JP3193206B2 - オゾン処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浄水場等において被処
理水をオゾン処理するオゾン処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川水及び湖沼水等の取水源の水質汚濁
に伴い、例えば浄水場においては現行の急速ろ過法に代
わり、凝集沈殿後の被処理水をオゾン処理した後、生物
活性炭処理を行う高度浄水処理法が近年採用されてい
る。例えば、この種の高度浄水処理法は特開昭６３−１
６６４９４号公報、特開平２−２３３１９７号公報及び
特開平３−１８１３８３号公報等において開示され一般
に知られている。

【０００３】この方法は取水した原水を凝集沈殿処理し
た後、被処理水となる沈殿水をオゾン接触槽に導入し
て、水中の有機物等を脱色、脱臭、酸化処理または変性
させる。その後、オゾン処理された被処理水を生物活性
炭槽に導入して、ここで、活性炭の表面に繁殖した微生
物の働きにより、オゾン処理では除去できないアンモニ
ア性窒素を硝化除去すると共に溶存有機物の代謝除去を
行うものである。

【０００４】この種の高度浄水処理において、オゾナイ
ザーからオゾン接触槽に導入されるオゾンは溶解して、
オゾン接触槽に流入する被処理水中の有機物等を酸化処
理する。しかし、オゾン接触槽に導入した全てのオゾン
は溶解せず、一部はオゾン含有排気ガスとして気相に排
出される。オゾン接触槽から直接オゾン含有排気ガスが
系外に排出されると、オゾンは強い酸化力を有するため
生体に対して悪影響を及ぼすと共に大気汚染と光化学オ
キシダントの原因となる。

【０００５】このため、オゾン接触槽から排出されるオ
ゾン含有排気ガスを活性炭吸着法、熱分解法または触媒
による気相接触分解法等によって処理することが行われ
ている。前記の方法において、活性炭による吸着法は活
性炭が消費されるため、定期的な補充を必要とし、一
方、熱分解法は装置構造がシンプルであるが、加熱に要
するランニングコストが高くなる。

【０００６】これに対して、触媒による分解法は装置構
造がシンプルである一方、比較的低温で触媒活性を示す
ため、加熱に要するコストが低く、オゾン接触槽からの
排気ガス処理として適している。しかし、触媒による分
解法でも、触媒の活性を維持するため加熱源を必要と
し、加熱装置の維持管理と共に設備コストが高くなる。
それを解決する一つの手段として、触媒の上流側に気−
気型熱交換器を設け、オゾン発生機へ供給する原料空気
を加熱圧縮するブロアまたはコンプレッサから排出され
る高温空気を上記熱交換器に供給してオゾン含有排気ガ
スを加熱し、加熱されたオゾン含有排気ガスで触媒を加
温するようにしたオゾン処理装置が提案されている（特
開昭５９−４２０２４号公報参照）。この装置を用いる
オゾン処理は触媒の活性を維持するための特別の加熱源
を必ずしも必要としないことから有効なものであると解
される。

【０００７】その一例を実際に浄水処理施設に用いる場
合について、図７及び図８を参照しつつ説明する。図７
は浄水処理施設の全体を示しており、河川等の取水源か
ら取水口を経て取水された原水ＲＷは、導水管を経て沈
砂池（図示せず）に至り、ここで粒径の大きな砂等が除
かれた後、浄水場内の着水井１に導かれる。原水ＲＷは
その後薬品混和池２に導かれ、ここで硫酸バンドまたは
ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の凝集剤３さらに凝
集補助剤となるアルカリ剤４と混合された後、フロック
形成池５へ送られる。

【０００８】フロック形成池５では原水中の微粒子は凝
集してマイクロフロックとなり、フロックの形成と成長
が促進される。その後、フロックを含有する凝集水は沈
殿池６に導かれ、成長したフロックの沈降分離が行われ
る。前記のようなプロセスを経てフロックが沈降分離さ
れた沈殿水ＳＷは、その後被処理水としてオゾン処理装
置７に導入される。

【０００９】図８に詳細を示すように、オゾン処理装置
７は、オゾンを発生させるオゾナイザー８とこのオゾナ
イザー８からのオゾンが導入されるオゾン接触槽９及び
オゾン接触槽９から排出されるオゾン含有排気ガスＥＧ
を処理するオゾン分解触媒槽１０から主要部が構成され
る。さらに詳述すると、ブロワー１１を出た断熱圧縮に
より高温となった原料空気ＲＡは熱交換器２０において
後記するようにオゾン含有排気ガスと熱交換を行い、ク
ーラーＲで冷却され、除湿器１２で湿分が除去された
後、オゾナイザー８に供給される。オゾナイザー８には
通常熱交換のための冷却水循環用配管８ａが設けらる。

