(57)【要約】【課題】適正な紫外線照度を確保し、高効率な紫外線照射水処理装置を実現することができるともに、ランプが破損した場合のランプ破片が分離回収されることなく流出するのを抑制し、コスト低減を図ることができることを課題とする。【解決手段】旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器１１と、容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された１本以上の紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆと、紫外線ランプを包むように配置された保護管１４ａ〜１４ｆと、側面部の内周の接線方向に沿って設けられた，被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管１５と、処理水を容器から排出するための処理水出口管１６とを具備し、被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする。【選択図】      図１
2009273967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された１本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた，被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、
前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする紫外線照射水処理装置。
【請求項２】
前記処理水出口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする請求項１記載の紫外線照射水処理装置。
【請求項３】
旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された１本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた，被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた，処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、
前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする紫外線照射水処理装置。
【請求項４】
旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された１本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた，被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた，処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、
前記紫外線ランプの下部側に、該ランプの下端部を支持する板状のランプ固定板が設けられていることを特徴とする紫外線照射水処理装置。
【請求項５】
前記紫外線ランプの下部側に該ランプの下端部を支持する板状のランプ固定板が設けられ、このランプ固定板は前記処理水出口管に固定されていることを特徴とする請求項３記載の紫外線照射水処理装置。
【請求項６】
前記ランプ固体板の形状は円盤状であることを特徴とする請求項４もしくは請求項５記載の紫外線照射水処理装置。
【請求項７】
前記ランプ固定板の形状は紫外線ランプが配置された径より大きいことを特徴とする請求項４乃至６いずれか一記載の紫外線照射水処理装置
【請求項８】
前記ランプ固定板上で且つ周縁部に沿ってリング状の淵が形成されていることを特徴とする請求項４乃至７いずれか一記載の紫外線照射水処理装置。
【請求項９】
前記ランプ固定板の紫外線ランプ側の面で且つ周縁部に沿ってリング状の溝が形成されていることを特徴とする請求項４乃至７いずれか一記載の紫外線照射水処理装置。
【請求項１０】
前記ランプ固定板の上部に複数の整流板が風車状に配置されていることを特徴とする請求項４乃至７いずれか一記載の紫外線照射処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理や下水処理・食品排水処理・薬品排水処理・遠洋船舶バラスト水処理等において、藻類・微生物・病原性原虫等を不活化もしくは無害化するために紫外線を被処理水に照射する紫外線照射水処理装置に係り、例えば、紫外線の照射効率の高い紫外線照射水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紫外線を照射して消毒する紫外線消毒は、上下水処理やプールなどの殺菌消毒処理、食品工業における水処理などの水処理全般において、水に含まれる病原性の微生物、特に最近ではウィルスの殺菌及び消毒を目的とした応用が推進されている。
【０００３】
