JP2007098217A - Method for generating ultrafine ionized air bubble, generation apparatus and apparatus for treating raw water - Google Patents

Method for generating ultrafine ionized air bubble, generation apparatus and apparatus for treating raw water Download PDF

Info

Publication number
JP2007098217A
JP2007098217A JP2005288760A JP2005288760A JP2007098217A JP 2007098217 A JP2007098217 A JP 2007098217A JP 2005288760 A JP2005288760 A JP 2005288760A JP 2005288760 A JP2005288760 A JP 2005288760A JP 2007098217 A JP2007098217 A JP 2007098217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
treated
pressure
raw water
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005288760A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Watanabe
光弘 渡邉
Tsuneo Ishii
恒雄 石井
Yoshihide Kawaji
吉秀 河二
Hideki Yamaguchi
英輝 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OPT CREATION KK
TEDORI KK
Original Assignee
OPT CREATION KK
TEDORI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OPT CREATION KK, TEDORI KK filed Critical OPT CREATION KK
Priority to JP2005288760A priority Critical patent/JP2007098217A/en
Publication of JP2007098217A publication Critical patent/JP2007098217A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for generating an ultrafine ionized air bubble capable of purifying a large amount of treated water by generating the ultrafine ionized air bubble continuously and in a large amount in raw water to be purified with a simple structure, a generation apparatus, and an apparatus for treating the raw water using the generation apparatus. <P>SOLUTION: The method for generating the ultrafine ionized air bubble by injecting high-pressure water into the flow of the raw water to be treated comprises a first high-pressure water injection hole having a predetermined angle to the flow of the raw water to be treated and also placed in a plural number along the outer periphery of the flow of the raw water to be treated, and a second high-pressure water injection hole placed on the downstream of the first high-pressure water injection hole, having a predetermined angle to the flow of the raw water to be treated and also placed in a plural number along the outer periphery of the flow of the raw water to be treated, wherein the high-pressure water is directly injected into the raw water to be treated from the plurality of first high-pressure water injection holes and second high-pressure water injection holes to generate the ultrafine ionized air bubble in the raw water to be treated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、超微細イオン化気泡発生方法及び発生装置及び該発生装置を用いた原水処理装置に関し、より詳細には、高圧水の噴射及び高磁界の印加を組み合わせ、内部圧力、荷電を持つ超微細イオン化気泡発生方法及び発生装置及び該発生装置を用いた原水処理装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for generating ultrafine ionized bubbles, and a raw water treatment apparatus using the generator, and more particularly, ultrafine having internal pressure and charge by combining high-pressure water jetting and application of a high magnetic field. The present invention relates to a method and apparatus for generating ionized bubbles and a raw water treatment apparatus using the generator.

近年、その高い内部圧力や表面の活性度の高さが、汚濁水の浄化、生体への適用、あるいは化学反応に有効利用できるものとして、超微細イオン化気泡(以下、「ナノバブル」ともいう。)が注目され、例えば、特許文献1及び2に当該ナノバブルの発生方法及び発生装置さらにはナノバブルの利用方法及び装置が提案されている。   In recent years, ultra-fine ionized bubbles (hereinafter also referred to as “nanobubbles”) are considered to have high internal pressure and high surface activity that can be effectively used for purification of polluted water, application to living bodies, or chemical reactions. For example, Patent Documents 1 and 2 propose a nanobubble generation method and generation apparatus, and further a nanobubble utilization method and apparatus.

特許文献1、2に提案されるナノバブル発生方法は、電気分解装置と超音波発生装置を組み合わせたものであり、より具体的には、電気分解装置により発生する酸素やオゾンの気泡を電気分解装置の底部に設けられた超音波発生装置からの超音波振動で圧壊し、微細化し、ナノバブルを発生させるものである。   The nanobubble generation method proposed in Patent Documents 1 and 2 is a combination of an electrolyzer and an ultrasonic generator, and more specifically, oxygen and ozone bubbles generated by the electrolyzer are electrolyzed. It is crushed by ultrasonic vibration from an ultrasonic generator provided at the bottom of the substrate, refined, and generates nanobubbles.

特開2003−334548号公報JP 2003-334548 A 特開2004−121962号公報JP 2004-121962 A

しかしながら、上記従来のナノバブル発生装置でナノバブルを大量に発生させるためには、電気分解装置や超音波発生装置を大型化しなければならないが、それにより装置全体が複雑になるとともに、消費する電力量も増大し、結果として、ナノバブル発生コストが非常に高いものとなる。又、これらの装置は、耐用年数(寿命)もそう長くは期待できず、ランニングコストの観点からも好ましいものではない。したがって、上記従来装置は、例えば、処理量として約10万m/日の大量の廃水を連続的に浄化処理するのには適しているとはいえない。 However, in order to generate a large amount of nanobubbles with the conventional nanobubble generator, it is necessary to increase the size of the electrolysis apparatus and the ultrasonic generator, which complicates the entire apparatus and consumes power. As a result, the cost of generating nanobubbles becomes very high. Further, these devices cannot be expected to have a long service life (life), and are not preferable from the viewpoint of running cost. Therefore, it cannot be said that the above-mentioned conventional apparatus is suitable for continuously purifying a large amount of waste water of about 100,000 m 3 / day as a treatment amount.

一方、近年、いろいろな分野で大量の廃水の浄化処理が求められているところであるが、特に、貨物船やタンカーなどにおいて、空荷のとき喫水を維持するために積み込まれる海水を外国の寄港先で廃棄する場合、この海水の浄化処理が求められている。この場合、当然、時間当たりの処理量が大きいことが望まれる。   On the other hand, in recent years, purification of a large amount of wastewater has been demanded in various fields, but especially in cargo ships and tankers, seawater loaded to maintain drafts when empty is loaded at foreign destinations. In the case of disposal at seawater, this seawater purification process is required. In this case, of course, it is desirable that the processing amount per time is large.

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、簡単な構造で超微細イオン化気泡を浄化処理されるべき原水内で連続的に且つ大量に発生させ、大量の処理水を浄化することができる超微細イオン化気泡発生方法及び発生装置及び該発生装置を用いた原水処理装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to generate ultrafine ionized bubbles with a simple structure continuously and in large quantities in raw water to be purified, and to purify a large amount of treated water. An object of the present invention is to provide an ionized bubble generating method, a generating apparatus, and a raw water treatment apparatus using the generating apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の超微細イオン化気泡発生方法は、高圧水を処理されるべき原水の流れの中に噴射して超微細イオン化気泡発生方法であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第1の高圧水噴射孔、及び該第1の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第2の高圧水噴射孔を少なくとも備え、前記第1の複数の高圧水噴射孔及び前記第2の複数の噴射孔から高圧水を前記処理されるべき原水中に直接噴射して、超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an ultrafine ionized bubble generating method of the present invention is a method of generating ultrafine ionized bubbles by injecting high-pressure water into a flow of raw water to be treated, which is to be treated. A plurality of first high-pressure water injection holes that have a predetermined angle with respect to the raw water flow and are arranged along the outer periphery of the raw water flow to be treated, and downstream of the first high-pressure water injection holes And a plurality of second high-pressure water injection holes disposed at a predetermined angle with respect to the raw water flow to be treated and arranged along the outer periphery of the raw water flow to be treated. The high-pressure water is directly injected from the first plurality of high-pressure water injection holes and the second plurality of injection holes into the raw water to be treated, and ultrafine ionized bubbles are injected into the raw water to be treated. It is characterized by generating.

また、本発明の別の超微細イオン化気泡発生方法は、記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って少なくとも1以上配置し、前記高圧水噴射管の上流に、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置を配置し、該吸引混合により超微細イオン化気泡を発生させ、発生した超微細イオン化気泡を含む高圧水を前記噴射管から前記処理されるべき原水中へ直接噴射して超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする。   In addition, another ultrafine ionized bubble generation method of the present invention includes a high-pressure water jet pipe having a predetermined angle with respect to the raw water flow to be processed, at least along the outer periphery of the raw water flow to be processed. One or more are arranged, and a mixing device that sucks and mixes fluid under atmospheric pressure by jetting high-pressure water from a nozzle is arranged upstream of the high-pressure water jet pipe, and ultrafine ionized bubbles are generated by the suction mixing. The high-pressure water containing the generated ultrafine ionized bubbles is directly jetted from the jet pipe into the raw water to be treated to generate ultrafine ionized bubbles in the raw water to be treated.