【００１０】オゾナイザー８において酸素がオゾン化さ
れ、オゾン含有ガスＯＧは通気管１３を介して散気管１
４からオゾン接触槽９に導入される。オゾン接触槽９に
導入されたオゾンの大部分は液中に溶解するが、一部の
オゾンは接触槽９の上部からオゾン含有排気ガスＥＧと
して気相Ｇに放出される。１５は高周波インバータで、
電源１６から高電圧変圧器１７を介してオゾナイザー８
を構成する誘電体（図示せず）と電極（図示せず）に高
周波数の高電圧を印加する。なお、前記の如く高周波数
の高電圧を印加するようにしているが、周波数を一定と
して高電圧を印加してもよく、周波数及び電圧について
特に限定されない。

【００１１】１８はオゾン接触槽９からのオゾン含有排
気ガスＥＧ中の水分を除去するミストセパレータで、こ
のセパレータの下流側にはオゾン分解触媒槽１０が配設
されている。１９はオゾン分解触媒槽１０に充填された
オゾン分解触媒である。通常、オゾン分解触媒１９とし
ては、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣＯ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の少なく
とも一種の元素の金属、酸化物または複合酸化物が用い
られる。または、Ｐｔ、Ｐｄ等の貴金属触媒が用いられ
るが、使用触媒が特に限定されるものではない。前記オ
ゾン分解触媒１９は粒状またはハニカム状の形状を有す
るが、前記活性成分が担体に担持されていればよく、形
状が限定されるものではない。

【００１２】オゾン分解触媒１９の高活性を示す反応温
度は担持活性成分によって異なるが、例えばＭｎＯ₂ 触
媒を用いた場合、反応温度を５０℃前後に維持すると高
い活性を示し、最終的にオゾンは酸素になる。例えばオ
ゾン分解触媒としてＭｎＯ₂触媒を用いた場合、オゾン
分解触媒槽１０内の反応温度は前記温度かまたはそれ以
上に維持されるが、特に反応温度が限定されない。

【００１３】２０は熱交換器で、この熱交換器はオゾナ
イザー８に原料空気ＲＡを供給するブロワー１１の吐出
側に配設されている。前記オゾン含有排気ガスＥＧはミ
ストセパレータ１８を経た後、熱交換器２０を介してオ
ゾン分解触媒槽１０に導入される。そして、熱交換器２
０を通過する際、ブロワー１１の断熱圧縮によりブロワ
ー１１吐出側の原料空気ＲＡ温度は吸込側の原料空気温
度よりも高くなり、１００℃前後またはそれ以上の温度
となるため、オゾン含有排気ガスＥＧは熱交換されて昇
温される。

【００１４】２２はオゾン接触槽９からのオゾン含有排
気ガスＥＧを吸引して系外に排出するブロワーで、オゾ
ン分解触媒槽１０の出口側に配設されている。２３はオ
ゾン接触槽９からの処理水が導入される生物活性炭槽
で、この槽２３内には活性炭２４が充填され、この活性
炭２４の表面には馴養されて繁殖した微生物（図示せ
ず）が存在する。オゾン接触槽９から生物活性炭槽２３
内に導入された水は、ここで前記した微生物の働きによ
り、オゾン処理では除去できないアンモニア性窒素が硝
化除去されると共に溶存有機物の代謝除去が行われる。
前記のようにして処理された処理水は、その後ろ過池
（図示せず）、配水池（図示せず）に送られる。

【００１５】前記生物活性炭層２３は必要に応じてこの
槽２３を出た処理水を用いて逆洗され、活性炭２４の表
面に過剰に付着した微生物が取り除かれる。次に係る構
成の浄水処理施設の動作について説明するに、先ず、沈
殿池６でフロックが沈降分離された沈殿水ＳＷは被処理
水としてオゾン処理装置７を構成するオゾン接触槽９に
導入される。一方、オゾナイザー８側からオゾン接触槽
９にオゾンが導入される。ここで、被処理水中の有機物
等はオゾンによって脱色、脱臭、酸化処理または変性さ
れて処理され、その後、生物活性炭槽２３に導入され
る。

【００１６】前記のようにして被処理水中の有機物等が
オゾンによつて処理される場合、先に説明したように、
オゾン接触槽９に導入されたオゾンは全てが溶解せず、
一部はオゾン含有排気ガスＥＧとして気相Ｇに排出され
る。未反応のオゾンを含有する排気ガスが直接排出され
ると、大気汚染と光化学オキシダントの原因となるの
で、オゾン接触槽９からのオゾン含有排気ガスＥＧは大
気に放出される前にオゾン分解触媒槽１０で処理される
ことになる。この場合、オゾン含有排気ガスＥＧは、ブ
ロワー１１の吐出側に配設された熱交換器２０を介して
オゾン分解触媒槽１０に導入されることになる。ここ
で、オゾン含有排気ガスＥＧは前記熱交換器２０によ
り、ブロワー１１の断熱圧縮によって温度が高くなった
ブロワー１１吐出側の原料空気ＲＧと熱交換されて昇温
されることになる。

