JP2009000639A - Purification unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海水、陸水、純水等の、被処理液を、清浄化するための、浄化処理ユニットに関するものである。 The present invention relates to a purification processing unit for cleaning a liquid to be processed such as seawater, land water, pure water and the like.
従来、光触媒能を有するチタン酸化物を用いて被処理液を清浄化する方法としては、例えば、次の方法が知られていた。
(1)被処理液に、チタン酸化物の粒子を懸濁して紫外線を照射する、方法。
(2)基板上にチタン酸化物を担持させ、基板上に被処理液を流しながら、基板に向けて紫外線を照射する、方法。
(3)基板上にチタン酸化物を担持させ、その基板を、バッフル板としてUV管に直交させて配置し、基板上に被処理液を流しながら、基板に向けて紫外線を照射する、方法。
(1) A method in which titanium oxide particles are suspended in a liquid to be treated and irradiated with ultraviolet rays.
(2) A method in which titanium oxide is supported on a substrate, and ultraviolet rays are irradiated toward the substrate while flowing a liquid to be processed on the substrate.
(3) A method in which titanium oxide is supported on a substrate, the substrate is disposed as a baffle plate orthogonal to a UV tube, and ultraviolet rays are irradiated toward the substrate while flowing a liquid to be processed on the substrate.
ところで、被処理液の清浄化効果を向上させるためには、チタン酸化物に対する被処理液の接触効率を向上させることが重要である。しかしながら、従来の上記方法では、接触効率の向上に限界があった。 By the way, in order to improve the cleaning effect of the liquid to be processed, it is important to improve the contact efficiency of the liquid to be processed with respect to titanium oxide. However, the conventional method has a limit in improving the contact efficiency.
本発明は、チタン酸化物に対する被処理液の接触効率をより一層向上させることできる、浄化処理ユニットを、提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a purification treatment unit that can further improve the contact efficiency of a liquid to be treated with respect to titanium oxide.
本願の第1発明は、光触媒能を有するチタン酸化物に、被処理液を接触させながら紫外線を照射することによって、被処理液を清浄化する、浄化処理ユニットにおいて、外管とUVランプ管とを備えており、UVランプ管が、外管内面との間に間隔を開けて、外管内に挿入されており、外管内面とUVランプ管との間の上記間隔が、被処理液を流通可能とするよう、構成されており、外管が、金属製のコルゲート管部を有しており、コルゲート管部の内面が、上記チタン酸化物によって被覆されていることを特徴としている。 The first invention of the present application is a purification treatment unit for purifying a liquid to be treated by irradiating titanium oxide having photocatalytic activity with ultraviolet rays while bringing the liquid to be treated into contact. The UV lamp tube is inserted into the outer tube with an interval between the inner surface of the outer tube and the interval between the inner surface of the outer tube and the UV lamp tube circulates the liquid to be processed. The outer tube has a metal corrugated tube portion, and the inner surface of the corrugated tube portion is covered with the titanium oxide.
本願の第2発明は、光触媒能を有するチタン酸化物に、被処理液を接触させながら紫外線を照射することによって、被処理液を清浄化する、浄化処理ユニットにおいて、外管と管状金属部材とUVランプ管とを備えており、管状金属部材の管壁が、網状構造を有しており、管状金属部材が、外管内面との間に間隔を開けて、外管内に挿入されており、UVランプ管が、管状金属部材内面との間に間隔を開けて、管状金属部材内に挿入されており、UVランプ管と管状金属部材内面との間の上記間隔と、外管内面と管状金属部材との間の上記間隔とが、管状金属部材の管壁を介して連通し、且つ、被処理液を流通可能とするよう、構成されており、外管が、金属製のコルゲート管部を有しており、コルゲート管部の内面が、上記チタン酸化物によって被覆されており、管状金属部材の管壁が、上記チタン酸化物によって被覆されていることを特徴としている。 A second invention of the present application is a purification processing unit for purifying a liquid to be treated by irradiating a titanium oxide having a photocatalytic ability with ultraviolet rays while contacting the liquid to be treated. A tube wall of the tubular metal member has a net-like structure, and the tubular metal member is inserted into the outer tube with a space between the inner surface of the outer tube, The UV lamp tube is inserted into the tubular metal member with a space between the inner surface of the tubular metal member, the space between the UV lamp tube and the inner surface of the tubular metal member, the inner surface of the outer tube and the tubular metal member. The above-mentioned interval between the members communicates via the tube wall of the tubular metal member and allows the liquid to be treated to flow, and the outer tube is made of a metal corrugated tube part. And the inner surface of the corrugated tube part is made of the titanium oxide. Is covered I, the tube wall of the tubular metal member is characterized by being covered by the titanium oxide.
本願の第3発明は、光触媒能を有するチタン酸化物に、被処理液を接触させながら紫外線を照射することによって、被処理液を清浄化する、浄化処理ユニットにおいて、外管とポーラス管とUVランプ管とを備えており、ポーラス管の管壁が、ポーラス構造を有しており、ポーラス管が、外管内面との間に間隔を開けて、外管内に挿入されており、UVランプ管が、ポーラス管との間に間隔を開けて、ポーラス管内に挿入されており、ポーラス管の内面が、上記チタン酸化物によって被覆されており、UVランプ管とポーラス管内面との間の上記間隔と、外管内面とポーラス管との間の上記間隔とが、ポーラス管の管壁を介して連通し、且つ、外管側からUVランプ管側へ向かってのみ被処理液を流通可能とするよう、構成されていることを特徴としている。 A third invention of the present application is a purification processing unit for purifying a liquid to be treated by irradiating a titanium oxide having a photocatalytic activity with ultraviolet rays while bringing the liquid to be treated into contact with the outer tube, the porous tube, and the UV. A lamp tube, the tube wall of the porous tube has a porous structure, and the porous tube is inserted into the outer tube at a distance from the inner surface of the outer tube. Is inserted into the porous tube with a gap between the porous tube, the inner surface of the porous tube is covered with the titanium oxide, and the gap between the UV lamp tube and the inner surface of the porous tube is And the above-mentioned distance between the inner surface of the outer tube and the porous tube communicates via the tube wall of the porous tube, and allows the liquid to be treated to flow only from the outer tube side toward the UV lamp tube side. To be configured as It is a symptom.
