(57)【要約】【課題】  被処理液中の有機物や微生物の消毒、分解、不活化を効率よく行う。【解決手段】  処理槽１の被処理液Ａ０内に微細気泡Ｃ０を注入し、この微細気泡Ｃ０の体積率が予め定められた値Ｃｂになった後に、微細気泡に対して超音波を印加する。これら微細気泡の注入及び超音波の印加を複数回繰り返して行う。【選択図】  図４
2006346633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理装置において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入手段と、
前記被処理液中の微細気泡の含有率を検出することで、又は該微細気泡の含有率を推定することで、該微細気泡の含有率を把握する気泡率把握手段と、
前記被処理液中の微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加手段と、
前記被処理液中の微細気泡の含有率が予め定められた含有率以上になったと把握されると、前記刺激印加手段で微細気泡に破壊刺激を印加させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする液体処理装置。
【請求項２】
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理装置において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入手段と、
前記被処理液の微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加手段と、
前記気泡注入手段による微細気泡の注入を行った後に、前記刺激印加手段による破壊刺激の印加を行う注入／印加工程が、前記被処理液中の同一液体部分に対して複数回実行されるよう、該気泡注入手段及び該刺激印加手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする液体処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体処理装置において、
前記被処理液中の前記被処理物の含有率を検出する被処理物率検出手段を備え、
前記制御手段は、前記被処理物質の含有率に応じて、前記注入／印加工程の回数を定め、該回数分の該注入／印加工程が実行されるよう、又は、前記被処理物質の含有率が目的の含有率より小さくなるまで、該注入/印加工程が繰り返して実行されるよう、前記気泡注入手段及び前記刺激印加手段を制御する、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項４】
請求項２及び３のいずれか一項に記載の液体処理装置において、
前記被処理液中の溶存気体濃度を検出する溶存濃度検出手段と、
前記被処理液中の溶存気体を脱気させる脱気手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記溶存気体濃度が予め定められた濃度以上のときに、前記脱気手段で前記被処理液中の溶存気体を脱気させる、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液体処理装置において、
前記制御手段は、前記刺激印加手段で微細気泡に破壊刺激を印加させた後の前記溶存気体濃度が予め定められた濃度以上になっていると、次の注入／印加工程で微細気泡を前記被処理液中に注入する前に、前記脱気手段で前記被処理液中の溶存気体を脱気させる、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載の液体処理装置において、
前記被処理液中の微細気泡の含有率を検出することで、又は該微細気泡の含有率を推定することで、該微細気泡の含有率を把握する気泡率把握手段を備え、
前記制御手段は、前記被処理液中の微細気泡の含有率が予め定められた含有率以上になったと把握されると、前記刺激印加手段で微細気泡に破壊刺激を印加させる、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の液体処理装置において、
前記被処理液を収納する複数の液収納部を備え、
複数の前記液収納部は、直列的に連結され、
複数の前記液収納部には、それぞれ、前記気泡注入手段が設けられている、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液体処理装置において、
複数の前記液収納部のうち、少なくとも、最上流の液収納部より下流側の液収納部に、前記刺激印加手段が設けられている、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の液体処理装置において、
複数の前記液収納部のうち、少なくとも前記最上流の液収納部には、該液収納部内の被処理液中から浮上してきた浮遊物を除去する除去手段が設けられている、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項１０】
請求項８及び９のいずれか一項に記載の液体処理装置において、
前記刺激印加手段は、複数の液収納部のうち２以上の液収納部に設けられ、
前記制御手段は、前記刺激印加手段が設けられている２以上の液収納部内の微細気泡に破壊刺激を印加させる時間帯が、各液収納部で異なっている、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項１１】
請求項１から６のいずれか一項に記載の液体処理装置において、
前記被処理液が蓄えられる槽と、
前記槽内の被処理液を該槽から出して、再び、該槽に戻す循環ラインと、
を備え、
前記気泡注入手段は、前記循環ライン中の前記被処理液中に微細気泡を注入し、
前記刺激印加手段は、前記循環ライン中であって、前記気泡注入手段が微細気泡を注入する箇所よりも下流側の部分に存在する被処理液中の微細気泡に、破壊刺激を印加する、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の液体処理装置において、
前記刺激印加手段は、前記破壊刺激として超音波振動を印加する、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の液体処理装置において、
前記気泡注入手段は、微細気泡として、直径50マイクロメータ以下のマイクロバブルの気体を注入する、
ことを特徴とする液体処理装置。
【請求項１４】
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理方法において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入工程と、
前記被処理液中の微細気泡の含有率が予め定められた含有率以上になったと把握されると、該記被処理液中の該記微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加工程と、
