JP2009273967A - 紫外線照射水処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】適正な紫外線照度を確保し、高効率な紫外線照射水処理装置を実現することができるともに、ランプが破損した場合のランプ破片が分離回収されることなく流出するのを抑制し、コスト低減を図ることができることを課題とする。
【解決手段】旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器11と、容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプ13a〜13fと、紫外線ランプを包むように配置された保護管14a〜14fと、側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管15と、処理水を容器から排出するための処理水出口管16とを具備し、被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器11と、容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプ13a〜13fと、紫外線ランプを包むように配置された保護管14a〜14fと、側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管15と、処理水を容器から排出するための処理水出口管16とを具備し、被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、浄水処理や下水処理・食品排水処理・薬品排水処理・遠洋船舶バラスト水処理等において、藻類・微生物・病原性原虫等を不活化もしくは無害化するために紫外線を被処理水に照射する紫外線照射水処理装置に係り、例えば、紫外線の照射効率の高い紫外線照射水処理装置に関する。
近年、紫外線を照射して消毒する紫外線消毒は、上下水処理やプールなどの殺菌消毒処理、食品工業における水処理などの水処理全般において、水に含まれる病原性の微生物、特に最近ではウィルスの殺菌及び消毒を目的とした応用が推進されている。
紫外線消毒は、特に、浄水処理で問題となっている耐塩素性病原菌クリプトスポリジウムやジアルジアの対策として、非常に効果的な消毒方法である。クリプトスポリジウムやジアルジアは、従来の消毒技術である塩素消毒では不活化できないが、紫外線を僅かに照射するだけで不活化が可能である(例えば、非特許文献1を参照)。この非特許文献1には、クリプトスポリジウムやジアルジアの2log以上の不活化には、紫外線を10mJ/cm2以上の照射で有効であると記載されている。
紫外線消毒を行う場合に、消毒対象の目標不活化率に対して、必然的に必要な紫外線の照射量が決定される。紫外線の照射量を一定にした運用を行うと、環境状況によっては、過剰な照射となることがある。紫外線の照射が過剰になると、紫外線の発光源である紫外線ランプの寿命が短くなり、かつ紫外線発光に要する電力を浪費する要因となる。一方、浄水処理では、人間の体内に入る飲料水となるために確実に紫外線量が10mJ/cm2以上の紫外線を照射しなければならない。
従って、従来の紫外線照射水処理装置により紫外線消毒を行う場合に、紫外線消毒装置を効率良く、かつ確実に運用するため、紫外線強度(照度)の減衰特性(紫外線ランプからの距離の二乗に応じて紫外線強度が減衰する性質)を考慮し、被処理水が旋回しつつ常に紫外線ランプ近傍に流れるように、容器の入口管と出口管との配置を工夫した紫外線照射技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、紫外線照射技術では、ほとんどの場合、紫外線ランプが保護管に収納された構造を有している。しかしながら、保護管としては、耐衝撃性よりも紫外線の透過効率の方が優先されるため、結晶石英や合成石英ガラスといった比較的衝撃に弱い材料が使用される。これに伴い、紫外線照射水処理装置には、無理な力や突発的な衝撃により、保護管や紫外線ランプが破損し易い状況にある。紫外線ランプや保護管が破損した場合、ランプ内の水銀や石英ガラスの破片が処理水に混入する不都合が生じることになる。
