JP3538755B2 - 水中設置型加圧タンク方式水の溶存酸素自動制御方法 - Google Patents
水中設置型加圧タンク方式水の溶存酸素自動制御方法Info
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- JP3538755B2 JP3538755B2 JP2000377445A JP2000377445A JP3538755B2 JP 3538755 B2 JP3538755 B2 JP 3538755B2 JP 2000377445 A JP2000377445 A JP 2000377445A JP 2000377445 A JP2000377445 A JP 2000377445A JP 3538755 B2 JP3538755 B2 JP 3538755B2
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Farming Of Fish And Shellfish (AREA)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は種々の産業等におけ
る使用に適した性質を有する水を得るために、水に含ま
れる酸素その他の気体の溶存量、酸化還元電位を変化さ
せる方法に関する。
る使用に適した性質を有する水を得るために、水に含ま
れる酸素その他の気体の溶存量、酸化還元電位を変化さ
せる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水の酸化還元を行ってその電位を変化さ
せ、その水を種々の産業等に利用することは公知であ
り、そのための装置も実用化されている。
せ、その水を種々の産業等に利用することは公知であ
り、そのための装置も実用化されている。
【０００３】そして、この装置により得られた水は、農
業においては、作物の鮮度保持、無農薬栽培、栽培効率
の向上に役立ち、水産業においては魚介類の鮮度保持、
無薬品養殖漁業に効果的に利用することができる。
業においては、作物の鮮度保持、無農薬栽培、栽培効率
の向上に役立ち、水産業においては魚介類の鮮度保持、
無薬品養殖漁業に効果的に利用することができる。
【０００４】また、畜産業においても、家畜の無薬品飼
育、畜産公害を防ぐ環境改善、畜産品の鮮度保持に有効
であり、食品工業においても、無酸素水の使用による鮮
度保持に役立つ。
育、畜産公害を防ぐ環境改善、畜産品の鮮度保持に有効
であり、食品工業においても、無酸素水の使用による鮮
度保持に役立つ。
【０００５】さらに、浄水産業においては、飲料水、汚
水の処理性能を向上させる。また、酒類の醸造産業にお
いては、品質、生産性を向上させ、医学、薬学の分野に
おいても薬品効果の向上、予防医学の向上に役立ち、工
業においては工業用水を無酸素水とすることによる酸化
防止に有効である。その他、種々の環境改善にも役立つ
ものとして利用範囲が広い。
水の処理性能を向上させる。また、酒類の醸造産業にお
いては、品質、生産性を向上させ、医学、薬学の分野に
おいても薬品効果の向上、予防医学の向上に役立ち、工
業においては工業用水を無酸素水とすることによる酸化
防止に有効である。その他、種々の環境改善にも役立つ
ものとして利用範囲が広い。
【０００６】前記の水の酸化還元電位は、水に空気を送
り込んだり、水に音波を照射したりすることで変化する
ことも公知である。
り込んだり、水に音波を照射したりすることで変化する
ことも公知である。
【０００７】また、Ｎ２ ガスをエアーレーション方式
で注入することによっても前記の酸化還元電位の変化が
起こることも公知である。図６はその場合の溶存酸素
（ＤＯ）量の変化を示す。縦軸は時間（単位は時間）、
横軸は溶存酸素（ＤＯ）量で、単位はｐｐｍである、さ
らに図７はその場合の酸化還元電位の変化であって、横
軸は時間（単位は時間）、縦軸は酸化還元電位（単位は
×１００ｍＶ）である。両図ともに、Ａ点においてＮ２
ガスの注入を開始してＢ点で注入を停止し、その後そ
のまま容器を開放状態で放置したものである。両図で理
解されるように、水に対してＮ２ ガスを開放状態でエ
アレーション方式で注入した場合の溶存酸素量の変化や
酸化還元電位の変化は発生するが、その変化量は非常に
微々たるものである。
で注入することによっても前記の酸化還元電位の変化が
起こることも公知である。図６はその場合の溶存酸素
（ＤＯ）量の変化を示す。縦軸は時間（単位は時間）、
横軸は溶存酸素（ＤＯ）量で、単位はｐｐｍである、さ
らに図７はその場合の酸化還元電位の変化であって、横
軸は時間（単位は時間）、縦軸は酸化還元電位（単位は
×１００ｍＶ）である。両図ともに、Ａ点においてＮ２
ガスの注入を開始してＢ点で注入を停止し、その後そ
のまま容器を開放状態で放置したものである。両図で理
解されるように、水に対してＮ２ ガスを開放状態でエ
アレーション方式で注入した場合の溶存酸素量の変化や
酸化還元電位の変化は発生するが、その変化量は非常に
微々たるものである。
【０００８】つぎに、前記のように水にＮ２ ガスをエ
アレーション方式で注入するのに加えて、本出願と同一
の出願人によって先に出願された、水槽中の水に対して
噴射する空気または酸素の噴射量を制御可能な空気量制
御装置と、上記水に対して照射する音波の量を制御可能
な音波発生量制御装置とを備え、上記空気または酸素の
噴射と上記音波の照射との両者の量を前記両制御装置に
より制御調整し、かつ、両者を同時に行う水の酸化還元
電位制御装置を用いて、水の酸化還元電位を変化させる
