JP2000167546A - Water jet reaction device - Google Patents

Water jet reaction device

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JP2000167546A
JP2000167546A JP34905998A JP34905998A JP2000167546A JP 2000167546 A JP2000167546 A JP 2000167546A JP 34905998 A JP34905998 A JP 34905998A JP 34905998 A JP34905998 A JP 34905998A JP 2000167546 A JP2000167546 A JP 2000167546A
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water jet
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一教 佐藤
Tadaaki Mizoguchi
忠昭 溝口
Kazunori Fujita
一紀 藤田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water jet reaction device for clarifying the relation between the cavitation and the hazardous chemical substance decomposition and sterilization and securely provide the sterilization effect and the purification effect on polluted water. SOLUTION: In a water jet reaction device for decomposing and/or sterilizing hazardous chemical substance dissolved in the water and/or hazardous bacteria suspended in the water by the cavitation generated by a water jet (underwater water jet 9) jetted out of a nozzle provided in water flows in a reactor 5, the average flow velocity ut, the average retention time tr, the jet flow velocity uj of water jet, the water jet flow velocity uj, the gas melting degree α/αs, the water temperature Tw and the like is the reactor 5 are selected in given ranges, and the decomposition of chemical substrates and the sterilization of hazardous bacteria are carried out by the cavitation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ウォータージェッ
トに発生するキャビテーションを利用して汚濁水域や排
水の浄化を行うウォータージェット・リアクタ(反応装
置)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water jet reactor (reactor) for purifying polluted water areas and wastewater by utilizing cavitation generated in a water jet.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速のジェット噴流として水中で水を吹
き出すウォータージェットには、激しいキャビテーショ
ンが発生する。キャビテーションは、おびただしい数の
小さな気泡が成長と圧縮・崩壊を短時間で繰り返す現象
であって、特に気泡の崩壊時には、断熱圧縮されること
によって以下のような特異な作用を生じる。
2. Description of the Related Art Intense cavitation occurs in a water jet that blows water in water as a high-speed jet jet. Cavitation is a phenomenon in which a large number of small bubbles repeatedly grow, compress, and collapse in a short time. In particular, when the bubbles collapse, adiabatic compression causes the following unique effects.

【0003】断熱圧縮によって高温、高圧状態が現出
し、熱分解作用が生じる。
[0003] Adiabatic compression reveals a high-temperature, high-pressure state, and a thermal decomposition action occurs.

【0004】局所的に生じる高温によって、ラジカル
や過酸化水素(H22)が発生し、これによって強い酸
化作用を生じる。
[0004] Locally generated high temperatures generate radicals and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), which produces a strong oxidizing effect.

【0005】気泡崩壊時に強力な衝撃圧が発生する。[0005] When a bubble collapses, a strong impact pressure is generated.

【0006】このうち及びの作用によれば、ダイオ
キシン、PCB及び農薬などの環境ホルモン、あるいは
トリクロロエチレンなどの発ガン性の洗浄剤の原液もし
くは前記洗浄剤が溶けだした水に対して前記各物質の分
解処理を行うことができる。また、前記ないしの作
用によれば、大腸菌や耐塩素性原虫のような病原性菌や
アオコなどのプランクトンを死滅させることができるの
で、これらの病原菌に汚染された水源や、アオコなどの
プランクトンが異常繁殖した水域の浄化を行うことが可
能なる。特に、前記環境ホルモンと病原菌などの両者に
汚染された水に対して両者ともに同時に作用するが、そ
の際、例えば凝集剤などのような特殊な薬剤は不要であ
る。
[0006] According to the above function, the decomposition of each of the above substances with respect to an environmental hormone such as dioxin, PCB and pesticide, or a stock solution of a carcinogenic detergent such as trichloroethylene or water in which the detergent is dissolved. Processing can be performed. In addition, according to the above-mentioned actions, plankton such as pathogenic bacteria such as Escherichia coli and chlorine-resistant protozoa and blue-green can be killed, so that water sources contaminated with these pathogens and plankton such as blue-green can be reduced. It is possible to purify water areas that have abnormally bred. In particular, both act on water contaminated with both the above-mentioned environmental hormones and pathogenic bacteria, and at the same time, a special agent such as a flocculant is not required.

【0007】このような事象はすでに知られており、こ
れを利用して例えば図14に示すように対象とする液体
が流通する管体1の内部にスロート3を設け、このスロ
ート3から高圧水を噴出させ、スロート3から吹き出る
噴流4にキャビテーションを発生させて、化学反応を促
進させようとした試みも知られている(Steven Ley &Ca
rolin Low[超音波有機合成−基礎から応用まで−Sprin
g-Verlag, Tokyo, (1991) 岩崎・小川訳)。
[0007] Such a phenomenon is already known, and by utilizing this phenomenon, a throat 3 is provided inside a pipe 1 through which a target liquid flows, as shown in FIG. It is also known that cavitation is generated in the jet 4 ejected from the throat 3 to promote the chemical reaction (Steven Ley & Ca)
rolin Low [Ultrasonic organic synthesis-from basic to applied-Sprin
g-Verlag, Tokyo, (1991) Translated by Iwasaki and Ogawa.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記試みで
は、キャビテーションを発生させて化学反応が促進の是
非について検討はされているが、キャビテーションの発
生量、もしくは発達量と化学反応の促進の度合いまでは
十分に検討されてはいない。そのため、実際に、化学反
応の促進や、殺菌作用の促進に利用しようとした場合に
キャビテーション大きさと管体内における反応との関係
が不明なので、実機として使用するにはまだ不十分であ
った。
However, in the above-mentioned trials, it is examined whether or not the chemical reaction is promoted by generating cavitation. However, the amount of cavitation generated or the amount of development and the degree of promotion of the chemical reaction are considered. Has not been fully considered. For this reason, the actual relationship between the cavitation size and the reaction in the tubular body is unclear when it is used to promote a chemical reaction or a sterilization action, and it is still insufficient for practical use.

