JP3048817U

JP3048817U - 活性化酸素発生装置

Info

Publication number: JP3048817U
Application number: JP1997010570U
Authority: JP
Inventors: 昂伸藤田
Original assignee: 昂伸藤田
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2003-11-12

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間で排水の浄化や微生物の活性化を促進
させる。排水処理の設備コストやランニングコストを低
減させる。【解決手段】遠赤外線発生鉱物（トムロ石）と電磁場
発生鉱物（トルマリン）との焼結体でなる通気性を備え
た筒壁１１を有する内筒１と、この内筒１を取り囲む外
筒２と、内筒１に加圧空気を供給するための給気口３５
と、内筒１と外筒２との間の空間Ｓ２に流入した気体を
取り出すための排気口３７とを備える。排気口３７から
取り出した活性化酸素を排水中に曝気することによって
排水処理を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、活性化酸素発生装置、特に排水（廃水）の水質改善に利用される活性化酸素発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近時、法令による排水の海洋投棄が厳しく制限されていることなどから、排水を適切に処理することの要請が顕著に高まっている。従来より水質改善に用い得る排水処理装置として、たとえば生物学的排水処理装置が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の生物学的排水処理装置は大型でその設置に広域スペースが必要になるといった問題のほか、処理に長時間を費やし、また、有害な有機成分に対して有効な処理が行われるとしても有害な無機成分の処理がなされないといった問題があった。他の方式の排水処理装置についても同様で、また、従来の排水処理装置は、設備コストやランニングコストが高くつき、小規模事業者にとっては、設置スペース、設備コスト、ランニングコストなどの点で容易に採用できるようなものではないという問題があった。

【０００４】本考案は以上の状況や問題に鑑みてなされたものであり、排水処理に用いることによって、短時間で排水の浄化や微生物の活性化が促進されるものでありながら、設備コストやランニングコストが安価になる活性化酸素発生装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る活性化酸素発生装置は、遠赤外線発生鉱物と電磁場発生鉱物との焼結体でなる通気性を備えた筒壁を有する内筒と、この内筒を取り囲む外筒と、上記内筒に加圧空気を供給するための給気口と、上記内筒の筒壁を通過してその内筒と上記外筒との間の空間に流入した気体を取り出すための排気口とを備える、というものである。この考案において、上記遠赤外線発生鉱物にはシリカアルミナ系イオン化ミネラル鉱石（通称トムロ石）を用いることが可能であり、上記電磁場発生鉱物にはホウ酸鉱物（たとえばトルマリン）を用いることが可能である。また、上記外筒は、外管と通気性を有する網状の内管との間にセラミックス粒体を装填して形成されていることが望ましい。

【０００６】活性化酸素はマイナスイオン化酸素原子であって「Ｏ₁ ^- 」で表され、プラスイオン酸素原子である活性酸素とは性質が全く異なっている。活性化酸素は、生物、有機物、無機物などの酸化を促進する機能を有しており、生物、有機物、無機物などの活性化すなわち新陳代謝を促進することに役立つ。したがって、本考案に係る上記活性化酸素発生装置を用いて発生させた活性化酸素を排水処理に利用すると、バクテリアの処理能力が向上したり、無機物の強制酸化による酸化分解や酸化安定化につながり、排水処理効率が向上する。

【０００７】ところで、空気中に含まれる酸素を活性化酸素に分解する方法としては、触媒分解法、熱分解法、共振分解法などがある。このうち、共振分解法によると、空気中の窒素と酸素との原子の大きさの違いにより、酸素だけを選別して分解することが可能である。すなわち、空気中に含まれる酸素は簡単に分解できない状態になっているけれども、空気中の酸素を共振させることにより酸素原子を遊離化させ、重合結合させてオゾン「Ｏ₃ 」を生成したときに、プラズマ（強電界）反応を与えると、活性化酸素が生成される。本考案に係る活性化酸素発生装置はこのような理論・原理を応用したものである。

【０００８】本考案に係る活性化酸素発生装置において、内筒が遠赤外線発生鉱物と電磁場発生鉱物との焼結体でなる通気性を備えた筒壁を有しているので、この内筒に給気口を通じて加圧空気が供給されると、その加圧空気が筒壁を通過するときに抵抗熱が発生してその抵抗熱が筒壁に蓄積されると共に、加圧空気が内筒の筒壁を通過する間に電界中で遠赤外線の強制放射を受けて共振作用が喚起され、活性化酸素が生成される。したがって、こうして生成した活性化酸素を内筒と外筒との間の空間から排気口を通して排水中に曝気すると、上述したようにバクテリアの処理能力が向上して有害有機物の処理が促進され、また、無機物の強制酸化による酸化分解や酸化安定化が図られるようになって排水処理効率が向上する。

