JP2022062415A - Fluid sterilization apparatus, fluid sterilization method, water treatment facility, and water purification equipment - Google Patents
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Description
本発明は、流体殺菌装置、流体殺菌方法、水処理施設及び浄水設備に関する。 The present invention relates to a fluid sterilizer, a fluid sterilizer method, a water treatment facility and a water purification facility.
紫外線には殺菌能力があることが知られており、医療や食品加工の現場などでの殺菌処理に紫外線を照射する装置が用いられている。また、水などの流体に紫外線を照射することで、流体を連続的に殺菌する装置も用いられている。 It is known that ultraviolet rays have a sterilizing ability, and devices that irradiate ultraviolet rays are used for sterilizing treatment in medical and food processing sites. In addition, a device for continuously sterilizing a fluid such as water by irradiating it with ultraviolet rays is also used.
浄水施設においては、原水にクリプトスポリジウム等の耐塩素性病原生物が混入するおそれがある場合には、厚生労働省の「クリプトスポリジウム対策指針 健水発第0330005号(平成19年3月30日)」に基づき、クリプトスポリジウムを殺菌するために浄水に紫外線を照射する流体殺菌装置を設置する必要がある。 In water purification facilities, if there is a risk that chlorine-resistant pathogens such as cryptosporidium may be mixed in the raw water, the Ministry of Health, Labor and Welfare's "Cryptosporidium Countermeasure Guidelines Kensui No. 0330005 (March 30, 2007)" Based on this, it is necessary to install a fluid sterilizer that irradiates purified water with ultraviolet rays in order to sterilize Cryptosporidium.
流体殺菌装置には、自由水面を持つ開水路に紫外光源を浸漬させる方式(開水路浸漬型)と配管内に紫外光源を配設し、そこに被処理水を流通させる方式(密閉流通型)とがある。 The fluid sterilizer has a method of immersing an ultraviolet light source in an open channel with a free water surface (open channel immersion type) and a method of arranging an ultraviolet light source in a pipe and circulating the water to be treated there (sealed flow type). There is.
開水路浸漬型の流体殺菌装置として特許文献1の浄水設備が提案されている。
この浄水設備は、図3に示すように、長手方向に延びる側壁部2に集水口2aが設けられるとともに長手方向の一端側の端壁部3Aには排出口3aが設けられた樋状のトラフ本体1を備え、トラフ本体1内には、長手方向の他端側の端壁部3Bと間隔をあけるとともに長手方向に延びて長手方向の一端側の端壁部3Aに接続され、このトラフ本体1内を集水口2aに連通する集水部6と排出口3aに連通する導水部7とに仕切る仕切り壁5が設けられており、この導水部7には、排出口3aから排出される処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置8が設けられている。
The water purification equipment of
As shown in FIG. 3, this water purification facility is a gutter-shaped trough in which a
また、密閉流通型の流体殺菌装置として特許文献2の流体殺菌装置が提案されている。この流体殺菌装置100は図4に示すように、直線状の処理流路130を内部に有する流路管110と、処理流路130に紫外線を照射する複数の紫外線照射ユニット200とを有している。紫外線照射ユニット200は、その光軸が処理流路130の軸に対して略垂直方向に沿うように配置された、紫外線を出射する発光素子210と、発光素子210の発光面と対向するように配置された、発光素子から出射された紫外線を処理流路130の軸に沿う方向に反射させる反射面221とを有している。
Further, as a closed distribution type fluid sterilizer, the fluid sterilizer of
従来技術においては、紫外線の照射は、上下方向又は左右方向の1方向のみであり、原水への照射効率が低い。
本発明は、紫外線を用いて流体を殺菌する流体殺菌装置において、紫外線光源から出射される紫外線の原水への照射効率を高めることを目的とする。
In the prior art, the irradiation of ultraviolet rays is performed only in one direction in the vertical direction or the horizontal direction, and the irradiation efficiency of raw water is low.
An object of the present invention is to improve the irradiation efficiency of ultraviolet rays emitted from an ultraviolet light source to raw water in a fluid sterilizer that sterilizes a fluid using ultraviolet rays.
