JP2004337665A

JP2004337665A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2004337665A
Application number: JP2003134386A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kamimura; 美貴上村; Seiji Furukawa; 誠司古川; Tomotsugu Kamiyama; 智嗣上山; Junji Hirotsuji; 淳二廣辻
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02
Also published as: US7063794B2; CN1284734C; US20040226893A1; CN1550456A

Abstract

【課題】酸化剤を高速かつ高率に被処理水中に溶解することができ、処理対象物質を高い分解率で処理できる水処理装置を得る。
【解決手段】長尺の管状を成し、軸線に沿って延びる紫外線照射手段１０を収納し、内周面１ａと紫外線照射手段１０との空間に被処理水４を流通させる紫外線照射部３０と、紫外線照射部３０の上流に隣接して設けられ、被処理水４に酸化剤を混合させる酸化剤混合部６０とを有し、紫外線照射手段１０は、酸化剤が混合された被処理水４に紫外線を照射して被処理水４中の処理対象物質を分解する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浄水および下水あるいは地下水や工場排水などを対象とした水処理装置に関するものであり、更に詳しくは、例えばオゾンなどの酸化剤と紫外線照射を併用して被処理水を高度に浄化処理する水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オゾンなどの酸化剤と紫外線照射とを併用する水処理装置は、オゾンなどの酸化剤に紫外線を照射することによって生成するヒドロキシルラジカルなどのラジカル種を用いて、被処理水中の有機塩素化合物などの処理対象物質を分解する水処理装置である。
【０００３】
このような水処理装置として、従来、円筒形の反応槽に流入する被処理水に対して、オゾンガスを散気させ、さらに紫外線ランプから紫外線を照射し、これにより被処理水中の処理対象物質を分解し、流出水として排出することが提案されている。
【０００４】
そして、従来の水処理装置では、円筒形または直方体形などの水槽の中央に紫外線ランプを設置したものが一般的であった。また、酸化剤混合手段としては、被処理水を流入させる水槽に散気装置などを設置して、オゾンガスを被処理水中に気泡として分散させてオゾンを混合・溶解させる方式が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１９２６７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の水処理装置は、酸化剤混合手段として散気装置を用いているので、気泡径の制御に限界があり、気液界面積を大きくすることができなかった。そのため、オゾンの溶解速度が遅く、短時間では処理対象物質を高率に分解できないという問題点があった。
【０００７】
また、従来の水処理装置は、円筒形または直方体形などの水槽の中央に紫外線ランプを設置しているので、紫外線ランプから離れた領域で被処理水の処理に必要な紫外線強度が得られず，処理対象物質の分解率が低くなってしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、酸化剤を高速かつ高率に被処理水中に溶解することができ、処理対象物質を高い分解率で処理できる水処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る水処理装置は、長尺の管状を成し、軸線に沿って延びる紫外線照射手段を収納し、内周面と紫外線照射手段との空間に被処理水を流通させる紫外線照射部と、紫外線照射部の上流に隣接して設けられ、被処理水に酸化剤を混合させる酸化剤混合部とを有し、紫外線照射手段は、酸化剤が混合された被処理水に紫外線を照射して被処理水中の処理対象物質を分解する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の水処理装置の実施の形態１の装置構成を説明する模式図である。図１において、本実施の形態の水処理装置１０１は、紫外線照射手段１０を収納するとともに被処理水４を流通させ被処理水４に紫外線を照射して被処理水４中の処理対象物質を分解する紫外線照射部３０と、紫外線照射部３０に隣接して設けられ被処理水４に酸化剤を混合させる酸化剤混合部６０とを有している。
【００１１】
長尺円筒状の配管型反応器１の内部に中心軸に沿って紫外線照射手段１０が設けられている。紫外線照射手段１０は、概略棒状の紫外線ランプ２と、これを囲繞するランプジャケット３から構成されている。ランプジャケット３は、円筒状を成し、配管型反応器１と紫外線ランプ２の間に設けられ、紫外線ランプ２を全長にわたって覆う長さを有している。ランプジャケット３の外壁面は、紫外線ランプ２の紫外線を、配管型反応器１の内壁面１ａに照射する紫外線照射面３ａを形成している。配管型反応器１、紫外線ランプ２、及びランプジャケット３によって、紫外線照射部３０が構成されている。紫外線ランプ２には、電線１２を介して、紫外線ランプ電源５０が電気的に接続されている。
【００１２】
また、紫外線照射部３０の上流側に、被処理水が流入する被処理水流入配管６が接続されている。一方、紫外線照射部３０の下流側には、処理済みの処理水が流出する処理水流出配管７と排オゾンガス排出配管５が接続されている。
【００１３】
さらに、紫外線照射部３０と被処理水流入配管６との間に、配管の一部が絞られて形成された絞り部２０が形成されている。この絞り部２０には、酸化剤を吸引する酸化剤吸引口２２が形成されている。酸化剤吸引口２２は、オゾン配管８を介してオゾン発生器４０と連通している。絞り部２０、酸化剤吸引口２２、オゾン配管８、オゾン発生器４０は、被処理水に酸化剤を混合させる酸化剤混合部６０を構成している。
【００１４】
絞り部２０は、所定の断面積まで絞られた最小断面積部を有している。そして、被処理水流入配管６に接続する大径部２６から小径部（最小断面積部）２３に至るまで次第に径を小さくする円錐状の第２錐形部２７と、小径部（最小断面積部）２３から配管型反応器１に接続する大径部（大通路部）２４に至るまで次第に径を大きくする円錐状の第１錐形部２５とから構成されている。上述の酸化剤吸引口２２は、断面積を最小とする小径部（最小断面積部）２３に形成されている。
【００１５】
