(57)【要約】【課題】  簡単かつ安価な構成でありながら、メンテナンスフリーを実現しつつ、外部へ有害な物質を流出させることなく、被処理流体に対して効率良く浄化、殺菌、消毒等の所定の処理を施すことができる処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  貯水槽１から供給通路２を介して被処理水がマイクロバブラー３に供給され、マイクロバブラー３において微細気泡が発生された被処理水がリアクター装置７に供給される。リアクター装置７の処理空間８では、微細気泡の有する特性を利用して、被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解して浄化したり、細菌等を殺菌、消毒等する。処理空間８内で所定に処理された液体を排出するための液体排出通路１１は、マイクロバブラー３に接続される。また、処理空間８の上方空間１０内の気体は、気体還流通路１３を介して、マイクロバブラー３に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を主成分とする液体にオゾンを含む気体からなる微細気泡を発生させつつ吐出する微細気泡発生装置と、
当該微細気泡発生装置から供給される微細気泡が発生された液体を介して被処理流体に対して所定の処理を施す処理空間を有するリアクター装置と、
を備えた処理装置であって、
リアクター装置に供給された液体を、微細気泡発生装置において用いられる液体として利用することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
リアクター装置の処理空間内の気体を、微細気泡発生装置において用いられる気体として利用することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
複数のリアクター装置及び微細気泡発生装置が備えられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
単一のリアクター装置及び微細気泡発生装置が備えられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の処理装置。
【請求項５】
前記被処理流体が液体であり、微細気泡発生装置において用いられる液体として供給されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一つに記載の処理装置。
【請求項６】
前記被処理流体が気体であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一つに記載の処理装置。
【請求項７】
前記処理空間内に対して紫外線を照射することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか一つに記載の処理装置。
【請求項８】
前記処理空間内に光酸化触媒を配設することを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか一つに記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置に関する。より詳しくは、微細気泡（マイクロバブル或いはナノバブル）を利用して、水道水、下水、地下水、河川水、湖沼水、産業排水（廃水）など、及び所定の成分を含む気体などに対して、浄化等の所定の処理を施す処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細気泡を利用して、例えば、水などの液体の浄化，殺菌，消毒を行うことが行われている。
【０００３】
すなわち、微細気泡は、マイクロバブルと称される直径が５０マイクロメータ以下のミクロンオーダーの微細な気泡、或いはナノバブルと称されるナノオーダーの超微細な気泡であり、一般に、このようなサイズの気泡は、水の中を漂いながら、周囲流体への気泡内気体の溶け込みにより、液中で縮小していき、約１〜３分程度で完全溶解すること、微細気泡は、周囲液体への溶け込みにしたがって直径が減少するため、表面張力の効果により内部が高温，高圧になること、気泡は微細になるほど体積に対する表面積比が大きくなるため溶解効率が高くなるが気体の圧力に比例して溶解度が増加するヘンリーの法則によって溶解が更に促進されること（所謂自己加圧効果）、微細気泡にはマイナスの電荷を帯びる帯電作用があること、微細気泡はその消滅時にラジカルを発生すること、このラジカル作用と前記帯電作用による吸着作用とが相俟って、微細気泡に吸着された細菌，有機物を効果的に分解することで浄化、殺菌、消毒効果などが得られること、など様々な特性を有することが知られている。
【０００４】
また、オゾンの溶け込んだオゾン水は酸化還元電位が高く、強力な殺菌効果を有することなどから、オゾンを前記微細気泡に含ませることで、より一層、浄化、殺菌、消毒効果を促進した装置、例えば、特許文献１に記載されているような洗浄装置が提案されている。
【０００５】
このものは、水に空気を溶解した溶解水を加圧作用により製造するための溶解水製造手段と、当該溶解水を加圧状態から解放して微細気泡を発生させつつ外部へ吐出するバブル発生ノズルと、を備えると共に、前記溶解水製造手段の上流側にオゾン発生装置を接続して、オゾンを含む微細気泡を発生させている。
