(57)【要約】【課題】オゾン生成量の減少を抑えると共に、硝酸の発生を抑えることができ、設備が腐食することを抑制できる液体処理装置を提供する。【解決手段】オゾンガス２０を被処理水２１に注入する反応槽を２つに分割し、第１反応槽５で発生した排オゾンは排気し、第２反応槽７で発生した排オゾンを原料酸素と混合して再利用する。【選択図】図１
2019126758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を主成分とする原料ガスを供給する酸素供給部と、
放電を発生させる電極と、
前記電極に高電圧を印加して前記放電を発生させる電源と、
前記電極が配置され、前記電極に前記電源から前記電圧を印加することで前記放電を発生させて、前記酸素供給部から供給された前記原料ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成部と、
前記オゾンガス生成部で生成した前記オゾンガスを曝気することで被処理水に反応させる第１反応槽と、
前記第１反応槽に接続され、前記第１反応槽から供給された前記被処理水に対して、前記オゾンガス生成部で生成した前記オゾンガスを曝気することで、前記第１反応槽で反応させた後の被処理水に、前記オゾンガスを反応させる第２反応槽と、
前記酸素供給部と前記オゾンガス生成部との間に接続されるとともに、前記第２反応槽に接続されて前記第２反応槽で余ったオゾンガスの少なくとも一部が供給されて、当該オゾンガスの少なくとも一部を、前記酸素供給部から供給される前記原料ガスと混合したのち、前記オゾンガス生成部に排出するガス混合部と、
を備える液体処理装置。
【請求項２】
前記第１反応槽は、前記オゾンガスを曝気する第１曝気部を有し、
前記第２反応槽は、前記オゾンガスを曝気する第２曝気部を有し、前記第１曝気部は前記第２曝気部より、細かい泡を生成する、請求項１に記載の液体処理装置。
【請求項３】
前記第１曝気部が直径２０μｍ〜１．０ｍｍの気泡を生成するマイクロバブル発生ノズルである、請求項２に記載の液体処理装置。
【請求項４】
前記第２曝気部が直径１〜５ｍｍの気泡を生成するエアストーンである、請求項３に記載の液体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚濁物質又は菌を含む液体を、オゾンガスを用いて処理する液体処理装置に関する。より詳細には、本発明は、オゾンの原料となる酸素を含有する気体中で放電を発生させ、酸素からオゾンを発生させてオゾンガスを生成し、水を主成分とする液体にオゾンガスを注入することで、液体に含まれる汚濁物質又は菌を分解し殺菌する液体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オゾンは、高い酸化力を持つために、様々な有機物と反応することで有機物自体を分解する効果がある。この効果を使って、界面活性剤などの有機物の除去処理、臭い成分の除去、又は、菌類の殺菌など、様々な用途に使われている。具体的には、上下水道での有機物分解処理、パルプの漂白処理、又は、廃液に含まれる殺菌処理および脱臭処理などがある。
【０００３】
オゾンをこれらの用途に使う場合は、まず、オゾンガスを生成し、それを汚濁物質である有機物又は菌を含む液体に曝気し、反応させて処理する方法が一般的である。オゾンガスの生成は、空気あるいは酸素ガスを原料ガスとし、電極間に原料ガスを供給しながら主に交流の高電圧を印加して放電させることによって行う方法が広く知られている。この方法は、純度の高い酸素ガスを用いることで、高濃度のオゾンガスを生成することができるため、近年では広く使われている。しかし、純度の高い酸素ガスは生成コストが高く、結果として、オゾンを用いた液体処理のランニングコストが高くなってしまうという課題があった。
【０００４】
一般的なオゾンを用いた液体処理装置では、汚濁物質を含んだ廃液などに、生成したオゾンを曝気して液体に注入する際に、余ったオゾンガスは排オゾンとして排オゾン分解部で分解した後に、大気中に放出されている。しかし、排オゾンには、余ったオゾンと原料である酸素とが多く含まれているため、余った排オゾンを再び原料ガスと混合して再利用することで、オゾン生成にかかるランニングコストを低減する装置が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