第１錐形部２５のテーパ角度φ１は３度から１７５度の間から選択すれはよいが、望ましくは、５度から９０度、さらに望ましくは、１０度から２０度であり、本実施の形態においては、１５度のものを使用した。一方、また、第２錐形部２７のテーパ角度φ２は３度から１７５度の間から選択される、本実施の形態においては、３０度のものを使用した。尚、本実施の形態の酸化剤混合部６０において、第２錐形部２７は必ずしも必要でない。すなわち、所定の断面積まで絞られた小径部（最小断面積部）２３と、この小径部（最小断面積部）２３から紫外線照射部３０と同じ太さの大通路部２４まで広がるテーパ状の第１錐形部２５を有していれば、所定の効果を得られるものであり、小径部（最小断面積部）２３から上流の部分、被処理水流入配管６については、小径部（最小断面積部）２３と同じ径を有する太さに変化のない直線状の配管とされてもよい。
【００１６】
次に、動作について説明する。まず被処理水は、被処理水流入配管６を介して配管型反応器１に流入する。絞り部２０では、流入された被処理水４に、酸化剤吸引口２２およびオゾン配管８を介してオゾン発生器４０により生成されたオゾンガスが吸引され、被処理水４中にオゾンガスの微細気泡が大量に生成する。微細気泡中のオゾンガスは液相に移動することにより溶存オゾンとなり、この溶存オゾンと、紫外線ランプ電源５０から電線１２を介して電圧を印加されて点灯された紫外線ランプ２によって照射された紫外線との反応により、酸化力の強いヒドロキシルラジカルが生成する。このヒドロキシルラジカルは被処理水中の処理対象物質を酸化分解し、浄化された処理水は処理水流出配管７より排出される。また、被処理水中に溶解しきれなかったオゾンガスすなわち排オゾンガスは排オゾンガス排出配管５を介して系外へ逃がされる。
【００１７】
このように、本実施の形態に示した装置は、配管型反応器１の絞り部２０からオゾンガスを強力に吸引・混合する構成であるので、散気装置を用いてオゾンガスを吸収させる従来の装置に比べて、オゾンガス気泡の径を小さくすることができ、これにより気液界面積が増加するので、液相へのオゾン溶解を促進できる。すなわち、ヒドロキシルラジカルの生成を促進することにより、処理対象物質を高速かつ高率に分解できるという効果がある。
【００１８】
加えて、配管型反応器１に接続された絞り部２０は、上述のように小径部（最小断面積部）２３から配管型反応器１に接続する大径部（大通路部）２４に至るまで次第に径を大きくする円錐状の第１錐形部２５を有しており、これにより、絞り部２０の下流の流路は急拡大などがなく滑らかにされており、気泡の合体による気泡径の増大を抑制して気泡径の小さい状態を持続することができ、その結果、気液界面積が大きくなり液相へのオゾン溶解を促進できる。すなわち、ヒドロキシルラジカルの生成を促進することにより、処理対象物質を高速かる高率に分解できるという効果がある。
【００１９】
図２は本実施の形態の水処理装置の効果を説明する特性図である。配管型反応器１の容積を５Ｌ、被処理水流量を３Ｌ／ｍｉｎ（被処理水滞留時間：１．６７分）、被処理水のＴＯＣ（ＴｏｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ：全有機態炭素）濃度を１０ｍｇ／Ｌ、オゾンガス流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ、オゾンガス濃度を２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）、紫外線ランプ出力を１１０Ｗとして水処理を行った際の配管型反応器内の総括物質移動係数ＫＬａと、処理対象の有機物の分解率との関係を求めた実験結果である。総括物質移動係数ＫＬａは、オゾンの溶解速度を表す指標であり、単位体積当たりの気液界面積ａと物質移動速度ＫＬの積で表される。すなわち、気液界面積ａが大きいほうが総括物質移動係数ＫＬａは大きくなる。
【００２０】
発明者らの実験によると、図２のプロットに示したように、総括物質移動係数ＫＬａが大きくなるほど、即ち気液界面積が大きくなるほど有機物分解率は増加する。
【００２１】
本実施の形態の水処理装置の酸化剤混合部６０に替えて、従来の水処理装置に用いられていた散気装置を設けた水処理装置の実験結果を図２中にプロットＡとして示す。散気装置の代表的なものである散気板は、その孔径などにより総括物質移動係数ＫＬａが異なるので、数種類のものについて実験を行ったが、総括物質移動係数ＫＬａは大きくても２００程度であり、このような総括物質移動係数ＫＬａの範囲では有機物の分解はあまり進まなかった。
【００２２】
図３は本実施の形態の水処理装置１０１の効果を比較して確認するために実験に使用した水処理装置の模式図であって、紫外線照射部３１に、曲がり部を有する配管３２及び異径配管接続継手３３を介してエジェクタ９０を接続した水処理装置の装置構成を示している。図３の水処理装置２００は、本実施の形態の紫外線照射部３０に代えて、紫外線照射部３１を使用するものであるが、この紫外線照射部３１は、構造は本実施の形態の紫外線照射部３０と同じものであるが紫外線照射部の配管径が従来の技術で取り上げた特開平５−１９２６７３号公報の反応槽と同じ径としたものである。すなわち、紫外線照射部の配管径を従来装置相当としたものである。また、エジェクタ９０は、従来、一般的に用いられていたものである。本実施の形態の水処理装置１０１の酸化剤混合部６０に替えて、曲がり部を有する配管３２と被処理水が流入する被処理水流入配管３４の間に、従来と同様なエジェクタ９０が設けられたものである。エジェクタ９０は、形状においては、上流側の円錐部のテーパ角度が３０度、紫外線照射部３１側の円錐部のテーパ角度が１５度のものを使用した。
【００２３】
図４は本実施の形態の水処理装置１０１の効果を比較して確認するために実験に使用した水処理装置の模式図であって、図３の水処理装置２００と同じ紫外線照射部３１に短尺直線状の配管３５及び異径配管接続継手３３を介して図３のものと同様なエジェクタ９０を接続した水処理装置２０１の装置構成を示している。エジェクタ９０は、短尺直線状の配管３５と被処理水が流入する被処理水流入配管３４の間に設けられている。エジェクタ９０は、図３の水処理装置２００と同じものを使用した。
【００２４】
図３及び図４の水処理装置の実験結果を図２中にプロットＢ〜Ｄとして示す。これらの結果とプロットＡとして示した結果とを比べると、総括物質移動係数ＫＬａがやや大きくなって有機物分解率も少し増加した。つまり、エジェクタ９０を用いることにより、散気板を用いるよりもオゾンガスの気泡径を小さくでき、有機物分解率も増加することが分かった。とはいえ、依然、有機物分解率は高いといえる水準ではなく、本発明者らは、総括物質移動係数ＫＬａをさらに上げて有機物分解率をより増加させるための方法を模索して研究を続けた。
【００２５】
その結果、単にエジェクタ９０を接続しただけでは、エジェクタ９０の下流で気泡がすぐに合体し、気泡径が大きくなってしまうことを発見した。図２のプロットＢ〜Ｄに示されるように、いずれの場合も、エジェクタ９０の直後でこそ気泡が小さい状態で存在するものの、反応槽に入るまでに気泡の合体が進み、散気筒の場合とほぼ同じ気泡径になっていることが明らかになった。
【００２６】
