WO2014030197A1 - 流体処理装置および流体処理方法 - Google Patents

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松本　薫
裕明 篭原
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江田工事株式会社
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    • C02F2209/28—CH4
    • C02F2209/285—CH4 in the gas phase

Definitions

  • the present invention relates to a fluid treatment apparatus for removing gas contained in a liquid or reducing or removing a gas to be treated, for example, a gas such as methane gas dissolved in a liquid mainly composed of hot spring water or the like.
  • the present invention relates to a fluid processing apparatus and a fluid processing method suitable for removal.
  • Natural water (main component methane) that is a combustible gas is often dissolved in groundwater used for applications such as drinking water and hot spring water, and natural gas degassed from the groundwater accumulates. An explosion has occurred. Therefore, when groundwater is used for uses such as drinking water and hot spring water, it is regulated to remove dissolved combustible gas to a specified value or less.
  • JP 2006-265850 A JP-A-6-23349
  • groundwater such as hot spring water is usually supplied using a water supply pipe in a pressurized state by being pumped up by a pump.
  • a water supply pipe in a pressurized state by being pumped up by a pump.
  • degassing treatment after depressurizing or normalizing the water to be treated.
  • it is necessary to pressurize the water to be treated again which requires a pressure boosting equipment, and also causes an increase in running cost.
  • deaeration treatment is performed at normal pressure / open type, algae and aquatics are generated, which is not preferable in terms of hygiene.
  • the normal pressure / open type deaeration device tends to be large in size, and is difficult to apply in small scale applications.
  • an object of the present invention is to provide a fluid treatment capable of avoiding a decrease in productivity and an increase in running cost as much as possible in a reduced installation space, and removing dissolved gas from the water to be treated according to the amount of water passing efficiently.
  • An apparatus and a fluid treatment method are provided.
  • the present invention also provides a fluid processing apparatus and a fluid processing method suitable for uses such as removing dissolved gas (treated gas) components contained in a liquid mainly composed of water or dissolving a gas in a liquid. It is to provide.
  • an object of the present invention is to provide a novel fluid processing apparatus or fluid processing method for reducing or removing various gases.
  • a fluid processing apparatus for processing a liquid or a gas while flowing the liquid and the gas,
  • a sealed treatment tank in which a gas phase and a liquid phase coexist;
  • An injection pipe that is connected to the upper end of the processing tank and continuously injects a mixed fluid obtained by mixing a gas into the liquid from the front end to the liquid phase through the gas phase in the processing tank;
  • a discharge port provided in the processing tank, for continuously discharging the liquid phase liquid from the processing tank;
  • An exhaust port provided in the processing tank and exhausting the gas in the gas phase from the processing tank;
  • the height of the gas phase in the treatment tank is substantially constant by adjusting the flow rate of at least one of the gas and liquid constituting the mixed fluid, the liquid discharged from the discharge port, and the gas discharged from the exhaust port.
  • the treatment tank is a horizontally placed cylindrical container
  • the injection pipe has a plurality of injection units arranged at predetermined intervals along the central axis of the treatment tank, and a mixed fluid from the injection unit Is arranged so that the injection direction of the nozzle is orthogonal to the central axis of the treatment tank and toward the central axis of the treatment tank,
  • the fluid treatment device is characterized in that the ejection fluid ejects the fluid mixture from the ejection tube so that the air bubbles in the ejected fluid mixture reach the bottom of the processing tank.
  • a fluid processing method for processing a liquid or a gas while flowing the liquid and the gas Mixing a gas with the liquid to form a mixed fluid; Continuously injecting the mixed fluid into the liquid phase via the gas phase in the processing tank from an injection pipe connected to an upper part of a closed processing tank in which the gas phase and the liquid phase coexist. , Continuously discharging the liquid phase liquid in the treatment tank; Adjusting the displacement of the gas in the gas phase of the treatment tank; The gas phase in the processing tank is adjusted by adjusting at least one flow rate of the gas and liquid constituting the mixed fluid, the liquid phase liquid discharged from the processing tank, and the gas phase gas exhausted from the processing tank.
  • the treatment tank is a horizontally placed cylindrical container
  • the injection pipe has a plurality of injection units arranged at predetermined intervals along the central axis of the treatment tank, From the jet pipe, the mixed fluid from the jetting unit is directed to the central axis of the processing tank so as to be orthogonal to the central axis of the processing tank, and the bubbles in the mixed fluid reach the bottom of the processing tank.
  • a fluid processing method characterized by ejecting a mixed fluid.
  • the mixed fluid since the mixed fluid is continuously injected from the injection pipe into the liquid phase via the gas phase of the processing tank, the mixed fluid violently collides with the liquid phase, and By entering the deep part of the liquid phase, it is possible to easily dissolve the gas contained in the mixed fluid in the liquid. Further, the gas in the gas phase in the closed treatment tank can be dissolved in the liquid in the liquid phase.
  • the gas contained in the liquid from the beginning (the gas to be removed such as harmful gas) can be replaced with the gas contained in the mixed fluid. Therefore, when the liquid contains a gas to be removed, such as a harmful gas, the liquid can be treated as a liquid to be treated to purify the liquid. Alternatively, when the gas constituting the mixed fluid is a gas to be removed, such as a harmful gas, the gas is taken into the liquid, so that the harmful gas can be removed or reduced. it can.
  • the fluid processing apparatus of the present invention further includes a mixer for forming a mixed fluid to the ejection pipe, and the mixer has a flow path through which the liquid flows, and is accommodated in the flow path and is contained in the liquid. It is preferable to have a nozzle for jetting gas.
  • the jetted mixed fluid circulates along the inner peripheral wall of the container in the treatment tank.
  • the spray pipe may be connected to the upper part of the processing tank such that the tip of the spray pipe protrudes from the upper part of the processing tank into the tank.
  • the spray pipe may be composed of a plurality of branch pipes arranged in parallel at a predetermined distance from each other, and each branch pipe may be connected to the upper part of the processing tank so as to be orthogonal to the upper surface of the processing tank.
  • the pressure of the gas phase is adjusted to 0.12 MPa to 0.18 MPa.
  • the exhaust port is preferably provided with an exhaust valve that adjusts the pressure of the gas phase by adjusting the degree of opening of the exhaust port.
  • the height of the gas phase in the processing tank is preferably maintained at 5 to 50% of the height inside the processing tank (gas phase + liquid phase).
  • the present invention also provides a system in which a plurality of the processing devices are connected in series, and the liquid discharged from the upstream fluid processing device can be introduced into the downstream fluid processing device mixed with gas. .
  • the liquid when the liquid is sewage, methane contained in the sewage can be removed by being treated in the treatment tank.
  • the gas can be air and the liquid treated in the treatment tank can be enriched with oxygen.
  • degassing gas such as methane dissolved in a liquid
  • a processing tank etc. can be comprised compactly.
  • the deaeration process is performed while maintaining the temperature when pumping from the water feeding device. It is possible.
  • the gas contained in the mixed fluid is easily dissolved in, for example, a liquid mainly composed of water, and the gas contained in the water can be replaced with the gas contained in the mixed fluid. Therefore, the removal of the specific component contained in the liquid mainly composed of water and / or the increase of the dissolved amount of another gas component in the liquid mainly composed of water can be realized with a simple apparatus configuration. Based on this principle, the gas contained in the liquid constituting the mixed fluid is removed or reduced from the beginning, or the gas constituting the mixed fluid is removed or reduced by the processing apparatus or the processing method of the present invention. Can do.
  • FIG. 1 It is a front view which shows the liquid processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the mixer of the liquid processing apparatus shown in FIG. It is sectional drawing of the direction orthogonal to the axial direction for demonstrating the flow of the hot spring water discharged in the processing tank of the liquid processing apparatus shown in FIG. It is sectional drawing of the direction along the axial direction for demonstrating the flow of the hot spring water discharged in the processing tank of the liquid processing apparatus shown in FIG. It is a front view which shows the liquid processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a left view of the liquid processing apparatus shown in FIG. It is a right view of the liquid processing apparatus shown in FIG.
  • the fluid processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated based on drawing.
  • This fluid treatment apparatus is an example of a liquid treatment apparatus that discharges and removes a gas to be treated from water to be treated in which the gas to be treated is dissolved.
  • the processing apparatus of the present invention (third embodiment) is not limited to a liquid processing apparatus, and also functions as a gas processing apparatus that removes a gas to be processed using a liquid.
  • the water to be treated will be described as hot spring water and the gas to be treated will be methane gas.
  • the liquid processing apparatus removes methane gas from hot spring water and supplies it to the bathtub B.
  • the liquid processing apparatus includes a water supply device 10, an air supply device 20, and a processing unit 30.
  • the water supply device 10 is a water supply pump that pumps hot spring water from the water distribution pipe 11 to the treatment unit 30 via the water supply pipe 12.
  • various water supply pumps can be used. However, a turbo pump, a positive displacement pump, or the like can be used.
  • the air supply device 20 is a blower (gas supply device) that pressure-feeds air (degassed gas) that is a gas to the processing unit 30.
  • air degassed gas
  • various compressors, fans, blowers, and the like can be used as long as air (gas) can be pumped.
  • the air supply device 20 is provided with a gas flow meter (not shown) so as to be visible for maintaining the device.
  • the processing unit 30 mainly includes a mixer 31, a branch pipe 32, a processing tank 33, and an exhaust valve 34.
  • the mixer 31 has an outer pipe 31b in which an internal flow path 31d is formed, and the air fed from the air feeding device 20 and the hot spring water fed from the water feeding device 10 in the internal flow path 31d. And mix.
  • the mixer 31 is demonstrated based on FIG.
  • a pipe from the air supply device 20 is connected to the base end 311 and an inner pipe 31a to which air is pumped is arranged coaxially with the outer pipe 31b.
  • the water supply pipe 12 from the water supply device 10 is connected to a part (base end portion 311) of the outer surface of the outer pipe 31b. That is, the mixer 31 is formed in a double tube structure including an outer tube 31b and an inner tube 31a.
  • the 1st nozzle 31c which discharges in the hot spring water which took in the air pumped by the air supply apparatus 20 is provided in the front-end
  • a tank mixing eductor is employed as the first nozzle 31c.
  • the inner diameter gradually decreases in the direction of water flow (downstream) and is opened as a discharge port 31e provided at the end.
  • tube 31b functions as a 2nd nozzle.
  • the branch pipe 32 has a main pipe 321 coaxially connected to the downstream side of the mixer 31, and one end connected to the main pipe 321 at equal intervals in the longitudinal direction. It has a plurality of branch pipes 322 (322a to 322d) extending in a direction (lower side) orthogonal to the longitudinal direction of the pipe 321.
  • the plurality of branch pipes 322 are arranged with respect to the processing tank 33 so that the central axis thereof is directed to the central axis of the cylindrical processing tank 33, and the other ends of the plurality of branch pipes 322 are arranged on the outer peripheral surface of the processing tank 33. They are connected at equal intervals on the longitudinal line (the ridgeline in the horizontal position).
  • the inner diameter d1 of the branch pipe 322 is smaller than the inner diameter d0 of the main pipe 321.
  • the inner diameter d1 of the branch pipe 322 varies depending on the number of the branch pipes 322, but when the number of branch pipes 322 is four, the main pipe It is desirable to be less than or equal to one half of the inner diameter d0 of 321 (when N is the number of branch pipes 322, ⁇ Nth of the inner diameter d0 of the main pipe 321 is desirable).
  • branch pipes 322 are provided according to the length of the treatment tank 33, but can be any number depending on the conditions such as the component of the treated water, the amount of water, and the water pressure.
  • the other end of the branch pipe 322 is connected to the upper surface 33a of the processing tank 33, and protrudes from the upper surface of the processing tank 33 into the space inside the processing tank 33 with a predetermined length.
  • the protruding amount can be, for example, 10 to 30 mm.
  • the processing tank 33 is a cylindrical container having an inner diameter larger than that of the main pipe 321, and is installed in a laterally (falling down) state so that its axis (longitudinal direction) is a horizontal direction.
  • the other end of the branch pipe 322 of the branch pipe 32 is connected to the upper surface 33a of the processing tank 33 in a penetrating state.
  • a pressure gauge 331 for monitoring the pressure in the tank body is provided on one end surface 33 b of the processing tank 33.
  • a drain port for draining hot spring water from which methane gas has been degassed is provided at the lower portion of the other end surface 33c of the treatment tank 33, and a drain pipe 332 is connected to the drain port.
  • an exhaust pipe 333 is connected to an upper part of the other end surface 33c of the processing tank 33 to an exhaust port for exhausting methane gas discharged in the tank.
  • An exhaust valve 34 is provided at the other end of the exhaust pipe 333.
  • the exhaust valve 34 includes a flow rate adjustment valve 341 that restricts the flow rate of methane gas, which is a gas to be processed, accumulated in the upper space S (gas phase) of the treatment tank 33, and is normally open, but water is contained in the valve.
  • a gas vent 342 is provided that closes and restricts the discharge of water when the float rises and the internal float rises.
  • a plurality of exhaust valves 34 may be provided.
  • the exhaust gas flow rate and the processing tank are determined depending on whether the two exhaust valves 34 are opened together, only one of them, or both are opened.
  • the pressure in the partial space (gas phase) in 33 may be adjusted.
  • the water supply device 10 and the air supply device 20 are started. Hot spring water pumped up by the water supply device 10 is pumped from the water distribution pipe 11 to the water supply pipe 12 through the water supply apparatus 10. Moreover, the air taken in by the air supply device 20 is pumped to the mixer 31 via the inner tube 31a. In the mixer 31, as shown in FIG. 2, the air pressure-fed from the air supply device 20 to the inner pipe 31a is injected by the first nozzle 31c.
  • the air sprayed from the diffuser provided at the tip of the first nozzle 31c is taken into the hot spring water pressure-fed from the water supply pipe 12 to the tip 313 of the outer pipe 31b.
  • a mixed fluid is formed.
  • the mixed fluid is diffused into the outer tube 31b.
  • a part of the jetted air is dissolved in the hot spring water.
  • the mixed fluid When flowing through the tip 313 of the mixer 31, the mixed fluid flows toward the discharge port that functions as the second nozzle, where the cross-sectional area of the water passage gradually decreases, so further pressure is applied to the mixed fluid.
  • the mixed fluid (hot spring water) in an accelerated state flows from the mixer 31 to the main pipe 321 of the branch pipe 32, so that mixing with air is further promoted, thereby increasing the dissolved amount of air in the mixed fluid. .
  • the mixed fluid that has flowed through the main pipe 321 is further accelerated when it flows into the branch pipe 322 whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the main pipe 321. Then, the mixed fluid whose flow velocity has been increased by the branch pipe 322 is pressurized and injected from the front end of the branch pipe 322 into the processing tank 33. Since the flow rate of the mixed fluid is increased (pressurized), the mixed fluid can vigorously collide with the hot spring water in the treatment tank 33 and reach the hot spring water at the bottom of the treatment tank. Due to the behavior of the mixed fluid, the hot spring water in the tank can be vigorously stirred and mixed as described later.
  • the tip of the branch pipe 322 is provided so as to protrude to the inside of the upper surface 33 a of the processing tank 33, so that the pressurized mixed fluid is brought to the surface of the hot spring water accumulated in the tank through the tip of the branch pipe 322. It can be guided to collide vertically. Therefore, even if the water feeding speed of the water feeding device 10 is not high, it is possible to pressurize and spray the treated water stored straight without diffusing in the upper part of the tank.
  • the stirring and mixing in the tank will be described in detail based on the drawings.
  • the mixed fluid pressure-injected from the branch pipe 322 b connected to the upper surface 33 a of the processing tank 33 is vigorously sprayed to hot spring water that is a liquid phase accumulated in the tank.
  • the branch pipe 322 can be regarded as a mixed fluid injection pipe.
  • the sprayed mixed fluid violently collides with the surface of the hot spring water.
  • the chance of contact between the air, which is a gas phase, in the upper space S of the processing tank 33 and the mixed fluid increases, and the air is mixed into the mixed fluid.
  • the mixed fluid since the mixed fluid is pressurized by the branch pipe 322b and is guided and injected by the tip 332x of the branch pipe 322b, the mixed fluid reaches the inner bottom surface of the processing tank 33 as shown in FIG. Along the inner peripheral surface, the flow splits into two split flows L1 and L2 in opposite directions and rises.