図９に、特許文献１に記載のオゾンを用いた液体処理装置の例を示す。オゾンの原料である酸素は、酸素ボンベ１０１からイジェクタ１０７を介してオゾン発生部１０２へ供給される。オゾン発生部１０２では、酸素を含有する気体中でプラズマを発生させることによって、酸素の一部がオゾンに変化する。生成したオゾンガス１１０は、散気管１０４を介して曝気槽１０３に供給された液体１１１に注入される。曝気後の排オゾンは、循環ライン１０５を通って流量調整を行うダンパ１０６を介して、イジェクタ１０７に送られる。イジェクタ１０７では、酸素ボンベ１０１からの原料ガスと、循環ライン１０５からの排オゾンである循環気体とが混合される。なお、原料ガスと循環気体との混合比は、ダンパ１０６で調整することができる。曝気槽１０３の余剰気体は、ベント配管１０８から排気される。この液体処理装置では、酸化力の高いオゾンを、液体に含まれる汚濁物質又は菌と接触させることで、分解して殺菌することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の液体処理装置の場合、散気管１０４を介して曝気槽１０３でオゾンを曝気した際に、液体１１１に含有される窒素が排オゾンに混入する。これは、液体１１１が大気に触れている間に、空気の組成である窒素：酸素＝７９：２１の比率で、窒素および酸素が液体１１１に溶けこんでいるためである。排オゾンを再利用するために循環処理を続けると、窒素濃度が徐々に上昇してしまう。窒素濃度上昇の最大値は、ダンパ１０６で調製する原料ガスと循環気体との混合比に依存するが、原料ガスに対して循環気体の流量を十分に大きく取った場合には、液体１１１に溶け込んでいる空気の組成に近似していき、窒素濃度が７９ｖｏｌ％に到達してしまう。このように多量の窒素が原料ガスに混入すると、オゾンの生成量が減ってしまう問題と、オゾン生成のための放電により窒素化合物が生成され、最終的には硝酸が大量に生成されてしまって設備が腐食してしまう問題が発生する。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑み、オゾン生成の原料である酸素の生成に関わるランニングコストを抑えるために、排オゾンを再利用するオゾンを用いた液体処理装置において、被処理水に含有される窒素が、再利用する排オゾンに混入する量を少なくすることにより、オゾン生成量の減少を抑えると共に、硝酸の発生を抑えることができ、設備が腐食することを抑制できる液体処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の１つの態様にかかる液体処理装置は、
酸素を主成分とする原料ガスを供給する酸素供給部と、
放電を発生させる電極と、
前記電極に高電圧を印加して前記放電を発生させる電源と、
前記電極が配置され、前記電極に前記電源から前記電圧を印加することで前記放電を発生させて、前記酸素供給部から供給された前記原料ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成部と、
前記オゾンガス生成部で生成した前記オゾンガスを曝気することで被処理水に反応させる第１反応槽と、
前記第１反応槽に接続され、前記第１反応槽から供給された前記被処理水に対して、前記オゾンガス生成部で生成した前記オゾンガスを曝気することで、前記第１反応槽で反応させた後の被処理水に、前記オゾンガスを反応させる第２反応槽と、