【0009】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、キャビテーションと前記反応との関係
を明確にし、確実に殺菌効果と浄化効果を得ることがで
きるウォータージェット・リアクタを提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water jet reactor which can clarify the relationship between cavitation and the above-mentioned reaction and can surely obtain a sterilizing effect and a purifying effect. To offer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第1の手段は、水中に溶融する有害化学物質及び/
又は水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置され
たノズルから噴出するウォータージェットによって発生
するキャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌
処理するウォータージェット反応装置おいて、前記反応
器内の平均流速utを、 0.004≦ut(m/s)≦0.03 の範囲となるように設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first means is to dissolve harmful chemical substances in water and / or
Or, in a water jet reaction apparatus for decomposing and / or disinfecting harmful bacteria floating in water by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of the reactor, an average flow rate in the reactor ut is set to be in the range of 0.004 ≦ ut (m / s) ≦ 0.03.

【0011】第2の手段は、同様の前提のウォータージ
ェット反応装置おいて、前記反応器内の平均滞留時間t
rを、 40≦tr(sec)≦320 の範囲となるように設定したことを特徴とする。
[0011] The second means is that in a water jet reactor of the same premise, the average residence time t in the reactor is t
r is set to be in a range of 40 ≦ tr (sec) ≦ 320.

【0012】第3の手段は、同様の前提のウォータージ
ェット反応装置おいて、前記反応器内のノズルの噴出孔
から噴出するウォータージェットの噴出流速ujを、 400≦uj(m/s)≦1600 の範囲になるように設定したことを特徴とする。
The third means is that, in a water jet reactor based on the same premise, the jet flow velocity uj of the water jet ejected from the ejection hole of the nozzle in the reactor is set to 400 ≦ uj (m / s) ≦ 1600. Is set so as to fall within the range.

【0013】第4の手段は、同様の前提のウォータージ
ェット反応装置おいて、気体溶解度を、 0.80≦α/αs≦1.30 (但し、α:気体の溶解量、αs:気体の飽和溶解量)
の範囲になるように汚染原水の気体溶解量を設定したこ
とを特徴とする。
The fourth means is that, in a water jet reactor based on the same premise, the gas solubility is set to 0.80 ≦ α / αs ≦ 1.30 (where α: dissolved amount of gas, αs: saturated gas) Dissolution amount)
The amount of dissolved gas in the contaminated raw water is set so as to fall within the range described above.

【0014】第5の手段は、同様の前提のウォータージ
ェット反応装置おいて、前記反応器管内の水温を 15≦Tw(℃)≦85 の範囲内に設定したことを特徴とする。
The fifth means is characterized in that, in the water jet reaction apparatus on the same premise, the water temperature in the reactor tube is set within a range of 15 ≦ Tw (° C.) ≦ 85.

【0015】第6の手段は、同様の前提のウォータージ
ェット反応装置おいて、前記ノズルの先端部をノズル先
端の上流側に循環渦流が生成されるように前記反応器の
中央側に突出させたことを特徴とする。
A sixth means is that, in a water jet reaction apparatus on the same premise, the tip of the nozzle is projected toward the center of the reactor so that a circulating vortex is generated upstream of the tip of the nozzle. It is characterized by the following.

【0016】第7の手段は、第1ないし第5の手段の少
なくとも2つの手段によってウォータージェット反応装
置を構成することを特徴とする。
The seventh means is characterized in that a water jet reactor is constituted by at least two means of the first to fifth means.

【0017】なお、上記記載において、平均値について
は慣用的にアッパーバーを付すが、ここでは省略した。
In the above description, the average value is conventionally provided with an upper bar, but is omitted here.

【0018】上記手段によれば、リアクタ内の平均管内
流速あるいはリアクタ内の平均反応時間を適切に設定す
ることが可能になり、無駄なく十分に反応を進行させ、
また、反応集結時における副生物も安定して生成するこ
とができる。また、1回のリアクタ内通過時間とリアク
タへの循環回数を最適に設定することによって、単位時
間内での反応をより活発に行うことができる。
According to the above-mentioned means, it becomes possible to appropriately set the average flow velocity in the pipe in the reactor or the average reaction time in the reactor.
In addition, by-products at the time of reaction assembly can be stably generated. In addition, by setting the passage time in one reactor and the number of circulations to the reactor optimally, the reaction within a unit time can be more actively performed.

【0019】また、最適なウォータージェットの噴射条
件は、ノズルにおける噴射圧力を液体供給設備、端的に
はポンプのコストとの関係によって決まる。気体溶解条
件は、処理される液体中への気体溶解量が多ければ、キ
ャビテーションの気泡核が増えてキャビテーションが十
分に発達するようになり、処理効率が向上することにな
る。温度条件は、キャビテーションの生成に適した温度
が選択されている。
The optimum water jet injection conditions are determined by the relationship between the injection pressure at the nozzle and the cost of the liquid supply equipment, that is, the cost of the pump. Regarding the gas dissolving conditions, if the amount of dissolved gas in the liquid to be treated is large, the number of bubble nuclei of cavitation increases and cavitation sufficiently develops, thereby improving the treatment efficiency. As the temperature condition, a temperature suitable for generating cavitation is selected.

【0020】さらに、前記ノズルの先端部をノズル先端
の上流側に循環渦流が生成されるように前記反応器の中
央側に突出させたのは、反応器内を循環する液流がジェ
ットにスムーズに流入するようになる。これによってリ
アクタ内の混合、撹拌が良好になり、反応処理効率が高
くなる。
Further, the tip of the nozzle is projected toward the center of the reactor so as to generate a circulating vortex upstream of the tip of the nozzle, so that the liquid flow circulating in the reactor is smoothly jetted. It will flow into. This improves the mixing and stirring in the reactor, and increases the efficiency of the reaction treatment.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施の形態について説明する。なお、以下の説明におい
て、同一と見なせる構成要素には同一の参照符号を付
し、重複する説明は適宜省略した。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, components that can be regarded as the same are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.

【0022】図1は、本発明の実施形態に係るウォータ
ージェット・リアクタ(ウォータージェット反応器)を
備えた水域浄化装置を含む浄化処理の全体系統を示す説
明図である。同図において、水域浄化装置はフィードタ
ンク24、プランジャポンプ20、管型リアクタ5、リ
ザーバタンク17,22、循環ポンプ18,23、及び
汲み上げポンプ26と、プランジャポンプ20から管型
リアクタ5及びリザーパタンク22に至る経路に設けら
れた三方切替弁21を含む配管系などから構成されてい
る。管型リアクタ5の一端部にノズルマウント7を介し
てノズル8が設けられ、管型リアクタ5内にウォーター
ジェットを噴出するようになっている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall system of a purification process including a water area purification device provided with a water jet reactor (water jet reactor) according to an embodiment of the present invention. In the figure, the water purifying apparatus includes a feed tank 24, a plunger pump 20, a tubular reactor 5, reservoir tanks 17, 22, circulating pumps 18, 23, and a pump 26, and a pipe reactor 5 and a reservoir tank 22 from the plunger pump 20. And a piping system including a three-way switching valve 21 provided in a path leading to the air conditioner. A nozzle 8 is provided at one end of the tubular reactor 5 via a nozzle mount 7 so as to jet a water jet into the tubular reactor 5.

