本發(fā)明涉及使用光催化劑的水處理方法和水處理裝置。

背景技術(shù)：

近年來，期待在污染水的凈化等水處理中利用光催化劑，所述污染水是包含預(yù)定的污染物質(zhì)的水溶液。作為能夠利用光催化劑凈化污染水的裝置，提出了利用懸浮于水中的光催化劑來處理連續(xù)流入的污染水的水處理裝置(例如專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中公開了使二氧化鈦等的微粒懸浮于被處理水中并使其在紫外線燈的周圍通過，由此進(jìn)行殺菌處理的水處理裝置。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特許第2125610號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特許第5111690號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于因作為水處理對(duì)象的污染水中所含的金屬離子吸附于光催化劑粒子(微粒)的表面，而導(dǎo)致作為光催化劑的功能降低這一現(xiàn)象并未進(jìn)行研究。如果作為光催化劑的功能降低，則水處理后的水中(已處理水)所含的污染物質(zhì)的濃度會(huì)上升，例如在作為飲用水使用的情況下存在損害健康等問題。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，目的在于提供能夠防止使用光催化劑進(jìn)行水處理后的水即已處理水的品質(zhì)降低的水處理方法和水處理裝置。

為解決所述以往課題，本發(fā)明的一技術(shù)方案涉及的水處理方法，是使用用于除去雜質(zhì)的水處理裝置的水處理方法，包括：(a)準(zhǔn)備所述水處理裝置，所述水處理裝置具備：將含有光催化劑粒子的漿液貯存的第1槽；向所述光催化劑粒子照射紫外光的第1光源；測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的水溶液的量的流量計(jì)；測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的水溶液的離子傳導(dǎo)度的離子傳導(dǎo)度測(cè)定計(jì)；供所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入的第2槽；向所述第2槽導(dǎo)入標(biāo)識(shí)分子或色素的導(dǎo)入部；向所述第2槽照射可見光的第2光源；以及檢測(cè)透過了所述第2槽的可見光的強(qiáng)度的檢測(cè)部，(b)向所述第1槽導(dǎo)入含有雜質(zhì)的水溶液，(c)通過所述第1光源向所述光催化劑粒子照射紫外光，由此使所述水溶液成為所述雜質(zhì)被處理了的已處理水，所述水處理方法還包括：(d)通過所述流量計(jì)測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的量，(e)通過所述離子傳導(dǎo)度測(cè)定計(jì)測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的離子傳導(dǎo)度，(f)利用測(cè)定出的所述水溶液的量和測(cè)定出的所述水溶液的離子傳導(dǎo)度來計(jì)算被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的總量所含的離子的總量，(g)在計(jì)算出的所述離子的總量大于第1閾值的情況下將所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入所述第2槽，(h)通過所述導(dǎo)入部向所述第2槽導(dǎo)入標(biāo)識(shí)分子或色素，(i)通過所述第2光源向所述第2槽照射可見光，(j)通過所述檢測(cè)部檢測(cè)透過了所述第2槽的可見光的第1強(qiáng)度，(k)在基于所述第1強(qiáng)度而算出的所述光催化劑粒子的活性為第2閾值以下的情況下，將催促所述光催化劑粒子的更換的信息、恢復(fù)所述光催化劑粒子的活性的指示、或表示所述光催化劑粒子劣化這一內(nèi)容的信息輸出。

根據(jù)本發(fā)明的水處理方法等，能夠防止使用光催化劑進(jìn)行水處理后的水即已處理水的品質(zhì)降低。

附圖說明

圖1是表示實(shí)施方式中的水處理裝置的一例的示意剖視圖。

圖2是表示實(shí)施方式中的離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

圖3是表示實(shí)施方式中的光催化劑活性測(cè)定裝置的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

圖4a是表示圖3所示的光源的詳細(xì)功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

圖4b是具備圖4a所示的光源的光催化劑活性測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)圖的一例。

圖5a是表示圖3所示的光源的詳細(xì)功能結(jié)構(gòu)的另一例的框圖。

圖5b是具備圖5a所示的光源的光催化劑活性測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)圖的一例。

圖6是表示實(shí)施方式中的控制部的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

圖7是表示實(shí)施方式中的水處理裝置的工作流程的概略的圖。

圖8是表示實(shí)施方式中的水處理裝置的水處理流程的詳細(xì)工作的圖。

圖9是表示實(shí)施方式中的水處理裝置的功能恢復(fù)處理的判定處理的詳細(xì)情況的圖。

圖10是表示利用比較例中的水處理裝置進(jìn)行水處理時(shí)的處理后水中的污染物質(zhì)的濃度變化的一例的圖。

圖11是表示利用實(shí)施方式中的水處理裝置進(jìn)行水處理時(shí)的處理后水中的污染物質(zhì)的濃度變化的一例的圖。

附圖標(biāo)記說明

1水處理裝置

2光反應(yīng)槽

3分離槽

5控制部

6壓力計(jì)

7流路

8返回路

9壓縮機(jī)

10導(dǎo)入泵

12導(dǎo)入流量計(jì)

21光源

22水位計(jì)

23污染水導(dǎo)入口

24第1排出口

25第1導(dǎo)入口

31過濾膜

32第2導(dǎo)入口

33第2排出口

34處理后水排出口

41流量計(jì)

