CN109310958A - 养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种能使超微细气泡高效地溶存或共存于液体内，能提高液体内的气体浓度的养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置。一种养殖或排水处理用的超微细气泡产生装置(1)，其具备：通路(21)，其使液体流过；压缩装置(22)，其用于向通路(21)压送气体；以及气泡产生介质(23)，其将由压缩装置(22)压送的气体作为超微细气泡向通路(21)内的液体释出，气泡产生介质(23)由碳系的多孔质原材料形成，并配置为在通路(21)内相对于液体的流动方向为水平以下。

Description

养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置
技术领域
本发明涉及一种用于排水的净化、或养殖用水的净化以及向养殖用水供给氧气的养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置的技术，特别是涉及一种在液体中产生微细的气泡的养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置的技术。
背景技术
以往，公知一种养殖用或排水处理用的超微细气泡产生装置。在养殖中，公知一种为了对在养殖海鲜类时阻碍生长的氨、尿素等氮化物进行氧化净化而供给氧气的超微细气泡产生装置(例如，参照专利文献1)。另外，在养殖中，所供给的氧气会给海鲜类带来活性，促进生长。另外，在排水处理中，公知一种为了进行排水所含的有机物的氧化分解处理而供给氧气、臭氧等的超微细气泡产生装置(例如，参照专利文献2)。
另外，近年来，在自来水、湖沼/河川、海水等液体中使用气泡的尺寸(直径)在常温常压下小于100μm的超微细气泡的技术受到关注。所述超微细气泡具有表面积非常大的特性以及自增压效果等物理化学特性，有效利用该特性而开发出用于排水净化、清洗、气体溶存、搅拌等的技术。
作为具有所述特性的超微细气泡的产生方法，以往公知一种如下方法：在释出由压缩机压送的气体的喷嘴的周围配置液体喷射喷嘴，利用液体喷射喷嘴的喷流的力使从喷嘴释出的气泡破裂而细微化。另外，还公知一种如下方法：在使搅拌形成的气泡与网眼构件接触并通过的同时，使气泡细化(例如，参照专利文献3)。
但是，在以往的使用了液体喷射喷嘴的超微细气泡的产生方法、使用了网眼构件的超微细气泡的产生方法中，装置大型化。由此，难以配置于液体的流路内。另外，在以往的超微细气泡产生装置中，液体内的超微细气泡到达气液界面的比例比较多，溶存或共存于液体内并滞留的气体的量变少。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-209899号公报
专利文献2：日本特开2014-000551号公报
专利文献3：日本专利第3958346号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明鉴于上述问题，提供一种能使气体高效地溶存于液体内、或使超微细气泡高效地共存于液体内，能提高液体内的气体浓度的养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置。
用于解决问题的方案
本发明的所要解决的问题如上所述，接下来对用于解决该问题的方案进行说明。
即，在本发明中，一种养殖或排水处理用的超微细气泡产生装置，其具备：通路，其使液体流过；压缩装置，其用于向所述通路压送气体；以及气泡产生介质，其将由所述压缩装置压送的气体作为超微细气泡向所述通路内的液体释出，所述气泡产生介质由碳系的多孔质原材料形成，并配置为在所述通路内相对于液体的流动方向为水平以下。
另外，在本发明中，可更优选的是，所述通路由至少一个以上的管构成，所述气泡产生介质配置于所述管内，所述管形成为：能够在与流过所述管内的液体的方向平行的方向串联地配置。
另外，在本发明中，可更优选的是，在所述通路的下游侧设有：用于捕集从液体释出的气体的捕集装置，和，从所述捕集装置将气体向所述气泡产生介质压送的再送用压缩装置，在由所述捕集装置捕集到的气体为规定量以上的情况下，所述再送用压缩装置从所述捕集装置将气体向所述气泡产生介质压送。