なお、上記第1発明は、以下の具体的構成(i)、(ii)、(iii)、(vi)、(vii)、(viii)、及び(ix)の内の1つ以上を採用するのが好ましく、上記第2発明は、以下の具体的構成(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(vi)、(vii)、(viii)、及び(ix)の内の1つ以上を採用するのが好ましく、上記第3発明は、以下の具体的構成(v)、(vi)、(vii)、(viii)、及び(ix)の内の1つ以上を採用するのが好ましい。 The first invention employs one or more of the following specific configurations (i), (ii), (iii), (vi), (vii), (viii), and (ix). Preferably, the second invention includes the following specific configurations (i), (ii), (iii), (iv), (vi), (vii), (viii), and (ix) It is preferable to employ one or more, and the third invention employs one or more of the following specific configurations (v), (vi), (vii), (viii), and (ix). Is preferred.
(i)上記コルゲート管部が、管軸に直交した円周方向に延びた、凸部及び凹部を、交互に形成してなる、波型管である。 (I) A corrugated tube in which the corrugated tube portion is formed by alternately forming convex portions and concave portions extending in a circumferential direction perpendicular to the tube axis.
(ii)上記コルゲート管部が、管軸に対して螺旋状に延びた、凸部及び凹部を、交互に形成してなる、螺旋管である。 (Ii) The corrugated tube portion is a helical tube formed by alternately forming convex portions and concave portions extending spirally with respect to the tube axis.
(iii)上記コルゲート管部が、チタンでできている。 (Iii) The corrugated tube portion is made of titanium.
(iv)管状金属部材が、チタンでできている。 (Iv) The tubular metal member is made of titanium.
(v)ポーラス管が、チタンでできている。 (V) The porous tube is made of titanium.
(vi)上記チタン酸化物が、陽極酸化法によって生成された後に熱処理されて形成されている。 (Vi) The titanium oxide is formed by heat treatment after being produced by an anodic oxidation method.
(vii)上記チタン酸化物が、化学蒸着法によって生成された後に熱処理されて形成されている。 (Vii) The titanium oxide is formed by chemical vapor deposition and then heat-treated.
(viii)上記チタン酸化物が、Pt、Al2O3、又は、SiO2によって修飾されている。 (Viii) the titanium oxide, Pt, Al 2 O 3, or it has been modified by SiO 2.
(ix)被処理液を加熱するための加熱装置を、更に備えている。 (Ix) A heating device for heating the liquid to be treated is further provided.
本願の第4発明は、上述した浄化処理ユニットから任意に選択された浄化処理ユニットが、被処理液が直列的に流れる状態で、複数個連結されていることを特徴とする浄化処理装置である。 A fourth invention of the present application is a purification processing apparatus, wherein a plurality of purification processing units arbitrarily selected from the above-described purification processing units are connected in a state where the liquid to be processed flows in series. .
本願の第5発明は、上述した浄化処理ユニットから任意に選択された浄化処理ユニットが、被処理液が並列的に流れる状態で、複数個連結されていることを特徴とする浄化処理装置である。 A fifth invention of the present application is a purification processing apparatus characterized in that a plurality of purification processing units arbitrarily selected from the above-described purification processing units are connected in a state in which liquids to be processed flow in parallel. .
本願の第1発明によれば、被処理液がコルゲート管部の内面に衝突することによって、乱流となるので、被処理液を強制的にコルゲート管部の内面に接触させることができるとともに、コルゲート管部の内面のチタン酸化物の被膜表面の拡散境膜を除去できる。したがって、チタン酸化物に対する被処理液の接触効率を向上でき、よって、被処理液を効率的に清浄化できる。 According to the first invention of the present application, since the liquid to be processed collides with the inner surface of the corrugated pipe part, it becomes a turbulent flow, so that the liquid to be processed can be forcibly brought into contact with the inner surface of the corrugated pipe part, The diffusion film on the surface of the titanium oxide film on the inner surface of the corrugated tube portion can be removed. Therefore, the contact efficiency of the liquid to be processed with respect to the titanium oxide can be improved, and thus the liquid to be processed can be efficiently cleaned.
本願の第2発明によれば、上記第1発明と同様に、被処理液を効率的に清浄化できる。 According to the second invention of the present application, similarly to the first invention, the liquid to be treated can be efficiently cleaned.
しかも、被処理液が管状金属部材の管壁のチタン酸化物にも接触して流れるので、被処理液を、上記第1発明よりも、より清浄化できる。 Moreover, since the liquid to be treated flows in contact with the titanium oxide on the tube wall of the tubular metal member, the liquid to be treated can be further purified than the first invention.
