JPH09174047A

JPH09174047A - 浸漬型水浄化処理器

Info

Publication number: JPH09174047A
Application number: JP8265983A
Authority: JP
Inventors: Osayasu Sato; 藤修康佐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】より合理的に水浄化処理を実施し得る浸漬型
水浄化処理器を提供すること。【解決手段】被処理水の中に浸漬される液密性かつ透
明性の筒状体２と、この筒状体２の外周面上に形成され
た紫外線に反応する準位エネルギーの高い物質からなる
反応層２２と、筒状体２の中に収納され、反応層２２に
紫外線を照射する紫外線管４とを備えた浸漬型水浄化処
理器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理されるべき水
の中に浸漬して用いられる浸漬型水浄化処理器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マンションなどの集合住宅において居住
者に安定かつ確実に生活水を供給するために、比較的大
きな共用の高架水槽を屋上に設置し、地上に設置した受
水槽の水を揚水ポンプによって高架水槽に汲み上げ、こ
の高架水槽から個々の部屋に配水するか、受水槽の水を
給水ポンプによって個々の部屋に給水したりしている。
さらに、空調設備においては冷水ないし冷温水を冷却す
る冷却塔を屋上などに設置し、ここで冷却処理された水
を、冷却塔下部に設けられた下部水槽にいったん貯留
し、この下部水槽から空調設備本体に水を戻す。このよ
うに、水を処理する設備には、多くの場合、水処理の安
定性を保持するために、ある程度の水を貯留する部分が
存在する。水を貯留する場合、問題になるのは水の汚染
である。

【０００３】例えば、上水給水系に設けられる高架水槽
などにおいては、浄化された水、すなわち、おいしくて
衛生的な水を供給することが求められ、そのため各種の
菌を殺し、あるいはサビを防止したりするために、種々
の薬品を投入したりすることが行われている。しかし、
薬品投入のための作業または装置はその効果の割にコス
トがかかるものであり、換言すると、コストがかかる割
には薬品投入効果の少ない場合が多く、また、上水の場
合、一般に水が衛生的であることと、おいしいこととは
両立しない場合が多い。かくして、一般居住者を対象と
した集合住宅において上水の浄化処理を効率的に実施す
るのは、かなり困難であるといわざるを得ない実状であ
る。

【０００４】水の浄化という問題は上水を処理する給水
系における受水槽や高架水槽においてのみならず、冷却
水や冷温水を処理する冷温水系、特に冷却塔や、給湯系
における給水タンクおよび給湯タンク、さらには各種ボ
イラーにおける貯湯槽、下水処理系の浄化槽などにおい
ても同様に生ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情を考
慮してなされたものであって、より合理的に水浄化処理
を実施しうる浸漬型水浄化処理器を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の浸漬型水浄化処理器は、処理されるべき水の
中に浸漬される液密性かつ透明性の筒状体と、この筒状
体の外周面上に形成された紫外線に反応する準位エネル
ギーの高い物質からなる反応層と、筒状体の中に収納さ
れ、反応層に紫外線を照射する紫外線管とを備えたもの
である。

【０００７】反応層材料としてはＴi Ｏ₂半導体または
Ｓr Ｔi Ｏ₃半導体を用いることができる。

【０００８】筒状体は石英管から構成することができ
る。しかし、筒状体は導電性プラスティックから構成す
ることもできる。筒状体はまたポリカーボネイトから構
成し、反応層をポリカーボネイトからなる筒状体の上に
コーティングされた導電性透明フィルムの上に形成する
ことができる。筒状体はさらにポリカーボネイトから構
成し、反応層をポリカーボネイトからなる筒状体の上に
コーティングされた導電性透明繊維の上に形成すること
ができる。

【０００９】反応層を筒状体の横断面で見てほぼ半分に
のみ形成し、残りの半分は透明状態のままとするのがよ
い。こうすることにより、半分は反応層による酸化還元
反応を作用させる領域とし、残りの半分は紫外線管によ
る殺菌灯領域として作用させることができる。

