CN101618296A - 液体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以使用微细气泡的液体处理装置为对象，在微细气泡发生系统中回收未溶解气体而进行再利用，从而使水处理性能高并具有经济性的液体处理装置。该液体处理装置具有：将供给的水和气体混合的第一气体混合器(7)、对通过第一气体混合器(7)混合气体的气液二相流进行加压的泵(11)、对由泵(11)加压的水回收未溶解的气体的气液分离器(8)、设于第一气体混合器(7)和泵(11)之间并经由减压阀(15)与气液分离器(8)连接的第二气液混合器(50)、与气液分离器(8)的后游侧连接的减压机构(12)，由第二气体混合器(50)混合未溶解的气体的水通过减压机构(12)减压而在水中产生微细气泡。

Description

液体处理装置

技术领域

本发明涉及一种使用微细气泡的液体处理装置。

背景技术

在使用臭氧的液体处理方法中公开有非专利文献1记载的方法。注入到臭氧反应槽设备的被处理水中的臭氧由被处理水所含有的还原性物质消耗，被注入的臭氧内的、在被处理水中不溶解而到达水面的气泡中的臭氧向大气放出，而成为臭氧排气，在臭氧排气处理装置中分解。因此，注入到反应槽设备中的臭氧量除了为了实现目标水质所需要的臭氧量，还需要包含还原性物质的氧化所消耗的臭氧量以及不溶解而废弃的臭氧量。

用于水处理的臭氧处理系统除了臭氧反应槽设备，还由前处理设备、后处理设备、臭氧发生设备以及臭氧排气处理设备等构成。系统整体的消耗电力中在臭氧发生设备中占消耗电力的比率最大，所以在处理系统的经济性提高上需要降低臭氧发生量，即提高臭氧利用率。具体地，降低上述被处理水中的还原性物质、提高臭氧溶解效率，即降低臭氧排气量是有效的。

在此，所谓微细气泡是直径约50微米以下的气泡，根据非专利文献2，一般地，该区域的气泡由于随着气泡内气体向周围液相的溶入而直径减小，所以因表面张力的效应而该气泡变为高压、高温，在消灭时与氢氧基等氧化力高的自由基产生压力波。另外，由于比表面积大，上升速度小，所以液体中的气体的溶解度高。

因此，在水处理中使用臭氧等具有氧化力的气体的微细气泡的情况下，除了考虑溶存气体的氧化力，还要考虑在微细气泡消灭时产生的压力波和自由基等氧化力导致细胞壁、细胞膜、细胞质等被物理破坏的可能性。

作为利用臭氧等气泡进行水处理的以往的技术，如专利文献1所记载，从设置在臭氧接触槽内的散气管直接注入臭氧，这时从接触槽的上部空间回收含有未溶解、未利用的臭氧的气体。

另外，在专利文献2中公开这样的方法，将气体混合成粗大气泡后由泵加压，之后使其通过减压喷嘴(nozzle)而向接触槽注入，从而将注入气体进行微细气泡化，而向接触槽注入。在专利文献3中公开有这样的微细气泡发生装置，在减压喷嘴中，使喷嘴形成多孔板形状，在流路限制板中使流体通过的孔数变化，并且对泵转速进行变换控制以使喷嘴上游侧的压力恒定，从而稳定地产生微细气泡。

另外，此处的水处理是指注入具有氧化力的药剂或气体，或者利用光、电磁波等的照射、过滤等，将被处理水中的有机物或微生物等利用过滤或氧化分解等除去。

专利文献1：特开2004-122105号公报

专利文献2：特开2003-117365号公报

专利文献3：特开2007-21392号公报

非专利文献1：《臭氧手册》、日本臭氧协会、2004年

非专利文献2：《水的特性和新的利用技术》、NTS株式会社、142-146页、2004年

在专利文献1记载的方法中，由于在臭氧的注入中使用散气管，所以气泡直径形成毫米直径以上，溶解效率低，根据《新版臭氧利用的新技术》、三友书局，为了得到90％以上程度的臭氧吸收效率，需要约5m的水深，存在设备难以小型化的问题。

另外，在专利文献2以及专利文献3记载的方法中，作为粗大的气泡注入的气体内，没有被泵后部的加压部加压溶解的气体保持粗大气泡的状态通过减压喷嘴，与生成的微细气泡混合存在而流向接触槽。如上所述，毫米直径气泡存在溶解效率低的问题。另外，通过减压喷嘴后，当粗大气泡和微细气泡接触，则微细气泡与粗大气泡合体，会使溶解效率高的微细气泡的含有率降低。另外，即使为了提高臭氧吸收效率而将该微细气泡和粗大气泡的混入水向能够增加滞留时间的下降游的接触槽注入，也会使微细气泡伴入由上升速度大的粗大气泡产生的上升流中，到达水面的微细气泡向大气中散放。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种通过回收、再利用未溶解气体，从而能够使气体的利用效率提高，提高消毒、除色、除臭、除污等水处理性能的液体处理方法以及装置。