本願の第3発明によれば、被処理液がポーラス管の管壁を突き抜ける時に、乱流となるので、被処理液を強制的にポーラス管の管壁に接触させることができるとともに、ポーラス管の内面のチタン酸化物の被膜表面の拡散境膜を除去できる。したがって、チタン酸化物に対する被処理液の接触効率を向上でき、よって、被処理液を効率的に清浄化できる。 According to the third invention of the present application, since the liquid to be processed becomes turbulent when it penetrates the tube wall of the porous tube, the liquid to be processed can be forcibly brought into contact with the tube wall of the porous tube. It is possible to remove the diffusion boundary film on the surface of the titanium oxide film on the inner surface. Therefore, the contact efficiency of the liquid to be processed with respect to the titanium oxide can be improved, and thus the liquid to be processed can be efficiently cleaned.
しかも、被処理液が、外管内面とポーラス管との間の間隔から、ポーラス管の管壁を突き抜けて、ポーラス管内面とUVランプ管との間の間隔に至る際に、ポーラス管の管壁によって濾過されるので、被処理液から異物などを濾取できる。したがって、この点からも、被処理液を清浄化できる。 In addition, when the liquid to be processed penetrates the tube wall of the porous tube from the interval between the inner surface of the outer tube and the porous tube and reaches the interval between the inner surface of the porous tube and the UV lamp tube, the tube of the porous tube Since it is filtered by the wall, foreign substances and the like can be filtered from the liquid to be treated. Therefore, the liquid to be treated can be cleaned also from this point.
上記構成(i)によれば、上記第1発明及び第2発明の効果を確実に発揮できる。 According to said structure (i), the effect of the said 1st invention and 2nd invention can be exhibited reliably.
上記構成(ii)によれば、被処理液が、乱流となるだけでなく、螺旋流にもなるので、上記第1発明及び第2発明の効果をより確実に発揮できる。 According to the configuration (ii), since the liquid to be treated becomes not only a turbulent flow but also a spiral flow, the effects of the first invention and the second invention can be more reliably exhibited.
上記構成(iii)によれば、コルゲート管部の内面に、チタン酸化物からなる被膜を、安定して形成できる。 According to the configuration (iii), the coating film made of titanium oxide can be stably formed on the inner surface of the corrugated tube portion.
上記構成(iv)によれば、管状金属部材に、チタン酸化物からなる被膜を、安定して形成できる。 According to the configuration (iv), the coating made of titanium oxide can be stably formed on the tubular metal member.
上記構成(v)によれば、ポーラス管の内面に、チタン酸化物からなる被膜を、安定して形成できる。 According to the configuration (v), the coating film made of titanium oxide can be stably formed on the inner surface of the porous tube.
上記構成(vi)によれば、チタン酸化物からなる被膜を、被処理液の流れによって剥がれることがないように、形成できる。特に、コルゲート管部、管状金属部材、又はポーラス管がチタンでできている場合には、チタン酸化物からなる被膜を、大きな密着力を介在させて、形成できる。 According to the configuration (vi), the film made of titanium oxide can be formed so as not to be peeled off by the flow of the liquid to be processed. In particular, when the corrugated tube portion, the tubular metal member, or the porous tube is made of titanium, a coating made of titanium oxide can be formed with a large adhesive force interposed.
上記構成(vii)によれば、チタン酸化物からなる被膜を、被処理液の流れによって剥がれることがないように、形成できる。 According to the said structure (vii), the film which consists of titanium oxide can be formed so that it may not be peeled with the flow of a to-be-processed liquid.
上記構成(viii)によれば、チタン酸化物の光触媒能を向上できる。 According to the said structure (viii), the photocatalytic capability of a titanium oxide can be improved.
上記構成(ix)によれば、チタン酸化物の触媒反応を活性化でき、それにより、被処理液をより効率的に清浄化できる。 According to the said structure (ix), the catalytic reaction of a titanium oxide can be activated and, thereby, a to-be-processed liquid can be cleaned more efficiently.
本願の第4発明によれば、被処理液を顕著に効果的に清浄化できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the liquid to be processed can be remarkably effectively cleaned.
本願の第5発明によれば、被処理液を大量に清浄化できる。しかも、ある浄化処理ユニットに発生したトラブルを、他の浄化処理ユニットを停止させることなく、処置できる。したがって、浄水装置の安定操業を確保できる。 According to the fifth invention of the present application, a large amount of liquid to be processed can be cleaned. Moreover, troubles occurring in a certain purification processing unit can be treated without stopping other purification processing units. Therefore, stable operation of the water purifier can be ensured.
以下、本発明の浄化処理ユニットの実施形態を、図面を参照して、説明する。 Hereinafter, embodiments of the purification processing unit of the present invention will be described with reference to the drawings.
