(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、前記液体が入れられた処理槽内において前記処理槽内に形成された流路に噴気を送り込むことにより、前記流路内で前記光半導体粒子を攪乱しつつ前記液体を前記光半導体粒子と共に移送した後、前記流路と連通する沈降領域に前記流路を通過した前記光半導体粒子を含む液体を流入させ、前記沈降領域に流入する前記液体の流速を低下させることによって前記沈降領域における前記光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に前記流路から前記沈降領域へ流入した前記液体を前記光半導体粒子と共に再び前記流路の入口に誘導し、この間、少なくとも前記流路を移送中の前記光半導体微粒子に光を照射して前記液体中の前記有機物を分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項２】
有機物を含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、前記液体が入れられた処理槽内において前記処理槽内に形成された上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、前記上昇流路内で前記光半導体粒子を攪乱しつつ前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽の上方部分に移送した後、前記上昇流路と前記処理槽の上方部分で連通する沈降領域に前記上昇流路を通過した前記光半導体粒子を含む液体を前記処理槽の上方部分から流入させ、前記沈降領域に流入する前記液体の流速を低下させることによって前記沈降領域における前記光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に前記上昇流路から前記沈降領域へ流入した前記液体を前記光半導体粒子と共に再び前記沈降領域と前記処理槽の下方部分で連通する前記上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも前記上昇流路を上昇中の前記光半導体微粒子に光を照射して前記液体中の前記有機物を分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項３】
有機物を含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、前記液体を処理槽内へ給液すると共に前記上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、前記上昇流路内で前記光半導体粒子を攪乱しつつ前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽の上方部分に移送した後、前記上昇流路と前記処理槽の上方部分で連通する沈降領域に前記上昇流路を通過した前記光半導体粒子を含む液体を前記処理槽の上方部分から流入させ、前記沈降領域に流入する前記液体の流速を低下させることによって前記沈降領域における前記光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に前記上昇流路から前記沈降領域に流入した前記液体の一部を前記処理槽から排液し、かつ、前記液体の残余を前記光半導体粒子と共に再び前記沈降領域と前記処理槽の下方部分で連通する前記上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも前記上昇流路を上昇中の前記光半導体微粒子に光を照射して前記液体中の前記有機物を分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項４】
液圧転写印刷工程から排出された有機物であるポリビニルアルコールを含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、前記液体が入れられた処理槽内において前記処理槽内に形成された上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、前記上昇流路内で前記光半導体粒子を攪乱しつつ前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽の上方部分に移送した後、前記上昇流路と前記処理槽の上方部分で連通する沈降領域に前記上昇流路を通過した前記光半導体粒子を含む液体を前記処理槽の上方部分から流入させ、前記沈降領域に流入する前記液体の流速を低下させることによって前記沈降領域における前記光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に前記上昇流路から前記沈降領域へ流入した前記液体を前記光半導体粒子と共に再び前記沈降領域と前記処理槽の下方部分で連通する前記上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも前記上昇流路を上昇中の前記光半導体微粒子に光を照射して前記液体中の前記有機物であるポリビニルアルコールを分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項５】
液圧転写印刷工程から排出された有機物であるポリビニルアルコールを含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法であって、前記液体を処理槽内へ給液すると共に前記上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、前記上昇流路内で前記光半導体粒子を攪乱しつつ前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽の上方部分に移送した後、前記上昇流路と前記処理槽の上方部分で連通する沈降領域に前記光半導体粒子を含む液体を前記処理槽の上方部分から流入させ、前記沈降領域に流入する前記液体の流速を低下させることによって前記沈降領域における前記光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に前記上昇流路から前記沈降領域に流入した前記液体の一部を前記処理槽から排液し、かつ、前記液体の残余を前記光半導体粒子と共に再び前記沈降領域と前記処理槽の下方部分で連通する前記上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも前記上昇流路を上昇中の前記光半導体微粒子に光を照射して前記液体中の前記有機物であるポリビニルアルコールを分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理方法であって、前記液圧転写印刷工程から排出された有機物であるポリビニルアルコールを含有した液体は、前記液圧転写印刷工程における転写膜に印刷されたパターンを水中で被転写体に転写する転写工程からの排液であることを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項７】
請求項４又は請求項５のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理方法であって、前記液圧転写印刷工程から排出された有機物であるポリビニルアルコールを含有した液体は、前記液圧転写印刷工程におけるパターンが転写された被転写体上に皮膜として残留した転写膜を除去するシャワーリング工程からの排液であることを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理方法であって、前記処理槽内の前記沈降領域の横断面積を前記流路又は前記上昇流路の横断面積より拡大することにより前記流路又は前記上昇流路から前記沈降領域に流入する前記液体の流速を前記光半導体粒子が前記沈降領域において自重沈降することができる程度に低下させることを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項９】
請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理方法であって、前記上昇流路を形成する１組の対向する内壁面間の間隔を前記噴気により発生する液流によって前記光半導体粒子を攪乱しながら上昇させることができる程度に狭めて前記光半導体粒子を前記処理槽の上方部分へ移送することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機物を含有した液体の処理方法であって、前記上昇流路を形成する前記１組の対向する内壁面を光の照射方向に対して前後して配置して前記光半導体粒子を前記処理槽の上方部分へ移送することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の有機物を含有した液体の処理方法であって、前記上昇流路を形成する前記１組の対向する内壁面の水平方向の幅を前記１組の対向する内壁面間の間隔より大きくして前記光半導体粒子を前記処理槽の上方部分へ移送することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理方法であって、前記沈降領域を自重沈降する前記光半導体粒子にも光を照射して前記液体中の前記有機物を分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法。
【請求項１３】
処理すべき有機物を含有した液体の前記有機物を光半導体粒子により分解して前記液体を処理する処理槽と、前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽内で移送する噴気を発生する噴気発生手段と、前記光半導体粒子に光を照射する光照射手段とを備えた有機物を含有した液体の処理装置において、前記処理槽は、下方から前記噴気が送り込まれて前記光半導体粒子を攪乱しつつ前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽の上方部分に移送する上昇流路と、前記上昇流路と前記処理槽の上方部分及び下方部分で連通し前記上昇流路を通過した前記光半導体粒子を含む液体が前記処理槽の上方部分から流入して前記光半導体粒子が自重沈降すると共に前記上昇流路から流入した前記液体が前記光半導体粒子と共に再び前記上昇流路の下方の入口に誘導される沈降領域とを含み、前記光照射手段は少なくとも前記上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射することを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項１４】
