(57)【要約】【課題】光触媒を担持させた可動体や可動体から剥離した光触媒が装置内から流出するという課題や、光触媒や光触媒の担持体が装置内から流出することを防ぐためのフィルターの目詰まりなどの課題について解決方法を提供する。【解決手段】光触媒を担持させた可動体３と被処理流体が、光触媒反応槽１の上部へ流入し、係留された仕切板２に衝突して撹拌される。一方、複数の反射面をもった仕切板２は被処理流体が衝突することによって揺れ動き、外部から光透過型の光触媒反応槽１へ入射した光を光透過型の光触媒反応槽１内のあらゆる方向へ反射し、可動体３と接触し、可動体３と被処理流体の撹拌と外部から取り込んだ光の反射との相乗効果によって可動体３と光と被処理流体との接触機会が多くなり、効率よく可動体３に担持された光触媒が被処理流体に含まれる有機物を分解しつつ光触媒反応槽の下部へと移動し、光透過型の光触媒反応槽１の底面６へと到達する。【選択図】  図１
2004322040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒を担持させた可動体が、被処理流体とともに装置内を移動する被処理流体処理装置において、外部の光を取り込んで前記光触媒に照射する光透過型光触媒反応槽と、前記光透過型光触媒反応槽の下部から前記可動体と前記被処理流体とを分離槽へ送り出す分離槽流入管と、前記可動体と前記被処理流体とを分離し、前記被処理流体の一部を前記被処理流体処理装置の外部へ処理流体として取り出すとともに被処理流体の残りを駆動源へ送り出し、前記分離槽の下部から前記駆動源へ被処理流体を送り出す駆動源流入管と、前記駆動源流入管の途中で被処理流体貯留槽より前記被処理流体を取り込む被処理流体取り込み管と、前記駆動源から前記光透過型光触媒反応槽の上部へ前記可動体と前記被処理流体とを送り出す光触媒反応槽流入管とを備え、前記光透過型光触媒反応槽内に反射面をもった仕切板を複数設けたことを特徴とする被処理流体処理装置。
【請求項２】
前記仕切板を前記光透過型光触媒反応槽の内部に係留したことを特徴とする請求項１に記載の被処理流体処理装置。
【請求項３】
前記光透過型光触媒反応槽内に前記仕切板同士を係留したことを特徴とする請求項１に記載の被処理流体処理装置。
【請求項４】
前記仕切板の外径が、前記光透過型光触媒反応槽の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の被処理流体処理装置。
【請求項５】
前記仕切板に開口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の被処理流体処理装置。
【請求項６】
前記駆動源流入管と被処理流体取り込み管との間に循環流量調整弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の被処理流体処理装置。
【請求項７】
前記被処理流体取り込み管の途中に逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の被処理流体処理装置。
【請求項８】
前記分離槽の処理流体出口に設けた分離槽出口管に処理流体流量調整弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の被処理流体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気や排液などの被処理流体に含まれる有機物や細菌などを光触媒により酸化分解をおこなうことで無害化、殺菌、脱臭などをおこなう被処理流体処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの光触媒を用いた被処理流体の処理技術には、光触媒反応槽内で粉末状の光触媒をポンプによって運動させ、光触媒反応槽内に設けた光源より光触媒に光を照射することで光触媒を励起し、被処理流体中の有害物質を酸化分解する方法（特許文献１参照）や球状の担体に光触媒を担持させて光触媒反応槽の下部から上部へ被処理流体とともに担体を噴出させ、光触媒反応槽の上部から光を照射することで光触媒を励起し、被処理流体中の有機物を酸化分解する方法が、特許文献２において開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３２８０６８号公報
【特許文献２】
特許第３１４４３０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の被処理流体処理装置は内蔵した光源を発光させて、光触媒や光触媒の担体へ光を照射することで被処理流体を処理する構成であり、より低消費エネルギーの光触媒による被処理流体処理装置を実現するための課題を解決する方法は提案されていない。