この不都合を解消する技術としては、センサが紫外線ランプの破損を検出した時に、紫外線照射装置への通水を遮断することにより、紫外線照射装置内の水銀汚染の拡大を防止する紫外線照射水処理装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。但し、紫外線照射装置への通水を遮断するまでの間に、紫外線照射装置内の水銀で汚染された処理水が下流側の浄水工程に混入する心配がある。
一方、前述した特許文献1では、水銀で汚染された処理水が下流側の浄水工程に混入する心配を解消するため、紫外線照射装置に固液分離機能を付加したことにより、水銀や破片などの固形分を処理水から分離する技術が提案されている。
特開2007−144386号公報
特開2004−188274号公報
水道協会雑誌(2004年6月)第73巻第6号第60頁
ところで、被処理水が旋回しつつ常に紫外線ランプ近傍に流れるように、容器の被処理水入口管と処理水出口管との配置を工夫した紫外線照射水処理装置では、装置中心軸とずらして被処理水入口管を接続することにより旋回流が発生する。このため、被処理水入口管を装置の円筒状容器の曲面にあわせて加工して流入部に溶接する必要があり、コスト高になる。また、容器内部に設けられたランプが抵抗となり、被処理水の一部が旋回流とならず短絡流が発生する。このため流入部(容器内部)に整流板を設ける方法があるがコスト高になる。一方、上記の旋回流型の紫外線照射水処理装置で、装置容器中心軸に位置に処理水出口管を設けて、固液分離機能を付加した紫外線照射水処理装置では、照射部から直接処理水出口管下部に処理水が流入する流れがあり、万一、ランプが破損した場合は、ランプ破片が分離回収されることなく流出して破片回収率が低下するという課題がある。
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、紫外線照射装置内部の処理対象水の流れ方を考慮して適正な旋回流れを確保することにより、適切な紫外線照射量および万一ランプ破損時の破片回収を実現できる紫外線照射水処理装置を提供することを目的とする。
(1)本発明に係る紫外線照射水処理装置は、旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする。
(2)また、本発明に係る紫外線照射水処理装置は、旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた,処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする。
(3)更に、本発明に係る紫外線照射水処理装置は、旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた,処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、前記紫外線ランプの下部側に、該ランプの下端部を支持する板状のランプ固定板が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、紫外線照射水処理装置内部の処理水の流れ方と、適正な紫外線照度を確保し、高効率な紫外線照射水処理装置を実現することができる。また、万一、ランプが破損した場合のランプ破片が分離回収されることなく流出するのを抑制し破片回収率が向上する。これらの効果を大幅なコストを掛けずに実現できる。
以下、本発明の紫外線照射水処理装置について更に詳しく説明する。
本発明の紫外線照射水処理装置は、上記(1)〜(3)のような構成になっている。
上記(1)において、処理水出口管は容器内部に挿入するように容器に接続することが好ましい。こうした構成にすることにより、容器内の被処理水をより確実に旋回流させることができる。
本発明の紫外線照射水処理装置は、上記(1)〜(3)のような構成になっている。
上記(1)において、処理水出口管は容器内部に挿入するように容器に接続することが好ましい。こうした構成にすることにより、容器内の被処理水をより確実に旋回流させることができる。
上記(3)において、紫外線ランプを保護する保護管の一端は容器に固定し、他端はランプ固定板に固定することが好ましい。これにより、ランプ固定板を確実に支持することができる。ランプ固定板の形状はランプが配置される径より大きく、多角形、円形状及びそれらに準じた形状にすることができる。ランプ固定板は、下記の(a)〜(d)の構成が挙げられる。
(a)端に沿って淵を設けた構成のランプ固定板。
