(57)【要約】【課題】後処理を行うことなく、排水中の有機物の分解性能を高くすることが可能な排水処理装置及び排水処理方法を提供する。【解決手段】第一の排水処理装置１０Ａは、排水１１中の有機物１２を分解処理する排水処理装置であって、排水１１を貯留する貯水槽１３と、貯水槽１３の下端面１３ａ側に垂下して複数設けられ、有機物１２を分解するＴｉＯ2層をグラスファイバの表面に被覆したＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６と、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６により排水１１中の有機物１２が分解された処理水１７を溜める受水部１８とを有する。ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６を貯水槽１３の下端面１３ａに垂下して設け、互いに接触しないように配置し、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に光２２を照射することで、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外壁に沿って流下してくる排水１１中の有機物１２を分解できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水中の有機物を分解処理する排水処理装置であって、
前記排水を貯留する貯水部と、
前記貯水部の下端面側に垂下して少なくとも一つ設けられ、棒状又は筒状に形成された成形体の表面に光触媒からなる光触媒層を被覆した光触媒被覆成形体と、を有し、
前記貯水部の下端面の流水孔から前記光触媒層の表面を流れ落ちる前記排水中の有機物を光触媒により分解除去することを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光触媒被覆成形体が、透明な反応容器内に設けられてなることを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記反応容器内に酸素を供給する酸素供給部を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記光触媒被覆成形体の外周に設けられ、前記光触媒被覆成形体に紫外光を照射する紫外光照射手段を少なくとも一つ有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
請求項２又は３において、
前記光触媒被覆成形体の外周に設けられ、前記光触媒被覆成形体に光の波長が１７２ｎｍの光を照射する光照射手段を少なくとも一つ有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記紫外光照射手段又は前記光照射手段が、前記反応容器内に設けられてなることを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記反応容器の外周に設けられる密閉容器と、
該密閉容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを有し、
前記密閉容器内に前記光照射手段を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一つにおいて、
前記成形体の他端側が支持板で固定されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一つにおいて、
前記成形体が、グラスファイバ、ガラス管、ガラス棒、ガラスキャピラリー管の何れかであることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一つにおいて、
前記光触媒が酸化チタンであることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一つの排水処理装置を用いて前記排水中の前記有機物を分解処理することを特徴とする排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を含んだ排水の処理を行う排水処理装置及び排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水中の有機物を分解処理する方法として光触媒を利用した排水処理方法がある。例えば、光触媒を担持した活性炭などを吸着剤として用いて有機物等を吸着除去し、光触媒が担持されている活性炭に紫外線及び／又は可視光線を照射して、有機物を処理する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、排水中の有機物の処理方法として光触媒を利用する他に、有機物を含有する排水中にオゾン（Ｏ3）を添加して紫外光を照射することで、排水中の有機物を分解し、処理する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これらの処理方法は、排水の有効な排水処理技術として従来より排水処理設備において活性汚泥法や物理化学的処理方法の補完装置として用いられている。
【０００３】
光触媒を用いて排水中の有機物を分解処理する際、光触媒を活性炭に担持させて使用する他に、例えば、吸着剤であるゼオライト等に光触媒を担持させて使用する方法も挙げられる。また、光透過性の高いガラス容器、プラスチック等に光触媒を担持させてチューブ構造に成型した組成物を使用する方法、ガラス容器、プラスチック等を用いて成型した光透過性を有する透明円筒体の表面、裏面に光触媒をコーティングして使用する方法などが挙げられる（例えば、特許文献３、４参照）。更に、管壁に複数の微細孔を有する中空管を円筒形に複数束ねて容器内に配置し、各々の中空管内に光触媒を充填するか、中空管の内壁及び外壁に光触媒を付着させ、光源の周囲に反射鏡を設け、光源からの光を複数の中空管に照射させる方法がある（例えば、特許文献５参照）。上記方法により光触媒を使用することで排水中の有機物を二酸化炭素と水とに分解することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０１３６号公報
【特許文献２】特開平１１−１０４６１８号公報
【特許文献３】特開２０００−３５４７６２号公報
【特許文献４】特開２０００−９３９５２号公報
【特許文献５】特開平１１−２９０６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光触媒を担持させたゼオライトを排水中に分散させて排水中の有機物を分解処理する場合、排水中でゼオライト同士が接触することで分解し、ゼオライトに担持させていた光触媒の粉末が処理水中に混入するため、光触媒の粉末を除去するための後処理を行う必要がある、という問題がある。
【０００６】
また、光触媒をコーティングしたガラス容器等に排水を供給してもガラス容器中の光触媒と排水との接触面積が小さいため、排水中の有機物が十分に分解除去されず、十分な排水処理効果が得られない、という問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、後処理を行うことなく、排水中の有機物の分解性能を高くすることが可能な排水処理装置及び排水処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、下記構成とすることができる。
