JP2014195770A - 紫外線殺菌装置及び紫外線殺菌システム - Google Patents

Abstract

【課題】より高度に殺菌された処理水を得ることができる紫外線殺菌装置を提供する。
【解決手段】被処理水Ｗ１を貯留するタンク２１と、タンク２１内に配置され、タンク２１内の被処理水Ｗ１に向けて紫外線を照射可能な紫外線ランプ２２と、紫外線ランプ２２の周囲をタンク２１内の被処理水Ｗ１から隔離すると共に、紫外線ランプ２２から照射される紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管２３と、紫外線ランプ２２及び紫外線ランプ保護管２３が収納され、紫外線ランプ２２から照射された紫外線を透過可能な紫外線透過管２４と、を備え、紫外線透過管２４は、その内壁と紫外線ランプ保護管２３との間に被処理水Ｗ１が流通可能な流路Ｆを形成し、流路Ｆの一方の端部から導入された被処理水Ｗ１が他方の端部から処理水Ｗ２として排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線ランプを備えた紫外線殺菌装置及び紫外線殺菌システムに関する。

医薬品、化粧品、飲料水等の製造、並びに電子部品や精密機器の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用されている。この種の純水は、一般に、地下水、水道水等の供給水を逆浸透膜装置（以下、「ＲＯ装置」ともいう）により膜分離処理し、得られた透過水を被処理水として更に精製することにより製造される。

従来、被処理水を更に精製するため、例えば、紫外線殺菌装置が用いられている。この種の用途に用いられる紫外線殺菌装置として、浸漬式紫外線殺菌装置及び流水式紫外線殺菌装置が知られている。浸漬式紫外線殺菌装置は、紫外線ランプを浸漬させた貯留タンクに被処理水を貯留し、この被処理水に紫外線ランプから紫外線を照射することにより被処理水に含まれる菌類の繁殖を抑制する装置である（特許文献１参照）。流水式紫外線殺菌装置は、紫外線ランプを収納した容器に被処理水を連続的に流入させながら、紫外線ランプから紫外線を照射することにより被処理水を殺菌して処理水とする装置である（特許文献２参照）。

特開平１１−７３９１６号公報 特開平７−１２４２３３号公報

従来、被処理水のより高度な殺菌を実現するため、浸漬式紫外線殺菌装置及び流水式紫外線殺菌装置により殺菌して処理水とする紫外線殺菌システムが知られている。しかし、上記２つの殺菌装置を備えた紫外線殺菌システムでは、貯留タンクや配管内に菌類が繁殖しやすくなり、それらの壁面に菌類が付着しやすくなる。そのため、より高度に殺菌された水質の高い処理水を得ることが難しくなる。

従って、本発明は、より高度に殺菌された処理水を得ることができる紫外線殺菌装置及び紫外線殺菌システムを提供することを目的とする。

本発明は、被処理水を貯留するタンクと、前記タンク内に配置され、前記タンク内の被処理水に向けて紫外線を照射可能な紫外線ランプと、前記紫外線ランプの周囲を前記タンク内の被処理水から隔離すると共に、前記紫外線ランプから照射される紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管と、前記紫外線ランプ及び前記紫外線ランプ保護管が収納され、当該紫外線ランプから照射された紫外線を透過可能な紫外線透過管と、を備え、前記紫外線透過管は、当該紫外線透過管の内壁と前記紫外線ランプ保護管との間に被処理水が流通可能な流路を形成し、当該流路の一方の端部から導入された被処理水が他方の端部から処理水として排出される紫外線殺菌装置に関する。

また、紫外線殺菌装置においては、前記タンクに貯留された被処理水を、前記タンクの底部から前記紫外線透過管における前記流路の一方の端部に向けて送出する流路接続ラインを備えることが好ましい。

また、紫外線殺菌装置において、前記紫外線透過管は、前記流路における被処理水の流通方向が水平方向となるように配置されることが好ましい。

また、本発明は、被処理水を貯留するタンクと、前記タンク内に配置され、前記タンク内の被処理水に向けて紫外線を照射可能な紫外線ランプと、前記紫外線ランプの周囲を前記タンク内の被処理水から隔離すると共に、前記紫外線ランプから照射される紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管と、前記紫外線ランプ及び前記紫外線ランプ保護管が収納され、当該紫外線ランプから照射された紫外線を透過可能な紫外線透過管と、前記紫外線透過管から流出された処理水が流通可能な処理水ラインと、を備え、前記紫外線透過管は、当該紫外線透過管の内壁と前記紫外線ランプ保護管との間に被処理水が流通可能な流路を形成し、当該流路の一方の端部から流入された被処理水が他方の端部から処理水として前記処理水ラインに流出される紫外線殺菌システムに関する。

また、紫外線殺菌システムにおいては、前記処理水ラインを流通する処理水を移送するポンプと、前記処理水ラインから分岐して当該処理水ラインを流通する処理水の一部を前記タンクに返送する処理水返送ラインと、を備えることが好ましい。

また、紫外線殺菌システムにおいては、前記紫外線ランプ保護管の内部に空気又は酸素を供給するオゾンガス供給手段と、前記紫外線ランプからの紫外線を前記紫外線ランプ保護管内の空気又は酸素に照射することにより得られたオゾンガスを前記処理水返送ラインに送出するガス送出ラインと、を備えることが好ましい。

