(57)【要約】【課題】気体の過飽和溶解水の製造は、従来より加圧溶解方法があり常圧に戻すと過飽和を維持するのが難しい。また、気泡粒径が大きいほど未溶解ガスが大気放出されガスの消費量も多くなり装置も大型化する。  オゾンは、上記の問題がありオゾンの有用な効果を長期にわたり維持するための方策が求められている。  本発明の目的は、ナノ領域のオゾン気泡を含む水溶液の特徴を活かした利用方法を提供する。【解決手段】先に本出願人が提案した、フッ素樹脂パイプに線状スリットを設けた気液混合溶解手段および分級リサイクル手段を組組合せた気液混合溶解装置によって、溶存オゾンおよび飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液製造を可能にした。本水溶液は優れた殺菌効果があること、またナノ領域の気泡を含んでおり大気へのオゾン放出が微小であり水中での上昇速度が緩慢であることを利用した殺菌・水処理・廃水処理・下水道管腐食防止を行うことができる。【選択図】図１
2009066467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素樹脂パイプに線状スリットを設けた気液混合溶解手段および分級リサイクル手段を組み合わせた気液混合溶解装置による溶存オゾンと飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液製造法
【請求項２】
溶存オゾンが０．１ｍｇ/Ｌ以上、飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液であることを特徴とする殺菌水溶液
【請求項３】
請求項第２項記載の水溶液を含有せしめることを特徴とする食品、日用品、化粧品、医薬品およびこれら関連機器に接触させる殺菌方法
【請求項４】
請求項第２項記載の水溶液で処理後または処理と同時に超音波処理を行うことを特徴とする食品、日用品、化粧品、医薬品およびこれら関連機器の殺菌方法
【請求項５】
請求項第２項記載の水溶液で超音波噴霧機またはその他の噴霧発生手段を用いて、噴霧状態にして食品、日用品、化粧品、医薬品およびこれら関連機器と接触させることを特徴とする殺菌方法
【請求項６】
請求項第２項記載の水溶液を製氷装置にて、氷またはシャーベット状態にして食品と接触させることを特徴とする殺菌方法
【請求項７】
請求項第２項記載の水溶液を閉鎖水域等の無酸素および低酸素水域に供給することを特徴とする水の浄化方法
【請求項８】
請求項第２項記載の水溶液を廃水処理装置等の低酸素の廃水液中に供給することを特徴とする廃水汚泥の分解処理方法
【請求項９】
請求項第２項記載の水溶液を下水道管内に供給することを特徴とする下水道管の腐食防止方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶存オゾンおよび飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液製造方法および利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気体の過飽和水を製造する方法はこれまでに既に提案されている。多くは特開平９−１１７７５５号のように、気体を加圧溶解させて過飽和水を作る方法である。その他には、特開平７−３０８５５６号のようにベンチュリ管を利用したものもある。ただ、非特許文献１に示されるように、過飽和水は一般的にその過飽和状態が長続きしない。また減圧して大気圧にした場合に過飽和状態を維持することは極めて困難であった。また、酸素の同位体であるオゾンは、強い殺菌力、酸化力、漂白力等をもつことが知られており、そうした特性を利用して、オゾンを水に溶解したオゾン水は、工場、病院などに設置される殺菌装置、あるいは半導体ウェハの洗浄装置などに利用されている。たとえば、特開平９−１９３７６号公報、特開平９−１４０３６８号および特開２００３−２９９４０号にはオゾンを用いてオゾンの洗浄殺菌効果により効果的に食品に付着した汚染物質の洗浄殺菌を実行する洗浄装置が示されている。