【０００６】
また、特許文献２には、オゾンを含む微細気泡を被処理水に混入し、当該オゾン微細気泡混入の被処理水を水処理槽に注入して被処理水を消毒処理するようにした水処理設備が記載されている。
【特許文献１】特許第３７８２０９０号明細書
【特許文献２】特開２００７−２１３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１や特許文献２には、オゾンを微細気泡に含ませることで、効果的に浄化、殺菌、消毒等の促進を図っているが、より一層効率良く浄化、殺菌、消毒等することが望まれる。
【０００８】
また、水やガス等の処理対象物を浄化、殺菌、消毒等するための装置から外部へ、浄化、殺菌、消毒等の際に生成される有害な中間生成物や副生成物や、余剰のオゾン等が流出することを、メンテナンスフリーを実現しつつ簡単かつ低コストな構成で防止することが望まれる。
【０００９】
本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、メンテナンスフリーを実現しつつ、外部へ有害な物質を流出させることなく、被処理流体に対して効率良く浄化、殺菌、消毒等の所定の処理を施すことができる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】
【００１０】
このため、本発明に係る処理装置は、
水を主成分とする液体にオゾンを含む気体からなる微細気泡を発生させつつ吐出する微細気泡発生装置と、
当該微細気泡発生装置から供給される微細気泡が発生された液体を介して被処理流体に対して所定の処理を施す処理空間を有するリアクター装置と、
を備えた処理装置であって、
リアクター装置に供給された液体を、微細気泡発生装置において用いられる液体として利用することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、リアクター装置の処理空間内の気体を、微細気泡発生装置において用いられる気体として利用することを特徴とすることができる。
【００１２】
本発明においては、複数のリアクター装置及び微細気泡発生装置が備えられることを特徴とすることができる。
【００１３】
本発明においては、単一のリアクター装置及び前記微細気泡発生装置が備えられることを特徴とすることができる。
【００１４】
本発明においては、被処理流体が液体であり、微細気泡発生装置において用いられる液体として供給されることを特徴とすることができる。
【００１５】
本発明においては、被処理流体が気体であることを特徴とすることができる。
【００１６】
本発明においては、前記処理空間内に対して紫外線を照射することができる。
【００１７】
本発明においては、前記処理空間内に光酸化触媒を配設することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、メンテナンスフリーを実現しつつ、外部へ有害な物質を流出させることなく、被処理流体に対して効率良く浄化、殺菌、消毒等の所定の処理を施すことができる処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の係る処理装置の実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００２０】
本発明の第一の実施の形態に係る処理装置は、被処理流体が液体の場合の例を示しており、例えば揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等が混入された地下水や排水など（以下、被処理水と称する）を浄化処理等するための処理装置に関する。
【００２１】
なお、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等は有機物に含まれ、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等としては、例えば、アセトアルデヒド、アセトン、トリクロロエチレン、ベンゼン、トルエン等の揮発性有機化合物や、ガソリン、灯油、軽油等の揮発油等が想定される。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係る処理装置では、貯水槽１に、ＶＯＣ等が混入された被処理水が供給され、当該貯水槽１から配管部材等により構成される供給通路２を介して前記被処理水が、微細気泡発生装置であるマイクロバブラー３に供給される。
【００２３】
このマイクロバブラー３は、図５に示すように、マイクロバブルと称される直径が５０マイクロメータ以下のミクロンオーダーの微細気泡、或いはナノバブルと称されるナノオーダーの超微細気泡（以下、これらを単に微細気泡と称する）を発生させるために、供給される被処理水に加圧作用により空気を溶解させた溶解水を製造する溶解水製造手段４と、当該溶解水を加圧状態から解放して微細気泡を発生させつつリアクター装置７へ吐出するバブル発生ノズル５と、を備えると共に、前記溶解水製造手段４の上流側にオゾン発生装置６を接続して、当該溶解水製造手段４において空気を前記溶解水に溶解させる際に同時にオゾンを溶解させ、前記バブル発生ノズル５により発生される被処理水中の微細気泡中にオゾンを含ませることができるように構成されている（特許文献２に記載されている微細気泡発生機構等参照）。
