JP2015110205A - 殺菌処理装置及び殺菌処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理液の殺菌及び抗菌を行うとともに、被処理液中の微小な除去対象物を容易に除去することができ、且つ、従来よりもコストが低減化可能な殺菌処理装置及び殺菌処理方法を提供する。【解決手段】流水管２と、上記流水管に設けられた被処理液の流速を調整するための液体速度調整手段４と、上記流水管に設けられた上流側から下流側に向けて並列する２以上の旋回流発生用固定翼体からなる旋回流逆転部７と、上記旋回流逆転部から供給された被処理液を減圧する減圧部８と、上記液体速度調整手段と旋回流逆転部の間又は旋回流逆転部と減圧部の間の少なくとも１箇所に設けられた気体を供給するための気体供給部３と、上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽９から構成されており、且つ、上記集水槽において、被処理液と接触可能な位置に粘土鉱物１１と重金属１２を配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、殺菌処理装置及び殺菌処理方法に関し、より詳しくは、被処理液中に含まれる細菌類の殺菌及び抗菌を行うとともに、微生物、有機物や金属（カドミウム、ヒ素等）などの微小な除去対象物を凝集させて、容易に浮選除去（除去対象物を気泡に付着させて除去）することのできる殺菌処理装置及び殺菌処理方法に関する。

被処理液中に存在する除去対象物を除去する処理技術は、プールや浴槽などの循環水、海水の淡水化、医療あるいは工業用水の浄化、船舶に搭載されるバラスト水の処理、家畜の汚水処理、家畜用飲用水を得るための井戸水や河川水の浄化処理、水産・農産用の洗浄用水の処理、食品工場の排水処理、沿海漁場のプランクトン等の有害物質除去、水耕栽培用の水処理など種々の分野で行われている。

上記処理技術は、各種のフィルターや限外ろ過膜を用いる装置、あるいは砂ろ過装置など、様々な装置によって行われている。これらの装置において用いられる膜の種類やその孔径、あるいは砂の粒子径は、除去の対象となる目的物のサイズによって選択されることが一般的である。特に、膜技術の進歩によって、微生物、有機物や金属などの微小な除去対象物をろ過分離装置によって除去することが試みられている。

例えば一般的に、動物プランクトンは約５０μｍ以上の大きさであり、植物プランクトンは１０μｍ以上５０μｍ未満の大きさであり、バクテリア類は植物プランクトンより小さく０．１μｍ以上数μｍ程度である。したがって、除去の対象となるプランクトンあるいはバクテリア類にあわせて、その膜の孔径が決定される。より具体的には、孔径２ｎｍ以上２００ｎｍ以下の限外ろ過膜、孔径５０ｎｍ以上１０μｍ未満の精密ろ過膜などが通常用いられる。

またプランクトンや微生物などの微小生物に加えて、被処理液中の鉄などの金属を除去する装置の発明が開発されている(下記特許文献１)。特許文献１に開示の装置は、被処理液中、鉄やマンガンを除去するために中空糸膜として孔径が１μｍ以下０．０３μｍ以上のものが用いられている。
特開２００６−１９２４１８号公報

上記従来技術の示すごとく、除去の対象物の寸法にあわせて、該寸法以下の孔径のろ過膜を用いることによれば、膜分離することは物理的に可能である。しかしながら、除去対象物の寸法が微小になればなるほど、分離膜の孔や砂粒子間の目詰まりが激しく、分離装置の逆洗浄や、分離膜の交換を高い頻度で行わなければならないため、手間及びランニングコストがかかり問題であった。特に、植物プランクトンやバクテリアのように大きさが１０μｍ以下の除去対象物をろ過分離するための分離装置は、一般的にコストが高い上に、洗浄などの手間もかかり、ランニングコストが高かった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、被処理液の殺菌及び抗菌を行うとともに、被処理液中の微小な除去対象物を容易に除去することができ、且つ、従来よりもコストが低減化可能な殺菌処理装置及び殺菌処理方法を提供することを目的とするものである。

第１発明の殺菌処理装置は、
被処理液を供給する流水管と、
上記流水管に設けられた被処理液の流速を調整するための液体速度調整手段と、
上記流水管に設けられた上流側から下流側に向けて並列する２以上の旋回流発生用固定翼体からなる旋回流逆転部と、
記旋回流逆転部から供給された被処理液を減圧する減圧部と、
上記液体速度調整手段と旋回流逆転部の間又は旋回流逆転部と減圧部の間の少なくとも１箇所に設けられた気体を供給するための気体供給部と、
上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽から構成されており、
且つ、
上記集水槽において、被処理液と接触可能な位置に粘土鉱物と重金属を配置していることを特徴とする。

第２発明の殺菌処理装置は、
請求項１記載の発明において、前記気体供給部がインジェクターであることを特徴とする。

第３発明の殺菌処理装置は、
請求項１又は２記載の発明において、前記集水槽に、被処理液を循環するための循環手段を少なくとも１箇所設けたことを特徴とする。

第４発明の殺菌処理装置は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記液体速度調整手段がカスケードポンプ又は渦巻ポンプであることを特徴とする。

第５発明の殺菌処理装置は、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記重金属が繊維形状の少なくとも銅を含有する金属であることを特徴とする。

第６発明の殺菌処理方法は、
被処理液を流水管に通し、
次いで、被処理液を上記流水管に設けられた被処理液の流速を調整するための液体速度調整手段に通し、
次いで、被処理液を上記流水管に設けられた上流側から下流側に向けて並列する２以上の旋回流発生用固定翼体からなる旋回流逆転部に通し、
次いで、上記旋回流逆転部から供給された被処理液を減圧する減圧部に通し、
上記液体速度調整手段と旋回流逆転部の間又は旋回流逆転部と減圧部の間の少なくとも １箇所に設けられた気体供給部から気体を被処理液に供給し、
上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽に通し、
且つ、
上記集水槽において、粘土鉱物と重金属に被処理液を接触させることを特徴とする。

第７発明の殺菌処理方法は、
請求項６記載の発明において、前記気体供給部がインジェクターであることを特徴とする。

第８発明の殺菌処理方法は、
請求項６又は７記載の発明において、前記集水槽において、供給された被処理液を少なくとも１箇所設けられた循環手段により循環することを特徴とする。

第９発明の殺菌処理方法は、
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の発明において、前記液体速度調整手段がカスケードポンプ又は渦巻ポンプであることを特徴とする。

第１０発明の殺菌処理方法は、
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の発明において、前記重金属が繊維形状の少なくとも銅を含有する金属であることを特徴とする。

なお、本発明および本明細書において「上流側」とは、装置内を流れる液体の供給側により近い側を意味し、「下流側」とは、装置内を流れる液体の供給側により遠い側を意味する。

また本発明及び本明細書において「第一旋回流発生用固定翼体」及び「第二旋回流発生用固定翼体」とは、並列する２つの旋回流発生用固定翼体において、より上流側に位置する旋回流発生用固定翼体を第一旋回流発生用固定翼体といい、これに対し下流側に隣り合う２番目の旋回流発生用固定翼体を第二旋回流発生用固定翼体という。また２つを越えて、ｎヶの旋回流発生用固定翼体を備える本発明においては、第二旋回流発生用固定翼体に続いて並列して設置される旋回流発生用固定翼体を、第三、第四・・・・第ｎ旋回流発生用固定翼体という。

