JP2001225088A - オゾン接触方法、オゾン接触装置および水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路内に高いオゾン溶解速度を保ち、ＯＨラ
ジカル濃度を高めてオゾンを分割注入でき、しかも部品
点数が少なくコンパクトで経済的で実用的なオゾン接触
方法、オゾン接触装置および水処理装置を提供する。 【解決手段】 被処理流体または被処理流体に過酸化水
素を混合した混合流体が流通する流路に被処理流体また
は混合流体の流れ方向に沿って複数箇所の負圧部分をつ
くり、それぞれの負圧部分にオゾンを含む流体を注入す
る。流路1に、流路断面積を被処理流体または混合流体
の流れ方向に沿って徐々に縮小した絞り部12a,12bと、
流路断面積を被処理流体または混合流体の流れ方向に沿
って徐々に拡大した拡大部16a,16bと、絞り部出口13a,1
3bの近傍に設けられオゾンを含む流体が注入されるオゾ
ン注入口15a,15bとからなるオゾン接触部10a,10bを、被
処理流体または混合流体の流れ方向に沿って複数個配置
し、絞り部出口の流路断面積を被処理流体または混合流
体の流れ方向に沿って順に大きくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理流体中また
は被処理流体に過酸化水素を混合した混合流体中にオゾ
ンを含む流体を注入し拡散させるオゾン接触方法および
その装置に関し、またさらにこのようなオゾン接触装置
を用いて被処理水をオゾン処理または過酸化水素−オゾ
ン併用処理する水処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水のオゾン処理はオゾンの酸化力を利用
して被処理水中の有害物質を酸化分解する方法であり、
過酸化水素−オゾン併用処理はオゾンに加えて、過酸化
水素とオゾンとの反応により生成したオゾンよりも酸化
力の強いＯＨラジカルにより被処理水中の有害物質を分
解する方法である。なお、被処理水として、例えば、工
場等の排水、上下水、地下水、最終処分場浸出水等が挙
げられる。

【０００３】従来のこの種の水処理装置として、図１４
に示す特開平８−１０７８０号公報に記載の水処理用酸
化装置があった。この装置は、密閉タンク１０１、ポン
プ１０３、パイプ１０４、カバー１０５、ベンチュリ管
１０６、吸気孔１０７、空間部１０８、吐出パイプ１０
９、ガス供給孔１１１を備えている。次に、この装置の
動作について説明する。ベンチュリ管１０６の吸気孔１
０７を、密閉タンク１０１内の水面１０２上の空間部１
０８に開口させ、ポンプ１０３を運転すると、空間部１
０８内のガスすなわちオゾンガス等はベンチュリ管１０
６内に吸引されて、被処理水１１０中に噴射され、一部
は消費され、大部分は水面に浮上して空間部１０８に溜
まり、再びベンチュリ管１０６内に吸引されて未消費の
オゾンガスが再利用される。このとき、水中に溶け込ん
だオゾンにより酸化反応が進行して、被処理水が処理さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の水処理装置は以
上のように構成されており、トリクロロエチレンやダイ
オキシン類やＰＣＢなどの人体に非常に有害な物質が環
境中で存在していることが明らかになりオゾンを大量に
注入する必要性が社会的に高まっているにもかかわら
ず、オゾンの溶解効率が低く、それが実現できなかっ
た。また、それらの人体に非常に有害な物質にはオゾン
単独では分解できない物質もあることが明らかになり、
オゾンよりも酸化力の強いＯＨラジカルを用いた水処理
装置の必要性が社会的に高まってきている。ＯＨラジカ
ルは過酸化水素とオゾンとを反応させることで生成可能
であり、そこで、このような装置を、過酸化水素を併用
したオゾン処理法に適用した。しかし、ＯＨラジカルに
よる分解速度は非常に速く、またオゾン単独では分解で
きない物質をも分解できるほど酸化力が強いが、このＯ
Ｈラジカルがその反応性の高さ故、被処理水中の分解対
象物質以外の物質例えばオゾンやその他のラジカルとも
反応し、オゾンやＯＨラジカルが無効に消費されて、分
解効率が低下するという問題点があった。

【０００５】そこで、本発明者らは分解効率を改善する
ために、オゾンを分割注入するというコンセプトを考え
出した。これは、ラジカル反応を詳細に解析した結果、
同量のオゾンを注入するに当たって、一点でオゾンを注
入した場合と比較して、オゾンを分割して注入すること
によりＯＨラジカルがオゾンやその他のラジカルと反応
する量を抑制することができ、かつＯＨラジカルが被処
理水中の分解対象物質と反応する量を促進できることを
見いだしたことによる。図１５はこのような本発明者ら
による特開平１０−２７２４７９号公報に記載の水処理
装置である。この装置は、オゾン反応器１、オゾン発生
装置２、被処理水供給ポンプ３、過酸化水素添加ポンプ
４、オゾン化ガス注入口５ａ〜５ｄ、排オゾン分解装置
６、過酸化水素貯留タンク７、気液分離槽８、オゾン化
ガス流量計９ａ〜９ｄ、被処理水配管３０、過酸化水素
注入配管３１、処理水配管３２、オゾン化ガス配管３
３、排オゾンガス配管３４を備えている。

【０００６】次に、この装置の動作について説明する。
汚濁有機物質を含む被処理水は、被処理水供給ポンプ３
によりポンプ配管３０を介して被処理水の流路からなる
オゾン反応器１に供給される。過酸化水素は過酸化水素
添加ポンプ４により過酸化水素貯留タンク７から過酸化
水素配管３１を介してオゾン反応器すなわちオゾン接触
装置１に導入され、被処理水に添加される。さらに、オ
ゾン発生装置２よりオゾン化ガスが配管３３を介して分
岐され、流量計９ａ〜９ｄにより所定量の流量となるよ
うに調節されてオゾン化ガス注入口５ａ〜５ｄに供給さ
れる。オゾン化ガス注入口５ａ〜５ｄでは、被処理水中
にオゾンが溶解される。オゾン反応器１では溶解したオ
ゾンと添加された過酸化水素とが反応してＯＨラジカル
が生成し、このＯＨラジカルおよびオゾンが被処理水中
に含有する汚濁有機物を分解除去して、水を高度処理す
る。オゾン反応器１内の被処理水に溶解しきれなかった
オゾンは、気液分離槽８で気液分離され、排オゾンとし
て配管３４を介してオゾン分解触媒が充填されている排
オゾン分解装置６に導かれ、酸素に無害分解化されて大
気へ放出される。

【０００７】また、上記特開平１０−２７２４７９号公
報では、図１６のような、過酸化水素注入率４０ｍｇ／
Ｌ、注入オゾン濃度１２０ｍｇ／Ｌとしたときの１点注
入、２点注入のときの被処理水のＴＯＣ（Ｔｏｒｔａｌ
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ：全有機炭素）濃度の
変化を示して、注入点数を２点に増やすことでＴＯＣ濃
度が小さくなり、処理水質が改善されることを説明して
いる。

【０００８】このように特開平１０−２７２４７９号公
報によれば、被処理水が流通する流路に過酸化水素を添
加、混合し、オゾンを複数箇所で導入することにより、
すなわちオゾンの供給回数を複数回に分けることによ
り、水中に溶解するオゾン濃度の上昇を抑えてＯＨラジ
カルおよびオゾンの無効消費を抑えることができ、ＯＨ
ラジカルによって効率よく被処理物質を分解できる。

