JP3573933B2 - UV oxidation equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、代表的には水の汚染度を表す水中の全有機炭素(TOC)を測定するための全有機炭素計測システム(「TOC計」と呼ばれることがある)又は水中の有機微粒子やコロイド状有機分子を完全に除去するためのイオン交換方式TOC除去システム等に用いられ、紫外線を水中の有機物に照射してこれを酸化させる紫外線酸化装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の洗浄用、医療用薬品や注射液などの製造用、化学分析用等に用いられる水は、不純物、例えば微粒子、各種イオン、細菌等の微生物、有機化合物等の溶解物質を実質的に含んでいないことが必要不可欠である。かかる純水を製造するシステムは通常、逆浸透法、蒸留法、イオン交換法、吸着法、真空脱気法、紫外線酸化法、限外濾過法を含む種々の濾過手段を組み合わせて用いている。特に、例えば半導体製造分野では、LSIの集積度の増大につれ回路の間隔が狭くなっているので、回路短絡を防止するために半導体洗浄水を一層高純度にする必要があり、イオンのみならず、微粒子、細菌や有機物質も可能な限り除去しなければならない。
【0003】
純水の清浄度を表す方式の一つとして、水中の有機物中の炭素量で汚染度を表す全有機炭素(TOC)値(μg/l 又はppbで表される)がある。参考までに、半導体洗浄用途では、0.20μg/l 以下のTOC値が要求される場合がある。
【0004】
純水のTOC値を測定する手段として、紫外線(UV)酸化方式のTOC計が広く利用されている。かかるTOC計では、測定ライン中を流れる試料水の導電率を第1の導電率センサで測定した後、かかる試料水を、かかる試料水を紫外線照射部へ導入し、ここで試料水に紫外線を照射して試料水中の有機炭素を有機酸に変化させる。しかる後、試料水の導電率を第2の導電率センサで測定し、第1及び第2の導電率センサ得た導電率の変化を表す差に基づいて既知のデータから試料水のTOC値を求める。
【0005】
また、半導体洗浄用純水製造システムに供給される原水又は半導体洗浄プロセス部からの回収使用済み純水は、相当高いTOC値を含む場合があり、特に、半導体洗浄プロセス部からの回収純水には、半導体洗浄プロセス部で用いられた有機溶剤が混入することがあり、この場合には使用済み純水のTOC量は約500ppb以上にもなる。所定レベルを越えるTOC量を含有する原水又は使用済み純水中の高TOC値を低減させるため、通常、かかる水を紫外線照射部に導入してこれに紫外線を照射して水中の有機物が有機酸の形態になるようにし、しかる後、イオン交換装置でこれを水から除去し、それにより低TOC値の純水が得られるようにする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
TOC計、イオン交換方式TOC除去システム等に用いられる従来型紫外線酸化装置の一形式は、紫外線による有機物酸化効率を高めるために筒状紫外線照射ランプの周りに巻き付けられるように設けられていて、照射ランプからの紫外線を透過させることができる透明な材料、代表的には石英から成る螺旋状管を有する。しかしながら、従来の紫外線酸化装置では、試料水中の有機物を紫外線によって完全に酸化させるには例えば約10分というような相当に長い照射時間が必要であり、かくして、TOC計については計測時間が長くなり、TOC除去システムでは除去効率が制限されていた。
【0007】
ところで、酸化チタンが光触媒として水中に溶存している有機物の酸化分解を促進する作用を有することは知られている。これは、受光した光との相互作用により、酸化チタンがOHラジカルを生じ、このOHラジカルが有機物を効果的且つ迅速に酸化させるという原理に基づいている。酸化チタンは、光触媒材料の中でも、化学的に安定であって環境に対して実質的に無害であり、潜在的毒性もないことは実証されている。
【0008】
TOC測定分野においても、試料水中の有機物の酸化状態をモニターするために紫外線照射室内に一対の酸化チタン被覆電極を配置利用する従来技術が存在している。
【0009】
しかしながら、かかる従来技術の構成では、試料水と酸化チタン被覆電極との接触面積が制限されているので、水中の有機物の酸化が十分に促進されるとはいえない。
【0010】
そこで、本発明の目的は、従来技術の課題に鑑みて、TOC計やTOC除去システム等に用いられ、酸化チタンにより液体中の有機物の酸化を促進する光触媒利用方式の改良型紫外線酸化装置を提供することにある。
【0011】
【課題を完結するための手段】
