(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒により有機物を分解処理する有機物処理装置であって、有機物を含有する気体や液体或いはこれらの混合物からなる被処理物を備蓄する貯蔵部と、前記貯蔵部内の液体の被処理物と空気とを混合し、液体の被処理物の一部を空気により曝気してガス化した被処理物と液体の被処理物との混合物を供給部を介して反応部に向かい排出する気液混合部と、該気液混合部から排出される前記被処理物を処理条件に応じた流路に流通させる前記供給部と、前記光触媒が充填されて前記被処理物の前記流路とされる前記反応部と、この反応部に紫外線を照射する面状光源をなす照射部とを備えており、
前記反応部は、前記光触媒が充填された複数の流通管が互いに平行かつ面状に配置され、前記流通管の両端部が枠状の構造体に挟持されて構成されており、前記構造体には、隣接する前記流通管同士の端部を接続する接続部が設けられており、前記接続部は、前記構造体に隣接して設けられた流通管挿入穴と、隣接する前記流通管挿入穴に連通するようにして前記構造体内部に設けられた接続孔とから構成されており、前記接続部を介して複数の前記流通管が直列に連結されて前記流路が形成されており、前記流路の両端は、前記構造体に貫設された前記被処理物の流入口及び流出口に接続されており、
前記流通管が面状に配置されてなる前記反応部に前記紫外線が面状に照射されるようにして、前記照射部が前記反応部に隣接して配置されており、
前記供給部には前記被処理物に対して前記流路を切り換えるバルブが備えられており、
前記反応部は、第１反応部に対応する前記流路と第２反応部に対応する前記流路とを含む少なくとも２以上の前記流路を備え、前記第１反応部には、前記気液混合部から排出されるガス化した被処理物と液体の被処理物との混合物が供給され、前記第２反応部には、前記第１反応部から排出されるガス化した被処理物と液体の被処理物との混合物のうちガス化した被処理物が供給されることを特徴とする有機物処理装置。
【請求項２】
ｎを任意の自然数として、ｎ個の前記反応部の両面を挟み込むようにして、ｎ＋１個の前記照射部が配置されており、前記反応部の両面から紫外線が照射されることを特徴とする請求項１に記載の有機物処理装置。
【請求項３】
前記気液混合部は前記被処理物に酸化促進剤を混入させることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の有機物処理装置。
【請求項４】
前記流通管は前記構造体に対して着脱可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の有機物処理装置。
【請求項５】
前記反応部では、前記流通管の延在方向に対する断面視で、前記流通管が千鳥配置されてることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の有機物処理装置。
【請求項６】
前記気液混合部は、前記被処理物に前記酸化促進剤としてオゾンを混入することを特徴とする請求項３に記載の有機物処理装置。
【請求項７】
前記気液混合部は、液体内に気体を分散配置する手段として、散気板、エジェクター、攪拌混合機、ポンプサンクション、スタチックミキサー、加圧溶解槽のうちの少なくとも一つを備えていることを特徴とする請求項１に記載の有機物処理装置。
【請求項８】
前記供給部は、前記被処理物が重力が作用する方向に沿って複数の前記流路に分岐される分岐部を備えており、前記複数の流路の内径は１２ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の有機物処理装置。
【請求項９】
前記光触媒は、タブレット状に圧縮成型されたもの、若しくは適宜の樹脂に練り込まれて適宜の形状に成形されたもの、若しくは紫外線を透過する適宜の布に担持されたものの何れかであることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の有機物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光触媒を利用して、例えば汚水等に含まれる難分解性の有害有機物を分解無害化する有機物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体や気体或いはこれらの混合物中に含まれる難分解性の有害有機物を分解除去する装置として、例えば特開平８−７１５７３号公報に開示された水処理装置のように、二酸化チタン等の光触媒を使用して、この光触媒に有害有機物を接触させた状態で光を照射することによって、有機物の光酸化分解を促進して無害化する有機物処理装置が知られている。
【０００３】
図１８は、上述した従来技術の一例による有機物処理装置（水処理装置）を示す側断面図である。この水処理装置１は、反応容器２と、光触媒担持体３と、光源４と、散気装置５とを備えて構成されている。反応容器２には被処理物とされる上水用源水が供給される源水導入口２Ａと、処理後の被処理物が排出される出口２Ｂとが設けられている。光触媒担持体３は凹凸状をなすガラス製棒状支持体表面に二酸化チタンが被覆されて形成されており、多数の光触媒担持体３，…，３が反応容器２内で互いに平行となるように配置されている。光源４は、略円柱状の紫外線ランプからなり、その軸線方向が棒状の光触媒担持体３の延在方向と直交するようにして反応容器２の中心部に配置されている。散気装置５は、例えば散気板等からなり、反応容器２内において光触媒担持体３及び光源４よりも下方に配置されており、空気等の酸素を含む気体を反応容器２内の被処理物に供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の有機物処理装置１では、反応容器２内に複数の棒状の光触媒担持体３，…，３が配置されているだけであり、被処理物が光触媒担持体３の表面に接触すること無しに排出される恐れがあり、被処理物の処理効率が悪くなるという問題が生じる。