こうした構成の場合、処理水が側面部から排出部に流入する際、処理水に含まれる汚染物質の一部がランプ固定板の上面に捕捉されてランプ固定板上に一時留まる。淵は、その捕捉された汚染物質が再流出して排出部に流れ出さないようにすることができる。
こうした構成の場合、処理水が側面部から排出部に流入する際、処理水に含まれる汚染物質の一部がランプ固定板の上面に捕捉されてランプ固定板上に一時留まる。淵は、その捕捉された汚染物質が再流出して排出部に流れ出さないようにすることができる。
(b)端に沿って溝を設けた構成のランプ固定板。
ここで、溝の深さはランプ固定板の厚みの1/3〜1/2にすることが好ましい。
こうしたランプ固定板を用いた場合、上記(a)と同様に、ランプ固定板の上面に捕捉された汚染物質が溝に捕捉されるため、汚染物質が再流出して排出部に流れ出さないようにすることができる。
ここで、溝の深さはランプ固定板の厚みの1/3〜1/2にすることが好ましい。
こうしたランプ固定板を用いた場合、上記(a)と同様に、ランプ固定板の上面に捕捉された汚染物質が溝に捕捉されるため、汚染物質が再流出して排出部に流れ出さないようにすることができる。
(c)上部に複数の整流板を風車状に配置した構成のランプ固定板。
ここで、整流板は、固定板と垂直、あるいは角度30〜90°のいずれかの角度に傾斜させて、1cm〜数十cmの高さの整流板を風車のように配置する。また、整流板は、固定板の上部だけではなく、容器の側面部の内壁まで伸ばすことが好ましい 。
ここで、整流板は、固定板と垂直、あるいは角度30〜90°のいずれかの角度に傾斜させて、1cm〜数十cmの高さの整流板を風車のように配置する。また、整流板は、固定板の上部だけではなく、容器の側面部の内壁まで伸ばすことが好ましい 。
こうしたランプ固定板を用いた場合、旋回流に沿って風車状に配置した整流板によって、ランプ固定板に対してより多くの汚染物質が捕捉され、更に水圧によって整流板に押し付けられた汚染物質が、容器の側面部の内壁までは伸ばされた整流版に沿って内壁まで移動する。内壁まで移動した汚染物質は、側面部の内壁近傍の強力な旋回流の遠心分離作用により排出部にて汚染物質を確実に分離できる。
(d)紫外線ランプ,保護管及び処理水出口管を除く部分の端面と容器の側面部の内壁面間との距離が、他の部分の端面と前記内壁面間との距離よりも大きくした構成のランプ固定板。こうしたランプ固定板を用いた場合、必要最小限の板状になり、コスト低減、圧力損失を抑制できる。なお、ランプ固定板に上述した淵や溝を設けてもよい。
次に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。
(第1の実施形態)…(請求項1,2)
図1(A),(B)及び図2を参照する。ここで、図1(A)は本発明の第1の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の上面図、図1(B)は図1(A)の側面図(X矢視図)、図2は上記水処理装置における被処理水W1の旋回流の概念を示す図である。
(第1の実施形態)…(請求項1,2)
図1(A),(B)及び図2を参照する。ここで、図1(A)は本発明の第1の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の上面図、図1(B)は図1(A)の側面図(X矢視図)、図2は上記水処理装置における被処理水W1の旋回流の概念を示す図である。
紫外線照射水処理装置11は、円筒型の容器12と、該容器12内に配置された,複数本の紫外線ランプ13a,13b,13c,13d,13e,13fと、これらの紫外線ランプ13a〜13fを夫々保護する保護管14a,14b,14c,14d,14e,14fと、容器12の外壁に夫々設けられた被処理水入口管15及び処理水出口管16を備えている。
前記容器12は円筒形の側面部17を有し、容器12の両端部には端部18a,18bが夫々設けられている。前記紫外線ランプ13a〜13fは、容器12内で且つ端部18a,18b間に、該容器12の中心軸Sと平行で且つ中心軸S側より側面部17の内壁側寄りに設置されている。また、紫外線ランプ13a〜13fは、中心軸Sを中心とする容器12の円周上に等間隔で端部18a,18b及びその近傍に配置されている。保護管14a〜14fは石英ガラスからなり、紫外線ランプ13a〜13fを包むように配置されている。具体的には、保護管14a〜14fは、被処理水W1が各紫外線ランプ13a〜13fに直接接触しないようにするために各紫外線ランプ13a〜13fを保護するものである。
