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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abfluss- bzw. Abwasserbehandlungstechnologie,
um Chlor basiertes organisches Material in einem Abwasser zu zerlegen
und zu entfernen, und insbesondere auf eine Abwasserbehandlungstechnologie,
die imstande ist, Abwasser mit hoher Effizienz zu behandeln und
die Freisetzung sekundärer
Produkte, wie beispielsweise Chlor basiertes Gas, zu unterdrücken.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Chlor
basierte organische Lösungsmittel
besitzen eine hohe Reinigungsfähigkeit,
hohe Stabilität
und Unverbrennbarkeit und sind daher als gute Reinigungsmittel bekannt.
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Gemäß dem Gesetz
zur Verhinderung der Atmosphärenverschmutzung
wurde Chlor basiertes organisches Material kürzlich als Prioritätssubstanz,
freiwillige Kontrollsubstanz und gekennzeichnete Substanz unter
den Luftverschmutzungsgefahrenstoffen bezeichnet. Die Menge an Chlor
basiertem organischem Material, das in Abwasser und Abgasen einer
Reinigungsvorrichtung eines Trockenreinigungssystems und Ähnlichem
enthalten sind, muss verringert werden, um nicht Grenzwerte wie
die Abwasserstandards zu überschreiten.
Zu diesem Zweck wurden ein Adsorptionsverfahren unter Verwendung
von Aktivkohle, ein thermisches Verdampfungsverfahren und Ähnliches
dafür eingesetzt.
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In
dem Adsorptionsverfahren unter Verwendung von Aktivkohle muss die
Aktivkohle, da die Aktivkohle bei ihrer Sättigungsstufe der Adsorption
die Adsorptionsfunktion verliert, bei dieser Stufe ersetzt werden.
Es ist jedoch schwierig, einen Zeitpunkt zu detektieren, an dem
die Aktivkohle die Adsorptionsfunktion verliert. Zusätzlich ist
es notwendig, die Behandlung der gesättigten Aktivkohle als eine
gekennzeichnete Substanz einer spezialisierten Anlage oder Firma
anzuvertrauen, oder es ist notwendig, die gesättigte Aktivkohle mittels Strömung oder Ähnlichem
zu desorbieren, bevor die Aktivkohle wieder verwendet wird. Diese
Verfahren besitzen jedoch eine geringe Effizienz und erfordern zusätzliche
Kosten.
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Wenn
das thermische Verdampfungsverfahren verwendet wird, kann die Konzentration
des Chlor basierten Materials in dem Abwasser auf einen Standardwert
abgesenkt werden, der durch das Gesetzt bestimmt ist, oder auf weniger,
und zwar durch Verdampfen des Chlor basierten Materials.
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In
dem Verfahren, wo das Chlor basierte Material eine niedrige Konzentration
in dem Abwasser besitzt, kann die Behandlung jedoch nicht vollständig effektiv
ausgeführt
werden und folglich wird die Behandlungseffizienz verringert. Das
verdampfte, Chlor basierte organische Material, das nicht zerlegt
ist, wird in die Luft abgegeben. Daher kann die Menge des Chlor
basierten organischen Materials, das in dem Abgas enthalten ist, nicht
auf den Grenzwert, wie dem Abwasserstandard in einigen Fällen, abgesenkt
werden.
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Kürzlich wurde
beispielsweise in der JP-A-8 323346 eine Abwasserbehandlungstechnologie
vorgeschlagen, die ein Photokatalysematerial einsetzt, das bei einem
Ultraviolettstrahlungspegel natürlichen
Sonnenlichts oder Fluoreszenzlichts aktiviert wird und welches dadurch
Chlor basiertes organisches Lösungsmittel und Ähnliches
zerlegt, um das Lösungsmittel
unschädlich
zu machen.
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Die
Technologie ist jedoch mit einem Problem behaftet, und zwar dass
ein Punkt nicht berücksichtigt wurde,
und zwar das Unschädlichmachen
des Chlor basierten Gases, das als ein Ergebnis der Zerlegung des Chlor
basierten organischen Materials erzeugt wird.
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Da
die Regulierung des Ausströmens
von Chlor basiertem organischen Material heutzutage strenger wird,
ist eine Abwasserbehandlungstechnologie mit hoher Zerlegungseffizienz
erforderlich.
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US-A-5
478 481 offenbart ein Verfahren zum Behandlung von Wasser enthaltenden
organischen Chlorverbindungen durch Mitnehmen der Chlorverbindung
in ein Gas und Durchführen
der Gasmischung in eine Behandlungslösung, die ein Oxidationsmittel
enthält,
das mit UV bestrahlt wird. Rohwasser, das organische Chlorverbindungen
enthält,
wird an ein Belebungs- bzw. Belüftungsbecken
geliefert, wobei die in dem Rohwasser enthaltenen organischen Chlorverbindungen
in die Luft oder Gas übertragen
werden. Das von dem Belüftungsbecken
erhaltene Gas wird in einer Behandlungslösung eines Zerlegungsbehandlungsbeckens
gesammelt. Die Behandlungslösung
enthält
ein Oxidationsmittel und Ultraviolettstrahlen werden zu der Behandlungslösung in
dem Zerlegungsbehandlungsbecken ausgestrahlt, um das Oxidationsmittel
zu aktivieren, um die organischen Chlorverbindungen in dem Gas durch
Oxidation zu zerlegen.
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US-A-5
480 524 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Entfernen von unerwünschten
chemischen Substanzen aus Gasen, Abgasen, Dämpfen und Solen. Ein photokatalytisches
Abbauverfahren für
unerwünschte
Substanzen in Gasen etc. umfasst die Verwendung von dotierten Halbleiteroxidkatalysatoren
mit Waschen, um die Reaktionsprodukte zu entfernen. Das Verfahren
und die entsprechende Vorrichtung zum Reinigen von Gasen, Abgasen,
Dämpfen
und Solen, die mit unerwünschten
chemischen Substanzen kontaminiert sind oder hohe Konzentrationen
dieser Substanzen enthalten, nutzen photokatalytische Reaktionen,
die an der Oberfläche
der Katalysatoren auftreten. Die Katalysatoren sind in einem Fest-
oder Fließbett auf
Katalysatorträgern
gelegen. In Fließbetten
können
die Katalysatoren selbst als Katalysatorträger dienen. Die zu reinigenden
Substrate werden durch ein geschlossenes System, welches die Katalysatorträger und
Katalysatoren enthält,
geführt.
In dem katalytischen Festbettverfahren geht das Katalysatorträger/Katalysator-System
kontinuierlich oder diskontinuierlich durch eine Waschzone hindurch,
um die erzeugten Mineralisationsprodukte zu entfernen. Die Reaktion
wird durch Kurzwellenphotonen von Wellenlängen zwischen 250 und 400 nm
hervorgerufen.
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JP-A-01
218 676 offenbart ein Verfahren zum Behandeln von Abwasser. Um Abwasser,
das organische Halogenverbindungen enthält, ohne Luftverschmutzung zu
verursachen und ebenfalls mit geringen Kosten zu behandeln, und
zwar durch Zerlegen eines Abgases durch eine Ultraviolettstrahlung
und weiterhin Behandeln dieses mit Alkali, wird ein organische Halogenverbindungen
enthaltendes Abwasser zunächst
in ein Belüftungsbecken
eingelassen, wobei dieses mit einem Luftverteiler bzw. Druckbelüfter, der
eine durch eine Luftdruckvorrichtung gelieferte Luft ausstößt. Das
Abwasser wird gleichzeitig mit Ultraviolettstrahlen durch Niederdruck-Quecksilberlampen,
die in dem Belüftungsbecken
installiert sind, bestrahlt. Das Abwasser wird als ein behandeltes
Wasser nach der zuvor erwähnten
Belüftungsbehandlung
und Ultraviolettbestrahlung abgelassen. Andererseits wird ein Abgas,
das aus dem Belüftungsbecken
geblasen wird, zu einer Ultraviolettbestrahlungsausrüstung, bestehend
aus Niederdruck-Quecksilberlampen von der Innenbestrahlungsbauart,
geleitet und darin mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt. Das Abgas
wird zerlegt und infolgedessen in ein säurezerlegtes Gas, das Hydrogenchlorid
etc. enthält,
umgewandelt, dann wird dieses Gas zu einer Alkaliwäscheausrüstung geleitet
um unschädlich
gemacht und als ein behandeltes Gas abgegeben zu werden.
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JP-A-11138156
offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oxidieren organischen
Materials unter Verwendung eines UV-aktivierten Photokatalysators.