【００２４】
そして、前記バブル発生ノズル５から吐出される微細気泡を含む被処理水は、図１に示すように、リアクター装置７の内部に下部から供給されるようになっている。
【００２５】
このリアクター装置７は、内部に処理空間８を有しており、当該処理空間８は、前記バブル発生ノズル５から供給された微細気泡を含む被処理水を所定容積収容可能に構成され、当該収容された被処理水に対して、前記バブル発生ノズル５から供給される被処理水中の微細気泡を所定に漂わせることで微細気泡の有する特性を利用して、被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解して浄化したり、被処理水中に含まれる細菌等を殺菌、消毒等することができるようになっている。
【００２６】
なお、処理空間８内の被処理水中を微細気泡が所定に漂うことができるように、すなわち微細気泡の消滅に必要な時間やラジカル反応時間などを確保することができるように、処理空間８には、微細気泡の浮上速度を制御するためのバッファプレート９が配設されている。図１では、２枚のバッファプレート９を記載しているが、微細気泡が所定の時間を掛けて上昇するように、適宜枚数を変更すること、その取り付け角度を適宜の値に設定或いは調整することができるものである。
【００２７】
また、本実施の形態では、より一層効果的に、被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解して浄化したり、被処理水中に含まれる細菌等を殺菌、消毒等することができるように、リアクター装置７の処理空間８において微細気泡の消滅或いはオゾンによるラジカル反応中の被処理水に対して、紫外線を照射することができるように構成されている。例えば、処理空間８内に紫外線照射ランプを配設する構成や、処理空間８を画成する隔壁を石英ガラス等で形成してその外部に紫外線照射ランプを配設するように構成することができる。
【００２８】
これにより、微細気泡に含まれるオゾンに紫外線が照射されるためオゾンが活性化されてラジカルが発生し、微細気泡の消滅時に発生するラジカルと相俟って、一層強力かつ安定した酸化作用を生じさせることができ、以って被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を効果的に酸化分解して浄化したり、被処理水中に含まれる細菌等を効果的に殺菌、消毒等することができることになる。
【００２９】
更に、バッファプレート９の表面に、二酸化チタン等の光酸化触媒Ｐを例えばコーティング等の方法で配設することができる。当該光酸化触媒Ｐは、紫外線等が照射されると、その表面でラジカルが発生して強力な酸化作用が生じるため、当該光酸化触媒Ｐに接触する被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を効果的に酸化分解して浄化したり、被処理水中に含まれる細菌等を効果的に殺菌、消毒等することができることになる。紫外線照射ランプを処理空間８の内部に配設する場合には処理空間８の内壁に、或いは紫外線照射ランプを処理空間８の外部に配設する場合には紫外線照射の妨げとならない処理空間８の内壁領域に、光酸化触媒Ｐをコーティング等することもできる。
【００３０】
このようにして、微細気泡、オゾン、紫外線、光酸化触媒等の作用により処理された被処理水は、処理空間８の上部に接続された液体排出通路１１を介して処理空間８から排出される。この液体排出通路１１には、当該液体排出通路１１を流れる被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物等の濃度を測定するための液体濃度測定器１２が配設されている。
【００３１】
また、処理空間８に収容される被処理水の上方空間１０は、被処理水中で消滅せずに被処理水から未反応のまま放出される微細気泡中のオゾン、或いは微細気泡の消滅時におけるラジカル反応、或いはオゾン、紫外線、光酸化触媒によるラジカル反応が十分でなく中間生成或いは副生成された有害成分を含む気体などで満たされることになるが、これらをそのまま大気中へ放出することは環境破壊等の面から避けるべきことである。
【００３２】
このため、従来においては、例えばこれらを活性炭等により吸着することで、大気中への放出を防止していた。しかしながら、活性炭等は比較的高価であると共に、所定期間毎に再生や交換が必要であり維持コストが嵩むばかりでなく、メンテナンス作業が必要で設備の維持という点で煩わしさが残るといった問題がある。
【００３３】
そこで、本実施の形態では、このような上方空間１０に貯留された気体を、気体還流通路１３を介して、前記オゾン発生装置６延いてはマイクロバブラー３の入力側へ還流させるようになっている。
【００３４】
