(57)【要約】【課題】  酸素、酸素＋オゾン混合物等の微差気泡を用いた新規の水処理システムを提供する。【解決手段】外側筒状容器体１０１と、外側容器体１００を液蜜に浮上物排出部１０６、処理原水排出部１０８と原水処理部を構成する内側筒状体１０２とエア配管と、微細気泡含有水を外側筒状容器体１０１に供給するための微細気泡発生装置と、を備え、微細気泡に基づく反応型浮上物分離装置１００と一端側に原水導入口および前記原水導入口の後段の微細気泡導入口を有し他端側が開口した内側筒状体と、前記内側筒状体を囲繞し前記内側筒状体と同心的に設けられ、前記内側筒状体の開口部と反対側に処理水の排出部を有する外側筒状容器と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備えた反応装置２００から構成される。【選択図】図１
2016034632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細気泡含有水により水を浄化処理するための水処理システムであって、
（Ａ）  少なくとも１台の微細気泡に基づく反応型浮上物分離装置と、
（Ｂ）  少なくとも１台の酸素系ガスの微細気泡により処理する反応装置と、を備え、
（Ａ）  前記反応型浮上分離装置は、上部側に設けられた浮上物を排出する浮上物排出口と、前記浮上物排出口の下方にかつ上部側に設けられ原水を螺旋状に流下させる原水導入口と、前記浮上物排出口と前記原水導入口との中間に設けられた処理原水排出口と、下部側に設けられた微細気泡導入口を有する外側筒状容器体と、
前記外側筒状容器体の内側に前記微細気泡導入口下部側から前記原水導入口の上部側まで亘って延在し、下方から上方に向かってエアを通流するエア配管と、
前記外側筒状容器体と前記エア配管の中間に同心的に設けられ、前記外側筒状容器体を前記浮上物排出口側を仕切り前記外側筒状体と浮上物排出部を構成し、前記浮上物排出部直下の原水排出部側を仕切り前記外側筒状容器体と処理原水排出部を構成し、そして原水をスパイラル状に流下させた後に底部に滞留させる原水処理部を構成し、そして原水をスパイラル状に流下させた後に底部に滞留させる原水処理部を構成する内側筒状体と、
前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備え、
（Ｂ）  前記反応装置は、一端側に原水導入口および前記原水導入口の後段の微細気泡導入口を有し他端側が開口した内側筒状体と、前記内側筒状体を囲繞し前記内側筒状体と同心的に設けられ、前記内側筒状体の開口部と反対側に処理水の排出部を有する外側筒状容器と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
前記反応型浮上物分離装置、前記反応装置または両者の出口部に発生したオゾンを含むラジカルを除去するラジカル除去装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記浮上物排出部は、前記浮上物排出部内の流体の流れを整流する整流部、頂部に配置され、原水から発生した浮上物を前記浮上物排出口へ案内するための浮上物案内部または両者をさらに有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記処理原水排出部は排出された処理原水の水位を調整するための水位調整機構を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記反応型浮上物分離装置の微細気泡導入口の下方に付着物を除去するための除去手段を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記反応装置は、前記内側筒状体と前記外側筒状容器体との間にさらに１以上の中間筒状体が前記内側筒状体の開口部から前記処理水の排出部側へ処理原水が流れるように設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項７】
反応装置における前記原水導入口から前記内側筒状体へと原水を通流する配管が、前記原水導入口を一端に有する第１の配管と、前記第１の配管の他端部側から液蜜に挿入する第２の配管とから構成され、前記第１の配管と前記第２の配管の重なる位置に、前記微細気泡導入口を導入した微細気泡が旋回しながら前記原水と混合して前記内側筒状体へと流れるように形成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項８】
反応装置における前記原水導入口側の配管と前記原水排出口側の配管を有する前記内側筒状体を前記外側筒状容器体の頂部を液蜜に接合する蓋体により接合したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項９】
前記微細気泡発生装置は、空気中からの酸素を濃縮する酸素濃縮装置と、濃縮した酸素からオゾンを発生させるオゾン発生装置を備えており、前記酸素濃縮装置と前記オゾン発生装置のオン／オフにより、空気、酸素、オゾンガスを切り替え可能に前記微細気泡発生装置に供給することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記微細気泡発生装置は、前記反応装置の内部および／または排出口には紫外線照射手段を有していることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記反応型浮上物分離装置へ供給する空気および微細気泡発生装置と、前記反応装置へ供給する微細気泡発生装置とがモジュール化されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項１２】
上部側に設けられた浮上物を排出する浮上物排出口と、前記オイル分排出口の下方にかつ上部側に設けられ原水を螺旋状に流下させる原水導入口と、前記浮上物排出口と前記原水導入口との中間に設けられた処理原水排出口と、下部側に設けられた微細気泡導入口を有する外側筒状容器体と、
前記外側筒状容器体の内側に前記微細気泡導入口下部側から前記原水導入口の上部側まで亘って延在し、下方から上方に向かってエアを通流するエア配管と、
前記外側筒状容器体と前記エア配管の中間に同心的に設けられ、前記外側筒状容器体を前記浮上物排出口側を仕切り前記外側筒状体と浮上物排出部を構成し、前記浮上物排出部直下の原水排出部側を仕切り前記外側筒状容器体と処理原水排出部を構成し、そして原水をスパイラル状に流下させた後に底部に滞留させる原水処理部を構成する内側筒状体とを備え、
前記エア配管と接続されたエア導入部と、
前記微細気泡導入口と接続された微細気泡発生装置と、
から構成されたことを特徴とする反応型浮上物分離装置。
【請求項１３】
前記反応型浮上物分離装置の排出口に発生したオゾンを含むラジカルを除去するラジカル除去装置を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の反応型浮上物分離装置。
【請求項１４】
前記浮上物排出部は、前記浮上物排出部内の流体の流れを整流する整流部、頂部に配置され、原水から発生した浮上物を前記浮上物排出口へ案内するための浮上物案内部または両者をさらに有していることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の分離装置。
【請求項１５】
前記処理原水排出部は排出された処理原水の水位を調整するための水位調整機構を有していることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の反応型浮上物分離装置。
【請求項１６】