【0023】浄化処理対象の汚染原水28は汲み上げポ
ンプ26によって汲み上げられ、汲み上げライン27を
通ってフィードタンク24内に導かれる。フィードタン
ク内の汚染原水28はプランジャポンプ20によって所
定の圧力(例えば500kgf/cm2 )まで加圧さ
れ、三方切替弁21を経て高圧ホース6からノズル8部
へ送られる。三方切替弁21はプランジャポンプ20の
吐出圧力を調整するためのもので、圧力調整のために逃
がされた汚染原水は第2の循環ポンプ23によって第2
の循環ライン25を通ってフィードタンク24内に再度
導かれる。ウォータージェットを噴射するノズル9は管
型リアクタ5の内部に向けて突き出すように設置され
る。
The contaminated raw water 28 to be purified is pumped by a pump 26 and guided through a pump line 27 into the feed tank 24. The contaminated raw water 28 in the feed tank is pressurized to a predetermined pressure (for example, 500 kgf / cm 2 ) by the plunger pump 20 and sent to the nozzle 8 from the high-pressure hose 6 via the three-way switching valve 21. The three-way switching valve 21 is for adjusting the discharge pressure of the plunger pump 20, and the contaminated raw water released for pressure adjustment is removed by the second circulating pump 23 to the second circulating pump 23.
Through the circulation line 25 in the feed tank 24 again. The nozzle 9 for jetting a water jet is installed so as to protrude toward the inside of the tubular reactor 5.

【0024】この管型リアクタ5は細長横置きであっ
て、リアクタ5内に残留する気泡を浮上させ、できるだ
け速やかに気泡を排出できるように下流側(図では右
側)を上流側(図では左側)よりも上になるように傾け
ている。この傾角はこの実施形態では水平から5度に設
定されている。管型リアクタ5の管内は汚染原水28を
ウォータージェットとして噴出させるため、処理済みの
水が充満しており、この中でウォータージェットはキャ
ビテーションを伴う水中噴流9となる。そして、このキ
ャビテーション9の作用によって水中の有害化学物質の
分解や病原性菌などの殺菌を進行させる。
The tubular reactor 5 is elongated in the horizontal direction, and the downstream side (the right side in the figure) is upstream (the left side in the figure) so that bubbles remaining in the reactor 5 float and the bubbles can be discharged as quickly as possible. ). This inclination is set to 5 degrees from horizontal in this embodiment. The inside of the tubular reactor 5 is filled with treated water in order to eject the contaminated raw water 28 as a water jet, and the water jet becomes an underwater jet 9 with cavitation. Then, the action of the cavitation 9 promotes the decomposition of harmful chemical substances in water and the sterilization of pathogenic bacteria.

【0025】ノズル8からのウォータージェットの噴出
によって管型リアクタ5からオーバーフローした水は、
オーバーフロー管16を通って排出される。その際、処
理が十分に行われているときは、処理済み水29として
装置の系外に排出され、分解や殺菌が不十分な場合は、
第1のリザーバタンク17へ一旦蓄えられ、第1の循環
ポンプ18によって第1の循環ライン19を経て再びフ
ィードタンク24へと戻り、再度、未処理水として管型
リアクタ5側に供給される。
The water overflowing from the tubular reactor 5 due to the jet of the water jet from the nozzle 8 is:
It is discharged through the overflow pipe 16. At that time, when the treatment is performed sufficiently, it is discharged as a treated water 29 out of the system of the apparatus, and when the decomposition or sterilization is insufficient,
It is temporarily stored in the first reservoir tank 17, returned to the feed tank 24 again through the first circulation line 19 by the first circulation pump 18, and supplied again as untreated water to the tubular reactor 5 side.

【0026】図2は図1の管型リアクタ5におけるウォ
ータージェットとキャビテーションとの関係を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between water jet and cavitation in the tubular reactor 5 of FIG.

【0027】図2において、ノズル8部における噴出孔
からのウォータージェットの噴出流速ujは 400≦uj(m/s)≦1600・・・(1) の範囲から選択する。この条件よりも噴出流速ujが低
いと(uj<400m/s)キャビテーションは十分に
は発達しない。一方、ujをこれよりも大きくすると
(uj>1600m/s)、キャビテーションの威力は
徐々に強まるものの、プランジャポンプ20をより大型
にする必要がある。ポンプ20を大型にすると、設備コ
ストが過大になり、経済的に見合わなくなる。
In FIG. 2, the jet velocity uj of the water jet from the jet port at the nozzle 8 is selected from the range of 400 ≦ uj (m / s) ≦ 1600 (1). If the jet velocity uj is lower than this condition (uj <400 m / s), cavitation does not sufficiently develop. On the other hand, if uj is made larger than this (uj> 1600 m / s), the power of the cavitation gradually increases, but the plunger pump 20 needs to be made larger. If the size of the pump 20 is increased, the equipment cost becomes excessive, and it becomes economically unsuitable.

【0028】水中水噴流のキャビテーションは噴流の拡
散とともに消滅し、管型リアクタ5の内部は、図示する
ようにプラグ型の速度分布を有する管内流となるが、こ
の管内流の平均流速utが、 0.004≦ut(m/s)≦0.03・・・(2) の範囲となるように、管型リアクタ5の寸法とウォータ
ージェットの噴射条件を設定する。管型リアクタ5内に
おける平均反応(滞留)時間trは、 40≦tr(sec)≦320・・・(3) の範囲内から選択する。これよりも短時間の場合(tr
<40)には、反応や殺菌が進行せず、処理終結に至り
難くなる。一方、これよりも長時間(tr>320)に
しても、反応や殺菌の急速な進展はなく、管型リアクタ
5が不必要に長くなるのみで、設備コストも増加する結
果となる。
The cavitation of the submerged water jet disappears with the diffusion of the jet, and the inside of the tubular reactor 5 becomes a pipe flow having a plug-type velocity distribution as shown in the figure. The dimensions of the tubular reactor 5 and the jetting conditions of the water jet are set so as to be in the range of 0.004 ≦ ut (m / s) ≦ 0.03 (2). The average reaction (residence) time tr in the tubular reactor 5 is selected from the range of 40 ≦ tr (sec) ≦ 320 (3). For a shorter time (tr
In <40), the reaction and sterilization do not proceed, and it is difficult to finish the treatment. On the other hand, if the time is longer (tr> 320), there is no rapid progress of the reaction and the sterilization, and the tubular reactor 5 becomes unnecessarily long, resulting in an increase in equipment cost.