また、紫外線殺菌システムにおいて、前記紫外線透過管は、前記流路における被処理水の流通方向が水平方向となるように配置されることが好ましい。

また、紫外線殺菌システムにおいては、前記タンクに貯留された被処理水及び／又は処理水を、前記タンクの底部から前記紫外線透過管における前記流路の一方の端部に向けて送出する流路接続ラインを備えることが好ましい。

また、紫外線殺菌システムにおいては、原水を紫外線により殺菌し、前処理水として排出する流水式紫外線殺菌装置と、前記流水式紫外線殺菌装置で殺菌された前処理水を被処理水として前記タンクに供給する被処理水供給ラインと、を備えることが好ましい。

また、紫外線殺菌システムにおいては、前記紫外線ランプ保護管の内部に空気又は酸素を供給するガス供給手段と、前記紫外線ランプからの紫外線を前記紫外線ランプ保護管内の空気又は酸素に照射することにより得られたオゾンガスを前記処理水返送ラインが分岐する前の前記処理水ラインに送出するオゾンガス送出ラインと、前記処理水ラインの下流側に設けられ、当該処理水ラインに導入されたオゾンを含む処理水に紫外線を照射して、オゾンを含まない処理水として排出する流水式紫外線殺菌装置と、を備えることが好ましい。

本発明によれば、より高度に殺菌された処理水を得ることができる紫外線殺菌装置及び紫外線殺菌システムを提供することができる。

第１実施形態の紫外線殺菌システム１を示す概略構成図である。 第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａを示す概略構成図である。 第３実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂを示す概略構成図である。 第４実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃを示す概略構成図である。 第５実施形態の紫外線殺菌装置２Ｂとその周辺の構成を示す概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る紫外線殺菌装置及び紫外線殺菌システムの実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における紫外線殺菌システム１を示す概略構成図である。
図１に示すように、第１実施形態の紫外線殺菌システム１は、紫外線殺菌装置２と、処理水ポンプ３と、を備える。また、紫外線殺菌システム１は、被処理水供給ラインＬ１と、処理水ラインＬ２と、処理水返送ラインＬ３と、を備える。
被処理水供給ラインＬ１は、貯留タンク２１（後述）に被処理水Ｗ１を補給するラインである。被処理水供給ラインＬ１の上流側の端部は、例えば、ＲＯ装置の透過水（純水）吐出口（不図示）に接続されている。すなわち、本実施形態では、ＲＯ装置で製造された透過水（純水）が被処理水Ｗ１として貯留タンク２１に補給される。被処理水供給ラインＬ１の下流側の端部は、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１に向けて開口している。

紫外線殺菌装置２は、貯留タンク２１と、紫外線ランプ２２と、紫外線ランプ保護管２３と、紫外線透過管２４と、を備える。

貯留タンク２１は、被処理水Ｗ１を貯留するタンクである。貯留タンク２１の内部には、紫外線ランプ２２、紫外線ランプ保護管２３、及び紫外線透過管２４が配置されている。貯留タンク２１には、被処理水供給ラインＬ１から被処理水Ｗ１が供給される。また、貯留タンク２１には、処理水返送ラインＬ３（後述）から処理水Ｗ２（後述）が返送される。

なお、図１（及び後述の図２〜図５）では、貯留タンク２１（２１Ａ）の上部の形状を簡略化しているが、貯留タンク２１（２１Ａ）の上部には、蓋材（不図示）等が取り付けられている。

紫外線ランプ２２は、貯留タンク２１内の被処理水Ｗ１に紫外線を照射可能なランプである。紫外線ランプ２２としては、例えば、波長１８５ｎｍ付近及び２５４ｎｍ付近の紫外線を発生させる低圧水銀ＵＶランプを用いることができる。

紫外線ランプ保護管２３は、紫外線ランプ２２の周囲を貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１から隔離する円筒状の部材である。紫外線ランプ保護管２３の長手方向の両端部は、それぞれ封止されている。紫外線ランプ保護管２３は、紫外線ランプ２２から照射される紫外線を透過可能に構成される。紫外線ランプ保護管２３は、例えば、紫外線の透過性に優れた石英管、ＰＦＡ管等により構成される。

紫外線透過管２４は、紫外線ランプ２２及び紫外線ランプ保護管２３が収納される円筒状の部材である。紫外線透過管２４は、紫外線ランプ保護管２３と同様に、紫外線ランプ２２から照射される紫外線を透過可能に構成される。紫外線透過管２４の一方の端部（以下、「開口端」ともいう）は、貯留タンク２１の内部に向けて開口している。また、紫外線透過管２４の他方の端部（以下、「排出端」ともいう）は、貯留タンク２１の側壁に密着するように接合されている。紫外線透過管２４の他方の端部には、処理水排出部２５が設けられている。処理水排出部２５は、紫外線透過管２４の排出端と処理水ラインＬ２の上流側の端部とを連通する。紫外線透過管２４の流路Ｆ（後述）を流通して、紫外線透過管２４の排出端に達した処理水Ｗ２は、処理水排出部２５を介して、処理水ラインＬ２に排出される。

紫外線透過管２４には、その内壁と紫外線ランプ保護管２３との間に、被処理水Ｗ１が流通可能な流路Ｆが形成されている。流路Ｆは、紫外線ランプ保護管２３の長手方向に沿って形成されている。紫外線透過管２４の開口端から導入された被処理水Ｗ１は、流路Ｆにおいて、紫外線ランプ２２から照射された紫外線により高度に殺菌される。本実施形態においては、流路Ｆにおける被処理水Ｗ１の流通方向が水平方向となるように、紫外線透過管２４が配置されている。

