JPH09220590A - 酸素ガス溶解方法 - Google Patents
酸素ガス溶解方法Info
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- JPH09220590A JPH09220590A JP8026564A JP2656496A JPH09220590A JP H09220590 A JPH09220590 A JP H09220590A JP 8026564 A JP8026564 A JP 8026564A JP 2656496 A JP2656496 A JP 2656496A JP H09220590 A JPH09220590 A JP H09220590A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｏ2 の溶液への溶解力を強くし、安価な費用
で運転することができる酸素ガス溶解方法を提供する。 【解決手段】 酸素ガスを含むガスを原料として溶液中
にＯ2 ガスを溶解する方法において、空気分離装置１で
分離された高純度の酸素富化ガスを加圧液タンク３内に
圧縮供給すると共に溶液を加圧液タンク１内上部より供
給してＯ2 ガスを供給された溶液に溶解させた後、該供
給された溶液を加圧液タンク３から外部の溶液１０底部
に供給し液圧によって溶液の溶存酸素を増加させるよう
にした。
で運転することができる酸素ガス溶解方法を提供する。 【解決手段】 酸素ガスを含むガスを原料として溶液中
にＯ2 ガスを溶解する方法において、空気分離装置１で
分離された高純度の酸素富化ガスを加圧液タンク３内に
圧縮供給すると共に溶液を加圧液タンク１内上部より供
給してＯ2 ガスを供給された溶液に溶解させた後、該供
給された溶液を加圧液タンク３から外部の溶液１０底部
に供給し液圧によって溶液の溶存酸素を増加させるよう
にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理装置（酸
化プロセスや生物処理）、バイオリアクター等に用いら
れる酸素を供給する酸素ガス（Ｏ2 ガス）溶解方法に関
する。
化プロセスや生物処理）、バイオリアクター等に用いら
れる酸素を供給する酸素ガス（Ｏ2 ガス）溶解方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】工場排水の処理、湖沼の浄化、河川の浄
化、養魚場の環境改善等のために、好気性の微生物を使
用して、汚濁物質を分解したり、ＣＯＤ原因となる物質
の酸化するなど、空気中のＯ2 を使用する方法は広く産
業界で使用されているこのＯ2の供給方法としては、空
気を直接に水中に吹き込む方法や一部の水に空気を加圧
溶解して供給する加圧水法が一般に採用されている。
化、養魚場の環境改善等のために、好気性の微生物を使
用して、汚濁物質を分解したり、ＣＯＤ原因となる物質
の酸化するなど、空気中のＯ2 を使用する方法は広く産
業界で使用されているこのＯ2の供給方法としては、空
気を直接に水中に吹き込む方法や一部の水に空気を加圧
溶解して供給する加圧水法が一般に採用されている。
【０００３】例えば、常温の水の場合、空気を水中に吹
き込めば、８ｐｐｍ程度の溶存酸素が得られる。空気中
には約２０．５％のＯ2 を含有するが、これを８５％の
Ｏ2ガスに換えれば溶解力は約４倍に増加し、溶存酸素
は３０ｐｐｍ程度に向上する。更に加圧水とすれば圧力
比例で溶存酸素量が増加し、従来の方法における欠点で
ある溶存酸素不足が解消される。
き込めば、８ｐｐｍ程度の溶存酸素が得られる。空気中
には約２０．５％のＯ2 を含有するが、これを８５％の
Ｏ2ガスに換えれば溶解力は約４倍に増加し、溶存酸素
は３０ｐｐｍ程度に向上する。更に加圧水とすれば圧力
比例で溶存酸素量が増加し、従来の方法における欠点で
ある溶存酸素不足が解消される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来の方法で
は、空気中に約８０％含まれるＮ2 ，Ａｒの影響でＯ2
の溶解力（Ｏ2 分圧）が供給圧の約１／４しか得られな
い、即ちＯ2 濃度が低い。更に不活性のＮ2 やＡｒが同
時に水中に溶解される。
は、空気中に約８０％含まれるＮ2 ，Ａｒの影響でＯ2
の溶解力（Ｏ2 分圧）が供給圧の約１／４しか得られな
い、即ちＯ2 濃度が低い。更に不活性のＮ2 やＡｒが同
時に水中に溶解される。
【０００５】特に従来の前記加圧水法の場合には、供給
空気の減圧時にＮ2 ，Ａｒが白濁した気泡となって発生
し、浮遊物の攪拌や浮上分離を生じ、排水処理条件をき
