(57)【要約】【課題】オゾン水中から溶存オゾンを効率良く除去処理できるオゾン水処理装置を提供する。【解決手段】渦流ポンプ１１のオゾン水吸込口１２より、水中にオゾンを溶存させたオゾン水を吸込むとともに、気体吸込ノズル１６ａより空気などのオゾンを含まない気体を吸込んで、オゾン水とオゾンを含まない気体とを渦流によって攪拌し、オゾン水中にオゾンを含まない気体を加圧混合溶解させる。これにより、オゾン水から溶存オゾンを分離しやすくする。この渦流ポンプ１１の気液吐出口１７に、オゾン水を水とオゾンガスとに分離して排出する気液分離槽２１を接続する。この気液分離槽２１から排出されたオゾンガスは、オゾンガス分解器２７により分解処理する。【選択図】        図１
2005000790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中にオゾンを溶存させたオゾン水を吸込むとともにオゾンを含まない気体を吸込んでオゾン水中に加圧混合溶解させることでオゾン水から溶存オゾンを分離しやすくする溶解ポンプと、
この溶解ポンプに接続されオゾン水を水とオゾンガスとに分離して排出する気液分離槽と、
この気液分離槽から排出されたオゾンガスを分解処理するオゾンガス分解器とを具備したことを特徴とするオゾン水処理装置。
【請求項２】
溶解ポンプは、渦流ポンプである
ことを特徴とする請求項１記載のオゾン水処理装置。
【請求項３】
気液分離槽は、
密閉された槽本体と、
この槽本体の上部内に配置されオゾン水を噴出させることで微細化するオゾン水微細化部と、
このオゾン水微細化部で微細化されて落下する粒子に対しオゾンを含まない気体を供給する給気手段と
を具備したことを特徴とする請求項１または２記載のオゾン水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン水から溶存オゾンを除去するオゾン水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オゾンを溶存させたオゾン水は、半導体、液晶製造などの各分野で使用されているが、使用済みの排水に残留するオゾン濃度が高い場合は、系外に放流すると、環境に悪影響を与えるおそれがあり、また、このようなオゾン水を循環再利用しても耐オゾン性能を有さない装置の性能を劣化させてしまうので、使用済みのオゾン水中から溶存オゾンを除去する必要がある。
【０００３】
そこで、溶存オゾン水を送水する配管に接続される給水口と排水口とを有し、給水口と排水口の途中に収縮部を設け、その収縮部にオゾンを含まないガスを注入するガス注入部を設けたガス混合管と、このガス混合管の後段に設置されたガス抜き弁を有する気液分離槽とからなり、上記ガス注入部からオゾンを含まないガスをオゾン水に注入し、気液分離槽により、オゾンを含んだガスと水とを分離し、溶存オゾンを除去するようにした溶存オゾン除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この溶存オゾン除去装置は、オゾン水が送水管の給水口から収縮部へ圧送されると、収縮部で流速を増し、ガス注入部の静圧が大気圧以下に減圧されるので、ガス注入部からオゾンを含まないガスを吸引する。オゾン水とオゾンを含まないガスが混合されると、溶存オゾン濃度と気相中のオゾン濃度が非平衡であるために、溶存オゾンは気相中へ移動し、水中から除去される。溶存オゾンが除去された水とオゾンを含むガスの混合流体は、気液分離槽へ導入されて、ガスと水に分離され、水は気液分離槽の下部から排出され、オゾンを含むガスはガス抜き弁を通ってオゾンガス分解槽へ導入され、熱分解、触媒を用いた分解によって、無害な酸素に分解されて大気に排出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７７９４７号公報（第２−３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の溶存オゾン除去装置は、オゾン水を加圧供給するポンプと気液分離槽との間にガス混合管を介在させる必要があり、このガス混合管がポンプにとって負荷になるので、エネルギ効率、処理効率が低下する問題がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、オゾン水中から溶存オゾンを効率良く除去処理できるオゾン水処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、水中にオゾンを溶存させたオゾン水を吸込むとともにオゾンを含まない気体を吸込んでオゾン水中に加圧混合溶解させることでオゾン水から溶存オゾンを分離しやすくする溶解ポンプと、この溶解ポンプに接続されオゾン水を水とオゾンガスとに分離して排出する気液分離槽と、この気液分離槽から排出されたオゾンガスを分解処理するオゾンガス分解器とを具備したオゾン水処理装置であり、溶解ポンプ自体が、オゾン水にオゾンを含まない気体を加圧混合溶解してオゾン水中の溶存オゾンを分離しやすい状態にできるとともに、この溶解ポンプで昇圧された溶存オゾンの分離しやすい状態のオゾン水をそのまま気液分離槽に加圧供給できるので、気液分離槽ではオゾン水中から溶存オゾンを効率良く気相化して分離除去できる。このとき、溶解ポンプと気液分離槽との間に、従来のようにオゾン水にオゾンを含まないガスを混合させるための特別な混合手段を設置する必要がなく、装置構造が簡単になるとともにコストダウンも図れる。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載のオゾン水処理装置における溶解ポンプを、渦流ポンプとしたものであり、渦流ポンプにより、オゾン水中にオゾンを含まない気体を効率良く加圧混合溶解させることができる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載のオゾン水処理装置における気液分離槽が、密閉された槽本体と、この槽本体の上部内に配置されオゾン水を噴出させることで微細化するオゾン水微細化部と、このオゾン水微細化部で微細化されて落下する粒子に対しオゾンを含まない気体を供給する給気手段とを具備したものであり、溶解ポンプで溶存オゾンが分離しやすい状態となって昇圧されたオゾン水を、そのまま気液分離槽のオゾン水微細化部に加圧供給するので、溶解ポンプの吐出圧力を有効に利用して、オゾン水微細化部より槽本体内にオゾン水を噴出させることで効率良く微細化できるとともに、この微細化により、溶解ポンプの気体溶解作用でオゾン水から分離しやすくなっている溶存オゾンを、容易に気相化して粒子より分離除去でき、さらに、この微細化した粒子を、槽本体内を落下させながら、給気手段により外部から導入されたオゾンを含まない気体と接触させるので、粒子中の溶存オゾンを、さらに効率良くかつ均一に気相化させて、粒子より分離除去できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図２に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本オゾン水処理装置を示し、溶解ポンプとしての渦流ポンプ１１におけるオゾン水吸込口１２に、吸込圧力調整弁１４を経て、水中にオゾンを溶存させたオゾン水を供給する管路１５が接続されるとともに、オゾンを含まない気体としての空気などを吸込むための気体吸込手段１６も、この渦流ポンプ１１におけるオゾン水吸込口１２に接続されている。
【００１３】
気体吸込手段１６は、渦流ポンプ１１のオゾン水吸込口１２に気体吸込ノズル１６ａが挿入され、この気体吸込ノズル１６ａに接続された管路１６ｂに、オゾンを含まない気体の吸込量を調整する気体吸込調整弁１６ｃが設けられている。
【００１４】
さらに、この渦流ポンプ１１にて、オゾン水中にオゾンを含まない気体が加圧混合溶解された気液混合体を吐出する気液吐出口１７より管路１８が引出され、この管路１８に、オゾン水を水とオゾンガスとに分離して排出する気液分離槽２１が接続されている。
【００１５】
この気液分離槽２１は、密閉された槽本体２２と、この槽本体２２の上部内に配置されオゾン水をノズル孔より噴出させることで粒子状または霧状に微細化するオゾン水微細化部２３と、このオゾン水微細化部２３で微細化されて落下する粒子に対しオゾンを含まない気体を外部から取入れて供給することにより接触させる給気手段としての給気口２４とを具備したエア・ストリッピング槽である。