42離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置

43、45泵

44光催化劑活性測(cè)定裝置

46光催化劑再生裝置

51判定部

52、423存儲(chǔ)部

53發(fā)送接收部

54更新部

71循環(huán)泵

72循環(huán)流量計(jì)

81過濾泵

82過濾流量計(jì)

421離子傳導(dǎo)度計(jì)

422計(jì)算電路

424判定電路

425輸出電路

441測(cè)定槽

442導(dǎo)入部

443光源

443a紫外光源

443b可見光源

443c可見光轉(zhuǎn)換部

444檢測(cè)部

445輸出部

具體實(shí)施方式

(成為本發(fā)明的基礎(chǔ)的見解)

光催化劑不需要化學(xué)品，能夠重復(fù)利用等，可持續(xù)性優(yōu)異。因此，近年來期待在污染水的凈化等水處理中利用光催化劑，所述污染水是包含預(yù)定的污染物質(zhì)的水溶液。

如上所述，例如專利文獻(xiàn)1中公開了一種利用懸浮于水中的光催化劑對(duì)連續(xù)流入的污染水進(jìn)行處理的水處理裝置。專利文獻(xiàn)1所公開的水處理裝置，使二氧化鈦等的微粒懸浮于被處理水中并使其在紫外線燈的周圍通過，由此能夠進(jìn)行殺菌處理。

另外，例如專利文獻(xiàn)2中公開了一種通過使二氧化鈦吸附于沸石的外表面，利用分散于污染水中的光催化劑粒子來處理污染水的水處理裝置。

另一方面，在水處理裝置中，存在多個(gè)使水處理的效率降低的原因。例如，污染水中所含的金屬離子吸附于光催化劑粒子的表面而使光催化劑的功能降低，由此導(dǎo)致光催化劑粒子的劣化，或由于光催化劑粒子的分離膜堆積而導(dǎo)致的光催化劑濃度的降低等。

但是，專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2等以往的水處理裝置中，對(duì)于在水處理中監(jiān)視光催化劑的功能的必要性并未進(jìn)行研究。

另外，在上述以往的水處理裝置中也存在下述這樣的問題：沒有方法能夠了解到因使用而使光催化劑的功能降低這一情況。是否能夠維持該裝置的水處理功能，需要對(duì)已處理水另外進(jìn)行分析調(diào)查。并且，由于污染水被處理完的時(shí)間與分析結(jié)束的時(shí)間存在差異，因此也有可能制造出超過了污染物質(zhì)的基準(zhǔn)濃度的已處理水。

另外，作為對(duì)已處理水進(jìn)行分析的裝置，有能夠測(cè)定已處理水中所含的污染物質(zhì)的濃度的高頻電感耦合等離子體(icp)、液相色譜儀等。但是，這些裝置非常昂貴且需要高度的操作技術(shù)。也就是說，假設(shè)水處理裝置放置在井水的取出口而運(yùn)行等，但通過如上所述的對(duì)已處理水進(jìn)行分析的裝置測(cè)定處理后水中的污染物質(zhì)的濃度，并確認(rèn)是否能夠維持水處理功能是不現(xiàn)實(shí)的。

并且，地下水中所含的金屬離子的濃度因場所而不同。另外，有時(shí)也會(huì)隨時(shí)間而變化。因此，無法根據(jù)水處理裝置進(jìn)行了水處理的已處理水的量來單純地推定光催化劑的劣化程度。

所以本發(fā)明人想到了在水處理裝置進(jìn)行水處理期間，為了抑制光催化劑的功能降低，事先推定光催化劑的功能劣化，在光催化劑的功能降低而不能滿足處理性能之前恢復(fù)光催化劑的功能，由此能夠連續(xù)進(jìn)行處理以使得處理水中的污染物質(zhì)的濃度始終不高于基準(zhǔn)值的水處理裝置。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，目的在于提供能夠防止使用光催化劑進(jìn)行水處理后的水即已處理水的品質(zhì)降低的水處理方法和水處理裝置。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案涉及的水處理方法，是使用用于除去雜質(zhì)的水處理裝置的水處理方法，包括：(a)準(zhǔn)備所述水處理裝置，所述水處理裝置具備：將含有光催化劑粒子的漿液貯存的第1槽；向所述光催化劑粒子照射紫外光的第1光源；測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的水溶液的量的流量計(jì)；測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的水溶液的離子傳導(dǎo)度的離子傳導(dǎo)度測(cè)定計(jì)；供所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入的第2槽；向所述第2槽導(dǎo)入標(biāo)識(shí)分子或色素的導(dǎo)入部；向所述第2槽照射可見光的第2光源；以及檢測(cè)透過了所述第2槽的可見光的強(qiáng)度的檢測(cè)部，(b)向所述第1槽導(dǎo)入含有雜質(zhì)的水溶液，(c)通過所述第1光源向所述光催化劑粒子照射紫外光，由此使所述水溶液成為所述雜質(zhì)被處理了的已處理水，所述水處理方法還包括：(d)通過所述流量計(jì)測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的量，(e)通過所述離子傳導(dǎo)度測(cè)定計(jì)測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的離子傳導(dǎo)度，(f)利用測(cè)定出的所述水溶液的量和測(cè)定出的所述水溶液的離子傳導(dǎo)度來計(jì)算被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的總量所含的離子的總量，(g)在計(jì)算出的所述離子的總量大于第1閾值的情況下將所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入所述第2槽，(h)通過所述導(dǎo)入部向所述第2槽導(dǎo)入標(biāo)識(shí)分子或色素，(i)通過所述第2光源向所述第2槽照射可見光，(j)通過所述檢測(cè)部檢測(cè)透過了所述第2槽的可見光的第1強(qiáng)度，(k)在基于所述第1強(qiáng)度而算出的所述光催化劑粒子的活性為第2閾值以下的情況下，將催促所述光催化劑粒子的更換的信息、恢復(fù)所述光催化劑粒子的活性的指示、或表示所述光催化劑粒子劣化這一內(nèi)容的信息輸出。