  • the ascending diversions L1 and L2 merge with the mixed fluid ML pressure-injected from the branch pipe 322b, travel toward the bottom of the processing tank 33 again, and circulate as shown in FIG.
  • bubble circulation In order to generate such bubble circulation, the inner surface of the tank is advantageously a curved surface, and the vertical cross section of the processing tank 33 is preferably a circle or an ellipse.
  • the processing tank 33 it is necessary to maintain a gas phase and a liquid phase during the operation of the apparatus. It is known from the examples described later that it is effective to provide a gas phase that is 5% to 50% higher than the height (inner diameter) of the treatment tank. From another viewpoint, when the distance from the tip of the branch pipe 322 functioning as the injection pipe to the liquid surface is L, for example, the gas phase is set so that ⁇ 0.6 cm ⁇ L ⁇ 6.3 cm. Can be maintained. When the distance L is smaller than ⁇ 0.6 cm, that is, when the inside of the tank is almost only in the liquid phase, there is almost no oxygen dissolved from the gas phase to the liquid phase as will be described later, so the methane concentration is effectively reduced. It is not possible. On the other hand, the upper limit of the distance L also depends on the dimensions of the processing tank and the pressure of the gas phase, as will be described later. For example, the gas phase pressure in the processing tank 33 is increased by closing or narrowing the exhaust valve 34 of the processing tank.
  • the pressure of the gas phase in the treatment tank 33 can be controlled by adjusting the amount of gas discharged from the exhaust valve 34 (gas vent 342) and the flow rate of gas supplied by the air supply device 20.
  • the solubility of the gas in the liquid depends on the pressure of the gas, so by keeping the gas phase pressure relatively high, It is thought that the amount of dissolution increases.
  • oxygen is preferentially dissolved in the treated water when the gas phase pressure is increased (oxygen is 0 at 1 atm and 20 ° C.). .0031 cm3, and nitrogen dissolves by 0.0016 cm3).
  • methane dissolved in the mixed fluid is replaced with oxygen and released into the gas phase.
  • methane in the source can be effectively reduced when the gas phase pressure is in the range of 0.12 to 0.18 MPa, for example.
  • the amount of air fed from the air feeding device 20, the flow rate of hot spring water fed from the water feeding device 10, and the drain pipe 332 are discharged.
  • This can be realized by adjusting at least one of the flow rate of the liquid hot spring water and the flow rate of the gas discharged through the gas vent 342 (exhaust valve 34).
  • the flow rate of these fluids (gas and liquid) is adjusted by means (flow rate adjustment means) such as the water supply device 10, the air supply device 20, and / or the flow rate adjustment valve 341 (exhaust valve 34). Can be adjusted.
  • the case where the flow rate adjustment valve 341 of the exhaust valve 34 is completely closed is also included in “adjusting the exhaust amount of gas in the gas phase”. That is, the gas in the gas phase does not necessarily have to be exhausted from the exhaust valve 34.
  • the flow rate of the hot spring water varies depending on the source of the hot spring and the capacity of the liquid delivery device that delivers the source, but is, for example, 100 to 300 liters / minute, and the amount of air is, for example, 15 to 150 liters / minute. it can.
  • the ratio of the flow rate of hot spring water supplied by the water supply device 10 and the amount of air supplied by the air supply device 20, that is, the mixing ratio the liquid surface level from the tip of the branch pipe 322 is adjusted.
  • the distance L (or the height of the gas phase) is maintained almost constant.
  • the drain pipe 332 may be provided with a flow rate adjusting valve as part of the flow rate adjusting means.
  • the mixing ratio of air to hot spring water can be in the range of 0.05 to 1, expressed as air volume (liter / minute) / hot spring water (liter / minute), preferably 0.1 to 0.8. is there. If the mixing ratio is less than 0.05, the removal efficiency of methane decreases, which is not preferable. On the other hand, if the mixing ratio exceeds 1, the amount of air increases and the amount of processing of the source decreases, which is not preferable.
  • the mixed fluid ML pressurized and injected from the branch pipe 322 b also splits in the longitudinal direction of the tank, and then collides with the divided flow of the mixed fluid ML pressurized and injected from the adjacent branch pipe 322 c. Or rise while interfering. Then, when it reaches the vicinity of the water surface, it merges with the mixed fluid ML ejected from the discharge port of the branch pipe 322b, and begins to descend again toward the bottom surface of the processing tank 33.
  • the methane gas discharged into the bubbles rises in the hot spring water and accumulates in the upper space S (gas phase) of the treatment tank 33.
  • Gases such as methane gas and air in the upper space S are dissipated from the gas vent 342 to the atmosphere via a flow rate adjusting valve 341 that limits the flow rate. Therefore, since the gas restricted by the flow rate adjusting valve 341 remains in the upper space S, it is possible to maintain the upper space S under a certain pressure.
  • the mixed fluid (hot spring water) from which the methane gas has been degassed is discharged from a drain pipe 332 provided below the end of the treatment tank 33 in the longitudinal direction. Since the inside of the tank is under a constant pressure, hot spring water drains vigorously from the drain pipe 332. Therefore, the hot spring water fed by pressure from the drain pipe 332 can be delivered to the place where it is used without requiring a water feeding device such as a pump through other pipes.
  • the liquid processing apparatus injects a mixed fluid (hot spring water in which air is mixed) into hot spring water containing methane gas in a treatment tank under pressure, instead of dissolved methane gas. Since the methane gas can be discharged by dissolving the air in the hot spring water, there is no need to reduce the pressure to remove the processing gas or to increase the pressure for delivery after the removal. With this, degassing gas can be removed.
  • a mixed fluid hot spring water in which air is mixed
  • the liquid processing apparatus which concerns on this embodiment has as a main structure the mixer 31 which mixes the hot spring water from the deaeration water supply apparatus 10, and the air from the air supply apparatus 20, and the hot spring water from the mixer 31. Since the branch pipe 32 to be distributed, the treatment tank 33 for stirring and mixing the hot spring water from the branch pipe 32, and the exhaust valve 34 for discharging the discharged methane gas, it is possible to reduce productivity and reduce running in a small installation space. Cost increase can be avoided as much as possible.
  • the liquid treatment apparatus since the degassed hot spring water is discharged while the hot spring water is jetted into the treatment tank 33, the degassing process can be performed continuously, so that the dissolved gas is efficiently removed from the water to be treated. It is possible to improve productivity. Therefore, if the same amount of water to be treated is treated, the liquid treatment apparatus according to this embodiment can be configured in a compact manner.
  • the bubble reflux produced in the processing tank 33 has the following incidental effects. That is, the bubble circulation circulates in the treatment tank 33.
  • the bubbles circulating in the circumferential direction of the processing tank 33 circulate along the inner peripheral wall of the processing tank 33, solid contents such as hot water flowers and foreign substances hardly accumulate on the inner peripheral wall. Has a self-cleaning action. Therefore, clogging and failure of the processing tank 33 and piping equipment provided downstream thereof can be prevented, and the number of maintenance such as cleaning of the processing tank 33 can be reduced.
  • the liquid processing apparatus can be automatically operated.
  • automatic operation it is possible to provide a pressure switch that turns on when the hot spring water in the water supply pipe 12 reaches a predetermined pressure and starts the air supply device 20. This is because the hot spring water supplied by starting the water supply device 10 first flows into the bathtub B through the mixer 31 and the treatment tank 33, and a predetermined amount of hot spring water is stored in the bathtub B. Since the pressure of the hot spring water in the water supply pipe 12 increases, if the pressure of the hot spring water in the water supply pipe 12 is monitored, it is determined whether preparation for starting the air supply device 20 is completed. Because it can be done.
  • the flow rate of the air supply device 20 can be adjusted by providing an electric valve and a pressure regulating valve / flow rate valve between the air supply device 20 and the mixer 31. It functions as the flow rate adjusting means.
  • the liquid processing apparatus is characterized in that a plurality of processing units 30 including a processing tank 33 are provided and connected in series. As shown in FIGS. 5 to 7, the liquid processing apparatus includes three processing units 30. Those processing units 30 are the first-stage processing unit 30 from the upstream side, the second-stage processing unit 30 located downstream thereof, and the third-stage (final) stage located downstream of the second-stage processing unit 30. Processing unit 30.
  • the first stage, the second stage, and the third stage are abbreviated as appropriate.
  • the drain pipe 332a of the first-stage treatment tank 33 is connected to the second-stage water distribution pipe 334a located on the downstream side thereof, and is connected to the second-stage mixer 31.
  • the drain pipe 332b of the second stage treatment tank 33 is connected to the third stage water distribution pipe 334b and is connected to the third stage mixer 31.
  • a drain pipe 332c for discharging the degassed hot spring water is connected to the third-stage treatment tank 33.
  • tube 21 from the air supply apparatus 20 is arrange
  • the hot spring water from the water feeding device 10 flows to the mixer 31 of the first stage processing unit 30 and then flows to the processing tank 33 via the branch pipe 32.
  • the hot spring water from which the methane gas has been degassed in the treatment tank 33 is drained from the first-stage treatment tank 33 and flows to the second-stage mixer 31.
  • the remaining methane gas is degassed from the hot spring water and flows from the second stage treatment tank 33 to the third stage mixer 31.
  • it is delivered from the third-stage treatment tank 33 to the place where it is consumed from the drain pipe 332c. Methane gas discharged from the hot spring water is diffused into the atmosphere from each exhaust valve 34.
  • the methane gas that remains without being removed by the first-stage processing unit 30 alone is degassed by the second-stage and third-stage processing units 30 connected in series. Residual concentration of methane gas dissolved in water can be suppressed below a specified value that can ensure safety.
  • each branch pipe of the air supply rod 21 for pressure-feeding air to the mixer 31 is provided with an adjustment valve 22 (pressure adjustment valve / flow valve), the amount of air to each mixer 31 can be reduced. Can be adjusted.
  • the processing units 30 are connected in series, but may be connected in parallel if the amount of hot spring water treatment increases.
  • the processing units 30 are connected in parallel, one unit may be connected in parallel, or a plurality of units connected in series may be connected in parallel.
  • the processing units 30 are arranged in the vertical direction downward, but may be arranged in the horizontal direction.
  • the deaeration gas unit 30 can also be used by stopping the supply of air to the mixer 30 as necessary. For example, if the gas to be processed is sufficiently removed by the degassing process by the two processing units 30 in the first stage and the second stage, the pumping of air to the mixer 30 in the third stage is stopped. . By doing so, since the output of the air supply device 20 can be suppressed, an energy saving operation is possible.
  • the liquid processing apparatus according to the second embodiment can also be set to automatic operation. When performing automatic operation, it is possible to provide a pressure switch that turns on when the hot spring water in the water supply pipe 12 reaches a predetermined pressure and starts the air supply device 20. By doing so, automatic starting and stopping are possible.
  • the liquid treatment device according to the second embodiment is also stable. Operation can be performed and a stable deaeration state can be maintained.
  • the third-stage deaeration process is performed by connecting the discharge side and the water supply side of the third-stage deaeration unit with a circulation line and a circulation pump. It is characterized by circulating hot spring water in the unit.
  • an air processing tank 35 is connected to a drain pipe 332c of a third stage processing unit 30 with a water distribution pipe 351 interposed therebetween.
  • the air treatment tank 35 is provided with an exhaust valve 352 for exhausting air mixed in a gaseous state without being dissolved in the hot spring water in the air treatment tank 35.
  • the exhaust valve 352 is a flow rate adjustment valve 352a that restricts the flow rate of air, and is normally open, but when water enters the valve, the internal float rises and closes to restrict the discharge of water.
  • a gas vent 352b is provided.
  • the air treatment tank 35 is connected to a balance tank 36 with a communication pipe 361 interposed therebetween.
  • a first circulation pipe 371 is connected to the balance tank 36, a circulation pump 37 is connected to the first circulation pipe 371, and a second circulation pipe 372 is connected to the circulation pump 37.
  • the second circulation pipe 372 is connected to the mixer 31 of the third stage processing unit 30 through the water distribution pipe 334c together with the water distribution pipe 334b from the second stage processing tank 33.
  • the liquid processing apparatus shown in FIG. 8 configured as described above has the same operation from the first stage to the second stage as the liquid processing apparatus shown in FIG.
  • the hot spring water that has been processed and drained by the third-stage processing unit 30 is accumulated in the air processing tank 35.
  • air treatment tank 35 air that is not dissolved but mixed in the form of bubbles is diffused from the gas vent 342 to the atmosphere via the flow rate adjustment valve 341. If the gas (air) is mixed with the liquid (hot spring water), the circulation pump 37 is in an idle state and may cause abnormal vibration, but the air treatment tank 35 discharges remaining bubbles without being dissolved in the hot spring water. Thus, stable pumping by the circulation pump 37 can be performed.
  • the hot spring water from which air has been discharged in the air treatment tank 35 is accumulated in the balance tank 36. Once the hot spring water is stored in the balance tank 36, the hot spring water to be circulated to the third-stage treatment tank 33 is pumped from the balance tank 36 by the circulation pump 37. The hot spring water drained for use can be distributed in a well-balanced manner.
  • the hot spring water pumped from the balance tank 36 is sent again to the third-stage mixer 31 by the circulation pump 37. And since the methane gas which is to-be-processed gas is discharged
  • the circulation pump 37 is connected by the first circulation pipe 371 and the second circulation pipe 372 so that the hot spring water is circulated in the third stage processing unit 30.
  • the processing unit 30 may be circulated from the processing unit 30 at the second stage to the processing unit 30 at the second stage, or from the processing unit 30 at the third stage to the processing unit 30 at the first stage. That is, the number of stages of the treatment unit 30 and the number of stages to be circulated can be appropriately determined according to the dissolved concentration of the gas to be treated of the hot spring water and the treatment capacity of the treatment tank 30.
  • the hot spring water may be circulated not only by circulating the processing units 30 connected in series but also by providing a circulation pump in the liquid processing apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1). In this case, it is desirable to provide an air treatment tank 35 provided with an exhaust valve 352 and a balance tank 36 as in the liquid treatment apparatus shown in FIG.
  • hot spring water has been described as an example of the liquid to be treated (treated water).
  • the liquid is not limited to hot spring water, and water is mainly used (for example, 60%). Or more, preferably 85% or more), and includes tap water, seawater, river water, lake water, and the like.
  • it may be desirable to remove components such as dissolved gases contained in the liquid.
  • it is desirable to remove chlorine in order to use tap water as drinking water.
  • it may be desirable to reduce dissolved oxygen from wine or other beverages, or to remove volatile carbon dioxide such as methane gas, sulfur-containing gas such as hydrogen sulfide or carbon monoxide from polluted or polluted lake water. is there.
  • the present invention When removing chlorine from tap water, or when removing volatile carbon dioxide such as methane gas, sulfur-containing gas such as hydrogen sulfide, or carbon monoxide from polluted or contaminated lake water, it is mixed into the mixed fluid.
  • the gas can be air or oxygen. By doing in this way, it is possible to increase dissolved oxygen.
  • the present invention can be used not only for removing a specific component contained in a liquid but also for adding or enriching another gas component.
  • the processing apparatus for processing a liquid has been described.
  • the liquid constituting the mixed fluid is a target to be processed (liquid to be processed).
  • the processing apparatus of this embodiment is a gas processing apparatus that uses a gas constituting the mixed fluid as a processing target (a gas to be processed).
  • FIG. 14 shows the structure of such a gas processing apparatus.
  • This gas treatment apparatus is the same as that of the first embodiment except that the gas to be treated is introduced into the treatment unit 30 instead of compressed air and liquid such as water is supplied to the treatment unit 30 through the water pipe 12 instead of hot spring water. This is the same as the processing apparatus.
  • a gas to be treated containing odorous components or harmful components generated from a garbage disposal plant or factory as a gas to be treated is compressed through the pump 20 and introduced into the mixer 31.
  • water deodorizing liquid or harmful component removing liquid
  • the gas to be processed is dissolved in water in a small amount, and such a mixed fluid passes from the plurality of branch pipes 322 (322a to 322d) through the branch pipe 32 to the cylindrical processing tank 33. It is injected into the processing tank 33 so as to be directed toward the central axis.
  • a gas phase containing a gas to be processed exists in the processing tank 33, and is injected into the liquid phase of the processing tank via the gas phase, so that FIG. 3 and FIG.
