JP5128357B2 - 水処理装置および水処理方法 - Google Patents
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Description
それら活性炭吸着塔は、有機物を吸着後、活性炭塔から活性炭を取り出し、別の場所で再生している。
より詳細に説明すると、一般的知見であるが、有機フッ素化合物における化学構造式である炭素とフッ素の結合は、安定しているが故、強酸の中でも分解しない。それ故、環境中に放出されて、世界中をめぐり、はてには、世界中のあらゆる生物に濃縮してきた。例えば、1例として北極熊、アザラシ、鯨からも検出されて、国際的環境汚染として、問題となっている。
焼却方法は、唯一の処分方法であるが、液体量が多い場合には、燃料も多く使用し、二酸化炭素の増加による地球温暖化の問題もあり、合理的処理方法ではない。
図2に、本発明の第1の実施形態に係る水処理装置101の概略構成を示す。水処理装置101は、液体処理水槽1を備えている。液体処理水槽1には、バブル発生装置(バブル発生手段)17が発生させる磁気活水オゾンナノバブル、紫外線オゾンマイクロナノバブルおよびオゾンマイクロナノバブルが吐出されている。磁気活水オゾンナノバブルは、気液混合循環ポンプ3を主としたナノバブル発生機47に、吐出側磁気活水器本体9とオゾン発生機64より発生するオゾンを活用して作製される。また、紫外線オゾンマイクロナノバブルは、循環ポンプ65、紫外線反応塔66、およびオゾン発生機64を組み合わせることにより作製される。また、オゾンマイクロナノバブルは、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機52とオゾン発生機64を組み合わせることにより作製される。
次に本発明の第2の実施形態に係る水処理装置102の概略構成を図3に示す。第1の実施形態では、流体処理前測定槽72および流体処理後測定槽57において、水質としてTOCを測定していたが、第2の実施形態では、流体処理前測定槽72および流体処理後測定槽57において、水質としてCOD(化学的酸素要求量)を測定している。この点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第3の実施形態に係る水処理装置103の概略構成を図4に示す。第1の実施形態では、流体処理前測定槽72および流体処理後測定槽57において、水質としてTOCを測定していたが、第3実施形態では、流体処理前測定槽72および流体処理後測定槽57において、水質としてpHを測定している。この点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第4の実施形態に係る水処理装置104の概略構成を図5に示す。第4の実施形態では、第3の実施形態における液体処理水槽1内に、炭酸カルシウム鉱物18が充填された収容かご48が追加されている。この点のみが、第3の実施形態と異なっている。第3の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第3の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第5の実施形態に係る水処理装置105の概略構成を図6に示す。第1の実施形態では、流体処理前測定槽72および流体処理後測定槽57において、水質としてTOCを測定していたが、第5の実施形態では、流体処理前測定槽72および流体処理後測定槽57において、水質として酸化還元電位を測定している。この点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第6の実施形態に係る水処理装置106の概略構成を図7に示す。図7に示す第6の実施形態は、液体処理水槽1にて処理後の液体処理後測定槽57を出たバブル含有水が上水処理設備39に導入されている点のみが、第1の実施の形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第7の実施形態に係る水処理装置107の概略構成を図8に示す。図8に示す第7の実施形態は、液体処理水槽1にて処理後の液体処理後測定槽57を出たバブル含有水が排水処理設備40に導入されている点のみが、第1の実施の形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
化学物質含有排水としては、無機フッ素含有排水や、酸、アルカリ排水がある。一方、有機物を含有する排水としては、一般的な生活排水、食品工場排水などがある。
次に本発明の第8の実施形態に係る水処理装置108の概略構成を図9に示す。図9に示す第8の実施形態は、液体処理前測定槽72に有機フッ素化合物含有排水が流入し、かつ、液体処理水槽1にて処理後の液体処理後測定槽57を出たバブル含有水が有機フッ素化合物含有排水処理設備41に導入されている点のみが、第1の実施の形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第9の実施形態に係る水処理装置109の概略構成を図10に示す。図10に示す第9の実施形態は、液体処理前測定槽72に浴槽水が流入し、液体処理水槽1にて処理後の液体処理後測定槽57を出たバブル含有水が浴槽設備42に導入されている点のみが、第1の実施の形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
液体が活性化すると活性酸素が増加している。よって、活性酸素を含有した磁気活水オゾンナノバブル等を含有した浴槽水を浴槽設備42に導入することができる。
