JPH10174983A - オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置 - Google Patents
オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置Info
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- JPH10174983A JPH10174983A JP9052652A JP5265297A JPH10174983A JP H10174983 A JPH10174983 A JP H10174983A JP 9052652 A JP9052652 A JP 9052652A JP 5265297 A JP5265297 A JP 5265297A JP H10174983 A JPH10174983 A JP H10174983A
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Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理水に対する促進酸化処理を実施するに
際して、活性酸素種及びＯＨラジカルによる反応効率を
高めることにより、処理時間の短縮と装置の小型化とコ
ストの低廉化を図ることができる処理装置の提供を目的
とする。 【解決手段】 反応槽１内にランプ保護管４を介在して
光源としてのブラックライト５を配置し、反応槽１の底
壁近傍にオゾンガス用の散気管３を配置して、反応槽内
に投入された被処理水１０と二酸化チタン粉末９とをブ
ラックライト５から波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光を
照射することにより、二酸化チタン粉末９に吸収されて
生じる光触媒反応でオゾン放散により生じた溶存オゾン
を分解して活性酸素種を生成し、この活性酸素種により
被処理水１０中の有機物の酸化除去を行うようにした促
進酸化処理装置の構成を提供する。上記光触媒としてラ
ンプ保護管４の外表面に二酸化チタンの膜をコーティン
グした構成例がある。
際して、活性酸素種及びＯＨラジカルによる反応効率を
高めることにより、処理時間の短縮と装置の小型化とコ
ストの低廉化を図ることができる処理装置の提供を目的
とする。 【解決手段】 反応槽１内にランプ保護管４を介在して
光源としてのブラックライト５を配置し、反応槽１の底
壁近傍にオゾンガス用の散気管３を配置して、反応槽内
に投入された被処理水１０と二酸化チタン粉末９とをブ
ラックライト５から波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光を
照射することにより、二酸化チタン粉末９に吸収されて
生じる光触媒反応でオゾン放散により生じた溶存オゾン
を分解して活性酸素種を生成し、この活性酸素種により
被処理水１０中の有機物の酸化除去を行うようにした促
進酸化処理装置の構成を提供する。上記光触媒としてラ
ンプ保護管４の外表面に二酸化チタンの膜をコーティン
グした構成例がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は上下水道の処理方法
としてのオゾン処理と光触媒を利用した促進酸化処理装
置に関するものである。
としてのオゾン処理と光触媒を利用した促進酸化処理装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは強力な酸化力を有しており、水
中の着色成分とか臭気成分の分解及び従来の前塩素処理
を採用した浄水過程で発生する有機塩素化合物であるト
リハロメタン（ＴＨＭ）前駆物質を分解する作用がある
ため、浄水の操作工程中にオゾン処理、又はオゾン処理
と活性炭処理との複合処理を行うなど水処理分野で広く
利用されており、近時は上水のみならず下水処理にも採
用されている。しかしながらオゾンの酸化力には限界が
あり、低分子の有機物などの有害物質を除去することは
できない。
中の着色成分とか臭気成分の分解及び従来の前塩素処理
を採用した浄水過程で発生する有機塩素化合物であるト
リハロメタン（ＴＨＭ）前駆物質を分解する作用がある
ため、浄水の操作工程中にオゾン処理、又はオゾン処理
と活性炭処理との複合処理を行うなど水処理分野で広く
利用されており、近時は上水のみならず下水処理にも採
用されている。しかしながらオゾンの酸化力には限界が
あり、低分子の有機物などの有害物質を除去することは
できない。
【０００３】上記に対処して、オゾンの酸化力を高める
手段として促進酸化処理法が検討されている。この促進
酸化処理法とは、オゾンの分解速度を促進してヒドロキ
シラジカル（以下ＯＨラジカルと略称）の生成速度を増
加させ、このＯＨラジカルの持つ強力な酸化力を利用す
る手段である。
手段として促進酸化処理法が検討されている。この促進
酸化処理法とは、オゾンの分解速度を促進してヒドロキ
シラジカル（以下ＯＨラジカルと略称）の生成速度を増
加させ、このＯＨラジカルの持つ強力な酸化力を利用す
る手段である。
【０００４】即ち、水中におけるオゾン反応は、オゾン
直接反応とＯＨラジカルによる反応とに区分され、この
ＯＨラジカル反応の酸化力はオゾン直接反応の酸化力よ
りも強く、オゾン直接反応では困難な有機物を水と炭酸
ガスに完全分解することが可能である。有機物の分解速
度でみると、例えばベンゼンではオゾンとの反応速度が
１０1（Ｌ／ｍｏｌ・ｓｅｃ）程度であるのに対して、Ｏ
Ｈラジカルでは１０9（Ｌ／ｍｏｌ・ｓｅｃ）程度と桁違
いに大きくなっている。
直接反応とＯＨラジカルによる反応とに区分され、この
ＯＨラジカル反応の酸化力はオゾン直接反応の酸化力よ
りも強く、オゾン直接反応では困難な有機物を水と炭酸
ガスに完全分解することが可能である。有機物の分解速
度でみると、例えばベンゼンではオゾンとの反応速度が
１０1（Ｌ／ｍｏｌ・ｓｅｃ）程度であるのに対して、Ｏ
Ｈラジカルでは１０9（Ｌ／ｍｏｌ・ｓｅｃ）程度と桁違
いに大きくなっている。
【０００５】促進酸化処理法としては、オゾンと紫外線
照射の併用処理、オゾンと過酸化水素水の併用処理等の
外、光触媒を用い促進酸化処理法としてオゾンと二酸化
チタンと紫外線照射の併用処理がある。オゾンと二酸化
チタン，紫外線の併用処理での反応は、二酸化チタン
の紫外線吸収によって起こる光触媒反応、オゾンによ
る紫外線吸収反応の複合反応となる。二酸化チタンの光
触媒としての機能は、半導体における光励起反応の原理
による。
照射の併用処理、オゾンと過酸化水素水の併用処理等の
外、光触媒を用い促進酸化処理法としてオゾンと二酸化
チタンと紫外線照射の併用処理がある。オゾンと二酸化
チタン，紫外線の併用処理での反応は、二酸化チタン
の紫外線吸収によって起こる光触媒反応、オゾンによ
る紫外線吸収反応の複合反応となる。二酸化チタンの光
触媒としての機能は、半導体における光励起反応の原理
による。
【０００６】半導体にそのバンドキャップ以上のエネル
ギーを有する光を照射すると、価電子帯から伝導帯へ電
子が励起され、伝導帯に電子が、価電子帯に正孔を生じ
る。伝導帯に励起された電子は還元力を持ち、価電子帯
の正孔は酸化力を持つ。電子と正孔が還元と酸化を行っ
た後は価電子帯と伝導帯は元の状態に戻り、光が照射さ
れると再び電子と正孔が生じて還元と酸化が行われる。
ギーを有する光を照射すると、価電子帯から伝導帯へ電
子が励起され、伝導帯に電子が、価電子帯に正孔を生じ
る。伝導帯に励起された電子は還元力を持ち、価電子帯
の正孔は酸化力を持つ。電子と正孔が還元と酸化を行っ
た後は価電子帯と伝導帯は元の状態に戻り、光が照射さ
れると再び電子と正孔が生じて還元と酸化が行われる。
【０００７】二酸化チタンのバンドキャップは約３.０
ｅｖであり、波長に直すと４１０ｎｍ，即ち４１０ｎｍ
以下の光を照射することにより酸化還元反応が進行す
る。通常の場合、オゾンと二酸化チタンと紫外線の併用
処理の光源として低圧水銀ランプが用いられる。この低
圧水銀ランプが発する光の主波長は２５４ｎｍであり、
この光が９０％以上のエネルギーを占めている。二酸化
チタンはこの光を吸収して光励起を起こす。
ｅｖであり、波長に直すと４１０ｎｍ，即ち４１０ｎｍ
以下の光を照射することにより酸化還元反応が進行す
る。通常の場合、オゾンと二酸化チタンと紫外線の併用
処理の光源として低圧水銀ランプが用いられる。この低
圧水銀ランプが発する光の主波長は２５４ｎｍであり、
この光が９０％以上のエネルギーを占めている。二酸化
チタンはこの光を吸収して光励起を起こす。
【０００８】二酸化チタンの光励起による酸化還元反応
へのオゾンの関与は明らかではないが、２通りの関与が
考えられる。１つはオゾン或いはその分解産物である酸
素が励起電子を受け取ることで二酸化チタンでの電荷分
離を促進し、結果として正孔での酸化反応を促進すると
いう寄与である。もう１つは二酸化チタン上での酸化還
元反応により活性酸素種が生じ、この活性酸素種が促進
酸化反応を引き起こすという寄与である。
へのオゾンの関与は明らかではないが、２通りの関与が
考えられる。１つはオゾン或いはその分解産物である酸
素が励起電子を受け取ることで二酸化チタンでの電荷分
離を促進し、結果として正孔での酸化反応を促進すると
いう寄与である。もう１つは二酸化チタン上での酸化還
元反応により活性酸素種が生じ、この活性酸素種が促進
酸化反応を引き起こすという寄与である。
【０００９】オゾンは活性酸素種との反応により分解さ
れてＯＨラジカルを生じる。もしくはオゾンが直接二酸
化チタン表面上で分解してＯＨラジカルが生成する可能
性も考えられる。いずれにしても生じたＯＨラジカルが
有機物等の分解反応の担い手となる。
れてＯＨラジカルを生じる。もしくはオゾンが直接二酸
化チタン表面上で分解してＯＨラジカルが生成する可能
性も考えられる。いずれにしても生じたＯＨラジカルが
有機物等の分解反応の担い手となる。
【００１０】オゾンに二酸化チタンと紫外線ランプを組
み合わせた場合のもう１つの反応は、オゾンによる紫外
線の吸収反応である。図１１に示したようにオゾンによ
る紫外線の吸収帯は２００ｎｍ〜３００ｎｍに渡り、２
５５ｎｍ付近にピークが存在する。低圧水銀ランプが発
する２５４ｎｍの波長の光はこのピーク付近に位置して
おり、その結果オゾンの分解が促進され、ＯＨラジカル
の生成速度が高くなって促進酸化反応が進行する。
み合わせた場合のもう１つの反応は、オゾンによる紫外
線の吸収反応である。図１１に示したようにオゾンによ
る紫外線の吸収帯は２００ｎｍ〜３００ｎｍに渡り、２
５５ｎｍ付近にピークが存在する。低圧水銀ランプが発
する２５４ｎｍの波長の光はこのピーク付近に位置して
おり、その結果オゾンの分解が促進され、ＯＨラジカル
