JP2018043233A - 液体処理方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(Ia) 以下を具備する液体処理装置を用意する工程、
光触媒粒子を含有する液体混合物を貯留するための内部空間を有する第1槽、
前記光触媒粒子に紫外光を照射する紫外光を発光する光源、
濾過膜を内部に具備し、かつ前記濾過膜により第1室および第2室に分割された内部空間を有する第2槽、
前記第1槽の内部空間および前記第2槽の第2室の間を連通している連通流路、
循環ポンプ、
前記第2槽の第1室および前記液体処理装置の外部の間を連通している排出流路、および
前記第1槽の内部空間および前記第2槽の前記第2室の間を連通しているオーバーフロー流路、
(Ib) 汚染液を前記第1槽に供給して、前記光触媒粒子および前記汚染液を含有する前記液体混合物を調製する工程、
(Ic) 前記第1槽の内部空間に貯留された前記液体混合物に含有される光触媒粒子に前記光源からの光を照射して、前記第1槽内で前記液体混合物を処理液にする工程、
(Id) 前記循環ポンプを用いて、前記処理液を前記第1槽の内部空間から前記連通流路を通して前記第2槽の前記第2室に吸引する工程、そして
(Ie) 前記第2槽内で前記濾過膜により前記処理液を濾過して、前記第2槽の前記第1室で得られた濾液を、前記第2槽の前記第1室から前記排出流路を通して排出する工程、
を具備し、
ここで、
工程(Id)および(Ie)において、以下の条件(I)〜条件(IV)
条件(I) 前記第1槽に含有される前記液体組成物の液位が、前記第2槽の前記第2室に含有される前記処理液の液位以下であること、
条件(II) 前記連通流路を通過する前記処理液の流量が、前記排出流路を通過する前記濾液の流量よりも大きいこと、
条件(III) 前記第2槽の前記第2室に含有される処理液の一部が、前記オーバーフロー流路を通って前記第1槽に戻されること、
条件(IV) 前記濾過膜の少なくとも一部が、前記第2槽の前記第2室に含有される前記処理液に浸漬されていること、
が充足される。
水中の不純物処理や化学反応プロセスに用いられる流動床の液体処理装置において、典型的には、光触媒反応及び濾過が行われる。この場合、例えば、光触媒反応により汚染液を処理することによって生成された処理済液と光触媒粒子とを含む液体混合物を濾過する濾過膜における透過液量の低下が処理の効率を低下させる可能性がある。液体処理装置において、膜面積あたりのコスト及び取り扱いの容易さなどの理由から、液体混合物に浸漬させて使用するのに適した有機膜又は無機膜を濾過膜として使用することが考えられる。このような濾過膜は大気に曝されると濾過膜の親媒性が低下する可能性がある。これにより、濾過膜における透過流量が低下するので、このような濾過膜は大気に曝されずに液体混合物に浸っていることが必要である。
(Ib) 汚染液を第1槽2に供給して、光触媒粒子および汚染液を含有する液体混合物を調製する工程、
(Ic) 第1槽2の内部空間に貯留された液体混合物に含有される光触媒粒子に光源からの光を照射して、第1槽2内で液体混合物を処理液にする工程、
(Id) 循環ポンプ12を用いて、処理液を第1槽2の内部空間から連通流路22を通して第2槽3の第2室2に吸引する工程、そして
(Ie) 第2槽3内で濾過膜19により処理液を濾過して、第2槽3の第1室31で得られた濾液を、第2槽3の第1室31から排出流路23を通して排出する工程。
条件(I) 第1槽2に含有される液体組成物の液位が、第2槽3の第2室32に含有される処理液の液位以下であること。
条件(II) 連通流路22を通過する処理液の流量が、排出流路23を通過する濾液の流量よりも大きいこと。
条件(III) 第2槽3の第2室32に含有される処理液の一部が、オーバーフロー流路14を通って第1槽2に戻されること。
条件(IV) 濾過膜19の少なくとも一部が、第2槽3の第2室32に含有される処理液に浸漬されていること。
2 光触媒反応槽
3 分離槽
11 供給ポンプ
12 循環ポンプ
13 濾過ポンプ
14 オーバーフロー流路
16 液体混合物流量計
17 濾液流量計
18 光源
19 濾過膜
20 レベルセンサ
20a、20b 光検知部
20c レベルセンサ
21 供給流路
22 送り流路
23 取り出し流路
26 ホルダー
50 制御器
Claims (20)
- 液体処理装置を用いる液体処理方法であって、以下の工程
(Ia) 以下を具備する液体処理装置を用意する工程、
光触媒粒子を含有する液体混合物を貯留するための内部空間を有する第1槽、
前記光触媒粒子に紫外光を照射する紫外光を発光する光源、
濾過膜を内部に具備し、かつ前記濾過膜により第1室および第2室に分割された内部空間を有する第2槽、
前記第1槽の内部空間および前記第2槽の第2室の間を連通している連通流路、
循環ポンプ、
前記第2槽の第1室および前記液体処理装置の外部の間を連通している排出流路、および
前記第1槽の内部空間および前記第2槽の前記第2室の間を連通しているオーバーフロー流路、
(Ib) 汚染液を前記第1槽に供給して、前記光触媒粒子および前記汚染液を含有する前記液体混合物を調製する工程、
(Ic) 前記第1槽の内部空間に貯留された前記液体混合物に含有される光触媒粒子に前記光源からの光を照射して、前記第1槽内で前記液体混合物を処理液にする工程、