また特開平７−２３６４６１号および特開平２−２３１０６６号公報には、さらに微細気泡をオゾンとともに用いることによりさらに効果的に洗浄殺菌を行う方式を開示している。ただ、オゾンは液体中で分解しやすいため、短時間で濃度が低下する問題がある。このため、殺菌、消毒のために多量のオゾンを長期にわたって供給する必要があり、経済性が低下する問題があった。本出願人は、先に特許文献１において、フッ素樹脂パイプに線状スリットを設けた気液混合溶解手段および分級リサイクル手段を組み合わせた気液混合溶解装置を提案した。当溶解装置により、ナノサイズの気泡の生成、過飽和ガス溶解水の製造が可能になった。本出願人は当該気液混合溶解装置を用いて、オゾンを使用した種々の分野の利用を鋭意検討した結果、溶存オゾンと過飽和溶存酸素を共存させることにより、食品等の殺菌方法、廃水処理方法、水の浄化方法、下水道管の腐食防止方法などで顕著な効果を確認したので以下開示するものである。
【特許文献１】特願２００７−１４００３９号
【非特許文献１】「新版オゾン利用の新技術」、サンユー書房、７４〜８３ページ、１９８８年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、オゾンおよび酸素を水に溶解させる方法として、オゾンおよび酸素ガスをエジェクターで吸引混合する方法、液相を旋回して陰圧となる渦中に気相を吸引させて液相中に気相を圧壊、混合する方法などの技術がある。しかしながら、溶解するオゾンおよび酸素ガスの気泡粒径が大きいほど大気中に未溶解のガスが放出され、オゾンガスは除外装置が必要であり消費するガスの量も多くなり装置も大型化する。そのため、オゾンが有する有用な効果を長期にわたり維持するための方策が求められている。従って、本発明の主な目的は、先に特許文献１において、提案した気液混合溶解手段および分級リサイクル手段を組み合わせた気液混合溶解装置により実現が可能になった超微粒子系の気泡粒径（１０μｍ以下）を含有する過飽和ガス水溶液の製造法の提供と、溶存オゾンと飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液を利用した殺菌・廃水処理・水の浄化・下水道管腐食防止への応用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本出願人は、先に特許文献１において、提案した図２の気液混合溶解手段および図３の分級リサイクル手段を組み合わせた図１の気液混合溶解装置により溶存オゾンおよび飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液を製造できることを見出し、さらに水溶液の利用方法を確認するに至った。すなわち、本発明の気液混合溶解装置により製造した水溶液は、大気へのオゾン放出が微小であり水中での上昇速度が緩慢であることと代表的な細菌類の大きさ（０．５〜３μｍ程度）と同サイズおよびより大きな気泡粒径を含んでいる特徴がありその製造方法および殺菌、水処理、廃水処理、下水道管腐食防止への利用方法に係るものである。
【０００５】
本発明の主要な内容は以下の通りである。
１．特許文献１のフッ素樹脂パイプに線状スリットを設けた気液混合溶解手段および分級リサイクル手段により、オゾンおよび酸素ガスと水を気液混合溶解した、溶存オゾン０．１ｍｇ/Ｌ以上、飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液製造が可能になった。
【０００６】
２．上記の水溶液が優れた殺菌効果を有することを確認した。
【０００７】
３．上記の水溶液中で食品と接触させることで殺菌効果を向上させることを特徴とする殺菌方法が可能になった
【０００８】
４．上記の水溶液中で食品と接触処理後または処理と同時に超音波処理による気泡圧壊手段を通過させて、水溶液水中の気泡および食品に付着した気泡を圧壊させて殺菌効果を向上させることを特徴とする殺菌方法が可能になった。
【０００９】
