JP2002502301A - 改良された構成部を有する浄化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体排水中の生物学的生体を、生存能力の無い生物分子に変形するシステムは、電圧ポテンシャルを生物学的生体に印加し、全ての細胞膜を破壊し、紫外線に対するウイルス性生物の防護メカニズムを無能とする衝撃チャンバ（38）と、ウイルス性生物のホストとなり、それらを隠す、排水中に残ったあらゆる生物の膜を物理的に破壊するキャビテーションチャンバ（86）と、吸収しやすい周波数の高レベルの紫外線放射と電磁エネルギーを残ったウイルス粒子及び胞子に印加し、あらゆるウイルスのＤＮＡ鎖及びＲＮＡ鎖を解離させる分子注入シミュレーテッドエミッタ（MISE）チャンバ（108）と、を有し、これにより死をもたらす。衝撃チャンバとキャビテーションチャンバの動作はインターフェロンを解放する。排水は、衝撃、キャビテーション及びＭＩＳＥチャンバに脈動するように送られ、最大の効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された構成部を有する浄化システム 本願は、Billy J．Adamsにより1994年６月８日出願のシリアル番号No．08/27 3,102の米国特許出願の一部継続出願である。 発明の背景 ロンドンにおいて１９世紀にコレラ伝染病の原因が発見され、下水その他の廃 水の処理を通じて下水に含まれる生物を除去し、及び／又は、死滅させる予防方 法が発見されて以来、有機的に汚染された下水の処理においては多くの進歩があ る。水処理システムの開発の初期においては、塩素及び他のハロゲン化物が水系 感染生物に有害な影響を及ぼすことが発見され、今では塩素化合物は、給水中に 生存する生物の数を合理的に安全なレベルにまで減少させるために普通に使用さ れている。 また、選択的に吸収される周波数における高レベルの照射によって可能となる 光の吸収が、幾つかのバクテリオファージの絶対的な光力学的不活性化を生じさ せることも確認されている。（General Electric Lamp Bulletin LD-14に記載の R．Hall、及び、D．Van Nostrand Co．からの"Germicidal Eythermal Energy Re search"を参照）。蛍光を発しない生物が光子を吸収すると、そのエネルギーは 通常、振動エネルギー（熱）に変換され、生物の内部温度を上昇させる。ウイル ス性の生物はそのようなエネルギーに極端に感応する。ウイルス性生物は大変小 さいので、非常に少量の光子の吸収が、それらの内部温度を、それらの継続的生 存が危険となるようなレベルに上昇させる。実際、ウイルス性生物内部における この形態の熱エネルギーは、その内部温度が摂氏１００度を超えると、ウイルス の不活性化を生じさせる。 光生物学者は、様々の生物学的部分の吸収曲線を発見した。例えば、蛋白質は 通常、３００ナノメートル（nm）から２８０ナノメートルの波長の紫外線（UV） エネルギー照射にさらされた時にピークの吸収を示し、リボ核酸（ＲＮＡ）は２ ６５ナノメートルから２４５ナノメートルの波長の照射において吸収ピークを示 し、絶対ピークは２５３．７ナノメートルである。ウイルス粒子のピーク吸収は 、約２６０ナノメートルで起きる。１８４．９ナノメートルのエネルギーが、Ｄ ＮＡ鎖をつなぐ水素結合及びＲＮＡ鎖をつなぐリン結合の破壊のために使用され るピークエネルギーである。さらに、１８４．９ナノメートルの紫外線の印加は 、処理下の物質内の自由酵素分子に酸素原子を加え、証明済みのウイルス粒子不 活性化剤であるオゾンを形成する。 従って、滅菌装置は、ウイルス性生物のデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）及びＲＮ Ａを解離させるために要する１平方ミリメートル当たり３０キロエルグ（Kerg） 又はそれ以上の印加パワーにおいて、流体の流れを３００ナノメートルから１８ ０ナノメートルの波長範囲の紫外線にさらすように構成される。 従来技術の紫外線滅菌装置によっても、正しい波長範囲で致死パワーレベルの 紫外線を提供することは可能であったが、そのような紫外線装置は多くの不都合 な面を有していた。まず、多くの装置は、うまく設計されていない流路を有し、 その流路は、生物が致死照射量の紫外線照射を受けずにその内部を流れ過ぎるこ とを許容していた。ほとんどの装置は、必要量の紫外線をゆっくりと照射しすぎ るため、ウイルス性生物に、紫外線光の影響を弱める分子などの色素を生成する ことを許し、その結果、生物は致死レベルであるはずの量に耐えてしまう。研究 により、ある種のウイルス性生物はわずか１０ミリ秒程度の間に紫外線をブロッ クする分子を作ることが可能 であることが分かった。これは、自身を紫外線光から守ることができるそれらの ウイルス粒子に致死照射量の紫外線エネルギーを照射するためには、紫外線の莫 大な集中が行われなければならないことを意味する。なぜなら、致死の、又は、 少なくとも衰弱させる量の紫外線エネルギーが、ウイルス性生物が紫外線にさら された最初の１０ミリ秒以内に印加され、紫外線にさらされた個々のウイルス性 生物によって吸収されなければならないからである。従来装置に使用され、商業 的に入手可能な強い紫外線源は、周波数の狭い装置であり、生物のピーク吸収波 長全てにおいて致死強度の紫外線を発生することができない傾向があった。広域 にわたり紫外線エネルギーを作り出す、使用可能な装置は、比較的低いパワーレ ベルである。後者の紫外線源の例は、紫外線蛍光管があり、それは紫外線をその ような低レベルで発生するので、通常の商業的汚水処理プラントにおける廃水を 処理するには、事実上、数百、数千のランプが要求される。 時間をかけて、化学的手段により、又は、十分でないレベル又は不適当な波長 の照射エネルギーにより選択的な死滅を試みた場合、微生物は適応し、通常の死 滅計画に耐えうるようになった。従って、塩素の場合、下水及び上水の微生物は 進化し、高レベルの塩素に耐えることの証拠がある。実際、今では幾つかの微生 物は塩素を代謝させることさえできる。効力の減少を抜きにしても、塩素のよう な化学薬品は環境に蓄積し、毒性を与えないまでも、環境を望ましくない方向に 変化させる。 従って、生存する微生物（細菌、ウイルス粒子、菌類、及び、細菌胞子）が全 く通過することができず、比較的経済的に製造され、一つの極端において携帯用 飲料水の供給の、また、他の極端において大都市の下水処理システムの、高度に 汚染された有機的廃水環境 に利用できる非化学的微生物滅菌プロセス、及び、そのプロセスを実行する装置 を提供する必要がある。 本発明の概要 本発明の水処理システムは、一都市全体の下水流量の処理に十分であるほど大 規模であるか、軍の小隊の規模の水供給のための飲料水を作るのに十分な程度の 規模であるかを問わず、微粒子フィルタ、又は、処理及びフロート装置を有し、 比較的大きな固形物、油脂及び他の化合物を、システムの下流にある構成部を汚 し、詰まらせることのある入力排水流から取り除く。飲料水がシステムの最終結 果物であるとすれば、化学的フィルタが固形物フィルタの下流に設けられ、重金 属のような有害な無機物質を入力流から取り除く。細かいフィルタを通過した後 においても、排水流は多くの細菌、細菌胞子、かび、及び、ウイルス粒子をその 中に含んでいる傾向があり、そのような排水は有機的混合物として特徴づけられ る。 本発明は、この有機的混合物を所定量衝撃チャンバへ送るパルスタイプのポン プを有する。衝撃チャンバ内では、比較的高電位を細菌及び胞子を横切って印加 し、存在するあらゆるウイルス性生物の細胞膜を破裂させ、自然プロセスを遅ら せる。 下水処理プラントのための典型的な衝撃チャンバは、逆電位の複数のインター リーブした電極を有し、それらは、微生物若しくは小さな有機又は無機粒子がそ の間にはまりこみ、チャンバを詰まらせることがないように十分に離れ、しかし 、その間の細菌を横切って端から端へ実質的な電位を印加するのに十分に近い間 隔で配置される。衝撃チャンバに正しいレベルの電位が印加されれば、細胞質性 生物がその細胞壁を傷つけられずに浮き上がることはない。電位が不十分で幾つ かの細菌が構造的完全性を失わないとしても、それは、 その中に生存するウイルス性生物及び流体内に存在するウイルス粒子の方向を狂 わせるには十分であり、その結果、それらは上記の紫外線防護メカニズムを開始 することは不可能である。 衝撃の後、直ちに強い紫外線光を印加して、細菌及び胞子の内部又は外部に存 在するあらゆるウイルス性生物を、光子の吸収及び温度による破壊によって破壊 する。しかし、本発明の水処理システムでは、衝撃を与えられた生物は通常、ま ず、キャビテーションチャンバを通過し、紫外線照射にさらされる以前に、そこ でさらに方向を狂わせ、膜を破壊するために物理的に攪拌される。典型的なキャ ビテーションチャンバは、そこを通過する全ての微生物が高レベルの音波エネル ギー（通常は、５００から１０００Ｈｚで１４０ｄＢ以上）にさらされることを 保証するように水流に対して配置された圧電変換器を有するものである。 音波により苦しめられると否とに拘わらず、水流中の微生物はそれから、１以 上の分子注入シミュレーティドエミッタ（ＭＩＳＥ）チャンバへ脈動するように 流れ、そのＭＩＳＥチャンバは、通常、チューブ形状に構成され、脈流内の微生 物に警告すること無く高レベルの紫外線照射エネルギーを水流に加える。微生物 がＭＩＳＥチャンバ内を脈流している間に、比較的強い磁界の非常に迅速な反転 を微生物に時々印加することを、選択的な強化のために採用することができる。 強い磁界の迅速な反転は、回復の早いあらゆるウイルス粒子がその紫外線防護能 力を回復することを防止し、その中の蛋白質分子の破裂又は変形を生じさせてウ イルス粒子による使用を不能とし、紫外線エネルギー源に固定量のパワーを印加 した状態で、少ない紫外線照射で死滅を確実にすること、及び、同様に磁界が印 加される紫外線水銀灯の効率を上昇させることにより、可能なスループットを増 加させる。大規模システムにおいては、紫外線エネル ギーへの初期の露出は全てのウイルス性生物を死滅させるには十分ではないかも しれないが、それは少なくとも、その後時間をかけて印加される致死照射量に対 して防御を装備するウイルス性生物の能力をさらに抑制する。この「驚かせる」 印加は、パルスポンプからＭＩＳＥ管への流れの流路、並びに、衝撃及びキャビ テーションチャンバ内部の流路を、脈流がほとんど圧力損失無しで維持されるよ うに十分大きく形成することにより達成される。ＭＩＳＥ流入管の出口は、通常 、制限された穴の形状を有する。従って、脈動ポンプにより作られた水流は、流 体の脈動に続く脈動により、ＭＩＳＥ管内へ移動する。ポンプは、ＭＩＳＥ管紫 外線起振器制御メカニズムと統合され、その結果、ＭＩＳＥ流入管は、新たな量 の排水が吸い上げられる時に、暗くなっている。水流が実質的に遅くなると、磁 界は反転し、ＭＩＳＥ管の紫外線放射手段は高いパワーレベルで脈動を与えられ る。ＭＩＳＥ管に入るウイルス性生物は、自己の紫外線防護メカニズムが使用不 可能となり、ＭＩＳＥ管内の磁界の反転により損傷を受けるまで衝撃を与えられ 、苦しめられているので、本システムにおいては、他の場合と異なり、ウイルス 性生物が紫外線エネルギーへの露出により「驚かされる」ことは必須ではない。 