前記酸素供給部と前記オゾンガス生成部との間に接続されるとともに、前記第２反応槽に接続されて前記第２反応槽で余ったオゾンガスの少なくとも一部が供給されて、当該オゾンガスの少なくとも一部を、前記酸素供給部から供給される前記原料ガスと混合したのち、前記オゾンガス生成部に排出するガス混合部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の前記態様にかかる液体処理装置によれば、排オゾンを再利用するとき、反応槽を第１反応槽と第２反応槽との２つに分割してそれぞれで曝気処理を行うことで、再利用する排オゾンに被処理水から放出される窒素の濃度上昇を軽減することができる。この結果、被処理水に含有される窒素が、再利用する排オゾンに混入する量を少なくすることにより、オゾン生成量の減少を抑えると共に、硝酸の発生を抑えることができる。
【００１１】
一例としては、第１反応槽でオゾンを被処理水に曝気することで、オゾンガスと被処理水とを反応させるとともに、被処理水に含有されていた窒素を脱気することができ、結果として、被処理水に含まれる窒素量が減少する。次に、第２反応槽で被処理水にオゾンガスが曝気されることで、再度、オゾン処理を実施される。ここでは、被処理水の窒素含有量が少ないために、余剰オゾンに含まれる窒素量も少なくなり、再度、原料ガスとして再利用した場合に、オゾン生成量が減少する問題を抑制できるとともに、硝酸発生による設備腐食の問題も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１にかかる液体処理装置を示す図
【図２】エアストーンを用いた酸素バブリングでの窒素濃度変化のグラフ
【図３】エアストーンを用いた酸素バブリングでの窒素濃度変化等の表を示す図
【図４】反応槽２分割の場合と反応槽分割なしの場合との条件を示す図
【図５】反応槽分割なしの場合の排オゾンを再利用するオゾン処理装置を示す図
【図６】本発明の変形例にかかる液体処理装置を示す図
【図７】エアストーン、マイクロバブル発生ノズルを用いた酸素バブリングでの窒素濃度変化のグラフ
【図８】エアストーン、マイクロバブル発生ノズルを用いた酸素バブリングでの窒素濃度変化の表を示す図
【図９】特許文献１に記載のオゾンを用いた液体処理装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る液体処理装置１００を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
【００１４】
［全体構成］
まず、液体処理装置１００の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１にかかる液体処理装置１００の構成を示す図である。
【００１５】
図１に示す液体処理装置１００は、主成分が酸素であるガスに放電することによって酸素からオゾンガスを生成し、そのオゾンガスを汚濁物質が溶解した水溶液に曝気することによって処理する。
【００１６】
液体処理装置１００は、少なくとも、酸素供給部１と、電源１４と、一対の電極１３と、ガス混合部の一例として機能する混合器２と、オゾンガス生成部の一例として機能するオゾン発生部３と、第１反応槽５と、第２反応槽７とを備えている。
【００１７】
酸素供給部１は、主成分が酸素である気体（すなわち、原料ガス）を供給する装置であり、酸素発生器又は酸素ボンベなどに相当する。
【００１８】
混合器２は、酸素供給部１と第２反応槽７との間に接続されるとともに、第２反応槽７に接続されて第２反応槽７で余ったオゾンガスの少なくとも一部が供給されて、酸素供給部１から供給された酸素ガスと、第２反応槽７で余った排オゾンガスとを混合する。混合器２で混合された混合ガスは、オゾン発生部３に供給される。
【００１９】
オゾン発生部３内には、電源１４に接続された一対の電極１３が設置されている。オゾン発生部３は、一対の電極１３に高電圧が印加されて、混合器２から供給された、主成分が酸素であるガスに放電することによって、酸素からオゾンガスを生成する。生成したオゾンガスは第１反応槽５と第２反応槽７とに供給される。
【００２０】
第１反応槽５は、槽本体５ｃに底部入口５ａと底部出口５ｂとを有し、液体又は被処理液の一例の被処理水２１を保持する槽であり、槽本体５ｃの上部に気体保持空間５ｄを有している。底部入口５ａの近傍の底部には第１曝気部１１ａが配置され、第１曝気部１１ａと底部出口５ｂとの間に、底面から第１整流板１２ａが上下方向沿いに起立配置されている。第１整流板１２ａの上端は被処理水２１内に配置されている。液体処理装置１００の被処理水入力管部８は、第１反応槽５の底部入口５ａに接続されている。