を含むことを特徴とする液体処理方法。
【請求項１５】
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理方法において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入工程と、
前記気泡注入工程が終了した後に、前記被処理液の微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加工程と、
を含み、
前記気泡注入工程及び前記刺激印加工程を繰り返して実行する、
ことを特徴とする液体処理方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の液体処理方法において、
前記被処理液中の前記被処理物の含有率を検出する被処理物率検出工程を含み、
前記被処理物質の含有率に応じて、前記気泡注入工程及び前記刺激印加工程の繰り返し回数を定める、又は、前記被処理物質の含有率が目的の含有率より小さくなるまで、該気泡注入工程及び該刺激印加工程を繰り返す、
ことを特徴とする液体処理方法。
【請求項１７】
請求項１５及び１６のいずれか一項に記載の液体処理方法において、
前記被処理液中の溶存気体濃度を検出する溶存濃度検出工程と、
前記溶存気体濃度が予め定められた濃度以上のときに、前記被処理液中の溶存気体を脱気させる脱気工程と、
を含むことを特徴とする液体処理方法。
【請求項１８】
請求項１４から１７のいずれか一項に記載の液体処理方法において、
前記被処理液中の微細気泡の含有率を検出することで、又は該微細気泡の含有率を推定することで、該微細気泡の含有率を把握する気泡率把握工程を含み、
前記刺激印加工程では、前記被処理液中の微細気泡の含有率が予め定められた含有率以上になったと把握されると、微細気泡に破壊刺激を印加する、
ことを特徴とする液体処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水、下水、河川水、湖沼水、産業排水、船舶バラスト水等に対して浄化、殺菌、消毒等を施す液体処理装置及び液体処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水、下水、河川水、湖沼水、産業排水、船舶バラスト水等に対して浄化、消毒、不活化を施す技術としては、例えば、以下の非特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
この技術は、被処理液中に空気等の微細気泡を注入することで、被処理液を浄化する技術である。微細気泡は、周囲液体への溶け込みに従って、その直径が縮小するため、内部が高圧高温になり、消滅時にＯＨラジカルなどの酸化力の高いフリーラジカルと圧力波とが生じる。このため、被処理液中に微細気泡を注入すると、フリーラジカルの酸化力と圧力波とによって、細菌や微生物が分解され、消毒、不活化効果が得られる。この文献では、さらに、被処理液中に微細気泡を注入した際、超音波を印加する技術や、被処理液中に注入する気体としてオゾンを用いることも開示されている。
【０００４】
また、以下の特許文献１では、被処理液中に空気の気泡を注入し、そこに超音波を印加することで、被処理液中の有機化合物の酸化分解等を行う技術が開示されている。
【０００５】
これらの技術は、いずれも薬物を使用せずに、細菌や有機化合物を分解等できる利点がある。
【０００６】
【非特許文献１】「水の特性と新しい利用技術」  株式会社エヌ・ティー・エス、142〜146ページ、2004年
【特許文献１】特開2003−103109号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、いずれの従来技術も、被処理液の処理効率について考慮されておらず、被処理液を効率よく処理することができないという問題点がある。このような問題点は、実際の設備に適用する場合に、大きな問題となる。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、被処理液を効率よく処理することが液体処理装置及び液体処理方法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】
前記問題点を解決するための液体処理装置に係る発明は、
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理装置において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入手段と、
前記被処理液中の微細気泡の含有率を検出することで、又は該微細気泡の含有率を推定することで、該微細気泡の含有率を把握する気泡率把握手段と、
前記被処理液中の微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加手段と、
前記被処理液中の微細気泡の含有率が予め定められた含有率以上になったと把握されると、前記刺激印加手段で微細気泡に破壊刺激を印加させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記問題点を解決するための液体処理装置に係る他の発明は、
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理装置において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入手段と、
前記被処理液の微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加手段と、
前記気泡注入手段による微細気泡の注入を行った後に、前記刺激印加手段による破壊刺激の印加を行う注入／印加工程が、前記被処理液中の同一液体部分に対して複数回実行されるよう、該気泡注入手段及び該刺激印加手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記液体処理装置に係る他の発明において、
前記被処理液中の前記被処理物の含有率を検出する被処理物率検出手段を備え、
前記制御手段は、前記被処理物質の含有率に応じて、前記注入／印加工程の回数を定め、該回数分の該注入／印加工程が実行されるよう、又は、前記被処理物質の含有率が目的の含有率より小さくなるまで、該注入/印加工程が繰り返して実行されるよう、前記気泡注入手段及び前記刺激印加手段を制御することが好ましい。
【００１２】
また、前記液体処理装置に係る他の発明において、
前記被処理液中の溶存気体濃度を検出する溶存濃度検出手段と、
前記被処理液中の溶存気体を脱気させる脱気手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記溶存気体濃度が予め定められた濃度以上のときに、前記脱気手段で前記被処理液中の溶存気体を脱気させてもよい。
【００１３】