本发明第二目的在于提供一种通过回收、再利用未溶解气体，从而能够使气体的利用效率提高，降低气体使用量，实现经济性的液体处理装置。

本发明第三目的在于提供一种通过回收、再利用未溶解气体，从而能够使微细气泡的生成效率提高，降低在粗大气泡状态下从被处理水水面脱离的排气量，实现经济性的液体处理装置。

本发明第四目的在于提供一种通过回收、再利用未溶解气体，从而能够提高每泵动力的微细气泡生成效率，降低泵动力以及消耗电力，实现经济性的液体处理装置。

为了实现上述目的，本发明的液体处理装置，在将气体混合在水中，将混合的气体由泵加压溶解，并将其减压而产生微细气泡的微细气泡生成系统中，在加压溶解时回收未溶解的气体，再利用所回收的气体。另外，具有使微细气泡和被处理水接触并进行反应的接触槽，提高气体的利用效率而进行水处理。微细气泡的生成也可以使用加压、剪断方式、旋流方式等。也可以计测所述减压喷嘴的水的压力，使用变换器来自动控制给予泵的电机的频率以使上述压力恒定。

产生微细气泡的减压喷嘴，由具有多个孔、或缝隙的多孔板和变更其孔数的流路限制板构成。多孔板的孔数的变更可以通过使流路限制板沿着多孔板平行移动，或者可以使流路限制板旋转而进行。另外，也可以通过固定流路限制板而移动多孔板而进行。

另外，多孔板的孔数的变更也可以通过测量混合所述气体的水的流量，将混合的气体流量除以水的流量，作为流入泵的二相流的表观气液比而求出，变更多孔板的孔数，增减水的流量，以使上述气液比的值为泵的气液比容许上限以下。

另外，在加压溶解所述气体的泵的上游设有将所述气体混合在水中的第一气体混合器和混合所述回收气体的第二气体混合器。气体混合器和第二气体混合器可以相对于泵的上游的水的流路并联配置，也可以串联配置，也可以前后配置。

另外，设置用于将所述回收的气体混合在被处理水中或者注入到接触槽中的流路，在流路中设置调整所回收的气体的流量的调整机构。这些流量可以通过如下所述进行调节，通过设置将所回收的气体滞留的滞留容器(缓冲罐)，并由设于滞留容器和气体混合器之间、或者滞留容器和向接触槽注入的注入机构之间的流路上的减压阀或背压阀来维持滞留容器内的压力。另外，对于气体的滞留也可以不使用滞留容器，而利用具有所述减压阀或背压阀的流路的内部空间。在接触槽中，回收气体的注入位置，为了防止气泡的合体，可以是在不与微细气泡混合的后部的槽，也可以是在被处理水流入的前部的槽。在使用臭氧的情况下，为了预先除去被处理水中的臭氧消耗物质，也可以将回收气体注入含有微细气泡的水的注入位置的上游部。

另外，所述混合气体的水可以从接触槽抽取，也可以使产生微细气泡的水返回接触槽而循环，所述混合气体的水也可以从外部供水，使产生微细气泡的水直接接通接触槽。气泡质材也可以使用臭氧以外的气体。

〔发明效果〕

根据本发明，能够提高溶存气体而利用的液体处理装置的水处理性能和经济性。另外，由于能够效率良好且稳定地生成用于液体处理的微细气泡，所以能够提高水处理性能和流动稳定性。

