(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理される水を流入させるための流入部及び処理された水を流出させるための流出部を有する筐体と、
前記筐体内の前記流入部側に設けられ、前記流入部から流入する水の流れを前記筐体内に分散させる分散板と、
前記筐体内に収容され、表面に光触媒物質を担持するとともに光を透過させることが可能な粒状体からなり、前記分散板を通過した水の流れにより流動層を形成する流動層用粒子群と、
前記筐体内の前記流動層に対応する部分に設けられ、前記流動層用粒子群に紫外線を照射する紫外線ランプと、
前記筐体内の前記流動層に対応する部分において前記紫外線ランプの下流側に設けられた伝熱部を有する熱交換器と、
を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記伝熱部の表面の少なくとも一部が光触媒物質を担持していることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光触媒作用を利用して、上下水等の水（以下、本明細書中において「液体」とも呼ぶ）中に含まれる有機物等からなる汚染物質、有毒物質および悪臭物質等を酸化分解したり、種々の細菌を殺傷するための水処理装置（以下、本明細書中において「液体処理装置」とも呼ぶ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上水、下水処理水、生下水、河川水、湖沼水、井戸水または工場排水等の液体中に存在する有機物等からなる汚染物質、有害物質、悪臭物質等の酸化分解や、有害な細菌類を殺菌するための液体処理装置として、塩素注入法、電気オゾン処理法等によるものが用いられている。
【０００３】
しかし、塩素注入法によるものでは、塩素の注入量が多くなりすぎると生態系に有害となり、悪臭の原因となる場合もあることから、塩素注入量の細やかな監視・調節が不可欠となる。このため、装置の運転操作が非常に複雑なものとなってしまう。また、電気オゾン処理法によるものでは、大型でコストの高い装置となり、また大電力を必要とするために運転費用も高くなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで近年、安全性が高く、かつ設備費用及び運転費用の安価な液体処理装置として、光触媒物質を汚染物質等に接触させ、可視光線や紫外線を照射することにより光触媒反応を発生させ、汚染物質等を酸化分解するものが注目されている。
【０００５】
しかし、この方法による液体処理装置においては、光触媒物質と液体中の汚染、有害物質等とをいかに効率よく接触させるかが問題となる。また、運転時間の経過とともに光触媒物質の表面に汚染物質が付着し、光触媒反応が進まなくなるという致命的な問題も生ずる。さらに、運転時間の経過とともに液体中に含まれる油分、スケール成分、水棲生物等の汚れ物質がランプ等の光源の透明外管の表面に付着し、透明外管の光透過率が次第に低下してゆき、照射される光量の低下により光触媒反応の効率が低下してゆくという問題がある。このためこの装置においては定期的に光源や光触媒物質の洗浄操作を行う必要がある。また、ランプにも一定の寿命があるため定期的な交換が必要である。このため高い信頼性の下で連続運転を行うことが困難で、運転費用も高くなってしまう。
【０００６】
さらに、この装置においては装置内に存在する光触媒物質のうち光触媒反応に寄与しているものの割合を増すこと、すなわち、可能な限りの多くの光触媒物質の光を照射することにより光触媒の効率を向上させることも課題となっている。
【０００７】
ところで、上記のような液体はそれ自体大量の熱エネルギーを含んでおり、また光源が消費する電力のうち、光エネルギーに変換されない部分は熱エネルギーとして液体中に放出されるため、資源の有効利用の観点から、この熱エネルギーを熱交換器によって回収することも行われている。しかし、この場合も同様に、熱交換器の伝熱部に液体中の汚れ物質が付着・堆積して熱エネルギー回収効率が低下するのを防ぐために定期的な洗浄操作を要し、高い信頼性の下で連続運転を行うことが困難で、運転費用も高くなってしまうという間題がある。
