(57)【要約】     【課題】  液体中に微細気泡を効率よく発生して効率的に利用できる液体処理方法および液体処理装置を提供する。    【解決手段】  この液体処理装置は、液体(一例として水)が原液槽１からポンプ２で汲み上げられて配管Ｌ１から三角堰液槽４に導入される。三角堰液槽４の三角の堰４Ａから溢れた液体５を自然落下により空気と共に落下させ、下方に配置された微細気泡発生タンク６に導入する。微細気泡発生タンク６は、インペラ回転部１１によって液体５に旋回流を起こしながら揚液することで、液体５に微細気泡１６を発生させる。ポンプ,タンクと言った汎用の機器と汎用の設備でもって微細気泡を発生させているので、イニシャルコストを低減できる上に保守管理も容易である。また、微細気泡確認槽１５で微細気泡の発生状態を確認することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を自然落下させ、この自然落下による液体と空気との混合物を、ポンプを有する微細気泡発生タンクに導入する第１の工程と、
上記微細気泡発生タンクの上記ポンプを稼動して、上記微細気泡発生タンクにおいて上記液体中に微細気泡を発生させ、かつ、この微細気泡と液体を含む混合物を微細気泡確認槽に導入して、上記液体中の微細気泡の発生状態を確認する第２の工程と、
上記第２の工程で、微細気泡の発生状態を確認した後、上記微細気泡と液体を含む混合物を上記微細気泡確認槽から次工程装置に導入する第３の工程とを備えることを特徴とする液体処理方法。
【請求項２】
導入された液体を所定量だけ溜めると共に溜めた液体を自然落下させる液槽と、
上記液槽から自然落下による液体と空気との混合物が導入されると共にポンプが設置されていて上記ポンプの稼動によって上記混合物に微細気泡を発生させる微細気泡発生タンクと、
上記微細気泡発生タンクから上記微細気泡を含む混合物が導入されると共に上記混合物での微細気泡の発生状態を確認できる微細気泡確認槽とを備え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、
上記液槽は、
溜めた液体を溢れさせて自然落下させる堰を有することを特徴とする液体処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記微細気泡発生タンクが有するポンプは、導入された上記液体と空気との混合物を揚液する以上の揚液能力を有していることを特徴とする液体処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記ポンプは、液中ポンプであることを特徴とする液体処理装置
【請求項６】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記液槽に溜めた液体に微細気泡発生助剤を添加する微細気泡発生助剤添加部を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液体処理装置において、
上記微細気泡発生助剤は、界面活性剤、アルコール、塩類のうちの１つもしくは２つ以上の物質を組み合わせたものであることを特徴とする液体処理装置。
【請求項８】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての生物反応装置を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項９】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての化学反応装置を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての物理処理装置を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての排水処理装置を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の液体処理装置において、
上記排水処理装置は、生物処理装置を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の液体処理装置において、
上記排水処理装置は、化学処理装置を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の液体処理装置において、
上記排水処理装置は、物理処理装置を備えることを特徴とする液体処理装置。
【請求項１５】
請求項２に記載の液体処理装置において、
上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての深槽生物処理槽を備え、
上記深槽生物処理槽は、
ポリ塩化ビニリデン充填物と液中膜とを有することを特徴とする液体処理装置。
【請求項１６】
請求項２乃至１５のいずれか１つに記載の液体処理装置において、
上記微細気泡確認槽に１台以上のマイクロナノバブル発生機が設置されていることを特徴とする液体処理装置。
【請求項１７】
請求項２乃至１５のいずれか１つに記載の液体処理装置において、
上記微細気泡確認槽は、
微細気泡の発生を確認するための微細気泡確認部と、
