JPH09290258A - 浄化用浮沈体と浄化装置 - Google Patents
浄化用浮沈体と浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒機能層を効率良く利用できる、分解物
の除去を簡単に行なえる、停電時や消灯後においても光
触媒機能が持続する浄化用浮沈体（浄化ボール）の提
供、この浮沈体を効率良く利用できる浄化槽の提供。 【解決手段】 浄化用浮沈体１を小立体で比重の小さな
ものとし、基体１２の表面に光半導体による光触媒機能
層１４を形成する。基体１２の表面に光触媒機能層１４
のない窓１５を作り、基体１２の内部に混入した蓄光型
紫外線放射体に外部から紫外線を照射しやすくする。浄
化槽（酸化還元槽３）は還流装置（撹拌翼４）を有し、
流体と浄化用浮沈体５を循環させる。
の除去を簡単に行なえる、停電時や消灯後においても光
触媒機能が持続する浄化用浮沈体（浄化ボール）の提
供、この浮沈体を効率良く利用できる浄化槽の提供。 【解決手段】 浄化用浮沈体１を小立体で比重の小さな
ものとし、基体１２の表面に光半導体による光触媒機能
層１４を形成する。基体１２の表面に光触媒機能層１４
のない窓１５を作り、基体１２の内部に混入した蓄光型
紫外線放射体に外部から紫外線を照射しやすくする。浄
化槽（酸化還元槽３）は還流装置（撹拌翼４）を有し、
流体と浄化用浮沈体５を循環させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、汚水や排気など
流体中の有機化合物を除去するとともに、殺菌作用も発
揮する浄化用浮沈体およびこれを用いた浄化装置に関す
る。
流体中の有機化合物を除去するとともに、殺菌作用も発
揮する浄化用浮沈体およびこれを用いた浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】有害な有機化合物や細菌を含有する流体
を，紫外線で励起された状態にある光半導体に接触させ
て酸化あるいは還元作用で有機化合物を分解し、また、
殺菌して流体を浄化する光触媒機能を利用した浄化技術
は良く知られている。
を，紫外線で励起された状態にある光半導体に接触させ
て酸化あるいは還元作用で有機化合物を分解し、また、
殺菌して流体を浄化する光触媒機能を利用した浄化技術
は良く知られている。
【０００３】特開平４−６１９３３号公報の「…反応装
置」、特開平６−２８５４５８号公報の「水浄化処理装
置」、特開平７−１０８１３８号公報の「有害ガス除去
装置」では、流体の流路中に光触媒エレメントやモジュ
−ルを配置し、これらが流体と接触する面に光半導体を
担持させ、光触媒機能層としている。
置」、特開平６−２８５４５８号公報の「水浄化処理装
置」、特開平７−１０８１３８号公報の「有害ガス除去
装置」では、流体の流路中に光触媒エレメントやモジュ
−ルを配置し、これらが流体と接触する面に光半導体を
担持させ、光触媒機能層としている。
【０００４】この技術では、光触媒機能層が固定位置に
あり、流体中の有機化合物は流体の移動によって光触媒
機能層と接触するという一過性の構造なので有機化合物
を分解する効率が良くない。また、光触媒エレメントや
モジュ−ルの清掃、交換など、光触媒機能層を再生する
ためのメインテナンスが容易でなく、光触媒機能層に紫
外線を供給する紫外線供給源の配置も簡単ではない。
あり、流体中の有機化合物は流体の移動によって光触媒
機能層と接触するという一過性の構造なので有機化合物
を分解する効率が良くない。また、光触媒エレメントや
モジュ−ルの清掃、交換など、光触媒機能層を再生する
ためのメインテナンスが容易でなく、光触媒機能層に紫
外線を供給する紫外線供給源の配置も簡単ではない。
【０００５】特公平５−５０２９４号公報の「滅菌リア
クタ−」は、ガラス管１内に光半導体を担持した基体
（ビーズなど）を充填し、これに紫外線を照射しながら
流体を流動させる構造で、光半導体を担持した基体の取
扱いや清掃、交換など、光触媒機能層を再生するための
メインテナンス作業が比較的簡単と考えられる。しか
し、光半導体を担持した基体は移動せず、流体との接触
はやはり一過性と言える。
クタ−」は、ガラス管１内に光半導体を担持した基体
（ビーズなど）を充填し、これに紫外線を照射しながら
流体を流動させる構造で、光半導体を担持した基体の取
扱いや清掃、交換など、光触媒機能層を再生するための
メインテナンス作業が比較的簡単と考えられる。しか
し、光半導体を担持した基体は移動せず、流体との接触
はやはり一過性と言える。
【０００６】特公平２−５５１１７号公報の「…水処理
方法」では、装置の反応部Ａにおいて粒状の光触媒３が
浮遊状態で用いられ、光触媒３に対する紫外線の照射効
率および光触媒３と流体との接触効率は高いと考えられ
る。しかし、この公報の発明は光半導体による光触媒機
能を過酸化物（過酸化水素）とともに利用することを要
旨としていて、粒状の光触媒３の構成に関して具体的な
記載は何もない。恐らく、粒状物の表面に光半導体を単
に担持させただけのものと推定される。
方法」では、装置の反応部Ａにおいて粒状の光触媒３が
浮遊状態で用いられ、光触媒３に対する紫外線の照射効
率および光触媒３と流体との接触効率は高いと考えられ
る。しかし、この公報の発明は光半導体による光触媒機
能を過酸化物（過酸化水素）とともに利用することを要
旨としていて、粒状の光触媒３の構成に関して具体的な
記載は何もない。恐らく、粒状物の表面に光半導体を単
に担持させただけのものと推定される。
【０００７】流体の浄化装置は一般に内部が閉鎖的で、
内部で使用する光半導体に供給する紫外線を太陽光に頼
ることはできない。そこで槽の内部に配置した蛍光ラン
プやキセノンランプなどの紫外線供給源を利用すること
になるが、いずれの場合も、停電や消灯で、紫外線供給
源からの紫外線供給が停止した場合のことに言及してい
ない。
内部で使用する光半導体に供給する紫外線を太陽光に頼
ることはできない。そこで槽の内部に配置した蛍光ラン
プやキセノンランプなどの紫外線供給源を利用すること
になるが、いずれの場合も、停電や消灯で、紫外線供給
源からの紫外線供給が停止した場合のことに言及してい
ない。
【０００８】また、光半導体による光触媒機能を利用し
た浄化装置は他にも多く公表されているが、光半導体を
活性化する上で必須の紫外線をいかに効率良く光半導体
に供給するかについて開示したものも見出せない。
た浄化装置は他にも多く公表されているが、光半導体を
活性化する上で必須の紫外線をいかに効率良く光半導体
に供給するかについて開示したものも見出せない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、光半導体
で形成した光触媒機能層を効率良く利用でき、また、分
解物の除去を簡単に行なえ、再利用が容易な浄化用浮沈
体の提供、停電時や消灯後においても光触媒機能が持続
する浄化用浮沈体の提供およびこの浮沈体を効率良く利
用する浄化槽の提供を課題とする。浄化槽は槽内に投入
され槽内を浮遊して循環する浄化用浮沈体（粒状、ボ−
ル状、短管状など）に紫外線を効率良く供給できるもの
とする。
で形成した光触媒機能層を効率良く利用でき、また、分
解物の除去を簡単に行なえ、再利用が容易な浄化用浮沈
体の提供、停電時や消灯後においても光触媒機能が持続
する浄化用浮沈体の提供およびこの浮沈体を効率良く利
用する浄化槽の提供を課題とする。浄化槽は槽内に投入
され槽内を浮遊して循環する浄化用浮沈体（粒状、ボ−
ル状、短管状など）に紫外線を効率良く供給できるもの
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】浄化用浮沈体は流体に投
入されるものとし、球状、短管状、紡錘形などの小立体
で表面に光触媒機能層を形成する。浄化用浮沈体は、基
体と光触媒機能層および蓄光型紫外線放射体あるいは自
発型紫外線放射体を有したものとすることがある。蓄光
型紫外線放射体と自発型紫外線放射体を混合して用いる
こともある。
入されるものとし、球状、短管状、紡錘形などの小立体
で表面に光触媒機能層を形成する。浄化用浮沈体は、基
体と光触媒機能層および蓄光型紫外線放射体あるいは自
発型紫外線放射体を有したものとすることがある。蓄光
型紫外線放射体と自発型紫外線放射体を混合して用いる
こともある。
【００１１】蓄光型紫外線放射体（蓄光型発光セラミッ
ク）は、外部のエネルギ−を取り込みそのエネルギ−を
放出しながら発光する材で作られ、発光スペクトルに紫
外線領域を有するものである。自発型紫外線放射体（自
発型発光セラミック）は、内部のエネルギ−を消費して
自ら発光する材で作られ、発光スペクトルに紫外線領域
を有するものである。なお、他発型紫外線放射体（後
述）とは、蛍光ランプのように電力など外部からエネル
ギーを得ている間だけ紫外線を放射する紫外線供給源で
ある。
ク）は、外部のエネルギ−を取り込みそのエネルギ−を
放出しながら発光する材で作られ、発光スペクトルに紫