本発明の要旨は、筒状の紫外線照射ランプの周りにぐるりと設けられた螺旋状石英製管と、紫外線照射ランプの真下に配置されていて、酸化チタン被覆中空ガラスビーズを浮遊状態で収容する中空部を備えると共に少なくとも一部が透明な材料で作られた中空容器とから成り、容器は、液体を紫外線照射のために中空部に導入する入口及び紫外線照射後の水を中空部から送りだすための出口を有し、容器の透明部分は、石英製管を透過して漏れる紫外線照射ランプからの紫外線を中空部内へ透過させるよう紫外線照射ランプに向けて配置されていることを特徴とする紫外線酸化装置にある。
【0014】
本発明の特徴は、既存の紫外線酸化装置にレトロフィットでき、かくして、本発明の紫外線酸化装置は、筒状の紫外線照射ランプの周りにぐるりと設けられた螺旋状石英製管と、紫外線照射ランプの真下に配置されていて、酸化チタン被覆中空ガラスビーズを浮遊状態で収容する中空部を備えると共に少なくとも一部が透明な材料で作られた中空容器とから成る。容器は、液体を紫外線照射のために中空部に導入する入口及び紫外線照射後の水を中空部から送りだすための出口を有し、容器の透明部分は、石英製管を透過して漏れる紫外線照射ランプからの紫外線を中空部内へ透過させるよう紫外線照射ランプに向けて配置されている。
【0015】
【発明の実施の形態】
図面のうち特に図1を参照すると、本発明の第1の実施形態として全体を符号10で示された紫外線酸化装置が示されている。かかる紫外線酸化装置10は、筒状の紫外線照射ランプ12の周りにぐるりと設けられた液体通路手段としての細長い透明な螺旋状石英管14から成る。図2は、図1の石英製螺旋管14の出口端の一ターンを拡大して示す部分切欠き図であり、後述するように本発明の特徴を最も良く示す図である。
【0016】
紫外線酸化装置10は、図示の第1の実施形態では、例えば半導体用純水製造システムに組み込まれた試料水測定ラインと関連して設けられ、原水又は純水のTOC値を測定する紫外線(UV)酸化方式TOC計(図示せず)の一部を構成する全体としては公知形式のものであり、石英管14は、入口端16、出口端18及び入口端と出口端との間に延びていて、試料水を通す螺旋状通路又は中空部20を有している。紫外線照射ランプ12は、入口端16から出口端18に向かって螺旋管14中を流れている試料水に透明な石英壁を透過して紫外線を照射し、それにより水中の有機物を完全酸化させて有機酸の形態にするよう機能する。
公知のTOC計では、石英管の入口端16は、試料水測定ライン中に採取した紫外線照射前の試料水の導電率を測定する第1のセンサ(図示せず)に連結され、出口端18は、紫外線を受けて有機物が完全に酸化された状態の試料水の導電率を測定する第2のセンサ(これ又、図示せず)に連結されている。TOC計は、第1及び第2のセンサに接続されていて、第1及び第2のセンサで得た導電率測定値の差を検出し、この差に基づいて試料水のTOC値を決定する手段を更に有している。
【0017】
図2に明確に示されているように、石英管14の螺旋状通路20は、好ましくはその入口端16から出口端18に至るまで、好ましくは表面全体に酸化チタンを被覆した多数の中空ガラスビーズ22を収容している。かかる中空ガラスビーズに施された酸化チタン被膜は、光触媒の一タイプとして一般に知られているように、照射された紫外線との相互作用により、水中に水中の有機物の酸化を促進させるOHラジカルを生じさせるのに役立つ。酸化チタンをビーズの形態で石英管中に浮動状態で充填させることにより、例えば二本の電極に被覆された形態の酸化チタンよりも有効表面積が大きくなってOHラジカルが一層多量に生じるようになり、かくして一層良好な光触媒作用が得られることになることは理解されよう。
【0018】
図3は、図2に示した螺旋管ターンの任意の部分のI−I線矢視断面図であり、分図(A)、(B)、(C)は、紫外線酸化装置の動作中、酸化チタン被覆中空ガラスビーズ22が石英管壁で構成される通路又は中空部20内にどのように位置するかを例示的に示す図である。ビーズ22は、通路断面を塞ぐように位置するのではなく、図示のように、石英管壁との間に水を十分に通すと共に紫外線照射ランプからの紫外線がそれほど妨害されずに、通過中の水全体に対して十分に照射されるような寸法形状のものであることが必要である。一例として、石英製管14の通路内径が約3〜4mmの場合、酸化チタン被覆中空ガラスビーズの粒径は、約1.5〜2mmである。実験結果によれば、石英管の任意の通路断面に約2〜3個のビーズがランダムな配置状態で納まることが望ましい。
【0019】
