紫外線水處理方法及裝置的製作方法

2023-11-10 20:42:27 1

專利名稱：紫外線水處理方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有雜質除去功能的紫外線水處理方法及裝置。
技術背景作為對被處理水中的微生物進行高效滅活(不活化卞3)的技術，公 知的是紫外線處理。用於紫外線處理的紫外線發生源中有一個是低壓紫外線燈。該低壓紫外線燈的第一峰值波長為254nm，第二峰值波長為185nm。 254nm附近的波長對DNA的吸收率大，對微生物進行高效不活化。185nm 附近的波長，被水或氧吸收，生成氧化力大的羥基或臭氧，從而對微生物 或有機物進行氧化、分解。其中，作為使185nm附近的波長的利用效率提高的方法有被處理水的 富氧化的方法。所謂富氧化是指使被處理水的溶存氧濃度增加，由於從被 處理水中的氧生成的臭氧量增加，因此水處理能力提高。作為使被處理水中的溶存氧濃度增加的方法，有散氣管法和加壓溶解 法。在散氣管法中，在被處理水中注入空氣或者氧氣泡，使其在被處理水 中浮起。由此，使氧溶解在被處理水中，從而使被處理水的溶存氧濃度增 加。在加壓溶解法中，通過對注入了空氣或者氧的被處理水進行加壓，促 進氧的溶解，從而使被處理水的溶存氧濃度增加。此外，在將加壓的被處 理水減壓至大氣壓時，過剩地溶解的氣體在被處理水中生成為氣泡直徑 lOOiam以下的微細氣泡。作用於該微細氣泡的浮力小，內壓大，滯留時間 長。因此，在混入未實施加壓溶解的被處理水中時，相比於由散氣管法生 成的氣泡更高效率地溶解，從而使被處理水的溶存氧濃度增加。在加壓溶 解法中，利用加壓引起的溶解促進和微細氣泡的溶解，使被處理水的溶存氧濃度增加。由於作用於通過加壓溶解法生成的微細氣泡的浮力小，因此微細氣泡 伴隨於被處理水而流動。在微細氣泡混入紫外線處理槽時，因為紫外線被 遮擋，處理能力下降，所以在紫外線處理的前段實施加壓溶解處理的情況 下，需要除去微細氣泡。[專利文獻l]所述的水處理裝置是利用富氧化使水處理能力提高的裝 置，由富氧化槽、氣泡除去部和紫外線處理槽構成。在富氧化槽中注入氧 氣泡，對被處理水進行富氧化。為除去該氣泡，在紫外線處理槽的前段具 有脫氣膜或離心分離等氣泡除去部。氣泡除去機構之一如[專利文獻2]所述，有基於迴旋流的離心分離。在[專利文獻2]所述的裝置中，在外筒內設置內筒，通過在內筒內使藥劑 或氣泡等的混合液沿圓筒型的內筒的切線流入廢液，在槽內部產生迴旋 流，利用該迴旋流的離心力，使浮渣聚積在排出體內，與被處理水分離。另一方面，由於被處理水中的雜質遮擋紫外線，使處理效果降低，因 此優選將其除去。微細氣泡具有附著在被處理水中的雜質上而浮出水面的 性質。在雜質聚積在水面時除去容易，以利用微細氣泡進行的雜質除去為 目的的情況下的加壓、減壓過程稱為加壓浮出法。該加壓浮出法，例如在 [專利文獻3]所述。為了利用加壓浮出法等除去聚積在水面上的雜質， 一般使用浮渣(雜 質)撇渣器(scum skimmer)。例如，在雜質浮起的槽的水面上的一邊設 置具有中心角為90度左右的排出口的中空圓筒的導管。通常情況下作為 槽壁的一部分，排出口面向槽的外側。浮出水面的雜質隨著浮渣撇渣器方 向而流動，或者，在聚攏機作用下聚積在浮渣撇渣器附近。在此，通過使 浮渣撇渣器迴旋而使排出口面向雜質側，產生水位差，能夠排出雜質。作 為這樣的現有的技術，如在[專利文獻4]中有記載。