JP2001025779A - 廃水処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染物質を含む水性ソース（source）から汚
染物質を分離する方法を提供する。 【解決手段】 １つの態様においては、水性システムに
溶解した高度に微細化された酸化体を使用する。ガスは
貯液容器内で水溶液中に溶解し、貯液容器内の圧力はコ
ントロール可能である。これは溶解した酸化ガスと汚染
物質との接触を最大限にする。酸化されると、貯液容器
の出口は流体力学的空洞現象を許容するように調節され
る。空洞現象の正味の効果はフロックを水溶液から独立
した相に移動させる泡の形成を誘発することである。別
の態様においてプロセスは電気凝集により増進される。
これは酸化体物質を含む貯液容器内に配置される電気セ
ルの使用を伴う。電極を設け電極を電流のソースに曝す
ことによって、水溶液内の汚染物質を酸化または劣化さ
せ、溶解したガス状の酸化体による酸化を捕捉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃水処理方法および
装置に関し、より特には本発明は物質移動手法および電
気凝集（electrocoagulation）法を使用して水溶液から
汚染物質（またはコンタミナント）を分離することに関
する。

【０００２】

【従来の技術】水性システムから汚染物質を分離または
除去する問題は、何十年もの間、技術が慨嘆するほど複
雑であった。このために、水の汚染物質が産業の進歩と
ともに比例的に増大するにしたがって、さらなる工業的
プロセスとともに技術が発展した。初めは、水処理は単
純に、ある物質の沈殿を誘発する適当な物質を加えるこ
と、濾過、イオン交換および他のプロセスの問題であっ
た。清浄な水に対する要求が継続的に厳しくなっている
状況下において、電気化学が好まれるようになった。セ
ル内に配置された電流が流れている電極を使用すること
は、汚染物質を含む溶液を処理するのに広く有用である
ことが判った。幾つかの例においては、不活性化合物を
除くために他の単位操作がこの処理プロセスと組み合わ
された。

【０００３】再検討のために選択された引用文献の１つ
はランドレス（Landereth）らの米国特許第1,095,893号
明細書（1914年５月５日発行）である。この特許は電気
化学的な処理に関し、また、この特許において特許権者
はそのようなセルが水の処理に有用であることを確認し
ている。開示において説明されたように、銅、アルミニ
ウム、真鍮、または他の合金の電極は、セルのプレート
物質として有用である。加えて、当該明細書は沈殿タン
クが物質の沈殿（またはフロック（もしくは綿状凝集
物）形成；floccing）を補助するのに有用であるという
事実を論じている。明細書の第２欄は、水が装置で上昇
し、遠回りの経路をとり、それにより水に加えられた又
は水で見つけられる物質のいずれもが完全に混合されて
液体のすべての粒子が電極と接触させられるように、一
連の電極が配置されることを示している。明細書の第２
欄にはまた、電極は水平方向に配置されたプレートの形
態であること、ならびに、その端部にくぼみを有する他
の交互の組のプレートとともにプレートに中央に配置さ
れてもよい開口部（アパーチャー）が形成されてもよい
ことが説明されている。明細書の第３欄には以下のこと
が記載されている：

【０００４】「プレート14の間で液体の適切な経路また
は循環、および装置全体にわたる液体の移動を与えるた
めに、14Ａに示される開口部を具えた交互のプレートが
提供され、一方、中間のプレートは図８および図９で明
瞭に示されているように14Ｂにて切り欠きが形成され又
はくぼみがつけられた切断された角を有する。この方法
により、処理中の液体はそのフローの中で方向転換し、
個々のプレートの全表面と接触させられ、所望の電気処
理を確保する。」

【０００５】この明細書は水の電気化学的な処理の手順
を指示するのに有用であるものの、オゾンのような酸化
体（オキシダント）物質を追加することを全く示してい
ない。さらに、この特許の教示は電気化学に限定されて
おり；明細書は浮上分離（dissolved air flotatio
n）、流体力学、キャビテーション、フロック形成（flo
cculation）凝集、またはこの特許で教示された電気化
学セルの有用性を増大させるであろう他の流体力学の原
理のいずれに関しても詳細な説明を全くしていない。

【０００６】ランドレス（Landreth)の米国特許第1,14
6,942号明細書（1915年７月20日発行）において、先の
特許で論じられたことに関するバリエーションが述べら
れている。この引用文献においては、電極が異なる極性
のものであること、ならびに１組のプレートがある長さ
の時間中はカソードとして作用し、一方、もう１組のプ
レートがこの時間中、アノードとして作用するように、
転極スイッチ（一例が図において符号26で与えられてい
る）を使用して電流を切り替え得ることが明らかに示さ
れている。この文献は、ユニット内の個々のセルの極性
を変化させるために逆極性アレンジメント（または配
置）を与えることにより、技術を発展させたものであ
る。当該文献は、それと関連するものと同様に、溶解し
たガスによる向流酸化（countercurrent oxidation）に
ついての認識が不十分である。さらに、この装置は多種
多様の汚染物質（有機物、無機物、それらの組合せ等）
を扱うのに特に十分に適したものではないと考えられ
る。

【０００７】さらなる引用文献、即ちランドレス（Land
reth)の米国特許第1,131,067号明細書（1915年３月９日
発行）において、処理された液体を装置によって更に処
理するために再導入することについての検討が、金属電
極もしくは簡単な化学反応または電流によって誘発され
る化学反応のいずれかに由来して形成される綿状凝集物
の生成に関する処理あるいは酸化処理、あるいは他の処
理に関する検討と同様になされている。第２欄（第25行
以下参照）にて、装置で物質をさらに再循環させること
が検討されている。

【０００８】プレイス（Preis）らは、米国特許第3,72
8,245号明細書（1973年４月17日発行）において、電気
凝集のために１組の電解プレートを組み込んだ汚水処理
装置を教示している。特許権者は、殺菌作用を増すため
に塩素およびオゾンが溶液で維持されるように回路で圧
力を維持する必要性を検討している。この引用文献は、
酸化体を用いて電気凝集を強化することにより、ランド
レス（Landreth）らが開発した技術を発展させたもので
ある。この文献は、この技術において更なる教示を与え
るものではあるが、処理された水性物質の流出口ストリ
ームにおける圧力変化による空洞現象（またはキャビテ
ーション；cavitation）またはフロック（または綿状凝
集物；floc）形成に関する検討が不十分である。

【０００９】他の一般的に関連する参照文献には、コー
テン（Korten）の米国特許第913,827号（1909年３月２
日発行）、メール（Mehl）の米国特許第3,523,891号（1
970年８月11日）、米国特許第5,928,493号；第5,705,05
0号；第5,746,904号ならびに第5,549,812号、第3,846,3
00号、第5,587,057号および第5,611,907号が含まれる。

【００１０】電解プロセスは一般に有用であると考えら
れていたが、セルの構成は電極がしばしば屑（またはデ
ブリ；debris）を集め、したがってセルの電流の所要量
を変化させるようなものであった。さらに、既存のアレ
ンジメントにおいて多くのプレートはかなり大きく、表
面積を増大させて水中の処理されるべき汚染物質との反
応の回数を増加させるための改良を何らもたらすもので
はなかった。当然にこのことは相互作用の度合いをより
低くし、屑の蓄積に起因する電流の要求量の点からみて
セルの運転コストをより高くしている。

【００１１】浮上分離システムを採用することもまた提
案されてきた。そのようなアレンジメント（または装
置）の１つはPrecision Environmental Systems社によ
って製造された。この会社は同一ユニット内のフロック
形成および凝集に有用な装置を製造している。このユニ
ットは、それの設計目的に関してはかなり有用である
が、アレンジメントは非常に大きい設置面積を有し、ま
た、同一ユニット内で生じる種々の化学プロセスに備え
ているものではない。

【００１２】水処理に関して当該分野で案出されたより
望ましいアレンジメントの中で、溶解したガスを酸化の
ために使用することは、おそらくかなり良い結果をもた
らした。現在知られている技術において、一般に酸化セ
ルは大気圧に開放されていて、溶液に溶解したガスは溶
液から放出され得る。この技術のアレンジメントは、可
能な限り気泡が溶液中に維持されるように、曲がりくね
った（または蛇行した）経路または他の加えられる力を
与える。これは、汚染物質が酸化され得るように酸化体
物質の反応サイト（気泡の表面）を与えるという利点を
有する。ガス状の物質がそれから表面に放出されると、
汚染物質は綿状に凝集して物質はそれから分離される。
これは通気（またはエアレーション；aeration）として
広く知られており、気泡を溶液中に維持し、従って、酸
化される又は除染される物質と気泡表面との相互作用の
程度を増大させるために、種々の装置がこの分野で提案
されてきた。

【００１３】溶液中でガスを維持するのに十分な圧力下
で、貯液容器（またはリザーバーもしくはタンク）また
は他のチャンバーあるいは閉じ込められた領域にガス状
の酸化体を導入することが可能なプロセスがあれば、好
ましいであろう。これは、溶液中の可能な限り小さい気
泡が溶液中に存在する汚染物質を酸化する機会を与え
る。溶解した酸化体ガスを溶液中で維持して可能な限り
小さい気泡を与え、したがって、分離すべき汚染物質と
の反応のために可能な限り大きい表面積を与えることが
でき、さらに気泡サイズの制御を可能にするシステムが
入手できれば特に好ましいであろう。

