ナノバブル含有磁気活水を用いた処理装置および処理方法
【課題】化学的に安定な物質を効率的に分解し得るナノバブル含有磁気活水を用いた処理装置および処理方法を提供する。
【解決手段】第１気体に磁場をかける第１磁気活水作製部３８と、磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する前槽１と、磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル発生部１７と、第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する微生物槽４６と、第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル発生部７８と、第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽８１と、を有する。
【解決手段】第１気体に磁場をかける第１磁気活水作製部３８と、磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する前槽１と、磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル発生部１７と、第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する微生物槽４６と、第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル発生部７８と、第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽８１と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノバブル含有磁気活水を用いて、各種液体を処理するための処理装置および処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン、有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）またはパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）等）は化学的に安定な物質であって、耐熱性および耐薬品性（例えば、耐酸性）に優れている。それゆえ、例えば有機フッ素化合物は、界面活性剤、または半導体製造における反射防止膜等の産業用材料として広く用いられている。しかしながら、有機フッ素化合物が広く用いられれば用いられるほど、有機フッ素化合物が自然界に放出される可能性が増加する。上述したように、有機フッ素化合物は化学的に安定な物質であるが故に、一度自然界に放出されれば、深刻な環境汚染の原因となり得る。例えば、北極熊、アザラシおよび鯨の体内から有機フッ素化合物が検出されており、有機フッ素化合物による環境汚染が国際的に深刻化しつつあることが明らかになっている。
【０００３】
それゆえ、環境汚染を防止するために、産業用材料として用いられた後の有機フッ素化合物を処理（例えば、回収および分解）するための様々な処理装置および処理方法の開発が進められている。
【０００４】
上述したように、有機フッ素化合物は化学的に安定な物質であるため、微生物によって効率的に分解することが困難である。したがって、従来から、有機フッ素化合物を処理する場合には、有機フッ素化合物を含有する廃水等を１０００℃以上の温度にて焼却する方法が用いられている。
【０００５】
また、従来から、活性炭に有機フッ素化合物を吸着させることによって、廃水等に含まれる有機フッ素化合物を回収する方法が用いられている。
【０００６】
ところで、従来から、小さな直径を有する気泡（バブル）には様々な作用があることが知られており、現在、このような気泡を作製する技術およびその効果に対する研究が進みつつある。そして、上記気泡を用いて、様々な有機物を分解しようとする試みもなされている。
【０００７】
上記気泡は、その直径に応じて、マイクロバブル、マイクロナノバブルおよびナノバブルに分類することができる。具体的には、マイクロバブルは、その発生時において１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは、その発生時において数百ｎｍ〜１０μｍの直径を有する気泡であり、ナノバブルは、その発生時において数百ｎｍ以下の直径を有する気泡である。なお、マイクロバブルは、発生後の収縮運動によって、その一部がマイクロナノバブルに変化することがある。また、ナノバブルは、長期に渡って液体中に存在することができるという性質を有している。
【０００８】
例えば、従来から、様々なナノバブルの利用方法、およびナノバブルを利用した各種装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。より具体的には、特許文献１には、ナノバブルが、浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、または静電分極の実現によって、界面活性作用および殺菌作用を示すことが記載されている。更に、特許文献１には、ナノバブルが有する界面活性作用および殺菌作用を用いて、各種物体を洗浄する技術および汚濁水を浄化する技術が記載されている。更に、特許文献１には、ナノバブルを用いて生体の疲労を回復する方法が記載されている。なお、特許文献１では、水を電気分解するとともに、当該水に超音波振動を加えることによって、ナノバブルを作製している。
【０００９】
また、従来から、液体を原料としてナノバブルを作製する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。上記作製方法は、液体中において、１）上記液体の一部を分解ガス化する工程、２）上記液体に超音波を印加する工程、または３）上記液体の一部を分解ガス化する工程および上記液体に超音波を印加する工程、からなるものである。なお、液体の一部を分解ガス化する工程として、電気分解法または光分解法を用いることができることが記載されている。
【００１０】
また、従来から、オゾンガスからなるマイクロバブル（オゾンマイクロバブル）を利用する廃液処理装置が用いられている（例えば、特許文献３参照）。上記廃液処理装置では、オゾン発生装置によって作製されたオゾンガスと廃液とを、加圧ポンプを用いて混合することによって、オゾンガスからなるマイクロバブルを作製している。そして、当該マイクロバブルが廃液中の有機物と反応することによって、廃液中の有機物が酸化分解される。
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報（平成１６年４月２２日公開）
【特許文献２】特開２００３−３３４５４８号公報（平成１５年１１月２５日公開）
【特許文献３】特開２００４−３２１９５９号公報（平成１６年１１月１８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の処理装置および処理方法では、化学的に安定な物質（例えば、有機フッ素化合物）を効率的に分解することができないという問題点を有している。
【００１２】
例えば、上記焼却する方法は、処理する液体量が多いときには、大量の燃料を必要とするという問題点を有している。また、当該方法は、大量の二酸化炭素を放出するので、地球温暖化を招くという問題点も有している。
【００１３】
また、上記活性炭（例えば、活性炭吸着塔）に有機フッ素化合物を吸着させる方法は、一般的に活性炭に対する有機物の負荷が大きいので、活性炭破過の現象が発生し、活性炭の吸着能力が急速に減少するという問題点を有している。また、当該方法は、基本的に有機フッ素化合物を分解させる方法ではないので、活性炭の表面に多量の有機フッ素化合物が吸着すれば、活性炭を交換する必要がある。したがって、当該方法は、活性炭を交換するという煩雑な作業を必要とするとともに、活性炭の交換のために莫大なコストを必要とするという問題点を有している。
【００１４】
また、上述したような従来の処理装置および処理方法は処理能力が低いので、大量の液体を処理するには不向きである。したがって、水道水、地下水等の多量の液体中に微量に含有されている有機フッ素化合物を処理することができないという問題点を有している。
【００１５】
また、上記気泡を用いる方法は、多様な有機物を分解することができるが、有機フッ素化合物のような化学的に安定な物質を効率的に分解することができない。したがって、大量の有機フッ素化合物を処理することができないという問題点を有している。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、化学的に安定な物質を効率的に分解し得るナノバブル含有磁気活水を用いた処理装置および処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、以下の１）〜３）を見出し、本発明を完成させるに至った。つまり、
１）難分解性の有機物等（例えば、有機フッ素化合物）を含有する廃水の処理に、ナノバブル含有磁気活水を用いれば、ナノバブル含有磁気活水によって廃水中の有機物等を強力に酸化分解することができること、
２）ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水よりもマイナス電荷の値が大きい。それゆえ、ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水と比較して強い酸化力を有する。したがって、各種水処理装置において微生物槽を用いる場合、上記微生物槽の前段にナノバブル含有磁気活水を作製する装置を設置すれば、微生物槽内の微生物がナノバブル含有磁気活水によって活性化して、その結果、微生物による有機物の処理効率が向上すること、
３）磁力線とナノバブルとの相乗効果により、ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水と比較して、不安定なフリーラジカルを格段に多く発生する。それゆえ、ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水と比較して強い酸化力を有する。したがって、各種水処理装置において活性炭槽を用いる場合、上記活性炭槽の前段にナノバブル含有磁気活水を作製する装置を設置すれば、ナノバブル含有磁気活水が、活性炭に吸着された有機物等の分解に有効であること。
【００１８】
本発明の処理装置は、上記課題を解決するために、第１気体に磁場をかける第１活性化手段と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製手段と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製手段と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合手段と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製手段と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽と、を有することを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、磁気活水作製手段によって、磁場がかけられた第１気体と、液体とが混合される。その結果、上記液体に対して磁気活性を付与することができる。換言すれば、磁気活水を作製することができる。その結果、本発明の処理装置における一連の液体処理工程において、上記磁気活水が有する酸化作用によって、液体中の有機物等を酸化分解し続けることができる。
【００２０】
また、上記構成によれば、第１ナノバブル作製手段によって、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理装置にて処理される液体は、第２気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第１ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００２１】
また、上記構成によれば、混合手段によって、第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とが混合される。第１ナノバブル含有磁気活水は、微生物を活性化させることができる。したがって、活性化された微生物によって、液体中の有機物等を効率よく分解することができる。
【００２２】
また、上記構成によれば、第２ナノバブル作製手段によって、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理装置にて処理される液体は、先の工程にて作製された第２気体からなるナノバブル、および第３気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。つまり、本発明の処理装置にて処理される液体には、第３気体からなるナノバブルが追加されることになる。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第２ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００２３】
また、上記構成によれば、活性炭槽によって、第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とが接触させられる。活性炭は有機物等に対する吸着能力を有するので、第２ナノバブル含有磁気活水中に残存する有機物を除去することができる。また、第２ナノバブル含有磁気活水は上述したように強力な酸化作用を示す。したがって、活性炭に吸着した有機物等を酸化分解することができる。その結果、活性炭の吸着能力が低下することを防ぐことができる。つまり、活性炭を自動的に再生することができる。
【００２４】
本発明の処理装置では、前記第１活性化手段は、前記第１気体を通過させるための第１流路を有し、前記第１流路は、磁石のＳ極として機能する第１面と磁石のＮ極として機能する第２面とが対向するように配置されていることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、上記第１活性化手段は、磁石のＳ極として機能する第１面と磁石のＮ極として機能する第２面とが対向するように配置された第１流路を有している。したがって、当該第１流路中を気体が通過することによって、気体に対して磁場をかけることができる。そして、その結果、気体に対して磁気活性を付与することができる。つまり、磁気空気を効率的に作製することができる。
【００２６】
本発明の処理装置では、前記第１活性化手段には、第１配管を介して前記第１気体が供給されており、前記第１配管には、当該第１配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第１配管径調節手段が設けられていることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、上記第１配管径調節手段によって、第１配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第１配管を介して上記第１活性化手段に供給される第１気体の量を調節することができる。つまり、上記第１活性化手段によって磁場がかけられているときの第１気体の流速を調節することができるとともに、上記第１活性化手段によって磁場がかけられているときの第１気体の流れを乱流ではなく相流にすることができる。その結果、第１気体に対して、効率よく磁気活性を付与することができる。
【００２８】
本発明の処理装置では、前記第１ナノバブル作製手段は、前記磁気活水と前記第２気体とを混合およびせん断して第１マイクロバブル含有水を作製する第１気体せん断部と、前記第１マイクロバブル含有水を更にせん断して第１ナノバブル含有水を作製する第２気体せん断部と、前記第１ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第２活性化手段と、を有することが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、まず、上記第１気体せん断部によって、第２気体からなるマイクロバブルを含有する第１マイクロバブル含有水を作製することができる。次いで、上記第１マイクロバブル含有水を用いて、上記第２気体せん断部によって、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有水を作製することができる。つまり、一連の連続した工程によって、効率よくナノバブル含有水を作製することができる。
【００３０】
また、上記構成によれば、第１ナノバブル含有水に対して磁場をかけるので、第１ナノバブル含有水に対して更なる磁気活性を付与することができる。
【００３１】
したがって、上記構成によれば、本発明の処理装置にて処理される液体中に第２気体からなるナノバブルを発生させるとともに、当該液体に対して更なる磁気活性が付与される。その結果、上記液体が備える酸化能力を更に増強することができる。
【００３２】
なお、マイクロバブルとナノバブルとは、共にフリーラジカルを発生するが、マイクロバブルは水中に数時間程度存在するのに対し、ナノバブルは水中に１週間以上存在することができる。したがって、ナノバブルであれば、ナノバブルによって発生されるフリーラジカルが有する酸化能力を、１週間以上持続することができる。
【００３３】
本発明の処理措置では、前記第２活性化手段は、前記第１ナノバブル含有水を通過させるための第２流路を有し、前記第２流路は、磁石のＳ極として機能する第３面と磁石のＮ極として機能する第４面とが対向するように配置されていることが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、上記第２活性化手段は、磁石のＳ極として機能する第３面と磁石のＮ極として機能する第４面とが対向するように配置された第２流路を有している。したがって、当該第２流路中を第１ナノバブル含有水が通過することによって、当該第１ナノバブル含有水に磁場をかけることができる。そして、その結果、上記第１ナノバブル含有水に更なる磁気活性を付与することができる。
【００３５】
本発明の処理装置では、前記第２活性化手段には、第２配管を介して前記第１ナノバブル含有水が供給されており、前記第２配管には、当該第２配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第２配管径調節手段が設けられていることが好ましい。
【００３６】
上記構成によれば、上記第２配管径調節手段によって、第２配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第２配管を介して上記第２活性化手段に供給される第１ナノバブル含有水の量を調節することができる。つまり、上記第２活性化手段によって磁場がかけられているときの第１ナノバブル含有水の流速を調節することができるとともに、上記第２活性化手段によって磁場がかけられているときの第１ナノバブル含有水の流れを乱流ではなく相流にすることができる。その結果、第１ナノバブル含有水に対して、効率よく磁気活性を付与することができる。
【００３７】
本発明の処理装置では、前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液から前記微生物を分離する分離手段を有することが好ましい。
【００３８】
上記構成によれば、微生物と液体とを分離することができるので、液体のみを後の工程に導入することができる、その結果、液体中の有機物等を効率よく分解し、除去することができる。また、上記構成によれば、上記混合手段中の微生物が失われることがないので、混合手段によって効率よく有機物等を分解することができる。なお、上記分離手段として、例えば分離膜を用いれば、沈殿槽を用いた沈殿分離の場合に問題となるバルキング等の現象も回避することができる。
【００３９】
本発明の処理装置では、前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合するための槽を有し、前記槽には、当該槽内に蓄えられる前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液の水深の半分よりも上側に、気体を吐出するための第１気体吐出手段が設けられていることが好ましい。
【００４０】
上記構成によれば、上記槽内に蓄えられた液体を好気性領域と嫌気性領域とに分けることができる。つまり、上記槽内の領域であって、上記第１気体吐出手段よりも上の領域に存在する液体は、第１気体吐出手段によって吐出される気体によって攪拌されるので、好気性領域を形成することができる。一方、上記槽内の領域であって、上記第１気体吐出手段よりも下の領域に存在する液体は、第１気体吐出手段によって吐出される気体によって攪拌されることがないので、嫌気性領域を形成することができる。上記好気性領域には好気性微生物を増殖させることができ、上記嫌気性領域には嫌気性微生物を増殖させることができる。したがって、上記構成によれば、液体を多様な微生物によって処理することができるので、液体中に含有される有機物等を効率よく分解することができる。また、上記構成によれば、嫌気性微生物によって汚泥が消化されるので、余剰汚泥の発生を防ぐことができる。
【００４１】
本発明の処理装置では、前記槽の内部であって、かつ前記第１気体吐出手段よりも下側の位置に、前記槽の内腔における横断面の大きさを小さくする分離壁が設けられていることが好ましい。
【００４２】
上記構成によれば、第１気体吐出手段よりも下側の位置に、槽の内腔の横断面の大きさ、換言すれば槽の内腔の横断面の面積を小さくする分離壁が設けられている。つまり、上記分離壁によって、槽の内部が２つの領域（上部領域および下部領域）に分けられている。上部領域には第１気体吐出手段が存在するので、当該上部領域内の液体は好気性領域を形成している。そして、当該好気性領域を形成する液体は、第１気体吐出手段から吐出される気体によって攪拌されている。しかしながら、上部領域と下部領域との間には分離壁が存在しているので、攪拌されている好気性領域を形成する液体は、容易に下部領域に侵入することができない。したがって、上記構成によれば、好気性領域と嫌気性領域とを、より明確に分けることができるので、液体中に含有される有機物等をより効率よく分解することができる。
【００４３】
本発明の処理装置では、前記槽内には、充填材が配置されていることが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、上記充填材に微生物を付着増殖させることができる。また、有機物等に関しても、上記充填材に付着することができる。その結果、微生物と有機物とはともに充填材の表面に高濃度で存在するので、両者が接触する可能性を高めることができる。そして、その結果、有機物等を効率よく分解することができる。
【００４５】
本発明の処理装置では、前記充填材は、ポリ塩化ビニリデンであることが好ましい。
【００４６】
上記構成によれば、上記充填材として、ポリ塩化ビニリデンが用いられる。ポリ塩化ビニリデンは、磨耗や腐食にたいして耐性が高いので、半永久的に使用することができる。
【００４７】
本発明の処理装置では、前記第１気体吐出手段から吐出される気体は、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体であることが好ましい。
【００４８】
上記構成によれば、第１気体吐出手段から吐出される気体は、磁気活性が付与された気体である。したがって、槽内の液体に対して磁気活性を付与することができる。そして、磁気活性が付与された液体は、上記槽内の微生物を活性化することができるので、微生物によって、より効率的に有機物等を分解することができる。
【００４９】
本発明の処理装置では、前記第２ナノバブル作製手段は、前記第１処理水と前記第３気体とを混合およびせん断して第２マイクロバブル含有水を作製する第３気体せん断部と、前記第２マイクロバブル含有水を更にせん断して第２ナノバブル含有水を作製する第４気体せん断部と、前記第２ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第３活性化手段と、を有することが好ましい。
【００５０】
上記構成によれば、まず、上記第３気体せん断部によって、第３気体からなるマイクロバブルを含有する第２マイクロバブル含有水を作製することができる。次いで、上記第２マイクロバブル含有水を用いて、上記第４気体せん断部によって、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有水を作製することができる。つまり、一連の連続した工程によって、効率よくナノバブル含有水を作製することができる。
【００５１】
また、上記構成によれば、第２ナノバブル含有水に対して磁場をかけるので、第２ナノバブル含有水に対して更なる磁気活性を付与することができる。
【００５２】
したがって、上記構成によれば、本発明の処理装置にて処理される液体中に第３気体からなるナノバブルを発生させるとともに、当該液体に対して更なる磁気活性が付与される。その結果、上記液体が備える酸化能力を更に増強することができる。
【００５３】
本発明の処理装置では、前記第３活性化手段は、前記第２ナノバブル含有水を通過させるための第３流路を有し、前記第３流路は、磁石のＳ極として機能する第５面と磁石のＮ極として機能する第６面とが対向するように配置されていることが好ましい。
【００５４】
上記構成によれば、上記第３活性化手段は、磁石のＳ極として機能する第５面と磁石のＮ極として機能する第６面とが対向するように配置された第３流路を有している。したがって、当該第３流路中を第２ナノバブル含有水が通過することによって、当該第２ナノバブル含有水に磁場をかけることができる。そして、その結果、上記第２ナノバブル含有水に更なる磁気活性を付与することができる。
【００５５】
本発明の処理装置では、前記第３活性化手段には、第３配管を介して前記第２ナノバブル含有水が供給されており、前記第３配管には、当該第３配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第３配管径調節手段が設けられていることが好ましい。
【００５６】
上記構成によれば、上記第３配管径調節手段によって、第３配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第３配管を介して上記第３活性化手段に供給される第２ナノバブル含有水の量を調節することができる。つまり、上記第３活性化手段によって磁場がかけられているときの第２ナノバブル含有水の流速を調節することができるとともに、上記第３活性化手段によって磁場がかけられているときの第２ナノバブル含有水の流れを乱流ではなく相流にすることができる。その結果、第２ナノバブル含有水に対して、効率よく磁気活性を付与することができる。
【００５７】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽は、少なくとも一部分が網目状である活性炭収容手段を有し、前記活性炭収容手段は、気体を保持するための気体収容部と、活性炭を保持するための活性炭収容部とを有することが好ましい。
【００５８】
上記構成によれば、上記活性炭収容手段の少なくとも一部分が網目状であることによって、活性炭収容部に保持された活性炭と液体とが効率よく接触することができる。その結果、液体中の有機物等を効率よく活性炭に吸着させることができる。また、上記気体収容部内に気体を保持することによって、活性炭収容手段を液体中に浮いた状態に維持することができる。その結果、活性炭収容部に保持された活性炭と液体とが効率よく接触することができるので、液体中の有機物等を効率よく活性炭に吸着させることができる。
【００５９】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽には、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体を吐出するための第２気体吐出手段が設けられていることが好ましい。