上記微細気泡確認部に対して区画されたマイクロナノバブル発生部とを有することを特徴とする液体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体処理方法および液体処理装置に関する。この発明は、例えば、液体中に微細気泡を効率的に発生させて、工場内の反応装置や排水処理に関する処理装置に広範に利用できる液体処理方法および液体処理装置に関する。さらに、一例として、本発明は、微細気泡を含む水を新たに製造して、次工程装置に導入し、次工程装置での処理効率を高めることを目的とした液体処理方法および液体処理装置である。
【背景技術】
【０００２】
従来、反応方法や反応装置および排水処理における処理方法や処理装置において、一般的な前処理方法や前処理装置としては、従来からいくつかの方法や装置が存在している。
【０００３】
一例として、排水処理における生物処理装置の前処理装置が行う処理としては、沈澱、ろ過、ｐＨ調整、オゾン酸化、吸着等がある。前処理装置の目的は、次工程における排水処理装置に対して、生物学的、または化学的、または物理学的な負荷を低減することであり、上記排水処理装置の規模の縮小、ランニングコストの低減、排水処理装置からの処理水の水質上の向上等が期待できる。
【０００４】
また、従来技術としてのナノバブルの利用方法および装置が、特許文献１(特開２００４−１２１９６２号公報)に開示されている。
【０００５】
この技術は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、静電分極の実現による界面活性作用と殺菌作用などの特性を活用したものである。より具体的には、それらが相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、殺菌機能によって各種物体を高機能、低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄化を行うことができることを開示している。
【０００６】
また、もう１つの従来技術としてのナノ気泡の生成方法が、特許文献２(特開２００３−３３４５４８号公報)に開示されている。
【０００７】
この技術は、液体中において、（1)液体の一部を分解ガス化する工程、（2)液体中で超音波を印加する工程または、（3)液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程から構成されていることを開示している。
【０００８】
ところで、微細気泡の作用や機能が調査研究されている中、微細気泡を効率的に発生させることができ、効率的に利用することができる方法や装置が求められている。
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明の課題は、液体中に微細気泡を効率よく発生して効率的に利用できる液体処理方法および液体処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の液体処理方法は、液体を自然落下させ、この自然落下による液体と空気との混合物を、ポンプを有する微細気泡発生タンクに導入する第１の工程と、
上記微細気泡発生タンクの上記ポンプを稼動して、上記微細気泡発生タンクにおいて上記液体中に微細気泡を発生させ、かつ、この微細気泡と液体を含む混合物を微細気泡確認槽に導入して、上記液体中の微細気泡の発生状態を確認する第２の工程と、
上記第２の工程で、微細気泡の発生状態を確認した後、上記微細気泡と液体を含む混合物を上記微細気泡確認槽から次工程装置に導入する第３の工程とを備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、液体の自然落下とポンプ,タンクなどの汎用の機器と汎用の設備でもって微細気泡を発生させているので、微細気泡を発生させるためのイニシャルコストを低く抑えることができる上に、保守管理も容易でありランニングコストの低減も図れる。また、第２の工程で、微細気泡の発生状態を確認した後、第３の工程で、上記微細気泡と液体(例えば、水)を含む混合物を次工程装置に導入するので、次工程装置において、微細気泡が確実に発生した混合物を利用できる。したがって、この発明によれば、微細気泡を効率よく発生して、微細気泡を含有する液体による汚れ成分の吸着機能、物体表面の洗浄機能、殺菌機能、生理活性機能などの所望の機能を効率的に利用できる。なお、この発明の方法は、用水処理、排水処理、純水処理のみならず、微細気泡を含有する液体を利用する場合に適用可能である。また、この発明では、微細気泡とは、一例として、大きさが数百μｍ以下の気泡とする。
【００１２】
また、一実施形態の液体処理装置は、導入された液体を所定量だけ溜めると共に溜めた液体を自然落下させる液槽と、
上記水槽から自然落下による液体と空気との混合物が導入されると共にポンプが設置されていて、上記ポンプの稼動によって上記混合物に微細気泡を発生させる微細気泡発生タンクと、
上記微細気泡発生タンクから上記微細気泡を含む混合物が導入されると共に上記混合物での微細気泡の発生状態を確認できる微細気泡確認槽とを備える。
【００１３】