【００１４】本発明は、物質移動機構および水溶液から
汚染物質を分離する優れた酸化技術であって、圧力を減
少させ酸化体が溶液から生じるのが好ましい時まで酸化
体が溶液中に維持されるものを提供することを目的とす
る。

【００１５】

【発明の要約】本発明の１つの態様の目的は、水溶液か
ら汚染物質（またはコンタミナントもしくは不純物；co
ntaminant）を分離する向上した方法を提供することで
ある。向流式物質移動（countercurrent mass transfe
r)機構が採用される。

【００１６】本発明の１つの態様のさらなる目的は、連
続的に汚染物質を水溶液から分離する方法であって：汚
染物質を含む水溶液を供給する工程；入口および出口を
有し、前記入口が前記出口よりも高い位置にある閉じら
れた貯液容器（または容器、リザーバーもしくはタン
ク）を供給する工程；前記水溶液を前記貯液容器に導入
する工程；酸化体を前記水溶液中に引き込む（または同
伴させる、もしくは取り込む）工程；貯液容器内を過圧
（または大気圧よりも高い圧力；super atmospheric pr
essure）に維持して前記酸化体の気泡のサイズを最小限
にして、それにより水溶液中の前記汚染物質が利用可能
な酸化体の気泡の表面積を最大限にする工程；前記汚染
物質を酸化すること；ならびに前記貯液容器の外部にお
ける圧力変化（もしくは圧力の急激な変化または圧力の
不連続；pressure discontinuity）を選択的に引き起こ
して、酸化された汚染物質をフロックにして前記水溶液
から独立した相にする工程を含む方法を提供することで
ある。

【００１７】酸化体に関しては、オゾンが本発明で使用
するのに好ましい酸化体の１つであるが、特に、塩素、
臭素、過酸化水素、適当な窒素化合物のような他のいず
れの適当な酸化体も使用できることが容易に理解される
であろう。

【００１８】反対にした又は逆流させた通気システムを
実際に提供することによって、汚染物質が効果的に酸化
されることが判った。貯液容器は隔離されたチャンバ
ー、端部が閉じられたチューブであってよく、あるいは
別法として、水溶液中の汚染物質の地中処理のために空
隙構造（もしくは地絡構造；earth formation）を含ん
でいてよい。本発明の方法において、入口は出口よりも
高い位置に配置される。この様式において、入ってくる
引き込まれたガス状の酸化体は溶液を通過して下向きに
移動させられ、したがって、処理すべき水溶液と向流式
で作用するであろう。チャンバーの貯液容器コンテナ等
において過圧を維持することにより、ガス状の酸化体は
溶液中に非常に細かい気泡となって維持される。これは
顕著な結果をもたらした。なぜならば、より小さい気泡
は、汚染物質と接触する表面積を著しく向上させて汚染
物質を酸化するからである。これは、貯液容器内の圧力
および貯液容器の出口の圧力をコントロールすることに
よって達成される。このようにして、圧力は効果的に調
節することができ、使用者の要求に圧力を合わせること
ができる。これは、従来の技術、即ち、開放された容器
を事実上供給し、したがって圧力を大気圧にて一様に
し、ガスが通過させられる回旋状または曲がりくねった
経路を単に与えている従来の技術と、著しい対照をなし
ている。従来の技術の概念は、溶液中で気泡を維持して
気泡を処理される物質と少なくとも部分的に接触させる
ことを試みるために、曲がりくねった経路を与えること
であった。従来の技術の手法は実際には、酸化のために
ガスが溶液中を通過させられる通気方法である。

【００１９】本発明の相違点はかなり顕著であり、この
技術に重大な進歩をもたらす。閉鎖されたチャンバー内
で圧力を維持することによって、使用者が選択した時間
中、ガス状の酸化体を溶液中に維持し得ることが判っ
た。これは、従来の技術が提案していたものとは対照を
なす。この態様は、チャンバー内で酸化体の気泡サイズ
の制御を可能にし、酸化体の気泡と水溶液による向流接
触を容易にし、さらに使用者が選択した圧力変化を、例
えば、流体力学的空洞現象（または流体力学的キャビテ
ーション；hydraulic cavitation）の形で可能にしてフ
ロックの形成を引き起こす。このレベルのコントロール
は従来の技術のいずれにおいても、これまで提案されな
かった。実際、従来の技術は、コントロールされたプロ
セスとは反対の「行き当たりばったり」の通気プロセス
を利用していた。コントロールされたプロセスはまた、
清浄な水溶液および多量のフロックの形成をもたらす。

【００２０】本発明の一般的な大要と同様のことが、浮
上分離（dissolved air flotation）、流体空洞現象、
流体力学、物質移動および電気凝集を含む１組の技術を
同様に統合する。これらの概念は結びつけられて効果的
な汚染物質分離プロセスを与え、汚染物質に依存しな
い。これは従来の技術においては不可能であった特徴で
ある。既存の技術は、たいていの場合、処理されるシス
テムに存在する物質に左右される方法を提案する。都合
の良いことに、貯液容器の物質出口に対応させて物質入
口の圧力をコントロールすることによって、最大量のガ
ス状の酸化体を溶液中に保持することができ、それによ
り、可能な限り高い密度で可能な限り小さい気泡を溶液
中で可能な限り長い持続時間で与える。これらの特徴は
電気凝集の原理とともに、本明細書で説明するプロトコ
ルの良好な結果に寄与する。

【００２１】上述の物質移動プロセスを増大させるため
には、その技術と電気凝集とを組合せることが優れた結
果をもたらし、当該技術に関連する制約および問題を著
しく減少させることが判った。事実、本発明の１つの態
様の更なる目的として、ガス状の酸化体システムを有す
る制御は電気凝集の利点と統合され得るであろう。した
がって、本発明の１つの態様の更なる目的物として、汚
染物質を水溶液から分離する連続的な方法であって：汚
染物質を含む水溶液を供給する工程；入口および出口を
有し、前記入口が前記出口よりも高い位置にある閉じた
貯液容器を提供する工程；前記水溶液に電場を印加する
ために貯液容器に電気セルを配置する工程；前記水溶液
を前記貯液容器に導入する工程；酸化体を前記水溶液中
に引き込む工程；前記貯液容器内を過圧に維持して前記
酸化体の気泡のサイズを最小限にして、それにより前記
水溶液で前記汚染物質が利用できる酸化体の気泡の表面
積を最大限にする工程；前記汚染物質および前記酸化体
を酸化すること、及び前記電場に曝すことによって汚染
物質をフロック化する工程；ならびに貯液容器の外部に
おいて圧力変化を選択的に引き起こして、残存する酸化
された汚染物質をフロック化して水溶液から独立した相
にする工程を含む方法が提供される。

【００２２】１つの態様の更なる目的は、水溶液から汚
染物質を分離する方法であって： ａ．汚染物質を含む水溶液を供給する工程； ｂ．前記酸化体を溶液中で維持するために調節可能な過
圧下で前記水溶液を酸化体で酸化する工程； ｃ．汚染物質を電気凝集するために前記水溶液を電気セ
ルに曝す工程 ｄ．圧力変化を選択的に引き起こして、凝集し酸化した
汚染物質をフロックにして前記水溶液から独立した相に
する工程を含む方法を提供することである。

【００２３】水溶液が有機、無機廃物（または汚染物
質）の両方または両方の組合せを含んでよいという事実
は特に価値がある。

【００２４】本発明のさらなる目的は水溶液から汚染物
質を分離する装置であって：汚染物質を含む水性ソース
（または供給源；source）；入口および出口を有し、前
記入口が前記出口よりも高い位置に配置されており、前
記入口が水性ソースと連通している、加圧可能な閉じた
貯液容器；加圧下で前記貯液容器に酸化体を導入する手
段；貯液容器に配置された、前記水性ソース中の物質を
電気凝集させる電気セル；電流を前記電気セルに供給す
る手段；および処理水溶液において流体力学的空洞現象
を選択的に引き起こし、酸化された汚染物質をフロック
にして前記水溶液から独立した相にする手段を有する装
置を提供することである。

【００２５】本発明を上記のように説明したうえで、好
ましい実施態様を示す添付した図面を参照する。各図に
おいて同じ符号は同じ要素を示す。

【００２６】［序文］本明細書で使用されるＢＯＤは生
物学的酸素要求量（または生化学的酸素要求量）を指
す；本明細書で使用されるＣＯＤは化学的酸素要求量を
指す。本明細書で使用されるＴＯＤは全酸素要求量を指
す。パーセント（％）で示される量は、別に示されてい
ない限り、重量パーセント（％）を指すと理解される。
記号ｗ／ｖは容量当たり重量を意味する。記号Ｏ₃はオ
ゾンガスを示す。ここで引用される他の化学記号はすべ
て通常の意味を有する。本明細書で使用されるＴＳＳは
全懸濁（または浮遊）固体を意味する。本明細書で使用
されるＴＤＳは溶解した全固体を指す。

