JP2002219474A - 光酸化反応装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 用水および廃水などの原水中の汚濁物質を効
率よく分解することができる光酸化反応装置を提供す
る。 【解決手段】 光酸化反応装置１０は、紫外線−オゾン
反応塔４０を含む。紫外線−オゾン反応塔４０の第１の
吸水口４４ａには、酸化剤タンク３０が接続されるＴ字
管２０を介して、原水ポンプ１２が接続される。紫外線
−オゾン反応塔４０の第１の排水口４６ａは、循環ポン
プ５０およびエゼクター５２を介して、第２の吸水口４
４ｂに接続される。紫外線−オゾン反応塔４０の中心軸
部には、保護管６０が配置される。保護管６０内には、
水銀ランプ６２が配置される。保護管６０は、フィルタ
７２やエゼクター５２に接続される。紫外線−オゾン反
応塔４０の吸水口４４ａ，４４ｂおよび排水口４６ａ，
４６ｂなどは、原水などが保護管６０の周囲を螺旋状に
流れるように形成される。
率よく分解することができる光酸化反応装置を提供す
る。 【解決手段】 光酸化反応装置１０は、紫外線−オゾン
反応塔４０を含む。紫外線−オゾン反応塔４０の第１の
吸水口４４ａには、酸化剤タンク３０が接続されるＴ字
管２０を介して、原水ポンプ１２が接続される。紫外線
−オゾン反応塔４０の第１の排水口４６ａは、循環ポン
プ５０およびエゼクター５２を介して、第２の吸水口４
４ｂに接続される。紫外線−オゾン反応塔４０の中心軸
部には、保護管６０が配置される。保護管６０内には、
水銀ランプ６２が配置される。保護管６０は、フィルタ
７２やエゼクター５２に接続される。紫外線−オゾン反
応塔４０の吸水口４４ａ，４４ｂおよび排水口４６ａ，
４６ｂなどは、原水などが保護管６０の周囲を螺旋状に
流れるように形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光酸化反応装置に
関し、特に、たとえば用水および廃水などの原水中の汚
濁物質を分解する光酸化反応装置に関する。
関し、特に、たとえば用水および廃水などの原水中の汚
濁物質を分解する光酸化反応装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明の背景となる従来の脱臭装置の
一例が実用新案登録第３０６５８４９号登録実用新案公
報に開示されている。この公報に開示されている脱臭装
置は、ガスを洗浄しガス中のにおいを吸収して取り除く
洗浄水が循環して供給されるスクラバーと、そのスクラ
バーに接続され、その洗浄水中の汚濁物質を分解するた
めの光酸化処理手段とを含む。この光酸化処理手段は、
そのスクラバーに循環して供給される洗浄水に酸化剤を
供給するための酸化剤供給手段と、その洗浄水にオゾン
を供給するためのオゾン供給手段と、その洗浄水、酸化
剤およびオゾンに紫外線を照射するための紫外線照射手
段とを含む。この脱臭装置では、スクラバーにおいて、
ガスが洗浄水で洗浄され、ガス中のにおいが洗浄水で吸
収されて取り除かれる。さらに、この脱臭装置では、ス
クラバーに循環して供給される洗浄水中の汚濁物質が、
酸化剤供給手段およびオゾン供給手段でその洗浄水に酸
化剤およびオゾンを供給するとともに紫外線照射手段で
その洗浄水、酸化剤およびオゾンに紫外線を照射するこ
とによって分解される。
一例が実用新案登録第３０６５８４９号登録実用新案公
報に開示されている。この公報に開示されている脱臭装
置は、ガスを洗浄しガス中のにおいを吸収して取り除く
洗浄水が循環して供給されるスクラバーと、そのスクラ
バーに接続され、その洗浄水中の汚濁物質を分解するた
めの光酸化処理手段とを含む。この光酸化処理手段は、
そのスクラバーに循環して供給される洗浄水に酸化剤を
供給するための酸化剤供給手段と、その洗浄水にオゾン
を供給するためのオゾン供給手段と、その洗浄水、酸化
剤およびオゾンに紫外線を照射するための紫外線照射手
段とを含む。この脱臭装置では、スクラバーにおいて、
ガスが洗浄水で洗浄され、ガス中のにおいが洗浄水で吸
収されて取り除かれる。さらに、この脱臭装置では、ス
クラバーに循環して供給される洗浄水中の汚濁物質が、
酸化剤供給手段およびオゾン供給手段でその洗浄水に酸
化剤およびオゾンを供給するとともに紫外線照射手段で
その洗浄水、酸化剤およびオゾンに紫外線を照射するこ
とによって分解される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術では
洗浄水などの用水中の汚濁物質を分解することはできる
が、用水および廃水などの原水中の汚濁物質を効率よく
分解することができることが望まれている。
洗浄水などの用水中の汚濁物質を分解することはできる
