(57)【要約】      （修正有）【課題】被処理水中に含まれる微細ゴミ等の異物を除去するとともに、被処理水中の溶存酸素量を調整することにより、被処理水の水質を改質することが可能な水質改質装置を提供する。【解決手段】被処理水に含まれる異物を分離除去するサイクロン分離部２０と、被処理水を装置内部に導く第１の導入管１０と、第１の導入管から導かれた被処理水を装置内壁面に沿って上昇流動させる上昇流動部３０cと、上昇流動した被処理水をサイクロン分離部内部に導く第２の導入管４０と、被処理水の旋回流動に伴い発生した上昇流を処理水として装置外部に導く排出管５０と、分離された異物を装置外部に排出する異物排出管６０と、第１の導入管に導かれる前の被処理水に所定の気体を供給する気体供給部７０とを備え、第１の導入管の内壁部と第２の導入管の内壁部とには、被処理水が衝突することで回転流を発生させる衝突部が形成されている水質改質装置１００。【選択図】図１
2015104711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水の旋回流動により発生する遠心力により当該被処理水に含まれる異物を分離除去するサイクロン分離部と、
装置下部に接続され、前記被処理水を装置内部に導く第１の導入管と、
装置内壁と前記サイクロン分離部との間に形成され、前記第１の導入管から導かれた前記被処理水を装置内壁面に沿って上昇流動させる上昇流動部と、
前記サイクロン分離部上部に接続され、上昇流動した前記被処理水を前記サイクロン分離部内部に導く第２の導入管と、
前記サイクロン分離部に挿通され、前記被処理水の旋回流動に伴い発生した上昇流を処理水として装置外部に導く排出管と、
前記サイクロン分離部において分離された前記異物を装置外部に排出する異物排出管と、
前記第１の導入管に導かれる前の前記被処理水に所定の気体を供給する気体供給部とを備え、
前記第１の導入管の内壁部と前記第２の導入管の内壁部とには、前記被処理水が衝突することで回転流を発生させる衝突部が形成されていること
を特徴とする水質改質装置。
【請求項２】
前記第１の導入管の内壁部と前記第２の導入管の内壁部とは略円筒状に形成され、
前記衝突部は、円筒内周面において前記被処理水の流れ方向に沿って形成された波形の衝突壁を有すること
を特徴とする請求項１に記載の水質改質装置。
【請求項３】
前記円筒内周面と前記衝突壁とがなす角度θは、０度以上１８０度以下であること
を特徴とする請求項２に記載の水質改質装置。
【請求項４】
前記円筒内周面と前記衝突壁とがなす角度θは、１０度以上６０度以下であること
を特徴とする請求項３に記載の水質改質装置。
【請求項５】
前記衝突壁が形成する山部の最頂部は、円筒内周面側から円筒外周面側にかけて形成されていること
を特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の水質改質装置。
【請求項６】
前記第１の導入管の内壁部と前記第２の導入管の内壁部とは略円筒状に形成され、
前記衝突部は、円筒内周面が円筒外周面側に拡径することによって形成された衝突壁を有すること
を特徴とする請求項１に記載の水質改質装置。
【請求項７】
前記サイクロン分離部は、下方位置となるほど内径が縮径する逆円錐状部が上下方向に複数連設されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の水質改質装置。
【請求項８】
前記所定の気体は、水素、空気、酸素、オゾン、不活性ガス、一般工業用ガス又はこれらの組み合わせであること
を特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の水質改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水中に含まれる微細ゴミ等の異物を除去するとともに、被処理水中に含まれる酸素濃度（溶存酸素量）を調整することにより、被処理水の水質を改質する水質改質装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生活排水、産業排水等の被処理水に含まれる異物をその比重差により、分離除去するサイクロン型水処理装置が知られている。
【０００３】