の生成速度が高くなって促進酸化反応が進行する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
各促進酸化処理装置では光触媒による促進酸化の反応効
率が充分に高められているとはいえない面があり、より
一層反応効率を高めて処理時間の短縮とか処理装置の小
型化をはかることが希求されている現状にある。
各促進酸化処理装置では光触媒による促進酸化の反応効
率が充分に高められているとはいえない面があり、より
一層反応効率を高めて処理時間の短縮とか処理装置の小
型化をはかることが希求されている現状にある。
【００１２】例えば前記したようにオゾンに二酸化チタ
ンと紫外線を組み合わせた場合、低圧水銀ランプからの
波長２５４ｎｍの光は二酸化チタンに吸収されるのと同
時に水中のオゾンにも吸収される。この波長２５４ｎｍ
の紫外線はオゾンにより吸収されやすいため、オゾンに
よる紫外線の吸収反応が支配的となる。
ンと紫外線を組み合わせた場合、低圧水銀ランプからの
波長２５４ｎｍの光は二酸化チタンに吸収されるのと同
時に水中のオゾンにも吸収される。この波長２５４ｎｍ
の紫外線はオゾンにより吸収されやすいため、オゾンに
よる紫外線の吸収反応が支配的となる。
【００１３】オゾンによる紫外線吸収の結果でＯＨラジ
カルが生成し、酸化反応が進行する。つまりオゾンと紫
外線だけで十分な促進酸化反応が得られるため、二酸化
チタンの光触媒の機能が十分に発現されないという問題
が生じる。
カルが生成し、酸化反応が進行する。つまりオゾンと紫
外線だけで十分な促進酸化反応が得られるため、二酸化
チタンの光触媒の機能が十分に発現されないという問題
が生じる。
【００１４】又、二酸化チタンは波長が約４１０ｎｍ以
下の光を吸収して光触媒としての機能を発現するが、効
率よくエネルギー変換できる波長帯は３１０ｎｍ〜４１
０ｎｍの範囲である。波長２５４ｎｍの光はこの範囲か
ら外れており、過剰のエネルギー照射となる。このた
め、低圧水銀ランプを用いた場合には二酸化チタンでの
光触媒反応でのエネルギー変換効率が低下する。
下の光を吸収して光触媒としての機能を発現するが、効
率よくエネルギー変換できる波長帯は３１０ｎｍ〜４１
０ｎｍの範囲である。波長２５４ｎｍの光はこの範囲か
ら外れており、過剰のエネルギー照射となる。このた
め、低圧水銀ランプを用いた場合には二酸化チタンでの
光触媒反応でのエネルギー変換効率が低下する。
【００１５】更に低圧水銀ランプからの波長２５４ｎｍ
の光を効率よく利用するためには、ランプ及びその周辺
装置の構造物を紫外線の透過率のよい石英管などで構成
することが要求されるので、装置自体が高価になるとい
う問題もある。又、オゾンに過酸化水素処理を組み合わ
せた場合には、過酸化水素は取扱いに注意を要する薬品
であるため、処理施設に特殊な過酸化水素用貯蔵庫を設
ける必要があり、維持管理とか運搬等で余分なコストが
発生するという難点がある。
の光を効率よく利用するためには、ランプ及びその周辺
装置の構造物を紫外線の透過率のよい石英管などで構成
することが要求されるので、装置自体が高価になるとい
う問題もある。又、オゾンに過酸化水素処理を組み合わ
せた場合には、過酸化水素は取扱いに注意を要する薬品
であるため、処理施設に特殊な過酸化水素用貯蔵庫を設
ける必要があり、維持管理とか運搬等で余分なコストが
発生するという難点がある。
【００１６】そこで本発明は上記に鑑みてなされたもの
であり、光触媒による促進酸化の反応効率を高めた処理
を実施することにより、処理時間の短縮及び処理装置の
小型化をもたらしてコストの低廉化を図ることができる
上、従来のオゾン反応槽をそのまま利用することができ
る促進酸化処理装置を提供することを目的とするもので
ある。
であり、光触媒による促進酸化の反応効率を高めた処理
を実施することにより、処理時間の短縮及び処理装置の
小型化をもたらしてコストの低廉化を図ることができる
上、従来のオゾン反応槽をそのまま利用することができ
る促進酸化処理装置を提供することを目的とするもので
ある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、請求項１により、反応槽内に波長３１０
ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源をランプ保護管
を介在して配置し、該反応槽の底壁近傍にオゾンガス用
の散気管を配置して、反応槽内に投入された被処理水と
二酸化チタン粉末に前記光源から発する光を照射するこ
とにより、二酸化チタン粉末に吸収されて生じる光触媒
反応でオゾン放散により生じた溶存オゾンを分解して活
性酸素種を生成し、この活性酸素種により被処理水中の
有機物の酸化除去を行うようにしたことを特徴とするオ
ゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置の構成を提供
する。上記光触媒としての二酸化チタン粉末に代えて、
二酸化チタン担持体もしくはランプ保護管の外表面にコ
ーティングした二酸化チタンの膜を利用した例を請求項
２、３としている。
成するために、請求項１により、反応槽内に波長３１０
ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源をランプ保護管
を介在して配置し、該反応槽の底壁近傍にオゾンガス用
の散気管を配置して、反応槽内に投入された被処理水と
二酸化チタン粉末に前記光源から発する光を照射するこ
とにより、二酸化チタン粉末に吸収されて生じる光触媒
反応でオゾン放散により生じた溶存オゾンを分解して活
性酸素種を生成し、この活性酸素種により被処理水中の
有機物の酸化除去を行うようにしたことを特徴とするオ
ゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置の構成を提供
する。上記光触媒としての二酸化チタン粉末に代えて、
二酸化チタン担持体もしくはランプ保護管の外表面にコ
ーティングした二酸化チタンの膜を利用した例を請求項
２、３としている。
【００１８】請求項４により、反応槽の内部を越流式の
オゾン接触槽と促進酸化処理槽及び滞留槽とに区画し、
オゾン接触槽と促進酸化処理槽の底壁近傍に各オゾンガ
スの散気管を配置し、促進酸化処理槽の上方から外表面
に予め二酸化チタンの膜をコーティングしたランプ保護
管を介在して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有
する光源を配置したことにより、被処理水をオゾン接触
槽による単独オゾン処理と、光源からの光の照射により
二酸化チタンに吸収されて生じる光触媒反応で溶存オゾ
ンを分解する促進酸化処理と、オゾン放散後の滞留処理
を行うようにしたことを特徴とするオゾンと光触媒を利
用した促進酸化処理装置の構成にしてある。
オゾン接触槽と促進酸化処理槽及び滞留槽とに区画し、
オゾン接触槽と促進酸化処理槽の底壁近傍に各オゾンガ
スの散気管を配置し、促進酸化処理槽の上方から外表面
に予め二酸化チタンの膜をコーティングしたランプ保護
管を介在して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有
する光源を配置したことにより、被処理水をオゾン接触
槽による単独オゾン処理と、光源からの光の照射により
二酸化チタンに吸収されて生じる光触媒反応で溶存オゾ
ンを分解する促進酸化処理と、オゾン放散後の滞留処理
を行うようにしたことを特徴とするオゾンと光触媒を利
用した促進酸化処理装置の構成にしてある。
【００１９】請求項６により、反応槽内に、外表面に二
酸化チタンの膜がコーティングされたランプ保護管を介
在して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光
源を配置し、この反応槽へ流入する被処理水の流路に加
圧ポンプとオゾンガス用のエジェクタを配置して、該エ
ジェクタを通過した溶存オゾンを含む被処理水を反応槽
に流入し、光源から発する光を照射することにより、二
酸化チタンに吸収されて生じる光触媒反応で溶存オゾン
を分解して活性酸素種を生成し、この活性酸素種により
被処理水中の有機物の酸化除去を行うようにしたオゾン
と光触媒を利用した促進酸化処理装置を提供する。
酸化チタンの膜がコーティングされたランプ保護管を介
在して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光
源を配置し、この反応槽へ流入する被処理水の流路に加
圧ポンプとオゾンガス用のエジェクタを配置して、該エ
ジェクタを通過した溶存オゾンを含む被処理水を反応槽
に流入し、光源から発する光を照射することにより、二
酸化チタンに吸収されて生じる光触媒反応で溶存オゾン
を分解して活性酸素種を生成し、この活性酸素種により
被処理水中の有機物の酸化除去を行うようにしたオゾン
と光触媒を利用した促進酸化処理装置を提供する。
【００２０】請求項７により、内壁面に二酸化チタンの
膜がコーティングされた過酸化水素蓄積槽とオゾン処理
槽を併設して、該過酸化水素蓄積槽内に、外表面に二酸
化チタンの膜がコーティングされたランプ保護管を介在
して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源
を配置し、被処理水を過酸化水素蓄積槽に流入すると同
時に光源を点灯して、両二酸化チタンの膜による酸化還
元反応により過酸化水素を生成し、該過酸化水素が蓄積
された被処理水をオゾン処理槽でのオゾンガスの散気に
よりＯＨラジカルを生成して、このＯＨラジカルにより
被処理水中に含まれている有害物質を分解することを特
徴とするオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置の
構成にしてある。
膜がコーティングされた過酸化水素蓄積槽とオゾン処理
槽を併設して、該過酸化水素蓄積槽内に、外表面に二酸
化チタンの膜がコーティングされたランプ保護管を介在
して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源
を配置し、被処理水を過酸化水素蓄積槽に流入すると同
時に光源を点灯して、両二酸化チタンの膜による酸化還
元反応により過酸化水素を生成し、該過酸化水素が蓄積
された被処理水をオゾン処理槽でのオゾンガスの散気に
よりＯＨラジカルを生成して、このＯＨラジカルにより
被処理水中に含まれている有害物質を分解することを特
徴とするオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置の
構成にしてある。
【００２１】請求項８、９により、過酸化水素蓄積槽の
近傍にブロワを設置して、該ブロワから得られる空気を
過酸化水素蓄積槽の底壁近傍に配置した散気管に供給す
るようにしてあり、更に該過酸化水素蓄積槽に、オゾン
による単独処理を行う前段オゾン処理槽と、過酸化水素
