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JPS6140480B2 - - Google Patents
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JPS6140480B2 - - Google Patents

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JPS6140480B2
JPS6140480B2 JP53095513A JP9551378A JPS6140480B2 JP S6140480 B2 JPS6140480 B2 JP S6140480B2 JP 53095513 A JP53095513 A JP 53095513A JP 9551378 A JP9551378 A JP 9551378A JP S6140480 B2 JPS6140480 B2 JP S6140480B2
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/50—Preservation of foods or foodstuffs, in general by irradiation without heating
    • A23B2/53—Preservation of foods or foodstuffs, in general by irradiation without heating with ultraviolet light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor
    • A61L2/02—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor using physical processes
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet [UV] radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F2201/322—Lamp arrangement
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として240〜320nｍの波長範囲内
の紫外線の所定の最少照射量、即ち最少線量で貫
流反応器内の液状媒体を浄化、特に滅菌及び消毒
する方法に関する。本発明はまた前記方法を実施
するための装置であつて、240〜320nｍの波長範
囲内の紫外線を放出する少なくとも１つの照射器
を有する照射源に配属された貫流反応器から成
り、該反応器が照射される媒体のための供給導管
及び排出導管と、貫流反応器を透過する紫外線の
ための監視装置とを有している形式のものに関す
る。
紫外線によつて浄化、特に滅菌又は消毒する方
法及び装置は化学物質の代りに、水から病原性、
毒性又はその他の有害なかつ紫外線に対して敏感
な成分を除去するために有利に使用される。この
場合には、微生物、例えばバクテリア、胞子、酵
母又は真菌類、藻類等、またウイルス又はバクテ
リオフアージが問題となる。また、環境汚染物
質、例えば発癌作用芳香族類、多種多様なハロゲ
ン化合物、特にクロル化合物、例えばまたクロル
フエノール等が該当する。照射は飲料水処理の際
に使用することができかつイオン交換又は逆滲透
装置と組合せると特に有効である。これらはプー
ルの水を衛生的飲料水品質に消毒することもでき
る。しかしまた、UV照射法は、例えば病院内の
エアコンデイシヨナーの循環水のために使用する
こともできかつ飲料水に対して所望されるよりも
著しく高い滅菌度を達成することができ、このこ
とは例えば眼科での調剤に使用するため又は手術
室内での洗浄剤として使用する際の１つの前提条
件である。更に、例えば醸造及び飲料工場、食
料、薬剤及び化粧品工業で、廃水の浄化する際又
はバイオ技術目的用の極めて純粋な海水を作る際
に使用することもできる。
光化学的滅菌もしくは消毒及び解毒反応は、そ
の有効性が実際的実施の際に留意されるべきであ
る光化学反応の公知原理に基づいて行なわれる。
一般に、UV照射によつて除去されるべき病原性
のかつその他の不純物の濃度は極めて低い。従つ
て実地には照射されるべき媒体の吸収は微生物等
の吸収と競うその他の内容物によつて決定され
る。この場合に、有効光子流のできるだけ高い利
用率が目的とされるべきである。このためには、
一般に入射した光子の90％が吸収されるような層
厚さで十分である。それというのも、この層厚さ
が２倍になると入射した光子の別の９％のみが付
加的に吸収され得るにすぎないからである。従つ
てUV滅菌技術では、90％の吸収率で特徴付けら
れる層厚さが“有効透過深さ”と見なされる。こ
れは、254nｍの波長では、特に純粋な水中で多
くの場合10cmであるが、牛乳中では数ミリメータ
にしかすぎない。
紫外線照射を初期に存在する微生物又は不純物
の90〜99％の変換率（不活性化）まで実施すれ
ば、運動力学に類似の光化学反応におけるとほぼ
同様な指数曲線が生じる。この場合に、90〜99％
