WO2004096441A1 - 光触媒モジュール及びその製造方法並びに被処理水の浄化処理装置 - Google Patents

光触媒モジュール及びその製造方法並びに被処理水の浄化処理装置 Download PDF

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WO2004096441A1
WO2004096441A1 PCT/JP2004/005297 JP2004005297W WO2004096441A1 WO 2004096441 A1 WO2004096441 A1 WO 2004096441A1 JP 2004005297 W JP2004005297 W JP 2004005297W WO 2004096441 A1 WO2004096441 A1 WO 2004096441A1
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treated
ultraviolet lamp
photocatalyst
ultraviolet
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PCT/JP2004/005297
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Inventor
Koji Yamagata
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Lizer Industry Co., Ltd.
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
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    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10—Photocatalysts

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for purifying water to be treated using ultraviolet light for improving purification efficiency.
  • an ultraviolet lamp is passed through the center of the treatment tube, and a metal wire bundle, a metal wire nonwoven fabric, a substrate made of carbon fiber, and a metal plating are applied around the lamp.
  • a photocatalyst module with a titanium dioxide-supporting layer provided on the surface of a base material made of carbon fiber is loaded and irradiated with ultraviolet rays in the wavelength range of 200 to 365 mm from an ultraviolet lamp provided in the center of the processing tube.
  • an apparatus for purifying water to be treated that passes through it in contact with water (JP-A-11-77031). '
  • an ultraviolet lamp passed through the center of the processing tube by a photocatalyst module having a titanium dioxide supporting layer provided on a substrate having a large number of water holes is provided.
  • a device for purifying the water to be treated that irradiates the photocatalyst module by irradiating the same with water (JP-A-2001-137842).
  • the ultraviolet light is applied to the photocatalyst module filled around the ultraviolet light from the ultraviolet lamp provided in the center of the processing tube, so that the ultraviolet light is applied to only one surface of the photocatalytic module.
  • the disadvantage is that the purification efficiency of the water to be treated is impaired. You.
  • the irradiation distance of the ultraviolet rays in the wavelength region of 200 to 350 mm is about 1 mm, so that the further away from the ultraviolet lamp, the harder the ultraviolet rays reach the photocatalyst module. Therefore, there is a disadvantage that the purification efficiency of the water to be treated is impaired.
  • the present invention provides an outer cylinder around the protection tube of the first ultraviolet lamp, fills a gap between the protection tube and the outer tube with a photocatalyst module, and allows the water to be treated to flow around the first ultraviolet lamp.
  • An object of the present invention is to provide a purification device for water to be treated, which has a water passage and a second ultraviolet lamp provided on the outer periphery of an outer cylinder.
  • the water to be treated sent into the water passage passes through the water passage while being in contact with the photocatalyst module, and during this time, the ultraviolet light from the first ultraviolet lamp and the second ultraviolet lamp comes from inside and outside the water passage.
  • the water to be treated is purified by the irradiation.
  • an outer cylinder is provided around the protection tube of the first ultraviolet lamp, and a photocatalyst module is filled in a gap between the protection tube and the outer tube, and the surroundings of the first ultraviolet lamp are provided.
  • a water passage for the water to be treated is formed, and a plurality of first ultraviolet lamps around which a water passage for the water to be treated is formed are juxtaposed at predetermined intervals, and the outside of the first ultraviolet lamp is provided.
  • the water to be treated is sent to water passages formed around the first UV lamps arranged side by side, and the water to be treated flows through these arranged water passages while contacting the photocatalyst module. While passing through, the first and second ultraviolet lamps irradiate ultraviolet rays from inside and outside of the water passage to purify the water to be treated.
  • the water to be treated sequentially passes through the water passages arranged side by side through the connection pipes, and during this time, the water to be treated is firstly supplied from inside and outside the water passage. Since the water to be treated is purified by receiving the irradiation of the ultraviolet lamp from the ultraviolet lamp and the second ultraviolet lamp and the irradiation of the ultraviolet light is performed for a longer time, a sufficient purification treatment can be performed.
  • the more the number of the second ultraviolet lamps that irradiates the water to be treated passing around the first ultraviolet lamps from the outside with ultraviolet rays the more effective the number of the second ultraviolet lamps is.
  • a part of the ultraviolet light from the second ultraviolet lamp is radiated to the photocatalyst module arranged and filled in the water passage or the water pipe through the reflector. Since a large number of photocatalyst modules arranged and filled in the passage of the water to be treated are irradiated with ultraviolet light from the first ultraviolet lamp, both surfaces of the photocatalyst module are irradiated with ultraviolet light, and no matter where the photocatalyst module is located. Therefore, in the present invention, the photocatalyst module is uniformly irradiated with the ultraviolet light, and the purification efficiency of the water to be treated is impaired. No.
  • an ultraviolet lamp such as a high-pressure mercury lamp that generates high-frequency ultraviolet light or a low-pressure mercury lamp that generates low-frequency ultraviolet light can be used.
  • an ultraviolet light having a wavelength range of 200 to 350 mm is used. Is used.
  • the width of the water channel formed around the first ultraviolet lamp is the same as the width of the first ultraviolet lamp and the second purple lamp.
  • the range is preferably 4 mm to 9 mm in consideration of the irradiation distance of the ultraviolet ray from the external lamp, the flow rate of the water to be treated, and the like.
  • a titanium dioxide catalyst or a titanium dioxide catalyst with a promoter such as platinum added thereto and supported on the substrate surface, or a silicic acid group composite oxide having a photocatalytic function Nonwoven fabric of fibers Japanese Patent No. 3436267.
  • the base material used here may be metal, stainless steel, titanium teflon (Teflon is a registered trademark), carbon fiber, or hard glass such as quartz glass or silica sand glass, or soft glass such as soda glass.
  • a glass chip made of a material can be used.
  • the first ultraviolet lamp is disposed inside the photocatalyst module filled and arranged in the water passage, and the second ultraviolet lamp is further disposed outside the photocatalyst module, and ultraviolet light is irradiated from both sides of the photocatalyst module.
  • the photocatalyst module with a titanium dioxide support layer on the surface of a quartz glass chip is used, the photocatalyst provided in the water channel only needs to be equipped with a first ultraviolet lamp inside. UV light can be evenly applied to the module.
  • the quartz glass chip is transparent to visible light or ultraviolet light, so that the ultraviolet light of the first ultraviolet lamp is irradiated from the outside of the chip to the titanium dioxide supporting layer and also passes through the inside of the chip. Irradiation is performed on the titanium dioxide supporting layer. Therefore, the titanium dioxide supporting layer on the entire surface of the chip can be irradiated with ultraviolet rays.
  • the second ultraviolet lamp is arranged outside the photocatalyst module provided in the water passage, it is needless to say that there is a further ultraviolet irradiation effect. If one or more through-holes are formed in the quartz glass chip, the water to be treated can contact the non-contacting titanium dioxide supporting layer through the through-holes. Efficiency can be increased.
  • a spherical shape, another irregular shape, a circular or square column, or the like can be used as the shape of the glass chip.