【０００５】
そこで本発明は、光触媒反応槽を光透過型として外部から取り込んだ光を光透過型光触媒反応槽内で効率よく利用することで、低エネルギーの被処理流体処理装置を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の被処理流体処理装置は、光触媒を担持させた可動体が、被処理流体とともに装置内を移動する被処理流体処理装置において、外部の光を取り込んで前記光触媒に照射する光透過型光触媒反応槽と、前記光透過型光触媒反応槽の下部から前記可動体と前記被処理流体とを分離槽へ送り出す分離槽流入管と、前記可動体と前記被処理流体とを分離し、前記被処理流体の一部を前記被処理流体処理装置の外部へ処理流体として取り出すとともに被処理流体の残りを駆動源へ送り出し、前記分離槽の下部から前記駆動源へ被処理流体を送り出す駆動源流入管と、前記駆動源流入管の途中で被処理流体貯留槽より前記被処理流体を取り込む被処理流体取り込み管と、前記駆動源から前記光透過型光触媒反応槽の上部へ前記可動体と前記被処理流体とを送り出す光触媒反応槽流入管とを備え、前記光透過型光触媒反応槽内に反射面をもった仕切板を複数設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の本発明は請求項１に記載の被処理流体処理装置において、前記仕切板を前記光透過型光触媒反応槽の内部に係留したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の本発明は請求項１に記載の被処理流体処理装置において、前記光透過型光触媒反応槽内に反射面をもった仕切板同士を係留したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の本発明は請求項１に記載の被処理流体処理装置において、前記仕切板の外径が前記光透過型光触媒反応槽の内径よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の本発明は請求項１に記載の被処理流体処理装置において、前記仕切板に開口を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の本発明は請求項１に記載の被処理流体処理装置において、前記駆動源流入管と被処理流体取り込み管との間に循環流量調整弁を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の本発明は請求項１に記載の被処理流体処理装置において、前記被処理流体取り込み管の途中に逆止弁を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の本発明は請求項１に記載の被処理流体処理装置において、前記分離槽の処理流体出口に設けた分離槽出口管に処理流体流量調整弁を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による被処理流体処理装置は、光触媒を担持させた可動体と被処理流体が光触媒反応槽の上部から光透過型光触媒反応槽へ流入し、光透過型光触媒反応槽の外部からの光によって可動体に担持された光触媒が被処理流体に含まれる有機物を分解しつつ光透過型光触媒反応槽の下部へと移動する。次に、可動体の一部と被処理流体は、光透過型光触媒反応槽の下部より流出し分離槽流入管を通り分離槽へと流入する。分離槽へ流入した可動体と被処理流体はろ過され、被処理流体の一部が処理流体として被処理流体処理装置の外部へ排出される。被処理流体の残りと可動体は分離槽の下部より流出し、駆動源流入管へと流入する。駆動源流入管へ流入した可動体と被処理流体は駆動源流入管の途中で被処理流体取り込み管を経由して被処理流体貯留槽より分離槽で排出した処理流体とほぼ同量の被処理流体を被処理流体処理装置へ取り込み駆動源へと流入する。可動体と被処理流体は、駆動源で駆動されて再び光透過型光触媒反応槽の上部から光触媒反応槽へと流入する。本実施の形態によれば、光透過型光触媒反応槽へ流入した光触媒を担持させた可動体と被処理流体は、光透過型光触媒反応槽内に複数設置された反射面をもった仕切板によって撹拌される。一方、外部から光透過型光触媒反応槽へ入射した光は、光透過型光触媒反応槽内に複数設置された反射面をもった仕切板によって反射され、繰り返し光触媒を担持させた可動体と接触する。このため、光触媒を担持させた可動体と被処理流体の撹拌と外部から取り込んだ光の反射の相乗効果によって、光触媒を担持させた可動体と光と被処理流体の接触機会が多くなり、低消費エネルギーで効率の良い処理を行うことができる。また、駆動源が停止した場合においても、光触媒を担持させた可動体が光触媒反応槽内に複数設置された反射面をもった仕切板に載り、光触媒反応槽の流出口に光触媒を担持させた可動体が沈降堆積することがなく、駆動源を再駆動した場合に流出口が閉塞しないようにすることができる。