さらに、前記液体処理装置に係る他の発明において、
前記被処理液中の微細気泡の含有率を検出することで、又は該微細気泡の含有率を推定することで、該微細気泡の含有率を把握する気泡率把握手段を備え、
前記制御手段は、前記被処理液中の微細気泡の含有率が予め定められた含有率以上になったと把握されると、前記刺激印加手段で微細気泡に破壊刺激を印加させることが好ましい。
【００１４】
前記問題点を解決するための液体処理方法に係る発明は、
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理方法において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入工程と、
前記被処理液中の微細気泡の含有率が予め定められた含有率以上になったと把握されると、該記被処理液中の該記微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記問題点を解決するための液体処理方法に係る他の発明は、
被処理液中の被処理物質を不活性化及び／又は分解する液体処理方法において、
前記被処理液中に微細気泡を注入する気泡注入工程と、
前記気泡注入工程が終了した後に、前記被処理液の微細気泡に、破壊刺激を印加する刺激印加工程と、
を含み、
前記気泡注入工程及び前記刺激印加工程を繰り返して実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、消費電力を抑えつつ、効率よく被処理液を処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る液体処理装置の各種実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１８】
[第一の実施形態]
第一の実施形態の液体処理装置について、図１〜図６を用いて説明する。
【００１９】
本実施形態の液体処理装置は、図１に示すように、被処理液を一時的に蓄える処理槽１と、この処理槽１に被処理液を流入させるための被処理液流入系２，３，４，５と、この処理槽１から処理液を流出させるための流出管８と、微細気泡を処理槽１に注入する微細気泡注入系９，１０，１１，１２と、処理槽１内の被処理液に超音波を印加する超音波印加系１７，１８と、各種計器６，７と、各種計器類６，７からの信号に基づいて各系を制御する制御装置２０と、を備えている。
【００２０】
被処理液流入系２，３，４，５は、流入管２と、被処理液の流入量を調節する流入量調節弁３と、この調節弁３の動作を制御する流入量調整器４と、被処理液の単位時間当たりの流量を計測する流量計５と、を備えている。
【００２１】
微細気泡注入系９，１０，１１，１２，１３は、微細気泡を処理槽１へ導く注入管９と、空気による微細気泡を発生させる微細気泡発生装置１０と、処理槽１内の液体を微細気泡発生装置１０へ導く気泡用液導入管１１と、注入管９を介して微細気泡発生装置１０からの気泡を処理槽１へ注入する注入器１２と、本実施形態において、微細気泡とは、直径50マイクロメータ以下の気泡で、一般的にマイクロバブルと呼ばれているものである。微細気泡発生装置１０は、例えば、高圧下で気体を液体中に溶解させ、この液体を減圧することで、液体中に微細気泡を発生させる。また、この微細気泡注入系には、被処理液の消毒効果を高めるために、必要に応じて、オゾン発生装置１４、このオゾン発生装置１４から微細気泡発生装置１０へのオゾン流出量を調節するオゾン発生量調節弁１５を別途設けてもよい。
【００２２】
超音波印加系１７，１８は、処理槽１内に設けられた超音波振動子１８と、この超音波振動子１８を振動させる超音波発振器１７と、を備えている。
【００２３】
計器類６，７としては、被処理液中の有機物（被処理物質）濃度を計測するＴＯＣ（Total  Organic  Carbon）計６と、処理槽１内の被処理液中の微細気泡の体積率を計測する気泡体積率計７と、を備えている。この気泡体積率計７は、例えば、液中に電流を流したときの電流値や、液中に超音波等の電磁波を印加したときの電磁波の吸収量等を計測し、この計測値を気泡体積率に換算する。
【００２４】
制御装置２０は、図２に示すように、各種計器類からの信号が入力する計器信号入力部２１と、本装置の上流側の流量に応じて処理槽１への被処理液の流入量を定める流入量設定部２２と、流入量設定部２２で定められた流入量に応じて流入量調整器４へ流入量制御信号を出力する流入量制御信号出力部２３と、流入量設定部２２で定められた流入量に応じて有機物濃度の把握間隔を定める濃度把握間隔設定部２４と、ＴＯＣ計６からの信号で有機物濃度を把握する有機物濃度把握部２５と、有機物濃度に応じて注入/印加工程の実行回数を定める注入/印加回数設定部２６と、有機物濃度の把握間隔及び注入/印加工程の実行回数に応じて気泡注入工程及び超音波印加工程のそれぞれの実行タイミングを定める注入/印加タイミング設定部２７と、タイマ２８と、タイマ２８のカウント数に応じて気泡注入工程及び超音波印加工程をそれぞれ実行させる注入/印加タイミング管理部２９と、気泡体積計７からの信号で気泡体積率を把握する気泡体積率把握部３０と、注入/印加タイミング管理部２９からの指示に従って超音波印加の制御信号を出力する印加制御信号出力部３１と、注入/印加タイミング管理部２９からの指示に従って気泡注入の制御信号を出力する注入制御信号出力部３２と、を有している。
【００２５】
次に、図３に示すフローチャートに従って、本実施形態の液体処理装置の動作について説明する。
【００２６】
制御装置２０の流入量設定部２２は、本装置の上流側の流量に応じて処理槽１への流入量を定める（Ｓ１）。なお、この処理槽１への流入量は、オペレータが定め、この流入量を制御装置２０に入力するようにしてもよい。この設定流入量は、流入量制御信号出力部２３に送られ、ここから流入量調整器４へ制御信号が出力される。流入量調整器４は、流量計５から送られてくる流量値に応じて、処理槽１への流入量が設定流量になるように、流入量調節弁３の弁開度を調節する。
【００２７】
前述の設定流入量は、濃度把握間隔設定部２４にも送られる。濃度把握間隔設定部２４は、設定流入量から、被処理液が処理槽１内に入ってから出るまでの時間を求め、これを有機物濃度の把握間隔と定める（Ｓ２）。この濃度把握間隔Ｔは、タイマ２８にセットされる。タイマ２８がカウント開始すると、有機物濃度把握部２５は、濃度把握タイミングであると判断して（Ｓ３）、ＴＯＣ計６からの信号で有機物濃度を把握する（Ｓ４）。注入/印加回数設定部２６は、有機物濃度に応じて注入／印加工程の回数Ｎを定める（Ｓ５）。具体的には、有機物濃度が高ければ、注入/印加工程の実行回数が増えるように、注入/印加工程の実行回数Ｎを定める。注入/印加タイミング設定部２７は、濃度把握間隔Ｔ及び注入/印加工程の実行回数Ｎから、気泡注入工程及び超音波印加工程のそれぞれの実行タイミングを定める（Ｓ６）。例えば、図５に示すように、有機濃度把握間隔Ｔ中に、注入/印加工程を２回実行すると定められた場合、注入/印加タイミング設定部２７は、気泡注入工程をｔ１，ｔ５のタイミングで開始し、超音波印加工程をｔ３，ｔ７のタイミングで開始すると定める。なお、有機濃度把握間隔Ｔの開始時刻ｔ０及び終了時刻ｔ８は、いずれも有機濃度の把握タイミングである。
