(57)【要約】【課題】窒素製造装置における窒素ガスおよび酸素富化空気の生成の安定化および利用設備への酸素富化空気の供給安定化と吸引手段の騒音を抑制した気体通風方法、気体通風装置を提供する。【解決手段】原料空気から分離して窒素ガスを製造する窒素製造装置１と、前記窒素製造装置１で副次的に生成される酸素富化空気を吸引する吸引手段であるブロア８と、前記ブロア８を収納する区画室５と、前記酸素富化空気を利用する利用設備である好気性処理槽１９を備え、前記窒素製造装置１の吐出口４ａから酸素富化空気を大気開放状態で前記区画室５内に流入させ、前記区画室５に収納したブロア８により区画室５内の酸素富化空気を吸引して前記好気性処理槽１９に供給することを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料空気から分離して窒素ガスを製造する窒素製造装置と、前記窒素製造装置で副次的に生成される酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記吸引手段を収納する区画室と、前記酸素富化空気を利用する利用設備を備え、前記窒素製造装置の吐出口から酸素富化空気を大気開放状態で前記区画室内に流入させ、前記区画室に収納した吸引手段により区画室内の酸素富化空気を吸引して前記利用設備に供給することを特徴とする気体通風方法。
【請求項２】
吸引手段による酸素富化空気の吸引時および前記吸引手段の停止時において、前記区画室内の圧力を、窒素製造装置の酸素富化空気を吐出する吐出口内の圧力よりも低く保つことを特徴とする請求項１に記載の気体通風方法。
【請求項３】
区画室内の酸素富化空気の吸引量を調節して利用設備に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の気体通風方法。
【請求項４】
窒素製造装置は、深冷式窒素製造方法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の気体通風方法。
【請求項５】
原料空気から分離して窒素ガスを製造する窒素製造装置と、前記窒素製造装置で副次的に生成される酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記吸引手段を収納する区画室と、前記酸素富化空気を利用する利用設備を備え、前記窒素製造装置の吐出口から酸素富化空気を大気開放状態で前記区画室内に流入させ、前記区画室に収納した吸引手段により区画室内の酸素富化空気を吸引して前記利用設備に供給することを特徴とする気体通風装置。
【請求項６】
吸引手段による酸素富化空気の吸引時および前記吸引手段の停止時において、前記区画室内の圧力を、窒素製造装置の酸素富化空気を吐出する吐出口内の圧力よりも低く保つことを特徴とする請求項５に記載の気体通風装置。
【請求項７】
区画室内の酸素富化空気の吸引量を調節して利用設備に供給することを特徴とする請求項５または６に記載の気体通風装置。
【請求項８】
窒素製造装置は、深冷式窒素製造方法であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の気体通風装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の気体通風方法または気体通風装置により、酸素富化空気を好気性処理槽の被処理水に曝気用として供給することを特徴とする排水処理装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の気体通風方法または気体通風装置により、酸素富化空気を燃焼用空気として供給することを特徴とする燃焼装置。
【請求項１１】
請求項５〜８のいずれかに記載の気体通風装置を備えたことを特徴とする半導体製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素製造装置で得られる酸素富化空気を、利用設備に供給する気体通風方法、気体通風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒素製造装置の副生成ガスである酸素富化空気は、排水に曝気して浄化処理を行う排水処理装置、燃料の支燃空気として燃焼装置に利用されている。また、窒素製造装置としては、半導体製造設備や液晶製造設備等（以下、これらを総称して半導体製造設備という）に備える深冷式窒素製造方法、ＰＳＡ（プレッシャースイング吸着方式）装置がある。従来、窒素製造装置の副生成ガスである酸素富化空気を利用する代表的なものとして下記のものが知られている。
【０００３】