【００６０】
上記構成によれば、上記活性炭槽に磁気活性が付与された気体が供給されることによって、活性炭槽内の液体の磁気活性が増強される。その結果、活性炭に吸着した有機物等を更に効率よく酸化分解することができる。また、当該活性炭槽内に微生物が増殖している場合には当該微生物を活性化することができるので、微生物によって活性炭に吸着された有機物等を分解することができる。
【００６１】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽は、活性炭吸着塔であることが好ましい。
【００６２】
上記構成によれば、液体中に残存する有機物等を効率的に吸着して、当該有機物等を液体から除去することができる。
【００６３】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽は、更に、急速ろ過機、イオン交換塔およびキレート樹脂塔からなる群より選択される少なくとも１つの処理手段を含むことが好ましい。
【００６４】
上記構成によれば、上記活性炭吸着塔における有機物等の吸着効率を上昇させることができるとともに、他の処理手段の処理能力を向上させることができる。
【００６５】
例えば、急速ろ過機、続いて活性炭吸着塔に導入して液体を処理する場合、まず、上記急速ろ過機によって、液体中に残留している浮遊物質が除去される。したがって、後段の活性炭吸着塔への浮遊物質の吸着が皆無となるので、活性炭吸着塔の寿命を長くすることができる。
【００６６】
また、急速ろ過機、活性炭吸着塔、続いてイオン交換塔に順次導入して液体を処理する場合、液体がイオン交換塔内のイオン交換樹脂と接触する前に、急速ろ過機および活性炭吸着塔によって液体中に残留している有機物等を除去している。したがって、イオン交換塔におけるイオン交換効率を向上させることができる。
【００６７】
また、急速ろ過機、活性炭吸着塔、続いてキレート樹脂塔に順次導入して液体を処理する場合、液体がキレート樹脂塔内のキレート樹脂と接触する前に、急速ろ過機、続いて活性炭吸着塔で前処理して微量有機物等を除去しているので、キレート樹脂によるイオン選択的なイオン交換性効率を向上させることができる。
【００６８】
本発明の処理方法は、上記課題を解決するために、第１気体に磁場をかける第１活性化工程と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製工程と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製工程と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合工程と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製工程と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭接触工程と、を有することを特徴としている。
【００６９】
上記構成によれば、磁気活水作製工程によって、磁場がかけられた第１気体と、液体とが混合される。その結果、上記液体に対して磁気活性を付与することができる。換言すれば、磁気活水を作製することができる。その結果、本発明の処理方法における一連の液体処理工程において、上記磁気活水が有する酸化作用によって、液体中の有機物等を酸化分解し続けることができる。
【００７０】
また、上記構成によれば、第１ナノバブル作製工程によって、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理方法にて処理される液体は、第２気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第１ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００７１】
また、上記構成によれば、混合工程によって、第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とが混合される。第１ナノバブル含有磁気活水は、微生物を活性化させることができる。したがって、活性化された微生物によって、液体中の有機物等を効率よく分解することができる。
【００７２】
また、上記構成によれば、第２ナノバブル作製工程によって、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理方法にて処理される液体は、先の工程にて作製された第２気体からなるナノバブル、および第３気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。つまり、本発明の処理方法にて処理される液体には、第３気体からなるナノバブルが追加されることになる。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第２ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００７３】
また、上記構成によれば、活性炭接触工程によって、第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とが接触させられる。活性炭は有機物等に対する吸着能力を有するので、第２ナノバブル含有磁気活水中に残存する有機物を除去することができる。また、第２ナノバブル含有磁気活水は上述したように強力な酸化作用を示す。したがって、活性炭に吸着した有機物等を酸化分解することができる。その結果、活性炭の吸着能力が低下することを防ぐことができる。つまり、活性炭を自動的に再生することができる。
【００７４】
本発明の処理方法では、前記第１活性化工程において第１気体に対してかけられる磁場は、３５０ミリテスラ以上であることが好ましい。
【００７５】
上記構成によれば、気体に対して効率的に磁気活性を付与することができる。つまり、磁気空気を効率的に作製することができる。
【００７６】
本発明の処理方法では、前記磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、有機フッ素化合物を含有する液体であることが好ましい。
【００７７】
また、本発明の処理方法では、前記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）またはパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）であることが好ましい。
【００７８】
上記構成によれば、強力な酸化作用によって液体を処理することができるので、液体中に含まれる有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸、およびパーフルオロオクタン酸等）を効率よく分解し、除去することができる。
【００７９】
本発明の処理方法では、前記第１磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、河川の水、ため池の水、下水、または生活廃水であることが好ましい。
【００８０】
上記構成によれば、強力な酸化作用によって液体を処理することができるので、多量の液体であったとしても、当該液体中に含まれる有機物質等を分解し、除去することができる。
【発明の効果】
【００８１】
本発明の処理装置は、以上のように、第１気体に磁場をかける第１活性化手段と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製手段と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製手段と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合手段と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製手段と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽と、を有するものである。
【００８２】
また、本発明の処理方法は、以上のように、第１気体に磁場をかける第１活性化工程と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製工程と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製工程と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合工程と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製工程と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭接触工程と、を有する方法である。
【００８３】
それゆえ、磁気活水が有する磁気活性に由来する酸化作用と、ナノバブルに由来する酸化作用との両方によって、液体中に含まれる有機物等を効果的に分解することができるという効果を奏する。
【００８４】
また、活性炭に吸着された有機物等を上記酸化作用によって分解することができるので、活性炭の吸着能力の低下を防ぐことができるという効果を奏する。
【００８５】
また、磁気活水およびナノバブルによって微生物を活性化することができるので、液体中の有機物等を微生物によって効率よく分解することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書において「ナノバブル」とは、その発生時において数百ｎｍ以下の直径を有する気泡が意図される。また、本明細書において「磁気活水」とは、例えば人工的に作り出された磁場中に水を通過させることにより、磁界のエネルギーによって活性化された液体（例えば、水）が意図される。また、本明細書において「磁気活性」とは、磁力線の作用によって、液体または気体が備える活性が意図される。
【００８７】
本実施の形態の処理装置は、液体貯蔵槽１８および処理部８５を備えている。以下に、各構成について説明する。
【００８８】
〔１．液体貯蔵槽〕
以下に、液体貯蔵槽１８について説明する。
【００８９】
上記液体貯蔵槽１８には、本実施の形態の処理装置によって処理される液体が、一時的に貯蔵される。
【００９０】
上記液体貯蔵槽１８内に貯蔵される液体の種類は特に限定されず、処理したい液体を適宜選択すればよい。
【００９１】
例えば、上記液体としては、淡水（例えば、河川の水、ため池の水（例えば、農業用水、水産養殖用の水、蓄養用の水等）、井戸の水など）、海水などを用いることができる。上記構成によれば、淡水または海水中に含まれる有機化合物等を除去することができるので、除去された後の淡水または海水を、各種用途（例えば、飲料用水、工業用水など）として用いることができる。
【００９２】
また、上記液体としては、各種廃水（例えば、工場廃水、産業廃水、生活廃水、下水、浴槽水など）を用いることができる。上記構成によれば、各種廃水中の有機化合物等を効率よく分解することができるので、分解された後の廃水を各種用途に用いたり、自然界に放出したりすることが可能になる。
【００９３】
また、上記液体は、有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）およびパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）など）を含有するものであってもよい。本実施の形態の処理装置は酸化分解能力が高いので、化学的に安定な難分解性化合物であっても効率よく分解することができる。
【００９４】
液体貯蔵槽１８内に貯蔵された液体は、ポンプ１９によって、配管２１を介して処理部８５に供給される。なお、このとき処理部８５に供給される液体の量は、配管２１に設けられたバルブ２０によって調節される。
【００９５】
例えば、液体貯蔵槽１８内に廃水を導入した場合（図３参照）、本実施の形態の処理装置によって、各種廃水を適切に処理することができる。つまり、廃水としては、微生物学的に分解が困難な成分を含有している廃水や、高濃度で有機物を含有している廃水が存在する。しかしながら、本実施の形態の処理装置を用いれば、廃水に対して磁気活性を付与することができるとともに、ナノバブルを含有させることができる。その結果、上記磁気活性およびナノバブルに由来する酸化作用によって有機物を酸化分解することができるとともに、ナノバブル含有磁気活水によって微生物を活性化させ、当該微生物によっても有機物を分解することができる。そして、その結果、処理が困難であった廃水を処理することができる。
【００９６】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に河川の水を導入した場合（図４参照）、本実施の形態の処理装置によって、河川の水を適切に処理することができる。例えば、河川の水に含まれる微量のトリハロメタン、環境ホルモン、有機フッ素化合物などを分解したり、当該物質を活性炭に吸着させることによって、高度に処理された処理水を得ることができる。そして、このようにして得られた処理水は、上水としての利用できるのみならず、超純水製造のための前処理水としても利用することができる。また、河川の水質が悪い地域において、上水製造装置として用いることも可能である。
【００９７】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内にため池の水を導入した場合（図５参照）、本実施の形態の処理装置によって、ため池の水を適切に処理することができる。例えば、ため池の水に含まれる有機物、アンモニア性窒素、トリハロメタン、環境ホルモン、有機フッ素化合物などを分解したり、当該物質を活性炭に吸着させることによって、高度に処理された処理水を得る事ができる。そして、このようにして得られた処理水は、上水としての利用できるのみならず、超純水製造のための前処理水としても利用することができる。また、ため池の水質が悪い地域において、上水製造装置として用いることも可能である。
【００９８】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に有機フッ素化合物含有水を導入した場合（図６参照）、本実施の形態の処理装置によって、有機フッ素化合物含有水を適切に処理することができる。つまり、本実施の形態の処理装置によって、有機フッ素化合物を効率よく分解することができる。
【００９９】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に下水を導入した場合（図７参照）、本実施の形態の処理装置によって、下水を適切に処理することができる。つまり、本実施の形態の処理装置によって、水質を改善するのみならず、着色成分までも除去することができる。特に、本実施の形態の処理装置であれば、下水に洗剤が混入している場合でも、後述する微生物槽４６において発泡することがない。その結果、微生物槽４６における処理効果の低下を防ぐことができる。さらに、微生物槽４６において発泡することがないので、微生物の性状を改善することができる。そして、その結果、分離部５５の透過水量が増加するので、処理装置全体の処理能力を向上させることができる。
【０１００】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に生活廃水を導入した場合（図８参照）、本実施の形態の処理装置によって、生活廃水を適切に処理することができる。なお、この場合も上述した下水の場合と同様に、洗剤の発泡を防ぐことができる。
【０１０１】
〔２．処理部〕
以下に、処理部８５について説明する。
【０１０２】
上記処理部８５では、上記液体中に対して磁気活性を備えさせるとともに、上記液体中にナノバブルを発生させる。そして、磁気活性に由来する酸化能力と、ナノバブルに由来する酸化能力との両方によって、液体中の有機化合物が酸化分解される。また、上記処理部では、上記液体に対して微生物処理を行うとともに、活性炭による吸着処理が行われる。これによって、液体中の有機化合物が活性化された微生物によって分解されるとともに、液体中に残留した有機化合物が活性炭に吸着される。その結果、液体中の有機化合物が効率よく除去される。なお、活性炭に吸着した有機化合物に対しては、絶えず、磁気活性およびナノバブルに由来する酸化作用が働くので、当該有機化合物も酸化分解され続けることになる。その結果、活性炭の表面は絶えず再生されているので、活性炭を交換する頻度を少なくすることができる。
【０１０３】
上記処理部８５は、第１磁気活水作製部３８（第１活性化手段）、前槽１（磁気活水作製手段）、第１ナノバブル発生部１７（第１ナノバブル作製手段）、微生物槽４６（混合手段）、第２ナノバブル発生部７８（第２ナノバブル作製手段）、および活性炭槽８１を備えている。以下に、各構成について説明する。
【０１０４】
〔２−１．前槽〕
まず、前槽１について説明する。
【０１０５】
上記前槽１は、第１槽２２と第２槽２７とを備えており、当該第１槽２２と第２槽２７とは互いに接続されている。なお、上述した液体貯蔵槽１８内に貯蔵された液体は、上記第１槽２２内に吐出される。上記第１槽２２内には、配管２３を介して第１磁気活水作製部３８に接続されている散気管２４が設けられている。そして、上記散気管２４から気体２５（第１気体）が吐出され、当該気体２５と水流４３を形成する上記液体原料とが上記第１槽２２内で攪拌される。
【０１０６】
上述したように、上記第１槽２２内では、気体２５と液体とが攪拌される。後述するように、上記気体２５は磁気活性が付与された気体である。したがって、当該気体２５と液体とを攪拌することによって、磁気活性が付与された液体、つまり磁気活水を作製することができる。また、このとき液体中に比較的大きな不純物が混入していれば、当該不純物の表面に気体２５が付着して複合体が形成される。当該複合体には表面に付着した気体２５に由来する浮力が働くので、上記複合体が、第１槽２２内に蓄えられた液体の表面近傍に蓄積することになる。その結果、第１槽２２の底部近傍に存在する液体からは、比較的大きな不純物を除去することができる。
【０１０７】
このとき、上記第１槽２２と第２槽２７とは、第１槽２２の底部近傍を介して互いに接続されていることが好ましい。上記構成によれば、比較的大きな不純物が除去された液体を選択的に第２槽２７中に取り込むことができる。そして、比較的大きな不純物を予め除去することができるので、後の工程で処理すべき物質の量を減少させることができる。
【０１０８】
〔２−２：第１磁気活水作製部〕
次いで、第１磁気活水作製部３８について説明する。
【０１０９】
上記第１磁気活水作製部３８は、気体２５（第１気体）に対して磁気活性を付与するための構成である。そして、上述したように、磁気活性が付与され気体２５と液体とを攪拌することによって、当該液体に磁気活性を付与することができる。
【０１１０】
本実施の形態の処理装置では、ブロワー２９によって、第１磁気活水作製部３８へ配管９５（第１配管）を介して気体が供給される。
【０１１１】
上記気体としては特に限定されず、適宜公知の気体を用いることができる。例えば、上記気体としては、空気、オゾンガス、炭酸ガス、酸素ガスまたは窒素ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。
【０１１２】
また、上記配管９５には、配管９５の少なくとも一部の内空横断面の大きさを変化させることができる第１配管径調節部３１（第１配管径調節手段）が設けられていることが好ましい。上記構成によれば、乱流である気体を相流に変換することができるとともに、第１磁気活水作製部３８に導入される気体の流速を調節することができる。そして、これによって、後述する第１磁気活水作製部にて、気体に対して均等に磁場をかけることができる。
【０１１３】
なお、第１磁気活水作製部３８に導入される気体の流速は、１０ｍ／秒以上であることが好ましい。上記構成によれば、気体に対して効率よく磁場の影響を及ぼすことができる。
【０１１４】
上記第１配管径調節部３１は、配管９５の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
【０１１５】
例えば図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、上記第１配管径調節部３１は、円筒形状を有する配管によって形成され得る。図１２（ａ）に示すように、上記配管９５の各端部には、フランジ３０およびフランジ３２が備え付けられている。また、上記第１配管径調節部３１の各端部にも、フランジ３０およびフランジ３２が備え付けられている。また、上記フランジ３０およびフランジ３２にはボルト孔９９が設けられている。そして、図１２（ｂ）に示すように、当該ボルト孔９９にボルトを着脱することによって、配管９５に備え付けられたフランジ３０と第１配管径調節部３１に備え付けられたフランジ３０同士、および配管９５に備え付けられたフランジ３２と第１配管径調節部３１に備え付けられたフランジ３２同士を着脱することができる。これによって、上記配管９５の端部の間に連結する第１配管径調節部３１を交換することができる。このとき、異なる円筒形状、つまり横断面の直径が異なる円筒形状を有する複数の第１配管径調節部３１を準備しておき、これらの中から所望の第１配管径調節部３１を選択して、当該第１配管径調節部３１を配管９５の端部の間に連結すれば、これによって、配管９５の少なくとも一部の内腔横断面を、所望の大きさに変化させることができる。なお、第１配管径調節部３１の横断面の形状および大きさに応じて、適宜、フランジ３０およびフランジ３２の形状および大きさを選択することができる。
【０１１６】
第１配管径調節部３１が円筒形状の配管によって形成される場合、気体が流れる方向における上記第１配管径調節部３１の長さは特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記第１配管径調節部３１の長さは、後述するフランジ３６に開けられた開口の直径の１０倍以上の長さであることが好ましい。また、上記第１配管径調節部３１の長さは、円筒形状を有する第１配管径調節部３１の横断面の直径の１０倍以上の長さであることが更に好ましい。
【０１１７】
上記構成によれば、乱流として第１配管径調節部３１内に導入された気体を確実に相流にした後、当該気体を第１磁気活水作製部３８側に吐出することができる。
【０１１８】
上記第１配管径調節部３１によって相流に変換された気体は、第１磁気活水作製部３８に導入される。
【０１１９】
上記第１磁気活水作製部３８は、気体に磁場をかけることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、図１に示すように、フランジ３６は配管９５の端部に備え付けられており、フランジ４２は配管２３の端部に備え付けられている。また、上記第１磁気活水作製部３８の一方の端部にはフランジ３６が備え付けられているとともに、別の端部にはフランジ４２が備え付けられている。そして、上記フランジ３６同士、および上記フランジ４２同士をボルト等によって固定することによって、上記フランジ３６とフランジ４２との間に上記第１磁気活水作製部３８が設けられ得る。
【０１２０】
上記第１磁気活水作製部３８は、気体を通過させるための流路３７（第１流路）を有している。そして、当該流路３７の少なくとも一部は、磁石のＳ極として機能する領域と磁石のＮ極として機能する領域によって挟まれており、これによって、上記流路３７中を通過する気体に磁場をかけることが可能になる。
【０１２１】
上記流路３７の横断面の形状は特に限定されず適宜設定することができる。上記流路３７の横断面の形状としては、例えば、対向する少なくとも１対の面を有するもの（例えば、正方形または長方形など）であることが好ましい。なお、上記流路３７の横断面の形状が例えば正方形または長方形である場合には、上記流路３７の立体的な形状は、略平板状になることが好ましい。
【０１２２】
一例として、図１３に、横断面の形状が長方形である流路３７を有する第１磁気活水作製部３８の断面図を示す。図１３に示すように、流路３７は、互いに対向する面１００（第１面）および面１０１（第２面）を有している。そして、上記面１００の側には磁石のＳ極４０が配置されており、上記面１０１の側には磁石のＮ極３９が配置されている。そして、上記Ｓ極４０とＮ極３９との間で磁場が形成され、当該磁場の中を気体が通過する。換言すれば、図１に示すように、上記Ｓ極４０とＮ極３９との間で形成される磁力線４１の中を気体が通過する。そして、磁場の中を通過することによって、気体には磁気活性が付与される。
【０１２３】
上記面１００と上記面１０１との間の距離は特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記面１００と上記面１０１との間の距離は、３０ｍｍ以下であることが好ましい。上記構成によれば、気体に対して効率よく磁気活性を付与することができる。
【０１２４】
また、上記流路３７内の磁束密度（残留磁束密度）は、３５０ミリテスラ（３５００ガウス以上であることが好ましく、４５０ミリテスラ以上であることが、より好ましい。
【０１２５】
以上のようにして磁気活性が付与された気体は、上述したように第１槽２２内に気体２５として吐出され、その結果、液体と攪拌されることになる。そして、これによって磁気活性が付与された液体（磁気活水）は、第１ナノバブル発生部１７へ導入される。
【０１２６】
〔２−３：第１ナノバブル発生部〕
次いで、第１ナノバブル発生部１７について説明する。
【０１２７】
上記第１ナノバブル発生部１７は、配管２、配管９６（第２配管）、第１気液混合循環ポンプ３を有する第１気体せん断部４、第２気体せん断部５、第５気体せん断部１４、第２配管径調節部３４（第２配管径調節手段）、第２磁気活水作製部９（第２活性化手段）、配管７、および電動ニードルバルブ８を備えている。
【０１２８】
上記第１気体せん断部４には配管２および配管７が接続されている。そして、上記配管２を介して第１気体せん断部４に液体（磁気活水）が供給されるとともに、上記配管４を介して第１気体せん断部４に気体（第２気体）が供給される。そして、上記第１気体せん断部４の中で上記液体と上記気体とが混合およびせん断されて、その結果、マイクロバブル含有水（第１マイクロバブル含有水）が作製される。
【０１２９】
なお、上記気体（第２気体）としては特に限定されない。例えば、上記気体としては、空気、オゾンガス、炭酸ガス、酸素ガスまたは窒素ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。
【０１３０】
上記第１気体せん断部４内への液体の供給は、第１気液混合循環ポンプ３を動作させることによって行われる。また、上記第１気体せん断部４内への気体の供給のタイミング、および気体の供給量の調節は、電動ニードルバルブ８の開閉動作によって調節される。
【０１３１】
上記電動ニードルバルブ８の開閉動作のタイミングは特に限定されない。例えば、まず上記第１気液混合循環ポンプ３の運転を開始することによって上記第１気体せん断部４内に液体を導入するとともに当該液体を攪拌させる。その後、上記第１気液混合循環ポンプ３の出力が最大値に達した時点以降に上記電動ニードルバルブ８を開いて、これによって上記第１気体せん断部４内に気体を供給することが好ましい。また、上記第１気液混合循環ポンプ３の運転を開始してから６０秒後以降に上記電動ニードルバルブ８を開いて、これによって上記第１気体せん断部４内に気体を供給することが、より好ましい。
【０１３２】
上記第１気液混合循環ポンプ３の運転開始時に上記電動ニードルバルブ８を開くことも可能であるが、この場合、第１気液混合循環ポンプ３がキャビテーション現象を起し、その結果、第１気液混合循環ポンプ３が損傷する恐れがある。しかしながら、上記構成であれば、第１気液混合循環ポンプ３がキャビテーション現象を起すことを防止することができるので、その結果、第１気液混合循環ポンプ３が破損することを防ぐことができる。
【０１３３】
上記電動ニードルバルブ８を開くことによって上記第１気体せん断部４内に供給される気体の量は特に限定されない。例えば、上記第１気体せん断部４に対して、１．２リットル／分以下にて気体を供給することが好ましい。上記構成であれば、効率よく多量のナノバブル含有水を作製することができる。