また、光源４は反応容器２の中央部に配置されているだけであり、光触媒担持体３全体に均一の照射が行われることは無く、光源４からの光を有効に利用することが出来ないという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光触媒を利用した有機物処理の処理効率を向上させることが可能な有機物処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１記載の本発明の有機物処理装置は、光触媒により有機物を分解処理する有機物処理装置であって、有機物を含有する気体や液体或いはこれらの混合物からなる被処理物を備蓄する貯蔵部と、前記貯蔵部内の液体の被処理物と空気とを混合し、液体の被処理物の一部を空気により曝気してガス化した被処理物と液体の被処理物との混合物を供給部を介して反応部に向かい排出する気液混合部と、該気液混合部から排出される前記被処理物を処理条件に応じた流路に流通させる前記供給部と、前記光触媒が充填されて前記被処理物の前記流路とされる前記反応部と、この反応部に紫外線を照射する面状光源をなす照射部とを備えており、前記反応部は、前記光触媒が充填された複数の流通管が互いに平行かつ面状に配置され、前記流通管の両端部が枠状の構造体に挟持されて構成されており、前記構造体には、隣接する前記流通管同士の端部を接続する接続部が設けられており、前記接続部は、前記構造体に隣接して設けられた流通管挿入穴と、隣接する前記流通管挿入穴に連通するようにして前記構造体内部に設けられた接続孔とから構成されており、前記接続部を介して複数の前記流通管が直列に連結されて前記流路が形成されており、前記流路の両端は、前記構造体に貫設された前記被処理物の流入口及び流出口に接続されており、前記流通管が面状に配置されてなる前記反応部に前記紫外線が面状に照射されるようにして、前記照射部が前記反応部に隣接して配置されており、前記供給部には前記被処理物に対して前記流路を切り換えるバルブが備えられており、前記反応部は、第１反応部に対応する前記流路と第２反応部に対応する前記流路とを含む少なくとも２以上の前記流路を備え、前記第１反応部には、前記気液混合部から排出されるガス化した被処理物と液体の被処理物との混合物が供給され、前記第２反応部には、前記第１反応部から排出されるガス化した被処理物と液体の被処理物との混合物のうちガス化した被処理物が供給されることを特徴としている。
【０００６】
上記構成の有機物処理装置では、被処理物の流路とされる反応部と、この反応部に紫外線を照射する照射部とが備えられており、例えば被処理物の種類や、気相、液相、気液混合相等の被処理物の状態や、被処理物の量等に応じて異なる処理を行う際には、処理毎に反応部のみを交換して使用することができ、有機物処理装置の拡張性を向上させることができる。
さらに、複数の流通管を連結する接続部、すなわち流通管同士の継手部分が構造体に設けられており、流通管の連結と保持とが同時に行われていることから、例えば構造体と接続部とが一体に形成されていない場合に比べて、反応部を軽量かつコンパクトに形成することができ、さらに製造コストを削減することができる。
また、反応部に、例えば異なる処理が行われる複数の流路が設けられている場合であっても、バルブによって被処理物の流路を切り替えるだけで、容易に複数の処理を施すことができ、例えば処理毎に有機物処理装置を製作する必要が無く、一台の有機物処理装置で容易に多様な処理を行うことができる。
例えば、一つの反応部を構成する複数の流通管が適宜の組に分割されたり、或いは複数の反応部が適宜の組に分割される等により、分割された組毎に一つの流路とされて、全体として複数の流路が形成された場合、被処理物に対して、これらの複数の流路を切り替えるバルブによって、例えば各流路内で異なる処理を行うことができ、一台の有機物処理装置により容易に多様な処理を行うことができる。
【０００７】
さらに、請求項２記載の本発明の有機物処理装置は、ｎを任意の自然数として、ｎ個の前記反応部の両面を挟み込むようにして、ｎ＋１個の前記照射部が配置されており、前記反応部の両面から紫外線が照射されることを特徴としている。上記構成の有機物処理装置では、反応部が例えばｎ個（ｎは任意の自然数）の場合、（ｎ＋１）個の照射部が備えられており、これらの照射部と反応部とは交互に隣接するようにして配列されており、各反応部にはその両面から紫外線が照射されるため、光触媒に対する照射量が向上させられており、被処理物に含まれる有機物の処理量を向上させることができる。
【０００８】
さらに、請求項３記載の本発明の有機物処理装置は請求項１又は請求項２の何れかに記載の有機物処理装置であって、前記気液混合部は前記被処理物に酸化促進剤を混入させることを特徴としている。
上記構成の有機物処理装置では、光触媒による酸化作用に加えて酸化促進剤により被処理物が酸化されるため、有機物の分解処理の効率を向上させることができる。
【０００９】
さらに、請求項４記載の本発明の有機物処理装置は、前記流通管は前記構造体に対して着脱可能とされていることを特徴としている。
上記構成の有機物処理装置では、前記構造体を分解しないで個々の流通管が着脱可能とされていることから、例えば流通管の不良等が生じた場合には、不良な流通管のみを交換すれば良く、有機物処理装置のメンテナンスが簡略化されると共に、装置の維持費用の削減に資することができる。
【００１０】
さらに、請求項５記載の本発明の有機物処理装置は、請求項１から請求項４の何れかに記載の有機物処理装置であって、前記反応部では、前記流通管の延在方向に対する断面視で、前記流通管が千鳥配置されてることを特徴としている。
上記構成の有機物処理装置では、隣接する流通管は接続部を介して連結されることから、平行に配列された流通管同士の間には所定の間隔が形成されることとなり、流通管の延在方向における断面視で、例えば流通管が一列に配列されているだけの場合には、照射部からの紫外線照射に対して、隣接する流通管同士の間の間隙部分を通過するだけの紫外線が存在してしまうが、流通管が千鳥配置とされることによって、例えば一列目の流通管に照射されることなく通過した紫外線は、二列目の流通管に照射されることとなり、照射部からの紫外線を有効に利用することができるようになる。