ようにした場合の結果を図８、図９に示してある。
アレーション方式で注入するのに加えて、本出願と同一
の出願人によって先に出願された、水槽中の水に対して
噴射する空気または酸素の噴射量を制御可能な空気量制
御装置と、上記水に対して照射する音波の量を制御可能
な音波発生量制御装置とを備え、上記空気または酸素の
噴射と上記音波の照射との両者の量を前記両制御装置に
より制御調整し、かつ、両者を同時に行う水の酸化還元
電位制御装置を用いて、水の酸化還元電位を変化させる
ようにした場合の結果を図８、図９に示してある。
【０００９】両図ともに、Ａ点においてＮ２ ガスの注
入を開始してＢ点で注入を停止し、その後そのまま容器
を開放状態で放置したものである。図８において縦軸は
時間（単位は１時間）、横軸は溶存酸素（ＤＯ）量で、
単位はｐｐｍである。図８で示されるように、溶存酸素
（ＤＯ）量の変化はゼロ近くまで減少する。図９はこの
場合の水の酸化還元電位であって、縦軸は時間（単位は
１時間）、横軸は酸化還元電位（単位は×１００ｍＶ）
である。この図で理解されるように、酸化還元電位は処
理直後低下するが、放置しておくとまた元に戻り、さら
に上昇してしまい、安定しない状態である。
入を開始してＢ点で注入を停止し、その後そのまま容器
を開放状態で放置したものである。図８において縦軸は
時間（単位は１時間）、横軸は溶存酸素（ＤＯ）量で、
単位はｐｐｍである。図８で示されるように、溶存酸素
（ＤＯ）量の変化はゼロ近くまで減少する。図９はこの
場合の水の酸化還元電位であって、縦軸は時間（単位は
１時間）、横軸は酸化還元電位（単位は×１００ｍＶ）
である。この図で理解されるように、酸化還元電位は処
理直後低下するが、放置しておくとまた元に戻り、さら
に上昇してしまい、安定しない状態である。
【００１０】水はその中に気体を取り入れる性質があ
り、それを気体の溶解といっている。天然水は空気中の
窒素、酸素、炭酸ガス、等、気体全成分が融け込んでい
る。その中で、酸素を取り込むこと、即ち溶存酸素が存
在することは水の重要な性質である。この溶存酸素は生
命活動にとって欠くことが出来ないものであり、微生物
はじめ魚類・動物・人間また植物までもが、この溶存酸
素のおかげで生存しているのである。河川、池、湖、海
等の環境においても、溶存酸素は重要で、それが少なく
なると赤潮が発生し魚介類の大量死がみられる。河川に
おいては、２ｐｐｍ以下となると悪臭が発生し、もはや
魚は棲息できなくなる。
り、それを気体の溶解といっている。天然水は空気中の
窒素、酸素、炭酸ガス、等、気体全成分が融け込んでい
る。その中で、酸素を取り込むこと、即ち溶存酸素が存
在することは水の重要な性質である。この溶存酸素は生
命活動にとって欠くことが出来ないものであり、微生物
はじめ魚類・動物・人間また植物までもが、この溶存酸
素のおかげで生存しているのである。河川、池、湖、海
等の環境においても、溶存酸素は重要で、それが少なく
なると赤潮が発生し魚介類の大量死がみられる。河川に
おいては、２ｐｐｍ以下となると悪臭が発生し、もはや
魚は棲息できなくなる。
【００１１】溶存酸素の量は水の温度に非常に影響を受
けることは事実である。水温が低いと溶存酸素量が多
く、水温が高いとその量が少なくなる。図１０にその例
を示す。横軸は水温（℃）、縦軸は溶存酸素量（ｐｐ
ｍ）である、また、水と接触する気体中の酸素の分圧を
変化させれば、水の溶存酸素量も変わる。気体中の酸素
比率を変化させると、溶存酸素量を変えることが出来
る。また、その他の条件でも変化することが解ってい
る。例えば、水温が一定の場合には溶存酸素量は一定の
はずである。しかし天然水の場合では、理由は明らかで
ないが、実際には変わっている。一つの推測として、水
の結晶構造、即ち水のクラスターによるところかもしれ
ない。酸素の取り入れ易い構造とそうでない構造とが在
ると思われる。要約すると、天然水の溶存酸素をコント
ロールするには、水温、酸素圧力、酸素比率、クラスタ
ー（水の結晶構造）等を制御する必要がある。
けることは事実である。水温が低いと溶存酸素量が多
く、水温が高いとその量が少なくなる。図１０にその例
を示す。横軸は水温（℃）、縦軸は溶存酸素量（ｐｐ
ｍ）である、また、水と接触する気体中の酸素の分圧を
変化させれば、水の溶存酸素量も変わる。気体中の酸素
比率を変化させると、溶存酸素量を変えることが出来
る。また、その他の条件でも変化することが解ってい
る。例えば、水温が一定の場合には溶存酸素量は一定の
はずである。しかし天然水の場合では、理由は明らかで
ないが、実際には変わっている。一つの推測として、水
の結晶構造、即ち水のクラスターによるところかもしれ
ない。酸素の取り入れ易い構造とそうでない構造とが在
ると思われる。要約すると、天然水の溶存酸素をコント
ロールするには、水温、酸素圧力、酸素比率、クラスタ
ー（水の結晶構造）等を制御する必要がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法では溶存酸素（ＤＯ）量、あるいは、酸化還元電位
の一方については所望の値の水を得る装置は提供されて
いるが、両者をともに望ましい値とすることが難しいも
のであった。この重要な溶存酸素を安価で的確にコント
ロールする方法は存在しなかったと言える。
方法では溶存酸素（ＤＯ）量、あるいは、酸化還元電位
の一方については所望の値の水を得る装置は提供されて
いるが、両者をともに望ましい値とすることが難しいも
のであった。この重要な溶存酸素を安価で的確にコント
ロールする方法は存在しなかったと言える。
