JPH05185075A - オゾン接触装置 - Google Patents
オゾン接触装置Info
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- JPH05185075A JPH05185075A JP4004399A JP439992A JPH05185075A JP H05185075 A JPH05185075 A JP H05185075A JP 4004399 A JP4004399 A JP 4004399A JP 439992 A JP439992 A JP 439992A JP H05185075 A JPH05185075 A JP H05185075A
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- treated water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オゾン接触装置において、オゾンガスの気泡
と処理水との接触効率を高くしてオゾン吸収効率を高く
する。 【構成】 処理水が流通する接触反応槽内にオゾンを散
気する。この際、オゾンガスの気泡を細分化する気孔を
有する気泡破砕板を上記接触反応槽に設けてオゾン処理
を行う。
と処理水との接触効率を高くしてオゾン吸収効率を高く
する。 【構成】 処理水が流通する接触反応槽内にオゾンを散
気する。この際、オゾンガスの気泡を細分化する気孔を
有する気泡破砕板を上記接触反応槽に設けてオゾン処理
を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高度浄水処理等に用い
られるオゾン接触装置に関し、特に向流式オゾン接触装
置に関する。
られるオゾン接触装置に関し、特に向流式オゾン接触装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、オゾン処理は例えば高度浄水処理
過程等において、脱臭、脱色、有機物の酸化、鉄マンガ
ン除去、殺菌等に用いられている。
過程等において、脱臭、脱色、有機物の酸化、鉄マンガ
ン除去、殺菌等に用いられている。
【０００３】一般に、オゾン接触装置の設計では以下に
示す事項が重要であり、使用条件等により種々のオゾン
接触方式が採用されている。
示す事項が重要であり、使用条件等により種々のオゾン
接触方式が採用されている。
【０００４】（１）建設費が安い。
【０００５】（２）運転操作が簡便で極力自動化でき、
維持管理費が安い。
維持管理費が安い。
【０００６】（３）エネルギー消費量が少ない。
【０００７】（４）物質移動効率が高い。
【０００８】（５）単純な構造でなるべく動作部分が少
なく、目づまりを起こさない。
なく、目づまりを起こさない。
【０００９】（６）操作パラメータに融通性がある。
【００１０】特に、上水道における高度上水処理にては
オゾン接触装置としてオゾン接触塔が用いられている。
このようなオゾン接触塔の例を図６〜図９に示す。
オゾン接触装置としてオゾン接触塔が用いられている。
このようなオゾン接触塔の例を図６〜図９に示す。
【００１１】図６は小規模の処理施設や、オゾン処理特
性を把握するためのパイロットプラント規模のオゾン処
理等に用いられる向流式オゾン接触塔の説明図である。
性を把握するためのパイロットプラント規模のオゾン処
理等に用いられる向流式オゾン接触塔の説明図である。
【００１２】この図において１は接触塔、２は散気板で
あり、処理水はこの接触塔１の上部から下部に流通する
間に、接触塔１の下部に設置された散気板２から発生す
るオゾンと接触することによりオゾン処理をうける構成
となっている。このような接触塔としては直径１４０m
m、高さ３.００m、オゾン発生機のオゾン発生量は４g/h
our程度のものがよく用いられている。
あり、処理水はこの接触塔１の上部から下部に流通する
間に、接触塔１の下部に設置された散気板２から発生す
るオゾンと接触することによりオゾン処理をうける構成
となっている。このような接触塔としては直径１４０m
m、高さ３.００m、オゾン発生機のオゾン発生量は４g/h
our程度のものがよく用いられている。
【００１３】また、図７（ａ）、（ｂ）は実規模レベル
の基本的なオゾン接触塔の一例である。これらの図にお
いて３は接触反応槽、４は滞留槽、５は散気管であり、
処理水はこの接触反応槽３の上部から下部に流通する間
に、接触反応槽３の下部に設置された散気管５から発生
するオゾンと接触することによりオゾン処理をうける構
成となっている。このようなオゾン接触塔としては水深
４.０m，散気板間隔０.５m程度のものがよく用いられて
いる。
の基本的なオゾン接触塔の一例である。これらの図にお
いて３は接触反応槽、４は滞留槽、５は散気管であり、
処理水はこの接触反応槽３の上部から下部に流通する間
に、接触反応槽３の下部に設置された散気管５から発生
するオゾンと接触することによりオゾン処理をうける構
成となっている。このようなオゾン接触塔としては水深