專利文獻1:日本特開2001 —259621號公報專利文獻2:日本特開平7-185528號公報專利文獻3:日本特開平9—75916號公報專利文獻4:日本特開2001—347295號公報[專利文獻l]所述的方法，由於在紫外線處理槽的前段具有氣泡除去部，因此存在裝置構成複雜化，且裝置設置面積變大的問題。進而，不具 有除去被處理水的雜質的功能，在處理含有雜質的被處理水時，紫外線的 透過率下降，存在不能充分進行滅活的問題。在與微細氣泡除去相關的[專利文獻2]所述的圓筒型的槽中，在處理 流量增加時， 一般地由於槽的直徑變大，壁面附近的被處理水的迴旋方向 的流速變小，因此微細氣泡不會充分聚積在迴旋的中心附近，從而存在除 去效率下降的問題。此外，分離在廢液中混合了藥劑或氣泡等的混合液，沒有考慮利用通 過加壓溶解法生成的微細氣泡使被處理水中的溶存氧濃度增加。與[專利文獻3]、[專利文獻4]所述的雜質除去相關，在利用浮渣撇渣 器的方法中，還需要追加設置足以帶動雜質流動的流向浮渣撇渣器方向的 水流、或聚攏機。這樣存在裝置規格受到限制、或者維護作業增加的課題。此外，在[專利文獻3]中，雖然記載了將噴射器配置在浮出分離槽內的兩個部位以上的位置，但存在裝置大型化的問題。 發明內容本發明的目的在於提供一種紫外線水處理方法及裝置，其裝置構成簡 單，裝置設置面積小，紫外線不會被雜質遮擋，從而可以充分進行滅活。為了解決上述問題，本發明的紫外線水處理裝置具有將氣體加壓溶 解在被處理水中的加壓溶解部；從流入口流入通過加壓溶解而增加了溶存 氧濃度的被處理水的富氧化槽；從富氧化槽流出被處理水的流出口；通過 流出流路與該流出口連接、且對被處理水進行紫外線處理的紫外線處理 槽；在該富氧化槽內生成迴旋流的迴旋流生成部；利用由該迴旋流生成部 生成的迴旋流來分離被處理水和微細氣泡的氣液分離部；以及除去在該氣 液分離部與所述微細氣泡一起被分離的雜質的雜質除去部。此外，紫外線水處理方法，使利用將氣體加壓溶解在被處理水中的加 壓溶解部而使得溶存氧濃度增加了的被處理水從流入口生成迴旋流而流 入富氧化槽內，在氣液分離部利用生成的迴旋流分離被處理水和微細氣 泡，利用雜質除去部除去與所述微細氣泡一起被分離的雜質，將在氣液分 離部分離的被處理水經流路引導向紫外線處理槽，從而迸行紫外線處理。(發明效果)根據本發明，通過在富氧化槽中生成迴旋流，微細氣泡能夠從被處理 水中分離且除去，因此不需要另外設置氣泡除去部。其結果是裝置構成變 簡單，且裝置設置面積變小。此外，雜質附著在微細氣泡上，因此能夠一 起除去微細氣泡和雜質，從而紫外線不被雜質遮擋，可以充分進行滅活。


圖1是本發明的實施例1的紫外線水處理裝置的構成圖；圖2是圖1的箭頭A—A的剖面圖；圖3是本發明的實施例2的紫外線水處理裝置的構成圖；圖4是本發明的實施例3的富氧化槽的縱剖面圖；圖中l一送水泵；2 —流入流路；3 —富氧化槽；4 —流入口； 5 —流出口； 6 一紫外線處理槽；7 —流出流路；8 —加壓溶解部；9一支路流路；10 —氣 體注入部；ll一加壓溶解泵；12 —流體阻擋部；13 —氣液分離部；14一漏 鬥型取水口； 15 —排水口； 16 —除去流路；17、 22 —開閉閥；18、 23 —控 制部；19一保護管；20 —紫外線燈；21—雜質除去部。
具體實施方式