このようにすると、マイクロバブラー３の溶解水製造手段４においてオゾンを含む空気を被処理水中に溶解させる際に、前記還流された気体を同時に溶解させることができるため、バブル発生ノズル５により発生される被処理水中の微細気泡中に外部から取り込まれる新しい空気及びオゾンに加え、前記還流された気体を溶解させることができ、以って前記還流された気体中の有害成分を微細気泡の消滅時におけるラジカル反応、或いはオゾン、紫外線、光酸化触媒によるラジカル反応によって酸化分解することができることになる。
【００３５】
従って、本実施の形態においては、被処理水の浄化等が進むに連れて、前記上方空間１０に貯留される気体も繰り返し前記ラジカル反応による酸化分解に供されて徐々に浄化されることになる。このため、従来のような活性炭等を用いなくても、前記上方空間１０に貯留される気体から大気中へ有害成分が放出されることを防止でき、以って比較的高価な活性炭等の吸着手段を省略することが可能となり、製品コスト及び維持コストの低減、更には煩雑なメンテナンス作業を不要としてメンテナンスフリーを実現しながら、環境維持を図ることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、例えば、前記上方空間１０と大気とを連通させる通路（図１の符号１５等参照）を設け、これに活性炭等の吸着手段を介装したとしても、前記上方空間１０に貯留される気体に含まれる有害成分の濃度は従来に比べて大幅に低減されるから、吸着手段の容量を従来に比べて小さくできるため、製品コスト及び維持コストの低減を図ることができるものである。
【００３７】
ところで、前記気体還流通路１３には、当該気体還流通路１３を流れる気体に含まれるＶＯＣ等の有機物等の濃度を測定するための気体濃度測定器１４が配設されている。
前記液体濃度測定器１２及び気体濃度測定器１４は、公知の臭センサのようなリアルタイムで所定の成分濃度を測定できるものに限らず、サンプリングしたものをガスクロメータなどの分析器等で分析する測定器とすることができる。なお、細菌等が殺菌、消毒等されたか否かについては、細菌等の微生物数をレーザ光等を用いて計測する微生物測定装置、或いは顕微鏡等を用いて判断することができる。
【００３８】
そして、前記液体濃度測定器１２、気体濃度測定器１４、微生物測定装置などの測定結果に基づいて、被処理水及び上方空間１０に貯留される気体中に含まれるＶＯＣ等の有機物が酸化分解されて浄化され、細菌等が殺菌、消毒等されたことが確認された場合には、本処理装置による浄化処理、殺菌消毒処理等を終了する。
【００３９】
しかしながら、リアクター装置７を一回通過させただけでは（言い換えれば、図１中のＡ群の装置群を備えるだけでは）、十分に被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解して浄化したり、被処理水中に含まれる細菌等を殺菌、消毒等することができない場合も想定されるため、図１に示したように、貯水層１、供給通路２、マイクロバブラー３、オゾン発生装置６、リアクター装置７、液体排出通路１１、液体濃度測定装置１２、気体還流通路１３、気体濃度測定装置１４を含んで構成されるＡ群の処理工程下流側に、Ｂ群の装置群を配設することができる。
【００４０】
すなわち、本実施の形態では、図１に示したように、Ａ群の処理工程下流側に、Ａ群の液体排出通路１１に接続されるマイクロバブラー３と、当該マイクロバブラー３にオゾンを供給するオゾン発生装置６と、前記マイクロバブラー３から微細気泡を含む被処理水が供給されるリアクター装置７と、当該リアクター装置７から処理済の被処理水を排出する液体排出通路１１と、液体排出通路１１に配設される液体濃度測定器１２と、前記リアクター装置７の処理空間８の上方空間１０に貯留される気体をオゾン発生装置６の入力側に還流させる気体還流通路１３と、当該気体還流通路１３に配設される気体濃度測定器１４と、を含んで構成されるＢ群の装置群を配設している。なお、Ｂ群は複数（２〜Ｎ個）配設することもできる。
【００４１】
なお、Ｂ群のオゾン発生装置６の入力側には、処理工程上流側の気体還流通路１３（図１ではＡ群の気体還流通路１３）から分岐された通路を介して、処理工程上流側のリアクター装置７の処理空間８の上方空間１０に貯留される気体の一部が導かれるようになっている。
【００４２】
また、Ｂ群の処理工程下流側には、図１に示したように、Ｃ群の装置群を配設することができる。Ｃ群の装置群は、Ｂ群の装置群と同様であるが、リアクター装置７から処理済の被処理水を排出する液体排出通路１１が処理済の被処理水を図示しない処理済の被処理水を貯留する貯留槽等に接続されると共に、前記リアクター装置７の処理空間８の上方空間１０を大気と連通する大気連通路１５が設けられている。なお、この大気連通路１５には比較的小容量の活性炭等の吸着手段を介装することができる。
【００４３】
かかる構成を備えた本実施の形態によれば、Ａ群の装置群により所定に処理された被処理水に対して、Ａ群の処理下流側に設けられるＢ群、Ｃ群の装置群によって、被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を繰り返し酸化分解して浄化し、被処理水中に含まれる細菌等を繰り返し殺菌、消毒等することができる。また、本実施の形態は、特に、貯水槽１にＶＯＣ等が混入された被処理水が順次流入するような場合（シーケンシャル式処理）に効果的で、このような処理においても、効果的に被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を繰り返し酸化分解して浄化し、被処理水中に含まれる細菌等を繰り返し殺菌、消毒等することができる。