が、用水および廃水などの原水中の汚濁物質を効率よく
分解することができることが望まれている。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、用
水および廃水などの原水中の汚濁物質を効率よく分解す
ることができる光酸化反応装置を提供することである。
水および廃水などの原水中の汚濁物質を効率よく分解す
ることができる光酸化反応装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる光酸化
反応装置は、原水に酸化剤およびオゾンを供給し、原
水、酸化剤およびオゾンに紫外線−オゾン反応塔内にお
いて紫外線照射手段で紫外線を照射することによって、
原水中の汚濁物質を分解する光酸化反応装置であって、
紫外線−オゾン反応塔内において原水、酸化剤およびオ
ゾンが紫外線照射手段の周囲を螺旋状に流れるようにし
た、光酸化反応装置である。この発明にかかる光酸化反
応装置では、たとえば、紫外線−オゾン反応塔は中空円
柱状の容器を含み、その容器の中心軸部に紫外線照射手
段が配置され、その容器の下部に第１の吸水口が形成さ
れ、その容器の中間部に第２の吸水口が形成され、その
容器の第１の吸水口および第２の吸水口の中間部に第１
の排水口が形成され、その容器の上部に第２の排水口が
形成され、第１の排水口が循環ポンプを介して第２の吸
水口に接続される。また、この発明にかかる光酸化反応
装置は、たとえは、紫外線−オゾン反応塔に供給される
原水に酸化剤を供給するための酸化剤供給手段と、紫外
線−オゾン反応塔に供給される原水にオゾンを供給する
ためのオゾン供給手段とを含む。この場合、オゾン供給
手段は、たとえば、紫外線照射手段の近傍に空気を供給
するための空気供給手段を含み、空気供給手段で供給さ
れた空気に紫外線照射手段で紫外線を照射して前記オゾ
ンを発生する。また、この発明にかかる光酸化反応装置
は、紫外線−オゾン反応塔に接続され、紫外線−オゾン
反応塔から排水される原水中に残留する汚濁物質を紫外
線−オゾン反応塔から送られてくるラジカルで分解する
ラジカル反応塔を含むことが好ましい。この場合、ラジ
カル反応塔は、たとえば、紫外線−オゾン反応塔から排
水される原水中に残留する汚濁物質を吸着剤で一旦吸着
してラジカルで分解する。
反応装置は、原水に酸化剤およびオゾンを供給し、原
水、酸化剤およびオゾンに紫外線−オゾン反応塔内にお
いて紫外線照射手段で紫外線を照射することによって、
原水中の汚濁物質を分解する光酸化反応装置であって、
紫外線−オゾン反応塔内において原水、酸化剤およびオ
ゾンが紫外線照射手段の周囲を螺旋状に流れるようにし
た、光酸化反応装置である。この発明にかかる光酸化反
応装置では、たとえば、紫外線−オゾン反応塔は中空円
柱状の容器を含み、その容器の中心軸部に紫外線照射手
段が配置され、その容器の下部に第１の吸水口が形成さ
れ、その容器の中間部に第２の吸水口が形成され、その
容器の第１の吸水口および第２の吸水口の中間部に第１
の排水口が形成され、その容器の上部に第２の排水口が
形成され、第１の排水口が循環ポンプを介して第２の吸
水口に接続される。また、この発明にかかる光酸化反応
装置は、たとえは、紫外線−オゾン反応塔に供給される
原水に酸化剤を供給するための酸化剤供給手段と、紫外
線−オゾン反応塔に供給される原水にオゾンを供給する
ためのオゾン供給手段とを含む。この場合、オゾン供給
手段は、たとえば、紫外線照射手段の近傍に空気を供給
するための空気供給手段を含み、空気供給手段で供給さ
れた空気に紫外線照射手段で紫外線を照射して前記オゾ
ンを発生する。また、この発明にかかる光酸化反応装置
は、紫外線−オゾン反応塔に接続され、紫外線−オゾン
反応塔から排水される原水中に残留する汚濁物質を紫外
線−オゾン反応塔から送られてくるラジカルで分解する
ラジカル反応塔を含むことが好ましい。この場合、ラジ
カル反応塔は、たとえば、紫外線−オゾン反応塔から排
水される原水中に残留する汚濁物質を吸着剤で一旦吸着
してラジカルで分解する。
【０００６】この発明にかかる光酸化反応装置では、原
水に酸化剤およびオゾンを供給し、原水、酸化剤および
オゾンに紫外線−オゾン反応塔内において紫外線照射手
段で紫外線を照射することによって、原水中の汚濁物質
が分解される。この場合、原水にたとえば酸化剤供給手
段で酸化剤が供給され、原水にたとえばオゾン供給手段
でオゾンが供給される。さらに、この発明にかかる光酸
化反応装置では、原水、酸化剤およびオゾンが紫外線−
オゾン反応塔内において紫外線照射手段の周囲を螺旋状
に流れるため、原水などを螺旋状に流さない場合に比べ
