JP2009028595A - Treatment apparatus and method using nanobubble-containing magnetically activated water, and nanobubble-containing magnetically activated water manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体に磁気活性を付与するとともにナノバブルを含有させてナノバブル含有磁気活水を作製した後、当該ナノバブル含有磁気活水を用いて各種処理を行う処理装置および処理方法、並びに上記ナノバブル含有磁気活水を製造するためのナノバブル含有磁気活水製造装置に関する。 The present invention provides a treatment apparatus and a treatment method for imparting magnetic activity to a liquid and containing nanobubbles to produce nanobubble-containing magnetic active water, and then performing various treatments using the nanobubble-containing magnetic active water, and the nanobubble-containing magnetic active water. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nanobubble-containing magnetic active water production apparatus for producing a liquid.
従来から、様々な目的に合わせて液体を加工処理するための、多様な処理装置および処理方法が存在している。つまり、液体に対して、化学処理、物理処理または生物処理などを施すことによって、様々な有用な液体を製造したり、あるいは液体から様々な物質を除去したりすることができる処理装置および処理方法が、従来から用いられている。 Conventionally, various processing apparatuses and processing methods exist for processing liquids for various purposes. That is, a processing apparatus and a processing method capable of producing various useful liquids or removing various substances from the liquids by performing chemical treatment, physical treatment, biological treatment, or the like on the liquid. Is conventionally used.
例えば、従来から、廃水または用水などの液体から有機物等を除去するための設備が用いられている。上記設備としては、例えば、生物学的処理設備または物理学的処理設備を挙げることができる。更に具体的には、上記生物学的処理設備としては、例えば、各種微生物槽を挙げることができる。一方、上記物理学的処理設備としては、例えば、活性炭吸着塔を挙げることができる。 For example, conventionally, facilities for removing organic substances and the like from liquids such as waste water or water have been used. Examples of the equipment include biological treatment equipment and physical treatment equipment. More specifically, examples of the biological treatment facility include various microorganism tanks. On the other hand, examples of the physical treatment equipment include an activated carbon adsorption tower.
活性炭吸着塔の場合、廃水または用水中に含まれる有機物が活性炭吸着塔に吸着されたのち、活性炭吸着塔から活性炭を取り出し、当該活性炭から有機物が回収される。これによって、廃水または用水から有機物が除去される。一方、微生物槽の場合、微生物の代謝経路中に有機物が取り込まれ、当該代謝経路中で有機物が分解される。 In the case of the activated carbon adsorption tower, the organic matter contained in the waste water or irrigation water is adsorbed by the activated carbon adsorption tower, and then the activated carbon is taken out from the activated carbon adsorption tower, and the organic matter is recovered from the activated carbon. As a result, organic substances are removed from waste water or irrigation water. On the other hand, in the case of a microbial tank, organic matter is taken into the metabolic pathway of the microorganism, and the organic matter is decomposed in the metabolic pathway.
ところで、従来から、小さな直径を有する気泡(バブル)には様々な生理作用があることが知られており、現在、このような気泡を作製する技術およびその効果に対する研究が進みつつある。 By the way, it has been conventionally known that bubbles having a small diameter have various physiological functions, and researches on techniques for producing such bubbles and their effects are now underway.
上記気泡は、その直径に応じて、マイクロバブル、マイクロナノバブルおよびナノバブルに分類することができる。具体的には、マイクロバブルは、その発生時において10μm〜数十μmの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは、その発生時において数百nm〜10μmの直径を有する気泡であり、ナノバブルは、その発生時において数百nm以下の直径を有する気泡である。なお、マイクロバブルは、発生後の収縮運動によって、その一部がマイクロナノバブルに変化することがある。また、ナノバブルは、長期に渡って液体中に存在することができるという性質を有している。 The bubbles can be classified into microbubbles, micronanobubbles and nanobubbles according to their diameters. Specifically, the microbubble is a bubble having a diameter of 10 μm to several tens of μm at the time of its generation, the micro-nano bubble is a bubble having a diameter of several hundred nm to 10 μm at the time of its generation, and the nanobubble is Bubbles having a diameter of several hundred nm or less at the time of generation. Note that a part of the microbubble may be changed to a micro / nanobubble by the contraction movement after the generation. Nanobubbles have the property that they can exist in a liquid for a long period of time.
例えば、従来から、様々なナノバブルの利用方法、およびナノバブルを利用した各種装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。より具体的には、特許文献1には、ナノバブルが、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、または静電分極の実現によって、界面活性作用および殺菌作用を示すことが記載されている。更に、特許文献1には、ナノバブルが有する界面活性作用および殺菌作用を用いて、各種物体を洗浄する技術および汚濁水を浄化する技術が記載されている。更に、特許文献1には、ナノバブルを用いて生体の疲労を回復する方法が記載されている。なお、特許文献1では、水を電気分解するとともに、当該水に超音波振動を加えることによって、ナノバブルを作製している。 For example, conventionally, various utilization methods of nanobubbles and various apparatuses utilizing nanobubbles are known (see, for example, Patent Document 1). More specifically, in Patent Document 1, nanobubbles exhibit surface-active action and bactericidal action by reducing buoyancy, increasing surface area, increasing surface activity, generating a local high-pressure field, or realizing electrostatic polarization. It is described. Furthermore, Patent Document 1 describes a technique for cleaning various objects and a technique for purifying polluted water using the surface-active action and bactericidal action of nanobubbles. Furthermore, Patent Document 1 describes a method for recovering fatigue of a living body using nanobubbles. In Patent Literature 1, nanobubbles are produced by electrolyzing water and applying ultrasonic vibration to the water.
また、従来から、液体を原料としてナノバブルを作製する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。上記作製方法は、液体中において、1)上記液体の一部を分解ガス化する工程、2)上記液体に超音波を印加する工程、または3)上記液体の一部を分解ガス化する工程および上記液体に超音波を印加する工程、からなるものである。なお、液体の一部を分解ガス化する工程として、電気分解法または光分解法を用いることができることが記載されている。 Conventionally, a method for producing nanobubbles using a liquid as a raw material is known (see, for example, Patent Document 2). In the liquid, the production method includes 1) a step of decomposing and gasifying a part of the liquid, 2) a step of applying ultrasonic waves to the liquid, or 3) a step of decomposing and gasifying a part of the liquid; A step of applying ultrasonic waves to the liquid. It is described that an electrolysis method or a photolysis method can be used as a step of decomposing and gasifying a part of the liquid.
また、従来から、オゾンガスからなるマイクロバブル(オゾンマイクロバブル)を利用する廃液処理装置が用いられている(例えば、特許文献3参照)。上記廃液処理装置では、オゾン発生装置によって作製されたオゾンガスと廃液とを、加圧ポンプを用いて混合することによって、オゾンガスからなるマイクロバブルを作製している。そして、当該マイクロバブルが廃液中の有機物と反応することによって、廃液中の有機物が酸化分解される。
しかしながら、上記従来の処理装置および処理方法は、その能力を十分に発揮することができないため、処理できない作業が多く存在するという問題点を有している。 However, the above-described conventional processing apparatus and processing method have a problem that there are many operations that cannot be processed because their capabilities cannot be fully exhibited.
例えば、ダイオキシンおよび有機フッ素化合物(例えば、パーフルオロオクタスルホン酸(PFOS)またはパーフルオロオクタン酸(PFOA)等)は化学的に安定な物質であって、耐熱性および耐薬品性(例えば、耐酸性)に優れている。それゆえ、例えば有機フッ素化合物は、界面活性剤、または半導体製造における反射防止膜等の産業用材料として広く用いられている。しかしながら、有機フッ素化合物が広く用いられれば用いられるほど、有機フッ素化合物が自然界に放出される可能性が増加する。上述したように、有機フッ素化合物は化学的に安定な物質であるが故に、一度自然界に放出されれば、分解されないので、深刻な環境汚染の原因となり得る。例えば、北極熊、アザラシおよび鯨の体内から有機フッ素化合物が検出されており、有機フッ素化合物による環境汚染が国際的に深刻化しつつあることが明らかになっている。 For example, dioxins and organic fluorine compounds (for example, perfluorooctasulfonic acid (PFOS) or perfluorooctanoic acid (PFOA)) are chemically stable substances, and have heat resistance and chemical resistance (for example, acid resistance). ). Therefore, for example, organic fluorine compounds are widely used as industrial materials such as surfactants or antireflection films in semiconductor manufacturing. However, the more widely used organic fluorine compounds are, the more likely they are released to nature. As described above, since the organic fluorine compound is a chemically stable substance, once it is released into the natural world, it is not decomposed, which can cause serious environmental pollution. For example, organic fluorine compounds have been detected in polar bears, seals, and whales, and it has become clear that environmental pollution by organic fluorine compounds is becoming increasingly serious internationally.
例えば、上記従来の生物学的処理設備を用いて有機フッ素化合物などを処理しようとする場合、有機フッ素化合物を効率的に分解することができる微生物が存在しない。したがって、大量の有機フッ素化合物を処理することができないという問題点を有している。 For example, when an organic fluorine compound or the like is to be treated using the conventional biological treatment facility, there is no microorganism that can efficiently decompose the organic fluorine compound. Therefore, there is a problem that a large amount of the organic fluorine compound cannot be treated.
また、上記従来の物理学的処理設備を用いて有機フッ素化合物などを処理しようとする場合、例えば活性炭を頻繁に交換することが必要であるため作業が煩雑であるという問題点を有するとともに、活性炭を再生するために多くのコストを必要とするという問題点を有している。また、上記物理学的処理設備は、基本的に有機フッ素化合物を回収するための設備であって、有機フッ素化合物を分解するための設備ではない。したがって、上記物理学的処理設備を用いる場合、有機フッ素化合物を分解するための更なる設備(例えば、高温で焼却するための装置)を必要とするという問題点を有している。 Moreover, when it is going to process an organic fluorine compound etc. using the said conventional physical processing equipment, for example, since it is necessary to replace | exchange frequently activated carbon, it has the problem that work is complicated, and activated carbon There is a problem that a lot of cost is required to reproduce the video. The physical treatment equipment is basically equipment for recovering the organic fluorine compound, and is not equipment for decomposing the organic fluorine compound. Therefore, when using the said physical processing equipment, there exists a problem that the further equipment (for example, apparatus for incineration at high temperature) for decomposing | disassembling an organic fluorine compound is required.
また、上記気泡を用いる場合、気泡によって多様な有機物を分解することができるが、有機フッ素化合物のような化学的に安定な物質に関しては、効率的に分解することができない。したがって、大量の有機フッ素化合物を処理することができないという問題点を有している。 In addition, when the bubbles are used, various organic substances can be decomposed by the bubbles, but a chemically stable substance such as an organic fluorine compound cannot be decomposed efficiently. Therefore, there is a problem that a large amount of the organic fluorine compound cannot be treated.
したがって、従来から1000℃以上の高温にて有機フッ素化合物を焼却する処理を行っているが、このような方法では、大量の有機フッ素化合物を処理する場合には、多くの燃料を必要とするとともに、放出される二酸化炭素によって地球温暖化を招くという問題点を有している。 Therefore, conventionally, a process of incinerating an organic fluorine compound at a high temperature of 1000 ° C. or higher is performed. In such a method, when a large amount of an organic fluorine compound is processed, a large amount of fuel is required. The carbon dioxide released has the problem of causing global warming.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、その能力を十分に発揮することができる処理装置および処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a processing apparatus and a processing method capable of fully exhibiting the capability.
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、以下の1)〜4)を見出し、本発明を完成させるに至った。つまり、
1)ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水よりも大きなマイナス電荷を有し、それゆえ、ナノバブル含有磁気活水は強い酸化力を示す。したがって、上記ナノバブル含有磁気活水を各種装置の前処理として用いれば、各種装置における処理効率を上昇させることができること、
2)ナノバブル含有磁気活水は、磁力とナノバブルとの相乗効果によって、ナノバブル含有水よりも格段に多くの不安定なフリーラジカルを発生する。その結果、ナノバブル含有磁気活水は、強い酸化力を有する。したがって、上記ナノバブル含有磁気活水を各種装置の前処理として用いれば、各種装置における処理効率を上昇させることができること、
3)ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル以上に、化学処理、物理処理、生物処理等の処理効率に影響する。したがって、上記ナノバブル含有磁気活水を各種装置の前処理として用いれば、各種装置における処理効率を上昇させることができること、
4)難分解性の物質(例えば、有機フッ素化合物など)を含有する廃水の処理に、ナノバブル含有磁気活水を活用することが有効であること。
As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found the following 1) to 4) and have completed the present invention. That means
1) The nanobubble-containing magnetic active water has a larger negative charge than the nanobubble-containing water, and therefore the nanobubble-containing magnetic active water exhibits a strong oxidizing power. Therefore, if the nanobubble-containing magnetic active water is used as a pretreatment for various devices, the processing efficiency in various devices can be increased.
2) Nanobubble-containing magnetic active water generates much more unstable free radicals than nanobubble-containing water due to the synergistic effect of magnetic force and nanobubbles. As a result, the nanobubble-containing magnetic active water has a strong oxidizing power. Therefore, if the nanobubble-containing magnetic active water is used as a pretreatment for various devices, the processing efficiency in various devices can be increased.
3) Magnetic active water containing nanobubbles affects the processing efficiency of chemical treatment, physical treatment, biological treatment, etc. more than nanobubbles. Therefore, if the nanobubble-containing magnetic active water is used as a pretreatment for various devices, the processing efficiency in various devices can be increased.