特に図３のようにエジェクタ９０を配置したものは配管３２の曲がり部で気泡の合体が急速に進んだため，プロットＢは、プロットＣ及びＤより総括物質移動係数ＫＬａが小さかったと考えられる。また、プロットＣとプロットＤとは、図４に示される同じ構造の水処理装置であるが、エジェクタ９０の出口径Ｄｅが異なり、それぞれ配管径Ｄｈの０．１倍、０．３倍とされている。いずれの場合もエジェクタ９０と配管型反応器３１の間で流路が急激に拡大する箇所があり、このため気液の流動状態が乱れて、気泡の合体が進む。より出口径の小さいプロットＣの方が総括物質移動係数ＫＬａが低くなっているのは、この急拡大の度合いが大きいためと考えられる。
【００２７】
このような問題を解決するために、本発明者らは、図１に示された構造の水処理装置を考えた。図２のプロットＥは、図１に示された構造の水処理装置１０１の実験結果である。プロットＥに示した結果は、総括物質移動係数ＫＬａも有機物分解率もプロットＢ〜Ｄの場合と比べて、はるかに大きくなった。これは、配管型反応器１に隣接して絞り部２０を設ける構造にすることにより、絞り部２０の下流の流路が滑らかになり、絞り部２０で生成した径の小さい気泡を、合体させることなく、紫外線照射部３０に送ることができ、気液界面積が大きく増加したためと考えられる。そして、図１に示された構造の水処理装置１０１において、２分以下という極めて短時間に処理対象物質である有機物を高率に分解できるという効果を確認することができた。
【００２８】
なお、本実施の形態１では、紫外線照射手段１０として、紫外線ランプ２を用いたものを示したが、ＬＥＤや光ファイバを用いて紫外線を照射してもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００２９】
また、本実施の形態１では、配管型反応器１として、円筒形、即ち断面が円形のものを用いたが、断面が円形以外の形状でもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００３０】
実施の形態２．
図５は本発明の水処理装置の実施の形態２の装置構成を説明する模式図である。図５において、本実施の形態の水処理装置１０２には、ランプジャケット３の上流側の端部に、コーン形障害物（以下、コーンとも言う）が取り付けられている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３１】
次に、動作について説明する。まず被処理水は、被処理水流入配管６を介して配管型反応器１に導入される。絞り部２０では、オゾンガスが吸引され、被処理水中にオゾンガスの微細気泡が大量に生成する。このとき微細気泡は配管型反応器１の内壁とコーン１５との間隙を流れ、紫外線ランプ２近傍に到達する。紫外線ランプ２近傍では、気泡から液相に移動した溶存オゾンと紫外線ランプ電源５０から電線１２を介して電圧を印加されて点灯された紫外線ランプ２によって照射された紫外線との反応により、酸化力の強いヒドロキシルラジカルが生成する。ヒドロキシルラジカルは被処理水中の処理対象物質を酸化分解し、浄化された処理水は処理水流出配管７より排出される。また、被処理水中に溶解しきれなかったオゾンガスすなわち排オゾンガスは排オゾンガス排出配管５を介して系外へ逃がされる。
【００３２】
以上のように、ランプジャケット３の底部にコーン１５を設置したことにより、配管型反応器１の絞り部２０で生成された径の小さい気泡を含む被処理水がランプジャケット３の底部に衝突して流動状態が乱れることにより気泡が合体して気泡径が大きくなることを防ぐことができるので、紫外線照射部において気液界面積がより大きい状態となる。すなわち、実施の形態１の効果に加えて、処理対象物質の分解率がさらに高くなるという効果がある。
【００３３】
図６は、この効果を説明する図であり、図２に示した総括物質移動係数ＫＬａと、処理対象の有機物の分解率との関係を求めた実験結果に、コーン１５を付けた場合の実験結果（図中、プロットＦと表記）を付記したものである。実験に使用した水処理装置１０２は、図１の水処理装置１０１にコーン１５を付けたものを使用した。コーン１５はテーパ角度が１５度のもの、すなわち、第１錐形部２５と同じテーパ角度のものを使用した。図６に示したように、コーン１５を付けることによって、実施の形態１で示した場合（プロットＥ）に比べて、総括物質移動係数ＫＬａはやや大きくなり、有機物分解率も９５％以上に達した。
【００３４】
なお、本実施の形態２では、紫外線照射手段１０として、紫外線ランプ２を用いたものを示したが、ＬＥＤや光ファイバを用いて紫外線を照射してもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００３５】
また、本実施の形態２では、気泡の衝突を回避するための手段として、コーン１５を用いたものを示したが、ランプジャケット３の底部をコーン１５形に成型するなど、紫外線照射手段１０の形状を工夫してもよく、本実施の形態で示したのと同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００３６】
また、本実施の形態２では、配管型反応器１として、円筒形、即ち断面が円形のものを用いたが、断面が円形以外の形状でもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００３７】
実施の形態３．
図７は本発明の水処理装置の実施の形態３の装置構成を説明する模式図である。図７において、本実施の形態の水処理装置１０３は、紫外線照射部３０の上流側に、微細気泡発生装置１７が設けられている。微細気泡発生装置１７は、表面には図示しない微小なオゾンガス噴出口が形成されている。微細気泡発生装置１７は、微細気泡発生装置電源５５から電線１３によって供給される電力によって駆動し、オゾン発生器４０からオゾン配管８を介して供給されるオゾンガスをオゾンガス噴出口から噴出する。紫外線照射部３０の上流側には、さらに被処理水が流入する被処理水流入配管１６が接続されている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３８】
次に、動作について説明する。まず被処理水は、被処理水流入配管１６を介して配管型反応器１に導入される。また、オゾン発生器４０で生成されたオゾンガスはオゾン配管８を介して微細気泡発生装置１７に送られ、微細気泡発生装置１７により生成された径の小さい気泡が、配管型反応器１に流入された被処理水中に分散される。微細気泡中のオゾンガスは液相に移動することにより溶存オゾンとなり、この溶存オゾンと、紫外線ランプ電源５０から電線１２を介して電圧を印加されて点灯された紫外線ランプ２によって照射された紫外線との反応により、酸化力の強いヒドロキシルラジカルが生成する。ヒドロキシルラジカルは被処理水中の処理対象物質を酸化分解し、浄化された処理水は処理水流出配管７より排出される。また、被処理水中に溶解しきれなかったオゾンガスすなわち排オゾンガスは排オゾンガス排出配管５を介して系外へ逃がされる。
【００３９】
