JPH1128481A

JPH1128481A - オゾン反応システム

Info

Publication number: JPH1128481A
Application number: JP18876397A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Mochida; 芳雄餅田; Keishin Watanabe; 敬信渡邊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理水へのオゾン吸収効率を向上させてオゾ
ン反応効率を向上させ、廃オゾンの発生を低減させてシ
ステムの小型・コンパクト化を図ったオゾン反応システ
ムを提供する。【解決手段】オゾン反応処理手段２１にオゾン反応槽１
０を備え、このオゾン反応槽１０内に被処理水供給系１
７から被処理水１６を供給する。一方、オゾン反応槽１
０の底部側に散気手段２０を備え、この散気手段２０の
下方にオゾン発生・注入手段１５を通して発生オゾンを
注入する。注入されたオゾンは、散気手段２０で分散さ
れ、ほぼ一様な面分布状態となって被処理水中に吹き出
され、被処理水１６と気液接触して溶け込まされる。被
処理水１６に溶け込んだ溶解オゾンはオゾン反応処理に
寄与して酸化処理される。処理水は処理水排水系２２を
通して河川等の環境系に回収させる一方、オゾン反応に
寄与しない廃オゾンは廃オゾン処理系１３で分解処理さ
れ、無害化されて大気中に放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上水や下水，雨
水，生活排水などの被処理水をオゾン反応処理するオゾ
ン反応システムに係り、特に被処理水への注入オゾンを
有効利用し、オゾン吸収効率を向上させ、オゾン反応処
理の効率化を図ったオゾン反応システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のオゾン反応システムは、
オゾン反応槽内に案内された被処理水にオゾンを注入さ
せて溶け込ませ、オゾン溶存状態で化学反応（酸化反
応）を生じさせて被処理水の脱臭・脱色・殺菌・溶解無
機物の不溶化除去、有機分の低分子化（有機物の分解）
等のオゾン反応処理を行なっている（特願平５−７７１
５９号および特願平７−９８８５８号参照）。

【０００３】従来のオゾン反応システムは、オゾン反応
処理を促進させるために、図１３に示すように、オゾン
反応槽１内にオゾンを注入するオゾン注入装置２を設置
し、オゾン注入装置２からのオゾンの気泡を散気管３で
細泡化して被処理水４に注入し、気液接触させて溶け込
ませ、オゾン反応処理をしている。注入されたオゾンを
被処理水４に効率よく吸収させ、溶け込ませるために、
オゾン気泡の微細化を図って気泡（気液）接触面積を増
大させている。

【０００４】しかしながら、従来のオゾン反応システム
では、オゾン反応槽内に散気管３を備えたオゾン注入装
置２を設置し、被処理水４とオゾン（あるいはオゾンと
Ａｉｒの混合気）の気液接触面積を増大させる努力に拘
らず、被処理水４に吸収されるオゾンの吸収効率が８０
％〜９０％と低く、残りのオゾンは被処理水４に溶け込
まず、廃オゾンとして排出される。被処理水４に吸収さ
れるオゾン吸収効率が低いことに起因して被処理水への
オゾン溶存量が少なく、オゾン反応速度が遅くなる。オ
ゾン反応槽内でのオゾン処理反応に２０分〜３０分程度
要しており、オゾン反応槽１を含めたシステム全体の大
型化・複雑化を招いている。

【０００５】また、従来のオゾン反応システムでは、オ
ゾン吸収効率が低いため、廃オゾン量が多くなり、大型
の廃オゾン分解槽５が必要であった。被処理水４に吸収
されない（溶け込まない）廃オゾンは、廃オゾン分解槽
５内で分解処理し、無害化する必要がある。活性化して
いる廃オゾンを分解し、オゾン濃度を環境に適合する
０．１ＰＰＭ以下に調整して大気中に放出させる必要が
ある。

【０００６】一般に、オゾン（Ｏ₃）は酸素の同素体で
毒性を有し、人肺等にダメージを与える恐れがあるため
に、大気中に放出されるオゾンは０．１ＰＰＭ以下のオ
ゾン濃度となるように法規制を受ける。このため、オゾ
ン反応槽１から排出される廃オゾンを大型の廃オゾン分
解槽５に案内し、この廃オゾン反応槽５に収容された活
性炭で廃オゾンを無害の酸素に代えて大気中に放出して
いる。

【０００７】しかしながら、オゾンの分解速度は気中で
は（半減期が半日〜１日程度で水中での半減期（２０〜
３０分）に較べ長い）小さいため、廃オゾン分解槽５が
大型化し、設置面積が増大化する恐れがある。また、廃
オゾン量が多いため、廃オゾン分解層５に収容される活
性炭量も多くなり、さらに活性炭を取り換えるために、
廃オゾン分解槽５を定期的にメンテナンスする必要があ
った。また、オゾン反応槽１内にオゾン注入装置２を設
置したり、オゾン注入装置２に散気管３を備えているた
め、オゾン反応槽１の内部構造が複雑化し、オゾン反応
槽１の単純化、シンプル化を図ることが困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン反応シス
テムは、被処理水へのオゾン吸収効率が低いため、廃オ
ゾン量も多く、大型の廃オゾン分解槽が必要となった
り、この廃オゾン分解槽に収容される活性炭量も多く、
また定期的なメンテナンスが必要であった。

【０００９】また、従来のオゾン反応システムは、被処
理水へのオゾン吸収効率が悪いため、オゾン反応速度が
遅く、オゾン反応時間の短縮を図ることができず、オゾ
ン反応槽１を含めたシステム全体が大型化し、システム
の小型・コンパクト化を図ることが困難であった。さら
に、オゾン反応槽１内にオゾン注入装置を設置したり、
オゾン注入装置に散気管を備えているため、オゾン反応
槽１内の内部構造が複雑化し、メンテナンスに手間隙が
かかる恐れがあった。

【００１０】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、被処理水へのオゾン吸収効率を向上させ、オ
ゾン反応効率を向上させることができるオゾン反応シス
テムを提供することを目的とする。

【００１１】本発明の他の目的は、被処理水への注入オ
ゾンを有効利用してオゾン吸収効率を向上させて反応効
率を向上させ、オゾン反応時間を短縮し、システムの小
型・コンパクト化を図ることができるオゾン反応システ
ムを提供するにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、オゾン吸収効
率を向上させてオゾン反応槽の小型・シンプル化を図る
一方、廃オゾンを抑制したオゾン反応システムを提供す
るにある。

【００１３】本発明のさらに別の目的は、被処理水にオ
ゾンを安定的かつスムーズに注入でき、省力化が図れる
オゾン反応システムを提供するにある。

【００１４】本発明の別の目的は、オゾン吸収効率を向
上させる一方、オゾン反応の均一化を図り、廃オゾンの
発生を未然にかつ確実に防止し、廃オゾン反応槽を不要
としたオゾン反応システムを提供するにある。

【００１５】本発明のさらに別の目的は、被処理水への
オゾンの溶解促進・吸収促進および反応速度の高速化を
図ることができるオゾン反応システムを提供するにあ
る。

【００１６】本発明のさらに別の目的は、被処理水に注
入されるオゾン注入量を最適制御し、廃オゾンを抑制
し、環境に適合させたオゾン反応システムを提供するに
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るオゾン反応
システムは、上述した課題を解決するために、請求項１
に記載したように、被処理水をオゾン反応槽内に供給す
る供給ポンプを備えた被処理水供給系と，所要濃度のオ
ゾンを発生させ、上記オゾン反応槽内に注入するオゾン
発生・注入手段と，供給された被処理水をオゾン反応槽
内でオゾン反応処理するオゾン反応処理手段と，オゾン
反応処理された処理水を排出する処理水排水系と，前記
オゾン反応槽からの廃オゾンを分解処理して排出する廃
オゾン処理系とを有し、前記オゾン反応処理手段は、オ
ゾン反応槽の底部側に散気手段を備え、この散気手段に
より、オゾン発生・注入手段から注入されるオゾンを分
散させ、ほぼ一様な面分布状態でオゾン反応槽内底部側
から吹き出すように設定したものである。