通常、ＭＩＳＥ管は細長い非磁性のシリンダである。下水処理のための大規模 な工業的ＭＩＳＥ管は、両端に強力な紫外線源を備え、携帯用飲料水供給のため のＭＩＳＥ管は、中央部から下るように端から端へ延びる、蛍光ランプの如き同 心状の紫外線放射器を有するように構成することができる。ＭＩＳＥ管は、その 内部のあらゆる微生物を強力な紫外線照射にさらすように設計される。この完全 な露出を保証する一つの方法は、ＭＩＳＥ管の内面を、紫外線照射に対して高度 に反射性を有する物質でコートすることである。酸化マグネシウムは、適用が容 易で経済的であり、紫外線エネルギーに対 して高度な反射性を有するので、好適な物質である。内面はそれから、寿命を延 ばすための、紫外線透過性の保護塗料によりコートされる。紫外線源は、所望の 全ての波長で十分な強度を発生することはほとんど無いので、余るほどの量の波 長を吸収する紫外線蛍光物質、又は、影響が少なく、そうしなければ弱く存在す る必要な波長の紫外線を再度照射する紫外線蛍光物質を保護コーティングに含め ることができる。管の外壁を、反射すると同様に放射するようにすることにより 、微生物が隠れることのできる影のエリアが無くなる。ＭＩＳＥ管の円筒形の外 面の周りに螺旋状に巻かれた電気コイルに接続され、急速に反転する電源は、Ｍ ＩＳＥ管内で強力な磁界の反転を生成することに使用される。 通常、ＭＩＳＥ管の出口は、システムにとって最も流れの少ないエリアであり 、その結果、ＭＩＳＥ管の出口の上流では排水流は圧力の脈動中にあり、下流で は比較的一定の流れである。出口の周りの領域は、微生物をよせつけない波長の 蛍光を発する化合物によりコートされる。なぜなら、ほんのわずかの割合の、か ろうじて生存する大きな移動性ウイルス粒子は、出口から逃げようとすることが 実験により明らかになったからである。 ＭＩＳＥ管の出口付近の領域がガンマ酸性化し、明るい青色の蛍光を発すると 、そのようなウイルス粒子は出口から離れようと移動することに十分なエネルギ ーを費やし、非活性化するようである。従って、そのようなウイルス粒子が、紫 外線にされられることを避けようと試みる自然な性向がそれらに不利に利用され 、出口から逃げる可能性を除去する。適当なエレクトロニクスが、ポンプ、衝撃 チャンバ、キャビテーションチャンバ、及び、ＭＩＳＥ管の動作を統合し、これ らに供給される電気的エネルギーを効率的に使用して電気的パワーの動作コスト を最小にする。エレクトロニクスは独立 に動作するようにプログラムされ、又は、操作用の個人的制御入力表示装置を使 用して制御される。 本発明のシステムの小規模バージョンのテストは、ＭＩＳＥ管と衝撃チャンバ の相乗効果を示した。もし、いずれか一方が動作しないとすると生存する生物が 現れるのに対し、両方が動作していると生存する生物がＭＩＳＥ管から出てくる ことはないからである。しかし、ＭＩＳＥ管から流れ出る排水は、原始的生命の 混合と特徴付けられ、有機的分子及び断片により、それらが再結合してウイルス 性生物になることが考えられる濃度で満たされている。 小規模の水供給システムの場合、出力は比較的少ない有機的分子を含む傾向が ある。これは、通常、選択された入力は高度に濃縮された未処理の下水ではない からである。従って、小規模水供給システムの出力は、暗い固体冷凍器を通過す るだけであり、その結果、有機的分子及び断片の再結合に使用できるエネルギー はほとんど無い。冷凍器の出力水は飲用するのに安全であるが、その中の有機的 断片は黄色の光学的周波数を選択的に通過させる傾向があり、それが水に不快な 外見を与える。従って、冷凍器の出力をカーボンフィルタに通過させ、有機的分 子及び断片を除去し、それにより透明な飲用水が得られる。 下水処理システムにおいては、複数の処理及びフロートタンクと、微粒子フィ ルタと、ポンプと、衝撃チャンバと、キャビテーションチャンバと、ＭＩＳＥ管 と、が適当なバルブにより相互に連結され、必要な場合にいずれの構成部も修理 又は清掃のためにラインから取り外すことが可能である。ＭＩＳＥ管からの出力 流は、さらに処理を行わないと、下水プラントの使い尽くされた排水として適当 である。しかし、ほとんどの例において、下水プラントはその出力流が、希釈す る多量の水（例えば、湖、大河又は海）に捨てられる以前に、 相当な距離をパイプ輸送されるため、流路は、再結合のためのエネルギーが有機 的分子及び断片に到達することを防止するカバーを備え、又は、損傷を与える放 射のみを流路に通過させて希釈以前に再結合が生じないことを保証するソーラー フィルタを備える。希釈された場合は、有機的分子及び断片の物理的距離が非常 に大きくなるので、再結合は生じ得ない。 従って、本発明の第１の目的は、廃水流を殺菌する非化学的流体処理システム を提供することにある。 本発明のもう一つの目的は、廃水を処理するプロセスを提供することであり、 そのプロセスは、生存する生物が内部を通過することをなくし、それゆえ、シス テムに耐えうるように進化する微生物を援助する危険がない。 さらに他の目的は、エネルギー効率の良い微生物殺菌方法を提供することであ り、その方法の動作原理は小規模の飲料水供給システムにも、大規模の下水処理 プラントにも適用可能である。 さらに他の目的は、紫外線による微生物殺菌装置を提供することにあり、その 装置は、ウイルス性生物の紫外線照射に対する防御を破る前処理手段を備える。 さらに他の目的は、ＭＩＳＥ管を提供することにあり、そのＭＩＳＥ管は、微 生物のリボ核酸を分断させるための高レベルかつ広帯域の紫外線照射を生成し、 そこを通過するあらゆる微生物が致死照射量の紫外線照射にさらされるように設 計される。 さらに他の目的は、長持ちし、製造が容易であり、様々の環境において製造及 び動作が比較的経済的であるＭＩＳＥ管を提供することにある。 本発明のこれら及び他の目的及び有益性は、以後の詳細な明細書及び添付図面 とともに考察することにより当業者にとって明確とな る。 図面の簡単な説明 図１は、小規模飲料水供給システムとして実施された本発明の概略図であり、 図２は、図１に示す衝撃チャンバの部分断面図であり、 図３は、図２の線３−３で示す領域の拡大図であり、 図４は、図１に示すキャビテーションチャンバの断面図であり、 図５は、図１に示すＭＩＳＥ管の部分断面図であり、 図６は、図６の線６−６で示される領域の拡大図であり、 図７は、図１に示す冷却／加熱貯蔵タンクの断面図であり、 図８は、波長及び相対的効率に関する既知の光反応のグラフであり、 図９は、大規模下水処理施設として実施された本発明の概略図てあり、 図１０は、大規模下水処理施設として実施された本発明の他の概略図であり、 従来の汚泥除去タンクを備えるものであり、 図１１は、図９に示す衝撃チャンバの分解図であり、 図１２は、図１１に示す衝撃チャンバの一部断面側面図であり、 図１３は、図９に示すＭＩＳＥ管の断面図であり、 図１４は、図５に示すものと類似し、直列に連結され、中規模汚水処理システ ムに使用される複数のＭＩＳＥ管の図であり、 図１５は、ＭＩＳＥ管内で検出された紫外線レベルに応答して水流を制御する ＭＩＳＥ管制御部の図であり、 図１６は、変形されたＭＩＳＥ管の側面図であり、一対の変動磁界を有し、そ の磁界は紫外線ランプの効率を高め、磁界に感応する 微生物の破壊を援助するものであり、 図１７Ａは、図１６に示す発生器の出力を示す拡大図のグラフであり、 図１７Ｂは、図１６に示す発生器の完全な２サイクルを示すグラフであり、 図１８は、変形されたＭＩＳＥ管を示す側面図であり、そのＭＩＳＥ管は磁界 を発生する永久磁石と、永久磁石の磁界を変動させる変動磁界を発生するコイル と、を有し、 図１９は、ＭＩＳＥ管から流れる排水を非活性化するのに使用されるオゾン発 生器の側部断面図である。 好適な実施例の説明 図面、特に参照番号を参照すると、図１の番号２０は水処理システムを示し、 その水処理システムは未知の汚染レベルの水の排水入力２２から飲料水を生成す る。システム２０において、排水入力２２は、未処理の下水と池のスカムなど、 飲用への適性が疑問とされる水なら何でもよい。従って、排水入力２２は、まず 比較的大きな固形物を取り除くべく微粒子フィルタ２４を通過し、システム２０ 内で流路を詰まらせることを防止する。これは、固形物２６を水流から分離する 。フィルタ２４は、商業的に入手できる多くのフィルタのいずれを使用しても良 く、その中にはCrane model 1-09-450フィルタが含まれる。 多くの入力水流は、有機的汚染物質以外により汚染されている。従って、無機 的汚染物質を除去するために通常使用される重金属フィルタその他の装置が設け られる。重金属フィルタ２６からの出力水流３０は、システム２０の有機的浄化 部への入力を提供する。 水流３０は、ポンプ３２への入力として提供される。ほとんどの 例では、ポンプ３２は、好適なエレクトロニクス３４により自動制御され、その 出力水路３６に流体の流れの脈動を生じさせる。典型的には、エレクトロニクス ３４は、２秒間隔でポンプ３２に駆動力を与える。これらの水流の脈動は、衝撃 チャンバ３８に入力される。操作用の制御／表示装置３９が、エレクトロニクス ３４を異なる状況に調節するために使用され、又は、システム２０の清掃、洗浄 の一方又は両方が要求される場合に使用される。 衝撃チャンバ３８は、水流内の細胞生物やバクテリア胞子の膜を破壊するため に使用され、全てのウイルス性生物をその内部にさらす。そうしないと、それら のウイルス性生物は、細胞構造により隠れ、又は、陰に入ることが可能となって しまう。少量の水流に適した衝撃チャンバ３８の詳細が図２に示される。 衝撃チャンバ３８は、ステンレス鋼のように、衝突に耐えうる材料により構成 することが好ましい。衝撃チャンバ３８は外側チューブ４０を有し、そのチュー ブ４０内には、入力端４４のところに示された円筒形中心ボディ４２が配置され ている。中心ボディ４２は、ポンプ３２からの出力路３６への接続を有している 。中心ボディ４２は、閉塞ディスク４６を有し、その閉塞ディスク４６はその周 囲５０の周りにシール４８を有する。シール４８は電気的に絶縁され、十分に固 定されているので、ウイルス粒子さえも閉塞ディスク４６の周囲５０又はチュー ブ４０の内面５２を通過することはできない。 中心ボディ４２は、出力路３６から内部衝撃チャンバ５６へつながる流路を形 成する入力通路５４を有し、その内部衝撃チャンバ５６は中心ボディ４２を半径 方向において削り取った部分を有し、その結果半径の減少した部分５８が形成さ れている。 絶縁ディスク６０が、中心ボディ４２の半径の減少した部分５８に取付けられ ている。絶縁ディスク６０は、その半径方向の外周６ ４の周りに設けられた導電性リング６２を有し、その導電性リング６２はチュー ブ４０の内面５２に近接する外側端部６６を有する。導電性リング６２は、導線 ６８により高圧パルス源７０へ接続されている。図示のように、導線６８は閉塞 ディスク４６を密閉可能に貫通しているが、導線６８を、流体を十分に密閉し、 電気的に隔離された通路を提供する他の場所を通過するようにすることも可能で ある。 図３に示されるように、高圧パルス源７０が駆動すると、図２では接地状態で 示されるチューブ４０の内面５２と、リング６２の半径方向外周６２との間に高 圧電界７２が発生する。