4) It is effective to use magnetic active water containing nanobubbles for the treatment of wastewater containing hardly decomposable substances (for example, organic fluorine compounds).
本発明の処理装置は、上記課題を解決するために、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部と、前記ナノバブル含有水に対して磁場をかけてナノバブル含有磁気活水を作製する第1活性化手段と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理手段と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the treatment apparatus of the present invention further mixes and shears a liquid and a first gas to produce microbubble-containing water, and further shears the microbubble-containing water. A second gas shearing part for producing nanobubble-containing water, a first activation means for producing a nanobubble-containing magnetic active water by applying a magnetic field to the nanobubble-containing water, and a treatment using the nanobubble-containing magnetic active water. And a processing means.
上記構成によれば、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部とを有しているので、効率よくナノバブル含有水を作製することができる。 According to the above configuration, the first gas shearing part that mixes and shears the liquid and the first gas to produce microbubble-containing water, and the second that further shears the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water. Since it has a gas shearing part, nanobubble containing water can be produced efficiently.
また、上記構成によれば、第1活性化手段を用いて上記ナノバブル含有水に対して磁場をかけるので、当該ナノバブル含有水に磁気活性を付与することができる。換言すれば、上記ナノバブル含有水をナノバブル含有磁気活水に変換することができる。 Moreover, according to the said structure, since a magnetic field is applied with respect to the said nanobubble containing water using a 1st activation means, magnetic activity can be provided to the said nanobubble containing water. In other words, the nanobubble-containing water can be converted into nanobubble-containing magnetically active water.
例えば、上記ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブルによって発生されるフリーラジカルが有する酸化能力と、磁気活水中に発生する活性酸素が有する酸化能力の両方を備えている。その結果、当該酸化能力によって酸化処理された後の液体を後段の処理手段に導入することができるので、当該処理手段によって効率よく後段の処理工程を行うことができる。また、酸化能力を有するナノバブル含有磁気活水が処理手段に導入されるので、当該処理手段の処理能力を高めることができる。 For example, the nanobubble-containing magnetic active water has both the oxidizing ability of free radicals generated by nanobubbles and the oxidizing ability of active oxygen generated in magnetic active water. As a result, the liquid that has been oxidized by the oxidation ability can be introduced into the subsequent processing means, so that the subsequent processing steps can be efficiently performed by the processing means. Moreover, since the nanobubble containing magnetic active water which has an oxidation capability is introduce | transduced into a processing means, the processing capability of the said processing means can be improved.
また、本発明の処理装置は、上記課題を解決するために、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化手段と、前記磁場がかけられたマイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有磁気活水を作製する第2気体せん断部と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理手段と、を有することを特徴としている。 Moreover, in order to solve the said subject, the processing apparatus of this invention mixes and shears a liquid and 1st gas, the 1st gas shear part which produces microbubble containing water, and the said microbubble containing water A first activating means for applying a magnetic field, a second gas shearing section for further producing a nanobubble-containing magnetic active water by further shearing the microbubble-containing water subjected to the magnetic field, and a treatment using the nanobubble-containing magnetic active water. And a processing means for performing the processing.
上記構成によれば、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化手段とを有しているので、マイクロバブル含有水を作製することができるとともに、当該マイクロバブル含有水に磁気活性を付与することができる。換言すれば、効率よく、マイクロバブル含有磁気活水を作製することができる。 According to the above configuration, the first gas shearing unit that produces the microbubble-containing water by mixing and shearing the liquid and the first gas, and the first activation means that applies a magnetic field to the microbubble-containing water. Therefore, the microbubble-containing water can be produced and magnetic activity can be imparted to the microbubble-containing water. In other words, the microbubble-containing magnetic active water can be efficiently produced.
また、上記構成によれば、磁場がかけられたマイクロバブル含有水(マイクロバブル含有磁気活水)を更にせん断する第2気体せん断部を有しているので、マイクロバブルの気泡サイズを更に小さくすることができる。つまり、ナノバブル含有磁気活水を作製することができる。 Moreover, according to the said structure, since it has the 2nd gas shearing part which further shears the microbubble containing water (microbubble containing magnetic active water) to which the magnetic field was applied, the bubble size of a microbubble can be made still smaller. Can do. That is, a nanobubble-containing magnetic active water can be produced.
例えば、上記ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブルによって発生されるフリーラジカルが有する酸化能力と、磁気活水中に発生する活性酸素が有する酸化能力の両方を備えている。その結果、当該酸化能力によって酸化処理された後の液体を後段の処理手段に導入することができるので、当該処理手段によって効率よく後段の処理工程を行うことができる。また、酸化能力を有するナノバブル含有磁気活水が処理手段に導入されるので、当該処理手段の処理能力を高めることができる。 For example, the nanobubble-containing magnetic active water has both the oxidizing ability of free radicals generated by nanobubbles and the oxidizing ability of active oxygen generated in magnetic active water. As a result, the liquid that has been oxidized by the oxidation ability can be introduced into the subsequent processing means, so that the subsequent processing steps can be efficiently performed by the processing means. Moreover, since the nanobubble containing magnetic active water which has an oxidation capability is introduce | transduced into a processing means, the processing capability of the said processing means can be improved.
本発明の処理装置では、前記液体は、液体原料と、第2活性化手段によって磁場がかけられた第2気体とが、混合手段によって混合されたものであることが好ましい。 In the processing apparatus of the present invention, it is preferable that the liquid is a mixture of a liquid raw material and a second gas to which a magnetic field is applied by a second activation unit.
上記構成によれば、第2活性化手段によって第2気体に対して磁場がかけられるので、当該第2気体に対して磁気活性を付与することができる。そして、混合手段によって、磁気活性を有する第2気体と、液体原料とが混合されるので、液体原料に対して磁気活性を付与することができる。そして、予め磁気活性が付与された液体原料が、第1気体せん断部に対して液体として供給された後、更に第1活性化手段によって磁気活性が付与されるので、製造されるナノバブル含有磁気活水が有する磁気活性を増強することができる。そして、これによって、後段の処理手段によって、更に効率よく処理工程を行うことができる。 According to the said structure, since a magnetic field is applied with respect to 2nd gas by a 2nd activation means, magnetic activity can be provided with respect to the said 2nd gas. And since the 2nd gas which has magnetic activity, and a liquid raw material are mixed by a mixing means, magnetic activity can be provided with respect to a liquid raw material. And after the liquid raw material to which magnetic activity was previously given is supplied as a liquid to the first gas shearing part, the magnetic activity is further given by the first activating means. Can enhance the magnetic activity of the. As a result, the processing step can be performed more efficiently by the subsequent processing means.
本発明の処理装置では、前記混合手段は、前記第2気体と前記液体原料とを接触させる第1槽と、前記第1槽の底部近傍に連結されて、前記第1槽の底部近傍に存在する前記液体原料を取り込むとともに、当該取り込んだ液体原料を前記第1気体せん断部に供給する第2槽と、を有することが好ましい。 In the processing apparatus of the present invention, the mixing means is connected to the first tank for bringing the second gas and the liquid raw material into contact with each other and to the vicinity of the bottom of the first tank, and is present in the vicinity of the bottom of the first tank. It is preferable to include a second tank that takes in the liquid raw material to be supplied and supplies the taken liquid raw material to the first gas shearing section.
上記構成によれば、上記第1槽内にて、第2気体と液体原料とが接触する。その結果、液体原料中に存在する比較的大きな混入物は、第2気体が当該混入物の表面に付着することによって、当該第2気体との複合体を形成する。そして、上記複合体には大きな浮力が働くので、当該複合体は、第1槽の上部近傍(液体原料の表面近傍)に浮上する。その結果、上記第1槽の底部近傍からは、混入物が除去される。 According to the said structure, 2nd gas and liquid raw material contact in the said 1st tank. As a result, relatively large contaminants present in the liquid raw material form a complex with the second gas when the second gas adheres to the surface of the contaminant. And since a big buoyancy acts on the said composite_body | complex, the said composite floats to the upper part vicinity (surface vicinity of a liquid raw material) of a 1st tank. As a result, contaminants are removed from the vicinity of the bottom of the first tank.
上記第2槽には、上記第1槽の底部近傍の液体原料が取り込まれた後、当該液体原料が第1気体せん断部に導入される。つまり、上記第1気体せん断部には、予め比較的大きな混入物が除去された液体原料が導入される。その結果、後段の処理手段において処理すべき物質の量を減少させることができるので、後段の処理手段によって更に効率よく処理工程を行うことができる。 After the liquid raw material near the bottom of the first tank is taken into the second tank, the liquid raw material is introduced into the first gas shearing section. That is, a liquid material from which relatively large contaminants have been removed in advance is introduced into the first gas shearing portion. As a result, since the amount of the substance to be processed in the subsequent processing means can be reduced, the processing process can be performed more efficiently by the subsequent processing means.
本発明の処理装置では、前記第2活性化手段は、前記第2気体を通過させるための第2流路を有し、前記第2流路は、磁石のS極として機能する第1面と磁石のN極として機能する第2面とが対向するように配置されていることが好ましい。 In the processing apparatus of the present invention, the second activating means has a second flow path for allowing the second gas to pass therethrough, and the second flow path has a first surface that functions as an S pole of a magnet. It is preferable that the second surface functioning as the N pole of the magnet is disposed so as to face the second surface.
上記構成によれば、上記第2活性化手段は、磁石のS極として機能する第1面と磁石のN極として機能する第2面とが対向するように配置された流路を有している。したがって、当該流路中を上記第2気体が通過することによって、当該第2気体に磁場をかけることができる。そして、その結果、上記第2気体に磁気活性を付与することができる。 According to the said structure, the said 2nd activation means has a flow path arrange | positioned so that the 1st surface which functions as a south pole of a magnet, and the 2nd surface which functions as a north pole of a magnet may oppose. Yes. Therefore, a magnetic field can be applied to the second gas when the second gas passes through the flow path. As a result, magnetic activity can be imparted to the second gas.
本発明の処理装置では、前記第2活性化手段には、第2配管を介して前記第2気体が供給されており、前記第2配管には、当該第2配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第2配管径調節手段が設けられていることが好ましい。 In the processing apparatus of the present invention, the second gas is supplied to the second activating means via a second pipe, and at least a part of the lumen of the second pipe is supplied to the second pipe. It is preferable that the 2nd piping diameter adjustment means which can change the magnitude | size of a cross section is provided.
上記構成によれば、上記第2配管径調節手段によって、第2配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第2配管を介して上記第2活性化手段に供給される第2気体の量を調節することができる。つまり、上記第2活性化手段によって磁気がかけられているときの第2気体の流速を調節することができるとともに、上記第2活性化手段によって磁気がかけられているときの第2気体の流れを乱流ではなく相流にすることができる。 According to the said structure, the magnitude | size of the cross section of a piping lumen can be changed in the at least one part area | region of 2nd piping by the said 2nd piping diameter adjustment means. As a result, the amount of the second gas supplied to the second activating means via the second pipe can be adjusted. That is, the flow rate of the second gas when the magnetism is applied by the second activating means can be adjusted, and the flow of the second gas when the magnetism is applied by the second activating means. Can be made into phase flow instead of turbulent flow.
気体に対して効率よく磁気活性を付与するためには、磁場がかけられる気体の流速を調節する必要がある。したがって、上記構成によれば、効率よく第2気体に対して磁気活性を付与することができる。また、上記第2気体の流れが相流であれば、当該第2気体に対して均等に磁場をかけることができる。その結果、第2気体に対して効率よく磁気活性を付与することができる。 In order to efficiently impart magnetic activity to a gas, it is necessary to adjust the flow rate of the gas to which a magnetic field is applied. Therefore, according to the said structure, magnetic activity can be efficiently provided with respect to 2nd gas. Further, if the flow of the second gas is a phase flow, a magnetic field can be uniformly applied to the second gas. As a result, magnetic activity can be efficiently imparted to the second gas.
本発明の処理装置では、前記第1活性化手段は、前記マイクロバブル含有水または前記ナノバブル含有水を通過させるための第1流路を有し、前記第1流路は、磁石のS極として機能する第3面と磁石のN極として機能する第4面とが対向するように配置されていることが好ましい。 In the processing apparatus of the present invention, the first activating means has a first flow path for allowing the microbubble-containing water or the nanobubble-containing water to pass through, and the first flow path serves as an S pole of a magnet. It is preferable that the functioning third surface and the fourth surface functioning as the N pole of the magnet are arranged to face each other.
上記構成によれば、上記第1活性化手段は、磁石のS極として機能する第3面と磁石のN極として機能する第4面とが対向するように配置された流路を有している。したがって、当該流路中をマイクロバブル含有水またはナノバブル含有水を通過させることによって、マイクロバブル含有水またはナノバブル含有水に磁場をかけることができる。そして、その結果、マイクロバブル含有水またはナノバブル含有水を磁気活水に変換することができる。換言すれば、マイクロバブル含有水またはナノバブル含有水に、磁気活性を付与することができる。 According to the above configuration, the first activating means has the flow path arranged so that the third surface functioning as the S pole of the magnet and the fourth surface functioning as the N pole of the magnet face each other. Yes. Therefore, a magnetic field can be applied to the microbubble-containing water or the nanobubble-containing water by passing the microbubble-containing water or the nanobubble-containing water through the channel. As a result, microbubble-containing water or nanobubble-containing water can be converted into magnetically active water. In other words, magnetic activity can be imparted to water containing microbubbles or water containing nanobubbles.