この実施形態の液体処理装置によれば、液体の自然落下とポンプ,タンクなどの汎用の機器と汎用の設備でもって微細気泡を発生させているので、微細気泡を発生させるためのイニシャルコストを低く抑えることができる上に、保守管理も容易でありランニングコストの低減も図れる。また、微細気泡確認槽で、微細気泡の発生状態を確認した後、微細気泡確認槽から微細気泡と液体(例えば水)を含む混合物を次工程装置に導入することができる。したがって、次工程装置において、微細気泡が確実に発生した混合物を利用できる。したがって、この液体処理装置によれば、微細気泡を効率よく発生して効率的に利用できる。
【００１４】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記液槽は、溜めた液体を溢れさせて自然落下させる堰を有する。
【００１５】
この実施形態によれば、上記液槽が有する堰によって、自然落下させる液体の流量を調整可能になる。
【００１６】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡発生タンクが有するポンプは、導入された上記液体と空気との混合物を揚液する以上の揚液能力を有している。
【００１７】
この実施形態の液体処理装置によれば、ポンプが、導入された上記液体(例えば水)と空気との混合物を揚液する以上の揚液能力を有しているので、上記ポンプは上記液体と空気との混合物に加えて、新たな空気を取り込むことができる。その結果、微細気泡がより発生し易くなる。たとえば、ポンプのインペラが、高速回転することによって、液体と空気の混合物と新たな空気に対して、旋回流を起こし、効果的に微細気泡を発生させることができる。
【００１８】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記ポンプは、液中ポンプである。
【００１９】
この実施形態によれば、上記ポンプが液中ポンプ(例えば水中ポンプ)であるので、少ない費用で容易に入手でき、経済的であり、一般的に利用価値の高いものとなる。
【００２０】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記液槽に溜めた液体に微細気泡発生助剤を添加する微細気泡発生助剤添加部を備える。
【００２１】
この実施形態によれば、上記液槽に溜めた液体(例えば水)に微細気泡発生助剤を添加するので、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００２２】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡発生助剤は、界面活性剤、アルコール、塩類のうちの１つもしくは２つ以上の物質を組み合わせたものである。
【００２３】
この実施形態によれば、微細気泡発生助剤による微細気泡の発生を特に促進することができると共に、調達が容易な微細気泡発生助剤であるので、ランニングコストの低減を図れる。
【００２４】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての生物反応装置を備える。
【００２５】
この実施形態によれば、次工程装置としての生物反応装置に微細気泡を含む混合物を導入するので、生物反応装置による生物反応の性能を高めることができる。なお、この生物反応装置は、一例として排水処理や用水処理に使用されるが排水処理や用水処理に限らず、広く生物反応を利用する装置に該当する。
【００２６】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての化学反応装置を備える。
【００２７】
この実施形態によれば、上記微細気泡によって、化学反応装置の化学反応を触媒的に増加させて、化学反応装置の性能を高めることができる。なお、この化学反応装置は、一例として排水処理や用水処理に使用されるが排水処理や用水処理に限らず、広く化学反応を利用する装置に該当する。
【００２８】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての物理処理装置を備える。
【００２９】
この実施形態によれば、微細気泡は、上記物理処理装置での濾過等の物理処理にも効果的に作用して促進するので、物理処理の性能を高めることができる。なお、この物理処理装置は、一例として、排水処理や用水処理に使用されるが排水処理や用水処理に限らず、広く物理処理を利用する装置に該当する。
【００３０】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての排水処理装置を備える。
【００３１】
この実施形態によれば、上記微細気泡は、排水処理装置による排水処理全般に作用して、処理の性能を高めることができる。
【００３２】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記排水処理装置は、生物処理装置を備える。
【００３３】
この実施形態によれば、微細気泡は、排水処理装置のうちの特に生物処理装置による生物処理にとりわけ効果的に作用するので、生物処理装置の生物処理による排水処理性能を向上できる。
【００３４】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記排水処理装置は、化学処理装置を備える。
【００３５】
この実施形態によれば、微細気泡は、排水処理装置のうちの化学処理装置にとりわけ効果的に作用するので、化学処理装置の化学処理による排水処理性能を向上できる。