  • the ejected mixed fluid violently collides with the surface of a liquid such as water, reaches the inner bottom surface of the processing tank 33, and many bubbles in the mixed fluid ML circulate. At this time, dissolution of the gas to be treated in water is promoted.
  • the pressure of the gas phase in the treatment tank 33 By keeping the pressure of the gas phase in the treatment tank 33 relatively high, the amount of the gas to be treated in the gas phase dissolved in the treated water increases. As a result, more odor components and harmful components in the gas to be treated mixed or dissolved in the mixed fluid are dissolved in water. Therefore, by using this processing apparatus, odor components and harmful components in the gas to be processed can be reduced.
  • the state of the additive liquid, solid, etc.
  • components for example, ozone, chlorine, sulfuric acid, hydrochloric acid, caustic soda
  • any component having various effective actions acts on or reacts with odors or harmful components in the mixer 31 or the treatment tank 33, and such odors or harmful components act effectively. Therefore, it is possible to further reduce odors or harmful components from the gas to be treated.
  • components that should be removed from the gas to be treated include ammonia, acetaldehyde, propionaldehyde, malbutyraldehyde, isobutyraldehyde, normal valeraldehyde, isovaleraldehyde methane, ammonia, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, methyl sulfide, and disulfide.
  • Examples include methyl, trimethylamine, nor, isobutanol, ethyl acetate, methyl isobutyl ketone, toluene, styrene, xylene, propionic acid, normal butyric acid, normal valeric acid, and isovaleric acid.
  • Such additives may be added to the mixer 31 through the water pipe 12 or may be added directly to the treatment tank 33. Depending on the state of the additive (solid such as powder, liquid, or gas), an appropriate introduction method can be taken.
  • different additives may be inserted in each stage of the processing unit.
  • the additive may be changed according to the gas species.
  • odor gas, air, and ozone are introduced into the first, second, and third stage processing units, respectively, so that the first, second, and third stages are processed.
  • Sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid can be introduced into the unit as additives.
  • a cylindrical tank is used as the processing tank 33, but other processing tanks may be used.
  • the processing tank 33 can have an elliptical shape whose vertical cross section is the long side direction in the up-down direction, a polygon more than a triangle whose corners are directed downward, or an irregular shape similar to these.
  • Example 1 The methane gas was degassed from the hot spring water using the liquid processing apparatus according to the second embodiment shown in FIG.
  • the material of the branch pipe 32 and the processing tank 33 used stainless steel (SUS150A).
  • the main pipe 321 of the branch pipe 32 has an inner diameter of about 5 cm and a length of about 78 cm.
  • the branch pipe 322 has an inner diameter of about 2.5 cm and a length of about 20 cm.
  • the first branch pipe 322d (see FIG. 1) is provided on the main pipe 321 at a distance of about 12 cm from the mixer 31, and the other branch pipes 322c to 322a are provided at intervals of about 18 cm.
  • the distal end 322x of the branch pipe 322 protrudes about 12.5 mm into the processing tank 33.
  • the treatment tank 33 has a cylindrical shape with an inner diameter of about 15 cm (actual measurement: 158.4 mm) and a length of about 80 cm, and an exhaust pipe 33 of about 25 mm ⁇ is laid on the upper part of the end.
  • the inner diameter of the inner tube 31a is about 1.5 cm
  • the inner diameter of the outer tube 31b is about 6.5 cm.
  • a tank mixing eductor manufactured by Spraying Systems Japan Co., Ltd. was used for the first nozzle 31c of the mixer 31, a tank mixing eductor manufactured by Spraying Systems Japan Co., Ltd. was used.
  • the distance L from the tip of the branch pipe 322 to the liquid surface was adjusted to 2.4 cm.
  • the dimension of the branch pipe 32 and the processing tank 33 can be changed according to a processing capacity.
  • Example 1 24% LEL hot spring water from a source located in Miyano, Yame city, Fukuoka Prefecture was degassed.
  • % LEL indicating the concentration of combustible gas (methane gas) is the lower explosion limit value of combustible gas (concentration at which methane gas starts to explode. In the case of methane gas, 5% by volume (50,000 ppm)) is 100. It is the ratio of the gas concentration when The measurement of the concentration of methane gas was performed in accordance with the combustible gas measurement method (head space method) in the hot spring method using a catalytic combustion type gas sensor combined gas detector Cosmo Detector XP-3118S.
  • the gas concentration of methane gas exhausted from the exhaust valve 34 of the first stage processing unit 30 is 55% LEL. It was.
  • the gas concentration of methane gas exhausted from the exhaust valve 34 of the second stage processing unit 30 was 33% LEL. Furthermore, the gas concentration of the methane gas exhausted from the exhaust valve 34 of the third stage processing unit 30 was 12% LEL.
  • the gas concentration measurement of the exhaust valve performed here was measured using a methane gas measuring device (contact combustion gas sensor combined gas detector Cosmo Detector XP-3118S) at the outlet of the exhaust valve.
  • the methane gas concentration of the final third-stage treated water was 3.0% LEL as a result of the headspace method, and the target methane gas concentration was 5.0% LEL or less. .
  • methane gas is degassed from the hot spring water step by step by performing the deaeration process in the processing tank 33 of the processing unit 30 of the first stage, the second stage, the second stage, and the third stage. It can be seen that the concentration is low.
  • Example 2 In Example 2, the liquid processing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 5 used in Example 1 was used. Then, 8% LEL hot spring water from the source of Harazuru Onsen, Asakura City, Fukuoka Prefecture was degassed. First, air was pumped to the mixer 31 by the air feeding device 10 at an air volume of 160 m 3 / h and a pressure of 0.35 MPa. Moreover, the hot spring water was pumped to the mixer 31 at a pressure of 0.11 MPa and a water volume of 253 L per minute by the water feeder 20. As a result, the methane gas concentration of the treated water in the final third stage degassing treatment unit was 3.7% LEL, and the target methane gas concentration was 5.0% LEL or less.
  • Example 3 Also in Example 3, the liquid processing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 5 used in Example 1 was used. And the air volume of the air supplied by the air supply device 10 is 240 m 3 / h, the pressure is 0.35 MPa, the pressure of the hot spring water supplied by the water supply device 20 is 0.11 MPa, the flow rate is 253 L / min, The amount of exhaust gas was adjusted accordingly. In this state, 8% LEL hot spring water from the source of the Harazuru hot spring was degassed in the same manner as in Example 1. The methane gas concentration of the treated water from the final (third stage) deaeration unit was measured and found to be 0.1% LEL or less, which is the measurement limit.
  • Example 4 tap water was treated using the liquid treatment apparatus according to the second embodiment shown in FIG.
  • the chlorine concentration in tap water was 0.24 ppm, and the oxygen concentration was 11.8 ppm.
  • the air feeding device 10 pumped air to the mixer 31 at a pressure of 0.4 MPa, and the water feeding device 20 pumped tap water to the mixer 31 at a pressure of 0.1 MPa and a water volume of 200 L / min.
  • the chlorine concentration of the treated water from the final treatment unit 30 was 0.00% ppm (less than the measurement limit value), and the oxygen concentration was 15.2 ppm. From this result, it can be seen that the chlorine concentration in water can be reduced and the dissolved amount of oxygen can be increased by using the liquid treatment apparatus of the present invention.
  • the liquid treatment apparatus of the present invention removes dissolved specific components such as methane gas in hot spring raw water and chlorine in tap water, and dissolves other beneficial gas components in the water to be treated. It can be made. According to the results of Example 4, the liquid treatment apparatus of the present invention can be used as a water purifier or provided as bathing water for atopic patients or the like by being connected to a water pipe. .
  • the following experiment was also conducted as a treatment of tap water.
  • nitrogen is pumped to the mixer 31 at a pressure of 0.4 MPa instead of air by the air feeding device 10, and tap water is fed at a pressure of 0.1 MPa by the water feeding device 20. It was pumped to the mixer 31 with an amount of water of 200 L / min.
  • the oxygen concentration of the treated water from the final treatment unit 30 was reduced to 2.6 ppm. From this, it can be seen that various gases such as nitrogen can be used for the mixed fluid to replace the gas component dissolved in the water to be treated.
  • the fluid processing apparatus of the present invention treats not only the liquid processing apparatus that degass the gas contained in the liquid but also the gas constituting the mixed fluid as the processing gas, and removes or reduces the processing gas. It can be used as a gas processing device.
  • Example 5 In Example 5, a cylindrical processing tank made of acrylic whose inside can be observed was produced as the processing tank 33 shown in FIG. The results are shown in FIGS. As can be seen from the photographs shown in FIGS. 9 and 10, it was confirmed visually that the bubbles in the mixed fluid had reached the bottom of the treatment tank 33. It was clarified in a test using an acrylic treatment tank that such a recirculation flow was also generated in the longitudinal direction of the treatment tank.
  • Example 6 In Example 6, while changing the distance L from the tip of the branch pipe 322 to the liquid surface, the bubbles generated in the tank were observed, and the oxygen concentration in the hot spring water discharged from the treatment tank 33 was measured. As a result, when the distance L is greater than 0 cm and 6.3 cm or less, that is, the height of the gas phase is 9.1 mm to 71.1 mm (5.1% to 46.8% with respect to the diameter of the treatment tank). ), It was confirmed that many bubbles were generated in the tank. Moreover, the oxygen concentration in the hot spring water discharged from the drain pipe 332 was high. When the distance L was zero, that is, when the inside of the tank was only in the liquid phase, a large amount of bubbles as in the photograph shown in FIG. 9 was not observed.
  • Example 7 how to change the concentration of methane gas and the dissolved oxygen concentration in the treated water by changing the amount of air sent from the air supply device 10 using the liquid processing device used in Example 1 is as follows.
  • the conditions were investigated.
  • As the water to be treated the source of Harazuru Onsen, Asakura City, Fukuoka Prefecture was used.
  • the methane concentration of Harazumi collected at the time of the experiment was 12% LEL.
  • the pressure tank was attached to the waste water side of the liquid processing apparatus, and the pressure difference between the input side and the output side of the water to be treated was adjusted.
  • the supply water pressure and supply water amount of the water supply device are about 0.18 MPa and 253 L / min, the air pressure of the air supply device is 0.26 MPa, and the air flow rate is 0, 20, 40, 60, 80 and The methane concentration and dissolved oxygen concentration of the treated water when changing stepwise to 100 liters / minute were measured.
  • the pressure in the pressure tank was 0.14 MPa.
  • the two exhaust valves 34 are both open (fully open). Further, the pressure of the gas phase formed in the first stage treatment tank 33 when the deaeration process is performed at each air flow rate is measured with a pressure gauge attached in the vicinity of the exhaust valve 34, and the gas phase The height (width) in the treatment tank 33 was measured through the acrylic end face of the treatment tank 33.
  • the “height of the gas phase” in the table is a value obtained by measuring the distance to the liquid surface on the basis of the outer diameter of the tank, the thickness of the tank is actually 3.4 mm from the value in the table.
  • the subtracted value represents the height of the gas phase.
  • the oxidation-reduction potential was measured with an oxidation-reduction potentiometer (Sato Corporation YK-23RP). The results are shown in the table of FIG. In this table, the actual values of the air flow rate of the first-stage treatment tank and the air pressure of the air supply device are listed in the “first tank insertion amount” column.
  • the first and second stage treatment tanks are also described in the “second tank insertion amount” and “third tank insertion amount” columns.
  • the liquid phase pressures in the first to third stage treatment tanks are shown in the columns of “first tank pressure”, “second tank pressure”, and “third tank pressure”.
  • the height of the gas phase in the treatment tank 33 increases as the amount of air introduced increases. It can be seen that there is a gas phase (71.6 mm) that is 45.2% of the inner diameter of the treatment tank at the maximum. This is considered to be because the gas phase pressure in the processing tank 33 increased with the increase in the amount of air. Actually, the pressure in the gas phase measured in the vicinity of the exhaust valve 34 increases with the air flow rate. Note that the oxidation-reduction potential increases as the air introduction amount increases. This is consistent with an increase in the amount of dissolved oxygen.
  • Example 8 The source water used in Example 7 was degassed under the same conditions as in Example 7 except that one of the two exhaust valves 34 was closed (half-opened state). The results are shown in the table of FIG. In this table, the setting of the air flow rate in the first to third stage treatment tanks is changed from the initial value (0, 20, 40, 60, 80 and 100 liters L / min) in Example 7. However, the actual value varies somewhat from the initial value due to one-side closing of the exhaust valve 34 or the like. The same applies to the air pressure. Based on the results in the table of FIG. 13, changes in the methane concentration and dissolved oxygen concentration of the treated water with respect to the amount of air are shown in the graph of FIG.
  • the vertical axis of the graph represents both the methane concentration (% LEL) and the oxygen concentration (mg / L). From the graph of FIG. 12, the concentration of methane in the treated water decreases as the amount of air mixed in the source increases as in the result of Example 7. On the contrary, it can be seen that the amount of dissolved oxygen in the treated water increases as the amount of air mixed into the source increases. Also in this example, the oxidation-reduction potential increases with an increase in the amount of air introduced, which is consistent with an increase in the amount of dissolved oxygen.
  • Example 9 The source water used in Example 7 was deaerated under the same conditions as in Example 7 except that both of the two exhaust valves 34 were closed (fully closed state). The results are shown in the table of FIG. In this table, the setting of the air flow rate in the first to third stage treatment tanks is changed from the initial value (0, 20, 40, 60, 80 and 100 liters L / min) in Example 7. However, the actual value varies somewhat from the initial value due to closing of the exhaust valve 34 or the like. The same applies to the air pressure. From the results in Table 1, the concentration of methane in the treated water decreases as the air volume increases from 0 to 80 liters / minute, and the dissolved oxygen volume increases as the amount of air mixed into the source increases. ing. Also in this example, the oxidation-reduction potential increases with an increase in the amount of air introduced, which is consistent with an increase in the amount of dissolved oxygen.
  • Example 10 in order to investigate the change of the methane concentration and dissolved oxygen concentration in the treated water with respect to the pressure of the gas phase in the treatment tank 33 using the liquid treatment apparatus used in Example 1, the air flow rate was set to 100 L / min. The deaeration process was performed by changing the degree of opening of the exhaust valve 34 stepwise.
  • the source of the Harazuru hot spring was used as in Examples 7 to 9, but the methane concentration of the source water collected during the experiment was 9.3% LEL, and the supply water pressure and the supply water amount of the water supply device were
  • the air pressure of each of the first to third stage treatment tanks was 0.33 MPa, and the pressure in the pressurization tank was 0.13 MPa, respectively, at about 0.18 to 0.195 MPa and 253 L / min.
  • the degree of opening of the exhaust valve 34 was processed in a state where two exhaust valves were opened (fully opened), only one was opened (half-opened), and both were closed (fully closed).
  • the methane concentration and dissolved oxygen concentration of the treated water in these cases were measured and shown in Table 1 below together with the pressure and height of the gas phase in the first treatment tank 33.
  • Table 1 The methane concentration and dissolved oxygen concentration of the treated water in these cases were measured and shown in Table 1 below together with the pressure and height of the gas phase in the first treatment tank 33.
  • Table 1 it is possible to observe the influence of the change in the pressure of the gas phase by changing the opening amount of the exhaust valve while keeping the air amount to be introduced constant. From the results in Table 1, it can be seen that when the exhaust valve is fully opened to fully closed, the amount of gas phase gas exhausted is reduced, and the gas phase pressure increases and the gas phase height increases. .
  • methane in the treated water decreases and dissolved oxygen increases. From this result, it can be seen that the methane concentration and dissolved oxygen concentration in the treated water depend on the pressure of the gas phase in the treatment tank 33. This is consistent with Henry's law that the amount of dissolved gas depends on the pressure of the gas.
  • Example 11 in order to investigate the change in the methane concentration and dissolved oxygen concentration in the treated water with respect to the gas phase pressure when the pressure of the gas phase in the treatment tank 33 is lowered as compared with Example 10, the air flow rate is set to 100L.
  • the water pressure of the water feeding device and the amount of water supplied were reduced to about 0.155 MPa and 253 L / min, the air pressure of the air feeding device was reduced to 0.2 MPa, and the pressure of the pressure tank was reduced to 0.1 MPa.
  • the source of the Harazuru Onsen was used in the same manner as in Examples 7 to 9, but the methane concentration of the source water collected during the experiment was 11% LEL.