[浄化処理ユニット]
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態の浄化処理ユニットを示す正面図、図2は図1の部分縦断面図である。浄化処理ユニット1は、外管2とUVランプ管3とを備えており、両管2、3は縦方向に設けられている。UVランプ管3は、円筒状の保護管31と、保護管31内に挿入されたランプ本体32と、からなっている。保護管31は、外管2の内面との間に間隔10を開けて、外管2内に上方から挿入されており、固定部材4A、4Bによって外管2の下端及び上端に固定されている。ここでは、外管2の管軸2XとUVランプ管3の管軸3Xとが、一致している。すなわち、外管2とUVランプ管3とは、平面視同心円に配置されている。ランプ本体32は、図2に示されるように、保護管31内に挿入された状態で保護管31の上端に引っ掛けられており、介在部材33によって保護管31内に維持されている。
[Purification treatment unit]
(First embodiment)
FIG. 1 is a front view showing a purification processing unit according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view of FIG. The
外管2は、下端部21と、上端部22と、両端部21、22の間のコルゲート管部23と、からなっている。すなわち、外管2は、コルゲート管部23を有している。外管2は、チタンでできている。下端部21には、横方向から入口管211が連結されている。上端部22にも、横方向から出口管221が連結されている。下端部21の端面212は、固定部材4A及び保護管31によって塞がれている。また、上端部22の端面222は、固定部材4B及び保護管31によって塞がれている。
The
浄化処理ユニット1においては、被処理液が、矢印Aのように入口管211から流入し、矢印Bのように間隔10を通って、矢印Cのように出口管221から流出するようになっている。
In the
コルゲート管部23は、管軸2Xに直交した円周方向に延びた、凸部231及び凹部232を、交互に形成してなる、波型管である。
The
そして、コルゲート管部23の内面には、光触媒能を有するチタン酸化物が被覆されている。すなわち、図3に示されるように、コルゲート管部23の内面には、上記チタン酸化物からなる被膜51が形成されている。被膜51は、コルゲート管部23の内面を陽極酸化した後に400〜500℃好ましくは約450℃で熱処理することによって、形成されている。
The inner surface of the
なお、コルゲート管部23は、次のようにして製造する。すなわち、溶接管製造装置によって、チタンのフープ材から溶接管を製造し、その溶接管に、ダイス成型によるコルゲート加工を行う。
The
また、コルゲート管部23とUVランプ管3との間の間隔10の寸法L(図2)は、5mm以上30mm以下が好ましい。また、外管2の肉厚は、製造コストを考慮すると、0.3mm以上1.2mm以下とするのが好ましい。また、コルゲート管部23の凸部231と凹部232との高低差は、1mm以上20mm以下が好ましい。更に、凸部231の頂部と凹部232の底部との間の寸法、すなわち、凹凸のピッチP(図2)は、5mm以上20mm以下が好ましい。
Further, the dimension L (FIG. 2) of the
図4は図1の固定部材4Bの拡大縦断面図、図5は固定部材4Bの分解図である。固定部材4Bは、フランジ部41とソケット42とニップル43とからなっている。そして、UVランプ管3の保護管31は、外管2に、次のように固定されている。すなわち、保護管31は、フランジ部41の貫通孔411と、ソケット42のフランジ部44の貫通孔441と、ニップル43の貫通孔431とに、挿通されている。また、フランジ部41とフランジ部44とが、対向して、合わされている。そして、ニップル43の円筒部45が、ソケット42の円筒部46に、フランジ47が円筒部46の上端縁461に当接するまで、螺合されている。これにより、フランジ部41とフランジ部44との間のパッキン481が押圧されるとともに、ソケット42内に設けられているパッキン482がニップル43の円筒部45によって押圧されて変形し、この変形したパッキン482によって保護管31が周囲から保持されている。なお、保護管4Aは、保護管4Bと同じ構成を有するが上下逆さまである。
4 is an enlarged longitudinal sectional view of the fixing
上記構成の浄化処理ユニット1の作動時においては、被処理液が入口管211から流入して間隔10を通って出口管221から流出するとともに、UVランプ管3から外管2の内面に向けて紫外線が照射される。このとき、コルゲート管部23内面の被膜51を構成しているチタン酸化物は、紫外線を受けて触媒反応を起こし、被膜51に接触して流れている被処理液を清浄化する。したがって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、入口管211から流入した被処理液を、清浄化して、出口管221から流出させることができる。
During the operation of the
しかも、上記作動においては、被処理液が、コルゲート管部23の間隔10を流れる時に、コルゲート管部23内面の凹凸に衝突することによって、乱流となる。このため、被処理液を強制的にコルゲート管部23内面に接触させることができるとともに、コルゲート管部23内面の被膜51表面の拡散境膜を除去できる。したがって、被膜51すなわちチタン酸化物に対する被処理液の接触効率が向上する。よって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、被処理液を効率的に清浄化できる。
Moreover, in the above operation, the liquid to be treated collides with the irregularities on the inner surface of the
更に、上記構成の浄化処理ユニット1においては、被膜51が、チタンでできているコルゲート管部23の内面を陽極酸化することによって、形成されているので、被膜51とコルゲート管部23内面との間の密着力が、被膜51を、酸化チタンを塗料化して塗布して形成した場合又は酸化チタンを他の接着剤や接着方法で接着させて形成した場合に比して、大きい。したがって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、チタン酸化物がコルゲート管部23内面から脱落するのを防止でき、よって、被処理液の清浄化を安定して行うことができる。
Further, in the
(第2実施形態)
図6は本発明の第2実施形態の浄化処理ユニットを示す部分縦断面図であり、第1実施形態の図2に相当する図である。本実施形態は、管状金属部材6を備えている点が第1実施形態と異なっているだけである。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing a purification processing unit according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 2 of the first embodiment. This embodiment is different from the first embodiment only in that the
管状金属部材6は、チタンでできており、その管壁61は、図7に示されるように、網状構造を有している。図7に示される管壁61は、格子状の板からなっており、これは、チタン板を、例えば、パンチング加工、エッチング加工、ラス加工、又は金網加工して形成されている。なお、管壁61は、図8に示されるように、繊維材料を絡めて形成してなる板で構成してもよい。
The
そして、管状金属部材6の管壁61は、光触媒能を有するチタン酸化物によって被覆されている。すなわち、管壁61の格子枠611の表面には、図9に示されるように、チタン酸化物からなる被膜52が形成されている。被膜52は、管状金属部材6の管壁61を陽極酸化した後に400〜500℃好ましくは約450℃で熱処理することによって、形成されている。
The
本実施形態では、管状金属部材6が、外管2内面との間に間隔11を開けて、外管2内に挿入されており、UVランプ管3が、管状金属部材6内面との間に間隔12を開けて、管状金属部材6内に挿入されている。ここでは、外管2の管軸2Xと管状金属部材6の管軸6XとUVランプ管3の管軸3Xとが、一致している。すなわち、外管2と管状金属部材6とUVランプ管3とは、平面視同心円に配置されている。