前記反応型浮上物分離装置の微細気泡導入口の下方に付着物を除去するための除去手段を有することを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の反応型浮上物分離装置。
【請求項１７】
一端側に原水導入口および前記原水導入口の後段の微細気泡導入口を有し他端側が開口した内側筒状体と、前記内側筒状体を囲繞し前記内側筒状体と同心的に設けられ、前記内側筒状体の開口部と反対側に処理水の排出部を有する外側筒状容器と、
前記微細気泡導入口と接続された微細気泡発生装置と、
を備えたことを特徴とする反応装置。
【請求項１８】
前記内側筒状体と前記外側筒状容器体との間にさらに１以上の中間筒状体が前記内側筒状体の開口部から前記処理水の排出部側へ処理原水が流れるように設けたことを特徴とする請求項１７に記載の反応装置。
【請求項１９】
前記原水導入口から前記内側筒状体へと原水を通流する配管が、前記原水導入口を一端に有する第１の配管と、前記第１の配管の他端部側から液蜜に挿入する第２の配管とから構成され、前記第１の配管と前記第２の配管の重なる位置に、前記微細気泡導入口を導入した微細気泡が旋回しながら前記原水と混合して前記内側筒状体へと流れるように形成したことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の反応装置。
【請求項２０】
前記原水導入口側の配管と前記原水排出口側の配管を有する前記内側筒状体を前記外側筒状容器体の頂部を液蜜に接合する蓋体により接合したことを特徴とする請求項１７から請求項１９のいずれか１項に記載の反応装置。
【請求項２１】
前記微細気泡発生装置は、空気中からの酸素を濃縮する酸素濃縮装置と、濃縮した酸素からオゾンを発生させるオゾン発生装置を備えており、前記酸素濃縮装置と前記オゾン発生装置のオン／オフにより、空気、酸素、オゾンガスを切り替え可能に前記微細気泡発生装置に供給することを特徴とする請求項１７から請求項２１のいずれか１項に記載の反応装置。
【請求項２２】
前記微細気泡発生装置は、前記反応装置の内部および／または排出口には紫外線照射手段を有していることを特徴とする請求項１７から２１のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項２３】
流体中に存在するラジカル種を除去するラジカル除去装置であって、前記流体の導入口および排出口を有しラジカル分解性の金属化合物の微粉末を担持した触媒からなる触媒を充填した容器から構成されたことを特徴とするラジカル除去装置。
【請求項２４】
前記触媒が三二酸化ニッケル触媒であることを特徴とする請求項２３に記載のラジカル除去装置。
【請求項２５】
前記触媒の後段に金属微粉末除去手段を有することを特徴とする請求項２３または請求項２４に記載のラジカル除去装置。
【請求項２６】
前記ラジカル種がオゾンまたはオゾン由来ラジカルであることを特徴とする請求項２３から請求項２５のいずれか１項に記載のラジカル除去装置。
【請求項２７】
密閉系において微細気泡により処理すべき原水を処理する水の処理方法であって、
（ａ１）  処理原水を螺旋状に降下させる工程、
（ａ２）  降下した原水を微細気泡と混合しながらさらに降下する工程および
（ａ３）  微細気泡によって生じた懸濁物を下方から上方に向けて空気により浮上させて分離する工程を含む水処理工程
を１回または数回繰り返すことを特徴とする水の処理方法。
【請求項２８】
さらに、工程（ａ１）に先立っておよび／または工程（ａ−３）に続いて
（ｂ１）  処理原水を微細気泡と混合する工程
（ｂ２）  混合した原水を螺旋状に降下させる工程および
（ｂ３）  混合した原水を上昇させて排出する水処理工程
を１回または数回繰り返すことを特徴とする請求項２４に記載の水の処理方法。
【請求項２９】
密閉系容器内で処理原水を酸素を主体とする気体と水との気液混合物により処理する水の処理方法であって、
前記処理原水を前記密閉容器内に導入する工程と、
前記導入した処理原水を気液混合物と接触・混合する工程と、
前記気液混合物に紫外線を照射する工程を含む工程と、を含むことを特徴とする水の処理方法。
【請求項３０】
前記気液混合物は、空気または酸素に基づく微細気泡含有水であることを特徴とする請求項２９に記載の水の処理方法。
【請求項３１】
原水導入口と原水排出口と前記原水導入口に酸素を主体とする気体との気液混合物を導入する気液混合物導入口とを備えた密閉系容器と、
前記気液混合物導入口に気液混合物を導入して前記原水と接触・混合するための気液混合物導入手段と、
前記気液混合物と接触した原水に紫外線を照射する紫外線照射手段と
から構成された水処理装置。
【請求項３２】
前記気液混合手段が微細気泡発生装置であることを特徴とする請求項３１に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水処理システムおよび水処理方法に関する。より詳しく述べると酸素、オゾン等の反応性気体を微細気泡により水処理する水処理システムに関する。本発明は、さらに、かかる水処理システムに使用するための反応型浮上物分離装置、反応装置、ラジカル除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  工業的洗浄の分野において、従来、フロン系や塩素系の溶剤、炭化水素系溶剤などの有機化合物を主成分とする洗浄剤が用いられてきた。その結果、オゾン層の破壊や地下水，河川，海洋汚染などの環境問題を誘起することが明らかになっている。そこで、有機化合物を主体とする洗浄剤を使用せず、水を主体とする水系洗浄剤あるいは微細気泡との併用によって環境負荷を低減する水系洗浄の方法が開発されている。
水系洗浄においては、洗浄によって被洗浄物から剥離された油脂分が洗浄液に混入するため、生産量に応じて頻繁に洗浄液を交換する必要があるため排出量が多くなり、環境負荷も大きくなってしまう。そこで、油脂分を含む洗浄液から油脂分を分離除去することによって洗浄液の交換頻度を低下させ環境への排出量を低減することが求められている。【０００３】  洗浄液から油脂分を分離除去する技術としては、特に、水と微細気泡を併用した洗浄装置において、被洗浄物に付着した油脂分が微細気泡の油脂吸着作用によって被洗浄物の表面から剥離され、微細気泡の気液界面部に吸着され、気泡の浮力によって油脂を水面に浮上させる技術が開示されている（特許文献１参照）。【０００４】  洗浄液に混入する油脂分を回収する油水分離装置としては、油水分離槽において油の排出管を水の排出管より僅かに高い位置に配置し、水と油の比重差を利用して油を分離、回収する装置が開示されている（特許文献２参照）。【０００５】このような油水分離装置は、流入する水量の変化が比較的安定して緩やかである必要があり、急激な水位の上昇がある場合は油の排出管から水が排出されてしまうのを防止するため、油水分離槽における水位を制御している、または、水位に応じて排出管の位置を調整している。【０００６】  また、水面に浮遊する油を回収するものとして公知のオイルスキマーがある。