処理水ラインＬ２は、紫外線殺菌装置２から排出された処理水Ｗ２を、純水として需要箇所（不図示）に送出するラインである。処理水ラインＬ２の上流側の端部は、紫外線殺菌装置２の処理水排出部２５に接続されている。処理水ラインＬ２の下流側の端部は、需要箇所の純水使用設備に接続されている。
処理水ラインＬ２には、処理水ポンプ３が設けられている。処理水ポンプ３は、紫外線透過管２４から排出された処理水Ｗ２を純水の需要箇所に移送するポンプである。

処理水返送ラインＬ３は、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の一部を、貯留タンク２１に返送するラインである。処理水返送ラインＬ３の上流側の端部は、分岐部Ｊ１において、処理水ラインＬ２に接続されている。分岐部Ｊ１は、処理水ラインＬ２において、処理水ポンプ３の下流側の近傍に配置されている。処理水返送ラインＬ３の下流側の端部は、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１に向けて開口している。

次に、紫外線殺菌システム１の動作について説明する。
紫外線殺菌システム１において、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１は、処理水ポンプ３により紫外線透過管２４の開口端から導入され、紫外線ランプ保護管２３と紫外線透過管２４の内壁との間に形成された流路Ｆを反対側の排出端に向けて流通し、排出端から処理水ラインＬ２に排出される。

このとき、紫外線ランプ２２から照射され、紫外線ランプ保護管２３を透過し、更に紫外線透過管２４を透過した紫外線（図中破線）は、貯留タンク２１に貯留された、紫外線透過管２４の周囲に存在する広い範囲の被処理水Ｗ１中の菌類の繁殖を抑制（以下、「制菌」ともいう）する。また、紫外線ランプ２２から照射され、紫外線ランプ保護管２３を透過した紫外線（図中破線）は、流路Ｆを流通する被処理水Ｗ１を高度に殺菌する。そのため、処理水ラインＬ２には、より高度に殺菌された処理水Ｗ２が排出される。

また、処理水ラインＬ２に排出された、処理水Ｗ２の一部は、処理水返送ラインＬ３に流通して、貯留タンク２１に回収される。これによれば、貯留タンクには、より高度に殺菌された処理水Ｗ２が回収されるため、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１の制菌効果を高めることができる。

上述した第１実施形態の紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２によれば、例えば、以下のような効果が奏される。

本実施形態の紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２において、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１は、紫外線透過管２４の流路Ｆを流通する前に、貯留タンク２１の内部において、紫外線ランプ２２から照射される紫外線により制菌される。更に、制菌された被処理水Ｗ１は、紫外線透過管２４の流路Ｆを流通する間に、紫外線ランプ２２から照射される紫外線により高度に殺菌され、処理水Ｗ２として排出される。従って、本実施形態の紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２においては、処理水Ｗ２の殺菌効果を向上させることができるので、より高度に殺菌された処理水Ｗ２を得ることができる。

また、本実施形態の紫外線殺菌装置２において、処理水Ｗ２は、より高度に殺菌されるため、紫外線殺菌装置２から需要箇所までの処理水ラインＬ２の配管内における菌類の繁殖を抑制することができる。

また、本実施形態の紫外線殺菌装置２において、紫外線ランプ保護管２３及び紫外線透過管２４を透過した紫外線は、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１を制菌する。そのため、本実施形態の紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２によれば、貯留タンク２１の壁面への菌類の付着を抑制することができる。

また、本実施形態の紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２においては、浸漬式紫外線殺菌装置による制菌効果と流水式紫外線殺菌装置による殺菌効果との両方の効果を同時に果たすことができる。このため、本実施形態の紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２においては、従来の浸漬式紫外線殺菌装置と流水式紫外線殺菌装置とを備えた構成に比べて、紫外線殺菌装置（紫外線ランプ）の数を半分に減らすことができる。その結果、紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２においては、イニシャルコスト（初期の設置費用）及びランニングコスト（紫外線ランプ等の消耗品交換費用、電力料金等）を削減することができる。

本実施形態の紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２において、紫外線透過管２４は、流路Ｆにおける被処理水Ｗ１の流通方向が水平方向となるように配置されている。紫外線透過管２４を、流路Ｆにおける被処理水Ｗ１の流通方向が水平方向から傾けて配置すると、貯留タンク２１内において、被処理水Ｗ１の滞留しやすくなる領域が生じる。しかし、本実施形態では、被処理水Ｗ１の流通方向が水平方向となるように紫外線透過管２４が配置されるため、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１の滞留を抑制することができる。そのため、紫外線殺菌システム１及び紫外線殺菌装置２においては、被処理水Ｗ１を、より効率良く紫外線透過管２４に導入させることができる。

本実施形態の紫外線殺菌システム１において、処理水ラインＬ２には、処理水返送ラインＬ３が接続されているため、処理水Ｗ２の一部を貯留タンク２１に回収することができる。従って、紫外線殺菌システム１においては、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１の制菌効果を高めることができる。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａを示す概略構成図である。第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

図２に示すように、第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａは、紫外線殺菌装置２Ａと、処理水ポンプ３と、ガス供給手段としての空気ポンプ４と、を備える。また、第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａは、被処理水供給ラインＬ１と、処理水ラインＬ２と、処理水返送ラインＬ３と、空気供給ラインＬ４と、オゾンガス送出ラインＬ５と、を備える。