一般的なサイクロン型水処理装置では、処理容器内周面に沿って被処理水を旋回流動させることにより発生した遠心力により異物を内周面近傍に集約して分離する。そして、被処理流体の浄化性能の向上を目的として、例えば、特許文献１には、サイクロン式処理容器の内周面と浄化後被処理流体排出管の外周面との間に形成される円筒状の被処理流体流路中に、被処理流体を内周側と外周側とに分流させるとともに、内周側と外周側とを連通させる貫通孔が形成された分離円筒を設けることで、特に微小な異物粒子や、被処理水との比重の差が小さい異物粒子であっても、被処理流体からの除去効率を大幅に向上させることが可能な異物粒子分離装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４３７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、微小な異物粒子の除去といった被処理水の浄化性能を向上できたとしても、例えば、溶存酸素量といった被処理水に含まれる酸素量の調整といった、被処理水の抜本的な水質改質といった観点からは不満が残るものであった。
【０００６】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、被処理水中に含まれる微細ゴミ等の異物を除去するとともに、被処理水中の溶存酸素量を調整することにより、被処理水の水質を改質することが可能な水質改質装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願の第１の発明に係る水質改質装置は、被処理水の旋回流動により発生する遠心力により当該被処理水に含まれる異物を分離除去するサイクロン分離部と、装置下部に接続され、前記被処理水を装置内部に導く第１の導入管と、装置内壁と前記サイクロン分離部との間に形成され、前記第１の導入管から導かれた前記被処理水を装置内壁面に沿って上昇流動させる上昇流動部と、前記サイクロン分離部上部に接続され、上昇流動した前記被処理水を前記サイクロン分離部内部に導く第２の導入管と、前記サイクロン分離部に挿通され、前記被処理水の旋回流動に伴い発生した上昇流を処理水として装置外部に導く排出管と、前記サイクロン分離部において分離された前記異物を装置外部に排出する異物排出管と、前記第１の導入管に導かれる前の前記被処理水に所定の気体を供給する気体供給部とを備え、前記第１の導入管の内壁部と前記第２の導入管の内壁部とには、前記被処理水が衝突することで回転流を発生させる衝突部が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
第１の発明に係る水質改質装置では、装置下部に接続され、被処理水を装置内部に導く第１の導入管と、装置内壁とサイクロン分離部との間に形成され、第１の導入管から導かれた被処理水を装置内壁面に沿って上昇流動させる上昇流動部と、サイクロン分離部上部に接続され、上昇流動した被処理水をサイクロン分離部内部に導く第２の導入管とを備える。これにより、第１の導入管から導かれた被処理水は、上昇流動部において、装置内壁面に沿って上昇流動し、十分な遠心力が付与された状態でサイクロン分離部に導かれることになる。そして、第２の導入管を介して導かれた被処理水に含まれる異物には、サイクロン分離部において、分離部内壁面に沿った下降流動に伴う遠心力がさらに付与されるため、第１の発明に係る水質改質装置によれば、被処理水中に含まれる異物をその比重差に応じて分離部内壁面近傍に効率良く集約することができる。また、第１の発明に係る第１の導入管と第２の導入管には、被処理水が衝突することで回転流を発生させる衝突部が形成されている。衝突部では、被処理水の衝突に伴い発生した回転流により、気体供給部を介して供給された所定の気体の混合を促進させることができる。
【０００９】
また、本願の第２の発明は、第１の発明において、第１の導入管の内壁部と第２の導入管の内壁部とは略円筒状に形成され、衝突部は、円筒内周面において被処理水の流れ方向に沿って形成された波形の衝突壁を有することを特徴としている。
【００１０】
第２の発明に係る水質改質装置では、第１の導入管の内壁部と第２の導入管の内壁部とは略円筒状に形成され、衝突部は、円筒内周面において被処理水の流れ方向に沿って形成された波形の衝突壁を有している。これにより、円筒内周面、すなわち、被処理水の流路断面の径が連続的に拡径、縮径を繰り返す構造となるため、流路断面の径が縮径から拡径に向かう領域では、被処理水の流速を速めることができるとともに（以下、本願では、当該構造を連続拡縮管構造と称する）、衝突壁において発生した回転流により気体供給部を介して供給された所定の気体を効果的に混合することができる。