【００１１】
さらに、請求項６記載の本発明の有機物処理装置では、前記気液混合部は、前記被処理物に前記酸化促進剤としてオゾンを混入することを特徴としている。
上記構成の有機物処理装置では、光触媒による酸化作用に加えてオゾンにより被処理物が酸化されるため、有機物の分解処理の効率を向上させることができる。
【００１２】
さらに、請求項７記載の本発明の有機物処理装置では、前記気液混合部は、液体内に気体を分散配置する手段として、散気板、エジェクター、撹拌混合機、ポンプサンクション、スタチックミキサー、加圧溶解槽のうちの少なくとも一つを備えていることを特徴としている。
上記構成の有機物処理装置では、気液混合部に、液体内に気体を分散配置させる手段が設けられていることから、例えば液体状の被処理物に酸素を含む気体、例えば空気を混入させる際には、被処理物に対して均一に酸素を混入させることができ、被処理物に含まれる有機物を効率的に酸化分解することができる。
【００１３】
また、請求項８記載の本発明の有機物処理装置は、前記供給部は、前記被処理物が重力が作用する方向に沿って複数の前記流路に分岐される分岐部を備えており、前記複数の流路の内径は１２ｍｍ以下とされていることを特徴としている。
上記構成の有機物処理装置では、分岐部において被処理物を複数の流路に分岐して、これらの流路において例えば同じ処理を同時に行うことによって効率的に有機物の分解処理を施すことができる。ここで、分岐部における分岐前の流路に対して、分岐後の複数の流路が重力方向下方に位置するように、すなわち被処理部が重力の作用をうけて落下する過程において分岐が行われるように分岐部を形成すると共に、流路の内径を１２ｍｍ以下とすることによって、有機物を含有する気体や液体或いはこれらの混合物からなる被処理物を均等に分岐することができる。ここで、流路の内径が１２ｍｍよりも大きくなると、被処理物が分岐後の各流路に対して均等に分岐されなくなる。
【００１４】
さらに、請求項９記載の本発明の有機物処理装置は請求項１から請求項８の何れかに記載の有機物処理装置であって、前記光触媒は、タブレット状に圧縮成型されたもの、若しくは適宜の樹脂に練り込まれて適宜の形状に成形されたもの、若しくは紫外線を透過する適宜の布に担持されたものの何れかであることを特徴としている。
上記構成の有機物処理装置では、流通管内に充填された光触媒が、タブレット状に圧縮成型されたもの、若しくは適宜の樹脂に練り込まれて適宜の形状に成形されたもの、若しくは紫外線を透過する適宜の布に担持されたものの何れかとされているため、流通管内を流通する被処理物が光触媒と接触する頻度が高められており、効率よく有機物の酸化分解を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による有機物処理装置について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態による有機物処理装置を示すブロック構成図であり、図２は図１に示す有機物処理装置の回路図であり、図３は図１に示す気液混合部及び供給部を示す図であり、図４は図１に示す処理部の一部を破断して示す側面図であり、図５は図１に示す処理部の正面図であり、図６は図４に示す処理部の要部拡大側断面図であり、図７は図４に示す反応部の一部を破断して示す正面図であり、図８は図７に示す反応部の要部拡大断面図であり、図９は接続部に流通管を着脱する方法について示す図であって、（ａ）は接続部の要部中央断面図であり、（ｂ）は接続部の要部縦断面図である。本実施の形態による有機物処理装置１０は、図２に示すように、複数、例えば２つのタンク部をなす第１タンク部（貯蔵部）１１及び第２タンク部（貯蔵部）１２と、気液混合部１３と、供給部１４と、複数、例えば２つの異なる処理の行われる第１処理部１５及び第２処理部１６と、酸素供給部１７と、例えば三方ボールバルブＶ１又はボールバルブＶ２等からなるバルブと、マニホールドＭと、処理後の被処理物を回収するための複数、例えば２つの第１及び第２回収部Ｂ１，Ｂ２と、被処理物の成分や濃度等をモニターするためのサンプリング部Ｓとを備えて構成されている。
【００１６】
第１及び第２タンク部１１，１２には、例えば難分解性の有害有機物を含む汚水等の水溶液や気体、或いはこれらの混合物等が備蓄されており、例えば第１タンク部１１には処理前の汚水等からなる液体の被処理物が備蓄されており、第２タンク部１２には第１処理部１５において処理が施された後の液体及び気体状態の被処理物が備蓄されている。
気液混合部１３は、例えば図１に示すように、第１タンク部１１から供給される液体（ＬＩＱ）状の被処理物と、例えばエアコンプレッサ等からなる酸素供給部１７から供給される酸素を含む気体、例えば空気（ＡＩＲ）とを混合して、液体（ＬＩＱ）内に空気（ＡＩＲ）を分散配置させると共に、液体（ＬＩＱ）状の被処理物の一部を空気（ＡＩＲ）により曝気してガス化する。この気液混合部１３は、図３に示すように、第１タンク部１１からの流通路（流路）に対して、例えばボールバルブ等からなるバルブ１３ａを介して接続された液体流入口１３Ａと、酸素供給部１７からの流通路に対して、例えばボールバルブ等からなるバルブ１３ｂを介して接続された気体流入口１３Ｂと、混合された空気（ＡＩＲ）及び液体（ＬＩＱ）を排出する排出口１３Ｃと、液体（ＬＩＱ）内に空気（ＡＩＲ）を分散配置させるための、気液混入部１３Ｄとを備えて構成されている。
【００１７】
供給部１４は、液体や気体或いはこれらの混合物からなる被処理物を処理条件に応じて適宜の流路へと供給するものであって、例えば図１及び図３においては、第１タンク部１１から被処理物を取り出すポンプ１８と、気液混合部１３と、気液混合部１３から排出される被処理物を複数、例えば図３においては２つに分岐して流出させる分岐部１９とを備えて構成されている。
図３に示すように、気液混合部１３の排出口１３Ｃと分岐部１９の分岐部流入口１９Ａとを接続する流入管２０及び、分岐部１９の２つの分岐部流出口１９Ｂ，１９Ｂのそれぞれに接続された流出管２１，２１内においては、酸素供給部１７から供給された空気（ＡＩＲ）とガス化された被処理物（ＧＡＳ）とからなる気泡２２が、各管２０，２１の内径以上の直径を有するように、すなわち各管２０，２１の延在方向において、気泡２２と液部２３とが交互に配置されるように設定されている。これにより各管２０，２１内において、いわば液部２３が気泡２２に押圧されて流動させられる状態とされている。
