(57)【要約】【課題】余剰オゾンガスの排出回収処理が不要であり、オゾンガスの溶解度を高めて、紫外線照射により効率良く処理対象水の殺菌浄化を行うことのできる殺菌浄化装置を提案すること。【解決手段】無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置１のオゾン反応・溶解槽７では、圧力タンク２１内に供給する圧縮空気を制御してオゾン発生用空間３０を形成し、オゾン化用紫外線ランプ３２によってオゾンガスを生成している。処理対象水をオゾン発生用空間３０から処理中の水Ｗ２の表面Ｌに噴射し、処理中の水Ｗ２に上下方向の循環流を発生させ、紫外線ランプ３１、３３により紫外線を照射している。外部に余剰オゾンガズが排出されず、処理対象水Ｗ１の噴射によりオゾンガスを効率良く処理中の水Ｗ２に抱き込み、オゾンガスの溶解度を上げ、浄化処理性能を高めることができる。【選択図】    図２
2004160384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の水が供給される圧力タンクに圧縮空気を供給し、
圧縮空気の供給を制御することにより、当該圧力タンク内で処理中の水の表面上部にオゾン発生用空間を形成し、
このオゾン発生用空間にオゾン化用紫外線ランプを配置し、
外部から導入した処理対象水を、このオゾン発生用空間を通して、圧力タンク内で処理中の水の表面に向けて噴射し、
この処理対象の水の噴射位置に隣接して仕切り板を配置し、噴射された水によって、当該第１の仕切り板の下側を経由して再び噴射位置に戻る上下方向の循環流を形成し、
当該循環流に沿って紫外線ランプを配置し、
圧力タンクの側面の下側位置に形成した処理水出口に向けて、前記循環流の一部を導くようにしたことを特徴とする無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧縮空気と共にオゾンガスを前記圧力タンク内に供給することを特徴とする無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環式浴槽のお湯や、プールの水、その他の上水、下水、産業排水などを、オゾンと紫外線を併用して殺菌浄化する紫外線オゾン併用殺菌浄化装置に関するものである。さらに詳しくは、オゾンガスを効率良く処理対象水に溶解させることができ、しかも、余剰オゾンガスの回収処理が不要な無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
様々な有害物質や有害微生物が含まれている各種排水を浄化処理するための装置としては、オゾンと紫外線を併用したものが知られている。処理対象の水にオゾンガスを供給することにより、有害な有機物質を酸化して分解することができる。また、オゾンを含む処理対象水に紫外線を照射することにより、オゾンと処理対象水に含まれている有機物の反応や微生物の殺滅が促進され、浄化効率が改善される。このような装置は例えば下記の特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、紫外線ランプの照射領域に処理対象の水を霧状態で供給することにより、処理対象の水の浄化効率を高めるようにした水処理装置が下記の特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３１４８８０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３２３５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のオゾンおよび紫外線を併用した浄化装置では、処理対象の水が供給される処理槽に供給されたオゾンガスの大部分は処理対象の水に溶解することなく、そのまま処理槽から排出される。従って、余剰のオゾンガスを回収して再度、処理槽に循環させるための排気回収処理機構が必要である。
【０００６】
また、従来の浄化装置では、処理対象の水に溶解するオゾンガスの量が少ないので、効率良く殺菌浄化処理を行うことができない。
【０００７】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、処理対象の水に対するオゾンガスの溶解度を高めて殺菌浄化を促進させることができ、しかも、余剰オゾンガスの回収処理を不要とした無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置は、
