JPH11267672A

JPH11267672A - 汚水処理方法及びシステム

Info

Publication number: JPH11267672A
Application number: JP32723898A
Authority: JP
Inventors: Tecchu Kaku; 鉄柱郭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 1999-10-05
Also published as: CN1092609C; AU5264099A; WO1999047458A1; CN1229062A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】簡単な構造で汚水を迅速に処理でき、汚水処理
のコストを下げる。【解決手段】汚水を霧状にするステップ１と、霧状にし
た汚水に10Ｌ／min以上の流速を持たせ、この汚水を磁
場の強度が3000ガウス以上である中空柱状の密封磁場構
造を有するイオン分離器を通過させながら、汚水と、オ
ゾン濃度が35,000〜100,000ppmの範囲にあるオゾンと
を、混合圧力が１〜4kg／cm² であってオゾンの混合濃
度が2.5ppm以上であるように混ぜ合わせ、汚水とオゾン
とを酸化還元反応をさせ、水、気体及びその他の物質を
含んだ混合液を生成するステップ２と、混合液を高圧反
応槽に送り込み、反応時間を3.5分以上にし圧力を2〜12
kg／ cm²にし、気体を高圧反応槽の上部排気口から取水
源に戻し、浄水を浄水排水口から放出し、水の比重より
大きい物質等を下部の排汚水口から放出するステップ３
と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚水処理方法及びシ
ステムに関し、特に、強磁場の元でオゾンを利用し、化
合、分解及び酸化還元反応を行い、汚水を処理する方法
及びシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】水と空気、食料品は人類の生命と健康維
持の三大要素と言われており、人類にとって貴重な資源
であり、生命の源である。水は自然界の酸素と結合し、
酸化還元反応を絶えず繰り返す性質をもち、それによ
り、ある程度の自己洗浄の能力をもっている。

【０００３】しかし、水中の有害物質が自己洗浄能力を
超えた場合、水の汚染という問題が発生する。工業の発
展につれ、水汚染問題は世界中でますます深刻となり、
きれいな水を獲得できるかどうかは人類にとって生存に
関わる大問題である。水汚染の解決は人類社会に大きな
影響を及ぼす。現在、世界中で汚水処理に最も多く使わ
れる方法が酸化還元法である。汚水を大量・迅速に処理
するため、オゾン法或は曝気法等を使い、酸化還元反応
の速度を向上させている。

【０００４】従来の酸素還元法での汚水処理の仕組みと
は、汚水にオゾンまたは高純度の酸素を曝気し、汚水中
の電解液とオゾン或は酸素の酸素イオンを混合し、その
電解液と酸素イオンの間に酸素還元反応を発生させ、汚
水中のその他の物質の中和・酸化還元反応により、水と
分離した気体或は固体の物質を生成するものである。し
かしなから、上述の方法に於いて、オゾンと酸素は共に
気体であり、汚水は液体である為、両者間の充分な混合
結合が出来ず、酸化還元反応の時間がかなりかかってし
まう。実際上、汚水処理時間が長く、設備投資が多く、
広い敷地面積が必要であるなどの欠点が指摘されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】化学工業に於いて、酸
化還元反応速度を向上させる為、一般的には電磁石に通
電し強磁場を形成し、この磁場の働きにより反応に関与
する物質をイオン状態とする。

【０００６】しかし、この方法では、電気の消耗が大、
コストが高いという指摘があり、大規模の汚水処理には
適さない。

【０００７】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、より簡単な構造で汚水を迅速に処理
でき、汚水処理のコストを下げることが可能な汚水処理
方法及びシステムを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による汚水処理方法は以下の通りである。ステップ１：まず、汚水を取出し霧状にする。そして，
その霧状の汚水とオゾン発生装置で発生させたオゾンと
を充分混ぜ合わせ、混合状態とする。その際、オゾン発
生装置で発生するオゾン濃度は35,000〜100,000ppm、混
合圧は1〜4kg／cm²、オゾンの混合濃度は少なくとも2.5
ppm以上とする。

【０００９】ステップ２：オゾンと混合された霧状の汚
水は、イオン分離器を通過しながらオゾンと酸化還元反
応を行い，水、気体及びその他の物質を含んだ混合液と
なる。このイオン分離器は中空柱状の密封磁場構造であ
り、磁場の強度は3000ガウス以上、汚水の流速は10Ｌ／
min以上とする。