Kontaminiertes Wasser strömt
durch ein spiralförmiges
Quarzrohr, das mit Katalysator bewachsten Glaskügelchen gefüllt ist, wobei das Rohr um
eine zylindrische UV-Bestrahlungslampe
herum vorgesehen ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Abwasserbehandlungstechnologie
vorzusehen, um Chlor basiertes organisches Material zu zerlegen
und zu entfernen, das in dem Abwasser enthalten ist, in dem die
Behandlung mit hoher Effizienz ausgeführt wird, um dadurch die Abgabe
sekundärer
Produkte, wie beispielsweise Chlor basierter Gase zu unterdrücken.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Abwasserbehandlungsverfahren
gemäß Anspruch
1 vorgesehen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Abwasserbehandlungsausrüstung gemäß Anspruch
7 vorgesehen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
den abhängigen
Ansprüchen entnommen
werden.
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In
der Abwasserbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
minimieren die hohe Photooxidationseffizienz und die hohe Belüftungseffizienz
die Zeitdauer, die für
die Abwasserbehandlung erforderlich ist, und senken die Gesamtkosten.
Die Menge des Chlor basierten organischen Materials, das in dem
Abwasser und/oder dem Abgas enthalten ist und die Menge des Chlor
basierten Gases als einem sekundären Produkt
können
jeweils auf Abgabestandardwerte verringert werden, die durch Gesetze
bestimmt werden. Dies trägt
zur Unterdrückung
von Umweltverschmutzung bei.
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Da
der Verdampfungsabschnitt mit einer Vorrichtung oder einer Einrichtung
konstituiert werden kann, die im Stand der Technik verwendet wird,
ist keine neuartige Technologie in diesem Punkt erforderlich und
somit können
die Gesamtkosten gesenkt werden.
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Die
Abschnitte und Glieder, die in Kontakt mit Chlor basiertem Gas gebracht
werden sollen, das hoch korrosiv gegenüber Metallen ist, werden unter
Verwendung korrosionsbeständiger
Materialien hergestellt. Die Granulate des Photokatalysators (Photokatalysatorgranulate)
können
in diesem System gereinigt werden. Die Konfiguration kann für eine lange
Zeitdauer verwendet werden und folglich können die Instandhaltungskosten minimiert
werden.
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Das
die Gesamtsystemkonfiguration in einer senkrechten Richtung langgestreckt
ist, kann das System an einer Stelle mit einem geringen Bereich
in horizontaler Richtung installiert werden. Das System umfasst
Rollen an seinem Bodenabschnitt und kann daher in einfacher Weise
von einer Position zu einer anderen Position bewegt werden.
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Das
System kann in einfacher Weise mit verschiedenen Arten von Reinigungsvorrichtungen
verbunden werden, die Chlor basiertes organisches Material enthaltendes
Abfallströmungsmittel
abgeben.
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In
dem Abwasserbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung können die
Zeit und die Kosten, die für
die Behandlung des Abwassers erforderlich sind, verringert werden
und die Menge des in dem Abwasser und/oder Abgas enthaltenen, Chlor
basierten organischen Materials und die Menge des Chlor basierten Gases
als einem sekundären
Produkt können
auf die entsprechenden Abgabestandardwerte verringert werden, die
durch die entsprechenden Gesetze bestimmt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlicher
werden bei Berücksichtigung der
folgenden detaillierten Beschreibung gemeinsam mit den begleitenden
Zeichnungen, in denen zeigt:
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1 ein
Diagramm, das schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Abwasserbehandlungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine perspektivische Ansicht, die einen
Aufbau eines Ausführungsbeispiels
einer Abwasserbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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3 eine
Seitenansicht, die teilweise eine perspektivische Ansicht enthält, die
die in 2 gezeigte Abwasserwasserbehandlungsvorrichtung
zeigt;
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4 eine
schematische Rückansicht,
teilweise in einer perspektivischen Ansicht und teilweise in einer
Querschnittsansicht, die die in 2 gezeigte
Abwasserbehandlungsvorrichtung zeigt;
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5 eine
schematische Draufsicht, teilweise in einer perspektivischen Ansicht,
die die in 2 gezeigte Abwasserbehandlungsvorrichtung
zeigt; und
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6 ein
schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In
dieser Beschreibung bezeichnet der Ausdruck „Photokatalysematerial" Material, das einen
Photokatalysator enthält.
Andere Materialien, einschließlich
einer anderen anorganischer Substanz, können in dem Photokatalysematerial
enthalten sein. Eine poröse
Form einschließlich
eines Photokatalysators kann enthalten sein. Der Ausdruck „Photokatalysegranulate
(oder Photokatalysepulver)" ist
eines der Beispiele des Photokatalysematerials. Eine Form, die aus
Photokatalysegranulaten hergestellt ist, kann enthalten sein. Die
Photokatalysegranulate umfassen eine Mischung aus einem Photokatalysepartikel
und anderem Pulver, wie einem anorganischen Pulver.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Abwasserbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
in einem Blockdiagramm.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 1 umfasst einen Verdampfungsabschnitt 1,
einen optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3,
und einen Nachbehandlungsabschnitt. Der Verdampfungsabschnitt 1 ist über ein
Dampfgasrohr 2 mit dem optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 gekoppelt.
Der Abschnitt 3 ist über
ein Rohr 4 für
zerlegtes Gas mit dem Nachbehandlungsabschnitt 5 gekoppelt.
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In
dem Verdampfungsabschnitt 1 wird Abwasser, das Chlor basiertes
Lösungsmittel
enthält,
in einem Belüftungsprozess
oder einem thermischen Verdampfungsprozess verdampft. Das verdampfte
Gas, das Chlor basiertes organisches Gas oder Ähnliches enthält, wird über das
Dampfgasrohr 2 zu dem optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 geleitet.
In dem Abschnitt 3 wird das Gas optisch oxidiert und zerlegt.
Das zerlegte Gas, das Chlor basiertes Gas und Ähnliches resultierend von der
optischen Oxidation und Zerlegung enthält, wird über das Rohr 4 für zerlegtes
Gas zu dem Nachbehandlungsabschnitt 5 geleitet. In dem
Abschnitt 5 wird das Gas absorbiert, adsorbiert und neutralisiert
und wird folglich in unschädliche
Salze umgewandelt.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Abwasserbehandlungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung in einer schematischen, perspektivischen
Ansicht. 3 zeigt die Abwasserbehandlungsvorrichtung
in einer Seitenansicht, 4 zeigt die Abwasserbehandlungsvorrichtung
in einer Rückansicht
und 5 zeigt die Abwasserbehandlungsvorrichtung in
einer Draufsicht.
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Wie
in 2 gesehen werden kann, umfasst
der Verdampfungsabschnitt 1 der 1 ein Belüftungsbecken 6,
einen Abwassereinlass 7, um das Abwasser in das Becken 6 zu
füllen,
ein Abfallströmungsmittelabgabeauslass 8,
um das Abfallströmungsmittel
nach dem Belüftungsprozess
abzulassen bzw. abzugeben, einen Kompressionslufteinlass 13 zum
Liefern von komprimierter Luft und einen Verdampfungsgasauslass 18 zum
Abgeben von Gas nach dem Belüftungsprozess.
In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet „Abwasser" Strömungsmittel,
welches an eine Abwasserbehandlungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung geliefert wird und welches durch die Vorrichtung unschädlich gemacht
wird. „Abfallströmungsmittel" bezeichnet Strömungsmittel,
welches in Folge der Behandlung durch die Abwasserbehandlungsvorrichtung
unschädlich
ist und welches von der Abwasserbehandlungsvorrichtung abgegeben
wird.
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Das
Belüftungsbecken 6 ist
ein zylindrischer Druckbehälter
der beispielsweise einen Durchmesser besitzt, der von ungefähr 10 cm
bis zu ungefähr
30 cm reicht, und eine Höhe,
die von ungefähr
20 cm zu ungefähr 100
cm reicht. Das Becken 6 ist aus einer Makromolekularsubstanz
hergestellt, die beständig
gegenüber
Korrosion und Chemikalien ist und die ein abweisendes Verhalten
aufweist. Die Makromolekularsubstanz ist beispielsweise ein Fluor
basiertes Harz oder ein Polyethylen basiertes Harz. Alternativ ist
das Belüftungsbecken 6 ein
Becken mit einer Innenwand, die mit dem oben beschriebenen Material
beschichtet ist.
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Um
die Belüftungseffizienz
zu erhöhen
ist eine Rührvorrichtung
einschließlich
einer Düseneinheit,
einer Propellereinheit oder Ähnlichem
in dem Belüftungsbecken 6 angeordnet.