【０００９】しかし、流路内に高いオゾン溶解速度を保
ちかつＯＨラジカル濃度を高めてオゾンガスを分割注入
できる水処理装置は存在しなかった。ただ分割注入する
だけなら例えば図１７に示すような散気塔を用いれば簡
単に構成できるが、高いオゾン溶解速度は得られず、Ｏ
Ｈラジカル濃度を高め、ＯＨラジカルを用いて効率よく
被処理物質を分解することは不可能である。また、同タ
イプのベンチュリ管（エジェクタ）を二つ以上直列に並
べるだけではオゾンガスを吸引することはできず、例え
ば図１８に示すような装置が考えられる。

【００１０】図１７の装置は、オゾン発生装置３０１、
オゾンガス供給配管３０２、第一，第二オゾンガス流量
計３０３ａ，３０３ｂ、第一，第二オゾンガス散気装置
３０４ａ，３０４ｂ、第一，第二処理水配管３０５ａ，
３０５ｂ、第一，第二オゾン反応塔３０６ａ，３０６
ｂ、被処理水供給ポンプ３０７、被処理水供給配管３０
８、被処理水流量計３０９、過酸化水素貯留槽３１０、
過酸化水素供給ポンプ３１１、過酸化水素供給配管３１
２、第一，第二排オゾンガス流路３１３ａ，３１３ｂを
備えている。

【００１１】次に動作について説明する。汚濁有機物質
を含む被処理水は、まず被処理水供給ポンプ３０７によ
って、被処理水流量計３０９および被処理水供給配管３
０８を介して第一オゾン反応塔３０６ａへ供給される。
途中、過酸化水素が過酸化水素貯留槽３１０より過酸化
水素供給ポンプ３１１によって過酸化水素供給配管３１
２を介して被処理水に添加される。さらにオゾン発生装
置３０１よりオゾン化ガスがオゾンガス供給配管３０２
および第一オゾンガス流量計３０３ａを介して第一散気
装置３０４ａより第一オゾン反応塔３０６ａへ供給され
る。第一オゾン反応塔３０６ａでは、オゾンが溶解し、
溶解したオゾンと添加された過酸化水素とが反応してＯ
Ｈラジカルを生成し、このＯＨラジカルおよびオゾンが
被処理水中に含まれる有機汚濁物質を分解除去して、水
を高度処理する。第一オゾン反応塔３０６ａにおいて気
液分離も行われ、溶解しきれなかったオゾン化ガスは第
一排オゾンガス配管３１３ａを介して、酸素に分解無害
化された後、大気中へ放出される。処理された水は第一
処理水配管３０５ａを介して、そのまま第二オゾン反応
塔３０６ｂへ供給され、以下同様にして、処理される。

【００１２】図１８の装置は、被処理水貯留タンク２０
１、第一，第二被処理水供給ポンプ２０２ａ，２０２
ｂ、第一，第二被処理水流量計２０３ａ，２０３ｂ、第
一，第二オゾン注入反応器２０４ａ，２０４ｂ、第一，
第二被処理水配管２０５ａ，２０５ｂ、第一，第二気液
分離槽２０６ａ，２０６ｂ、第一，第二ガス流量計２０
７ａ，２０７ｂ、オゾン発生装置２０８、第一，第二排
オゾンガス配管２０９ａ，２０９ｂ、処理水流路２１
７、オゾンガス配管２１８、過酸化水素貯留槽２１９、
過酸化水素供給ポンプ２２０、過酸化水素供給配管２２
１を備えている。

【００１３】次に、この装置の動作について説明する。
汚濁有機物質を含む被処理水は、まず被処理水貯留タン
ク２０１から第一被処理水供給ポンプ２０２ａにより第
一被処理水配管２０５ａおよび第一被処理水流量計２０
３ａを介して、第一オゾン注入反応器２０４ａに供給さ
れる。過酸化水素は過酸化水素供給ポンプ２２０により
過酸化水素供給配管２２１を介して過酸化水素貯留槽２
１９より導入され、被処理水に添加される。さらに、オ
ゾン発生装置２０８よりオゾン化ガスが配管２１８を介
して分岐され、第一ガス流量計２０７ａにより所定量の
流量となるように調節されて第一オゾン注入反応器２０
４ａに供給される。オゾン注入反応器２０４ａではオゾ
ン化ガスが溶解し、溶解したオゾンと添加された過酸化
水素とが反応してＯＨラジカルを生成し、このＯＨラジ
カルおよびオゾンが被処理水中に含有する有機汚濁物質
を分解除去して、水を高度処理する。処理された水は第
一気液分離槽２０６ａにおいて気液分離され、溶解しき
れなかったオゾン化ガスは第一排オゾンガス配管２０９
ａを介して放出され、酸素に無害分解化された後大気中
へ放出される。処理水はさらに第二被処理水供給ポンプ
２０２ｂによって第二オゾン注入反応器２０４ｂに第二
被処理水配管２０５ｂおよび第二被処理水流量計２０３
ｂを介して供給され、以下同様にして処理される。

【００１４】しかしながら、上記図１７および図１８の
装置には、以下のような問題点がある。すなわち、図１
７の装置では高いオゾン溶解速度は得られず、ＯＨラジ
カル濃度を高めることは不可能であり、また装置も大型
化するという問題点があった。また、図１８の装置では
オゾン注入点数に合わせた数の被処理水供給ポンプ２０
２ａ，２０２ｂと気液分離槽２０６ａ，２０６ｂが必要
であり、部品点数が多く、動力が大きく、装置も大型化
するという問題があった。

【００１５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、被処理流体または被処理流
体に過酸化水素を混合した混合流体が流通する流路内に
高いオゾン溶解速度を保って、また過酸化水素を混合し
た場合は、ＯＨラジカル濃度を高めて、ＯＨラジカルや
オゾンの無効消費を抑えて、ＯＨラジカルと被処理物質
との反応を促進できるようにオゾンを分割注入できオゾ
ンを分割注入でき、しかも部品点数が少なくコンパクト
で経済的で実用的な装置構成とできるようなオゾン接触
方法およびその装置を提供することを目的とし、さらに
は、オゾンを有効に利用できて有害物質の分解除去効率
が良好で、コンパクトで経済的で実用的な水処理装置を
提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のオゾン接触方法
は、被処理流体または被処理流体に過酸化水素を混合し
た混合流体が流通する流路に上記被処理流体または混合
流体の流れ方向に沿って複数箇所の負圧部分をつくり、
それぞれの負圧部分にオゾンを含む流体を注入するもの
である。

【００１７】本発明のオゾン接触装置は、被処理流体ま
たは被処理流体に過酸化水素を混合した混合流体が流通
する流路に、流路断面積を上記被処理流体または混合流
体の流れ方向に沿って徐々に縮小した絞り部と、流路断
面積を上記被処理流体または混合流体の流れ方向に沿っ
て徐々に拡大した拡大部と、上記絞り部出口の近傍に設
けられオゾンを含む流体が注入されるオゾン注入口とを
有するオゾン接触部を、上記被処理流体または混合流体
の流れ方向に沿って複数個配置し、上記絞り部出口の流
路断面積を被処理流体または混合流体の流れ方向に沿っ
て順に大きくしたものである。

【００１８】また、本発明のオゾン接触装置は、上記流
路における上記被処理流体または混合流体の流れに直交
する断面形状および上記オゾン注入口におけるオゾンを
含む流体の流れに直交する断面形状は円形であり、上記
オゾン注入口の径を上記絞り部出口の径よりも小さくし
たものである。

