JPH0994457A - 気液接触反応装置 - Google Patents

気液接触反応装置

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JPH0994457A
JPH0994457A JP25436995A JP25436995A JPH0994457A JP H0994457 A JPH0994457 A JP H0994457A JP 25436995 A JP25436995 A JP 25436995A JP 25436995 A JP25436995 A JP 25436995A JP H0994457 A JPH0994457 A JP H0994457A
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修三 松村
Koji Ishida
宏司 石田
Hideki Iwabe
秀樹 岩部
Hirokazu Minami
南  宏和
Yasuhiro Yoshizaki
耕大 吉崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な装置構成を有することなく効率的に気
体を注入できる気液接触反応装置を提供する。 【解決手段】 被処理液2が下向流をなす反応槽3の内
部に、被処理液2の一定水深下から底部にわたり上下方
向に管状の気体透過膜4を配置し、この気体透過膜4の
上部に気体透過膜4の内側に反応ガス5を適当圧で供給
するガス供給管6を接続し、気体透過膜4の上部ほど多
量の反応ガス5が被処理液4中に流入するように反応装
置を構成する。これにより、処理対象物が存在する箇所
に必要量の反応ガス5を供給でき、反応ガス5の反応効
率および利用効率を高められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浄水、廃水等のオ
ゾン処理や食品の消毒などを行うに際し、被処理液とこ
の被処理液を処理するための気体とを効率よく接触させ
るために用いられる気液接触反応装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、浄水、廃水等のオゾン処理や食品
の消毒などにおいては、被処理液とこの被処理液を処理
するための気体とを効率よく接触させるために、散気管
式反応槽などが用いられている。
【0003】散気管式反応槽は、反応槽の内部に被処理
液を上向流または下向流をなすように導入し、この被処
理液に槽内の底部で散気管を通じてオゾンガスなどの気
体を注入するように構成されている。しかるに、被処理
液中に含まれる処理対象物は通常、分解速度の異なる種
々の有機物の混合物なので、1度に多量の気体を注入す
るのではなく、多段に気体を分注するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような散気管式反応槽では、散気管の散気孔近傍が最
も気体濃度が高く、散気孔から離れるにしたがって気体
濃度が低下するので、散気孔から離れた領域は反応効率
の悪い領域となってしまう。また、多段に気体を分注す
る方式では、反応効率は上昇するものの装置構成が複雑
になり、そのため、イニシャルコストが高くなるだけで
なく、メンテナンスも容易でなくなる。
【0005】本発明は上記問題を解決するもので、複雑
な装置構成を要することなく、効率よく気体を注入でき
る気液接触反応装置を提供することを目的とするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の気液接触反応装置は、被処理液とこの被処
理液を処理するための気体とを効率よく接触させる気液
接触反応装置であって、上部より被処理液を導入して下
向きに流動させる反応槽と、下端部が閉じられ、反応槽
内に被処理液の一定水深下から底部にわたり上下方向に
配置された通気路をなす気体透過膜と、前記気体透過膜
の上部に接続し、気体透過膜の内側に前記気体を適当圧
で供給する給気手段とを備えて、気体透過膜の内側に供
給された前記気体が気体透過膜を通じて被処理液中に流
入し、その流入気体量が水頭に反比例して、気体透過膜
の上部において多く、下部ほど少なくなるように構成し
たものである。
【0007】また本発明の気液接触反応装置は、反応槽
内に被処理液の一定水深下から底部にわたり、通気路を
なす気体透過膜を上下方向に多段に配置し、各気体透過
膜の上部に給気手段を接続して、各気体透過膜の内側に
供給された気体が気体透過膜を通じて被処理液中に流入
し、その流入気体量が水頭に反比例して、上部の気体透
過膜において多く、下部の気体透過膜ほど少なくなるよ
うに構成したものである。
【0008】上記において、気体透過膜とは、気体のみ
通過させて液体を通過させない多孔質の膜をいい、たと
えばガラス粉を半融させて作製した多孔質ガラス膜があ
る。上記した構成によれば、反応槽の内部において、被
処理液は下向きに流動し、この被処理液を処理するため
の気体は気体透過膜全体から被処理液中に、水深に反比
例した量、すなわち気体透過膜の上部ほど多い量で流入
する。これにより、被処理液中に含まれる処理対象物
は、反応槽への流入時に気体透過膜の上部近傍で多量の
気体と接触して大部分処理され、被処理液の下降につれ
て気体との接触は少なくなるものの、被処理液中に残存
する処理対象物の量も少ないので、反応槽から流出する
までに良好に処理される。
