JPS59193193A - 間欠オゾン供給装置 - 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】 この発明は間欠オゾン供給装置に関するものである。

オゾンは強力な酸化力を持ち、かつ無公害なため、環境
処理、化学工業分野等で広く適用されるようになってき
ている。このようなオゾンを使用する場合、目的に応じ
てオゾンを連続的に使用する方法と、間欠的に使用する
方法とがある。間欠的にオゾンを使用する方法としては
、例えば発電所や化学工場、機械工場設備などの冷却水
雷に藻類、貝類などの生物が付着し、熱交換率の低下や
管の閉塞など、その機能を低下させるのを防止するため
、あるいは用水、排水系路内に藻類、貝類などの生物が
付着して、水質測定機器、その他に種々の障害を引起こ
すのを防止するため、間欠的（１〜数日に１〜数回で、
１回数分間）にオゾンを注入して、上記生物の繁殖を抑
制するために使用されている。このようにオゾンを間欠
的に使用する場合、オゾン発生機も間欠的に稼動させる
ようにすると、オゾン発生機として設備費の尚くつく大
型のものが必要となるため、一般に小型のオゾン発生機
で発生させたオゾンを長時間（１〜数日）にわたって低
温のシリカゲルに貯留しておき、そして必要な時にオゾ
ンを数分間で一気に脱着し、被処理水に注入する間欠オ
ゾン供給装置が使われている。

第１図（ａｔは従来の間欠オゾン供給装置を示す系統図
、（ｂｌはその吸脱着基を示す垂直断面図であり、（１
１はオゾン発生機、（２）はこのオゾン発生機からオゾ
ン化酸素を導入する吸脱着基、（３）はこの吸脱着基か
ら前記オゾン発生＋ｙＡ（１＋へ酸素を循環する循環ブ
ロア、（４）は前記オゾン発生機（１）への酸素供給源
、（５ａ）〜（５ｄ）は電イ１荘弁、（６）は前記吸脱
着基（２）からのブラインを受入れる温プライン槽、（
７）はこの温プライン槽に設けられたヒータ、（８）は
温ブラインを吸脱着基（２）へ送るポンプ、（９）は前
記吸脱着基（２）を冷却する冷凍機、０Ｑは吸脱着基（
２）からオゾンを吸引する水噴射エゼクタ、（ｌυは冷
却水、ｔ１２１はポンプ、（１３）はオゾン化水である
。また第１図（ｂｌにおいて、（２ａ）は前記吸脱着基
（２）に充填されたオゾン吸着剤で、通常シリカゲルが
使用されている。（２ｂ）はこのオゾン吸着剤を収容す
る内筒、（２ｃ）は外筒、（２ｄ）はこれらの内外筒間
に設けられた吸脱着ブライン槽、（２ｅ）は前記内筒（
２ｂ）に密着し、かつ前記冷凍機（９）に連絡する蒸発
管である。

次に第２図に示した動作シーケンスを参照しながら上記
装置の動作について説明する。この動作はオゾン吸着動
作と、オゾン脱着動作とに分けられ、矢印は機器の動作
時間を表わし、電磁弁の場合は開の状態を示している。

まずオゾン吸着動作について説明すると、オゾン発生機
（１）、吸脱着基（２）、循環ブロア（３）はこの順序
で酸素の循環系を構成しており、電磁弁（５ａ）　。

（５ｂ）は開き、′電磁弁（５ｃ　）　＋　（５ｄ）は
閉じている。酸素供給源（４）からは系内圧力が一定（
通常２ａｔａ）になるように酸素が供給されており、オ
ゾン発生機＋１）で生成したオゾン化ば素は吸脱着基（
２）へ導入され、ここでオゾンのみがオゾン吸着剤（２
ａ）に吸着される。オゾン発生機（１）でオゾン化され
なかった酸素（９５％以上）は循環ブロア（３）により
再びオゾン発生機（１）へ戻されて循環使用されるいわ
ゆる酸素リサイクルシステムが構成されている。吸脱着
基（２）で吸着されるオゾンはシリカゲルが低温である
ほど犬となるので、オゾン吸着期間には冷凍機（９）に
より−３０℃以下に冷却されている。通常この冷却は内
筒（２ｂ）に密着した蒸発管（２ｅ）において冷凍機（
９）で圧縮されたフロンを蒸発させることにより行う。