処理すべき有機物を含有した液体の前記有機物を光半導体粒子により分解して前記液体を処理する処理槽と、前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽内で移送する噴気を発生する噴気発生手段と、前記光半導体粒子に光を照射する光照射手段とを備えた有機物を含有した液体の処理装置において、前記処理槽は、下方から前記噴気が送り込まれて前記光半導体粒子を攪乱しつつ前記液体を前記光半導体粒子と共に前記処理槽の上方部分に移送する上昇流路と、前記処理すべき液体を前記処理槽内へ給液する給液口と、前記上昇流路を通過した前記液体の一部を前記処理槽の外部へ排出する排液口と、前記上昇流路と前記処理槽の上方部分及び下方部分で連通し前記上昇流路を通過した前記光半導体粒子を含む液体が前記処理槽の上方部分から流入して前記光半導体粒子が自重沈降すると共に前記液体の残余が前記光半導体粒子と共に再び前記上昇流路の下方の入口に誘導される沈降領域とを含み、前記光照射手段は少なくとも前記上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射することを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記液体が液圧転写印刷工程から排出された有機物であるポリビニルアルコールを含有した液体であることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記上昇流路から前記沈降領域へ流入する前記光半導体粒子を含む液体の流速を前記光半導体粒子が前記沈降領域において自重沈降することができる程度に低下させる流速低下手段を含むことを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記流速低下手段は、前記上昇流路の横断面積より大きな横断面積を有し前記液体の流れ面積の拡大により前記液体の流速を低下させる拡大沈降領域であることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至請求項１７のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記上昇流路は、前記噴気により発生する液流によって前記光半導体粒子を攪乱しながら上昇させて前記光半導体粒子を前記処理槽の上方部分まで移送することができる程度に前記上昇流路を形成する１組の対向する内壁面間の間隔が狭い狭窄上昇流路であることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記狭窄上昇流路を形成する前記１組の対向する内壁面が光の照射方向に対して前後して配置されていることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記狭窄上昇流路を形成する前記１組の対向する内壁面の水平方向の幅は前記１組の対向する内壁面間の間隔より大きいことを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項２１】
請求項１３乃至請求項２０のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記光照射手段は、前記沈降領域を自重沈降する前記光半導体粒子にも光を照射することを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項２２】
請求項１３乃至請求項２１のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記光照射手段は前記上昇流路と前記沈降領域との間に配置されていることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項２３】
請求項１３乃至請求項２２のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記沈降領域の下方に傾斜して配置され前記沈降領域を自重沈降する前記光半導体粒子を前記上昇流路の入口に誘導する傾斜板が設けられていることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【請求項２４】
請求項１３乃至請求項２３のいずれかに記載の有機物を含有した液体の処理装置であって、前記処理槽を構成する一部の内壁面に光半導体が担持されていることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、工場等から排出される排液等の液体中に含有されたポリビニルアルコール等の有機物を分解して、当該排液等の液体を処理する有機物を含有した液体の処理方法及び処理装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場等の施設から排出される産業廃水や生活廃水等の液体は、様々な物質、特に有機物を含有していることが多い。これらの有機物、中でも特に水溶性の有機物は、目視によっては液体中に含有されていることが判りにくいため、そのまま河川等に廃棄されることがあるが、実際には、多量の有機物を含有した液体である場合には化学的酸素消費量（ＣＯＤ）が高く、これをそのまま廃棄すると、河川や海域、湖沼等の水質を汚濁する可能性がある。
【０００３】
このため、これらの有機物を含有した液体は、有機物を処理してから、排出する等の処分をすることが望まれる。特に、環境保全の見地から、水質汚濁防止法や各都道府県毎に個別の条例等も設けられているため、当該法律や条例等で定める基準をクリアする見地からも、液体中の有機物は充分に処理する必要がある。また、これらの液体中の有機物を充分に処理して水質等の液質を良好にすることができれば、処理済の液体を産業用水等として再利用し、有効に使用することもできる。
【０００４】
特に、本発明者等の提案による曲面にパターン（模様等）を印刷することができる液圧転写印刷工程（特公昭５２−４１６８２号公報、特開平４−１２２６７３号公報等参照）においては、図１６に示すように、転写槽４８内の液面上に浮かべられたポリビニルアルコール（以下、『ＰＶＡ』と略称する。）を主成分とする水溶性フィルムから成る転写膜５０に、被転写体５２を押圧して、液圧により転写膜５０にインク等により印刷されたパターン（模様）を被転写体５２に転写して印刷するが、この際、転写膜５０を形成するＰＶＡが転写槽４８内の液体１８中に溶出して、液体１８中のＰＶＡ含有量が次第に多くなる。
【０００５】
このように、被転写体５２に液圧によりパターンを転写する液体１８中のＰＶＡ濃度が高くなると、転写膜５０の液体１８の液面への展開性等に影響することから、特に液圧転写印刷工程においては、この影響を防止するためにも、転写槽４８内の液体１８中のＰＶＡの濃度を低減する必要がある。なお、液圧転写印刷工程においては、転写後に、被転写体５２上に皮膜として残留した転写膜５０を除去するため、シャワーリング５４が行われるが、このシャワーリング５４からの排液も、ＰＶＡを含有しているため、同様に、ＰＶＡの濃度を低減する必要がある。
【０００６】
これらのＰＶＡ等の有機物を含有した液体を処理するためには、バクテリア等の微生物によることが考えられるが、微生物の食に限界があるためＰＶＡ等の有機物の処理に時間を必要とする。また、凝集剤を使用することも考えられるが、凝集剤はＰＶＡ等の有機物自体を分解して低分子化するものではないため、液体中の有機物の濃度を低減することはできない。従って、液体中の有機物の処理は、ＰＶＡ等の有機物自体を分解して低分子化することにより行うことが望まれ、最近では、光半導体に着目して、この光半導体が発揮する酸化還元作用により液体中のＰＶＡ等の有機物を分解して液体を処理するいくつかの手段が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
その一つとして、光触媒体を配置した固定床光触媒反応器に水を送液し、内部の光触媒体に光を照射して、水を浄化する手段が提案されている（特開平８−４７６８７号公報参照）。しかし、いわゆる固定床では、光半導体等の光触媒体が反応器の底面に固定的に配置されているため、光触媒体と、処理すべき水及び光との充分な接触機会を確保することができず、液体を必ずしも充分に効率よく処理することができない。このため、大量に排出される産業用排水等を処理をするためにも、光半導体が水等の処理すべき液体に接触する機会（液体接触性）と多量の光の照射を受ける機会（受光性）を更に高めることが要求される。
【０００８】
一方、流動床式の処理方法として、ＰＶＡを含有する廃水中に添加された光半導体をスクリューにより攪拌してＰＶＡを分解、処理する手段が提案されている（特開昭５８−１１０９５号公報参照）。このように、液体中で光半導体を攪拌すると、固定床に比べて、光半導体の水接触性や受光性を高めることができるものの、光半導体をスクリュー等の機械的手段により攪拌すると、光半導体がスクリュー等に接触、衝突して擦れ落たり、微粉化して、光半導体の酸化還元作用の効率が低減したり、また、光半導体の回収が困難となるおそれがあった。
【０００９】
この点、同じ流動床であっても、反応装置内の水に空気又は酸素を吹き込みながら光半導体を攪乱する手段も提案されている（特公平２−５５１１７号公報参照）。このように、空気等の噴気によって光半導体を攪乱すれば、光半導体がスクリューに接触等して擦れ落ちたり、微粉化することはない。しかし、単一水域内で、噴気により光半導体を上下左右に入り乱れて攪乱すると、例えば、同じ水域内で上昇中の光半導体と沈降中の光半導体等が相互に接触や衝突等して、摺擦され、光半導体が時間の経過と共に次第に微粉末化する等して脱落し、同様に酸化還元作用の効率が低下し、ＰＶＡ等の有機物を充分に分解することができなくなるおそれがある。
【００１０】
また、これらの従来技術の流動床式の処理方法では、光半導体粒子等が光源に対して立体的に前後して入り乱れて攪拌されているため、光源から遠い位置にある光半導体粒子等が、それよりもより光源に近い光半導体粒子等の影となって充分な受光を遮られ、光半導体粒子等の混入量の割には、酸化還元作用による有機物の分解を必ずしも効率よく行うことができないおそれもあった。したがって、流動床においても、光半導体粒子の受光性を更に向上することが望まれる。
【００１１】
更に、これらの流動床式の処理方法においては、液体中に粒子状又は粉末状等の状態で分散された光半導体を処理済の液体と分離・回収すること（固液分離）が必ずしも容易ではない問題があった。勿論、フィルタ等を使用して、光半導体粒子等を回収することはできるが、比較的早期にフィルタが目詰まりして圧損してしまうため、いわゆるバッチ的処理しかできない欠点があった。
【００１２】
本発明の課題は、上記の問題点を解決するため、光半導体の摺擦等による脱落や微粉化を防止して酸化還元作用による有機物の分解の効率の低下を抑制するのみならず、光半導体の液体接触性と受光性を高めることができ、更に、固液分離を容易に達成することができる有機物を含有した液体の処理方法及び処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するための手段として、基本的には、有機物を含有した液体を噴気を送り込みながら光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、光半導体粒子に光を照射しながら液体を光半導体粒子と共に噴気によって移送した後、光半導体粒子を含む液体の流速を低下させることによって光半導体粒子を自重沈降させて光半導体粒子を液体中において偏在させて、その後光半導体粒子を再び有機物を含有した液体中に散在させることを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法を提供するものである。
【００１４】
このように、光半導体粒子を噴気により発生する液流によって移送する工程と、沈降させる工程とに分けると、光半導体粒子は、一方通行状に移送されるため、例えば、上昇する光半導体粒子と沈降する光半導体粒子とが相互に接触、衝突等することが少なくなり、光半導体の摺擦による光半導体粒子からの脱落や微粉化を抑制することができると共に、流速を低下させることによって光半導体粒子を滞留させながら次第に自重沈降させて処理済の液体中において下方等に偏在させると、処理済の液体のみを取り出すことにより、固液分離を容易に達成することができる。また、この液体中において偏在させた光半導体粒子を再び有機物を含有した液体中に散在させることにより、有機物を繰り返し分解することができると共に光半導体粒子が有する酸化還元作用の持続性を充分に発揮させて、効率よく液体を処理することができ、大量の液体の処理にも適用することができる。なお、光半導体を粉末状等ではなく粒子状にして使用するのは、ある程度の受光面積を確保するため、また、回収を容易にするため、更には、特に本発明においては、噴気による液流によって浮力等を付与されて確実に一方向にのみ移送されて液体を効率的に処理できるようにするためである。上記のように、光半導体の微粉化を抑制することは、これらの観点からも意味がある。
【００１５】
この場合、処理すべき液体を一方通行状の管路内で光半導体粒子と共に移送することもできるが、次に述べるように、水槽状の処理槽内において、流路と沈降領域とを分けて形成し、光半導体粒子を含む液体を、この流路から沈降領域に移送することによっても光半導体粒子を含む液体の一方通行状の移送を達成することができる。
【００１６】