外線領域を有するものである。自発型紫外線放射体（自
発型発光セラミック）は、内部のエネルギ−を消費して
自ら発光する材で作られ、発光スペクトルに紫外線領域
を有するものである。なお、他発型紫外線放射体（後
述）とは、蛍光ランプのように電力など外部からエネル
ギーを得ている間だけ紫外線を放射する紫外線供給源で
ある。
【００１２】基体は、球状、短管状あるいは紡錘形など
の小立体で、浄化用浮沈体の全体としての形態を決定す
る。場合によっては、円盤と球の組み合わせのように分
割された複数の基体部分を合体して構成することがあ
る。基体の表面には光半導体により光触媒機能層を形成
する。基体が内部に蓄光型紫外線放射体を有する時は、
表面の一部に光触媒機能層のない窓を形成する。この窓
から、外部の紫外線を基体の内部に取り込み、蓄光型紫
外線放射体に十分な発光エネルギ−を蓄積させることが
できる。
の小立体で、浄化用浮沈体の全体としての形態を決定す
る。場合によっては、円盤と球の組み合わせのように分
割された複数の基体部分を合体して構成することがあ
る。基体の表面には光半導体により光触媒機能層を形成
する。基体が内部に蓄光型紫外線放射体を有する時は、
表面の一部に光触媒機能層のない窓を形成する。この窓
から、外部の紫外線を基体の内部に取り込み、蓄光型紫
外線放射体に十分な発光エネルギ−を蓄積させることが
できる。
【００１３】浄化用浮沈体は、例えば球状の場合、直径
が通常で約１０〜５０ｍｍ程度であるが用途によっては
１ｍｍ以下の場合や１００ｍｍを越えることもある。槽
内においてスム−ズに流動させる必要があるので、全体
としての比重を０．１〜２．０くらいに整える（浄化し
ようとする流体の比重や粘度によって異なる）。したが
って、基体の素材がガラスのように重い場合には基体を
中空とする。
が通常で約１０〜５０ｍｍ程度であるが用途によっては
１ｍｍ以下の場合や１００ｍｍを越えることもある。槽
内においてスム−ズに流動させる必要があるので、全体
としての比重を０．１〜２．０くらいに整える（浄化し
ようとする流体の比重や粘度によって異なる）。したが
って、基体の素材がガラスのように重い場合には基体を
中空とする。
【００１４】基体の素材は、紫外線に関して透明度の高
いことが必要で、ガラス、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ
樹脂、ポリアクリレ−ト樹脂、ポリカ−ボネート樹脂、
いわゆるエンプラ（ポリ４フッ化エチレン樹脂、ポリエ
−テルケトン樹脂）などを使用する。必要によっては、
ポリエステル樹脂にガラス繊維を混合して、熱変形温度
を上昇させた素材を使用する。
いことが必要で、ガラス、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ
樹脂、ポリアクリレ−ト樹脂、ポリカ−ボネート樹脂、
いわゆるエンプラ（ポリ４フッ化エチレン樹脂、ポリエ
−テルケトン樹脂）などを使用する。必要によっては、
ポリエステル樹脂にガラス繊維を混合して、熱変形温度
を上昇させた素材を使用する。
【００１５】光半導体は、ＴｉＯ2 、ＺｎＯ、ＳｒＴｉ
Ｏ3 、ＣｄＳ、ＣｄＯ、ＣａＰ、ＩｎＰ、Ｉｎ2 Ｏ3 、
ＣａＡｓ、ＢａＴｉＯ3 、Ｋ2 ＮｂＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、
Ｔａ2 Ｏ5 、ＷＯ3 ＳａＯ2 Ｂｉ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、Ｃｕ
2 Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2 、ＭｏＳ2 、ＭｏＳ3 、ＩｎＰ
ｂ、ＲｕＯ2 、ＣｅＯ2 等があり、酸化チタン（ＴｉＯ
2 ）が最も多く使用されている。
Ｏ3 、ＣｄＳ、ＣｄＯ、ＣａＰ、ＩｎＰ、Ｉｎ2 Ｏ3 、
ＣａＡｓ、ＢａＴｉＯ3 、Ｋ2 ＮｂＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、
Ｔａ2 Ｏ5 、ＷＯ3 ＳａＯ2 Ｂｉ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、Ｃｕ
2 Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2 、ＭｏＳ2 、ＭｏＳ3 、ＩｎＰ
ｂ、ＲｕＯ2 、ＣｅＯ2 等があり、酸化チタン（ＴｉＯ
2 ）が最も多く使用されている。
【００１６】酸化チタンは光触媒機能が優れ、また、安
定している。市販の酸化チタンは粉末状のものとゾル状
のものがあり、粉末では商品名「ＳＴ−０１」（石原産
業株式会社）があり、粒度０．０１〜０．００７μｍで
ある。ゾル状のものでは商品名「ＴＯゾル」（株式会社
田中転写）、商品名「ＳＴＳ−０１］（石原産業株式会
社）がある。
定している。市販の酸化チタンは粉末状のものとゾル状
のものがあり、粉末では商品名「ＳＴ−０１」（石原産
業株式会社）があり、粒度０．０１〜０．００７μｍで
ある。ゾル状のものでは商品名「ＴＯゾル」（株式会社
田中転写）、商品名「ＳＴＳ−０１］（石原産業株式会
社）がある。
【００１７】これらの光半導体が吸収する紫外線は波長
５０〜４００ｎｍで可視光線より少し短波長側である
が、光半導体には、吸収波長が可視光線を領域とするも
のもある。たとえば、ＳｉＣでは４１３ｎｍ、ＣｄＳで
は４９６ｎｍ、Ｆｅ2 Ｏ3 では５３９ｎｍである。
５０〜４００ｎｍで可視光線より少し短波長側である
が、光半導体には、吸収波長が可視光線を領域とするも
のもある。たとえば、ＳｉＣでは４１３ｎｍ、ＣｄＳで
は４９６ｎｍ、Ｆｅ2 Ｏ3 では５３９ｎｍである。
【００１８】なお、光半導体を励起する紫外線の波長は
前記光半導体の種類により異なり、異種のものを混合す
る組み合わせによって調整することができる。また、複
数の光半導体を混合加工したり、無機顔料や金属の添加
で、吸収波長領域を可視光線側にわたるものとした複合
化された光半導体があるので、紫外線供給源と共にそれ
ぞれの用途に基づいて光半導体を選択する。さらに、防
黴、殺菌などの機能補完用にＰｔ、Ａｇ、Ｒｈ、ＲｕＯ
2 、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、ＮｉＯなどを添加剤として用い
ることがある。
前記光半導体の種類により異なり、異種のものを混合す
る組み合わせによって調整することができる。また、複
数の光半導体を混合加工したり、無機顔料や金属の添加
で、吸収波長領域を可視光線側にわたるものとした複合
化された光半導体があるので、紫外線供給源と共にそれ
ぞれの用途に基づいて光半導体を選択する。さらに、防
黴、殺菌などの機能補完用にＰｔ、Ａｇ、Ｒｈ、ＲｕＯ
2 、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、ＮｉＯなどを添加剤として用い
ることがある。
【００１９】基体の表面に光半導体を固定して、光触媒
機能層とする手段は種々のものが公知となっている。一
般的には、基体の表面にゾル状態とした光半導体粒子を
ディピングやスプレ−でコーテイングの後、乾燥させ、
ついで１５０℃〜４００℃程度で焼き付けて固定する。
このようにして形成される光触媒機能層の形態は、光半
導体の粒子が直接に基体表面に固定されている状態のも
のや、基体の表面にまず、フリットなどの粒子やガラス
粒子などを付着固定させて基体の表面を微細な凹凸ない
し多孔性の積層構造とし、その表面に光半導体の粒子を
固定した構造など種々に構成することができる。
機能層とする手段は種々のものが公知となっている。一
般的には、基体の表面にゾル状態とした光半導体粒子を
ディピングやスプレ−でコーテイングの後、乾燥させ、
ついで１５０℃〜４００℃程度で焼き付けて固定する。
このようにして形成される光触媒機能層の形態は、光半
導体の粒子が直接に基体表面に固定されている状態のも
のや、基体の表面にまず、フリットなどの粒子やガラス
粒子などを付着固定させて基体の表面を微細な凹凸ない
し多孔性の積層構造とし、その表面に光半導体の粒子を
固定した構造など種々に構成することができる。
【００２０】基体がガラスやセラミック系の場合は比較
的高い温度での固定処理が可能であるが、ポリプロピレ
ン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリレ−ト樹脂、ポリカ−
ボネート樹脂など汎用樹脂の場合には、１００℃前後の
加熱で固定を行うことが好ましい。ポリ４フッ化エチレ
ン樹脂、ポリエ−テルケトン樹脂などエンプラの場合に
は、フッ素樹脂ポリマ−やシリコン樹脂ポリマーを結着
剤として用い、２００℃前後に加熱して固定することが
できる。
的高い温度での固定処理が可能であるが、ポリプロピレ
ン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリレ−ト樹脂、ポリカ−