このようにして吸脱着基（２）にはオゾンが吸着される
のであるが、所望の時間以上経過し、オゾン吸着剤（２
ａ）のオゾン吸着飽和近くになると吸脱着基（２）の気
体出口からオゾンがリークしてくる。このリークが始ま
り、なおも吸着動作を続けていると装置の電力損失とな
るため、ここで吸着動作を終らせて脱着動作に移行する
。なお、この吸着時間はあらかじめ設定されている。

次にオゾン脱着動作について説明する。オゾンの脱着動
作に入ると、電磁弁（５ａ）　、　（５ｂ）は閉じ、電
磁弁（５ｃ）　、　（５ｄ）は開き、ポンプｕ２１によ
シ冷却水（ｌ］）の一部または全部を、駆動流体とする
水噴射エゼクタ（１０が駆動され吸脱着基（２）のオゾ
ンを減圧吸引して水に溶解させてオゾン水を作る。また
これと同時にポンプ（８）が動作し、あらかじめヒータ
（７）で昇温（通常５０℃）された温プライン槽（６）
内のブラインが吸脱着ブライン槽（２ｄ）に流れ込み、
吸着動作時に低温に冷却されていたオゾン吸着剤（２ａ
）を昇温させてオゾンの脱着を促進させる。

オゾンの吸着動作は長時間（１−数日）かけて行うが、
オゾンの脱着は上記のように吸脱着基（２）の昇温、減
圧により短時間（数分）で行われる。

脱着終了後は再び吸着動作へ入り、循環系内に酸素供給
諒（４）から酸素が充填され、伶Ｎ　４ＪＡ（９１によ
り再び吸脱着塔（２）が冷却されてオゾンの吸着動作が
始まる。

このような間欠オゾン供給装置においては吸脱着塔（２
）のオゾンを減圧吸引して水に溶解させるために水噴射
エゼクタ（Ｉｆ）が用いられている。エゼクタは周知の
ように両速の駆動流体をノズルからスロートと称する管
内に噴射させ、その運動量を利用して周りの流体を減圧
吸引させるもので、機械的可動部分がなく構造も簡単で
あるため排気用として広く用いられている。一般にエゼ
クタポンプ効率と重量流量比（吸引ガス流量／駆動流体
流量）との関係は第３図に示す通シであるが、水噴射エ
ゼクタ（１１の場合は駆動流体が密度の大きい水であり
、かつ吸引流体が非凝縮性気体であるために、その使用
領域は第３図の（Ａｌで示すような重量流量、　　比が
小さいところに限定され、エゼクタポンプ効率が悪く、
したがって大容量のポンプ（１２）が必要となるという
欠点があった。しかし、ポンプｕ２）の運転費は本装置
のような構成ではその稼動時間が短いので比較的安価と
なるが、通常エゼクタの駆動圧は数気圧であシ、またそ
の駆動流量は大流量の場合が多く、水噴射エゼクタＱＱ
を駆動させるポンプ設備やそれを駆動させるだめの電源
設備が過大となり、実用上ポンプ圓を使用することは不
可能となるという問題があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、吸脱着塔（２）のオゾンを脱着す
る手段とオゾンを水に溶解させる手段を分離し、酸素供
給源の酸素を駆動流体とするエゼクタによりオゾンを脱
着することにより、過大容量のポンプを使用することな
く、オゾンを脱着し被処理水に溶解させることができる
間欠オゾン供給装置を提供することを目的としている。

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第４図はこの発明の一実施例による間欠オゾン供給装置
を示す系統図であり、図において、第１図と同一符号は
同一または相当部分を示す。Ｑ４）は従来の水噴射エゼ
クタαＱに代わる酸素エゼクタであって、酸素供給源（
４）から圧力調節器（１５１および電磁弁０６）を介し
て供給される酸素により駆動され、電磁弁（５ｃ）を介
して吸脱着塔（２）からオゾンを吸引し脱着させるよう
に接続されている。（１７）は冷却水圓中にオゾンを分
散溶解させる散気装置であり、酸素エゼクタＩに接続し
、脱着オゾンと駆動流体の混合気体を冷却水μυ中に微
細気泡として分散する散気管からなる。他の構成は第１
図および第２図と同様である。