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Für den Abfallströmungsmittelauslass 8 sind
ein erstes Verzweigungsventil 9, ein erstes Auf/Zu-Ventil 10,
ein Abfallströmungsmittelrohr 11 und
ein Reinigungsmittelrohr 12 angeordnet. Um das Abfallströmungsmittel
nach dem Belüftungsprozess
aus der Vorrichtung abzulassen, ist das erste Verzweigungsventil 9 mit
dem Abfallströmungsmittelrohr 11 gekoppelt.
Um ein Photokatalysatorreinigungsmittel an einen Photokatalysatorreaktionsabschnitt 22 zu
liefern, ist das erste Verzweigungsventil 9 mit dem Reinigungsmittelrohr 12 gekoppelt und
das erste Auf/Zu-Ventil 10 ist
geöffnet.
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Für den Kompressionslufteinlass 13 ist
ein zweites Auf/Zu-Ventil 14, ein Regulator 15,
ein Druckmesser oder Manometer 16 und ein Kompressionsluftrohr 17 angeordnet.
Der Regulator 15 ist angeordnet, um den Druck in dem Belüftungsbecken 6 zu
steuern.
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Als
eine Kompressionsluftquelle AIR, die in dem Belüftungsprozess verwendet werden
soll, wird irgendeine Kompressionsluftquelle, die im Allgemeinen
in einer Wäscherei,
einer Reinigungsanlage oder Ähnlichem
verwendet wird, eingesetzt. Die komprimierte Luft wird über das
Kompressionsluftrohr 17 geliefert.
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Um
die Belüftungseffizienz
des Belüftungsbeckens 6 zu
erhöhen
ist ein Luftverteilungsrohr 100 für den Kompressionslufteinlass 13 angeordnet.
Das Luftverteilungsrohr 100 ist mit dem Kompressionslufteinlass 13 gekoppelt,
um Luftblasen in das Belüftungsbecken 6 zu
liefern. Für
das Rohr 100 ist ein relativ langes Rohr 105 und
ein Verteilungsabschnitt 107a angeordnet, der bei einem
Spitzenende des Rohrs 105 gebildet ist. Der Verteilungsabschnitt 107a besitzt
darin gebildete, kleine Löcher 111.
Luft wird aus den Verteilungslöchern 111 freigesetzt. 2(B) zeigt eine Variation des Verteilungsabschnitts,
der in einer zylindrischen Form konfiguriert ist. 2(C) zeigt
eine weitere Variation des Verteilungsabschnitts, der in einer Kugelform
konfiguriert ist. Die Verteilungsabschnitte können unter Verwendung eines
Kunststoffs, wie beispielsweise Polyethylen, oder einer gesinterten
Keramik gebildet sein.
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Für den Verdampfungsgasauslass 18 ist
ein drittes Auf/Zu-Ventil 19 angeordnet. Durch Öffnen des Ventils 19 kann
das Gas nach dem Belüftungsprozess
zu dem Dampfgasrohr 2 abgegeben werden.
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Das
Dampfgasrohr 2 wird unter Verwendung einer Makromolekularsubstanz
gebildet, die höchst
beständig
gegenüber
Korrosion ist, wie beispielsweise ein Fluor basiertes Harz, ein
Polyethylen basiertes Harz oder ein Nylon basiertes Harz und ist
mit dem optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 gekoppelt.
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Wie
in 4 gezeigt, umfasst der optische Oxidations- und
Zerlegungsabschnitt 3 das Gasrohr 20, um das verdampfte
Gas, das von dem Dampfgasrohr 2 geliefert wird, weiterzuleiten.
Das Gasrohr 20 ist mit Photokatalysegranulaten 21 gefüllt, welche
optisch oxidieren und organische Substanzen in dem Gas zerlegen.
Anstelle der Photokatalysegranulate können ebenfalls andere Photokatalysematerialien,
wie beispielsweise Pulver, poröse
Formen oder Anderes verwendet werden. Das Gasrohr 20 und
die Photokatalysegranulate 21 konstituieren einen Photokatalysereaktionsabschnitt 22.
Das System umfasst ebenfalls eine Ultraviolettstrahlenquelle 23,
um ultraviolettes Licht auf die Photokatalysegranulate 21 auszustrahlen.
Wie in 5 gezeigt, ist ein künstlicher Lichtemissionsabschnitt 24 einschließlich ultravioletter
Lichtquellen 23 gegenüberliegend
zu dem Photokatalysereaktionsabschnitt 22 angeordnet.
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Wie
in 4 gesehen werden kann, besitzt das Gasrohr 20 einen
Einlass 20b und einen Auslass 20c. Von ungefähr 2 bis
ungefähr
20 direkte rohrförmige
Pfade 20a, die jeweils eine Form eines geraden Rohrs besitzen,
sind parallel zueinander in der gleichen Ebene mit einem Abstand
von ungefähr
8 Millimetern (mm) bis ungefähr
35 mm angeordnet, um senkrechte Pfade zu bilden. Die Pfade 20a sind
miteinander gekoppelt, um das Gasrohr 20 zu bilden. Genau
gesagt sind, wie in 4 gezeigt, von einem ersten
Paar von benachbarten rohrförmigen
Pfaden 20a, die jeweiligen oberen Endabschnitte durch ein
Kopplungsglied 25 miteinander gekoppelt. In einem Paar
von Pfaden, einschließlich
dem letzten Pfad 20a des ersten Paars und einem nachfolgenden
Pfad 20a, sind die jeweiligen unteren Endabschnitte durch
ein Kopplungsglied 25 miteinander gekoppelt. Diese gekoppelten Abschnitte
bilden jeweils Strömungspfade 28a.
Die rohrförmigen
Pfade 20a sind gegenseitig aneinander durch einen Kopplungsgliedkörper 28 befestigt,
der in der Struktur des gesamten, optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitts 3 enthalten
ist.
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Wie
in 2 gezeigt, ist ein zweites Verzweigungsventil 26 für den Einlass 20b angeordnet.
Um das verdampfte Gas an den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 zu
liefern, ist das zweite Verzweigungsventil 26 mit dem Dampfgasrohr 2 gekoppelt.
Um ein Photokatalysereinigungsmittel an den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 zu
liefern, ist das zweite Verzweigungsventil 26 mit dem Reinigungsmittelrohr 12 gekoppelt.
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Für den Auslass 20C ist
ein viertes Auf/Zu-Ventil 27 angeordnet. Durch Öffnen des
Ventils 27 kann das Gas nach der optischen Oxidation und
Zerlegung zu dem Rohr 4 für zerlegtes Gas abgegeben werden.
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Wie
in 4 gezeigt, sind rohrförmige Pfade 20a unter
Verwendung von Material gebildet, welches künstliches Licht und natürliches
Licht einschließlich
ultraviolettem Licht weiterleitet. Beispielsweise ist transparentes
Material einschließlich
Borosilicatglas oder synthetisches Harz verfügbar.
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Jeder
rohrförmige
Pfad 20a besitzt einen Innendurchmesser von ungefähr 5 mm
bis ungefähr
30 mm, vorzugsweise von ungefähr
8 mm bis ungefähr
16 mm. Wenn der Innendurchmesser kleiner als 5 mm ist, wird die
Menge des Photokatalysegranulats 21, das in das Gasrohr 20 gefüllt ist,
verringert und folglich wird die Effizienz der optischen Oxidation
und Zerlegung abgesenkt. Zusätzlich,
da die Gasströmungsrate
aufgrund des kleinen Innendurchmessers vermindert wird, wird die
Menge des behandelten Gases verringert. Im Gegensatz dazu, wenn
der Innendurchmesser 30 mm übersteigt,
erreicht Licht, das von der Ultraviolettstrahlenquelle 23 emittiert
wird, nicht vollständig
eine Position nahe eines Mittelabschnitts des rohrförmigen Pfads 20a.
Daher wird die Lichtaufnahmeeffizienz der Photokatalysegranulate 21 verringert
und die Effizienz der optischen Oxidation und Zerlegung abgesenkt.
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Der
rohrförmige
Pfad 20a besitzt vorzugsweise eine Länge, die von 200 mm bis zu
800 mm reicht. Die Länge
ist vorzugsweise im Wesentlichen gleich zu der der Ultraviolettstrahlenquelle 23.
Unter dieser Bedingung können
ultraviolette Strahlen von den Lichtquellen 23 gleichmäßig auf
den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 über dessen Länge hinweg
ausgestrahlt werden. Dies erhöht
die Effizienz der optischen Oxidation und Zerlegung.