原水流入部、活性汚泥流入部、酸素供給部、処理水流出部及び排ガス排出部を有する曝気槽と、前記酸素供給部に通常の処理負荷に対応した量の酸素を供給する酸素発生能力を備えた酸素発生手段と、この曝気槽内の液相部を撹拌して気液接触させるエアレータと、曝気槽内の圧力を測定し、測定した槽内圧力に応じて前記酸素供給部から曝気槽内に供給する酸素量を調整するとともに、曝気槽内から前記排ガス排出部に排出する排ガス量を調整する槽内圧力調整手段と、曝気槽の排ガス排出部側の酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段と、該酸素濃度測定手段で測定した酸素濃度に応じて前記エアレータの回転速度を調整するエアレータ調整手段を備えている酸素活性汚泥処理による排水処理装置としたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、高純度窒素ガスを使用する半導体製造装置と、半導体製造装置から排出された排ガスを支燃用ガスとして酸素富化空気を使用した燃焼火炎で燃焼除害する燃焼式除害装置と、半導体製造装置で使用する高純度窒素ガスを製造するとともに、燃焼式除害装置で使用する酸素富化空気を製造する深冷分離式窒素製造装置とを備えた半導体製造設備であって、特に、深冷分離式窒素製造装置から燃焼式除害装置に供給する酸素富化空気の酸素濃度を支燃用ガスとして適当な濃度に調節する手段を備えている半導体製造設備としたものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１３７８８０号公報
【特許文献２】特開２００３−６８５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１、２に記載されたものは、ＰＳＡ式または深冷分離式の窒素製造装置に接続した配管に設けた流量調節弁を介して酸素富化空気量を調節して排水処理装置または燃焼装置に供給している。流量調節弁により酸素富化空気量を調節することによって、窒素製造装置からの酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗が変わり圧力が変動することになる。このため窒素製造装置での窒素ガスおよび酸素富化空気の生成が不安定になるおそれがあり、窒素ガスを利用する設備においても好ましくない。また流量調節弁の詰まりや、この流量調節弁を制御する制御器の故障が発生した場合には、窒素製造装置からの酸素富化空気の吐出を遮断してしまう恐れもある。さらに窒素製造装置からの酸素富化空気の吐出圧力変動および流量調節弁のバラツキにより、利用設備への酸素富化空気の供給量が変動しやすく、供給精度に課題がある。特に酸素富化空気を燃焼装置に利用する場合、燃料と空気との混合比率を所定の範囲内に維持できなくなり、安定した燃焼が得られない恐れがある。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、窒素製造装置における窒素ガスおよび酸素富化空気の生成の安定化および利用設備への酸素富化空気の供給安定化と吸引手段の騒音を抑制した気体通風方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の気体通風方法は、原料空気から分離して窒素ガスを製造する窒素製造装置と、前記窒素製造装置で副次的に生成される酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記吸引手段を収納する区画室と、前記酸素富化空気を利用する利用設備を備え、前記窒素製造装置と接続した配管の吐出口から酸素富化空気を、大気開放状態で前記区画室内に流入させ、前記区画室に収納した吸引手段により区画室内の酸素富化空気を吸引して前記利用設備に供給することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の気体通風方法、気体通風装置によれば、窒素製造装置における窒素ガスおよび酸素富化空気の生成の安定化および利用設備への酸素富化空気の供給安定化と吸引手段の騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、原料空気から分離して窒素ガスを製造する窒素製造装置と、前記窒素製造装置で副次的に生成される酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記吸引手段を収納する区画室と、前記酸素富化空気を利用する利用設備を備え、前記窒素製造装置の吐出口から酸素富化空気を大気開放状態で前記区画室内に流入させ、前記区画室に収納した吸引手段により区画室内の酸素富化空気を吸引して前記利用設備に供給することを特徴とする気体通風方法としたものである。これによって、酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の変化による吐出口内の圧力変動がなく、窒素製造装置における窒素ガスおよび酸素富化空気の生成の安定化を図ることができる。さらに区画室内の酸素富化空気を吸引手段により吸引することによって、利用設備への酸素富化空気の供給量の安定化を図ることができるとともに、吸引手段の騒音を抑制することができる。
