JPS62234591A - 紫外線酸化分解装置 - Google Patents
紫外線酸化分解装置Info
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- JPS62234591A JPS62234591A JP7675286A JP7675286A JPS62234591A JP S62234591 A JPS62234591 A JP S62234591A JP 7675286 A JP7675286 A JP 7675286A JP 7675286 A JP7675286 A JP 7675286A JP S62234591 A JPS62234591 A JP S62234591A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、半導体製造工場等で使用される純水の再生利
用時や排水時に問題となる有機物を除去するため、被処
理水に紫外線を照射して、他の手段では分解できない有
機物、特に低分子のアルコール類やケトン類等を酸化分
解する装置に関するものである。
用時や排水時に問題となる有機物を除去するため、被処
理水に紫外線を照射して、他の手段では分解できない有
機物、特に低分子のアルコール類やケトン類等を酸化分
解する装置に関するものである。
［従来技術とその問題点］
従来、半導体製造工程において、精度の高い半導体を得
るために処理水の中に含まれている有機物、例えば、メ
タノール、エタノール及びイソプロパツール等に紫外線
を照射して分解除去することが行なわれている。
るために処理水の中に含まれている有機物、例えば、メ
タノール、エタノール及びイソプロパツール等に紫外線
を照射して分解除去することが行なわれている。
かかる手段を用いて工業用純水を数トン単位で得る装置
として従来は例えば第３図に示すようなものが使用され
てきた。これは、数トン単位の水を貯水することができ
る装置本体１の内部に、石英ガラス等の紫外線透過材で
構成した二重構造のジャケット２を収納すると共に同ジ
ャケット２の内管の内側に１０〜２０ｋｗ程度の高圧水
銀ランプ３を適数本収納したものである。
として従来は例えば第３図に示すようなものが使用され
てきた。これは、数トン単位の水を貯水することができ
る装置本体１の内部に、石英ガラス等の紫外線透過材で
構成した二重構造のジャケット２を収納すると共に同ジ
ャケット２の内管の内側に１０〜２０ｋｗ程度の高圧水
銀ランプ３を適数本収納したものである。
ジャケット２の内管と外管との間には、高圧水銀ランプ
３の放射熱により被処理水の温度が上昇するのを防ぐた
めに冷却水を注入、循環させるように構成しである。
３の放射熱により被処理水の温度が上昇するのを防ぐた
めに冷却水を注入、循環させるように構成しである。
かかる装置を運転する場合は、装置本体１に貯水された
水に過酸化水素等の酸化物を混入し攪拌するとともに、
高圧水銀ランプを１〜２時間程度点灯して水に含まれる
有機物を紫外線により分解除去する。
水に過酸化水素等の酸化物を混入し攪拌するとともに、
高圧水銀ランプを１〜２時間程度点灯して水に含まれる
有機物を紫外線により分解除去する。
しかし、かかる構造の装置は、数トン単位の水を貯水す
るため装置本体が大形になるという問題がある。また、
大容量の高圧水銀ランプを連続して点灯するため電力費
が嵩むという問題もある。しかも、水の有機物を分解除
去できるまでに要する時間が１〜２時間程度と長い欠点
もある。さらにランプを収納するジャケットに冷却水を
循環させるための装置を必要とするためコスト高にもな
る。
るため装置本体が大形になるという問題がある。また、
大容量の高圧水銀ランプを連続して点灯するため電力費
が嵩むという問題もある。しかも、水の有機物を分解除
去できるまでに要する時間が１〜２時間程度と長い欠点
もある。さらにランプを収納するジャケットに冷却水を
循環させるための装置を必要とするためコスト高にもな
る。
［発明の目的］
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小形かつ簡
単な装置により、少ない電力費で短時間のうちに必要量
の工業用純水を連続的に得ることのできる紫外線酸化分
解装置を提供することを目的とする。
単な装置により、少ない電力費で短時間のうちに必要量
の工業用純水を連続的に得ることのできる紫外線酸化分
解装置を提供することを目的とする。
［発明の構成及び作用］
以下、本発明の典型的な実施例を図に基づいて説明する
。第１図において、６はステンレス材等で構成された筒
状の装置本体である。この装置本体６の一端には被処理
