(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液体及び／又は被処理気体に電磁波を照射するランプと保護管とにより構成された電磁波源の洗浄装置において、
前記電磁波源の外周面に向いて、複数の細孔を有するノズルが配置され、
前記細孔から前記電磁波源の外周面に洗浄液を供給して、前記電磁波源の外周面を流下する洗浄液の液膜を形成する洗浄手段を備えたことを特徴とする電磁波源の洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄手段は、洗浄液供給部と、該洗浄液供給部の下端に複数設けられたノズルとを備え、前記ノズルの先端が前記電磁波源の外周面を向いて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁波源の洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄手段は、環状のノズルを用い、前記環状のノズルの内側に複数の細孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁波源の洗浄装置。
【請求項４】
被処理液体及び／又は被処理気体に電磁波を照射する電磁波源と、
前記請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁波源の洗浄装置とで構成したことを特徴とする電磁波照射装置。
【請求項５】
被処理液体及び／又は被処理気体に電磁波を照射するランプと保護管とにより構成された電磁波源の洗浄方法であって、
前記電磁波源の外周面に向いて、複数の細孔を有するノズルを配置し、
前記細孔から前記電磁波源の外周面に洗浄液を供給して、前記電磁波源の外周面を流下する洗浄液の液膜を形成し、該液膜により前記電磁波源の外周面を洗浄することを特徴とする電磁波源の洗浄方法。
【請求項６】
前記洗浄液は塩酸であることを特徴とする請求項５に記載の電磁波源の洗浄方法。
【請求項７】
前記洗浄液は塩酸と過酸化水素であることを特徴とする請求項５に記載の電磁波源の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体や気体へ電磁波を照射する電磁波源の洗浄装置及び該洗浄装置を備えた電磁波照射装置に係り、特に、最終処分場の浸出水、産業廃水、下水、屎尿、家畜糞尿、用水、上水、飲料水、純水、超純水等の水処理施設、汚泥処理施設、造水施設、有害物質処理施設、廃棄物処理施設等において発生した各種液体や各種気体に、紫外線、可視光線、赤外線等の電磁波を照射する電磁波源の洗浄装置及び該洗浄装置を備えた電磁波照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電磁波源から発せられた紫外線などの電磁波により被処理液体や被処理気体を処理する方法は、各種処理施設等において広く用いられている。この処理を行う装置として、電磁波を発する電磁波源を備え、この電磁波源により被処理液体や被処理気体に電磁波を照射して殺菌処理等を行う電磁波照射装置が採用されている。この電磁波照射装置を用いて上記処理を行う場合、処理が長時間に亘って行われると、被処理液体または被処理気体に含まれる物質や、被処理液体のミストまたはヒューム等の汚染物質が電磁波源に付着し、電磁波照射量が減少する。このため、電磁波源を洗浄して付着物を取り除き、電磁波照射量を元の状態に回復させる必要がある。
【０００３】
電磁波照射量を元の状態に回復させるための電磁波源の洗浄方法として、いくつかの方法が知られている。即ち、（１）電磁波源の外周面にワイパーを取り付け、これを往復運動させる洗浄方法、（２）更にワイパーに薬液を注入して洗浄効果を高めた（１）の洗浄方法、（３）電磁波源を薬液中に浸漬させる洗浄方法、などである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した洗浄方法には、それぞれ次のような問題が生じている。即ち、（１）および（２）による洗浄方法では、ワイパーが往復する際に生じる摩擦力や応力により電磁波源が破損する、または、ワイパーの往復機構の安定性が悪い場合はワイピング中に電磁波源が破損する、（３）による洗浄方法では、電磁波源を浸漬させるための薬液使用量が多くなる、といった問題である。