すなわち、本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、有機物を含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、この液体が入れられた処理槽内において処理槽内に形成された流路に噴気を送り込むことにより、この流路内で光半導体粒子を攪乱しつつ液体を光半導体粒子と共に移送した後、流路と連通する沈降領域に流路を通過した光半導体粒子を含む液体を流入させ、この沈降領域に流入する液体の流速を低下させることによって沈降領域における光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に流路から沈降領域へ流入した液体を光半導体粒子と共に再び流路の入口に誘導し、この間、少なくとも流路を移送中の光半導体微粒子に光を照射して液体中の有機物を分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法を提供するものである。
【００１７】
この場合、処理槽内の流路を水平流路又はやや上方に向けて傾斜して形成された傾斜流路等とし、噴気にある程度の高圧を付与する等して、光半導体粒子を含む液体をこれらの流路から沈降領域にまで移送して光半導体粒子を自重沈降させることができる。もっとも、沈降領域における光半導体粒子の自重沈降を促進するためには、光半導体粒子を含む液体を沈降領域に上方から流入させることが望ましく、次のように、上昇流路とすると、光半導体粒子を含む液体を最も簡易に処理槽の上方部分へ噴気により移送して沈降領域に流入させることができる。
【００１８】
すなわち、本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、有機物を含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、この液体が入れられた処理槽内において処理槽内に形成された上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、上昇流路内で光半導体粒子を攪乱しつつ液体を光半導体粒子と共に処理槽の上方部分に移送した後、この上昇流路と処理槽の上方部分で連通する沈降領域に上昇流路を通過した光半導体粒子を含む液体を処理槽の上方部分から流入させ、この沈降領域に流入する液体の流速を低下させることによって沈降領域における光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に上昇流路から沈降領域へ流入した液体を光半導体粒子と共に再び沈降領域と処理槽の下方部分で連通する上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射して液体中の有機物を分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法を提供するものである。
【００１９】
このように、処理すべき液体を上昇流路により光半導体粒子と共に移送すると、通常、液体中で上昇しようとして上方への液流を発生させる噴気の力を有効に利用することができるため、光半導体粒子を処理槽内で簡易かつ確実に上方に移送して、一方通行状の移送による光半導体粒子の摺擦や微粉化の抑制及び沈降領域における光半導体粒子の自重沈降の促進による固液分離を簡易に達成することができる。この場合、有機物を含有した液体をいわゆるバッチ的に処理することもできるが、次の解決手段により、液体を大量に処理して時間と手間の節約をすることもできる。
【００２０】
具体的には、本発明は、上記の課題を解決するための第４の手段として、有機物を含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、この液体を処理槽内へ給液すると共に上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、この上昇流路内で前記光半導体粒子を攪乱しつつ液体を光半導体粒子と共に処理槽の上方部分に移送した後、上昇流路と処理槽の上方部分で連通する沈降領域に上昇流路を通過した光半導体粒子を含む液体を処理槽の上方部分から流入させ、この沈降領域に流入する液体の流速を低下させることによって沈降領域における光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に上昇流路から沈降領域に流入した液体の一部を処理槽から排液し、かつ、液体の残余を光半導体粒子と共に再び沈降領域と処理槽の下方部分で連通する上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射して液体中の有機物を分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法を提供するものである。
【００２１】
このように、処理槽内に処理すべき液体を給液すると共に、一部の処理済の液体を処理槽から排液することにより、液体を連続的に処理することができ、液体処理の効率を向上させることができる。また、この処理方法を、他の工業的処理過程の一部として組み込むことにより、当該工程から排出される液体を容易に処理することができ、実用的に実施することができる。なお、この第４の解決手段に限らず、本発明は、種々の工程等から排出される有機物を含有した液体の処理を処理することができるが、特に、以下の課題解決手段に示すように、液圧転写印刷工程からの排液の処理に用いることができる。
【００２２】
すなわち、本発明は、上記の課題を解決するための第５の手段として、液圧転写印刷工程から排出された有機物であるＰＶＡを含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法において、この液体が入れられた処理槽内において処理槽内に形成された上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、この上昇流路内で光半導体粒子を攪乱しつつ液体を光半導体粒子と共に処理槽の上方部分に移送した後、この上昇流路と前記処理槽の上方部分で連通する沈降領域に上昇流路を通過した光半導体粒子を含む液体を処理槽の上方部分から流入させ、この沈降領域に流入する液体の流速を低下させることによって沈降領域における光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に上昇流路から沈降領域へ流入した液体を光半導体粒子と共に再び沈降領域と処理槽の下方部分で連通する上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射して液体中の有機物であるＰＶＡを分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法を提供するものである。
【００２３】
また、同様に、本発明は、上記の課題を解決するための第６の手段として、液圧転写印刷工程から排出された有機物であるＰＶＡを含有した液体を光半導体粒子によって処理する液体の処理方法であって、この液体を処理槽内へ給液すると共に上昇流路に下方から噴気を送り込むことにより、この上昇流路内で光半導体粒子を攪乱しつつ液体を光半導体粒子と共に処理槽の上方部分に移送した後、この上昇流路と処理槽の上方部分で連通する沈降領域に光半導体粒子を含む液体を処理槽の上方部分から流入させ、この沈降領域に流入する液体の流速を低下させることによって沈降領域における光半導体粒子の自重沈降を促進させると共に上昇流路から沈降領域に流入した液体の一部を処理槽から排液し、かつ、液体の残余を光半導体粒子と共に再び沈降領域と処理槽の下方部分で連通する上昇流路の入口に誘導し、この間、少なくとも上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射して液体中の有機物であるＰＶＡを分解することを特徴とする有機物を含有した液体の処理方法を提供するものである。
【００２４】
これらのように、液圧転写印刷工程から排出される有機物であるＰＶＡを含有した液体を処理すると、液体中のＰＶＡが低分子化されているため、この液体を河川等に廃棄する場合に水質を汚濁することが少ないのは勿論、場合によっては、処理済の液体を、再度、液圧転写印刷工程に使用して、有効な再利用を図ることさえ可能となる。
【００２５】
なお、これらの第５及び第６の課題解決手段は、特に、液圧転写印刷工程における転写膜に印刷されたパターンを水中で被転写体に転写する転写工程からの排液や、液圧転写印刷工程におけるパターンが転写された被転写体上に皮膜として残留した転写膜を除去するシャワーリング工程からの排液を処理するのに適している。
【００２６】
また、処理槽を使用する上記第２乃至第６の解決解決手段においては、処理槽内の沈降領域の横断面積を、流路又は上昇流路の横断面積より拡大することにより流路又は上昇流路から沈降領域に流入する液体の流速を光半導体粒子が沈降領域において滞留しながら次第に自重沈降することができる程度に低下させることができる。
【００２７】
すなわち、液体の流れ面積を拡大することにより、特別な機械的手段等を使用することなく、光半導体粒子を含む液体の流速を簡易にかつ自然に低下させて、光半導体粒子を沈降領域において滞留させながら次第に自重沈降を促進させることができる。なお、上記第１の課題解決手段のように、必ずしも処理槽を使用しない場合であっても、例えば、管路の拡径等の流れ面積の拡大により、流速を低下させることができる。なお、光半導体粒子等が透過することができる目の大きいフィルタ等を流体の流れに対する抵抗として流速を低下させてもよいことは勿論である。
【００２８】
また、上記の上昇流路を備えた第３乃至第６の課題解決手段においては、上昇流路を形成する１組の対向する内壁面間の間隔を噴気により発生する液流によって光半導体粒子を攪乱しながら上昇させることができる程度に狭めて光半導体粒子を処理槽の上方部分へ移送することができる。
【００２９】
すなわち、噴気が送り込まれる上昇流路の幅を余りに大きくすると、上昇流路内で噴気が四方に拡散する結果、噴気によって発生する液流が分散して液体の流速が低下し、光半導体粒子が浮上力を失って、光半導体粒子を処理槽の上方まで確実に移送することができないおそれがある。このため、上記のように、上昇流路の内壁面間の間隔を適切に狭めると、上昇流路内で噴気が四方に拡散せず噴気によって発生する上方への液流が矯正されるため、上昇流路内で上方への液流の影響が及ばない部分が少なくなると共に、液体の流速が高まるため、これにより、光半導体粒子が上昇流路内で噴気による上方への液流から脱落して逆流（沈降）するのを防止することができ、光半導体粒子を含む液体を処理槽の上方部分へ確実に移送することができ、望ましい。
【００３０】
また、これにより、光半導体粒子に上昇流路内で確実に流れる力が付与されるため、光半導体粒子が上昇流路の上方で溜ることなく上方の連通部を通って沈降領域に流入し易くなると共に、光半導体粒子を上昇流路内でほぼ確実に一方通行状に（処理槽の上方部分に向かってのみ）移送することができるため、光半導体材料の摺擦による光半導体粒子からの脱落や微粉化を抑制することができる。なお、このように上昇流路の幅を狭めると、特に、上記の拡大沈降領域との組み合わせにおいて、上昇流路と拡大沈降領域との横断面積差（液体の流れ面積の差）が大きくなるため、それだけ拡大沈降領域に流入する液体の流速を低下させて沈降領域で光半導体粒子を滞留させながら次第に自重沈降させ易くなり、固液分離の達成がより容易となる。
【００３１】
この場合、この上昇流路を形成する間隔が狭い１組の対向する内壁面を光の照射方向に対して前後して配置して光半導体粒子を処理槽の上方部分へ移送することが望ましい。
【００３２】
このように、幅が狭い上昇流路を光源に面するように配置すると、上昇流路の幅が狭いために、光半導体粒子が上昇流路内で光源に対して前後に重なり合って影となり、相互の受光を妨げることが少なくなるため、光半導体粒子の受光性が向上し、酸化還元作用による有機物の分解を効率よく行うことができる。
【００３３】