【０１３４】
次いで、第１ナノバブル発生部１７によってナノバブル含有水（第１ナノバブル含有水）が作製される工程について説明する。なお、上記ナノバブル含有水は、大まかに言えば２つの工程（第１気体せん断工程および第２気体せん断工程）を経て製造される。以下に、第１気体せん断工程および第２気体せん断工程について更に詳細に説明する。
【０１３５】
〔２−３−１：第１気体せん断工程〕
第１気体せん断工程では、気体と液体とから、マイクロバブル含有水が作製される。換言すれば、主として配管７を介して第１気体せん断部４に供給される気体（第２気体）からなるマイクロバブルが作製される。
【０１３６】
第１気体せん断工程では、上記第１気体せん断部４において、第１気液混合循環ポンプ３を用いて気体と液体との混合物の圧力が流体力学的に制御されるとともに、負圧部に対して気体が吸入される。なお、「負圧部」とは、気体と液体との混合物の中で周りと比較して圧力が小さな領域を意図する。そして、上記混合物を高速流体運動させて負圧部を形成しながら気体をせん断することによって、微細なマイクロバブルを発生させることができる。換言すれば、液体と気体とを効果的に自給混合溶解するとともに、圧送する。これによって、より微細なマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有水を形成することができる。
【０１３７】
上記第１気液混合循環ポンプ３としては特に限定されないが、揚程４０ｍ以上（４ｋｇ/ｃｍ２の圧力）の高揚程のポンプであることが好ましい。また、第１気液混合循環ポンプ３としてはトルクが安定している２ポールのポンプを用いることが好ましい。上記構成によれば、第１気体せん断部４内のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能であり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルをより微細にせん断することができる。
【０１３８】
また、第１気液混合循環ポンプ３では、ポンプの圧力が制御されていることが好ましい。例えば、第１気液混合循環ポンプ３の回転数が、インバーター等の回転制御部（図示せず）によって制御されていることが好ましい。なお、上記回転制御部は、更にシーケンサー（図示せず）によって制御され得る。上記構成によれば、上記第１気体せん断部４の中のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能となり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルを所望のサイズに揃えることができる。
【０１３９】
上記第１気体せん断部４を構成する材料は特に限定されないが、ステンレス、プラスチック、または樹脂であることが好ましい。上記材料の中では、ステンレスが最も好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水中に不純物が混入することを防止することができるとともに、第１気体せん断部４が振動することを防止することができる。
【０１４０】
また、上記第１気体せん断部４の厚さ（隔壁の厚さ）は特に限定されないが、６ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。一般的に、第１気体せん断部４の厚さが薄ければ、第１気体せん断部４中のマイクロバブル含有水の運動によって、第１気体せん断部４が振動する。つまり、マイクロバブル含有水の運動エネルギーが振動として外部に伝播して失われるので、マイクロバブル含有水の高速流動運動が低下し、その結果、せん断エネルギーが低下する。しかしながら、上記構成によれば、第１気体せん断部４の振動を防ぐことかできるので、効率よくマイクロバブルを作製することができる。
【０１４１】
次いで、第１気液混合循環ポンプ３を有する第１気体せん断部４がマイクロバブルを発生させるメカニズムについて詳細に説明する。
【０１４２】
まず、上記第１気体せん断部４において、マイクロバブル含有水の構成成分である液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。具体的には、インペラと呼ばれる羽を超高速で回転させて、液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。このとき、第１気体せん断部４の中心部には、高速旋回する気体空洞部が形成される。
【０１４３】
次いで、上記気体空洞部を圧力によって竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。このとき、上記気体空洞部に対しては、当該気体空洞部の負圧を利用して、気体を自動的に供給させる。そして、さらにマイクロバブルを切断・粉砕しながら混相旋回流を回転させる。なお、上記切断・粉砕は、第１気体せん断部４の出口内外における気液二相流体の回転速度の差によって生じる。なお、上記回転速度の差は、５００〜６００回転／秒であることが好ましい。
【０１４４】
すなわち、第１気体せん断部４において、第１気液混合循環ポンプ３によってマイクロバブル含有水を高速流体運動させることによって負圧部を形成するとともに、流体力学的にマイクロバブル含有水の圧力を制御することによって上記負圧部に対して気体を供給している。その結果、第１気体せん断部４では、マイクロバブルを発生させることができる。換言すれば、第１気液混合循環ポンプ３を用いて液体と気体とを効果的に自給混合溶解しながら圧送することによりマイクロバブル含有水を製造することができる。
【０１４５】
上記第１気体せん断部４の内腔の横断面の形状は特に限定されないが、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。また、上記第１気体せん断部４の内腔表面は、鏡面仕上げによって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、第１気体せん断部４の内部表面の摩擦が小さいので、気体と液体との混合物を高速旋回させることができるとともに、気体を効率良くせん断することができる。その結果、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。
【０１４６】
また、第１気体せん断部４の内部表面（内腔表面）には、溝が設けられていることが好ましい。また、上記溝の数は特に限定されないが、２本以上設けられていることが好ましい。また、上記溝は、第１気体せん断部４の内部表面上に形成され、かつ凹形状を有するものであればよく、その形状は特に限定されない。例えば、上記溝は、深さ略０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ、幅略０．８ｍｍ以内であることが好ましい。上記構成によれば、第１気体せん断部４内の液体と気体との混合物の旋回乱流の発生を制御することができるので、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。
【０１４７】
また、上記第１気体せん断部４へは、配管２を介して液体が供給され、配管９６を介してマイクロバブル含有水が吐出されている。このとき、上記液体を供給する配管の内腔の横断面の面積は、マイクロバブル含有水を吐出する配管の内腔の横断面の面積よりも大きいことが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水の吐出圧力を高めることができるので、安定的にマイクロバブルを発生させることができる。
【０１４８】
〔２−３−２：第２気体せん断工程〕
第２気体せん断工程では、上記第１気体せん断工程にて作製されたマイクロバブル含有水（第１マイクロバブル含有水）からナノバブル含有水（第１ナノバブル含有水）が作製される。更に詳細には、上記第１気体せん断部４によって作製されたマイクロバブル含有水を第２気体せん断部５にて更にせん断して、これによって、ナノバブル含有水を作製している。換言すれば、主として配管７を介して第１気体せん断部４に供給される気体（第２気体）からなるナノバブルが作製される。
【０１４９】
なお、必要に応じて第５気体せん断部１４を更に備えることができる。第５気体せん断部１４を備えれば、第２気体せん断部５によって作製されたナノバブルの大きさを更に小さくすることができるとともに、ナノバブルの量を増加させることができる。上記第５気体せん断部１４の設置位置としては特に限定されない。例えば、後述する第２磁気活水作製部９よりも下流側に設置することも可能であり、第２磁気活水作製部９よりも上流側に設置することも可能である。
【０１５０】
上記第１気液混合循環ポンプ３によって、マイクロバブル含有水が第１気体せん断部４から第２気体せん断部５へ、さらには第５気体せん断部１４へ圧送される。マイクロバブル含有水が第１気体せん断部４から第２気体せん断部５へ、さらには第５気体せん断部１４へへと配管を介して圧送される場合には、マイクロバブル含有水が圧送される方向に向かって、徐々にまたは段階的に配管の直径が小さくなることが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水をより高速で流体運動しながら竜巻状に細くすることができる。換言すれば、より高速で旋回する回転せん断流を発生させることができる。その結果、マイクロバブルからナノバブルを効率よく発生させることができるとともに、ナノバブル含有水中に超高温の極限反応場を形成することができる。
【０１５１】
上記極限反応場が形成されると、ナノバブル含有水が局部的に高温高圧状態となり、当該局所にて不安定なフリーラジカルができるとともに、同時に熱が発生される。フリーラジカルは不対電子を有する原子または分子であって、他の原子または分子から電子を奪い取って安定化しようとする。それゆえ、フリーラジカルを含むナノバブル含有水は、強い酸化力を示すことになる。したがって上記構成によれば、フリーラジカルの作用によって、有機物などを酸化分解することができる。
【０１５２】
また、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４は、ステンレス、プラスチック、または樹脂によって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水の使用目的に応じて、上記第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の材料を選択することができる。例えば、製薬業界では、薬に不純物が混入することを避ける必要がある。この場合、上記構成であれば、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の材料が混入する可能性が低いので、製造されたナノバブル含有水を医薬品の製造、すなわち製薬に使用することができる。
【０１５３】
また、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内腔の横断面の形状は、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。上記構成によれば、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内部表面の抵抗（摩擦）が小さいので、マイクロバブル含有水を高速旋回させることができるとともに、マイクロバブル含有水を効率良くせん断することができ、その結果、多くのナノバブルを発生させることができる。
【０１５４】
また、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内部表面には、孔が開いていることが好ましい。上記孔の開口の直径は特に限定されないが、４ｍｍ〜９ｍｍであることが好ましい。上記構成によれば、上記第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内部におけるバブル含有水の旋回運動を制御することができる。つまり、上記構成によれば、上記第２気体せん断部５および第３気体せん断部１４の内部の旋回乱流の発生を制御することができる。その結果、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４によって、安定にナノバブルを発生させることができる。
【０１５５】
なお、上述した第１気液混合循環ポンプ３、第１気体せん断部４、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の具体的な構成としては、市販のものを用いることが可能である。各々の構成としては特に限定しないが、例えば、株式会社 協和機設社製のバビダスＨＹＫ型を用いることが可能である。
【０１５６】
次いで、第２配管径調節部３４について説明する。
【０１５７】
第２気体せん断部５にて作製されたナノバブル含有水は、次いで第２配管径調節部３４に導入される。
【０１５８】
本実施の形態の処理装置では、上記第２配管径調節部３４は、後述する第２磁気活水作製部９に導入するナノバブル含有水の流量を調節するとともに、上記第２気体せん断部５から乱流として吐出されたナノバブル含有水の流れを相流の状態に整える。これによって、第２磁気活水作製部９によって、ナノバブル含有水に対して磁気活性を効率よく付与させることができる。
【０１５９】
なお、第２磁気活水作製部９に導入されるナノバブル含有水の流速は、２ｍ／秒以上であることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水に対して効率よく磁場の影響を及ぼすことができる。
【０１６０】
以下に、第２配管径調節部３４の具体的な構成について説明する。
【０１６１】
本実施の形態の処理装置では、第２気体せん断部５と第２磁気活水作製部９とを連結する配管９６（第２配管）に第２配管径調節部３４が設けられている。
【０１６２】
上記第２配管径調節部３４は、配管９６の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
【０１６３】
例えば図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、上記第２配管径調節部３４は、円筒形状を有する配管によって形成され得る。図１２（ａ）に示すように、上記配管９６の各端部には、フランジ３３およびフランジ３５が備え付けられている。また、上記第２配管径調節部３４の各端部にも、フランジ３３およびフランジ３５が備え付けられている。また、上記フランジ３３およびフランジ３５にはボルト孔９９が設けられている。そして、図１２（ｂ）に示すように、当該ボルト孔９９にボルトを着脱することによって、配管９６に備え付けられたフランジ３３と第２配管径調節部３４に備え付けられたフランジ３３同士、および配管９６に備え付けられたフランジ３５と第２配管径調節部３４に備え付けられたフランジ３５同士を着脱することができる。これによって、上記配管９６の端部の間に連結する第２配管径調節部３４を交換することができる。このとき、異なる円筒形状、つまり横断面の直径が異なる円筒形状を有する複数の第２配管径調節部３４を準備しておき、これらの中から所望の第２配管径調節部３４を選択して、当該第２配管径調節部３４を配管９６の端部の間に連結すれば、これによって、配管９６の少なくとも一部の内腔横断面を、所望の大きさに変化させることができる。
【０１６４】
第２配管径調節部３４が円筒形状の配管によって形成される場合、ナノバブル含有水が流れる方向における上記第２配管径調節部３４の長さは特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記第２配管径調節部３４の長さは、後述するフランジ６に開けられた開口の直径の１０倍以上の長さであることが好ましい。また、上記第２配管径調節部３４の長さは、円筒形状を有する第２配管径調節部３４の横断面の直径の１０倍以上の長さであることが更に好ましい。
【０１６５】
上記構成によれば、乱流として第２配管径調節部３４内に導入されたナノバブル含有水を確実に相流に変換した後、当該ナノバブル含有水を第２磁気活水作製部９側に吐出することができる。
【０１６６】
次いで、第２磁気活水作製部９について説明する。
【０１６７】
本実施の形態の処理装置では、上記第２配管径調節部３４を通過したナノバブル含有水は、第２磁気活水作製部９に導入される。
【０１６８】
本実施の形態の処理装置では、上記第２磁気活水作製部９において、上記第２気体せん断部５にて製造されたナノバブル含有水に磁場をかける。その結果、ナノバブル含有水に対して磁気活水としての活性（磁気活性）を付与することができる。換言すれば、磁気活水を用いて作製されたナノバブル含有水が有する磁気活性を、更に増強することができる。
【０１６９】
以下に、第２磁気活水作製部９の具体的な構成について説明する。
【０１７０】
本実施の形態の処理装置では、第２気体せん断部５と第５気体せん断部１４との間に第２磁気活水作製部９が設けられている。なお、第２磁気活水作製部９の位置としては、これに限定されない。例えば、第２磁気活水作製部９を、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の上流に設けることも可能である。更に具体的には、例えば、第２磁気活水作製部９の下流に第２気体せん断部５を設けるとともに、当該第２気体せん断部の更に下流に上記第５気体せん断部１４を設けることも可能である。
【０１７１】
上記第２磁気活水作製部９は、第２気体せん断部５にて製造されたナノバブル含有水に磁場をかけることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、図１に示すように、上記第２磁気活水作製部９は、フランジ６およびフランジ１２に挟まれるように設けられ得る。図１に示すように、フランジ６は配管９６の端部に接続されており、フランジ１２は配管１３の端部に接続されている。そして、上記フランジ６とフランジ１２との間に上記第２磁気活水作製部９が設けられ得る。
【０１７２】
上記第２磁気活水作製部９は、ナノバブル含有水を通過させるための流路２６（第２流路）を有している。そして、当該流路２６の少なくとも一部は、磁石のＳ極として機能する領域と磁石のＮ極として機能する領域によって挟まれており、これによって、上記流路２６中を通過するナノバブル含有水に磁場をかけることが可能になる。
【０１７３】
上記流路２６の横断面の形状は特に限定されず適宜設定することができる。上記流路２６の横断面の形状としては、例えば、対向する少なくとも１対の面を有するもの（例えば、正方形または長方形など）であることが好ましい。なお、上記流路２６の横断面の形状が例えば正方形または長方形である場合には、上記流路２６の立体的な形状は、略平板状になることが好ましい。
【０１７４】
一例として、図１３に、横断面の形状が長方形である流路２６を有する第２磁気活水作製部９の断面図を示す。図に示すように、流路２６は、互いに対向する面１０２（第３面）および面１０３（第４面）を有している。そして、上記面１０２の側には磁石のＳ極１０が配置されており、上記面１０３の側には磁石のＮ極１６が配置されている。そして、上記Ｓ極１０とＮ極１６との間で磁場が形成され、当該磁場の中をナノバブル含有水が通過する。換言すれば、図１に示すように、上記Ｓ極１０とＮ極１６との間で形成される磁力線１１の中をバブル含有水が通過する。そして、磁場の中を通過することによって、ナノバブル含有水には更なる磁気活性が付与される。
【０１７５】
つまり、磁力線１１の中を液体が通過すると、微弱な電流が発生する。そして、微弱な電流の作用によって水分子同士の結合が崩れ、その結果、クラスター（分子のかたまり）が細分化する。クラスターが細分化された水は、当該クラスターのすき間に酸素を吸収する作用が高いので、外気から大量の酸素を吸収して溶存酸素濃度が高くなる。それと同時に、微弱な電流の作用により、液体中にラジカルを発生させることが可能になる。その結果、液体に磁気活性を付与すれば、当該液体中に活性酸素を発生させることが可能になる。したがって、磁気活性を有するナノバブル含有水は、ナノバブルに由来するフリーラジカルの酸化能力と、上記活性酸素に由来する酸化能力の両方を備えることが可能になり、当該強力な酸化能力によって難分解性の有機物をも分解することができる。
【０１７６】
上記面１０２と上記面１０３との間の距離は特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記面１０２と上記面１０３との間の距離は、３０ｍｍ以下であることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水に対して効率よく磁気活水としての活性を付与することができる。
【０１７７】
また、上記流路２６内の磁束密度（残留磁束密度）は、３５０ミリテスラ（３５００ガウス以上であることが好ましく、４５０ミリテスラ以上であることが、より好ましい。
【０１７８】
また、上記面１０２の側に配置される磁石のＳ極１０の数、および上記面１０３の側に配置される磁石のＮ極１６の数も特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、図１に示すように、Ｓ極１０およびＮ極１６を各々３つずつ配置することができるが、これに限定されない。
【０１７９】
なお、上記第２磁気活水作製部９と上記第１磁気活水作製部３８とは同じ構成を用いることが可能である。更に具体的には、上記第２磁気活水作製部９としては、例えば、株式会社ビー・シー・オー製のＢＫ型を用いることも可能である。
【０１８０】
本実施の形態の処理装置では、第２磁気活水作製部９にて作製されたナノバブル含有磁気活水は、更に配管１３を介して第５気体せん断部１４に導入される。上述したように、当該第５気体せん断部１４では、ナノバブルが更にせん断される。その結果、ナノバブル含有磁気活水中のナノバブルのサイズを更に小さくするとともに、含有されるナノバブルの量を多くすることができる。なお、第５気体せん断部１４の詳細については既に説明したので、ここではその説明を省略する。
【０１８１】
本実施の形態の処理装置では、第５気体せん断部１４にて処理されたナノバブル含有磁気活水は、矢印１５に示すように第２槽２７内に吐出される。なお、ナノバブル含有磁気活水の吐出場所は上記第２槽２７に限定されない。例えば、第２槽２７とは別の槽を準備しておき、当該別の槽内へ吐出することもできる。
【０１８２】
以上のようにして作製されたナノバブル含有磁気活水（第１ナノバブル含有磁気活水）は、次いで、配管２８を介して微生物槽４６に供給される。以下に、微生物槽４６について説明する。
【０１８３】
〔２−４：微生物槽〕
微生物槽４６では、微生物と上記ナノバブル含有磁気活水とが混合される。そして、ナノバブル含有磁気活水が有する生理作用によって活性化された微生物によって、ナノバブル含有磁気活水中に残存する有機物等が分解される。
【０１８４】
上記微生物槽４６は、第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０を備えている。
【０１８５】
本実施の形態の処理装置は３つの微生物槽と１つの分離層とを備えているが、各槽の数は限定されず、目的に応じて適宜設定することができる。
【０１８６】
また、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０の各々には、各槽の内部の液体を攪拌するための気体を供給するための散気管５２（第１気体吐出手段）が設けられている。当該散気管５２から吐出される気体は特に限定されない。例えば、配管２３を介して、上記散気管５２を第１磁気活水作製部３８に接続することも可能である。上記構成によれば、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０内の液体に対して、磁場がかけられた気体を供給することができる。その結果、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０内の液体に磁気活性を付与することによって、各槽内の微生物を活性化させることができる。そして、その結果、より効率よく有機物を処理することができる。なお、上記各槽に供給される気体の量は、配管２３に設けられたバルブ５１によって調節することができる。
【０１８７】
上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０内における上記散気管５２の位置は特に限定されないが、例えば、各槽内に蓄えられた液体の水深の半分よりも上側に設けられていることが好ましい。上記構成によれば、各槽内の上部に存在する液体に対して気体を供給することができるとともに、各槽内の上部に存在する液体を効率よく攪拌することができる。つまり、各槽内の液体の上半分を好気的な環境にすることができるとともに、各槽内の液体の下半分を嫌気的な環境にすることができる。その結果、液体中に残留する有機物を好気性微生物および嫌気性微生物の両方によって処理することができるので、上記有機物を効率よく処理することができる。
【０１８８】
また、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８および第３微生物槽４９の各槽には、各槽の内部を上部と下部とに分けるための分離壁５３が設けられることが好ましい。
【０１８９】
上記分離壁５３の位置は特に限定されないが、上記散気管５２の位置よりも下側に設けられていることが好ましい。上記構成によれば、分離壁５３を境として、各槽内の環境をより明確に２つに分けることができる。つまり、分離壁５３よりも上に存在する液体は、散気管５２によって気体が供給されるとともに、当該気体によって攪拌される。その結果、分離壁５３よりも上に存在する液体は、好気的な状態に維持される。一方、分離壁５３よりも下に存在する液体は、上記分離壁５３によって、分離壁５３よりも上に存在する液体から隔離された状態にある。換言すれば、各微生物槽内部の分離壁５３よりも下の領域には、分離壁５３よりも上の領域に存在する液体が、容易に流れ込むことができない。その結果、分離壁５３よりも下に存在する液体は、嫌気的な状態に維持される。好機的な条件下では好機性微生物が効率よく増殖し、嫌気的な条件下では嫌気性微生物が効率よく増殖する。したがって、上記構成によれば、液体中に残存する有機物を、多様な微生物によって処理することができる。
【０１９０】
上記分離壁５３の形状は、当該分離壁５３よりも上に存在する液体が、当該分離壁５３よりも下に存在する液体に混入することを妨げることができる形状であればよく、特に限定されない。
【０１９１】
１４（ａ）および図１４（ｂ）に、分離壁５３の形状の一例を示す。なお、当該図面では、説明を簡略化するために、第１微生物槽４７に関して説明する。図１４（ａ）は、第１微生物槽４７の縦断面図である。このとき、分離壁５３は、第１微生物槽４７の内壁上に設けられており、その形状は略三角形であることが好ましいが、これに限定されない。一方、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）は、図１４（ａ）において点線にて示した部分に相当する、第１微生物槽４７の横断面図である。なお、図１４（ｂ）は、第１微生物槽４７の横断面が円形の場合を示しており、図１４（ｃ）は、第１微生物槽４７の横断面が略正方形の場合を示している。
【０１９２】
このとき、分離壁５３は、開口１１０を有する形状にて形成される。なお、上記開口１１０の大きさおよび形は特に限定されない。例えば、図１４（ｂ）に示すように上記開口１１０が円形の場合、当該開口１１０の直径は４ｍ〜６ｍであることが好ましく、図１４（ｃ）に示すように上記開口１１０が略正方形の場合、当該開口１１０の一辺の長さは４ｍ〜６ｍであることが好ましい。なお、この場合、横断面における分離壁５３の微生物槽４７の壁面からの突出長は、０．４ｍ〜０．６ｍであることが好ましい。上記構成によれば、分離壁５３が微生物槽４７の壁面から十分に突出した形状を有しているので、当該分離壁５３よりも上に存在する液体が、当該分離壁５３よりも下に存在する液体に混入することを妨げることができる。
【０１９３】
上記分離槽５０には分離部５５（分離手段）が設けられており、当該分離部５５によって、液体から微生物が分離される。