紫外線消毒は、特に、浄水処理で問題となっている耐塩素性病原菌クリプトスポリジウムやジアルジアの対策として、非常に効果的な消毒方法である。クリプトスポリジウムやジアルジアは、従来の消毒技術である塩素消毒では不活化できないが、紫外線を僅かに照射するだけで不活化が可能である（例えば、非特許文献１を参照）。この非特許文献１には、クリプトスポリジウムやジアルジアの２ｌｏｇ以上の不活化には、紫外線を１０ｍＪ／ｃｍ２以上の照射で有効であると記載されている。
【０００４】
紫外線消毒を行う場合に、消毒対象の目標不活化率に対して、必然的に必要な紫外線の照射量が決定される。紫外線の照射量を一定にした運用を行うと、環境状況によっては、過剰な照射となることがある。紫外線の照射が過剰になると、紫外線の発光源である紫外線ランプの寿命が短くなり、かつ紫外線発光に要する電力を浪費する要因となる。一方、浄水処理では、人間の体内に入る飲料水となるために確実に紫外線量が１０ｍＪ／ｃｍ２以上の紫外線を照射しなければならない。
【０００５】
従って、従来の紫外線照射水処理装置により紫外線消毒を行う場合に、紫外線消毒装置を効率良く、かつ確実に運用するため、紫外線強度（照度）の減衰特性（紫外線ランプからの距離の二乗に応じて紫外線強度が減衰する性質）を考慮し、被処理水が旋回しつつ常に紫外線ランプ近傍に流れるように、容器の入口管と出口管との配置を工夫した紫外線照射技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、紫外線照射技術では、ほとんどの場合、紫外線ランプが保護管に収納された構造を有している。しかしながら、保護管としては、耐衝撃性よりも紫外線の透過効率の方が優先されるため、結晶石英や合成石英ガラスといった比較的衝撃に弱い材料が使用される。これに伴い、紫外線照射水処理装置には、無理な力や突発的な衝撃により、保護管や紫外線ランプが破損し易い状況にある。紫外線ランプや保護管が破損した場合、ランプ内の水銀や石英ガラスの破片が処理水に混入する不都合が生じることになる。
【０００７】
この不都合を解消する技術としては、センサが紫外線ランプの破損を検出した時に、紫外線照射装置への通水を遮断することにより、紫外線照射装置内の水銀汚染の拡大を防止する紫外線照射水処理装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。但し、紫外線照射装置への通水を遮断するまでの間に、紫外線照射装置内の水銀で汚染された処理水が下流側の浄水工程に混入する心配がある。
【０００８】
一方、前述した特許文献１では、水銀で汚染された処理水が下流側の浄水工程に混入する心配を解消するため、紫外線照射装置に固液分離機能を付加したことにより、水銀や破片などの固形分を処理水から分離する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００７−１４４３８６号公報
【特許文献２】特開２００４−１８８２７４号公報
【非特許文献１】水道協会雑誌（２００４年６月）第７３巻第６号第６０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、被処理水が旋回しつつ常に紫外線ランプ近傍に流れるように、容器の被処理水入口管と処理水出口管との配置を工夫した紫外線照射水処理装置では、装置中心軸とずらして被処理水入口管を接続することにより旋回流が発生する。このため、被処理水入口管を装置の円筒状容器の曲面にあわせて加工して流入部に溶接する必要があり、コスト高になる。また、容器内部に設けられたランプが抵抗となり、被処理水の一部が旋回流とならず短絡流が発生する。このため流入部（容器内部）に整流板を設ける方法があるがコスト高になる。一方、上記の旋回流型の紫外線照射水処理装置で、装置容器中心軸に位置に処理水出口管を設けて、固液分離機能を付加した紫外線照射水処理装置では、照射部から直接処理水出口管下部に処理水が流入する流れがあり、万一、ランプが破損した場合は、ランプ破片が分離回収されることなく流出して破片回収率が低下するという課題がある。
【００１０】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、紫外線照射装置内部の処理対象水の流れ方を考慮して適正な旋回流れを確保することにより、適切な紫外線照射量および万一ランプ破損時の破片回収を実現できる紫外線照射水処理装置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】
【００１１】
（１）本発明に係る紫外線照射水処理装置は、旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された１本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた，被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする。
【００１２】