更に、この場合、上昇流路を形成する１組の対向する内壁面の水平方向の幅を１組の対向する内壁面間の間隔より大きくして光半導体粒子を処理槽の上方部分へ移送すると、光半導体粒子が上昇流路内で略面状（シート状）に移送されるため、広範囲にわたって光の照射を受けることができると共に液体と接触することができるため、光半導体粒子の受光性と液体接触性を高めることができる。
【００３４】
更に、処理槽を使用する上記のいずれかの課題解決手段においては、沈降領域を滞留しながら次第に自重沈降する光半導体粒子にも光を照射して液体中の有機物を分解することができる。このように、沈降領域を沈降中の光半導体粒子にも光を照射すると、光半導体粒子の受光機会が多くなると共に、この受光による光励起中における液体との接触性も高まるため、有機物の分解をより一層効率的に行うことができる。特に、光半導体粒子は、沈降領域においては滞留しながら次第にゆっくりと自重沈降し、その分、長い時間にわたって受光することができるため、酸化還元作用による有機物の分解を効果的に行うことができる。
【００３５】
また、本発明は、上記の液体の処理方法に使用することができる処理装置として、以下の手段をも提供するものである。すなわち、本発明は上記の課題を解決するための第７の手段として、処理すべき有機物を含有した液体の有機物を光半導体粒子により分解して液体を処理する処理槽と、この液体を光半導体粒子と共に処理槽内で移送する噴気を発生する噴気発生手段と、光半導体粒子に光を照射する光照射手段とを備えた有機物を含有した液体の処理装置において、処理槽は、下方から噴気が送り込まれて光半導体粒子を攪乱しつつ液体を光半導体粒子と共に処理槽の上方部分に移送する上昇流路と、この上昇流路と処理槽の上方部分及び下方部分で連通し上昇流路を通過した光半導体粒子を含む液体が処理槽の上方部分から流入して光半導体粒子が自重沈降すると共に上昇流路から流入した液体が光半導体粒子と共に再び上昇流路の下方の入口に誘導される沈降領域とを含み、光照射手段は少なくとも上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射することを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置を提供するものである。
【００３６】
本発明は、上記の課題を解決するための第８の手段として、処理すべき有機物を含有した液体の有機物を光半導体粒子により分解して液体を処理する処理槽と、この液体を光半導体粒子と共に処理槽内で移送する噴気を発生する噴気発生手段と、光半導体粒子に光を照射する光照射手段とを備えた有機物を含有した液体の処理装置において、処理槽は、下方から噴気が送り込まれて光半導体粒子を攪乱しつつ液体を光半導体粒子と共に処理槽の上方部分に移送する上昇流路と、処理すべき液体を前記処理槽内へ給液する給液口と、上昇流路を通過した液体の一部を処理槽の外部へ排出する排液口と、上昇流路と処理槽の上方部分及び下方部分で連通し上昇流路を通過した光半導体粒子を含む液体が処理槽の上方部分から流入して光半導体粒子が自重沈降すると共に液体の残余が光半導体粒子と共に再び上昇流路の下方の入口に誘導される沈降領域とを含み、光照射手段は少なくとも上昇流路を上昇中の光半導体微粒子に光を照射することを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置を提供するものである。
【００３７】
これらの第７及び第８の課題解決手段は、液圧転写印刷工程から排出された有機物であるポリビニルアルコールを含有した液体を処理するのに使用することができる。
【００３８】
また、本発明は、第９の課題解決手段として、上記第７及び第８の課題解決手段において、上昇流路から沈降領域へ流入する光半導体粒子を含む液体の流速を光半導体粒子が沈降領域において自重沈降することができる程度に低下させる流速低下手段を含むことを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置を提供するものである。
【００３９】
この場合、流速低下手段は、上昇流路の横断面積より大きな横断面積を有し液体の流れ面積の拡大により液体の流速を低下させる拡大沈降領域とすることができる。
【００４０】
また、本発明は、第１０の課題解決手段として、上記第７乃至第９の課題解決手段において、上昇流路は、噴気により発生する液流によって光半導体粒子を攪乱しながら上昇させて光半導体粒子を処理槽の上方部分まで移送することができる程度に上昇流路を形成する１組の対向する内壁面間の間隔が狭い狭窄上昇流路であることを特徴とする有機物を含有した液体の処理装置を提供するものである。
【００４１】
この場合、狭窄上昇流路を形成する１組の対向する内壁面を光の照射方向に対して前後して配置すると、光半導体粒子が光源に対して前後に重なり合って相互の受光を妨げることが少なくなるため、望ましい。
【００４２】
更に、この場合、狭窄上昇流路を形成する１組の対向する内壁面の水平方向の幅を１組の対向する内壁面間の間隔より大きくすると、光半導体粒子が狭窄上昇流路内で略面状（シート状）に移送され、広範囲にわたって光の照射を受けることができると同時に液体と接触することができるため、望ましい。
【００４３】
また、これらの第７乃至第１０の課題解決手段においては、光照射手段により、沈降領域を自重沈降する光半導体粒子にも光を照射すると、光半導体粒子が量的及び時間的に受光性が更に高まり、有機物の分解が促進されるため、望ましい。この場合、光照射手段を、上昇流路と沈降領域との間に配置することにより、上昇流路を上昇中の光半導体粒子と沈降領域を沈降中の光半導体粒子に、簡易かつ小さなスペースで光を照射することができる。
【００４４】
なお、上記のいずれかの液体の処理装置において、沈降領域の下方に傾斜して配置され沈降領域を自重沈降する光半導体粒子を上昇流路の入口に誘導する傾斜板を設けることができる。これにより、光半導体粒子を、その自重沈降を利用して特別な手段を用いることなく自然に、上昇流路の下方の入口に容易かつ効率的に誘導して、再び上昇流路内に送り込むことができる。
【００４５】
更に、上記のいずれかの液体の処理装置において、例えば、上記の傾斜板等の処理槽を構成する一部の内壁面に光半導体を担持させると、処理すべき液体が光半導体と接触する機会が高まる共に、受光性の向上により光半導体の酸化還元作用による有機物の分解がより一層促進され、液体を効率よく処理することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明すると、図１乃至図３は、本発明に係る液体の処理装置１０を示し、図４乃至図１１は、この処理装置１０を使用した本発明の液体の処理方法の実施の一形態を示す。この液体の処理装置１０は、図１乃至図３に示すように、処理すべき有機物を含有した液体１８（図４乃至図１１参照）の有機物を光半導体粒子２０（図４乃至図１１参照）により分解して液体１８を処理する処理槽１２と、この液体１８を光半導体粒子２０と共に処理槽１２内で移送する噴気２２（図４乃至図６参照）を発生する噴気発生手段１４と、光半導体粒子２０に光を照射する光照射手段１６とを備えている。
【００４７】
すなわち、本発明の有機物を含有した液体１８の処理方法は、この処理装置１０により、処理すべき液体１８に混入された光半導体粒子２０を処理槽１２内で噴気２２により発生する液流によって処理槽１２の上方部分に移送しながら、この光半導体粒子２０に光を照射することにより光半導体粒子２０に酸化還元作用を生じさせて、これにより、液体１８中の有機物を分解して、液体１８を処理するものである。
【００４８】
処理槽１２は、図１乃至図３に示すように、上昇流路２４と、この上昇流路２４と処理槽１２の上方部分及び下方部分で連通する沈降領域２６とを有している。これらの上昇流路２４及び沈降領域２６は、図１乃至図３に示すように、処理槽１２内において、処理槽１２の上方部分及び下方部分に上昇流路２４と沈降領域２６との連通部３４Ａ、３４Ｂを形成するように上下に間隙をあけて設けられた隔壁２８により、処理槽１２内を区切るようにして形成されている。なお、この隔壁２８は、図示の実施の形態では、図１に示すように、内部に中空部２８Ａを有している。
【００４９】
上昇流路２４は、図４乃至図６に示すように、下方から噴気２２が送り込まれて光半導体粒子２０を攪乱しつつ液体１８を光半導体粒子２０と共に処理槽１２の上方部分へ移送する。また、沈降領域２６には、図７及び図８に示すように、この上昇流路２４を通過した光半導体粒子２０を含む液体１８が処理槽１２の上方の連通部３４Ａから流入し、この沈降領域２６では、図９及び図１０に示すように、光半導体粒子２０が液体１８の自然な流れによって滞留しながら次第に自重沈降していくと共に、図１１に示すように、上昇流路２４から流入した液体１８が光半導体粒子２０と共に再び上昇流路２４の下方の入口２４Ａに誘導される。
【００５０】
このため、光半導体粒子２０は、その上昇過程と沈降過程が分離され、一方通行状に移送されるため、単一領域内で、例えば、上昇する光半導体粒子２０と沈降する光半導体粒子２０とが相互に接触、衝突等することが少なくなり、光半導体材料の摺擦による光半導体粒子２０からの脱落や微粉化を抑制することができる。従って、後に述べる光半導体粒子２０の酸化還元作用が有効に発揮されて、液体１８中の有機物を効率的に分解することができる。具体的には、特に、光半導体材料が脱落や微粉化すると、本発明における噴気２２による確実な一方通行状の移送が困難となると共に受光率が低下することにより、液体１８を効率的に処理することができなくなるため、これを防止することにより、有機物の効果的な分解を確保することができる。なお、勿論、光半導体粒子２０は、噴気２２にり発生する液体１８の流れ（液流）によって移送されるため、スクリュー等の機械的手段により摺擦や微粉化されることもない。
【００５１】
また、この場合、光半導体粒子２０を沈降領域２６において自重沈降させているため、光半導体粒子２０を処理済の液体１８中において偏在させて液体１８の一部又は全部から簡易に分離して回収することができ、例えば、処理済の液体１８を吸水ポンプ等により取り出すことにより、固液分離を容易に達成することができる。
【００５２】
更に、この自重沈降により処理槽１２内で偏在した光半導体粒子２０を、再び上昇流路２４の下方の入口２４Ａに誘導することにより、有機物を含有した液体１８に再度混入して散在させることができ、これにより液体１８中の有機物を繰り返し分解することができると共に光半導体粒子２０が有する酸化還元作用の持続性を充分に発揮させて、効率よく液体１８を処理することができる。このため、工場等における工業的過程から排出される大量の液体１８の処理にも適用することができる。
【００５３】
なお、この実施の形態において、光半導体粒子２０を処理槽１２の上方部分へ移送する工程を、水平流路等ではなく上昇流路２４により行うのは、噴気２２は、通常、液体１８内で上昇しようとする性質を有するからである。即ち、沈降領域２６における光半導体粒子２０の自重沈降を促進するためには光半導体粒子２０を含む液体１８を上方から沈降領域２６に流入させることが望ましく、この場合、光半導体粒子２０を沈降領域２６の上方に噴気２２により発生する液流によって移送するためには、上昇させることが、最もこの噴気２２の浮上力により発生する上方への液流を有効に活用して、光半導体粒子２０を含む液体１８を噴気２２により簡易にかつ確実に処理槽１２の上方部分へ移送して沈降領域２６に流入させることができるからである。
【００５４】
また、上昇流路２４とすると、処理槽１２の上方部分及び下方部分で沈降領域２６と簡易に連通させることができ、これにより、沈降領域２６を自重沈降して処理槽１２の下方部分に至った光半導体粒子２０を、リフト等の特別な機械的搬送手段を用いることなく簡易に上昇流路２４の下方の入口２４Ａに誘導して、処理すべき液体１８と共に再び上昇させて移送させることができるからでもある。
【００５５】