【０００９】このような活性化酸素発生装置において、外筒が、外管と通気性を有する網状の内管との間にセラミックス粒体を装填して形成されていると、そのセラミックス粒体が内筒の筒壁から放射される遠赤外線を吸収して蓄積し、その蓄積した遠赤外線を、内筒の筒壁を通過してきた酸素に放射してその共振作用を高める作用が発揮される。また、外筒が熱吸収作用を発揮して活性化酸素の生成を安定化させる役割も果たす。

【００１０】また、本考案に係る活性化酸素発生装置は、給気口を有する内筒と排気口を有する外筒とを備えただけの簡単な構成であるため安価に製作でき、しかも、加圧空気を通過させるだけで活性化酸素が連続して生成されるので、処理能力の割に小型化が容易である。

【００１１】上記トムロ石は、遠赤外線放射によって活性化、育成、抗菌、消臭、忌避などの作用を発揮するものとして知られている。これらの作用は、特に天然シリカアルミナ系イオン化ミネラル鉱石によって顕著に発揮される。また、上記トルマリンは、ホウ酸鉱物であり、多面体結晶構造物であって、別名「電気石」とも呼ばれ、電磁波を発生する鉱物として知られている。

【００１２】また、本考案の活性化酸素発生装置において、内筒内に異方性フェライト磁石を装着することもできる。この異方性フェライト磁石を内筒内に装着した場合、電界が強くなり、活性化酸素の生成効率が向上する。また、異方性フェライト磁石の磁場の強さを変えることによって電界の強さを調節することができる。

【００１３】

【考案の実施の形態】図１は本考案に係る活性化酸素発生装置の断面図である。同図において、１は内筒、２は外筒である。

【００１４】内筒１は、遠赤外線発生鉱物と電磁場発生鉱物との焼結体でなる筒壁１１を備えており、その筒壁１１は連続気泡を持った多孔質に形成されて通気性を有している。また、筒壁１１の外周面には所定の間隔を隔ててリング状に凹部１２が形成されている。遠赤外線発生物質にはトムロ石と呼ばれる天然シリカアルミナ系イオン化ミネラル鉱石を好適に用いることができ、また、電磁場発生鉱物にはホウ酸鉱物の１つであるトルマリンを好適に用いることができる。この内筒１は、所定粒度のトムロ石とトルマリンとを焼結して３次元網目構造の筒体を形成することによって得られる。より詳しくは、たとえば重量比で１０％のトムロ石と１０％のトルマリンの各粒体（たとえば粒度１５μ以下）を８０％のポリエチレン樹脂と混合して筒状に成形したものを２００〜８００℃で焼結加工することによって得られる。この焼結加工を行うと、ポリエチレン樹脂が消失してその部分に空洞が生じて通気性が付与されると共に、トムロ石とトルマリンの各粒体が融着し合って３次元網目構造の筒体を形成する。

【００１５】外筒２は、ステンレス製の外管２１とステンレス製のパンチングメタル（３ｍｍメッシュ）でなる内管２２との間にセラミックス粒体を装填することによって形成されている。２３はセラミックス粒体層を示している。セラミックス粒体の組成は次に示した通り（重量比）であり、また、そのＰＨ値は７．０６、気孔率は８３．６％、吸水率は１８０．８％である。

【００１６】ＳｉＯ₂ 酸化シリカ６７．５０％Ａｌ₂ Ｏ₃ 酸化アルミニウム２２．５０％Ｆｅ₂ Ｏ₃ 酸化鉄０．７０％Ｋ₂ Ｏ酸化カリウム０．８５％ＣａＯ酸化カルシウム０．３５％ＭｇＯ酸化マグネシウム３．１０％Ｎａ₂ Ｏ酸化ナトリウム０．３０％ＴｉＯ₂ 酸化チタン０．３０％

【００１７】図１のように、外筒２の両端面にステンレス製のフランジ３１，３２が重ね合わされている。また、外筒２によって取り囲まれた内筒１は、一端側に上記フランジ３２が重ね合わされ、他端側に、中心に通気用の小孔３９を有するステンレス製のフランジ３３が重ね合わされ、そのフランジ３３が連結ボルト３４によって内筒１の他端に押し付けられている。また、一端側のフランジ３２には給気口３５が設けられており、この給気口３５に給気管３６が連通されている。さらに、他端側のフランジ３１には排気口３７が設けられており、この排気口３７に排気管３８が連通されている。なお、Ｓ１は内筒１の内部空間、Ｓ２は内筒１と外筒２との間の空間をそれぞれ示している。

