JP3390232B2 - オゾン反応装置 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は公害、衛生分野に属し、
排水の脱色、脱臭、消毒など、各種排水、用水の処理全
般に広く関するものである。
排水の脱色、脱臭、消毒など、各種排水、用水の処理全
般に広く関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オゾンを用いて排水の脱色、脱臭、消毒
などを行う技術はさまざまに開発されて来た。すなわ
ち、オゾン発生装置によって発生するオゾン含有空気
（以下オゾン空気と言う）を、散気管などの分散装置を
用いて汚濁水中に分散させ、水中に溶解したオゾンの酸
化力で目的を達するオゾン反応技術である。
などを行う技術はさまざまに開発されて来た。すなわ
ち、オゾン発生装置によって発生するオゾン含有空気
（以下オゾン空気と言う）を、散気管などの分散装置を
用いて汚濁水中に分散させ、水中に溶解したオゾンの酸
化力で目的を達するオゾン反応技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン反応技術
においては、オゾン発生装置から発生する、希薄なオゾ
ンを含有するオゾン空気を単に水中に分散させて、オゾ
ンおよび空気の水中における溶解度を律則としてオゾン
反応技術を展開して来た。しかし、水中に溶解した少量
のオゾン粒子と汚濁水中の処理目的粒子との衝突機会は
極めて偶然的なものであり、従来の散気装置などの拡散
装置による反応操作では、オゾン粒子が目的粒子との衝
突に至らない場合が多く、目的達成のためには大量のオ
ゾン空気を使用することとなり、従って、未反応のオゾ
ンが大量に発生することとなる。このため、未反応オゾ
ンの人体に対する毒性防御の観点から、大量の活性炭な
どの吸着剤を用いて未反応オゾンを吸着させるとか、未
反応オゾンの再利用を図るために２基、３基の複数のオ
ゾン反応装置を併設するなど、運転維持費および装置規
模が拡大するという問題点がある。
においては、オゾン発生装置から発生する、希薄なオゾ
ンを含有するオゾン空気を単に水中に分散させて、オゾ
ンおよび空気の水中における溶解度を律則としてオゾン
反応技術を展開して来た。しかし、水中に溶解した少量
のオゾン粒子と汚濁水中の処理目的粒子との衝突機会は
極めて偶然的なものであり、従来の散気装置などの拡散
装置による反応操作では、オゾン粒子が目的粒子との衝
突に至らない場合が多く、目的達成のためには大量のオ
ゾン空気を使用することとなり、従って、未反応のオゾ
ンが大量に発生することとなる。このため、未反応オゾ
ンの人体に対する毒性防御の観点から、大量の活性炭な
どの吸着剤を用いて未反応オゾンを吸着させるとか、未
反応オゾンの再利用を図るために２基、３基の複数のオ
ゾン反応装置を併設するなど、運転維持費および装置規
模が拡大するという問題点がある。
【０００４】本発明は、オゾンの物性に視点を置き、力
学的にオゾンをオゾン空気から離脱させて、混沌状態に
まで撹乱された汚濁水等と直接衝突させることにより、
高度に励起された反応効果をもって、小規模の装置によ
る簡単な操作によって、活性炭などの吸着剤を必要とし
ない程にまで、未反応オゾンの発生量を極端に削減し、
オゾンの有効利用を行い得る装置を提供することを目的
としている。
学的にオゾンをオゾン空気から離脱させて、混沌状態に
まで撹乱された汚濁水等と直接衝突させることにより、
高度に励起された反応効果をもって、小規模の装置によ
る簡単な操作によって、活性炭などの吸着剤を必要とし
ない程にまで、未反応オゾンの発生量を極端に削減し、
オゾンの有効利用を行い得る装置を提供することを目的
としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のオゾン反応装置においては、反応後の処理
水の水量に対して一定の容積を有する外槽の下部に、流
入口と、送出口と、処理水抜出口とを取り付け、外槽内
に反応促進用の内槽を設置し、内槽の下部に前記流入口
と連通する流入連結管と、前記送出口と連通する送出連
結管とを取り付け、前記流入口の流入側に撹拌装置を取
り付け、前記送出口と前記撹拌装置とを、吸入パイプお
よび循環ポンプならびに送出パイプを介して連結し、吸
入パイプに原水流入管を接続し、送出パイプにオゾン発
生装置のガス供給管を接続したものである。
に、本発明のオゾン反応装置においては、反応後の処理
水の水量に対して一定の容積を有する外槽の下部に、流
入口と、送出口と、処理水抜出口とを取り付け、外槽内
に反応促進用の内槽を設置し、内槽の下部に前記流入口
と連通する流入連結管と、前記送出口と連通する送出連
結管とを取り付け、前記流入口の流入側に撹拌装置を取
り付け、前記送出口と前記撹拌装置とを、吸入パイプお
よび循環ポンプならびに送出パイプを介して連結し、吸
入パイプに原水流入管を接続し、送出パイプにオゾン発
生装置のガス供給管を接続したものである。
【０００６】外槽は、オゾンとの酸化反応を終了した処
理水中の酸化粒子が、外槽内で安定した反応生成物と化
すために必要な時間を保持するため、内槽の上端から外
槽内に流入する流体が、内槽周囲の外槽部分を下降し
て、適当な滞留時間を経て、外槽の下部に取り付けられ
た処理水抜出口から排出されるに相応した、十分な容積