【００３６】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記排水処理装置は、物理処理装置を備える。
【００３７】
この実施形態によれば、微細気泡は、排水処理装置のうちの物理処理装置にとりわけ効果的に作用するので、物理処理装置の物理処理による排水処理性能を向上できる。
【００３８】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡確認槽から上記微細気泡を含む混合物が導入される次工程装置としての深槽生物処理槽を備え、上記深槽生物処理槽は、ポリ塩化ビニリデン充填物と液中膜とを有する。
【００３９】
この実施形態では、深槽生物処理槽が有するポリ塩化ビニリデン充填物に微生物が繁殖するので、深槽生物処理槽での微生物濃度が高濃度となり、微細気泡が高濃度となった微生物の活性を高めて微生物による処理効率を向上できる。
【００４０】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡確認槽に１台以上のマイクロナノバブル発生機が設置されている。
【００４１】
この実施形態では、微細気泡確認槽から微細気泡とマイクロナノバブルの両方を含有している液体(例えば水)を次工程装置に導入できるので、利用装置としての次工程装置の性能を格段に高めることができる。すなわち、微細気泡とマイクロナノバブルの両方による各種液体処理に対する相乗効果を期待でき、次工程装置での気泡による影響度が増大する。なお、マイクロバブルは直径５０ミクロン(μｍ)以下の気泡であり、ナノバブルは直径１ミクロン(μｍ)以下の超微細な気泡であり、マイクロナノバブルはマイクロバブルとナノバブルの両方を含んでいるバブルである。
【００４２】
また、一実施形態の液体処理装置では、上記微細気泡確認槽は、微細気泡の発生を確認するための微細気泡確認部と、上記微細気泡確認部に対して区画されたマイクロナノバブル発生部とを有する。
【００４３】
この実施形態では、微細気泡確認部によって微細気泡の発生を確認でき、マイクロナノバブル発生部によってマイクロナノバブルの発生をできる。つまり、微細気泡の発生とマイクロナノバブルの発生とを区画された別個の部分で確認できる。例えば、微細気泡確認槽の槽壁の所定の箇所を透明な材料(例えば透明な樹脂)で作製することで、微細気泡とマイクロナノバブルの発生状況を肉眼でも確認できる。したがって、微細気泡とマイクロナノバブルを確実に含有した混合物を次工程装置に導入することが可能となり、システム全体の最適化と効率向上を図れる。
【発明の効果】
【００４４】
この発明によれば、液体の自然落下とポンプ,タンクなどの汎用の機器と汎用の設備でもって微細気泡を発生させているので、微細気泡を発生させるためのイニシャルコストを低く抑えることができる上に、保守管理も容易でありランニングコストの低減も図れる。また、第２の工程で、微細気泡の発生状態を確認した後、上記微細気泡と液体(例えば、水)を含む混合物を次工程装置に導入するので、次工程装置において、微細気泡が確実に発生した混合物を利用できる。したがって、この発明によれば、微細気泡を効率よく発生して、微細気泡を含有する液体による汚れ成分の吸着機能、物体表面の洗浄機能、殺菌機能、生理活性機能などの所望の機能を効率的に利用できる。なお、この発明の方法は、用水処理、排水処理、純水処理のみならず、微細気泡を含有する液体を利用する場合に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
図１に、本発明の液体処理装置の第１実施形態としての液体処理装置を模式的に示す。
【００４７】
符号１は、液体(一例として水)が導入される原液槽であり、原液槽１に導入された液体(一例として水)を汲み上げて、バルブ３を経由して配管Ｌ１に送出するポンプ２が設置されている。この原液槽１の液面９Ａは変動することもあるし、一定の場合もある。
【００４８】
原液槽１に導入された液体(一例として水)は、ポンプ２によって汲み上げられて配管Ｌ１に送出され、この配管Ｌ１からの吐出流量はバルブ３で調整される。そして、この配管Ｌ１から、三角堰液槽４に上記液体が導入される。この三角堰液槽４は液体の出口に流量が測定可能な三角の堰４Ａが取り付けられている水槽である。
【００４９】
この三角堰液槽４では液体流量が多い場合は、三角の堰４Ａでの液面が上昇し、逆に液体流量が少ない場合、三角の堰４Ａでの液面が下降する。要は、液体が三角の堰４Ａを通過する時の流量を液面で測定する内容であり、三角堰４Ａの堰の部分にはＪＩＳで規定されている目盛りが付けられている。この目盛りは流量を表す。なお、上記三角堰４Ａは、一般的には、塩化ビニール板やプラスチック板で製作されている。
【００５０】
上記三角堰液槽４では、三角堰４Ａの部分での液面の高さで流量を測定できる。例えば、この三角堰液槽４において、何種類もの液体を混合してもこの混合流体の流量を、三角堰４Ａでの液面の高さを上記目盛りで読むことで測定できる。なお、この流量の測定方法はＪＩＳでも規定されている。
【００５１】
この三角堰液槽４には、微細気泡発生助剤タンク１３に貯蔵されている微細気泡発生助剤が、定量ポンプ１４によって必要量だけ添加される。この微細気泡発生助剤としては、具体的一例として、界面活性剤類、アルコール類、塩類があげられる。
【００５２】