【０１９４】
上記分離部５５は、液体から微生物を分離することができるものであればよく、特に限定されない。例えば、分離部５５は、微生物を分離することができる各種分離膜であり得る。なお、当該分離膜としては特に限定されず、適宜、公知の分離膜を用いることができる。
【０１９５】
上記分離部５５にて微生物が除去された液体は、配管５８を介して、第１処理水として後槽５９へと導入される。なお、上記第１処理水の後槽５９への導入は、ポンプ５６によって行われ、後槽５９へ導入される上記第１処理水の量は、バルブ５７によって調節される。
【０１９６】
後槽５９に導入された第１処理水は、次いで、第２ナノバブル発生部７８に導入される。以下に、第２ナノバブル発生部７８について説明する。
【０１９７】
〔２−５：第２ナノバブル発生部〕
第２ナノバブル発生部７８では、上記第１処理水と気体（第３気体）とを用いて、第２気体からなるナノバブルと第３気体とからなるナノバブルの両方を有するとともに、磁気活性が更に増強されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）が作製される。
【０１９８】
更に詳細に説明すれば、まず、第３気体せん断部６３によって、第３気体からなるマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有水（第２マイクロバブル含有水）が作製される。なお、当該マイクロバブル含有水には、原材料である第１処理水が既に含んでいた第２気体からなるナノバブルも含まれている。
【０１９９】
次いで、第４気体せん断部６４によって上記マイクロバブル含有水を更にせん断することによって、第３気体からなるナノバブルをも含むナノバブル含有水（第２ナノバブル含有水）が作製される。
【０２００】
図１に示すように、上記第２ナノバブル発生部７８は、配管６１、配管９７（第３配管）、第２気液混合循環ポンプ６２を有する第３気体せん断部６３、第４気体せん断部６４、第６気体せん断部７６、第３配管径調節部６６（第３配管径調節手段）、第３磁気活水作製部７０（第３活性化手段）、配管７９、および電動ニードルバルブ８０を備えている。
【０２０１】
上記第２ナノバブル発生部７８は、上述した第１ナノバブル発生部１７と同様に構成することができる。つまり、第２ナノバブル発生部７８における配管６１、配管９７、第２気液混合循環ポンプ６２、第３気体せん断部６３、第４気体せん断部６４、第６気体せん断部７６、第３配管径調節部６６、第３磁気活水作製部７０、配管７９、および電動ニードルバルブ８０の各構成は、それぞれ、第１ナノバブル発生部１７における配管２、配管９６、第１気液混合循環ポンプ３、第１気体せん断部４、第２気体せん断部５、第５気体せん断部１４、第２配管径調節部３４、第２磁気活水作製部９、配管７、および電動ニードルバルブ８の各構成と同様に構成することができる。したがって、第２ナノバブル発生部７８におけるこれらの構成に関しては、第１ナノバブル発生部１７に関連してすでに説明したので、ここではその説明を省略する。
【０２０２】
また、図１に示すフランジ６５、フランジ６７、フランジ６８、フランジ７４、および配管７５の各構成は、それぞれ、フランジ３３、フランジ３５、フランジ６、フランジ１２、および配管１３の各構成と同様に構成することができる。したがって、第２ナノバブル発生部７８におけるこれらの構成に関しては、第１ナノバブル発生部１７に関連してすでに説明したので、ここではその説明を省略する。
【０２０３】
また、上記第３磁気活水作製部７０の更に詳細な構成は、上述した第２磁気活水作製部９と同様に構成することができる。つまり、図１に示すように、第３磁気活水作製部７０における流路６９（第３流路）、Ｓ極７２、およびＮ極７１の各構成は、それぞれ、第２磁気活水作製部９における流路２６、Ｓ極１０、およびＮ極１６の各構成と同様に構成することができる。なお、Ｓ極７２とＮ極７１との間には、磁力線７３が形成されている。また、図１３に示すように、上記流路６９では、面１０４（第５面）と面１０５（第６面）とが対向するように配置されていることが好ましい。このとき、面１０４および面１０５の各構成は、それぞれ、面１０２および面１０３の各構成と同様に構成することができる。したがって、第３磁気活水作製部７０におけるこれらの構成に関しては、第２磁気活水作製部９に関連してすでに説明したので、ここではその説明を省略する。
【０２０４】
〔２−６：活性炭槽〕
図１に示すように、上記第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、後槽５９に矢印７７にて示すように吐出された後、活性炭槽８１に導入される。なお、当該ナノバブル含有磁気活水は、後槽５９を経ることなく活性炭槽８１に導入されてもよい。
【０２０５】
上記活性炭槽８１は、散気管５４（第２気体吐出手段）および収容部８２（活性炭収容手段）を備えている。
【０２０６】
上記散気管５４は、配管２３を介して第１磁気活水作製部３８に接続されている。したがって、上記散気管５４からは磁場がかけられた気体が吐出されるので、活性炭槽８１内の液体を攪拌することができるとともに、活性炭槽８１内の液体に磁気活性を付与することができる。その結果、より効率よく液体中に残存する有機物を分解することができるとともに、活性炭の表面に吸着された有機物を分解することによって、活性炭の吸着能力が低下することを防ぐことができる。また、上記構成によれば、活性炭上に微生物が増殖している場合には、当該微生物を活性化することができるので、当該微生物によっても、活性炭の表面に吸着された有機物を分解することも可能になる。その結果、その結果、活性炭の寿命を、通常の場合と比較して、３倍以上伸ばすことが可能になる。
【０２０７】
上記収容部８２は、活性炭槽８１内の液体と活性炭とが接触可能な状態にて、活性炭を収納することができるものであればよく、その構成は限定されない。例えば、上記収容部８２としては、気体（例えば、空気）を収容する気体収容部８３と、活性炭８７を収容する活性炭収容部８４とを備えるものであることが好ましい。なおこの場合、上記活性炭収容部８４は、液体と活性炭８７とが容易に接触するために網目状の構造を有することが好ましい。
【０２０８】
活性炭は、比重が僅かに１以上であるため、水中に沈む。しかしながら、上記構成によれば、気体収容部８３に由来する浮力によって、収容部８２が沈むことを防止することができる。その結果、活性炭８７と液体とを容易に接触させることができる。
【０２０９】
上記活性炭８７としては特に限定されない。例えば、有限会社アットジーシー社製のヤシガラ活性炭Ｙ−ＧＣ（登録商標）を用いることが可能であるが、これに限定されない。
【０２１０】
上記活性炭槽８１にて処理された液体は、処理水（第２処理水）として、活性炭槽８１から放出される。
【０２１１】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図２に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１２】
本実施の形態の処理装置では、第１微生物槽４７、第２微生物槽４８および第３微生物槽４９の内部に、充填材８８が備えられている。当該充填材８８は、微生物が増殖するときの足場、すなわち固定化担体として機能する。つまり、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物が、充填材８８に付着して繁殖し、その結果、充填材表面における微生物の濃度を高めることができる。そして、その結果、液体中の有機物を安定的に分解処理することができる。また、充填材８８を充填することによって、液体貯蔵槽１８に導入される液体の水質が変化しても、微生物槽４６にて処理される液体の水質を安定化させることができる。
【０２１３】
上記充填材８８の材料としては特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニリデンであることが好ましい。更に具体的には、上記充填材８８として、ティビーアール株式会社製のポリ塩化ビニリデン（バイオコード４５ｍｍ）を用いることが可能であるが、これに限定されない。
【０２１４】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について、図９に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１５】
本実施の形態の処理装置では、活性炭槽８１の代わりに、急速ろ過機８９および活性炭吸着塔９０が設けられている。したがって、第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、まず急速ろ過機８９に導入されて処理された後、活性炭吸着塔９０に導入されて処理される。なお、このとき、活性炭吸着塔９０が、実施の形態１における活性炭槽８１として機能することになる。
【０２１６】
上記急速ろ過機８９および活性炭吸着塔９０としては特に限定されず、適宜公知の構成を用いることができる。
【０２１７】
また、液体貯蔵層１８内に導入される液体も特に限定されないが、例えば、廃水などを用いることができる。
【０２１８】
本実施の形態の処理装置では、急速ろ過機８９、続いて活性炭吸着塔９０に液体を導入するので、活性炭が閉塞しない様に、急速ろ過機８９によって浮遊物質を処理した後、液体中に残存する有機物を除去することができる。また、活性炭の表面に吸着された有機物は、ナノバブル含有磁気活水が有する酸化作用によって分解されるとともに、活性炭表面に微生物が存在する場合には、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物によって分解されるので、活性炭の吸着力が低下することを防止することができる。
【０２１９】
〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について、図１０に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２２０】
本実施の形態の処理装置では、活性炭槽８１の代わりに、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびイオン交換塔９１が設けられている。したがって、第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０、イオン交換塔９１の順に導入されて処理される。なお、このとき、活性炭吸着塔９０が、実施の形態１における活性炭槽８１として機能することになる。
【０２２１】
上記急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびイオン交換塔９１としては特に限定されず、適宜公知の構成を用いることができる。
【０２２２】
また、液体貯蔵層１８内に導入される液体も特に限定されないが、例えば、廃水などを用いることができる。
【０２２３】
本実施の形態の処理装置では、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびイオン交換塔９１に液体を導入するので、活性炭が閉塞しない様に、急速ろ過機８９で浮遊物質を処理した後、液体中に残存する有機物を除去することができる。また、活性炭の表面に吸着された有機物は、ナノバブル含有磁気活水が有する酸化作用によって分解されるとともに、活性炭表面に微生物が存在する場合には、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物によって分解されるので、活性炭の吸着力が低下することを防止することができる。また、本実施の形態の処理装置はイオン交換塔９１を有しているので、液体中のイオンを効率良くイオン交換することができる。
【０２２４】
〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態について、図１１に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２２５】
本実施の形態の処理装置では、活性炭槽８１の代わりに、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびキレート樹脂塔９２が設けられている。したがって、第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０、キレート樹脂塔９２の順に導入されて処理される。なお、このとき、活性炭吸着塔９０が、実施の形態１における活性炭槽８１として機能することになる。
【０２２６】
上記急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびキレート樹脂塔９２としては特に限定されず、適宜公知の構成を用いることができる。
【０２２７】
また、液体貯蔵層１８内に導入される液体も特に限定されないが、例えば、廃水などを用いることができる。
【０２２８】
本実施の形態の処理装置では、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびキレート樹脂塔９２に液体を導入するので、活性炭が閉塞しない様に、急速ろ過機８９で浮遊物質を処理した後、液体中に残存する有機物を除去することができる。また、活性炭の表面に吸着された有機物は、ナノバブル含有磁気活水が有する酸化作用によって分解されるとともに、活性炭表面に微生物が存在する場合には、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物によって分解されるので、活性炭の吸着力が低下することを防止することができる。また、本実施の形態の処理装置はキレート樹脂塔９２を有しているので、液体中のイオンを効率良くイオン交換することができる。なお、キレート樹脂塔９２は、イオン交換塔９１と比較して、より選択的にイオン交換を行うことができる。
【実施例】
【０２２９】
〔１．処理装置の作製とその処理効果〕
図３に基づいて、処理装置を製作した。当該処理装置では、液体貯蔵槽１８の容量を約２ｍ３、第１槽２２の容量を０．５ｍ３、第２槽２７の容量を０．５ｍ３、微生物槽４６の容量を５ｍ３、後槽５９の容量を０．５ｍ３、活性炭槽８１の容量を２ｍ３とし、ブロワー２９として１．５ｋｗの電動機を用いた。
【０２３０】
また、３．７ｋｗの電動機からなる第１気液混合循環ポンプ３、または３．７ｋｗの電動機からなる第２気液混合循環ポンプ６２を含むナノバブル発生機として、株式会社協和機設製のＨＹＫ型を用いた。
【０２３１】
第１磁気活水作製部３８として、全長８００ｍｍ、横幅１６０ｍｍ、縦幅３１０ｍｍのものを用い、第２磁気活水作製部９および第３磁気活水作製部７０として、全長８００ｍｍ、横幅１６０ｍｍ、縦幅３１０ｍｍのものを用いた。なお、具体的に上記第１磁気活水作製部３８、第２磁気活水作製部９および第３磁気活水作製部７０としては、株式会社ビー・シー・オー製のＢＫ型を用いた。
【０２３２】
また、活性炭槽８１に、容量が０．２ｍ３の網目状の収容部８２を２つ設けた。
【０２３３】
液体貯蔵槽１８に有機物含有廃水を導入した後、２ヶ月間運転を行った。試運転後の導入水と処理水との化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定したところ、導入水は５６０ｐｐｍであったのに対し、処理水は７ｐｐｍであった。また、導入水と処理水との生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）を測定したところ、導入水が８３０ｐｐｍであったのに対し、処理水は６ｐｐｍであった。当該処理効率は、従来の生物処理装置と比較して、高い処理効率であった。
【０２３４】
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２３５】
また、本願出願時に未公開である本願関連出願である特願２００７−０５０６３９、特願２００７−０９９９１２、特願２００７−１４２６４５および特願２００７−１９３１７２に記載の内容は、本明細書中に参考として援用される。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
本発明は、浄水装置、入浴装置、飲料水製造装置、石油関連製品製造装置などに代表される各種液体処理装置やその部品を製造する分野に利用することができる。更に詳細には、本発明は各種液体（例えば、上水、廃水、地下水、難分解性物質含有廃水、再利用水、植物栽培の水耕液、各種分野の洗浄水、浴槽水、蒸留前の重油、蒸留前のバイオエタノール等）に含まれる有機物質を除去することを必要とする分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】本発明における処理装置の実施の一形態を示す模式図である。
【図２】本発明における処理装置の他の実施の一形態を示す模式図である。
【図３】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図４】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図５】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図６】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図７】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図８】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図９】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図１０】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図１１】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、上記処理装置における、第１配管径調節部、第２配管径調節部および第３配管径調節部の模式図である。
【図１３】上記処理装置における、第１磁気活水作製部、第２磁気活水作製部および第３磁気活水作製部の断面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、上記処理装置における分離壁の形状を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１ 前槽（磁気活水作製手段）
２・７・１３・２１・２３・２８・５８・６１・７５・７９ 配管
３ 第１気液混合循環ポンプ
４ 第１気体せん断部
５ 第２気体せん断部
６・１２・３０・３２・３３・３５ フランジ
３６・４２・６５・６７・６８・７４ フランジ
８・８０ 電動ニードルバルブ
９ 第２磁気活水作製部（第２活性化手段）
１０・４０・７２ Ｓ極
１１・４１・７３ 磁力線
１４ 第５気体せん断部
１５・７７ 矢印
１６・３９・７１ Ｎ極
１７ 第１ナノバブル発生部（第１ナノバブル作製手段）
１８ 液体貯蔵槽
１９・５６ ポンプ
２０・５１・５７ バルブ
２２ 第１槽
２４ 散気管
２５ 気体（第１気体）
２６ 流路（第２流路）
２７ 第２槽
２９ ブロワー
３１ 第１配管径調節部（第１配管径調節手段）
３４ 第２配管径調節部（第２配管径調節手段）
３７ 流路（第１流路）
３８ 第１磁気活水作製部（第１活性化手段）
４６ 微生物槽（混合手段）
４７ 第１微生物槽
４８ 第２微生物槽
４９ 第３微生物槽
５０ 分離槽
５２ 散気管（第１気体吐出手段）
５３ 分離壁
５４ 散気管（第２気体吐出手段）
５９ 後槽
６２ 第２気液混合循環ポンプ
６３ 第３気体せん断部
６４ 第４気体せん断部
６６ 第３配管径調節部（第３配管径調節手段）
６９ 流路（第３流路）
７０ 第３磁気活水作製部（第３活性化手段）
７６ 第６気体せん断部
７８ 第２ナノバブル発生部（第２ナノバブル作製手段）
８１ 活性炭槽
８２ 収容部（活性炭収容手段）
８３ 気体収容部
８４ 活性炭収容部
８５ 処理部
８７ 活性炭
８８ 充填材
８９ 急速ろ過機
９０ 活性炭吸着塔
９１ イオン交換塔
９２ キレート樹脂塔
９５ 配管（第１配管）
９６ 配管（第２配管）
９７ 配管（第３配管）
９９ ボルト孔
１００ 面（第１面）
１０１ 面（第２面）
１０２ 面（第３面）
１０３ 面（第４面）
１１０ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノバブル含有磁気活水を用いて、各種液体を処理するための処理装置および処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン、有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）またはパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）等）は化学的に安定な物質であって、耐熱性および耐薬品性（例えば、耐酸性）に優れている。それゆえ、例えば有機フッ素化合物は、界面活性剤、または半導体製造における反射防止膜等の産業用材料として広く用いられている。しかしながら、有機フッ素化合物が広く用いられれば用いられるほど、有機フッ素化合物が自然界に放出される可能性が増加する。上述したように、有機フッ素化合物は化学的に安定な物質であるが故に、一度自然界に放出されれば、深刻な環境汚染の原因となり得る。例えば、北極熊、アザラシおよび鯨の体内から有機フッ素化合物が検出されており、有機フッ素化合物による環境汚染が国際的に深刻化しつつあることが明らかになっている。
【０００３】
それゆえ、環境汚染を防止するために、産業用材料として用いられた後の有機フッ素化合物を処理（例えば、回収および分解）するための様々な処理装置および処理方法の開発が進められている。
【０００４】
上述したように、有機フッ素化合物は化学的に安定な物質であるため、微生物によって効率的に分解することが困難である。したがって、従来から、有機フッ素化合物を処理する場合には、有機フッ素化合物を含有する廃水等を１０００℃以上の温度にて焼却する方法が用いられている。
【０００５】
また、従来から、活性炭に有機フッ素化合物を吸着させることによって、廃水等に含まれる有機フッ素化合物を回収する方法が用いられている。
【０００６】
ところで、従来から、小さな直径を有する気泡（バブル）には様々な作用があることが知られており、現在、このような気泡を作製する技術およびその効果に対する研究が進みつつある。そして、上記気泡を用いて、様々な有機物を分解しようとする試みもなされている。
【０００７】
上記気泡は、その直径に応じて、マイクロバブル、マイクロナノバブルおよびナノバブルに分類することができる。具体的には、マイクロバブルは、その発生時において１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは、その発生時において数百ｎｍ〜１０μｍの直径を有する気泡であり、ナノバブルは、その発生時において数百ｎｍ以下の直径を有する気泡である。なお、マイクロバブルは、発生後の収縮運動によって、その一部がマイクロナノバブルに変化することがある。また、ナノバブルは、長期に渡って液体中に存在することができるという性質を有している。
【０００８】
例えば、従来から、様々なナノバブルの利用方法、およびナノバブルを利用した各種装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。より具体的には、特許文献１には、ナノバブルが、浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、または静電分極の実現によって、界面活性作用および殺菌作用を示すことが記載されている。更に、特許文献１には、ナノバブルが有する界面活性作用および殺菌作用を用いて、各種物体を洗浄する技術および汚濁水を浄化する技術が記載されている。更に、特許文献１には、ナノバブルを用いて生体の疲労を回復する方法が記載されている。なお、特許文献１では、水を電気分解するとともに、当該水に超音波振動を加えることによって、ナノバブルを作製している。
【０００９】
また、従来から、液体を原料としてナノバブルを作製する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。上記作製方法は、液体中において、１）上記液体の一部を分解ガス化する工程、２）上記液体に超音波を印加する工程、または３）上記液体の一部を分解ガス化する工程および上記液体に超音波を印加する工程、からなるものである。なお、液体の一部を分解ガス化する工程として、電気分解法または光分解法を用いることができることが記載されている。
【００１０】
また、従来から、オゾンガスからなるマイクロバブル（オゾンマイクロバブル）を利用する廃液処理装置が用いられている（例えば、特許文献３参照）。上記廃液処理装置では、オゾン発生装置によって作製されたオゾンガスと廃液とを、加圧ポンプを用いて混合することによって、オゾンガスからなるマイクロバブルを作製している。そして、当該マイクロバブルが廃液中の有機物と反応することによって、廃液中の有機物が酸化分解される。
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報（平成１６年４月２２日公開）
【特許文献２】特開２００３−３３４５４８号公報（平成１５年１１月２５日公開）
【特許文献３】特開２００４−３２１９５９号公報（平成１６年１１月１８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の処理装置および処理方法では、化学的に安定な物質（例えば、有機フッ素化合物）を効率的に分解することができないという問題点を有している。
【００１２】
例えば、上記焼却する方法は、処理する液体量が多いときには、大量の燃料を必要とするという問題点を有している。また、当該方法は、大量の二酸化炭素を放出するので、地球温暖化を招くという問題点も有している。
【００１３】
また、上記活性炭（例えば、活性炭吸着塔）に有機フッ素化合物を吸着させる方法は、一般的に活性炭に対する有機物の負荷が大きいので、活性炭破過の現象が発生し、活性炭の吸着能力が急速に減少するという問題点を有している。また、当該方法は、基本的に有機フッ素化合物を分解させる方法ではないので、活性炭の表面に多量の有機フッ素化合物が吸着すれば、活性炭を交換する必要がある。したがって、当該方法は、活性炭を交換するという煩雑な作業を必要とするとともに、活性炭の交換のために莫大なコストを必要とするという問題点を有している。
【００１４】
また、上述したような従来の処理装置および処理方法は処理能力が低いので、大量の液体を処理するには不向きである。したがって、水道水、地下水等の多量の液体中に微量に含有されている有機フッ素化合物を処理することができないという問題点を有している。
【００１５】
また、上記気泡を用いる方法は、多様な有機物を分解することができるが、有機フッ素化合物のような化学的に安定な物質を効率的に分解することができない。したがって、大量の有機フッ素化合物を処理することができないという問題点を有している。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、化学的に安定な物質を効率的に分解し得るナノバブル含有磁気活水を用いた処理装置および処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、以下の１）〜３）を見出し、本発明を完成させるに至った。つまり、
１）難分解性の有機物等（例えば、有機フッ素化合物）を含有する廃水の処理に、ナノバブル含有磁気活水を用いれば、ナノバブル含有磁気活水によって廃水中の有機物等を強力に酸化分解することができること、
２）ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水よりもマイナス電荷の値が大きい。それゆえ、ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水と比較して強い酸化力を有する。したがって、各種水処理装置において微生物槽を用いる場合、上記微生物槽の前段にナノバブル含有磁気活水を作製する装置を設置すれば、微生物槽内の微生物がナノバブル含有磁気活水によって活性化して、その結果、微生物による有機物の処理効率が向上すること、