在此可以設(shè)置為，所述水處理裝置還具備向所述第2槽照射紫外光的第3光源，(h1)通過所述導(dǎo)入部向所述第2槽導(dǎo)入了色素的情況下，(i1)通過所述第3光源向所述第2槽照射紫外光后，通過所述第2光源向所述第2槽照射可見光。

另外可以設(shè)置成，(l)在基于所述第1強(qiáng)度而算出的所述光催化劑粒子的活性大于第2閾值的情況下，利用所述第1強(qiáng)度將所述第1閾值更新為接下來應(yīng)該將所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入所述第2槽的第3閾值，在所述(d)、所述(e)和所述(f)之后，(g1)在計(jì)算出的所述離子的量大于所述第3閾值的情況下將所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入所述第2槽。

另外可以設(shè)置成，在所述光催化劑粒子的活性度大于第2閾值的情況下，取得在所述光催化劑粒子的活性最大時(shí)算出的透過了所述第2槽的可見光的第2強(qiáng)度，通過將所述第1強(qiáng)度相對(duì)于所述第2強(qiáng)度的比例乘以所述第1閾值而算出所述第3閾值，將所述第1閾值更新為算出的所述第3閾值。

另外可以設(shè)置成，所述水處理裝置還具備利用酸性溶液或堿性溶液清洗所述光催化劑粒子的清洗部，(k)作為恢復(fù)所述光催化劑粒子的活性的指示，向所述清洗部輸出利用酸性溶液或堿性溶液清洗所述光催化劑粒子的指示。

另外，為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案涉及的水處理裝置，具備：第1槽，其將含有光催化劑粒子的漿液貯存，并被導(dǎo)入含有雜質(zhì)的水溶液；第1光源，其通過向所述光催化劑粒子照射紫外光而使所述水溶液成為所述雜質(zhì)被處理了的已處理水；流量計(jì)，其測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的量；離子傳導(dǎo)度測(cè)定計(jì)，其測(cè)定被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的離子傳導(dǎo)度；計(jì)算電路，其利用測(cè)定出的所述水溶液的量和測(cè)定出的所述水溶液的離子傳導(dǎo)度來計(jì)算被導(dǎo)入所述第1槽的所述水溶液的總量所含的離子的總量；第1判定電路，其判定計(jì)算出的所述離子的總量是否大于第1閾值；第2槽，其供所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入；泵，其在所述第1判定電路判定為計(jì)算出的所述離子的總量大于第1閾值的情況下將所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入所述第2槽；導(dǎo)入部，其向所述第2槽導(dǎo)入標(biāo)識(shí)分子或色素；第2光源，其向所述第2槽照射可見光；檢測(cè)部，其檢測(cè)透過了所述第2槽的可見光的第1強(qiáng)度；以及控制部，其在基于所述第1強(qiáng)度而算出的所述光催化劑粒子的活性為第2閾值以下的情況下，將促使所述光催化劑粒子的更換的信息、恢復(fù)所述光催化劑粒子的活性的指示、或表示所述光催化劑粒子劣化這一內(nèi)容的信息輸出。

在此可以設(shè)置成，所述水處理裝置還具備第3光源，所述第3光源在通過所述導(dǎo)入部向所述第2槽導(dǎo)入了色素的情況下向所述第2槽照射紫外光，在所述第3光源向所述第2槽照射紫外光之后，所述第2光源向所述第2槽照射可見光。

另外可以設(shè)置成，所述水處理裝置還具備更新電路，所述更新電路在基于所述第1強(qiáng)度而算出的所述光催化劑粒子的活性度大于第2閾值的情況下，利用所述第1強(qiáng)度將所述第1閾值更新為接下來應(yīng)該將所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入所述第2槽的第3閾值，在通過所述更新回路將所述第1閾值更新為所述第3閾值的情況下，所述第1判定電路判定計(jì)算出的所述離子的總量是否大于所述第3閾值，在計(jì)算出的所述離子的總量大于所述第3閾值的情況下，所述泵將所述第1槽的漿液的一部分導(dǎo)入所述第2槽。

另外可以設(shè)置成，在所述光催化劑粒子的活性度大于第2閾值的情況下，所述更新回路取得在所述光催化劑粒子的活性最大時(shí)算出的透過了所述第2槽的可見光的第2強(qiáng)度，通過將所述第1強(qiáng)度相對(duì)于所述第2強(qiáng)度的比例乘以所述第1閾值而算出所述第3閾值，將所述第1閾值更新為算出的所述第3閾值。

另外可以設(shè)置成，所述水處理裝置還具備清洗部，所述清洗部利用酸性溶液或堿性溶液清洗所述光催化劑粒子，作為恢復(fù)所述光催化劑粒子的活性的指示，所述第2判定電路向所述清洗部輸出利用酸性溶液或堿性溶液清洗所述光催化劑粒子的指示。