【００１９】また、本発明のオゾン接触装置は、上記流
路における上記被処理流体または混合流体の流れに直交
する断面形状は円形であり、上記拡大部の長さと上記絞
り部入口の径との比である（拡大部の長さ）／（絞り部
入口の径）が２以上９以下の大きさであるものである。

【００２０】また、本発明のオゾン接触装置は、上記拡
大部の下流側に隣接して、気−液混合装置、気−気混合
装置、または液−液混合装置を設けたものである。

【００２１】本発明の水処理装置は、上記のようなオゾ
ン接触装置を備え、上記オゾン接触装置の流路に被処理
水を供給するように構成したものである。

【００２２】また、本発明の水処理装置は、上記オゾン
接触装置の流路に供給される被処理水に過酸化水素を混
合する手段を備えたものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明者らは、流路内の複数箇所
にオゾンを含む流体を負圧を利用して注入するのに、オ
ゾンガスの注入可否と流路内の圧力変化とに密接な関係
があることを見いだし、さらにはこの流路内の圧力変化
と絞り部出口の径とに密接な関係があることを見いだし
た。以下、本発明によるオゾン接触方法、およびその装
置、並びに水処理装置の一実施の形態について図面を参
照しつつ説明する。

【００２４】実施の形態１．図１は本発明の実施の形態
１によるオゾン接触装置の構成を示す断面図である。図
１において、１は流路であり、被処理流体または被処理
流体と過酸化水素との混合流体が流通する。本実施の形
態では流路１における被処理流体または混合流体の流れ
に直交する断面形状は円形である。なお、以下では被処
理流体が排水であり、オゾンを含む流体がオゾンを含む
気体（以下、オゾン化ガスとする。）である場合につい
て説明する。１１ａは第一絞り部入口であり排水または
排水に過酸化水素が混合された混合水が流入する。以
下、排水または排水に過酸化水素が添加された混合水の
ことを簡略化して単に水という場合もある。１２ａは第
一絞り部入口１１ａに接続し、水の流れに直交する流路
断面積すなわち径を水の流れ方向に沿って徐々に縮小し
た第一絞り部である。１３ａは第一絞り部出口すなわち
第一喉部である。１４ａは第一オゾン流入路である。本
実施の形態では第一オゾン流入路１４ａにおけるオゾン
化ガスの流れに直交する断面形状は円形であり、オゾン
化ガスの流れ方向に沿って徐々に径が縮小され第一オゾ
ン注入口１５ａで最小となる。１６ａは第一喉部１３ａ
に接続し、水の流れに直交する流路断面積すなわち径を
水の流れ方向に沿って徐々に拡大した第一拡大部であ
る。なお、第一オゾン注入口１５ａは第一絞り部出口１
３ａの近傍すなわち第一絞り部出口１３ａより上流側ま
たは第一絞り部出口１３ａと第一拡大部１６ａとの間に
設けられている。

【００２５】これら第一絞り部入口１１ａ、第一絞り部
１２ａ、第一喉部１３ａ、第一オゾン流入路１４ａ、第
一オゾン注入口１５ａ、および第一拡大部１６ａにより
第一オゾン接触部１０ａが構成され、第一絞り部入口１
１ａから流入された排水または排水に過酸化水素が添加
された混合水は、第一喉部１３ａにおいて、第一オゾン
流入路１４ａから第一オゾン注入口１５ａを経て注入さ
れたオゾン化ガスと混合され、第一喉部１３ａに隣接す
る第一拡大部１６ａにおいて混合が促進される。

【００２６】さらに図１において、１１ｂは第一拡大部
１６ａに接続する第二絞り部入口であり、第一オゾン接
触部１０ａからの排水または混合水とオゾン化ガスとが
混合された流体が流入する。１２ｂは水の流れに直交す
る流路断面積すなわち径を水の流れ方向に沿って徐々に
縮小した第二絞り部であり、第二絞り部入口１１ｂに接
続している。１３ｂは第二絞り部出口すなわち第二喉部
であり、第一喉部１３ａの径よりは大きい径を持つ。１
４ｂは第二オゾン流入路である。本実施の形態では第二
オゾン流入路１４ｂにおけるオゾン化ガスの流れに直交
する断面形状は円形であり、オゾン化ガスの流れ方向に
沿って徐々に径が縮小され第二オゾン注入口１５ｂで最
小となる。１６ｂは第二喉部１３ｂに接続し、水の流れ
に直交する流路断面積すなわち径を水の流れ方向に沿っ
て徐々に拡大した第二拡大部である。なお、第二オゾン
注入口１５ｂは第二絞り部出口１３ｂの近傍すなわち第
二絞り部出口１３ｂより上流側または第二絞り部出口１
３ｂと第二拡大部１６ｂとの間に設けられている。

【００２７】これら第二絞り部入口１１ｂ、第二絞り部
１２ｂ、第二喉部１３ｂ、第二オゾン流入路１４ｂ、第
二オゾン注入口１５ｂ、および第二拡大部１６ｂにより
第二オゾン接触部１０ｂが構成され、第二絞り部入口１
１ｂから流入された第１オゾン接触槽１０ａからの排水
または混合水とオゾン化ガスとは、第二喉部１３ｂにお
いて、第二オゾン流入路１４ｂから第二オゾン注入口１
５ｂを経て注入されたオゾン化ガスと再び混合され、第
二喉部１３ｂに隣接する第二拡大部１６ｂにおいて混合
が促進される。

【００２８】以下に、このような構成を有する本実施の
形態によるオゾン接触装置の動作について図２をもとに
さらに詳細に説明する。図２はオゾン接触装置とその中
を通る水の流れ方向に合わせた流路内での圧力変化の様
子を示す説明図である。第一絞り部入口１１ａに流入し
た排水または排水に所定量の過酸化水素が添加された混
合水は、第一絞り部１２ａから第一喉部１３ａにかけて
加速され、このとき静圧が大きく低下して負圧となる。
第一喉部１３ａを過ぎて第一拡大部１６ａで徐々に静圧
は回復して正圧となる。このとき第一喉部１３ａで負圧
になるために、第一オゾン注入口１５ａよりオゾン化ガ
スが吸引される。第一オゾン注入口１５ａより注入され
たオゾン化ガスは、第一拡大部１６ａにおいて微少気泡
となって排水または排水に過酸化水素が添加された混合
水とオゾンが混合、溶解される。第一喉部１３ａ付近で
は非常に微細な気泡であるが、第一拡大部１６ａの径が
大きくなるにつれて気泡は大きくなり、負であった静圧
は正に回復する。第一拡大部１６ａにおいて非常に微細
な気泡が発生するためオゾンが高速で溶解し、溶解した
オゾンと有害物質が反応して分解除去される。または溶
解したオゾンと過酸化水素が反応してＯＨラジカルが生
成し、ＯＨラジカルと有害物質が反応して分解除去され
る。ＯＨラジカルと有害物質との反応速度は非常に速い
ため第一拡大部１６ａにおいてＯＨラジカルの反応が完
了する。

