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JP3616922B2 - Liquid processing apparatus and liquid processing system having the same - Google Patents
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JP3616922B2 - Liquid processing apparatus and liquid processing system having the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体処理装置およびこれを有する液体処理システムに係り、特に、処理水中に含有されている液体分子、コロイド粒子等の各種物質の細分化および帯電の処理を効率的に行なことができる液体処理装置およびこれを有する液体処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から牛や豚等の糞尿を含んだ畜産用排水、あるいは洗浄液や工場廃液等の化学物質を含む工業用排水を浄化処理する方法やシステムが提案されている。
【0003】
このような従来の液処理システムについて養豚排水処理を例に説明すると、従来の養豚排水等の水処理システムは、スクリーン等に原水を通過させて固形の浮遊物を除去するための濾過処理手段と、好気性微生物により水溶性有機物等を分解処理するための活性汚泥処理手段と、この分解により原水から分離された水溶性有機物を沈殿させて水と沈殿物とに分離する沈殿分解処理手段と、前記沈殿物から水分を脱水除去するための脱水処理手段とから構成されている。
【0004】
これらの各処理手段についてより具体的に説明すると、前記濾過処理手段では、糞尿等の固形浮遊物を含む原水がスクリーンを通過する際に前記浮遊物がスクリーンに捕えられて除去される。この浮遊物の除去された原水は、一旦、貯留タンクに貯留された後に計量タンクに移送されて活性汚泥処理可能な水量ごとに活性汚泥処理手段としての活性汚泥処理タンクに流入される。この活性汚泥処理タンクでは、好気性微生物が原水中の窒素等の水溶性有機物を生物分解するようになっている。この処理手段で生物分解された原水は沈殿分解処理手段としての沈殿タンクに送られ、この沈殿タンクにおいて、水溶性有機物等を沈殿タンクの底に沈殿させて水と分離し、この水は消毒後に河川等に放流され、前記沈殿物は脱水処理手段に移送される。この脱水処理手段では、脱水機により脱水されて固形物にされて排出される。
【0005】
ここで、従来の水処理システムにおいては、前記活性汚泥処理タンクの大型化による敷地および建設費の膨大化を回避するために、前記貯留タンクに前記脱水機の洗浄水が流入されるようになっていた。
【0006】
したがって、前記脱水機の洗浄水により、有機物負荷の高いいわゆる高濃度の原水が希釈化されるため、前記活性汚泥処理手段における好気性微生物の有機物分解負担が軽減されるようになっていた。
【0007】
しかし、従来の水処理システムにおいては、脱水機の洗浄水だけでは高濃度の原水を十分希釈しきれず、より多くの水量が必要とされていた。また、原水希釈化の水量が増大すれば浄化処理する水量も増加するため、結局、水処理設備が大規模になってしまい、建設費等のイニシャルコストおよび液処理のための消費電力料や水道料等のランニングコストが高くなるという問題が生じていた。
【0008】
また、高濃度汚水の生物処理を行う場合には維持管理が難しく、一旦、処理体系が崩れると回復までに数ケ月を要し、この間、浄化処理が不完全な処理水を河川等に放流することとなり環境汚染の問題が生じるおそれもあった。
【0009】
このような問題に対して、高分子凝集剤等の薬品を使用して化学的に原水中の高分子の有機物を凝集分離させて濃度を低下させる処理方法が提案されていた。しかし、有機物の濃度に対する薬剤の種類や投入量の設定が微妙であり、濃度変化等に追従させることが難しいという問題があった。
【0010】
これらの問題点に鑑み、本発明者は、既に、液処理設備を小規模化することができてイニシャルコストおよびランニングコストを低廉化できるとともに、簡単な操作により液中の水溶性有機物や微生物等を確実に除去でき、しかも脱臭、脱色、殺菌、液の細分化処理および酸化還元処理を行うことのできる液処理方法、液処理装置、および液処理システムを開発し、出願しており、その発明は、特開平11−90420号公報および特開2000−263056号公報に開示されている。
【0011】
ここで、前述した2つの公開公報に開示されている発明には、液の細分化処理の工程で使用されるミキサー管が記載されている。
【0012】
このミキサー管は、管内を流動する処理水にミキサーを施す際に、液の細分化および帯電を行いうるように構成されており、図18に示すように、ミキサー管本体となるパイプ90の上下部に約10000Gaussのネオジウム板91が配設されているとともに、前記パイプ90内には、約11000Gaussの磁力のネオジウム磁石92が埋設されたセラミックス材料からなるネオジウムフィン93が配設されている。そして、前記ネオジウムフィン93は、螺旋状にねじられた平板により形成されており、処理水が流通する方向に沿ってフィンの幅方向端部にネオジウム磁石92が、「NNSSNNSS・・・」の順に交互に埋設されて構成されている。
【0013】
そして、このように構成されたミキサー管内を処理水を流通させる際に、前記ネオジウム板91の磁界および前記ネオジウムフィン93のミキサーの作用により、処理水中の液体分子を細分化して負電子に帯電(イオン化)させるとともに、前記処理水中の溶解物質のコロイド粒子を細分化して正電子に帯電させてそれぞれ整列させることができ、この細分化、帯電により、前記液処理装置における液処理の当該細分帯電処理の後工程である、微細な液体分子とコロイド粒子との分離処理工程において効率的に処理を施すことが可能となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、本発明者が開発した液処理方法や液処理システムを実現する液処理装置は、それ以前の装置の問題点を解消したものであるが、更なる懸案事項としては、ミキサー管内を流動する液体の浮遊物分子の性状に応じて適正な細分帯電処理を機動的に行うことが挙げられる。
【0015】
そこで、本発明は、前記細分帯電処理に用いられるミキサー管を含めた処理水中の汚物の細分帯電処理手段の構造を改良し、ミキサー管内を流動する処理水の性状に応じた好適な細分帯電処理を行うことのできる液体処理装置を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明の請求項1に係る液体処理装置の特徴は、筒状パイプ内に、この筒状パイプの長手方向に沿って螺旋状に形成されたフィンを、周方向に回転自在に配設するとともに、前記フィンに、N極とS極の磁石を螺旋方向に沿って交互に埋設したミキサー管と、前記ミキサー管の外側に、前記フィンに埋設された磁石に対して磁場を印加することによって前記フィンに回転力を付与可能とされた電磁石とを有し、前記電磁石による磁場内において前記フィンを回転させることによって前記ミキサー管内に起電力を生じさせ、この起電力を前記ミキサー管によって細分化された前記液体に作用させることによって前記液体分子と前記浮遊物分子とを帯電整列化させるようにされ、かつ、前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場を反転可能とされている点にある。
【0017】
そして、このような構成を採用したことにより、例えば、液体中に含まれるコロイド粒子等の浮遊物分子のイオンの極性(正負)等の液体の性状に応じて、前記電磁石によって前記フィンの磁石にかける磁界を反転させてフィンの回転方向を逆転させることができるため、浮遊物分子の帯電状態を統一することができ、液体の性状に応じて適正かつ機動的に液体の細分帯電処理を行うことができる。
【0018】
請求項2に係る液体処理装置の特徴は、請求項1において、前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場の強さを変動可能とされている点にある。
【0019】
そして、このような構成を採用したことにより、液体中に含まれる浮遊物分子の濃度等の液体の性状に応じたより適正な細分帯電処理を行うことができる。
【0020】
本発明の請求項3に係る液体処理システムの特徴は、前記細分帯電処理手段は、筒状パイプ内に、この筒状パイプの長手方向に沿って螺旋状に形成されたフィンを、周方向に回転自在に配設するとともに、各フィンに、N極とS極の磁石を螺旋方向に沿って交互に埋設したミキサー管と、前記ミキサー管の外側に、前記フィンに埋設された磁石に対して磁場を印加することによって前記フィンに回転力を付与可能とされた電磁石とを有し、前記電磁石による磁界内において前記フィンを回転させることによって前記ミキサー管内に起電力を生じさせ、この起電力を前記ミキサー管によって細分化された前記液体に作用させることによって前記液体分子と前記浮遊物分子とを帯電整列化させるようにされ、かつ、前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場を反転可能とされている点にある。
【0021】
そして、このような構成を採用したことにより、例えば液体中のイオンの極性等の液体の性状に応じて、前記電磁石によって前記フィンの磁石にかける磁界を反転させてフィンの回転方向を逆転させることができるため、液体の性状に応じて適正かつ機動的に液体の細分帯電処理を行うことができ、ひいては、システム全体を通じた液体の処理効果を向上することができる。
【0022】
請求項4に係る液体処理システムの特徴は、請求項3において、前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場の強さを変動可能とされている点にある。
【0023】
そして、このような構成を採用したことにより、液体中に含まれる浮遊物分子の濃度等の液体の性状に応じたより適正な細分帯電処理を行うことができ、液体処理システム全体を通じてさらに有効な液体の浄化に供することができる。
【0024】
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液体処理装置70の実施形態について、図1乃至図4を参照して説明する。
【0026】
図1および図2に示すように、本実施形態における液体処理装置70は、ミキサー管71を有している。このミキサー管71は、セラミックスあるいは樹脂で形成された筒状パイプ72を本体としており、この筒状パイプ72の内側面には、N極のネオジウム磁石73aとS極のネオジウム磁石73bが交互となるように配列された2本のネオジウム磁石73の列が相反する極性を対向させるようにして前記筒状パイプ72の内側面と面一に埋設されている。なお、本実施形態においては、図4に示すように、前記ネオジウム磁石73の列は前記筒状パイプ72の内側の上下位置に埋設されており、前記ネオジウム磁石73は約10000Gaussの磁力を有するものとする。
【0027】
また、前記筒状パイプ72内には、約11000Gaussの磁力のネオジウム磁石74がその表面に埋設されたセラミックス材料からなるネオジウムフィン75が周方向に回転自在に配設されている。
【0028】
前記ネオジウムフィン75は、攪拌用のフィンとして前記筒状パイプ72内を流通する処理水に対し作用するものであり、詳しくは、本実施形態において、略螺旋状にねじられた平板により当該ミキサー管内を流通する液体の流れを受けて時計方向に回転させるように形成された第1フィン75aと、反時計方向に回転させるように形成された第2フィン75bとの2種類の形状のフィンを、前記筒状パイプ72の軸方向に交互に配列させて形成されている。このように、ネオジウムフィン75を回転方向を相反させる第1フィン75aと第2フィン75bとを交互に配列させた構成としたことで、処理水の攪拌をより効率的に行えることができ、液体中の液体分子と浮遊物とを、それぞれ有効に細分化することができるものとなっている。
【0029】
そして、前記第1フィン75aおよび第2フィン75bはその表面に、図4に示すように、液体の流動する方向に沿ってN極のネオジウム磁石74aとS極のネオジウム磁石74bとを交互にして埋設されている。
【0030】
そして、前記ミキサー管71の外側には、このミキサー管71内に配設された前記一対のネオジウムフィン75のネオジウム磁石74a,74bに対して磁場を印加するための一対の電磁石100が、前記ミキサー管71を挟むようにして互いに対向するように配設されている。
【0031】
従って、前記電磁石100の磁界によって前記ネオジウム磁石74a,74bに対して斥力あるいは引力である磁力を作用させることができるため、この磁力によって前記ネオジウムフィン75が周方向に回転することができるようになっている。
【0032】
このように、ネオジウムフィン75が周方向に回転する場合、前記一対の電磁石100間の磁束のうち、ネオジウムフィン75を貫く磁束鎖交数が急激に変化することになり、この磁束鎖交数の変化によって前記ネオジウムフィン75には誘導起電力が生じる。
【0033】
そして、この起電力の影響により、前記ネオジウムフィン75の回転によって細分化された液体分子が負イオンとして帯電され、また、コロイド粒子等の浮遊物分子が正イオンあるいは負イオンとして帯電されるようになっている。
【0034】
なお、この浮遊物分子の帯電の極性は、前記ネオジウムフィン75によって生じる起電力の方向に依存するようになっている。
【0035】
ここで、液体として、特に人工的に生成された工業廃水等においては、水分子を取り巻く浮遊物分子として、正イオンを有するものと、負イオンを有するものが混在されているが、この浮遊物分子のイオンの極性が統一されていない場合、後続の凝集分離を効率的に行うことが困難である。しかし、本実施形態においては、ネオジウムフィン75を利用して浮遊物分子を正あるいは負の電荷のいずれか一方に一律に帯電することができるようになっている。なお、水分子は負に帯電されるようになっている。
【0036】
従って、本実施形態においては、前記ミキサー管71および前記電磁石100による細分帯電処理に後続する凝集分離の効率化を図ることができるようになっている。
【0037】
さらに、本実施形態において、前記電磁石100は、浮遊物分子の極性等の前記液体の性状に応じて前記ネオジウムフィン75に印加する磁場を反転させるようになっている。
【0038】
前記磁場を反転させる場合、前記ネオジウムフィン75は当初の回転方向と逆方向に回転を切り替えるため、この回転の切り替えによって、前記ネオジウムフィン75によって発生する起電力の方向が当初とは逆方向に切り替わるようになっている。
【0039】
この起電力が切り替わる場合、浮遊物分子の帯電の極性を逆転させることができる。
【0040】
このため、例えば、浮遊物のうち正イオンが多いために、浮遊物分子を一律に正イオンに帯電させる方向に起電力を印加していたものを、原水の負イオンが多くなった場合に、前記磁場の反転によってネオジウムフィン75によって生じる起電力を切り替えて、浮遊物を一律に負イオンに帯電することができるようになっている。
【0041】
従って、液体の性状に応じて適正な細分帯電処理を機動的に行うことができるようになっている。
【0042】
また、本実施形態において、前記電磁石100は、液体に含まれる浮遊物分子のイオン濃度に応じて前記ネオジウムフィン75に印加する磁場の強さを変動することができるようになっている。