【００１７】前記のように、オゾン含有排気ガスＥＧが
昇温されてオゾン分解触媒槽１０に導入される場合、排
気ガスＥＧの温度が既に高くなっているので、オゾン分
解触媒１９側を高活性を維持する反応温度まで昇温する
必要がなくなる。または、オゾン含有排気ガスＥＧ自体
が昇温されているので、反応温度を維持するためにオゾ
ン分解触媒１９側の昇温度合が少なくてすむことにな
る。したがって、オゾン接触槽９からのオゾン含有排気
ガスＥＧを処理する際、オゾン分解触媒１９の反応温度
を維持する昇温手段が簡素化される。

【００１８】一方、ブロワー１１によりオゾナイザー８
に供給される原料空気ＲＡは、ブロワー１１の吐出側に
配設された熱交換器２０をオゾン含有排気ガスＥＧが通
過することによって逆に降温される。これによって、温
度の高い原料空気がオゾナイザー８に供給されることが
なく、クーラーＲの負担が低減された状態で冷却された
原料空気ＲＡがオゾナイザー８に供給されることにな
る。このため、オゾナイザー８の運転に際して、温度上
昇に伴うオゾンの分解が抑制されることになり、オゾン
発生効率の低下を防止することができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなオゾン処
理装置を配置した浄水処理施設において、オゾン分解触
媒槽１０内の触媒を加熱することにより触媒の活性は高
められまたある程度の期間はその活性が維持される。し
かし、例えオゾン分解触媒が十分な活性を保持しいる場
合であってもオゾン分解触媒槽を通過した後の排気ガス
中にオゾンが残存する可能性をまったく否定することは
できないと同時に、長期間の使用によってオゾン分解触
媒の活性そのものが低下することは避けられず、オゾン
除去性能が低下すると共に被毒成分が処理ガス中に存在
すると失活する恐れがある。このようになると、触媒の
加熱のみではオゾン分解触媒槽から系外に排気されるガ
ス中にオゾンが残存するのを避けることができない。

【００２０】本発明はそのような不都合に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、新たな加熱源など
を用意することなく比較的簡単な構成でもって、オゾン
分解触媒槽を通過した後の排気ガス中にオゾンが残存す
る可能性を大きく低減させる共に、万一オゾン分解触媒
槽内の触媒が失活したような場合であってもオゾン分解
触媒槽から系外に排気される排気ガス中に残存するオゾ
ン量を極力低減することのできるオゾン処理装置を提供
することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは例え触媒の
活性が低下してもオゾン排出濃度を抑制する方法につい
て検討した結果、オゾン処理装置の排熱を利用してオゾ
ン分解触媒槽からの排気ガスを加熱することによって、
排気ガス中に残存するオゾンは熱分解され系外にオゾン
が排出されないことを見出した。

【００２２】すなわち、本発明の一つの態様において
は、オゾン分解触媒槽からの排気ガスを、オゾナイザー
に原料ガスを供給するブロワーの吐出側のガスと熱交換
して昇温することによりオゾンを熱分解し処理するよう
にしたオゾン処理装置を開示する。その場合に、オゾン
分解触媒槽の出口側にオゾン濃度を検出する手段を設け
て、検出されたオゾン濃度がオゾン排出目標値を上回る
ときにのみ、触媒槽を出た排気ガスとオゾナイザーに供
給される原料ガスとの間で熱交換するようにしてもよ
い。

【００２３】排熱利用についてさらに検討した結果、オ
ゾナイザーへ空気の代わりに酸素富化ガスを供給する場
合、酸素富化ガスは酸素製造装置によって供給される
が、この場合、酸素製造装置を構成する吸着塔に原料空
気を供給するブロワー及び吸着塔を減圧して吸着剤の再
生を行う真空ポンプから発生する排熱の利用が可能であ
ることを見出した。すなわち、オゾナイザーに酸素富化
ガスを供給する酸素製造装置は、吸着剤が充填された吸
着塔に原料空気を供給し、加圧下で吸着分離された酸素
富化ガスを取り出す吸着工程とこの吸着工程が終了した
吸着塔を減圧して、吸着剤の再生を行う減圧再生工程を
順次繰り返して酸素富化ガスを製造する。前記のように
して酸素富化ガスを製造する場合、吸着塔に原料空気を
供給するブロワー吐出側の原料空気は断熱圧縮により温
度が高くなる。一方、吸着塔を減圧して吸着剤の再生を
行う真空ポンプからの排気ガスの温度も断熱圧縮により
温度が高くなり、１００℃前後またはそれ以上の温度と
なる。