処理対象の水が供給される圧力タンクに圧縮空気を供給し、
圧縮空気の供給を制御することにより、当該圧力タンク内で処理中の水の表面上部にオゾン発生用空間を形成し、
このオゾン発生用空間にオゾン化用紫外線ランプを配置し、
外部から導入した処理対象水を、このオゾン発生用空間を通して、圧力タンク内で処理中の水の表面に向けて噴射し、
この処理対象の水の噴射位置に隣接して仕切り板を配置し、噴射された水によって、当該第１の仕切り板の下側を経由して再び噴射位置に戻る上下方向の循環流を形成し、
当該循環流に沿って紫外線ランプを配置し、
圧力タンクの側面の下側位置に形成した処理水出口に向けて、前記循環流の一部を導くようにしたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置では、圧力タンク内の上部にオゾン発生用空間が形成され、ここに配置したオゾン化用紫外線ランプによってオゾンガスが圧力タンク内に発生する。外部から導入される処理対象の水は、オゾンガスが発生している当該オゾン発生用空間を通して、圧力タンク内で処理中の水の表面に噴射される。処理対象水を勢い良く噴射すると、オゾン発生用空間のオゾンガスや空気が抱き込まれて処理中の水の中に細かな気泡状態で供給される。水は、オゾンガスを抱き込んだ状態で、仕切り板に沿って上下に繰り返し循環し、その間に多量のオゾンガスが循環水に溶解する。
【００１０】
また、仕切り板によって形成される循環流に沿った位置には紫外線ランプが配置されているので、循環流には繰り返し紫外線が照射される。この結果、オゾンと水に含まれている汚濁物質との反応が促進され、また、水の殺菌も促進される。
【００１１】
このようにして殺菌浄化作用を受けた水の一部は処理水出口から処理水として排出される。
【００１２】
オゾンガスが外部に排出されないので、従来のような余剰オゾンガスの回収処理も不要になる。
【００１３】
ここで、オゾンガスを圧縮空気と共に圧力タンク内に供給すれば、オゾン発生用空間のオゾンガス濃度が高まり、より多量のオゾンガスを水に溶解させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置の実施の形態を説明する。
【００１５】
（全体構成）
図１は、本実施の形態に係る無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置を示す全体構成図である。無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置１は、例えば、プールや浴槽などの水槽２に貯留されている水を循環させて殺菌浄化するためのものである。水槽２の底面に形成された排水口３から排出された処理対象水Ｗ１は、ストレーナ４を介してサイズの大きな混入物が除去された後に、ポンプ５によって圧送され、制御弁６を介してオゾン反応・溶解槽７に供給される。オゾン反応・溶解槽７で処理対象水Ｗ１は殺菌浄化処理されて、処理水Ｗ３となって、処理水出口８から排出される。処理水Ｗ３はろ過タンク９に供給され、ここを介して、水槽２の水供給口１０から再び水槽２に供給される。
【００１６】
オゾン反応・溶解槽７には、コンプレッサ１１から電磁弁１２を介して圧縮空気が供給されると共に、コンプレッサ１１から圧縮空気の一部が供給されるオゾン発生装置１３から電磁弁１２を介してオゾンガスも供給可能となっている。なお、オゾン発生装置１３は省略することも可能である。
【００１７】
図２は、無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置１のオゾン反応・溶解槽７の構成を示す説明図である。この図を参照して説明すると、オゾン反応・溶解槽７は、縦置き型の圧力タンク２１を備えており、この圧力タンク２１の上壁部分２１ａには、その中心に水位検出用電極棒２２が垂直に取り付けられ、これを同心円状に取り囲む状態で、複数本のオゾン化用紫外線ランプ２３が一定の角度間隔で垂直姿勢の状態に配列されている。
【００１８】
また、圧力タンク２１の上壁部分２１ａの外周端近傍にはポンプ５によって外部から処理対象水Ｗ１が導入される供給部２１ｂが形成されており、ここには処理対象水Ｗ１を下方に向けて垂直に吹き出す噴射ノズル２４が取り付けられている。