【0043】
これにより、浮遊物分子のイオン濃度が少ない場合においても、磁場の強さを強くすることによって有効な起電力を得ることができ、細分帯電処理を適正に行うことができるようになっている。
【0044】
さらに、前記電磁石には、この電磁石の磁場の制御を行う自動制御部101が接続されている。
【0045】
この自動制御部101には、処理水中のイオンの極性や浮遊物分子の濃度をリアルタイムで測定するセンサ102が接続されている。このセンサ102は、例えば、処理水に対して図示しない一対の電極を接触させると共に、この電極間を流れる電流値あるいは電気抵抗値等に基づいて前記液体の性状を自動的に検出するようなものであってもよい。
【0046】
このように、自動制御部によって前記液体の性状に基づいて電磁石の磁化の制御を自動的に行うことができれば、細分帯電処理のさらなる効率化を図ることが可能となる。
【0047】
さらに、前記電磁石100および前記ネオジウムフィン75によって発生した起電力は、処理水中の微生物や細菌等に作用して、これらを死滅させるか、もしくは増殖を抑制することができるため、液体の浄化をさらに適正に行うことができるようになっている。
【0048】
なお、前述したセンサ102の配設位置や配設個数は、設計コンセプトに応じて種々変更することができ、例えば、前記センサを、前記ミキサー管71に供給される原水を貯留するための後述する原水タンク16や、後述する第1凝集処理タンク26等に配設するようにしてもよい。
【0049】
次に、前述のような効果を有するミキサー管71を利用した液処理システムの具体例を示し、本実施形態のミキサー管71の作用および効果をさらに説明する。
【0050】
図5は液処理システムの具体例を示しており、豚の排尿等を含む原水から比重の大きい固形浮遊物をスクリーン等により除去するための濾過処理手段1と、濾過後のまだ濁っている原水に電磁波のマイクロ波を発振して、これによる電界がコロイド粒子と液体分子とを分離するための第1分離処理手段2と、この分離後の原水に低周域の超音波を発振してコロイド粒子を凝集するとともに液体分子から分散させるための第1凝集処理手段3と、磁界中においてミキサーされることにより原水中の液体分子とコロイド粒子とを細分化しつつ帯電整列化させる細分帯電処理手段4と、この細分化され、かつ、帯電整列化された処理水に再び電磁波のマイクロ波を発振して微細なコロイド粒子と液体分子とに分離するための第2分離処理手段5と、この分離後の処理水に高周域の電磁超音波を発振して処理水から悪臭を除去するための脱臭処理手段6と、この脱臭処理後の処理水に低周域の超音波を発振して前記コロイド粒子を凝集するとともに液体分子から分散させるための第2凝集処理手段7と、処理水に高電圧パルスを印加して前記処理水から窒素を分離除去するとともにオゾンを発生させることにより前記処理水の脱色および殺菌処理を行うための高電圧パルス処理手段8と、前記コロイド粒子の重金属等の金属物質を含む凝集物を磁力により吸着沈殿し排出するための凝集物排出処理手段9と、磁界の作用によりクラスターとも呼ばれる液体分子をより微細化して活性化した活性水を生成するための液体分子細分化処理手段10と、帯電処理によりイオン化された処理水を酸化還元反応させて安定した状態に戻すための酸化還元処理手段11と、前記コロイド粒子からなる沈殿物を脱水処理するための脱水処理手段12と、前記各処理手段と接続され各処理動作を制御するための集中制御手段13とから構成されている。
【0051】
前記各手段についてより具体的に説明すると、 前記濾過処理手段1は、図5に示すように、原水を濾過するためのスクリーンまたはフィルタ等の濾過体14と、濾過後の浮遊物を排出するための屎渣受部15と、濾過後の原水を貯留するための原水タンク16とから構成されている。
【0052】
そして、前記濾過処理手段1は、原水を前記濾過体14に通過させることにより、すでに水と分離して原水中に浮遊している固形浮遊物を濾し取って前記屎渣受部15へ排出するようになっている。また、前記濾過体14によって濾過された原水は、一旦、原水タンク16に貯留された後に原水移送ポンプ17によって次の処理段階である前記第1分離処理手段2へと移送される。このため、この原水タンク16には、図6および図7に示すように、その上部に濾過後の原水を流入させるための流入パイプ18が連結されているとともに、側面下方部には第1移送パイプ19aが連結されていて前記原水移送ポンプ17の吸引力により原水が次の処理段階へ移送されるようになっている。
【0053】
また、前記原水タンク16の底部には、沈殿物を排出するための第1排出パイプ20aが連結されており、この第1排出パイプ20aを通じて沈殿物が前記脱水処理手段12へと移送されるようになっている。
【0054】
なお、前記原水タンク16には、前記脱水処理手段12の後述する脱水機56により沈殿物から脱水された水およびこの脱水機56を洗浄した後の水が流入されるようになっており、原水の希釈化に利用されるようになっている。
【0055】
つぎに、第1分離処理手段2について説明する。
【0056】
前記第1分離処理手段2には、図5および図6に示すように、前記第1移送パイプ19aと連結された第1分離処理パイプ22が配設されており、この第1分離処理パイプ22の外周には電磁コイル23が巻回されているとともに円管状の第1マイクロ波発振管体24が配設されている。この第1マイクロ波発振管体24は、ネオジウム板等の磁石により構成されており、上部側がN極とされ、下部側がS極とされている。そして、この第1マイクロ波発振管体24からは、原水の濃度に応じて300MHz〜16GHzの周波数、より好ましくはコロイド粒子を分離する観点から2.4G〜10.5GHzの周波数、さらに好ましくは10.5GHzの周波数のマイクロ波が発振されるようになっている。このような永久磁石、電磁石および電磁波であるマイクロ波により磁界および電界の合成場が形成され、これにより原水中のコロイド粒子および液体分子を分離させるようになっている。
【0057】
ここで、マイクロ波は、図11に示すように、主として原水が破壊されてコロイド粒子と液体分子とを帯電させてばらばらに分散する作用を有していると考えられる。
【0058】
そして、分散された処理水は、前記第1分離処理パイプ22に連結されている第2移送パイプ19bを通して前記第1凝集処理手段3へ移送される。
【0059】
つぎに、第1凝集処理手段3について説明する。
【0060】
前記第1凝集処理手段3には、図5乃至図7に示すように、第1凝集処理タンク26が配設されており、この第1凝集処理タンク26の底部には前記第2移送パイプ19bが連結されていて、前記第1分離処理パイプ22から処理水が流入されるようになっている。
【0061】
そして、前記第1凝集処理タンク26内には、図7および図8に示すように、原水の濃度に応じて100kHz以下の周波数範囲で低周域の超音波を発振する複数の第1低周域超音波発振体27が配設されている。本具体例においては、前記第1低周域超音波発振体27は、28kHzまたは40kHzの超音波を横波として発振する第1低周域超音波発振体27aと、48kHzまたは100kHzの超音波を横波として発振する第1低周域超音波発振体27bとから構成されている。これらの超音波によるキャビテーション作用等により、28kHzまたは40kHzの低周域超音波は、前記分散されたコロイド粒子を凝集する役割を有しており、前記48kHzまたは100kHzの低周域超音波は、凝集するコロイド粒子と液体分子とを分散させる役割を有している。なお、これらの超音波出力は、300W〜1.2kWとされている。
【0062】
また、前記第1凝集処理タンク26の底部の内面には、ネオジウム等の永久磁石28aが敷設されているとともに、前記底部には、第2排出パイプ20bが連結されている。このため、前記帯電状態にあるコロイド粒子の凝集物は前記永久磁石28aに吸引されて沈殿するようになっており、この沈殿物は、前記第2排出パイプ20bを通って前記脱水処理手段12へと移送されるようになっている。
【0063】
そして、第1段階の凝集処理がされた処理水は、前記第1凝集処理タンク26の側面上方部に連結されている第3移送パイプ19cを通って前記細分帯電処理手段4へと移送される。前記第3移送パイプ19cの途中には、加圧ポンプ29が配設されており、前記細分帯電処理手段4へ流入させる処理水を適度な圧力をもって流入させるようになっている。
【0064】
なお、前記第1凝集処理タンク26の上部には、原水に含まれる空気を排出するためのエア排出口49が配設されている。
【0065】
つぎに、細分帯電処理手段4について説明する。
【0066】
前記細分帯電処理手段4は、前述した本発明に係る液体処理装置70と同様の構成を有するものであり、この細分帯電手段4には、前記第3移送パイプ19cに連結された細分帯電処理パイプ30が配設されている。
【0067】
図3は、前記細分帯電処理手段4の構成の要部を示しており、前記前記加圧ポンプ29のノズル29aとディフューザー30を介することにより適当な圧力を加えられ、流速を上げた処理水が、エレメント部31に配設された前記ミキサー管を流通する構成とされている。
【0068】
前記エレメント部31においては、速い流速で供給される処理水には、筒状パイプ72内でキャビテーション現象が発生する。このキャビテーション現象が発生すると、処理水中にホットスポットができ、超高圧および真空状態の箇所ができる。この状態で処理水中のコロイド粒子等は一旦、バラバラにされたあと大きさを均等にする。その際、前記ミキサー管71の内部に配設されたネオジウムフィン75を構成する第1フィン75a、第2フィン75bは処理水を激しく攪拌し、処理水中の液体分子およびコロイド粒子を分解し、大きさの均一化を促進させるように作用する。また、前記ミキサー管71を構成する筒状パイプ72の内側面およびネオジウムフィン75に埋設されたネオジウム磁石73,74は、高速で回転する処理水に起電力を生じさせ、磁化効率をアップさせるように作用する。そして、発生した起電力は、均一化されたコロイド粒子を均等に帯電させイオン整列させるように作用する。
【0069】
さらに、前記ミキサー管71内に配設された前記一対のネオジウムフィン75のネオジウム磁石74a,74bに対して磁場を印加するための一対の電磁石100が、前記ミキサー管71を挟むようにして互いに対向するように配設されている。従って、前記電磁石100の磁界によって前記ネオジウム磁石74a,74bに対して斥力あるいは引力である磁力を作用させることができるため、この磁力によって前記ネオジウムフィン75が周方向に回転することができるようになっている。
【0070】
このように、ネオジウムフィン75が周方向に回転する場合、前記一対の電磁石100間の磁束のうち、ネオジウムフィンを貫く磁束鎖交数が急激に変化することになり、この磁束鎖交数の変化によって前記ネオジウムフィン75には誘導起電力が生じる。
【0071】
この起電力の影響により、前記ネオジウムフィン75の回転によって細分化された液体分子が負イオンとして帯電され、また、コロイド粒子等の浮遊物分子が正イオンあるいは負イオンとして帯電されるようになっている。
【0072】
なお、この浮遊物分子の帯電の極性は、前記ネオジウムフィン75によって生じる起電力の方向に依存するようになっている。ここで、液体として、特に人工的に生成された工業廃水等に含まれた浮遊物分子には、正イオンを多く含むものと、負イオンを多く含むものとが混在されているが、このイオンの極性が統一されていない場合、後続の凝集分離処理を効率的に行うことが困難であるが、本実施形態においては、ネオジウムフィン75を利用して浮遊物分子を正あるいは負の電荷のいずれか一方に一律に帯電することができるようになっている。
【0073】
従って、本実施形態においては、前記ミキサー管71および前記電磁石100による細分帯電処理に後続する凝集分離の効率化を図ることができるようになっている。
【0074】
さらに、前記電磁石100は、浮遊物分子の極性等の前記液体の性状に応じて前記ネオジウムフィン75に印加する磁場を反転させるようになっている。前記磁場を反転させる場合、前記ネオジウムフィン75は当初の回転方向と逆方向に回転を切り替えるため、この回転の切り替えによって、前記ネオジウムフィン75によって発生する起電力の方向が逆方向に切り替わるようになっている。
【0075】
この起電力が切り替わる場合、浮遊物分子の帯電の極性を逆転させることができる。
【0076】
このため、浮遊物分子のうち正イオンが多いために、浮遊物分子を一律に正イオンに帯電させる方向に起電力を印加していたものを、負イオンが多くなった場合に、前記磁場の反転によってネオジウムフィン75によって生じる起電力を切り替えて、浮遊物分子を一律に負イオンに帯電することができるようになっている。
【0077】
従って、液体の性状に応じて適正な細分帯電処理を機動的に行うことができるようになっている。
【0078】
また、本実施形態において、前記電磁石100は、液体に含まれる浮遊物分子のイオン濃度に応じて前記ネオジウムフィン75に印加する磁場の強さを変動することができるようになっている。
【0079】
これにより、浮遊物分子のイオン濃度が少ない場合においても、磁場の強さを強くすることによって有効な起電力を得ることができ、後続の細分帯電処理を適正に行うことができるようになっている。
【0080】
さらに、前記電磁石100には、この電磁石100の磁場の制御を行う自動制御部101が接続されている。
【0081】
この自動制御部101には、前記浮遊物分子の極性やイオン濃度をリアルタイムで測定するセンサ102が接続されている。このセンサ102は、例えば、液体に対して図示しない一対の電極を接触させると共に、この電極間を流れる電流値等に基づいて前記液体の性状を自動的に検出するようなものであってもよい。
【0082】
さらに、例えば、一対の電極を液体に接触させると共に、一方の電極から他方の電極へ前記液体を介して可聴音帯域の交流信号である測定用基準信号を発振させ、この発振された信号を液体を介して前記他方の電極によって受信するとともに、この受信した信号を、前記測定用基準信号と同一の信号に基づいて同期検波することによって、液体を介して受信された信号の位相変化等を検出し、この検出結果に基づいて液体中の浮遊物分子のイオン濃度を測定するようにしてもよい。なお、この場合、液体を介して受信側の電極に受信された信号の位相変化から、液体のインピーダンスを求め、このインピーダンスに基づいてイオン濃度を演算するようにしてもよい。このような場合、電極間に印加される電気信号が交流であるため、電極に付着物が堆積するのを防ぐことができ、メンテナンスを行う回数を低減することが可能である。
【0083】
このように、自動制御部101によって前記液体の性状に基づいて電磁石の磁化の制御を自動的に行うことができれば、細分帯電処理のさらなる効率化を図ることが可能となる。
【0084】
このように、細分帯電処理手段4では、前記第1分離凝集処理では除去しきれなかった、より微細なコロイド粒子のイオン整列を行い、次の第2分離凝集処理段階において容易に処理するための下準備を行なうことができる。
【0085】
つぎに、第2分離処理手段5について説明する。
【0086】
前記第2分離処理手段5は、前述した第1分離処理手段2とほぼ同様の構成を有している。すなわち、前記第2分離処理手段5には、図6および図9に示すように、前記細分帯電処理パイプ30と連結された第2分離処理パイプ33が配設されており、この第2分離処理パイプ33の外周には電磁コイル34が巻回されているとともに第2マイクロ波発振管体35が配設されている。この第2マイクロ波発振管体35は、ネオジウム板等の磁石により構成されており、上部側がN極とされ下部側がS極とされている。そして、流入する処理水の濃度に応じて300M〜16GHzの周波数、より好ましくはコロイド粒子の分離処理を行う観点から2.4G〜10.5GHzの周波数、さらに好ましくは10.5GHzの周波数範囲のマイクロ波が約1μsec間発振されるようになっており、このようなマイクロ波を処理水に発振すると、処理水が破壊されてより微細なコロイド粒子および液体分子が形成されこれらがばらばらに分散されることになる。
