(57)【要約】【課題】より高度に殺菌された処理水が得られる紫外線殺菌システムを提供する。【解決手段】タンク２と、供給水ラインＬ２と、供給水ラインＬ２を流通する供給水Ｗ１を移送するポンプ４と、導入された供給水Ｗ１を紫外線ランプ３２から照射される紫外線により殺菌し、処理水Ｗ２として排出する流水式紫外線殺菌装置３と、紫外線ランプ３２の周囲を供給水Ｗ１から隔離すると共に、紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管３３と、流水式紫外線殺菌装置３から排出された処理水Ｗ２が流通可能な処理水ラインＬ３と、処理水返送ラインＬ４と、タンク２、処理水返送ラインＬ４又は供給水ラインＬ２にオゾンガスＧ２を供給するオゾンガス供給手段（５、Ｌ５及びＬ６）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水及び／又は処理水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された被処理水及び／又は処理水を供給水として流通可能な供給水ラインと、
前記供給水ラインを流通する供給水を移送するポンプと、
前記供給水ラインの下流側に設けられ、当該供給水ラインから導入された供給水を紫外線ランプから照射される紫外線により殺菌し、処理水として排出する流水式紫外線殺菌装置と、
前記紫外線ランプの周囲を供給水から隔離すると共に、前記紫外線ランプから照射される紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管と、
前記流水式紫外線殺菌装置から排出された処理水が流通可能な処理水ラインと、
前記処理水ラインから分岐して当該処理水ラインを流通する処理水の一部を前記タンクに返送する処理水返送ラインと、
前記タンク、前記処理水返送ライン又は前記供給水ラインにオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、を備える、
紫外線殺菌システム。
【請求項２】
前記オゾンガス供給手段は、前記紫外線ランプ保護管の内部に空気又は酸素を供給し、前記紫外線ランプからの紫外線を前記紫外線ランプ保護管内の空気又は酸素に照射することによりオゾンガスを発生させる、
請求項１に記載の紫外線殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線ランプを備えた紫外線殺菌システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品、化粧品、飲料水等の製造、並びに電子部品や精密機器の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用されている。この種の純水は、一般に、地下水、水道水等の供給水を逆浸透膜装置（以下、「ＲＯ装置」ともいう）により膜分離処理し、得られた透過水を被処理水として更に精製することにより製造される。
【０００３】
従来、被処理水を更に精製するため、例えば、紫外線殺菌装置が用いられている。この種の用途に用いられる紫外線殺菌装置として、浸漬式紫外線殺菌装置及び流水式紫外線殺菌装置が知られている。浸漬式紫外線殺菌装置は、紫外線ランプを浸漬させた貯留タンクに被処理水を貯留し、この被処理水に紫外線ランプから紫外線を照射することにより被処理水に含まれる菌類の繁殖を抑制する装置である（特許文献１参照）。流水式紫外線殺菌装置は、紫外線ランプを収納した容器に被処理水を連続的に流入させながら、紫外線ランプから紫外線を照射することにより被処理水を殺菌する装置である（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７３９１６号公報
【特許文献２】特開平７−１２４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、被処理水のより高度な殺菌を実現するため、浸漬式紫外線殺菌装置及び流水式紫外線殺菌装置により殺菌して処理水とする紫外線殺菌システムが知られている。しかし、２つの殺菌装置を備えた紫外線殺菌システムにおいては、前段に設けられた浸漬式紫外線殺菌装置（とくに貯留タンク）の紫外線が届きにくい領域、及びこの浸漬式紫外線殺菌装置と流水式紫外線殺菌装置との間に設けられた配管内等において、菌類が繁殖しやすくなるため、より高度に殺菌された処理水を得ることが難しくなる。
