JPH10263536A - 有機物含有水の処理方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体，液晶製造装置等の電子工業における
低濃度有機性排水等の有機物含有水から有機物を除去し
てその有機物含有水を処理する方法と、その方法に使用
する装置に関し、連続処理するラインにおいて紫外線照
射ランプへの冷却水の供給を不要とし、そのための設備
を簡易化するとともに設備コストを低減し、しかもラン
プの発光効率を低下させずに省エネルギーでの装置の運
転を可能にするとともに公害の発生を防止することを課
題とする。 【解決手段】 紫外線を照射する低圧水銀ランプ５を保
護管のない一重管で構成するとともに、該低圧水銀ラン
プ５の発光部外表面を被処理水中に直接浸漬し、被処理
水の温度を制御することにより前記低圧水銀ランプ５の
発光部外表面の温度を制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機物含有水の処
理方法とその装置、さらに詳しくは半導体，液晶製造装
置等の電子工業における低濃度有機性排水等の有機物含
有水から有機物を除去してその有機物含有水を処理する
方法と、その方法に使用する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体，液晶製造装置等からの
有機性排水に含有される有機物を除去するために、紫外
線照射によりその有機物を酸化，分解する方法が有機物
除去の有効な手段として広く採用されている。

【０００３】このような方法は、紫外線照射ランプを用
いて行われているが、有機物の酸化，分解を効率良く行
う上で、紫外線照射ランプの発光効率を維持することが
１つの重要な要素である。

【０００４】この発光効率を維持するには、紫外線照射
ランプの表面の温度を極端に上昇させないことが必要で
あり、このために従来では図10に示すように紫外線照射
ランプ21を冷却する冷却水を供給する配管ライン22を別
途設けるとともに、その冷却水による温度制御が好適に
行われるよう、ランプの外側に保護管23と称されるガラ
ス管を設けた紫外線照射ランプが用いられていた。

【０００５】また、公害を発生させずにコストダウンを
図るのも重要な要素である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の紫外線照射ランプ21は、別に冷却水を準備すること
が必要であり、そのための配管ライン22が必要になり、
その結果、設備が複雑化し、設備コストも増大するとい
う問題点があった。

【０００７】また、紫外線照射ランプは、上記のように
高温すぎると発光効率が低下する反面、低温すぎても発
光効率が低下することが知られており、そのために微妙
な温度調整が必要である。

【０００８】さらに、紫外線照射ランプ自体も、保護管
を有する構造であるために、そのランプのコストも高く
なっていた。

【０００９】また、処理装置から有害なガスが発生した
り、規定値以上の有機物を含んだ排水を排出したりしな
いように監視及び制御する必要があり、このための人件
費も問題となっていた。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、連続処理するラインにおいて紫外
線照射ランプへの冷却水の供給を不要とし、そのための
設備を簡易化するとともに設備コストを低減し、しかも
ランプの発光効率を低下させずに省エネルギーでの装置
の運転を可能にするとともに公害の発生を防止すること
を課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、被処理水より紫外線照射ランプ発
光部の方が高温であることに着目し、被処理水を紫外線
照射ランプの冷却水の代用とし冷却水のコストを省くと
いう観点から、有機物含有水の処理方法とその装置とし
てなされたものである。

【００１２】そして、有機物含有水の処理方法としての
特徴は、紫外線照射により、被処理水中の有機物を酸化
分解して処理する有機物含有水の処理方法において、紫
外線を照射する低圧水銀ランプ５を保護管のない一重管
で構成するとともに、該低圧水銀ランプ５の発光部外表
面を被処理水中に直接浸漬し、被処理水の温度を制御す
ることにより前記低圧水銀ランプ５の発光部外表面の温
度を制御することにある。

【００１３】また、有機物含有水の処理装置としての特
徴は、紫外線照射により、被処理水中の有機物を酸化分
解して処理する紫外線酸化槽４を備えた有機物含有処理
水の処理装置において、紫外線を照射する低圧水銀ラン
プ５を保護管のない一重管で構成するとともに、該低圧
水銀ランプ５の発光部外表面を前記紫外線酸化槽４内の
被処理水中に直接浸漬し、且つ該低圧水銀ランプ５の発
光部外表面の温度を制御すべく、紫外線酸化槽４内の被
処理水の温度を制御する制御手段を設けたことにある。

【００１４】制御する被処理水の温度は、任意に変更可
能であるが、35〜40℃に制御することが好ましい。

【００１５】また、被処理水中の有機物の濃度を測定
し、その有機物の濃度に応じて必要量の過酸化水素を制
御しつつ注入することも可能である。

【００１６】この場合には、たとえば被処理水中の有機
物の濃度を測定するＴＯＣ分析計11を紫外線酸化槽４の
上流側に設け、且つ該ＴＯＣ分析計11と紫外線酸化槽４
との間に過酸化水素の注入ライン８を設け、その注入ラ
イン８から注入される過酸化水素の注入量を、前記ＴＯ
Ｃ分析計11で測定される被処理水中の有機物の濃度に応
じて必要量に制御しうることとなる。