【００２９】オゾン化ガスと排水または混合水とが完全
に分離する前に、第二絞り部１２ｂへと導かれる。第二
喉部１３ｂの径を第一喉部１３ａの径より大きくしてい
るため、第二喉部１３ｂの前後においても第一喉部１３
ａの場合と同様に圧力差が生じる。第二喉部１３ｂにお
いて静圧は再び負となるため、第二オゾン注入口１５ｂ
よりオゾン化ガスが再度吸引される。さらに第一喉部１
３ａで注入されたオゾン化ガスが第二喉部１３ｂにおい
て再度微細化されて、オゾンの溶解効率が上昇する。排
水または排水に過酸化水素が添加された混合水、第一喉
部１３ａにおいて注入されたオゾン化ガスおよび第二喉
部１３ｂで注入されたオゾン化ガスが第二拡大部１６ｂ
において微少気泡となって混合、溶解され、溶解したオ
ゾンと有害物質が反応して分解除去される。または、溶
解したオゾンと過酸化水素が反応してＯＨラジカルが生
成し、ＯＨラジカルと有害物質が反応して分解除去され
る。

【００３０】このように、第一オゾン注入口１５ａよ
り、例えば半量のオゾン化ガスを注入し、残り半量を第
二オゾン注入口１５ｂより注入するというように、オゾ
ン化ガスを２点に分けて注入することにより、１点目で
注入したオゾン化ガスが第二オゾン注入口１５ｂにおい
て再び微細化されて再溶解することにより、オゾンの溶
解効率が上昇する。加えてオゾン処理においては有害物
質の分解効率が高まる。また、過酸化水素を添加した過
酸化水素−オゾン併用処理においてはオゾン化ガスを分
割して注入することにより、オゾンやＯＨラジカルの無
効消費を抑えることが可能となって、さらにＯＨラジカ
ルによる有害物質の分解反応が促進されて、有害物質の
分解除去効率が高まる。

【００３１】図３は本発明の実施の形態１による水処理
装置の構成を説明するための図であり、模式的に表した
オゾン接触装置およびその流れ方向に合わせた流路内の
圧力変化の様子とともに示している。図３（ａ）は下流
側の喉部の流路断面積を上流側のものより大きくした図
１および図２で説明したのと同様のオゾン接触装置を用
いた場合、図３（ｂ）は参考例として上流側と下流側と
で喉部の流路断面積を等しくした場合をそれぞれ示して
いる。図３において、１は排水または排水に過酸化水素
を混合した混合水が流通する流路、２はオゾナイザ等の
オゾン発生装置、３は被処理水供給ポンプ、４は過酸化
水素供給ポンプ、７は過酸化水素貯留タンク、９ａ，９
ｂはオゾンガス流量計、３０は排水配管、３３はオゾン
ガス注入配管、３１は過酸化水素注入配管である。排水
の流路１に２個のオゾン接触部１０ａ，１０ｂが設置さ
れている。上流側の喉部径をａ、下流側の喉部径をｂと
する。

【００３２】排水は被処理水供給ポンプ３によって所定
の流量で流路１（オゾン接触部１０ａ，１０ｂ）に供給
されるが、途中で過酸化水素が過酸化水素貯留タンク７
より過酸化水素供給ポンプ４によって過酸化水素注入配
管３１を通して供給される。またオゾン発生装置２で発
生させたオゾン化ガスがオゾンガス注入配管３３を通し
て各オゾン接触部１０ａ，１０ｂに供給される。図３
（ｂ）に示すように、喉部径が等しい（ａ＝ｂ）場合
は、負圧が下流側の喉部においてのみ生成されるにすぎ
ず、下流側の喉部においてのみオゾン化ガスが注入さ
れ、オゾン化ガスを２箇所で注入することができない。
一方、図３（ａ）に示すように、下流側の喉部径を上流
側の喉部径よりも大きくする（ａ＜ｂ）ことにより、そ
れぞれの喉部において負圧を生成することが可能とな
り、それぞれの喉部においてオゾン化ガスを注入するこ
とができる。すなわちオゾン化ガスを２箇所で注入する
ことが可能となる。

【００３３】このようにして流路１内に負圧を２箇所生
成させることでオゾン化ガスを２箇所に分割して注入す
ることが可能となり、上流側の喉部において注入された
オゾン化ガスは下流側の喉部において再び微細化されて
再溶解する。これによってオゾン処理においてはオゾン
の溶解効率および有害物質の分解効率が高まり、過酸化
水素を添加した過酸化水素−オゾン併用処理において
は、オゾンの溶解効率が高まるとともにＯＨラジカルや
オゾンの無効消費が抑制され、さらにＯＨラジカルによ
る有害物質の分解反応が促進されて、有害物質の分解除
去効率が高まる。

【００３４】このように、本実施の形態によるオゾン接
触装置は、排水または排水に過酸化水素を混合した混合
水が流通する流路１に、流路断面積を排水または混合水
の流れ方向に沿って徐々に縮小した絞り部１２ａ，１２
ｂと、流路断面積を排水または混合水の流れ方向に沿っ
て徐々に拡大した拡大部１６ａ，１６ｂと、絞り部出口
１３ａ，１３ｂの近傍に設けられオゾン化ガスが注入さ
れるオゾン注入口１５ａ，１５ｂとからなるオゾン接触
部１０ａ，１０ｂを、排水または混合水の流れ方向に沿
って２個配置し、絞り部出口１３ａ，１３ｂの流路断面
積を排水または混合粋の流れ方向に沿って順に大きくす
ることにより、流路１に排水または混合水の流れ方向に
沿って２箇所の負圧部分をつくり、それぞれの負圧部分
にオゾン化ガスを注入するように構成されているので、
排水または混合水を流路１に流通させるために加えられ
た圧力を利用して、流路１内に高いオゾン溶解速度を保
ってオゾン化ガスを分割注入でき、また、過酸化水素を
添加した過酸化水素−オゾン併用処理においては、オゾ
ンやＯＨラジカルの無効消費を抑えることが可能となっ
て、さらにＯＨラジカルによる有害物質の分解反応が促
進されて、有害物質の分解除去効率が高まり、しかも部
品点数が少なくコンパクトで経済的で実用的なオゾン接
触装置を得ることができる。さらに、このようなオゾン
接触装置を水処理に用いた場合には、オゾンを有効に利
用できて有害物質の分解除去効率が良好で、コンパクト
で経済的で実用的な水処理装置を得ることができる。

【００３５】図４はオゾン化ガスを２箇所で注入すると
きの喉部径の比（上流側喉部径／下流側喉部径）と上流
側喉部におけるＧ／Ｌ（気液比）との関係を示す実験結
果の図である。実験条件は上流側喉部径をそれぞれ３．
５ｍｍ、４．５ｍｍ、５．５ｍｍとしたときのそれぞれ
において、下流側の喉部径を２．０ｍｍ〜６．０ｍｍま
で０．５ｍｍ刻みで変化させたものである。また、この
ときのオゾン濃度は１００ｇ／ｍ³、過酸化水素注入率
は１０ｍｇ／Ｌ、被処理水の流量は０．００００６〜
０．０００３ｍ³／ｓｅｃの範囲である。また、被処理
水のＴＯＣ濃度は１０ｍｇ／Ｌである。喉部径が上流側
と下流側で等しい場合、すなわち喉部径の比が１の場合
は上流側喉部では気体が吸収されない。しかし、下流側
の喉部径を上流側の喉部径より大きくする、すなわち喉
部径の比を１よりも大きくすることにより上流側でもオ
ゾン化ガスを注入することができ、２箇所でオゾン化ガ
スを注入することが可能となる。従って、オゾン化ガス
を分割して注入するためには、図４より喉部径の比は１
より大きく３より小さく、好ましくは１より大きく２よ
り小さくするのがよい。

