JP3935623B2 - 汚水等の浄化・活性化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、殺菌効果に優れた活性化された水が得られる汚水等の浄化・活性化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、養殖池では、コストの低減のために高密度養殖が行われているが、高密度にすると、池水は魚介類自らが排出する老廃物や過剰な餌等によって汚染され、病原菌が発生しやすい環境にある。
【０００３】
このため、殺菌剤を使用している例があるが、魚介類に悪影響を及ぼす問題がある。
【０００４】
殺菌剤を使用しないで殺菌する方法として紫外線殺菌技術が知られているが、養殖池の外部から紫外線ランプを照射するだけでは養殖池の面積が大きくなると効果が不十分である。
【０００５】
なお、養殖池に空気を吹き込むことは行われているが、魚介類に新鮮な酸素を供給しているにすぎなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、殺菌効果に優れた活性化された水が得られる汚水等の浄化・活性化装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る汚水等の浄化・活性化装置は、原水に微細気泡を混入してなる気液混合水を導入し、紫外線処理を行う処理槽を有する汚水等の浄化・活性化装置において、該処理槽内に、その表面に酸化チタン光触媒が固着されてなる格子状網体が浸漬されており、該網体の上方であって前記酸化チタン光触媒に照射可能な位置に紫外線ランプを配設してなり、格子状網体の格子の大きさが０．５〜１０ mm □の範囲であり、前記微細気泡の周りに形成された水膜が前記格子を通過する際に前記酸化チタン光触媒に接触することを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、処理槽が平行な仕切り板によって多分割されて複数の処理室が形成され、各処理室は直列的な液流を形成可能なように連結され、最も上流側に位置する処理室には原水に微細気泡を混入してなる気液混合水を導入する導入口が連結され、最も下流側に位置する処理室には処理液を排出する排出口が連結されていることである。
【０００９】
また本発明の他の好ましい態様としては、格子状網体の面が処理槽内の液流に対向するように配置され、かつ水平液流に対して直交する面を基準にして±１０〜４５度の範囲で傾斜して配置されることである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の装置の一例を示す概略断面図、図２は処理槽の概略縦断面図である。
【００１２】
同図において、１は原水と空気を混合するスタティックミキサーである。スタティックミキサー１としては、実用新案登録第２１４２８１２号、実用新案登録第３００３５８１号に記載のスタティックミキシングモジュールを用いることができる。これらのスタティックミキシングモジュールは金属板を折り曲げ加工されて形成された羽根状のモジュール要素を組み合わせて交差流路が形成されており、原水と空気の混合水は羽根の間隙を規則的に連続的に多方向に分割分散して進行し、また各羽根面に衝突して、短時間に簡単に微細な気泡を含む液体、酸素飽和状態の液体になる。原水に水を用いれば酸素飽和水が得られ、海水を用いれば酸素飽和海水が得られる。
【００１３】
２は処理槽であり、該処理槽２は平行な仕切り板２０１によって3つに分割されて処理室２A、２B、２Cが形成されている。仕切り板２０１の先端と処理槽２の壁面には間隙２０２が形成され、各処理室２A、２B、２Cは直列的な液流を形成可能なようにその間隙２０２で連結されている。図示の例では３分割しているが、分割数は格別限定されない。
【００１４】
最も上流側に位置する処理室２Aには気液混合水を導入する導入口２０３が連結され、該導入口２０３には前述のスタティックミキサー１が連結されている。また最も下流側に位置する処理室２Cには処理液を排出する排出口２０４が連結されている。この排出口２０４から排出される処理水は各種用途に直接使用してもよいが、再度前記スタティックミキサー１に返送して循環処理してもよい。
【００１５】
処理槽２内には、格子状網体２０５が吊り下げ固定されている。格子状網体２０５における格子の大きさは、あまり小さすぎると目つまりを生じやすく、逆に大きすぎると光酸化触媒との接触効果が落ちるので、０．５〜１０mm□の範囲が好ましい。格子状網体２０５は処理槽内に液が張られた状態で浸漬している。