噴気発生手段１４は、図示の実施の形態では、図１及び図２に示すように、上昇流路２４の下方に配置されて、図４に示すように、上昇流路２４に下方から噴気２２を送り込む。噴気発生手段１４は、この噴気２２によって、上昇流路２４内の液体１８に流れを発生させ、この液流により、光半導体粒子２０と共に処理すべき液体１８を上昇流路２４内で上昇させて処理槽１２の上方部分に移送する。図示の実施の形態では、この噴気発生手段１４は、図１及び図２に示すように、中空パイプ３０から成り、この中空パイプ３０は、図２に示すように、処理槽１２の外部に連通して、処理槽１２の外部において図示しないポンプ等により接続され、このポンプ等により酸素又は空気等の気体が圧送される。なお、この噴気２２となる気体に酸素や空気の他にオゾン（Ｏ3 ）を混入して、このオゾンの持つ酸化力により活性化を促して、有機物の分解を促進させることもできる。
【００５６】
また、中空パイプ３０には、特に図１２に示すように、無数の噴気口３０Ａが形成され、中空パイプ３０内をポンプ等により圧送された空気等の気体は、この無数の噴気口３０Ａから外部（処理槽１２内）に、噴気２２として噴出される。この噴気口３０Ａは、圧損を防止するため、中空パイプ３０のうち処理槽１２内に配置される部分にのみ形成することが望ましい。また、この中空パイプ３０は、噴気口３０Ａの形成が容易であり、また、水等の液体と接触しても錆が生じることがないことから、一般には、樹脂から形成することが好ましい。但し、これに限られるものではなく、防錆性を有するアルミ等の金属から中空パイプ３０を形成してもよい。なお、噴気発生停止時に光半導体粒子２０が、この中空パイプ３０内に入り込まないように、噴気口３０Ａの大きさを光半導体粒子２０の直径より小さくするか、又は、噴気口３０Ａに網等のような噴気２２は通すが光半導体粒子２０は通さない膜を設けることが好ましい。
【００５７】
光照射手段１６は、図示の実施の形態では、図４に示すように上昇流路２４内を上昇中の光半導体粒子２０のみならず、図９に示すように沈降領域２６を滞留しながら次第に自重沈降する光半導体粒子２０にも光を照射して、この光半導体粒子２０に光励起による酸化還元作用を生じさせる。このため、光半導体粒子２０は、上昇流路２４内でのみならず沈降領域２６においても光の照射を受けることができるため、受光機会が多くなると共に、上昇流路２４、沈降領域２６のいずれにおいても、この受光による光励起中に処理すべき液体１８と接触することができるため、液体接触性（液体と接触する機会）も高まり、酸化還元作用による液体１８中の有機物の分解をより一層効率的に行うことができる。すなわち、光半導体粒子２０は、処理槽１２内において上昇中、沈降中のいずれの場合にも、処理すべき液体１８に含有された有機物を分解することができる。特に、光半導体粒子２０は、沈降領域２６においては、滞留しながら次第にゆっくりと自重沈降し、その分、長い時間にわたって受光することができるため、酸化還元作用による有機物の分解を効果的に行うことができる。
【００５８】
具体的には、図示の実施の形態では、図１乃至図３に示すように、光照射手段１６として３本のブラックライト３２を使用し、これらの３本のブラックライト３２を、図１乃至図３に示すように、隔壁２８の中空部２８Ａ内に処理槽１２を横切るように収納して上昇流路２４と沈降領域２６との間に配置している。従って、ブラックライト３２は、上昇流路２４及び沈降領域２６の両方に向けて光を照射することができる。この場合、隔壁２８は、ブラックライト３２の光を充分に透過することができるように透明な材料から形成することが望ましい。また、この場合、連通部３４Ａ、３４Ｂを形成する隔壁２８の上下の壁も透明とすると、更に光半導体粒子２０の受光性と液体接触性が高まり、好ましい。
【００５９】
なお、このように、光照射手段１６を上昇流路２４と沈降領域２６との間に配置して処理槽１２内部に格納することにより、処理槽１２の外部から光を照射する場合に比べて、余分なスペースを必要とすることなく液体１８を簡易に処理することができる点でも有利である。
【００６０】
光半導体粒子２０は、このブラックライト３２の光の照射により、価電子帯の電子が伝導帯に移動し、これに伴い価電子帯に生じた正孔が、液体１８中の有機物から電子を奪うことにより有機物を酸化すると共に、伝導帯に生じた電子により更に有機物を還元して、処理すべき液体１８中の有機物を分解する。これにより、液体１８中の有機物を低分子化させて、液体１８中の有機物の濃度を低下させることができる。
【００６１】
この光半導体粒子２０は、従来から酸化還元作用により有機物を分解することが知られているＴｉＯ2 （酸化チタニア）、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＷＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 等の各種の光半導体材料から形成することができ、これらの光半導体材料を、例えば、セラミックボール上に担持して直径約０．５ｍｍ程度の顆粒状に形成する等の適宜な方法で粒子状としたものを使用することができる。
【００６２】
この場合、特に、ＴｉＯ2 は、比較的安価に入手可能である上に、有害なイオン等が溶け出すことがなく、また、光励起による酸化還元作用が強く、有機物を効果的に分解することができることから、望ましい例といえる。なお、その活性が高いことから、このＴｉＯ2 としては、アナターゼ型の結晶形態を有するＴｉＯ2 を用いることが望ましいが、ルチル型等の他の結晶形態を有するＴｉＯ2 を用いてもよい。
【００６３】
なお、光半導体を、粉末状等ではなく、ある程度の直径を有する粒子状にして使用するのは、ある程度の受光面積を確保するため、また、回収を容易にするため、更に、特に本発明においては、噴気２２による液流によって浮上力等を付与されて確実に一方向にのみ移送されて液体１８を効率よく処理することができるようにするためである。なお、上述したように、光半導体の微粉化を抑制することは、これの観点からも意味がある。また、この光半導体粒子２０は、処理すべき液体１８中を自重沈降することができるように、その処理すべき液体１８に対する相対比重を重く設定する必要がある。但し、一方で、その比重を余りに大きくすると、光半導体粒子２０を液流により上昇させることができなくなるため、例えば、光半導体粒子２０の内部を中空にしたり、直径を調整すること等により、適切な比重に設定して使用する。本発明に用いることができる以上のような光半導体粒子２０としては、例えば、石原産業株式会社製造、石原テクノ株式会社販売の商品名『ＳＴ−Ｂ１１』等を挙げることができる。
【００６４】
また、光半導体粒子２０は、その性質上、バンドギャップより大きなエネルギーを持つ紫外光を吸収しないと、価電子帯の電子が伝導帯に励起されずに、価電子帯に正孔が生じないため、有機物を分解することができない。従って、光照射手段１６であるブラックライト３２の発光波長と、光半導体粒子２０の吸収波長とを調整して適切に合わせることが必要である。具体的には、好適な例として先に挙げたＴｉＯ2 では、酸化還元作用を発揮させるためには、４００ｎｍ以下の波長の紫外光を照射することが必要であるため、ブラックライト３２の発光波長をこれに合わせて設定する。あるいは、逆に、ブラックライト３２の発光波長に合った吸収波長を有する光半導体粒子２０を使用して、発光波長と吸収波長を合わせてもよい。
【００６５】
このことから、光照射手段１６としては、必ずしも、図示の実施の形態で使用したブラックライト３２に限られるものではなく、光半導体粒子２０に光励起による酸化還元作用を発揮させることができれば、他の、例えば、太陽光や蛍光灯、またハロゲンランプ、水銀灯、白熱ランプ、殺菌灯等の適宜な光源を使用することもできる。なお、その本数も必ずしも図示のように３本に限られるものではなく、光半導体粒子２０の受光性等を考慮して、他の適宜な本数に設定することができるのは勿論である。
【００６６】
以上の場合において、図示の実施の形態では、上昇流路２４を、図１、図３、図４及び図６に示すように、噴気２２により発生する液流によって光半導体粒子２０を攪乱しながら上昇させて光半導体粒子２０を処理槽１２の上方部分（上方の連通部３４Ａ）まで移送することができる程度に上昇流路２４を形成する１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂ（具体的には、図１及び図３に示すように、隔壁２８の上昇流路２４側の壁面２８ａと処理槽１２の内壁面のうち上昇流路２４内に面している内壁面１２ａ）間の間隔ｓ（図１及び図３参照）が狭い狭窄上昇流路２４Ｎとしている。
【００６７】
このため、狭窄上昇流路２４Ｎ内で噴気２２が四方に拡散せず、噴気２２によって発生する上方への液流（図４の矢印Ａ参照）が矯正されるため、狭窄上昇流路２４Ｎ内で上方への液流の影響が及ばない部分が少なくなると共に、液体１８の流速が高まるため、光半導体粒子２０が狭窄上昇流路２４Ｎ内で噴気２２による上方への液流から脱落して逆流（沈降）するのを防止することができ、光半導体粒子２０を含む液体１８を処理槽１２の上方部分へ確実に移送することができる。
【００６８】
また、これにより、光半導体粒子２０に狭窄上昇流路２４Ｎ内で確実に流れる力が付与されるため、光半導体粒子２０が狭窄上昇流路２４Ｎの上方で溜ることなく上方の連通部３４Ａを通って沈降領域２６に流入し易くなると共に、光半導体粒子２０を狭窄上昇流路２４Ｎ内でほぼ確実に一方通行状に（処理槽１２の上方部分に向かってのみ）移送することができるため、光半導体材料の摺擦による光半導体粒子２０からの脱落や微粉化を抑制することができる。
【００６９】
従って、この間隔ｓは、上昇流路２４内の光半導体粒子２０が処理槽１２の底部まで沈降することがなく、ほぼ全ての光半導体粒子２０が上方の連通部３４Ａにまで達することができる程度の大きさに設定する必要があり、その大きさは、処理槽１２全体の大きさや中空パイプ３０の直径等の大きさ、更には、中空パイプ３０の噴気口３０Ａの大きさや数によって決定される噴気２２の大きさや数、密度等により相対的に決定する必要がある。一例として、図示の実施の形態では、直径ｄ（図１参照）が１０ｍｍの中空パイプ３０に対して、この間隔ｓを１５ｍｍに設定することにより狭窄上昇流路２４Ｎとして、光半導体粒子２０の処理槽１２の上方部分へのほぼ確実な移送を達成している。
【００７０】
また、この場合、この狭窄上昇流路２４Ｎは、単に間隔ｓが狭いだけではなく、図１乃至図６に示すように、その１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂを光の照射方向（図４の矢印Ｂ参照）に対して前後して配置されている。即ち、狭窄上昇流路２４Ｎを光源であるブラックライト３２に面するように配置している。
【００７１】
これにより、狭窄上昇流路２４Ｎの間隔ｓが上記のように狭いために、特に図５に示すように、光半導体粒子２０が狭窄上昇流路２４Ｎ内で光源であるブラックライト３２に対して前後に重なり合って影となり、相互の受光を妨げることが少ないため、光半導体粒子２０の受光性が向上し、酸化還元作用による有機物の分解を効率よく行うことができる。なお、この場合、上記のように、間隔ｓを光半導体粒子２０を噴気２２により発生する液流によって処理槽１２の上方部分に確実に移送することができる程度に狭めれば、同時に光半導体粒子２０が光源に対して前後に重なり合う率を低下させることができると考えられる。従って、間隔ｓは、この観点も考慮に入れて、その大きさを設定することが望ましい。
【００７２】
更に、この場合、この１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂは、その間隔ｓが狭いだけでなく、図２及び図３、図５及び図６に示すように、その水平方向の幅ｔ（図２及び図３参照）が、１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂ間の間隔ｓよりも大きく形成されている。
【００７３】
このため、図５に示すように、この狭窄上昇流路２４Ｎを上昇中の光半導体粒子２０をブラックライト３２（光源）に対して略面状（シート状）に移送することができ、光半導体粒子２０が広範囲にわたって光の照射を受けることができると共に広範囲にわたって液体１８と接触することができるため、光半導体粒子２０の受光性と液体接触性が高まる。
【００７４】