さらに、本発明の超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクターは、処理されるべき原水が流れる注水管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第1の高圧水噴射孔、該第1の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第2の高圧水噴射孔を少なくとも含んでいる注水管と、前記注水管と同心状に配置され、注水管との間に空間を形成する外管とを備え、前記空間は、前記第1の高圧水噴射孔及び第2の高圧水噴射孔にそれぞれ連通する第1の室及び第2の室に分割されることを特徴とする。   Furthermore, the high-pressure injector as the ultrafine ionized bubble generating device of the present invention is a water injection pipe through which raw water to be treated flows, and has a predetermined angle with respect to the flow of raw water to be treated. A plurality of first high-pressure water injection holes arranged along the outer periphery of the water pipe, arranged downstream of the first high-pressure water injection holes, and having a predetermined angle with respect to the raw water flow to be treated; A water injection pipe including at least a plurality of second high-pressure water injection holes arranged along the outer periphery of the water injection pipe, and an outer pipe arranged concentrically with the water injection pipe and forming a space between the water injection pipe The space is divided into a first chamber and a second chamber communicating with the first high-pressure water injection hole and the second high-pressure water injection hole, respectively.

また、本発明の別の超微細イオン化気泡発生装置としての高圧ノズル・インジェクターは、処理されるべき原水が流れる注入管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を少なくとも1つ有する注入管と、前記高圧水噴射管の上流に配置され、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置とを備え、前記混合装置で発生した超微細イオン化気泡を有する高圧水を前記噴射管から処理されるべき原水中に直接噴射することを特徴とする。   The high pressure nozzle / injector as another ultrafine ionized bubble generator of the present invention is an injection pipe through which raw water to be treated flows, and has a predetermined angle with respect to the flow of raw water to be treated. An injection pipe having at least one high-pressure water injection pipe, and a mixing device that is arranged upstream of the high-pressure water injection pipe and sucks and mixes fluid under atmospheric pressure by injecting high-pressure water from a nozzle, High-pressure water having ultrafine ionized bubbles generated in a mixing device is directly jetted from the jet pipe into raw water to be treated.

さらに、本発明の原水処理装置は、上記高圧インジェクター及び高圧ノズル・インジェクターにさらに高磁界発生装置を組み合わせたことを特徴とする。また、本発明の原水処理装置は過酸化水素発生装置を備えていてもよい。   Furthermore, the raw water treatment apparatus of the present invention is characterized in that a high magnetic field generator is further combined with the high pressure injector and the high pressure nozzle / injector. The raw water treatment apparatus of the present invention may include a hydrogen peroxide generator.

本発明に係る超微細イオン化気泡発生方法は、上記構成を備えることで、超微細イオン化気泡を連続的に且つ大量に浄化処理されるべき原水中に直接発生させることができる。   The ultrafine ionized bubble generating method according to the present invention can directly generate ultrafine ionized bubbles in raw water to be purified continuously and in large quantities by providing the above configuration.

また、超微細イオン化気泡発生装置は、超微細イオン化気泡を連続的に且つ大量に浄化処理されるべき原水中に直接発生させることができる構成を備えることで、構造が簡単であり、耐用年数を長くすることが可能であり、初期コスト及びランニングコストも低く抑えることが可能となる。   In addition, the ultrafine ionized bubble generator has a structure that can directly generate ultrafine ionized bubbles in raw water to be purified continuously and in large quantities, and thus has a simple structure and a long service life. The length can be increased, and the initial cost and running cost can be kept low.

また、本発明に係る原水処理装置は、上記超微細イオン化気泡発生装置に高磁界発生装置を組み合わせることで、超微細イオン化気泡の活性化をさらに促すことが可能となる。   The raw water treatment apparatus according to the present invention can further promote the activation of the ultrafine ionized bubbles by combining the ultrafine ionized bubble generating apparatus with a high magnetic field generating apparatus.

本発明に係る原水処理装置は、過酸化水素発生装置とさらに組み合わせることで、原水の浄化処理効率を向上させる。   The raw water treatment apparatus according to the present invention is further combined with a hydrogen peroxide generator to improve the purification efficiency of the raw water.

本発明の原水処理装置は、連続且つ大量処理が必要な原水の浄化処理に適している。   The raw water treatment apparatus of the present invention is suitable for purification treatment of raw water that requires continuous and large-scale treatment.

以下、本発明の実施態様に付き、図1乃至図10を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, it will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10 according to embodiments of the present invention.

図1は、本発明の実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置の概略斜視図である。図2は、図1の原水処理装置の概略正面図である。図3は、図1の原水処理装置による原水の浄化方法を説明するための概略系統図である。図4は、図1の原水処理装置に用いる超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。図5は、図4のV−V線に沿う概略断面図であり、高圧水が浄化処理されるべき原水中に噴射されている状態を示す。図6は、図4と同様に図4のV−V線に沿う断面図であり、装置自体の洗浄を行っている状態を示す。図7は図5及び図6に示される状態における流路の形成状態を説明するための図であり、(a)は、図6の状態における流路の形成を示し、(b)は図5の状態における流路の形成を示す。図8は、超微細イオン化気泡発生装置としての高圧ノズル・インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。図9は、高磁界発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。図10は、過酸化水素発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view of a raw water treatment apparatus using an ultrafine ionized bubble generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic front view of the raw water treatment apparatus of FIG. FIG. 3 is a schematic system diagram for explaining the raw water purification method by the raw water treatment apparatus of FIG. 1. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view along the fluid flow direction of a high-pressure injector as an ultrafine ionized bubble generator used in the raw water treatment apparatus of FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 and shows a state in which high-pressure water is injected into raw water to be purified. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 as in FIG. 4 and shows a state where the apparatus itself is being cleaned. 7A and 7B are diagrams for explaining the formation state of the flow channel in the state shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 7A shows the formation of the flow channel in the state of FIG. 6, and FIG. The formation of the flow path in the state is shown. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view along the fluid flow direction of a high-pressure nozzle / injector as an ultrafine ionized bubble generating device. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view along the fluid flow direction of the high magnetic field generator. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view along the fluid flow direction of the hydrogen peroxide generator.

図1乃至図3に示されるように、本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置1は、基本的に、超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクター2及び高圧ノズル・インジェクター4と発生した超微細イオン化気泡(ナノバブル)の活性化を促す高磁界発生装置6を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the raw water treatment apparatus 1 using the ultrafine ionized bubble generator according to the present embodiment basically includes a high pressure injector 2 and a high pressure nozzle as an ultrafine ionized bubble generator. A high magnetic field generator 6 that promotes the activation of the injector 4 and the generated ultrafine ionized bubbles (nanobubbles) is provided.

高圧インジェクター2は、約0.2〜約0.6MPaの圧力を有して圧送されてきた処理されるべき原水内に、約4〜約35MPaの圧力を有する高圧水を直接噴射することで発生するキャビテーションを利用して超微細イオン化気泡を発生させる装置である。   The high-pressure injector 2 is generated by directly injecting high-pressure water having a pressure of about 4 to about 35 MPa into raw water to be treated which has been pumped at a pressure of about 0.2 to about 0.6 MPa. It is an apparatus that generates ultrafine ionized bubbles using cavitation.

本実施態様に係る高圧インジェクター2は、図4乃至図7にその詳細図が示されている。高圧インジェクター2は、概略、処理されるべき原水が流れる高強度注水管(例えば、高圧高密度ポリエチレン製又はSiC等を含む複合管)20、該注水管20の外面に接して円周方向に回動可能な中継管22、該中継管22を覆って中継管22の外側に室25a、25bを形成する外管27を含んでいる。   The high-pressure injector 2 according to this embodiment is shown in detail in FIGS. The high-pressure injector 2 generally has a high-strength water injection pipe (for example, a high-pressure high-density polyethylene or a composite pipe containing SiC) 20 through which raw water to be treated flows, and contacts the outer surface of the water injection pipe 20 in a circumferential direction. A movable relay pipe 22 and an outer pipe 27 which covers the relay pipe 22 and forms chambers 25a and 25b outside the relay pipe 22 are included.

