(57)【要約】【課題】汚染の程度が大きい汚染水を浄化することができる汚染水処理装置を提供する。【解決手段】超音波水中発振手段Ｘが、汚染水が一端６ａから他端６ｂに内部を軸心方向に流通可能な超音波処理筒状体６を備える。筒状体６の一端６ａに配設されて筒状体６内に超音波を発振する超音波発振器７を備える。原子酸素発生手段Ｙが、筒状体６にてマイナス電極８を形成する。筒状体６内に挿入されたプラス電極９を備える。筒状体６の内部を流れる汚染水を電気分解して原子酸素を筒状体６内にて発生させるように、構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を汚染水中に発振する超音波水中発振手段（Ｘ）と、水又は汚染水を電気分解して原子酸素を発生する原子酸素発生手段（Ｙ）を備えたことを特徴とする汚染水処理装置。
【請求項２】
超音波水中発振手段（Ｘ）が、汚染水が内部を流通可能な超音波処理筒状体（６）と該筒状体（６）内に超音波を発振する超音波発振器（７）とを備えるとともに、原子酸素発生手段（Ｙ）が、上記筒状体（６）の内部を流れる上記汚染水を電気分解して原子酸素を発生するプラス電極（９）及びマイナス電極（８）を備えた請求項１記載の汚染水処理装置。
【請求項３】
マイナス電極（８）が、上記筒状体（６）にて形成されている請求項２記載の汚染水処理装置。
【請求項４】
超音波水中発振手段（Ｘ）が、汚染水が一端（６ａ）から他端（６ｂ）に内部を軸心方向に流通可能な超音波処理筒状体（６）と、該筒状体（６）の上記一端（６ａ）に配設されて該筒状体（６）内に超音波を発振する超音波発振器（７）とを、備え、
原子酸素発生手段（Ｙ）が、上記筒状体（６）にてマイナス電極（８）を形成すると共に、該筒状体（６）内に挿入されたプラス電極（９）を、備え、上記筒状体（６）の内部を流れる上記汚染水を電気分解して原子酸素を上記筒状体（６）内にて発生させるように、構成したことを特徴とする汚染水処理装置。
【請求項５】
超音波発振器（７）が、振動数２０ｋＨｚ  以上の超音波を発振する発振子（２２）を有する請求項２，３又は４記載の汚染水処理装置。
【請求項６】
超音波水中発振手段（Ｘ）の上流側に原子酸素発生手段（Ｙ）を配管（１１）にて接続し、上記原子酸素発生手段（Ｙ）、配管（１１）、超音波水中発振手段（Ｘ）に、汚染水が順次流通するように構成した請求項１記載の汚染水処理装置。
【請求項７】
超音波水中発振手段（Ｘ）に汚染水を流入させる配管（２）の途中乃至下流端に、原子酸素発生手段（Ｙ）にて電気分解した水が流入するように構成した請求項１記載の汚染水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の汚染水処理装置は、オゾンにて殺菌を行った後に、オゾンを除去するものが公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３２８６６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、オゾンのみでは、その殺菌力に限界があり、比較的きれいな水を殺菌することはできても、汚染の程度が大きい汚染水を浄化することはできなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、汚れの程度が大きい汚染水を浄化する（すなわち、汚水処理をする）ことができる汚染水処理装置を提供することを目的とする。また、多量の汚染水を効率的に汚水処理することができる汚染水処理装置を提供することを別の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る汚染水処理装置は、超音波を汚染水中に発振する超音波水中発振手段と、水又は汚染水を電気分解して原子酸素を発生する原子酸素発生手段を備えたものである。
【０００７】
また、超音波水中発振手段が、汚染水が内部を流通可能な超音波処理筒状体と該筒状体内に超音波を発振する超音波発振器とを備えるとともに、原子酸素発生手段が、上記筒状体の内部を流れる上記汚染水を電気分解して原子酸素を発生するプラス電極及びマイナス電極を備えたものである。また、マイナス電極が、上記筒状体にて形成されているものである。
【０００８】
また、超音波水中発振手段が、汚染水が一端から他端に内部を軸心方向に流通可能な超音波処理筒状体と、該筒状体の上記一端に配設されて該筒状体内に超音波を発振する超音波発振器とを、備え、原子酸素発生手段が、上記筒状体にてマイナス電極を形成すると共に、該筒状体内に挿入されたプラス電極を、備え、上記筒状体の内部を流れる上記汚染水を電気分解して原子酸素を上記筒状体内にて発生させるように、構成したものである。
【０００９】
また、超音波発振器が、振動数２０ｋＨｚ  以上の超音波を発振する発振子を有するものである。
【００１０】
また、超音波水中発振手段の上流側に原子酸素発生手段を配管にて接続し、上記原子酸素発生手段、配管、超音波水中発振手段に、汚染水が順次流通するように構成したものである。また、超音波水中発振手段に汚染水を流入させる配管の途中乃至下流端に、原子酸素発生手段にて電気分解した水が流入するように構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【００１２】