【００３６】また、図５はオゾン化ガスを２箇所で注入
するときの被処理水の流量と最上流側の絞り部入口の圧
力をそれぞれの最上流の喉部径についてまとめたもので
ある。さらに表１は図５において示した実験結果の条件
を上流側の喉部径に対する下流側の喉部径について示し
たものである。この時の実験条件はオゾン濃度１００ｇ
／ｍ³、過酸化水素注入率は１０ｍｇ／Ｌ、オゾン化ガ
スと被処理水との流量比（Ｇ／Ｌ）は０．１となるよう
に設定した。被処理水の流量は０．００００６〜０．０
００３ｍ³／ｓｅｃの範囲である。また、被処理水のＴ
ＯＣ濃度は１０ｍｇ／Ｌである。図５に示すように、そ
れぞれの上流側の喉部径において下流側にある喉部径の
大きさに関係なく、最上流側の絞り部入口の圧力は被処
理水の流量に対して二次関数的に増加する。これより、
目的の被処理水の処理流量と被処理水の最上流側の絞り
部入口の圧力との関係は、最上流側の喉部径によって決
まり、それより下流にある喉部径の大きさに関係ないこ
とが分かる。

【００３７】すなわち、図４および図５から被処理水の
流量と被処理水供給ポンプ３の動力により最上流側の喉
部径が決定され、続いてオゾン化ガスを分割して注入す
るための下流側の絞り径が決定される。

【００３８】

【表１】

【００３９】また、図６はＧ／Ｌ（気液比）を０．５に
保った条件において徐々にオゾン注入口径と喉部径の比
を大きくした結果である。この時の実験条件はオゾン濃
度１００ｇ／ｍ³、過酸化水素注入率は１０ｍｇ／Ｌ、
被処理水の流量は０．００００６〜０．０００３ｍ³／
ｓｅｃの範囲である。また、被処理水のＴＯＣ濃度は１
０ｍｇ／Ｌである。オゾン注入口径と喉部径との比が１
を越えると大幅にオゾン化ガスの吸引量が低下する。こ
れよりオゾン注入口１５ａ，１５ｂの径が喉部１３ａ，
１３ｂの径よりも大きいとオゾン化ガスの吸引力が小さ
くなり、Ｇ／Ｌが小さくなる、すなわち吸引ガス量が小
さくなるため、オゾン注入口１５ａ（または１５ｂ）の
径を喉部１３ａ（または１３ｂ）の径よりも小さくする
のが好ましい。

【００４０】また、第一絞り部１２ａおよび第二絞り部
１２ｂの絞る角度は１０〜３０度、好ましくは１５〜２
５度が良い。これ以外の範囲では圧力変化が急峻もしく
は緩慢になり過ぎ、エネルギーのロスが大きくなる。

【００４１】また、図７は拡大部１６ａ，１６ｂの長さ
と絞り部入口１１ａ，１１ｂの径との比（拡大部の長さ
／絞り部入口の径）と注入されたオゾン化ガスの気泡径
との関係を表し、図８は拡大部１６ａ，１６ｂの長さと
絞り部入口１１ａ，１１ｂの径との比とΔＴＯＣ（分解
された有機物濃度）との関係を表すものである。この時
の実験条件は、オゾン濃度１００ｇ／ｍ³、過酸化水素
注入率は１０ｍｇ／Ｌ、オゾンガスと被処理水との流量
比（Ｇ／Ｌ）は０．１、被処理水の流量は０．００００
６〜０．０００３ｍ³／ｓｅｃの範囲である。また、被
処理水のＴＯＣ濃度は１０ｍｇ／Ｌである。

【００４２】図７より、拡大部１６ａ，１６ｂの長さと
絞り部入口１１ａ，１１ｂの径との比が９を越えると気
泡径が急激に大きくなることが分かる。すなわち拡大部
１６ａ，１６ｂの長さと絞り部入口１１ａ，１１ｂの径
との比が９を越えると、気泡径が大きくなって注入した
オゾン化ガスと排水とが分離してしまい、気液の接触面
積が小さくなってオゾンの溶解速度が低下する。また拡
大部１６ａ，１６ｂではオゾン化ガスの溶解に加えて、
オゾンやＯＨラジカルによる有害物質の分解反応も進行
させる必要がある。従って、図８に示すように拡大部１
６ａ，１６ｂの長さと絞り部入口１１ａ，１１ｂの径と
の比が２未満では、拡大部１６ａ，１６ｂでの容積が小
さくなりオゾンやＯＨラジカルによる分解反応が十分に
進行せず、十分なＴＯＣの分解率が得られない。従っ
て、拡大部１６ａ，１６ｂの長さと絞り部入口１１ａ，
１１ｂの径との比（拡大部１６ａ（または１６ｂ）の長
さ／絞り部入口１１ａ（または１１ｂ）の径）は２以上
９以下の大きさとするのが良い。実際には、絞り部入口
１１ａ，１１ｂの径は被処理水配管３０の径と同じ大き
さにするのが一般的であるので、この比となるように拡
大部１６ａ長さを決め、その拡大部１６ａの下流側に次
の絞り部１２ｂを接続させて、オゾン化ガスを分注する
ことにより効率よくＯＨラジカルと有害物質との反応を
促進できる。ただし、拡大部１６ａ，１６ｂの下流側に
隣接して、例えば図９に示すようなスタティックミキサ
のような気−液混合装置１７を装着した場合はこの限り
ではない。なお、図９については実施の形態２で後に詳
細に説明する。

【００４３】なお、上記実施の形態では絞り部１２ａ，
１２ｂの入口１１ａ，１１ｂおよび拡大部１６ａ，１６
ｂの出口の径は同じであるが、必ずしも同じでなくても
よい。また、第一拡大部１６ａと第二絞り部１２ｂとの
間に、流路断面積が一定の部分があるが、この部分は必
ずしも無くてもよい。また、オゾン接触装置の全体はオ
ゾン耐性を有する材料が用いられ、例えばステンレスス
チール（ＳＵＳ）やアクリルや塩化ビニル等が用いられ
る。また、流路１における被処理流体または混合流体の
流れに直交する断面形状は円形であるのが望ましいが、
これに限るものではなく、例えば楕円形であってもよ
く、さらに別の形状であってもよい。また、第１と第２
のオゾン接触部１０ａと１０ｂはフランジで接続されて
もよく、また一体型であってもよい。また、図では示し
ていないが、図１５の場合と同様に、第二オゾン接触部
１０ｂの後に気液分離槽を設けて気液分離し、被処理水
に溶解しきれなかったオゾンを排オゾンとしてオゾン分
解触媒が充填されている排オゾン分解装置によって酸素
に無害分解化して大気へ放出する。

【００４４】実施の形態２．図９は本発明の実施の形態
２によるオゾン接触装置の構成を示す断面図であり、図
９において、１７は例えばスタティックミキサのような
気液混合装置（気−液混合装置）である。オゾン注入口
１５ａ，１５ｂより注入されたオゾン化ガスの気泡径は
拡大部を流下するに従い大きくなるため、拡大部１６
ａ，１６ｂの下流側に隣接して気液混合装置１７を配置
することにより気泡径の拡大を抑えて、オゾンの溶解効
率を高めることができる。その結果オゾンを有効に利用
することができ、ＯＨラジカルの生成量も増加し有害物
質の分解効率も向上する。