【００２８】
注入/印加タイミング管理部２９は、タイマ２８のカウント数を監視し、気泡注入タイミングになったと判断すると（Ｓ７）、その旨を注入制御信号出力部３２に知らせて、この注入制御信号出力部３２から注入器１２へ制御信号を出力させる（Ｓ８）。すると、微細気泡発生装置１０から注入管９を経て、処理槽１内に微細気泡が注入される。処理槽１内の微細気泡Ｃ０は、図４の微細気泡注入工程（１）に示すように、処理槽１内の被処理液Ａ０中に徐々に広がって行く。この処理槽１内での微細気泡の体積率は、気泡体積率計７からの信号で気泡体積率把握部３０が把握し、この体積率Ｃが予め定めた値Ｃｂより小さい間（Ｓ９）、注入制御信号出力部３２から注入量調整器１３へ制御信号が出力さる。図４の微細気泡注入工程（２）に示すように、微細気泡の体積率Ｃが予め定めた値Ｃｂ以上になると、注入信号出力部３２から注入器１２へ制御信号が出力され、処理槽１内に微細気泡が注入されなくなる。なお、本実施形態において、微細気泡の体積率の閾値Ｃｂは、２％〜５％である。
【００２９】
続いて、注入/印加タイミング管理部２９は、タイマ２８のカウント数から超音波印加タイミングになったと判断すると（Ｓ１０）、その旨を印加制御信号出力部３１に知らせて、この印加制御信号出力部３１から超音波発振器１７へ印加制御信号を出力させる（Ｓ１１）。すると、図４の超音波印加工程に示すように、超音波振動子１８が振動して、超音波が発生する。この超音波の印加により、被処理液中の微細気泡が破壊され、その際に発生するフリーラジカルや圧力波によって、細菌や微生物が分解及び/又は不活化され、有機化合物が酸化分解されて、被処理液Ａ０は処理液Ａ１となる。なお、超音波が印加される時間は、超音波振動子１８からの超音波が処理槽１内の端に至るまでの時間でよいので、処理槽１の大きさにもよるが、この時間は１秒にも満たない時間である。
【００３０】
被処理液に超音波が印加されると、注入/印加タイミング管理部２９は、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５で定めた回数Ｎになったか否かを判断し（Ｓ１２）、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５で定めた回数Ｎに至ってなければ、ステップ７に戻る。つまり、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５で定めた回数Ｎになるまで、ステップ７〜ステップ１２を繰り返す。また、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５で定めた回数Ｎになっていれば、ステップ３に戻る。
【００３１】
ステップ３では、有機物濃度把握部２５が、先のステップ２で濃度把握間隔Ｔがセットされたタイマ２８のカウント数から、濃度把握タイミングであるか否かを判断し、タイマ２８のカウント数が０、つまり濃度把握タイミングになれば、ＴＯＣ計６からの信号で有機物濃度を把握する（Ｓ４）。また、このとき、タイマ２８には、新たにステップ２で定められた新たな濃度把握間隔Ｔがセットされる。
【００３２】
以下、以上と同様に、有機物の濃度に応じて注入/印加工程の回数Ｎが定められ、この回数Ｎ分の気泡注入工程及び超音波印加工程が実行される。
【００３３】
なお、本実施形態の液体処理装置は、被処理液を連続処理するものであるため、処理槽１には、ステップ１の処理で設定流入量が変えられない限り、常時、一定の被処理液が流入し、一定の処理液が流出している。このため、例えば、注入/印加工程を２回実行すると定めた場合、図４中の注入/印加前工程でも、既に、処理槽１内の一部の液体に対して、既に２回の注入/印加工程の処理が施され、処理槽１内のほぼ半分の液体に対して、１回の注入/印加工程の処理が施されている。そして、同図中の超音波印加工程に至るまでの過程で、２回の注入/印加工程が施されている液体が排水され、１回の注入/印加工程の処理が施されている液体に対しては二回目の印加工程が施され、注入/印加工程の処理が施されていない液体に対しては初回の印加工程が施される。
【００３４】
次に、図５及び図６を用いて、本実施形態の液体処理装置による被処理液の処理効果について説明する。
【００３５】
図５は、時間経過に伴う大腸菌濃度の変化を示している。なお、同図において、本実施形態と同様に、被処理液の同一部分に、気泡注入工程（ｔ１〜ｔ２,ｔ５〜ｔ６）と超音波印加工程（ｔ３〜ｔ４,ｔ７〜ｔ８）とを異なる時間帯に二回ずつ間欠的に施した場合の大腸菌濃度の変化を実線で示し、比較例として、気泡注入工程と超音波印加工程とを同一時間帯（ｔ１〜ｔ４,ｔ５〜ｔ８）に連続的に施した場合の大腸菌濃度の変化を破線で示している。また、いずれの場合も、超音波印加工程では、周波数４０〜８０ｋＨｚ、出力４００Ｗの超音波を印加している。
【００３６】
図５中、破線で示す比較例では、気泡注入及び超音波印加を行っている間（ｔ1〜ｔ４,ｔ５〜ｔ８）、大腸菌の濃度は徐々に低下する。
【００３７】
一方、図５中、実線で示す本例では、最初の印加/注入工程で、被処理液に気泡が注入されると（ｔ１〜ｔ２）、気泡注入開始時（ｔ１）から徐々に大腸菌の濃度が低下してゆき、超音波が印加されると（ｔ３〜ｔ４）、大腸菌濃度は急激に低下し、時刻ｔ４の時点では、比較例よりも大腸菌濃度が低下している。また、二回目の印加注入工程でも、最初の印加/注入工程と同様に、超音波が印加されると（ｔ７〜ｔ８）、大腸菌濃度は急激に低下し、最終的な時刻ｔ8の時点では、比較例よりも遥かに大腸菌濃度が低下している。
【００３８】
このように、比較例では、気泡注入時間及び超音波印加時間（ｔ1〜ｔ４）が本例よりも長いにも関わらず、時刻ｔ４の時点での大腸菌濃度が本例よりも高い。これは、気泡注入と超音波印加とが同一時間帯であるために、槽内に気泡が広がる前に気泡が消滅してしまい、気泡の消滅による効果を槽内全域に及ぼすことができないからである。一方、本例では、微細気泡の体積率が予め定められた体積率になってから、言い換えると、微細気泡が槽内の全域にほぼ行き渡り、しかも一定以上の密度になってから、超音波を印加しているため、たとえ、気泡注入時間及び超音波印加時間が比較例より短くても、気泡の消滅による一定以上の効果を槽内全域に及ぼすことができ、大腸菌濃度を効率よく低下させることができる。
【００３９】
また、比較例では、微細気泡の注入時間が長く、後半になると、被処理液中の溶存気体濃度が極めて高くなっている。このように、溶存気体濃度が高いと、被処理液中の気泡の圧壊が妨げられる。このため、大腸菌の濃度の低下率は、後半（ｔ５〜ｔ８）になると前半（ｔ1〜ｔ４）よりも低くなる。一方、本例では、微細気泡の注入時間が短く、つまり微細気泡の注入量が少ないため、二回目の印加/注入工程でも、最初の印加/注入工程とほぼ同じ大腸菌濃度の低下率を確保できる。