【００２７】

【発明の実施の形態】図面を参照すると、図１は本発明
の方法を実施するに際して用いられる装置の全体の模式
図を示している。この例において、有機汚染物質、無機
汚染物質またはそれらの組合せで汚染された水性ソース
は、符号10で示されている。流体をそのソース（10）か
ら貯液容器（14）に汲み出すためにポンプ（12）を設け
てよい。ソース（10）と貯液容器（14）の中間に、ベン
チュリ（16）を配置してよい。ベンチュリ（16）は、符
号18で示される酸化剤のソースと流体連通している。酸
化剤がガスの状態にある場合、酸化剤はオゾン、臭素、
塩素、窒素化合物を含み得る。酸化剤が液体であるよう
に選択される場合、過酸化水素および他の関連する酸化
体が有用であろう。選択された酸化体がガス状でない例
において、酸化体は、当業者に公知の適当な手段によっ
て、例えば液体状態から気体状態に変換させることがで
きる。ソース（18）からの酸化体は、ベンチュリ（16）
を利用して貯液容器（14）に導入される。

【００２８】図示された例において、貯液容器（14）
は、少なくとも数気圧の圧力に耐え得る材料で構成され
た加圧可能なコンテナを含む。貯液容器（14）はベンチ
ュリ（16）と流体連通している入口（20）および出口
（22）を有する。入口（20）は出口（22）よりも高い所
に位置している。ベンチュリ（16）は酸化体を水性ソー
スに引き込み（または吸いこみ、同伴、取りこみ、もし
くはエントレインメント；entrainment）によって導入
する。引き込まれた酸化体および水溶液が貯液容器（1
4）に入ると、容器の内容物が加圧される。

【００２９】本明細書で説明する技術に関しては、貯液
容器（14）内で圧力を維持することが重要である。これ
はオゾンガスが溶液中に溶解するのを促進し、微細な泡
（図示せず）の形成を促進する。フロー（または流れ）
は入口（20）から出口（22）に向かって下方へ向かう。
この方法において、酸化体の気泡は水溶液と向流をなす
ように上昇する。このフロー・パターンは溶液中に小さ
い気泡が密集している場合に非常に有効である。小さい
気泡は、当業者であれば理解するように、より大きな気
泡と比較して大量の表面積を与える。加えて、圧力が維
持されれば、より小さな気泡は溶液中でより長い寿命を
有し、したがって、最大量の酸化力を提供する。向流機
構は概括的に貯液容器（14）内の矢印（24，26）で示さ
れる。

【００３０】貯液容器（14）で十分な滞留時間が経過し
た後、出口（22）から出る酸化された物質はそれから、
流体空洞現象を引き起こすために圧力変化に付される。
この機構によって、圧力が解放されると、ガス状の酸化
体が溶液から出て、フロックとなった物質が実際に浮遊
し、その結果、フロック相が水性相から分かれる。圧力
変化は、フロー・コンストリクター（または流れ絞り
器；flow constrictor）、可変オリフィスプレート、ま
たは他の圧力解放機構によってもたらされ、それらは包
括的に符号28で示される。別個の相が形成され、したが
って汚染物質が水溶液から分離すれば、個々の相をさら
なる単位操作に付し得る。水性相の場合、水は、特にイ
オン交換、特殊な蒸留手法によってさらに精製してよ
い。フロックに関していえば、フロックは側別な手法に
よって処理して、フロック内でマトリックス化され得る
何らかの価値を有するものに再生してよい。後で行われ
る上述の単位操作は図に示されていない。

【００３１】次に、図２には図１の装置のバリエーショ
ンが示されている。この態様において、符号30で包括的
に示されるセンサー装置が設けられ、水溶液が出口（2
2）から出る前に水溶液の過飽和を確保し、ベンチュリ
（16）により誘導される酸化体の量をコントロールす
る。これは、フロートバルブ（32）を設けることにより
実施される。フロートバルブは貯液容器（14）内で液面
に浮き、センサー（34）と電気的に接続している。次
に、センサー（34）はバルブ（36）と電気的または機械
的に通じている。バルブ（36）は酸化体（18）の供給源
と直接的に繋がっており、したがって、貯液容器（14）
内の液位が実質的に減少したことがフロート（32）によ
って検出されると、センサー（34）はバルブ（36）に信
号を送って、酸化体がシステム、特にベンチュリ（16）
を経由して入口（20）に導入されることを停止する。別
法として、このアレンジメント（または配置）は簡単な
通気管（図示せず）で置き換えることができる。

【００３２】次に図３を参照すると、図３には図１およ
び図２で説明されたものの別の態様が示されている。こ
の態様において、貯液容器（14）は地中に形成されたも
のとして示されており、この中には汚染源および水性相
（10）が配置されている。この態様はこの技術が直接的
に原油生産に適用され得るという事実をはっきりさせて
いる。これは、炭化水素の堆積または他の石油／有機化
合物が空隙構造（earth formation）において存在する
場合に利用される。空隙構造が過圧時間を持続させるの
に十分でない物質から成る場合、その構造を物質で前処
理して、内側表面を不透水性にし、表面を固くし、ある
いは持続する圧力処理のために同様のものを準備するこ
とができる。当業者であれば、適当な技術、化合物また
は他の処理を理解するであろう。

【００３３】このプロセスにおいて、酸化体は既に説明
した方法とほぼ同様の方法で導入することができる。酸
化体は構造内の入口（20）を経由して構造（14）に導入
される。上記で確認したように、構造（14）は、有機
物、無機物等の水性混合物を含み、したがって酸化体を
加圧して構造に導入することは、結果的には、図１およ
び図２に関して説明した機構と同じ機構（向流式）で汚
染物質を酸化する。酸化された物質は、圧力変化のため
に構造（14）内の出口（22）からポンプ（38）を経由し
てフロー・コンストリクター（28）に輸送され、したが
って酸化された化合物のフロックを形成するであろう。
フロックが形成されると、汚染物質は水性相から有効に
分離され、先に述べた後の単位操作に付すことができ
る。

【００３４】図１〜図３で説明したシステムの効率を増
加させるために、水溶液は電気凝集単位操作に付すこと
ができる。種々の態様をこれから説明する。

【００３５】図４を参照すると、図４には当該装置の別
のバリエーションが示されている。この態様において、
タンク（40）からの廃水はポンプ（12）で汲み出され、
ポンプ（12）の下流にあるベンチュリデバイス（16）を
経由する。オゾンのソース（18）によって生成されたオ
ゾンはベンチュリ（16）を経由して廃水中に引き込まれ
る。廃水はそれから貯液容器（14）内に配置された電気
（または電解）−フロック形成セル（electro-floccula
tion cell）（42）を通過する。貯水容器（14）および
セル（42）はひとまとめにして、以下、セル（42）と呼
ぶ。廃水はセル励起電子回路（cell excitation electr
onic circuitry）（44）によって生成された強い電場を
乱流となって通過させられる。それから、廃水は貯液容
器（14）から、例えばオフィリスプレート（28）である
フロー・コンストリクターを経由して、そこからタンク
（40）に戻る。

【００３６】ポンプ（12）とベンチュリ（16）との間に
ある廃水のフロー・ラインに、セル遮断バルブ（46）が
設けられる。ポンプ（12）とセル遮断バルブ（46）の間
に、排出遮断バルブ（50）を有するタンク排出ライン
（48）が接続される。セル遮断バルブ（46）は廃水処理
の間開いており、オペレーターが処理後廃水をタンク
（40）から排出させたい場合に閉じられる。反対に、排
出遮断バルブ（50）は廃水処理の間、閉じられ、処理し
た廃水を排出させるために開く。

【００３７】ガスバルブ（52）が、廃水中へのオゾンの
フローを調節するために設けられる。ガスバルブ（52）
は、以下でより詳細に説明される本発明の装置の幾つか
の態様において適宜電気的に制御される。

【００３８】オリフィスプレート（28）はステンレス
鋼、または廃水に対して溶解耐性を有する他の物質から
成るディスクであって、溶解セル（42）とタンク（40）
を繋ぐ管の間に挿入され、エッジ（または縁）の鋭い開
口部を少なくとも１つ有するディスク（図示せず）を含
んでよい。以下に詳細に説明される例示的な装置におい
て、ベンチュリ（16）を貫く流路よりも約１０％程度大
きい、単一の開口部がオリフィスプレート（28）で用い
られ、その結果、装置の操作中、セル（42）内の廃水の
圧力がポンプの出口よりも許容し得る程度低くなって、
予定された操作パラメータ内でベンチュリ（16）が適切
に操作されることを確保する。

【００３９】セル（42）内のより高い圧力は、幾つかの
廃水組成物に対して有利であり得るが、より高い圧力が
必要とされる場合には、ベンリュリ（16）で圧力を低下
させて処理される廃水の特定の組成について望ましい量
のオゾンを廃水中に引き込むために、ポンプ（12）はベ
ンチュリ（16）により高い圧力を与えるように選択され
なければならないことが理解されよう。オリフィスプレ
ート（28）の１または複数の開口部の面積を単純に減少
させてセル（42）内の圧力を増加させることは、ベンチ
ュリでの圧力低下を減少させるので、十分なオゾンがベ
ンチュリ（16）を経由してフローに引き込まれないため
に望ましくない。セル（42）内で所望の圧力が維持され
たとしても、オリフィスプレート（28）の１または複数
の開口部の面積が大きすぎることもまた好ましくない。
それはベンチュリ（16）での大きい圧力低下、過剰のオ
ゾンの廃水中への引き込みをもたらし、セル（42）にお
いてガスの蓄積およびオゾンの無駄、ならびにセル（4
2）の操作の有効性がより低くなることを招くからであ
る。