このように、本実施の形態２に示した装置は、酸化剤混合手段として微細気泡発生装置１７を用いているので、散気装置を用いてオゾンガスを吸収させる従来の装置に比べて、オゾンガス気泡の径を小さくすることができ、これにより気液界面積が増加するので、液相へのオゾン溶解を促進できる。すなわち、ヒドロキシルラジカルの生成を促進することにより、実施の形態１と同等の効果を奏する。
【００４０】
図８は、この効果を説明する図であり、図２に示した配管型反応器１内の総括物質移動係数ＫＬａと、処理対象の有機物の分解率との関係を求めた実験結果に、酸化剤混合手段として絞り部の代わりに微細気泡発生装置を設けた場合の実験結果（図中、プロットＧと表記）を付記したものである。図８に示したように、微細気泡発生装置を用いた場合の総括物質移動係数ＫＬａおよび有機物分解率は、実施の形態１で示した場合（プロットＥ）とほぼ同じであり、微細気泡発生装置を用いた本実施の形態は、実施の形態１と同等の効果があるといえる。
【００４１】
なお、本実施の形態３では、紫外線照射手段１０として、紫外線ランプ２を用いたものを示したが、ＬＥＤや光ファイバを用いて紫外線を照射してもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００４２】
また、本実施の形態３では、配管型反応器１として、円筒形、即ち断面が円形のものを用いたが、断面が円形以外の形状でもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００４３】
実施の形態４．
本実施の形態４として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示した水処理装置１０１の絞り部２０の小径部（最小断面積部）２３から紫外線ランプジャケット３の絞り部２０側端部までの距離を５０ｃｍ以下、さらに望ましくは２０ｃｍ以下としたものである。
【００４４】
図９に、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１の絞り部２０の小径部（最小断面積部）２３から紫外線ランプジャケット３の絞り部２０側端部までの距離Ｄ１と、有機物分解率との関係を調べた実験結果を示す。なお、実験条件は、図２の実験条件として実施の形態１で説明したものと同じである。
【００４５】
図９に示したように、距離Ｄ１が小さくなるほど有機物分解率は高くなった。これは、オゾンガスを混合してから、十分な強度の紫外線が照射されるまでの距離が短い方が、気泡の合体による気泡径の増大が進む前に微細気泡を紫外線ランプ２近傍に到達させることができるためである。すなわち、オゾン溶解速度の高い状態で、オゾンと紫外線との反応によるヒドロキシルラジカルの生成を促進できる。図９に示したように、距離Ｄ１が５０ｃｍでは有機物分解率は９０％、２０ｃｍでは９７５％以上となっており、有機物を高率に分解するためには、距離Ｄ１は５０ｃｍ以下、望ましくは２０ｃｍ以下とすればよいことがわかった。
【００４６】
以上のように、本実施の形態４では、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１の絞り部２０の小径部（最小断面積部）２３から紫外線ランプジャケット３の絞り部２０側端部までの距離を０．００１ｃｍ以上，５０ｃｍ以下、さらに望ましくは２０ｃｍ以下とするので、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００４７】
実施の形態５．
本実施の形態５として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示した水処理装置１０１の絞り部２０の小径部（最小断面積部）２３から紫外線強度が１００Ｗ／ｃｍ^２以上となる領域までの距離を５０ｃｍ以下、さらに望ましくは２０ｃｍ以下としたものである。
【００４８】
図１０に、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１の絞り部２０の小径部（最小断面積部）２３から紫外線強度が１００Ｗ／ｃｍ^２以上となる領域までの距離Ｄ２と、有機物分解率との関係を調べた実験結果を示す。なお、実験条件は、図２の実験条件として実施の形態１で説明したものと同じである。
【００４９】
図１０に示したように、距離Ｄ２が小さくなるほど有機物分解率は高くなった。これは、オゾンガスを混合してから十分な強度の紫外線が照射されるまでの距離が短い方が、気泡の合体による気泡径の増大が進む前に微細気泡を紫外線ランプ近傍に到達させることができるためである。すなわち、オゾン溶解速度の高い状態で、オゾンと紫外線との反応によるヒドロキシルラジカルの生成を促進できる。図１０に示したように、距離Ｄ２が５０ｃｍでは有機物分解率は９０％、２０ｃｍでは９５％以上となっており、有機物を高率に分解するためには、距離Ｄ２は５０ｃｍ以下、望ましくは２０ｃｍ以下とすればよいことがわかった。
【００５０】
以上のように、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１の絞り部２０の小径部（最小断面積部）２３から紫外線強度が１００Ｗ／ｃｍ^２以上となる領域までの距離を０．００１ｃｍ以上、５０ｃｍ以下、さらに望ましくは２０ｃｍ以下とするので、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００５１】
実施の形態６．
図１１は本発明の水処理装置の実施の形態１１の装置構成を説明する模式図である。図１１において、本実施の形態の水処理装置１０４は、紫外線照射部３０を通過後の処理水を絞り部２０の小径部（最小断面積部）２３の上流に戻す循環流路をさらに設けたものである。循環流路は、処理水流出配管７から枝分かれした配管１８ａと、被処理水流入配管１６に接続する配管１８ｂと、配管１８ａ及び配管１８ｂの間に設けられたポンプ１９を有している。
その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５２】
次に、動作について説明する。まず被処理水は、被処理水流入配管６を介して配管型反応器１に導入される。絞り部２０では、オゾンガスが吸引され、被処理水中にオゾンガスの微細気泡が大量に生成する。微細気泡中のオゾンガスは液相に移動することにより溶存オゾンとなり、この溶存オゾンと、紫外線ランプ電源５０から電線１２を介して電圧を印加されて点灯された紫外線ランプ２によって照射された紫外線との反応により、酸化力の強いヒドロキシルラジカルが生成する。ヒドロキシルラジカルは被処理水中の処理対象物質を酸化分解し、浄化された処理水は処理水流出配管７より排出されるが、その一部はポンプ１９により配管１８ａ及び配管１８ｂを介して絞り部２０の直前に戻される。これにより、絞り部２０を通過する液体の流量が増加するので、酸化剤吸引口２２からオゾンガスを吸引・混合する力がより大きくなる。すなわち、より強力な気液混合によりオゾンガスの気泡径が小さくなるので、液相へのオゾン溶解を促進できる。よって、実施の形態１の効果に加えて、処理対象物質の分解率がさらに高くなるという効果がある。