【００１８】
さらに、分岐部１９は重力が作用する方向、すなわち鉛直方向の下方に向かい分岐するように配置されている。この場合、液部２３が分岐部流入口１９Ａから重力を受けて落下するように下方へ流動して分岐部１９内で２つの分岐部流出口１９Ｂ，１９Ｂに分岐される際に、気泡２２は２つの分岐部流出口１９Ｂ，１９Ｂに対して均等に分岐されることとなる。そして、分岐された後の各流出管２１，２１内においては、各管２１，２１の内壁面に対する表面張力と、毛細管現象とにより気泡２２及び液部２３は下流側へと流動させられていく。
ここで、分岐部１９に接続される流入管２０及び流出管２１の内径Ｒは、０＜Ｒ≦１２ｍｍの範囲とされており、例えば６ｍｍに設定されている。ここで、流入管２０及び流出管２１の内径Ｒが１２ｍｍよりも大きくなると、気泡２２の直径が流入管２０及び流出管２１の内径Ｒよりも小さくなるため、液部２３を押圧して流動させることができず、液部２３が流入管２０及び流出管２１内に滞留してしまい、分岐部１９において被処理物が均等に分岐されなくなる。
なお、図１及び図２に示すように、本実施の形態による有機物処理装置１０においては、分岐部１９に接続された２つの流出管２１，２１のうち、一方は第１処理部１５に接続され、他方は例えば封止等されており、気液混合部１３からの気泡２２及び液部２３は第１処理部１５のみに供給されているものとする。
【００１９】
第１及び第２処理部１５，１６は、例えば同様の構成とされており、図４に示すように、第１処理部１５は照射部３１及び第１反応部３２ａを備えて構成されており、第２処理部１６は照射部３１及び第２反応部３２ｂを備えて構成されており、これらの第１及び第２処理部１５，１６は、例えば台車Ｗ等に載置されて移動可能とされている。
照射部３１は、図５に示すように、所定の間隔をおいて互いに平行に配置された複数の直管状の紫外線光源３１ａ，…，３１ａに対して、各紫外線光源３１ａ，…，３１ａの延在方向の両端が枠体３１Ａにより挟み込まれるように固定されて形成されており、例えばエキシマランプ等からなる複数の紫外線光源３１ａ，…，３１ａによる面状光源をなしている。
第１及び第２反応部３２ａ，３２ｂは、共に、気体や液体或いはこれらの混合物からなる被処理物に照射部３１からの紫外線が照射される際における被処理物の流路をなすものであって、複数の長管状の流通管３３，…，３３と、これらの流通管３３，…，３３を保持する構造体３４とを備えて構成されている。ここで、第１及び第２反応部３２ａ，３２ｂのそれぞれにおいて、複数の流通管３３，…，３３は、図６に示すように、所定の間隔をおいて互いに平行に配置されると共に、面状光源をなす照射部３１に対して、所定の一定距離をおいて近接するように配置されている。
【００２０】
そして、互いに隣接された第１及び第２反応部３２ａ，３２ｂを２つの照射部３１，３１が両側から挟み込むようにして、第１及び第２処理部１５，１６が隣接して配置されている。ここで、第１反応部３２ａと第２反応部３２ｂが互いに隣接して配置される際には、第１反応部３２ａの流通管３３と、第２反応部の流通管３３とが互いに紫外線光源３１ａからの照射を遮ることが無いように、例えば図６の上下方向における第１反応部３２ａの流通管３３の位置と、第２反応部３２ｂの流通管３３の位置とが異なるように配置され、第１反応部３２ａで隣接する２つの流通管３３，３３間に設けられた間隙から第２反応部３２ｂの流通管３３を見込むことができるように配置されている。すなわち、紫外線光源３１ａ及び流通管３３の延在方向に対する断面視で、第１及び第２反応部３２ａ，３２ｂを構成する各流通管３３，…，３３が、いわば千鳥配置をなすようにされている。
この場合、２つの照射部３１，３１により紫外線照射を行うと、例えば第１処理部１５の照射部３１からの紫外線は、照射部３１に隣接して配置された第１反応部３２ａの流通管３３に照射される。さらに、第１反応部３２ａの流通管３３に照射されずに、第１反応部３２ａ内で隣接する流通管３３，３３間の間隙を通過して第２処理部１６へ向かって透過する紫外線は、第２反応部３２ｂの流通管３３に照射される。同様にして、第２処理部１６の照射部３１からの紫外線は、第２及び第１反応部３２ｂ，３２ａの各流通管３３，…，３３に照射されることとなる。
【００２１】
図７に示すように、構造体３４は例えば外観略長方形の枠状に形成されており、この長方形の長辺をなすように対向して配置された例えば略角柱状の２つ構造体側部３４Ａ，３４Ａの両端部が、長方形の短辺をなすように対向して配置された例えば略角柱状の２つ構造体端部３４Ｂ，３４Ｂにより接続されて構成されている。ここで、構造体側部３４Ａの端部にはボルト挿入孔３４ａが貫設されており、構造体端部３４Ｂにはボルト挿入孔３４ａと連通するボルト装着穴３４ｂが設けられており、ボルト挿入孔３４ａ及びボルト装着穴３４ｂにボルト３４ｃが螺合されることによって、構造体側部３４Ａと構造体端部３４Ｂとが固定されている。
構造体側部３４Ａには、隣接して配置された流通管３３，３３の端部同士を接続する接続部３５が設けられており、第１及び第２反応部３２ａ，３２ｂのぞれぞれにおいて、隣接する複数の流通管３３，…，３３が順次接続されて例えば１つの流路をなすようにされている。ここで、接続部３５は、例えば２つの流通管挿入穴３６，３６と、接続孔３７と、例えば２つのシール部材３８と、蓋部３９とから構成されている。
２つの流通管挿入穴３６，３６は、隣接する２つの流通管３３，３３の各端部が挿入されるように、構造体側部３４Ａの延在方向に所定の間隔をおいて構造体側部３４Ａの内面上に設けられており、さらに、これらの流通管挿入穴３６，３６を構造体側部３４Ａ内部で連通するようにして接続孔３７が貫設されており、２つの流通管挿入穴３６，３６及び接続孔３７により、例えば断面視略コ字状の流路が形成されている。
【００２２】