本発明の処理装置では、前記第1活性化手段には、第1配管を介して前記マイクロバブル含有水または前記ナノバブル含有水が供給されており、前記第1配管には、当該第1配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第1配管径調節手段が設けられていることが好ましい。 In the processing apparatus of the present invention, the first activating means is supplied with the microbubble-containing water or the nanobubble-containing water via a first pipe, and the first pipe has the first pipe of the first pipe. It is preferable that first pipe diameter adjusting means capable of changing the size of at least a part of the lumen cross section is provided.
上記構成によれば、上記第1配管径調節手段によって、第1配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第1配管を介して上記第1活性化手段に供給されるマイクロバブル含有水またはナノバブル含有水の量を調節することができる。つまり、上記第1活性化手段によって磁気がかけられているときのマイクロバブル含有水またはナノバブル含有水の流速を調節することができるとともに、上記第1活性化手段によって磁気がかけられているときのマイクロバブル含有水またはナノバブル含有水の流れを乱流ではなく相流にすることができる。 According to the said structure, the magnitude | size of the cross section of a pipe lumen can be changed in the at least one part area | region of a 1st pipe by the said 1st pipe diameter adjustment means. As a result, the amount of microbubble-containing water or nanobubble-containing water supplied to the first activating means through the first pipe can be adjusted. That is, the flow rate of the water containing microbubbles or water containing nanobubbles when the magnetism is applied by the first activation means can be adjusted, and when the magnetism is applied by the first activation means. The flow of microbubble-containing water or nanobubble-containing water can be made into a phase flow instead of a turbulent flow.
効率よく磁気活水を作製するためには磁場がかけられる液体の流速を調節する必要がある。したがって、上記構成によれば、効率よく磁気活水を作製することができる。また、マイクロバブル含有水またはナノバブル含有水の流れが相流であれば、マイクロバブル含有水またはナノバブル含有水に対して均等に磁場をかけることができる。その結果、効率的に磁気活水を作製することができる。 In order to produce magnetic active water efficiently, it is necessary to adjust the flow rate of the liquid to which a magnetic field is applied. Therefore, according to the said structure, a magnetic active water can be produced efficiently. Moreover, if the flow of microbubble-containing water or nanobubble-containing water is a phase flow, a magnetic field can be applied evenly to the microbubble-containing water or nanobubble-containing water. As a result, magnetically active water can be produced efficiently.
本発明の処理装置では、前記処理手段は、化学処理装置、物理処理装置、生物処理装置および健康維持装置からなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the treatment apparatus of the present invention, the treatment means is preferably at least one selected from the group consisting of a chemical treatment apparatus, a physical treatment apparatus, a biological treatment apparatus, and a health maintenance apparatus.
上記構成によれば、上記ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブルによって発生されるフリーラジカルが有する酸化能力と、磁気活水中に発生する活性酸素が有する酸化能力の両方を備えている。その結果、化学処理装置、物理処理装置、生物処理装置および健康維持装置からなる群から選択される少なくとも1つの装置に導入される前に、ナノバブル含有磁気活水中に含まれる物質を酸化処理することができる。したがって、化学処理装置、物理処理装置、生物処理装置または健康維持装置では、上記酸化処理では処理できなかった物質のみを処理すればよいことになる。つまり、化学処理装置、物理処理装置、生物処理装置または健康維持装置において処理すべき物質の量を減少させることができるので、多量の液体をも処理することができる。 According to the said structure, the said nanobubble containing magnetic active water is equipped with both the oxidation capability which the free radical generate | occur | produced by nanobubble has, and the oxidation capability which the active oxygen which generate | occur | produces in magnetic active water has. As a result, before being introduced into at least one device selected from the group consisting of a chemical treatment device, a physical treatment device, a biological treatment device, and a health maintenance device, the substance contained in the magnetic active water containing nanobubbles is oxidized. Can do. Therefore, in the chemical treatment apparatus, the physical treatment apparatus, the biological treatment apparatus, or the health maintenance apparatus, only the substances that could not be treated by the oxidation treatment need be treated. That is, since the amount of a substance to be processed can be reduced in a chemical processing device, a physical processing device, a biological processing device, or a health maintenance device, a large amount of liquid can be processed.
また、化学処理装置、物理処理装置、生物処理装置および健康維持装置内においても、上記酸化能力を発揮させることができる。そして、当該酸化能力によって処理手段自体の処理能力を上昇させることもできるので、多量の液体をも処理することができる。 Moreover, the said oxidation capability can be exhibited also in a chemical treatment apparatus, a physical treatment apparatus, a biological treatment apparatus, and a health maintenance apparatus. And since the processing capability of the processing means itself can be increased by the oxidation capability, a large amount of liquid can be processed.
本発明の処理装置では、前記化学処理装置が、化学反応装置、廃水処理装置、中和処理装置、重油精製装置、石油精製装置およびバイオエタノール精製装置からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the treatment apparatus of the present invention, the chemical treatment apparatus is at least one selected from the group consisting of a chemical reaction device, a wastewater treatment device, a neutralization treatment device, a heavy oil refiner, a petroleum refiner, and a bioethanol refiner. It is preferable.
上記構成によれば、化学処理装置における化学反応を、従来よりも効率的に進行させることができる。そして、その結果、省エネルギー化、省資源化、および化学反応製品の生産効率の向上を実現することができる。 According to the said structure, the chemical reaction in a chemical processing apparatus can be advanced more efficiently than before. As a result, energy saving, resource saving, and improvement in production efficiency of chemical reaction products can be realized.
本発明の処理装置では、前記物理処理装置が、活性炭吸着装置、急速ろ過装置、膜分離装置、冷却塔、排ガス処理装置、および脱臭装置からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the treatment apparatus of the present invention, the physical treatment apparatus is preferably at least one selected from the group consisting of an activated carbon adsorption device, a rapid filtration device, a membrane separation device, a cooling tower, an exhaust gas treatment device, and a deodorization device. .
上記構成によれば、物理処理装置における物理処理を、従来よりも効率的に進行させることができる。そして、その結果、省エネルギー化、省資源化、および物理処理製品の生産効率の向上を実現することができる。 According to the said structure, the physical process in a physical processing apparatus can be advanced more efficiently than before. As a result, energy saving, resource saving, and improvement in production efficiency of physical processing products can be realized.
本発明の処理装置では、前記生物処理装置が、活性汚泥装置、発酵装置、醸造装置、水耕栽培装置、水産養殖装置、および蓄養装置からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the treatment apparatus of the present invention, the biological treatment apparatus is preferably at least one selected from the group consisting of an activated sludge apparatus, a fermentation apparatus, a brewing apparatus, a hydroponic cultivation apparatus, an aquaculture apparatus, and a cultivation apparatus. .
上記構成によれば、生物処理装置における生物反応を、従来よりも効率的に進行させることができる。そして、その結果、省エネルギー化、省資源化、および生物反応製品の生産効率の向上を実現することができる。 According to the said structure, the biological reaction in a biological treatment apparatus can be advanced more efficiently than before. As a result, energy saving, resource saving, and improvement in production efficiency of biological reaction products can be realized.
本発明の処理装置では、前記健康維持装置が、家庭用浴槽、大規模浴槽、エステ用浴槽、治療用浴槽、プール、および温泉用浴槽からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In the treatment apparatus of the present invention, it is preferable that the health maintenance device is at least one selected from the group consisting of a home tub, a large-scale bathtub, a beauty tub, a treatment tub, a pool, and a hot spring tub. .
上記構成によれば、健康維持装置における作用を、従来よりも効率的に体に及ぼすことができる。そして、その結果、省エネルギー化、省資源化、および健康維持装置の普及率の向上を実現することができる。 According to the said structure, the effect | action in a health maintenance apparatus can be exerted on a body more efficiently than before. As a result, energy saving, resource saving, and improvement in the penetration rate of health maintenance devices can be realized.
本発明の処理装置は、前記ナノバブル含有磁気活水を更にせん断する第3気体せん断部を有することが好ましい。 It is preferable that the processing apparatus of this invention has a 3rd gas shearing part which further shears the said nanobubble containing magnetic active water.
上記構成によれば、ナノバブル含有磁気活水中に含まれるナノバブルのサイズをさらに小さくすることができるとともに、ナノバブル含有磁気活水中に含まれるナノバブルの量を多くすることができる。 According to the above configuration, the size of the nanobubbles contained in the nanobubble-containing magnetic active water can be further reduced, and the amount of nanobubbles contained in the nanobubble-containing magnetic active water can be increased.
本発明の処理方法は、上記課題を解決するために、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断工程と、前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断工程と、前記ナノバブル含有水に対して磁場をかけてナノバブル含有磁気活水を作製する第1活性化工程と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理工程と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the treatment method of the present invention comprises a first gas shearing step of mixing and shearing a liquid and a first gas to produce microbubble-containing water, and further shearing the microbubble-containing water. A second gas shearing step for producing nanobubble-containing water, a first activation step for producing a nanobubble-containing magnetic active water by applying a magnetic field to the nanobubble-containing water, and a treatment using the nanobubble-containing magnetic active water. And a processing step.
上記構成によれば、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断工程と、前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断工程とを有しているので、効率よくナノバブル含有水を作製することができる。 According to the above configuration, the first gas shearing step of mixing and shearing the liquid and the first gas to produce microbubble-containing water, and the second step of further shearing the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water. Since it has a gas shearing process, nanobubble containing water can be produced efficiently.
また、上記構成によれば、第1活性化工程を用いて上記ナノバブル含有水に対して磁場をかけるので、当該ナノバブル含有水に磁気活性を付与することができる。換言すれば、上記ナノバブル含有水をナノバブル含有磁気活水に変換することができる。 Moreover, according to the said structure, since a magnetic field is applied with respect to the said nanobubble containing water using a 1st activation process, magnetic activity can be provided to the said nanobubble containing water. In other words, the nanobubble-containing water can be converted into nanobubble-containing magnetically active water.
例えば、上記ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブルによって発生されるフリーラジカルが有する酸化能力と、磁気活水中に発生する活性酸素が有する酸化能力の両方を備えている。その結果、当該酸化能力によって酸化処理された後の液体を後段の処理工程に導入することができるので、当該処理工程にて効率よく所望の処理を行うことができる。また、酸化能力を有するナノバブル含有磁気活水が処理工程に導入されるので、当該処理工程の処理能力を高めることができる。 For example, the nanobubble-containing magnetic active water has both the oxidizing ability of free radicals generated by nanobubbles and the oxidizing ability of active oxygen generated in magnetic active water. As a result, the liquid that has been oxidized by the oxidation ability can be introduced into a subsequent processing step, and thus a desired processing can be efficiently performed in the processing step. Moreover, since the nanobubble containing magnetic active water which has an oxidation capability is introduce | transduced into a processing process, the processing capacity of the said processing process can be improved.
また、本発明の処理方法は、上記課題を解決するために、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断工程と、前記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化工程と、前記磁場がかけられたマイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有磁気活水を作製する第2気体せん断工程と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理工程と、を有することを特徴としている。 Moreover, in order to solve the said subject, the processing method of this invention mixes and shears a liquid and 1st gas, the 1st gas shearing process which produces microbubble containing water, and with respect to the said microbubble containing water A first activation step in which a magnetic field is applied, a second gas shearing step in which the microbubble-containing water to which the magnetic field has been applied is further sheared to produce a nanobubble-containing magnetic active water, and a treatment using the nanobubble-containing magnetic active water. And a processing step to be performed.
上記構成によれば、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断工程と、上記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化工程とを有しているので、マイクロバブル含有水を作製することができるとともに、当該マイクロバブル含有水に磁気活性を付与することができる。換言すれば、効率よく、マイクロバブル含有磁気活水を作製することができる。 According to the above configuration, the first gas shearing step of mixing and shearing the liquid and the first gas to produce the microbubble-containing water, and the first activation step of applying a magnetic field to the microbubble-containing water. Therefore, the microbubble-containing water can be produced and magnetic activity can be imparted to the microbubble-containing water. In other words, the microbubble-containing magnetic active water can be efficiently produced.
また、上記構成によれば、磁場がかけられたマイクロバブル含有水(マイクロバブル含有磁気活水)を更にせん断する第2気体せん断工程を有しているので、マイクロバブルの気泡サイズを更に小さくすることができる。つまり、ナノバブル含有磁気活水を作製することができる。 Moreover, according to the said structure, since it has the 2nd gas shearing process which further shears the microbubble containing water (microbubble containing magnetic active water) to which the magnetic field was applied, the bubble size of a microbubble is made still smaller. Can do. That is, a nanobubble-containing magnetic active water can be produced.
例えば、上記ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブルによって発生されるフリーラジカルが有する酸化能力と、磁気活水中に発生する活性酸素が有する酸化能力の両方を備えている。その結果、当該酸化能力によって酸化処理された後の液体を後段の処理工程に導入することができるので、当該処理工程にて効率よく所望の処理を行うことができる。また、酸化能力を有するナノバブル含有磁気活水が処理工程に導入されるので、当該処理工程の処理能力を高めることができる。 For example, the nanobubble-containing magnetic active water has both the oxidizing ability of free radicals generated by nanobubbles and the oxidizing ability of active oxygen generated in magnetic active water. As a result, the liquid that has been oxidized by the oxidation ability can be introduced into a subsequent processing step, and thus a desired processing can be efficiently performed in the processing step. Moreover, since the nanobubble containing magnetic active water which has an oxidation capability is introduce | transduced into a processing process, the processing capacity of the said processing process can be improved.