【００１０】この浸漬型水浄化処理器は、処理されるべ
き水を貯留する貯留槽の中に配置して用いることがで
き、また、処理されるべき水を通流させる配管の中に配
置して用いることもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態を説明する。図１〜４は本発明の浸漬型水浄
化処理器の一実施の形態を示すものである。透明で円筒
型の石英ガラス管２によって筒状体が構成され、その中
にほぼ中心位置を長手方向に走るように紫外線管４が配
設されている。ガラス管２の直径は例えば５０ｍｍ程度
であり、その一端はステンレス鋼板からなるエンドキャ
ップ６によって水密に封止され、他端も同様にステンレ
ス鋼板からなるエンドキャップ８によって水密に封止さ
れている。エンドキャップ６，８にはそれぞれ紫外線管
４を電気的・機械的に支持するソケット１０および１２
が固定されている。ソケット１０，１２自体はエンドキ
ャップ６に支持部材１１，１３を介して固定されてい
る。エンドキャップ８の内部にはさらに紫外線管スター
タ１４が取り付けられ、端面から水密構造を保持するブ
ッシング１６を介して防水型の電源コード１８が導出さ
れる。電源コード１８の終端には図示していない電源コ
ンセントに差し込むためのプラグ２０が取り付けられて
いる。ガラス管２の横断面で見てほぼ下半分には反応層
２２が低温溶射によりコーティングされている。反応層
２２は紫外線に反応する準位エネルギーの高い物質から
なっており、具体的にはＴi Ｏ₂半導体またはＳr Ｔi
Ｏ₃半導体を用いることができる。

【００１２】以上のように構成された浸漬型水浄化処理
器を処理すべき水の中に浸漬した状態で紫外線管４を点
灯すると、その紫外線によって反応層２２が励起され、
次に説明するようにして処理すべき水との間で酸化還元
作用を呈する。

【００１３】いま水中における物質のエネルギー準位を
考えてみる。Ｓr Ｔi Ｏ₃（チタン酸ストロンチウム）
およびＴi Ｏ₂（チタニア）はそれぞれ図５に示すよう
に価電子帯と伝導帯にまたがり、３．２０ｅＶないし
３．２８ｅＶの電子エネルギーを有するエネルギー準位
を持っている。そして、Ｓr Ｔi Ｏ₃あるいはＴi Ｏ₂
は波長４００ｎｍ以下の紫外線光が照射されることによ
り励起されて、付近のゴミや汚れ物質に含まれる陰イオ
ン（ＯＨ^-，ＣＯ₃ ^2-，Ｃl ^-，Ｃl Ｏ^-など）から電
子ｅ^-を奪い、それを価電子帯から反応層表面の電位勾
配に沿い伝導帯の陽イオン（Ｈ⁺，Ｃa ²⁺，Ｍg ²⁺な
ど）へと移動させる。その移動跡（価電子帯）には正孔
ｈ⁺が生じる。価電子帯の正孔ｈ⁺は電子親和力が強い
ので、次の（１）式に示すように酸化反応を通して酸素
Ｏ₂を生じさせ、また、伝導帯の高エネルギー電子ｅ^-
は還元性を持ち、水素イオンＨ⁺と反応し（２）式に示
す反応式を通して水素Ｈ₂を生じさせる。Ｈ₂Ｏ＋２ｈ⁺ → （１／２）Ｏ₂＋２Ｈ⁺ …（１）２Ｈ⁺＋２ｅ^- → Ｈ₂ …（２）

【００１４】以上にように、反応層２２が水Ｈ₂Ｏと接
する界面では付近の陰イオンから電子ｅ^-を奪い、それ
と同時に、陽イオンへ電子ｅ^-を供給する。そして、そ
の反応を通して処理すべき水にイオン濃度の変化を生じ
させ、Ｏ₂の増加による鉄のフリード電位の確保による
防食、陰イオンの酸化分解などの化学反応を呈すること
になる。

【００１５】ガラス管２のほぼ上半分には反応層２２が
施されていない。そのため、この部分からは図４に示す
ように紫外線管４から発せられた紫外線が透過して被処
理水に作用し、従来、殺菌灯として周知の原理に従い、
殺菌作用を呈することができる。

【００１６】以上のように水などに対する紫外線の殺菌
効果はすでに知られているが、本発明の水浄化処理器の
反応層による酸化還元作用によれば、一層強力な殺菌効
果を得ることができ、たとえばレジオネラ菌やブドウ状
球菌を殺したり、塩素減菌処理によって水中に生成され
る有害物質・トリハロメタンを分解除去することもでき
る。