オイルスキマーは、本体の上部に回転駆動ローラを設け、下部が油水分離槽内の洗浄液に沈むように無端メッシュベルトを掛合、垂下させ、該無端メッシュベルトの回転に伴って洗浄液面に浮遊する油脂分を吸着回収するようになっている。また、オイルスキマー本体にはスクレーパが装着されており、このスクレーパは先端部が無端メッシュベルトに接触して付着した油脂分を掻き取り回収するものである。【０００７】  オイルスキマーを使用した油水分離装置としては、例えば、オイルスキマーとフィルタを併用し、洗浄液を循環させるための取水口近傍に洗浄液中の油脂分を捕獲するフィルタを設けることで、洗浄作業中にも油水分離作用が働くようにした装置が開示されている（特許文献３参照）。【０００８】  また、流入された洗浄液を貯蔵するリザーブタンクとリザーブタンクの一部に仕切りを設けて構成した油水分離槽からなり、油水分離槽の洗浄液中に浮遊する油脂分をオイルスキマーで回収し、該タンク底部から洗浄液を循環取水する油水分離装置が開示されている（特許文献４参照）。このような油水分離装置は、流入する液体によってタンク内の洗浄液は攪拌され油分の浮上に支障を来すため、リザーブタンクを大きくするなどの対策が必要である。【０００９】  また、油脂の排出管の位置を調整することなく、簡易な構成により洗浄液の上部に浮遊する油脂を油脂除去手段へ誘導して、効果的に油脂を回収し、洗浄液の浄化を可能とする油水分離装置を提供することを目的として、特許文献５には油脂を含む洗浄液を収容し油脂分を洗浄液表層に浮上させるように設けた槽の一端から洗浄液を放出する集積槽と、洗浄液に浮遊する油脂を吸着して除去する油脂除去手段が配設され、集積槽からの洗浄液を油脂除去手段の周辺に誘導する油脂誘導槽と、油脂誘導槽と底部で連通し、油脂除去手段により油脂が除去された洗浄液を吸引して循環させる取水口を有する循環取水槽とを備えた油水分離装置が開示されている。【００１０】  一方、微細気泡のうちマイクロバブルと呼ばれる直径数から数１０マイクロメータ前後の気泡は一般に、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り、高い溶解性、及び反応性を示す。また、気泡が小さく浮力が小さいため、ミリ径の気泡と比較して上昇速度が低く、例えば直径５０マイクロメータでは秒速約１ｍｍでありこれによって、水面から離脱する気泡量が減少し、さらに反応性が向上する。このような微細気泡の溶解性、及び反応性を水処理に利用する例として、微細気泡生成装置で生成したオゾンマイクロバブルを迂流式の接触槽に注入し、被処理水に接触させて、オゾンによる酸化処理で浄化、殺菌、消毒を行う水処理装置がある（特許文献６）。【００１１】  特許文献７には、このようなオゾン微細気泡を用いた水処理装置として、オゾンマイクロバブルを用いた水処理装置において、装置の間歇的な起動、停止にともない接触槽に残留した処理水の水質低下を防止するとともに排水量を減じた、水質信頼性と運転経済性の高い水処理装置およびその起動法を提供することを課題として微細気泡の生成装置と、被処理水を供給する供給流路と、前記被処理水と前記微細気泡を反応させる接触槽と、前記微細気泡と反��した後の処理水を前記接触槽から配水する配水流路と、微細気泡生成の液相部として被処理水を前記生成装置に導く第１の抽水流路と、前記生成装置で生成した微細気泡を接触槽に注入する注入流路から構成される水処理装置が開示されている。この水処理装置は、前記供給流路を前記第１の抽水流路に接続し、前記注入流路を接触槽に連通し、前記接触槽の液面より下方に連通し前記生成装置に接触槽内の被処理水を導く第２の抽水流路を設けると共に、前記生成装置で微細気泡を生成する媒質の液体を、前記第１の抽水流路と前記第２の抽水流路との間で選択的に切り替える弁装置を設けた構成を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】  特開２００５−２９６７８６号公報
【特許文献２】  特開２００５−２８８３４３号公報
【特許文献３】  特開平９−７５６０６号公報
【特許文献４】  特開平７−１５５７１６号公報
【特許文献５】  特開２０１１−３６８１６号公報
【特許文献６】  特開２００７−２１３９３号公報公報
【特許文献７】  特開２０１１−５４４５号公報公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  このような微細気泡を用いた水浄化装置にオゾン等の反応性ガスに基づく微細気泡を導入しようとすると下記のような課題が残る。
油水分離装置として、
（１）  油水分離を行う際に構成が簡単で安定して連続運転できる装置がない。
（２）  油水分離を行う際に、処理前の水の負荷変動に追従できる装置がない。
（３）  油水分離とともに原水中に含まれる成分の分離・分解反応を効率的に行いたいという要望がある。
（４）  オゾン等の反応性の高い気体に基づく微細気泡を使用する際に、使用後の液相、気相に含まれる有害物質の十分な除去する手段がないという課題を有している。【００１４】  また、オゾン等の活性物質に基づく微細気泡による反応装置を単に設けた場合には、下記のような課題が残る。
（４）  反応装置は、処理量にもよるが５ｍ以上とる必要があり、設置場所が制限される。
（５）  反応装置は、処理する水中に含まれる物質の量に依存して個別設計しなければならないのでコストがかかる。
（６）  油水分離装置の場合と同様に、オゾン等の反応性の高い気体に基づく微細気泡を使用する際に、使用後の液相、気相に含まれる有害物質の十分な除去する手段がないという課題を有している。【００１５】  本発明者等は、上記課題に鑑み微細気泡、酸素、酸素＋オゾン混合物等の微差気泡を用いた新規の水処理システムおよび水処理方法を提供することである。【００１６】  本発明の別の課題は、酸素、酸素＋オゾン混合物等の微差気泡を用いた新規の分離装置および反応装置を提供することである。
【課題を解決しようとする手段】
【００１７】  上記課題を解決する本発明は、下記項目に関する。
（１）  微細気泡含有水により水を浄化処理するための水処理システムであって、
（Ａ）  少なくとも１台の微細気泡に基づく反応型浮上物分離装置と、
（Ｂ）  少なくとも１台の酸素系ガスの微細気泡により処理する反応装置と、を備え、
（Ａ）  前記反応型浮上分離装置は、上部側に設けられた浮上物を排出する浮上物排出口と、前記浮上物排出口の下方にかつ上部側に設けられ原水を螺旋状に流下させる原水導入口と、前記浮上物排出口と前記原水導入口との中間に設けられた処理原水排出口と、下部側に設けられた微細気泡導入口を有する外側筒状容器体と、前記外側筒状容器体の内側に前記微細気泡導入口下部側から前記原水導入口の上部側まで亘って延在し、下方から上方に向かってエアを通流するエア配管と、前記外側筒状容器体と前記エア配管の中間に同心的に設けられ、前記外側筒状容器体を前記浮上物排出口側を仕切り前記外側筒状体と浮上物排出部を構成し、前記浮上物排出部直下の原水排出部側を仕切り前記外側筒状容器体と処理原水排出部を構成する内側筒状体と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備え、
（Ｂ）  前記反応装置は、一端側に原水導入口および前記原水導入口の後段の微細気泡導入口を有し他端側が開口した内側筒状体と、前記内側筒状体を囲繞し前記内側筒状体と同心的に設けられ、前記内側筒状体の開口部と反対側に処理水の排出部を有する外側筒状容器と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備えたことを特徴とする水処理システム。
【００１８】（２）  前記反応型浮上物分離装置、前記反応装置または両者の出口部に発生したオゾンを含むラジカルを除去するラジカル除去装置を備えたことを特徴とする（１）に記載の水処理システム。
【００１９】（３）  前記浮上物排出部は、前記浮上物排出部内の流体の流れを整流する整流部、頂部に配置され、原水から発生した浮上物を前記浮上物排出口へ案内するための浮上物案内部または両者をさらに有していることを特徴とする（１）または（２）に記載の水処理システム。