次に本発明の第10の実施形態に係る水処理装置110の概略構成を図11に示す。図11に示す第10の実施形態は、第4の実施形態における液体処理後測定槽57の処理水がピット43に導入され、続いて、ピットポンプ44にて、急速ろ過機45、さらに活性炭吸着塔46に導入されて、最終的な処理水となっている。第4の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第4の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第11の実施形態に係る水処理装置111の概略構成を図12に示す。第1の実施形態では、紫外線ランプ67を有する紫外線反応塔66が、循環ポンプ65の出口に設置されていたが、第11実施の形態では、吐出側磁気活水器本体9の後に紫外線ランプ87を有する紫外線反応塔86が、設置されている。すなわち、第1実施形態では、紫外線ランプ67を有する紫外線反応塔66がマイクロナノバブル発生機78に関連する配管系統に設置されていたが、第11の実施形態では、ナノバブル発生機47に関連する配管系統に設置されている。この点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第12の実施形態に係る水処理装置112の概略構成を図13に示す。第1の実施形態では、紫外線ランプ67を有する紫外線反応塔66が、循環ポンプ65の出口に設置されていたが、第12実施の形態では、オゾン発生機64と水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機52の間の配管上に設置されている。すなわち、第1実施形態では、紫外線ランプ67を有する紫外線反応塔66がマイクロナノバブル発生機78に関連する配管系統に設置されていたが、第12の実施形態では、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機52に関連する気体配管系統、すなわち、オゾンガス配管54上に紫外線ランプ89を有する紫外線反応塔88が設置されている。この点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第13の実施形態に係る水処理装置113の概略構成を図14に示す。第1の実施形態では、液体処理水槽1に流動する充填材は充填されていなかったが、第13実施の形態では、液体処理水槽1内に流動する充填材としてポリビニルアルコール担体75が充填されている。また、ポリビニルアルコール担体75が、気液混合循環ポンプ3、循環ポンプ65、および水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機52に吸い込まれない様に、スクリーン77が液体処理水槽1の下部の適当な位置に、水平に設置されている。なお、スクリーン77の設置位置はこれに限定されるものではない。以上の点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
次に本発明の第14の実施形態に係る水処理装置114の概略構成を図15に示す。第1の実施形態では、液体処理水槽1に流動する充填材は充填されていなかったが、第14実施の形態では、液体処理水槽1内に流動する充填材として活性炭76が充填されている。また、活性炭76が、気液混合循環ポンプ3、循環ポンプ65、および水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機52に吸い込まれない様に、スクリーン77が液体処理水槽1の下部の適当な位置に、水平に設置されている。なお、スクリーン77の設置位置は限定するものではない。以上の点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
この場合、液体処理水槽1に活性炭76を充填する。すなわち、再利用処理設備として使用し、特に各種バブルを、有機物の酸化分解に利用できる。また、活性炭76は、有機物の吸着や脱色に利用して、水質を向上させることができる。
次に本発明の第15の実施形態に係る水処理装置115の概略構成を図16に示す。第15の実施形態では、第1の実施形態における液体処理水槽1内に、ポリ塩化ビニリデン充填物83と、ポリ塩化ビニリデン充填物83を液体処理水槽1内に固定する固定金具82とが追加されている。この点のみが、第1の実施形態と異なっている。第1の実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略する。第1の実施形態と異なる部分のみ、説明する。
図2に示す第1の実施形態に係る水処理装置101を作製した。まず、水処理装置101における流体処理前測定槽72の容量を約0.5m3、液体処理水槽1の容量を約6m3、流体処理後測定槽57の容量を0.5m3として、樹脂を用いて各槽を作製した。
3 気液混合循環ポンプ(ポンプ)
4 第1気体せん断部
5 第2気体せん断部
9 吐出側磁気活水器本体(磁気活水部)
14 第3気体せん断部
15 磁力ナノバブル流(ナノバブル)
17 バブル発生装置(バブル発生手段)
18 炭酸カルシウム鉱物
19 吸込側磁気活水器(磁気活水部)
32 シーケンサー
34 吐出側口径交換ユニット
39 上水処理設備
40 排水処理設備
41 有機フッ素化合物含有排水処理設備
42 大規模浴槽設備
46 活性炭吸着塔
47 ナノバブル発生機
52 水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機
53 マイクロナノバブル流(マイクロナノバブル)
57 液体処理後測定槽(処理後測定手段)
64 オゾン発生機
65 循環ポンプ(ポンプ)
66 紫外線反応塔(紫外線反応部)
72 液体処理前測定槽(処理前測定手段)