【００４０】次に図５を参照すると、図５には当該装置
の別のバリエーションが示されている。この態様におい
て、セル（42，42'，42"）のグループは、異なる電極ア
レンジメントを有するように示されている。セル（42）
内の電極は符号54で示され、ロッド（56，58）に接続さ
れ、ロッド（56，58）は次に、制御回路を含む定電流電
源（60）に接続されている。セル（42）の詳細に関する
より詳細な説明は後で行う。この構造（またはコンフィ
グレーション）において、セル（42）の出口（22）はセ
ル（42'）の入口（20）になっており、セル（42"）につ
いても同様である。酸化体（18）を必要なものとして加
えることができ、さらに、フロックおよび水性相を次の
セル内に移動する前に分離するべく、液体／固体分離デ
バイス（61）を回路に容易に組み込むことができる。

【００４１】異なる電極のジオメトリー（または幾何配
置）に関して言えば、セル（42）は同軸を有するように
鉛直方向で間隔を開けて配置した平行なプレートシステ
ムを与える。セル（42'）は延在する電極アレンジメン
トを与え、一方、セル（42"）は多数の自由な（又はル
ーズな）ビーズを含む。

【００４２】図５は３つの異なる電極のジオメトリーを
示しているものの、これは例に過ぎない。セル（42）は
すべて、同じ電極ジオメトリーまたは他の組合せおよび
数量のいずれをも包含してよい。

【００４３】図６Ａおよび図６Ｂは操作状態にある逆流
方式のセル・アレンジメントを示している。図６Ａにお
いて、セル（42）は引き込まれた酸化体および水溶液と
ともに用いられる。引き込まれた酸化体および水溶液
は、矢印（62）で示されるフローの方向で入口（20）に
入り、出口（22）から出て逆流（back flush）セル（4
3）にその入口（20）から入る。適当なバルブ（64）が
出口（22）および入口（20）の間に配置される。セル
（43）内の流れの方向は矢印（66）で示される。セル
（43）内の物質は出口（22）に輸送され、次にフロー・
コンストリクター（28）に輸送される。適当なバルブが
出口（22）とコンストリクター（28）との間に配置され
る。

【００４４】図６Ｂは図６Ａの逆を示し、セル（42）は
逆流セルとして機能し、セル（43）は稼動（または処
理、運転もしくはサービス）セルとして機能する。セル
内でのフローもまた、図示するように逆にされる。操作
中、セル（43）からの処理された物質はセル（42）の入
口（20）に輸送される。バルブ（64）を使用してフロー
を制限または除去できる。処理された物質は出口（22）
およびコンストリクター（28）から出ていく。バルブ
（70）がコンストリクター（28）と出口（22）との間に
設けられる。

【００４５】セル（42）およびセル（43）は、二者択一
的に操作して逆流を容易にすることができ、したがって
図６Ａおよび図６Ｂのフローを交互に変えることができ
る。その場合、この説明において、セルの出口および入
口への言及は置き換えなければならない；これは構造の
違いによるものではなく、むしろ操作上の相違による。

【００４６】図６Ａおよび図６Ｂ間のサイクルは、要求
に応じて適当な時期に変わる；短い周期は３０秒から約
１０分であってよく、より長い周期は１時間から８時間
またはそれ以上である。いつの時期においても幾つの数
のセルが稼動モードにあってよく、あるいは逆流モード
にあってよい。

【００４７】図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、図７Ａ
および図７Ｂには図６Ａおよび図６Ｂで示したものと同
様のアレンジメントであって、水溶液中の屑（またはデ
ブリ；debris）を捕集するものを備えたアレンジメント
が示されている。図示するように、符号72で示される屑
のトラップは、一般に各セルの各入口および出口に近接
して設けられる。トラップは、細かいメッシュのフィル
ター、パッド、セラミックボールまたは他の多孔性物質
のように屑を捕捉し保持し得るが、流体の通過は許容す
るであろう適当な材料のいずれをも含み得る。この特徴
は、各セルで清浄を維持し、したがって最適な性能を維
持するという利点をもたらす。

【００４８】図８Ａおよび図８Ｂは、逆流回路が符号72
で示される自由な（またはルーズな）ビーズを流動化さ
せるために用いられ得る態様を示す。ビーズ（72）は導
電性物質（後でさらに詳細に説明される）から成り、セ
ル（42/43）で部分的に消耗される。量の減少に伴って
層化が生じる。図示したアレンジメントに特有の逆流サ
イクルは層を再流動化し、さらにビーズの自己浄化とい
う利点をもたらす。

【００４９】図９および図１０は、セル（42）の別の内
部構造を２つ示している。図９はセル（42）を励起する
電子回路（74）（図９の構造では図示せず）がセル（4
2）内に封入されていない１つの態様を示す；図１０
は、セル（42）の構造の下側部分を示し、当該部分には
下側キャビティ（または空洞）（76）が設けられ、キャ
ビティにおいて電子セル励起回路（74）が処理シンク
（または凹部）（76）の内部に封入されている。図９お
よび図１０に示す態様は、セル（42）の内部で廃水の液
位を調節するために、過剰ガスを排気するためのガス通
気管（30'）を含む。必要に応じて、セル（42）内の廃
水の液位は図２に示すようなフロートバルブセンサーシ
ステム（30）によって調節してよい。

【００５０】図９に示すように、電気−フロック形成セ
ル（42）は一般に円筒形の長い、複数の部分から成る、
半径方向の断面が一般に円形であるケーシング（80）で
あり、ケーシングはＰＶＣパイプのように適当な非導電
性物質から成るものであってよく、あるいはプラスチッ
クの押出成形物またはガラス繊維から成るものであって
よい。

【００５１】ケーシング（80）は、間隔をあけて平行に
配置された１組のプレート（84）が取り付けられたキャ
ビティ（82）を有し、例示のため、そのようなプレート
（84）を１６個図示している。キャビティ（82）は、入
口（20）（入口にはベンチュリ（16）からの廃水が流れ
込む）、出口（22）（廃水は出口からオリフィスプレー
ト（28）に向かって流れる）および先に説明したガス通
気管（30）を除いて封止される。

【００５２】プレート（84）は、アルミニウムのような
適当な材料で形成できる。プレート（84）の代表的なも
のを図１１および図１２に示す。プレート（84）は、中
心をはずれたフロー開口部を３個有し、開口部の各中心
は３つの等しい角度に区切られた半径方向の各線（88，
90，92）上に配置されている。フロー開口部（86）は鋭
いエッジ（または縁）（94）を有する。プレート（84）
はまた、中央の開口部（96）および３つのロッド開口部
（98）を有する。ロッド開口部の中心はそれぞれ、半径
方向の線（88，90，92）を二等分する半径方向の各線上
に配置されており、好ましくは、ロッド開口部（98）の
中心が、フロー開口部（86）の中心とプレート（84）の
中心との間の半径方向の距離とほぼ同じだけ、プレート
（84）の中心から離れるように配置される。プレート
（84）は円形の対称形である；ロッド開口部（98）は円
周方向でフロー開口部（86）と交互になっている。

【００５３】図９に示すように、プレート（84）は、ナ
イロンのような化学的に不活性であって強い材料から成
るロッドであって、嵌め込み用のナット（102）を装着
するように各端部にネジが切られたロッド（100）の上
に取り付けられる。ロッド（100）の周囲にプレート（8
4）と交互に取り付けられた１組の１５個の同一の環状
のスペーサー（104）は、連続するプレート（84）間で
適当な間隔を維持している。プレート（84）、スペーサ
ー（104）、およびロッド（100）の組合せは、ナット
（102）を最も外側のプレート（84）に締め付けること
によって一体に保持される。先に述べたようにフロック
形成を向上させるために、廃水はセル（42）を通過する
曲がりくねった経路をたどることが好ましい。廃水が通
過させられる開口部（86，98）の付近に強い電場を形成
することもまた好ましい。廃水のフローのための曲がり
くねった経路を形成するために、いずれかの選択したプ
レート（84）のフロー開口部（86）の中心と、当該選択
したプレート（84）の両側に隣接するプレート（84）の
ロッド開口部（98）の中心とがアセンブリーにおいて
（長さ方向で）一直線上に位置するように、プレート
（84）の位相はロッド（100）に沿って交互となってお
り、それにより、概して廃水のバルク（bulk）のフロー
を曲がりくねった経路をたどらせて、より大きいフロー
開口部（86）を通過させる。さらに開口部（86）の鋭い
エッジ（94）は廃水のフローで乱流が生じるのを促進
し、また、局所的に電場を集中させる。

【００５４】プレート（84）をセル励起回路（74）に接
続し、プレート（84）を上述したように所望の整列状態
で保持するために、２つの金属製ロッド（106，108）が
各プレート（84）において半径方向で向かい合ったロッ
ド開口部（86）およびフロー開口部（98）に挿入され、
溶接箇所（110）にてロッド開口部（98）のエッジに溶
接される。したがって、ロッド（106，108）はプレート
（84）の中心を通過する面においてロッド（100）に平
行に延びている。各ロッド（106，108）は１つおきに、
１つのプレート（84）において拘束されずにフロー開口
部（86）の中心を通過し、次のプレート（84）ではロッ
ド開口部（98）を通過し、これに溶接される。得られる
構造物はプレートを交互に２つの組に分け、各組は独立
したロッド（106，108）の１つに溶接され、したがって
電気的に接続されている。ロッド（106，108）は次にリ
ード線（110，112）によってセル励起回路（74）に接続
され、以下に説明する方法で電流が供給される。

