(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の直方体のハウジングの内部に、該ハウジングの底面に対して垂直な複数の垂直劃壁で前後方向に区劃して
複数の処理室を前後方向に形成し、上記複数の処理室のうち前から後に向かって奇数番の各処理室の内部の一側を紫外線ランプによる紫外線照射部、他側を底部に酸化剤供給手段を有する酸化剤混合部に仕切壁で仕切ると共に、偶数番の各処理室の内部において、前記奇数番の各処理室の内部の一側と同じ側を酸化剤供給手段を底部に有する酸化剤混合部、他側を紫外線照射部に仕切壁で仕切り、
上記各処理室の紫外線照射部と酸化剤混合部とを仕切壁の下端部に設けた開口で連通させ、且つ前後の処理室の紫外線照射部と酸化剤混合部とを垂直劃壁に設けた開口で連通させ、原水を先頭の処理室の酸化剤混合部の内部に上端部から供給し、処理水を後尾の処理室の紫外線照射部の、該照射部の下端部に原水が流入する側部とは反対の側部の上端部から排出するように構成したことを特徴とする紫外線酸化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紫外線酸化装置において、酸化剤供給手段はオゾン供給手段であって、酸化剤混合部の底部に設置されていることを特徴とする紫外線酸化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中に溶存、或いは懸濁している低濃度の難分解性有機化合物を酸化剤の混合と、紫外線の照射により効率よく酸化分解処理する紫外線酸化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような紫外線酸化装置として、酸化剤の加圧注入部と、紫外線ランプを取付けた横流の処理室を上下多段に設け、最下段の処理室の例えば左端に下から供給した原水を該処理室中で右に横流させたのち上段の処理室の右端内部に下から供給して左に横流させ、こうして原水を下段の処理室から上段の処理室に上下方向に蛇行させ、各処理室中を左或いは右に横流する間に室内に加圧して注入した酸化剤と、室内で照射する紫外線ランプの光線により廃液中の危険な分子を安全な化合物に酸化分解処理する装置が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置は上下の各段の処理室で酸化剤の混合と紫外線の照射を同時に行うため、酸化剤が原水に充分に混合しない状態で紫外線の照射を受けたり、酸化剤が気体の場合はその圧入により気泡が生じ、この気泡によって原水中での紫外線の透過が阻害され、処理対象の有機化合物の酸化分解が充分に行えないという問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来装置の上述した問題点を解消するために開発されたもので、本発明の紫外線酸化装置は、中空の直方体のハウジングの内部に、該ハウジングの底面に対して垂直な複数の垂直劃壁で前後方向に区劃して複数の処理室を前後方向に形成し、上記複数の処理室のうち前から後に向かって奇数番の各処理室の内部の一側を紫外線ランプによる紫外線照射部、他側を底部に酸化剤供給手段を有する酸化剤混合部に仕切壁で仕切ると共に、偶数番の各処理室の内部において、前記奇数番の各処理室の内部の一側と同じ側を酸化剤供給手段を底部に有する酸化剤混合部、他側を紫外線照射部に仕切壁で仕切り、上記各処理室の紫外線照射部と酸化剤混合部とを仕切壁の下端部に設けた開口で連通させ、且つ前後の処理室の紫外線照射部と酸化剤混合部とを垂直劃壁に設けた開口で連通させ、原水を先頭の処理室の酸化剤混合部の内部に上端部から供給し、処理水を後尾の処理室の紫外線照射部の、該照射部の下端部に原水が流入する側部とは反対の側部の上端部から排出するように構成したことを特徴とする。そして、上記の紫外線酸化装置において、酸化剤供給手段をオゾン供給手段にして、酸化剤混合部の底部に設置したりすることが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
１０は中空の直方体のハウジングで、その内部に、前後方向に複数の垂直劃壁１１で区劃して複数の前後方向の処理室１２…を形成してある。図示の実施形態では、処理室は前から後に向かって１２−１、１２−２、１２−３、１２−４の４室であるが、室の数は任意であって、原水中に溶存、懸濁している処理対象の有機化合物の濃度が高い程、処理室の数を多くする。
【０００６】