【００１７】より具体的には、ＴＯＣ分析計11で検出さ
れた有機物の濃度に対応する過酸化水素の注入量を示す
対比テーブルを予め準備し、前記ＴＯＣ分析計11で測定
される被処理水中の有機物の濃度に対応する前記注入ラ
イン８から注入すべき過酸化水素の必要注入量を前記対
比テーブルから求め、その求めた必要注入量の過酸化水
素を注入するのである。

【００１８】さらに、被処理水中の有機物の濃度を測定
し、その有機物の濃度に応じて、必要な本数の低圧水銀
ランプ５のみを発光させて、総発光量を必要量に制御す
ることも可能である。

【００１９】また、濃度に応じて、低圧水銀ランプ５に
供給する電源の周波数を制御して、その総発光量を必要
量に制御することも可能である。

【００２０】この場合には、たとえば被処理水中の有機
物の濃度を測定するＴＯＣ分析計11,13 を紫外線酸化槽
４の上流側及び下流側にそれぞれ設け、該ＴＯＣ分析計
11,13 で測定される被処理水中の有機物の濃度に応じ
て、必要な本数の低圧水銀ランプ５のみを発光させる、
或いは低圧水銀ランプ５に供給する電源の周波数を適正
値に制御するようにすることができる。

【００２１】また、ＴＯＣ分析計11とＴＯＣ分析計13の
両方の検出値を考慮して、最適な低圧水銀ランプの総発
光量を決定するようにすることができる。

【００２２】尚、このような場合において、被処理水に
含まれる有機物の濃度により、低圧水銀ランプを上記の
ように適正な本数点灯し、或いは供給する電源の周波数
を適正値に制御し、無駄な消費電力の発生を防ぐことが
望ましいが、同時に紫外線酸化槽４から排出された処理
済水中に有機物が保障基準を上回って含有されるのを防
ぐ必要がある。

【００２３】低圧水銀ランプは高温すぎても低温すぎて
も発光効率が下がるので、効率が最高となる表面温度を
見い出し、被処理水を温度制御して低圧水銀ランプがそ
の表面温度となるように冷却されることが必要である。

【００２４】また、過酸化水素の添加量が多すぎると過
酸化水素が紫外線を吸収するので、紫外線光量を増やし
ても反応速度が遅くなり、少なすぎると当然反応速度が
遅くなるので、上記のように有機物の濃度を検出して、
適切な過酸化水素の添加量を求めることが望ましいので
ある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に従って説明する。

【００２６】実施形態１ 図１は、一実施形態としての有機物含有水の処理装置の
概略側面図を示す。

【００２７】図１において、１は被処理水である原水を
貯留するための原水槽で、その原水槽１には原水として
の有機性排水が貯留されている。

【００２８】２は、被処理水の温度を上昇させるべく熱
交換を行う第１熱交換機で、該第１熱交換機２に供給さ
れる被処理水の温度と、後述する処理済水の温度との温
度差によって熱交換がされるように構成されている。

【００２９】３は、前記第１熱交換機２で昇温された被
処理水をさらに温度調整する第２熱交換機で、後述する
紫外線酸化槽４内の攪拌領域内に設けた温度センサーで
液温を検出し、その検出温度に基づき、温度調節器で熱
媒体の蒸気や冷水等の供給量或いは供給温度が制御され
て供給され、熱交換がされるように構成されている。

【００３０】４は、熱交換後の被処理水を紫外線照射に
よってその被処理水中の有機物の酸化を行う紫外線酸化
槽で、該紫外線酸化槽４に貯留された被処理水に、低圧
水銀ランプ５の発光部分が浸漬されている。

【００３１】この低圧水銀ランプ５は、従来のように紫
外線無吸収ガラス等による保護管が設けられたいわゆる
二重管として構成されたものではなく、保護管のない一
重管として構成されたものである。

【００３２】また、紫外線酸化槽４内には被処理水を攪
拌するため、攪拌はね、エアレーション等による攪拌手
段が設けられている。

【００３３】さらに、紫外線酸化槽４は、断熱材で隙間
なく覆われて外部と遮断されている。

【００３４】そして、エアレーション或いは蒸発等によ
り発生する有機物を含むガスは、取出口（図示せず）よ
りファン（図示せず）で吸引して回収され、吐出口（図
示せず）より再度被処理水中に吐出されるクローズドシ
ステムを採用している。

【００３５】上記吐出口より吐出されるガスはエアレー
ションの空気源として利用される。尚、被処理水中を再
度通過することによりガスに含まれる有機物は、再度酸
化分解されるので、一定濃度に抑えられる。

【００３６】さらに、紫外線酸化槽４内の被処理水は、
攪拌機（図示せず）で攪拌される。

【００３７】６は、前記紫外線酸化槽４で処理された被
処理水を、前記第１熱交換機２に返送するための返送ラ
インを示す。

【００３８】次に、上記のような構成からなる有機物含
有水の処理装置で被処理水としての有機性排水を処理し
てその排水中の有機物を除去する方法について説明す
る。

【００３９】先ず、被処理水である原水を第１熱交換装
置２へ供給し、熱交換によって温度調整を行う。

【００４０】具体的には、後述する紫外線酸化槽４での
処理後に返送ライン６を経て返送される処理済水の温度
（約35〜40℃）と、第１熱交換装置２に供給される被処
理水（たとえば約25℃）との温度差によって温度調整が
なされることとなり、一般には、返送される被処理水よ
り２〜３℃低い温度に調整されることとなる。