【0029】キャビテーションを伴うなう水中水噴流9
におけるキャビテーションを十分に発達させるために
は、ノズル8における噴射条件や管型リアクタ5の仕様
を最適にするのみでは不十分であって、汚染原水の条件
も重要である。水中の溶解気体はキャビテーションの気
泡核となるが、この実施形態では、気体溶解度が、 0.80≦α/αs≦1.30・・・(4) (但し、α:気体の溶解量、αs:気体の飽和溶解量)
となるように汚染原水の気体溶解量を調整する。これよ
りも気体溶解度が小さいと(α/αs<0.80)、汚
染原水中の気泡核が少ないので、キャビテーションの威
力は低下する。一方、これよりも気体溶解度が大きいと
(α/αs>1.30)、これ以上気泡核が増えたとし
てもキャビテーションの増強を図ることができないから
である。
Underwater water jet 9 with cavitation
In order to sufficiently develop the cavitation in the above, it is not sufficient to merely optimize the injection conditions in the nozzle 8 and the specifications of the tubular reactor 5, and the condition of the contaminated raw water is also important. The dissolved gas in the water becomes the nucleus of the cavitation. In this embodiment, the gas solubility is 0.80 ≦ α / αs ≦ 1.30 (4) (where α is the dissolved amount of gas, αs : Saturated dissolved amount of gas)
Adjust the dissolved amount of gas in the contaminated raw water so that If the gas solubility is lower than this (α / αs <0.80), the power of cavitation decreases because the number of bubble nuclei in the contaminated raw water is small. On the other hand, if the gas solubility is higher than this (α / αs> 1.30), cavitation cannot be enhanced even if the number of bubble nuclei increases further.

【0030】管型リアクタ5内において、キャビテーシ
ョンが生じる水温の条件もキャビテーションの威力に強
く関与する。そこで、この実施形態では、管型リアクタ
5内における水温を 15≦Tw(℃)≦85・・・(5) の範囲内に設定する。もし、これよりも温度が低いと
(Tw<15℃)、水の粘度が高く、また表面張力も大
きいため、キャビテーション気泡の成長が抑制され、結
果的にキャビテーションの強度が低下する。逆にこれよ
りも温度が高いと(Tw>85℃)、管型リアクタ5内
においてサブクール沸騰が始まり、水中の気泡核が沸騰
に消費されてしまい、また、大きな塊状の沸騰気泡が管
型リアクタ5内に滞留するとクッション効果も生じるた
め、いずれにしてもキャビテーションの威力が衰える。
In the tubular reactor 5, the condition of the water temperature at which cavitation occurs also strongly affects the power of cavitation. Therefore, in this embodiment, the water temperature in the tubular reactor 5 is set within the range of 15 ≦ Tw (° C.) ≦ 85 (5). If the temperature is lower than this (Tw <15 ° C.), since the viscosity of water is high and the surface tension is large, the growth of cavitation bubbles is suppressed, and as a result, the strength of cavitation decreases. Conversely, if the temperature is higher than this (Tw> 85 ° C.), subcooled boiling starts in the tubular reactor 5, and bubble nuclei in the water are consumed for boiling, and large massive boiling bubbles are generated in the tubular reactor 5. If it stays in 5, the cushioning effect also occurs, and in any case, the power of cavitation decreases.

【0031】なお、この実施形態において、管型リアク
タ5内の圧力はほぼ大気圧(常圧)であり、ここで述べ
た水温も常圧化における条件である。また、殺菌の場
合、水温が60℃を越えると、キャビテーションの強さ
にかかわらず、大腸菌は弱体化して死滅する。また、図
2において、図1と同等な各部には、同一の参照符号を
付して説明は省略する。
In this embodiment, the pressure in the tubular reactor 5 is substantially atmospheric pressure (normal pressure), and the water temperature described here is also a condition for normal pressure. In the case of sterilization, when the water temperature exceeds 60 ° C., Escherichia coli is weakened and killed regardless of the cavitation intensity. Further, in FIG. 2, each unit equivalent to that in FIG. 1 is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.

【0032】図3は図1及び図2におけるノズル8の噴
出部を拡大して示す断面図である。高圧水11はノズル
8の上流側の高圧水供給流路12から導かれ、径収縮部
15で減圧・加速され、噴出孔14から前記(1)式の
範囲で与えられる高い速度で吹き出し、キャビテーショ
ンを伴う水中水噴流9となる。噴出孔14の先端にはド
ーム状の拡大空洞部13が設けられ、この拡大空洞部の
内部には、不安定な渦流が活発に生成され、噴流9にお
けるキャビテーションを増幅させる。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the ejection portion of the nozzle 8 in FIG. 1 and FIG. The high-pressure water 11 is guided from the high-pressure water supply flow path 12 on the upstream side of the nozzle 8, decompressed and accelerated by the diameter contraction part 15, and blows out from the ejection hole 14 at a high speed given in the range of the above formula (1), and cavitation. And a submerged water jet 9. A dome-shaped enlarged cavity 13 is provided at the tip of the ejection hole 14, and an unstable vortex is actively generated inside the enlarged cavity 13 to amplify cavitation in the jet 9.

【0033】図4はノズル8を管型リアクタ5の内部ま
で突き出すように固定した他の実施形態を示す図であ
る。ノズル8はノズルマウント7に装着され、ノズルマ
ウント7を管型リアクタ5の高圧水の流れ方向上流側の
端部に固定する。図2の実施形態とはノズルマウント7
によるノズル8の突き出し量が異なるだけであり、この
突き出し量は前述の各式の範囲を満足する範囲で任意に
設定することができる。
FIG. 4 is a view showing another embodiment in which the nozzle 8 is fixed so as to protrude to the inside of the tubular reactor 5. The nozzle 8 is mounted on the nozzle mount 7 and fixes the nozzle mount 7 to the end of the tubular reactor 5 on the upstream side in the high-pressure water flow direction. The embodiment of FIG.
Only the amount of protrusion of the nozzle 8 is different, and the amount of protrusion can be set arbitrarily within a range that satisfies the ranges of the above-described equations.