流体への紫外線の照射効率を向上させるための本発明は、以下に記載する通りのものである。
(1)流体が上下方向に通過する処理流路を内部に有する流路管と、
前記流路管の上部及び下部に設けられた一対の通水口と、
前記流路管の上端部に連設された天井部と、
前記流路管の下端部に連設された、前記処理流路に沿って紫外線を照射する紫外線光源と、を備え、
前記天井部の内壁には紫外線反射材が設けられている、
ことを特徴とする流体殺菌装置。
(2)前記流路管の内壁に紫外線反射材が設けられている、上記(1)に記載の流体殺菌装置。
(3)前記紫外線光源から出射された紫外線を前記流路管の中心軸に平行な方向に集める集光レンズを備える、上記(1)又は(2)に記載の流体殺菌装置。
(4)前記流路管の下端部には紫外線を透過可能な透明板が設けられ、紫外線光源から出射された紫外線は、前記透明板を介して前記処理流路に照射される、上記(1)乃至(3)のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。
(5)前記紫外線光源が紫外線LEDである、上記(1)乃至(4)のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。
(6)前記天井部が半球型の形状を有している、上記(1)乃至(5)のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。
(7)上記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載の流体殺菌装置を用いて流体を殺菌することを特徴とする流体殺菌方法。
(8)上記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載の流体殺菌装置を備えたことを特徴とする水処理施設。
(9)上記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載の流体殺菌装置を備えたことを特徴とする浄水設備。
The present invention for improving the irradiation efficiency of ultraviolet rays to a fluid is as described below.
(1) A flow path pipe having a processing flow path inside which the fluid passes in the vertical direction,
A pair of water passages provided at the upper and lower parts of the flow path pipe,
A ceiling portion connected to the upper end of the flow path pipe and a ceiling portion
An ultraviolet light source for irradiating ultraviolet rays along the processing flow path, which is continuously provided at the lower end of the flow path tube, is provided.
An ultraviolet reflective material is provided on the inner wall of the ceiling portion.
A fluid sterilizer characterized by that.
(2) The fluid sterilizer according to (1) above, wherein an ultraviolet reflective material is provided on the inner wall of the flow path tube.
(3) The fluid sterilizer according to (1) or (2) above, comprising a condensing lens that collects ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light source in a direction parallel to the central axis of the flow path tube.
(4) A transparent plate capable of transmitting ultraviolet rays is provided at the lower end of the flow path tube, and the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light source are applied to the processing flow path through the transparent plate. ) To the fluid sterilizer according to any one of (3).
(5) The fluid sterilizer according to any one of (1) to (4) above, wherein the ultraviolet light source is an ultraviolet LED.
(6) The fluid sterilizer according to any one of (1) to (5) above, wherein the ceiling portion has a hemispherical shape.
(7) A fluid sterilization method comprising sterilizing a fluid using the fluid sterilizer according to any one of (1) to (6) above.
(8) A water treatment facility provided with the fluid sterilizer according to any one of (1) to (6) above.
(9) A water purification facility provided with the fluid sterilizer according to any one of (1) to (6) above.
本発明によれば、紫外線光源から出射される紫外線の流体への照射効率を高めることができる流体殺菌装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fluid sterilizer capable of increasing the irradiation efficiency of ultraviolet rays emitted from an ultraviolet light source to a fluid.
本発明に係る流体殺菌装置は、処理流路を流れる流体に対し紫外線を照射して前記流体を殺菌処理する流体殺菌装置であり、前記処理流路を内部に有する流路管と、前記処理流路に紫外線を照射する紫外線光源と、を有する。
前記流路管は上下方向に延びるように配置されており、処理流路内を流体が上下方向に流れる。
The fluid sterilizer according to the present invention is a fluid sterilizer that sterilizes the fluid by irradiating the fluid flowing through the treatment flow path with ultraviolet rays, and has a flow path tube having the treatment flow path inside and the treatment flow. It has an ultraviolet light source that irradiates the road with ultraviolet rays.
The flow path pipe is arranged so as to extend in the vertical direction, and the fluid flows in the vertical direction in the processing flow path.