附图说明

图1是本发明的实施例1的液体处理装置的结构图。

图2是表示实施例1的减压喷嘴的结构的示意图。

图3是表示实施例1的减压喷嘴的结构的示意图。

图4是说明实施例1的臭氧利用效率的图。

图5是说明实施例1的臭氧利用效率的图。

图6是说明实施例1的臭氧利用效率的图。

图7是关于实施例1的臭氧利用效率的说明图。

图8是作为本发明的实施例2的液体处理装置的结构图。

图9是作为本发明的实施例3的液体处理装置的结构图。

图10是作为本发明的实施例4的液体处理装置的结构图。

图11是作为本发明的实施例5的液体处理装置的结构图。

图12是作为本发明的实施例6的液体处理装置的结构图。

图13是作为本发明的实施例7的液体处理装置的结构图。

图14是作为本发明的实施例8的液体处理装置的结构图。

图15是作为本发明的实施例9的液体处理装置的结构图。

附图标记说明

1、3被处理水

2臭氧气体

4处理水

5接触槽

6、9、10、13、32、40流路

7、50气体混合器

8气液分离器

11泵

12减压喷嘴

14缓冲罐

15减压阀

16背压阀

21、52控制器

22、54、55流量计

23、24、25、56、66、70流量调整阀

30富氧气体生成器

31富氧空气

33臭氧生成器

41、42注入位置

43分隔板

51压力传送器

53变换器

57阀

58复式压力计

59手柄

60多孔板

61流路限制板

62孔

63管路

64边缘部

65手柄轴

67供水

68微细气泡水

69气体

具体实施方式

本发明的实施例1参照图1～图7进行说明。图1是本发明的实施例1的液体处理装置的结构图，图2、图3是表示减压喷嘴的剖面图以及从上游侧观察到的管内的示意图，图4～7是关于臭氧利用效率的说明图。

如图1所示，本实施例的液体处理装置包括：与设于后述的接触槽5的底部的流路13以及从未图示的臭氧发生装置供给臭氧气体2的流路6连接并将被处理水1与由流路6导入的臭氧气体混合的气体混合器7；与气体混合器7连接，混合由后述的气液分离器8回收的气体的气体混合器50；与气体混合器50连接，输送在气体混合器7、50中与臭氧气体2以及气体混合的被处理水1的泵11；与泵11连接并分离未溶解的气泡的气液分离器8；与气液分离器8连接并对被处理水1进行减压的减压喷嘴12；与减压喷嘴11连接的接触槽5；与气液分离器8连接并使分离的气泡滞留的缓冲罐14；设于连接缓冲罐14和接触槽5的流路10中的背压阀16；设于连接缓冲罐14和气体混合器50的流路9中的减压阀15。减压阀15一般是指不论一次侧压力如何而保持二次侧压力恒定并同时进行排气的阀。背压阀16也称安全阀，是指当一次侧压力超过阈值时或者一次侧和二次侧的压力差超过阈值时向二次侧排气的阀。

在此，由流路13、气体混合器7、气体混合器50、泵11、减压喷嘴12构成的路径称为微细气泡生成系统，由气液分离器8、缓冲罐14、流路9、减压阀15构成的路径称为气体回收系统。在由气液分离器8、缓冲罐14、流路10、背压阀16构成的路径中进行向接触槽5的散放。

对接触槽5注入被处理水3，并配给处理水4。接触槽5内形成由分隔板分隔的，被处理水与臭氧接触并同时在多个槽中迂回的结构。该接触槽5也能够适用于泳池型、U字管型、同心圆筒形、其他水槽结构。另外，形成微细气泡的气体不限于臭氧气体，也可以使用空气、二氧化碳、其他气体。

另外，流路13的抽水位置可以选择接触槽5的水面下的任意部位。另外，虽然未图示，但是优选测量气体流量。

混合有臭氧气体的气液二相流由泵11加压，臭氧气体的一部分加压溶解，剩余的变为粗大气泡，流入气液分离器8。在气液分离器8中，没有加压溶解的粗大气泡例如由重力分离而向上方分离，被分离的气体流入缓冲罐14。

溶解加压臭氧气体的水在通过减压喷嘴12时被减压而起泡，形成臭氧微细气泡。该臭氧微细气泡流入接触槽5，产生被处理水3的消毒、除臭、除色等水处理作用。在此，混合气体的水也可以从外部供水，使产生微细气泡的水与接触槽5直接接通。

另一方面，缓冲罐14形成经由减压阀15而在流路9中与设于泵11的吸入侧的气体混合器5连接，缓冲罐14内的气体的全部或一部分返回气体混合器50，向被处理水再注入由缓冲罐14回收的臭氧的结构。在此，气体混合器50与气体混合器7同样地，为将向在流路13中流动的被处理水中混合气体的设备，例如可以在被处理水所流动的管路上以T形状汇合气相配管，也可以从散气管、多孔质体混合气相，也可以使用喷射器。气体混合器7和气体混合器50可以并联配置在泵11的上游的流路上，也可以串联配置在泵11的上游的流路上。

所回收的气体的再注入也能够形成流路9与连通气体混合器7的流路6连接的结构。另一方面，能够通过流路6的臭氧气体2的供给压力和流路9的再注入气体的压力的差，使臭氧气体2的供给流量和再注入气体的流量产生变动。因此，如本实施例所示，优选相对于在流路13中流动的被处理水，分别独立地混合气体。

缓冲罐14中，流路10经由背压阀16而与接触槽5连接，在背压阀16中流出的臭氧气体向接触槽5内的被处理水散放。散放的粗大气泡其溶解效率低，但是与上述微细气泡同样地，能够产生被处理水3的消毒、除臭、除色等水处理作用。