第１発明及び第６発明によれば、
液体速度調整手段により加速された被処理液に、気体供給部から気体を供給して旋回流逆転部を通すと、相互に逆方向に旋回する２以上の旋回流発生用固定翼体により、被処理液にねじれのせん断力を与えることができ、さらに微細な気泡を多量に発生することができる。
次いで、被処理液を減圧部で減圧することにより、被処理液に溶存している気体が発生されると共に、旋回流逆転部で発生した気泡が更に微細になる。
次いで、集水槽において、被処理液を重金属に接触させて金属イオンを発生させることにより、被処理液中の細菌類を死滅させ優れた殺菌・抗菌作用を奏する。また、被処理液を粘土鉱物に接触させて該粘土鉱物中の金属から金属イオンを発生させることにより、被処理液中の１０〜１０００ｎｍ程度の微粒子（藻、微生物、カビ、金属等）を凝集し除去することができる。

第２発明及び第７発明によれば、
気体供給部にインジェクターを用いることにより、液体速度調整手段により加圧され、加速状態にある被処理液にも容易に気体を供給することができる。

第３発明及び第８発明によれば、
集水槽に１箇所以上循環手段を設けることにより、被処理液を効率的に集水槽内で循環させて、粘土鉱物及び重金属との接触機会を多くすることができる。

第４発明及び第９発明によれば、
液体速度調整手段にカスケードポンプ又は渦巻ポンプを用いることにより、被処理液を加速させることに加えて、渦巻ポンプのインペラにより被処理液中の気泡をせん断し、該気泡を微細化することができる。

第５発明及び第１０発明によれば、
重金属として、少なくとも銅を含有する金属が繊維形状のものを用いることにより、被処理液と銅の表面との接触面積が大きくなり、多くの銅イオンが発生して、より優れた殺菌・抗菌作用を得ることができる。

本発明の殺菌処理装置の一実施形態を示す概略断面図である。 ２ａは、インジェクターの取り付け方を示す参考図である。２ｂは、インジェクターの仕組みを表す説明図である。 旋回流逆転部の一実施形態を示す概略断面図である。 並列する旋回流発生用固定翼体の一実施態様を示す破断斜視図である。 ５ａは、図４に示す旋回流発生用固定翼体の形成するために用いられる円盤の正面図、５ｂ及び５ｃは図４に示す旋回流発生用固定翼体の正面図である。 本発明に用いられる旋回流発生用固定翼体の異なる実施態様を示す斜視図である。 本発明の殺菌処理装置の実施例を示す概略断面図である。

［本発明殺菌処理装置について］
以下、本発明殺菌処理装置について図を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施態様を示す殺菌処理装置１であって、被処理液が装置内を流れる方向に切断した概略断面図である。

殺菌処理装置１は、矢印Ａの方向に被処理液が流れる流水管２に液体速度調整手段として渦巻ポンプ４が設置されている。
次に、流水管２に気体供給部３が設置されている。
次に、流水管２の内部に、上流側から旋回流発生用固定翼体５が設置され、これに並列して下流側に旋回流発生用固定翼体６が設置されている。この旋回流発生用固定翼体５及び６の領域が旋回流逆転部７となる。
次に、流水管２に気体供給部３が設置されている。
次に、被処理液を減圧するための減圧部８が設けられている。
次に、上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽９が設置されている。該集水層には、供給された被処理液を循環するための循環ポンプ１０を有しており、循環する被処理液と接触可能な位置に粘土鉱物１１と繊維状の銅１２が配置されている。

流水管：
以下に、本発明の殺菌処理装置１の構成についてさらに詳細に説明する。まず殺菌処理装置１における流水管２について説明する。流水管２は、液体の流路を確保するための配水管である。一般的には、断面円形状の樹脂製あるいは金属製のパイプなどであってよいが、形状および材質についてはとくに限定されるものではなく、流れる液体の種類と、所望の流速などを勘案して、適宜設計することができる。

被処理液：
被処理液としては、流水管中を流れることが可能な流動性を示すものであれば特に限定されない。船舶に搭載されるバラスト水、プールや浴槽などの循環水、海水、井戸水、河川水、医療あるいは工業用水、水産・農産用の洗浄用水の処理、家畜の汚水、食品工場の排水、養殖漁業場用水の浄化、沿海漁場のプランクトン等の有害物質除去等が挙げられるが、これに限られるものでなく、殺菌処理、重金属の除去を必要とする液体であればよい。

気体供給部：
気体供給部３では、流水管２を流れる被処理液に気体供給管２３から通ずる気体を供給する。気体供給部３としては、例えば、液体と気体を混合する装置であるインジェクター、気体を微細気泡状にして供給できる多孔質セラミックフィルター、メッシュ状フィルター等が挙げられるが、これに限られるものでない。加速され加圧状態の被処理液に気体を供給するには、気体供給部としてインジェクターを用いるのが好ましい。また、供給される気体としては、オゾン、酸素、空気、二酸化炭素、窒素等が挙げられるが、これに限られるものでない。殺菌効果の高いオゾンが好ましい。
インジェクター２６は、図２（２ａ）に示すように、流水管３にバイパス２５を通して設けられる。インジェクター２６は、ベンチュリ効果を応用したものである。すなわち、流体の流れの断面積を小さくして、流速を大きくすると、圧力が低い部分が作り出される（図２（２ｂ））。この圧力が低くなった部分からの気体Ｄの供給は容易に行うことができる。

本実施例では、気体供給部３は渦巻ポンプ４と旋回流逆転部７との間、旋回流逆転部７と減圧部８との間に設けられているが、何れか一方にのみ設けてもよい。すなわち、気体供給部３は渦巻ポンプ４と旋回流逆転部７の間又は旋回流逆転部７と減圧部８の間の少なくとも１箇所に設けていればよい。

本発明に用いられる被処理液中において、溶存していない気体あるいは溶存量の少ない気体を上記気体供給部から供給し、当該気体の微細気泡を上記液体中に多量に発生させることによって特別の利益を享受する例を下記にいくつか述べる。

たとえば、魚を飼育する水槽の水や、養殖場に流し込まれる水を用い、且つ、気体供給部から供給される気体として酸素あるいは酸素濃度が６０％以上の気体を用いて本発明を実施した場合には、酸素濃度が高く、且つ、その高い酸素濃度が長時間維持される水が水槽や養殖場に提供されるので、魚の飼育において非常に有利である。

また別の例として、被処理液の浄化において、当該被処理液中に生存する好気性菌を死滅させることを目的として本発明の殺菌処理装置を使用することができる。具体的には、本発明において流す液体として未浄化の液体を用い、且つ、窒素、あるいは窒素を６０％以上含有する気体を気体供給部から供給して本発明を実施する。すると、被処理液中に溶存する酸素が、微細化された窒素と置換され、被処理液を窒素リッチの状態にすることができる。しかも、窒素は、微細気泡となっているため、被処理液中から容易に放出されず、長時間被処理液中に溶存するため、被処理液中の好気性菌を充分に死滅させることが可能である。

あるいはまた別の例として、従来、特定の好気性菌を担体に担持させて、そこに被処理液を流すことにより、被処理液中の微生物を当該好気性菌の作用により死滅させる浄化方法が知られているが、このような処理システムを実施する際に、予め本発明の殺菌処理装置を用いて被処理液を酸素の微細気泡で満たしておけば、担体に担持される好気性菌を活性化させることができるので、微生物の死滅作用を向上させることができる。