て、水、酸化剤およびオゾンの反応のための接触時間が
長くなり、原水中の汚濁物質を分解する効率がよくな
る。また、この発明にかかる光酸化反応装置では、ラジ
カル反応塔を含む場合には、原水中に残留する汚濁物質
がたとえば吸着剤で一旦吸着されてラジカルで分解され
る結果、原水中の汚濁物質はほとんど分解される。
水に酸化剤およびオゾンを供給し、原水、酸化剤および
オゾンに紫外線−オゾン反応塔内において紫外線照射手
段で紫外線を照射することによって、原水中の汚濁物質
が分解される。この場合、原水にたとえば酸化剤供給手
段で酸化剤が供給され、原水にたとえばオゾン供給手段
でオゾンが供給される。さらに、この発明にかかる光酸
化反応装置では、原水、酸化剤およびオゾンが紫外線−
オゾン反応塔内において紫外線照射手段の周囲を螺旋状
に流れるため、原水などを螺旋状に流さない場合に比べ
て、水、酸化剤およびオゾンの反応のための接触時間が
長くなり、原水中の汚濁物質を分解する効率がよくな
る。また、この発明にかかる光酸化反応装置では、ラジ
カル反応塔を含む場合には、原水中に残留する汚濁物質
がたとえば吸着剤で一旦吸着されてラジカルで分解され
る結果、原水中の汚濁物質はほとんど分解される。
【０００７】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明にかかる光酸化反
応装置の一例を示す斜視図であり、図２はその光酸化反
応装置の紫外線−オゾン反応塔の要部を示す図解図であ
り、図３はその紫外線−オゾン反応塔を上から見た図解
図である。図１に示す光酸化反応装置１０は原水ポンプ
１２を含む。原水ポンプ１２は、たとえば用水および廃
水などの原水を吸込むとともに吐出すためのものであ
る。原水ポンプ１２の吸込口には、吸水管１４の一端が
接続される。この吸水管１４の他端は、たとえば原水槽
中の原水に漬けられる。原水ポンプ１２の吐出口は、バ
ルブ１６および流量計１８を介して、Ｔ字管２０の一端
に接続される。なお、原水ポンプ１２の吐出口、バルブ
１６、流量計１８およびＴ字管２０は適当な管を介して
接続されるが、これと同様に、後述する各部なども適当
な管を介して接続される。
応装置の一例を示す斜視図であり、図２はその光酸化反
応装置の紫外線−オゾン反応塔の要部を示す図解図であ
り、図３はその紫外線−オゾン反応塔を上から見た図解
図である。図１に示す光酸化反応装置１０は原水ポンプ
１２を含む。原水ポンプ１２は、たとえば用水および廃
水などの原水を吸込むとともに吐出すためのものであ
る。原水ポンプ１２の吸込口には、吸水管１４の一端が
接続される。この吸水管１４の他端は、たとえば原水槽
中の原水に漬けられる。原水ポンプ１２の吐出口は、バ
ルブ１６および流量計１８を介して、Ｔ字管２０の一端
に接続される。なお、原水ポンプ１２の吐出口、バルブ
１６、流量計１８およびＴ字管２０は適当な管を介して
接続されるが、これと同様に、後述する各部なども適当
な管を介して接続される。
【０００９】Ｔ字管２０の中間部には、酸化剤供給手段
として、酸化剤タンク３０が、注入用ポンプ３２および
逆止弁３４を介して接続される。この場合、酸化剤タン
ク３０は注入ポンプ３２の吸込口に接続され、注入ポン
プ３２の吐出口が逆止弁３４を介してＴ字管２０の中間
部に接続される。また、酸化剤タンク３０には、たとえ
ば次亜塩素酸ソーダなどの酸化剤が溜められる。なお、
酸化剤としては、次亜塩素酸ソーダ以外にオゾン、過酸
化水素、塩素、過マンガン酸カリウムなどが用いられ得
る。
として、酸化剤タンク３０が、注入用ポンプ３２および
逆止弁３４を介して接続される。この場合、酸化剤タン
ク３０は注入ポンプ３２の吸込口に接続され、注入ポン
プ３２の吐出口が逆止弁３４を介してＴ字管２０の中間
部に接続される。また、酸化剤タンク３０には、たとえ
ば次亜塩素酸ソーダなどの酸化剤が溜められる。なお、
酸化剤としては、次亜塩素酸ソーダ以外にオゾン、過酸
化水素、塩素、過マンガン酸カリウムなどが用いられ得
る。
【００１０】Ｔ字管２０の他端は、紫外線−オゾン反応
塔４０に接続される。紫外線−オゾン反応塔４０は、た
とえば中空円柱状の容器４２を含む。容器４２の下部に
は、第１の吸水口４４ａが形成される。そして、Ｔ字管
２０は、紫外線−オゾン反応塔４０の第１の吸水口４４
ａに接続される。
塔４０に接続される。紫外線−オゾン反応塔４０は、た
とえば中空円柱状の容器４２を含む。容器４２の下部に
は、第１の吸水口４４ａが形成される。そして、Ｔ字管
２０は、紫外線−オゾン反応塔４０の第１の吸水口４４
ａに接続される。
【００１１】また、紫外線−オゾン反応塔４０の容器４
２には、第１の吸水口４４ａ以外に、第２の吸水口４４
ｂ、第１の排水口４６ａおよび第２の排水口４６ｂが形