流路10向接触槽5的连接位置可以是微细气泡注入部位的上游、下游的任一个，也可以向接触槽5内由分隔板分隔的其他槽散放。即，为了防止气泡的合体，可以是在不与微细气泡混合的后部的槽，也可以是在被处理水流入的前部的槽。在使用臭氧的情况下，为了预先除去被处理水中的臭氧消耗物质，可以将回收气体注入到含有微细气泡的水的注入位置的上游部。在从流路10向接触槽5进行的散放中，若使用散气管、多孔质体等来减小散放气泡直径，则向被处理水的溶解效率提高。

在气液分离器8中分离气泡时，由于气泡间歇流入气液分离器8中，所以分离的气体的压力、流量变动。当使其直接流入气体混合器50中，则气体相对于在流路13中流动的被处理水的比即气液比变动，产生泵11的空转或流动不稳定。

由于在流路9上设置减压阀15，在减压阀15中，二次侧压力恒定，所以能够以恒定压力将缓冲罐14的臭氧气体送给气体混合器50。由此，从气体混合器7以及气体混合器50流向泵11的气体流量恒定，泵11在气体的卷入中不会空转，被处理水的流动稳定。当在气液分离器8中分离的粗大气泡暂时增加，缓冲罐14内的压力过大的情况下，由于通过背压阀16使过剩的臭氧气体向接触槽5内散放，所以缓冲罐14的压力保持恒定。

由于如上所述，设置气体的回收系统，进行再利用，所以能够将由气液分离器8回收的气体以恒定的流量送给气体混合器50，能够防止气体再注入流量的变动。由此，能够将气体混合器7的气液比保持在泵11能够运转并能够得到高效率的最大值或保持在高范围内。

为了将气液比保持在泵11能够运转并能够得到高效率的最大值或在高范围内而稳定地生成微细气泡，将减压喷嘴12的上游侧的压力保持恒定，并将气液比保持在适当的范围内是有效的。另外，使减压喷嘴12的微细气泡生成状态、即后述的喷嘴的孔62周边的流体相对于被处理水流量的变动的气液比保持不变是有效的。

图2所示的减压喷嘴12形成为喷嘴部由多孔板60构成，通过手柄轴64的旋转而使流路限制板61上下移动，通过手动变更设于多孔板60上的孔62中开口的孔62的个数的结构。这样，通过调整多孔板60的开设的孔62的个数，从而能够改变减压喷嘴12的上游侧的压力和流量，与臭氧气体2的流量的设定值对应地，在能够生成微细气泡的范围内，能够以低压运转适当流量的泵11。

图2所示的减压喷嘴12为流路限制板61的边缘部剖面相对于多孔板60垂直形成的例子，但是如图3所示，边缘部64也可以相对于多孔板60形成锐角。通过使边缘部64相对于多孔板60形成锐角，能够起到减少边缘部64附近向多孔板60流入的被处理水的紊流，防止在多孔板60的上游侧产生漩涡或因起泡引起微细气泡生成效率的降低。

如图2、图3所示，通过采用孔62个数可变的喷嘴，能够使孔径不变化而调整喷嘴部的压力损失，所以能够调整微细气泡生成过程的泵11的压力和流量。由此，能够保持生成的微细气泡的直径恒定，能够得到高的溶解效率。另外，能够将气体混合器7中的气液比保持在泵11能够运转、能够得到高效率的范围内。另外，当减压喷嘴12被堵塞时，通过增加开设的孔数，能够以其他孔代替堵塞的孔，所以能够使生成微细气泡的被处理水的流量保持恒定。

多孔板开设的孔数的变更可以通过使流路限制板沿着多孔板平行移动进行，也可以旋转流路限制板进行。另外，也可以通过固定流路限制板而移动多孔板进行。另外，微细气泡的生成能够使用减压、剪断方式、旋流方式等。

接着，参照图4～图7说明气液分离器8的粗大气泡的回收和从气体混合器50向被处理水的再注入的效果。

图4示意性地表示不使用气液分离器8的情况下的减压喷嘴12中的微细气泡的发生状态。在泵11中与臭氧气体加压溶解的水和没有加压溶解的粗大的臭氧气泡通过减压喷嘴12。微细气泡由于主要在加压溶解气体的水的减压气泡作用下生成，所以粗大气泡不会变为微细气泡。由于粗大气泡的上升速度快，所以流入接触槽后立刻比微细气泡更快上升，从被处理水的水面向上部的气相空间脱离。因此，如图6所示，臭氧气体的水处理效率降低。在图6中，注入气体中溶存的部分具有水处理作用，根据实验所得，假设粗大的气泡的溶存率为大约50％而进行图示。