  • the degree of opening of the exhaust valve 34 was set such that two exhaust valves were opened (fully opened), only one was opened (half-opened), and both were closed (fully closed).
  • the methane concentration and dissolved oxygen concentration of the treated water in these cases were measured and shown in Table 2 below together with the pressure and height of the gas phase in the first stage treatment tank 33.
  • Example 12 the processing was performed by changing the air flow rate of 100 L / min in the first to third stage treatment tanks in Example 11 to 50 L / min.
  • the methane concentration of the source water of the Harazuru Onsen used was 11% LEL as in Example 11, the supply water pressure and supply water amount of the water supply device were about 0.15 MPa and 253 L / min, respectively.
  • the air pressure of the apparatus was 0.2 MPa, and the pressure of the pressure tank was 0.1 MPa.
  • two exhaust valves 34 are added, all four exhaust valves 34 are opened (fully opened), only two are opened (half-open), and only one is opened. (1/4 open), each was processed in the state of closing (all closed).
  • the methane concentration and dissolved oxygen concentration of the treated water in these cases were measured, and are shown in Table 3 below together with the pressure and height of the gas phase in the first treatment tank 33.
  • Example 13 In this example, when the amount of air sent from the air supply device 10 is changed as in Examples 7 to 9, how the content of radon, which is a hot spring component for methane and oxygen dissolved in the treated water, changes.
  • the source of Harazuru Onsen, Asakura City, Fukuoka Prefecture was used in the same manner as in Examples 7-10.
  • the source methane concentration was 13% LEL
  • radon content was 4.6 Ci / kg ⁇ 10-10
  • oxygen was 1.8 mg / L.
  • the air amount of the air supply device 10 was adjusted so that the target concentration of methane in the treated water was about 5% LEL
  • the air amount of the first treatment tank was 10 liters / minute (second step).
  • the concentration of methane in the treated water was 4.6% LEL at 10 liters in the first treatment tank and 0 liters in the third treatment tank.
  • the supply water pressure and the supply water amount of the water supply device were about 0.16 MPa and 253 L / min, the air pressure of the air supply device was 0.26 MPa, and the pressure of the pressure tank was 0.12 MPa.
  • the radon in the treated water under these conditions was 4.5 Ci / kg ⁇ 10 ⁇ 10 which was almost the same as the source, and the oxygen was 4.6 mg / L.
  • the measurement of radon, methane and dissolved oxygen concentrations in the source and treated water in this example is the result of a survey by the Kyushu Environmental Management Association.
  • the air amount of the air supply device 10 was adjusted so that the target concentration of methane in the treated water was approximately 2.5% LEL
  • the air amount to the first stage treatment tank was 80 liters / minute
  • the concentration of methane in the treated water was 2.5% LEL in the second-stage treatment tank having an air volume of 90 liters and the third-stage treatment tank having an air volume of 55 liters).
  • the supply water pressure and the supply water amount of the water supply device were about 0.16 MPa and 253 L / min
  • the air pressure of the air supply device was 0.26 MPa
  • the pressure of the pressure tank was 0.125 MPa.
  • the radon in the treated water under these conditions was 2.4 Ci / kg ⁇ 10-10, and oxygen was 8.3 mg / L.
  • the air amount of the air supply device 10 is adjusted so that the target concentration of methane in the treated water is about 0.7% LEL
  • the air amount of the first stage treatment tank is 190 liters / minute (second The methane concentration in the treated water was 0.6% LEL in the 200 liter air volume in the stage treatment tank and the 60 liter air quantity in the third stage treatment tank).
  • the supply water pressure and the supply water amount of the water supply device were about 0.16 MPa and 253 L / min
  • the air pressure of the air supply device was 0.26 MPa
  • the pressure of the pressure tank was 0.13 MPa.
  • the radon in the treated water under these conditions was 0.6 Ci / kg ⁇ 10 ⁇ 10 and oxygen was 9.6 mg / L.
  • the treatment apparatus and the treatment method of the present invention mix the gas while flowing the water to be treated to form a mixed fluid, and the gas in the treatment tank in a sealed state while flowing the mixed fluid. Is dissolved in the treated water and degassed, and finally discharged as treated water. Therefore, since it can process continuously as it is, without stopping the to-be-processed water which springs out, such as a hot spring, it can process with high efficiency. On the other hand, a large-capacity tank or bath for storing the liquid to be processed for processing is unnecessary, so that the apparatus itself becomes compact. Therefore, the processing apparatus of the present invention can realize space saving and reduce the manufacturing cost.
  • the treated water that has been treated is treated (processed) homogeneously, that is, so that the dissolved components have the same concentration, and thus is useful for various applications.
  • the processing apparatus and processing method of the present invention can be considered to have the following wide applications and application examples.
  • utilization of water is indispensable, but in hydroponics (liquid fertilizer) cultivation, the amount of dissolved oxygen in the water used, sterilization, and fertilizer injection are important.
  • the processing apparatus of the present invention can meet these demands.
  • air and ozone as the gas constituting the mixed fluid, sterilization of the used water can be performed while flowing.
  • fertilizers such as liquid manure, can be mixed in the mixed fluid by dissolving in water constituting the mixed fluid.
  • an additive inlet such as a fertilizer can be provided in the mixer for generating the mixed fluid, and not only liquid fertilizer but also powder can be introduced.
  • the water (liquid) discharged from the treatment apparatus can maintain the oxygen dissolved amount at a certain level or more, and the water having a uniform oxygen concentration ( Liquid) can be supplied to the planter.
  • the water having a uniform oxygen concentration Liquid
  • this treatment device can be used in the fishery field.
  • the amount of oxygen contained in water is important, but as shown in the above embodiment, treated water containing a constant amount of dissolved oxygen by always injecting air as the gas of the mixed fluid (for example, seawater) can be supplied. Since the processing capacity of the device can be changed freely depending on the size of the processing tank and the performance of the water supply device, it can be scaled up to suit the application from car transport to large fish tanks.
  • water such as ozone can be mixed in the mixed fluid to sterilize water or add insufficient oxygen.
  • the processing liquid can be continuously discharged (supplied) by the continuous processing, it can be supplied in the form of a water flow from the discharge side of the apparatus, and can be used for growing fish storage that requires the water flow.
  • the water in the water tank is supplied to the mixer of the present processing apparatus to circulate the treated water between the water tank and the present processing apparatus based on the detected dissolved oxygen amount.
  • the present invention can also provide a system for automatically operating the present processing apparatus in combination with the dissolved oxygen detector and the control apparatus.
  • the present treatment apparatus is also useful for sewage treatment, particularly for removing sewage collected and methane gas generated during the treatment process.
  • this treatment device is a closed system, gas can be collected through the exhaust gas valve, and the odor of the drainage discharged from sewage and waste treatment facilities is not leaked to the outside, reducing the environmental burden. Can do.
  • this processing apparatus performs processing continuously while flowing the liquid to be processed, it is possible to collect methane gas or the like that is constantly generated therefrom and reuse it as an energy resource.