【００１９】
この供給部２１ｂとは反対側の上壁部分２１ａの外周端近傍にはコンプレッサ１１からの圧縮空気を圧力タンク２１内に導入するための圧縮空気供給口２１ｃが形成されている。オゾンガスもこの圧縮空気供給口２１ｃから圧力タンク２１の内部に供給される。圧縮空気供給口２１ｃの下方には、圧力タンク２１の外周壁部分２１ｄの下側部分を水平に貫通する状態に形成した処理水出口８が形成されている。
【００２０】
ここで、圧力タンク２１の内部で処理される水Ｗ２の液面Ｌは図に示す高さに維持されるようになっている。すなわち、液面Ｌの高さが電極棒２２からの出力信号に基づき、制御盤２５によって検出される。水位が低下した場合には、制御盤２５は、コンプレッサ１１あるいは電磁弁１２を制御して、圧力タンク２１に供給される圧縮空気の圧力を下げ、あるいはその供給量を少なくする。逆に、水位が上昇した場合には、圧縮空気の圧力を上げ、あるいは供給量を増加させる。
【００２１】
図２から分かるように、圧力タンク２１の内部には、常に、処理中の水Ｗ２の液面Ｌよりも上側に空間が形成された状態になり、ここに、上記のオゾン化用紫外線ランプ２３が位置している。この空間がオゾンガス発生用空間３０として機能する。
【００２２】
圧力タンク２１の内部においては、噴射ノズル２４の直下であって、圧力タンク２１の底壁部分２１ｆに近い位置に、上下方向に一定の間隔で複数本の紫外線ランプ３１が水平に取り付けられている。これら紫外線ランプ３１が取り付けられている圧力タンク２１の外周壁部分２１ｄの部位から一定間隔を置いた位置には、第１の仕切り板３２が垂直に配置されており、この第１の仕切り板３２の上端は液面Ｌよりも僅かに低い位置とされ、その下端は最も下に位置している紫外線ランプ３１とほぼ同一の高さ位置とされている。また、この第１の仕切り板３２の両端は圧力タンク２１の外周壁部分２１ｄに接する位置まで延びている。
【００２３】
この第１の仕切り板３２における圧力タンク２１の中心側に面している側面３２ａに沿って、上下方向に向けて一定の間隔で、複数本の紫外線ランプ３３が水平に配列されている。
【００２４】
一方、圧力タンク２１の中心に対して第１の仕切り板３２とは反対側に配置されている処理水出口８の側には、所定の間隔で２枚の第２および第３の仕切り板３４、３５が配置されている。これらの仕切り板３４、３５の下端は処理水出口８とほぼ同様な高さ位置にあるが、仕切り板３４の上端は液面Ｌから上方に突出しており、仕切り板３５の上端は液面Ｌよりも下方に位置している。これらの仕切り板３４、３５は上端側が第１の仕切り板３２の側に僅かに傾斜した姿勢となっており、それらの両端は、第１の仕切り板３２と同様に、それぞれ圧力タンク２１の外周壁部分２１ｄに接する位置まで延びている。
【００２５】
なお、オゾン発生用空間３０に配置されているオゾン化用紫外線ランプ２３および処理中の水Ｗ２に浸漬した状態になる紫外線ランプ３３は共に、制御盤２５によってオンオフが制御される。
【００２６】
（殺菌浄化処理動作）
このように構成した無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置１による処理動作を説明する。制御盤２５は、ポンプ５を駆動して、処理対象水Ｗ１を水槽２からオゾン反応・溶解槽７の圧力タンク２１に圧送させる。圧力タンク２１の供給口２１ｂには噴射ノズル２４が取り付けられているので、処理対象水Ｗ１は、噴射ノズル２４から勢いよく下方に向けて垂直に処理対象水Ｗ１を噴射する。圧力タンク２１内で処理中の水Ｗ２の量は、その液面Ｌが図２に示す位置に保持される。すなわち、コンプレッサ１１および電磁弁１２を制御することにより、圧力タンク２１内に供給される圧縮空気の圧力あるいは供給量が制御される。
【００２７】
液面Ｌが図２に示す高さ位置に保持された状態においては、液面Ｌよりも上側にオゾン発生用空間３０が形成される。このオゾン発生用空間３０にはオゾン化用紫外線ランプ２３が配置されているので、当該オゾン発生用空間３０に供給された空気はランプ照射によってオゾンガス化する。
【００２８】
噴射ノズル２４から処理対象水Ｗ１が噴射されると、噴射された処理対象水Ｗ１はオゾンガスが充満しているオゾン発生用空間３０を通って、処理中の水Ｗ２の液面Ｌに上側から垂直に噴射される。噴射により液面Ｌに発生する負圧により、オゾンガス、空気の細かな気泡が抱き込まれて処理中の水Ｗ２の中に吸引される。