另外，在本发明中，可更优选的是，在所述通路的下游侧设有贮存池，在所述贮存池设有搅拌装置。
另外，在本发明中，可更优选的是，在所述气泡产生介质的内部形成有内部空间，从所述内部空间到气泡产生介质表面的距离构成为最短距离与最长距离之比为1：40以下。
发明效果
作为本发明的效果，起到如下所示的效果。
在本发明中，由碳系原材料的多孔质构件形成了气泡产生介质，由此，不利用液体喷射喷嘴等产生液体流，就能够产生大量的超微细气泡。另外，气泡产生介质配置为相对于液体的流动方向为水平以下，由此，超微细气泡变得容易向下方释出，能够减少到达液体表面而释出到空气中的气体的量。
另外，在本发明中，将气泡产生介质配置为在液体的流动方向串联，由此，液体与气泡产生介质接触的时间变长，能够有效地利用液体流而以少的动力使高浓度的超微细气泡共存。
另外，在本发明中，能够不将气体释出到空气中而使气体循环并再次释出到液体中。
另外，在本发明中，在排水处理中，利用贮存池进行排水所含的有机物的氧化分解处理时，能够通过搅拌来防止有机物的沉淀而高效地进行排水处理。
另外，在本发明中，在所述气泡产生介质的内部形成有内部空间，将从内部空间到气泡产生介质表面的距离构成为最短距离与最长距离之比为1：40以下，由此，能够将气体高效地压送到气泡产生介质的表面，能够使用气泡产生介质的整个表面来产生超微细气泡。
附图说明
图1为表示本发明的一实施方式的超微细气泡产生装置的整体构成的主视图。
图2为本发明的第一实施方式的管以及气泡产生介质的主视剖面图。
图3为本发明的第一实施方式的气泡产生介质的剖面局部放大图。
图4为本发明的第一实施方式的气泡产生介质的主视图。
图5为本发明的第一实施方式的气泡产生介质的俯视图。
图6为本发明的第一实施方式的气泡产生介质的主视放大图。
图7为本发明的第一实施方式的气泡产生介质的俯视放大图。
图8为本发明的第一实施方式的管的立体图。
图9为本发明的第二实施方式的气泡产生介质的主视剖面图。
图10为本发明的第二实施方式的气泡产生介质的主视图。
图11为本发明的第二实施方式的气泡产生介质的俯视图。
图12为本发明的第三实施方式的贮存池的主视图。
图13为本发明的第四实施方式的贮存池的主视图。
图14为本发明的第五实施方式的旋转型气泡产生装置的主视图。
图15为本发明的第五实施方式的旋转型气泡产生装置的主视剖面图。
图16为本发明的第五实施方式的旋转型气泡产生装置的俯视剖面图。
图17为本发明的第五实施方式的气泡产生介质的A-A线剖面图。
图18为本发明的第五实施方式的气泡产生介质的剖面局部放大图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
接下来，对发明的实施方式进行说明。
首先，使用图1对本发明的一实施方式的超微细气泡产生装置1的整体构成进行说明。
超微细气泡产生装置1为养殖用或排水处理用的超微细气泡产生装置，为用于在液体中产生超微细气泡的装置。在此，超微细气泡意指，在常温常压化尺寸(直径)小于100μm的气泡。如图1所示，超微细气泡产生装置1为将溶存或共存有气体的液体供给至贮存池11的装置，其具备：通路21，其使液体流过；压缩装置22，其用于向通路21压送气体；以及气泡产生介质23，其将由压缩装置22压送的气体作为超微细气泡向通路21内的液体释出。
贮存池11为贮存溶存有气体或作为超微细气泡共存有气体的液体的池子。
在此，溶存意指，气体溶解并存在于液体内的状态。另外，共存意指，气体作为超微细气泡存在于液体内的状态。
若为养殖用的超微细气泡产生装置，则贮存于贮存池11的液体为海水、或河川和湖沼等淡水；若为排水处理用的超微细气泡产生装置，则贮存于贮存池11的液体为海水、或河川和湖沼等淡水、或生活排水、或工业排水等。
另外，若为养殖用的超微细气泡产生装置，则供给于贮存池11的气体为空气、氧气、臭氧或过氧化氢等；若为排水处理用的超微细气泡产生装置，则供给于贮存池11的气体为具有氧化作用的气体，例如为氧气、臭氧或过氧化氢。