３）磁力線とナノバブルとの相乗効果により、ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水と比較して、不安定なフリーラジカルを格段に多く発生する。それゆえ、ナノバブル含有磁気活水は、ナノバブル含有水と比較して強い酸化力を有する。したがって、各種水処理装置において活性炭槽を用いる場合、上記活性炭槽の前段にナノバブル含有磁気活水を作製する装置を設置すれば、ナノバブル含有磁気活水が、活性炭に吸着された有機物等の分解に有効であること。
【００１８】
本発明の処理装置は、上記課題を解決するために、第１気体に磁場をかける第１活性化手段と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製手段と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製手段と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合手段と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製手段と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽と、を有することを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、磁気活水作製手段によって、磁場がかけられた第１気体と、液体とが混合される。その結果、上記液体に対して磁気活性を付与することができる。換言すれば、磁気活水を作製することができる。その結果、本発明の処理装置における一連の液体処理工程において、上記磁気活水が有する酸化作用によって、液体中の有機物等を酸化分解し続けることができる。
【００２０】
また、上記構成によれば、第１ナノバブル作製手段によって、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理装置にて処理される液体は、第２気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第１ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００２１】
また、上記構成によれば、混合手段によって、第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とが混合される。第１ナノバブル含有磁気活水は、微生物を活性化させることができる。したがって、活性化された微生物によって、液体中の有機物等を効率よく分解することができる。
【００２２】
また、上記構成によれば、第２ナノバブル作製手段によって、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理装置にて処理される液体は、先の工程にて作製された第２気体からなるナノバブル、および第３気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。つまり、本発明の処理装置にて処理される液体には、第３気体からなるナノバブルが追加されることになる。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第２ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００２３】
また、上記構成によれば、活性炭槽によって、第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とが接触させられる。活性炭は有機物等に対する吸着能力を有するので、第２ナノバブル含有磁気活水中に残存する有機物を除去することができる。また、第２ナノバブル含有磁気活水は上述したように強力な酸化作用を示す。したがって、活性炭に吸着した有機物等を酸化分解することができる。その結果、活性炭の吸着能力が低下することを防ぐことができる。つまり、活性炭を自動的に再生することができる。
【００２４】
本発明の処理装置では、前記第１活性化手段は、前記第１気体を通過させるための第１流路を有し、前記第１流路は、磁石のＳ極として機能する第１面と磁石のＮ極として機能する第２面とが対向するように配置されていることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、上記第１活性化手段は、磁石のＳ極として機能する第１面と磁石のＮ極として機能する第２面とが対向するように配置された第１流路を有している。したがって、当該第１流路中を気体が通過することによって、気体に対して磁場をかけることができる。そして、その結果、気体に対して磁気活性を付与することができる。つまり、磁気空気を効率的に作製することができる。
【００２６】
本発明の処理装置では、前記第１活性化手段には、第１配管を介して前記第１気体が供給されており、前記第１配管には、当該第１配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第１配管径調節手段が設けられていることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、上記第１配管径調節手段によって、第１配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第１配管を介して上記第１活性化手段に供給される第１気体の量を調節することができる。つまり、上記第１活性化手段によって磁場がかけられているときの第１気体の流速を調節することができるとともに、上記第１活性化手段によって磁場がかけられているときの第１気体の流れを乱流ではなく相流にすることができる。その結果、第１気体に対して、効率よく磁気活性を付与することができる。
【００２８】
本発明の処理装置では、前記第１ナノバブル作製手段は、前記磁気活水と前記第２気体とを混合およびせん断して第１マイクロバブル含有水を作製する第１気体せん断部と、前記第１マイクロバブル含有水を更にせん断して第１ナノバブル含有水を作製する第２気体せん断部と、前記第１ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第２活性化手段と、を有することが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、まず、上記第１気体せん断部によって、第２気体からなるマイクロバブルを含有する第１マイクロバブル含有水を作製することができる。次いで、上記第１マイクロバブル含有水を用いて、上記第２気体せん断部によって、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有水を作製することができる。つまり、一連の連続した工程によって、効率よくナノバブル含有水を作製することができる。
【００３０】
また、上記構成によれば、第１ナノバブル含有水に対して磁場をかけるので、第１ナノバブル含有水に対して更なる磁気活性を付与することができる。
【００３１】
したがって、上記構成によれば、本発明の処理装置にて処理される液体中に第２気体からなるナノバブルを発生させるとともに、当該液体に対して更なる磁気活性が付与される。その結果、上記液体が備える酸化能力を更に増強することができる。
【００３２】
なお、マイクロバブルとナノバブルとは、共にフリーラジカルを発生するが、マイクロバブルは水中に数時間程度存在するのに対し、ナノバブルは水中に１週間以上存在することができる。したがって、ナノバブルであれば、ナノバブルによって発生されるフリーラジカルが有する酸化能力を、１週間以上持続することができる。
【００３３】
本発明の処理措置では、前記第２活性化手段は、前記第１ナノバブル含有水を通過させるための第２流路を有し、前記第２流路は、磁石のＳ極として機能する第３面と磁石のＮ極として機能する第４面とが対向するように配置されていることが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、上記第２活性化手段は、磁石のＳ極として機能する第３面と磁石のＮ極として機能する第４面とが対向するように配置された第２流路を有している。したがって、当該第２流路中を第１ナノバブル含有水が通過することによって、当該第１ナノバブル含有水に磁場をかけることができる。そして、その結果、上記第１ナノバブル含有水に更なる磁気活性を付与することができる。
【００３５】
本発明の処理装置では、前記第２活性化手段には、第２配管を介して前記第１ナノバブル含有水が供給されており、前記第２配管には、当該第２配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第２配管径調節手段が設けられていることが好ましい。
【００３６】
上記構成によれば、上記第２配管径調節手段によって、第２配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第２配管を介して上記第２活性化手段に供給される第１ナノバブル含有水の量を調節することができる。つまり、上記第２活性化手段によって磁場がかけられているときの第１ナノバブル含有水の流速を調節することができるとともに、上記第２活性化手段によって磁場がかけられているときの第１ナノバブル含有水の流れを乱流ではなく相流にすることができる。その結果、第１ナノバブル含有水に対して、効率よく磁気活性を付与することができる。
【００３７】
本発明の処理装置では、前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液から前記微生物を分離する分離手段を有することが好ましい。
【００３８】
上記構成によれば、微生物と液体とを分離することができるので、液体のみを後の工程に導入することができる、その結果、液体中の有機物等を効率よく分解し、除去することができる。また、上記構成によれば、上記混合手段中の微生物が失われることがないので、混合手段によって効率よく有機物等を分解することができる。なお、上記分離手段として、例えば分離膜を用いれば、沈殿槽を用いた沈殿分離の場合に問題となるバルキング等の現象も回避することができる。
【００３９】
本発明の処理装置では、前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合するための槽を有し、前記槽には、当該槽内に蓄えられる前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液の水深の半分よりも上側に、気体を吐出するための第１気体吐出手段が設けられていることが好ましい。
【００４０】
上記構成によれば、上記槽内に蓄えられた液体を好気性領域と嫌気性領域とに分けることができる。つまり、上記槽内の領域であって、上記第１気体吐出手段よりも上の領域に存在する液体は、第１気体吐出手段によって吐出される気体によって攪拌されるので、好気性領域を形成することができる。一方、上記槽内の領域であって、上記第１気体吐出手段よりも下の領域に存在する液体は、第１気体吐出手段によって吐出される気体によって攪拌されることがないので、嫌気性領域を形成することができる。上記好気性領域には好気性微生物を増殖させることができ、上記嫌気性領域には嫌気性微生物を増殖させることができる。したがって、上記構成によれば、液体を多様な微生物によって処理することができるので、液体中に含有される有機物等を効率よく分解することができる。また、上記構成によれば、嫌気性微生物によって汚泥が消化されるので、余剰汚泥の発生を防ぐことができる。
【００４１】
本発明の処理装置では、前記槽の内部であって、かつ前記第１気体吐出手段よりも下側の位置に、前記槽の内腔における横断面の大きさを小さくする分離壁が設けられていることが好ましい。
【００４２】
上記構成によれば、第１気体吐出手段よりも下側の位置に、槽の内腔の横断面の大きさ、換言すれば槽の内腔の横断面の面積を小さくする分離壁が設けられている。つまり、上記分離壁によって、槽の内部が２つの領域（上部領域および下部領域）に分けられている。上部領域には第１気体吐出手段が存在するので、当該上部領域内の液体は好気性領域を形成している。そして、当該好気性領域を形成する液体は、第１気体吐出手段から吐出される気体によって攪拌されている。しかしながら、上部領域と下部領域との間には分離壁が存在しているので、攪拌されている好気性領域を形成する液体は、容易に下部領域に侵入することができない。したがって、上記構成によれば、好気性領域と嫌気性領域とを、より明確に分けることができるので、液体中に含有される有機物等をより効率よく分解することができる。
【００４３】
本発明の処理装置では、前記槽内には、充填材が配置されていることが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、上記充填材に微生物を付着増殖させることができる。また、有機物等に関しても、上記充填材に付着することができる。その結果、微生物と有機物とはともに充填材の表面に高濃度で存在するので、両者が接触する可能性を高めることができる。そして、その結果、有機物等を効率よく分解することができる。
【００４５】
本発明の処理装置では、前記充填材は、ポリ塩化ビニリデンであることが好ましい。
【００４６】
上記構成によれば、上記充填材として、ポリ塩化ビニリデンが用いられる。ポリ塩化ビニリデンは、磨耗や腐食にたいして耐性が高いので、半永久的に使用することができる。
【００４７】
本発明の処理装置では、前記第１気体吐出手段から吐出される気体は、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体であることが好ましい。
【００４８】
上記構成によれば、第１気体吐出手段から吐出される気体は、磁気活性が付与された気体である。したがって、槽内の液体に対して磁気活性を付与することができる。そして、磁気活性が付与された液体は、上記槽内の微生物を活性化することができるので、微生物によって、より効率的に有機物等を分解することができる。
【００４９】
本発明の処理装置では、前記第２ナノバブル作製手段は、前記第１処理水と前記第３気体とを混合およびせん断して第２マイクロバブル含有水を作製する第３気体せん断部と、前記第２マイクロバブル含有水を更にせん断して第２ナノバブル含有水を作製する第４気体せん断部と、前記第２ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第３活性化手段と、を有することが好ましい。
【００５０】
上記構成によれば、まず、上記第３気体せん断部によって、第３気体からなるマイクロバブルを含有する第２マイクロバブル含有水を作製することができる。次いで、上記第２マイクロバブル含有水を用いて、上記第４気体せん断部によって、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有水を作製することができる。つまり、一連の連続した工程によって、効率よくナノバブル含有水を作製することができる。
【００５１】
また、上記構成によれば、第２ナノバブル含有水に対して磁場をかけるので、第２ナノバブル含有水に対して更なる磁気活性を付与することができる。
【００５２】
したがって、上記構成によれば、本発明の処理装置にて処理される液体中に第３気体からなるナノバブルを発生させるとともに、当該液体に対して更なる磁気活性が付与される。その結果、上記液体が備える酸化能力を更に増強することができる。
【００５３】
本発明の処理装置では、前記第３活性化手段は、前記第２ナノバブル含有水を通過させるための第３流路を有し、前記第３流路は、磁石のＳ極として機能する第５面と磁石のＮ極として機能する第６面とが対向するように配置されていることが好ましい。
【００５４】
上記構成によれば、上記第３活性化手段は、磁石のＳ極として機能する第５面と磁石のＮ極として機能する第６面とが対向するように配置された第３流路を有している。したがって、当該第３流路中を第２ナノバブル含有水が通過することによって、当該第２ナノバブル含有水に磁場をかけることができる。そして、その結果、上記第２ナノバブル含有水に更なる磁気活性を付与することができる。
【００５５】
本発明の処理装置では、前記第３活性化手段には、第３配管を介して前記第２ナノバブル含有水が供給されており、前記第３配管には、当該第３配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第３配管径調節手段が設けられていることが好ましい。
【００５６】
上記構成によれば、上記第３配管径調節手段によって、第３配管の少なくとも一部の領域において配管内腔の横断面の大きさを変化させることができる。その結果、第３配管を介して上記第３活性化手段に供給される第２ナノバブル含有水の量を調節することができる。つまり、上記第３活性化手段によって磁場がかけられているときの第２ナノバブル含有水の流速を調節することができるとともに、上記第３活性化手段によって磁場がかけられているときの第２ナノバブル含有水の流れを乱流ではなく相流にすることができる。その結果、第２ナノバブル含有水に対して、効率よく磁気活性を付与することができる。
【００５７】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽は、少なくとも一部分が網目状である活性炭収容手段を有し、前記活性炭収容手段は、気体を保持するための気体収容部と、活性炭を保持するための活性炭収容部とを有することが好ましい。
【００５８】
上記構成によれば、上記活性炭収容手段の少なくとも一部分が網目状であることによって、活性炭収容部に保持された活性炭と液体とが効率よく接触することができる。その結果、液体中の有機物等を効率よく活性炭に吸着させることができる。また、上記気体収容部内に気体を保持することによって、活性炭収容手段を液体中に浮いた状態に維持することができる。その結果、活性炭収容部に保持された活性炭と液体とが効率よく接触することができるので、液体中の有機物等を効率よく活性炭に吸着させることができる。
【００５９】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽には、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体を吐出するための第２気体吐出手段が設けられていることが好ましい。
【００６０】
上記構成によれば、上記活性炭槽に磁気活性が付与された気体が供給されることによって、活性炭槽内の液体の磁気活性が増強される。その結果、活性炭に吸着した有機物等を更に効率よく酸化分解することができる。また、当該活性炭槽内に微生物が増殖している場合には当該微生物を活性化することができるので、微生物によって活性炭に吸着された有機物等を分解することができる。
【００６１】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽は、活性炭吸着塔であることが好ましい。
【００６２】
上記構成によれば、液体中に残存する有機物等を効率的に吸着して、当該有機物等を液体から除去することができる。
【００６３】
本発明の処理装置では、前記活性炭槽は、更に、急速ろ過機、イオン交換塔およびキレート樹脂塔からなる群より選択される少なくとも１つの処理手段を含むことが好ましい。
【００６４】
上記構成によれば、上記活性炭吸着塔における有機物等の吸着効率を上昇させることができるとともに、他の処理手段の処理能力を向上させることができる。
【００６５】
例えば、急速ろ過機、続いて活性炭吸着塔に導入して液体を処理する場合、まず、上記急速ろ過機によって、液体中に残留している浮遊物質が除去される。したがって、後段の活性炭吸着塔への浮遊物質の吸着が皆無となるので、活性炭吸着塔の寿命を長くすることができる。
【００６６】
また、急速ろ過機、活性炭吸着塔、続いてイオン交換塔に順次導入して液体を処理する場合、液体がイオン交換塔内のイオン交換樹脂と接触する前に、急速ろ過機および活性炭吸着塔によって液体中に残留している有機物等を除去している。したがって、イオン交換塔におけるイオン交換効率を向上させることができる。
【００６７】
また、急速ろ過機、活性炭吸着塔、続いてキレート樹脂塔に順次導入して液体を処理する場合、液体がキレート樹脂塔内のキレート樹脂と接触する前に、急速ろ過機、続いて活性炭吸着塔で前処理して微量有機物等を除去しているので、キレート樹脂によるイオン選択的なイオン交換性効率を向上させることができる。
【００６８】
本発明の処理方法は、上記課題を解決するために、第１気体に磁場をかける第１活性化工程と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製工程と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製工程と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合工程と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製工程と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭接触工程と、を有することを特徴としている。
【００６９】
上記構成によれば、磁気活水作製工程によって、磁場がかけられた第１気体と、液体とが混合される。その結果、上記液体に対して磁気活性を付与することができる。換言すれば、磁気活水を作製することができる。その結果、本発明の処理方法における一連の液体処理工程において、上記磁気活水が有する酸化作用によって、液体中の有機物等を酸化分解し続けることができる。
【００７０】
また、上記構成によれば、第１ナノバブル作製工程によって、第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理方法にて処理される液体は、第２気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第１ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００７１】
また、上記構成によれば、混合工程によって、第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とが混合される。第１ナノバブル含有磁気活水は、微生物を活性化させることができる。したがって、活性化された微生物によって、液体中の有機物等を効率よく分解することができる。
【００７２】
また、上記構成によれば、第２ナノバブル作製工程によって、第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水が作製される。つまり、この時点で、本発明の処理方法にて処理される液体は、先の工程にて作製された第２気体からなるナノバブル、および第３気体からなるナノバブルを含有する磁気活水に変換される。つまり、本発明の処理方法にて処理される液体には、第３気体からなるナノバブルが追加されることになる。ナノバブルは酸化作用を示すので、上記第２ナノバブル含有磁気活水は、磁気活水に由来する酸化作用とナノバブルに由来する酸化作用との両方を示すことになる。その結果、液体中の有機物等を強力に分解することができる。
【００７３】
また、上記構成によれば、活性炭接触工程によって、第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とが接触させられる。活性炭は有機物等に対する吸着能力を有するので、第２ナノバブル含有磁気活水中に残存する有機物を除去することができる。また、第２ナノバブル含有磁気活水は上述したように強力な酸化作用を示す。したがって、活性炭に吸着した有機物等を酸化分解することができる。その結果、活性炭の吸着能力が低下することを防ぐことができる。つまり、活性炭を自動的に再生することができる。
【００７４】
本発明の処理方法では、前記第１活性化工程において第１気体に対してかけられる磁場は、３５０ミリテスラ以上であることが好ましい。
【００７５】
上記構成によれば、気体に対して効率的に磁気活性を付与することができる。つまり、磁気空気を効率的に作製することができる。
【００７６】
本発明の処理方法では、前記磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、有機フッ素化合物を含有する液体であることが好ましい。
【００７７】
また、本発明の処理方法では、前記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）またはパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）であることが好ましい。
【００７８】
上記構成によれば、強力な酸化作用によって液体を処理することができるので、液体中に含まれる有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸、およびパーフルオロオクタン酸等）を効率よく分解し、除去することができる。
【００７９】
本発明の処理方法では、前記第１磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、河川の水、ため池の水、下水、または生活廃水であることが好ましい。
【００８０】
上記構成によれば、強力な酸化作用によって液体を処理することができるので、多量の液体であったとしても、当該液体中に含まれる有機物質等を分解し、除去することができる。
【発明の効果】
【００８１】
本発明の処理装置は、以上のように、第１気体に磁場をかける第１活性化手段と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製手段と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製手段と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合手段と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製手段と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽と、を有するものである。
【００８２】
また、本発明の処理方法は、以上のように、第１気体に磁場をかける第１活性化工程と、前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製工程と、前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製工程と、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合工程と、前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製工程と、前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭接触工程と、を有する方法である。
【００８３】
それゆえ、磁気活水が有する磁気活性に由来する酸化作用と、ナノバブルに由来する酸化作用との両方によって、液体中に含まれる有機物等を効果的に分解することができるという効果を奏する。
【００８４】
また、活性炭に吸着された有機物等を上記酸化作用によって分解することができるので、活性炭の吸着能力の低下を防ぐことができるという効果を奏する。
【００８５】
また、磁気活水およびナノバブルによって微生物を活性化することができるので、液体中の有機物等を微生物によって効率よく分解することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書において「ナノバブル」とは、その発生時において数百ｎｍ以下の直径を有する気泡が意図される。また、本明細書において「磁気活水」とは、例えば人工的に作り出された磁場中に水を通過させることにより、磁界のエネルギーによって活性化された液体（例えば、水）が意図される。また、本明細書において「磁気活性」とは、磁力線の作用によって、液体または気体が備える活性が意図される。