另一方面，图5示意性地表示使用气液分离器8的情况下的减压喷嘴12中的微细气泡的发生状态。在泵11中的加压溶解的臭氧气体当通过减压喷嘴12时变为微细气泡，没有加压溶解的粗大的臭氧气泡被气液分离器8分离而返回气体混合器50，在泵11的上游侧再注入到加压前的被处理水中。由此，在泵11中能够在未空转的范围内以高的气液比将臭氧气体加压溶解，防止粗大的气泡流入减压喷嘴12。因此，如图7所示，能够降低从水面脱离的臭氧气体量，提高臭氧气体的水处理效率。在此，气液比通过将混合的气体流量除以水的流量，作为流入泵11的二相流的表观气液比而求出。

当减少臭氧气体流量时，直接注入接触槽5中的流量减少。臭氧气体流量减少到粗大气泡的流量达到零，而形成适当的臭氧气体流量，从而能够将微细气泡的发生效率提高到大致100％。这种情况下，能够将从水面脱离的臭氧排气流量大幅度降低，虽然未图示，但是能够减轻接触槽5的上部空间的臭氧排气的处理装置的负荷。这种情况下，被处理水的臭氧注入率通过臭氧产生浓度来调整。

根据本实施例，由于能够增加微细气泡的生成比率而降低从水面脱离的臭氧排气量，所以能够提高水处理效率，降低臭氧使用量。由此，实现液体处理装置的经济性提高的效果和水处理性能提高的效果。

〔实施例2〕

根据图8说明本发明的实施例2。图8是本实施例的液体处理装置的结构图。在本实施例中，在实施例1的液体处理装置的微细气泡生成系统中，在泵11下游侧，在减压喷嘴12上游侧设置有计测压力的压力传送器51，将压力传送器51与控制器52、变换器53连接。变换器53与泵11连接，以控制泵11的转速。

在控制器52中输入目标压力，在控制器52中进行变换器53的例如PID控制，以使减压喷嘴12的上游压力恒定地维持在目标值。由此，能够通过变换器53使泵11的转速变化，使减压喷嘴12上游的压力保持在恒定的设定值。

其结果，能够防止微细气泡生成过程中的泵11的压力和流量的变动，所以能够将所生成的微细气泡的直径保持为恒定，得到高的溶解效率。另外，由于能够控制而使得压力为恒定值，所以能够防止气液流量，能够使未溶解气泡的回收流量稳定，能够维持高的值，提高每泵动力的微细气泡生成效率。另外，由于能够防止压力和流量的变动，所以能够将泵11的压力设定得较低，能够较低泵动力以及消耗电力。

根据本实施例，由于能够增加微细气泡的生成比率，降低从水面脱离的臭氧排气量，所以能够提高水处理效率，降低臭氧使用量。另外，能够将泵的压力设定得降低，能够降低泵动力以及消耗电力。由此，能够实现水处理性能提高的效果和液体处理装置的经济性提高的效果。

〔实施例3〕

根据图9说明本发明的实施例3。图9是本实施例的液体处理装置的结构图。本实施例中，在实施例2的液体处理装置的微细气泡生成系统中，在流路13上追加液体用的流量计54，在流路6上追加气体用的流量计55。在流量计54中计测从接触槽5抽取的被处理水的流量，在流量计55中计测供给气体混合器7的臭氧气体2的流量，所以能够精度良好地计算气体混合器7中的气液比。

由此，能够以将该气液比保持在泵11中能够得到高效率的最大值或较高范围内的方式来调整减压喷嘴12的开设的孔数。在此，泵11能够得到高效率的气液比为例如泵空转或消耗电力不较大增加的范围内的大值的气液比。由于能够适当设定气液比，所以与臭氧气体2的流量同样地，相对于通过气体混合器50回收、再注入的气体流量，能够节流由泵11加压的被处理水流量，所以能够降低每微细气泡生成量的泵动力。另外，当减压喷嘴12堵塞的情况下，由于在图9所示的结构中保持压力恒定而减少流量，所以能够通过监视流量计54，来把握减压喷嘴12的堵塞状态。

根据本实施例，能够保持压力恒定而将泵的流量设定得较低，能够降低泵动力以及消耗电力。另外，由于能够探测减压喷嘴的堵塞，所以能够实现液体处理装置的经济性和可靠性提高的效果。

〔实施例4〕

根据图10说明本发明的实施例4。图10是本实施例的液体处理装置的结构图。本实施例中，在实施例3的液体处理装置的微细气泡生成系统中，在流路9的减压阀15的下游，对气体混合器50的上游追加流量调整阀66。