水の注入ロアが設けである。また、装置本体６の内面は
紫外線反射が効率良く行なわれるように研磨されている
。
。第１図において、６はステンレス材等で構成された筒
状の装置本体である。この装置本体６の一端には被処理
水の注入ロアが設けである。また、装置本体６の内面は
紫外線反射が効率良く行なわれるように研磨されている
。
９は紫外線透過率の良い材料、例えば高純度石英ガラス
により構成された筒状のジャケットで装置本体６の内部
に適数本配置しである。
により構成された筒状のジャケットで装置本体６の内部
に適数本配置しである。
１０はジャケット９の内部に収納した紫外線放電灯であ
り、本発明においては、電極間距離１０あたり２〜８ｗ
の負荷の低圧水銀ランプを使用する。かかる高負荷の低
圧水銀ランプは点灯中に何らかの方法で冷却しないと短
寿命となるが、本発明では装置本体６とジャケラ１−９
の間を流れる被処理水によって冷却されるため問題はな
い。なお、この場合、被処理水の温度上昇に注意しなけ
ればらないが、高負荷の低圧水銀ランプは高圧水銀ラン
プに比べれば発熱量は少なく、しかも被処理水は連続的
に流れることとなるので被処理水の温度は殆ど上がらな
い。
り、本発明においては、電極間距離１０あたり２〜８ｗ
の負荷の低圧水銀ランプを使用する。かかる高負荷の低
圧水銀ランプは点灯中に何らかの方法で冷却しないと短
寿命となるが、本発明では装置本体６とジャケラ１−９
の間を流れる被処理水によって冷却されるため問題はな
い。なお、この場合、被処理水の温度上昇に注意しなけ
ればらないが、高負荷の低圧水銀ランプは高圧水銀ラン
プに比べれば発熱量は少なく、しかも被処理水は連続的
に流れることとなるので被処理水の温度は殆ど上がらな
い。
かかる装置を運転する場合は、被処理水を注入ロアを通
して装置本体６内に注入する。この際、投入口１１を通
じて被処理水に過酸化水素等の酸化剤を投入する。そし
て装置本体６内に注入した被処理水に低圧水銀ランプ１
０により紫外線を照射し、被処理水中の有機物を酸化分
解させる。
して装置本体６内に注入する。この際、投入口１１を通
じて被処理水に過酸化水素等の酸化剤を投入する。そし
て装置本体６内に注入した被処理水に低圧水銀ランプ１
０により紫外線を照射し、被処理水中の有機物を酸化分
解させる。
処理された水は流出口８を通して連続的に外部に取り出
される。なお、１２は装置本体に注入した被処理水を攪
拌して酸化分解を効率よく行なわせるための乱流板であ
る。
される。なお、１２は装置本体に注入した被処理水を攪
拌して酸化分解を効率よく行なわせるための乱流板であ
る。
かかる装置により被処理水中の有機物の酸化分解を行な
う場合、被処理水及び装置における様々な要素及びそれ
らの条件が有機物の酸化分解や装置の小形化等に大きな
影響を及ぼすため、これらの条件を適当に選定しないと
期待する効果は得られない０発明者等は種々実験を重ね
た結果、低圧水銀ランプの有効出力、該有効出力の利用
効率、被処理水の紫外線透過率及び装置本体とジャケッ
トとの間の被処理水の厚さ等が効果に最も影響がある要
素であることを確認した。
う場合、被処理水及び装置における様々な要素及びそれ
らの条件が有機物の酸化分解や装置の小形化等に大きな
影響を及ぼすため、これらの条件を適当に選定しないと
期待する効果は得られない０発明者等は種々実験を重ね
た結果、低圧水銀ランプの有効出力、該有効出力の利用
効率、被処理水の紫外線透過率及び装置本体とジャケッ
トとの間の被処理水の厚さ等が効果に最も影響がある要
素であることを確認した。
ここに低圧水銀ランプの有効出力とは、低圧水銀ランプ
から放射される全エネルギーのうち被処理水の紫外線吸
収特性に基づき反応に寄与する紫外線出力をいう。すな
わち、第２図（ｂ）に示すように、低圧水銀ランプから
放射される全エネルギーを棒線であられし、被処理水の
紫外。
から放射される全エネルギーのうち被処理水の紫外線吸
収特性に基づき反応に寄与する紫外線出力をいう。すな
わち、第２図（ｂ）に示すように、低圧水銀ランプから
放射される全エネルギーを棒線であられし、被処理水の
紫外。
線吸収特性をへ曲線であられすと、Ａ曲線よりも下側に
おける紫外線出力が有機物の分解に有効に使われる紫外
線出力であり、これを有効出力と称する。
おける紫外線出力が有機物の分解に有効に使われる紫外
線出力であり、これを有効出力と称する。
次に、利用効率とは紫外線の有効出力のうち、被処理水
の水層厚や単位長あたりの紫外線透過率との関係で、実
際にどれだけの出力が利用されるかを示すものでこれを
Ｅとすると下記の式装置本体６とジャケット９との間の
距離であり、ｔｒは被処理水１ａ１１あたりの紫外線透
過率（％）である。