【0087】
その後、分散された処理水は、前記第2分離処理パイプ33から次の前記脱臭処理手段6へと移送される。
【0088】
つぎに、脱臭処理手段6について説明する。
【0089】
前記脱臭処理手段6には、高周域電磁超音波発振体である脱臭処理ボックス37が配設されており、この脱臭処理ボックス37内を前記第2分離処理パイプ33に連結した脱臭処理パイプ38が貫通されるようにして配設されている。この脱臭処理パイプ38の外側の上下位置には、図12に示すように、それぞれN極とS極の極性を有する外部磁石39aが配設されているとともに、脱臭処理パイプ38の軸心位置には、棒状の内部磁石39bが前記外部磁石39aの極性と反対の極性が対向するように配設されている。本第1実施形態では、前記外部磁石39aは電磁石により形成されており、前記内部磁石39bは永久磁石により形成されている。さらに、前記脱臭処理パイプ38の左右側面には、処理水の濃度に応じて3M〜300MHz、より効果的には100MHzの周波数の縦波の超音波を約0.5secの周期で発振する高周域超音波発振器40が配設されている。
【0090】
また、処理水は、前記脱臭処理パイプ38においてミキサーあるいは振動されながら通過するようになっており、本第1実施形態では、脱臭処理パイプ38内に配設された図示しないノズルから噴出されるとともに、このノズルの出口近傍に図示しない振動板が配設されており、この振動板に処理水が衝突することにより激しく振動するようになっている。
【0091】
また、前記外部磁石38a、内部磁石38bおよび高周域超音波発振器40により、磁界と電界による合成場が形成され、いわゆる電磁超音波が発生されるようになっており、この電磁超音波が、コロイド粒子のアミノ酸を粉砕し完全に処理水から臭気を除去するようになっている。
【0092】
この脱臭処理パイプ38で脱臭された処理水は、次の処理段階である第2凝集処理手段7へと移送される。
【0093】
つぎに、第2凝集処理手段7について説明する。
【0094】
前記第2凝集処理手段7には、第2凝集処理パイプ41が配設されており、この第2凝集処理パイプ41の外周には、電磁コイル42が巻回されているとともに、処理水の濃度に応じて50kHz以下の周波数範囲で低周域の超音波を発振する第2低周域超音波発振体43が配設されている。
【0095】
この第2低周域超音波発振体43によって低周域の超音波が処理水に発振されると、不規則にならんでいる液体分子およびコロイド粒子のうち、負イオンに帯電している液体分子が前記第2凝集処理パイプ41の壁面側へ吸引されて壁面に沿って流れ、正イオンに帯電しているコロイド粒子が前記第2凝集処理パイプ41の中心部側を流れるようになり、液体分子とコロイド粒子とが分散されて前記コロイド粒子同士が凝集されるようになっている。
【0096】
このようにして第2凝集処理が行われた処理水は、次の高電圧パルス処理手段8へと移送される。
【0097】
前記高電圧パルス処理手段8は、約10k〜60kVの高電圧を異なる周期で印加することによりプラズマを発生させて処理水中の窒素分子を除去するものである。
【0098】
このため、図13に示すように、前記高電圧パルス処理手段8には、高電圧パルス処理パイプ45が前記第2凝集処理パイプ41に連結されるようにして配設されており、前記高電圧パルス処理パイプ45には、異なる周期で印加される高電圧パルス発生体としての複数の電極体46A,46A´,46B,46B´,46C,46Dが配設されている。
【0099】
これらの電極体46A−46A´間および電極体46B−46B´間には、図12に示すように、10k〜30kVの電圧が20μs印加されて20μs経過後に再び20μs印加されて、その後5μs経過後に再び同様のパターンの電圧の印加が繰り返されるようになっている。
【0100】
一方、電極体46C−46D間には、図13に示すように、約60kVの電圧が5μsの周期で5μs間印加されるようになっている。
【0101】
図16には、前記各電極体46A,46A´,46B,46B´,46C,46Dにより電圧が印加された場合の液体分子およびコロイド粒子の状態変化を示す。図16中の大きな円は液体分子であり、これに結合している小さな円はコロイド粒子である。まず、電極体46A−46A´間および電極体46B−46B´間の高電圧パルスにより、液体分子が負電荷に帯電され窒素分子が正電荷に帯電される。そして、電極体46A−46B´間および電極体46A´−46B間の高電圧パルスにより、液体分子と窒素分子とを分離する作用が生じ、電極体46C−46D間の高電圧パルスにより窒素分子が液体分子から完全に引き裂かれる。この窒素分子がとばされるのと同時に、処理中の酸素分子が結合してオゾンが発生する。このオゾンは、処理水を脱色し、かつ、殺菌する効果を有している。
【0102】
したがって、前記高電圧パルス処理手段8により、前記処理水は窒素を除去することができるとともに処理水の脱色および殺菌を行うことができるようになっている。
【0103】
この高電圧パルス処理手段8の前記高電圧パルス処理パイプ45の流出側には、第4移送パイプ19dが連結されており、処理水が次の処理段階である前記凝集物排出処理手段9たる排出処理タンク48へと移送されることになる。
【0104】
つぎに、凝集物排出処理手段9について説明する。
【0105】
前記凝集物排出処理手段9は、ネオジウム等の永久磁石28bによって第2分離凝集処理により凝集物とされたコロイド粒子を下方へ吸着して排出するものである。
【0106】
このため、図5、図6および図10に示すように、前記凝集物排出処理手段9には、処理水を貯留するための排出処理タンク48が配設されている。この排出処理タンク48の底部には、前記第4移送パイプ19dが連結されていて凝集物を含む処理水が流入されるようになっているとともに、ネオジウム等の永久磁石28bが敷設されており、前記第4移送パイプ19dから流入された処理水のうち帯電状態にある凝集物が前記永久磁石28bの磁力により吸引されて底部に沈殿化するようになっている。
【0107】
そして、前記排出処理タンク48の底部に集められた沈殿物は、前記排出処理タンク48の底部に連結されている第3排出パイプ20cから前記脱水処理手段12へと排出されるようになっている。
【0108】
なお、前記永久磁石28bの磁力は、処理水の有機物濃度に応じて決定されるようになっている。このため、高濃度の原水、すなわちコロイド粒子が大量に含まれている原水を処理する場合には、大量の凝集物を吸着する必要があることから、前記電磁石の磁力は大きく設定されるようになっており、逆に、低濃度の原水を処理する場合には、前記電磁石の磁力は小さく設定されるようになっている。
【0109】
また、前記排出処理タンク48の上部には、エア排出口49およびオゾン排出口50が配設されており、前記高電圧パルス処理により発生する窒素等の空気およびオゾンを外部へ排出するようになっている。
【0110】
そして、前記排出処理タンク48内で凝集物等が除去された処理水は、前記排出処理タンク48の側面上方部に連結された第5移送パイプ19eを通って次の液体分子細分化処理手段10へと移送される。
【0111】
つぎに、液体分子細分化処理手段10について説明する。
【0112】
前記液体分子細分化処理手段10は、強力な磁力の作用により、前述までの各処理により浄化された水の液体分子をさらに細分化して活性水を生成するようになっている。
【0113】
このため、前記液体分子細分化処理手段10には、図5、図6および図10に示すように、細分化処理タンク51が配設されており、この細分化処理タンク51内にセラミック等の絶縁性材料からなる筒体52が上下方向を長手方向となるようにして配設されている。そして、前記細分化処理タンク51の側面上方部に前記第5移送パイプ19eが連結されているとともに、この第5移送パイプ19eと前記筒体52とを連通する筒体内移送用パイプ53が配設されている。このため、液体分子細分化処理された水は、前記第5移送パイプ19eおよび前記筒体内移送用パイプ53を通って筒体52の内側へ流入されるようになっている。
【0114】
また、前記筒体52の底面側は開口されており、筒体52の外周面には図示しない電磁コイルが巻回されている。このため、前記電磁コイルに電流が流されると、前記筒体52の内側では下方へ作用する力が発生し、流入される処理水が前記液体分子細分化処理タンク51の底部方向へ移送されるようになっている。
【0115】
一方、前記液体分子細分化処理タンク51の上部および底部の内面には、それぞれ約10000Gaussのネオジウム等の永久磁石28c,28dが磁界形成体として敷設されており、液体分子細分化処理タンク51内に強力な磁場が形成されている。この強力な磁力により、処理水が前記液体分子細分化処理タンク51内を通過すると、その液体分子、いわゆるクラスターをより細分化して活性化した活性水が生成されるようになっている。
【0116】
したがって、この処理後の水は、動物の飲料水として利用されたり、植物に与えられた場合にはその成長に著しい効果を発揮できるものとなる。
【0117】
また、液体分子の細分化処理が行われた処理水は、前記液体分子細分化処理タンク51の側面上方部に連結されている吐出パイプ54から流出され、そのまま河川等に放流されたり、あるいは動植物に与える水等として利用できるようにされている。
【0118】
なお、前記液体分子細分化処理タンク51の底部には、第4排出パイプ20dが連結されており、底面に敷設された前記永久磁石28dに吸着される最終的なコロイド粒子等を前記脱水処理手段12へと排出するようになっている。
【0119】
また、前記液体分子細分化処理タンク51の上部には、処理水に残存している窒素等の空気やオゾンを排出するためのエア排出口49およびオゾン排出口50が形成されている。
【0120】
つぎに、酸化還元処理手段11について説明する。
【0121】
前記酸化還元処理手段11は、図5、図6および図10に示すように、4つの適当な電位を有する電極部材55により構成されている。これらの電極部材55の表面では、前述の各処理によりイオン化された処理水が電子の授受を行って酸化還元反応を生じるようになっている。この酸化還元反応により、前記処理水は化学反応を起こしやすいイオン化の状態から化学反応しにくい安定的な状態に戻されることになる。
【0122】
なお、本第1実施形態では、前記酸化還元反応を電極部材55を介して電極反応として行っているが、場合によっては適当な酸化剤や還元剤を使用してもよい。
【0123】
つぎに、脱水処理手段12について説明する。
【0124】
前記脱水処理手段12には、脱水機56が配設されており、遠心分離等の作用により前記各処理手段から排出された沈殿物に含まれている水分を除去するようになっている。前記脱水機56は、前記沈殿物の水分含水率を約98%から約80%程度にまで低下させることができる。このため、堆肥化プラントにおいてより効率的に処理することができるようになる。
【0125】
また、前述したように、前記脱水機56には、脱水作用により発生する水分および前記脱水機56の洗浄水を前記原水タンク16へと移送して原水を希釈化するための原水希釈用パイプ57が連結されている。
【0126】
一方、前記脱水機56により脱水された後の固形物は固形物受部58へと排出される。その後、この固形物は、前述した濾過処理手段1により濾過された固形物とともに堆肥化プラントへ搬送されて堆肥原料として堆肥化処理され農業肥料として再利用されるようになっている。
【0127】
つぎに、集中制御手段13について説明する。
【0128】
前記集中制御手段13は、図17のブロック図に示すように、第1分離処理手段2で発振される300M〜16GHzのマイクロ波の出力を制御する第1マイクロ波制御部60と、第1凝集処理手段3において発振される100kHz以下の低周域の超音波の出力を制御する第1低周域超音波制御部61と、前記第2分離処理手段5において発振される300M〜16GHzのマイクロ波の出力を制御する第2マイクロ波制御部62と、第2凝集処理手段7において発振される50kHz以下の低周域の超音波の出力を制御する第2低周域超音波制御部63と、脱臭処理手段6において発振される3M〜300MHzの高周域電磁超音波の出力を制御する高周域電磁超音波制御部64と、高電圧パルス処理手段8において印加される高電圧パルスの出力を制御する高電圧パルス制御部65と、前記酸化還元処理手段11において電極部材55に印加する電圧を制御する電圧制御部66と、前記脱水処理手段12の脱水機56の動作を制御する脱水制御部67とを有している。これらの各制御部は、集中制御盤68の各スイッチ(図示せず)により容易に制御操作できるようになっており、通常時には自動制御されている。
【0129】
つぎに、前述の液処理システムを用いた液処理方法について説明する。
【0130】
まず、養豚排水および工業用排水等を含む原水を濾過処理手段1のスクリーンを通過させて濾過し、原水中に分離しているコロイド粒子を除去して屎渣受部15に排出するとともに、濾過された原水を原水タンク16に一旦貯留する。
【0131】
そして、原水移送ポンプ17が、前記原水タンク16から原水を吸引して第1分離処理手段2の第1分離処理パイプ22へと移送する。この第1分離処理手段2は、前記第1マイクロ波制御部60の制御により、前記第1マイクロ波発振管体24から前記原水に対して10.5GHzのマイクロ波を発振し、前記原水を液体分子とコロイド粒子とに分離する。この分離した処理水を第2移送パイプ19bを通して第1凝集処理手段3へと移送する。この第1凝集処理手段3は、処理水に対して前記第1低周域超音波制御部61の制御により、第1低周域超音波発振体27a,27bから28kHz、40kHz、48kHzおよび100kHzのいずれかの超音波を発振し、前記コロイド粒子を凝集するとともに前記液体分子から分散させる。そして、前記第1凝集処理タンク26の底面に配設した永久磁石28aが凝集されたコロイド粒子を吸着して沈殿させ第2排出パイプ20bへ排出する。
【0132】
一方、処理水は第3移送ポンプを通って加圧ポンプ29により適度な圧力をもって細分帯電処理手段4へ移送される。この細分帯電処理手段4では、ネオジウムフィン75のミキサー管71の回転により前記原水中の浮遊物分子を細分化するとともに、このネオジウムフィン75に対して電磁石100によって磁場を印加して起電力を発生させ、この起電力によって液体分子およびこれを取り巻く浮遊物分子を帯電させる。これにより、微細コロイド等の浮遊物分子のイオンの極性が正または負のいずれか一方に統一されるとともに、液体分子が負に帯電され、処理水の細分帯電処理が完了する。
【0133】
このとき、自動制御部101は、センサ12の検出結果に基づいた処理水の性状に応じて電磁石の磁場を反転あるいは磁場の強さを変動することができるため、処理水の性状に応じた適正な細分帯電処理を行うことができる。
【0134】
続いて、細分帯電処理された水は、第2分離処理手段5へ移送される。この第2分離処理手段5は、前記集中制御手段13の第2マイクロ波制御部62の制御により、前記第2マイクロ波発振管体35から前記処理水に10.5GHzのマイクロ波を発振し、前記処理水を液体分子とコロイド粒子とに分離する。この分離した処理水は脱臭処理手段6へ移送される。