図2を再び参照すると、石英製管の出口端18には、酸化チタン被覆中空ガラスビーズが液体の流れに同伴されて石英製管から抜け出ることのないようにするための抜出し防止手段24が設けられている。図示の実施形態では、抜出し防止手段は、例えば細いステンレスワイヤを丸めて石英管内部通路内に押し込んでスクリーン又はフィルタの役目を果たすようにしたものである。このワイヤメッシュスクリーン24は、挿入後、そのスプリングバック作用により石英管壁に対して押圧保持される。当業者であれば、かかるワイヤメッシュスクリーンに代わる種々の手段を想到できよう。要するに、水を通過させるが、ビーズがこれに同伴された状態で螺旋管14が抜け出ないようにする任意のフィルタ又はスクリーン手段が用いられる。任意の従来型固定手段を用いてこのスクリーン手段を石英管壁に固定できる。好ましくは、かかる抜出し防止手段24は、螺旋管の入口端16にも配置される(図示せず)。
【0020】
図4は、本発明の別の実施形態としての紫外線酸化装置30を示す斜視図、図5は、本発明の新規な特徴を示すための図4の紫外線酸化装置30の5−5線矢視断面図である。この実施形態の紫外線酸化装置は、代表的には、例えば半導体用純水製造装システム中に設けられたTOC除去系統に直列に組み込まれて、入口端を通って流入した原水又は被処理液に紫外線を照射して液中の有機炭素が有機酸の状態になるようにし、しかる後、出口端から次の処理のために送り出すようになっている。紫外線照射後の有機酸含有水は、次にイオン交換樹脂装置に運ばれ、イオン交換樹脂装置は、水中の有機酸をイオン交換作用により除去して水中の全有機炭素量を減少させ、一層純度の高い水を生じさせるようになっている。
【0021】
紫外線酸化装置30は、紫外線照射ランプ12に近接してその下方に長手方向に配置されたチャンネル形中空容器の形態の液体通路手段32を有している。容器32は、紫外線照射ランプ12に向かって上部が開いた横断面溝形の矩形本体34、この頂縁に任意の固定手段、例えばクランプ枠36で固定的に取り付けられる透明な材料、好ましくは石英ガラス製の板状クロージャ38、及び本体34とクロージャ38によって構成される容器中空部又は内部室40を有している。容器本体34の互いに反対側に位置した端部には、水を室40内に受け入れる入口管状部材42及び室40から紫外線照射により完全酸化状態になった水を室40から送りだす出口管状部材44が設けられている。
【0022】
図5で分かるように、流動通過中の水で満たされた容器32の中空部又は内部通路40は、多数の酸化チタン被覆中空ガラスビーズ22を浮遊状態で収容している。出口管状部材が取り付けられている容器本体34の端部の内側部分には、フィルタから成るビーズ抜出し防止手段を設けてもよいが、容器本体に対する出口管状部材の取付け部を容器端部の比較的下方又は容器底部に配置すると、ビーズは浮遊性なので、かかる抜出し防止手段を設けなくても容器32から抜け出ることはない。入口管状部材の取付け場所もこれと同様にすれば良い。
【0023】
第2の実施形態の液体通路手段としての容器32も、第1の実施形態の液体通路手段14の場合と同様、紫外線照射ランプからの紫外線が石英ガラス板38を透過し、さらに中空部40内の浮遊状態の酸化チタン被覆中空ガラスビーズ22を通ってその下に存在する水に対し十分に照射されるような寸法形状のものであることが必要である。したがって、室40の深さ寸法を大きくして一層多くのビーズを収容しても、室底部の水部分まで紫外線が到達しにくくなり、その中に含まれている有機物の酸化は促進されない。一例として、石英ガラス板38が載置されている容器の横方向上部開口寸法をLとし、紫外線照射ランプ12の外径をdとすれば、L=2〜3dの関係が成り立つことが望ましいことが実験的に判明した。また、粒径が約1.5〜2mmの酸化チタン被覆中空ガラスビーズを用いる場合、容器の中空部深さは約3〜4mmである。実験結果によれば、この場合も又、容器中空部内の水中には、鉛直方向に約2〜3個のビーズがランダムな重なり状態で浮遊することが望ましい。また、好ましくは、石英ガラス板38の上面と紫外線照射ランプ12の外周部との間の離隔距離は、約1〜3mmである。なお、紫外線照射ランプからの紫外線がかかる隙間中に存在する酸素と反応してオゾンが生じ、これにより紫外線照射量が減少することのないようにするために、少なくとも紫外線照射ランプと容器32との間の空間を、例えば覆いによって密閉し、この密閉空間内に窒素ガスを充填するのが良い。
【0024】
図6は、紫外線照射ランプ12の周りにぐるりと設けられた螺旋状の細長い石英製管14から成る従来型紫外線酸化装置に、本発明の第2の実施形態の液体通路手段である酸化チタンビーズ収容容器32をレトロフィットした構成例を示している。容器32は、螺旋管14を備えた紫外線照射ランプ12の真下に長手方向に近接し、その石英ガラス板38を上方に差し向けて配置されている。図示のように、容器32の入口42を、原水又は純水源に連結し、出口44を、螺旋状石英管14の入口端16に連結するのが良い。紫外線酸化装置の動作中、容器32内を通過している水は、石英管14を透過してリークした紫外線照射ランプからの紫外線の照射を石英ガラス板38を透過して受け、酸化チタン被覆中空ガラスビーズ22の光触媒作用により含有有機物の酸化が促進されるようになる。