５．上記の水溶液を使用して、さらに水溶液の吐出口にポンプの吐出圧力で駆動する図４の混気エジェクターを配置して、混気エジェクターの吸入負圧で吐出口周辺の低酸素液を導入して水溶液と混合攪拌させて溶存酸素濃度を上昇させて処理水量に対して極力少ない水溶液の注入量で有酸素化を促進させるとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解を行うことを特徴とする水処理および廃水処理方法が可能になった。
【００１０】
６．上記の水溶液を使用して、さらに水溶液の吐出口にポンプの吐出圧力で駆動する図４の混気エジェクターを配置して、発生させた吸入負圧で空気を吸込んで水溶液と混合攪拌されて粒径が３ミリ以下の気泡を発生させて、さらに混合液の吐出圧力で発生させた吸入負圧で吐出口周辺の低酸素液を導入して処理水量に対して極力少ない水溶液の注入量で溶存酸素濃度を上昇させて吐出すとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解を行うことを特徴とし、さらに発生させた気泡のエアーリフト効果で周辺の水を上昇させて攪拌することにより有酸素化を促進させることを特徴とする水処理および廃水処理方法が可能になった。
【００１１】
７．上記の水溶液を使用して、下水道管内に供給することにより排水量に対して極力少ない水溶液の注入量で排水の溶存酸素濃度を上昇させて有酸素化を促進させて硫化水素の発生を防止するとともに水溶液中のオゾンによる排水汚泥の分解を行うことを特徴とする下水道管腐食防止方法が可能になった。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による水溶液は、酸素を大気圧〜０．０２ＭＰａ程度の低圧で気液混合溶解ができるうえ、分級リサイクル手段によりオゾンの大気放出が微小であるとともに任意の溶存オゾン濃度と過飽和溶存酸素濃度の水溶液製造ができることと酸素の使用量を大幅に削減できる。また製造装置を陸上に設置できるので機器の操作やメンテナンスが容易であり、水溶液の供給管を多数箇所へ配置して切り替えることにより広範囲の水処理を効率良く行うことができる。
【００１３】
本発明による水溶液の使用方法では、気泡圧壊手段を併用することにより、オゾン以上の酸化還元電位を持つヒドロキシルラジラルの発生が促進され顕著に殺菌力を向上させることができる。
【００１４】
本発明による水溶液を使用した水処理および廃水処理方法では、混気エジェクターを併用することにより、製造装置のポンプの吐出圧力だけで吐出口周辺の低酸素液を吸込んで処理水量に対して極力少ない水溶液の注入量で溶存酸素濃度を上昇させてから吐出量を増大させて攪拌効果を高めることにより好気性微生物の増殖速度を高めるとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解を行うことができる。さらに導入した空気を３ミリ以下の気泡として発生させることにより、エアーリフト効果で周辺の水を上昇させて攪拌することにより有酸素化を促進させることができる。
【００１５】
本発明による水溶液を下水道管内に注入することにより、排水量に対して極力少ない水溶液の注入量で排水の溶存酸素濃度を上昇させて硫化水素の発生を防止すると同時に水溶液中のオゾンによる排水汚泥の分解を行うことを特徴とする下水道管の腐食防止を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る溶存オゾンおよび飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液製造方法および使用方法について詳細に説明する。
【００１７】