【００１０】ステップ３：上述の混合液に圧力を加えた
後、高圧反応槽に送り込む。混合液中の各物質の比重の
違いを利用して、気体は高圧反応槽の上部排気口から取
水源に戻し、浄水は排水口から放出、その他水の比重よ
り大きい物質等は下部の排汚水口から放出する。この混
合液の高圧反応槽での反応時間は3.5分以上、圧力は2〜
12kg／ cm²とする。

【００１１】また、上記目的を達成するために、本発明
による汚水処理システムは以下の通りである。

【００１２】汚水取水口・浄水排出口・オゾン発生装置
を含む当汚水処理システムに於ける特徴は、エジェクタ
ー、イオン分離器及び高圧反応槽なども含み、上述した
装置を密封パイプで接続し一つのシステムを達成した事
にある。エジェクターを本システムの汚水取水口側に設
置し、噴霧口とオゾン発生装置のオゾン出口とを同一場
所に設置し、イオン分離器はある一定の長さの中空の柱
体であり、柱体の内壁に軸線方向に沿って極性の異なる
天然磁石を設置し、中空柱体内部に強磁場を発生させ
る。高圧反応槽は、下部に入り口を設置し、底面に汚物
排出口を、上部には気体排出口を設置する。

【００１３】汚水の成分は複雑であり、水に溶けない種
々の浮遊性物質、ゴミ等を含んでおり，これらはフィル
ター処理及び沈殿処理で完全に除去できる。現に、浮遊
性物質・ゴミだけを含んだ汚水に対し、数回のフィルタ
ー処理或は一定時間の沈殿処理により、排水基準に達す
ることが実験上証明された。しかし、多くの場合、特に
工業排水中には、水に溶ける有害物質或は電解質が含ま
れる。よく見かける有害物質例としては、C₆H₄(CH₃)₂C₆
H₅CH₃，C₂H₅OH， CH₃(CH₂)₄CH₃，NOX，CN^-，CO，H₂S，F
e²⁺，Mn²⁺………等々である。しかし、これらの融解性
有害物質と水分子は結合され、水クラスターという形を
とり、通常のフィルター処理方法では処理不可能であ
る。純水を除いて、水分子及び水クラスターは10^-6 〜1
0^-12秒の速度にて絶えず離合・集散を繰り返している。
本発明は、この現象を利用し、さらにオゾンを加えて充
分な酸化還元反応を起こさせ，汚水の浄化処理を完成さ
せる。

【００１４】本発明の原理及び効果は、先ずエジェクタ
ーを使い、汚水を霧状化した後、一定の圧力をかけて高
濃度のオゾンを混合させる。この汚水が霧状である事に
より、その分子とオゾンの結合する確率が高くなったこ
とである。又、既存の処理技術と比べ、本発明はオゾン
の充分な結合を行える環境を作り上げたことである。イ
オン分離器はある一定の長さの中空の柱体であり、柱体
の内壁に軸線方向に沿って天然磁石を設置し、中空柱体
内部に強磁場を発生させる。自然界の水や汚水は導電性
を持っており、これらがイオン分離器の構成する強磁場
を通過する時、プラス・マイナスイオンの分離現象を起
こし、同時に自然電場を形成する。周知の如く、この磁
場と電場の影響の下、水分子或は汚水の水分子集団は、
不安定なイオン状態となり、同時に、その中にオゾンを
存在させる事により、汚水中の水分子集団中のその他の
物質がオゾンと出会い、強烈な酸化還元、化合分解反応
を生じる。この迅速な分子結合による新たな組み合わせ
の過程に於いて、水とその他の物質の混合物を生成し、
これにより短時間の内に水の浄化が完成する。前述した
各種の物質の反応過程は以下の通りである。（１） C₆H₄(CH₃)₂ ＋ 7O₃ → 5H₂O ＋ 8CO₂↑ （２） C₆H₅CH₃ ＋ 6O₃ → 4H₂O ＋ 7CO₂↑ （３） C₂H₅ OH ＋ 2O₃ → 3H₂O ＋ 2CO₂↑ （４） CH₃(CH₂)₄CH₃ ＋ 19O₃ → 7H₂O ＋ 6CO₂↑ （５）３CH₃CO₄CH₃ ＋ 8O₃ → 9H₂O ＋ 9CO₂↑ （６） NOX ＋ O₃ → NO₂ ＋Ｏ₂↑ NO₂ ＋ O₃ → NO₃ ＋Ｏ₂↑ （７） CN^-1 ＋ O₃ → CNO^- ＋ O₂↑ CNO^- ＋ 2H₂O → 2CO₂ ＋ N₂↑ ＋ 4H⁺ （８） CO ＋ O₃ → CO₂ ＋ O₂↑ （９） H₂S ＋ O₃ → H₂O ＋ O₂↑ （１０）Fe²⁺ ＋ O₃ ＋ 2H⁺ → Fe³⁺ ＋ H₂O ＋ O₂↑ Fe³⁺ ＋ 3H₂O → Fe(OH)₃↓ ＋ 3H⁺ （１１）Mn²⁺ ＋ O₃ ＋ H₂O → MnO₂↓ ＋ O₂↑ ＋ 2H⁺ 2MnO₂ ＋ 3O₃ ＋ H₂O → 2MnO₄↓ ＋ 3O₂↑ ＋ 2H⁺ 以上の化学反応式は、高濃度オゾンとの反応という条件
で実現したものであり、オゾンの特性により本方法は、
フッ素化合物を含んた汚水にはさほど効果は見られな
い。