【００５３】
図１２は、この効果を説明する図であり、図２に示した配管型反応器内の総括物質移動係数ＫＬａと、処理対象の有機物の分解率との関係を求めた実験結果に、循環流量６Ｌ／ｍｉｎで本実施の形態６で説明したような流出水を引き抜いて絞り部の上流へ戻す循環を行った場合の実験結果（図中、プロットＨと表記）を付記したものである。図１０に示したように、循環を行うことによって、実施の形態１で示した場合（プロットＥ）に比べて、総括物質移動係数ＫＬａは大きくなり、有機物分解率も９５％以上に達した。
【００５４】
なお、発明者らの実験では、循環流量は被処理水流量の５０％以上、望ましくは１００％以上とすることにより、絞り部２０でのオゾンガス吸引力の増大が顕著となることが確認された。
【００５５】
なお、本実施の形態６では、紫外線照射手段１０として、紫外線ランプ２を用いたものを示したが、ＬＥＤや光ファイバを用いて紫外線を照射してもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００５６】
また、本実施の形態６では、配管型反応器１として、円筒形、即ち断面が円形のものを用いたが、断面が円形以外の形状でもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００５７】
また、本実施の形態６では、処理水流出配管７から流出する被処理水の一部を引き抜いた例について示したが、配管型反応器１から直接、被処理水を引き抜いてもよく、ほぼ同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００５８】
また、本実施の形態６では、引き抜いた被処理水を絞り部２０の直前に戻した例について示したが、絞り部２０の上流であれば、どこに戻してもよく、同様の効果があることが他の実験にて実証されている。
【００５９】
実施の形態７．
本実施の形態７として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示した水処理装置１０１の紫外線照射部３０の配管型反応器１の内壁面１ａに照射される紫外線の紫外線強度である内壁面紫外線強度が３０Ｗ／ｍ^２以上、望ましくは１００Ｗ／ｍ^２以上となるように、配管型反応器１の径を定めたものである。
【００６０】
図１３に、実施の形態１の図１に示した配管型反応器１の配管径をパラメータとして、被処理水の配管型反応器内滞留時間を５分、被処理水のＴＯＣ濃度を１０ｍｇ／Ｌ、Ｇ／Ｌ（オゾンガス流量と被処理水流量の比）を０．５、オゾンガス濃度を２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）、紫外線ランプ出力を１１０Ｗとして水処理を行い、壁面での紫外線強度Ｉｈと、有機物分解率との関係を調べた実験結果を示す。図１３に示したように、Ｉｈが大きくなるほど有機物分解率は高くなり、Ｉｈが３０Ｗ／ｍ^２以下では有機物分解率は非常に低いことが分かった。図１３から、有機物を高率に分解するためには、Ｉｈは３０Ｗ／ｍ^２以上、望ましくは１００Ｗ／ｍ^２以上とすればよいことがわかった。
【００６１】
以上のように、本実施の形態７では、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１の紫外線照射部３０の配管型反応器１の内壁面１ａに照射される紫外線の紫外線強度である内壁面紫外線強度が３０Ｗ／ｍ^２以上、望ましくは１００Ｗ／ｍ^２以上、１０００００Ｗ／ｍ^２以下となるように、配管型反応器１の径を定めるので、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００６２】
実施の形態８．
本実施の形態８として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１の紫外線照射部３０の配管型反応器１の内壁面１ａに照射される紫外線の紫外線強度である内壁面紫外線強度が、紫外線照射手段１０の紫外線照射面３ａでの紫外線強度の１０％以上、望ましくは３０％以上となるように、配管型反応器１の径を定めたものである。
【００６３】
図１４に、実施の形態１の図１に示した配管型反応器１の配管径をパラメータとして、被処理水の配管型反応器内滞留時間を５分、被処理水のＴＯＣ濃度を１０ｍｇ／Ｌ、Ｇ／Ｌ（オゾンガス流量と被処理水流量の比）を０．５、オゾンガス濃度を２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）、紫外線ランプ出力を１１０Ｗ、４０Ｗ、１０Ｗとして水処理を行い、壁面での紫外線強度とランプジャケット表面での紫外線強度との比率Ｒｉと、有機物分解率との関係を調べた実験結果を示す。図１４に示したように、紫外線ランプ出力に拘らず、Ｒｉが大きくなるほど有機物分解率は高くなり、Ｒｉが１０％以下では有機物分解率は非常に低いことが分かった。図１４から、有機物を高率に分解するためには、Ｒｉは１０％以上、望ましくは３０％以上とすればよいことがわかった。
【００６４】
以上のように、本実施の形態８では、実施の形態１と装置構成は同じであるが、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１の紫外線照射部３０の配管型反応器１の内壁面１ａに照射される紫外線の紫外線強度である内壁面紫外線強度が、紫外線照射手段１０の紫外線照射面３ａでの紫外線強度の１０％以上、望ましくは３０％以上、１００％以下となるように、配管型反応器１の径を定めるので、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００６５】
実施の形態９．
本実施の形態９として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示した水処理装置１０１の配管型反応器１の配管径を２ｃｍ以上４ｃｍ以下、望ましくは２ｃｍ以上３ｃｍ以下としたものである。図１５に、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１において、被処理水のＴＯＣ濃度を１０ｍｇ／Ｌ、Ｇ／Ｌ（オゾンガス流量と被処理水流量の比）を０．５、オゾンガス濃度を２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）または５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）、紫外線ランプ出力を１１０Ｗとしたときの、配管型反応器１の配管径と被処理水単位体積当りの紫外線吸収量との関係を調べた実験結果を示す。図１５に示したように、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、被処理水単位体積当りの紫外線吸収量は、配管型反応器の配管径が２．５ｃｍのときに最大となった。一方、オゾンガス濃度が５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、配管径が４．５ｃｍのときに紫外線吸収量が最大となった。