それら微細気泡発生助剤を三角堰液槽４に添加して液体と混合して、三角堰液槽４の堰４Ａから落下させて、自然落下する液体５と空気との混合物を、微細気泡発生タンク６に導入する。なお、後述する微細気泡確認槽１５で微細気泡の発生状態を確認した結果、微細気泡の発生状態が不充分であるときは、バルブ３の開度の調節することで、原液槽１から配管Ｌ１を通って三角堰４Ａに導入される液体の量を調整して、微細気泡の発生状態が最適な導入量を決定する。
【００５３】
そして、微細気泡発生タンク６に設置されている比較的能力の大きい液中ポンプ１０でタンク６内に溜まった液体５と空気(気泡７)との混合物８を揚液することで、この液体５に微細気泡が発生し易い状態となる。なお、９Ｂは微細気泡発生タンク６内での液面の一例である。
【００５４】
なお、微細気泡発生タンク６の形状や材質は特に限定しないが、この実施形態では、微細気泡発生タンク６を円筒部分６Ａと先細のすり鉢状の部分６Ｂとを備えた略円筒形状の容器とした。このような円筒形状のタンク６によれば、堰４Ａから自然落下する液体５の落下時間を長くして、落下する液体５と空気とを落下させながら混合し、混合後は、液中ポンプ(一例として水中ポンプ)１０で可能な限り、空気と共に液体５を揚液できるので、好都合である。
【００５５】
この液中ポンプ１０は、下部にインペラ回転部１１を有する。このインペラ回転部１１は、すり鉢状の部分６Ｂに溜まった液体５と空気との混合物を旋回流を起こしながら揚液するので、液体５中に微細気泡１６が発生し易くなる。
【００５６】
この実施形態では、三角堰液槽４の堰４Ａから落下する液体５と空気の混合物の量よりも、液中ポンプ１０の揚液能力が大きい。したがって、液面９Ｂは、常に低水位であり、かつ、液中ポンプ１０のインペラ回転部１１では、液体５と新たな空気とを同時に揚液することとなり、この揚液する液体量と空気量とのバランスで微細気泡１６が効率的に発生する。
【００５７】
また、液中ポンプ１０の出口配管Ｌ２にはバルブ１２が設置されており、微細気泡発生タンク６から微細気泡確認槽１５に導入される液体５と空気との混合物の量をバルブ１２で調節可能になっている。また、このバルブ１２により、微細気泡確認槽１５での微細気泡１６の発生状態を調節することができる。微細気泡１６を含んだ新たな液体は、微細気泡確認槽１５から次工程装置１７に導入され、次工程装置１７での反応効率や処理効率が大幅に改善されることとなる。なお、符号９Ｃは微細気泡確認槽１５での液面を示している。なお、微細気泡確認槽１５の槽壁の一部または全部を透明な材料(樹脂等)で作製すれば、槽１５内での微細気泡１６の発生状態を肉眼で確認できる。
【００５８】
また、この実施形態によれば、ポンプ１０,タンク６と言った汎用の機器と汎用の設備でもって液体中に微細気泡を発生させているので、微細気泡を発生させるためのイニシャルコストを低く抑えることができる上に、保守管理も容易でありランニングコストの低減も図れる。
【００５９】
また、微細気泡確認槽１５で、微細気泡の発生状態を確認した後、微細気泡確認槽１５から微細気泡と液体(例えば水)を含む混合物を次工程装置１７に導入することができる。なお、微細気泡確認槽１５で微細気泡の発生状態を確認した結果、微細気泡の発生状態が不充分であるときは、上述の如く、バルブ３やバルブ１２の開度を調節して、微細気泡の発生状態を最適な状態とすることができる。
【００６０】
したがって、次工程装置１７において、微細気泡が確実に発生した混合物を利用できる。したがって、この実施形態によれば、微細気泡を効率よく発生して効率的に利用できる。例えば、微細気泡を含有する液体によって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の洗浄機能、殺菌機能、生理活性機能などを使って、所望の処理を行うことができる。
【００６１】
(第２の実施の形態)
次に、図２に、この発明の第２の実施の形態を示す。この第２実施形態は、図１の次工程装置１７を生物反応装置１８に置き換えた点だけが前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細な説明を省略して、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００６２】
この第２実施形態では、第１実施形態と同様にして、対象とする液体(一例として水)に微細気泡を含有させ、微細気泡を含有した液体を生物反応装置１８に導入する。これにより、生物反応装置１８による生物反応効率の優れたシステムを提供できる。この生物反応装置１８としては、例えば、発酵,醸造関係の反応装置、医薬品製造に関わる生物反応装置などが該当し、適用範囲は広い。
【００６３】
(第３の実施の形態)
次に、図３にこの発明の第３実施形態を示す。この第３実施形態は、図１の第１実施形態における次工程装置１７に替えて化学反応装置１９を備えた点が前述の第１実施形態と異なる。よって、この第３実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６４】
この第３実施形態では、第１実施形態と同様にして、対象とする液体(一例として水)に微細気泡を含有させ、微細気泡を含有した液体を化学反応装置１９に導入する。この化学反応装置１９では、微細気泡確認槽１５を出た微細気泡を含む新たな液体による触媒作用によって、化学反応装置１９における化学反応が通常の化学反応以上に進行させられる。液体中の微細気泡は化学反応に対して触媒的に作用することが実験的に判明している。
