流体处理装置及流体处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于将液体中含有的气体除去、或者用于减少或除去被处理气体的流 体处理装置，例如，适合于将温泉水等的以水为主体的液体中溶解的甲烷气体之类的气体 除去的流体处理装置及流体处理方法。
【背景技术】
[0002] 在使用于饮料水或温泉水等用途的地下水中溶解有作为可燃气体的天然气（主 要成分为甲烷）的情况较多，会发生从该地下水脱出的天然气蓄积从而爆炸的事故。因此， 在将地下水使用于饮料水或温泉水等用途的情况下，以将溶解可燃性气体除去至规定值以 下的方式受到限制。
[0003] 以往，作为对被处理气体含有的溶解气体进行脱气的方法，已知有对放入有液体 的容器进行减压的方法（例如，参照专利文献1)、或在常压下在被处理气体中使不是除去 对象的气体鼓泡而使溶解气体脱离的方法（例如，参照专利文献2)。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2006-265850号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开平6-23349号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 然而，温泉水等地下水由泵汲取，由此通常以加压的状态使用送水管来供给。
[0010] 在现有技术中，每当从加压的状态的被处理水中将溶解的甲烷气体除去时，需要 对被处理水进行减压化或者常压化后进行脱气处理，因此为了经由配管进行供给，需要再 次对被处理水进行加压，需要升压设备，而且，存在导致运转成本上升的问题。
[0011] 另外，在地下水等含有矿物成分的被处理水的情况下，在以常压-开放式进行脱 气处理的情况下，会产生藻类或绿藻等，在卫生方面不优选。而且，常压-开放式的脱气装 置由于装置容易大型化而难以适用于小规模用途。
[0012] 这样，实际情况是以往的液体处理设备还存在较多课题。
[0013] 在上述状况下，本发明的目的在于提供一种流体处理装置及流体处理方法，其能 够节省设置空间且极力避免生产率下降或运转成本上升，高效地对应于通过的水量而从被 处理水除去溶解气体。
[0014] 另外，本发明的目的在于提供一种流体处理装置及流体处理方法，其适合于将以 水为主体的液体中含有的溶解气体（被处理气体）成分除去、或者使气体溶解于液体中等 用途。此外，本发明的目的在于提供一种用于减少或除去各种气体的新的流体处理装置或 流体处理方法。
[0015] 用于解决课题的方案
[0016] 根据本发明的第一方案，提供一种流体处理装置，使气体及液体流动并同时对所 述液体或所述气体进行处理，其特征在于，具备：
[0017] 密闭的处理槽，在该处理槽中气相与液相共存；
[0018] 喷射管，前端与所述处理槽上部连结，将在所述液体中混合所述气体而成的混合 流体从所述前端经由所述处理槽内的所述气相向所述液相连续地喷射；
[0019] 排出口，设于所述处理槽，将所述液相的液体从所述处理槽连续地排出；
[0020] 排气口，设于所述处理槽，将所述气相的气体从所述处理槽排气；及
[0021] 流量调整单元，调整构成所述混合流体的气体及液体、从所述排出口排出的液体 以及从所述排气口排出的气体中的至少一个的流量，从而将所述处理槽内的气相的高度维 持成大致恒定，
[0022] 所述处理槽是卧式的圆筒状的容器，所述喷射管具有沿着处理槽的中心轴以规定 间隔进行排列的多个喷射部，所述喷射管以来自该喷射部的混合流体的喷射方向与处理槽 的中心轴正交且朝向处理槽的中心轴的方式配置，
[0023] 所述喷射管以喷射的所述混合流体中的气泡到达所述处理槽的底部的方式从所 述喷射管喷射混合流体。
[0024] 根据本发明的第二方案，提供一种流体处理方法，使气体及液体流动并同时对所 述气体或液体进行处理，其特征在于，包括如下步骤：
[0025] 向所述液体混入气体而形成混合流体；
[0026] 从与关闭的处理槽的上部连结的喷射管将所述混合流体经由所述处理槽中的所 述气相向液相连续地喷射，其中，在所述处理槽中所述气相与所述液相共存；
[0027] 将所述处理槽的液相的液体连续地排出；
[0028] 调整所述处理槽的气相的气体的排气量；及
[0029] 调整构成所述混合流体的气体及液体、从所述处理槽排出的液相的液体以及从所 述处理槽排出的气相的气体中的至少一个的流量，由此将所述处理槽内的气相的高度维持 成大致恒定，
[0030] 所述处理槽是卧式的圆筒状的容器，所述喷射管具有沿着处理槽的中心轴以规定 间隔进行排列的多个喷射部，
[0031] 所述喷射管以来自所述喷射部的所述混合流体与处理槽的中心轴正交且朝向处 理槽的中心轴并且所述混合流体中的气泡到达所述处理槽的底部的方式，从所述喷射管喷 射混合流体。
[0032] 根据本发明的第一及第二方案，由于从喷射管将混合流体经由处理槽的气相向液 相连续地喷射，因此混合流体与液相激烈地碰撞，且进入至液相的深部，由此能够容易地使 混合流体包含的气体溶解于液体中。而且，能够使关闭的处理槽的气相的气体溶解于液相 中的液体。另一方面，能够将从一开始就包含于液体的气体（有害气体那样的应除去的气 体）置换成混合流体包含的气体。因而，在液体包含有有害气体那样的应除去的气体的情 况下，能够将该液体作为被处理液体进行处理而对液体进行净化。或者在构成混合流体的 气体是有害气体那样的应除去的气体的情况下，将该气体取入到液体中，因此能够除去或 减少这样的有害气体。