【００１５】本発明のステップ３は、反応槽にて上述の
混合物質を分離する。一定の圧力を与えられた混合液
は、反応槽の下部から進入後は回転状態となり、この状
態に於いて、混合液中の各物質の比重の違いを利用して
分離する。即ち、軽い気体は上に上がり、一定時間滞留
の後、反応槽の上部排気口から放出、取水源に戻す。こ
の気体の大半は酸素と残存オゾンであり、取水源の汚水
と曝気による酸化反応を起こす。これにより、オゾンを
最大限利用する事が出来ると同時に、反応槽上部にたま
った気体が反応槽内部の圧力を増加させる効果を産み、
混合液の分離を一層促進させる事となる。浄水は上部の
排水口から放出され、比重の重いその他の物質は、下部
の排汚水口から放出される。又、反応槽内にセラミック
材質で出来たフィルター板を設け、槽内の圧力を増加さ
せてより一層の化学反応を起こさせると共に、フィルタ
ー処理の効果も併せ持つ事となる。

【００１６】上述の結果、本発明と既存技術とを比較す
ると、その効果は顕著である。

【００１７】第一に、汚水中物質の分離は本発明システ
ム内部で処理する為、汚水処理時間が短くなり、実験で
証明したように、本発明方法及びシステムでは汚水処理
時間が数分間しかかからない。

【００１８】第二に、本発明システムの構造は簡単であ
り、天然磁場・電場を利用する事により、システム全体
の電力消耗が少なくて済み、汚水処理コストを下げるこ
とができた。

【００１９】第三として、本発明は汚水中の物質との反
応にオゾンを利用しており、オゾンの殺菌効果がその処
理プロセスにおいても活かされる。さらに、様々なフィ
ルター装置を装着する事により、水の循環利用も実現
し、水資源を節約することが出来る。

【００２０】第四に、本発明の汚水処理プロセスにおい
て、二次汚染物質を生成せず、汚水中の物質の回収が容
易である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明に
係る汚水処理方法及びシステムの実施の形態について説
明する。実施例１図１と図２に示す通り、本発明の第１実施例は車に搭載
出来る汚水処理機であり、通常工業廃水の処理に適用す
る。工業廃水は腐蝕性が高く、浮遊性物質が少ないとい
う特徴をもつ。この特徴に対し、本実施例の汚水処理シ
ステムのフローシートは以下の通りであり、各設備の間
はそれぞれ密封のパイプによって接続される。

【００２２】１）汚水取水口１００は、一方を汚水源と
接続、もう一方を本システムと接続する。この取水口１
００に取水ポンプを取り付ける事も出来、結果として汚
水が一定の圧力を保ちながら本システムに取り込まれ
る。

【００２３】２）当該前処理装置にはフィルター装置２
００を採用し、あらかじめ汚水中の水に溶けないゴミや
浮遊性物質などをフィルターで処理する。その構造図を
図６に示す。フィルター２００は腐蝕に強いステンレス
材質で作られており、劣悪な工業廃水に適応する。フィ
ルター２００の構造については、筐体２０１を有し、筐
体２０１の内部中央部に網目の受け籠２０２を設け、受
け籠２０２内にポリエチレン材質で出来た袋状のフィル
ター網２０３を装着する。フィルター網の密度は１００
〜２００μｍである。フィルター網２０３と筐体２０１
上部の汚水入口２０４を接続する。汚水はフィルター網
２０３を通過して筐体２０１の下部底面の出口２０５か
ら流出する。フィルター装置２００の上部には蓋２０６
が有り、蓋２０６にフィルター装置２００内部の圧力調
整用のコントロール装置２０７を設置する。蓋２０６を
開けると、フィルター網２０３内に付着したゴミや浮遊
性物質を掃除することが出来る。