わめて難しくさせる。
空気の減圧時にＮ2 ，Ａｒが白濁した気泡となって発生
し、浮遊物の攪拌や浮上分離を生じ、排水処理条件をき
わめて難しくさせる。
【０００６】また、加圧水法において、空気に代えてＯ
2 ガスボンベを用いれば、溶存酸素量は増加する。しか
し、Ｏ2 ガスボンベを用いる場合には、運転費が高額の
ものとなるために現実的には特殊な用途の場合しか用い
られていない。
2 ガスボンベを用いれば、溶存酸素量は増加する。しか
し、Ｏ2 ガスボンベを用いる場合には、運転費が高額の
ものとなるために現実的には特殊な用途の場合しか用い
られていない。
【０００７】本発明は、以上の欠点を解消することがで
きるＯ2 ガス溶解方法を提供しようとするものである。
きるＯ2 ガス溶解方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｏ2 ガスを含
むガスを原料として溶液中にＯ2 ガスを溶解する酸素ガ
ス溶解方法において、空気分離装置で分離された高純度
の酸素富化ガスを加圧液タンク内に圧縮供給すると共に
溶液を加圧液タンク内上部より供給してＯ2 ガスを該供
給された溶液に溶解させた後、該供給された溶液を加圧
液タンクから外部の溶液の底部に供給し、液圧によって
溶液の溶存酸素を増加させることを特徴とする。
むガスを原料として溶液中にＯ2 ガスを溶解する酸素ガ
ス溶解方法において、空気分離装置で分離された高純度
の酸素富化ガスを加圧液タンク内に圧縮供給すると共に
溶液を加圧液タンク内上部より供給してＯ2 ガスを該供
給された溶液に溶解させた後、該供給された溶液を加圧
液タンクから外部の溶液の底部に供給し、液圧によって
溶液の溶存酸素を増加させることを特徴とする。
【０００９】本発明では、空気に代えて空気分離装置で
分離された高純度の酸素富化ガスを加圧液タンクにおい
て加圧下で溶液に溶解させているので、Ｏ2 の溶解力を
著しく向上させることができる。また、Ｏ2 の溶解力の
向上に伴って、前記高純度の酸素富化ガスの圧力を低く
することができ、酸素富化ガスを圧縮するための動力を
少なくすることができる。
分離された高純度の酸素富化ガスを加圧液タンクにおい
て加圧下で溶液に溶解させているので、Ｏ2 の溶解力を
著しく向上させることができる。また、Ｏ2 の溶解力の
向上に伴って、前記高純度の酸素富化ガスの圧力を低く
することができ、酸素富化ガスを圧縮するための動力を
少なくすることができる。
【００１０】また、Ｏ2 ガスを溶解した加圧液を、加圧
液タンク外の溶液の底部に供給し、溶液の液圧によって
前記加圧液の溶解Ｏ2 の気泡化を極力おさえ周辺溶液へ
の溶解、拡散を容易にさせることができる。
液タンク外の溶液の底部に供給し、溶液の液圧によって
前記加圧液の溶解Ｏ2 の気泡化を極力おさえ周辺溶液へ
の溶解、拡散を容易にさせることができる。
【００１１】同時に、空気を用いた場合に比べ、前記高
純度の酸素富化ガス中のＮ2 ガス、Ａｒガスが微量とな
るので、加圧液タンク外の溶液の底部にＯ2 ガスを溶解
した加圧液を供給したときにＮ2 ガス、Ａｒガス等の発
泡がいちじるしく減少し、発泡気泡によるトラブルを極
少化させることができる。
純度の酸素富化ガス中のＮ2 ガス、Ａｒガスが微量とな
るので、加圧液タンク外の溶液の底部にＯ2 ガスを溶解
した加圧液を供給したときにＮ2 ガス、Ａｒガス等の発
泡がいちじるしく減少し、発泡気泡によるトラブルを極
少化させることができる。
【００１２】前記高純度の酸素富化ガスはオンサイトで
空気分離装置より安価に供給することができると共に、
Ｏ2 ガスを圧縮したボンベ等を用いてＯ2 ガスを供給す
る場合に比べて運転費を低廉にすることができる。
空気分離装置より安価に供給することができると共に、
Ｏ2 ガスを圧縮したボンベ等を用いてＯ2 ガスを供給す
る場合に比べて運転費を低廉にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を、図１に
よって説明する。１０は、湖沼、河川等の好気性微生物
による浄化装置、バイオリアクター、廃液の強制酸化処
理等に用いられる水であり、その１部は加圧水ポンプ４
によって配管１１を経て加圧水タンク３の上部ノズル３
−１より同加圧水タンク３内の上部に供給されるように
なっている。
よって説明する。１０は、湖沼、河川等の好気性微生物
による浄化装置、バイオリアクター、廃液の強制酸化処
理等に用いられる水であり、その１部は加圧水ポンプ４
によって配管１１を経て加圧水タンク３の上部ノズル３
−１より同加圧水タンク３内の上部に供給されるように
