(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉じたループ状に構成され、処理を行う被処理物質が水に混入又は溶解した被処理水が循環する閉ループ管路と、
前記閉ループ管路の中間に配置され、前記被処理水の中で回転する攪拌器によって前記水が蒸発してできる水蒸気の気泡を発生させる攪拌式キャビテーション発生機構を備え、
前記気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により前記被処理物質を分解して無害化する攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置であって、
前記攪拌式キャビテーション発生機構は、回転軸により回転するとともに前記回転軸方向に間隙を配して設置され水流通過孔を有する２つの回転板の間に前記回転軸と平行となるようにワイヤー状部材が複数設置され、前記回転軸の回転に伴って前記ワイヤー状部材が前記被処理水を攪拌することにより、前記水蒸気の気泡を発生させること
を特徴とする攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置。
【請求項２】
閉じたループ状に構成され、処理を行う被処理物質が水に混入又は溶解した被処理水が循環する閉ループ管路と、前記閉ループ管路の中間に配置され、前記被処理水の中で回転する攪拌器によって前記水が蒸発してできる水蒸気の気泡を発生させる攪拌式キャビテーション発生機構を設けた攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置を用い、前記気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により前記被処理物質を分解して無害化する攪拌式キャビテーション型化学物質無害化方法であって、
前記攪拌式キャビテーション発生機構には、回転軸により回転するとともに前記回転軸方向に間隙を配して設置され水流通過孔を有する２つの回転板の間に前記回転軸と平行となるようにワイヤー状部材が複数設置され、前記回転軸の回転に伴って前記ワイヤー状部材が前記被処理水を攪拌することにより、前記水蒸気の気泡を発生させること
を特徴とする攪拌式キャビテーション型化学物質無害化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する攪拌器によって水蒸気の気泡を発生させ、気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により水中の被処理物質を分解して無害化する攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置、及び攪拌式キャビテーション型化学物質無害化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境ホルモン、ダイオキシン類等、難分解性で微量の化学物質による環境汚染が社会問題となっている。これらの化学物質を無害化する方法としては、焼却などの高温加熱方式が検討されているが、水底の底泥などは、含水率が高いため、処理費用が高かった。
【０００３】
その他の処理方法として、「超臨界水酸化法」が提案されている（特許文献１を参照）。しかし、この方法は、高温・高圧の設備が必要であり、処理費用が高い、という問題があった。そこで、これらの処理方法よりも、安全かつ経済的な処理方法の開発が望まれている。
【特許文献１】特開平１１−９０４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、含水率の高い化学物質等を安全かつ経済的に処理し無害化し得る装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置は、
閉じたループ状に構成され、処理を行う被処理物質が水に混入又は溶解した被処理水が循環する閉ループ管路と、
前記閉ループ管路の中間に配置され、前記被処理水の中で回転する攪拌器によって前記水が蒸発してできる水蒸気の気泡を発生させる攪拌式キャビテーション発生機構を備え、
前記気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により前記被処理物質を分解して無害化する攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置であって、
前記攪拌式キャビテーション発生機構は、回転軸により回転するとともに前記回転軸方向に間隙を配して設置され水流通過孔を有する２つの回転板の間に前記回転軸と平行となるようにワイヤー状部材が複数設置され、前記回転軸の回転に伴って前記ワイヤー状部材が前記被処理水を攪拌することにより、前記水蒸気の気泡を発生させること
を特徴とする。
【０００６】
また、本発明の請求項２に係る攪拌式キャビテーション型化学物質無害化方法は、
閉じたループ状に構成され、処理を行う被処理物質が水に混入又は溶解した被処理水が循環する閉ループ管路と、前記閉ループ管路の中間に配置され、前記被処理水の中で回転する攪拌器によって前記水が蒸発してできる水蒸気の気泡を発生させる攪拌式キャビテーション発生機構を設けた攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置を用い、前記気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により前記被処理物質を分解して無害化する攪拌式キャビテーション型化学物質無害化方法であって、