の前記変換率は、滅菌又は解毒反応にとつて一般
に必要である時間より極端に短い時間で行われ
る。その際に、漸進的に初期数（菌数／容量）に
近づく、達成された変換率の絶対的高さはもはや
重要ではない。むしろ、所望の純度（例えば10-6
の浄化された媒体の量が問題である。この場合
に、吸収率90％に相応する層厚さ、即ちいわゆる
“有効透過深さ”で光化学的考察によつて示唆さ
れる操作は、最適な結果をもたらさないことが判
明した。指数的ランベルトの吸収法則に基いて、
被透過層では浄化の下均等な速度分布が生じる。
貫流反応器において今日使用される効率の良い照
射源の場合には被透過媒体が主として層形成流動
特性を示すので、媒体内に純度の対数的分布が生
じ、この場合に照射源からの距離が大きくなる程
に純度は極端に悪くなる。
水の滅菌のために必要な線量範囲内における浄
化の例として微生物を撲滅（不活性化）するため
には、簡単な線量作用原理が該当する。従つて、
微生物−初期濃度（初期数／ml）Ｎpは線量Ｅ・
ｔ（Ｅ＝照射強度；ｔ＝照射時間）により夫夫の
種に固有な感度定数ｋに基いて時点ｔにおける微
生物濃度Ｎtに減少せしめられる： Ｎt＝Ｎp・10-E

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 主として240〜320nｍの波長範囲内の紫外線
    の所定の最少照射量で貫流反応器において液状媒
    体を浄化する方法において、全体的に見て照射方
    向に対して垂直方向で分割された貫流反応器２，
    ４０，１０１，２０１，３０１の分離された照射
    室８，９；２３，３９，４９；１０９，１１０，
    １１１；２０９，２１１；３０９，３１１に被処
    理媒体を貫流させ、かつ照射源６，２４に直接的
    隣接した照射室８，３９，４９，１０９，２０
    ９，３１１内の媒体に入射する光線の一部を少な
    くとも上記照射室に直接的に引続いた照射室９，
    ２３，１１０，２１１，３０９に入射させること
    を特徴とする、液体媒体の浄化法。 ２ 照射源６，２４に直接的に隣接した照射室
    ８，３９，４９，１０９，２０９，３１１内の媒
    体に入射する光線の少なくとも50％を上記照射室
    に直接的に引続いた照射室９，２３，１１０，２
    １１，３０９内の媒体に入射させ、照射源６，２
    ４に直接的に隣接した照射室８，３９，４９，１
    ０９，２０９，３１１内の媒体内では入射した光
    線の50％以下が吸収されるようにし、５個までの
    照射室を有する貫流反応器内の媒体によつて入射
    した全光線の（１−0.5n）×100％〔式中ｎは照射
    室８，９；２３，３９，４９；１０９，１１０，
    １１１；２０９，２１１；３０９，３１１の数で
    ある〕以下が吸収されるようにする特許請求の範
    囲第１項記載の方法。 ３ 照射前に媒体に酸化剤を供給する特許請求の
    範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 照射中に媒体に酸化剤を供給する特許請求の
    範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載
    の方法。 ５ 照射された媒体の少なくとも１つの分流を貫
    流後に貫流反応器４０，１０１，２０１，３０１
    に戻す特許請求の範囲第１項から第４項までのい
    ずれか１項に記載の方法。 ６ 媒体を260〜280nｍの波長範囲内の紫外線に
    曝す特許請求の範囲第１項から第５項までのいず
    れか１項に記載の方法。 ７ 媒体を連続的に貫流反応器２，４０，１０
    １，２０１，３０１の照射室８，９………３１１
    を貫流させる特許請求の範囲第１項から第６項ま
    でのいずれか１項に記載の方法。 ８ 媒体を並列的に貫流反応器２，４０，１０
    １，２０１，３０１の照射室８，９………３１１
    を貫通させる特許請求の範囲第１項から第６項ま
    でのいずれか１項に記載の方法。 ９ 全体的に見て照射方向に対して垂直方向で分
    割された貫流反応器の分離された照射室に被処理
    媒を貫流させ、かつ照射源に直接的に隣接した照
    射室内に媒体に入射する光線の一部を少なくとも
    上記照射室に直接的に引続いた照射室に入射させ
    ることにより、主として240〜320nｍの波長範囲
    内の紫外線の所定の最少照射量で貫流反応におい
    て液状媒体を透過する方法を実施する装置であつ
    て、主として240〜320nｍの波長範囲内にある紫
    外線を放出する少なくとも１つの放射器に配属さ
    れた貫流反応器から成り、該反応器が被照射媒体
    の供給導管及び排出導管並びに貫流反応器を透過
    する紫外線の監視装置を備えている形式のものに
    おいて、全体的に見て照射方向に対して垂直方向
    で分割された貫流反応器２，４０，１０１，２０
    １，３０１が紫外線に対して透過性の材料から成
    る分離壁及び該分離壁によつて分離された照射室