【００１３】また、従来、湖沼、河川などの自然環境に
おける水質のコントロールを効率よく行える技術は提供
されていない。地球上の生物は酸素なしには生きられな
い。中でも水中の生物は微生物はじめ、魚類等の大型の
生物まで溶存酸素により生命維持がなされている。その
溶存酸素が欠乏すると水中生物は死滅するととも赤潮の
発生等、環境破壊が発生する。それが引き金となって陸
上生物にも影響が及び、人間を含め、あらゆる生物が危
機に陥ると考えられる。そこで環境水等の溶存酸素をコ
ントロールする必要がある。本発明は、環境水等の溶存
酸素量をコントロールし、望ましい値を持つ処理水が得
られ、しかも効率よく工程を進行させることができる技
術を提供するものである。
おける水質のコントロールを効率よく行える技術は提供
されていない。地球上の生物は酸素なしには生きられな
い。中でも水中の生物は微生物はじめ、魚類等の大型の
生物まで溶存酸素により生命維持がなされている。その
溶存酸素が欠乏すると水中生物は死滅するととも赤潮の
発生等、環境破壊が発生する。それが引き金となって陸
上生物にも影響が及び、人間を含め、あらゆる生物が危
機に陥ると考えられる。そこで環境水等の溶存酸素をコ
ントロールする必要がある。本発明は、環境水等の溶存
酸素量をコントロールし、望ましい値を持つ処理水が得
られ、しかも効率よく工程を進行させることができる技
術を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
れば、処理すべき水が存在する水槽や湖沼、河川などの
水中から、処理すべき水を圧力ポンプにより取り入れ、
所定経路を経て、前記水槽や湖沼、河川などに前記圧力
ポンプの圧力により戻す工程と、前記所定経路内には、
前記取り入れた水に空気又は酸素と窒素ガスとを所定比
率で混合した気体を加入供給する工程と、圧力タンク内
で前記気体を水に溶解させる工程と、セラミック筒及び
赤外線照射装置によって水を活性化処理する工程と、を
設け、前記水槽や湖沼、河川などに水を戻す工程は、前
記水槽や湖沼、河川などの水中に設置され、下方には開
口部を備えて前記水槽や湖沼、河川などの水と連通し、
上方は閉じて気体溜りを構成可能な下部開放密閉容器内
の水部分に、前記気体溜り中の気体とともに前記圧力ポ
ンプの圧力により気泡噴射ノズルから噴射して戻すよう
にしたことによって解決される。
れば、処理すべき水が存在する水槽や湖沼、河川などの
水中から、処理すべき水を圧力ポンプにより取り入れ、
所定経路を経て、前記水槽や湖沼、河川などに前記圧力
ポンプの圧力により戻す工程と、前記所定経路内には、
前記取り入れた水に空気又は酸素と窒素ガスとを所定比
率で混合した気体を加入供給する工程と、圧力タンク内
で前記気体を水に溶解させる工程と、セラミック筒及び
赤外線照射装置によって水を活性化処理する工程と、を
設け、前記水槽や湖沼、河川などに水を戻す工程は、前
記水槽や湖沼、河川などの水中に設置され、下方には開
口部を備えて前記水槽や湖沼、河川などの水と連通し、
上方は閉じて気体溜りを構成可能な下部開放密閉容器内
の水部分に、前記気体溜り中の気体とともに前記圧力ポ
ンプの圧力により気泡噴射ノズルから噴射して戻すよう
にしたことによって解決される。
【００１５】また、上記の課題は本発明によれば、前項
において、空気又は酸素と窒素ガスとを所定比率で混合
し供給する混合気体は、圧力ポンプの負圧で吸引する方
法を用いて供給することにより解決される。
において、空気又は酸素と窒素ガスとを所定比率で混合
し供給する混合気体は、圧力ポンプの負圧で吸引する方
法を用いて供給することにより解決される。
【００１６】また、上記の課題は本発明によれば前項、
前々項において、溶存酸素の制御には窒素と酸素との比
率変動方式を用いることによってで解決される。
前々項において、溶存酸素の制御には窒素と酸素との比
率変動方式を用いることによってで解決される。
【００１７】
【発明の実施の形態】溶存酸素の変化は、前述の通り酸
素比率に影響を受けることが判っている。そこで、水と
接触する気体の酸素比率を人為的に変化させると、溶存
酸素の変化が確かめられる。窒素ガスと酸素ガスとの混
合気体を使い、接触方法は例えば、水流式複合音波発生
装置（ミカサ製）を使う。この時水温一定（１５℃）と
し、気体圧力は１気圧とした。その結果は図１１の通り
であった。縦軸が溶存酸素量（ｐｐｍ）、横軸が水と気
体の接触時間（分）である、考察すると、処理時間で溶
存酸素の変化が見られるものの、一定時間が過ぎると溶
存酸素も一定となることが判った。即ち、酸素比率を制
御すれば、溶存酸素も制御することができるのである。
天然水の場合でも空気に占める酸素比率を人為的に変化
させると溶存酸素量も変化させることができる。
素比率に影響を受けることが判っている。そこで、水と
接触する気体の酸素比率を人為的に変化させると、溶存
酸素の変化が確かめられる。窒素ガスと酸素ガスとの混
合気体を使い、接触方法は例えば、水流式複合音波発生
装置（ミカサ製）を使う。この時水温一定（１５℃）と
し、気体圧力は１気圧とした。その結果は図１１の通り
であった。縦軸が溶存酸素量（ｐｐｍ）、横軸が水と気
体の接触時間（分）である、考察すると、処理時間で溶
存酸素の変化が見られるものの、一定時間が過ぎると溶
存酸素も一定となることが判った。即ち、酸素比率を制
御すれば、溶存酸素も制御することができるのである。
天然水の場合でも空気に占める酸素比率を人為的に変化
させると溶存酸素量も変化させることができる。
【００１８】本発明では水に気体を溶解させるのに加圧