【0025】
図7は、紫外線によっては比較的酸化しにくいベンゾキシンを含有した水に対し、図1に示す本発明の光触媒利用方式紫外線酸化装置を用いて紫外線照射時間に対する水の導電率の変化を測定し、その結果を実線で示している。他方、同一条件において、従来型紫外線酸化装置を用いて得た結果を破線で示している。
【0026】
ベンゾキシン含有水に対して紫外線を照射すると、ベンゾキシンが有機酸に変化するにつれて導電率曲線は上昇してピークを迎え、次に下降してついには実質的に一定値となる。当業者には周知のように、かかる導電率が一定値を取る時点を完全酸化点(以下、「F点」という)と考えることができる。かかるグラフを参照すると理解されるように、実線で示す本発明の装置に関する導電率曲線のF点における紫外線照射時間は、約3分であり、これは水中のベンゾキシンを完全に酸化するのに要する時間と考えることができる。これに対して、点線で示す従来機の場合、F点の紫外線照射時間は、約6分である。したがって、本発明の構想に従って酸化チタン被覆中空ガラスビーズを使用することにより、比較的酸化しにくい有機物であっても、従来方式と比べて約半分の酸化時間で完全に酸化させることができる。かくして、本発明を具体化したTOC計では、TOC値計測時間を約1/2に短縮させることができ、また、本発明のTOC除去システムでは、TOC除去効率が倍増することになる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来構成と同様に、筒状の紫外線照射ランプの周りにぐるりと設けられた螺旋状の細長い石英製管から成る紫外線酸化装置の斜視図である。
【図2】図1の石英製螺旋管の出口端のところの一ターンを拡大して示す部分切欠き図であり、本発明の特徴を最も良く示す図である。
【図3】図2に示した螺旋管ターンの任意の部分のI−I線矢視断面図であり、分図(A)、(B)、(C)は、紫外線酸化装置の動作中、酸化チタン被覆中空ガラスビーズ22が石英管壁で構成される通路又は中空部内にどのように位置するかを例示的に示す図である。
【図4】本発明の別の実施形態としての紫外線酸化装置を示す斜視図であり、酸化チタン被覆中空ガラスビーズを収容すると共に通路手段として水を通過させる容器が紫外線照射ランプの下に配置されている状態を示す図である。
【図5】図4の紫外線酸化装置の5−5線矢視断面図である。
【図6】従来型紫外線酸化装置に本発明の特徴をレトロフィットした例を示す斜視図である。
【図7】水中の有機物に紫外線を照射して有機酸の状態にし、縦軸に導電率、横軸に紫外線(UV)照射時間をとってプロットした本発明と従来構成の比較実験結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10,30 紫外線酸化装置
12 紫外線照射ランプ
14 螺旋状石英管
16,42 入口端
18,44出口端
20,40 中空部
22 酸化チタン被覆中空ガラスビーズ
24 ワイヤメッシュスクリーン
32 酸化チタン被覆中空ガラスビーズ収容容器
38 石英ガラス板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a total organic carbon measurement system (sometimes referred to as a “TOC meter”) for measuring total organic carbon (TOC) in water, typically representing the degree of water pollution, or organic particulates or colloids in water. The present invention relates to an improvement in an ultraviolet oxidizing apparatus used in an ion exchange TOC removal system or the like for completely removing organic molecules in a state and irradiating an organic substance in water with ultraviolet rays to oxidize the organic substance.
[0002]
[Prior art]