以上、例示するように、本発明の殺菌処理装置は、選択される液体、および供給される気体の種類によって種々の分野で非常に有利な効果を発揮することができる。しかも、本発明には微細気泡を短時間で多量に発生させることができるため、液体中に含有される気体量を容易に増大させることができるために、一度、本発明の装置を通過させるだけで所望の微細気泡を発生させることも可能であるし、あるいは循環数を従来よりも著しく低減させ処理時間を短縮化することができる。

液体速度調整手段（渦巻ポンプ）：
渦巻ポンプ４では、被処理液がインペラ（羽根車）により圧力が加わり、被処理液が加速される。また、併せて、被処理液に気泡（気体）が含まれている場合には、渦巻ポンプ４のインペラにより被処理液中の気泡がせん断され微細化される。渦巻ポンプ４を調整することにより、被処理液の加減速を自在に行うことができる。本実施例では、液体速度調整手段として、渦巻ポンプを使用しているが、これに限らず、カスケードポンプ（渦流ポンプ）、タービンポンプ、ギアポンプ、ピストンポンプ等の各種ポンプの他、あらゆる種類の液体速度調整手段を用いることができる。インペラを有するポンプが被処理液中の気泡をせん断して微細気泡を発生できるので好ましい。また、カスケードポンプ（渦流ポンプ）は、その構造上、気泡を含んだ被処理液によるインペラの破損が少なく耐久性に優れるため好ましい。尚、被処理液を加速させるために、当該被処理液にかけられる圧力は、所望の被処理液の流速に応じて適宜調整してよいが、一般的には、０．１〜９．８ＭＰａ程度であることが好ましい。

旋回流逆転部：
旋回流逆転部７では、流水管１を流れる被処理液が渦巻ポンプ４により加圧されて流速が増大した状態で、まず旋回流発生用固定翼体５に接触する。旋回流発生用固定翼体５を構成する複数の固定翼は螺旋方向に傾きを有しており、当該固定翼に導かれて、被処理液が螺旋状の方向を示す方向に旋回する。次いで、該方向に旋回する被処理液が、旋回流発生用固定翼体６に接触する。ここで旋回流発生用固定翼体６は、旋回流発生用固定翼体５における固定翼とは、左右逆の螺旋方向に傾きを有する固定翼を備えているため、被処理液は、３６０度反対向きである螺旋状の方向を示す方向に旋回することとなる。

旋回流逆転部を通過する被処理液と微細気泡の発生について、図３を用いてさらに詳細に説明する。被処理液は、上述のとおり液体速度調整手段である渦巻ポンプにより加速されて流速が増大した状態で旋回流発生用固定翼体５における固定翼に接触する。このときの衝突力により、微細気泡が発生する。
次いで、矢印Ｂ方向に旋回する被処理液は、発生する微細気泡を含んで旋回流発生用固定翼体６における固定翼に接触する。この第２回目の固定翼との接触で、液体中に含まれる気体の気泡径をさらに小さくすることができる。

また被処理液は、旋回流発生用固定翼体６における固定翼の傾きに導かれて、流れ方向が矢印Ｂ方向から矢印Ｃ方向、即ち、３６０度逆の方向に旋回することとなるが、この流れ方向の急激な変化により、液体にねじれのせん断力が与えることができ、これによってさらに微細な気泡を多量に発生させることができる。また、旋回流によるせん断力により、水中の微生物を破砕することができる。
その結果、旋回流逆転部を通過した被処理液には、マイクロバブルあるいはナノバブルサイズの微細な気泡が多量に含まれることとなる。当該気泡が、液体中に当初から溶存していた空気などの気体および、気体供給部により供給された気体のどちらをも含み、いずれも非常に微細な気泡径となって被処理液中に溶存する。このように、旋回流逆転部を通過するわずかな時間の間に、通過する被処理液中に多量の微細気泡を発生させることができる。

尚、本発明において「微細気泡」は、固定翼の固定角度や液体の流速などによって、その寸法は調整可能であるが、一般的には、気泡径が１０μｍ〜数百μｍ程度のマイクロバブル、あるいは気泡径が数十ｎｍ〜１０μｍ未満のナノバブル、あるいはこの混合を意味する。これらのサイズの気泡は、数ｍｍ単位の気泡とは異なる物理的、化学的作用を発揮することが知られ、これらの性質を活かして、浄化作用、ごみ付着作用、液体への溶存作用、脱酸素作用（気体置換作用）などの種々の作用を、目的に応じて各技術分野において有用に利用可能である。

旋回流発生用固定翼体：
旋回流発生用固定翼体５及び６は、流水管２を流れる液体の流れ方向を特定の方向に旋回させるためのものであって、螺旋方向に傾きを有する固定翼を複数備えて構成される。ここで固定翼体、あるいは固定翼における「固定」とは、回転するプロペラのように駆動力により自身が回転するものではなく、流水管中に固定されて一定の姿勢を維持することを意味する。このように固定翼体及び固定翼を流水管中に設置することにより、翼を回転させるための駆動力が不要となりエネルギーコストが削減される。また回転する翼に液体を衝突させる場合には、その衝突力によっては翼の破損、破壊などが生じる場合があるが、本発明では、翼が流水管内に固定されているため、そのような心配がない。

本発明における旋回流発生用固定翼体の特徴的な点は、２以上の旋回流発生用固定翼体が流水管中に並列して設けられている点、および、隣り合う２つの旋回流発生用固定翼体に備わる固定翼が互いに左右逆の螺旋方向に傾きを有する点にある。したがって、旋回流発生用固定翼体からなる旋回流逆転部を通過する液体は、略直進的な流れから、まず旋回流となり、次いで必ず一度は逆方向に旋回するよう流れ方向が逆転される。
以上に述べたとおり、本発明における旋回流発生用固定翼体およびこれに備わる固定翼は、液体を旋回方向に導くことができるものであって、且つ、流水管中に固定されるものであれば、特に制限されず、例えば、一般的に知られるプロペラ形状であって、これを流水間内部に固定して設置することで、本発明の旋回流発生用固定翼体とすることができる。また旋回流発生用固定翼体及び固定翼を流水管中に固定する方法はとくに限定されず任意である。尚、１つの旋回流発生用固定翼体における固定翼の枚数は、２枚以上であれば特に限定されない。

好ましい旋回流発生用固定翼体５及び６の一実施態様を図４に示す。図４は、旋回流逆転部７において、旋回流発生用固定翼体５及び６の一実施態様を示すための破断斜視図である。図４に示す旋回流発生用固定翼体５は、４枚の固定翼１３とリング１４から構成されており、４枚の固定翼１３が翼の中心で互いに結合するとともに、それぞれの外縁がリング１４の内壁面に接合されている。そしてリング１４の外壁面が流水管２の内壁面と接合されることによって、旋回流発生用固定翼体５が流水管２の内部に固定されている。４枚の固定翼１３は、それぞれ同方向の螺旋方向に傾きを有しており、通過する液体を図３に示す矢印Ｂ方向に旋回させることができる。一方、旋回流発生用固定翼体６は、４枚の固定翼１５を備えており、固定翼１５がそれぞれ、固定翼１３とは左右逆方向の螺旋方向に傾きを有している以外には、旋回流発生用固定翼体５と同様に構成される。したがって、旋回流発生用固定翼体６は、図３に示すように、ここを通過する液体の流れ方向を矢印Ｂ方向から矢印Ｃ方向に逆転させることができる。