【００４４】
更に、本実施の形態によれば、各リアクター装置７の処理空間８の上方空間１０に貯留される気体を繰り返しラジカル反応による酸化分解に供して浄化することができるため、比較的高価な活性炭等の吸着手段を省略することが可能であり、以って製品コスト及び維持コストの低減、更には煩雑なメンテナンス作業を不要としてメンテナンスフリーを実現しながら、環境維持を図ることができる。
【００４５】
なお、各液体濃度測定器１２、各気体濃度測定器１４の測定結果を観察し、何れかの液体濃度測定器１２、気体濃度測定器１４の測定結果が所定のレベル以下となった場合には、該当する液体排出通路１１を開放して被処理水を下流側の装置群に供給することなく外部へ排出したり、該当する気体還流通路１３を開放して還流気体を下流側の装置群に供給することなく大気中へ排出することも可能である。
【００４６】
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。
第一の実施の形態では、貯水槽１にＶＯＣ等が混入された被処理水が順次流入するような場合（連続式、シーケンシャル式の処理）に有効な装置について例示したが、第二の実施の形態では、例えば貯水槽１にＶＯＣ等が混入された被処理水は処理中は新たに流入させず、処理完了後に貯水槽１内の被処理水を入れ替えるような場合（循環式、バッチ式の処理）に特に有効な装置について説明する。なお、第二の実施の形態の説明においては、第一の実施の形態と同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略することとする。
【００４７】
第二の実施の形態では、図２に示すように、貯水槽１から被処理水を供給通路２を介してマイクロバブラー３に供給すると共に、オゾン発生装置６からマイクロバブラー３にオゾンを供給する。マイクロバブラー３ではオゾンを含む微細気泡を被処理水に溶解させた後、バブル発生ノズル５により微細気泡を発生させつつリアクター装置７内の処理空間８に被処理水を供給する。
【００４８】
処理空間８において、微細気泡、オゾン、紫外線、光酸化触媒等の作用によるラジカル反応などによって所定に処理された被処理水は、処理空間８の上部に接続された液体排出通路１１を介して処理空間８から排出される。この液体排出通路１１には、三方弁等からなる切替バルブ１６が介装されており、当該切替バルブ１６は、液体排出通路１１を流れる被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物等の濃度を測定するための液体濃度測定器１２の測定結果が所定レベルを越えている間は、被処理水を貯水槽１へ還流させるための液体還流通路１７側へ導くように操作される。なお、液体濃度測定器１２の測定結果が所定レベル以下となった場合には、切替バルブ１６を操作して、被処理水を外部へ排出して処理を終了する。
【００４９】
このように、第二の実施の形態では、液体濃度測定器１２の測定結果が所定レベル以下となるまで、リアクター装置７を通過してラジカル反応に供された被処理水を、液体還流通路１７を介して、再びマイクロバブラー３の入力側へ戻してリアクター装置７に供給するようにしたので、簡単かつ安価な構成で、且つ、装置の小型化を促進しながら、効率良く被処理水中に含まれるＶＯＣ等の有機物を繰り返し酸化分解して浄化し、被処理水中に含まれる細菌等を繰り返し殺菌、消毒等することができる。
【００５０】
また、第二の実施の形態においても、第一の実施の形態と同様に、処理空間８に収容される被処理水の上方空間１０に貯留された気体を、気体還流通路１３を介して、前記オゾン発生装置６延いてはマイクロバブラー３の入力側へ還流させるようになっている。
【００５１】
従って、第二の実施の形態においても、第一の実施の形態と同様に、被処理水の浄化等が進むに連れて、前記上方空間１０に貯留される気体も繰り返し前記ラジカル反応による酸化分解に供されて徐々に浄化されることになるため、従来のような活性炭等を用いなくても、前記上方空間１０に貯留される気体から大気中へ有害成分が放出されることを防止でき、以って比較的高価な活性炭等の吸着手段を省略することが可能となり、製品コスト及び維持コストの低減、更には煩雑なメンテナンス作業を不要としてメンテナンスフリーを実現しながら、環境維持を図ることができる。
【００５２】
なお、例えば、気体還流通路１３に三方弁等の切替バルブ等を設けると共に、前記上方空間１０と大気とを連通させる通路を設け、これに活性炭等の吸着手段を配設したとしても、前記上方空間１０に貯留される気体に含まれる有害成分の濃度は従来に比べて大幅に低減されるから、吸着手段の容量を従来に比べて小さくできるため、製品コスト及び維持コストの低減を図ることができるものである。
【００５３】
