JPS62121695A - オゾン処理の効率向上方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、オゾン処理の効率向上方法および装置、特に
、オゾン含有気体を被処理水に添加する直前に該オゾン
含有気体を放電処理することを特徴とする、オゾン処理
の効率向。１一方法および装置に関する。

ここに、オゾン処理とは脱色、脱臭、殺菌、もしくは有
機物の分解をオゾン添加によって行う処理一般である。

（従来の技術） オゾンの強い酸化力を利用した一］二下水、用廃水の殺
菌、脱色、脱臭、ＣＯＤ除去などのいわゆるオゾン処理
方法は公知である。オゾンは水中で速やかに酸素に変わ
るため塩素などの酸化剤をもちいたときに生じるトリへ
ロメタンの発生、ｐｌ＋の変化、腐食性の塩素イオンも
しくはすトリウムイオン等の残留などの問題がなく優れ
た点が多い。しかし、オゾンの製造には乾燥空気中で無
声放電する方法が一般的であるが、そのための設備費、
電力費がかかるため、塩素処理などと比べると割高であ
る。そこで、現在行われているオゾン処理ではオゾンと
被処理物との接触面積、接触時間などを大きくすること
により、オゾンの利用効率を高める方法がとられている
が、処理に必要な面積、ランニングコストの問題など、
残った問題は多い。

（発明が解決しようとする問題点） したがって、本発明の目的は、オゾンの溶解、反応速度
をコロナ放電などのプラズマを用いることにより促進し
、オゾンの利用率を高めるという、効率的な水のオゾン
処理方法および装置を提供することである。

さらに、本発明の目的は、上下水の殺菌、脱色、脱臭、
ＣＯＤ除去、さらには食品、薬品、病院、ＬＳＩ製造工
場、生化学等の分野で必要な減菌水の製造におけるオゾ
ンの利用効率を高めたオゾン処理方法および装置を提供
することである。

（問題点を解決するための手段） かくして、本発明の要旨とするところは、オゾンと被処
理水とを接触させて行うオゾン処理において、オゾン含
有気体を被処理水に接触させる直前もしくは接触時に該
オゾン含有気体を放電処理することを特徴とする、オゾ
ン処理の効率向上方法である。

なお、本発明の好適態様ににれば、前記オゾン処理は、
オゾン利用の水処理全般を包含するものであるが、特に
、脱色、脱臭、殺菌、もしくは有機物の分解等に本発明
を適用した場合に効果的である。

また、気体吹込用に成骨を使用する場合、成骨先端内部
において前記オゾン含有気体の放電処理を行うことによ
り、オゾン含有気体を被処理水に添加する直前に放電処
理を行うことが可能となる。

その場合、前記成骨先端内に放電電極を挿入して設け、
被処理水にアース電極を設けることにより被処理水との
間で放電を行なわせその放電効率を高めるようにしても
よい。

さらに、本発明の別の態様によれば、被処理水の流れの
上に向流でオゾン含有気体を流しながら、両者を接触さ
（、その際に該オゾン含有気体を放電処理するのである
。勿論、１１；を述のように、被処理水のほうをアース
電極に接続してアースし、オゾン含有気体の流れの中に
設けた放電電極に印加して該被処理水と気体との間で放
電を行ってもよなお、上述のような向流接触を行う場合
、被処理水は水平面内を流れるのではな（、垂直に落下
するとか、傾斜面を流下するようにし、一方、オゾン含
有気体は下から上方に向かって流れるようにすることが
接触効率の点からも望ましい。

前記放電処理は、一般に、コロナ放電処理またはグロー
放電処理である。

電源はプラス、マイナス、交流のいずれでもよい。

本発明は、その別の特徴によれば、被処理水を収容する
容器、オゾン含有気体源に接続され、該被処理水にオゾ
ン含有気体を吹き込んでオゾンと被処理水との接触を行
う吹管、該吹管の先端部内に挿入された放電電極、およ
び前記容器内であって、かつ該成骨先端の近傍に配置さ
れたアース電極から構成された、オゾン処理装置である
。