本発明に係る溶存オゾンおよび飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素の水溶液製造は、特許文献１による図２の気液混合溶解手段および図３の分級リサイクル手段を組み合わせた図１の気液混合溶解装置により行う。まず、水が液相供給手段により循環水槽に導入された後、ポンプの吸入側に設置された気液混合溶解手段に入る。一方、酸素は気相供給手段により、大気圧〜０．０２ＭＰａ程度の圧力範囲内で送られオゾン発生器でオゾンに変換後、ポンプの吸込側に設置された気液混合溶解手段に水とともに入り気液混合溶解されたあとポンプで吐出され、さらに２つ目の気液混合溶解手段で再度気液混合される。その後、気液混合溶解手段の出口に設置された分級手段により溶解液中の大粒径の気泡を分離する。大粒径の気泡はガス抜弁を介してリサイクル手段によりポンプの吸込み側の気液混合手段に戻り再び気液混合溶解される。分級手段を通過した水溶液はさらに３つ目の気液混合溶解手段で気液混合溶解されて循環水槽に戻り循環されることになる。この結果、溶存オゾン濃度が０．１ｍｇ/Ｌ以上、溶存酸素濃度が４２．４８ｍｇ/Ｌ（水温０℃、１気圧における飽和濃度１４．１６ｍｇ/Ｌの３倍の過飽和溶存酸素濃度）以上からなる溶存オゾンおよび溶存酸素の気泡を含有するオゾンおよび過飽和溶存酸素からなる水溶液として製造され、大気へのオゾン放出が微小であり水中での気泡上昇速度が緩慢であるとともに代表的な細菌類の大きさ（０．５〜３μｍ程度）と同サイズおよびより大きな気泡粒径を含む水溶液が製造される。
【００１８】
上記の水溶液を使用して、食品と接触させることにより食品の表面に合一されたオゾン気泡を付着させ食品の殺菌を行うことができる。また、上記水溶液と接触処理後又は処理と同時に超音波処理による気泡圧壊手段を通過させて食品に付着した気泡を圧壊させることによりオゾンン以上の酸化還元電位をもつヒドロキシルラジラルの発生が促進され、殺菌力を向上させることで食品の殺菌を行うことができる。
【００１９】
上記の水溶液を使用して、さらに水溶液の供給出口にポンプの吐出圧力で駆動する図４の混気エジェクターを配置して、混気エジェクターの吸入負圧で吐出口周辺の低酸素液を導入して水溶液と混合攪拌させて溶存酸素濃度を上昇させて処理水量に対して極力少ない水溶液の注入量で有酸素化を促進させるとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解を行うことを特徴とする水処理および廃水処理を行うことができる。
【００２０】
上記の水溶液を、供給出口に吐出圧力で駆動する混合攪拌手段である図４の混気エジェクターに導入し、混気エジェクターの吸入負圧で気相を吸い込んで水溶液と混合攪拌して粒径が３ミリ以下の気泡を発生させ、さらに混合液の吐出圧力で発生した混気エジェクターの吸入負圧で吐出口周辺の低酸素液を導入して溶存酸素濃度を上昇させるとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解を行うことができる。同時に、気泡直径が３ミリ以下の気泡のエアーリフト効果を利用して水の循環を行うことにより処理水量に対して極力少ない水溶液の注入量で有酸素化を促進させることを特徴とする水処理および廃水処理を行うことができる。
【００２１】
上記の水溶液を下水道管内に注入することにより、排水量に対して極力少ない水溶液の注入量で低酸素排水中の溶存酸素濃度を上昇させて硫化水素の発生を防止するとともに溶解水中のオゾンによる汚泥の分解を行うことを特徴とする下水道管の腐食防止を行うことができる。
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。
【実施例１】
【００２３】
溶存オゾンおよび飽和濃度の３倍以上過飽和溶存酸素からなる水溶液の調製方法を示す。
図１の気液混合溶解装置により、本発明の水溶液を調製した。図１の気液混合溶解装置は、特許文献１において提案したものであるが、内容は以下の通りである。図２は気液混合溶解手段であり、フッ素樹脂パイプに線状スリットを設けたスリット膜２０１の片方をパイプ端面盲２０１ａ加工して外面金具２０２および内面金具２０３で収納容器２０４に装着したものであり、水と酸素を気液入口２０５から導入して通過させる気液混合溶解手段１０４、１０６、１１０として使用される。図３は分級手段であり、円筒のウェッジワイヤスクリーン３０１の外側から気液混合溶解された水溶液を導入して大粒径の気泡を分級したあとガス抜弁３０３を通り、リサイクルされポンプ１０５の吸込側に設置された気液混合溶解手段１０４に戻る。図1の気液混合溶解装置は、３つの気液混合溶解手段と分級手段１０７およびリサイクル手段１０９とからなる。