【０００５】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたもので、電磁波源を破損させることなく、少ない薬液使用量で電磁波源の洗浄ができる電磁波源の洗浄装置及び該洗浄装置を備えた電磁波照射装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明は、被処理液体及び／又は被処理気体に電磁波を照射するランプと保護管とにより構成された電磁波源の洗浄装置において、前記電磁波源の外周面に向いて、複数の細孔を有するノズルが配置され、前記細孔から前記電磁波源の外周面に洗浄液を供給して、前記電磁波源の外周面を流下する洗浄液の液膜を形成する洗浄手段を備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様として、前記洗浄手段は、前記洗浄液が前記電磁波源の外周面に沿って薄膜状に流下するように前記洗浄液を供給する洗浄液供給部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成された本発明によれば、洗浄手段から電磁波源の外周面に洗浄液を供給して電磁波源に付着した汚染物質を除去することができる。この場合、洗浄液として薬液を用い、電磁波源の外周面に薬液を供給することによって、電磁波源に付着した汚染物質を分解し、除去できる。即ち、ワイパーなどの機械的動作を伴わずに洗浄することができるので、電磁波源の破損を防止することができる。また、電磁波源の外周面に形成される薬液の液膜を利用して洗浄するため、薬液の使用量を、電磁波源を薬液に浸漬させて洗浄する方法に比べて格段に少なくすることができる。更に、洗浄液として純水を用い、薬液による洗浄から所定時間経過した後に、洗浄液供給手段から純水を供給すれば、電磁波源の外周面に残留する薬液を洗浄することができる。
【０００８】
また、本発明は、被処理液体及び／又は被処理気体に電磁波を照射する電磁波源と、前記電磁波源の外周面に洗浄液を供給して前記電磁波源を洗浄する洗浄手段とを備えたことを特徴とする電磁波照射装置である。
本発明の好ましい態様として、前記洗浄手段は、前記洗浄液が前記電磁波源の外周面に沿って薄膜状に流下するように前記洗浄液を供給する洗浄液供給部を備えたことを特徴とする。本発明によれば、電磁波源からの電磁波の照射量を良好に維持することができるので、各種処理施設において、被処理液体や被処理気体の殺菌等の処理に好適に用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る電磁波源の洗浄装置及び電磁波照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態における電磁波照射装置の構成を示す概略図であり、図２は図１のII−II線断面図である。図３（ａ）は本実施形態に使用されるノズルを示す図であり、図３（ｂ）は図１に示す電磁波照射装置が備えるノズルの他の形態を示す図である。
図１および図２に示すように、電磁波照射装置の中央部には、電磁波の一種である紫外線を発する紫外線ランプ１が垂直に設置されており、紫外線ランプ１の周囲には、紫外線ランプ１が破損しないように周囲環境から保護する円筒状の保護管２が配置されている。そして、この紫外線ランプ１と保護管２とにより電磁波源３が構成される。
【００１０】
本実施形態では、電磁波の種類として紫外線が使用されているが、これは、液体や気体の処理には特に紫外線が有効と考えられるからである。紫外線を発する紫外線ランプとしては、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、エキシマレーザー、ブラックライト等を挙げることができ、１７０〜３８０ｎｍの範囲の紫外線を照射可能なものが好適に用いられる。なお、保護管２は、紫外線ランプ１が発する紫外線を良好に透過させる必要があるため、保護管２を形成する材料としては、天然石英や合成石英などが好適である。
【００１１】
本実施形態に係る電磁波照射装置は、電磁波源３の周囲に配置された円筒体４と、円筒体４に被処理液体を供給する被処理液体供給手段（図示せず）と、電磁波源３の上方に設置され円筒体４に被処理気体を供給する被処理気体供給管６とを備えている。被処理液体は、被処理液体供給手段により円筒体４の内壁の上端から供給され、円筒体４の内壁に沿って流下し、その結果、円筒体４の内壁に被処理液体の液層５が形成される。そして、電磁波源３により被処理液体の液層５に電磁波が照射されて被処理液体の処理が行われる。
【００１２】
一方、被処理気体は、被処理気体供給管６によりＢ方向から円筒体４内に供給され、電磁波源３の周囲を流れつつ円筒体４内を通過する。そして、上述した被処理液体と同様に、電磁波源３により被処理気体に向けて紫外線が照射されて、被処理気体の処理が行われる。なお、被処理液体と被処理気体への電磁波照射は同時に行うことができる。即ち、円筒体４の内壁に被処理液体を流下させると同時に、円筒体４内に被処理気体を供給すれば、被処理液体および被処理気体のいずれにも紫外線を照射することが可能である。
【００１３】
また、本実施形態に係る電磁波照射装置には、電磁波源３と被処理液体の液層５との間に形成された空間に、所定の気体を供給する気体供給管７が設置されている。気体供給管７を設置することにより、必要に応じて電磁波照射を所定の雰囲気中で行い、電磁波照射中に被処理液体と所定の気体との接触が可能となる。例えば、所定の気体として酸素やオゾンを供給し、被処理液体と接触させた状態で電磁波を照射すれば、酸素やオゾンによる酸化分解作用と電磁波照射作用とによる相乗効果を得ることができる。
【００１４】