【００１１】
さらに、本願の第３の発明は、第２の発明において、円筒内周面と衝突壁とがなす角度θは、０度以上１８０度以下であり、本願の第４の発明は、第３の発明において、円筒内周面と衝突壁とがなす角度θは、１０度以上６０度以下であることを特徴としている。
【００１２】
第３の発明に係る水質改質装置では、円筒内周面と衝突壁とがなす角度θは、０度以上１８０度以下であり、第４の発明に係る水質改質装置では、当該角度θを１０度以上６０度以下とすることで、被処理水の流速を速めることができるとともに、衝突壁において気体供給部を介して供給された所定の気体を効果的に混合することができる。
【００１３】
さらにまた、本願の第５の発明は、第２の発明乃至第４の発明の何れかにおいて、衝突壁が形成する山部の最頂部は、円筒内周面側から円筒外周面側にかけて形成されていることを特徴としている。
【００１４】
第５の発明に係る水質改質装置では、衝突壁が形成する山部の最頂部を、円筒内周面側から円筒外周面側にかけて形成することにより、第１の導入管と第２の導入管の円筒内周面、すなわち、被処理水の流路断面積を最大径まで有効に利用することができる。
【００１５】
また、本願の第６の発明は、第１の発明において、第１の導入管の内壁部と第２の導入管の内壁部とは略円筒状に形成され、衝突部は、円筒内周面が円筒外周面側に拡径することによって形成された衝突壁を有することを特徴としている。
【００１６】
第６の発明に係る水質改質装置では、第１の導入管の内壁部と第２の導入管の内壁部とは略円筒状に形成され、衝突部は、円筒内周面が円筒外周面側に拡径することによって形成された衝突壁を有している。これにより、円筒内周面、すなわち、被処理水の流路断面の径が拡径に向かう領域では、被処理水の流速を速めることができるとともに、衝突壁において発生した回転流により気体供給部を介して供給された所定の気体を効果的に混合することができる。
【００１７】
また、本願の第７の発明は、第１の発明乃至第６の発明の何れかにおいて、サイクロン分離部は、下方位置となるほど内径が縮径する逆円錐状部が上下方向に複数連設されていることを特徴としている。
【００１８】
第７の発明に係る水質改質装置では、サイクロン分離部を下方位置となるほど内径が縮径する逆円錐状部が上下方向に複数連設した構成とすることで、単一の分離部を備えた構成と比べ、より高い異物分離能を提供することができる。
【００１９】
また、本願の第８の発明は、第１の発明乃至第７の発明の何れかにおいて、所定の気体は、水素、空気、酸素、オゾン、不活性ガス、一般工業用ガス又はこれらの組み合わせであることを特徴としている。
【００２０】
第８の発明に係る水質改質装置では、所定の気体を、水素、空気、酸素、オゾン、不活性ガス、一般工業用ガス又はこれらの組み合わせとすることで、被処理水中の溶存酸素量を調整することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、被処理水中に含まれる微細ゴミ等の異物を除去するとともに、被処理水中の溶存酸素量を調整することにより、被処理水の水質を改質することが可能な水質改質装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】水質改質装置１００の構成を説明するための概略断面図である。
【図２】衝突部１０ａの構成を説明する概略断面図である。
【図３】水質改質装置１００を備えた実験装置を説明する概略構成図である。
【図４】設定角度に対する被処理水の白濁発生回数（微小気泡発生頻度）を視認にて確認した結果を表すグラフである。
【図５】円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度を０度、１５度、１００度に設定した水質改質装置１００で処理した水道水の溶存酸素量を溶存酸素計で測定した結果を示したグラフである。
【図６】衝突部のその他の形態を説明する概略断面図である。