入力通路５４を通過する全ての水流は電界７２の領域を 通じて汲み上げられ、その電界７２は継続的に印加され、又は、ポンプ３２がそ こを通過する水流の脈動を強制的に生じさせる時にのみ印加されるように構成す ることができる。ディスクリング６２は、近傍の生物に高電位を印加するのに非 常に効率的な高エネルギーコロナ点を形成し、システム２０をバッテリー電源で 駆動することを可能とする。ディスクリング６２の下流では、中心ボディ４２は 、チューブ４２の内面５２と円筒形面７６との間に薄い同心円状の管状通路７４ を規定する。中心ボディ４２は、エレクトロニクス３４からの交流の高圧源７８ に接続されている。円筒形面７６の前面外側端部７７は、好ましくは第２のコロ ナ点を形成するように鋭利に形成し、水流内に存在するの全ての生物がそこを通 過しなければならないようにする。通路７４は、最も大きなウイルス粒子が通過 することができるように十分に大きく、未処理の細胞を封鎖するのに十分に小さ い厚さを有する。封鎖された未処理の細胞質性生物は内面５２と円筒形面７６と の間に流路を提供するので、その細胞膜は非常に迅速に破壊される。細菌がそこ を通過するのを防止するため、通路７４の厚さは約２５ ４ミクロンとすべきであり、細菌胞子が問題となる場合には、通路７４の厚さを 、約１２７マイクロメートルまで減少させ、同程度の流体抵抗を維持するために 直径を増加させるべきである。通路は、典型的には約１００ミリメートルの長さ で、十分に高い交流で駆動され、あらゆる生物がその内部で時間を過ごす１秒の 最小時間内で、通常の熱による非活性化と同様に核酸のイオン化を生じさせる。 交流は、直流が使用された場合に生じるであろうチューブ４０の劣化を防止する ため、及び、ウイルスの方向を狂わせるために使用される。衝撃チャンバ３８内 の通路は小さいので、そこの流速は、以下に述べる、その下流の構成部における 流速に比べて非常に高い。 細胞質性生物の構造膜が破裂すると、ウイルス生物を含むその中身は水流に流 れ出し、その水流はその後、チューブ４０の内面５２と中心ボディ４２の円筒形 面７６との間に形成され、内部衝撃チャンバ５６の下流に位置する狭い同心状通 路７４を通過する。この膜の破壊は生物の内部の核酸をも流水内へ流れ出させ、 それを酸性化する。酸性の環境はほとんどの自然発生生物に対して不適であるの で、その酸性化は望ましいことである。第２の内部通路８０は、通路７４を衝撃 チャンバ３８の出口８２へ接続する。そこからの流水８４は酸性であり、もし存 在するとしても非常に少量の未処理細胞質性生物又は胞子しか含ます、残存する ウイルス粒子は全て方向を狂わされ、衝撃を与えられて気絶した状態であり、そ の状態では紫外線防護分子を製造する能力は崩壊している。 細胞質性生物が未処理のまま生き延びていないことを確認し、また、機構の清 掃を行うために、流水８４はその後、キャビテーションチャンバ８６へ送られ、 そのキャビテーションチャンバ８６の動作もエレクトロニクス３４により制御さ れる。その詳細が図４に示されるキャビテーションチャンバ８６は、流水結合の ための入力接 続部９０及び出力接続部９２を有する水密ハウジング８８を備える。圧電ダイヤ フラム９４及び９６がハウジング８８内で相互に対向して配置され、エレクトロ ニクス３８内の適当な信号発生器９８により駆動され、高い強度の音波１００を 発生し、それらがチャンバ８６内で結合して付近の水にキャビテーションを生じ させる。キャビテーションチャンバ86は、好ましくは、タイプ３１４の如き高珪 素ステンレス鋼により作られる。この等級の鋼は水による腐食に非常に強く、ほ ぼ５０％のニッケルとクロムの構成により、音波技術により容易に清掃すること ができる。キャビテーションチャンバ８６の物理的寸法は、その内部の音圧を最 適化するように選択され、また、内部で生成される圧力波が入口９０及び出口９ ２で同相で結合し、共鳴配管に沿って伝達され、システム２０の他の構成部が清 潔に保たれ、配管内の生物が方向を狂わされるように選択される。音波１００は 、好ましくは、５００から１０００ヘルツ、及び、５０から７０キロヘルツの周 波数帯とされる。なぜなら、音波１００は、衝撃チャンバ３８に耐えることがで きたあらゆる生物の膜をも破壊するために十分な強度を、それらの周波数におい て比較的容易に発生することができるからである。５００から１０００ヘルツの 周波数は、また、音波による清掃作業のために近接する構成部を連結するために 要求される配管長さの共鳴整合の点で好適である。例えば、水中での音速は温度 に依存して１４３０から１４９３メートル毎秒であるので、７３３ヘルツにおけ る作業に好適なチャンバの長さは約６３．３ナノメートル（ｎｍ）である。６３ ．３×１０^-3メートル（ｍ）の圧電ダイヤフラムの長さ方向の共鳴周波数の第６ 高調波は７１．１キロヘルツであり、これが清掃及びキャビテーション信号の大 きな分離をもたらす。 ダイヤフラム９４及び９６は、標準の規格品の圧電スピーカとす ることができる。信号発生器９８がダイヤフラム９４及び９６に接続され、同一 の信号によって逆方向に駆動されると、チャンバ８６内部の中央部に可能な最大 の差圧が生じる。通常、信号発生器９８はエレクトロニクス３４内に設けられ、 ポンプ３２の脈動に応答してオン、オフされる。 衝撃チャンバ３８からキャビテーションチャンバ８６へ至る接続配管１０４、 及び、キャビテーションチャンバ８６から分子注入シミュレーテッドエミッタ（ ＭＩＳＥ）チューブ１０８に至る接続暗配管１０６は、長さ約４メートル（７５ ０ヘルツの波長の約２分の１）であり、衝撃チャンバ３８及びＭＩＳＥ管１０８ の音波による清掃のために、その内部で、キャビテーションチャンバ８６の音波 エネルギーを共鳴状態で結合する。配管１０４、配管１０６、衝撃チャンバ３８ 、及び、キャビテーションチャンバ８６は光を透過しない材料により作られ、衝 撃チャンバ３８を出発したいずれの生物をも、ＭＩＳＥ管１０８に至るまでしっ かりと暗い状態に保つ。 光防護とは、紫外線に近い照射が、特定の細胞の、システム２０内で使用され る紫外線波長に対する感度を弱めるという現象である。この防護プロセスは、獲 得した色素のように、内部での紫外線吸収を減ずる塗布（plating）である。紫 外線によるショックを与えるためには、排水は暗い場所から来なければならない 。システム２０内では、暗い配管１０４及び１０６、及び、キャビテーションチ ャンバ８６による流水の遅れが加えられ、合計で約１０秒間、エネルギーの感度 を減ずる。 ＭＩＳＥ管１０８の詳細が図５及び図６に示される。ＭＩＳＥ管１０８は、そ の内部で、紫外線ランプ１１２を端部キャップ１１４、１１６により長軸１１３ に沿って同軸上に保持する管状ハウジング１１０を有し、その端部キャップ１１ ４、１１６は、ハウジング１ １０との組み合わせによって紫外線ランプ１１２に対して適当なシール１１８、 １２０を固定する。望ましくは、ＭＩＳＥ管のハウジング１１０は、高珪素アル ミニウムが押し出し成形された管とする。ハウジング１１０は、入口ポート１２ ２と出口ポート１２４とを有し、ランプ１１２とともに管状の流路１２５を規定 し、その流路１２５を通じて流水の脈動が維持される。ランプ１１２は、規格品 の、あらゆる適当な低圧水銀ランプとすることができる。しかし、そのようなラ ンプに使用されるほとんどの商業的に入手可能な電源は、ランプが継続的に駆動 され、それゆえ空気により対流的に冷却され、継続的に駆動されることを前提に 設計されており、それらが水冷され、１００％以下のデューティ比を有する場合 にはそのようなランプの十分な紫外線能力を活用することができない。従って、 エレクトロニクス３４は、通常実施されるものよりも高い電圧及び電流を紫外線 ランプ１１２に提供し、より強い殺菌紫外線出力が生成されるように設計するこ とができる。ＭＩＳＥ管１０８の円筒形状、中央に位置するランプ１１２、及び 、管の内面１２６の反射性により、ほんの僅かの強度損失しか生じない。例えば 、殺菌性の１８インチランプを使用する、規格された回路及び技術は、２５３． ７ナノメートルの照射で、約３．６ワットしか生じない。従って、エレクトロニ クス３４内の専用のランプ駆動回路を使用し、２５３．７ｎメートルの束の総作 業は１５．６ワットとなる（蛍光発光のためにいくらかのエネルギーが吸収され た後、１５．６ワットが残る）。 ハウジング１１０の内面１２６はランプ１１２の外面１２８と同心状であるの で、生物が入口１２２から出口１２４の間の管状流路１２５のどの路を通過した としても、その生物は致死線量の紫外線にさらされる。これが生じることをさら に確実にするため、図６に示すように、内面１２６は、酸化マグネシウムの如き 高い反射率の 反射コーティング１３０を有する。反射コーティング１３０は、保護コーティン グ１３２により覆われ、その保護コーティング１３２は、水銀ランプ１１２特有 の周波数で紫外線を吸収し、紫外線エネルギーを他の波長で照射してＭＩＳＥ管 １０８内に生成された紫外線スペクトラムを充満させるドープ剤を含む。他のド ープ剤（例えば、蛍光体）は、ランプ１１２とハウジング１１２内のプラズマ間 の交播する電位差により活性化され、紫外線スペクトラムを充満させる。ＭＩＳ Ｅコーティングにおける適当なドープ剤は、アントラニル酸、ベンズアミド塩酸 、ベンゼン−ｍニスルホンサンナトリウム、クロロベンゼン酸、ジフェニル、ジ フェニルアミン、ヘキサメチレントラミントリグアイアコル(hexamethylenetram inetriguaiacol)、ヒドロベンゾイン、ｐ−フェネトールスルホン酸、及び、テ オブロミンを含む。ウイルスの吸収のため２２５ナノメートルの紫外線が必要で あり、蟯虫のために２２８ナノメートルの紫外線が必要であり、核酸による吸収 のために２５３．７ナノメートルの紫外線が必要であり、酸素と水素の結合イオ ン化に１８４．９ｎｍの紫外線が必要である。 以下のプロセスは、ハウジング１１０の適当な高反射性の内面１２６を生成す るものである。 長さを切断し、かえりを取り除いた後、少なくともその内面をスチールウール でなめらかにする。その後、ハウジング１１０の一端を正に充電された導電性回 転子に接続し、摂氏６５度から７２度の以下の洗浄液に浸す： １５％のグルコンナトリウム ＨＯＣＨ₂［ＣＨ（ＯＨ）］₄ＣＯ₂ ４５％の水酸化ナトリウム ＮａＯＨ ４０％の蒸留水 Ｈ₂Ｏ ハウジング１１０は２．５分間完全に沈められ、２００RPMで 回転される。その後、プロセスを中止し、ハウジング１１０を端部が逆になるよ う反転し、もう２．５分間プロセスを継続する。その後、ハウジング１１０を洗 浄液から取り出し、エチルアルコール内で洗浄する。高度の紫外線反射性を達成 するため、以下の成分を有するパイレックスメッキタンク内でグルコンマグネシ ウム溶液を混合し、分子結合したマグネシウムの薄膜でハウジング１１０の内面 １２６をメッキする： ６０％のグルコンマグネシウム ｛ＨＯＣＨ₂[ＣＨ（ＯＨ）］₄ＣＯ₂｝Ｍｇ^*ｘＨ₂Ｏ ２９％の塩化アンモニウム ＮＨ₄Ｃｌ ４．５％のチオシアン酸アンモニウム ＮＨ₄ＳＣＮ ５％のマグネシウム旋削 Ｍｇ １．５％の酸化エルビウム(III) Ｅｒ₂０₃ この混合において希釈したエチルアルコール溶液を摂氏２６度で飽和させ、マ グネシウム棒のアノードをその溶液中に沈める。