１）  第１の発明は、排水中の有機物を分解処理する排水処理装置であって、前記排水を貯留する貯水部と、前記貯水部の下端面側に垂下して少なくとも一つ設けられ、棒状又は筒状に形成された成形体の表面に光触媒からなる光触媒層を被覆した光触媒被覆成形体と、を有し、前記貯水部の下端面の流水孔から前記光触媒層の表面を流れ落ちる前記排水中の有機物を光触媒により分解除去することを特徴とする排水処理装置にある。
【０００９】
２）  第２の発明は、第１の発明において、前記光触媒被覆成形体が、透明な反応容器内に設けられてなることを特徴とする排水処理装置にある。
【００１０】
３）  第３の発明は、第２の発明において、前記反応容器内に酸素を供給する酸素供給部を有することを特徴とする排水処理装置にある。
【００１１】
４）  第４の発明は、第２又は３の発明において、前記光触媒被覆成形体の外周に設けられ、前記光触媒被覆成形体に紫外光を照射する紫外光照射手段を少なくとも一つ有することを特徴とする排水処理装置にある。
【００１２】
５）  第５の発明は、第２又は３の発明において、前記光触媒被覆成形体の外周に設けられ、前記光触媒被覆成形体に光の波長が１７２ｎｍの光を照射する光照射手段を少なくとも一つ有することを特徴とする排水処理装置にある。
【００１３】
６）  第６の発明は、第４又は５の発明において、前記紫外光照射手段又は前記光照射手段が、前記反応容器内に設けられてなることを特徴とする排水処理装置にある。
【００１４】
７）  第７の発明は、第５の発明において、前記反応容器の外周に設けられる密閉容器と、該密閉容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを有し、前記密閉容器内に前記光照射手段を有することを特徴とする排水処理装置にある。
【００１５】
８）  第８の発明は、第１乃至７の何れか一つの発明において、前記成形体の他端側が支持板で固定されていることを特徴とする排水処理装置にある。
【００１６】
９）  第９の発明は、第１乃至８の何れか一つの発明において、前記成形体が、グラスファイバ、ガラス管、ガラス棒、ガラスキャピラリー管の何れかであることを特徴とする排水処理装置にある。
【００１７】
１０）  第１０の発明は、第１乃至９の何れか一つの発明において、前記光触媒が酸化チタンであることを特徴とする排水処理装置にある。
【００１８】
１１）  第１１の発明は、第１乃至１０の何れか一つの発明の排水処理装置を用いて前記排水中の前記有機物を分解処理することを特徴とする排水処理方法にある。
【００１９】
更に上述の課題を解決するため、更に下記構成を採用することもできる。
【００２０】
１２）  即ち、紫外光を照射する場合において、光の波長が２５０ｎｍ以上、２６０ｎｍ以下の光を除去する光除去手段が、前記反応容器内の前記光触媒被覆成形体の外周と前記紫外光照射手段との間に設けられるようにしてもよい。
【００２１】
１３）  太陽の光を用いる場合において、光を集光する光集光手段と、該光集光手段により集光された光を伝達する光伝達手段と、該光伝達手段により伝達された光を拡散する光拡散手段とからなる集光装置を有するようにしてもよい。
【００２２】
１４）  前記光触媒被覆成形体が、透明な反応容器内に設けられ、前記反応容器内に酸素を供給する酸素供給部を有し、太陽の光を用いる場合において、光を集光する光集光手段と、該光集光手段により集光された光を分光する分光手段と、該分光手段により分光された光のうち、光の波長が２５０ｎｍ以上、２６０ｎｍ以下の光を除去する光除去手段と、分光された光を拡散する光拡散手段とからなる集光・分光装置を有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、棒状又は筒状に形成された成形体の表面に光触媒層が被覆された光触媒被覆成形体の外壁に沿って貯水部の下端面の流水孔から流れ落ちる排水を薄い液膜として流下させ、隣接する光触媒被覆成形体同士の接触を防止することができる。このため、排水中の有機物を分解除去することができると共に、隣接する光触媒被覆成形体同士が接触し、光触媒の粉末が排水中に混入することを防止することができるため、光触媒の粉末を取り除くための後処理を行うことなく、排水中の有機物の分解性能を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る第一の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図２】図２は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバの外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバの断面図である。
【図４】図４は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバと貯水槽との連結部分を簡略に示す図である。
【図５】図５は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ表面を排水が流れる状態を示す図である。
【図６】図６は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバの配置の構成を示す図である。
【図７】図７は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバの配置の他の構成を示す図である。
【図８】図８は、排水処理装置の他の構成を簡略に示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施例２に係る第二の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例３に係る第三の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例４に係る第四の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例５に係る第五の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例６に係る第六の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例７に係る第七の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施例８に係る第八の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例９に係る第九の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１に係る第一の排水処理装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る第一の排水処理装置の概略図であり、図２は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバの外観を示す斜視図であり、図３は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバの断面図である。