注水管20には、上流側(図4において左側)と下流側(図4において右側)にそれぞれ中継管22の第1の通路23aを介して第1の室25aに連通する第1の噴射孔21a及び中継管22の第2の通路23bを介して第2の室25bに連通する第2の噴射孔21bが形成される。上流側の第1の噴射孔21aは、下流に向かって注水管20の中心線に対してなす傾斜角が鋭角(約45度が好ましい)をなすように開けられ、下流側の第2の噴射孔21bは、中心線に対して略直交するように開けられている。第1の噴射孔21aは、図5に明示されるように、円周方向に等間隔に配置されるとともに、円周方向に互に対向するように複数設けられる。第2の噴射孔21bも同様に等間隔に配置され、且つ互に対向するように複数設けられる。第1の噴射孔21aと第2の噴射孔21bの数は同じであることが好ましいがこれに限られるものではない。また、第1の噴射孔21a及び第2の噴射孔21bは、本実施態様では、それぞれ8孔ずつとなっているが、これに限られることはなく、例えば、4孔から10孔程度形成されていてもよい。さらに、第1の噴射孔21aと第2の噴射孔21bは、円周方向にずれていてもよい。また、本実施態様では、第1の噴射孔21a及び第2の噴射孔21bは、室25aに連通する上流側、室25bに連通する下流側にそれぞれ1列ずつしか形成されていないが、それぞれ複数列に形成されていてもよい。なお、注水管20は、配管8を介して本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生処理装置1を構成するその他の装置に連通する。また、第1の噴射孔21a及び第2の噴射孔21bの直径は、処理されるべき原水の量や水質に応じて、約0.3〜約2mmの間で適宜設定される。   The water injection pipe 20 has a first injection hole communicating with the first chamber 25a through the first passage 23a of the relay pipe 22 on the upstream side (left side in FIG. 4) and downstream side (right side in FIG. 4). A second injection hole 21b communicating with the second chamber 25b through the second passage 23b of the relay pipe 22a and 21a is formed. The first injection hole 21a on the upstream side is opened such that the inclination angle formed with respect to the center line of the water injection pipe 20 toward the downstream forms an acute angle (preferably about 45 degrees), and the second injection on the downstream side. The hole 21b is opened so as to be substantially orthogonal to the center line. As clearly shown in FIG. 5, the first injection holes 21 a are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of first injection holes 21 a are provided so as to face each other in the circumferential direction. Similarly, a plurality of second injection holes 21b are arranged at equal intervals and are provided to face each other. The number of the first injection holes 21a and the second injection holes 21b is preferably the same, but is not limited thereto. Further, in the present embodiment, each of the first injection holes 21a and the second injection holes 21b is eight holes, but the present invention is not limited to this. It may be. Furthermore, the first injection hole 21a and the second injection hole 21b may be shifted in the circumferential direction. Further, in this embodiment, the first injection holes 21a and the second injection holes 21b are formed in only one row each on the upstream side communicating with the chamber 25a and on the downstream side communicating with the chamber 25b. It may be formed in a plurality of rows. The water injection pipe 20 communicates with other devices constituting the ultrafine ionized bubble generation processing apparatus 1 according to the present embodiment via the pipe 8. Moreover, the diameter of the 1st injection hole 21a and the 2nd injection hole 21b is suitably set between about 0.3 to about 2 mm according to the quantity and water quality of the raw | natural water which should be processed.

このように形成、配置されている第1の噴射孔21a及び第2の噴射孔21bから注水管20内を流れる原水に対して、高圧水が直接噴射されることで、管20内でキャビテーションが発生し、気液界面がイオン化された気泡が大量に発生する。イオン化された気泡は、水素イオン(H)及び水酸イオン(OH)を含んでいる。さらに、対向配置されている噴射孔及び前後に配列される噴射孔から噴射される高圧水が発生している気泡に衝突する、あるいは高圧水同士や気泡同士が衝突することで気泡がより微細化され、活性化される。なお、高圧水の圧力は、処理されるべき原水の量や原水の水質などに対応して、約4〜約35MPaの範囲内で適宜設定される。 Cavitation is generated in the pipe 20 by directly injecting high-pressure water to the raw water flowing in the water injection pipe 20 from the first injection hole 21a and the second injection hole 21b formed and arranged in this way. A large amount of bubbles are generated and the gas-liquid interface is ionized. The ionized bubbles contain hydrogen ions (H + ) and hydroxide ions (OH ). Furthermore, the bubbles are made finer by colliding with the bubbles in which the high pressure water injected from the injection holes arranged opposite to each other and the injection holes arranged in the front and rear are collided, or the high pressure water and the bubbles collide with each other. And activated. The pressure of the high-pressure water is appropriately set within a range of about 4 to about 35 MPa in accordance with the amount of raw water to be treated, the quality of the raw water, and the like.

さらに、本実施態様では、噴射孔は、図5に示されるように、法線方向中心に向かって形成されているが、複数の噴射孔を法線に対して同方向に角度をなすように形成してもよい。このように構成することで、高圧水による渦流が形成され、キャビテーションにより発生する気泡の拡散が促進される。   Further, in this embodiment, the injection hole is formed toward the center of the normal direction as shown in FIG. 5, but the plurality of injection holes are angled in the same direction with respect to the normal line. It may be formed. By comprising in this way, the eddy current by high pressure water is formed and the spreading | diffusion of the bubble which generate | occur | produces by cavitation is accelerated | stimulated.

中継管22は、上記したように、該中継管22の内面が注水管20の外面に接するように同心状に配置され、図5に示される第1の位置から図6に示される第2の位置へ、該注水管20の周りに所定角度(約3〜8度)回動可能に設けられている。該中継管22は、セラミックスを含有する高圧高密度ポリエチレン製である。中継管22には、該中継管22が第1の位置にあるとき、注水管20の上流側の第1の噴射孔21aを第1の室25aに連通させる第1の通路23a及び下流側の第2の噴射孔21bを第2の室25bに連通させる第2の通路23bが形成されている。中継管22が第1の位置にあるとき、第1の通路23aは、第1の噴射孔21aと一直線をなし、第2の通路23bは、第2の噴射孔21bと一直線をなすように、それぞれ形成されている。   As described above, the relay pipe 22 is disposed concentrically so that the inner surface of the relay pipe 22 is in contact with the outer surface of the water injection pipe 20, and the second position shown in FIG. 6 from the first position shown in FIG. 5. A predetermined angle (about 3 to 8 degrees) is provided around the water injection pipe 20 to a position. The relay pipe 22 is made of high-pressure high-density polyethylene containing ceramics. When the relay pipe 22 is in the first position, the relay pipe 22 has a first passage 23a that connects the first injection hole 21a on the upstream side of the water injection pipe 20 to the first chamber 25a and a downstream side. A second passage 23b is formed to communicate the second injection hole 21b with the second chamber 25b. When the relay pipe 22 is in the first position, the first passage 23a is aligned with the first injection hole 21a, and the second passage 23b is aligned with the second injection hole 21b. Each is formed.

中継管22は、さらに、その内周面に第1の通路23aと第2の通路23bを連通させる溝24が形成されている。該溝24は、中継管22が第2の位置にあるとき、該通路23a及び23bより上流に配置される配管及び機器を洗浄するときに使用される。すなわち、中継管22が、第1の位置から第2の位置へ回動されると、図6に示されるように、第1の噴射孔21aと第1の通路23a及び第2の噴射孔21bと第2の通路23bは、周方向に位置がずれ、それにより連通状態を断たれる。したがって、例えば、第1の通路23aからの流体は第2の通路23bを通って流れ、第2の通路23bの上流に配置される配管及び機器を逆流し、これらを逆流洗浄することが可能となる。同様にして、第2の通路23bからの流体により、第1の通路23aの上流に配置される配管及び機器を逆流洗浄することができる。なお、中継管22が第1の位置にあるとき、図5及び図7(b)に示されるように、第1の通路23a及び第2の通路23bが、それぞれ第1の噴射孔21a及び第2の噴射孔21bに連通するため、溝24の存在に影響されることなく、室25a及び25bの高圧水が注水管20内に噴出し得る。   The relay pipe 22 is further formed with a groove 24 on the inner peripheral surface thereof for communicating the first passage 23a and the second passage 23b. The groove 24 is used when washing the pipes and equipment arranged upstream of the passages 23a and 23b when the relay pipe 22 is in the second position. That is, when the relay pipe 22 is rotated from the first position to the second position, as shown in FIG. 6, the first injection hole 21a, the first passage 23a, and the second injection hole 21b. The second passage 23b is displaced in the circumferential direction, thereby disconnecting the communication state. Therefore, for example, the fluid from the first passage 23a flows through the second passage 23b, backflows piping and equipment arranged upstream of the second passage 23b, and backwashing them. Become. Similarly, piping and equipment disposed upstream of the first passage 23a can be back-washed with the fluid from the second passage 23b. When the relay pipe 22 is in the first position, as shown in FIGS. 5 and 7B, the first passage 23a and the second passage 23b are respectively connected to the first injection hole 21a and the second injection passage 21a. Since the two injection holes 21 b communicate with each other, the high pressure water in the chambers 25 a and 25 b can be ejected into the water injection pipe 20 without being affected by the presence of the groove 24.