  • a photocatalyst module having a circular or square pillar-shaped glass chip as a base material is arranged in the gap between the protective tube and the outer cylinder of the first ultraviolet lamp in the longitudinal direction along the ultraviolet lamp so that the water to be treated can be appropriately treated.
  • a packed layer of a photocatalyst module having a simple flow path can be easily formed.
  • a method of providing a titanium dioxide supporting layer on the surface of the base material a method of immersing the base material in a titanium thiazonizole oxynitride solution and baking at a high temperature of, for example, about 400 to 600 ° C to form anatase is adopted.
  • a high temperature for example, about 400 to 600 ° C to form anatase is adopted.
  • the surfaces of stainless steel, glass chips, etc. are smooth, it is difficult to carry titanium dioxide, and the titanium dioxide carrying layer often peels off during the contact reaction with the water to be treated.
  • the surface is roughened by an acid treatment such as hydrofluoric acid or a sand plate treatment, and then immersed in a titanium thiazion dioxide solution and calcined at a high temperature to form anatase. Can be adopted.
  • the titanium dioxide is firmly supported on the roughened substrate surface, so that the titanium dioxide-supported layer is not peeled off even during the contact reaction with the water to be treated.
  • the surface area of the titanium dioxide supporting layer is increased by supporting on the surface of the substrate subjected to the sandplast treatment.
  • the irradiation area of the ultraviolet ray is also increased, and the irradiation efficiency can be increased. For example, it can be increased by about 30% compared to the case where no sandplast treatment is performed.
  • the above-described high-temperature firing is preferably performed at a temperature at which the surface of the glass does not thermally melt.
  • a method having a plurality of holes having a central through-hole is known as another method of forming a packed layer of a photocatalyst module based on a quartz glass columnar chip around a first ultraviolet lamp through which water to be treated passes. It is possible to adopt a method in which a plurality of photocatalyst modules are mounted on the base while the first ultraviolet lamps are provided in the through holes of the side-by-side bases.
  • a disc made of a non-corrosive metal such as stainless steel or titanium having a through hole at the center can be used as the base.
  • a plurality of photocatalyst modules are placed on the disc, for example, at the center through hole. It can be loaded radially around the hole.
  • a chip on which a titanium dioxide supporting layer is formed in advance as described above may be loaded on the base, but after the chip is loaded on the base, a suspension of titanium dioxide is added to each base. It is also possible to use a product in which a titanium dioxide supporting layer is formed on the surface of the chip and the base by firing at a high temperature after being immersed in the substrate.
  • Still another method for forming a packed layer of a photocatalyst module based on a quartz glass columnar chip as a base around a first ultraviolet lamp through which water to be treated passes is to use two sheets having a through hole at the center.
  • a base is juxtaposed, a first ultraviolet lamp is installed in a through hole provided at the center of the juxtaposed base, a photocatalyst module is arranged around the first ultraviolet lamp, and A method of clamping between bases can be adopted.
  • the photocatalyst module is provided to face the first ultraviolet lamp, ultraviolet light emitted from the lamp is transmitted through the quartz glass chip, and the titanium dioxide carrier formed on the surface of the quartz glass chip is supported.
  • the layer is exposed to ultraviolet radiation from the outside and inside of the quartz glass chip and enhances the photocatalytic action of titanium dioxide.
  • the ultraviolet emitted from the center of the first ultraviolet lamp reach inner wall of the apparatus, preferably be arranged only along inner walls of the apparatus relatively possible a longer photocatalyst module les, 0
  • the water to be treated sent into the apparatus mainly passes through the space between the central through holes in which the first ultraviolet lamps are installed, and flows in the outlet direction. Although the water is sent out, a large number of water holes may be formed in the base and the holes may be passed through.
  • FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a columnar photocatalyst module
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a base material used for a heteromorphic columnar photocatalyst module
  • FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of a heteromorphic columnar photocatalyst module.
  • 4 is a partially cutaway perspective view (A) and a sectional view (B) showing another example of the photocatalyst module
  • FIG. 5 is a partially cutaway perspective view (A) and a sectional view showing still another example of the photocatalyst module. (B) and FIG.
  • FIGS. 8A and 8B show another embodiment of the apparatus for purifying water to be treated, wherein FIG. 8A is a longitudinal side view, FIG. 8B is a plan view, and FIG. shows the embodiment, (a) shows the longitudinal sectional side view, (b) is a plan view, FIG. 9 is purification of the water to be treated according to the invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA of the above
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the same.
  • FIG. 13 is an overall view of a treatment system for water to be treated using a columnar photocatalyst module
  • Fig. 13 is a partially cutaway plan view of a base loaded with the columnar photocatalyst module used in the device of Fig. 12, and
  • Fig. 14 is FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line C-C
  • FIG. 15 is an overall view of another purification treatment apparatus for the water to be treated using the columnar photocatalyst module according to the present invention
  • FIG. 18 is a plan view of another base used in the apparatus of FIG. 15, and
  • FIG. 19 is water to be treated using the columnar photocatalyst module according to the present invention.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along line DD of FIG. 19, and
  • FIG. 21 is a sectional view taken
  • Figure 1 shows the manufacturing process of the cylindrical photocatalyst module 4, 3 mm diameter quartz glass-made cylindrical base material 4a (A) to 3 ⁇ 7Kg / cm 2 of air is blown for 5 minutes sandblasting DOO After treatment to form an uneven surface on the surface of the substrate 4a (B), the substrate is immersed in a thiazirnisotitanium oxide solution, baked at a high temperature of 400 to 600 ° C, and anatase-ized to form a dioxide on the surface of the substrate. This forms the titanium-carrying layer 4b (C).
  • a cylindrical material, a hexagonal material, and a triangular material having grooves formed at predetermined intervals in the vertical direction as shown in FIG. can be
  • Fig. 4 shows an example in which a through hole 4c is formed inside a quartz glass chip 4a
  • Fig. 5 shows an example in which two or more through holes 4c, 4c having different directions are formed in a quartz glass chip 4a. According to this, the water to be treated also passes through the respective through holes, so that the photocatalytic action of the photocatalytic module 4 can be increased.
  • FIG. 6 shows a purification device for water to be treated filled with a cylindrical photocatalyst module.
  • a first ultraviolet lamp provided with a protective tube 2 made of a transparent body made of quartz glass, and a transparent body made of quartz glass or the like at a predetermined interval around the outer circumference of the protective tube 2 of the first ultraviolet lamp 1.
  • a cylindrical photocatalyst module 4,... Manufactured by the above-described method is arranged and filled in the gap between the protective tube 2 and the outer cylinder 3 in the longitudinal direction along the first ultraviolet lamp 1.
  • a water passage 5 for water to be treated is formed around the first ultraviolet lamp 1, and second ultraviolet lamps 6, 6 are arranged on the outer periphery of the outer cylinder 3 on the left and right.
  • the processing unit configured as described above is surrounded by a reflecting mirror 7 surrounding the outside, and is housed in an outer case 8.
  • the water to be treated is sent into the water passage 5 from the inlet 9, rises while contacting the photocatalyst modules 4,... in the water passage 5, and is discharged from the outlet 10.