【０００６】
従って、本発明は、より高度に殺菌された処理水を得ることができる紫外線殺菌システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被処理水及び／又は処理水を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された被処理水及び／又は処理水を供給水として流通可能な供給水ラインと、前記供給水ラインを流通する供給水を移送するポンプと、前記供給水ラインの下流側に設けられ、当該供給水ラインから導入された供給水を紫外線ランプから照射される紫外線により殺菌し、処理水として排出する流水式紫外線殺菌装置と、前記紫外線ランプの周囲を供給水から隔離すると共に、前記紫外線ランプから照射される紫外線を透過可能な紫外線ランプ保護管と、前記流水式紫外線殺菌装置から排出された処理水が流通可能な処理水ラインと、前記処理水ラインから分岐して当該処理水ラインを流通する処理水の一部を前記タンクに返送する処理水返送ラインと、前記タンク、前記処理水返送ライン又は前記供給水ラインにオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段と、を備える紫外線殺菌システムに関する。
【０００８】
また、前記オゾンガス供給手段は、前記紫外線ランプ保護管の内部に空気又は酸素を供給し、前記紫外線ランプからの紫外線を前記紫外線ランプ保護管内の空気又は酸素に照射することによりオゾンガスを発生させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より高度に殺菌された処理水を得ることができる紫外線殺菌システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における紫外線殺菌システム１を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係る紫外線殺菌システムの一実施形態について説明する。図１は、本実施形態における紫外線殺菌システム１を示す概略構成図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の紫外線殺菌システム１は、貯留タンク２と、紫外線殺菌装置３と、被処理水ポンプ４と、空気ポンプ５と、を備える。また、紫外線殺菌システム１は、被処理水補給ラインＬ１と、供給水ラインとしての被処理水ラインＬ２と、処理水ラインＬ３と、処理水返送ラインＬ４と、空気供給ラインＬ５と、オゾンガス送出ラインＬ６と、を備える。
【００１３】
被処理水補給ラインＬ１は、貯留タンク２に被処理水Ｗ１を補給するラインである。被処理水補給ラインＬ１の上流側の端部は、例えば、ＲＯ装置の透過水（純水）吐出口（不図示）に接続されている。すなわち、本実施形態では、ＲＯ装置で製造された透過水（純水）が被処理水Ｗ１として貯留タンク２に補給される。被処理水補給ラインＬ１の下流側の端部は、貯留タンク２に貯留された被処理水Ｗ１に向けて開口している。
【００１４】
貯留タンク２は、被処理水Ｗ１及び／又は処理水Ｗ２を貯留するタンクである。以下、貯留タンク２から紫外線殺菌装置３へ供給される水を「被処理水Ｗ１」ともいう。貯留タンク２には、被処理水補給ラインＬ１から被処理水Ｗ１が供給される。また、貯留タンク２には、処理水返送ラインＬ４（後述）から処理水Ｗ２が返送される。
【００１５】
貯留タンク２の側壁には、被処理水排出部２１が設けられている。被処理水排出部２１は、貯留タンク２と被処理水ラインＬ２（後述）とを連通する。被処理水排出部２１には、被処理水ラインＬ２の上流側の端部が接続される。貯留タンク２に貯留された被処理水Ｗ１は、被処理水排出部２１を介して被処理水ラインＬ２に送出される。なお、図１では、貯留タンク２の上部の形状を簡略化しているが、貯留タンク２の上部には、蓋材（不図示）等が取り付けられている。
【００１６】
被処理水ラインＬ２は、貯留タンク２に貯留された被処理水Ｗ１（及び／又は処理水Ｗ２）を、供給水として流通可能なラインである。被処理水ラインＬ２の上流側の端部は、貯留タンク２の被処理水排出部２１に接続されている。また、被処理水ラインＬ２の下流側の端部は、紫外線殺菌装置３の被処理水導入部３４（後述）に接続されている。
【００１７】
被処理水ポンプ４は、貯留タンク２に貯留された被処理水Ｗ１を、紫外線殺菌装置３に移送するポンプである。
【００１８】