（２）また、本発明に係る紫外線照射水処理装置は、旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された１本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた，被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた，処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、前記被処理水入口管を前記容器内部に挿入するように容器に接続したことを特徴とする。
【００１３】
（３）更に、本発明に係る紫外線照射水処理装置は、旋回しながら流れる被処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の側面部を有した円筒型の容器と、該容器の中心軸と平行でかつ円周方向に容器内に配置された１本以上の紫外線ランプと、前記紫外線ランプを包むように配置された保護管と、前記側面部の内周の接線方向に沿って設けられた，被処理水を容器内に供給するための被処理水入口管と、前記中心軸と平行に設けられた，処理水を容器から排出するための処理水出口管とを具備し、前記紫外線ランプの下部側に、該ランプの下端部を支持する板状のランプ固定板が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、紫外線照射水処理装置内部の処理水の流れ方と、適正な紫外線照度を確保し、高効率な紫外線照射水処理装置を実現することができる。また、万一、ランプが破損した場合のランプ破片が分離回収されることなく流出するのを抑制し破片回収率が向上する。これらの効果を大幅なコストを掛けずに実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の紫外線照射水処理装置について更に詳しく説明する。  
本発明の紫外線照射水処理装置は、上記（１）〜（３）のような構成になっている。  
上記（１）において、処理水出口管は容器内部に挿入するように容器に接続することが好ましい。こうした構成にすることにより、容器内の被処理水をより確実に旋回流させることができる。
【００１６】
上記（３）において、紫外線ランプを保護する保護管の一端は容器に固定し、他端はランプ固定板に固定することが好ましい。これにより、ランプ固定板を確実に支持することができる。ランプ固定板の形状はランプが配置される径より大きく、多角形、円形状及びそれらに準じた形状にすることができる。ランプ固定板は、下記の（ａ）〜（ｄ）の構成が挙げられる。
【００１７】
（ａ）端に沿って淵を設けた構成のランプ固定板。  
こうした構成の場合、処理水が側面部から排出部に流入する際、処理水に含まれる汚染物質の一部がランプ固定板の上面に捕捉されてランプ固定板上に一時留まる。淵は、その捕捉された汚染物質が再流出して排出部に流れ出さないようにすることができる。
【００１８】
（ｂ）端に沿って溝を設けた構成のランプ固定板。  
ここで、溝の深さはランプ固定板の厚みの１／３〜１／２にすることが好ましい。  
こうしたランプ固定板を用いた場合、上記（ａ）と同様に、ランプ固定板の上面に捕捉された汚染物質が溝に捕捉されるため、汚染物質が再流出して排出部に流れ出さないようにすることができる。
【００１９】
（ｃ）上部に複数の整流板を風車状に配置した構成のランプ固定板。  
ここで、整流板は、固定板と垂直、あるいは角度３０〜９０°のいずれかの角度に傾斜させて、１ｃｍ〜数十ｃｍの高さの整流板を風車のように配置する。また、整流板は、固定板の上部だけではなく、容器の側面部の内壁まで伸ばすことが好ましい  。
【００２０】
こうしたランプ固定板を用いた場合、旋回流に沿って風車状に配置した整流板によって、ランプ固定板に対してより多くの汚染物質が捕捉され、更に水圧によって整流板に押し付けられた汚染物質が、容器の側面部の内壁までは伸ばされた整流版に沿って内壁まで移動する。内壁まで移動した汚染物質は、側面部の内壁近傍の強力な旋回流の遠心分離作用により排出部にて汚染物質を確実に分離できる。
【００２１】
（ｄ）紫外線ランプ，保護管及び処理水出口管を除く部分の端面と容器の側面部の内壁面間との距離が、他の部分の端面と前記内壁面間との距離よりも大きくした構成のランプ固定板。こうしたランプ固定板を用いた場合、必要最小限の板状になり、コスト低減、圧力損失を抑制できる。なお、ランプ固定板に上述した淵や溝を設けてもよい。
【００２２】
次に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。  
（第１の実施形態）…（請求項１，２）  
図１（Ａ），（Ｂ）及び図２を参照する。ここで、図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の側面図（Ｘ矢視図）、図２は上記水処理装置における被処理水Ｗ１の旋回流の概念を示す図である。
【００２３】