【００１０】
また、窒素製造装置から吐出口に至る経路に開閉弁や流量調節弁を設ける必要がないので、開閉弁や流量調節弁およびこれらを制御する制御器の故障による窒素製造装置からの酸素富化空気の吐出を遮断してしまう恐れがない。さらに、窒素製造装置からの酸素富化空気の吐出圧力変動および流量調節弁のバラツキによる利用設備への酸素富化空気の供給量の変動がない。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、吸引手段による酸素富化空気の吸引時および前記吸引手段の停止時において、前記区画室内の圧力を、窒素製造装置酸素富化空気を吐出する吐出口内の圧力よりも低く保つことを特徴とする気体通風方法としたものである。これによって、いかなる状況においても酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の変化による吐出口内の圧力変動がなく、窒素製造装置における高純度窒素ガスおよび酸素富化空気の生成を安定して行うことができるものである。
【００１２】
第３の発明は、第１または２の発明において、区画室内の酸素富化空気の吸引量を調節して利用設備に供給することを特徴とする気体通風方法としたものである。これによって、利用設備への酸素富化空気の供給量をよりきめ細かく制御して利用設備の性能をより向上、安定化させることができる。
【００１３】
第４の発明は、第１〜３の発明のいずれかにおいて、窒素製造装置は、深冷式窒素製造方法であることを特徴とする気体通風方法としたものである。これによって、窒素製造装置を深冷分離式とすることで、酸素富化空気を比較的大量に得られることにより、利用設備に安定して供給することができる。
【００１４】
第５の発明は、原料空気から分離して窒素ガスを製造する窒素製造装置と、前記窒素製造装置で副次的に生成される酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記吸引手段を収納する区画室と、前記酸素富化空気を利用する利用設備を備え、前記窒素製造装置の吐出口から酸素富化空気を大気開放状態で前記区画室内に流入させ、前記区画室に収納した吸引手段により区画室内の酸素富化空気を吸引して前記利用設備に供給することを特徴とする気体通風装置としたものである。これによって、酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の変化による吐出口内の圧力変動がなく、窒素製造装置における窒素ガスおよび酸素富化空気の生成の安定化を図ることができる。さらに区画室内の酸素富化空気を吸引手段により吸引することによって、利用設備への酸素富化空気の供給量の安定化を図ることができるとともに、吸引手段の騒音を抑制することができる。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明において、吸引手段による酸素富化空気の吸引時および前記吸引手段の停止時において、前記区画室内の圧力を、窒素製造装置酸素富化空気を吐出する吐出口内の圧力よりも低く保つことを特徴とする気体通風装置としたものである。これによって、いかなる状況においても酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の変化による吐出口内の圧力変動がなく、窒素製造装置における高純度窒素ガスおよび酸素富化空気の生成を安定して行うことができるものである。
【００１６】
第７の発明は、第５または６の発明において、区画室内の酸素富化空気の吸引量を調節して利用設備に供給することを特徴とする気体通風装置としたものである。これによって、利用設備への酸素富化空気の供給量をよりきめ細かく制御して利用設備の性能をより向上、安定化させることができる。
【００１７】
第８の発明は、第５〜７の発明のいずれかにおいて、窒素製造装置は、深冷式窒素製造方法であることを特徴とする気体通風装置としたものである。これによって、窒素製造装置を深冷分離式とすることで、酸素富化空気を比較的大量に得られることにより、利用設備に安定して供給することができる。
