JP2005193216A - 汚染物質浄化装置 - Google Patents

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Abstract

【目的】 この発明は、水中で繁殖し存在する細菌の殺菌と溶解している有機化合物質の分解除去することを目的としている。
【構成】 酸化チタンを内壁に塗布してある容器に、紫外線ランプ管を内部に取付け,汚染水を流入させる給水口と、流入させた汚染水の分解処理をして排水する排水口と該紫外線ランプ管に電力を供給する電線貫通口を取付けて蓋で密閉した後、該紫外線ランプ管を点灯させる電源部で構成する。
【選択図】 図1

Description

発明の詳細な説明
発明の利用分野
この発明は、水中の細菌の殺菌と有機化合汚染物質の光触媒分解除去に関するものである。
従来、水に溶解した有機化合物を炭酸ガスと水に分解したり、大腸菌等の細菌が存在する汚染した水を除菌するには、長時間かけてオゾンや過酸化水素又はその他の薬剤を使用したり、化石燃料を使用して熱処理するために大きな設備を必要となって、効率悪く困難な作業であった。空中においては、光触媒反応で必要とする紫外線を太陽光乃至紫外線ランプを点灯させて得ることのできた紫外線を、酸化チタンが塗布された面に付着した汚染物質に照射すれば有機化合汚染物質を分解することができる。しかしながら、水中においては、空中より紫外線の減衰大きくて水中に溶解する有機化合汚染物質を効率よく分解、除去することが困難であった。
発明が解決しようとする課題
光触媒で水中に溶解した有機化合汚染物質や繁殖する細菌を効率よく分解除去及び殺菌する為に解決しようとする問題点は、有機化合汚染物質や細菌を含んだ水中で酸化チタンを塗布した面に強い紫外線を直接照射して、効率よく有機化合物質を分解、除去及び殺菌することである。そして、一定割合で水に溶解した有機化合汚染物質や細菌の残留濃度を一定時間で基準値以下に下げることが望まれる。しかしながら、水を強制して循環させることが困難な広い水中では、酸化チタンを塗布した面に強く紫外線を直接照射しても、一定時間中に細菌や有機化合汚染物質の濃度を均一にすることが困難であった。
課題を解決するための手段
上記の目的を解決するための手段を説明すれば、容器に汚染した水を流入させる給水口と容器内で有機化合汚染物質を分解除去した水を、排水する排水口と紫外線ランプ管に電力を供給する電線貫通口を容器の側面又は蓋側に取付けておき、容器の内壁に酸化チタンを塗布して、端子部を防水処理した紫外線ランプ管を容器内部に取付けて蓋で密閉した後、容器の外部から電力を供給して紫外線ランプ管を点灯させる。そして、給水口から有機化合汚染物質や繁殖する細菌で汚染した水を連続して容器に流入させる。この汚染した水は、容器の内部の内壁に塗布してある酸化チタンに照射された紫外線の光触媒反応によって、容器の内壁に接触する有機化合汚染物質を分解除去乃至細菌を殺菌した後、排水口から排出される。容器の形状は、円筒形のパイプ管又は、三角管又は三角管以外の多角管及び立方体形をしたものでもかまわない。容器の内壁に突起物又は螺旋状の溝又はコイル等をを取付けて、容器の内部を流れる水に渦流を作り、汚染した水が均一に内壁に接触せしめるようにすれば、有機化合物質の分解除去乃至細菌の殺菌効果が高まる。容器材料については、酸化チタンが塗布できれば金属又は、樹脂又は、ガラス又は磁器等でもよい。給水口と排水口の取付け位置は、容器の側面又は、蓋側のどちらに取付けてもかまわないが、有機化合汚染物質除去効果を向上させるために離して取付けることが望ましい。また、給水口及び排水口の取付け個数は、容器の形状、流量に応じて複数個あってもよい。汚染した水の透明度が低い場合、容器の内壁と内部に取付ける紫外線ランプ管の管球表面間の間隙を狭くすることで、強い紫外線が酸化チタンに照射できるので、効率良く有機化合汚染物質を分解除去することが出来る。紫外線ランプ管に汚れが付着し易い場合は、紫外線ランプ管の管球表面に酸化チタンを塗布することによって、管球表面を自己浄化することができる。容器が1つでは、汚染水中に溶解する細菌や有機化合汚染物質の濃度を基準値まで下げることが出来ない場合には、容器を複数台直列に連結することで、基準値を満たすことが可能となる。また、容器1つでは、汚染水の処理容量が少ない場合は、容器を並列に連結することで処理容量を増やすことことができる。
作用
本発明は、以上のように構成された装置であるから、水中において紫外線ランプ管を点灯して発生させる紫外線を、水が充満した容器の内壁に塗布した酸化チタンに照射した部分で光触媒反応が起きる。それにより、強力な酸化力と還元力をもったマイナスとプラスの電荷が発生する。容器の内部の水中でこの強力な酸化力と還元力をもったマイナスとプラスの電荷は、活性酸素などを作り、酸化チタンを塗布した内壁に接触する水中に溶解する有機化合物質の分解が起こる。又、水中に存在する細菌を紫外線と光触媒反応により直接或いは間接に殺菌する。従って、汚染物質を含む水を連続して流しながら、その水中で光触媒反応を起こせば、水中に溶解し存在する有機化合物質や細菌に直接作用して有機化合汚染物質の分解除去と殺菌が連続して効率よくできる。