流路管は内面が略円柱状に形成された流路壁を有する直線状の管であることが好ましい。
流路管の上部及び下部には一対の通水口が設けられており、流体は一方の通水口から流路管内に流入し、他方の通水口を通って流路管から外部に排出される。
下部の通水口を流体の流入口とし、上部の通水口を流体の流出口として用いてもよく、また、上部の通水口を流体の流入口とし、下部の通水口を流体の流出口として用いてもよい。
The flow path pipe is preferably a straight pipe having a flow path wall having a substantially columnar inner surface.
A pair of water passages are provided in the upper part and the lower part of the flow path pipe, and the fluid flows into the flow path pipe from one water passage port and is discharged to the outside from the flow path pipe through the other water passage port.
The lower water inlet may be used as a fluid inlet and the upper water outlet may be used as a fluid outlet, or the upper water outlet may be used as a fluid inlet and the lower water outlet may be used as a fluid outlet. You may.
紫外線光源は、流路管の下端部に連設される。
紫外線が流路管の底部から流路管の上部に向かって1方向に照射されるように、紫外線光源の発光面には集光レンズを設けることが好ましい。
紫外線光源としては紫外線LEDを用いることができる。紫外線LEDは従来の水銀ランプと比較して発光効率が低いため、原水への照射効率を高める必要がある。紫外線LEDを本発明の流体殺菌装置における紫外線光源として用いることにより、紫外線LEDからの紫外線の原水への照射効率を高めることができる。
The ultraviolet light source is continuously provided at the lower end of the flow path tube.
It is preferable to provide a condenser lens on the light emitting surface of the ultraviolet light source so that the ultraviolet rays are radiated in one direction from the bottom of the flow path tube toward the upper part of the flow path tube.
An ultraviolet LED can be used as the ultraviolet light source. Since the ultraviolet LED has a lower luminous efficiency than the conventional mercury lamp, it is necessary to increase the irradiation efficiency of the raw water. By using the ultraviolet LED as an ultraviolet light source in the fluid sterilizer of the present invention, it is possible to improve the irradiation efficiency of the ultraviolet rays from the ultraviolet LED to the raw water.
流路管の上端部には天井部が連設されており、天井部の内壁には紫外線反射材が設けられる。天井部の形状は限定されるものではないが、例えば、円筒壁の上端部に天井板を固定した形状でもよいし、半球型の形状でもよい。紫外線反射が効率的に行なえる点から天井部を半球型の形状とすることが好ましい。
天井部の内壁に紫外線反射材が設けられることにより、流体中を通過した紫外線が天井部に到達すると紫外線反射材により反射して、再度、流体中に入射するため、紫外線の照射効率を高めることができる。
A ceiling portion is continuously provided at the upper end of the flow path pipe, and an ultraviolet reflective material is provided on the inner wall of the ceiling portion. The shape of the ceiling portion is not limited, but may be, for example, a shape in which the ceiling plate is fixed to the upper end portion of the cylindrical wall, or a hemispherical shape. It is preferable that the ceiling portion has a hemispherical shape from the viewpoint of efficiently reflecting ultraviolet rays.
By providing an ultraviolet reflector on the inner wall of the ceiling, when the ultraviolet rays that have passed through the fluid reach the ceiling, they are reflected by the ultraviolet reflector and are incident on the fluid again, thus increasing the irradiation efficiency of the ultraviolet rays. Can be done.
また、流路管の内壁には、紫外線反射材が設けられることが好ましい。
流路管の内壁に紫外線反射材を設けることにより紫外線光源から処理流路に導入された紫外線のうち、流路管の内壁に入射した紫外線を、流路管の内壁によって反射することができる。
紫外線反射材としては例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アルミニウムを用いることができる。天井部の内壁及び流路管の内壁の紫外線反射材は、内面に紫外線反射材の膜を貼着するか、紫外線反射材の塗料を塗布することによって形成することができる。
また、流路管の容量及び流体の流速は、流路管内における流体の滞留時間が2秒以上となるように設定する。
Further, it is preferable that an ultraviolet reflective material is provided on the inner wall of the flow path tube.