水溶液の製造は以下の要領で実施した。まず、水を液相供給手段１０１から循環水槽１１１に供給した後、ポンプ１０５の吸込側に設置された気液混合溶解手段１０４に導入した。また、酸素は気相供給手段１０２から大気圧〜０．０２ＭＰａ程度の範囲内でオゾン発生器１０３を通過して、気液混合溶解手段１０４に導入されて水・酸素・オゾンが気液混合溶解された後、ポンプ１０５を通りさらに気液混合溶解手段１０６で気液混合溶解される。気液混合溶解手段１０６のあとに設置された分級手段１０７で水溶液中の０．５ｍｍ程度より大粒径の気泡を分離してガス抜弁１０８を介してリサイクルされて、ポンプ１０５の吸込側の気液混合手段１０４に戻され、再び気液混合溶解される。分級手段１０７を通過した水溶液はさらに気液混合溶解手段１１０で気液混合溶解されて循環水槽１１１に戻される。この結果、溶存オゾン濃度が０．１ｍｇ/Ｌ以上、溶存酸素濃度が４２．４８ｍｇ/Ｌ（水温０℃、１気圧における飽和濃度の３倍の過飽和溶存酸素）以上の溶存オゾンおよび過飽和溶存酸素からなる水溶液として製造された。
その水溶液中の溶存オゾンおよび過飽和溶存酸素の気泡粒径は、１０μｍ以下であり、代表的な細菌類の大きさ（０．５〜３μｍ程度）と同サイズおよびより大きな気泡粒径を含み殺菌に適していることが分る。気泡の粒子径を表１に示す。
【表１】
2009066467.tif 000003
さらに水中での気泡上昇速度が緩慢であることを特徴としており気泡上昇速度を表２に示す。
【表２】
2009066467.tif 000004
さらに大気へのオゾン放出が微小であることを特徴としており水溶液のオゾンガスの放出濃度を表３に示す。
【表３】
2009066467.tif 000005
さらに本発明の気液混合溶解方式と代表的な溶解方式である加圧溶解方式とせん断方式の溶解能力を気相のボイド率（気相量を気相と液相の合計量で除した値）で比較して表４に示す。
【表４】
2009066467.tif 000006
【００２４】
比較例１（混気エジェクター方式によるオゾンおよび酸素水溶液の調製）
図５に示すエジェクター方式による溶解装置で水溶液を製造した。
上記の装置に使用する混気エジェクター５０６の詳細構造は図４に示す通りである。水は供給口４０４から導入され、本体４０１に配置された縮流部４０２出口で発生した吸入負圧により気相吸込口から空気を吸込んで水溶液と混合され整流部４０３から粒径が３ミリ以下の気泡となって吐出される。さらに整流部４０３出口で発生した吸入負圧により液相吸込口から周辺の水を吸込んで混合攪拌されて吐出口４０７から吐出される構造になっている。
図５において、水が液相供給手段５０１により循環水槽５０９に供給され、ポンプ５０４から混気エジェクター５０６に導入される。気相供給手段５０２によりオゾン発生器５０３から出てくるオゾンおよび酸素ガスは、吐出圧力で発生した吸入負圧により気相吸込口５０７に入り、水と混合する。さらに吐出圧力で発生した吸入負圧により液相吸込口５０８から周辺の水を吸込んで混合攪拌されて吐出されることにより溶存オゾンおよび溶存酸素からなる水溶液を製造した。
【００２５】
比較例２（多孔質材を用いたバブリングによるオゾン及び酸素水溶液の調製）
図６の多孔質材を用いた溶解装置で水溶液を製造した。水は液相供給手段６０１により循環水槽６０７に供給され、ポンプ６０４から供給管６０５を通って循環される。気相供給手段６０２により酸素をオゾン発生器６０３に供給した後、市販の水槽バブリング用の多孔質材６０６に導入し、バブリングにより溶存オゾンおよび溶存酸素からなる水溶液を製造した。
【実施例２】
【００２６】
実施例１で得た水溶液と実施例２の混気エジェクターによる吸入負圧で気液混合溶解させた水溶液と実施例３の多孔質材を使用したバブリングによる水溶液について、循環水量と供給ガス量を同一条件にして酸素の溶解度を比較した結果を表５に示す。約３０秒後には、３倍以上過飽和となった。
また、本発明の気液混合溶解方式により水道水に酸素を溶解した後、常温・大気圧で放置した時の溶存酸素濃度の時間による低下率を表６に示す。