紫外線照射水処理装置１１は、円筒型の容器１２と、該容器１２内に配置された，複数本の紫外線ランプ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆと、これらの紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆを夫々保護する保護管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆと、容器１２の外壁に夫々設けられた被処理水入口管１５及び処理水出口管１６を備えている。
【００２４】
前記容器１２は円筒形の側面部１７を有し、容器１２の両端部には端部１８ａ，１８ｂが夫々設けられている。前記紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆは、容器１２内で且つ端部１８ａ，１８ｂ間に、該容器１２の中心軸Ｓと平行で且つ中心軸Ｓ側より側面部１７の内壁側寄りに設置されている。また、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆは、中心軸Ｓを中心とする容器１２の円周上に等間隔で端部１８ａ，１８ｂ及びその近傍に配置されている。保護管１４ａ〜１４ｆは石英ガラスからなり、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆを包むように配置されている。具体的には、保護管１４ａ〜１４ｆは、被処理水Ｗ１が各紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆに直接接触しないようにするために各紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆを保護するものである。
【００２５】
紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆとしては、両側に電極を取り付けた石英管を用いる。ここで、石英管の内部はほぼ真空状態であり、水銀蒸気のみが存在する。このような状態の石英管の両電極間を高電圧放電させると、電子が水銀蒸気を励起させて紫外線を発するようになる。前記紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆとしては、２００ｎｍ〜３００ｎｍの波長を発生する紫外線ランプを使用することができるが、本実施形態では特に２５４ｎｍ付近の波長の紫外線を発生するものを用いた。紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆで発生した紫外線に被処理水Ｗ１を暴露することにより、被処理水Ｗ１中の消毒対象物質を無害化する。紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆの直径は、２〜１０ｃｍ程度のものを用いる。
【００２６】
被処理水入口管１５は、被処理水Ｗ１を容器１２内に流入させるために、側面部１７の内周の接線方向Ｔに沿って設けられた管である。処理水出口管１６は、処理水Ｗ２を容器１２の外へ流出するために設けられた管である。ここでは、処理水出口管１６は、被処理水入口管１５から流入した被処理水Ｗ１の流線の方向に沿って側面部１７の外壁に設置される。さらに詳しくは、側面部１７の内周の接線方向Ｔに沿って設けられる。
【００２７】
また、被処理水入口管１５および処理水出口管１６は、側面部１７における互いに異なる端部１８ａ，１８ｂに容器１２の内部に挿入するように接続される。なお、被処理水入口管１５と処理水出口管１６とは、それぞれの中心軸をずらして容器１２に接続され、それぞれの内径は、容器１２（側面部１７）の内径の１／２以下である。なお、図１中の符番１９ａ，１９ｂは、容器１２の両端部に設けられた端面部を示す。
【００２８】
次に、第１の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の作用について説明する。  
まず、被処理水Ｗ１が被処理水入口管１５を通り、容器１２内に流入する。ここで、被処理水入口管１５は、容器１２の内周の接線方向Ｔに沿って形成されているので、容器１２内に流入する被処理水Ｗ１は旋回し、旋回流Ｗｃのように容器１２の内部を流れる（図２参照）。この際、被処理水Ｗ１は、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆから、２５４ｎｍ付近の波長の紫外線が照射される。波長が２５４ｎｍ付近の紫外線は、殺菌線として働き、被処理水中の耐塩素微生物のクリプトスポリジウムや他の微生物，大腸菌等の菌類，ウィルス，藻類等を不活化する。  
紫外線により消毒された被処理水Ｗ１は、処理水出口管１６から処理水Ｗ２として排出される。そして、処理水Ｗ２が、次の浄水工程に送られたり、需要者に直接給水されたりすることになる。
【００２９】
以上説明したように、第１の実施形態に係る紫外線照射水処理装置１０によれば、被処理水入口管１５を側面部１７の内周の接線方向Ｔに沿って側面部１７の外周壁に挿入するように設けているので、被処理水Ｗ１は、被処理水入口管１５の管壁により整流されて効果的に旋回させることができる。換言すれば、被処理水入口管１５の容器１２への接続部に被処理水Ｗ１を容器１２の内部で旋回させるための整流板を設けた場合と同じ効果が得られる。そのため、被処理水Ｗ１を、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆに有効に接触させながら流すことができ、紫外線の照射効率を高めることができる。即ち、旋回流Ｗｃを生じさせるので、紫外線を無駄なく被処理水Ｗ１全体に照射することができる。