【００４１】次に、第１熱交換装置２で熱交換された被
処理水は、さらに第２熱交換機３で熱交換される。

【００４２】この第２熱交換機３では、熱媒体である蒸
気や冷水等が供給されるが、その供給量は紫外線酸化槽
４内の被処理水の攪拌領域内に温度センサーを設けた温
度調節器で制御されて被処理水の温度調整がされること
となる。

【００４３】次に、この第２熱交換機３で温度調整され
た被処理水は、紫外線酸化槽４に供給される。

【００４４】温度制御されて供給された被処理水は、低
圧水銀ランプ５の発光部外表面を適切に冷却し、外表面
温度を一定温度に保つ働きをする。

【００４５】供給された被処理水中の有機物は、この紫
外線酸化槽４において、低圧水銀ランプ５の照射により
分解されることとなる。

【００４６】紫外線酸化槽４内の被処理水は、前記クロ
ーズドシステムにより吐出口より吐出されるガスによる
エアレーション式攪拌手段で十分攪拌される。それによ
り、攪拌領域では温度分布がほぼ均等となる。

【００４７】尚、紫外線照射のみでは有機物の分解が十
分に行えないため、その紫外線酸化槽４への供給前に、
予め過酸化水素の供給ライン（図示せず）から過酸化水
素が供給されることによっても有機物の分解が行われ
る。

【００４８】そして、有機物分解処理後の被処理水は、
返送ライン６を経て第１熱交換機２に返送され、上記の
ような熱交換用として使用された後、処理済水として回
収される。

【００４９】本実施形態では、被処理水が２つの熱交換
機２，３を経て温度調整がされて紫外線酸化槽４に供給
されるため、その紫外線酸化槽４における低圧水銀ラン
プ５の発光効率が最も良好となるように紫外線酸化槽４
に供給される被処理水の温度が調整されることとなる。

【００５０】すなわち、この低圧水銀ランプ５は、従来
のようないわゆる二重管ではなく、保護管のない一重管
であるため、発光部分に近いランプ表面が紫外線酸化槽
４内の被処理水の攪拌領域に直接浸漬されることとな
り、その周囲の被処理水が十分攪拌されていることか
ら、その被処理水の温度とランプ外表面の温度がほぼ等
しい状態となる。

【００５１】従って、上記のように紫外線酸化槽４内の
被処理水の攪拌領域の温度をセンサーで検出し、その情
報に基づいて被処理水の温度を上記２つの熱交換機２，
３で調整することにより、ランプ外表面温度が正確に制
御されることとなるのである。

【００５２】この結果、低圧水銀ランプ５は発光効率が
最も良好な状態に維持されることとなり、紫外線酸化槽
４内の被処理水の分解も効率良く行われることとなる。

【００５３】尚、原水槽１は必ずしも必要ではなく、上
流の有機物含有水の排出システムから紫外線酸化槽に直
接配管されてもよい。実施形態２ 図２は、他の実施形態としての有機物含有水の処理装置
の概略側面図を示す。

【００５４】本実施形態の有機物の除去装置において
は、紫外線酸化槽４へ供給される被処理水のライン７
に、過酸化水素を供給するライン８が接続され、その過
酸化水素の供給量が、ライン７を流れる被処理水中の有
機物の濃度に応じて調整されることとなる。

【００５５】その具体的な構成を説明すると、図２にお
いて９は過酸化水素が貯留された過酸化水素貯留槽、10
はその過酸化水素貯留槽９からの過酸化水素の流量を制
御するポンプで、前記ライン７を流れる処理水中の有機
物の濃度を検知するＴＯＣ分析計11が前記ポンプ10に接
続されている。

【００５６】本実施形態では、このように被処理水中の
有機物の濃度を検知するＴＯＣ分析計11がポンプ10に接
続されているため、その有機物の濃度がＴＯＣ分析計11
に検知され、その濃度に応じてポンプ10が作動し、過酸
化水素の流量が調節されて適正量の過酸化水素が注入さ
れることとなる。

【００５７】すなわち、濃度が検出されると、ＴＯＣ分
析計11に予め入力されている各有機物濃度に対応する過
酸化水素の注入量を示す対比テーブルを参照して、有機
物濃度が高い場合には、過酸化水素の供給量が多くな
り、有機物濃度が低い場合には、過酸化水素の供給量が
少なくなるようにポンプが制御されるのである。

【００５８】これは次の理由による。過酸化水素は単独
ではほとんど有機物を分解することはできないが、紫外
線の作用を受けると酸化作用の強いＯＨラジカルが発生
するので、被処理水を酸化することができるようにな
る。

【００５９】しかし、過酸化水素が過剰に供給されるこ
とは、紫外線の透過率を低下させ、ひいては低圧水銀ラ
ンプ５の紫外線の透過率を低下させて紫外線酸化槽４に
おける有機物の酸化，分解の効率を低下させるので好ま
しくない。

