JP6153343B2

JP6153343B2 - 紫外線照射水処理装置

Info

Publication number: JP6153343B2
Application number: JP2013033336A
Authority: JP
Inventors: 憲彦鎌田; 公寿松本
Original assignee: Maezawa Industries Inc; Saitama University NUC
Current assignee: Maezawa Industries Inc; Saitama University NUC
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: JP2014161767A

Description

本発明は、紫外線照射水処理装置に関し、詳しくは、浄水処理や下水処理等において、紫外線を用いて水中の微生物の殺菌や有機物の酸化を行う紫外線照射水処理装置に関する。

従来から、紫外線を照射して、水に含まれる微生物や病原性原虫の殺菌や消毒をする紫外線照射水処理装置が開発されており、この紫外線照射水処理装置として、処理水が流通する処理槽の水路内に、紫外線光源を設置して紫外線照射を行うものが知られている。紫外線光源として、近年は、紫外線ＬＥＤが注目されている。紫外線ＬＥＤを用いた紫外線照射水処理装置では、紫外線ＬＥＤの温度上昇を抑えて紫外線ＬＥＤの長寿命化を図るため、複数の紫外線ＬＥＤの配置を工夫したり、紫外線ＬＥＤの電源部を冷却するための冷却流体通路を設けたりするようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２−１１５７１５号公報

しかし、特許文献１に記載された紫外線照射水処理装置では、紫外線を照射する水処理用の流路とは別に冷却流体通路を設けているため、紫外線照射水処理装置における処理槽が大型化することがあり、また、冷却流体通路に流通させる冷却流体を用意しなければならず、冷却流体を流通させるためのエネルギーが必要になることもあった。

そこで本発明は、紫外線ＬＥＤの冷却を効果的に行いながら処理槽の小型化や省エネルギー化を図ることができる紫外線照射水処理装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置に係る第１の発明は、筒状の処理槽の内部に、複数本の筒状の仕切り部材を配置し、各仕切り部材の外側又は内側のいずれか一方の流路を流入部に連通する往路側流路に、いずれか他方の流路を流出部に連通する復路側流路に区画形成するとともに、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか一方を、前記紫外線ＬＥＤからの紫外線が照射される紫外線照射流路とし、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか他方を、前記紫外線ＬＥＤを冷却するための冷却流路とし、各仕切り部材の紫外線照射流路側に紫外線を照射する発光部を向け、各仕切り部材の冷却流路側に電源部を向けて前記紫外線ＬＥＤを配置したことを特徴とし、第２の発明は、筒状の処理槽の内部を、２枚の板状の仕切り部材によって３分割し、前記処理槽と前記仕切り部材との間又は前記仕切り部材同士の間のいずれか一方の流路を流入部に連通する往路側流路に、いずれか他方の流路を流出部に連通する復路側流路に区画形成するとともに、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか一方を、前記紫外線ＬＥＤの紫外線が照射される紫外線照射流路とし、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか他方を、前記紫外線ＬＥＤを冷却するための冷却流路とし、各仕切り部材の紫外線照射流路側に紫外線を照射する発光部を向け、各仕切り部材の冷却流路側に電源部を向けて前記紫外線ＬＥＤを配置したことを特徴とし、第３の発明は、筒状の処理槽の内部に、８枚の板状の仕切り部材を放射状に配置し、前記処理槽の内部を周方向に８流路に分割形成し、周方向に隣接する流路のいずれか一方の流路を流入部に連通する往路側流路に、いずれか他方の流路を流出部に連通する復路側流路に区画形成するとともに、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか一方を、前記紫外線ＬＥＤからの紫外線が照射される紫外線照射流路とし、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか他方を、前記紫外線ＬＥＤを冷却するための冷却流路とし、一つおきの仕切り部材の紫外線照射流路側に紫外線を照射する発光部を向け、前記一つおきの仕切り部材の冷却流路側に電源部を向けて前記紫外線ＬＥＤを配置したことを特徴としている。

本発明の紫外線照射水処理装置によれば、紫外線照射流路内を流れる被処理水に紫外線ＬＥＤからの紫外線を照射することによって被処理水の紫外線処理が行えるとともに、冷却流路内を流れる被処理水又は紫外線処理水によって紫外線ＬＥＤを冷却することができるので、紫外線ＬＥＤの温度上昇を抑えて紫外線ＬＥＤの長寿命化を図れる。また、冷却流体通路を設ける必要がないので、処理槽の小型化を図ることができ、冷却流体を用意したり、冷却流体を流通させるためのエネルギーも不要となる。