ところで、上記各実施の形態において、処理空間８において被処理水中を微細気泡が浮上する際に、既述した微細気泡の帯電特性等により周囲の油分や懸濁物質を吸着して浮上するため、例えば、処理空間８に収容されている被処理水の上表面近傍（例えば上澄み液）をフィルタ等を通過させることで被処理水から油分や懸濁物質を除去して浄化することもできるものである。
【００５４】
続けて、第三の実施の形態について説明する。
第一の実施の形態、第二の実施の形態では、被処理流体が揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などが混入された地下水や排水などの液体である処理装置について説明したが、第三の実施の形態では、被処理流体が気体である処理装置の一例について説明する。なお、第一、第二の実施の形態と同様の要素には同一の符号を付して、詳細な説明は省略することとする。
【００５５】
図３に示すように、第三の実施の形態では、ＶＯＣ等が混入したガス（被処理気体）がリアクター装置７０の下方から供給される一方、マイクロバブラー３０から配管部材等により構成される供給通路２を介して処理水（被処理気体に作用して所定の処理を行なう液体）が、リアクター装置７０の処理空間８０の上方からシャワー状に供給されるようになっている。なお、被処理気体としては、例えば、ＶＯＣ等が混入した土壌等を浄化する際に当該土壌から揮発したＶＯＣ等を含む空気等が想定される。
【００５６】
マイクロバブラー３０は、外部より供給される補給水（必要に応じて当該補給水は供給停止することもできる）と、液体還流通路１３０から還流される処理水と、を混合して加圧作用により空気を溶解させた溶解水を製造する溶解水製造手段４と、当該溶解水を加圧状態から解放して微細気泡を発生させつつリアクター装置７０へ吐出するバブル発生ノズル５と、を備えて構成されると共に、前記溶解水製造手段４の上流側にオゾン発生装置６を接続して、当該溶解水製造手段４において空気を前記溶解水に溶解させる際に同時にオゾンを溶解させ、前記バブル発生ノズル５により発生される処理水中の微細気泡中にオゾンを含ませることができるように構成されている。
【００５７】
前記リアクター装置７０の処理空間８０では、前記バブル発生ノズル５から供給される微細気泡を含む処理水の当該微細気泡の消滅時におけるラジカル反応や、前記微細気泡中に含まれるオゾン或いは処理水から蒸発したオゾンのラジカル反応などによって、処理空間８０の下方から供給される被処理気体中に含まれるＶＯＣ等の有機物や、液体還流通路１３０から還流された処理水に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解して浄化等することができるようになっている。
【００５８】
なお、処理空間８０内には、前記バブル発生ノズル５から供給される微細気泡を含む処理水と、処理空間８０の下方から供給される被処理気体と、を良好に混合して接触機会を増やすことができるように、シャワー状態で供給される処理水の落下速度を調整するためのバッファプレート（図示せず）等を配設することもできる。
【００５９】
また、本実施の形態では、より一層効果的に、被処理気体や処理水に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解して浄化等することができるように、リアクター装置７０の処理空間８０内の被処理気体及び処理水に対して、紫外線を照射することができるようになっている。例えば、処理空間８０内に紫外線照射ランプを配設する構成や、処理空間８０を画成する隔壁を石英ガラス等で形成してその外部に紫外線照射ランプを配設するように構成することができる。
【００６０】
これにより、処理空間８０の上方から供給される処理水に含まれるオゾン或いは蒸発して処理空間８０を漂うオゾンに紫外線が照射されるため、オゾンが活性化されてラジカルが発生し、一層強力かつ安定した酸化作用を生じさせることができ、以って被処理気体や処理水に含まれるＶＯＣ等の有機物を効果的に酸化分解して浄化等することができることになる。
【００６１】
更に、紫外線照射ランプを処理空間８０の内部に配設する場合には処理空間８０の内壁に、或いは紫外線照射ランプを処理空間８０の外部に配設する場合には紫外線照射の妨げとならない処理空間８の内壁領域に、或いはバッファプレートを配設する場合にはその表面に、二酸化チタン等の光酸化触媒Ｐを例えばコーティング等の方法で配設することができる。これにより、当該光酸化触媒Ｐに接触する被処理気体や処理水に含まれるＶＯＣ等の有機物を効果的に酸化分解して浄化等することができることになる。
【００６２】
このように、微細気泡、オゾン、紫外線、光酸化触媒等を利用して所定に処理された被処理気体は、処理空間８０の上部に接続された気体排出通路１１０を介して処理空間８０から排出される。この気体排出通路１１０には、公知のミストセパレータ９０が介装され、ここで気液分離されて、被処理気体は気体排出通路１１０の下流方向へ導かれる一方、分離された液体は液体還流通路１３０に導かれることになる。なお、気体排出通路１１０のミストセパレータ９０の下流側には、ここを通過する被処理気体中に含まれるＶＯＣ等の有機物等の濃度を測定するための気体濃度測定器１４が配設されている。
【００６３】