また、本実施態様では、中継管22が設けられているが、該中継管22は省略してもよい。   In this embodiment, the relay pipe 22 is provided, but the relay pipe 22 may be omitted.

ステンレス鋼からなる外管27は、図4に示されるように、注入管20と同心状に配置されるとともに、その上流側及び下流側を閉塞され、注入管20及び中継管22との間に空間を形成している。該空間は、仕切り壁26により分割され、上流側に第1の室25aを、下流側に第2の室25bを形成している。第1の室25a及び第2の室25bは、弁28a、28b及び高圧分岐装置14を介して高圧ポンプ13に連通する(図1、2参照)。このように構成することで、第1の噴射孔21aと第2の噴射孔21bからそれぞれ独立して高圧水を噴射することができる。言い換えれば、第1の噴射孔21a及び第2の噴射孔21bから噴出される高圧水の圧力及び噴出量などを独立して調整、制御することが可能となる。   As shown in FIG. 4, the outer pipe 27 made of stainless steel is disposed concentrically with the injection pipe 20, is closed at the upstream side and the downstream side, and is interposed between the injection pipe 20 and the relay pipe 22. A space is formed. The space is divided by a partition wall 26 and forms a first chamber 25a on the upstream side and a second chamber 25b on the downstream side. The first chamber 25a and the second chamber 25b communicate with the high-pressure pump 13 via the valves 28a and 28b and the high-pressure branching device 14 (see FIGS. 1 and 2). By comprising in this way, high pressure water can be injected independently from the 1st injection hole 21a and the 2nd injection hole 21b, respectively. In other words, it is possible to independently adjust and control the pressure and the amount of high-pressure water ejected from the first injection hole 21a and the second injection hole 21b.

本実施態様では、外管27は、仕切り壁26を介して中継管22と一体に形成され、中継管22と同様に回動可能に形成されている。外管27には、外管27及び中継管22を回動するための把手27aが設けられている。しかしながらこの構成に限られるものではなく、例えば、外管27に円周方向にスリットを設け、該スリットを通して中継管22に一体化された仕切り壁26を介して把手を突出させ、中継管22を回動するようにしてもよい。また、上述したように中継管22が省略された場合は、外管27を回動するようにしなくてもよいし、把手27aも省略できることが理解されるであろう。なお、図4乃至図6において、29a、29bは、水抜き用ドレン配管である。   In the present embodiment, the outer tube 27 is formed integrally with the relay tube 22 via the partition wall 26 and is formed to be rotatable like the relay tube 22. The outer tube 27 is provided with a handle 27 a for rotating the outer tube 27 and the relay tube 22. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, a slit is provided in the outer tube 27 in the circumferential direction, and a handle protrudes through the partition wall 26 integrated with the relay tube 22 through the slit. You may make it rotate. Further, as described above, when the relay pipe 22 is omitted, it will be understood that the outer pipe 27 need not be rotated, and the handle 27a can be omitted. 4 to 6, reference numerals 29a and 29b denote drain pipes for draining water.

次に、高圧ノズル・インジェクター4は、高圧インジェクター2と同様に、処理されるべき原水内に直接高圧水を噴射することで発生するキャビテーションを利用して超微細イオン化気泡を発生させる装置である。   Next, the high-pressure nozzle / injector 4 is an apparatus that generates ultrafine ionized bubbles by utilizing cavitation generated by directly injecting high-pressure water into raw water to be treated, like the high-pressure injector 2.

本実施態様に係る高圧ノズル・インジェクター4は、図8にその詳細図が示されている。高圧ノズル・インジェクター4は、概略、処理されるべき原水が流れる注入管40、該注入管40に固定される噴射管42及び混合装置50を含んでいる。   The high-pressure nozzle / injector 4 according to this embodiment is shown in detail in FIG. The high-pressure nozzle / injector 4 generally includes an injection pipe 40 through which raw water to be treated flows, an injection pipe 42 fixed to the injection pipe 40, and a mixing device 50.

高圧ノズル・インジェクター4は、上記した高圧インジェクター2と比べて、予め高圧水と略常圧(約0.1MPa)の流体とが予め混合装置50で混合される構成を備えている点で大きく異なる。   The high-pressure nozzle / injector 4 is greatly different from the high-pressure injector 2 in that the high-pressure water and the fluid having a substantially normal pressure (about 0.1 MPa) are mixed in advance by the mixing device 50. .

混合装置50は、高圧水を噴出させるノズル51を有する。本実施態様におけるノズル51は、直径約0.3〜約0.7mmの噴射通路52が形成されるセラミック製のボール型ノズルであり、外側をステンレス鋼で補強されている。混合装置50は、ノズル51周囲を取り囲むように形成された流路53及びノズル51前方に形成される混合室54をさらに含み、全体をステンレス鋼で形成されている。混合装置50のノズル51上流は、0.3メッシュのステンレス網で形成されるフィルター46、バルブ及び高圧分岐装置14を介して高圧ポンプ13に接続される(図1、2参照)。また、流路53上流はフィルター48、バルブ47及び水分岐装置15を介し、給水タンク11に接続される(図1、2参照)。   The mixing device 50 has a nozzle 51 that ejects high-pressure water. The nozzle 51 in this embodiment is a ceramic ball type nozzle in which an injection passage 52 having a diameter of about 0.3 to about 0.7 mm is formed, and the outside is reinforced with stainless steel. The mixing device 50 further includes a flow path 53 formed so as to surround the periphery of the nozzle 51 and a mixing chamber 54 formed in front of the nozzle 51, and is entirely formed of stainless steel. The upstream of the nozzle 51 of the mixing device 50 is connected to the high-pressure pump 13 via a filter 46, a valve and a high-pressure branch device 14 formed of a 0.3 mesh stainless steel net (see FIGS. 1 and 2). The upstream of the flow path 53 is connected to the water supply tank 11 via the filter 48, the valve 47, and the water branching device 15 (see FIGS. 1 and 2).

混合装置50がこのように構成されることで、ノズル51から高圧水が噴射されると、流路53を通して常圧、すなわち大気圧下にある流体(本実施態様では、水)が吸引され、混合室54内で高圧水と流体とが混合する。この時、混合室54内で激しくキャビテーションが発生し、高圧インジェクター2と同様に、気液界面がイオン化された超微細な気泡が大量に発生される。   When the mixing device 50 is configured in this way, when high-pressure water is ejected from the nozzle 51, a fluid under normal pressure, that is, atmospheric pressure (water in the present embodiment) is sucked through the flow path 53, The high pressure water and the fluid are mixed in the mixing chamber 54. At this time, cavitation is vigorously generated in the mixing chamber 54 and, like the high-pressure injector 2, a large amount of ultrafine bubbles in which the gas-liquid interface is ionized are generated.

噴射管42は、本実施態様においては、高圧高密度ポリエチレン製の注入管40に対して直交するように、固定金具41を介して注入管40外周壁に開けられた開口部に一方の端部が取り付けられる。噴射管42の他方の端部は、適宜の管継手を介して混合装置50に接続される。なお、噴射管42は、セラミックス製で外側をステンレス鋼で補強されており、高圧水が通る通路の径は、約0.3〜約2mmに設定されることが望ましい。   In the present embodiment, the injection pipe 42 has one end at an opening opened on the outer peripheral wall of the injection pipe 40 via the fixing fitting 41 so as to be orthogonal to the injection pipe 40 made of high-pressure high-density polyethylene. Is attached. The other end of the injection pipe 42 is connected to the mixing device 50 via an appropriate pipe joint. The injection pipe 42 is made of ceramics and is reinforced with stainless steel on the outside, and the diameter of the passage through which high-pressure water passes is preferably set to about 0.3 to about 2 mm.

本実施態様では、噴射管42は、注入管40の中心線に対して直交する方向に取り付けられているが、上記高圧インジェクター2の第1の噴出孔21aのように、下流に向かって注入管40の中心線に対して鋭角をなすように取り付けられてもよい。また、噴出孔21aのように、複数配置してもよいし、さらに、注入管40の法線方向に対して若干傾斜して取り付けてもよい。   In this embodiment, the injection pipe 42 is attached in a direction orthogonal to the center line of the injection pipe 40, but like the first injection hole 21a of the high-pressure injector 2, the injection pipe 42 is directed downstream. It may be attached so as to form an acute angle with respect to the 40 center line. Further, a plurality of nozzles may be arranged as in the ejection holes 21a, or may be attached with a slight inclination with respect to the normal direction of the injection tube 40.