【００５５】電流は２つのロッド（106，108）によって
プレート（84）に分配される。プレート（84）はアルミ
ナプレートで形成されてもよいが、鉄または溶液中への
金属溶解を許容する他の材料から製造されてよい。幾つ
かの廃水組成については、異なる電気化学的な効果をも
たらすために、各セル（42）が異なるプレート材料を有
する２つまたはそれ以上のセル（42）を直列につないで
使用することが有利である。プレート材料は、ターゲッ
トとする汚染物質に適合するように経験に基づいて最も
良いように選択する。例えば、銅、炭素またはチタンが
幾つかの汚染物質については有用であり得る。

【００５６】コントロール可能な溶解した酸化体の概念
（当該概念は図１〜３に関連して説明されている）とと
もに、廃水が乱流となってプレート（84）（これはフロ
ーに対して部分的に障害物となる）と強制的に衝突させ
られるプレート（84）の構造は、先に提案された、セル
の構造設計でフローの中に配置される同心のパイプまた
はフローチャンバーに浸漬された単純な矩形のプレート
（両方の従来の構成において廃水はプレートと平行に流
れる）と比較して、電気凝集効果の増大をもたらすこと
が判った。

【００５７】一般に、セル励起電子回路（74）は、外部
の電源（図示せず）から受け取る線電流を整流および制
御する。線電流はパルス幅が変調されたものであり、リ
ード線（110，112）を介してプレート（84）に流され、
それによりプレート（84）に周期的に電圧を加えて、プ
レート（84）の付近で比較的強い電場を形成するのに十
分な電圧だけプレートの電位が交互に異なるようにして
いる。電極（84）に加えられる電流パルスのパルス幅を
変化させることにより、統合された電流（したがってセ
ル（42）によって消費される電力）を調節することがで
きる。約１Hz〜約１０００Hzの範囲のパルス周波数およ
び約０．１Ａin^-2〜１０Ａin^-2の範囲の統合された電流
密度がたいていの条件に関して一般に適当である。電流
のフロー（または電流の流量）は廃水の導電率によって
決まり、また導電率は装置の操作中変化し得るので、セ
ル励起電子回路（74）は、パルスの間に測定されたプレ
ート（84）間の導電率の測定値を使用して、次のパルス
の最適なパルス幅を決定する。セル励起回路（74）はま
た、パルスの極性を周期的に逆にして、プレートに凝集
体が蓄積するのを防止する。

【００５８】セル励起電子回路（74）は、セル励起信号
発生器、パワースイッチングデバイス、アナログ−デジ
タル変換器、タイマー、シグナル・マルチプレクサー、
およびセルの操作を最適化するための他の回路要素を含
むと考えられ得る。そのような電子回路は、ダイオード
およびトランジスターのような独立したデバイスにおい
て実現し得るが、好ましくは、図１３および図１４に示
すように、数式の電子的（または電子機器の）等価物を
操作し得るデジタル論理回路デバイスである。セル励起
回路（74）は、図１５および１６に一般に示されるよう
に、代わりにマイクロプロセッサー（114）を利用し
て、外部の計算装置（例えばラップトップコンピュー
タ）または他の直列データ転送システムでプログラム可
能なようにしてよい。

【００５９】図１３、１５、１６および１４は、セル励
起回路（74）の適当な態様の詳細な模式的な回路図（図
１３および図１４）または機能ブロック図（図１５およ
び図１６）を与えている。

【００６０】回路（74）の好ましい態様には、整流した
ＤＣ出力をセル（42）に与えるブリッジ整流器（図示せ
ず）を含む単極性電源が含まれる。極性逆転回路が、セ
ル（42）を流れる電流の極性を周期的に逆転させるため
に設けられる。極性逆転は図１４に示す電流スイッチン
グデバイスの、または図１５に示すようなマイクロプロ
セッサーをベースとする制御システムが用いられる場合
には図１６に示す電流スイッチングデバイスの、「Ｈ」
パターン（図１３では一般に参照符号116で示される）
内にセル（42）を配置することにより実施し得る。その
ようなデバイスは、シリコン制御整流器、絶縁ゲートバ
イポーラトランジスター、または大きい電流（例えば広
範囲の周波数に及ぶであろう電流）をスイッチングでき
るその他のデバイスのような、半導体スイッチング・コ
ンポーネントであり得る。極性逆転の頻度は、経験に基
づいて最も良いように決定され、廃水から除去すべき汚
染物質の性質および量に応じて決まると考えられる。

【００６１】周期的に極性が逆転されることに加えて、
セル（42）に供給される電流は、図１３または図１５に
示される電子回路（74）の部分によってパルス幅が変調
される。パルス幅は廃水の導電率から決定され、パルス
幅の選択は、セル（42）を通過する、時間で平均した電
流のフローを決定する。パルス幅は数ナノ秒から数秒の
範囲に及び、単一のセル配置（またはコンフィグレーシ
ョン）と一定の電力供給によって処理される幅広い導電
率を有する廃水の処理を可能にする。以下に説明される
例示的な態様において、処理可能な廃水の範囲は、一般
的な湖の飲料水の導電率である５０マイクロモーの導電
率を有する真水に近いものから１００ミリモーを超える
導電率を有する濃縮された海水にまで及ぶ。回路（74）
が連続的に導電率を測定しているので、装置は導電率が
急に変化する廃水、例えば、真水から塩水の導電率に交
互に導電率が代わる魚類処理プラントの廃水のフローを
処理することができる。回路（74）は、その場で、セル
を流れる廃水のリアルタイムの導電率を測定する。その
ような測定は、セルに供給される電流を電気凝集現象が
最大限となるのに十分なレベルに制限するために用いら
れる。そのような導電率データは、電子回路（74）にイ
ンターフェースで連結された外部の導電率センサー（図
示せず）によって得ることができる。あるいは、時分割
多重化を利用して、セル（42）の内部電極（ロッド10
6，108）を励起電流による導電率測定のために時間分割
方式で使用して同様のデータを与えることができる。セ
ルの電流は、図１５にて参照符号118で示される変流器
電流測定デバイス（current transformer current meas
uring device）により測定されて、セルのエネルギー消
費を制御するためにマイクロプロセッサー（114）への
インプットを形成する；この同じ電流値データを用いて
廃水の導電率を測定することもできる。

【００６２】図１５および図１６は、ＰＷＭコントロー
ルを実施するためにマイクロプロセッサー（114）を使
用していることを一般に示す。図１５の参照符号120、1
22、124はそれぞれ、温度、導電率、および濁度のセン
サーからマイクロプロセッサー（114）へのデータライ
ンを示す。図１６は、破線で囲まれた図１５の一部の別
個のコンポーネントの態様を示す。図１５のブロック
（126）は、図１６に示す４個の独立したデバイス（12
8，130，132，134）によって実行される機能を示してい
る。同様に、図１５で参照符号136により示されるデー
タのフローは、図６に示す４個のシグナルライン（13
8，140，142，144）を示す。参照符号146は、電流のフ
ローのデータを演算増幅器（146）を経由して変流器電
流測定デバイス（118）からマイクロプロセッサー（11
4）に供給するデータラインを示す。参照符号148は、マ
イクロプロセッサー（114）をプログラミングするラッ
プトップコンピュータのような外部の計算装置または他
の直列データ転送システムからの通信データのフローを
示す。

【００６３】先に説明したように、ベンチュリ（16）お
よびオリフィスプレート（28）は、セル（42）が過圧下
で操作されてセル（42）内でガスの溶解をもたらすよう
に選択される。電気凝集プロセスの間、電解によりセル
（42）内で生成された気体は、圧力変化が圧力減少の形
態で生じない限り、溶液中にとどまるであろう。ベンチ
ュリ（16）を経由して廃水に引き込まれたオゾンは、廃
水が大気圧よりも高い圧力に維持される限りにおいて、
セル（42）内で廃水中に溶解するであろう。オゾンは強
い酸化体および凝集剤であると認められている（別に、
過酸化水素、塩素、臭素、窒素化合物、または他の適当
な酸化体を使用できる）。

【００６４】セル（42）の機械的な構造（または構成）
は、廃水が過圧下で乱流となって通過させられる集中し
た電場を提供するという好ましい特性を具体化するもの
であるが、それは別の構造（または構成）で置き換える
ことができる。例えば、図１７のスパイラル・コンフィ
グレーション（150）に示されるように、水の流れをス
パイラル・コンフィグレーションの鉛直な壁（156）の
間に閉じ込める上側プレート（152）と下側プレート（1
54）（図１８）との間に加えられる集中した電場が流体
に作用するので、廃水は固体を分離する遠心力により加
速される。水が外側の末端で入口（158）からスパイラ
ル・コンフィグレーション（150）の中心に向かって流
れると、２つの独立した流出フローが形成される；一方
の流出フローは固体のスラリーであり、他方のものは処
理された液体である。２つの流出フローはそれが中心に
達した後、処理された水のフローを、出口（162）に向
かう処理された水のフローおよび出口（164）に向かう
固体のスラリーに分離するために、バッフル（160）に
よって分離される。