【００１５】
本発明の第２の実施の形態による被処理流体処理装置は、第２の実施の形態における被処理流体処理装置において、反射面をもった仕切板を光透過型光触媒反応槽の内部に係留したものである。本実施の形態によれば、光透過型光触媒反応槽へ流入した光触媒を担持させた可動体と被処理流体は光透過型光触媒反応槽の内部に係留された反射面をもった仕切板によって撹拌される。一方、光透過型光触媒反応槽の内部に係留された複数の反射面をもった仕切板は被処理流体が衝突することによって揺れ動き、外部から光透過型光触媒反応槽へ入射した光を光透過型光触媒反応内のあらゆる方向へ反射し、繰り返し光触媒を担持させた可動体と接触する。このため、光触媒を担持させた可動体と被処理流体の撹拌と外部から取り込んだ光の反射の相乗効果によって光触媒を担持させた可動体と光と被処理流体の接触機会が多くなり、低エネルギーで効率の良い処理を行うことができる。また、駆動源が停止した場合においては、光透過型光触媒反応槽内部に係留された複数の反射面をもった仕切板は静止し、光触媒を担持させた可動体の多くが光透過型光触媒反応槽内に複数設置された反射面をもった仕切板に載り、光透過型光触媒反応槽の流出口に光触媒を担持させた可動体が沈降堆積することがなく、駆動源を再駆動した場合に流出口が閉塞しないようにすることができる。
【００１６】
本発明の第３の実施の形態による被処理流体処理装置は、第３の実施の形態における被処理流体処理装置において、光透過型光触媒反応槽内に反射面をもった仕切板同士を係留したものである。本実施の形態によれば、光透過型光触媒反応槽内に反射面をもった仕切板同士を係留しているため、光透過型光触媒反応槽へ流入した光触媒を担持させた可動体と被処理流体は反射面をもった仕切板によって撹拌される。一方、反射面をもった仕切板は被処理流体が衝突することによって揺れ動き、外部から光触媒反応槽へ入射した光を光触媒反応内のあらゆる方向へ反射し、繰り返し光触媒を担持させた可動体と接触する。このため、光触媒を担持させた可動体と被処理流体の撹拌と外部から取り込んだ光の反射の相乗効果によって、光触媒を担持させた可動体と光の接触機会が多くなり効率の良い処理を行うことができる。また、駆動源が停止した場合においては、光触媒反応槽内部に係留された反射面をもった仕切板は静止し、光触媒を担持させた可動体の多くが光触媒反応槽内に複数設置された反射面をもった仕切板に載り、光触媒反応槽の流出口に光触媒を担持させた可動体が沈降堆積することがなく、駆動源を再駆動した場合に流出口が閉塞しないようにすることができる。
【００１７】
本発明の第４の実施の形態による被処理流体処理装置は、第４の実施の形態における被処理流体処理装置において、反射面をもった仕切板の外径を光透過型光触媒反応槽の内径よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、光透過型光触媒反応槽へ流入した光触媒を担持させた可動体と被処理流体は光透過型光触媒反応槽の内壁と反射面をもった仕切板の外周との隙間を通過する。このため、光触媒を担持させた可動体は光が入射してくる内壁近傍を必ず通過し、外部光と接触する機会が多くなり、効率良く分解を行うことができる。
【００１８】
本発明の第５の実施の形態による被処理流体処理装置は、第５の実施の形態における被処理流体処理装置において、反射面をもった仕切板に開口を設けたものである。本実施の形態によれば、光透過型光触媒反応槽へ流入した光触媒を担持させた可動体と被処理流体は反射面をもった仕切板に設けられた開口を通過する。このため、開口を通過した際に可動体と被処理流体の乱れが大きくなり、反射面をもった仕切板の運動が大きくなるため、光の反射が活発となり、外部光と担持体と被処理流体が接触する機会が多くなり、低エネルギーで効率良く分解を行うことができる。
【００１９】
本発明の第６の実施の形態による被処理流体処理装置は、第６の実施の形態における被処理流体処理装置において、前記駆動源流入管と被処理流体取り込み管との間に循環流量調整弁を設けることにより光触媒反応槽へ返送する流量を調節することができるため、光触媒を担持させた可動体が光源体と接触する時間を調整できる。
【００２０】