約１９０時間(８日)経過後も３倍以上過飽和を維持していることが分かる。
【表５】
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【表６】
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【実施例３】
【００２７】
図７の通り、実施例１と同じ手順で水溶液を製造した。気液混合溶解装置７０１が製造装置である。製造した水溶液を殺菌槽７０３に導入し、食品７０５と接触させたあと又は同時に食品７０５とともに超音波処理装置７０４を通過させることにより食品７０５の殺菌効果を確認した。
その殺菌効果の評価結果を表７に示す。
【表７】
2009066467.tif 000009
【実施例４】
【００２８】
図８に示すように、実施例１と同じ要領で、気液混合溶解装置８０１で水溶液を製造した。製造した水溶液を食品加工装置８０３に食品製造水として導入し、食品８０４と混合、接触させることにより殺菌を行ない、殺菌効果を確認した。
その殺菌効果の評価結果を表８に示す。
【表８】
2009066467.tif 000010
【実施例５】
【００２９】
図９に示すように、実施例１と同じ要領で気液混合溶解装置９０１により水溶液を製造した。製造した水溶液を超音波噴霧機又は噴霧発生装置９０３に供給し、噴霧状態で食品殺菌装置９０４に導入して食品９０５および空気等と接触させることにより殺菌を行なった。
その殺菌方法による殺菌評価結果を表９に示す。
【表９】
2009066467.tif 000011
【実施例６】
【００３０】
図１０に示すように、実施例１と同じ手順を用いて気液混合溶解装置１２１で水溶液を製造した。製造した水溶液を製氷装置１２３に導入してシャーベット又は氷にしてから食品１２４と接触させることにより殺菌を行なった。
その殺菌方法による殺菌評価結果を表１０に示す。
【表１０】
2009066467.tif 000012
【実施例７】
【００３１】
図１１に示すように、実施例１と同じ手順により気液混合溶解装置１３１で水溶液を製造した。
上記の装置に装着する混気エジェクター１３３の構造は比較例１で説明した図４と同じである。
気液混合溶解装置１３１で製造された水溶液は、閉鎖水域等底層水域１３７に設置された供給管１３２の先端に装着された混気エジェクター１３３に導入されて吐出圧力で発生させた吸入負圧で、閉鎖水域等底層１３７の無酸素水域の水を液相吸込口１３４から導入して水溶液と混合攪拌させて溶存酸素濃度を上昇させて吐出す。これにより処理水量に対して極力少ない水溶液の注入量で閉鎖水域等底層１３７の無酸素水域の有酸素化を促進させるとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解と水の浄化を行うことができる。
ほとんど無酸素状態の溶存酸素濃度０．１ｍｇ/Ｌの水に水溶液を混合攪拌した後の溶存酸素濃度上昇結果を表１１に示す。
【表１１】
2009066467.tif 000013
さらに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解結果を表１２に示す。
【表１２】
2009066467.tif 000014
【実施例８】
【００３２】
図１２に示すように、実施例１と同じフローの気液混合溶解装置１４１を用いて水溶液を製造した。上記の装置に装着する混気エジェクター１４３は、比較例１で使用した混気エジェクター図４と同じものを使用した。気液混合溶解装置１４１を出た水溶液は、閉鎖水域等中間層水域１４８中の供給管１４２の先端に装着された混気エジェクター１４３に導入される。同時に吐出圧力で発生させた吸入負圧により、空気が水上の空気導入口１４４から吸込まれ、気相吸込口１４５に導入される。粒径が３ミリ以下の気泡を発生させて水溶液と混合攪拌させた後さらに吐出圧力で発生させた吸入負圧で閉鎖水域等中間層１４８周辺の低酸素の水を液相吸込口１４６から導入して溶存酸素濃度を上昇させて吐出するとともにさらに粒径が３ミリ以下の気泡のエアーリフト効果を利用して閉鎖水域等中間層１４８周辺の低酸素の水を水面に上昇させて循環させることにより、処理水量に対して極力少ない水溶液の注入量で有酸素化を促進させるとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解と水浄化を行なった。