４.０m，散気板間隔０.５m程度のものがよく用いられて
いる。
【００１４】図８は一般的な散気管の説明図であり、オ
ゾンをこの散気管に設けられた枝管を通じて小気泡と
し、処理水との接触面積を大きくしている。
ゾンをこの散気管に設けられた枝管を通じて小気泡と
し、処理水との接触面積を大きくしている。
【００１５】また、図９は廃オゾンガスの再利用型のオ
ゾン接触塔の一例の説明図である。この図において処理
水は第一接触反応槽６及び第２接触反応槽７の二槽及び
滞留槽８を流通する間にオゾン処理を施される構成とな
っている。
ゾン接触塔の一例の説明図である。この図において処理
水は第一接触反応槽６及び第２接触反応槽７の二槽及び
滞留槽８を流通する間にオゾン処理を施される構成とな
っている。
【００１６】尚、オゾンガスは非常に水に溶解しにくい
ことが知られており、これはヘンリーの法則によって定
まる。即ち、平衡状態における気相と液相の割合は、以
下の（１）式によって求められる。
ことが知られており、これはヘンリーの法則によって定
まる。即ち、平衡状態における気相と液相の割合は、以
下の（１）式によって求められる。
【００１７】Ｋ＝ＰＯ3／ＸＯ3・・・（１） ここで、Ｋはヘンリー定数、ＰＯ3は気相におけるオゾ
ンの分圧（mmＨg）、XO3は液相のオゾンモル分率であ
る。例えば水温15℃における酸素とオゾンの溶解度(g/1
00g)を比較すると、それぞれ0.00480、0.00259であり、
オゾンは酸素の1/2程度の溶解度しかない。従って、オ
ゾン処理では発生オゾンを効率よく溶解させることが必
要となる。
ンの分圧（mmＨg）、XO3は液相のオゾンモル分率であ
る。例えば水温15℃における酸素とオゾンの溶解度(g/1
00g)を比較すると、それぞれ0.00480、0.00259であり、
オゾンは酸素の1/2程度の溶解度しかない。従って、オ
ゾン処理では発生オゾンを効率よく溶解させることが必
要となる。
【００１８】上記のようにオゾン処理では発生オゾンを
効率よく溶解させて処理水とオゾンガスの十分な接触、
反応時間の確保を行うことが重要であり、処理水の発生
オゾンの吸収効率を高めることで、効率的なオゾン処理
を行うことができる。
効率よく溶解させて処理水とオゾンガスの十分な接触、
反応時間の確保を行うことが重要であり、処理水の発生
オゾンの吸収効率を高めることで、効率的なオゾン処理
を行うことができる。
【００１９】このため、上記オゾン接触塔のうち図７
（ａ）、図７（ｂ）、図９に示されるオゾン接触塔におい
てはオゾン反応槽後段に滞留槽が設けられており、水の
短絡防止、及び必要な反応時間や接触時間の確保等がな
されている。
（ａ）、図７（ｂ）、図９に示されるオゾン接触塔におい
てはオゾン反応槽後段に滞留槽が設けられており、水の
短絡防止、及び必要な反応時間や接触時間の確保等がな
されている。
【００２０】例えば、図６に示されるオゾン接触方式は
オゾンガスと流入水方向を向流にすることで、接触効率
を高めようとしているが、この方式は単一槽内において
反応を行っているのでオゾン接触時間、反応時間の十分
な確保が難しい。
オゾンガスと流入水方向を向流にすることで、接触効率
を高めようとしているが、この方式は単一槽内において
反応を行っているのでオゾン接触時間、反応時間の十分
な確保が難しい。
【００２１】従って、この方式で接触効率を上げるに
は、処理塔を高くする必要があり、室内で使用する場合
は高さの確保が難しくなる。
は、処理塔を高くする必要があり、室内で使用する場合
は高さの確保が難しくなる。
【００２２】また、図７（ａ）、（ｂ）のオゾン接触方
式では滞留槽を設けることでオゾン接触時間、反応時間
を確保し、接触効率を高めようとしている。この方式は
図６の方式よりも吸収効率が高く、反応時間、接触時間
も長くとれる。しかしながら、滞留槽を設けているため
の敷地面積が広くなり、更に越流式であるためオゾン接
触塔建設コストがかかる。
式では滞留槽を設けることでオゾン接触時間、反応時間
を確保し、接触効率を高めようとしている。この方式は
図６の方式よりも吸収効率が高く、反応時間、接触時間
も長くとれる。しかしながら、滞留槽を設けているため
の敷地面積が広くなり、更に越流式であるためオゾン接
触塔建設コストがかかる。
【００２３】更に、図８は処理水中に吸収されなかった
オゾンガスをブロアで引いて処理水中に再度散気する方
式であるが、この方式においては高い吸収効率が得られ
る反面、ブロア用の動力コスト、接触槽の建設コストが
かかり、更に、施設が複雑となる。
オゾンガスをブロアで引いて処理水中に再度散気する方
式であるが、この方式においては高い吸収効率が得られ
る反面、ブロア用の動力コスト、接触槽の建設コストが
かかり、更に、施設が複雑となる。
【００２４】上記のように、各方式にはそれぞれ一長一
短があり、使用条件等によりオゾン接触方式を選択して
いる。
短があり、使用条件等によりオゾン接触方式を選択して