再者，本發(fā)明不僅可以作為裝置而實(shí)現(xiàn)，也可以作為具備具有這樣的裝置的處理手段的集成電路而實(shí)現(xiàn)，或者作為以構(gòu)成該裝置的一部分的處理手段為步驟的方法而實(shí)現(xiàn)，或者作為使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這些步驟的程序而實(shí)現(xiàn)，或者作為表示該程序的信息、數(shù)據(jù)或信號(hào)而實(shí)現(xiàn)。這些程序、信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)可以經(jīng)由cd-rom等記錄介質(zhì)、因特網(wǎng)等通信媒體而傳送。

以下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。再者，以下說明的實(shí)施方式都是表示本發(fā)明的一優(yōu)選具體例。以下的實(shí)施方式中所示的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置以及連接方式、步驟、步驟的順序等只是一例，其主旨并不限定本發(fā)明。另外，對(duì)于以下的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素之中表示本發(fā)明的最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求未記載的構(gòu)成要素，作為構(gòu)成更優(yōu)選的實(shí)施方式的任意的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。

(實(shí)施方式)

圖1是本實(shí)施方式涉及的水處理裝置1的示意剖視圖。圖1所示的水處理裝置1用于除去雜質(zhì)，至少具備光反應(yīng)槽2、分離槽3、流量計(jì)41、離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42、泵43、光催化劑活性測(cè)定裝置44和光催化劑再生裝置46。更具體而言，水處理裝置1具備光反應(yīng)槽2、分離槽3、控制部5(未圖示)、壓力計(jì)6、流路7、返回路8、壓縮機(jī)9、導(dǎo)入泵10、導(dǎo)入流量計(jì)12、光源21、水位計(jì)22、污染水導(dǎo)入口23、第1排出口24、第1導(dǎo)入口25、過濾膜31、第2導(dǎo)入口32、第2排出口33、處理后水排出口34、流量計(jì)41、離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42、泵43、光催化劑活性測(cè)定裝置44、泵45、光催化劑再生裝置46、循環(huán)泵71、循環(huán)流量計(jì)72、過濾泵81和過濾流量計(jì)82。

＜光反應(yīng)槽2＞

如圖1所示，光反應(yīng)槽2安裝有光源21和水位計(jì)22。另外，光反應(yīng)槽2具有污染水導(dǎo)入口23、與流路7連接的第1排出口24、以及與返回路8連接的第1導(dǎo)入口25。光反應(yīng)槽2也被記為第1槽。

在本實(shí)施方式中，光反應(yīng)槽2用于將含有光催化劑粒子的漿液貯存。另外，光反應(yīng)槽2例如利用管泵等導(dǎo)入泵10從污染水導(dǎo)入口23導(dǎo)入含有雜質(zhì)的漿液即污染水。本說明書中的雜質(zhì)，作為飲用水意味著對(duì)人有害的物質(zhì)。雜質(zhì)例如是包含三價(jià)砷等的砷或六價(jià)鉻等的鉻的金屬、溴酸等鹵化物、含有醫(yī)藥品或農(nóng)藥所含的有機(jī)物或微生物的物質(zhì)。污染水是溶解有雜質(zhì)的漿液。

光催化劑粒子例如是二氧化鈦、與沸石等的粒子結(jié)合的二氧化鈦等氧化鈦、氧化鋅、氧化鎢、氧化鐵等。光催化劑粒子通過因照射光而引起的光催化劑反應(yīng)來除去污染水所含的雜質(zhì)。更具體而言，光催化劑粒子被照射光而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，與污染水所含的金屬離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，由此使污染水無毒化。另外，通過電子空穴對(duì)在水中生成oh自由基，通過oh自由基與污染水所含的有機(jī)物反應(yīng)，將有機(jī)物分解。在本實(shí)施方式中，光催化劑粒子從后述的光源21接收光，對(duì)被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的污染水所含的雜質(zhì)進(jìn)行處理，使污染水成為第1已處理水。再者，第1已處理水是包含光催化劑粒子(漿液)和已處理的雜質(zhì)的水溶液，從第1排出口24向流路7排出。所謂將污染水所含的雜質(zhì)除去是指通過氧化還原反應(yīng)使污染水所含的雜質(zhì)無毒化，或是在雜質(zhì)為有機(jī)物的情況下將該雜質(zhì)(有機(jī)物)分解，生成包含無毒化了的雜質(zhì)的水溶液。第1已處理水包含光催化劑粒子、氧化還原反應(yīng)后的離子、分解生成物。另外，光催化劑粒子不限于這些例子，只要能夠在水處理裝置1內(nèi)流動(dòng)，并且能夠通過光催化劑反應(yīng)來處理污染水所含的雜質(zhì)，也可以使用其它公知的光催化劑。

另外，從第1導(dǎo)入口25向光反應(yīng)槽2導(dǎo)入(返回)分離槽3的濃縮水，所述濃縮水是從第1已處理水分離出第2已處理水的水溶液(漿液)，是光催化劑粒子的濃度提高了的水溶液(漿液)。

＜光源21＞

光源21例如是低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、準(zhǔn)分子燈、氙氣燈、陽光、黑光或led。

在本實(shí)施方式中，如圖1所示，光源21配置在光反應(yīng)槽2的內(nèi)部，具有從光反應(yīng)槽2的上表面到下表面連續(xù)的圓柱形狀。光源21向光反應(yīng)槽2所含的光催化劑粒子照射紫外光。在此，紫外線的波長范圍例如為200nm以上且400nm以下。光源21可以輸出單色光和連續(xù)光的任一種。

