JPH09122641A - 反応装置 - Google Patents

反応装置

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JPH09122641A
JPH09122641A JP30333895A JP30333895A JPH09122641A JP H09122641 A JPH09122641 A JP H09122641A JP 30333895 A JP30333895 A JP 30333895A JP 30333895 A JP30333895 A JP 30333895A JP H09122641 A JPH09122641 A JP H09122641A
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JP
Japan
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reaction tank
water
treated
reaction
axial
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JP30333895A
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English (en)
Inventor
Yukio Takeda
幸雄 武田
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Iwasaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Iwasaki Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】紫外線ランプと酸化剤を併用しながら効率よく
有機物質の酸化分解処理ができる反応装置を提供する。 【解決手段】反応槽2と、この反応槽内に配置された両
端が開口した内筒体3と、この内筒体内にインペラ6部
分が配置されている軸流攪拌機4と、反応槽内の内筒体
と反応槽内壁との間に配置され透光性で防水性のジャケ
ットに収容されている紫外線ランプ7とを具備し、反応
槽内に導入された被処理水に酸化剤を添加し、内筒体と
軸流攪拌機とで構成される軸流ポンプで反応槽内の被処
理水を循環させながら被処理水を紫外線反応処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は紫外線及び酸化剤を
併用して有機物の酸化分解処理を行なう反応装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】紫外線と酸化剤とを併用した方法は、紫
外線を被処理水に照射して紫外線のエネルギ−により有
機物の結合分子を励起・切断する作用と、酸化剤による
酸化作用とを併用して処理するもので、塩類の残留性が
なく、また吸着法等では除去できない微量の溶剤等も分
解されるため貴金属の素地を傷めることがないことなど
から、例えば純水製造工程やIC製造の際の洗浄水の再
処理工程などで使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、紫外線ランプ
は石英製のジャケット内に収容されているため壊れやす
いというイメ−ジが強く(事実それほど強くはない
が)、被処理水をできるだけ静的な状態で処理すること
が多かった。したがって反応速度が遅く、それを補うた
めに紫外線ランプの出力を大きくしたり、酸化剤の添加
量を多くせざるを得ず、残留する酸化剤も多くなるなど
の欠点があった。処理済の処理水中に残存する酸化剤が
多いと、次工程での処理に活性炭や逆浸透膜や限外濾過
膜等が使用された場合にはこれらを破壊してしまう可能
性が高い。
【0004】また紫外線と酸化剤とを併用した方法を、
下水処理水、産業排水処理水、浄水処理水及び用水など
の大規模な処理へ適用することも考えられているが、紫
外線ランプ及びジャケットが強度的にそれほど強くはな
いことから、実際にはあまり利用されていない。しかも
被処理水の性状によっては、静的処理では、被処理水の
有機物が有効紫外線量を吸収してしまったり、被処理水
中の懸濁物質による紫外線透過の障害により有効紫外線
