JPH05504912A - 液体を紫外線に露呈させるための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 酸化チャンバー 皮丘豆１ 本発明は、危険な液体廃棄物処理の分野に関し、特に、液体廃棄物（以下、単に 「廃液」又は「液体」とも称する）を通流させて、危険な分子をより簡単で安全 な化合物に分解するために過酸化水素と強力紫外線との合同作用にかけるための 酸化チャンバーに関する。

１丑１ｊ １９８９年９月１１日に出願された「酸化チャンバー」と題する本出願人の米国 特許願第０７／４０５．２０６号には、上述したのとほぼ同じ目的に供するため の酸化チャンバーが開示されているが、この酸化チャンバーは、本発明のものと は幾つかの重要な点で異る。同特許の酸化チャンバー（以下、単に「チャンバー 」とも称する）においては、チャンバーを通る流路を画定するのに用いられる反 らせ板が紫外線ランプに対して垂直に配置されている。紫外線ランプ（以下、ｒ ＵＶランプ」又は単に「ランプ」とも称する）は、それらの反らせ板に穿設され た過大穴を貫通してチャンバーの長手に沿って延設されている。しかしながら、 不都合なことに、チャンバーを高い圧力及び高い流量で作動させた場合、液体の 一部分が反らせ板の過大穴を通って流れて出口へショートカットする（近道をと る）ので、意図された処理を完全には受けないで通過してしまうことになる。

上記特許のチャンバーのもう１つの欠点は、液体がランプの列Ａ、Ｂ、Ｃを覆っ てＡＢＣＢＡＢＣという順序で蛇行流路に沿って前後に移動するので、液体を段 階的に又は漸進的に強度が増大する紫外線に露呈させることができないことであ る。

上記チャンバー、特にその幾つかの実施例においては、液体をチャンバー内の特 定の領域へ導くために、あるいは、液体をその流路の断面全体に均一に導入する ためにヘッダーを用いる必要がある。それらのへラダーは、チャンバーの構造を 複雑にし、コスト高を招くばかりでなく、より重要なことは、それらのへラダー がチャンバー内の貴重なスペースを占めることである。

ようなヘッダーを排除したことによりチャンバー内に設置するランプの列を増や すことができる。

更に、少くとも、現在実際に使用されているチャンバーとほぼ同じ寸法を有する チャンバーの場合、本発明の反らせ板装置によれば、上記特許のチャンバーに比 べて流路の長さを延長することができる。チャンバーを通る液体の容積流量が同 じであるとすれば、本発明のチャンバーを通る液体は、上記特許のチャンバーに 比べて想到に速い速度で流れる。流れの速度が速ければ、それだけ強い乱流を生 じ、混合を良くし、従って、処理工程を迅速にする。

後に詳しく説明するが、以上のことが、本発明が上記従来のチャンバーに対して 改良を加久る主な態様である本発明の酸化チャンバーにおいては、多数の管状紫 外線ランプをチャンバーの長手方向に延長するように、かつ、互いに平行に設置 する。それらのランプは、又、幾つかの群にして配置し、第１群の上に第２群を 、第２群の上に第３群を置くというふうにして並べる。

本発明によれば、それらのランプ群をやはりチャンバー内に長手方向に配置した 水平反らせ板によって互いに分離する。それらの反らせ板は、各ランプ群（「ラ ンプ列」とも称する）に平行にランプ群を順次に通って蛇行する蛇行流路を形成 するように互い違いに組合せる。この構成は、順次に続く流路の各区間に異る強 度の、例えば漸次増大する強度の紫外線を提供することを可能にする。

本発明の構成では液体は流路の同じ区間を２度通ることが決してないので、特定 の流路区間の始点においてそれぞれ異る薬剤を導入し、それらの流路区間の各々 に最適強度の紫外線を用いることによって流路の順次区間において一連の異る化 学反応を行わせることが可能であるランプは反らせ板を貫通して延設されていな いので、液体が、上記特許におけるように反らせ板に穿設された、ランプを挿通 するための過大穴を通って流れることにより正規の流路をバイパスするおそれは ない。

上記特許のチャンバーの幾つかの実施例においては、流路は、短いが、流量を低 くするために幅広にされている。この形の流れの場合は、液体が流路の幅即ち断 面全体に比較的均一に供給されるようにするためにチャンバー内にヘッダーと称 される特別の分配器を設ける必要がある。これに比べて、本発明のチャンバーに おいて反らせ板によって画定される流路は、はるかに長く、断面積がはるかに小 さい。従って、液体を流路の小さい断面に均一に供給するということに配慮する 必要がなく、従って、チャンバー内にヘッダーを設ける必要がない、上記特許の チャンバー内にヘッダーによって占められていたスペースは、本発明においては 追加のランプ列を設けるのに利用することができる。