【００１８】上述した課題を解決するために、本発明に
係るオゾン反応システムは、請求項２に記載したよう
に、オゾン反応槽は、密閉容器構造に構成され、上記オ
ゾン反応槽の内部圧力を調節制御する圧力調節手段を設
けたものである。

【００１９】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係るオゾン反応システムは、請求項３に記載した
ように、オゾン反応槽には、被処理水のペーハ濃度を調
整するペーハ調整手段および被処理水の温度を制御する
温度制御手段の少なくとも一方を設けたものである。

【００２０】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係るオゾン反応システムは、請求項４に記載し
たように、オゾン反応槽に散気手段の上方に被処理水撹
拌用の撹拌器を配置したものである。

【００２１】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係るオゾン反応システムは、請求項５に記載し
たように、オゾン反応槽は、散気手段の上方にオゾン気
泡を吹出する散気管を複数設ける一方、上記散気管の間
に被処理水撹拌用の撹拌器を配置したものである。

【００２２】またさらに、上述した課題を解決するため
に、本発明に係るオゾン反応システムは、請求項６に記
載したように、散気手段はオゾン反応槽の底部側にほぼ
水平方向に設置される散気プレートで構成し、この散気
プレートの孔密度を、被処理水入口側から処理水出口側
に向って漸次粗となるように形成したものである。

【００２３】また、本発明に係るオゾン反応システム
は、上述した課題を解決するために、請求項７に記載し
たように、被処理水をオゾン反応槽内に供給する供給ポ
ンプを備えた被処理水供給系と，所要濃度のオゾンを発
生させ、上記オゾン反応槽内に注入するオゾン発生・注
入手段と，供給された被処理水をオゾン反応槽内でオゾ
ン反応処理するオゾン反応処理手段と，オゾン反応処理
された処理水を排出する処理水排水系と，前記オゾン反
応槽からの廃オゾンを分解処理して排出する廃オゾン処
理系とを備え、前記オゾン反応槽は内部に仕切板が介装
されて被処理水入口から処理水出口に向うジグザグ状の
処理流路が形成される一方、上記処理流路の底部側にオ
ゾン発生・注入手段から注入されるオゾンを分散させて
吹き出す散気手段を設けたものである。

【００２４】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係るオゾン反応システムは、請求項８に記載した
ように、処理流路は水平方向にジグザグ状に蛇行してお
り、上記処理流路の底部側に設けられる散気手段は、散
気プレートで構成され、この散気プレートは被処理水入
口側から処理水出口側に向って孔密度が漸次粗となるよ
うに設定したものである。

【００２５】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係るオゾン反応システムは、請求項９に記載し
たように、処理流路は水平方向にジグザグ状に蛇行して
おり、上記処理流路の底部側に設けられる散気手段は、
立設された複数の散気管で構成され、上記各散気管の吹
出孔を被処理水の水流方向に対向させて形成したもので
あり、また、請求項１０に記載したように、散気管の吹
出孔が被処理水の上流側に向って斜め下向きとなるよう
に形成されたり、さらに請求項１１に記載したように、
散気管の吹出孔は、ジグザグ状処理流路の底部側が密
に、上部側が粗となるように孔密度を形成したものであ
る。

【００２６】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係るオゾン反応システムは、請求項１２に
記載したように、処理流路は上下方向にジグザグ状に蛇
行しており、上記処理流路の下降流路の底部側に散気手
段が設けられたり、また、請求項１３に記載したよう
に、散気手段は、下降流路の底部側に敷設される散気管
とこの散気管上方に設置される散気プレートとを組み合
せたものである。

【００２７】またさらに、上述した課題を解決するため
に、本発明に係るオゾン反応システムは、請求項１４に
記載したように、オゾン反応槽は処理流路の頂部側に被
処理水を散布する散布手段を設けたものである。

【００２８】また、本発明に係るオゾン反応システム
は、上述した課題を解決するために、請求項１５に記載
したように、被処理水をオゾン反応槽内に供給する加圧
ポンプを備えた被処理水供給系と，所要濃度のオゾンを
発生させ、上記オゾン反応槽内に注入するオゾン発生・
注入手段と，供給された被処理水をオゾン反応槽内でオ
ゾン反応処理するオゾン反応処理手段と，オゾン反応処
理された処理水を排出する処理水排水系と，前記処理水
排水系に案内される処理水から廃オゾンを分離させて分
解処理して排出する廃オゾン処理系とを備え、前記オゾ
ン反応槽は仕切板で区画された複数の処理室を備え、上
記仕切板に形成される連通口に被処理水の水流旋回装置
が設けられたものである。

【００２９】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係るオゾン反応システムは、請求項１６に記載
したように、複数の処理室を区画する仕切板には、少な
くとも１つの水流旋回装置が設けられ、前記水流旋回装
置は、上流側から下流側に向って被処理水の旋回方向を
順次交互に逆向きに形成したものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明に係るオゾン反応システム
の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

【００３１】図１は本発明に係るオゾン反応システムの
第１実施形態を示す基本的なシステム構成図である。

【００３２】図１において、符号１０はオゾン反応シス
テムのオゾン反応処理手段を構成する密閉構造のオゾン
反応槽を示す。このオゾン反応槽１０は好ましくは圧力
容器となっており、オゾン反応槽１０内はオゾン反応処
理時に、常圧あるいは大気圧を超える圧力にも耐え得る
ようになっている。オゾン反応槽１０内の圧力は圧力調
節手段１１により調節保持される。

【００３３】オゾン反応システムは、反応処理用オゾン
を発生させるオゾン発生手段としてのオゾン発生器１２
を備える。このオゾン発生器１２には２００ｇ／Ｎｍ³
級濃度のオゾンを発生させる高濃度オゾン発生器が好適
に用いられる。オゾン発生器１２には、例えば３００ｇ
／Ｎｍ³〜３５０ｇ／Ｎｍ³級濃度のオゾンを発生させ
る超高濃度オゾン発生器を用いても、また数１０ｇ／Ｎ
ｍ³級濃度のオゾンを発生させる中濃度オゾン発生器を
用いても、さらに２０ｇ／Ｎｍ³級の常用濃度のオゾン
を発生させる常用濃度オゾン発生器を用いてもよい。オ
ゾン発生器１２で発生するオゾンは実際にはオゾンと酸
素あるいはＡｉｒとが混合する混合ガス（Ｏ₃＋Ｏ₂or
ａｉｒ）である。

【００３４】オゾン発生器１２で発生したオゾンは流量
調整弁等の流量調節器１３によりオゾン流量が調節さ
れ、オゾン注入手段１４によりオゾン反応槽１０の底部
に注入される。このオゾン発生器１２，流量調節器１３
およびオゾン注入手段１４からオゾン発生・注入手段１
５が構成される。流量調節器１３は、例えば圧力調節手
段１１により作動制御される。

【００３５】一方、被処理水１６は、被処理水供給系１
７に設けられた加圧ポンプ手段としての供給ポンプ１８
によりオゾン反応槽１０内に供給される。供給ポンプ１
８には渦流ポンプあるいはスクリュポンプ、ギアポンプ
が好適に用いられる。また、被処理水１６としては、上
水、雨水、河川水、湖水の他、下水等の生活排水が対象
となる。

【００３６】また、オゾン反応槽１０の底部側に散気手
段２０が設けられてオゾン反応処理手段２１が構成され
る。散気手段２０はオゾン反応槽１０の底部側に水平方
向に設置される散気プレートで構成される。散気プレー
トは微小な供給孔を多数一様分布に形成したパンチング
プレートで形成され、オゾン反応槽１０の底部側に一様
な面分布状態で供給孔が穿設される。微小な供給孔の孔
密度は被処理水供給側が密となり、処理水排出側が粗と
なるように構成してもよい。散気手段２０の下方にオゾ
ン注入手段１４からオゾンが注入されようになってい
る。