タンクを用いるようにしている。処理すべき水が収容さ
れている河川、湖沼、水槽などの滞留水を、圧力ポンプ
により加圧タンクへ送り込み、加圧タンク内再び密閉タ
ンクに戻して循環させる。
タンクを用いるようにしている。処理すべき水が収容さ
れている河川、湖沼、水槽などの滞留水を、圧力ポンプ
により加圧タンクへ送り込み、加圧タンク内再び密閉タ
ンクに戻して循環させる。
【００１９】循環経路中には、空気又は酸素と窒素ガス
とを所定比率で混合し加入供給する工程を付加する。こ
の気体が加入された水が、圧力タンクに導かれて加圧さ
れるので、処理時間が短く、酸素など、使用するガスを
有効に利用できるものとなる。
とを所定比率で混合し加入供給する工程を付加する。こ
の気体が加入された水が、圧力タンクに導かれて加圧さ
れるので、処理時間が短く、酸素など、使用するガスを
有効に利用できるものとなる。
【００２０】混合ガスの加入供給は圧力ポンプの直前の
段階で行うようにし、圧力ポンプの負圧を利用して供給
されるようにする。このようにすることにより安全確実
に混合ガスを取り入れることができる。
段階で行うようにし、圧力ポンプの負圧を利用して供給
されるようにする。このようにすることにより安全確実
に混合ガスを取り入れることができる。
【００２１】また、循環経路中にセラミック筒及び赤外
線照射工程を配置する。これにより水は効率的に活性化
処理される。
線照射工程を配置する。これにより水は効率的に活性化
処理される。
【００２２】さらにこの水を、河川、湖沼、水槽などの
滞留水中に固定して配置した、下方には開口部を備えて
前記水槽や湖沼、河川などの水と連通し、上方は閉じて
気体溜りを構成可能な下部開放密閉容器内の水部分に、
前記気体溜り中の気体とともに前記圧力ポンプの圧力に
より気泡噴射ノズルから噴射して戻すようにする。この
ようにすることによって、酸素や窒素などの気体が有効
に利用できるものとなる。
滞留水中に固定して配置した、下方には開口部を備えて
前記水槽や湖沼、河川などの水と連通し、上方は閉じて
気体溜りを構成可能な下部開放密閉容器内の水部分に、
前記気体溜り中の気体とともに前記圧力ポンプの圧力に
より気泡噴射ノズルから噴射して戻すようにする。この
ようにすることによって、酸素や窒素などの気体が有効
に利用できるものとなる。
【００２３】河川、湖沼、水槽などの滞留水中には酸化
還元電位・溶存酸素検出センサを配置し、この検出値に
よって作動する、酸化還元電位・溶存酸素調整手段を設
け、該手段が、空気又は酸素と窒素ガスとの混合比を調
整するようにする。また、該手段は圧力モータの回転を
制御する制御装置と連携して、圧力ポンプの回転数を変
化させて圧力タンクの圧力を変え、さらに気体噴射ノズ
ルの圧力を変え、酸化還元電位・溶存酸素を所望の値に
調整する。
還元電位・溶存酸素検出センサを配置し、この検出値に
よって作動する、酸化還元電位・溶存酸素調整手段を設
け、該手段が、空気又は酸素と窒素ガスとの混合比を調
整するようにする。また、該手段は圧力モータの回転を
制御する制御装置と連携して、圧力ポンプの回転数を変
化させて圧力タンクの圧力を変え、さらに気体噴射ノズ
ルの圧力を変え、酸化還元電位・溶存酸素を所望の値に
調整する。
【００２４】
【実施例】図１に本発明の一実施例をブロック構成図に
よって示す。本発明は、前記したように、河川、湖沼、
あるいは大型の水槽などに適用されるが、本実施例にお
いては大型の水槽を例とした。
よって示す。本発明は、前記したように、河川、湖沼、
あるいは大型の水槽などに適用されるが、本実施例にお
いては大型の水槽を例とした。
【００２５】同図において、８は大型の水槽であって、
図示しない給水バルブを介して原水が給水され、図示し
ない液面リレーなどによって水槽８内部の水量を測定、
所定量が保たれるようになっている。水槽８の底部付近
には給水口７が配置され、これから処理すべき水が取り
入れられる。給水口７に連通する管には圧力ポンプ１
５、圧力タンク１４、赤外線照射装置１０、セラミック
筒９を経由するパスが接続されていて、圧力ポンプ１５
によって矢印Ａ方向に処理水が送られる。
図示しない給水バルブを介して原水が給水され、図示し
ない液面リレーなどによって水槽８内部の水量を測定、
所定量が保たれるようになっている。水槽８の底部付近
には給水口７が配置され、これから処理すべき水が取り
入れられる。給水口７に連通する管には圧力ポンプ１
５、圧力タンク１４、赤外線照射装置１０、セラミック
筒９を経由するパスが接続されていて、圧力ポンプ１５
によって矢印Ａ方向に処理水が送られる。
【００２６】２は下部開放密閉容器である。水槽８内に
設置されて下方は開放状態で水槽８内の水が自由に流通
するようになっている。上方は密閉されていて下部の水
から浮き上がった気体が閉じ込められる。この部分を気
体溜まり４とする。１は気体溜まり４の気体が所定圧力
以上になった場合噴出させる余剰気体噴出口で、下部開
放密閉容器２の上部寄りに設ける。
設置されて下方は開放状態で水槽８内の水が自由に流通
するようになっている。上方は密閉されていて下部の水
から浮き上がった気体が閉じ込められる。この部分を気
体溜まり４とする。１は気体溜まり４の気体が所定圧力
以上になった場合噴出させる余剰気体噴出口で、下部開
放密閉容器２の上部寄りに設ける。
【００２７】圧力ポンプ１５によって矢印Ａ方向に送ら
れる処理水は、下部開放密閉容器２の側面に設けた水気
体混合噴射装置６に導かれ、気体溜まり４の部分に設け
た内部気体循環路３から導入される気体溜まり４内の気
体と混合され、気泡噴射ノズル５により水中に噴射し戻