この場合、図２及び図３に示すように、上昇流路２４の１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂ間の間隔ｓを狭めた上で、これらの１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂの水平方向の幅ｔを間隔ｓより大きくし、この間隔ｓと幅ｔとの差をかなり大きく設定した方が、光半導体粒子２０の広範囲にわたる受光と液体１８との接触を達成することができるため、望ましく、具体的な一例として、図示の実施の形態では、図３に示すように、上記のように間隔ｓを１５ｍｍとした上で、幅ｔを６００ｍｍに設定した。
【００７５】
なお、噴気発生手段１４である中空パイプ３０は、以上の狭窄上昇流路２４Ｎ内に効率的に噴気２２を送り込んで、光半導体粒子２０を含む液体１８を処理槽１２の上方部分へ確実に移送するために、図１及び図２に示すように、処理槽１２の幅方向にわたって処理槽１２を横切るようにして、上昇流路２４の下方で上昇流路２４に沿って配置されている。従って、中空パイプ３０は、図４に示すように、上昇流路２４の全範囲に下方から噴気２２を送り込むことができる。
【００７６】
更に、本発明の処理装置１０は、図１、図３、図４、図６乃至図８に示すように、この面状の狭窄上昇流路２４Ｎから沈降領域２６へ流入する光半導体粒子２０を含む液体１８の流速を、光半導体粒子２０が沈降領域２６において自重沈降することができる程度に低下させる流速低下手段３６を含んでいる。
【００７７】
具体的には、この流速低下手段３６は、図１及び図３に示すように、沈降領域２６自体から形成されている。すなわち、沈降領域２６を、図１及び図３に示すように、上昇流路２４の横断面積Ａ1 （図３の斜線参照）より大きな横断面積Ａ2 （図３の斜線参照）を有し液体１８の流れ面積の拡大により液体１８の流速を低下させる拡大沈降領域２６Ｗとし、この拡大沈降領域２６Ｗを流速低下手段３６としている。
【００７８】
このため、図７及び図８に示すように、狭窄上昇流路２４Ｎから上方の連通部３４Ａを通過して、拡大沈降領域２６Ｗに流入する光半導体粒子２０を含む液体１８は、液体１８の流れ面積が急激に拡大することにより、特別な機械的手段等を使用することなく、流速が簡易にかつ自然に低下し、これにより、図７及び図８に示すように、光半導体粒子２０を沈降領域２６において滞留させながら次第に自重沈降させることができる。
【００７９】
なお、この場合、拡大沈降領域２６Ｗの横断面積Ａ2 の狭窄上昇流路２４Ｎの横断面積Ａ1 に対する拡大の程度は、光半導体粒子２０が拡大沈降領域２６Ｗにおいて自重により沈降することができるように、拡大沈降領域２６Ｗの中腹部分から下方部分にかけては、もはや狭窄上昇流路２４Ｎ内に送り込まれた噴気２２の影響が殆ど及ばない程度とする。
【００８０】
また、この場合において、上記のように、上昇流路２４を間隔ｓが狭い狭窄上昇流路２４Ｎとしているため、特に、この拡大沈降領域２６Ｗとの組み合わせにおいて、狭窄上昇流路２４Ｎと拡大沈降領域２６Ｗとの横断面積差（液体１８の流れ面積の差）が大きくなり、それだけ拡大沈降領域２６Ｗに流入する液体１８の流速を低下して拡大沈降領域２６Ｗで光半導体粒子２０を滞留させながら次第に自重沈降させ易くなり、固液分離の達成がより容易となる。この点でも上昇流路２４を狭窄上昇流路２４Ｎとする意味がある。
【００８１】
但し、流速低下手段３６は、この拡大沈降領域２６Ｗに限定されるものではなく、例えば、図１３に示すように、上方の連通部３４Ａと沈降領域２６との間に配置されたフィルタ３８をもって流速低下手段３６としてもよい。この場合には、このフィルタ３８を液体１８の流れに対する抵抗として、液体１８の流速を低下させることができる。なお、このフィルタ３８には、図１３に示すように、光半導体粒子２０が通過することができる孔３８Ａを形成しておく。また、拡大沈降領域２６Ｗとフィルタ３８のいずれかを単独で、また、両方を合わせて流速低下手段３６としてもよい。いずれの場合にも、光半導体粒子２０が沈降領域２６において適度に散らばって滞留する程度に流速を調整することが好ましい。
【００８２】
処理槽１２は、図１に示すように、更に、この拡大沈降領域２６Ｗの下方に傾斜して配置され、拡大沈降領域２６Ｗを自重沈降する光半導体粒子２０を狭窄上昇流路２４Ｎの下方の入口２４Ａに誘導する傾斜板４０を有している。
【００８３】
この傾斜板４０により、図１１に示すように、光半導体粒子２０を、その自重沈降を利用して特別な手段を用いることなく自然に、狭窄上昇流路２４Ｎの下方の入口２４Ａに容易かつ効率的に誘導して、再び狭窄上昇流路２４Ｎ内に送り込むことができる。
【００８４】
また、傾斜板４０の下方の先端部４０Ａは、図１、図４及び図１０に示すように、中空パイプ３０の上方にまで延び、処理槽１２の内壁面うち狭窄上昇流路２４Ｎの一内壁面２４ａをなす内壁面１２ａとの間に上昇流路２４の間隔ｓとほぼ同間隔の噴気案内溝４２を形成するように配置されている。この噴気案内溝４２により、中空パイプ３０から噴出する噴気２２は、拡大沈降領域２６Ｗ側へ噴出することなく、ほぼ確実に狭窄上昇流路２４Ｎへ送り込まれると共に、傾斜板４０により狭窄上昇流路２４Ｎの下方の入口２４Ａ付近に至った光半導体粒子２０も、この噴気案内溝４２直下から噴出される噴気２２により下方から浮上力を付与されて再び狭窄上昇流路２４内に確実に送り込まれる。この場合、噴気２２が確実に狭窄上昇流路２４Ｎ内に送り込まれるよう、この噴気案内溝４２と狭窄上昇流路２４Ｎの下方の入口２４Ａとの間の間隔は、図１に示すように、余り大きく設定しないことが好ましい。また、中空パイプ３０は、噴気２２を狭窄上昇流路２４Ｎ内へ効率的に送り込めるように、図１及び図４に示すように、この噴気案内溝４２の直下に配置することが望ましい。
【００８５】
なお、図示の実施の形態では、この傾斜板４０の処理槽１２の底面に対する傾斜角度θ（図１参照）を４５°に設定したが、光半導体粒子２０の傾斜板４０上の移動速度等を考慮して、他の適宜な角度に設定することができるのは勿論である。
【００８６】
更に、本発明の処理装置１０では、処理槽１２を構成する一部の内壁面に光半導体が担持されている。図示の実施の形態では、具体的には、図３に示す前後左右の４つの内壁面１２ａ乃至１２ｄ及び、傾斜板４０の上面部分４０ａ（即ち、隔壁２８以外の内壁面）に光半導体を担持させている。
【００８７】
このため、処理すべき液体１８は、光半導体粒子２０とのみならず、これらの内壁面１２ａ等に担持された光半導体とも接触する機会（液体接触性）が高まると共に、光半導体材料の受光性も向上するため、光半導体粒子２０を含めた光半導体の酸化還元作用による有機物の分解がより一層促進され、液体１８を効率よく処理することができる。
【００８８】
この場合、光半導体は、例えば、光半導体を含有した塗料を処理槽１２の内壁面１２ａ等に塗布したり、又は、光半導体を直接担持した繊維シート等を処理槽１２の内壁面１２ａ等に貼付する等の適宜な方法で、処理槽１２の内壁面１２ａ等に担持させることができる。
【００８９】
なお、図示の実施の形態では、処理槽１２の内壁面１２ａ乃至１２ｄの全てと傾斜板４０の上面部分４０ａに光半導体を担持したが、必ずしもこれに限られるものではなく、必要に応じて適宜な箇所に光半導体を担持すればよい。また、内壁面の全面ではなく、液体１８と接触する部分のみに光半導体を担持させれば足り、それ以外の、例えば、図１に示す処理槽１２の後方の内壁面１２ｂのうち、傾斜板４０より下方の部分等には、必ずしも担持させなくてもよい。
【００９０】
次に、本発明の有機物を含有した液体１８の処理方法について、図４乃至図１１を参照しながら、経時的に説明すると、まず、処理槽１２内に処理すべき液体１８を上方から流し込んだ後、図４乃至図６に示すように、中空パイプ３０により処理槽１２内に噴気２２を発生させて、この噴気２２を狭窄上昇流路２４Ｎに下方の入口２４Ａから送り込んで、この噴気２２により狭窄上昇流路２４Ｎ内で光半導体粒子２０を攪乱しつつ処理すべき液体１８を光半導体粒子２０と共に処理槽１２の上方部分へ移送する。この間、ブラックライト３２は、狭窄上昇流路２４Ｎ内の光半導体粒子２０及び狭窄上昇流路２４Ｎの内壁面２４ａに担持された光半導体に光を照射して、これらの光半導体粒子２０等に光励起による酸化還元作用を生じさせている。この酸化還元作用により、狭窄上昇流路２４Ａ内の液体１８中に含有された有機物が分解される。
【００９１】
この場合、特に光半導体粒子２０は、図４に示すように、狭窄上昇流路２４Ｎにより流れが矯正されて処理槽１２の上方部分にのみ向けて移送されるため光半導体材料が摺擦により脱落したり微粉化することが少ないと同時に、図６に示すように、ブラックライト３２に対して前後して重なり合い相互の受光を妨げることが少なく、更には、図５及び図６に示すように、略面状（シート状）に並べて移送されているため、広範囲にわたって受光及び液体１８との接触をして有機物を効率よく分解して低分子化することができる。
【００９２】
このようにして、光半導体粒子２０と共に処理槽１２の上方部分へ移送された液体１８は、図７及び図８に示すように、噴気２２を勢いにより、上方の連通部３４Ａを通って、処理槽１２の上方部分から拡大沈降領域２６Ｗに流入する。この際、光半導体粒子２０を含む液体１８は、拡大沈降領域２６Ｗに流入したことにより、同時に、その流速が低下する。
【００９３】
この流速の低下により、図９及び図１０に示すように、光半導体粒子２０は、噴気２２の勢いが及ばなくなって、拡大沈降領域２６Ｗにおいて、液体１８の自然な流れによって滞留しながら次第にゆっくりと処理槽１２の下方へ自重沈降していく。ブラックライト３２は、この拡大沈降領域２６Ｗをゆっくりと沈降中の光半導体粒子２０、及び、拡大沈降領域２６Ｗに面している処理槽１２の内壁面１２ｂ乃至１２ｄに担持された光半導体にも光を照射している。従って、拡大沈降領域２６Ｗ内の液体１８中の有機物も、これらの光半導体粒子２０等により充分に分解される。
【００９４】
次いで、図１１に示すように、拡大沈降領域２６Ｗ内を沈降した光半導体粒子２０は、傾斜板４０にまで至ると、この傾斜板４０に沿って再び狭窄上昇流路２４Ｎの下方の入口２４Ａにまで、処理すべき液体１８と共に誘導されて、図４に示す状態に戻って再び狭窄上昇流路２４Ｎ内を上昇して液体１８中の有機物を分解し、同様の過程を繰り返し行っていく。
【００９５】
なお、図４乃至図１１では各過程毎に分離して説明したが、勿論、実際には、図４乃至図１１に示す循環処理が、処理槽１２内で同時に行われる。また、図４乃至図１１に示す実施の形態の処理装置１０による処理方法は、密閉された処理槽１２内で液体１８を循環的に処理するいわばバッチ的な処理である。このため、一定時間放置して、この有機物の分解が充分に済んだ後に、光半導体粒子２０の沈降を待って処理済の液体１８の全部を処理槽１２から取り出すか、又は、拡大沈降領域２６Ｗの上方に図示しない吸水ポンプ等を設置しておいて、この吸水ポンプ等により上澄みとして存在する処理済みの液体１８の一部を取り出して、固液分離をしてもよい。
【００９６】
次に、本発明の他の実施の形態について、図１４及び図１５を参照しながら説明すると、この実施の形態では、処理槽１２は、更に、処理すべき液体１８を処理槽１２内へ給液する給液口４４と、上昇流路２４を通過した液体１８の一部を処理槽１２の外部へ排出する排液口４６とを有している。
【００９７】
この実施の形態は、基本的には上記図４乃至図１１に示す処理方法と同様であるが、図１４に示すように、処理すべき液体１８を給液口４４から処理槽１２内へ給液すると共に噴気２２により処理槽１２の上方部分へ移送し、次いで、この上昇流路２４から沈降領域２６に流入した処理済の液体１８の一部を排液口４６により処理槽１２から排液し、かつ、液体１８の残余を光半導体粒子２０と共に再び上昇流路２４の下方の入口２４Ａに誘導するものである。すなわち、この図１４及び図１５に示す実施の形態は、上記のバッチ的な実施の形態と異なり、液体１８を常時、給液、排液する連続的な処理や、給液後液体１８を処理槽１２内で一定時間処理した後排液する処理を可能とするものである。
【００９８】
これにより、液体１８を大量に処理して時間と手間の節約をして、液体処理の効率を向上させることができる。また、この連続的な処理方法を、他の工業的処理過程の一部として組み込むことにより、当該工程から排出される液体１８を容易に処理することができ、実用的に実施することができる。