【００３７】しかして、オゾン反応槽１０に供給された
被処理水は、散気プレートの供給孔から分散して注入さ
れる微細気泡のオゾンとオゾン反応槽１０内で気液接触
しつつ被処理水に溶け込んで溶解オゾンとなり、オゾン
反応処理される。このオゾン反応により、被処理水１６
に混入して溶解した溶解オゾン（溶存オゾン）が図２に
示すように化学反応（酸化反応）に寄与し、水質汚濁物
を酸化分解し、被処理水１６の脱臭・脱色・殺菌や鉄・
マンガンなどの溶解無機物の不溶化除去、有機物の分解
・低分子化等の処理を行なっている。

【００３８】被処理水１６に溶解したオゾンは大部分が
オゾン反応に寄与して被処理水１６を処理する。溶解オ
ゾンの一部は被処理水中で自己分解して酸素（Ｏ₂）と
なったり、また、残りの一部は溶解（溶存）オゾンのま
ま処理水に混入した状態で処理水排水系２２に導かれ
る。オゾンの自己分解速度は大気中では半日から１日程
度であるが、水中では３０分〜数十分程度と短いので活
性化酸素対策上の問題がない。

【００３９】オゾン反応槽１０は槽内が圧力調節手段１
１により常圧（大気圧）状態あるいは大気圧以上の加圧
状態に調節保持される。オゾン反応槽１０内を所要の圧
力に維持することにより、被処理水中へのオゾンの溶解
が促進され、オゾンは大部分が溶解状態となるのでオゾ
ン反応槽１０内での被処理水１６へのオゾン吸収効率が
増大し、オゾン反応速度の向上を通じてオゾン反応時間
の短縮を図ることができる。したがって、オゾン反応槽
１０の小型・コンパクト化を図ることができる。しか
も、オゾン反応槽１０は内部に散気手段として散気プレ
ートを設置するだけで、オゾン注入装置や散気管を設け
る必要がないので、槽内の簡素化・シンプル化が可能と
なる。

【００４０】オゾン反応時間の短縮化を図るには、オゾ
ン反応槽１０内の圧力増大、オゾン濃度の増大、気液接
触面積の増大、水温低下が効果がある。一般に、オゾン
（ガス）溶解速度Ｎは、

【数１】で表わされる。この（１）式から、オゾン反応時間の短
縮を図るべく、オゾン溶解速度を向上させるためには、
オゾン反応槽１０内の圧力増大、オゾン濃度の増大、気
液接触面積の増加が特に大きな効果を有することがわか
った。

【００４１】オゾン反応槽１０内での気液接触面積を増
大させるために、槽底部側に設置される散気手段２０と
しての散気プレートに微小な供給孔を多数一様分布に形
成し、散気プレートで分散して吹き出されるオゾン気泡
を微細化している。このオゾン気泡の微細化により気液
接触面積の増大を図ることができ、また、散気プレート
のプレート面ほぼ全面に多数の供給孔を一様に形成する
ことにより、全体としてより一層気液接触面積の増大を
図ることができる。

【００４２】また、オゾン濃度の増大は、オゾン発生器
１２に高濃度オゾン発生器や超高濃度オゾン発生器を用
いることにより、図ることができる。さらに、被処理水
１６の温度低下は、被処理水供給系１７に被処理水１６
を冷却する温度制御手段としての熱交換器（冷却手段）
２３を設けることにより、図れる。熱交換器２３はオゾ
ン反応槽１０内に設置してもよい。

【００４３】被処理水供給系１７には、被処理水１６の
ｐＨを調整するペーハ調整手段としての薬液注入手段２
４が設けられる。薬液注入手段２４は、硫酸、塩酸等の
ｐＨ調整用薬液を貯溜した薬液タンク２５を備える。薬
液タンク２５に貯溜された薬液は、薬液注入管２６を介
して供給ポンプの吸込側に、あるいは直接オゾン反応槽
１０内に注入され、被処理水１６のｐＨが８以下、好ま
しくは７．５以下、より好ましくは７．０以下となるよ
うにｐＨ調整を行ない、オゾン反応による硫化処理を促
進させている。

【００４４】しかして、オゾン反応槽１０内でオゾン反
応処理された処理水は、処理水排出系２２に案内され
る。処理水排水系２２では、処理水を配管２８を通して
例えば河川等の環境系に放流したり、また図示しない処
理タンク内に回収され、再利用に供される。

【００４５】一方、オゾン反応槽１０内の圧力調整は、
圧力調整手段１１により行なわれる。圧力調整手段１１
はオゾン反応槽１０内の圧力を検出する圧力計３０と、
この圧力計３０からの圧力検出信号を入力して作動する
圧力制御器３１と、この圧力制御器３１からの作動制御
信号で作動制御される圧力調整弁３２とから構成され
る。圧力計３０でオゾン反応槽１０内の気相部の圧力を
検出することで、オゾン反応速度を計算することがで
き、この検出圧力に応じて流量調節器１３を作動制御
し、オゾン流量を調整できるようになっている。

【００４６】一方、圧力調整弁３２は、オゾン反応槽１
０の上部から廃オゾン処理系３３に至る排出配管３４に
設けられる。圧力調整弁３２にて圧力調整された廃オゾ
ンは、続いて廃オゾン分解槽３５に案内され、この廃オ
ゾン分解槽３５にて廃オゾンは分解され、無害の酸素と
なり、大気中に放出される。廃オゾン分解槽３５には、
内部にオゾン吸着剤としてシリカゲル、活性炭等のオゾ
ン吸着剤が収容されている。

【００４７】また、このオゾン反応システムでは、オゾ
ンを取扱うため、防錆上の問題があり、オゾン反応槽１
０や廃オゾン分解槽３５、各種配管には防錆材料、不錆
化材料が用いられる。例えばＳＵＳ材料が用いられ、シ
ールパッキンには例えばフッ素系樹脂材料のようなオゾ
ンと反応しない材料が用いられる。

【００４８】次に、オゾン反応システムの作用について
説明する。

【００４９】被処理水１６は被処理水供給系１７を経て
供給ポンプ１８によりオゾン反応槽１０内に供給され
る。一方、オゾン反応槽１０の底部にはオゾン発生・注
入手段１５のオゾン発生器１２で発生したオゾンが注入
される。オゾン反応槽１０内の底部に注入されたオゾン
は散気手段２０としての散気プレートにより分散され、
散気プレートの供給孔から微細な気泡となって被処理水
１６中に注入される。このオゾン気泡は散気プレートの
ほぼプレート面全体から一様に吹き出され、オゾン反応
槽１０に貯溜された被処理水中を上昇する。

【００５０】微細なオゾン気泡が被処理水１６中を上昇
する間に、オゾン気泡は被処理水１６に溶解し、オゾン
反応に寄与する。その際、オゾン気泡を微細化すること
により、オゾン気泡と被処理水との気液接触面積が増大
し、オゾン気泡は被処理水１６に気液接触しつつ上昇す
る間に被処理水１６中へのオゾンの溶解を促進させるこ
とができる。

【００５１】被処理水１６中に溶解された溶存オゾン
は、被処理水１６をオゾン反応処理する。このオゾン反
応による酸化反応により、水質汚濁物を酸化分解し、被
処理水の脱臭・脱色・殺菌や、鉄・マンガンなどの溶解
無機物の不溶化除去、有機物の分解・低分子化等の処理
を行なっている。