  • the exhaust gas valve connected to the treatment tank of the present processing apparatus can be connected to a methane recovery cylinder or a power generation apparatus through a gas pipe or the like.
  • the gas dissolved in the to-be-processed water was mainly substituted and demonstrated and the example which makes gas dissolve in to-be-processed water was given and demonstrated, as demonstrated in 3rd Embodiment and Example 4.
  • the liquid is handled as the processing target, but also the gas constituting the mixed fluid is handled as the processing target, whereby the gas that is the processing target can be reduced.
  • a gas to be processed such as off-flavor gas generated from a garbage disposal plant or factory constitutes a mixed fluid together with a liquid such as water, and is introduced into the apparatus of the present invention.
  • the gas to be treated can be recovered or removed by taking the gas into a liquid such as water (dissolving) or replacing the gas with a liquid such as water that has been dissolved from the beginning.
  • the present invention is suitable when the treated water is used in the industry, agriculture, fishery industry, service industry, general life, because the treated gas is dissolved and there is a problem in use, It is particularly suitable for removing dissolved methane gas from hot spring water. Further, the present invention can be used not only for removal of specific components contained in water-based liquids but also for addition and enrichment of other gas components, so that the quality of bath water, lotion, and beverages can be improved. It is also effective for environmental preservation such as preservation and improvement of river and lake water. In addition, a wide range of applications are expected in the fields of agriculture, sewage treatment, and fisheries.

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Abstract

　流体処理装置は、液体を圧送する送水装置１０と、気体を圧送する送気装置２０と、液体を気体と混合する混合器３０と、分岐管３２により分かれた気体が混合された混合流体が加圧噴射される円筒状の処理槽３３と、処理槽３３内の気相からのガスを排気する排気バルブ３４とを備えている。処理槽３３では、気／液相が維持され、分岐管３２からの液体が上部から気相を介して加圧噴射されることで槽内に溜まった液水と撹拌混合されるとともに、処理槽３３の気相の気体が液相の液体に溶解することで、液体に含有するメタンなどのガスを除去することができる。あるいは、気体が有害気体である場合には、液相への溶解を通じて有害気体を低減することができる。

Description

流体処理装置および流体処理方法
　本発明は、液体中に含まれる気体を除去したり被処理気体を低減または除去するための流体処理装置に関し、例えば、温泉水等の水を主体とした液体に溶存したメタンガスのような気体の除去に適した流体処理装置および流体処理方法に関するものである。
　飲料水や温泉水などの用途に使用される地下水には、可燃気体である天然ガス（主成分メタン）が溶存している場合が多く、該地下水から脱気された天然ガスが蓄積して、爆発する事故が発生している。そのため、地下水を飲料水や温泉水などの用途に用いる場合、規定値以下にまで溶存可燃性ガスを除去するよう規制されている。
　従来、被処理ガスに含まれる溶存ガスを脱気する方法としては、液の入った容器を減圧にする方法（例えば、特許文献１参照）や、常圧で被処理ガスに除去対象でないガスをバブリングして、溶存ガスを脱離させる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６－２６５８５０号公報 特開平６－２３３４９号公報
　ところで、温泉水などの地下水は、ポンプで汲み上げられたりすることにより、通常、加圧された状態で送水パイプを用いて供給される。
　従来の技術では、加圧した状態の被処理水から溶存したメタンガスを除去するに当たり、被処理水を減圧化、あるいは常圧にしてから、脱気処理を行う必要があるため、配管を介して供給するためには、再度被処理水を加圧する必要があり、昇圧設備が必要となり、また、ランニングコスト上昇を招くという問題があった。
　また、地下水などミネラル分を含む被処理水の場合には、常圧・開放式で脱気処理を行う場合、藻やアオコなどが発生し、衛生面で好ましくない。また、常圧・開放式の脱気装置は、装置が大型化しやすく小規模用途での適用が困難である。
　このように、従来の液体処理設備には、いまだ課題が多いのが実情である。
　かかる状況下、本発明の目的は、省設置スペースで生産性低下やランニングコスト上昇を極力回避し、効率的に通過する水量に合わせて被処理水から溶存ガスを除去することが可能な流体処理装置および流体処理方法を提供することである。
また、本発明は水を主体とする液体に含まれる溶存ガス（被処理ガス）成分を除去したり、液体中に気体を溶存させたりするなどの用途に適した流体処理装置及び流体処理方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、種々の気体を低減または除去するための新規な流体処理装置または流体処理方法を提供することにある。
　本発明の第１の態様に従えば、液体及び気体を流動させながら液体または気体を処理する流体処理装置であって、
　気相と液相が共存する密閉された処理槽と、
　先端が前記処理槽上部に連結され、前記液体に気体を混合させた混合流体を前記先端から前記処理槽内の前記気相を介して前記液相に連続的に噴射する噴射管と、
　前記処理槽に設けられ、前記液相の液体を前記処理槽から連続的に排出する排出口と、
　前記処理槽に設けられ、前記気相の気体を前記処理槽から排気する排気口と、
　前記混合流体を構成する気体及び液体、前記排出口から排出される液体並びに前記排気口から排出される気体の少なくとも一つの流量を調整することにより前記処理槽内の気相の高さをほぼ一定に維持する流量調整手段とを備え、
　前記処理槽は、横置きにされた円筒状の容器であり、前記噴射管は、処理槽の中心軸に沿って所定間隔で配列する複数の噴射部を有し、当該噴射部からの混合流体の噴射方向が処理槽の中心軸に直交するように且つ処理槽の中心軸に向かうように配置されており、
　前記噴射管は、噴射された前記混合流体中の気泡が前記処理槽の底部に至るように、前記噴射管から混合流体を噴射させることを特徴とする流体処理装置が提供される。
　本発明の第２の態様に従えば、液体及び気体を流動させながら液体または気体を処理する流体処理方法であって、
　前記液体に気体を混入して混合流体を形成することと、
　前記気相と液相が共存する閉鎖された処理槽の上部に連結された噴射管から、前記混合流体を前記処理槽中の前記気相を介して前記液相に連続的に噴射することと、
　前記処理槽の液相の液体を連続的に排出することと、
　前記処理槽の気相の気体の排気量を調整することと、
　前記混合流体を構成する気体及び液体、前記処理槽から排出される液相の液体並びに前記処理槽から排気される気相の気体の少なくとも一つの流量を調整することにより前記処理槽内の気相の高さをほぼ一定に維持することを含み、
前記処理槽は、横置きにされた円筒状の容器であり、前記噴射管は、処理槽の中心軸に沿って所定間隔で配列する複数の噴射部を有し、
前記噴射部からの前記混合流体が処理槽の中心軸に直交するように且つ処理槽の中心軸に向かうとともに、前記混合流体中の気泡が前記処理槽の底部に至るように、前記噴射管から混合流体を噴射させることを特徴とする流体処理方法が提供される。
　本発明の第１および第２の態様によれば、噴射管から混合流体が処理槽の気相を介して液相に連続的に噴射されるので、混合流体が液相に激しく衝突し、且つ液相の深部まで進入することで、混合流体に含まれる気体を液体中に溶存させ易くすることができる。また、閉鎖された処理槽の気相の気体を液相中の液体に溶存させることができる。一方で、液体に最初から含まれていた気体（有害気体のような除去されるべき気体）は混合流体に含まれる気体に置換されることができる。それゆえ、液体に有害気体のような除去されるべき気体が含まれている場合には、その液体を被処理液体として処理して液体を浄化することができる。あるいは、混合流体を構成する気体が有害気体のような除去されるべき気体である場合には、その気体が液体中に取り込まれることになるので、そのような有害気体を除去または低減することができる。
　本発明の流体処理装置において、さらに、前記噴射管への混合流体を形成するための混合器を備え、該混合器は、液体が流通する流路と、該流路内に収容されて液体内に気体を噴出するノズルとを有することが好ましい。
　本発明の流体処理装置及び流体処理方法において、前記処理槽では、前記噴射された混合流体が容器の内周壁に沿って環流することが見られる。また、前記噴射管の先端が前記処理槽上部から槽内に突出するように前記噴射管が前記処理槽の上部に連結し得る。また、前記噴射管が、互いに所定距離を隔てて並列する複数の支管からなり、各支管が前記処理槽上面に直交するように処理槽の上部に連結し得る。
　本発明の流体処理装置及び流体処理方法において、前記気相の圧力が、０．１２ＭＰａ～０．１８ＭＰａに調節されていることが好ましい。また、前記排気口に、排気口の開放度を調整することにより気相の圧力を調整する排気バルブが設けられていることが好ましい。前記処理槽内における気相の高さを処理槽の内部の高さ（気相＋液相）の５～５０％に維持することが好ましい。
　本発明の流体処理装置及び流体処理方法において、前記液体が温泉水であり、前記気体が空気である場合には、前記混合流体が処理槽を通過することにより温泉水中に含まれるメタンが除去され得る。本発明では、前記処理装置が複数直列に接続されており、上流側の流体処理装置から排出された液体が、下流側の流体処理装置に、気体と混合されて導入され得るシステムも提供される。
　本発明の流体処理方法では、前記液体が下水の場合には、前記処理槽で処理されることで下水中に含まれるメタンが除去され得、前記液体が、農業用水または漁業用水の場合には、上記気体を空気とし、上記処理槽で処理された液体に酸素を富化することができる。
　本発明によれば、簡単な構造で液体中に溶存しているメタンなどの脱気ガスを効率よく除去することができるので、省設置スペースで生産性低下やランニングコスト上昇を極力回避し、効率的に被処理水から溶存ガスを除去することが可能である。また、本発明は生産性に優れているため、処理槽などをコンパクトに構成することができる。更に、本発明では、曝気槽を必要とせず、被処理水のような液体が大気中に曝されることがないため、送水装置から圧送するときの温度を維持したまま、脱気処理を行うことが可能である。
　また、本発明によれば、混合流体に含まれる気体を、例えば、水を主体とする液体中に溶存させ易く、水に含まれていた気体を混合流体に含まれる気体に置換することができるので、水を主体とする液体に含まれている特定の成分の除去および／または水を主体とする液体への別の気体成分の溶存量の増加を簡単な装置構成で実現することができる。この原理により、本発明の処理装置または処理方法により、混合流体を構成する液体中に最初から含まれている気体を除去または低減したり、あるいは、混合流体を構成する気体を除去または低減することができる。
本発明の第１実施形態に係る液体処理装置を示す正面図である。 図１に示す液体処理装置の混合器を示す断面図である。 図１に示す液体処理装置の処理槽内に吐出された温泉水の流れを説明するための軸線方向に直交する方向の断面図である。 図１に示す液体処理装置の処理槽内に吐出された温泉水の流れを説明するための軸線方向に沿った方向の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る液体処理装置を示す正面図である。 図４に示す液体処理装置の左側面図である。 図４に示す液体処理装置の右側面図である。 図５に示す第２実施形態に係る液体処理装置の変形例を示す正面図である。 アクリル製の処理槽に発生する処理槽の長手方向の軸に直交する方向に生じる環流の様子を撮影した写真である。 アクリル製の処理槽に発生する処理槽の長手方向に生じる環流の様子を示す写真である。 実施例７における空気導入量に対するメタン及び酸素の溶存量の変化を示すグラフである。 実施例８における空気導入量に対するメタン及び酸素の溶存量の変化を示すグラフである。 実施例７～９において空気量を変化させて処理を行った実験条件及び結果を示す表である。 本発明の第３実施形態に係る液体処理装置を示す正面図である。
第１実施形態
　本発明の第１実施形態に係る流体処理装置について、図面に基づいて説明する。この流体処理装置は、被処理ガスが溶存した被処理水から被処理ガスを排出させて、除去する液体処理装置の例である。しかし、後述するように本発明の処理装置（第３実施形態）は、液体処理装置に限定されず、被処理ガスを液体を用いて除去する気体処理装置としても機能する。なお、本第１実施形態の液体処理装置では、被処理水を温泉水、被処理ガスをメタンガスとして説明する。
　図１に示すように、液体処理装置は、温泉水からメタンガスを除去して、浴槽Ｂに供給するものである。液体処理装置は、送水装置１０と、送気装置２０と、処理ユニット３０とを備えている。
　送水装置１０は、配水管１１からの温泉水を処理ユニット３０へ送水管１２を介して圧送する送水ポンプである。送水装置１０は、温泉水を圧送できれば、様々な送水ポンプが使用できるが、ターボ型ポンプ、容積型ポンプなどとすることができる。
　送気装置２０は、処理ユニット３０へ気体である空気（脱気ガス）を圧送する送風機（気体供給機）である。送気装置２０は、空気（気体）を圧送できれば、様々なコンプレッサーやファン、ブロアなどが使用できる。この送気装置２０には、装置維持のために目視可能なように気体流量計（図示せず）が設けられている。
　処理ユニット３０は、主に、混合器３１と、分岐管３２と、処理槽３３と、排気バルブ３４とを備えている。
　混合器３１は、内部に内部流路３１ｄが形成された外側管３１ｂを有し、その内部流路３１ｄ内で、送気装置２０から圧送された空気と、送水装置１０から圧送された温泉水とを混合する。ここで、混合器３１について、図２に基づいて説明する。
　この混合器３１の内部流路３１ｄには、送気装置２０からの配管が基端部３１１に接続されて、空気が圧送される内側管３１ａが外側管３１ｂと同軸に配置されている。送水装置１０からの送水管１２が外側管３１ｂの外側面の一部（基端部３１１）に接続されている。すなわち、混合器３１は、外側管３１ｂと内側管３１ａによる二重管構造に形成されている。
　内側管３１ａの先端には、送気装置２０により圧送された空気を取り込んだ温泉水内に放出する第１のノズル３１ｃが設けられている。本実施形態では、第１のノズル３１ｃとしてタンクミキシングエダクターを採用している。外側管３１ｂの基端部３１１と反対側の先端部３１３では、通水方向(下流)に向かうに従って内径が徐々に細くなり、末端に設けられた吐出口３１ｅとして開放されている。そうすることで、外側管３１ｂの先端部３１３は第２のノズルとして機能する。
　図１に示すように、分岐管３２は、混合器３１の下流側に同軸に接続された本管３２１と、この本管３２１の長手方向に等間隔な位置に一端が接続されると共に、本管３２１の長手方向と直交する方向（下側）に延在する複数の支管３２２（３２２ａ～３２２ｄ）とを有する。複数の支管３２２は、その中心軸が円筒状の処理槽３３の中心軸に向かうように処理槽３３に対して配置しており、複数の支管３２２の他端は、処理槽３３の外周面に長手方向の線（横置きにした状態の稜線）の上に均等な間隔で接続されている。支管３２２の内径ｄ１は、本管３２１の内径ｄ０より小さい。支管３２２から噴射される混合流体が勢いよく処理槽３３内の液相に流入させるためには、支管３２２の内径ｄ１は、支管３２２の本数により異なるが、支管３２２が４本のときは本管３２１の内径ｄ０の２分の１以下であることが望ましい（支管３２２がＮ本のときは本管３２１の内径ｄ０の√Ｎ分の１が望ましい）。本実施形態では、支管３２２として、処理槽３３の長さに応じて４本が設けられているが、処理水の成分や水量、水圧などの各条件により、任意の数とすることができる。支管３２２の他端は、処理槽３３の上面３３ａに接続され、処理槽３３の上面部から処理槽３３の内部の空間に所定の長さで突出している。突出量は、例えば、１０～３０ｍｍにすることができる。
　処理槽３３は、本管３２１より大きい内径を有する円筒状の容器であり、その軸（長手方向）が水平方向になるような横置き(倒伏した)状態で設置されている。前述のように処理槽３３の上面３３ａには、分岐管３２の支管３２２の他端が貫通状態で接続されている。処理槽３３の一端面３３ｂには、槽本体内の圧力をモニタするための圧力計３３１が設けられている。処理槽３３の他端面３３ｃの下部には、メタンガスが脱気した温泉水を排水するための排水口が設けられ、その排水口に排水管３３２が接続されている。また、処理槽３３の他端面３３ｃの上部には、槽内で排出したメタンガスを排気するための排気口に排気管３３３の一端が接続されている。排気管３３３の他端には、排気バルブ３４が設けられている。