が減少し反応効率が低下するという欠点があった。
【0005】本発明は、紫外線ランプと酸化剤を併用し
ながら効率よく有機物質の酸化分解処理ができる反応装
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】本発明の反応装置では、
反応槽と、反応槽内に配置された両端が開口した内筒体
と、この内筒体内にインペラ部分が配置されている軸流
攪拌機と、反応槽内の内筒体と反応槽内壁との間に配置
され透光性のジャケットに収容されている紫外線ランプ
とを具備し、反応槽内に導入された被処理水に酸化剤を
添加し、内筒体と軸流攪拌機とで構成される軸流ポンプ
で被処理水を循環させながら被処理水を処理するように
なされている。
【0007】反応槽の形状は、円筒状や角筒状等の筒状
の他、いかなる形状でもよく、反応槽は縦形でも横形で
もよい。反応槽は被処理水の導入口と、処理済の処理水
の排出口とを有し、反応槽の上部に気相が形成されるよ
うにしてもよい。導入口と排出口は、反応槽内の被処理
水の循環の方向に応じて配置され、導入口から導入され
た被処理水が処理されずに排出される、いわゆる短絡が
生じにくいように配置される。
【0008】内筒体は、両端が開口した円筒体で、反応
槽内に縦置、横置或いは斜めに配置されるが、反応槽の
長手方向軸線に沿って配置されるのが好ましい。内筒体
の長さや直径は、反応槽の大きさやインペラ(羽根車)
の大きさ、被処理水の性状等を考慮して、被処理水の循
環が最も効率よく行なわれるように選択される。
【0009】軸流攪拌機はモ−タと軸体と軸体の先端部
に固定されたインペラ部分とからなる。モ−タは電動モ
−タからなり反応槽外に配置されるが、その位置は内筒
体の配置に応じて反応槽の上方、側方あるいは反応槽の
底部側に配置される。インペラの形状は、所望の軸流が
最も効率よく生じるような形状になされている。
【0010】紫外線ランプとしては主として254nm
の波長の紫外線を放射する例えば直管形の低圧水銀ラン
プが使用され、各ランプは透光性の直管形の防水性のジ
ャケットに収容されている。ランプは反応槽内の内筒体
と反応槽内壁との間に、内筒体と平行に配置されるのが
好ましい。紫外線ランプの本数や出力は、被処理水の性
状や処理量等に応じて選択される。
【0011】酸化剤としては、過酸化水素、オゾン、次
亜塩素酸ソ−ダ等が使用できる。これら酸化剤は、反応
槽内の底部や内筒体内で添加されるが、添加の場所はこ
れらに限定されるものではない。
【0012】なお酸化剤の添加量を制御するために、反
応槽にORP(酸化還元電位)電極を配置して、被処理
水のORP電位を検出し、酸化剤を供給するポンプや弁
を制御するようにしてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】図1及び図2において、本発明の
反応装置1は、縦形の円筒状の反応槽2を有し、反応槽
2内の中心部に、上下端が開口した円筒体からなる内筒
体3が縦に配置されている。なお円筒体の開口部には被
処理水の流入及び吐出効率向上を目的にベルマウス3a
が取り付けられている。内筒体3内には軸流攪拌機4の
軸体5の下端に固定されたインペラ6が配置され、軸体
5の上端は反応槽2外に配置された電動モ−タ(図示せ
ず)に連結されている。
【0014】内筒体3と反応槽2の内壁との間には複数
本の直管形の紫外線ランプ7が内筒体3に平行に配置さ
れ、各紫外線ランプ7はそれぞれ防水性の石英製の直管
形のジャケット内に収納されている。なお、8は原水
(被処理水)の導入口、9は処理水(処理済水)の排出
口、10は被処理水の液面、11は酸化剤供給口、12
はORP電極の取付部、13は酸化剤にオゾンのような
気体を使用した場合の気体排出口である。
【0015】被処理水は導入口8から反応槽2内に導入
され、一方、酸化剤は酸化剤供給口11から被処理水に
供給添加される。内筒体3と軸流攪拌機4とで構成され
る軸流ポンプが作動することにより、被処理水は矢印の
ように循環し、紫外線ランプ7からの紫外線の照射を受
けて紫外線反応処理される。
【0016】即ち、1)酸化剤による有機物質の酸化反
応、2)紫外線ランプから放射される254nmの波長
の紫外線が酸化剤に吸収されることにより、紫外線ラン