噴射管42からは、注入管40内の原水内に、混合装置50でイオン化された気泡を含む高圧水が噴射され、それにより再度キャビテーションを発生し、イオン化された超微細な気泡を大量に発生させる。   From the injection pipe 42, high-pressure water containing bubbles ionized by the mixing device 50 is injected into the raw water in the injection pipe 40, thereby generating cavitation again and generating a large amount of ionized ultrafine bubbles. Let

本実施態様の高圧ノズル・インジェクター4においては、混合装置50において吸引される常圧の流体として水を使用したが、吸引される流体は、処理されるべき原水であってもよいし、処理内容に対応して酸素や薬剤が溶解した溶液であってもよい。   In the high-pressure nozzle / injector 4 of the present embodiment, water is used as the normal pressure fluid sucked in the mixing device 50. However, the sucked fluid may be raw water to be treated, and the details of the treatment. A solution in which oxygen or a drug is dissolved may be used.

次に、高磁界発生装置6は、処理されるべき原水に磁界をかけ、水分子のクラスターを破壊し、細分化させることでナノバブルの活性度を増大させる装置である。   Next, the high magnetic field generator 6 is a device that increases the activity of the nanobubbles by applying a magnetic field to the raw water to be treated to destroy and subdivide the water molecule clusters.

図9に本実施態様における高磁界発生装置6の詳細が示されている。高磁界発生装置6には、磁界残留磁束密度7000〜24000ガウスの高磁気装置を1又は2個原水流れ方向に沿って配列される。本実施態様では、永久磁石を2個用い、所定の間隔をあけて配列している。   FIG. 9 shows details of the high magnetic field generator 6 in this embodiment. In the high magnetic field generator 6, one or two high magnetic devices having a magnetic field residual magnetic flux density of 7000 to 24000 Gauss are arranged along the direction of raw water flow. In this embodiment, two permanent magnets are used and arranged at a predetermined interval.

本実施態様おける高磁界発生装置6は、概略、通水管60、第1の永久磁石62及び第2の永久磁石64を含んでいる。   The high magnetic field generator 6 in this embodiment generally includes a water pipe 60, a first permanent magnet 62, and a second permanent magnet 64.

通水管60は、高圧高密度ポリエチレン製であり、入口部分61及び出口部分69は円筒状管であり、永久磁石62、64が配置されている部分では、断面矩形状の扁平な角筒状管63として形成される。上流側には、第1の永久磁石62が、下流側には第2の永久磁石64が所定の間隔をおいて配置される。また、図9に示されるように、上流側の第1の永久磁石62は、通水管60の上側をN極、下側をS極となるように、下流側の永久磁石64は、通水管の上側をS極、下側をN極となるように配置する。このN極とS極の配置は、本実施態様に限られるものではなく、逆の配置であってもよい。要は、第1の永久磁石と第2の永久磁石が間隔を置いて配置されるとともに、第1の永久磁石及び第2の永久磁石による磁界の方向が逆になっていればよい。このような構成とするのは、高磁界発生装置6内に流れ込む原水に流れが渦流となっているため、その回転する原水の流れに対して同じ方向に磁界を作用させ、それにより、水分子のクラスターの細分化を促進することが可能となる。又、本実施態様では、永久磁石を用いているが、電磁石で磁界を発生されてもよい。   The water pipe 60 is made of high-pressure high-density polyethylene, the inlet portion 61 and the outlet portion 69 are cylindrical tubes, and a flat rectangular tube having a rectangular cross section in the portion where the permanent magnets 62 and 64 are disposed. 63. A first permanent magnet 62 is disposed on the upstream side, and a second permanent magnet 64 is disposed on the downstream side at a predetermined interval. Further, as shown in FIG. 9, the upstream first permanent magnet 62 has an N pole on the upper side of the water pipe 60 and an S pole on the lower side, and the downstream permanent magnet 64 has a water pipe. Are arranged so that the upper side is the S pole and the lower side is the N pole. The arrangement of the N pole and the S pole is not limited to this embodiment, and may be reversed. In short, it is only necessary that the first permanent magnet and the second permanent magnet are arranged at an interval, and the directions of the magnetic fields generated by the first permanent magnet and the second permanent magnet are reversed. The reason for this structure is that since the flow is a vortex in the raw water flowing into the high magnetic field generator 6, a magnetic field is applied in the same direction to the rotating raw water flow, and thereby water molecules It becomes possible to promote subdivision of the clusters. In this embodiment, a permanent magnet is used, but a magnetic field may be generated by an electromagnet.

通水管60及び第1及び第2の永久磁石62、64は、図9に示されるように、磁気漏洩防止部材66で遮蔽されるとともに、保護管68で覆われる。保護管68も磁気を遮蔽する材料(例えば、SUS404)で形成されることが好ましい。   As shown in FIG. 9, the water pipe 60 and the first and second permanent magnets 62 and 64 are shielded by a magnetic leakage prevention member 66 and covered by a protective pipe 68. The protective tube 68 is also preferably formed of a material that shields magnetism (for example, SUS404).

本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置1は、以上説明した高圧インジェクター2、高圧ノズル・インジェクター4及び高磁界発生装置6を適宜組み合わせることで、処理されえるべき原水内に直接ナノバブルを発生させ、該処理されるべき原水の浄化、殺菌を実行することができる。   The raw water treatment apparatus 1 using the ultrafine ionized bubble generating apparatus according to the present embodiment is configured in the raw water to be treated by appropriately combining the high pressure injector 2, the high pressure nozzle / injector 4 and the high magnetic field generator 6 described above. The nanobubbles can be directly generated in the water to purify and sterilize the raw water to be treated.

本実施態様では、超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置1は、過酸化水素発生装置3をさらに備えている。過酸化水素発生装置3は、水素イオン(H+)及び水酸イオン(OH−)をより大量に発生させるための装置である。   In this embodiment, the raw water treatment apparatus 1 using the ultrafine ionized bubble generation apparatus further includes a hydrogen peroxide generation apparatus 3. The hydrogen peroxide generator 3 is an apparatus for generating a larger amount of hydrogen ions (H +) and hydroxide ions (OH−).

図10に、過酸化水素発生装置3の詳細を示す。図10に示されるように、本実施態様おける過酸化水素発生装置3は、概略、流体が流れる通水管30及び複数のセラミックス・リング33を含んでいる。   FIG. 10 shows details of the hydrogen peroxide generator 3. As shown in FIG. 10, the hydrogen peroxide generator 3 in this embodiment generally includes a water pipe 30 through which a fluid flows and a plurality of ceramic rings 33.

通水管30は、高圧高密度ポリエチレン管であり、ステンレス管31で外周を保護されている。   The water flow pipe 30 is a high-pressure high-density polyethylene pipe, and its outer periphery is protected by a stainless steel pipe 31.

複数のセラミックス・リング33が、通水管30内に該通水管30と適宜の間隔をおいて、互に平行に配列される。複数のセラミックス・リング33は、4本の長軸のボルト34及び複数のナット36を介して井桁状の支持部材35に固定され、通水管30内に配置される。   A plurality of ceramic rings 33 are arranged in the water pipe 30 in parallel with each other at an appropriate distance from the water pipe 30. The plurality of ceramic rings 33 are fixed to a cross-girder-like support member 35 via four long-axis bolts 34 and a plurality of nuts 36, and are arranged in the water conduit 30.

セラミックス・リング33各々は、中心に通水用貫通孔33aが形成されたドーナツ状の板体であり、通水管30の中心線に対して直交するように配置される。 セラミックス・リング33は、例えば、炭酸バリウム、酸化チタン及び酸化アルミニウムからなる混合物を、粘土をバインダーとして、約1000℃〜約1500℃の範囲の温度で焼成されるセラミックス成形体である(詳細は、特開平8−217421号公報など参照)。   Each of the ceramic rings 33 is a donut-shaped plate body in which a water passage through hole 33 a is formed at the center, and is disposed so as to be orthogonal to the center line of the water passage 30. The ceramic ring 33 is, for example, a ceramic molded body obtained by firing a mixture of barium carbonate, titanium oxide and aluminum oxide at a temperature in the range of about 1000 ° C. to about 1500 ° C. using clay as a binder (for details, see (See JP-A-8-217421).