なお、アース電極は適宜位置において被処理水ムこ導通
させて配置させてもよく、その場合には被処理水と前記
放電電極との間で放電処理が行われ前記吹管の先端部は
、供給気体の圧力ｔこよって放電空間を構成してもよく
、あるいは、その先端を気体透過性の導電性多孔質体あ
るいは絶縁性多孔質体で閉じた構造に構成しく散気法と
いう）、前記電極と該多孔質体（もしくは被処理水）と
の間で放電処理を行うようにしてもよい。この気体透過
性多孔質体は導電矧でもあるいは絶縁性でもいずれであ
ってもよいが、好ましくは絶縁性として、直接液面で放
電させるようにする。

また、本発明の別の態様によれば、オゾン処理装置は、
一端から被処理水を流し、他端からこの被処理水を排出
させる案内処理１７３からなり、該被処理水の流れの−
１−を向流でオゾン含有気体を流すオゾン含有気体の導
入「ｌおよびＩＪＬ　Ｉｌｌ　＋−１を備え、前記案内
処理路内のオゾン含有気体の流れの領域内にあって、該
案内処理路の１３４方向に沿って配設された電極、およ
び前記被処理水に導通したアーク電極から構成される。

上記案内処理路の形状は、オゾン含有気体と被処理水と
の接触が効率的に行われる限り、特に制限されないが、
例えば傾斜したあるいは垂直の密閉型の樋状の構造を有
し、上方から下に向かって被処理水が流下するように、
そしてオゾン含有気体は下方から上方に向かって流れる
ようにしてもよい。その場合、頂部には堰を設けて一種
の溜を作り、浴出した被処理水が上記樋部分を流下する
ようにするのがよい。この樋状部分での流下時にオゾン
含有気体と被処理水との間で放電処理が行われるのであ
る。

このように、本発明において、オゾン処理に際してのオ
ゾンと被処理水との接触方法は、被処理水中へのオゾン
含有気体、例えばオゾン化空気の吹込み、オゾン化空気
中への被処理水の吹出し、拡散、管内での気液向流接触
、乱流混合など、いずれの方法でもよく、用途、目的に
合った接触効率の良いものを用いればよい。また、被処
理水を収容する容器はいわゆる脱色、脱臭、殺菌などの
反応槽であり、それらの例としてはインジェクター型反
応槽、気泡塔型反応槽、トリセリ−型反応槽、スプレー
型反応槽、さらには攪ｆｆ器付接触槽等がある。

なお、ここに本発明におりる一般的な放電処理条件は、
次の通りである。

電圧（ＫＶ）：　１〜１００ ｈ交電ｆ；ｆ　　　：１．０Ｘ１０　　　ｐへ／ｃＪ〜
１．ＯｍＡ／ｃＪ）　　、好ましくは１．ＯｘｌＯ−’
　−ＪＯｔｚ＾／ｃＪオゾン化空気ｉ１！ｌ　ｊｌｌ１
３　ｔ／ｌｉ速（＋：ｍ／５ｎｃ）　：１．０ＸＩＯ”
〜３．ＯＸＩＯλ好ましくは０．１〜３００オゾン化空
気濃度（ｍｇ／　７り　： ２、ＯＸ　１０　〜８０、好ましくは０．１〜１０゜（
作用） ここで、添付図面を参照して本発明をさらに詳述する。

第１図は、被処理水を収容した容器に浸漬型の吹管を利
用し、該成骨先端部からオゾン含有気体を吹込んでオゾ
ンを水中に吹込んで有機物、着色物および微生物を酸化
除去する方法および装置の略式説明図である。

被処理水１０は容器１２内に経１？ＰＩＩ４から入り、
処理後、排出路１６から取り出される。

適宜オゾン含有気体供給源１８からのオゾン含有気体は
前記被処理水に浸漬された浸漬型の収骨２０から被処理
水中に吹込まれる。収骨２０の先端部には管内に挿入さ
れた電極線２２がわずかに先端を出して配設されている
。