【００１７】筒状体をなす石英ガラス管２に代えて、そ
れを透明性のある導電性プラスティックによって構成す
ることができる。こうすることによって、電子ｅ^-の水
中への分散を広い範囲で効果的に行わせ、良好な水浄化
作用を発揮させることができる。同様の作用は、筒状体
３を、透明性のポリカーボネイトから構成し、反応層２
２を、図６（Ａ）に示すように、そのポリカーボネイト
からなる筒状体３の上にコーティングされた導電性透明
フィルム５の上に形成するか、図６（Ｂ）に示すよう
に、ポリカーボネイトからなる筒状体３の上にコーティ
ングされた導電性透明繊維７の上に形成することによっ
ても得ることができる。

【００１８】このような水浄化処理器を上水を供給する
給水系において用いる場合は、受水槽や高架水槽、さら
には配管の全部またはいずれか一部に、必要に応じて適
当数配設すればよい。図７は本発明の水浄化処理器を集
合住宅の上水給水系に適用する場合の配置例を示すもの
である。

【００１９】図７は、１Ｆ〜５Ｆの５階からなる集合住
宅３０の各階に上水を給水する給水系を示すものであっ
て、地下に埋設された給水管３２から供給される上水を
受水槽３４に受け、ここから弁３６、揚水ポンプ３８、
弁４０および揚水管４２を介して集合住宅屋上に設けら
れた高架水槽４４に汲み上げる。高架水槽４４に貯留さ
れた上水は弁４６および配水管４８を介して各階の各家
庭に配水される。ここまでは基本配管である。この実施
の形態においては、さらに水の浄化のために集合住宅３
０内で水を循環させる循環系が付加的に設けられてい
る。すなわち、配水管４８の最下部を、循環ポンプ５
０、弁５２および配管５４を介して、弁４０の出口に接
続し、高架水槽４４に貯留された水を必要に応じて循環
させることができるように構成されている。

【００２０】さて、以上述べた給水配管系において、ま
ず第一に水が貯留する部分として、受水槽３４および高
架水槽４４の中に本発明による水浄化処理器５６および
５８が投げ込み配設される。次に、必要に応じて運転さ
れる水循環系の配管５４の中にも水浄化処理器６０が介
挿配置される。

【００２１】以上、３箇所、すなわち受水槽３４、高架
水槽４４および配管５４にそれぞれ水浄化処理器５６，
５８，６０を配設するものとして説明したが、これらは
全箇所に設ける必要性は必ずしもなく、必要に応じて選
択的に設けることにしてもよい。

【００２２】図８は本発明の水浄化処理器を冷却塔に適
用する場合について説明するものである。図８におい
て、冷却塔６２には流入配管６６から冷却されるべき水
が流入し、流出配管６８から冷却された水が流出する。
冷却塔６２の下部には下部水槽６４が設けられており、
冷却された水は、この下部水槽６４にいったん貯留され
て流出配管６８へと送られる。この場合、本発明に係る
浸漬型水処理器７０および７２は流入配管６６の中およ
び（または）下部水槽６４の中に配置して用いられる。
しかし、場合によっては、流出配管６８の中に配設して
もよい。

【００２３】図９（Ａ），（Ｂ）は本発明の水浄化処理
器を冷却塔内部で水中に浸漬した状態で用いる場合の水
浄化処理器の配置例を示すものである。図９（Ａ）にお
いては、矩形の平面形状をした冷却塔下部水槽７２の中
に複数個の水浄化処理器７４〜７８を平行配置したもの
であり、同図（Ｂ）は円形の平面形状をした冷却塔下部
水槽８０の中に複数個の水浄化処理器８１〜８６をほぼ
等角度で放射状に配置したものである。このように、本
発明の水浄化処理器は必要に応じて複数個配置して用い
ることができる。場合によっては上下に重ねる形で配置
することもできる。