図１〜図３に示すように、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａは、排水１１中の有機物１２を分解処理する排水処理装置であって、排水１１を貯留する貯水槽（貯水部）１３と、この貯水槽１３の下端面１３ａ側に垂下して複数設けられ、グラスファイバ（担持体）１４の表面に酸化チタン（ＴｉＯ2）からなるＴｉＯ2層１５を被覆したＴｉＯ2被覆グラスファイバ（ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ）１６と、このＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６により排水１１中の有機物１２が分解された処理水１７を溜める受水部１８と、を有するものである。
【００２７】
貯水槽１３には、例えば工場等から排出される排水１１が排水供給管１９を介して送給され、貯留される。貯水槽１３に送給される排水１１の供給量は、調節弁Ｖ１１により調節される。また、貯水槽１３に送給される排水１１は、例えば工場等から排出される排水等であるため、固形物や油等の光触媒を劣化させる物質等が含有されている。そのため、工場等から排出される排水中に含有されている光触媒を劣化させる原因となる物質等は、予め沈殿槽あるいはろ過装置等を用いて除去し、上記物質等の除去された排水１１が貯水槽１３に送給される。
【００２８】
貯水槽１３の下端面１３ａには、複数のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６が垂下して設けられ、簾状に形成されている。ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６は、光透過性を有する線状のグラスファイバ１４の外壁にＴｉＯ2が積層されて形成されるＴｉＯ2層１５を薄膜としてコーティングしたものである。グラスファイバ１４は、図２、３に示すように、円柱状に形成され、グラスファイバ１４の外壁の表面にＴｉＯ2層１５が形成されている。
なお、本発明におけるグラスファイバは、ガラスを融解、牽引して繊維状にしたものである。また、グラスファイバには、プラスチックにガラス繊維を混合して固めることで得られるガラス繊維強化プラスチックも含む。プラスチック単体では得られない高強度、高靭性を持つ軽量な材料とすることができる。
【００２９】
また、光触媒として使用する材料としてＴｉＯ2を用いるのが好ましい。また、ＴｉＯ2を用いる場合、触媒性能に優れたアナターゼ型の結晶構造を有するＴｉＯ2を用いるのが特に好ましい。また、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａにおいては、光触媒の材料としてＴｉＯ2を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、酸化鉄なども用いることができる。
【００３０】
また、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａにおいては、ＴｉＯ2をコーティングする成形体として、グラスファイバ１４が用いられている。グラスファイバ１４は、光の透過性に優れた石英（ＳｉＯ2）により形成されている。また、成形体は、ＴｉＯ2など光触媒として用いられる材料をコーティングするものであるため、光の透過性に優れた材料であることが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴｉＯ2などの光触媒を被覆することが可能な成形体であれば特に限定されるものでない。
【００３１】
ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の作製方法としては、例えばグラスファイバ１４をＴｉＯ2の原料となる溶液に浸漬し、引上げた後、熱処理等を行なうことで、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６を作製する方法などがある。
【００３２】
図４は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバと貯水槽との連結部分を示す図であり、図５は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ表面を排水が流れる状態を示す図である。図４に示すように、各々のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６は、貯水槽１３の下端面１３ａに連結されている。また、貯水槽１３の下端面１３ａは、各々のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６との連結部分の周囲に、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周に沿って形成されたリング状の流水孔２１がＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に対応するように形成されている。図５に示すように、貯水槽１３内の貯留されている排水１１は下端面１３ａの流水孔２１から排出され、流水孔２１から排出される排水１１はＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外壁を伝搬して流れる。即ち、排水１１はＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外壁に沿って薄い液膜２０となって流下していく。
【００３３】
ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の貯水槽１３への固定方法は、これに限定されるものではなく、例えば貯水槽１３の上部側で固定し、貯水槽１３の下端面１３ａにはＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周より広い孔を設け、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６が貯水槽１３の下端面１３ａを貫通するようにしてよい。これにより、下端面１３ａに形成した孔とＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６との隙間から排水１１が排出され、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外壁に沿って流下するようにしてもよい。
【００３４】
また、排水処理装置１０Ａの外部からは太陽の光２２が照射されている。ＴｉＯ2に光２２が照射されることで、空気に由来する酸素（Ｏ2）と排水１１に由来する水（Ｈ2Ｏ）とが、ＴｉＯ2により下記式のように反応して酸化剤を発生させ、有機物１２を酸化分解する。
Ｏ2  →  Ｏ2-  ・・・（１）
Ｈ2Ｏ  →  ＯＨ-  ・・・（２）
【００３５】
また、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６のＴｉＯ2層１５の表面には排水１１が薄い液膜２０となって流下している。このため、光２２の減衰は最小限に抑えることができ、ＴｉＯ2層１５に多量の光２２を照射することができる。