【００１６】
網体２０５の表面には酸化チタン光触媒が固定されている。本発明の装置に用いる酸化チタン光触媒は特に限定されず、また光酸化触媒を固定する方法や光酸化触媒の製造方法も特に限定されない。光酸化触媒の製造方法の一例をあげると、耐熱性強化繊維製メッシュ織布（たとえばガラス繊維製メッシュ織布など）にポリテトラフルオロエチレン等の懸濁液を塗布した後、乾燥、焼成を繰り返し、高機能性メッシュ体である格子状網体を得、その表面に酸化チタンルチル型粉末をバインダーや接着剤等で異物を介在させずに固定する方法であり、さらにポリテトラフルオロエチレンの溶融時に酸化チタンの粉末をふりかけて固定する方法も好ましい。
【００１７】
また本発明において、格子状網体２０５の面は処理槽２内の液流に対向するように配置され、かつ水平液流に対して直交する面（図２の符号Ｘで示される面）を基準にして±１０〜４５度の範囲で傾斜して配置されることが好ましい。図２の例では、基準面Ｘに対して上流側に角度a、下流側に角度ｂだけ傾斜している状態が示されている。従って、本発明では、このａとｂの各々が１０〜４５度の範囲で傾斜していることが好ましい。
【００１８】
網体２０５の上方には、３８０nm 以下の紫外線を照射できる紫外線ランプ２０６が設けられている。紫外線ランプ２０６は前記酸化チタン光触媒に照射可能な位置に配設されるもので、処理槽２の液面よりわずかに上方であればよい。紫外線ランプ２０６の取り付け方は特に限定されないが、図示しない透明な保護管（たとえばガラス管）内に装着することは好ましいことである。
【００１９】
図示の例では３本の紫外線ランプを用いているが、その数は処理槽の面積等に応じて変化させることができる。
【００２０】
本発明で用いることができる紫外線ランプとしては、市販の蛍光ランプを用いることができ、アーク放電の陽光柱を利用する熱陰極蛍光ランプ、グロー放電の負グローまたは陽光柱での紫外線を蛍光体で変換して可視光を出す冷陰極蛍光ランプなどいずれでもよいが、中でも小型化が可能な冷陰極蛍光ランプが好ましい。
【００２１】
次に、本発明の作用を説明する。
【００２２】
本発明では、たとえば処理対象となる汚水等をスタティックミキサー１に導入する。同時に必要量の空気も導入する。原水と空気の混合水はスタティックミキサー１の羽根の間隙を多方向に進行し各羽根面に衝突して微細な気泡を含む液体になる。
【００２３】
この微細な気泡を含む液は処理槽２に圧送され、処理室２Aに入り、光酸化触媒が固定された格子状網体２０５に接触する。光酸化触媒には紫外線が照射されている。昼間は太陽光線と共に、夜間は紫外線ランプにより紫外線照射され、２４時間連続した処理が可能となる。
【００２４】
酸化チタンに紫外線が照射されると、酸化チタン内の電子と正孔が励起される。励起状態の酸化チタン表面には気泡とともに汚水等が接触する。本発明では前処理でスタティックミキサーにより極めて微細な気泡が形成されるが、この気泡の周りには水膜が形成されている。この水膜は０．５〜１０mm□の範囲の大きさの目開きの格子を通過しようとする際に、気泡を内部に包含しているが故に図３のように酸化チタン（光酸化触媒）に接触する。気泡がなかったら、水のみが格子の間を通過するため、酸化チタンに接触しない部分が生じるおそれがある。また気泡は、格子間隙を通過する推進力にもなる。格子の径が小さくなればなるほどこの推進力は必要となる。従って、本発明ではこの気泡の推進力を利用できるので、格子の目開きを小さくでき、接触効率を上昇させることができる。
【００２５】
気泡と励起された酸化チタンの接触により、活性酸素が発生し、酸化（たとえば有機物の分解、BODやCODの除去等を含む）あるいは殺菌力を発揮する。この活性化効果はすぐに水膜を通して周りの液にも及ぼす。従って、汚水は酸化、殺菌される。
【００２６】
本発明において、格子状網体２０５の面を基準面Xに対して傾斜させると、水平方向から見た格子の大きさは相対的に小さくなる。従って、格子の目開きが大きいものを用いる場合は傾斜角を大きくして接触効果を挙げることができ、また逆に目開きが小さいものを用いる場合は傾斜角を小さくして抵抗をなくし接触効果を上げることができる。
【００２７】
以上本発明の実施の形態を説明したが、これらに限定されず、たとえばスタティックミキサー１からの混合液の導入口２０３を処理室２A以外にも、処理室２B、２Cの各々に設けることもできる。