される。
れる処理水は、下部開放密閉容器２の側面に設けた水気
体混合噴射装置６に導かれ、気体溜まり４の部分に設け
た内部気体循環路３から導入される気体溜まり４内の気
体と混合され、気泡噴射ノズル５により水中に噴射し戻
される。
【００２８】気泡噴射ノズル５及び水気体混合噴射装置
６は、本出願と同一の出願人によって先に出願され、登
録された特許第２９９０５７４号公報に記載されている
ような、水槽中の水に対して噴射する空気または酸素、
あるいは空気又は酸素と、窒素ガスとの混合気体の噴射
量を制御可能な空気量制御装置（図示せず）と、上記水
に対して照射する音波の量を制御可能な音波発生量制御
装置（図示せず）とを備え、上記空気または酸素の噴射
と上記音波の照射との両者の量を前記両制御装置により
制御調整し、かつ、両制御を同時に行う水の酸化還元電
位制御装置であって、複合音波発生噴流式ガス水混合装
置と呼称した、水の活性化に対し効果のあるものを用い
てもよい。
６は、本出願と同一の出願人によって先に出願され、登
録された特許第２９９０５７４号公報に記載されている
ような、水槽中の水に対して噴射する空気または酸素、
あるいは空気又は酸素と、窒素ガスとの混合気体の噴射
量を制御可能な空気量制御装置（図示せず）と、上記水
に対して照射する音波の量を制御可能な音波発生量制御
装置（図示せず）とを備え、上記空気または酸素の噴射
と上記音波の照射との両者の量を前記両制御装置により
制御調整し、かつ、両制御を同時に行う水の酸化還元電
位制御装置であって、複合音波発生噴流式ガス水混合装
置と呼称した、水の活性化に対し効果のあるものを用い
てもよい。
【００２９】圧力タンク１４内では圧力をかけた状態で
水に気体が溶解される。この気体には、窒素ガス発生装
置１９と、これに接続された窒素ガス流量調整器１７、
酸素ガス発生装置２０と、これに接続された酸素ガス流
量調整器１８、そして二つのガス流量調整器からの送出
されたガスを所定比率で混合するガス混合器１６によっ
て混合されたガスが加入されるようになっている。な
お、混合ガスの加入位置は圧力ポンプ１５の直前とし、
混合ガスが圧力ポンプ１５の負圧で吸引されるようにし
てある。
水に気体が溶解される。この気体には、窒素ガス発生装
置１９と、これに接続された窒素ガス流量調整器１７、
酸素ガス発生装置２０と、これに接続された酸素ガス流
量調整器１８、そして二つのガス流量調整器からの送出
されたガスを所定比率で混合するガス混合器１６によっ
て混合されたガスが加入されるようになっている。な
お、混合ガスの加入位置は圧力ポンプ１５の直前とし、
混合ガスが圧力ポンプ１５の負圧で吸引されるようにし
てある。
【００３０】圧力タンク１４には水面制御装置１２が水
面関知器１３を備えて設けられ、該水面制御装置１２に
よって前記ガス混合器１６からの送出ガス量がバルブ１
６ａによって制御される。
面関知器１３を備えて設けられ、該水面制御装置１２に
よって前記ガス混合器１６からの送出ガス量がバルブ１
６ａによって制御される。
【００３１】水槽８の底部付近には、水槽８の水の酸化
還元電位・溶存酸素量を測定検出し、そのデータを出力
する酸化還元電位・溶存酸素検出センサ（図示せず）が
配置される。また、この酸化還元電位・溶存酸素検出セ
ンサが出力するデータを入力されて、そのデータを処理
する酸化還元電位・溶存酸素検出装置、さらに処理され
たデータを記録する酸化還元電位・溶存酸素記録装置な
どから構成される酸化還元電位・溶存酸素調整手段が配
置されるが、図示を省略した。
還元電位・溶存酸素量を測定検出し、そのデータを出力
する酸化還元電位・溶存酸素検出センサ（図示せず）が
配置される。また、この酸化還元電位・溶存酸素検出セ
ンサが出力するデータを入力されて、そのデータを処理
する酸化還元電位・溶存酸素検出装置、さらに処理され
たデータを記録する酸化還元電位・溶存酸素記録装置な
どから構成される酸化還元電位・溶存酸素調整手段が配
置されるが、図示を省略した。
【００３２】本発明の装置の動作を以下に説明する。水
槽８中の原水は圧力ポンプ１５により給水口７から圧力
タンク１４に送り込まれ、同時に、圧力ポンプ１５の前
段において、酸素ガス発生装置２０と、これに接続され
た酸素ガス流量調整器１８、窒素ガス発生装置１９と、
これに接続された窒素ガス両々調整器１７、そして二つ
のガス流量調整器からの送出されたガスを所定比率で混
合するガス混合器１６によって混合されたガスが加入さ
れる。混合ガスの加入位置は圧力ポンプ１５の直前とし
て混合ガスは圧力ポンプ１５の負圧で吸引されるように
なっている。
槽８中の原水は圧力ポンプ１５により給水口７から圧力
タンク１４に送り込まれ、同時に、圧力ポンプ１５の前
段において、酸素ガス発生装置２０と、これに接続され
た酸素ガス流量調整器１８、窒素ガス発生装置１９と、
これに接続された窒素ガス両々調整器１７、そして二つ
のガス流量調整器からの送出されたガスを所定比率で混
合するガス混合器１６によって混合されたガスが加入さ
れる。混合ガスの加入位置は圧力ポンプ１５の直前とし
て混合ガスは圧力ポンプ１５の負圧で吸引されるように
なっている。
【００３３】圧力タンク１４には水面制御装置１２が水
面関知器１３を備えて設けられ、該水面制御装置１２に
よってガス混合器１６からの送出ガス量がバルブ１６ａ
によって制御され、圧力タンク１４内の気体層の圧力を
調整し、液面を所定位置に保ちつつ、水にガス混合器１
６からの送出ガスを加圧溶解させる。
面関知器１３を備えて設けられ、該水面制御装置１２に
よってガス混合器１６からの送出ガス量がバルブ１６ａ