【００４０】
図６は、時間経過に伴う累積消費電力量の変化を示している。なお、同図においても、本例を実線で示し、比較例を破線で示している。また、本例及び比較例の気泡注入工程及び超音波印加工程の条件は、図５の場合と同じである。
【００４１】
本例も比較例も、前述したように、単位時間当たりの超音波出力は、４００ｗで同じである。このため、超音波印加の全時間が（ｔ１〜ｔ４,ｔ５〜ｔ８）である比較例に対して、超音波印加の全時間が（ｔ３〜ｔ４,ｔ７〜ｔ８）と、比較例よりも数分の一以下である本例の方が、累積消費電力も比較例より数分の一以下に抑えることができる。
【００４２】
以上のように、本例の方が比較例に比べて、遥かに少ない電力で、多くの大腸菌を不活化させることできる。
【００４３】
なお、図５に示すタイムスケジュールでは、濃度把握間隔Ｔ中に注入/印加工程を２回程度しかできないように思えるが、例えば、ある容積の処理槽１を用いた場合、濃度把握間隔Ｔは数分間で、気泡注入工程は数秒間、超音波印加工程は１秒未満となり、同図中のｔ１〜ｔ２,ｔ５〜ｔ６，ｔ３〜ｔ４,ｔ７〜ｔ８の各間隔は、実際には、濃度把握間隔Ｔよりも遥かに短いため、濃度把握間隔Ｔ中に注入/印加工程を容易に２回以上できる。
【００４４】
[第二の実施形態]
第二の実施形態の液体処理装置について、図７〜図９を用いて説明する。
【００４５】
第一の実施形態の液体処理装置は、被処理液を連続処理するものであるが、本実施形態の液体処理装置は、被処理液を回分処理するものである。
【００４６】
本実施形態の液体処理装置は、図７に示すように、被処理液を一時的に蓄える処理槽１と、この処理槽１に被処理液を注水させるための被処理液注水系２，３ａ，４ａと、この処理槽１から処理液を排水させるための処理液排水系３ｂ，４ｂ，８と、微細気泡を処理槽１に注入する微細気泡注入系９，１０，１１，１２と、処理槽１内の被処理液に超音波を印加する超音波印加系１７，１８と、各種計器５ａ，６，７と、各種計器類５ａ，６，７からの信号に基づいて各系を制御する制御装置２０ａと、を備えている。
【００４７】
被処理液注水系２，３ａ，４ｂは、注水管２と、被処理液の注水を調節する注水調節弁３ａと、この調節弁３ａの動作を制御する注水調整器４ａと、を備えている。
【００４８】
被処理液配水系３ｂ，４ｂ，８は、配水管８と、処理液の排水を調節する排水調節弁３ｂと、この調節弁３ｂの動作を制御する排水調整器４ｂと、を備えている。
【００４９】
微細気泡注入系９，１０，１１，１２及び超音波印加系１７，１８は、第一の実施形態と同じなので、ここでは、これらの説明を省略する。
【００５０】
計器類５ａ，６，７としては、処理槽１内に注入された被処理液の量を計測するための液面計５ａと、第一の実施形態と同様のＴＯＣ計６及び気泡体積率計７と、を備えている。
【００５１】
制御装置２０ａは、図８に示すように、各種計器類からの信号が入力する計器信号入力部２１と、オペレータからの開始指示及び液面計５ａからの信号に応じて注水調整器４ａへ注水制御信号を出力する注水制御信号出力部２２ａと、オペレータからの開始指示等で排水調整器４ｂへ排水制御信号を出力する排水制御信号出力部２３ａと、を備えている。さらに、この制御装置２０ａは、第一の実施形態の制御装置２０と同様に、有機物濃度把握部２５、注入/印加回数設定部２６、注入/印加タイミング設定部２７、タイマ２８、注入/印加タイミング管理部２９と、気泡体積率把握部３０、印加制御信号出力部３１と、注入制御信号出力部３２と、を有している。
【００５２】
次に、図９に示すフローチャートに従って、本実施形態の液体処理装置の動作について説明する。
【００５３】
オペレータからの開始指示が入力すると、制御装置２０ａの排水制御信号出力部２３ａは、排水調整器４ｂへ弁閉の制御信号を出力し、注水制御信号出力部２２ａは、注入調整器４ａへ弁開の制御信号を出力する（Ｓ１ａ）。すると、排水調節弁３ｂが閉じられ、注入調節弁３ａが開き、処理槽１内に被処理液が溜まり始める。注水制御信号出力部２２ａは、液面計５ａからの信号で処理槽１内の被処理液面の位置を監視し、この液面の位置Ｌが予め定められた位置Ｌｂになると、注水調整器４ａへ弁閉の制御信号を出力する（Ｓ２ａ）。すると、注入調節弁３ａが閉じ、処理槽１への注水が停止する。
【００５４】
注水制御信号出力部２２ａは、注水調整器４ａへ弁閉の制御信号を出力すると同時に（Ｓ２ａ）、有機物濃度把握部２５へ注水が完了した旨を通知する。有機物濃度把握部２５は、この通知を受けると、ＴＯＣ計６からの信号で有機物濃度を把握する（Ｓ４）。注入/印加回数設定部２６は、第一の実施形態と同様に、有機物濃度に応じて注入/印加工程の回数Ｎを定めと共に、タイマ２８の初期値も定める（Ｓ５ａ）。この実施形態では、処理槽１内の液量が一定で、一回の注入/印加工程にかかる時間が固定時間となる。このため、この固定時間に回数Ｎを掛けることで、被処理液に対して注入/印加工程をＮ回施す時間が定まるので、この時間をタイマ２８の初期値としている。
【００５５】
注入/印加タイミング設定部２７は、注入/印加工程の実行回数Ｎから、気泡注入工程及び超音波印加工程のそれぞれの実行タイミングを定める（Ｓ６）。注入/印加タイミング管理部２９は、気泡注入工程及び超音波印加工程のそれぞれの実行タイミングが定められると、タイマ２８を起動させ、気泡注入タイミングになったと判断すると（Ｓ７）、その旨を注入制御信号出力部３２に知らせて、この注入制御信号出力部３２から注入器１２へ弁開の制御信号を出力させる（Ｓ８）。すると、微細気泡発生装置１０から注入管９を経て、処理槽１内に微細気泡が注入される。
【００５６】
以下、第一の実施形態と同様に、Ｓ９〜Ｓ１２が実行され、Ｓ１２で、注入/印加タイミング管理部２９が、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５ａで定めた回数Ｎになったと判断すると、その旨を排水制御信号出力部２３ａに通知する。排水制御信号出力部２３ａは、この通知を受けると、排水調整器４ｂへ弁開の制御信号を出力する（Ｓ１３）。すると、排水調節弁３ｂが開けられ、処理槽１内に処理液が排水される。
【００５７】
以上、本実施形態は、第一の実施形態に対して連続処理と回分処理との相違点があるものの、第一の実施形態と同様に、処理槽１内の気泡体積率が一定の値になってから超音波を印加し、しかも、この注入/印加工程を複数回行っているので、少ない電力で、多くの有機化合物や細菌等を分解することができる。
【００５８】
[第三の実施形態]
第三の実施形態の液体処理装置について、図１０及び図１１を用いて説明する。
【００５９】