内面１２６を除いては、ハウジ ング１１０は外部を、回転するカソードに電気的に接続されたリキッドテープで コートし、それから溶液中に完全に沈める。アノードは、ハウジング１２６から 離間させる。２００ＲＰＭの速度で回転中、アノードとハウジング１１０との間 に電流を加える。ほんの時々電流を反転し、めっきされたマグネシウムのアルミ ニウムの内面１２６への結合を強化する。温度は摂氏２６度に維持する。めっき プロセスは、内面１２６の内径が２５μｍ減少するまで継続する。完成した内面 １２６を、その後、以下の混合物を染み込ませた柔らかい綿布で磨く： ６０％のＰＥＥＫ ３０％のヘキサメチレントラミン ５％のジメチルキサンチン ５％のジフェニルアミン エチルアルコールを加えて管を絶対に乾燥させないようにし、綿布を２００Ｒ ＰＭで回転させて内部めっきに３０秒間混合物をすりつける。清潔で乾燥した綿 布を管の内部で１７５０ＲＰＭで３０秒間回転させて摩擦による加熱を施し、コ ーティングを硬化させるように磨く。この時、完成したハウジング１１０の両端 は、少なくとも２４時間後、完成させる準備のできた金属テープにより蓋をする 。 R.Hullにより、幾つかのバクテリオファージの全体的な光力学的非活性化は、 ２５３．７nm付近の３０Kerg/mm²の照射により開始することが他の者により確認 された（General Electric Lamp Bulletin LD−14に記載、M.Luckiesh，”Ge rmical Eythermal Energy Research”from D.Van Nostrand Co.も参照）。この 非活性化は、明らかにインターフェロンの生成を強要する光吸収により生じてお り、インターフェロンは、感染性のウイルス品種の複製を防止するように働く幾 つかの刺激に応答して作られる細胞蛋白質である。物質が光子を吸収する時、そ のエネルギーは通常そのほとんどが振動エネルギーに変化する（非蛍光化合物） 。摂氏１００度に達することができると、この形態の「熱エネルギー」がほとん どのウイルス性生物に非活性化を生じさせる。図８に示すように、光生物学者が 種々の生物学的部分についての吸収曲線を描いた。蛋白質は３００ナノメートル から２８０ナノメートルにピークを持ち、ＲＮＡの吸収は２４５ナノメートルか ら２６５ナノメートルで起き、最大の吸収は２５３．７ナノメートルで生じる。 一般的なウイルスの吸収ピークは約２６０ナノメートルである。この非活性化の データの結果、ＭＩＳＥ管１０８は、３００ナノメートルから１８０ナノメート ルの範囲でかなり平坦な紫外線照射強度をもたらし、ピーク出力は２５３．７ナ ノメートルとなるように設計される。 １×１０⁷ergのエネルギーは、１ワット毎秒である１ジュールと等価であり、 インターフェロン発生のための平方ミリメートルあたり３０Kergの要求が非活性 化をもたらすので、要求される最小の紫外線は平方ミリメートルあたり３ミリジ ュール（3mJ）と計算される。 ＭＩＳＥ管１０８は、円筒形に含まれた、調整された電気−光発光能力を備え る双方向紫外線発生器である。ＭＩＳＥ管１０８は、吸い上げられた多量の排水 溶液を、ＵＶＢ（３００から２００nm殺菌）及びＵＶＣ（２００から４０nmイオ ン化）発生器（ランプ１１２）と、ＵＶＡ発光コーティング（４００から３００ ｎｍ）を施された９７％を超える反射壁面１２６との間の近傍で保持し、増大し た反射紫外線スペクトラムをもたらす。 要求される紫外線エネルギーは、実験テストされた、壁及びランプ面からの総 表面照明に依存する。１８インチの低圧水銀ランプのための活性のある出力エネ ルギーは：ランプの長さ３５５．６ｍｍ、ランプの外径２５．４ｍｍ、よって総 表面積πｄｈは： π（２５．４mm）（３５５．６mm）＝２８．３８×１０³mm²平方ミリメートル 当たり最小で３０．０００erg必要であるので： （２８．３８mm×１０³）（３０×１０³）＝８５１．２４×１０⁶１×１０⁷er gがＪ^-1であり： 放射／反射面も長さ３５５．６mmであるが、半径３８．１mmであるので： π（３８．１mm）（３５５．６mm）＝４２．５６×１０³mm² ＝１２７．７Ｊｓ 従って、合計の双方向照明は、２１２．８ジュール（Joule）である。よって 、測定された１５．６ワットを供給するシステムは次の時関係数を必要とする： ＭＩＳＥ管１０８の重力による、底から充填するオン／オフパルスポンプを使 用することにより、非常に均等で、最小の濁度の排水流を達成することができ、 それは個々のシステム２０の実験で設定されたように、流体のスループットの最 小時間１４秒を許容する。 幾つかの光物理研究所は、幾つかのウイルス粒子には、それらを水に浮かせる 浮力を有しているものがあることを明らかにした。また、活性ウイルス粒子は、 スペクトラムの青色光部分から離れるように移動することも明らかにされている 。従って、特別に位置決めされ、増強された青色蛍光反射電極１３３を、保護コ ーティング１３２内のＭＩＳＥ管１０８の出口１２４のほぼ近傍に配置する。蛍 光発光を生じる、すでに自立した高い光エネルギーを使用して、セラミック蛍光 反射電極で作られた青色蛍光反射電極１３３は、以下の重量パーセントを有し、 青色の４６０ｎｍの光を発する： ＣａＦ₂ ホタル石 ４０．００％ Ｕ²³⁸ ウラン ３４．００％ ＬｉＦ フッ化リチウム １５．００％ ＢａＯ 酸化バリウム ５．７９％ Ｂ（ＯＨ）₃ ホウ酸 ５．００％ Ｅｒ エルビウム ０．２０％ Ｅｕ ユーロビウム ０．０１％ この蛍光反射電極１３３に沿って、出口１２４は流路が最も狭くなるように形成 され、その結果、そこの流れはシステム２０全体の流体のスループットを制御す る。 電気的ポンプは、その効果を誘電体障壁を介してＭＩＳＥ管１０８へ伝達する ためには、交流でなければならないので、発生するポンピング周波数は、共鳴チ ャンバ清掃を生じ、また、ウイルス粒子に物理的ダメージを与えるように選択さ れる。ＲＮＡ、ＤＮＡ及び蛋白質は、３４KHzから１０３KHzの範囲で振動エネル ギーを強力に吸収する。従って、６９KHzの、一定のウイルス粒子に調和した振 幅が、７３３Ｈｚであるキャビテーションチャンバ８６の低域清掃周波数に重畳 される。この、エレクトロニクス３４で発生し、圧電ダイヤフラム９４及び９６ により印加されるチャンバ周波数は、チャンバ製造における物理的変化と調和す るように制御される。 合計の必要な調和入カエネルギーは、それぞれ６．６４×１０^-2Ｋｇにおいて ２８nmである最大ウイルス粒子体積に基づく。 Ｖ ＝ ２２５．２３ × １０³mm³ ウイルス粒子の近似は： そして、それらはほとんど水の部分のものであるので、摂氏８０度の増加を発生 する総エネルギーは、 すでに紫外線吸収された１５．６ワットを減ずると、必要な７１．８７ワット の振動エネルギーが残る。 ＭＩＳＥ管１０８内での伝達時間と、その内部での紫外線の強度及び周波数は 、ウイルス性生物が出口１２４を通り抜け出力流１３４内へ入ることが無いよう に選択される。しかし、出力流１３４は、有機的断片及び分子の様々な混合物で あり、それらは、適切な環境及びエネルギーが与えられれば、理論的には再結合 してウイルス性生物になりうるものである。従って、出力流１３４は、暗いパイ プ１３８を通じて冷却／加熱貯蔵タンク１３６へ送られる。冷却／加熱貯蔵タン ク１３６の詳細は図７に示される。有機的断片及び分子がタンク１３６内で再結 合してウイルス性生物になる可能性を除去するため、冷却／加熱貯蔵タンク１３ ６は、熱によりタンク１３６に添付され、清潔かつ静かな冷却を行うペルチェ冷 却ダイオード１５０及び１５２を有する。ペルチェ冷却ダイオード１５０及び１ ５２は、タンク１３６内に貯蔵された水を冷却し、又は、制御装置３９を利用し てエレクトロニクス３４からの電流の極性を反転させる ことにより、熱湯が利用できるように水を加熱することができる。長波長赤外線 （ＩＲ）源１５４を設けて損傷を与えるための赤外線放射をタンク１３６内に行 い、また、オゾン発生器１５６を設けて構成することもできる。赤外線源１５４ は、貯蔵タンク１３６内の水流に長波長の赤外線を照射するために使用され、そ の照射は、オゾン発生器１５６により発生されたオゾンを伴って、すべての修復 酵素を不能とし、強制的な酸化により、さまよっている微生物に対して敵対する 環境を作り出す。 完全に致命的ではない微生物組織への損傷の後、光修復と呼ばれるプロセスが 生じうる。細菌性ウイルスの光修復は、温度及びエネルギーに依存する。この損 傷からの回復は、栄養素、暖水、及び、現在ある文献から得た図８の例図に示さ れる３００から５００nmの範囲の照射により促進される。パルスモードにおける 、赤外線源１５４からの赤外線の衝突は、相当な程度の水の加熱を要することな く酵素の働きを禁止する。 微生物の不活性化は、有機的断片及び分子を水中に残し、その水は、光の異な る周波数を分散及び吸収し、通常、水をこはく色に見せる。こはく色の水は、心 理学的にあまり心地よいものではなく、それゆえ、タンク１３６からの水は、小 さい生物のビットを除去するための目の細かいカーボンフィルタ１６０に通過さ せる。そのようなフィルタは商業的に入手可能であり、通常、活性炭で満たされ ている。活性炭は、低圧、低温技術により作られる、大きな表面の粒状の結晶化 していない炭素であり、その結果、無極性の物質を吸収する、数ナノメートルの 莫大な数の孔を有する。カーボンフィルタ１６０の出力１６２は、飲用水として の使用に適している。 適当な流速における２分の１のポンプサイクルは、適当な排出圧力を維持し、 １４秒以内の紫外線ＭＩＳＥ管時間を確実にする。上 述の実験例では、実効的に１／８掛ける１／２インチの出力制限が合成の制限で あり、カーボンフィルタ１６０の背圧とともに働き、水がフィルタ１６０に達し た後にのみ生じる。従って、システム２０が、エネルギーの無駄を防止するよう に非常に効率的に設計されたとすれば、初期の高い流速が生存ウイルス粒子を流 さないようにゆっくりと水を注ぐべきである。 図９は、大規模廃水処理システム１７０のフロー図である。そのようなシステ ム１７０への排水入力１７２は、典型的に未処理の下水である。排水１７２は、 適当なバルブ１７６により様々の処理タンク１７４間で切り替えられ、その処理 タンク１７４の詳細は図１０に示される。排水入力１７２は、底部でタンク本体 １７８へ送られ、そのタンク本体１７８は、好適にはウイルスを誘引する既知の キセノン死滅装置１８０を有する。タンク本体１７８は、その内部に流れはほと んど無く、汚泥をタンク本体１７８の底部１８１にまとめ、底部汚泥ドレイン１ ８２から汚泥ポンプ１８４により取り除くように設計される。汚泥１８６は、典 型的には乾燥ベルト１８８の如き手段に流し出されて処理され、そこでは液体１ ９０は除去され、リサイクルポンプ１９２によりタンク１７８へ戻される。固形 物１９４は、その後の処理及び廃棄のために収集される。固形物１９４の中には 水に浮くものもあるので、タンク本体１７８の上面近くに汚泥スクレーパ１９６ を設け、浮遊する汚泥を収集して、上述のようにそれを汚泥流１８６へ加える。 大きな割合の固形物が処理タンクにより除去され、その結果、その出力流１９８ は、水に近い密度の小粒子及び微生物を除けば比較的清潔である。