によって制御され、圧力タンク１４内の気体層の圧力を
調整し、液面を所定位置に保ちつつ、水にガス混合器１
６からの送出ガスを加圧溶解させる。
【００３４】加圧タンク１４を経た水は、赤外線照射装
置１０、セラミック筒９によって水の活性化処理が行わ
れ、下部開放密閉容器２に送られる。水は、内部気体循
環路３により下部開放密閉容器２の内部上方の気体溜ま
り４の気体とともに水気体混合噴射装置６を経て気泡噴
射ノズオル５により噴射されて下部開放密閉容器２の内
部に戻される。
置１０、セラミック筒９によって水の活性化処理が行わ
れ、下部開放密閉容器２に送られる。水は、内部気体循
環路３により下部開放密閉容器２の内部上方の気体溜ま
り４の気体とともに水気体混合噴射装置６を経て気泡噴
射ノズオル５により噴射されて下部開放密閉容器２の内
部に戻される。
【００３５】水槽８の水の酸化還元電位・溶存酸素は水
槽８の底部付近に設置された図示しない酸化還元電位・
溶存酸素検出センサにより測定検出され、その測定結果
は、これも図示しない酸化還元電位・溶存酸素検出セン
サに入力処理され、この酸化還元電位・溶存酸素検出装
置から出力されたデータは酸化還元電位・溶存酸素記録
装置（図示せず）に送られ、圧力ポンプ１５の回転を制
御し、気泡噴射ノズル５の圧力を変化させ、また、圧力
ポンプ１５の回転を制御し圧力タンク１４内の圧力を変
化させる。
槽８の底部付近に設置された図示しない酸化還元電位・
溶存酸素検出センサにより測定検出され、その測定結果
は、これも図示しない酸化還元電位・溶存酸素検出セン
サに入力処理され、この酸化還元電位・溶存酸素検出装
置から出力されたデータは酸化還元電位・溶存酸素記録
装置（図示せず）に送られ、圧力ポンプ１５の回転を制
御し、気泡噴射ノズル５の圧力を変化させ、また、圧力
ポンプ１５の回転を制御し圧力タンク１４内の圧力を変
化させる。
【００３６】余剰気体噴出口１により下部開放密閉容器
の上部の気体溜まり４のガスが所定値以上となった時に
は噴出する。
の上部の気体溜まり４のガスが所定値以上となった時に
は噴出する。
【００３７】このように水槽８内の水には、圧力タンク
１４中で酸素が溶解され、また、赤外線照射装置１０、
セラミック筒９によって水の活性化処理が行われた水
が、内部気体循環路３により下部開放密閉容器２の内部
上方の気体溜まり４の気体とともに水気体混合噴射装置
６、気泡噴射ノズル５により噴射された下部開放密閉容
器２内に送り込まれて、水は次第に所定の酸化還元電位
・溶存酸素を有するものとなる。
１４中で酸素が溶解され、また、赤外線照射装置１０、
セラミック筒９によって水の活性化処理が行われた水
が、内部気体循環路３により下部開放密閉容器２の内部
上方の気体溜まり４の気体とともに水気体混合噴射装置
６、気泡噴射ノズル５により噴射された下部開放密閉容
器２内に送り込まれて、水は次第に所定の酸化還元電位
・溶存酸素を有するものとなる。
【００３８】水の酸化還元電位や溶存酸素量は、前記の
ように酸化還元電位や溶存酸素記録装置により、時間経
過に従い記録される。酸化還元電位値・溶存酸素値と、
ガス混合器１６の出力量、その他との関係の設定は、こ
の記録値を元に修正して微調整することができる。
ように酸化還元電位や溶存酸素記録装置により、時間経
過に従い記録される。酸化還元電位値・溶存酸素値と、
ガス混合器１６の出力量、その他との関係の設定は、こ
の記録値を元に修正して微調整することができる。
【００３９】このような処理によって水槽８の水は所定
の酸化還元電位・溶存酸素量のものとなる。
の酸化還元電位・溶存酸素量のものとなる。
【００４０】図２から図５に本発明の方法による水処理
の試験結果を示す。各図は酸素比率と加圧タンクの圧力
とを変化させ、溶存酸素を測定したものである。図２は
酸素２０％の空気のみの場合、図３は酸素３０％、窒素
７０％の場合、図４は酸素４０％、窒素６０％の場合、
そして図５は酸素１００％の場合のものであり、いずれ
の場合も曲線１は圧力を全く上げない場合、曲線２は圧
力を０．２Ｍｐａ（メガパスカルｋｇｆ／ｃｍ２ ）上
げた場合、そして曲線３は圧力を０．５Ｍｐａ（メガパ
スカルｋｇｆ／ｃｍ２ ）上げた場合のものである。
の試験結果を示す。各図は酸素比率と加圧タンクの圧力
とを変化させ、溶存酸素を測定したものである。図２は
酸素２０％の空気のみの場合、図３は酸素３０％、窒素
７０％の場合、図４は酸素４０％、窒素６０％の場合、
そして図５は酸素１００％の場合のものであり、いずれ
の場合も曲線１は圧力を全く上げない場合、曲線２は圧
力を０．２Ｍｐａ（メガパスカルｋｇｆ／ｃｍ２ ）上
げた場合、そして曲線３は圧力を０．５Ｍｐａ（メガパ
スカルｋｇｆ／ｃｍ２ ）上げた場合のものである。
【００４１】この試験結果によれば次のことが判った。
１． 処理する気体に占める酸素比率により溶存酸素
はその比率に応じて変化する。即ち、酸素比率が多いほ
ど溶存酸素は多くなる。溶存酸素の多い順に酸素１００
％、酸素４０％、酸素３０％、酸素２０％となった。 ２． 圧力タンクの圧力を変化させると、溶存酸素の
高まりに変化が生じる。即ち、タンク圧力を上げると酸
素の溶け方が速くなる。溶存酸素の高まりの速い順に、
０．５Ｍｐａ、０．３Ｍｐａ、０．２Ｍｐａ、０Ｍｐａ
となった。
はその比率に応じて変化する。即ち、酸素比率が多いほ
ど溶存酸素は多くなる。溶存酸素の多い順に酸素１００
％、酸素４０％、酸素３０％、酸素２０％となった。 ２． 圧力タンクの圧力を変化させると、溶存酸素の
高まりに変化が生じる。即ち、タンク圧力を上げると酸