In this embodiment, the
そして、本実施形態では、被処理液が、矢印Aのように入口管211から流入し、矢印Bのように間隔11、12を通りながら、管状金属部材6の管壁61を貫通して流れて、矢印Cのように出口管221から流出するようになっている。
In this embodiment, the liquid to be treated flows from the
本実施形態の浄化処理ユニット1の作動時においては、被処理液が、入口管211から流入して、間隔11、12を通りながら管壁61も貫通して流れて、出口管221から流出するとともに、UVランプ管3から、管状金属部材6の内面に向けて紫外線が照射されるとともに、管状金属部材6の管壁61を突き抜けてコルゲート管部23の内面に向けても紫外線が照射される。このとき、コルゲート管部23内面の被膜51を構成しているチタン酸化物は、紫外線を受けて触媒反応を起こし、被膜51に接触して流れる被処理液を清浄化する。また、管状金属部材6の管壁61の被膜52を構成しているチタン酸化物も、紫外線を受けて触媒反応を起こし、被膜52に接触して流れる被処理液を清浄化する。したがって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、入口管211から流入した被処理液を、効率的に清浄化して、出口管221から流出させることができる。
During the operation of the
しかも、上記作動においては、被処理液が、コルゲート管部23の間隔11を流れる時に、コルゲート管部23内面の凹凸に衝突することによって、乱流となるだけでなく、管状金属部材6の管壁61を貫通して流れる時にも、格子枠611に衝突することによって、乱流となる。このため、被処理液を、強制的に、コルゲート管部23内面に接触させることができるとともに、管状金属部材6の管壁61にも接触させることができ、また、コルゲート管部23内面の被膜51表面の拡散境膜を除去できるとともに、管状金属部材6の管壁61の被膜52表面の拡散境膜も除去できる。したがって、被膜51、52すなわちチタン酸化物に対する被処理液の接触効率がより向上する。よって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、被処理液をより効率的に清浄化できる。
In addition, in the above operation, when the liquid to be treated flows through the
また、上記構成の浄化処理ユニット1においては、第1実施形態と同様に、チタン酸化物がコルゲート管部23内面から脱落するのを防止できる。更には、上記構成の浄化処理ユニット1においては、被膜52が、チタンでできている管状金属部材6の管壁61を陽極酸化することによって、形成されているので、被膜52と管壁61表面との間の密着力が、被膜52を、酸化チタンを塗料化して塗布して形成した場合又は酸化チタンを他の接着剤や接着方法で接着させて形成した場合に比して、大きい。したがって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、チタン酸化物が管壁61から脱落するのも防止できる。よって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、被処理液の清浄化を、より安定して行うことができる。
Moreover, in the
なお、本実施形態のその他の作用効果は、第1実施形態と同じである。 In addition, the other effect of this embodiment is the same as 1st Embodiment.
(第3実施形態)
図10は本発明の第3実施形態の浄化処理ユニットを示す部分縦断面図であり、第1実施形態の図2に相当する図である。本実施形態は、外管2がコルゲート管部を持たない円筒管である点、及び、ポーラス管7を備えている点が、第1実施形態と異なっているだけである。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a partial longitudinal sectional view showing a purification processing unit according to the third embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 2 of the first embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment only in that the
ポーラス管7は、チタンでできており、その管壁71は、貫通した無数の微小通路を有しており、すなわち、ポーラス構造を有している。
The
そして、ポーラス管7の管壁71の内面は、光触媒能を有するチタン酸化物によって被覆されている。すなわち、管壁71の内面には、図11に示されるように、チタン酸化物からなる被膜53が形成されている。被膜53は、ポーラス7の管壁71の内面を陽極酸化した後に400〜500℃好ましくは約450℃で熱処理することによって、形成されている。なお、外管2の内面には、上記チタン酸化物からなる被膜は形成されていない。
The inner surface of the
本実施形態では、ポーラス管7が、外管2内面との間に間隔13を開けて、外管2内に挿入されており、UVランプ管3が、ポーラス管7内面との間に間隔14を開けて、ポーラス管7内に挿入されている。ここでは、外管2の管軸2Xとポーラス管7の管軸7XとUVランプ管3の管軸3Xとが、一致している。すなわち、外管2とポーラス管7とUVランプ管3とは、平面視同心円に配置されている。
In this embodiment, the
一方、本実施形態では、外管2において、出口管221の前段に、間隔14のみと連通する貫通孔811を有する2つのフランジ81が設けられている。これにより、本実施形態では、被処理液が、矢印Aのように入口管211から流入し、矢印Bのように、間隔13を通り、ポーラス管7の管壁71を通り抜けて、間隔14を通り、貫通孔811を通って、矢印Cのように出口管221から流出するようになっている。
On the other hand, in the present embodiment, in the
本実施形態の浄化処理ユニット1の作動時においては、被処理液が、入口管211から流入して、間隔13を通り、ポーラス管7の管壁71を突き抜けて、間隔14を通り、貫通孔811を通って、出口管221から流出するとともに、UVランプ管3から、ポーラス管7の管壁71の内面に向けて紫外線が照射される。このとき、管壁71の内面の被膜53を構成しているチタン酸化物は、紫外線を受けて触媒反応を起こし、被膜53に接触して流れる被処理液を清浄化する。したがって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、入口管211から流入した被処理液を、清浄化して、出口管221から流出させることができる。
During the operation of the
しかも、上記作動においては、被処理液が、ポーラス管7の管壁71を突き抜ける時に、乱流となる。このため、被処理液を強制的にポーラス管7の管壁71内面に接触させることができるとともに、管壁71内面の被膜53表面の拡散境膜を除去できる。したがって、被膜53すなわちチタン酸化物に対する被処理液の接触効率が向上する。よって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、被処理液を効率的に清浄化できる。
In addition, in the above operation, when the liquid to be processed penetrates the
更に、上記作動においては、被処理液が、間隔13からポーラス管7の管壁71を突き抜けて間隔14に至る際に、管壁71によって濾過される。このため、間隔14へ至った被処理液は、異物などが濾取されて、清浄化されている。したがって、この点からも、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、被処理液を清浄化できる。
Further, in the above operation, the liquid to be treated is filtered by the
なお、本実施形態のその他の作用効果は、第1実施形態と同じである。 In addition, the other effect of this embodiment is the same as 1st Embodiment.