關(guān)于光源21，例如在光催化劑粒子的材料為二氧化鈦的情況下，通過向光催化劑粒子照射具有紫外線的波長范圍的光而生成oh自由基。通過生成的oh自由基與去除對(duì)象反應(yīng)，能夠從污染水中除去雜質(zhì)。

再者，光源21不限于配置在光反應(yīng)槽2的內(nèi)部。光源21也可以配置在光反應(yīng)槽2的外部。該情況下，光源21只要能夠透過光反應(yīng)槽2的材料，向位于光反應(yīng)槽2內(nèi)部的光催化劑粒子射出光即可。

＜分離槽3＞

如圖1所示，分離槽3具有過濾膜31、被過濾膜31包圍的第一室、以及沒有被過濾膜31包圍的第二室。分離槽3具有與流路7連接的第2導(dǎo)入口32、與返回路8連接的第2排出口33、以及處理后水排出口34。分離槽3經(jīng)由第2導(dǎo)入口32和流路7而與光反應(yīng)槽2連接。第1已處理水從光反應(yīng)槽2經(jīng)由流路7而從第2導(dǎo)入口32導(dǎo)入分離槽3。第二室貯存第1已處理水。

過濾膜31例如是中空絲膜或平膜等，具有多個(gè)直徑比上述光催化劑粒子小的孔。分離槽3的內(nèi)部被過濾膜31分割為第一室和第二室。

第一室是分離槽3的內(nèi)部的區(qū)域之中被過濾膜31包圍的區(qū)域，具有處理后水排出口34。第二室是分離槽3的內(nèi)部的區(qū)域之中除了第一室和過濾膜31以外的區(qū)域(被過濾膜31包圍的區(qū)域)，具有第2導(dǎo)入口32和第2排出口33。

關(guān)于過濾膜31，通過過濾泵81對(duì)第一室減壓，由此能夠?qū)⒌诙屹A存的第1已處理水分離為留在過濾膜31的光催化劑粒子、和透過過濾膜31的不含光催化劑粒子的第2已處理水。也就是說，通過利用過濾膜31過濾第1已處理水，光催化劑粒子被過濾膜31留下，因此在第一室中貯存透過過濾膜31的不含光催化劑粒子的第2已處理水。第一室貯存的第2已處理水，通過進(jìn)一步由過濾泵81對(duì)第一室減壓，作為處理后水從處理后水排出口34向水處理裝置1的外部排出。再者，在分離槽3的第二室中，光催化劑粒子被過濾膜31留下，因此會(huì)貯存光催化劑粒子的濃度提高的漿液(濃縮水)。因此，在分離槽3中，濃縮水從第2排出口33向返回路8(排出)返回，所述濃縮水是從第1已處理水分離出第2已處理水的漿液，是光催化劑粒子的濃度提高了的漿液。

像這樣，在分離槽3中利用過濾膜31進(jìn)行過濾，由此能夠從第1已處理水中提取不含光催化劑的粒子的第2已處理水。更具體而言，在分離槽3中，在將過濾膜31浸漬于第二室貯存的第1已處理水中的狀態(tài)下，利用過濾泵81對(duì)過濾膜31的內(nèi)側(cè)(第一室)進(jìn)行減壓，由此能夠?qū)⒉缓獯呋瘎┝Ｗ拥牡?已處理水向第一室吸引。這是由于第1已處理水所含的光催化劑粒子的粒徑比過濾膜31的孔的直徑大，因此光催化劑粒子無法透過過濾膜31。

＜流路7和返回路8＞

光反應(yīng)槽2和分離槽3如上所述經(jīng)由流路7和返回路8而連接。更具體而言，流路7將光反應(yīng)槽2的第1排出口24和分離槽3的第2導(dǎo)入口32連接。另外，流路7中配置有后述的循環(huán)泵71和循環(huán)流量計(jì)72。在流路7中，通過循環(huán)泵71將從光反應(yīng)槽2的第1排出口24排出的第1已處理水輸送到分離槽3的第2導(dǎo)入口32。

返回路8將光反應(yīng)槽2的第1導(dǎo)入口25和分離槽3的第2排出口33連接。分離槽3的水位被調(diào)整為高于光反應(yīng)槽2的水位，因此通過返回路8，從分離槽3的第2排出口33排出的濃縮水被輸送到光反應(yīng)槽2的第1導(dǎo)入口25。

＜循環(huán)泵71＞

循環(huán)泵71配置于流路7，將從光反應(yīng)槽2的第1排出口24排出的第1已處理水向分離槽3的第2導(dǎo)入口32導(dǎo)入。循環(huán)泵71例如是管泵。管泵是公知的泵，因此省略詳細(xì)說明，能夠利用輥擠壓具有彈性的管而將液體擠出。

＜過濾泵81＞

過濾泵81配置在與處理后水排出口34連接的流路中，例如為管泵。

過濾泵81具有通過減壓而利用過濾膜31分離為光催化劑粒子和不含光催化劑粒子的水的功能。也就是說，過濾泵81通過對(duì)第一室減壓，使第1已處理水所含的光催化劑粒子被過濾膜31留下，并且使第1已處理水之中不含光催化劑粒子的第2已處理水透過過濾膜31。