紫外線殺菌装置３は、貯留タンク２から導入された被処理水Ｗ１を、紫外線ランプ３２（後述）から照射される紫外線により殺菌し、処理水Ｗ２として排出する装置である。紫外線殺菌装置３は、殺菌曹３１と、紫外線ランプ３２と、紫外線ランプ保護管３３と、を備える。本実施形態において、殺菌曹３１及び紫外線ランプ３２は、流水式紫外線殺菌装置を構成する。
【００１９】
殺菌曹３１は、貯留タンク２から導入された被処理水Ｗ１を、紫外線ランプ３２から照射される紫外線により殺菌し、処理水Ｗ２として下流側に排出させる容器である。
【００２０】
殺菌曹３１の側壁には、被処理水導入部３４と、処理水排出部３５と、が設けられている。被処理水導入部３４は、殺菌曹３１と被処理水ラインＬ２の下流側の端部とを連通する。被処理水ラインＬ２を流通する被処理水Ｗ１は、被処理水導入部３４を介して殺菌曹３１に導入される。処理水排出部３５は、殺菌曹３１と処理水ラインＬ３の他方の端部とを連通する。殺菌曹３１において、紫外線により殺菌処理された処理水Ｗ２は、処理水排出部３５を介して、処理水ラインＬ３へ送出される。
【００２１】
紫外線ランプ３２は、殺菌曹３１に導入された被処理水Ｗ１に紫外線を照射可能なランプである。紫外線ランプ３２としては、例えば、波長１８５ｎｍ付近及び波長２５４ｎｍ付近の紫外線を発生させる低圧水銀ＵＶランプを用いることができる。
【００２２】
紫外線ランプ保護管３３は、紫外線ランプ３２の周囲を殺菌曹３１に流入した被処理水Ｗ１から隔離する円筒状の部材である。紫外線ランプ保護管３３の長手方向の両端部はそれぞれ封止されている。紫外線ランプ保護管３３は、紫外線ランプ３２から照射される紫外線を透過可能に構成される。紫外線ランプ保護管３３は、例えば、紫外線の透過性に優れた石英管、ＰＦＡ管等により構成される。また、紫外線ランプ保護管３３の上部には、内部に空気Ｇ１を導入する空気導入部３６と、内部で発生したオゾンガスを排出するガス排出部３７と、が設けられている。
【００２３】
紫外線ランプ保護管３３の空気導入部３６から内部に導入された空気Ｇ１に、紫外線ランプ３２から紫外線（波長１８５ｎｍ付近の紫外線）が照射されることにより、オゾンガスＧ２が生成される。このオゾンガスＧ２は、紫外線ランプ保護管３３のガス排出部３７からオゾンガス送出ラインＬ６（後述）に送出される。オゾンガスＧ２の作用については後述する。
【００２４】
処理水ラインＬ３は、紫外線殺菌装置３から排出された処理水Ｗ２を、純水として需要箇所（不図示）に送出するラインである。処理水ラインＬ３の上流側の端部は、紫外線殺菌装置３の処理水排出部３５に接続されている。処理水ラインＬ３の下流側の端部は、需要箇所の純水使用設備に接続されている。
【００２５】
処理水返送ラインＬ４は、処理水ラインＬ３を流通する処理水Ｗ２の一部を、貯留タンク２に返送するラインである。処理水返送ラインＬ４の上流側の端部は、分岐部Ｊ１において、処理水ラインＬ３に接続されている。分岐部Ｊ１は、処理水ラインＬ３において、紫外線殺菌装置３の下流側の近傍に配置されている。処理水返送ラインＬ４の下流側の端部は、貯留タンク２に貯留された被処理水Ｗ１に向けて開口している。
【００２６】
空気供給ラインＬ５は、空気ポンプ５から送出された空気Ｇ１を紫外線ランプ保護管３３の空気導入部３６に導入するラインである。空気供給ラインＬ５の上流側の端部は、空気ポンプ５の空気吐出部（不図示）に接続されている。また、空気供給ラインＬ５の下流側の端部は、紫外線ランプ保護管３３の空気導入部３６に接続されている。
【００２７】
空気ポンプ５は、紫外線ランプ保護管３３の空気導入部３６に向けて空気Ｇ１を送出するポンプである。なお、本実施形態において、空気ポンプ５、空気供給ラインＬ５及びオゾンガス送出ラインＬ６は、ガス供給手段を構成する。
【００２８】
オゾンガス送出ラインＬ６は、紫外線ランプ保護管３３の内部で発生したオゾンガスＧ２を、処理水返送ラインＬ４に送出するラインである。オゾンガス送出ラインＬ６の上流側の端部は、紫外線ランプ保護管３３のガス排出部３７に接続されている。また、オゾンガス送出ラインＬ６の下流側の端部は、接続部Ｊ２において、処理水返送ラインＬ４に接続されている。接続部Ｊ２は、処理水返送ラインＬ４において、分岐部Ｊ１と貯留タンク２との間に配置されている。なお、接続部Ｊ２は、後述する処理水返送ラインＬ４の配管内において菌類の繁殖を抑制するという観点から、処理水返送ラインＬ４の上流側（分岐部Ｊ１の近傍）に配置されるのが好ましい。