【００４５】実施の形態３．上記実施の形態１では、オ
ゾン接触部を排水または混合水の流れ方向に沿って２個
備えている場合について述べたが、図１０に示すように
３個備えていてもよく、さらにはそれ以上であってもよ
い。図１０は本発明の実施の形態３による水処理装置の
構成を説明するための図であり、模式的に表したオゾン
接触装置およびその流れ方向に合わせた流路内の圧力変
化の様子とともに示している。図１０（ａ）は喉部の流
路断面積を流れ方向に沿って順に大きくした本発明の実
施の形態３による水処理装置、図１０（ｂ）は参考例と
して喉部の流路断面積を等しくした場合をそれぞれ示し
ている。図１０において、１０ａは上流側から数えて一
番目のオゾン接触部、１０ｂは２番目のオゾン接触部、
１０ｃは３番目のオゾン接触部である。１番目のオゾン
接触部１０ａの喉部径をａ、２番目のオゾン接触部１０
ｂの喉部径をｂ、３番目のオゾン接触部１０ｃの喉部径
をｃとする。

【００４６】排水は被処理水供給ポンプ３によって所定
の流量で流路１（オゾン接触部１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ）に供給されるが、途中で過酸化水素が過酸化水素貯
留タンク７より過酸化水素供給ポンプ４によって過酸化
水素注入配管３１を通して供給される。またオゾン発生
装置２で発生させたオゾン化ガスがオゾンガス注入配管
３３を通して各オゾン接触部オゾン接触部１０ａ，１０
ｂ，１０ｃに供給される。 図１０（ｂ）に示すよう
に、各喉部径が等しい（ａ＝ｂ＝ｃ）場合は、負圧が最
下流の喉部においてのみ生成されるにすぎず、最下流の
喉部においてのみオゾン化ガスが注入され、オゾン化ガ
スを３箇所で注入することができない。一方、図１０
（ａ）に示すように、各喉部径を下流側ほど大きくする
（ａ＜ｂ＜ｃ）ことにより、それぞれの喉部において負
圧を生成することが可能となり、それぞれの喉部におい
てオゾン化ガスが注入できる。すなわちオゾン化ガスを
３箇所で注入することが可能となる。

【００４７】このようにして流路１内に負圧を３箇所生
成させることでオゾン化ガスを分割して注入することが
可能となり、第一番目のオゾン接触部１０ａに注入され
たオゾン化ガスは、第二番目のオゾン接触部１０ｂ、さ
らには第三番目のオゾン接触部１０ｃにおいて再び微細
化されて再溶解する。これによってオゾン処理において
はオゾンの溶解効率および有害物質の分解効率が高ま
り、過酸化水素を添加した過酸化水素−オゾン併用処理
においてはオゾンの溶解効率が高まるとともにＯＨラジ
カルやオゾンの無効消費が抑制され、ＯＨラジカルによ
る有害物質の分解反応が促進されて、有害物質の分解除
去効率が高まる。

【００４８】実施の形態４．上記各実施の形態では、例
えば図１や図９に示したように、オゾン流入路１４ａお
よび１４ｂは排水または混合水の流れ方向（すなわち流
路方向）に対して垂直となるように設けているが、垂直
である必要はなく、例えば流路１方向に沿わせるように
してオゾン流入路を設けてもよい。図１１は本発明の実
施の形態４によるオゾン接触装置の要部の構成を示す断
面図であり、具体的にはオゾン接触部を示している。図
１１において、１０はオゾン接触部、１１は絞り部入
口、１２は絞り部、１３は絞り部出口すなわち喉部、１
４はオゾン流入路、１５はオゾン注入口、１６は拡大部
である。なお、オゾン注入口１５は絞り部出口１３の近
傍に設けられている。本実施の形態によるオゾン接触装
置は、このような構成を有するオゾン接触部１０が被処
理流体または被処理流体に過酸化水素を混合した混合流
体の流れ方向に沿って複数個配置され、絞り部出口１１
の水の流れに直交する流路断面積が被処理流体または混
合流体の流れ方向に沿って順に大きくなるように構成さ
れている。

【００４９】本実施の形態においても、実施の形態１の
場合と同様に、排水または混合水を流路１に流通させる
ために加えられた圧力を利用して、流路内に高いオゾン
溶解速度を保ってオゾン化ガスを分割注入でき、これよ
りオゾン処理の場合はオゾンの溶解効率が高まり、また
過酸化水素を添加した過酸化水素−オゾン併用処理にお
いては、オゾンやＯＨラジカルの無効消費を抑えること
が可能となって、さらにＯＨラジカルによる有害物質の
分解反応が促進されて、有害物質の分解除去効率が高ま
り、しかも部品点数が少なくコンパクトで経済的で実用
的なオゾン接触装置を得ることができる。さらに、この
ようなオゾン接触装置を水処理に用いた場合には、オゾ
ンを有効に利用できて有害物質の分解除去効率が良好
で、コンパクトで経済的で実用的な水処理装置を得るこ
とができる。

【００５０】実施の形態５．上記各実施の形態ではオゾ
ン接触部１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃのオゾン注入口
１５，１５ａ，１５ｂから注入されるオゾンを含む流体
がオゾン化ガスである場合について示したが、オゾン化
ガスを水に溶解したオゾン水やオゾン水とオゾン化ガス
を混合したものであってもよく、上記各実施の形態の場
合と同等もしくはそれ以上の効果を得ることができる。

【００５１】図１２は本発明の実施の形態５による水処
理装置の要部の構成を説明するための図であり、具体的
にはオゾン水を製造するための構成を示している。図１
２において、３６は水処理済みの処理水が流れる処理水
配管、３７はオゾン水配管、３８は排オゾンガス配管、
４０は処理水供給ポンプ、４１は反応塔、４２は散気装
置などのオゾン水製造装置である。次に、オゾン水の製
造について説明する。水処理済みの処理水は処理水ポン
プ４０によって処理水配管３６から反応塔４１に導入さ
れる。一方、オゾン化ガスはオゾナイザ等のオゾン発生
装置２からオゾン化ガス配管３３を通って散気装置４２
より反応塔４１に注入され、処理水に溶解してオゾン水
となり、オゾン水配管３７から導出される。また、未溶
解のオゾン化ガスは排オゾンガス配管３８から導出さ
れ、排オゾン分解装置（図示せず）で酸素に無害分解化
されて大気へ放出される。本実施の形態による水処理装
置は、オゾン水配管３７が流量計を介して上記各実施の
形態で説明したオゾン接触装置のオゾン流入路に接続さ
れ、上記各実施の形態のオゾン化ガスに代ってオゾン水
が注入される。

【００５２】なお、本実施の形態を実施の形態２に適用
する場合、すなわち実施の形態２においてオゾンを含む
気体の代りにオゾン水を用いる場合には、拡大部の下流
側に隣接して液−液混合装置を配置する。これは以下の
実施の形態６においても同様である。

【００５３】実施の形態６．図１３（ａ），（ｂ）は本
発明の実施の形態６による水処理装置の要部の構成を説
明するための図であり、具体的にはオゾン水とオゾン化
ガスを混合したものを製造するための構成を示してい
る。図１３において、３９はオゾン水とオゾン化ガスを
混合した混合流体が導出される混合流体配管、４３，４
３ａ，４３ｂはエジェクタ等のオゾン接触器である。次
に、オゾン水とオゾン化ガスを混合した混合流体の製造
について説明する。図１３（ａ）において、水処理済み
の処理水は処理水ポンプ４０によって処理水配管３６か
らそれぞれのオゾン接触器４３ａ，４３ｂに供給され
る。一方、オゾン化ガスはオゾナイザ等のオゾン発生装
置２からオゾン化ガス配管３３を通ってそれぞれのオゾ
ン接触器４３ａ，４３ｂに供給され、一部が処理水に溶
解してオゾン水とオゾン化ガスとの混合流体となり、オ
ゾン水配管３７から導出される。なお、図１３（ｂ）に
おいてはオゾン接触器４３が１つであり、混合流体配管
３９が途中で二股に分かれている。本実施の形態による
水処理装置は、混合流体配管３９が流量計を介して上記
各実施の形態で説明したオゾン接触装置のオゾン流入路
に接続され、上記各実施の形態のオゾン化ガスに代って
オゾン水とオゾン化ガスとの混合流体が注入される。