本実施形態の紫外線殺菌装置２Ａにおいて、貯留タンク２１、紫外線ランプ２２、及び紫外線透過管２４の構成は、実質的に第１実施形態と同じである。

紫外線ランプ保護管２３Ａは、内部に空気Ｇ１を導入する空気導入部２６と、内部で生成されたオゾンガスＧ２を排出するガス排出部２７と、を有する。

紫外線ランプ保護管２３Ａの空気導入部２６から内部に導入された空気Ｇ１に、紫外線ランプ２２から紫外線（波長１８５ｎｍ付近の紫外線）が照射されることにより、オゾンガスＧ２が生成される。このオゾンガスＧ２は、紫外線ランプ保護管２３Ａのガス排出部２７からオゾンガス送出ラインＬ５（後述）に送出される。オゾンガスＧ２の作用については後述する。

空気ポンプ４は、紫外線ランプ保護管２３Ａの空気導入部２６に向けて空気Ｇ１を送出するポンプである。

空気供給ラインＬ４は、空気ポンプ４から送出された空気Ｇ１を紫外線ランプ保護管２３Ａの空気導入部２６に導入するラインである。空気供給ラインＬ４の上流側の端部は、空気ポンプ４の空気吐出部（不図示）に接続されている。また、空気供給ラインＬ４の下流側の端部は、紫外線ランプ保護管２３Ａの空気導入部２６に接続されている。

オゾンガス送出ラインＬ５は、紫外線ランプ保護管２３Ａの内部で生成されたオゾンガスＧ２を、処理水返送ラインＬ３に送出するラインである。オゾンガス送出ラインＬ５の上流側の端部は、紫外線ランプ保護管２３Ａのガス排出部２７に接続されている。また、オゾンガス送出ラインＬ５の下流側の端部は、接続部Ｊ２において、処理水返送ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ２は、処理水返送ラインＬ３において、貯留タンク２１と分岐部Ｊ１との間に配置されている。なお、接続部Ｊ２は、後述する処理水返送ラインＬ３の配管内において菌類の繁殖を抑制するという観点から、処理水返送ラインＬ３の上流側（分岐部Ｊ１の近傍）に配置されるのが好ましい。

次に、紫外線殺菌システム１Ａの動作について説明する。なお、第２実施形態において、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１が、紫外線ランプ２２から照射された紫外線により制菌された後、紫外線透過管２４の流路Ｆを流通する間に、紫外線ランプ２２から照射された紫外線により高度に殺菌され、処理水Ｗ２として排出されるまでの動作は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。ここでは、第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａに特徴的な動作について説明する。

紫外線殺菌システム１Ａにおいて、空気ポンプ４から送出された空気Ｇ１は、空気供給ラインＬ４を介して、紫外線ランプ保護管２３Ａの空気導入部２６から内部に導入される。紫外線ランプ保護管２３Ａの内部に導入された空気Ｇ１に、紫外線ランプ２２から紫外線が照射されることにより、オゾンガスＧ２が生成される。このオゾンガスＧ２は、紫外線ランプ保護管２３Ａのガス排出部２７からオゾンガス送出ラインＬ５に送出される。

オゾンガス送出ラインＬ５に送出されたオゾンガスＧ２は、接続部Ｊ２において、更に処理水返送ラインＬ３に送出される。処理水返送ラインＬ３にオゾンガスＧ２が送出されると、その一部又は全部が処理水返送ラインＬ３を流通する処理水Ｗ２に溶解して、オゾン水となる。そのため、接続部Ｊ２以降の処理水返送ラインＬ３には、オゾン水を含む処理水Ｗ２が流通する。オゾン水は、制菌及び殺菌作用を有するため、紫外線ランプ２２から照射された紫外線が届かない処理水返送ラインＬ３の配管内において、処理水Ｗ２を制菌及び殺菌する。

一方、貯留タンク２１に回収されたオゾン水を含む処理水Ｗ２は、貯留タンク２１内において、紫外線ランプ２２から照射された紫外線が届かない領域に存在する被処理水Ｗ１を制菌及び殺菌する。また、貯留タンク２１に回収された処理水Ｗ２に含まれるオゾン水は、紫外線透過管２４の近傍において、紫外線ランプ２２から紫外線（波長２５４ｎｍ付近の紫外線）が照射されることにより分解されて、ヒドロキシラジカルに変化する。ヒドロキシラジカルは、酸性力が強いため、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１中のＴＯＣ成分（有機物、バクテリア等の不純物）を分解した後、消滅する。また、ヒドロキシラジカルは、被処理水Ｗ１中のＴＯＣ成分が少ない場合でも、極めて短時間に消滅する。そのため、紫外線殺菌装置２Ａから処理水ラインＬ２に排出される処理水Ｗ２に、ヒドロキシラジカルが含まれることがない。

上述した第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａによれば、第１実施形態の紫外線殺菌システム１と同様の効果が奏される。また、第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａによれば、例えば、以下のような効果が奏される。

本実施形態の紫外線殺菌システム１Ａにおいて、紫外線ランプ保護管２３Ａに導入された空気Ｇ１は、紫外線ランプ２２からの紫外線の照射によりオゾンガスＧ２に変化した後、処理水返送ラインＬ３に送出される。処理水返送ラインＬ３に送出されたオゾンガスＧ２は、その一部又は全部が処理水Ｗ２に溶解してオゾン水となる。このオゾン水は、制菌及び殺菌作用を有するため、紫外線ランプ２２から照射された紫外線が届かない処理水返送ラインＬ３の配管内及び貯留タンク２１内において、それぞれ処理水Ｗ２を制菌及び殺菌する。従って、紫外線殺菌システム１Ａによれば、紫外線ランプ２２から照射された紫外線が届かない処理水返送ラインＬ３の配管内及び貯留タンク２１の壁面への菌類の付着を抑制することができる。