本発明の処理方法では、前記液体は、第2気体に磁場をかける第2活性化工程と、前記磁場がかけられた第2気体と、液体原料とを混合する混合工程と、を経て製造されることが好ましい。 In the treatment method of the present invention, the liquid is manufactured through a second activation step in which a magnetic field is applied to the second gas, and a mixing step in which the second gas to which the magnetic field has been applied and a liquid raw material are mixed. It is preferable.
上記構成によれば、第2活性化工程にて第2気体に対して磁場がかけられるので、当該第2気体に対して磁気活性を付与することができる。そして、混合工程にて、磁気活性を有する第2気体と、液体原料とが混合されるので、液体原料に対して磁気活性を付与することができる。そして、予め磁気活性が付与された液体原料は、第1気体せん断工程に導入された後、更に第1活性化工程にて磁気活性が付与されるので、製造されるナノバブル含有磁気活水が有する磁気活性を増強することができる。そして、これによって、後段の処理工程にて、効率よく所望の処理を行うことができる。 According to the said structure, since a magnetic field is applied with respect to 2nd gas at a 2nd activation process, magnetic activity can be provided with respect to the said 2nd gas. And since the 2nd gas which has magnetic activity and a liquid raw material are mixed in a mixing process, magnetic activity can be provided with respect to a liquid raw material. And since the liquid raw material to which magnetic activity was previously imparted is introduced into the first gas shearing step and then magnetic activity is imparted in the first activation step, the magnetism contained in the nanobubble-containing magnetic active water to be produced The activity can be enhanced. As a result, a desired process can be efficiently performed in a subsequent process step.
本発明の処理方法では、前記混合工程は、前記第2気体と前記液体原料とを第1槽内で接触させる第1工程と、前記第1槽の底部近傍に存在する前記液体原料を回収する第2工程と、を含むことが好ましい。 In the treatment method of the present invention, the mixing step recovers the liquid source existing in the vicinity of the bottom of the first tank, and a first step of bringing the second gas and the liquid source into contact in the first tank. And a second step.
上記構成によれば、第1工程にて、上記第1槽内で第2気体と液体原料とが接触する。その結果、液体原料中に存在する比較的大きな混入物は、第2気体が当該混入物の表面に付着することによって、当該第2気体との複合体を形成する。そして、上記複合体には大きな浮力が働くので、当該複合体は、第1槽の上部近傍(液体原料の表面近傍)に浮上する。その結果、上記第1槽の底部近傍からは、混入物が除去される。 According to the said structure, 2nd gas and liquid raw material contact in the said 1st tank at a 1st process. As a result, relatively large contaminants present in the liquid raw material form a complex with the second gas when the second gas adheres to the surface of the contaminant. And since a big buoyancy acts on the said composite_body | complex, the said composite floats to the upper part vicinity (surface vicinity of a liquid raw material) of a 1st tank. As a result, contaminants are removed from the vicinity of the bottom of the first tank.
上記第2工程では、上記第1槽の底部近傍の液体原料が回収される。なお、回収された当該液体原料は、第1気体せん断工程に導入される。つまり、上記第1気体せん断工程には、予め比較的大きな混入物が除去された液体原料が導入される。その結果、後段の処理工程において処理すべき物質の量を減少させることができるので、後段の処理工程にて、効率よく所望の処理を行うことができる。 In the second step, the liquid material near the bottom of the first tank is recovered. The recovered liquid raw material is introduced into the first gas shearing process. That is, in the first gas shearing process, a liquid material from which relatively large contaminants have been removed in advance is introduced. As a result, since the amount of the substance to be processed in the subsequent processing step can be reduced, desired processing can be efficiently performed in the subsequent processing step.
本発明の処理方法は、前記ナノバブル含有磁気活水を更にせん断する第3気体せん断工程を有することが好ましい。 The treatment method of the present invention preferably includes a third gas shearing step of further shearing the nanobubble-containing magnetic active water.
上記構成によれば、ナノバブル含有磁気活水中に含まれるナノバブルのサイズをさらに小さくすることができるとともに、ナノバブル含有磁気活水中に含まれるナノバブルの量を多くすることができる。 According to the above configuration, the size of the nanobubbles contained in the nanobubble-containing magnetic active water can be further reduced, and the amount of nanobubbles contained in the nanobubble-containing magnetic active water can be increased.
本発明のナノバブル含有磁気活水製造装置は、上記課題を解決するために、第2気体に対して磁場をかける第2活性化手段と、前記磁場がかけられた第2気体と液体原料とを混合して磁気活水を作製する混合手段と、前記磁気活水と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水または前記ナノバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化手段と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the nanobubble-containing magnetic active water production apparatus of the present invention mixes the second activation means for applying a magnetic field to the second gas, the second gas subjected to the magnetic field, and the liquid raw material. Mixing means for producing magnetically active water, a first gas shearing part for producing microbubble-containing water by mixing and shearing the magnetically active water and the first gas, and nanobubbles by further shearing the microbubble-containing water. It has the 2nd gas shear part which produces containing water, and the 1st activation means which applies a magnetic field with respect to the said micro bubble containing water or the said nano bubble containing water, It is characterized by the above-mentioned.
上記構成によれば、予め磁気活性が付与された液体を原材料として、ナノバブル含有磁気活水が作製される。具体的には、まず、原材料として予め磁気活性が付与された液体を用いて、磁気活性を有するマイクロバブル含有水またはナノバブル含有水が製造される。そして、第1活性化手段によって当該マイクロバブル含有水またはナノバブル含有水に対して更に磁場がかけられてナノバブル含有磁気活水が製造される。したがって、より高い磁気活性を有するナノバブル含有磁気活水を製造することができる。 According to the said structure, nanobubble containing magnetic active water is produced using the liquid to which magnetic activity was previously provided as a raw material. Specifically, first, microbubble-containing water or nanobubble-containing water having magnetic activity is produced using a liquid to which magnetic activity has been imparted in advance as a raw material. And a magnetic field is further applied with respect to the said microbubble containing water or nanobubble containing water by the 1st activation means, and nanobubble containing magnetic active water is manufactured. Therefore, the nanobubble containing magnetic active water which has higher magnetic activity can be manufactured.
本発明の処理装置は、以上のように、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部と、前記ナノバブル含有水に対して磁場をかけてナノバブル含有磁気活水を作製する第1活性化手段と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理手段と、を有するものである。 As described above, the treatment apparatus of the present invention mixes and shears the liquid and the first gas to produce microbubble-containing water, and further shears the microbubble-containing water to contain nanobubbles. A second gas shearing section for producing water; a first activating means for producing a nanobubble-containing magnetic active water by applying a magnetic field to the nanobubble-containing water; and a processing means for performing treatment using the nanobubble-containing magnetic active water; , Has.
また、本発明の処理装置は、以上のように、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、前記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化手段と、前記磁場がかけられたマイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有磁気活水を作製する第2気体せん断部と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理手段と、を有するものである。 In addition, as described above, the treatment apparatus of the present invention mixes and shears the liquid and the first gas to produce microbubble-containing water, and applies a magnetic field to the microbubble-containing water. First activation means to be applied, second gas shearing section for further producing the nanobubble-containing magnetic active water by further shearing the microbubble-containing water to which the magnetic field has been applied, and processing means for performing processing using the nanobubble-containing magnetic active water And.
本発明の処理方法は、以上のように、液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断工程と、前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断工程と、前記ナノバブル含有水に対して磁場をかけてナノバブル含有磁気活水を作製する第1活性化工程と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理工程と、を有する方法である。 As described above, the treatment method of the present invention includes a first gas shearing step in which a liquid and a first gas are mixed and sheared to produce microbubble-containing water, and the microbubble-containing water is further sheared to contain nanobubbles. A second gas shearing step for producing water, a first activation step for producing a nanobubble-containing magnetic active water by applying a magnetic field to the nanobubble-containing water, and a treatment step for carrying out treatment using the nanobubble-containing magnetic active water; .
また、本発明の処理方法は、以上のように液体と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断工程と、前記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化工程と、前記磁場がかけられたマイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有磁気活水を作製する第2気体せん断工程と、前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理工程と、を有する方法である。 Moreover, the processing method of this invention is applying a magnetic field with respect to the said 1st gas shearing process which produces a microbubble containing water by mixing and shearing a liquid and 1st gas as mentioned above, and the said microbubble containing water. A first activation step, a second gas shearing step of further producing a nanobubble-containing magnetic active water by further shearing the microbubble-containing water subjected to the magnetic field, and a treatment step of performing a treatment using the nanobubble-containing magnetic active water; .
それゆえ、処理装置および処理方法の能力を最大限に引き出すことができるという効果を奏する。 Therefore, there is an effect that the capability of the processing apparatus and the processing method can be maximized.
また、本発明の処理装置および処理方法を例えば廃水処理に用いれば、廃水中の有機物を強力に酸化分解することによって、化学的酸素要求量、生物学的酸素要求量および色度を低下させる等の効果を奏する。 Further, when the treatment apparatus and treatment method of the present invention are used for, for example, wastewater treatment, chemical oxygen demand, biological oxygen demand and chromaticity are reduced by strongly oxidizing and decomposing organic matter in wastewater. The effect of.
また、本発明の処理装置および処理方法は微生物を活性化させることができるので、当該微生物によって廃水中の難分解性の有機フッ素化合物を分解することができるという効果を奏する。つまり、本発明の処理装置および処理方法を用いれば、ナノバブル含有磁気活水の酸化能力と、微生物の分解能力との両方を用いて廃水中の難分解性の有機フッ素化合物を分解することができるという効果を奏する。 Moreover, since the treatment apparatus and the treatment method of the present invention can activate microorganisms, there is an effect that the microorganisms can decompose a hardly decomposable organic fluorine compound in wastewater. That is, if the processing apparatus and the processing method of the present invention are used, it is possible to decompose the hardly decomposable organic fluorine compound in the wastewater using both the oxidation ability of the magnetic active water containing nanobubbles and the decomposition ability of microorganisms. There is an effect.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1に基づいて説明すれば、以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施の形態の処理装置は、ナノバブル含有磁気活水を作製するとともに、当該ナノバブル含有磁気活水を処理装置に導入することによって液体を処理する。なお、本明細書において「ナノバブル」とは、その発生時において数百nm以下の直径を有する気泡が意図される。また、本明細書において「磁気活水」とは、例えば人工的に作り出された磁場中に水を通過させることにより、磁界のエネルギーによって活性化された液体(例えば、水)が意図される。また、本明細書において「磁気活性」とは、磁力線の作用によって、液体(例えば、水)が備える活性が意図される。 The processing apparatus of this Embodiment processes a liquid by producing the nanobubble containing magnetic active water and introduce | transducing the said nanobubble containing magnetic active water into a processing apparatus. In the present specification, the term “nanobubble” means a bubble having a diameter of several hundred nm or less when it is generated. Further, in this specification, “magnetically active water” is intended to mean a liquid (for example, water) activated by the energy of a magnetic field by allowing water to pass through, for example, an artificially generated magnetic field. Further, in this specification, “magnetic activity” intends the activity of a liquid (for example, water) by the action of magnetic lines of force.
本実施の形態の処理装置は、前処理部45および処理部28(処理手段)を備えており、上記前処理部45には前槽18が接続されている。以下に、各構成について説明する。
The processing apparatus of the present embodiment includes a
〔1:前槽〕
以下に、前槽18について説明する。
[1: Front tank]
Below, the
前槽18には、ナノバブル含有磁気活水を作製するための材料の1つである液体原料が、一時的に貯蔵される。
In the
上記液体原料としては特に限定されず、目的に応じて適宜液体の種類を選択すればよい。例えば、上記液体としては、上水、廃水(例えば、有機フッ素化合物含有廃水など)、浴槽水(例えば、治療用浴槽水)、再利用水、培養液(例えば、微生物または細胞の培養液、魚等の養殖に用いる水、植物の栽培に用いる水など)、薬品、化粧品、有機溶剤、重油、原油、またはバイオエタノールなどを用いることができるがこれらに限定されない。 The liquid raw material is not particularly limited, and a liquid type may be appropriately selected according to the purpose. For example, the liquid includes clean water, waste water (eg, organic fluorine compound-containing waste water), bath water (eg, therapeutic bath water), reuse water, culture fluid (eg, microorganism or cell culture fluid, fish Water used for aquaculture, water used for plant cultivation, etc.), chemicals, cosmetics, organic solvents, heavy oil, crude oil, or bioethanol can be used, but is not limited thereto.
上記前槽18に貯蔵された液体原料は、ポンプ19によって、配管21を介して槽1内に吐出される。なお、上記槽1内に吐出される液体原料の量は、バルブ20によって調節されている。
The liquid raw material stored in the
〔2:前処理部〕
以下に、前処理部45について説明する。
[2: Pre-processing section]
Hereinafter, the preprocessing
上記前処理部45は、槽1、第2磁気活水作製部38(第2活性化手段)およびナノバブル含有磁気活水発生部17を備えている。以下に、各構成について説明する。
The
〔2−1:槽〕
まず、槽1について説明する。
[2-1: Tank]
First, the tank 1 will be described.