【００５２】しかして、被処理水１６は溶存オゾン（溶
解オゾン）によりオゾン反応処理されて処理水となり、
処理水排水系２２に案内されて河川等の環境系に放流さ
れたり、あるいは、図示しない処理タンクに回収されて
再利用に供される。その際、被処理水１６のオゾン反応
による酸化反応を促進させるために、被処理水１６にペ
ーハ調整手段としての薬液注入手段２４から処理用薬液
を注入してもよい。また、被処理水１６のオゾン反応を
促進させるために、温度制御手段２３により、被処理水
１６を冷却してもよい。

【００５３】一方、被処理水１６のオゾン反応に寄与し
ない廃オゾンは、排出配管３４を通って廃オゾン処理系
３３に導かれ、ここで廃オゾンが分解処理され、無害化
されて大気中に放出される。

【００５４】図３は、本発明に係るオゾン反応システム
の第１実施形態における第１変形例を示すものである。

【００５５】この変形例に示されたオゾン反応システム
は、密閉構造のオゾン反応槽１０内に撹拌器３７を追設
した構成が、図１に示されたオゾン反応システムと基本
的に相違する。他の構成は実質的に異ならないので説明
を省略する。

【００５６】撹拌器３７は散気手段２０としての散気プ
レートの上方に複数台設置され、モータ３８駆動により
回転せしめられる。この撹拌器３７による旋回作用によ
り、オゾン反応槽１０内で被処理水１６が撹拌される一
方、被処理水１６の撹拌に伴って散気プレートの供給孔
から注入されるオゾン気泡も撹拌され、より一層微細化
される。

【００５７】撹拌器３７の撹拌によるオゾン気泡の微細
化により、オゾン気泡の気液接触面積が増大し、被処理
水１６へのオゾン溶解性が一層促進され、ほぼ全ての注
入オゾンがオゾン反応に寄与するようになる。

【００５８】このオゾン反応システムの作用は、図１に
示されたオゾン反応システムと撹拌器３７による撹拌を
除いて実質的に異ならないので、説明を省略する。

【００５９】図４は、本発明に係るオゾン反応システム
の第１実施形態における第２変形例を示すものである。

【００６０】この変形例に示されたオゾン反応システム
は、オゾン反応槽１０内に散気手段２０としての散気プ
レートとは別に、散気プレート上方に複数の散気管４０
を立設する一方、散気管４０の間にモータ３８にて回転
駆動される撹拌器３７を設けたものである。他の構成
は、図１に示されたオゾン反応システムと実質的に異な
らないので、説明を省略する。

【００６１】オゾン反応槽１０内にオゾンを注入するオ
ゾン注入手段１４にはヘッダ配管４１が設けられ、散気
管４０に接続される複数のオゾン注入配管４２と散気プ
レート２０の下方に接続されるオゾン注入配管４３とに
分岐される。散気管４０は円筒状等の筒状構造に形成さ
れ、外周面に多数の散気孔（吹出孔）が形成される。こ
れらの散気孔は好ましくは下部が密に、上部に向かうに
従って粗となるように孔密度が形成される。

【００６２】オゾン反応槽１０内に散気手段としての散
気プレート２０、散気管４０および撹拌器３７を併用し
て組み込むことにより、オゾン反応槽１０内に注入され
たオゾンを被処理水１６に有効的かつ積極的に溶解させ
ることができる。したがって、ほぼ全ての注入オゾンが
被処理水１６のオゾン反応に寄与される。

【００６３】図５は、本発明に係るオゾン反応システム
の第１実施形態における第３変形例を示すものである。

【００６４】この変形例に示されたオゾン反応槽１０内
に散気手段２０とは別に、散気手段２０の上方に複数の
撹拌器３７を設置した構成は、図３に示されたオゾン反
応槽１０と異ならない。図３に示されたオゾン反応槽１
０と異なる点は、散気手段２０としての散気プレートに
形成される供給孔は孔密度が被処理水供給側が密で、被
処理水供給側から処理水排水側に向って次第に粗となる
ように、多数穿設したものである。

【００６５】散気手段２０としての散気プレートの供給
孔を粗密構成とすることにより、被処理水供給（未飽和
水）側に多量のオゾンが注入され、注入されたオゾン気
泡は、被処理水供給側でより積極的に被処理水に吸収さ
れ、溶解される。したがって、被処理水１６へのオゾン
溶解効率を向上させることができ、オゾン反応を効率的
に精度よく行なうことができる。

【００６６】図６および図７は本発明に係るオゾン反応
システムの第２実施形態を示すものである。

【００６７】この実施形態に示されたオゾン反応システ
ムは、図１に示されたオゾン反応システムとオゾン反応
槽１０内の構成を基本的に異にし、他の構成は実質的に
異ならないので同一符号を付して説明を省略する。

【００６８】オゾン反応槽１０は内部に複数枚の仕切板
４５が介装され、槽内にジグザグ状に蛇行する処理流路
４６が形成される。処理流路４６は被処理水入口側から
処理水出口側に向ってほぼ水平方向にジグザグ状に延設
される。仕切板４５はオゾン反応槽１０の底部に立設さ
れ、頂部付近で終端しており、ジグザク状処理流路４６
の頂部は互いに連通している。

【００６９】また、オゾン反応槽１０の底部には散気手
段２０としての散気プレートが付設され、この散気プレ
ートの下方にオゾン発生器１２で発生したオゾンがオゾ
ン注入手段１４を通って注入される。注入されたオゾン
は散気プレートで分散され、オゾン発生器１２の底部側
全面から微細なオゾン気泡となって吹き出される。その
際、散気プレートの供給孔は被処理水入口側が密に、処
理水出口側が粗となるように、粗密構造に形成される。
これにより、ジグザグ状処理流路４６内に吹き出される
オゾンは、未飽和水である被処理水供給側が多量に、処
理水出口側に向って漸次少なくなるように調節設定さ
れ、被処理水へのオゾン溶解効率を向上させている。

【００７０】一方、オゾン反応槽１０の頂部には、複数
のスプレーノズル４７が設置されており、各スプレーノ
ズル４７から被処理水の一部がスプレー水として拡散状
態で噴出される。被処理水の噴出により、周辺の廃オゾ
ンを巻き込んでスプレー水に取り込み、被処理水中に積
極的に溶け込ませることができる。各スプレーノズル４
７へは、被処理水供給系１７から分岐された分岐供給管
４８がヘッダ配管４９を介して接続され、供給ポンプ１
８から送られる被処理水の一部を各スプレーノズル４７
から噴出させ、オゾン反応に寄与しなかった廃オゾンを
再びオゾン反応に寄与させるように配慮し、廃オゾン再
利用手段を構成している。

【００７１】また、このオゾン反応システムにおいて
は、オゾン反応槽１０内にジグザグ状に蛇行する処理流
路２０を形成することにより、オゾン反応距離を長くと
ることができ、オゾン反応を一層有効的にかつ効果的に
行なうことができる。

【００７２】このオゾン反応システムにおいては、散気
手段２０としての散気プレートから分散して吹き出され
るオゾン気泡は、ジグザグ状の処理流路４６を流れる被
処理水１６中を上昇する間に、被処理水１６と気液接触
して溶解され、溶解（溶存）オゾンとなってオゾン反応
に寄与される。オゾン反応に寄与しないで上昇し、被処
理水１６の水面から放出される廃オゾンは、スプレーノ
ズル４７から吹出されるスプレー水と接触し、このスプ
レー水１６に取り込まれ、再び被処理水１６中に溶解さ
せることができるので、被処理水１６へのオゾンの溶解
効率を一層向上させることができ、ほとんど全てのオゾ
ンをオゾン反応に寄与させることができる。

【００７３】また、オゾン反応槽１０内は仕切板４５に
より仕切られてジグザグ状に蛇行する処理流路４６が形
成され、処理流路４６の長さ、ひいてはオゾン反応距離
を大きくとることができ、オゾン反応をより効率よく、
有効的に行なうことができる。