が蓄積された被処理水へのオゾンガスの散気によりＯＨ
ラジカルを生成する後段オゾン処理槽を配設した構成を
提供する。
近傍にブロワを設置して、該ブロワから得られる空気を
過酸化水素蓄積槽の底壁近傍に配置した散気管に供給す
るようにしてあり、更に該過酸化水素蓄積槽に、オゾン
による単独処理を行う前段オゾン処理槽と、過酸化水素
が蓄積された被処理水へのオゾンガスの散気によりＯＨ
ラジカルを生成する後段オゾン処理槽を配設した構成を
提供する。
【００２２】更に請求項１０により、オゾンによる単独
処理を行うオゾン処理槽と、ランプ保護管の外表面と槽
内壁面に二酸化チタンの膜がコーティングされていると
ともに、該ランプ保護管を介在して波長３１０ｎｍ〜４
１０ｎｍの波長域を有する光源が配置された過酸化水素
蓄積槽とを交互に配置した多段促進酸化処理槽を形成
し、両二酸化チタンの膜による酸化還元反応により過酸
化水素を生成して該過酸化水素が蓄積された被処理水を
オゾン処理槽でのオゾンガスの散気によりＯＨラジカル
を生成し、このＯＨラジカルにより被処理水中に含まれ
ている有害物質を分解する工程を複数段実施するように
したオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置の構成
にしてある。
処理を行うオゾン処理槽と、ランプ保護管の外表面と槽
内壁面に二酸化チタンの膜がコーティングされていると
ともに、該ランプ保護管を介在して波長３１０ｎｍ〜４
１０ｎｍの波長域を有する光源が配置された過酸化水素
蓄積槽とを交互に配置した多段促進酸化処理槽を形成
し、両二酸化チタンの膜による酸化還元反応により過酸
化水素を生成して該過酸化水素が蓄積された被処理水を
オゾン処理槽でのオゾンガスの散気によりＯＨラジカル
を生成し、このＯＨラジカルにより被処理水中に含まれ
ている有害物質を分解する工程を複数段実施するように
したオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置の構成
にしてある。
【００２３】かかる促進酸化処理装置によれば、請求項
１による装置の基本的な作用として、被処理水と二酸化
チタン粉末とを反応槽内に投入し、反応槽内の底壁近傍
に配置された散気管からオゾンガスを水中に放散するの
と同時に光源を点灯すると、オゾンが被処理水中に溶解
して溶存オゾンが生成され、且つ光源から発せられる波
長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光が二酸化チタン粉末に吸
収されて光触媒反応を起こし、溶存オゾンが光触媒によ
り分解して活性酸素種を生成して該活性酸素種が被処理
水との促進酸化処理によって脱臭，脱色，有機物の酸化
除去及び殺菌，殺藻及び異臭味の除去等が行われる。
１による装置の基本的な作用として、被処理水と二酸化
チタン粉末とを反応槽内に投入し、反応槽内の底壁近傍
に配置された散気管からオゾンガスを水中に放散するの
と同時に光源を点灯すると、オゾンが被処理水中に溶解
して溶存オゾンが生成され、且つ光源から発せられる波
長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光が二酸化チタン粉末に吸
収されて光触媒反応を起こし、溶存オゾンが光触媒によ
り分解して活性酸素種を生成して該活性酸素種が被処理
水との促進酸化処理によって脱臭，脱色，有機物の酸化
除去及び殺菌，殺藻及び異臭味の除去等が行われる。
【００２４】又、請求項７による装置の基本的な作用と
して、被処理水が過酸化水素蓄積槽に流入すると同時に
光源を点灯すると、保護管の外表面と過酸化水素蓄積槽
内壁面にコーティングされた二酸化チタンの膜の表面に
電子と正孔が生成され、酸化還元反応により過酸化水素
が生成し、この過酸化水素が水中に拡散して蓄積され
る。この被処理水がはオゾン処理槽に送り込まれ、オゾ
ンガスの放散により、オゾンガスと水中に含まれている
過酸化水素が反応してＯＨラジカルが生成し、被処理水
中に含まれている有害物質が該ＯＨラジカルによって分
解されるという作用が得られる。
して、被処理水が過酸化水素蓄積槽に流入すると同時に
光源を点灯すると、保護管の外表面と過酸化水素蓄積槽
内壁面にコーティングされた二酸化チタンの膜の表面に
電子と正孔が生成され、酸化還元反応により過酸化水素
が生成し、この過酸化水素が水中に拡散して蓄積され
る。この被処理水がはオゾン処理槽に送り込まれ、オゾ
ンガスの放散により、オゾンガスと水中に含まれている
過酸化水素が反応してＯＨラジカルが生成し、被処理水
中に含まれている有害物質が該ＯＨラジカルによって分
解されるという作用が得られる。
【００２５】この促進酸化反応とは、過酸化水素が水中
で水素イオンとヒドロペルオキシイオンに解離し、この
ヒドロペルオキシイオンがオゾンと反応してＯＨラジカ
ルとオゾニドイオンを生成し、これらヒドロペルオキシ
イオン及びオゾニドイオンから特定の経路に基づいてＯ
Ｈラジカルが生成する反応を指している。
で水素イオンとヒドロペルオキシイオンに解離し、この
ヒドロペルオキシイオンがオゾンと反応してＯＨラジカ
ルとオゾニドイオンを生成し、これらヒドロペルオキシ
イオン及びオゾニドイオンから特定の経路に基づいてＯ
Ｈラジカルが生成する反応を指している。
【００２６】請求項１１により、反応槽内に、外表面に
二酸化チタンの膜がコーティングされたランプ保護管を
介在して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する
光源を配置するとともに、ランプ保護管と反応槽との間
に二酸化チタンの膜がコーティングされた光触媒反応体
を配置し、前記反応槽へオゾンガスを散気させて溶存オ
ゾンを生成するとともに、被処理水を流入させ、光源か
ら発する光を照射することにより、二酸化チタンに吸収
されて生じる光触媒反応で溶存オゾンを分解して活性酸
素種を生成し、この活性酸素種により被処理水中の有機
物の酸化除去を行うようにする。
二酸化チタンの膜がコーティングされたランプ保護管を
介在して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する
光源を配置するとともに、ランプ保護管と反応槽との間
に二酸化チタンの膜がコーティングされた光触媒反応体
を配置し、前記反応槽へオゾンガスを散気させて溶存オ
ゾンを生成するとともに、被処理水を流入させ、光源か
ら発する光を照射することにより、二酸化チタンに吸収
されて生じる光触媒反応で溶存オゾンを分解して活性酸
素種を生成し、この活性酸素種により被処理水中の有機
物の酸化除去を行うようにする。
【００２７】請求項１２により、前記光触媒反応体は、
筒体に形成されるとともに、その筒体の外周にスリット
を形成したことを含むようにする。
筒体に形成されるとともに、その筒体の外周にスリット
を形成したことを含むようにする。
【００２８】請求項１３、１４により、前記反応槽は、
その内周壁面を鏡面加工、その内周壁面を鏡面加工する
とともに、その鏡面に二酸化チタンの膜をコーティング
したことを含むようにする。
その内周壁面を鏡面加工、その内周壁面を鏡面加工する
とともに、その鏡面に二酸化チタンの膜をコーティング
したことを含むようにする。
【００２９】請求項１５により、前記光触媒反応体は、
ハーフミラーから構成されるとともに、そのハーフミラ
ーに二酸化チタンの膜をコーティングしたことを含むよ
うにする。
ハーフミラーから構成されるとともに、そのハーフミラ
ーに二酸化チタンの膜をコーティングしたことを含むよ
うにする。
【００３０】請求項１６により、前記反応槽は、少なく
とも槽内周壁面を凹凸面に形成するとともに、その凹凸
面に二酸化チタンの膜をコーティングしたことを含むよ
うにする。
とも槽内周壁面を凹凸面に形成するとともに、その凹凸
面に二酸化チタンの膜をコーティングしたことを含むよ
うにする。
【００３１】請求項１７により、前記反応槽は、その内
周壁面を鏡面加工するとともに、その鏡面に二酸化チタ
ンの膜をコーティングしたことを含むようにする。
周壁面を鏡面加工するとともに、その鏡面に二酸化チタ
ンの膜をコーティングしたことを含むようにする。
【００３２】請求項１８により、前記反応槽は、少なく
とも槽内周壁面を凹凸面に形成するとともに、その凹凸
面に二酸化チタンの膜をコーティングしたことを含むよ
うにする。
とも槽内周壁面を凹凸面に形成するとともに、その凹凸
面に二酸化チタンの膜をコーティングしたことを含むよ
うにする。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下に本発明にかかるオゾンと光
触媒を利用した促進酸化処理装置の各種実施例を説明す
る。図１は本発明の第１実施例を示す概要図であって、
図中の１はバッチ式の反応槽、２はオゾン発生機、３は
オゾンガス用の散気管であり、反応槽１内には上方から
ランプ保護管４を介在して光源として波長３１０ｎｍ〜
４１０ｎｍの波長域を有するブラックライト５が配置さ
れている。６はブラックライト点灯装置、７は排オゾン
処理装置、９は二酸化チタン粉末である。尚、ブラック
ライト点灯装置６は電源，安定器及び点灯のための予備
灯から構成されており、ランプ保護管４にはパイレック
ス等の上記波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光を透過する
ガラス管を用いる。
触媒を利用した促進酸化処理装置の各種実施例を説明す
る。図１は本発明の第１実施例を示す概要図であって、
図中の１はバッチ式の反応槽、２はオゾン発生機、３は
オゾンガス用の散気管であり、反応槽１内には上方から
ランプ保護管４を介在して光源として波長３１０ｎｍ〜
４１０ｎｍの波長域を有するブラックライト５が配置さ
れている。６はブラックライト点灯装置、７は排オゾン
処理装置、９は二酸化チタン粉末である。尚、ブラック
ライト点灯装置６は電源，安定器及び点灯のための予備
灯から構成されており、ランプ保護管４にはパイレック
ス等の上記波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光を透過する
ガラス管を用いる。
【００３４】かかる第１実施例の作用は以下の通りであ
る。先ず被処理水１０と二酸化チタン粉末９とを反応槽
１内に投入し、オゾン発生機２を起動して反応槽１内の
底壁近傍に配置された散気管３からオゾンガスを水中に
放散する。同時にブラックライト点灯装置６のスイッチ
をオンにしてブラックライト５を点灯する。
る。先ず被処理水１０と二酸化チタン粉末９とを反応槽
１内に投入し、オゾン発生機２を起動して反応槽１内の
底壁近傍に配置された散気管３からオゾンガスを水中に
放散する。同時にブラックライト点灯装置６のスイッチ
をオンにしてブラックライト５を点灯する。
【００３５】するとオゾンガス中のオゾンが被処理水１