利用附圖對本發明的各實施例進行說明。 (實施例1)利用圖1、圖2對本發明的實施例1進行說明。圖1是紫外線水處理裝置的構成圖。具有送水泵1的流入流路2在富氧化槽3內的底部延長設置，在富氧 化槽3內形成有流入口 4。在富氧化槽3的上部設置流出口 5，流出口 5 和紫外線處理槽6的底部由流出流路7連接。從流入流路2分支而設置加壓溶解部8，加壓溶解部8由以下構成從流入流路2分支的支路流路9;在支路流路9上設置的氣體注入部10;在氣體注入部10的後段設置的、用於對注入的氣體進行加壓的加壓溶解 泵11;在加壓溶解泵11的後段設置的流體阻擋部12。流體阻擋部'12通過支路流路9與流入流路2連接。氣體注入部10由文丘裡管或者噴射器 構成，利用流動在文丘裡管或者噴射器中的被處理水注入空氣或者氧。在富氧化槽3內的上部安裝有兩端開放的管狀的氣液分離部13，氣液 分離部13的一部分浸入富氧化槽3內的被處理水中。在氣液分離部13的 內部配置有取水面向上的漏鬥型取水口 14。通過漏鬥型取水口 14、與漏 鬥型取水口 14的下部連接的除去流路16、在富氧化槽3的外部設置在除 去流路16上的開閉閥17、進行開閉閥17的開閉控制的控制部18、與開 閉閥17連接的排水口 15構成雜質除去部21。在紫外線處理槽6內，保護管19浸入被處理水中，在保護管19的內 部設有紫外線燈20。如圖2所示，流入流路2設置在從富氧化槽3的中心軸偏心的位置上， 該位置為氣液分離部13的外形的外側，並設置成使流入口 4位於圓筒型 的富氧化槽3的內側的側壁切線上。除去流路16在富氧化槽3的中心軸， 與漏鬥型取水口 14的下部連接，流出口 5設置在富氧化槽3上。被處理水向圖1及圖2箭頭所示的方向流動。被處理水在送水泵1的 作用下在流入流路2內被輸送，流入富氧化槽3。被處理水的一部分在支路流路9流動，在氣體注入部10注入空氣或 者氧，經過注入的氣體被加壓溶解泵11加壓而溶解在被處理水中。溶存 氧濃度增加的被處理水通過像孔或閥那樣具有縮流部的流體阻擋部12而 減壓，溶解的氣體的一部分作為微細氣泡析出。含有微細氣泡且被富氧化 了的被處理水與沒有被加壓溶解的被處理水合流，被送入富氧化槽3。合 流後的被處理水，與合流前的被加壓溶解的被處理水相比，溶存氧濃度下 降，但滯留時間長，內壓、表面積大的微細氣泡通過慢慢地浮出溶存氧濃 度下降了的被處理水中，從而被處理水整體被富氧化。從流入流路2流入富氧化槽3的被處理水，沿圓筒型的富氧化槽3的 內壁流動，被處理水的流入的能量被變換為迴旋能量，生成迴旋流。為了 方便，將生成該迴旋流的部分稱為迴旋流生成部。這樣，通過將送入富氧化槽3的被處理水的動能變換為迴旋能量，使 被處理水迴旋，由此，大的離心力作用於被處理水，與被處理水相比密度 極小的微細氣泡承受相對向迴旋的中心方向的力。其結果是微細氣泡一邊浮出一邊聚集在中心部，與向流出流路7流出的被處理水分離。被引導向氣液分離部13內部的微細氣泡到達氣液分離部13的水面從 而消失。其結果是在來自流出口 5的流出水中不伴有微細氣泡。被處理水從富氧化槽3的流出口 5通過流出流路7，流入紫外線處理 槽6。在本實施例中，在富氧化槽3的內部生成迴旋流，因為將微細氣泡 聚集在迴旋的中心部，與被處理水分離，所以微細氣泡被富氧化槽3除去， 不會伴隨被處理水而流入紫外線處理槽6。其結果是利用微細氣泡遮擋紫 外線的照射，能夠防止紫外線處理能力的下降。被處理水中的雜質由於附著在微細氣泡上，因此與微細氣泡一起浮 出，被導入向氣液分離部13的內部。微細氣泡在水面消失後，由於雜質 也在水面上停留且聚積，因此需要將其除去到富氧化槽3的外部。例如，在通過利用未圖示的照相機拍攝的畫像處理，判斷出一定量的 雜質聚積在氣液分離部13內的水面上時，利用控制部18打開開閉閥17。 在打開開閉閥17時，從漏鬥型取水口 14的底部排出被處理水，伴隨於此， 含有聚積的雜質的被處理水通過除去流路16，從排水口 15排出。在此， 通過取較大的漏鬥型取水口 14的取水口面積，可以將在氣液分離部13聚 積的雜質的大部分一次導入漏鬥型取水口 14。