図４に示す旋回流発生用固定翼体５および６は、たとえば図５ａに示すように、液体の流速に耐え得る金属製の円盤１７を用い、この円盤１７の外周から円中心方向に向けて４本の切り込み１８を入れたものを用いて構成することができる。かかる態様の場合には、隣り合う切り込み１８間における領域が固定翼１３あるいは１５に相当する。即ち、この切り込み１８間における領域面が所望の角度の螺旋状に傾斜するようにねじることによって所望の角度を備える固定翼１３あるいは固定翼１５を形成することができる。

図５ｂは、円盤１７を用いて形成した旋回流発生用固定翼体５であって、図４に示す旋回流発生用固定翼体５の正面図であり、切り込み１７間をねじって形成した４枚の固定翼が翼の中心で連続しており、且つ固定翼の外縁はリング１４の内壁面に溶接され、またリング１４の外壁面は流水管２の内壁面に接合し固定されて構成されている。また図５ｃは、図４に示す旋回流発生用固定翼体６の正面図であり、切り込み１８間の領域のねじり方向を、固定翼１３とは反対の螺旋状に傾斜したこと以外は、旋回流発生用固定翼体５と同様に構成される。尚、図示はしないが、上述のとおり円盤を用いて旋回流発生用固定翼体を形成するかわりに、固定翼用の独立の翼を所望の数だけ予め作成し、互いの中心部分において溶接して一体化するとともに、それぞれの翼の外縁をリングの内壁面に溶接することで旋回流発生用固定翼体を作成してもよい。

また本発明の旋回流発生用固定翼体の異なる実施態様を図６に示す。図６ａは、流水管２の内壁面に固定される独立の固定翼１９を複数有する旋回流発生用固定翼体５を示す斜視図である。上記独立の固定翼１９は、それぞれ同方向であって螺旋状に傾斜する姿勢で円周方向に整列し、且つその外縁が流水管２の内壁面に固定されることによって旋回流発生用固定翼体５を構成している。また図６ｂは、流水管２の内壁面に固定される独立の固定翼２０を複数有する旋回流発生用固定翼体６を示す正面図であって、図６ａに示す固定翼１９の螺旋状の傾斜とは左右反対側に傾斜させた固定翼２０により構成されること以外は、旋回流発生用固定翼体５と同様に構成される。上述するように、本発明に用いられる旋回流発生用固定翼体は、その形状、構成について特に限定されるものではなく、当該旋回流発生用固定翼体を通過する液体を旋回するよう導くための固定翼を備えていればよい。

尚、上記説明では、いずれも、２つの並列する旋回流発生用固定翼体を用いた旋回流逆転部を例に説明したが、当該記載は本発明において３つ以上の旋回流発生用固定翼体を並列して使用することを除外する趣旨ではない。本発明において旋回流発生用固定翼体の数は、２以上であって任意である。ただし、隣り合う旋回流発生用固定翼体において、これに備わる固定翼の傾斜が、互いに逆の螺旋方向に傾きを有するよう構成されることが重要である。これによって、液体の流れ方向を３６０度逆に旋回させることができ、このとき液体にねじれのせん断力を与えることができるからである。

本発明における固定翼は、上述のとおり、隣り合う旋回流発生用固定翼体において液体が逆向きに旋回するように、互いに左右反対の螺旋状の傾きを備えていることが重要であり、傾きの具体的な角度は、適宜設計してよい。ただし、隣り合う旋回流発生用固定翼体において、上流側に位置する第一の旋回流発生用固定翼体および下流側に位置する第二の旋回流発生用固定翼体に液体が衝突するときの衝撃力をより有利に得るためには、第一の旋回流発生用固定翼体のピッチが、第二の旋回流発生用固定翼体のピッチ以上であることが好ましい。

ここで本発明において、「旋回流発生用固定翼体のピッチ」とは、旋回流発生用固定翼体に接触した液体の旋回流が、一旋回において下流方向に進む距離を意味する。即ち、ピッチを大きく設計したい場合には、各固定翼を流水管の流路方向に対して水平方向側に傾かせて固定させ、またよりピッチを小さく設計する場合には、各固定翼を流水管の流路方向に対して垂直方向側に傾かせて固定させればよい。換言すると、ピッチを大きく設計した場合には、固定翼と液体とが接触するときの抵抗力が小さくなり、液体は、ゆるく螺旋を描きながら一旋回する間により大きい距離を流れ、一方、ピッチを小さく設計した場合には、固定翼と液体とが接触したときの抵抗力が大きくなり、螺旋を一旋回する間に流れる距離が小さくなる。

減圧部：
減圧部８は、流水管の内径を上流側から下流側にかけて拡大して設ける。旋回流逆転部７から加速され加圧された状態で流入する被処理液が、内径の小さな流水管に入り、拡大していく流水管を通ることにより、減圧される。被処理液が減圧されることにより、被処理液に溶存している気体が発生されると共に、旋回流逆転部７で発生した気泡が更に微細になる。

集水槽：
集水槽９には、側面部に循環手段として、循環ポンプ１０を有する循環路２２を設け、減圧部８から流入する被処理液を集水槽９内で循環させる。なお、減圧部から供給される被処理液が、集水槽内を循環するのに充分な流速を有している場合は、循環手段（循環ポンプ）を設けなくてもよい。また、集水槽９内に、繊維状の銅１２を配置して、循環する被処理液と接触させるように構成する。繊維状の銅は被処理液との接触面積が大きく、銅イオンが被処理液に溶出し、被処理液中の細菌類を死滅させ優れた殺菌・抗菌作用を奏する。さらに、集水槽９内に、粘土鉱物１１を配置して、循環する被処理液と接触させるように構成する。係る接触により、被処理液中の１０〜１０００ｎｍ程度の微粒子（藻、微生物、カビ、金属等）を凝集し除去することができる。なお、銅と粘土鉱物は、循環する被処理液と接触可能であれば、集水槽中の如何なる部分に設けることができる。

循環手段：
本実施例では、循環手段として、循環ポンプ１０を有する循環路２２を設けている。本発明では、循環手段は、集水槽に少なくとも１箇所設ける。循環ポンプ１０は、被処理液を集水槽内で循環させることができればよく、例えば、渦巻ポンプ、カスケードポンプ（渦流ポンプ）、タービンポンプ、ギアポンプ、ピストンポンプ等が挙げられる。また、循環手段の設置箇所は、本実施例では集水槽９の側面部に設けているが、被処理液を集水槽内で循環させることができればどこに設けてもよい。他の循環手段としては、被処理液を迂回させるため循環路が挙げられる。被処理液中に含まれる微細気泡は、気泡径が非常に小さく、気泡体積が微細であるため、被処理液中に浮上せずに長く滞在し続ける。そこで、循環手段により、微細気泡に除去対象物を含んだ被処理液を循環し上昇させて、配水管２１から浮選除去する。また、被処理液を集水槽９内で循環させることにより、粘土鉱物１１と銅１２との接触機会を多くすることができる。
配水管２１から浮選除去された被処理液は、そのまま廃棄してもよいが、フィルター等の除去手段２７を通して、除去対象物を除いた後に、渦巻ポンプ４の上流側の流水管２に戻して、再び本発明殺菌処理装置１で殺菌処理を行うこともできる。
殺菌処理した被処理液は、配水管２４を通して、次工程へ移るが、配水管２４に有害金属処理手段２８を設けてもよい。有害金属処理手段を設けると、被処理液を更に純度の高いものとすることができ好ましい。有害金属処理手段としては、メッシュ状フィルター、不織布フィルター、重金属吸着剤含有フィルター等の各種フィルターの他、有害金属を除去する手段であれば特に限定されない。