【0009】また、上下方向に多段に配置した気体透過
膜によって、被処理液の一定水深下から底部にわたり上
下方向に配置された単一の気体透過膜と同様の構成がな
されるので、被処理液中に含まれる処理対象物は、反応
槽への流入時に上部気体透過膜の近傍で多量の気体と接
触して大部分処理され、残存する処理対象物も反応槽か
ら流出するまでに良好に処理される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図1において、1は、浄水、廃
水等のオゾン処理や食品の消毒などにおいて、被処理液
とこの被処理液を処理するための気体とを効率よく接触
させるために用いられる気液接触反応装置である。
【0011】気液接触反応装置1は、内部に適当水深の
被処理液2が導入される反応槽3と、反応槽3内に被処
理液2の一定水深下から底部にわたり上下方向に配置さ
れた管状の気体透過膜4と、この気体透過膜4の上部に
接続して、気体透過膜4の内側に被処理液2を処理する
ためのオゾンガスなどの反応ガス5を適当圧で供給する
ガス供給管6などの給気手段とを備えている。
【0012】反応槽2は、上部に被処理液流入口7を有
し、底部に処理液流出口8を有していて、被処理液流入
口7より導入した被処理液2を下向きに流動させるよう
になっている。
【0013】気体透過膜4は、気体のみ通過させて液体
を通過させない多孔質の膜であり、下端部が閉じられて
いて、ガス供給管6を通じて供給された反応ガス5がこ
の気体透過膜4の全体を通じて被処理液2中に流入する
ようになっている。この気体透過膜4は、予め適当な細
孔分布のものを選択するとともに、供給するガス圧を適
当圧に調整することにより、図2のグラフに示したよう
に、気体透過膜の上部において供給ガス量が多く、下端
部近傍において供給ガス量がごく少なくなるように構成
されている。
【0014】4aは気体透過膜4を上下方向に支持する
ホルダーであり、10は過剰の反応ガス5や反応槽2内
で生じた分解ガスを処理系へと導く排気口である。上記
構成における作用を説明する。
【0015】被処理液流入口7より反応槽3の内部に被
処理液2を導入するとともに、ガス供給管6を通じて気
体透過膜4の内側に反応ガス5を適当圧で供給すると、
反応槽3内の被処理液2は矢印で示したように下向きに
流動し、この被処理液2中に、気体透過膜4の上部にお
いて多量の反応ガス5が流入し、下端部近傍において少
量の反応ガス5が流入する。
【0016】これにより、被処理液2中に含まれる有機
物などの処理対象物は、気体透過膜4の上部近傍で多量
の反応ガス5と接触して大部分分解され、被処理液2の
下降につれて反応ガス5との接触は少なくなるものの、
被処理液2中に残存する処理対象物の量も少なくなるの
で、残存する処理対象物も反応ガス5によって良好に分
解される。そして、処理対象物をほとんど含まない処理
水9が処理液流出口8から流出する。
【0017】このように、多量の処理対象物が含まれて
いて反応ガス5が必要とされる箇所に必要量の反応ガス
5が供給されるので、スカベンジャーなどによって反応
ガス5が無駄に消費されるのを防止することができ、反
応ガス5の有効消費速度は、図3のグラフに示したよう
に、気体透過膜の上部で大きく下端部近傍で小さいもの
となる。
【0018】次に、他の実施形態の気液接触反応装置を
説明する。図2に示した気液接触反応装置11において
は、反応槽12の内部に、被処理液13の一定水深下か
ら底部にわたり管状の気体透過膜14,15,16が上
下方向に多段に配置され、各気体透過膜14,15,1
6の上部にそれぞれガス供給管17,18,19が接続
している。反応槽12、気体透過膜14,15,16、
ガス供給管17,18,19はそれぞれ上記実施形態の
ものと同様に構成されており、被処理液流入口20、処
理液流出口21、排気口22、気体透過膜ホルダー14
a,15a,16aが設けられている。
【0019】この気液接触反応装置11では、ガス供給
管17,18,19を通じて反応ガス23をそれぞれ適
当圧で供給することにより、上段の気体透過膜14、中
段の気体透過膜15、下段の気体透過膜16の順に多量
の反応ガス23が被処理液13中に流入するように構成
されている。また、たとえば上段の気体透過膜14の下
部における流入量は中段の気体透過膜15の上部におけ
る流入量より多くなるように構成されている。
【0020】すなわち、この気液接触反応装置11で
は、3本の管状気体透過膜14,15,16によって、
上述の実施形態における単一の管状気体透過膜と同様の
構成が実現されており、この構成によれば、単一の気体
透過膜を用いるときよりも供給ガス量の制御が容易であ
る。
【0021】以下、し尿処理や埋立進出水処理における
被処理液をオゾン処理する場合を例にとって、上記した
ような気液接触反応装置の効果を説明する。通常、し尿
処理や埋立進出水処理における被処理液中には、処理対
象たる有機物以外に、炭酸イオン等の潜在スカベンジャ
ーが高濃度に含まれている。このようなスカベンジャー
存在下でオゾン注入すると、スカベンジャーによってオ
ゾンが消費される割合が高くなってしまい、被処理液中
の全炭酸濃度が10mg/Lを越えるとオゾンの有機物
との反応速度が顕著に低下し、30mg/Lでは反応速
度が半減する。
【0022】しかるに、上記したような気液接触反応装
置によれば、被処理液が流入する上部で多量のオゾンが