  • Ultraviolet rays (wavelength range: 200 to 350 mm) are irradiated from the inside and outside of the water passage 5 from the first ultraviolet lamp 1 and the second ultraviolet lamps 6 and 6 to purify the water to be treated.
  • the width of the water passage 5 of the water to be treated was 4 mm
  • the yules 4,... are vertically arranged and filled in the water passage along the first ultraviolet lamp 1.
  • a flow passage having an appropriate width is formed between the protective tube 2 and the outer cylinder 3.
  • the photocatalyst modules 4 are filled.
  • the photocatalyst module is formed by subjecting a silica glass columnar base material to sand-plasting and then forming a titanium dioxide supporting layer.
  • the carrier layer is not peeled off.
  • FIG. 7 shows another embodiment of the apparatus for purifying water to be treated according to the present invention.
  • the photocatalyst modules 4,... Filled in the gap between the protective tube 2 and the outer tube 3 are made of quartz glass. 6 except that it is a photocatalyst module in which titanium dioxide is supported on the surface of various irregularly shaped columnar base materials made of the same. Therefore, the same reference numerals are given and the description is omitted.
  • the water to be treated When purifying the water to be treated, the water to be treated is passed through the gap between the protective tube 2 and the outer cylinder 3 and irradiated with ultraviolet rays from the first ultraviolet lamp 1 and the second ultraviolet lamps 6 and 6 respectively.
  • the column between the protective tube 2 and the outer tube 3 is filled with various irregularly shaped columnar modules 4,... Along the first ultraviolet lamp 1.
  • the turbulence is caused in the passing water to be treated, so that the efficiency of the purification treatment by ultraviolet irradiation can be promoted.
  • Fig. 8 shows a non-woven fabric of silica-based composite oxide fiber having a photocatalytic function, a metal-based, stainless steel, titanium teflon, carbon fiber, etc., filled with a photocatalyst module 4 provided with a titanium dioxide supporting layer on the surface. It shows a purification device for treated water.
  • the water to be treated passes through the fibers of the photocatalyst modules 4,... while passing through the protection tube 2.
  • Ultraviolet rays are radiated from the first ultraviolet lamp 1 from the inside and from the second ultraviolet lamps 6 from the outside while passing through the gap between the outer cylinders 3 to purify the water to be treated.
  • FIG. 9 shows another embodiment of the present invention.
  • la, lb, lc, and ld are first ultraviolet lamps arranged side by side with a predetermined gap therebetween.
  • Outer cylinders 3a, 3b, 3c, 3d are provided at predetermined intervals around the outer circumference of protective tubes 2a, 2b, 2c, 2d of la, lb, lc, ld, and the photocatalyst modules 4,.
  • the treated water passages 5a, 5b, 5c, and 5d are formed around the first ultraviolet lamps la, lb, lc, and ld, respectively, and the adjacent treated water passages 5a, 5b, 5c, and 5d are formed.
  • the upper and lower ends are connected by U-shaped tubes 11, 11, and the second ultraviolet lamps 6a, 6b, 6c are interposed between the outer tubes 3a, 3b, 3c, 3d.
  • processing unit configured as described above has its upper end and lower end fixed in the reflecting mirror body 7 via the mounting brackets 12 and 12 and further housed in the outer case 8.
  • a meandering water passage is formed by connecting the upper and lower ends of the adjacent water passages 5a, 5b, 5c, 5d with U-shaped pipes 11, 11. Therefore, the water to be treated is sent from the inlet 9 in the order of the water passages 5a, 5b, 5c, 5d while being in contact with the photocatalyst modules 4,... And discharged from the outlet 10, while the water passages 5a, 5b, 5c, Ultraviolet rays are radiated from inside and outside of 5d from the first ultraviolet lamp 1 and the second ultraviolet lamps 6, 6 to purify the water to be treated. Therefore, in the present invention, the water to be treated is irradiated with the ultraviolet rays for a long time regardless of the compact apparatus configuration, so that the treatment of the water to be treated can be performed extremely effectively.
  • FIG. 12 shows a plurality of bases 20 having a through hole 21 in the center, and a first ultraviolet ray in the through hole 21.
  • This shows a purification apparatus for water to be treated, in which a line lamp 1 is installed and a columnar photocatalyst module 4,... Is mounted on a base 20,.
  • the base 20 is a disc made of stainless steel in this embodiment.
  • a through hole 21 for the first ultraviolet lamp 1 is formed in the center of the base 20, and through holes for the support rod 22 are formed at four corners. 23 are formed, and a large number of water passage holes 24 are formed on the surface thereof, and the photocatalyst modules 4,... Are radially mounted around the through hole 21 on the upper and lower surfaces thereof.
  • the base 20 is immersed in a thiazole solution, and further baked at a high temperature of 400 to 600 ° C. to produce quartz glass.
  • a titanium dioxide supporting layer 4b is formed on the surface of the chip 4a and the base 20. That is, the photocatalyst modules 4,... Are obtained by forming the titanium dioxide supporting layer 4b on the surface of the quartz glass chip 4a.
  • the water to be treated is fed into the apparatus through an inlet 26 provided at the lower end of the processing apparatus main body 25, and rises along the first ultraviolet lamp 1 through the through holes 21, the water holes 24, etc. It is discharged outside through an outlet 27 provided at the upper end of the main body 25.
  • ultraviolet light having a wavelength of about 253.7 mm is irradiated from the first ultraviolet lamp 1, and the water to be treated is irradiated with the ultraviolet light, and is further combined with the photocatalytic action of the titanium dioxide supported on the support layer 4b.
  • the treatment of the water to be treated is effectively performed.
  • Figure 15 shows a single or double line around the first UV lamp 1 along the UV lamp insertion direction.
  • This shows a purification device for water to be treated in which photocatalyst modules 4, ',... Specifically, a plurality of bases 29,... Having a through hole 21 in the center are juxtaposed at predetermined intervals, and the first ultraviolet lamp 1 is inserted into the through holes 21 of the juxtaposed bases 29,.
  • photocatalyst modules 4, ' Specifically, a plurality of bases 29,... Having a through hole 21 in the center are juxtaposed at predetermined intervals, and the first ultraviolet lamp 1 is inserted into the through holes 21 of the juxtaposed bases 29,.
  • a plurality of columnar photocatalyst modules 4,... are arranged between the adjacent bases 29, 29.
  • the base 29 is a disk made of stainless steel, and the base 29 is formed with a through hole 21 for the first ultraviolet lamp 1 at the center, similarly to the base 20, and supporting rods 22 are provided at the four corners. Are formed, and mounting holes 30,... Are formed at equal intervals along the inside thereof.
  • the bases 29,... Configured as described above are vertically stacked at predetermined intervals, and the mounting holes 30,. Attach the ends of quartz glass chips 4a,.
  • the bases 29, ... loaded with quartz glass chips 4a,... are immersed in thianisol solution, and then fired at a high temperature of 400 to 600 ° C, and the quartz glass chips 4a, base 29,... A titanium dioxide supporting layer 4b is formed on the surface of the substrate. That is, the photocatalyst modules 4,... Are obtained by forming the titanium dioxide supporting layer 4b on the surface of the quartz glass chip 4a.