プの近傍にOHラジカルなる強力な酸化物質ができ、こ
のOHラジカルによる酸化反応、3)紫外線による有機
物質結合分子の励起・分解等が起こり、これら1)〜
3)が相乗的に作用することにより有機物質が酸化分解
される。
【0017】また、被処理水は軸流ポンプにより攪拌さ
れるため、酸化剤が被処理水に溶け易くなると共に、被
処理水は軸流ポンプにより循環せしめられて紫外線ラン
プの周辺の境膜が常時更新されているので上記1)〜
3)の反応がいっそう促進される。
【0018】さらに、配置されたORP電極により、被
処理水の有機物の処理状態をORP電位で監視し、被処
理水が所定のORP電位になるよう酸化剤の供給ポンプ
や弁(図示せず)が制御されて、被処理水の酸化分解が
一定基準に保たれると共に、酸化剤の残留濃度が最小に
維持される。
【0019】図3は本発明の反応装置の別の実施の形態
を示すもので被処理水の循環方向が図1とは逆になって
いる。なお図1と同じ部材には同じ符号が用いられてい
る。この反応装置20では、酸化剤は内筒体3内に供給
される。なお図1や図3の装置において、軸流攪拌機4
を反応槽2の底部側に配置してもよく、このようにする
と底部側には気相部14がないので軸体5を短くでき、
軸体5のぶれを小さく出来る。
【0020】図4は本発明の反応装置のさらに別の実施
の形態を示すもので、図1と同じ部材には同じ符号が用
いられている。この反応装置30では、反応槽2は横置
きで、軸流攪拌機4は反応槽2の側部側に配置されてい
る。この場合も、軸体5を短くでき、軸体5のぶれを小
さく出来る。
【0021】
【実施例】
<条件>図1のような反応槽、高さ:2m、直径:0.
5m、容量:560リットル、紫外線ランプ:低圧水銀
ランプ65W×10本、ランプジャケット:石英製、軸
流攪拌機のインペラの直径:10cm、内筒体の直径:
11cm、内筒体の長さ: 1.5m、軸流攪拌機の回
転数:200rpmを作った。この反応槽に、純水にイ
ソプロピルアルコ−ルをTOC(全有機炭素)濃度が5
0mg/リットルとなるまで添加したもの300リット
ルを被処理水(原水)として導入し、これに酸化剤とし
て過酸化水素(H22 )を全酸化必要量の2.5倍に
なるよう供給し回分処理した。
【0022】<実施例1>紫外線照射量と、TOC濃度
及び残留過酸化水素濃度との関係を図5に示す。なお同
時に軸流攪拌機(軸流ポンプ)を作動させない場合の結
果も示す。この結果から、本発明のように軸流ポンプを
使用して循環させた場合は、循環させない場合に比べて
TOCの分解効率が遥かに良く、また過酸化水素もその
分解速度に準じて消費されていることが分かる。
【0023】<実施例2>次に、上記条件中、軸流攪拌
機の回転数を0〜400rpmの範囲で変えて処理した
場合の紫外線照射量と、TOC濃度との関係を図6に示
す。この結果から、軸流攪拌機の回転数を上げれば、T
OCの分解効率が向上するが、一定の回転数(上記条件
では300rpm)以上では処理効果はほとんど変化し
ないことが分かる。
【0024】<実施例3>上記条件での処理において、
紫外線照射量と、TOC濃度、ORP電位及び残留過酸
化水素濃度との関係を図7に示す。この結果からあるO
RP電位(上記条件では200mV)であれば、TOC
も酸化分解され、過酸化水素も残留せず、TOCの分解
効率が向上することが分かる。
【0025】<実施例4>さらに上記条件の下に、被処
理水を連続的に供給して処理する連続処理を行なった。
この場合のORP電位、入口でのTOC濃度、出口での
TOC濃度及び残留過酸化水素濃度の経時変化を図8に
示す。この結果からあるORP電位(上記条件では20
0mV)であれば、TOCも酸化分解され、過酸化水素
も残留せず、TOCの分解効率が向上することが分かっ
た。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、反応槽内に配置された
軸流ポンプにより被処理水を循環させて動的処理をする
ので、紫外線ランプと酸化剤を併用した、下水処理水、
産業排水処理水、浄水処理水及び用水などの大規模な処
理が可能である。
【0027】本発明によれば、反応槽は完全混合槽とな
り被処理水が処理されないまま排出されるいわゆる短絡
が防止できる。また被処理水は軸流ポンプにより紫外線
