JPS6350076B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、紫外線低圧水銀灯より照射される
短波長紫外線量を高出力に維持しながら行う被処
理水の紫外線照射処理法に関するものである。

（従来技術） 被処理水の紫外線照射処理法としては、従来よ
り用廃水の殺菌処理、脱臭、脱色、或いは有機廃
水処理等に使用される低圧水銀灯より紫外線を被
処理水中に単独で照射する方法或いは被処理水中
にオゾン若しくは酸化剤を混合しながら紫外線を
照射するオゾン若しくは酸化剤併用紫外線照射処
理法が知られている。

これ等用廃水の紫外線照射処理法に使用する紫
外線は長波長のものより短波長のものが殺菌処
理、脱臭、脱色、有機廃水処理に効果があるとこ
ろから水銀灯としては波長365nｍ以上のような
長波長の紫外線を発生する高圧或いは超高圧水銀
灯ではなく、波長254nｍ、313nｍのような短波
長の紫外線を主に発生する低圧水銀灯が使用され
ている。

ところが、低圧水銀灯はランプ電力が高圧のも
のに比べて低い上に（例えば高圧40KW、低圧
12.74KW）、周囲温度に影響され易い欠点があ
る。

即ち、低圧水銀灯の周囲温度が高温上昇する
と、水銀灯の内部圧も上昇し、本来低圧で短波長
の紫外線を多く発生するところを高圧となり、波
長313nｍ、365nｍのような長波長の紫外線を多
く発生するようになる。また水銀灯の周囲温度が
余りに低いと、水銀灯内部で必要な励起が得られ
ず、十分な紫外線の出力が得られない。

そこで、第２図に示すように水銀灯の周囲温度
と短波長紫外線量との間には、短波長紫外線量が
ピーク値を示す最適周囲温度を中心としてつり鐘
形の曲線を画くことができ、市販の低圧水銀灯に
おいてはこの最適周囲温度を40℃程度に設定した
ものが多い。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、以上のような性能の水銀灯を使用して
被処理水の紫外線照射処理する場合、被処理水の
温度変動に伴われて水銀灯の出力が変動するた
め、一定した高出力のもとにおける被処理水の紫
外線照射処理を行うことができない。

これに対して低圧水銀灯５の外周を石英等の保
護管７を設けた低圧水銀灯として丸封じジヤケツ
ト式のもの（第３図Ａ）、開放ジヤケツト式のも
の（第３図Ｂ）が市販されているが、この水銀灯
を使用すると水銀灯の周囲は温度調整の困難な空
気で覆われているため、水銀灯の周囲を均一な最
適周囲温度に調節することが極めて難しい。

更に、水銀灯と保護管の間にある空気中の酸素
が水銀灯より照射される紫外線によりオゾン化さ
れ、これにより発生したオゾンが短波長域の紫外
線を吸収して被処理水中に照射される紫外線量を
減少させてしまう。

一方本願発明者は先に、低圧水銀灯の外周に保
護管を設けることなく、直接被処理水中に挿入
し、更に被処理水中に水温の検出器を挿入し、上
記低圧水銀灯の紫外線量のピーク値より低温側に
おいては上記検出器より検出された水温に応じて
上記低圧水銀灯に供給する電圧又は電流量を制御
して紫外線量を高出力に維持する方法を提案した
（特願昭58−60796号）。

前記第３図Ａ，Ｂいずれの場合もランプ周辺温
度の上昇による影響を受け、紫外線強度が第３図
Ａの方式では37.5％、第３図Ｂの方式では50％の
低下を起こすが、特願昭58−60796号の方式では
ランプ周辺温度の上昇による影響を殆んど受けな
い（第４図参照）。

この方法では被処理水の温度変動が激しく、低
圧水銀灯の出力調整がこれに応答しきれず、更に
低圧水銀灯の表面が絶えず被処理水と接触してい
るため、水銀灯の表面が汚染され、出力が低下す
るという欠点がある。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために、本願の第１発
明は被処理水内に低圧水銀灯を浸漬し、該低圧水
銀灯より紫外線を照射して行う被処理水の紫外線
照射処理法において低圧水銀灯の外周に、その内
部に60〜80℃の温度範囲に設定した保温水を収容
した保温管を設け、該保温管を被処理水内に浸漬
して紫外線照射を行うものである。

