申请日2006.11.02
公开(公告)日2008.11.05
IPC分类号C02F1/32
摘要
紫外线照射水处理装置(10)由具有圆筒形侧面部(21)的容器(20)构成，在容器(20)内设置有与侧面部(21)的中心轴(S)平行的多个棒状的紫外线灯(30A)～(30F)。另外，沿着侧面部(21)的内周的切线方向的位置的侧面部(21)的外壁上设有用于使被处理水(W1)流入的被处理水入口管(22)。
权利要求书
1、一种紫外线照射水处理装置，其使被处理水流入而进行照射 紫外线的处理，并使处理后的处理水流出，其特征在于，
所述装置主体设置有具有圆筒形侧面部的容器;
在所述容器内设置有：
与所述侧面部的中心轴平行设置的多个棒状紫外线灯，以及
为了保护所述各紫外线灯，包着所述各紫外线灯而分别设置的多 个保护管;
所述容器的外壁上设置有：
沿着所述侧面部的内周的切线方向设置、用于使所述被处理水流 入的被处理水入口管，以及
用于使所述处理水流出的处理水出口管。
2、如权利要求1所述的紫外线照射水处理装置，其特征在于， 所述各紫外线灯在以所述中心轴为中心的圆周上等间隔地设置。
3、如权利要求1或2所述的紫外线照射水处理装置，其特征在 于，
所述紫外线灯包括：
在所述容器内，在以所述中心轴为中心的第1圆周上等间隔地设 置的多个第1紫外线灯，
在所述第1圆周的内侧存在的第2圆周上，在成为所述第1紫外 线灯的设置间隔中点的角度的位置等间隔地设置的多个第2紫外线 灯。
4、一种紫外线照射水处理装置，其使被处理水流入而进行照射 紫外线的处理，并使处理后的处理水流出，其特征在于，
所述装置主体设置有具有圆筒形侧面部的容器;
在所述容器内设置有：
沿着所述侧面部的中心轴设置的棒状的紫外线灯，以及
为了保护所述各紫外线灯，包着所述各紫外线灯而分别设置的保 护管;
在所述容器的外壁上设置有：
沿着所述侧面部的内周的切线方向设置、用于使所述被处理水流 入的被处理水入口管，以及
用于使所述处理水流出的处理水出口管。
5、如权利要求1～4中任一项所述的紫外线照射水处理装置，其 特征在于，所述被处理水入口管和所述处理水出口管的内径为所述侧 面部的内径的1/2以下。
6、如权利要求1～5中任一项所述的紫外线照射水处理装置，其 特征在于，在所述侧面部的内壁上还设置有长度方向与所述中心轴平 行的挡板。
7、如权利要求1～6中任一项所述的紫外线照射水处理装置，其 特征在于，所述紫外线灯的照射波长处在200nm～300nm的范围内。
8、如权利要求1～7中任一项所述的紫外线照射水处理装置，其 特征在于，所述保护管由石英玻璃形成。
9、如权利要求1～8中任一项所述的紫外线照射水处理装置，其 特征在于，
所述处理水出口管沿着从所述被处理水入口管流入的被处理水 的流线的方向设置在所述侧面部的外周壁上，
所述被处理水入口管和所述处理水出口管设置在所述侧面部的 互不相同的端部上。
10、如权利要求1～8中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，所述容器在所述侧面部的下部具有倒圆锥形状的排出 部。
11、如权利要求10所述的紫外线照射水处理装置，其特征在于， 所述处理水出口管沿着所述中心轴设置，且设置成该处理水出口管的 下端处于比所述紫外线灯的轴向长度的中间位置更靠下方的位置。
12、如权利要求10或11所述的紫外线照射水处理装置，其特征 在于，还设置有：
连接管，其在所述排出部的下端与该排出部连接;以及
污染物质收集容器，其与所述连接管连接，用于蓄积经由所述连 接管而排出的被处理水和该被处理水所含有的污染物质。
13、如权利要求12所述的紫外线照射水处理装置，其特征在于，
所述污染物质收集容器配置在所述连接管的下方，
所述连接管以插入所述污染物质收集容器中的方式进行连接。
14、如权利要求1～13中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，还设置有：
用于擦拭所述保护管而擦掉污垢的洗净装置，
用于支承且驱动所述洗净装置的驱动轴，以及