【０００８】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、まず第１に、液体処理のための光触媒反応効率を高め、かつ光触媒物質自体光源および処理装置内への汚れ物質の付着・堆積を防止することのできる液体処理装置を提供することを目的とする。また第２に、上記のような液体処理装置において、さらに熱交換器によって液体中の熱エネルギーを回収することができるとともに、熱交換器の伝熱部への汚染物質の付着・堆積をも防止することができる液体処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明は、液体処理装置において、処理される水を流入させるための流入部及び処理された水を流出させるための流出部を有する筐体と、前記筐体内の前記流入部側に設けられ、前記流入部から流入する水の流れを前記筐体内に分散させる分散板と、前記筐体内に収容され、表面に光触媒物質を担持するとともに光を透過させることが可能な粒状体からなり、前記分散板を通過した水の流れにより流動層を形成する流動層用粒子群と、前記筐体内の前記流動層に対応する部分に設けられ、前記流動層用粒子群に紫外線を照射する紫外線ランプと、前記筐体内の前記流動層に対応する部分において前記紫外線ランプの下流側に設けられた伝熱部を有する熱交換器と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、熱交換器によって水中の熱エネルギーを回収することができる。この場合、伝熱部は紫外線ランプの下流側に設けられているため、紫外線ランプから発生する熱エネルギーも回収することができる。また、熱交換器の伝熱部が流動層内に対応して設けられているので、流動装用粒子群によって熱交換器の伝熱部の表面に汚染物質等が付着・堆積するのを防止することができる。
【００１５】
前記熱交換器の伝熱部の表面の少なくとも一部が光触媒物質を担持していてもよい。
【００１６】
このようにすれば、伝熱部の表面においても光触媒反応が発生するため、水中の汚染、有害物質等を分解することができ、かつ伝熱部表面への藻類の発生を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
第１の実施の形態
まず、図１及び図２により本発明の第１の実施の形態について説明する。図１に示すように、液体処理装置は、被処理液体を流入させるための流入部２と、処理済液体を流出させるための流出部３とを有する筐体１を備えている。また、液体処理装置は筐体１内に、流入部２側に設けられ流入部２から流入する液体の流れを筐体１内に分散させる分散板５と、分散板５を通過した液体の流れにより流動層６（流動床）を形成する流動層用粒子群７と、流動層６に対応する部分に配置され流動層用粒子群７に光を照射する紫外線ランプ（光照射装置）４とを備えている。
【００２５】
なお、本液体処理装置により処理される液体としては、例えば、上水、下水処理水、生下水、河川水、または工場排水等である。また本明細書中において用いられる「液体の処理」という語句は、液体中に含まれる有機物等からなる汚染物質、有毒物質および悪臭物質等を酸化分解したり、液体中に生息する種々の有害な細菌類を死滅させること等をいう。
【００２６】
筐体１の下部に位置する流入部２は、上記液体の流れＡが流入する入口管２１を有し、筐体１の上部に位置する流出部３は、液体の流れＡが流出する出口管３１と、流動層用粒子群７の流出を防止するための流出防止板３２とを有している。
【００２７】
また、筐体１の内壁は、光の反射率が高くなるような処理がなされている。この処理は、例えば、筐体１の内壁にメッキを行ったり、鏡面仕上げをすることにより行われる。
【００２８】
また、各紫外線ランプ４は透明ガラスからなる細長い円筒状外管を有し、複数の紫外線ランプ４は互いに一定の距離を置いて、水平方向に（流れ方向に直交するように）配置されている（図２参照）。そして、筐体１の外側面には紫外線ランプ４用の電源ユニット４１が取り付けられ、この電源ユニット４１に各紫外線ランプ４の基端部が接続されている。
【００２９】
また、流動層用粒子群７は、通常運転状態における筐体１内の液体の流速において全ての紫外線ランプ４の周囲を流動して流動層６を形成するように、その流動化速度（粒子が流動状態を呈する液体の流速）が設定されている。この流動層用粒子群７の流動化速度は、一般的に、その粒径（球形粒子の場合は直径、円柱形等の他の形状の粒子の場合は球形に対する等価径）及び比重（密度）によって定るが、例えば０．０５ｍ／ｓ  程度に設定される。