【0135】
前記脱臭処理手段6は、前記集中制御手段13の高周域電磁超音波制御部64の制御により、磁界中において高周域超音波発振器40から約100MHzの超音波を処理水に発振し、この電磁超音波により処理水から悪臭を除去する。
【0136】
脱臭された処理水は、第2凝集処理手段7へ移送される。第2凝集処理手段7は、処理水に対して前記集中制御手段13の前記第2低周域超音波制御部63の制御により、第2低周域超音波発振体43から50kHz以下の超音波を発振し、前記コロイド粒子を凝集するとともに前記液体分子から分散させる。
【0137】
そして、第2凝集処理の行われた処理水は、高電圧パルス処理手段8へ移送される。この高電圧パルス処理手段8は、前記集中制御手段13の前記高電圧パルス制御部65の制御により、電極体46A−46A´間および電極体46B−46B´間にそれぞれ10k〜30kVの電圧を印加するとともに、電極体46C−46D間に約60kVの電圧を印加してプラズマを発生させ、前記処理水に含まれている窒素を分離除去する。また、このとき発生するオゾンは、処理水を脱色および殺菌する。
【0138】
窒素が除去された水は、第4移送パイプ19dを通って前記凝集物排出処理手段9の排出処理タンク48へ移送される。
【0139】
この排出処理タンク48では、前記永久磁石28bが、コロイド粒子の凝集物を磁力により吸着し前記排出処理タンク48の底部に沈殿化させて第3排出パイプ20cから脱水処理手段12へと移送する。
【0140】
凝集物が除去された処理水は、上澄みの方から順に第5移送パイプ19eを通って液体分子細分化処理手段10の液体分子細分化処理タンク51へ移送される。この液体分子細分化処理手段10は、前記液体分子細分化処理タンク51の上面および下面に敷設した永久磁石28c,28dにより強力な磁場を形成し、流入する処理水の液体分子をより細分化して活性水を生成する。
【0141】
また、前記液体分子細分化処理タンク51内では、酸化還元処理手段11の電極部材55が、その表面においてイオン化した処理水を酸化還元反応させて安定した処理水に戻す処理を行う。
【0142】
その後、細分化処理および酸化還元処理された水は、吐出パイプ54から流出されて河川に放流されたり、動物の飲料水や植物に与える栄養水として利用される。
【0143】
一方、各処理段階で排出されたコロイド粒子の沈殿物は、第1排出パイプ20a、第2排出パイプ20b、第3排出パイプ20cおよび第4排出パイプ20dをそれぞれ通って、前記脱水処理手段12の脱水機56へと移送される。この脱水機56では、前記集中制御手段13の脱水制御部67の制御により前記固形物に遠心分離作用を施し、沈殿物から水分を除去する。
【0144】
そして、脱水機56により除去された水は、脱水機56の洗浄水とともに原水希釈用パイプ57を通って前記原水タンク16へ移送されて、原水を希釈するのに利用される。一方、脱水処理された固形物は固形物受部58に収納された後、堆肥化プラントへ搬送されて農業用堆肥として利用される。
【0145】
このように、本具体例の液処理装置を用いた液処理方法によれば、養豚排水や工業用化学排水等の原水中に含まれるコロイド粒子(重金属を含む)や窒素を確実に除去できるとともに脱臭、脱色および殺菌をも行い、さらに極めて細分化された液体分子からなる活性水であって安定的な水を生成することができ、本発明の液体処理装置70は、その液処理方法の中で、例えば、液体に含まれる浮遊物分子のイオンの極性やイオン濃度等の液体の性状に応じて、前記電磁石によって前記フィンの磁石にかける磁界を反転させてフィンの回転方向を逆転させることができるため、浮遊物分子の帯電状態を統一することができ、液体の性状に応じて適正かつ機動的に液体の細分帯電処理を行うことができる。
【0146】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【0147】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液体処理装置およびこれを有する液体処理システムによれば、処理水中に含有されている液体分子、コロイド粒子等の各種物質の細分化および帯電の処理を液体の性状に応じて適正かつ効率的に行なうことができ、このミキサー管を液体処理システムに用いることで、液体処理システムを小規模化することができ、イニシャルコストおよびランニングコストを低廉化でき、また、液体分子をより微細化することで、液体中の浮遊物を確実に除去できるとともに脱臭、脱色および殺菌して品質を高めることができ、より広範な分野への利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液体処理装置の実施形態を示す断面図
【図2】本発明に係る液体処理装置の実施形態を示す断面図
【図3】本発明に係る液体処理システムの実施形態における細分帯電処理手段の要部を示す説明図
【図4】本発明に係るミキサー管の構造を示す断面図
【図5】本発明に係る液体処理システムの実施形態を示すフロー図
【図6】本発明に係る液体処理システムの実施形態の主要部を示す平面図
【図7】図6のI−I断面図
【図8】図6のII−II方向からみた説明図
【図9】図6のIII−III方向からみた説明図
【図10】図6のIV−IV断面図
【図11】本発明に係る液体処理システムの実施形態における第1分離処理手段と第1凝集処理手段を示す模式図
【図12】本発明に係る液体処理システムの実施形態における脱臭処理手段の要部を示す説明図
【図13】本発明に係る液体処理システムの実施形態における高電圧パルス処理手段を示す説明図
【図14】本発明に係る液体処理システムの実施形態における高電圧パルス処理手段において印加される電圧パターンを示す説明図
【図15】本発明に係る液体処理システムの実施形態における高電圧パルス処理手段において印加される電圧パターンを示す説明図
【図16】本発明に係る液体処理システムの実施形態における高電圧パルス処理手段の処理による処理水の分子状態を示す説明図
【図17】本発明に係る液体処理システムの実施形態における集中制御手段を示すブロック図
【図18】従来のミキサー管の構造を示す断面図
【符号の説明】
1 濾過処理手段
2 第1分離処理手段
3 第1凝集処理手段
4 細分帯電処理手段
5 第2分離処理手段
6 脱臭処理手段
7 第2凝集処理手段
8 高電圧パルス処理手段
9 凝集物排出処理手段
10 水分子細分化処理手段
11 酸化還元処理手段
12 脱水処理手段
13 集中制御手段
14 濾過体
15 屎渣受部
16 原水タンク
17 原水移送ポンプ
18 流入パイプ
19 移送パイプ
20 第1排出パイプ
22 第1分離処理パイプ
26 第1凝集処理タンク
27 第1低周域超音波発振体
29 加圧ポンプ
30 細分帯電処理パイプ
33 第2分離処理パイプ
38 脱臭処理パイプ
41 第2凝集処理パイプ
43 第2低周域超音波発振体
45 高電圧パルス処理パイプ
48 排出処理タンク
49 エア排出口
50 オゾン排出口
51 細分化処理タンク
52 筒体
54 吐出パイプ
56 脱水機
58 固形物受部
68 集中制御盤
70 液体処理装置
71 ミキサー管
72 筒状パイプ
73 ネオジウム磁石
73a N極
73b S極
74 ネオジウム磁石
74a N極
74b S極
75 ネオジウムフィン
75a 第1フィン
75b 第2フィン
100 電磁石
101 自動制御部
102 センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid processing apparatus and a liquid processing system having the same, and in particular, can efficiently perform subdivision and charging of various substances such as liquid molecules and colloidal particles contained in treated water. The present invention relates to a liquid processing apparatus and a liquid processing system having the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, methods and systems have been proposed for purifying livestock wastewater containing manure such as cattle and pigs, or industrial wastewater containing chemical substances such as washing liquid and factory waste liquid.
[0003]
Such a conventional liquid treatment system will be described by taking pig farm wastewater treatment as an example. A conventional water treatment system for pig farm wastewater and the like includes a filtration treatment means for passing raw water through a screen or the like to remove solid suspended matters. Activated sludge treatment means for decomposing water-soluble organic substances by aerobic microorganisms, precipitation decomposition treatment means for precipitating water-soluble organic substances separated from raw water by this decomposition and separating into water and precipitates, And dehydrating means for dehydrating and removing water from the precipitate.
[0004]
More specifically, each of the processing means will be described. In the filtration processing means, when the raw water containing solid suspended matter such as manure passes through the screen, the suspended matter is captured by the screen and removed. The raw water from which the suspended matter has been removed is once stored in a storage tank, then transferred to a metering tank, and flows into an activated sludge treatment tank as activated sludge treatment means for each amount of water that can be treated with activated sludge. In this activated sludge treatment tank, aerobic microorganisms biodegrade water-soluble organic substances such as nitrogen in raw water. The raw water biodegraded by this treatment means is sent to a precipitation tank as a precipitation decomposition treatment means. In this precipitation tank, water-soluble organic substances are precipitated at the bottom of the precipitation tank and separated from the water. After being discharged into a river or the like, the precipitate is transferred to a dehydrating means. In this dehydration processing means, it is dehydrated by a dehydrator to be a solid and discharged.
[0005]
Here, in the conventional water treatment system, in order to avoid enlarging the site and construction costs due to the increase in the size of the activated sludge treatment tank, the dehydrator washing water flows into the storage tank. It was.
[0006]
Therefore, because the washing water of the dehydrator dilutes so-called high-concentration raw water having a high organic matter load, the burden of aerobic microorganisms on organic matter decomposition in the activated sludge treatment means is reduced.
[0007]
However, in the conventional water treatment system, the high-concentration raw water cannot be sufficiently diluted with only the washing water of the dehydrator, and a larger amount of water is required. In addition, if the amount of raw water dilution increases, the amount of water to be purified increases, resulting in an increase in the size of the water treatment facility, resulting in initial costs such as construction costs and power consumption fees and water for liquid treatment. There has been a problem that running costs such as fees increase.