【図７】衝突部のその他の形態を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態に係る水質改質装置は、生活排水処理施設、産業排水処理施設、湖沼、河川、稲作等の農作環境、水産資源の養殖環境等の場に設置されることを想定しており、ポンプ等の吸引手段で汲み上げられた排水或いは廃水（以下、被処理水と称する）を装置内において、微細ゴミ等の異物を分離除去するとともに、溶存酸素量を調整することが可能な装置である。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００２４】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る水質改質装置１００の構成を説明する概略断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のｂ−ｂ'線における断面図である。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、水質改質装置１００は、被処理水の旋回流動により発生する遠心力により当該被処理水に含まれる異物を分離除去するサイクロン分離部２０と、装置下部に接続され、被処理水を装置本体部３０内部に導く第１の導入管１０と、装置内壁とサイクロン分離部との間に形成され、第１の導入管１０から導かれた被処理水を装置内壁面に沿って上昇流動させる上昇流動部３０ｃと、サイクロン分離部２０上部に接続され、上昇流動した被処理水をサイクロン分離部２０内部に導く第２の導入管４０と、サイクロン分離部２０に挿通され、被処理水の旋回流動に伴い発生した上昇流を処理水として装置外部に導く排出管５０と、サイクロン分離部において分離された異物を装置外部に排出する異物排出管６０と、第１の導入管１０に導かれる前の被処理水に所定の気体を供給する気体供給部７０とを備える。
【００２６】
水質改質装置１００の装置本体部３０は、例えば、ステンレス鋼管、炭素鋼鋼管、亜鉛めっき鋼管といった金属管、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂、又はセラミックスを略円筒形状に成形して構成されており、その内部は中空構造となっている。装置本体部３０の外周面３０ｂ下方には、第１の導入管１０を装置本体部３０内部に挿通可能とするための外周面開口部３０ｄが形成されている。また、天面部３０ｅには、排出管５０をサイクロン分離部２０上部に挿通可能とするための天面開口部３０ｆが形成されているとともに、底面部３０ｇには、異物排出管６０をサイクロン分離部２０下部に挿通可能とするための底面開口部３０ｈが形成されている。装置本体部３０の内部には、装置内壁たる内周面３０ａとサイクロン分離部２０との間に形成され、第１の導入管１０から導かれた被処理水を装置内周面３０ａに沿って上昇流動させる上昇流動部３０ｃが形成されている。
【００２７】
第１の導入管１０は、例えば、ステンレス鋼管、炭素鋼鋼管、亜鉛めっき鋼管といった金属管、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂、又はセラミックスを略円筒形状に成形して構成されており、装置本体部３０の外周面３０ｂ下方の外周面開口部３０ｄを介して装置本体部３０と接続されている。図１（ｂ）は、装置本体部３０に対する第１の導入管１０の接続形態を説明する図であり、第１の導入管１０は、装置本体部３０の内周面３０ａの接線方向に対して平行となるように接続されており、第１の導入管１０を介して図中矢印ｌで示した流れ方向から導かれた被処理水は、後に説明する連続拡縮管構造によりその流速が速められ、上昇流動部３０ｃにおいて図中矢印方向に上昇流動を繰り返しながら装置本体部３０上部まで到達し、十分な遠心力が付与された状態で第２の導入管４０を介してサイクロン分離部２０に導かれる。
【００２８】
サイクロン分離部２０は、例えば、ステンレス鋼管、炭素鋼鋼管、亜鉛めっき鋼管といった金属管、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂、又はセラミックスを略円筒形状に成形して構成され、内部にて旋回する被処理水の旋回中心が装置本体部３０の軸心と一致するように配置されている。本実施形態に係るサイクロン分離部２０は、第２の導入管４０及び排出管５０に接続された第１分離部２１と、第２分離部２２と、異物排出管６０に接続された第３分離部２３との３種の分離部が装置本体部３０上方から下方にかけてタンデムに接続されて構成されている。第１分離部２１、第２分離部２２、及び第３分離部２３のそれぞれは、上方が略円筒形状であり、下方位置となるほど内径が縮径する逆円錐状となるように構成されている。