【００２４】３）オゾン混合装置３００の構造を図７に
示す。このオゾン混合装置には、酸素発生器３１０、オ
ゾン発生器３２０、オゾン混合室３３０及びエジェクタ
ー３４０も含む。

【００２５】Ａ）酸素発生器３１０は工業分野において
汎用のものを使用する。構造はここでは省略する。この
機器で発生する酸素濃度は９０％以上である。

【００２６】Ｂ）オゾン発生器３２０の酸素入り口３２
１と酸素発生器３１０の出口３１１を接続する。本実施
例に於いて、オゾン発生器３２０には、日本小野田セメ
ント株式会社製品OzoneRexオゾン発生器を使用した。そ
の構造と原理は図９に示す通りで、オゾン発生体３２６
に酸素入り口３２１とオゾン出口３２５設けられてい
る。内部には冷却水通路３２２を曲がりくねった通路３
２３で構成し、通路３２３の側壁に酸化チタン類のセラ
ミック電極３２４を設置する。このオゾン発生器３２０
の動作原理は、酸化アルミニュウム材質の放電電極３２
４で製造されており、この通路３２３内を通過する酸素
が、迅速に大量の高濃度オゾンを生成する。そして、こ
の酸化アルミニュウムの沿面放電方式により高濃度オゾ
ンを発生すると同時に、放電現象によるマイナス因子の
発生が最小限度に抑えられ、純度の高いオゾンを生成出
来る。又、その構造は簡単で小型である。このオゾン発
生器は、50,000〜100,000ppmの高濃度オゾンを生成で
き、冷却水は冷却装置３２７により提供される。

【００２７】Ｃ）エジェクター３４０と上述のフィルタ
ー装置２００の出口を接続する。エジェクター３４０は
汎用の物を使用し、ここに詳しくは述べない。

【００２８】Ｄ）オゾン混合室３３０は密封された中空
の筐体３３１であり、上述のオゾン発生器３２０の横側
にある。オゾン出口３２５とエジェクターの噴霧口はと
もに混合室３３０の内部に設置する。その結果、霧状の
汚水とオゾンはこの混合室３３０内部で混合され、霧状
の混合物となる。混合室３３０には出口３３２を設置す
る。

【００２９】４）イオン分離器４００の構造を図１０に
示す。このイオン分離器４００は、ある程度の長さの中
空柱体４０１を有し、中空柱体の両側にフランジ継手４
０２を設置する。フランジ継手の片方とオゾン混合室３
３０の出口３３２を接続する。このイオン分離器４００
の中空柱体４０１の内壁円周上に、図１１に示すよう
に、異なる極性の天然磁石４０３を設置する。天然磁石
４０３はイオン分離器４００の軸線方向に沿って伸び、
その結果、イオン分離器４００の中空柱体内部に強力な
磁場を形成する。

【００３０】５）気液混合ポンプ５００の構造は、図１
３と図１４に示す通り、主に六つの部品から成る。即
ち、ポンプ体５０１とポンプ蓋５０６、その両者の間に
ポンプ内の圧力を保つために密封装置５０７を設置す
る。ポンプ体を貫く回転軸５０８は、モーター５０９の
回転を伝え、スクリュー５０５を回転させる。スクリュ
ー５０５の周縁は軸線方向から見ると、両側“人”文字
のような水カキ５０５２であり、スクリュー５０５の周
縁は放射状の歯５０５１である。スクリュー５０５がポ
ンプ体５０１内部で回転し、歯５０５１が動く時、液体
との間に摩擦力Ｆを生じ、この摩擦力Ｆは液体の回転方
向に沿って液体を押し出す。と同時に、液体はスクリュ
ー５０５の周縁の“人”文字型の水カキ５０５２により
遠心力Ｃを生じ、この遠心力Ｃと回転方向の働きで液体
を交叉圧送させる力を生み出す。その結果、図１４に示
すように、液体はポンプ体内部で“渦巻”を形成し流動
する。以上の仕組みでポンプ体５０１内部で気体と液体
が充分混ぜ合わされ、混合率は８５％以上であることが
実験で証明された。