(第4実施形態)
図12は本発明の第4実施形態の浄化処理ユニットを示す正面図、図13は図12の部分縦断面図である。本実施形態は、コルゲート管部23が螺旋管である点が、第1実施形態と異なるだけである。すなわち、本実施形態のコルゲート管部23では、管軸2Xに対して螺旋状に延びた、凸部231及び凹部232が、交互に形成されている。図14はコルゲート管部23の拡大縦断面部分図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a front view showing a purification processing unit according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a partial longitudinal sectional view of FIG. This embodiment is different from the first embodiment only in that the
本実施形態の作動においては、被処理液が、コルゲート管部23の間隔10を流れる時に、コルゲート管部23内面の凹凸に衝突することによって、乱流となるとともに、螺旋状の凸部231及び凹部232に沿うことによって、螺旋流となる。このため、被膜51すなわちチタン酸化物に対する被処理液の接触効率がより向上する。したがって、上記構成の浄化処理ユニット1によれば、入口管211から流入した被処理液を、より効率的に清浄化して、出口管221から流出させることができる。
In the operation of the present embodiment, when the liquid to be processed flows through the
なお、本実施形態のその他の作用効果は、第1実施形態と同じである。 In addition, the other effect of this embodiment is the same as 1st Embodiment.
(別の実施形態)
(1)チタン酸化物からなる被膜は、化学蒸着法又はゾルゲル法で形成してもよく、また、コルゲート管部23等の基材がチタンである場合には、基材を酸化媒体中で加熱することにより酸化する方法で形成してもよい。
(Another embodiment)
(1) The coating made of titanium oxide may be formed by a chemical vapor deposition method or a sol-gel method. When the base material such as the
(2)チタン酸化物は、Pt、Al2O3、又は、SiO2で修飾してもよい。これによれば、チタン酸化物の光触媒能を向上できる。 (2) The titanium oxide may be modified with Pt, Al 2 O 3 , or SiO 2 . According to this, the photocatalytic ability of titanium oxide can be improved.
(3)外管2やコルゲート管部23は、チタン以外の金属、例えば、ステンレス鋼(特にスーパーステンレス鋼)、高ニッケルモリブデン合金、アルミニウム、又は銅で、構成してもよい。
(3) The
(4)上記実施形態では、外管2は一体物であるが、外管2は、下端部21と上端部22とコルゲート管部23とを別体物として構成してもよい。その場合は、コルゲート管部23のみを金属で構成すればよい。
(4) In the said embodiment, although the outer tube |
(5)図15に示されるように、被処理液を加熱するための加熱装置91を、外管2を周囲から囲むように設けてもよい。これによれば、チタン酸化物の触媒反応が活性化されるので、被処理液をより効率的に清浄化できる。
(5) As shown in FIG. 15, a
(6)図16に示されるように、被処理液を加熱するための加熱装置91を、入口管211の前段に設けてもよい。これによっても、上記(5)と同様に、被処理液をより効率的に清浄化できる。
(6) As shown in FIG. 16, a
(7)被処理液は、出口管221から入口管211へ向けて流してもよい。
(7) The liquid to be processed may flow from the
次に、本発明の浄化処理装置の実施形態を、図面を参照して、説明する。 Next, an embodiment of the purification treatment apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
[浄化処理装置]
(第1実施形態)
図17は本発明の第1実施形態の浄化処理装置を示す正面模式図である。本実施形態の浄化処理装置100は、上述した浄化処理ユニット1を直列的に複数個連結して構成されている。すなわち、前段の浄化処理ユニット1の出口管221は、次段の浄化処理ユニット1の入口管211に連結されている。
[Purification treatment equipment]
(First embodiment)
FIG. 17 is a schematic front view showing the purification processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
上記構成の浄化処理装置100において、被処理液は、最前段の浄化処理ユニット1の入口管211から流入して出口管221から流出し、次いで、次段の浄化処理ユニット1の入口管211から流入して出口管221から流出し、更に、次々段の浄化処理ユニット1の入口管211から流入して出口管221から流出していく。すなわち、被処理液は、複数個の浄化処理ユニット1を順番に通っていき、最後段の浄化処理ユニット1の出口管221から流出する。これにより、被処理液は、複数個の浄化処理ユニット1によって連続して清浄化される。したがって、本実施形態の浄化処理装置100によれば、被処理液を顕著に効果的に清浄化できる。
In the
また、本実施形態では、上述した第3実施形態の浄化処理ユニット1を前段に設けることにより、塵などの異物が後続の浄化処理ユニット1へ流入するのを防止できる。
Further, in the present embodiment, by providing the
なお、連結する浄化処理ユニット1の数は、2個以上であれば、任意である。また、連結する浄化処理ユニット1の種類は、全て同じであってもよいが、異なっていてもよい。また、異なる種類の浄化処理ユニット1を用いる場合において、連結する順番は任意である。
The number of
(第2実施形態)
図18は本発明の第2実施形態の浄化処理装置を示す正面模式図である。本実施形態の浄化処理装置100は、上述した浄化処理ユニット1を並列的に複数個連結して構成されている。すなわち、全ての浄化処理ユニット1の入口管211は、同じ導入本管101に連結されており、全ての浄化処理ユニット1の出口管221は、同じ排出本管102に連結されている。