【００６５】
上記液体中の微細気泡は、液体中に数分間継続存在するし、最小サイズのナノバブルが存在すれば、液体中に１ケ月以上存在するといわれている。よって、このような微細気泡を含有する液体は、化学反応装置１９での化学反応を促進させるのに有効である。なお、化学反応装置１９としては、具体的一例として、化学工場におけるあらゆる種類の化学反応装置が該当する。例えば、有機合成反応装置、無機合成反応装置、中和反応装置、化学的な用水処理装置、化学的な排水処理装置など化学反応に関するもの全ての装置が該当する。
【００６６】
(第４の実施の形態)
次に、図４にこの発明の第４実施形態を示す。この第４実施形態は、図１の第１実施形態における次工程装置１７に替えて物理処理装置２０を備えた点が前述の第１実施形態と異なる。よって、この第４実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６７】
この第４実施形態では、第１実施形態と同様にして、対象とする液体に微細気泡を含有させ、微細気泡を含有した液体を物理処理装置２０に導入する。ここで、上記液体に微細空気を含有させることは、処理対象とする液体を物理処理装置２０に導入する前の前処理としての効果がある。
【００６８】
すなわち、微細気泡確認槽１５から物理処理装置２０に導入される液体は、前処理がなされて微細気泡を含んだ液体であるので、物理処理装置２０における物理処理の性能を向上させることができる。例えば、物理処理の一例としての排水処理における急速ろ過は、液体としての排水中に有機物が存在すると、有機物による詰まりの現象が発生し、詰まりを改善するため、逆洗の工程が必要である。ここで、排水が微細気泡を含有することで、この微細気泡は、急速濾過器等に対する汚れとしての有機物による詰まりを減少させ、急速濾過塔の逆洗の回数を単位期間当り減少させることができる。
【００６９】
なお、上記物理処理装置としては、具体例として、一般的なろ過装置、膜ろ過装置、脱水装置、吸着装置、沈澱装置、抽出装置、晶析装置など全ての物理処理を行う装置が該当する。
【００７０】
(第５の実施の形態)
次に、図５にこの発明の第５実施形態を示す。この第５実施形態は、図１の第１実施形態における次工程装置１７に替えて排水処理装置２１を備えた点が前述の第１実施形態と異なる。よって、この第５実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００７１】
この第５実施形態では、原液槽１に導入される液体が工場からの排水である。そして、排水処理装置２１は例えば各種工場で設置されているような排水処理装置である。この第５実施形態では、第１実施形態と同様にして、対象とする液体である排水に微細気泡を含有させ、微細気泡を含有した排水を排水処理装置２１に導入する。ここで、上記排水に微細空気を含有させることは、排水を微細気泡により前処理することとなると共に、新たな微細気泡を含有した新たな排水が、排水処理装置２１に導入される。そして、この微細気泡を含有した新たな排水は、排水処理装置２１での各処理工程に影響して、処理効率が向上することとなる。すなわち、排水処理装置２１は、生物処理工程、化学処理工程、物理処理工程のいずれか１つ、またはそれら工程の組み合わせで構成されており、排水中の微細気泡は影響度には差があるものの全ての工程に影響し、処理効率を向上させることができる。
【００７２】
(第６の実施の形態)
次に、図６にこの発明の第６実施形態を示す。この第６実施形態は、図５の第５実施形態における排水処理装置２１を生物処理装置２２とした点が前述の第５実施形態と異なる。よって、この第６実施形態では、前述の第５実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第５実施形態と異なる部分を説明する。
【００７３】
この第６実施形態では、前述の第５実施形態と同様に、排水を微細気泡により前処理して、新たな微細気泡を含有した新たな排水とし、この排水を微細気泡を含有した状態で生物処理装置２２に導入する。
【００７４】
この排水が含有する微細気泡は、排水を生物処理する生物処理装置２２における微生物の活性を大幅に増加させて、微生物による処理効率を大幅に向上させることができる。具体的には、処理水質を向上させる、曝気槽の大きさを従来より小さくして運転できる、曝気ブロワーの運転台数を減少させることができる、また、従来、微生物分解できなかった界面活性剤、有機フッ素系化合物、有機塩素系化合物までも分解できるようになる、といった改善を実現できる。
【００７５】
(第７の実施の形態)
次に、図７にこの発明の第７実施形態を示す。この第７実施形態は、図５の第５実施形態における排水処理装置２１を化学処理装置２３とした点が前述の第５実施形態と異なる。よって、この第７実施形態では、前述の第５実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第５実施形態と異なる部分を説明する。
【００７６】
この第７実施形態では、前述の第５実施形態と同様に、排水を微細気泡により前処理して、新たな微細気泡を含有した新たな排水とし、この排水を微細気泡を含有した状態で化学処理装置２３に導入する。