本実施形態の液体処理装置は、図１０に示すように、被処理液を一時的に蓄える複数の処理室１‐1，１‐2，…，１‐ｎを有する処理槽１ｃと、この処理槽１ｃに被処理液を注水させるための被処理液流入系２，３，４，５と、この処理槽１から処理液を流出させるための流出管８と、微細気泡を各処理室１‐1，１‐2，…，１‐ｎに注入する微細気泡注入系９ｃ，１０，１１ｃ，１２‐1，１２‐2，…，１２‐ｎと、各処理室１‐2，…，１‐ｎ内の被処理液に超音波を印加する超音波印加系１７，１８‐2，…，１８‐ｎと、第一処理室１‐1中の浮上物を除去する浮上物除去器１９と、各種計器６，７‐2，…，７‐ｎと、各種計器類６，７‐2，…，７‐ｎからの信号に基づいて各系を制御する制御装置２０ｃと、を備えている。
【００６０】
処理槽１ｃの各処理室１‐1，１‐2，…，１‐ｎは、いずれも、被処理液が下方へ流れる流入部と上方へ流れる処理部とがある。上流側の処理室の処理部の上端部分と、その下流側の処理室の流入部の上端部とが互いに連通している。
【００６１】
微細気泡注入系９ｃ，１０，１１ｃ，１２‐1，１２‐2，…，１２‐ｎは、各処理室１‐1，１‐2，…，１‐ｎの処理部に微細気泡を注入するための注入管９ｃと、第一の実施形態と同様の微細気泡発生装置１０と、最終の処理室１‐ｎ内の液体を微細気泡発生装置１０へ導く気泡用液導入管１１ｃと、注入管９ｃを介して微細気泡発生装置１０から各処理室１‐1，１‐2，…，１‐ｎへの気泡注入する注入器１２‐1，１２‐2，…，１２‐ｎと、を備えている。
【００６２】
超音波印加系１７，１８‐2，…，１８‐ｎは、第一処理室１‐1を除く各処理室１‐2，…，１‐ｎの処理部に設けられている超音波振動子１８‐2，…，１８‐ｎと、これら超音波振動子を振動させる超音波発振器１７と、を備えている。
【００６３】
計器類６，７‐2，…，７‐ｎとしては、ＴＯＣ計６と、第一処理室１‐1を除く各処理室１‐2，…，１‐ｎの処理部に設けられている気泡体積計７‐2，…，７‐ｎとがある。
【００６４】
なお、被処理液流入系２，３，４，５は、第一の実施形態と同じなので、ここでは、この説明を省略する。
【００６５】
制御装置２０ｃの機能構成要素は、図示されていないが、基本的に、連続処理を行う第一の実施形態の制御装置２０の機能構成要素と同じである。但し、本実施形態では、浮上物除去器１９が設けられているので、これを制御するために浮上物除去の制御信号出力部が別途設けられている。また、第一の実施形態の制御装置２０における注入/印加タイミング設定部２７及び注入/印加タイミング管理部２９が、本実施形態では、それぞれ、注入/印加/浮上物除去タイミング設定部、注入/印加/浮上物除去タイミング管理部となる。
【００６６】
次に、本実施形態の液体処理装置の動作について説明する。
【００６７】
本実施形態は、第一の実施形態と同様に被処理液を連続処理するものである。また、本実施形態は、処理槽１ｃが複数の処理室１‐1，１‐2，…，１‐ｎに分かれているものの、第一の実施形態でも、複数の処理室が上下方向に並んでいると考えることもできるので、この点でも、両実施形態は実質的に同じである。このため、本実施形態の動作は、基本的に第一の実施形態と同様である。すなわち、本実施形態でも、図３に示す第一の実施形態の処理と実質的に同様に、流量設定（Ｓ１）、濃度把握間隔設定（Ｓ２）、有機物濃度の把握（Ｓ４）、注入/印加工程の回数Ｎの設定（Ｓ５）、気泡注入工程及び超音波印加工程のタイミング設定（Ｓ６）が実行される。本実施形態の注入/印加工程の回数Ｎの設定で、設定された回数Ｎは、第一処理室１‐1から第Ｎ処理室までの各処理室で処理されることを意味する。また、気泡注入工程及び超音波印加工程のタイミング設定では、前述したように、浮上物除去のタイミング設定も行われる。各処理室毎の各処理の具体的なタイミングについては後述する。
【００６８】
そして、第一処理室１‐1での気泡注入タイミングになると（Ｓ７）、第一処理室１‐1の処理部内に微細気泡の注入される（Ｓ８，９）。続いて、超音波印加に替わって、浮上物の除去タイミングになると、浮上物除去器１９を駆動させて、第一処理室１‐1の処理部内の浮上物を除去する。微細気泡は、フリーラジカルの酸化力と圧力波とによる細菌や微生物が分解、及び有機物の酸化分解効果がある他に、高い凝集効果を持つ。また、被処理液の水質によっては、被処理液の浮遊物等に、微細気泡の圧壊に伴うラジカルやオゾンが消費され、消毒、不活化効果が低下することがある。そこで、ここでは、消毒、不活化効果が低下を抑えるために、微細気泡の凝集効果を利用して、第一処理室１‐1の処理部内の浮上物を除去する。
【００６９】
次に、第二処理室1−2から第Ｎ処理室までの各処理に対しては、図３に示す第一の実施形態の処理と実質的に同様に、ステップ７〜ステップ１２の処理が実行される。
【００７０】
各処理室毎の各処理は、図１１に示すように、第一処理室１−1で、微細気泡注入工程及び浮上物除去工程が実行され、第二処理室１−2以降の各処理室では、微細気泡注入工程及び超音波印加工程が実行される。ここで、注目すべき点は、各処理室での超音波印加工程の時間帯が重なることが無い点である。このように、各処理室での超音波印加工程の時間帯が重ならないようにすることで、一つの超音波発振器１７で、各処理室毎の設けられている超音波振動子１８‐2，…，１８‐ｎを駆動させることができ、装置コストを抑えることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、第一処理室１−1にのみ浮上物除去器１９を設けたが、第二処理室１−2にも浮上物除去器１９を設けてもよい。また、浮上物が余り発生しない被処理液の場合には、いずれの処理室にも浮上物除去器１９を設けず、全ての処理室に気泡注入手段及び超音波印加手段を設けるようにしてもよい。
【００７２】
[第四の実施形態]
第四の実施形態の液体処理装置について、図１２を用いて説明する。
【００７３】
本実施形態の液体処理装置は、被処理液が流れる配管に、超音波印加手段及び気泡注入手段を設けたものである。
【００７４】
本実施形態では、被処理液が下降流となる部分の配管１ｄに、第一の実施形態と同様の微細気泡注入系９，１０，１１，１２，１３と、超音波印加系１７，１８と、気泡体積率計７とを設けたものである。気泡体積計７は、配管１ｄ中の最上部に設けられ、その僅か下に超音波振動子１７が設けられ、配管１ｄの下部に、微細気泡注入系の気泡用液導入管１１及び気泡注入管９が設けられている。
【００７５】
本実施形態では、被処理液に対して、注入/印加工程を複数回行うため、以上の配管１ｄの下流側の同様な配管の部分に、気泡体積計７、超音波振動子１７、気泡用液導入管１１及び気泡注入管１１が設けられている。なお、各配管部分で、制御装置２０ｄ、超音波発振器１７、微細気泡発生装置１０は、共有している。超音波振動子１７等が設けられている配管部分のうちで、最上流の配管部分には、ＴＯＣ計が設けられており、制御装置２０ｄは、このＴＯＣ計からの信号で被処理液の有機物濃度を把握し、注入/印加工程の回数Ｎを定める。
【００７６】
すなわち、本実施形態は、第三の実施形態の処理槽１ｃ内での処理を配管内で処理するようにしたものである。したがって、本実施形態では、装置の設置スペースを小さくできる上に、既存の配管中に超音波印加系等を設けることで、設備コストを抑えることもできる。