重金属（銅）：
本実施例では、重金属として繊維状の銅１２を用いている。繊維の径は、１ｍｍ以下である。好ましくは、２０〜１５０μｍ程度である。更に好ましくは、８０μｍ程度である。有効な接触面積を確保すると共に、被処理液との接触に耐え得る強度を有するためである。さらに、繊維状の銅は、綿状にすると、有効な接触面積及び接触に耐え得る強度を確保する上で、より好ましい。また、被処理液との接触面積が大きくなる形状であれば、繊維状のものに限られない。他の形状としては、粉末状、メッシュ状のもの等が挙げられる。重金属としては、金属イオンが発生して殺菌作用を有するものが用いられる。例えば、銅、銀、水銀、金、鉛、白金、ニッケル、クロム、アルミニウム、スズ、亜鉛、鉄等が挙げられる。殺菌力の強い銅を少なくとも含有する金属が好ましい。例えば、純銅、黄銅（真鍮）、高鋼合金、青銅、銅ニッケル合金等が挙げられる。

粘土鉱物：
粘土鉱物１１は、一般的に粘土鉱物として理解されるものであれば、適宜選択して使用することができる。より詳しく述べると、本発明において粘土鉱物とは、粘土成分が、地中において非常に高い熱や圧力を受けて生じた無機成分の結晶質を主とする化合物を意味する。上記粘土鉱物としては、層状珪酸塩鉱物が一般的である。該層状珪酸塩鉱物は、ケイ素と酸素とからなる四面体（Ｓｉ−Ｏ四面体）の二次的なつながりによりなる四面体シートと、これにさらに種々の酸化金属が結合してなる八面体シートとから主として構成される。上記四面体に結合する金属は、アルミニウム、マグネシウム、鉄、カリウムなどさまざまである。これらの金属は一般的に金属酸化物の形で粘土鉱物内に存在する。粘土鉱物は、形成される環境やその土地の土壌成分によってその組成が決定されるため、同じ族として分類されるものであっても、その組成の種類は非常に多岐にわたっている。

本発明における粘土鉱物のより具体的な例としては、高陵石（カオリナイト）、スメクタイト、モンモリロナイト、絹雲母（セリサイト）、イライト、海緑石（グローコナイト）、緑泥石（クロライト）、角閃石、滑石（タルク）、沸石（ゼオライト）、稚内層珪質頁岩、珪藻土などを挙げることができる。

本発明において、被処理液が粘土鉱物に接触することにより、該被処理液中に存在する微小な除去対象物が凝集する機構は明らかではない。しかしながら本発明者らは、上記凝集は、粘土鉱物中に含まれる金属成分が被処理液中にイオンの状態で溶出し、この金属イオンの電荷に周囲の微小な除去対象物が引き寄せられて生じる現象であり、また金属イオンを核として形成された凝集体の表面の電荷とは反対の電荷（即ち、上記核と同じ電荷）を有する微小な除去対象物がさらに引き寄せられ、二次的な凝集も起こり得ると推察している。また、上記二次的な凝集に続き、同様に、凝集体表面の電荷をとは反対の電荷の微小な除去対象物が該凝集体表面に引き寄せられる三次的、四次的な凝集も起こり得ると推察される。

したがって、本発明の実施において観察される「凝集」は、粘土鉱物の組成成分として含まれる正又は負の電荷を有する金属イオンである核と、上記核と反対の電荷を有する被処理液中の微小な除去対象物とがファンデルワールス力により結合する現象であると推察され、また、これにより形成された凝集体表面における電荷と反対の電荷を有する微小な除去対象物が該凝集体の表面にさらにひきつけられて結合する現象も上記凝集に含まれるものとの思われる。

上記観点から、特に、核となる金属イオンとしては、電荷の大きいアルミニウムイオンが望ましい。したがって、種々ある粘土鉱物の中でも、アルミニウムを含有する粘土鉱物が本発明に用いられることが望ましい。アルミニウムを含有する望ましい粘土鉱物の例としては、例えば、緑泥石、高陵石（カオリナイト）、モンモリロナイト、絹雲母（セリサイト）、海緑石（グローコナイト）、角閃石、沸石（ゼオライト）、スメクタイト、稚内層珪質頁岩、珪藻土などを挙げることができる。

またさらに、本発明者らの研究により、カリウムを組成に有する粘土鉱物が、微小な除去対象物を凝集させる効果が高いという知見を得た。特に、上述する凝集の作用の高いアルミニウムをその組成に含む粘土鉱物に、さらにカリウムを組成成分として含む粘土鉱物は、非常に良好な凝集作用を発揮するということがわかった。現在のところ、かかるメカニズムは明らかではない。ただし、天然物中に存在するカリウムは、カリウム―３９、カリウム―４０、カリウム―４１の核種が混合して存在しており、上記異なる核種のうちカリウム―４０は、存在比率は非常に僅かであるが、放射性同位元素であり、コバルト―６０よりも高いガンマ線を放射することが知られている。本発明者らは、このカリウム―４０より放射されるガンマ線による励起作用により、粘土鉱物から被処理液中へ溶出した金属イオンが活性化されイオン交換効率が高まり、この結果、粘土鉱物から金属イオンが活発に溶出されてこれが核となり、被処理液中の微小な除去対象物の凝集性が高められているのではないかと推察する。

上述する本願発明における粘土鉱物として、種々の粘土鉱物の例を挙げたが、本発明者らの検討により、特に緑泥石を用いることによって本発明の趣旨とする被処理液中の微細な除去対象物の凝集が効果的に行われることがわかった。

緑泥石は、一般的に片状または板状の形態を示し、単斜晶系の結晶構造をなすことを特徴とし、へき開が一方方向に顕著な粘土鉱物であり、地下で岩漿（Ｍａｇｍａ〜気圧３０００、温度２５００度、酸素のない状態）の状態で溶融しており、変成作用を受けた後に再結晶してできた変成岩である。特に、低温で生じた変成岩に多く含まれる。また黒雲母、輝石、角閃石、カンラン石などが変質を受けると緑泥石が生じる場合もある。緑泥石の色は、一般的に緑色であるが、無色、淡褐色、黄色のこともある。また多色性は弱い。その光学的性質は、光学性が二軸性であって、また屈折率は、α＝１．５７〜１．６７、β＝１．５７〜１．６９、γ＝１．５７〜１．６９であり、複屈折率が０．０００〜０．０２００であることが知られる。

また緑泥石と分類される粘土鉱物であっても、その化学組成は非常に多岐に及んでおり、１つの化学組成で特定できるものではないが、緑泥石と分類されるものは一般的にアルミニウムを組成に有するものは多いことが１つの特徴である。アルミニウムを組成中に有する緑泥石の化学組成式の例としては、
（Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ）_６（Ｓｉ、Ａｌ）_４Ｏ_１０（ＯＨ）_６
あるいは、
（Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ）_１２（Ｓｉ、Ａｌ）_８Ｏ_２０（ＯＨ）_１６
などが挙げられる。上記化学組成式は、緑泥石と分類されるもののごく一例であって、核成分の組成比率が異なるもの、あるいはまた上記金属であるアルミニウム、マグネシウム、鉄の一部または全部に替えて、カリウム、カルシウム、マンガン、チタンなどの他の金属成分が含有されるものも存在する。例えば、上述する化学組成式に類する組成の緑泥石であってカリウムなどの他の金属を含有する場合には、アルミニウムなどの金属の一部と入れ替えでカリウムイオンが含有される場合があると思われる。