【００２１】
第２反応槽７は、槽本体７ｃに底部入口７ａと底部出口７ｂとを有し、被処理水２１を保持する槽であり、槽本体７ｃの上部に気体保持空間７ｄを有している。底部入口７ａの近傍の底部には第２曝気部１１ｂが配置され、第２曝気部１１ｂと底部出口７ｂとの間に、底面から第２整流板１２ｂが上下方向沿いに起立配置されている。第２整流板１２ｂの上端は被処理水２１内に配置されている。液体処理装置１００の被処理水出力管部１０は、第２反応槽７の底部出口７ｂに接続されている。気体保持空間７ｄは、混合器２に接続されている。第１反応槽５の底部出口５ｂと第２反応槽７の底部入口７ａとは、連結パイプ９によって底部同士が連結されている。
【００２２】
第１反応槽５と第２反応槽７とは、一例として、槽自体は同じ大きさとして、被処理水の保持可能容量を同じにすることができる。言い換えれば、第１反応槽５と第２反応槽７とは、曝気部１１ａ，１１ｂ以外の構成を同じとすることができる。
【００２３】
第１曝気部１１ａと第２曝気部１１ｂとのそれぞれは、細かな泡を発生させる部材であり、セラミックに形成された微細な空気の穴から細かい泡を発生させるエアストーン、又は、マイクロバブル発生ノズルなどが例示できる。
【００２４】
第１整流板１２ａと第２整流板１２ｂとのそれぞれは、オゾンガス２０が被処理水２１に溶け込まずに底部出口側に排出されるのを規制するための規制部材であり、被処理水２１とオゾンガス２０とが十分に混合されるようにしている。
【００２５】
液体処理装置１００は、さらに、ガスポンプ４と、排オゾン分解部６とを備えることもできる。
【００２６】
気体保持空間５ｄには、排オゾン分解部６が接続されて、余った余剰オゾンガスは、排オゾンとして、気体保持空間５ｄから排オゾン分解部６に送られ、分解処理された後に外部に排出される。
【００２７】
ガスポンプ４は、オゾン発生部３で生成されたオゾンガスを、第１反応槽５および第２反応槽７にそれぞれ供給する。両反応槽５，７に供給されたオゾンガス２０は、それぞれ、曝気部１１ａ，１１ｂにて被処理水２１に曝気されて溶解する。
【００２８】
［動作］
次に、前記構成にかかる液体処理装置１００の動作について説明する。
【００２９】
まず、図１の酸素供給部１から主成分が酸素である気体が、混合器２に供給される。
【００３０】
混合器２は、原料酸素ガスをオゾン発生部３に供給する。
【００３１】
オゾン発生部３では、電源１４から電極１３に電圧が印加されることで放電が発生し、酸素の一部がオゾンに変化することで、オゾンガスが生成される。酸素ガスに占めるオゾンの割合は、電極１３の構造又は印加する電圧によって様々であるが、おおよそ５％〜２０％である。オゾンガスは、ガスポンプ４によって、第１反応槽５と第２反応槽７とにそれぞれ設置された曝気部１１ａ，１１ｂに送られる。被処理水２１は、被処理水入力管部８を通って第１反応槽５に送られ、所定の時間、第１曝気部１１ａによってオゾンガスで被処理水２１がバブリングされることで、被処理水２１に含まれる汚濁物質及び菌が分解されて殺菌される。余った余剰オゾンガスは、排オゾンとして、排オゾン分解部６に送られ、分解処理された後に装置外部に排出される。第１反応槽５で所定の時間、第１次処理された被処理水２１は、連結パイプ９を介して第２反応槽７に送られる。このとき第１整流板１２ａがあるために、オゾンガスと被処理水２１とが十分に混合されて、分解され殺菌処理が行われた被処理水２１が第２反応槽７に送られるようになっている。もし第１整流板１２ａがない場合には、オゾンガスと十分に接触していない被処理水２１が第２反応槽７に送られてしまう。
【００３２】
第２反応槽７でも同様に、所定の時間、第２曝気部１１ｂによってオゾンガスで被処理水２１がバブリングされ、第２次処理が行われる。第２反応槽７で所定の時間、第２次処理された被処理水２１は、被処理水出力管部１０から排出される。第２整流板１２ｂの機能は、第１反応槽５の第１整流板１２ａの機能と同様である。第２反応槽７で余った余剰オゾンガスは、混合器２に送られ、酸素供給部１から供給された酸素と混合された後、再び、オゾン発生部３に送られて再利用することができる。