【００６０】従って、その供給量は紫外線との作用によ
る有機物の酸化，分解の機能を低下させない範囲で極力
少なくされるのが好ましいが、本実施形態では、上記の
ようにライン７中の有機物濃度の変動に応じて過酸化水
素の供給量が制御されるため、過酸化水素の供給量を必
要最小限に維持することができ、ひいては低圧水銀ラン
プ５の紫外線の透過率の低下も最小限にとどめることが
できるのである。

【００６１】尚、図示されていないが、本実施形態にお
いても、紫外線酸化槽４内の被処理水の温度を調整する
ために、２つの熱交換機が設けられている。

【００６２】その熱交換機を設ける位置は特に限定され
ないが、ＴＯＣ分析計11による有機物濃度の検知は熱交
換による温度上昇前に行うのが好ましいため、ＴＯＣ分
析計11の接続位置と、過酸化水素の供給ライン８との間
に２つの熱交換機を設けるのが好ましい。

【００６３】実施形態３ 図３は、さらに他の実施形態としての有機物含有水の処
理装置の概略側面図を示す。

【００６４】本実施形態の有機物含有水の処理装置で
は、上記実施形態２のＴＯＣ分析計11の他、紫外線酸化
槽４の通過後の処理済水のライン12に、別のＴＯＣ分析
計13が接続され、その紫外線酸化槽４の通過後の処理済
水の有機物濃度も検知しうるように構成されている。

【００６５】そして、このＴＯＣ分析計13と、ライン７
に接続されているＴＯＣ分析計11との双方が、低圧水銀
ランプ５，…に接続され、そのＴＯＣ分析計11とＴＯＣ
分析計13とで検知される有機物濃度に応じて、低圧水銀
ランプ５に対する必要電力量が制御されるように構成さ
れている。

【００６６】すなわち、ライン７及びライン12を流れる
処理水の有機物濃度が高くなった場合には、その状態が
ＴＯＣ分析計11及びＴＯＣ分析計13に検知されて低圧水
銀ランプ５の発光本数が増え、総発光量が増加する。

【００６７】一方、ライン７及びライン12を流れる処理
水の有機物濃度が低くなった場合には、その状態がＴＯ
Ｃ分析計11及びＴＯＣ分析計13に検知されて発光する低
圧水銀ランプ５の本数が減り、総発光量が減少する。

【００６８】尚、紫外線酸化槽４の上流側と下流側にＴ
ＯＣ分析計11，13を設けるのは次の理由による。

【００６９】すなわち、紫外線酸化槽４を被処理水が通
過するのに１時間ほど要するので、下流側のみで測定し
ていたのでは紫外線酸化槽４の入口に濃度の下がった新
たな被処理水が到着しても、それが下流側の分析計13に
到着し、検出されるまでに１時間ほどかかるので、結局
その１時間の制御遅れとなり、その間必要以上の紫外線
照射が行われて無駄な電力が消費される状態が継続する
こととなる。

【００７０】一方、上流側のみで測定していると、検出
はリアルタイムに行われるが、紫外線の照射量を抑えて
運転しているときに、被処理水成分が変わる等により、
酸化処理の効果が変わり、そのため処理済水の有機物濃
度が見込みより高くなる傾向を示したとき、これを検出
し対処することができないので、排水の安全性が保たれ
る保証がない。

【００７１】それ故に、上流側と下流側にＴＯＣ分析計
を設けることにより、最適な低圧水銀ランプの総発光量
が決定されるので、無駄な電力の消費が抑えられ、且つ
排水中の有機物濃度も安全範囲に抑えられるのである。

【００７２】尚、ライン12の処理済水は、そのまま外部
に排出するが、紫外線酸化槽４で処理するにもかかわら
ず、後に、処理済水の有機物濃度が高い状態で排出され
る場合に備えて、ライン７に返送する返送ライン（図示
せず）を別途設けるのが好ましい。

【００７３】このような返送ラインを設けることによ
り、一時的に回分運転することが可能となり、前記のよ
うに設計値以上の有機物が酸化処理後も処理済水中に含
まれる場合でも、処理済水の水質を悪化させずに処する
ことが可能となる。すなわち回分運転中に有機物の酸
化、分解処理を繰り返し、濃度が保障レベルまで下がる
と通常のラインに戻してそのまま外部に排出させること
ができる。もし濃度が下がらない場合には装置の運転を
停止して被処理水の供給を停止する。

【００７４】ところで、本実施形態における２つのＴＯ
Ｃ分析計11,13 の使用例を、図４に示すフローチャート
に基づいてより詳細に説明すると、先ず保障水質の有機
物濃度の上限レベルより低い仕切りレベルを定め、上限
レベルと仕切りレベルとの間のレベル範囲を高レベルと
し、仕切りレベルより低いレベル範囲を低レベルと決め
ておく。

【００７５】さらに、上流側のＴＯＣ分析計11が検出す
る有機物の各濃度に対応する低圧水銀ランプの点灯本数
を示すテーブルＡと、下流側のＴＯＣ分析計13が検出す
る有機物の各濃度に対応する低圧水銀ランプ５の点灯
（発光）処理事項を示すテーブルＢとを予め準備する。
このテーブルＢには、高レベルの場合、全数のランプを
点灯し、低レベルの場合にはテーブルＡを参照して制御
するように処理事項が記載されている。