【００３０】
また、第１の実施形態では、被処理水入口管１５と処理水出口管１６が、容器１２に挿入するように設けているので、被処理水入口管１５を装置の円筒状容器１１の曲面にあわせて加工して流入部に溶接する場合より加工コストを低減できる。
【００３１】
（第２の実施形態）…請求項１、２〜１０対応  
図３（Ａ），（Ｂ）、図４及び図５（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、図３（Ａ）は本発明の第２の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の側面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の上面図、図４は前記水処理装置内部の被処理水の流れ方を示す流線図である。図５は、同装置の一構成であるランプ固定板の説明図である。紫外線照射水処理装置２１は、第１の実施形態の装置１１に対し、容器の形状を縦型にして変形するとともに、汚染物質の回収機構を備えた点が異なる。但し、図１、図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００３２】
図中の符番２２は円筒状の容器を示し、円筒形状の側面部２３と、この側面部２３の下部に設けられた逆円錐形状の排出部２４と、この排出部２４に接続された接続管２５と、側面部２３の上部に設けられた，径を絞り込むための接続部２６と、この接続部２６の上部に設けられた，側面部２３の内径より大きい流入部２７を備えている。被処理水入口管１５は、流入部２７の内周の接線方向Ｔに沿って流入部２７に挿入するように接続されている。
【００３３】
処理水出口管１６は、容器２２の中心軸Ｓに沿って設置される。また、処理水出口管１６は、その下端１６ａが、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆの下端よりも下方になるように設置されている。容器２２の内側には、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆ及び保護管１４ａ〜１４ｆが、側面部２３の中心軸Ｓと平行で且つ処理水出口管１６を囲むように配置されている。保護管１４ａ〜１４ｆは、処理水出口管１６の下端１６ａ近くに配置した円盤状のランプ固定板２８により支持されている。
【００３４】
ランプ固定板２８は円盤状であり、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆが配置された径より大きく構成されている。ランプ固定板２８は、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す構成になっている。但し、図５（Ａ）はランプ固定板２８の平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ’に沿う断面図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。ランプ固定板２８には、保護管１４ａ〜１４ｆを夫々挿着するための穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ，２９ｆが開口されている。なお、図３（Ａ）中の符番３０は接続管２５の端部に設けられたバルブを示す。また、符番３１は容器２２の蓋を示す。更に、符番３２は、流入部２７に、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆの全体を囲うように、蓋３１に固定されたスカートを示す。スカート３２は、流入部２７の高さだけ設けている。
【００３５】
次に、第２の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の作用について説明する。  
まず、被処理水Ｗ１が被処理水入口管１５を通り、容器２２内に流入する。本実施形態に係る紫外線照射水処理装置２１によれば、容器２２内に流入してきた被処理水Ｗ１は、被処理水入口管１５が流入部２７の内周の接線方向Ｔに沿って流入部２７の外周壁に挿入するように設けているので、被処理水入口管１５の管壁により整流され、被処理水Ｗ１を効果的に旋回させることができる。旋回した被処理水Ｗ１は、接続部２６にて流入部２７より径を絞り込むことにより、旋回流速を加速してから側面部２３の周方向に配列された６本の紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆの外周近傍を時計方向に順次流れる。
【００３６】