【００９９】
なお、図示の実施の形態では、給液口４４と排液口４６とを処理槽１２の左右の内壁面１２ｃ、１２ｄに臨ませて処理槽１２の幅方向に設置した上で、給液された液体１８が光半導体粒子２０の沈降領域２６における自重沈降や上昇流路２４内における上方への移送に影響を与えないよう、給液口４４を上昇流路２４の下方の入口２４Ａを形成する内壁面２４ｂの背後付近の下方の連通部３４Ｂに開口させて設置し、また、光半導体粒子２０によって液体１８が充分に処理さている沈降領域２６の中腹付近に排液口４６を設置した。従って、処理すべき液体１８は、処理槽１２内で上昇、沈降を繰り返しながら、処理槽１２の幅方向へも全体的に僅かづつ移動している。但し、給液口４４や排液口４６の設置位置や大きさ、形状等は、図１４及び図１５に示すものには、必ずしも限定されず、必要に応じて適宜設定することができる。
【０１００】
次に、本発明の処理装置１０による処理方法の用途について述べると、本発明は、有機物を含有した液体１８であれば、その種類、用途を問わず、広くその処理に使用することができ、例えば、様々な工業的過程から排出される廃水等の水や水以外の液体等の処理に使用することができる。また、光半導体粒子２０等によって分解すべき液体１８中の有機物も特にその種類を問わない。
【０１０１】
具体的な一例を挙げれば、本発明は、図１６に示す曲面にほぼ同一のパターンを精度良く印刷することができる液圧転写印刷工程から排出され、有機物であるＰＶＡを含有した液体１８を処理するのに好適である。この液圧転写印刷工程においては、転写槽４８内において被転写体５２に液圧により印刷される木目等のパターン（模様）を印刷した水溶性フィルムから成る転写膜５０が有機物であるＰＶＡを主成分としているため、繰り返し印刷を行っているうちに転写槽４８内の液圧転写用の水（液体１８）にＰＶＡが溶出すると共に、この転写後に、図１６に示すように、被転写体５２上に皮膜として残留した転写膜５０を除去するために行われるシャワーリング５４からの排液中にも転写膜５０に残存しているＰＶＡが溶出している。
【０１０２】
このため、本発明により、これらの転写工程やシャワーリング工程等からの排液（液体１８）中のＰＶＡを分解して処理することにより、液体１８中のＰＶＡが低分子化されているため、この液体１８を河川等に廃棄する場合に水質を汚濁することが少ないのは勿論、処理状態によっては、処理済の液体１８を、再度、液圧転写印刷工程に使用して有効な再利用を図ることも期待できる。
【０１０３】
この場合、図４乃至図１１に示すようにバッチ的に処理してもよいし、図１４及び図１５に示すように給液、排液を同時に行って連続的に、又は給液後所定時間処理した後排液して処理してもよい。具体的には、例えば、転写印刷工程停止中の夜間等においては、転写槽４８内の水やシャワーリング５４工程からの排水を、バッチ的に処理して、転写印刷再開時に、ＰＶＡを充分に分解した処理済の液体１８を再び転写槽４８内に充填したり、シャワーリング５４に使用することができる。また、処理槽１２の給液口４４と排液口４６とを、図１７（Ａ）に示すように転写槽４８と接続したり、また図１７（Ｂ）に示すようにシャワーリング工程と接続して、液体１８を常時循環させて連続的に、又は所定時間毎に処理することができる。勿論、処理後において、不要になれば、処理済の液体１８を廃液として廃棄してもよい。なお、処理効率からいって、昼間シャワーリング５４からの排液を連続処理し、夜間は転写槽４８からの排液をバッチ的に処理するのが望ましい。
【０１０４】
更に、本発明の他の幾つかの実施の形態について、以下に説明する。まず、上記の実施の形態では、狭窄上昇流路２４Ｎの１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂを平面状に形成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、狭窄で光源に対してシート状に光半導体粒子２０を移送することができれば、他の形状とすることもできる。例えば、図１８（Ａ）に示すように、１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂを円弧状にして、曲面状の狭窄上昇流路２４Ｎとして、処理槽１２全体を略扇状に形成してもよい。また、図１８（Ｂ）に示すように、曲面が波付状に連続するコルゲート状の狭窄上昇流路２４Ｎとすることもできる。
【０１０５】
これらによって、狭窄上昇流路２４Ｎの縦断面積が広がるため、光半導体粒子２０の受光性と液体接触性を更に高めることができる。特に、図１８（Ａ）に示す略扇状の処理槽１２にあっては、流れ面積の拡大による液体１８の流速の低下効率を高めることができる。なお、この場合、ブラックライト３２等の光照射手段１６は、図１８に示すように、縦置きすることにより、狭窄上昇流路２４Ｎと拡大沈降領域２６Ｗとの間に配置することができる。
【０１０６】
なお、間隔ｓを狭窄とするための１組の対向する内壁面２４ａ、２４ｂは、光半導体粒子２０を処理槽１２の上方部分へ確実に移送することができ、また、光半導体粒子２０が光源に対して前後に重なり合う率が大幅に高くならなければ、必ずしも、平行に配置する必要はなく、部分的に、間隔ｓを変化させることもできる。
【０１０７】
また、上記の実施の形態では、図１に示すように、隔壁２８の縦断面を矩形状に形成したが、図１９に示すように、隔壁２８の拡大沈降領域２６Ｗ側の壁面２８ｂを傾斜板４０と平行に又は傾斜板４０に向けて傾斜するように形成して、この隔壁２８内の中空部２８Ａ内に傾斜板４０に向けて光照射手段１６を配置してもよい。これにより、傾斜板４０に担持された光半導体の受光効率を向上させることができる。
【０１０８】
また、上記の実施の形態では、１枚の傾斜板４０を設置したが、図２０に示すように、２枚の傾斜板４０Ａ、４０Ｂを設置し、下方の傾斜板４０Ｂに光半導体を担持させる一方、上方の傾斜板４０Ａを透明な材料から形成することにより、下方の傾斜板４０Ｂに担持された光半導体の受光を確保して上方の傾斜板４０Ａと下方の傾斜板４０Ｂとの間に存する液体１８を下方の傾斜板４０Ｂに担持された光半導体により処理すると同時に上方の透明な傾斜板４０上では光半導体粒子２０により上方の傾斜板４０より上に存する液体１８を処理しながら、上方の傾斜板４０Ａにより光半導体粒子２０を回収することができる。これにより、光半導体粒子２０等の受光性を確保しつつ、液体接触性を高めることができる。
【０１０９】
更に、上記の実施の形態では、沈降領域２６には傾斜板４０のみを設置したが、特に給液口４４と排液口４６とを有する処理装置１０にあっては、図２１に示すように、給液口４４、排液口４６に面する３枚等の適宜な枚数の整流板５６を沈降領域２６内において処理槽１２の底面（傾斜板４０）に交互に密着させたり隔離して千鳥状に配置するとよい。この整流板５６により、給液口４４から排液口４６に向かう液体１８の流れを、図２１の矢印に示すように、整流させることができ、これにより、処理槽１２内で排液口４６側に偏在し易い光半導体粒子２０を整流板５６により分割された各領域毎に適度に分散させて、液体１８を、各領域毎に光半導体粒子２０により効率的に処理してから排液することができる。なお、この整流板にも光半導体を担持させると、有機物の分解効率を、より一層向上させることができる。
【０１１０】
光照射手段１６についても、図示の実施の形態では、沈降領域２６を沈降中の光半導体粒子２０にも光を照射したが、必要に応じて、上昇流路２４内を上昇中の光半導体粒子２０にのみ光を照射してもよい。また、その配置方法も、図示の実施の形態では、処理槽１２内に配置したが、処理槽１２の外部に配置して、外部から処理槽１２内の光半導体粒子２０に光を照射することもできる。この場合、上昇流路２４にのみ、あるいは上昇流路２４、沈降領域２６の両方に光を照射してもよい。
【０１１１】
また、特に、上昇流路２４と沈降領域２６の双方に光を照射する場合、内部光源と外部光源との組み合わせも適宜自由に選択することができ、例えば、上昇流路２４は内部光源により、沈降領域２６は外部光源により光を照射したり、又はその逆に設定しても良い。なお、いずれの場合においても、光照射手段１６と、光が照射されるべき各上昇流路２４又は沈降領域２６との間は、透明にして、光の透過を確保する。即ち、処理槽１２を構成する各壁面は、必要に応じて、適宜、透明又は不透明に設定することができる。この場合、特に、光半導体を担持しない処理槽１２の一部の壁面は、例えばアルミテープ等を貼付して、鏡面状に仕上げることが好ましい。これにより、光照射手段１６による光を、処理槽１２の外部へ漏らさずに、処理槽１２内の光半導体粒子２０に充分に照射させて、液体１８中の有機物の効率的な分解を促進することができる。
【０１１２】
更に、処理槽１２内の一部に、透光面と反射面とから成り、端部に設けられた光源（光照射手段１６）からの光を反射面により所定の方向へ屈曲させて導く図示しない導光板（特開平３−２７９０８号公報等参照）を設けて、これらの光照射手段１６による光半導体粒子２０への照射効率を高めることができる。具体的には、例えば、図２０に示すに示す２枚の傾斜板４０Ａ、４０Ｂのうちの、下方の傾斜板４０Ｂに導光板を設置すると共に、この導光板を下方の傾斜板４０Ｂの上端付近の処理槽１２の外部に設置された光照射手段１６に連通させ、この光照射手段１６からの光を、沈降領域２６の、特に、透明な上方の傾斜板４０Ａ上の光半導体粒子２０に向けて照射することができる。
【０１１３】
噴気発生手段１４については、図示の実施の形態では、中空パイプ３０としたが、これも一例に過ぎず、噴気２２を発生することができれば、他の、例えば、エアーストーン等の適宜な手段を用いることができる。また、これらの噴気発生手段１４については、図２２に示すように、その外周に、繊維や樹脂等から成る紐状体５８等を螺旋状に巻付け、外部から回転板５９やモータ等の適宜な手段により回転力を付与して処理槽１２内で回転させることができる。この螺旋状の紐状体５８の回転により、中空パイプ３０等の噴気発生手段１４がいわゆるスクリューコンベアの作用も兼ねるようになるので、処理槽１２の幅方向で一方に偏った光半導体粒子２０を他方へ引き戻して上昇流路２４の下方に万遍なく分散させることができる。従って、光半導体粒子２０が排液口４６付近に偏在し易い図１４及び図１５に示す処理装置１０において特に有効であり、図２２に示すように、上述した整流板５６と組合せることにより、処理槽１２内における光半導体粒子２０の分散を一層効率的に達成することができる。
【０１１４】
更に、上記の実施の形態では、上昇流路２４により処理槽１２の上方部分に光半導体粒子２０を含む液体１８を移送したが、光半導体粒子２０を一方通行状に移送して光半導体の光半導体粒子２０からの摺擦による脱落や微粉化を抑制することができれば、例えば、図２３（Ａ）に示す水平流路６０や、図２３（Ｂ）に示すやや上方に向けて傾斜して設けられた傾斜流路６２等により光半導体粒子２０を移送することもできる。もっとも、これの場合、光半導体粒子２０を含む液体１８を噴気２２により確実に沈降領域２６に流入させることができるよう、噴気２２にある程度の高圧を付与し、また、沈降領域２６を自重沈降した光半導体粒子２０を再びこれらの流路の入口へリフト等の適宜な搬送手段により搬送することを要する。
【０１１５】
なお、上記の実施の形態では、面状の狭窄上昇流路２４Ｎとしたが、とりわけ光半導体粒子２０の受光性や液体接触性を向上する必要がなければ、単なる上昇流路２４（又はその他の水平流路６０、傾斜流路６２）とすることもできる。この場合でも、勿論、これらの上昇流路２４等により、光半導体粒子２０の一方通行状の移送は実現することができるため、光半導体材料の摺擦による光半導体粒子２０からの脱落や微粉化は抑制することができる点で有益である。
【０１１６】
また、上記の実施の形態では、拡大沈降領域２６Ｗとしたが、沈降領域２６に流入する液体１８の流速を充分に低下させて光半導体粒子２０の自重沈降を促進することができれば、単なる沈降領域２６とすることもできる。
【０１１７】