【００３０】
流動層用粒子群７は、ガラスビーズ（ガラス製の粒状体）からなる粒子群から構成されており、各ガラスビーズの表面には光触媒として作用する酸化チタンが担持されている。なおガラスビーズとしては紫外線の透過性に特に優れた石英ガラス製のガラスビーズを用いることが最も好ましい。また、そのガラスビーズを用いる場合の粒径は０．５〜５．０ｍｍ程度であることが好ましい。なお、ガラスビーズの表面に酸化チタンが担持された場合でも、酸化チタンの厚さは数μｍ程度であるため、ガラスビーズの紫外線透過率に与える影響はごく僅かである。
【００３１】
なお、流動層用粒子群７は、上述したガラスビーズ（比重２〜３ｇ／ｃｍ３  ）からなる粒子群の他、アルミナボール、金属球（金属材料によって異なるが通常は比重８ｇ／ｃｍ３  以上のものが使用される）、珪砂等の表面に酸化チタンを担持させた他の粒子群から構成してもよく、このうち金属球を用いる場合には、紫外線ランプの光を良く反射するように、表面を鏡面仕上げしたものを使用するのが好ましい。また、珪砂等の不定形の粒子を用いる場合においては、ふるいにより所定の等価径を有する粒子の選別をすることが行われる。また、流動層用粒子群７として酸化チタンそのものからなる球状体を用いてもよい。なお、このような粒子をガラスビーズに混合することによりまたは、これらの粒子を適宜混合することにより流動層用粒子群７を構成してもよい。
【００３２】
また、表面に光触媒として作用する酸化チタンを担持した粒子と、担持しない粒子とを混合して流動層粒子群７を構成しても良い。さらに光触媒として作用する物質は、酸化チタンに限らず、同様の作用を有する他の物質でもよい。
【００３３】
また、上記分散板５は、流動層用粒子群７を通さないような形状・寸法の多数の開口部を有し、流入部２に流入した液体の流れを上方に均一に分散するとともに流動層用粒子群７が下方に落下しないように保持できるようになっている。具体的には、分散板５としては、金網、パンチングメタル、切り起こし板、またはこれらを組合わせたもの等が用いられる。
【００３４】
ここで、図２により上記複数の紫外線ランプ４のランプ横断面方向の配列について説明する。一般的に、この紫外線ランプ４の配列には、図２（ａ）に示すような千鳥状配列と、図２（ｂ）に示すような碁盤目状配列とがある。このうち、千鳥状配列は筐体１内の紫外線ランプ４の充填率を高め、殺菌効率の向上や装置の小型化を図る上で有利である。一方、碁盤目状配列には、特に液体中に固形混入物等が多量に含まれているような場合に、千鳥状配列に比べて紫外線ランプ４に固形混入物等が引っかかったり、堆積したりしにくいという利点がある。
【００３５】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、流入部２の入口管２１から流入した液体の流れＡは分散板によって上方に均一に分散され、この均一に分散された流れが流動層用粒子群７を激しく、かつ安定的に流動させ、紫外線ランプ４の周囲を流動する流動層６を形成する。
【００３６】
流動層６内では、紫外線ランプ４から照射される紫外線により流動層用粒子群７を構成する各粒子表面に担持された光触媒物質（酸化チタン）により、粒子近傍の水が分解されＯＨラジカルが形成される。このＯＨラジカルにより被処理液体に含まれる汚染物質等が酸化分解され、また被処理液体中に生息する細菌が殺傷される。処理済液体は流出部３の出口管３１から流出してゆく。この場合、流動層用粒子群７の各粒子は紫外線透過率の高い石英ガラス製のガラスビーズにより形成されているため、紫外線ランプ４から離れた位置にある粒子にも紫外線が到達する。このため、流動層６内全体における光触媒反応の反応率が高くなり、効率良く液体の処理を行うことができる。
【００３７】
さらに流動層６内においては、紫外線ランプ４の周囲を流動する流動層用粒子群７の紫外線ランプ４の外管表面に対する摩擦作用、粒子群自体の運動、及び液体の搬送力によって、紫外線ランプ４の外管表面に液体中の汚れ物質が付着・堆積することを防止することができる。このため、紫外線ランプ４の外管表面における紫外線透過率の低下を防止し、長期間にわたって効率良く光触媒反応を発生させることができる。また、流動層６は液体の流れを激しく乱す乱流促進効果を有するので、流動層６によって紫外線ランプ４近傍の処理済液体と、紫外線ランプ４から離れた未処理の液体とを効率よく入れ替え、処理効率を高めることができる。