【００５４】なお、上記各実施の形態では被処理流体が
排水である場合について説明したが、これに限るもので
はなく、被処理流体は例えば上下水、地下水、浸出水等
の水であってもよい。また、焼却（燃焼）炉の排ガス等
の気体であってもよく、液体の場合と同様にオゾンまた
はＯＨラジカルの作用により気体中のダイオキシン類等
の有害物質を分解除去することができる。なお、気体に
過酸化水素を混合する場合には、例えば気体中に過酸化
水素を噴霧状態で吹き付ける等の方法が考えられる。ま
た、実施の形態２において被処理流体が気体である場合
には拡大部の下流側に隣接して気−気混合装置を配置
し、被処理流体が気体でありオゾン化ガスの代りにオゾ
ン水やオゾン水とオゾン化ガスとの混合流体を用いる場
合には、拡大部の下流側に隣接して気−液混合装置を配
置する。

【００５５】なお参考として、上記各実施の形態で示し
た水処理装置の他に、図１９および図２０に示すような
装置も考えられる。図１９において、５０ａ，５０ｂは
オゾンガス散気装置であり、他の符号は図１５の場合と
同様のものを示している。次に動作について説明する。
排水は、供給ポンプ３によって所定の流量で流路１に供
給されるが、途中で過酸化水素が過酸化水素注入ポンプ
４によって過酸化水素貯留槽７から過酸化水素注入配管
３１を通して供給され、排水と混合される。また、オゾ
ン発生装置２で発生させたオゾンガスが、オゾンガス配
管３３を通して流量計９ａ，９ｂによって流量を調整さ
れてそれぞれのオゾンガス散気装置５０ａ，５０ｂへ供
給される。オゾンガスが散気されて、過酸化水素を含む
排水中に溶解するとＯＨラジカルが生成し、オゾンやＯ
Ｈラジカルが有害物質と反応して分解する。

【００５６】図２０において、３５は分岐流路、５１は
排水を分岐させるためのポンプ、５２ａ，５２ｂは分岐
流路の流量計、５３ａ，５３ｂはエジュクタなどのオゾ
ン接触器であり、他の符号は図１５の場合と同様のもの
を示している。次に動作について説明する。排水の本流
路１を流下する排水に過酸化水素を過酸化水素貯留槽７
より過酸化水素注入ポンプ４により過酸化水素注入配管
３１を通して注入する。ポンプ５１により本流路１の一
部の排水を配管３５を通して分岐させる。ここで過酸化
水素は本流路１でなく、分岐流路３５に供給してもよ
い。過酸化水素が注入された排水は、さらに二つに分岐
され、流量計５２ａ，５２ｂにより所定流量に調整され
てそれぞれのオゾン接触器５３ａ，５３ｂに供給され
る。オゾン接触器５３ａ，５３ｂにおいてオゾン発生装
置２で発生させたオゾンガスが流量計９ａ，９ｂで所定
量に調整されオゾンガス配管３３を通して注入され、過
酸化水素を含む排水と混合される。それぞれの分岐流は
本流路１の径よりも大きい間隔をあけて本流路１へと返
される。この間隔が本流路１の径よりも小さいと、分岐
流路３５が本流路１へと返された後の有害物質の分解が
十分行われない。

【００５７】

【発明の効果】本発明のオゾン接触方法によれば、被処
理流体または被処理流体に過酸化水素を混合した混合流
体が流通する流路に上記被処理流体または混合流体の流
れ方向に沿って複数箇所の負圧部分をつくり、それぞれ
の負圧部分にオゾンを含む流体を注入するので、被処理
流体または被処理流体に過酸化水素を混合した混合流体
が流通する流路内に高いオゾン溶解速度を保ってオゾン
を含む流体を分割注入でき、これよりオゾン処理の場合
はオゾンの溶解効率が高まり、また過酸化水素を添加し
た過酸化水素−オゾン併用処理においては、オゾンやＯ
Ｈラジカルの無効消費を抑えることが可能となって、さ
らにＯＨラジカルによる有害物質の分解反応が促進され
て、有害物質の分解除去効率が高まり、しかも部品点数
が少なくコンパクトで経済的で実用的な装置構成とでき
るようなオゾン接触方法が得られる。

【００５８】本発明のオゾン接触装置によれば、被処理
流体または被処理流体に過酸化水素を混合した混合流体
が流通する流路に、流路断面積を上記被処理流体または
混合流体の流れ方向に沿って徐々に縮小した絞り部と、
流路断面積を被処理流体または混合流体の流れ方向に沿
って徐々に拡大した拡大部と、上記絞り部出口の近傍に
設けられオゾンを含む流体が注入されるオゾン注入口と
を有するオゾン接触部を、上記被処理流体または混合流
体の流れ方向に沿って複数個配置し、上記絞り部出口の
流路断面積を被処理流体または混合流体の流れ方向に沿
って順に大きくしたので、被処理流体または被処理流体
に過酸化水素を混合した混合流体が流通する流路内に高
いオゾン溶解速度を保ってオゾンを含む流体を分割注入
でき、これよりオゾン処理の場合はオゾンの溶解効率が
高まり、また過酸化水素を添加した過酸化水素−オゾン
併用処理においては、オゾンやＯＨラジカルの無効消費
を抑えることが可能となって、さらにＯＨラジカルによ
る有害物質の分解反応が促進されて、有害物質の分解除
去効率が高まり、しかも部品点数が少なくコンパクトで
経済的で実用的な装置構成とすることができる。

【００５９】また、本発明のオゾン接触装置によれば、
上記流路における上記被処理流体または混合流体の流れ
に直交する断面形状および上記オゾン注入口におけるオ
ゾンを含む流体の流れに直交する断面形状は円形であ
り、上記オゾン注入口の径を上記絞り部出口の径よりも
小さくしたので、オゾンの十分な吸引力が得られる。

【００６０】また、本発明のオゾン接触装置によれば、
上記流路における被処理流体または混合流体の流れに直
交する断面形状は円形であり、上記拡大部の長さと上記
絞り部入口の径との比である（拡大部の長さ）／（絞り
部入口の径）が２以上９以下の大きさであるので、オゾ
ンの溶解速度が低下するのを防止でき、オゾンやＯＨラ
ジカルによる有害物質の分解反応も十分に進行させるこ
とができる。

【００６１】また、本発明のオゾン接触装置によれば、
上記拡大部の下流側に隣接して、気−液混合装置、気−
気混合装置、または液−液混合装置を設けたので、オゾ
ンの溶解効率を高めることができ、オゾンやＯＨラジカ
ルによる有害物質の分解反応も十分に進行させることが
できる。

【００６２】本発明の水処理装置によれば、上記のよう
なオゾン接触装置を備え、上記オゾン接触装置の流路に
被処理水を供給するように構成したので、オゾンを有効
に利用できて有害物質の分解除去効率が良好で、コンパ
クトで経済的で実用的な水処理装置が得られる。