【００７６】処理開始時には複数本の低圧水銀ランプ５
をすべて点灯し（Ｓ１）、所定時間経過後、ＴＯＣ分析
計13で分析可能となると、そのＴＯＣ分析計13の検出値
を参照し（Ｓ２）、それが低レベルであれば（Ｓ３／Ｎ
ｏ）、ＴＯＣ分析計11の検出値（Ｓ８）に対応する点灯
本数をテーブルＡから読み出し（Ｓ９）、また高レベル
（Ｓ３／Ｙｅｓ）であればテーブルＢを読み（Ｓ４）、
低圧水銀ランプ５をすべて点灯した（Ｓ５）状態を保
ち、それが低レベルに下がり（Ｓ６）且つＴＯＣ分析計
11の検出値が上がり傾向でなくなるまで（Ｓ７／Ｎｏ）
待った後、ＴＯＣ分析計11の検出値（Ｓ８）に対応する
点灯本数をテーブルＡから読み出し（Ｓ９）、読み出し
た数だけの低圧水銀ランプ５を点灯する（Ｓ10）。

【００７７】その後、ＴＯＣ分析計13の検出値が上がる
と（Ｓ11／Ｙｅｓ）、テーブルＢからそれが低レベルで
も再び全部の低圧水銀ランプ５を点灯する指示を読み出
し（Ｓ４）、全部の低圧水銀ランプ５を点灯するが、そ
の後、再びＴＯＣ分析計13の検出値が低レベルになり
（Ｓ６／Ｎｏ）、且つＴＯＣ分析計11の検出値が上がり
傾向でなければ（Ｓ７／Ｎｏ）、再びＴＯＣ分析計11の
検出値（Ｓ８）に対応する点灯本数をテーブルＡから読
み出し（Ｓ９）、読み出した数だけの低圧水銀ランプ５
を点灯する（Ｓ10）。一方、ＴＯＣ分析計13の検出値が
上がり傾向でなければ（Ｓ11／Ｎｏ）、テーブルＢを読
むことなく、ＴＯＣ分析計11の検出値（Ｓ８）に対応す
る点灯本数をテーブルＡから読み出し（Ｓ９）、読み出
した数だけの低圧水銀ランプ５を点灯する（Ｓ10）。

【００７８】そして、このような制御を繰り返し行う。
各ＴＯＣ分析計の検出サイクルは、被処理水の処理タン
クの通過時間がおよそ１時間である場合、約10分おき程
度がよい。

【００７９】検出サイクルはより短くすることもできる
が、あまり点灯・消灯の間隔が短いと、低圧水銀ランプ
５の寿命が短くなるので、被処理水の成分の安定度を考
慮して選択することが望ましい。

【００８０】テーブルＢには、ＴＯＣ分析計13の検出値
が上がるとすべての低圧水銀ランプ５を点灯するように
記載されているが、上がり方の勾配或いは高さを判定
し、それにより点灯する低圧水銀ランプ５の数を細かく
制御するように記載することも可能である。

【００８１】すべての低圧水銀ランプ５の寿命が同じに
なるように、消灯するランプは順に交代させてすべての
低圧水銀ランプ５の点灯回数が単位時間当たり同じにな
るように制御することが望ましい。

【００８２】尚、本実施形態において、ＴＯＣ分析計11
での有機物濃度の検知によって過酸化水素の供給量が制
御されることは、上記実施形態２の場合と同じである。

【００８３】実施形態４ 図５は、さらに他の実施形態としての有機物含有水の処
理装置の要部概略側面図を示す。

【００８４】本実施形態の処理装置では、紫外線酸化槽
４の通過後の処理済水のライン12に、過酸化水素を除去
するための過酸化水素除去搭14が設けられている。

【００８５】この過酸化水素除去搭14には活性炭が充填
され、有機物の酸化，分解のために添加された過酸化水
素が、紫外線酸化槽４を通過した後に、この過酸化水素
除去搭14内の活性炭に吸着されることとなる。

【００８６】従って、その過酸化水素除去搭14の下流の
ライン15の流れる過酸化水素の量が著しく低減されるこ
ととなる。

【００８７】16は、過酸化水素除去搭14の上流側に設け
られたポンプを示す。

【００８８】本実施形態の処理装置においても、上記実
施形態３と同様に、紫外線酸化槽４の下流側に、ＴＯＣ
分析計13が接続され、有機物濃度を検知して、低圧水銀
ランプ５に対する必要電力量が制御されるように構成さ
れている。

【００８９】その他の実施形態 尚、上記実施形態では、被処理水の温度を制御する手段
として２つの熱交換機２，３を用いたが、熱交換機の個
数はこれに限定されるものではなく、たとえば１個であ
ってもよい。

【００９０】また、被処理水の温度を制御する手段とし
て、他の手段を用いることも可能である。

【００９１】さらに、原水槽１における被処理水の温度
が高すぎる場合には、第一熱交換器２を使用せず、第二
熱交換器３のみで、熱媒体に冷水を用いて冷却するよう
に温度制御することもできる。

【００９２】さらに、上記実施形態では、制御する被処
理水の温度を35〜40℃に制御したが、被処理水の制御温
度は該実施例に限定されるものではない。

【００９３】さらに、テーブル及び低圧紫外線ランプ、
ポンプなどの制御プログラム等はＴＯＣ検出計のマイコ
ン部のＲＯＭに書き込む他、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、
及びインターフェイス等で構成されるマイコン部を独立
して設け、インターフェイスを介し各ＴＯＣ検出計、低
圧水銀ランプ、ポンプなどを集中管理するようにもでき
る。