図８に示すように、構造体側部３４Ａの内面と流通管挿入穴３６の内周面との交差稜線部には全周に亘って略円環状の切欠部３６ａが設けられている。
また、構造体側部３４Ａの内面に当接するように配置された略長方形板状の蓋部３９には、隣接する２つの流通管３３，３３が挿入される例えば２つの流通管挿通孔３９Ａ，３９Ａが、接続部３５の隣接する２つの流通管挿入穴３６，３６と連通するように貫設されている。そして、蓋部３９は、例えば構造体側部３４Ａに貫設されたねじ挿通孔３４ｄ及び蓋部３９の外面上に設けられたねじ穴３９ａに、ねじ４０が螺着されることによって構造体側部３４Ａに固定されている。ここで、構造体側部３４Ａの切欠部３６ａと蓋部３９とにより画成される例えば断面視略凹溝のシール部材装着溝４１には、例えばＯリング等からなるシール部材３８が装着されており、このシール部材３８によって流通管挿入穴３６の内周面と流通管３３の外周面との間のシールが行われる。
【００２３】
そして、図７に示すように、複数の流通管３３，…，３３が互いに接続されて形成された１つの流路の両端部には、被処理物が流入される入口部（流入口）４４Ａと、被処理物が排出される出口部（流出口）４４Ｂとが設けられている。入口部４４Ａと出口部４４Ｂとのそれぞれは、例えば構造体側部３４Ａの延在方向における両端部に配置されており、構造体側部３４Ａを貫通する流通管挿入孔４４に流通管３３が挿入されて形成されている。ここで、流通管挿入孔４４と流通管３３との間には、接続部３５と同様にＯリング等のシール部材３８が装着されている。
また、流通管３３は、例えばパイレックスガラス等のガラスや合成樹脂等の透明な材質により形成されており、照射部３１からの紫外線光が透過可能とされている。流通管３３内には、例えば二酸化チタンがタブレット状に圧縮成形されてなる光触媒４２が充填されており、流通管３３の両端部には光触媒４２を流通管３３内に保持するための、例えばコイルばね４３が装入されている。なお、図７に示すように、流通管３３の長さＬ１は、対向する流入管挿入穴３６，３６の一方の底面から、他方の流入管挿入穴３６側に設置された蓋部３９の内面までの距離Ｌ２よりも短く設定されている。
【００２４】
ここで、処理部１５，１６の各反応部３２ａ，３２ｂにおいて、構造体３４の接続部３５を介して、隣接する複数の流通管３３，…，３３を互いに接続して、例えば１つの流路を形成する場合には、先ず、対向する２つの流通管挿入穴３６，３６の一方に対して流通管３３を傾けて挿入し（図９（ａ）中の矢印ａで示す動作）、流通管３３の一端を流通管挿入穴３６の底面に付き当てる（図９（ｂ）中の矢印ｂで示す動作）。そして、流通管３３の他端が他方の流通管挿入穴３３の開口部に臨むように、流通管挿入穴３６に対する流通管３３の傾きを修正し、流通管３３の他端を他方の流通管挿入穴３３に挿入する。なお、流通管挿入穴３６に対して流通管３３を傾けることができる方向は、水平方向（図９（ａ）中の上下方向）に対してのみである。
ここで、流通管３３の長さＬは、対向する流入管挿入穴３６，３６の一方の底面から、他方の流入管挿入穴３６側に設置された蓋部３９の内面までの距離Ｒよりも短くされているため、流通管３３の他端は、他方の流通管挿入穴３３側の蓋部３９の内面等に当接すること無しに、他方の流通管挿入穴３３に挿入される。
【００２５】
次に、上述した本実施の形態による有機物処理装置１０の動作について添付図面を参照しながら説明する。図１及び図２に示す本実施の形態による有機物処理装置１０は、例えば比較的分解しやすい有機物質の分解等に使用されて好適なものであって、先ず、第１タンク部１１に貯蔵された液体（ＬＩＱ）からなる被処理物は、供給部１４のポンプ１８により気液混合部１３へと送出される。これと同時に、エアコンプレッサ等からなる酸素供給部１７から酸素を含む空気（ＡＩＲ）が気液混合部１３へと供給され、液体（ＬＩＱ）の被処理物と混合される。この時、被処理物の一部は空気によって曝気ガス化されるため、液体（ＬＩＱ）及びガス（ＧＡＳ）状の被処理物と、空気（ＡＩＲ）とからなる混合物が形成される。これらの混合物は供給部１４から第１処理部１５に向けて流動させられ、第１反応部３２ａに流入させられる。
第１反応部３２ａでは、接続部３５を介して接続された複数の流通管３３，…，３３内を、液体（ＬＩＱ）及びガス（ＧＡＳ）状の被処理物と、空気（ＡＩＲ）とからなる混合物が流動させられており、ここで、流通管３３に対して照射部３１から紫外線照射が行われると、透明な流通管３３を透過した紫外線は流通管３３内に充填された光触媒４２を活性化する。活性化された光触媒４２は、空気（ＡＩＲ）に含まれる酸素を利用して、光触媒４２に接触する液体（ＬＩＱ）及びガス（ＧＡＳ）状の被処理物に含まれる有機物を酸化分解する。
【００２６】
次に、第１反応部３２ａの出口部４４Ｂを介して排出される混合物は第２タンク部１２へと供給される。第２タンク部１２では、供給された混合物のうち、液体（ＬＩＱ）状の被処理物はそのまま貯蔵され、ガス（ＧＡＳ）状の被処理物と空気（ＡＩＲ）とが第２処理部１６に向けて流出させられる。
そして、第２処理部１６において第１処理部１５と同様に有機物の酸化分解処理が行われたガス（ＧＡＳ）状の被処理物及び空気（ＡＩＲ）は、第２反応部３２ｂの出口部４４Ｂから排出されて、第２回収部Ｂ２で回収される。
【００２７】
上述した本実施の形態による有機物処理装置１０によれば、分岐部１９の２つの流出管２１，２１内において、気泡２２と液部２３とが交互に配置されるように設定されており、いわば液部２３が気泡２２に押圧されて流動させられる状態とされており、液部２３が分岐部流入口１９Ａから重力を受けて落下するように下方へ流動することによって、分岐部１９内で２つの分岐部流出口１９Ｂ，１９Ｂに均等に分岐される。ここで、流出管２１の内径Ｒは、０＜Ｒ≦１２ｍｍの範囲とされており、流出管２１の内径Ｒが１２ｍｍよりも大きくなると、気泡２２の直径が流出管２１の内径Ｒよりも小さくなり、液部２３を押圧して流動させることができず、液部２３が流出管２１内に滞留してしまい、しかも分岐部１９において被処理物が均等に分岐されなくなる。