の水層厚や単位長あたりの紫外線透過率との関係で、実
際にどれだけの出力が利用されるかを示すものでこれを
Ｅとすると下記の式装置本体６とジャケット９との間の
距離であり、ｔｒは被処理水１ａ１１あたりの紫外線透
過率（％）である。
前記被処理水の厚みａ（ロ）は、前記利用効率Ｅ（％）
との関係において適当な範囲に選定しなければならない
。これは、被処理水の酸化剤の反応に大きな影響があり
、それによって有機物の分解能力が左右されるからであ
る。
との関係において適当な範囲に選定しなければならない
。これは、被処理水の酸化剤の反応に大きな影響があり
、それによって有機物の分解能力が左右されるからであ
る。
すなわち、被処理水に酸化剤として代表的な過酸化水素
（Ｈ２Ｏ２）を混入した場合、該混入水に紫外線を照射
すると次のような反応が生じる。
（Ｈ２Ｏ２）を混入した場合、該混入水に紫外線を照射
すると次のような反応が生じる。
（０）は活性酸素
上記反応式に示すように、Ｈ，Ｏ□に紫外線が吸収され
活性酸素が発生する。この反応には吸収された光だけが
寄与する（Ｇｒｏｔｔｈｏｓ−Ｄｒａｐｅｒの原則）こ
とから、より効率よく反応を起させるためにはどれだけ
紫外線を吸収させうるがを考慮しなければならない。被
処理水の単位長あたりの紫外線透過率は任意に変えられ
ないから。
活性酸素が発生する。この反応には吸収された光だけが
寄与する（Ｇｒｏｔｔｈｏｓ−Ｄｒａｐｅｒの原則）こ
とから、より効率よく反応を起させるためにはどれだけ
紫外線を吸収させうるがを考慮しなければならない。被
処理水の単位長あたりの紫外線透過率は任意に変えられ
ないから。
被処理水の厚みａを利用効率Ｅとの関係で選定するのが
実際的であることが判明した。
実際的であることが判明した。
発明者等の実験によれば、被処理水の厚みａ（ｃｍ）は
利用効率Ｅ（％）が８０〜９８％となるように選定する
のが最も効果的であることが判明した。
利用効率Ｅ（％）が８０〜９８％となるように選定する
のが最も効果的であることが判明した。
Ｅ＜８０（％）になるようにａを選択すると、利用され
ない紫外線が無駄となり、結果的に消費電力が増大し装
置全体も大形になる０反対にＥ〉９８（％）になるよう
にａを選択すると、従来のタンク式と同様水層厚が極め
て大となり、装置本体内壁側を流れる水は処理されない
結果となる。この場合、攪拌等の手段を用いれば処理は
可能であるが、処理スピードを落とさなければならず、
装置本体内の通過時間を長くとらなければならないので
結果的には装置が大形になる。
ない紫外線が無駄となり、結果的に消費電力が増大し装
置全体も大形になる０反対にＥ〉９８（％）になるよう
にａを選択すると、従来のタンク式と同様水層厚が極め
て大となり、装置本体内壁側を流れる水は処理されない
結果となる。この場合、攪拌等の手段を用いれば処理は
可能であるが、処理スピードを落とさなければならず、
装置本体内の通過時間を長くとらなければならないので
結果的には装置が大形になる。
本発明は、紫外線放電灯として低圧水銀ランプを使用し
たうえで前記のごとく被処理水の水層厚を選定する点が
特色である。このように低圧水銀ランプを使用する理由
は、ランプから放射される全エネルギーのうち有機物の
酸化分解反応に寄与する紫外線の割合（紫外線放射効率
）が高圧水銀ランプに比べて高く、消費電力を小さくす
ることができるからである。第１表は低圧水銀ランプ及
び高圧水銀ランプの紫外線放射効率、紫外線放射効率比
及び消費電力の比較衣である。
たうえで前記のごとく被処理水の水層厚を選定する点が
特色である。このように低圧水銀ランプを使用する理由
は、ランプから放射される全エネルギーのうち有機物の
酸化分解反応に寄与する紫外線の割合（紫外線放射効率
）が高圧水銀ランプに比べて高く、消費電力を小さくす
ることができるからである。第１表は低圧水銀ランプ及
び高圧水銀ランプの紫外線放射効率、紫外線放射効率比
及び消費電力の比較衣である。
第１表
このように、紫外線の放射効率が低圧水銀ランプの方が
優れている理由は、第２図（ａ）、（ｂ）に示すように
放電灯のエネルギー分布に基因する。すなわち、第２図
（ａ）に示すように、高圧水銀ランプでは有機物の酸化
分解反応に有効な３００ ｎａ＋以外の近紫外線・可視
領域に発光がずれるのに対して、低圧水銀ランプでは第
２図（ｂ）のように反応に寄与する主波長の２５４ｎｍ
のスペクトルが有効に利用されるからである。
優れている理由は、第２図（ａ）、（ｂ）に示すように
放電灯のエネルギー分布に基因する。すなわち、第２図
（ａ）に示すように、高圧水銀ランプでは有機物の酸化
分解反応に有効な３００ ｎａ＋以外の近紫外線・可視