成される。この場合、第２の吸水口４４ｂは、容器４２
の下端から約１／３の高さの中間部であって第１の吸水
口４４ａの真上に形成される。また、第１の排水口４６
ａは、容器４２の第１の吸水口４４ａと第２の吸水口４
４ｂとの間の高さの中間部であって第１の吸水口４４ａ
および第２の吸水口４４ｂのほぼ反対側に形成される。
さらに、第２の排水口４６ｂは、容器４２の上部であっ
て第１の排水口４６ａの真上に形成される。また、原水
などが容器４２中で第１の吸水口４４ａおよび第２の吸
水口４４ｂから第１の排水口４６ａおよび第２の排水口
４６ｂまで後述する保護管６０の周囲を螺旋状に流れ、
かつ、図３に示すように上から見た場合に後述する保護
管６０の周囲を反時計方向に回転して流れるように、第
１の吸水口４４ａ、第２の吸水口４４ｂ、第１の排水口
４６ａおよび第２の排水口４６ｂが、容器４２の中心軸
部の外側に向くように形成される。
２には、第１の吸水口４４ａ以外に、第２の吸水口４４
ｂ、第１の排水口４６ａおよび第２の排水口４６ｂが形
成される。この場合、第２の吸水口４４ｂは、容器４２
の下端から約１／３の高さの中間部であって第１の吸水
口４４ａの真上に形成される。また、第１の排水口４６
ａは、容器４２の第１の吸水口４４ａと第２の吸水口４
４ｂとの間の高さの中間部であって第１の吸水口４４ａ
および第２の吸水口４４ｂのほぼ反対側に形成される。
さらに、第２の排水口４６ｂは、容器４２の上部であっ
て第１の排水口４６ａの真上に形成される。また、原水
などが容器４２中で第１の吸水口４４ａおよび第２の吸
水口４４ｂから第１の排水口４６ａおよび第２の排水口
４６ｂまで後述する保護管６０の周囲を螺旋状に流れ、
かつ、図３に示すように上から見た場合に後述する保護
管６０の周囲を反時計方向に回転して流れるように、第
１の吸水口４４ａ、第２の吸水口４４ｂ、第１の排水口
４６ａおよび第２の排水口４６ｂが、容器４２の中心軸
部の外側に向くように形成される。
【００１２】紫外線−オゾン反応塔４０の第１の排水口
４６ａは、循環ポンプ５０の吸込口に接続される。循環
ポンプ５０の吐出口は、エゼクター５２の一端に接続さ
れる。エゼクター５２の他端は、バルブ５４を介して、
紫外線−オゾン反応塔４０の第２の吸水口４４ｂに接続
される。エゼクター５２は、その一端にたとえば原水を
供給すると、その他端からその原水を吐出すとともに、
その中間部に吸引力を発生させるものである。すなわ
ち、エゼクター５２は、その一端から他端に原水などを
通過する際に発生する差圧を利用して、その中間部に吸
引力を発生させるものである。
４６ａは、循環ポンプ５０の吸込口に接続される。循環
ポンプ５０の吐出口は、エゼクター５２の一端に接続さ
れる。エゼクター５２の他端は、バルブ５４を介して、
紫外線−オゾン反応塔４０の第２の吸水口４４ｂに接続
される。エゼクター５２は、その一端にたとえば原水を
供給すると、その他端からその原水を吐出すとともに、
その中間部に吸引力を発生させるものである。すなわ
ち、エゼクター５２は、その一端から他端に原水などを
通過する際に発生する差圧を利用して、その中間部に吸
引力を発生させるものである。
【００１３】紫外線−オゾン反応塔４０の容器４２の内
部の中心軸部には、たとえば石英製ガラスからなる中空
円柱状の保護管６０の上端部を除く大部分が垂直方向に
配置される。この保護管６０の内部には、紫外線照射手
段として特定波長の紫外線を放射する水銀ランプ６２が
垂直方向に配置される。この水銀ランプ６２は、電源ケ
ーブル６４およびコネクタ６６を介して、電源６８に接
続される。
部の中心軸部には、たとえば石英製ガラスからなる中空
円柱状の保護管６０の上端部を除く大部分が垂直方向に
配置される。この保護管６０の内部には、紫外線照射手
段として特定波長の紫外線を放射する水銀ランプ６２が
垂直方向に配置される。この水銀ランプ６２は、電源ケ
ーブル６４およびコネクタ６６を介して、電源６８に接
続される。
【００１４】保護管６０の上端には、オゾン供給手段に
含まれる空気供給手段としての管７０を介して、フィル
ター７２が接続される。さらに、保護管６０には、別の
管７４の一端が接続される。この場合、管７４は、その
一端が保護管６０の内部の下部に位置するように配置さ
れる。この管７４の他端は、逆止弁７６を介して、エゼ
クター５２の中間部に接続される。
含まれる空気供給手段としての管７０を介して、フィル
ター７２が接続される。さらに、保護管６０には、別の
管７４の一端が接続される。この場合、管７４は、その
一端が保護管６０の内部の下部に位置するように配置さ
れる。この管７４の他端は、逆止弁７６を介して、エゼ
クター５２の中間部に接続される。