(Second Embodiment)
FIG. 18 is a schematic front view showing a purification treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. The
上記構成の浄化処理装置100において、被処理液は、導入本管101から、一度に、入口管211を介して全ての浄化処理ユニット1に流入し、清浄化されて、一度に、出口管221を介して排出本管102へ流出する。したがって、本実施形態の浄化処理装置100によれば、大量の被処理液を一度に清浄化できる。
In the
また、本実施形態では、ある浄化処理ユニット1に発生したトラブルを、他の浄化処理ユニット1を停止させることなく、処置できる。したがって、浄水装置の安定操業を確保できる。
Moreover, in this embodiment, the trouble which generate | occur | produced in the certain
なお、連結する浄化処理ユニット1の数は、2個以上であれば、任意である。また、連結する浄化処理ユニットの種類は、全て同じであってもよいが、異なっていてもよい。
The number of
以下に示す試験装置を用いて、従来例の浄化処理ユニット及び本発明の第1〜第3例の浄化処理ユニットの清浄化性能を求めた。 The cleaning performance of the conventional purification processing unit and the purification processing units of the first to third examples of the present invention was determined using the following test apparatus.
(浄化処理ユニットの具体的構成)
(1)従来例
・コルゲート管部23が平滑管である点が、第1実施形態の浄化処理ユニットと異なっているだけである。
(2)第1例
・第4実施形態の浄化処理ユニットである。
・凹部231と凸部232との高低差:5mm
・ピッチP:5mm
(3)第2例
・第2実施形態と第4実施形態とを組み合わせてなる浄化処理ユニットである。すなわち、第4実施形態のコルゲート管部23として、螺旋管を用いている。
・凹部231と凸部232との高低差:5mm
・ピッチP:5mm
・管状金属部材6:#25メッシュのチタン網で構成されている。
・管状金属部材6の長さ:40cm
・管状金属部材6の外径:41mm
・管状金属部材6の内径:40mm
(4)第3例
・第3実施形態の浄化処理ユニットである。
・ポーラス管7:粒径150μmのチタン粉を焼結して構成されている。
・ポーラス管7の長さ:35cm
・ポーラス管7の外径:44mm
・ポーラス管7の内径:40mm
(5)従来例及び本発明の第1〜第3例に共通の構成
・外管2の長さ:40cm
・外管2の内径:50mm
・UVランプ管3の長さ:60cm
・UVランプ管3の外径:30mm
・光触媒能を有するチタン酸化物は、化学蒸着法を用いて生成した後に400〜500℃好ましくは約450℃で熱処理して形成されている。チタン酸化物からなる被膜の厚さは、1μmである。
(Specific configuration of the purification unit)
(1) Conventional Example The point that the
(2) 1st example-It is the purification process unit of 4th Embodiment.
-Height difference between the
・ Pitch P: 5mm
(3) 2nd example-It is the purification process unit which combines 2nd Embodiment and 4th Embodiment. That is, a spiral tube is used as the
-Height difference between the
・ Pitch P: 5mm
-Tubular metal member 6: made of a # 25 mesh titanium mesh.
-Length of the tubular metal member 6: 40 cm
-Outer diameter of tubular metal member 6: 41 mm
-Inner diameter of tubular metal member 6: 40 mm
(4) Third Example This is a purification processing unit according to the third embodiment.
Porous tube 7: It is configured by sintering titanium powder having a particle size of 150 μm.
-Length of the porous tube 7: 35 cm
-The outer diameter of the porous tube 7: 44 mm
・ Inner diameter of porous tube 7: 40 mm
(5) Configuration common to the conventional example and the first to third examples of the present invention-Length of the outer tube 2: 40 cm
-Inner diameter of outer tube 2: 50 mm
-The titanium oxide having photocatalytic activity is formed by heat treatment at 400 to 500 ° C., preferably about 450 ° C., after being formed by chemical vapor deposition. The thickness of the coating made of titanium oxide is 1 μm.
(試験装置)
図19は試験装置200の正面模式図である。試験装置200は、浄化処理ユニット1と、水槽201と、ポンプ202と、を備えており、ポンプ202を用いて、水槽201の被処理液を、浄化処理ユニット1を介して循環させるよう、構成されている。
(Test equipment)
FIG. 19 is a schematic front view of the
(試験条件)
・被処理液として、0.01mol/Lのメチレンブルー水溶液を用いた。
・250nmのUVを照射した。
(Test conditions)
-A 0.01 mol / L methylene blue aqueous solution was used as the liquid to be treated.