上記のように構成された間欠オゾン供給装置の動作は、
基本的には第１図および第２図の場合と同様に行われる
。この場合、オゾン吸着動作は′区磁弁ｔ１６）を閉状
態として運転される。オゾン吸着動作が終了し、オゾン
脱着動作に入ると、Ｔ［ｆａ弁（【６）および（５ｃ）
が開き、圧力調節器時により所定の圧力に調整された１
安素供給源（４）の酸素が酸素エゼクタＩに送気され、
［・β素エゼクタ（１４）を駆動し、吸脱着塔（２）の
オゾンを減圧吸引し、脱着する。この際、オゾン吸着剤
（２ａ）を昇温させてオゾンの脱着を促進させる動作は
従来のものと全く同様である。

上記オゾンの脱着に用いられる酸素エゼクタｕ４１では
、駆動流体が密度の小さい酸素であり、かつ吸引される
流体が気体であるので、その駆動領域は第３図の（Ｂｌ
で示すように、従来のものに比べてエゼクタポンプ効率
が高くなる。

このようにして、吸脱層塔（２）から脱着されたオゾン
は駆動流体である酸素と混合され、オゾン化酸素となっ
たのち、散気装置（この実施例では散気管）ｔ１７）に
送られ、冷却水αυ中に微細気泡として注入されて溶解
される。このとき、散気装置ｕ′７）によジオシン化酸
素を微細気泡とするために必要な圧力は、冷却水Ｕυ管
内の圧力よりも０．５気圧程度高ければよい。

上記実施例では、酸素エゼクタ圓の駆動流体として酸素
供給源（４）の酸素のみを使用した例を示したが、酸素
供給源（４）と異なる場所に設置された他の気体供給源
の気体を使用しても同様の効果を奏する。また、上記実
施例では冷却水管へのオゾンの注入の場合について説明
したが、冷却水管に限らず、全ての用水管、あるいは用
水槽、用水溝などに適用しても、上記実施例と同様の効
果を奏する。さらに、上記実施例では、散気装置（１７
）として散気管を用いたが、脱着されたオゾンとエゼク
タ駆動気体の混合気体を駆動流体とするエゼクタその他
の手段を用いてもよい。

以上のように、この発明によれは、オゾン脱着時に酸素
供給源のば素を駆動流体とするエゼクタによりオゾンを
減圧吸引し、脱着するように構成したので、システムの
構成が簡単になり、また過大なポンプ設備およびポンプ
電源設備を使用することなく、オゾンを脱着し被処理水
に溶解することができ、実用上の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来の間欠オゾン供給装置を示す系統図
、同図（ｂｌは吸脱着塔の垂直断面図、第２図は第１図
のシーケンス図、第３図はエゼクタポンプ効率と重量流
量比との関係曲線図、第４図はこの発明の一実施例によ
る間欠オゾン供給装置を示す系統図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
はオゾン発生機、（２）は吸脱着塔、（３）は循環ブロ
ア、（４）は酸素供給源、（６）は温ブライノ槽、（９
）は冷凍機、Ｉは酸素エゼクタ、ａωは圧力調節器、（
１７）は散気装置である。 代理人大岩増雄 第１図 （０） （ｂ） 第２図 ０　　　　　　　　０．５　　　　　　　　１．０特許
庁長官殿 １．事件の表示　　　特願昭５８−６６３５９号２、発
明の名称　　　間欠オゾン供給装置３、補正をする者 ５、補正命令の日付　　自発補正

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料酸素からオゾン化酸素を生成するオゾン発生
   機と、上記オゾン化酸素からオゾンを吸着し、かつオゾ
   ンを吸着する吸脱着塔と、／ｌｉｌ費された酸素を補充
   する酸素供給源とを有し、上記吸脱看塔によりオゾンが
   吸着された後の酸素を上記オゾン発生機に戻し、オゾン
   吸着時に吸脱着塔を冷却し、オゾン脱着時に吸脱着塔を
   吸着時よりも昇温させて減圧吸引してオゾンを脱着する
   間欠オゾン供給装置において、脱着時に、上記酸素供給
   源の酸素を駆動流体とするエゼクタにより上記吸脱着塔
   に吸着されたオゾンを減圧吸引することを特徴とする間
   欠オゾン供給装置。
2. （２）脱着されたオゾンとエゼクタの駆動流体である酸
   素との混合気体を被処理水中に分散溶解させるための散
   気装置を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の間欠オゾン供給装置。
3. （３）脱着されたオゾンとエゼクタ駆動気体との混合気
   体を駆動流体とするエゼクタによりオゾンを被処理水に
   溶解させることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の間欠オゾン供給装置。
4. （４）酸素供給源の酸素圧力を調節する圧力調節器を備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかに記載の間欠オゾン供給装置。