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In
dem rohrförmigen
Pfad 20a, ist ein Halteglied 31 bei jedem seiner
beiden Enden angeordnet, um die Photokatalysegranulate 21 zu
halten. Das Halteglied 31 besitzt eine Oberflächenkonfiguration,
um Luft dadurch zu leiten, und ist aus einer Makromolekularsubstanz
hergestellt, die höchst
beständig
gegenüber
Korrosion ist, wie beispielsweise ein Fluor basiertes Harz, ein
Ethylen basiertes Harz, oder ein Nylon basiertes Harz. Das Halteglied 31 besitzt
einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser des
rohrförmigen Pfads 20a entspricht.
Das Glied 31 besitzt eine Dicke von beispielsweise ungefähr 5 mm
bis ungefähr
30 mm.
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Die
Photokatalysegranulate 21 werden durch Vermischen von Photokatalysepartikeln
mit anorganischem Pulver hergestellt, um Chlor basiertes organisches
Gas, Chlor basiertes Gas und Ähnliches
zu adsorbieren.
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Wenn
sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden, werden die Photokatalysepartikel
aktiviert, um eine optische Oxidations- und Zerlegungsreaktion einer
organischen Substanz, die in Kontakt mit den aktivierten Photokatalysegranulaten
gebracht wird, zu verbessern. Beispielsweise sind Titaniumdioxid
(TiO2), Greenockit (CdS), Strontiumtitanat
(SrTiO3) und Eisentrioxid (Fe2O3) als Photokatalysepartikel verfügbar. Insbesondere
Titaniumdioxid besitzt eine hohe Leistungsfähigkeit und ist kostengünstig und
senkt folglich die Gesamtkosten.
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Genau
gesagt kann das anorganische Pulver beispielsweise Calciumsilikat,
Calciumkarbonat, Natriumkarbonat, Branntkalk bzw. Kalkstein, Kaolinit,
Wollastonit, Talk, Nephelin (Nephelin tragende Syenite), Zeolit,
Calciumhydroxid und Aktivkoh le sein. Eine Art dieser Substanzen
wird verwendet oder zwei oder mehr Arten von diesen werden miteinander
zu diesem Zweck vermischt.
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Die
Photokatalysepartikel sind in den Photokatalysegranulaten 21 in
einem Bereich von 10 Gewichts-% (Gew.-%) bis 95 Gew.-%, vorzugsweise
von 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% und noch bevorzugterer Weise von 40
Gew.-% bis 60 Gew.-% enthalten. Wenn der Gehalt 10 Gew.-% oder weniger
ist, wird die Leistung der optischen Oxidation und Zerlegung abgesenkt
und es kann ein Nachteil auftreten, dass das nicht zerlegte Chlor
basierte organische Gas entweicht. Wenn der Gehalt 95 Gew.-% oder
mehr ist, wird die Fähigkeit
der Photokatalysegranulate 21 zu adsorbieren und das Chlor
basierte organische Gas zu halten reduziert. Darüber hinaus, wenn das hoch konzentrierte
Chlor basierte organische Gas an das System geliefert wird, kann
das Chlor basierte organische Gas nicht vollständig aufgefangen werden. Dies
führt ebenfalls
zu dem Nachteil, dass das Chlor basierte organische Gas, das nicht
zerlegt ist, entweicht.
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Die
Photokatalysegranulate 21 werden vorzugsweise als Partikel
durch Kompression gebildet. Spezifische Formen von ihnen sind beispielsweise
eine Kugelform, eine Tonnenform, eine Form einer kurzen Stange,
eine Ellipsoidform und eine Tablettenform (im Wesentlichen eine
Form eines kreisförmigen
Zylinders). Löcher
können
in den Photokatalysegranulaten 21 und/oder Vorsprünge können auf
den Oberflächen
von diesen gebildet sein.
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Jedes
der Photokatalysegranulate 21 besitzt einen Durchmesser,
der von 1 mm bis 20 mm reicht, vorzugsweise von 2 mm bis ungefähr 10 mm.
Die Durchmesser der Photokatalysegranulate 21 besitzen
einen durchschnittlichen Wert, der von ungefähr 4 mm bis ungefähr 8 mm
reicht, vorzugsweise von ungefähr
5 mm bis ungefähr
7 mm. Wenn der Partikeldurchmesser 1 mm oder weniger ist, tritt
leicht eine Klumpenbildung auf. Da die Gasströmungsrate infolgedessen in
dem Photokatalysereaktionsabschnitt 22 abgesenkt wird,
wird die Effizienz der optischen Oxidation und Zerlegung verringert.
Wenn der Partikeldurchmesser 20 mm oder mehr ist, wird ein spezifischer
Oberflächenbereich
der Photokatalysegranulate 21 (ein Oberflächenbereich
pro Gewichtseinheit der Photokatalysegranulate 21) klein.
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Zusätzlich ist
es für
das Licht, das von der Ultraviolettstrahlenquelle 23 emittiert
wird, schwierig, einen Mittelabschnitt des Gasrohrs 20 zu
erreichen. Die Lichtaufnahmeeffizienz der Photokatalysegranulate 21 sinkt und
folglich tritt eine Tendenz auf, dass die Effizienz der optischen
Oxidation und Zerlegung minimiert wird.
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Das
Kopplungsglied 25 umfasst einen Körperabschnitt 28,
um beide Enden des rohrförmigen
Pfads 20a miteinander zu koppeln, einen Abdeckungs- oder
Kappenabschnitt 29, der an dem Körperabschnitt 28 anbringbar
ist, und einen O-förmigen Ring 30 als
einem ringförmigen
Dichtungsglied.
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Der
Körperabschnitt 28 ist
ein Glied in einer Form eines rechteckigen Parallelepipeds bzw.
Messquaders oder eines Quaders mit einer Öffnung, in die ein Endabschnitt
des rohrförmigen
Pfads 20a eingeführt
wird. Von dem Endabschnitt des Pfads 20a zu einem assoziierten
Endabschnitt des Pfads 20a benachbart dazu kann Luft durch
den Strömungspfad 28a geleitet
werden, der in dem Körperabschnitt 28 angeordnet
ist.
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Der
Strömungspfad 28a besitzt
eine Innenoberfläche,
die mit einer Makromolekularsubstanz beschichtet ist, die gegenüber Korrosion
und Chemikalien höchst
beständig
ist, wie beispielsweise einem Fluor basierten Harz oder einem Polyethylen
basierten Harz. Alternativ kann der Körperabschnitt 28 unter
Verwendung eines Metalls gebildet werden, das höchst beständig gegenüber Korrosion und Chemikalien
ist, wie beispielsweise Hastelloy oder einer Makromolekularsubstanz,
die höchst
beständig
gegenüber
Korrosion und Chemikalien ist, wie beispielsweise ein Fluor basiertes
Harz, ein Polyethylen basiertes Harz oder PPS (Polyphenylensulfid).
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Eine
periphere Kante der Öffnung
ist zu einem Verjüngungsabschnitt
verjüngt,
um einen O-förmigen Ring 30 mit
einem Durchmesser, der graduell in einer Richtung zu einer Öffnungsendkante
hin zunimmt, anzubringen. Zwischen dem Verjüngungsabschnitt und dem rohrförmigen Pfad 20a ist
der O-förmige
Ring 30 installiert.
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Der
Kappenabschnitt 29 besitzt Einführlöcher, um die Pfade 20a und 20a durch
diese zu leiten. Der Kappenabschnitt 29 ist an dem Körperabschnitt 28 angebracht,
wobei der Kappenabschnitt 29 in Kontakt mit der Öffnungsendkante
gebracht wird.
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Der
O-förmige
Ring 30 ist in einem Zustand installiert, in dem sich der
Ring 30 in Kontakt mit dem Körperabschnitt 28,
dem Kappenabschnitt 29 und einer Außenoberfläche des Pfads 20a in
einem Zwischenraum zwischen dem Verjüngungsabschnitt und dem Pfad 20a befindet.
Es ist bevorzugt, dass der O-förmige
Ring 30 durch den Körperabschnitt 28 und
den Kappenabschnitt 29 herabgedrückt wird, um elastisch deformiert
zu werden. Der O-förmige
Ring 30 ist daher aus einem elastischen Material hergestellt,
wie beispielsweise Kautschuk.
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In
dem Körperabschnitt 28 ist
der Durchmesser auf einem oberen Ende von sowohl der Öffnung als auch
dem Einfügungsloch
größer als
der Außendurchmesser
des Pfads 20a, so dass sich der Pfad 20a in seiner
Längsrichtung
bewegt.