更具體而言，過濾泵81通過對(duì)過濾膜31的內(nèi)側(cè)(第一室)減壓，將利用過濾膜31對(duì)分離槽3的第二室貯存的第1已處理水進(jìn)行過濾而得到的第2已處理水向第一室吸引。另外，過濾泵81持續(xù)對(duì)第一室減壓，因此第1室貯存的第2已處理水作為處理后水從處理后水排出口34向水處理裝置1的外部排出。

在本實(shí)施方式中，過濾泵81控制壓力以使得從處理后水排出口34排出的處理后水(第2已處理水)的流量恒定。在此，例如可以設(shè)置為，過濾泵81具有過濾泵控制部，過濾泵控制部配置在與處理后水排出口34連接的流路中，從用于測(cè)定排出第2已處理水時(shí)的流量的過濾流量計(jì)82接收(取得)流量的信息，控制自身(過濾泵81)以使得流量恒定。

再者，過濾膜31的孔的大小只要不使光催化劑粒子通過即可。關(guān)于光催化劑粒子的大小和過濾效率，如果過濾膜31的孔徑大則會(huì)透過光催化劑粒子，如果孔徑小則在過濾時(shí)需要增大吸引壓力而使過濾泵81承受不必要的負(fù)荷?？紤]到這一點(diǎn)，過濾膜31的孔的大小例如為10nm以上且100nm以下。

＜?jí)嚎s機(jī)9＞

壓縮機(jī)9在運(yùn)行中向光反應(yīng)槽2和分離槽3供給空氣。通過供給的空氣，能夠?qū)⒐夥磻?yīng)槽2和分離槽3的內(nèi)部貯存的漿液攪拌。也就是說，壓縮機(jī)9能夠通過向光反應(yīng)槽2和分離槽3供給空氣并產(chǎn)生氣泡，防止光催化劑粒子沉淀，或?qū)⒏街谶^濾膜31的光催化劑粒子除去，或供給光催化劑生成羥基自由基所需的氧。

另外，壓縮機(jī)9能夠向分離槽3的過濾膜31供給空氣。

＜?jí)毫τ?jì)6＞

如圖1所示，壓力計(jì)6配置在過濾膜31與過濾泵81之間的流路中，用于監(jiān)控過濾壓力。如果過濾壓力增高則能夠檢測(cè)到發(fā)生了過濾膜31堵塞等問題。

＜流量計(jì)41＞

流量計(jì)41設(shè)置于導(dǎo)入泵10與污染水導(dǎo)入口23之間，用于測(cè)定被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的污染水的量。再者，流量計(jì)41既可以與導(dǎo)入流量計(jì)12分開設(shè)置，也可以與導(dǎo)入流量計(jì)12一體設(shè)置。

在本實(shí)施方式中，流量計(jì)41逐次向控制部5發(fā)送結(jié)果。

＜離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42＞

圖2是表示實(shí)施方式中的離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

如圖2所示，本實(shí)施方式的離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42具備離子傳導(dǎo)度計(jì)421、計(jì)算電路422、存儲(chǔ)部423、判定電路424和輸出電路425。

離子傳導(dǎo)度計(jì)421也被記為離子傳導(dǎo)度測(cè)定計(jì)，用于測(cè)定被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的污染水所含的離子的量。具體而言，離子傳導(dǎo)度計(jì)421連續(xù)測(cè)定污染水的離子傳導(dǎo)度。

計(jì)算電路422利用流量計(jì)41測(cè)定出的污染水的量和離子傳導(dǎo)度計(jì)421測(cè)定出的污染水的離子傳導(dǎo)度，計(jì)算被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的污染水的總量中所含的離子的總量。在此，計(jì)算電路422能夠基于流量計(jì)41測(cè)定出的離子傳導(dǎo)度的值和表示地下水中的離子濃度與離子傳導(dǎo)度的關(guān)系的表，計(jì)算污染水所含的離子的濃度。另外，計(jì)算電路422能夠根據(jù)污染水所含的濃度的時(shí)間變化及其時(shí)間累計(jì)值、以及流入光反應(yīng)槽2的污染水的總量，計(jì)算流入了光反應(yīng)槽2的離子的總量。

判定電路424例如也被記為第1判定電路，用于判定計(jì)算電路422計(jì)算出的離子的總量是否大于第1閾值。在此，第1閾值是應(yīng)該將光反應(yīng)槽2的水溶液的一部分導(dǎo)入光催化劑活性測(cè)定裝置44(測(cè)定槽441)的閾值。第1閾值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部423。更具體而言，第1閾值是光催化劑粒子的活性變得不滿足性能的值。已知與光催化劑粒子的功能劣化相關(guān)的離子是鈣。另外，通過基礎(chǔ)研究可知會(huì)使光催化劑粒子的功能降低的ca量。將該ca量的值本身確定為第1閾值。再者，使用離子傳導(dǎo)度計(jì)421能夠計(jì)算流入了光反應(yīng)槽2的離子的總量，但無法單獨(dú)求出各離子的濃度。因此，流入的鈣量的最大值設(shè)為計(jì)算出的離子的總量的50％，確定第1閾值。

存儲(chǔ)部423例如為hdd(硬盤驅(qū)動(dòng)器)、非易失性存儲(chǔ)器、ram等，存儲(chǔ)有表示地下水中的離子濃度與離子傳導(dǎo)度的關(guān)系的表、第1閾值。另外，存儲(chǔ)部423在計(jì)算電路422計(jì)算離子的總量時(shí)也被使用，存儲(chǔ)污染水所含的離子的濃度的時(shí)間變化及其時(shí)間累計(jì)值。