上記槽1は、第1槽22と第2槽27とを備えており、当該第1槽22と第2槽27とは互いに接続されている。なお、上述した液体原料は、上記第1槽22内に吐出される。上記第1槽22内には、第2磁気活水作製部38に配管23を介して接続されている散気管24が設けられている。そして、上記散気管24から気体25(第2気体)が吐出され、当該気体25と水流43を形成する上記液体原料とが上記第1槽22内で攪拌される。
The tank 1 includes a
上述したように、上記第1槽22内では、気体25と液体原料とが攪拌される。後述するように、上記気体25は磁気活性が付与された気体である。したがって、当該気体25と液体原料とを攪拌することによって、磁気活性が付与された液体原料を作製することができる。また、このとき液体原料中に比較的大きな不純物が混入していれば、当該不純物の表面に気体25が付着して複合体が形成される。当該複合体には表面に付着した気体25に由来する浮力が働くので、上記複合体が、第1槽22内に蓄えられた液体原料の表面近傍に蓄積することになる。その結果、第1槽22の底部近傍に存在する液体原料からは、比較的大きな不純物を除去することができる。
As described above, the
このとき、上記第1槽22と第2槽27とは、第1槽22の底部近傍を介して互いに接続されていることが好ましい。上記構成によれば、比較的大きな不純物が除去された液体原料を選択的に第2槽27中に取り込むことができる。そして、比較的大きな不純物を予め除去することができるので、後述する処理部28等で処理すべき物質の量を減少させることができる。
At this time, the
〔2−2:第2磁気活水作製部〕
次いで、第2磁気活水作製部38について説明する。
[2-2: Second magnetically active water production unit]
Next, the second magnetic active
上記第2磁気活水作製部38は、気体(第2気体)に対して磁気活性を付与するための構成である。そして、上述したように、磁気活性が付与され気体25と液体原料とを攪拌することによって、当該液体原料に磁気活性を付与することができる。
The said 2nd magnetic active
本実施の形態の処理装置では、ブロワー29によって、第2磁気活水作製部38へ配管50(第2配管)を介して気体が供給される。
In the processing apparatus of this Embodiment, gas is supplied to the 2nd magnetic active
上記気体としては特に限定されず、適宜公知の気体を用いることができる。例えば、上記気体としては、空気、オゾンガス、炭酸ガス、酸素ガスまたは窒素ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。 It does not specifically limit as said gas, A well-known gas can be used suitably. For example, as the gas, air, ozone gas, carbon dioxide gas, oxygen gas, nitrogen gas, or the like can be used, but the gas is not limited thereto.
また、上記配管50には、配管50の少なくとも一部の内空横断面の大きさを変化させることができる第2配管径調節部31(第2配管径調節手段)が設けられていることが好ましい。上記構成によれば、乱流である気体を相流に変換することができるとともに、第2磁気活水作製部38に導入される気体の流速を調節することができる。そして、これによって、後述する第2磁気活水作製部にて、気体に対して均等に磁場をかけることができる。
In addition, the
なお、第2磁気活水作製部38に導入される気体の流速は、10m/秒以上であることが好ましい。上記構成によれば、気体に対して効率よく磁場の影響を及ぼすことができる。
In addition, it is preferable that the flow velocity of the gas introduced into the 2nd magnetic active
上記第2配管径調節部31は、配管50の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
The said 2nd piping
例えば図9(a)および図9(b)に示すように、上記第2配管径調節部31は、円筒形状を有する配管によって形成され得る。図9(a)に示すように、上記配管50の各端部には、フランジ30およびフランジ32が備え付けられている。また、上記第2配管径調節部31の各端部にも、フランジ30およびフランジ32が備え付けられている。また、上記フランジ30およびフランジ32にはボルト孔65が設けられている。そして、図9(b)に示すように、当該ボルト孔65にボルトを着脱することによって、配管50に備え付けられたフランジ30と第2配管径調節部31に備え付けられたフランジ30同士、および配管50に備え付けられたフランジ32と第2配管径調節部31に備え付けられたフランジ32同士を着脱することができる。これによって、上記配管50の端部の間に連結する第2配管径調節部31を交換することができる。このとき、異なる円筒形状、つまり横断面の直径が異なる円筒形状を有する複数の第2配管径調節部31を準備しておき、これらの中から所望の第2配管径調節部31を選択して、当該第2配管径調節部31を配管50の端部の間に連結すれば、これによって、配管50の少なくとも一部の内腔横断面を、所望の大きさに変化させることができる。なお、第2配管径調節部31の横断面の形状および大きさに応じて、適宜、フランジ30およびフランジ32の形状および大きさを選択することができる。
For example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the second pipe
第2配管径調節部31が円筒形状の配管によって形成される場合、気体が流れる方向における上記第2配管径調節部31の長さは特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記第2配管径調節部31の長さは、後述するフランジ36に開けられた開口の直径の10倍以上の長さであることが好ましい。また、上記第2配管径調節部31の長さは、円筒形状を有する第2配管径調節部31の横断面の直径の10倍以上の長さであることが更に好ましい。
When the 2nd piping
上記構成によれば、乱流として第2配管径調節部31内に導入された気体を確実に相流にした後、当該気体を第2磁気活水作製部38側に吐出することができる。
According to the above configuration, after the gas introduced into the second pipe
上記第2配管径調節部31によって相流に変換された気体は、第2磁気活水作製部38に導入される。
The gas converted into the phase flow by the second pipe
上記第2磁気活水作製部38は、気体に磁場をかけることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、図1に示すように、フランジ36は配管50の端部に備え付けられており、フランジ42は配管23の端部に備え付けられている。また、上記第2磁気活水作製部38の一方の端部にはフランジ36が備え付けられているとともに、別の端部にはフランジ42が備え付けられている。そして、上記フランジ36同士、および上記フランジ42同士をボルト等によって固定することによって、上記フランジ36とフランジ42との間に上記第2磁気活水作製部38が設けられ得る。
The said 2nd magnetic active
上記第2磁気活水作製部38は、気体を通過させるための流路37(第2流路)を有している。そして、当該流路37の少なくとも一部は、磁石のS極として機能する領域と磁石のN極として機能する領域によって挟まれており、これによって、上記流路37中を通過する気体に磁場をかけることが可能になる。
The said 2nd magnetic active
上記流路37の横断面の形状は特に限定されず適宜設定することができる。上記流路37の横断面の形状としては、例えば、対向する少なくとも1対の面を有するもの(例えば、正方形または長方形など)であることが好ましい。なお、上記流路37の横断面の形状が例えば正方形または長方形である場合には、上記流路37の立体的な形状は、略平板状になることが好ましい。
The shape of the cross section of the
一例として、図10に、横断面の形状が長方形である流路37を有する第2磁気活水作製部38の断面図を示す。図10に示すように、流路37は、互いに対向する面60(第1面)および面61(第2面)を有している。そして、上記面60の側には磁石のS極40が配置されており、上記面61の側には磁石のN極39が配置されている。そして、上記S極40とN極39との間で磁場が形成され、当該磁場の中を気体が通過する。換言すれば、図1に示すように、上記S極40とN極39との間で形成される磁力線41の中を気体が通過する。そして、磁場の中を通過することによって、気体には磁気活性が付与される。
As an example, FIG. 10 shows a cross-sectional view of a second magnetic active
上記面60と上記面61との間の距離は特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記面60と上記面61との間の距離は、30mm以下であることが好ましい。上記構成によれば、気体に対して効率よく磁気活性を付与することができる。 The distance between the surface 60 and the surface 61 is not particularly limited, and can be set as appropriate. For example, the distance between the surface 60 and the surface 61 is preferably 30 mm or less. According to the said structure, magnetic activity can be efficiently provided with respect to gas.
また、上記流路37内の磁束密度(残留磁束密度)は、350ミリテスラ(3500ガウス以上であることが好ましく、450ミリテスラ以上であることが、より好ましい。
The magnetic flux density (residual magnetic flux density) in the
以上のようにして磁気活性が付与された気体は、上述したように第1槽22内に気体25として吐出され、その結果、液体原料と攪拌されることになる。そして、これによって磁気活性が付与された液体原料は、ナノバブル含有磁気活水発生部17へ導入される。
The gas to which magnetic activity has been imparted as described above is discharged as the
〔2−3:ナノバブル含有磁気活水発生部〕
次いで、ナノバブル含有磁気活水発生部17について説明する。
[2-3: Magnetic active water generating part containing nanobubbles]
Next, the nanobubble-containing magnetic
上記ナノバブル含有磁気活水発生部17は、配管2、気液混合循環ポンプ3を有する第1気体せん断部4、第2気体せん断部5、第3気体せん断部14、第1配管径調節部34(第1配管径調節手段)、第1磁気活水作製部9(第1活性化手段)、配管7、および電動ニードルバルブ8を備えている。
The nanobubble-containing magnetic active
上記第1気体せん断部4には配管2および配管7が接続されている。そして、上記配管2を介して第1気体せん断部4に液体(上記第2槽27内の液体原料)が供給されるとともに、上記配管4を介して第1気体せん断部4に気体(第1気体)が供給される。そして、上記第1気体せん断部4の中で上記液体と上記気体とが混合およびせん断されて、その結果、マイクロバブル含有水が作製される。
A
なお、上記気体(第1気体)としては特に限定されない。例えば、上記気体としては、空気、オゾンガス、炭酸ガス、酸素ガスまたは窒素ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。 The gas (first gas) is not particularly limited. For example, as the gas, air, ozone gas, carbon dioxide gas, oxygen gas, nitrogen gas, or the like can be used, but the gas is not limited thereto.
上記第1気体せん断部4内への液体の供給は、気液混合循環ポンプ3を動作させることによって行われる。また、上記第1気体せん断部4内への気体の供給、および気体の供給量の調節は、電動ニードルバルブ8の開閉動作によって調節されている。
The liquid is supplied into the first gas shearing section 4 by operating the gas-liquid mixing circulation pump 3. Further, the gas supply into the first gas shearing section 4 and the adjustment of the gas supply amount are adjusted by the opening / closing operation of the
上記電動ニードルバルブ8の開閉動作のタイミングは特に限定されない。例えば、まず上記気液混合循環ポンプ3の運転を開始することによって上記第1気体せん断部4内に液体を導入するとともに当該液体を攪拌させる。その後、上記気液混合循環ポンプ3の出力が最大値に達した時点以降に上記電動ニードルバルブ8を開いて、これによって上記第1気体せん断部4内に気体を供給することが好ましい。また、上記気液混合循環ポンプ3の運転を開始してから60秒後以降に上記電動ニードルバルブ8を開いて、これによって上記第1気体せん断部4内に気体を供給することが、より好ましい。
The timing of the opening / closing operation of the
上記気液混合循環ポンプ3の運転開始時に上記電動ニードルバルブ8を開くことも可能であるが、この場合、気液混合循環ポンプ3がキャビテーション現象を起し、その結果、気液混合循環ポンプ3が損傷する恐れがある。しかしながら、上記構成であれば、気液混合循環ポンプ3がキャビテーション現象を起すことを防止することができるので、その結果、気液混合循環ポンプ3が破損することを防ぐことができる。
Although it is possible to open the
上記電動ニードルバルブ8を開くことによって上記第1気体せん断部4内に供給される気体の量は特に限定されない。例えば、上記第1気体せん断部4に対して、1.2リットル/分以下にて気体を供給することが好ましい。上記構成であれば、効率よく多量のナノバブル含有水を作製することができる。
The amount of gas supplied into the first gas shearing part 4 by opening the
次いで、ナノバブル含有磁気活水発生部17によってナノバブル含有水が作製される工程について説明する。なお、ナノバブル含有水は、大まかに言えば2つの工程(第1気体せん断工程および第2気体せん断工程)を経て製造される。以下に、第1気体せん断工程および第2気体せん断工程について更に詳細に説明する。
Next, a process of producing nanobubble-containing water by the nanobubble-containing magnetic active
〔2−3−1:第1気体せん断工程〕
第1気体せん断工程では、気体と液体とから、マイクロバブル含有水が作製される。
[2-3-1: First gas shearing process]
In the first gas shearing step, microbubble-containing water is produced from the gas and the liquid.
第1気体せん断工程では、上記第1気体せん断部4において、気液混合循環ポンプ3を用いて気体と液体との混合物の圧力が流体力学的に制御されるとともに、負圧部に対して気体が吸入される。なお、「負圧部」とは、気体と液体との混合物の中で周りと比較して圧力が小さな領域を意図する。そして、上記混合物を高速流体運動させて負圧部を形成しながら気体をせん断することによって、微細なマイクロバブルを発生させる。換言すれば、液体と気体とを効果的に自給混合溶解するとともに、圧送する。これによって、より微細なマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有水を形成することができる。 In the first gas shearing process, in the first gas shearing section 4, the pressure of the mixture of the gas and the liquid is controlled hydrodynamically using the gas-liquid mixing circulation pump 3, and gas is supplied to the negative pressure section. Is inhaled. The “negative pressure part” means a region where the pressure is smaller than that of the surroundings in the mixture of gas and liquid. Then, fine microbubbles are generated by shearing the gas while moving the mixture at high speed to form a negative pressure portion. In other words, the liquid and the gas are effectively self-mixed and dissolved and pumped. Thereby, microbubble-containing water containing finer microbubbles can be formed.
上記気液混合循環ポンプ3としては特に限定されないが、揚程40m以上(4kg/cm2の圧力)の高揚程のポンプであることが好ましい。また、気液混合循環ポンプ3としてはトルクが安定している2ポールのポンプを用いることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部4内のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能であり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルをより微細にせん断することができる。 Although it does not specifically limit as said gas-liquid mixing circulation pump 3, It is preferable that it is a pump of the high head of 40 m or more (pressure of 4 kg / cm < 2 >). The gas-liquid mixing circulation pump 3 is preferably a two-pole pump with stable torque. According to the said structure, it is possible to apply a desired pressure with respect to the microbubble containing water in the 1st gas shearing part 4, As a result, the microbubble contained in microbubble containing water is sheared more finely be able to.