【００３３】
以上で説明した動作により、放電によって生成されたオゾンと被処理水とを混合させることで、液体処理を行うことができる。
【００３４】
次に、本実施形態１で、排オゾン循環処理を行った場合の窒素濃度上昇に対する抑制効果について説明する。
【００３５】
まず、被処理水２１に対してバブリングした際に、脱気される窒素量について説明する。
【００３６】
図２は、大気に長時間さらされて大気の分圧で窒素および酸素が溶けている水に対して、エアストーンを用いた酸素バブリングした際の窒素濃度変化を示している。水量は６０Ｌで、酸素の流量は、１．０Ｌ／ｍｉｎとした。このときのバブル径は、１〜５ｍｍであった。
【００３７】
開始時間０分から１０分間隔での、それぞれの窒素濃度と、窒素含有量と、窒素含有量の差分を図３に示す。図３を見ると、バブリングの開始１０分での窒素含有量は、０℃の体積換算で１１１４ｍｌから５６４ｍｌに減少しており、窒素ガスとして５５０ｍｌが放出されることが分かる。一方で、１０分と２０分での窒素含有量の差を見ると１９７ｍｌとなっており、０分と１０分での窒素含有量の差と比較して、約３５％にまで減少している。以後、窒素含有量の差は小さくなっていく。
【００３８】
以上の考察を踏まえて、排オゾンを再利用するオゾン処理装置において、反応槽を第１反応槽５と第２反応槽７とに２分割することによる効果を説明する。図４に、反応槽２分割の場合と反応槽分割なしの場合との条件を示す。ここでは、一例として、第１反応槽５と第２反応槽７と反応槽５５とは、槽自体は互いに同じ大きさとしているので、曝気部１１ａ，１１ｂ，１１が同じであれば、同じ処理能力を有することになる。
【００３９】
図５は、反応槽分割なしの場合の排オゾンを再利用するオゾン処理装置である。図１で示した本実施形態１に対して、図５のオゾン処理装置は反応槽５５が１つで構成されている点が大きな違いであり、反応槽５５で余った排オゾンの一部が、排オゾン分解部６を介して排出されるよう構成されている。曝気部１１は曝気部１１ａ又は１１ｂに相当し、整流板１２は整流板１２ａ又は１２ｂに相当する。反応槽５５の水量は、６０Ｌである。被処理水入力管部８から供給された被処理水２１は、オゾンガスで２０分間バブリングされることで処理される。処理された被処理水２１は、被処理水出力管部１０から排出される。２０分のバブリングで放出される窒素量は、図３より、７４７ｍｌである。また、曝気部１１に投入されるガス量は１．０Ｌ／ｍｉｎ×２０分＝２０Ｌであるため、排オゾンに含まれる窒素ガス濃度は３．７４％になる。ここで、排オゾンの再利用量が０．５Ｌ／ｍｉｎであり、残りの０．５Ｌ／ｍｉｎは、排オゾン分解部６を介して排出されるので、再利用する排オゾンガスには、放出された窒素ガスの半分が含まれることになる。このため、この後、循環処理を継続していくと、窒素ガスが蓄積していき、窒素ガス濃度が上昇する。ｎ回（ただし、ｎは１以上の整数。）循環処理をしたときの排オゾンに含まれる窒素ガス量は、式（１）で表される。平衡状態では、Ｎ２（ｎ＋１）＝Ｎ２(ｎ)となり、排オゾンに含まれる窒素ガス量は、Ｎ２(∞)＝１４９４ｍｌとなる。ここで、排オゾンの半分を再利用するために、半分の７４７ｍｌの窒素ガスが原料ガスに含まれることになる。
【００４０】
【数１】
2019126758.tif 000003
【００４１】
一方、図１の本実施形態１の条件は、第１反応槽５と第２反応槽７との水量は共に６０Ｌである。被処理水入力管部８から供給された被処理水は、第１反応槽５で１０分間バブリングされる。その後、第１反応槽５で処理された被処理水２１が、連結パイプ９を介して、第２反応槽７に供給され、さらに１０分間のバブリング処理された後に、被処理水出力管部１０から排出される。つまり、オゾンガスがバブリングされる時間は、第１反応槽５で１０分と、第２反応槽７で１０分との合計２０分になる。第１反応槽５での１０分のバブリングで放出される窒素量は、図３より５５０ｍｌである。ここで放出される窒素は、排オゾン分解部６を介して排気される。次に、第２反応槽７での１０分のバブリングで放出される窒素量は、図３より１９７ｍｌとなる。この後、循環処理を継続すると平衡状態になり、その時の窒素ガス量は、式（２）から、Ｎ２(∞)＝３９４ｍｌとなる。第２反応槽７で発生した排オゾンは全て混合器２に戻され、全て再利用する。このため、３９４ｍｌの窒素ガスが、原料ガスに含まれることになり、反応槽を分割しない場合の７４７ｍｌと比べて、３５３ｍｌだけの窒素ガスを削減する効果があることがわかる。