【００２９】
第２の導入管４０を介してサイクロン分離部２０の第１分離部２１に導かれた被処理水は、第１分離部２１、第２分離部２２、第３分離部２３の順で下降流動を繰り返し、第３分離部２３の底面部に衝突する。被処理水中に含まれる異物は、第１分離部２１、第２分離部２２、及び第３分離部２３における下降流動に伴い、その比重差に応じて分離部内壁面に集約され、被処理水から分離される。異物が分離された被処理水は、第３分離部２３の底面部での衝突に伴い発生した上昇流により第１分離部２１に接続された排出管５０を介し処理水として装置外部に排出される。
【００３０】
第２の導入管４０は、例えば、ステンレス鋼管、炭素鋼鋼管、亜鉛めっき鋼管といった金属管、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂、又はセラミックスを略円筒形状に成形して構成されており、サイクロン分離部２０の第１分離部２１外周面に形成された開口部２１ａを介してサイクロン分離部２０と接続されている。第２の導入管４０も、第１の導入管１０と同様に、連続拡縮管構造を有しており、上昇流動部３０ｃにおいて上昇流動を繰り返しながら装置本体部３０上部まで到達した被処理水をその流速を速めながらサイクロン分離部２０の第１分離部２１に導くことができるように構成されている。
【００３１】
排出管５０は、例えば、ステンレス鋼管、炭素鋼鋼管、亜鉛めっき鋼管といった金属管、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂、又はセラミックスを略円筒形状に成形して構成されており、装置本体部３０の天面開口部３０ｆを介してサイクロン分離部２０上部（第１分離部２１）に挿通されている。排出管５０は、異物が除去された被処理水を処理水として装置外部に排出する。
【００３２】
異物排出管６０は、例えば、ステンレス鋼管、炭素鋼鋼管、亜鉛めっき鋼管といった金属管、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂、又はセラミックスを略円筒形状に成形して構成されており、装置本体部３０の底面開口部３０ｈを介してサイクロン分離部２０下部（第３分離部２３）に挿通されている。異物排出管６０は、サイクロン分離部内壁面に集約された異物を装置外部に排出する。
【００３３】
気体供給部７０は、例えば、図示せぬコンプレッサ、ボンベ等の所定の気体を発生・供給する供給部と、第１の導入管１０に導かれる前の被処理水に対して当該気体を送出するポンプ等の送出部とを備える。なお、図１では、気体供給部７０を単独の構成で例示したが、供給する気体が複数種類である場合、被処理水の流路中に複数の気体供給部を設けた構成としてもかまわない。
【００３４】
次に、第１の導入管１０及び第２の導入管４０の内壁部に形成される衝突部（連続拡縮管構造）について説明する。図２は、本実施形態に係る衝突部の構成を説明する概略断面図である。なお、第１の導入管１０及び第２の導入管４０に形成される衝突部は同構成とすることができるため、ここでの説明は、第１の導入管１０の内壁部に形成される衝突部の構成について説明する。
【００３５】
前述したように、第１の導入管１０は略円筒状の金属管等で構成されており、管内部に内壁部たる円筒内周面１０ｂと、管外形を構成する外壁部たる円筒外周面１０ｃとを備え、本実施形態における衝突部１０ａは、当該円筒内周面１０ｂにおいて、図中矢印ｌで示した被処理水の流れ方向に沿って形成された波形の衝突壁１０ｄを有する。隣り合う衝突壁１０ｄ同士は、山部又は谷部の何れかを形成し、山部の最頂部１０ｅは、円筒内周面１０ｂ側から円筒外周面１０ｃ側にかけて形成されているとともに、谷部の谷底部１０ｆは、円筒内周面１０ｂ上に形成されている。このように、第１の導入管１０における円筒内周面１０ｂ、すなわち、被処理水の流路断面の径は、連続的に拡径、縮径を繰り返す連続拡縮管構造となるため、流路断面の径が縮径から拡径に向かう領域では、被処理水の流速を速めることができる。また、衝突壁１０ｄにおける回転流の発生は、流路断面中心近傍を流れる中心流と円筒内周面近傍を流れる周囲流との間で流速に速度差を生じさせる。一定方向に流れる流体内部に速度差が生じると、ベルヌーイの定理に基づく減圧部分が流速が速い箇所で発生する。このような減圧効果は、被処理水に溶解した気体を微小気泡として析出させるキャビテーション効果を齎し、微小気泡が有する摩擦・剥離・吸着作用により、より高い浄化能を得ることが期待できる。なお、微小気泡は、１０μｍ〜数十μｍの直径を有するマイクロバブル、数百ｎｍ〜１０μｍの直径を有するマイクロナノバブル、数百ｎｍ以下の直径を有するナノバブルなどの概念を含む気泡を意味する。