また、各処理部１５，１６が、被処理物の流路とされる各反応部３２ａ，３２ｂと、各反応部３２ａ，３２ｂに紫外線を照射する照射部３１，３１とから構成されているため、例えば被処理物の種類や状態、処理量等に応じて異なる処理を行う際には、処理毎に各反応部３２ａ，３２ｂのみを交換して使用することができ、有機物処理装置１０の拡張性を向上させることができる。
【００２８】
さらに、複数の流通管３３，…，３３を連結する接続部３５が構造体３４に設けられていることから、例えば構造体３４と接続部３５とが一体に形成されていない場合に比べて、各反応部３２ａ，３２ｂを軽量かつコンパクトに形成することができ、製造コストを削減することができる。さらに、接続部３５に対して各流通管３３が着脱可能とされていることから、有機物処理装置１０のメンテナンスが簡略化されると共に、有機物処理装置１０の維持費用の削減に資することができる。
また、流通管３３の延在方向における断面視で、流通管３３，…，３３が千鳥配置とされているため、例えば第１反応部３２ａを通過した紫外線は、第２反応部３２ｂに照射されることとなり、照射部３１からの紫外線を有効に利用することができるようになる。しかも、共通の照射部３１，３１からの紫外線照射を受けていながら、第１反応部３２ａと第２反応部３２ｂとにおいて異なる処理を平行して行うことができ、有機物の分解処理の効率を向上させることができると共に、有機物処理装置１０をコンパクトにすることができる。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、２つの第１及び第２処理部１５，１６が台車Ｗに載置されて移動可能とされているとしたが、これに限定されず、例えば図１０に示す本実施形態の第１の変形例に係る処理部の一部を破断して示す側面図のように、互いに隣接して配置された第１及び第２反応部３２ａ，３２ｂにより構成される複数の反応部３２，…，３２と、各反応部３２を挟み込むように隣接して配置された複数の照射部３１，…，３１とが台車Ｗに載置されていても良い。さらに、複数の反応部３２，…，３２が互いの構造体端部３４Ｂを介して連結されていても良く、この場合は、複数の照射部３１，…，３１を連結する等により表面積の大きな面状光源を形成して配置すればよい。また、第１反応部３２ａと第２反応部３２ｂとを隣接して配置すること無しに、例えば第１反応部３２ａのみ、或いは第２反応部３２ｂのみを２つの照射部３１，３１で挟み込むように配置しても良い。
【００３０】
また、本実施の形態においては、第１処理部１５の第１反応部３２ａと、第２処理部１６の第２反応部３２ｂとは、それぞれ１つの流路をなすように形成されているとしたが、これに限定されず、図１１に示す本実施形態の第２の変形例に係る反応部の簡略図のように、各反応部３２ａ，３２ｂが複数、例えば４つに分割されていても良い。さらに、この場合、図１２に示す本実施形態の第３の変形例に係る反応部の簡略図にように、分割された各分割部に向けて被処理物の流路を切り替える切替バルブ４５が備えられていても良い。例えば、図１２の上下方向に分割された上部反応部３２Ａと下部反応部３２Ｂとにおいて、各反応部３２ａ，３２ｂに充填される光触媒４２の種類を変更する等により、それぞれ異なる処理が行われるように設定しておき、切替バルブ４５によって被処理物の流路を上部反応部３２Ａ又は下部反応部３２Ｂへと切り替えることによって、複数の異なる処理を施すことができる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、気液混合部１３は液体（ＬＩＱ）中に空気（ＡＩＲ）を分散配置させるための気液混入部１３Ｄを備えるとしたが、例えば散気板や、エジェクタや、撹拌混合機や、ポンプサンクションや、スタチックミキサーや、加圧溶解槽等を備えていても良い。
なお、散気板では、例えば、液体中に浸漬された無数の微細孔に通気されて気泡が生成される。エジェクタでは、例えば、気体及び液体の各噴流が激しく混合され流ことによって、気体を液体に溶解させ剪断により気泡が生成される。撹拌混合機では、例えば、液体中で撹拌により気体を剪断して気泡が生成される。ポンプサンクションでは、例えば、加圧下で気体を液体に溶解させ、それを減圧すると過剰となった溶解気体が気泡となって析出される。加圧溶解槽では、例えば、一旦、加圧溶解槽にて、ポンプで送られてきた液体にコンプレッサーで気体が吹き込まれて溶かされて加圧水が生成され、この加圧水が減圧されることで過剰となった溶解気体が気泡となって析出される。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、構造体側部３４Ａの切欠部３６ａと蓋部３９とにより断面視略凹溝のシール部材装着溝４１が画成されるとしたが、これに限定されず、例えば図１３に示す本実施形態の第４の変形例に係る反応部の要部拡大断面図のように、断面視略Ｖ溝のシール部材装着溝４１が画成されても良い。この場合は、構造体側部３４Ａの内面と流通管挿入穴３６の内周面との交差稜線部に全周に亘って形成された略円環状の切欠部３６ａが、流通管挿入穴３６の底面から蓋部３９に向かい漸次拡径するようなテーパ面状に形成されていれば良い。また、図１４に示す本実施形態の第５の変形例に係る反応部の要部拡大断面図のように、蓋部３９が省略されていても良い。この場合は、構造体側部３４Ａの内面から流通管挿入穴３６の底面に向かう適宜の位置に置いて、流通管挿入穴３６の内周面上に例えば断面視略凹溝の円環状のシール部材装着溝４１が形成されていれば良い。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、蓋部３９には、隣接する２つの流通管３３，３３が挿入される２つの流通管挿通孔３９Ａ，３９Ａが貫設されているとしたが、これに限定されず、例えば各流通管３３毎に１つの流通管挿入孔３９Ａのみが貫設された蓋部３９が備えられていても良いし、複数の流通管３３，…，３３を挿入するため複数の流通管挿入孔３９Ａ，…，３９Ａが貫設された蓋部３９が備えられていても良い。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、光触媒４２は二酸化チタンがタブレット状に圧縮成形されて形成されるとしたが、これに限定されず、例えばＴｉＯ２、ＣｄＳ、ＳｒＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等からなる光触媒４２が、ビーズ状やその他の形状に圧縮成形されていても良い。さらに、光触媒４２が樹脂等に練り込まれていても良いし、適宜の布等に担持されていても良い。