先に述べたように、本発明の流路の比較的小さい断面は、その結果として、液体 の流速を増大させる。その高い流速は、それだけ乱流を増大させ、薬剤と液体と の混合を良好にし、それによって反応の効率を高めることになる。

上記特許のチャンバーにおいては、反らせ板がランプの長手に対して垂直に配置 されているので、ランプの長手に対して垂直なチャンバーの壁面積が本発明のも のに比べて非常に小さくされる。この構成は、酸化チャンバーの壁に到達して吸 収される（失われる）紫外線の量を減少させる。このことは、水が紫外線（ｒＵ ＶＪとも称する）に対して非吸収性であることを考えれば、高出力のランプが使 用される場合には特に重要である。

本発明の構成では、ランプの長手に対して平行なチャンバーの壁面積が大きくな る。チャンバーの壁への紫外線の吸収（損失）による非効率を相殺するために、 本発明は、ランプの長手に平行なチャンバーの壁にＵＶ反射表面を設ける。この 反射表面は、チャンバーに付設した別個のパネルによって構成してもよく、ある いは、チャンバー壁に被覆したコーチングから成るものとしてもよい。このよう なパネル又はコーチングの組成は、ＵＶ反射性、耐蝕性、耐摩耗性、被覆の容易 さ、設置の容易さ等を含む幾つかの特性に鑑みて選択する。

本発明の目的、特徴及び利点は、添付図を参照して以下に述べる実施例の説明か ら一層明らかになろう。

の　な言　Ｂ 図１は、本発明の好ましい一実施例による酸化チャンバーの概略側面図である。

図２は、図１の線２−２の方向にみた概略断面図である。

図３は、本発明の別の実施例による酸化チャンバーの概略側面図である。

図４は、図３の線４−４の方向にみた概略断面図である。

図５は、本発明の更に別の実施例による酸化チャンバーの概略側面図である。

図６は、図５の線６−６の方向にみた概略断面図である。

実」［泗 添付図を参照すると、図１及び２には、本発明の好ましい一実施例による酸化チ ャンバーが示されている１図３及び４は、本発明の別の実施例による酸化チャン バーを示し、図５及び６は、本発明の更に別の実施例による酸化チャンバーを示 す、これらのすべての図面を通して同様の部品は同じ参照番号で示されている。

又、本発明を理解する上で必要のない細部構造は図面から省除されている。

本発明の酸化チャンバーは、底壁１２と、頂壁１４と、前壁１６と、後壁１８と 、第１端壁２０と、第２端壁２２から成る箱形構造である。

処理すべき液体廃棄物（以下、単に「廃液」又は「液体」とも称する）は、入口 ポート２４からこの酸化チャンバー（以下、単に「チャンバーｊとも称する）内 へ圧力をかけて導入される。チャンバー内で処理された後、処理済み液体は、チ ャンバーから出口ポート２６を通って流出する。

チャンバー内には、複数群Ｇ＋　、Ｇａ　、Ｇｓ　、・・・Ｇ、、の管状の紫外 線ランプ（以下、ｒＵＶランプ」又は単に「ランプ」とも称する）２８が該チャ ンバーの長手方向に、好ましい実施例では、第１端壁２０から第２端壁２２にま で延長するようにして配設されている０個々のランプ２８は、チャンバーの底壁 １２及び前壁１６に平行である。Ｇ１は、チャンバー内の最下方のランプ群を示 し、以下ランプ群Ｇｘ、Ｇｓ、・・・Ｇ、は順々に上にチャンバー内に配置され ている。

好ましい実施例では、ＵＶランプ２８は液体の流れ方向に配向されるが、変型実 施例としてランプを液体の流れ方向に対して垂直に、即ち、図１．３．５の平面 に対して垂直に配向することもできる。

本発明によれば、第１ランプ群Ｇ１は、第１端壁２０から第２端壁２２に向って 底壁１２に平行に延長し、第２端壁２２の手前で終端している（第２端壁にまで 達していない）第１反らせ板３ｏによって第２ランプ群Ｇ２から分離させる。第 ２ランプ群Ｇ２は、第２端壁２２から第１端壁２ｏに向って底壁１２に平行に延 長し、第１端壁２０の手前で終端している第２反らせ板３２によって第３ランプ 群Ｇ、から分離させる。