第１参考例を示す処理槽の断面図である。同じく処理槽内の水の流れを示す説明図である。処理槽内の水の流れの他の例を示す説明図である。第２参考例を示す処理槽の断面図である。本発明の紫外線照射水処理装置の第１形態例を示す処理槽の断面図である。本発明の紫外線照射水処理装置の第２形態例を示す処理槽の断面図である。第３参考例を示す処理槽の断面図である。本発明の紫外線照射水処理装置の第３形態例を示す処理槽の断面図である。本発明の紫外線照射水処理装置の第４形態例を示す処理槽の断面図である。

図１及び図２は、外線照射水処理装置の第１参考例を示している。本形態例に示す紫外線照射水処理装置は、一端一側に流入部１２を有する円筒状の処理槽１１の内部に、円筒状の仕切り部材１３を配置して二重筒構造とし、仕切り部材１３の一端を処理槽１１の一端に貫通させて流出部１４を形成するとともに、仕切り部材１３の他端を処理槽１１の他端に開口させて仕切り部材１３の内外を連通させている。

これにより、処理槽１１の内部には、仕切り部材１３の外周側に、流入部１２に連通する往路側流路１５が区画形成され、仕切り部材１３の内周側に、流出部１４に連通する復路側流路１６が区画形成された状態になる。そして、前記仕切り部材１３には、発光部１７ａを外側の往路側流路１５に向け、電気回路を収納した電源部１７ｂを内側の復路側流路１６に向けた状態で複数の紫外線ＬＥＤ１７が設けられている。

このように形成した紫外線照射水処理装置は、往路側流路１５が、紫外線ＬＥＤ１７の発光部１７ａからの紫外線ＵＶが照射される紫外線照射流路Ａとなり、復路側流路１６が、紫外線ＬＥＤ１７の電源部１７ｂを冷却するための冷却流路Ｂとなる。したがって、流入部１２から処理槽１１の内部に流入した被処理水は、紫外線照射流路Ａである往路側流路１５を流れる際に紫外線ＬＥＤ１７による紫外線照射処理が行われ、処理槽１１の他端で仕切り部材１３の内側の冷却流路Ｂである復路側流路１６に流入し、復路側流路１６を流出部１４に向かって流れる際に紫外線ＬＥＤ１７を冷却する。

これにより、紫外線ＬＥＤ１７の温度上昇を抑えて紫外線ＬＥＤの長寿命化を図ることができる。また、処理槽１１の内部に、紫外線ＬＥＤ１７を設けた仕切り部材１３を配置するだけで形成することができ、簡単な構造であり、被処理水の流れによって紫外線ＬＥＤ１７を冷却できるので、従来のように、特別な冷却用流路を形成したり、冷却用流体を別途に用意したりする必要がなくなり、冷却用流体を流通させるエネルギーもする必要もないので、初期コストや運転コスト等の削減を図ることができる。

また、図１に示す構造で、図３に示すように、処理槽１１の一端を貫通した仕切り部材１３の先端に流入部１２を設け、処理槽１１の一端一側に流出部１４を設け、仕切り部材１３の内側に冷却流路Ｂとなる往路側流路１５を形成し、仕切り部材１３の外側に紫外線照射流路Ａとなる復路側流路１６を形成することもできる。流入部１２から仕切り部材１３の内側の往路側流路１５に流入した被処理水によって紫外線ＬＥＤ１７が冷却され、処理槽１１の他端で仕切り部材１３の内側から仕切り部材１３の外側の復路側流路１６に流入し、復路側流路１６を流出部１４に向かって流れる際に、紫外線ＬＥＤ１７による紫外線照射処理が行われる。また、流入部１２及び流出部１４を処理槽１１の上部に配置したり、下部に配置したりすることもできる。

図４は第２参考例を、図７は第３参考例を示し、図５，図６、図８及び図９は、本発明の紫外線照射水処理装置の他の形態例をそれぞれ示している。なお、以下の説明において、前記第１参考例に示した紫外線照射水処理装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略し、さらに、紫外線ＬＥＤについては、発光部からの紫外線の照射方向を紫外線ＵＶを示す矢印にて示す。

図４は、第２参考例を示すもので、本参考例では、円筒形の処理槽１１の内部に設けた仕切り部材１３に、該仕切り部材１３の内側に向けて紫外線ＵＶを照射するように紫外線ＬＥＤを配置している。この場合は、仕切り部材１３の内側が紫外線照射流路Ａとなり、仕切り部材１３の外側が冷却流路Ｂとなる。

図５は、本発明の紫外線照射水処理装置の第１形態例を示すもので、本形態例では、角筒状の処理槽１１の内部に、４本の円筒状の仕切り部材１３を配置し、各仕切り部材１３の内側に向けて紫外線ＵＶを照射するように紫外線ＬＥＤを配置している。また、図６は、本発明の紫外線照射水処理装置の第２形態例を示すもので、本形態例では、円筒状の処理槽１１の内部に、４本の円筒状の仕切り部材１３を配置し、第３形態例と同様に、各仕切り部材１３の内側に向けて紫外線ＵＶを照射するように紫外線ＬＥＤを配置している。第３形態例及び第４形態例の場合、いずれも、仕切り部材１３の内側がそれぞれ紫外線照射流路Ａとなり、仕切り部材１３の外側が冷却流路Ｂとなる。