通水管30内に複数のセラミックス・リング33を配置し、通水管30内を加圧水が通過することで、通水管30内で加圧水の乱流が発生し、過酸化水素が生成され得る。したがって、過酸化水素発生装置3は、図1乃至3に示されるように、高圧インジェクター2、高圧ノズル・インジェクター4及び高圧ポンプ13などの下流に配置することが好ましい。なお、過酸化水素発生装置3は、必ずしも配備されている必要はない。   When a plurality of ceramic rings 33 are arranged in the water pipe 30 and the pressurized water passes through the water pipe 30, a turbulent flow of the pressurized water is generated in the water pipe 30 and hydrogen peroxide can be generated. Therefore, the hydrogen peroxide generator 3 is preferably arranged downstream of the high-pressure injector 2, the high-pressure nozzle / injector 4, the high-pressure pump 13, and the like, as shown in FIGS. Note that the hydrogen peroxide generator 3 is not necessarily provided.

以上の各装置を備えた本実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置1の動作について、図1乃至3に戻って説明する。   The operation of the raw water treatment apparatus 1 using the ultrafine ionized bubble generating apparatus according to this embodiment including the above-described apparatuses will be described with reference to FIGS.

本実施態様において処理されるべき原水は、海水である。配管8を通って、ポンプなどにより圧送されてきた海水は、高圧インジェクター2を通過することで、海水内にナノバブルが生成され、浄化が開始される。次に、海水は、過酸化水素発生装置3、高圧ノズル・インジェクター4及び高圧インジェクター2’を通過することで、過酸化水素やナノバブルが追加され、海水の浄化及び殺菌工程を発達させる。続いて、海水は、高磁界発生装置6を通ることで、ナノバブルの活性度を上げ、海水の浄化および殺菌をさらに進行させ、最終的に高圧ノズル・インジェクター4’を通過することで、海水内の洗浄及び殺菌工程を完了する。   The raw water to be treated in this embodiment is seawater. Seawater that has been pumped by a pump or the like through the pipe 8 passes through the high-pressure injector 2, thereby generating nanobubbles in the seawater and starting purification. Next, the seawater passes through the hydrogen peroxide generator 3, the high-pressure nozzle / injector 4 and the high-pressure injector 2 ', so that hydrogen peroxide and nanobubbles are added to develop seawater purification and sterilization processes. Subsequently, the seawater passes through the high magnetic field generator 6 to increase the activity of the nanobubbles, further purifies and sterilizes the seawater, and finally passes through the high-pressure nozzle / injector 4 ′. Complete the cleaning and sterilization process.

供給源からの水道水は、浄化装置10で塩素やカルシウムを除去され、給水タンク11に貯留される。   The tap water from the supply source is dechlorinated by the purifier 10 and stored in the water supply tank 11.

給水タンク11から第1の分岐管82を通って供給される水は、膜ろ過装置12を介して高圧ポンプ13に供給され、高圧水にされる。該高圧水は、過酸化水素発生装置3’、高圧水分岐装置14、14’を介して、高圧インジェクター2、2’及び高圧ノズル・インジェクター4、4’へ供給される。一方、給水タンク11から第2の分岐管84を通って供給される水は、水分岐装置15を介して高圧ノズル・インジェクター4、4’に送られる。   The water supplied from the water supply tank 11 through the first branch pipe 82 is supplied to the high-pressure pump 13 through the membrane filtration device 12 and converted into high-pressure water. The high-pressure water is supplied to the high-pressure injectors 2, 2 'and the high-pressure nozzles / injectors 4, 4' via the hydrogen peroxide generator 3 'and the high-pressure water branching devices 14, 14'. On the other hand, the water supplied from the water supply tank 11 through the second branch pipe 84 is sent to the high-pressure nozzle / injectors 4, 4 ′ via the water branch device 15.

なお、図1、2において、7は、バルブ、9は、バイパス管、16は、制御盤、81は、水位調整用ボールタップ、83は、高圧ポンプ圧力調整用返送管、85は、点検用蓋、87は、高圧ポンプ駆動用モータ、89は、圧力計である。   In FIGS. 1 and 2, 7 is a valve, 9 is a bypass pipe, 16 is a control panel, 81 is a water level adjusting ball tap, 83 is a high pressure pump pressure adjusting return pipe, and 85 is an inspection lid. , 87 are high-pressure pump drive motors, and 89 is a pressure gauge.

以下、処理されるべき原水が海水である超微細イオン化気泡発生処理装置の実施例を示す。本実施例では、上記実施態様に係る超微細イオン化気泡発生処理装置1(図2及び3参照)において、超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクター2、高圧ノズル・インジェクター4及び高磁界発生装置6を備え、高圧インジェクター2’、高圧ノズル・インジェクター4’及び過酸化水素発生装置3、3’が取り除かれた超微細イオン化気泡発生処理装置により海水を処理した。また、本実施例では、処理後の海水を、さらに薬品沈殿やろ過等で処理することも一切行っていない。   Hereinafter, the Example of the ultrafine ionization bubble generation processing apparatus whose raw | natural water which should be processed is seawater is shown. In this example, in the ultrafine ionized bubble generation processing apparatus 1 (see FIGS. 2 and 3) according to the above embodiment, the high pressure injector 2, the high pressure nozzle / injector 4 and the high magnetic field generator 6 as the ultrafine ionized bubble generation apparatus. The seawater was treated by an ultrafine ionized bubble generating treatment device from which the high pressure injector 2 ′, the high pressure nozzle / injector 4 ′ and the hydrogen peroxide generators 3, 3 ′ were removed. Moreover, in the present Example, the seawater after a process is not processed at all by chemical precipitation or filtration.

(実施条件)
送水ポンプ(原水用) 三相交流電源200V 5.5kw/50Hz
吐出量 500L/min 揚程 55m(0.55MPa;5.5気圧)
高圧ポンプ(高圧水用) 三相交流電源200V 1.5kw/50Hz
吐出量 6L/min 揚程 600m(6MPa;60気圧)
海水送水管 内径 φ30mm
高圧インジェクター 第1の噴射孔 個数 5(円周方向72度間隔) 傾斜角45度
第2の噴射孔 個数 5(円周方向72度間隔) 傾斜角90度
各噴射孔の内径 φ0.5mm
高圧ノズル・インジェクター 噴射管 個数 3(円周方向120度間隔)
傾斜角45度
噴射管の内径 φ0.5mm
(Implementation conditions)
Water pump (for raw water) Three-phase AC power supply 200V 5.5kw / 50Hz
Discharge amount 500L / min Lifting height 55m (0.55MPa; 5.5atm)
High-pressure pump (for high-pressure water) Three-phase AC power supply 200V 1.5kw / 50Hz
Discharge amount 6L / min Lifting height 600m (6MPa; 60atm)
Seawater water pipe inner diameter φ30mm
High-pressure injector 1st injection hole Number 5 (circumferential direction 72 degrees interval) Inclination angle 45 degrees
Second injection hole Number 5 (circumferential direction 72 degrees interval) Inclination angle 90 degrees
Inner diameter of each injection hole φ0.5mm
High-pressure nozzle / injector Number of injection pipes 3 (circumferential 120 degree intervals)
Inclination angle 45 degrees
Inner diameter of injection tube φ0.5mm

(原水と処理水の水質分析結果)
分析名称 原水 処理水
水素イオン濃度(16℃)(pH) 7.6 8.3
溶存酸素 (mg/L) 4.4 7.4
生物化学的酸素要求量(mg/L) 1 1未満
化学的酸素要求量 (mg/L) 3.2 0.8
大腸菌群数 (個/L) 37 不検出
大腸菌数 (MPN/100mL) 1,700 2未満
全窒素 (mg/L) 2.3 2.1
全リン (mg/L) 0.19 0.11
一般細菌 (mg/L) 880 不検出
油分(目視確認結果) 原水表面に滴下し 処理直後及びその24時
た油膜が一様に広 間後にも油膜は確認され がった状態を確認 ず、処理水廃棄後の貯水 した。 槽壁にも油分は確認され なかった。
(Results of water quality analysis of raw water and treated water)
Analysis name Raw water Treated water Hydrogen ion concentration (16 ° C) (pH) 7.6 8.3
Dissolved oxygen (mg / L) 4.4 7.4
Biochemical oxygen demand (mg / L) 1 Less than 1 Chemical oxygen demand (mg / L) 3.2 0.8
E. coli group number (units / L) 37 Not detected E. coli number (MPN / 100 mL) 1,700 Less than 2 Total nitrogen (mg / L) 2.3 2.1
Total phosphorus (mg / L) 0.19 0.11
General bacteria (mg / L) 880 Not detected Oil (visual confirmation result) Dropped on the surface of raw water immediately after treatment and 24:00
Even after the oil film was evenly spread, it was not confirmed that the oil film had been confirmed, and the treated water was stored after disposal. No oil was found on the tank wall.