【００１５】紫外線−オゾン反応塔４０の第２の排水口
４６ｂは、ラジカル反応塔８０に接続される。ラジカル
反応塔８０は、たとえば中空円柱状の容器８２を含む。
容器８２には、その上端に吸水口８４が形成され、その
下端に排水口８６が形成される。そして、紫外線−オゾ
ン反応塔４０の第２の排水口４６ｂは、ラジカル反応塔
８０の吸水口８４に、管８８を介して接続される。な
お、この管８８は、比較的短いほうが、紫外線−オゾン
反応塔４０からラジカル反応塔８０に原水やラジカルな
どを効率よく送ることができる点で好ましい。また、容
器８２の内部には、汚濁物質を吸着するたとえば活性炭
などの吸着剤９０が充填されている。さらに、容器８２
の排水口８６には排水管９２の一端が接続される。
４６ｂは、ラジカル反応塔８０に接続される。ラジカル
反応塔８０は、たとえば中空円柱状の容器８２を含む。
容器８２には、その上端に吸水口８４が形成され、その
下端に排水口８６が形成される。そして、紫外線−オゾ
ン反応塔４０の第２の排水口４６ｂは、ラジカル反応塔
８０の吸水口８４に、管８８を介して接続される。な
お、この管８８は、比較的短いほうが、紫外線−オゾン
反応塔４０からラジカル反応塔８０に原水やラジカルな
どを効率よく送ることができる点で好ましい。また、容
器８２の内部には、汚濁物質を吸着するたとえば活性炭
などの吸着剤９０が充填されている。さらに、容器８２
の排水口８６には排水管９２の一端が接続される。
【００１６】この光酸化反応装置１０では、原水が、吸
水管１４、原水ポンプ１２、バルブ１６、流量計１８、
Ｔ字管２０および第１の吸水口４４ａを介して、紫外線
−オゾン反応塔４０の容器４２中に送られる。
水管１４、原水ポンプ１２、バルブ１６、流量計１８、
Ｔ字管２０および第１の吸水口４４ａを介して、紫外線
−オゾン反応塔４０の容器４２中に送られる。
【００１７】また、この光酸化反応装置１０では、酸化
剤タンク３０中の酸化剤が、注入用ポンプ３２、逆止弁
３４、Ｔ字管２０および第１の吸水口４４ａを介して、
容器４２中の原水に供給される。
剤タンク３０中の酸化剤が、注入用ポンプ３２、逆止弁
３４、Ｔ字管２０および第１の吸水口４４ａを介して、
容器４２中の原水に供給される。
【００１８】さらに、この光酸化反応装置１０では、エ
ゼクター５２の吸引力によって、空気がフィルター７２
および管７０を介して保護管６０内に供給される。保護
管６０内の空気に水銀ランプ６２で紫外線を照射するこ
とによって、オゾンが生成される。そのオゾンは、管７
４、逆止弁７６、エゼクター５２、バルブ５４および第
２の吸水口４４ｂを介して、容器４２中の原水に供給さ
れる。
ゼクター５２の吸引力によって、空気がフィルター７２
および管７０を介して保護管６０内に供給される。保護
管６０内の空気に水銀ランプ６２で紫外線を照射するこ
とによって、オゾンが生成される。そのオゾンは、管７
４、逆止弁７６、エゼクター５２、バルブ５４および第
２の吸水口４４ｂを介して、容器４２中の原水に供給さ
れる。
【００１９】また、この光酸化反応装置１０では、水銀
ランプ６２で紫外線が容器４２中の原水、酸化剤および
オゾンに照射される。それによって、原水中の汚濁物質
が分解される。この場合、酸化剤の供給、オゾンの供給
および紫外線の照射の相乗効果によって、酸化剤による
原水中の汚濁物質を分解する反応エネルギーと、オゾン
による原水中の汚濁物質を分解する反応エネルギーと、
紫外線の照射による原水中の汚濁物質を分解する光エネ
ルギーとが、約１０倍〜約１００００倍に増加する。つ
まり、紫外線は、高い光エネルギーを有しているので、
直接汚濁物質を分解するだけでなく、水分子と酸化剤を
分解して各種のラジカルを生成する。このラジカルと
は、高い酸化還元電位を持ち、酸化剤および水が、紫外
線の分解で生成するものを特にヒドロキシラジカルとい
う。このヒドロキシラジカルは、フッ素に次ぐ高い酸化
還元電位を持ち、汚濁物質の分解除去に有効に働く。こ
のラジカルは、酸化剤のみでも生成するが、紫外線下で
は、酸化剤単独と比べ、反応速度は加速され、相乗効果
によりオゾンの場合、約１０倍〜約１００００倍に加速
される。したがって、この光酸化反応装置１０では、原
水中の汚濁物質を分解することができる。
ランプ６２で紫外線が容器４２中の原水、酸化剤および
オゾンに照射される。それによって、原水中の汚濁物質
が分解される。この場合、酸化剤の供給、オゾンの供給
および紫外線の照射の相乗効果によって、酸化剤による
原水中の汚濁物質を分解する反応エネルギーと、オゾン
による原水中の汚濁物質を分解する反応エネルギーと、
紫外線の照射による原水中の汚濁物質を分解する光エネ
ルギーとが、約１０倍〜約１００００倍に増加する。つ