次に、本実施形態に係る電磁波照射装置が備える電磁波源の洗浄装置について説明する。電磁波源の洗浄装置は、図１に示すように、ノズル１７を有した洗浄液供給部１５を備えている。ノズル１７は洗浄液供給部１５の下端に複数設けられており、図１に示すように、それぞれのノズル１７の先端が電磁波源３の外周面の上端部近傍を向いて配置されている。各ノズル１７の先端には、図３（ａ）に示すように、洗浄液を供給するための複数の細孔１９が形成されており、細孔１９から洗浄液が供給されて電磁波源３の外周面を流下する洗浄液の液膜１６が形成されるようになっている。なお、洗浄液供給部１５のノズルとして、図３（ｂ）に示すように、内側に複数の細孔１９が形成された環状のノズル１８を用いることもできる。この場合は、ノズル１８の内側と電磁波源３の外周面とをやや離間させつつ、ノズル１８を電磁波源３の上端部近傍に配置する。
【００１５】
電磁波源３を洗浄する洗浄液としては、所定の薬液およびリンス液が使用される。薬液およびリンス液は、それぞれ薬液タンク１１およびリンス液タンク１２に貯留されており、流量調整バルブ１３Ａ，１３Ｂにより所望の流量に調整されて、洗浄液導入管１４を通じて洗浄液供給部１５に導入される。洗浄液供給部１５は電磁波源３の上方に設置されており、洗浄液供給部１５の下部に備えられたノズル１７により、電磁波源３の外周面、即ち保護管２の外周面に洗浄液（薬液、リンス液）が供給される。保護管２の外周面に供給された洗浄液は、保護管２の外周面を流下する薄膜状の液膜１６を形成する。
【００１６】
上述したように、洗浄液としては、薬液とリンス液が用いられる。このうち、薬液は、電磁波源３（保護管２）に付着した汚染物質を分解して除去するためのものであり、リンス液は、薬液により電磁波源３を洗浄した後に用いられ、電磁波源３に残留する薬液を洗い流すために使用される。薬液としては、（１）塩酸、硫酸、クエン酸などの酸、（２）水酸化ナトリウムなどのアルカリ、（３）過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウムなどの酸化剤もしくは還元剤、（４）界面活性剤などが用いられ、リンス液としては、主に純水が用いられる。
【００１７】
このように、本実施形態では、電磁波源をワイパーなどの機械的動作を伴わずに洗浄することができるため、電磁波源を破損するおそれがない。また、液膜化した洗浄液により洗浄するので、使用する洗浄液も少量に抑えることができる。ただし、汚染物質が電磁波源表面に強固に付着する性質のものである場合には、ワイパーを併用してもよい。この場合は、電磁波源表面を薬液またはリンス液で予め濡らした状態でワイピングを行うことが好ましい。電磁波源表面とワイパーとの間に液体を介在させることにより、ワイパーのパッキン部の破損を防止することができ、また、ワイパーの動作を滑らかにしてワイピング不良や電磁波源の破損を防止することができるからである。
【００１８】
本実施形態に係る電磁波照射装置の被処理液体としては、（１）最終処分場の浸出水、産業廃水、用水、下水、有害物質処理施設、廃棄物処理施設などで発生する汚水、（２）上水、浄水、飲料水、純水、超純水などの液体、（３）有機物または細菌、原虫などの生物を含む液体、などが挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００１９】
液体中の処理対象物質としては、（１）フミン酸などの生物難分解性有機物、（２）ダイオキシン類、コプラナＰＣＢ、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール、フタル酸ジエチルヘキシルなどの環境ホルモン類または発ガン性物質、（３）トリクロロエチレン、クロロフェノール、農薬、ＴＯＸなどの有機塩素化合物、（４）大腸菌、一般細菌、クリプトスポルジウムなどの細菌又は原虫（５）色度、臭気成分などを挙げることができるが、これらに限られるものではない。
【００２０】
本実施形態に係る電磁波照射装置の被処理気体としては、最終処分場の浸出水、産業廃水、用水、下水などから発生する気体や、有害物質処理施設や廃棄物処理施設などで発生する気体などが挙げられるが、これらに限られるものではない。また、気体中の処理対象物質としては、（１）臭気成分、（２）トリクロロエチレン、ＴＯＸなどの有害物質、（３）大腸菌、一般細菌などの細菌などを挙げることができるが、これらに限られるものではない。
【００２１】
本実施形態における処理条件は、被処理液体の通液量や被処理気体の通気量を調整することにより、また、紫外線ランプの仕様などにより任意に選定することができる。また、本実施形態では、電磁波源の長手方向の向きを垂直としたが、これに限らず、水平など任意に選定してよい。電磁波源や保護管および被処理液体の液膜が形成される内壁の形状に関しても、円筒状に限らず、多角形その他類似する形状の場合でも本発明を適用することは可能である。なお、電磁波源の配置や形状などに応じて洗浄液供給部を複数設けてもよい。
【００２２】
次に、上述した本実施形態に係る電磁波照射装置を用いた具体的な実施例を説明するが、本発明の用途はこれらに限定されるものではない。