【００９４】テーブルＡとテーブルＢは、同一メモリー
上に書き込まれていても良いし、独立したメモリーにそ
れぞれ書き込まれていても良い。また、そのメモリーも
低圧水銀ランプの電源回路部の制御用等のメモリーと兼
用してもよい。

【００９５】また、上記実施形態では、ＴＯＣ分析計1
1,13 で検知される有機物濃度に応じて低圧水銀ランプ
５の点灯本数を調節するようにしてランプの発光量を制
御したが、ランプの発光量を制御する手段はこれに限定
されず、たとえば低圧水銀ランプの供給電源の周波数を
変更することにより、発光量を調節することも可能であ
る。

【００９６】また、攪拌方法としては、上記実施例のよ
うなエアレーション式の攪拌手段に限らず、たとえば攪
拌はねをモータで回転させる機械的攪拌手段であっても
よく、またこれらを併用することも可能である。

【００９７】試験例１ 本試験例は、過酸化水素とイソプロピルアルコールの混
合液に対して紫外線を照射した際の、吸収スペクトルを
測定したものである。

【００９８】イソプロピルアルコールは、有機性排水中
の有機物の１つとして想定したものであり、過酸化水素
との混合液を用いることにより、実装置において過酸化
水素が添加された有機物含有水と近似した条件で試験す
ることができる。

【００９９】本試験例では、過酸化水素の濃度が60mg/
L、イソプロピルアルコールのＴＯＣ値が３mg/Lのもの
を用いた。

【０１００】本試験例によって、過酸化水素とイソプロ
ピルアルコールの混合液が、どの波長領域の紫外線を良
く吸収するかを確認することができる。

【０１０１】本試験例では、図６に示すように、254nm
以上でよく吸収された。これは、その波長域で紫外線が
遠くまで届かないことを意味する。

【０１０２】試験例２ 本試験例は、紫外線の透過特性について試験したもの、
具体的には低圧水銀ランプからの距離（透過距離）によ
って液に対する紫外線の透過率がどのように変化するか
を試験したものである。

【０１０３】紫外線としては、低圧水銀ランプの主波長
である254nm の波長の紫外線を用いた。

【０１０４】試験する液として次の４種類のものを用い
た。 試験液１〔過酸化水素の濃度60mg/L、イソプロピル
アルコールのＴＯＣ値３mg/L〕 試験液２〔過酸化水素の濃度30mg/L、イソプロピル
アルコールのＴＯＣ値1.5mg/L 〕 試験液３〔過酸化水素の濃度10mg/L、イソプロピル
アルコールのＴＯＣ値0.5mg/L 試験液４〔過酸化水素の濃度60mg/L、イソプロピル
アルコールなし〕

【０１０５】試験液１については上記試験例１で吸収ス
ペクトルを測定したが、これと同様の吸収スペクトルの
測定を試験液２〜４についても行い、その結果に基づい
て、紫外線の透過距離に対する透過率の値を算出した。
図７は、その算出結果を示すものである。

【０１０６】尚、図７において、縦軸の透過率は、紫外
線が吸収される程度を、全く吸収されない場合を１とし
てそれに対する比率で数値を表したものであり、たとえ
ば0.1 は紫外線が90％液に吸収されることを意味する。

【０１０７】図７の結果からも明らかなように、いずれ
の試験液も透過距離が長くなる程、透過率が低下する
が、過酸化水素の濃度が低い程、紫外線の透過率が低下
しないことが確認できた。

【０１０８】この結果から、過酸化水素の濃度が低い
程、低圧水銀ランプの発光効率が低下しないと認められ
る。

【０１０９】試験例３ 本試験例は、処理液の攪拌の効果を確認したもの、具体
的には、紫外線の照射電力量を変えることによりＴＯＣ
残留率がどのように変化するかを、空気による攪拌とポ
ンプ循環による攪拌との双方の条件を変えて試験を行っ
たものである。

【０１１０】次の４とおりの条件で試験を行った。 空気攪拌とポンプ循環による攪拌との双方を行う。 上記の条件において、空気攪拌の空気量の1/3 に
する。 ポンプ循環による攪拌のみを行う。 空気攪拌のみを行う。

【０１１１】液中のイソプロピルアルコールはＴＯＣ値
で2.5 〜4.0mg/L 、過酸化水素はイソプロピルアルコー
ルの２〜３倍量を添加した。

【０１１２】図８に示す試験結果からも明らかなよう
に、空気攪拌及びポンプ循環による攪拌を併用した場合
に、ＴＯＣ残留率が最も変化した。換言すれば、このと
きに有機物の酸化，分解反応の反応速度が最も速くなる
のである。