図1は、本発明の1実施例である。図1において、1は紫外線ランプ管であり、2は内壁に酸化チタンを塗布した円筒形状の容器であり該紫外線ランプ管1を内部に取付けている。3は該容器2に汚染した水を流入させる給水口であり、4は該容器2に流入された水を排水する排水口であり、5は該紫外線ランプ管1を点灯させる電力を供給する電線の貫通口であり、6は該紫外線ランプ管1が点灯に必要とする電力を供給する電源部であり、8は該容器2を密閉する蓋である。9は防水チューブであり、10は汚染した水の給水管であり、11は有機化合汚染物質を分解除去や殺菌した水の排水管である。12は該紫外線ランプ管1の端子である。該防水チューブ9は、該紫外線ランプ管1を水中で点灯させても該端子12間の絶縁抵抗が低下したり又は、短絡しないように保護している。又、該容器2の内部の水が該電線貫通口5から漏水しないように防止している。該給水口3には、汚染された水を通水させる該給水管10が接続している。汚染水は、該給水口3を通過して該蓋8で密閉する該容器2の内部に流入させて、該排水口4に向かって移動する。該容器2の内壁には酸化チタンが塗布してあるので該紫外線ランプ管1が点灯して発生させる紫外線を酸化チタンに照射させると、光触媒反応を起こす。このようにして、該容器2に流入させる有機化合汚染物質又は細菌を含んだ水は、該容器2の内部を移動するうちに内壁に接触した有機化合汚染物質と細菌を光触媒で分解除去及び、紫外線の効果で殺菌した後、該容器2の該排水口4を通り、該排水口4に接続した該排水管11から排水している。
図2の本発明実施例で、13は紫外線ランプ管取付口である。該紫外線ランプ管1の管球の一端を該紫外線ランプ管取付口13に貫通させ取付けてあり、該端子12は該容器2の外部に出している。該紫外線ランプ管1の管球を取付ける該紫外線ランプ管取付口13では、該容器2の内部から外部に漏水が起きないようにゴムやシール剤で防水している。該端子12は該容器2の外部に出しているので、該端子12を防水処理する必要がなく、簡単な保護で電線を接続することができる。このようにすることで、該紫外線ランプ管1が大きくなって該容器2に内蔵することが困難となったり、或は電気的に絶縁することが困難となっても容易に該紫外線ランプ管1を、該容器2に取付けることが出来る。
図3の本発明実施例では、7は熱交換器である。該熱交換器7は、片側で通過する水の加熱を行い、もう一方で通過する水の冷却を行っている。高効率の光触媒反応を起こす為に、該紫外線ランプ管1から強い紫外線を発生させる必要がある。該紫外線ランプ管1には、水銀蒸気が微量封入されており該紫外線ランプ管1の管体温度が低下した状態では、水銀蒸気圧が低いので強い紫外線を発生させることができない。そこで、該給水管10を通過する汚染した水を、低温の状態で該容器2の内部に流入させる前に、該紫外線ランプ管1が強い紫外線を発生できる温度まで該熱交換器7で加熱して該容器2に流入させる。一方、該容器2から該排水口4を通過する有機化合汚染物質が分解除去された排水は、該排水管11を通過して排水される。この排水される水温は、該熱交換器7で加熱した後、更に該紫外線ランプ管1から発生する熱が加わる為に高温水となっている。そこで、該熱交換器7では、高温水となって該排水管11を通過する排水熱で、低温の該給水管10を流れる汚染した水を加熱する一方、排水は該容器2に流入させる水によって冷却している。こうして、該熱交換器7を取付けることによって、低温の汚染水を効率良く分解除去することができる。
発明の効果
この実施例では、酸化チタンを内壁に塗布してある該容器2の内部に、該紫外線ランプ管1を取付け,汚染水を流入させる該給水口3と、流入させた汚染水の有機化合物質及び細菌を分解処理して排水する該排水口4と該紫外線ランプ管1に電力を供給する該電線貫通口5を取付けて該蓋8で密閉した該容器2と該紫外線ランプ管1を点灯させる該電源部6で構成する省エネルギーで高効率な汚染物質浄化装置を提供できる。該容器2の内壁に塗布する酸化チタンは、触媒として作用するので、長時間使用しても変化することが無くて、しかも、親水性に富むことから、汚れが付着しにくく保守整備の容易な汚染物質浄化装置を提供できる。また、汚染物質等を溶解した水を一定流量で容器に供給して、容器内部で有機化合物質の分解除去乃至細菌の殺菌を行い、一定時間で細菌や有機化合汚染物質の濃度を基準値まで下げる効果を得るものである。
本発明に係る汚染物質浄化装置の1実施形態を示す断面図 本発明に係る汚染物質浄化装置の1実施形態を示す断面図 本発明に係る汚染物質浄化装置の1実施形態を示す断面図
符号の説明
1 紫外線ランプ管 2 パイプ管
3 給水口 4 排水口
5 電線貫通口 6 電源部
7 熱交換器 8 蓋
9 防水チューブ 10 給水管
11 排水管 12 端子
13 紫外線ランプ管取付口

Claims (3)

  1. 紫外線ランプ管1を内部に取付け,汚染水を流入させる給水口3と、排水する排水口4と該紫外線ランプ管1に電力を供給する電線貫通口5を取付けて酸化チタンを内壁に塗布してある容器2を密閉して、該紫外線ランプ管1を点灯させる電源部6で構成する汚染物質浄化装置。
  2. 紫外線ランプ管取付口13に該紫外線ランプ管1の管球の一部を固定して、該容器2の外部で該紫外線ランプ管1の端子12に電力を供給する該電源部6と接続した請求項1の汚染物質浄化装置。
  3. 該給水口3から該容器2の内部に流入させる水を加熱して、該容器2の内部を通過させた後、該排水口4から流出する排水を冷却する熱交換器7を取付けた請求項1の汚染物質浄化装置。
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