在养殖用的超微细气泡产生装置中，在贮存池11内养殖海鲜类。通过在溶存有气体、或作为超微细气泡共存有气体的液体内养殖海鲜类，能够使对海鲜类的排泄物进行分解的好氧细菌等活性化，能够净化液体。另外，通过主要充分地供给氧气，提高了养殖的海鲜类的免疫力，能够促进海鲜类的生长。
在排水处理用的超微细气泡产生装置中，在贮存池11内对排水进行处理。通过在溶存有气体、或作为超微细气泡共存有气体的液体内对排水进行处理，能够使对排水中的有机物进行分解的细菌等活性化，能够净化液体。
通路21为用于使液体通过的构件。通路21的液体流的上游侧端部连结于液体罐或海、河川等。另外，通路21的中途部由管25构成。
压缩装置22为用于将气体向气泡产生介质23压送的装置。在本实施方式中，压缩装置22由储存气体的气体储存容器22A和止回阀22B构成。
如图1以及图2所示，气泡产生介质23配置于构成通路21的中途部的管25的内部。气泡产生介质23配置为相对于管25的液体流动的方向(图2的涂黑箭头方向)为水平以下。在本实施方式中，气泡产生介质23配置为：相对于管25的长尺寸方向，下游侧向下方倾斜。
另外，气泡产生介质23由碳系的多孔质原材料构成，如图3所示，具有许多直径几μm～几十μm的细孔23A。另外，气泡产生介质23为导电体，由气泡产生介质23产生的气泡带有负电荷。换句话说，在通过作为导电体的气泡产生介质23时，自由电子被附加到超微细气泡，由此带有负电荷。因该负电荷而使气泡彼此相互排斥，能够防止气泡合体而成为大气泡。
碳系的多孔质原材料为仅含有碳的原材料或含有碳以及陶瓷的复合原材料，为无机质的原材料。另外，在碳系的多孔质原材料的表面形成有厚度几nm的膜。所述膜由含有硅的无机质的膜形成。
另外，如图4以及图5所示，气泡产生介质23形成为多棱柱状，其内部形成有气泡产生介质内通路27作为内部空间。气泡产生介质内通路27设于气泡产生介质23的内部，从气泡产生介质23的一面具有：剖面直径不同的两种平行通路28，其设为与主视时的短尺寸方向的边平行；以及倾斜通路29，其将所述平行通路28彼此连接。平行通路28由具有大剖面直径的第一平行通路28a和具有小剖面直径的第二平行通路28b构成。
第一平行通路28a贯通气泡产生介质23内而形成，第二平行通路28b的一端连通于气泡产生介质23的表面(上表面)，另一端配置于气泡产生介质23内。第一平行通路28a与第二平行通路28b交替排列。倾斜通路29为将第一平行通路28a与第二平行通路28b连结的通路，为将第一平行通路28a的上端与第二平行通路28b的下端(闭塞端)连结的通路。分别从压缩装置22经由气体通路55将气体供给到第一平行通路28a的上端。
另外，气泡产生介质23的产生气泡的面的总表面积形成为2000cm2以下。在本实施方式中，气泡产生介质23的产生气泡的面为多棱柱的除了上下表面以外的侧面，总表面积大致为1600cm2。
另外，气泡产生介质23的表面(主要是除了上下表面以外的侧面)与气泡产生介质内通路27的距离构成为最短距离与最长距离之比为1：40以下。如图6以及图7所示，在本实施方式中，气泡产生介质23的表面与气泡产生介质内通路27的距离最短位置处的长度Lmin大致为3.5mm。相对于此，在本实施方式中，气泡产生介质23的表面与气泡产生介质内通路27的距离最长位置处的长度Lmax构成为140mm以下。在本实施方式中，气泡产生介质23的表面与气泡产生介质内通路27的距离最长位置处的长度Lmax为在主视时从设于气泡产生介质23的第一平行通路28a与倾斜通路29之间的锐角θ的二等分线与气泡产生介质23的下端面的交点P到气泡产生介质内通路27的距离，大致为8mm。由此，能够将气体均匀地供给到气泡产生介质23的表面。
如图8所示，管25以及气泡产生介质23也可以设为单元31。将管25的内部配置有气泡产生介质23的单元31构成为能够在与流过管25内的液体的方向平行的方向(图2的涂黑箭头方向)串联地连结。即，在管25的上游侧端部以及下游侧端部设置圆筒状的连结部32，经由连结部32将单元31彼此串联地连结。通过这样构成，能够对已共存有超微细气泡的液体进一步利用微细气泡产生装置1供给超微细气泡。例如，在使用剪切力而产生超微细气泡的方式中，若连续地施加剪切力，则超微细气泡会进行再结合，因此共存的超微细气泡的量反而变少。对此，通过将气泡产生介质23在液体的流动方向串联地配置，使液体与气泡产生介质23接触的时间变长，能够有效地利用液体流而以少的动力使高浓度的超微细气泡共存。另外，由于气泡产生介质23串联地配置，因此不会使超微细气泡再结合，能够使超微细气泡共存。通过这样构成，能够使共存于液体的超微细气泡的量增加。