素の溶け方が速くなる。溶存酸素の高まりの速い順に、
０．５Ｍｐａ、０．３Ｍｐａ、０．２Ｍｐａ、０Ｍｐａ
となった。
【００４２】以上の試験結果により、吹き込む気体の酸
素比率を制御すると同時に、加圧タンクの圧力を上げる
ことによって酸素の溶け込みが早まることがわかる。即
ち、圧力タンクの圧力制御により、水の溶存酸素を効率
よく、しかも的確にコントロールすることができる。
素比率を制御すると同時に、加圧タンクの圧力を上げる
ことによって酸素の溶け込みが早まることがわかる。即
ち、圧力タンクの圧力制御により、水の溶存酸素を効率
よく、しかも的確にコントロールすることができる。
【００４３】ガス混合器１６に供給するガスの種類は本
実施例では窒素ガス、酸素ガスとしたが、ガスの種類を
選択することによって、高酸化性の水から、高還元性の
水まで、所望のものを得ることが可能である。
実施例では窒素ガス、酸素ガスとしたが、ガスの種類を
選択することによって、高酸化性の水から、高還元性の
水まで、所望のものを得ることが可能である。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、加圧タン
クを用いて水の酸化還元電位・溶存酸素を調整するよう
にしたので、酸素や窒素の気体を無駄なく有効に利用で
きるものとなった。
クを用いて水の酸化還元電位・溶存酸素を調整するよう
にしたので、酸素や窒素の気体を無駄なく有効に利用で
きるものとなった。
【００４５】また、気体を再利用するようにしたので、
さらに、酸素や窒素の気体を無駄なく有効に利用できる
ものとなった。
さらに、酸素や窒素の気体を無駄なく有効に利用できる
ものとなった。
【００４６】また、気体を加圧して溶解させているので
処理時間が短縮できる効果がある。
処理時間が短縮できる効果がある。
【００４７】さらに、圧力タンク内の気体は水面制御装
置でコントロールされているので、安全でしかも溶存酸
素の変動が小さい。
置でコントロールされているので、安全でしかも溶存酸
素の変動が小さい。
【００４８】酸化還元電位と溶存酸素量を自動的に、し
かも自由にコントロールできる。
かも自由にコントロールできる。
【００４９】混合ガスの取り入れには圧力ポンプの負圧
を利用したので、安全確実に取り入れを行うことができ
る。
を利用したので、安全確実に取り入れを行うことができ
る。
【００５０】赤外線照射装置と、活性化セラミックによ
り水の活性化を効率よく行うことができる。
り水の活性化を効率よく行うことができる。
【００５１】ガスの種類を選択することによって、高酸
化性の水から、高還元性の水まで、安全かつ安価に、し
かも品質の高い処理水を得ることができる。
化性の水から、高還元性の水まで、安全かつ安価に、し
かも品質の高い処理水を得ることができる。
【００５２】しかも、装置は取扱いが簡単で維持管理に
も時間がかからず、健康で簡単であるので故障が少な
く、自動的に水を処理することができ、健康で安全な住
環境が維持できる効果も得られる。
も時間がかからず、健康で簡単であるので故障が少な
く、自動的に水を処理することができ、健康で安全な住
環境が維持できる効果も得られる。
【００５３】水中生物を病気なしで、しかも薬品のいら
ない飼育環境が確立される。
ない飼育環境が確立される。
【００５４】総合して、湖沼、河川などの自然環境にお
ける水質のコントロールを効率よく行える技術を提供す
ることができる。
ける水質のコントロールを効率よく行える技術を提供す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図２】本発明の方法により圧力を付加し（酸素付加な
し）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
し）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
【図３】本発明の方法により圧力を付加し（酸素３０％
付加）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
付加）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
【図４】本発明の方法により圧力を付加して（酸素４０
％付加）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
％付加）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
【図５】本発明の方法により圧力を付加して（酸素１０
０％付加）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
０％付加）処理した溶存酸素の変化のグラフである。
【図６】水にエアレーション方式でＮ２ ガスを注入し
た場合の溶存酸素量のグラフである。
た場合の溶存酸素量のグラフである。
【図７】水にエアレーション方式でＮ２ ガスを注入し
た場合の酸化還元電位値のグラフである。
た場合の酸化還元電位値のグラフである。
【図８】従来の装置で得られた処理水の溶存酸素量のグ
ラフである。
ラフである。
【図９】従来の装置で得られた処理水の酸化還元電位値
のグラフである。
のグラフである。
【図１０】酸素配合比率と水温及び溶存酸素量のグラフ
である。
である。
【図１１】酸素比率と溶存酸素量のグラフである。
１ 余剰気体噴出口
２ 下部開放密閉容器
３ 内部気体循環回路
４ 気体溜まり
５ 気泡噴射ノズル
６ 水気体混合噴射装置
７ 給水口
８ 水槽
９ セラミック筒