【００３６】
複数のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６同士が接触しないように配列している。例えば、図６に示すように、貯水槽１３の下端面１３ａに等間隔で四方に配列してもよい。また、図７に示すように、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６を貯水槽１３の下端面１３ａに六方格子状に配列してもよい。各々のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６同士が互いに接触しないように下端面１３ａに配置されているため、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６同士が互いに接触してＴｉＯ2層１５からＴｉＯ2粉末が発生することを防止することができる。複数のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６同士が接触しないように配列すればよいため、図６、７に示すように規則的に配列する必要はない。
【００３７】
よって、複数のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６を貯水槽１３の下端面１３ａに垂下して設け、互いに接触しないように配置しつつ、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に光２２を照射することで、貯水槽１３からＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外壁に沿って流下してくる排水１１中の有機物１２を効率良く分解することができる。
【００３８】
また、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６同士は互いに接触することがないため、表面にコーティングされたＴｉＯ2層１５の耐久性を高く維持することができると共に、処理水１７にＴｉＯ2等の不純物の混入を防止することができる。よって処理水１７は特別な後処理を必要とすることなく処理水１７の廃棄等の処理を行うことができる。
【００３９】
また、複数のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６を貯水槽１３の下端面１３ａに垂下して設けるだけであり、光を発生させるための特別な装置等を必要とせず、メンテナンスの必要も少ないため、設備に要する運転費用を低くすることができると共に、装置の操作を簡単に行なうことができる。また、ＴｉＯ2は太陽光などの光２２を用いるため、環境に配慮しつつ排水１１中の有機物１２を除去することができる。
【００４０】
更に、ＴｉＯ2の光触媒効果によってＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面には微生物や水垢等が付着することがないうえ、ＴｉＯ2の光触媒性能の劣化はないため、装置の維持、管理などを容易に行なうことができる。
【００４１】
また、受水部１８にはＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の壁面に沿って排水１１が流下し、排水１１中の有機物１２が分解された処理水１７が貯留される。受水部１８内に貯留されている処理水１７は排出管２３を介して外部へ排出される。受水部１８内の処理水１７は排出管２３に設けた調節弁Ｖ１２により外部への排出量が調整される。処理水１７にはＴｉＯ2の粉末等の不純物等は含まれていないため、こうした不純物を除去するための後処理を行なうことなく外部に排出することができる。
【００４２】
また、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａにおいては、グラスファイバ１４の軸方向から見たときの断面形状を円形としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、三角形状、四角形状など多角形状としてもよい。
【００４３】
また、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａにおいては、グラスファイバ１４は円柱状のものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、グラスファイバ１４をガラス管、ガラスキャピラリーなど円筒状のチューブ構造からなるものを用いるようにしてもよい。このとき、チューブ構造からなる成形体の内径は、ＴｉＯ2層１５を形成することができる大きさとすると共に、チューブ構造からなる成形体の内部を流れる排水１１の流量、チューブ構造からなる成形体の大きさ、設置する数等に応じて適宜調整する。また、成形体の内壁側のＴｉＯ2層にも触媒機能を発揮できるようにするため、成形体の外壁側のＴｉＯ2層１５の膜厚は光が通過可能となる膜厚となるように調整する。このようなチューブ構造からなる成形体を用いることで、内壁側にもＴｉＯ2層１５を形成することができるため、更に効率良く排水１１中の有機物１２を分解除去することができる。
【００４４】
また、グラスファイバ１４は円柱状、円筒状の他に螺旋状に形成してもよい。グラスファイバ１４を螺旋状に形成することで、グラスファイバ１４の表面積を増大させることができるため、コーティングできるＴｉＯ2の量を増大させることができる。このため、排水１１中の有機物１２の分解性能を向上させることができる。
【００４５】
また、貯水槽１３の下端面１３ａに垂下して設けられるＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の数、外径、長さは、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面に沿って液膜２０を形成しながら排水１１が流れるようにできればよく、排水１１の流量、排水１１中に含まれる有機物１２の濃度に応じて適宜変更可能なものである。
【００４６】
また、流水孔２１は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周より広めのリング状に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、貯水槽１３の下端面１３ａにＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周に沿うように複数の孔を設けるようにしてもよい。
【００４７】
また、貯水槽１３の下端面１３ａに垂下して設けられるＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の数、外径、長さは、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面に沿って排水１１が流れるようにできればよく、排水１１の流量、排水１１中に含まれる有機物１２の濃度に応じて適宜変更可能なものである。
【００４８】