紫外線ランプ13a〜13fとしては、両側に電極を取り付けた石英管を用いる。ここで、石英管の内部はほぼ真空状態であり、水銀蒸気のみが存在する。このような状態の石英管の両電極間を高電圧放電させると、電子が水銀蒸気を励起させて紫外線を発するようになる。前記紫外線ランプ13a〜13fとしては、200nm〜300nmの波長を発生する紫外線ランプを使用することができるが、本実施形態では特に254nm付近の波長の紫外線を発生するものを用いた。紫外線ランプ13a〜13fで発生した紫外線に被処理水W1を暴露することにより、被処理水W1中の消毒対象物質を無害化する。紫外線ランプ13a〜13fの直径は、2〜10cm程度のものを用いる。
被処理水入口管15は、被処理水W1を容器12内に流入させるために、側面部17の内周の接線方向Tに沿って設けられた管である。処理水出口管16は、処理水W2を容器12の外へ流出するために設けられた管である。ここでは、処理水出口管16は、被処理水入口管15から流入した被処理水W1の流線の方向に沿って側面部17の外壁に設置される。さらに詳しくは、側面部17の内周の接線方向Tに沿って設けられる。
また、被処理水入口管15および処理水出口管16は、側面部17における互いに異なる端部18a,18bに容器12の内部に挿入するように接続される。なお、被処理水入口管15と処理水出口管16とは、それぞれの中心軸をずらして容器12に接続され、それぞれの内径は、容器12(側面部17)の内径の1/2以下である。なお、図1中の符番19a,19bは、容器12の両端部に設けられた端面部を示す。
次に、第1の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の作用について説明する。
まず、被処理水W1が被処理水入口管15を通り、容器12内に流入する。ここで、被処理水入口管15は、容器12の内周の接線方向Tに沿って形成されているので、容器12内に流入する被処理水W1は旋回し、旋回流Wcのように容器12の内部を流れる(図2参照)。この際、被処理水W1は、紫外線ランプ13a〜13fから、254nm付近の波長の紫外線が照射される。波長が254nm付近の紫外線は、殺菌線として働き、被処理水中の耐塩素微生物のクリプトスポリジウムや他の微生物,大腸菌等の菌類,ウィルス,藻類等を不活化する。
紫外線により消毒された被処理水W1は、処理水出口管16から処理水W2として排出される。そして、処理水W2が、次の浄水工程に送られたり、需要者に直接給水されたりすることになる。
まず、被処理水W1が被処理水入口管15を通り、容器12内に流入する。ここで、被処理水入口管15は、容器12の内周の接線方向Tに沿って形成されているので、容器12内に流入する被処理水W1は旋回し、旋回流Wcのように容器12の内部を流れる(図2参照)。この際、被処理水W1は、紫外線ランプ13a〜13fから、254nm付近の波長の紫外線が照射される。波長が254nm付近の紫外線は、殺菌線として働き、被処理水中の耐塩素微生物のクリプトスポリジウムや他の微生物,大腸菌等の菌類,ウィルス,藻類等を不活化する。
紫外線により消毒された被処理水W1は、処理水出口管16から処理水W2として排出される。そして、処理水W2が、次の浄水工程に送られたり、需要者に直接給水されたりすることになる。
以上説明したように、第1の実施形態に係る紫外線照射水処理装置10によれば、被処理水入口管15を側面部17の内周の接線方向Tに沿って側面部17の外周壁に挿入するように設けているので、被処理水W1は、被処理水入口管15の管壁により整流されて効果的に旋回させることができる。換言すれば、被処理水入口管15の容器12への接続部に被処理水W1を容器12の内部で旋回させるための整流板を設けた場合と同じ効果が得られる。そのため、被処理水W1を、紫外線ランプ13a〜13fに有効に接触させながら流すことができ、紫外線の照射効率を高めることができる。即ち、旋回流Wcを生じさせるので、紫外線を無駄なく被処理水W1全体に照射することができる。
また、第1の実施形態では、被処理水入口管15と処理水出口管16が、容器12に挿入するように設けているので、被処理水入口管15を装置の円筒状容器11の曲面にあわせて加工して流入部に溶接する場合より加工コストを低減できる。