【００４２】
【数２】
2019126758.tif 000004
【００４３】
以上説明した本実施形態１によれば、排オゾンを再利用するオゾン発生装置において、反応槽を第１反応槽５と第２反応槽７との２つに分割してそれぞれで曝気処理を行うことで、被処理水から放出される窒素の濃度上昇を軽減することができる。
【００４４】
すなわち、第１反応槽５でオゾンガス２０を被処理水２１に曝気することで、オゾンガス２０と被処理水２１とを反応させるとともに、被処理水２１に含有されていた窒素を脱気することができ、結果として、被処理水２１に含まれる窒素量が減少する。次に、第２反応槽７で被処理水２１にオゾンガス２０が曝気されることで、再度、オゾン処理を実施される。ここでは、被処理水２１の窒素含有量が少ないために、余剰オゾンに含まれる窒素量も少なくなり、再度、原料ガスとして再利用した場合に、オゾン生成量が減少する問題を抑制できるとともに、硝酸発生による設備腐食の問題も抑制することができる。
【００４５】
なお、以上の説明では、第１反応槽５で余った排オゾンは全て排気していたが、一部を排気し、残りは排オゾン循環させて再利用してもよい。また、第２反応槽７で余った排オゾンの一部だけを再利用してもよい。さらに、混合器２で、酸素供給部１からの原料酸素と排オゾンとの混合比を調整してもよい。
【００４６】
［変形例］
本実施形態１では、曝気部１１ａ，１１ｂは特に限定しておらず、エアストーン又はマイクロバブル発生ノズルなどを使うことができる。前述の実施形態１では、第１反応槽５と第２反応槽７とに設置された曝気部１１ａ，１１ｂはどちらもエアストーンを用いていたが、図６に示すように第１反応槽５の第１曝気部１１ａをより細かい泡が生成できる例えばマイクロバブル発生ノズル１５とし、第２反応槽７の第２曝気部１１ｂをマイクロバブル発生ノズル１５よりは泡が大きい例えばエアストーン１６にすることで、より窒素濃度の上昇を軽減することが可能になる。
【００４７】
図７は、図２で示した、大気に長時間さらされて大気の分圧で窒素および酸素が溶けている水に対して、エアストーンを用いた酸素バブリングした際の窒素濃度変化に、マイクロバブル発生ノズル１５を用いた場合の窒素濃度変化を追加したものである。水量は６０Ｌで、酸素の流量は、どちらも１．０Ｌ／ｍｉｎとした。このときのエアストーン１６のバブル径は、１〜５ｍｍであったのに対して、マイクロバブル発生ノズル１５では、２０μｍ〜１．０ｍｍのバブル径になっていた。エアストーン１６とマイクロバブル発生ノズル１５での窒素濃度、窒素含有量、窒素含有量の差分の時間変化を図８に示す。図８を見ると、マイクロバブル発生ノズル１５を用いた場合は、バブリングの開始１０分で窒素含有量が１１１４ｍｌから２８２ｍｌに減少しており、窒素ガスとして８３２ｍｌが放出されることが分かる。１０分後の窒素濃度は２０％であった。一方で、エアストーン１６を用いた場合は、バブリング開始から２５分の時点で窒素濃度が２０％になっており、窒素含有量は２８２ｍｌになっていた。そこからの１０分間のバブリングで、窒素濃度は１３％にまで減少し、窒素含有量は１８３ｍｌになった。つまり、２５分から３５分の１０分間のバブリングで、窒素ガスとして９９ｍｌが放出されることが分かる。
【００４８】