その結果、被処理水Ｗ１は、容器２２の中心軸方向の上端から下端に至るまで無駄なく流通する。即ち、被処理水Ｗ１は、容器２２内を螺旋状に旋回しながら中心軸Ｓの下方に流れる。なお、旋回するときの被処理水Ｗ１の流線は、例えば図４に示すとおりである。通常は、被処理水Ｗ１が容器２２内を旋回しながら紫外線が照射されている状態となっている。しかし、突発的な衝撃等により、保護管１４ａ〜１４ｆが割れ、さらに紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆが割れる場合がある。この場合、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆ及び保護管１４ａ〜１４ｆを構成する石英ガラス片が被処理水Ｗ１に混入したり、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆに内封された水銀が被処理水Ｗ１に漏洩したりする。
【００３７】
そして、このような石英ガラス片や水銀等は、被処理水Ｗ１の汚染物質となる。ここで、被処理水である水の比重１に対して、石英ガラスの場合は２．２、水銀の場合は１３．５程度である。このような物質を含んだ被処理水を旋回させると、遠心分離作用により比重の重い物質が旋回方向の外側に押し出される。即ち、内部の旋回流により遠心力が働き、内側を流れる流体から重い物質が分離されることになる。分離されたガラスや水銀等の物質は、側面部２３の内壁に到達し、側面部２３の下部に逆円錐形状の排出部２４にて、処理水は、処理水出口管１６から流出し、重い物質は、排出部２４の内壁に沿って重力により下方に集められる。
【００３８】
以上説明したように、第２の実施形態に係る紫外線照射水処理装置２１によれば、流入部２７の内周の接線方向Ｔに沿って、被処理水入口管１５を流入部２７に挿入するように設けているので、被処理水入口管１５の外壁が整流して被処理水Ｗ１を、効果的に旋回させることができる。即ち、被処理水入口管１５の容器２２への接続部に被処理水Ｗ１を容器２２の内部で旋回させるための整流板を設けた場合と同じ効果が得られる。そのため、被処理水Ｗ１を、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆに有効に接触させながら流すことができ、紫外線の照射効率を高めることができる。換言すれば、旋回流Ｗｃを生じさせるので、紫外線を無駄なく被処理水Ｗ１全体に照射することができる。
【００３９】
また、上記水処理装置２１によれば、突発的な衝撃等により紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆが破損した場合でも、遠心分離作用により汚染物質を処理水Ｗ２に混入させることがなく、安全かつ確実に紫外線照射を行うことができる。即ち、処理水の多くが旋回流として側面部２３の内壁２３ｗを流れるが、紫外線ランプ１３ａ〜１３ｆの近傍では流れが弱く、旋回流であってもその遠心力は弱い。従って、万一、紫外線ランプが破損した場合、汚染物質がその遠心力が弱い領域を流れると、そのまま分離されることなく、処理水出口管１６から流出する場合がある。しかし、上記水処理装置２１の場合、ランプ固定板２８を、ランプ配置径より大きい径の円盤状にすることにより、旋回流を十分に維持したまま処理水を排出部２４に導入することができる。このため、排出部２４では、より処理水の旋回による遠心力が強くなり、汚染物質を確実に分離できる。
【００４０】
なお、第２の実施形態において、ランプ固定板は図５に示すような構成の場合について述べたが、これに限らず、図６〜図９に示すような構成であってもよい。  
１）図６（Ａ）〜（Ｃ）のランプ固定板  
ここで、図６（Ａ）はランプ固定板の平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＸ−Ｘ’に沿う断面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＹ−Ｙ’に沿う断面図である。図６のランプ固定板４１は、外周部に高さ１０ｍｍ〜２０ｍｍの淵４２を設けたことを特徴とする。  
ランプ固定板４１を用いた場合、処理水が側面部２３から排出部２４に流入する際、処理水に含まれる汚染物質の一部がランプ固定板４１の上面に捕捉されてランプ固定板４１上に一時留まる。淵４２は、その捕捉された汚染物質が再流出して排出部２４に流れ出さないようにする。
【００４１】
２）図７（Ａ）〜（Ｃ）のランプ固定板  
ここで、図７（Ａ）はランプ固定板の平面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＸ−Ｘ’に沿う断面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のＸ−Ｘ’に沿う断面図である。図７のランプ固定板４３は、外周近辺に深さ５ｍｍ〜１０ｍｍの溝４４を設けたことを特徴とする。ここで、溝４４の深さはランプ固定板４３の厚みの１／３〜１／２に相当する。  
ランプ固定板４３を用いた場合、前記ランプ固定板４１と同様にランプ固定板の上面に捕捉された汚染物質が溝４４に捕捉されるため、汚染物質が再流出して排出部２４に流れ出さないようにする。