73 気体せん断部
74 ナノバブル流(ナノバブル)
75 ポリビニルアルコール担体
76 活性炭
78 マイクロナノバブル発生機
82 支持金具(固定金具)
83 ポリ塩化ビニリデン
86、88 紫外線反応塔(紫外線反応部)
100〜115 水処理装置
Claims (42)
- 被処理水を貯める処理水槽と、
該処理水槽内の該被処理水中に、ナノバブルまたはマイクロナノバブルを発生させるバブル発生手段と、
該処理水槽に流入する該被処理水の水質を測定する処理前測定手段と、
該処理水槽から流出する該被処理水の水質を測定する処理後測定手段とを備えており、
該バブル発生手段は、複数のバブル発生機を備えており、かつ、該処理前測定手段が測定した水質と、該処理後測定手段が測定した水質とに基づいて、該複数のバブル発生機のそれぞれを稼働または停止させるようになっており、
任意の該バブル発生機が発生させるバブルのサイズが、他の該バブル発生機の少なくとも1つが発生させるバブルのサイズと異なることを特徴とする水処理装置。 - 上記バブル発生手段は、上記処理前測定手段が測定した水質と、上記処理後測定手段が測定した水質との差が小さくなるに従い、より発生させるバブルのサイズが小さい上記バブル発生機を稼動させるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
- 上記複数のバブル発生機が、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機、マイクロナノバブル発生機、およびナノバブル発生機を含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の水処理装置。
- 上記マイクロナノバブル発生機が、上記被処理水を吸い込んで吐出するポンプと、該ポンプから吐出された該被処理水と気体とを混合するとともに該気体をせん断する気体せん断部とを備えていることを特徴とする請求項3に記載の水処理装置。
- 上記マイクロナノバブル発生機が、上記被処理水を通過させ、かつ、通過する該被処理水に紫外線を照射する紫外線反応部をさらに備えており、上記ポンプと上記気体せん断部とが該紫外線反応部を介して接続されていることを特徴とする請求項4に記載の水処理装置。
- 上記ナノバブル発生機が、上記被処理水を吸い込んで吐出するポンプと、該ポンプから吐出された該被処理水と気体とを混合するとともに該気体をせん断する第1気体せん断部と、該第1気体せん断部において処理された該被処理水中の該気体をさらにせん断する第2気体せん断部と、該第2気体せん断部において処理された該被処理水中の該気体をさらにせん断する第3気体せん断部とを備えていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記ナノバブル発生機が、上記被処理水を通過させ、かつ、通過する該被処理水を磁気活水する磁気活水部をさらに備えており、上記第2気体せん断部と上記第3気体せん断部とが該磁気活水部を介して接続されていることを特徴とする請求項6に記載の水処理装置。
- 上記ナノバブル発生機が、上記被処理水を通過させ、かつ、通過する該被処理水を磁気活水する磁気活水部をさらに備えており、上記ポンプと上記第2気体せん断部とが該磁気活水部を介して接続されていることを特徴とする請求項6に記載の水処理装置。
- 上記ナノバブル発生機が、上記磁気活水部に流入する上記被処理水の流速を調節する出
口径交換ユニットをさらに備えていることを特徴とする請求項7または8に記載の水処理装置。 - 上記ナノバブル発生機が、オゾンを発生させるオゾン発生機をさらに備えており、上記第1気体せん断部が、上記被処理水と、該オゾンとを混合することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記第1気体せん断部に供給される上記気体が、毎分0.6リットル以上毎分1.2リットル以下であることを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記第1気体せん断部が、断面が楕円形または真円形であり、かつ、内部に複数の溝が設けられている筒を備えていることを特徴とする請求項6〜11のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記溝の深さが、0.3mm以上0.6mm以下であり、該溝の幅が0.3mm以上0.8mm以下であることを特徴とする請求項12に記載の水処理装置。
- 上記ポンプが、上記被処理水を吸い込むための吸い込み配管、および該被処理水を吐出するための吐出配管を備えており、該吸い込み配管の口径が、該吐出配管の口径よりも大きいことを特徴とする請求項6〜13のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記ポンプの出力が最大値となった後に、上記気体が第1気体せん断部に供給されるようになっていることを特徴とする請求項6〜14のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記ポンプの稼働開始から少なくとも60秒経過した後に、上記気体が第1気体せん断部に供給されるようになっていることを特徴とする請求項6〜14のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記第1気体せん断部は、内部で上記被処理水が旋回するようになっており、該旋回の中心軸に対して17度以上19度以下の入射角で上記気体を供給する気体流入管を備えていることを特徴とする請求項6〜16のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