第１の実施例では、図１に示す電磁波照射装置を用いて農業集落排水処理施設の処理過程で発生する液体（殺菌前の生物処理水）を殺菌処理した。この処理運転を長期間に亘って行ったところ、紫外線の照射強度が初期の７０％にまで低下し、紫外線ランプの保護管表面（電磁波源表面）には茶褐色の微細固形物の付着が認められた。そして、この状態で、薬液として希塩酸を用い、リンス液として純水を用い、これらを薬液、リンス液の順に供給して洗浄処理した結果、紫外線の照射強度は初期の９０％にまで回復した。
【００２３】
また、同じ図１に示す電磁波照射装置を用いて、最終処分場の浸出水処理施設の処理過程で発生する液体を処理した。処理の目的は有機塩素化合物分解である。この処理運転を長期間行ったところ、紫外線の照射強度が初期の５０％にまで低下し、紫外線ランプの保護管表面（電磁波源表面）には茶褐色の微細固形物の付着が認められた。この固形付着物の分析を行ったところ、主成分は鉄およびマンガンであった。この状態で、薬液として過酸化水素、希塩酸を用い、リンス液として純水を用い、これらを薬液、リンス液の順に供給して洗浄処理を行った結果、紫外線の照射強度は初期の９０％にまで回復した。
以上により、本発明に係る電磁波照射装置は、被処理液体を処理する場合において、良好な洗浄効果を奏することが確認された。
【００２４】
次に、第２の実施例について説明する。第２の実施例では、図１に示す電磁波照射装置を用いて農業集落排水処理施設の処理過程で発生する気体（汚泥貯留槽から発生する気体）を殺菌処理した。この処理運転を長期間行ったところ、紫外線の照射強度が初期の８０％にまで低下した。この状態で、薬品として希塩酸を用い、リンス液として純水を用い、これらを薬液、リンス液の順に供給して洗浄処理を行った結果、紫外線の照射強度は初期の９０％にまで回復した。
【００２５】
また、同じ図１に示す電磁波照射装置を用いて、汚染土壌の処理工程で発生するＴＣＥ含有ガスを処理した。この処理を長期間行ったところ、紫外線の照射強度が初期の９０％にまで低下した。この状態で、薬品として希塩酸を用い、リンス液として純水を用い、これらを薬液、リンス液の順に供給して洗浄処理を行った結果、紫外線の照射強度は初期の９８％にまで回復した。
以上により、本発明に係る電磁波照射装置は、被処理気体を処理する場合においても、被処理液体を処理する場合と同様に、良好な洗浄効果を奏することが確認された。
【００２６】
次に、第３の実施例について説明する。第３の実施例では、図１に示す電磁波照射装置を用いて、農業集落排水処理施設の処理過程で発生する液体（殺菌前の生物処理水）および気体（好気性生物処理工程で発生する気体）を同時に殺菌処理した。この処理運転を長期間行ったところ、紫外線の照射強度が初期の８０％にまで低下した。この状態で、薬品として希塩酸を用い、リンス液として純水を用い、これらを薬液、リンス液の順に供給して洗浄処理を行った結果、紫外線の照射強度は初期の９０％にまで回復した。
以上により、本発明に係る電磁波照射装置は、被処理液体と被処理気体とを同時に処理する場合においても、良好な洗浄効果を奏することが確認された。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、洗浄手段から電磁波源の外周面に洗浄液を供給して電磁波源に付着した汚染物質を除去することができる。したがって、複雑な機構を伴わず、また少ない洗浄液使用量で、電磁波源の洗浄が可能となる。この場合、洗浄液として薬液を用いれば、電磁波源の外周面に薬液を供給して電磁波源の外周面に薄膜状の薬液を流下させることにより、この液膜によって電磁波源に付着した汚染物質を分解し、または除去することが可能となる。また、薬液による洗浄後に洗浄液供給手段から純水を供給すれば、電磁波源の外周面に残留する薬液を洗浄することができる。即ち、ワイパーなどの機械的動作を伴わないので、電磁波源を破損させることなく電磁波源を洗浄することが可能となる。
【００２８】
また、電磁波源の外周面に形成される液膜を利用して洗浄するため、洗浄液として用いる薬液の使用量は、電磁波源を薬液に浸漬させて洗浄する方法に比べて格段に少なくすることが可能となる。更に、被処理気体と被処理液体のいずれを処理する場合にも、処理を停止させることなく電磁波源を洗浄することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である電磁波照射装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の一実施形態に使用されるノズルを示す図であり、図３（ｂ）は図１に示す電磁波照射装置が備えるノズルの他の形態を示す図である。
【符号の説明】
１    紫外線ランプ
２    保護管
３    電磁波源
４    円筒体
５    被処理液体液層
６    被処理気体供給管
７    気体供給管
１１    薬液タンク
１２    リンス液タンク
１３Ａ，１３Ｂ    流量調整バルブ
１４    洗浄液導入管
１５    洗浄液供給部
１６    洗浄液液膜
１７，１８    ノズル
１９    細孔
【図１】
0003901974.tif 000002
【図２】
0003901974.tif 000003
【図３】
0003901974.tif 000004