如图1所示，在通路21的下游侧配置有捕集装置41，其用于捕集从液体释出的气体。捕集装置41由容器构成，在上表面设有释出通路42，其用于将未溶存或共存于液体内而释出至液体外的气体送到外部。
在捕集装置41的内部设有液位传感器45。液位传感器45连接于未图示的控制装置，是感测捕集装置41内的液体的高度是否在一定以下的装置。
捕集装置41的下部设有取水口43。取水口43为用于将溶存有气体或共存有超微细气泡的液体取出的孔，与进行排水处理或养殖的贮存池11连结。
在释出通路42的中途部设有脱水装置51、再送用压缩装置52、以及止回阀53。再送用压缩装置52连接于未图示的控制装置。脱水装置51为用于对释出至释出通路42的气体所含的水分进行吸附、解吸的装置，例如为具备解吸用的膜、硅胶等吸水剂的装置。仅在释出至捕集装置41内的液体外的气体的量超过规定值的情况下，再送用压缩装置52将气体向通路21上游侧的气泡产生介质23压送。
另外，压缩装置22以及再送用压缩装置52与气泡产生介质23由气体通路55连接，在气体通路55的中途部设有臭氧产生装置56。臭氧产生装置56为通过紫外线照射由氧气分子生成臭氧的装置。
接下来，对由超微细气泡产生装置1实现的超微细气泡的产生方法进行说明。详细而言，对使用臭氧作为气体的情况下的超微细气泡的产生方法进行说明。
首先，从压缩装置22压送氧气。从压缩装置22压送的氧气穿过气体通路55而供给到臭氧产生装置56内。在臭氧产生装置56内，由氧气生成臭氧，臭氧供给至气泡产生介质23内的气泡产生介质内通路27。供给至气泡产生介质内通路27的臭氧穿过设于气泡产生介质23的直径几μm～几十μm的细孔23A而成为超微细气泡，并释出至液体中。释出至液体中的超微细气泡在释出到气泡产生介质23表面的瞬间，因周围的液体的流动(图3的箭头方向的流动)而从表面分离。此时，由于气泡产生介质23配置为相对于管25的液体流为水平以下，因此超微细气泡在从气泡产生介质23表面分离时变得容易向下方移动(图2的涂白箭头方向)，变得容易滞留在下方。通过这样构成，不会与后产生的超微细气泡、从周边的孔23A产生的超微细气泡合体，而是单独向液体中移动。另外，在养殖用的超微细气泡产生装置1中，不需要使用强劲的泵，因此能够抑制在水中产生的噪音，能减轻给海鲜类造成的压力。
溶存有臭氧或共存有超微细气泡的液体暂时贮存于下游的捕集装置41内。在捕集装置41内，未能溶存或共存的臭氧从液面释出至液体外，在捕集装置41内被捕集。在此，在所捕集的臭氧的量为规定量以上、由液位传感器45检测到液面的高度为规定值以下的情况下，通过所述控制装置，再送用压缩装置52进行驱动。在再送用压缩装置52进行驱动的情况下，捕集至捕集装置41内的臭氧通过脱水装置51吸附/解吸臭氧所含的水分，通过再送用压缩装置52再次使臭氧回到气体通路55内，并供给到气泡产生介质23内。
通过这样构成，能够使释出到液体外的臭氧再次溶存或共存于液体中，能够增加存在于液体内的超微细气泡的量。另外，由于没将释出至液体外的臭氧释出到大气中，因此能够省略有害的臭氧的处理工序。
另外，在使用氧气、氢气作为气体的情况下，不驱动臭氧产生装置56，而将由压缩装置22送来的气体直接压送至气泡产生介质23。
通过这样构成，由于没将释出至液体外的氧气以及氢气释出到大气中，因此能够无浪费地使用氧气以及氢气。
如此，在通路21中，溶存或共存有气体的液体穿过捕集装置41被送到贮存池11。
并且，在养殖用的超微细气泡产生装置的情况下，在贮存池11中，在溶存或共存有气体的液体内养殖海鲜类。
另外，在排水处理用的超微细气泡产生装置的情况下，在贮存池11中贮存溶存或共存有气体的液体，通过溶存于液体中的气体或作为超微细气泡共存于液体中的气体的作用，对所贮存的液体进行净化。更详细而言，通过溶存于液体中的气体或作为超微细气泡共存于液体中的气体的作用，能够使对排水中的有机物进行分解的细菌等活性化，能够净化液体。