【００７７】
この排水が含有する微細気泡は、排水を化学処理する化学処理装置２３における化学反応に対して触媒的に作用することによって、反応促進性を大幅に増加させる。よって、化学処理における処理効率を大幅に向上させることができる。具体的には、化学処理による処理水質を向上させる、化学反応槽の大きさを従来より小さくして運転できる、撹拌機の撹拌強度を減少させる、また、従来、化学処理できなかった低濃度化学物質の処理までもできるようになる、といった改善を実現できる。
【００７８】
(第８の実施の形態)
次に、図８にこの発明の第８実施形態を示す。この第８実施形態は、図５の第５実施形態における排水処理装置２１を物理処理装置２４とした点が前述の第５実施形態と異なる。よって、この第８実施形態では、前述の第５実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第５実施形態と異なる部分を説明する。
【００７９】
この第８実施形態では、前述の第５実施形態と同様に、排水を微細気泡により前処理して、新たな微細気泡を含有した新たな排水とし、この排水を微細気泡を含有した状態で物理処理装置２４に導入する。
【００８０】
この排水が含有する微細気泡は、排水を物理処理する物理処理装置２４における物理処理性を大幅に改善増加させて、物理処理における処理効率を大幅に向上させることができる。具体的には、処理水質を向上させたり、物理処理槽の大きさを従来より小さくして運転できたり、また、従来、物理処理できなかった物質の処理までもできるようになる。
【００８１】
より具体的な一例として、排水が有機物を含んでいるため、脱水性の悪い場合がある。この場合、この排水を長時間かけて微細空気で処理した後、微細空気を含んだ新たな排水として、脱水機にかけると、従来は脱水できなかった排水を脱水できるようになる。
【００８２】
なお、上記物理処理装置としては、具体例として、一般的なろ過装置、膜ろ過装置、脱水装置、吸着装置、沈澱装置、抽出装置、晶析装置など全ての物理処理を行う装置が該当する。
【００８３】
(第９の実施の形態)
次に、図９にこの発明の第９実施形態を示す。この第９実施形態は、図５の第５実施形態における排水処理装置２１を深槽生物処理槽２５とした点が前述の第５実施形態と異なる。よって、この第９実施形態では、前述の第５実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第５実施形態と異なる部分を説明する。
【００８４】
この第９実施形態では、前述の第５実施形態と同様に、排水を微細気泡により前処理して、新たな微細気泡を含有した新たな排水とし、この排水を微細気泡を含有した状態で深槽生物処理槽２５に導入する。微細気泡確認槽１５からの微細気泡を含んだ排水(被処理水)は、下部導入配管２６の上部から導入されて、深槽生物処理槽２５の下部に導入される。
【００８５】
この深槽生物処理槽２５には、微生物を高濃度に培養するための充填材としてポリ塩化ビニリデン充填物３１が充填されている。また、深槽生物処理槽２５には、膜ろ過により処理水を確保するための液中膜２７と処理水が流出してくる重力排水配管２８と、液中膜２７を空気洗浄するためのブロワー３０に配管で接続されている散気管２９が設置されている。重力排水配管２８は重力(水頭差)を利用して液中膜２７からの処理水を流出させる。
【００８６】
また、下部導入配管２６から深槽生物処理槽２５の下部に導入される被処理水が含有する微細気泡によって、この深槽生物処理槽２５に存在する各種微生物の活性が増強されて、各種微生物による処理効率を向上できる。また、液中膜２７も微細空気の膜洗浄力によって、閉塞が防がれて、透過水量が増大することとなる。
【００８７】
(第１０の実施の形態)
次に、図１０にこの発明の第１０実施形態を示す。この第１０実施形態は、図１の第１実施形態における微細気泡確認槽１５に替えて、微細気泡確認槽１５Ｆを備えた点が前述の第１実施形態と異なる。よって、この第１０実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００８８】
この第１０実施形態が有する微細気泡確認槽１５Ｆは、微細気泡の発生を確認するための微細空気確認部３４と、微細空気確認部３４に対して仕切部３９で区画されたマイクロナノバブル発生部３５とを有する。微細気泡確認槽１５Ｆにおいて、微細空気確認部３４は前段側に配置され、マイクロナノバブル発生部３５は後段側に配置されている。
【００８９】
マイクロナノバブル発生部３５はマイクロナノバブル発生機３２を有し、マイクロナノバブル発生機３２には空気吸込配管Ｌ３０と送水配管Ｌ４０が接続されている。空気吸込配管Ｌ３０には空気流量調整バルブ３０が接続されている。また、送水配管Ｌ４０は循環ポンプ３３を経由してマイクロナノバブル発生部３５に接続されている。この循環ポンプ３３は、マイクロナノバブル発生部３５内の液体を送水配管Ｌ４０からマイクロナノバブル発生機３２に供給する。
【００９０】
この第１０実施形態では、微細気泡発生タンク６内に配置された液中ポンプ１０のインペラ回転部１１の場所での旋回流によって発生した微細気泡を含む液体は微細気泡確認槽１５Ｆの微細気泡確認部３４に導入される。この微細気泡確認槽１５Ｆの微細気泡確認部３４では、微細気泡の発生状況が最適となる様に調整される。この微細気泡の発生状況の調整は、バルブ１２の開度を調節することや、定量ポンプ１４の稼動,非稼動でもって行われる。