領域に発光がずれるのに対して、低圧水銀ランプでは第
２図（ｂ）のように反応に寄与する主波長の２５４ｎｍ
のスペクトルが有効に利用されるからである。
しかし、紫外線放射効率の高い低圧°水銀ランプでも、
従来の殺菌灯や蛍光灯に使用されているような０．４〜
０．７Ｗ／ｅ１１の低負荷のものでは１本発明の目的の
一つである装置の小形化は不可能である。これは紫外線
の絶対出力が低いため、所定の有効出力を得るためには
多数の低圧水銀ランプを使用しなければならないためで
ある。
従来の殺菌灯や蛍光灯に使用されているような０．４〜
０．７Ｗ／ｅ１１の低負荷のものでは１本発明の目的の
一つである装置の小形化は不可能である。これは紫外線
の絶対出力が低いため、所定の有効出力を得るためには
多数の低圧水銀ランプを使用しなければならないためで
ある。
第２表は、数トンの水を処理するために高圧水銀ランプ
を使用した場合、低負荷の低圧水銀ランプを使用した場
合及び本発明に係る高負荷の低圧水銀ランプを使用した
場合の必要ランプ灯数、消費電力及び装置の体積比を比
較したものである。なお、同じ処理能力で比較するため
に、紫外線の有効出力をほぼ同じ値として比較しである
。
を使用した場合、低負荷の低圧水銀ランプを使用した場
合及び本発明に係る高負荷の低圧水銀ランプを使用した
場合の必要ランプ灯数、消費電力及び装置の体積比を比
較したものである。なお、同じ処理能力で比較するため
に、紫外線の有効出力をほぼ同じ値として比較しである
。
第２表
×Ｎα１＝高圧水銀ランプ、Ｎａ ２ ＝低圧水銀ラン
プ（従来）Ｎα３＝低圧水銀ランプ（本発明） なお１本発明において使用する低圧水銀ランプの負荷が
２ Ｗ／Ｑｌより小さいと、所定の処理能力を得るため
に必要なランプ灯数が多くなるため装置の大形化を招き
、反対に８ ｗ／ａｍより大きいと、エネルギー分布が
長波長側にずれて放射効率が悪くなり省電力の効果がう
すれる。
プ（従来）Ｎα３＝低圧水銀ランプ（本発明） なお１本発明において使用する低圧水銀ランプの負荷が
２ Ｗ／Ｑｌより小さいと、所定の処理能力を得るため
に必要なランプ灯数が多くなるため装置の大形化を招き
、反対に８ ｗ／ａｍより大きいと、エネルギー分布が
長波長側にずれて放射効率が悪くなり省電力の効果がう
すれる。
また、第１図の実施例では、装置本体６の内部に複数の
ジャケット９を収納した例を示したが、ジャケット９は
単数であっても差し支えなく、さらに単数または複数の
ジャケットを有する装置本体を複数個直列または並列に
接続配置してもよい。
ジャケット９を収納した例を示したが、ジャケット９は
単数であっても差し支えなく、さらに単数または複数の
ジャケットを有する装置本体を複数個直列または並列に
接続配置してもよい。
更に、被処理水に添加する酸化剤として過酸化水素を用
いた場合について説明したが、次亜塩素酸等の紫外線照
射で活性酸素を生ずるものであればよい。又、装置本体
の内面の紫外線反射率を高めたり、装置本体内に注入し
た被処理水を乱流にして撹拌する手段等を付加すると酸
化分解効果を高めることができる。
いた場合について説明したが、次亜塩素酸等の紫外線照
射で活性酸素を生ずるものであればよい。又、装置本体
の内面の紫外線反射率を高めたり、装置本体内に注入し
た被処理水を乱流にして撹拌する手段等を付加すると酸
化分解効果を高めることができる。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明によれば従来装
置に屁較して小型・簡単な装置により、少ない電力費で
短時間に必要とする工業用純水を連続的に得ることがで
きる紫外線酸化分解装置を提供することができる。
置に屁較して小型・簡単な装置により、少ない電力費で
短時間に必要とする工業用純水を連続的に得ることがで
きる紫外線酸化分解装置を提供することができる。
第１図は本発明に係る紫外線酸化分解装置の断面図、第
２図（ａ）は高圧水銀ランプの照射光の分光エネルギー
分布図、第２図（ｂ）は低圧水銀ランプの照射光の分光
エネルギー分布図、第３図は従来の紫外線酸化分解装置
の断面図である。 第１図において、６・・・装置本体、９・・・ジャケッ
ト、１０・・・低圧水銀ランプ。 第１図 矛２図
２図（ａ）は高圧水銀ランプの照射光の分光エネルギー
分布図、第２図（ｂ）は低圧水銀ランプの照射光の分光
エネルギー分布図、第３図は従来の紫外線酸化分解装置
の断面図である。 第１図において、６・・・装置本体、９・・・ジャケッ
ト、１０・・・低圧水銀ランプ。 第１図 矛２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 筒状の装置本体の内部に紫外線透過材で構成したジャケ