また、本実施形態の紫外線殺菌システム１Ａにおいて、処理水Ｗ２に含まれるオゾン水は、紫外線ランプ２２から紫外線が照射されることにより分解されてヒドロキシラジカルに変化して、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１中のＴＯＣ成分を分解する。そのため、紫外線殺菌システム１Ａにおいては、貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１の水質を向上させることができる。

また、本実施形態の紫外線殺菌システム１Ａにおいて、ヒドロキシラジカルは、被処理水Ｗ１中のＴＯＣ成分を分解した後に消滅するか、或いはＴＯＣ成分を分解しなくても、極めて短持間に消滅する。そのため、紫外線殺菌装置２Ａから処理水ラインＬ２に排出される処理水Ｗ２にヒドロキシラジカルが含まれることがない。従って、紫外線殺菌システム１Ａにおいては、処理水Ｗ２の安全性を向上させることができる。

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂを示す概略構成図である。第３実施形態では、主に第２実施形態（図２参照）との相違点について説明する。このため、第２実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第３実施形態において特に説明しない点については、第１及び第２実施形態の説明が適宜に適用される。

図３に示すように、第３実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂは、紫外線殺菌装置２Ａと、処理水ポンプ３と、ガス供給手段としての空気ポンプ４と、流水式紫外線殺菌装置５と、を備える。また、第３実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂは、原水ラインＬ１０と、被処理水供給ラインＬ１と、処理水ラインＬ２と、処理水返送ラインＬ３と、空気供給ラインＬ４と、オゾンガス送出ラインＬ５と、を備える。

本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂにおいて、紫外線殺菌装置２Ａの構成は、第２実施形態と実質的に同じである。

本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂは、紫外線殺菌装置２Ａの前段に流水式紫外線殺菌装置５を備える点、及び処理水返送ラインＬ３の下流側の接続先が第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａと異なる。

流水式紫外線殺菌装置５は、原水Ｗ１０を紫外線により殺菌し、前処理水としての被処理水Ｗ１を排出する。流水式紫外線殺菌装置５は、殺菌曹５１と、紫外線ランプ５２と、を備える。

殺菌曹５１は、流入した原水Ｗ１０を、紫外線ランプ５２から照射される紫外線により殺菌し、前処理水としての被処理水Ｗ１を下流側に流出させる容器である。殺菌曹５１には、原水Ｗ１０が流入する原水流入部５３と、前処理水としての被処理水Ｗ１が流出する前処理水流出部５４と、が設けられている。

紫外線ランプ５２は、第１及び第２実施形態に示す紫外線ランプ２２と同じく、紫外線を照射する。

図３に示すように、殺菌曹５１の原水流入部５３には、原水ラインＬ１０の下流側の端部が接続されている。なお、原水ラインＬ１００の上流側の端部は、原水Ｗ１０の供給源（例えば、不図示のＲＯ装置）に接続されている。流水式紫外線殺菌装置５と紫外線殺菌装置２Ａとの間は、被処理水供給ラインＬ１により接続されている。被処理水供給ラインＬ１の上流側の端部は、殺菌曹５１の前処理水流出部５４に接続されている。また、被処理水供給ラインＬ１の下流側の端部は、紫外線殺菌装置２Ａの貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１に向けて開口している。図３に示すように、原水ラインＬ１０から流水式紫外線殺菌装置５に流入した原水Ｗ１０は、流水式紫外線殺菌装置５において殺菌された後、被処理水（前処理水）Ｗ１として、被処理水供給ラインＬ１を介して紫外線殺菌装置２Ａに送出される。

また、本実施形態において、処理水返送ラインＬ３の下流側の端部は、接続部Ｊ３において、原水ラインＬ１０に接続されている。接続部Ｊ３は、原水Ｗ１０の供給源（不図示）と流水式紫外線殺菌装置５との間に配置されている。なお、処理水返送ラインＬ３の上流側の端部は、第２実施形態と同じく接続部Ｊ２に接続されている。従って、処理水返送ラインＬ３に送出された処理水Ｗ２は、接続部Ｊ３において、原水ラインＬ１０を流通する原水Ｗ１０に送出される。

上述した第３実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂによれば、イニシャルコスト等を削減できる効果を除いて、第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａと同様の効果が奏される。また、第３実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂによれば、例えば、以下のような効果が奏される。

本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂにおいて、貯留タンク２１には、流水式紫外線殺菌装置５により殺菌された被処理水Ｗ１が供給される。そのため、本実施形態の紫外線殺菌装置２Ａにおいては、第２実施形態よりも更に高度に殺菌された処理水Ｗ２を得ることができる。

また、本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂにおいて、処理水返送ラインＬ３に送出された処理水Ｗ２は、接続部Ｊ３において、原水ラインＬ１０から流水式紫外線殺菌装置５に送出される。そのため、紫外線殺菌システム１Ｂにおいては、流水式紫外線殺菌装置５から送出される前処理水としての被処理水Ｗ１の水質をより高めることができる。

また、本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｂにおいて、被処理水供給ラインＬ１には、流水式紫外線殺菌装置５により殺菌された被処理水Ｗ１が流通する。そのため、紫外線殺菌システム１Ｂによれば、被処理水供給ラインＬ１の配管内において、菌類の繁殖を抑制することができる。