【００２４】従って、本発明の他の態様は、前記のよう
にオゾナイザーに酸素製造装置によって酸素富化ガスを
供給するように構成されたオゾン処理装置において、オ
ゾン分解触媒槽からの排気ガスを、酸素製造装置の前記
吸着塔に供給される原料空気あるいは前記真空ポンプか
らの排熱と熱交換して昇温することによりオゾンを熱分
解し処理するようにしたオゾン処理装置を開示する。

【００２５】本発明のさらに他の態様においては、オゾ
ン接触槽からのオゾン含有排気ガスを、オゾナイザーに
供給される原料ガス、前記酸素製造装置の吸着塔に供給
される原料空気あるいは真空ポンプからの排熱などの装
置内熱源との間で熱交換して昇温し、昇温したオゾン含
有排気ガスをオゾン分解触媒槽に供給して触媒を加熱す
る構成をさらに有しており、この態様においては、さら
に高い処理効率が得られる。

【００２６】

【作用】前記のように、オゾナイザーに原料ガスを供給
するブロワーの吐出側の温度は断熱圧縮により１００℃
前後またはそれ以上と触媒活性を維持するに十分な高温
となっている。本発明において、オゾン分解触媒槽から
の排気ガスは直接系外に排出されず、オゾナイザーに原
料ガスを供給するブロワーの吐出側のガス、装置に付設
された酸素製造装置の吸着塔に供給される原料空気ある
いは真空ポンプからの排熱などの装置内熱源との間で熱
交換して昇温した後系外に排出される。それにより、オ
ゾン分解触媒槽を出た排気ガスに残存するオゾンは高い
温度の影響を受けて熱分解され、酸素への転化が促進さ
れることになる。したがって、他の昇温手段を用いるこ
となくオゾン分解触媒の活性が低下しても、オゾンが処
理されないで系外に排出されるのを抑制することができ
る。

【００２７】オゾン分解触媒槽を出た排気ガスをオゾナ
イザーに原料ガスを供給するブロワーの吐出側のガスと
熱交換する場合には、その熱交換によりオゾナイザーに
供給される原料ガスの温度を下げることが可能となり、
クーラーの負担を軽減することもできる。本発明の好ま
しい態様においては、先ず、オゾン接触槽からのオゾン
含有排気ガスが前記ブロワーの温度が高いガスと熱交換
することによって昇温され、その状態で分解触媒槽に導
入される。オゾン含有排気ガス自体が昇温されているの
で、反応温度を維持するために触媒側の昇温度合が少な
くてすむことになり、電気ヒータなどの外部昇温手段が
簡素化され場合によっては不要となる。さらに、上記の
オゾン処理装置を浄水処理施設の浄水処理系の一部に持
たせることにより、環境により優しい施設を得ることか
できる。

【００２８】

【実施例】

〔実施例１〕図１は本発明の一実施例を示している。な
お、この実施例において、オゾン分解触媒槽１０以降の
配管系を除き、図７及び図８を用いて説明したオゾン処
理装置と同様であるので、同構成品については同符号を
用いることにより詳細な説明は省略する。

【００２９】本実施例においても、前記の従来例と同様
にオゾン接触槽９から排出されるオゾン含有排気ガスＥ
Ｇはミストセパレータ１８で水分が除去された後、熱交
換器２０を通過して熱交換されて昇温され、さらに、昇
温手段３０（例えば、ヒータ）を介してオゾン分解触媒
槽１０に導入される。オゾン含有排気ガスＥＧは熱交換
器２０での熱交換でオゾン分解触媒１９が高活性を示す
反応温度まで昇温される場合には、昇温手段３０は不要
である。

【００３０】なお、この実施例ではオゾン分解触媒槽１
９の入口側に昇温手段３０を配設して、オゾン含有排気
ガスＥＧを昇温しているが、オゾン分解触媒槽１９内に
昇温手段３０を配設してもよく、さらにオゾン含有排気
ガスＥＧまたはオゾン分解触媒１９の昇温手段も特に限
定されるものではない。オゾナイザー８へ原料空気ＲＡ
を供給するブロワー１１の吐出側には熱交換器２０が配
設されており、前記のオゾン分解触媒槽１９を出た排気
ガスＥＧ₁ はこの熱交換器２０を介して系外に排出され
る。