【００６６】
単位体積当りの紫外線吸収量がこのようにある配管径で最大値をとるのは、配管径が小さすぎると紫外線を吸収しきれないため照射された紫外線が無駄になり、逆に配管径が大きすぎると、被処理水に溶存したオゾン、およびオゾンと紫外線との反応系の中で必ず副生成物として生成される過酸化水素などによる紫外線吸収のため、紫外線ランプ２から離れた領域に紫外線が十分に届かなくなるためである。また、オゾンガス濃度が高いほど、被処理水単位体積当りの紫外線吸収量が最大となる配管径が小さくなるのは、オゾンガス濃度が高いほど被処理水に溶存したオゾンの濃度および副生成物である過酸化水素の濃度が高くなって、紫外線の吸収がより進むからである。
【００６７】
以上の結果から、オゾンと紫外線を組み合わせた水処理装置において、照射した紫外線を有効に使うためには配管径をどの程度の大きさにすればよいのか、即ち、紫外線照射の有効な範囲はどこまでなのか、というこれまで全く知られていなかった知見を得ることができ、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）程度の高濃度である場合には、実施の形態１の図１に示した配管型反応器の配管径は２ｃｍ以上４ｃｍ以下、望ましくは２ｃｍ以上３ｃｍ以下にすればよいことが分かった。
【００６８】
以上のように、本実施の形態９では、実施の形態１の図１に示した配管型反応器１の配管径を２ｃｍ以上４ｃｍ以下、望ましくは２ｃｍ以上３ｃｍ以下としたので、照射した紫外線を有効に利用でき、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００６９】
実施の形態１０．
本実施の形態１０として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示した水処理装置１０１の紫外線照射部１０の内壁面１ａと紫外線照射手段１０の紫外線照射面３ａとの距離を５ｍｍ以上２５ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ以上１５ｍｍ以下としたものである。
【００７０】
図１６に、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１において、被処理水のＴＯＣ濃度を１０ｍｇ／Ｌ、Ｇ／Ｌ（オゾンガス流量と被処理水流量の比）を０．５、オゾンガス濃度を２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）または５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）、紫外線ランプ出力を１１０Ｗとしたときの、配管型反応器１の内壁面１ａから紫外線照射手段１０における紫外線照射面３ａまでの距離Ｄと被処理水単位体積当りの紫外線吸収量との関係を調べた実験結果を示す。図１６に示したように、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、被処理水単位体積当りの紫外線吸収量は、Ｄが１０ｍｍのときに最大となった。一方、オゾンガス濃度が５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、Ｄが３０ｍｍのときに紫外線吸収量が最大となった。単位体積当りの紫外線吸収量がこのようにある配管径で最大値をとる理由およびオゾンガス濃度が高いほど被処理水単位体積当りの紫外線吸収量が最大となる配管径が小さくなる理由は、実施の形態１３で説明した通りである。
【００７１】
以上の結果から、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）程度の高濃度である場合には、実施の形態１の図１に示した配管型反応器１の内壁面１ａから紫外線照射手段１０における紫外線照射面３ａまでの距離は５ｍｍ以上２５ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ以上１５ｍｍ以下にすればよいことが分かった。
【００７２】
以上のように、本実施の形態１０は、実施の形態１の図１に示した紫外線照射部１０の内壁面１ａと紫外線照射手段１０の紫外線照射面３ａとの距離を５ｍｍ以上２５ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ以上１５ｍｍ以下としたので、照射した紫外線を有効に利用でき、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００７３】
実施の形態１１．
本実施の形態１１として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示した配管型反応器１の水力直径を１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、望ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下としたものである。
【００７４】
図１７に、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１において、被処理水のＴＯＣ濃度を１０ｍｇ／Ｌ、Ｇ／Ｌ（オゾンガス流量と被処理水流量の比）を０．５、オゾンガス濃度を２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）または５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）、紫外線ランプ出力を１１０Ｗとしたときの、配管型反応器１の水力直径Ｄ４と被処理水単位体積当りの紫外線吸収量との関係を調べた実験結果を示す。図１７に示したように、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、被処理水単位体積当りの紫外線吸収量は、Ｄ４が２０ｍｍのときに最大となった。一方、オゾンガス濃度が５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、Ｄ４が６０ｍｍのときに紫外線吸収量が最大となった。単位体積当りの紫外線吸収量がこのようにある配管径で最大値をとる理由およびオゾンガス濃度が高いほど被処理水単位体積当りの紫外線吸収量が最大となる配管径が小さくなる理由は、実施の形態１３で説明した通りである。
【００７５】
以上の結果から、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）程度の高濃度である場合には、実施の形態１の図１に示した配管型反応器１の水力直径は１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、望ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下にすればよいことが分かった。