【００６５】必要に応じて、図１９において破線で囲ま
れた回路によってセル（42）に適用されるプレート（8
4）間の高電圧のパルスプラズマ放電は、セル（42）内
で全体の電気化学的反応に追加的に寄与し得る。水また
は水−固体スラリーへのパルスパワーの放出は、水中の
電極ギャップ間の蓄積された電気エネルギーの周期的な
急速な放出により特徴付けられる電気水力学的な現象で
ある。セル（42）のプレート（84）はセル励起回路（7
4）の制御下で時分割される。このようにして、プレー
ト（84）の通常の励起は、プラズマ放電がプレート（8
4）間で引き起こされている間の短い所定期間の間、停
止する。プラズマ放電が終了した後、通常の励起が再開
する。その結果得られる、高度にイオン化した加圧され
たプラズマは、解離、励起およびイオン化によって廃水
のフローにエネルギーを伝達する。プラズマ放電は高圧
衝撃波（＞１４，０００ＡＴＭ）を生成する。強度の空
洞現象が関係する化学的な変化とともに生じ、さらに
は、懸濁および溶解した固体を水から分離する。プラズ
マ放電はまた、プレートに洗浄作用をもたらし、また自
由電子表面を維持するのに役立つ。

【００６６】図１９は、プレート（168）の通常の励起
を中断している短い時間に、プラズマ放電が１組のプレ
ート（168）を有するテストセル（166）でどのようにし
て連続的に生成されたかを図示している。プラズマ放電
は、インダクター（174）を介してセル（166）に接続さ
れた適当な電源の供給電力（172）によって帯電した大
きなコンデンサーバンク（170）により生成される。コ
ンデンサーバンク（170）の圧力は、セル（166）のプレ
ート（168）間でプラズマ放電を生じさせるのに十分で
はない。放電はパルス発生器（176）および逓昇変圧器
（178）を含むチッカー（ticker）によって開始させら
れる。パルス発生器（176）はセル励起回路（74）の制
御下で信号ライン（180）によって制御される。パルス
発生器（176）は逓昇変圧器（178）にトリガーパルスを
加えて、プレート（168）間に印加される高圧パルスを
誘発し、プレート（168）間でスパークを発生させる。
スパークはイオン化された経路をセル（166）に形成す
る。パスが形成されると、コンデンサーバンク（170）
に蓄積された電荷がイオン化された経路に沿って流れる
ことが可能となる。インダクター（174）はスパーク電
流がコンデンサーバンク（170）を通って地面に達する
ことを防止する。

【００６７】複数のプレート（84）を有する一般的な生
産セル（42）（production cell）において、いずれの
隣接する組のプレート（84）間のスパークも全てのプレ
ート（84）を洗浄するのに十分なプラズマ放電を形成す
ること、ならびに、したがってそれは、いずれの特定の
放電においてもスパークが１つの隣接するプレート（8
4）の組の間だけで跳ぶであろうという可能性があるに
もかかわらず、プレート（84）に通常の励起を供給する
ために使用される同じ接続ライン（110，112）の時分割
によってプレート（84）の組の全てに高電圧のパルスを
加えるのに十分であろうことが考えられる。したがっ
て、図１９に示す破線で囲まれた回路は、非常に多数の
プレート（84）を有するセル（42）とともに使用され得
る。尤も、時分割回路（図示せず）が、スパーク放出の
衝撃の影響を励起電圧から隔離するために必要とされ
る。

【００６８】別法として、プレート（84）の付近で独立
したスパークギャップ（または火花間隙）（図示せず）
もまた用いることができる。好ましくは、独立したスパ
ークギャップは、スパークの形成を促進する何らかのガ
ス（たいていの場合オゾン）が存在する傾向にある入口
（20）付近に配置すべきである。

【００６９】必要に応じて、図２０に示すようにセル
（42）の周りに巻かれた磁気界磁コイル（または磁場コ
イル）（182）は、適宜、セル（42）内で全体の電気化
学的反応に追加的に寄与し得る。界磁コイル（182）に
繰り返しパルスが送られて磁場を形成する。以下の実施
例で説明される類の例示的な装置において、１０，００
０ガウスを超える磁界強度が１８０ボルトのパルスを利
用して得られる。廃水から不純物を取り除くのに必要と
されるセルの通過時間および回数が２０％まで減少する
ことが、この変形例において観察された。

【００７０】本発明のアレンジメントの有効性に関する
実施例を挙げる前に、セル（42）の別の２つの態様を示
す図２１および図２２を参照する。

【００７１】図２１においては、わかりやすくするため
にパーツが省略され、また、ロッド（100）（背景につ
いては図９を参照）はセル（42）内に回転可能なように
取り付けられて、モーター（182）によって回転でき
る。モーター（182）は回路（74）または他の適当な電
源（図示せず）によって作動され得る。各プレート（8
4）はケーシング内（80）でロッド（100）に取り付けら
れ、ケーシング（80）内においてその場で回転してもよ
い。プレート（84）の回転は、それの清浄度を維持する
のを助け、したがってセル全体の性能を維持する。酸化
／フロック形成プロセスをさらに増大させるために、ロ
ッド（100）はオーガー（またはらせん：auger）状の輪
郭（184）を有してセル（42）内で流体を移動させ、ま
た、溶解したガスと水溶液の向流相互作用を補助してよ
い。これらの概念は図１〜図３に関して既に説明してい
る。

【００７２】図２２はセル（42）の同様の図を示してい
るが、プレート（84）の代わりにビーズ（72）を使用し
たものである。ビーズ（72）はプレート（84）に関して
説明した物質と同様の物質を含む。ビーズ（72）のサイ
ズは５０メッシュから１．５インチの範囲にあってよ
く、これは当然にセル（42）の特定の要求に応じて決定
されるであろう。電源（60）（図示せず）から供給され
る電流は、ロッド（56，58）に送られ、ロッド（56，5
8）は導電性ビーズ（72）と相互作用する。オーガーロ
ッド（184）の設置は、セル内でビーズ（72）を循環さ
せ又は再流動化させるのに役立ち、また、有利には処理
中、ビーズから効果的にデブリを除去してビーズを洗浄
し、したがって処理のための新しい反応表面を定期的に
与える。この流動化はまた、ビーズの塊をより均一に無
くすこと（またはより均一な質量損失）を促進し、他の
ビーズと比較して不相応な重量を有するビーズの部分を
有しない。これに伴って有利には、これはプロセス制御
を促進する。

【００７３】ビーズまたは粒子を用いる種類の装置に関
して、空間を占める水の体積に対してビーズが大きい表
面積を与え、結果的に導電率の低いフィードを処理する
のと同等の処理をすることが判った。本質的に、ビーズ
を用いて大きいプレートタイプの電極と同じ結果を得る
場合、相当低いアンペア数がセルを操作するために必要
とされる。以上において本発明を説明したので、次に実
施例を説明する。

【００７４】

【実施例】上述の本発明に従って構成した例示的な試験
装置は下記の特徴を有していた。図９〜１２に示す例示
的なセル（42）とともに使用するために、称呼圧力６０
psi（ゲージ圧）にて速度６ガロン／分で中水道水（gra
y water）または汚染された廃水を汲み出すことができ
るようにポンプ（12）を選択し、ベンチュリ（16）をMa
zzi Injectorモデル６８４とし、ガスバルブ（52）をニ
ードルバルブとし、オゾン源（18）を１時間につき約４
ｇのオゾンを供給するように選択した。セル（42）内の
廃水の圧力はポンプ圧力の約半分となるように選択し、
この場合においてはポンプの出口圧力６０psi（ゲージ
圧）に対し３０psi（ゲージ圧）とした。一般に、その
ようなセル（18）を設計するにあたり、ベンチュリ（1
6）での圧力降下がポンプ圧力の約半分であれば十分で
ある。セルにおいてより高い圧力を用いてプロセスの効
率を向上させることが可能であるが、より大きなポンプ
および当該ポンプを運転するためのより大きな電力のた
めにコストはより高くなる。

【００７５】以下の説明において、特定のセル（42）の
正確な寸法を示して、そのセルに関する試験結果を与え
るが、セル（42）は設計者が適当であると考えるいずれ
のサイズにも設計し得ることが理解されるべきである。

【００７６】ケーシング（80）の直径は重要ではない。
以下の説明においては例示のために３インチの内径を採
用した。

【００７７】プレート（84）は厚さ０．１２５インチの
タイプの６０６１−Ｔ６アルミニウムで形成し、直径は
２．９９０インチとした。開口部（86）は直径が１．０
００インチであって、その中心はプレートの中心から
０．８７５インチの距離にて半径方向の線（88，90，9
2）の各線上に配置させた。開口部（96）は０．３８０
インチの直径を有し、直径０．２６５インチの３個のロ
ッド開口部（98）はそれぞれプレートの中心から０．８
７５インチの距離にて、半径方向の線（88，90，92）を
二等分する半径方向の各線上にその中心を位置させた。

【００７８】プレート（84）は、直径３／８インチの
６．５００インチのナイロン製ロッドであって各端部に
ナイロン製のナット（102）に合うようにねじが切られ
たロッド（100）に取り付けた。プレート（84）は、１
組の１５枚の直径０．５００インチのテフロン（登録商
標）製スペーサー（104）によって、長さ方向で等距離
となるように互いに間隔をあけて配置した。各スペーサ
は０．３７５インチの中央開口部および０．２５０イン
チの厚さを有するものであった。