【００３１】６）高圧反応槽６００は、図１５と図１６
に示す通り、主に筐体６０１により構成される。筐体６
０１の下部にある入り口６０２と、上述の気液混合ポン
プ５００の出口５０４とを接続する。筐体６０１の底に
汚物排出管６０３を、屋根に排気管６０４を設置し、筐
体６０１の上部に浄水出水管６０５を設置する。浄水出
水口６０５には６０５Ａ、６０５Ｂという二つの分岐路
を設置し、６０５Ａと後処理装置７００とを接続し、６
０５Ｂはオゾン混合室３３０内に戻し、上述の反応過程
を繰り返すことが出来る。これら二つの分岐路６０５Ａ
と６０５Ｂは、電磁弁で分岐をコントロールする。高圧
反応槽６００内部に二層のセラミックフィルター板６０
７を設置し、このフィルター板はステンレス製網板６０
６で支える。後処理装置７００は、本実施例に於いては
前処理装置中のフィルター２００を使用する。

【００３２】７）浄水排出口８００は、一方を後処理装
置７００と接続し、もう一方を浄水使用口或は排放口と
接続する。

【００３３】この汚水処理システムは架台１０に乗せ、
車に積みやすく又固定し易くした。上述した汚水処理方
法による実施例は、以下のとおりである。

【００３４】１）前処理には、前フィルター装置２００
を使い、内部圧力は２kg／cm²とし、ろ過する際の圧力
は汚水入り口の取水ポンプにて提供する。フィルターの
密度は１００〜２００μｍである。このプロセスの主要
目的は、汚水中の浮遊性物質の除去であり、次のステッ
プの霧化処理をしやすくする。

【００３５】２）気体と霧状汚水の混合は、上述のろ過
後の汚水をエジェクター３４０で霧状化した後、気液混
合室３３０内に送り、同時にオゾン発生器３２０で出来
たオゾンも気液混合室３３０に注入する。このオゾン濃
度は、処理する汚水により濃度を調整する。その調整方
法として、酸素濃度調整或は電圧調整等がある。工業汚
水を処理する際、オゾン濃度の調整範囲は50,000〜80,0
00ppm、混合室３３０の内部圧力は3.5 kg／cm²、汚水と
の混合濃度は3.5ppm以上で、混合室３３０の内部圧力は
入口と出口の流量で調整する。又、出口３３２には流量
計を設置する。前述の条件により、オゾンと霧状汚水を
充分混合することが出来、最高の反応環境を作り出す事
が出来る。

【００３６】３）第一次の反応として、混合室３３０内
で作り出した混合物をイオン分離器４００に移送し第一
次の反応を起こす。イオン分離器４００内部の磁場強度
は３０００ガウス以上で、汚水流速は１０Ｌ／min以上
とした。強磁場と汚水通過の際発生する自然電場によ
り、汚水の分子のプラス・マイナスイオンの分離状態と
なり、迅速にオゾンと反応し、気体、水と他物質の混合
液を生成する。

【００３７】４）第二次の反応として、一次反応後の混
合物とオゾンを気液混合ポンプ５００内に同時注入、そ
の結果、イオン分離器４００内で反応の不完全であった
物質は、気液混合ポンプ５００内にて第二次の反応を起
こし、汚水中の物質は完全分解される。気液混合ポンプ
５００の気液混合率は８５％であり、混合液体の出口圧
力は５kg／cm²であった。

【００３８】５）分離反応として、気液混合ポンプ５０
０からの混合液体は高圧反応槽６００の下部入り口６０
２より反応槽６００に進入し、その際の反応槽６００の
入り口圧力は５kg／cm²であり、混合液体は“螺旋”状
に舞い上がる。この状態で、混合液体中の各物質の比重
の違いにより分離する。即ち、軽い気体は上部にて一定
時間滞留の後、高圧反応槽６００の上部排気口６０４か
ら放出し、取水源に戻す。この気体の大半は酸素と残存
オゾンであり、池中の汚水に曝気による反応を起こす。
これによりオゾンを最大限利用出来ると共に、反応槽上
部に滞留した気体が反応槽６００内部の圧力を増加させ
る事により、混合液体の分離を一層加速させ、浄水は上
部の排水口６０５より排出する。比重の重い物質は、下
部の排汚水口６０３から排出する。高圧反応槽６００内
での反応時間は５〜６分である。６）後フィルター処理
については、本実験では前フィルター処理器２００を使
用した。フィルターの密度は１０〜５０μｍ、内部圧力
は3.5kg／cm²とし、その結果、汚水がさらに浄化され、
水の循環が出来るようになった。