バルブ２００ （図９に示す）が、処理タンク１７４の出力流１９８を１以上の微粒子フィルタ ２０２に通過させるために使用され、その微粒子フィルタ２０２は前述のシステ ム２０で使用されるものと類似であるが、 それよりも規模が大きく、流速の早い商業的使用に適したものである。そのよう な微粒子フィルタは、商業的に入手可能である。微粒子フィルタ２０２は、微細 な固形物２０４を除去し、バルブ２０８を通じて１以上のポンプ２１０への流れ ２０６を作り出す。好ましくは、システム２０で使用されたものと類似のポンプ ２１０が、表示／制御装置２１４を有する適当なエレクトロニクス２１２により 駆動され、その結果、ポンプ２１０から下流への流れは脈動する。通常、ポンプ ２１０は、１０秒以上の長さの脈動を発生する。以下に説明する下流の構成部が 大規模であることから、ポンプ２１０の出力は適当なバルブ２１８を通じて衝撃 チャンバ２２０へ送られる。廃水処理プラントに適合する工業的衝撃チャンバ２ ２０の分解された詳細構成が図１１に示される。 衝撃チャンバ２２０はプリーナムチャンバ２２４への入口２２２を有し、入口 ２２２は、離間した平行電極板２２６及び２２８の間で下流への流れが比較的均 一に作られるようにし、電極板２２６及び２２８は衝撃チャンバ２２０を横切る 方向に、交互に位置する。電極板２２６は全て一つの電極２３０に接続され、電 極板２２８は全てもう一つの電極２３２に接続されている。電極板２２６及び２ ２８はシール及び絶縁エリア２３４及び２３６をそれぞれ上部及び下部に有し、 その結果、矢印２３８で示される水流が電極板２２６及び２２８の間で正しい角 度で生じる。水流２３８内のあらゆる生物は強い電界にさらされ、その電界は電 極２３０及び２３２に渡って高い電圧ポテンシャルを印加することにより発生す る。電極板２２６及び２２８の間隔は、未処理の細胞質性微生物が、少なくとも 一方の電極板に接触すること無しに電極の間を通過することができないように選 択される。衝撃チャンバ３８と同様に、衝撃チャンバ２２０は細胞質性微生物の 膜を破り、それらのインターフェロンを 解放し、その内部に含まれるあらゆるウイルス性生物を水流２３８へ流れ出させ 、それらの方向を狂わせ、紫外線防護メカニズムを崩壊させる。 図示のように、衝撃チャンバ２２０は、適当なフランジ２４０と、ボルト２４ ２と、絶縁スペーサ２４４を有し、衝撃チャンバ２２０の構造上の水密の完全性 を維持する。図１２に示すように、衝撃チャンバ２２０は、エンクロージャ２４ ６の内部に配置することができ、その結果、衝撃チャンバ２２０からの偶然の漏 れ水をドレイン２４８により収集し、ポンプ２１０により再度上流の流水に加え ることができる。また、図１２に示すように、衝撃チャンバ２２０は、入口２２ ２から出口２５０にかけてわずかに上方に斜めに組み立てられており、排水によ って運ばれ、又は、発生したガスや空気が水流２３８により、電極板２２６及び ２２８を避けて吸い上げられる。 衝撃チャンバ２２０からの出力流２５２は、バルブ２５４を経て、暗い配管２ ５８によりキャビテーションチャンバ２５６へ送られ、配管２５８は、衝撃チャ ンバ２２０により気絶させられた生物の修復メカニズムが自身を修復しうる、外 部からのあらゆる放射エネルギーを遮断する。キャビテーションチャンバ２５６ はシステム２０について詳細に説明したものと類似であり、その周波数は、異な る共鳴線長と、チャンバのサイズと、流水の要求事項とに応じて調整される。以 前と同様に、キャビテーションチャンバ２５６は、清掃周波数及び破壊周波数の 音波エネルギーにより満たされている。低い清掃周波数は、清掃のため、衝撃チ ャンバ２２０、及び、バルブ２６０を介して下流のＭＩＳＥ管２６２へ共鳴を起 こすように運ばれ、高い周波数の音は、生物の破裂、及び、生物の方向を狂わせ るために、流水の内部に存在する。キャビテーションチャンバ２５６の出力２６ ４は、バルブ２６０により複数のＭＩＳＥ管２６２へ送 られる。ＭＩＳＥ管２６２、キャビテーションチャンバ２５６、衝撃チャンバ２ ２０、ポンプ２１０、及び、微粒子フィルタ２０２の典型的な配置は、図１０に モジュールブロックにより示される。処理タンク１７４より下流のこのモジュー ル方式の構成は、モジュール２７０をメインテナンス又は緊急の修理のためにラ インから取り外すことを許容し、その間、排水処理システムの他の施設は通常ど おり動作する。 工業又は排水処理施設用のＭＩＳＥ管２６２は、システム２０において示され たものより非常に大きくなければならない。例えば、図１０に示すプラントは一 日に３００万ガロン程度の重力流れスループットを要求するのに対して、システ ム２０は一日の最大スループットは１００ガロンかも知れない。 典型的なＭＩＳＥ管２６２が図１３に示されている。ＭＩＳＥ管２６２とＭＩ ＳＥ管１０８との主要な差異は、規模の問題、コイル２７１を追加してＭＩＳＥ 管２６２内に強い磁界を生成していること、及び、水銀ランプ２７２及び２７４ の如きより強い紫外線源を、管ハウジング２７５の対向する端部に配置している ことであり、管ハウジングは、管２６２の長軸２７９上をほぼ中心として、対向 する端部板２７６及び２７８内に配置され、紫外線源は、石英、サファイヤ又は 類似の耐熱性紫外線透過窓２８０及び２８２の後ろに配置されている。石英窓２ ８０及び２８２は、紫外線透過性がサファイヤ窓と同等によく、コストが低く、 構造上の強度が高いので好ましい。強い磁界は略一定であり、その極性は、方形 波発生器２８３により約２秒間隔で切り替えられる。強い磁界の切り替えは、生 物に有害な影響を及ぼし、その結果、紫外線による完全な「死滅」がより容易に 達成される。通常、ＭＩＳＥ管２６２の内面２８４のコーティング及び反射面は 、ＭＩＳＥ管１０８のそれらと同様である。 セラミック蛍光反射電極の採用により生じる効果をもたらし、それにより、紫 外線への露光を避けてＭＩＳＥ管の出口通路へ自然に移動するウイルス粒子に対 して必要な抑止を与えるための代替物質は以下のものを含む：亜鉛華(hydronzin cite)；ウラン＋弗化リチウム；ホタル石＋ユーロビウム；安山岩＋ユーロビウ ム；正長石＋ユーロビウム；ホタル石；ベニトアイト；亜鉛華；マーガロサナイ ト；灰重石；鉄マンガン重石＋弗化リチウム；アリンギット；アルノーゲン；ア メジスト；サイエスタイト（ceiestite）；ダンビュライト；ダイヤモンドディ オプス（diamond diops）；ドロマイト；ジュモルチェ石；クドカンラン石；石 膏；ハイドロマグネサイト；クチパイト（ktypeite）；微斜長石；オパール；ピ ルソナイト；プラムバロファーネ(plumballophane)；シンプソナイト；及び、珪 灰石。 中心に配置され、高度に磨かれたニッケルでコートされ、さらに透明にコート された導電体２８５が個々の管２６２内で使用され、そうしなければ無駄な紫外 線「ホットスポット」となる長軸２７９からの紫外線を反射し、ＭＩＳＥ管２６ ２の有効性を高める。５０００ボルトの交流が導電体２８５とハウジング２７５ との間に印加され、ＭＩＳＥ管２６２の内面２８４上のコーティング内の、紫外 線を発する蛍光体を活性化するために電子を提供する。 キャビテーションチャンバ２５６の脈流出力流２６４は、Ｌ字継手２８７を通 じて管２６２の内部２８６へ入り、Ｌ字継手２８７は旋回を生じさせて、水流の 部分が迅速に出口２８８へ流れないようにするとともに、水流２６４の上流への 紫外線の視界線を制限する。出口２８８は旋回に対向して面し、直接的な水流の 流れをさらに制限する。水流２６４は、以前説明したように、管２６２内で紫外 線放射エネルギーにさらされる。紫外線エネルギーは比較的長い距離 を移動しなければならないので、ＭＩＳＥ管２６２の出口２８８はシステム２７ ０の制限となるサイズとされ、あらゆる生物が管２６２内に少なくとも１４秒は 滞在し、致死照射量の紫外線が印加されることを確実にする。１４秒の死滅時間 は、上述のように、ＭＩＳＥ管２６２の寸法に特有である。図１３に示すように 、ＭＩＳＥ管２６２はまた、メインテナンスの時に使用されるドレイン２９０を 備え、その結果、ハウジング２７５を空にし、その後、汚水を解放せずに、ハウ ジング２７５から端部キャップ２７６及び２７８を除去することができる。 ＭＩＳＥ管２６２の出力流２９２は、流水通路２９４を重力流れにより、湖、 川又は海など、水の希釈体へと流れる。流水通路２９４は 、好適には、生物のビットが生物に再結合されるのに十分なエネルギーを与えら れず、及び／又は、生物のビットが破壊的放射にさらされる環境をもたらす。例 えば、黒色とする代わりに、光の入らない流水通路とし、ソーラー赤外線フィル タ２９８を上面に沿って設け、日中に水流２９２を損傷を与える赤外線放射にさ らして、通路をＭＩＳＥ管２６２へ遡ることを防止する。 図１４は、中間の水流に適した衝撃チャンバとＭＩＳＥ管のアセンブリ３００ を示す。アセンブリ３００は、入力流３０２を適当なポンプから受け取り、その 入力流３０２は、衝撃チャンバ２２０と類似の衝撃チャンバ３０４を通過する。 衝撃チャンバ３０４からの出力３０６は、ＭＩＳＥ管１０８と略同一の構成であ るが、商業的に入手できる紫外線管のうち長さが最長で、最も強い複数のＭＩＳ Ｅ管３０８に直列的に供給される。直列接続されたＭＩＳＥ管３０８の効果は、 ＭＩＳＥ管３０８内の流速が実質的にシステム２０のそれよりも早いとしても、 入力流３０２内の生物を損傷を与える紫 外線照射に十分な時間さらして致死量を照射することにある。 ＭＩＳＥ管３０８を通過させて水の汚染物質を変化させると、紫外線の吸収は 、厳しい濁度を水に生じさせ、それは実際に特定の生物に到達する紫外線エネル ギーの量に影響を与える。図１５に示すように、ＭＩＳＥ管３０８の中心部に紫 外線センサ３２０を設けることができる。濁度の変化により生じた紫外線エネル ギー３２２の強度の変化を監視することにより、ＭＩＳＥ管３０８内の流れを最 適レベルに維持することができる。その内部を流れる汚水の紫外線吸収度が高く なりすぎ、完全な死滅が確保されない場合には、入力ライン３２６上のポンプ３ ２４及びバルブ３２８を適当なエレクトロニクスにより制御し、流れを弱めるこ とができる。図示のように、エレクトロニクスは、センサ３２０に接続されたバ ッファアンプ３３２を有するように構成できる。バッファアンプ３３２の出力３ ３４は、電圧制御発振器３４０により周波数変調パルスに変換される前に、平均 化アンプ２２８により参照信号３３６と平均化される。電圧制御発振器３４０の 出力周波数は、タイマー３４２により、ＭＩＳＥ管３０８内のセンサ３２０の位 置に存在するエネルギーを示すカウント値に変換される。タイマー３４２は、カ ウンタ／コンパレータ３４４にディジタルカウント値を出力し、カウント／コン パレータ３４４は、データライン３４５において適当にプログラムされ、制御出 力を生成して、ポンプコントローラ３４８へライン３４６により、また、バルブ コントローラ３５２へライン３５０により送る。通常、ポンプコントローラ３４ ８はポンプ３２４のポンプサイクルを制御し、バルブコントローラ３５２は、バ ルブ３２８を部分的に閉めて出力３５４における望ましい背圧を維持し、ＭＩＳ Ｅ管３０８を一杯に維持することを確実にする。 ＭＩＳＥ管３０８は、その内部に磁界を確立するために種々の構 成のコイルを有するように構成することができる。