[0008]
In addition, when biological treatment of high-concentration sewage is performed, maintenance is difficult, and once the treatment system breaks down, it takes several months to recover. As a result, there was a risk of environmental pollution.
[0009]
In order to deal with such problems, a treatment method has been proposed in which chemicals such as a polymer flocculant are used to chemically agglomerate and separate high molecular organic substances in raw water to reduce the concentration. However, there is a problem that it is difficult to follow a change in concentration and the like because the setting of the type and dosage of the drug with respect to the concentration of the organic substance is delicate.
[0010]
In view of these problems, the present inventor has already been able to reduce the size of the liquid processing equipment to reduce the initial cost and the running cost, and to perform water-soluble organic matters and microorganisms in the liquid by a simple operation. Has been developed and applied for a liquid processing method, a liquid processing apparatus, and a liquid processing system capable of reliably removing water, and capable of performing deodorization, decolorization, sterilization, liquid subdivision processing, and oxidation-reduction processing. Are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-90420 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-263056.
[0011]
Here, in the invention disclosed in the above-mentioned two publications, a mixer tube used in the liquid subdividing process is described.
[0012]
This mixer pipe is configured so that the liquid can be subdivided and charged when the mixer is applied to the treated water flowing in the pipe, and as shown in FIG. A neodymium plate 91 of about 10,000 Gauss is arranged in the part, and a neodymium fin 93 made of a ceramic material in which a neodymium magnet 92 having a magnetic force of about 11000 Gauss is embedded is arranged in the pipe 90. And the said neodymium fin 93 is formed by the flat plate twisted helically, and the neodymium magnet 92 is the width direction edge part of a fin along the direction through which treated water distribute | circulates, in order of "NNSSNNNSS ...". It is configured to be buried alternately.
[0013]
Then, when the treated water is circulated in the mixer tube thus configured, the liquid molecules in the treated water are subdivided and charged to negative electrons by the magnetic field of the neodymium plate 91 and the action of the mixer of the neodymium fin 93 ( And the colloidal particles of the dissolved substance in the treated water can be subdivided and charged to positive electrons to be aligned, respectively. By this subdivision and charging, the subdivision charging process of the liquid processing in the liquid processing apparatus In the subsequent process, which is a process for separating fine liquid molecules and colloidal particles, it is possible to efficiently perform the process.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the liquid processing apparatus that realizes the liquid processing method and the liquid processing system developed by the present inventor solves the problems of the previous apparatus, but as a further concern, In accordance with the properties of the floating molecules of the liquid flowing through the liquid, an appropriate subdivided charging process is performed flexibly.
[0015]
Therefore, the present invention improves the structure of the subdivision charging means for the filth in the treated water including the mixer pipe used for the subdivision charging process, and is suitable for the subdivision charging process according to the properties of the treated water flowing in the mixer pipe. It is an object of the present invention to provide a liquid processing apparatus capable of performing the above.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a feature of the liquid processing apparatus according to claim 1 of the present invention is that a fin formed in a spiral shape along the longitudinal direction of the cylindrical pipe is provided in the circumferential direction in the cylindrical pipe. A mixer tube that is rotatably arranged and in which the N-pole and S-pole magnets are alternately embedded along the spiral direction in the fin, and the magnet embedded in the fin outside the mixer tube An electromagnet capable of applying a rotational force to the fin by applying a magnetic field, and generating an electromotive force in the mixer tube by rotating the fin in the magnetic field of the electromagnet. The liquid molecules and the suspended matter molecules are charged and aligned by acting on the liquid subdivided by the mixer tube, and the electric current is selected according to the properties of the liquid. The stones in that it is capable inverting the magnetic field applied to the magnet of the fin.
[0017]
And, by adopting such a configuration, for example, depending on the properties of the liquid such as the polarity (positive or negative) of ions of suspended matter molecules such as colloidal particles contained in the liquid, the electromagnet causes the fin magnet to The direction of rotation of the fins can be reversed by reversing the applied magnetic field, so that the charge state of the suspended matter molecules can be unified, and the liquid can be subdivided appropriately and flexibly according to the properties of the liquid. Can do.
[0018]
The liquid processing apparatus according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the strength of the magnetic field applied to the fin magnet by the electromagnet can be varied according to the properties of the liquid.
[0019]
Further, by adopting such a configuration, it is possible to perform a more appropriate subdivision charging process according to the properties of the liquid such as the concentration of suspended matter molecules contained in the liquid.
[0020]
The liquid processing system according to claim 3 of the present invention is characterized in that the subdivided charging means includes fins formed in a spiral shape along the longitudinal direction of the cylindrical pipe in the circumferential direction. A mixer tube in which N-pole and S-pole magnets are alternately embedded in each fin along the spiral direction, and a magnet embedded in the fin outside the mixer tube. An electromagnet capable of applying a rotational force to the fin by applying a magnetic field, and generating an electromotive force in the mixer tube by rotating the fin in a magnetic field generated by the electromagnet. The liquid molecules and the suspended matter molecules are charged and aligned by acting on the liquid subdivided by the mixer tube, and the electric current is selected according to the properties of the liquid. The stones in that it is capable inverting the magnetic field applied to the magnet of the fin.
[0021]
And by adopting such a configuration, the rotation direction of the fin is reversed by reversing the magnetic field applied to the magnet of the fin by the electromagnet according to the properties of the liquid such as the polarity of ions in the liquid, for example. Therefore, according to the properties of the liquid, the liquid can be subdivided appropriately and flexibly, and as a result, the liquid processing effect throughout the system can be improved.
[0022]
A feature of the liquid processing system according to claim 4 is that, in claim 3, the strength of the magnetic field applied to the magnet of the fin can be varied by the electromagnet according to the property of the liquid.
[0023]
And by adopting such a configuration, it is possible to perform a more appropriate subdivision charging process according to the properties of the liquid such as the concentration of suspended matter molecules contained in the liquid, and a more effective liquid throughout the liquid processing system. Can be used for purification.
[0024]
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a liquid processing apparatus 70 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid processing apparatus 70 in this embodiment has a mixer tube 71. The mixer pipe 71 has a cylindrical pipe 72 made of ceramics or resin as a main body. On the inner surface of the cylindrical pipe 72, N-pole neodymium magnets 73a and S-pole neodymium magnets 73b are alternately arranged. The rows of the two neodymium magnets 73 arranged in this manner are buried flush with the inner surface of the cylindrical pipe 72 so that the opposite polarities are opposed to each other. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the row of the neodymium magnets 73 is embedded in the vertical position inside the cylindrical pipe 72, and the neodymium magnet 73 has a magnetic force of about 10,000 Gauss. And
[0027]
Further, in the cylindrical pipe 72, a neodymium fin 75 made of a ceramic material having a neodymium magnet 74 having a magnetic force of about 11000 Gauss embedded in its surface is rotatably arranged in the circumferential direction.
[0028]
The neodymium fin 75 acts on the treated water flowing through the cylindrical pipe 72 as a stirring fin. Specifically, in the present embodiment, the neodymium fin 75 includes a flat plate twisted in a spiral shape in the mixer pipe. Two types of fins, a first fin 75a formed to rotate in the clockwise direction in response to the flow of the liquid flowing through the second fin 75b formed to rotate in the counterclockwise direction, The cylindrical pipes 72 are alternately arranged in the axial direction. As described above, the first fin 75a and the second fin 75b in which the rotation directions of the neodymium fin 75 are opposite to each other are alternately arranged, so that the treatment water can be stirred more efficiently, and the liquid The liquid molecules and suspended matter inside can be subdivided effectively.
[0029]
As shown in FIG. 4, the first fin 75a and the second fin 75b are alternately arranged with N-pole neodymium magnets 74a and S-pole neodymium magnets 74b along the liquid flow direction. Buried.
[0030]
A pair of electromagnets 100 for applying a magnetic field to the neodymium magnets 74a and 74b of the pair of neodymium fins 75 disposed in the mixer tube 71 are provided outside the mixer tube 71. It arrange | positions so that the pipe | tube 71 may be pinched | interposed so that it may mutually oppose.
[0031]
Accordingly, a magnetic force, which is a repulsive force or an attractive force, can be applied to the neodymium magnets 74a and 74b by the magnetic field of the electromagnet 100, so that the neodymium fin 75 can be rotated in the circumferential direction by this magnetic force. ing.
[0032]
Thus, when the neodymium fin 75 rotates in the circumferential direction, the number of magnetic flux linkages penetrating the neodymium fin 75 among the magnetic fluxes between the pair of electromagnets 100 changes abruptly. Due to the change, an induced electromotive force is generated in the neodymium fin 75.
[0033]
Due to the influence of this electromotive force, the liquid molecules subdivided by the rotation of the neodymium fin 75 are charged as negative ions, and suspended matter molecules such as colloidal particles are charged as positive ions or negative ions. It has become.
[0034]
Note that the polarity of the charge of the floating molecule depends on the direction of the electromotive force generated by the neodymium fin 75.
[0035]
Here, in the industrial waste water etc. produced | generated especially as a liquid, the thing which has a positive ion and the thing which has a negative ion are mixed as a floating substance molecule surrounding a water molecule, but this floating substance If the polarities of the molecular ions are not uniform, it is difficult to perform subsequent agglomeration separation efficiently. However, in this embodiment, the neodymium fin 75 can be used to uniformly charge floating molecules to either positive or negative charges. Water molecules are negatively charged.
[0036]
Therefore, in the present embodiment, it is possible to improve the efficiency of the agglomeration separation subsequent to the subdivision charging process by the mixer tube 71 and the electromagnet 100.
[0037]
Furthermore, in this embodiment, the electromagnet 100 reverses the magnetic field applied to the neodymium fin 75 according to the properties of the liquid such as the polarity of suspended matter molecules.
[0038]
When the magnetic field is reversed, the neodymium fin 75 switches its rotation in the direction opposite to the original rotation direction, and thus the direction of the electromotive force generated by the neodymium fin 75 is switched in the opposite direction to the original by switching this rotation. It is like that.
[0039]
When this electromotive force is switched, the charge polarity of the suspended molecule can be reversed.
[0040]
For this reason, for example, because there are many positive ions in the suspended matter, what applied the electromotive force in the direction to uniformly charge the suspended matter molecules to positive ions, By switching the electromotive force generated by the neodymium fin 75 by the reversal of the magnetic field, the suspended matter can be uniformly charged to negative ions.
[0041]
Accordingly, it is possible to flexibly perform an appropriate subdividing charging process according to the properties of the liquid.
[0042]
In the present embodiment, the electromagnet 100 can change the strength of the magnetic field applied to the neodymium fin 75 according to the ion concentration of suspended matter molecules contained in the liquid.
[0043]
As a result, even when the ion concentration of suspended matter molecules is low, an effective electromotive force can be obtained by increasing the strength of the magnetic field, and the subdivision charging process can be performed appropriately.
[0044]
Furthermore, an automatic control unit 101 that controls the magnetic field of the electromagnet is connected to the electromagnet.
[0045]
The automatic control unit 101 is connected to a sensor 102 that measures the polarity of ions in the treated water and the concentration of suspended matter molecules in real time. The sensor 102, for example, makes a pair of electrodes (not shown) contact the treated water and automatically detects the property of the liquid based on a current value or an electric resistance value flowing between the electrodes. It may be.
[0046]
As described above, if the automatic control unit can automatically control the magnetization of the electromagnet based on the properties of the liquid, it is possible to further improve the efficiency of the subdivision charging process.
[0047]
Furthermore, since the electromotive force generated by the electromagnet 100 and the neodymium fin 75 acts on microorganisms, bacteria, etc. in the treated water to kill them or suppress their growth, the liquid can be further purified. It can be done properly.
[0048]
In addition, the arrangement | positioning position and arrangement | positioning number of the sensor 102 mentioned above can be variously changed according to a design concept, For example, the said sensor is mentioned later for storing the raw | natural water supplied to the said mixer pipe | tube 71. You may make it arrange | position to the raw | natural water tank 16, the 1st aggregation process tank 26 etc. which are mentioned later.
[0049]
Next, a specific example of a liquid processing system using the mixer tube 71 having the above-described effect will be shown, and the operation and effect of the mixer tube 71 of this embodiment will be further described.
[0050]
FIG. 5 shows a specific example of the liquid processing system, and filtration processing means 1 for removing solid suspended solids having a large specific gravity from raw water including urine of pigs with a screen, etc., and raw water still turbid after filtration A first separation processing means 2 for oscillating microwaves of electromagnetic waves to separate the colloidal particles from the liquid molecules, and a low-frequency ultrasonic wave is oscillated in the raw water after the separation. First aggregation processing means 3 for aggregating and dispersing the particles from the liquid molecules, and subdivided charging processing means 4 for charging and aligning the liquid molecules and the colloidal particles in the raw water while being subdivided by being mixed in a magnetic field. And a second separation processing means 5 for oscillating microwaves of electromagnetic waves again into the subdivided and charge-aligned treated water to separate into fine colloidal particles and liquid molecules, The deodorizing treatment means 6 for oscillating high-frequency electromagnetic ultrasonic waves in the treated water after separation to remove bad odors from the treated water, and low-frequency ultrasonic waves in the treated water after the deodorizing treatment are oscillated. Second aggregating treatment means 7 for aggregating the colloidal particles and dispersing them from the liquid molecules, and applying high voltage pulses to the treated water to separate and remove nitrogen from the treated water and generate ozone. High-voltage pulse processing means 8 for performing decolorization and sterilization of treated water, and aggregate discharge treatment means 9 for adsorbing and discharging aggregates containing metal substances such as heavy metals of the colloidal particles by magnetic force; Liquid molecule fragmentation treatment means 10 for generating activated water obtained by further refining and activating liquid molecules, also called clusters, by the action of a magnetic field, and oxidizing treated water ionized by charging treatment An oxidation-reduction treatment means 11 for returning to a stable state by an original reaction, a dehydration treatment means 12 for dehydrating the precipitate made of the colloidal particles, and each treatment means are connected to control each treatment operation. Centralized control means 13 for this purpose.