また、排出管２３には、処理水１７を抜出して貯水槽１３に循環させる循環通路を設けるようにしてもよい。前記循環通路により処理水１７を抜出して貯水槽１３に循環させることで、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６により、排水１１中の有機物１２を分解処理することができる。このため、処理水１７中に有機物１２等が残っている場合には、前記循環通路から処理水１７を抜出し、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６により、再度、有機物１２を分解することで、有機物１２が更に除去された処理水１７として排出することができる。
【００４９】
また、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６は、貯水槽１３の下端面１３ａにのみ連結するようにしているが、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の固定方法はこれに限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の下端側に支持板２４を設け、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の両端を固定するようにしてもよい。ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の両端を固定することで、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外面を流下してくる排水１１によりＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６が揺れて隣接するＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６同士が接触するのを防止することができる。
【００５０】
また、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａにおいては、排水１１を貯水槽１３に直接貯留するようにしているが、貯水槽１３に送給される排水１１に予め過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を供給するようにしてもよい。また、貯水槽１３内に貯留されている排水１１に予め過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を供給するようにしてもよい。排水１１に予めＨ2Ｏ2を混合しておくことで、排水１１中の酸化剤を増加させることができるため、排水１１中の有機物１２の分解を更に促進することができる。
【００５１】
このように、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａによれば、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外壁に沿って貯水槽１３から供給される排水１１が液膜２０を形成しながら流下させ、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６同士の接触を防止しているため、隣接するＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６が接触し、ＴｉＯ2の粉末が排水１１中に混入することを防止することができるため、ＴｉＯ2の粉末を取り除くための後処理を行うことなく、排水１１中の有機物１２の分解性能を高く維持することができる。
【００５２】
また、本実施例に係る第一の排水処理装置１０Ａにおいては、工場等から排出される排水を対象として説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、有機物濃度が比較的低い家庭用排水等にも用いることができる。
【実施例２】
【００５３】
本発明の実施例２に係る第二の排水処理装置について、図面を参照して説明する。
図９は、本発明の実施例２に係る第二の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。なお、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図９に示すように、本実施例に係る排水処理装置１０Ｂは、図１に示す実施例１に係る第一の排水処理装置１０Ａに、太陽等からの光２２を集光する集光装置３１を有するものである。集光装置３１は、光２２を集光する一対の反射板（光集光手段）３２−１、３２−２と、一対の反射板３２−１、３２−２により集光された光を伝達する光ファイバー（光伝達手段）３３と、光ファイバー３３により伝達された光２２を拡散する一対の拡散板（光拡散手段）３４−１、３４−２とからなる。
【００５４】
一対の反射板３２−１、３２−２は、太陽の光２２が照射される方向に湾曲した放物曲面を有する板で形成されている。反射板３２−１に入射した光２２は反射板３２−１によって反射板３２−２の曲面上で一点又はその周辺に集光され、反射板３２−１で反射された光２２を光ファイバー３３の一端側に反射する。一対の反射板３２−１、３２−２により集光した光２２は、光ファイバー３３を介してＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の近傍まで伝達される。光ファイバー３３の他端側と拡散板３４−１とは連結又は近接されており、拡散板３４−１と拡散板３４−２とは対向するように一対設けられている。光ファイバー３３により伝達された光２２は拡散板３４−１から拡散板３４−２に向けて放射される。拡散板３４−１から放射された光２２は拡散板３４−２で拡散板３４−１に向けて反射され、拡散板３４−１において再度反射された光２２は、更に広角に照射される。この拡散板３４−１で反射された光２２は、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の全体に照射される。
【００５５】
よって、本実施例に係る第二の排水処理装置１０Ｂの集光装置３１を用いることにより、太陽の傾きや影の影響を受けることなく、日中安定して光２２をＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に照射することができる。また、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の回りに設置する集光装置３１の数を適宜変更することにより、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に照射する光量を調節することができる。
【００５６】
また、太陽光などからの光２２はその他の装置等に吸収されることはないため、照射される光２２を低減することなく効率良く利用することができる。
【００５７】
また、本実施例に係る排水処理装置においては、装置全体を反射率の高い反射鏡などで囲み、光２２を集光するようにしてもよい。一対の反射板３２−１、３２−２、一対の拡散板３４−１、３４−２の回りを反射率の高い反射鏡などで囲むことにより、光２２の集光効率を向上させ、外部の光２２を更に効率良く利用することができる。
【実施例３】
【００５８】