０中に溶解して溶存オゾンが生成され、且つブラックラ
イト５から発せられる波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光
が二酸化チタン粉末９に吸収されて光触媒反応を起こ
し、二酸化チタン表面の近傍部位まで拡散してきた溶存
オゾンとが光触媒の作用により分解して活性酸素種を生
成する。生成した活性酸素種は被処理水１０との促進酸
化処理により、脱臭，脱色，有機物の酸化除去及び殺
菌，殺藻及び異臭味の除去が行われる。
０中に溶解して溶存オゾンが生成され、且つブラックラ
イト５から発せられる波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光
が二酸化チタン粉末９に吸収されて光触媒反応を起こ
し、二酸化チタン表面の近傍部位まで拡散してきた溶存
オゾンとが光触媒の作用により分解して活性酸素種を生
成する。生成した活性酸素種は被処理水１０との促進酸
化処理により、脱臭，脱色，有機物の酸化除去及び殺
菌，殺藻及び異臭味の除去が行われる。
【００３６】尚、反応に使われなかったオゾンガスは反
応槽１の上部に引き抜かれ、排オゾン処理装置７により
分解されて大気中へ放出される。
応槽１の上部に引き抜かれ、排オゾン処理装置７により
分解されて大気中へ放出される。
【００３７】上記のオゾン，二酸化チタン粉末９，ブラ
ックライト５の組み合わせで有害物質が除去されるメカ
ニズムは以下のように考えられる。先ず二酸化チタンは
該二酸化チタンの持つバンドキャップ以下のエネルギー
を有する４１０ｎｍ以下の波長の光を受けると、二酸化
チタン表面で価電子帯から伝導帯へ電子が励起し、伝導
帯に電子が、価電子帯に正孔が生じる。図１３に示した
ようにブラックライト５の主波長は３６６ｎｍ付近にあ
るため、ブラックライト５から発せられる光が照射され
るとオゾンによる吸収が起こらず、二酸化チタン表面に
は電子と正孔が生成する。
ックライト５の組み合わせで有害物質が除去されるメカ
ニズムは以下のように考えられる。先ず二酸化チタンは
該二酸化チタンの持つバンドキャップ以下のエネルギー
を有する４１０ｎｍ以下の波長の光を受けると、二酸化
チタン表面で価電子帯から伝導帯へ電子が励起し、伝導
帯に電子が、価電子帯に正孔が生じる。図１３に示した
ようにブラックライト５の主波長は３６６ｎｍ付近にあ
るため、ブラックライト５から発せられる光が照射され
るとオゾンによる吸収が起こらず、二酸化チタン表面に
は電子と正孔が生成する。
【００３８】伝導帯に励起された電子は還元力を有し、
価電子帯の正孔は酸化力を有する。この時に二酸化チタ
ン表面上での酸化還元反応が起こり、近傍まで拡散して
きた溶存オゾンと反応してＯＨラジカルを生成する。こ
の過酸化水素はオゾンと組み合わされて促進酸化処理に
寄与する。ＯＨラジカルはその酸化力によって水中に存
在する有害物質を完全分解する。図１２は二酸化チタン
の光吸収特性を示すグラフである。
価電子帯の正孔は酸化力を有する。この時に二酸化チタ
ン表面上での酸化還元反応が起こり、近傍まで拡散して
きた溶存オゾンと反応してＯＨラジカルを生成する。こ
の過酸化水素はオゾンと組み合わされて促進酸化処理に
寄与する。ＯＨラジカルはその酸化力によって水中に存
在する有害物質を完全分解する。図１２は二酸化チタン
の光吸収特性を示すグラフである。
【００３９】図１４はランプ保護管４に用いたパイレッ
クス管の分光透過率を示しており、このパイレックス管
が上記した波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光を良く透過
することが分かる。従って第１実施例では光照射部にパ
イレックスガラス等の安価な材料を用いることが可能と
なる。
クス管の分光透過率を示しており、このパイレックス管
が上記した波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光を良く透過
することが分かる。従って第１実施例では光照射部にパ
イレックスガラス等の安価な材料を用いることが可能と
なる。
【００４０】図２は上記の促進酸化処理装置を用いて下
水二次処理水を処理した場合の処理時間と総有機炭素量
（ＴＯＣ）の相関を示すグラフであり、処理条件として
オゾン＋二酸化チタン＋ブラックライトの例と、以下
比較のためにブラックライト＋二酸化チタンの例、
オゾン＋ブラックライトの例、オゾン＋二酸化チタン
の各例を示している。
水二次処理水を処理した場合の処理時間と総有機炭素量
（ＴＯＣ）の相関を示すグラフであり、処理条件として
オゾン＋二酸化チタン＋ブラックライトの例と、以下
比較のためにブラックライト＋二酸化チタンの例、
オゾン＋ブラックライトの例、オゾン＋二酸化チタン
の各例を示している。
【００４１】図２によれば、比較例であるでは時
間の経過によってＴＯＣの除去がほとんど進行していな
いのに対して、本実施例であるオゾン＋二酸化チタン
＋ブラックライトの組み合わせ処理を行うことにより、
効果的に有機物の除去を行わせることができる。
間の経過によってＴＯＣの除去がほとんど進行していな
いのに対して、本実施例であるオゾン＋二酸化チタン
＋ブラックライトの組み合わせ処理を行うことにより、
効果的に有機物の除去を行わせることができる。
【００４２】図３は本発明の第２実施例を示す概要図で
あって、基本的な構成は図１の第１実施例と同一である
ため、同一の構成部分に同一の符号を付して表示してあ
る。前記第１実施例では光触媒として二酸化チタン粉末
９を用いたが、このような粉末では二酸化チタンの回収
操作が必要であり、連続的な操作が困難になるという課
題が残る。そこで本第２実施例では二酸化チタンをシリ
カゲル等の粒子に担持して粉末が被処理水中に流出しな
いようにしたことが特徴となっている。
あって、基本的な構成は図１の第１実施例と同一である
ため、同一の構成部分に同一の符号を付して表示してあ
る。前記第１実施例では光触媒として二酸化チタン粉末
９を用いたが、このような粉末では二酸化チタンの回収
操作が必要であり、連続的な操作が困難になるという課
題が残る。そこで本第２実施例では二酸化チタンをシリ
カゲル等の粒子に担持して粉末が被処理水中に流出しな
いようにしたことが特徴となっている。
【００４３】図３において、１１は二酸化チタン担持体
であり、１２は該二酸化チタン担持体の流出防止用の支
持床である。１０は被処理水、２０は処理水であり、そ
の他の構成は第１実施例と一致している。
であり、１２は該二酸化チタン担持体の流出防止用の支
持床である。１０は被処理水、２０は処理水であり、そ
の他の構成は第１実施例と一致している。
【００４４】かかる第２実施例による基本的作用は第１
実施例と同様であるが、光触媒として二酸化チタン担持
体１１を採用したことによって二酸化チタンの回収操作
を不要とし、連続的な操作が可能となる。尚、第２実施
例では水頭圧の上昇のために通水量を大きくとれないと
いう問題が生じるが、この場合には上記支持床１２とし
て流動床を採用し、被処理水１０を反応槽１の底部から
流入して上部から引き抜くようにすればよい。
実施例と同様であるが、光触媒として二酸化チタン担持
体１１を採用したことによって二酸化チタンの回収操作
を不要とし、連続的な操作が可能となる。尚、第２実施
例では水頭圧の上昇のために通水量を大きくとれないと
いう問題が生じるが、この場合には上記支持床１２とし
て流動床を採用し、被処理水１０を反応槽１の底部から
流入して上部から引き抜くようにすればよい。
【００４５】次に図４により本発明の第３実施例を説明
する。この第３実施例では反応槽１の上方からランプ保
護管４，４，４を介在して複数本のブラックライト５，
５，５が挿入配置されており、このランプ保護管４，
４，４の外表面には、予め二酸化チタンの膜１３がコー
ティングされている。その他の構成は第１実施例と一致
している。
する。この第３実施例では反応槽１の上方からランプ保
護管４，４，４を介在して複数本のブラックライト５，
５，５が挿入配置されており、このランプ保護管４，
４，４の外表面には、予め二酸化チタンの膜１３がコー
ティングされている。その他の構成は第１実施例と一致
している。
【００４６】かかる第３実施例によれば、各ブラックラ
イト５から発せられた波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光
がランプ保護管４の外表面にコーティングされた二酸化
チタンの膜１３に吸収されて光触媒反応を引き起こし、
第１実施例で説明したように流入した被処理水１０に対
する散気管３からのオゾン放散に伴ってランプ保護管４
近傍まで拡散してしてきた溶存オゾンと反応してＯＨラ
ジカルを生成し、生成したＯＨラジカルの酸化力により
被処理水中の有機物等を分解するという作用が得られ
る。
イト５から発せられた波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの光
がランプ保護管４の外表面にコーティングされた二酸化
チタンの膜１３に吸収されて光触媒反応を引き起こし、
第１実施例で説明したように流入した被処理水１０に対
する散気管３からのオゾン放散に伴ってランプ保護管４
近傍まで拡散してしてきた溶存オゾンと反応してＯＨラ
ジカルを生成し、生成したＯＨラジカルの酸化力により
被処理水中の有機物等を分解するという作用が得られ
る。
【００４７】この第３実施例では、前記第２実施例で用
いた二酸化チタン担持体１１ではブラックライト５から
発せられる光のすべてを二酸化チタン担持体１１の表面
に到達させることができないことに鑑みて、ランプ保護
管４の外表面に二酸化チタンの膜１３をコーティングし
たことによってブラックライト５から発せられた光のほ
とんどすべてを二酸化チタンの膜１３に照射することが
可能となり、光触媒反応の効率化をはかるとともにラン
プ保護管４に付着する汚れ物質の分解作用も得られるた
め、防汚作用も高めることができる。
いた二酸化チタン担持体１１ではブラックライト５から
発せられる光のすべてを二酸化チタン担持体１１の表面
に到達させることができないことに鑑みて、ランプ保護
管４の外表面に二酸化チタンの膜１３をコーティングし
たことによってブラックライト５から発せられた光のほ
とんどすべてを二酸化チタンの膜１３に照射することが
可能となり、光触媒反応の効率化をはかるとともにラン
プ保護管４に付着する汚れ物質の分解作用も得られるた
め、防汚作用も高めることができる。
【００４８】次に図５により本発明の第４実施例を説明
する。図中の１４は被処理水１０の流路に設けた加圧ポ
ンプ、１５は該加圧ポンプ１４の下流側に配設したオゾ
ンガス用のエジェクタであり、反応槽１自体の構成は第
３実施例と同一となっている。但し反応槽１内には散気
管３が配置されておらず、エジェクタ１５を通過した被