  • the support rod 22 is inserted into the through holes 23 formed at the four corners of the bases 29,..., And the first ultraviolet lamp 1 is installed in the central through hole 21 so that the inside of the processing apparatus main body 25 is formed.
  • a single photocatalyst module 4,... is arranged around the first ultraviolet lamp 1 along the longitudinal direction in the processing device 25.
  • the water to be treated is sent into the apparatus through an inlet 26 provided at the lower end of the processing apparatus main body 25 in the same manner as in the above-described processing apparatus. And is discharged outside through an outlet 27 provided at the upper end of the processing apparatus main body 25.
  • ultraviolet light having a wavelength of about 253.7 mm is irradiated from the first ultraviolet lamp 1, and the water to be treated is irradiated with the ultraviolet light, and is further combined with the photocatalytic action of the titanium dioxide supported on the support layer 4b.
  • the purification treatment of the water to be treated is performed.
  • the photocatalyst modules 4,... are arranged around the first ultraviolet lamp 1 as much as possible along the inner wall of the processing apparatus main body 25.
  • Ultraviolet rays emitted from the first ultraviolet lamp 1 reach the inner wall of the processing apparatus main body 25 without being obstructed by anyone, so that more effective treatment of the water to be treated is performed as compared to the above processing apparatus. .
  • 19 to 21 show that a plurality of first ultraviolet lamps 1,... Are installed inside, and a single or double or more columnar photocatalyst module is arranged around the first ultraviolet lamps 1,.
  • a purification device for water to be treated is shown in which a stirring device is arranged at the center of a plurality of first ultraviolet lamps installed.
  • the first ultraviolet lamps 1 are installed in the through holes 21,. Attach both ends of multiple columnar photocatalyst modules 4,... in the holes, and hold photocatalyst modules 4,... between adjacent bases 29, 29 Is what you do.
  • a motor 33 for rotating the shaft 32 of the stirring device 31,... Is provided outside the processing device body 25, and a pulley 34 provided at the upper end of the shaft 32 and a motor pulley 35 are connected by a chain belt 36.
  • the water to be treated is sent into the apparatus through an inlet 26 provided at the lower end of the processing apparatus main body 25, as in the above-described processing apparatus, and passes through the through holes 21 and the like along the first ultraviolet lamps 1,. It rises and is discharged to the outside through an outlet 27 provided at the upper end of the processing apparatus main body 25.
  • ultraviolet light having a wavelength of about 253.7 mm is irradiated from the first ultraviolet lamp 1, and the water to be treated is irradiated with the ultraviolet light, and is further combined with the photocatalytic action of the titanium dioxide supported on the support layer 4b.
  • the water to be treated is stirred by the stirrers 31,... And becomes turbulent and comes into contact with the surface of the photocatalyst modules 4,. An effective purification process can be performed.
  • ozone may be supplied from the ozone diffuser 37 provided at the bottom of the treatment apparatus main body 25.
  • a drain pipe 38 is provided at the bottom of the processing apparatus main body 25.