また、本実施の形態においては、流通管３３の両端部には光触媒４１を流通管３３内に保持するためのコイルばね４２が備えられているとしたが、これに限定されず、例えばスチールウールやステンレス製の金網等であっても良い。要するに、液体及び気体を通過させることができるものであれば良い。
【００３５】
次に、本実施形態の変形例による有機物処理装置５０について添付図面を参照しながら説明する。図１５は本実施形態の第６の変形例による有機物処理装置５０を示すブロック構成図であり、図１６は図１５に示す有機物処理装置５０の回路図である。なお、上述した実施形態と同一部分には同じ符号を配して説明を簡略または省略する。本実施形態の第６の変形例による有機物処理装置５０は、図１６に示すように、例えば１つの第１タンク部（予備タンク部）１１と、例えばオゾン発生器等からなる酸化促進剤発生部５１と、気液混合部５２と、供給部５３と、複数、例えば２つの第１処理部１５及び第２処理部１６と、酸素供給部１７と、例えば三方ボールバルブＶ１又はボールバルブＶ２等からなるバルブと、マニホールドＭと、適宜の処理が行われた後の被処理物を回収するための複数、例えば２つの第１及び第２回収部Ｂ１，Ｂ２と、被処理物の成分や濃度等をモニターするためのサンプリング部Ｓとを備えて構成されている。
この有機物処理装置５０は、例えば揮発性の高い有機溶剤等の分解処理に使用されて好適なものであって、上述した実施の形態と大きく異なる点は、被処理物が酸化促進剤、例えばオゾンにより曝気される点と、被処理物が供給部５３において第１処理部１５と第２処理部１６とに分岐され、各処理部１５，１６において同じ処理が行われる点である。
【００３６】
オゾン発生器等からなる酸化促進剤発生部５１は、例えばミキサー等を備えており、エアコンプレッサ等からなる酸素供給部１７から供給される酸素を含む気体、例えば空気（ＡＩＲ）に酸化促進剤、例えばオゾンガスを混入して気液混合部５２へと供給する。
気液混合部５２は、第１タンク部１１内に貯蔵されている液体（ＬＩＱ）状の被処理物に浸漬されており、気体流入口１３Ｂと、気液混入部１３Ｄとを備えて構成されている。気体流入口１３Ｂには酸素供給部１７及び酸化促進剤発生部５１から酸素及びオゾンを含む空気（ＡＩＲ）が供給されており、気液混入部１３Ｄを介して液体（ＬＩＱ）状の被処理物が空気（ＡＩＲ）により曝気ガス化されると共に、被処理物に含まれる有機物がオゾンにより酸化分解される。
供給部５３は、図１６に示すように、例えばマニホールドＭを備えており、気液混合部５２において生成されたガス（ＧＡＳ）状の被処理物と、空気（ＡＩＲ）とを複数、例えば２つの第１処理部１５及び第２処理部１６に分岐して供給する。
そして、第１及び第２処理部１５，１６において有機物の酸化分解処理が行われたガス（ＧＡＳ）状の被処理物及び空気（ＡＩＲ）は、それぞれ第１及び第２回収部Ｂ１，Ｂ２で回収される。
【００３７】
上述した本実施形態の第６の変形例による有機物処理装置５０によれば、光触媒４２による酸化作用に加えて、オゾンにより被処理物に含まれる有機物が酸化されるため、有機物の分解処理の効率を向上させることができる。
さらに、供給部５３のマニホールドＭにおいて、ガス（ＧＡＳ）状の被処理物及び空気（ＡＩＲ）を複数、例えば２つの第１処理部１５及び第２処理部１６に分岐して、同時に同じ処理を施すことができ、効率的に有機物の分解処理を施すことができる。
【００３８】
なお、上述した本実施形態の変形例においては、被処理物は第１及び第２処理部１５，１６に分岐されるとしたが、これに限定されず、第１処理部１５のみ、又は第２処理部１６のみに供給されてもよい。さらに、図１７に示す本実施形態の第７の変形例に係る処理部の要部拡大側断面図のように、接続部３５において、互いに隣接する第１反応部３２ａの流通管３３と第２反応部３２ｂの流通管３３とが接続されて、第１及び第２反応部３２ａ，３２ｂにより一つの流路が形成されても良い。
【００３９】
次に、本実施の形態による有機物処理装置１０及び５０を用いて行った有機物の分解処理試験について説明する。なお、以下において、有機物処理装置１０を使用した場合を実施例１とし、有機物処理装置５０を使用した場合を実施例２とする。
先ず、被処理物として、液濃度０．１ｐｐｍ（曝気ガス濃度４ｐｐｍ）のトリクロロエチレン溶液を第１タンク部１１内に貯蔵した。実施例１では、供給部１４により第１タンク部１１から第１処理部１５へと供給される被処理物の流量を１００ｃｃ／ｍｉｎとし、酸素供給部１７から気液混合部１３へと供給されて被処理物と混合される空気の空気流量を７００ｃｃ／ｍｉｎとした。なお、第１タンク部１１に貯蔵される被処理物の液量（処理量）を１０Ｌ（リットル）とし、処理時間を１００分とした。
また、実施例２では、第１タンク部１１に貯蔵される被処理物の液量（処理量）を１０Ｌ（リットル）とし、第１タンク１１内の気液混合部１３に供給されて被処理物を曝気ガス化する空気の空気流量を１５Ｌ／ｍｉｎとした。なお、処理時間を３０分とし、空気に対するオゾン等の酸化促進剤の混合量はゼロとした。そして、実施例１では、第１処理部１５から排出された液体（ＬＩＱ）状の被処理物の液濃度と、第２処理部１６から排出されて第２回収部Ｂ２で回収されたガス（ＧＡＳ）状の被処理物のガス濃度とを測定した。また、実施例２では、第１タンク部１１内に貯蔵された液体（ＬＩＱ）状の被処理物の液濃度と、第１及び第２処理部１５，１６から排出されて、第１及び第２回収部Ｂ１，Ｂ２で回収されたガス（ＧＡＳ）状の被処理物のガス濃度とを測定した。結果を表１に示した。
【００４０】
【表１】
0003646574.tif 000002
【００４１】