(第2の実施形態)…請求項1、2〜10対応
図3(A),(B)、図4及び図5(A),(B)を参照する。ここで、図3(A)は本発明の第2の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の側面図、図3(B)は図3(A)の上面図、図4は前記水処理装置内部の被処理水の流れ方を示す流線図である。図5は、同装置の一構成であるランプ固定板の説明図である。紫外線照射水処理装置21は、第1の実施形態の装置11に対し、容器の形状を縦型にして変形するとともに、汚染物質の回収機構を備えた点が異なる。但し、図1、図2と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図3(A),(B)、図4及び図5(A),(B)を参照する。ここで、図3(A)は本発明の第2の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の側面図、図3(B)は図3(A)の上面図、図4は前記水処理装置内部の被処理水の流れ方を示す流線図である。図5は、同装置の一構成であるランプ固定板の説明図である。紫外線照射水処理装置21は、第1の実施形態の装置11に対し、容器の形状を縦型にして変形するとともに、汚染物質の回収機構を備えた点が異なる。但し、図1、図2と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番22は円筒状の容器を示し、円筒形状の側面部23と、この側面部23の下部に設けられた逆円錐形状の排出部24と、この排出部24に接続された接続管25と、側面部23の上部に設けられた,径を絞り込むための接続部26と、この接続部26の上部に設けられた,側面部23の内径より大きい流入部27を備えている。被処理水入口管15は、流入部27の内周の接線方向Tに沿って流入部27に挿入するように接続されている。
処理水出口管16は、容器22の中心軸Sに沿って設置される。また、処理水出口管16は、その下端16aが、紫外線ランプ13a〜13fの下端よりも下方になるように設置されている。容器22の内側には、紫外線ランプ13a〜13f及び保護管14a〜14fが、側面部23の中心軸Sと平行で且つ処理水出口管16を囲むように配置されている。保護管14a〜14fは、処理水出口管16の下端16a近くに配置した円盤状のランプ固定板28により支持されている。
ランプ固定板28は円盤状であり、紫外線ランプ13a〜13fが配置された径より大きく構成されている。ランプ固定板28は、図5(A),(B),(C)に示す構成になっている。但し、図5(A)はランプ固定板28の平面図、図5(B)は図5(A)のA−A’に沿う断面図、図5(C)は図5(A)のB−B’に沿う断面図である。ランプ固定板28には、保護管14a〜14fを夫々挿着するための穴29a,29b,29c,29d,29e,29fが開口されている。なお、図3(A)中の符番30は接続管25の端部に設けられたバルブを示す。また、符番31は容器22の蓋を示す。更に、符番32は、流入部27に、紫外線ランプ13a〜13fの全体を囲うように、蓋31に固定されたスカートを示す。スカート32は、流入部27の高さだけ設けている。
次に、第2の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の作用について説明する。
まず、被処理水W1が被処理水入口管15を通り、容器22内に流入する。本実施形態に係る紫外線照射水処理装置21によれば、容器22内に流入してきた被処理水W1は、被処理水入口管15が流入部27の内周の接線方向Tに沿って流入部27の外周壁に挿入するように設けているので、被処理水入口管15の管壁により整流され、被処理水W1を効果的に旋回させることができる。旋回した被処理水W1は、接続部26にて流入部27より径を絞り込むことにより、旋回流速を加速してから側面部23の周方向に配列された6本の紫外線ランプ13a〜13fの外周近傍を時計方向に順次流れる。