【００２８】
また紫外線ランプの配置方向は、各処理室２A、２B、２Cの流れ方向と平行にしてもよい。
【００２９】
さらに格子状網体２０５の配置の方法は図２のような傾斜設置以外に、各々の格子状網体２０５を斜めに平行に設けることも可能である。
【００３０】
さらにまたスタティックミキサー１の上流側に餌、飼料、肥料などの自動供給装置を設けると、本発明の活性水にこれらを含有させることが可能となる。
【００３１】
さらに処理槽内には浮遊物等に沈殿防止等のために曝気手段を備えていてもよい。
【００３２】
本発明の適用範囲は、養殖池の池水に限らず、植物野菜工場に供給する水、花卉類の育成水などにも適用でき、肥料等に混入することは好ましいことである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、微細な気泡を含む混合水を処理槽内の格子状の光酸化触媒付着網体に通過接触せるものであるため、その網体との接触効果は非常に良好で、殺菌効果にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一例を示す概略断面図
【図２】上記装置に用いる処理槽の概略縦断面図
【図３】本発明の作用を説明する図
【符号の説明】
１：スタティックミキサー
２：処理槽
２A、２B、２C: 処理室
２０１：仕切り板
２０２：間隙
２０３：導入口
２０４：排出口
２０５：格子状網体
２０６：紫外線ランプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、殺菌効果に優れた活性化された水が得られる汚水等の浄化・活性化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、養殖池では、コストの低減のために高密度養殖が行われているが、高密度にすると、池水は魚介類自らが排出する老廃物や過剰な餌等によって汚染され、病原菌が発生しやすい環境にある。
【０００３】
このため、殺菌剤を使用している例があるが、魚介類に悪影響を及ぼす問題がある。
【０００４】
殺菌剤を使用しないで殺菌する方法として紫外線殺菌技術が知られているが、養殖池の外部から紫外線ランプを照射するだけでは養殖池の面積が大きくなると効果が不十分である。
【０００５】
なお、養殖池に空気を吹き込むことは行われているが、魚介類に新鮮な酸素を供給しているにすぎなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、殺菌効果に優れた活性化された水が得られる汚水等の浄化・活性化装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る汚水等の浄化・活性化装置は、原水に微細気泡を混入してなる気液混合水を導入し、紫外線処理を行う処理槽を有する汚水等の浄化・活性化装置において、該処理槽内に、その表面に酸化チタン光触媒が固着されてなる格子状網体が浸漬されており、該網体の上方であって前記酸化チタン光触媒に照射可能な位置に紫外線ランプを配設してなり、格子状網体の格子の大きさが０．５〜１０ mm □の範囲であり、前記微細気泡の周りに形成された水膜が前記格子を通過する際に前記酸化チタン光触媒に接触することを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、処理槽が平行な仕切り板によって多分割されて複数の処理室が形成され、各処理室は直列的な液流を形成可能なように連結され、最も上流側に位置する処理室には原水に微細気泡を混入してなる気液混合水を導入する導入口が連結され、最も下流側に位置する処理室には処理液を排出する排出口が連結されていることである。
【０００９】
また本発明の他の好ましい態様としては、格子状網体の面が処理槽内の液流に対向するように配置され、かつ水平液流に対して直交する面を基準にして±１０〜４５度の範囲で傾斜して配置されることである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の装置の一例を示す概略断面図、図２は処理槽の概略縦断面図である。
【００１２】