電極線は正極に、容器底部２３は負極に接続され、アー
スされている。

オゾン含有気体を吹込むと吹管先端部には一種の気泡が
生じ被処理水の壁面で取り囲まれた空間部分２４が形成
される。この場合、電極線が被処理水壁面に接触しない
ならば、電圧を印加することによってコロナ放電あるい
はグロー放電を行うことができ、オゾンは被処理液と接
触する直前さらには接触時にかかる空間部分２４におい
て放電処理を受けるのである。オゾン処理により生じた
ガスはガス抜き２６を経て排出される。

第２図は、収骨２０の先端部の別の変更例を示すもので
、先端部を導電性もしくは絶縁性の多孔質体３０によっ
て閉じた構造の散気法に構成し、その先端部内部で該多
孔質体３０（もしくは被処理水）と挿入電極線２２との
間で放電してもよい。放電処理されたオゾン含有気体は
ただらにこの多孔質壁部を透過して被処理水中に吹き込
まれるのである。

第３図は、さらに気液向流トに触の例を模式的に示すも
ので、管１１Ｂ３２から流入、供給される被処理水は上
部溜３４内に堰３６によって一時的に溜められてから、
溢流がぬれ壁面３）（を伝って流下し、排出管３９から
排出される。一方、オゾン含有気体は導入口である管ｌ
／８４０から流入し、」＝述のように流下してくる被処
理水の流れの上を向流で流れ、上部溜３４を経て排出口
である管路４２から排出される。

このぬれ壁面３８を形成する案内処理管４４には流れ方
向に沿って線状電極４６がオゾン含有気体の流れ内の空
間に配設されており、一方、壁面３８はアース電極を介
してアースされている。したがって、オゾンと被処理水
と向流での接触時に上記電極と壁面３８との間に電圧を
かけると両接触面間に放電が起こり、オゾンの活性化、
熔解が促進され、利用効率が高められる。

次に、本発明を実施例によってさらに説明する。

実施例１ 本例では第１図に示す装置を使ってメチレンブルーの脱
色を行った。ただし、吹管先端部は第２図に示す絶縁性
の多孔質の散気法を使った。

実験条件は第１表に示す通りであった。

結果を第４図にグラフにまとめて示す。

この方法により例えばメチレンブルーの濃度を半分にす
るためには約１１分かかるが、これは対照の１４．５分
に比べて約２５％の短縮が可能となることを意味する。

したがって、それだけ処理量を増加させたり、あるいは
オゾン量を節約することができるのである。

部ユ遣。

メチレンブルー濃度　　：　　１０ｐｐｍ被処理水量　
　　　　　＋５００＋ｗｊ！ガス吹込量　　　　　　：
２５０軸１／ａ＋ｉｎガス吹込時間　　　　　：４０分 オゾン濃度　　　　　　：０．２〜０．４　ｍｇ／　ｍ
ｌ　。

３．５〜Ｂ、５．　ｍｇ／　ＩＩ 放電電圧、電流　　　　：　　ＤＣ−１０ＫＶ、１２μ
八散気球球径　　　　　　：２０１１ＩＩ１１平均開孔
径　　　　　　：６０〜７０　　μｍ実施例２ 本例では実際のし尿処理場の二次処理水の分解実験を行
った。この実験では処理水量や放電条件などを一定条件
にしておいて、オゾン濃度を変化させた場合について調
べた。実験条件は次の通りであった。なお、得られた結
果は第３表にまとめて示す。

第３表に示す結果からも明らかなように、オゾン濃度に
より差はあるが、いずれの場合にも、放電により処理時
間は必ず短縮されていることがわかる。

第１表 被処理水量　　　　　　：５００＋ｗＪガス吹込量　　
　　　　：　２５０　ｍｌ　／ｓｉｎガス吹込時間　　
　　　＝４０分 オゾン濃度　　　　　　：０．２〜０．４　ｙａｇ／　
ｊ！　。

３．５〜６．５−ｇ／ｌ 放電電圧、電流　　　　：　　ＤＣ−１０ＫＶ、１２μ
八散気球球径　　　　　　＋２０ｍｍ 平均開孔径　　　　　　：６０〜７０μｍまた同流量（
２５０ｍ　ｌ　／ｍ１ｎ）の流速でのコロリ′放電の前
後におＬＪるオゾン濃度の変化について調べたところ第
４表に示すようになった。本発明による放電処理に、Ｌ
っでもオゾン濃度それ自体は変化していないのが分かる
。