[0051]
More specifically, each of the means will be described. As shown in FIG. 5, the filtration means 1 is for discharging a filter 14 such as a screen or a filter for filtering raw water, and a suspended matter after filtration. 2 and a raw water tank 16 for storing raw water after filtration.
[0052]
The filtration means 1 passes the raw water through the filter body 14 to filter out the solid suspended matter that has already separated from the water and suspended in the raw water, and discharges it to the residue receiving unit 15. It is like that. The raw water filtered by the filter body 14 is once stored in the raw water tank 16 and then transferred by the raw water transfer pump 17 to the first separation processing means 2 which is the next processing stage. Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, the raw water tank 16 is connected with an inflow pipe 18 for allowing the raw water after filtration to flow into the upper part thereof, and the first transfer is provided at the lower part of the side surface. A pipe 19a is connected, and the raw water is transferred to the next treatment stage by the suction force of the raw water transfer pump 17.
[0053]
The bottom of the raw water tank 16 is connected to a first discharge pipe 20a for discharging the precipitate, and the precipitate is transferred to the dehydration processing means 12 through the first discharge pipe 20a. It has become.
[0054]
The raw water tank 16 is supplied with water dehydrated from the precipitate by a dehydrator 56 (to be described later) of the dehydrating means 12 and water after the dehydrator 56 is washed. Has been used for dilution.
[0055]
Next, the first separation processing unit 2 will be described.
[0056]
As shown in FIGS. 5 and 6, the first separation processing means 2 is provided with a first separation processing pipe 22 connected to the first transfer pipe 19 a, and the first separation processing pipe 22. An electromagnetic coil 23 is wound around the outer periphery of the first and a cylindrical first microwave oscillation tube body 24 is disposed. The first microwave oscillating tube 24 is composed of a magnet such as a neodymium plate, and the upper side is an N pole and the lower side is an S pole. And from this 1st microwave oscillation tube body 24, the frequency of 300 MHz-16 GHz according to the density | concentration of raw | natural water, More preferably, the frequency of 2.4 G-10.5 GHz from the viewpoint of isolate | separating a colloid particle, More preferably, 10 A microwave with a frequency of .5 GHz is oscillated. A magnetic field and an electric field synthesis field are formed by such permanent magnets, electromagnets, and microwaves as electromagnetic waves, thereby separating colloidal particles and liquid molecules in the raw water.
[0057]
Here, as shown in FIG. 11, the microwave is considered to have an action of mainly dispersing the raw water when the colloidal particles and the liquid molecules are charged and broken apart.
[0058]
The dispersed treated water is transferred to the first aggregating treatment means 3 through the second transfer pipe 19b connected to the first separation treatment pipe 22.
[0059]
Next, the first aggregation processing means 3 will be described.
[0060]
As shown in FIGS. 5 to 7, the first aggregating treatment unit 3 is provided with a first aggregating treatment tank 26. The bottom of the first aggregating treatment tank 26 has the second transfer pipe 19b. Are connected so that treated water flows from the first separation processing pipe 22.
[0061]
Then, in the first agglomeration treatment tank 26, as shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of first low frequency oscillations that oscillate low frequency ultrasonic waves in a frequency range of 100 kHz or less according to the concentration of raw water. A region ultrasonic oscillator 27 is disposed. In this specific example, the first low-frequency ultrasonic oscillator 27 is a first low-frequency ultrasonic oscillator 27a that oscillates with a 28 kHz or 40 kHz ultrasonic wave as a transverse wave, and a 48 kHz or 100 kHz ultrasonic wave is a transverse wave. And the first low-frequency ultrasonic oscillator 27b that oscillates as follows. Due to the cavitation action by these ultrasonic waves, the low-frequency ultrasonic wave of 28 kHz or 40 kHz has a role of aggregating the dispersed colloidal particles, and the low-frequency ultrasonic wave of 48 kHz or 100 kHz is agglomerated. It has a role to disperse colloidal particles and liquid molecules. These ultrasonic outputs are set to 300 W to 1.2 kW.
[0062]
A permanent magnet 28a such as neodymium is laid on the inner surface of the bottom of the first agglomeration treatment tank 26, and a second discharge pipe 20b is connected to the bottom. For this reason, the aggregate of colloidal particles in the charged state is attracted by the permanent magnet 28a and settles, and this precipitate passes through the second discharge pipe 20b to the dehydration processing means 12. It is supposed to be transferred.
[0063]
Then, the treated water that has been subjected to the first stage agglomeration treatment is transferred to the subdivided charging means 4 through the third transfer pipe 19c connected to the upper part of the side surface of the first agglomeration treatment tank 26. . A pressurizing pump 29 is disposed in the middle of the third transfer pipe 19c, so that the treated water that flows into the subdivided charging processing means 4 flows in at an appropriate pressure.
[0064]
Note that an air discharge port 49 for discharging the air contained in the raw water is disposed in the upper portion of the first aggregating treatment tank 26.
[0065]
Next, the subdivided charging processing means 4 will be described.
[0066]
The subdivided charging means 4 has the same configuration as the liquid processing apparatus 70 according to the present invention described above, and the subdivided charging means 4 includes a subdivided charging pipe connected to the third transfer pipe 19c. 30 is disposed.
[0067]
FIG. 3 shows a main part of the configuration of the sub-charging unit 4, and treated water having an increased flow velocity by applying an appropriate pressure through the nozzle 29 a and the diffuser 30 of the pressurizing pump 29. The mixer pipe disposed in the element portion 31 is circulated.
[0068]
In the element portion 31, a cavitation phenomenon occurs in the cylindrical pipe 72 in the treated water supplied at a high flow rate. When this cavitation phenomenon occurs, a hot spot is formed in the treated water, and an ultra-high pressure and a vacuum state are formed. In this state, the colloidal particles and the like in the treated water are once separated and then made uniform in size. At that time, the first fin 75a and the second fin 75b constituting the neodymium fin 75 disposed in the mixer tube 71 vigorously agitate the treated water to decompose the liquid molecules and colloidal particles in the treated water. It acts to promote uniformity of thickness. Further, the neodymium magnets 73 and 74 embedded in the inner surface of the cylindrical pipe 72 constituting the mixer tube 71 and the neodymium fin 75 generate electromotive force in the treated water rotating at a high speed so as to increase the magnetization efficiency. Act on. Then, the generated electromotive force acts to uniformly charge the colloidal particles that have been made uniform and to perform ion alignment.
[0069]
Further, a pair of electromagnets 100 for applying a magnetic field to the neodymium magnets 74 a and 74 b of the pair of neodymium fins 75 disposed in the mixer tube 71 are opposed to each other with the mixer tube 71 interposed therebetween. It is arranged. Accordingly, a magnetic force, which is a repulsive force or an attractive force, can be applied to the neodymium magnets 74a and 74b by the magnetic field of the electromagnet 100, so that the neodymium fin 75 can be rotated in the circumferential direction by this magnetic force. ing.
[0070]
Thus, when the neodymium fin 75 rotates in the circumferential direction, among the magnetic fluxes between the pair of electromagnets 100, the number of magnetic flux linkages penetrating the neodymium fin changes rapidly, and the change in the number of magnetic flux linkages. As a result, an induced electromotive force is generated in the neodymium fin 75.
[0071]
Due to the influence of this electromotive force, the liquid molecules subdivided by the rotation of the neodymium fin 75 are charged as negative ions, and suspended matter molecules such as colloidal particles are charged as positive ions or negative ions. Yes.
[0072]
Note that the polarity of the charge of the floating molecule depends on the direction of the electromotive force generated by the neodymium fin 75. Here, in particular, suspended matter molecules contained in liquids such as artificially produced industrial wastewater contain a mixture of many positive ions and many negative ions. If the polarities of the particles are not unified, it is difficult to efficiently perform the subsequent aggregating and separating process. However, in the present embodiment, the neodymium fin 75 is used to convert the suspended molecule to either a positive or negative charge. Either one can be charged uniformly.
[0073]
Therefore, in the present embodiment, it is possible to improve the efficiency of the agglomeration separation subsequent to the subdivision charging process by the mixer tube 71 and the electromagnet 100.
[0074]
Further, the electromagnet 100 reverses the magnetic field applied to the neodymium fin 75 in accordance with the properties of the liquid such as the polarity of suspended matter molecules. When reversing the magnetic field, the neodymium fin 75 switches its rotation in the direction opposite to the original rotation direction, so that the direction of the electromotive force generated by the neodymium fin 75 is switched in the reverse direction by switching this rotation. ing.
[0075]
When this electromotive force is switched, the charge polarity of the suspended molecule can be reversed.
[0076]
For this reason, since there are a lot of positive ions among the suspended matter molecules, an electromotive force is applied in the direction in which the suspended matter molecules are uniformly charged to the positive ions. By switching the electromotive force generated by the neodymium fin 75 by the inversion, the floating molecules can be uniformly charged to negative ions.
[0077]
Accordingly, it is possible to flexibly perform an appropriate subdividing charging process according to the properties of the liquid.
[0078]
In the present embodiment, the electromagnet 100 can change the strength of the magnetic field applied to the neodymium fin 75 according to the ion concentration of suspended matter molecules contained in the liquid.
[0079]
As a result, even when the ion concentration of suspended matter molecules is small, an effective electromotive force can be obtained by increasing the strength of the magnetic field, and the subsequent sub-charging process can be performed appropriately. Yes.
[0080]
Further, an automatic control unit 101 that controls the magnetic field of the electromagnet 100 is connected to the electromagnet 100.
[0081]
The automatic control unit 101 is connected to a sensor 102 that measures the polarity and ion concentration of the suspended molecule in real time. The sensor 102 may be, for example, such that a pair of electrodes (not shown) are brought into contact with the liquid and the property of the liquid is automatically detected based on a current value flowing between the electrodes. .
[0082]
Further, for example, a pair of electrodes are brought into contact with the liquid, and a measurement reference signal that is an AC signal in the audible sound band is oscillated from the one electrode to the other electrode via the liquid, and the oscillated signal is converted into the liquid. The phase difference of the signal received via the liquid is detected by synchronously detecting the received signal based on the same signal as the measurement reference signal. And based on this detection result, you may make it measure the ion concentration of the suspended | floating matter molecule | numerator in a liquid. In this case, the impedance of the liquid may be obtained from the phase change of the signal received by the receiving electrode via the liquid, and the ion concentration may be calculated based on this impedance. In such a case, since the electrical signal applied between the electrodes is alternating current, it is possible to prevent deposits from accumulating on the electrodes and to reduce the number of times maintenance is performed.
[0083]
As described above, if the automatic control unit 101 can automatically control the magnetization of the electromagnet based on the property of the liquid, it is possible to further improve the efficiency of the subdivision charging process.
[0084]
As described above, the fine charge processing means 4 performs ion alignment of finer colloidal particles that could not be removed by the first separation / aggregation process, and easily processed in the next second separation / aggregation process step. Preparations can be made.
[0085]
Next, the second separation processing unit 5 will be described.
[0086]
The second separation processing unit 5 has substantially the same configuration as the first separation processing unit 2 described above. That is, as shown in FIGS. 6 and 9, the second separation processing means 5 is provided with a second separation processing pipe 33 connected to the subdivided charging processing pipe 30, and this second separation processing. An electromagnetic coil 34 is wound around the outer periphery of the pipe 33 and a second microwave oscillating tube 35 is disposed. The second microwave oscillating tube 35 is composed of a magnet such as a neodymium plate, and the upper side is an N pole and the lower side is an S pole. And from the viewpoint of performing a separation treatment of colloidal particles according to the concentration of treated water flowing in, more preferably from 2.4 G to 10.5 GHz, and even more preferably from 10.5 GHz. The wave oscillates for about 1 μsec. When such a microwave is oscillated in the treated water, the treated water is destroyed and finer colloidal particles and liquid molecules are formed and dispersed separately. It will be.
[0087]
Thereafter, the dispersed treated water is transferred from the second separation treatment pipe 33 to the next deodorization treatment means 6.
[0088]
Next, the deodorizing means 6 will be described.
[0089]
The deodorization processing means 6 is provided with a deodorization processing box 37 which is a high-frequency electromagnetic ultrasonic oscillator, and a deodorization processing pipe 38 connected to the second separation processing pipe 33 in the deodorization processing box 37. Is arranged so as to be penetrated. As shown in FIG. 12, external magnets 39a having polarities of N pole and S pole are respectively disposed at the upper and lower positions outside the deodorizing pipe 38, and at the axial position of the deodorizing pipe 38. The bar-shaped inner magnet 39b is arranged so that the polarity opposite to that of the outer magnet 39a is opposed. In the first embodiment, the external magnet 39a is formed of an electromagnet, and the internal magnet 39b is formed of a permanent magnet. Further, on the left and right side surfaces of the deodorizing pipe 38, a high-frequency wave that oscillates longitudinal ultrasonic waves with a frequency of 3 MHz to 300 MHz, more effectively 100 MHz depending on the concentration of treated water, with a period of about 0.5 sec. A region ultrasonic oscillator 40 is provided.