同図において、１は原水と空気を混合するスタティックミキサーである。スタティックミキサー１としては、実用新案登録第２１４２８１２号、実用新案登録第３００３５８１号に記載のスタティックミキシングモジュールを用いることができる。これらのスタティックミキシングモジュールは金属板を折り曲げ加工されて形成された羽根状のモジュール要素を組み合わせて交差流路が形成されており、原水と空気の混合水は羽根の間隙を規則的に連続的に多方向に分割分散して進行し、また各羽根面に衝突して、短時間に簡単に微細な気泡を含む液体、酸素飽和状態の液体になる。原水に水を用いれば酸素飽和水が得られ、海水を用いれば酸素飽和海水が得られる。
【００１３】
２は処理槽であり、該処理槽２は平行な仕切り板２０１によって3つに分割されて処理室２A、２B、２Cが形成されている。仕切り板２０１の先端と処理槽２の壁面には間隙２０２が形成され、各処理室２A、２B、２Cは直列的な液流を形成可能なようにその間隙２０２で連結されている。図示の例では３分割しているが、分割数は格別限定されない。
【００１４】
最も上流側に位置する処理室２Aには気液混合水を導入する導入口２０３が連結され、該導入口２０３には前述のスタティックミキサー１が連結されている。また最も下流側に位置する処理室２Cには処理液を排出する排出口２０４が連結されている。この排出口２０４から排出される処理水は各種用途に直接使用してもよいが、再度前記スタティックミキサー１に返送して循環処理してもよい。
【００１５】
処理槽２内には、格子状網体２０５が吊り下げ固定されている。格子状網体２０５における格子の大きさは、あまり小さすぎると目つまりを生じやすく、逆に大きすぎると光酸化触媒との接触効果が落ちるので、０．５〜１０mm□の範囲が好ましい。格子状網体２０５は処理槽内に液が張られた状態で浸漬している。
【００１６】
網体２０５の表面には酸化チタン光触媒が固定されている。本発明の装置に用いる酸化チタン光触媒は特に限定されず、また光酸化触媒を固定する方法や光酸化触媒の製造方法も特に限定されない。光酸化触媒の製造方法の一例をあげると、耐熱性強化繊維製メッシュ織布（たとえばガラス繊維製メッシュ織布など）にポリテトラフルオロエチレン等の懸濁液を塗布した後、乾燥、焼成を繰り返し、高機能性メッシュ体である格子状網体を得、その表面に酸化チタンルチル型粉末をバインダーや接着剤等で異物を介在させずに固定する方法であり、さらにポリテトラフルオロエチレンの溶融時に酸化チタンの粉末をふりかけて固定する方法も好ましい。
【００１７】
また本発明において、格子状網体２０５の面は処理槽２内の液流に対向するように配置され、かつ水平液流に対して直交する面（図２の符号Ｘで示される面）を基準にして±１０〜４５度の範囲で傾斜して配置されることが好ましい。図２の例では、基準面Ｘに対して上流側に角度a、下流側に角度ｂだけ傾斜している状態が示されている。従って、本発明では、このａとｂの各々が１０〜４５度の範囲で傾斜していることが好ましい。
【００１８】
網体２０５の上方には、３８０nm 以下の紫外線を照射できる紫外線ランプ２０６が設けられている。紫外線ランプ２０６は前記酸化チタン光触媒に照射可能な位置に配設されるもので、処理槽２の液面よりわずかに上方であればよい。紫外線ランプ２０６の取り付け方は特に限定されないが、図示しない透明な保護管（たとえばガラス管）内に装着することは好ましいことである。
【００１９】
図示の例では３本の紫外線ランプを用いているが、その数は処理槽の面積等に応じて変化させることができる。
【００２０】
本発明で用いることができる紫外線ランプとしては、市販の蛍光ランプを用いることができ、アーク放電の陽光柱を利用する熱陰極蛍光ランプ、グロー放電の負グローまたは陽光柱での紫外線を蛍光体で変換して可視光を出す冷陰極蛍光ランプなどいずれでもよいが、中でも小型化が可能な冷陰極蛍光ランプが好ましい。
【００２１】
次に、本発明の作用を説明する。
【００２２】
本発明では、たとえば処理対象となる汚水等をスタティックミキサー１に導入する。同時に必要量の空気も導入する。原水と空気の混合水はスタティックミキサー１の羽根の間隙を多方向に進行し各羽根面に衝突して微細な気泡を含む液体になる。
【００２３】
この微細な気泡を含む液は処理槽２に圧送され、処理室２Aに入り、光酸化触媒が固定された格子状網体２０５に接触する。光酸化触媒には紫外線が照射されている。昼間は太陽光線と共に、夜間は紫外線ランプにより紫外線照射され、２４時間連続した処理が可能となる。
【００２４】