Water used for cleaning semiconductors, manufacturing medical chemicals and injection solutions, chemical analysis, etc., substantially contains impurities, for example, fine particles, various ions, microorganisms such as bacteria, and dissolved substances such as organic compounds. Is not essential. A system for producing such pure water generally uses a combination of various filtration means including a reverse osmosis method, a distillation method, an ion exchange method, an adsorption method, a vacuum degassing method, an ultraviolet oxidation method, and an ultrafiltration method. In particular, for example, in the semiconductor manufacturing field, the circuit interval is becoming narrower as the degree of integration of the LSI is increased, so that it is necessary to further purify the semiconductor cleaning water in order to prevent a circuit short circuit. Particulates, bacteria and organic matter must be removed as much as possible.
[0003]
As one of the methods for expressing the cleanliness of pure water, there is a total organic carbon (TOC) value (expressed in μg / l or ppb), which indicates the degree of contamination by the amount of carbon in organic matter in water. For reference, a semiconductor cleaning application may require a TOC value of 0.20 μg / l or less.
[0004]
As a means for measuring the TOC value of pure water, a TOC meter of an ultraviolet (UV) oxidation method is widely used. In such a TOC meter, after measuring the conductivity of the sample water flowing in the measurement line with a first conductivity sensor, the sample water is introduced into an ultraviolet irradiation unit, and the sample water is irradiated with ultraviolet rays. Irradiation converts organic carbon in the sample water into organic acids. Thereafter, the conductivity of the sample water is measured by the second conductivity sensor, and the TOC value of the sample water is calculated from the known data based on the difference representing the change in the conductivity obtained by the first and second conductivity sensors. Ask.