第５図のグラフは以−１−の結果をグラフにまとめたも
のである。

（発明の効果） このように、本発明によれば、必１１！３オヅン臣の低
減化、したがって同程度の利用率を得るために必要な設
備費、運転費の削減ができる。このオゾンの利用効率は
通宝はぼ２０〜３０％の向上が期待される。

また、処理時間が短縮されるため、処理装置の小型化、
運転時間の短縮処理能力の増大が実現できる。ごの運転
時間の短縮は３０％にまでのほる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる装置の略式説明図；第２図は
、第１図の成骨先端部の構造の変更例を示す略式説明図
； 第３図は、本発明の別の装置を示す略式説明図；第４図
は、第１図および第２図に示す装置を使ってメチレンブ
ルーの脱色を行った結果を示すグラフ；および 第５図は、フレミン酸ナトリウムの分解の様子を示すグ
ラフである。 １０：被処理水　　　　　１２：容器 １４：経路　　　　　　　１６：排出路１８ニオシン含
有ガス供給源

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）オゾンと被処理水とを接触させて行うオゾン処理
   において、オゾン含有気体を被処理水に接触させる直前
   もしくは接触時に該オゾン含有気体を放電処理すること
   を特徴とする、オゾン処理の効率向上方法。
2. （２）前記オゾン処理が脱色、脱臭、殺菌、もしくは有
   機物の分解である、特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）オゾンと被処理水との接触を被処理水に浸漬させ
   た吹管を経てオゾン含有気体を吹込むことにより行い、
   該吹管の先端部内において前記オゾン含有気体の放電処
   理を行う、特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法。
4. （４）前記吹管の先端部内に放電電極を挿設し、被処理
   水にアース電極を設けて前記放電処理を行う、特許請求
   の範囲第３項記載の方法。
5. （５）オゾンと被処理水との接触を被処理水の流れの上
   に向流でオゾン含有気体を流すことにより行い、該オゾ
   ン含有気体の流れ内において該オゾン含有気体の放電処
   理を行う、特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法。
6. （６）前記オゾン含有気体の流れ内に放電電極を挿設す
   るとともに、被処理水に導通してアース電極を設けた、
   特許請求の範囲第５項記載の方法。
7. （７）前記放電処理がコロナ放電処理またはグロー放電
   処理である、特許請求の範囲第１項ないし第６項のいず
   れかに記載の方法。
8. （８）被処理水を収容する容器、オゾン含有気体源に接
   続され、該被処理水にオゾン含有気体を吹き込んでオゾ
   ンと被処理水との接触を行う吹管、該吹管の先端部内に
   挿入された放電電極、および前記容器内であって、かつ
   該吹管先端の近傍に配置されたアース電極から構成され
   た、オゾン処理装置。
9. （９）前記吹管の先端部を気体透過性の導電多孔質体で
   構成し、前記電極と該多孔質体との間で放電処理を行う
   、特許請求の範囲第８項記載の装置。
10. （１０）前記吹管の先端部を気体透過性の絶縁多孔質体
    で構成し、前記電極と該多孔質体の周囲の被処理水との
    間で放電処理を行う、特許請求の範囲第８項記載の装置
    。
11. （１１）一端から被処理水を流し、他端から排出する案
    内処理路であって、この案内処理路内の被処理水の流れ
    の上を向流でオゾン含有気体を流すオゾン含有気体の導
    入口および排出口を備えた案内処理路、前記オゾン含有
    気体の流れの領域内にあって、該案内処理路の長手方向
    に沿って配設された放電電極、および前記被処理水の流
    れに導通したアース電極から構成された、オゾン処理装
    置。
12. （１２）前記案内処理路が、傾斜した密閉型の樋状をな
    しており、被処理水がその傾斜床面を流下する際に下方
    からのオゾン含有気体と向流で接触する、特許請求の範
    囲第１１項記載の装置。