【００３６】
次に、円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度の最適化について説明する。円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度を最適化する上で、図３に示す実験装置を構築し、以下の実験を行った。本実験においては、本実施形態に係る水質改質装置１００を貯水槽３００とポンプ２００を介して接続し、貯水槽３００とポンプ２００との間に所定の気体としての空気を送り込む気体供給部７０'を、ポンプ２００と水質改質装置１００との間に所定の気体としての水素を送り込む気体供給部７０をそれぞれ配置した。
【００３７】
そして、被処理水としては水道から採取した水道水を用い、含まれる溶存酸素量の安定化を図るため、貯水槽３００に３０分程度汲み置きしたものを使用した。そして、水質改質装置１００としては、円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度を０度、１０度、２０度、４０度、６０度、１００度、１８０度に設定したものを使用し、水質改質装置１００にて処理後の処理水４００について以下の実験を行った。
【００３８】
図４は、設定角度に対する被処理水の白濁発生回数（微小気泡発生頻度）を視認にて確認した結果を表すグラフである。
【００３９】
図４に示されるように、５回の実験中１回程度は設定角度０度、１８０度においても白濁が発生した。特に、設定角度１０度以上６０度以下において白濁発生は顕著であった。
【００４０】
図５は、円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度を０度（点線）、１５度（実線）、１００度（一点鎖線）に設定した水質改質装置１００で処理した水道水の溶存酸素量を溶存酸素計で測定した結果を示したグラフであり、表１は得られた結果を表にまとめたものである。なお、溶存酸素量の測定は、先ず酸素量が比較的大きく変化した時間を調べ、その時間において各２度ずつ溶存酸素量を計測しその平均値を算出した。
【００４１】
【表１】
2015104711.tif 000003
【００４２】
図５及び表１に示されるように、設定角度が１５度の場合において、最も溶存酸素量は向上した。この結果は、図４で示した白濁度視認試験の結果と対応するものであり、円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度を、０度以上１８０度以下、好ましくは、１０度以上６０度以下と設定することにより、被処理水中の溶存酸素量を向上させることができることが確認された。
【００４３】
最後に、本実施形態に係る水質改質装置１００を用い、被処理水として鉄系圧延板の研磨廃液を処理した結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
2015104711.tif 000004
【００４５】
表中、排水原液（ｍｇ／ｌ）は、処理前の研磨廃液原液中に含まれる浮遊物質量を表し、管径変化ノズル（ｍｇ／ｌ）は、円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度を１２度に設定した第１の導入管１０及び第２の導入管４０を備えた水質改質装置１００で処理した後の処理水に含まれる浮遊物質量を表している。そして、ストレートノズル（ｍｇ／ｌ）は、円筒内周面１０ｂと衝突壁１０ｄとがなす角度が０度、すなわち、第１の導入管１０及び第２の導入管４０を管径に変化がないストレート管とした水質改質装置１００で処理した後の処理水に含まれる浮遊物質量を表している。
【００４６】
ｓａｍｐｌｅ１では、排水原液の浮遊物質量が１４００ｍｇ／ｌであるのに対し、管径変化ノズルを用いた場合、浮遊物質量は１２ｍｇ／ｌまで低下した。また、ｓａｍｐｌｅ２では、排水原液の浮遊物質量が３６ｍｇ／ｌであるのに対し、管径変化ノズルを用いた場合、浮遊物質量は８ｍｇ／ｌまで低下した。このように、本実施形態に係る水質改質装置１００によれば、被処理水に含まれる微細ゴミ等の異物を効果的に分離除去することが可能であることが確認された。