  • the present invention it is possible to perform an extremely effective purification treatment of the water to be treated by ultraviolet irradiation.
  • a photocatalyst module in which a titanium dioxide catalyst is firmly supported on the surface of a quartz glass chip is used, in the purification treatment of the water to be treated using the photocatalytic action of titanium dioxide by irradiating ultraviolet rays, the carbon dioxide is generated during the treatment.
  • the treatment of the water to be treated can be performed without separation of the titanium catalyst.

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Description

明細書 光触媒モジュール及びその製造方法並びに被処理水,の浄化処理装置
技術分野
この発明は、 浄化効率を高めるようにした紫外線を使用した被処理水の浄化処理装置 に関するものである。 背景技術
従来紫外線を使用した被処理水の浄化処理装置としては、 処理管の中央に紫外線ラン プを揷通し、 その周りに金属細線束、 金属細線の不織布、 炭素繊維からなる基材、 金属 メツキを施した炭素繊維からなる基材の表面に二酸化チタン担持層を設けてなる光触媒 モジュールを装填して処理管の中央に設けられた紫外線ランプより 200〜 365mmの波 長領域の紫外線を照射して光触媒モジュールと接触して通過する被処理水の浄化処理を 行う装置が知られている （特開平 11-77031号公報）。 '
また、 多数の通水孔を有する基材上に二酸化チタン担持層を設けてなる光触媒モジュ ールで処理管の中央に揷通された紫外線ランプを囲み、 紫外線ランプからは上述の波長 領域の紫外線を照射して光触媒モジュールと接触して通過する被処理水の浄化処理を行 う装置が知られている （特開 2001-137842号公報）。
しかしながら、 このような装置においては、 紫外線は処理管の中央に設けられた紫外 線ランプよりその周囲に充填された光触媒モジュールに照射されるため、 紫外線が光触 媒モジュールの片面にしか照射されず被処理水の浄化効率が損なわれるという欠点があ る。
また、 これら紫外線ランプの周りに光触媒モジュールを充填した装置においては、 波 長領域 200〜 350mmの紫外線の照射距離は 1mm程度であるので、 紫外線ランプょり離 れるほど光触媒モジュールに紫外線が届きにくく、 このため被処理水の浄化効率が損な われるという欠点がある。
更に、 紫外線ランプの周りに光触媒モジュールを充填する装置においては、 紫外線が 当たらない光触媒モジュールが多数生じて被処理水の浄化効率が損なわれる等の欠点も ある。 発明の開示
この発明は、 上記実情に鑑み、 第一紫外線ランプの保護管の外周に外筒を設け、 保護 管と外筒の間隙に光触媒モジュールを充填し、 第一紫外線ランプの周囲に被処理水の通 水路を形成し、 且つ外筒の外周に第二紫外線ランプを設けた被処理水の浄化処理装置を 提案するものである。
即ち、 この装置においては通水路内に送入された被処理水は光触媒モジュールと接触 しながら通水路を通過し、 この間に通水路の内外より第一紫外線ランプと第二紫外線ラ ンプから紫外線の照射を受けて被処理水の浄化が行われる。
また、 他の被処理水の浄化処理装置としては、 第一紫外線ランプの保護管の外周に外 筒を設け、 保護管と外筒の間隙に光触媒モジュールを充填し、 第一紫外線ランプの周囲 に被処理水の通水路を形成すると共に、 その周囲に被処理水の通水路を形成した第一紫 外線ランプの複数本を所定の間隔を置いて並設し、 且つ上記第一紫外線ランプの外筒の 間に第二紫外線ランプを介在させた被処理水の浄化処理装置を提案する。 この装置においては、 並設された第一紫外線ランプの周囲に形成された通水路に被処 理水を送水し、 これらの並設された通水路を被処理水が光触媒モジュールと接触しなが ら通過する間に通水路の内外より第一紫外線ランプと第二紫外線ランプから紫外線の照 射を受けて被処理水の浄化処理が行われる。
この場合、 隣接する通水路の一端と他端を連結管で交互に連結すれば、 被処理水は連 結管を通して並設される通水路を順次通過し、 この間に通水路の内外より第一紫外線ラ ンプと第二紫外線ランプから紫外線ランプの照射を受けて被処理水の浄化処理が行われ てより長時間に亘つて紫外線の照射を受けるので、十分な浄化処理を行うことができる。 なお、 この発明において第一紫外線ランプの周囲を通過する被処理水に外側より紫外 線を照射する第二紫外線ランプはその本数が多いほど効果的であるが、 経済効率を考慮 してその外側を反射鏡で囲み、 第二紫外線ランプからの紫外線の一部は反射鏡を介して 被処理水の通水路乃至通水管内に配列充填される光触媒モジュールに照射させるように 即ち、 この発明によれば被処理水の通水路に配列充填される多数の光触媒モジュール には第一紫外線ランプより紫外線が照射されるため、 光触媒モジュールの両面に紫外線 が照射され、 また光触媒モジュールが何れの位置にあっても、 紫外線が照射され、 この ため、 この発明においては光触媒モジュールに万遍なく紫外線が照射され、 したがって 被処理水の浄化効率が損なわれることがない。
この発明で使用される紫外線ランプとしては、 高周波の紫外線を発生する高圧水銀灯 乃至低周波の紫外線を発生する低圧水銀灯等の紫外線ランプを使用することができる が、 一般には波長領域 200〜 350mmの紫外線を発生するものが使用される。
また、 第一紫外線ランプの周囲に形成される通水路の幅は第一紫外線ランプと第二紫 外線ランプからの紫外線の照射距離、 被処理水の流量等を考慮して 4mm〜 9mmの範囲 が好ましい。
一方、 この発明に使用する光触媒モジュールとしては、 二酸化チタン触媒或いは二酸 化チタン触媒に白金等の助触媒を加えて基材表面に担持させたもの、 或いは光触媒機能 を有するシリ力基複合酸化物繊維の不織布 （特許第 3436267号公報） 等を挙げることが できる。
ここで使用する基材としては、 金属系、 ステンレス、 チタンテフロン （尚、 テフロン は登録商標である）、 炭素繊維、 或いは石英ガラス、 けい砂ガラス等の硬質ガラス、 ソ ーダガラス等の軟質ガラス等の材質で構成されたガラスチップ等を挙げることができ る。
なお、 上述の発明では通水路内に充填配列された光触媒モジュールの内側に第一紫外 線ランプを配置し、 更にその外側に第二紫外線ランプを配置し、 光触媒モジュールの両 側から紫外線を照射する構成を採用しているが、 石英ガラス製チップの表面に二酸化チ タン担持層を設けた光触媒モジュールを使用すれば、 内側に第一紫外線ランプを配置す るだけで通水路内に設けられた光触媒モジュールに万遍なく紫外線を照射することがで さる。
即ち、 石英ガラス製チップには可視光線乃至紫外線に対して透過性があり、 このため 第一紫外線ランプの紫外線はチップの外部から二酸化チタン担持層に照射される他に、 チップの内部を通って二酸化チタン担持層に照射される。 したがって、 チップ全面の二 酸化チタン担持層に紫外線を照射することができるのである。