-Irradiated with 250 nm UV.
(評価方法)
・メチレンブルー水溶液の濃度が、初期濃度の97%まで減少するのに要した時間を、求めた。そして、従来例の浄化処理ユニットを用いた場合の上記時間を1.0として、本発明の第1例〜第3例の浄化処理ユニットを用いた場合の上記時間を、算出した。その結果を表1に示す。
(Evaluation methods)
The time required for the concentration of the methylene blue aqueous solution to decrease to 97% of the initial concentration was determined. And the said time when using the purification processing unit of the 1st example-the 3rd example of this invention was set to 1.0 as said time when the purification processing unit of a prior art example was used, and the said time was calculated. The results are shown in Table 1.
表1からわかるように、本発明の浄化処理ユニットは、従来例の浄化処理ユニットに比して、清浄化時間がいずれも50%以下であるので、優れた清浄化性能を有している。 As can be seen from Table 1, the purification processing unit of the present invention has excellent cleaning performance because the cleaning time is 50% or less as compared with the conventional purification processing unit.
本発明の浄化処理ユニットは、優れた清浄化性能を有しているので、産業上の利用価値が大である。 Since the purification processing unit of the present invention has excellent cleaning performance, the industrial utility value is great.
1 浄化処理ユニット 2 外管 23 コルゲート管部 231 凸部 232 凹部 3 UVランプ管 6 管状金属部材 61 管壁 7 ポーラス管 71 管壁 91 加熱装置 10、11、12、13、14 間隔 100 浄化処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (14)
外管とUVランプ管とを備えており、
UVランプ管が、外管内面との間に間隔を開けて、外管内に挿入されており、
外管内面とUVランプ管との間の上記間隔が、被処理液を流通可能とするよう、構成されており、
外管が、金属製のコルゲート管部を有しており、
コルゲート管部の内面が、上記チタン酸化物によって被覆されていることを特徴とする浄化処理ユニット。 In the purification treatment unit that purifies the liquid to be treated by irradiating the titanium oxide having photocatalytic activity with ultraviolet rays while contacting the liquid to be treated,
It has an outer tube and a UV lamp tube,
The UV lamp tube is inserted into the outer tube with a space between the inner surface of the outer tube and
The interval between the inner surface of the outer tube and the UV lamp tube is configured to allow the liquid to be processed to flow,
The outer tube has a metal corrugated tube part,
A purification processing unit, wherein the inner surface of the corrugated tube part is covered with the titanium oxide.
外管と管状金属部材とUVランプ管とを備えており、
管状金属部材の管壁が、網状構造を有しており、
管状金属部材が、外管内面との間に間隔を開けて、外管内に挿入されており、
UVランプ管が、管状金属部材内面との間に間隔を開けて、管状金属部材内に挿入されており、
UVランプ管と管状金属部材内面との間の上記間隔と、外管内面と管状金属部材との間の上記間隔とが、管状金属部材の管壁を介して連通し、且つ、被処理液を流通可能とするよう、構成されており、
外管が、金属製のコルゲート管部を有しており、
コルゲート管部の内面が、上記チタン酸化物によって被覆されており、
管状金属部材の管壁が、上記チタン酸化物によって被覆されていることを特徴とする浄化処理ユニット。 In the purification treatment unit that purifies the liquid to be treated by irradiating the titanium oxide having photocatalytic activity with ultraviolet rays while contacting the liquid to be treated,
An outer tube, a tubular metal member, and a UV lamp tube;
The tube wall of the tubular metal member has a network structure,
A tubular metal member is inserted into the outer tube with a space between the inner surface of the outer tube and
A UV lamp tube is inserted into the tubular metal member at a distance from the inner surface of the tubular metal member;
The distance between the UV lamp tube and the inner surface of the tubular metal member communicates with the distance between the inner surface of the outer tube and the tubular metal member via the tube wall of the tubular metal member, and the liquid to be treated It is configured to be available for distribution,
The outer tube has a metal corrugated tube part,
The inner surface of the corrugated tube part is covered with the titanium oxide,
A purification processing unit, wherein a tubular wall of a tubular metal member is covered with the titanium oxide.
外管とポーラス管とUVランプ管とを備えており、
ポーラス管の管壁が、ポーラス構造を有しており、
ポーラス管が、外管内面との間に間隔を開けて、外管内に挿入されており、
UVランプ管が、ポーラス管との間に間隔を開けて、ポーラス管内に挿入されており、
ポーラス管の内面が、上記チタン酸化物によって被覆されており、
UVランプ管とポーラス管内面との間の上記間隔と、外管内面とポーラス管との間の上記間隔とが、ポーラス管の管壁を介して連通し、且つ、外管側からUVランプ管側へ向かってのみ被処理液を流通可能とするよう、構成されていることを特徴とする浄化処理ユニット。 In the purification treatment unit that purifies the liquid to be treated by irradiating the titanium oxide having photocatalytic activity with ultraviolet rays while contacting the liquid to be treated,
It has an outer tube, a porous tube, and a UV lamp tube,
The tube wall of the porous tube has a porous structure,
The porous tube is inserted into the outer tube with a space between the inner surface of the outer tube and
A UV lamp tube is inserted into the porous tube at a distance from the porous tube;
The inner surface of the porous tube is covered with the titanium oxide,
The interval between the UV lamp tube and the inner surface of the porous tube and the interval between the inner surface of the outer tube and the porous tube communicate with each other via the tube wall of the porous tube, and the UV lamp tube is provided from the outer tube side. A purification treatment unit configured to allow the liquid to be treated to flow only toward the side.
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