将所述洗净装置固定并支承在所述驱动轴上，且根据所述驱动轴 的旋转使所述洗净装置沿着该驱动轴移动用的装置，以及
用于使所述驱动轴旋转的驱动电动机。
15、如权利要求14所述的紫外线照射水处理装置，其特征在于， 所述洗净装置具有：
半圆形的第1导流叶片型洗净板，其倾斜设置使得所述被处理水 的回旋流的下游侧比上游侧更靠下方，
半圆形的第2导流叶片型洗净板，其与所述第1导流叶片型洗净 板连结成圆形，为了使所述被处理水进一步回旋而倾斜设置，
连结部件，用于连结所述第1导流叶片型洗净板和第2导流叶片 型洗净板。
16、一种紫外线照射水处理装置，其使被处理水流入而进行照射 紫外线的处理，并使处理后的处理水流出，其特征在于，设置有：
容器，其包括：
被处理水入口管，用于使所述被处理水流入，
侧面部，其具有圆筒形状的外壁和内壁，使所述外壁的一部分与 该内壁连通并安装有所述被处理水入口管，使得所述被处理水沿着所 述内壁的切线方向流入，
倒圆锥台形状的排出部，其设置在所述侧面部的下端，并使该侧 面部的下端的内径变小，
盖部，用于对所述侧面部的上端进行封闭，
处理水出口管，其穿过所述盖部而设置在所述侧面部的中心轴 上;
在所述容器内设置有：
多个棒状的紫外线灯，其沿着所述侧面部的中心轴设置在所述盖 部上;
多个保护管，其包着所述各紫外线灯而分别设置在所述盖部上， 用于保护所述各紫外线灯;以及
引导板，其以与所述侧面部的内壁的间隔扩大的方式安装在所述 被处理水入口管的内壁和所述侧面部的内壁所成的角度为锐角的区 域。
17、一种紫外线照射水处理装置，其使被处理水流入而进行照射 紫外线的处理，并使处理后的处理水流出，其特征在于，设置有：
容器，其包括：
被处理水入口管，用于使所述被处理水流入，
流入部，其具有圆筒形状的外壁和内壁，使所述外壁的一部分与 该内壁连通并安装有所述被处理水入口管，使得所述被处理水沿着所 述内壁的切线方向流入，
倒圆锥台形状的圆锥部，其设置在所述流入部的下端，并使该流 入部的下端的内径变小，
圆筒形的侧面部，其设置在所述圆锥部的下端，并以该圆锥部的 下端的内径构成，
倒圆锥台形状的排出部，其设置在所述侧面部的下端，并使该侧 面部的下端的内径变小，
盖部，用于对所述流入部的上端进行封闭，
处理水出口管，其设置在所述流入部的中心轴上;
在所述容器内设置有：
多个棒状的紫外线灯，其沿着所述侧面部的中心轴设置在所述盖 部上;
多个保护管，其包着所述各紫外线灯而分别设置在所述盖部上， 用于保护所述各紫外线灯。
18、如权利要求17所述的紫外线照射水处理装置，其特征在于， 所述紫外线灯在以所述中心轴为中心的圆周上等间隔地设置在所述 盖部上。
19、如权利要求17或18的任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，
所述容器在所述排出部的下端设置有以该排出部的下端的内径 构成的圆筒形的连接部，
设置有污染物质收集容器，所述连接部插入其中，用于蓄积从该 连接部排出的被处理水和该被处理水所含有的污染物质。
20、如权利要求17～19中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，所述容器设置有倒圆锥台形状的侧面部以替代所述圆筒 形的侧面部。
21、如权利要求17～20中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，所述处理水出口管的下端处于比所述各紫外线灯的下端 靠上方的位置。
22、如权利要求17～21中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，所述处理水出口管的下端处于所述各紫外线灯的大致 1/2高度的位置。
23、如权利要求17～22中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，在所述流入部还具有分别包着所述各保护管而设置在所 述盖部上的多个罩部件。
24、如权利要求17～23中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，所述流入部的内壁上还设置有朝下的螺旋状的第1导向 翅片。