【００３８】
第２の実施の形態
次に、図３及び図４により第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は図１及び図２に示す第１の実施に対して紫外線発生装置が筐体１外に設けられている点と、流動層６内に酸素を供給する手段が設けられている点が異なり、他は第１の実施の形態と略同一である。第２の実施の形態において第１の実施と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３９】
図３に示すように、液体処理装置は、筐体１外の液体処理装置から離れた部位に紫外線発生装置（光供給装置）４２を備えている。また、液体処理装置は、筐体１内に複数の光照射管（光照射装置）４４を備えており、これら光照射管４４は各々紫外線発生装置４２と光ファイバー（光導入装置）４３により連結されている。これら光照射管４４の筐体１内への配置方法は、図１および図２に示す第１の実施の形態における紫外線ランプ４の配置方法と同一である。光照射管４４は、自ら発光しない受動的な光照射装置であり、紫外線発生装置４２から光ファイバー４３を経て導入された光を筐体内に照射するようになっている。
【００４０】
また、筐体１の外部には、酸素または酸素を含む気体（例えば空気）を流動層８内に供給するための供給装置６０が設けられている。また、供給装置６０に対応して分散板５のやや上方の筐体１下部側面には導入管３５が設けられており、供給装置６０と導入口３５とは導入パイプ６１を介して連通している。導入管３５の端部には流動層用粒子群７が供給装置に侵入することを防止するためのフィルター３６が設けられており、このフィルター３６は気体のみが通過できるようになっている。供給装置６０は、酸素ボンベにようなものであってもよいし、液体処理装置周囲の空気を所定の圧力を加えて送り出すポンプのようなものであってもよい。
【００４１】
本実施形態によれば、上述した第１の実施の形態と同一の効果が得られるとともに、以下のような効果も合わせて得ることができる。すなわち、紫外線発生装置４２を筐体１と別個に設置することができるため、筐体１を小形化することが可能となり、また液体処理装置全体の配置自由度が高くなる。また、光ファイバー４３は可とう性を有しているため、筐体１内への光照射管４４の配置自由度が高くなり、また、光照射管４４の形状も上述したような直管形状以外の形状を採ることが可能となり、流動層６内の光の強度分布の最適化を容易に行うことができる。
【００４２】
また、供給装置６０を作動させることにより、導入口３５から流動層６に酸素が供給される。この酸素は流動層６内の流れに従って、流動層６内にまんべんなく行き渡る。このため、被処理流体中の酸素濃度は高くなる。このため、光触媒反応の進行が促進され、効率良く、汚染物質等の酸化分解および細菌の殺傷を行うことができる。
【００４３】
また、光照射管４４は自ら発光しない受動的な光照射装置であるため、第１の実施形態のように自ら発光する紫外線ランプ４と異なり、半永久的に使用することができ、ランプ自体の寿命が訪れた場合には筐体１外に設けられた紫外線発生装置４２のランプを交換するだけでよい。すなわち本実施形態によれば、第１の実施の形態のように、筐体１内に直接紫外線ランプ４を取り付けた場合に比べて、容易にメンテナンスを行うことができる。
【００４４】
さらに、本実施形態によれば、紫外線発生装置４２は筐体１と別個に設置されるため、図４に示すように、１つの紫外線発生装置４２により複数の筐体１に対して紫外線を供給することができる。このため、個々の筐体の寸法を小さくすることができるため、同種の液体処理装置が複数必要とされる下水処理施設等において液体処理装置の配置自由度が高くなるとともに、液体処理装置に必要とされる全体のスペースを小さくすることができる。
【００４５】
なお、光供給装置として、紫外線発生装置４２に代えて、または紫外線発生装置４２に加えて、太陽光集光装置を設けてもよい。このようにすれば、運転時の電力消費を低減することができる。また、光供給装置を光照射装置と別個に設ける本実施形態の構成は、後述する第３乃至第６の実施形態に適用することも可能である。