【0034】ここで、前述の各式の条件を導いた根拠に
ついて説明する。
Here, the basis for deriving the conditions of the above-described equations will be described.

【0035】図5はリアクタ5内部の平均流速utに対
する化学物質の分解率の変化を示したものである。ここ
で対象とした化学物質は、発ガン性の洗浄剤として認識
されているトリクロロエチレンである。縦軸に示した分
解率moは最終分解率mo*((100%ではない)で割
ることによって相対値として示している。リアクタ5内
の平均流速utが小さい場合、リアクタ5内の乱れが乏
しく、反応が十分に進行しないこともあり、分解率はや
や低めとなる。これに対し、図中で矢印→a領域として
示したように、平均流速utを増やした場合、同一サイ
ズのリアクタ5の場合には反応時間が短くなるので分解
率は多少低下する。これらの検討の結果から、リアクタ
内における平均流速utは前記(2)式の範囲が最適で
あると考えられる。
FIG. 5 shows the change in the decomposition rate of the chemical substance with respect to the average flow rate ut inside the reactor 5. The chemical substance targeted here is trichloroethylene, which is recognized as a carcinogenic cleaning agent. The decomposition rate mo shown on the vertical axis is shown as a relative value by dividing by the final decomposition rate mo * ((not 100%). When the average flow velocity ut in the reactor 5 is small, the turbulence in the reactor 5 is poor. When the average flow rate ut is increased as shown by an arrow-> a region in the figure, the decomposition rate may be slightly lower because the reaction may not proceed sufficiently. In this case, the reaction time is shortened and the decomposition rate is slightly reduced, and from the results of these studies, it is considered that the average flow rate ut in the reactor is optimally in the range of the above equation (2).

【0036】図6はリアクタ5内の平均流速utを一定
とする条件下で、リアクタ5の流通方向の長さを変化さ
せることによってリアクタ内平均反応(滞留)時間tr
に対する化学物質の分解率の変化の傾向をまとめた図で
ある。この場合も対象とした化学物質はトリクロロエチ
レンである。縦軸における分解率Cは、反応時間を無限
(t=t∞)と想定した場合の分解率Ceで割ることに
よって相対値として示した。この図から分かるように、
リアクタ内平均反応(滞留)時間trが短いうちには、
分解率は急増するもののtr≒320sec程度でほぼ
一定となる。従って、これ以上、反応時間を確保しても
反応は進行しないとみなすことができる。以上の結果か
ら、リアクタ内における反応時間についは、前記(3)
式の範囲から選定することが好ましいと判断される。
FIG. 6 shows the average reaction (residence) time tr in the reactor 5 by changing the length of the reactor 5 in the flow direction under the condition that the average flow velocity ut in the reactor 5 is constant.
FIG. 4 is a diagram summarizing a tendency of a change in a decomposition rate of a chemical substance with respect to. In this case, the target chemical substance is trichlorethylene. The decomposition rate C on the vertical axis is shown as a relative value by dividing the reaction time by the decomposition rate Ce when the reaction time is assumed to be infinite (t = t∞). As you can see from this figure,
While the average reaction (residence) time tr in the reactor is short,
Although the decomposition rate increases rapidly, it becomes substantially constant at about tr ≒ 320 sec. Therefore, it can be considered that the reaction does not proceed even if the reaction time is further secured. From the above results, regarding the reaction time in the reactor,
It is determined that it is preferable to select from the range of the expression.

【0037】また、長尺のリアクタに1回通す過程で反
応時間を確保するよりも、短いリアクタに何度も通し、
言い換えればキャビテーションを伴う噴流としてリアク
タ内に繰り返して噴出させることによって反応率を上げ
ることができる。図7はリアクタ内平均反応(滞留)時
間trに対する分解量の変化として長尺のリアクタを1
回通過させる場合と、短いリアクタを繰り返し通過させ
る場合とを比較下ものである。ここで対象とした化学物
質は農薬のチウラムである。縦軸に示した分解量は、分
解量m’を1パス(長尺のリアクタ内を1回通過させる
方式)におけるt=t∞を想定した場合の最終分解量m
e’で割ることで無次元化して示している。図7から1
パス方式の場合は、分解量の増加が見られないのに対し
て、繰り返しリアクタ内を通す方式の場合は、通すたび
に分解量が増加するのが分かる。
Also, rather than securing the reaction time in the process of once passing through a long reactor, the reactor is passed many times through a short reactor,
In other words, the reaction rate can be increased by repeatedly jetting into the reactor as a jet with cavitation. FIG. 7 shows the change in the amount of decomposition with respect to the average reaction (residence) time tr in the reactor.
A comparison is made between the case where the reactor is passed once and the case where the short reactor is repeatedly passed. The target chemical here is the pesticide thiuram. The decomposition amount shown on the vertical axis is the final decomposition amount m assuming that t = t に お け る in one pass of the decomposition amount m ′ (a method of once passing through a long reactor).
The dimension is rendered dimensionless by dividing by e '. 7 to 1
In the case of the pass method, no increase in the amount of decomposition is observed, while in the case of the method of repeatedly passing through the reactor, the amount of decomposition increases with each passage.

【0038】図8はノズル噴出孔14におけるウォータ
ージェットの噴出流速ujと、ノズルにおける噴射圧力
Pj(この圧力pjはプランジャポンプ20の吐出力圧力
にほぼ等しい)と整備コスト(主として高圧ポンプ)の
関係を示す図である。この実施形態では、設備コストが
急増しない範囲の流速、すなわち、前述の(1)式に示
した範囲の流速を選択する。噴出速度ujを高めると、
噴射圧力Pjも高くする必要があり、同一の噴射流量を
確保するためには、ポンプ設備が大型にならざるを得な
いので、コストが過大になり、実用的には望ましくな
い。
FIG. 8 shows the relationship between the jet flow velocity uj of the water jet at the nozzle ejection hole 14, the injection pressure Pj at the nozzle (this pressure pj is substantially equal to the discharge pressure of the plunger pump 20), and the maintenance cost (mainly a high-pressure pump). FIG. In this embodiment, a flow velocity in a range where the equipment cost does not increase rapidly, that is, a flow velocity in the range shown in the above-described equation (1) is selected. When the jet velocity uj is increased,
The injection pressure Pj also needs to be increased, and in order to ensure the same injection flow rate, the pump equipment must be large, so that the cost becomes excessively large, which is not practically desirable.