処理水１０とオゾンガスの混合物が反応槽１の底部側か
ら流入するように構成されている。
する。図中の１４は被処理水１０の流路に設けた加圧ポ
ンプ、１５は該加圧ポンプ１４の下流側に配設したオゾ
ンガス用のエジェクタであり、反応槽１自体の構成は第
３実施例と同一となっている。但し反応槽１内には散気
管３が配置されておらず、エジェクタ１５を通過した被
処理水１０とオゾンガスの混合物が反応槽１の底部側か
ら流入するように構成されている。
【００４９】この第４実施例では被処理水１０が先ず加
圧ポンプ１４で加圧されてからエジェクタ１５でオゾン
発生機２から得られるオゾンガスと接触して反応槽１内
の下方から流入する間にオゾンガスが被処理水１０中に
溶解し、溶存オゾンが生成する。そして第３実施例で説
明したようにブラックライト５から発せられた波長３１
０ｎｍ〜４１０ｎｍの光がランプ保護管４の外表面にコ
ーティングされた二酸化チタンの膜１３に吸収されて光
触媒反応を引き起こし、ランプ保護管４近傍まで拡散し
てしてきた溶存オゾンと反応してＯＨラジカルを生成
し、このＯＨラジカルの酸化力によってり被処理水１０
中の有機物等が分解される。
圧ポンプ１４で加圧されてからエジェクタ１５でオゾン
発生機２から得られるオゾンガスと接触して反応槽１内
の下方から流入する間にオゾンガスが被処理水１０中に
溶解し、溶存オゾンが生成する。そして第３実施例で説
明したようにブラックライト５から発せられた波長３１
０ｎｍ〜４１０ｎｍの光がランプ保護管４の外表面にコ
ーティングされた二酸化チタンの膜１３に吸収されて光
触媒反応を引き起こし、ランプ保護管４近傍まで拡散し
てしてきた溶存オゾンと反応してＯＨラジカルを生成
し、このＯＨラジカルの酸化力によってり被処理水１０
中の有機物等が分解される。
【００５０】第４実施例によれば、注入型のオゾン溶解
部と光触媒反応部とが別々に構成されていることが特徴
となっていて、前段のエジェクタ１５によるオゾン注入
と後段の反応槽１による光触媒反応とを組み合わせるこ
とによって促進酸化処理を実施している。
部と光触媒反応部とが別々に構成されていることが特徴
となっていて、前段のエジェクタ１５によるオゾン注入
と後段の反応槽１による光触媒反応とを組み合わせるこ
とによって促進酸化処理を実施している。
【００５１】図６は本発明の第５実施例を示す概要図で
あり、この例では反応槽１の内部が越流式のオゾン接触
槽１６と促進酸化処理槽１７及び滞留槽１８とに区画さ
れていて、オゾン接触槽１６と促進酸化処理槽１７の底
壁近傍に各オゾンガスの散気管３，３が配置されてお
り、促進酸化処理槽１７の上方から前記第３，第４実施
例で説明したようにランプ保護管４，４，４を介在して
複数本のブラックライト５，５，５が挿入配置されてお
り、このランプ保護管４，４，４の外表面には、予め二
酸化チタンの膜１３がコーティングされている。
あり、この例では反応槽１の内部が越流式のオゾン接触
槽１６と促進酸化処理槽１７及び滞留槽１８とに区画さ
れていて、オゾン接触槽１６と促進酸化処理槽１７の底
壁近傍に各オゾンガスの散気管３，３が配置されてお
り、促進酸化処理槽１７の上方から前記第３，第４実施
例で説明したようにランプ保護管４，４，４を介在して
複数本のブラックライト５，５，５が挿入配置されてお
り、このランプ保護管４，４，４の外表面には、予め二
酸化チタンの膜１３がコーティングされている。
【００５２】かかる第５実施例によれば、被処理水１０
は先ず反応槽１の前段のオゾン接触槽１６でオゾン単独
処理が行われて高分子有機物の低分子化とか着色成分，
臭気成分が分解された後、次段の促進酸化処理槽１７に
流入して前記した動作原理に基づく光触媒による促進酸
化処理が行われ、以下滞留槽１８を経由してから処理水
２０として流出する。従ってオゾンによる単独処理と促
進酸化処理の連続的に行われることにより、処理効率が
向上するという作用が得られる。
は先ず反応槽１の前段のオゾン接触槽１６でオゾン単独
処理が行われて高分子有機物の低分子化とか着色成分，
臭気成分が分解された後、次段の促進酸化処理槽１７に
流入して前記した動作原理に基づく光触媒による促進酸
化処理が行われ、以下滞留槽１８を経由してから処理水
２０として流出する。従ってオゾンによる単独処理と促
進酸化処理の連続的に行われることにより、処理効率が
向上するという作用が得られる。
【００５３】次に図７により本発明の第６実施例を説明
する。この第６実施例は過酸化水素蓄積型促進酸化処理
装置の例であり、図中の２１は過酸化水素蓄積槽、２２
は該過酸化水素蓄積槽と併設されたオゾン処理槽であ
る。過酸化水素蓄積槽２１の上方からランプ保護管４を
介在してブラックライト５が挿入配置されており、この
ランプ保護管４の外表面には第３実施例で説明したよう
に二酸化チタンの膜１３がコーティングされている。更
にこの実施例では、過酸化水素蓄積槽２１の内壁面にも
二酸化チタンの膜１３ａがコーティングされている。オ
ゾン処理槽２２の底壁近傍にはオゾンガス用の散気管３
が配置されており、オゾン発生機２から得られるオゾン
が供給される。
する。この第６実施例は過酸化水素蓄積型促進酸化処理
装置の例であり、図中の２１は過酸化水素蓄積槽、２２
は該過酸化水素蓄積槽と併設されたオゾン処理槽であ
る。過酸化水素蓄積槽２１の上方からランプ保護管４を
介在してブラックライト５が挿入配置されており、この
ランプ保護管４の外表面には第３実施例で説明したよう
に二酸化チタンの膜１３がコーティングされている。更
にこの実施例では、過酸化水素蓄積槽２１の内壁面にも
二酸化チタンの膜１３ａがコーティングされている。オ
ゾン処理槽２２の底壁近傍にはオゾンガス用の散気管３
が配置されており、オゾン発生機２から得られるオゾン
が供給される。
【００５４】６はブラックライト点灯装置、７は排オゾ
ン処理装置である。尚、ブラックライト点灯装置６は電
源，安定器及び点灯のための予備灯から構成されてお
り、ランプ保護管４にはパイレックス等の波長３１０ｎ
ｍ〜４１０ｎｍの光を透過するガラス管が用いられてい
る。
ン処理装置である。尚、ブラックライト点灯装置６は電
源，安定器及び点灯のための予備灯から構成されてお
り、ランプ保護管４にはパイレックス等の波長３１０ｎ
ｍ〜４１０ｎｍの光を透過するガラス管が用いられてい
る。
【００５５】かかる第６実施例によれば、被処理水１０
が過酸化水素蓄積槽２１に流入すると同時にブラックラ
イト５を点灯すると、保護管４の外表面と過酸化水素蓄
積槽２１内壁面にコーティングされた二酸化チタンの膜
１３，１３ａの表面に電子と正孔が生成され、酸化還元
反応により過酸化水素が生成する。この過酸化水素は水
中に拡散して蓄積される。
が過酸化水素蓄積槽２１に流入すると同時にブラックラ
イト５を点灯すると、保護管４の外表面と過酸化水素蓄
積槽２１内壁面にコーティングされた二酸化チタンの膜
１３，１３ａの表面に電子と正孔が生成され、酸化還元
反応により過酸化水素が生成する。この過酸化水素は水
中に拡散して蓄積される。
【００５６】このように過酸化水素が蓄積した被処理水
１０はオゾン処理槽２２に送り込まれ、このオゾン処理
槽ではオゾン発生装置２から供給されるオゾンガスが散
気管３により水中に放散され、このオゾンガスと水中に
含まれている過酸化水素が反応してＯＨラジカルが生成
する。そして被処理水１０中に含まれている有害物質が
ＯＨラジカルによって炭酸ガスから水に分解される。そ
してオゾン処理槽２２の下側部から処理水２０が流出
し、反応に使われなかったオゾンガスはオゾン処理槽２
２の上部に引き抜かれて排オゾン処理装置７により分解
されて大気中へ放出される。
１０はオゾン処理槽２２に送り込まれ、このオゾン処理
槽ではオゾン発生装置２から供給されるオゾンガスが散
気管３により水中に放散され、このオゾンガスと水中に
含まれている過酸化水素が反応してＯＨラジカルが生成
する。そして被処理水１０中に含まれている有害物質が
ＯＨラジカルによって炭酸ガスから水に分解される。そ
してオゾン処理槽２２の下側部から処理水２０が流出
し、反応に使われなかったオゾンガスはオゾン処理槽２
２の上部に引き抜かれて排オゾン処理装置７により分解
されて大気中へ放出される。
【００５７】この際の促進酸化反応を簡単に説明する
と、過酸化水素は水中で水素イオンとＨＯ2 -（ヒドロペ
ルオキシイオン）に解離する。ＨＯ2 -はオゾンと反応し
てスーパーオキサイドとオゾニドイオンを生成する。こ
のオゾニドイオンは酸素を放出してＯＨラジカルを生成
する。
と、過酸化水素は水中で水素イオンとＨＯ2 -（ヒドロペ
ルオキシイオン）に解離する。ＨＯ2 -はオゾンと反応し
てスーパーオキサイドとオゾニドイオンを生成する。こ
のオゾニドイオンは酸素を放出してＯＨラジカルを生成
する。
【００５８】図８は本発明の第７実施例を示す概要図で
あり、基本的な構成は第６実施例と同一であるため、図
７と同一の構成部分に同一の符号を付して表示してあ
る。この第７実施例では、前記過酸化水素蓄積槽２１の
近傍にブロワ２３を設置して、該ブロワ２３から得られ
る空気を過酸化水素蓄積槽２１の底壁近傍に配置した散
気管３に供給するように構成されている。その他の構成
は第６実施例と同一である。
あり、基本的な構成は第６実施例と同一であるため、図
７と同一の構成部分に同一の符号を付して表示してあ
る。この第７実施例では、前記過酸化水素蓄積槽２１の
近傍にブロワ２３を設置して、該ブロワ２３から得られ
る空気を過酸化水素蓄積槽２１の底壁近傍に配置した散
気管３に供給するように構成されている。その他の構成
は第６実施例と同一である。
【００５９】かかる第７実施例によれば、第６実施例の
作用に加えて過酸化水素蓄積槽２１内にブロワ２３で得
られる空気を散気することによって被処理水１０中の酸
素濃度が高められ、過酸化水素の生成反応が促進されて
効率的に過酸化水素を蓄積することができる。尚、空気
に代えて酸素ガスを用いると被処理水中の酸素濃度がよ
り一層高められ、過酸化水素の生成反応がさらに促進さ
れるという作用が得られる。
作用に加えて過酸化水素蓄積槽２１内にブロワ２３で得
られる空気を散気することによって被処理水１０中の酸
素濃度が高められ、過酸化水素の生成反応が促進されて
効率的に過酸化水素を蓄積することができる。尚、空気
に代えて酸素ガスを用いると被処理水中の酸素濃度がよ
り一層高められ、過酸化水素の生成反応がさらに促進さ
れるという作用が得られる。
【００６０】図９は本発明の第８実施例を示す概要図で
あり、この実施例では前記第７実施例の過酸化水素蓄積
槽２１を挟んで前段オゾン処理槽２２ａと後段オゾン処
理槽２２ｂを配設し、各オゾン処理槽２２ａ，２２ｂ内
に散気管３，３を配置してオゾン発生機２から得られる
オゾンガスを供給するようにしたことが構成上の特徴と
なっている。その他の構成は第７実施例と同一である。
あり、この実施例では前記第７実施例の過酸化水素蓄積