１０ 赤外線照射装置
１１ 安全弁
１２ 水面制御装置
１３ 水面感知器
１４ 圧力タンク
１５ 圧力ポンプ
１６ ガス混合器
１７ 窒素ガス流量調節器
１８ 酸素ガス流量調節器
１９ 窒素ガス発生装置
２０ 酸素ガス発生装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 1/30 Ｃ０２Ｆ 1/30
1/68 ５１０ 1/68 ５１０Ａ
５２０ ５２０Ｂ
５２０Ｖ
５３０ ５３０Ａ
５３０Ｋ
５３０Ｌ
3/20 3/20 Ｃ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 1/20
C02F 1/30
B01F 1/00
C02F 3/14 - 3/26
Claims (3)
- 【請求項１】 処理すべき水が存在する水槽や湖沼、河
川などの水中から、処理すべき水を圧力ポンプにより取
り入れ、所定経路を経て、前記水槽や湖沼、河川などに
前記圧力ポンプの圧力により戻す工程と、 前記所定経路内には、 前記取り入れた水に空気又は酸素と窒素ガスとを所定比
率で混合した気体を加入供給する工程と、 圧力タンク内で前記気体を水に溶解させる工程と、 セラミック筒及び赤外線照射装置によって水を活性化処
理する工程と、を設け、 前記水槽や湖沼、河川などに水を戻す工程は、前記水槽
や湖沼、河川などの水中に設置され、下方には開口部を
備えて前記水槽や湖沼、河川などの水と連通し、上方は
閉じて気体溜りを構成可能な下部開放密閉容器内の水部
分に、前記気体溜り中の気体とともに前記圧力ポンプの
圧力により気泡噴射ノズルから噴射して戻すようにした
ことを特徴とする水中設置型加圧タンク方式水の溶存酸
素自動制御方法。 - 【請求項２】 空気又は酸素と窒素ガスとを所定比率で
混合し供給する混合気体は、圧力ポンプの負圧で吸引す
る方法を用いて供給することを特徴とする請求項１記載
の水中設置型加圧タンク方式水の溶存酸素自動制御方
法。 - 【請求項３】 溶存酸素の制御には窒素と酸素との比率
変動方式を用いたことを特徴とする請求項１、２記載の
水中設置型水の加圧タンク方式溶存ガス制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000377445A JP3538755B2 (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 水中設置型加圧タンク方式水の溶存酸素自動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000377445A JP3538755B2 (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 水中設置型加圧タンク方式水の溶存酸素自動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002177953A JP2002177953A (ja) | 2002-06-25 |
| JP3538755B2 true JP3538755B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=18846168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000377445A Expired - Fee Related JP3538755B2 (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 水中設置型加圧タンク方式水の溶存酸素自動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3538755B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008080245A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 洗浄水の製造装置及び洗浄水の製造方法 |
| JP5692697B2 (ja) * | 2010-04-21 | 2015-04-01 | 株式会社ハナダ | 水中溶存酸素増加装置 |
| JP2013078273A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology | 溶存ガスの供給装置 |
| CN103651241A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-26 | 佛山市高明区易海农业技术服务有限公司 | 一种水产生物控制增氧系统 |
| KR101589447B1 (ko) | 2015-03-13 | 2016-01-28 | 주식회사 이신우 | 기체 공급량 감지조절장치 및 이에 의한 감지조절방법 |
| CN110865167B (zh) * | 2019-12-24 | 2024-04-26 | 自然资源部第二海洋研究所 | 用于溶解性气体传感器校准的高效水气混合装置及其方法 |
-
2000
- 2000-12-12 JP JP2000377445A patent/JP3538755B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2002177953A (ja) | 2002-06-25 |
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