この結果、低酸素状態（溶存酸素濃度３．０ｍｇ/Ｌ）の水は、水溶液混合により、表１３に示すように溶存酸素濃度が上昇した。
【表１３】
2009066467.tif 000015
【実施例９】
【００３３】
図１３に示すように、実施例１と同じ要領で気液混合溶解装置１５１を使用し水溶液を製造した。
上記の装置に装着する混気エジェクター１５４は比較例１で使用した混気エジェクター図４と同じである。気液混合溶解装置１５１を出た水溶液は、好気性曝気装置１５３の底部の供給管１５２の先端に装着された混気エジェクター１５４に導入され吐出圧力で発生させた吸入負圧で、底部周辺の低酸素の水を液相吸込口１５５から吸込んで水溶液と混合攪拌させて溶存酸素濃度を上昇させて吐出す。廃水処理量に対して極力少ない水溶液の注入量で溶存酸素濃度を上昇させて好気性菌を活性化させるとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解を行うことにより廃水処理を行うことができる。
溶存酸素濃度上昇による好気性菌の相対的増殖速度を表１４に示す。
【表１４】
2009066467.tif 000016
【実施例１０】
【００３４】
図１４に示すように、実施例１と同じ手順で気液混合溶解装置１６１により水溶液を製造した。気液混合溶解装置１６１を出た水溶液を、供給管１６２を通し下水道管１６３内の排水中に注入することにより、排水量に対して極力少ない水溶液の注入量で低酸素排水中の溶存酸素濃度を上昇させて硫化水素の発生をなくすとともに水溶液中のオゾンによる汚泥の分解を行うことにより下水道管の腐食を防止することができた。  
その下水の無酸素状態に近い水（溶存酸素濃度０．１ｍｇ/Ｌ）に水溶液を混合攪拌した場合の溶存酸素濃度上昇結果を表１５に示す。
【表１５】
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【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の水溶液による処理方法は、用途が限定されるものではない。例えば溜まり池等閉鎖水域の底層および中間層の溶存酸素濃度を上昇させる手段への使用ができ、また魚養殖や魚輸送中の溶存酸素濃度管理や殺菌にも使用できるうえ夏場の水温上昇や赤潮発生による溶存酸素低下の応急対策にも使用できる。また水溶液で処理することによりオゾンによる脱臭効果も期待できる。
ナノ領域の気泡を含んだ水溶液は、活性化作用があり農業・漁業に導入することで無農薬栽培の可能性や病気に強い商品の安定製造が期待できるうえ今後、医療やバイオ向けに応用が期待できる。
ナノ領域の気泡を含んだ溶解液として製造することにより、従来の気泡粒径が大きな溶解方法に比べて、ガス量が大幅に削減ができるうえ高濃度の過飽和溶存ガス溶解液を製造することができるので、設備がコンパクトになるとともにガス削減によるコストダウンができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の水溶液を製造する気液混合溶解装置の実施例１を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明の水溶液を製造する気液混合溶解装置の実施例１を構成する気液混合溶解手段の構造図である。
【図３】本発明の水溶液を製造する気液混合溶解装置の実施例１を構成する気泡分級リサイクル手段の構造図である。
【図４】本発明の水溶液を水処理に利用する際の混気エジェクターの構造図である。
【図５】エジェクター方式による溶解装置の比較例１を模式的に示す構成図である。
【図６】多孔質材を用いた溶解装置の比較例２を模式的に示す構成図である。
【図７】本発明の水溶液を殺菌に利用する実施例３を模式的に示す構成図である。