を有することが好ましい。
理水中の酸化粒子が、外槽内で安定した反応生成物と化
すために必要な時間を保持するため、内槽の上端から外
槽内に流入する流体が、内槽周囲の外槽部分を下降し
て、適当な滞留時間を経て、外槽の下部に取り付けられ
た処理水抜出口から排出されるに相応した、十分な容積
を有することが好ましい。
【０００７】内槽の流入連結管および送出連結管の上方
の内槽内に取り付けられた区画制御盤は、区画制御盤に
よって区画された内槽下方の循環部における循環水の、
単位時間内におけるオゾン空気との接触回数の増大を図
るための、循環部の容積を区画・制御する機能と、内槽
上方の流出部の水深に基づく水圧による循環部に対する
圧密の作用により、循環水がオゾンとの十分な反応を達
しないまま上方に流出しないように図るとともに、オゾ
ンとの酸化反応後の液体をスムースに上昇させるため
の、内槽の断面積を縮小する機能とを保有するための部
材であり、内槽の内周壁に沿って適当な幅を有するリン
グ状の区画制御盤を、内槽の横断方向に取り付けること
が好ましい。
の内槽内に取り付けられた区画制御盤は、区画制御盤に
よって区画された内槽下方の循環部における循環水の、
単位時間内におけるオゾン空気との接触回数の増大を図
るための、循環部の容積を区画・制御する機能と、内槽
上方の流出部の水深に基づく水圧による循環部に対する
圧密の作用により、循環水がオゾンとの十分な反応を達
しないまま上方に流出しないように図るとともに、オゾ
ンとの酸化反応後の液体をスムースに上昇させるため
の、内槽の断面積を縮小する機能とを保有するための部
材であり、内槽の内周壁に沿って適当な幅を有するリン
グ状の区画制御盤を、内槽の横断方向に取り付けること
が好ましい。
【０００８】また、撹拌装置は、オゾンと原水との効率
のよい反応によって未反応オゾンの大幅減少を果たすた
め、オゾンの質量、およびオゾン空気と循環水と原水と
の混合流体の旋回運動による大きな慣性力によって、流
体流動の過程において、オゾン空気からオゾンを力学的
に離脱させるとともに、オゾンを原水と直接接触させて
物質移動速度を励起させる必要上、一端を流体流入側に
向け、他端を外槽の流入口と接続されるチューブの流体
流入側に、ほぼ相似形の２枚の半楕円形の翼盤を配し、
該翼盤の弦側側縁を互いに向き合わせて、チューブの軸
芯に対して対称的に交差させ、交差部より流体入口側に
位置する２枚の翼盤の弦側側縁間を、チューブの横断面
をほぼ２等分する三角形の仕切板で閉塞し、前記翼盤の
弧状縁部をチューブの内周壁に固着して形成される変流
部と、該変流部に続くチューブの内周壁に、頭頂部をチ
ューブの軸芯方向に向けた半球状の頭部と、逆截頭円錐
台状の脚部とで一体成型された１個以上の突起物を、チ
ューブ軸芯に対し放射状に配して形成される反応部とで
形成されていることが好ましい。
のよい反応によって未反応オゾンの大幅減少を果たすた
め、オゾンの質量、およびオゾン空気と循環水と原水と
の混合流体の旋回運動による大きな慣性力によって、流
体流動の過程において、オゾン空気からオゾンを力学的
に離脱させるとともに、オゾンを原水と直接接触させて
物質移動速度を励起させる必要上、一端を流体流入側に
向け、他端を外槽の流入口と接続されるチューブの流体
流入側に、ほぼ相似形の２枚の半楕円形の翼盤を配し、
該翼盤の弦側側縁を互いに向き合わせて、チューブの軸
芯に対して対称的に交差させ、交差部より流体入口側に
位置する２枚の翼盤の弦側側縁間を、チューブの横断面
をほぼ２等分する三角形の仕切板で閉塞し、前記翼盤の
弧状縁部をチューブの内周壁に固着して形成される変流
部と、該変流部に続くチューブの内周壁に、頭頂部をチ
ューブの軸芯方向に向けた半球状の頭部と、逆截頭円錐
台状の脚部とで一体成型された１個以上の突起物を、チ
ューブ軸芯に対し放射状に配して形成される反応部とで
形成されていることが好ましい。
【０００９】
【作用】上記のように構成されたオゾン反応装置は、内
槽の循環部における循環水と、これに添加・流入される
原水およびオゾン空気とが、効率的な酸化反応を行い、
この酸化反応によって処理された処理水を、外槽内にお
ける適当な滞留時間の下に、装置外に排出するものであ
る。
槽の循環部における循環水と、これに添加・流入される
原水およびオゾン空気とが、効率的な酸化反応を行い、
この酸化反応によって処理された処理水を、外槽内にお
ける適当な滞留時間の下に、装置外に排出するものであ
る。
【００１０】すなわち、夫れ夫れの流量比率を調整され
た循環水、原水、オゾン空気との混合流体が撹拌装置を
通過する際に具現される、撹拌混合、オゾン空気からの
オゾンの離脱、離脱オゾン粒子と液体粒子との衝突など
の作用により、酸化反応を高度に進行された流体のう
ち、全体の流量に対して大きな体積・流量を占める循環
水が、区画制御盤により区画されることによって、単位
時間における循環水量に対して適当な比率をもって容積
を縮小・調整された循環部内を、強制的に通過させら
れ、単位時間内に前記の縮小比率の逆数分の回数で撹拌
装置を通過することによる、循環部内における混合流体
の混沌状態の撹拌・混合の過程で、混合流体は更にきめ
細かい効果的な酸化反応を行い、未反応オゾンの存在が
ほとんど認められない状態に至るとともに、循環部から
上方の流出部に上昇した処理水は、外槽の水面に進入・