【0039】図9は処理対象水中における気体の溶解度
と化学物質の分解量との関係を示したものである。縦軸
における分解量mは、その分解量の最大値で割ることに
よって無次元化している。ここでは、化学物質は内分泌
錯乱物質(いわゆる「環境ホルモン」)のフタル酸ジブ
チルである。横軸における気体の溶解度αは、飽和溶解
度αsで割り、こちらも無次元化している。この図から
分かるように分解量m/m*はα/αsの増加とともに
急増し、α/αs≒1.3においてほぼ最大に達して飽
和する。水中に溶け込んだ気体はいわゆる気泡核(Nucl
ei)となってキャビテーションの「種」となる。言い換
えると気体の溶解量が多いほどキャビテーションが活発
となる。本実施形態では、m/m*が急増を開始し、ほ
ぼ最大になるまでの範囲に相当する前記(4)式の範囲
を選択する。ちなみに通常の水には、α/αs≒1.0
3とやや過飽和の状態に空気が溶け込んでいる。α>α
sとするためには、微細気泡として水中に空気を強制的
に吹き込んだり、気体(微細気泡)と部分付着する疎水
性の超微小粒子を水中に供給する必要がある。
FIG. 9 shows the relationship between the solubility of gas in the water to be treated and the amount of decomposition of chemical substances. The decomposition amount m on the vertical axis is made dimensionless by dividing by the maximum value of the decomposition amount. Here, the chemical is dibutyl phthalate, an endocrine disruptor (so-called "environmental hormone"). The gas solubility α on the horizontal axis is divided by the saturation solubility αs, which is also dimensionless. As can be seen from this figure, the decomposition amount m / m * increases sharply with the increase of α / αs, reaches a maximum at α / αs ≒ 1.3, and saturates. The gas dissolved in water is the so-called bubble nucleus (Nucl
ei), which is the "seed" of cavitation. In other words, cavitation becomes more active as the amount of dissolved gas increases. In the present embodiment, the range of the above equation (4) is selected, which corresponds to the range where m / m * starts to increase rapidly and becomes almost maximum. By the way, for normal water, α / αs ≒ 1.0
3 Air is slightly supersaturated. α> α
In order to achieve s, it is necessary to forcibly blow air into water as fine bubbles or supply hydrophobic ultrafine particles partially adhering to gas (fine bubbles).

【0040】水温Twはキャビテーションの威力に強く
関係する。本形態実施では(5)式で示した温度範囲を
選択する。図10は水温Twに対する化学物質の分解量
の変化を示す図である。ここでは、化学物質は図9に示
したフタル酸ジブチルである。縦軸に示した分解量は、
分解量Mを最大分解量M*で割ることによって無次元化
している。この結果から、Tw<15℃の低温側のC領
域、及びTw>85℃のB領域の範囲が化学物質を分解
したときの分解量で0.8以下となり、好ましくないこ
とが分かる。これは、Tw<15℃の低温側のC領域の
領域では、水の粘度や表面張力が大きいため、気泡の成
長・収縮速度が小さく、図10におけるA領域よりもキ
ャビテーションの威力が乏しく、Tw>85℃のB領域
では局所的な過熱がきっかけとなって図11に示すよう
に管型リアクタ5の内部でサブクール沸騰が始まるから
で、このときの沸騰気泡を符号30で示す。図11に示
すような大きな塊状の沸騰気泡30は、クッションとし
て作用するので、キャビテーションの衝撃を弱め、ま
た、水中の気泡核も消費する。このことは、前記高温の
条件下においても、キャビテーションの威力が低下する
ことを示している。
The water temperature Tw is strongly related to the power of cavitation. In the present embodiment, the temperature range represented by Expression (5) is selected. FIG. 10 is a diagram showing a change in the amount of decomposition of a chemical substance with respect to the water temperature Tw. Here, the chemical substance is dibutyl phthalate shown in FIG. The decomposition amount shown on the vertical axis is
The dimension is made non-dimensional by dividing the decomposition amount M by the maximum decomposition amount M *. From this result, it can be seen that the range of the C region on the low temperature side of Tw <15 ° C. and the B region of Tw> 85 ° C. is 0.8 or less in the decomposition amount when the chemical substance is decomposed, which is not preferable. This is because, in the region of the C region on the low temperature side where Tw <15 ° C., the viscosity and surface tension of water are large, so that the growth and shrinkage speed of bubbles are small, and the power of cavitation is lower than that of the A region in FIG. In the region B of> 85 ° C., subcooled boiling starts inside the tubular reactor 5 as shown in FIG. 11 due to local overheating. Boiling bubbles at this time are indicated by reference numeral 30. The large lump of boiling bubbles 30 as shown in FIG. 11 acts as a cushion, thereby reducing the impact of cavitation and consuming bubble nuclei in water. This indicates that the power of cavitation is reduced even under the high temperature conditions.

【0041】図12に示すようにノズルマウント7の先
端に設けたノズル8を管型リアクタ5の中央側に突き出
すと、ノズル8の上流側には大きなスペースが生じる。
このスペースには循環渦流15が生じるので、この流れ
によってキャビテーションの作用にかかわらなかったい
わゆる未処理の周囲水がスムーズにキャビテーションを
伴う水中水噴流9の中に流入する。このように自然に生
じる流れ場を利用することにより、動力消費を増やすこ
となく反応分解あるいは殺菌の効率を高めることができ
る。
As shown in FIG. 12, when the nozzle 8 provided at the tip of the nozzle mount 7 is protruded toward the center of the tubular reactor 5, a large space is created upstream of the nozzle 8.
In this space, a circulating vortex 15 is generated, so that the so-called untreated ambient water, which has not been affected by the cavitation, smoothly flows into the cavitation-containing underwater jet 9. By utilizing such a naturally occurring flow field, the efficiency of reactive decomposition or sterilization can be increased without increasing power consumption.