【図８】本発明の水溶液を殺菌に利用する実施例４を模式的に示す構成図である。
【図９】本発明の水溶液を噴霧し、殺菌に利用する実施例５を模式的に示す構成図である。
【図１０】本発明の水溶液を氷状にし、殺菌に利用する実施例６を模式的に示す構成図である。
【図１１】本発明の水溶液を水処理に利用する実施例７を模式的に示す構成図である。
【図１２】本発明の水溶液を水処理に利用する実施例８を模式的に示す構成図である。
【図１３】本発明の水溶液を廃水処理に利用する実施例９を模式的に示す構成図である。
【図１４】本発明の水溶液を下水道管の腐食防止に利用する実施例１０を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
図１
１０１  液相供給手段
１０２  気相供給手段
１０３  オゾン発生器
１０４  気液混合溶解手段
１０５  ポンプ
１０６  気液混合溶解手段
１０７  分級手段
１０８  ガス抜弁
１０９  リサイクル手段
１１０  気液混合溶解手段
１１１  循環水槽
１１２  冷却装置
１１３  水処理装置
【００３８】
図２
２０１  フッ素樹脂パイプスリット膜
２０１ａパイプ端面盲
２０２  外面金具
２０３  内面金具
２０４  収納容器
２０５  気液入口
【００３９】
図３
３０１  ウェッジワイヤスクリーン
３０２  収納容器
３０３  ガス抜弁
３０４  リサイクル配管
【００４０】
図４
４０１  本体
４０２  縮流部
４０３  整流部
４０４  供給口
４０５  気相吸込口
４０６  液相吸込口
４０７  吐出口
【００４１】
図５
５０１  液相供給手段
５０２  気相供給手段
５０３  オゾン発生器
５０４  ポンプ
５０５  供給管
５０６  混気エジェクター
５０７  気相吸込口
５０８  液相吸込口
５０９  循環水槽
【００４２】
図６
６０１  液相供給手段
６０２  気相供給手段
６０３  オゾン発生器
６０４  ポンプ
６０５  供給管
６０６  多孔質材
６０７  循環水槽
【００４３】
図７
７０１  気液混合溶解装置
７０２  供給管
７０３  殺菌槽
７０４  超音波処理装置
７０５  食品
【００４４】
図８
８０１  気液混合溶解装置
８０２  供給管
８０３  食品加工装置
８０４  食品
【００４５】
図９
９０１  気液混合溶解装置
９０２  供給管
９０３  超音波噴霧機または噴霧発生装置
９０４  食品殺菌装置
９０５  食品
【００４６】
図１０
１２１  気液混合溶解装置
１２２  供給管
１２３  製氷装置
１２４  食品
【００４７】
図１１
１３１  気液混合溶解装置
１３２  供給管
１３３  混気エジェクター
１３４  液相吸込口
１３５  閉鎖水域等上層水域
１３６  閉鎖水域等中間層水域
１３７  閉鎖水域等底層水域
【００４８】
図１２
１４１  気液混合溶解装置
１４２  供給管
１４３  混気エジェクター
１４４  空気導入口
１４５  気相吸込口
１４６  液相吸込口
１４７  閉鎖水域等上層水域
１４８  閉鎖水域等中間層水域
１４９  閉鎖水域等底層水域
【００４９】
図１３
１５１  気液混合溶解装置
１５２  供給管
１５３  好気性曝気装置
１５４  混気エジェクター
１５５  液相吸込口
【００５０】
図１４
１６１  気液混合溶解装置
１６２  供給管
１６３  下水道管
【図１】
2009066467.tif 000018
【図２】
2009066467.tif 000019
【図３】
2009066467.tif 000020
【図４】
2009066467.tif 000021
【図５】
2009066467.tif 000022
【図６】
2009066467.tif 000023
【図７】
2009066467.tif 000024
【図８】
2009066467.tif 000025
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2009066467.tif 000031