表１に示す結果から、実施例１及び実施例２の双方において、確実に有機物の分解処理が行われていることが確認できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の有機物処理装置によれば、切替バルブによって被処理物の流路を切り替えるだけで、容易に複数の処理を施すことができ、一台の有機物処理装置で容易に多様な処理を行うことができる。例えば複数の流路が形成された場合、バルブにより流路を切り替えることによって、各流路内で異なる処理を行うことができる。
さらに、異なる処理を行う際には処理毎に反応部のみを交換すれば良く、有機物処理装置の拡張性を向上させることができる。さらに、複数の流通管を連結する接続部が構造体に設けられており、流通管の連結と保持が同時に行われていることから、反応部を軽量かつコンパクトに形成することができ、製造コストの削減にも資することができる。
さらに、請求項２記載の本発明の有機物処理装置によれば、各反応部はその両面から紫外線が照射されるため、光触媒に対する照射量が向上させられており、被処理物に含まれる有機物の処理量を向上させることができる。
さらに、請求項３記載の本発明の有機物処理装置によれば、光触媒による酸化作用に加えて酸化促進剤により被処理物が酸化されるため、有機物の分解処理の効率を向上させることができる。
【００４３】
さらに、請求項４記載の本発明の有機物処理装置によれば、構造体を分解すること無しに個々の流通管が着脱可能とされていることから、有機物処理装置のメンテナンスが簡略化されると共に、装置の維持費用の削減に資することができる。
さらに、請求項５記載の本発明の有機物処理装置によれば、流通管の延在方向における断面視で、流通管が千鳥配置とされることによって、照射部からの紫外線を有効に利用することができる。
さらに、請求項６記載の本発明の有機物処理装置によれば、光触媒による酸化作用に加えてオゾンにより被処理物が酸化されるため、有機物の分解処理の効率を向上させることができる。
さらに、請求項７記載の本発明の有機物処理装置によれば、被処理物に対して均一に酸素を混入させることができ、被処理物に含まれる有機物を効率的に酸化分解することができる。
【００４４】
また、請求項８記載の本発明の有機物処理装置によれば、分岐部における分岐前の流路に対して、分岐後の複数の流路が重力方向下方に位置しており、被処理部が重力により落下する過程において分岐が行われると共に、流路の内径が１２ｍｍ以下とされることによって、有機物を含有する気体や液体或いはこれらの混合物からなる被処理物を均等に分岐することができる。ここで、流路の内径が１２ｍｍよりも大きくなると、被処理物が分岐後の各流路に対して均等に分岐されなくなる。
さらに、請求項９記載の本発明の有機物処理装置によれば、流通管内を流通する被処理物が光触媒と接触する頻度が高められており、効率よく有機物の酸化分解を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による有機物処理装置を示すブロック構成図である。
【図２】  図１に示す有機物処理装置の回路図である。
【図３】  図１に示す気液混合部及び供給部を示す図である。
【図４】  図１に示す処理部の一部を破断して示す側面図である。
【図５】  図１に示す処理部の正面図である。
【図６】  図４に示す処理部の要部拡大側断面図である。
【図７】  図４に示す反応部の一部を破断して示す正面図である。
【図８】  図７に示す反応部の要部拡大断面図である。
【図９】  接続部に流通管を着脱する方法について示す図であって、（ａ）は接続部の要部中央断面図であり、（ｂ）は接続部の要部縦断面図である。
【図１０】  本実施形態の第１の変形例に係る処理部の一部を破断して示す側面図である。
【図１１】  本実施形態の第２の変形例に係る反応部の簡略図である。
【図１２】  本実施形態の第３の変形例に係る反応部の簡略図である。
【図１３】  本実施形態の第４の変形例に係る反応部の要部拡大断面図である。
【図１４】  本実施形態の第５の変形例に係る反応部の要部拡大断面図である。
【図１５】  本実施形態の第６の変形例による有機物処理装置を示すブロック構成図である。
【図１６】  図１５に示す有機物処理装置の回路図である。
【図１７】  本実施形態の第７の変形例に係る処理部の要部拡大側断面図である。
【図１８】  従来技術の一例による有機物処理装置（水処理装置）を示す側断面図である。
【符号の説明】
１０，５０  有機物処理装置
１１  第１タンク部（貯蔵部）
１２  第２タンク部（貯蔵部）
１３  気液混合部
１４  供給部
１５  第１処理部
１６  第２処理部
１７  酸素供給部
１８  ポンプ
１９  分岐部
２０  流入管（流路）
２１  流出管（流路）
２２  気泡（気体）
２３  液部（液体）
３１  照射部
３２ａ  第１反応部（反応部）
３２ｂ  第２反応部（反応部）
３３  流通管
３４  構造体
３５  接続部
３６  流通管挿入穴
３７  接続孔
４５  切替バルブ
【図１】
0003646574.tif 000003
【図２】
0003646574.tif 000004
【図３】
0003646574.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003646574.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
0003646574.tif 000010
【図９】
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【図１０】
0003646574.tif 000012
【図１１】
0003646574.tif 000013
【図１２】
0003646574.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003646574.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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