超微细气泡的生成方法、生成装置、及利用其的杀菌或消毒设备制造方法及图纸

提供生成可长期保存的超微细气泡的方法和装置以及将其适用于下水处理水的杀菌、消毒设备的水处理装置。设置杀菌消毒槽（１）、低压容器（２）、微细气泡生成装置（３）。在杀菌消毒槽（１）注入下水处理水，将受到处理的水从下水再生水排出管排出。由微细气泡生成装置（３）生成微细气泡，注入到低压容器（２）。注入到低压容器（２）的微细气泡由升压泵（４）加压、压缩，通过急剧的体积缩小，形成可长期保存的超微细气泡。将该超微细气泡注入到杀菌消毒槽（１），通过超微细气泡（１５）的破坏所产生的压力波和由氢氧游离基产生的氧化反应进行杀菌处理。超微细气泡的一部分长期保持，逐渐破坏，从而提高消毒效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自来水、下水、河川水、湖泊水、工业废水等的净化、杀菌、消毒的装置和杀菌、消毒设备。
技术介绍
作为示出净化、杀菌、消毒的微细气泡的利用和效果的文献，具有非专利文献1。另外，作为示出用臭氧水杀菌的效果的文献，具有非专利文献2。首先，根据非专利文献1的记载，示出本说明书中说明的微细气泡和超微细气泡的定义。微细气泡为被称为微泡(マイクロバブル)的直径约50微米以下的气泡。一般该尺寸的气泡通过气泡内气体溶入到周围流体而在液体中缩小，最终在约2分钟完全溶解。另一方面，超微细气泡为被称为纳米泡的、直径100纳米～200纳米的气泡。纳米泡在微泡缩小、完全溶解的过程中存在，但通常继续缩小、完全溶解。如在非专利文献1中示出的那样，通过对微细气泡(微泡)施加流体力学的刺激，使气泡直径急速缩小，从而可生成不溶解地长期稳定存在的气泡，即具有长期保持性的超微细气泡(纳米泡)。对微细气泡(微泡)施加物理刺激、使气泡直径急速缩小的过程被称为压坏。另外，按照非专利文献1，随着微细气泡溶入到周围液体，直径减小，所以，由表面张力的效果使内部成为高压、高温，消灭时产生压力波。由该压力波可分解细菌、有机物，所以，可获得净化、杀菌、消毒效果。另外，在气泡的溶解中，相对体积的表面积比较大，所以，微细气泡具有提高在液体的溶解速度的效果。按照非专利文献2，溶入了臭氧气体的臭氧水的氧化还原电位高，具有强力杀菌效果。如在臭氧水的制造中使用微细气泡，则溶解速度高，所以，不溶解地从液面跑掉的气泡减少，臭氧的利用效率提高。然而，液体中的臭氧容易分解，所以，存在短时间浓度下降的问题。非专利文献1所示的超微细气泡(纳米泡直径约1微米以下)由于浮力小，所以，不易从液面跑掉。另外，通常的微细气泡在比较平衡的状态下逐渐溶入到液体而消灭，但压坏的超微细气泡具有长期保持性。通过在液体中大量地压坏生成超微细气泡，从而例如可长期保持较高的臭氧水的浓度。另外，由于直径小，所以，消灭时的压力波大，净化、杀菌、消毒效果也高。这样，可获得能够长期维持杀菌、消毒功能的效果。如非专利文献1所示那样，为了生成可长期保存的超微细气泡，需要在微细气泡溶入到液体的过程中施加被称为压坏的液体力学的刺激。“水的特性和新利用技术”，株式会社L·T·S(エヌ·テイ一·エス)，142-146页，2004年。“新版臭氧利用的新技术”，三优(サンユ一)书房，74-83页，1988年。在非专利文献1的已有技术中，虽然记述了超微细气泡的效果和长期保存的可能性，但未示出施加用于生成可长期保存的超微细气泡的压坏即流体力学的刺激的方法。在非专利文献2记载的已有技术中，考虑到臭氧的分解，需要增加设备容量，设备建设的经济性下降。另外，在设备运行时，下水处理水的杀菌消毒使用生成成本高的臭氧，而且，液体中的臭氧容易分解，浓度在短时间下降。为此，为了杀菌、消毒，需要长期供给大量的臭氧，存在经济性降低的问题。另外，在使用微细气泡、超微细气泡的杀菌消毒设备中，当不适当地控制流入的处理水流量和气泡供给量时，根据气泡供给的过或不足的情况，在过剩的场合，经济性下降，在不足的场合，杀菌性能下降，存在杀菌消毒设备的可靠性下降的问题。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术在压力比气氛压力低的容器内液体，即减压环境下，生成微细气泡，对上述低压的容器内液体加压，压缩微细气泡，生成超微细气泡。另外，具有这样的特征将具有上述超微细气泡的液体加压到气氛压力，排出到气氛中。