【００７６】
以上のように、本実施の形態１１は、実施の形態１の図１に示した配管型反応器１の水力直径を１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、望ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下としたので、照射した紫外線を有効に利用でき、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００７７】
実施の形態１２．
本実施の形態１２として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示した配管型反応器１の内壁面１ａからランプジャケット３の表面までの距離Ｄ［ｍ］と１０００ｅ^{｛２．３（２９０ｈ［Ｏ３Ｇ］＋３２０［Ｏ３Ｌ］＋１．８６［Ｈ２Ｏ２］）｝／１００}／｛２．３（２９０ｈ［Ｏ_３Ｇ］＋３２０［Ｏ_３Ｌ］＋１．８６［Ｈ_２Ｏ_２］）｝^１．５［式１］（ただし、前記式１中のｈはガスホールドアップ、［Ｏ_３Ｇ］は気相オゾン濃度ｇ／ｍ^３（Ｎ）、［Ｏ_３Ｌ］は液相オゾン濃度ｍｇ／Ｌ（Ｎ）、［Ｈ_２Ｏ_２］は過酸化水素濃度ｍｇ／Ｌ（Ｎ）である）との積が０．０１以上０．１以下、望ましくは０．０３以上０．０７以下としたものである。
【００７８】
図１８に、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１において、本発明者らが紫外線を吸収するオゾンや過酸化水素の濃度とガスホールドアップで代表される被処理水の気液混合度合いを合わせて整理できるように独自に考案した指標であるＥ＝１０００ｅ^{｛２．３（２９０ｈ［Ｏ３Ｇ］＋３２０［Ｏ３Ｌ］＋１．８６［Ｈ２Ｏ２］）｝／１００}／｛２．３（２９０ｈ［Ｏ_３Ｇ］＋３２０［Ｏ_３Ｌ］＋１．８６［Ｈ_２Ｏ_２］）｝^１．５［式１］（ただし、前記式１中のｈはガスホールドアップ、［Ｏ_３Ｇ］は気相オゾン濃度ｇ／ｍ^３（Ｎ）、［Ｏ_３Ｌ］は液相オゾン濃度ｍｇ／Ｌ（Ｎ）、［Ｈ_２Ｏ_２］は過酸化水素濃度ｍｇ／Ｌ（Ｎ）である）と被処理水単位体積当りの紫外線吸収量との関係を調べた実験結果を示す。なお、実験は、被処理水のＴＯＣ濃度を１０ｍｇ／Ｌ、Ｇ／Ｌ（オゾンガス流量と被処理水流量の比）を０．５、オゾンガス濃度を２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）または５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）、紫外線ランプ出力を１１０Ｗとした条件で行った。図１８に示したように、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、被処理水単位体積当りの紫外線吸収量は、Ｅが０．０５のときに最大となった。一方、オゾンガス濃度が５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）の場合には、Ｅが０．２５のときに紫外線吸収量が最大となった。以上の結果から、オゾンガス濃度が２００ｇ／ｍ^３（Ｎ）程度の高濃度である場合には、Ｅは０．０３以上０．０７以下、望ましくは０．０１以上０．１以下にすればよいことが分かった。
【００７９】
以上のように、本実施の形態１２は、実施の形態１の図１に示した配管型反応器１の内壁面１ａからランプジャケット３の表面までの距離Ｄ［ｍ］と１０００ｅ^{｛２．３（２９０ｈ［Ｏ３Ｇ］＋３２０［Ｏ３Ｌ］＋１．８６［Ｈ２Ｏ２］）｝／１００}／｛２．３（２９０ｈ［Ｏ_３Ｇ］＋３２０［Ｏ_３Ｌ］＋１．８６［Ｈ_２Ｏ_２］）｝^１．５［式１］（ただし、前記式１中のｈはガスホールドアップ、［Ｏ_３Ｇ］は気相オゾン濃度ｇ／ｍ^３（Ｎ）、［Ｏ_３Ｌ］は液相オゾン濃度ｍｇ／Ｌ（Ｎ）、［Ｈ_２Ｏ_２］は過酸化水素濃度ｍｇ／Ｌ（Ｎ）である）との積を０．０３以上０．０７以下、望ましくは０．０１以上０．１以下としたので、照射した紫外線を有効に利用でき、処理対象有機物の分解率が高くなるという効果がある。
【００８０】
実施の形態１３．
本実施の形態１３として説明する水処理装置は、実施の形態１と装置構成は同じであるが、図１に示したオゾン発生器４０により供給するオゾンガスの濃度を１００ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上、望ましくは１５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）としたものである。
【００８１】
図１９に、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１において、被処理水のＴＯＣ濃度を１０ｍｇ／Ｌ、Ｇ／Ｌ（オゾンガス流量と被処理水流量の比）を０．５、紫外線ランプ出力を１１０Ｗとしたときの、オゾンガス濃度と有機物分解率との関係を調べた実験結果を示す。図１９に示したように、オゾンガス濃度が高くなるほど有機物分解率は増加し、１００ｇ／ｍ^３（Ｎ）では分解率８０％に達した。図１９に示した実験結果から、実施の状態１−１の図１で示した装置の運転条件としてはオゾンガス濃度を１００ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上、望ましくは１５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上とすればよいことが分かった。
【００８２】
また、図２０は、図１９に示した実験結果から単位有機物除去量当たりのオゾン消費量（ΔＯ３／ΔＴＯＣ）を求めて、オゾンガス濃度との関係を示したものである。グラフの縦軸は、オゾンガス濃度が１００ｇ／ｍ^３（Ｎ）のときのΔＯ３／ΔＴＯＣを１として、規準化してある。
【００８３】
このように、オゾンガス濃度が高くなるほど、ΔＯ３／ΔＴＯＣが小さくなり効率よく処理が行えることが分かった。これは、被処理水に溶解するオゾン量が多いほど、副生成物である過酸化水素とオゾンとの反応が進み、有機物を分解するヒドロキシルラジカルの生成が促進されるためである。また逆に、溶解するオゾン量が少ないと、溶存オゾンから過酸化水素が生成する反応のみが優勢となり、肝心のヒドロキシルラジカルの生成が進まない。このことは従来は知られておらず、処理による過酸化水素の蓄積を実証し、それに着目した本発明者らのみが発見できた知見である。さらに、図２０から示した結果から、前述したオゾン濃度の範囲、即ち、１００ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上、望ましくは１５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上で処理を行えば、ΔＯ３／ΔＴＯＣが小さく高効率な処理が行えることが分かった。
【００８４】