【００６３】また、本発明の水処理装置によれば、上記
オゾン接触装置の流路に供給される被処理水に過酸化水
素を混合する手段を備えたので、オゾンよりも酸化力の
強いＯＨラジカルを生成することができ、オゾンを分割
注入することによりオゾンやＯＨラジカルの無効消費を
抑え、有害物質とＯＨラジカルとの反応を促進させるこ
とができ、有害物質の分解除去効率が良好で、コンパク
トで経済的で実用的な水処理装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１によるオゾン接触装置
の構成を示す断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１に係わり、図１のオゾ
ン接触装置における流路内での圧力変化の様子を示す説
明図である。

【図３】 本発明の実施の形態１による水処理装置の構
成を説明するための図である。

【図４】 本発明の実施の形態１に係わり、オゾン化ガ
スを２箇所で注入するときの喉部径比と上流側喉部にお
ける気液比の関係を説明するための特性図である。

【図５】 本発明の実施の形態１に係わり、最上流側の
各喉部径における被処理水流量と最上流側の絞り部入り
口の圧力の関係を説明するための特性図である。

【図６】 本発明の実施の形態１に係わり、オゾン注入
口と喉部径の比と気液比の関係を説明するための特性図
である。

【図７】本発明の実施の形態１に係わり、拡大部長さと
絞り部入口の径との比と注入されたオゾン化ガスの気泡
径との関係を説明するための特性図である。

【図８】本発明の実施の形態１に係わり、拡大部長さと
絞り部入口の径との比とΔＴＯＣとの関係を説明するた
めの特性図である。

【図９】 本発明の実施の形態２によるオゾン接触装置
の構成を示す断面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態３によるオゾン接触装
置の構成および流路内での圧力変化の様子を示す説明図
である。

【図１１】 本発明の実施の形態４によるオゾン接触装
置の要部の構成を示す断面図である。

【図１２】 本発明の実施の形態５による水処理装置の
要部の構成を説明するための図である。

【図１３】 本発明の実施の形態６による水処理装置の
要部の構成を説明するための図である。

【図１４】 従来の水処理装置の構成を説明する図であ
る。

【図１５】 従来の別の水処理装置の構成を説明する図
である。

【図１６】 オゾン化ガス注入点数の違いによるＴＯＣ
の変化を説明する図である。

【図１７】 オゾン化ガスを２点で注入するために一般
的に考えられる水処理装置の具体的な構成の一例を説明
する図である。

【図１８】 オゾン化ガスを２点で注入するために一般
的に考えられる水処理装置の具体的な構成の別の例を説
明する図である。

【図１９】 参考例による水処理装置の構成を説明する
図である。

【図２０】 参考例による水処理装置の別の構成を説明
する図である。

【符号の説明】 １ 流路、２ オゾン発生装置、３ 被処理水供給ポン
プ、４ 過酸化水素添加ポンプ、５ａ〜５ｄ オゾン化
ガス注入口、６ 排オゾン分解装置、７ 過酸化水素貯
留タンク、８ 気液分離槽、９ａ〜９ｄ オゾン化ガス
流量計、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ オゾン接触
部、１１，１１ａ，１１ｂ 絞り部入口、１２，１２
ａ，１２ｂ 絞り部、１３，１３ａ，１３ｂ 喉部、１
４，１４ａ，１４ｂ オゾン流入路、１５，１５ａ，１
５ｂ オゾン注入口、１６，１６ａ，１６ｂ 拡大部、
１７ 気液混合装置、３０ 被処理水配管、３１ 過酸
化水素注入配管、３２ 処理水配管、３３ オゾン化ガ
ス配管、３４ 排オゾンガス配管、３５ 分岐流路、３
６ 処理水配管、３７ オゾン水配管、３８ 排オゾン
ガス配管、４０ 処理水供給ポンプ、４１ 散気装置、
４２ オゾン接触器、５０ａ，５０ｂ オゾンガス散気
装置、５１ 排水を分岐させるためのポンプ、５２ａ，
５２ｂ 分岐流路の流量計、５３ａ，５３ｂ オゾン接
触器、１００ オゾン発生装置、１０１ 密閉タンク、
１０２ 水面、１０３ ポンプ、１０４ パイプ、１０
５ カバー、１０６ ベンチュリ管、１０７ 吸気孔、
１０８ 空間部、１０９ 吐出パイプ、１１０ 被処理
水、１１１ ガス供給孔、２０１ 被処理水貯留タン
ク、２０２ａ，２０２ｂ 被処理水供給ポンプ、２０３
ａ，２０３ｂ 被処理水流量計、２０４ａ，２０４ｂ
オゾン注入反応器、２０５ａ，２０５ｂ 被処理水配
管、２０６ａ，２０６ｂ 気液分離槽、２０７ａ，２０
７ｂガス流量計、２０８ オゾン発生装置、２０９ａ，
２０９ｂ 排オゾンガス配管、２１７ 処理水流路、２
１８ オゾンガス配管、２１９ 過酸化水素貯留槽、２
２０ 過酸化水素供給ポンプ、２２１ 過酸化水素供給
配管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣辻 淳二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D050 AA02 AA03 AA13 AA15 AA20 BB02 BB09 BD03 BD06 4G035 AA01 AC23

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理流体または被処理流体に過酸化水
   素を混合した混合流体が流通する流路に上記被処理流体
   または混合流体の流れ方向に沿って複数箇所の負圧部分
   をつくり、それぞれの負圧部分にオゾンを含む流体を注
   入することを特徴とするオゾン接触方法。
2. 【請求項２】 被処理流体または被処理流体に過酸化水
   素を混合した混合流体が流通する流路に、流路断面積を
   上記被処理流体または混合流体の流れ方向に沿って徐々
   に縮小した絞り部と、流路断面積を上記被処理流体また
   は混合流体の流れ方向に沿って徐々に拡大した拡大部
   と、上記絞り部出口の近傍に設けられオゾンを含む流体
   が注入されるオゾン注入口を有するオゾン接触部を、上
   記被処理流体または混合流体の流れ方向に沿って複数個
   配置し、上記絞り部出口の流路断面積を上記被処理流体
   または混合流体の流れ方向に沿って順に大きくしたこと
   を特徴とするオゾン接触装置。
3. 【請求項３】 上記流路における上記被処理流体または
   混合流体の流れに直交する断面形状および上記オゾン注
   入口におけるオゾンを含む流体の流れに直交する断面形
   状は円形であり、上記オゾン注入口の径を上記絞り部出
   口の径よりも小さくしたことを特徴とする請求項２記載
   のオゾン接触装置。
4. 【請求項４】 上記流路における上記被処理流体または
   混合流体の流れに直交する断面形状は円形であり、上記
   拡大部の長さと上記絞り部入口の径との比である（拡大
   部の長さ）／（絞り部入口の径）が２以上９以下の大き
   さであることを特徴とする請求項２または３に記載のオ
   ゾン接触装置。
5. 【請求項５】 上記拡大部の下流側に隣接して、気−液
   混合装置、気−気混合装置、または液−液混合装置を設
   けたことを特徴とする請求項２ないし４の何れかに記載
   のオゾン接触装置。
6. 【請求項６】 上記請求項２ないし５の何れかに記載の
   オゾン接触装置を備え、上記オゾン接触装置の流路に被
   処理水を供給するように構成したことを特徴とする水処
   理装置。
7. 【請求項７】 上記オゾン接触装置の流路に供給される
   被処理水に過酸化水素を混合する手段を備えたことを特
   徴とする請求項６記載の水処理装置。