なお、 この場合においても通水路内に設けられた光触媒モジュールの外側に第二紫外 線ランプを配置すれば、 更なる紫外線照射効果があることは勿論である。 また、 石英ガラス製チップに 1又は 2以上の貫通孔を形成しておけば、 被処理水は貫 通孔を通って未接触の二酸化チタン担持層とも接触することができ、 被処理水の処理効 率を高めることができる。
ガラスチッ.プの形状としては、 球状、 その他の異型状体或いは円形乃至角型の柱状体 等を使用することができる。
円形乃至角型の柱状体のガラスチップを基材とする光触媒モジュールは、 第一紫外線 ランプの保護管と外筒との間隙に紫外線ランプに沿って縦方向に配列することにより被 処理水の適当な流路を有する光触媒モジユールの充填層を容易に形成すおことができ る。
また、 異型状のガラスチップを基材として用いる場合は、 光触媒モジュールの充填層 を通過する被処理水に乱流を起こさせて紫外線照射による浄化処理効率を促進させるこ とができる。
一方、 基材表面に二酸化チタン担持層を設ける方法としては、 基材をチア二ゾルニ酸 化チタン液に浸して、 例えば 400〜 600 °C程度の高温焼成してアナターゼ化する方法を 採用することができる。
なお、 ステンレス、 ガラスチップ等の表面は滑面であるため、 二酸化チタンを担持さ せることが難しく、 被処理水との接触反応中に二酸化チタン担持層が剥離することが屡 々あるが、 このような基材に対しては二酸化チタン触媒を担持させる方法として、 フッ 素酸等の酸処理或いはサンドプラ ト処理してその表面を荒らした後チア二ゾルニ酸化 チタン液に浸して高温焼成してアナターゼ化する方法を採用することができる。
これにより二酸化チタンは荒らされた基材表面に根付いて担持されるので、 被処理水 との接触反応中においても二酸化チタン担持層が剥離されることがない。 また、 サンドプラスト処理された基材表面に担持させることにより二酸化チタン担持 層の表面積が増大し、 その結果紫外線の照射面積も増大して照射効率を、 高めることが できる。 例えば、 サンドプラスト処理しない場合に較べて 3割程度増大させることがで さる。
なお、 ソーダガラス等の軟質ガラスを基材とする場合には、 上述の高温焼成はその表 面が熱溶融しない程度の温度で行うことが好ましい。
一方、 被処理水の通過する第一紫外線ランプの周囲に石英ガラス製柱状体チップを基 材とする光触媒モジュールの充填層を形成する他の方法としては、 中央に揷通孔を有す る複数の基台を並設し、 並設された基台の揷通孔に第一紫外線ランプを揷設するととも に、 基台上に複数の光触媒モジュールを装填する方法を採用することができる。
ここで、 基台としては中央に揷通孔を有するステンレス或いはチタンなど非腐食性金 属製の円板を使用することができ、 この場合複数の光触媒モジュールは円板上に例えば 中央の揷通孔を中心に放射状に装填することができる。
なお、 基台上には予め上述のようにして二酸化チタン担持層を形成したチップを装填 してもよいが、 チップを基台上に装填した後、 基台毎に二酸化チタンの懸濁液中に浸漬 してから、 高温焼成してチップ及び基台表面に二酸化チタン担持層を形成したものを使 用してもよレ、。
被処理水の通過する第一紫外線ランプの周囲に石英ガラス製柱状体チップを基材とす る光触媒モジュールの充填層を形成する更に他の方法としては、 中央に揷通孔を有する 二枚の基台を並設し、 並設された基台の中央に設けられた揷通孔に第一紫外線ランプを 揷設し、 第一紫外線ランプの周囲に光触媒モジュールを配列し、 該光触媒モジュールを 上記基台間で挾持する方法を採用することができる。 この方法では光触媒モジュールが第一紫外線ランプに対向状に設けられているため、 ランプより照射される紫外線が石英ガラス製チップ内部に透過され、 石英ガラス製チッ プの表面に形成された二酸化チタン担持層は石英ガラス製のチップの外部と内部から紫 外線の照射を受けて二酸化チタンの光触媒作用を高めることになる。
このため、中央の第一紫外線ランプから発せられる紫外線が装置内壁まで届くように、 比較的長めの光触媒モジュールをできるだけ装置内壁に沿って配列することが好まし レ、0
これら基台を用いて光触媒モジュールを装填する方法においては、 装置内に送入され た被処理水は主に第一紫外線ランプが揷設された中央の揷通孔の間を通って出口方向に 送出されるが、 基台にも多数の通水孔を形成し、 これを通過させるようにしてもよい。 図面の簡単な説明
図 1は円柱状光触媒モジュールの製造工程を示す図、 図 2は異型柱状の光触媒モジユー ルに使用される基材例を示す図、 図 3は異型柱状の光触媒モジュールの製造工程を示す 図、図 4は光触媒モジュールの他の一例を示す一部切欠した斜視図（A) と断面図（B )、 図 5は光触媒モジュールの更に他の一例を示す一部切欠した斜視図（A)と断面図（B )、 図 6はこの発明に係わる被処理水の浄化処理装置の一実施例を示すもので、 （a ) は縦 断側面図、 （b ) は平面図、 図 7はこの発明に係わる被処理水の浄化処理装置の他の実 施例を示すもので、 （a ) は縦断側面図、 （b ) は平面図、 図 8はこの発明に係わる被 処理水の浄化処理装置の更に他の実施例を示すもので、 （a ) は縦断側面図、 （b ) は 平面図、 図 9はこの発明に係わる被処理水の浄化処理装置の更に他の実施例を示す側面 図、 図 10は同上の A— A断面図、 図 11 は同上の B— B断面図、 図 12はこの発明に係 わる柱状光触媒モジュールを使用した被処理水の浄化処理装置の全体図、 図 13は図 12 の装置に使用する柱状光触媒モジュールを装填した基台の一部切欠した平面図、 図 14 は図 13の C— C線断面図、 図 15はこの発明に係わる柱状光触媒モジュールを使用した 被処理水の他の浄化処理装置の全体図、 図 16は図 15の装置に使用する基台の側面図、 図 17は光触媒モジュールを装填した同上の基台の平面図、 図 18は図 15の装置に使用 される他の基台の平面図、 図 19 はこの発明に係わる柱状光触媒モジュールを使用した 被処理水の更に他の浄化処理装置の平面図、 図 20は図 19の D— D線断面図、 図 21は 図 19の E— E線断面図
発明を実施するための最良の形態
( 1 ) 円柱状光触媒モジュールの製造例
図 1は円柱状光触媒モジュール 4の製造工程を示すものであり、 3mm径の石英ガラ ス製の円柱状基材 4a (A) に 3 〜 7Kg/cm 2のエアーを吹き付けて 5分間サンドブラス ト処理して基材 4aの表面に凹凸面を形成した後 （B )、 チア二ゾルニ酸化チタン液に浸 して 400〜 600 °Cで高温焼成してアナターゼ化することにより基材の表面に二酸化チタ ン担持層 4bを形成するものである （C )。
( 2 ) 各種異型柱状の光触媒モジュールの製造例
異型柱状の光触媒モジュールに使用される基材 4a としては図 2に示すように縦方向 に所定間隔を置いて溝が形成された円柱状基材、 六角柱状基材、 三角柱状基材等を挙げ ることができる。
これら基材 （D ) は図 3に示すように、 3〜 7Kg/cm 2のエアー吹き付けて数分間サン ドプラスト処理して基材の表面に凹凸面を形成した後 （E )、 チア二ゾルニ酸化チタン 液に浸して 400〜 600 °Cで高温焼成してアナターゼ化することにより基材表面に二酸化 チタン担持層 4bを形成する （F )。
( 3 ) その他柱状の光触媒モジュール
図 4は、 石英ガラス製チップ 4aの内部に貫通孔 4cを形成した例、 図 5は石英ガラス 製のチップ 4aに方向の異なる 2以上の貫通孔 4c,4cを形成した例を示すものであり、 こ れによれば被処理水はそれぞれの貫通孔も通過するので、 光触媒モジュール 4による光 触媒作用を増大させることができる。
実施例 1