ボネート樹脂など汎用樹脂の場合には、１００℃前後の
加熱で固定を行うことが好ましい。ポリ４フッ化エチレ
ン樹脂、ポリエ−テルケトン樹脂などエンプラの場合に
は、フッ素樹脂ポリマ−やシリコン樹脂ポリマーを結着
剤として用い、２００℃前後に加熱して固定することが
できる。
【００２１】なお、基体に有機高分子樹脂を使用する時
は、光触媒機能によって基体自らが分解されないよう
に、光触媒半導体を担持させる際に基体の表面にあらか
じめシリカゾルなどで樹脂の表面と光触媒機能層との間
をブロッキングしてから光半導体を担持する。
は、光触媒機能によって基体自らが分解されないよう
に、光触媒半導体を担持させる際に基体の表面にあらか
じめシリカゾルなどで樹脂の表面と光触媒機能層との間
をブロッキングしてから光半導体を担持する。
【００２２】蓄光型紫外線放射体は、高純度のアルミ
ナ、炭酸ストロンチウム、ユウロピウム、ジスプロシウ
ムなどの成分を含んだストロンチウムアルミネート（Ｓ
ｒＡｌ2 Ｏ4 ）を主成分とするもので、商品名「ルミノ
バ」（株式会社根本特殊化学）、商品名「キプラス」
（株式会社ネクスト・アイ）が市販されている。これら
の吸収スペクトルの最大点は３６０ｎｍにあり、蛍光ラ
ンプやキセノンランプによって十分に発光エネルギーを
与えることができる。通常、焼結体を粉砕した粒径２０
μm 〜５０μm の粉体であるが、粉砕前の今少し粒径が
大きな破砕状態のものでも利用できる。
ナ、炭酸ストロンチウム、ユウロピウム、ジスプロシウ
ムなどの成分を含んだストロンチウムアルミネート（Ｓ
ｒＡｌ2 Ｏ4 ）を主成分とするもので、商品名「ルミノ
バ」（株式会社根本特殊化学）、商品名「キプラス」
（株式会社ネクスト・アイ）が市販されている。これら
の吸収スペクトルの最大点は３６０ｎｍにあり、蛍光ラ
ンプやキセノンランプによって十分に発光エネルギーを
与えることができる。通常、焼結体を粉砕した粒径２０
μm 〜５０μm の粉体であるが、粉砕前の今少し粒径が
大きな破砕状態のものでも利用できる。
【００２３】なお、これら市販品のなかには、湿気を吸
収すると性能が大きく低下してしまうものがあるので、
流体と直接に接触しないようガラスやポリカ−ボネ−ト
など紫外線に関して透明な基体中に封入することが好ま
しい。
収すると性能が大きく低下してしまうものがあるので、
流体と直接に接触しないようガラスやポリカ−ボネ−ト
など紫外線に関して透明な基体中に封入することが好ま
しい。
【００２４】「ルミノバ」を例にとると、４〜５分の紫
外線照射で発光の強度は減衰するものの１０００分間に
わたって発光を持続する性能がある。出力波長のピーク
は４４０〜５３０ｎｍ付近にあるが、通常の光半導体を
励起する波長領域をも有する。自発型紫外線放射体は、
ラジュ−ムやプロメチウムの自然崩壊を利用しており、
現状ではこのような成分を含む岩石の精製粉末を固めた
ものを再度粉砕した破砕粒子を利用する。
外線照射で発光の強度は減衰するものの１０００分間に
わたって発光を持続する性能がある。出力波長のピーク
は４４０〜５３０ｎｍ付近にあるが、通常の光半導体を
励起する波長領域をも有する。自発型紫外線放射体は、
ラジュ−ムやプロメチウムの自然崩壊を利用しており、
現状ではこのような成分を含む岩石の精製粉末を固めた
ものを再度粉砕した破砕粒子を利用する。
【００２５】基体が、球状や紡錘形などの場合に、基体
の表面に形成する光触媒機能層には光触媒機能層のない
窓を設けることがある。窓は基体内部の蓄光型紫外線放
射体に外部から速やかに十分な紫外線を供給するための
ものであり、マスクをかけてスプレ−やディッピングを
行ない光触媒機能層をモザイク状に作ることで形成した
り、あるいは全体に光触媒機能層を作ってから、基体に
切欠きや溝を設けて窓を作ることもある。基体が短管状
の場合は、管の外面側にのみ光触媒機能層を形成し、貫
通孔を窓とし、そこから内面側に紫外線を供給する。
の表面に形成する光触媒機能層には光触媒機能層のない
窓を設けることがある。窓は基体内部の蓄光型紫外線放
射体に外部から速やかに十分な紫外線を供給するための
ものであり、マスクをかけてスプレ−やディッピングを
行ない光触媒機能層をモザイク状に作ることで形成した
り、あるいは全体に光触媒機能層を作ってから、基体に
切欠きや溝を設けて窓を作ることもある。基体が短管状
の場合は、管の外面側にのみ光触媒機能層を形成し、貫
通孔を窓とし、そこから内面側に紫外線を供給する。
【００２６】窓はまた、表面に光触媒機能層を備えた基
体部分Ａと内部に蓄光型紫外線放射体を有した基体部分
Ｂとを、基体部分Ａで基体部分Ｂの全部を覆わないよう
に合体して構成することがある。すなわち、紫外線は基
体部分Ｂの基体部分Ａで覆われていない個所を窓として
そこから内部に入り、基体部分Ｂの蓄光型紫外線放射体
に吸収される。
体部分Ａと内部に蓄光型紫外線放射体を有した基体部分
Ｂとを、基体部分Ａで基体部分Ｂの全部を覆わないよう
に合体して構成することがある。すなわち、紫外線は基
体部分Ｂの基体部分Ａで覆われていない個所を窓として
そこから内部に入り、基体部分Ｂの蓄光型紫外線放射体
に吸収される。
【００２７】このように形成された浄化用浮沈体は、汚
水浄化施設の浄化装置、上水施設の浄化装置、排気浄化
施設の浄化装置あるいはユニットバスのお湯循環経路に
配置された浄化装置に使用される。
水浄化施設の浄化装置、上水施設の浄化装置、排気浄化
施設の浄化装置あるいはユニットバスのお湯循環経路に
配置された浄化装置に使用される。
【００２８】浄化装置は、流体を収容した流体槽と、流
体槽に投入された前記の浄化用浮沈体、紫外線供給源お
よび還流装置を備えている。流体槽は流体を収容し浄化
用浮沈体とともに撹拌されるのに必要な容積を有し、内
部において流体と浮沈体が還流しやすい形態とする。紫
外線供給源は、通常、蛍光ランプやキセノンランプなど
の他発型紫外線放射体であるが、流体槽の上部に採光窓
を設けたり、反射板あるいは光導入のためのファイバー
束を用いて太陽光を槽内に導入する装置であっても良
い。蛍光ランプなどの場合には水密カバ−にいれて流体
槽中に配置するか槽上部の空間に配置する。
体槽に投入された前記の浄化用浮沈体、紫外線供給源お
よび還流装置を備えている。流体槽は流体を収容し浄化
用浮沈体とともに撹拌されるのに必要な容積を有し、内
部において流体と浮沈体が還流しやすい形態とする。紫
外線供給源は、通常、蛍光ランプやキセノンランプなど
の他発型紫外線放射体であるが、流体槽の上部に採光窓
を設けたり、反射板あるいは光導入のためのファイバー
束を用いて太陽光を槽内に導入する装置であっても良
い。蛍光ランプなどの場合には水密カバ−にいれて流体
槽中に配置するか槽上部の空間に配置する。
【００２９】流体槽中にはさらに、羽根車や螺旋スクリ
ュウ型の還流装置あるいはジェット式の還流装置が配置
される。還流装置は、槽内の流体と浮沈体を撹拌しつつ
循環させ、流体と浮沈体における光触媒機能層との接触
および光触媒機能層に対する紫外線の供給を促進するも
のである。
ュウ型の還流装置あるいはジェット式の還流装置が配置
される。還流装置は、槽内の流体と浮沈体を撹拌しつつ
循環させ、流体と浮沈体における光触媒機能層との接触
および光触媒機能層に対する紫外線の供給を促進するも
のである。
【００３０】紫外線供給源を流体槽の上部空間に配置す
るものでは、還流装置によって浄化用浮沈体を流体槽の
上部で流体の上面から持ち上げ、浮沈体の光触媒機能層
が紫外線供給源から直接に紫外線の照射を受ける構造と
する。この構造は、紫外線供給源を流体槽の流体中に配
置した場合に比較して、光触媒機能層が受ける紫外線の
強度が高く、光触媒機能をより強く発揮させることがで
きる。
るものでは、還流装置によって浄化用浮沈体を流体槽の
上部で流体の上面から持ち上げ、浮沈体の光触媒機能層
が紫外線供給源から直接に紫外線の照射を受ける構造と
する。この構造は、紫外線供給源を流体槽の流体中に配
置した場合に比較して、光触媒機能層が受ける紫外線の
強度が高く、光触媒機能をより強く発揮させることがで
きる。
【００３１】浄化用浮沈体は流体中を上下あるいは螺旋
状に流体と共に撹拌されながら移動するので、自転と公
転が交じり、流体中の有機化合物や細菌との接触機会が
格段に多くなる。また、立体である浮沈体の全表面を利
用するので、常時利用している光触媒機能層の面積が大
きく、酸化還元作用の絶対量が多い。
状に流体と共に撹拌されながら移動するので、自転と公
転が交じり、流体中の有機化合物や細菌との接触機会が
格段に多くなる。また、立体である浮沈体の全表面を利
用するので、常時利用している光触媒機能層の面積が大
きく、酸化還元作用の絶対量が多い。
【００３２】さらに、浮沈体は流体とともに還流するの
で紫外線供給源を定位置においても、紫外線をすべての
光触媒機能層に均一に、かつ、十分に供給することがで
き、酸化分解作用にむらが生じない。しかも、紫外線供
給源を流体中に置く必要がなくなるので、紫外線供給源