(Id) 前記循環ポンプを用いて、前記処理液を前記第1槽の内部空間から前記連通流路を通して前記第2槽の前記第2室に吸引する工程、そして
(Ie) 前記第2槽内で前記濾過膜により前記処理液を濾過して、前記第2槽の前記第1室で得られた濾液を、前記第2槽の前記第1室から前記排出流路を通して排出する工程、
を具備し、
ここで、
工程(Id)および(Ie)において、以下の条件(I)〜条件(IV)
条件(I) 前記第1槽に含有される前記液体組成物の液位が、前記第2槽の前記第2室に含有される前記処理液の液位以下であること、
条件(II) 前記連通流路を通過する前記処理液の流量が、前記排出流路を通過する前記濾液の流量よりも大きいこと、
条件(III) 前記第2槽の前記第2室に含有される処理液の一部が、前記オーバーフロー流路を通って前記第1槽に戻されること、
条件(IV) 前記濾過膜の少なくとも一部が、前記第2槽の前記第2室に含有される前記処理液に浸漬されていること、
が充足される、液体処理方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記液体処理装置は、前記第2槽の前記第1室を減圧する濾過ポンプ、前記第1槽に接続された供給流路、および前記供給流路に配置された供給ポンプをさらに具備し、
前記汚染液は、前記供給流路を通って前記第1槽に流れ、かつ
前記液体処理装置の起動時において、前記循環ポンプおよび前記供給ポンプを作動させながら前記濾過ポンプの動作を開始させる、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記液体処理装置は、前記第2槽の前記第1室を減圧する濾過ポンプをさらに具備し、かつ
前記方法は、
前記第1槽に含有される前記液体組成物の液位が所定の液位未満であれば、前記濾過ポンプを用いて前記濾液の流量を下げるか、または前記濾過ポンプの動作を停止させる工程
をさらに具備する、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記液体処理装置は、前記第1槽に接続された供給流路および前記供給流路に配置された供給ポンプをさらに具備し、
前記汚染液は、前記供給流路を通って前記第1槽に流れ、かつ
前記方法は、
前記第1槽に含有される前記液体組成物の液位が所定の液位を超えていれば、前記供給流路を通って流れる汚染液の流量を増加させる工程、
をさらに具備する、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1槽に含有される液体混合物の液位は、前記光源から発光される光の強度に基づいて測定される、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記液体処理装置は、前記第2槽の前記第1室を減圧する濾過ポンプ、前記第1槽に接続された供給流路、および前記供給流路に配置された供給ポンプをさらに具備し、
前記汚染液は、前記第1槽に前記供給流路を通って流れ、かつ
前記液体処理装置を停止させるときに、前記循環ポンプおよび前記供給ポンプを作動させながら前記濾過ポンプの動作を停止させる、
方法。 - 請求項6に記載の方法であって、
前記液体処理装置は、前記連通流路に設けられ、かつ前記処理液の逆流を防止する逆流防止機構をさらに具備する、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1槽は、前記第1サブタンクおよび第2サブタンクを具備し、
前記液体処理装置は、前記第2サブタンクに含有される前記光触媒粒子に紫外線を照射するための第2光源を具備し、
前記連通流路は、前記第1槽の前記第2サブタンクの内部空間および前記第2槽の前記第2室の間を連通しており、
前記オーバーフロー流路は、前記第1槽の前記第1サブタンクの内部空間および前記第2槽の前記第2室の間を連通しており、かつ
前記第1槽は、前記第1サブタンクの前記内部空間および前記第2サブタンクの前記内部空間の間を連通している流路を具備している、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記液体処理装置は、
内部に濾過膜を具備し、かつ前記濾過膜により第1室および第2室に分割された内部空間を有する第3槽、および
前記第2槽の前記第2室および前記第3槽の第2室の間を連通している流路
をさらに具備し、かつ
前記排出流路は、さらに、前記第3槽の前記第1室および前記液体処理装置の外部の間を連通している、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記汚染液は、光触媒反応により化学的に変化可能な汚染物質を含有している水である、
方法。 - 液体処理装置であって、
光触媒粒子を含有する液体混合物を貯留するための内部空間を有する第1槽、
前記光触媒粒子に紫外光を照射する紫外光を発光する光源、
濾過膜を内部に具備し、かつ前記濾過膜により第1室および第2室に分割された内部空間を有する第2槽、
前記第1槽の内部空間および前記第2槽の第2室の間を連通している連通流路、
循環ポンプ、
前記第2槽の第1室および前記液体処理装置の外部の間を連通している排出流路、
前記第1槽の内部空間および前記第2槽の前記第2室の間を連通しているオーバーフロー流路、および