また、気液混合循環ポンプ3では、ポンプの圧力が制御されていることが好ましい。例えば、気液混合循環ポンプ3の回転数が、インバーター等の回転制御部(図示せず)によって制御されていることが好ましい。なお、上記回転制御部は、更にシーケンサー(図示せず)によって制御され得る。上記構成によれば、上記第1気体せん断部4の中のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能となり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルを所望のサイズに揃えることができる。 Moreover, in the gas-liquid mixing circulation pump 3, it is preferable that the pressure of the pump is controlled. For example, it is preferable that the rotation speed of the gas-liquid mixing circulation pump 3 is controlled by a rotation control unit (not shown) such as an inverter. The rotation control unit can be further controlled by a sequencer (not shown). According to the said structure, it becomes possible to apply a desired pressure with respect to the microbubble containing water in the said 1st gas shearing part 4, As a result, the microbubble contained in microbubble containing water is made into a desired size. Can be aligned.
上記第1気体せん断部4の材料は特に限定されないが、ステンレス、プラスチック、または樹脂であることが好ましい。上記材料の中では、ステンレスが最も好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水中に不純物が混入することを防止することができるとともに、第1気体せん断部4が振動することを防止することができる。 Although the material of the said 1st gas shear part 4 is not specifically limited, It is preferable that they are stainless steel, a plastics, or resin. Of the above materials, stainless steel is most preferred. According to the said structure, while being able to prevent an impurity mixing in microbubble containing water, it can prevent that the 1st gas shearing part 4 vibrates.
また、上記第1気体せん断部4の厚さ(隔壁の厚さ)は特に限定されないが、6mm〜12mmであることが好ましい。一般的に、第1気体せん断部4の厚さが薄ければ、第1気体せん断部4中のマイクロバブル含有水の運動によって、第1気体せん断部4が振動する。つまり、マイクロバブル含有水の運動エネルギーが振動として外部に伝播して失われるので、マイクロバブル含有水の高速流動運動が低下し、その結果、せん断エネルギーが低下する。しかしながら、上記構成によれば、第1気体せん断部4の振動を防ぐことかできるので、効率よくマイクロバブルを作製することができる。 Moreover, the thickness (thickness of the partition wall) of the first gas shearing portion 4 is not particularly limited, but is preferably 6 mm to 12 mm. In general, if the thickness of the first gas shearing portion 4 is thin, the first gas shearing portion 4 vibrates due to the movement of the microbubble-containing water in the first gas shearing portion 4. That is, since the kinetic energy of the microbubble-containing water propagates to the outside as vibration and is lost, the high-speed flow motion of the microbubble-containing water decreases, and as a result, the shear energy decreases. However, according to the said structure, since the vibration of the 1st gas shearing part 4 can be prevented, a microbubble can be produced efficiently.
次いで、気液混合循環ポンプ3を有する第1気体せん断部4がマイクロバブルを発生させるメカニズムについて詳細に説明する。 Next, the mechanism by which the first gas shearing part 4 having the gas-liquid mixing circulation pump 3 generates microbubbles will be described in detail.
まず、上記第1気体せん断部4において、マイクロバブル含有水の構成成分である液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。具体的には、インペラと呼ばれる羽を超高速で回転させて、液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。このとき、第1気体せん断部4の中心部には、高速旋回する気体空洞部が形成される。 First, in the said 1st gas shearing part 4, the mixed phase swirl | flow which consists of the liquid and gas which are the structural components of microbubble containing water is generated. Specifically, a wing called an impeller is rotated at an ultra high speed to generate a mixed phase swirl composed of a liquid and a gas. At this time, a gas cavity that swirls at a high speed is formed at the center of the first gas shearing portion 4.
次いで、上記気体空洞部を圧力によって竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。このとき、上記気体空洞部に対しては、当該気体空洞部の負圧を利用して、気体を自動的に供給させる。そして、さらにマイクロバブルを切断・粉砕しながら混相旋回流を回転させる。なお、上記切断・粉砕は、第1気体せん断部4の出口内外における気液二相流体の回転速度の差によって生じる。なお、上記回転速度の差は、500〜600回転/秒であることが好ましい。 Next, the gas cavity is narrowed in a tornado shape by pressure to generate a rotating shear flow that swirls at a higher speed. At this time, gas is automatically supplied to the gas cavity using the negative pressure of the gas cavity. Then, the multiphase swirl is rotated while further cutting and crushing the microbubbles. In addition, the said cutting | disconnection and grinding | pulverization arises by the difference in the rotational speed of the gas-liquid two-phase fluid in the inside and outside of the exit of the 1st gas shearing part 4. FIG. The difference in rotational speed is preferably 500 to 600 revolutions / second.
すなわち、第1気体せん断部4において、気液混合循環ポンプ3によってマイクロバブル含有水を高速流体運動させることによって負圧部を形成するとともに、流体力学的にマイクロバブル含有水の圧力を制御することによって上記負圧部に対して気体を供給している。その結果、第1気体せん断部4では、マイクロバブルを発生させることができる。換言すれば、気液混合循環ポンプ3を用いて液体と気体とを効果的に自給混合溶解しながら圧送することによりマイクロバブル含有水を製造することができる。 That is, in the first gas shearing part 4, a negative pressure part is formed by moving the microbubble-containing water at high speed by the gas-liquid mixing circulation pump 3, and the pressure of the microbubble-containing water is controlled hydrodynamically. The gas is supplied to the negative pressure part. As a result, the first gas shearing part 4 can generate microbubbles. In other words, the microbubble-containing water can be produced by using the gas-liquid mixing / circulation pump 3 to pump the liquid and gas while effectively self-mixing and dissolving them.
上記第1気体せん断部4の内腔の横断面の形状は特に限定されないが、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。また、上記第1気体せん断部4の内腔表面は、鏡面仕上げによって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部4の内部表面の摩擦が小さいので、気体と液体との混合物を高速旋回させることができるとともに、気体を効率良くせん断することができる。その結果、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。 The shape of the cross section of the lumen of the first gas shearing portion 4 is not particularly limited, but is preferably elliptical, and most preferably true round. Moreover, it is preferable that the lumen | bore surface of the said 1st gas shearing part 4 is formed by mirror surface finishing. According to the said structure, since the friction of the internal surface of the 1st gas shearing part 4 is small, while being able to rotate the mixture of gas and a liquid at high speed, a gas can be sheared efficiently. As a result, many fine microbubbles can be generated, and finally many nanobubbles can be generated.
また、第1気体せん断部4の内部表面(内腔表面)には、溝が設けられていることが好ましい。また、上記溝の数は特に限定されないが、2本以上設けられていることが好ましい。また、上記溝は、第1気体せん断部4の内部表面上に形成された凹形状を有するものであればよく、その形状は特に限定されない。例えば、上記溝は、深さ略0.3mm〜0.6mm、幅略0.8mm以内であることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部4内の液体と気体との混合物の旋回乱流の発生を制御することができるので、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。 Moreover, it is preferable that a groove is provided on the inner surface (lumen surface) of the first gas shearing portion 4. Further, the number of the grooves is not particularly limited, but two or more grooves are preferably provided. Moreover, the said groove | channel should just have a concave shape formed on the internal surface of the 1st gas shearing part 4, The shape is not specifically limited. For example, the groove preferably has a depth of approximately 0.3 mm to 0.6 mm and a width of approximately 0.8 mm or less. According to the above configuration, the generation of the swirling turbulent flow of the mixture of the liquid and the gas in the first gas shearing section 4 can be controlled, so that many fine microbubbles can be generated and finally Many nanobubbles can be generated.
また、上記第1気体せん断部4へは、配管2を介して液体が供給され、配管51を介してマイクロバブル含有水が吐出されている。このとき、上記液体を供給する配管(第2配管)の内腔の横断面の面積は、マイクロバブル含有水を吐出する配管(第3配管)の内腔の横断面の面積よりも大きいことが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水の吐出圧力を高めることができるので、安定的にマイクロバブルを発生させることができる。
Further, liquid is supplied to the first gas shearing section 4 through the
〔2−3−2:第2気体せん断工程〕
第2気体せん断工程では、上記第1気体せん断工程にて作製されたマイクロバブル含有水からナノバブル含有水が作製される。更に詳細には、上記第1気体せん断部4によって作製されたマイクロバブル含有水を第2気体せん断部5にて更にせん断して、これによって、ナノバブル含有水を作製している。
[2-3-2: Second gas shearing step]
In the second gas shearing step, nanobubble-containing water is produced from the microbubble-containing water produced in the first gas shearing step. More specifically, the microbubble-containing water produced by the first gas shearing section 4 is further sheared by the second gas shearing section 5, thereby producing nanobubble-containing water.
なお、必要に応じて第3気体せん断部14を更に備えることができる。第3気体せん断部14を備えれば、第2気体せん断部5によって作製されたナノバブルの大きさを更に小さくすることができるとともに、ナノバブルの量を増加させることができる。上記第3気体せん断部14の設置位置としては特に限定されない。例えば、後述する第1磁気活水作製部9よりも下流側に設置することも可能であり、第1磁気活水作製部9よりも上流側に設置することも可能である。
In addition, the 3rd
上記気液混合循環ポンプ3によって、マイクロバブル含有水が第1気体せん断部4から第2気体せん断部5へ、さらには第3気体せん断部14へ圧送される。マイクロバブル含有水が第1気体せん断部4から第2気体せん断部5へ、さらには第3気体せん断部14へへと配管を介して圧送される場合には、マイクロバブル含有水が圧送される方向に向かって、徐々にまたは段階的に配管の直径が小さくなることが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水をより高速で流体運動しながら竜巻状に細くすることができる。換言すれば、より高速で旋回する回転せん断流を発生させることができる。その結果、マイクロバブルからナノバブルを効率よく発生させることができるとともに、ナノバブル含有水中に超高温の極限反応場を形成することができる。
Microbubble-containing water is pumped from the first gas shearing section 4 to the second gas shearing section 5 and further to the third
上記極限反応場が形成されると、ナノバブル含有水が局部的に高温高圧状態となり、当該局所にて不安定なフリーラジカルができるとともに、同時に熱が発生される。フリーラジカルは不対電子を有する原子または分子であって、他の原子または分子から電子を奪い取って安定化しようとする。それゆえ、フリーラジカルを含むナノバブル含有水は、強い酸化力を示すことになる。したがって上記構成によれば、フリーラジカルの作用によって、有機物などを酸化分解することができる。 When the above-mentioned extreme reaction field is formed, the water containing nanobubbles locally becomes a high-temperature and high-pressure state, and unstable free radicals are generated locally, and at the same time, heat is generated. A free radical is an atom or molecule having an unpaired electron, and attempts to stabilize by taking electrons from other atoms or molecules. Therefore, nanobubble-containing water containing free radicals exhibits a strong oxidizing power. Therefore, according to the said structure, organic substance etc. can be oxidatively decomposed | disassembled by the effect | action of a free radical.