ところで、本実施の形態においては、処理空間８０の下部に、シャワー状態で供給され処理空間８０の下方に集まる処理水をマイクロバブラー３０へ還流させるための液体還流通路１３０が接続されている。
【００６４】
かかる構成を有する本実施の形態に係る処理装置では、液体還流通路１３０を介して処理水や、ミストセパレータ９０を介して気液分離された液体を還流させることで、マイクロバブラー３０の溶解水製造手段４においてオゾンを含む空気を処理水中に溶解させる際に、処理水に当該還流された処理水等を混合させることができるため、前記処理空間８０における接触等により処理水側に吸着された被処理気体中のＶＯＣ等の有機物等を、処理水中の微細気泡の消滅時におけるラジカル反応、或いはオゾン、紫外線、光酸化触媒によるラジカル反応に繰り返し供することができるため、効果的に酸化分解して浄化することができることになる。
【００６５】
なお、気体排出通路１１０に介装される気体濃度測定器１４は、臭センサ等のリアルタイムで所定の成分濃度を測定できるものに限らず、サンプリングした気体をガスクロメータなどの分析器等で分析する測定器とすることができる。そして、気体濃度測定器１４の測定結果に基づいて、被処理気体に含まれるＶＯＣ等の有機物が酸化分解されて浄化されたことが確認された場合には、本処理装置による処理を終了する。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、処理空間８０において、処理水中の微細気泡の消滅時におけるラジカル反応、或いはオゾン、紫外線、光酸化触媒によるラジカル反応を利用して被処理気体に含まれるＶＯＣ等の有機物を効果的に酸化分解して浄化することができると共に、処理水を還流させることで処理水に吸着されたＶＯＣ等の有機物も効果的に浄化することができる。
【００６７】
ところで、リアクター装置７０を一回通過させただけでは、十分に被処理気体に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解して浄化することができない場合も想定されるため、図３  に示したように、貯水層１、供給通路２、マイクロバブラー３０、オゾン発生装置６、リアクター装置７０、気体排出通路１１０、液体還流通路１３０、気体濃度測定装置１４を含んで構成されるＡ群の処理工程下流側に、Ｂ群の装置群を配設することができる。
【００６８】
すなわち、本実施の形態では、図３に示したように、Ａ群の処理工程下流側に、マイクロバブラー３０と、当該マイクロバブラー３０にオゾンを供給するオゾン発生装置６と、マイクロバブラー３０と接続されると共にＡ群の気体排出通路１１０に接続されるリアクター装置７０と、当該リアクター装置７０から処理済の被処理気体を排出する液体排出通路１１０と、気体排出通路１１０に配設される気体濃度測定器１４と、前記リアクター装置７０の処理空間８０の下方に貯留される処理水をマイクロバブラー３０の入力側に還流させる液体還流通路１３０と、を含んで構成されるＢ群の装置群を配設することができる。なお、Ｂ群は複数（２〜Ｎ個）配設することもできる。
【００６９】
更に、Ｂ群の処理工程下流側には、図３に示したように、Ｃ群の装置群を配設することができる。Ｃ群の装置群は、Ｂ群の装置群と同様であるが、リアクター装置７０から処理済の被処理気体を排出する気体排出通路１１０を大気に解放する大気連通路１５が設けられている。なお、この大気連通路１５には比較的小容量の活性炭等の吸着手段を介装することができる。
【００７０】
かかる構成を備えた本実施の形態によれば、Ａ群の装置群により所定に処理された被処理気体に対して、Ａ群の処理下流側に設けられるＢ群、Ｃ群の装置群によって、被処理気体に含まれるＶＯＣ等の有機物を繰り返し酸化分解して浄化することができる。また、本実施の形態は、特に、リアクター装置７０にＶＯＣ等が混入された被処理気体が順次流入するような場合（シーケンシャル式処理）に効果的で、このような処理においても、効果的に被処理気体に含まれるＶＯＣ等の有機物を繰り返し酸化分解して浄化することができる。
【００７１】
加えて、本実施の形態によれば、各リアクター装置７０の処理空間８０で被処理気体と接触される処理水を繰り返しラジカル反応による酸化分解に供して浄化することができるため、処理水の無害化が図られ、処理水の扱いが簡単で、例えばそのまま廃棄することなどが可能となる。
【００７２】
なお、第三の実施の形態においては、図３において二点鎖線で示すように、気体排出通路１１０からオゾン発生装置６の入力側に被処理気体を還流させる構成とすることも可能である。
【００７３】
次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。
第三の実施の形態では、ＶＯＣ等が混入された被処理気体が順次リアクター装置７０へ流入するような場合（連続式、シーケンシャル式の処理）に有効な装置について例示したが、第四の実施の形態では、リアクター装置７０にＶＯＣ等が混入された被処理気体を処理中は新たに流入させず、処理完了後にリアクター装置７０内の被処理気体を入れ替えるような場合（循環式、バッチ式の処理）に有効な装置について説明する。なお、第四の実施の形態の説明においては、第三の実施の形態と同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略することとする。