　排気バルブ３４としては、処理槽３３の上部空間Ｓ（気相）に溜まった被処理ガスであるメタンガスの流量を制限する流量調整バルブ３４１と、通常は開放状態であるが、弁内に水が浸入すると内部のフロートが上昇することで閉鎖して水の排出を規制するガスベント３４２とが設けられている。排気バルブ３４は複数設けてよく、例えば、二つの排気バルブを設けて、二つの排気バルブ３４を共に開放するか、一方のみ開放するか、あるいは二つとも開放するかによって排出ガス流量や処理槽３３内の上記部空間（気相）の圧力を調整してもよい。なお、処理槽３３と浴槽Ｂとの間に昇圧槽を設けて液体処理装置に供給される被処理水と液体処理装置から排出される被処理水の圧力差を調整してもよい。
　以上のように構成された本実施形態に係る液体処理装置の動作および使用状態について、図面に基づいて説明する。
　図１に示すように、まず、送水装置１０と送気装置２０とを始動する。送水装置１０により汲み上がった温泉水が配水管１１から送水装置１０を介して送水管１２へ圧送される。また、送気装置２０により取り込まれた空気が内側管３１ａを介して混合器３１へ圧送される。
　混合器３１では、図２に示すように、送気装置２０から内側管３１ａに圧送された空気が、第１のノズル３１ｃにより噴射される。このときに、送水管１２から外側管３１ｂの先端部３１３に圧送された温泉水に、第１のノズル３１ｃの先端に設けられたディフューザーから噴射された空気が気泡として取り込まれ、温泉水と気泡が混合した混合流体が形成される。混合流体は外側管３１ｂ内に拡散される。このとき噴射された空気の一部は温泉水に溶解する。
　混合器３１の先端部３１３を流れるときに、混合流体は、徐々に通水路の断面積が小さくなる第２のノズルとして機能する吐出口に向かって流動するため、混合流体に更に圧力が付与される。この圧力の付与により混合流体は更に加速(加圧)される。加速された状態の混合流体（温泉水）は、混合器３１から分岐管３２の本管３２１へ流れることで、空気との混合が一層促され、それによって混合流体中の空気溶存量は増加する。
　本管３２１を流れた混合流体は、それぞれの内径が本管３２１の内径よりも小さい支管３２２に流れるときに流れが一層加速される。そして、支管３２２により流速が上がった混合流体は、支管３２２の先端から処理槽３３の内部へ加圧噴射される。混合流体は、流速が上昇して(加圧されて)いるので、勢いよく処理槽３３の温泉水に衝突するとともに処理槽の底部の温泉水にまで到達することができる。このような混合流体の挙動により、後述するように、槽内の温泉水を激しく撹拌混合させることができる。また、支管３２２の先端部が、処理槽３３の上面３３ａの内側へ突出して設けられていることで、加圧された混合流体を支管３２２の先端部を通じて槽内に溜まった温泉水の水面に垂直に衝突するように案内することができる。従って、送水装置１０の送水速度が高くなくても、槽内の上部で拡散することなく、真っ直ぐに貯留された被処理水に加圧噴射することができる。
　ここで、槽内での撹拌混合について、図面に基づいて詳細に説明する。図３および図４に示すように、例えば、処理槽３３の上面３３ａに接続された支管３２２ｂから加圧噴射された混合流体は、槽内に溜まった液相である温泉水に勢いよく吹き付けられる。支管３２２は混合流体の噴射管とみなすことができる。吹き付けられた混合流体は、温泉水の水面に激しく衝突する。衝突の際、処理槽３３の上部空間Ｓに存在する気相である空気と混合流体は接触する機会が増え、混合流体に空気が混ざり込む。更に、混合流体は、支管３２２ｂにより加圧され、且つ支管３２２ｂの先端部３３２ｘに案内されて噴射されているので、図３に示すように処理槽３３の内底面まで至り、次いで、底面近傍の内周面に沿って互いが逆方向の二つの分流Ｌ１およびＬ２に分流して上昇する。上昇した分流Ｌ１およびＬ２は、支管３２２ｂから加圧噴射された混合流体ＭＬと合流して再び処理槽３３の底部に向かい、図３に示したように環流する。後述する実施例の観察によると、混合流体ＭＬ中の多くの気泡が図３に示した流れに従って環流していることが分かった。この気泡の環流を本願明細書では「バブル環流」と呼ぶ。このようなバブル環流を生じさせるためには槽の内面は曲面であることが有利であり、処理槽３３の垂直断面は円または楕円が望ましい。
　本実施形態に係る処理槽３３内に、装置の動作中に、気相及び液相を維持する必要がある。気相は、処理槽の高さ（内径）に対して５％～５０％の高さになるような気相を設けることが有効であることが後述の実施例から分かっている。別の見方をすると、噴射管として機能する支管３２２の先端から液相の液面までの距離をＬとしたときに、例えば、－０．６ｃｍ＜Ｌ≦６．３ｃｍとなるように気相を維持することができる。距離Ｌが－０．６ｃｍより小さいと、すなわち、槽内が殆ど液相だけのときは、後述するように気相から液相に溶解する酸素がほとんど存在しないので、メタンの濃度を有効に下げることはできない。一方、距離Ｌの上限は、後述するように処理槽の寸法や気相の圧力にも依存する。例えば、処理槽の排気バルブ３４を閉鎖したり絞ることで処理槽３３の気相の圧力が高くなる。
　処理槽３３中の気相の圧力は、排気バルブ３４（ガスベント３４２）から排出される気体の量や送気装置２０で供給する気体の流量を調整することで制御することができる。ヘンリーの法則に従えば、気液相が存在する場合に気体の液体への溶解度は気体の圧力に依存するので、気相の圧力を比較的高く保つことによって気相中の空気の処理水への溶解量が増えると考えられる。特に、酸素の水中への溶解度は窒素の水中への溶解度の約２倍であるので、気相の圧力を高くすると酸素が優先的に処理水に溶解する（１ａｔｍ、２０℃にて酸素が０．００３１ｃｍ３、窒素が０．００１６ｃｍ３溶解する）。この結果、混合流体中に溶存していたメタンは酸素に置換されて気相に放出されると考えられる。本発明においては、気相の圧力を例えば、０．１２～０．１８ＭＰａの範囲で源泉中のメタンを有効に低減することができることが分かってる。
　槽内の気相の高さを調整すると共に一定に維持するためには、送気装置２０から圧送される空気量、送水装置１０から圧送される温泉水の流量、排水管３３２から排出される液体の温泉水の流量、並びにガスベント３４２（排気バルブ３４）を介して排出される気体の流量の少なくとも一つを調整することで実現することができる。それらの流量は、それらの流体（気体および液体）の流量を調整する手段（流量調整手段）、例えば、送水装置１０、送気装置２０、および／または流量調整バルブ３４１（排気バルブ３４）などにより調整することができる。なお、本発明において、排気バルブ３４の流量調整バルブ３４１を完全に閉鎖する場合も、「気相の気体の排気量を調整すること」に含まれる。すなわち、気相の気体は必ずしも排気バルブ３４から排気しておく必要はない。
　温泉水の流量は、温泉の源泉や源泉を送液する送液装置の容量により異なるが、例えば、１００～３００リットル／分であり、空気量は例えば、１５～１５０リットル／分にすることができる。本実施形態では、送水装置１０により供給される温泉水の流量と、送気装置２０により供給される空気量の比、すなわち、混合比を調整することにより支管３２２の先端から液相の液面までの距離Ｌ（或いは気相の高さ）をほぼ一定に維持している。なお、排水管３３２に流量調節バルブを流量調整手段の一部として設けてもよい。温泉水に対する空気の混合比は、空気量（リットル／分）／温泉水（リットル／分）で表して０．０５～１の範囲にすることができ、好ましくは０．１～０．８である。この混合比が０．０５未満であるとメタンの除去効率が低下するために好ましくない。また、混合比が１を超えると、空気量が増えて源泉の処理量が減るために好ましくない。
　図４の概念図に示すように、支管３２２ｂから加圧噴射された混合流体ＭＬは、槽の長手方向にも分流した後、隣接する支管３２２ｃから加圧噴射された混合流体ＭＬの分流と衝突または干渉しながら上昇する。そして、水面付近まで到達すると、分岐管３２２ｂの吐出口から噴射された混合流体ＭＬと合流して、再度、処理槽３３の底面に向かって下降し始める。このような槽の長手方向およびそれに直交する方向に生じる環流により、混合流体中の空気の気泡もまたバブル環流を生じると共に、温泉水と長時間または繰り返し撹拌混合されることで、温泉水と接触する機会が増加するので、温泉水に溶解しやすくなる。空気が温泉水に溶解することで、溶存していたメタンガスが置換されて排出される。すなわち、本発明において温泉水中のメタンを有効に除去することができる理由として２つの作用があると考えられる。一つは気相の存在により気相から液相への空気（特に酸素）の溶存が進み、それにより液相中のメタンが空気（特に、酸素）に置換される作用と、もう一つは混合流体が支管３２２ｂから勢いよく噴射して処理槽３３の底部にまで至ると共に処理槽３３内部でバブル環流を生じることで液相中のメタンが空気（特に、酸素）に置換される作用である。
　排出されて気泡となったメタンガスは、温泉水を上昇して処理槽３３の上部空間Ｓ（気相）に溜まる。上部空間Ｓのメタンガスや空気などの気体は、流量を制限する流量調整バルブ３４１を介してガスベント３４２から大気中へ放散される。従って、流量調整バルブ３４１により制限された気体は上部空間Ｓに留まるため、一定の圧力下となった上部空間Ｓを維持することができる。
　メタンガスが脱気された混合流体（温泉水）は、処理槽３３の長手方向の端部の下側に設けられた排水管３３２から排出される。槽内は一定の圧力下であるため、排水管３３２からは温泉水が勢いよく排水する。従って、排水管３３２から圧送される温泉水は、このまま他の配管を通じて、ポンプなどの送水装置を必要とせずに、使用される場所まで配送することができる。
　このように、本実施形態に係る液体処理装置は、圧力下の処理槽内で、メタンガスを含む温泉水中に、混合流体（空気が混合された温泉水）を噴射して、溶存するメタンガスの代わりに空気を温泉水に溶解させることで、メタンガスを排出させることができるので、処理ガスを除去するために減圧したり、除去した後に配送のために昇圧したりする必要がないので、簡単な構造で脱気ガスの除去を図ることができる。
　また、本実施形態に係る液体処理装置は、主要構成として、脱気送水装置１０からの温泉水と送気装置２０からの空気とを混合させる混合器３１と、混合器３１からの温泉水を分配する分岐管３２と、分岐管３２からの温泉水を撹拌混合する処理槽３３と、排出したメタンガスを排出する排気バルブ３４とにより構成することができるので、省設置スペースで生産性低下やランニングコスト上昇を極力回避することができる。
　また、処理槽３３に温泉水が噴射されつつ、脱気された温泉水が排水されることで、連続的に脱気処理を行うことができるので、効率的に被処理水から溶存ガスを除去することが可能であり、生産性を向上させることができる。従って、同じ量の被処理水を処理するのであれば、本実施形態に係る液体処理装置はコンパクトに構成することができる。なお、処理槽３３内で生じるバブル環流が次のような付随的効果を奏していることが分かった。すなわち、バブル環流は処理槽３３内を循環する。特に、処理槽３３の周方向を環流するバブルは処理槽３３の内周壁に沿って環流するために、内周壁には湯の花などの固形分や異物が溜まり難くなり、バブル環流による処理槽３３内の自己浄化作用がある。従って、処理槽３３やその下流に設けた配管設備の詰まりや故障を防止し、処理槽３３の掃除等のメンテナンスの回数も低減することができる。
　なお、実施形態に係る液体処理装置を自動運転とすることが可能である。自動運転するときには、送水管１２内の温泉水が所定圧力となるとオンとなって送気装置２０を始動させる圧力スイッチを設けることで可能である。これは、まず最初に送水装置１０を始動させることで送水された温泉水が、混合器３１と処理槽３３とを介して浴槽Ｂに流れ、浴槽Ｂに所定量の温泉水が貯留されることで、送水管１２内の温泉水の圧力が上昇するため、送水管１２内の温泉水の圧力を監視しておけば、送気装置２０の始動開始の準備が完了したか否かの判断をすることができるからである。従って、送水管１２に送気装置２０を始動するための圧力スイッチを設けることで、液体処理装置の自動起動と停止とが可能である。また、送水装置１０や送気装置２０の流量を計測して流量を調整する装置を設ければ、安定した運転を行うことができ、安定した脱気状態（および支管３２２の先端から液相の液面までの距離Ｌ、すなわち所定の気相の高さ）を維持できる。この場合、送気装置２０の流量は、送気装置２０と混合器３１との間に電動弁と圧力調整弁・流量弁とを設ければ調整するが可能である。それらの流量調整手段として機能する。
第２実施形態
　本発明の第２実施形態に係る液体処理装置について、図面に基づいて説明する。なお、図５から図７において、図１と同じ構成のものは、同符号を付して説明を省略する。
　第２実施形態に係る液体処理装置は、処理槽３３を含む処理ユニット３０が複数設けられており、直列接続されていることを特徴とするものである。
　図５から図７に示すように、液体処理装置は、処理ユニット３０を３台備えている。それらの処理ユニット３０は、上流側から１段目の処理ユニット３０、その下流に位置する２段目の処理ユニット３０、２段目の処理ユニット３０の下流に位置する３段目（最終）の処理ユニット３０である。以下、適宜、１段目、２段目、３段目と略称する。
　１段目の処理槽３３の排水管３３２ａが、その下流側に位置する２段目の配水管３３４ａに接続され、２段目の混合器３１に接続されている。同様に、２段目の処理槽３３の排水管３３２ｂが３段目の配水管３３４ｂに接続され、３段目の混合器３１に接続されている。３段目の処理槽３３には、脱気された温泉水を排出する排水管３３２ｃが接続されている。そして、送気装置２０からの送気管２１は、それぞれの処理槽３０の側方中央部を下から上に配設され、それぞれの混合器３１に分岐している。
　送水装置１０からの温泉水は、１段目の処理ユニット３０の混合器３１へ流れ、分岐管３２を介して処理槽３３へ流れる。次に、処理槽３３にてメタンガスが脱気された温泉水は、１段目の処理槽３３から排水され、２段目の混合器３１へ流れる。次に、２段目の混合器３１から分岐管３２を介して２段目の処理槽３３へ流れる。ここでも、残留しているメタンガスが温泉水から脱気され、２段目の処理槽３３から３段目の混合器３１へ流れる。そして、３段目の混合器３１から分岐管３２を介して３段目の処理槽３３へ流れ、更に、残留しているメタンガスが温泉水から脱気される。最終的に、３段目の処理槽３３から排水管３３２ｃから消費される場所まで配送される。温泉水から排出したメタンガスは、それぞれの排気バルブ３４から大気中に放散される。
　このように、１段目の処理ユニット３０だけでは除去仕切れずに残留するようなメタンガスも、２段目、３段目と、直列接続されたそれぞれの処理ユニット３０により脱気することで、温泉水中に溶存するメタンガスの残留濃度を安全性が確保できる規定値以下に抑制することができる。
　また、混合器３１に空気を圧送するための送気菅２１の各枝管に、調整バルブ２２（圧力調整弁・流量弁）が設けられているので、それぞれの混合器３１への空気量を調整することができる。
　なお、第２実施形態では、処理ユニット３０が直列接続されているが、温泉水の処理量が増大するようであれば、並列接続するようにしてもよい。処理ユニット３０を並列接続するときは、１ユニットずつを並列接続してもよいし、直列接続された複数ユニットを並列接続してもよい。また、図５に示す液体処理装置では、処理ユニット３０が下方に向かって上下方向に並べられているが、水平方向に並べてもよい。
　また、脱気ガスユニット３０は、必要に応じて混合器３０への空気の供給を止めて使用することも可能である。例えば、１段目と２段目との２つの処理ユニット３０による脱気処理で十分に被処理ガスが抜けているようであれば、３段目の混合器３０への空気の圧送を停止させる。そうすることで、送気装置２０の出力を抑えることができるので、省エネルギー運転が可能である。また、第２実施形態に係る液体処理装置についても、自動運転とすることが可能である。自動運転するときには、送水管１２内の温泉水が所定圧力となるとオンとなって送気装置２０を始動させる圧力スイッチを設けることで可能である。そうすることで、自動起動と停止とが可能である。
　また、送水装置１０や送気装置２０の流量を計測して流量を調整するため電動弁と圧力調整弁・流量弁とを設ければ、第２実施形態に係る液体処理装置においても、安定した運転を行うことができ、安定した脱気状態を維持できる。
第２実施形態の変形例
　次に、本発明の第２実施形態に係る液体処理装置の変形例を、図８に基づいて説明する。なお、図８においては、図５に示す構成と同じものは同符号を付して説明を省略する。第２実施形態に係る液体処理装置の変形例では、３段目の脱気処理ユニットの排出側と給水側とを循環管路と循環ポンプとで連結することで、３段目の脱気処理ユニットにて温泉水を循環させることを特徴とするものである。
　図８に示す液体処理装置では、３段目の処理ユニット３０の排水管３３２ｃに、配水管３５１を介在させてエア処理槽３５が接続されている。エア処理槽３５には、エア処理槽３５内の温泉水に溶解せずに気体の状態で混合している空気を排気するための排気バルブ３５２が設けられている。この排気バルブ３５２としては、空気の流量を制限する流量調整バルブ３５２ａと、通常は開放状態であるが、弁内に水が浸入すると内部のフロートが上昇することで閉鎖して水の排出を規制するガスベント３５２ｂとが設けられている。エア処理槽３５は、連絡管３６１を介在させてバランスタンク３６が接続されている。バランスタンク３６には第１循環管３７１が接続され、第１循環管３７１には循環ポンプ３７が接続され、循環ポンプ３７には、第２循環管３７２が接続されている。第２循環管３７２は、３段目の処理ユニット３０の混合器３１に、２段目の処理槽３３からの配水管３３４ｂと共に、配水管３３４ｃを介在させて接続されている。
　このように構成された図８に示す液体処理装置は、図５に示す液体処理装置と１段目から２段目までは同じ動作である。３段目の処理ユニット３０にて処理され、排水された温泉水は、エア処理槽３５に溜まる。エア処理槽３５内では、溶解せずに気泡の状態で混合している空気が、流量調整バルブ３４１を介してガスベント３４２から大気中へ放散される。循環ポンプ３７は液体（温泉水）に気体（空気）が混じっていると空転状態となり、異常な振動を起こすおそれがあるが、エア処理槽３５にて温泉水に溶け込まずに残る気泡を排出することで、循環ポンプ３７による安定した汲み上げを行うことができる。
　エア処理槽３５にて空気が排出された温泉水は、バランスタンク３６に溜まる。バランスタンク３６にて、一旦、温泉水を貯留することで、３段目の処理槽３３へ循環させる温泉水を循環ポンプ３７によりバランスタンク３６から汲み出しても、循環させる温泉水と、浴槽などで使用するために排水する温泉水とをバランスよく配水することができる。
　バランスタンク３６から汲み出された温泉水は、循環ポンプ３７により再び３段目の混合器３１へ送り込まれる。そして、３段目の処理槽３３にて脱気処理が行われることで、更に被処理ガスであるメタンガスが温泉水から排出されるので、直列接続された処理ユニット３０だけでは除去仕切れずに残留するような高濃度なメタンガスであっても、処理ユニット３０を循環させることで、温泉水中に溶存するメタンガスの残留濃度を安全性が確保できる規定値以下に抑制することができる。