【0042】図13は他の実施形態に係るウォータージ
ェット・リアクタのノズル形状を示すものである。この
ノズルは図3に示したノズルが噴出孔14の出口に拡大
空洞部13を設け、噴出孔14から吹き出す噴流に乱れ
を与えてキャビテーションを促進しようとするものであ
ったのに対し、噴出孔14への流入部を急峻な絞り形状
としたものである。このような形状にすることにより、
噴出孔14の内部に強い縮流を作り出し、噴出孔14に
おいてキャビテーションの気泡核を噴流9の内部に断続
的に供給するようにしている。噴出孔14の縮流部に生
じる空洞(キャビティ)が気泡核となり、この気泡核が
水中水噴流9中に流入することで、水中水噴流9のキャ
ビテーションが促進されることとなる。
FIG. 13 shows a nozzle shape of a water jet reactor according to another embodiment. The nozzle shown in FIG. 3 is provided with an enlarged hollow portion 13 at the outlet of the ejection hole 14 to disturb the jet blown out from the ejection hole 14 to promote cavitation, whereas the nozzle shown in FIG. The inflow portion to 14 has a steep throttle shape. By making such a shape,
A strong contraction is generated inside the ejection hole 14 so that the cavitation bubble nucleus is intermittently supplied into the ejection flow 9 at the ejection hole 14. The cavities formed in the contraction portion of the ejection hole 14 serve as bubble nuclei. The bubble nuclei flow into the underwater water jet 9, thereby promoting the cavitation of the underwater water jet 9.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、確実に
殺菌効果と浄化効果を得ることができるウォータージェ
ット・リアクタを提供することができる。その際、反応
器の中で十分に発達したキャビテーションを伴うウォー
タージェットを連続的に生成することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a water jet reactor capable of reliably obtaining a sterilizing effect and a purifying effect. In this case, a water jet with well-developed cavitation can be continuously generated in the reactor.

【0044】また、これにより、反応器の中で有害化学
物質の分解や殺菌を高い効率で実行することが可能にな
り、分解、殺菌処理時間の短縮化を図ることができる。
また、有害化学物質と有害細菌によって複合的に汚染さ
れている水域に対しても適用することができる。
In addition, this makes it possible to perform the decomposition and sterilization of harmful chemical substances in the reactor with high efficiency, and to shorten the decomposition and sterilization processing time.
In addition, the present invention can be applied to water bodies that are contaminated by harmful chemical substances and harmful bacteria.

【0045】さらに、大量処理規模の反応器や小規模の
反応器を任意に提供することが可能になるとともに、大
規模な設備も不要なので、エネルギの無駄を抑制するこ
とができ、前述の分解効率や殺菌効率とも相まってエネ
ルギ効率の向上も図ることができる。
Further, it is possible to arbitrarily provide a large-scale reactor or a small-scale reactor, and since large-scale equipment is not required, waste of energy can be suppressed. Energy efficiency can be improved in combination with efficiency and sterilization efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係るウォータージェット反
応装置の全体的構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a water jet reactor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における管型リアクタと流れの状態を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a tubular reactor and a flow state in FIG. 1;

【図3】図1及び図2におけるノズルのモデル図であ
る。
FIG. 3 is a model diagram of the nozzle in FIGS. 1 and 2;

【図4】図3におけるノズルの装着部分を特に示すモデ
ル図である。
FIG. 4 is a model diagram particularly showing a mounting portion of a nozzle in FIG. 3;

【図5】本発明の実施形態に係るウォータージェット反
応装置の平均流速と分解率との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between an average flow rate and a decomposition rate of the water jet reactor according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態に係るウォータージェット反
応装置のリアクタ内平均反応(滞留)時間と分解率との
関係を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between an average reaction (residence) time in a reactor and a decomposition rate of the water jet reactor according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施形態に係るウォータージェッ
ト反応装置のリアクタ内平均反応(滞留)時間と分解率
との関係を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between an average reaction (residence) time in a reactor and a decomposition rate of a water jet reactor according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態に係るウォータージェット反
応装置の噴出速度と噴射圧力との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a jetting speed and a jetting pressure of the water jet reactor according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態に係るウォータージェット反
応装置の気体溶解度と分解率との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a gas solubility and a decomposition rate of the water jet reactor according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態に係るウォータージェット
反応装置の水温と分解量との関係を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a water temperature and a decomposition amount of the water jet reactor according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態に係るウォータージェット
反応装置内の流体力学的な挙動を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a hydrodynamic behavior in the water jet reactor according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施形態に係るウォータージェ
ット反応装置内の流体力学的な挙動を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a hydrodynamic behavior in a water jet reactor according to another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の他の実施形態に係るウォータージェ
ット反応装置のノズル形状を示すモデル図である。
FIG. 13 is a model diagram showing a nozzle shape of a water jet reactor according to another embodiment of the present invention.

【図14】従来例に係るウォータージェット反応装置の
ノズル形状を示すモデル図である。
FIG. 14 is a model diagram showing a nozzle shape of a water jet reactor according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 管型リアクタ 6 高圧ホース 7 ノズルマウント 8 ノズル 9 水中水噴流 16 オーバーフロー管 17,22 リザーバタンク 18,23 循環ポンプ 19、25 循環ライン 20 プランジャポンプ 21 三方切替弁 24 フィードタンク 26 汲上げポンプ 27 汲上げライン 28 汚染原水 29 処理済み水 5 Pipe Reactor 6 High Pressure Hose 7 Nozzle Mount 8 Nozzle 9 Underwater Water Jet 16 Overflow Pipe 17,22 Reservoir Tank 18,23 Circulation Pump 19,25 Circulation Line 20 Plunger Pump 21 Three-way Switching Valve 24 Feed Tank 26 Pump Pump 27 Pump Lifting line 28 Contaminated raw water 29 Treated water