前記攪拌式キャビテーション発生機構には、回転軸により回転するとともに前記回転軸方向に間隙を配して設置され水流通過孔を有する２つの回転板の間に前記回転軸と平行となるようにワイヤー状部材が複数設置され、前記回転軸の回転に伴って前記ワイヤー状部材が前記被処理水を攪拌することにより、前記水蒸気の気泡を発生させること
を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、閉じたループ状に構成され処理を行う被処理物質が水に混入又は溶解した被処理水が循環する閉ループ管路と、閉ループ管路の中間に配置され被処理水の中で回転する攪拌器によって水が蒸発してできる水蒸気の気泡を発生させる攪拌式キャビテーション発生機構を設けた攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置、又はこの装置を用いる攪拌式キャビテーション型化学物質無害化方法であって、気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により被処理物質を分解して無害化するものであり、攪拌式キャビテーション発生機構には、回転軸により回転するとともに回転軸方向に間隙を配して設置され水流通過孔を有する２つの回転板の間に回転軸と平行となるようにワイヤー状部材が複数設置され、回転軸の回転に伴ってワイヤー状部材が前記被処理水を攪拌することにより、水蒸気の気泡を発生させるようにした。このため、含水率の高い化学物質等を安全かつ経済的に処理し無害化することができる、という利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に説明する実施例は、閉じたループ状に構成され処理を行う被処理物質が水に混入又は溶解した被処理水が循環する閉ループ管路と、閉ループ管路の中間に配置され被処理水の中で回転する攪拌器によって水が蒸発してできる水蒸気の気泡を発生させる攪拌式キャビテーション発生機構を設けた攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置、又はこの装置を用いる攪拌式キャビテーション型化学物質無害化方法であって、気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により被処理物質を分解して無害化するものであり、攪拌式キャビテーション発生機構には、回転軸により回転するとともに回転軸方向に間隙を配して設置され水流通過孔を有する２つの回転板の間に回転軸と平行となるようにワイヤー状部材が複数設置され、回転軸の回転に伴ってワイヤー状部材が前記被処理水を攪拌することにより、水蒸気の気泡を発生させるようにした。このため、含水率の高い化学物質等を安全かつ経済的に処理し無害化することができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明を行う。図１は、本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置３を船舶５１に搭載した浚渫船を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、この浚渫船は、環境ホルモン、ダイオキシン類等の有害物質が堆積した底泥Ｍ１を移送管１ａで吸い上げ、サイクロン分離器２によって、例えば直径５０μｍ以下の粒子のみを分級を行い、移送管１ｂによって、攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置３へ送る。
【００１１】
図２は、本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置の原理を説明する図である。
【００１２】
図２に示すように、攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置３は、管路Ｐ１及びＰ２及びＰ３及びＰ４からなり閉じたループ状に構成された閉ループ管路と、閉ループ管路の中間Ｐ４に配置され被処理水の中で、回転駆動源であるモータ３２により回転する攪拌器３１により水の一部を蒸発させて水蒸気の気泡Ｂ１を発生させる攪拌式キャビテーション発生機構を３０を備えている。
【００１３】
キャビテーションとは、ある温度の液体の圧力が、その温度によって決まる蒸気圧より低くなると、そこで液体が蒸発し、蒸気の気泡が生じる。ポンプやプロペラの流れは、場所により加速され圧力が低くなるので、条件によっては、常温でも液体が蒸発し気泡となる現象が起きる。これをキャビテーションという。
【００１４】
発生した気泡は、瞬間的に縮小する際に、各種の作用を行う。第１の作用は、断熱圧縮作用であり、これにより、局所的な高温が発生する。この高温により、被処理水の中に混入又は溶解している被処理物質（有害物質等）が分解する。また、第２の作用は、上記の局所的高温により、水が熱分解してＯＨラジカルが発生し、このＯＨラジカルの酸化作用により、被処理水の中に混入又は溶解している被処理物質（有害物質等）を酸化して無害な物質に変化させる。また、第３の作用として、発生した気泡は、瞬間的につぶれる際に衝撃波を発生する。このような３つの作用により、有害物質は分解し、例えば、塩化有機化合物（ダイオキシン類等）の場合には、水と二酸化炭素と塩化水素に分解される。