　なお、この図８に示す変形例では、温泉水を３段目の処理ユニット３０にて循環させるように循環ポンプ３７が第１循環管３７１および第２循環管３７２によって接続されているが、３段目の処理ユニット３０から２段目の処理ユニット３０へ、または３段目の処理ユニット３０から１段目の処理ユニット３０へ循環させるようにしてもよい。つまり、温泉水の被処理ガスの溶存濃度や、処理槽３０の処理能力に応じて、処理ユニット３０の段数や循環させる段数を適宜決定することができる。また、温泉水は、直列接続された処理ユニット３０を循環させるだけでなく、第１実施形態に係る液体処理装置（図１参照）に循環ポンプを設けて循環させるようにしてもよい。この場合、図８に示す液体処理装置のように、排気バルブ３５２が設けられたエア処理槽３５と、バランスタンク３６とを設けるのが望ましい。
　なお、第１及び第２実施形態においては、処理される液体（被処理水）として温泉水を例に説明したが、温泉水に限らず、液体としては、水を主体に（例えば、６０％以上、好ましくは８５％以上）とする液体であり、水道水、海水、河川の水、湖水などが含まれる。これらの液体は特定の用途に付されるときに、液体中に含まれる溶存ガスのような成分を除去するのが望ましい場合がある。例えば、水道水を飲料水とするために、塩素を除去することが望ましい。あるいは、ワインなどの飲料から溶存酸素を低減する場合や、汚染や汚濁した湖水の水からメタンガス等の揮発性炭化ガス、硫化水素等の含硫黄ガスあるいは一酸化炭素を除去することが望ましい場合もある。一方で、水道水を水槽や浴槽に供する場合や飲料に用いる場合、溶存酸素を増加することが望ましいことがある。
　水道水から塩素を除去する場合や、汚染や汚濁した湖水の水からメタンガス等の揮発性炭化ガス、硫化水素等の含硫黄ガスあるいは一酸化炭素を除去する場合には、混合流体に混入される気体を、空気や酸素とすることができる。このようにすることで、溶存酸素を増加させることが可能である。また、ワインなどの飲料から溶存酸素を低減させる場合では、窒素などの不活性ガスや二酸化炭素(例えば、化粧水用途)を混合流体に混入させる気体とすることができる。このように本発明は、液体に含まれる特定成分の除去だけではなく、別の気体成分の添加や富化に用いることができる。
第３実施形態
　第１及び第２実施形態では、液体を処理する処理装置について説明した。それらの処理装置では、混合流体を構成する液体が処理される対象（被処理液体）であった。しかし、この実施形態の処理装置は、混合流体を構成する気体を処理対象（被処理気体）とする気体処理装置である。図１４にそのような気体処理装置の構造を示す。この気体処理装置は、圧縮空気に代えて被処理気体を処理ユニット３０に導入し且つ温泉水に代えて水などの液体を送水管１２を通じて処理ユニット３０に供給する以外は、第１実施形態の処理装置と同様である。例えば、被処理気体としてゴミ処理場や工場などから発生する臭気成分または有害成分を含む被処理気体をポンプ２０を通じて圧縮して混合器３１に導入する。一方、水（脱臭液または有害成分除去液）を、ポンプ１０を通じて混合器３１に導入する。混合器３１で混合されることで被処理気体は水に多小溶解し、そのような混合流体は、分岐管３２を介して複数の支管３２２（３２２ａ～３２２ｄ）から円筒状の処理槽３３の中心軸に向かうように処理槽３３の内部に噴射される。処理槽３３の内部には第１実施形態と同様に被処理気体を含む気相が存在しており、気相を介して処理槽の液相に噴射されることで、図３および図４に示したように、噴射された混合流体は、水などの液体の水面に激しく衝突し、処理槽３３の内底面まで至り、混合流体ＭＬ中の多くの気泡が環流する。この際、被処理気体の水中への溶解が促進される。
　処理槽３３中の気相の圧力を比較的高く保つことによって気相中の被処理気体の処理水への溶解量が増える。この結果、混合流体中に混合または溶存していた被処理気体中の臭気成分や有害成分がより多く水に溶存する。それゆえ、この処理装置を用いることで、被処理気体中の臭気成分や有害成分を低減することができる。特に、処理ユニット３０に導入する水に、酸化、中和または殺菌等の各種作用を有する成分（例えば、オゾン、塩素、硫酸、塩酸、苛性ソーダ）のような添加物（液体、固体等の状態を問わない）を含ませることで、混合器３１または処理槽３３内部で各種の有効な作用を有する成分が臭気または有害成分に作用または反応し、そのような臭気または有害成分を有効に作用することが期待でき、それにより、被処理気体から臭気または有害成分を一層低減することができる。被処理気体から除去することが望ましい成分として、例えば、アンモニア、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、マルブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ノルマルバレルアルデヒド、イソバレルアルデヒドメタン、アンモニア、メチルメルカプタン、硫化水素、硫化メチル、ニ硫化メチル、トリメチルアミン、ノル、イソブタノール、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、トルエン、スチレン、キシレン、プロピオン酸、ノルマル酪酸、ノルマル吉草酸、イソ吉草酸等が挙げられる。そのような添加物は、送水管１２を通じて混合器３１に加えてもよく、あるいは処理槽３３に直接加えてもよい。添加物の状態（粉体のような固体、液体、あるいは気体）によって適切な導入方法を取り得る。
　第２実施形態に係る液体処理装置に、上記のような添加物を用いる場合には、各段の処理ユニットで異なる添加物を挿入してもよい。例えば、三段の処理ユニットに用いる気体種を異ならせる場合には、添加物を気体種に応じて変更してもよい。一例として、第１段目、第２段目及び第３段目の処理ユニットに、それぞれ、臭気ガス、空気及びオゾンを導入し、第１段目、第２段目及び第３段目の処理ユニットに、添加物として、硫酸、硝酸及び塩酸をそれぞれ導入することができる。
　また、第１～第３実施形態では処理槽３３として円筒状のものを使用していたが、他の形状のものでも採用することができる。しかし、被処理ガス（メタンガス）と脱気ガス（空気）との交換を効果的に行うためには、上部から噴射された温泉水が槽内底面まで進むと、内周面に沿って互いが逆方向に分流して上昇し、更に加圧噴射された温泉水の流れと衝突することが効率的に行われる必要がある。従って、処理槽３３は、垂直断面が長辺方向を上下方向とした楕円形、角部を下方に向けた三角形以上の多角形、またはこれらに準じた異形状とすることができる。
実施例１
　図５に示す第２実施形態に係る液体処理装置を用いて温泉水からメタンガスの脱気を行った。なお、分岐管３２および処理槽３３の材質は、ステンレス（ＳＵＳ１５０Ａ）を使用した。分岐管３２の本管３２１は、内径が約５ｃｍ、長さが約７８ｃｍである。支管３２２は、内径が約２．５ｃｍ、長さが約２０ｃｍである。１本目の支管３２２ｄ（図１参照）は、本管３２１に、混合器３１から約１２ｃｍ離れたところに設けられ、他の支管３２２ｃ～３２２ａは約１８ｃｍごとに設けられている。支管３２２の先端部３２２ｘは、処理槽３３の内部に約１２．５ｍｍ突出している。
　処理槽３３は、内径が約１５ｃｍ（実測１５８．４ｍｍ）で、長さが約８０ｃｍの円筒形であり、端部の上部に約２５ｍｍφの排気管３３が敷設されており、処理槽３３の上部に上部空間Ｓに連通する。また、混合器３１は内側管３１ａの内径が約１．５ｃｍ、外側管３１ｂの内径が約６．５ｃｍである。混合器３１の第１のノズル３１ｃには、スプレーイングシステムズジャパン株式会社製のタンクミキシングエダクターを使用した。また、支管３２２の先端から液相の液面までの距離Ｌを２．４ｃｍとなるように調整した。なお、分岐管３２および処理槽３３の寸法は、処理容量などに応じて変更可能である。
　実施例１では、福岡県八女市宮野に位置する源泉からの２４％ＬＥＬの温泉水を脱気処理した。
　ここで、可燃性ガス（メタンガス）濃度を示す「％ＬＥＬ」とは、可燃性ガスの爆発下限値（メタンガスが爆発し始める濃度。メタンガスの場合は５容量％（５０，０００ｐｐｍ）。）を１００としたときのガス濃度の割合である。なお、メタンガスの濃度の測定は、接触燃焼式ガスセンサ複合型ガス検知器コスモテクターXP-3118Sを用いて温泉法における可燃性ガス測定方法（ヘッドスペース法）に準拠して行った。
　脱気処理では、まず、送気装置１０により空気を０．３５ＭＰａの圧力で混合器３１へ圧送した。また、送水装置２０により温泉水を０．２６ＭＰａの圧力で、毎分２４０Ｌの水量で混合器３１へ圧送した。
　このようにして温泉水を送水装置２０による送水し、空気を送気装置１０により送気すると、１段目の処理ユニット３０の排気バルブ３４から排気されるメタンガスのガス濃度は５５％ＬＥＬであった。また、２段目の処理ユニット３０の排気バルブ３４から排気されるメタンガスのガス濃度は３３％ＬＥＬであった。更に、３段目の処理ユニット３０の排気バルブ３４から排気されるメタンガスのガス濃度は１２％ＬＥＬであった。ここで行った排気バルブのガス濃度測定は、排気バルブの出口にメタンガス測定器（接触燃焼式ガスセンサ複合型ガス検知器コスモテクターXP-3118S）を用いて測定した。
　また、最終の３段目処理水のメタンガス濃度は、前記ヘッドスペース法に準拠し行った結果、３．０％ＬＥＬであり、目標とするメタンガス濃度は５．０％ＬＥＬ以下を達成していた。
　これからもわかるように、１段目から２段目、２段目から３段目の処理ユニット３０の処理槽３３で脱気処理が行われることで、段階的に温泉水からメタンガスが脱気され、濃度が低くなっていることがわかる。
実施例２
　実施例２では、実施例１で使用した図５に示す第２実施形態に係る液体処理装置を用いた。そして、福岡県朝倉市原鶴温泉の源泉からの８％ＬＥＬの温泉水を脱気処理した。まず、送気装置１０により空気を風量１６０ｍ3／ｈ、０．３５ＭＰａの圧力で混合器３１へ圧送した。また、送水装置２０により温泉水を０．１１ＭＰａの圧力で、毎分２５３Ｌの水量で混合器３１へ圧送した。結果、最終の３段目の脱気処理ユニットの処理水のメタンガス濃度は３．７％ＬＥＬであり、目標とするメタンガス濃度は５．０％ＬＥＬ以下を達成していた。
実施例３
　実施例３でも、実施例１で使用した図５に示す第２実施形態に係る液体処理装置を用いた。そして、送気装置１０により送気する空気の風量を２４０ｍ3／ｈ、圧力を０．３５ＭＰａとし、送水装置２０により送水する温泉水の圧力を０．１１ＭＰａ、流量を毎分２５３Ｌとし、空気量にあわせて排気ガス量を調整した。この状態で、実施例１と同様にして原鶴温泉の源泉からの８％ＬＥＬの温泉水を脱気処理した。最終（３段目）の脱気処理ユニットからの処理水のメタンガス濃度を測定したところ、測定限界である０．１％ＬＥＬ以下であった。
実施例４
　この実施例４では、図５に示す第２実施形態に係る液体処理装置を用いて水道水を処理した。水道水中の塩素濃度は０．２４ｐｐｍであり、酸素濃度は１１．８ｐｐｍであった。送気装置１０により空気を０．４ＭＰａの圧力で混合器３１へ圧送し、送水装置２０により水道水を０．１ＭＰａの圧力で、毎分２００Ｌの水量で混合器３１へ圧送した。最終の処理ユニット３０からの処理水の塩素濃度は０．００％ｐｐｍ（測定限界値未満）であり、酸素濃度は１５．２ｐｐｍであった。この結果からすれば、本発明の液体処理装置を用いることで水中の塩素濃度を低減することができ、また、酸素の溶存量を増加させることができることが分かる。すなわち、本発明の液体処理装置は、温泉原水中のメタンガスや水道水中の塩素のような溶存している特定成分を除去するとともに、別の有益な気体成分を被処理水に溶存させたり、富化させたりすることができる。この実施例４の結果からすれば、本発明の液体処理装置を水道管に接続して用いることで、浄水器として使用したり、アトピー患者などのための入浴水として提供したりすることができる。
　この実施例では水道水の処理として次のような実験も行った。同じ水道水（酸素濃度は１１．８ｐｐｍ）について、送気装置１０により空気に代えて窒素を０．４ＭＰａの圧力で混合器３１へ圧送し、送水装置２０により水道水を０．１ＭＰａの圧力で毎分２００Ｌの水量で混合器３１へ圧送した。この結果、最終の処理ユニット３０からの処理水の酸素濃度は２．６ｐｐｍに低下していた。このことから、窒素のような種々の気体を混合流体に用いて、被処理水に溶解している気体成分を置換することができることが分かる。ここで、窒素などの気体に代えて、例えば、ゴミ処理場や工場などから発生する異臭ガスのような被処理ガスを用いると、そのような被処理ガスは、水のような液体に取り込ませたり（溶解させたり）あるいは水のような液体に最初から溶存している気体と置換させることができることが分かる。この結果、被処理ガスを、水のような液体に含ませることで回収または除去することができる。従って、本発明の流体処理装置は、液体中に含まれる気体を脱気する液体処理装置のみならず、混合流体を構成する気体を被処理ガスとして扱い、被処理ガスを除去または低減するための気体処理装置として用いることができる。
実施例５
　実施例５では、図１に示す処理槽３３として、内部が観察可能なアクリル製による円柱状の処理槽を作製して、環流の様子を撮影した。その結果を図９，図１０に示す。図９および図１０に示す写真からも判るように、混合流体中の気泡が、処理槽３３の底部まで至っていることが目視で確認できた。このような環流は、処理槽の長手方向でも生じていることがアクリル製による処理槽を使用した試験で明らかとなった。
実施例６
　実施例６では、支管３２２の先端から液相の液面までの距離Ｌを変更しながら、槽内で生じる気泡を観察するとともに、処理槽３３から排出される温泉水中の酸素濃度を測定した。この結果、距離Ｌが０ｃｍより大きく、６．３ｃｍ以下のときに、すなわち、気相の高さが９．１ｍｍ～７１．１ｍｍ（処理槽の直径に対して５．１％～４６．８％）のときに、槽内に気泡が多く発生していることが確認できた。また、排水管３３２から排出された温泉水中の酸素濃度は高かった。距離Ｌをゼロ、すなわち、槽内を液相だけにしたときには、図９に示す写真のような多量な気泡は観察されなかった。　
実施例７
　この実施例では、実施例１で使用した液体処理装置を用いて、送気装置１０から送る空気量を変化させることによって処理水中のメタンガスの濃度及び溶存酸素濃度がどのように変化するかについて以下の条件で調査した。被処理水として、福岡県朝倉市原鶴温泉の源泉を用いた。実験時に採取した原泉のメタン濃度は１２％ＬＥＬであった。なお、液体処理装置の処理水の排水側に昇圧槽を取り付けて、被処理水の入力側と出力側の圧力差の調整を行った。送水装置の供給水圧及び供給水量をそれぞれ約０．１８ＭＰａ及び２５３Ｌ／分とし、送気装置の空気圧を０．２６ＭＰａとし、空気流量はいずれの処理槽３３も０，２０，４０，６０，８０及び１００リットルＬ／分に段階的に変化させた場合の処理水のメタン濃度及び溶存酸素濃度を測定した。昇圧槽の圧力は、０．１４ＭＰａとした。二つの排気バルブ３４はいずれも開放（全開）とした。また、各空気流量での脱気処理を行っているときの第１段目の処理槽３３に形成されている気相の圧力を排気バルブ３４に近傍に取り付けた圧力計で測定し、気相の処理槽３３内での高さ（幅）を処理槽３３のアクリル製の端面を通じて計測した。但し、表中の「気相の高さ」は槽の外径基準で液面までの距離を測定した値を記載してあるので、実際には表の値から槽の肉厚３．４ｍｍを引いた値が気相の高さを表す。なお、酸化還元電位を酸化還元電位計（佐藤商事YK-23RP）により測定した。結果を図１３の表に示す。この表において、第１段目の処理槽の空気流量と送気装置の空気圧の実際の値を「第１槽挿入量」の欄に記載した。第１段目及び第２段目の処理槽についても「第２槽挿入量」及び「第３槽挿入量」の欄に記載した。また、第１段目～第３段目の処理槽の液相の圧力を「第１槽圧力」、「第２槽圧力」及び「第３槽圧力」の欄に表記した。
　また、図１３の表の結果に基づき、空気量に対する処理水のメタン濃度と溶存酸素濃度の変化を図１１のグラフに示した。グラフの縦軸は、メタン濃度（％ＬＥＬ）と酸素濃度（ｍｇ／Ｌ）の両方を表記した。このグラフより源泉に混合する空気量が多くなるにしたがって、処理水中のメタンの濃度が低下していることが分かる。これとは逆に、源泉に混合する空気量が多くなるにしたがって、処理水の溶存酸素量が増加していることが分かる。供給空気量がゼロの場合であっても処理水中のメタン濃度（８．５％ＬＥＬ）は源泉水のメタン濃度（１２％ＬＥＬ）よりも低下しているものの、空気を供給することによってメタン濃度が５％ＬＥＬ以下を達成していることが分かる。また、処理槽３３内の気相の高さは空気導入量が多くなるにつれて高くなっている。最大で処理槽の内径の４５．２％の気相（７１．６ｍｍ）が存在していることが分かる。これは、空気量の増加に伴い、処理槽３３内の気相の圧力が増大したためであると考えられる。実際に、排気バルブ３４の近傍で計測された気相の圧力は空気流量に伴って増大している。なお、酸化還元電位は空気導入量の増加に伴って増加している。これは溶存酸素量の増加と一致している。
実施例８
　二つの排気バルブ３４の一方を閉鎖した（半開状態）以外は、実施例７で用いた源泉水を実施例７と同様の条件で脱気処理した。結果を図１３の表に示す。なお、この表において、第１段目～第３段目の処理槽の空気流量の設定は、実施例７の初期値（０，２０，４０，６０，８０及び１００リットルＬ／分）から変更していないが、排気バルブ３４の片側閉鎖などにより実際の値は初期値から多少変動している。空気圧についても同様である。図１３の表の結果に基づき、空気量に対する処理水のメタン濃度と溶存酸素濃度の変化を図１２のグラフに示した。グラフの縦軸は、メタン濃度（％ＬＥＬ）と酸素濃度（ｍｇ／Ｌ）の両方を表記した。図１２のグラフより、実施例７の結果と同様に源泉に混合する空気量が多くなるにしたがって、処理水中のメタンの濃度が低下している。これとは逆に、源泉に混合する空気量が多くなるにしたがって、処理水の溶存酸素量が増加していることが分かる。この実施例でも酸化還元電位は空気導入量の増加に伴って増加しており、溶存酸素量の増加と一致している。
実施例９
　二つの排気バルブ３４をいずれも閉鎖した（全閉状態）以外は、実施例７で用いた源泉水を実施例７と同様の条件で脱気処理した。結果を図１３の表に示す。なお、この表において、第１段目～第３段目の処理槽の空気流量の設定は、実施例７の初期値（０，２０，４０，６０，８０及び１００リットルＬ／分）から変更していないが、排気バルブ３４の閉鎖などにより実際の値は初期値から多少変動している。空気圧についても同様である。表１の結果より、０～８０リットル／分の空気量の増加に従って処理水中のメタンの濃度が低下するとともに、源泉に混合する空気量が多くなるにしたがって、処理水の溶存酸素量が増加している。この実施例でも酸化還元電位は空気導入量の増加に伴って増加しているおり、溶存酸素量の増加と一致している。
実施例１０