まり、紫外線は、高い光エネルギーを有しているので、
直接汚濁物質を分解するだけでなく、水分子と酸化剤を
分解して各種のラジカルを生成する。このラジカルと
は、高い酸化還元電位を持ち、酸化剤および水が、紫外
線の分解で生成するものを特にヒドロキシラジカルとい
う。このヒドロキシラジカルは、フッ素に次ぐ高い酸化
還元電位を持ち、汚濁物質の分解除去に有効に働く。こ
のラジカルは、酸化剤のみでも生成するが、紫外線下で
は、酸化剤単独と比べ、反応速度は加速され、相乗効果
によりオゾンの場合、約１０倍〜約１００００倍に加速
される。したがって、この光酸化反応装置１０では、原
水中の汚濁物質を分解することができる。
【００２０】また、この光酸化反応装置１０では、原水
ポンプ１２および循環ポンプ５０などによって、原水、
酸化剤、オゾンおよびラジカルが、第１の排水口４６ａ
から循環ポンプ５０および第２の吸水口４４ｂなどを経
て容器４２中に循環するとともに、容器４２中で第１の
吸水口４４ａおよび第２の吸水口４４ｂから第１の排水
口４６ａおよび第２の排水口４６ｂまで保護管６０の周
囲を螺旋状に流れ、かつ、上から見た場合に保護管６０
の周囲を反時計方向に回転して流れる。そのため、この
光酸化反応装置１０では、原水などを容器中で螺旋状に
流さない場合に比べて、水、酸化剤、オゾンおよびラジ
カルの反応のための接触時間が長くなり、原水中の汚濁
物質を分解する効率がよくなる。
ポンプ１２および循環ポンプ５０などによって、原水、
酸化剤、オゾンおよびラジカルが、第１の排水口４６ａ
から循環ポンプ５０および第２の吸水口４４ｂなどを経
て容器４２中に循環するとともに、容器４２中で第１の
吸水口４４ａおよび第２の吸水口４４ｂから第１の排水
口４６ａおよび第２の排水口４６ｂまで保護管６０の周
囲を螺旋状に流れ、かつ、上から見た場合に保護管６０
の周囲を反時計方向に回転して流れる。そのため、この
光酸化反応装置１０では、原水などを容器中で螺旋状に
流さない場合に比べて、水、酸化剤、オゾンおよびラジ
カルの反応のための接触時間が長くなり、原水中の汚濁
物質を分解する効率がよくなる。
【００２１】さらに、この光酸化反応装置１０では、原
水およびラジカルなどが、紫外線−オゾン反応塔４０か
ら管８８を経てラジカル反応塔８０に送られる。ラジカ
ル反応塔８０では、原水中に残留する汚濁物質が、容器
８２内の吸着剤９０で一旦吸着されてラジカルで分解さ
れる。この結果、原水は、その中の汚濁物質がほとんど
分解され、排水口９２から排水される。また、容器８２
内の吸着剤９０は、汚濁物質を一時的に吸着するだけな
ので、汚濁物質を恒久的に吸着する場合に比べて、寿命
が長い。
水およびラジカルなどが、紫外線−オゾン反応塔４０か
ら管８８を経てラジカル反応塔８０に送られる。ラジカ
ル反応塔８０では、原水中に残留する汚濁物質が、容器
８２内の吸着剤９０で一旦吸着されてラジカルで分解さ
れる。この結果、原水は、その中の汚濁物質がほとんど
分解され、排水口９２から排水される。また、容器８２
内の吸着剤９０は、汚濁物質を一時的に吸着するだけな
ので、汚濁物質を恒久的に吸着する場合に比べて、寿命
が長い。
【００２２】発明者の実験によれば、簡易浄化式水洗ト
イレの廃水（原水）について、処理する前、光酸化反応
装置１０において第１の排水口４６ａ、循環ポンプ５
０、エゼクター５２、バルブ５２および第２の吸水口４
４ｂなどの循環ラインを取り除くとともにオゾン化空気
を紫外線−オゾン反応塔４０の容器４２の下部に注入し
て原水などを容器４２中で螺旋状に流さない比較例で処
理した後、および光酸化反応装置１０で処理した後にお
けるｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎを測定した。そ
の結果を表１に示す。
イレの廃水（原水）について、処理する前、光酸化反応
装置１０において第１の排水口４６ａ、循環ポンプ５
０、エゼクター５２、バルブ５２および第２の吸水口４
４ｂなどの循環ラインを取り除くとともにオゾン化空気
を紫外線−オゾン反応塔４０の容器４２の下部に注入し
て原水などを容器４２中で螺旋状に流さない比較例で処
理した後、および光酸化反応装置１０で処理した後にお
けるｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎを測定した。そ
の結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１に示す結果より、光酸化反応装置１０
では、比較例と比べて、簡易浄化式水洗トイレの廃水
（原水）中のｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎを改善