【０１１３】空気攪拌の空気量を1/3 に低減すると、反
応速度は約72％に低減した。

【０１１４】ポンプ循環のみによる攪拌、空気攪拌のみ
の場合は、さらに反応速度は低減するが、この両者では
反応速度はほぼ同じであった。

【０１１５】試験例４ 本試験例は、有機物の酸化，分解反応の反応速度に対し
過酸化水素の濃度が及ぼす影響について試験したもので
ある。

【０１１６】具体的には、イソプロピルアルコールに対
する過酸化水素の添加量の比率を変えることにより、反
応速度定数がどのように変化するかを測定した。

【０１１７】図９に示すように、過酸化水素の添加量が
増えるにつれて、反応速度定数も大きくなり、過酸化水
素の添加倍率が2.5 〜３倍となったときに反応速度が最
大となった。

【０１１８】しかし、さらに添加倍率を増加させると、
逆に反応速度が低下した。

【０１１９】これは、過酸化水素の量が多い程、紫外線
吸収等により紫外線の有機物酸化，分解の機能が低下す
るためであると推定される。

【０１２０】

【発明の効果】叙上のように、本発明は、紫外線を照射
する低圧水銀ランプを保護管のない一重管で構成すると
ともに、該低圧水銀ランプの発光部外表面を被処理水中
に直接浸漬し、被処理水の温度を制御することにより前
記低圧水銀ランプの発光部外表面の温度を制御するた
め、従来のように冷却水を供給するラインや設備を別に
準備する必要もなく、従来に比べて設備が簡易化するこ
とができるとともに設備コストも大幅に低減できるとい
う効果がある。

【０１２１】特に、被処理水の温度を35〜40℃に制御す
る場合には、低圧水銀ランプの発光効率が極めて良好と
なり、必要とするランプの設置数、及び消費電力に無駄
が生じないという利点がある。

【０１２２】また、低圧水銀ランプに従来のような保護
管が不要となるので、さらにコストダウンを図ることが
できるという利点がある。

【０１２３】さらに、被処理水中の有機物の濃度を測定
し、その有機物の濃度に応じて必要量の過酸化水素を制
御しつつ注入する場合には、紫外線の吸収により低圧水
銀ランプの機能を低下させるような過度の過酸化水素の
供給を未然に防止することができ、有機物の濃度に応じ
た適正量の過酸化水素を制御しながら供給できるという
効果がある。

【０１２４】また、紫外線酸化槽で発生する有機物を含
むガスを回収，循環させるクローズドシステムを採用す
ると、有機物を外部に漏らさないので環境を汚染する心
配がない。

【０１２５】さらに、被処理水中の有機物の濃度を測定
し、その有機物の濃度に応じて、必要な本数の低圧水銀
ランプのみを発光させて、その発光のための電力量を必
要量に制御する場合には、無駄な電力の消費を防止でき
るという効果がある。

【０１２６】また、紫外線酸化槽の上流側と下流側の被
処理水の有機物濃度を測定することにより、濃度変化に
迅速に対処し、両方の測定値を考慮して最適な低圧水銀
ランプの総発光量を決定することができるので、無駄な
電力の消費を防止するとともに、被処理水を酸化処理の
不十分なまま排出することも防ぐことができるので環境
を汚染する心配がない。

【０１２７】いずれにしても、本発明では、低圧水銀ラ
ンプの発光効率を低下させずに、省エネルギーでの装置
の運転を可能にすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態としての有機物含有水の処理装置の
概略側面図。