を流体から保護するための構成を簡易なものとできる。
浮沈体は流体槽内を還流する際に、相互に接触してその
表面を擦過するので、光触媒機能によって分解された後
も表面に付着している分解物が擦過によって除去され、
光触媒機能層の清掃が常時行われる。
で紫外線供給源を定位置においても、紫外線をすべての
光触媒機能層に均一に、かつ、十分に供給することがで
き、酸化分解作用にむらが生じない。しかも、紫外線供
給源を流体中に置く必要がなくなるので、紫外線供給源
を流体から保護するための構成を簡易なものとできる。
浮沈体は流体槽内を還流する際に、相互に接触してその
表面を擦過するので、光触媒機能によって分解された後
も表面に付着している分解物が擦過によって除去され、
光触媒機能層の清掃が常時行われる。
【００３３】さらに、紫外線供給源を流体槽の上部空間
に配置し、浮沈体が上層に移動してきたとき、還流装置
によって流体の上面から露出させるようにすると浮沈体
の光触媒機能層が紫外線供給源から直接に紫外線を受
け、光触媒機能が向上する。加えて、流体の上面から露
出した個所において、前記の擦過による光触媒機能層の
清掃をより強く行なわせることができる。
に配置し、浮沈体が上層に移動してきたとき、還流装置
によって流体の上面から露出させるようにすると浮沈体
の光触媒機能層が紫外線供給源から直接に紫外線を受
け、光触媒機能が向上する。加えて、流体の上面から露
出した個所において、前記の擦過による光触媒機能層の
清掃をより強く行なわせることができる。
【００３４】基体中に蓄光型紫外線放射体を有したもの
では、他発型紫外線放射体から紫外線を供給して行われ
る通常の浄化作用の間に蓄光型紫外線放射体も紫外線を
吸収して発光のためのエネルギーを蓄え、停電時や他発
型紫外線放射体の消灯後にその発光で基体表面の光触媒
機能層を励起し、光触媒機能を持続する。光触媒機能は
減退するが、次回に紫外線供給源が点灯されるまで持続
させることができる。蓄光型紫外線放射体によるこの機
能は、浮沈体が紫外線供給源（他発型紫外線放射体、採
光窓等）から離れた個所を移動するために紫外線を十分
に受けることができない時間帯に、紫外線を光触媒体に
補給して光触媒機能を持続させる。
では、他発型紫外線放射体から紫外線を供給して行われ
る通常の浄化作用の間に蓄光型紫外線放射体も紫外線を
吸収して発光のためのエネルギーを蓄え、停電時や他発
型紫外線放射体の消灯後にその発光で基体表面の光触媒
機能層を励起し、光触媒機能を持続する。光触媒機能は
減退するが、次回に紫外線供給源が点灯されるまで持続
させることができる。蓄光型紫外線放射体によるこの機
能は、浮沈体が紫外線供給源（他発型紫外線放射体、採
光窓等）から離れた個所を移動するために紫外線を十分
に受けることができない時間帯に、紫外線を光触媒体に
補給して光触媒機能を持続させる。
【００３５】この際、浮沈体の表面に光触媒機能層のな
い窓が形成されていると、紫外線が光触媒機能層によっ
て減衰することなく内部の蓄光型紫外線放射体に到達す
るので、蓄光型紫外線放射体に発光のためのエネルギー
を十分に与えることができる。基体中に自発型紫外線放
射体を有するものは、蓄光型紫外線放射体を有する場合
とほぼ同様の機能を発揮することの他に、基体の内部か
ら表面の光触媒機能層に常時紫外線を供給して他発型紫
外線放射体による光触媒機能層の励起を補助する。
い窓が形成されていると、紫外線が光触媒機能層によっ
て減衰することなく内部の蓄光型紫外線放射体に到達す
るので、蓄光型紫外線放射体に発光のためのエネルギー
を十分に与えることができる。基体中に自発型紫外線放
射体を有するものは、蓄光型紫外線放射体を有する場合
とほぼ同様の機能を発揮することの他に、基体の内部か
ら表面の光触媒機能層に常時紫外線を供給して他発型紫
外線放射体による光触媒機能層の励起を補助する。
【００３６】基体中に蓄光型紫外線放射体や自発型紫外
線放射体を有する構成としては、これらの放射体を基体
中に混入して成形したり、基体を中空としてその内部に
これらの放射体を気水密に封入する構成あるいは蓄光型
紫外線放射体の層を有するシート材を基体の内面に貼着
する等の手段がある。
線放射体を有する構成としては、これらの放射体を基体
中に混入して成形したり、基体を中空としてその内部に
これらの放射体を気水密に封入する構成あるいは蓄光型
紫外線放射体の層を有するシート材を基体の内面に貼着
する等の手段がある。
【００３７】基体に対する蓄光型紫外線放射体や自発型
紫外線放射体の混入は、直接混入の場合と樹脂の充填補
強材としてガラスビーズバルーンやエポキシ樹脂球にあ
らかじめ封入または混入した上で基体材料中に配分する
場合とがある。ビーズバルーンを利用すると基体の浮力
を調整することができる。蓄光型紫外線放射体の層を有
するシート材は、特開平７−１９９８４４号公報等に蛍
光発色する発光シートとして公知である。
紫外線放射体の混入は、直接混入の場合と樹脂の充填補
強材としてガラスビーズバルーンやエポキシ樹脂球にあ
らかじめ封入または混入した上で基体材料中に配分する
場合とがある。ビーズバルーンを利用すると基体の浮力
を調整することができる。蓄光型紫外線放射体の層を有
するシート材は、特開平７−１９９８４４号公報等に蛍
光発色する発光シートとして公知である。
【００３８】なお、基体に浮力をつける手段としては前
記バルーンを利用する他に、加圧、加熱すると発泡する
無機系の発泡剤やベンゼンスルホヒドラジン系やアゾン
トリル化合物系の有機発泡剤を利用することもできる。
記バルーンを利用する他に、加圧、加熱すると発泡する
無機系の発泡剤やベンゼンスルホヒドラジン系やアゾン
トリル化合物系の有機発泡剤を利用することもできる。
【００３９】有機高分子からなる基体中に蓄光型紫外線
放射体や自発型紫外線放射体を混入すると、基体の素材
が蓄光型紫外線放射体や自発型紫外線放射体が発する紫
外線の影響で変色や劣化を来すことがあるので、２−ヒ
ドロキシベンゾフェノン系やトリアゾール系等の紫外線
吸収材を添加して、基体表面の光触媒機能層を活性化す
るのに必要な波長領域以外の紫外線をカットする。
放射体や自発型紫外線放射体を混入すると、基体の素材
が蓄光型紫外線放射体や自発型紫外線放射体が発する紫
外線の影響で変色や劣化を来すことがあるので、２−ヒ
ドロキシベンゾフェノン系やトリアゾール系等の紫外線
吸収材を添加して、基体表面の光触媒機能層を活性化す
るのに必要な波長領域以外の紫外線をカットする。
【００４０】基体の材料に酸化防止材や帯電防止材を加
えると、光触媒機能によって分解された有機化合物の分
解付着物を浄化用浮沈体の表面から除去しやすくなる。
以上において、浄化用浮沈体は１個が単体のものを例示
したが、浄化用浮沈体としてはこのような単体を複数
個、例えばボール状に合体したものとしても使用でき
る。
えると、光触媒機能によって分解された有機化合物の分
解付着物を浄化用浮沈体の表面から除去しやすくなる。
以上において、浄化用浮沈体は１個が単体のものを例示
したが、浄化用浮沈体としてはこのような単体を複数
個、例えばボール状に合体したものとしても使用でき
る。
【００４１】さらに、浄化装置としては、光触媒機能を
有する浄化用浮沈体の他に蓄光型紫外線放射体や自発型
紫外線放射体を有する紫外線補給機能のみの紫外線補給
用浮沈体を作り、紫外線供給の補助用として流体槽内を
浄化用浮沈体とともに還流させることがある。この場
合、光触媒機能を有する浄化用浮沈体は、光触媒機能の
みを有するものであっても良い。紫外線補給用浮沈体も
浄化用浮沈体と共に流体槽内を還流し、また、相互に接
触して表面の清浄作用を行なう。
有する浄化用浮沈体の他に蓄光型紫外線放射体や自発型
紫外線放射体を有する紫外線補給機能のみの紫外線補給
用浮沈体を作り、紫外線供給の補助用として流体槽内を
浄化用浮沈体とともに還流させることがある。この場
合、光触媒機能を有する浄化用浮沈体は、光触媒機能の
みを有するものであっても良い。紫外線補給用浮沈体も
浄化用浮沈体と共に流体槽内を還流し、また、相互に接
触して表面の清浄作用を行なう。
【００４２】
【発明の実施の形態】図１は、汚水浄化タンク１を示
し、既存の処理槽２とその下流側に酸化還元槽３を備え
る。既存の処理槽２は沈澱と曝気を利用した固・液分離
を行なう個所で、従来と同様の構造を備える。酸化還元
槽３（流体槽）は、内部が相互に連通しながら複数に区
画され（図２）、それぞれに撹拌翼４（還流装置）を備
えるともに多数の浄化ボール５（浄化用浮沈体）を収納
し、上部空間に蛍光ランプ６（他発型紫外線放射体）を
備えている。
し、既存の処理槽２とその下流側に酸化還元槽３を備え
る。既存の処理槽２は沈澱と曝気を利用した固・液分離
を行なう個所で、従来と同様の構造を備える。酸化還元
槽３（流体槽）は、内部が相互に連通しながら複数に区
画され（図２）、それぞれに撹拌翼４（還流装置）を備
えるともに多数の浄化ボール５（浄化用浮沈体）を収納
し、上部空間に蛍光ランプ６（他発型紫外線放射体）を
備えている。