本願の第２発明は、以上の被処理水紫外線照射
処理法において、上記保温管を設けた低圧水銀灯
を被処理水内に浸漬し、また恒温装置、循環ポン
プからなる上記保温水の循環回路を形成し、更に
上記保温管及び／或いは被処理水内に温度センサ
ーを設け、該温度センサーの信号により上記循環
ポンプを駆動し、上記保温管内の温度を所定の範
囲内に保ち、紫外線照射処理を行うものである。

（作用） 即ち、本願第１発明においては低圧水銀灯の外
周に、その内部に60〜80℃の温度範囲に設定した
保温水を収容した保温管を設け、該保温管を被処
理水内に浸漬して紫外線照射を行うものである
が、本願発明者の研究によればこのような温度範
囲に設定した保温水で低圧水銀灯の外周を囲むこ
とにより、低圧水銀灯の管壁温度を低圧水銀灯の
最適周囲温度（40℃程度）に維持することがで
き、したがつて一定した高出力で被処理水の紫外
線照射処理を行うことができる。

また本願第２発明においては以上の第１発明よ
り更に高精度で低圧水銀灯の最適周囲温度を維持
できる。

なお本願第１、第２発明において保温水として
純水若しくは蒸留水を使用すれば、低圧水銀灯の
外周が汚染されず、低圧水銀灯外周の汚染による
紫外線量の出力低下を防ぐことができる。

（実施例） 以下、この発明を図示の実施例に基いて説明す
る。第１図はオゾン併用の紫外線照射処理法にこ
の発明を適用した一実施例を示すもので、１は処
理槽を示すものであつて、被処理水は下端に設け
られた入口１ａより槽内に送り込まれ、上端に設
けられた出口１ｂより外部に排出される。

処理槽１内にはこの発明に係る紫外線照射装置
２が挿入され、また紫外線照射装置２の下方には
オゾン供給管３に接続された散気板４が設けられ
る。

外部に設けられたオゾン発生装置等よりオゾン
が供給管３を通して散気板４に供給され、これよ
り気泡状になつて処理槽１内に送り込まれる。一
方紫外線照射装置２からは短波長域の紫外線が照
射され、照射された紫外線の一部は処理槽１内に
送り込まれた気泡状のオゾンを活性化して被処理
水の殺菌、脱臭、脱色或いは脱COD等の浄化処
理を行う。

紫外線照射装置２は光源として、例えばＵ字型
の低圧水銀灯５が使用される。低圧水銀灯５はそ
の内部に水銀、アルゴン、及び高出力安定のため
にアマルガム等が封入され、外部に設けられた低
圧水銀灯用点灯安定器６にて点灯する。

以上の低圧水銀灯５は石英ガラスのような透明
な材質で構成された保温管７内に挿入され、保温
管７内には蒸留水又は純水で構成される保温水を
注入充填するとともに、保温管７の上端には低圧
水銀灯５を固定するソケツト８を設ける。

一方保温管７の外部には恒温装置９、貯留タン
ク１０、循環ポンプ１１を設け、更に保温管７の
内部及び恒温装置９、貯留タンク１０、循環ポン
プ１１を保温水の回収パイプ１２で接続し、循環
ポンプ１１と保温管７の内部を上記保温水の供給
パイプ１３で接続して保温水の循環回路を形成す
る。

なお貯留タンク１０内は常に満水状態にしてお
く必要があり、このため貯留タンク１０内には渇
水警報器１４が設けられ、渇水時においては信号
或いは信号灯の点滅により渇水状態を警報するよ
うにしてある。

また保温管７内には一又は二以上の温度センサ
ー１５を設ける。なお、この実施例では保温管７
内の上下に２ケ所に温度センサー１５が設けら
れ、温度センサー１５の信号は保温管７の外部に
設けられた感知素子１６に送られ、更に循環ポン
プ１０に送られ、この信号により循環ポンプ１１
を駆動制御するように構成する。

以上の構成において本願第１発明においては保
温管７内に収容した保温水の温度を所定の温度範
囲（例えば、60〜80℃）に設定し、且つ循環ポン
プ１１を駆動して保温水を循環することなく低圧
水銀灯５より短波長の紫外線を被処理水内に照射
する。

このため、本願第１発明においては低圧水銀灯
５の外周は水銀灯の最適作動温度に維持され、一
定した高出力の短波長紫外線量のもとで被処理水
の殺菌、脱臭、脱色、或いはCOD処理等を行う
ことができる。

本願第２発明では第１発明と同様な条件で低圧
水銀灯５より短波長の紫外線を照射するととも
に、この照射中に保温管７内に設けられた温度セ
ンサー１５により保温水の温度を測定し、所定の
温度範囲から外れた場合にはこれを感知素子１６
で検知して循環ポンプ１１を駆動する。