　この実施例では、実施例１で使用した液体処理装置を用いて、処理槽３３内の気相の圧力に対する処理水中のメタン濃度と溶存酸素濃度の変化を調べるために、空気流量を１００Ｌ／分に固定し、排気バルブ３４の開放度を段階的に変化させて脱気処理を行った。被処理水として、実施例７～９と同様に原鶴温泉の源泉を用いたが、実験時に採取した源泉水のメタン濃度は９．３％ＬＥＬであり、送水装置の供給水圧及び供給水量はそれぞれ約０．１８～０．１９５ＭＰａ及び２５３Ｌ／分、送気装置の空気圧は第１～３段目の処理槽でいずれも０．３３ＭＰａ、昇圧槽の圧力は０．１３ＭＰａであった。排気バルブ３４の開放度を、二つの排気バルブを開放（全開）、一つのみを開放（半開）、二つとも閉鎖（全閉鎖）の状態でそれぞれ処理を行った。これらの場合の処理水のメタン濃度及び溶存酸素濃度を測定し、第１断目の処理槽３３内の気相の圧力及び高さ等と共に下記表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 この実験では、導入する空気量を一定にしつつも排気バルブの開放量を変化させることにより、気相の圧力の変化の影響を観察することができる。表１の結果からすれば、排気バルブを全開から全閉にすると、気相の気体の排気量が絞られて、気相の圧力が高くなるとともに気相の高さも高くなっていることが分かる。また、この気相の圧力の上昇に伴って処理水中のメタンが減少し、溶存酸素が増加している。この結果からすれば、処理水中のメタン濃度及び溶存酸素濃度は処理槽３３内の気相の圧力に依存していることが分かる。このことは気体の溶存量が気体の圧力に依存するとするヘンリーの法則にも合致している。
実施例１１
　この実施例では、実施例１０に比べて処理槽３３内の気相の圧力を低下させた場合の気相圧力に対する処理水中のメタン濃度と溶存酸素濃度の変化を調べるために、空気流量を１００Ｌ／分に維持しつつも、送水装置の供給水圧及び供給水量はそれぞれ約０．１５５ＭＰａ及び２５３Ｌ／分、送気装置の空気圧は０．２ＭＰａ、昇圧槽の圧力は０．１ＭＰａに低下させた。被処理水として、実施例７～９と同様に原鶴温泉の源泉を用いたが、実験時に採取した源泉水のメタン濃度は１１％ＬＥＬであった。実施例１０と同様に排気バルブ３４の開放度を、二つの排気バルブを開放（全開）、一つのみを開放（半開）、二つとも閉鎖（全閉鎖）の状態でそれぞれ処理を行った。これらの場合の処理水のメタン濃度及び溶存酸素濃度を測定し、第１段目の処理槽３３内の気相の圧力及び高さ等と共に下記表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の結果からすれば、気相の圧力が実施例１０の場合に比べて低下しても、メタン濃度が低減しており、気相の圧力の上昇に伴って処理水中のメタンがさらに減少し、溶存酸素が増加することが分かる。
実施例１２
　この実施例では、実施例１１における第１～第３段目の処理槽の空気流量１００Ｌ／分を５０Ｌ／分に変更して処理を行った。被処理水として、用いた原鶴温泉の源泉水のメタン濃度は実施例１１と同様に１１％ＬＥＬであり、送水装置の供給水圧及び供給水量はそれぞれ約０．１５ＭＰａ及び２５３Ｌ／分、送気装置の空気圧は０．２ＭＰａ、昇圧槽の圧力は０．１ＭＰａとした。排気バルブ３４の開放度を４段階に切り替えるために排気バルブ３４を二つ増設し、合計四つの排気バルブ３４のすべてを開放（全開）、二つのみを開放（半開）、一つのみを開放（１／４開）、すべてを閉鎖（全閉鎖）の状態でそれぞれ処理を行った。これらの場合の処理水のメタン濃度及び溶存酸素濃度を測定し、第１断段目の処理槽３３内の気相の圧力及び高さと共に下記表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３の結果からすれば、排気バルブを全開から半開の状態にしても気相の圧力の変化が見られないが、１／４開及び全閉にすると気相が圧力が高くなるとともに気相の高さも高くなっていることが分かる。また、この気相の圧力の上昇に伴って処理水中のメタンが減少し、溶存酸素が増加している。この結果からも、処理水中のメタン濃度及び溶存酸素濃度は処理槽内の気相の圧力に依存していることが分かる。また、気相の圧力が０．１２Ｍｐａ程度に低くなっても、源泉からメタンが有効に除去されている。すなわち、上記実施例を通じて処理槽の気相の圧力が０．１２以上であり、０．１２～０．１８Ｍｐａの範囲では良好に源泉からメタンを除去することができることが分かる。
実施例１３
　この実施例では、実施例７～９と同様に送気装置１０から送る空気量を変化させたときに、処理水中に溶存するメタンと酸素に対する温泉成分であるラドンの含有量がどのように変化するかについて調査した。被処理水として、実施例７～１０と同様に福岡県朝倉市原鶴温泉の源泉を用いた。源泉のメタンの濃度が１３％ＬＥＬであり、ラドンの含有量が４．６Ｃｉ／ｋｇ×１０－１０であり、酸素が１．８ｍｇ／Ｌであった。最初に、処理水中のメタンの目標濃度が概ね５％ＬＥＬ程度になるように送気装置１０の空気量を調節したところ、第１段目の処理槽の空気量１０リットル／分（第２段目の処理槽の空気量１０リットル、第３段目の処理槽の空気量０リットル）で処理水中のメタンの濃度が４．６％ＬＥＬになった。この時の送水装置の供給水圧及び供給水量はそれぞれ約０．１６ＭＰａ及び２５３Ｌ／分、送気装置の空気圧は０．２６ＭＰａ、昇圧槽の圧力は０．１２ＭＰａであった。この条件での処理水中のラドンは源泉とほぼ同じ４．５Ｃｉ／ｋｇ×１０－１０であり、酸素が４．６ｍｇ／Ｌであった。この実施例における源泉及び処理水中のラドン及びメタン並びに溶存酸素の濃度の測定は財団法人九州環境管理協会による調査結果である。
　次に、処理水中のメタンの目標濃度が概ね２．５％ＬＥＬ程度になるように送気装置１０の空気量を調節したところ、第１段目の処理槽への空気量８０リットル／分（第２段目の処理槽の空気量９０リットル、第３段目の処理槽の空気量５５リットル）で処理水中のメタンの濃度が２．５％ＬＥＬになった。この時の送水装置の供給水圧及び供給水量はそれぞれ約０．１６ＭＰａ及び２５３Ｌ／分、送気装置の空気圧は０．２６ＭＰａ、昇圧槽の圧力は０．１２５ＭＰａであった。この条件での処理水中のラドンは２．４Ｃｉ／ｋｇ×１０－１０であり、酸素が８．３ｍｇ／Ｌであった。
　さらに、処理水中のメタンの目標濃度が概ね０．７％ＬＥＬ程度になるように送気装置１０の空気量を調節したところ、第１段目の処理槽の空気量１９０リットル／分（第２段目の処理槽の空気量２００リットル、第３段目の処理槽の空気量６０リットル）で処理水中のメタンの濃度が０．６％ＬＥＬになった。この時の送水装置の供給水圧及び供給水量はそれぞれ約０．１６ＭＰａ及び２５３Ｌ／分、送気装置の空気圧は０．２６ＭＰａ、昇圧槽の圧力は０．１３ＭＰａであった。この条件での処理水中のラドンは０．６Ｃｉ／ｋｇ×１０－１０であり、酸素が９．６ｍｇ／Ｌであった。
　この実施例の結果より、混合流体に空気を適度に混合することで、処理水中のメタン濃度を低下させ、酸素を増加させることができるが、一方で空気量があまり多いと温泉水中の有効成分であるラドンを低下させてしまうことが分かる。この例では、メタンを規制値の５％ＬＥＬ以下である４．６％ＬＥＬに留めれば、ラドンもまた源泉と同程度の含有量が維持されることが分かる。この実施例では処理槽中の気相の圧力は測定しなかったものの、実施例７～１０の結果からすれば、空気量の増加に伴って気相の圧力が増大することが明らかである。それゆえ、源泉中のラドンなどの温泉成分の調整には、気相の圧力を適切な範囲に制御することが有効である。
　以上、説明してきたように本発明の処理装置及び処理方法は、被処理水を流動させながら気体を混合して混合流体を形成し、この混合流体を流動させながら密閉状態で処理槽内で気体の被処理水への溶存化と脱気を実行して、最後に処理水として排出する。従って、温泉など湧き出す被処理水を止めることなくそのまま連続的に処理することができるので、高い効率で処理することができる。一方で、処理のために被処理液を溜めるための大容積の槽または浴は不要であるので、装置自体がコンパクトになる。それゆえ、本発明の処理装置は省スペースを実現し、製造コストを低減することもできる。処理された処理水は、均質に、即ち溶存成分が同一濃度になるように処理（加工）されているので、種々の用途に有用となる。
　本発明の処理装置及び処理方法は以下のような広範な用途及び応用例が考えられる。例えば、農業では、水の活用は不可欠であるが、特に水耕（液肥）栽培では、使用水の溶存酸素量、殺菌、肥料の注入が重要になる。本発明の処理装置ではこれらの要望に応えることができる。例えば、混合流体を構成する気体として空気とオゾンを使用することで、使用水の殺菌を流水しながら行える。また、液肥などの肥料も混合流体を構成する水に溶解させることで混合流体に混入させることができる。この場合に、混合流体を生成する混合器に肥料などの添加物導入口を設けておくことができ、液肥のみならず紛体も導入することができる。もちろん、上述の実施例のように酸素の溶存化も可能であり、本処理装置から排出される水（液）は、酸素溶存量を一定以上に保つことができ、酸素濃度が均一な水（液）をプランターに供給できる。特に、水耕（液肥）栽培のプランターの途中での酸素欠乏による生育不良を防止することができる。
　また、本処理装置は、漁業分野でも利用することができる。魚の生育には、水に含まれる酸素量が重要であるが、上記実施例で示したように、混合流体の気体として空気を注入することで常に一定量の溶存酸素が含まれた処理水（例えば海水）を供給することができる。装置の処理能力は、処理槽の大きさや送水装置の性能で自在に変えることができるので、車運搬用から大きな魚槽まで、用途にあわせたスケールアップができる。また、農業用途と同様に、オゾンなどの気体を混合流体に混入させることで水の殺菌や不足する酸素の付加なども可能である。また、連続処理により処理液を連続して排出（供給）できるので、装置の吐出側から水流を作る形で供給することもでき、水流を必要とする蓄魚などの生育にも活用できる。特に、水槽中の溶存酸素の量を検出しながら、水槽の水を本処理装置の混合機に供給して処理水を水槽との間で循環させ、検出した溶存酸素量に基づいて本処理装置の処理漕の気相の圧力を調整することで、常に水槽中の溶存酸素濃度を所定の値に制御することができる。このように本処理装置を溶存酸素検出器と制御装置と組み合わせて自動運転するシステムもまた本発明により提供することができる。
　本処理装置は、前述のようにメタンガスを脱気することが可能であるので、下水処理、特に回収される下水や処理過程で発生するメタンガスの除去にも有用となる。また、本処理装置は、密閉系であるので排ガスバルブを通じてガスを回収することができ、下水やごみ処理施設から排出される排液の臭気を外部に漏らすことがなく、環境的負荷を減らすことができる。また、本処理装置は、被処理液を流動させながら連続的に処理を行うので、そこから常時発生してくるメタンガスなどを回収してエネルギー資源として再利用することが可能となる。この場合、本処理装置の処理漕に接続された排ガスバルブにガス管などを通じてメタン回収ボンベや発電装置に接続することができる。
　上記実施例では、主に、被処理水に溶存している気体を置換したり、被処理水に気体を溶存させる例を挙げて説明したが、第３実施形態及び実施例４で説明したように、液体を処理対象として扱うのみならず、混合流体を構成する気体を処理対象として扱うことで、処理対象である気体を低減させることができる。前述のように、例えば、ゴミ処理場や工場などから発生する異臭ガスのような被処理ガスを、水のような液体と共に混合流体を構成し、本発明の装置に導入することで、被処理ガスを、水のような液体に取り込ませたり（溶解させたり）あるいは水のような液体に最初から溶存している気体と置換させることで、被処理ガスを回収または除去することができる。
　本発明は、被処理水を、工業や農業、水産業、サービス業、一般生活において使用する際に、被処理ガスが溶存しているために使用に支障があるような場合に好適であり、特に、温泉水から溶存するメタンガスを除去する場合に最適である。また、本発明は、水を主体とする液体に含まれる特定成分の除去のみならず、別の気体成分の添加や富化に用いることができるため、浴槽水、化粧水、飲料の品質改善や保存、河川や湖の水の改善など環境維持にも有効となる。また、農業、下水処理、漁業の分野において広範な用途が期待される。
　１０　送水装置
　１１　配水管
　１２　送水管
　２０　送気装置
　２１　送気管
　２２　流量調整バルブ
　３０　脱気処理ユニット
　３１　混合器
　３１ａ　内側管
　３１ｂ　外側管
　３１ｃ　第１のノズル
　３１ｄ　内部流路
　３１ｅ　吐出口
　３１１　基端部
　３１２　胴部
　３１３　先端部
　３２　分岐管
　３２１　本管
　３２２，３２２ａ～３２２ｄ　支管（噴射管）
　３２２ｘ　先端部
　３３　処理槽
　３３ａ　上面
　３３ｂ　一端面
　３３ｃ　他端面
　３３１　圧力計
　３３２ａ～３３２ｃ　排水管
　３３３　排気管
　３３４ａ～３３４ｃ　配水管
　３４　排気バルブ
　３４１　流量調整バルブ
　３４２　ガスベント
　３５　エア処理槽
　３５１　配水管
　３５２　排気バルブ
　３５２ａ　流量調整バルブ
　３５２ｂ　ガスベント
　３６　バランスタンク
　３６１　連絡管
　３７　循環ポンプ
　３７１　第１循環管
　３７２　第１循環管
　Ｂ　浴槽
　ＭＬ　混合流体
　Ｌ１、Ｌ２　環流
　Ｌ　噴射管から液相の液面までの距離

Claims (19)

  1. 　気体及び液体を流動させながら前記液体または前記気体を処理する流体処理装置であって、
    　気相と液相が共存する密閉された処理槽と、
    　先端が前記処理槽上部に連結され、前記液体に前記気体を混合させた混合流体を前記先端から前記処理槽内の前記気相を介して前記液相に連続的に噴射する噴射管と、
    　前記処理槽に設けられ、前記液相の液体を前記処理槽から連続的に排出する排出口と、
    　前記処理槽に設けられ、前記気相の気体を前記処理槽から排気する排気口と、
    　前記混合流体を構成する気体及び液体、前記排出口から排出される液体並びに前記排気口から排出される気体の少なくとも一つの流量を調整することにより前記処理槽内の気相の高さをほぼ一定に維持する流量調整手段とを備え、
    　前記処理槽は、横置きにされた円筒状の容器であり、前記噴射管は、処理槽の中心軸に沿って所定間隔で配列する複数の噴射部を有し、当該噴射部からの混合流体の噴射方向が処理槽の中心軸に直交するように且つ処理槽の中心軸に向かうように配置されており、
    　前記噴射管は、噴射された前記混合流体中の気泡が前記処理槽の底部に至るように、前記噴射管から混合流体を噴射させることを特徴とする流体処理装置。
  2. 　前記気体が処理されることを特徴とする請求項１に記載の流体処理装置。
  3. 　前記液体が処理され、前記液体が水を主体とする液体であることを特徴とする請求項１に記載の流体処理装置。
  4. 　さらに、前記噴射管への混合流体を形成するための混合器を備え、該混合器は、液体が流通する流路と、該流路内に収容されて液体内に気体を噴出するノズルとを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  5. 　前記処理槽は、前記噴射された混合流体が容器の内周壁に沿って環流する請求項１～４のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  6. 　前記噴射管の先端が前記処理槽上部から槽内に突出するように前記噴射管が前記処理槽の上部に連結している請求項１から５のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  7. 　前記噴射管が、互いに所定距離を隔てて並列する複数の支管からなり、各支管が前記処理槽上面に直交するように処理槽の上部に連結している請求項１から６のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  8. 　前記気相の圧力が、０．１２ＭＰａ～０．１８ＭＰａに調節されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  9. 　前記排気口に、排気口の開放度を調整することにより気相の圧力を調整する排気バルブが設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  10. 　前記液体が温泉水であり、前記気体が空気であり、前記混合流体が処理槽を通過することにより温泉水中に含まれるメタンが除去されることを特徴とする請求項３に記載の流体処理装置。
  11. 　前記処理装置が複数直列に接続されており、上流側の処理装置から排出された液体が、下流側の処理装置に、気体と混合されて導入される請求項１～１０のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  12. 　気体及び液体を流動させながら前記気体または液体を処理する流体処理方法であって、
    　前記液体に気体を混入して混合流体を形成することと、
    　前記気相と液相が共存する閉鎖された処理槽の上部に連結された噴射管から、前記混合流体を前記処理槽中の前記気相を介して前記液相に連続的に噴射することと、
    　前記処理槽の液相の液体を連続的に排出することと、
    　前記処理槽の気相の気体の排気量を調整することと、
    　前記混合流体を構成する気体及び液体、前記処理槽から排出される液相の液体並びに前記処理槽から排気される気相の気体の少なくとも一つの流量を調整することにより前記処理槽内の気相の高さをほぼ一定に維持することを含み、
    　前記処理槽は、横置きにされた円筒状の容器であり、前記噴射管は、処理槽の中心軸に沿って所定間隔で配列する複数の噴射部を有し、
    前記噴射部からの前記混合流体が処理槽の中心軸に直交するように且つ処理槽の中心軸に向かうとともに、前記混合流体中の気泡が前記処理槽の底部に至るように、前記噴射管から混合流体を噴射させることを特徴とする流体処理方法。
  13. 　前記混合流体を構成する前記気体が、処理されることを特徴とする請求項１２に流体処理方法。
  14. 　前記液体が被処理水として水を主体とする液体であることを特徴とする請求項１２に記載の流体処理方法。
  15. 　前記処理槽内における気相の高さを処理槽の内部の高さの５～５０％に維持することを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載の流体処理方法。
  16. 　前記液体が温泉水であり、前記混合流体に混入される気体が空気であり、前記処理槽で処理されることで温泉水中に含まれるメタンが除去されることを特徴とする請求項１４に記載の流体処理方法。
  17. 　前記液体が下水であり、前記処理槽で処理されることで下水中に含まれるメタンが除去されることを特徴とする請求項１４に記載の流体処理方法。
  18. 　前記液体が、農業用水または漁業用水であり、上記気体が空気であり、上記処理槽で処理された液体に酸素を富化することを特徴とする請求項１４Ｙに記載の流体処理方法。
  19. 　前記気相の圧力を、０．１２ＭＰａ～０．１８ＭＰａに調節することを特徴とする請求項１２から１８のいずれか一項に記載の流体処理方法。
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