【００９１】
そして、この微細気泡確認部３４からの微細気泡を含んだ液体は、続いて、マイクロナノバブル発生部３５に導入される。このマイクロナノバブル発生部３５では、微細気泡を含んだ液体に、さらに、マイクロナノバブル発生機３２が発生するマイクロナノバブルが混合される。こうして、充分に微細気泡とマイクロナノバブルとを混合した液体は、次工程装置１７に導入されることとなる。なお、符号９Ｄは微細気泡確認槽１５Ｆでの液面を示している。
【００９２】
この実施形態では、微細気泡確認部３４によって微細気泡の発生を確認でき、マイクロナノバブル発生部３５によってマイクロナノバブルの発生を確認できる。つまり、微細気泡の発生とマイクロナノバブルの発生とを区画された別個の部分で確認できる。例えば、微細気泡確認槽１５Ｆの槽壁の所定の箇所を透明な材料(例えば透明な樹脂)で作製することで、微細気泡とマイクロナノバブルの発生状況を肉眼でも確認できる。したがって、微細気泡とマイクロナノバブルを確実に含有した液体を次工程装置１７に導入することが可能となり、システム全体の最適化と効率向上を図れる。すなわち、微細気泡とマイクロナノバブルの両方による各種液体処理に対する相乗効果を期待でき、次工程装置１７での気泡による影響度が増大する。
【００９３】
（実験例）
図１に示す第１実施形態の液体処理装置に対応する実験装置を製作した。この実験装置では、原液槽１の容量を３００リットルとし、三角堰液槽４の容量を１０リットルとし、微細気泡発生タンク６の容量を４０リットルとし、微細気泡確認槽１５の容量を５０リットルとした。
【００９４】
この実験装置を約２日間試運転した後、半導体工場から排水される排水を被処理水として原液槽１から、順に、三角堰液槽４、微細気泡発生タンク６、微細気泡確認槽１５に連続的に導入した。上記原液槽１に導入する排水中の溶存酸素濃度を測定したところ、０ｐｐｍであった。これに対し、この実験装置の３日間の運転後、水質が安定するのを待って、微細気泡確認槽１５の出口から導出される被処理水の溶存酸素濃度を測定したところ、６ｐｐｍであった。
【００９５】
尚、上記実施形態では、液体を自然落下させる水槽４が三角堰４Ａを備えたが水槽４は三角堰４Ａに替えて他の形状の堰を備えてもよい。また、この発明の液体処理方法および液体処理装置は、水処理分野のみならず、水以外の液体を処理する分野、例えば、アルコール発酵、ビールなどの醸造、医薬品製造などの広範囲の液体処理に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の液体処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の液体処理装置の第２実施形態を模式的に示す図である。
【図３】本発明の液体処理装置の第３実施形態を模式的に示す図である。
【図４】本発明の液体処理装置の第４実施形態を模式的に示す図である。
【図５】本発明の液体処理装置の第５実施形態を模式的に示す図である。
【図６】本発明の液体処理装置の第６実施形態を模式的に示す図である。
【図７】本発明の液体処理装置の第７実施形態を模式的に示す図である。
【図８】本発明の液体処理装置の第８実施形態を模式的に示す図である。
【図９】本発明の液体処理装置の第９実施形態を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の液体処理装置の第１０実施形態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  原液槽
２  ポンプ  
３  バルブ
４  三角堰液槽
５  液体
６  微細気泡発生タンク
７  気泡
８  液体と空気の混合物
９Ａ〜９Ｄ  液面
１０  液中ポンプ
１１  インペラ回転部
１２  バルブ
１３  微細気泡発生助剤タンク
１４  定量ポンプ
１５、１５Ｆ  微細気泡確認槽
１６  微細気泡
１７  次工程装置
１８  生物反応装置
１９  化学反応装置
２０  物理処理装置
２１  排水処理装置
２２  生物処理装置
２３  化学処理装置
２４  物理処理装置
２５  深槽生物処理槽
２６  下部導入管
２７  液中膜
２８  重力排水配管
２９  散気管
３０  ブロワー
３１  ポリ塩化ビニリデン充填材
３２  マイクロナノバブル発生機
３３  循環ポンプ
３４  微細気泡確認部
３５  マイクロナノバブル発生部
【図１】
2007083108.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007083108.tif 000005
【図４】
2007083108.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007083108.tif 000008
【図７】
2007083108.tif 000009
【図８】
2007083108.tif 000010
【図９】
2007083108.tif 000011
【図１０】
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