複数の処理室のうち前から後に向かって奇数番の各処理室１２−１、１２−３の内部の一側（図では左）を紫外線ランプ１４を収容した紫外線照射部１３、他側（図では右）を酸化剤供給手段１６を収容した酸化剤混合部１５に仕切壁１７で仕切ると共に、偶数番の各処理室１２−２、１２−４の内部の一側（図では左）を酸化剤供給手段１６を収容した酸化剤混合部１５、他側（図では右）を紫外線ランプ１４を収容した紫外線照射部１３に仕切壁１７で仕切る。そして、各処理室の紫外線照射部１３と酸化剤混合部１５とを仕切壁１７の下端部の開口１８で連通させ、且つ前後の処理室１２−１と１２−２、１２−２と１２−３、１２−３と１２−４の紫外線照射部１３と酸化剤混合部１５とを垂直劃壁１１の上端部の開口１９で連通させる。
【０００７】
各処理室の紫外線照射部１３に収容された紫外線ランプ１４は水平方向に上下多段に、一列ないし前後方向に複列で配列し、仕切壁１７と対向した処理室の側壁１２′（ハウジングの側壁）に支持する。図では紫外線ランプを上下多段に、蛇行した一例で配列してある。
【０００８】
酸化剤供給手段１６は図示の実施形態ではオゾン供給手段で、各酸化剤混合部１５の底部に設置してあり、ハウジング１０の外から分岐した送気管２０を通じて供給されるオゾンを被処理水に混合させる。
【０００９】
そして、供給管２１により原水を先頭の処理室１２−１の酸化剤混合部１５の内部にハウジングの前壁の上端部から供給し、排出管２２により処理水を後尾の処理室１２−４の紫外線照射部１３の、該照射部の下端部に原水が流入する側部とは反対の側部のハウジングの後壁の上端部から排出するようになっている。
【００１０】
ポンプによって供給管２１で原水を先頭の処理室１２−１の酸化剤混合部１５の内部に上端部から供給すると、原水は上記混合部１５中を下向流したのち仕切壁１７の下端部の開口１８から紫外線照射部１３に入って該照射部中を上向流する。そして、該処理室１２−１と、その後の処理室１２−２を区劃する垂直区劃壁１１の上端部の開口１９から上記処理室１２−２の酸化剤混合部１５の上端部に溢入して下向流し、次いで該処理室１２−２の仕切壁の下端部の開口１８から紫外線照射部１３に入って上向流する。
【００１１】
こうして前の処理室の酸化剤混合部１５中を下向流して紫外線照射部１３に流入し、該照射部中を上向流して蛇行した原水は、次に後の処理室の酸化剤混合部中に上端部から溢入することにより下向流して蛇行し、これを繰返して最終的には後尾の処理室１２−４の紫外線照射部の、該照射部の下端部に原水が流入する側部とは反対の側部の上端部に接続した排出管２２から処理水として排出される。
【００１２】
従って、各処理室に酸化剤としてオゾンガスを供給し、紫外線ランプを点灯して運転すると、各処理室の酸化剤混合部１５中を下向流する原水は、浮上するオゾンと向流的に接触し、オゾンは原水と完全に混合する。そして、オゾンと充分に混合した原水は次いで紫外線照射部１３中を上向流する際に紫外線を照射される。
【００１３】
使用する紫外線ランプは低圧のものであることが好ましい。それは、低圧紫外線ランプは波長が短く、ヒドロキシラジカルを発生する力が強いからである。しかし、その反面、ワット数が小さいので充分な照射を行うには使用本数を多くしなければならないが、本発明では各処理室を仕切壁１７により酸化剤混合部１５と、紫外線照射部１３とに仕切り、該照射部１３の容積を小さくしてあること、又、原水は仕切壁１７の下端部の開口１８から紫外線照射部１３の一側（又は他側）の下端部に入り、垂直劃壁１１の他側（又は一側）上端部の開口１９から後の処理室の酸化剤混合部１５に溢出するまでの間、該照射部１３中を一対角線方向に上向流して紫外線の照射を充分に受けるので、少ない数の低圧紫外線ランプを使用してその特長を活かすことができる。尚、同じ理由で、後尾の処理室１２−４の紫外線照射部１３に取付ける排出管２２の取付け位置は、仕切壁１７の下端部の開口１８から該照射部に原水が注入する側部とは反対の側部の上端部にすることが好ましい。
【００１４】
オゾン供給手段により酸化剤混合部１５中で原水に吹込むオゾン濃度は６ｐｐｍ以上にし、水中に溶存、或いは懸濁している難分解性有機化合物が低濃度であっても酸化可能にする。このオゾンガスの吹込みにより生ずる気泡は各処理室中の酸化剤混合部１５の水中を浮上し、紫外線照射部１３には入らないので、該照射部１３での紫外線ランプの照射に悪影響を及ぼすことはない。尚、先頭の処理室１２−１の酸化剤混合部１５に供給される当初の原水中には酸素、窒素等のガスが含まれていることもあるが、これらの気泡は該混合部中を浮上するオゾンに伴い浮上して除去され、その後の各処理室の紫外線照射部での紫外線の照射に悪影響を与えない。
【００１５】