    ８，９；２３，３９，４９；１０９，１１０，１
    １１；２０９，２１１；３０９，３１１を内包し
    ており、少なくとも照射源６，２４に直接的に隣
    接した照射室８，３９，４９，１０９，２０９，
    ３１１の直後に配置された照射室９，２３，１１
    ０，２１１，３０９内の媒体に入射する光線が、
    照射源６，２４に直接的に隣接した照射室８，３
    ９，４９，１０９，２０９，３１１に入射する光
    線の一部であり、かつ光線の所定の最少照射量を
    維持する装置が媒体のための貫流制御装置から成
    り、該制御装置が貫流反応器２，４０，１０１，
    ２０１，３０１の供給導管又は排出導管に接続さ
    れていることを特徴とする、液状媒体の浄化装
    置。 １０ 照射源６，２４に直接的に隣接した照射室
    ８，３９，４９，１０９，２０９，３１１に直接
    的に接続された照射室９，２３，１１０，２１
    １，３０９に入射する光線の一部が、照射源６，
    ２４に直接的に隣接した照射室８，３９，４９，
    １０９，２０９，３１１に入射する光線の少なく
    とも50％であり、かつ照射源６，２４に直接的に
    隣接した照射室８，３９，４９，１０９，２０
    ９，３１１内での吸収率が50％以下で、ありかつ
    ５個までの照射室を有する貫流反応器内での総吸
    収率が全入射光線の（１−0.5n）・100％〔式中ｎ
    は照射室８，９………３１１の数である〕までで
    あるように構成されている特許請求の範囲第９項
    記載の装置。 １１ 分離壁が石英ガラスから成る特許請求の範
    囲第９項又は第１０項記載の装置。 １２ 浸漬ランプの形式で夫々ジヤケツト管に収
    容されて容器内に組込まれた１つ以上の照射器を
    有しており、夫々のジヤケツト管２５，４５が少
    なくとも１つの石英ガラス管３５，５５によつて
    少なくとも１つの内部照射室３９，４９を形成す
    るように包囲されており、かつ内部照射室３９，
    ４９が共通に入口側で貫流反応器４０の供給導管
    ９１に又は出口側で排出導管９０に接続されてい
    る特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３ 照射源及び貫流反応器が相互にリング状に
    配置されており、貫流反応器１０１，２０１，３
    ０１が接続部材を備えた閉鎖部材１０３，１０
    ４；１７３，１７４；２０３，２０４；３０３，
    ３０４と、閉鎖部材１０３，１０４；１７３，１
    ７４；２０３，２０４；３０３，３０４の間で該
    閉鎖部材に取付けられた直径の異なる管片１０
    ２，１０５，１０６，１０７；１７２；２０２，
    ２０５，２０７；３０２，３０５とから成り、前
    記閉鎖部材が照射室１０９，１１０，１１１；２
    ０９，２１１；３０９，３１１を端面側で制限
    し、前記管片が同心的に内外に配置されておりか
    つ照射室１０９，１１０，１１１；２０９，２１
    １；３０９，３１１を長手方向側で制限する特許
    請求の範囲第１１項記載の装置。 １４ 夫々の照射室のための閉鎖部材が接続管片
    を有しており、該接続管片が少なくとも１つの内
    部通路を介して所属の照射室と接続されている、
    特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５ 隣接した照射室１０９，１１０；１１０，
    １１１；２０９，２１１；３０９，３１１が交番
    に対向した端部で相互に接続されている特許請求
    の範囲第１３項記載の装置。 １６ 管片２０７，３０５がそれらの端部で交番
    にシール状態で保持されかつ案内されており、か
    つ隣接した照射室２０９，２１１；３０９，３１
    １が夫々管片２０７，３０５の案内された端部で
    相互に接続されている特許請求の範囲第１５項記
    載の装置。 １７ 内部管状２０５が両端部で閉鎖部材２０
    ３，２０４の相応する穿孔によつて貫通案内され
    ておりかつ穿孔内にシール状態で保持されている
    特許請求の範囲第１６項記載の装置。 １８ 外側の管片１０２，１７２，２０２が光線
    非透過性でありかつ監視開口１２０，２２０を有
    し、かつ閉鎖部材１０３，１０４；１７３，１７
    ４；２０３，２０４にシール状態でフランジ結合
    されている特許請求の範囲第１７項記載の装置。 １９ 外側の管片１０２，１７２，２０２が鏡面
    化されている特許請求の範囲第１８項記載の装
    置。 ２０ 管片１０５，１０６，１０７が閉鎖部材１
    ０３にシール状態で保持されており、内側の管片
    １０５，１０７及び夫々外側に引続いた第２のも
    のが閉鎖部材１０３から離れた端部で閉鎖されて
    おり、かつ外側に引続いた第２の閉鎖された管片
    １０７がその保持のために役立つ閉鎖部材１０３
    の近くに貫通口１０３を備えており、かつ閉鎖部