ットを収納するとともに、該ジャケットの内部に紫外線
放電灯を収納し、装置本体とジャケットとの間に酸化剤
を混入した被処理水を流して、これに紫外線を照射して
被処理水中の有機物を酸化分解する装置において、 前記紫外線放電灯として電極間距離１ｃｍあたり２〜８
ワット（ｗ）の負荷の低圧水銀ランプを使用するととも
に、該低圧水銀ランプから放射される全エネルギーのう
ち被処理水の紫外線吸収特性に基づき反応に寄与する紫
外線の有効出力が被処理水の中の有機物の酸化分解に有
効に利用される割合（利用効率）をＥ（％）、装置本体
とジャケットとの間の被処理水の厚さをａ（ｃｍ）、被
処理水１ｃｍあたりの紫外線透過率をｔｒ（％）とした
場合、利用効率Ｅを、 Ｅ＝▲数式、化学式、表等があります▼ なる式で算出し、その値が８０〜９８％となるように被
処理水の厚さａ（ｃｍ）を選定したことを特徴とする紫
外線酸化分解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076752A JPH0749118B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 紫外線酸化分解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076752A JPH0749118B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 紫外線酸化分解装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234591A true JPS62234591A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0749118B2 JPH0749118B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=13614320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61076752A Expired - Lifetime JPH0749118B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 紫外線酸化分解装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749118B2 (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPH01258794A (ja) * | 1988-04-06 | 1989-10-16 | Iwasaki Electric Co Ltd | 紫外線酸化分解装置 |
| JPH01284385A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-15 | Iwasaki Electric Co Ltd | 純水及び超純水の製造方法及びその製造装置 |
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| JPH0722753B2 (ja) * | 1989-06-19 | 1995-03-15 | ヴェデコ・ウンヴェルトテクノロジー・ヴァッサー―ボーデン―ルフト・ゲーエムベーハー | 有害物質で汚染された液体の処理方法及び装置 |
| FR2719483A1 (fr) * | 1994-05-09 | 1995-11-10 | Stoutz Jean Christian De | Procédé et dispositif de traitement des liquides par rayonnement ultraviolet. |
| JP2002011485A (ja) * | 2000-04-26 | 2002-01-15 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | 水処理方法及び装置 |
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-
1986
- 1986-04-04 JP JP61076752A patent/JPH0749118B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0749118B2 (ja) | 1995-05-31 |
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