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態を示す。この汚染水処理装置は、工場排水、豚・鶏・乳牛のし尿、地下水等の汚染水を浄化する。この汚染水処理装置は、超音波を汚染水中に発振する超音波水中発振手段Ｘと、水又は汚染水を電気分解して原子酸素を発生する原子酸素発生手段Ｙを備える。
【００１３】
１は汚染水を溜める貯水槽を示す。貯水槽１と超音波水中発振手段Ｘは、ポンプＰを介する配管２にて接続されている。３は超音波水中発振手段Ｘ及び原子酸素発生手段Ｙから排出された水が流通する配管を示す。配管３は、バルブＶ１  を介する配管４と、バルブＶ２  を介して貯水槽１へ接続した配管５とに分岐状に接続されている。
【００１４】
超音波水中発振手段Ｘについて説明する。超音波水中発振手段Ｘは、汚染水が一端６ａから他端６ｂに内部を軸心方向に流通可能な金属製超音波処理筒状体６と、筒状体６の一端６ａに配設されて筒状体６内に超音波を発振する超音波発振器７とを、備える。超音波発振器７は、振動数２０ｋＨｚ  以上の超音波を発振する発振子２２を有する。発振子２２は、例えば、特殊クリスタルから成る。
【００１５】
原子酸素発生手段Ｙについて説明する。原子酸素発生手段Ｙは、筒状体６にてマイナス電極８を形成すると共に、筒状体６内に挿入された金属製プラス電極９を、備える。プラス電極９は、金属製網状体（ラス）から成る。１０は直流電源装置を示し、マイナス電極８及びプラス電極９は、それぞれこの直流電源装置１０と電気的に接続されている。このように、原子酸素発生手段Ｙは、マイナス電極８及びプラス電極９に通電することにより、筒状体６の内部を流れる汚染水を電気分解して原子酸素（Ｏ）を筒状体６内にて発生させる。
【００１６】
次に、汚染水及び水の流れについて説明する。
貯水槽１からポンプＰにて汚染水を送り出し、配管２内を流通させ、超音波水中発振手段Ｘと原子酸素発生手段Ｙを備えている筒状体６内に送る。汚染水は、超音波水中発振手段Ｘ及び原子酸素発生手段Ｙにて浄化される。この汚水処理後の水は、バルブＶ１  を開放して、配管３、配管４を順次流通して放出される。汚水処理後に、汚染水が十分に浄化されていない場合、バルブＶ１  を閉鎖して、バルブＶ２  を開放する。このとき、汚染水は、配管３、配管５を順次流通して、貯水槽１へ戻る。そして、再度汚水処理をする。
【００１７】
浄化作用について、説明する。超音波発振器７は、汚染水の加圧、減圧を繰り返す（例えば、振動数２０ｋＨｚ  の超音波の場合、１秒当たり  ２００００回繰り返す）。超音波発振器７の１ｃｍ２  、１秒当たりの仕事は、例えば、２５Ｗに設定される。また、加圧時の圧力は、例えば、  ５００気圧以上１０００気圧以下になる。さらに加圧時の温度は、約５０００℃となる。原子酸素発生手段Ｙによる電気分解にて発生した原子酸素は、減圧時に気化して微細気泡となり、（上述のように高温・高圧の）加圧時に、汚染水と活発に化学反応をして、汚染水を浄化する。
【００１８】
超音波水中発振手段Ｘと原子酸素発生手段Ｙが、一箇所に設置される───すなわち、超音波水中発振手段Ｘの筒状体６にて、マイナス電極８が形成される───ので、（超音波水中発振手段Ｘと原子酸素発生手段Ｙとを別々の場所に設置する場合と比較して）装置がコンパクトになる。また、マイナス電極１３（筒状体６）とプラス電極１４の間にて発生した原子酸素は、ただちに、超音波にて（上述のように）加圧、減圧されて、発生直後の原子酸素が一層活発に化学反応して効率良く汚染水を浄化する。
【００１９】
図４は、第２の実施の形態を示す。すなわち、筒状体６から成るマイナス電極８と、金属製円柱状のプラス電極９を備える。
【００２０】
図５は、第３の実施の形態を示す。すなわち、マイナス電極８及びプラス電極９が、それぞれ金属製のメッシュ（ラス加工）等の板網状体から成り、筒状体６内に平行に収納されている。なお、マイナス電極８及びプラス電極９を、（網状体としないで）平板（帯板）とするも、好ましい。
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【００２１】
図６は、第４の実施の形態を示す。超音波水中発振手段Ｘの上流側に原子酸素発生手段Ｙを配管１１にて接続し、貯水槽１からポンプＰにて汲上げた汚染水が、原子酸素発生手段Ｙ、配管１１、超音波水中発振手段Ｘに、順次流通するように構成される。
【００２２】
原子酸素発生手段Ｙは、筒状体１２にてマイナス電極１３を形成すると共に、筒状体１２内に挿入された丸棒状プラス電極１４を備える。１５は直流電源装置を示し、マイナス電極１３及びプラス電極１４は、それぞれこの直流電源装置１５と電気的に接続されている。マイナス電極１３及びプラス電極１４に通電することにより、筒状体１２の内部を流れる汚染水を電気分解して原子酸素を筒状体１２内にて発生させる。
【００２３】