【００２９】
次に、紫外線殺菌システム１の動作について説明する。
紫外線殺菌システム１おいて、貯留タンク２に貯留された被処理水Ｗ１は、被処理水ラインＬ２を流通して、紫外線殺菌装置３の殺菌曹３１に導入される。
【００３０】
また、紫外線ランプ３２から照射された紫外線（図中破線）は、紫外線ランプ保護管３３を透過して、殺菌曹３１の内部に照射される。このとき、殺菌曹３１に導入された被処理水Ｗ１は、紫外線ランプ３２から照射された紫外線により高度に殺菌される。これにより、被処理水Ｗ１は、殺菌曹３１から処理水Ｗ２として処理水ラインＬ３へ排出される。処理水ラインＬ３へ排出された処理水Ｗ２は、純水（処理水Ｗ２）の需要箇所に向けて送出される。また、処理水ラインＬ３に排出された処理水Ｗ２の一部は、処理水返送ラインＬ４を流通して、貯留タンク２に回収される。
【００３１】
一方、空気ポンプ５から空気供給ラインＬ５に送出された空気Ｇ１は、紫外線ランプ保護管３３の空気導入部３６から内部に導入される。紫外線ランプ保護管３３の内部に導入された空気Ｇ１に対し、紫外線ランプ３２から紫外線（波長１８５ｎｍ付近の紫外線）が照射されることにより、オゾンガスＧ２が生成される。このオゾンガスＧ２は、紫外線ランプ保護管３３のガス排出部３７からオゾンガス送出ラインＬ６に送出される。
【００３２】
オゾンガス送出ラインＬ６に送出されたオゾンガスＧ２は、接続部Ｊ２において、処理水返送ラインＬ４に送出される。処理水返送ラインＬ４にオゾンガスＧ２が送出されると、その一部又は全部が処理水返送ラインＬ４を流通する処理水Ｗ２に溶解して、オゾン水となる。そのため、接続部Ｊ２以降の処理水返送ラインＬ４には、オゾン水を含む処理水Ｗ２が流通する。オゾン水は、菌類の繁殖を抑制（以下、「制菌」ともいう）する作用や殺菌作用を有するため、紫外線ランプ３２からの紫外線が届かない処理水返送ラインＬ４の配管内において、処理水Ｗ２を制菌及び殺菌する。オゾン水を含む処理水Ｗ２は、処理水返送ラインＬ４を流通して、貯留タンク２に回収される。
【００３３】
また、貯留タンク２に回収されたオゾン水を含む処理水Ｗ２は、貯留タンク２に貯留された被処理水Ｗ１を制菌及び殺菌する。その後、オゾン水を含む処理水Ｗ２は、貯留タンク２から被処理水ラインＬ２に送出される。そして、オゾン水を含む処理水Ｗ２は、紫外線ランプ３２からの紫外線が届かない被処理水ラインＬ２の配管内において、被処理水Ｗ１を制菌及び殺菌する。
【００３４】
貯留タンク２から被処理水ラインＬ２に送出されたオゾン水を含む処理水Ｗ２は、紫外線殺菌装置３の殺菌曹３１に導入される。紫外線殺菌装置３の殺菌曹３１に導入された処理水Ｗ２に含まれるオゾン水は、紫外線ランプ３２から紫外線（波長２５４ｎｍ付近の紫外線）が照射されることにより分解されて、ヒドロキシラジカルに変化する。ヒドロキシラジカルは、酸性力が強いため、殺菌曹３１を流通する処理水Ｗ２中のＴＯＣ成分（有機物、バクテリア等の不純物）を分解した後、消滅する。また、ヒドロキシラジカルは、処理水Ｗ２中のＴＯＣ成分が少ない場合でも、極めて短時間に消滅する。そのため、紫外線殺菌装置３から処理水ラインＬ３に排出される処理水Ｗ２に、ヒドロキシラジカルが含まれることがない。
【００３５】
上述した本実施形態の紫外線殺菌システム１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
【００３６】
本実施形態の紫外線殺菌システム１において、貯留タンク２、供給水ラインとしての被処理水ラインＬ２及び処理水返送ラインＬ４には、オゾン水を含む処理水Ｗ２が循環するため、これら各部において流通する被処理水Ｗ１（及び／又は処理水Ｗ２）が制菌及び殺菌される。これによれば、紫外線ランプ３２からの紫外線が届かない貯留タンク２内において菌類の繁殖が抑制されるだけでなく、紫外線が届かない被処理水ラインＬ２及び処理水返送ラインＬ４の配管内においても菌類の繁殖が抑制される。そのため、貯留タンク２の後段に設けられた紫外線殺菌装置３に、より制菌された処理水Ｗ２を供給することができる。従って、本実施形態の紫外線殺菌システム１においては、より高度に殺菌された高品質の処理水Ｗ２を得ることができる。
【００３７】