いる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記いずれの
接触方式においても、散気管から散気された微細なオゾ
ンガス気泡は処理水中を上昇するにつれて水圧の低下に
より気泡は徐々に大きくなり、接触効率が低下してしま
う。
接触方式においても、散気管から散気された微細なオゾ
ンガス気泡は処理水中を上昇するにつれて水圧の低下に
より気泡は徐々に大きくなり、接触効率が低下してしま
う。
【００２６】更に、図１０の水中の気泡上昇速度と気泡
径の相関図（ｐ,ｑ,ｒ,ｓ線）に示されるように、気泡
径が大きくなるにつれて気泡上昇速度も増加する。従っ
て、オゾン接触槽内では接触槽の上方に向かうにつれて
気泡の滞留時間が短くなり、また接触効率も低下するの
でオゾン吸収効率が大きく低下してしまう。
径の相関図（ｐ,ｑ,ｒ,ｓ線）に示されるように、気泡
径が大きくなるにつれて気泡上昇速度も増加する。従っ
て、オゾン接触槽内では接触槽の上方に向かうにつれて
気泡の滞留時間が短くなり、また接触効率も低下するの
でオゾン吸収効率が大きく低下してしまう。
【００２７】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、オゾン接触装置において、オゾンガスの気泡と処理
水との接触効率を高くしてオゾン吸収効率を高くするこ
とを目的とする。
り、オゾン接触装置において、オゾンガスの気泡と処理
水との接触効率を高くしてオゾン吸収効率を高くするこ
とを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は処理水が流通する接触反応槽内にオゾンを
散気して処理水のオゾン処理を行うオゾン接触装置にお
いて、前記接触反応槽内に気泡破砕板を設けたことを特
徴とする。
め、本発明は処理水が流通する接触反応槽内にオゾンを
散気して処理水のオゾン処理を行うオゾン接触装置にお
いて、前記接触反応槽内に気泡破砕板を設けたことを特
徴とする。
【００２９】上記のように接触反応槽内に気泡破砕板を
設けることにより、オゾンガスの気泡が細分化されて処
理水との接触効率が高くなり、また気泡の滞留時間も長
くなるので、オゾン吸収効率を高くすることができる。
設けることにより、オゾンガスの気泡が細分化されて処
理水との接触効率が高くなり、また気泡の滞留時間も長
くなるので、オゾン吸収効率を高くすることができる。
【００３０】
【作用】オゾン処理装置内の接触反応槽において、オゾ
ン散気管より散気された直後のオゾンガス気泡は微細で
あるが、気泡の上昇にともない水圧が低下するので気泡
は徐々に大きな気泡となる。
ン散気管より散気された直後のオゾンガス気泡は微細で
あるが、気泡の上昇にともない水圧が低下するので気泡
は徐々に大きな気泡となる。
【００３１】この気泡が、気泡破砕板にぶつかり、また
気泡破砕板の気孔による噴流効果にで乱流が発生して再
度微細な気泡へと破砕し、オゾンガスの処理水への吸収
効率を高くする。
気泡破砕板の気孔による噴流効果にで乱流が発生して再
度微細な気泡へと破砕し、オゾンガスの処理水への吸収
効率を高くする。
【００３２】また、乱流が発生することでオゾン接触槽
内の撹拌効果も向上する。特にオゾン接触装置の水位が
高い場合や散気管出口の気泡径が大きい場合は、複数の
破砕板を組み合わせて複数枚設置することで、気泡径を
小さくして接触効率を高く保つことができる。更に、そ
れそれの気泡破砕板の間で処理水の流入と気泡のぶつか
りによって乱流が生じるので、オゾンの吸収効率がより
一層高くなる。
内の撹拌効果も向上する。特にオゾン接触装置の水位が
高い場合や散気管出口の気泡径が大きい場合は、複数の
破砕板を組み合わせて複数枚設置することで、気泡径を
小さくして接触効率を高く保つことができる。更に、そ
れそれの気泡破砕板の間で処理水の流入と気泡のぶつか
りによって乱流が生じるので、オゾンの吸収効率がより
一層高くなる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。
【００３４】本実施例においては、オゾンと処理水の接
触効率を高くし、かつエネルギー消費量の少ないオゾン
接触装置として、接触槽に図１に示されるような気泡破
砕板を設けるものとした。
触効率を高くし、かつエネルギー消費量の少ないオゾン
接触装置として、接触槽に図１に示されるような気泡破
砕板を設けるものとした。
【００３５】この接触装置の例として図６及び図７にお
いて上記破砕板を設置した接触塔を図１及び図２に示
す。
いて上記破砕板を設置した接触塔を図１及び図２に示
す。
【００３６】本実施例においてはこの気泡破砕板の材質
をセラミックのような耐腐蝕性のものとし、また図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように表面に直径が2mm〜5
mmの円又は楕円状の気孔を有する板を用いてこの気泡破
砕板をオゾン接触装置の接触反応槽内に１枚以上設置す
るものとした。