以上のように、本実施の形態１３は、実施の形態１の図１に示した水処理装置１０１において、オゾン発生器４０により発生させるオゾンガスの濃度を１００ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上、望ましくは１５０ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上、１０００ｇ／ｍ^３（Ｎ）以下としたので、処理対象有機物の分解率が高くなり、オゾン消費量も少なくなって高効率な処理が行えるという効果がある。
【００８５】
以上のように、この発明によれば、被処理水を流通させる配管の上流に酸化剤を混合させるための酸化剤混合手段を設け、その下流に紫外線を照射するための紫外線照射手段を設けるようにしたので、被処理水に溶解したオゾンと紫外線との反応により酸化力の強いヒドロキシルラジカルが発生し、処理対象物質が酸化分解できるという効果がある。
【００８６】
さらに、この発明によれば、配管型反応器の絞り部からオゾンガスを強力に吸引・混合させる構成であるので、散気装置を用いてオゾンガスを吸収させる従来の装置に比べて、オゾンガスの気泡径を小さくすることができ、これにより気液界面積が増加するので、液相へのオゾン溶解を促進できる。すなわち、ヒドロキシルラジカルの生成を促進することにより、処理対象物質を高速かつ高率に分解できるという効果がある。
【００８７】
さらに、この発明によれば、配管型反応器に設けられた絞り部の下流の流路は急拡大などがなく滑らかであるため、気泡の合体による気泡径の増大を抑制して気泡径の小さい状態を持続することができ、その結果、気液界面積が増加するので、液相へのオゾン溶解を促進できる。すなわち、ヒドロキシルラジカルの生成を促進することにより、処理対象物質を高速かつ高率に分解できるという効果がある。
【００８８】
【発明の効果】
この発明に係る水処理装置は、長尺の管状を成し、軸線に沿って延びる紫外線照射手段を収納し、内周面と紫外線照射手段との空間に被処理水を流通させる紫外線照射部と、紫外線照射部の上流に隣接して設けられ、被処理水に酸化剤を混合させる酸化剤混合部とを有し、紫外線照射手段は、酸化剤が混合された被処理水に紫外線を照射して被処理水中の処理対象物質を分解する。酸化剤を高速かつ高率に被処理水中に溶解することができ、処理対象物質を高い分解率で処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水処理装置の実施の形態１の装置構成を説明する模式図である。
【図２】実施の形態１の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図３】配管型反応器に曲がり部を有する配管及び異径配管接続継手を介してエジェクタを接続した水処理装置の装置構成を説明する模式図である。
【図４】配管型反応器に異径配管接続継手を介してエジェクタを接続した水処理装置の装置構成を説明する模式図である。
【図５】本発明の水処理装置の実施の形態２の装置構成を説明する模式図である。
【図６】実施の形態２の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図７】本発明の水処理装置の実施の形態３の装置構成を説明する模式図である。
【図８】実施の形態３の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図９】実施の形態４の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１０】実施の形態５の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１１】本発明の水処理装置の実施の形態６の装置構成を説明する模式図である。
【図１２】実施の形態６の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１３】実施の形態７の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１４】実施の形態８の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１５】実施の形態９の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１６】実施の形態１０の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１７】実施の形態１１の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１８】実施の形態１２の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図１９】実施の形態１３の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【図２０】実施の形態１３の水処理装置の効果を説明する特性図である。
【符号の説明】
１配管型反応器、１ａ内壁面、２紫外線ランプ、３ランプジャケット、３ａ紫外線照射面、４被処理水、５排オゾンガス排出配管、６被処理水流入配管、７処理水流出配管、８オゾン配管、１０紫外線照射手段、１５コーン形障害物（コーン）、１７微細気泡発生装置、１９ポンプ、２０絞り部、２２酸化剤吸引口、２３小径部（最小断面積部）、２４大径部（大通路部）、２５第１錐形部（錐形部）、２６大径部、２７第２錐形部、３０紫外線照射部、４０オゾン発生器、５０紫外線ランプ電源、６０酸化剤混合部、１０１，１０２，１０３，１０４水処理装置。

Claims

長尺の管状を成し、軸線に沿って延びる紫外線照射手段を収納し、内周面と前記紫外線照射手段との空間に被処理水を流通させる紫外線照射部と、
前記紫外線照射部の上流に隣接して設けられ、前記被処理水に酸化剤を混合させる酸化剤混合部とを有し、
前記紫外線照射手段は、前記酸化剤が混合された前記被処理水に紫外線を照射して前記被処理水中の処理対象物質を分解する
ことを特徴とする水処理装置。
前記酸化剤混合部は、
酸化剤供給手段から酸化剤が供給される酸化剤吸引口が形成されるとともに前記所定の断面積まで絞られた最小断面積部と、
前記最小断面積部から前記紫外線照射部と同じ太さの大通路部まで広がるテーパ状の錐形部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
前記紫外線照射部を通過後の処理水を前記最小断面積部の上流に戻す循環流路をさらに設けた
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。
前記酸化剤が、オゾンガス、オゾン含有ガス、及びオゾンを液体に溶解させたオゾン水のいずれかである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。
前記オゾンガスの濃度が１００ｇ／ｍ^３（Ｎ）以上である
ことを特徴とする請求項４に記載の水処理装置。