By providing an ultraviolet reflector on the inner wall of the flow path tube, among the ultraviolet rays introduced into the processing flow path from the ultraviolet light source, the ultraviolet rays incident on the inner wall of the flow path tube can be reflected by the inner wall of the flow path tube.
As the ultraviolet reflective material, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or aluminum can be used. The ultraviolet reflective material on the inner wall of the ceiling portion and the inner wall of the flow path tube can be formed by attaching a film of the ultraviolet reflective material to the inner surface or applying a paint of the ultraviolet reflecting material.
Further, the capacity of the flow path pipe and the flow velocity of the fluid are set so that the residence time of the fluid in the flow path pipe is 2 seconds or more.
本発明の流体殺菌装置の第1の実施形態を、流体として水を用い、原水を紫外線処理して処理水とする場合を例に挙げて、図1に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る流体殺菌装置100の垂直断面図である。
図1に示されるように、流体殺菌装置100は、処理される原水1が流入する流入口12から処理水2が流出する流出口13に流れる処理流路5を内部に有する流路管10と、流路管10の上端部16に連設された天井部14、及び、流路管10の下端部15に連設された、複数個の紫外線LED20と、を備えている。
以下では、流路管10、天井部14、及び、紫外線LED20について説明する。
A first embodiment of the fluid sterilizer of the present invention will be described with reference to FIG. 1 by taking as an example a case where water is used as a fluid and raw water is treated with ultraviolet rays to obtain treated water.
FIG. 1 is a vertical sectional view of a
As shown in FIG. 1, the
Hereinafter, the
(流路管)
流路管10は、内側に略円柱状の処理流路5の外周を規定する流路壁11を有する直線状の管である。流路管10は原水1が流入する流入口12及び処理水2が流出する流出口13を有する。
(Flower tube)
The
流路管10は金属材料又は樹脂材料などから形成することができる。流路壁11の内面は、紫外線の反射率が高い材料から形成されていることが好ましい。
紫外線の反射率が高い材料の例としては、アルミニウム(Al)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などを挙げることができる。
The
Examples of the material having a high reflectance of ultraviolet rays include aluminum (Al) and polytetrafluoroethylene (PTFE).
流路壁11の内面が、紫外線の反射率が高い材料から形成される場合には、紫外線LED20から処理流路5に導入された紫外線のうち、流路壁11に入射した紫外線を、流路壁11の内面で反射することができる。
When the inner surface of the
流入口12は、紫外線の照射により殺菌処理される原水1を処理流路5に導入するための流路管10の下端部15の近傍に設けられた開口部である。流入口12は、外部の原水供給装置と連結され、原水供給装置からの原水1を処理流路5内に流すように構成される。
The
流入口12から処理流路5に導入された原水1は、処理流路5を流れる間に、複数の紫外線LED20から紫外線を照射され、殺菌処理される。その後、殺菌処理された処理水2は流出口13から排出される。
The
上記原水は、処理流路5を流れることができる流体であれば特に限定されず、例えば、飲用水および農業用水などを含む上水、および工場などからの排水を含む下水などである。
The raw water is not particularly limited as long as it is a fluid that can flow through the
流出口13は、流路管10の上端部16の近傍に形成された、処理流路5を流れてきた処理水2を排出するための開口部である。流出口13は、処理流路5内を流れる原水1の流れる方向と、流出口13から排出される処理水2の流れる方向とが同一直線上にならない位置に形成される。たとえば、流出口13は、流路管10の上端部16の近傍において処理流路5と略直交する方向に形成することができる。
The
(天井部)
図1に示すように、流路管10の上端部16には天井部14が連設される。
図1に示した実施形態においては天井部は半球型の形状を有している。
この天井部14の内壁には紫外線反射材30が設けられている。
図1に示すように、処理水2の流出口13が天井部14よりも低い位置に設けられているため、天井部14の内部には流体の存在しない空間部17が形成される。
この空間部17があるために天井部14の内壁は水と接触しない。このため、天井部14の内壁の紫外線反射材30にはスケール汚れが発生せず、長時間運転をした後も運転開始時の紫外線反射率を維持することができる。
(Ceiling)
As shown in FIG. 1, a
In the embodiment shown in FIG. 1, the ceiling portion has a hemispherical shape.