【００２０】（４）  前記処理原水排出部は排出された処理原水の水位を調整するための水位調整機構を有していることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２１】（５）  前記反応型浮上物分離装置の微細気泡導入口の下方に付着物を除去するための除去手段を有することを特徴とする（１）から（４）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２２】（６）  前記反応装置は、前記内側筒状体と前記外側筒状容器体との間にさらに１以上の中間筒状体が前記内側筒状体の開口部から前記処理水の排出部側へ処理原水が流れるように設けたことを特徴とする（１）から（５）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２３】（７）  反応装置における前記原水導入口から前記内側筒状体へと原水を通流する配管が、前記原水導入口を一端に有する第１の配管と、前記第１の配管の他端部側から液蜜に挿入する第２の配管とから構成され、前記第１の配管と前記第２の配管の重なる位置に、前記微細気泡導入口を導入した微細気泡が旋回しながら前記原水と混合して前記内側筒状体へと流れるように形成したことを特徴とする（１）から（６）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２４】（８）  反応装置における前記原水導入口側の配管と前記原水排出口側の配管を有する前記内側筒状体を前記外側筒状容器体の頂部を液蜜に接合する蓋体により接合したことを特徴とする（１）から（７）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２５】（９）  前記微細気泡発生装置は、空気中からの酸素を濃縮する酸素濃縮装置と、濃縮した酸素からオゾンを発生させるオゾン発生装置を備えており、前記酸素濃縮装置と前記オゾン発生装置のオン／オフにより、空気、酸素、オゾンガスを切り替え可能に前記微細気泡発生装置に供給することを特徴とする（１）から（８）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２６】（１０）  前記微細気泡発生装置は、前記反応装置の内部および／または排出口には紫外線照射手段を有していることを特徴とする（１）から（９）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２７】（１１）  前記反応型浮上物分離装置へ供給する空気および微細気泡発生装置と、前記反応装置へ供給する微細気泡発生装置とがモジュール化されていることを特徴とする（１）から（１０）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００２８】（１２）  上部側に設けられた浮上物を排出する浮上物排出口と、前記オイル分排出口の下方にかつ上部側に設けられ原水を螺旋状に流下させる原水導入口と、前記浮上物排出口と前記原水導入口との中間に設けられた処理原水排出口と、下部側に設けられた微細気泡導入口を有する外側筒状容器体と、前記外側筒状容器体の内側に前記微細気泡導入口下部側から前記原水導入口の上部側まで亘って延在し、下方から上方に向かってエアを通流するエア配管と、前記外側筒状容器体と前記エア配管の中間に同心的に設けられ、前記外側筒状容器体を前記浮上物排出口側を仕切り前記外側筒状体と浮上物排出部を構成し、前記浮上物排出部直下の原水排出部側を仕切り前記外側筒状容器体と処理原水排出部を構成する内側筒状体とを備え、
前記エア配管と接続されたエア導入部と、前記微細気泡導入口と接続された微細気泡発生装置と、から構成されたことを特徴とする反応型浮上物分離装置。
【００２９】（１３）  前記反応型浮上物分離装置の排出口に発生したオゾンを含むラジカルを除去するラジカル除去装置を備えたことを特徴とする（１２）に記載の反応型浮上物分離装置。
【００３０】（１４）  前記浮上物排出部は、前記浮上物排出部内の流体の流れを整流する整流部、頂部に配置され、原水から発生した浮上物を前記浮上物排出口へ案内するための浮上物案内部または両者をさらに有していることを特徴とする（１２）または（１３）に記載の分離装置。
【００３１】（１５）  前記処理原水排出部は排出された処理原水の水位を調整するための水位調整機構を有していることを特徴とする（１２）から（１４）のいずれか１項に記載の反応型浮上物分離装置。
【００３２】（１６）  前記反応型浮上物分離装置の微細気泡導入口の下方に付着物を除去するための除去手段を有することを特徴とする（１２）から（１５）のいずれか１項に記載の反応型浮上物分離装置。
【００３３】（１７）  一端側に原水導入口および前記原水導入口の後段の微細気泡導入口を有し他端側が開口した内側筒状体と、前記内側筒状体を囲繞し前記内側筒状体と同心的に設けられ、前記内側筒状体の開口部と反対側に処理水の排出部を有する外側筒状容器と、
前記微細気泡導入口と接続された微細気泡発生装置と、
を備えたことを特徴とする反応装置。
【００３４】（１８）  前記内側筒状体と前記外側筒状容器体との間にさらに１以上の中間筒状体が前記内側筒状体の開口部から前記処理水の排出部側へ処理原水が流れるように設けたことを特徴とする（１７）に記載の反応装置。
【００３５】（１９）  前記原水導入口から前記内側筒状体へと原水を通流する配管が、前記原水導入口を一端に有する第１の配管と、前記第１の配管の他端部側から液蜜に挿入する第２の配管とから構成され、前記第１の配管と前記第２の配管の重なる位置に、前記微細気泡導入口を導入した微細気泡が旋回しながら前記原水と混合して前記内側筒状体へと流れるように形成したことを特徴とする（１７）または（１８）に記載の反応装置。
【００３６】（２０）  前記原水導入口側の配管と前記原水排出口側の配管を有する前記内側筒状体を前記外側筒状容器体の頂部を液蜜に接合する蓋体により接合したことを特徴とする（１７）から（１９）のいずれか１項に記載の反応装置。
（２１）  前記微細気泡発生装置は、空気中からの酸素を濃縮する酸素濃縮装置と、濃縮した酸素からオゾンを発生させるオゾン発生装置を備えており、前記酸素濃縮装置と前記オゾン発生装置のオン／オフにより、空気、酸素、オゾンガスを切り替え可能に前記微細気泡発生装置に供給することを特徴とする（１７）から（２０）のいずれか１項に記載の反応装置。
【００３７】（２２）  前記微細気泡発生装置は、前記反応装置の内部および／または排出口には紫外線照射手段を有していることを特徴とする（１７）から（２１）のいずれか１項に記載の水処理システム。
【００３８】（２３）  流体中に存在するラジカル種を除去するラジカル除去装置であって、前記流体の導入口および排出口を有しラジカル分解性の金属化合物の微粉末を担持した触媒からなる触媒を充填した容器から構成されたことを特徴とするラジカル除去装置。
【００３９】（２４）  前記触媒が三二酸化ニッケル触媒であることを特徴とする（２３）に記載のラジカル除去装置。
【００４０】（２５）  前記触媒の後段に金属微粉末除去手段を有することを特徴とする（２３）または（２４）に記載のラジカル除去装置。
【００４１】（２６）  前記ラジカル種がオゾンまたはオゾン由来ラジカルであることを特徴とする（２３）から（２５）のいずれか１項に記載のラジカル除去装置。
【００４２】（２７）  密閉系において微細気泡により処理すべき原水を処理する水の処理方法であって、
（ａ１）  処理原水を螺旋状に降下させる工程、
（ａ２）  降下した原水を微細気泡と混合しながらさらに降下する工程および
（ａ３）  微細気泡によって生じた懸濁物を下方から上方に向けて空気により浮上させて分離する工程を含む水処理工程
を１回または数回繰り返すことを特徴とする水の処理方法。
【００４３】（２８）  さらに、工程（ａ１）に先立っておよび／または工程（ａ−３）に続いて
（ｂ１）  処理原水を微細気泡と混合する工程
（ｂ２）  混合した原水を螺旋状に降下させる工程および
（ｂ３）  混合した原水を上昇させて排出する水処理工程
を１回または数回繰り返すことを特徴とする（２９）に記載の水の処理方法。