如上所述，一种养殖或排水处理用的超微细气泡产生装置1，其具备：通路21，其使液体流过；压缩装置22，其用于向通路21压送气体；以及气泡产生介质23，其将由压缩装置22压送的气体作为超微细气泡向通路21内的液体释出，气泡产生介质23由碳系的多孔质原材料形成，并配置为在通路21内相对于液体的流动方向为水平以下。
通过这样构成，由碳系原材料的多孔质构件形成了气泡产生介质23，由此，不利用液体喷射喷嘴等产生液体流，就能够产生大量的超微细气泡。另外，气泡产生介质23配置为相对于液体的流动方向为水平以下，由此，超微细气泡变得容易向下方释出，能够减少到达液体表面而释出到空气中的气体的量。
另外，通路21由至少一个以上的管25构成，气泡产生介质23配置于管25内，管25形成为能够在与流过管25内的液体的方向平行的方向串联地配置。
通过这样构成，将管25串联地配置，由此，能够将超微细气泡连续地释出到液体中，能使气体高效地溶存于液体内、或使超微细气泡高效地共存于液体内，能提高液体内的气体浓度。
另外，在通路21的下游侧设有：捕集装置41，其用于捕集从液体释出的气体；以及再送用压缩装置52，其从捕集装置41将气体向气泡产生介质23压送，在由捕集装置41捕集的气体为规定量以上的情况下，再送用压缩装置52从捕集装置41将气体向气泡产生介质23压送。
通过这样构成，能够不将气体释出到空气中而使气体循环并再次释出到液体中。
另外，在气泡产生介质23的内部形成有气泡产生介质内通路27，从气泡产生介质内通路27到气泡产生介质23表面的距离构成为最短距离Lmin与最长距离Lmax之比为1：40以下。
通过这样构成，在气泡产生介质23的内部形成有气泡产生介质内通路27，将从气泡产生介质内通路27到气泡产生介质23表面的距离构成为最短距离Lmin与最长距离Lmax之比为1：40以下，由此，能够将气体高效地压送到气泡产生介质23的表面，能够使用气泡产生介质23的整个表面来产生超微细气泡。
＜第二实施方式＞
另外，作为第二实施方式，可以如图9至图11所示那样构成气泡产生介质23。
如图9所示，气泡产生介质23配置于构成通路21的中途部的管25的内部。气泡产生介质23配置为相对于管25的液体流动的方向(图9的涂黑箭头方向)为水平以下。在本实施方式中，气泡产生介质23配置为相对于管25的长尺寸方向，下游侧向下方倾斜。
另外，气泡产生介质23由碳系的多孔质原材料构成，如图3所示，具有许多直径几μm～几十μm的细孔23A。另外，气泡产生介质23为导电体，由气泡产生介质23产生的气泡带有负电荷。换句话说，在通过作为导电体的气泡产生介质23时，自由电子被附加到超微细气泡，由此带有负电荷。因该负电荷而使气泡彼此相互排斥，能够防止气泡合体而成为大气泡。
碳系的多孔质原材料为仅含有碳的原材料或含有碳以及陶瓷的复合原材料，为无机质的原材料。另外，在碳系的多孔质原材料的表面形成有厚度几nm的膜。所述膜由含有硅的无机质的膜形成。
另外，如图4以及图5所示，气泡产生介质23形成为多棱柱状，其内部形成有气泡产生介质内通路27作为内部空间。气泡产生介质内通路27设于气泡产生介质23的内部，从气泡产生介质23的一面具有：剖面直径不同的两种平行通路28，其设为与主视时的短尺寸方向的边平行；以及倾斜通路29，其将所述平行通路28彼此连接。平行通路28由具有大剖面直径的第一平行通路28a和具有小剖面直径的第二平行通路28b构成。
第一平行通路28a中的一条的一端连通于气泡产生介质23的表面(上表面)，与气体通路55连结。在此，在本实施方式中，第一平行通路28a中的一条是指在左右方向上配置于最端部的第一平行通路28a。另外，另一条第一平行通路28a的两端配置于气泡产生介质23内。另外，第二平行通路28b的两端配置于气泡产生介质23内。第一平行通路28a与第二平行通路28b交替排列。倾斜通路29为将第一平行通路28a与第二平行通路28b连结的通路，为将第一平行通路28a的上端与第二平行通路28b的下端(闭塞端)连结的通路。从压缩装置22经由气体通路55将气体供给到在左右方向上配置于最端部的第一平行通路28a的上端。