25、如权利要求17～24的任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，在所述流入部上还具有以围着全部所述多个保护管的方 式设置在所述盖部的下部的圆筒形的裙筒罩。
26、如权利要求17～24中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，所述盖部具有将所述多个紫外线灯整体向下压而凹成圆 柱形状的凹部。
27、如权利要求17～24中任一项所述的紫外线照射水处理装置， 其特征在于，设置有：
相对于所述被处理水以水密的方式设置在所述盖部的下部、且在 底面与所述处理水出口管连结的圆筒形状的流出部，
穿过所述流入部而设置在所述流出部的外壁上、使来自所述处理 水出口管的处理水排出的处理水排出管。
28、如权利要求25所述的紫外线照射水处理装置，其特征在于， 所述裙筒罩的外壁上还设置有朝下的螺旋状的第2导向翅片。
29、如权利要求26所述的紫外线照射水处理装置，其特征在于， 在所述凹部的外壁上还设置有朝下的螺旋状的第2导向翅片。
30、如权利要求28或29所述的紫外线照射水处理装置，其特征 在于，所述第1导向翅片的升角大于所述第2导向翅片的升角。
说明书
紫外线照射水处理装置
技术领域
本发明涉及紫外线照射水处理装置，例如，涉及紫外线照射效率 高的紫外线照射水处理装置，其用于净水处理和下水处理、食品排水 处理、药物排水处理、远洋船舶压载水处理等中，为了使藻类、微生 物、病原性原生动物等失活或者无害化而对被处理水照射紫外线。
背景技术
以往，日本的自来水供水系统以氯消毒所产生的卫生学上的安全 性为基础而加以运用。
在这样运用的前提下，近年来，产生了如下问题：发生了隐孢子 虫和贾第虫等新生和再生病原微生物所导致的供水污染事故。另外， 也产生了如下问题：由于供水水源即湖泊、水库、河流的富营养化和 有机物污染的进行，藻类大量发生。大量发生的藻类成为异臭和着色 障碍、凝集、沉淀阻碍、过滤堵塞、过滤水泄漏障碍的原因。此外， 还产生了如下问题：为了消毒所注入的氯剂与原水中的有机物反应， 生成了有害副产物(三卤甲烷等)。
为了解决这些问题，人们研究了对日本的供水系统培植了多年的 从凝集到沉淀、过滤、氯处理这样依次处理的基本模式的运用加以改 善。
具体来说，作为与以往氯消毒不同的替代消毒技术，开始利用对 被处理水照射紫外线的紫外线消毒。紫外线消毒不需要复杂的药物注 入管理，具有不产生三卤甲烷等有害副产物的优点。另外，对隐孢子 虫的增殖能力予以破坏，从而使感染力消失的效果也高。因此，以残 留有机物的氧化和消毒为目的，有时在净水处理场中进行基于紫外线 消毒的紫外线照射处理。
进行紫外线消毒时，从紫外线透过效率的角度考虑，一般来说， 对过滤处理水或凝集沉淀处理水照射紫外线。另一方面，以凝集改善 和使隐孢子虫等病原性原生动物类的感染力消失等为目的时，对原水 进行紫外线照射。即，照射紫外线以替代前述的氯处理。
另外，在净水处理中，希望藻类不要繁殖。与此相关，紫外线照 射对防止藻类的繁殖也有效。
在上述这样的紫外线照射处理以病原性微生物和原生动物的消 毒为目的而被采用的情况下，对消毒有效的紫外线波长区域为称作 UV-C带的200nm～300nm。为了使该UV-C带的紫外线发生，可以 采用将水银蒸气封入灯内的低压或中压的水银灯。
另外，作为对被处理水照射紫外线的装置，已知有如下所述的装 置：在流体流通的圆筒容器内将1支或数支紫外线灯与容器的轴向平 行地配置(“ULTRAVIOLET DISINFECTION GUIDANCE MANUAL.”，United States Environmental Protection Agency，June 2003， Draft.)。
但是，为了使消毒对象即病原性原生动物和病原菌、病毒等灭活 所需要的紫外线照射量对每个微生物种均不同。所以，从进入紫外线 照射水处理装置到出来的点滴时间内，必须有效地对含有消毒对象即 病原性原生动物和细菌、细菌、病毒等的被处理水照射紫外线。