槽２１を挟んで前段オゾン処理槽２２ａと後段オゾン処
理槽２２ｂを配設し、各オゾン処理槽２２ａ，２２ｂ内
に散気管３，３を配置してオゾン発生機２から得られる
オゾンガスを供給するようにしたことが構成上の特徴と
なっている。その他の構成は第７実施例と同一である。
【００６１】かかる第８実施例によれば、被処理水１０
は先ず前段オゾン処理槽２２ａ内でのオゾンガスの放散
によって高分子有機物の不飽和結合が切断されて、オゾ
ン単独で処理できる色度成分とか臭気成分等の有害物質
が除去され、更に高分子有機物が低分子化されてから過
酸化水素蓄積槽２１に流入し、前記した作動原理に基づ
くブラックライト５の点灯による酸化還元反応により過
酸化水素が生成蓄積し、且つブロワ２３の駆動に伴って
被処理水１０中の酸素濃度が高められて過酸化水素の生
成反応が促進されてから後段のオゾン処理槽２２ｂに送
り込まれ、オゾンガスと水中に含まれている過酸化水素
の反応によりＯＨラジカルが生成して有害物質が該ＯＨ
ラジカルによって分解される。第８実施例では特に前段
オゾン処理槽２２ａを設置したことによって促進酸化処
理がより速く、且つ効果的に進行するという作用が得ら
れる。
は先ず前段オゾン処理槽２２ａ内でのオゾンガスの放散
によって高分子有機物の不飽和結合が切断されて、オゾ
ン単独で処理できる色度成分とか臭気成分等の有害物質
が除去され、更に高分子有機物が低分子化されてから過
酸化水素蓄積槽２１に流入し、前記した作動原理に基づ
くブラックライト５の点灯による酸化還元反応により過
酸化水素が生成蓄積し、且つブロワ２３の駆動に伴って
被処理水１０中の酸素濃度が高められて過酸化水素の生
成反応が促進されてから後段のオゾン処理槽２２ｂに送
り込まれ、オゾンガスと水中に含まれている過酸化水素
の反応によりＯＨラジカルが生成して有害物質が該ＯＨ
ラジカルによって分解される。第８実施例では特に前段
オゾン処理槽２２ａを設置したことによって促進酸化処
理がより速く、且つ効果的に進行するという作用が得ら
れる。
【００６２】図１０は本発明の第９実施例を示す概要図
であり、本例は多段促進酸化処理装置例を構成してい
る。即ち、２５は多段処理槽であり、この多段処理槽２
５は第１槽２５ａ，第２槽２５ｂ，第３槽２５ｃ，第４
槽２５ｄ，第５槽２５ｅの５段階の槽で構成され、各槽
内には流入水の短絡を防止するために上壁部から隔壁２
６，２６が垂下されて被処理水１０に上下流が生じるよ
うに構成されている。
であり、本例は多段促進酸化処理装置例を構成してい
る。即ち、２５は多段処理槽であり、この多段処理槽２
５は第１槽２５ａ，第２槽２５ｂ，第３槽２５ｃ，第４
槽２５ｄ，第５槽２５ｅの５段階の槽で構成され、各槽
内には流入水の短絡を防止するために上壁部から隔壁２
６，２６が垂下されて被処理水１０に上下流が生じるよ
うに構成されている。
【００６３】そして第１槽２５ａ，第３槽２５ｃ，第５
槽２５ｅ内の底壁近傍に配置された散気管３にはオゾン
発生機２から得られるオゾンガスが供給され、第２槽２
５ｂと第４槽２５ｄの上方からランプ保護管４を介在し
てブラックライト５が挿入配置されており、このランプ
保護管４の外表面と槽内壁面には前記実施例で説明した
ように二酸化チタンの膜１３がコーティングされてい
る。更に第２槽２５ｂと第４槽２５ｄ内に配置された散
気管３にはブロワ２３から得られる空気が供給されるよ
うになっている。
槽２５ｅ内の底壁近傍に配置された散気管３にはオゾン
発生機２から得られるオゾンガスが供給され、第２槽２
５ｂと第４槽２５ｄの上方からランプ保護管４を介在し
てブラックライト５が挿入配置されており、このランプ
保護管４の外表面と槽内壁面には前記実施例で説明した
ように二酸化チタンの膜１３がコーティングされてい
る。更に第２槽２５ｂと第４槽２５ｄ内に配置された散
気管３にはブロワ２３から得られる空気が供給されるよ
うになっている。
【００６４】かかる第９実施例によれば、被処理水１０
は第１槽２５ａ内でのオゾンガスの放散によってオゾン
単独で処理できる色度成分とか臭気成分等の有害物質が
除去され、高分子有機物が低分子化されてから第２槽２
５ｂに流入し、ブラックライト５の点灯による酸化還元
反応により過酸化水素が生成蓄積し、且つブロワ２３の
駆動に伴って被処理水１０中の酸素濃度が高められて過
酸化水素の生成反応が促進されてから第３槽２５ｃに送
り込まれ、オゾンガスと水中に含まれている過酸化水素
の反応によりＯＨラジカルが生成して有害物質が該ＯＨ
ラジカルによって分解される。この第４槽２５ｄと第５
槽２５ｅで再度繰り返される。
は第１槽２５ａ内でのオゾンガスの放散によってオゾン
単独で処理できる色度成分とか臭気成分等の有害物質が
除去され、高分子有機物が低分子化されてから第２槽２
５ｂに流入し、ブラックライト５の点灯による酸化還元
反応により過酸化水素が生成蓄積し、且つブロワ２３の
駆動に伴って被処理水１０中の酸素濃度が高められて過
酸化水素の生成反応が促進されてから第３槽２５ｃに送
り込まれ、オゾンガスと水中に含まれている過酸化水素
の反応によりＯＨラジカルが生成して有害物質が該ＯＨ
ラジカルによって分解される。この第４槽２５ｄと第５
槽２５ｅで再度繰り返される。
【００６５】従って第９実施例では、オゾンの単独処理
と過酸化水素の蓄積処理が交互に且つ２段階に渡って行
われるため、促進酸化処理が効果的に進行するという作
用が得られる。尚、被処理水１０の性状とか水量その他
の条件に応じて、上記オゾンの単独処理と過酸化水素の
蓄積処理を２段階以上行うように最適な設計を実施する
ことが好ましい。
と過酸化水素の蓄積処理が交互に且つ２段階に渡って行
われるため、促進酸化処理が効果的に進行するという作
用が得られる。尚、被処理水１０の性状とか水量その他
の条件に応じて、上記オゾンの単独処理と過酸化水素の
蓄積処理を２段階以上行うように最適な設計を実施する
ことが好ましい。
【００６６】図１５Ａ，Ｂは本発明の第１０実施例を示
す概要図及び横断面図であって、基本的な構成は第１実
施例および第３実施例と同一であるため、同一の構成部
分に同一の符号を付して表示してある。この第１０実施
例ではランプ保護管４の外周に光触媒反応管体３１を配
設したものである。この光触媒反応管体３１は縦方向に
複数本のスリット孔３２が形成されるとともに、管体３
１の内外周面には光触媒として二酸化チタンの膜３３が
コーティングされている。
す概要図及び横断面図であって、基本的な構成は第１実
施例および第３実施例と同一であるため、同一の構成部
分に同一の符号を付して表示してある。この第１０実施
例ではランプ保護管４の外周に光触媒反応管体３１を配
設したものである。この光触媒反応管体３１は縦方向に
複数本のスリット孔３２が形成されるとともに、管体３
１の内外周面には光触媒として二酸化チタンの膜３３が
コーティングされている。
【００６７】かかる第１０実施例によれば、紫外線光源
とするブラックライト５から発せられた波長３１０ｎｍ
〜４１０ｎｍの紫外線が、ランプ保護管４にコーティン
グされた二酸化チタンの膜３３に一部吸収され、光触媒
反応を引き起こす。ランプ保護管４を透過した残りの紫
外線は光触媒反応管体３１を通過するとき、この反応管
体３１の内外周面にコーティングされた二酸化チタンの
膜３３に吸収され、光触媒反応を引き起こす。これら両
光触媒反応の作用によりオゾン分解が促進され、ＯＨラ
ジカルを生成することで被処理水中の汚染物質の分解が
進行する。
とするブラックライト５から発せられた波長３１０ｎｍ
〜４１０ｎｍの紫外線が、ランプ保護管４にコーティン
グされた二酸化チタンの膜３３に一部吸収され、光触媒
反応を引き起こす。ランプ保護管４を透過した残りの紫
外線は光触媒反応管体３１を通過するとき、この反応管
体３１の内外周面にコーティングされた二酸化チタンの
膜３３に吸収され、光触媒反応を引き起こす。これら両
光触媒反応の作用によりオゾン分解が促進され、ＯＨラ
ジカルを生成することで被処理水中の汚染物質の分解が
進行する。
【００６８】なお、第１０実施例において、光触媒反応
管体３１は管体として説明して来たが、筒体を軸方向に
複数個に分割した円弧分割体により光触媒反応体３１を
形成しても良い。このとき、１つ１つの円弧分割体には
隙間を設けるようにして光触媒反応体を構成する。光触
媒反応体には二酸化チタンの膜３３がコーティングされ
る。
管体３１は管体として説明して来たが、筒体を軸方向に
複数個に分割した円弧分割体により光触媒反応体３１を
形成しても良い。このとき、１つ１つの円弧分割体には
隙間を設けるようにして光触媒反応体を構成する。光触
媒反応体には二酸化チタンの膜３３がコーティングされ
る。
【００６９】図１６は第１０実施例の促進酸化処理装置
を用いて被処理水を処理したときの実験データを示すグ
ラフであり、図１６において、ＢＬは二酸化チタンの膜
がコーティングされていないブラックライト５のみ計測
例、ＬＰはランプ保護管４だけに、二酸化チタンの膜を
コーティングした場合の計測例、ＧＰは光触媒反応管体
３１だけに、二酸化チタンの膜をコーティングした場合
の計測例、ＬＰ＋ＧＰはランプ保護管４と光触媒反応管
体３１の両方に、二酸化チタンの膜をコーティングした
場合の計測例における紫外線吸光度とオゾン分解速度の
関係を表示したものである。この図１６からオゾン分解
速度が大きいほど、オゾン促進酸化力が高く、ＯＨラジ
カルによる汚染物質の分解反応が早いことを意味してい
る。
を用いて被処理水を処理したときの実験データを示すグ
ラフであり、図１６において、ＢＬは二酸化チタンの膜
がコーティングされていないブラックライト５のみ計測
例、ＬＰはランプ保護管４だけに、二酸化チタンの膜を
コーティングした場合の計測例、ＧＰは光触媒反応管体
３１だけに、二酸化チタンの膜をコーティングした場合
の計測例、ＬＰ＋ＧＰはランプ保護管４と光触媒反応管
体３１の両方に、二酸化チタンの膜をコーティングした
場合の計測例における紫外線吸光度とオゾン分解速度の
関係を表示したものである。この図１６からオゾン分解
速度が大きいほど、オゾン促進酸化力が高く、ＯＨラジ
カルによる汚染物質の分解反応が早いことを意味してい
る。
【００７０】オゾン分解速度は紫外線吸収量に比例し、
ランプ保護管４、光触媒反応管体３１それぞれ単独に二
酸化チタンの膜３３をコーティングした場合に比較し
て、ランプ保護管４と光触媒反応管体３１の両方に二酸
化チタンの膜３３をコーティングした方がオゾンの分解
速度が大きくなっている。つまり、二酸化チタンの膜３
３のコーティング面を多重にすることで紫外線の吸収量
が大幅に増大し、オゾンの促進酸化力が向上しているこ
とを意味している。
ランプ保護管４、光触媒反応管体３１それぞれ単独に二
酸化チタンの膜３３をコーティングした場合に比較し
て、ランプ保護管４と光触媒反応管体３１の両方に二酸
化チタンの膜３３をコーティングした方がオゾンの分解