をセラミックのような耐腐蝕性のものとし、また図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように表面に直径が2mm〜5
mmの円又は楕円状の気孔を有する板を用いてこの気泡破
砕板をオゾン接触装置の接触反応槽内に１枚以上設置す
るものとした。
【００３７】尚、気泡破砕板の材質はセラミックに限ら
れるものではなく、金属、プラスチック等の一般の材質
を用いても良く、例えばオゾンの吸収率を高くする触媒
を用いることで、より一層の効果を上げることができ
る。
れるものではなく、金属、プラスチック等の一般の材質
を用いても良く、例えばオゾンの吸収率を高くする触媒
を用いることで、より一層の効果を上げることができ
る。
【００３８】また、気孔の形状としては、オゾンと処理
水との接触効率を高くしてオゾンの吸収効率を向上する
形状であれば良く、円、楕円の他に例えば針状、多角形
状等の形状を用いることもできる。
水との接触効率を高くしてオゾンの吸収効率を向上する
形状であれば良く、円、楕円の他に例えば針状、多角形
状等の形状を用いることもできる。
【００３９】更に、気孔の直径も2mm〜5mmに限られるも
のではなく、オゾンと処理水との接触効率を高めるよう
に気孔の大きさ及び配置がなされていれば良く、例えば
メッシュ状の物質等を用いても良い。
のではなく、オゾンと処理水との接触効率を高めるよう
に気孔の大きさ及び配置がなされていれば良く、例えば
メッシュ状の物質等を用いても良い。
【００４０】図４に示されるように、オゾン散気管より
散気されたオゾンガス気泡が気泡破砕板にぶつかり、ま
た気泡破砕板の気孔による噴流効果で乱流が発生して微
細な気泡となる。更に乱流の発生でオゾン接触槽内の撹
拌効果も向上する。
散気されたオゾンガス気泡が気泡破砕板にぶつかり、ま
た気泡破砕板の気孔による噴流効果で乱流が発生して微
細な気泡となる。更に乱流の発生でオゾン接触槽内の撹
拌効果も向上する。
【００４１】また、オゾン接触装置の水位が高い場合や
散気管出口の気泡径が大きい場合、図３（ａ）,（ｂ）,
（ｃ）に示される気泡破砕板を２枚以上組み合わせて設
置する。
散気管出口の気泡径が大きい場合、図３（ａ）,（ｂ）,
（ｃ）に示される気泡破砕板を２枚以上組み合わせて設
置する。
【００４２】オゾン接触装置内に気泡破砕板を２枚設置
したときの気泡の動き及び気泡破砕板の気孔付近の気泡
及び水の流れを図５に示す。
したときの気泡の動き及び気泡破砕板の気孔付近の気泡
及び水の流れを図５に示す。
【００４３】この図に示されるように、散気管より散気
された微細泡は徐々に大きくなり、気泡破砕板９ａにぶ
つかるかまたは気孔によって生じる乱流によって微細な
気泡に破砕される。気泡破砕板９ａによって破砕された
気泡は、再び気泡の上昇とともに徐々に気泡径が大きく
なるが、気泡破砕板９ｂによって再度微細な気泡へと破
砕される。
された微細泡は徐々に大きくなり、気泡破砕板９ａにぶ
つかるかまたは気孔によって生じる乱流によって微細な
気泡に破砕される。気泡破砕板９ａによって破砕された
気泡は、再び気泡の上昇とともに徐々に気泡径が大きく
なるが、気泡破砕板９ｂによって再度微細な気泡へと破
砕される。
【００４４】更に、気泡破砕板９ａ、９ｂ間でも処理水
の流入と気泡のぶつかりによって乱流が生じるので、オ
ゾンと処理水との接触効率がより一層高くなる。
の流入と気泡のぶつかりによって乱流が生じるので、オ
ゾンと処理水との接触効率がより一層高くなる。
【００４５】尚、このように気泡破砕板を複数枚使用す
る場合、気泡破砕板９ａ、９ｂの気孔が同一の鉛直線上
にあると、気泡が殆ど散乱せずに気泡破砕板９ａ、９ｂ
の気孔を透過してオゾンと処理水との接触効率が低下す
る恐れがあるので、気孔の位置を出来る限りずらして設
置することが望ましい。
る場合、気泡破砕板９ａ、９ｂの気孔が同一の鉛直線上
にあると、気泡が殆ど散乱せずに気泡破砕板９ａ、９ｂ
の気孔を透過してオゾンと処理水との接触効率が低下す
る恐れがあるので、気孔の位置を出来る限りずらして設
置することが望ましい。
【００４６】
【発明の効果】本発明に係るオゾン接触装置は上記のよ
うに構成されているので、以下の効果を奏する。
うに構成されているので、以下の効果を奏する。
【００４７】（Ａ）オゾン接触装置の高さ方向における
接触効率のバラつきをなくし、安定したオゾン処理が行
える。
接触効率のバラつきをなくし、安定したオゾン処理が行
える。
【００４８】（Ｂ）破砕板の気孔による噴流効果によっ
て乱流が生じ、接触槽内の拡撹強度が向上し、オゾンガ
スと未処理水の接触効率が向上する。
て乱流が生じ、接触槽内の拡撹強度が向上し、オゾンガ
スと未処理水の接触効率が向上する。
【００４９】（Ｃ）破砕板を複数枚設置することで接触
槽高さが高くなっても、下部から上部まで微細なオゾン
ガス気泡が保てる。
槽高さが高くなっても、下部から上部まで微細なオゾン
ガス気泡が保てる。
【００５０】（Ｄ）単純構造で動作部分が無いため、維
持管理が容易でエネルギ消費量が無い。