[0090]
The treated water passes through the deodorizing pipe 38 while being vibrated with a mixer or in the first embodiment, and is ejected from a nozzle (not shown) disposed in the deodorizing pipe 38 in the first embodiment. A diaphragm (not shown) is disposed near the outlet of the nozzle, and vibrates vigorously when the treated water collides with the diaphragm.
[0091]
The external magnet 38a, the internal magnet 38b, and the high-frequency ultrasonic oscillator 40 form a synthetic field by a magnetic field and an electric field so that a so-called electromagnetic ultrasonic wave is generated. The amino acids in the colloidal particles are pulverized to completely remove the odor from the treated water.
[0092]
The treated water deodorized by the deodorized treatment pipe 38 is transferred to the second aggregating treatment means 7 which is the next treatment stage.
[0093]
Next, the second aggregation processing means 7 will be described.
[0094]
The second agglomeration treatment means 7 is provided with a second agglomeration treatment pipe 41, and an electromagnetic coil 42 is wound around the outer periphery of the second agglomeration treatment pipe 41, and the concentration of the treated water. Accordingly, a second low-frequency ultrasonic oscillator 43 that oscillates low-frequency ultrasonic waves in a frequency range of 50 kHz or less is disposed.
[0095]
When low-frequency ultrasonic waves are oscillated in the treated water by the second low-frequency ultrasonic wave oscillating body 43, liquid molecules that are charged with negative ions among irregularly arranged liquid molecules and colloidal particles. Is attracted to the wall surface side of the second agglomeration pipe 41 and flows along the wall surface, and colloidal particles charged to positive ions flow through the center side of the second agglomeration pipe 41, and the liquid molecules And colloidal particles are dispersed so that the colloidal particles are aggregated.
[0096]
The treated water that has been subjected to the second aggregating treatment in this way is transferred to the next high voltage pulse processing means 8.
[0097]
The high voltage pulse processing means 8 generates plasma by applying a high voltage of about 10 k-60 kV at different periods to remove nitrogen molecules in the treated water.
[0098]
For this reason, as shown in FIG. 13, the high voltage pulse processing means 8 is provided with a high voltage pulse processing pipe 45 connected to the second aggregation processing pipe 41. The pulse processing pipe 45 is provided with a plurality of electrode bodies 46A, 46A ′, 46B, 46B ′, 46C, 46D as high voltage pulse generators applied at different periods.
[0099]
Between these electrode bodies 46A-46A 'and between the electrode bodies 46B-46B', as shown in FIG. 12, a voltage of 10 to 30 kV is applied for 20 .mu.s, 20 .mu.s is applied again, and after 20 .mu.s, 5 .mu.s are passed. The application of the voltage with the same pattern is repeated again.
[0100]
On the other hand, between the electrode bodies 46C and 46D, as shown in FIG. 13, a voltage of about 60 kV is applied for 5 μs with a period of 5 μs.
[0101]
FIG. 16 shows changes in the state of liquid molecules and colloidal particles when a voltage is applied by the electrode bodies 46A, 46A ′, 46B, 46B ′, 46C, and 46D. The large circle in FIG. 16 is a liquid molecule, and the small circle bonded to this is a colloidal particle. First, the liquid molecules are charged to a negative charge and the nitrogen molecules are charged to a positive charge by a high voltage pulse between the electrode bodies 46A-46A 'and between the electrode bodies 46B-46B'. The high voltage pulse between the electrode bodies 46A-46B 'and between the electrode bodies 46A'-46B causes an action of separating liquid molecules and nitrogen molecules, and the high voltage pulses between the electrode bodies 46C-46D cause nitrogen molecules to be separated. It is completely torn from the liquid molecules. Simultaneously with the skipping of the nitrogen molecules, the oxygen molecules being processed are combined to generate ozone. This ozone has the effect of decolorizing and sterilizing the treated water.
[0102]
Therefore, the high-voltage pulse processing means 8 is capable of removing nitrogen from the treated water and decolorizing and sterilizing the treated water.
[0103]
A fourth transfer pipe 19d is connected to the outflow side of the high voltage pulse processing pipe 45 of the high voltage pulse processing means 8 so that the treated water is discharged from the aggregate discharge processing means 9 which is the next processing stage. It will be transferred to the processing tank 48.
[0104]
Next, the aggregate discharge processing means 9 will be described.
[0105]
The agglomerate discharge processing means 9 adsorbs and discharges colloidal particles that have been agglomerated by the second separation and agglomeration process downward by a permanent magnet 28b such as neodymium.
[0106]
Therefore, as shown in FIGS. 5, 6 and 10, the aggregate discharge treatment means 9 is provided with a discharge treatment tank 48 for storing treated water. At the bottom of the discharge treatment tank 48, the fourth transfer pipe 19d is connected so that treated water containing agglomerates flows in, and a permanent magnet 28b such as neodymium is laid. Among the treated water flowing in from the fourth transfer pipe 19d, agglomerated particles in a charged state are attracted by the magnetic force of the permanent magnet 28b and settled to the bottom.
[0107]
The sediment collected at the bottom of the discharge processing tank 48 is discharged from the third discharge pipe 20c connected to the bottom of the discharge processing tank 48 to the dehydration processing means 12. .
[0108]
The magnetic force of the permanent magnet 28b is determined according to the organic matter concentration of the treated water. For this reason, when processing high concentration raw water, that is, raw water containing a large amount of colloidal particles, it is necessary to adsorb a large amount of aggregates, so that the magnetic force of the electromagnet is set to be large. Conversely, when processing low concentration raw water, the magnetic force of the electromagnet is set to be small.
[0109]
In addition, an air discharge port 49 and an ozone discharge port 50 are disposed above the discharge processing tank 48, and air such as nitrogen and ozone generated by the high voltage pulse processing are discharged to the outside. ing.
[0110]
Then, the treated water from which the aggregates and the like are removed in the discharge treatment tank 48 passes through the fifth transfer pipe 19e connected to the upper part of the side surface of the discharge treatment tank 48, and the next liquid molecule fragmentation treatment means 10 is used. It is transferred to.
[0111]
Next, the liquid molecule fragmentation processing means 10 will be described.
[0112]
The liquid molecule subdivision processing means 10 generates active water by further subdividing the liquid molecules of water purified by the above-described processes by the action of a strong magnetic force.
[0113]
For this reason, as shown in FIGS. 5, 6 and 10, the liquid molecule fragmentation processing means 10 is provided with a fragmentation treatment tank 51, and a ceramic or the like is provided in the fragmentation treatment tank 51. A cylindrical body 52 made of an insulating material is disposed so that the vertical direction is the longitudinal direction. The fifth transfer pipe 19e is connected to the upper part of the side surface of the subdivision processing tank 51, and a cylinder transfer pipe 53 that connects the fifth transfer pipe 19e and the cylinder 52 is provided. Has been. For this reason, the water subjected to the liquid molecular fragmentation process flows into the cylinder 52 through the fifth transfer pipe 19e and the cylinder transfer pipe 53.
[0114]
The bottom surface side of the cylindrical body 52 is opened, and an electromagnetic coil (not shown) is wound around the outer peripheral surface of the cylindrical body 52. For this reason, when a current flows through the electromagnetic coil, a force acting downward is generated inside the cylindrical body 52, and the treated water that flows in is transferred toward the bottom of the liquid molecule fragmentation processing tank 51. It is like that.
[0115]
On the other hand, permanent magnets 28c and 28d such as neodymium of about 10000 Gauss are laid as magnetic field forming bodies on the inner surfaces of the top and bottom of the liquid molecule fragmentation processing tank 51, respectively. A strong magnetic field is formed. When the treated water passes through the liquid molecule fragmentation treatment tank 51 by this strong magnetic force, activated water is generated by further subdividing the liquid molecules, so-called clusters, and activating them.
[0116]
Therefore, the water after this treatment can be used as drinking water for animals or can exert a remarkable effect on its growth when given to plants.
[0117]
The treated water that has been subjected to the liquid molecule fragmentation process flows out of the discharge pipe 54 connected to the upper part of the side surface of the liquid molecule fragmentation tank 51 and is discharged as it is to a river or the like, or animals and plants. It can be used as water to give
[0118]
A fourth discharge pipe 20d is connected to the bottom of the liquid molecule fragmentation processing tank 51, and the final colloidal particles and the like adsorbed by the permanent magnet 28d laid on the bottom surface are dehydrated. It is designed to discharge to 12.
[0119]
Further, an air discharge port 49 and an ozone discharge port 50 for discharging air such as nitrogen remaining in the treated water and ozone are formed in the upper part of the liquid molecule fragmentation processing tank 51.
[0120]
Next, the redox treatment means 11 will be described.
[0121]
As shown in FIGS. 5, 6 and 10, the oxidation-reduction processing means 11 is composed of four electrode members 55 having appropriate potentials. On the surfaces of these electrode members 55, the treated water ionized by the above-described treatments exchanges electrons to cause an oxidation-reduction reaction. By this oxidation-reduction reaction, the treated water is returned from an ionized state where chemical reaction is likely to occur to a stable state where chemical reaction is difficult.
[0122]
In the first embodiment, the oxidation-reduction reaction is performed as an electrode reaction via the electrode member 55, but an appropriate oxidizing agent or reducing agent may be used depending on circumstances.
[0123]
Next, the dehydration processing means 12 will be described.
[0124]
The dehydrating means 12 is provided with a dehydrator 56 for removing moisture contained in the sediment discharged from the processing means by the action of centrifugation or the like. The dehydrator 56 can reduce the moisture content of the precipitate from about 98% to about 80%. For this reason, it becomes possible to process more efficiently in the composting plant.
[0125]
In addition, as described above, the dehydrator 56 is supplied with the raw water dilution pipe 57 for diluting the raw water by transferring the water generated by the dehydration action and the washing water of the dehydrator 56 to the raw water tank 16. Are connected.
[0126]
On the other hand, the solid after being dehydrated by the dehydrator 56 is discharged to the solid receiver 58. Thereafter, this solid matter is transported to the composting plant together with the solid matter filtered by the filtration means 1 described above, composted as a compost raw material, and reused as an agricultural fertilizer.
[0127]
Next, the central control means 13 will be described.
[0128]
As shown in the block diagram of FIG. 17, the central control unit 13 includes a first microwave control unit 60 that controls the output of a 300 M to 16 GHz microwave oscillated by the first separation processing unit 2, and a first aggregation. The first low-frequency ultrasonic control unit 61 that controls the output of the low-frequency ultrasonic wave of 100 kHz or less oscillated in the processing means 3 and the 300 M to 16 GHz microwave oscillated in the second separation processing means 5. A second microwave control unit 62 that controls the output of the low-frequency ultrasonic wave of 50 kHz or less oscillated in the second aggregation processing means 7, A high-frequency electromagnetic ultrasonic control unit 64 that controls the output of 3M to 300 MHz high-frequency electromagnetic ultrasonic waves oscillated in the deodorization processing means 6, and a high-voltage pulse applied in the high-voltage pulse processing means 8. The high voltage pulse control unit 65 for controlling the output of the gas, the voltage control unit 66 for controlling the voltage applied to the electrode member 55 in the oxidation-reduction processing unit 11, and the operation of the dehydrator 56 of the dehydration processing unit 12 are controlled. And a dehydration control unit 67. Each of these control units can be easily controlled by each switch (not shown) of the centralized control panel 68, and is normally automatically controlled.
[0129]
Next, a liquid processing method using the above-described liquid processing system will be described.
[0130]
First, raw water including pig farm wastewater and industrial wastewater is filtered through the screen of the filtration means 1 to remove colloidal particles separated in the raw water and discharged to the residue receiving unit 15 and filtered. The raw water is temporarily stored in the raw water tank 16.
[0131]
Then, the raw water transfer pump 17 sucks the raw water from the raw water tank 16 and transfers it to the first separation processing pipe 22 of the first separation processing means 2. The first separation processing unit 2 oscillates a 10.5 GHz microwave from the first microwave oscillation tube body 24 to the raw water under the control of the first microwave control unit 60, and the raw water is liquidized. Separate into molecules and colloidal particles. The separated treated water is transferred to the first aggregating treatment means 3 through the second transfer pipe 19b. The first agglomeration treatment means 3 is controlled by the first low-frequency region ultrasonic control unit 61 with respect to the treated water from 28 kHz, 40 kHz, 48 kHz and 100 kHz from the first low-frequency region ultrasonic oscillators 27a and 27b. One of the ultrasonic waves is oscillated to aggregate the colloidal particles and disperse them from the liquid molecules. Then, the agglomerated permanent colloid 28a disposed on the bottom surface of the first agglomeration treatment tank 26 adsorbs and precipitates the agglomerated colloidal particles and discharges them to the second discharge pipe 20b.
[0132]
On the other hand, the treated water passes through the third transfer pump and is transferred to the subdivided charging processing means 4 with an appropriate pressure by the pressure pump 29. In this subdivision charging means 4, the floating molecules in the raw water are subdivided by rotation of the mixer tube 71 of the neodymium fin 75, and an electromotive force is generated by applying a magnetic field to the neodymium fin 75 by the electromagnet 100. The electromotive force causes the liquid molecules and the floating molecules surrounding them to be charged. As a result, the polarity of ions of suspended matter molecules such as fine colloids is unified to either positive or negative, and liquid molecules are negatively charged, whereby the subdivided charging process of the treated water is completed.