另外，紫外线的强度与距紫外线灯的距离的平方成反比例地减 少。所以，为了有效地照射紫外线，必须使被处理水通过紫外线灯附 近。
于是，提出了如下方法：设置螺旋状的导流叶片的方法，用于使 被处理水一边绕紫外线灯的外周回旋一边流动(日本特表平9-503160 号公报)，以及引起涡流等2次流动的方法，以使全体被处理水通过 紫外线灯附近(日本特表2004-512905号公报，日本特表2001-516637 号公报)。
例如，作为以往的紫外线照射水处理装置100，可列举出图41 所示结构的装置。
在紫外线照射水处理装置100中，被处理水W1从圆筒形容器101 下部的被处理水入口管102进入，沿容器101的轴向上升。然后，以 从容器101上部的处理水出口管103流出的方式流动。在圆筒形容器 101的中心轴上设置有被保护管104围着的紫外线灯105。此外，在 容器101的内部设置有螺旋状导流叶片106。在这种结构的紫外线照 射水处理装置100中，被处理水W1一边沿着螺旋状导流叶片106绕 紫外线灯105的周围回旋一边流动。所以，能均匀地对全体被处理水 W1照射紫外线。
另外，作为另一紫外线照射水处理装置100S，例如可列举出图 42所示的结构的装置。此外，在图42中，与图41相同的结构标上 同一符号而省略重复的说明。
在紫外线照射水处理装置100S中，被处理水W1从形成在圆筒 形容器101的下部的被处理水入口管102流入，沿容器101的轴向上 升。然后，从形成在容器101上部的处理水出口管103流出。在圆筒 形容器101的中心轴上设置有被保护管104围着的紫外线灯105。此 外，在圆筒形的容器101的内壁面上形成有围着紫外线灯105的半圆 形截面的螺旋状流路110。即，在如图42所示那样构成的紫外线照 射水处理装置100S中，被处理水W1从被处理水入口管102流入， 通过螺旋状流路110。所以，被处理水W1一边绕紫外线灯105的外 周回旋一边流动。由此，能均匀地对全体被处理水W1照射紫外线。 此外，螺旋状流路110的截面形状为半圆形，所以引起作为流体的2 次流动的涡流。因此，被处理水W1通过紫外线灯105的附近，能更 有效地照射紫外线。
不过，在上述这样的以往紫外线照射水处理装置中，存在如下所 示的问题。
(A)首先，在为了处理大量的被处理水而采用多支紫外线灯的情 况下，装置的结构变得复杂而成为故障的原因。此外，也增加了制作 这种结构的装置的制造成本。
(B)另外，为了处理大量的被处理水，想出与被处理水的流动方 向并行地配置多个紫外线灯。但是，在配置多个紫外线灯的情况下， 若一部分灯发生故障而熄灭，则熄灭的灯的附近就不能充分地照射紫 外线。其原因在于，从周边的紫外线灯所照射的紫外线被熄灭的灯遮 蔽。
(C)以保护紫外线灯为目的所设置的保护管的材料一般采用结晶 石英和合成石英玻璃。若这种结晶石英和合成石英玻璃被施加了突发 的冲击，就容易破损。因此，在紫外线灯等发生破损的情况下，封在 紫外线灯内的水银便泄漏到被处理水中，或者构成紫外线灯和保护管 的石英玻璃等碎片混入被处理水中。
发明内容
本发明鉴于上述情况而做成的，目的在于提供一种紫外线的照射 效率高的紫外线照射水处理装置。
此外，本发明的另一目的在于提供一种即使在紫外线灯或保护管 破损时也能继续使用的紫外线照射水处理装置。
本发明为了解决上述课题，提供了一种紫外线照射水处理装置， 其使被处理水流入而进行照射紫外线的处理，并使处理后的处理水流 出，其中，所述装置主体设置有具有圆筒形侧面部的容器;在所述容 器内设置有：与所述侧面部的中心轴平行设置的多个棒状的紫外线 灯，以及为了保护所述各紫外线灯而分别设置成包着所述各紫外线灯 的多个保护管;所述容器的外壁上设置有：沿着所述侧面部的内周的 切线方向设置的、用于使所述被处理水流入的被处理水入口管，以及 用于使所述处理水流出的处理水出口管。
因此，本发明通过将被处理水入口管沿着容器侧面部的内周的切 线方向设置而使被处理水流入时，能在容器内使被处理水回旋。所以， 能均匀地对全体被处理水照射紫外线，能提供紫外线的照射效率高的 紫外线照射水处理装置。