[0033] 在本发明的流体处理装置中，优选的是，所述流体处理装置还具备用于形成向所 述喷射管的混合流体的混合器，该混合器具有使液体流通的流路、及收容在该流路内而向 液体内喷出气体的喷嘴。
[0034] 在本发明的流体处理装置及流体处理方法中，在所述处理槽中，能观察到所述喷 射的混合流体沿着容器的内周壁进行环流的情况。而且，所述喷射管以所述喷射管的前端 从所述处理槽上部向槽内突出的方式与所述处理槽的上部连结。而且，所述喷射管由相互 隔开规定距离而并联的多个支管构成，各支管能以与所述处理槽上表面正交的方式连结于 处理槽的上部。
[0035] 在本发明的流体处理装置及流体处理方法中，优选的是，所述气相的压力调节成 0. 12MPa~0. 18MPa。而且，优选在所述排气口设置通过调整排气口的开放度来调整气相的 压力的排气阀。优选将所述处理槽内的气相的高度维持成处理槽的内部的高度（气相+液 相）的5~50%。
[0036] 在本发明的流体处理装置及流体处理方法中，在所述液体是温泉水，所述气体是 空气的情况下，使所述混合流体通过处理槽，由此能除去温泉水中包含的甲烷。在本发明 中，也提供一种系统，其中，所述处理装置串联连接多个，从上游侧的流体处理装置排出的 液体能与气体混合而被导入下游侧的流体处理装置。
[0037] 在本发明的流体处理方法中，在所述液体为污水的情况下，通过在所述处理槽进 行处理，能除去污水中包含的甲烷，在所述液体为农业用水或渔业用水的情况下，将上述气 体设为空气，能够在上述处理槽进行处理后的液体中使氧富化。
[0038] 发明效果
[0039] 根据本发明，能够通过简单的结构将溶解于液体中的甲烷等脱气气体高效地除 去，因此能够节省设置空间并极力避免生产率下降或运转成本上升，能够高效地从被处理 水除去溶解气体。而且，本发明由于生产率优异，因此能够将处理槽等紧凑地构成。此外， 在本发明中，不需要曝气槽，不会出现被处理水那样的液体暴露在大气中的情况，因此能够 在维持从送水装置进行加压输送时的温度的状态下进行脱气处理。
[0040] 另外，根据本发明，容易使包含于混合流体的气体溶解于例如以水为主体的液体 中，并能够将水中包含的气体置换成混合流体中包含的气体，因此能够通过简单的装置结 构实现以水为主体的液体中包含的特定的成分的除去及/或向以水为主体的液体的其他 气体成分的溶解量的增加。通过该原理，根据本发明的处理装置或处理方法，能够除去或减 少从一开始就包含于构成混合流体的液体中的气体，或者能够除去或减少构成混合流体的 气体。
【附图说明】
[0041] 图1是表示本发明的第一实施方式的液体处理装置的主视图。
[0042] 图2是表示图1所示的液体处理装置的混合器的剖视图。
[0043] 图3是用于说明向图1所示的液体处理装置的处理槽内喷出的温泉水的流动的与 轴线方向正交的方向的剖视图。
[0044] 图4是用于说明向图1所示的液体处理装置的处理槽内喷出的温泉水的流动的沿 轴线方向的方向的剖视图。
[0045] 图5是表示本发明的第二实施方式的液体处理装置的主视图。
[0046] 图6是图4所示的液体处理装置的左侧视图。
[0047] 图7是图4所示的液体处理装置的右侧视图。
[0048] 图8是表示图5所示的第二实施方式的液体处理装置的变形例的主视图。
[0049] 图9是拍摄了在丙烯制的处理槽产生的沿着与处理槽的长度方向的轴正交的方 向生成的环流的情况的照片。
[0050] 图10是表示在丙烯制的处理槽产生的沿着处理槽的长度方向生成的环流的情况 的照片。
[0051] 图11是表示实施例7的甲烷及氧的溶解量相对于空气导入量的变化的坐标图。
[0052] 图12是表示实施例8的甲烧及氧的溶解量相对于空气导入量的变化的坐标图。
[0053] 图13是表示在实施例7~9中使空气量变化而进行处理的实验条件及结果的表。
[0054] 图14是表示本发明的第三实施方式的液体处理装置的主视图。
【具体实施方式】
[0055] 第一实施方式
[0056] 关于本发明的第一实施方式的流体处理装置，基于附图进行说明。该流体处理装 置是从溶解有被处理气体的被处理水中排出而除去被处理气体的液体处理装置的例子。然 而，如后文所述，本发明的处理装置（第三实施方式）没有限定为液体处理装置，也可以作 为使用液体将被处理气体除去的气体处理装置发挥功能。需要说明的是，在本第一实施方 式的液体处理装置中，将被处理水设为温泉水，将被处理气体设为甲烷气体进行说明。
[0057] 如图1所示，液体处理装置从温泉水中将甲烷气体除去，然后向浴槽B进行供给。 液体处理装置具备送水装置10、送气装置20、处理单元30。
[0058] 送水装置10是将来自配水管11的温泉水经由送水管12向处理单元30加压输送 的送水泵。送水装置10只要能够将温泉水加压输送即可，可以使用各种送水泵，可以设为 涡轮型泵、容积型泵等。
[0059] 送气装置20是将作为气体的空气（脱气气体）向处理单元30进行加压输送的鼓 风机（气体供给机）。送气