なっている。
【００１４】１は、Ｎ2 ガスを優先的に吸着する特性を
有する吸着剤を使用して圧力スイング法（以下ＰＳＡ法
という）によって吸着工程と脱着工程を交互に行って空
気中のＯ2 ガスを連続的に濃縮する多塔式の圧力スイン
グ式（以下ＰＳＡ式という）Ｏ2 製造装置であり、同Ｐ
ＳＡ式Ｏ2 製造装置１で製造された純度８５〜９７％の
Ｏ2 ガス（酸素富化ガス）は、Ｏ2 ガス圧縮機２によっ
て３〜５ｋｇ／ｃｍ2Ｇの圧力に圧縮されて前記加圧水
タンク３内に供給されるようになっている。
有する吸着剤を使用して圧力スイング法（以下ＰＳＡ法
という）によって吸着工程と脱着工程を交互に行って空
気中のＯ2 ガスを連続的に濃縮する多塔式の圧力スイン
グ式（以下ＰＳＡ式という）Ｏ2 製造装置であり、同Ｐ
ＳＡ式Ｏ2 製造装置１で製造された純度８５〜９７％の
Ｏ2 ガス（酸素富化ガス）は、Ｏ2 ガス圧縮機２によっ
て３〜５ｋｇ／ｃｍ2Ｇの圧力に圧縮されて前記加圧水
タンク３内に供給されるようになっている。
【００１５】前記加圧水タンク３には、気液の接触効率
を上げるために必要に応じてリング状等の充填材を充填
することもできる。
を上げるために必要に応じてリング状等の充填材を充填
することもできる。
【００１６】前記加圧水タンク３の下部ノズル３−２
は、減圧弁５をもつ配管１２に接続され、同配管１２は
加圧水タンク３外の前記水１０の底部付近に設けられた
複数の噴出ノズル６に接続されている。
は、減圧弁５をもつ配管１２に接続され、同配管１２は
加圧水タンク３外の前記水１０の底部付近に設けられた
複数の噴出ノズル６に接続されている。
【００１７】なお、１ａは原料空気をＰＳＡ式Ｏ2 製造
装置１へ送る原空圧縮機、１ｂはＰＳＡ式Ｏ2 製造装置
１で分離されたＮ2 （窒素）ガスを排出するＮ2 ガス圧
縮機である。
装置１へ送る原空圧縮機、１ｂはＰＳＡ式Ｏ2 製造装置
１で分離されたＮ2 （窒素）ガスを排出するＮ2 ガス圧
縮機である。
【００１８】ガスは、水等の溶液に溶解する際、ヘンリ
ーの法則に従う。ヘンリーの法則はｐ′＝Ｈｘで示さ
れ、ｐ′は溶解ガスの気相中の分圧であり、ｘは液相中
の平衡モル濃度、Ｈはヘンリー定数である。この式は、
気相中のガス分圧に比例してガスが液相に溶解すること
を示している。
ーの法則に従う。ヘンリーの法則はｐ′＝Ｈｘで示さ
れ、ｐ′は溶解ガスの気相中の分圧であり、ｘは液相中
の平衡モル濃度、Ｈはヘンリー定数である。この式は、
気相中のガス分圧に比例してガスが液相に溶解すること
を示している。
【００１９】一方、特定のガスの分圧ｐ′ａと全圧Ｐの
関係ではｐ′ａ＝Ｐｘａで示される。例えば大気条件１
ａｔｍに２０％のＯ2 ガスが含まれていれば、ｐ′ｏ2
＝１ａｔｍ×０．２＝０．２ａｔｍとなる。１００％Ｏ
2 ガスの場合はｐ′ｏ2 ＝１ａｔｍ×１．０＝１．０ａ
ｔｍと増加する。これにより、気相中のＯ2 濃度を増
し、かつ全圧も増加させれば、それぞれに比例的にＯ2
ガスの溶液への溶解量は増加する。また全圧を減圧すれ
ば平衡状態まで気泡として、溶解ガスを放出することと
なる。
関係ではｐ′ａ＝Ｐｘａで示される。例えば大気条件１
ａｔｍに２０％のＯ2 ガスが含まれていれば、ｐ′ｏ2
＝１ａｔｍ×０．２＝０．２ａｔｍとなる。１００％Ｏ
2 ガスの場合はｐ′ｏ2 ＝１ａｔｍ×１．０＝１．０ａ
ｔｍと増加する。これにより、気相中のＯ2 濃度を増
し、かつ全圧も増加させれば、それぞれに比例的にＯ2
ガスの溶液への溶解量は増加する。また全圧を減圧すれ
ば平衡状態まで気泡として、溶解ガスを放出することと
なる。
【００２０】本実施の形態では、前記のように、加圧水
タンク３に、ＰＳＡ式Ｏ2 製造装置で製造された純度８
５〜９７％のＯ2 ガスがＯ2 圧縮機２によって３〜５ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇの圧力に圧縮して供給されるので、上部ノ
ズル３−１より加圧水タンク３内に供給された水が同加
圧水タンク３内を降下する際に気液が接触し、前記ヘン
リーの法則に従ってＯ2 ガスが水中に加圧溶解し、その
溶解量が増加する。
タンク３に、ＰＳＡ式Ｏ2 製造装置で製造された純度８
５〜９７％のＯ2 ガスがＯ2 圧縮機２によって３〜５ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇの圧力に圧縮して供給されるので、上部ノ
ズル３−１より加圧水タンク３内に供給された水が同加
圧水タンク３内を降下する際に気液が接触し、前記ヘン
リーの法則に従ってＯ2 ガスが水中に加圧溶解し、その