例えば、図１６では、逆極性 で一体に連結された２つのコイル３６０及び３６２が単一ののこぎり波発生器３ ６４により電圧供給され、のこぎり波発生器３６４は、それぞれ磁界３６６及び ３６８の突然の反転を生じさせる。先に大体述べたように、磁界３６６及び３６ ８は急峻に反転し、それからある時間維持され、その時間は、紫外線フラッシュ ランプ３７０及び３７２と相互に作用してそれらの出力を増加させ、エネルギー の不利を負うことなく低周波数域スペクトラムを伸ばす。ランプ３７０及び３７ ２内でガス又は蒸気原子に磁界を印加することは、紫外線周波数におけるそれら の光子の生成効率を増加させる。 コイル３６０はＭＩＳＥ管３０８の入力端３７４に配置され、強力に有機的ビ ラジカルの方向を狂わせ、緊張を与える。有機的ビラジカルは、高エネルギーの 光子にさらされると常磁性になり、正の磁気感受性を獲得する。常磁性物質は、 ランダムな配向を有する磁気双極子の集合であり、それら磁気双極子は、比較的 強い磁界の存在中では、磁化ベクトルを磁界により定められる。これは、磁束線 を集中させ、それゆえ、浮遊する常磁性の有機ラジカルが磁界に集中する。 高エネルギー光子及び磁束の吸収中には、原子は、通常はそれ以上のエネルギ ー吸収ができないエネルギーレベルまで上昇する。継続的な吸収を得るためには 、エネルギーの弛緩その他の方法を用意し、入カエネルギーレベルが非効率的に 吸収されるようにする必要がある。 内部周囲３８０（図１５）は最大の高エネルギー光子数を有し、それゆえ、正 しく配置された磁界によって、有機的汚染物質はこの領域に集中し、エネルギー 吸収を増加させ、退出する前に露光される時間を増加する。高周波発振器３８１ により高周波振動を加える ことにより磁界を振動させ、切り替えられる交流により磁界を反転させれば、共 鳴吸収の均衡は決して存在せず、継続的な磁化が生じる。活動的な生物学的汚染 物質については、これは航行の混沌を生じさせ、吸収される総エネルギーを再度 増加させる。 好ましくは、ランプ３７０及び３７２のような紫外線発生器への駆動エネルギ ーは、磁界３６６及び３６８の変動に応じて急に変動する。これは、より高いエ ネルギーピークを許容し、それゆえ、ランプ３７０及び３７２のパワーレベルが 超過することなく、より大きな量子の吸収を許容する。ＭＩＳＥ管３０８に磁性 物質を加えることの内在的副作用は、それが三塩基組内で原子を保持し、再結合 による修復をより不可能にすることである。図１７Ａは発生器３６４の出力の拡 大図を示すグラフであり、図１７Ｂは発生器３６４の２つの全サイクルを示す。 コイル３６０及び３６２は模式的に示されているが、通常、コイルは複数回に わたり繰り返し巻かれ、ＭＩＳＥ管３０８の入力端３７４に強力な磁界３６６を 生じさせ、また、ランプ３７０の効率的な出力を保証する。それから、ＭＩＳＥ 管の出口３８２へ向かって、コイル３６２の対向する端部により密に巻かれた部 分３８４及び３８６が構成され、その中心部分３８８は、コイルは広い幅で巻か れ、又は、巻かれていない。これはコイル３６２に沿って望ましい磁束レベルを 維持し、磁束線がコイル３０６からランプ３７２へ延びることを保証する。 図１８には、変形された小型ＭＩＳＥ管４００が示され、それは、紫外線源と してＭＩＳＥ管４００内を同心状に通過する蛍光管４０２を使用する。ＭＩＳＥ 管４００は、例えば、携帯用バッテリー電源システムのように、最小のパワー消 費が望まれる時に使用するように設計される。ＭＩＳＥ管４００は、永久磁石４ ０４及び４０６ を有し、それらはＭＩＳＥ管４００の内部に磁界４０８を確立する。小型コイル ４１０がＭＩＳＥ管４００の出口端４１２に配置され、信号発生器４１４により 時々駆動されて逆磁界４１６を発生させることにより磁界４０８を変更する。 近年の規制は、主として適切な死滅濃度が水中に存在したことの証拠として、 飲料水内に残留塩素の濃度が要求される。しかし、ほとんどの政府の規制により 要求される残留塩素は、清浄システムの下流の水道を侵す生物を死滅させるには 十分ではなく、規制は、脅威とならないと判断される、あるレベルの汚染物質は 許容している。本発明の一つの目的は、規制が変更されて、現在の装置が完全な 死滅をもたらすために存在することが理解されるまで、塩素の使用を避けること にあるが、塩素は加えられなければならない。本発明においては、後に塩素が加 えられることを妨げるものは何も無く、それゆえ、供給水は規制に適合している 。 破壊された生体分子が生存能力のある繁殖性の分子に再結合する機会を除去す るために、破壊された生体分子を希釈することができない場合には、排水流にオ ゾンを加えることができる。紫外線エネルギーの追加とともにオゾンを加えるこ とは、そうしないと「生命の混合物」と呼ばれるものの中で、酸素の分子への結 合を促進し、処理後に制御が行われない条件よりも、細胞の再結合性を非常に可 能性の少ないものとする。 図１９は、混合装置４５０を示し、それは排水に効率的にオゾンを混合する。 処理された排水４５２は、混合装置４５０の入力部４５４に入り、そこで直ちに 、縦柱４５８内の多孔石４５６により生成されたオゾン泡４５５の流れにさらさ れる。オゾン４５５の泡は、一時的に捕獲プレート４５９及び４６０により上方 への流れを阻止され、それらプレート４５９及び４６０は整列していない流体通 路 ４６１及び４６２を有し、循環運動を生じさせる。コイル４６４により発生され た強力な変動磁界４６３によって、その上方で強い振動運動が生じ、コイル６４ ６は、保持シャフト４６８及び４７０上をスライドするトロイダルセラミック磁 石４６６の磁界を援助し、この磁界に対抗する。磁気混合環状磁石の上方の追加 の捕獲プレート４７２及び４７４は、オゾンにより下水の流れが十分に飽和され ることを保証する。垂直に配列されたチューブ４８０は、その入力端４８２が縦 柱４５８内に延びており、排水の流れ中にオゾンポケット４８４を形成して、チ ューブ４８０を通る狭い排水流４５８内で高い濃度のオゾンが混合できるように する。排水流はその後、狭い通路プレート４８６及び４８８の間を通過し、その プレートは、水流４８５を紫外線ランプ４９０及び４９２の間の細い水流４８９ に変換する。紫外線ランプ４９０及び４９２は、吸収されない短波長光を、影を 作ることなく、レンズ４９４及び４９６を通じて水流４８９に提供する。この紫 外線エネルギーは酸素原子の、排水内の破壊分子との促進した結合を生成するた めに使用され、酸化した排水４９８が排出管５００を離れる条件がどのようであ っても、細胞の再結合を極限まで不可能とする。 このように、求められていた全ての目的及び有益性を満たす新規な廃水処理シ ステムが図示及び記述された。本発明の廃水処理システム及びその構成物の多く の変更、代替、変形、及び、他の使用、及び、応用は、添付図面とともに明細書 を考慮すれば通常の当業者にとってより明らかなものとなる。本発明の精神及び 視野から外れない、そのような全ての変更、代替及び変形は、本発明によりカバ ーされるものであり、以下のクレームによってのみ限定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｒ ５０２Ｄ ５０３ ５０３Ｃ ５０４ ５０４Ｂ ５０４Ｅ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水の流路と、 前記流路の入口と、 前記流路の出口と、 前記流路内の前記入口の下流に配置され、前記流路に交差して、細胞質性生物 の細胞膜を破壊するのに十分な強度の電気的ポテンシャルを印加し、ウイルス性 生物の紫外線光に対する防護メカニズムを無能にする衝撃手段と、 前記流路内の、前記衝撃手段より下流、かつ、前記出口より上流に配置され、 防護メカニズムが無能となったウイルス性生物に、致死の周波数及びパワーの紫 外線放射を加えて、前記出口の水を滅菌する滅菌手段と、を備える水滅菌システ ム。 ２．前記衝撃手段は、 前記流路内に、相互に近接し、かつ、間隔をあけて配置された複数の電極と、 前記電極にポテンシャルを与える手段と、を備える請求項１記載のシステム。 ３．前記衝撃手段は、 前記流路内に、相互に近接し、かつ、間隔をあけて配置された複数の電極板と 、 前記電極板にポテンシャルを与える手段と、を備える請求項１記載のシステム 。 ４．前記複数の電極板は、約２５４マイクロメートルから約１２７ マイクロメートル離間している請求項３記載のシステム。 ５．前記滅菌手段は、ハウジングと、紫外線エネルギー源とを備え、 前記ハウジングは、円筒形内面を有し、前記円筒形内面は、前記内面上の紫外 線反射コーティングと、前記内面上の紫外線吸収放射物質と、光子に応答する前 記内面上の紫外線放射物質と、を有し、 前記紫外線エネルギー源は、前記ハウジングと連結され、前記ハウジングを紫 外線エネルギー及び光子により満たし、それにより、前記紫外線エネルギー源、 前記紫外線吸収放射物質、及び、前記紫外線放射物質から致死量の紫外線エネル ギーを内部の前記生物に照射して内部を流れる水を滅菌する請求項１記載のシス テム。 ６．前記滅菌手段は、 前記衝撃手段から、衝撃を与えられたウイルス性生物を含む汚水を受け取るハ ウジング入口と、 滅菌された水が前記ハウジングから出る際に通過するハウジング出口と、を備 え、 前記ハウジング出口に近接する前記円筒形内面は、あらゆるウイルス性生物を 追い払う青色光を発する物質を含む請求項５記載のシステム。 ７．前記滅菌手段は、ハウジングと、紫外線エネルギー源と、を備え、 前記ハウジングは、円筒形内面を有し、前記円筒形内面は、前記内面上の紫外 線反射コーティングと、前記内面上の紫外線吸収放射物質と、を有し、 前記紫外線エネルギー源は、前記ハウジングと連結され、前記ハ ウジングを紫外線エネルギーにより満たし、それにより、前記紫外線エネルギー 源、及び、前記紫外線吸収放射物質から致死量の紫外線エネルギーを内部の前記 生物に照射して内部を流れる水を滅菌する 請求項１記載のシステム。 ８．前記衝撃手段と前記滅菌手段との間に配置され、内部の生物を傷つける音波 エネルギーを生成するキャビテーションチャンバと、 前記衝撃チャンバの上流に配置され、限定された量の水を前記衝撃チャンバ、 前記キャビテーションチャンバ、及び、前記滅菌手段に強制的に送って、致死量 の紫外線照射を確実にするパルスポンプと、を備え、 前記ハウジングは、ハウジングの周りに配置され、前記ハウジング内で、前記 円筒形内面に略平行で迅速に反転する磁界を発生するコイルを備える請求項７記 載のシステム。 ９．前記限定された量の水は、前記衝撃チャンバ、前記キャビテーションチャン バ、及び、前記滅菌手段の水流体積に適合し、それにより水中の全ての生物が、 その細胞膜を破壊するのに十分な強度の電気的ポテンシャルにさらされることを 確実にし、紫外線光に対するウイルス性生物の防護メカニズムを無能とし、致死 量の紫外線放射をウイルス性生物に印加する請求項８記載のシステム。 １０．前記滅菌手段は、 前記紫外線エネルギー源と離間して前記ハウジング内に配置された紫外線セン サと、 水の濁度が増加することにより前記紫外線センサの出力が減少し た時に、前記パルスポンプによる前記限定された量の水を減少させる手段と、を 備える請求項９記載のシステム。 １１．