【００７４】
すなわち、第四の実施の形態では、図４に示すように、開閉弁Ｖ１を開弁して所定量の被処理気体をリアクター装置７０の下方に供給した後、開閉弁Ｖ１を閉じて先に供給した被処理気体の浄化処理が終了するまでは、被処理気体をロアクター装置７０へは供給しないように構成されている。
【００７５】
そして、第三の実施の形態と同様に、オゾン発生装置６やマイクロバブラー３０を介してオゾンを含む微細気泡を発生可能な処理水が供給通路２を介してリアクター装置７０の上方からシャワー状態で供給されるようになっている。
【００７６】
なお、処理空間８において、第三の実施の形態と同様に、被処理気体は、微細気泡、オゾン、紫外線、光酸化触媒Ｐ等の作用によるラジカル反応などによって所定に処理された後、気体排出通路１１０を介して処理空間８０から排出されるが、この気体排出通路１１０には、公知のミストセパレータ９０が介装されると共に、その下流側に、開閉弁Ｖ２が介装されている。この開閉弁Ｖ２は、気体濃度測定器１４の測定結果が所定レベルを越えている間は閉弁され、この間、気体排出通路１１０を流れる被処理気体は、気体還流通路１４０を介して、開閉弁Ｖ１の下流側であってリアクター装置７０の上流側に還流されるようになっている。
【００７７】
ところで、気体濃度測定器１４の測定結果が所定レベル以下となった場合には、開閉弁Ｖ２を開弁して、活性炭等からる吸着手段を介して、処理済の被処理気体を大気へ放出して処理を終了する。また、必要に応じて、再び開閉弁Ｖ２を閉じると共に、前記開閉弁Ｖ１を開弁することで、上記処理を繰り返すことが可能で、これにより、バッチ式処理を繰り返し実行可能とすることができるものである。
【００７８】
このように、第四の実施の形態では、気体濃度測定器１４の測定結果が所定レベル以下となるまで、リアクター装置７０を通過してラジカル反応に供された被処理気体を、気体還流通路１４０を介して、再びリアクター装置７０の上流側へ戻してリアクター装置７０に供給するようにしたので、簡単かつ安価な構成で、且つ、装置の小型化を促進しながら、効率良く被処理気体中に含まれるＶＯＣ等の有機物を繰り返し酸化分解して浄化することができる。
【００７９】
加えて、本実施の形態によれば、リアクター装置７０の処理空間８０で被処理気体と接触される処理水を繰り返しラジカル反応による酸化分解に供して浄化することができるため、処理水の無害化が図られ、処理水の扱いが簡単で、例えばそのまま廃棄することなどが可能となる。
【００８０】
なお、図４において二点鎖線で示すように、気体排出通路１１０からオゾン発生装置６の入力側に被処理気体を還流させる構成とすることも可能である。
【００８１】
ところで、上記各実施の形態では、マイクロバブラー３、３０として、溶解水製造手段４の上流側にオゾン発生装置６を接続して、当該溶解水製造手段４において加圧作用により空気等の気体を溶解水に溶解させる際に同時にオゾンを溶解させ、前記バブル発生ノズル５により圧力を解放することで発生される液体中の微細気泡中にオゾンを含ませるようにした構成のものを用いて説明したが、他の原理或いはメカニズムを用いて液体中にオゾンを含む微細気泡を発生させることができる装置を採用することも可能である。
【００８２】
以上で説明した各実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る連続式（シーケンシャル式）の処理装置（被処理流体が液体の場合の例）の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係る循環式（バッチ式）の処理装置（被処理流体が液体の場合の例）の全体構成を示す図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態に係る連続式（シーケンシャル式）の処理装置（被処理流体が気体の場合の例）の全体構成を示す図である。
【図４】本発明の第四の実施の形態に係る循環式（バッチ式）の処理装置（被処理流体が気体の場合の例）の全体構成を示す図である。
【図５】本発明において用いるマイクロバブラーの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１      貯水槽
３      マイクロバブラー（微細気泡発生装置）
６      オゾン発生装置
７      リアクター装置
８      処理空間
９      バッファプレート
１０    上方空間
１１    液体排出通路
１３    気体還流通路
３０    マイクロバブラー（微細気泡発生装置）
７０    リアクター装置
８０    処理空間
１１０  気体排出通路
１３０  液体還流通路
１４０  気体還流通路
Ｐ      光酸化触媒
【図１】
2008272638.tif 000003
【図２】
2008272638.tif 000004
【図３】
2008272638.tif 000005
【図４】
2008272638.tif 000006
【図５】
2008272638.tif 000007