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Durch
Bewegen des Pfads 20a zu seinem oberen Ende hin, verlässt sein
unteres Ende eine obere Oberfläche
des Abdeckungsabschnitts 29 und der Pfads 20a kann
geneigt werden. Der Pfad 20a kann daher entfernt werden
ohne den Abdeckungsabschnitt 29 zu entfernen. Der Pfad 20a wird
mit seinem unteren Ende gelöst
von dem Abdeckungsabschnitt 29 und dem Körperabschnitt 28,
und zwar um eine Länge
von a, und mit seinem oberen Ende gelöst von einer tiefsten Position
des Strömungspfads
in dem Körperabschnitt 28 um
eine Länge
b (b > a), eingeführt.
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Auf
der Unterkantenseite des Körperabschnitts 28 besitzt
das Einfügungsloch
des Pfads 20a einen Stufenabschnitt mit einem Durchmesser,
der kleiner als der Außendurchmesser
des Pfads 20a ist. Der Pfad 20a wird folglich
daran gehindert, die Grenze der Länge a zu überschreiten. Die Einfügungslänge a des
Pfads 20a ist gleichmäßig auf
den Ober- und Unterkantenseiten.
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Wie
in 3 und 5 gezeigt, ist der Kunstlichtemissionsabschnitt 24 auf
einer Vorderseite und einer Rückseite
des Photokatalysereaktionsabschnitts 22 angeordnet. Der
Kunstlichtemissionsabschnitt 24 umfasst Ultraviolettstrahlenquellen 23 in
der Form von langgestreckten Rohren, die in einer Ebene gegenüberliegend
zu dem Photokatalysereaktionsabschnitt 22 angeordnet sind,
und einen Halter 23a in einer Form einer rechteckigen Ebene,
um die Lichtemissionsquellen 23 zu befestigen.
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Die
Ultraviolettstrahlenquellen 23 sind in einer senkrechten
Ebene angeordnet, um ultraviolettes Licht gleichmäßig auf
den Gesamtphotokatalysereaktionsabschnitt 22 zu emittieren.
Die Ultraviolettlichtemissionsquellen 23 sind parallel
zueinander mit einem horizontalen Abstand von ungefähr 2 cm
bis ungefähr
100 cm angeordnet. Genau gesagt, ist auf sowohl einer Vorderseite
als auch einer Rückseite
des Photokatalysereaktionsabschnitts 22 eine Ultraviolettlichtemissionsquelle 23 für jeden
zweiten bis vierten Pfad 20a angeordnet. Wärme, die
durch die Ultraviolettlichtemissionsquellen 23 erzeugt
wird, beeinflusst den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 nicht.
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Als
Ultraviolettlichtemissionsquellen 23 sind Excimerlampen
und Schwarzlichtlampen zur allgemeinen Verwendung verfügbar.
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Der
Halter 23a besitzt eine Öffnung 32, um Wärme auszustrahlen.
Die Öffnung 32 besitzt
einen Durchmesser, der von ungefähr
10 mm bis ungefähr
20 mm reicht. In dem Halter 23a reicht ein Verhältnis (Öffnungsverhältnis) eines
Bereichs der Öffnung 32 zu
einem Gesamtbereich des Halters 23 vorzugsweise von ungefähr 10% bis
ungefähr
40%. Die Öffnung 32 ist
nicht in besonderer Weise in ihrer Form beschränkt und kann eine kreisförmige Form,
eine rechteckige Form oder Ähnliches
besitzen.
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Eine
Reflektionsplatte 33 ist angeordnet, um den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 und
den Kunstlichtemissionsabschnitt 24 zu umgeben. Wenn die
Ultraviolettlichtemissionsquelle 23 angeschaltet wird und Licht
zu der Reflektionsplatte 33 emittiert, reflektiert die
Platte 33 das Licht mit einer hohen Reflektionseffizienz. In der
Konfiguration wird das reflektierte Licht auf die Photokatalysegranulate 21 ausgestrahlt
und entweicht nicht aus dem System. Wie in 5 gezeigt,
ist die Reflektionsplatte 33 vorzugsweise in einer hexagonalen Querschnittskontur
auf einer horizontalen Ebene konfiguriert.
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Die
Reflektionsplatte 33 ist aus einem Material hergestellt,
welches vorzugsweise eine glatte Oberfläche besitzt und welches effizient
Wärme ausstrahlt,
beispielsweise Aluminium, rostfreier Stahl oder Kupfer.
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Die
Ultraviolettlichtemissionsquellen 23 besitzen An/Aus-Schalter 34,
um die Lichtquellen 23 an-/auszuschalten. Um ein Einwirken
der durch die Lichtquellen 23 erzeugten Wärme zu verhindern,
sind die Schalter 34 in einer senkrechten Richtung zueinander
auf sowohl den rechten als auch linken Seiten des Photokatalysereaktionsabschnitts 22 angeordnet.
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Wie
in 2 gezeigt, ist das Rohr 4 für zerlegtes
Gas mit dem Nachbehandlungsabschnitt 5 gekoppelt.
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Der
Nachbehandlungsabschnitt umfasst den Behandlungstank bzw. das Behandlungsbecken 35,
einen Einlass 36 für
zerlegtes Gas und einen Abgas- und Wasserauslass 37.
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Das
Rohr 4 für
zerlegtes Gas, das Behandlungsbecken 35 und der Einlass 36 für zerlegtes
Gas werden vorzugsweise unter Verwendung einer Makromolekularsubstanz
gebildet, die höchst
beständig
gegenüber Korrosion
und Chemikalien ist, wie beispielsweise ein Fluor basiertes Harz,
ein Polyester basiertes Harz oder ein Nylon basiertes Harz.
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Das
Behandlungsbecken 35 ist ein Behälter im Wesentlichen in der
Form eines Parallelepipeds mit einem Bodenbereich, der von ungefähr 100 cm2 bis zu ungefähr 300 cm2 reicht,
einer Höhe
die von ungefähr 100
cm bis ungefähr
500 cm reicht, und einem Volumen, das von ungefähr 10 Litern bis zu ungefähr 30 Litern reicht.
Das Becken 35 wird unter Verwendung eines Materials gebildet,
das höchst beständig gegenüber Korrosion
ist, wie beispielsweise ein Polyester basiertes Harz oder ein Fluor
basiertes Harz oder das eine Innenoberfläche besitzt, die mit einem
derartigen Material beschichtet ist.
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Das
Behandlungsbecken 35 ist mit einem Behandlungsmittel gefüllt, welches
das zerlegte Gas, das von dem Einlass 36 für zerlegtes
Gas geliefert wird, absorbiert, adsorbiert oder neutralisiert.
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Das
Behandlungsmittel ist ein alkalisches, ionisches Wasser einschließlich zumindest
eines Elements ausgewählt
aus einer Gruppe, die Folgendes aufweist: beispielsweise Calciumsulfit,
Calciumsilikat, Natriumkarbonat, Natriumbikarbonat, Natriumthiosulfat,
Calciumkarbonat, Kalkstein, Ammoniak, Natriumhydroxid (Ätznatron),
alkalisches Wasser, Calciumhydroxid und Wasser.
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Das
Behandlungsmittel ist nicht auf eine flüssige Phase beschränkt, sondern
kann ein Fließbett
in der Form von Pulver sein, oder kann aus einer Kombination der
flüssigen
Phase und des Fließbetts
bestehen. Jedes der Behandlungsmittel besitzt die absorbierenden
und adsorbierenden Funktionen. Die Behandlungsmittel außer Wasser
besitzen als chemische Reaktion die Neutralisationsfunktion.
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Um
die Effizienz der Nachbehandlung zu erhöhen, ist wünschenswerter Weise ein Luftverteilungsrohr in
dem Behandlungsbecken 35 angeordnet, und zwar gekoppelt
mit dem Einlass 36 für
zerlegtes Gas.
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Der
Verdampfungsabschnitt 1, der optische Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3,
und der Nachbehandlungsabschnitt 5 sind in der Konfiguration
abnehmbar installiert, so dass, wenn irgendeiner von diesen ausfällt, nur
der ausfallende Abschnitt ersetzt wird. Diese Abschnitte 1, 3 und 5 sind
auf einem Basisabschnitt 39 angeordnet, der eine Längslänge besitzt,
die von ungefähr
20 cm bis ungefähr
50 cm reicht, und eine vertikale Länge, die von ungefähr 20 cm
bis ungefähr
50 cm reicht, sowie vier Rollen an seinem Boden.
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In
der Abwasserbehandlungsvorrichtung wird das verdampfte Gas, das
Chlor basiertes organisches Gas enthält, welches durch Verdampfen
des Abwassers in dem Verdampfungsabschnitt 1 erzeugt wird,
optisch oxidiert und zerlegt, und zwar durch den optischen Oxidations-
und Zerlegungsabschnitt 3. Das zerlegt Gas, das Chlor basiertes
organisches Gas enthält,
welches in dem Prozess erzeugt wird, wird durch den Nachbehandlungsabschnitt 5 in
unschädliche
Salze umgewandelt. Die Mengen von jeweils dem Abfallströmungsmittel nach
der Behandlung, der Chlor basierten organischen Substanz, die in
dem Abfallströmungsmittel
enthalten ist, und des Abgabegases als einem sekundären Produkt
kann auf die jeweiligen Standardwerte abgesenkt werden. Dies trägt zur Bekämpfung der
Umweltverschmutzung bei.