本实施例中，通过减压阀15和流量调整阀66，能够精度良好地调整从气体混合器50向被处理水再注入的臭氧气体。在减压阀15中，通过使用能够调整二次侧压力的阀，而能够在更宽的流量范围内进行高精度的流量调整。

根据本实施例，由于能够提高臭氧气体的回收、再注入流量的设定精度，所以能够将泵的流量设定得较低。由此，由于能够降低泵动力以及消耗电力，所以实现液体处理装置的经济性提高的效果。

〔实施例5〕

根据图11说明本发明的实施例5。图11是本实施例的液体处理装置的结构。在本实施例中，从实施例4所示的液体处理装置的微细气泡生成系统拆除减压阀15，而缓冲罐14形成这样的结构，经由流量调整阀66与设于泵11的吸入侧的气体混合器50在流路9中连接，缓冲罐14内的气体的全部或一部分返回气体混合器50，能够对被处理水再注入由缓冲罐14回收的臭氧气体。缓冲罐14中，经由背压阀16将流路10与接触槽5连接，在背压阀16中流出的臭氧气体向接触槽5内的被处理水散放，与微细气泡相比其溶解效率低，但是能够产生被处理水3的消毒、除臭、除色等水处理作用。

另一方面，使回收的臭氧气体通过流量调整阀66从缓冲罐14流入气体混合器50。由于不使用减压阀15，所以不能对气体混合器50以恒定压力输送臭氧气体，但是由于缓冲罐14的最大压力由背压阀116限制，所以通过流入气体混合器50的流量为通过由背压阀16限制的压力决定的值。这样，由于从气体混合器7以及气体混合器50流入泵11的气体流量存在限制，所以泵11不会空转而能使被处理水的流动稳定。

根据本实施例，通过流量调整阀代替结构复杂、高价的减压阀，从而能够防止设备故障，并且降低装置成本。因此，能够实现液体处理装置的可靠性和经济性提高的效果。

〔实施例6〕

根据图12说明本发明的实施例6。图12是本实施例的液体处理装置的结构图。在本实施例中，在实施例4所示的液体处理装置的微细气泡生成系统中，在气体混合器7和气体混合器50之间的流路上追加阀57，在阀57的下游在气体混合器50的上游追加复式压力计58。在此，所谓复式压力计是指能够测量正负两者压力的压力计。

在本实施例的液体处理装置的运转中，对由复式压力计58测量的压力设定标准值，调整阀57以使复式压力计58的指示值为标准值。由此，不管运转状态如何，使气体混合器50的压力相对于减压阀15的二次侧压力保持恒定，所以能够将流入气体混合器50的臭氧气体流量保持在恒定。因此，能够维持泵11的能够收容的气液比，微细气泡生成循环的流动稳定。

根据本实施例，由于微细气泡生成循环的流动稳定，所以实现液体处理装置的可靠性提高的效果。

〔实施例7〕

根据图13说明本发明的实施例7。图13为本实施例的液体处理装置的结构图。本实施例是与图12所示的液体处理装置同样地构成，但是适用于接触槽以外的例子，取代从接触槽5流出被处理水1，而进行供水67，进行配水68。

如图13所示，设置由供给气体69的流路6、进行供水67的流路13、气体混合器7、气体混合器50、泵11、减压喷嘴12构成的微细气泡生成系统、由气液分离器8、缓冲罐14、流路9、减压阀15构成的气体回收系统和由流路10、背压阀16构成的排气系统。优选地，在泵11的下游，设置计测减压喷嘴12上游的压力的压力传送器51、控制器52、变换器53，在流路13上设置液体用的流量计54，在流路6上设置气体用的流量计55。另外，在气体混合器7和气体混合器50之间的流路上设置阀57，在阀57的下游在气体混合器50的上游设置复式压力计58。

供给流路13的供水67和从未图示的气体供给装置供给的气体69通过气体混合器7混合，变为气液二相流而在流路13中流过。该气液二相流由泵11加压，气体的一部分加压溶解，剩余的气体变为粗大的气泡，流入气液分离器8中。在气液分离器8中，没有加压溶解的粗大气泡例如通过气液分离器8向上方分离，被分离的气体流入缓冲罐14中。在气液分离器8中溶存臭氧气体的水在通过减压喷嘴12时被减压而起泡，形成微细气泡。该微细气泡与供水67一起形成微细气泡水68，并向各处配水。

另一方面，缓冲罐14形成这样的结构，经由减压阀15与设于泵11的吸入侧的气体混合器50在流路9上连接，缓冲罐14内的气体的全部或一部分返回气体混合器50，对被处理水再注入由缓冲罐14回收的臭氧气体。