【００４４】（２９）  密閉系容器内で処理原水を酸素を主体とする気体と水との気液混合物により処理する水の処理方法であって、
前記処理原水を前記密閉容器内に導入する工程と、
前記導入した処理原水を気液混合物と接触・混合する工程と、
前記気液混合物に紫外線を照射する工程を含む工程と、を含むことを特徴とする水の処理方法。
【００４５】（３０）  前記気液混合物は、空気または酸素に基づく微細気泡含有水であることを特徴とする（２９）に記載の水の処理方法。
【００４６】（３１）  原水導入口と原水排出口と前記原水導入口に酸素を主体とする気体との気液混合物を導入する気液混合物導入口とを備えた密閉系容器と、
前記気液混合物導入口に気液混合物を導入して前記原水と接触・混合するための気液混合物導入手段と、
前記気液混合物と接触した原水に紫外線を照射する紫外線照射手段と
から構成された水処理装置。
（３２）  前記気液混合手段が微細気泡発生装置であることを特徴とする（３１）に記載の水処理装置。
【発明の効果】
【００４７】  本発明の水処理システムは、（Ａ）少なくとも１台の微細気泡発生装置に基づく反応型浮上物分離装置と、（Ｂ）少なくとも１台の酸素系ガスの微細気泡発生装置により処理する反応装置と、を備えているので、微細気泡による処理原水中の不純物を、浮上分離、反応による分離分解を同時に連続的に行うことができる。
【００４８】  しかも本発明の反応型浮上分離装置は、上部側に設けられた浮上物を排出する浮上物排出口と、前記浮上物排出口の下方にかつ上部側に設けられ原水を螺旋状に流下させる原水導入口と、前記浮上物排出口と前記原水導入口との中間に設けられた処理原水排出口と、下部側に設けられた微細気泡導入口を有する外側筒状容器体と、前記外側筒状容器体の内側に前記微細気泡導入口下部側から前記原水導入口の上部側まで亘って延在し、下方から上方に向かってエアを通流するエア配管と、前記外側筒状容器体と前記エア配管の中間に同心的に設けられ、前記外側筒状容器体を前記浮上物排出口側を仕切り前記外側筒状体と浮上物排出部を構成し、前記浮上物排出部直下の原水排出部側を仕切り前記外側筒状容器体と処理原水排出部を構成する内側筒状体と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備えているので、サイクロン状で流下する処理原水に微細気泡を混合して処理する構成となっている。そのため、処理原水中に含まれる浮遊物を効率的に浮上分離処理が可能であるとともに、微細気泡により処理原水中の成分との反応が進行する。しかも、下方からエアを導入しているので、ＳＳ分や沈殿物など浮上しにくい成分も強制的に排出することが可能となる。
【００４９】  一方、本発明の反応装置は、一端側に原水導入口および前記原水導入口の後段の微細気泡導入口を有し他端側が開口した内側筒状体と、前記内側筒状体を囲繞し前記内側筒状体と同心的に設けられ、前記内側筒状体の開口部と反対側に処理水の排出部を有する外側筒状容器と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備えているので、反応時間（滞留時間）に応じて限られた空間内で縦置き、横置きに自由にレイアウト可能である。また、この反応装置は、密閉空間で構成されているので、反応中に生成する生成物（一般にエマルジョンとして存在）を処理原水の通流とともに装置外へ排出されるので、従来のこの種の装置と比較して反応生成物の除去手段を設けることが不要となる。
【００５０】  本発明の好ましい実施形態において、反応型浮上物分離装置および／または前記反応装置または両者の出口部に発生したオゾンを含むラジカルを除去するラジカル除去装置を備えていることが好ましい。このようにラジカル除去装置を具備することによって、システム系外にオゾンを代表とするラジカル種を排出することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る水処理システムの全体構成の一例を示す図面である。
【図２】  本発明で使用する微細気泡の気体発生源の一例を示す図面である。
【図３】  本発明の反応型浮上物分離装置の一例を示す図面である。
【図４Ａ】  本発明の反応装置の一例を示す図面である。
【図４Ｂ】  図４Ａに示す反応装置の変更例を示す図面である。
【図４Ｃ】  図４Ａに示す反応装置の配置例を示す図面である。
【図４Ｄ】  図４Ａに示す反応装置の別の変更例を示す図面である。
【図４Ｅ】  図４Ａに示す反応装置のさらに別の変更例を示す図面である。
【図５】  本発明の反応装置の別の一例を示す図面であり、（ａ）は斜視図でありそして（ｂ）は断面図である。
【図６】  （ａ）は原水と微細気泡との混合部分を示す断面図であり、そして（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図７】  本発明の反応装置のさらに別の一例を示す斜視図である。
【図８】  （ａ）、（ｂ）は本発明のラジカル除去装置を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】  以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す通り、本発明の水処理システムは、微細気泡基づく反応型浮上物分離装置１００と、反応装置２００と、反応型浮上物分離装置１００’と気体中のラジカルを除去するための第１のラジカル除去装置３０１と液体中のラジカルを除去するための第２のラジカル除去装置３０２とから主として構成されている。
【００５３】  なお、本発明の水処理システムは、上記の通り、Ａ（反応型浮上物分離装置）−Ｂ（反応装置）−Ａ（反応型浮上物分離装置）型の装置構成に限定されず、例えばＡ（反応型浮上物分離装置）−Ｂ（反応装置）型であってもよく、あるいはＢ（反応装置）−Ａ（反応型浮上物分離装置）型であってもよく、さらに、複数組み反応型浮上物分離装置と反応装置とを交互に配置してもよく、その組み合わせは自由である。
【００５４】  また、本発明の水処理システムは、図１に示す通り、微細気泡基づく反応型浮上物分離装置１００と、反応装置２００と、反応型浮上物分離装置１００’で使用する気体の発生源を一纏めにすることができる。
【００５５】  すなわち、図１に示す通り、反応型浮上物分離装置１００と反応型浮上物分離装置１００’へエアラインＡｉｒを介してエアを供給するコンプレッサ１と、微細気泡発生装置３、４に、気体を送るための酸素濃縮装置２Ａ、オゾン発生装置２Ｂを一か所（図中、左側）に集約して、各々第１の微細気泡発生装置３、第２の微細気泡発生装置４より、気液混合して、反応型浮上物分離装置１００と反応型浮上物分離装置１００’、反応装置２００へと微細気泡を含む水を導入する構成とすることが好ましい。
【００５６】  このように構成することによって、装置点数が少なくなるとともに、操作系が統一されるのでメンテナンス等が容易になるという利点もある。
【００５７】  なお、微細気泡発生装置３，４において気液混合するための水源は、本発明の水処理システムにおいて最終処理した水であることが一般的であるが、使用できる水源が別にあるばあいにはそのような水源であってもよい。
【００５８】  また、図１に示す実施形態において、第１の微細気泡発生装置３は、第１の微細気泡発生ラインＭＢ１に分岐して発生した微細気泡を反応型浮上物分離装置１００と反応型浮上物分離装置１００’へ導入しているが、別々の微細気泡発生から反応型浮上物分離装置１００と反応型浮上物分離装置１００’へ微細気泡含有水を導入する構成とすることができる。