（第４実施形態）
図４は、第４実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃを示す概略構成図である。第４実施形態では、主に第２実施形態（図２参照）との相違点について説明する。このため、第２実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第４実施形態において特に説明しない点については、第１〜第３実施形態の説明が適宜に適用される。

図４に示すように、第４実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃは、紫外線殺菌装置と、処理水ポンプ３と、ガス供給手段としての空気ポンプ４と、流水式紫外線殺菌装置５と、を備える。また、第４実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃは、被処理水供給ラインＬ１と、処理水ラインＬ２と、処理水返送ラインＬ３と、空気供給ラインＬ４と、オゾンガス送出ラインＬ５と、を備える。

本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃにおいて、紫外線殺菌装置２Ａの構成は、第２及び第３実施形態と実質的に同じである。また、流水式紫外線殺菌装置５の構成は、第３実施形態と実質的に同じである。

本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃは、紫外線殺菌装置２Ａの後段に流水式紫外線殺菌装置５を備える点、及びオゾンガス送出ラインＬ５の下流側の接続先が第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａと異なる。

本実施形態において、オゾンガス送出ラインＬ５の下流側の端部は、接続部Ｊ４において、処理水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ４は、処理水排出部２５と接続部Ｊ２との間に配置されている。接続部Ｊ４は、処理水ラインＬ２及び処理水返送ラインＬ３における制菌効果やオゾンガスＧ２の処理水ポンプ３による処理水Ｗ２への溶解速度の観点から、図４に示すように、処理水排出部２５と処理水ポンプ３との間に配置されている方が好ましい。なお、オゾンガス送出ラインＬ５の上流側の端部は、第２及び第３実施形態と同じく、紫外線殺菌装置２Ａのガス排出部２７に接続されている。

本実施形態において、オゾンガス送出ラインＬ５に送出されたオゾンガスＧ２は、接続部Ｊ４において、処理水返送ラインＬ３に分岐する前の処理水ラインＬ２に送出される。処理水ラインＬ２に送出されたオゾンガスＧ２は、その一部又は全部が処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２に溶解して、オゾン水となる。そのため、接続部Ｊ４より下流側の処理水ラインＬ２には、オゾン水を含む処理水Ｗ２が流通する。このオゾン水を含む処理水Ｗ２は、後段の流水式紫外線殺菌装置５において、紫外線ランプ（不図示）から紫外線（波長２５４ｎｍ付近の紫外線）が照射されることにより分解されて、ヒドロキシラジカルに変化する。ヒドロキシラジカルは、極めて短時間に消滅するため、流水式紫外線殺菌装置５から処理水ラインＬ２に排出される処理水Ｗ２に、ヒドロキシラジカルが含まれることがない。

上述した第４実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃによれば、イニシャルコスト等を削減できる効果を除いて、第２実施形態の紫外線殺菌システム１Ａと同様の効果が奏される。また、第４実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃによれば、例えば、以下のような効果が奏される。

本実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃにおいて、紫外線殺菌装置２Ａから排出される処理水Ｗ２は、後段の流水式紫外線殺菌装置５において更に殺菌される。そのため、紫外線殺菌システム１Ｃにおいては、第２実施形態よりも更に高度に殺菌された処理水Ｗ２を得ることができる。

また、第４実施形態の紫外線殺菌システム１Ｃにおいては、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２のオゾン成分を、後段の流水式紫外線殺菌装置５において確実に消滅させることができる。そのため、紫外線殺菌システム１Ｃにおいては、処理水Ｗ２の安全性をより向上させることができる。

（第５実施形態）
図５は、第５実施形態の紫外線殺菌装置２Ｂとその周辺の構成を示す概略構成図である。第５実施形態の紫外線殺菌装置２Ｂは、上述した第１〜第４実施形態の紫外線殺菌装置２及び２Ａに適用される。そのため、紫外線殺菌装置２Ｂとその周辺の構成を除いて、紫外線殺菌システムとしての各部の図示及び説明を省略する。なお、本実施形態において、紫外線殺菌装置２Ｂの構成は、第１実施形態の紫外線殺菌装置２の構成に準ずる。すなわち、本実施形態では、第１実施形態の紫外線殺菌装置２のように、オゾンガスＧ２を発生する構成を備えていない紫外線殺菌装置を例にして説明する。

本実施形態の紫外線殺菌装置２Ｂは、貯留タンク２１Ａと、紫外線ランプ２２と、紫外線ランプ保護管２３と、紫外線透過管２４Ａと、流路接続ラインＬ６と、を備える。このうち、紫外線ランプ２２及び紫外線ランプ保護管２３の構成は、第１実施形態と同じである。

貯留タンク２１Ａの底部には、流路接続ラインＬ６と連通可能な水排出部２１１が設けられている。また、貯留タンク２１Ａの側壁には、流路接続ラインＬ６と連通可能な水流入部２１２が設けられている。

貯留タンク２１Ａにおいて、水排出部２１１と水流入部２１２との間は、流路接続ラインＬ６により接続されている。流路接続ラインＬ６は、貯留タンク２１Ａに貯留された被処理水Ｗ１（及び／又は処理水Ｗ２）を、貯留タンク２１Ａの底部から紫外線透過管２４Ａにおける流路Ｆの一方の端部（開口端）に向けて送出するラインである。流路接続ラインＬ６の上流側の端部は、貯留タンク２１Ａの水排出部２１１に接続されている。また、流路接続ラインＬ６の下流側の端部は、貯留タンク２１Ａの水流入部２１２に接続されている。