【００８７】
本実施の形態の処理装置は、液体貯蔵槽１８および処理部８５を備えている。以下に、各構成について説明する。
【００８８】
〔１．液体貯蔵槽〕
以下に、液体貯蔵槽１８について説明する。
【００８９】
上記液体貯蔵槽１８には、本実施の形態の処理装置によって処理される液体が、一時的に貯蔵される。
【００９０】
上記液体貯蔵槽１８内に貯蔵される液体の種類は特に限定されず、処理したい液体を適宜選択すればよい。
【００９１】
例えば、上記液体としては、淡水（例えば、河川の水、ため池の水（例えば、農業用水、水産養殖用の水、蓄養用の水等）、井戸の水など）、海水などを用いることができる。上記構成によれば、淡水または海水中に含まれる有機化合物等を除去することができるので、除去された後の淡水または海水を、各種用途（例えば、飲料用水、工業用水など）として用いることができる。
【００９２】
また、上記液体としては、各種廃水（例えば、工場廃水、産業廃水、生活廃水、下水、浴槽水など）を用いることができる。上記構成によれば、各種廃水中の有機化合物等を効率よく分解することができるので、分解された後の廃水を各種用途に用いたり、自然界に放出したりすることが可能になる。
【００９３】
また、上記液体は、有機フッ素化合物（例えば、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）およびパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）など）を含有するものであってもよい。本実施の形態の処理装置は酸化分解能力が高いので、化学的に安定な難分解性化合物であっても効率よく分解することができる。
【００９４】
液体貯蔵槽１８内に貯蔵された液体は、ポンプ１９によって、配管２１を介して処理部８５に供給される。なお、このとき処理部８５に供給される液体の量は、配管２１に設けられたバルブ２０によって調節される。
【００９５】
例えば、液体貯蔵槽１８内に廃水を導入した場合（図３参照）、本実施の形態の処理装置によって、各種廃水を適切に処理することができる。つまり、廃水としては、微生物学的に分解が困難な成分を含有している廃水や、高濃度で有機物を含有している廃水が存在する。しかしながら、本実施の形態の処理装置を用いれば、廃水に対して磁気活性を付与することができるとともに、ナノバブルを含有させることができる。その結果、上記磁気活性およびナノバブルに由来する酸化作用によって有機物を酸化分解することができるとともに、ナノバブル含有磁気活水によって微生物を活性化させ、当該微生物によっても有機物を分解することができる。そして、その結果、処理が困難であった廃水を処理することができる。
【００９６】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に河川の水を導入した場合（図４参照）、本実施の形態の処理装置によって、河川の水を適切に処理することができる。例えば、河川の水に含まれる微量のトリハロメタン、環境ホルモン、有機フッ素化合物などを分解したり、当該物質を活性炭に吸着させることによって、高度に処理された処理水を得ることができる。そして、このようにして得られた処理水は、上水としての利用できるのみならず、超純水製造のための前処理水としても利用することができる。また、河川の水質が悪い地域において、上水製造装置として用いることも可能である。
【００９７】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内にため池の水を導入した場合（図５参照）、本実施の形態の処理装置によって、ため池の水を適切に処理することができる。例えば、ため池の水に含まれる有機物、アンモニア性窒素、トリハロメタン、環境ホルモン、有機フッ素化合物などを分解したり、当該物質を活性炭に吸着させることによって、高度に処理された処理水を得る事ができる。そして、このようにして得られた処理水は、上水としての利用できるのみならず、超純水製造のための前処理水としても利用することができる。また、ため池の水質が悪い地域において、上水製造装置として用いることも可能である。
【００９８】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に有機フッ素化合物含有水を導入した場合（図６参照）、本実施の形態の処理装置によって、有機フッ素化合物含有水を適切に処理することができる。つまり、本実施の形態の処理装置によって、有機フッ素化合物を効率よく分解することができる。
【００９９】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に下水を導入した場合（図７参照）、本実施の形態の処理装置によって、下水を適切に処理することができる。つまり、本実施の形態の処理装置によって、水質を改善するのみならず、着色成分までも除去することができる。特に、本実施の形態の処理装置であれば、下水に洗剤が混入している場合でも、後述する微生物槽４６において発泡することがない。その結果、微生物槽４６における処理効果の低下を防ぐことができる。さらに、微生物槽４６において発泡することがないので、微生物の性状を改善することができる。そして、その結果、分離部５５の透過水量が増加するので、処理装置全体の処理能力を向上させることができる。
【０１００】
また、例えば、液体貯蔵槽１８内に生活廃水を導入した場合（図８参照）、本実施の形態の処理装置によって、生活廃水を適切に処理することができる。なお、この場合も上述した下水の場合と同様に、洗剤の発泡を防ぐことができる。
【０１０１】
〔２．処理部〕
以下に、処理部８５について説明する。
【０１０２】
上記処理部８５では、上記液体中に対して磁気活性を備えさせるとともに、上記液体中にナノバブルを発生させる。そして、磁気活性に由来する酸化能力と、ナノバブルに由来する酸化能力との両方によって、液体中の有機化合物が酸化分解される。また、上記処理部では、上記液体に対して微生物処理を行うとともに、活性炭による吸着処理が行われる。これによって、液体中の有機化合物が活性化された微生物によって分解されるとともに、液体中に残留した有機化合物が活性炭に吸着される。その結果、液体中の有機化合物が効率よく除去される。なお、活性炭に吸着した有機化合物に対しては、絶えず、磁気活性およびナノバブルに由来する酸化作用が働くので、当該有機化合物も酸化分解され続けることになる。その結果、活性炭の表面は絶えず再生されているので、活性炭を交換する頻度を少なくすることができる。
【０１０３】
上記処理部８５は、第１磁気活水作製部３８（第１活性化手段）、前槽１（磁気活水作製手段）、第１ナノバブル発生部１７（第１ナノバブル作製手段）、微生物槽４６（混合手段）、第２ナノバブル発生部７８（第２ナノバブル作製手段）、および活性炭槽８１を備えている。以下に、各構成について説明する。
【０１０４】
〔２−１．前槽〕
まず、前槽１について説明する。
【０１０５】
上記前槽１は、第１槽２２と第２槽２７とを備えており、当該第１槽２２と第２槽２７とは互いに接続されている。なお、上述した液体貯蔵槽１８内に貯蔵された液体は、上記第１槽２２内に吐出される。上記第１槽２２内には、配管２３を介して第１磁気活水作製部３８に接続されている散気管２４が設けられている。そして、上記散気管２４から気体２５（第１気体）が吐出され、当該気体２５と水流４３を形成する上記液体原料とが上記第１槽２２内で攪拌される。
【０１０６】
上述したように、上記第１槽２２内では、気体２５と液体とが攪拌される。後述するように、上記気体２５は磁気活性が付与された気体である。したがって、当該気体２５と液体とを攪拌することによって、磁気活性が付与された液体、つまり磁気活水を作製することができる。また、このとき液体中に比較的大きな不純物が混入していれば、当該不純物の表面に気体２５が付着して複合体が形成される。当該複合体には表面に付着した気体２５に由来する浮力が働くので、上記複合体が、第１槽２２内に蓄えられた液体の表面近傍に蓄積することになる。その結果、第１槽２２の底部近傍に存在する液体からは、比較的大きな不純物を除去することができる。
【０１０７】
このとき、上記第１槽２２と第２槽２７とは、第１槽２２の底部近傍を介して互いに接続されていることが好ましい。上記構成によれば、比較的大きな不純物が除去された液体を選択的に第２槽２７中に取り込むことができる。そして、比較的大きな不純物を予め除去することができるので、後の工程で処理すべき物質の量を減少させることができる。
【０１０８】
〔２−２：第１磁気活水作製部〕
次いで、第１磁気活水作製部３８について説明する。
【０１０９】
上記第１磁気活水作製部３８は、気体２５（第１気体）に対して磁気活性を付与するための構成である。そして、上述したように、磁気活性が付与され気体２５と液体とを攪拌することによって、当該液体に磁気活性を付与することができる。
【０１１０】
本実施の形態の処理装置では、ブロワー２９によって、第１磁気活水作製部３８へ配管９５（第１配管）を介して気体が供給される。
【０１１１】
上記気体としては特に限定されず、適宜公知の気体を用いることができる。例えば、上記気体としては、空気、オゾンガス、炭酸ガス、酸素ガスまたは窒素ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。
【０１１２】
また、上記配管９５には、配管９５の少なくとも一部の内空横断面の大きさを変化させることができる第１配管径調節部３１（第１配管径調節手段）が設けられていることが好ましい。上記構成によれば、乱流である気体を相流に変換することができるとともに、第１磁気活水作製部３８に導入される気体の流速を調節することができる。そして、これによって、後述する第１磁気活水作製部にて、気体に対して均等に磁場をかけることができる。
【０１１３】
なお、第１磁気活水作製部３８に導入される気体の流速は、１０ｍ／秒以上であることが好ましい。上記構成によれば、気体に対して効率よく磁場の影響を及ぼすことができる。
【０１１４】
上記第１配管径調節部３１は、配管９５の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
【０１１５】
例えば図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、上記第１配管径調節部３１は、円筒形状を有する配管によって形成され得る。図１２（ａ）に示すように、上記配管９５の各端部には、フランジ３０およびフランジ３２が備え付けられている。また、上記第１配管径調節部３１の各端部にも、フランジ３０およびフランジ３２が備え付けられている。また、上記フランジ３０およびフランジ３２にはボルト孔９９が設けられている。そして、図１２（ｂ）に示すように、当該ボルト孔９９にボルトを着脱することによって、配管９５に備え付けられたフランジ３０と第１配管径調節部３１に備え付けられたフランジ３０同士、および配管９５に備え付けられたフランジ３２と第１配管径調節部３１に備え付けられたフランジ３２同士を着脱することができる。これによって、上記配管９５の端部の間に連結する第１配管径調節部３１を交換することができる。このとき、異なる円筒形状、つまり横断面の直径が異なる円筒形状を有する複数の第１配管径調節部３１を準備しておき、これらの中から所望の第１配管径調節部３１を選択して、当該第１配管径調節部３１を配管９５の端部の間に連結すれば、これによって、配管９５の少なくとも一部の内腔横断面を、所望の大きさに変化させることができる。なお、第１配管径調節部３１の横断面の形状および大きさに応じて、適宜、フランジ３０およびフランジ３２の形状および大きさを選択することができる。
【０１１６】
第１配管径調節部３１が円筒形状の配管によって形成される場合、気体が流れる方向における上記第１配管径調節部３１の長さは特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記第１配管径調節部３１の長さは、後述するフランジ３６に開けられた開口の直径の１０倍以上の長さであることが好ましい。また、上記第１配管径調節部３１の長さは、円筒形状を有する第１配管径調節部３１の横断面の直径の１０倍以上の長さであることが更に好ましい。
【０１１７】
上記構成によれば、乱流として第１配管径調節部３１内に導入された気体を確実に相流にした後、当該気体を第１磁気活水作製部３８側に吐出することができる。
【０１１８】
上記第１配管径調節部３１によって相流に変換された気体は、第１磁気活水作製部３８に導入される。
【０１１９】
上記第１磁気活水作製部３８は、気体に磁場をかけることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、図１に示すように、フランジ３６は配管９５の端部に備え付けられており、フランジ４２は配管２３の端部に備え付けられている。また、上記第１磁気活水作製部３８の一方の端部にはフランジ３６が備え付けられているとともに、別の端部にはフランジ４２が備え付けられている。そして、上記フランジ３６同士、および上記フランジ４２同士をボルト等によって固定することによって、上記フランジ３６とフランジ４２との間に上記第１磁気活水作製部３８が設けられ得る。
【０１２０】
上記第１磁気活水作製部３８は、気体を通過させるための流路３７（第１流路）を有している。そして、当該流路３７の少なくとも一部は、磁石のＳ極として機能する領域と磁石のＮ極として機能する領域によって挟まれており、これによって、上記流路３７中を通過する気体に磁場をかけることが可能になる。
【０１２１】
上記流路３７の横断面の形状は特に限定されず適宜設定することができる。上記流路３７の横断面の形状としては、例えば、対向する少なくとも１対の面を有するもの（例えば、正方形または長方形など）であることが好ましい。なお、上記流路３７の横断面の形状が例えば正方形または長方形である場合には、上記流路３７の立体的な形状は、略平板状になることが好ましい。
【０１２２】
一例として、図１３に、横断面の形状が長方形である流路３７を有する第１磁気活水作製部３８の断面図を示す。図１３に示すように、流路３７は、互いに対向する面１００（第１面）および面１０１（第２面）を有している。そして、上記面１００の側には磁石のＳ極４０が配置されており、上記面１０１の側には磁石のＮ極３９が配置されている。そして、上記Ｓ極４０とＮ極３９との間で磁場が形成され、当該磁場の中を気体が通過する。換言すれば、図１に示すように、上記Ｓ極４０とＮ極３９との間で形成される磁力線４１の中を気体が通過する。そして、磁場の中を通過することによって、気体には磁気活性が付与される。
【０１２３】
上記面１００と上記面１０１との間の距離は特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記面１００と上記面１０１との間の距離は、３０ｍｍ以下であることが好ましい。上記構成によれば、気体に対して効率よく磁気活性を付与することができる。
【０１２４】
また、上記流路３７内の磁束密度（残留磁束密度）は、３５０ミリテスラ（３５００ガウス以上であることが好ましく、４５０ミリテスラ以上であることが、より好ましい。
【０１２５】
以上のようにして磁気活性が付与された気体は、上述したように第１槽２２内に気体２５として吐出され、その結果、液体と攪拌されることになる。そして、これによって磁気活性が付与された液体（磁気活水）は、第１ナノバブル発生部１７へ導入される。
【０１２６】
〔２−３：第１ナノバブル発生部〕
次いで、第１ナノバブル発生部１７について説明する。
【０１２７】
上記第１ナノバブル発生部１７は、配管２、配管９６（第２配管）、第１気液混合循環ポンプ３を有する第１気体せん断部４、第２気体せん断部５、第５気体せん断部１４、第２配管径調節部３４（第２配管径調節手段）、第２磁気活水作製部９（第２活性化手段）、配管７、および電動ニードルバルブ８を備えている。
【０１２８】
上記第１気体せん断部４には配管２および配管７が接続されている。そして、上記配管２を介して第１気体せん断部４に液体（磁気活水）が供給されるとともに、上記配管４を介して第１気体せん断部４に気体（第２気体）が供給される。そして、上記第１気体せん断部４の中で上記液体と上記気体とが混合およびせん断されて、その結果、マイクロバブル含有水（第１マイクロバブル含有水）が作製される。
【０１２９】
なお、上記気体（第２気体）としては特に限定されない。例えば、上記気体としては、空気、オゾンガス、炭酸ガス、酸素ガスまたは窒素ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。
【０１３０】
上記第１気体せん断部４内への液体の供給は、第１気液混合循環ポンプ３を動作させることによって行われる。また、上記第１気体せん断部４内への気体の供給のタイミング、および気体の供給量の調節は、電動ニードルバルブ８の開閉動作によって調節される。
【０１３１】
上記電動ニードルバルブ８の開閉動作のタイミングは特に限定されない。例えば、まず上記第１気液混合循環ポンプ３の運転を開始することによって上記第１気体せん断部４内に液体を導入するとともに当該液体を攪拌させる。その後、上記第１気液混合循環ポンプ３の出力が最大値に達した時点以降に上記電動ニードルバルブ８を開いて、これによって上記第１気体せん断部４内に気体を供給することが好ましい。また、上記第１気液混合循環ポンプ３の運転を開始してから６０秒後以降に上記電動ニードルバルブ８を開いて、これによって上記第１気体せん断部４内に気体を供給することが、より好ましい。
【０１３２】
上記第１気液混合循環ポンプ３の運転開始時に上記電動ニードルバルブ８を開くことも可能であるが、この場合、第１気液混合循環ポンプ３がキャビテーション現象を起し、その結果、第１気液混合循環ポンプ３が損傷する恐れがある。しかしながら、上記構成であれば、第１気液混合循環ポンプ３がキャビテーション現象を起すことを防止することができるので、その結果、第１気液混合循環ポンプ３が破損することを防ぐことができる。
【０１３３】
上記電動ニードルバルブ８を開くことによって上記第１気体せん断部４内に供給される気体の量は特に限定されない。例えば、上記第１気体せん断部４に対して、１．２リットル／分以下にて気体を供給することが好ましい。上記構成であれば、効率よく多量のナノバブル含有水を作製することができる。
【０１３４】
次いで、第１ナノバブル発生部１７によってナノバブル含有水（第１ナノバブル含有水）が作製される工程について説明する。なお、上記ナノバブル含有水は、大まかに言えば２つの工程（第１気体せん断工程および第２気体せん断工程）を経て製造される。以下に、第１気体せん断工程および第２気体せん断工程について更に詳細に説明する。
【０１３５】
〔２−３−１：第１気体せん断工程〕
第１気体せん断工程では、気体と液体とから、マイクロバブル含有水が作製される。換言すれば、主として配管７を介して第１気体せん断部４に供給される気体（第２気体）からなるマイクロバブルが作製される。
【０１３６】
第１気体せん断工程では、上記第１気体せん断部４において、第１気液混合循環ポンプ３を用いて気体と液体との混合物の圧力が流体力学的に制御されるとともに、負圧部に対して気体が吸入される。なお、「負圧部」とは、気体と液体との混合物の中で周りと比較して圧力が小さな領域を意図する。そして、上記混合物を高速流体運動させて負圧部を形成しながら気体をせん断することによって、微細なマイクロバブルを発生させることができる。換言すれば、液体と気体とを効果的に自給混合溶解するとともに、圧送する。これによって、より微細なマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有水を形成することができる。
【０１３７】
上記第１気液混合循環ポンプ３としては特に限定されないが、揚程４０ｍ以上（４ｋｇ/ｃｍ２の圧力）の高揚程のポンプであることが好ましい。また、第１気液混合循環ポンプ３としてはトルクが安定している２ポールのポンプを用いることが好ましい。上記構成によれば、第１気体せん断部４内のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能であり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルをより微細にせん断することができる。
【０１３８】
また、第１気液混合循環ポンプ３では、ポンプの圧力が制御されていることが好ましい。例えば、第１気液混合循環ポンプ３の回転数が、インバーター等の回転制御部（図示せず）によって制御されていることが好ましい。なお、上記回転制御部は、更にシーケンサー（図示せず）によって制御され得る。上記構成によれば、上記第１気体せん断部４の中のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能となり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルを所望のサイズに揃えることができる。
【０１３９】
上記第１気体せん断部４を構成する材料は特に限定されないが、ステンレス、プラスチック、または樹脂であることが好ましい。上記材料の中では、ステンレスが最も好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水中に不純物が混入することを防止することができるとともに、第１気体せん断部４が振動することを防止することができる。
【０１４０】
また、上記第１気体せん断部４の厚さ（隔壁の厚さ）は特に限定されないが、６ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。一般的に、第１気体せん断部４の厚さが薄ければ、第１気体せん断部４中のマイクロバブル含有水の運動によって、第１気体せん断部４が振動する。つまり、マイクロバブル含有水の運動エネルギーが振動として外部に伝播して失われるので、マイクロバブル含有水の高速流動運動が低下し、その結果、せん断エネルギーが低下する。しかしながら、上記構成によれば、第１気体せん断部４の振動を防ぐことかできるので、効率よくマイクロバブルを作製することができる。
【０１４１】
次いで、第１気液混合循環ポンプ３を有する第１気体せん断部４がマイクロバブルを発生させるメカニズムについて詳細に説明する。
【０１４２】
まず、上記第１気体せん断部４において、マイクロバブル含有水の構成成分である液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。具体的には、インペラと呼ばれる羽を超高速で回転させて、液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。このとき、第１気体せん断部４の中心部には、高速旋回する気体空洞部が形成される。
【０１４３】
次いで、上記気体空洞部を圧力によって竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。このとき、上記気体空洞部に対しては、当該気体空洞部の負圧を利用して、気体を自動的に供給させる。そして、さらにマイクロバブルを切断・粉砕しながら混相旋回流を回転させる。なお、上記切断・粉砕は、第１気体せん断部４の出口内外における気液二相流体の回転速度の差によって生じる。なお、上記回転速度の差は、５００〜６００回転／秒であることが好ましい。
【０１４４】
すなわち、第１気体せん断部４において、第１気液混合循環ポンプ３によってマイクロバブル含有水を高速流体運動させることによって負圧部を形成するとともに、流体力学的にマイクロバブル含有水の圧力を制御することによって上記負圧部に対して気体を供給している。その結果、第１気体せん断部４では、マイクロバブルを発生させることができる。換言すれば、第１気液混合循環ポンプ３を用いて液体と気体とを効果的に自給混合溶解しながら圧送することによりマイクロバブル含有水を製造することができる。
【０１４５】
上記第１気体せん断部４の内腔の横断面の形状は特に限定されないが、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。また、上記第１気体せん断部４の内腔表面は、鏡面仕上げによって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、第１気体せん断部４の内部表面の摩擦が小さいので、気体と液体との混合物を高速旋回させることができるとともに、気体を効率良くせん断することができる。その結果、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。
【０１４６】
また、第１気体せん断部４の内部表面（内腔表面）には、溝が設けられていることが好ましい。また、上記溝の数は特に限定されないが、２本以上設けられていることが好ましい。また、上記溝は、第１気体せん断部４の内部表面上に形成され、かつ凹形状を有するものであればよく、その形状は特に限定されない。例えば、上記溝は、深さ略０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ、幅略０．８ｍｍ以内であることが好ましい。上記構成によれば、第１気体せん断部４内の液体と気体との混合物の旋回乱流の発生を制御することができるので、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。
【０１４７】
また、上記第１気体せん断部４へは、配管２を介して液体が供給され、配管９６を介してマイクロバブル含有水が吐出されている。このとき、上記液体を供給する配管の内腔の横断面の面積は、マイクロバブル含有水を吐出する配管の内腔の横断面の面積よりも大きいことが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水の吐出圧力を高めることができるので、安定的にマイクロバブルを発生させることができる。
【０１４８】
〔２−３−２：第２気体せん断工程〕
第２気体せん断工程では、上記第１気体せん断工程にて作製されたマイクロバブル含有水（第１マイクロバブル含有水）からナノバブル含有水（第１ナノバブル含有水）が作製される。更に詳細には、上記第１気体せん断部４によって作製されたマイクロバブル含有水を第２気体せん断部５にて更にせん断して、これによって、ナノバブル含有水を作製している。換言すれば、主として配管７を介して第１気体せん断部４に供給される気体（第２気体）からなるナノバブルが作製される。
【０１４９】
なお、必要に応じて第５気体せん断部１４を更に備えることができる。第５気体せん断部１４を備えれば、第２気体せん断部５によって作製されたナノバブルの大きさを更に小さくすることができるとともに、ナノバブルの量を増加させることができる。上記第５気体せん断部１４の設置位置としては特に限定されない。例えば、後述する第２磁気活水作製部９よりも下流側に設置することも可能であり、第２磁気活水作製部９よりも上流側に設置することも可能である。
【０１５０】
上記第１気液混合循環ポンプ３によって、マイクロバブル含有水が第１気体せん断部４から第２気体せん断部５へ、さらには第５気体せん断部１４へ圧送される。マイクロバブル含有水が第１気体せん断部４から第２気体せん断部５へ、さらには第５気体せん断部１４へへと配管を介して圧送される場合には、マイクロバブル含有水が圧送される方向に向かって、徐々にまたは段階的に配管の直径が小さくなることが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水をより高速で流体運動しながら竜巻状に細くすることができる。換言すれば、より高速で旋回する回転せん断流を発生させることができる。その結果、マイクロバブルからナノバブルを効率よく発生させることができるとともに、ナノバブル含有水中に超高温の極限反応場を形成することができる。
【０１５１】
上記極限反応場が形成されると、ナノバブル含有水が局部的に高温高圧状態となり、当該局所にて不安定なフリーラジカルができるとともに、同時に熱が発生される。フリーラジカルは不対電子を有する原子または分子であって、他の原子または分子から電子を奪い取って安定化しようとする。それゆえ、フリーラジカルを含むナノバブル含有水は、強い酸化力を示すことになる。したがって上記構成によれば、フリーラジカルの作用によって、有機物などを酸化分解することができる。