拡散し、外槽内における適当な滞留時間の下に、処理水
中の酸化粒子を安定した反応生成物と化して、外槽の下
部から排出されるのである。
た循環水、原水、オゾン空気との混合流体が撹拌装置を
通過する際に具現される、撹拌混合、オゾン空気からの
オゾンの離脱、離脱オゾン粒子と液体粒子との衝突など
の作用により、酸化反応を高度に進行された流体のう
ち、全体の流量に対して大きな体積・流量を占める循環
水が、区画制御盤により区画されることによって、単位
時間における循環水量に対して適当な比率をもって容積
を縮小・調整された循環部内を、強制的に通過させら
れ、単位時間内に前記の縮小比率の逆数分の回数で撹拌
装置を通過することによる、循環部内における混合流体
の混沌状態の撹拌・混合の過程で、混合流体は更にきめ
細かい効果的な酸化反応を行い、未反応オゾンの存在が
ほとんど認められない状態に至るとともに、循環部から
上方の流出部に上昇した処理水は、外槽の水面に進入・
拡散し、外槽内における適当な滞留時間の下に、処理水
中の酸化粒子を安定した反応生成物と化して、外槽の下
部から排出されるのである。
【００１１】前記の酸化反応の過程は、送出パイプに接
続されたガス供給管から添加されたオゾン空気と、吸入
パイプに接続された原水流入管から流入する原水と、循
環水との（気・液）混合流体が、撹拌装置を通過する一
瞬の通過時間内において、まず変流部の仕切板によって
整流され、仕切板の上流側において渦流を発生する事な
く、集中された運動エネルギーをもって、ほぼ等量の２
つの分流に仕分けられるとともに、仕切板を包み込む状
態で配された２枚のほぼ相似形の半楕円形の翼盤に誘導
されて螺旋流と化し、仕切板、翼盤、および変流部の内
周壁とで形成される２つの蔓巻状の変流路を旋回・通過
する。このような、流体が流れの過程で瞬間的に急激に
分断され、かつ急激に流れの方向を変換された場合には
大きな剪断応力が発生し、この剪断応力の作用により流
体は乱流と化し、（気・液）混合流体は大きな撹拌作用
を受ける。また、変流路の開口最小断面積は、変流部の
断面積に比して大きく狭窄されているので、変流路を通
過する乱流状の旋回流体は大幅に圧密・加速されて、大
きな慣性力の作用の下に、変流部に続く反応部に旋回・
進入する。反応部の断面積は変流部の開口最小断面積よ
り大幅に拡大されているので、反応部に進入した乱流・
旋回流は、旋回速度の２乗に比例する負圧を発生させる
とともに、反応部の横断面積から２つの開口最小断面積
の合計面積を差し引いた面積を近似的な横断面積とする
直径を有する円筒状の低圧部を、反応部の軸芯に沿って
形成し、その低圧部の周囲を旋回・流過する。この負圧
の円筒状低圧部の周囲を、旋回・流過する（気・液）混
合流体は正圧であり、かつ高圧であるので、反応部内に
おける混合流体は極めて大きい圧力勾配の作用の下に、
（気・液）それぞれの飽和蒸気圧は著しく低下し、低温
沸騰とも言うべき厳しい混合・撹拌作用を受け、流体を
構成する各流体粒子の分子運動は励起され、分子振動に
より各粒子の境膜抵抗は減少し、物質移動速度を急激に
アップされた（気・液）混沌状態の旋回流体となる。こ
れら混沌状態の旋回流体は、慣性力の作用によって、混
合流体を構成する（気・液）成分のうち、比較的に質量
の大きい液体成分は反応部の半径外方向に移動して、反
応部の流床に沿って成層し、比較的に質量の小さい気体
成分は反応部の半径内方向に移動し、前記成層液体と界
面を接し、かつ前記低圧部とも界面を接して成層する。
この過程において、空気より質量の大きいオゾンはオゾ
ン空気を離脱して、液層に接してオゾン層を形成する。
すなわち、定常流化された多層状の、混沌状態の各旋回
流と化すのである。また、これらの旋回する成層流体の
うち、内側を流れる流体の流速は、外側を流れる流体の
流速より大きい。そして、これらの旋回流体の流れる反
応部の内周壁（流床）には、頭頂部を反応部の軸芯方向
に向けた半球状の頭部、および頭部の下縁を自らの上縁
とし、かつ前記成層液体の平均層厚より大きい高さを有
するよう設計された逆截頭円錐台形の脚部をもって一体
成型された、鈍い形状の数個の突起物が、反応部の軸芯
に対して放射状に配置されている。このため、前記成層
した（気・液）の旋回流体は、突起物群と衝突し、突起
物の鋭い縁部によって流れの水平方向に分断されて空洞
現象（キャビテーション）を発生し、旋回流の内部にお
ける音響効果による厳しい音波振動を受けるとともに、
鈍い形状の突起物の形状抵抗、摩擦抵抗、および旋回流
を構成する（気・液）それぞれの物性に基づく運動量、
運動方向（挙動）の特殊性などの複合作用によって、さ
らに十分に撹拌・混合される。すなわち、流床側を旋回
する液層は、鈍い形状の脚部と衝突し、河川における杭
と流水の状態の如く、衝突前面において増嵩するととも
に脚部の側面を遡上し、鋭い縁部を乗り越えて頭頂部に
まで登攀し、ここに液膜を形成するが、このような旋回
流の運動は不等速円運動と見做されるので、液の一部が
頭頂部にまで登頂するに必要とされる初速度は、エネル
ギー保存の法則に従って（５×重力加速度×突起物の全
高）０．５以上とされるが、前記の液層の運動力では必
ずしもこの速度が得られない場合がある。一方、前記液
層の内側で液層と界面を接して、液層より早く旋回する
気層も突起物と衝突し、突起物の鋭い縁部により上下の