在缓冲罐14上连接设有背压阀16的流路10，流路10的端部大气开放，在背压阀16中流出的臭氧气体向大气中放出。在此，当气体69为有害气体的情况下，不使流路10大气开放而对气体进行分解处理。当气体69为有价值气体的情况下，不使流路10大气开放而将气体进行再利用。

由于能够通过与缓冲罐14连接的减压阀15，将臭氧气体以恒定压力送给气体混合器50，所以从气体混合器7以及气体混合器50向泵11流动的气体流量变为恒定，泵11不会空转而使被处理水的流动稳定。当由气液分离器8分离的粗大气泡暂时增加，缓冲罐14内的压力变得过大的情况下，由背压阀16使过剩的气体向大气中放出，缓冲罐14的压力保持在恒定。

优选地，在泵11下游，设置计测减压喷嘴12上游的压力的压力传送器51、控制器52、变换器53。通过对控制器52输入目标压力，从而能够以使减压喷嘴12上游的压力恒定地维持在目标值的方式而通过来自控制器52的指令将变换器53进行例如PID控制，使泵11的转速变化，保持减压喷嘴12上游的压力为恒定的设定值。

其结果，由于能够防止微细气泡生产过程中的泵11的压力和流量的变动，所以能够保持生成的微细气泡的直径恒定，得到高的溶解效率。另外，通过压力恒定，能够防止回收、再利用未溶解气体时的气液流量的变动，提高每泵动力的微细气泡生成效率。另外，由于能够防止压力和流量的变动，所以能够将泵11的压力设定得低，能够降低泵动力以及消耗电力。

根据本实施例，由于能够增加微细气泡的生成比率，所以能够降低气体的使用量。另外，能够将泵的压力设定得较低，能够降低泵动力以及消耗电力。由此，能够实现液体处理装置的经济性提高的效果。

〔实施例8〕

根据图14说明本发明的实施例8。图14是本实施例的液体处理装置的结构图。在本实施例中，形成这样的结构，在实施例7的基础上，拆下减压阀15，缓冲罐14经由流量调整阀66与设于泵的吸入侧的气体混合器50在流路9上连接，缓冲罐14内的气体的全部或一部分返回所述气体混合器50，由缓冲罐14回收的臭氧气体能够再注入供水67中。从缓冲罐14经由背压阀16而使流路10大气开放，将在背压阀16中流出的气体向大气中放出。

另一方面，所回收的气体从缓冲罐14通过流量调整阀66流向气体混合器50。由于不使用减压阀15，所以不能够以恒定压力对气体混合器50输送臭氧气体，但是由于缓冲罐14的最大压力由背压阀16限制，所以流入气体混合器50的流量存在由背压阀16决定的上限。由此，能够对从气体混合器7以及气体混合器50流入泵11的气体流量施以限制，能够使泵11不会空转而使被处理水的流动稳定。

根据本实施例，能够以流量调整阀代替结构复杂且高价的减压阀，从而能够防止设备故障，并且能够降低装置成本。因此，能够实现液体处理装置的可靠性和经济性提高的效果。

〔实施例9〕

根据图15说明本发明的实施例9。图15是本实施例的液体处理装置的结构图。在本实施例中，形成这样的结构，在实施例7的基础上，代替背压阀16而设置流量调整阀70，缓冲罐14经由减压阀15和流量调整阀66而在流路9中与设于泵的吸入侧的气体混合器50连接，缓冲罐14内的气体的全部或一部分返回气体混合器50，能够对供水67再注入由缓冲罐14回收的臭氧气体。流路10从缓冲罐14经由流量调整阀70而大气开放，在流路10中流出的气体向大气中放出。流量调整阀70b稍微被开放。

缓冲罐14内的气体由流量调整阀70和减压阀15保持，当缓冲罐14内的压力提高，则从流量调整阀70通过流路10并向大气中放出的气体的量增加。另一方面，回收的气体从缓冲罐14通过减压阀15和流量调整阀66而流入气体混合器50。在本实施例中，由于不使用背压阀16，所以不能够将缓冲罐14的压力保持恒定，但是减压阀15的二次侧压力由减压阀的功能而被保持为恒定值，所以若缓冲罐14的压力不降低，则能够将流入气体混合器50的流量保持为恒定值。由此，从气体混合器7以及气体混合器50流入泵11的气体流量被保持恒定，泵11不会空转而使被处理水的流动稳定。

根据本实施例，能够以流量调整阀代替结构复杂的背压阀，从而能够防止设备故障，并且降低装置成本。因此，能够实现液体处理装置的可靠性和经济性提高的效果。

Claims (15)

1、一种液体处理装置，其特征在于，

具有：将供给的水和气体混合的第一气体混合器；对通过该第一气体混合器混合气体而得的气液二相流进行加压的泵；对由该泵加压的水回收未溶解的气体的气液分离器；设于所述第一气体混合器和所述泵之间，经由减压阀而与所述气液分离器连接的第二气液混合器；与所述气液分离器的后游侧连接的减压机构，