キャビテーションチャンバを備え、前記キャビテーションチャンバは、前 記衝撃手段と前記滅菌手段との間に配置され、第１の周波数の音波エネルギーを 生成して前記システムを共鳴させて前記衝撃手段、前記滅菌手段及び前記キャビ テーションチャンバの清掃を援助し、また、第２の周波数の音波エネルギーを生 成して前記キャビテーションチャンバ内にキャビテーションを発生して内部の生 物を傷つける請求項１記載のシステム。 １２．前記衝撃手段の上流に配置された固形物フィルタと、 前記固形物フィルタの上流に配置された処理タンクと、を備える請求項１記載 の水滅菌システム。 １３．前記滅菌手段は、ハウジングと、紫外線エネルギー源と、を備え、前記ハ ウジングは、円筒形内面を有し、前記円筒形内面は、前記内面上の紫外線反射コ ーティングと、以下のグループから選択される、前記内面上の紫外線吸収放射物 質とを有し： 亜鉛華；ウラン＋弗化リチウム；ホタル石＋ユーロビウム；安山岩＋ユーロビ ウム；正長石＋ユーロビウム；ホタル石；ベニトアイト；亜鉛華；マーガロサナ イト；灰重石；鉄マンガン重石＋弗化リチウム；アリンギット；アルノーゲン； アメジスト；サイエスタイト；ダンビュライト；ダイヤモンド；ドロマイト；ジ ュモルチェ石；クドカンラン石；石膏；ハイドロマグネサイト；クチパイト；微 斜長石；オパール；ピルソナイト；プラムバロファーネ；シンプソナイト；及び 、珪灰石； 前記紫外線エネルギー源は、前記ハウジングと連結され、前記ハウジングを紫 外線エネルギーにより満たし、それにより、前記紫外線エネルギー源、及び、前 記紫外線吸収放射物質から致死量の紫外線エネルギーを内部の前記生物に照射し て内部を流れる水を滅菌する請求項１記載の水滅菌手段。 １４．前記滅菌手段は、ハウジングと、紫外線エネルギー源とを備え、 前記ハウジングは、円筒形内面を有し、前記円筒形内面は、長軸と、前記内面 上の紫外線反射コーティングと、前記内面上の紫外線吸収放射物質と、を有し、 前記紫外線エネルギー源は、前記長軸にほぼ沿うように前記ハウジングと連結 され、前記ハウジングを紫外線エネルギーにより満たし、それにより、前記紫外 線エネルギー源、及び、前記紫外線吸収放射物質から致死量の紫外線エネルギー を内部の前記生物に照射して内部を流れる水を滅菌する請求項１記載の水滅菌シ ステム。 １５．前記滅菌手段は、ハウジングと、高電圧電極と、紫外線エネルギー源とを 備え、 前記ハウジングは、円筒形内面を有し、前記円筒形内面は、前記内面上の紫外 線反射コーティングと、前記内面上の紫外線吸収放射物質と、光子に応答する前 記内面上の紫外線放射物質と、を有し、 前記高電圧電極は、前記ハウジング内に延び、前記円筒形内面と離間し、光子 に応答して前記紫外線放射物質にエネルギーを与え、 前記紫外線エネルギー源は、前記ハウジングと連結され、前記ハウジングを紫 外線エネルギーにより満たし、それにより、光子に応答して前記紫外線エネルギ ー源、前記紫外線吸収放射物質、及び、 前記紫外線放射物質から致死量の紫外線エネルギーを内部の前記生物に照射して 内部を流れる水を滅菌する請求項１記載の水滅菌システム。 １６．前記衝撃手段は、 円筒形内壁面と、入口と、出口と、を有する衝撃ハウジングと、 前記流路内に、前記円筒形内壁面と同心状に配置された少なくとも１つの放射 ディスク電極と、 前記少なくとも１つの放射ディスク電極と前記円筒形内壁面との間に強力な電 界を印加する手段と、を備え、前記少なくとも１つの放射ディスク電極は、前記 円筒形内壁面に近接し、かつ、間隔をおいて配置された外部円筒形電極面を有し 、前記外部円筒形電極面と前記円筒形内壁面は、前記衝撃ハウジングの入口と出 口の間の全ての水流がその間を通過するように配置されている請求項１記載のシ ステム。 １７．前記衝撃手段は、細長いボディを有し、前記ボディは、前記少なくとも１ つの放射ディスク電極の下流で、前記衝撃ハウジングの円筒形内壁面内に同心状 に配置されたボディ円筒面を有し、前記ボディ円筒面は、前記衝撃ハウジング入 口から前記衝撃ハウジング出口へ向かう全ての水流がボディ円筒面と前記円筒形 内壁面との間を流れるように配置され、 前記電界を印加する手段は、前記ボディ円筒面と前記円筒形内壁面との間にも 強力な電界を印加する請求項１６記載のシステム。 １８．前記衝撃手段と前記滅菌手段とを連結する暗い流路と、 前記衝撃手段の上流に配置され、前記衝撃手段及び前記滅菌手段 に限定された量の水を強制的に送って致死量の紫外線照射を確実にするパルスポ ンプと、を備える請求項１記載のシステム。 １９．前記暗い流路内にキャビテーションチャンバを備え、前記キャビテーショ ンチャンバは、第１の周波数の音波エネルギーを生成して前記システムを共鳴さ せて前記衝撃手段、前記滅菌手段及び前記キャビテーションチャンバの清掃を援 助し、また、第２の周波数の音波エネルギーを生成して前記キャビテーションチ ャンバ内にキャビテーションを発生して内部の生物を傷つける請求項１８記載の システム。 ２０．前記滅菌手段の下流に配置され、前記流路内の生物断片がウイルス性生物 に再結合する機会を減少させる、以下のグループから選択される処理手段を備え る請求項１記載のシステム： 冷却貯蔵タンク； 前記流路に赤外線エネルギーを印加する赤外線流路； 前記流路内の生物断片を離隔する希釈手段； オゾンガスを前記流路に混合する手段と、前記流路の前記混合する手段の下流 に配置され、強力な紫外線放射を加える手段と、を有するオゾン使用手段。 ２１．前記滅菌手段の下流に配置され、前記流路内の生物断片がウイルス性生物 に再結合する機会を減じるオゾン処理手段を備え、前記オゾン処理手段は、 オゾンガスを前記流路に導入する手段と、 導入されたオゾンガスを前記流路内の水と混合する手段と、 前記流路内で混合されたオゾンガス及び水に紫外線放射を加える 手段と、を有する請求項１記載のシステム。 ２２．前記滅菌手段の下流に配置され、前記滅菌された水に赤外線エネルギーを 印加して、滅菌された水中の生物断片がウイルス性生物に再結合する機会を減少 させる赤外線流路と、 滅菌された水中のあらゆる生物断片を離間させて、滅菌された水中の生物断片 がウイルス性生物に再結合する機会を減少させる希釈手段と、を備える請求項１ 記載のシステム。 ２３．前記滅菌手段は、前記流路内に直列に配置された複数のＭＩＳＥ管を備え る請求項１記載のシステム。 ２４．生存する有機的汚染物質を含む汚水から、生物を含まない水を生成するシ ステムにおいて、衝撃チャンバと、滅菌チャンバと、を備え、前記衝撃チャンバ は、 汚水のための衝撃チャンバ入口と、 汚水のための衝撃チャンバ出口と、 前記衝撃チャンバ入口及び前記衝撃チャンバ出口の間に配置され、前記衝撃チ ャンバ入口及び衝撃チャンバ出口の間を流れる時に汚水が流れる狭い流路の少な くとも一部を規定する少なくとも第１及び第２の面と、 前記衝撃チャンバの第１及び第２の面に接続され、その間の細胞質性生物の細 胞膜を破壊し、その間のウイルス性生物に衝撃を与えるのに十分な振幅の電気的 ポテンシャルを第１及び第２の面に渡って生じさせて、ウイルス性生物が紫外線 照射エネルギーに対抗する強い防護を準備することを不可能にする高電圧供給部 と、を備え、前記滅菌チャンバは、 前記衝撃チャンバ出口から、衝撃を与えられたウイルス性生物を含む汚水を受 け取るように接続された滅菌チャンバ入口と、 滅菌チャンバから出ていく滅菌された水が通過する滅菌チャンバ出口と、 紫外線反射コーティングと、紫外線吸収放射物質とが形成された内面を有する ハウジングと、 前記ハウジングを紫外線エネルギーによって満たすように配置され、それによ り、前記紫外線エネルギー源、及び、前記紫外線吸収放射物質からの致死量の紫 外線エネルギーを内部の生物に照射して前記滅菌チャンバ出口から流出する水を 滅菌する紫外線エネルギー源と、を備えること。 ２５．前記衝撃チャンバは、近接し、かつ、間隔をおいて配置された複数の電極 板を備え、前記第１及び第２の面は、前記複数の電極板の向き合う面である請求 項２４記載のシステム。 ２６．前記第１及び第２の面は、約２５４マイクロメートルから約１２７マイク ロメートル離れている請求項２５記載のシステム。 ２７．前記衝撃チャンバは、 円筒形内壁面を有するハウジングと、 前記円筒形内壁面から同心状に離間し、前記ハウジング内に配置される少なく とも１つの放射ディスク電極と、 前記少なくとも１つの放射ディスク電極と前記円筒形内壁面との間に強力な電 気的ポテンシャルを印加する手段と、を備え、前記放射ディスク電極は、前記円 筒形内壁面に近接し、かつ、間隔を有して配置された外部円筒形電極面を有し、 前記円筒形電極面と前記円 筒形内壁面は、前記衝撃チャンバ入口から前記衝撃チャンバ出口へ流れる全ての 汚水がその間を流れるように配置されている請求項２４記載のシステム。 ２８．前記衝撃チャンバは、細長いボディを有し、前記ボディは、前記少なくと も１つの放射ディスク電極の下流で、前記ハウジングの円筒形内壁面内に同心状 に配置されたボディ円筒面を有し、前記ボディ円筒面は、前記衝撃チャンバ入口 から前記衝撃チャンバ出口へ向かう全ての水流がその間を流れるように配置され 、 前記電界を印加する手段は、前記ボディ円筒面と前記円筒形内壁面との間にも 強力な電気的ポテンシャルを印加する請求項２７記載のシステム。 ２９．前記細長いボディは、前記放射ディスク電極と一体に形成されている請求 項２８記載のシステム。 ３０．前記滅菌チャンバハウジングは、その上に燐光性紫外線放射物質を有し、 前記滅菌チャンバは、前記燐光性紫外線放射物質にエネルギーを与える手段を備 える請求項２４記載のシステム。 ３１．前記滅菌チャンバは、 衝撃を与えられたウイルス性生物を含む汚水を、前記衝撃チャンバから受け取 るように接続、前記内面近傍で汚水の渦を作るために先端を鋭利にしたハウジン グ入口と、 滅菌された水が前記ハウジングから流出する時に通過するハウジング出口と、 を備え、前記ハウジング出口近傍の前記内面上の前記紫外線吸収放射物質は、あ らゆるウイルス性生物を追い払う青色光 を放射する物質である請求項３０記載のシステム。 ３２．前記紫外線吸収放射物質は、以下のグループから選択される請求項２４記 載のシステム： 亜鉛華；ウラン＋弗化リチウム；ホタル石＋ユーロビウム；安山岩＋ユーロビ ウム；正長石＋ユーロビウム；ホタル石；ベニトアイト；亜鉛華；マーガロサナ イト；灰重石；鉄マンガン重石＋弗化リチウム；アリンギット；アルノーゲン； アメジスト；サイエスタイト；ダンビュライト；ダイヤモンド；ドロマイト；ジ ュモルチェ石；クドカンラン石；石膏；ハイドロマグネサイト；クチパイト；微 斜長石；オパール；ピルソナイト；プラムバロファーネ；シンプソナイト；及び 、珪灰石。 ３３．前記ハウジングは、長軸を有し、前記紫外線エネルギー源はプラズマ源で あり、前記ハウジングに密閉可能に結合され、前記長軸にほぼ沿って延び、前記 ハウジングを紫外線エネルギーで満たし、それにより、前記紫外線エネルギー源 、及び、前記紫外線吸収放射物質から致死量の紫外線エネルギーを内部の生物に 照射する請求項２４記載のシステム。 ３４．