輸出電路425在判定電路424判定為由計(jì)算電路422計(jì)算出的離子的總量大于第1閾值的情況下，向控制部5發(fā)出警告信號(hào)即可。

＜光催化劑再生裝置46＞

光催化劑再生裝置46也被記為清洗部，用于使活性降低了的光催化劑粒子的功能恢復(fù)。更具體而言，光催化劑再生裝置46通過利用酸性溶液或堿性溶液進(jìn)行清洗而使光催化劑粒子再生。在本實(shí)施方式中，光催化劑再生裝置46從后述的控制部5接收到利用酸性溶液或堿性溶液清洗光催化劑粒子的指示作為恢復(fù)光催化劑粒子的活性的指示的情況下，向集中在光催化劑再生裝置46的光催化劑粒子添加酸性溶液或堿性溶液并進(jìn)行清洗，使光催化劑粒子的功能恢復(fù)(再生)。清洗后的光催化劑粒子返回光反應(yīng)槽2中使用。在此，酸例如可以使用草酸、鹽酸、硫酸、硝酸。堿例如可以使用氨、氫氧化鈉。

再者，后面會(huì)進(jìn)行描述，在第1閾值被更新為第3閾值的情況下，判定電路424判定計(jì)算電路422計(jì)算出的離子的總量是否大于第3閾值即可。關(guān)于其他如上所述，因此省略進(jìn)一步的說明。

另外，光催化劑再生裝置46不限于通過利用酸性溶液或堿性溶液進(jìn)行清洗而使光催化劑粒子再生，也可以通過將光催化劑粒子更換為新的而使光催化劑粒子再生。

＜泵43＞

泵43配置在光催化劑活性測(cè)定裝置44與光反應(yīng)槽2(或分離槽3)之間，將光反應(yīng)槽2的水溶液(漿液)的一部分向光催化劑活性測(cè)定裝置44導(dǎo)入。在本實(shí)施方式中，泵43在通過離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42判定為離子的總量大于第1閾值而發(fā)出了警告信號(hào)的情況下，將光反應(yīng)槽2的漿液的一部分向光催化劑活性測(cè)定裝置44(測(cè)定槽441)導(dǎo)入。在此，泵43例如為管泵。管泵是公知的泵因此省略詳細(xì)說明，能夠利用輥擠壓具有彈性的泵而將液體擠出。

＜光催化劑活性測(cè)定裝置44＞

圖3是表示實(shí)施方式中的光催化劑活性測(cè)定裝置44的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

如圖3所示，光催化劑活性測(cè)定裝置44具備測(cè)定槽441、導(dǎo)入部442、光源443、檢測(cè)部444和輸出部445。本實(shí)施方式的光催化劑活性測(cè)定裝置44利用標(biāo)識(shí)分子或色素來測(cè)定光催化劑粒子的活性。

測(cè)定槽441也被記為第2槽，光反應(yīng)槽2的水溶液(漿液)的一部分被導(dǎo)入。在本實(shí)施方式中，在離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42發(fā)出了警告信號(hào)的情況下，可以通過由控制部5控制的泵43，將分離槽3的第2已處理水的一部分作為光反應(yīng)槽2的漿液的一部分而導(dǎo)入測(cè)定槽441。這是由于光反應(yīng)槽2的漿液經(jīng)由流路7被導(dǎo)入分離槽3，因此光反應(yīng)槽2的水溶液與分離槽3的第2已處理水的一部分是同樣的物質(zhì)。

導(dǎo)入部442在將分離槽3的第2已處理水的一部分作為光反應(yīng)槽2的水溶液的一部分導(dǎo)入了測(cè)定槽441的情況下，向測(cè)定槽441導(dǎo)入標(biāo)識(shí)分子或色素。導(dǎo)入部442例如為自動(dòng)移液管，向被導(dǎo)入測(cè)定槽441的包含光催化劑粒子的液體中加入標(biāo)識(shí)分子或加入色素。在此，標(biāo)識(shí)分子是與水中所含的二價(jià)鐵反應(yīng)而顯色的菲羅啉，色素是包含有機(jī)物的色素，例如為亞甲藍(lán)。

光源443向測(cè)定槽441至少照射可見光。

檢測(cè)部444檢測(cè)透過了測(cè)定槽441的可見光的強(qiáng)度(第1強(qiáng)度)。在本實(shí)施方式中，檢測(cè)部444可以利用從光源443輸出的可見光的強(qiáng)度的信息和透過了測(cè)定槽441中的液體的可見光的強(qiáng)度而求出吸光度。

在此，光催化劑粒子發(fā)揮功能的情況下，水中的鐵被還原成為二價(jià)。檢測(cè)部444在通過導(dǎo)入部442向測(cè)定槽441導(dǎo)入菲羅啉的情況下，能夠通過吸光度測(cè)定而測(cè)定水中的二價(jià)鐵的濃度。這是由于在吸光度大的情況下，與光催化劑粒子的活性度高相關(guān)，因此通過測(cè)定水中的二價(jià)鐵的濃度，能夠測(cè)定光催化劑粒子的活性度。再者，污染水不含三價(jià)鐵的情況下，有意圖地向污染水(或光反應(yīng)槽2)添加三價(jià)鐵即可。