【００７９】金属ロッド（106，108）を、直径が１／４
インチ、長さが１４．２５０インチとなるように選択
し、互いに１．７５０インチ間隔をあけて配置した。

【００８０】セル励起回路（50）は三相の２２０ＶＡＣ
６０Ｈｚラインから電力を得た。連続するプレート（8
4）間の電位は廃水の導電率に応じて選択した。導電率
の高い廃水、例えば魚類処理プラントの廃水について
は、セル内の電圧は低く約３０ボルトであって２０アン
ペアの電流を通過させるのが一般的である。これは、セ
ルにおいて約６００ワットの消費電力をもたらし、それ
は上述したサイズおよび構造の直径３インチのセル内の
より導電率の低い廃水に関して、適当な消費電力値であ
る。プレートには、６００Hzのパルス周波数にて６．５
マイクロ秒から２秒に変化する幅のパルスにより電圧が
加えられて、２０〜２５アンペアの時間平均電流を生じ
させる。電流をより大きくすることは可能であり、電流
をより大きくすることは（運転コストは高くなるもの
の）より大きなセルにおいては望ましいであろう。しか
し、小さなセルにおける過熱を防止するために電流は制
限されなければならない。加えられたパルスの極性を３
０秒〜２分の範囲の間隔で逆転させることは、試験にお
いて除去されることが求められる汚染物質に関しては好
都合であることが判った。

【００８１】平均的な塩水の汚水について、プラズマ放
電を利用する場合、約４０００Ｖの放電電圧が十分であ
ることが判り、５秒間隔で放電された。

【００８２】上述した例示的な廃水処理装置を使用した
試験結果を以下に示す。「ＢＯＤ」は５日間のＢＯＤを
意味する。

【００８３】［実施例１］アイルランドのキリーベッグ
ス（Killybegs）の大規模な魚類加工プラントから廃水
の抜取試料を採取した。サンプルを採取したとき、この
プラントはマグロおよびニシンを加工していた。サンプ
ルはスクリーニング後であって、公営下水道に排水され
る前に採取した。約６リットルの廃水サンプルを、試験
ユニットを用いて処理した。未処理の廃水および処理し
た廃水を抽出して分析した。分析結果の概要を表１に示
す。

【００８４】

【表１】

【００８５】廃水は処理プロセスの間、十分にフロック
を形成し、フロックとなった物質はほとんどが液体の表
面に現れた。廃水のＢＯＤは約９５％減少し（これはか
なりの減少である）、ＣＯＤおよび浮遊固形物濃度も同
様に減少した。サンプルのｐＨは僅かに上昇して７．３
となったが、排出には関係しない。この試験においては
セル（42）の通過は３度実施した。

【００８６】［実施例２］廃水のサンプルをアイルラン
ドのキリーベッグス（Killybegs）の第２の魚類処理プ
ラントから、スクリーニング後、採取した。処理試験の
結果は表２に示すとおりである。

【００８７】

【表２】

【００８８】ＢＯＤ、ＣＯＤ、および浮遊固形物質の減
少量はすべて９５％を超えていた。サンプルのｐＨは処
理後７．７に上昇していた。この試験においてはセル
（42）の通過は３度実施した。

【００８９】［実施例３］サンプルをアイルランドのキ
リーベッグス（Killybegs）の第３の魚類処理プラント
から、スクリーニング後、採取した。当該プラントはサ
バを処理しており、廃水への大量の油（２０％に及ぶ）
の流入が予想され得た。プラントの管理者は、彼らの意
見では、この活量は廃水濃度に関してあり得る最も悪い
状態の１つの典型を示していると述べた。サンプルの結
果を表３に示す。

【００９０】

【表３】

【００９１】この結果は、ＢＯＤ、ＣＯＤおよび浮遊固
形物質が９５％以上減少したことを示している。この試
験においてはセル（18）の通過は６度実施した。

【００９２】本発明による装置においてプレート（84）
は、先に開示された当該分野において公知の電気−フロ
ック形成（もしくは凝集）セルのプレートと比較して、
非常にゆっくりと腐食することがわかった。これは、向
流である溶解したガス、プレート（84）の表面積を従来
のプレートよりも減少させたこと、プレート（84）の開
口部（86，98）の鋭いエッジ、オリフィスプレート（2
8）の開口部の鋭いエッジの組合せによるものであると
考えられる。電場を局部に集中させる、そのような鋭い
エッジ、および適宜プラズマ放電を使用することは、空
洞現象をもたらすと考えられる。空洞現象は固体の粉砕
を招くが、粉砕すると、得られた砕片は再結合して空洞
現象が生じる前よりもよりきれいな水をもたらすと考え
られる。しかしながら、プレート（84）の開口部（86，
98）の鋭いエッジおよびオリフィスプレート（28）の開
口部、またはプラズマ放電の任意の使用のいずれかによ
る空洞現象は、セル（42）の操作にとって不可欠なもの
ではない。セル（42）の背圧が重要であり、したがって
オリフィスプレート（28）は、適当な寸法の狭窄部材
（またはコンストリクター）のいずれによっても置き換
えることができる。

【００９３】要約すると、閉じたセルまたは貯液容器の
中で酸化体を背圧とともに使用することは、当該システ
ムにおける反応に使用する酸化体の小さい気泡の利用可
能性を高くする。無比である、このプロトコルは、水性
系で汚染物質を分離するのに極めて効果的である。この
プロトコルが説明した電気化学的な態様によって増強さ
れると、相乗的作用が得られ、単位操作のような更なる
プロセスに組み込まれるという長所を有する非常に強力
な分離システムが提供される。

【００９４】本発明の態様は上述したとおりであるが、
本発明はそれらに限定されるものではなく、当業者に
は、多くの変形例が請求の範囲に記載され明細書で説明
された発明の精神、性質および範囲から逸脱しないかぎ
りにおいて、本発明の一部を形成することは明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の１つの態様の模式図である。

【図２】 図２は本発明の第２の態様の模式図である。

【図３】 図３は本発明の第３の態様の模式図である。

【図４】 図４は本発明の第４の態様の模式図である。

【図５】 図５は本発明の第５の態様の模式図である。

【図６Ａ】 図６Ａは本発明で使用する逆流方式（back
flushing）回路の模式図である。

【図６Ｂ】 図６Ｂは本発明で使用する逆流方式（back
flushing）回路の模式図である。

【図７Ａ】 図７Ａは図６Ａの代替物の模式図である。

【図７Ｂ】 図７Ｂは図６Ｂの代替物の模式図である。

【図８Ａ】 図８Ａは図６Ａおよび図７Ａの変形例の模
式図である。

【図８Ｂ】 図８Ｂは図６Ｂおよび図７Ｂの変形例の模
式図である。

【図９】 図９は本発明のセルの一態様の縦方向の断面
図である。

【図１０】 図１０は図９の代替物の一部を切り欠いた
図である。

【図１１】 図１１は本発明で使用するプレートの平面
図である。

【図１２】 図１２は図１１の線１２−１２に沿った断
面図である。

【図１３】 図１３は本発明で使用する回路の模式図で
ある。

【図１４】 図１４は本発明で使用するスイッチング回
路の模式図である。

【図１５】 図１５は本発明で使用するマイクロプロセ
ッサー回路の模式図である。

【図１６】 図１６は本発明で使用するスイッチング回
路の別の模式図である。

【図１７】 図１７は本発明の別の態様の模式図であ
る。

【図１８】 図１８は図１７の断面図である。

【図１９】 図１９は本発明で使用するプラズマセルの
模式図である。

【図２０】 図２０は本発明の別の態様の模式図であ
る。

【図２１】 図２１は本発明のさらに別の態様の模式図
である。

【図２２】 図２２は本発明のさらに別の態様の模式図
である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年９月７日（２０００．９．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図１０】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６Ａ】

【図６Ｂ】

【図１１】

【図１２】

【図７Ａ】

【図７Ｂ】

【図８Ａ】

【図８Ｂ】

【図１６】

【図１８】

【図２０】

【図９】

【図１３】

【図１４】

【図２１】

【図１５】

【図１７】

【図１９】

【図２２】

フロントページの続き (72)発明者 ローレンス・ランバート カナダ、ブイ１ワイ・９エス４、ブリティ ッシュ・コロンビア、ケローナ、ドルフィ ン・アベニュー1106−1708番、アプライ ド・オキシデイション・テクノロジーズ・ （2000）・インコーポレイテッド内 (72)発明者 スティーブ・クレスニアック カナダ、ブイ１ワイ・９エス４、ブリティ ッシュ・コロンビア、ケローナ、ドルフィ ン・アベニュー1106−1708番、アプライ ド・オキシデイション・テクノロジーズ・ （2000）・インコーポレイテッド内