制御器
を具備し、
前記制御器は、動作時に、
汚染液を前記第1槽に供給して、前記光触媒粒子および前記汚染液を含有する前記液体混合物を調製し、
前記第1槽の内部空間に貯留された前記液体混合物に含有される光触媒粒子に前記光源からの光を照射して、前記第1槽内で前記液体混合物を処理液にし、
前記循環ポンプを用いて、前記処理液を前記第1槽の内部空間から前記連通流路を通して前記第2槽の前記第2室に吸引し、そして
前記第2槽内で前記濾過膜により前記処理液を濾過して、前記第2槽の前記第1室で得られた濾液を、前記第2槽の前記第1室から前記排出流路を通して排出する
ための信号を出力し、
ここで、前記吸引および排出において、以下の条件(I)〜条件(IV)
条件(I) 前記第1槽に含有される前記液体組成物の液位が、前記第2槽の前記第2室に含有される前記処理液の液位以下であること、
条件(II) 前記連通流路を通過する前記処理液の流量が、前記排出流路を通過する前記濾液の流量よりも大きいこと、
条件(III) 前記第2槽の前記第2室に含有される処理液の一部が、前記オーバーフロー流路を通って前記第1槽に戻されること、
条件(IV) 前記濾過膜の少なくとも一部が、前記第2槽の前記第2室に含有される前記処理液に浸漬されていること、
が充足されるように前記制御器は前記液体処理装置を制御する、
液体処理装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
前記第2槽の前記第1室を減圧する濾過ポンプ、
前記第1槽に接続された供給流路、および
前記供給流路に配置された供給ポンプ
をさらに具備し、
前記制御器は、
前記汚染液が、前記供給流路を通って前記第1槽に流れ、かつ
前記液体処理装置の起動時において、前記循環ポンプおよび前記供給ポンプを作動させながら前記濾過ポンプの動作を開始させる
ように前記液体制御装置を制御する、
液体制御装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
前記第2槽の前記第1室を減圧する濾過ポンプをさらに具備し、
前記制御器は、前記第1槽に含有される前記液体組成物の液位が所定の液位未満であれば、前記濾過ポンプを用いて前記濾液の流量を下げるか、または前記濾過ポンプの動作を停止させる、
液体処理装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
前記第1槽に接続された供給流路、および
前記供給流路に配置された供給ポンプ
をさらに具備し、
前記制御器は、前記汚染液が、前記供給流路を通って前記第1槽に流れるように前記液体制御装置を制御し、かつ
前記制御器は、前記第1槽に含有される前記液体組成物の液位が所定の液位を超えていれば、前記供給流路を通って流れる汚染液の流量を増加させるための信号を出力する、
液体処理装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
前記第1槽に含有される液体混合物の液位は、前記光源から発光される光の強度に基づいて測定される、
液体処理装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
前記第2槽の前記第1室を減圧する濾過ポンプ、
前記第1槽に接続された供給流路、および
前記供給流路に配置された供給ポンプ
をさらに具備し、
前記制御器は、
前記汚染液が、前記第1槽に前記供給流路を通って流れ、かつ
前記液体処理装置を停止させるときに、前記循環ポンプおよび前記供給ポンプを作動させながら前記濾過ポンプの動作を停止させる
ように前記液体制御装置を制御する、
液体制御装置。 - 請求項16に記載の液体処理装置であって、
前記連通流路に設けられ、かつ前記処理液の逆流を防止する逆流防止機構をさらに具備する、
液体処理装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
前記第1槽は、前記第1サブタンクおよび第2サブタンクを具備し、
前記液体処理装置は、前記第2サブタンクに含有される前記光触媒粒子に紫外線を照射するための第2光源を具備し、
前記連通流路は、前記第1槽の前記第2サブタンクの内部空間および前記第2槽の前記第2室の間を連通しており、
前記オーバーフロー流路は、前記第1槽の前記第1サブタンクの内部空間および前記第2槽の前記第2室の間を連通しており、かつ
前記第1槽は、前記第1サブタンクの前記内部空間および前記第2サブタンクの前記内部空間の間を連通している流路を具備している、
液体処理装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
内部に濾過膜を具備し、かつ前記濾過膜により第1室および第2室に分割された内部空間を有する第3槽、および
前記第2槽の前記第2室および前記第3槽の第2室の間を連通している流路
を具備し、かつ
前記排出流路は、さらに、前記第3槽の前記第1室および前記液体処理装置の外部の間を連通している、
液体処理装置。 - 請求項11に記載の液体処理装置であって、
前記汚染液は、光触媒反応により化学的に変化可能な汚染物質を含有している水である、
液体処理装置。
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