本発明の第７の実施の形態による被処理流体処理装置は、第７の実施の形態における被処理流体処理装置において、被処理流体取り込み管の途中に逆止弁を設けることにより被処理流体を光触媒反応槽へ確実に送り込むことができる。
【００２１】
本発明の第８の実施の形態による被処理流体処理装置は、第８の実施の形態における被処理流体処理装置において、分離槽の処理流体出口に設けた分離槽出口管に処理流体流量調整弁を設けることにより出口流量を調節することができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明による実施例の被処理流体処理装置について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明による一実施例の被処理流体処理装置を示すブロック構成図である。光触媒を担持させた可動体３と被処理流体が、光透過型の光触媒反応槽１の上部へ流入し、鎖４によって互いに連結され光透過型の光触媒反応槽１へ係留された仕切板２に衝突し、撹拌される。一方、複数の反射面をもった仕切板２は被処理流体が衝突することによって揺れ動き、外部から光透過型の光触媒反応槽１へ入射した光を光透過型の光触媒反応槽１内のあらゆる方向へ反射し、可動体３と接触し、可動体３と被処理流体の撹拌と外部から取り込んだ光の反射との相乗効果によって可動体３と光と被処理流体との接触機会が多くなり、効率よく可動体３に担持された光触媒が被処理流体に含まれる有機物を分解しつつ光触媒反応槽の下部へと移動し、光透過型の光触媒反応槽１の底面６へと到達する。次に、可動体３と被処理流体は光触媒反応槽１の下部より流出し分離槽流入管７を通り分離槽８へと流入する。分離槽８へ流入した可動体３と被処理流体は、分離槽の下部に設けられた乱流沈殿槽９でろ過され、次に分離槽８の上部に設けられたフィルター１０で最終的なろ過をされ、被処理流体の一部が処理流体として流量調整弁１１から被処理流体処理装置の外部へ排出される。被処理流体の残りと可動体３は、分離槽８の下部より流出し駆動源流入管１２へと流入する。駆動源流入管１２へ流入した可動体３と被処理流体は駆動源流入管１２の途中で被処理流体取り込み管１６を経由して被処理流体貯留槽１９より、分離槽８で排出した処理流体とほぼ同量の被処理流体を被処理流体処理装置へ取り込み、駆動源流入管１４から駆動源１７へと流入する。可動体３と被処理流体は、駆動源１７で駆動されて光触媒反応槽流入管１８を経て再び光触媒反応槽１の上部から光触媒反応槽１へと流入する。ここで駆動源流出管１２と被処理流体取り込み管１６の途中に循環流量調整弁１３を設けてもよい。また、被処理流体取り込み管１６の途中に逆止弁１５を設けてもよい。また、可動体３の量は被処理流体処理装置内を移動する被処理流体の２０％以下がよく、光触媒を担持させる可動体３は吸着性能をもったシリカゲルや活性アルミナを用いてもよい。また、光源体は水中用紫外線殺菌ランプやブラックライトを用いてもよい。また、反射面をもった仕切板の表面には凹凸があってもよい。駆動源１７の電源は、電源制御装置２２を介して太陽電池パネル２０や蓄電池２１から供給されており、本実施例の被処理流体処理装置は、電源工事を行うことなく所定の場所に設置することができる。一方、駆動源１７が停止した場合においては、被処理流体が静止するため、光透過型光触媒反応槽１の内部に係留された反射面をもった仕切板２は静止し、可動体３の多くが反射面をもった仕切板２に載り、光透過型の光触媒反応槽１の流出口に可動体３が沈降堆積することがなく、駆動源１７を再駆動した場合に流出口が閉塞しないようにすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、光触媒反応槽を光透過型とし、外部から取り込んだ光を光透過型の光触媒反応槽内で効率よく利用することで、低エネルギーの被処理流体処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の被処理流体処理装置を示すブロック構成図
【符号の説明】
１      光触媒反応槽
２      仕切板
３      可動体
４      鎖
６      底面
７      分離槽流入管
８      分離槽
９      乱流沈殿槽
１０    フィルター
１１    流量調整弁
１２    駆動源流入管
１３    循環流量調整弁
１４    駆動源流入管
１５    逆止弁
１６    被処理流体取り込み管
１７    駆動源
１８    光触媒反応槽流入管
１９    被処理流体貯留槽
２０    太陽電池パネル
２１    蓄電池
２２    電源制御装置
【図１】
2004322040.tif 000003