按照本专利技术，具有使利用可长期保存的超微细气泡的杀菌·消毒设备的功能扩大的效果。附图说明图1为本专利技术实施例1的利用超微细气泡的杀菌消毒设备的构成图。图2为杀菌消毒回路的压力分布图。图3为在实施例1的杀菌消毒设备使用臭氧的场合的构成图。图4为示出实施例1的变形例的杀菌消毒设备的构成图。图5为本专利技术实施例2的利用超微细气泡的杀菌消毒设备的构成图。图6为本专利技术实施例2的杀菌消毒设备的流量控制流程图。图7为本专利技术实施例3的利用超微细气泡的杀菌消毒设备的构成图。图8为本专利技术实施例4的利用超微细气泡的杀菌消毒设备的构成图。图9为本专利技术实施例4的超微细气泡吹入的过程图。具体实施例方式本专利技术的目的在于提供一种在气泡溶入到液体中时施加超过其溶解速度的非平衡的压力刺激、生成可长期保存的超微细气泡的方法和装置。本专利技术在压力比气氛压力低的容器内液体，即减压环境下，生成微细气泡，对上述低压的容器内液体加压，压缩微细气泡，生成超微细气泡。另外，具有这样的特征将具有上述超微细气泡的液体加压到气氛压力，排出到气氛中。具体地说，低压的容器由泵或吸引装置保持低压状态，从微细气泡生成装置将气体注入到压力比气氛压力低的容器内液体，生成微细气泡，由泵对该容器内液体进行加压，压缩微细气泡，生成超微细气泡，在由泵进行压缩的过程中，从低压力容器将具有超微细气泡的液体排出到气氛中。作为对上述减压环境下的流体进行加压、排出到气氛中的泵，使用升压泵有效，特别是最好使用涡流型泵、涡卷型泵、高压柱塞型泵等。在本专利技术中，与微细气泡溶入到液体时的平衡的缩小举动相比，可急剧而且非平衡地压缩气泡，所以，可施加用于形成可长期保存的超微细气泡的流体力学的刺激即压坏刺激。这样，可生成能够长期保存的超微细气泡，可持续保持杀菌、消毒功能的效果。例如，通过使用本方法和装置生成臭氧超微细气泡，适用于自来水、下水、河川水、湖泊水、工业废水的水处理，从而可长期抑制细菌的繁殖，供给高水质的水。特别是关于下水处理水的杀菌、消毒，设置投入处理水的处理水槽，在处理水中注入超微细气泡。与超微细气泡的上升速度平衡地调整处理水的流量，在水槽内形成超微细气泡的带状区域。处理水在通过超微细气泡的带状区域时，通过上述作用进行杀菌、消毒。为了维持杀菌、消毒作用，根据使用光学的或水力的差压测量等进行测量获得的上述带状区域的位置，防止从上述带状区域的液面的脱离或与处理水一同的排出等，控制处理水的流量有效。按照本专利技术，具有扩大可长期保存超微细气泡的杀菌·消毒设备的功能的效果。另外，由于在利用了超微细气泡的杀菌消毒设备中不利用气泡即可进行下水处理水的杀菌·消毒，所以，可使设备容量最佳化，具有提高关于下水处理设备的制作的经济性的效果。另外，由于在利用超微细气泡的杀菌消毒设备中可减少气泡使用量，所以，具有提高关于下水处理设备的运行经费的经济性的效果。另外，由于可按良好的精度控制超微细气泡的生成量，所以，具有提高下水处理设备的可靠性和经济性的效果。下面，根据附图说明本专利技术的实施形式。图1为实施例1的利用超微细气泡的杀菌消毒设备的构成图，图2为压力分布的示意图，图3为利用臭氧超微细气泡的杀菌消毒设备的构成图。在图1中，设有下水处理水的杀菌消毒槽1、低压容器2、微细气泡生成装置3。在杀菌消毒槽1中，从下水处理水注入管21注入下水处理水，将处理后的水从下水再生水排出管22排出。从微细气泡装置循环流路8取出低压容器2的水，在气相混合器12中与从气相管17通过流量调整阀13流入的气相进行混合，送到微细气泡生成装置3。在由本实施例示出的微细气泡生成装置3中，按照通过高压泵11的气液二相剪切方式生成微细气泡，从喷嘴19注入到低压容器2。微细气泡的产生量由流量调整阀17和流量调整阀18进行调整。注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超微细气泡的生成方法，其特征在于：在压力比外部压力低的低压容器内的液体中产生微细气泡，对上述液体加压，压缩微细气泡，生成超微细气泡，将上述被加压的具有超微细气泡的液体排出到上述低压容器外的空间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：日高政隆，隅仓岬，阴山晃治，横井浩人，武本刚，渡边昭二，圆佛伊智朗，原直树，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]