【００７７】
[第四の実施形態の変形例]
第四の実施形態の液体処理装置の変形例について、図１３を用いて説明する。
【００７８】
本変形例は、第４の実施形態における微細気泡注入系の簡略化を図ったものである。本変形例では、被処理液が上昇流となる部分の配管１ｅに、下部側から順に、気泡体積率計７、微細気泡発生装置１０ｅ、超音波振動子１８ｅを設けたものである。微細気泡発生装置１０ｅは、この配管１ｅ中に取り付け可能で、下面から被処理液を取り込んで、上面から被処理液と共に微細気泡を出す仕組みになっている。
【００７９】
本変形例によれば、微細気泡発生装置１０ｅが、配管１ｅ中に組み込まれるので、第四の実施形態よりもこの装置１０ｅの設置スペースが不要になるばかりか、この微細気泡発生装置１０よりも装置の設置スペースを小さくできる上に、第四の実施形態における微細気泡注入系の気泡用液導入管１１及び気泡注入管９が不要になり、設備コストも抑えることができる。
【００８０】
なお、本変形例及び第四の実施形態では、気泡体積率計７を設けているが、後述の第六の実施形態と同様に、気泡体積率計７を設けず、気泡を注入してから予め定められた時間が経過すると、微細気泡の体積率が予め定められた値になったと推定して、微細気泡に超音波を印加するようにしてもよい。
【００８１】
[第五の実施形態]
第五の実施形態の液体処理装置について、図１４〜図１６を用いて説明する。
【００８２】
本実施形態の液体処理装置は、図１４に示すように、第一の実施形態における液体処理装置に、脱気装置３０及び溶存気体濃度計４１を設けたものである。
【００８３】
脱気装置４０は、例えば、減圧容器を有し、この容器内部を減圧して、容器内部に取り込んだ液体から、この液体中に溶解している気体を取り除く装置である。この脱気装置４０は、処理槽１から液体を取り込んで、溶存気体を取り除いた液体を処理槽１に戻せるように、処理槽１に接続されている。つまり、処理槽１と脱気装置４０との間に、液体の循環ラインが設けられている。
【００８４】
溶存気体濃度計４１は、処理槽１内に設けられている。この溶存気体濃度計４１からの信号は、制御装置２０ｆに送られ、そこで、処理槽１内の液体中の溶存気体濃度が把握される。制御装置２０ｆは、把握した溶存気体濃度が予め定められている濃度よりも高い場合に、脱気装置４０に対して、これを駆動させる制御信号を出力する。
【００８５】
次に、図１５に示すフローチャートに従って、本実施形態の動作について説明する。
【００８６】
図１５に示すように、本実施形態の動作は、第一の実施形態の動作とステップ１２の処理まで基本的に同一である。但し、本実施形態では、ステップ６ｆにおいて、気泡注入工程及び超音波印加工程のタイミングの他、溶存気体濃度の把握タイミングも定めている。
【００８７】
制御装置２０ｆは、ステップ１２で、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５で定めた回数Ｎになったか否かを判断し、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５で定めた回数Ｎに至っていれば、第一の実施形態と同様にステップ３に戻る。また、注入/印加工程の実行回数ｎがステップ５で定めた回数Ｎに至っていなければ、制御装置２０ｆは、溶存気体濃度計４１からの信号で被処理液の溶存気体濃度を把握し（Ｓ１４）、この濃度ｄが予め定めた濃度Ｄｂよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１５）。把握した濃度ｄが予め定めた濃度Ｄｂよりも大きい場合には、脱気装置４０へ駆動制御信号を出力し、溶存気体濃度がＤｂ以下になるまで、脱気装置４０を駆動させる（Ｓ１６）。ステップ１４で把握した濃度ｄが予め定めた濃度Ｄｂ以下の場合には、ステップ７に戻って、次の注入/印加工程が実行される。
【００８８】
以上の各実施形態のように、微細気泡の注入及び超音波の印加を繰り返して行うと、次第に、被処理液の溶存気体濃度が高まり、飽和濃度近くまでなってしまう虞がある。このように、被処理液の溶存気体濃度が高まると、前述したように、被処理液中の気泡の圧壊が妨げられ、気泡の圧壊によるＯＨラジカルや圧力波の発生量が少なくなり、結果として、微生物の分解や不活化、有機物の酸化分解等の効果が低下する。そこで、本実施形態では、図１６に示すように、気泡の注入、超音波の印加で高まった被処理液の溶存気体濃度を低下されるために、超音波印加後（ｔ５，ｔ１１）に、被処理液を脱気するようにしている。
【００８９】
なお、本実施形態は、第一の実施形態に脱気装置４０を設けたものであるが、第二〜第四の実施形態に脱気装置４０を設けてもよいことは言うまでもない。
【００９０】
[第五の実施形態の変形例]
第五の実施形態の液体処理装置の変形例について、図１７を用いて説明する。
【００９１】
第五の実施形態の脱気装置４０は、容器内に被処理液を取り込み、この容器内を減圧することで、被処理液を脱気するものであるが、本変形例は、液体を噴射し、この噴射の際の液体の減圧で、この液体を脱気するものである。
【００９２】
処理槽１の中間部分又はそれよりも下部には、循環ライン４２の一方の端部が接続されている。この循環ライン４２の他方の端部は、処理槽１の上部に接続されている。この循環ライン４２の他方の端部には、噴射ノズル４４が設けられている。また、この循環ライン４２の中間部分には、循環ポンプ４３が設けられている。制御装置２０ｆからの指示で循環ポンプ４３が駆動すると、処理槽１内の被処理液は、循環ライン４２を流れ、噴射ノズル４４を通る過程で一時的に加圧された後、処理槽１内の被処理液面上に噴射され、急激に減圧される。この急激な減圧により、被処理液中の溶存気体が除かれる。また、このように、処理槽１内の被処理液中に、被処理液を噴射すると、処理槽１内の被処理液中に気泡が発生するので、この気泡による消毒・不活化効果も期待できる。
【００９３】
なお、噴射ノズル４４として、キャビテーションノズルと呼ばれ、噴射する液体の流速が速くなるノズルを用いることで、ノズルによる脱気効果をより高めることが好ましい。
【００９４】
[第六の実施形態]
第六の実施形態の液体処理装置について、図１８及び図１９を用いて説明する。
【００９５】
本実施形態の液体処理装置は、図１８に示すように、船舶Ｓのバラストタンク１ｇ内の液体を浄化するための装置で、このバラストタンク１ｇと、バラストタンク１ｇ内の液体を一旦外部に出してから戻すための循環ライン３５と、循環ライン３５の途中に設けられている三方弁３８と、三方弁３８の一つの弁口に接続されている排水ライン３６と、循環ライン３５に液体を流すためのポンプ３７と、微細気泡注入系９，１０，１１，１２と、被処理液に超音波を印加する超音波印加系１７，１８と、ＴＯＣ計６と、制御装置２０ｇと、を備えている。
【００９６】
三方弁３８の三つの弁口のうち、二つの弁口は、循環ライン３５に接続され、残りの一つの弁口は、前述したように、排水ライン３６に接続されている。