【００３９】実験で証明された通り、上述の汚水処理プ
ロセスで処理した工業汚水は、国が定めた一級基準を達
成した。実験による処理量は２ｔ〜１５ｔ／ｈであっ
た。実施例２図３と図４に示す通り、実施例２は固定式の汚水処理シ
ステムであり、一般的な生活廃水の処理に適用する。生
活廃水は処理量が多く、浮遊性物質とゴミが多いという
特徴があるが、工業廃水に比べ融解性物質は少ない。こ
の特徴に対する本実施例の汚水処理システムのフローシ
ートは以下の通りである。

【００４０】１）前処理装置としては、沈殿池９００を
採用。この沈殿池９００は、生活汚水の排出直前に設置
され、生活汚水中のゴミや浮遊性物質などはこの沈殿池
９００で沈殿処理される。

【００４１】２）汚水取水口１００の一方を沈殿池９０
０と接続、この取水口１００に取水ポンプ１０１を設
け、沈殿池９００の汚水を吸い上げる。

【００４２】３）酸素発生器３１０とオゾン発生器３２
０については、実施例１と同じ構造なので、ここでは述
べない。

【００４３】４）イオン分離器４００の構造、原理は実
施例１と同様である。違いとしては、このイオン分離器
４００の前部フランジ継手４０２とエジェクター３４０
とを接続し、汚水を霧状化した後、直接イオン分離器４
００内に注入する。これと同時にオゾン発生器３２０で
発生したオゾンをパイプでイオン分離器４００内に直接
注入し、その結果、霧状の汚水とオゾンがイオン分離器
４００内で混合され、同時に酸化還元反応を起こす。大
量の生活汚水処理に対応するため、本実施例では二つ以
上のイオン分離器を使用した。

【００４４】５）気液混合ポンプ５００の構造は実施例
１と同様である。

【００４５】６）高圧反応槽６００の構造は実施例１と
同様である。汚物排出管６０３と汚泥乾燥池９１０とを
接続し、排気管６０４の末端に曝気管６０６接続する。
この曝気管６０６は沈殿池９００の池底に設置。浄水出
水管６０５から排放池９２０に浄水を放出する。

【００４６】本実施例の汚水処理プロセスは以下の通り
である。

【００４７】１）前処理沈殿処理をする。

【００４８】２）混合と第一次の反応について、上述し
た沈殿後の汚水がエジェクター３４０で霧化処理され、
直接イオン分離器４００に送られる。これと同時にオゾ
ン発生器３２０で発生したオゾンがパイプによりイオン
分離器４００に注入され、第一次の反応を起こす。この
反応プロセスと原理は、実施例１と同様である。イオン
分離器４００内部の磁場強度は３９００ガウス以上、汚
水の流量は５００Ｌ／minであった。

【００４９】３）第二次の反応は、気液混合ポンプ５０
０内で発生。この気液混合ポンプ５００での気液混合率
は８５％であり、混合液体の出口圧力は７kg／cm²であ
った。

【００５０】４）分離反応は高圧反応槽６００内で発生
する。反応槽６００の入り口圧力は７kg／cm²、高圧反
応槽６００内の分離反応時間は６分以下であった。

【００５１】実験で証明したように、上述の処理プロセ
スで処理した生活汚水は、国が定めた一級排水基準に達
した。処理量は７２０Ｔ／日である。実施例３図５に示すとおり，本実施例３は水産養殖業に於ける汚
水処理システムである。水産養殖業の発展に伴い、養殖
場の周辺の水質が悪化し、その結果、ＢＯＤの増加、水
の透明度の低下、或は異臭を発生させる。これに対する
本汚水処理システムの実施例は以下の通りである。

【００５２】１）汚水取出口１００に取水ポンプ１０１
を設置し、養殖場から直接取水する。

【００５３】２）酸素発生器３１０とオゾン発生器３２
０については、実施例１と同じ構造なので、ここでは述
べない。

【００５４】３）イオン分離器４００の構造、原理は実
施例２と同様である。エジェクター３４０を使い霧状化
した後、直接イオン分離器４００内に注入する。これと
同時にオゾン発生器３２０で発生したオゾンをパイプで
直接イオン分離器４００内に注入、その結果、霧状の汚
水とオゾンがイオン分離器４００内で混合し、酸化還元
反応を起こす。本実施例においては、大量の汚水に対応
するため、二つ以上のイオン分離器を使用した。