次に、図６での動作を説明する。第１反応槽５でのマイクロバブル発生ノズル１５を用いた１０分のバブリングで放出される窒素量は、図８より８３２ｍｌである。ここでの窒素は、排オゾン分解部６を介して排気される。次に第２反応槽７でのエアストーン１６を用いた１０分のバブリングで放出される窒素量は、図８より９９ｍｌとなる。第２反応槽７のエアストーン１６に投入されるガス量は１．０Ｌ／ｍｉｎ×１０分＝１０Ｌであるため、排オゾンに含まれる窒素ガス濃度は０．９９％になる。この後、循環処理を継続すると平衡状態になり、その時の窒素ガス量は、式（３）から、Ｎ２(∞)＝１９８ｍｌとなる。第２反応槽７で発生した排オゾンは、全て再利用するために、１９８ｍｌの窒素ガスが原料ガスに含まれることになり、第１反応槽５でマイクロバブル発生ノズル１５を使わない場合の３９４ｍｌと比べて、１９６ｍｌの窒素ガスを削減する効果があることがわかる。
【００４９】
【数３】
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【００５０】
なお、第２反応槽７にもマイクロバブル発生ノズル１５を使うこともできるが、その場合、第２反応槽７での１０分のバブリングで放出される窒素量は、図８より２１１ｍｌとなる。結果として、循環処理を継続した後の平衡状態では、４２２ｍｌの窒素ガスが原料ガスに含まれることになり、窒素ガスの削減効果が低くなってしまう。以上から、第１反応槽での第１曝気部が、第２反応槽での第２曝気部より、細かい泡を生成するように構成することが好ましく、例えば、第１反応槽５ではマイクロバブル発生ノズル１５を用い、第２反応槽７ではエアストーン１６を用いることが好ましい。
【００５１】
本実施形態１では、被処理水は第１反応槽で１０分間曝気処理された後に、第２反応槽に送られる形態で説明したが、第１反応槽に供給された被処理水が必ず１０分間処理されて、第２反応槽に送られるように構成することで、連続的に第１反応槽から第２反応槽に送るように構成した場合にも、同様の効果を得ることが可能である。
【００５２】
以上説明した本実施形態１の変形例によれば、第１反応槽５の第１曝気部１１ａを第２反応槽７の第２曝気部１１ｂよりも細かい泡を生成することができる装置、例えばマイクロバブル発生ノズル１５にすることによって、被処理水に含有されていた窒素の脱気量を多くすることができ、結果として被処理水に含まれる窒素量が減少する。そのため、第２反応槽に送られた被処理水の窒素含有量が少なくなるために、第２反応槽で発生する余剰オゾンに含まれる窒素量も少なくなり、再度、原料ガスとして再利用した場合に、オゾン生成量が減少する問題を抑制できるとともに、硝酸発生による設備腐食の問題も抑制することができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。すなわち、前記実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の前記態様にかかる液体処理装置は、放電によって生成したオゾンガスを、水を主成分とする被処理水に注入することで、被処理水に含まれる汚濁物質又は菌を分解して殺菌することができる。このため、殺菌又は有機物分解等の環境改善等に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１      酸素供給部
２      混合器
３      オゾン発生部
４      ガスポンプ
５      第１反応槽
５５    反応槽
６      排オゾン分解部
７      第２反応槽
８      被処理水入力管部
９      連結パイプ
１０    被処理水出力管部
１１ａ    第１曝気部
１１ｂ    第２曝気部
１２ａ    第１整流板
１２ｂ    第２整流板
１３    電極
１４    電源
１５    マイクロバブル発生ノズル
１６    エアストーン
２０    オゾンガス
２１    被処理水
１０１  酸素ボンベ
１０２  オゾン発生部
１０３  曝気槽
１０４  散気管
１０５  循環ライン
１０６  ダンパ
１０７  イジェクタ
１０８  ベント配管
１１０  オゾンガス
１１１  液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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