以下、 この発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明すると、 図 6は円柱状の光触媒 モジュールを充填した被処理水の浄化処理装置を示すものであり、 この実施例において 1はその外周に石英ガラス製の透明体で構成される保護管 2が設けられた第一紫外線ラ ンプで、 第一紫外線ランプ 1の保護管 2の外周には所定の間隔を置いて石英ガラス等の 透明体で構成される外筒 3が設けられ、 保護管 2と外筒 3の間隙には上述の方法で製造 された円柱状光触媒モジュール 4 , …を第一紫外線ランプ 1に沿って縦方向に配列充填 して第一紫外線ランプ 1の周囲に被処理水の通水路 5を形成すると共に、 外筒 3の外周 に左右に第二紫外線ランプ 6， 6を配置する。
このように構成される処理ュニットは外側を囲む反射鏡体 7で囲み、 外装ケース 8内 に収納する。
以上のような処理装置において被処理水は入口 9より通水路 5内に送入され、 通水路 5内では光触媒モジュール 4 , …と接触しながら上昇し、 出口 10 より排出されるが、 この間に通水路 5の内外より第一紫外線ランプ 1と第二紫外線ランプ 6 , 6から紫外線 (波長領域 200〜 350mm)の照射を受けて被処理水の浄化処理が行われる。
更に、 この実施例において被処理水の通水路 5の幅を 4mm とし、 以上の光触媒モジ ユール 4 , …をこの通水路に第一紫外線ランプ 1に沿って縦方向に配列充填するもので あり、 この結果保護管 2と外筒 3との間に適当な幅の流路を形成して光触媒モジュール 4 , …が充填される。
また、 この実施例では光触媒モジュールは石英ガラス製の円柱状基材をサンドプラス ト処理した後、 二酸化チタン担持層を形成してあるため、 被処理水との接触反応中にお いても二酸化チタン担持層が剥離されることがない。
実施例 2
図 7は、 この発明に係わる被処理水の浄化処理装置の他の実施例を示すもので、 この 実施例では保護管 2と外筒 3の間隙に充填される光触媒モジュール 4 , …が石英ガラス 製の各種異型柱状基材の表面に二酸化チタンを担持させた光触媒モジュールである以外 は図 6と同様であるので、 同様な符号を付してその説明を省略する。
被処理水の浄化処理に際しては、 保護管 2と外筒 3の間隙に被処理水を通過させ、 第 一紫外線ランプ 1、 第二紫外線ランプ 6 , 6からそれぞれ紫外線を照射して被処理水の 浄化処理を行うが、 この実施例では保護管 2と外筒 3の間隙には各種異型柱状モジユー ル 4 , …が第一紫外線ランプ 1に沿って縦方向に配列充填されているため、 これを通過 する被処理水に乱流を起こさせて紫外線照射による浄化処理効率を促進させることがで さる。
実施例 3
図 8は、光触媒機能を有するシリカ基複合酸化物繊維の不織布、金属系、ステンレス、 チタンテフロン、 炭素繊維等の基材表面に二酸化チタン担持層を設けた光触媒モジユー ル 4 , …を充填した被処理水の浄化処理装置を示すものである。
この場合、 被処理水は光触媒モジュール 4 , …の繊維間を潜り抜けながら保護管 2と 外筒 3の間隙を通過する間に内側から第一紫外線ランプ 1、 外側から第二紫外線ランプ 6， 6からそれぞれ紫外線を照射して被処理水の浄化処理が行われる。
実施例 4
図 9は、 この発明の他の実施例を示すものであり、 この実施例においては la,lb，lc,ld は所定の間隙を置いて並設された第一紫外線ランプで、 第一紫外線ランプ la,lb,lc,ldの 保護管 2a,2b,2c,2dの外周に所定の間隙を置いて外筒 3a,3b，3c,3dが設けられ、 その間隙に 光触媒モジュール 4 , …を充填し、 第一紫外線ランプ la,lb,lc,ldの周囲にそれぞれ被処 理水の通水路 5a,5b,5c,5dを形成すると共に、 隣接する被処理水の通水路 5a,5b,5c，5dの上 端と下端を U字管 11,11 で連結し、 更に外筒 3a,3b,3c,3d の間には第二紫外線ランプ 6a,6b,6cを介在させる。
また、 このように構成される処理ュニットはその上端部と下端部を取付金具 12,12 を 介して反射鏡体 7内に固定し、 更に外装ケース 8内に収納する。
以上のような処理装置においては、 隣接する被処理水の通水路 5a,5b,5c,5dの上端と下 端を U字管 11,11 で連結することにより蛇行状の通水路が形成されるので、 被処理水は 入口 9より光触媒モジュール 4 , …と接触しながら通水路 5a,5b,5c,5dの順に送水され、 出口 10 より排出されるが、 この間に通水路 5a,5b,5c,5dの内外より第一紫外線ランプ 1 と第二紫外線ランプ 6 , 6から紫外線の照射を受けて被処理水の浄化処理が行われる。 したがって、 この発明においてはコンパク トな装置構成に拘わらず、 被処理水は長時 間に亘つて紫外線の照射を受けるので、 極めて効果的に被処理水の浄化処理を行うこと ができる。
実施例 5
図 12は中央に揷通穴 21を有する基台 20の複数枚を並設し、 揷通穴 21には第一紫外 線ランプ 1を揷設すると共に、 基台 20,…上には円柱状の光触媒モジュール 4 , …を装 填した被処理水の浄化処理装置を示すものである。
基台 20は、 この実施例ではステンレス製の円板であり、 基台 20の中央には第一紫外 線ランプ 1の揷通穴 21 が形成され、 その四隅には支持杆 22の揷通穴 23が形成され、 更にその表面には多数の通水孔 24が形成され、 またその上面と下面には揷通穴 21を中 心に放射状に光触媒モジュール 4， …が装填される。
なお、 この実施例では基台 20 に石英ガラス製チップ 4a,…を装填した後、 基台 20を チアゾ-ル液中に浸漬し、 更に 400 〜 600 °Cの高温で焼成して石英ガラス製チップ 4a と基台 20 の表面に二酸化チタン担持層 4b を形成する。 即ち、 石英ガラス製チップ 4a の表面に二酸化チタン担持層 4b が形成されることにより光触媒モジュール 4， …が得 ら る。
このようにして光触媒モジュール 4 , …を装填した複数の基台 20 は、 四隅に形成し た揷通穴 23に支持杆 22を揷通し、 中央の揷通穴 21 に第一紫外線ランプ 1を揷設して 処理装置本体 25内に装填する。
被処理水は処理装置本体 25に下端に設けられた入口部 26より装置内に送り込まれ、 揷通穴 21、 通水孔 24等を通って第一紫外線ランプ 1に沿って上昇し、 処理装置本体 25 の上端に設けられた出口部 27より外部に排出される。
その間に、 第一紫外線ランプ 1より 253.7mmを中心とした波長の紫外線が照射され、 被処理水はこの紫外線照射を受け、 更に担持層 4b に担持された二酸化チタンによる光 触媒作用と相俟って被処理水の浄化処理が効果的に行われる。
実施例 6
図 15 は第一紫外線ランプ 1の周りに、 紫外線ランプの挿設方向に沿って一重又は二 重以上の光触媒モジュール 4 , '··を配列した被処理水の浄化処理装置を示すものである。 具体的には中央に揷通穴 21を有する複数枚の基台 29,…を所定間隔を置いて並設し、 並設された基台 29,…の揷通穴 21に第一紫外線ランプ 1を揷設し、 第一紫外線ランプ 1 の周囲に複数の柱状光触媒モジュール 4 , …を配置し、 光触媒モジュール 4 , …を隣接 する基台 29,29間で挟持するものである。
この実施例では基台 29はステンレス製円板で、 基台 29には基台 20 と同様に、 その 中央に第一紫外線ランプ 1の揷通穴 21が形成され、 その四隅には支持扞 22の揷通穴 23 が形成され、 更にその内部に沿って等間隔で取付孔 30,…が形成される。
以上のように構成される基台 29，…は所定間隔を置いて上下方向に積層し、 隣接する 上下の基台 29と 29の対向する取付孔 30,…と 30,…には径 3.0mm、 適当長さの石英ガラ ス製チップ 4a,…の端部を装着する。
石英ガラス製チップ 4a, …装填して積層された基台 29,· · ·はチアニゾル液に浸漬した 後、 400〜 600 °Cの高温で焼成して石英ガラス製チップ 4aと基台 29,…の表面に二酸化 チタン担持層 4bを形成する。 即ち、 石英ガラス製チップ 4aの表面に二酸化チタン担持 層 4bが形成されることにより光触媒モジュール 4 , …が得られる。