【００７４】図８は、本発明に係るオゾン反応システム
の第２実施形態における第１変形例を示すものである。

【００７５】この変形例に示されたオゾン反応システム
は、図６および図７に示されたオゾン反応システムと、
オゾン反応槽１０内に設けられる散気手段の構成を基本
的に異にしたものであり、他の構成は実質的に異ならな
いので説明を省略する。

【００７６】図８の変形例に示されたオゾン反応システ
ムは、オゾン反応槽１０内に仕切板４５を立設して内部
にジグザグ状に蛇行する処理流路４６を形成し、ジグザ
グ状の処理流路４６に散気手段５０として多数の散気管
（あるいは散気筒）５１を立設したものである。各散気
管５１はジグザグ状処理流路４６の長手方向に所定の間
隔をおいて複数個、例えば３個づつ、処理流路４６を横
断する方向に列状に配設しても、また、多数の散気管５
１をランダムに配設してもよい。

【００７７】各散気管５１の吹出孔は、ジグザグ状処理
流路４６の上流側に向って開口している。各吹出孔は、
散気管５１から斜め下方を向くように開口させ、被処理
水１６の水流方向に対向させ、被処理水１６の流れに抗
してオゾン気泡を吹き出すようになっており、この吹出
構造により、散気管５１から吹き出されるオゾン気泡を
被処理水１６に積極的に接触させ、被処理水１６へのオ
ゾン溶解効率を向上させることができる。

【００７８】その際、各散気管５１に形成される吹出孔
は、散気管５１の下部側を密に、下方から上方に向うに
従って漸次粗となるように粗密構造に形成することによ
り、被処理水１６へ溶存されるオゾンの溶解効率を一層
向上させることができる。

【００７９】また、この変形例では、オゾン反応槽１０
の底部に散気管５１を立設した例を示したが、オゾン反
応槽１０の底部に散気手段として散気プレートを付設
し、この散気プレートの上方に散気管５１を立設し、散
気プレートと散気管５１とを併用させてもよい。

【００８０】図９は、本発明に係るオゾン反応システム
の第２実施形態における第２変形例を示すものである。

【００８１】この変形例に示されたオゾン反応システム
は、オゾン反応槽１０内の内部構成と、図６に示された
オゾン反応システムと基本的に異にし、他の構成は実質
的に異ならないので同一符号を付して説明を省略する。

【００８２】図９に示されたオゾン反応システムは、オ
ゾン反応槽１０内に仕切板５３，５４を設けジグザグ状
に蛇行する処理流路５５を形成する。ジグザグ状の処理
流路５５は、上昇流路５６と下降流路５７とから上下方
向に形成され、下降流路５７の底部側に散気手段６０を
設け、この散気手段６０から分散して吹き出される微細
なオゾン気泡と被処理水１６が対向流で接触させ、被処
理水１６へのオゾン気泡の溶存効率を向上させている。
その際、下降流路５７の流路断面積は上昇流路５６の流
路断面積より好ましくは大きく形成され、被処理水５７
が下降流路５７をゆっくり下降するようになっている。

【００８３】散気手段６０は下降流路５７の底部付近に
横方向に付設される散気管あるいは散気筒６１とこの散
気筒６１の上方を覆う散気プレート（パンチングプレー
ト）６２とから構成され、散気管６１から吹き出された
オゾン気泡は散気プレート６２で均一に分散され、微細
なオゾン気泡となって被処理水１６中に注入され、下降
する被処理水１６と対向流を構成して積極的に気液接触
せしめられる。この気液接触により、オゾン気泡は被処
理水１６に有効的に効率よく溶存されて溶解オゾンとな
り、被処理水のオゾン反応に寄与する。

【００８４】一方、被処理水１６のオゾン反応に寄与し
ないで上昇した廃オゾンは、スプレーノズル４７から噴
出されるスプレー水と積極的に接触し、スプレー水に取
り込まれて被処理水を溶存して溶解オゾンとなり、再び
オゾン反応に寄与するようになっている。

【００８５】このオゾン反応システムでは、散気手段６
０から吹き出される微細なオゾン気泡を被処理水の下降
流と積極的に気液接触させるので、被処理水１６へのオ
ゾン気泡の溶存を促進させることができ、オゾン反応効
率を向上させることができる。

【００８６】図１０は本発明に係るオゾン反応システム
の第３実施形態を示す系統図である。

【００８７】この実施形態に示されたオゾン反応システ
ムは、圧力密閉容器としてのオゾン反応槽１０内を大気
圧以上の高圧状態に保ち、オゾン反応効率を向上させた
ものである。

【００８８】オゾン反応槽１０内は複数の仕切板６５に
より内部が被処理水入口側から処理水出口側に向って複
数の処理室６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄに区画され
る。各仕切板６５に形成された中央の連通口には被処理
水１６を旋回させる水流旋回手段としての水流旋回弁６
７が設置される。水流旋回弁６７による旋回方向は交互
に逆向きとなるように、水流旋回弁６７が上流側から下
流側に向って順次配設される。

【００８９】また、オゾン反応槽１０内に被処理水１６
を供給する被処理水供給系１７には、被処理水加圧手段
として加圧ポンプ６８が設けられ、この加圧ポンプ６８
により被処理水は大気圧以上、好ましくは３atg 以上、
より好ましくは５atg 程度の圧力に調節保持される。

【００９０】加圧ポンプ６８の吸込側にオゾン注入手段
６９が設けられる。オゾン注入手段６９はオゾン発生手
段としてのオゾン発生器１２で発生したオゾンを効率よ
く注入させることができる。このオゾン発生器１２とオ
ゾン注入手段６９とによりオゾン発生・注入手段７０を
構成している。オゾン注入手段６９によりオゾンが注入
された被処理水は、続いて加圧ポンプ６８によりゲージ
圧で３atg （０．４ＭＰａ）以上、好ましくは５atg
（０．６ＭＰａ）以上、例えば５atg に加圧される。加
圧ポンプ６８による加圧により被処理水に注入されたオ
ゾン気泡は、ミキシングされて微細泡化する。３atg 以
上の加圧により、オゾン気泡はつぶれて被処理水にほぼ
１００％近く混入されて溶け込み、溶解されることを初
めて知見した。加圧ポンプで例えば５atg 程度に加圧す
ることにより、オゾン気泡は完全につぶれて被処理水に
溶け込んで溶解せしめられ、被処理水にはオゾン気泡す
なわち非溶解オゾンが存在しないオゾン溶解状態となる
（図２参照）。

【００９１】加圧ポンプ６８で加圧された被処理水１６
に溶解オゾンが溶け込んだ状態でオゾン反応槽１０の上
流側第１段処理室６６ａに供給され、ここで第１段のオ
ゾン反応処理される。第１段の処理室６６ａに案内され
た被処理水１６は続いて水流旋回弁６７により旋回さ
れ、第２段の処理室６６ｂに案内され、この処理室６６
ｂ内を旋回する間に第２段のオゾン反応処理が行なわれ
る。続いて、第３段の処理室６６ｃおよび第４段（最終
段）の処理室６６ｄで順次オゾン反応処理されて処理水
となり、処理水排出系７１に導かれる。

【００９２】オゾン反応槽１０内の各処理室６６ａ〜６
６ｄは圧力調節手段７２により槽内が所要の加圧状態に
保持される。圧力調節手段７２により、大気圧以上、好
ましくは３atg 以上、例えば５atg 程度の加圧状態に維
持することにより、オゾンは溶解状態となるのでオゾン
反応槽１０内での被処理水へのオゾン吸収効率が増大
し、オゾン反応速度が向上してオゾン反応時間の短縮を
図ることができる。各処理室６６ａ〜６６ｄ内の圧力は
上流側から下流側に向って順次低圧になるように調節さ
れる。