【００３１】次に係る構成の動作について説明するに、
ブロワー２２によって吸引されるオゾン接触槽９からの
オゾン含有排気ガスＥＧは、熱交換器２０を通過して熱
交換されて昇温されオゾン分解触媒槽１０に導入される
ことによって、オゾンが分解される。その後、オゾンが
分解された排気ガスＥＧ₁ はオゾナイザー８に原料空気
ＲＧを供給するブロワー１１の吐出側に配設された熱交
換器２０に再度導入される。前記熱交換器２０を排気ガ
スＥＧ₁ が通過することによって、この排気ガスＥＧ₁
は断熱圧縮により温度が高くなったブロワー１１吐出側
の原料空気ＲＧと熱交換されて昇温される。

【００３２】前記のように、オゾン分解触媒槽１０から
の排気ガスＥＧ₁ を昇温して排出することにより、オゾ
ン分解触媒１９の活性が低下してオゾンの除去率が低下
しても、オゾンが処理されないで系外に排出されるのを
抑制することができる。すなわち、オゾン分解触媒１９
は長期の使用によって活性が低下すると共に被毒成分が
存在すると失活する。この結果、オゾン除去率が低下す
ることになり、オゾンが処理されないで系外に排出され
る恐れがある。しかし、オゾン分解触媒槽１０を出た排
気ガスＥＧ₁ を昇温することによって、排気ガスＥＧ₁
中のオゾンは熱分解され、酸素への転化が促進されるこ
とになる。このため、オゾン分解触媒１９の活性が低下
してもオゾンが処理されないで系外に排出されるのを抑
制することができる。

【００３３】〔実施例２〕図２は本発明の他の一実施例
を示し、上述した実施例と同構成品については、同符号
を用いることにより詳細な説明は省略する。この実施例
においては、オゾン接触槽９から排出されるオゾン含有
排気ガスＥＧは、ミストセパレータ１８で水分が除去さ
れた後、昇温手段３０（例えば、ヒータ）を介して直接
オゾン分解触媒槽１０に導入される。オゾン含有排気ガ
スＥＧは前記昇温手段３０によりオゾン分解触媒１９が
高活性を示す反応温度まで昇温される。

【００３４】オゾン分解触媒槽１０の出口側は開閉弁Ｖ
１を介してブロワー１１の吐出側に配設された熱交換器
２０に連通されている。さらに、オゾン分解触媒槽１０
の出口側は他の開閉弁Ｖ２を介してオゾン含有排気ガス
ＥＧを吸引排気するブロワー２２の吸込側に連通されて
いる。４０はオゾン分解触媒槽１０を出た排気ガスＥＧ
₁ 中のオゾン濃度を測定する測定手段であり、この実施
例では紫外線吸光法を利用したオゾン濃度計を用いてい
る。排気ガスＥＧ₁ 中のオゾン濃度は前記濃度計４０に
より連続的に測定され測定値は出力値ＭＯとして比較器
４１に入力される。

【００３５】さらに、比較器４１にはオゾン分解触媒槽
１０出口でのオゾン排出濃度目標値Ｋ₁ が入力される。
このオゾン排出濃度目標値Ｋ₁ はオペレータ等により入
力され、任意に設定変更可能である。そして、前記オゾ
ン排出濃度目標値Ｋ₁ はオゾン含有排気ガスＥＧ中のオ
ゾン濃度の変動幅及びオゾン分解触媒１９のオゾン除去
性能等が予め考慮されて設定される。

【００３６】前記した比較器４１ではオゾン濃度計４０
からの出力値ＭＯとオゾン排出濃度目標値Ｋ₁ との偏差
±ΔＤｅ（以下、偏差ΔＤｅと称す）が求められ、この
偏差ΔＤｅは制御器４２に入力される。前記制御器４２
は、オゾン分解触媒槽１０を出た排気ガスＥＧ₁ 中のオ
ゾン濃度に応じてガス流路を切り替える。すなわち、前
記開閉弁Ｖ１及びＶ２の開閉操作を指令することによっ
て排気ガスＥＧ₁ の流路を切り替える。そして、比較器
４１からの偏差ΔＤｅが負の偏差−ΔＤｅである場合、
すなわち、排気ガスＥＧ ₁ 中のオゾン濃度が目標値Ｋ₁
を上回る場合、ブロワー１１の吐出側に配設された熱交
換器２０を介して排気ガスＥＧ₁ が系外に排出されるよ
うに開閉弁Ｖ１の一方を開放出力指令する。同時に、他
の開閉弁Ｖ２を閉じる閉出力指令をする。

【００３７】一方、比較器４１からの偏差ΔＤｅが正の
偏差＋ΔＤｅである場合、前記とは逆に制御器４２は熱
交換器２０を介さずに直接排気ガスＥＧ₁ を系外に排出
するように、熱交換器２０に至る開閉弁Ｖ１を閉じる閉
出力指令をする。一方、排気ガスＥＧ₁ を直接排出する
ため、開閉弁Ｖ２を開放する開閉出力指令をする。な
お、この一実施例では、２つの開閉弁Ｖ１、Ｖ２を用い
てガス流路の切り替えを行っているが、一つの弁に３流
路を有する、いわゆる３方弁を用いてもよく、開閉弁の
数等が特に限定されるものではない。