また、本実施形態の紫外線殺菌システム１においては、従来の浸漬式紫外線殺菌装置と流水式紫外線殺菌装置とを備えた紫外線殺菌システムに比べて、浸漬式紫外線殺菌装置を必要としないので、紫外線殺菌装置（紫外線ランプ）の数を半分に減らすことができる。その結果、紫外線殺菌システム１においては、イニシャルコスト（初期の設置費用）及びランニングコスト（紫外線ランプ等の消耗品交換費用、電力料金等）を削減することができる。
【００３８】
また、本実施形態の紫外線殺菌システム１において、処理水Ｗ２に含まれるオゾン水は、殺菌曹３１における紫外線の照射によりヒドロキシラジカルに変化し、殺菌曹３１に流入した処理水Ｗ２中のＴＯＣ成分を分解する。そのため、紫外線殺菌システム１においては、殺菌曹３１から排出される処理水Ｗ２の水質を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態の紫外線殺菌システム１において、殺菌曹３１で生成されるヒドロキシラジカルは、処理水Ｗ２中のＴＯＣ成分を分解した後に消滅するか、或いはＴＯＣ成分を分解しなくても、極めて短持間に消滅する。そのため、紫外線殺菌装置３から処理水ラインＬ３に排出される処理水Ｗ２にヒドロキシラジカルが含まれることがない。従って、紫外線殺菌システム１においては、処理水Ｗ２の安全性を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態の紫外線殺菌システム１においては、空気ポンプ５、空気供給ラインＬ５及びオゾンガス送出ラインＬ６によりオゾンガス供給手段が構成される。そのため、紫外線殺菌システム１においては、オゾンガスＧ２を低コストで製造することができる。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【００４２】
本実施形態においては、紫外線ランプ保護管３３を円筒状とした例について説明した。この例に限らず、紫外線ランプ保護管３３の形状は、断面が四角形の筒状、又は断面が三角形の筒状等であってもよい。すなわち、紫外線ランプ保護管３３は、紫外線ランプ３２の周囲を被処理水Ｗ１から隔離すると共に、紫外線ランプ３２から照射される紫外線を透過可能であれば、どのような形状であってもよい。
【００４３】
本実施形態においては、紫外線ランプ保護管３３の内部に空気を供給する例について説明した。この例に限らず、例えば、酸素を供給してもよい。
【００４４】
本実施形態においては、紫外線ランプ３２として、波長１８５ｎｍ付近及び波長２５４ｎｍ付近の紫外線を発生させる低圧水銀ＵＶランプを用いた例について説明した。これに限らず、紫外線ランプ３２として、紫外線領域の波長を発生させる中圧ＵＶランプや高圧ＵＶランプ等を用いることもできる。
【００４５】
本実施形態においては、オゾンガス供給手段を、空気ポンプ５、空気供給ラインＬ５及びオゾンガス送出ラインＬ６により構成した例について説明した。これに限らず、オゾンガス供給手段として、オゾンガスを製造するオゾナイザ（オゾン発生装置）等を用いてもよい。その場合に、紫外線殺菌装置３としては、一般的な流水式紫外線殺菌装置を用いることができる。
【００４６】
本実施形態においては、オゾンガス供給手段（５、Ｌ５及びＬ６）で発生したオゾンガスＧ２を、処理水返送ラインＬ４に供給する例について説明した。この例に限らず、オゾンガスＧ２を、貯留タンク２又は被処理水ラインＬ２に供給してもよい。
【００４７】
本実施形態では、ＲＯ装置で製造された透過水（純水）を被処理水Ｗ１とする例について説明した。これに限らず、被処理水Ｗ１は、井水、水道水、工業用水、各種排水、ＲＯ装置以外で製造された純水等であってもよい。すなわち、被処理水Ｗ１は、どのような種類、純度の水であってもよい。
【００４８】
本実施形態においては、本発明に係る紫外線殺菌システムを、水処理システムに適用した場合の実施形態について説明した。これに限らず、本発明に係る紫外線殺菌システムは、純水製造システム等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  紫外線殺菌システム
２  貯留タンク
３  紫外線殺菌装置
４  被処理水ポンプ
５  空気ポンプ（オゾンガス供給手段）
３２  紫外線ランプ
３３  紫外線ランプ保護管
Ｌ１  被処理水補給ライン
Ｌ２  被処理水ライン（供給水ライン）
Ｌ３  処理水ライン
Ｌ４  処理水返送ライン
Ｌ５  空気供給ライン（オゾンガス供給手段）
Ｌ６  オゾンガス送出ライン（オゾンガス供給手段）
Ｗ１  被処理水
Ｗ２  処理水
Ｇ１  空気
Ｇ２  オゾンガス
【図１】
2014195788.tif 000003