【００４２】
３）図８（Ａ）〜（Ｃ）のランプ固定板  
ここで、図８（Ａ）はランプ固定板の平面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＸ−Ｘ’に沿う断面図、図８（Ｃ）は図８（Ａ）のＹ−Ｙ’に沿う断面図である。図８のランプ固定板４７は、紫外線ランプや保護管の周囲以外及び処理水出口管１６に固定する部分以外を、極力カットして板状の構成にしたことを特徴とする。この場合、図８のランプ固定板４７の外周に沿って図６のような淵、あるいは図７のような溝、あるいは図８のような整流板を設けることも可能である。但し、特に圧力損失、極端な破片回収性能の向上が必要なければ、ランプ固定板のようにランプ配置径より大きい円盤状の形のするのが、コスト、破片分離性能上、好ましい。
【００４３】
ランプ固定板４７は、処理流量が少なく、わずかな遠心力でも汚染物質が沈降する場合や、処理流量が多く、十分に旋回流による遠心分離作用が働き、汚染物質を確実に分離できる場合、特に側面部２３の径が大きく、かつ、排出部２４の高さが高いほど、処理水が側面部２３から直接、処理水出口管１６に流出する流れが抑えられ旋回流による遠心分離作用が働く。このような紫外線照射水処理装置２１ではランプ固定板４７のようにランプ配置径より大きい円盤状にする必要がなく、逆に、コスト増、圧力損失の増加原因になる。即ち、図８のランプ固定板４７のように、形状を必要最小限の板状にすることによりコスト低減、圧力損失を抑制できる。
【００４４】
４）図９（Ａ）〜（Ｄ）のランプ固定板  
ここで、図９（Ａ）はランプ固定板の平面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＸ−Ｘ’に沿う断面図、図９（Ｃ）は図９（Ａ）のＹ−Ｙ’に沿う断面図、図９（Ｄ）は図９（Ａ）のＳ矢視図である。図９のランプ固定板４５は、上面に整流板４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ，４６ｆを設けたことを特徴とする。ここで、整流板４６ａ〜４６ｆは、固定板４５と垂直、あるいは角度３０〜９０°のいずれかの角度に傾斜させて、１ｃｍ〜数十ｃｍの高さの整流板を風車のように配置する。また、整流板４６ａ〜４６ｆは、固定板４５の上部だけではなく、容器２２の側面部２３の内壁２３ｗまで伸ばすことが好ましい。
【００４５】
ランプ固定板４５を用いた場合、旋回流に沿って風車状に配置した整流板４６ａ〜４６ｆによって、前記ランプ固定板４５に対してより多くの汚染物質が捕捉され、更に水圧によって整流板に押し付けられた汚染物質が、容器２２の側面部２３の内壁２３ｗまでは伸ばされた整流版に沿って内壁２３ｗまで移動する。内壁２３ｗまで移動した汚染物質は、側面部２３の内壁２３ｗ近傍の強力な旋回流の遠心分離作用により排出部２４にて確実に分離できる。また、風車状に配置した整流板４６ａ〜４６ｆの上述の作用により、上記汚染物質を分離するとともに、紫外線ランプ内側の流れの旋回流をより発生させ、遠心力による汚染物質の分離性能を向上できる。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の説明図。
【図２】図１の紫外線照射水処理装置における被処理水の旋回流の概念を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の容器内における処理水の旋回流を示す説明図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る紫外線照射水処理装置の説明図。
【図５】図４の紫外線照射水処理装置の一構成である容器内の処理水の旋回流を示す説明図。
【図６】図５のランプ固定板とは異なる他のランプ固定板の説明図。
【図７】図５のランプ固定板とは異なる他のランプ固定板の説明図。
【図８】図５のランプ固定板とは異なる他のランプ固定板の説明図。
【図９】図５のランプ固定板とは異なる他のランプ固定板の説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１１，２１…紫外線照射水処理装置、１２，２２…円筒状の容器、１３ａ〜１３ｆ…紫外線ランプ、１４ａ〜１４ｆ…保護管、１５…被処理水入口管、１６…処理水出口管、１７，２３…側面部、１８ａ，１８ｂ…端部、１９ａ，１９ｂ…端面部、２４…排出部、２５…接続管、２６…接続部、２７…流入部、２８，４１，４３，４５，４７…ランプ固定板、２９ａ〜２９ｆ…穴、４２…淵、４４…溝、４６ａ〜４６ｆ…整流板。
【図１】
2009273967.tif 000003
【図２】
2009273967.tif 000004
【図３】
2009273967.tif 000005
【図４】
2009273967.tif 000006
【図５】
2009273967.tif 000007
【図６】
2009273967.tif 000008
【図７】
2009273967.tif 000009
【図８】
2009273967.tif 000010
【図９】
2009273967.tif 000011