[0005]
Also, the raw water supplied to the semiconductor cleaning pure water production system or the recovered and used pure water from the semiconductor cleaning process unit may include a considerably high TOC value, and particularly, the recovered pure water from the semiconductor cleaning process unit. In some cases, the organic solvent used in the semiconductor cleaning process section may be mixed, and in this case, the TOC amount of the used pure water becomes about 500 ppb or more. In order to reduce the high TOC value in raw water or used pure water containing a TOC amount exceeding a predetermined level, usually, such water is introduced into an ultraviolet irradiation section and irradiated with ultraviolet light to convert organic substances in the water into organic acids. And then removed from the water with an ion exchange device, so that pure water with a low TOC value is obtained.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
One type of a conventional UV oxidation apparatus used in a TOC meter, an ion exchange TOC removal system, and the like is provided so as to be wound around a cylindrical ultraviolet irradiation lamp in order to increase the efficiency of organic matter oxidation by ultraviolet light. It has a helical tube made of a transparent material, typically quartz, capable of transmitting ultraviolet light from the lamp. However, in the conventional ultraviolet oxidation apparatus, a considerably long irradiation time, for example, about 10 minutes is required to completely oxidize the organic matter in the sample water by the ultraviolet light, and thus the measurement time for the TOC meter becomes long. In TOC removal systems, removal efficiency has been limited.
[0007]
By the way, it is known that titanium oxide has a function of promoting the oxidative decomposition of organic substances dissolved in water as a photocatalyst. This is based on the principle that titanium oxide generates OH radicals by interaction with received light, and the OH radicals effectively and quickly oxidize organic substances. Titanium oxide has been demonstrated to be chemically stable, substantially harmless to the environment, and has no potential toxicity among photocatalytic materials.
[0008]
Also in the field of TOC measurement, there is a conventional technique in which a pair of titanium oxide-coated electrodes is arranged and used in an ultraviolet irradiation chamber in order to monitor the oxidation state of organic substances in sample water.
[0009]
However, in the configuration of the related art, since the contact area between the sample water and the titanium oxide-coated electrode is limited, it cannot be said that the oxidation of the organic matter in the water is sufficiently promoted.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an improved ultraviolet oxidation apparatus utilizing a photocatalyst, which is used in a TOC meter, a TOC removal system, and the like and promotes the oxidation of organic substances in a liquid by titanium oxide in view of the problems of the prior art. Is to do.
[0011]
[Means for completing the task]
The gist of the present invention is to provide a spiral quartz tube provided around a cylindrical ultraviolet irradiation lamp, and a titanium oxide-coated hollow glass bead which is disposed immediately below the ultraviolet irradiation lamp and is suspended. A hollow container provided with a hollow portion and made at least in part of a transparent material, wherein the container has an inlet for introducing a liquid into the hollow portion for ultraviolet irradiation and water from the hollow portion for discharging water after the ultraviolet irradiation. Characterized in that the transparent part of the container is arranged toward the ultraviolet irradiation lamp so as to transmit the ultraviolet light from the ultraviolet irradiation lamp leaking through the quartz tube into the hollow part. In the device .