另外，气泡产生介质23的产生气泡的面的总表面积形成为2000cm2以下。在本实施方式中，气泡产生介质23的产生气泡的面为多棱柱的除了上下表面以外的侧面，总表面积大致为1600cm2。
从压缩装置22经由气体通路55供给的气体被送至在左右方向上配置于最端部的第一平行通路28a。被送至第一平行通路28a的气体的一部分被送至邻接的倾斜通路29。被送至倾斜通路29的气体的一部分被送至邻接的第二平行通路28b，气体的一部分被送至邻接的倾斜通路29。其结果是，气体被均匀地送至整个气泡产生介质内通路27。
另外，气泡产生介质23的表面(主要是除了上下表面以外的侧面)与气泡产生介质内通路27的距离构成为最短距离与最长距离之比为1：40以下。在本实施方式中，气泡产生介质23的表面与气泡产生介质内通路27的距离最短位置处的长度Lmin大致为3.5mm。相对于此，在本实施方式中，气泡产生介质23的表面与气泡产生介质内通路27的距离最长位置处的长度Lmax构成为140mm以下。由此，能够将气体均匀地供给到气泡产生介质23的表面。
＜第三实施方式＞
另外，作为第三实施方式，可以如图12所示在贮存池11优选设置搅拌装置61。在此，由于标注了与第一实施方式相同的附图标记的部分为与第一实施方式同样的构成，因此省略说明。
搅拌装置61设于贮存池11的下部，是用于对贮存池11内的溶存有气体的液体或共存有超微细气泡的液体进行搅拌的装置。需要说明的是，搅拌装置61的搅拌方法没有限定，例如，搅拌装置61由利用曝气进行搅拌的曝气型搅拌装置、利用通过螺旋桨的旋转而产生的旋转流进行搅拌的旋转型搅拌装置构成。
通过这样构成，在排水处理中，在贮存池11内进行排水所含的有机物的氧化分解处理时，能够通过搅拌来防止有机物的沉淀而高效地进行排水处理。
＜第四实施方式＞
另外，作为第四实施方式，可以为如图13所示在排水处理用的超微细气泡产生装置1中具有用于对贮存池11内的有机物进行过滤的过滤膜71的构成。过滤膜71例如设于用于排出在贮存池11内进行处理后的排水的排出孔附近。在此，由于标注了与第一实施方式相同的附图标记的部分为与第一实施方式同样的构成，因此省略说明。
使用超微细气泡而分解后的有机物被肽化(细微化)。由此，有机物残留于处理水内而成为浑浊的成因，难以沉淀。因此，通过在贮存池11设置过滤膜，能够去除肽化后的有机物，能够提高排水处理的效率。
＜第五实施方式＞
接下来，使用图14至图18对第五实施方式的超微细气泡产生装置101进行详细说明。在此，由于标注了与第一实施方式相同的附图标记的部分为与第一实施方式同样的构成，因此省略说明。
超微细气泡产生装置101为养殖用或排水处理用的超微细气泡产生装置，为用于在液体中产生超微细气泡的装置。在此，超微细气泡意指，在常温常压化尺寸(直径)小于100μm的气泡。如图14所示，超微细气泡产生装置101为使气体溶存于贮存池111内的液体内或使超微细气泡共存于贮存池111内的液体内的装置，其具备：通路21，其使液体流过；压缩装置22，其用于向通路21压送气体；以及旋转型气泡产生装置123，其将由压缩装置22压送的气体作为超微细气泡向贮存池111内的液体释出。
贮存池111为贮存溶存有气体或作为超微细气泡共存有气体的液体的池子。
在此，溶存意指，气体溶解并存在于液体内的状态。另外，共存意指，气体作为超微细气泡存在于液体内的状态。
若为养殖用的超微细气泡产生装置，则贮存于贮存池111的液体为海水、或河川和湖沼等淡水；若为排水处理用的超微细气泡产生装置，则贮存于贮存池111的液体为海水、或河川和湖沼等淡水、或生活排水、或工业排水等。
另外，若为养殖用的超微细气泡产生装置，则供给于贮存池111的气体为空气、氧气、臭氧或过氧化氢等；若为排水处理用的超微细气泡产生装置，则供给于贮存池111的气体为具有氧化作用的基体，例如为氧气、臭氧或过氧化氢。
通路21为用于使液体通过的构件。通路21的液体流的上游侧端部连结于液体罐或海、河川等。
压缩装置22为用于将气体向旋转型气泡产生装置123压送的装置。在本实施方式中，压缩装置22由储存气体的气体储存容器22A和止回阀22B构成。