(上記結果の評価)
1. 水素イオン濃度が0.7上がっていることはキャビテーションによる効果があると判断出来る。
2. 溶存酸素濃度3.0mg/L増えていることもキャビテーションによる効果があると判断出来る。
3. 生物化学的酸素要求量及び化学的酸素要求量のいずれの値も減少した。
4. 大腸菌群数は、検出されず、大腸菌数は、99.9%以上の滅菌効果があった。 5. 全窒素、全リンも減少した。
6. 一般細菌も99.9%以上の滅菌効果があった。
7. 油分については、貯水槽に汲み上げた20リットル(L)の原水(海水)表面にミシン油を30滴、滴下し、それを処理したところ、上記の通り、油分消失が目視により確認された。
(Evaluation of the above results)
1. It can be judged that the effect of cavitation has an effect of increasing the hydrogen ion concentration by 0.7.
2. It can be judged that the increase in the dissolved oxygen concentration of 3.0 mg / L is also effective due to cavitation.
3. Both values of biochemical oxygen demand and chemical oxygen demand decreased.
4). The number of coliforms was not detected, and the number of coliforms had a sterilization effect of 99.9% or more. 5. Total nitrogen and total phosphorus also decreased.
6). General bacteria also had a sterilization effect of 99.9% or more.
7). About oil, 30 drops of sewing oil was dripped on the surface of 20 liters (L) of raw water (seawater) pumped into a water storage tank, and when it was processed, as described above, disappearance of the oil was confirmed visually.

本発明の実施態様においては、処理されるべき原水は、海水であるが、本発明の超微細イオン化気泡発生処理装置が対象とする原水は、これに限られるものではなく、どのような流体にも適用可能である。   In the embodiment of the present invention, the raw water to be treated is seawater, but the raw water targeted by the ultrafine ionized bubble generation processing apparatus of the present invention is not limited to this, and any fluid can be used. Is also applicable.

本発明の実施態様に係る超微細イオン化気泡発生装置を用いた原水処理装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the raw | natural water processing apparatus using the ultrafine ionization bubble generator which concerns on the embodiment of this invention. 図1の原水処理装置の概略正面図である。It is a schematic front view of the raw | natural water processing apparatus of FIG. 図1の原水処理装置による原水の浄化方法を説明するための概略系統図である。It is a schematic system diagram for demonstrating the purification method of raw | natural water by the raw | natural water processing apparatus of FIG. 図1の原水処理装置に用いる超微細イオン化気泡発生装置としての高圧インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the flow direction of the fluid of the high voltage | pressure injector as an ultrafine ionization bubble generator used for the raw | natural water processing apparatus of FIG. 図4のV−V線に沿う概略断面図であり、高圧水が浄化処理されるべき原水中に噴射されている状態を示す。It is a schematic sectional drawing in alignment with the VV line | wire of FIG. 4, and shows the state in which the high pressure water is injected in the raw water which should be purified. 図4と同様に図4のV−V線に沿う断面図であり、装置自体の洗浄を行っている状態を示す。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. 4 similarly to FIG. 4, and shows the state which is cleaning the apparatus itself. 図5及び図6に示される状態における流路の形成状態を説明するための図であり、(a)は、図6の状態における流路の形成を示し、(b)は図5の状態における流路の形成を示す。FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining a flow channel formation state in the state shown in FIGS. 5 and 6, wherein FIG. 5A shows the flow channel formation in the state of FIG. 6, and FIG. The formation of the flow path is shown. 超微細イオン化気泡発生装置としての高圧ノズル・インジェクターの流体の流れ方向に沿う概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the flow direction of the fluid of the high pressure nozzle injector as an ultrafine ionization bubble generator. 高磁界発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the flow direction of the fluid of a high magnetic field generator. 過酸化水素発生装置の流体の流れ方向に沿う概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the flow direction of the fluid of a hydrogen peroxide generator.

符号の説明Explanation of symbols

1 原水処理装置
2、2’ 高圧インジェクター
3、3’ 過酸化水素発生装置
4、4’ 高圧ノズル・インジェクター
6 高磁界発生装置
11 給水タンク
12 膜ろ過装置
13 高圧ポンプ
14、14’ 高圧水分岐装置
15 水分岐装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw water processing device 2, 2 'High pressure injector 3, 3' Hydrogen peroxide generator 4, 4 'High pressure nozzle injector 6 High magnetic field generator 11 Water supply tank 12 Membrane filtration device 13 High pressure pump 14, 14' High pressure water branching device 15 Water branching device

Claims (10)