【００１８】
第９の発明は、第１〜８の発明のいずれかに記載の気体通風方法または気体通風装置により、酸素富化空気を好気性処理槽の被処理水に曝気用として供給することを特徴とする排水処理装置としたものである。これによって、区画室内に酸素富化空気を流入した酸素富化空気を、吸引手段により吸引して排水処理装置に安定して供給することができる。被処理水への曝気負荷の削減、迅速な目標溶存酸素濃度への制御を可能にして、浄化処理時間の短縮を図ることができる。さらに曝気用気体の送風量を抑えられることによる吸引手段の小型化、消費電力の削減、騒音の抑制を図ることができる。
【００１９】
第１０の発明は、第１〜８の発明のいずれかに記載の気体通風方法または気体通風装置により、酸素富化空気を燃焼用空気として供給することを特徴とする燃焼装置としたものである。これによって、区画室内に流入した酸素富化空気を、吸引手段により吸引して燃焼装置に安定して供給することができる。さらに吸引手段を制御することによって酸素富化空気の供給量を精度よく調節することができる。したがって安定した燃焼をさせることができるとともに、燃焼量の調節幅をより広くすることができる。
【００２０】
第１１の発明は、第１〜８のいずれかの発明に記載の気体通風装置を備えたことを特徴とする半導体製造設備としたものである。これによって、高純度窒素ガスを使用する半導体製造設備において、前記半導体製造設備に併設されている窒素製造装置で得られる副生成ガスである酸素富化空気を有効に利用し、前記半導体製造設備全体の設備費の削減および省エネルギー化、省スペース化を図ることができる。さらに高純度窒素ガスを使用する半導体製造設備に備えている窒素製造装置自体をそのまま使用することができるとともに、窒素製造装置からの酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の増加、圧力変動をなくし、窒素製造装置における高純度窒素ガスおよび酸素富化空気の生成を安定して行うことができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例の気体通風装置を図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の気体通風構成と排水処理装置の基本構成図、図２は窒素製造装置の構成を示す系統図、図３は気体通風構成と排水処理装置の他の実施例の基本構成図、図４は気体通風構成と燃焼装置の基本構成図である。なお図中の実線矢印は酸素富化空気の流れを示す。
【００２２】
図１、図２において、深冷分離式からなる窒素製造装置１で空気を深冷液化分離することによって得られた高純度窒素ガスは、配管２を介して半導体製造設備のユースポイント３へ供給する。また、窒素製造装置１において高純度窒素ガス生成と同時に得られる副生成ガスである酸素富化空気は、配管４を介してこの配管４の先端部の吐出口４ａから吐出するよう構成している。
【００２３】
窒素製造装置１で得られた酸素富化空気を吐出する配管４の先端部の吐出口４ａを囲うように、区画室５に連通して設けた配管６の吸引口６ａを位置させて開口７ａを形成させ吸引部７を構成し、吐出口４ａと開口７ａは大気開放状態で連通させ、配管４の先端部の吐出口４ａから区画室５内に酸素富化空気を流入させる。
【００２４】
区画室５内に、酸素富化空気を吸入口８ａから吸引する吸引手段であるブロア８を位置させている。ブロア８には区画室５の外部の大気中の空気を吸引する吸入口８ｂを設け、配管９および流量調節弁９ａを接続している。ブロア８で吸引した酸素富化空気または空気は吐出口８ｃより吐出する。
【００２５】
次に、酸素富化空気の利用設備を排水処理装置としてこの基本構成を説明する。有機物を含む排水を、配管１２を介して流量調整槽１０に供給し被処理水１１として所定量貯留する。流量調整槽１０の被処理水１１中に位置して複数の散気孔１６を有する散気管１５を設け、散気管１５は配管１３を介してブロア１４（吸引手段）に接続している。ブロア１４により空気を散気管１５の散気孔１６から被処理水１１中に噴出させて被処理水１１の曝気を行うものである。
【００２６】
流量調整槽１０内の被処理水１１を、配管１７を介してポンプ１８により好気性処理槽１９に供給し、好気性処理槽１９内に被処理水２０として所定量貯留する。好気性処理槽１９内の被処理水２０中に位置して複数の散気孔２３を有する散気管２２および溶存酸素濃度検出器２４を設け、散気管２２は配管２１を介してブロア８（吸引手段）に接続している。ブロア８により吸引した区画室５内の酸素富化空気を散気管２２の散気孔２３から被処理水２０中に噴出させて被処理水２０の曝気を行うものである。