でき、その原水中の汚濁物質を分解する効率がよいこと
がわかる。
では、比較例と比べて、簡易浄化式水洗トイレの廃水
（原水）中のｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎを改善
でき、その原水中の汚濁物質を分解する効率がよいこと
がわかる。
【００２５】さらに、馬場木材チップコースの廃水（原
水）について、処理する前、上述の比較例で処理した
後、および光酸化反応装置１０で処理した後におけるｐ
Ｈ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎを測定した。その結果
を表２に示す。
水）について、処理する前、上述の比較例で処理した
後、および光酸化反応装置１０で処理した後におけるｐ
Ｈ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎを測定した。その結果
を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２に示す結果より、光酸化反応装置１０
では、比較例と比べて、馬場木材チップコースの廃水
（原水）中のｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎも改善
でき、その原水中の汚濁物質も分解する効率がよいこと
がわかる。
では、比較例と比べて、馬場木材チップコースの廃水
（原水）中のｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤおよびＴ−Ｎも改善
でき、その原水中の汚濁物質も分解する効率がよいこと
がわかる。
【００２８】また、この光酸化反応装置１０では、循環
ポンプ５０およびエゼクター５２などで空気やオゾンが
供給されるので、外部に空気やオゾンを供給する専用の
エアコンプレッサーやポンプが不要である。
ポンプ５０およびエゼクター５２などで空気やオゾンが
供給されるので、外部に空気やオゾンを供給する専用の
エアコンプレッサーやポンプが不要である。
【００２９】なお、上述の光酸化反応装置１０で用いら
れる紫外線−オゾン反応塔４０は単なる例示であって、
この発明では他の構造の紫外線−オゾン反応塔が用いら
れてもよい。たとえば、上述の光酸化反応装置１０の紫
外線−オゾン反応塔４０において、原水などが上から見
て反時計方向に回転して流れるが、上から見て時計方向
に回転して流れるようにしてもよい。また、上述の光酸
化反応装置１０の紫外線−オゾン反応塔４０において、
第１の排水口４６ａおよび第２の吸水口４４ｂなどの位
置は、原水の水質などによって変更されてもよい。
れる紫外線−オゾン反応塔４０は単なる例示であって、
この発明では他の構造の紫外線−オゾン反応塔が用いら
れてもよい。たとえば、上述の光酸化反応装置１０の紫
外線−オゾン反応塔４０において、原水などが上から見
て反時計方向に回転して流れるが、上から見て時計方向
に回転して流れるようにしてもよい。また、上述の光酸
化反応装置１０の紫外線−オゾン反応塔４０において、
第１の排水口４６ａおよび第２の吸水口４４ｂなどの位
置は、原水の水質などによって変更されてもよい。
【００３０】また、この発明では、酸化剤供給手段、オ
ゾン供給手段および紫外線照射手段についても、他の構
造のものが用いられてもよい。
ゾン供給手段および紫外線照射手段についても、他の構
造のものが用いられてもよい。
【００３１】さらに、この発明では、ラジカル反応塔８
０についても、他の構造のものが用いられてもよい。
０についても、他の構造のものが用いられてもよい。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば、用水および廃水など
の原水中の汚濁物質を効率よく分解することができる光
酸化反応装置が得られる。
の原水中の汚濁物質を効率よく分解することができる光
酸化反応装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる光酸化反応装置の一例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１に示す光酸化反応装置の紫外線−オゾン反
応塔の要部を示す図解図である。
応塔の要部を示す図解図である。
【図３】図１に示す光酸化反応装置の紫外線−オゾン反
応塔を上から見た図解図である。
応塔を上から見た図解図である。