【００４６】
第３の実施の形態
次に、図５及び図６により本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、図５及び図６に示す第３の実施形態において、図１及び図２に示す上記第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４７】
図５に示すように、第２の実施形態の液体処理装置においては、複数の紫外線ランプ４が筐体１内に垂直方向に（液体の流れ方向と平行に）配置されている。また、電源ユニット４１は流入部２内に配設され、この電源ユニット４１に分散板５０を貫通した各紫外線ランプ４の基端部が接続されている。なお、本実施形態においては、複数の紫外線ランプ４が液体の流れ方向と平行に配置されているので、紫外線ランプ４への固形混入物等の引っかかりといった問題が生じにくい。このため、図６に示すように、紫外線ランプ４の充填率を高める上で、紫外線ランプ４をランプ横断面方向において千鳥状配列とすることが好ましい。
【００４８】
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の作用が得られるとともに、流入部２内を流れる液体によって電源ユニット４１を冷却することができる。このため、電源ユニット４１から発生する熱で紫外線ランプ４が劣化して紫外線発光効率が低下することを防止し、紫外線ランプ４の寿命を延ばすことができる。
【００４９】
第４の実施の形態
次に、図７及び図８により本発明の第４の実施形態について説明する。なお、図７及び図８に示す第３の実施形態において、図１及び図２に示す上記第１の実施形態と同一の構成部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態の液体処理装置は、図１に示す上記第１の実施形態の分散板５に代えて、分散機構８を備えている。この分散機構８は、上記流動層用粒子群７の流動化速度より大きい流動化速度を有するとともに、分散層（分散床）９を形成する分散層用粒子群１０、この分散層用粒子群１０の流入部２側を保持する保持板１１とを有している。また、分散機構８は、保持板１１上に突設され、流入部２に流入した液体の流れを分散機構８内へ導入するための１または２以上の導入管１２を有している。この導入管１２の先端側には、分散層９を形成する分散層用粒子群１０が導入管１２から流出するのを防止するとともに、導入管１２から導入された液体の流れを分散層９内へ均一に分散するためのキャップ１３が取り付けられている。また、筐体１の流出部３と紫外線ランプ収納部分１ａとの間には、紫外線ランプ収納部分１ａに対してその流路断面積が拡大するバッファー部１ｂが形成されている。
【００５１】
上記分散層用粒子群１０としては、流動層用粒子群７の粒子よりも粒径及び密度（比重）の大きい粒子、あるいは流動層用粒子群７の粒子よりも粒径または密度のいずれか一方が大きい粒子を用いることができる。そして、流動化速度の設定を容易にする上では、分散層用粒子群１０には流動層用粒子群７と同一材料で、粒径のみ流動層用粒子群７より大きい（例えば流動層用粒子群７の粒径の３倍程度）粒子を用いることが好ましい。
【００５２】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、流入部２の入口管２１から流入した液体の流れＡは導入管１２によて分散機構８内に導入され、キャップ１３によって分散層９内に均一に分散される。図５に示す通常運転状態においては、この分散層９内に分散される液体の流速を流動層用粒子群７の流動化速度以上で分散層用粒子群１０の流動化速度未満に設定しておくことにより、分散層用粒子群１０は静止状態を保ち、分散層９はその内部に分散された液体の流れを更に上方へ均一に分散させる。そして、分散層９によって上方へ均一に分散された流れは流動層用粒子群７の群を激しく、かつ安定的に流動させ、紫外線ランプ４の周囲を流動する流動層用粒子群７の群からなる流動層６を形成する。このとき、上記静止状態の分散層用粒子群１０の群からなる分散層９は、流動層用粒子群７の沈下を防いで流動層６の底部を保持する。そして、この流動層６内では、前記第１の実施形態と同様の作用が得られる。