【００９３】また、圧力調整手段７２はオゾン反応槽１
０内の圧力を検出する圧力計７３と、この圧力計７３か
らの圧力検出信号を入力して作動する圧力制御器７４
と、この圧力制御器７４からの作動制御信号で作動制御
される圧力調整弁７５とから構成される。

【００９４】圧力調整弁７５はオゾン反応槽１０の最下
流段の処理室６６ｄを気液分離槽７６に接続する流出配
管７７に設けられ、オゾン反応槽１０で処理された処理
水の減圧手段を構成し、この圧力調整弁７５により処理
水はほぼ大気圧に減圧させている。この圧力調整弁７５
にて減圧された処理水は続いて気液分離槽７６に案内さ
れる。気液分離槽７６内で処理水はガス成分と液成分に
気液分離される。液成分は処理水として配管７８を通し
て例えば河川等の環境系に放流されたり、図示しない処
理タンク内に回収され、再利用に供される。

【００９５】一方、気液分離槽７６で気液分離されたガ
ス成分は送風機７９により廃オゾン分解槽３３に案内さ
れる。廃オゾン分解槽３３に案内されたガス成分は、こ
こで廃オゾン濃度が環境に適合するオゾン濃度（０．１
ＰＰＭ）以下になるようにオゾン分解された後、大気中
に放出されるようになっている。廃オゾン分解槽３３に
は、内部にオゾン吸収剤としてシリカゲル、活性炭等の
オゾン吸着剤が収容されている。

【００９６】ところで、このオゾン反応システムにおい
ては、被処理水に注入されるオゾンを加圧ポンプ１７で
ミキシングし、例えば３atg 以上に加圧すると、オゾン
気泡がつぶれて被処理水中へ溶け込み、このオゾン溶け
込み量がほぼ１００％となり、オゾン気泡（非溶解オゾ
ン）が存在しない溶け込み状態の溶解オゾンとなる。そ
して、オゾン反応槽１０内を例えば３atg 以上の加圧状
態に保持すると、注入オゾンはほぼ完全につぶれて被処
理水に溶け込み、被処理水に溶解され、オゾン水とな
る。オゾン反応槽１０内を５atg 以上にすると、オゾン
気泡は完全につぶれて被処理水に溶け込んで溶解され、
全てのオゾンがオゾン反応に寄与する溶解オゾン（溶存
オゾン）となる。

【００９７】この場合、オゾン反応に寄与しない非溶解
オゾンは存在しないので、オゾン反応槽１０内でのオゾ
ン反応が有効的に効率よく行なわれ、オゾン反応効率が
向上し、オゾン反応時間が短縮される。また、オゾン反
応槽１０内で非溶解オゾンが存在しないので、気液分離
槽７６で気液分離されるガス成分に廃オゾンが含まれて
いない。したがって、実際には、廃オゾン分解槽３３は
不要となり、直接大気中に放出することが可能となる。
廃オゾン分解槽３３は保安用オゾン分解槽として機能
し、必須的でない。廃オゾン分解槽３３は図示しない減
圧弁を介してオゾン反応槽１０に接続してもよい。

【００９８】被処理水に注入されたオゾンは、被処理水
を加圧ポンプでミキシングし、例えば３atg 以上に加圧
することで、非溶解オゾンが存在しない状態となり、図
１１に示すように、ほぼ全てが溶解オゾンとなる。被処
理水に溶解したオゾンは図２に示すように、大部分がオ
ゾン反応に寄与して被処理水を処理する。溶解オゾンの
一部は被処理水中で自己分解して酸素（Ｏ₂）となった
り、また、残りの一部は溶解（溶存）オゾンのまま処理
水に混入した状態で気液分離層７６に導かれる。オゾン
の自己分解速度は大気中では半日から１日程度である
が、水中では３０分〜数十分程度と短いので活性化酸素
対策上の問題がない。

【００９９】次に、オゾン反応システムの作用を説明す
る。

【０１００】このオゾン反応システムでは処理水に注入
されたオゾンを加圧ポンプでミキシングしつつ加圧して
つぶし、この加圧状態を保ってオゾン反応槽１０内で被
処理水をオゾン反応させることにより、被処理水へのオ
ゾン溶解やオゾン吸収を促進させ、オゾン反応速度を向
上させ、オゾン反応時間の短縮を図ることができる。オ
ゾン溶解によりオゾン吸収効率をほぼ１００％としてオ
ゾン反応時間を大幅に短縮でき、システムの小型・コン
パクト化を図ることができる。オゾン反応時間は、反応
速度の増大により従来の１０〜２０分を約５分に短縮で
き、しかも排出される廃オゾンを抑制し、環境への適合
が容易となる。

【０１０１】図５は本発明に係るオゾン反応システムの
第２実施形態を示すものである。

【０１０２】この実施形態に示されたオゾン反応システ
ムを説明するに際し、図１に示されたオゾン反応システ
ムと同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。こ
のオゾン反応システムはオゾン反応槽１０内を例えば３
atg （０．４ＭＰａ）以上、好ましくは５atg （０．６
ＭＰａ）程度に加圧したシステムに適する。

【０１０３】図１０に示されたオゾン反応システムは、
オゾンが注入された被処理水は、加圧ポンプ６８でミキ
シングされつつ大気圧以上、好ましくは３atg 以上、例
えば５atg に加圧され、オゾン反応槽１０の第１段処理
室６６ａに供給される。供給された被処理水はオゾン反
応槽１０内の各処理室６６ａ〜６６ｄを順次撹拌されな
がら通過する間にオゾン反応処理されて処理水となり、
流出配管７７から気液分離層７６に導かれ、気液分離さ
れた後、河川等の環境中に放出されたり、また、図示し
ない処理タンクに貯溜され、再利用に供される。流出配
管７７の途中には、処理水を大気圧に戻す減圧手段とし
ての圧力調整弁７５が設けられている。

【０１０４】また、気液分離槽７６の頂部は廃オゾン分
解槽３３に接続され、気液分離槽７６内で気液分離され
た非溶解オゾンが廃オゾン分解槽３３に回収され、ここ
で廃オゾンはオゾン吸着剤としての活性炭やシリカゲル
等のオゾン吸着剤に吸着され、あるいはオゾン分解し、
オゾン濃度が環境に適合するオゾン濃度（０．１ＰＰ
Ｍ）以下に調整して大気中に放出される。

【０１０５】その際、オゾン反応槽１０内を大気圧以
上、好ましくは３atg 以上、例えば５atg のゲージ圧力
に圧力調整弁７５の弁開度調整で保持することにより、
被処理水に非溶解オゾンがほとんど存在しない完全溶解
オゾン状態となり、被処理水は溶解（溶存）オゾンによ
り効果的かつ効率よくオゾン反応処理される。したがっ
て、実際には、溶解オゾンにより図２に示す反応プロセ
スで処理され、非溶解オゾンが存在しない状態となっ
て、廃オゾンはほとんど発生しない。

【０１０６】このオゾン反応システムでは被処理水に注
入されたオゾンを加圧ポンプ６８でミキシングしつつ加
圧してつぶし、この加圧状態を保ってオゾン反応槽１０
内で被処理水を旋回させながらオゾン反応させることに
より、被処理水へのオゾン溶解やオゾン吸収を促進さ
せ、オゾン反応速度を向上させ、オゾン反応時間の短縮
を図ることができる。オゾン溶解によりオゾン吸収効率
をほぼ１００％としてオゾン反応時間を大幅に短縮で
き、システムの小型・コンパクト化を図ることができ
る。オゾン反応時間は、反応速度の増大により従来の１
０〜２０分を約５分に短縮でき、しかも排出される廃オ
ゾンを抑制し、環境への適合が容易となる。

【０１０７】図１２は、本発明に係るオゾン反応システ
ムの第３実施形態における第１変形例を示す。

【０１０８】この変形例に示されたオゾン反応システム
は、オゾン反応槽１０内の構成が図１０に示されたオゾ
ン反応システムと相違し、他の構成は実質的に異ならな
いので、説明を省略する。