更に、 基台 29,···には四隅に形成された揷通穴 23 に支持杆 22を挿通し、 中央の揷通 穴 21に第一紫外線ランプ 1を揷設して処理装置本体 25内に装填し、 これにより処理装 置 25 内にはその長手方向に沿って第一紫外線ランプ 1の周囲に一重の光触媒モジユー ル 4， …が配列される。
被処理水は、 上記処理装置と同様に、 処理装置本体 25 に下端に設けられた入口部 26 より装置内に送り込まれ、 揷通穴 21、 通水孔 24等を通って第一紫外線ランプ 1に沿つ て上昇し、 処理装置本体 25の上端に設けられた出口部 27より外部に排出される。 その間に、 第一紫外線ランプ 1より 253.7mmを中心とした波長の紫外線が照射され、 被処理水はこの紫外線照射を受け、 更に担持層 4b に担持された二酸化チタンによる光 触媒作用と相俟って被処理水の浄化処理が行われる。
しかし、 この装置では第一紫外線ランプ 1の周りに、 出来るだけ処理装置本体 25 の 内壁に沿って光触媒モジュール 4 , …が配列されているため、 上記処理装置に較べて中 央に揷設された第一紫外線ランプ 1から照射される紫外線が何者にも妨害されることな く、 処理装置本体 25 の内壁まで届き、 このため上記処理装置に較べてより効果的な被 処理水の処理が行われる。
また、 以上の実施例では第一紫外線ランプ 1の周囲に一重の光触媒モジュール 4 , … の配列を形成する例について述べたが、 図 18に示すように中央の揷通穴 21の周りに二 重乃至三重の取付穴 30,…を設けた基台 29を使用すれば、 第一紫外線ランプ 1の周りに 二重乃至三重の光触媒モジュール 4 , …を配列することができる。
実施例 7
図 19〜図 21は内部に複数本の第一紫外線ランプ 1， …を揷設し、 第一紫外線ランプ 1 , …の周りにはそれぞれ一重又は二重以上の柱状の光触媒モジュールを配設すると共 に、 揷設された複数本の第一紫外線ランプの中央に攪拌装置を配置した被処理水の浄化 処理装置を示すものである。
この実施例では処理装置本体 25内に所定間隔を置いて並設される複数枚の基台 29,· · · には中央には攪拌装置 31,…のシャフト 32 を揷通し、 その周囲には揷通穴 21 , …を設 けると共に、 揷通穴 21,…にはそれぞれ第一紫外線ランプ 1を揷設し、 それぞれの第一 紫外線ランプ 1の周囲に実施例 6と同様に設けられた取付孔に複数の柱状光触媒モジュ ール 4 , …の両端部を装着し、 光触媒モジュール 4， …を隣接する基台 29,29 間で挟持 するものである。
更に、 処理装置本体 25外には攪拌装置 31,…のシャフト 32を回転するためのモータ 一 33が設け、 シャフト 32の上端に設けられたプーリ 34とモータープーリ 35がチェ一 ンベルト 36で結合される。
被処理水は、 上記処理装置と同様に、 処理装置本体 25に下端に設けられた入口部 26 より装置内に送り込まれ、 揷通穴 21 等を通って第一紫外線ランプ 1 , …に沿って上昇 し、 処理装置本体 25の上端に設けられた出口部 27より外部に排出される。
その間に、 第一紫外線ランプ 1より 253.7mmを中心とした波長の紫外線が照射され、 被処理水はこの紫外線照射を受け、 更に担持層 4b に担持された二酸化チタンによる光 触媒作用と相俟って被処理水の浄化処理が行われるが、 この装置でば攪拌装置 31,· ··に より被処理水が攪拌され、乱流となって光触媒モジュール 4， …の表面と接触するため、 更に効果的な浄化処理を行うことができる。
なお、 被処理水の浄化処理中に処理装置本体 25の底部に設けられたオゾン散気筒 37 よりオゾンを送入するようにしてもよレ、。
また、 処理装置本体 25の底部にはドレインパイプ 38が設けられている。
産業上の利用可能性
この発明によれば紫外線照射による極めて効果的な被処理水の浄化処理を行うこと力 s できる。 また、 石英ガラス製チップの表面に二酸化チタン触媒が強固に担持された光触 媒モジュールを使用するため、 紫外線照射による二酸化チタンの光触媒作用を用いた被 処理水の浄化処理において、 処理中に二酸化チタン触媒の剥離がなく、 被処理水の浄化 処理を行うことができる。

Claims

請求の範囲 ，
1 . 石英ガラス製チップの表面に二酸化チタン担持層を設けたことを特徴とする光触媒 モンュ1 ノレ。
2 . 石英ガラス製チップの表面が凹凸面である請求項 1記載の光触媒モジュール。
3 . 石英ガラス製チップが 1又は 2以上の貫通孔を有する請求項 1記載の光触媒モジュ 一ル0
4 . 石英ガラス製チップの表面に二酸化チタンの懸濁液を塗布して高温で焼成して二酸 化チタン担持層を形成することを特徴とする光触媒モジュールの製造方法。
5 . 内部に第一紫外線ランプを揷設し、 該第一紫外線ランプの周囲に石英ガラス製チッ プの表面に二酸化チタン担持層を設けた光触媒モジュールを装填した被処理水の浄化処
6 . 中央に揷通穴を有する複数の基台を並設し、 並設された基台の揷通穴に第一紫外線 ランプを揷設するとともに、 基台上には複数の柱状の光触媒モジュールを装填した請求 項 5記載の浄化処理装置。
7 . 中央の揷通穴を中心に放射状に複数の柱状の光触媒モジュールを装填した請求項 6 記載の浄化処理装置。
8 . 第一紫外線ランプの周りに、 該紫外線ランプの揷設方向に沿って一重又は二重以上 の柱状の光触媒モジュールを配設した請求項 5記載の浄化装置。
9 . 内部に複数本の第一紫外線ランプを揷設し、 該第一紫外線ランプの周りにはそれぞ れ該紫外線ランプの揷設方向に沿って—重又は二重以上の柱状の光触媒モジュールを配 設した請求項 5記載の浄化装置。 '
1 0 . 揷設された複数本の第一紫外線ランプの中央に攪拌装置を配置した請求項 9記載 の浄化処理装置。
1 1 . 第一紫外線ランプの保護管の外周に外筒を設け、 保護管と外筒の間隙に光触媒モ ジュールを充填し、 第一紫外線ランプの周囲に被処理水の通水路を形成し、 且つ外筒の 外周に第二紫外線ランプを設けたことを特徴とする被処理水の浄化処理装置。
1 2 . 第一紫外線ランプの保護管の外周に外筒を設け、 保護管と外筒の間隙に光触媒モ ジュールを充填し、 第一紫外線ランプの周囲に被処理水の通水路を形成すると共に、 そ の周囲に被処理水の通水路を形成した第一紫外線ランプの複数本を所定の間隔を置いて 並設し、 且つ上記第一紫外線ランプの外筒の間に第二紫外線ランプを介在させたことを 特徴とする被処理水の浄化処理装置。
1 3 . 第一紫外線ランプの保護管の外周に外筒を設け、 保護管と外筒の間隙に光触媒モ ジュールを充填し、 第一紫外線ランプの周囲に被処理水の通水路を形成すると共に、 そ の周囲に被処理水の通水路を形成した第一紫外線ランプの複数本を所定の間隔を置いて 並設し、 隣接する通水路の一端と他端を連結管で交互の連結した請求項 1 2記載の浄化 処理装置。
1 4 . 第二紫外線ランプの外周に反射鏡を配置した請求項 1 1又は 1 2記載の浄化処理
1 5 . 光触媒モジュールが光触媒機能を有するシリカ基複合酸化物繊維の不織布により 構成される請求項 1 1又は 1 2記載の浄化処理装置。.
1 6 . 光触媒モジュールがその表面に光触媒層を担持させたガラスチップから構成され る請求項 1 1又は 1 2記載の浄化処理装置。
1 7 . ガラスチップが球状、 異型状、 柱状である請求項 1 6記載の浄化処理装置。
1 8 . 光触媒モジュールがその表面をサンドプラスト処理を施した後光触媒層を担持さ せたガラスチップから構成された請求項 1 6記載の浄化処理装置。
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