするオゾン殺菌装置。