【００１５】
図３は、本発明の第１実施例の具体例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置３Ａに用いる具体的な攪拌式キャビテーション発生機構３０Ａの構成を示す図である。図３に示すように、この攪拌式キャビテーション発生機構３０Ａには、回転軸４１により回転するとともに回転軸４１の方向（図３における左右方向）において前後となるように間隙を配して設置された２つの回転板４２及び４３と、２つの回転板４２及び４３の間に回転軸４１と平行となるようにワイヤー状部材４４が複数設置されて構成され、２つの回転板４２、４３には、それぞれ水流通過孔４２ａ、４３ａが設けられている。また、管路Ｐ４Ａの管壁側には、細長い板などからなるヒレ状の突起（ステータ）４５が設置されている。
【００１６】
このような構成により、回転軸４１の回転に伴ってワイヤー状部材４４が、流れ込む被処理水の水流Ｗ１を攪拌すること剪断力が発生し、ステータ４５により高圧部が確保され、水蒸気の気泡を発生させ、気泡が瞬間的に縮小又はつぶれる際の作用により、被処理物質を分解して無害化し、水流Ｗ２として流出させるようにした。
【００１７】
図４は、本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置の作用を示す図である。このグラフは、被処理物質としてジベンゾ−ｐ−ダイオキシンを用い、ジメチルスルオキシドを媒介にして水に溶解させた被処理水について、出力２．２ｋｗの攪拌器を用いて、図２の構成で水流を流し、攪拌器を回転させる実験を行った結果である。図４に示すように、実験前は、０．０１３マイクログラム／リットルの濃度であったジベンゾ−ｐ−ダイオキシンは、３時間経過後には当初の３８％の０．００５マイクログラム／リットルの濃度となり、６時間経過後には当初の２３％の０．００３マイクログラム／リットルの濃度となった。このように、本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置によれば、有害な化学物質を、安全かつ経済的に処理し無害化することができることがわかる。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施例の他の具体例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置３Ｂを地上側に設置し、船舶５２によって底泥を浚渫する例を示す図である。
【００１９】
図２に示すように、このシステムでは、環境ホルモン、ダイオキシン類等の有害物質が堆積した底泥Ｍ２を、船舶５２に設けられた移送管１１ａで吸い上げ、移送管１１ｂ及び１１ｃによって、地上側に設置されたサイクロン分離器１２に送られ、サイクロン分離器１２によって、例えば直径５０μｍ以下の粒子のみを分級を行い、移送管１１ｄによって、攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置３Ｂへ送る。その後、キャビテーションの作用によって無害化された被処理水は、移送管１１ｅ及び１１ｆによって元の水中へ戻される。
【００２０】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではない。上記各実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、水底の底泥や排水などの含水率の高い化学物質等を処理し無害化する産業、攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置を製造する機械製造業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置を船舶に搭載した浚渫船を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置の原理を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置の攪拌式キャビテーション発生機構の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置の作用を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例である攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ａ、１ｂ  移送管
２  サイクロン分離器
３〜３Ｂ  攪拌式キャビテーション型化学物質無害化装置
１１ａ〜１１ｆ  移送管
１２  サイクロン分離器
３０、３０Ａ  攪拌式キャビテーション発生機構
３１  攪拌器
３２  モータ
４１  回転軸
４２  回転板
４２ａ  水流通過孔
４３  回転板
４３ａ  水流通過孔
４４  ワイヤー状部材
４５  ステータ
５１、５２  船舶
Ｂ１  気泡
Ｍ１、Ｍ２  底泥
Ｐ１〜Ｐ４、Ｐ４Ａ  管路
Ｗ１、Ｗ２  水流
【図１】
0004572388.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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