尚、上述のとおり、粘土鉱物中に存在し得るカリウムの一部であるカリウム―４０は、他の金属イオンを活性化して、そのイオン交換効率を高める働きが期待されるところ、緑泥石でも、カリウムがその組成に含まれるものが存在し、かかるカリウムを組成中に含有する緑泥石は、本発明における粘土鉱物として非常に好ましく用いられる。

本発明に用いられる粘土鉱石は、上述において具体的に例示するような粘土鉱物、特にアルミニウムあるいはさらにカリウムをその組成に有する１種の粘土鉱物、あるいは２種以上の粘土鉱物を組み合わせて用いることができる。中でも、緑泥石が５０重量％以上１００重量％以下の割合で含まれていることが好ましい。また用いられる緑泥石としては、その組成中に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を５％重量濃度以上含有していることが望ましく、８％重量濃度以上有していることがより望ましい。またさらに、緑泥石の組成中に、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）が、０．５％重量濃度以上含有されていることが望ましく、０．７％重量濃度以上含有されていることがより望ましく、９％重量以上含有されていることが特に望ましい。尚、本発明においていう組成物の濃度（％）は、蛍光Ｘ線分析によって得られる各組成の濃度を意味する。

緑泥石が５０重量％以上１００重量％未満の場合には、該緑泥石と、他の任意の１種の粘土鉱物あるいは他の任意の２種以上の粘土鉱物の組合せで、本発明の粘土鉱物を構成することができる。他の任意の粘土鉱物としては、その粘土鉱物特有の作用や入手の容易さ、コストなどの種々の事情を勘案して適宜選択される。例えば、スメクタイト、ゼオライト、稚内層珪質頁岩、珪藻土などの粘土鉱物は、金属イオン発生量の点で緑泥石には劣るものの、被処理液中の微細な除去対象物の吸着効果が高いので、これらの粘土鉱物と緑泥石との組合せは好ましい組合せの１つとして挙げられる。またゼオライトは、被処理液中のカドミニウムイオンや銅イオンなどの重金属イオン、あるいはアンモニウムイオンなどの吸着力が高いという特有の作用が知られる。したがって、本発明において被処理液中の微細な除去対象物を凝集させて除去するという機能に加えて、被処理液中の重金属イオンやアンモニウムイオンを吸着除去するという機能を付加させたい場合には、緑泥石とゼオライト、稚内層珪質頁岩又は珪藻土とを用いて本発明における粘土鉱物を構成してもよい。

尚、本発明において粘土鉱物は、緑泥石と他の粘土鉱物との組み合わせなど、２種以上の粘土鉱物が用いられる場合には、これらの鉱物を１つの容器中に混合して充填してもよい。あるいはまた本発明において粘土鉱物として組み合わせて用いられる２種以上の粘土鉱物を、それぞれ分離して用いることもできる。たとえば、分離された複数の部屋を有する容器の各部屋に、それぞれの粘土鉱物を充填してもよいし、あるいは、複数の容器にそれぞれの粘土鉱物を充填し、これらの容器を連続的に並べて配置させてもよい。２種以上の組合せで用いられる粘土鉱物を、混合して用いるか、あるいは分離して用いるかは、主として、それらの粘土鉱物の使用期間（交換期間）を勘案して決定される。例えば、緑泥石と、ゼオライトとの組合せによって構成される粘土鉱物において、該ゼオライトに被処理液中の除去対象物を吸着除去させる作用を期待する場合には、ゼオライトは、緑泥石に比べて短い期間で交換することが望ましい。そのため、ゼオライトのみを容易に交換するためには、これらを別の部屋あるいは別の容器に分離して用いることが望ましい。

本発明において用いられる粘土鉱物の形状及び寸法は特に限定されず、被処理液中の微小な除去対象物を有意に凝集する効果を発揮できる形態であれば、殺菌処理装置のスケールや、求められる浄化の程度、あるいは被処理液中に含有されることが予想される除去対象物の種類を勘案し、適宜決定してよい。

また採取された天然の粘土鉱物を所望の形状に加工する方法についても特に限定されない。例えば、採取された天然の粘土鉱物の塊を適当な方法で砕いてもよいし、あるいは、粉末にし、さらには該粉末をペレット形状にし焼成により焼き固めるなどの加工を施してもよい。本発明において望ましく用いられる緑泥石は、採取された天然の固まりを適当な大きさに粉砕し、これをそのまま使用することもできるが、例えばゼオライトのような柔らかい粘土鉱物は、５００℃程度の焼成工程を経て焼き固めてから使用することが好ましい。

より高い凝集作用を求める場合には、砕石された粘土鉱物のサイズを小さくし、全体の表面積を増大させることが望ましい。ただし、平均粒径が０．５ｃｍ未満の粉末状にすると、被処理液中に粘土鉱物自体が分散し、被処理液とともに流れてしまうため、定期的に補充していかなくてはならず、ランニングコストが増大する。これに対し、被処理液中に粘土鉱物自体を分散させなくとも、一定の大きさ以上の粘土鉱物を集水槽に設置し、これに被処理液を接触させることにより、該粘土鉱物から金属イオンを溶出せしめ、該金属イオンの存在により上記凝集作用を充分に発揮させることができる。上記観点からは、本発明に用いられる粘土鉱物としては、塊状の粘土鉱物の平均粒径を０．５ｃｍ以上、好ましくは１．０ｃｍ以上、より好ましくは１．５ｃｍ以上となるよう砕石して得られた砕石粘土鉱物であることが好ましい。
上述のとおり粉末状ではなく、一定の大きさをもった粘土鉱物を集水槽に設置することにより、設置された粘土鉱物から少しずつ金属イオンを溶出させることができるので、設置された粘土鉱物の量の減りが粉末の場合に比べて著しく遅くなる。したがって、粉末状の粘土鉱物であれば、継続的に補充する必要があるところ、上記好ましい寸法の砕石粘土鉱物であれば、一定期間毎に交換すればよく、コスト及びメンテナンス労力の上で非常に有利である。しかも、被処理液中の粘土鉱物の凝集作用の効果の半減期は、その塊の大きさや粘土鉱物の種類などによっても異なるが、約５年〜約２０年であるので、粘土鉱物の使用環境や、被処理液の種類、含まれる除去対象物の濃度や内容によっても異なるが、一度、本発明の殺菌処理装置に設置された上記砕石粘土鉱物は、最長数年単位での継続使用が可能である。

一方、砕石粘土鉱物の大きさの上限は、特には限定されないが、被処理液中の微小な除去対象物を充分に凝集させ、また、被処理液の流動を妨げないという趣旨からは、１つずつの砕石粘土鉱物の平均粒径は、１０ｃｍ以下が望ましく、５ｃｍ以下であることがより望ましく、３ｃｍ以下であることが特に望ましい。上述する望ましい平均粒径の範囲であれば、本発明に用いられる粘土鉱物は、その大きさが均一であってもよいし、異なる平均粒径の砕石粘土鉱物が混合していてもよい。