【００２９】
処理対象水Ｗ１が噴射された処理中の水Ｗ２の表面部分は、垂直に配置された第１の仕切り板３２によって他の部分から仕切られているので、噴射によって圧力タンク２１内に貯留されている処理中の水Ｗ２には、当該仕切り板３２に沿って下方に向かう水流が形成される。水流は第１の仕切り板３２の下端から横方向に流れる。ここで、圧力タンク２１内には第２の仕切り板３４が配置されているので、水流の多くは、これら第１および第２の仕切り板３２、３４によって仕切られている区画部分４１を通って上昇する。この結果、第１の仕切り板３２に沿って上下方向に循環する循環流が形成される。
【００３０】
この循環流の流れに沿って複数本の紫外線ランプ３１、３３が配置されているので、循環流は紫外線を照射されながら循環する。紫外線を照射された循環流は、そこに溶解しているオゾンが有機物などの汚濁成分と反応してこれを酸化分解する。また、殺菌処理が施される。このようにして、循環流は、噴射された新たな処理対象水と混合しながら、オゾンを多量に抱え込み、紫外線照射に晒されるという工程を繰り返して、効果的に殺菌浄化処理が施される。
【００３１】
ここで、殺菌浄化処理が繰り返し施される循環流の一部は、第２の仕切り板３４の下側から、第２および第３の仕切り板３４、３５による区画室４２を経由して、処理水出口８から処理水Ｗ３として外部に排出される。処理水排出口８から排出された殺菌浄化後の処理水Ｗ２はろ過タンク９に供給される。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置においては、圧力タンク内に供給する圧縮空気を制御することにより、オゾン発生用空間を形成し、ここに配置したオゾン化用紫外線ランプによって圧力タンク内でオゾンガスを生成している。また、圧力タンクに供給される処理対象水をオゾン発生用空間から圧力タンクに貯留している処理中の水の表面に噴射するようにしている。さらに、かかる処理対象水の噴射によって、圧力タンク内に貯留されている処理中の水に上下方向の循環流を発生させ、この循環流に沿って複数の紫外線ランプを配置して、循環流に紫外線を照射するようにしている。
【００３３】
従って、本発明によれば、外部に余剰のオゾンガスが排出されることが無いので、従来のような余剰オゾンガスの回収処理が不要になる。また、新たに圧力タンク内に導入される処理対象水を、オゾン発生用空間から圧力タンク内に貯留している処理中の水の表面に噴射しているので、オゾンガスを効率良く処理中の水に抱き込むことができるので、オゾンガスの溶解度を上げて、浄化処理性能を高めることができる。さらには、水は紫外線ランプが配置されている経路に沿って循環しながら、新たな処理対象水との混合と、オゾンガスの溶解とが繰り返し行われるので、紫外線とオゾンガスの組合せによる殺菌浄化処理を効率良く行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置の全体構成図である。
【図２】図１の装置のオゾン反応・溶解槽の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１    無排気型紫外線オゾン併用殺菌浄化装置
２    水槽
３    排水口
４    ストレーナ
５    ポンプ
６    制御弁
７    オゾン反応・溶解槽
８    処理水出口
９    ろ過タンク
１０  水供給口
１１  コンプレッサ
１２  電磁弁
１３  オゾン発生装置
２１  圧力タンク
２１ａ  上壁部分
２１ｂ  供給部
２１ｃ  圧縮空気供給口
２１ｄ  外周壁部分
２１ｆ  底壁部分
２２  電極棒
２３  オゾン化用紫外線ランプ
２４  噴射ノズル
２５  制御盤
３０  オゾンガス発生用空間
３１  紫外線ランプ
３２  第１の仕切り板
３３  紫外線ランプ
３４、３５  仕切り板
Ｗ１  処理対象の水
Ｗ２  処理中の水
Ｗ３  処理水
【図１】
2004160384.tif 000003
【図２】
2004160384.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月6日(2002.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004160384.tif 000005
【図２】
2004160384.tif 000006