【０１５２】
また、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４は、ステンレス、プラスチック、または樹脂によって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水の使用目的に応じて、上記第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の材料を選択することができる。例えば、製薬業界では、薬に不純物が混入することを避ける必要がある。この場合、上記構成であれば、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の材料が混入する可能性が低いので、製造されたナノバブル含有水を医薬品の製造、すなわち製薬に使用することができる。
【０１５３】
また、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内腔の横断面の形状は、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。上記構成によれば、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内部表面の抵抗（摩擦）が小さいので、マイクロバブル含有水を高速旋回させることができるとともに、マイクロバブル含有水を効率良くせん断することができ、その結果、多くのナノバブルを発生させることができる。
【０１５４】
また、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内部表面には、孔が開いていることが好ましい。上記孔の開口の直径は特に限定されないが、４ｍｍ〜９ｍｍであることが好ましい。上記構成によれば、上記第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の内部におけるバブル含有水の旋回運動を制御することができる。つまり、上記構成によれば、上記第２気体せん断部５および第３気体せん断部１４の内部の旋回乱流の発生を制御することができる。その結果、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４によって、安定にナノバブルを発生させることができる。
【０１５５】
なお、上述した第１気液混合循環ポンプ３、第１気体せん断部４、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の具体的な構成としては、市販のものを用いることが可能である。各々の構成としては特に限定しないが、例えば、株式会社 協和機設社製のバビダスＨＹＫ型を用いることが可能である。
【０１５６】
次いで、第２配管径調節部３４について説明する。
【０１５７】
第２気体せん断部５にて作製されたナノバブル含有水は、次いで第２配管径調節部３４に導入される。
【０１５８】
本実施の形態の処理装置では、上記第２配管径調節部３４は、後述する第２磁気活水作製部９に導入するナノバブル含有水の流量を調節するとともに、上記第２気体せん断部５から乱流として吐出されたナノバブル含有水の流れを相流の状態に整える。これによって、第２磁気活水作製部９によって、ナノバブル含有水に対して磁気活性を効率よく付与させることができる。
【０１５９】
なお、第２磁気活水作製部９に導入されるナノバブル含有水の流速は、２ｍ／秒以上であることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水に対して効率よく磁場の影響を及ぼすことができる。
【０１６０】
以下に、第２配管径調節部３４の具体的な構成について説明する。
【０１６１】
本実施の形態の処理装置では、第２気体せん断部５と第２磁気活水作製部９とを連結する配管９６（第２配管）に第２配管径調節部３４が設けられている。
【０１６２】
上記第２配管径調節部３４は、配管９６の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
【０１６３】
例えば図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、上記第２配管径調節部３４は、円筒形状を有する配管によって形成され得る。図１２（ａ）に示すように、上記配管９６の各端部には、フランジ３３およびフランジ３５が備え付けられている。また、上記第２配管径調節部３４の各端部にも、フランジ３３およびフランジ３５が備え付けられている。また、上記フランジ３３およびフランジ３５にはボルト孔９９が設けられている。そして、図１２（ｂ）に示すように、当該ボルト孔９９にボルトを着脱することによって、配管９６に備え付けられたフランジ３３と第２配管径調節部３４に備え付けられたフランジ３３同士、および配管９６に備え付けられたフランジ３５と第２配管径調節部３４に備え付けられたフランジ３５同士を着脱することができる。これによって、上記配管９６の端部の間に連結する第２配管径調節部３４を交換することができる。このとき、異なる円筒形状、つまり横断面の直径が異なる円筒形状を有する複数の第２配管径調節部３４を準備しておき、これらの中から所望の第２配管径調節部３４を選択して、当該第２配管径調節部３４を配管９６の端部の間に連結すれば、これによって、配管９６の少なくとも一部の内腔横断面を、所望の大きさに変化させることができる。
【０１６４】
第２配管径調節部３４が円筒形状の配管によって形成される場合、ナノバブル含有水が流れる方向における上記第２配管径調節部３４の長さは特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記第２配管径調節部３４の長さは、後述するフランジ６に開けられた開口の直径の１０倍以上の長さであることが好ましい。また、上記第２配管径調節部３４の長さは、円筒形状を有する第２配管径調節部３４の横断面の直径の１０倍以上の長さであることが更に好ましい。
【０１６５】
上記構成によれば、乱流として第２配管径調節部３４内に導入されたナノバブル含有水を確実に相流に変換した後、当該ナノバブル含有水を第２磁気活水作製部９側に吐出することができる。
【０１６６】
次いで、第２磁気活水作製部９について説明する。
【０１６７】
本実施の形態の処理装置では、上記第２配管径調節部３４を通過したナノバブル含有水は、第２磁気活水作製部９に導入される。
【０１６８】
本実施の形態の処理装置では、上記第２磁気活水作製部９において、上記第２気体せん断部５にて製造されたナノバブル含有水に磁場をかける。その結果、ナノバブル含有水に対して磁気活水としての活性（磁気活性）を付与することができる。換言すれば、磁気活水を用いて作製されたナノバブル含有水が有する磁気活性を、更に増強することができる。
【０１６９】
以下に、第２磁気活水作製部９の具体的な構成について説明する。
【０１７０】
本実施の形態の処理装置では、第２気体せん断部５と第５気体せん断部１４との間に第２磁気活水作製部９が設けられている。なお、第２磁気活水作製部９の位置としては、これに限定されない。例えば、第２磁気活水作製部９を、第２気体せん断部５および第５気体せん断部１４の上流に設けることも可能である。更に具体的には、例えば、第２磁気活水作製部９の下流に第２気体せん断部５を設けるとともに、当該第２気体せん断部の更に下流に上記第５気体せん断部１４を設けることも可能である。
【０１７１】
上記第２磁気活水作製部９は、第２気体せん断部５にて製造されたナノバブル含有水に磁場をかけることができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、図１に示すように、上記第２磁気活水作製部９は、フランジ６およびフランジ１２に挟まれるように設けられ得る。図１に示すように、フランジ６は配管９６の端部に接続されており、フランジ１２は配管１３の端部に接続されている。そして、上記フランジ６とフランジ１２との間に上記第２磁気活水作製部９が設けられ得る。
【０１７２】
上記第２磁気活水作製部９は、ナノバブル含有水を通過させるための流路２６（第２流路）を有している。そして、当該流路２６の少なくとも一部は、磁石のＳ極として機能する領域と磁石のＮ極として機能する領域によって挟まれており、これによって、上記流路２６中を通過するナノバブル含有水に磁場をかけることが可能になる。
【０１７３】
上記流路２６の横断面の形状は特に限定されず適宜設定することができる。上記流路２６の横断面の形状としては、例えば、対向する少なくとも１対の面を有するもの（例えば、正方形または長方形など）であることが好ましい。なお、上記流路２６の横断面の形状が例えば正方形または長方形である場合には、上記流路２６の立体的な形状は、略平板状になることが好ましい。
【０１７４】
一例として、図１３に、横断面の形状が長方形である流路２６を有する第２磁気活水作製部９の断面図を示す。図に示すように、流路２６は、互いに対向する面１０２（第３面）および面１０３（第４面）を有している。そして、上記面１０２の側には磁石のＳ極１０が配置されており、上記面１０３の側には磁石のＮ極１６が配置されている。そして、上記Ｓ極１０とＮ極１６との間で磁場が形成され、当該磁場の中をナノバブル含有水が通過する。換言すれば、図１に示すように、上記Ｓ極１０とＮ極１６との間で形成される磁力線１１の中をバブル含有水が通過する。そして、磁場の中を通過することによって、ナノバブル含有水には更なる磁気活性が付与される。
【０１７５】
つまり、磁力線１１の中を液体が通過すると、微弱な電流が発生する。そして、微弱な電流の作用によって水分子同士の結合が崩れ、その結果、クラスター（分子のかたまり）が細分化する。クラスターが細分化された水は、当該クラスターのすき間に酸素を吸収する作用が高いので、外気から大量の酸素を吸収して溶存酸素濃度が高くなる。それと同時に、微弱な電流の作用により、液体中にラジカルを発生させることが可能になる。その結果、液体に磁気活性を付与すれば、当該液体中に活性酸素を発生させることが可能になる。したがって、磁気活性を有するナノバブル含有水は、ナノバブルに由来するフリーラジカルの酸化能力と、上記活性酸素に由来する酸化能力の両方を備えることが可能になり、当該強力な酸化能力によって難分解性の有機物をも分解することができる。
【０１７６】
上記面１０２と上記面１０３との間の距離は特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、上記面１０２と上記面１０３との間の距離は、３０ｍｍ以下であることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水に対して効率よく磁気活水としての活性を付与することができる。
【０１７７】
また、上記流路２６内の磁束密度（残留磁束密度）は、３５０ミリテスラ（３５００ガウス以上であることが好ましく、４５０ミリテスラ以上であることが、より好ましい。
【０１７８】
また、上記面１０２の側に配置される磁石のＳ極１０の数、および上記面１０３の側に配置される磁石のＮ極１６の数も特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、図１に示すように、Ｓ極１０およびＮ極１６を各々３つずつ配置することができるが、これに限定されない。
【０１７９】
なお、上記第２磁気活水作製部９と上記第１磁気活水作製部３８とは同じ構成を用いることが可能である。更に具体的には、上記第２磁気活水作製部９としては、例えば、株式会社ビー・シー・オー製のＢＫ型を用いることも可能である。
【０１８０】
本実施の形態の処理装置では、第２磁気活水作製部９にて作製されたナノバブル含有磁気活水は、更に配管１３を介して第５気体せん断部１４に導入される。上述したように、当該第５気体せん断部１４では、ナノバブルが更にせん断される。その結果、ナノバブル含有磁気活水中のナノバブルのサイズを更に小さくするとともに、含有されるナノバブルの量を多くすることができる。なお、第５気体せん断部１４の詳細については既に説明したので、ここではその説明を省略する。
【０１８１】
本実施の形態の処理装置では、第５気体せん断部１４にて処理されたナノバブル含有磁気活水は、矢印１５に示すように第２槽２７内に吐出される。なお、ナノバブル含有磁気活水の吐出場所は上記第２槽２７に限定されない。例えば、第２槽２７とは別の槽を準備しておき、当該別の槽内へ吐出することもできる。
【０１８２】
以上のようにして作製されたナノバブル含有磁気活水（第１ナノバブル含有磁気活水）は、次いで、配管２８を介して微生物槽４６に供給される。以下に、微生物槽４６について説明する。
【０１８３】
〔２−４：微生物槽〕
微生物槽４６では、微生物と上記ナノバブル含有磁気活水とが混合される。そして、ナノバブル含有磁気活水が有する生理作用によって活性化された微生物によって、ナノバブル含有磁気活水中に残存する有機物等が分解される。
【０１８４】
上記微生物槽４６は、第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０を備えている。
【０１８５】
本実施の形態の処理装置は３つの微生物槽と１つの分離層とを備えているが、各槽の数は限定されず、目的に応じて適宜設定することができる。
【０１８６】
また、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０の各々には、各槽の内部の液体を攪拌するための気体を供給するための散気管５２（第１気体吐出手段）が設けられている。当該散気管５２から吐出される気体は特に限定されない。例えば、配管２３を介して、上記散気管５２を第１磁気活水作製部３８に接続することも可能である。上記構成によれば、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０内の液体に対して、磁場がかけられた気体を供給することができる。その結果、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０内の液体に磁気活性を付与することによって、各槽内の微生物を活性化させることができる。そして、その結果、より効率よく有機物を処理することができる。なお、上記各槽に供給される気体の量は、配管２３に設けられたバルブ５１によって調節することができる。
【０１８７】
上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８、第３微生物槽４９および分離槽５０内における上記散気管５２の位置は特に限定されないが、例えば、各槽内に蓄えられた液体の水深の半分よりも上側に設けられていることが好ましい。上記構成によれば、各槽内の上部に存在する液体に対して気体を供給することができるとともに、各槽内の上部に存在する液体を効率よく攪拌することができる。つまり、各槽内の液体の上半分を好気的な環境にすることができるとともに、各槽内の液体の下半分を嫌気的な環境にすることができる。その結果、液体中に残留する有機物を好気性微生物および嫌気性微生物の両方によって処理することができるので、上記有機物を効率よく処理することができる。
【０１８８】
また、上記第１微生物槽４７、第２微生物槽４８および第３微生物槽４９の各槽には、各槽の内部を上部と下部とに分けるための分離壁５３が設けられることが好ましい。
【０１８９】
上記分離壁５３の位置は特に限定されないが、上記散気管５２の位置よりも下側に設けられていることが好ましい。上記構成によれば、分離壁５３を境として、各槽内の環境をより明確に２つに分けることができる。つまり、分離壁５３よりも上に存在する液体は、散気管５２によって気体が供給されるとともに、当該気体によって攪拌される。その結果、分離壁５３よりも上に存在する液体は、好気的な状態に維持される。一方、分離壁５３よりも下に存在する液体は、上記分離壁５３によって、分離壁５３よりも上に存在する液体から隔離された状態にある。換言すれば、各微生物槽内部の分離壁５３よりも下の領域には、分離壁５３よりも上の領域に存在する液体が、容易に流れ込むことができない。その結果、分離壁５３よりも下に存在する液体は、嫌気的な状態に維持される。好機的な条件下では好機性微生物が効率よく増殖し、嫌気的な条件下では嫌気性微生物が効率よく増殖する。したがって、上記構成によれば、液体中に残存する有機物を、多様な微生物によって処理することができる。
【０１９０】
上記分離壁５３の形状は、当該分離壁５３よりも上に存在する液体が、当該分離壁５３よりも下に存在する液体に混入することを妨げることができる形状であればよく、特に限定されない。
【０１９１】
１４（ａ）および図１４（ｂ）に、分離壁５３の形状の一例を示す。なお、当該図面では、説明を簡略化するために、第１微生物槽４７に関して説明する。図１４（ａ）は、第１微生物槽４７の縦断面図である。このとき、分離壁５３は、第１微生物槽４７の内壁上に設けられており、その形状は略三角形であることが好ましいが、これに限定されない。一方、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）は、図１４（ａ）において点線にて示した部分に相当する、第１微生物槽４７の横断面図である。なお、図１４（ｂ）は、第１微生物槽４７の横断面が円形の場合を示しており、図１４（ｃ）は、第１微生物槽４７の横断面が略正方形の場合を示している。
【０１９２】
このとき、分離壁５３は、開口１１０を有する形状にて形成される。なお、上記開口１１０の大きさおよび形は特に限定されない。例えば、図１４（ｂ）に示すように上記開口１１０が円形の場合、当該開口１１０の直径は４ｍ〜６ｍであることが好ましく、図１４（ｃ）に示すように上記開口１１０が略正方形の場合、当該開口１１０の一辺の長さは４ｍ〜６ｍであることが好ましい。なお、この場合、横断面における分離壁５３の微生物槽４７の壁面からの突出長は、０．４ｍ〜０．６ｍであることが好ましい。上記構成によれば、分離壁５３が微生物槽４７の壁面から十分に突出した形状を有しているので、当該分離壁５３よりも上に存在する液体が、当該分離壁５３よりも下に存在する液体に混入することを妨げることができる。
【０１９３】
上記分離槽５０には分離部５５（分離手段）が設けられており、当該分離部５５によって、液体から微生物が分離される。
【０１９４】
上記分離部５５は、液体から微生物を分離することができるものであればよく、特に限定されない。例えば、分離部５５は、微生物を分離することができる各種分離膜であり得る。なお、当該分離膜としては特に限定されず、適宜、公知の分離膜を用いることができる。
【０１９５】
上記分離部５５にて微生物が除去された液体は、配管５８を介して、第１処理水として後槽５９へと導入される。なお、上記第１処理水の後槽５９への導入は、ポンプ５６によって行われ、後槽５９へ導入される上記第１処理水の量は、バルブ５７によって調節される。
【０１９６】
後槽５９に導入された第１処理水は、次いで、第２ナノバブル発生部７８に導入される。以下に、第２ナノバブル発生部７８について説明する。
【０１９７】
〔２−５：第２ナノバブル発生部〕
第２ナノバブル発生部７８では、上記第１処理水と気体（第３気体）とを用いて、第２気体からなるナノバブルと第３気体とからなるナノバブルの両方を有するとともに、磁気活性が更に増強されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）が作製される。
【０１９８】
更に詳細に説明すれば、まず、第３気体せん断部６３によって、第３気体からなるマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有水（第２マイクロバブル含有水）が作製される。なお、当該マイクロバブル含有水には、原材料である第１処理水が既に含んでいた第２気体からなるナノバブルも含まれている。
【０１９９】
次いで、第４気体せん断部６４によって上記マイクロバブル含有水を更にせん断することによって、第３気体からなるナノバブルをも含むナノバブル含有水（第２ナノバブル含有水）が作製される。
【０２００】
図１に示すように、上記第２ナノバブル発生部７８は、配管６１、配管９７（第３配管）、第２気液混合循環ポンプ６２を有する第３気体せん断部６３、第４気体せん断部６４、第６気体せん断部７６、第３配管径調節部６６（第３配管径調節手段）、第３磁気活水作製部７０（第３活性化手段）、配管７９、および電動ニードルバルブ８０を備えている。
【０２０１】
上記第２ナノバブル発生部７８は、上述した第１ナノバブル発生部１７と同様に構成することができる。つまり、第２ナノバブル発生部７８における配管６１、配管９７、第２気液混合循環ポンプ６２、第３気体せん断部６３、第４気体せん断部６４、第６気体せん断部７６、第３配管径調節部６６、第３磁気活水作製部７０、配管７９、および電動ニードルバルブ８０の各構成は、それぞれ、第１ナノバブル発生部１７における配管２、配管９６、第１気液混合循環ポンプ３、第１気体せん断部４、第２気体せん断部５、第５気体せん断部１４、第２配管径調節部３４、第２磁気活水作製部９、配管７、および電動ニードルバルブ８の各構成と同様に構成することができる。したがって、第２ナノバブル発生部７８におけるこれらの構成に関しては、第１ナノバブル発生部１７に関連してすでに説明したので、ここではその説明を省略する。
【０２０２】
また、図１に示すフランジ６５、フランジ６７、フランジ６８、フランジ７４、および配管７５の各構成は、それぞれ、フランジ３３、フランジ３５、フランジ６、フランジ１２、および配管１３の各構成と同様に構成することができる。したがって、第２ナノバブル発生部７８におけるこれらの構成に関しては、第１ナノバブル発生部１７に関連してすでに説明したので、ここではその説明を省略する。
【０２０３】
また、上記第３磁気活水作製部７０の更に詳細な構成は、上述した第２磁気活水作製部９と同様に構成することができる。つまり、図１に示すように、第３磁気活水作製部７０における流路６９（第３流路）、Ｓ極７２、およびＮ極７１の各構成は、それぞれ、第２磁気活水作製部９における流路２６、Ｓ極１０、およびＮ極１６の各構成と同様に構成することができる。なお、Ｓ極７２とＮ極７１との間には、磁力線７３が形成されている。また、図１３に示すように、上記流路６９では、面１０４（第５面）と面１０５（第６面）とが対向するように配置されていることが好ましい。このとき、面１０４および面１０５の各構成は、それぞれ、面１０２および面１０３の各構成と同様に構成することができる。したがって、第３磁気活水作製部７０におけるこれらの構成に関しては、第２磁気活水作製部９に関連してすでに説明したので、ここではその説明を省略する。
【０２０４】
〔２−６：活性炭槽〕
図１に示すように、上記第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、後槽５９に矢印７７にて示すように吐出された後、活性炭槽８１に導入される。なお、当該ナノバブル含有磁気活水は、後槽５９を経ることなく活性炭槽８１に導入されてもよい。
【０２０５】
上記活性炭槽８１は、散気管５４（第２気体吐出手段）および収容部８２（活性炭収容手段）を備えている。
【０２０６】
上記散気管５４は、配管２３を介して第１磁気活水作製部３８に接続されている。したがって、上記散気管５４からは磁場がかけられた気体が吐出されるので、活性炭槽８１内の液体を攪拌することができるとともに、活性炭槽８１内の液体に磁気活性を付与することができる。その結果、より効率よく液体中に残存する有機物を分解することができるとともに、活性炭の表面に吸着された有機物を分解することによって、活性炭の吸着能力が低下することを防ぐことができる。また、上記構成によれば、活性炭上に微生物が増殖している場合には、当該微生物を活性化することができるので、当該微生物によっても、活性炭の表面に吸着された有機物を分解することも可能になる。その結果、その結果、活性炭の寿命を、通常の場合と比較して、３倍以上伸ばすことが可能になる。
【０２０７】
上記収容部８２は、活性炭槽８１内の液体と活性炭とが接触可能な状態にて、活性炭を収納することができるものであればよく、その構成は限定されない。例えば、上記収容部８２としては、気体（例えば、空気）を収容する気体収容部８３と、活性炭８７を収容する活性炭収容部８４とを備えるものであることが好ましい。なおこの場合、上記活性炭収容部８４は、液体と活性炭８７とが容易に接触するために網目状の構造を有することが好ましい。
【０２０８】
活性炭は、比重が僅かに１以上であるため、水中に沈む。しかしながら、上記構成によれば、気体収容部８３に由来する浮力によって、収容部８２が沈むことを防止することができる。その結果、活性炭８７と液体とを容易に接触させることができる。
【０２０９】
上記活性炭８７としては特に限定されない。例えば、有限会社アットジーシー社製のヤシガラ活性炭Ｙ−ＧＣ（登録商標）を用いることが可能であるが、これに限定されない。
【０２１０】
上記活性炭槽８１にて処理された液体は、処理水（第２処理水）として、活性炭槽８１から放出される。
【０２１１】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図２に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１２】
本実施の形態の処理装置では、第１微生物槽４７、第２微生物槽４８および第３微生物槽４９の内部に、充填材８８が備えられている。当該充填材８８は、微生物が増殖するときの足場、すなわち固定化担体として機能する。つまり、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物が、充填材８８に付着して繁殖し、その結果、充填材表面における微生物の濃度を高めることができる。そして、その結果、液体中の有機物を安定的に分解処理することができる。また、充填材８８を充填することによって、液体貯蔵槽１８に導入される液体の水質が変化しても、微生物槽４６にて処理される液体の水質を安定化させることができる。
【０２１３】
上記充填材８８の材料としては特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニリデンであることが好ましい。更に具体的には、上記充填材８８として、ティビーアール株式会社製のポリ塩化ビニリデン（バイオコード４５ｍｍ）を用いることが可能であるが、これに限定されない。
【０２１４】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について、図９に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１５】
本実施の形態の処理装置では、活性炭槽８１の代わりに、急速ろ過機８９および活性炭吸着塔９０が設けられている。したがって、第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、まず急速ろ過機８９に導入されて処理された後、活性炭吸着塔９０に導入されて処理される。なお、このとき、活性炭吸着塔９０が、実施の形態１における活性炭槽８１として機能することになる。
【０２１６】
上記急速ろ過機８９および活性炭吸着塔９０としては特に限定されず、適宜公知の構成を用いることができる。
【０２１７】
また、液体貯蔵層１８内に導入される液体も特に限定されないが、例えば、廃水などを用いることができる。
【０２１８】
本実施の形態の処理装置では、急速ろ過機８９、続いて活性炭吸着塔９０に液体を導入するので、活性炭が閉塞しない様に、急速ろ過機８９によって浮遊物質を処理した後、液体中に残存する有機物を除去することができる。また、活性炭の表面に吸着された有機物は、ナノバブル含有磁気活水が有する酸化作用によって分解されるとともに、活性炭表面に微生物が存在する場合には、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物によって分解されるので、活性炭の吸着力が低下することを防止することができる。
【０２１９】
〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について、図１０に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２２０】
本実施の形態の処理装置では、活性炭槽８１の代わりに、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびイオン交換塔９１が設けられている。したがって、第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０、イオン交換塔９１の順に導入されて処理される。なお、このとき、活性炭吸着塔９０が、実施の形態１における活性炭槽８１として機能することになる。
【０２２１】
上記急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびイオン交換塔９１としては特に限定されず、適宜公知の構成を用いることができる。
【０２２２】
また、液体貯蔵層１８内に導入される液体も特に限定されないが、例えば、廃水などを用いることができる。
【０２２３】
本実施の形態の処理装置では、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびイオン交換塔９１に液体を導入するので、活性炭が閉塞しない様に、急速ろ過機８９で浮遊物質を処理した後、液体中に残存する有機物を除去することができる。また、活性炭の表面に吸着された有機物は、ナノバブル含有磁気活水が有する酸化作用によって分解されるとともに、活性炭表面に微生物が存在する場合には、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物によって分解されるので、活性炭の吸着力が低下することを防止することができる。また、本実施の形態の処理装置はイオン交換塔９１を有しているので、液体中のイオンを効率良くイオン交換することができる。
【０２２４】
〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態について、図１１に基づいて説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２２５】
本実施の形態の処理装置では、活性炭槽８１の代わりに、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびキレート樹脂塔９２が設けられている。したがって、第２ナノバブル発生部７８にて作製されたナノバブル含有磁気活水（第２ナノバブル含有磁気活水）は、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０、キレート樹脂塔９２の順に導入されて処理される。なお、このとき、活性炭吸着塔９０が、実施の形態１における活性炭槽８１として機能することになる。
【０２２６】
上記急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびキレート樹脂塔９２としては特に限定されず、適宜公知の構成を用いることができる。
【０２２７】
また、液体貯蔵層１８内に導入される液体も特に限定されないが、例えば、廃水などを用いることができる。
【０２２８】
本実施の形態の処理装置では、急速ろ過機８９、活性炭吸着塔９０およびキレート樹脂塔９２に液体を導入するので、活性炭が閉塞しない様に、急速ろ過機８９で浮遊物質を処理した後、液体中に残存する有機物を除去することができる。また、活性炭の表面に吸着された有機物は、ナノバブル含有磁気活水が有する酸化作用によって分解されるとともに、活性炭表面に微生物が存在する場合には、ナノバブル含有磁気活水によって活性化された微生物によって分解されるので、活性炭の吸着力が低下することを防止することができる。また、本実施の形態の処理装置はキレート樹脂塔９２を有しているので、液体中のイオンを効率良くイオン交換することができる。なお、キレート樹脂塔９２は、イオン交換塔９１と比較して、より選択的にイオン交換を行うことができる。
【実施例】
【０２２９】
〔１．処理装置の作製とその処理効果〕
図３に基づいて、処理装置を製作した。当該処理装置では、液体貯蔵槽１８の容量を約２ｍ３、第１槽２２の容量を０．５ｍ３、第２槽２７の容量を０．５ｍ３、微生物槽４６の容量を５ｍ３、後槽５９の容量を０．５ｍ３、活性炭槽８１の容量を２ｍ３とし、ブロワー２９として１．５ｋｗの電動機を用いた。
【０２３０】
また、３．７ｋｗの電動機からなる第１気液混合循環ポンプ３、または３．７ｋｗの電動機からなる第２気液混合循環ポンプ６２を含むナノバブル発生機として、株式会社協和機設製のＨＹＫ型を用いた。
【０２３１】
第１磁気活水作製部３８として、全長８００ｍｍ、横幅１６０ｍｍ、縦幅３１０ｍｍのものを用い、第２磁気活水作製部９および第３磁気活水作製部７０として、全長８００ｍｍ、横幅１６０ｍｍ、縦幅３１０ｍｍのものを用いた。なお、具体的に上記第１磁気活水作製部３８、第２磁気活水作製部９および第３磁気活水作製部７０としては、株式会社ビー・シー・オー製のＢＫ型を用いた。
【０２３２】
また、活性炭槽８１に、容量が０．２ｍ３の網目状の収容部８２を２つ設けた。
【０２３３】
液体貯蔵槽１８に有機物含有廃水を導入した後、２ヶ月間運転を行った。試運転後の導入水と処理水との化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定したところ、導入水は５６０ｐｐｍであったのに対し、処理水は７ｐｐｍであった。また、導入水と処理水との生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）を測定したところ、導入水が８３０ｐｐｍであったのに対し、処理水は６ｐｐｍであった。当該処理効率は、従来の生物処理装置と比較して、高い処理効率であった。
【０２３４】
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２３５】
また、本願出願時に未公開である本願関連出願である特願２００７−０５０６３９、特願２００７−０９９９１２、特願２００７−１４２６４５および特願２００７−１９３１７２に記載の内容は、本明細書中に参考として援用される。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
本発明は、浄水装置、入浴装置、飲料水製造装置、石油関連製品製造装置などに代表される各種液体処理装置やその部品を製造する分野に利用することができる。更に詳細には、本発明は各種液体（例えば、上水、廃水、地下水、難分解性物質含有廃水、再利用水、植物栽培の水耕液、各種分野の洗浄水、浴槽水、蒸留前の重油、蒸留前のバイオエタノール等）に含まれる有機物質を除去することを必要とする分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】本発明における処理装置の実施の一形態を示す模式図である。
【図２】本発明における処理装置の他の実施の一形態を示す模式図である。
【図３】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図４】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図５】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図６】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図７】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図８】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図９】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図１０】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図１１】本発明における処理装置のさらに他の実施の一形態を示す模式図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、上記処理装置における、第１配管径調節部、第２配管径調節部および第３配管径調節部の模式図である。
【図１３】上記処理装置における、第１磁気活水作製部、第２磁気活水作製部および第３磁気活水作製部の断面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、上記処理装置における分離壁の形状を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１ 前槽（磁気活水作製手段）
２・７・１３・２１・２３・２８・５８・６１・７５・７９ 配管
３ 第１気液混合循環ポンプ
４ 第１気体せん断部
５ 第２気体せん断部
６・１２・３０・３２・３３・３５ フランジ
３６・４２・６５・６７・６８・７４ フランジ
８・８０ 電動ニードルバルブ
９ 第２磁気活水作製部（第２活性化手段）
１０・４０・７２ Ｓ極
１１・４１・７３ 磁力線
１４ 第５気体せん断部
１５・７７ 矢印
１６・３９・７１ Ｎ極
１７ 第１ナノバブル発生部（第１ナノバブル作製手段）
１８ 液体貯蔵槽
１９・５６ ポンプ
２０・５１・５７ バルブ
２２ 第１槽
２４ 散気管
２５ 気体（第１気体）
２６ 流路（第２流路）
２７ 第２槽
２９ ブロワー
３１ 第１配管径調節部（第１配管径調節手段）
３４ 第２配管径調節部（第２配管径調節手段）
３７ 流路（第１流路）
３８ 第１磁気活水作製部（第１活性化手段）
４６ 微生物槽（混合手段）
４７ 第１微生物槽
４８ 第２微生物槽
４９ 第３微生物槽
５０ 分離槽
５２ 散気管（第１気体吐出手段）
５３ 分離壁
５４ 散気管（第２気体吐出手段）
５９ 後槽
６２ 第２気液混合循環ポンプ
６３ 第３気体せん断部
６４ 第４気体せん断部
６６ 第３配管径調節部（第３配管径調節手段）
６９ 流路（第３流路）
７０ 第３磁気活水作製部（第３活性化手段）
７６ 第６気体せん断部
７８ 第２ナノバブル発生部（第２ナノバブル作製手段）
８１ 活性炭槽
８２ 収容部（活性炭収容手段）
８３ 気体収容部
８４ 活性炭収容部
８５ 処理部
８７ 活性炭
８８ 充填材
８９ 急速ろ過機
９０ 活性炭吸着塔
９１ イオン交換塔
９２ キレート樹脂塔
９５ 配管（第１配管）
９６ 配管（第２配管）
９７ 配管（第３配管）
９９ ボルト孔
１００ 面（第１面）
１０１ 面（第２面）
１０２ 面（第３面）
１０３ 面（第４面）
１１０ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１気体に磁場をかける第１活性化手段と、
前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製手段と、
前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製手段と、
前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合手段と、
前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製手段と、
前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽と、を有することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記第１活性化手段は、前記第１気体を通過させるための第１流路を有し、
前記第１流路は、磁石のＳ極として機能する第１面と磁石のＮ極として機能する第２面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記第１活性化手段には、第１配管を介して前記第１気体が供給されており、
前記第１配管には、当該第１配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第１配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項４】
前記第１ナノバブル作製手段は、
前記磁気活水と前記第２気体とを混合およびせん断して第１マイクロバブル含有水を作製する第１気体せん断部と、
前記第１マイクロバブル含有水を更にせん断して第１ナノバブル含有水を作製する第２気体せん断部と、
前記第１ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第２活性化手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項５】
前記第２活性化手段は、前記第１ナノバブル含有水を通過させるための第２流路を有し、
前記第２流路は、磁石のＳ極として機能する第３面と磁石のＮ極として機能する第４面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の処理装置。
【請求項６】
前記第２活性化手段には、第２配管を介して前記第１ナノバブル含有水が供給されており、
前記第２配管には、当該第２配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第２配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の処理装置。
【請求項７】
前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液から前記微生物を分離する分離手段を有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項８】
前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合するための槽を有し、
前記槽には、当該槽内に蓄えられる前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液の水深の半分よりも上側に、気体を吐出するための第１気体吐出手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項９】
前記槽の内部であって、かつ前記第１気体吐出手段よりも下側の位置に、前記槽の内腔における横断面の大きさを小さくする分離壁が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記槽内には、充填材が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記充填材は、ポリ塩化ビニリデンであることを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記第１気体吐出手段から吐出される気体は、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体であることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
【請求項１３】
前記第２ナノバブル作製手段は、
前記第１処理水と前記第３気体とを混合およびせん断して第２マイクロバブル含有水を作製する第３気体せん断部と、
前記第２マイクロバブル含有水を更にせん断して第２ナノバブル含有水を作製する第４気体せん断部と、
前記第２ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第３活性化手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１４】
前記第３活性化手段は、前記第２ナノバブル含有水を通過させるための第３流路を有し、
前記第３流路は、磁石のＳ極として機能する第５面と磁石のＮ極として機能する第６面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１５】
前記第３活性化手段には、第３配管を介して前記第２ナノバブル含有水が供給されており、
前記第３配管には、当該第３配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第３配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１６】
前記活性炭槽は、少なくとも一部分が網目状である活性炭収容手段を有し、
前記活性炭収容手段は、気体を保持するための気体収容部と、活性炭を保持するための活性炭収容部とを有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１７】
前記活性炭槽には、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体を吐出するための第２気体吐出手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１８】
前記活性炭槽は、活性炭吸着塔であることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１９】
前記活性炭槽は、更に、急速ろ過機、イオン交換塔およびキレート樹脂塔からなる群より選択される少なくとも１つの処理手段を含むことを特徴とする請求項１８に記載の処理装置。
【請求項２０】
第１気体に磁場をかける第１活性化工程と、
前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製工程と、
前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製工程と、
前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合工程と、
前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製工程と、
前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭接触工程と、を有することを特徴とする処理方法。
【請求項２１】
前記第１活性化工程において第１気体に対してかけられる磁場は、３５０ミリテスラ以上であることを特徴とする請求項２０に記載の処理方法。
【請求項２２】
前記磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、有機フッ素化合物を含有する液体であることを特徴とする請求項２０に記載の処理方法。
【請求項２３】
前記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）またはパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）であることを特徴とする請求項２２に記載の処理方法。
【請求項２４】
前記磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、河川の水、ため池の水、下水、または生活廃水であることを特徴とする請求項２０に記載の処理方法。
【請求項１】
第１気体に磁場をかける第１活性化手段と、
前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製手段と、
前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製手段と、
前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合手段と、
前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製手段と、
前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭槽と、を有することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記第１活性化手段は、前記第１気体を通過させるための第１流路を有し、
前記第１流路は、磁石のＳ極として機能する第１面と磁石のＮ極として機能する第２面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記第１活性化手段には、第１配管を介して前記第１気体が供給されており、
前記第１配管には、当該第１配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第１配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項４】
前記第１ナノバブル作製手段は、
前記磁気活水と前記第２気体とを混合およびせん断して第１マイクロバブル含有水を作製する第１気体せん断部と、
前記第１マイクロバブル含有水を更にせん断して第１ナノバブル含有水を作製する第２気体せん断部と、
前記第１ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第２活性化手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項５】
前記第２活性化手段は、前記第１ナノバブル含有水を通過させるための第２流路を有し、
前記第２流路は、磁石のＳ極として機能する第３面と磁石のＮ極として機能する第４面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の処理装置。
【請求項６】
前記第２活性化手段には、第２配管を介して前記第１ナノバブル含有水が供給されており、
前記第２配管には、当該第２配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第２配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の処理装置。
【請求項７】
前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液から前記微生物を分離する分離手段を有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項８】
前記混合手段は、前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合するための槽を有し、
前記槽には、当該槽内に蓄えられる前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物との混合液の水深の半分よりも上側に、気体を吐出するための第１気体吐出手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項９】
前記槽の内部であって、かつ前記第１気体吐出手段よりも下側の位置に、前記槽の内腔における横断面の大きさを小さくする分離壁が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記槽内には、充填材が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記充填材は、ポリ塩化ビニリデンであることを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記第１気体吐出手段から吐出される気体は、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体であることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
【請求項１３】
前記第２ナノバブル作製手段は、
前記第１処理水と前記第３気体とを混合およびせん断して第２マイクロバブル含有水を作製する第３気体せん断部と、
前記第２マイクロバブル含有水を更にせん断して第２ナノバブル含有水を作製する第４気体せん断部と、
前記第２ナノバブル含有水に対して磁場をかけて第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第３活性化手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１４】
前記第３活性化手段は、前記第２ナノバブル含有水を通過させるための第３流路を有し、
前記第３流路は、磁石のＳ極として機能する第５面と磁石のＮ極として機能する第６面とが対向するように配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１５】
前記第３活性化手段には、第３配管を介して前記第２ナノバブル含有水が供給されており、
前記第３配管には、当該第３配管の少なくとも一部の内腔横断面の大きさを変化させ得る第３配管径調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１６】
前記活性炭槽は、少なくとも一部分が網目状である活性炭収容手段を有し、
前記活性炭収容手段は、気体を保持するための気体収容部と、活性炭を保持するための活性炭収容部とを有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１７】
前記活性炭槽には、前記第１活性化手段によって磁場がかけられた第１気体を吐出するための第２気体吐出手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１８】
前記活性炭槽は、活性炭吸着塔であることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１９】
前記活性炭槽は、更に、急速ろ過機、イオン交換塔およびキレート樹脂塔からなる群より選択される少なくとも１つの処理手段を含むことを特徴とする請求項１８に記載の処理装置。
【請求項２０】
第１気体に磁場をかける第１活性化工程と、
前記磁場がかけられた第１気体と液体とを混合して磁気活水を作製する磁気活水作製工程と、
前記磁気活水と第２気体とを混合およびせん断して、前記第２気体からなるナノバブルを含有する第１ナノバブル含有磁気活水を作製する第１ナノバブル作製工程と、
前記第１ナノバブル含有磁気活水と微生物とを混合して第１処理水を作製する混合工程と、
前記第１処理水と第３気体とを混合およびせん断して、前記第３気体からなるナノバブルを含有する第２ナノバブル含有磁気活水を作製する第２ナノバブル作製工程と、
前記第２ナノバブル含有磁気活水と活性炭とを接触させて第２処理水を作製する活性炭接触工程と、を有することを特徴とする処理方法。
【請求項２１】
前記第１活性化工程において第１気体に対してかけられる磁場は、３５０ミリテスラ以上であることを特徴とする請求項２０に記載の処理方法。
【請求項２２】
前記磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、有機フッ素化合物を含有する液体であることを特徴とする請求項２０に記載の処理方法。
【請求項２３】
前記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸（ＰＦＯＳ）またはパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）であることを特徴とする請求項２２に記載の処理方法。
【請求項２４】
前記磁気活水作製工程にて前記第１気体と混合される液体は、河川の水、ため池の水、下水、または生活廃水であることを特徴とする請求項２０に記載の処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−６１４２８（Ｐ２００９−６１４２８Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３３４２７（Ｐ２００７−２３３４２７）
【出願日】平成１９年９月７日（２００７．９．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月７日（２００７．９．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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