なお、光半導体粒子２０の一方通行状の移送を実現することができれば、必ずしも図示の実施の形態に示す処理槽１２には限られず、例えば、管路状の処理装置１０とすることもできる。この場合には、例えば、管路の拡径等の流れ面積の拡大により、又は、光半導体粒子２０が透過することができる目の大きいフィルタ等を液体１８の流れに対する抵抗として流速を低下させ、光半導体粒子２０の自重沈降等により偏在させて固液分離を達成することができる。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によれば、上記のように、光半導体粒子を噴気により発生する液流によって移送する工程と、沈降させる工程とに分離しているため、光半導体粒子が一方通行状に移送され、例えば、上昇する光半導体粒子と沈降する光半導体粒子とが相互に接触、衝突等することが少なくなり、光半導体の摺擦による光半導体粒子からの脱落や微粉化を抑制することができる実益がある。
【０１１９】
同時に、流速を低下させることによって光半導体粒子を滞留させながら次第に自重沈降させて液体中において下方等に偏在させ、処理済の液体のみを取り出すことにより、固液分離を容易に達成することができる実益がある。
【０１２０】
また、この液体中において自重沈降等により下方等に偏在させた光半導体粒子を再び有機物を含有した液体中に散在させることにより、有機物を繰り返し分解することができると共に光半導体粒子が有する酸化還元作用の持続性を充分に発揮させて、効率よく液体を処理することができ、大量の液体の処理にも適用することができる実益がある。
【０１２１】
本発明によれば、上記のように、上昇流路により、処理すべき液体を光半導体粒子と共に移送しているため、通常、液体中で上昇しようとして上方への液流を発生させる噴気の力を有効に利用することができるので、光半導体粒子を処理槽内で簡易かつ確実に上方に移送して、一方通行状の移送による光半導体粒子の摺擦や微粉化の抑制及び沈降領域における光半導体粒子の自重沈降の促進による固液分離を簡易に達成することができる実益がある。
【０１２２】
本発明によれば、上記のように、処理槽内へ処理すべき液体を給液すると共に、一部の処理済の液体を処理槽から排液することができるため、液体を連続的に処理することができ、液体を大量に処理して時間と手間の節約をして、液体処理の効率を向上させることができる実益がある。特に、この場合、この処理方法を、他の工業的処理過程の一部として組み込むことにより、当該工程から排出される液体を容易に処理することができ、実用的に実施することができる。
【０１２３】
また、本発明により、上記のように、液圧転写印刷工程の転写工程やシャワーリング工程から排出されるＰＶＡを含有した液体をＰＶＡを分解して処理すると、液体中のＰＶＡが低分子化されているため、この液体を河川等に廃棄する場合に水質を汚濁することが少ないのは勿論、処理状態によっては、処理済の液体を、再度、液圧転写印刷工程に使用して、有効な再利用を図ることさえ可能となる実益がある。
【０１２４】
本発明によれば、上記のように、処理槽内の沈降領域の横断面積を流路又は上昇流路の横断面積より拡大した拡大沈降領域により、流路又は上昇流路から沈降領域に流入する液体の流速を光半導体粒子が沈降領域において自重沈降することができる程度に低下させているため、液体の流れ面積の拡大により特別な機械的手段等を使用することなく、光半導体粒子を含む液体の流速を簡易にかつ自然に低下させて、光半導体粒子を沈降領域において液体の自然な流れにより滞留させながら自重沈降を促進させることができる実益がある。
【０１２５】
本発明によれば、上記のように、上昇流路を形成する１組の対向する内壁面間の間隔を噴気により発生する液流によって光半導体粒子を攪乱しながら上昇させることができる程度に狭めた狭窄上昇流路により光半導体粒子を処理槽の上方部分へ移送しているため、上昇流路内で噴気が四方に拡散せず噴気によって発生する上方への液流が矯正され、上昇流路内で上方への液流の影響が及ばない部分が少なくなると共に、液体の流速が高まるので、これにより、光半導体粒子が上昇流路内で噴気による上方への液流から脱落して逆流（沈降）するのを防止することができ、光半導体粒子を含む液体を処理槽の上方部分へ確実に移送することができる実益がある。
【０１２６】
また、この狭窄上昇流路により、光半導体粒子に流れる力が付与されるため、光半導体粒子が上昇流路の上方で溜ることなく上方の連通部を通って沈降領域に流入し易くなると共に、光半導体粒子を上昇流路内でほぼ確実に一方通行状に（処理槽の上方部分に向かってのみ）移送することができるため、光半導体材料の摺擦による光半導体粒子からの脱落や微粉化を抑制することができる実益がある。
【０１２７】
本発明によれば、上記のように、狭窄上昇流路を形成する１組の対向する内壁面を光の照射方向に対して前後して配置しているため、狭窄上昇流路が光源に面するように配置され、これにより狭窄上昇流路の幅が狭いために光半導体粒子が狭窄上昇流路内で光源に対して前後に重なり合って影となり相互の受光を妨げることが少なくなるため、光半導体粒子の受光性を高めることができる実益がある。
【０１２８】
更に、本発明によれば、上記のように、この狭窄上昇流路の形成する１組の対向する内壁面の水平方向の幅を、内壁面間の間隔よりも大きく設定しているため、光半導体粒子を狭窄上昇流路内で略面状（シート状）に移送することができ、これにより、光半導体粒子が広範囲にわたって光の照射を受けることができると共に液体と接触することができるため、光半導体粒子の受光性と液体接触性を高めることができる実益がある。
【０１２９】
なお、この狭窄上昇流路により、特に、拡大沈降領域との組み合わせにおいて、上昇流路と拡大沈降領域との横断面積差（液体の流れ面積の差）が大きくなるため、それだけ拡大沈降領域に流入する液体の流速を低下して拡大沈降領域で光半導体粒子を滞留させながら次第に自重沈降させ易くなり、固液分離の達成がより容易となる実益もある。
【０１３０】
本発明によれば、上記のように、沈降領域を自重沈降する光半導体粒子にも光を照射しているため、光半導体粒子の受光機会が多くなると共に、この受光による光励起中における液体との接触性も高まるため、有機物の分解をより一層効率的に行うことができる実益がある。特に、光半導体粒子は、沈降領域においては滞留しながら次第にゆっくりと自重沈降するため、その分、長い時間にわたって受光することができるので、酸化還元作用による有機物の分解を効果的に行うことができる実益がある。
【０１３１】
また、この場合において、上記のように、光照射手段を上昇流路と沈降領域との間に配置して上昇流路を上昇中の光半導体粒子と沈降領域を沈降中の光半導体粒子に光を照射しているため、簡易かつ小さなスペースで光を照射することができる実益がある。
【０１３２】
本発明によれば、上記のように、沈降領域の下方に傾斜して配置され沈降領域を自重沈降する光半導体粒子を上昇流路の入口に誘導する傾斜板を設けているため、光半導体粒子を、その自重沈降を利用して特別な手段を用いることなく自然に、上昇流路の下方の入口に容易かつ効率的に誘導して、再び上昇流路内に送り込むことができる実益がある。
【０１３３】
更に、本発明によれば、上記のように、傾斜板等の処理槽を構成する一部の内壁面に光半導体を担持させているため、処理すべき液体が光半導体と接触する機会が高まる共に、受光性の向上により光半導体の酸化還元作用による有機物の分解がより一層促進され、液体を効率よく処理することができる実益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理装置の側面図である。
【図２】本発明の処理装置の正面図である。
【図３】本発明の処理装置の平面図である。
【図４】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、噴気により光半導体粒子を上昇流路内で攪乱しながら処理すべき液体と共に処理槽の上方部分へ移送する工程を示す側面図である。
【図５】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、噴気により光半導体粒子を上昇流路内で攪乱しながら処理すべき液体と共に処理槽の上方部分へ移送する工程を示す正面図である。
【図６】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、噴気により光半導体粒子を上昇流路内で攪乱しながら処理すべき液体と共に処理槽の上方部分へ移送する工程を示す平面図である。
【図７】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、光半導体粒子を含む液体を沈降領域へ流入させる工程を示す側面図である。
【図８】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、光半導体粒子を含む液体を沈降領域へ流入させる工程を示す平面図である。
【図９】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、光半導体粒子が沈降領域を自重沈降する工程を示す側面図である。
【図１０】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、光半導体粒子が沈降領域を自重沈降する工程を示す裏面図である。
【図１１】本発明の処理装置を使用した有機物を含有した液体の処理方法において、沈降領域を自重沈降した光半導体粒子が再び上昇流路の入口へ誘導される工程を示す側面図である。
【図１２】本発明に用いられる中空パイプの拡大図である。
【図１３】本発明の処理装置に係る流速低下手段の一形態として用いられるフィルタの配置状態を示す正面図である。
【図１４】本発明の処理装置による液体の処理方法の他の実施の形態における側面図である。
【図１５】本発明の処理装置による液体の処理方法の他の実施の形態における平面図である。
【図１６】液圧転写印刷工程に使用される液圧転写印刷装置の概略側面図である。
【図１７】図１７は、本発明の処理装置による液体の処理方法を液圧転写印刷工程と組み合わせる状態を示す概略図であり、同図（Ａ）は転写工程と組み合わせる状態を示す概略図、同図（Ｂ）はシャワーリング工程と組み合わせる状態を示す概略図である。
【図１８】本発明に用いられる面状の狭窄上昇流路及び拡大沈降領域の他の実施の形態を示す平面図である。
【図１９】本発明に用いられる光照射手段の配置方法の他の実施の形態を示す概略側面図である。
【図２０】本発明に用いられる傾斜板の他の実施の形態の概略側面図である。
【図２１】沈降領域に整流板を設置した本発明の他の実施例の概略斜視図である。
【図２２】本発明に用いられる噴気発生手段の他の実施の形態の側面図である。
【図２３】本発明に用いられる処理槽内の流路の他の実施の形態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１０  有機物を含有した液体の処理装置
１２  処理槽
１２ａ〜１２ｄ  処理槽の内壁面
１４  噴気発生手段
１６  光照射手段
１８  液体
２０  光半導体粒子
２２  噴気
２４  上昇流路
２４Ａ  上昇流路の下方の入口
２４ａ、２４ｂ  上昇流路を形成する１組の対向する内壁面
２４Ｎ  狭窄上昇流路
２６  沈降領域
２６Ｗ  拡大沈降領域
２８  隔壁
２８ａ  隔壁の上昇流路側の壁面
２８ｂ  隔壁の沈降領域側の壁面
３０  中空パイプ
３０Ａ  中空パイプの噴気口
３２  ブラックライト
３４Ａ、３４Ｂ  上昇流路と沈降領域との上下の連通部
３６  流速低下手段
３８  フィルタ
４０  傾斜板
４２  噴気案内溝
４４  給液口
４６  排液口
４８  転写槽
５０  転写膜
５２  被転写体
５４  シャワーリング
５６  整流板
５８  紐状体
５９  回転板
６０  水平流路
６２  傾斜流路
ｓ  上昇流路を形成する１組の対向する内壁面間の間隔
ｔ  上昇流路を形成する１組の対向する内壁面の水平方向の幅
Ａ1   上昇流路の横断面積
Ａ2   沈降領域の横断面積
θ  傾斜板の処理槽の底面に対する傾斜角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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