前記ハウジングの前記内面は円筒形であり、前記ハウジングは、 前記ハウジングの周りに形成され、前記ハウジング内を流れる電流が反転する と、磁界の急激な反転を生じさせるコイルと、 第１及び第２の端部と、 前記第１及び第２の端部の間に延びる長軸と、 前記ハウジング内で、前記長軸にほぼ沿って延びて配置された高 電圧紫外線反射電極と、を備え、前記高電圧紫外線反射電極は、前記高電圧電極 と前記ハウジングの内面との間に高電圧交播ポテンシャルを加え、前記紫外線吸 収及び反射物質はそれに応答して紫外線エネルギーを発し、前記紫外線エネルギ ー源は、前記第１及び第２の端部に配置された紫外線ランプであり、前記ハウジ ングを紫外線エネルギーで満たし、それにより、前記紫外線エネルギー源、及び 、前記紫外線吸収放射物質から致死量の紫外線エネルギーを内部の生物に照射し て内部を流れる水を滅菌する請求項２４記載のシステム。 ３５．水流からウイルス性微生物を取り除く方法において、 水流内の細胞質性微生物の膜を破壊するのに十分な強度の電気的ポテンシャル を水流に印加して、紫外線エネルギーに対する防護メカニズムを無能にする工程 と、 その後、水流中に残ったウイルス性微生物に致死量の紫外線エネルギーを印加 する工程と、を備えること。 ３６．前記電気的ポテンシャルを印加する工程と、前記致死量の紫外線エネルギ ーを印加する工程との間で、光が微生物に入射することを妨げる工程を有する請 求項３５記載の方法。 ３７．水流を脈動させるように汲み出す工程を有する請求項３６記載の方法。 ３８．前記電気的ポテンシャルを印加する工程と、前記致死量の紫外線エネルギ ーを印加する工程との間で、強力な高周波数の音波エネルギーにより水流にキャ ビテーションを生じさせる工程を有する請求項３６記載の方法。 ３９．前記水流にキャビテーションを生じさせる工程は、水流に、低周波数の清 掃音波エネルギーを印加する請求項３８記載の方法。 ４０．前記致死量の紫外線エネルギーを印加する工程の後、水流を冷却する工程 を有する請求項３９記載の方法。 ４１．水流を冷却する工程の後、水流を活性炭によりろ過する工程を有する請求 項４０記載の方法。 ４２．前記電気的ポテンシャルを印加する工程の前に、水流をろ過して、粒状物 質及び重金属を取り除く工程を有する請求項４１記載の方法。 ４３．前記致死量の紫外線エネルギーを印加する工程の後、水流に赤外線エネル ギーを印加する工程を有する請求項３９記載の方法。 ４４．赤外線エネルギーを印加する工程の後、水流を希釈する工程を有する請求 項４３記載の方法。 ４５．前記致死量の紫外線エネルギーが印加される時に、水流内に残っているウ イルス性微生物に反転磁界を印加する工程を有する請求項３５記載の方法。 ４６．流体の環境内に含まれる汚染物質を処理する分子注入シミュレーテッドエ ミッタ装置において、 第１内面を有するハウジングと、 汚水を受け取るハウジング入口と、 汚水が前記ハウジングから流出する時に通過するハウジング出口と、 前記ハウジングに対して配置され、前記ハウジングをある範囲の波長の紫外線 エネルギーで満たす紫外線エネルギー源と、を備え、前記第１内面は、 その上の紫外線反射物質と、 ある範囲の波長の紫外線を吸収し、異なる範囲の波長の紫外線を放射する少な くとも１つの紫外線吸収放射物質と、を有し、前記ハウジング入口と前記ハウジ ング出口とは、前記第１内面に対して、前記ハウジング入口及び出口の間を流れ るあらゆる水流が前記第１内面にさらされるように配置されていること。 ４７．前記ハウジング出口の近傍で、前記第１内面上に配置され、紫外線エネル ギーの吸収に応答して青色光を放射する少なくとも１つの吸収放射物質を備える 請求項４６記載の装置。 ４８．前記ハウジングの第１内面は、長軸を有する円筒形面であり、前記紫外線 エネルギー源は、前記ハウジングに密閉可能に連結され、前記長軸にほぼ沿って 延びている請求項４６記載の装置。 ４９．前記ハウジングは、 第１及び第２の端部と、 高電圧交播ポテンシャルに応答して他の範囲の波長の紫外線エネルギーを放射 する第２の紫外線放射物質と、 前記ハウジング内で、前記第１の内面から離間して延びる紫外線反射電極と、 前記紫外線反射電極と前記第１内面との間に高電圧交播ポテンシャルを提供す る手段と、を備え、前記紫外線エネルギー源は、前記ハウジングの前記第１及び 第２の端部に配置された一対の紫外線ランプである請求項４６記載の装置。 ５０．前記ハウジング出口の近傍で、前記第１内面上に配置され、紫外線エネル ギーの吸収に応答して青色光を放射する少なくとも１つの吸収放射物質を備える 請求項４６記載の装置。 ５１．前記少なくとも１つの紫外線吸収放射物質は、以下のグループから選択さ れる請求項４６記載の装置： 亜鉛華；ウラン＋弗化リチウム；ホタル石＋ユーロビウム；安山岩＋ユーロビ ウム；正長石＋ユーロビウム；ホタル石；ベニトアイト；亜鉛華；マーガロサナ イト；灰重石；鉄マンガン重石＋弗化リチウム；アリンギット；アルノーゲン； アメジスト；サイエスタイト；ダンビュライト；ダイヤモンド；ドロマイト；ジ ュモルチェ石；クドカンラン石；石膏；ハイドロマグネサイト；クチパイト；微 斜長石；オパール；ピルソナイト；プラムバロファーネ；シンプソナイト；及び 、珪灰石。 ５２．前記ハウジングは、第１及び第２の端部を備え、前記紫外線エネルギー源 は、前記ハウジングの前記第１及び第２の端部に配置された一対の紫外線ランプ を備え、前記ハウジングは、前記ハウジング内で延び、前記一対の紫外線ランプ と相互に作用する少なくとも１の変動磁界を発生する手段を有する請求項４６記 載の装置。 ５３．微生物に衝撃を与えるチャンバにおいて、 衝撃チャンバ入口と、 衝撃チャンバ出口と、 近接し、かつ、間隔をおいて配置された複数のカソード板及びアノード板と、 前記複数のカソード板及びアノード板に接続され、その間の細胞質性生物の細 胞膜を破壊し、その間のウイルス性生物に衝撃を与えるのに十分な振幅の電気的 ポテンシャルを生じさせて、ウイルス性生物が紫外線照射エネルギーに対抗する 強い防護を準備することを不可能にする高電圧供給部と、を備え、前記複数のカ ソード板及びアノード板は、流路が規定される前記衝撃チャンバ入口と前記衝撃 チャンバ出口の間に配置され、狭い通過通路を規定する第１及び第２の面を有す ること。 ５４．前記カソード板及びアノード板は、約２５４マイクロメートルから約１２ ７マイクロメートル離間している請求項５４記載のチャンバ。 ５５．水流内の微生物に衝撃を与えるチャンバにおいて、 水流のための衝撃チャンバ入口と、 水流のための衝撃チャンバ出口と、 円筒形内壁面と、 前記円筒形内壁面と同心状に配置される少なくとも１つの放射ディスク電極と 、 前記少なくとも１つの放射ディスク電極と前記円筒形内壁面との間に強力な電 気的ポテンシャルを印加する手段と、を備え、前記放射ディスク電極は、前記円 筒形内壁面に近接して離間した外部円筒形電極面を有し、前記円筒形電極面と前 記円筒形内壁面は、前記衝 撃チャンバ入口から前記衝撃チャンバ出口へ流れる全ての水流がその間を流れる ように配置されている請求項２４記載のシステム。 ５６．前記衝撃チャンバは、細長いボディを有し、前記ボディは、前記少なくと も１つの放射ディスク電極の下流で、前記円筒形内壁面内に同心状に配置された ボディ円筒面を有し、前記ボディ円筒面は、前記衝撃チャンバ入口から前記衝撃 チャンバ出口へ向かう全ての水流がその間を流れるように配置され、 前記電界を印加する手段は、前記ボディ円筒面と前記円筒形内壁面との間にも 強力な電気的ポテンシャルを印加する請求項５５記載のシステム。 ５７．音波により微生物を苦しませ、洗浄する、水流滅菌施設において有用な装 置において、 チャンバと、駆動手段と、を備え、前記チャンバは、入口、出口、及び、前記 チャンバ内に音波エネルギーを発生させる少なくとも１の圧電装置を備え、前記 駆動手段は、前記圧電装置に接続され、前記圧電装置を高周波で駆動して水流の キャビテーションを作り、前記チャンバ内で微生物を苦しませ、また、前記圧電 装置を低周波で駆動して清掃のために前記入口及び前記出口を共鳴させること。 ５８．流体環境内に含まれる汚染物質を処理するシステムにおいて、 第１内面を有するハウジングと、 汚水を受け取るハウジング入口と、 汚水が前記ハウジングから流出する時に通過するハウジング出口と、 前記ハウジングに対して配置され、前記ハウジングをある範囲の 波長の紫外線エネルギーで満たす紫外線エネルギー源と、 前記ハウジングを通じて、流体環境に含まれる汚染物質を限定された量汲み出 すパルスポンプと、を備え、前記第１内面は、 その上の紫外線反射物質と、 ある範囲の波長の紫外線を吸収し、異なる範囲の波長の紫外線を放射する少な くとも１つの紫外線吸収放射物質と、を有し、前記ハウジング入口と前記ハウジ ング出口とは、前記第１内面に対して、前記ハウジング入口及び出口の間を流れ るあらゆる水流が前記第１内面にさらされるように配置されていること。 ５９．前記ハウジングは、前記ハウジング入口近傍に配置された第１端部と、前 記ハウジング出口近傍に配置された第２端部と、を有し、前記紫外線エネルギー 源は、前記ハウジングの前記第１及び第２の端部に配置された一対の紫外線ラン プを有し、前記システムはさらに、前記ハウジング内に延び、前記紫外線ランプ と相互作用するように延びた少なくとも１の変動磁界を発生する手段を有する請 求項５８記載のシステム。 ６０．前記変動磁界を発生させる手段は、 前記ハウジング入口近傍で前記ハウジングの周りに配置された第１のコイルと 、 前記ハウジング出口近傍で前記ハウジングの周りに配置された第２のコイルと 、 前記第１及び第２のコイルに電流の反転を供給する手段と、を備え、前記電流 の反転を供給する手段は、前記第１及び第２のコイルに、それぞれ、極性が逆の 、変動する第１及び第２の電磁界を発生させる請求項５９記載のシステム。 ６１．前記第１のコイルは前記ハウジングに沿って比較的短い長さ延びており、 前記第２のコイルは、前記ハウジングに沿って、前記第１のコイルに対して長い 距離延びている請求項６０記載のシステム。 ６２．前記第２のコイルは、 前記第１のコイルに近い第１の端部と、 前記ハウジング出口に近い第２の端部と、 前記第１及び第２の端部の間に延びる中心部と、を備え、前記第１及び第２の 端部は、前記中心部よりもコイルの巻き方が密である請求項６１記載のシステム 。 ６３．少なくとも１の変動磁界を発生する手段を有し、前記変動磁界を発生する 手段は、前記ハウジング入口近傍に配置され、前記ハウジング内に磁界を発生す る少なくとも１の永久磁石と、 前記ハウジング出口近傍で、前記ハウジングの周りに配置されたコイルと、 前記コイルに電流パルスを供給し、前記磁界と相互作用して変動電磁界を発生 させ、前記ハウジングを通過する流体環境に含まれる汚染物質を限定された量汲 み出すポンプ動作と同期して変動電磁界を変動させる手段と、を備える請求項５ ８記載のシステム。 ６４．前記ハウジングの第１内面は、長軸を有する円筒形面であり、前記紫外線 エネルギー源は、前記ハウジングに密閉可能に接続され、前記長軸にほぼ沿って 延びている請求項５８記載のシステム。 ６５．前記ハウジングは、 第１及び第２の端部と、 高電圧交播ポテンシャルに応答して、他の範囲の波長の紫外線エネルギーを放 射する第２の紫外線放射物質と、 前記第１内面に沿って、これと間隔を有して配置された紫外線反射電極と、 前記紫外線反射電極と前記第１内面との間に高電圧交播ポテンシャルを提供す る手段と、を備え、前記紫外線エネルギー源は、前記ハウジングの前記第１及び 第２の端部に配置された一対の紫外線ランプである請求項５８記載のシステム。 第