高圧水を処理されるべき原水の流れの中に噴射して超微細イオン化気泡を発生させる超微細イオン化気泡発生方法であって、
前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第1の高圧水噴射孔、及び該第1の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って複数配置される第2の高圧水噴射孔を少なくとも備え、
前記第1の複数の高圧水噴射孔及び前記第2の複数の高圧水噴射孔から高圧水を前記処理されるべき原水中に直接噴射して、超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする超微細イオン化気泡発生方法。
An ultrafine ionized bubble generation method in which high pressure water is injected into a raw water stream to be treated to generate ultrafine ionized bubbles,
A plurality of first high-pressure water injection holes that have a predetermined angle with respect to the flow of raw water to be treated and are arranged along the outer periphery of the flow of raw water to be treated, and the first high pressure Second high-pressure water that is disposed downstream of the water injection hole, has a predetermined angle with respect to the raw water flow to be treated, and is disposed in plural along the outer periphery of the raw water flow to be treated. Including at least an injection hole,
High-pressure water is directly jetted from the first plurality of high-pressure water injection holes and the second plurality of high-pressure water injection holes into the raw water to be treated, and ultrafine ionized bubbles are to be treated. A method of generating ultrafine ionized bubbles, characterized by comprising:
前記高圧水噴射孔は、処理されるべき原水の流れに対する所定の角度が列毎に異なることを特徴とする請求項1に記載の超微細イオン化気泡発生方法。   2. The method of generating ultrafine ionized bubbles according to claim 1, wherein the high-pressure water injection hole has a predetermined angle with respect to a flow of raw water to be treated being different for each row. 高圧水を処理されるべき原水の流れの中に噴射して超微細イオン化気泡を発生させる超微細イオン化気泡発生方法であって、
前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を前記処理されるべき原水の流れの外周に沿って少なくとも1以上配置し、
前記高圧水噴射管の上流に、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置を配置し、該吸引混合により超微細イオン化気泡を発生させ、
発生した超微細イオン化気泡を含む高圧水を前記噴射管から前記処理されるべき原水中へ直接噴射して超微細イオン化気泡を前記処理されるべき原水中に発生させることを特徴とする超微細イオン化気泡発生方法。
An ultrafine ionized bubble generation method in which high pressure water is injected into a raw water stream to be treated to generate ultrafine ionized bubbles,
At least one high-pressure water jet pipe having a predetermined angle with respect to the raw water flow to be treated is disposed along the outer periphery of the raw water flow to be treated;
A mixing device that sucks and mixes fluid under atmospheric pressure by spraying high-pressure water from a nozzle upstream of the high-pressure water spray pipe, generates ultrafine ionized bubbles by the suction mixing,
Ultra-fine ionization characterized in that high-pressure water containing generated ultra-fine ionized bubbles is directly jetted from the jet pipe into the raw water to be treated to generate ultra-fine ionized bubbles in the raw water to be treated. Bubble generation method.
処理されるべき原水が流れる注水管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第1の高圧水噴射孔、該第1の高圧水噴射孔の下流に配置され、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有し、且つ注水管の外周に沿って複数配置される第2の高圧水噴射孔を少なくとも含んでいる注水管と、
前記注水管と同心状に配置され、注水管との間に空間を形成する外管と、
を備え、
前記空間は、前記第1の高圧水噴射孔及び第2の高圧水噴射孔にそれぞれ連通する第1の室及び第2の室に分割されることを特徴とする高圧インジェクター。
A water injection pipe through which raw water to be treated flows, having a predetermined angle with respect to the flow of raw water to be treated, and a plurality of first high-pressure water injection holes arranged along the outer periphery of the water injection pipe The second high-pressure water disposed downstream of the first high-pressure water injection hole, having a predetermined angle with respect to the flow of the raw water to be treated, and a plurality of second high-pressure water disposed along the outer periphery of the water injection pipe A water injection pipe including at least an injection hole;
An outer pipe arranged concentrically with the water injection pipe and forming a space between the water injection pipe,
With
The high-pressure injector is characterized in that the space is divided into a first chamber and a second chamber communicating with the first high-pressure water injection hole and the second high-pressure water injection hole, respectively.
前記第1の高圧水噴射孔と第2の高圧水噴射孔は、処理されるべき原水の流れに対する所定の角度が異なることを特徴とする請求項4に記載の高圧インジェクター。   5. The high-pressure injector according to claim 4, wherein the first high-pressure water injection hole and the second high-pressure water injection hole have different predetermined angles with respect to a flow of raw water to be treated. さらに、前記注水管に対して同心状に、且つその内周面が注水管の外周面に接し、さらに注水管に対して第1の位置から第2の位置へ回転可能に取り付けられる中継管を備え、
該中継管は、前記第1の室に連通する第1の通路及び前記第2の室に連通する第2の通路及び中継管の内周面に該第1の通路および第2の通路を連通させる溝が形成され、
中継管が第1の位置にあるとき、前記第1の通路は前記第1の噴射孔と、前記第2の通路は前記第2の噴射孔に連通し、中継管が第2の位置にあるとき、前記第1の通路と前記第1の噴射孔との連通及び前記第2の通路第2の噴射孔との連通が断たれることを特徴とする請求項4または5に記載の高圧インジェクター。
Further, a relay pipe concentrically with respect to the water injection pipe and having an inner peripheral surface thereof in contact with the outer peripheral surface of the water injection pipe and further rotatably attached to the water injection pipe from the first position to the second position. Prepared,
The relay pipe communicates the first passage and the second passage with the first passage communicating with the first chamber, the second passage communicating with the second chamber, and the inner peripheral surface of the relay pipe. Groove to be formed,
When the relay pipe is in the first position, the first passage communicates with the first injection hole, the second passage communicates with the second injection hole, and the relay pipe is in the second position. 6. The high-pressure injector according to claim 4, wherein communication between the first passage and the first injection hole and communication between the second passage and the second injection hole are interrupted. .
処理されるべき原水が流れる注入管であって、前記処理されるべき原水の流れに対して所定の角度を有する高圧水噴射管を少なくとも1つ有する注入管と、
前記高圧水噴射管の上流に配置され、高圧水をノズルから噴射させることで大気圧下にある流体を吸引混合する混合装置と、
を備え、
前記混合装置で発生した超微細イオン化気泡を有する高圧水を前記噴射管から処理されるべき原水中に直接噴射することを特徴とする高圧ノズル・インジェクター。
An injection pipe through which the raw water to be treated flows, the injection pipe having at least one high-pressure water injection pipe having a predetermined angle with respect to the flow of the raw water to be treated;
A mixing device that is arranged upstream of the high-pressure water injection pipe and sucks and mixes fluid under atmospheric pressure by injecting high-pressure water from a nozzle;
With
A high-pressure nozzle / injector characterized by directly injecting high-pressure water having ultrafine ionized bubbles generated in the mixing device into raw water to be treated from the injection pipe.
請求項4に記載の高圧インジェクター及び請求項8に記載の高圧ノズル・インジェクターを少なくとも備え、
さらに、超微細イオン化気泡を含む処理されるべき原水に高磁界をかけ、超微細イオン化気泡を活性化させる高磁界発生装置を備え、
処理されるべき原水を浄化、殺菌処理することを特徴とする原水処理装置。
At least the high pressure injector according to claim 4 and the high pressure nozzle injector according to claim 8,
Furthermore, a high magnetic field generator is provided that applies a high magnetic field to the raw water to be treated containing ultrafine ionized bubbles and activates the ultrafine ionized bubbles.
A raw water treatment apparatus for purifying and sterilizing raw water to be treated.
さらに、過酸化水素発生装置を備えることを特徴とする請求項8に記載の原水処理装置。   The raw water treatment apparatus according to claim 8, further comprising a hydrogen peroxide generator. 処理されるべき原水は、海水であることを特徴とする請求項8または9に記載の原水処理装置。
The raw water treatment apparatus according to claim 8 or 9, wherein the raw water to be treated is seawater.
JP2005288760A 2005-09-30 2005-09-30 Method for generating ultrafine ionized air bubble, generation apparatus and apparatus for treating raw water Pending JP2007098217A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005288760A JP2007098217A (en) 2005-09-30 2005-09-30 Method for generating ultrafine ionized air bubble, generation apparatus and apparatus for treating raw water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005288760A JP2007098217A (en) 2005-09-30 2005-09-30 Method for generating ultrafine ionized air bubble, generation apparatus and apparatus for treating raw water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007098217A true JP2007098217A (en) 2007-04-19

Family

ID=38025685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005288760A Pending JP2007098217A (en) 2005-09-30 2005-09-30 Method for generating ultrafine ionized air bubble, generation apparatus and apparatus for treating raw water

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007098217A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009028595A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Sharp Corp Treatment apparatus and method using nanobubble-containing magnetically activated water, and nanobubble-containing magnetically activated water manufacturing apparatus
JP2009028666A (en) * 2007-07-27 2009-02-12 Sharp Corp Nanobubble-containing magnetically activated water manufacturing apparatus and method
JP2009034583A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Tedori:Kk Apparatus and method for treating fluid
JP2009079862A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Sharp Corp Cooling method and cooling apparatus
JP2009082813A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Sharp Corp Water treatment method and apparatus
US10219670B2 (en) 2014-09-05 2019-03-05 Tennant Company Systems and methods for supplying treatment liquids having nanobubbles
WO2021220383A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-04 株式会社超微細科学研究所 Ozone-dissolved water production method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009028595A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Sharp Corp Treatment apparatus and method using nanobubble-containing magnetically activated water, and nanobubble-containing magnetically activated water manufacturing apparatus
JP2009028666A (en) * 2007-07-27 2009-02-12 Sharp Corp Nanobubble-containing magnetically activated water manufacturing apparatus and method
JP2009034583A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Tedori:Kk Apparatus and method for treating fluid
JP2009079862A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Sharp Corp Cooling method and cooling apparatus
JP2009082813A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Sharp Corp Water treatment method and apparatus
US10219670B2 (en) 2014-09-05 2019-03-05 Tennant Company Systems and methods for supplying treatment liquids having nanobubbles
WO2021220383A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-04 株式会社超微細科学研究所 Ozone-dissolved water production method
JPWO2021220383A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2089324B1 (en) Ballast water treatment method and apparatus
JP2007098217A (en) Method for generating ultrafine ionized air bubble, generation apparatus and apparatus for treating raw water
EP1900693B1 (en) Ballast water treating apparatus
JP4261955B2 (en) Water purification method and apparatus
KR101466113B1 (en) High efficiency ballast water treatment system using co2 and treatment method thereof
JP2006263505A (en) Water treatment method and apparatus therefor
KR101757766B1 (en) High efficiency ballast water treatment system using co2 and ozone micro-bubbles and treatment method thereof
KR101564244B1 (en) Hybrid ballast water treatment system having pipe type water treatment unit and ozone micro-bubbles unit
WO2005061388A1 (en) Ballast water treatment system
JP2014104373A (en) Pressure type ozone dissolution treatment apparatus
JP5682904B2 (en) High concentration dissolved water generating apparatus and high concentration dissolved water generating system
JP4842895B2 (en) Fluid processing apparatus and fluid processing method
US6966996B2 (en) Method and system for desalinating water
JP2011177693A (en) Gas-liquid mixing apparatus
RU2355648C1 (en) Drinking water preparation plant
US20240001316A1 (en) Method and apparatus to mix gas with a fluid
KR102605069B1 (en) System for sterilizing and purifying sauna bath water or hot water and saving energy therefrom
KR0162543B1 (en) Method of waste water treatment and equipment using thereof
CN217367914U (en) Nano microbubble generator
EP3991832A1 (en) A system and a method for producing a liquid with gas bubbles
US20210094847A1 (en) Apparatus, system and method for magnetic fluid treatment
KR100771658B1 (en) Oxygen of micro bubble grant system within fluid
AU2012203894B2 (en) Ballast water treatment methods and apparatus
JP2007237009A (en) Gas dissolving apparatus
JP2017192914A (en) Raw water treatment device