記第1気体せん断部の主要部分が、6mm以上12mm以下の厚さを有していることを特徴とする請求項6〜17のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記ナノバブル発生機が、上記被処理水を通過させ、かつ、通過する該被処理水に紫外線を照射する紫外線反応部をさらに備えており、上記第2気体せん断部と上記第3気体せん断部とが該紫外線反応部を介して接続されていることを特徴とする請求項6〜18のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機が、該水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機に気体を供給する配管と、該配管を通過する気体に紫外線を照射する紫外線反応部とを備えていることを特徴とする請求項3〜19のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記処理前測定手段が、少なくとも、上記被処理水の全有機炭素を測定することを特徴とする請求項1〜20のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記処理前測定手段が、少なくとも、上記被処理水の化学的酸素要求量を測定することを特徴とする請求項1〜21のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記処理前測定手段が、少なくとも、上記被処理水のpHを測定することを特徴とする請求項1〜22のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記処理前測定手段が、少なくとも、上記被処理水の酸化還元電位を測定することを特徴とする請求項1〜23のいずれか一項に記載の水処理装置。
- ポリビニルアルコール担体をさらに備えており、該ポリビニルアルコール担体は、上記処理水槽内に充填され、該処理水槽内を流動するようになっていることを特徴とする請求項1〜24のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 活性炭をさらに備えており、該活性炭は、上記処理水槽内に充填され、該処理水槽内を流動するようになっていることを特徴とする請求項1〜25のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 上記処理水槽内に充填されている炭酸カルシウム鉱物をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜26のいずれか一項に記載の水処理装置。
- ポリ塩化ビニリデン充填物と、該ポリ塩化ビニリデン充填物を上記処理水槽内に固定する固定金具とをさらに備えていることを特徴とする請求項1〜27のいずれか一項に記載の水処理装置。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする上水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする排水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする有機フッ素化合物含有排水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする再利用水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする浴槽水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする治療用浴槽水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする水産養殖水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする水耕液の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とするエステティック用水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする石油の精製方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とするガソリンの処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とする床ずれの治療用水の処理方法。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載の水処理装置を用いることを特徴とするアトピー疾患の治療用水の処理方法。
- 複数のバブル発生機を備えた処理水槽に被処理水を貯める工程と、
該処理水槽に流入する該被処理水の水質を測定する処理前測定工程と、
該処理水槽から流出する該被処理水の水質を測定する処理後測定工程と、
該処理前測定工程において測定した該水質、および該処理後測定工程において測定した該水質に基づいて、該複数のバブル発生機から動作すべきバブル発生機を選択する選択工程と、
該選択工程において選択された該バブル発生機を用いて、該処理水槽内の該被処理水中にナノバブルまたはマイクロナノバブルを発生させるバブル発生工程とを包含しており、
該バブル発生工程では、任意の該バブル発生機が発生させるバブルのサイズが、他の該バブル発生機の少なくとも1つが発生させるバブルのサイズと異なることを特徴とする水処理方法。
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