[0133]
At this time, since the automatic control unit 101 can reverse the magnetic field of the electromagnet or change the strength of the magnetic field according to the property of the treated water based on the detection result of the sensor 12, the appropriateness according to the property of the treated water Can be performed with a finely divided charging process.
[0134]
Subsequently, the water subjected to the subdivided charging process is transferred to the second separation processing unit 5. The second separation processing unit 5 oscillates a 10.5 GHz microwave from the second microwave oscillation tube 35 to the treated water under the control of the second microwave control unit 62 of the central control unit 13. The treated water is separated into liquid molecules and colloidal particles. The separated treated water is transferred to the deodorizing treatment means 6.
[0135]
The deodorizing treatment means 6 oscillates about 100 MHz ultrasonic waves from the high-frequency ultrasonic oscillator 40 in the magnetic field into the treated water under the control of the high-frequency electromagnetic ultrasonic control unit 64 of the central control means 13. Remove malodor from treated water by electromagnetic ultrasonic waves.
[0136]
The deodorized treated water is transferred to the second aggregation treatment means 7. The second agglomeration treatment unit 7 controls the ultrasonic waves of 50 kHz or less from the second low-frequency ultrasonic wave oscillator 43 by controlling the second low-frequency ultrasonic control unit 63 of the concentration control unit 13 with respect to the treated water. The colloidal particles are aggregated and dispersed from the liquid molecules.
[0137]
Then, the treated water subjected to the second aggregating treatment is transferred to the high voltage pulse processing means 8. The high voltage pulse processing means 8 applies a voltage of 10 k-30 kV between the electrode bodies 46A-46A 'and between the electrode bodies 46B-46B' under the control of the high voltage pulse control section 65 of the central control means 13. At the same time, a voltage of about 60 kV is applied between the electrode bodies 46C-46D to generate plasma, thereby separating and removing nitrogen contained in the treated water. The ozone generated at this time decolorizes and sterilizes the treated water.
[0138]
The water from which nitrogen has been removed is transferred to the discharge processing tank 48 of the aggregate discharge processing means 9 through the fourth transfer pipe 19d.
[0139]
In the discharge processing tank 48, the permanent magnet 28b adsorbs the aggregate of colloidal particles by magnetic force, precipitates it on the bottom of the discharge processing tank 48, and transfers it from the third discharge pipe 20c to the dehydration processing means 12.
[0140]
The treated water from which the aggregates have been removed is transferred to the liquid molecule fragmentation processing tank 51 of the liquid molecule fragmentation processing means 10 through the fifth transfer pipe 19e in order from the supernatant. The liquid molecule fragmentation processing means 10 forms a strong magnetic field by the permanent magnets 28c and 28d laid on the upper and lower surfaces of the liquid molecule fragmentation processing tank 51, and further subdivides the liquid molecules of the inflowing treated water. Generate active water.
[0141]
In the liquid molecule fragmentation treatment tank 51, the electrode member 55 of the oxidation-reduction treatment means 11 performs a treatment to cause the treated water ionized on the surface thereof to undergo oxidation-reduction reaction and return to stable treated water.
[0142]
Thereafter, the water subjected to the subdivision treatment and the oxidation-reduction treatment is discharged from the discharge pipe 54 and discharged into the river, or used as nutrient water for animal drinking water or plants.
[0143]
On the other hand, the colloidal particle precipitate discharged in each processing stage passes through the first discharge pipe 20a, the second discharge pipe 20b, the third discharge pipe 20c, and the fourth discharge pipe 20d, respectively. It is transferred to the dehydrator 56. In the dehydrator 56, the solid matter is subjected to centrifugal separation action under the control of the dehydration control unit 67 of the central control means 13, and moisture is removed from the precipitate.
[0144]
The water removed by the dehydrator 56 is transferred to the raw water tank 16 through the raw water dilution pipe 57 together with the washing water of the dehydrator 56, and is used to dilute the raw water. On the other hand, after the dehydrated solid is stored in the solid receiver 58, it is transported to a composting plant and used as agricultural compost.
[0145]
Thus, according to the liquid processing method using the liquid processing apparatus of this example, colloidal particles (including heavy metals) and nitrogen contained in raw water such as swine effluent and industrial chemical effluent can be reliably removed. Deodorizing, decolorizing and sterilizing can also be performed, and active water composed of extremely finely divided liquid molecules can be generated and stable water can be generated. Thus, for example, the rotation direction of the fin can be reversed by reversing the magnetic field applied to the magnet of the fin by the electromagnet according to the properties of the liquid such as the ion polarity and ion concentration of suspended matter molecules contained in the liquid. Therefore, it is possible to unify the charged state of the suspended molecule, and to perform the liquid fine charging process appropriately and flexibly according to the properties of the liquid.
[0146]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.
[0147]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid processing apparatus and the liquid processing system having the liquid processing apparatus according to the present invention, it is possible to subdivide and charge various substances such as liquid molecules and colloidal particles contained in the processing water. It can be carried out appropriately and efficiently according to the properties, and by using this mixer tube in the liquid processing system, the liquid processing system can be reduced in scale, the initial cost and running cost can be reduced, By further miniaturizing the liquid molecules, it is possible to reliably remove suspended matters in the liquid and to improve the quality by deodorizing, decolorizing and sterilizing, and it is possible to use in a wider range of fields.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a liquid processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a liquid processing apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the main part of the subdivision charging processing means in the embodiment of the liquid processing system according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a mixer pipe according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of a liquid processing system according to the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a main part of an embodiment of a liquid processing system according to the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram viewed from the II-II direction in FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram viewed from the III-III direction of FIG.
10 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
FIG. 11 is a schematic diagram showing first separation processing means and first aggregation processing means in the embodiment of the liquid processing system according to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory view showing the main part of the deodorizing means in the embodiment of the liquid processing system according to the present invention.
FIG. 13 is an explanatory view showing high voltage pulse processing means in the embodiment of the liquid processing system according to the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a voltage pattern applied in the high voltage pulse processing means in the embodiment of the liquid processing system according to the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a voltage pattern applied in the high voltage pulse processing means in the embodiment of the liquid processing system according to the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing the molecular state of treated water by the treatment of the high voltage pulse treatment means in the embodiment of the liquid treatment system according to the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing centralized control means in the embodiment of the liquid processing system according to the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional mixer tube
[Explanation of symbols]
1 Filtration processing means
2 First separation processing means
3 First aggregation processing means
4 Subdivision charging means
5 Second separation processing means
6 Deodorization treatment means
7 Second aggregation processing means
8 High voltage pulse processing means
9 Aggregate discharge treatment means
10 Water molecule fragmentation treatment means
11 Redox treatment means
12 Dehydration means
13 Central control means
14 Filter body
15 Residue receiving part
16 Raw water tank
17 Raw water transfer pump
18 Inflow pipe
19 Transfer pipe
20 First discharge pipe
22 First separation pipe
26 1st aggregation processing tank
27 First low-frequency ultrasonic oscillator
29 Pressure pump
30 Finely charged pipe
33 Second separation pipe
38 Deodorized pipe
41 Second coagulation treatment pipe
43 Second low-frequency ultrasonic oscillator
45 High voltage pulse processing pipe
48 Discharge treatment tank
49 Air outlet
50 Ozone outlet
51 Subdivision processing tank
52 cylinder
54 Discharge pipe
56 Dehydrator
58 Solid receiving part
68 Centralized control panel
70 Liquid processing equipment
71 mixer tube
72 Tubular pipe
73 Neodymium magnet
73a N pole
73b S pole
74 Neodymium magnet
74a N pole
74b S pole
75 neodymium fin
75a First fin
75b 2nd fin
100 electromagnet
101 Automatic control unit
102 sensor

Claims (4)

浮遊物を含む液体を磁界中においてミキシングし、この液体中の液体分子と浮遊物分子とを細分化しつつ帯電整列化させることによって、前記液体分子と浮遊物分子との分離を行い易くする液体処理装置において、
筒状パイプ内に、この筒状パイプの長手方向に沿って螺旋状に形成されたフィンを、周方向に回転自在に配設するとともに、前記フィンに、N極とS極の磁石を螺旋方向に沿って交互に埋設したミキサー管と、
前記ミキサー管の外側に、前記フィンに埋設された磁石に対して磁場を印加することによって前記フィンに回転力を付与可能とされた電磁石とを有し、
前記電磁石による磁場内において前記フィンを回転させることによって前記ミキサー管内に起電力を生じさせ、この起電力を前記ミキサー管によって細分化された前記液体に作用させることによって前記液体分子と前記浮遊物分子とを帯電整列化させるようにされ、
かつ、前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場を反転可能とされていることを特徴とする液体処理装置。
Liquid processing that facilitates separation of liquid molecules and suspended matter molecules by mixing liquids containing suspended matter in a magnetic field, and charging and aligning the liquid molecules and suspended matter molecules in the liquid while subdividing them In the device
A fin formed in a spiral shape along the longitudinal direction of the cylindrical pipe is disposed in the cylindrical pipe so as to be rotatable in the circumferential direction, and N-pole and S-pole magnets are spirally arranged on the fin. Mixer tubes buried alternately along
Outside the mixer tube, an electromagnet capable of applying a rotational force to the fin by applying a magnetic field to the magnet embedded in the fin,
An electromotive force is generated in the mixer tube by rotating the fin in a magnetic field by the electromagnet, and the electromotive force is applied to the liquid subdivided by the mixer tube, whereby the liquid molecule and the suspended matter molecule are generated. And is charged and aligned
In addition, the liquid processing apparatus is characterized in that the magnetic field applied to the magnet of the fin can be reversed by the electromagnet according to the property of the liquid.
前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場の強さを変動可能とされていることを特徴とする請求項1に記載の液体処理装置。2. The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein the strength of the magnetic field applied to the magnet of the fin can be changed by the electromagnet according to the property of the liquid. 少なくとも、浮遊物を含む処理水にマイクロ波を発振して浮遊物分子と液体分子とに分離する分離処理手段と、この浮遊物分子を分離後の液体に低周域の超音波を発振して前記浮遊物分子を凝集する凝集処理手段と、磁界中においてミキシングすることにより液体中の液体分子と浮遊物分子とを細分化しつつ帯電整列化させる細分帯電処理手段と、液体に高周域の電磁超音波を発振して前記液体の脱臭を行う脱臭処理手段と、液体に高圧パルスを印加して前記液体から窒素を分離し除去するとともにオゾンを発生させることにより前記液体の脱色および殺菌を行う高圧パルス処理手段と、前記浮遊物分子の凝集物を磁力により吸着し排出する凝集物排出処理手段とを有する液体処理システムにおいて、前記細分帯電処理手段は、
筒状パイプ内に、この筒状パイプの長手方向に沿って螺旋状に形成されたフィンを、周方向に回転自在に配設するとともに、各フィンに、N極とS極の磁石を螺旋方向に沿って交互に埋設したミキサー管と、
前記ミキサー管の外側に、前記フィンに埋設された磁石に対して磁場を印加することによって前記フィンに回転力を付与可能とされた電磁石とを有し、
前記電磁石による磁界内において前記フィンを回転させることによって前記ミキサー管内に起電力を生じさせ、この起電力を前記ミキサー管によって細分化された前記液体に作用させることによって前記液体分子と前記浮遊物分子とを帯電整列化させるようにされ、
かつ、前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場を反転可能とされていることを特徴とする液体処理システム。
At least a separation processing means that oscillates microwaves in treated water containing suspended matter to separate suspended molecules and liquid molecules, and oscillates low-frequency ultrasonic waves in the liquid after separating these suspended molecules. Aggregation treatment means for aggregating the suspended matter molecules, subdivided charging treatment means for charging and aligning the liquid molecules and the suspended matter molecules in the liquid while being subdivided by mixing in a magnetic field; Deodorization processing means for deodorizing the liquid by oscillating ultrasonic waves, and high pressure for decolorizing and sterilizing the liquid by applying high pressure pulses to the liquid to separate and remove nitrogen from the liquid and generate ozone In a liquid processing system having a pulse processing means and an aggregate discharge processing means for adsorbing and discharging aggregates of the suspended matter molecules by magnetic force, the fine charge processing means includes:
In the cylindrical pipe, fins spirally formed along the longitudinal direction of the cylindrical pipe are rotatably arranged in the circumferential direction, and N-pole and S-pole magnets are spirally arranged in each fin. Mixer tubes buried alternately along
Outside the mixer tube, an electromagnet capable of applying a rotational force to the fin by applying a magnetic field to the magnet embedded in the fin,
An electromotive force is generated in the mixer tube by rotating the fin in a magnetic field generated by the electromagnet, and the electromotive force is applied to the liquid subdivided by the mixer tube, whereby the liquid molecule and the suspended matter molecule are generated. And is charged and aligned
The liquid processing system is characterized in that the magnetic field applied to the fin magnet can be reversed by the electromagnet according to the properties of the liquid.
前記液体の性状に応じて前記電磁石によって前記フィンの磁石に印加する磁場の強さを変動可能とされていることを特徴とする請求項3に記載の液体処理システム。The liquid processing system according to claim 3, wherein the strength of the magnetic field applied to the magnet of the fin can be changed by the electromagnet according to the property of the liquid.
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