紫外線透過管２４Ａは、紫外線ランプ２２及び紫外線ランプ保護管が収納される円筒状の部材である。本実施形態の紫外線透過管２４Ａは、長手方向の両端部において、貯留タンクの内部に向けて開口しないように構成されている。すなわち、紫外線透過管２４Ａにおける長手方向の一方の端部は、貯留タンク２１Ａの側壁に密着するように接合されている。紫外線透過管２４Ａにおける長手方向の一方の端部には、水流入部２１２が設けられている。また、紫外線透過管２４Ａにおける長手方向の他方の端部は、貯留タンク２１Ａの側壁に密着するように接合されている。紫外線透過管２４Ａにおける長手方向の他方の端部には、処理水排出部２５が設けられている。

本実施形態の紫外線殺菌装置２Ｂにおいて、貯留タンク２１Ａに貯留された被処理水Ｗ１は、貯留タンク２１Ａの底部に設けられた水排出部２１１から流路接続ラインＬ６を流通し、貯留タンク２１Ａの側壁に設けられた水流入部２１２を介して、紫外線透過管２４Ａにおける流路Ｆの一方の端部（開口端）から内部に流入する。紫外線透過管２４Ａの内部に流入した被処理水Ｗ１は、流路Ｆを流通して、処理水排出部２５から排出される。本実施形態において、被処理水Ｗ１は、流路Ｆを流通する間に、紫外線ランプ２２から照射された紫外線により高度に殺菌され、処理水Ｗ２として処理水ラインＬ２に排出される。

上述した第５実施形態の紫外線殺菌装置２Ｂによれば、例えば、以下のような効果が奏される。

本実施形態の紫外線殺菌装置２Ｂは、貯留タンク２１Ａに貯留された被処理水Ｗ１を、貯留タンク２１Ａの底部から紫外線透過管２４Ａにおける流路Ｆの一方の端部（開口端）に向けて送出する流路接続ラインＬ６を備える。これによれば、他の実施形態における貯留タンク２１に貯留された被処理水Ｗ１の水位が紫外線透過管２４の開口端の底部より低下した場合でも、被処理水Ｗ１を紫外線透過管２４における流路Ｆの一方の端部から流入させることができる。従って、貯留タンク２１Ａに貯留された被処理水Ｗ１の水位が低下した場合においても、被処理水Ｗ１を紫外線透過管２４Ａに安定して供給することができる。

なお、図５に示す例において、被処理水Ｗ１は、紫外線透過管２４Ａにおける流路Ｆの下側を流通している。この場合においても、紫外線ランプ２２から照射された紫外線は、紫外線ランプ保護管を透過した後、紫外線ランプ保護管２３と紫外線透過管２４Ａの内壁との間に形成された流路Ｆ（下側は被処理水Ｗ１、上側は空気層）を透過し、更に紫外線透過管２４Ａを透過して、貯留タンク２１Ａ内の広い範囲を照射する。これにより、貯留タンク２１Ａに貯留された被処理水Ｗ１のうち、紫外線透過管の周囲に存在する被処理水Ｗ１に、紫外線が照射される。そのため、紫外線透過管２４Ａの周囲に存在する被処理水Ｗ１を制菌することができる。また、流路接続ラインＬ６の途中にポンプ（不図示）を設けることにより、被処理水Ｗ１をより多く紫外線透過管２４Ａに供給することができる。この場合には、被処理水Ｗ１を、他の実施形態の紫外線透過管２４と同様に、紫外線透過管２４Ａにおける流路Ｆの全域に流通させることができる。

また、貯留タンク２１Ａの内部において、紫外線透過管２４Ａ（紫外線ランプ２２及び紫外線ランプ保護管２３）を配置する位置に制約を受けることがないため、設計の自由度を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

第１〜第５実施形態においては、紫外線透過管及び紫外線ランプ保護管を円筒状とした例について説明した。この例に限らず、紫外線透過管及び紫外線ランプ保護管の形状は、断面が四角形の筒状、又は断面が三角形の筒状等であってもよい。すなわち、紫外線透過管の内壁と紫外線ランプ保護管との間に、被処理水Ｗが流通可能な流路Ｆを形成することができれば、紫外線透過管及び紫外線ランプ保護管は、どのような形状であってもよい。

第１〜第４実施形態においては、処理水ラインＬ２に処理水ポンプ３を設けた例について説明した。しかし、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の一部を貯留タンク２１（２１Ａ）に返送する処理水返送ラインＬ３を設けない場合には、処理水ポンプ３を省略することもできる。

第１実施形態において、紫外線殺菌装置２の前段に流水式紫外線殺菌装置５を備えた構成としてもよい（図３参照）。また、第１実施形態において、紫外線殺菌装置２の後段に流水式紫外線殺菌装置を備えた構成としてもよい（図４参照）。このように、第１実施形態における紫外線殺菌装置２の前段又は後段に流水式紫外線殺菌装置５を備えた構成とすることにより、被処理水Ｗ１又は処理水Ｗ２の殺菌効果をより向上させることができる。

第１〜第５実施形態においては、好ましい例として、紫外線透過管２４（２４Ａ）を、流路Ｆにおける被処理水Ｗ１の流通方向が水平方向となるように配置する例について説明した。この例に限らず、紫外線透過管２４（２４Ａ）を、流路Ｆにおける被処理水Ｗ１の流通方向が垂直方向となるように配置してもよいし、斜め方向となるように配置してもよい。