An ultraviolet
As shown in FIG. 1, since the
Due to the presence of the
(紫外線LED)
紫外線LED20は流路管10の下端部15に連設されている。
紫外線LED20は、紫外線を流路管10の中心軸に対して平行化する集光レンズを備えていることが好ましい。処理流路の中心軸に平行に近い角度で紫外線を照射することにより、管内スケールによる照射効率の低下を防ぐことができる。
(Ultraviolet LED)
The
The
(透明板)
流路管10の下端部15と紫外線LED20との間には、紫外線を透過可能な透明板25を配置することができる。
透明板25は、紫外線を透過可能な材料で構成される部材であり、流路管の下端部15に保持されて、紫外線LED20から出射された紫外線を処理流路15に導く窓である。
(Transparent plate)
A
The
透明板25を構成する材料は、紫外線を透過させることができれば特に限定されないが、波長200nm以上350nm以下の紫外線を透過可能な材料であることが好ましく、より殺菌効率が高い波長260nm以上290nm以下の紫外線を透過可能な材料であることがより好ましい。上記波長領域を透過させることができる透明板25の材料としては、石英(SiO2)、サファイア(Al2O3)および非晶質のフッ素系樹脂などを挙げることができる。また、透明板25の接液面はスクレーパや超音波等を用いてスケールを防止することもできる。
The material constituting the
本発明の流体殺菌装置の第2の実施形態を図2に示す。
図2に示すものは、図1に示したものにおいて、流路管10の上端部16の近傍に設けた通水口13を原水1の流入口として用い、流路管10の下端部15の近傍に設けた通水口12を処理水2の流出口として用いたものである。
処理される原水1は通水口13、処理流路5および通水口12をこの順に通過して処理水2として排出される。
A second embodiment of the fluid sterilizer of the present invention is shown in FIG.
In the one shown in FIG. 2, in the one shown in FIG. 1, the
The
(図1、図2について)
1 流体、原水
2 処理水
5 処理流路
10 流路管
11 流路壁
12 通水口(流入口又は流出口)
13 通水口(流出口又は流入口)
14 天井部
15 下端部
16 上端部
17 空間部
20 紫外線光源、紫外線LED
21 紫外線
25 透明板(紫外線照射窓)
30 紫外線反射材
100 流体殺菌装置
(About Fig. 1 and Fig. 2)
1 Fluid,
13 Water outlet (outlet or inlet)
14
21
30
(図3、図4について)
1 トラフ本体
2 側壁部
2a 集水口
3a 排出口
3A 端壁部
3B 端壁部
5 仕切り壁
6 集水部
7 導水部
8 紫外線照射装置
100 流体殺菌装置
110 流路管
130 処理流路
200 紫外線照射ユニット
210 発光素子
221 反射面
(About Fig. 3 and Fig. 4)
Claims (9)
前記流路管の上部及び下部に設けられた一対の通水口と、
前記流路管の上端部に連設された天井部と、
前記流路管の下端部に連設された、前記処理流路に沿って紫外線を照射する紫外線光源と、を備え、
前記天井部の内壁には紫外線反射材が設けられている、
ことを特徴とする流体殺菌装置。 A flow path tube that has a processing flow path inside which the fluid passes in the vertical direction,
A pair of water passages provided at the upper and lower parts of the flow path pipe,
A ceiling portion connected to the upper end of the flow path pipe and a ceiling portion
An ultraviolet light source for irradiating ultraviolet rays along the processing flow path, which is continuously provided at the lower end of the flow path tube, is provided.
An ultraviolet reflective material is provided on the inner wall of the ceiling portion.
A fluid sterilizer characterized by that.
A water purification facility provided with the fluid sterilizer according to any one of claims 1 to 6.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020170416A JP2022062415A (en) | 2020-10-08 | 2020-10-08 | Fluid sterilization apparatus, fluid sterilization method, water treatment facility, and water purification equipment |
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