[0014]
A feature of the present invention is that it can be retrofitted to existing UV oxidizers, and thus the UV oxidizer of the present invention comprises a spiral quartz tube provided around a cylindrical UV irradiation lamp, and a UV irradiation lamp. And a hollow container provided with a hollow portion for receiving titanium oxide-coated hollow glass beads in a floating state and at least partially made of a transparent material. The container has an inlet for introducing a liquid into the hollow portion for ultraviolet irradiation and an outlet for sending water after the ultraviolet irradiation from the hollow portion, and the transparent portion of the container is irradiated with ultraviolet light leaking through a quartz tube. It is arranged toward the ultraviolet irradiation lamp so as to transmit ultraviolet light from the lamp into the hollow portion.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Referring particularly to FIG. 1 of the drawings, there is shown a UV oxidizer generally designated by the
[0016]
In the illustrated first embodiment, the ultraviolet oxidizing
In the known TOC meter, the
[0017]
As clearly shown in FIG. 2, the
[0018]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of an arbitrary part of the spiral tube turn shown in FIG. 2, and FIGS. 3A, 3B, and 3C are diagrams during operation of the ultraviolet oxidation apparatus. FIG. 2 is a view exemplarily showing how a titanium oxide-coated
[0019]
Referring again to FIG. 2, at the outlet end 18 of the quartz tube, there is provided a withdrawal preventing means 24 for preventing the titanium oxide-coated hollow glass beads from coming out of the quartz tube with the flow of the liquid. Have been. In the illustrated embodiment, the withdrawal preventing means is, for example, a thin stainless wire that is rolled and pushed into the internal passage of the quartz tube to serve as a screen or a filter. After insertion, the
[0020]
FIG. 4 is a perspective view showing an
[0021]
The
[0022]
As can be seen in FIG. 5, the hollow or
[0023]
As in the case of the liquid passage means 14 of the first embodiment, the
[0024]
FIG. 6 shows a conventional ultraviolet oxidation apparatus comprising a helical
[0025]
FIG. 7 shows a measurement of the change in conductivity of water with respect to ultraviolet irradiation time using water containing benzoxine, which is relatively difficult to oxidize by ultraviolet light, using the photocatalyst-based ultraviolet oxidation apparatus of the present invention shown in FIG. The result is shown by a solid line. On the other hand, the results obtained using the conventional ultraviolet oxidation apparatus under the same conditions are indicated by broken lines.
[0026]
When the benzoxin-containing water is irradiated with ultraviolet light, the conductivity curve rises and peaks as the benzoxin changes to an organic acid, and then falls to a substantially constant value. As is well known to those skilled in the art, the point at which the conductivity takes a constant value can be considered as a complete oxidation point (hereinafter, referred to as "point F"). As can be seen with reference to such a graph, the UV irradiation time at point F of the conductivity curve for the device of the present invention, shown by the solid line, is about 3 minutes, which is required to completely oxidize benzoxin in water. You can think of it as time. On the other hand, in the case of the conventional machine shown by the dotted line, the ultraviolet irradiation time at the point F is about 6 minutes. Therefore, by using the titanium oxide-coated hollow glass beads according to the concept of the present invention, even organic substances which are relatively hard to oxidize can be completely oxidized in about half the oxidation time as compared with the conventional method. Thus, in the TOC meter embodying the present invention, the TOC measurement time can be reduced to about 1/2, and in the TOC removal system of the present invention, the TOC removal efficiency is doubled.
[0027]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an ultraviolet oxidizing apparatus comprising a helical elongated quartz tube provided around a cylindrical ultraviolet irradiation lamp similarly to the conventional configuration.
FIG. 2 is an enlarged partial cutaway view showing one turn at the outlet end of the quartz spiral tube of FIG. 1, and is a view best showing the features of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of an arbitrary portion of the spiral tube turn shown in FIG. 2, and FIGS. 3A, 3B, and 3C are diagrams during operation of the ultraviolet oxidation apparatus. FIG. 4 is a view exemplarily showing how the titanium oxide-coated
FIG. 4 is a perspective view showing an ultraviolet oxidizing apparatus as another embodiment of the present invention, in which a container for accommodating hollow glass beads coated with titanium oxide and allowing water to pass therethrough is disposed under an ultraviolet irradiation lamp. FIG.
5 is a cross-sectional view of the ultraviolet oxidizing apparatus of FIG. 4 taken along line 5-5.
FIG. 6 is a perspective view showing an example in which features of the present invention are retrofitted to a conventional ultraviolet oxidation apparatus.
FIG. 7 shows a comparative experiment result of the present invention and a conventional configuration in which organic substances in water are irradiated with ultraviolet rays to be in an organic acid state, the vertical axis is plotted with the electric conductivity, and the horizontal axis is plotted with ultraviolet (UV) irradiation time. FIG.
[Explanation of symbols]
10, 30
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