【００５５】４）高圧反応槽６００の構造は実例１と同
様である。汚物排出管６０３と汚泥乾燥池９１０を接続
し、排気管６０４の末端に曝気管６０６を接続する。曝
気管６０６は養殖場の池底に設置する。浄水出口６０５
から、養殖池に浄水を放出する。本実施例の汚水処理の
プロセスは以下の通りである。

【００５６】１）取水する。取水ポンプの圧力は２kg／
cm²であった。

【００５７】２）混合と第一次の反応は、取水した汚水
をエジェクター３４０で霧化した後、直接イオン分離器
４００内に注入する。これと同時にオゾン発生器３２０
で発生したオゾンをパイプでイオン分離器４００内に注
入し、そこで第一次の反応を起こす。この反応プロセス
と原理は実施例２と同様である。このイオン分離器４０
０内部の磁場強度は、１８０００〜２４０００ガウス以
上で、汚水流量は５００Ｌ／minであった。

【００５８】３）分離反応は、イオン分離器４００から
流入する高圧反応槽６００内部で発生。反応槽６００の
入り口圧力は７kg／cm²で、高圧反応槽６００内の分離
反応時間は４分であった。

【００５９】養殖場の汚水による本実験で証明した通
り、浄化処理による水循環が可能で、薬物処理と比べる
とＢＯＤを完全に除去し、養殖場内の細菌と伝染病を防
止し、同時に、池中の汚物・汚泥を浄化出来、環境浄化
に欠かせない機器である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、より簡単な構造で汚水を迅速に処理でき、汚水処
理のコストを下げることが可能な汚水処理方法及びシス
テムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のフローシートである。