其中，由所述第二气体混合器混合所述未溶解的气体的水通过所述减压机构减压而在水中产生微细气泡。

2、一种液体处理装置，其特征在于，

具有：将供给的水和气体混合的第一气体混合器；对通过该第一气体混合器混合气体而得的气液二相流进行加压的泵；对由该泵加压的水回收未溶解的气体的气液分离器；设于该第一气体混合器和所述泵之间，经由减压阀而与所述气液分离器连接的第二气液混合器；与所述气液分离器连接并经由背压阀而用于将由所述气液分离器回收的气体的一部分放出的流路；与所述气液分离器的后游侧连接的减压机构，

其中，由所述第二气体混合器混合所述未溶解的气体的水通过所述减压机构减压而在水中产生微细气泡。

3、一种液体处理装置，其特征在于，

具有：将供给的水和气体混合的第一气体混合器；对通过该第一气体混合器混合气体而得的气液二相流进行加压的泵；对由该泵加压的水回收未溶解的气体的气液分离器；设于所述泵的吸入侧的第二气体混合器；用于使由所述气液分离器回收的气体经由减压阀而返回所述第二气体混合器的流路；在该流路的减压阀上游侧分支并经由背压阀而将在所述气液分离器中回收的气体的一部分放出的第二流路；与所述气液分离器连接的减压机构，

其中，被混合所述回收的未溶解的气体的水通过所述减压机构减压而在水中产生微细气泡。

4、一种液体处理装置，其特征在于，

具有：将供给的水和气体混合的第一气体混合器；对通过该第一气体混合器混合气体而得的气液二相流进行加压的泵；对由该泵加压的水回收未溶解的气体的气液分离器；与该气液分离器连接的缓冲罐；设于所述泵的吸入侧的第二气体混合器；用于使所述缓冲罐内的气体经由减压阀而返回所述第二气体混合器的流路；与所述气液分离器连接的减压机构，

其中，被混合所述回收的未溶解的气体的水通过所述减压机构减压而在水中产生微细气泡。

5、一种液体处理装置，其特征在于，

具有：将气体混合于水中的第一气体混合器；对通过该第一气体混合器混合气体而得的水进行加压的泵；对由该泵加压的水回收未溶解的气体的气液分离器；与该气液分离器连接的缓冲罐；设于所述泵的吸入侧的第二气体混合器；用于使所述缓冲罐内的气体返回所述第二气体混合器的流路；从所述缓冲罐经由背压阀而放出气体的一部分的第二流路；与所述气液分离器连接的减压机构，

其中，被混合所述回收的未溶解的气体的水通过所述减压机构减压而在水中产生微细气泡。

6、如权利要求5所述的液体处理装置，其特征在于，

在用于使所述缓冲罐内的气体返回所述第二气体混合器的流路中设置有减压阀。

7、如权利要求1～6中的任一项所述的液体处理装置，其特征在于，

设有对被处理水进行水处理的接触槽，使由所述减压机构减压而在水中产生的微细气泡与所述接触槽内的被处理水接触并进行反应。

8、如权利要求1～6中的任一项所述的液体处理装置，其特征在于，

混合所述气体的水是在所述接触槽内的被处理水中抽取的水，

该液体处理装置中具有使该抽取的水流向所述气体混合器的流路。

9、如权利要求1～8中的任一项所述的液体处理装置，其特征在于，

设有控制所述泵的转速的变换器和在所述泵的下游即在所述减压机构的上游的流路区间测量流体的压力的计量机构，通过变换器控制所述泵的转速以将由该计量机构计量到的压力控制为恒定。

10、如权利要求1～9中的任一项所述的液体处理装置，其特征在于，

所述减压机构为减压喷嘴。

11、如权利要求10所述的液体处理装置，其特征在于，

所述减压喷嘴为设有多个孔、或缝隙的多孔板。

12、如权利要求1～9中的任一项所述的液体处理装置，其特征在于，

所述减压机构由具有多个孔、或缝隙的多孔板和使孔数或缝隙的面积变化的流路限制板构成。

13、如权利要求12所述的液体处理装置，其特征在于，

所述流路限制板的端面相对于所述多孔板表面被削成锐角。

14、如权利要求1～9中的任一项所述的液体处理装置，其特征在于，

在从所述气体混合器的上游到所述减压机构的下游的流路区间至少设有一台液相用流量计。

15、如权利要求1～9中的任一项所述的液体处理装置，其特征在于，

在所述气体混合器连接有臭氧生成装置，以供给臭氧气体作为所述气体。

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