旋转型气泡产生装置123为用于在液体中产生超微细气泡的装置。在此，超微细气泡意指，在常温常压化尺寸(直径)小于100μm的气泡。如图15以及图16所示，旋转型气泡产生装置123为将气体作为超微细气泡供给到贮存池111的内部的装置，具备：旋转轴124；旋转体125，其设为不能与旋转轴124相对旋转；以及气泡产生介质127，其固定于旋转体125。在使用旋转型气泡产生装置123的情况下，从旋转轴124的中途部起下方的部分配置于贮存池111的液体中。
在旋转轴124以及旋转体125的内部设有用于使从压缩装置22压送出的气体通过的内部通路126，内部通路126连通于气泡产生介质127内的气泡产生介质内通路128。
气泡产生介质127配置于贮存池111的内部。气泡产生介质127由碳系的多孔质原材料构成，如图18所示，具有许多直径几μm～几十μm的细孔127A。另外，气泡产生介质127为导电体，由气泡产生介质127产生的气泡带有负电荷。换句话说，在通过作为导电体的气泡产生介质127时，自由电子被附加到超微细气泡，由此带有负电荷。因该负电荷而使气泡彼此相互排斥，能够防止气泡合体而成为大气泡。
碳系的多孔质原材料为仅含有碳的原材料或含有碳以及陶瓷的复合原材料，为无机质的原材料。另外，在碳系的多孔质原材料的表面形成有厚度几nm的膜。所述膜由含有硅的无机质的膜形成。
另外，气泡产生介质127以旋转方向(图16的箭头方向)起点部的壁厚厚、旋转方向终端部的壁厚薄的方式形成为板状(剖视观察时为大致流线型)。气泡产生介质127能够向上下方向旋转并固定，由此，构成为能够自由地变更气泡产生介质127的倾斜角。在本实施方式中，如图17所示，配置为：随着从旋转方向上游侧向旋转方向下游侧，向下方倾斜。通过这样构成，气泡产生介质127配置为相对于液体流动的方向为水平以下。
通过这样构成，在气泡产生介质127的下侧，与气泡产生介质127的下表面接触的液体向下侧流动，由此，引起朝下的液体流，在气泡产生介质127的上侧，液体沿着气泡产生介质127的上表面流动，由此，产生朝下的液体流。由此，通过使气泡产生介质127旋转，也能够引起朝下的液体流，对液体进行搅拌。
即使在引起了朝下的液体流的情况下，若为通常的气泡，则也会暂时向下方下沉后再次朝上方浮起，因此需要施加大的压力来将气泡送至下方。但是，根据本实施方式，能够利用超微细气泡的浮力小的性质，仅引起朝下的液体流就容易将超微细气泡送至下方。
在气泡产生介质127设有气泡产生介质内通路128。如图16以及图17所示，气泡产生介质内通路128设于气泡产生介质127的内部，其设有：第一通路128a，其在气泡产生介质127的短尺寸方向延伸；多个第二通路128b，其从第一通路128a延伸至气泡产生介质127的长尺寸方向的中途部。气泡产生介质内通路128的一端与内部通路126连结。
另外，气泡产生介质127的产生气泡的面的总表面积形成为2000cm2以下。在本实施方式中，气泡产生介质127的产生气泡的面为上下两面，总表面积大致为1600cm2。
另外，气泡产生介质127的表面与气泡产生介质内通路128的距离构成为最短距离与最长距离之比为1：40以下。
贮存池111的上表面设有释出通路131，其用于将未溶存或共存于液体内而释出至液体外的气体送到外部。
在贮存池111的内部设有液位传感器145。液位传感器145连接于未图示的控制装置，为感测贮存池111内的液体的高度是否在一定以下的装置。
在释出通路131的中途部设有脱水装置151、再送用压缩装置152以及止回阀153。再送用压缩装置152连接于未图示的控制装置。脱水装置151为用于对释出至释出通路131的气体所含的水分进行吸附、解吸的装置，例如为具备解吸用的膜、硅胶等吸水剂的装置。仅在释出至贮存池111内的液体外的气体的量超过规定值的情况下，再送用压缩装置152将气体向旋转型气泡产生装置123压送。
另外，压缩装置22以及再送用压缩装置152与旋转型气泡产生装置123由通路21连接，在通路21的中途部设有臭氧产生装置157。臭氧产生装置157为通过紫外线照射由氧气分子生成臭氧的装置。
接下来，对由超微细气泡产生装置101实现的超微细气泡的产生方法进行说明。详细而言，对使用臭氧作为气体的情况下的超微细气泡的产生方法进行说明。