【００４７】
なお、ストレートノズルを装着した水質改質装置１００も、ｓａｍｐｌｅ１（２４ｍｇ／ｌ）、ｓａｍｐｌｅ２（１６ｍｇ／ｌ）の両サンプルにおいて高い異物分離能を示した。これは、水質改質装置１００が備えるサイクロン分離部２０自体が高い異物分離能を有することを示す結果である。
【００４８】
本実施形態の説明において、第１の導入管１０に形成される衝突部１０ａの隣り合う衝突壁１０ｄ同士は、山部又は谷部の何れかを形成し、山部の最頂部１０ｅは、円筒内周面１０ｂ側から円筒外周面１０ｃ側にかけて形成されているとともに、谷部の谷底部１０ｆは、円筒内周面１０ｂ上に形成されている構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）に示すその他の形態の一例である衝突部１０ａ'のように、隣り合う衝突壁１０ｄ'同士が形成する山部の最頂部１０ｅ'が、円筒外周面１０ｃ'側から円筒内周面１０ｂ'側にかけて形成されているとともに、谷部の谷底部１０ｆ'は、円筒内周面１０ｂ'上に形成されていてもよい。また、図６（ｂ）に示すその他の形態の一例である衝突部１０ａ''のように、円筒内周面１０ｂ''側から円筒外周面１０ｃ''側に突出するように、衝突壁１０ｄ''をコの字型に形成してもよい。さらに、図７に示すように、衝突部１１ａとして、円筒内周面１１ｂが円筒外周面１１ｃ側に拡径することによって形成された衝突壁１１ｄを有する形態としても構わない。この場合、円筒内周面１１ｂの径、すなわち、被処理水の流路断面の径が円筒内周面１１ｂ'で示す径にまで拡径する単一拡縮管構造となるため、発生する微小気泡は連続拡縮管構造のものと比較して若干大きくなるものの、連続拡縮管構造と略同等の性能を奏することができる。
【００４９】
また、本実施形態の説明において、気体供給部７０から供給される所定の気体を空気若しくは水素、又はこれらの組み合わせとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、著しく被処理水の溶存酸素量が低い場合には、直接酸素を気体供給部７０を介して供給してもよく、また、強い酸化能力を有するオゾンを気体供給部７０を介して供給し、被処理水に含まれる異物を酸化分解することで、脱臭、脱色、殺菌等の効果を得ることも可能である。また、上記気体以外にも、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガス類元素ガス又は窒素ガス等の不活性ガスや、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、アセチレン、アンモニア等の一般工業用ガス等も本発明に適用可能である。例えば、窒素を所定の気体として用いた場合、被処理水中に含まれる酸素を窒素に置換することで、溶存酸素量を実質的に０にすることができ、金属管の錆びの発生を抑制することが可能である。
【００５０】
以上のように、本発明に係る水質改質装置によれば、被処理水中に含まれる微細ゴミ等の異物を除去するとともに、被処理水中の溶存酸素量を調整することにより、被処理水の水質を改質することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  第１の導入管
１０ａ，１０ａ'，１０ａ''  衝突部
１０ｂ，１０ｂ'，１０ｂ''  円筒内周面
１０ｃ，１０ｃ'，１０ｃ''  円筒外周面
１０ｄ，１０ｄ'，１０ｄ''  衝突壁
１０ｅ，１０ｅ'  山頂部
１０ｆ，１０ｆ'  谷底部
１１ａ  衝突部
１１ｂ，１１ｂ'  円筒内周面
１１ｃ  円筒外周面
１１ｄ  衝突壁
２０  サイクロン分離部
２１  第１分離部
２１ａ  開口部
２２  第２分離部
２３  第３分離部
３０  装置本体部
３０ａ  内周面
３０ｂ  外周面
３０ｃ  上昇流動部
３０ｄ  外周面開口部
３０ｅ  天面部
３０ｆ  天面開口部
３０ｇ  底面部
３０ｈ  底面開口部
４０  第２の導入管
５０  排出管
６０  異物排出管
７０，７０'  気体供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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