【００２７】
また、ブロア８の吸入口８ｂに接続した流量調節弁９ａの開度を調節し、吸入口８ａから吸引する酸素富化空気と配管９から吸引する大気との吸引量の混合比率を調節して散気管２２の散気孔２３から被処理水２０中に噴出させて被処理水２０の曝気を行う。
【００２８】
好気性処理槽１９内で生物処理された処理水は、配管２５を介して落差圧により沈殿槽２６に流れ、処理水２７として所定量貯留する。沈殿槽２６において汚泥分を沈殿させてこれを分離し配管２８より放水する。沈殿槽２６において沈殿した汚泥は配管２９を介してポンプ３０により好気性処理槽１９に適宜返送するか、配管３１を介して開閉弁３１ａより排出する。なお配管６、２１は、金属、樹脂等の材質で構成すればよく、また屈曲自在なダクトを用いることができる。
【００２９】
次に、原料空気を深冷液化分離することによって高純度窒素ガスおよび酸素富化空気を製造する深冷分離式の窒素製造装置１の基本構成を図２により説明する。フィルター４１で粉塵を除去し、吸入された原料空気は、圧縮機４２で所定の圧力に圧縮され、クーラー４３で圧縮熱を除去された後、配管４４を介して吸着器４５に導入され、ここで空気中の水分、二酸化炭素等の不純物が除去される。吸着器４５を導出した精製原料空気は、配管４６を経て熱交換器４７に導入され、ここで冷流体である高純度窒素ガスの戻りガスと熱交換を行うことによって冷却され、配管４８を経て精留塔４９の下部に導入される。精留塔４９での液化精留により、原料空気は塔上部の窒素ガスと塔下部の酸素富化液化空気とに分離し、精留塔４９の上部に分離した窒素ガスは、通常９９．９９％以上の純度の高純度窒素ガスとなる。
【００３０】
前記窒素ガスは、精留塔４９の上部から配管５０に抜き出され、熱交換器４７に導入される。この窒素ガスは、熱交換器４７で前記原料空気と熱交換を行うことによって冷流体（冷温状態）の窒素ガスからの冷熱を回収された後、熱交換器４７から配管２に導出され、前記配管２を通って各半導体製造装置のユースポイント３にそれぞれ供給される。
【００３１】
一方、精留塔４９の下部には、酸素濃度が略３０％の酸素富化液化空気が分離する。この酸素富化液化空気は、精留塔４９の下部から配管５１に導出され、減圧弁５２で例えば０．２〜０．５ＭＰａに減圧された後、配管５３を経て熱交換器４７に導入され、ここで前記窒素ガスと熱交換を行い、加温されることにより気化して酸素富化空気となる。この酸素富化空気は配管４に導出される。
【００３２】
窒素製造装置１と接続した酸素富化空気を吐出する配管４および吐出口４ａ内の圧力は、例えば０．２〜０．５ＭＰａの陽圧とし、吐出口４ａと開口７ａを大気開放状態で接続していることにより、ブロア８の駆動の有無に関わらず区画室５内の圧力は配管４および吐出口４ａ内よりも常に低く保たれている。また窒素製造装置１で得られる酸素富化空気の発生量は、好気性処理槽１９内の被処理水２０の曝気に対して必要な量を確保することができる仕様に設定されているものである。
【００３３】
なお、前記吸引部７は、窒素製造装置１自体に有する配管４の吐出口４ａの近傍に位置させている。さらに吸引部７は配管４、吐出口４ａには何らの変更を加えずに構成しており、酸素富化空気を吐出する配管４の先端部の吐出口４ａを囲うように配管６の吸引口６ａを位置させ、吐出口４ａと吸引口６ａは開口７ａを形成させて大気開放状態で連通させている。これによって、高純度窒素ガスを使用する半導体製造設備に備えている窒素製造装置１自体をそのまま使用することができ、さらに窒素製造装置１からの酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の増加、圧力変動をなくし、窒素製造装置１における高純度窒素ガスおよび酸素富化空気の生成を安定して行うことができる。
【００３４】
次に、本実施例における好気性処理槽１９内の被処理水２０の浄化処理についてその基本的な動作を説明する。窒素製造装置１で得られた酸素富化空気は、配管４を介して送られ先端部の吐出口４ａから配管６の開口７ａに吐出する。開口７ａに吐出した酸素富化空気は吸引口６ａから区画室５内に流入、充満する。区画室５内の酸素富化空気は、ブロア８の駆動により吸引され、配管２１、散気管２２、散気孔２３を介して好気性処理槽１９内の被処理水２０に供給される。これにより好気性処理槽１９内の被処理水２０に酸素が供給され好気性微生物による浄化作用により被処理水２０中の有機物を分解する。このとき流量調節弁９ａは閉とし、酸素富化空気のみを被処理水２０に供給する。
【００３５】