【図２】本発明の第１実施例のシステム図である。

【図３】本発明の第２実施例のフローシートである。

【図４】本発明の第２実施例のシステム図である。

【図５】本発明の第３実施例のシステム図である。

【図６】本発明中フィルター装置の構造図である。

【図７】本発明中オゾン混合装置の構造図である。

【図８】本発明中オゾン発生装置の構造図である。

【図９】本発明中オゾン発生装置の構造原理図である。

【図１０】本発明中イオン分離器の構造図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。

【図１２】本発明中イオン分離器の第２実施例を示す図
である。

【図１３】本発明中気液混合ポンプの構造図である。

【図１４】気液混合ポンプの工作原理図である。

【図１５】本発明中高圧反応槽の構造図である。

【図１６】図１５の矢視図である。

【符号の説明】

１００汚水取水口３００オゾン混合装置３１０酸素発生器３１０３２０オゾン発生器３３０オゾン混合室３４０エジェクター４００イオン分離器５００気液混合ポンプ６００高圧反応槽７００後処理装置８００浄水排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚水を取出し霧状にするステップ１と、霧状にした汚水に10Ｌ／min以上の流速を持たせ、この
汚水を磁場の強度が3000ガウス以上である中空柱状の密
封磁場構造を有するイオン分離器へ送り前記イオン分離
器の内部を通過させながら、この汚水と、オゾン発生装
置によってオゾン濃度が35,000〜100,000ppmの範囲にあ
るように発生させたオゾンとを、混合圧力が１〜4kg／c
m² であってオゾンの混合濃度が少なくとも2.5ppm以上
であるように混ぜ合わせ、前記汚水と前記オゾンとを酸
化還元反応をさせ、水、気体及びその他の物質を含んだ
混合液を生成するステップ２と、前記混合液を高圧反応槽に送り込み、前記高圧反応槽で
の反応時間を3.5分以上にし圧力を2〜12kg／ cm²にし、
前記混合液中の各物質の比重の違いを利用して、気体を
前記高圧反応槽の上部排気口から取水源に戻し、浄水を
浄水排水口から放出し、その他の水の比重より大きい物
質等を下部の排汚水口から放出するステップ３と、を備
えることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項２】前記ステップ１において霧状にした汚水を
霧状化して密封装置内に送り、前記オゾン発生装置で発
生させたオゾンを加えて混合し、その後に前記イオン分
離器へ密封パイプによって送り込むことを特徴とする請
求項１に記載の汚水処理方法。
【請求項３】前記ステップ１において霧状にした汚水を
直接的に前記イオン分離器に送り、その後前記イオン分
離器内部にて前記オゾンを混合することを特徴とする請
求項１に記載の汚水処理方法。
【請求項４】前記イオン分離器の密封磁場は、前記イオ
ン分離器の軸線方向に沿って互いに対向配置された天然
磁石をよって前記軸線方向に交叉する方向に磁力線が形
成された磁場であることを特徴とする請求項１に記載の
汚水処理方法。
【請求項５】前記イオン分離器を出た前記混合液が気液
混合ポンプを経由して前記高圧反応槽まで送られ、前記
気液混合ポンプの出口圧力と前記高圧反応槽内の圧力と
は同等であり、気液混合率は40〜90%であることを特徴
とする請求項１に記載の汚水処理方法。
【請求項６】あらかじめ汚水は前フィルター装置によっ
てろ過可能であり、前記前フィルター装置の処理能力は
1〜3.5kg／ cm²であり、前記前フィルター装置の網目径
は50〜250μｍであることを特徴とする請求項１に記載
の汚水処理方法。
【請求項７】前記高圧反応槽より排出した浄水は再度後
フィルターによってろ過可能であり、前記後フィルター
の処理圧力は2〜3.5kg／ cm²であり、前記後フィルター
の網目径は10〜50μｍであることを特徴とする請求項１
に記載の汚水処理方法。
【請求項８】前記オゾン発生装置は酸素発生器とオゾン
生成装置から構成されており、前記オゾン発生装置によ
って生成される酸素濃度は90％以上であり、前記オゾン
発生装置にはセラミック放電装置が採用されていること
を特徴とする請求項１に記載の汚水処理方法。
【請求項９】汚水取水口を介して取り出された汚水を霧
状にするエジェクターと、オゾンを発生させるオゾン発生装置と、中空の柱体を有し前記柱体の内壁に軸線方向に沿って対
向して設置された天然磁石を有し、前記中空柱体内部に
強磁場を発生させ、前記エジェクターによって噴霧化さ
れた汚水と前記オゾン発生装置によって発生させたオゾ
ンとが前記柱体内に送り込まれ酸化還元反応をさせて、
水、気体及びその他の物質を含んだ混合液を生成するた
めのイオン分離器と、前記イオン分離器によって生成した前記混合液が送り込
まれ、前記混合液中の各物質の比重の違いを利用して、
気体を上部排気口から取水源に戻し、浄水を浄水排水口
から放出し、その他の水の比重より大きい物質等を下部
の排汚水口から放出するための高圧反応槽と、を備える
ことを特徴とする汚水処理システム。
【請求項１０】前記エジェクターと前記イオン分離器と
前記高圧反応槽は、密封パイプによって直列的に配列さ
れていることを特徴とする請求項９に記載の汚水処理シ
ステム。
【請求項１１】前記オゾン生成装置は酸素発生器とオゾ
ン発生装置とを有することを特徴とする請求項９に記載
の汚水処理システム。
【請求項１２】前記オゾン発生装置のオゾン出口と前記
エジェクターの噴霧口とは、同一の密封胴体に接続され
ていることを特徴とする請求項９に記載の汚水処理シス
テム。
【請求項１３】前記密封胴体は前記オゾン発生装置の横
側に設置されていることを特徴とする請求項９に記載の
汚水処理システム。
【請求項１４】前記エジェクターの噴霧口は前記イオン
分離器の入り口近傍に設置され、前記オゾン発生装置の
オゾン出口は前記イオン分離器の内部に設置されている
ことを特徴とする請求項９に記載の汚水処理システム。
【請求項１５】前記イオン分離器と前記高圧反応槽との
間に気液混合ポンプが設置されていることを特徴とする
請求項９に記載の汚水処理システム。
【請求項１６】前記エジェクターよりも前段側に、ろ過
装置あるいは汚水沈殿池からなる前処理装置が設けられ
ていることを特徴とする請求項９に記載の汚水処理シス
テム。
【請求項１７】前記高圧反応槽と浄水を外部へ送る浄水
出口との間に、ろ過装置からなる後処理装置が設けられ
ていることを特徴とする請求項９に記載の汚水処理シス
テム。
【請求項１８】前記高圧反応槽の内部に増圧装置が設置
されていることを特徴とする請求項９に記載の汚水処理
システム。
【請求項１９】前記オゾン発生装置に冷却装置を設置さ
れていることを特徴とする請求項９に記載の汚水処理シ
ステム。
【請求項２０】前記気液混合ポンプはポンプ本体、蓋、
ポンプの回転軸及びアーム機構を通じてスクリューを回
転させ、前記スクリューの周縁を軸線方向から見ると、
両側が“人”文字形状の水カキであり、前記スクリュー
の周縁は放射線状の歯の様相を呈していることを特徴と
する請求項１５に記載の汚水処理システム。