溶解量が増加する。
【００２１】加圧水タンク１内で前記のようにＯ2 ガス
を加圧溶解した水は、加圧水タンク１の下部に貯められ
る。圧縮されたＯ2 ガスによって５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに加
圧された場合の加圧水の溶存酸素は約１５０ｐｐｍ程度
になる。
を加圧溶解した水は、加圧水タンク１の下部に貯められ
る。圧縮されたＯ2 ガスによって５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに加
圧された場合の加圧水の溶存酸素は約１５０ｐｐｍ程度
になる。
【００２２】この加圧水タンク１の下部に貯められＯ2
ガスを加圧溶解した加圧水は、下部ノズル３−２、減圧
弁５をもつ配管１２を通って水１０の底部付近に設けら
れた噴出ノズル６より加圧水タンク１の外部の水１０の
中に放出される。ここでは、前記加圧水は、水１０の水
圧ｐまで減圧されるが、周辺水との混合によって、Ｏ 2
ガスは周辺の水１０に溶解する。過飽和分は微細な白濁
気泡となるが、ゆっくり上昇する間に更に水１０と接触
し、水側に溶解する。この場合、気泡にはＮ2ガス、Ａ
ｒガスは微量に含まれるに止まり、発泡はいちじるしく
減少する。
ガスを加圧溶解した加圧水は、下部ノズル３−２、減圧
弁５をもつ配管１２を通って水１０の底部付近に設けら
れた噴出ノズル６より加圧水タンク１の外部の水１０の
中に放出される。ここでは、前記加圧水は、水１０の水
圧ｐまで減圧されるが、周辺水との混合によって、Ｏ 2
ガスは周辺の水１０に溶解する。過飽和分は微細な白濁
気泡となるが、ゆっくり上昇する間に更に水１０と接触
し、水側に溶解する。この場合、気泡にはＮ2ガス、Ａ
ｒガスは微量に含まれるに止まり、発泡はいちじるしく
減少する。
【００２３】また、この加圧水気泡は、通常のノズル吹
き出し気泡に比べて非常に微細なため、水との接触面積
も大きく、かつ水中での滞留時間も長いので、水への溶
解効率がきわめて高い。
き出し気泡に比べて非常に微細なため、水との接触面積
も大きく、かつ水中での滞留時間も長いので、水への溶
解効率がきわめて高い。
【００２４】このようにして水１０に溶解したＯ2 ガス
は、水の酸化や微生物の好気状態維持等の作用を有する
ことになる。
は、水の酸化や微生物の好気状態維持等の作用を有する
ことになる。
【００２５】本実施の形態では、以上のように、ＰＳＡ
式Ｏ2 製造装置１によって製造された純度が高いＯ2 ガ
スを加圧水タンク３において加圧下で水に溶解させてい
るので、酸素の溶解力を空気を用いた場合に比して４倍
以上に向上させることができる。また、空気を用いた場
合に比して、前記濃度が高いＯ2 ガス中には窒素ガス、
アルゴンガスが微量となるので、Ｏ2 ガスを溶解した加
圧水を噴出ノズル６より加圧水タンク外部の水１０内に
噴出したときに発泡量が著しく減少すると共に気泡が微
細化し、発泡気泡によるトラブルを抑え、かつ、Ｏ2 ガ
スを該加圧水タンク外部の水１０に効率よく溶解させる
ことができる。
式Ｏ2 製造装置１によって製造された純度が高いＯ2 ガ
スを加圧水タンク３において加圧下で水に溶解させてい
るので、酸素の溶解力を空気を用いた場合に比して４倍
以上に向上させることができる。また、空気を用いた場
合に比して、前記濃度が高いＯ2 ガス中には窒素ガス、
アルゴンガスが微量となるので、Ｏ2 ガスを溶解した加
圧水を噴出ノズル６より加圧水タンク外部の水１０内に
噴出したときに発泡量が著しく減少すると共に気泡が微
細化し、発泡気泡によるトラブルを抑え、かつ、Ｏ2 ガ
スを該加圧水タンク外部の水１０に効率よく溶解させる
ことができる。
【００２６】また、Ｏ2 ガスを溶解させるために空気に
代えてＰＳＡ式Ｏ2 製造装置によって製造された純度が
高い安価なＯ2 ガスを用いているので、Ｏ2 ガスの溶解
圧力を小さくしＯ2 ガス圧縮機２の動力を少なくするこ
とができると共に、費用を低廉にすることができる。
代えてＰＳＡ式Ｏ2 製造装置によって製造された純度が
高い安価なＯ2 ガスを用いているので、Ｏ2 ガスの溶解
圧力を小さくしＯ2 ガス圧縮機２の動力を少なくするこ
とができると共に、費用を低廉にすることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、特許請
求の範囲に記載された構成を有することによって、溶液
中の溶存酸素量を多くしてＯ2 供給量を大巾にアップす
ることができると同時に、不用なＮ2 ，Ａｒによる発生