作為開閉閥17的控制方法，除此以外，還有利用根據被處理水的渾 濁度而決定的時間間隔來定期地打開闊的方法。在實施例1中，在雜質的 排出中使用了利用水位差的自然流出，但也可以在除去流路16上設置泵 來排出。通過使用在富氧化槽3的中心部設置的排出口，就不再需要上述 的浮渣撇渣器所必需的特定方向的流動或聚攏機。除去了微細氣泡和雜質的被處理水，從流出口 5在流出流路7內流動 而流入紫外線處理槽6。紫外線燈20為低壓水銀燈，燈和保護管19的材 質是合成石英玻璃。 一般地，石英玻璃使254nm的波長透過，254nm的紫 外線作用在被處理水上，對被處理水中的微生物進行滅活。另一方面， 185nm的波長的紫外線不能透過通常的石英玻璃，但只要是高純度的合成 石英玻璃則能夠透過。通過在燈和保護管19使用合成石英玻璃，可以使 185nm的波長的紫外線能夠作用在被處理水上，能夠對被處理水中的溶存 氧進行臭氧化。由於被處理水被富氧化，因此生成的臭氧量也增加。'生成的臭氧不僅能夠氧化並分解微生物，還能夠氧化並分解色度成分或臭味成 分。在實施例1的雜質除去部8中，由於漏鬥型取水口 14的取水面面向 上方，因此具有能夠容易地從氣液分離部13的上方進行清掃、維護的優點。(實施例2)利用圖3對本發明的實施例2進行說明。圖3是本實施例的紫外線水 處理裝置的構成圖。本實施例與實施例1相同地構成，但在本實施例中，漏鬥型取水口 14 的取水口向下，在通常運轉中，取水面與富氧化槽3內的水面相比位於高 位。此外，開閉閥22設置在流出流路7上，並設有進行開閉閥22的開度 控制的控制部23。與實施例1相同，雜質聚積在氣液分離部13的內部。在除去該雜質 的情況下，利用控制部23使開閉閥22的開度變小或全閉。通過該操作， 流向紫外線處理槽6的被處理水的流量下降，富氧化槽3的內部的水位上 升。伴隨水位的上升，雜質從漏鬥型取水口 14經由除去流路16向排水口 15排出。雜質排出後，在利用控制部23打開開閉閥22的開度時，富氧化 槽3的內部的水位下降，恢復為通常運行的狀態。開閉閥22的控制方法與實施例1相同，例如有以根據被處理水的渾 濁度而決定的時間間隔來定期地關閉閥的方法。在本實施例中，雖然雜質 的排出是利用水位差，但也可以在除去流路16上設置泵來進行排出。因 為在富氧化槽3的中央部設置有排出口，所以就不再需要現有的浮渣撇渣 器中所必需的規定特定方向的流動或聚攏機。在本實施例中，漏鬥型取水口 14的取水面向下設置，因此與實施例1 相比，清掃、維護的工作量增大，但被處理水充分地流入漏鬥型取水口 14， 因此能夠快速地使雜質向裝置的外部流出。此外，除去雜質時，因為沒有必要操作排水用的開閉閥，所以被處理 水充分地流入，所以能夠防止雜質的一部分附著在漏鬥型取水口 14或除 去流路16上，能夠提高雜質除去性能。(實施例3) —利用圖4對本發明的實施例3進行說明。圖4是表示具有迴旋流增幅部24的富氧化槽3的縱剖面圖。本實施例與實施例l相同地構成，但在本實施例中，富氧化槽3的形 狀不是圓筒形，下部由剖面面積大的圓筒形成，朝向被處理水流動的上方 形成剖面面積變小的流路剖面縮小部24，進而上部由剖面面積小的圓筒形 成。氣液分離部13設置在剖面面積小的圓筒內，流入口 4、流出口 5設置 在與實施例l相同的位置上。利用從流入口 4流入而生成的迴旋流的離心力，密度大的被處理水向 外側移動，密度小的由加壓溶解生成的微細氣泡向迴旋流的中心附近移 動。由於此時的離心力與迴旋速度的平方成正比，所以在富氧化槽3的剖 面面積大時，迴旋速度變小，離心力也變小。其結果是微細氣泡的一部分 流入紫外線處理槽6，從而遮擋紫外線。在本實施例中，因為設置了流路剖面縮小部24,所以相對於流動方向 剖面面積收縮從而迴旋速度變大，能夠將微細氣泡聚積在中心部附近。由 此，也可以應對在現有的圓筒型的微細氣泡除去部中不能應對的大處理流