【００４３】符号７はリフトアップポンプ、符号８は蛍
光ランプ６の反射板（ステンレス製）、符号９はモータ
を示し、撹拌翼４（ステンレス製）を駆動する。符号１
０は放流管１１に設けた逆流防止弁である。
光ランプ６の反射板（ステンレス製）、符号９はモータ
を示し、撹拌翼４（ステンレス製）を駆動する。符号１
０は放流管１１に設けた逆流防止弁である。
【００４４】浄化ボール５（図６）は、直径５０ｍｍの
球体で、透明なポリカーボネート樹脂を基体１２とし、
貫通孔１３を備える。基体１２は表面に光半導体の粒子
が付着固定された光触媒機能層１４を有する。光触媒機
能層１４は貫通孔１３の内面には形成しない。浄化ボー
ル５の全体からすると、貫通孔１３の左右両端の開口
は、光触媒機能層１４が存在していない窓１５となる。
基体１２は、ポリカーボネート樹脂の素材粒子を加熱圧
縮して成形している。基体全体の比重は内部に閉じ込め
られた空気があることから１．１程度である。
球体で、透明なポリカーボネート樹脂を基体１２とし、
貫通孔１３を備える。基体１２は表面に光半導体の粒子
が付着固定された光触媒機能層１４を有する。光触媒機
能層１４は貫通孔１３の内面には形成しない。浄化ボー
ル５の全体からすると、貫通孔１３の左右両端の開口
は、光触媒機能層１４が存在していない窓１５となる。
基体１２は、ポリカーボネート樹脂の素材粒子を加熱圧
縮して成形している。基体全体の比重は内部に閉じ込め
られた空気があることから１．１程度である。
【００４５】光触媒機能層１４は、基体１２の表面にま
ず、シリカゾルをスプレーして乾燥、加熱した後、「Ｔ
Ｏゾル］（商品名）を貫通孔１３の内面に付着させない
よう注意してスプレーし、乾燥させる。ついで、１５０
℃に加熱して酸化チタン（光半導体）の粒子を基体表面
に固定して形成している。
ず、シリカゾルをスプレーして乾燥、加熱した後、「Ｔ
Ｏゾル］（商品名）を貫通孔１３の内面に付着させない
よう注意してスプレーし、乾燥させる。ついで、１５０
℃に加熱して酸化チタン（光半導体）の粒子を基体表面
に固定して形成している。
【００４６】既存タンク２からリフトアップポンプによ
って酸化還元タンク３に送り込まれた固・液分離ずみの
汚水は、撹拌翼４でタンク３の区画壁内を還流されなが
ら、浄化ボール５と接触する。還流の速度は０．０１〜
０．３ｍ／秒程度であるが、液体の移動と共に浄化ボー
ル５も相互に揉みあうような格好で、自転および公転し
ながら移動する。
って酸化還元タンク３に送り込まれた固・液分離ずみの
汚水は、撹拌翼４でタンク３の区画壁内を還流されなが
ら、浄化ボール５と接触する。還流の速度は０．０１〜
０．３ｍ／秒程度であるが、液体の移動と共に浄化ボー
ル５も相互に揉みあうような格好で、自転および公転し
ながら移動する。
【００４７】還流する浄化ボール５は酸化還元槽３の上
部に移動した時、液体の表面に浮かび表面を移動しなが
ら蛍光ランプ６から紫外線を受け、光触媒機能１４が強
く励起される。なお、蛍光ランプ６の紫外線は液面から
下方へも浸透するので浄化ボール５の光触媒機能層１４
は、浄化ボール５が液中を還流しているときにも励起さ
れる。
部に移動した時、液体の表面に浮かび表面を移動しなが
ら蛍光ランプ６から紫外線を受け、光触媒機能１４が強
く励起される。なお、蛍光ランプ６の紫外線は液面から
下方へも浸透するので浄化ボール５の光触媒機能層１４
は、浄化ボール５が液中を還流しているときにも励起さ
れる。
【００４８】浄化ボール５の光触媒機能層１４と接触し
た液中の有機化合物は酸化還元作用を受けて分解され、
また、細菌も死ぬので液体の浄化が行われる。一過性の
酸化還元作用による浄化の程度はわずかであるが、多数
の浄化ボール５を使用し還流を繰り返すので、大きな浄
化作用を得ることができる。
た液中の有機化合物は酸化還元作用を受けて分解され、
また、細菌も死ぬので液体の浄化が行われる。一過性の
酸化還元作用による浄化の程度はわずかであるが、多数
の浄化ボール５を使用し還流を繰り返すので、大きな浄
化作用を得ることができる。
【００４９】浄化ボール５は基体１２の内部に蓄光型紫
外線放射体または自発型紫外線放射体を有することがあ
る。蓄光型紫外線放射体や自発型紫外線放射体は内部に
蓄積したエネルギーや内部に発生するエネギーを消費し
て紫外線を放射し、基体１２表面の光触媒機能層を内側
からも励起する。
外線放射体または自発型紫外線放射体を有することがあ
る。蓄光型紫外線放射体や自発型紫外線放射体は内部に
蓄積したエネルギーや内部に発生するエネギーを消費し
て紫外線を放射し、基体１２表面の光触媒機能層を内側
からも励起する。
【００５０】基体１２の内部に蓄光型紫外線放射体を有
する場合には、貫通孔１３と窓１５が有効に働き、窓１
５から取り入れられた外部の紫外線が光触媒機能層１４
のない貫通孔内面から、基体内部の蓄光型紫外線放射体
に供給され、蓄光型紫外線放射体に発光エネルギーの蓄
積を十分に行なわせることができる。
する場合には、貫通孔１３と窓１５が有効に働き、窓１
５から取り入れられた外部の紫外線が光触媒機能層１４
のない貫通孔内面から、基体内部の蓄光型紫外線放射体
に供給され、蓄光型紫外線放射体に発光エネルギーの蓄
積を十分に行なわせることができる。
【００５１】酸化還元槽３の一つの区画で４〜５回の循
環を繰り返した流体は次の区画へ少しずつ溢流し、潜入
していき最終的に放流管１１から排出される。放流前に
排水ＰＨの調整やさらなる殺菌処理を行なうこともあ
る。酸化還元槽３の上部空間に配置した蛍光ランプ６な
どの紫外線供給源は交換が容易である。還流装置として
は、縦軸回転、横軸回転、揺動方式、さらには翼車の回
転限らず螺旋による送り、ピストン方式の送り等、種々
のものを採用できる。
環を繰り返した流体は次の区画へ少しずつ溢流し、潜入
していき最終的に放流管１１から排出される。放流前に
排水ＰＨの調整やさらなる殺菌処理を行なうこともあ
る。酸化還元槽３の上部空間に配置した蛍光ランプ６な
どの紫外線供給源は交換が容易である。還流装置として
は、縦軸回転、横軸回転、揺動方式、さらには翼車の回
転限らず螺旋による送り、ピストン方式の送り等、種々
のものを採用できる。
【００５２】図３は、第２の実施形態で、第１の実施形
態に対して酸化還元槽３の構造に特徴を有する。酸化還
元槽３は、長円形をした循環路を有する槽３の内部に循
環路に沿ってゆっくりと移動する撹拌翼４を有し、撹拌
翼４で槽３内に投入されている多数の浄化ボール５を掬
い上げるように回転する。槽３内における浄化ボール５
の密度は第１の実施形態の場合よりも高い。
態に対して酸化還元槽３の構造に特徴を有する。酸化還
元槽３は、長円形をした循環路を有する槽３の内部に循
環路に沿ってゆっくりと移動する撹拌翼４を有し、撹拌
翼４で槽３内に投入されている多数の浄化ボール５を掬
い上げるように回転する。槽３内における浄化ボール５
の密度は第１の実施形態の場合よりも高い。
【００５３】撹拌翼４はステンレス製で液体を掬い上げ
ないように網形あるいは多数の孔を有する。また、長円
形をした酸化還元槽３の内部上方は空間とされてこの部
分に蛍光ランプ６が、撹拌翼４ですくい上げられる浄化
ボール５の方向に向けて配置されている。
ないように網形あるいは多数の孔を有する。また、長円
形をした酸化還元槽３の内部上方は空間とされてこの部
分に蛍光ランプ６が、撹拌翼４ですくい上げられる浄化
ボール５の方向に向けて配置されている。
【００５４】この構成の撹拌翼４は槽３内の流体を循環
させるためというよりは、浄化ボール５を強制的に移動
させるためで、浄化ボール５の層ないし塊が撹拌翼４に
よって移動される時、その間を抜けて液体が移動する形
となり、光触媒機能層と液体中の有機化合物との接触機
会が非常に多くなる。
させるためというよりは、浄化ボール５を強制的に移動
させるためで、浄化ボール５の層ないし塊が撹拌翼４に
よって移動される時、その間を抜けて液体が移動する形
となり、光触媒機能層と液体中の有機化合物との接触機
会が非常に多くなる。
【００５５】さらに、撹拌翼４が槽３上部の空間を移動
するときは、浄化用ボール５の塊が空間に持ち上げら
れ、ついで、下方へ崩れ落ちるが、このときに相互の擦
り合いで光触媒層表面の分解付着物が除去され、また、
蛍光ランプ６から直接に（液体を通過せずに）紫外線を
照射される。したがって、光触媒機能層１４の酸化還元
作用が強化される。
するときは、浄化用ボール５の塊が空間に持ち上げら
れ、ついで、下方へ崩れ落ちるが、このときに相互の擦
り合いで光触媒層表面の分解付着物が除去され、また、
蛍光ランプ６から直接に（液体を通過せずに）紫外線を
照射される。したがって、光触媒機能層１４の酸化還元
作用が強化される。
【００５６】図４は、上水用の高架水槽１（流体槽）に
適用した第３の実施形態であり、内部に多数の浄化ボー
ル５（浮沈体）が投入されている。この例の場合、還流
装置は槽１の上部に配置された導入管４であり、開口端
が槽１の円筒形をした壁に沿うように配置されている。