速度が大きくなっている。つまり、二酸化チタンの膜３
３のコーティング面を多重にすることで紫外線の吸収量
が大幅に増大し、オゾンの促進酸化力が向上しているこ
とを意味している。
【００７１】図１７は本発明の第１１実施例を示す横断
面図であり、この第１１実施例では、内周壁面を鏡面３
４に加工形成した反応槽１としたものである。このよう
に反応槽１の内周壁面に鏡面３４を加工することによ
り、ブラックライト５から発せられた波長３１０ｎｍ〜
４１０ｎｍの紫外線が、ランプ保護管４と光触媒反応管
体３１にコーティングされた二酸化チタンの膜３３に一
部吸収され、残りは反応槽１の内壁面に到達する。内壁
面に到達した紫外線は鏡面３４で反射して、再び反応槽
１の中心に向かい光触媒反応管体３１およびランプ保護
管４を通過する。ここを通過した紫外線は再び二酸化チ
タンの膜に吸収されて光触媒反応を引き起こす。
面図であり、この第１１実施例では、内周壁面を鏡面３
４に加工形成した反応槽１としたものである。このよう
に反応槽１の内周壁面に鏡面３４を加工することによ
り、ブラックライト５から発せられた波長３１０ｎｍ〜
４１０ｎｍの紫外線が、ランプ保護管４と光触媒反応管
体３１にコーティングされた二酸化チタンの膜３３に一
部吸収され、残りは反応槽１の内壁面に到達する。内壁
面に到達した紫外線は鏡面３４で反射して、再び反応槽
１の中心に向かい光触媒反応管体３１およびランプ保護
管４を通過する。ここを通過した紫外線は再び二酸化チ
タンの膜に吸収されて光触媒反応を引き起こす。
【００７２】このように、反応槽１の内壁面に鏡面３４
を設けることにより、紫外線が二酸化チタン膜を通過す
る回数を増加させる。これにより、二酸化チタンの膜３
３による紫外線吸収量を増加させることができ、結果と
してオゾンの促進酸化反応を強めて、ＯＨラジカルによ
る汚染物質の分解反応を促進させることができる。
を設けることにより、紫外線が二酸化チタン膜を通過す
る回数を増加させる。これにより、二酸化チタンの膜３
３による紫外線吸収量を増加させることができ、結果と
してオゾンの促進酸化反応を強めて、ＯＨラジカルによ
る汚染物質の分解反応を促進させることができる。
【００７３】図１８は本発明の第１２実施例を示す横断
面図であり、この第１２実施例は上記第１１実施例の鏡
面３４に二酸化チタンの膜３３をコーティングする。こ
のように形成することにより、鏡面３４に到達した紫外
線が反射する前後で二酸化チタンの膜３３によって吸収
され、光触媒反応を効果的に起こすことができる。
面図であり、この第１２実施例は上記第１１実施例の鏡
面３４に二酸化チタンの膜３３をコーティングする。こ
のように形成することにより、鏡面３４に到達した紫外
線が反射する前後で二酸化チタンの膜３３によって吸収
され、光触媒反応を効果的に起こすことができる。
【００７４】図１９は本発明の第１３実施例を示す横断
面図であり、この第１３実施例は上記第１２実施例の光
触媒反応管体３１にハーフミラー３５の加工を施して、
そのハーフミラー面に二酸化チタンの膜３３をコーティ
ングする。このように形成することにより、紫外線が光
触媒反応管体３１と反応槽１の内周面の間を繰り返し、
反射往復させることができ、二酸化チタンの膜３３への
吸収を増加させることができる。
面図であり、この第１３実施例は上記第１２実施例の光
触媒反応管体３１にハーフミラー３５の加工を施して、
そのハーフミラー面に二酸化チタンの膜３３をコーティ
ングする。このように形成することにより、紫外線が光
触媒反応管体３１と反応槽１の内周面の間を繰り返し、
反射往復させることができ、二酸化チタンの膜３３への
吸収を増加させることができる。
【００７５】図２０Ａ，Ｂは本発明の第１４実施例を示
す横断面図および反応槽の一部拡大図であり、この第１
４実施例は上記第１２実施例の反応槽１に少なくとも槽
内周壁面に凹凸面を形成することにより、ランプ保護管
４からの紫外線が反応槽１の凹凸面で反射してランプ保
護管４の方向に戻る変わりに、反応槽１の凹凸面から凹
凸面へ反射して紫外線が回るようにする。このことによ
り、二酸化チタンの膜３３への吸収を増加させることが
できる。
す横断面図および反応槽の一部拡大図であり、この第１
４実施例は上記第１２実施例の反応槽１に少なくとも槽
内周壁面に凹凸面を形成することにより、ランプ保護管
４からの紫外線が反応槽１の凹凸面で反射してランプ保
護管４の方向に戻る変わりに、反応槽１の凹凸面から凹
凸面へ反射して紫外線が回るようにする。このことによ
り、二酸化チタンの膜３３への吸収を増加させることが
できる。
【００７６】図２１は本発明の第１５実施例を示す横断
面図であり、この第１５実施例は上記第１２実施例から
光触媒反応管体３１を省いた構成にしたもので、このよ
うに構成することにより、全体構成を単純化することが
できる。
面図であり、この第１５実施例は上記第１２実施例から
光触媒反応管体３１を省いた構成にしたもので、このよ
うに構成することにより、全体構成を単純化することが
できる。
【００７７】図２２Ａ，Ｂは本発明の第１６実施例を示
す横断面図および反応槽の一部拡大図であり、この第１
６実施例は上記第１４実施例から光触媒反応管体３１を
省いた構成にしたもので、このように構成することによ
り、全体構成を単純化することができる。
す横断面図および反応槽の一部拡大図であり、この第１
６実施例は上記第１４実施例から光触媒反応管体３１を
省いた構成にしたもので、このように構成することによ
り、全体構成を単純化することができる。
【００７８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置によれ
ば、オゾン，二酸化チタン，波長３１０ｎｍ〜４１０ｎ
ｍの光を発する光源の組み合わせにより、二酸化チタン
による光触媒反応が効率良く進行して水中の有害物質を
除去することができる。特に光触媒或いはオゾン処理だ
けによる従来法に較べて反応時間は大幅に短縮され、そ
の結果として処理水の滞留時間も短縮可能となるので、
処理装置自体の小型化がはかれるという効果がある。
かるオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置によれ
ば、オゾン，二酸化チタン，波長３１０ｎｍ〜４１０ｎ
ｍの光を発する光源の組み合わせにより、二酸化チタン
による光触媒反応が効率良く進行して水中の有害物質を
除去することができる。特に光触媒或いはオゾン処理だ
けによる従来法に較べて反応時間は大幅に短縮され、そ
の結果として処理水の滞留時間も短縮可能となるので、
処理装置自体の小型化がはかれるという効果がある。
【００７９】ランプ保護管として波長３１０ｎｍ〜４１
０ｎｍの光の透過率のよいパイレックス等のガラスが使
用可能であり、石英管などに比して材料費は低廉化さ
れ、ランプ保護管の外壁面に二酸化チタンの膜をコーテ
ィングしたことにより光源から発せられる光のすべてを
二酸化チタン表面に到達させることができるので、光触
媒反応の効率化をはかるとともにランプ保護管に付着す
る汚れ物質の分解作用も得られて防汚作用を高める効果
がある。
０ｎｍの光の透過率のよいパイレックス等のガラスが使
用可能であり、石英管などに比して材料費は低廉化さ
れ、ランプ保護管の外壁面に二酸化チタンの膜をコーテ
ィングしたことにより光源から発せられる光のすべてを
二酸化チタン表面に到達させることができるので、光触
媒反応の効率化をはかるとともにランプ保護管に付着す
る汚れ物質の分解作用も得られて防汚作用を高める効果
がある。
【００８０】請求項７記載の装置によれば、保護管の外
表面と過酸化水素蓄積槽内壁面に二酸化チタンの膜をコ
ーティングしたことによって光源の照射による酸化還元
反応により過酸化水素が生成して蓄積され、オゾン処理
槽でオゾンガスと過酸化水素の反応により生成したＯＨ
ラジカルが被処理水中に含まれている有害物質を高効率
で分解することができる。従来のようにオゾンと過酸化
水素処理を組み合わせた場合と異なって過酸化水素の取
扱いに注意を要するという問題は生じない。
表面と過酸化水素蓄積槽内壁面に二酸化チタンの膜をコ
ーティングしたことによって光源の照射による酸化還元
反応により過酸化水素が生成して蓄積され、オゾン処理
槽でオゾンガスと過酸化水素の反応により生成したＯＨ
ラジカルが被処理水中に含まれている有害物質を高効率
で分解することができる。従来のようにオゾンと過酸化
水素処理を組み合わせた場合と異なって過酸化水素の取
扱いに注意を要するという問題は生じない。
【００８１】従って本発明によれば、活性酸素種及びＯ
Ｈラジカルによる反応効率を高めて促進酸化処理を実施
することにより、処理時間の短縮及び処理装置の小型化
をもたらしてコストの低廉化をはかることができる上、
基本的に従来のオゾン反応槽をそのまま利用することが
できる促進酸化処理装置を提供することができる。
Ｈラジカルによる反応効率を高めて促進酸化処理を実施
することにより、処理時間の短縮及び処理装置の小型化
をもたらしてコストの低廉化をはかることができる上、
基本的に従来のオゾン反応槽をそのまま利用することが
できる促進酸化処理装置を提供することができる。
【００８２】上記の他に本発明によれば、光触媒反応管
体や反応槽に鏡面加工を施すようにしたので、二酸化チ
タンに紫外線を効率よく吸収させて、有機物分加速度を
向上させることにより、処理水質の向上、紫外線の必要
電力の低減化を図ることができる。
体や反応槽に鏡面加工を施すようにしたので、二酸化チ
タンに紫外線を効率よく吸収させて、有機物分加速度を
向上させることにより、処理水質の向上、紫外線の必要
電力の低減化を図ることができる。
【図１】本発明における促進酸化処理装置の第１実施例
を示す概要図。
を示す概要図。
【図２】本実施例と比較例による処理時間と総有機炭素
量（ＴＯＣ）の相関を示すグラフ。
量（ＴＯＣ）の相関を示すグラフ。
【図３】本発明の第２実施例を示す概要図。
【図４】本発明の第３実施例を示す概要図。
【図５】本発明の第４実施例を示す概要図。
【図６】本発明の第５実施例を示す概要図。
【図７】本発明の第６実施例を示す概要図。
【図８】本発明の第７実施例を示す概要図。
【図９】本発明の第８実施例を示す概要図。
【図１０】本発明の第９実施例を示す概要図。
【図１１】オゾンによる紫外線の吸収帯を示すオゾンの
紫外吸光スペクトル。
紫外吸光スペクトル。
【図１２】二酸化チタンの光吸収特性を示すグラフ。
【図１３】ブラックライトの主波長域を示すエネルギー
分布図。
分布図。
【図１４】パイレックス管の分光透過率を示すグラフ。
【図１５】本発明の第１０実施例を示す概要図及び横断
面図。
面図。
【図１６】紫外線吸収量とオゾン分解速度の関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図１７】本発明の第１１実施例を示す横断面図。