また、第2気体せん断部5および第3気体せん断部14は、ステンレス、プラスチック、または樹脂によって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水の使用目的に応じて、上記第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の材料を選択することができる。例えば、製薬業界では、薬に不純物が混入することを避ける必要がある。この場合、上記構成であれば、第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の材料が混入する可能性が低いので、製造されたナノバブル含有水を医薬品の製造、すなわち製薬に使用することができる。
Moreover, it is preferable that the 2nd gas shearing part 5 and the 3rd
また、第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の内腔の横断面の形状は、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。上記構成によれば、第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の内部表面の抵抗(摩擦)が小さいので、マイクロバブル含有水を高速旋回させることができるとともに、マイクロバブル含有水を効率良くせん断することができ、その結果、多くのナノバブルを発生させることができる。
Moreover, the shape of the cross section of the lumen of the second gas shearing portion 5 and the third
また、第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の内部表面には、孔が開いていることが好ましい。上記孔の開口の直径は特に限定されないが、4mm〜9mmであることが好ましい。上記構成によれば、上記第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の内部におけるバブル含有水の旋回運動を制御することができる。つまり、上記構成によれば、上記第2気体せん断部および第3気体せん断部の内部の旋回乱流の発生を制御することができる。その結果、第2気体せん断部および第3気体せん断部によって、安定にナノバブルを発生させることができる。
Moreover, it is preferable that a hole is opened in the inner surfaces of the second gas shearing part 5 and the third
なお、上述した気液混合循環ポンプ3、第1気体せん断部4、第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の具体的な構成としては、市販のものを用いることが可能である。各々の構成としては特に限定しないが、例えば、株式会社 協和機設社製のバビダスHYK型を用いることが可能である。
In addition, as a concrete structure of the gas-liquid mixing circulation pump 3, the 1st gas shearing part 4, the 2nd gas shearing part 5, and the 3rd
次いで、第1配管径調節部34について説明する。
Next, the first pipe
第2気体せん断部5にて作製されたナノバブル含有水は、次いで第1配管径調節部34に導入される。
The nanobubble-containing water produced by the second gas shearing unit 5 is then introduced into the first pipe
本実施の形態の処理装置では、上記第1配管径調節部34は、後述する第1磁気活水作製部9に導入するナノバブル含有水の流量を調節するとともに、上記第2気体せん断部5から乱流として吐出されたナノバブル含有水の流れを相流の状態に整える。これによって、第1磁気活水作製部9によって、ナノバブル含有水に対して磁気活性を効率よく付与させることができる。
In the processing apparatus of the present embodiment, the first pipe
なお、第1磁気活水作製部9に導入されるナノバブル含有水の流速は、2m/秒以上であることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水に対して効率よく磁場の影響を及ぼすことができる。
In addition, it is preferable that the flow rate of the nanobubble containing water introduced into the 1st magnetic active
以下に、第1配管径調節部34の具体的な構成について説明する。
Below, the specific structure of the 1st piping
本実施の形態の処理装置では、第2気体せん断部5と第1磁気活水作製部9とを連結する配管51に第1配管径調節部34が設けられている。
In the processing apparatus of the present embodiment, the first pipe
上記第1配管径調節部34は、配管51の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
The first pipe
例えば図9(a)および図9(b)に示すように、上記第1配管径調節部34は、円筒形状を有する配管によって形成され得る。図9(a)に示すように、上記配管51の各端部には、フランジ33およびフランジ35が備え付けられている。また、上記第1配管径調節部34の各端部にも、フランジ33およびフランジ35が備え付けられている。また、上記フランジ33およびフランジ35にはボルト孔65が設けられている。そして、図9(b)に示すように、当該ボルト孔65にボルトを着脱することによって、配管51に備え付けられたフランジ33と第1配管径調節部34に備え付けられたフランジ33同士、および配管51に備え付けられたフランジ35と第1配管径調節部34に備え付けられたフランジ35同士を着脱することができる。これによって、上記配管51の端部の間に連結する第1配管径調節部34を交換することができる。このとき、異なる円筒形状、つまり横断面の直径が異なる円筒形状を有する複数の第1配管径調節部34を準備しておき、これらの中から所望の第1配管径調節部34を選択して、当該第1配管径調節部34を配管51の端部の間に連結すれば、これによって、配管51の少なくとも一部の内腔横断面を、所望の大きさに変化させることができる。
For example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the first pipe
第1配管径調節部34が円筒形状の配管によって形成される場合、ナノバブル含有水が流れる方向における上記第1配管径調節部34の長さは特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記第1配管径調節部34の長さは、後述するフランジ6に開けられた開口の直径の10倍以上の長さであることが好ましい。また、上記第1配管径調節部34の長さは、円筒形状を有する第1配管径調節部34の横断面の直径の10倍以上の長さであることが更に好ましい。
When the 1st piping
上記構成によれば、乱流として第1配管径調節部34内に導入されたナノバブル含有水を確実に相流に変換した後、当該ナノバブル含有水を第1磁気活水作製部9側に吐出することができる。
According to the above configuration, after the nanobubble-containing water introduced into the first pipe
次いで、第1磁気活水作製部9について説明する。
Next, the first magnetic active
本実施の形態の処理装置では、上記第1配管径調節部34を通過したナノバブル含有水は、第1磁気活水作製部9に導入される。
In the processing apparatus of the present embodiment, the nanobubble-containing water that has passed through the first pipe
本実施の形態の処理装置では、上記第1磁気活水作製部9において、上記第2気体せん断部5にて製造されたナノバブル含有水に磁場をかける。その結果、ナノバブル含有水に対して磁気活水としての活性(磁気活性)を付与することができる。
In the treatment apparatus of the present embodiment, the first magnetic active
以下に、第1磁気活水作製部9の具体的な構成について説明する。
Below, the specific structure of the 1st magnetic active
本実施の形態の処理装置では、第2気体せん断部5と第3気体せん断部14との間に第1磁気活水作製部9が設けられている。なお、第1磁気活水作製部9の位置としては、これに限定されない。例えば、第1磁気活水作製部9を、第2気体せん断部5および第3気体せん断部14の上流に設けることも可能である。更に具体的には、例えば、第1磁気活水作製部9の下流に第2気体せん断部5を設けるとともに、当該第2気体せん断部の更に下流に上記第3気体せん断部14を設けることも可能である。
In the processing apparatus of the present embodiment, the first magnetic active
上記第1磁気活水作製部9は、第2気体せん断部5にて製造されたナノバブル含有水に磁場をかけることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、図1に示すように、上記第1磁気活水作製部9は、フランジ6およびフランジ12に挟まれるように設けられ得る。図1に示すように、フランジ6は配管51の端部に接続されており、フランジ12は配管13の端部に接続されている。そして、上記フランジ6とフランジ12との間に上記第1磁気活水作製部9が設けられ得る。
The said 1st magnetic active
上記第1磁気活水作製部9は、ナノバブル含有水を通過させるための流路26を有している。そして、当該流路26の少なくとも一部は、磁石のS極として機能する領域と磁石のN極として機能する領域によって挟まれており、これによって、上記流路26中を通過するナノバブル含有水に磁場をかけることが可能になる。
The said 1st magnetic active
上記流路26の横断面の形状は特に限定されず適宜設定することができる。上記流路26の横断面の形状としては、例えば、対向する少なくとも1対の面を有するもの(例えば、正方形または長方形など)であることが好ましい。なお、上記流路26の横断面の形状が例えば正方形または長方形である場合には、上記流路26の立体的な形状は、略平板状になることが好ましい。
The shape of the cross section of the
一例として、図10に、横断面の形状が長方形である流路26を有する第1磁気活水作製部9の断面図を示す。図に示すように、流路26は、互いに対向する面62(第3面)および面63(第4面)を有している。そして、上記面62の側には磁石のS極10が配置されており、上記面62の側には磁石のN極16が配置されている。そして、上記S極10とN極16との間で磁場が形成され、当該磁場の中をナノバブル含有水が通過する。換言すれば、図1に示すように、上記S極10とN極16との間で形成される磁力線11の中をバブル含有水が通過する。そして、磁場の中を通過することによって、ナノバブル含有水には磁気活性が付与される。
As an example, FIG. 10 shows a cross-sectional view of the first magnetic active
つまり、磁力線11の中を液体が通過すると、微弱な電流が発生する。そして、微弱な電流の作用によって水分子同士の結合が崩れ、その結果、クラスター(分子のかたまり)が細分化する。クラスターが細分化された水は、当該クラスターのすき間に酸素を吸収する作用が高いので、外気から大量の酸素を吸収して溶存酸素濃度が高くなる。それと同時に、微弱な電流の作用により、液体中にラジカルを発生させることが可能になる。その結果、液体に磁気活性を付与すれば、当該液体中に活性酸素を発生させることが可能になる。したがって、磁気活性を有するナノバブル含有水は、ナノバブルに由来するフリーラジカルの酸化能力と、上記活性酸素に由来する酸化能力の両方を備えることが可能になり、当該強力な酸化能力によって難分解性の有機物をも分解することができる。
That is, when the liquid passes through the
上記面62と上記面63との間の距離は特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記面62と上記面63との間の距離は、30mm以下であることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水に対して効率よく磁気活水としての活性を付与することができる。 The distance between the surface 62 and the surface 63 is not particularly limited, and can be set as appropriate. For example, the distance between the surface 62 and the surface 63 is preferably 30 mm or less. According to the said structure, the activity as magnetic active water can be efficiently provided with respect to nanobubble containing water.
また、上記流路26内の磁束密度(残留磁束密度)は、350ミリテスラ(3500ガウス以上であることが好ましく、450ミリテスラ以上であることが、より好ましい。
Further, the magnetic flux density (residual magnetic flux density) in the
また、上記面62の側に配置される磁石のS極10の数、および上記面63の側に配置される磁石のN極16の数も特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、図1に示すように、S極10およびN極16を各々3つずつ配置することができるが、これに限定されない。
Further, the number of
なお、上記第1磁気活水作製部9と上記第2磁気活水作製部38とは同じ構成を用いることが可能である。更に具体的には、上記第1磁気活水作製部9としては、例えば、株式会社ビー・シー・オー製のBK型を用いることも可能である。
In addition, the said 1st magnetic active
本実施の形態の処理装置では、第1磁気活水作製部9にて作製されたナノバブル含有磁気活水は、配管13を介して第3気体せん断部14に導入される。上述したように、当該第3気体せん断部14では、ナノバブルが更にせん断される。その結果、ナノバブル含有磁気活水中のナノバブルのサイズを更に小さくするとともに、含有されるナノバブルの量を多くすることができる。なお、第3気体せん断部14の詳細については既に説明したので、ここではその説明を省略する。
In the processing apparatus of the present embodiment, the nanobubble-containing magnetic active water produced by the first magnetic active
本実施の形態の処理装置では、第3気体せん断部14にて処理されたナノバブル含有磁気活水は、矢印15に示すように第2槽27内に吐出される。なお、ナノバブル含有磁気活水の吐出場所は上記第2槽27に限定されない。例えば、第2槽27とは別の槽を準備しておき、当該別の槽内へ吐出することもできる。
In the processing apparatus of the present embodiment, the nanobubble-containing magnetic active water processed by the third
以上のようにして作製されたナノバブル含有磁気活水は、後述する処理部28に導入されて、更なる処理が施されることになる。
The nanobubble-containing magnetic active water produced as described above is introduced into the
〔3:処理部〕
以下に、処理部28について説明する。
[3: Processing section]
The
ナノバブル含有磁気活水発生部17にて作製されたナノバブル含有磁気活水は、処理部28に導入される。
The nanobubble-containing magnetic active water produced by the nanobubble-containing magnetic active
上記処理部28としては特に限定されず、目的に応じて適宜各種処理装置を用いることができる。例えば、上記処理部28としては、化学処理装置46(図2参照)、物理処理装置47(図3参照)、生物処理装置48(図4参照)、健康維持装置55(図5参照)、またはこれらの組み合わせ(例えば、図6参照)を用いることができる。
The
上記化学処理装置46の具体的構成としては特に限定されず、適宜公知の化学処理装置を用いることができる。例えば、上記化学処理装置46としては、化学反応装置、廃水処理装置、中和処理装置、重油精製装置、石油精製装置、曝気槽、接触酸化槽、またはバイオエタノール精製装置を挙げることができるが、これらに限定されない。
The specific configuration of the
本実施の形態の処理装置であれば、上記化学処理装置46にて実際に処理しなくてはならない物質の量を減少させることができるとともに、ナノバブル含有磁気活水が触媒的に作用することによって、化学処理装置46内で生じる各種化学反応の反応効率を向上させることができるので、化学処理装置46における化学反応効率、および最終産物の生産効率を向上させることができる。
If it is the processing apparatus of this Embodiment, while the quantity of the substance which must actually be processed in the said
上記物理処理装置47の具体的構成としては特に限定されず、適宜公知の物理処理装置を用いることができる。例えば、上記物理処理装置47としては、活性炭吸着装置、急速ろ過装置、膜分離装置、冷却塔、排ガス処理装置(例えば、スクラバー)、または脱臭装置を挙げることができるが、これらに限定されない。
The specific configuration of the
本実施の形態の処理装置であれば、上記物理処理装置47にて実際に処理しなくてはならない物質の量を減少させることができるとともに、ナノバブル含有磁気活水によって物理処理装置47内で生じる各種物理反応を改善することができるので、物理処理装置47における処理効率、および最終産物の生産効率を向上させることができる。
If it is the processing apparatus of this Embodiment, while the quantity of the substance which must actually be processed with the said
上記生物処理装置48の具体的構成としては特に限定されず、適宜公知の生物処理装置を用いることができる。例えば、上記生物処理装置48としては、活性汚泥装置、発酵装置、醸造装置、水耕栽培装置、水産養殖装置、または蓄養装置を挙げることができるが、これらに限定されない。
The specific configuration of the
本実施の形態の処理装置であれば、上記生物処理装置48にて実際に処理しなくてはならない物質の量を減少させることができるとともに、ナノバブル含有磁気活水によって生物処理装置48内で生じる各種生物反応を促進することができるので、物理処理装置47における生物処理効率、生物反応効率、および最終産物の生産効率を向上させることができる。
If it is the processing apparatus of this Embodiment, while the quantity of the substance which must actually be processed with the said
上記健康維持装置55の具体的構成としては特に限定されず、適宜公知の健康維持装置を用いることができる。例えば、上記健康維持装置55としては、家庭用浴槽、大規模浴槽、エステ用浴槽、治療用浴槽、プール、および温泉用浴槽を挙げることができるが、これらに限定されない。
The specific configuration of the
本実施の形態の処理装置であれば、上記健康維持装置55にて実際に処理しなくてはならない物質の量を減少させることができるとともに、ナノバブル含有磁気活水によって健康維持装置55内で生じる各種反応を活性化することができるので、物理処理装置47における処理効率、および最終産物の生産効率を向上させることができる。また、ナノバブル含有磁気活水を用いることによって、皮膚に対する洗浄効果、および血流量の増加効果を得ることができる。
If it is the processing apparatus of this Embodiment, while the quantity of the substance which must actually be processed with the said
また、図6に示すように、化学処理装置46、物理処理装置47、および生物処理装置48を組み合わせて処理部28を形成することもできる。
As shown in FIG. 6, the
本実施の形態の処理装置であれば、処理部28によって、ナノバブル含有磁気活水中の物質を確実に処理することができるとともに、最終産物の生産効率を向上させることができる。
If it is the processing apparatus of this Embodiment, while the substance in nanobubble containing magnetic active water can be processed reliably by the
また、図7に示すように、有機フッ素化合物含有廃水処理装置53によって処理部28を形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 7, the
本実施の形態の処理装置であれば、有機フッ素化合物含有廃水処理設備53の処理効率を向上させることができる。その結果、処理水の水質を向上させることができる。
If it is the processing apparatus of this Embodiment, the processing efficiency of the organic fluorine compound containing
また、図8に示すように、曝気槽49、接触酸化槽50、急速ろ過機51および活性炭吸着塔52によって処理部28を形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 8, the
本実施の形態の処理装置であれば、曝気槽49、接触酸化槽50、急速ろ過機51、および活性炭吸着塔52における処理効率、反応効率を向上させることができる。その結果、例えば、合理的に有機フッ素化合物含有廃水を処理することができる。
If it is the processing apparatus of this Embodiment, the processing efficiency and reaction efficiency in the
なお、上記処理部28の具体的な構成としては、例えば、『水処理その新しい展開』(技報堂出版、著者:佐藤敦久)に記載された構成を用いることが可能であるが、これに限定されない。また、当該文献は、本明細書中に参考として援用される。
In addition, as a specific structure of the said
〔1.処理装置の作製〕
図1に基づいて、処理装置を製作した。当該処理装置では、前槽18の容量を約2m3、第1槽22の容量を0.5m3、第2槽27の容量を0.5m3とし、ブロワー29として1.5kwの電動機を用いた。また、3.7kwの電動機からなる気液混合循環ポンプ3を含むナノバブル発生機として、株式会社協和機設製のHYK型を用いた。
[1. Fabrication of processing equipment]
A processing apparatus was manufactured based on FIG. In the processing apparatus, the capacity of the
第2磁気活水作製部38として、全長800mm、横幅160mm、縦幅310mmのものを用い、第1磁気活水作製部9として、全長800mm、横幅160mm、縦幅310mmのものを用いた。なお、具体的に上記第1磁気活水作製部9および第2磁気活水作製部38としては、株式会社ビー・シー・オー製のBK型を用いた。
As the second magnetic active
そして、前槽18に水道水を1500リットル投入して、ブロワー29とナノバブル含有磁気活水発生部17とを同時に12分間運転し、作製されたバブルの直径をベックマンコールター株式会社製の測定器にて測定した。
And 1500 liters of tap water is thrown into the
表1に示すように、直径が0.1μmであるナノバブルを中心として、バブルが略正規分布していることが確認できた。 As shown in Table 1, it has been confirmed that the bubbles are substantially normally distributed around the nanobubbles having a diameter of 0.1 μm.