本発明の実施例３に係る第三の排水処理装置について、図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の実施例３に係る第三の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。なお、実施例１、２と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１０に示すように、本実施例に係る第三の排水処理装置１０Ｃは、図１に示す実施例１に係る第一の排水処理装置１０ＡのＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周にＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に紫外光を照射する紫外線ランプ（紫外光照射手段）３５を複数設けてなるものである。また、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６および紫外線ランプ３５は透明な反応容器３６内に設けられている。
【００５９】
ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６にコーティングされたＴｉＯ2層１５に紫外線ランプ３５から紫外光を照射した場合でも、太陽の光を照射した場合と同様に、空気に由来する酸素（Ｏ2）と排水１１に由来する水（Ｈ2Ｏ）から酸化剤が発生し、有機物１２を酸化分解する。
【００６０】
ＴｉＯ2を活性化させるためには３８０ｎｍより波長が短い紫外光でなければならいので、太陽光２２中の４％程度の光しか利用できない。よって、太陽光２２を使用するよりも、他の紫外光源を使用する方がより多くの酸化剤を発生させることができる。また、太陽の光２２に依存しないため、昼夜問わず使用することができる。さらに、貯水槽１３から流下する排水１１により反応容器３６には自然対流が発生するため、紫外線ランプ３５から照射された紫外光の照射部分の付近で発生したオゾンは、反応容器３６内を循環し、内部のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６にも作用することができる。
【００６１】
よって、光源として紫外線ランプ３５を使用し、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に紫外光を照射することで、ＴｉＯ2の触媒効率を向上させることができるため、有機物１２の分解能力を更に向上させ、十分な排水１１の処理効果を得ることができる。このため、昼夜を問うことなく排水１１中の有機物１２の濃度が高い場合であっても有機物１２を効率良く分解除去し、処理水１７として排出することができる。
【００６２】
また、本実施例に係る第三の排水処理装置１０Ｃにおいては、紫外線ランプ３５を反応容器３６内に設けているが、紫外線ランプ３５を反応容器３６の外部に設けるようにしてもよい。
【実施例４】
【００６３】
本発明の実施例４に係る第四の排水処理装置について、図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の実施例４に係る第四の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。なお、実施例１乃至実施例３と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１１に示すように、本実施例に係る第四の排水処理装置１０Ｄは、図１に示す実施例１に係る第一の排水処理装置１０ＡのＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周に透明な反応容器３６を設け、反応容器３６内に酸素（Ｏ2）３７を供給する酸素供給部３８を有するものである。また、反応容器３６内に供給される酸素３７の供給量は、調節弁Ｖ１３により調節される。
【００６４】
酸素供給部３８から供給された酸素３７は太陽の光２２に含まれる１８５ｎｍの波長の光を吸収すると、下記式のようにオゾン（Ｏ3）となる。
Ｏ2  ＋Ｏ  →  Ｏ3  ・・・（３）
【００６５】
また、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６にコーティングされたＴｉＯ2層１５に太陽の光２２を照射すると、１８５ｎｍの波長の光を受けて酸素から生成されたオゾンは、ＴｉＯ2の表面において下記式のように反応して酸化剤を生成し、有機物１２を酸化分解する。
Ｏ3  →  Ｏ・＋Ｏ2-  ・・・（４）
【００６６】
また、従来よりＴｉＯ2などの光触媒とオゾンを併用して使用する方法も提案されているが、オゾンを発生させるオゾン発生装置を用いてオゾンを生成しても低効率であるうえ、コストが高く、設置スペースが必要である。これに対し、本実施例に係る第四の排水処理装置１０Ｄによれば、反応容器３６内に存在する酸素に対して、ＴｉＯ2を機能させるために使用する光２２を照射することでオゾンを生成すると共に、オゾンに変化しなかった酸素もＴｉＯ2により有機物１２を分解する酸化剤に変化させているため、照射される光と酸素３７とを無駄なく使用することができる。さらに、貯水槽１３から流下する排水１１により反応容器３６には自然対流が発生するため、光２２が照射されることで発生したオゾンは、反応容器３６内を循環し、内部のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６にも作用することができる。
【００６７】
よって、反応容器３６内に供給した酸素３７により生成されたオゾンがＴｉＯ2層１５の表面で分解することで、排水１１に接触する酸化剤を増加させ、有機物１２の酸化分解を促進することができるため、有機物１２の分解効率を更に向上させ、十分な排水１１の処理効果を得ることができる。また、オゾンに変化しなかった酸素もＴｉＯ2層１５のＴｉＯ2により酸化剤を生成するため、有機物１２の分解に使用することができる。更に、オゾンを発生させるための装置を用いることなく使用することができるため、コストを更に低く抑えることができる。
【００６８】
また、貯水槽１３から流下する排水１１により反応容器３６内には自然対流が発生するため、反応容器３６内に供給された酸素３７は、反応容器３６内を循環し、反応容器３６内に供給された酸素３７に起因して発生するＣＯ2などのガス４０はガス排出管３９を介して反応容器３６の外に排出される。また、反応容器３６内の上部に攪拌機を設け、反応容器３６内に供給される酸素３７を強制的に循環させ、ガス４０をガス排出管３９から排出するようにしてもよい。また、ガス排出管３９には調節弁Ｖ１４を設けており、ガス４０の排出量は調節弁Ｖ１４によって調節される。
【実施例５】
【００６９】
本発明の実施例５に係る第五の排水処理装置について、図１２を参照して説明する。
図１２は、本発明の実施例５に係る第五の排水処理装置の構成を簡略に示す図である。なお、実施例１乃至実施例４と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１２に示すように、本実施例に係る第五の排水処理装置１０Ｅは、図１１に示す実施例４に係る排水処理装置１０Ｄに、太陽等からの光２２ａを集光し、分光する集光・分光装置４１を有するものである。集光・分光装置４１は、光２２ａを集光する一対の反射板（光集光手段）３２−１、３２−２と、一対の反射板３２−１、３２−２により集光された光２２ａを分光する分光器（分光手段）４２と、分光器４２により分光された光２２ｂのうち、光の波長が２５４ｎｍ前後の光を除去する光学フィルタ（光除去手段）４３と、分光された光２２ｃを拡散する一対の拡散板（光拡散手段）４４−１、４４−２とからなる。