【００１６】
この気液分離槽２１の槽本体２２の下部には、オゾン除去処理後の処理水２５を取出すための管路２６が接続され、またこの気液分離槽２１の槽本体２２の上部には、この気液分離槽２１から排出されたオゾンガスを分解処理するオゾンガス分解器２７が設置されている。
【００１７】
このオゾンガス分解器２７は、オゾンガスを熱分解または触媒を用いて、無害な酸素に分解し、大気に排出するものである。
【００１８】
オゾンガス分解器２７の排出側は、送風手段（図示せず）の吸込口に接続されているので、送風手段の吸込力がオゾンガス分解器２７を介して槽本体２２内にも作用し、外気を給気口２４より槽本体２２内に吸引して供給することができる。
【００１９】
図２に示されるように、前記渦流ポンプ１１は、ポンプ本体３２内に環状の昇圧通路３３が形成され、この昇圧通路３３の入口部３４にオゾン水吸込口１２が連通形成されているとともに、昇圧通路３３の出口部３５に気液吐出口１７が連通形成され、昇圧通路３３の入口部３４と出口部３５との間には隔離部３６が形成されている。
【００２０】
ポンプ本体３２内に羽根車３７が回転可能に嵌合されており、この羽根車３７の外周部には、所定ピッチで形成された径方向の小羽根３８と、これらの小羽根３８間の羽根溝３９が設けられており、羽根車３７の中心に嵌着された回転軸４０を外部のモータなどで回動することにより、これらの小羽根３８および羽根溝３９は、羽根車３７と同心円の昇圧通路３３内を回転する。
【００２１】
渦流ポンプ１１のオゾン水吸込口１２には、気体吸込ノズル１６ａが挿入されて固定されており、この気体吸込ノズル１６ａから昇圧通路３３の入口部３４に気体が吸込まれるように構成されている。なお、ポンプ入口配管に気体吸込ノズル１６ａを取付ける場合もある。
【００２２】
次に、図示された渦流ポンプ１１および気液分離槽２１の作用を説明する。
【００２３】
管路１５よりオゾン水を渦流ポンプ１１のオゾン水吸込口１２に吸引する。渦流ポンプ１１のオゾン水吸込口１２に吸込まれたオゾン水は、羽根車３７と共に昇圧通路３３をほぼ一周し、その間、オゾン水は、羽根車３７の各羽根溝３９内と昇圧通路３３との間で渦流となり、これが各羽根溝３９で同時に行なわれながら昇圧通路３３内を進み、昇圧通路３３を進むにつれて昇圧されて、気液吐出口１７から吐出される。
【００２４】
このとき、絞り調整されている吸込圧力調整弁１４により、渦流ポンプ１１のオゾン水吸込口１２を負圧にして、管路１６ｂから気体吸込ノズル１６ａを経て、空気などの、オゾンを含まない気体を吸引する。
【００２５】
よって、オゾン水吸込口１２から昇圧通路３３内にオゾン水が吸込まれる際に、気体吸込ノズル１６ａから昇圧通路３３の入口部３４にオゾンを含まない気体も吸込まれ、オゾン水とオゾンを含まない気体とが一緒に羽根車３７と昇圧通路３３との間で生じる渦流によって混合攪拌され、オゾン水中にオゾンを含まない気体が溶解された気液混合体が作られる。
【００２６】
このようにして、渦流ポンプ１１は、オゾン水吸込口１２からオゾン水を吸込むとともに、気体吸込ノズル１６ａからオゾンを含まない気体を吸込んでオゾン水中に加圧混合溶解させることで、もともとオゾン水に溶解していた溶存オゾンを、水から分離しやすくする。
【００２７】
この渦流ポンプ１１で昇圧された気液混合体は、気液吐出口１７から管路１８に吐出され、この管路１８を経て気液分離槽２１にそのまま加圧供給される。
【００２８】
この気液分離槽２１では、渦流ポンプ１１で溶存オゾンが分離しやすい状態となって昇圧されたオゾン水を、そのままオゾン水微細化部２３より槽本体２２内に噴出させて、粒子状または霧状に微細化する。この微細化により、渦流ポンプ１１の空気溶解作用でオゾン水から分離しやすくなっている溶存オゾンは、容易に気相化して粒子より分離除去される。
【００２９】
さらに、この微細化した粒子は、槽本体２２内を落下しつつ、外部から給気口２４より供給されたオゾンを含まない気体、例えば空気と接触するので、粒子中の溶存オゾンは、さらに効率良くかつ均一に気相化して、粒子より分離除去される。
【００３０】
そして、溶存オゾンを除去処理された後の処理水２５は、槽本体２２の下部内に溜まり、管路２６より排出され、放流または再利用される。