また、磁力活性による酸化還元電位を東亜ディーケーケー株式会社のORP計HC型で測定した。 Further, the oxidation-reduction potential due to magnetic activity was measured with an ORP meter HC type manufactured by Toa DKK Corporation.
表2に示すように、対照である水道水は、420mvの酸化還元電位を有するのに対し、本実施例の処理装置によって作製したナノバブル含有磁気活水は、プラスの760mvの酸化還元電位を有していた。 As shown in Table 2, the control tap water has a redox potential of 420 mv, whereas the nanobubble-containing magnetic active water produced by the treatment apparatus of this example has a positive redox potential of 760 mv. It was.
〔2.磁気活性を有する気体を用いた磁気活水の製造〕
上記処理装置に、処理部28として曝気槽を接続した。そして、磁気をかけた気体(空気)と廃水とを混合して磁気活水を作製し、当該磁気活水をナノバブル含有磁気活水発生部17に導入した場合と、通常の気体(空気)と廃水とを混合した後、当該廃水をナノバブル含有磁気活水発生部17に導入した場合とで、曝気槽出口の処理水におけるpH、生物学的酸素要求量、化学的酸素要求量および色度を検出した。
[2. Production of magnetically active water using magnetically active gas]
An aeration tank was connected to the processing apparatus as the
なお、上記化学的酸素要求量は、JIS0K102に基づいて過マンガン酸カリウム消費量として測定した。また、上記生物学的酸素要求量は、JIS0K102に基づいてウインクラーアジ化ナトリウム法を用いて測定した。また、上記色度は、JIS0K102に基づいて吸光光度色度計によって測定した。 The chemical oxygen demand was measured as potassium permanganate consumption based on JIS0K102. The biological oxygen demand was measured using the Winkler sodium azide method based on JIS0K102. The chromaticity was measured with an absorptiometric chromaticity meter based on JIS0K102.
表3に示すように、磁気をかけた気体を用いた場合には、より効率よく廃水を処理することができた。 As shown in Table 3, the wastewater could be treated more efficiently when a magnetized gas was used.
〔3.処理装置の処理能力〕
上記処理装置に、処理部28として有機フッ素化合物含有廃水処理装置を接続した。
[3. (Processing capacity of processing equipment)
An organic fluorine compound-containing wastewater treatment apparatus was connected as the
次いで、前処理部45がある処理装置と、前処理部45がない処理装置との間で、有機フッ素化合物含有廃水処理装置へ流入する廃水における有機フッ素化合物(パーフルオロオクタン酸:PFOA)の含有量と、有機フッ素化合物含有廃水処理装置にて処理されたあとの廃水における有機フッ素化合物の含有量とを比較した。なお、有機フッ素化合物の含有量は、液体クロマトグラフ−タンデム型質量分析法(LC/MS/MS法)によって測定した。
Next, the content of the organic fluorine compound (perfluorooctanoic acid: PFOA) in the wastewater flowing into the organic fluorine compound-containing wastewater treatment device between the treatment device having the
表4からも明らかなように、前処理部45を用いることによって、より効率よく有機フッ素化合物含有廃水を処理することができた。
As is clear from Table 4, by using the
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the configurations described above, and various modifications are possible within the scope of the claims, and technical means disclosed in different embodiments and examples respectively. Embodiments and examples obtained by appropriately combining them are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、浄水装置、入浴装置、飲料水製造装置、石油関連製品製造装置などに代表される各種液体処理装置やその部品を製造する分野に利用することができる。更に詳細には、本発明は各種液体(例えば、上水、廃水、地下水、難分解性物質含有廃水、再利用水、植物栽培の水耕液、各種分野の洗浄水、浴槽水、蒸留前の重油、蒸留前のバイオエタノール等)に含まれる有機物質を除去することを必要とする分野に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the field | area which manufactures various liquid processing apparatuses represented by the water purification apparatus, the bathing apparatus, the drinking water manufacturing apparatus, the petroleum related product manufacturing apparatus, etc., and its components. More specifically, the present invention relates to various liquids (for example, clean water, waste water, ground water, refractory substance-containing waste water, reused water, plant-cultivated hydroponic liquid, washing water in various fields, bath water, before distillation. Heavy oil, bioethanol before distillation, etc.) can be used in fields that require removal of organic substances.
1 槽
2・7・21・23・51 配管
3 気液混合循環ポンプ
4 第1気体せん断部
5 第2気体せん断部
8 電動ニードルバルブ
9 第1磁気活水作製部(第1活性化手段)
14 第3気体せん断部
17 ナノバブル含有磁気活水発生部
18 前槽
19 ポンプ
20 バルブ
22 第1槽
24 散気管
25 気体(第2気体)
26 流路(第1流路)
27 第2槽
28 処理部(処理手段)
29 ブロワー
6・12・30・32・33・35・36・42 フランジ
31 第2配管径調節部(第2配管径調節手段)
34 第1配管径調節部(第1配管径調節手段)
37 流路(第2流路)
38 第2磁気活水作製部(第2活性化手段)
16・39 N極
10・40 S極
11・41 磁力線
43 水流
45 前処理部
46 化学処理装置
47 物理処理装置
48 生物処理装置
50 配管(第2配管)
53 有機フッ素化合物含有廃水処理装置
55 健康維持装置
60 面(第1面)
61 面(第2面)
62 面(第3面)
63 面(第4面)
65 ボルト孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
14 3rd
26 channel (first channel)
27
29
34 1st pipe diameter adjustment part (1st pipe diameter adjustment means)
37 channel (second channel)
38 Second magnetically active water preparation part (second activation means)
16.39 N pole 10.40 S pole 11.41
53 Organofluorine compound-containing
61 side (2nd side)
62 (3rd)
63 (4th)
65 bolt holes
Claims (20)
前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部と、
前記ナノバブル含有水に対して磁場をかけてナノバブル含有磁気活水を作製する第1活性化手段と、
前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理手段と、を有することを特徴とする処理装置。 A first gas shearing unit that mixes and shears a liquid and a first gas to produce microbubble-containing water;
A second gas shearing section for further shearing the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water;
A first activation means for producing a nanobubble-containing magnetic active water by applying a magnetic field to the nanobubble-containing water;
And a processing means for performing processing using the nanobubble-containing magnetic active water.
前記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化手段と、
前記磁場がかけられたマイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有磁気活水を作製する第2気体せん断部と、
前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理手段と、を有することを特徴とする処理装置。 A first gas shearing unit that mixes and shears a liquid and a first gas to produce microbubble-containing water;
First activation means for applying a magnetic field to the microbubble-containing water;
A second gas shearing section for further shearing the microbubble-containing water subjected to the magnetic field to produce nanobubble-containing magnetically active water;
And a processing means for performing processing using the nanobubble-containing magnetic active water.
前記第2気体と前記液体原料とを接触させる第1槽と、
前記第1槽の底部近傍に連結されて、前記第1槽の底部近傍に存在する前記液体原料を取り込むとともに、当該取り込んだ液体原料を前記第1気体せん断部に供給する第2槽と、を有することを特徴とする請求項3に記載の処理装置。 The mixing means includes
A first tank for bringing the second gas into contact with the liquid raw material;
A second tank connected to the vicinity of the bottom of the first tank and taking in the liquid raw material existing in the vicinity of the bottom of the first tank, and supplying the taken-in liquid raw material to the first gas shearing section; The processing apparatus according to claim 3, further comprising:
前記第2流路は、磁石のS極として機能する第1面と磁石のN極として機能する第2面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項3に記載の処理装置。 The second activation means has a second flow path for allowing the second gas to pass through,
The process according to claim 3, wherein the second flow path is disposed so that a first surface that functions as an S pole of a magnet and a second surface that functions as an N pole of a magnet face each other. apparatus.
前記第2配管には、当該第2配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第2配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の処理装置。 The second gas is supplied to the second activating means via a second pipe,
The process according to claim 3, wherein the second pipe is provided with a second pipe diameter adjusting means capable of changing a size of a lumen cross section of at least a part of the second pipe. apparatus.
前記第1流路は、磁石のS極として機能する第3面と磁石のN極として機能する第4面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の処理装置。 The first activation means has a first flow path for allowing the microbubble-containing water or the nanobubble-containing water to pass through,
The said 1st flow path is arrange | positioned so that the 3rd surface which functions as a south pole of a magnet, and the 4th surface which functions as a north pole of a magnet may oppose. Processing equipment.
前記第1配管には、当該第1配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第1配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の処理装置。 The first activation means is supplied with the microbubble-containing water or the nanobubble-containing water via a first pipe,
The said 1st piping is provided with the 1st piping diameter adjustment means which can change the magnitude | size of the lumen | bore cross section of the at least one part of the said 1st piping. Processing equipment.
前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断工程と、
前記ナノバブル含有水に対して磁場をかけてナノバブル含有磁気活水を作製する第1活性化工程と、
前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理工程と、を有することを特徴とする処理方法。 A first gas shearing step of mixing and shearing a liquid and a first gas to produce microbubble-containing water;
A second gas shearing step of further shearing the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water;
Applying a magnetic field to the nanobubble-containing water to produce a nanobubble-containing magnetic active water;
And a processing step of performing processing using the nanobubble-containing magnetic active water.
前記マイクロバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化工程と、
前記磁場がかけられたマイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有磁気活水を作製する第2気体せん断工程と、
前記ナノバブル含有磁気活水を用いて処理を行う処理工程と、を有することを特徴とする処理方法。 A first gas shearing step of mixing and shearing a liquid and a first gas to produce microbubble-containing water;
A first activation step of applying a magnetic field to the microbubble-containing water;
A second gas shearing step of further shearing the microbubble-containing water subjected to the magnetic field to produce nanobubble-containing magnetically active water;
And a processing step of performing processing using the nanobubble-containing magnetic active water.
第2気体に磁場をかける第2活性化工程と、
前記磁場がかけられた第2気体と、液体原料とを混合する混合工程と、を経て製造されることを特徴とする請求項15または16に記載の処理方法。 The liquid is
A second activation step of applying a magnetic field to the second gas;
The processing method according to claim 15 or 16, wherein the processing method is manufactured through a mixing step of mixing the second gas subjected to the magnetic field and a liquid raw material.
前記第2気体と前記液体原料とを第1槽内で接触させる第1工程と、
前記第1槽の底部近傍に存在する前記液体原料を回収する第2工程と、を含むことを特徴とする請求項17に記載の処理方法。 The mixing step includes
A first step of contacting the second gas and the liquid source in a first tank;
The processing method according to claim 17, further comprising a second step of recovering the liquid raw material present in the vicinity of the bottom of the first tank.
前記磁場がかけられた第2気体と液体原料とを混合して磁気活水を作製する混合手段と、
前記磁気活水と第1気体とを混合およびせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部と、
前記マイクロバブル含有水を更にせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部と、
前記マイクロバブル含有水または前記ナノバブル含有水に対して磁場をかける第1活性化手段と、を有することを特徴とするナノバブル含有磁気活水製造装置。 Second activation means for applying a magnetic field to the second gas;
A mixing means for preparing a magnetically active water by mixing the second gas subjected to the magnetic field and a liquid raw material;
A first gas shearing unit that mixes and shears the magnetically active water and the first gas to produce microbubble-containing water;
A second gas shearing section for further shearing the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water;
And a first activation means for applying a magnetic field to the microbubble-containing water or the nanobubble-containing water.
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