【００２４】水浄化処理器を配管中に設ける場合、保守
のことを考慮して、図１０に示すように、配管内組込型
水浄化処理器８８を設けた配管９０と水浄化処理器なし
の配管９２とを並列に設けておくのがよい。配管９０中
には、水浄化処理器８８の前後に弁９４および弁９５を
配設し、配管９２にも弁９６を設けておく。水浄化処理
器８８は予めパイプに中に浸漬型として構成し、そのパ
イプの両端に取外し自在に連結するためのフランジ９
８，９９を取り付けておく。水浄化処理器８８を用いる
ときは、各機器を図示の状態に組み込んで弁９４，９５
を開け、弁９６を閉じる。水浄化処理器８８の保守の際
は、弁９６を開け、弁９４，９５を閉じ、フランジ９
８，９９を外して水浄化処理器８８を配管系統から取り
除けばよい。こうすることにより、給水や水循環を阻害
することなく水浄化処理器の保守を遂行することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、準位エネルギーの高い
物質からなる反応層を処理すべき水に反応させることに
より、鉄のフリード電位の確保による防蝕を達成し、イ
オン濃度変化による酸化還元作用を通して鉄の酸化腐食
反応を抑制し、赤水の発生を防止することができる。本
発明の水浄化処理器を水処理の系統中に設置する工事は
簡単であり、工期ないし工事時間も短く、したがって工
事費用も安い。さらに本発明の水浄化処理器がその効果
を発揮する時間は長く持続し、しかも安全である、とい
う利点がある。また筒状体に反応層を形成しない領域を
設けることにより紫外線照射による殺菌作用を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による浸漬型水浄化処理器の一実施態様
を示す側面図。

【図２】図１の浸漬型水浄化処理器のＡ−Ａ′線から見
た横断面図。

【図３】図１の浸漬型水浄化処理器の右端面図。

【図４】図１の浸漬型水浄化処理器のＡ−Ａ′断面の拡
大図。

【図５】図１の処理器における反応層の原理を説明する
ための説明図。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は筒状体の異なる実施の形
態を示す断面図。

【図７】本発明の水浄化処理器を集合住宅の上水給水系
に適用する場合の配置例を示す系統図。

【図８】本発明の水浄化処理器を冷却塔の冷温水系に適
用する場合の異なる配置例を示す系統図。

【図９】（Ａ）および（Ｂ）は水浄化処理器を冷却塔の
中に配置する場合の異なる配置例を示す平面図。

【図１０】本発明の水浄化処理器を配管の途中に配設す
る場合の配管構成例を示す図。

【符号の説明】

２ガラス管３ポリカーボネイト製筒状体４紫外線管５導電性透明フィルム６エンドキャップ７導電性透明繊維８エンドキャップ１０ソケット１１支持部材１２ソケット１３支持部材１４紫外線管スタータ１６ブッシング１８電源コード２０プラグ３０集合住宅３２給水管３４受水槽３６，４０，４６，５２弁３８揚水ポンプ４２揚水管４４高架水槽４８配水管５０循環ポンプ５４配管５６，５８，６０浸漬型水浄化処理器６２冷却塔６４下部水槽６６，６８配管７０浸漬型水浄化処理器７２，８０冷却塔下部水槽７４〜７８，８１〜８６浸漬型水浄化処理器８８配管内組込型水浄化処理器９０，９２配管９４〜９６弁９８，９９フランジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理されるべき水の中に浸漬される液密性
かつ透明性の筒状体と、この筒状体の外周面上に形成さ
れた紫外線に反応する準位エネルギーの高い物質からな
る反応層と、前記筒状体の中に収納され、前記反応層に
紫外線を照射する紫外線管とを備えた浸漬型水浄化処理
器。
【請求項２】前記反応層がＴi Ｏ₂半導体またはＳr Ｔ
i Ｏ₃半導体からなっている請求項１記載の浸漬型水浄
化処理器。
【請求項３】前記筒状体が石英管からなっている請求項
１または２に記載の浸漬型水浄化処理器。
【請求項４】前記筒状体が導電性プラスティックからな
っている請求項１または２に記載の浸漬型水浄化処理
器。
【請求項５】前記筒状体がポリカーボネイトからなり、
前記反応層が前記ポリカーボネイトからなる筒状体の上
にコーティングされた導電性透明フィルムの上に形成さ
れている請求項１または２に記載の浸漬型水浄化処理
器。
【請求項６】前記筒状体がポリカーボネイトからなり、
前記反応層が前記ポリカーボネイトからなる筒状体の上
にコーティングされた導電性透明繊維の上に形成されて
いる請求項１または２に記載の浸漬型水浄化処理器。
【請求項７】前記反応層が前記筒状体の横断面で見てほ
ぼ半分にのみ形成され、残りの半分は透明状態のままで
ある請求項１ないし６のいずれかに記載の浸漬型水浄化
処理器。
【請求項８】処理されるべき水を貯留する貯留槽の中に
配置されている請求項１ないし７のいずれかに記載の浸
漬型水浄化処理器。
【請求項９】処理されるべき水を通流させる配管の中に
交換自在に配置されている請求項１ないし７のいずれか
に記載の浸漬型水浄化処理器。