【００５９】  また、微細気泡装置３、４に送る気体は、例えば図１および図２に示す通り、エア、酸素、オゾン等の酸素系の気体である。本発明の特定の実施形態においては、空気を酸素濃縮装置２Ａ、例えばＰＳＡに送り、空気中の酸素を濃縮し、濃縮した空気をオゾン発生装置２Ｂによりオゾン化して、微細気泡発生装置３（４）に導入することにより、オゾン含有気体の微細気泡を発生させることができる。この際に酸素濃縮装置２Ａのオン／オフにより、エア、酸素、オゾンを切り替えて微細気泡発生装置に導入することが可能となる。
【００６０】  本発明の水処理システムは、以上のような微細気泡に基づいて、原水を反応型浮上分離装置１００、１００’と反応装置２００とで、好ましくは密閉環境内で処理を行う。
【００６１】  反応型浮上分離装置１００（１００’、以下単に１００と言う）は、原水中の懸濁物（有機成分）や分散物（ＳＳ等を含む）を微細気泡により分離する装置である。そして、反応型浮上分離装置１００は、図１および図３に示す通り、筒状外側容器体１０１と内側筒状体１０２との二重構造となっており、内側筒状体１０２のさらに内側にはコンプレッサ１（図１参照）のような空気導入手段により下側から頂部へとエアを通流するためのエア導入管１０３を有している。
【００６２】  筒状外側容器体１０１と内側筒状体１０２とエア導入管１０３の断面形状は、一般に円形、楕円形、多角形であることができるが、円形であることが望ましい。
【００６３】  外側筒状容器体１０１の上部側面には、処理により浮遊した浮遊物を排出するための浮上物排出口１０５が設けられており、その下方側面に処理した原水を排出する原水排出部１０７が設けられており、さらにその下方側面に処理すべき原水を導入するための原水導入口１０４が設けられており、そして下部側側面に少なくとも１つ（図２においては２つの）微細気泡導入部ＭＢＩＮが設けられている。
【００６４】  内側筒状体１０２は、外側筒状容器体１０１の内部に同心的に挿入され、微細気泡導入口ＭＢＩＮの下方に処理原水が浸入するような開口部を有している。そして、内側筒状体１０２は、外側筒状容器体１０１を液蜜に浮上物排出部１０６、処理原水排出部１０７、原水処理部１０８と区切るように設けられている。
【００６５】  エア導入管１０３は、内側筒状体１０２の開口部を突き抜けて浮上物排出部１０６側まで伸びる空気通流用の配管であり、図１に示すコンプレッサ１からのエアを下方に滞留する浮遊物（主としてＳＳ）を巻き込みながら浮上物排出部へと通流させる配管である。
【００６６】  原水を通流する原水導入口１０４は、処理すべき原水を外側筒状容器体１０１の内壁と内側筒状体１０２の外壁に沿って下方にスパイラル状に原水を通流するために外側筒状容器体１０１の中央部よりずれた位置に配置するのが好ましい。
【００６７】  換言すると、本発明の外側筒状容器１０１と内側筒状体１０２とで構成される原水処理部１０６は、上部側（微細気導入口ＭＢ１ＩＮのやや下側まで）の空間、すなわち、しょりすべき原水が微細気泡とが十分に接触・混合するまでの空間は断面視ドーナツ状（外側筒状容器１０１と内側筒状体１０２とが円形の断面の場合）の形状を有しており、そしてその下方空間は、円形となる。
【００６８】  このドーナツ状の空間を原水が螺旋状に移動しながら下降していき、微細気泡発生装置３からの微細気泡導入口ＭＢ１ＩＮからの微細気泡と十分接触・混合することとなる。そして、原水導入口１０４から連続的に導入される原水によりの外側筒状容器１０１の底部まで微細気泡と接触・混合された原水が滞留していくこととなる。
【００６９】  この際に、微細気泡と接触・混合された原水が滞留する箇所、すなわち微細気泡導入口ＭＢ１ＩＮより底部側の断面視円形部分が滞留するのに十分な深さを有していれば微細気泡との接触・混合により水中に分散されている分散物や浮遊物は微細気泡に包まれてエマルジョン化する。一方、原水中に含まれる有機性物質等の有機物も微細気泡を構成する酸素系ガスとの反応よりエマルジョン化する。このようなエマルジョンは、経過時間とともに徐々に浮上する。
【００７０】  このように構成することによって、原水処理部内で下方にスパイラル状に流れる原水に微細気泡導入部ＭＢ１ＩＮより導入された微細気泡と混合して、有機性物質が懸濁化することにＳＳ等の浮遊物が底部へ移行するとともにエア導入管１０３から導入されるエアによりこれらの懸濁物や浮遊物が浮上物排出部１０６へ移行して不純物として分離される。
【００７１】  この際に、懸濁物や浮遊物が浮上物排出部１０６内で螺旋状、すなわちトルネード状で流動する原水の影響により乱流状態で存在している場合がある。そのため、本発明の好ましい実施形態において、浮上物排出部１０６は図示しない整流手段を有していることがこのましい。このような整流手段として、前記の螺旋と逆方向に傾斜を有する複数本の例えばオール状またはスクリュ状の支持体で構成することができる。
【００７２】  以上のように構成された、本発明の反応型浮上分離装置１００は、外側筒状容器体１０１と内側筒状体１０２との間で構成された密閉空間である原水処理部１０８内で螺旋状に降下する処理水を微細気泡により処理し、発生した懸濁物や浮遊物を同じく外側筒状容器体１０１と内側筒状体１０２との間で構成された密閉空間である浮上物排出物１０６に底部側から導入されたエア導入管のエア導入口から導入した空気とともに搬送されて浮上物排出口１０５より排出される。一方、浮上物が除去された原水は内側筒状体１０２内部を通って処理原水排出部１０７を介して装置外へと排出される。
【００７３】  この際に図３に示す通り、本発明の反応型浮上分離装置１００は、従来技術と同様に浮上物排出部１０６の頂部に浮上物を強制的に浮上物排出口１０５へ送るスクレーパ１０９を有していてもよく、また底部付近に存在する浮上物（沈殿物）、特にＳＳ分を回転しながら掻き出す（落とす）レーキ１１０を設けてもよい。また、原水処理排出部１０７の水位を調整するための従来公知の水位調整機構１０７Ａを設けてもよい。
【００７４】  また、図１に示す通り本発明の反応型浮上分離装置１００を、次段の処理装置である反応装置２００で処理を行う場合には、処理した原水を一旦バッファタンクＢＴに貯水してから反応装置２００で処理することが、密閉空間内で一定の流速で原水を送れる点で好ましい。
【００７５】  このような構成を有する本発明の反応型浮上分離装置１００は新規である。したがって、本発明はこのような構成を有する反応型浮上分離装置にまで拡張される。
【００７６】  次いで、本発明の水処理システムは、図１および図４Ａに示す通りの反応装置２００により原水をさらに反応処理する。
【００７７】  本発明の反応装置２００は、一端側に原水導入口２０３および原水導入口２０３の後段の微細気泡導入口ＭＢ２ＩＮを有し他端側が開口した開口部２０４を有し内側筒状体２０２と、内側筒状体２０２を囲繞し内側筒状体２０２と同心的に設けられ、内側筒状体２０２の開口部２０４と反対側に処理水の排出部２０５を有する外側筒状容器２０１とから主として構成され、微細気泡導入口ＭＢ２ＩＮは、第２の微細気泡ラインＭＢ２を介して第２の微細気泡発生装置４と接続されている。
【００７８】  すなわち、本発明の反応装置２００は、図４Ａに示す通り、まず原水導入口２０３から導入された原水は、微細気泡導入部ＭＢ２ＩＮからの微細気泡と混合されて内側筒状体２０２の内側面に沿って螺旋状に旋回しながら下降していく。そして、開口部２０４から外側筒状容器２０１側に移行して、内側筒状体２０２の外側面と外側筒状容器２０１の内側面を旋回しながら上昇していきそして、原水排出口２０５から排出される。
【００７９】  また、図４Ｂに示す通り、外側筒状容器体２０１と内側筒状体２０２の内側面には、原水導入口から導入した原水をより強い螺旋状の流れ、すなわちトルネード流とするため各々スパイラル状の整流・誘導板を設けることができる。