權利要求
1.一種紫外線水處理裝置，其具有將氣體加壓溶解在被處理水中的加壓溶解部；從流入口流入通過該加壓溶解部的加壓溶解而增加了溶存氧濃度的被處理水的富氧化槽；從該富氧化槽流出被處理水的流出口；通過流出流路與該流出口連接、且對被處理水進行紫外線處理的紫外線處理槽；在該富氧化槽內生成迴旋流的迴旋流生成部；利用由該迴旋流生成部生成的迴旋流來分離被處理水和微細氣泡的氣液分離部；以及除去在該氣液分離部與所述微細氣泡一起被分離的雜質的雜質除去部。
2. —種紫外線水處理方法，其中，使利用將氣體加壓溶解在被處理水中的加壓溶解部而使得溶存氧濃 度增加了的被處理水從流入口生成迴旋流而流入富氧化槽內，在氣液分離 部利用生成的迴旋流分離被處理水和微細氣泡，利用雜質除去部除去與所 述微細氣泡一起被分離的雜質，將在氣液分離部分離的被處理水經流路引 導向紫外線處理槽，進行紫外線處理。
3. 如權利要求l所述的紫外線水處理裝置，其中， 所述紫外線處理槽具有200nm以下的波長的紫外線燈。
4. 如權利要求1或3所述的紫外線水處理裝置，其中， 所述加壓溶解部具有氣體注入部、對由該氣體注入部注入的氣體進行加壓溶解的泵、流體阻擋部。
5. 如權利要求l、 3、 4中任一項所述的紫外線水處理裝置，其中， 所述氣液分離部由浸入所述富氧化槽的處理水中的兩端開放的管形成。
6. 如權利要求1、 3、 4、 5中任一項所述的紫外線水處理裝置，其中， 所述雜質除去部具有在所述氣液分離部內設置的取水口、在所述富氧化槽外設置的排水口、連通所述取水口和該排水口的除去流路。
7. 如權利要求6所述的紫外線水處理裝置，其中， 所述取水口為漏鬥形狀的漏鬥型取水口。
8. 如權利要求6所述的紫外線水處理裝置，其中， 在所述除去流路上設置開閉閥，並具有對該開閉閥進行開閉控制的控制部。
9. 如權利要求l、 3、 4中任一項所述的紫外線水處理裝置，其中， 所述雜質除去部由在所述流出流路上設置的開閉閥和對該開閉閥進行開閉控制的控制部構成。
10. 如權利要求l、 3至9中任一項所述的紫外線水處理裝置，其中， 所述富氧化槽由剖面面積大的第一部分、朝向被處理水的流動方向剖面面積變小的流路剖面縮小部、與該流路剖面縮小部連接且剖面面積小的 第二部分形成。
全文摘要
本發明提供一種紫外線水處理方法及裝置，其裝置構成簡單，且裝置設置面積小，紫外線不被雜質遮擋，從而可以進行充分的滅活。其具有將氣體加壓溶解在被處理水中的加壓溶解部(8)；從流入口(4)流入通過加壓溶解而增加了溶存氧濃度的被處理水的富氧化槽(3)；從富氧化槽(3)流出被處理水的流出口(5)；通過流出流路(7)與該流出口(5)連接、且對被處理水進行紫外線處理的紫外線處理槽(6)；在富氧化槽(3)內利用由迴旋流生成部生成迴旋流來分離被處理水和微細氣泡的氣液分離部(13)；以及除去在氣液分離部(13)與所述微細氣泡一起被分離的雜質的雜質除去部(21)。
文檔編號C02F1/32GK101314488SQ20081009997
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月29日 優先權日2007年5月30日
發明者原直樹, 圓佛伊智朗, 山野井一郎, 日高政隆, 陰山晃治, 隅倉岬 申請人:株式會社日立製作所