首先，从压缩装置22压送氧气。从压缩装置22压送的氧气穿过气体通路供给到臭氧产生装置157内。在臭氧产生装置157内，由氧气生成臭氧，臭氧供给至旋转型气泡产生装置123。供给至旋转型气泡产生装置123的臭氧经由内部通路126供给到气泡产生介质内通路128，穿过设于气泡产生介质127的直径几μm～几十μm的细孔127A而成为超微细气泡，并释出至液体中。通过在旋转的气泡产生介质127与周围的液体之间产生的流动(图17的箭头方向的流动)，从表面分离。通过这样构成，不会与后产生的超微细气泡、从周边的孔127A产生的超微细气泡合体，而是单独向液体中移动。
在贮存池111内，未能溶存或共存的臭氧从液面释出至液体外，在贮存池111上方滞留。在此，在所滞留的臭氧的量为规定量以上、由液位传感器145检测到液面的高度为规定值以下的情况下，通过所述控制装置，再送用压缩装置152进行驱动。在再送用压缩装置152进行驱动的情况下，滞留于贮存池111内的臭氧通过脱水装置151吸附/解吸臭氧所含的水分，通过再送用压缩装置152再次使臭氧回到通路21内，并供给到旋转型气泡产生装置123内。
通过这样构成，能够使释出到液体外的臭氧再次溶存或共存于液体内，能够增加存在于液体内的超微细气泡的量。另外，由于没将释出至液体外的臭氧释出到大气中，因此能够省略有害的臭氧的处理工序。
另外，在使用氧气、氢气作为气体的情况下，不驱动臭氧产生装置157，而将由压缩装置22送来的气体直接压送至旋转型气泡产生装置123。
通过这样构成，由于没将释出至液体外的氧气以及氢气释出到大气中，因此能够无浪费地使用氧气以及氢气。
在养殖用的超微细气泡产生装置的情况下，在贮存池111中，在溶存或共存有气体的液体内养殖海鲜类。
另外，在排水处理用的超微细气泡产生装置的情况下，在贮存池111中贮存溶存或共存有气体的液体，通过溶存于液体中的气体或作为超微细气泡共存于液体中的气体的作用，对所贮存的液体进行净化。更详细而言，通过溶存于液体中的气体或作为超微细气泡共存于液体中的气体的作用，能够使对排水中的有机物进行分解的细菌等活性化，能够净化液体。
产业上的可利用性
本发明能够利用于用于排水的净化、或养殖用水的净化以及向养殖用水供给氧气的养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置的技术，特别是能够利用于在液体中产生微细的气泡的养殖用或排水处理用超微细气泡产生装置的技术。
附图标记说明
1 超微细气泡产生装置
11 贮存池
21 通路
22 压缩装置
23 气泡产生介质
25 管
27 气泡产生介质内通路
41 捕集装置
45 液位传感器
52 再送用压缩装置
53 止回阀

Claims (5)

1.一种养殖或排水处理用的超微细气泡产生装置，其特征在于，
具备：
通路，其使液体流过；
压缩装置，其用于向所述通路压送气体；以及
气泡产生介质，其将由所述压缩装置压送的气体作为超微细气泡向所述通路内的液体释出，
所述气泡产生介质由碳系的多孔质原材料形成，并配置为在所述通路内相对于液体的流动方向为水平以下。
2.根据权利要求1所述的养殖或排水处理用的超微细气泡产生装置，其特征在于，
所述通路由至少一个以上的管构成，所述气泡产生介质配置于所述管内，所述管形成为：能够在与流过所述管内的液体的方向平行的方向串联地配置。
3.根据权利要求2所述的养殖或排水处理用的超微细气泡产生装置，其特征在于，
在所述通路的下游侧设有：用于捕集从液体释出的气体的捕集装置，和，从所述捕集装置将气体向所述气泡产生介质压送的再送用压缩装置，
在由所述捕集装置捕集到的气体为规定量以上的情况下，所述再送用压缩装置从所述捕集装置将气体向所述气泡产生介质压送。
4.根据权利要求3所述的超微细气泡产生装置，其特征在于，
在所述通路的下游侧设有贮存池，在所述贮存池设有搅拌装置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的超微细气泡产生装置，其特征在于，
在所述气泡产生介质的内部形成有内部空间，从所述内部空间到气泡产生介质表面的距离构成为最短距离与最长距离之比为1：40以下。
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