【００３８】次に係る構成の動作について説明するに、
ブロワー２２によって吸引されたオゾン接触槽９からの
オゾン含有排気ガスＥＧは、オゾン分解触媒槽１０に導
入されることによってオゾンが分解される。ここで、オ
ゾン分解触媒槽１０出口でのオゾン濃度が測定され、こ
の濃度が比較器４１に入力される目標値Ｋ₁ よりも低け
れば、オゾン分解触媒１９は高い活性を維持しており、
オゾン分解触媒槽１０を出た排気ガスＥＧ₁ は直接系外
に排出される。

【００３９】一方、比較器４１に入力されるオゾン濃度
計４０からの出力値ＭＯがオゾン排出濃度目標値Ｋ₁ を
上回る場合、制御器４２は入力された負の偏差−ΔＤｅ
に従って開閉弁Ｖ１を開放する一方、他の開閉弁Ｖ２を
閉じる。これによって、オゾン分解触媒槽１０を出た排
気ガスＥＧ₁ は、ブロワー１１の吐出側に配設された熱
交換器２０へ導入されてから系外に排出される。そして
実施例１の場合と同様に、排気ガスＥＧ₁ 中に残存する
オゾンは昇温されて熱分解され低減される。したがっ
て、オゾン分解触媒１９の活性が低下しても、高い濃度
のオゾンが系外に排出されるのを抑制することができ
る。なお、この実施例において、オゾン接触槽９から排
出されるオゾン含有排気ガスＥＧを熱交換器２０を通過
してオゾン分解触媒槽１０に導入するようにしてもよい
ことは理解されよう。

【００４０】〔実施例３〕図３は本発明のさらに他の実
施例を示し、空気の代わりにオゾナイザー８に原料ガス
として酸素富化ガスＲＧを供給する酸素製造装置６０を
用いる場合を示している。この酸素製造装置６０は圧力
差変動吸着法、いわゆる、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ
Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）法を利用して酸素
富化ガスを製造するものである。

【００４１】酸素製造装置６０は吸着塔６１Ａ及び６１
Ｂとこの吸着塔に原料空気ＲＡを供給するブロワー６２
及び前記吸着塔内を減圧して吸着剤６３の再生を行う真
空ポンプ６４から主要部が構成されている。前記吸着塔
６１Ａ及び６１Ｂ内には原料空気ＲＡ中の窒素を選択的
に吸着する吸着剤６３として、例えば、５Ａタイプの合
成ゼオライト等が充填される。さらに、吸着塔６１Ａ及
び６１Ｂの入口側と出口側にはガス流路を切り替える開
閉弁６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ、６５Ｅ、６５
Ｆ、６５Ｇ、６５Ｈが配設されている。６６は前記吸着
塔の出口側に配設された製品酸素タンクである。

【００４２】なお、本発明の実施例では、吸着塔６１Ａ
及び６１Ｂに原料空気ＲＡを供給する手段としてブロワ
ー６２を用いているが、圧縮機（図示せず）であっても
よい。前記のように酸素製造装置６０が構成されている
場合、前記したそれぞれの開閉弁６５Ａから６５Ｈはシ
ーケンスコントローラ（図示せず）からの出力に基づい
て開閉操作の指令と開閉時間がコントロールされる。そ
して、開閉の指令と開閉時間はオペレータ等によるシー
ケンスコントローラへの入力設定によって任意に設定さ
れる。

【００４３】前記の酸素製造装置６０において、ブロワ
ー６２から一方の吸着塔６１Ａに供給される原料空気Ｒ
Ａは、吸着工程時ここで易吸着物である窒素が選択的に
吸着され非易吸着物である酸素は濃縮されて製品酸素ガ
スとして取り出される。その後、製品酸素タンク６６に
入る。そして、製品酸素ガスは酸素圧縮機６７によって
所定圧力に加圧された後、流量制御弁６８を介して酸素
富化ガスＲＧとしてオゾナイザー８に供給される。

【００４４】ここで、一方の吸着塔６１Ａが吸着工程を
実施している間、他方の吸着塔６１Ｂでは減圧再生工程
が行われ、真空ポンプ６４によって塔内が減圧され前工
程で吸着された窒素が脱着される。前記吸着工程及び減
圧再生工程の基本操作はシーケンスコントローラから開
閉弁への指令操作によって行われ、各工程が吸着塔６１
Ａ及び６１Ｂで交互に遂行され、連続的に製品酸素が取
り出される。なお、この種酸素製造装置の各工程の詳細
は、例えば、特開平３−１２７６０４号公報等において
述べられている。