なお、上水は槽１の下部に配置した放流管１１から排出
される。また、槽１の中央に蛍光ランプ６が筒状をした
気水密のカバー６´内に格納されて配置されている。蛍
光ランプ６は緑藻類の繁殖を抑制する意味から紫外線の
みを発するいわゆるブラックライトとすることもある。
適用した第３の実施形態であり、内部に多数の浄化ボー
ル５（浮沈体）が投入されている。この例の場合、還流
装置は槽１の上部に配置された導入管４であり、開口端
が槽１の円筒形をした壁に沿うように配置されている。
なお、上水は槽１の下部に配置した放流管１１から排出
される。また、槽１の中央に蛍光ランプ６が筒状をした
気水密のカバー６´内に格納されて配置されている。蛍
光ランプ６は緑藻類の繁殖を抑制する意味から紫外線の
みを発するいわゆるブラックライトとすることもある。
【００５７】高架水槽１内の上水レベルが低下すると、
周知の水補給機構が作動して導入管４から水が供給され
る。このとき、導入管４の開口端は水流が槽１の円筒形
をした壁に沿うように配置されているので、槽１内部に
は上方から下方へと循環する渦流が発生する。多数の浄
化ボール５は渦流にのって激しく自転しながら還流し、
その光触媒機能層１４が水中の有機化合物あるいは細菌
と接触し、酸化分解機能および殺菌の機能を発揮する。
周知の水補給機構が作動して導入管４から水が供給され
る。このとき、導入管４の開口端は水流が槽１の円筒形
をした壁に沿うように配置されているので、槽１内部に
は上方から下方へと循環する渦流が発生する。多数の浄
化ボール５は渦流にのって激しく自転しながら還流し、
その光触媒機能層１４が水中の有機化合物あるいは細菌
と接触し、酸化分解機能および殺菌の機能を発揮する。
【００５８】図７は、第４の実施形態を示し、浄化用浮
沈体５が短管状の小立体となっている。基体１２はポリ
プロピレン樹脂を成形し、外形２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ
であり、外面にのみ光触媒機能層１４を形成している。
貫通孔１３の両端は窓１５となっている。この構成は、
寸法が適当であれば、市販の樹脂ビーズをそのまま基体
に転用できる利点がある。
沈体５が短管状の小立体となっている。基体１２はポリ
プロピレン樹脂を成形し、外形２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ
であり、外面にのみ光触媒機能層１４を形成している。
貫通孔１３の両端は窓１５となっている。この構成は、
寸法が適当であれば、市販の樹脂ビーズをそのまま基体
に転用できる利点がある。
【００５９】図８は、浄化用浮沈体５に関するもので、
第５の実施形態を示している。基体１２は透明なＡＢＳ
樹脂で内部に蓄光型紫外線放射体を混入している。すな
わち、樹脂粉末と「ルミノバ」（商品名）および撹拌用
溶剤（トルエン）を重量比で１０：１０：４に混合し、
加熱して溶融したものを球体に成形している。そして、
球体の表面全体に光触媒機能層１４を形成し、ついで表
面から一部をえぐりとって、光触媒機能層１４のない窓
１５を形成している。窓１５から導入された外部の紫外
線は球体内部で拡散し、基体内部の蓄光型紫外線放射体
に発光エネギーを与える。この構成は、窓１５を任意の
個所に複数個作ることができ、表面の光触媒機能層１４
の面積との関係があるものの、外部の紫外線を効率良く
基体内部に取り込むことができる。
第５の実施形態を示している。基体１２は透明なＡＢＳ
樹脂で内部に蓄光型紫外線放射体を混入している。すな
わち、樹脂粉末と「ルミノバ」（商品名）および撹拌用
溶剤（トルエン）を重量比で１０：１０：４に混合し、
加熱して溶融したものを球体に成形している。そして、
球体の表面全体に光触媒機能層１４を形成し、ついで表
面から一部をえぐりとって、光触媒機能層１４のない窓
１５を形成している。窓１５から導入された外部の紫外
線は球体内部で拡散し、基体内部の蓄光型紫外線放射体
に発光エネギーを与える。この構成は、窓１５を任意の
個所に複数個作ることができ、表面の光触媒機能層１４
の面積との関係があるものの、外部の紫外線を効率良く
基体内部に取り込むことができる。
【００６０】図９は、第６の実施形態であり、前記第３
の場合と同様にして半球状の基体部分１２Ａ，１２Ｂを
作り、両者を接合して球体としたものである。一方の基
体部分１２Ｂには「ルミノバ」（商品名）を混入し、他
方の基体部分１２Ａには何も混入せずに透明の半球体と
し、外面（球面）に光触媒機能層１４を構成している。
基体部分１２Ｂに混入するものは自発型紫外線放射体で
あっても良く、あるいは両者を混合して混入しても良
い。
の場合と同様にして半球状の基体部分１２Ａ，１２Ｂを
作り、両者を接合して球体としたものである。一方の基
体部分１２Ｂには「ルミノバ」（商品名）を混入し、他
方の基体部分１２Ａには何も混入せずに透明の半球体と
し、外面（球面）に光触媒機能層１４を構成している。
基体部分１２Ｂに混入するものは自発型紫外線放射体で
あっても良く、あるいは両者を混合して混入しても良
い。
【００６１】この構成であると光触媒機能層１４を有し
ていない窓１５に相当する部分が大きく、基体部分１２
Ｂの蓄光型紫外線放射体は外部からの紫外線を吸収して
発光エネルギーを十分に蓄積できる。同時に、基体部分
１２Ａ表面の光触媒機能層１４が励起され、酸化還元作
用が行われる。停電時など外部からの紫外線が遮断され
ても、蓄光型紫外線放射体から比較的多量の紫外線が放
射され、酸化還元作用が持続する。
ていない窓１５に相当する部分が大きく、基体部分１２
Ｂの蓄光型紫外線放射体は外部からの紫外線を吸収して
発光エネルギーを十分に蓄積できる。同時に、基体部分
１２Ａ表面の光触媒機能層１４が励起され、酸化還元作
用が行われる。停電時など外部からの紫外線が遮断され
ても、蓄光型紫外線放射体から比較的多量の紫外線が放
射され、酸化還元作用が持続する。
【００６２】図１０は、第７の実施形態であり、素材お
よび製造方法ともに第４の実施形態の場合と同じである
が、表面に光触媒機能層１４を備えた基体部分Ａと内部
に蓄光型紫外線放射体または自発型紫外線放射体を有し
た基体部分Ｂとを共に偏平な円盤状に形成し、基体部分
Ｂを基体部分Ａで基体部分Ｂの全部を覆わないようにし
て接合し、合体してある。
よび製造方法ともに第４の実施形態の場合と同じである
が、表面に光触媒機能層１４を備えた基体部分Ａと内部
に蓄光型紫外線放射体または自発型紫外線放射体を有し
た基体部分Ｂとを共に偏平な円盤状に形成し、基体部分
Ｂを基体部分Ａで基体部分Ｂの全部を覆わないようにし
て接合し、合体してある。
【００６３】この構成は、全体の形状が偏平な小立体で
あり、流体ともに移動するときに自転の回数が多く、光
触媒機能層１４と流体中の有機化合物や細菌との接触機
会が多くなる。外部からの紫外線は、基体部分Ｂの露出
している外縁部分（窓）から基体部分Ｂの内部に入り、
蓄光型紫外線放射体に吸収される。
あり、流体ともに移動するときに自転の回数が多く、光
触媒機能層１４と流体中の有機化合物や細菌との接触機
会が多くなる。外部からの紫外線は、基体部分Ｂの露出
している外縁部分（窓）から基体部分Ｂの内部に入り、
蓄光型紫外線放射体に吸収される。
【００６４】図１１は、第８の実施形態であり、ポリプ
ロピレン樹脂を成形した基体１２の内部に浮力調整のた
めにガラスバルーン１６を混入しており、そのガラス素
材中に蓄光型紫外線放射体（「ルミノバ」使用）を混入
している。基体１２の外面（球面）には光触媒機能層１
４（「ＴＯゾル」使用）を窓１５を設けて形成してい
る。窓１５は、基体１２を「ＴＯゾル」（商標名）中に
ディッピングする際にマスキングを行なって形成する。
ロピレン樹脂を成形した基体１２の内部に浮力調整のた
めにガラスバルーン１６を混入しており、そのガラス素
材中に蓄光型紫外線放射体（「ルミノバ」使用）を混入
している。基体１２の外面（球面）には光触媒機能層１
４（「ＴＯゾル」使用）を窓１５を設けて形成してい
る。窓１５は、基体１２を「ＴＯゾル」（商標名）中に
ディッピングする際にマスキングを行なって形成する。
【００６５】図１２は、そのマスキングによる窓形成パ
ターンの他の例で、このように格子状に形成することも
ある。格子状は外部からの紫外線を基体内部へ均等に拡
散させ易い。
ターンの他の例で、このように格子状に形成することも
ある。格子状は外部からの紫外線を基体内部へ均等に拡
散させ易い。
【００６６】図１３は、第９の実施形態を示し、浄化用
浮沈体５の構造に関する。この浮沈体５では、ポリプロ
ピレン樹脂で直径５ｍｍの基体１２を準備し、この基体
１２の表面に光触媒機能層１４を形成した光触媒球１７
ａ、内部に蓄光型紫外線放射体を混入した蓄光球１７ｂ
および自発型紫外線放射体を混入した自発発光球１７ｃ
を作り、これら複数種の球１７（ａ〜ｃ）を混合して直
径５０ｍｍ程度のボールに集合させ、耐水性の接着剤を
もって、一体に結合してある。この構成であると、各種