図示の実施形態の紫外線酸化装置を使用し、環境ホルモンの疑いがあるノニルフェノール３８ｐｐｂ、ビスフェノールＡ６５ｐｐｂ、ＤＤＴ２．６ｐｐｂ、エストラジオール５．７ｐｐｂを含む水を原水として処理した。但し、装置の規模は直方体のハウジング１０の横幅が２．０ｍ、高さが３．５ｍ、奥行き（前後方向の長さ）が１．５ｍ、処理室１２は前後方向の厚さが３７５ｍｍの４室、各処理室の酸化剤混合部１５の横幅は３７５ｍｍ、紫外線照射部１３の横幅は１６２５ｍｍであり、各酸化剤混合部のオゾン供給手段には酸素を０．９立／時間供給し、オゾンを７５ｇ／時発生させ、これにより各酸化剤混合部に供給するオゾンガス濃度を８３ｍｇ／立にした。又、紫外線照射部内には１３５Ｗの低圧紫外線ランプを４８本、高さ３．５ｍの内部に上下方向に２５０ｍｍの等間隔で水平に取付けた。紫外線ランプの総Ｗ数は６４８０Ｗである。原水を先頭の処理室の酸化剤混合部に流量１５００立／時で供給した。原水の装置内での滞流時間は７時間であった。
【００１６】
この結果、処理水中のノニルフェノールは３８ｐｐｂから０．２ｐｐｂに、ビスフェノールＡは６５ｐｐｂから０．０１ｐｐｂに、ＤＤＴは２．６ｐｐｂから０．１ｐｐｂに、エストラジオールは５．７ｐｐｂから０．０００４ｐｐｂに低減した。
【００１７】
これに対し、各処理室の紫外線照射部１３と酸化剤混合部１５とを仕切っていた仕切壁１７を撤去し、紫外線照射部と酸化剤混合部を各処理室内で一体にしただけで他の構造は図示の実施形態と同一の装置を使用し、同じ原水を、オゾン、紫外線とも同じ条件にして処理した。その結果、処理水中のノニルフェノールは３８ｐｐｂから０．９に、ビスフェノールＡは６５ｐｐｂから０．５ｐｐｂに、ＤＤＴは２．６ｐｐｂから０．８ｐｐｂにエストラジオールは５．７ｐｐｂから０．５ｐｐｂに低下したにすぎなかった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、請求項１のように、中空の直方体のハウジングの内部に、該ハウジングの底面に対して垂直な複数の垂直劃壁で前後方向に区劃して複数の処理室を前後方向に形成し、上記複数の処理室のうち前から後に向かって奇数番の各処理室の内部の一側を紫外線ランプによる紫外線照射部、他側を底部に酸化剤供給手段を有する酸化剤混合部に仕切壁で仕切ると共に、偶数番の各処理室の内部において、前記奇数番の各処理室の内部の一側と同じ側を酸化剤供給手段を底部に有する酸化剤混合部、他側を紫外線照射部に仕切壁で仕切り、上記各処理室の紫外線照射部と酸化剤混合部とを仕切壁の下端部に設けた開口で連通させ、且つ前後の処理室の紫外線照射部と酸化剤混合部とを垂直劃壁に設けた開口で連通させ、原水を先頭の処理室の酸化剤混合部の内部に上端部から供給し、処理水を後尾の処理室の紫外線照射部の、該照射部の下端部に原水が流入する側部とは反対の側部の上端部から排出するように構成することによって、1)各処理室の酸化剤混合部では下向流する原水に対し酸化剤を向流的に接触させて酸化剤を原水に完全に溶解でき、2)各処理室の紫外線照射部では酸化剤を溶解した原水を一対角方向に上向流させて紫外線ランプが照射する紫外線をデッドスペースを生じることなく充分に浴びせることができ、3)各処理室の酸化剤混合部から紫外線照射部へは原水を下から上に蛇行させ、又、前の処理室の紫外線照射部から後の処理室の酸化剤混合部へは原水を上から下に蛇行させて夫々配管などを使用することなく合理的に供給できる。更に、請求項２のように酸化剤供給手段を該混合部の底部に設置したオゾン供給手段にすると、オゾンは下向流する原水中を浮上することで原水と向流的に接触して原水中に完全に溶解し、且つ仕切壁の下端部の開口から紫外線照射部に洩れ入ることもないので紫外線ランプの照射に悪影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紫外線酸化装置の一実施形態を示す一部を切除した斜視図。
【図２】図１のハウジングの上壁を取除いた平面図。
【図３】図２のIII−III線での断面図。
【図４】（Ａ）は図２のＡ−Ａ線での断面図、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ線での断面図。
【符号の説明】
１０    ハウジング
１１    垂直劃壁
１２    処理室
１３    紫外線照射部
１４    紫外線ランプ
１５    酸化剤混合部
１６    酸化剤供給手段
１７    処理室の仕切壁
１８    仕切壁の開口
１９    垂直劃壁の開口
２０    送気管
２１    原水の供給管
２２    処理水の排出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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