まず、被処理水W1が被処理水入口管15を通り、容器22内に流入する。本実施形態に係る紫外線照射水処理装置21によれば、容器22内に流入してきた被処理水W1は、被処理水入口管15が流入部27の内周の接線方向Tに沿って流入部27の外周壁に挿入するように設けているので、被処理水入口管15の管壁により整流され、被処理水W1を効果的に旋回させることができる。旋回した被処理水W1は、接続部26にて流入部27より径を絞り込むことにより、旋回流速を加速してから側面部23の周方向に配列された6本の紫外線ランプ13a〜13fの外周近傍を時計方向に順次流れる。
その結果、被処理水W1は、容器22の中心軸方向の上端から下端に至るまで無駄なく流通する。即ち、被処理水W1は、容器22内を螺旋状に旋回しながら中心軸Sの下方に流れる。なお、旋回するときの被処理水W1の流線は、例えば図4に示すとおりである。通常は、被処理水W1が容器22内を旋回しながら紫外線が照射されている状態となっている。しかし、突発的な衝撃等により、保護管14a〜14fが割れ、さらに紫外線ランプ13a〜13fが割れる場合がある。この場合、紫外線ランプ13a〜13f及び保護管14a〜14fを構成する石英ガラス片が被処理水W1に混入したり、紫外線ランプ13a〜13fに内封された水銀が被処理水W1に漏洩したりする。
そして、このような石英ガラス片や水銀等は、被処理水W1の汚染物質となる。ここで、被処理水である水の比重1に対して、石英ガラスの場合は2.2、水銀の場合は13.5程度である。このような物質を含んだ被処理水を旋回させると、遠心分離作用により比重の重い物質が旋回方向の外側に押し出される。即ち、内部の旋回流により遠心力が働き、内側を流れる流体から重い物質が分離されることになる。分離されたガラスや水銀等の物質は、側面部23の内壁に到達し、側面部23の下部に逆円錐形状の排出部24にて、処理水は、処理水出口管16から流出し、重い物質は、排出部24の内壁に沿って重力により下方に集められる。
以上説明したように、第2の実施形態に係る紫外線照射水処理装置21によれば、流入部27の内周の接線方向Tに沿って、被処理水入口管15を流入部27に挿入するように設けているので、被処理水入口管15の外壁が整流して被処理水W1を、効果的に旋回させることができる。即ち、被処理水入口管15の容器22への接続部に被処理水W1を容器22の内部で旋回させるための整流板を設けた場合と同じ効果が得られる。そのため、被処理水W1を、紫外線ランプ13a〜13fに有効に接触させながら流すことができ、紫外線の照射効率を高めることができる。換言すれば、旋回流Wcを生じさせるので、紫外線を無駄なく被処理水W1全体に照射することができる。
また、上記水処理装置21によれば、突発的な衝撃等により紫外線ランプ13a〜13fが破損した場合でも、遠心分離作用により汚染物質を処理水W2に混入させることがなく、安全かつ確実に紫外線照射を行うことができる。即ち、処理水の多くが旋回流として側面部23の内壁23wを流れるが、紫外線ランプ13a〜13fの近傍では流れが弱く、旋回流であってもその遠心力は弱い。従って、万一、紫外線ランプが破損した場合、汚染物質がその遠心力が弱い領域を流れると、そのまま分離されることなく、処理水出口管16から流出する場合がある。しかし、上記水処理装置21の場合、ランプ固定板28を、ランプ配置径より大きい径の円盤状にすることにより、旋回流を十分に維持したまま処理水を排出部24に導入することができる。このため、排出部24では、より処理水の旋回による遠心力が強くなり、汚染物質を確実に分離できる。
なお、第2の実施形態において、ランプ固定板は図5に示すような構成の場合について述べたが、これに限らず、図6〜図9に示すような構成であってもよい。
1)図6(A)〜(C)のランプ固定板
ここで、図6(A)はランプ固定板の平面図、図6(B)は図6(A)のX−X’に沿う断面図、図6(C)は図6(A)のY−Y’に沿う断面図である。図6のランプ固定板41は、外周部に高さ10mm〜20mmの淵42を設けたことを特徴とする。
ランプ固定板41を用いた場合、処理水が側面部23から排出部24に流入する際、処理水に含まれる汚染物質の一部がランプ固定板41の上面に捕捉されてランプ固定板41上に一時留まる。淵42は、その捕捉された汚染物質が再流出して排出部24に流れ出さないようにする。
1)図6(A)〜(C)のランプ固定板
ここで、図6(A)はランプ固定板の平面図、図6(B)は図6(A)のX−X’に沿う断面図、図6(C)は図6(A)のY−Y’に沿う断面図である。図6のランプ固定板41は、外周部に高さ10mm〜20mmの淵42を設けたことを特徴とする。