【図２】他の実施形態としての有機物含有水の処理装置
の概略側面図。

【図３】他の実施形態としての有機物含有水の処理装置
の概略側面図。

【図４】図３の実施形態における低圧水銀ランプの発光
量制御のステップを示すフローチャート。

【図５】他の実施形態としての有機物含有水の処理装置
の要部概略側面図。

【図６】過酸化水素及び有機物含有水を含む液に対して
紫外線を照射した場合の吸収スペクトル。

【図７】紫外線の透過距離と透過率との相関関係を示す
グラフ。

【図８】被処理水を攪拌する場合の効果を示すグラフ。

【図９】有機物含有水に対する過酸化水素の濃度と、反
応速度との相関関係を示すグラフ。

【図10】従来の紫外線照射ランプの概略断面図。

【符号の説明】

２…第１熱交換機 ３…第２熱交換機 ４…紫外線酸化槽 ５…低圧水銀ラン
プ ８…過酸化水素の注入ライン 11…ＴＯＣ分析計 13…ＴＯＣ分析計

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線照射により、被処理水中の有機物
   を酸化分解して処理する有機物含有水の処理方法におい
   て、紫外線を照射する低圧水銀ランプ(5) を保護管のな
   い一重管で構成するとともに、該低圧水銀ランプ(5) の
   発光部外表面を被処理水中に直接浸漬し、被処理水の温
   度を制御することにより前記低圧水銀ランプ(5) の発光
   部外表面の温度を制御することを特徴とする有機物含有
   水の処理方法。
2. 【請求項２】 被処理水の温度を35〜40℃に制御する請
   求項１記載の有機物含有水の処理方法。
3. 【請求項３】 被処理水中の有機物の濃度を測定し、そ
   の有機物の濃度に応じて必要量の過酸化水素を制御しつ
   つ注入する請求項１記載の有機物含有水の処理方法。
4. 【請求項４】 被処理水の処理前と処理後の有機物の濃
   度を測定し、その濃度に応じて低圧水銀ランプ(5) の発
   光量を制御する請求項１記載の有機物含有水の処理方
   法。
5. 【請求項５】 被処理水の処理前と処理後の有機物の濃
   度を測定し、処理前の各濃度に対応する紫外線発光量を
   示すテーブルＡと処理後の各濃度に対応する紫外線発光
   処理事項を示すテーブルＢとをそれぞれ予め準備し、処
   理後の測定濃度が高レベルを示す場合には、その濃度に
   対応する紫外線発光処理事項をテーブルＢから読み出
   し、処理後の測定濃度が低レベルを示す場合には、その
   濃度に対応する紫外線発光量をテーブルＡから求めて、
   低圧水銀ランプ(5) の発光量を制御する請求項１記載の
   有機物含有水の処理方法。
6. 【請求項６】 紫外線照射により、被処理水中の有機物
   を酸化分解して処理する紫外線酸化槽(4) を備えた有機
   物含有水の処理装置において、紫外線を照射する低圧水
   銀ランプ(5) を保護管のない一重管で構成するととも
   に、該低圧水銀ランプ(5) の発光部外表面を前記紫外線
   酸化槽(4) 内の被処理水中に直接浸漬し、且つ該低圧水
   銀ランプ(5) の発光部外表面の温度を制御すべく、紫外
   線酸化槽(4) 内の被処理水の温度を制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする有機物含有水の処理装置。
7. 【請求項７】 被処理水の温度を制御する制御手段が、
   紫外線酸化槽(4) の上流側に設けられた熱交換機である
   請求項６記載の有機物含有水の処理装置。
8. 【請求項８】 紫外線酸化槽(4) 内の被処理水を攪拌す
   る攪拌手段が設けられてなる請求項６記載の有機物含有
   水の処理装置。
9. 【請求項９】 被処理水中の有機物の濃度を測定するＴ
   ＯＣ分析計(11)を紫外線酸化槽(4) の上流側に設け、且
   つ該ＴＯＣ分析計(11)と紫外線酸化槽(4) との間に過酸
   化水素の注入ライン(8) を設け、その注入ライン(8) か
   ら注入される過酸化水素の注入量を、前記ＴＯＣ分析計
   (11)で測定される被処理水中の有機物の濃度に応じて必
   要量に制御しうるように構成されてなる請求項６記載の
   有機物含有水の処理装置。
10. 【請求項１０】 被処理水中の有機物の濃度を測定する
    ＴＯＣ分析計(11)を紫外線酸化槽(4) の上流側に設け、
    且つ該ＴＯＣ分析計(11)と紫外線酸化槽(4) との間に過
    酸化水素の注入ライン(8) を設け、ＴＯＣ分析計(11)で
    検出された有機物の濃度に対応して前記注入ライン(8)
    から注入すべき過酸化水素の必要注入量を示す対比テー
    ブルを予め準備し、前記ＴＯＣ分析計(11)で測定される
    被処理水中の有機物の濃度に対応する前記過酸化水素の
    必要注入量を前記対比テーブルから求め、その求めた必
    要注入量の過酸化水素を注入ライン(8) から注入する請
    求項６記載の有機物含有水の処理装置。
11. 【請求項１１】 被処理水中の有機物の濃度を測定する
    ＴＯＣ分析計(11)と、処理済水中の有機物の濃度を測定
    するＴＯＣ分析計(13)とを紫外線酸化槽(4) の上流側及
    び下流側にそれぞれ設け、そのＴＯＣ分析計(11),(13）
    で測定された有機物の濃度に応じて低圧水銀ランプ(5)
    の発光量を制御可能に構成されてなる請求項６記載の有
    機物含有水の処理装置。
12. 【請求項１２】 被処理水中の有機物の濃度を測定する
    ＴＯＣ分析計(11)と、処理済水中の有機物の濃度を測定
    するＴＯＣ分析計(13)とを紫外線酸化槽(4) の上流側及
    び下流側にそれぞれ設け、処理前の各濃度に対応する紫
    外線発光量を示すテーブルＡと処理後の各濃度に対応す
    る紫外線発光処理事項を示すテーブルＢとをそれぞれ予
    め準備し、下流側のＴＯＣ分析計(13)で測定された濃度
    が高レベルの場合には、ＴＯＣ分析計(13)で測定された
    濃度に対応する紫外線発光処理事項をテーブルＢから読
    み出し、処理後の測定濃度が低レベルを示す場合には、
    ＴＯＣ分析計(11)で測定された濃度に対応する紫外線発
    光量をテーブルＡから求めて、低圧水銀ランプ(5) の発
    光量を制御するように構成されてなる請求項６記載の有
    機物含有水の処理装置。
13. 【請求項１３】 必要な本数の低圧水銀ランプ(5) のみ
    を発光させるように制御可能に構成されてなる請求項11
    又は12記載の有機物含有水の処理装置。
14. 【請求項１４】 低圧水銀ランプ(5) に供給する電源の
    周波数を変更して制御可能に構成されてなる請求項11又
    は12記載の有機物含有水の処理装置。
15. 【請求項１５】 紫外線酸化槽(4) より発生するガスを
    回収し、紫外線酸化槽(4) の処理水中に再供給するクロ
    ーズドシステムからなる請求項６記載の有機物含有水の
    処理装置。