【０１０９】オゾン反応槽１０内は仕切板６５により槽
内が複数の処理室６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄに区
画される。各処理室６６ａ〜６６ｄは仕切板６５に設け
られた水流旋回手段としての水流旋回弁６７により相互
に連通され、各処理室６６ａ〜６６ｄを上流側から下流
側に向って流れる被処理水に旋回流を与えるようになっ
ている。その際、各仕切板６５には１個以上の水流旋回
弁６７が設けられ、各処理室６６ａ〜６６ｄに案内され
る被処理水に旋回流が効率よく付与されるように配慮し
ている。水流旋回弁６７により付与される被処理水の旋
回流と、オゾン反応槽１０内で被処理水を加圧すること
により、オゾン反応効率をより一層向上させ、オゾン反
応処理を高速化することができる。

【０１１０】なお、本発明の一実施形態では、オゾン反
応槽内を常圧（大気圧）で使用する例や加圧して使用す
る例を説明したが、大気圧以上に加圧する条件は種々の
変形例が考えられる。

【０１１１】

【発明の効果】以上に述べたように本発明に係るオゾン
反応システムにおいては、被処理水に注入されるオゾン
を有効利用して、被処理水へのオゾン吸収効率を向上さ
せ、オゾン反応を効率化させ、被処理水に含まれる有機
物の分解、脱臭、脱色作用を能率よく効率的に行なうこ
とができる一方、廃オゾンの発生量を抑制し、自然環境
に適合させ得るオゾン反応システムを提供できる一方、
オゾン反応槽のコンパクト化を図ることができる。

【０１１２】請求項１に係る発明においては、オゾン反
応槽の底部側に散気手段を設け、この散気手段によりオ
ゾン発生・注入手段から注入されるオゾンを分散させ、
ほぼ一様な面分布状態でオゾン反応槽底部側からオゾン
気泡を吹き出し、被処理水と気液接触させたから、気液
接触面積を増大させてオゾン気泡を被処理水に有効的に
溶け込ませて溶解オゾンとすることができ、ほぼ全ての
オゾンをオゾン反応に寄与させ、オゾン反応処理を効率
的に行なうことができる一方、廃オゾンの発生量を抑制
でき、オゾン反応槽のコンパクト化を図ることができ
る。

【０１１３】請求項２に係る発明においては、密閉構造
のオゾン反応槽内の内部圧力を圧力調節手段で調節制御
したから、オゾン反応槽内の圧力をオゾン気泡が被処理
水に効率よく溶け込む圧力に保持でき、オゾン反応効率
の増大、ひいてはオゾン反応処理時間の短縮が図れ、オ
ゾン反応槽の小型・コンパクト化を図ることができる。

【０１１４】請求項３に係る発明においては、被処理水
のペーハ濃度を調整するペーハ調整手段または被処理水
温度を制御する温度制御手段を設けることにより、オゾ
ン反応による酸化処理を促進させることができ、オゾン
反応効率をより一層向上させることができる。

【０１１５】請求項４に係る発明においては、撹拌器に
より被処理水を撹拌し、オゾン気泡を微細化させること
により、気液接触面積を増大させ、被処理水にオゾンを
効率よく溶け込ませ、オゾン反応効率を向上させること
ができる。

【０１１６】請求項５に係る発明においては、散気手段
の上方に複数の散気管と撹拌器を設けることにより、オ
ゾン気泡を微細化して気液接触面積を増大させ、被処理
水により効率よく溶け込ませることができ、オゾン反応
効率をより一層向上させることができる。

【０１１７】請求項６に係る発明においては、散気手段
を構成する散気プレートの孔密度を粗密構造に変化さ
せ、被処理水入口側で多量のオゾン気泡を未飽和状態の
被処理水と気液接触させたから、被処理水へオゾンを効
率よく溶け込ませることができ、オゾン反応効率の向上
が図れる。

【０１１８】請求項７に係る発明においては、オゾン反
応槽内にジグザグ状の処理流路を形成し、流路長を長く
したので、オゾン反応距離を増大させることができ、オ
ゾン反応処理の効率化を図ることができる。

【０１１９】請求項８に係る発明においては、ジグザグ
状処理流路を形成する一方、この処理流路の被処理水入
口側に多量のオゾン気泡を未飽和の被処理水に注入でき
るようにしたので、被処理水にオゾンを効率よく溶け込
ませ、オゾン反応処理をより一層効率化することができ
る。

【０１２０】請求項９に係る発明においては、ジクザグ
状処理流路に複数の散気管を立設し、各散気管の吹出孔
を被処理水の水流方向に対向させたので、散気管から吹
き出されるオゾン気泡を被処理水に積極的に気液接触さ
せて被処理水に溶け込ませることができ、廃オゾンの発
生量を低減させ、オゾン反応処理を有効的に効率よく促
進させることができる。

【０１２１】請求項１０に係る発明においては、散気管
の各吹出孔が被処理水の上流側に向って斜め下向きとな
るように形成したので、各吹出孔から吹き出されるオゾ
ン気泡と被処理水との気液接触長さを充分に長くとるこ
とができ、オゾンを被処理水に積極的に溶け込ませるこ
とができる。

【０１２２】請求項１１に係る発明においては、散気管
の吹出孔はジグザグ状処理流路の底部側が密に、上部側
が粗となるよう孔密度を形成したので、処理流路の底部
側にオゾン気泡が多量に吹き出され、オゾンを被処理水
に有効的に溶け込ませる一方、全体としての気液接触長
さを増大させることができ、オゾン反応処理を効率よく
有効的に行なうことができる。

【０１２３】請求項１２に係る発明においては、ジグザ
グ状処理流路の下降流路の底部側に散気手段を設け、散
気手段から吹き出されるオゾン気泡を下降する被処理水
と対向流をなして気液接触させたから、被処理水へのオ
ゾンの溶け込みを積極的に促進させることができ、オゾ
ン反応の効率化、反応処理時間の短縮を図ることができ
る。

【０１２４】請求項１３に係る発明においては、散気管
を散気プレートを組み合せて下降流路の底部側に設置し
たので、オゾン気泡を微細化して気液接触面積を増大さ
せ、被処理水へのオゾンの溶け込みをより一層効率よく
行なうことができる。

【０１２５】請求項１４に係る発明においては、オゾン
反応槽の頂部側に散布手段を設け、被処理水でオゾン反
応に寄与しない廃オゾンを散布手段からの散布水に取り
込ませ、溶解オゾンとして再利用することができ、オゾ
ンの効率的な利用を図ることができる。

【０１２６】請求項１５および１６に係る発明において
は、被処理水に注入されたオゾンを加圧ポンプでミキシ
ングしつつ加圧するので、オゾン飽和濃度を増加させて
オゾン気泡の被処理水への溶け込みを促進させ、被処理
水へのオゾン吸収効率を向上させることができ、オゾン
反応槽内では被処理水を加圧状態に保ってオゾン反応処
理させるので、オゾン反応効率を向上させてオゾン反応
速度を増大させ、オゾン反応時間の短縮が図れ、オゾン
反応槽の小型・コンパクト化、ひいてはシステム全体の
コンパクト化を図ることができる。

【０１２７】また、被処理水へのオゾン注入は加圧ポン
プ吸込側で行なわれ、低圧注入が可能となるのでオゾン
注入を簡単かつ容易に行なうことができる一方、オゾン
反応槽内にオゾン注入手段や散気管を収容させる必要が
ないので、オゾン反応槽の簡素化、シンプル化が図れ、
メンテナンスが容易になる。

【０１２８】さらに、オゾン反応槽内では、被処理水を
水流旋回装置で旋回させつつ加圧状態でオゾン反応処理
させているので、被処理水へのオゾン溶解性が向上し、
溶解オゾン量を増大させるので、被処理水のオゾン酸化
反応を促進させ、オゾン反応処理を効率よく迅速に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオゾン反応システムの第１実施形
態を系統的に示す構成図。