原子酸素発生手段Ｙは、超音波水中発振手段Ｘの直前に配設される。つまり、配管１１の長さＬ１  は、原子酸素発生手段Ｙにて発生した酸素原子が、超音波水中発振手段Ｘ内で、有効に化学変化を起こす（すなわち、適切な浄化作用を生じる）ことができる程度の短い距離に設定される。例えば、Ｌ１  ≦１ｍとする。長さＬ１  が長いと、原子酸素発生手段Ｙにて発生した酸素原子が、再分子化して、超音波水中発振手段Ｘ内で、汚染水と化学反応を起こしにくくなる。すなわち、汚染水を適切に浄化することができない。
【００２４】
図７は、第５の実施の形態を示す。この汚染水処理装置は、超音波水中発振手段Ｘに汚染水を流入させる（すなわち、貯水槽１から筒状体６へ汚染水を送る）ための配管２の途中乃至下流端に、原子酸素発生手段Ｙにて電気分解した水が流入するように構成される。具体的には、原子酸素発生手段Ｙは、配管２の途中乃至下流端に、配管１６にて接続されている。２０は、水道栓２１と原子酸素発生手段Ｙを接続するとともにバルブＶ３  を介する配管を示す。水道栓２１から吐出された水は、配管２０を通じて原子酸素発生手段Ｙに供給される。
【００２５】
原子酸素発生手段Ｙの吐出口１７から超音波水中発振手段Ｘの吸入口１８までの流路１９の長さＬ２  は、原子酸素発生手段Ｙにて発生した酸素原子が、超音波水中発振手段Ｘ内で、有効に化学変化を起こす（すなわち、適切な浄化作用を生じる）ことができる程度の短い距離に設定される。例えば、Ｌ２  ≦１ｍとする。長さＬ２  が長いと、原子酸素発生手段Ｙにて発生した酸素原子が、再分子化して、超音波水中発振手段Ｘ内で、汚染水と化学反応を起こしにくくなる。すなわち、適切な浄化作用が生じない。
【００２６】
第５の実施の形態では、汚染水が高度に汚濁している場合、その汚濁の濃度を水により下げて、超音波水中発振手段Ｘにて効率良く汚水処理をすることができる。
【００２７】
なお、超音波水中発振手段Ｘでの圧縮時に、ヒドロニュウム（ＯＨ）、ハイドロゲン（Ｈ）が発生する。ヒドロニュウム、ハイドロゲンによって、塩素有機化合物を破壊することができる。また、ヒドロニュウム、ハイドロゲンは、有機分解機能を発揮する。
【００２８】
本発明は、設計変更可能であって、例えば、超音波発振器７を、筒状体６の中間部に配設するも良い。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【００３０】
（請求項１，２，３，４，５，６，７によれば）汚染の程度が大きい汚染水を浄化することができる。また、多量の汚染水を効率的に汚水処理することができる。
【００３１】
具体的には、ＰＨの調整を行なうことができる。また、汚染水のＢＯＤ（生物学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）を減少させることができる。また、汚染水中のアンモニア性窒素、大腸菌等を除去することができる。また、汚染水中のベンゼン、トルエン、エチル・ベンゼン、キシレン、塩化ナトリウム、ペンタクロロフェノール、塩素有機化合物、ダイオキシン等を処理することができる。そして、汚染処理後、河川、下水に放流することができる。
【００３２】
さらに、残留塩素類を分解することができる。また、地下水の汚染処理を行なうことができる。また、鋳物工場の砂の再利用を可能とする。また、染料工場の汚水処理を行なうことができる。また、脱色処理を行うことができる。また、パルプ工場の汚水処理を行なうことができる。また、豚、鶏、乳牛のし尿処理を行なうことができる。また、化学工場の汚水処理を行なうことができる。
【００３３】
（請求項２によれば）装置をコンパクトにすることができる。
（請求項３によれば）部品点数を少なくすることができ、容易に超音波水中発振手段Ｘと原子酸素発生手段Ｙとを組立てることができる。
【００３４】
（請求項４によれば）構造を簡素にすることができる。
（請求項５によれば）汚染水を短時間で効率良く汚水処理することができる。
【００３５】
（請求項６によれば）原子酸素発生手段Ｙにて発生した原子酸素にて、確実に汚水処理を行なうことができる。
（請求項７によれば）汚染水が高度に汚濁している場合、その汚濁の濃度を水により下げて、超音波水中発振手段Ｘにて効率良く汚水処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す説明用構成図である。
【図２】要部拡大断面正面図である。
【図３】要部拡大分解斜視図である。
【図４】第２の実施の形態を示す要部拡大断面正面図である。
【図５】第３の実施の形態を示す要部拡大断面正面図である。
【図６】第４の実施の形態を示す説明用構成図である。
【図７】第５の実施の形態を示す説明用構成図である。
【符号の説明】
２  配管
６  （超音波処理）筒状体
６ａ  一端
６ｂ  他端
７  超音波発振器
８  マイナス電極
９  プラス電極
１１  配管
Ｘ  超音波水中発振手段
Ｙ  原子酸素発生手段
【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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