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Chlor
basiertes organisches Material, das in dem Abfallströmungsmittel
von beispielsweise einer Trockenreinigungsvorrichtung enthalten
ist, wird durch den Verdampfungsabschnitt 1 verdampft und
dann durch den optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 optisch
oxidiert und zerlegt. Im Vergleich zu einem Fall, in dem das Abwasser
direkt an den optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 geliefert
wird, kann die Effizienz der optischen Oxidation und Zerlegung erhöht werden
und die Zeit und die Kosten, die für die Behandlung erforderlich
sind, werden minimiert.
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Da
der rohrförmige
Pfad 20a in dem optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 einen
Innendurchmesser besitzt, der von ungefähr 5 mm bis zu ungefähr 30 mm
reicht, und eine Länge,
die von ungefähr 200
mm bis zu ungefähr
800 mm reicht, kann ultraviolettes Licht von der Ultraviolettstrahlenquelle 23 auf
den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 gleichmäßig entlang
seiner Gesamtlänge
bis zu seinem Mittelabschnitt ausgestrahlt werden. Da das Gasrohr 20 in
ausreichender Weise mit den Photokatalysegranulaten 21 gefüllt werden
kann, wird die optische Oxidation und Zerlegung in effizienter Weise
durchgeführt.
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Wenn
die Partikeldurchmesser der Photokatalysegranulate 21 von
ungefähr
1 mm bis ungefähr
20 mm reichen, d.h. wenn der spezifische Oberflächenbereich der Photokatalysegranulate 21 größer wird,
wird die Kontakteffizienz des Kontakts zwischen den Photokatalysegranulaten 21 und
dem Verdampfungsgas erhöht und
die Lichtaufnahmeeffizienz der Photokatalysegranulate 21 wird
ebenfalls erhöht.
Dies verbessert infolgedessen die Effizienz der optischen Oxidation
und Zerlegung.
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Eine
Mischung der Photokatalysepartikel und des anorganischen Pulvers,
um Chlor basiertes organisches Gas, Chlor basierte Gas, und Ähnliches
zu adsorbieren, wird als die Photokatalysegranulate 21 verwendet.
Infolgedessen wird die optische Oxidation und Zerlegung in einem
Zustand ausgeführt,
in dem das Chlor basierte organische Gas und Ähnliches adsorbiert und durch
die Photokatalysegranulate gehalten werden. Daher wird die Effizienz
der optischen Oxidation und Zerlegung erhöht und nur das zerlegte, Chlor
basierte organische Material wird aus dem optischen Oxidations-
und Zerlegungsabschnitt 3 abgegeben.
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Die
Innenoberflächen
der Pfade, in denen das verdampfte Gas und/oder das zerlegte Gas
strömt/strömen, sind
mit einer Makromolekularsubstanz beschichtet, die höchst beständig gegenüber Korrosion
und Chemikalien ist, wie beispielsweise ein Fluor basiertes Harz
oder ein Polyethylen basiertes Harz, oder die Pfade sind aus einer
solchen Substanz hergestellt. Daher sind die Pfade beständig gegenüber Korrosion
durch Chlor basiertes Gas oder Ähnliches.
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Durch
Regulieren des Drucks in dem Belüftungstank 6 auf
einen Wert, der von +0,1 kg/cm2 bis 5,0 kg/cm2 in dem Belüftungsprozess reicht, können Blasen
minimiert werden, die in dem Abwasser durch den Belüftungsprozess
gebildet werden. Dies erhöht
den Kontaktbereich zwischen dem Abwasser und der Luft, sowie die
Zeitdauer des Kontakts zwischen diesen. Die Effizienz des Belüftungsprozesses
kann daraus resultierend erhöht
und die für
den Prozess erforderliche Zeitdauer verringert werden. Durch den
Druck in dem Belüftungstank 6,
kann das verdampfte Gas zu dem Dampfgasrohr 2 abgelassen
werden, was zu einer effizienten Energieeinsparung führt.
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Da
jegliche Kompressionsluftquelle, die im Allgemeinen in einer Wäscherei,
einer Reinigungsanlage oder Ähnlichem
verwendet wird, als Kompressionsluftliefervor richtung in dem Belüftungsprozess
verwendet werden kann, können
die erforderlichen Kosten der Einführung einer neuen Technologie
abgezogen werden.
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Da
die Innenoberfläche
des Belüftungstanks 6 mit
einer Makromolekularsubstanz beschichtet ist, wie beispielsweise
einem Fluor basierten Harz oder einem Polyethylen basierten Harz,
setzt sich kein Chlor basiertes organisches Material auf der Innenoberfläche ab.
Die Kontakteffizienz zwischen dem Chlor basierten organischen Material
und den Blasen kann erhöht
werden, um den Belüftungsprozess
mit hoher Effizienz zu erreichen.
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Da
die Rührvorrichtung
in dem Belüftungstank 6 vorgesehen
ist, verbleibt das Chlor basierte organische Material nicht auf
dem Boden und/oder der Innenoberfläche des Tanks 6. Dies
erhöht
die Kontakteffizienz zwischen dem Chlor basierten organischen Material
und den Blasen. Daher kann der Belüftungsprozess mit hoher Effizienz
erreicht werden.
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Da
der Luftverteilungsabschnitt für
den Kompressionslufteinlass 13 in dem Belüftungstank 6 angeordnet
ist, kann der Durchmesser der Blasen, die in dem Abwasser durch
den Belüftungsprozess
gebildet werden, minimiert werden. Der Kontaktbereich zwischen dem
Abwasser und den Blasen und die Kontaktzeit des Kontakts zwischen
diesen kann erhöht
werden, um einen höchst
effizienten Belüftungsprozess
durchzuführen.
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Da
der Belüftungstank 6 ein
Behälter
ist, der in einer senkrecht langgestreckten Konfiguration strukturiert
ist, kann der Kontaktbereich zwischen dem Abwasser und der Luft
und die Kontaktzeit des Kontakts zwischen diesen erhöht werden.
Dies erhöht
die Belüftungseffizienz
und minimiert die Zeit, die für
die Behandlung erforderlich ist.
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Da
die rohrförmigen
Pfade 20 und die Ultraviolettstrahlenquellen 23 in
einer senkrechten Richtung angeordnet sind und der optische Oxidations-
und Zerlegungsabschnitt 3 eine Konfiguration besitzt, die
in der senkrechten Richtung langgestreckt ist, ist nur ein kleiner
Bereich für
die Systeminstallation erforderlich.
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Durch
Liefern einer neutralen oder alkalischen, wässrigen Lösung an den Photokatalysereaktionsabschnitt 22,
können
zerlegte Substanzen, wie beispielsweise Chlor basiertes Gas und Ähnliches,
die durch die Photokatalysegranulate 21 absorbiert und
auf diesen angesammelt werden, einfach gereinigt und entfernt werden.
Die Effizienz der optischen Oxidation und Zerlegung der Photokatalysegranulate 21 wird
daher auf einem zufrieden stellenden Niveau gehalten. Dies verhindert
den Nachteil, dass Chlor basiertes organisches Material, welches
nicht zerlegt ist, aus dem optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 in
einen externen Raum abgegeben wird.
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Jetzt
auf 2 Bezug nehmend wird eine Beschreibung
eines Abwasserbehandlungsverfahrens erfolgen, welches die Abwasserbehandlungsvorrichtung
verwendet.
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Zunächst wird
Abwasser von ungefähr
10 Litern bis ungefähr
20 Litern von dem Abwassereinlass 7 in den Belüftungstank 6 geliefert,
wobei die ersten, zweiten und dritten Auf/Zu-Ventile 10, 14 und 19 geschlossen gehalten
werden.
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Ein
spezifisches Beispiel des Abwassers ist industrielles Abwasser,
welches Chlor basiertes, organisches Material enthält, welches
von einer Reinigungsvorrichtung abgegeben wird, die in einer Trockenreinigung,
dem Reinigen metallischer Teile oder Ähnlichem verwendet wird.
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Während der
Druckmesser 16 überprüft wird,
wird die komprimierte Luft an einen Druck von ungefähr 0,5 kg/cm2 bis ungefähr 5 kg/cm2 durch
den Regulierer 15 angepasst und wird von der Kompressionsluftliefervorrichtung
AIR zu dem Kompressionsluftrohr 17 geliefert, welches für den Kompressionslufteinlass 13 angeordnet
ist. Durch Öffnen
der zweiten und dritten Ventile 14 und 19 wird
der Belüftungsprozess
mit einer Luftströmungsrate
begonnen, die von ungefähr
5 Liter/min bis 50 Liter/min reicht. Durch Anpassen des Drucks der komprimierten
Luft, die über
das Kompressionsluftrohr 17, kann der Druck in dem Belüftungstank 6 bei
einem Druckeinstellungszustand gehalten werden, der von +0,1 kg/cm2 bis +5,0 kg/cm2 relativ
zum Atmosphärendruck
reicht. Der Druckeinstellungszustand wird vorzugsweise auf +0,5
kg/cm2 bis +3,0 kg/cm2 bezüglich des Atmosphärendrucks
eingestellt. Blasen, die in dem Abwasser durch den Belüftungsprozess
gebildet werden, können
daher minimiert werden. Für
die gleiche Luftkapazität
kann der Kontaktbereich zwischen dem Abwasser und der Luft und die
Kontaktzeit des Kontakts zwischen diesen erhöht und die Belüftungseffizienz
verbessert werden.
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Das
verdampfte Gas, welches Chlor basiertes, organisches Gas enthält, das
auf diese Weise luftgetrocknet ist, wird durch den Innendruck des
Belüftungstanks 6 durch
den Verdampfungsgasauslass 18 zu dem Dampfgasrohr 2 geführt. Durch Öffnen des
zweiten Verzweigungsventils 26 wird Verdampfungsgas von
dem Dampfgasrohr 2 über
den Einlass 20b zu dem Photokatalysereaktionsabschnitt 22 des
optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitts 3 eingeleitet.
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Das
verdampfte Gas, welches Chlor basiertes, organisches Gas enthält und an
den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 geliefert wird,
strömt
durch den Abschnitt 22 und wird in Kontakt mit den Photokatalysegranulaten 21 gebracht,
um durch anorganisches Pulver eingeschlossen oder eingefangen wird,
welches in den Photokatalysegranulaten 21 enthalten ist.
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In
diesem Zustand werden durch Ausstrahlen von ultraviolettem Licht
von den Ultraviolettstrahlenquellen 23 auf die Photokatalysegranulate 21 Photokatalysepartikel,
die in den Photokatalysegranulaten 21 enthalten sind, aktiviert.
Durch Katalyse der aktivierten Photokatalysepartikel bewirkt das
Chlor basierte, organische Material und Ähnliches, das durch das anorganische
Pulver eingefangen ist, eine Reaktion der optischen Oxidation und
Zerlegung.
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Durch Öffnen des
vierten Auf-/Zu-Ventils 27 wird Gas, das Chlor basiertes
Gas enthält,
welches durch die Reaktion der Oxidation und Zerlegung des Chlor
basierten, organischen Materials und Ähnlichem erzeugt wird, in das
Rohr 4 für
zerlegtes Gas eingeleitet. Das Gas, welches das Chlor basierte Gas
enthält,
wird von dem Auslass 20c in einen externen Raum in Bezug
auf den optischen Oxidations- und
Zerlegungsabschnitt 3 abgegeben. Das Gas geht durch das
Rohr 4 für
zerleg tes Gas hindurch und wird über
den Einlass 36 für
zerlegtes Gas zu dem Behandlungstank 35 geliefert.
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Das
Chlor basierte Gas und Ähnliches,
die in dem zerlegten Gas enthalten sind, welches an den Behandlungstank 35 geliefert
wird, werden durch alkalische Ionen neutralisiert, die in dem Behandlungsmittel
vor dem Füllen
in den Behandlungstank 35 enthalten sind und wird in unschädliche Salze
umgewandelt oder werden durch das Behandlungsmittel absorbiert und
werden entfernt.
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Das
resultierende unschädliche
Gas oder Wasser wird über
den Abgas/abwasserauslass 37 zu einem externen Raum abgegeben.
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Nach
dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeitdauer werden das zweite und
dritte Auf-/Zu-Ventil 14 und 19 geschlossen. Das
erste Ventil 9 des Abfallströmungsmittelauslasses 8 wird
dann mit dem Abfallströmungsmittelrohr 11 gekoppelt.
Das erste Auf-/Zu-Ventil 10 wird dann geöffnet. Unter
Verwendung des in dem Belüftungstank 6 verbleibenden
Drucks, wird das Abfallströmungsmittel
nach dem Belüftungsprozess über das
Abfallströmungsmittelrohr 11 zu
einem externen Raum abgegeben.
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Es
kann ein Verfahren verwendet werden, in dem anstelle des Abwassers,
eine neutrale oder alkalische, wässrige
Lösung
in den Belüftungstank 6 gefüllt wird,
um die Photokatalysegranulate 21 zu reinigen, und zwar
in der gleichen Weise wie oben beschrieben. Komprimierte Luft wird
an den Belüftungstank 6 geliefert, um
dessen Inneres unter Druck zu setzen. Das erste Verzweigungsventil 9 für den Abfallströmungsmittelauslass 8 wird
dann mit dem Reinigungsmittelrohr 12 gekoppelt und das
Rohr 12 wird mit dem zweiten Verzweigungsventil 26 gekoppelt.
Durch Öffnen
des ersten Auf-/Zu-Ventils 10 wird die neutrale oder alkalische,
wässrige
Lösung,
die durch den Innendruck des Belüftungstanks 6 abgelassen
wird, an den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 geliefert.
Die zerlegten Produkte, die auf den Photokatalysegranulaten 21 angesammelt
sind, können
gereinigt und freigegesetzt werden.
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Ein
weiteres Verfahren zum Reinigen der Photokatalysegranulate 21 unter
Verwendung eines neutralen oder alkalischen Mittels sieht folgendermaßen aus.
Neben einem Gasbehandlungstank 6 ist ein weiterer Tank
zum Speichern des Reinigungsmittels angeordnet. Das Reinigungsmittel
kann an den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 durch Umschalten
beispielsweise eines Ventils, um den Pfad von dem Gastrocknungstank 6 zu
einem anderen Tank zu schalten, geliefert werden.
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In
dem Abwasserbehandlungsverfahren wird das verdampfte Gas, welches
Chlor basiertes, organisches Gas resultierend aus der Verdampfung
des Abwassers durch den Verdampfungsabschnitt 1 enthält, durch
den optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 optisch
oxidiert und zerlegt und das sich ergebende zerlegte Gas, welches
Chlor basiertes Gas enthält,
wird in unschädliche
Salze durch den Nachbehandlungsabschnitt 5 umgewandelt.
Die Menge von sowohl einem Abfallströmungsmittels nach der Behandlung, der
Chlor basierten organischen Substanz, die in dem Abfallströmungsmittel
enthalten ist, und dem Abgas nach der Behandlung und die Menge des
Chlor basierten Gases, das als ein sekundäres Produkt abgegeben wird,
können
auf die Grenzwerte der entsprechenden Standards abgesenkt werden.
Dies trägt
zur Unterdrückung
der Umweltverschmutzung bei.
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Das
Chlor basierte, organische Material, das in dem Abfallströmungsmittel
enthalten ist, wird durch den Verdampfungsabschnitt 1 verdampft
und wird dann durch den optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 optisch
oxidiert und zerlegt. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, in
dem das Abwasser direkt durch den optischen Oxidations- und Zerlegungsabschnitt 3 verarbeitet
wird, die Effizienz der optischen Oxidation und Zerlegung erhöht werden
und die für
die Behandlung erforderliche Zeit und Kosten werden minimiert.
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Da
die Belüftung
durch Regulieren des Drucks in dem Belüftungstank 6 auf einen
Wert ausgeführt wird,
der von +0,1 kg/cm2 bis 5,0 kg/cm2 reicht, können die in dem Abwasser durch
den Belüftungsprozess gebildeten
Blasen minimiert werden. Dies erhöht den Kontaktbereich zwischen
dem Abwasser und der Luft und die Zeitdauer des Kontakts zwischen
diesen. Die Effizienz des Belüftungsprozesses kann
infolgedessen erhöht
werden und die für
den Prozess erforderliche Zeitdauer wird verringert. Der Druck in
dem Belüftungstank 6 kann
das verdampfte Gas, das aus dem Dampfgasrohr 2 abgegeben
wird, abgeben. Es ist daher möglich,
dass die Energie effizient verwendet und die für die Behandlung erforderliche
Zeit und Kosten minimiert werden.
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Die
Behandlung umfasst einen Prozess, in dem eine neutrale oder alkalische,
wässrige
Lösung
in den Photokatalyseabschnitt 22 eingespeist wird, so dass
die auf den Photokatalysegranulaten 21 adsorbierten und angesammelten,
zerlegten Produkte gereinigt und freigesetzt werden. Dies erhält die zufrieden
stellende Effizienz der optischen Oxidation und Zerlegung der Photokatalysegranulate 21 und
folglich werden die für
die Behandlung erforderliche Zeit und Kosten reduziert.
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Wie
aus 6 gesehen werden kann, ist die Reinigungsvorrichtung 120 eine
Kombination der Abwasserbehandlungsvorrichtung 1 und eines
Reinigers 121.
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Der
Reiniger 121 ist eine Einheit mit einer Reinigungsfunktion
von beispielsweise einer Trockenreinigungsvorrichtung, die allgemein
heute verwendet wird.
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Der
Reiniger 121 reinigt unter Verwendung eines Reinigungsmittels
Kleidungsgegenstände,
Halbleiterteile, mechanische Teile und Ähnliches.
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Das
für die
Reinigung durch den Reiniger 121 eingesetzte Reinigungsmittel
wird aus einer eingangsseitigen Schlauchleitung 123a abgegeben.
Die Schlauchleitung 123a ist mit einer Wassertrennvorrichtung 131 gekoppelt.
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Die
Wassertrennvorrichtung 131 trennt ein Lösungsmittel von dem Wasser.
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Das
Lösungsmittel
wird von der Wassertrennvorrichtung 131 über eine
sammelseitige Seitenschlauchleitung 123c eingespeist, um
wieder in dem Reiniger 121 gesammelt zu werden.
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Das
Wasser wird über
eine auslassseitige Schlauchleitung 123b zu einem Puffertank 135 eingespeist.
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Das
Wasser wird, sobald es sich in dem Puffertank 135 angesammelt
hat, dann durch eine Pumpe 137 über eine Schlauchleitung 141 zu
dem Belüftungstank 6 der
Abwasserbehandlungsvorrichtung 1 geliefert.
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Bezug
nehmend auf 2 bis 5 wird
jetzt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Abwasserbehandlungsvorrichtung
erfolgen.
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Wie
in 2 bis 5 gezeigt,
umfasst die Abwasserbehandlungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels 12 rohrförmige Pfade 20a,
von denen jeder einen Innendurchmesser von 10 mm, einen Außendurchmesser
von 12 mm und eine Länge
von 690 mm besitzt. Die rohrförmigen
Pfade 20a sind auf einer Ebene mit einem horizontalen Abstand
von 20 mm angeordnet. In der Konfiguration sind benachbarte Rohre 20a mit
einander gekoppelt, um gemeinsam ein Gasrohr 20 zu bilden,
um bidirektional Gas in einer senkrechten Richtung zu leiten.
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In
den Photokatalysegranulaten 21, die in die Pfade 20a gefüllt werden
sollen, wird Titaniumdioxid (TiO2) als Photokatalysepartikel
verwendet und Talk wird als das anorganische Pulver verwendet. Das
Titaniumdioxid beträgt
66 Gew.-% in den Photokatalysegranulaten 21. Die Photokatalysegranulate 21 werden
durch Komprimieren der Materialien in die Form von Tabletten hergestellt,
von denen jede einen Durchmesser von 5 mm besitzt und eine maximale
Höhe von
3 mm.
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Die
Ultraviolettstrahlenquellen 23 sind acht Schwarzlichtlampen
von 30 Watt. Jede Lampe besitzt einen Außendurchmesser von 32 mm und
eine Länge
von 690 mm. Von den acht Lampen 23 sind jeweils vier Lampen 23 auf
der Vorderseite und vier Lampen 23 auf der Rückseite
des Photokatalysereaktionsabschnitts 22 angeordnet. Auf
jeder Seite sind die Lampen 23 in einer ebene mit gleichen
Intervallen dazwischen angeordnet. Ultraviolettes Licht wird von
den entsprechenden Lampengruppen gleichmäßig auf die Vorder- und Rückseiten
des Photokatalysereaktionsabschnitts 22 entlang der Gesamtlänge des
Abschnitts 22 ausgestrahlt.
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Eine
Lösung
mit einer Natriumhydroxidkonzentration von 3% wird als das Behandlungsmittel
verwendet, welches in den Behandlungstank 35 gefüllt werden
soll.
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Der
Basisabschnitt 39 besitzt eine vertikale Länge von
450 mm und eine Länge
in Längsrichtung
von 400 mm und umfasst vier Rollen auf seinem Bodenabschnitt.
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Das
Belüftungsbecken 6 wird
mit 15 Litern Abwasser befüllt,
in dem die Konzentration des Chlor basierten, organischen Materials
150 mg/Liter beträgt.
Während
des Regulierens der Strömungsrate
der Trocknungsluft auf 10 Liter/min und des Innendrucks des Belüftungstanks 6 auf
2 kg/cm2 wird die Belüftung für 90 Minuten ausgeführt. Das
verdampfte Gas wird durch den Innendruck des Beckens 6 in
den Photokatalysereaktionsabschnitt 22 eingespeist und
das aus der optischen Oxidation und Zerlegung resultierende zerlegte Gas
wird in das Behandlungsbecken 35 eingeleitet.
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Bei
der Behandlung wird die Konzentration des Chlor basierten, organischen
Gases in dem verdampften Gas, das aus dem Verdampfungsgasauslass 18 abgegeben
wird, die Konzentration des Chlor basierten, organischen Gases und
die Konzentration des Chlor basierten, organischen Gases in dem
Gas, das aus dem Abfallgasauslass 37 abgegeben wird, mit
einem bekannter Verfahren unter Verwendung eines Gasdetektionsrohrs
gemessen.
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Die
Konzentration des Chlor basierten, organischen Materials in dem
Abfallströmungsmittel
nachdem die Belüftung
für 90
Minuten ausgeführt
worden ist, wird ebenfalls in einer ähnlichen Weise gemessen.
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Die
Ergebnisse der Messung zeigen an, dass das Chlor basierte, organische
Gas, das in dem aus dem Verdampfungsgasauslass 28 abgegebenen,
verdampften Gas enthalten ist, eine maximale Konzentration von 6000
ppm besitzt. Im Gegensatz dazu ist das Chlor basierte, organische
Gas, das in dem aus dem Auslass 20c abgegebenen, zerlegten
Gas enthalten ist, gleich oder geringer als eine minimale Detektionsgrenze
des Messungssystems.
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Das
Chlor basierte Gas, das in dem zerlegten Gas enthalten ist, das
aus dem Auslass 20c abgegeben wird, besitzt eine maximale
Konzentration von 40 ppm. Im Gegensatz dazu ist das Chlor basierte
Gas, das in dem Gas enthalten ist, das aus dem Abfallgasauslass 37 abgegeben
wird, gleich oder geringer als eine minimale Detektionsgrenze des
Messungssystems (0,06 ppm).
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Die
Konzentration des Chlor basierten, organischen Materials, das in
dem Abfallströmungsmittel
nach der Belüftung
enthalten ist, beträgt
0,05 mg/Liter, und zwar weniger als der Abwasserstandardwert (0,1
mg/Liter).
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Das
Adsorptionsvermögen
des Chlor basierten, organischen Materials wird zwischen dem in
dem Ausführungsbeispiel
verwendeten Photokatalysegranulat 21 und auf einem Netz
getragenem Titaniumdioxid (TiO2) verglichen,
wobei das Titaniumdioxid auf dem Markt erhältlich ist.
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Nachdem
50 Mikroliter (μ Liter)
Trichlorethylen in einen Entwässerer
oder Trockner gefüllt
wurden, in dem 50 Gramm Photokatalysegranulate 21 oder
das auf einem Netz getragene Titaniumdioxid (TiO2)
installiert ist oder sind, wird zugelassen, dass der Entwässerer für 10, 20
und 30 Minuten in einem abgedichteten Zustand, von Licht abgeschirmt
steht. Bei den entsprechenden Zeitpunkten wird die Konzentration
des Tichlorethylens durch das Verfahren gemessen, das ein Gasdetektionsrohr
verwendet. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 1 aufgelistet.
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Wie
Tab. 1 entnommen werden kann, wird gefunden, dass die Photokatalysegranulate 21,
die bei der Messung verwendet werden, ein hohes Adsorptionsvermögen des
Chlor basierten, organischen Materials besitzen.
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Während die
vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf bestimmte, veranschaulichende
Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie nicht durch diese Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche. Es wird erkannt werden,
dass Fachleute die Ausführungsbeispiele
verändern
oder modifizieren können,
ohne von dem Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie
er durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.