上記砕石粘土鉱物と被処理液との接触は、内部を被処理液が通過可能な容器に砕石粘土鉱物を充填し、これを被処理液に接触可能な位置に配置すればよい。上記容器の例としては、該砕石粘土鉱物が通過できない大きさの孔径を有する袋、少なくとも側面の一部が該砕石粘土鉱物が通過できない大きさのメッシュで形成されるケース、あるいは、被処理液の導入口と排水口とが設けられており、該導入口より容器内に入水した被処理液が容器中の粘土鉱物に接触しながら容器中を流れて該排水口より排水されることが可能な容器を用いることができる。上記容器の態様に関する記載は、本発明に用いられる容器を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の態様の容器を本発明に用いることができる。

［本発明殺菌処理方法について］
本発明殺菌処理方法は、前述の殺菌処理装置１を用いて行う殺菌処理である。本発明殺菌処理方法について図１を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施態様を示す殺菌処理装置１であって、被処理液が装置内を流れる方向に切断した概略断面図である。
被処理液を流水管２に通し、
流水管２に設置された渦巻ポンプ４により、被処理液の流速を増大させる、
次いで、流水管２に設置された気体供給部３から被処理液に気体を供給すると共に、被処理液に含まれた気泡を微細化する、
次いで、流水管２の内部に設置された旋回流逆転部７により、被処理液に含まれた気泡を更に微細化する、
次いで、旋回流逆転部７と減圧部８の間に設けられた気体供給部３から被処理液に気体を供給する、
次いで、減圧部８により、被処理液を減圧して被処理液に含まれた気泡を更に微細化する、
次いで、上記減圧部８から供給された被処理液を、殺菌処理する集水槽９に貯える。該集水槽９では、供給された被処理液を循環ポンプ１０で集水槽９内を循環させ、循環する被処理液を粘土鉱物１１と繊維状の銅１２に接触させる。
殺菌処理した被処理液は配水管２４から次工程へ移る。配水管２４に有害物質除去手段２８を設けた場合は、該手段で有害金属を除去した後に次工程へ移る。
微生物、金属、有機物等の除去対象物は凝集して、廃水管２１から排出（浮選除去）する。廃水管２１から浮選除去された被処理液は、そのまま廃棄してもよいが、フィルター等の除去手段２７を通して、除去対象物を除いた後に、渦巻ポンプ４の上流側の流水管２に戻して、再び本発明殺菌処理装置１で殺菌処理を行うこともできる。
以上の工程により、被処理液の殺菌処理を行うことができる。
各部の説明は本発明殺菌処理装置と同様である。

流水管２に設置された気体供給部３から被処理液に気体を供給する工程、流水管２の内部に設置された旋回流逆転部７に気体を含む被処理液を供給する工程、旋回流逆転部７と減圧部８の間に設置された気体供給部３から被処理液に気体を供給する工程、減圧部８に気体を含む被処理液を供給する工程を順に経るに従い、被処理液に含まれる気体の気泡が微細になっていく。すなわち、気体が微細気泡になるほど、被処理液との接触面積が増大し、被処理液と気体との接触による殺菌効果を得ることができる。

集水槽９では、被処理液が粘土鉱物１１及び繊維状の銅１２と接触することにより、さらに殺菌効果を得ることができる。

［実施例］
図７に基づいて説明する。図７は、本発明の殺菌処理装置の実施例を示す概略断面図である。
流水管として、内径２０ｍｍの流水管２を準備した。該流水管２に、液体速度調整手段として、渦巻ポンプ４（株式会社鶴見製作所製「海水用自吸式うず巻きポンプ」、型式：４０ＴＰＳＰＺ−４０３１Ａ）を接続した。渦巻ポンプ４の上流側に、１箇所気体供給部として多孔質セラミックフィルター（ＳＰＧテクノ株式会社製ＳＰＧ膜、細孔径０．１μｍ）を設けた。

次に、該流水管２に旋回流逆転部を設けた。
厚さ１．０ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）を、直径２４ｍｍの円状にカットした円盤を準備し、円周から円中心方向に向けて均等の間隔で１．１５ｃｍの切り込み４本をいれ、切り込み間を螺旋方向に傾くよう円盤面から約３０度にねじって固定翼を４枚備えるプロペラＡを作成した。次いで、厚さ３ｍｍ、内径２１．２ｍｍ、幅１２ｍｍのステンレス（ＳＡＳ３０４）製のリングを準備し、リングの内壁面に、上記固定翼の外縁を接合して、旋回流発生用固定翼体Ａを得た。
また、切り込み間のねじる方向が上記旋回流発生用固定翼体Ａにおける固定翼とは左右逆方向であること以外は旋回流発生用固定翼体Ａと同様に旋回流発生用固定翼体を作成し、これを旋回流発生用固定翼体Ｂとした。
次いで、内径２７．２ｍｍの流水管を準備し、上記旋回流発生用固定翼体Ａのリングの外壁面を上記流水管の内壁面に固定し、次いで、旋回流発生用固定翼体Ａの下流側１０ｃｍの位置において、旋回流発生用固定翼体Ｂのリングの外壁面を上記流水管の内壁面に固定して、旋回流逆転部を形成した。

そして旋回流発生用固定翼体Ｂのさらに下流側２０ｃｍの位置から、流水管の内系を７０．３ｍｍに拡大し、長さ１０ｃｍの減圧部を設けた。
集水槽９は、容量８０Ｌであって、内部に銅繊維７５０ｇ（繊維径８０μｍ、成分比：銅６５％ 亜鉛３５％）、緑泥石２．５ｋｇを配置した。また、集水槽９には、配水管２４及び廃水管２１を設けた。
（試験１）
実施例を用いて殺菌処理試験を以下の通り行った。
使用液体：品川区の海水（原水）
液体流量：２０００ｋｇ／ｈ
供給気体：オゾン
オゾン導入量：１０ｇ／ｈ
以上の条件において、上記装置に原水を満たした状態で、原水を流水管２から注入し、気体供給部からオゾンを供給すると共に、渦巻ポンプを作動して、約５分間予備運転を行った後、試験を開始した。

その結果、試験開始時は、白濁のない透明の原水は、試験開始６０秒後には、全体が不透明になる程度に白濁した状態が目視で確認され、液体中に微細な気泡が多量に発生したことが確認された。

上記実施例を約６０分間運転した後、気体の供給及び循環ポンプを停止して、実施例の運転を終了した。そしてそのままの状態で集水槽中の原水を放置し、１時間後に肉眼観察した。その結果、集水槽中の原水は、泡で濁った状態を維持しており、実施例によって生成された液体中の気泡が、マイクロバブル以下の非常に気泡径の小さい気泡であって、長時間、原水中に維持されたことが確認された。
試験を開始したのち、３分後と６０分後に、殺菌処理後の被処理液を配水管から試料として採取し、その試料中の生菌数について分析を行った。上記試験を２回行い、その分析結果を表１に示す。表１中の生菌数の単位は、生菌数／ｍｌであり、ＮＤは１．０×１０^３個／ｍｌ以下であることをあらわす。

表１に示すように、短時間で容易に、被処理液中に含まれる細菌類の殺菌及び抗菌を行うとともに、微生物、有機物や金属（カドミウム、ヒ素等）などの微小な除去対象物を凝集させて、容易に浮選除去できることが、上記試験において示された。