の球１７（ａ〜ｃ）を別途に形成するので、光触媒機能
層１４の形成や蓄光型紫外線放射体あるいは自発型紫外
線放射体を基体内部に混入する際の温度条件等をそれぞ
れに他と関係なく定めることができるので、製造が比較
的簡単であり、また、それぞれの性能を損ねてしまうこ
とがない。
浮沈体５の構造に関する。この浮沈体５では、ポリプロ
ピレン樹脂で直径５ｍｍの基体１２を準備し、この基体
１２の表面に光触媒機能層１４を形成した光触媒球１７
ａ、内部に蓄光型紫外線放射体を混入した蓄光球１７ｂ
および自発型紫外線放射体を混入した自発発光球１７ｃ
を作り、これら複数種の球１７（ａ〜ｃ）を混合して直
径５０ｍｍ程度のボールに集合させ、耐水性の接着剤を
もって、一体に結合してある。この構成であると、各種
の球１７（ａ〜ｃ）を別途に形成するので、光触媒機能
層１４の形成や蓄光型紫外線放射体あるいは自発型紫外
線放射体を基体内部に混入する際の温度条件等をそれぞ
れに他と関係なく定めることができるので、製造が比較
的簡単であり、また、それぞれの性能を損ねてしまうこ
とがない。
【００６７】以上、汚水浄化タンク１の酸化還元槽３を
中心に説明したが、本願の技術的思想は河川・湖沼の水
浄化装置においても使用できるものである。流体として
液体を主に説明したが、流体が気体の場合もある。この
場合の浄化用浮沈体は、基体１２として内部を大きく空
洞にして見掛けの比重を小さくした、いわば風船のよう
な形態とする。流体槽に投入する浄化用浮沈体の大きさ
や形状あるいは基体の素材等は用途に応じて決定され
る。また、浄化用浮沈体は大きさの違うものを混在させ
て使用することもある。流体槽の内壁面にも光触媒層を
形成しておくと、流体に対する酸化還元量が増加する。
中心に説明したが、本願の技術的思想は河川・湖沼の水
浄化装置においても使用できるものである。流体として
液体を主に説明したが、流体が気体の場合もある。この
場合の浄化用浮沈体は、基体１２として内部を大きく空
洞にして見掛けの比重を小さくした、いわば風船のよう
な形態とする。流体槽に投入する浄化用浮沈体の大きさ
や形状あるいは基体の素材等は用途に応じて決定され
る。また、浄化用浮沈体は大きさの違うものを混在させ
て使用することもある。流体槽の内壁面にも光触媒層を
形成しておくと、流体に対する酸化還元量が増加する。
【００６８】
【発明の効果】小立体からなる浄化用浮沈体は、流体槽
内で自らが還流し、自転、公転するので、その表面の光
触媒機能層が流体中の有機化合物や細菌と接触する機会
が多く、酸化還元による有機物の分解作用や殺菌作用の
効率が良い。浄化用浮沈体の多くは流体の移動につれて
還流するので、浄化用浮沈体を移動させるのに格別な動
力を要しない。また、浮沈体どおしの接触によって、表
面に付着残留した分解物が擦りとられ、光触媒機能層が
常時清掃されるので浄化用浮沈体が早期に劣化してしま
うのを防止することができる。
内で自らが還流し、自転、公転するので、その表面の光
触媒機能層が流体中の有機化合物や細菌と接触する機会
が多く、酸化還元による有機物の分解作用や殺菌作用の
効率が良い。浄化用浮沈体の多くは流体の移動につれて
還流するので、浄化用浮沈体を移動させるのに格別な動
力を要しない。また、浮沈体どおしの接触によって、表
面に付着残留した分解物が擦りとられ、光触媒機能層が
常時清掃されるので浄化用浮沈体が早期に劣化してしま
うのを防止することができる。
【００６９】浄化用浮沈体は磨耗したり、相互の擦り合
いだけでは除き切れずに表面に分解物が堆積してきたり
するので、定期的に交換、または、全体を清掃する必要
がある。このような時に小立体の浄化用浮沈体は流体槽
内から掬いとるだけで回収できるから、保守、管理の作
業が簡単である。
いだけでは除き切れずに表面に分解物が堆積してきたり
するので、定期的に交換、または、全体を清掃する必要
がある。このような時に小立体の浄化用浮沈体は流体槽
内から掬いとるだけで回収できるから、保守、管理の作
業が簡単である。
【００７０】基体に蓄光型紫外線放射体や自発型紫外線
放射体を混入した浄化用浮沈体は、停電や他発型紫外線
放射体が消灯された後も、あるいは流体中で紫外線供給
源からの紫外線が届きにくい位置を移動中においても、
表面の光触媒機能層の活性が維持され、浄化作用が中断
しない。さらに、浄化用浮沈体において、蓄光型紫外線
放射体は、所定位置の紫外線供給源から照射される紫外
線を吸収し他の個所で放出するという紫外線搬送の機能
を発揮するので、紫外線供給源の配置に自由度が高い。
紫外線供給源として、導入方向や場所が制限されやすい
太陽光を利用する場合に便利である。このような浄化用
浮沈体に窓を設けたものでは、外部紫外線が光触媒機能
層に邪魔されることなく内部の蓄光型紫外線放射体に誘
導され、蓄光型紫外線放射体の発光強度を高め、光触媒
機能層の活性をより強く維持することができる。
放射体を混入した浄化用浮沈体は、停電や他発型紫外線
放射体が消灯された後も、あるいは流体中で紫外線供給
源からの紫外線が届きにくい位置を移動中においても、
表面の光触媒機能層の活性が維持され、浄化作用が中断
しない。さらに、浄化用浮沈体において、蓄光型紫外線
放射体は、所定位置の紫外線供給源から照射される紫外
線を吸収し他の個所で放出するという紫外線搬送の機能
を発揮するので、紫外線供給源の配置に自由度が高い。
紫外線供給源として、導入方向や場所が制限されやすい
太陽光を利用する場合に便利である。このような浄化用
浮沈体に窓を設けたものでは、外部紫外線が光触媒機能
層に邪魔されることなく内部の蓄光型紫外線放射体に誘
導され、蓄光型紫外線放射体の発光強度を高め、光触媒
機能層の活性をより強く維持することができる。
【図１】汚水浄化タンクを概略に平面視で示す図
【図２】汚水浄化タンクを概略に側面視で示す図
【図３】汚水浄化タンクを概略に側面視で示す図（第２
の実施形態）
の実施形態）
【図４】高架水槽を概略に平面視で示す図（第３の実施
形態）
形態）
【図５】高架水槽を概略に側面視で示す図
【図６】浄化用浮沈体の斜視図（イ）と概略で示す断面
図（ロ）
図（ロ）
【図７】浄化用浮沈体の斜視図（イ）と概略で示す断面
図（ロ）（第４の実施形態）
図（ロ）（第４の実施形態）
【図８】浄化用浮沈体の斜視図（イ）と概略で示す断面
図（ロ）（第５の実施形態）
図（ロ）（第５の実施形態）
【図９】浄化用浮沈体の斜視図（イ）と概略で示す断面
図（ロ）（第６の実施形態）
図（ロ）（第６の実施形態）
【図１０】浄化用浮沈体の斜視図（イ）と概略で示す断
面図（ロ）（第７の実施形態）
面図（ロ）（第７の実施形態）
【図１１】浄化用浮沈体の斜視図（イ）と概略で示す断
面図（ロ）（第８の実施形態）
面図（ロ）（第８の実施形態）
【図１２】浄化用浮沈体における光触媒機能層のパター
ンの一例を示す斜視図
ンの一例を示す斜視図
【図１３】浄化用浮沈体の斜視図（第９の実施形態）
１ 汚水浄化タンク ２ 既存の処理層 ３ 酸化還元槽 ４ 撹拌翼（還流装置） ５ 浄化ボール（浮沈体） ６ 蛍光ランプ ７ リフトアップポンプ ８ 反射板 ９ モータ １０ 逆流防止弁 １１ 放流管 １２ 基体 １２Ａ，１２Ｂ 基体部分 １３ 貫通孔 １４ 光触媒機能槽 １５ 窓 １６ ガラスバルーン １７ａ 光触媒球 １７ｂ 蓄光球 １７ｃ 自発発光球
Claims (10)
- 【請求項１】 流体中に投入される小立体であって、球
状、短管状、紡錘形などである基体の表面に光触媒機能
層を有することを特徴とした浄化用浮沈体。 - 【請求項２】 流体中に投入される小立体であって、球
状、短管状、紡錘形などである基体の表面に光触媒機能
層を有し、基体は紫外線に関して透明な素材とし内部に
蓄光型紫外線放射体または／および自発型紫外線放射体
を有していることを特徴とした浄化用浮沈体。 - 【請求項３】 流体中に投入される小立体であって、球
状、短管状、紡錘形などである基体の表面に光触媒機能
層を一部に光触媒機能層のない窓を設けて形成し、基体
は紫外線に関して透明な素材とし内部に蓄光型紫外線放
射体を有していることを特徴とした浄化用浮沈体。 - 【請求項４】 表面に光触媒機能層を備えた基体部分Ａ
と内部に蓄光型紫外線放射体または／および自発型紫外
線放射体を有した基体部分Ｂとを、基体部分の素材を紫
外線に関して透明な素材とし、基体部分Ａで基体部分Ｂ
の全部を覆わないようにして合体してあることを特徴と
した流体中に投入される小立体である浄化用浮沈体。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４に記載の浮沈体の一
種または複数種を集合させ、一体に結合してあることを
特徴とした浄化用浮沈体。 - 【請求項６】 浄化を必要とする流体を収容した流体槽
と流体槽に投入された請求項１〜請求項５のいずれか一
つに記載の浄化用浮沈体またはこれらを混合した浄化用
浮沈体を有し、流体槽は浮沈体に対する紫外線供給源を
備えるとともに、浄化用浮沈体を上下に還流させ、途中
で紫外線供給源からの紫外線に曝す還流装置を備えてい