【００５３】
また、分散層用粒子群１０の表面や分散層用粒子群１０相互間の隙間等に液体中の汚れ物質や固形混入物が付着・堆積した場合においては、図６に示すような洗浄運転状態とする。ここで、洗浄運転状態とは、分散層９内に分散される液体の流速を分散層用粒子群１０の流動化速度以上にまで増加させることにより、分散層用粒子群１０の群を流動化状態とするような運転状態をいう。そして、この洗浄運転状態における分散層用粒子群１０相互間の摩擦作用、分散層用粒子群１０自体の運動、及び液体の搬送力によって、分散層９内に付着・堆積した汚れ物質や固形混入物を除去することができる。
【００５４】
このとき、図８に示すように、液体の流速の増加に伴って流動層６は上方へ膨張するとともに、その流動状態が不安定となる傾向がある。しかし、上記バッファー部１ｂによって筐体１内の液体の流速を減少させ、流動層６の膨張を抑制するとともに、その流動状態を安定化させることができる。このため、流動層６が流出部３の流出防止板３２を越え、流動層用粒子群７が出口管３１から流出することを防止することができる。
【００５５】
また、洗浄運転状態において、流動層用粒子群７及び分散層用粒子群１０がともに流動化状態となっていても、両者の粒径及び密度を適正に選定していれば、流動層用粒子群７が上流側に、分散層用粒子群１０が下流側に各々分離して流動するので、流動層用粒子群７が分散層９内に沈下することはない。
【００５６】
第５の実施の形態
次に、図９により本発明の第５の実施形態について説明する。なお、図９に示す第５の実施形態において、図１及び図２に示す上記第１の実施形態と同一の構成部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５７】
図９において、液体処理装置は筐体１の流出部３と紫外線ランプ収納部分１ａとの間に設けられた熱交換器１４を備えている。この熱交換器１４は、筐体１内において流動層６に対応して、水平方向（液体の流れ方向と直交する方向）に配置された複数の伝熱管（伝熱部）１５を有しており、これら伝熱管１５の表面には、酸化チタン等の光触媒物質が担持されている。
【００５８】
また、熱交換器１４は筐体１の外側面に設けられ、その内部が複数の部屋に仕切られたジャケット１６を有している。このジャケット１６の各部屋は、それぞれ上記複数の伝熱管１５と連通している。また、ジャケット１６は、互いに仕切板１９によって仕切られた流入部１７と流出部１８とを有している。そして、熱交換器１４は、流入部１７から液媒体の流れＢを導入して伝熱管１５内を通し、流出部１８から排出するようになっている。
【００５９】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用について説明する。本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の作用が得られるとともに、更に熱交換器１４の伝熱管１５内を流れる液媒体が筐体１内の液体と熱交換を行うことにより、熱交換器１４で液体中の熱エネルギーを回収することができる。
【００６０】
また、熱交換器１４の伝熱管１５が流動層６内に対応して設けられているので、紫外線ランプ４の場合と同様に、流動層６の流動層用粒子群７の群によって伝熱管１５の表面に汚れ物質が付着・堆積することを防止することができる。さらに、流動層６によって伝熱管１５の外面に形成される温度境界層の厚さを薄くし、熱交換効率を高めることができる。
【００６１】
また、伝熱管１５の表面には、光触媒物質が担持されているため、伝熱管１５の表面近傍においても光触媒反応が起き、伝熱管１５の表面への藻類の発生を防止することができる。このため、伝熱管１５表面における熱交換性能を長期にわたって初期状態に維持することができる。
【００６２】
また、熱交換器１４の伝熱管１５が紫外線ランプ４に対して下流側に位置しているため、紫外線ランプ４が消費する電力のうち光エネルギーに変換されずに熱エネルギーとして液体中に放出されるエネルギーをも回収することができる。
【００６３】