なお、光学フィルタとしては、シグマ光機株式会社、他多数社において作成されるノッチフィルタやバンドパスフィルタ等、目的とする波長の光以外の光を透過させるものを使用することができる。
【００７０】
まず、集光・分光装置４１では、一対の反射板３２−１、３２−２は、上述のように、太陽の光２２ａが照射される方向に湾曲した放物曲面を有する板で形成されている。反射板３２−１に入射した光２２ａは反射板３２−１によって反射板３２−２の曲面上で一点又はその周辺に集光され、反射板３２−１で反射された光２２ａを反射板３２−１に設けてある隙間３２ａを通過させて分光器４２に向けて反射する。
【００７１】
分光器４２によって赤外領域以外の波長の光は、赤外領域の波長の光と分光され、光２２ｂとして凸レンズ４５の方向に導く。また、赤外領域の波長の光は光２２ｂの進行方向とは異なる方向に反射させる。なお、凸レンズ４５は、フッ化カルシウムやアルミナ等、紫外光を透過させる物質で作成されたものが用いられる。
【００７２】
また、酸素は、特に、１８５ｎｍ前後の光を吸収し、オゾンを生成するが、オゾンは２５４ｎｍ前後の波長の光を吸収することで、下記式のように活性酸素（Ｏ・）に分解される。そのため、分光器４２により分光された赤外領域以外の波長の光から予め波長が２５４ｎｍ前後の光を除去しておく必要がある。
Ｏ3  →  Ｏ・＋Ｏ2-  ・・・（５）
【００７３】
分光器４２によって分光された光２２ｂは、凸レンズ４５により集光される。凸レンズ４５を通過した光２２ｂのうち、波長が２５４ｎｍ前後の光は、光学フィルタ４３により除去される。光学フィルタ４３により波長が２５４ｎｍ前後の光が除去された光は、光２２ｃとして光学フィルタ４３を通過する。拡散板４４−１と拡散板４４−２とは対向するように一対設けられている。光学フィルタ４３を通過した光２２ｃは拡散板４４−１を通過して拡散板４４−２で拡散板４４−１に向けて反射される。拡散板４４−２で拡散板４４−１に向けて反射された光２２ｃは、拡散板４４−１において再度反射され、更に広角に照射される。この拡散板４４−１で反射された光２２ｃは、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の全体に照射される。
【００７４】
波長が１８５ｎｍ前後の光を吸収して酸素から生成されたオゾンは波長が２５４ｎｍ前後の光を吸収し、活性酸素（Ｏ・）に分解されるが、分光器４２により赤外領域の波長の光は除去し、光学フィルタ４３により光２２ｂからオゾンを分解する２５４ｎｍの波長の光を予め除去しておくことにより、オゾンの大部分をＴｉＯ2の表面で分解させ、ＴｉＯ2の表面以外でオゾンが分解する割合を低下させることができる。
【００７５】
このため、オゾンの分解により生成されるＯ・及びＯ2-などの酸化剤の大部分はＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面で発生させることができるため、排水１１に接触する酸化剤を増加させ、有機物１２の酸化分解を促進することができ、排水１１中の有機物１２を効率的に分解することができ、十分な排水１１の処理効果を得ることができる。
【実施例６】
【００７６】
本発明の実施例６に係る第六の排水処理装置について、図１３を参照して説明する。
図１３は、本発明の実施例６に係る第六の排水処理装置を示す概念図である。なお、実施例１乃至実施例５と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１３に示すように、本実施例に係る第六の排水処理装置１０Ｆは、図１１に示す実施例４に係る第四の排水処理装置１０ＤのＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周に、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に向けて紫外光を照射する紫外線ランプ（紫外光照射手段）３５を複数設けてなるものである。また、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６および紫外線ランプ３５は透明な反応容器３６内に設けられている。
【００７７】
ＴｉＯ2被覆グラスファイバ１６にコーティングされたＴｉＯ2層１５に紫外線ランプ３５により紫外光を照射することで、上述のように、空気に由来する酸素（Ｏ2）と排水１１に由来する水（Ｈ2Ｏ）から酸化剤が発生し、有機物１２を酸化分解することができる。この時、紫外線に含まれる波長が１８５ｎｍ前後の光によって酸素３７からオゾンを生成することができるが、紫外光を用いた場合の方が太陽の光２２を用いた場合よりもＴｉＯ2の活性を高くすることができるため、より多くの酸化剤を発生させることができる。
【００７８】
よって、光源として紫外線ランプ３５を用いることで、反応容器３６内に供給した酸素３７からより多くのオゾンを生成することができるため、生成されたオゾンがＴｉＯ2の表面で分解し、生成される酸化剤の量を増大させることができる。このため、有機物１２の酸化分解を促進し、有機物１２の分解能力を更に向上させ、十分な排水１１の処理効果を得ることができる。
【００７９】
また、上述の通り、貯水槽１３から流下する排水１１により反応容器３６内には自然対流が発生し、反応容器３６内に供給された酸素３７は反応容器３６内を循環しているため、紫外線ランプ３５の近傍にオゾンが集中するのを防ぎ、反応容器３６内にオゾンを分散させ、各々のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６にオゾンを供給することができる。また、反応容器３６内の上部に攪拌機を設け、反応容器３６内に発生したオゾンを強制的に循環させるようにしてもよい。
【実施例７】
【００８０】
本発明の実施例７に係る第七の排水処理装置について、図１４を参照して説明する。
図１４は、本発明の実施例７に係る第七の排水処理装置を示す概念図である。なお、実施例１乃至実施例６と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１４に示すように、本実施例に係る第七の排水処理装置１０Ｇは、図１３に示す実施例６に係る第六の排水処理装置１０Ｆの反応容器３６内のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６と紫外線ランプ３５との間に、光学フィルタ（光除去手段）４３を設けてなるものである。この光学フィルタ４３は、上述の通り、波長が２５４ｎｍ前後の光を選択的に除去するものである。
【００８１】
ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６と紫外線ランプ３５との間に設けた光学フィルタ４３により波長が２５４ｎｍ前後の光を予め除去しておくことで、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面以外でオゾンが分解する割合を低下させ、オゾンの分解により発生するＯ・及びＯ2-などの酸化剤の大部分をＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面で発生させることができる。このため、排水１１に接触する酸化剤を増加させ、有機物１２の酸化分解を促進することができる。