ることを特徴とした浄化装置。 - 【請求項７】 浄化を必要とする流体を収容した流体槽
と、流体槽に投入された請求項１〜請求項５のいずれか
一つに記載の浄化用浮沈体またはこれらを混合した浄化
用浮沈体と、基体の内部に蓄光型紫外線放射体または／
および自発型紫外線放射体を有し紫外線補給機能のみを
備えた紫外線補給用浮沈体とを有し、流体槽は浮沈体に
対する紫外線供給源を備えるとともに、浄化用浮沈体と
紫外線補給用浮沈体とを上下に還流させ途中でこれらを
紫外線供給源の紫外線に曝す還流装置を備えていること
を特徴とした浄化装置。 - 【請求項８】 浄化を必要とする流体を収容した流体槽
と、流体槽に投入された小立体の浄化用浮沈体と、小立
体の紫外線補給用浮沈体とを備え、浄化用浮沈体は光触
媒機能のみを有し、紫外線補給用浮沈体は基体の内部に
蓄光型紫外線放射体または／および自発型紫外線放射体
を備えて紫外線補給機能のみを有し、流体槽は紫外線供
給源を備えるとともに、浄化用浮沈体と紫外線補給用浮
沈体とを上下に還流し途中でこれらを紫外線供給源から
の紫外線に曝す還流装置を備えていることを特徴とした
浄化装置。 - 【請求項９】 紫外線供給源を流体槽の上部空間に配置
し、還流装置は流体槽の上部で浄化用浮沈体または浄化
用浮沈体と紫外線補給用浮沈体を流体の上面から持ち上
げる構造としてあることを特徴とした請求項５または請
求項８に記載の浄化装置。 - 【請求項１０】 還流装置が流体のジェットを利用する
ものであることを特徴とした請求項５または請求項９に
記載の浄化装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13051796A JPH09290258A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 浄化用浮沈体と浄化装置 |
| US08/981,273 US20010008657A1 (en) | 1996-04-30 | 1997-04-28 | Sink-and-float body for purification and purificator |
| PCT/JP1997/001478 WO1997041069A1 (en) | 1996-04-30 | 1997-04-28 | Sink-and-float body for purification and purificator |
| KR1019970709267A KR19990022798A (ko) | 1996-04-30 | 1997-04-28 | 정화용부침체및정화장치 |
| EP97919721A EP0838432A4 (en) | 1996-04-30 | 1997-04-28 | Sink-and-float body for purification and purificator |
| CA002225912A CA2225912A1 (en) | 1996-04-30 | 1997-04-28 | Floating/sinking body for purification and purifying apparatus |
| TW86105735A TW445238B (en) | 1996-04-30 | 1997-04-30 | Sink-and-float body for purification and purifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13051796A JPH09290258A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 浄化用浮沈体と浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09290258A true JPH09290258A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=15036193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13051796A Pending JPH09290258A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 浄化用浮沈体と浄化装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010008657A1 (ja) |
| EP (1) | EP0838432A4 (ja) |
| JP (1) | JPH09290258A (ja) |
| KR (1) | KR19990022798A (ja) |
| CA (1) | CA2225912A1 (ja) |
| TW (1) | TW445238B (ja) |
| WO (1) | WO1997041069A1 (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000189802A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-11 | Imaseueru Kk | 浄化機能材料、およびそれを用いた廃液浄化装置 |
| JP2002096078A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-02 | Suirei:Kk | 触媒装置を装備した工業用の汚水、排水等原水の浄化装置と、浄化システム |
| JP2008149291A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd | 光触媒樹脂複合粒子及び製造方法 |
| WO2008136532A1 (ja) * | 2007-05-08 | 2008-11-13 | Masaru Akakura | 水槽内の水質改良方法とそのための水質改良器 |
| JP2010507476A (ja) * | 2006-10-25 | 2010-03-11 | ユー・ブイ・ピー・エス・エンバイロメンタル・ソリューションズ・リミテッド | 光触媒反応器 |
| WO2012017637A1 (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-09 | 国立大学法人信州大学 | 光反応器及びその製造方法 |
| JP2012115236A (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Ihi Corp | 蓄光照明体並びに培養装置及び方法 |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000077752A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Sony Corp | 光触媒励起装置 |
| WO2008156813A1 (en) | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Uvcleaning Systems, Inc. | Ultraviolet photoreactor for the purification of fluids |
| EP2195411B1 (de) * | 2007-09-25 | 2019-07-31 | Urs Inauen | Verfahren zur herstellung von biogas |
| FR2963572A1 (fr) * | 2010-08-05 | 2012-02-10 | Veolia Water Solutions & Tech | Dispositif de couverture d'un bassin de traitement ou de retention comprenant des elements libres flottants catalytiques |
| WO2012047670A2 (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Uvcleaning Systems, Inc. | Solar-activated photochemical fluid treatment |
| ES3026410T3 (en) * | 2021-09-21 | 2025-06-11 | Ignasi Clotet S L U | Floating device for treating gases emitted by wastewater, floating devices arrangement and corresponding gas treating method |
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