【００８０】  そのため、本発明の反応装置２００は、密閉空間内での反応であり、しかも低い高さで十分な滞留時間をとることができる。また、図４Ａに示す実施形態では、本発明の反応装置は、縦置きに配置したが、図１に示す通り、横置きに配置することも可能である。なお、本発明の反応装置２００に使用する微細気泡は、図２に示す通り、酸素系の気体、空気、酸素および好ましくはオゾンに基づくものである。そのため、本発明の反応装置２００は、密閉系で反応を行い装置外にこのような酸素系の気体、特にオゾンを放出しない。特に、本発明の水処理システムは、後述するように特殊なラジカル除去装置を設けることができるので、オゾン等のラジカル種をシステム外に放出しない構成とすることが可能である。
【００８１】  また、本発明の反応装置２００は、図４Ａに示す通り、第１の反応装置２００Ａ、第２の細気泡反応装置２００Ｂ、第３の細気泡反応装置２００Ｃ・・・と複数の反応装置を直列接続することができる。
【００８２】  なお、例えば図４Ａに示すような反応装置２００を直列接続することによって、従来技術のように数ｍの高い反応塔を設けることなくオゾン等の原水をオゾンに基づく微細気泡により十分な滞留時間反応させることが可能となる。
【００８３】  なお、図４Ａに示す通り複数の反応装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ・・・を配置する際に、例えば、反応装置２００Ｂの微細気泡導入口ＭＢ２ＩＮを閉鎖して反応装置２００Ｂでは微細気泡を原水と混合せずに単に前段で処理された原水を滞留させる構成とすることもできる。
【００８４】  また、図４Ｃに示す通り、本発明の反応装置２００Ａから２００Ｋは、直列接続だけでなく、並列接続したり、中間にバッファタンクＢＴ２を設けたりすることも可能である。また、反応装置２００Ｉは一台の反応型浮上物分離装置１００Ａに処理水を送り、そして反応装置２００Ｊおよび２００Ｋは一台の反応型浮上物分離装置１００Ｂに送る等の構成を有することもできる。
【００８５】  さらに、本発明の特定の実施形態において、導入する微細気泡のもととなる気体を変更して、導入することも可能である。例えば、第１列目（第１の反応）ではオゾンに基づく微細気泡を導入して、第２列目（第２の反応）では酸素に基づく微細気泡を導入する等の構成とすることもできる。また、微細気泡のもととなる水に反応段階に応じて変化させることも本発明の範囲内である。例えば、第１列目に酸を加え（例えば硫酸酸性微細気泡とし）、第２列目にアルカリを加え（例えば苛性ソーダ塩基性微細気泡として）、第１の反応、第２の反応を行うことも本発明の範囲内である。
【００８６】  また、本発明の特定の実施形態において、図４Ｄに示す通り、処理原水と空気または酸素に基づく微細気泡とが接触・混合した際の混合物に対して、酸素の活性を増幅する（具体的には酸素をオゾン化する）目的で、反応装置２００に紫外線照射手段ＵＶを設けることができる。
【００８７】  図４Ｄに示す実施形態において、例えば反応装置２００の中心に紫外線照射管ＵＶを設けたり、外側筒状容器２０１および／または内側筒状体２０２を透明の素材で構成して、外部から紫外線照射手段ＵＶにより紫外線照射したりすることができる。
【００８８】  また、図４に示す反応装置２００内の紫外線照射手段に代わって、あるいは反応装置２００内の紫外線照射手段に加えて、例えば反応装置２００が複数配列されている場合には、前段の原水排出口２０５と後段の原水導入口２０３との間に石英管等の透明配管を設けそこに紫外線照射手段ＵＶを設けることができる。
【００８９】  このような紫外線照射手段としては従来公知の紫外線照射手段のなかから適宜選択され、例えばＬＥＤタイプや蛍光管タイプの紫外線照射を用いることができる。
【００９０】  このように、密閉系で原水と空気または酸素を主体とする気体の微細気泡とが接触・混合した混合物に紫外線を照射することにより、酸素の一部がオゾン化してより反応性が高まる。しかも、微細気泡発生装置４内に反応性の高いオゾンガスを導入しないので、微細気泡発生装置４の耐久性が増加するという利点を有する。
【００９１】  また、図５（ａ）、（ｂ）に示す通り、本発明の反応装置２００は、外側筒状容器２０１と内側筒状体２０２との間に内側筒状体２０２の開口部２０４（下側）と反対側（上側）に開口部２０４Ａを有する中間筒状体２０２Ａを備えることができる。このように構成することにより、オゾン等に基づく微細気泡で処理した際の滞留時間をより多くとることが可能となる。
【００９２】  なお、中間筒状体２０２Ａは、図５の例では１つ配置したが２以上配置することも可能である。一般に奇数個の中間筒状体２０２Ａを配置した場合には原水排出口２０５は、下側に配置され、一方偶数個の中間筒状体２０２Ａを配置した場合には原水排出口２０５は、上側となる。
【００９３】  また、図６（ａ）および（ｂ）に示す通り、本発明の反応装置２００における原水導入口から内側筒状体２０２へと原水を通流する配管Ｐが、原水導入口を一端に有する第１の配管Ｐ１と、第１の配管Ｐ１の他端部側から封止部材２０３Ａにより液蜜に挿入する第２の配管Ｐ２とから構成されている。
【００９４】  このように構成すると、図６（ｂ）の矢印で示す通り第１の配管Ｐ１と第２の配管Ｐ２の重なる位置に、微細気泡導入口を導入した微細気泡が旋回しながら原水と混合して内側筒状体２０２へと流れるようになる。そのため、原水と微細気泡とが十分に撹拌・混合されて内側筒状体２０２へと流れていく。
【００９５】  また、図７に示す通り、本発明の反応装置２００は、原水導入口２０３側の配管と原水排出口２０５側の配管を有する内側筒状体２０２を外側筒状容器体２０１の頂部から構成した蓋体２０１Ａを外側筒状容器体２０１と封止部材２０１Ａにより液蜜に着脱自在に接合して構成することができる。
【００９６】  このように構成すると、封止部材２０１Ｂの封止を解除して容易にメンテナンスすることが可能である。また、例えば、このような構成を図４に示すような複数の反応装置２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ・・・を直列接続した場合、蓋体２０１Ａ部分が同一面に配置されているのでメンテナンスが容易となる。
【００９７】  以上説明した本発明の反応装置２００そのものも新規である。したがって、本発明は、反応装置２００にまで拡張される。また、空気や酸素に基づく微細気泡と原水とを接触・混合した際に紫外線を照射して微細気泡の活性を高めることも新規である。
なお、本発明者等による実験によると、空気や酸素に基づく微細気泡でなく、空気や酸素と水との気液混合物でも同様な反応を生じることを初めて見出した。従って、本発明はこのような紫外線照射手段を有する反応装置も本発明の範囲内である。
【００９８】  また、図１および図８（ａ）および図８（ｂ）に示す通りのラジカル除去装置３００を備えていることが好ましい。ラジカル除去装置３００は、ラジカル除去触媒層３０３を充填した流体導入口３０１および流体排出口３０２を有する装置本体から構成されている。
【００９９】  図８（ａ）に示すラジカル除去装置３００は、ラジカル除去触媒層３０３および触媒トラップ層３０４を充填した筒状容器の途中のラジカル除去触媒層３０３に流体を導入するための流体導入口３０１と底部に設けられた流体排出口３０２とを備えた容器から構成されているシンプルな装置である。
【０１００】  また、図８（ｂ）に示すラジカル除去装置３００は、内側にラジカル除去触媒層３０３を底部まで充填し、その外周の所定の高さまで触媒トラップ層３０４を設けた容器の頂部の所定箇所に処理する流体がラジカル除去触媒層に導入されるように流体導入口３０１を設け、容器の頂部の他の所定箇所にラジカル除去触媒層３０３を通過した後に触媒トラップ層３０４を介して流体を排出するための流体排出口３０２を設けたラジカル除去装置である。