供給されて多量に存在する有機物がオゾンにより分解さ
れ、これにより有機物濃度が低くなる下部ほど少量のオ
ゾンが注入されて残存する有機物がオゾンにより分解さ
れる。このように、有機物の量に見合った量のオゾンが
供給されて有機物との反応に消費されるので、スカベン
ジャーによって消費されるオゾンの割合は低くなる。そ
の結果、必要オゾン量は1〜2割低減される。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被処理液
が下向流をなす反応槽の内部に通気路をなす気体透過膜
を上下方向に配置して、処理対象物が多量に存在する反
応槽内上部に多量の気体を供給し、処理対象物濃度が低
くなる下部ほど少量の気体を供給するように装置を構成
したので、従来の下向流・散気管式反応槽よりも、スカ
ベンジャーによる気体の消費を抑制し、気体の反応効率
および利用効率を向上させることができる。このような
気液接触反応装置は、たとえばし尿処理や埋立浸出水処
理におけるオゾン処理に好適であり、処理に必要な気体
量を大幅に低減できる。また、装置構成が簡単なので、
イニシャルコストを低減できるとともに、メンテナンス
が容易である。
【0024】また、本発明によれば、通気路をなす気体
透過膜を上下方向に多段に配置することにより、複数の
気体透過膜によって、上記した単一の気体透過膜と同様
の構成を実現できる。このような気液接触反応装置は、
各気体透過膜における気体の流出量を容易に制御できる
ので、反応槽内の上部から底部にわたり被処理液に対し
て理想的な気体供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の気液接触反応装置の概略
全体構成図である。
【図2】図1に示した気液接触反応装置内に供給される
供給気体量分布を気体透過膜の部位との関係で示したグ
ラフである。
【図3】図1に示した気液接触反応装置内に供給された
気体が消費される有効消費速度分布を気体透過膜の部位
との関係で示したグラフである。
【図4】本発明の他の実施形態の気液接触反応装置の概
略全体構成図である。
【符号の説明】
1 気液接触反応装置 2 被処理液 3 反応槽 4 管状気体透過膜 5 反応ガス 6 ガス供給管 11 気液接触反応装置 12 反応槽 13 被処理液 14,15,16 管状気体透過膜 17,18,19 ガス供給管 23 反応ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 宏司 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 岩部 秀樹 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 南 宏和 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 吉崎 耕大 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理液とこの被処理液を処理するため
    の気体とを効率よく接触させる気液接触反応装置であっ
    て、上部より被処理液を導入して下向きに流動させる反
    応槽と、下端部が閉じられ、反応槽内に被処理液の一定
    水深下から底部にわたり上下方向に配置された通気路を
    なす気体透過膜と、前記気体透過膜の上部に接続し、気
    体透過膜の内側に前記気体を適当圧で供給する給気手段
    とを備えて、気体透過膜の内側に供給された前記気体が
    気体透過膜を通じて被処理液中に流入し、その流入気体
    量が水頭に反比例して、気体透過膜の上部において多
    く、下部ほど少なくなるように構成したことを特徴とす
    る気液接触反応装置。
  2. 【請求項2】 反応槽内に被処理液の一定水深下から底
    部にわたり、通気路をなす気体透過膜を上下方向に多段
    に配置し、各気体透過膜の上部に給気手段を接続して、
    各気体透過膜の内側に供給された気体が気体透過膜を通
    じて被処理液中に流入し、その流入気体量が水頭に反比
    例して、上部の気体透過膜において多く、下部の気体透
    過膜ほど少なくなるように構成したことを特徴とする請
    求項1記載の気液接触反応装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008178870A (ja) * 2006-12-28 2008-08-07 Sharp Corp プラズマ発生装置、ラジカル生成方法および洗浄浄化装置
JP2009297684A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Osaka Prefecture Univ 気液反応装置及びその気液分離方法
CN112708557A (zh) * 2021-01-18 2021-04-27 英诺维尔智能科技(苏州)有限公司 一种灌流培养装置

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CN112708557A (zh) * 2021-01-18 2021-04-27 英诺维尔智能科技(苏州)有限公司 一种灌流培养装置

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