【図２】本発明に係るオゾン反応システムのオゾン反応
プロセスを示す図。

【図３】本発明に係るオゾン反応システムの第１実施形
態における第１変形例を示す図。

【図４】本発明に係るオゾン反応システムの第１実施形
態における第２変形例を示す図。

【図５】本発明に係るオゾン反応システムの第１実施形
態における第３変形例を示す図。

【図６】本発明に係るオゾン反応システムの第２実施形
態を系統的に示す構成図。

【図７】図６に示されたオゾン反応槽の VII−VII 線に
沿う平面図。

【図８】本発明に係るオゾン反応システムの第２実施形
態における第１変形例を示す図。

【図９】本発明に係るオゾン反応システムの第２実施形
態における第２変形例を系統的に示す構成図。

【図１０】本発明に係るオゾン反応システムの第３実施
形態を系統的に示す構成図。

【図１１】被処理水（清水）中へのオゾン吸収効率を示
す実験例のデータ図。

【図１２】本発明に係るオゾン反応システムの第３実施
形態における第１変形例を示す図。

【図１３】従来のオゾン反応システムを系統的に示す構
成図。

【符号の説明】

１０オゾン反応槽１１圧力調節手段１２オゾン発生器（オゾン発生手段）１３流量調節器１４オゾン注入手段１５オゾン発生・注入手段１６被処理水１７被処理水供給系１８供給ポンプ２０散気手段２１オゾン反応処理手段２２処理水排水系２３熱交換器（温度制御手段）２４薬液注入手段（ペーハ調整手段）２５薬液タンク２６薬液注入管３０圧力計３１圧力制御器３２圧力調整弁３３廃オゾン処理系３４排出配管３５廃オゾン分解槽３７撹拌器３８モータ４０散気管４１ヘッダ配管４２オゾン注入配管４３オゾン注入配管４５仕切板４６処理流路４７スプレーノズル４８分岐供給管４９ヘッダ配管５０散気手段５１散気管５３，５４仕切板５５処理流路５６上昇流路５７下降流路６０散気手段６１散気管（散気筒）６２散気プレート（パンチングプレート）６５仕切板６６ａ〜６６ｄ処理室６７水流旋回弁（水流旋回手段）６８加圧ポンプ６９オゾン注入手段７０オゾン発生・注入手段７１処理水排水系７２圧力調節手段７３圧力計７４圧力制御器７５圧力調整弁７６気液分離槽７７流出配管７９送風機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水をオゾン反応槽内に供給する供
給ポンプを備えた被処理水供給系と，所要濃度のオゾン
を発生させ、上記オゾン反応槽内に注入するオゾン発生
・注入手段と，供給された被処理水をオゾン反応槽内で
オゾン反応処理するオゾン反応処理手段と，オゾン反応
処理された処理水を排出する処理水排水系と，前記オゾ
ン反応槽からの廃オゾンを分解処理して排出する廃オゾ
ン処理系とを有し、前記オゾン反応処理手段は、オゾン
反応槽の底部側に散気手段を備え、この散気手段によ
り、オゾン発生・注入手段から注入されるオゾンを分散
させ、ほぼ一様な面分布状態でオゾン反応槽内底部側か
ら吹き出すように設定したことを特徴とするオゾン反応
システム。
【請求項２】オゾン反応槽は、密閉容器構造に構成さ
れ、上記オゾン反応槽の内部圧力を調節制御する圧力調
節手段を設けた請求項１に記載のオゾン反応システム。
【請求項３】オゾン反応槽には、被処理水のペーハ濃
度を調整するペーハ調整手段および被処理水の温度を制
御する温度制御手段の少なくとも一方を設けた請求項１
に記載のオゾン反応システム。
【請求項４】オゾン反応槽に散気手段の上方に被処理
水撹拌用の撹拌器を配置した請求項１に記載のオゾン反
応システム。
【請求項５】オゾン反応槽は、散気手段の上方にオゾ
ン気泡を吹出する散気管を複数設ける一方、上記散気管
の間に被処理水撹拌用の撹拌器を配置した請求項１に記
載のオゾン反応システム。
【請求項６】散気手段はオゾン反応槽の底部側にほぼ
水平方向に設置される散気プレートで構成し、この散気
プレートの孔密度を、被処理水入口側から処理水出口側
に向って漸次粗となるように形成した請求項１に記載の
オゾン反応システム。
【請求項７】被処理水をオゾン反応槽内に供給する供
給ポンプを備えた被処理水供給系と，所要濃度のオゾン
を発生させ、上記オゾン反応槽内に注入するオゾン発生
・注入手段と，供給された被処理水をオゾン反応槽内で
オゾン反応処理するオゾン反応処理手段と，オゾン反応
処理された処理水を排出する処理水排水系と，前記オゾ
ン反応槽からの廃オゾンを分解処理して排出する廃オゾ
ン処理系とを備え、前記オゾン反応槽は内部に仕切板が
介装されて被処理水入口から処理水出口に向うジグザグ
状の処理流路が形成される一方、上記処理流路の底部側
にオゾン発生・注入手段から注入されるオゾンを分散さ
せて吹き出す散気手段を設けたことを特徴とするオゾン
反応システム。
【請求項８】処理流路は水平方向にジグザグ状に蛇行
しており、上記処理流路の底部側に設けられる散気手段
は、散気プレートで構成され、この散気プレートは被処
理水入口側から処理水出口側に向って孔密度が漸次粗と
なるように設定した請求項７に記載のオゾン反応システ
ム。
【請求項９】処理流路は水平方向にジグザグ状に蛇行
しており、上記処理流路の底部側に設けられる散気手段
は、立設された複数の散気管で構成され、上記各散気管
の吹出孔を被処理水の水流方向に対向させて形成した請
求項７に記載のオゾン反応システム。
【請求項１０】散気管の吹出孔が被処理水の上流側に
向って斜め下向きとなるように形成された請求項９に記
載のオゾン反応システム。
【請求項１１】散気管の吹出孔は、ジグザグ状処理流
路の底部側が密に、上部側が粗となるように孔密度を形
成した請求項９または１０に記載のオゾン反応システ
ム。
【請求項１２】処理流路は上下方向にジグザグ状に蛇
行しており、上記処理流路の下降流路の底部側に散気手
段が設けられた請求項７に記載のオゾン反応システム。
【請求項１３】散気手段は、下降流路の底部側に敷設
される散気管とこの散気管上方に設置される散気プレー
トとを組み合せて構成された請求項１２に記載のオゾン
反応システム。
【請求項１４】オゾン反応槽は処理流路の頂部側に被
処理水を散布する散布手段を設けた請求項７に記載のオ
ゾン反応システム。
【請求項１５】被処理水をオゾン反応槽内に供給する
加圧ポンプを備えた被処理水供給系と，所要濃度のオゾ
ンを発生させ、上記オゾン反応槽内に注入するオゾン発
生・注入手段と，供給された被処理水をオゾン反応槽内
でオゾン反応処理するオゾン反応処理手段と，オゾン反
応処理された処理水を排出する処理水排水系と，前記処
理水排水系に案内される処理水から廃オゾンを分離させ
て分解処理して排出する廃オゾン処理系とを備え、前記
オゾン反応槽は仕切板で区画された複数の処理室を備
え、上記仕切板に形成される連通口に被処理水の水流旋
回装置が設けられたことを特徴とするオゾン反応システ
ム。
【請求項１６】複数の処理室を区画する仕切板には、
少なくとも１つの水流旋回装置が設けられ、前記水流旋
回装置は、上流側から下流側に向って被処理水の旋回方
向を順次交互に逆向きに形成した請求項１５に記載のオ
ゾン反応システム。