ランプの近傍を循環せしめられるので、必要紫外線量が
十分に被処理水に照射されると共に、軸流ポンプにより
酸化剤が十分に被処理水に混合される。さらに被処理水
は循環せしめられることにより紫外線ランプの周辺の境
膜が常時更新され、紫外線と酸化剤とが有効に光学反応
してOHラジカルを生成するので有機物質の酸化分解効
率が向上する。
【0028】また、軸流ポンプを構成する軸流攪拌機の
インペラ部分は内筒体内に配置され、紫外線ランプとは
隔絶されているので、万一、インペラがぶれたり破損し
ても紫外線ランプに損傷を与えるおそれはない。しかも
軸流ポンプを構成する内筒体と紫外線ランプとを平行に
すると、被処理水は紫外線ランプの軸線方向に沿って流
れ紫外線の照射効率がよい。
【0029】さらに、本発明装置では、被処理水を循環
させる動力源たる軸流ポンプが反応槽内に配置されてい
るため、循環に際しての抵抗が少なく攪拌動力も少なく
てすむ。
【0030】また、反応槽にORP電極を配置して、被
処理水のORP電位を検出し、酸化剤を供給量を制御で
きるようにすると、酸化剤の削減ができると共に残留酸
化剤を最小濃度に維持できるので、次工程で活性炭や、
逆浸透膜や、限外濾過膜等が使用されても、これらを破
壊することはない。
【0031】さらに、本発明装置では、設計がし易く、
例えば反応槽の単位容積当たりの攪拌動力や被処理水の
循環回数等を決めることにより設計通りの性能が得ら
れ、小規模な装置でのデ−タを基に、大規模な装置を製
作しても所望の性能が得られるので、いわゆるスケ−ル
アップが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による反応装置の実施の形態を示す図。
【図2】図1のA−Aによる横断面図
【図3】本発明による反応装置の別の実施の形態を示す
図。
【図4】本発明による反応装置のさらに別の実施の形態
を示す図。
【図5】紫外線照射量とTOC濃度及び残留過酸化水素
濃度の関係を示す図。
【図6】軸流攪拌機の回転数とTOCの濃度の関係を示
す図。
【図7】紫外線照射量とORP電位、TOC濃度及び残
留過酸化水素濃度の関係を示す図。
【図8】連続処理の場合のORP電位、TOC濃度及び
残留過酸化水素濃度の変化を示す図。
【符号の説明】
1 反応装置 2 反応槽 3 内筒体 4 軸流攪拌機 5 軸体 6 インペラ 7 紫外線ランプ 8 原水(被処理水)の導入口 9 処理水(処理済水)の出口 10 被処理水の液面 11 酸化剤供給口 12 ORP電極の取付部 13 気体排出口 20 反応装置 30 反応装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反応槽と、この反応槽内に配置された両端
    が開口した内筒体と、この内筒体内にインペラ部分が配
    置されている軸流攪拌機と、反応槽内の内筒体と反応槽
    内壁との間に配置され透光性で防水性のジャケットに収
    容されている紫外線ランプとを具備し、反応槽内に導入
    された被処理水に酸化剤を添加し、内筒体と軸流攪拌機
    とで構成される軸流ポンプで反応槽内の被処理水を循環
    させながら被処理水を紫外線反応処理することを特徴と
    する反応装置。
  2. 【請求項2】反応槽にORP電極を配置し、これにより
    検出したORP電位に基づいて酸化剤の供給量を制御す
    るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の反応装
    置。
JP30333895A 1995-10-30 1995-10-30 反応装置 Pending JPH09122641A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023032560A1 (ja) 2021-08-30 2023-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 食品加工装置
CN117551875A (zh) * 2023-10-07 2024-02-13 山东彩客新材料有限公司 一种磷酸铁锂电池粉回收浸出装置及其使用方法

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