【００４５】この実施例においては、上記した他の実施
例の場合と同様にしてオゾン分解触媒槽１０を出た排気
ガスＥＧ₁ を酸素製造装置６０に原料空気ＲＡを供給す
るブロワー６２の吐出側に配設された熱交換器６９を介
して系外に排出するようにしている。この場合であって
も、排気ガスＥＧ₁ はブロワー６２吐出側の原料空気Ｒ
Ａと熱交換されて昇温し、オゾン分解触媒１９の活性が
低下してオゾン分解触媒槽１０から分解されないオゾン
が排出されるようなことがあっても、オゾンの熱分解が
進行し、酸素へ転化されることが分かる。したがって、
オゾン分解触媒１９の活性低下に伴うオゾン排出を同様
に抑制することができる。

【００４６】一方、ブロワー６２により酸素製造装置６
０の吸着塔６１Ａ及び６１Ｂに供給される原料空気ＲＡ
は、ブロワー６２の吐出側に配設された熱交換器６９を
排気ガスＥＧ₁ が通過することによって逆に降温され
る。吸着塔に供給されるガス温度が高いと、吸着剤６３
の吸着量が減少し、この種酸素製造装置の酸素収率が低
下する。しかし、この実施例においては、排気ガスＥＧ
₁ を昇温する一方、吸着塔に供給される原料空気ＲＧを
降温させている。したがって、供給するガス温度上昇に
よる吸着量の低減を抑制することができ酸素収率の低下
を防止することもできる。

【００４７】なお、この実施例の場合であっても図４に
示すようにオゾン接触槽９（図４に図示せず）からのオ
ゾン含有排気ガスＥＧを、ミストセパレータ１８でガス
中の水分を除去した後、前記熱交換器６９を介してオゾ
ン分解触媒槽１０に導入するようにしてもよく、その場
合には、前記の他の実施例と同様にオゾン分解触媒１９
側の温度を高活性を維持する反応温度まで昇温する手段
が不要となり、または、触媒の反応温度を維持するため
に昇温する度合が少なくてすみ、ブロワー６２からの熱
エネルギーを有効に利用することができる。

【００４８】〔実施例４〕図５は本発明のさらに他の実
施例を示しており、上述した実施例と同構成品について
は、同符号を用いることにより詳細な説明は省略する。
この実施例は実施例３において説明した酸素製造装置６
０を構成する吸着塔６１Ａ及び６１Ｂを減圧して吸着剤
６３の再生を行う真空ポンプ６４の吐出側に熱交換器７
０を配設し、該熱交換器７０を介してオゾン分解触媒槽
１０からの排気ガスＥＧ₁ を系外に排出するようにした
ものである。前記のような構成とすると、オゾン分解触
媒槽１０から分解されないオゾンが排出されるようなこ
とがあっても、先の実施例の場合同様にオゾン分解触媒
槽１０からの排気ガスＥＧ₁ は真空ポンプ６４吐出側の
排気ガスＶＧと熱交換されて昇温され、この結果、オゾ
ンの熱分解が進行し、酸素へ転化される。したがって、
オゾン分解触媒１９の活性低下に伴う系外へのオゾン排
出を抑制することができる。

【００４９】なお、この実施例の場合であっても図６に
示すようにオゾン接触槽９（図６に図示せず）からのオ
ゾン含有排気ガスＥＧを、ミストセパレータ１８でガス
中の水分を除去した後、前記熱交換器７０に導入し、そ
の後オゾン分解触媒槽１０に導入するようにしてもよ
く、その場合にも、オゾン接触槽９からのオゾン含有排
気ガスＥＧは、真空ポンプ６４からの排熱の利用により
予め昇温されてオゾン分解触媒槽１０に導入されるの
で、排気ガスＥＧまたは触媒を昇温する手段が不要とな
り、または、昇温の度合が少なくなり熱エネルギーを減
少させることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によればオゾン接触槽からのオゾ
ン含有排気ガスの処理に際して、オゾン分解触媒の活性
低下に伴うオゾン排出濃度を抑制するに好適なオゾン処
理装置を提供することができる。さらに、オゾン触媒槽
からの排ガスの昇温手段の簡素化が可能となり排気ガス
を低コストで処理するに好適なオゾン処理装置を提供す
ることができる。また、その熱交換の結果として、オゾ
ナイザーへの酸素富化ガスの供給に際し、酸素製造装置
の酸素収率の低下を防止するに好適なオゾン処理装置を
提供することができる。また、本発明によるオゾン処理
装置を用いることにより環境を破壊することのない浄水
処理施設を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるオゾン処理装置の一実施例を示す
システムフロー図。