【００９７】
微細気泡注入系９，１０，１１，１２は、ポンプ３７と三方弁３８との間の循環ライン３５に微細気泡を導く注入管９と、空気による微細気泡を発生させる微細気泡発生装置１０と、液体を三方弁３８からバラストタンク１ｇに戻す箇所の循環ライン３５から液体を微細気泡発生装置１０へ導く気泡用液導入管１１と、微細気泡発生装置１０からの気泡を注入管９を介して循環ライン３５に注入する注入器１２と、を備えている。
【００９８】
超音波印加系１７，１８は、注入管９と三方弁３８との間の循環ライン３５に設けられている超音波振動子１８と、この超音波振動子１８を振動させる超音波発振器１７と、を備えている。
【００９９】
次に、図１９に示すフローチャートに従って、本実施形態の液体処理装置の動作について説明する。
【０１００】
制御装置２０ｇは、バラストタンク１ｇ内の被処理液を処理する旨の指示を受け付けると、三方弁３８の調整器３９に対して、循環・排水の切替制御信号を出力し、三方弁３８の循環ライン３５側の二つの弁口を開けさせる（Ｓ２０）。制御装置２０ｇは、ポンプ３７に対して駆動制御信号を出力し、ポンプ３７を駆動させ、循環ライン３５とバラストタンク１ｇとの間で被処理液を循環させる（Ｓ２１）。続いて、制御装置２０ｇは、注入制御信号を注入器１２に出力し、微細気泡発生装置１０から循環ライン３５の被処理液に微細気泡を注入させる（Ｓ２２）。制御装置２０ｇは、注入制御信号を出力してから予め定められた時間が経過すると、超音波振動子１８が設けられている位置での微細気泡の体積率が予め定められた値になったと推定して、超音波発振器１７に印加制御信号を出力し、超音波振動子１８を振動させて、循環ライン３５内の被処理液に超音波を印加させる（Ｓ２３）。
【０１０１】
超音波の印加が終了すると、制御装置２０ｇは、ＴＯＣ計６からの信号で被処理液の有機物濃度を把握し（Ｓ２４）、この有機物濃度ｄｃが予め定められた値Ｄｃより小さいか否かを判断して、把握した濃度ｄｃが予め定められた値Ｄｃより小さくない場合には、ステップ２２に戻る。つまり、把握濃度ｄｃが予め定められた値Ｄｃより小さくなるまで、ステップ２２〜ステップ２５の処理を繰り返す。把握濃度ｄｃが予め定められた値Ｄｃより小さくなると、制御装置２０ｇは、三方弁３８の調整器３９に対して、循環・排水の切替制御信号を出力し、三方弁３８の排水ライン３６側の弁口を開け、三方弁３８の循環ライン３５側の二つの弁口のうちのタンク戻り側の弁口を閉じさせ、循環ライン３５とバラストタンク１ｇとの間で循環していた液体を排水ライン３６から排水させる（Ｓ２６）。または、把握濃度ｄｃが予め定められた値Ｄｃより小さくなると、制御装置２０ｇは、各系の制御を一時的に停止し、その後、排水指示を受け付けてから、三方弁３８の調整器３９に対して、上述の排水のための制御を行う。排水開始から所定時間経過後、又は、バラストタンク１ｇに液面計が設けられている場合には、この液面計が示すタンク内液量が予め定められた値になると、ポンプ３７に対して停止制御信号を出力して、ポンプ３７を停止させる。
【０１０２】
本実施形態でも、以上の実施形態と同様に、効果的に被処理液を浄化することができる。また、本実施形態では、微細気泡の体積率を計測する体積率計を設けず、気泡を注入してから予め定められた時間が経過すると、微細気泡の体積率が予め定められた値になったと推定して、微細気泡に超音波を印加しているので、設備コストを抑えることができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、循環ライン３５に、気泡注入系及び超音波印加系を設けたが、第二の実施形態と同様に、バラストタンク１ｇに、気泡注入系及び超音波印加系を設けてもよい。また、先に述べた各実施形態でも、本実施形態と同様に、微細気泡の体積率を計測する体積率計を設けず、気泡を注入してから予め定められた時間が経過すると、微細気泡の体積率が予め定められた値になったと推定して、微細気泡に超音波を印加するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係る第一の実施形態における液体処理装置の系統図である。
【図２】本発明に係る第一の実施形態における制御装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る第一の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る第一の実施形態における処理槽内の被処理液の処理過程を示す説明図である。
【図５】本発明に係る第一の実施形態における時間経過に伴う大腸菌濃度の変化を示す図である。
【図６】本発明に係る第一の実施形態における時間経過に伴う累積消費電力の変化を示す図である。
【図７】本発明に係る第二の実施形態における液体処理装置の系統図である。
【図８】本発明に係る第二の実施形態における制御装置の機能ブロック図である。
【図９】本発明に係る第二の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る第三の実施形態における液体処理装置の系統図である。
【図１１】本発明に係る第三の実施形態における各処理室での各種処理のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明に係る第四の実施形態における液体処理装置の系統図である。
【図１３】本発明に係る第四の実施形態の変形例における液体処理装置の系統図である。
【図１４】本発明に係る第五の実施形態における液体処理装置の系統図である。
【図１５】本発明に係る第五の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明に係る第五の実施形態における時間経過に伴う溶存気体濃度の変化を示す図である。
【図１７】本発明に係る第五の実施形態の変形例における液体処理装置の系統図である。
【図１８】本発明に係る第六の実施形態における液体処理装置の系統図である。
【図１９】本発明に係る第六の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
１ｃ：処理槽、１ｄ，１ｅ：配管、１ｇ：バラストタンク、６：ＴＯＣ計、７：気泡体積率計、１０，１０ｅ：気泡発生装置、１２：注入器、１４：オゾン発生装置、１７：超音波発振器、１８，１８ｅ：超音波振動子、２０，２０ａ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ：制御装置、２４：濃度把握間隔設定部、２５：有機濃度把握部、２６：注入/印加タイミング設定部、２８：タイマ、２９：注入/印加タイミング管理部、３０：気泡体積率把握部、３５：循環ライン、４０：脱気装置、４１：溶存気体濃度計、４４：噴射ノズル
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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