【００８２】
よって、紫外線ランプ３５と光学フィルタ４３を併用することで、紫外線ランプ３５から紫外光を照射して酸素供給部３８より供給される酸素３７からオゾンを効率良く生成することができると共に、光学フィルタ４３により生成されたオゾンが分解されるのを防止し、生成されたオゾンをＴｉＯ2の表面で分解させることができるため、有機物１２の分解効率を更に向上させ、排水１１中の有機物１２を更に効率良く分解することができ、十分な排水１１の処理効果を得ることができる。
【００８３】
また、上述の通り、貯水槽１３から流下する排水１１により反応容器３６内には自然対流が発生し、反応容器３６内に供給された酸素３７は反応容器３６内を循環しているため、紫外線ランプ３５の近傍にオゾンが集中するのを防ぎ、反応容器３６内にオゾンを分散させ、各々のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６にオゾンを供給することができる。また、反応容器３６内の上部に攪拌機を設け、反応容器３６内に発生したオゾンを強制的に循環させるようにしてもよい。
【実施例８】
【００８４】
本発明の実施例８に係る第八の排水処理装置について、図１５を参照して説明する。
図１５は、本発明の実施例８に係る第八の排水処理装置を示す概念図である。なお、実施例１乃至実施例７と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１５に示すように、本実施例に係る第八の排水処理装置１０Ｈは、図１３に示す実施例６に係る第六の排水処理装置１０Ｆの紫外線ランプ３５に代えて、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の外周にＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６に向けて波長が１７２ｎｍ前後の光を照射するエキシマランプ（光照射手段）５１を複数設けてなるものである。また、反応容器３６の外周に密閉容器５２を設け、この密閉容器５２内にエキシマランプ５１を設けている。
【００８５】
ＴｉＯ2にエキシマランプ５１から照射される光の波長は１７２ｎｍ前後であり、波長が１７２ｎｍ前後の光の方が、波長が１８５ｎｍ前後の光より酸素からオゾンをより生成し易い。また、オゾンは上述の通り、波長が２５４ｎｍ前後の光によって分解され、酸化剤を生成するが、エキシマランプ５１から照射される光には波長が２５４ｎｍ前後の光は含まれていない。そのため、ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面以外でオゾンが分解される割合が低下し、オゾンが分解することで生成されるＯ・及びＯ2-などの酸化剤の大部分はＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６の表面のＴｉＯ2層１５で発生させることができるため、排水１１中の有機物１２を効率的に分解することができる。
【００８６】
よって、エキシマランプ５１を用いると共に、反応容器３６内に酸素（Ｏ2）を供給することで、反応容器３６内に更に高濃度のオゾンを生成することができる。このため、より多くのオゾンがＴｉＯ2と接触し、ＴｉＯ2の表面で分解することで、排水１１に接触する酸化剤を増加させ、有機物１２の酸化分解を促進することができる。従って、本発明の実施例８に係る第八の排水処理装置１０Ｈでは、図１０に示す実施例３に係る第三の排水処理装置１０Ｃのように紫外線ランプ３５から紫外光のみを照射する場合よりも生成されるオゾンの濃度を高くすることができるため、排水１１中の有機物１２の分解効率を向上させ、十分な排水１１の処理効果を得ることができる。
【００８７】
また、貯水槽１３から流下する排水１１により反応容器３６内には自然対流が発生し、反応容器３６内に供給された酸素３７は反応容器３６内を循環しているため、紫外線ランプ３５を用いた場合と同様に、エキシマランプ５１の近傍にオゾンが集中するのを防ぎ、反応容器３６内にオゾンを分散させ、各々のＴｉＯ2コーティンググラスファイバ１６にオゾンを供給することができる。また、反応容器３６内の上部に攪拌機を設け、反応容器３６内に発生したオゾンを強制的に循環させるようにしてもよい。
【実施例９】
【００８８】
本発明の実施例９に係る第九の排水処理装置について、図１６を参照して説明する。
図１６は、本発明の実施例９に係る第九の排水処理装置を示す概念図である。なお、実施例１乃至８と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１６に示すように、本実施例に係る第九の排水処理装置１０Ｉは、図１５に示す実施例８に係る第八の排水処理装置１０Ｈの反応容器３６の外周に設けられる密閉容器５２と、この密閉容器５２内に窒素ガス５３を供給する窒素ガス供給部（不活性ガス供給手段）５４とを有し、密閉容器５２内にエキシマランプ５１を設けてなるものである。
【００８９】
エキシマランプ５１から波長が１７２ｎｍ前後の光を照射することで熱が発生するが、密閉容器５２内に窒素ガス５５を供給することで、エキシマランプ５１を冷却することができる。このため、エキシマランプ５１から発生する熱に影響を受けることなく、安定して装置を運転することができる。
【００９０】
また、本実施例に係る第九の排水処理装置１０Ｉにおいては、密閉容器５２内に供給する不活性ガスとしてＮ2を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ａｒなど他の不活性ガスを用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明に係る排水処理装置は、排水中の有機物を効率的に分解することができるため、二次処理水などに含まれる有機物を分解処理するのに適している。
【符号の説明】
【００９２】
１０Ａ〜１０Ｉ  第一〜第九の排水処理装置
１１  排水
１２  有機物
１３  貯水槽
１３ａ  下端面
１４  グラスファイバ
１５  ＴｉＯ2層
１６  ＴｉＯ2被覆グラスファイバ（ＴｉＯ2コーティンググラスファイバ）
１７  処理水
１８  受水部
１９  排水供給管
２０  液膜
２１  孔
２２，２２ａ〜２２ｃ  光
２３  排出管
２４  支持板
３１  集光装置
３２−１、３２−２  反射板（光集光手段）
３２ａ  隙間
３３  光ファイバー（光伝達手段）
３４−１、３４−２、４４−１、４４−２  拡散板（光拡散手段）
３５  紫外線（ＵＶ）ランプ（紫外光照射手段）
３６  反応容器
３７  酸素
３８  酸素供給部
３９  ガス排出管
４０  ガス
４１  集光・分光装置
４２  分光器（分光手段）
４３  光学フィルタ（光除去手段）
４５  凸レンズ
５１  エキシマランプ（光照射手段）
５２  密閉容器
５３  窒素ガス
５４  窒素ガス供給部（不活性ガス供給手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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