ランプ固定板41を用いた場合、処理水が側面部23から排出部24に流入する際、処理水に含まれる汚染物質の一部がランプ固定板41の上面に捕捉されてランプ固定板41上に一時留まる。淵42は、その捕捉された汚染物質が再流出して排出部24に流れ出さないようにする。
2)図7(A)〜(C)のランプ固定板
ここで、図7(A)はランプ固定板の平面図、図7(B)は図7(A)のX−X’に沿う断面図、図7(C)は図7(A)のX−X’に沿う断面図である。図7のランプ固定板43は、外周近辺に深さ5mm〜10mmの溝44を設けたことを特徴とする。ここで、溝44の深さはランプ固定板43の厚みの1/3〜1/2に相当する。
ランプ固定板43を用いた場合、前記ランプ固定板41と同様にランプ固定板の上面に捕捉された汚染物質が溝44に捕捉されるため、汚染物質が再流出して排出部24に流れ出さないようにする。
ここで、図7(A)はランプ固定板の平面図、図7(B)は図7(A)のX−X’に沿う断面図、図7(C)は図7(A)のX−X’に沿う断面図である。図7のランプ固定板43は、外周近辺に深さ5mm〜10mmの溝44を設けたことを特徴とする。ここで、溝44の深さはランプ固定板43の厚みの1/3〜1/2に相当する。
ランプ固定板43を用いた場合、前記ランプ固定板41と同様にランプ固定板の上面に捕捉された汚染物質が溝44に捕捉されるため、汚染物質が再流出して排出部24に流れ出さないようにする。
3)図8(A)〜(C)のランプ固定板
ここで、図8(A)はランプ固定板の平面図、図8(B)は図8(A)のX−X’に沿う断面図、図8(C)は図8(A)のY−Y’に沿う断面図である。図8のランプ固定板47は、紫外線ランプや保護管の周囲以外及び処理水出口管16に固定する部分以外を、極力カットして板状の構成にしたことを特徴とする。この場合、図8のランプ固定板47の外周に沿って図6のような淵、あるいは図7のような溝、あるいは図8のような整流板を設けることも可能である。但し、特に圧力損失、極端な破片回収性能の向上が必要なければ、ランプ固定板のようにランプ配置径より大きい円盤状の形のするのが、コスト、破片分離性能上、好ましい。
ここで、図8(A)はランプ固定板の平面図、図8(B)は図8(A)のX−X’に沿う断面図、図8(C)は図8(A)のY−Y’に沿う断面図である。図8のランプ固定板47は、紫外線ランプや保護管の周囲以外及び処理水出口管16に固定する部分以外を、極力カットして板状の構成にしたことを特徴とする。この場合、図8のランプ固定板47の外周に沿って図6のような淵、あるいは図7のような溝、あるいは図8のような整流板を設けることも可能である。但し、特に圧力損失、極端な破片回収性能の向上が必要なければ、ランプ固定板のようにランプ配置径より大きい円盤状の形のするのが、コスト、破片分離性能上、好ましい。
ランプ固定板47は、処理流量が少なく、わずかな遠心力でも汚染物質が沈降する場合や、処理流量が多く、十分に旋回流による遠心分離作用が働き、汚染物質を確実に分離できる場合、特に側面部23の径が大きく、かつ、排出部24の高さが高いほど、処理水が側面部23から直接、処理水出口管16に流出する流れが抑えられ旋回流による遠心分離作用が働く。このような紫外線照射水処理装置21ではランプ固定板47のようにランプ配置径より大きい円盤状にする必要がなく、逆に、コスト増、圧力損失の増加原因になる。即ち、図8のランプ固定板47のように、形状を必要最小限の板状にすることによりコスト低減、圧力損失を抑制できる。
4)図9(A)〜(D)のランプ固定板
ここで、図9(A)はランプ固定板の平面図、図9(B)は図9(A)のX−X’に沿う断面図、図9(C)は図9(A)のY−Y’に沿う断面図、図9(D)は図9(A)のS矢視図である。図9のランプ固定板45は、上面に整流板46a,46b,46c,46d,46e,46fを設けたことを特徴とする。ここで、整流板46a〜46fは、固定板45と垂直、あるいは角度30〜90°のいずれかの角度に傾斜させて、1cm〜数十cmの高さの整流板を風車のように配置する。また、整流板46a〜46fは、固定板45の上部だけではなく、容器22の側面部23の内壁23wまで伸ばすことが好ましい。