【０１０１】  ラジカル除去触媒とは、流体中のラジカル、例えば水由来の各種ラジカル（オゾン、ＯＨラジカル、ＮＯラジカル、一重項酸素）や有機物とラジカルとが反応して生じた過酸化脂質等との間で電子交換してラジカルを除去する触媒を言い、例えば三二酸化ニッケル等のニッケル化合物やマンガン化合物等が挙げられる。このような金属化合物の微粉末を担体に担持させた触媒がラジカル除去触媒である。
【０１０２】  このようなラジカル除去触媒に、本発明の処理水等の水性媒体や気体等の流体を通過させると流体中に含まれるラジカル種と触媒間で電子移動反応が生じ、ラジカル種が清掃される。
【０１０３】  本発明者等の繰り返しの実験によると、特にオゾンの除去効果に優れていて、水中でも空中でもオゾンは実質的に除去できることを見出した。なお、特に水性媒体を本発明のラジカル除去装置３００で除去させる場合には、繰り返しの使用により微細化した触媒片及び溶出重金属等）をトラップ（吸着・捕捉）する触媒トラップ層３０４を設けることが好ましい。このようなトラップ層は、例えば酸化鉄系の重金属除去触媒や砂ろ過装置、活性炭など周知のものを使用することが可能である。
【０１０４】  このような触媒トラップ層は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す通り、ラジカル除去触媒層３０３と一体化することも可能であり、また、図１に示す通り別体とすることも可能である。
【０１０５】  また、このようなラジカル除去装置自体も新規であり、例えば水道水の殺菌、オゾン等による汚泥の分解等の種々の適用が可能である。
【０１０６】  なお、本発明の対象となる原水は、水処理可能な原水であれば特に限定されるものではない。例えば、油水混合物、各種工場から排出された種々の有機性成分を含む排水、汚泥を含む排水、米のとぎ汁に代表される食品由来の排水等種々の原水を対象とする。
【０１０７】  以上、本発明の実施の形態を説明してきたが本発明は上記の実施例に限定されるものではなく幅広く適用可能である。
例えば、図３に示す反応型分離装置は、新規である。したがって、このような反応型分離装置も本発明の範囲内であり、また、微細気泡に基づく原水の密閉系での処理方法も新規である。したがって、このような水処理方法も本発明の範囲内である。同様にして、図４から図８に示す反応装置も本発明の範囲内である。
【０１０８】  さらに、密閉系において、装置２００により処理する方法も新規である。したがって、本発明は、密閉系において微細気泡により処理すべき原水を処理する水の処理方法であって、
（ａ１）  処理原水を螺旋状に降下させる工程、
（ａ２）  降下した原水を微細気泡と混合しながらさらに降下する工程および
（ａ３）  微細気泡によって生じた懸濁物を下方から上方に向けて空気により浮上させて分離する工程を含む水処理工程
を１回または数回繰り返すこと、この工程の前後に工程（ａ１）に先立っておよび／または工程（ａ−３）に続いて
（ｂ１）  処理原水を微細気泡と混合する工程
（ｂ２）  混合した原水を螺旋状に降下させる工程および
（ｂ３）  混合した原水を上昇させて排出する水処理工程
を１回または数回繰り返すことによる水処理方法も本発明の範囲内である。
【０１０９】  さらに、密閉系容器内で処理原水を酸素を主体とする気体と水との気液混合物により処理する水の処理方法において、前記処理原水を前記密閉容器内に導入する工程と、
前記導入した処理原水を気液混合物と接触・混合する工程と、
前記気液混合物に紫外線を照射する工程を含む工程と、を含む水の処理方法も本発明の範囲内であり、気液混合物は、空気または酸素に基づく微細気泡含有水であることが好ましい。
【０１１０】  また、原水導入口と原水排出口と前記原水導入口に酸素を主体とする気体との気液混合物を導入する気液混合物導入口とを備えた密閉系容器と、前記気液混合物導入口に気液混合物を導入して前記原水と接触・混合するための気液混合物導入手段、好ましくは微細気泡発生装置と、前記気液混合物と接触した原水に紫外線を照射する紫外線照射手段とから構成された水処理装置も本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】  以上説明した本発明の水処理システムは、（Ａ）少なくとも１台の微細気泡発生装置に基づく反応型浮上物分離装置と、（Ｂ）少なくとも１台の酸素系ガスの微細気泡発生装置により処理する反応装置と、を備えているので、微細気泡による処理原水中の不純物を、浮上分離、反応による分離分解を同時に連続的に行うことができる。【０１１２】  しかも本発明の反応型浮上分離装置は、上部側に設けられた浮上物を排出する浮上物排出口と、前記浮上物排出口の下方にかつ上部側に設けられ原水を螺旋状に流下させる原水導入口と、前記浮上物排出口と前記原水導入口との中間に設けられた処理原水排出口と、下部側に設けられた微細気泡導入口を有する外側筒状容器体と、前記外側筒状容器体の内側に前記微細気泡導入口下部側から前記原水導入口の上部側まで亘って延在し、下方から上方に向かってエアを通流するエア配管と、前記外側筒状容器体と前記エア配管の中間に同心的に設けられ、前記外側筒状容器体を前記浮上物排出口側を仕切り前記外側筒状体と浮上物排出部を構成し、前記浮上物排出部直下の原水排出部側を仕切り前記外側筒状容器体と処理原水排出部を構成する内側筒状体と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備えているので、サイクロン状で流下する処理原水に微細気泡を混合して処理する構成となっている。そのため、処理原水中に含まれる浮遊物を効率的に浮上分離処理が可能であるとともに、微細気泡により処理原水中の成分との反応が進行する。しかも、下方からエアを導入しているので、ＳＳ分や沈殿物など浮上しにくい成分も強制的に排出することが可能となる。【０１１３】  一方、本発明の反応装置は、一端側に原水導入口および前記原水導入口の後段の微細気泡導入口を有し他端側が開口した内側筒状体と、前記内側筒状体を囲繞し前記内側筒状体と同心的に設けられ、前記内側筒状体の開口部と反対側に処理水の排出部を有する外側筒状容器と、前記微細気泡導入口に微細気泡含有水を供給するための微細気泡発生装置と、を備えているので、反応時間（滞留時間）に応じて限られた空間内で縦置き、横置きに自由にレイアウト可能である。また、この反応装置は、密閉空間で構成されているので、反応中に生成する生成物（一般にエマルジョンとして存在）を処理原水の通流とともに装置外へ排出されるので、従来のこの種の装置と比較して反応生成物の除去手段を設けることが不要となる。本発明の好ましい実施形態において、反応型浮上物分離装置および／または前記反応装置または両者の出口部に発生したオゾンを含むラジカルを除去するラジカル除去装置を備えていることが好ましい。このようにラジカル除去装置を具備することによって、システム系外にオゾンを代表とするラジカル種を排出することがなくなる。
【符号の説明】
【０１１４】１  コンプレッサ
２Ａ  酸素濃縮装置
２Ｂ  オゾン発生装置
３，４  微細気泡発生装置
１００，１００’  反応型浮上分離装置
１０１  外側筒状容器体
１０２  内側筒状体
１０３  エア導入管
１０４  原水導入口
１０５  浮上物排出口
１０６  浮上物排出部
１０７  処理原水排出部
１０８  原水処理部
２００  微細気泡型反応装置
２０１  外側筒状容器
２０２  内側筒状体
２０３  中間筒状体
３００  ラジカル除去装置
３０１  流体導入口
３０２  流体排出口
３０３  ラジカル除去触媒層
３０４  触媒トラップ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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