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 一紀 広島県呉市宝町3番36号 バブコツク日立 株式会社呉研究所内 Fターム(参考) 4D037 AA01 AA05 AA08 AA11 AB03 AB14 AB18 BA26 BB04 4D050 AA01 AA08 AA12 AB06 AB19 BB01 BB02 BC10 BD02 CA01 4G075 AA15 AA37 AA42 BA06 BB10 BD15 CA05 CA65 CA66 EA03 EB01 EC01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazunori Fujita 3-36 Takara-cho, Kure-shi, Hiroshima Prefecture AB19 BB01 BB02 BC10 BD02 CA01 4G075 AA15 AA37 AA42 BA06 BB10 BD15 CA05 CA65 CA66 EA03 EB01 EC01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水中に溶融する有害化学物質及び/又は
水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置されたノ
ズルから噴出するウォータージェットによって発生する
キャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌処理
するウォータージェット反応装置おいて、 前記反応器内の平均流速utを、 0.004≦ut(m/s)≦0.03 の範囲となるように設定したことを特徴とするウォータ
ージェット反応装置。
1. A method of decomposing and / or disinfecting harmful chemical substances that melt in water and / or harmful bacteria floating in water by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of a reactor. A water jet reactor, wherein the average flow rate ut in the reactor is set so as to be in a range of 0.004 ≦ ut (m / s) ≦ 0.03.
【請求項2】 水中に溶融する有害化学物質及び/又は
水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置されたノ
ズルから噴出するウォータージェットによって発生する
キャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌処理
するウォータージェット反応装置おいて、 前記反応器内の平均滞留時間trを、 40≦tr(sec)≦320 の範囲となるように設定したことを特徴とするウォータ
ージェット反応装置。
2. A method of decomposing and / or disinfecting harmful chemical substances dissolved in water and / or harmful bacteria floating in water by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of a reactor. A water jet reactor, wherein the average residence time tr in the reactor is set to be in a range of 40 ≦ tr (sec) ≦ 320.
【請求項3】 水中に溶融する有害化学物質及び/又は
水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置されたノ
ズルから噴出するウォータージェットによって発生する
キャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌処理
するウォータージェット反応装置おいて、 前記反応器内のノズルの噴出孔から噴出するウォーター
ジェットの噴出流速ujを、 400≦uj(m/s)≦1600 の範囲になるように設定したことを特徴とするウォータ
ージェット反応装置。
3. Decomposition treatment and / or sterilization treatment of harmful chemical substances melting in water and / or harmful bacteria floating in water by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of a reactor. In the water jet reactor, the jet flow velocity uj of the water jet spouted from the spout of the nozzle in the reactor is set to be in the range of 400 ≦ uj (m / s) ≦ 1600. Water jet reactor.
【請求項4】 水中に溶融する有害化学物質及び/又は
水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置されたノ
ズルから噴出するウォータージェットによって発生する
キャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌処理
するウォータージェット反応装置おいて、 気体溶解度を、 0.80≦α/αs≦1.30 (但し、α:気体の溶解量、αs:気体の飽和溶解量)
の範囲になるように汚染原水の気体溶解量を設定したこ
とを特徴とするウォータージェット反応装置。
4. Decomposition treatment and / or sterilization treatment of harmful chemical substances melting in water and / or harmful bacteria floating in water by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of a reactor. In the water jet reactor, the gas solubility is 0.80 ≦ α / αs ≦ 1.30 (where α is the dissolved amount of gas, αs is the saturated dissolved amount of gas)
A water jet reactor characterized in that the amount of dissolved gas in the contaminated raw water is set so as to fall within the range described above.
【請求項5】 水中に溶融する有害化学物質及び/又は
水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置されたノ
ズルから噴出するウォータージェットによって発生する
キャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌処理
するウォータージェット反応装置おいて、 前記反応器管内の水温を 15≦Tw(℃)≦85 の範囲内に設定したことを特徴とするウォータージェッ
ト反応装置。する。も
5. A method for decomposing and / or disinfecting harmful chemical substances dissolved in water and / or harmful bacteria floating in water by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of a reactor. A water jet reactor, wherein a water temperature in the reactor tube is set within a range of 15 ≦ Tw (° C.) ≦ 85. I do. Also
【請求項6】 水中に溶融する有害化学物質及び/又は
水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置されたノ
ズルから噴出するウォータージェットによって発生する
キャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌処理
するウォータージェット反応装置おいて、 前記ノズルの先端部をノズル先端の上流側に循環渦流が
生成されるように前記反応器の中央側に突出させたこと
を特徴とするウォータージェット反応装置。
6. A method for decomposing and / or disinfecting harmful chemical substances melting in water and / or harmful bacteria floating in water by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of a reactor. A water jet reactor, wherein the tip of the nozzle is projected toward the center of the reactor so that a circulating vortex is generated upstream of the tip of the nozzle.
【請求項7】 水中に溶融する有害化学物質及び/又は
水中に浮遊する有害菌を反応器の流水中に設置されたノ
ズルから噴出するウォータージェットによって発生する
キャビテーションによって分解処理及び/又は殺菌処理
するウォータージェット反応装置おいて、下記の(1)
ないし(5)の条件の少なくとも2つを含んだ処理条件
が設定されていることを特徴とするウォータージェット
反応装置。 (1)前記反応器内の平均流速utを、 0.004≦ut(m/s)≦0.03 の範囲に設定する。 (2)前記反応器内の平均滞留時間trを、 40≦tr(sec)≦320 の範囲に設定する。 (3)前記反応器内のノズルの噴出孔から噴出するウォ
ータージェットの噴出流速ujを、 400≦uj(m/s)≦1600 の範囲に設定する。 (4)気体溶解度を、 0.80≦α/αs≦1.30 (但し、α:気体の溶解量、αs:気体の飽和溶解量)
の範囲に設定する。 (5)前記反応器管内の水温を 15≦Tw(℃)≦85 の範囲内に設定する。
7. A harmful chemical substance that melts in water and / or a harmful germ suspended in water is subjected to decomposition treatment and / or sterilization treatment by cavitation generated by a water jet ejected from a nozzle installed in flowing water of the reactor. In a water jet reactor, the following (1)
A water jet reaction apparatus, wherein processing conditions including at least two of the conditions (5) to (5) are set. (1) The average flow rate ut in the reactor is set in the range of 0.004 ≦ ut (m / s) ≦ 0.03. (2) The average residence time tr in the reactor is set in the range of 40 ≦ tr (sec) ≦ 320. (3) The jet flow velocity uj of the water jet spouted from the spout of the nozzle in the reactor is set in the range of 400 ≦ uj (m / s) ≦ 1600. (4) Gas solubility: 0.80 ≦ α / αs ≦ 1.30 (where α: dissolved amount of gas, αs: saturated dissolved amount of gas)
Set to the range. (5) The water temperature in the reactor tube is set within a range of 15 ≦ Tw (° C.) ≦ 85.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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