図７は、第３参考例を示すもので、本参考例では、円筒状の処理槽１１の内部に、断面六角形の筒状の仕切り部材１３を配置し、該仕切り部材１３の内側に向けて紫外線ＵＶを照射するように紫外線ＬＥＤを配置している。この場合も、仕切り部材１３の内側が紫外線照射流路Ａとなり、仕切り部材１３の外側が冷却流路Ｂとなる。

図８は、本発明の紫外線照射水処理装置の第３形態例を示すもので、本形態例では、円筒状の処理槽１１の内部を、２枚の板状の仕切り部材１３によって３分割し、仕切り部材１３同士の間の内側を冷却流路Ｂとし、仕切り部材１３の外側を、被処理水に向けて紫外線ＵＶを照射する紫外線照射流路Ａとしている。

図９は、本発明の紫外線照射水処理装置の第４形態例を示すもので、本形態例では、円筒状の処理槽１１の内部に８枚の板状の仕切り部材１３を放射状に配置し、処理槽１１の内部を周方向に８流路に分割形成し、周方向に隣接する流路の一方の流路を紫外線照射流路Ａとし、他方の流路を冷却流路Ｂとしている。各紫外線照射流路Ａや各冷却流路Ｂは、一端側を適宜なマニホールドを利用して流入部や流出部に連通させればよく、他端側は、仕切り部材１３を処理槽１１の内部で開口させることにより、全ての流路を連通させた状態にすることができる。

なお、仕切り部材は、処理槽の形状や大きさに応じて適宜な状態で設けることができるが、往路側流路の断面積と復路側流路の断面積は、同一乃至同一に近い状態になるように設定することが望ましい。また、往路側流路と復路側流路とのいずれを紫外線照射流路Ａとするかは任意であり、処理槽の軸線は水平方向でもよく、任意に傾斜させてもよい。さらに、筒状の処理槽や仕切り部材の断面形状は、円筒形状、三角形以上の多角形状など、任意であり、板状の仕切り部材の場合は、波形などの形状であってもよい。また、往路側流路及び復路側流路の配置数も任意である。

１１…処理槽、１２…流入部、１３…仕切り部材、１４…流出部、１５…往路側流路、１６…復路側流路、１７…紫外線ＬＥＤ、１７ａ…発光部、１７ｂ…電源部、Ａ…紫外線照射流路、Ｂ…冷却流路

Claims

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、筒状の処理槽の内部に、複数本の筒状の仕切り部材を配置し、各仕切り部材の外側又は内側のいずれか一方の流路を流入部に連通する往路側流路に、いずれか他方の流路を流出部に連通する復路側流路に区画形成するとともに、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか一方を、前記紫外線ＬＥＤからの紫外線が照射される紫外線照射流路とし、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか他方を、前記紫外線ＬＥＤを冷却するための冷却流路とし、各仕切り部材の紫外線照射流路側に紫外線を照射する発光部を向け、各仕切り部材の冷却流路側に電源部を向けて前記紫外線ＬＥＤを配置したことを特徴とする紫外線照射水処理装置。
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、筒状の処理槽の内部を、２枚の板状の仕切り部材によって３分割し、前記処理槽と前記仕切り部材との間又は前記仕切り部材同士の間のいずれか一方の流路を流入部に連通する往路側流路に、いずれか他方の流路を流出部に連通する復路側流路に区画形成するとともに、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか一方を、前記紫外線ＬＥＤの紫外線が照射される紫外線照射流路とし、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか他方を、前記紫外線ＬＥＤを冷却するための冷却流路とし、各仕切り部材の紫外線照射流路側に紫外線を照射する発光部を向け、各仕切り部材の冷却流路側に電源部を向けて前記紫外線ＬＥＤを配置したことを特徴とする紫外線照射水処理装置。
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、筒状の処理槽の内部に、８枚の板状の仕切り部材を放射状に配置し、前記処理槽の内部を周方向に８流路に分割形成し、周方向に隣接する流路のいずれか一方の流路を流入部に連通する往路側流路に、いずれか他方の流路を流出部に連通する復路側流路に区画形成するとともに、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか一方を、前記紫外線ＬＥＤからの紫外線が照射される紫外線照射流路とし、前記往路側流路と前記復路側流路とのいずれか他方を、前記紫外線ＬＥＤを冷却するための冷却流路とし、一つおきの仕切り部材の紫外線照射流路側に紫外線を照射する発光部を向け、前記一つおきの仕切り部材の冷却流路側に電源部を向けて前記紫外線ＬＥＤを配置したことを特徴とする紫外線照射水処理装置。