    材１０３が内部通路１４６，１４８を有し、該通
    路の一方端部が内側の照射室１０９にかつ他方端
    部が接続管片１４７に開口している特許請求の範
    囲第１８項又は第１９項記載の装置。 ２１ 照射源２４から離れた側の照射室１１１；
    ２１１；３０９が、照射源２４に直接的に隣接し
    た照射室１０９；２０９；３１１の層厚さの少な
    くとも２倍である層厚さを有する特許請求の範囲
    第１３項から第２０項までのいずれか１項に記載
    の装置。 ２２ 圧力補償装置が設けられている特許請求の
    範囲第１３項から第２１項までのいずれか１項に
    記載の装置。 ２３ 圧力補償装置が蓋１９２を有しており、該
    蓋が耐圧貫通部１９３を備え、管片１０５，１０
    ６，１０７を保持する閉鎖部材１７３と圧密状態
    で結合されておりかつバロスタツトに接続されて
    おり、この場合にバロスタチツクな圧力調節の目
    標値が貫流反応器１０１での媒体の入口圧によつ
    て決定される特許請求の範囲第２２項記載の装
    置。 ２４ 少なくとも１つの照射室８，９………３１
    １が流動横断面全体に渡つて作用する、流動プロ
    フイールのための補償部材１３，１５，７１，１
    ５４，１５５，２５４，２５５，３５４，３５５
    を備えている特許請求の範囲第９項から第２３項
    までのいずれか１項に記載の装置。 ２５ 貫流反応器４０，１０１，２０１，３０１
    が出口側に流れ分配器４０３，４２０を備えてお
    り、その第１の出口４２３が取出し導管４０５に
    かつ第２の出口４２２が還流送出ポンプ４０９及
    び逆止め弁４１０の中間接続下に貫流反応器４
    ０，１０１，２０１，３０１の入口９１側に接続
    されている特許請求の範囲第１２項から第２４項
    までのいずれか１項に記載の装置。 ２６ 還流送出しポンプ４０９の送出し出力が調
    節可能である特許請求の範囲第２５項記載の装
    置。 ２７ 還流導管が調節可能な絞りを有している特
    許請求の範囲第２５項記載の装置。 ２８ 照射源６，２４が、260〜280nｍの波長範
    囲内で強度の放出力を有する、少なくとも１つの
    アンチモンド−ピングされたキセノン高圧ランプ
    から構成されている特許請求の範囲第９項から第
    ２７項までのいずれか１項に記載の装置。 ２９ 照射源が付加的に少なくとも１つの水銀蒸
    気ランプを有する特許請求の範囲第２８項記載の
    装置。 ３０ 照射源６，２４が少なくとも１つのねじら
    れた照射器を有する特許請求の範囲第２８項又は
    第２９項記載の装置。 ３１ 照射源２４が貫流反応器１０１，２０１の
    内部の近軸線位置に配置されている特許請求の範
    囲第１３項から第２８項までのいずれか１項に記
    載の装置。 ３２ 照射源が貫流反応器３０１と、該反応器を
    包囲するレフレクタ系との間に軸線平行にかつ対
    称的に配置された少なくとも４個の照射器を有す
    る特許請求の範囲第１３項から第１７項までのい
    ずれか１項に記載の装置。 ３３ 照射源を構成する照射器の一部が貫流反応
    器の内部に、かつその他の照射器、少なくとも４
    個が貫流反応器と、該反応器を包囲するレフレク
    タ系との間に軸線平行にかつ対称的に配置されて
    いる特許請求の範囲第３１項又は第３２項記載の
    装置。 ３４ アンチモンド−ピングされたキセノン高圧
    ランプが少なくとも貫流反応器の内部に配置され
    ている特許請求の範囲第３３項記載の装置。 ３５ 流量制御装置が絞りを有する特許請求の範
    囲第９項から第３４項までのいずれか１項に記載
    の装置。 ３６ 調節可能な絞りが設けられている特許請求
    の範囲第３５項記載の装置。 ３７ 流量制御装置が入口圧に依存しない流量制
    限装置１２を有する特許請求の範囲第９項から第
    ２４項までのいずれか１項に記載の装置。 ３８ 流量制御装置が調節可能な送出し出力を有
    するポンプ４５０を有する特許請求の範囲第９項
    から第２４項までのいずれか１項に記載の装置。 ３９ 調節可能な送出し出力を有するポンプ４５
    ０のために制御装置が設けられており、該装置が
    目標値調節装置を有する監視装置から出発する制
    御信号の作用を受ける特許請求の範囲第３８項記
    載の装置。 ４０ 制御装置が出力増幅器４５５と、ポンプモ
    ータ４５１によつて駆動されるタコジエネレータ
    ４５２とを有し、かつタコジエネレータが出力増
    幅器４５５の入力側で監視装置の制御信号に逆極
    性で接続されている特許請求の範囲第３９項記載
    の装置。
JP9551378A 1977-08-06 1978-08-07 Method of and device for purifying liquid medium Granted JPS5436092A (en)

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