１ 殺菌処理装置
２ 流水管
３ 気体供給部
４ 渦巻ポンプ
５、６ 旋回流発生用固定翼体
７ 旋回流逆転部
８ 減圧部
９ 集水槽
１０ 循環ポンプ
１１ 粘土鉱物
１２ 銅
１３、１５ 固定翼
１４，１６ リング
１７ 円盤
１８ 切り込み
１９，２０ 固定翼
２１ 廃水管
２２ 循環路
２３ 気体供給管
２４ 配水管
２５ バイパス
２６ インジェクター
２７ 除去手段
２８ 有害金属処理手段

第１発明の殺菌処理装置は、
被処理液を供給する流水管と、
上記流水管に設けられた被処理液の流速を調整するための液体速度調整手段と、
上記流水管に設けられた上流側から下流側に向けて並列する２以上の旋回流発生用固定翼体であって、隣り合う上記旋回流発生用固定翼体は互いに、左右逆の螺旋方向に傾きを有する固定翼を備えてなる旋回流逆転部と、
上記旋回流逆転部から供給された被処理液を減圧する減圧部と、
上記液体速度調整手段と旋回流逆転部の間及び旋回流逆転部と減圧部の間の各々少なくとも１箇所に設けられた気体を供給するための気体供給部と、
上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽から構成されており、且つ、
上記集水槽において、被処理液と接触可能な位置に粘土鉱物と重金属を配置していることを特徴とする。

第２発明の殺菌処理装置は、
請求項１の発明において、前記集水槽に、被処理液を循環するための循環手段を少なくとも１箇所設けたことを特徴とする。

第３発明の殺菌処理装置は、
請求項１又は２記載の発明において、前記液体速度調整手段がカスケードポンプ又は渦巻ポンプであることを特徴とする。

第４発明の殺菌処理装置は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記重金属が繊維形状の少なくとも銅を含有する金属であることを特徴とする。

第５発明の殺菌処理方法は、
被処理液を流水管に通し、
次いで、被処理液を上記流水管に設けられた被処理液の流速を調整するための液体速度調整手段に通し、
次いで、被処理液を上記流水管に設けられた上流側から下流側に向けて並列する２以上の旋回流発生用固定翼体であって、隣り合う上記旋回流発生用固定翼体は互いに、左右逆の螺旋方向に傾きを有する固定翼を備えてなる旋回流逆転部に通し、
次いで、上記旋回流逆転部から供給された被処理液を減圧する減圧部に通し、
上記液体速度調整手段と旋回流逆転部の間及び旋回流逆転部と減圧部の間の各々少なくとも１箇所に設けられたインジェクターから気体を被処理液に供給し、
上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽に通し、
且つ、
上記集水槽において、粘土鉱物と重金属に被処理液を接触させることを特徴とする。

第６発明の殺菌処理方法は、
請求項５記載の発明において、前記集水槽において、供給された被処理液を少なくとも１箇所設けられた循環手段により循環することを特徴とする。

第７発明の殺菌処理方法は、
請求項５又は６記載の発明において、前記液体速度調整手段がカスケードポンプ又は渦巻ポンプであることを特徴とする。

第８発明の殺菌処理方法は、
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の発明において、前記重金属が繊維形状の少なくとも銅を含有する金属であることを特徴とする。

第１発明及び第５発明によれば、
液体速度調整手段により加速された被処理液に、気体供給部から気体を供給して旋回流逆転部を通すと、相互に逆方向に旋回する２以上の旋回流発生用固定翼体により、被処理液にねじれのせん断力を与えることができ、さらに微細な気泡を多量に発生することができる。
次いで、被処理液を減圧部で減圧することにより、被処理液に溶存している気体が発生されると共に、旋回流逆転部で発生した気泡が更に微細になる。
次いで、集水槽において、被処理液を重金属に接触させて金属イオンを発生させることにより、被処理液中の細菌類を死滅させ優れた殺菌・抗菌作用を奏する。また、被処理液を粘土鉱物に接触させて該粘土鉱物中の金属から金属イオンを発生させることにより、被処理液中の１０〜１０００ｎｍ程度の微粒子（藻、微生物、カビ、金属等）を凝集し除去することができる。

気体供給部にインジェクターを用いることにより、液体速度調整手段により加圧され、加速状態にある被処理液にも容易に気体を供給することができる。

第２発明及び第６発明によれば、
集水槽に１箇所以上循環手段を設けることにより、被処理液を効率的に集水槽内で循環させて、粘土鉱物及び重金属との接触機会を多くすることができる。

第３発明及び第７発明によれば、
液体速度調整手段にカスケードポンプ又は渦巻ポンプを用いることにより、被処理液を加速させることに加えて、渦巻ポンプのインペラにより被処理液中の気泡をせん断し、該気泡を微細化することができる。

第４発明及び第８発明によれば、
重金属として、少なくとも銅を含有する金属が繊維形状のものを用いることにより、被処理液と銅の表面との接触面積が大きくなり、多くの銅イオンが発生して、より優れた殺菌・抗菌作用を得ることができる。

Claims (10)

1. 被処理液を供給する流水管と、
   上記流水管に設けられた被処理液の流速を調整するための液体速度調整手段と、
   上記流水管に設けられた上流側から下流側に向けて並列する２以上の旋回流発生用固定翼体からなる旋回流逆転部と、
   上記旋回流逆転部から供給された被処理液を減圧する減圧部と、
   上記液体速度調整手段と旋回流逆転部の間又は旋回流逆転部と減圧部の間の少なくとも１箇所に設けられた気体を供給するための気体供給部と、
   上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽から構成されており、
   且つ、
   上記集水槽において、被処理液と接触可能な位置に粘土鉱物と重金属を配置していることを特徴とする殺菌処理装置。
2. 前記気体供給部がインジェクターであることを特徴とする請求項１記載の殺菌処理装置。
3. 前記集水槽に、被処理液を循環するための循環手段を少なくとも１箇所設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の殺菌処理装置。
4. 前記液体速度調整手段がカスケードポンプ又は渦巻ポンプであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の殺菌処理装置。
5. 前記重金属が繊維形状の少なくとも銅を含有する金属であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の殺菌処理装置。
6. 被処理液を流水管に通し、
   次いで、被処理液を上記流水管に設けられた被処理液の流速を調整するための液体速度調整手段に通し、
   次いで、被処理液を上記流水管に設けられた上流側から下流側に向けて並列する２以上の旋回流発生用固定翼体からなる旋回流逆転部に通し、
   次いで、上記旋回流逆転部から供給された被処理液を減圧する減圧部に通し、
   上記液体速度調整手段と旋回流逆転部の間又は旋回流逆転部と減圧部の間の少なくとも１箇所に設けられた気体供給部から気体を被処理液に供給し、
   上記減圧部から供給された被処理液を殺菌処理する集水槽に通し、
   且つ、
   上記集水槽において、粘土鉱物と重金属に被処理液を接触させることを特徴とする殺菌処理方法。
7. 前記気体供給部がインジェクターであることを特徴とする請求項６記載の殺菌処理装置方法。
8. 前記集水槽において、供給された被処理液を少なくとも１箇所設けられた循環手段により循環することを特徴とする請求項６又は７に記載の殺菌処理方法。
9. 前記液体速度調整手段がカスケードポンプ又は渦巻ポンプであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の殺菌処理方法。
10. 前記重金属が繊維形状の少なくとも銅を含有する金属であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の殺菌処理方法。

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