ここで、図9(A)はランプ固定板の平面図、図9(B)は図9(A)のX−X’に沿う断面図、図9(C)は図9(A)のY−Y’に沿う断面図、図9(D)は図9(A)のS矢視図である。図9のランプ固定板45は、上面に整流板46a,46b,46c,46d,46e,46fを設けたことを特徴とする。ここで、整流板46a〜46fは、固定板45と垂直、あるいは角度30〜90°のいずれかの角度に傾斜させて、1cm〜数十cmの高さの整流板を風車のように配置する。また、整流板46a〜46fは、固定板45の上部だけではなく、容器22の側面部23の内壁23wまで伸ばすことが好ましい。
ランプ固定板45を用いた場合、旋回流に沿って風車状に配置した整流板46a〜46fによって、前記ランプ固定板45に対してより多くの汚染物質が捕捉され、更に水圧によって整流板に押し付けられた汚染物質が、容器22の側面部23の内壁23wまでは伸ばされた整流版に沿って内壁23wまで移動する。内壁23wまで移動した汚染物質は、側面部23の内壁23w近傍の強力な旋回流の遠心分離作用により排出部24にて確実に分離できる。また、風車状に配置した整流板46a〜46fの上述の作用により、上記汚染物質を分離するとともに、紫外線ランプ内側の流れの旋回流をより発生させ、遠心力による汚染物質の分離性能を向上できる。
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
11,21…紫外線照射水処理装置、12,22…円筒状の容器、13a〜13f…紫外線ランプ、14a〜14f…保護管、15…被処理水入口管、16…処理水出口管、17,23…側面部、18a,18b…端部、19a,19b…端面部、24…排出部、25…接続管、26…接続部、27…流入部、28,41,43,45,47…ランプ固定板、29a〜29f…穴、42…淵、44…溝、46a〜46f…整流板。
Claims (10)
- 旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、
前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする紫外線照射水処理装置。 - 前記処理水出口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする請求項1記載の紫外線照射水処理装置。
- 旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた,処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、
前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする紫外線照射水処理装置。 - 旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された1本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた,被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた,処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、
前記紫外線ランプの下部側に、該ランプの下端部を支持する板状のランプ固定板が設けられていることを特徴とする紫外線照射水処理装置。 - 前記紫外線ランプの下部側に該ランプの下端部を支持する板状のランプ固定板が設けられ、このランプ固定板は前記処理水出口管に固定されていることを特徴とする請求項3記載の紫外線照射水処理装置。
- 前記ランプ固体板の形状は円盤状であることを特徴とする請求項4もしくは請求項5記載の紫外線照射水処理装置。
- 前記ランプ固定板の形状は紫外線ランプが配置された径より大きいことを特徴とする請求項4乃至6いずれか一記載の紫外線照射水処理装置
- 前記ランプ固定板上で且つ周縁部に沿ってリング状の淵が形成されていることを特徴とする請求項4乃至7いずれか一記載の紫外線照射水処理装置。
- 前記ランプ固定板の紫外線ランプ側の面で且つ周縁部に沿ってリング状の溝が形成されていることを特徴とする請求項4乃至7いずれか一記載の紫外線照射水処理装置。
- 前記ランプ固定板の上部に複数の整流板が風車状に配置されていることを特徴とする請求項4乃至7いずれか一記載の紫外線照射処理装置。
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