【図２】本発明によるオゾン処理装置の他の実施例を示
すシステムフロー図。

【図３】本発明によるオゾン処理装置のさらに他の実施
例を示すシステムフロー図。

【図４】本発明によるオゾン処理装置のさらに他の実施
例を示すシステムフロー図。

【図５】本発明によるオゾン処理装置のさらに他の実施
例を示すシステムフロー図。

【図６】本発明によるオゾン処理装置のさらに他の実施
例を示すシステムフロー図。

【図７】オゾン処理装置の従来例を示すシステムフロー
図。

【図８】浄水処理施設の全体のフローを示す図。

【符号の説明】

１…着水井、２…薬品混和池、５…フロック形成池、６
…沈殿池、７…オゾン処理装置、８…オゾナイザー、９
…オゾン接触槽、１０…オゾン分解触媒槽、１１…ブロ
ワー、１２…除湿器、１５…高周波インバータ、１７…
高電圧変圧器、１８…ミストセパレータ、１９…オゾン
分解触媒、２０…熱交換器、２２…ブロワー、２３…生
物活性炭槽、２４…活性炭、３０…昇温手段、４０…オ
ゾン濃度計、４１…比較器、４２…制御器、５１…熱交
換器、６０…酸素製造装置、６１…吸着塔、６２…ブロ
ワー、６３…吸着剤、６４…真空ポンプ、６５…開閉
弁、６９…熱交換器、７０…熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｄ (72)発明者 塩野 繁男 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (56)参考文献 特開 平４−131126（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−245225（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−12765（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/50,1/78 B01D 53/34,53/36 C01B 13/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理水が導入されるオゾン接触槽と該
   オゾン接触槽にオゾンを供給するオゾナイザー及び前記
   オゾン接触槽からのオゾン含有排気ガスが導入されるオ
   ゾン分解触媒槽を備えたオゾン処理装置において、前記
   オゾン分解触媒槽を出た排気ガスをオゾナイザーに供給
   される原料ガスと熱交換して昇温し系外に排出する構成
   を有することを特徴とするオゾン処理装置。
2. 【請求項２】 前記オゾン接触槽からのオゾン含有排気
   ガスをオゾナイザーに供給される原料ガスと熱交換して
   昇温した後に前記オゾン分解触媒槽に導入する構成をさ
   らに有することを特徴とする請求項１記載のオゾン処理
   装置。
3. 【請求項３】 前記オゾン分解触媒槽を出た排気ガス中
   のオゾン濃度を検出する手段をさらに有し、該オゾン濃
   度がオゾン分解触媒槽出口のオゾン排出目標値よりも上
   回るときにのみ、前記触媒層を出た排気ガスをオゾナイ
   ザーに供給される原料ガスと熱交換して昇温し系外に排
   出する構成となっていることを特徴とする請求項１また
   は２記載のオゾン処理装置。
4. 【請求項４】 被処理水が導入されるオゾン接触槽と該
   オゾン接触槽にオゾンを供給するオゾナイザー及び前記
   オゾン接触槽からのオゾン含有排気ガスが導入されるオ
   ゾン分解触媒槽を備え、さらに吸着剤が充填された吸着
   塔に原料空気を供給し加圧下で吸着分離された酸素富化
   ガスを取り出す吸着工程と前記吸着工程が終了した吸着
   塔を減圧して前記吸着剤の再生を行う減圧再生工程を順
   次繰り返して酸素富化ガスを前記オゾナイザーに供給す
   る酸素製造装置を備えたオゾン処理装置において、前記
   オゾン分解触媒槽を出た排気ガスを前記吸着塔に供給さ
   れる原料空気と熱交換して昇温し系外に排出する構成を
   有することを特徴とするオゾン処理装置。
5. 【請求項５】 被処理水が導入されるオゾン接触槽と該
   オゾン接触槽にオゾンを供給するオゾナイザー及び前記
   オゾン接触槽からのオゾン含有排気ガスが導入されるオ
   ゾン分解触媒槽を備え、さらに吸着剤が充填された吸着
   塔に原料空気を供給し加圧下で吸着分離された酸素富化
   ガスを取り出す吸着工程と前記吸着工程が終了した吸着
   塔を減圧して前記吸着剤の再生を行う減圧再生工程を順
   次繰り返して酸素富化ガスを前記オゾナイザーに供給す
   る酸素製造装置を備えたオゾン処理装置において、前記
   オゾン分解触媒槽を出た排気ガスを前記吸着剤の再生時
   に系外に排出される排気ガスと熱交換して昇温し系外に
   排出する構成を有することを特徴とするオゾン処理装
   置。