Claims (47)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に汚染物質を水溶液から分離する
   方法であって：汚染物質を含む水溶液を供給する工程；
   入口および出口を有し、前記入口が前記出口よりも高い
   位置にある閉じられた貯液容器を供給する工程；前記水
   溶液を前記貯液容器に導入する工程；酸化体を前記水溶
   液中に引き込む工程；貯液容器内を過圧に維持して前記
   酸化体の気泡のサイズを最小限にして、それにより水溶
   液中の前記汚染物質が利用可能な酸化体の気泡の表面積
   を最大限にする工程；前記汚染物質を酸化すること；な
   らびに前記貯液容器の外部における圧力変化を選択的に
   引き起こして、酸化された汚染物質をフロックにして前
   記水溶液から独立した相にする工程を含む方法。
2. 【請求項２】 前記貯液容器の外側の前記圧力に対して
   前記過圧を調節する工程をさらに含む請求項１に記載の
   方法。
3. 【請求項３】 前記貯液容器内で、引き込まれた酸化体
   および水溶液が一般に向流で流れる請求項１に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 溶解していないガス状の酸化体を解放す
   るために前記貯液容器内で過圧を解放する工程をさらに
   含む請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記貯液容器において前記水溶液および
   酸化体の滞留時間をコントロールする工程をさらに含む
   請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 圧力変化が酸化された水溶液をオリフィ
   スプレートを通過させることによって引き起こされる請
   求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記オリフィスプレートを通過した前記
   溶液にヒドロキシ／ラジカルが形成される請求項６に記
   載の方法。
8. 【請求項８】 フロック相を前記水溶液から分離する工
   程をさらに含む請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記水溶液中の前記汚染物質を電気凝集
   するために電気セルを前記貯液容器内に含める工程をさ
   らに含む請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記貯液容器内に前記水溶液と接触さ
    せる複数の電極を間隔を置いて設ける工程を含む請求項
    ９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 粒状の導電性物質を前記貯液容器内に
    供給し、前記電気セルの電気凝集のために前記物質に電
    流を印加する工程をさらに含む請求項９に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記電気セルを通過する乱流を引き起
    こす工程をさらに含む請求項９に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記水溶液を前記貯液容器内で処理す
    る前にあらかじめコンディショニングする工程をさらに
    含む請求項１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記コンディショニングする工程が前
    記溶液中で懸濁した固体の除去を含む請求項１３に記載
    の方法。
15. 【請求項１５】 汚染物質を水溶液から分離する連続的
    な方法であって：汚染物質を含む水溶液を供給する工
    程；入口および出口を有し、前記入口が前記出口よりも
    高い位置にある閉じた貯液容器を提供する工程；前記水
    溶液に電場を印加するために貯液容器に電気セルを配置
    する工程；前記水溶液を前記貯液容器に導入する工程；
    酸化体を前記水溶液中に引き込む工程；前記貯液容器内
    を過圧に維持して前記酸化体の気泡のサイズを最小限に
    して、それにより前記水溶液で前記汚染物質が利用でき
    る酸化体の気泡の表面積を最大限にする工程；前記汚染
    物質および前記酸化体を酸化すること、及び前記電場に
    曝すことによって汚染物質をフロック化する工程；なら
    びに貯液容器の外部において圧力変化を選択的に引き起
    こして、残存する酸化された汚染物質をフロック化して
    水溶液から独立した相にする工程を含む方法。
16. 【請求項１６】 前記水性ストリームをあらかじめコン
    ディショニングして不可溶性の物質を前記水溶液から除
    去する工程をさらに含む請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 引き込まれた酸化体と前記水溶液との
    間で向流の流れを引き起こす工程をさらに含む請求項１
    ５に記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記電気セル、前記酸化体および前記
    水溶液の間で接触を高めるために貯液容器で乱流を引き
    起こす工程をさらに含む請求項１５に記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記電気セルを前記貯液容器内で回転
    させる工程をさらに含む請求項１５に記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記電気セルが間隔を置いて配置され
    た複数の電極を含み、前記電極の各電極は隣接する電極
    から絶縁されている請求項１５に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記電気セルが複数の可動な電極を含
    み、前記電極と前記酸化体および前記水溶液との接触を
    高める請求項１５に記載の方法。
22. 【請求項２２】 水溶液から汚染物質を分離する方法で
    あって： ａ．汚染物質を含む水溶液を供給する工程； ｂ．前記酸化体を溶液中で維持するために調節可能な過
    圧下で前記水溶液を酸化体で酸化する工程； ｃ．汚染物質を電気凝集するために前記水溶液を電気セ
    ルに曝す工程 ｄ．圧力変化を選択的に引き起こして、凝集し酸化した
    汚染物質をフロックにして前記水溶液から独立した相に
    する工程 を含む方法。
23. 【請求項２３】 工程（ｃ）が複数の電気セルを供給す
    ることを含み、前記電気セルのうち１つの電気セルから
    来る処理された水がフィードストリームとして隣接する
    電気セルに導入される、請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】 電気セルが、間隔を置いて配置された
    複数のプレート電極、独立した粒状の電極、またはそれ
    らの組合せの少なくとも１つを含む請求項２２に記載の
    方法。
25. 【請求項２５】 複数の貯液容器を供給し、これらを、
    前記貯液容器のうち１つの貯液容器の出口が前記貯液容
    器のうち隣接する貯液容器の入口とバルブにより流体連
    通していて、前記バルブによる流体連通が接続した貯液
    容器を逆流させるように調節可能であるように配置する
    工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
26. 【請求項２６】 複数の貯液容器を供給し、これらを、
    前記貯液容器のうち１つの貯液容器の出口が前記貯液容
    器のうち隣接する貯液容器の入口とバルブにより流体連
    通していて、前記バルブによる流体連通が接続した貯液
    容器を逆流させるように調節可能であるように配置する
    工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
27. 【請求項２７】 複数の貯液容器を供給し、これらを、
    前記貯液容器のうち１つの貯液容器の出口が前記貯液容
    器のうち隣接する貯液容器の入口とバルブにより流体連
    通していて、前記バルブによる流体連通が接続した貯液
    容器を逆流させるように調節可能であるように配置する
    工程をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
28. 【請求項２８】 水溶液から汚染物質を分離する装置で
    あって：汚染物質を含む水性ソース；入口および出口を
    有し、前記入口が前記出口よりも高い位置に配置されて
    おり、前記入口が水性ソースと連通している、加圧可能
    な閉じた貯液容器；加圧下で前記貯液容器に酸化体を導
    入する手段；貯液容器に配置された、前記水性ソース中
    の物質を電気凝集させる電気セル；電流を前記電気セル
    に供給する手段；および処理水溶液において流体力学的
    空洞現象を選択的に引き起こし、酸化された汚染物質を
    フロックにして前記水溶液から独立した相にする手段を
    有する装置。
29. 【請求項２９】 前記貯液容器が少なくとも１つの加圧
    可能なコンテナを含む請求項２８に記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記貯液容器が地中の空隙構造を含む
    請求項２８に記載の装置。
31. 【請求項３１】 前記電気セルが間隔を置いて配置され
    た複数の電極を含む請求項２８に記載の装置。
32. 【請求項３２】 前記間隔を置いて配置された複数の電
    極が同軸に配置されている請求項３１に記載の装置。
33. 【請求項３３】 前記電極が導電性物質の個々のプレー
    トを含む請求項３１に記載の装置。
34. 【請求項３４】 前記プレートが中実である請求項３３
    に記載の装置。
35. 【請求項３５】 前記個々のプレートが透過性のシェル
    を含み、シェルの中に粒状または封止された電導性物質
    が配置されている請求項３３に記載の装置。
36. 【請求項３６】 前記電気セルが、前記貯液容器内で間
    隔を置いて配置された電極の間に、導電性物質の独立し
    たビーズまたは粒子を含む、請求項３１に記載の装置。
37. 【請求項３７】 前記プレートが前記貯液容器内で前記
    水溶液の乱流を引き起こす手段を含む請求項３３に記載
    の装置。
38. 【請求項３８】 前記貯液容器が前記セル内で前記ビー
    ズまたは粒子に動きを与える手段を含む請求項３６に記
    載の装置。
39. 【請求項３９】 前記装置が複数の貯液容器を含み、各
    貯液容器は前記電極を有する電気セルを含み、前記各貯
    液容器は、複数の中実のプレート電極、ビーズもしくは
    粒状の導電性物質を含む透過性の電極、前記貯液容器内
    で前記電極間にあるビーズもしくは粒状物質、またはそ
    れらの組合せのうち少なくとも１つを含む請求項２８に
    記載の装置。
40. 【請求項４０】 前記貯液容器が、前記貯液容器内の過
    剰な圧力を解放する過圧解放手段を含む請求項２８に記
    載の装置。
41. 【請求項４１】 前記装置が、前記貯液容器内の水溶液
    の液位で作動しうる液体センサー手段、および酸化体を
    前記貯液容器内に放出させるために前記酸化体を前記貯
    液容器内に導入する前記手段を含む請求項２８に記載の
    装置。
42. 【請求項４２】 流体力学的空洞現象を選択的に引き起
    こす前記手段が、前記貯液容器の前記出口の出口圧力を
    変化させる可変なオリフィスバルブを含む、請求項２８
    に記載の装置。
43. 【請求項４３】 前記プレートが間隔を置いて設けられ
    た開口部を含む請求項３４に記載の方法。
44. 【請求項４４】 前記開口部が前記水溶液の乱流を引き
    起こす請求項４３に記載の方法。
45. 【請求項４５】 前記開口部が、前記開口部内で生成さ
    れる電場を局部的に集中させる輪郭形状を有する請求項
    ４４に記載の装置。
46. 【請求項４６】 前記装置が、交互に逆転する関係にあ
    る複数の加圧可能なコンテナであって、前記コンテナの
    うち１つのコンテナの出口が前記コンテナのうち隣接す
    るコンテナの入口と流体連通しているコンテナを含む請
    求項２８に記載の装置。
47. 【請求項４７】 流体連通している前記コンテナがコン
    テナ間に配置されたバルブ手段であって、選択的に操作
    されて貯液容器の内容物の逆流を許容するバルブ手段を
    含む、請求項４６に記載の装置。