【図１８】本発明の第１２実施例を示す横断面図。
【図１９】本発明の第１３実施例を示す横断面図。
【図２０】本発明の第１４実施例を示す横断面図および
一部拡大図。
一部拡大図。
【図２１】本発明の第１５実施例を示す横断面図。
【図２２】本発明の第１６実施例を示す横断面図および
一部拡大図。
一部拡大図。
１…反応槽 ２…オゾン発生機 ３…散気管 ４…ランプ保護管 ５…ブラックライト ６…ブラックライト点灯装置 ７…排オゾン処理装置 ９…二酸化チタン粉末 １０…被処理水 １１…二酸化チタン担持体 １２…支持床 １３，１３ａ…（二酸化チタンの）膜 １４…加圧ポンプ １５…エジェクタ １６…オゾン接触槽 １７…促進酸化処理槽 ２０…処理水 ２１…過酸化水素蓄積槽 ２２…オゾン処理槽 ２３…ブロワ ２５…多段接触槽
Claims (18)
- 【請求項１】 反応槽内に波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍ
の波長域を有する光源をランプ保護管を介在して配置
し、該反応槽の底壁近傍にオゾンガス用の散気管を配置
して、反応槽内に投入された被処理水と二酸化チタン粉
末に前記光源から発する光を照射することにより、二酸
化チタン粉末に吸収されて生じる光触媒反応でオゾン放
散により生じた溶存オゾンを分解して活性酸素種を生成
し、この活性酸素種により被処理水中の有機物の酸化除
去を行うようにしたことを特徴とするオゾンと光触媒を
利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項２】 前記光触媒としての二酸化チタン粉末に
代えて、二酸化チタン担持体を用いた請求項１に記載の
オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項３】 前記光触媒としての二酸化チタン粉末に
代えて、ランプ保護管の外表面にコーティングした二酸
化チタンの膜を利用した請求項１に記載のオゾンと光触
媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項４】 反応槽の内部を越流式のオゾン接触槽と
促進酸化処理槽及び滞留槽とに区画し、オゾン接触槽と
促進酸化処理槽の底壁近傍に各オゾンガスの散気管を配
置し、促進酸化処理槽の上方から外表面に予め二酸化チ
タンの膜をコーティングしたランプ保護管を介在して波
長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源を配置
したことにより、被処理水をオゾン接触槽による単独オ
ゾン処理と、光源からの光の照射により二酸化チタンに
吸収されて生じる光触媒反応で溶存オゾンを分解する促
進酸化処理と、オゾン放散後の滞留処理を行うようにし
たことを特徴とするオゾンと光触媒を利用した促進酸化
処理装置。 - 【請求項５】 前記光触媒としての二酸化チタンの膜に
代えて、二酸化チタン粉末もしくは二酸化チタン担持体
を用いた請求項４に記載のオゾンと光触媒を利用した促
進酸化処理装置。 - 【請求項６】 反応槽内に、外表面に二酸化チタンの膜
がコーティングされたランプ保護管を介在して波長３１
０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源を配置し、こ
の反応槽へ流入する被処理水の流路に加圧ポンプとオゾ
ンガス用のエジェクタを配置して、該エジェクタを通過
した溶存オゾンを含む被処理水を反応槽に流入し、光源
から発する光を照射することにより、二酸化チタンに吸
収されて生じる光触媒反応で溶存オゾンを分解して活性
酸素種を生成し、この活性酸素種により被処理水中の有
機物の酸化除去を行うようにしたことを特徴とするオゾ
ンと光触媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項７】 内壁面に二酸化チタンの膜がコーティン
グされた過酸化水素蓄積槽とオゾン処理槽を併設して、
該過酸化水素蓄積槽内に、外表面に二酸化チタンの膜が
コーティングされたランプ保護管を介在して波長３１０
ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源を配置し、被処
理水を過酸化水素蓄積槽に流入すると同時に光源を点灯
して、両二酸化チタンの膜による酸化還元反応により過
酸化水素を生成し、該過酸化水素が蓄積された被処理水
をオゾン処理槽でのオゾンガスの散気によりＯＨラジカ
ルを生成して、このＯＨラジカルにより被処理水中に含
まれている有害物質を分解することを特徴とするオゾン
と光触媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項８】 前記過酸化水素蓄積槽の近傍にブロワを
設置して、該ブロワから得られる空気を過酸化水素蓄積
槽の底壁近傍に配置した散気管に供給するようにした請
求項７に記載のオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理
装置。 - 【請求項９】 前記過酸化水素蓄積槽に、オゾンによる
単独処理を行う前段オゾン処理槽と、過酸化水素が蓄積
された被処理水へのオゾンガスの散気によりＯＨラジカ
ルを生成する後段オゾン処理槽を配設した請求項７又は
８に記載のオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装
置。 - 【請求項１０】 オゾンによる単独処理を行うオゾン処
理槽と、ランプ保護管の外表面と槽内壁面に二酸化チタ
ンの膜がコーティングされているとともに、該ランプ保
護管を介在して波長３１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を
有する光源が配置された過酸化水素蓄積槽とを交互に配
置した多段促進酸化処理槽を形成し、両二酸化チタンの
膜による酸化還元反応により過酸化水素を生成して該過
酸化水素が蓄積された被処理水をオゾン処理槽でのオゾ
ンガスの散気によりＯＨラジカルを生成し、このＯＨラ
ジカルにより被処理水中に含まれている有害物質を分解
する工程を複数段実施するようにしたことを特徴とする
オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項１１】 反応槽内に、外表面に二酸化チタンの
膜がコーティングされたランプ保護管を介在して波長３
１０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長域を有する光源を配置する
とともに、ランプ保護管と反応槽との間に二酸化チタン
の膜がコーティングされた光触媒反応体を配置し、 前記反応槽へオゾンガスを散気させて溶存オゾンを生成
するとともに、被処理水を流入させ、光源から発する光
を照射することにより、二酸化チタンに吸収されて生じ
る光触媒反応で溶存オゾンを分解して活性酸素種を生成
し、この活性酸素種により被処理水中の有機物の酸化除
去を行うようにしたことを特徴とするオゾンと光触媒を
利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項１２】 前記光触媒反応体は、筒体に形成され
るとともに、その筒体の外周にスリットを形成したこと
を含む請求項１１に記載のオゾンと光触媒を利用した促
進酸化処理装置。 - 【請求項１３】 前記反応槽は、その内周壁面を鏡面加
工したことを含む請求項１１又は請求項１２に記載のオ
ゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項１４】 前記反応槽は、その内周壁面を鏡面加
工するとともに、その鏡面に二酸化チタンの膜をコーテ
ィングしたことを含む請求項１１から請求項１３に記載
のオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項１５】 前記光触媒反応体は、ハーフミラーか
ら構成されるとともに、そのハーフミラーに二酸化チタ
ンの膜をコーティングしたことを含む請求項１１、請求
項１２および請求項１４に記載のオゾンと光触媒を利用
した促進酸化処理装置。 - 【請求項１６】 前記反応槽は、少なくとも槽内周壁面
を凹凸面に形成するとともに、その凹凸面に二酸化チタ
ンの膜をコーティングしたことを含む請求項１１から請
求項１６に記載のオゾンと光触媒を利用した促進酸化処
理装置。 - 【請求項１７】 前記反応槽は、その内周壁面を鏡面加
工するとともに、その鏡面に二酸化チタンの膜をコーテ
ィングしたことを含む請求項１から請求項１０に記載の
オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置。 - 【請求項１８】 前記反応槽は、少なくとも槽内周壁面
を凹凸面に形成するとともに、その凹凸面に二酸化チタ
ンの膜をコーティングしたことを含む請求項１７に記載
のオゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05265297A JP3858326B2 (ja) | 1996-10-15 | 1997-03-07 | オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27197796 | 1996-10-15 | ||
| JP8-271977 | 1996-10-15 | ||
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005295831A Division JP4285468B2 (ja) | 1996-10-15 | 2005-10-11 | オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10174983A true JPH10174983A (ja) | 1998-06-30 |
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|---|---|---|---|
| JP05265297A Expired - Fee Related JP3858326B2 (ja) | 1996-10-15 | 1997-03-07 | オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置 |
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-
1997
- 1997-03-07 JP JP05265297A patent/JP3858326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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