なお、図９に二点鎖線で示すように、熱交換器１４が電源ユニット４１までを覆うジャケット１６ａを有し、熱交換器１４で電源ユニット４１からの熱エネルギー回収をする事により、電源ユニット４１の冷却をも行えるように構成してもよい。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、伝熱管１５の表面に光触媒物質を担持させるように構成したが、これに加え更に、筐体１の内壁表面および紫外線ランプ４の表面に光触媒物質を担持させるようにしてもよい。このようにすれば、筐体１の内壁表面および紫外線ランプ４の表面への藻類の発生を防止することができる。
【００６５】
第６の実施の形態
次に、図１０により本発明の第６の実施の形態について説明する。図１０に示すように、本実施形態の液体処理装置は、筐体１のバッファー部１ｂと紫外線ランプ収納部１ａとの間に設けられた熱交換器１４を備えている点で、図７及び図８に示す上記第４の実施形態と異なり、その他の構成は上記第４の実施形態と同様である。また、本実施形態の熱交換器１４の構成は、図８に示す上記第４の実施形態と同様である。従って、本実施形態によれば、上記第３及び第４の実施形態との両方の作用が得られる。
【００６６】
なお、以上説明してきた図１乃至図８に示す上記各実施形態において、液体が筐体１内を下方から上方へ流れ、分散板５，５０または分散機構８が下方に設けられている場合について説明したが、液体の種類等の条件によっては、これらの位置関係を全て上下逆にするとともに、流動層用粒子群７及び分散層用粒子群１０として液体より比重が小さいものを用いるようにしてもよい。
【００６７】
また、図９及び図１０に示す上記第４及び第５の実施形態において、伝熱管１５内を流れる液媒体を熱媒または冷媒として、筐体１内を流れる液体の加熱または冷却を行ってもよい。
【００６８】
また、図７乃至図１０に示す上記第３乃至第５の実施形態において、紫外線ランプ４や伝熱管１５が水平方向（液体の流れ方向と直交する方向）に配置された場合について説明したが、紫外線ランプ４や伝熱管１５が垂直方向（液体の流れ方向と平行な方向）に配置されてもよく、紫外線ランプ４と伝熱管１５とが異なる方向に配置されていてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、熱交換器によって水中の熱エネルギーを回収することができる。このため、水処理装置と熱交換器が別個に構成されている場合に比べ、上・下水道処理場等の公共施設に対する装置の占有面積を縮小し、公共敷地の有効利用を図ることができる。また、熱交換器の伝熱部が流動層内に対応して設けられているため、流動層の流動層用粒子群によって伝熱部の表面に汚れ物質が付着・堆積することを防止することができる。このため、熱交換器による熱エネルギー回収効率を長期間維持し、高い信頼性の下で連続運転を行うことができるとともに、伝熱部の特別な洗浄操作を行う必要をなくし、運転費用の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体処理装置の第１の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１に示す液体処理装置のＩＩ−ＩＩ  線方向断面図。
【図３】本発明による液体処理装置の第２の実施の形態を示す縦断面図。
【図４】第２の実施の形態の応用例を示す図。
【図５】本発明による液体処理装置の第３の実施の形態を示す縦断面図。
【図６】図５に示す液体処理装置のＩＶ−ＩＶ  線方向断面図。
【図７】本発明による液体処理装置の第４の実施の形態を示す縦断面図。
【図８】図７に示す液体処理装置の洗浄運転状態を示す図。
【図９】本発明による液体処理装置の第５の実施の形態を示す縦断面図。
【図１０】本発明による液体処理装置の第６の実施の形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  筐体
２  流入部
３  流出部
４  光照射装置（紫外線ランプ）
５  分散板
６  流動層
７  流動層用粒子群
１４  熱交換器
１５  伝熱管（伝熱部）
４２  光供給装置（紫外線発生装置）
４３  光導入装置（光ファイバー）
４４  光照射装置
６０  供給装置
【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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