【００１８】以上のように構成された活性化酸素発生装置において、給気管３６と給気口３５とを通して図外のブロワで加圧空気（０．２〜１．０ｋｇ／ｃｍ² ）を内筒１の内部空間Ｓ１に供給すると、その加圧空気が筒壁１１を通過するときに抵抗熱が発生し、その抵抗熱が筒壁１１に蓄積されると共に、周囲に放射された熱が外筒２のセラミックス粒体層２３に吸収される。また、加圧空気が内筒１の筒壁１１を通過するときには、その空気が、遠赤外線鉱物から放射された遠赤外線を受ける。このように空気が遠赤外線を受ける環境は、電磁場発生鉱物による電界中である。そのため、筒壁１１を通過する空気に含まれる酸素に対して共振作用が喚起され、その共振作用によって生成された活性化酸素が空間Ｓ２に流入した後、排気口３７及び排気管３８を通して所定場所、たとえば水中に送られて曝気される。また、外筒２のセラミックス粒体層２３が内筒１の筒壁１１から放射される遠赤外線を吸収して蓄積し、その蓄積した遠赤外線を、内筒１の筒壁１１を通過してきた酸素に放射してその共振作用を高める作用が発揮されるので、上記した活性化酸素の生成効率が向上する。さらに、この実施形態では、内筒１の筒壁１１の外周面に凹部１２を形成してあるので、上記したフランジ３３の通気用の小孔３９による排気作用と相まって、内部空間Ｓ１の圧力上昇が抑制されると共に、筒壁１１の表面積が大きくなって上記した活性化酸素の生成効率が向上する。

【００１９】上記した活性化酸素発生装置によって発生させた活性化酸素を排水中に曝気してその排水処理能力を観察したところ、次の結果が得られた。なお、排水には弁当工場から出る排水を対象とし、加圧空気量３０ｌ／ｍｉｎ、流量調整槽容積３５ｍ³ の条件下で、ＢＯＤ（生物学的酸素要求量）、ＰＨ（水素イオン濃度）、ＤＯ（溶存酸素量）、ＯＲＰ（酸化還元電位）をそれぞれ測定した。

【００２０】＜ＢＯＤ＞ＢＯＤを測定したところ、流入負荷量平均２０６０ｍｇ／ｌが２週間後に６８８ｍｇ／ｌに低減し、３週間後には７４４ｍｇ／ｌとなり、以後は７００ｍｇ／ｌで推移した（カット率６５％）。なお、加圧浮上方式を採用した場合には、ＢＯＤのカット率が７２％に達することを確認している。通常の加圧浮上方式による場合には３０〜４０％のカット率であり、このことからＢＯＤカット率が高まることが判る。

【００２１】＜ＰＨ＞原水ＰＨ５．０が、５分後に６．３、１０分後に６．４となり、以後６．４で推移した。これによりＰＨの緩衝能が証明され、連続処理によって排水がＰＨ６〜７の中性域で安定し、微生物の活性化に好影響の与えられることが判る。

【００２２】＜ＤＯ＞原水ＤＯ２．９が、５分後に５．６、１０分後に６．１、１５分後に６．０、２０分後に６．２となり、以後６．０〜６．５で推移した。なお、このＤＯ値は通常曝気に比べて２〜２．５倍の値である。このことより、微生物の活性化に好影響が与えられ、排水の浄化促進に役立っていることが判る。

【００２３】＜ＯＲＰ＞原水ＰＨの性状により、非常に速い速度で酸化、還元の動きを示した。

【００２４】図２は他の実施形態を示してある。この実施形態の活性化酸素発生装置は、図１で説明したものに加えて、内筒１の内端部にリング状の異方性フェライト磁石４を装着してある。その他の構成は図１で説明した活性化酸素発生装置と同様である。

【００２５】このようにしておけば、電界が強くなり、活性化酸素の生成効率が向上する。なお、異方性フェライト磁石４の磁場の強さを変えることによって電界の強さを調節することができる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案によれば、設置に広域スペースを必要としない小型の活性化酸素発生装置を安価に提供することができるようになることは勿論、排水処理に用いることによって、短時間で排水の浄化や微生物の活性化が促進され、設備コストやランニングコストが安価になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る活性化酸素発生装置の実施形態の
断面図である。

【図２】本考案に係る活性化酸素発生装置の他の実施形
態の断面図である。

【符号の説明】

１内筒２外筒１１筒壁２１外管２２内管２３セラミックス粒体層３５給気口３７排気口Ｓ２内筒と外筒との間の空間

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】遠赤外線発生鉱物と電磁場発生鉱物との
焼結体でなる通気性を備えた筒壁を有する内筒と、この
内筒を取り囲む外筒と、上記内筒に加圧空気を供給する
ための給気口と、上記内筒の筒壁を通過してその内筒と
上記外筒との間の空間に流入した気体を取り出すための
排気口とを備えることを特徴とする活性化酸素発生装
置。
【請求項２】上記遠赤外線発生鉱物がシリカアルミナ
系イオン化ミネラル鉱石であり、上記電磁場発生鉱物が
ホウ酸鉱物である請求項１に記載した活性化酸素発生装
置。
【請求項３】上記外筒が、外管と通気性を有する網状
の内管との間にセラミックス粒体を装填して形成されて
いる請求項１または請求項２に記載した活性化酸素発生
装置。
【請求項４】上記内筒内に異方性フェライト磁石を装
着した請求項１、請求項２または請求項３に記載した活
性化酸素発生装置。