循環ポンプ１１が駆動されると、保温管７内の
保温水はパイプ１２を通して回収され、更にこの
保温水は恒温装置９内を通過させられ、ここで所
定の温度範囲内に戻されて貯留タンク１０に貯え
られると同時に、貯留タンク１０内の保温水はパ
イプ１３を通して保温管７内に供給される。

したがつて保温管７内には常に所定温度範囲の
保温水が充満されて低圧水銀灯５の外周は水銀灯
の作動最適温度に維持される。

そして、本願第２発明においては保温管７内の
保温水の温度を温度センサー１５で検出し、保温
水の温度が所定の温度範囲を逸脱した場合に循環
ポンプ１０を駆動し、保温水が恒温装置９内を通
過するように循環させるため、上記本願第１発明
より高精度で低圧水銀灯５の周囲を水銀灯の作動
最適温度に維持することができる。

なお、この実施例では保温管７内に温度センサ
ー１５を設置する例について述べたが、温度セン
サー１５を処理槽１内に設置して処理槽１内に送
入される被処理水があらかじめ設定された温度範
囲（例えば20〜30℃）を逸脱した場合、循環ポン
プ１０を駆動して保温水を循環させるようにして
もよい。

更に温度センサー１５を保温管７内並びに処理
槽１内に設置してそれぞれの温度センサーによる
信号に基いて循環ポンプ１０を作動させるように
してもよい。

また保温水として水道水等を使用した場合は、
水道水中の酸化鉄或いはカルシウムイオンが低圧
水銀灯５、保温管７の表面に付着して紫外線の出
力が低下するが、この実施例では保温水として例
えば２回蒸留水又は純水を使用するため、低圧水
銀灯５及び保温管７の表面が汚染されることな
く、紫外線の出力低下はない。

更に、この実施例では水銀、アルゴンの外に高
出力安定のためにアマルガム等を封入した低圧水
銀灯５を使用するため、この点からも短波長紫外
線の高出力安定維持を図ることができるが、勿論
アマルガム等を封入しない一般の低圧水銀灯を使
用してもよい。

なお、この発明による低圧水銀灯の温度特性の
改善を従来例との比較において示すと、特願昭58
−60796号の方式では温度特性が約２ｍＷ／℃の
比率で直接温度変化の影響を受け、25℃に於ける
紫外線強度30ｍＷ／cm²に対して6.7％／℃の照度
変動を受けていた。

これに比較して本願方式では1.74％／℃に温度
特性の改善される。

（発明の効果） 以上要するに、この発明によれば被処理水内に
短波長の紫外線量を高出力で、且つ一定した状態
で照射することができ、したがつて被処理水の殺
菌、脱臭、脱色、COD処理等を効率的に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略図、第
２図は、従来市販の低圧水銀灯における周囲温度
と短波長紫外線量の関係曲線、第３図は従来より
市販されている低圧水銀灯の概略図で、第３図Ａ
は丸封じジヤケツト式のもの、第３図Ｂは開放ジ
ヤケツト式のもの、第４図は特願昭58−60796号
と第３図Ａ，Ｂのランプの紫外線ランプの経時変
化曲線である。 図中、２はこの発明に係る紫外線照射装置、５
は低圧水銀灯、７は保温管、９は恒温装置、１０
は貯留タンク、１１は循環ポンプ、１５は温度セ
ンサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理水内に低圧水銀灯を浸漬し、該低圧水
   銀灯より紫外線を照射して行う被処理水の紫外線
   照射処理法において、低圧水銀灯の外周に、その
   内部に60〜80℃の温度範囲に設定した保温水を収
   容した保温管を設け、該保温管を被処理水内に浸
   漬して紫外線照射を行うことを特徴とする被処理
   水の紫外線照射処理法。 ２ 被処理水内に低圧水銀灯を浸漬し、該低圧水
   銀灯より紫外線を照射して行う被処理水の紫外線
   照射処理法において、低圧水銀灯の外周に、その
   内部に保温水を収容した保温管を設けて該保温管
   を被処理水内に浸漬し、また恒温装置、循環ポン
   プからなる上記保温水の循環回路を形成し、更に
   上記保温管及び／或いは被処理水内に温度センサ
   ーを設け、該温度センサーの信号により上記循環
   ポンプを駆動し、上記保温管内の温度を所定の範
   囲内に保ち、紫外線照射処理を行うことを特徴と
   する被処理水の紫外線照射処理法。