第２〜第４実施形態においては、紫外線ランプ保護管２３Ａの内部に空気を供給する例について説明した。この例に限らず、例えば、酸素を供給してもよい。

第４実施形態の紫外線殺菌システムにおいては、紫外線殺菌装置２Ａの後段に、１つの流水式紫外線殺菌装置５を設けた例について説明した。これに限らず、紫外線殺菌装置２Ａの後段において、処理水ラインＬ２を２つ分岐させ、それぞれのラインに流水式紫外線殺菌装置５を設けた構成としてもよい。

第１〜第５実施形態においては、不図示のＲＯ装置で製造された透過水（純水）を被処理水Ｗ１（又は原水Ｗ１０）とする例について説明した。これに限らず、被処理水Ｗ１（又は原水Ｗ１０）は、井水、水道水、工業用水、各種排水、ＲＯ装置以外で製造された純水等であってもよい。すなわち、被処理水Ｗ１（又は原水Ｗ１０）は、どのような種類、純度の水であってもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 紫外線殺菌システム
２、２Ａ、２Ｂ 紫外線殺菌装置
２１、２１Ａ 貯留タンク
４ 空気ポンプ（ガス供給手段）
５ 流水式紫外線殺菌装置
２２ 紫外線ランプ
２３、２３Ａ 紫外線ランプ保護管
２４、２４Ａ 紫外線透過管
Ｌ１ 被処理水供給ライン
Ｌ２ 処理水ライン
Ｌ３ 処理水返送ライン
Ｌ５ オゾンガス送出ライン
Ｌ６ 流路接続ライン
Ｗ１ 被処理水
Ｗ２ 処理水
Ｇ１ 空気（酸素）
Ｇ２ オゾンガス

Claims (10)

1. 被処理水を貯留するタンクと、
   前記タンク内に配置され、前記タンク内の被処理水に向けて紫外線を照射可能な紫外線ランプと、
   前記紫外線ランプの周囲を前記タンク内の被処理水から隔離すると共に、前記紫外線ランプから照射される紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管と、
   前記紫外線ランプ及び前記紫外線ランプ保護管が収納され、当該紫外線ランプから照射された紫外線を透過可能な紫外線透過管と、
   を備え、
   前記紫外線透過管は、当該紫外線透過管の内壁と前記紫外線ランプ保護管との間に被処理水が流通可能な流路を形成し、当該流路の一方の端部から導入された被処理水が他方の端部から処理水として排出される、
   紫外線殺菌装置。
2. 前記タンクに貯留された被処理水を、前記タンクの底部から前記紫外線透過管における前記流路の一方の端部に向けて送出する流路接続ラインを備える、
   請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
3. 前記紫外線透過管は、前記流路における被処理水の流通方向が水平方向となるように配置される、
   請求項１又は２に記載の紫外線殺菌装置。
4. 被処理水を貯留するタンクと、
   前記タンク内に配置され、前記タンク内の被処理水に向けて紫外線を照射可能な紫外線ランプと、
   前記紫外線ランプの周囲を前記タンク内の被処理水から隔離すると共に、前記紫外線ランプから照射される紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管と、
   前記紫外線ランプ及び前記紫外線ランプ保護管が収納され、当該紫外線ランプから照射された紫外線を透過可能な紫外線透過管と、
   前記紫外線透過管から流出された処理水が流通可能な処理水ラインと、を備え、
   前記紫外線透過管は、当該紫外線透過管の内壁と前記紫外線ランプ保護管との間に被処理水が流通可能な流路を形成し、当該流路の一方の端部から流入された被処理水が他方の端部から処理水として前記処理水ラインに流出される、
   紫外線殺菌システム。
5. 前記処理水ラインを流通する処理水を移送するポンプと、
   前記処理水ラインから分岐して当該処理水ラインを流通する処理水の一部を前記タンクに返送する処理水返送ラインと、を備える、
   請求項４に記載の紫外線殺菌システム。
6. 前記紫外線ランプ保護管の内部に空気又は酸素を供給するガス供給手段と、
   前記紫外線ランプからの紫外線を前記紫外線ランプ保護管内の空気又は酸素に照射することにより得られたオゾンガスを前記処理水返送ラインに送出するオゾンガス送出ラインと、を備える、
   請求項５に記載の紫外線殺菌システム。
7. 前記紫外線透過管は、前記流路における被処理水の流通方向が水平方向となるように配置される、
   請求項４〜６のいずれか一項に記載の紫外線殺菌システム。
8. 前記タンクに貯留された被処理水及び／又は処理水を、前記タンクの底部から前記紫外線透過管における前記流路の一方の端部に向けて送出する流路接続ラインを備える、
   請求項４〜７のいずれか一項に記載の紫外線殺菌システム。
9. 原水を紫外線により殺菌し、前処理水として排出する流水式紫外線殺菌装置と、
   前記流水式紫外線殺菌装置で殺菌された前処理水を被処理水として前記タンクに供給する被処理水供給ラインと、を備える、
   請求項４〜８のいずれか一項に記載の紫外線殺菌システム。
10. 前記紫外線ランプ保護管の内部に空気又は酸素を供給するガス供給手段と、
    前記紫外線ランプからの紫外線を前記紫外線ランプ保護管内の空気又は酸素に照射することにより得られたオゾンガスを前記処理水返送ラインが分岐する前の前記処理水ラインに送出するオゾンガス送出ラインと、
    前記処理水ラインの下流側に設けられ、当該処理水ラインに導入されたオゾンを含む処理水に紫外線を照射して、オゾンを含まない処理水として排出する流水式紫外線殺菌装置と、
    を備える、
    請求項５に記載の紫外線殺菌システム。

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