好気性処理槽１９で有機物を分解し浄化処理した処理水は、配管２５を介して沈殿槽２６に入り汚泥（活性汚泥）を分離し、処理水の浄化レベルを確認した後、配管２８より外部に放水するものである。沈殿槽２６に沈殿した汚泥は、必要に応じ配管２９を介してポンプ３０を駆動し、好気性処理槽１９に返送する。また余剰となった汚泥は、配管３１を介して開閉弁３１ａを開として外部に排出する。
【００３６】
好気性処理槽１９で有機物を含む被処理水２０の浄化処理量に応じて、流量調整槽１０から配管１７を介してポンプ１８を駆動し被処理水１１を好気性処理槽１９に供給する。このときポンプ１８を連続駆動またはか間欠的に駆動し、流量調整槽１０から被処理水１１を好気性処理槽１９に供給する。
【００３７】
次に、好気性処理槽１９で有機物を分解し浄化処理する際の、被処理水２０への酸素富化空気の供給量の制御方法について説明する。溶存酸素濃度検出器２４により検出した被処理水２０の溶存酸素濃度が所定値よりも低い場合には、ブロア８の駆動回転数を上げ、酸素富化空気を区画室５内から吸引し、さらに配管２１、散気管２２、散気孔２３を介して被処理水２０中に供給し曝気を行う。このとき流量調節弁９ａは閉としてある。
【００３８】
前記状態において、吐出口４ａから吐出した酸素富化空気は、吸引口６ａから区画室５内に流入し、この流入した酸素富化空気をブロア８の駆動により吸入口８ａに吸引する。吐出口４ａから吐出した酸素富化空気の量が、吸入口８ａに吸引する酸素富化空気の量よりも多いので、開口７ａから酸素富化空気の一部が大気中に放出される。したがって被処理水２０には、窒素製造装置１で生成した酸素富化空気のみにより曝気を行い、余剰となった酸素富化空気の一部が開口７ａから大気中に放出される。
【００３９】
また、窒素製造装置１の運転状態により、吐出口４ａから吐出した酸素富化空気の量が、ブロア８の吸入口８ａに吸引する酸素富化空気の量よりも少ない状況となった場合には、開口７ａから大気中の空気が吸引され吐出口４ａから吐出した酸素富化空気と大気中の空気との混合空気として被処理水２０中に供給し曝気を行う。
【００４０】
また、溶存酸素濃度検出器２４により検出した被処理水２０の溶存酸素濃度が所定値に近似または高い場合には、ブロア８の駆動回転数を下げる。これによって区画室５内の酸素富化空気のブロア８の吸入口８ａへの吸引量を減少させ、被処理水２０への過剰な曝気を防止する。このとき開口７ａから酸素富化空気の一部が大気中に放出される。
【００４１】
さらに、この状況における運転においても被処理水２０への過剰な曝気となる場合には、流量調節弁９ａを開とし、大気中の空気もブロア８の吸入口８ｂに吸引して酸素富化空気と混合させて被処理水２０に供給する。さらに過剰な曝気となる場合にはブロア８の駆動を停止する。
【００４２】
以上のように、ブロア８の駆動回転数を制御することによって、被処理水２０への酸素富化空気の供給量を調節し、前記被処理水の溶存酸素濃度を制御する。さらに被処理水２０への酸素富化空気の供給量の調節は、区画室５内からの酸素富化空気の吸引量と大気中の空気の吸引量の比率を、流量調節弁９ａの開度調節によって行うことができる。この場合には酸素富化空気と大気中の空気との混合気体のうち、流量調節弁９ａの開度調節によって酸素富化空気の量を無段階に調節し、酸素富化空気と大気中の空気の混合比率を調節して被処理水２０に供給することによって、前記被処理水の溶存酸素濃度を制御するものである。
【００４３】
また、被処理水２０へ供給する曝気用の酸素富化空気と大気中の空気との混合気体の量は、ブロア８の駆動回転数を制御することによって調節する。このように被処理水２０への酸素富化空気の供給量を調節するとともに、曝気用の気体の総量を調節することを可能として、被処理水２０の溶存酸素濃度をよりきめ細かく制御することができる。さらに曝気用の気体の総量を調節することで被処理水２０の攪拌を促進して汚泥の沈降、凝集を防止し、好気性処理槽１９内の被処理水２０の浄化を促進することができる。
【００４４】
ブロア８、１４、ポンプ１８、３０、流量調節弁９ａ、溶存酸素濃度検出器２４の全体の制御は、制御器（図示なし）によって行うものである。またブロア８、１４はこれに限定するものではなく、ポンプ、コンプレッサーを用いてもよい。
【００４５】
前記したように、窒素製造装置１で得られた酸素富化空気を吐出する配管４の先端部の吐出口４ａを囲うように配管６の吸引口６ａを位置させ、吐出口４ａと吸引口６ａは大気開放状態で連通させている。吐出口４ａと開口７ａは、窒素製造装置１で得られた酸素富化空気を吐出口４ａから吐出する際に、流路抵抗の増加とならないように開口７ａが十分な通路断面積を有するよう設定している。これにより、ブロア８の駆動の有無、ブロア８の駆動回転数の変化、流量調節弁９ａを開として配管９から大気中の空気をブロア８で吸引する状況においても、区画室５内の圧力は配管４および吐出口４ａ内よりも常に低く保たれている。したがって、酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の変化による配管４および吐出口４ａ内の圧力変動がなく、窒素製造装置１における高純度窒素ガスおよび酸素富化空気の生成を安定して行うことができるものである。また、窒素製造装置１から配管４の吐出口４ａに至る経路に開閉弁や流量調節弁を設ける必要がないので、開閉弁や流量調節弁およびこれらを制御する制御器の故障による窒素製造装置１からの酸素富化空気の吐出を遮断してしまう問題を生じることがない。
【００４６】
さらに、従来は窒素製造装置１からの酸素富化空気の吐出圧力変動および流量調節弁のバラツキにより、利用設備への酸素富化空気の供給量が変動しやすい。これに対して本実施例においては、区画室５内に流入した酸素富化空気を、ブロア８により吸引して吐出させるので、利用設備である排水処理装置の好気性処理槽１９内の被処理水２０に安定して供給することができる。
【００４７】
また、ブロア８を区画室５内に収納したことによって、ブロア８を構成するモータ、羽根（図示なし）の回転による騒音の区画室５外への漏洩を防いで騒音を抑制することができる。さらに深冷分離式の窒素製造装置１を用いた場合には、吐出口４ａから吐出する酸素富化空気の温度が例えば５〜１５度Ｃと常温レベルより低い。この低温の酸素富化空気を区画室５内に収納したブロア８により吸入することにより、ブロア８のモータの発熱による区画室５内の室温上昇を抑制でき、区画室５内の換気が不要となる。
【００４８】
また、酸素富化空気をその利用設備である排水処理装置に供給することによって、好気性処理槽１９内の被処理水２０への曝気負荷の削減、迅速な目標溶存酸素濃度への制御を可能にして、浄化処理時間の短縮を図ることができる。さらに曝気用気体の送風量を抑えられることによるブロア８の小型化、消費電力の削減、騒音の抑制を図ることができる。
【００４９】
また、好気性処理槽１９内の被処理水２０への酸素富化空気の供給量を調節することによって、前記被処理水２０の溶存酸素濃度を浄化処理に最適な値に制御することが可能となり、より処理時間の短縮を図ることができる。また酸素富化空気と大気中の空気の混合比率を調節することによって、被処理水２０への酸素富化空気の供給量を調節するとともに、曝気用の気体の総量を調節することを可能として、被処理水２０の溶存酸素濃度をよりきめ細かく制御することができる。さらに曝気用の気体の総量を調節することで好気性処理槽１９内の被処理水２０の攪拌を促進して汚泥の沈降、凝集を防止することができる。
【００５０】
また、特に高純度窒素ガスを使用する半導体製造設備において、前記半導体製造設備に併設されている窒素製造装置１で得られる副生成ガスである酸素富化空気を有効に利用し、前記半導体製造設備から排出される有機物を含む好気性処理槽１９の被処理水２０に供給することによって、専用の酸素富化空気供給源（例えば、酸素ガス供給設備）を不要とし、トータルシステムとしての設備費の削減および省エネルギー化、省スペース化を図ることができる。さらに半導体製造設備において窒素製造装置１は常時連続して稼動しており、酸素富化空気も連続して得られ、さらに窒素製造装置１を深冷分離式とすることで、酸素富化空気を比較的大量に得られることにより、好気性処理槽１９の被処理水２０に安定して供給することができる。
【００５１】
なお、ブロア１４を区画室５内に収納し、流量調整槽１０内の被処理水１１にも窒素製造装置１で得られた酸素富化空気を供給することによって、好気性処理槽１９内の被処理水２０への曝気負荷の削減、迅速な目標溶存酸素濃度への制御を可能にして、より一層浄化処理時間の短縮を図ることができる。さらに流量調整槽１０、好気性処理槽１９内の被処理水１１、２０への曝気用気体の送風量を抑えられることによるブロア８、１４の小型化、消費電力の削減、騒音の抑制を図ることができる。
【００５２】
次に、気体通風構成の他の実施例を図３に示す。図１、図２に示す構成と異なるところは、区画室５に開口５ａ、５ｂを設けて大気と連通させたもので、図１、図２と同一箇所は同一番号を付し説明を省略する。開口５ａ、５ｂにより区画室５を大気開放状態とし、この区画室５内に吸引部７、配管６を介して配管４の先端部の吐出口４ａから酸素富化空気を流入させる。区画室５内に収納したブロア８により酸素富化空気を吸入し好気性処理槽１９の被処理水２０に供給する。本実施例においても、前記図１、図２に示す構成と同様の効果が得られるが、特に区画室５に上下方向に開口５ａ、５ｂを設けることによって、ブロア８を停止した状況においても、窒素製造装置１からの酸素富化空気は開口５ａ、５ｂを介して大気中へ放出されることにより、窒素製造装置１からの酸素富化空気の吐出を妨げず、窒素製造装置１における高純度窒素ガスおよび酸素富化空気の生成を安定して行うことができる。
【００５３】
次に、気体通風構成と燃焼装置の実施例を図４に示す。図１、図２に示す構成と異なるところは、窒素製造装置１で得られた酸素富化空気を区画室５から配管５８を介して燃焼装置５７に供給し、液体燃料またはガス燃料を、燃料供給部５９から配管６０を介して燃焼装置５７に供給して混合し燃焼させるものである。図１、図２と同一箇所は同一番号を付し説明を省略する。
【００５４】
前記したように、従来は窒素製造装置１からの酸素富化空気の吐出圧力変動および流量調節弁のバラツキにより、利用設備である燃焼装置への酸素富化空気の供給量が変動しやすい。これによって燃料と空気との混合比率を所定の範囲内に維持できなくなり安定した燃焼が得られない恐れがある。これに対して本実施例においては、区画室５内に流入、充満した酸素富化空気を、吸引手段であるブロア８により吸引して燃焼装置５７へ供給するので、酸素富化空気の供給量が安定し、さらにブロア８の回転数を制御することによって酸素富化空気の供給量を精度よく調節することができる。したがって安定した燃焼をさせることができるとともに、燃焼量の調節をより広くすることができる。
【００５５】
また、特に高純度窒素ガスを使用する半導体製造設備において、前記半導体製造設備に併設されている窒素製造装置１で得られる副生成ガスである酸素富化空気を有効に利用し、前記半導体製造設備から排出されるガスを燃焼させて無害化処理する燃焼装置５７に供給することによって、専用の酸素富化空気供給源を不要とし、トータルシステムとしての設備費の削減および省エネルギー化、省スペース化を図ることができる。さらに半導体製造設備において窒素製造装置１は常時連続して稼動しており、酸素富化空気も連続して得られ、さらに窒素製造装置１を深冷分離式とすることで、酸素富化空気を比較的大量に得られることにより、燃焼装置５７に安定して供給することができる。
【００５６】
また、本発明の気体通風装置を半導体製造設備に備えることによって、前記半導体製造設備に併設されている窒素製造装置で得られる副生成ガスである酸素富化空気を有効に利用し、前記半導体製造設備全体の設備費の削減および省エネルギー化、省スペース化を図ることができる。さらに高純度窒素ガスを使用する半導体製造設備に備えている窒素製造装置自体をそのまま使用することができるとともに、窒素製造装置からの酸素富化空気の吐出に対して流路抵抗の増加、圧力変動をなくし、窒素製造装置における高純度窒素ガスおよび酸素富化空気の生成を安定して行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
酸素富化空気を必要とする広範囲の装置の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の気体通風構成と排水処理装置の一実施例における基本構成図
【図２】窒素製造装置の構成を示す系統図
【図３】気体通風構成と排水処理装置の他の実施例における基本構成図
【図４】気体通風構成と燃焼装置の一実施例における基本構成図
【符号の説明】
【００５９】
１      窒素製造装置
２、４、６、９、１２、１３、１７、２１、２５、２８、２９、３１、４６、４８、５０、５３、５５、５８、６０  配管
３      ユースポイント
４ａ、８ｃ  吐出口
５      区画室
５ａ、５ｂ、７ａ  開口
６ａ    吸引口
７      吸引部
８、１４  ブロア
８ａ、８ｂ  吸入口
９ａ    流量調節弁
１０    流量調整槽
１１、２０  被処理水
１５、２２  散気管
１６、２３  散気孔
１８、３０  ポンプ
１９    好気性処理槽
２４    溶存酸素濃度検出器
２６    沈殿槽
２７    処理水
３１ａ  開閉弁
４１    フィルター
４２    圧縮機
４３    クーラー
４５    吸着器
４７    熱交換器
４９    精留塔
５２    減圧弁
５７    燃焼装置
５９    燃料供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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