気泡の影響を解消することができる。また、酸素分離装
置で分離された安価な高純度の酸素富化ガスを用い、し
かも同ガスの溶液の溶解圧力を小さくすることができ、
運転費を低廉にすることができる。
求の範囲に記載された構成を有することによって、溶液
中の溶存酸素量を多くしてＯ2 供給量を大巾にアップす
ることができると同時に、不用なＮ2 ，Ａｒによる発生
気泡の影響を解消することができる。また、酸素分離装
置で分離された安価な高純度の酸素富化ガスを用い、し
かも同ガスの溶液の溶解圧力を小さくすることができ、
運転費を低廉にすることができる。
【図１】本発明の実施の一形態のフロー図である。
１ ＰＳＡ式Ｏ2 製造装置 ２ Ｏ2 ガス圧縮機 ３ 加圧水タンク ３−１ 上部ノズル ３−２ 下部ノズル ４ 加圧水ポンプ ５ 減圧弁 ６ 噴出ノズル １０ 水 １１，１２ 配管
Claims (1)
- 【請求項１】 酸素ガスを含むガスを原料として溶液中
に酸素ガスを溶解する酸素ガス溶解方法において、空気
分離装置で分離された高純度の酸素富化ガスを加圧液タ
ンク内に圧縮供給すると共に溶液を加圧液タンク内上部
より供給して酸素ガスを該供給された溶液に溶解させた
後、該供給された溶液を加圧液タンクから外部の溶液の
底部に供給し液圧によって溶液の溶存酸素を増加させる
ことを特徴とする酸素ガス溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8026564A JPH09220590A (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 酸素ガス溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8026564A JPH09220590A (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 酸素ガス溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09220590A true JPH09220590A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12197043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8026564A Withdrawn JPH09220590A (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 酸素ガス溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09220590A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021341A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Lwj Kk | 富酸素水製造装置および水質改善装置 |
| JP2011088075A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Ohbayashi Corp | 石積み浄化堤の機能維持方法及びシステム |
| CN111632507A (zh) * | 2020-07-12 | 2020-09-08 | 天津金禹天环保科技有限公司 | 一种分级压力水溶解氧气的装置及实现方法 |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP8026564A patent/JPH09220590A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021341A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Lwj Kk | 富酸素水製造装置および水質改善装置 |
| JP2011088075A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Ohbayashi Corp | 石積み浄化堤の機能維持方法及びシステム |
| CN111632507A (zh) * | 2020-07-12 | 2020-09-08 | 天津金禹天环保科技有限公司 | 一种分级压力水溶解氧气的装置及实现方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030506 |