２つの分流に分断される。下方の分流は、液層と界面を
接して流れるので、液層の表面部分は気層の運動力を取
り込んで加速され、前記不等速円運動に必要な初速度を
満足させ、突起物の頭部において画然たる液膜が形成さ
れる。上方の分流は、突起物頭部の下縁付近の鈍い側角
部と衝突し、飛行中の飛行機が無理な上昇角度を取って
墜落する場合の翼面における境界層の剥離現象と同様
に、突起物の頭部に着床した液膜を境界層と見なし得る
ので、前記液膜は頭部の着床から剥離され、流れの後方
のオゾン層および気層中に夥しい量の液滴の微粒子とし
て飛散・分散される。しかし、これらの流体の挙動は大
きな慣性力の作用を受けているので、前記オゾン層およ
び気層中に飛散した液滴微粒子は、反応部の半径外方向
に向かい、元の液層に復帰・合一し、一方前記キャビテ
ーションによって液層から離脱した気体の粒子は、反応
部軸芯方向に向かい元の気層に合一する。このため、
（気・液）の粒子は、互いに相手の流れに乗って各粒子
の境膜における平衡状態を齎す事なく、互いに相反する
方向に向かう大量な粒子同士の複雑な衝突による反応効
果とともに、粒子が元の流層と衝突・合一する際の莫大
な物質移動量に基づく反応効果は極めて大きく、前記の
ように、オゾン空気を離脱したオゾンは、瞬間的に容易
に液と反応するのである。
続されたガス供給管から添加されたオゾン空気と、吸入
パイプに接続された原水流入管から流入する原水と、循
環水との（気・液）混合流体が、撹拌装置を通過する一
瞬の通過時間内において、まず変流部の仕切板によって
整流され、仕切板の上流側において渦流を発生する事な
く、集中された運動エネルギーをもって、ほぼ等量の２
つの分流に仕分けられるとともに、仕切板を包み込む状
態で配された２枚のほぼ相似形の半楕円形の翼盤に誘導
されて螺旋流と化し、仕切板、翼盤、および変流部の内
周壁とで形成される２つの蔓巻状の変流路を旋回・通過
する。このような、流体が流れの過程で瞬間的に急激に
分断され、かつ急激に流れの方向を変換された場合には
大きな剪断応力が発生し、この剪断応力の作用により流
体は乱流と化し、（気・液）混合流体は大きな撹拌作用
を受ける。また、変流路の開口最小断面積は、変流部の
断面積に比して大きく狭窄されているので、変流路を通
過する乱流状の旋回流体は大幅に圧密・加速されて、大
きな慣性力の作用の下に、変流部に続く反応部に旋回・
進入する。反応部の断面積は変流部の開口最小断面積よ
り大幅に拡大されているので、反応部に進入した乱流・
旋回流は、旋回速度の２乗に比例する負圧を発生させる
とともに、反応部の横断面積から２つの開口最小断面積
の合計面積を差し引いた面積を近似的な横断面積とする
直径を有する円筒状の低圧部を、反応部の軸芯に沿って
形成し、その低圧部の周囲を旋回・流過する。この負圧
の円筒状低圧部の周囲を、旋回・流過する（気・液）混
合流体は正圧であり、かつ高圧であるので、反応部内に
おける混合流体は極めて大きい圧力勾配の作用の下に、
（気・液）それぞれの飽和蒸気圧は著しく低下し、低温
沸騰とも言うべき厳しい混合・撹拌作用を受け、流体を
構成する各流体粒子の分子運動は励起され、分子振動に
より各粒子の境膜抵抗は減少し、物質移動速度を急激に
アップされた（気・液）混沌状態の旋回流体となる。こ
れら混沌状態の旋回流体は、慣性力の作用によって、混
合流体を構成する（気・液）成分のうち、比較的に質量
の大きい液体成分は反応部の半径外方向に移動して、反
応部の流床に沿って成層し、比較的に質量の小さい気体
成分は反応部の半径内方向に移動し、前記成層液体と界
面を接し、かつ前記低圧部とも界面を接して成層する。
この過程において、空気より質量の大きいオゾンはオゾ
ン空気を離脱して、液層に接してオゾン層を形成する。
すなわち、定常流化された多層状の、混沌状態の各旋回
流と化すのである。また、これらの旋回する成層流体の
うち、内側を流れる流体の流速は、外側を流れる流体の
流速より大きい。そして、これらの旋回流体の流れる反
応部の内周壁（流床）には、頭頂部を反応部の軸芯方向
に向けた半球状の頭部、および頭部の下縁を自らの上縁
とし、かつ前記成層液体の平均層厚より大きい高さを有
するよう設計された逆截頭円錐台形の脚部をもって一体
成型された、鈍い形状の数個の突起物が、反応部の軸芯
に対して放射状に配置されている。このため、前記成層
した（気・液）の旋回流体は、突起物群と衝突し、突起
物の鋭い縁部によって流れの水平方向に分断されて空洞
現象（キャビテーション）を発生し、旋回流の内部にお
ける音響効果による厳しい音波振動を受けるとともに、
鈍い形状の突起物の形状抵抗、摩擦抵抗、および旋回流
を構成する（気・液）それぞれの物性に基づく運動量、
運動方向（挙動）の特殊性などの複合作用によって、さ
らに十分に撹拌・混合される。すなわち、流床側を旋回
する液層は、鈍い形状の脚部と衝突し、河川における杭
と流水の状態の如く、衝突前面において増嵩するととも
に脚部の側面を遡上し、鋭い縁部を乗り越えて頭頂部に
まで登攀し、ここに液膜を形成するが、このような旋回
流の運動は不等速円運動と見做されるので、液の一部が
頭頂部にまで登頂するに必要とされる初速度は、エネル
ギー保存の法則に従って（５×重力加速度×突起物の全
高）０．５以上とされるが、前記の液層の運動力では必
ずしもこの速度が得られない場合がある。一方、前記液
層の内側で液層と界面を接して、液層より早く旋回する
気層も突起物と衝突し、突起物の鋭い縁部により上下の
２つの分流に分断される。下方の分流は、液層と界面を
接して流れるので、液層の表面部分は気層の運動力を取
り込んで加速され、前記不等速円運動に必要な初速度を
満足させ、突起物の頭部において画然たる液膜が形成さ
れる。上方の分流は、突起物頭部の下縁付近の鈍い側角
部と衝突し、飛行中の飛行機が無理な上昇角度を取って
墜落する場合の翼面における境界層の剥離現象と同様
に、突起物の頭部に着床した液膜を境界層と見なし得る
ので、前記液膜は頭部の着床から剥離され、流れの後方
のオゾン層および気層中に夥しい量の液滴の微粒子とし
て飛散・分散される。しかし、これらの流体の挙動は大
きな慣性力の作用を受けているので、前記オゾン層およ
び気層中に飛散した液滴微粒子は、反応部の半径外方向
に向かい、元の液層に復帰・合一し、一方前記キャビテ
ーションによって液層から離脱した気体の粒子は、反応
部軸芯方向に向かい元の気層に合一する。このため、
（気・液）の粒子は、互いに相手の流れに乗って各粒子
の境膜における平衡状態を齎す事なく、互いに相反する
方向に向かう大量な粒子同士の複雑な衝突による反応効
果とともに、粒子が元の流層と衝突・合一する際の莫大
な物質移動量に基づく反応効果は極めて大きく、前記の
ように、オゾン空気を離脱したオゾンは、瞬間的に容易
に液と反応するのである。
【００１２】しかし、オゾン反応操作においては、オゾ
ン空気中のオゾン濃度が希薄であり、オゾン粒子と液粒
子との衝突の機会は極めて少ないので、撹拌装置の１パ
ス操作では十分な酸化反応が得られない場合がある。こ
の対策として、単位時間内における原水流入量に比し
て、大きい流量比率を有する循環水量に対する循環部の
容積は、循環水の単位時間当たりの循環水量に比して適
当な縮小比率をもって縮小してあり、前記の循環水は、
単位時間内に前記縮小比率の逆数分の回数で撹拌装置を
通過するとともに、縮小された容積の循環部内における
大量の循環水の侵入によるアンバランス的な撹拌運動を
もって、循環部内を混沌状態に導くので、オゾン粒子と
液粒子との衝突の機会は飛躍的に増大し、未反応オゾン
の存在が認められないほどの、十分な（気・液）酸化反
応が行われる。
ン空気中のオゾン濃度が希薄であり、オゾン粒子と液粒
子との衝突の機会は極めて少ないので、撹拌装置の１パ
ス操作では十分な酸化反応が得られない場合がある。こ
の対策として、単位時間内における原水流入量に比し
て、大きい流量比率を有する循環水量に対する循環部の
容積は、循環水の単位時間当たりの循環水量に比して適
当な縮小比率をもって縮小してあり、前記の循環水は、
単位時間内に前記縮小比率の逆数分の回数で撹拌装置を
通過するとともに、縮小された容積の循環部内における
大量の循環水の侵入によるアンバランス的な撹拌運動を
もって、循環部内を混沌状態に導くので、オゾン粒子と
液粒子との衝突の機会は飛躍的に増大し、未反応オゾン
の存在が認められないほどの、十分な（気・液）酸化反
応が行われる。
【００１３】また、吸入パイプから循環系に流入する原
水は、必ず１回以上は撹拌装置を通過するので、原水が
未反応のまま本オゾン反応装置から流出することはな
い。
水は、必ず１回以上は撹拌装置を通過するので、原水が
未反応のまま本オゾン反応装置から流出することはな
い。
【００１４】さらに、循環部は上方に位置する流出部の
水深・水圧による圧密を受けているので、前記の循環水
は循環系の中で安定した循環運動を行うとともに、原水
量に比例する量の処理水は、区画制御盤の縮小された開
口部から流出部をスムースに上昇し、外槽の水面に進入
しつつ拡散し、オゾンとの酸化反応を終了した前記処理
水中の酸化粒子が、外槽内において安定した反応生成物
と化すために必要な時間を保持する容積を有する外槽内
を、所定の滞留時間をもって下降し、外槽の下部から外
部に排出されるのである。
水深・水圧による圧密を受けているので、前記の循環水
は循環系の中で安定した循環運動を行うとともに、原水
量に比例する量の処理水は、区画制御盤の縮小された開
口部から流出部をスムースに上昇し、外槽の水面に進入
しつつ拡散し、オゾンとの酸化反応を終了した前記処理
水中の酸化粒子が、外槽内において安定した反応生成物
と化すために必要な時間を保持する容積を有する外槽内
を、所定の滞留時間をもって下降し、外槽の下部から外
部に排出されるのである。
【００１５】以上の通り、本オゾン反応装置は、オゾン
をオゾン空気から離脱させて、汚濁排水等と直接衝突さ
せることにより、未反応オゾンの発生量を大幅に削減
し、活性炭などの吸着剤を用いる事なく、小規模の装置
による簡単な操作によって、オゾンの有効利用を行い得
るのである。
をオゾン空気から離脱させて、汚濁排水等と直接衝突さ
せることにより、未反応オゾンの発生量を大幅に削減
し、活性炭などの吸着剤を用いる事なく、小規模の装置
による簡単な操作によって、オゾンの有効利用を行い得
るのである。
【００１６】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において、外槽（１）の下部に流入口（２）と、送
出口（３）と、処理水抜出口（４）とを取り付け、外槽
内に内槽（５）を設置し、内槽（５）の下部に流入連結
管（６）と、送出連結管（７）とを取り付け、流入口
（２）と流入連結管（６）を接続し、送出口（３）と送
出連結管（７）を接続し、流入口（２）の流入側に撹拌
装置（８）を取り付け、送出口（２）と撹拌装置（８）
とを吸入パイプ（９）および循環ポンプ（１０）ならび
に送出パイプ（１１）を介して連結し、吸入パイプ
（９）に原水流入管（１２）を接続し、送出パイプ（１
１）にオゾン発生装置のガス供給管（１３）を接続す
る。
図１において、外槽（１）の下部に流入口（２）と、送
出口（３）と、処理水抜出口（４）とを取り付け、外槽
内に内槽（５）を設置し、内槽（５）の下部に流入連結
管（６）と、送出連結管（７）とを取り付け、流入口
（２）と流入連結管（６）を接続し、送出口（３）と送
出連結管（７）を接続し、流入口（２）の流入側に撹拌
装置（８）を取り付け、送出口（２）と撹拌装置（８）
とを吸入パイプ（９）および循環ポンプ（１０）ならび
に送出パイプ（１１）を介して連結し、吸入パイプ
（９）に原水流入管（１２）を接続し、送出パイプ（１
１）にオゾン発生装置のガス供給管（１３）を接続す
る。
【００１７】図２に示される実施例では、内槽（５）内
に取り付けられた流入連結管（６）および送出連結管
（７）の上方の内槽内に、内槽（５）の内周壁に沿って
適当な幅を有するリング状の区画制御盤（１４）を、内
槽の横断方向に取り付ける。
に取り付けられた流入連結管（６）および送出連結管
（７）の上方の内槽内に、内槽（５）の内周壁に沿って
適当な幅を有するリング状の区画制御盤（１４）を、内
槽の横断方向に取り付ける。
【００１８】図３に示される実施例では、チューブ（１
５）の流体流入側に、ほぼ相似形の２枚の半楕円形の翼
盤（１６）を配し、翼盤の弦側側縁（１６ａ）を互いに
向き合わせて、チューブの軸芯に対して対称的に交差さ
せ、交差部より流体流入側に位置する２枚の翼盤の弦側
側縁（１６ａ）間を、チューブの横断面をほぼ２等分す
る三角形の仕切板（１７）で閉塞し、翼盤の弧状縁部
（１６ｂ）をチューブの内周壁（１８）に固着して形成
される変流部と、該変流部に続くチューブの内周壁（１
８）に、頭頂部をチューブの軸芯方向に向けた半球状の
頭部（１９ａ）と、逆截頭円錐台状の脚部（１９ｂ）と
で一体成型された１個以上の突起物（１９）を、チュー
ブの軸芯に対して放射状に配して形成される反応部とで
形成される撹拌装置（８）であり、この撹拌装置（８）
は、一端を流体流入側に向け、他端を外槽の流入口
（２）と接続される。
５）の流体流入側に、ほぼ相似形の２枚の半楕円形の翼
盤（１６）を配し、翼盤の弦側側縁（１６ａ）を互いに
向き合わせて、チューブの軸芯に対して対称的に交差さ
せ、交差部より流体流入側に位置する２枚の翼盤の弦側
側縁（１６ａ）間を、チューブの横断面をほぼ２等分す
る三角形の仕切板（１７）で閉塞し、翼盤の弧状縁部
（１６ｂ）をチューブの内周壁（１８）に固着して形成
される変流部と、該変流部に続くチューブの内周壁（１
８）に、頭頂部をチューブの軸芯方向に向けた半球状の
頭部（１９ａ）と、逆截頭円錐台状の脚部（１９ｂ）と
で一体成型された１個以上の突起物（１９）を、チュー
ブの軸芯に対して放射状に配して形成される反応部とで
形成される撹拌装置（８）であり、この撹拌装置（８）
は、一端を流体流入側に向け、他端を外槽の流入口
（２）と接続される。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を挙げること
ができる。
ているので、以下に記載されるような効果を挙げること
ができる。
【００２０】内槽内に区画制御盤を設けたことにより、
循環部の容積を、単位時間における循環水量に対して適
当な比率で縮小・調整し得るとともに、流出部における
水深・水圧の作用範囲をも調整できるので、汚濁原水の
汚濁濃度の変動に対しては、供給オゾンの流量を調整す
るだけで、極めて安定した酸化反応操作を容易に行うこ
とができる。
循環部の容積を、単位時間における循環水量に対して適
当な比率で縮小・調整し得るとともに、流出部における
水深・水圧の作用範囲をも調整できるので、汚濁原水の
汚濁濃度の変動に対しては、供給オゾンの流量を調整す
るだけで、極めて安定した酸化反応操作を容易に行うこ
とができる。
【００２１】吸入パイプに原水流入管を接続したことに
より、原水は、最低必ず１回は撹拌装置を通過してオゾ
ンと接触・反応するので、未反応の原水が本反応装置外
に流出することはない。
より、原水は、最低必ず１回は撹拌装置を通過してオゾ
ンと接触・反応するので、未反応の原水が本反応装置外
に流出することはない。
【００２２】外槽内に内槽を設置したことにより、内槽
の上端から流出する処理水が、内槽周辺の外槽の水域に
スムースに進入・拡散するので、原水中に発泡性の不純
物が混入していた場合において、発泡不純物を外槽の上
端から容易に排出できる。
の上端から流出する処理水が、内槽周辺の外槽の水域に
スムースに進入・拡散するので、原水中に発泡性の不純
物が混入していた場合において、発泡不純物を外槽の上
端から容易に排出できる。
【００２３】送出口と撹拌装置とを、吸入パイプおよび
循環ポンプならびに送出パイプを介して連結し、吸入パ
イプに原水流入管を接続し、送出パイプにガス供給管を
接続したことにより、循環水の循環量、原水の流入量、
ガスの流入量などを外部から簡単に操作・調整し得るの
で、前記のように形成された循環系内における流体の運
動状態を容易に把握・制御できるとともに、未反応オゾ
ンの発生を殆ど見る事なく、安定したオゾン反応操作を
簡単に行うことができる。
循環ポンプならびに送出パイプを介して連結し、吸入パ
イプに原水流入管を接続し、送出パイプにガス供給管を
接続したことにより、循環水の循環量、原水の流入量、
ガスの流入量などを外部から簡単に操作・調整し得るの
で、前記のように形成された循環系内における流体の運
動状態を容易に把握・制御できるとともに、未反応オゾ
ンの発生を殆ど見る事なく、安定したオゾン反応操作を
簡単に行うことができる。
【００２４】本発明は前記のように、力学的な操作によ
って、高率なオゾン酸化反応処理を簡単な１基の装置で
行い得るので、装置規模は小さくて済むとともに、未反
応オゾンの発生を殆ど見ることがないので、未反応オゾ
ン吸着用の高価な吸着剤を必要としない。
って、高率なオゾン酸化反応処理を簡単な１基の装置で
行い得るので、装置規模は小さくて済むとともに、未反
応オゾンの発生を殆ど見ることがないので、未反応オゾ
ン吸着用の高価な吸着剤を必要としない。
【図１】オゾン反応装置の縦断面図である。
【図２】区画制御盤の平面図である。
【図３】撹拌装置の縦断面図である。
【図４】翼盤および仕切板の組み立て斜視図である。
【図５】突起物の縦断面図である。
１ 外槽
２ 流入口
３ 送出口
４ 処理水抜出口
５ 内槽
６ 流入連結管
７ 送出連結管
８ 撹拌装置
９ 吸入パイプ
１０ 循環ポンプ
１１ 送出パイプ
１２ 原水流入管
１３ ガス供給管
１４ 区画制御盤
１５ チューブ
１６ 翼盤
１７ 仕切板
１８ 内周壁
１９ 突起物
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 1/78
C02F 1/50
B01F 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 外槽（１）の下部に流入口（２）と、送
出口（３）と、処理水抜出口（４）とを取り付け、前記
外槽内に内槽（５）を設置し、該内槽の下部に流入連結
管（６）と、送出連結管（７）とを取り付け、前記流入
口と前記流入連結管を接続し、前記送出口と前記送出連
結管を接続し、前記流入口の流入側に撹拌装置（８）を
取り付け、前記送出口と前記撹拌装置とを、吸入パイプ
（９）および循環ポンプ（１０）ならびに送出パイプ
（１１）を介して連結し、前記吸入パイプに原水流入管
（１２）を接続し、前記送出パイプにオゾン発生装置の
ガス供給管（１３）を接続したオゾン反応装置。 - 【請求項２】 内槽（５）に取り付けられた前記流入連
結管および送出連結管の上方の内槽内に、内槽（５）の
内周壁に沿って適当な幅を有するリング状の区画制御盤
（１４）を、内槽の横断方向に取り付けることを特徴と
する請求項１記載のオゾン反応装置。 - 【請求項３】 撹拌装置（８）は、一端を流体流入側に
向け、他端を外槽の流入口（２）と接続されるチューブ
（１５）の流体流入側に、ほぼ相似形の２枚の半楕円形
の翼盤（１６）を、該翼盤の弦側側縁（１６ａ）を互い
に向き合わせて、前記チューブの軸芯に対して対称的に
交差させ、交差部より流体流入側に位置する２枚の前記
翼盤の弦側側縁間を、チューブの横断面をほぼ２等分す
る三角形の仕切板（１７）で閉塞し、前記翼盤の弧状縁
部（１６ｂ）を前記チューブの内周壁（１８）に固着し
て形成される変流部と、該変流部に続く前記チューブの
内周壁に、頭頂部をチューブの軸芯方向に向けた半球状
の頭部（１９ａ）と、逆截頭円錐台状の脚部（１９ｂ）
で一体成型された１個以上の突起物（１９）を、チュー
ブ軸芯に対して放射状に配して形成される反応部とで形
成されることを特徴とする請求項１記載のオゾン反応装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30850193A JP3390232B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | オゾン反応装置 |
| EP94307985A EP0652182B1 (en) | 1993-11-04 | 1994-10-31 | Ozone reaction apparatus |
| DE69405072T DE69405072T2 (de) | 1993-11-04 | 1994-10-31 | Ozonreaktionsvorrichtung |
| US08/334,394 US5474749A (en) | 1993-11-04 | 1994-11-03 | Ozone reaction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30850193A JP3390232B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | オゾン反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124577A JPH07124577A (ja) | 1995-05-16 |
| JP3390232B2 true JP3390232B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=17981781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30850193A Expired - Fee Related JP3390232B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | オゾン反応装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5474749A (ja) |
| EP (1) | EP0652182B1 (ja) |
| JP (1) | JP3390232B2 (ja) |
| DE (1) | DE69405072T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3666709B2 (ja) | 1997-06-12 | 2005-06-29 | 日本エム・アイ・シー株式会社 | 水洗浄用収縮防止剤 |
| US5931990A (en) * | 1997-12-03 | 1999-08-03 | Coronator | Tank for removing unabsorbed gas from a mixture of unabsorbed gas and liquid |
| US6039884A (en) * | 1998-03-04 | 2000-03-21 | Alab, Llc | Reversible flow circuit for batch liquid purifier |
| SE0000344D0 (sv) * | 2000-02-02 | 2000-02-02 | Sudhir Chowdhury | Disinfection of water |
| EP1346762A4 (en) * | 2000-11-28 | 2004-10-20 | Ohr Co Ltd | DEVICE FOR PRODUCING CAVITATIONS AND DEVICE USING THE DEVICE FOR MIXING FLUIDS |
| US6780331B2 (en) * | 2002-04-02 | 2004-08-24 | Science Applications International Corporation | Ozonation of contaminated liquids under high pressure |
| JP4947679B2 (ja) * | 2002-07-22 | 2012-06-06 | 康介 千葉 | Ｃｏ２削減ラインアトマイジング排水処理法 |
| US8764989B2 (en) * | 2002-07-29 | 2014-07-01 | Charles M. Minnix | Ozone purification system for water |
| US20040016706A1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-01-29 | Minnix Charles M. | Ozone purification system for water |
| WO2006137121A1 (ja) | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Ohr Laboratory Corporation | バラスト水処理装置 |
| CN108362828B (zh) * | 2014-11-21 | 2020-02-18 | 中国环境科学研究院 | 一种用于采集大气中过氧化物的雾液吸收装置 |
| US20220098067A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Ovivo Inc. | Enhanced Membrane Performance Using Ozone |
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|---|---|---|---|---|
| US1077020A (en) * | 1912-06-20 | 1913-10-28 | Albert E Walden | Sterilizer. |
| CH318835A (de) * | 1953-09-07 | 1957-01-31 | Rheno Ag | Einrichtung zum Entkeimen von Wasser |
| US3239197A (en) * | 1960-05-31 | 1966-03-08 | Dow Chemical Co | Interfacial surface generator |
| US3326747A (en) * | 1965-05-17 | 1967-06-20 | Sol B Wiczer | Disinfecting solution and method |
| DE2020800A1 (de) * | 1970-04-28 | 1971-11-18 | Kralovopolska Strojirna | Vorrichtung zum Ozonisieren von Wasser |
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