【００３１】
一方、槽本体２２内で気相化したオゾンガスは、上昇して、オゾンガス分解器２７により分解処理され、排気される。
【００３２】
次に、この実施の形態の効果を説明する。
【００３３】
渦流ポンプ１１は、オゾン水に、オゾンを含まない気体を加圧混合溶解してオゾン水中の溶存オゾンを分離しやすい状態にできるとともに、この渦流ポンプ１１で昇圧された溶存オゾンの分離しやすい状態のオゾン水を、そのまま気液分離槽２１に加圧供給できるので、気液分離槽２１ではオゾン水中から溶存オゾンを効率良く気相化して分離除去できる。
【００３４】
このとき、渦流ポンプ１１と気液分離槽２１との間に、従来のようにオゾン水にオゾンを含まないガスを混合させるための特別な混合手段（ミキシングユニット）を設置する必要がなく、装置構造が簡単になるとともにコストダウンも図れる。
【００３５】
さらに、渦流ポンプ１１により、オゾン水中に、オゾンを含まない気体を効率良く加圧混合溶解させることができる。これにより、オゾンを含まない気体を溶解させた分、オゾン水中の溶存オゾンを、水から分離しやすい状態にできる。
【００３６】
その上、渦流ポンプ１１で溶存オゾンが分離しやすい状態となって昇圧されたオゾン水を、そのまま気液分離槽２１のオゾン水微細化部２３に加圧供給するので、渦流ポンプ１１の吐出圧力を有効に利用して、オゾン水微細化部２３より槽本体２２内にオゾン水を噴出させることで効率良く微細化できるとともに、この微細化により、渦流ポンプ１１の気体溶解作用でオゾン水から分離しやすくなっている溶存オゾンを、容易に気相化して粒子より分離除去でき、さらに、この微細化した粒子を、槽本体２２内を落下させながら、外部より給気口２４を経て吸込導入されたオゾンを含まない気体と接触させるので、粒子中の溶存オゾンを、さらに効率良くかつ均一に気相化させて、粒子より分離除去できる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、溶解ポンプ自体が、オゾン水にオゾンを含まない気体を加圧混合溶解してオゾン水中の溶存オゾンを分離しやすい状態にできるとともに、このポンプで昇圧された溶存オゾンの分離しやすい状態のオゾン水を、そのまま気液分離槽に加圧供給できるので、気液分離槽ではオゾン水中から溶存オゾンを効率良く気相化して分離除去できる。このとき、溶解ポンプと気液分離槽との間に、従来のようにオゾン水にオゾンを含まないガスを混合させるための特別な混合手段を設置する必要がなく、装置構造が簡単になるとともにコストダウンも図れる。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、渦流ポンプにより、オゾン水中にオゾンを含まない気体を効率良く加圧混合溶解させることができる。
【００３９】
請求項３記載の発明によれば、溶解ポンプで溶存オゾンが分離しやすい状態となって昇圧されたオゾン水を、そのまま気液分離槽のオゾン水微細化部に加圧供給するので、溶解ポンプの吐出圧力を有効に利用して、オゾン水微細化部より槽本体内にオゾン水を噴出させることで効率良く微細化できるとともに、この微細化により、溶解ポンプの気体溶解作用でオゾン水から分離しやすくなっている溶存オゾンを、容易に気相化して粒子より分離除去でき、さらに、この微細化した粒子を、槽本体内を落下させながら、外部から給気手段により供給されたオゾンを含まない気体と接触させるので、粒子中の溶存オゾンを、さらに効率良くかつ均一に気相化させて、粒子より分離除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオゾン水処理装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上処理装置に用いられる渦流ポンプの断面図である。
【符号の説明】
１１    溶解ポンプとしての渦流ポンプ
２１    気液分離槽
２２    槽本体
２３    オゾン水微細化部
２４    給気手段としての給気口
２７    オゾンガス分解器
【図１】
2005000790.tif 000003
【図２】
2005000790.tif 000004