持管理が容易でエネルギ消費量が無い。
【００５１】（Ｅ）建設コストが安く、設置工事が容易
なため、既存の処理施設にも使用できる。
なため、既存の処理施設にも使用できる。
【図１】本発明の一実施例に係るオゾン接触装置の説明
図
図
【図２】本発明の一実施例に係るオゾン接触装置の説明
図
図
【図３】本発明の一実施例に係る気泡破砕板の正面図
【図４】本発明の一実施例に係る気泡破砕板の説明図
【図５】本発明の一実施例に係る気泡破砕板の説明図
【図６】従来例に係るオゾン接触装置の説明図
【図７】従来例に係るオゾン接触装置の説明図
【図８】散気管の説明図
【図９】従来例に係る気泡破砕板の説明図
【図１０】気泡径と気泡上昇速度の相関図
１…接触塔 ２…散気板 ３…接触反応等 ４…滞留槽 ５…散気管 ６…第一接触反応槽 ７…第二接触反応槽 ８…滞留槽 ９…気泡破砕板
Claims (1)
- 【請求項１】 処理水が流通する接触反応槽内にオゾン
を散気して処理水のオゾン処理を行うオゾン接触装置に
おいて、 前記接触反応槽内に、オゾンガスの気泡を細分化する気
孔を有する気泡破砕板を設けたことを特徴とするオゾン
接触装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4004399A JPH05185075A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | オゾン接触装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4004399A JPH05185075A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | オゾン接触装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185075A true JPH05185075A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=11583271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4004399A Pending JPH05185075A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | オゾン接触装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05185075A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004054934A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Vatrella Ab | Device for providing ozone to a liquid, and system and method for treating a liquid with ozone |
| CN105174427A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-23 | 项义考 | 用于分散水中气泡的多孔板增氧装置 |
| CN108083422A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-29 | 宁波甬骋智能科技有限公司 | 一种河流水生态平衡净化设备 |
| CN111634993A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-08 | 上海化学工业区中法水务发展有限公司 | 废水处理装置及提高废水处理中臭氧利用率的方法 |
| CN114772852A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-22 | 北京华宇辉煌生态环保科技股份有限公司 | 一种污水处理装置 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP4004399A patent/JPH05185075A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114772852A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-22 | 北京华宇辉煌生态环保科技股份有限公司 | 一种污水处理装置 |
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Legal Events
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Effective date: 20040805 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |