JP2001314880A

JP2001314880A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2001314880A
Application number: JP2000136687A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kaburagi; 毅鏑木; Itsuo Uragami; 逸男浦上; Koji Ishida; 宏司石田
Original assignee: Chiyoda Kohan Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Kohan Co Ltd
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】浄化処理能力を向上した水処理装置を提供す
る。【解決手段】紫外線ランプ５と、内部に紫外線ランプ
５が配設された槽３と、この槽３の底部に連通し、被処
理水１が槽３に向けて通流する被処理水流路９と、この
被処理水流路９を通流する被処理水１にオゾンを注入す
るオゾン注入手段５，７，１３とを含み、被処理水流路
９は、上下方向に延在して被処理水１が下降する下降流
部４９を有し、オゾン注入手段５，７，１３は、被処理
水流路９にオゾンを注入するためのオゾン注入管１３を
備え、このオゾン注入管１３のオゾンが排出される側の
端部６３は、被処理水流路９の下降流部４９の上部び開
口した水処理装置とする。オゾンの吸収は、被処理水流
路９の下降流部４９と槽３内の両方で行われるため、オ
ゾンの被処理水への溶存量を増すことができ、浄化処理
能力を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理装置に係
り、特に、オゾンと紫外線とにより水処理を行う水処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上水、下水、工場排水、産業廃棄物の処
理工程で生じた排水などの種々の有害物質や有害微生物
などを含む水の浄化処理において、オゾンと紫外線を組
み合わせた処理を行うことにより、有害物質の分解作用
を向上できることが知られている。このオゾンと紫外線
を組み合わせた水処理方法では、水に溶存しているオゾ
ンに紫外線が照射されることで、オゾンに比べて強い酸
化作用を有するヒドロキシラジカル（ＯＨラジカル）が
発生し、このＯＨラジカルの酸化分解作用により、オゾ
ンまたは紫外線単独で水処理を行った場合よりも高い有
害物質の分解作用を得ることができる。

【０００３】このようなオゾンと紫外線を組み合わせて
水処理を行う従来の水処理装置では、内部に紫外線ラン
プが設置されており、被処理水に紫外線を照射する槽の
底部にオゾンを含む気体を注入するか、または、槽の底
部にに連通する流路内を槽に向けて通流する被処理水に
オゾンを含む気体を注入し、オゾンを含む気泡を同伴し
た被処理水を槽の底部から槽内に流入させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、槽内で被処
理水の気泡中のオゾンに紫外線が照射された場合、オゾ
ンの分解によりＯＨラジカルは生成するが、生成したＯ
Ｈラジカルは直ちにオゾンと反応して消滅するため、被
処理水中の有機物の分解や微生物の殺滅など被処理水の
浄化処理に利用できない。したがって、オゾンに紫外線
を照射して被処理水の浄化処理に利用できるＯＨラジカ
ルを得るためには、オゾンが被処理水に溶存している必
要がある。

【０００５】紫外線を照射するランプが設置された槽の
下部からオゾンを含む気体や、オゾンを含む気泡を同伴
した被処理水を槽の底部から槽内に流入させる従来の水
処理装置などでは、オゾンの被処理水への吸収は、ほと
んど槽内で起こる。このため、オゾンを被処理水に十分
に溶解、吸収させて、オゾンの被処理水への溶存量を多
くするためには、槽を深くする必要がある。しかし、紫
外線照射による被処理水の浄化処理に有効な照射強度を
得るためには、紫外線ランプから槽を画成する壁までの
距離を所定の範囲内にしなければならず、十分なオゾン
の溶存量を得られるような深さに設計することは難しい
場合がある。したがって、従来の水処理装置では、気泡
中に含まれるオゾンにも紫外線を照射することになり、
気泡中のオゾンが被処理水に溶解することなく分解され
てしまう場合があり、被処理水に注入したオゾンを効率
的に利用することができない。このため、被処理水に注
入されたオゾンから効率よくＯＨラジカルを得て、有害
物質などの酸化分解や微生物の殺滅など、被処理水の浄
化処理能力を向上した水処理装置が要望されている。

【０００６】本発明の課題は、水処理装置の浄化処理能
力を向上することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の水処理装置は、
紫外線ランプと、内部に紫外線ランプが配設された槽
と、この槽の底部に連通し、被処理水が槽に向けて通流
する被処理水流路と、この被処理水流路を通流する被処
理水にオゾンを注入するオゾン注入手段とを含み、被処
理水流路は、上下方向に延在して被処理水が下降する下
降流部を有し、オゾン注入手段は、被処理水流路にオゾ
ンを注入するためのオゾン注入管を備え、このオゾン注
入管のオゾンが排出される側の端部は、被処理水流路の
下降流部の上部に開口した構成とするこよにより上記課
題を解決する。

【０００８】このような構成とすれば、オゾンは、被処
理水流路の下降流部の上側部分に注入されるため、被処
理水に注入されたオゾンは、この被処理水が被処理水流
路の下降流部を下降する間に被処理水中に吸収される。
したがって、オゾンの吸収は、被処理水流路の下降流部
と槽内の両方で行われる。さらに、被処理水流路の下降
流部の長さや、オゾン注入管の開口位置を変えることに
より、オゾンの被処理水への溶存量を調整できる。した
がって、オゾンの被処理水への溶存量を増し、被処理水
に注入されたオゾンから効率よくＯＨラジカルを得るこ
とができるため、浄化処理能力を向上できる。

【０００９】さらに、被処理水流路にポンプを設け、オ
ゾン注入管のオゾンが排出される側の端部が、被処理水
流路の下降流部内の、槽内の被処理水の水位よりも高い
位置で開口していれば、ポンプにより被処理水流路内を
被処理水が通流すると、槽内の被処理水の水位よりも高
い位置にある被処理水流路の下降流部分はサイホンの原
理により負圧になる。したがって、オゾン注入手段が、
オゾンを含む気体を送気するためのポンプなどを有して
いなくても、オゾンを含む気体が被処理水流路を通流す
る被処理液中に注入されることになり、装置を簡素化で
きるので好ましい。

【００１０】また、オゾン注入管は、被処理水流路を形
成する管よりも径が細い管であり、被処理水流路の下降
流部に被処理水の流れ方向に沿ってほぼ同軸に延在し、
下方に向けて開口している構成であれば、オゾンの被処
理水への注入効率を向上できるので好ましい。

【００１１】さらに、オゾン注入手段は、槽の両端部に
設けられた２つの気体室と、紫外線ランプと、紫外線ラ
ンプの周囲に設けられ、かつ２つの気体室を連結し、被
処理水から紫外線ランプを隔離して酸素または酸素含有
気体が通流する紫外線透過性の筒体とを含み、２つの気
体室のうち、気体の流れに対して下流側に位置する気体
室内の気体を被処理水流路内の被処理水中に注入する構
成、または、槽内には、被処理水が通流する紫外線透過
性の管からなる反応流路と、槽内の酸素または酸素含有
気体中に配置されて反応流路内を通流する被処理水に紫
外線を照射する紫外線ランプとが設けられ、オゾン注入
手段は、紫外線ランプを含み、槽内の気体を被処理水流
路内の被処理水中に注入する構成とする。このような構
成とすれば、紫外線ランプからの紫外線が酸素または酸
素含有気体に照射されることにより発生したオゾンを被
処理水に注入することができるため、オゾン発生器など
を用いる必要がなく、装置を簡素化できるので好まし
い。

【００１２】また、被処理水流路を通流する被処理水中
に過酸化水素を注入する過酸化水素注入手段を含む構成
とすれば、浄化処理能力をさらに向上できるので好まし
い

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明を適用
してなる水処理装置の第１の実施形態について図１を参
照して説明する。図１は、本発明を適用してなる水処理
装置の概略構成と動作を示す図である。すなわち、本実
施形態の水処理装置は、図１に示すように、被処理水１
を収容する槽３、槽３内に設置された複数の紫外線ラン
プ５、各々の紫外線ランプ５を囲むように設置された紫
外線透過性の筒体７、槽３の側壁上部と側壁下部とに連
通する被処理水流路９、この被処理水流路９に設けられ
たポンプ１１、そして、槽３の上面と被処理水流路９と
に連通するオゾン注入管１３などで構成されている。

【００１３】槽３は、両端にフランジ１５、１７が形成
された胴部１９を有している。この胴部１９の上側に
は、紫外線ランプ５の本数に対応した数の貫通孔が形成
された天板２１と、開口部周囲にフランジ２３が形成さ
れた上部キャップ２５とが設けられている。天板２１と
上部キャップ２５とは、天板２１の下面周縁部と胴部１
９の上側のフランジ１５との間に図示していないＯ−リ
ングやガスケットなどのシール部材を挟んで天板２１を
設置し、この天板２１の上面に、天板２１の上面周縁部
と上部キャップ２５のフランジ２３との間にＯ−リング
やガスケットなどのシール部材を挟んで上部キャップ２
５を設置し、胴部１９のフランジ１５と上部キャップ２
５のフランジ２３とを図示していないボルトまたはクラ
ンプなどで固定することにより取り付けられている。上
部キャップ２５と天板２１との間には空間があり、上側
の空気室２７を形成している。

【００１４】胴部１９の下側には、槽３を支持する架台
２９が設けられている。架台２９は、架台２９の上部に
設けられ槽３の底面となる底板３１、底板３１を支持す
る側壁または支柱３３、そして、側壁または支柱３３が
固定されたベース３５などで構成されている。底板３１
には、紫外線ランプ５の本数に対応した数の貫通孔が形
成されている。架台２９は、胴部１９の下側のフランジ
１７と架台２９の底板３１の上面周縁部との間にＯ−リ
ングやガスケットなどのシール部材を挟んで、これらを
図示していないボルトやクランプなどで固定することに
より胴部１９に取り付けられている。底板３１の下面に
は、開口部周囲にフランジ３７が形成された下部キャッ
プ３９が設けられている。この下部キャップ３９は、底
板３１の下面と下部キャップ３９のフランジ３７との間
にＯ−リングやガスケットなどのシール部材を挟んで図
示していないボルトなどで固定することにより底板３１
の下面に取り付けられている。下部キャップ３９と底板
３１との間には空間があり、下側の空気室４１を形成し
ている。また、下部キャップ３９のには空気を取り入れ
るための貫通孔４３が形成されている。筒体７は、天板
２１に形成された貫通孔と底板３１に形成された貫通孔
に、筒体７の両端に設けられたシールナット部４４を螺
合させることで、天板２１と底板３１の間に水密状態で
取り付けられている。

【００１５】被処理水流路９は、槽３の上部から流出し
た被処理水１を槽３の下部に戻す循環路を形成してい
る。被処理水流路９は、導出部４５、上昇流部４７、下
降流部４９、導入部５１などで構成されている。被処理
水流路９の導出部４５は、槽３の側壁上部に連通する部
分から地面に対してほぼ水平に延在し、途中で屈曲して
下方に延在する略Ｌ字状になっている。被処理水流路９
の最低部分には、ポンプ１１が設けられている。ポンプ
１１の吐出口に連通する被処理水流路９の上昇流部４７
は、上方に向けて延在しており、導出部４５よりも径が
細くなっている。被処理水流路９の上昇流部４７は、こ
の上昇流部４７の上部に設けられたレジューサ５３によ
り漸次拡径して導出部４５とほぼ同じ径になっている。
被処理水流路９の上昇流部４７のレジューサ５３よりも
上流側、すなわち下側には、流量計５５が設けられてい
る。また、被処理水流路９の上昇流部４７のレジューサ
５３よりも下流側、すなわち上側には、循環路である被
処理水流路９に外部から被処理水１を供給するための被
処理水供給流路５７が連通している。また、被処理水供
給流路５７には、被処理水１に過酸化水素を注入するた
めのポンプ５９を備えた過酸化水素注入流路６１が連通
している。

【００１６】被処理水流路９の上昇流部４７と下降流部
４９との連通部分である被処理水流路９の最高部分は、
略Ｕ字状になっている。被処理水流路９の下降流部４９
は、下方に向けて延在しており、被処理水流路９の下降
流部４９には、オゾン注入管１３が、下降流部４９の最
高部分から下方に向けて同軸に挿通された状態で固定さ
れている。オゾン注入管１３の開口端部６３は、槽３内
の被処理水１の水位よりも高い位置に配設されている。
被処理水流路９の導入部５１は、被処理水流路９の下降
流部４９から屈曲して、ほぼ水平に槽３の側壁下部に向
かって延在し、槽３の側壁下部に連通している。また、
被処理水流路９の導入部５１にも、循環路である被処理
水流路９に外部から被処理水１を供給するための別の被
処理水供給流路６５が連通している。なお、図１では、
被処理水流路９は、一連の流路として描かれているが、
端部にフランジを有する単管、エルボ、Ｕ字管、レジュ
ーサ、Ｔ字管または分岐管などを適宜連結して構成する
ことができる。

【００１７】オゾン注入管１３は、一端が槽３の上側の
空気室２７に連通しており、他端が、被処理水流路９の
下降流部４９の最高部分から下方に向けて同軸に挿通さ
れた状態で固定されている。また、オゾン注入管１３に
は、下流側、すなわち上側の空気室２７への連通部側か
ら流量調整弁６７と流量計６９とが順次設けられてい
る。

【００１８】被処理水流路９の導出部４５が連通する槽
３の胴部１９の側壁上方部分に対向する位置には、排気
管７１と排水管７３とが連通しており、槽３には、排気
管７１と排水管７３を介して水位調整槽７５が連結され
ている。排気管７１は、排水管７３の上方にほぼ平行に
設けられている。水位調整槽７５内には、水位調整槽７
５の底面から上方に延在する越流堰７７が設けられてい
る。越流堰７７より下流側の水位調整槽７５の底面に
は、処理後の被処理水１の出口となる出水流路７９が連
通している。水位調整槽７５の上面には、図示していな
い排オゾン処理装置に連結された排気流路８１が連通し
ている。

【００１９】なお、本実施形態の槽３、被処理水流路
９、オゾン注入流路１３、水位調整槽７５などは、例え
ばステンレス鋼などの金属や樹脂などの防食性の材質で
形成されており、筒体７は、例えば石英ガラスやテフロ
ン（登録商標）などの紫外線透過性の材料で形成されて
いる。また、紫外線ランプ５、筒体７、空気室２７、４
１、オゾン注入管１３などは、オゾン注入手段を構成し
ている。

【００２０】このような構成の本実施形態の水処理装置
では、紫外線ランプ５を点灯した状態で、槽３内などに
被処理水１が収容された状態でポンプ１１を運転する
と、槽３内の被処理水１の水位よりも高い位置にある被
処理水流路９の下降流部４９の部分内はサイホンの原理
により負圧になる。筒体７内に下側キャップ３９の貫通
孔４３から取り入れられた空気は、紫外線ランプ５が放
射する波長１８５ｎｍと２５４ｎｍの紫外線のうち、波
長１８５ｎｍの紫外線の照射を受けて、例えば１Ｗ当た
り約２０ｍｇのオゾンを発生する。この状態でオゾン注
入管１３の流量調整弁６７を開くと、筒体７内で発生し
たオゾンを含む気体が、上側の空気室２７からオゾン注
入管１３内に吸引され、オゾン注入管１３の開口端部６
３から被処理水流路９の下降流部４９を下降する被処理
水１中に注入される。このとき、オゾン注入管１９の開
口端部６３の位置は、被処理水流路９の下降流部４９の
流れて以降で決まり、例えば、槽３の水深が１ｍでは、
槽３内の被処理水１の水位よりも１５ｃｍ程度高い位置
に、槽３の水深が約１.５ｍでは、槽３内の被処理水１
の水位よりも２０ｃｍ程度高い位置にする。また、オゾ
ンの被処理水１への注入量は、オゾン注入管１３に備え
られた流量調整弁６７の開度と、被処理水流路９に備え
られたポンプ１１の流量とのいずれか一方、または両方
を調整することで行える。

【００２１】被処理水流路９の下降流部４９を下降する
被処理水１中に注入されたオゾンを含む気体は、被処理
水流路９の下降流部４９を下降する被処理水１に同伴さ
れて気泡流を形成し、被処理水流路９の下降流部４９を
下降している間に、オゾンは、被処理水１中に溶解、吸
収される。ここで、被処理水１中の有機物や微生物など
の被処理水１中に吸収されたオゾンによる酸化分解や殺
滅などの反応が起こる。被処理水流路９の下降流部４９
で生成されたオゾンが溶存している被処理水１と、被処
理水１に吸収されなかったオゾンを含む気泡とからなる
被処理水１の気泡流は、被処理水流路９の導入部５１を
通って槽３内へ戻り、槽３内の底部から上方に向けて流
れる。槽３内の底部で、オゾンが溶存した被処理水１に
紫外線ランプ５からの紫外線が照射されることにより、
オゾン、紫外線、そしてＯＨラジカルによる有機物の酸
化分解反応や微生物の殺滅などが進行する。

【００２２】さらに、槽３の中央部から上部へ被処理水
が上昇する間に、被処理水１の気泡流中の残留していた
オゾンを含む気泡が被処理水１へ溶解し、この槽３の中
央部から上部へ被処理水が上昇する被処理水１に紫外線
ランプ５からの紫外線が照射されることにより、オゾ
ン、紫外線、そしてＯＨラジカルによる有機物の酸化分
解反応や微生物の殺滅などが一層進行する。槽３の上部
に達した被処理水１は、被処理水流路９の導出部４５ま
たは排水管７３に流れ込む。被処理水流路９の導出部４
５に流れ込んだ被処理水１は、被処理水流路９の導出部
４５、上昇流部４７、下降流部４９、そして導入部５１
を通って槽３内へ循環することによって、オゾン、紫外
線、そしてＯＨラジカルによる有機物の酸化分解反応や
微生物の殺滅などが必要に応じ繰り返される。また、排
水管７３に流れ込んだ浄化処理後の被処理水１は、水位
調整槽７５の槽３内の水位を決める越流堰７７の上流側
に溜まり、越流堰７７をオーバーフローした浄化処理後
の被処理水１は、出水流路７９から水処理装置外へ排出
または供給される。なお、槽３内を上昇した被処理水１
に残存するオゾンを含む気泡は、槽３内の水位調整槽７
５によって一定の水位に保たれている被処理水１の水面
と天板２１の下面との間に形成されている気体層８３に
達し、排気管７１、水位調整槽７５、排気流路８１を通
って図示していない排オゾン処理装置へ導かれ、オゾン
を分解除去などした後、外部へ排気される。

【００２３】本実施形態の水処理装置内に被処理水１を
供給する場合、必要とされる浄化処理レベルや被処理水
１の反応特性に応じ２つの被処理水供給流路５７、６５
を選択することができる。被処理水１を被処理水流路９
の上昇流部５７のレジューサ５３下流側に連通する被処
理水供給流路５７から供給した場合、被処理水流路９の
下降流部４９で被処理水１中の有機物や微生物などのオ
ゾンによる酸化分解や殺滅がおこり、槽３内に流入する
と、オゾン、紫外線、そしてＯＨラジカルによる有機物
の酸化分解反応や微生物の殺滅などが行われる。また、
このとき、ポンプ５９と過酸化水素注入流路６１によ
り、被処理水供給流路５７から供給される被処理水１に
過酸化水素を注入すると、被処理水流路９の下降流部４
９でオゾンと過酸化水素による有機物や微生物などの酸
化分解や殺滅が、槽３内でオゾン、紫外線、ＯＨラジカ
ル、そして過酸化水素による有機物の酸化分解や微生物
の殺滅などが行われる。

【００２４】被処理水１を被処理水流路９の導入部５１
に連通する被処理水供給流路６５から供給した場合、槽
３内でオゾン、紫外線、そしてＯＨラジカルによる有機
物の酸化分解や微生物の殺滅などが行われる。また、ポ
ンプ５９と過酸化水素注入流路６１、そして被処理水供
給流路５７により、被処理水流路９の上昇流部４７を通
流する被処理水１に過酸化水素を注入すると、槽３内で
オゾン、紫外線、ＯＨラジカル、そして過酸化水素によ
る有機物の酸化分解や微生物の殺滅などが行われる。

【００２５】ところで、被処理水の気泡中のオゾンに紫
外線が照射された場合、オゾンの分解によりＯＨラジカ
ルが生成されるが、生成したＯＨラジカルは、直ちにオ
ゾンと反応して酸素になり消滅してしまう。このため、
気泡中のオゾンは、被処理水中の有機物の分解や微生物
の殺滅などの被処理水の浄化処理に利用できない。ま
た、気泡中のオゾンの紫外線による分解は、オゾンの濃
度が高いほど大きく、例えば、気泡中のオゾン濃度が２
５ｇ／ｍ^３、紫外線強度が１００Ｗ／ｍ^２では、約２０
％のオゾンが分解され酸素になってしまう。したがっ
て、オゾンに紫外線を照射して被処理水の浄化処理に利
用できるＯＨラジカルの量を増大させるためには、被処
理水のオゾンの溶存量をできるだけ多くする必要があ
る。

【００２６】しかし、従来のオゾンの被処理水への溶解
が槽内で行われる水処理装置では、被処理水へのオゾン
溶解が十分に行われていない状態で紫外線が照射される
ため、気泡中で分解されるオゾンが多い。すなわち、被
処理水に注入したオゾンの利用効率が悪く、十分な浄化
処理能力が得られない場合がある。従来の水処理装置で
のオゾンの溶解率と利用効率を試験した結果の一例を示
すと、水深が１〜１.５ｍの槽では、オゾンの被処理水
への溶解率は、４０〜５０％程度であった。言い換えれ
ば、５０％〜６０％近いオゾンが気泡中に含まれている
ことになる。また、オゾン濃度が５０ｇ／ｍ^３、紫外線
平均照度１００Ｗ／ｍ^２では、オゾンの利用効率、つま
り、注入したオゾン量に対する被処理水に溶解したオゾ
ンの割合は、約４０％であった。言い換えれば、残りの
約６０％近いオゾンは、気泡中で分解されたと考えられ
る。

【００２７】これに対し、本実施形態の水処理装置で
は、従来の水処理装置のように、紫外線ランプの長さに
よって水深が制限される槽内のみでオゾンの被処理水へ
の溶解を行わず、被処理水流路９の下降流部４９の上部
にオゾンを注入することで、被処理水流路９の下降流部
４９と槽３内との両方でオゾンの被処理水への溶解を行
うことができる。さらに、被処理水流路９の下降流部４
９の長さ、すなわち、オゾン注入管１３の開口端部６３
から被処理水流路９の下降流部４９の最低部までの長さ
を変えることで、被処理水１へのオゾンの溶解率を調整
できる。また、被処理水流路９の下降流部４９内を通流
する被処理水１は紫外線の照射を受けないので、紫外線
照射による気泡中のオゾンの分解が起こらない。したが
って、被処理水のオゾン溶存量を増すことができるた
め、紫外線の照射により被処理水に注入されたオゾンか
ら効率よくＯＨラジカルを得ることができる。すなわ
ち、ＯＨラジカルによる有機物の酸化分解や微生物の殺
滅などの作用を増大でき、浄化処理能力を向上できる。

【００２８】ここで、本実施形態の水処理装置でのオゾ
ンの溶解率と利用効率を試験した結果の一例を示すと、
全オゾンの溶存量の約５０％以上が被処理水流路９の下
降流部４９で被処理水１に吸収されていた。これに加え
て、従来の水処理装置と同様に、槽３内での被処理水１
へのオゾンの溶解、吸収が行われる。このため、本実施
形態の水処理装置のオゾンの利用効率は、従来の水処理
装置の約１.５倍以上に高めることができた。

【００２９】さらに、本実施形態では、オゾン注入管１
３の開口端部６３が、被処理水流路９の下降流部４９内
の、槽３内の被処理水１の水位よりも高い位置に開口し
ている。このため、被処理水流路９のポンプ１１の運転
により被処理水流路９内を被処理水１が通流すると、被
処理水流路９の下降流部４９の、槽３内の被処理水１の
水位よりも高い位置にある部分は、サイホンの原理によ
り負圧になる。したがって、オゾンを含む気体は、オゾ
ンを含む気体を送気するためのポンプなどを用いなくて
も、オゾン注入管１３の開口端部６３から吸引されて被
処理水流路９を通流する被処理液１中に注入される。す
なわち、オゾン注入用のポンプなどが必要ないため、ポ
ンプなどの駆動に要するエネルギーを省力化でき、さら
に、装置の簡素化、装置コストの低減などが可能にな
る。ただし、オゾン注入手段が、オゾンを注入するため
のポンプを備えた構成とすることもできる。

【００３０】加えて、本実施形態では、筒体７内の空気
が紫外線ランプ５からの紫外線を照射されることで生成
されたオゾンを被処理水１に注入しているため、オゾン
発生装置などを用いる必要がない。したがって、オゾン
発生装置などの駆動に要するエネルギーを省力化でき、
さらに、装置の簡素化、装置コストの低減などが可能に
なる。ただし、使用する紫外線ランプの種類により、紫
外線ランプが波長１８５ｎｍの紫外線を放射しないオゾ
ンレスランプなどを用いるため、槽内の紫外線ランプに
よるオゾンの生成ができない場合、または紫外線ランプ
の放射強度などによりオゾンの生成量が十分でない場合
などには、図２に示すように、オゾン注入手段がオゾン
発生器８５を備えた構成とすることもできる。本実施形
態に示した水処理装置と同様の構成の水処理装置でオゾ
ン注入手段にオゾン発生器８５を備えた構成とする場合
には、上側の空気室２７内のオゾンを含む気体は、上側
の空気室２７に連通し、排気流路８１に合流する排気流
路８７により、図示していない排オゾン処理装置に送ら
れるようにすればよい。また、この場合、槽３の気体層
８３内の気体を水位調整槽７５に送るための排気管７１
や、下側の空気室４１の貫通孔４３は設けなくてもよ
い。

【００３１】さらに、本実施形態では、被処理水流路９
の上昇流部５７のレジューサ５３下流側に連通する被処
理水供給流路５７、すなわち被処理水流路９の下降流部
４９の上流側に被処理水を供給する被処理水供給管５７
を有しているので、水処理装置に供給された被処理水１
に含まれる有機物は、被処理水流路９の下降流部４９を
下降する間に被処理水に吸収されたオゾンにより分解さ
れる。したがって、被処理水流路９の下降流部４９での
有機物の分解により、被処理水１の紫外線の吸光度が減
少した状態で槽３内での紫外線照射を受けることにな
る。このため、オゾンの光分解に利用される光量子数が
増加する。すなわち、紫外線吸光度の高い被処理水、例
えば染色廃水などの水処理において、浄化処理能力を向
上することができる。

【００３２】また、本実施形態では、複数の紫外線ラン
プ５の各々を複数の筒体７中に設置した構成としている
が、複数の紫外線ランプ５を１つの筒体で覆う構成や、
数本ずつの紫外線ランプ５の組毎に筒体で覆う構成とす
ることもできる。

【００３３】（第２の実施形態）第２の実施形態につい
て図３を参照して説明する。図３は、本発明を適用して
なる水処理装置の概略構成と動作を示す図である。な
お、本実施形態では、第１の実施形態と同一のものには
同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と相違
する構成及び特徴部などについて説明する。

【００３４】本実施形態の水処理装置が、第１の実施形
態の水処理装置と相違する点は、槽の構造と過酸化水素
の注入位置にある。すなわち、本実施形態の水処理装置
では、図３に示すように、槽８９は、両端部が天板９１
と底板９３で閉塞された筒形状に形成されている。槽８
９の内部には、底板９３側、つまり槽８９の底部側に横
方向に延在する下側ヘッダ管９５、天板９１側、つまり
槽８９の上部側に横方向に延在する上側ヘッダ管９７、
そして下側ヘッダ管９５と上側ヘッダ管９７との間で上
下方向に延在して下側ヘッダ管と上側ヘッダ管とを連結
する複数の連結管９９とが設置されている。連結管９９
間、または連結管９９と槽８９の側壁間には、上下方向
に延在させて紫外線ランプ５が配設されている。

【００３５】槽８９の側壁の底部側には、貫通孔１００
が設けられており、槽８９の側壁外側には、貫通孔１０
０を覆うように下側が開口したカバー１０１が設けられ
ている。下側ヘッダ管９５は、一方の端部は閉塞されて
おり、他方の端部周囲にはフランジ１０３が形成されて
いる。下側ヘッダ管９５は、こフランジ１０３と被処理
水流路９の導入部５１側の端部に形成されたフランジ１
０５とを、この間に図示していないＯ−リングやガスケ
ットなどのシール材を挟んで、図示していないボルトや
クランプなどで固定することにより、被処理水流路９の
導入部５１と連結されている。

【００３６】上側ヘッダ管９７は、両端部に各々フラン
ジ１０７、１０９が形成されており、一方のフランジ１
０７と被処理水流路９の導出部４５側の端部に形成され
たフランジ１１１とを、この間に図示していないＯ−リ
ングやガスケットなどのシール材を挟んで、図示してい
ないボルトやクランプなどで固定することにより、被処
理水流路９の導出部４５と連結されている。また、上側
ヘッダ管９７は、他方のフランジ１０９と水位調整槽７
５への排水管７３の端部に形成されたフランジ１１３と
を、この間に図示していないＯ−リングやガスケットな
どのシール材を挟んで、図示していないボルトやクラン
プなどで固定することにより、水位調整槽７５と連結さ
れている。被処理水流路９の導入部５１に連通する被処
理水供給流路６５には、過酸化水素を被処理水１に注入
するためのポンプ５９を備えた過酸化水素注入流路６１
が連通している。なお、下側ヘッダ管９５、上側ヘッダ
管９７、そして連結管９９は、紫外線透過性の材料、例
えば石英ガラスやテフロンなどで形成されている。

【００３７】このような本実施形態の水処理装置では、
貫通孔１００から槽８９内に入った空気が紫外線ランプ
５の照射を受けることでオゾンが発生する。このオゾン
を、サイフォンの原理で被処理水流路９の下降流部４９
内に吸引することで、被処理水流路９の下降流部４９内
を通流する被処理水１に注入している。また、被処理水
１は、槽８９内の下側ヘッダ管９５、連結管９９、そし
て上側ヘッダ管９７で紫外線の照射を受け、紫外線、オ
ゾン、ＯＨラジカルによる有機物の酸化分解や微生物の
殺滅などの浄化処理を受ける。

【００３８】このように、本実施形態の水処理装置で
も、ＯＨラジカルによる有機物の酸化分解や微生物の殺
滅などの作用を増大でき、浄化処理能力を向上できる。
さらに、オゾン発生器や、オゾンを注入するためのポン
プなどが必要ないため、省エネルギー化、装置の簡素
化、コストの低減などができる。

【００３９】また、第１及び第２の実施形態では、紫外
線ランプ５は、複数本設けられているが、紫外線ランプ
５は、１本にすることもできる。さらに、第１及び第２
の実施形態では、紫外線ランプ５からの紫外線を空気に
照射することでオゾンを生成しているが、空気以外の酸
素を含有する気体や酸素を下側の空気室４１や層８９内
に取り込み、これらの気体に紫外線を照射することでオ
ゾンを得ることもできる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、水処理装置の浄化処理
能力を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用してなる水処理装置の第１の実施
形態の概略構成と動作を示す図である。

【図２】第１の実施形態の水処理装置の変形例を示す図
である。

【図３】本発明を適用してなる水処理装置の第２の実施
形態の概略構成と動作を示す図である。

【符号の説明】

１被処理水３槽５紫外線ランプ７筒体９被処理水流路１３オゾン注入管４９下降流部６３開口端部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｃ (72)発明者石田宏司東京都中央区銀座５丁目２番１号千代田工販株式会社内Ｆターム(参考） 4D037 AA11 AB02 AB03 BA18 CA12 4D050 AA12 AB06 AB11 BB02 BC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線ランプと、内部に前記紫外線ラン
プが配設された槽と、該槽の底部に連通し、被処理水が
前記槽に向けて通流する被処理水流路と、該被処理水流
路を通流する前記被処理水にオゾンを注入するオゾン注
入手段とを含み、前記被処理水流路は、上下方向に延在
して被処理水が下降する下降流部を有し、前記オゾン注
入手段は、前記被処理水流路にオゾンを注入するための
オゾン注入管を備え、該オゾン注入管のオゾンが排出さ
れる側の端部は、前記被処理水流路の前記下降流部の上
部に開口してなる水処理装置。
【請求項２】紫外線ランプと、内部に前記紫外線ラン
プが配設された槽と、該槽の底部に連通し、被処理水が
前記槽に向けて通流する被処理水流路と、該被処理水流
路に設けられたポンプと、前記被処理水流路を通流する
前記被処理水にオゾンを注入するオゾン注入手段とを含
み、前記被処理水流路は、上下方向に延在して被処理水
が下降する下降流部を有し、前記オゾン注入手段は、前
記被処理水流路にオゾンを注入するためのオゾン注入管
を備え、該オゾン注入管のオゾンが排出される側の端部
は、前記被処理水流路の前記下降流部内の、前記槽内の
被処理水の水位よりも高い位置で開口してなる水処理装
置。
【請求項３】前記オゾン注入管は、前記被処理水流路
を形成する管よりも径が細い管であり、前記被処理水流
路の前記下降流部に被処理水の流れ方向に沿ってほぼ同
軸に延在し、下方に向けて開口していることを特徴とす
る請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】前記オゾン注入手段は、前記槽の両端部
に設けられた２つの気体室と、前記紫外線ランプと、前
記紫外線ランプの周囲に設けられ、かつ前記２つの気体
室を連結し、被処理水から前記紫外線ランプを隔離して
酸素または酸素含有気体が通流する紫外線透過性の筒体
とを含み、前記２つの気体室のうち、気体の流れに対し
て下流側に位置する気体室内の気体を前記被処理水流路
内の被処理水中に注入してなることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項５】前記槽内には、被処理水が通流する紫外
線透過性の管からなる反応流路と、前記槽内の酸素また
は酸素含有気体中に配置されて前記反応流路内を通流す
る被処理水に紫外線を照射する前記紫外線ランプとが設
けられ、前記オゾン注入手段は、前記紫外線ランプを含
み、前記槽内の気体を前記被処理水流路内の被処理水中
に注入してなることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れか１項に記載の水処理装置。