１０ 光酸化反応塔 １２ 原水ポンプ １４ 吸水管 １６ バルブ １８ 流量計 ２０ Ｔ字管 ３０ 酸化剤タンク ３２ 注入ポンプ ３４ 逆止弁 ４０ 紫外線−オゾン反応塔 ４２ 容器 ４４ａ 第１の吸水口 ４４ｂ 第２の吸水口 ４６ａ 第１の排水口 ４６ｂ 第２の排水口 ５０ 循環ポンプ ５２ エゼクター ５４ バルブ ６０ 保護管 ６２ 水銀ランプ ６４ 電源ケーブル ６６ コネクタ ６８ 電源 ７０ 管 ７２ フィルタ ７４ 管 ７６ 逆止弁 ８０ ラジカル反応塔 ８２ 容器 ８４ 吸水口 ８６ 排水口 ８８ 管 ９０ 吸着剤 ９２ 排水管
Claims (6)
- 【請求項１】 原水に酸化剤およびオゾンを供給し、前
記原水、前記酸化剤および前記オゾンに紫外線−オゾン
反応塔内において紫外線照射手段で紫外線を照射するこ
とによって、前記原水中の汚濁物質を分解する光酸化反
応装置であって、 前記紫外線−オゾン反応塔内において前記原水、前記酸
化剤および前記オゾンが前記紫外線照射手段の周囲を螺
旋状に流れるようにした、光酸化反応装置。 - 【請求項２】 前記紫外線−オゾン反応塔は中空円柱状
の容器を含み、 前記容器の中心軸部に前記紫外線照射手段が配置され、 前記容器の下部に第１の吸水口が形成され、 前記容器の中間部に第２の吸水口が形成され、 前記容器の前記第１の吸水口および前記第２の吸水口の
中間部に第１の排水口が形成され、 前記容器の上部に第２の排水口が形成され、 前記第１の排水口が循環ポンプを介して前記第２の吸水
口に接続される、請求項１に記載の光酸化反応装置。 - 【請求項３】 前記紫外線−オゾン反応塔に供給される
前記原水に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給手
段、および前記紫外線−オゾン反応塔に供給される前記
原水に前記オゾンを供給するためのオゾン供給手段を含
む、請求項１または請求項２に記載の光酸化反応装置。 - 【請求項４】 前記オゾン供給手段は、前記紫外線照射
手段の近傍に空気を供給するための空気供給手段を含
み、 前記空気供給手段で供給された空気に前記紫外線照射手
段で紫外線を照射して前記オゾンを発生する、請求項３
に記載の光酸化反応装置。 - 【請求項５】 前記紫外線−オゾン反応塔に接続され、
前記紫外線−オゾン反応塔から排水される原水中に残留
する汚濁物質を前記紫外線−オゾン反応塔から送られて
くるラジカルで分解するラジカル反応塔を含む、請求項
１ないし請求項４のいずれかに記載の光酸化反応装置。 - 【請求項６】 前記ラジカル反応塔は、前記紫外線−オ
ゾン反応塔から排水される原水中に残留する汚濁物質を
吸着剤で一旦吸着して前記ラジカルで分解する、請求項
５に記載の光酸化反応装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001019927A JP3602802B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 光酸化反応装置 |
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| AU2002225457A AU2002225457A1 (en) | 2001-01-29 | 2002-01-21 | Photooxidation water treatment device |
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|---|---|---|---|
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| JP2012531297A (ja) * | 2009-06-29 | 2012-12-10 | オゾン インダストリーズ アイルランド リミテッド | 雨水処理装置 |
| CN113636619A (zh) * | 2021-09-05 | 2021-11-12 | 上海洁壤环保科技有限公司 | 一种用于地下水中有机物修复的分布式光催化修复系统 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4273660A (en) * | 1979-02-21 | 1981-06-16 | Beitzel Stuart W | Purification of water through the use of ozone and ultraviolet light |
| US6030526A (en) * | 1996-12-31 | 2000-02-29 | Uv Technologies, Inc. | Water treatment and purification |
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