酸化チタンに紫外線が照射されると、酸化チタン内の電子と正孔が励起される。励起状態の酸化チタン表面には気泡とともに汚水等が接触する。本発明では前処理でスタティックミキサーにより極めて微細な気泡が形成されるが、この気泡の周りには水膜が形成されている。この水膜は０．５〜１０mm□の範囲の大きさの目開きの格子を通過しようとする際に、気泡を内部に包含しているが故に図３のように酸化チタン（光酸化触媒）に接触する。気泡がなかったら、水のみが格子の間を通過するため、酸化チタンに接触しない部分が生じるおそれがある。また気泡は、格子間隙を通過する推進力にもなる。格子の径が小さくなればなるほどこの推進力は必要となる。従って、本発明ではこの気泡の推進力を利用できるので、格子の目開きを小さくでき、接触効率を上昇させることができる。
【００２５】
気泡と励起された酸化チタンの接触により、活性酸素が発生し、酸化（たとえば有機物の分解、BODやCODの除去等を含む）あるいは殺菌力を発揮する。この活性化効果はすぐに水膜を通して周りの液にも及ぼす。従って、汚水は酸化、殺菌される。
【００２６】
本発明において、格子状網体２０５の面を基準面Xに対して傾斜させると、水平方向から見た格子の大きさは相対的に小さくなる。従って、格子の目開きが大きいものを用いる場合は傾斜角を大きくして接触効果を挙げることができ、また逆に目開きが小さいものを用いる場合は傾斜角を小さくして抵抗をなくし接触効果を上げることができる。
【００２７】
以上本発明の実施の形態を説明したが、これらに限定されず、たとえばスタティックミキサー１からの混合液の導入口２０３を処理室２A以外にも、処理室２B、２Cの各々に設けることもできる。
【００２８】
また紫外線ランプの配置方向は、各処理室２A、２B、２Cの流れ方向と平行にしてもよい。
【００２９】
さらに格子状網体２０５の配置の方法は図２のような傾斜設置以外に、各々の格子状網体２０５を斜めに平行に設けることも可能である。
【００３０】
さらにまたスタティックミキサー１の上流側に餌、飼料、肥料などの自動供給装置を設けると、本発明の活性水にこれらを含有させることが可能となる。
【００３１】
さらに処理槽内には浮遊物等に沈殿防止等のために曝気手段を備えていてもよい。
【００３２】
本発明の適用範囲は、養殖池の池水に限らず、植物野菜工場に供給する水、花卉類の育成水などにも適用でき、肥料等に混入することは好ましいことである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、微細な気泡を含む混合水を処理槽内の格子状の光酸化触媒付着網体に通過接触せるものであるため、その網体との接触効果は非常に良好で、殺菌効果にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一例を示す概略断面図
【図２】上記装置に用いる処理槽の概略縦断面図
【図３】本発明の作用を説明する図
【符号の説明】
１：スタティックミキサー
２：処理槽
２A、２B、２C: 処理室
２０１：仕切り板
２０２：間隙
２０３：導入口
２０４：排出口
２０５：格子状網体
２０６：紫外線ランプ
Claims (3)
- 原水に微細気泡を混入してなる気液混合水を導入し、紫外線処理を行う処理槽を有する汚水等の浄化・活性化装置において、該処理槽内に、その表面に酸化チタン光触媒が固着されてなる格子状網体が浸漬されており、該網体の上方であって前記酸化チタン光触媒に照射可能な位置に紫外線ランプを配設してなり、前記格子状網体の格子の大きさが０．５〜１０ mm □の範囲であり、前記微細気泡の周りに形成された水膜が前記格子を通過する際に前記酸化チタン光触媒に接触することを特徴とする汚水等の浄化・活性化装置。
- 処理槽が平行な仕切り板によって多分割されて複数の処理室が形成され、各処理室は直列的な液流を形成可能なように連結され、最も上流側に位置する処理室には原水に微細気泡を混入してなる気液混合水を導入する導入口が連結され、最も下流側に位置する処理室には処理液を排出する排出口が連結されていることを特徴とする請求項１記載の汚水等の浄化・活性化装置。
- 格子状網体の面が処理槽内の液流に対向するように配置され、かつ水平液流に対して直交する面を基準にして±１０〜４５度の範囲で傾斜して配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の汚水等の浄化・活性化装置。
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