図１．３．５に示されるように、第１番目、第３番口等の奇数番目の反らせ板は 、第１端壁２０から延長して第２端壁２２の手前で終端しており、第２番目、第 ４番目等の偶数番目の反らせ板は、第２端壁２２から第１端壁２ｏに向って底壁 １２に平行に延長し、第１端壁２゜の手前で終端している。従って、これらの反 らせ板は、チャンバー内に蛇行流路を画定するために互い違いに配置されている ということができる０図１．３．５の湾曲矢印は、液体の流れ方向を示す。

液体は、蛇行流路の第１区間に沿って第１ランプ群Ｇ１を覆って流れ、次いで蛇 行流路の第２区間に沿って第２ランプ群Ｇ２を覆って流れ、同様にして順々に蛇 行流路の各区間に沿って流れる。

蛇行流路の第１区間の上流端に第１薬剤人口３４が設けられ、第２区間の上流端 に第２薬剤人口３６が設けられている。一般に、薬剤入口は、蛇行流路の各区間 の上流端に設ける。これらの薬剤入口は、被処理液体に例えば過酸化水素等の薬 剤を圧力下で導入するためのものである。

紫外線の強度を流路の各区間において異なるものとするために、各群のランプの 本数を変更することができる、又、流路の各区間の上流端で異る薬剤を導入する こともできる。それによって、流路の順次区間において異なる反応を順次に行わ せることができる０例えば、特定の有害な化合物を第１流路区間において第ルベ ルの紫外線強度で第１薬剤の作用により２つ以上の化合物に分解し、その第１反 応の反応生成物を第２流路区間において第２薬剤と第２レベルの紫外線強度との 合同作用により更に分解することができる。

かくして、本発明のチャンバーは、有害化合物を一連の反応にかけることによっ て中和するための新規な可能性を開くものである。

図３．４の実施例では、図１．２の実施例に比べてランプ群の数が多くされてお り、出口ボート２６が図１．２の実施例とは反対側に配置されている。

図１の好ましい実施例では、紫外線反射コーチングを壁１２及び１４の内側面と 各反らせ板に被覆することによって紫外線の効率的利用が促進されるようになさ れて図３の変型実施例では、紫外線の吸収を減少させるために紫外線反射材から 成るパネル４６．４８が壁１２及び１４に付設されている。各反らせ板も、紫外 線反射材で形成してもよく、あるいは、各反らせ板に紫外線反射材のシートを被 覆してもよい。

このような紫外線反射材にはいろいろ名紫外線波長に対する高い反射性が望まれ るが、材料の選択は簡単なことではない、耐蝕性、耐摩耗性、被覆又は設置の容 易さ、保守の容易さ等のその他の考慮事項も、反射性に劣らず重要である。従っ て、最適な材料の探究が現在も行われているが、現在までに見出された最善の材 料は、テフロン（Ｅ、１．デュポン社の登録商標）と、カイナー（ＫＹＮＡＲ） （ペンウォルト・コーポレーション社の登録商標）である。

図５．６の実施例は、液体を導入するための入口ヘッダ−３８と、液体を排出す るための出口ヘッダ−４０を用いた変型実施例である。この実施例の酸化チャン バーも、反らせ板を紫外線ランプに平行に延設するという本発明の特徴を備えて いる。

叙上のように、本発明は、反らせ板を紫外線ラン似平行に配置し、かつ、それら の反らせ板が複数の区間から成る蛇行流路を形成し、蛇行流路の各区間が有害化 合物を分解する化学反応を順次に開始することができるようにした酸化チャンバ ーを提供する。

本発明の酸化チャンバーは、汚染された水の比較的大きな流れをその中の汚染物 質を分解することによって無害にすることがめられる産業上の用途に非常に有用 である。

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施例 の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱する ことなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加える ことができることを理解されたい。

要約書 一連の互い違い配置の反らせ板（３０，３２）によって酸化チャンバー内を通る 通の区間から成る蛇行流路を画定する。各区間内に高強度の紫外線ランプを設置 し、各区間の上流端に薬剤入口（３４）を設け、それによって、有害化合物を含 有した液体を流路の順次の区間内で高強度の紫外線の存在下で順次に行われる化 学反応によって処理する。各区間には、異る強度の紫外線を用いるとともに異る 薬剤を使用することができる。

手続補正書 平成５年１月１４日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．液体を紫外線に露呈させるための装置であって底壁と、頂壁と、前壁と、後 壁と、第１端壁と、第２端壁を有するチャンバーと、 該チャンバーにその底壁に近い領域で前記液体を供給するための液体供給手段と 前記液体を前記チャンバーからその頂壁に近い領域において排出するための液体 排出手段と、前記チャンバー内に下から順々に高い位置に間隔を置いて配置され たＮ個群の紫外線ランプと、前記底壁に平行に、上下方向に間隔を置いて配置さ れ前記Ｎ個群の紫外線ランプを互いに分離する（Ｎ−１）個の反らせ板とから成 り、最下方の反らせ板は、前記第１端壁から第２端壁に向って延長して第２端壁 の手前で終端しており、次の反らせ板は、前記第２端壁から第１端壁に向って延 長して第１端壁の手前で終端しており残りの反らせ板も同様にして互い違いに延 長して、該チャンバー内にＮ個の区間から成る蛇行流路を画定し、該チャンバー 内を通る前記流体は、すべて、前記Ｎ個の紫外線ランプ群を順次に通らなければ ならないようになされていることを特徴とする装置。
2. ２．前記液体に薬剤を導入するための薬剤入口が、前記蛇行流路のＮ個の区間の うちの１つの上流端の近くに配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の装置。
3. ３．液体を紫外線に露呈させるための装置であって底壁と、頂壁と、前壁と、後 壁と、第１端壁と、第２端壁を有し、該底壁に、第１端壁に近接して設けられた 入口ポートと、該頂壁に、第１端壁に近接して設けられた出口ボートを有するチ ャンバーと、 前記チャンバー内に下から順々に高い位置に間隔を置いて配置された偶数Ｎ個群 の紫外線ランプと、前記底壁に平行に、上下方向に間隔を置いて配置され、前記 Ｎ個群の紫外線ランプを互いに分離する（Ｎ−１）個の反らせ板とから成り、最 下方の反らせ板は、前記第１端壁から第２端壁に向って延長して第２端壁の手前 で終端しており、次の反らせ板は、前記第２端壁から第１端壁に向って延長して 第１端壁の手前で終端しており、残りの反らせ板も同様にして互い違いに延長し て、該チャンバー内にＮ個の区間から成る蛇行流路を画定し、該チャンバー内を 通る前記流体は、すべて、前記Ｎ個の紫外線ランプ群を順次に通らなければなら ないようになされていることを特徴とする装置。
4. ４．前記液体に薬剤を導入するための薬剤入口が、前記蛇行流路のＮ個の区間の うちの１つの上流端の近くに配置されていることを特徴とする請求の範囲第３項 に記載の装置。
5. ５．液体を紫外線に露呈させるための装置であって底壁と、頂壁と、前壁と、後 壁と、第１端壁と、第２端壁を有し、該底壁に、第１端壁に近接して設けられた 入口ポートと、該頂壁に、第１端壁に近接して設けられた出口ポートを有するチ ャンバーと、 前記チャンバー内に下から順々に高い位置に間隔を置いて配置された奇数Ｎ個群 の紫外線ランプと、前記底壁に平行に、上下方向に間隔を置いて配置され前記Ｎ 個群の紫外線ランプを互いに分離する（Ｎ−１）個の反らせ板とから成り、最下 方の反らせ板は、前記第１端壁から第２端壁に向って延長して第２端壁の手前で 終端しており、次の反らせ板は、前記第２端壁から第１端壁に向って延長して第 １端壁の手前で終端しており残りの反らせ板も同様にして互い違いに延長して、 該チャンバー内にＮ個の区間から成る蛇行流路を画定し、該チャンバー内を通る 前記流体は、すべて、前記Ｎ個の紫外線ランプ群を順次に通らなければならない ようになされていることを特徴とする装置。
6. ６．前記液体に薬剤を導入するための薬剤入口が、前記蛇行流路のＮ個の区間の うちの１つの上流端の近くに配置されていることを特徴とする請求の範囲第５項 に記載の装置。
7. ７．液体を通すための流路を画定する壁と反らせ板を有し、流動する液体を紫外 線に露呈させために該流路に沿って配置された紫外線ランプを有する酸化チャン バーであって、 前記壁及び反らせ板によって吸収される紫外線の量を少なくし、前記流動する液 体によって吸収される紫外線の量を多くするように、紫外線反射性を有する耐蝕 性及び耐摩耗性の材料の層を前記壁及び反らせ板に被覆したことを特徴とする酸 化チャンバー。
8. ８．前記耐蝕性及び耐摩耗性の材料は、テフロンであることを特徴とする請求の 範囲第７項に記載の酸化チャンバー。
9. ９．前記耐蝕性及び耐摩耗性の材料は、カイナーであることを特徴とする請求の 範囲第７項に記載の酸化チャンバー。