輸出部445將表示檢測(cè)部444檢測(cè)出的第1強(qiáng)度(或算出的吸光度)的信息向控制部5輸出。

再者，光源443在通過導(dǎo)入部442導(dǎo)入了色素的情況下，照射紫外線后需要向測(cè)定槽441照射可見光。以下，利用附圖對(duì)該情況的技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行具體說明。

圖4a是表示圖3所示的光源443的詳細(xì)功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖，圖4b是具備圖4a所示的光源443的光催化劑活性測(cè)定裝置44的結(jié)構(gòu)圖的一例。圖5a是表示圖3所示的光源443的詳細(xì)功能結(jié)構(gòu)的另一例的框圖，圖5b是具備圖5a所示的光源443的光催化劑活性測(cè)定裝置44的結(jié)構(gòu)圖的一例。再者，對(duì)于與圖3同樣的要素附帶相同標(biāo)號(hào)，并省略詳細(xì)說明。

光源443如圖4a所示可以具備紫外光源443a和可見光源443b。紫外光源443a也記為第3光源，向測(cè)定槽441照射紫外光。可見光源443b也記為第2光源，在紫外光源443a向測(cè)定槽441照射紫外光之后，向測(cè)定槽441照射可見光。更具體而言，光源443在通過導(dǎo)入部442向測(cè)定槽441導(dǎo)入了色素的情況下，首先由紫外光源443a照射測(cè)定槽441，由此向測(cè)定槽441的光催化劑粒子照射紫外線而使色素分解。接著，將紫外光源443a切換為可見光源443b，由可見光源443b向測(cè)定槽441照射可見光。并且，通過檢測(cè)部444檢測(cè)透過了測(cè)定槽441的可見光的強(qiáng)度(第1強(qiáng)度)即可。這是由于分解的色素的量會(huì)根據(jù)光催化劑粒子的活性而變化，因此將照射一定時(shí)間光之后的色素的濃度以吸光度測(cè)定，能夠測(cè)定光催化劑粒子的活性。此時(shí)，在吸光度小的情況下，與光催化劑粒子的活性度高相關(guān)。

再者，光源443不限于如圖4a所示具備紫外光源443a和可見光源443b。例如，也可以如圖5a所示具備紫外光源443a和可見光轉(zhuǎn)換部443c。該情況下，可見光源轉(zhuǎn)換部413c例如是可變的過濾器，能夠使紫外光源443a照射出的紫外光通過過濾器而轉(zhuǎn)換為可見光。其它與上述內(nèi)容是同樣的，因此省略詳細(xì)說明。

＜控制部5＞

圖6是表示實(shí)施方式中的控制部5的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

控制部5設(shè)置于水處理裝置1(未圖示)，例如通過半導(dǎo)體集成電路(ic)等而實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施方式的控制部5如圖6所示具備判定部51、存儲(chǔ)部52、發(fā)送接收部53和更新部54。

判定部51也被記為第2判定電路。判定部51判定基于由發(fā)送接收部53接收的第1強(qiáng)度而算出的光催化劑粒子的活性是否為第2閾值以下。判定部51在光催化劑粒子的活性為第2閾值以下的情況下，使發(fā)送接收部53將催促光催化劑粒子的更換的信息、恢復(fù)光催化劑粒子的活性的指示、或表示光催化劑粒子劣化這一內(nèi)容的信息輸出。關(guān)于表示光催化劑粒子劣化這一內(nèi)容的信息，也包括在光催化劑的活性大于第2閾值時(shí)表示光催化劑粒子沒有劣化(第1表示)，在光催化劑粒子的活性為第2閾值以下時(shí)消除第1表示。第2閾值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部52。

再者可以設(shè)置成，判定部51將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部52的閾值與吸光度進(jìn)行比較，在吸光度大于該閾值的情況下使發(fā)送接收部53輸出繼續(xù)運(yùn)行的指示，在吸光度為該閾值以下的情況下使發(fā)送接收部53輸出進(jìn)行光催化劑功能恢復(fù)工作的指示。

存儲(chǔ)部52例如為hdd(硬盤驅(qū)動(dòng)器)、非易失性存儲(chǔ)器、ram等，存儲(chǔ)第2閾值。第2閾值表示能夠判斷光催化劑粒子的活性劣化，需要恢復(fù)功能的值。

發(fā)送接收部53接收離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42的警告信號(hào)，作為光催化劑活性測(cè)定裝置44的測(cè)定結(jié)果接收第1強(qiáng)度或吸光度。另外，發(fā)送接收部53在通過離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42發(fā)出了警告信號(hào)的情況下，向泵43發(fā)送表示將光反應(yīng)槽2的水溶液(漿液)的一部分導(dǎo)入光催化劑活性測(cè)定裝置44(測(cè)定槽441)這一內(nèi)容的信號(hào)。另外，發(fā)送接收部53向泵45發(fā)送表示將光反應(yīng)槽2的包含光催化劑粒子的漿液集中在光催化劑再生裝置46這一內(nèi)容的信號(hào)，或者向光催化劑活性測(cè)定裝置44發(fā)送利用酸性溶液或堿性溶液清洗光催化劑粒子的指示作為恢復(fù)光催化劑粒子的活性的指示。另外，發(fā)送接收部53也可以發(fā)送將離子傳導(dǎo)度測(cè)定裝置42存儲(chǔ)的第1閾值更新為第3閾值的信息。

更新部54也被記為更新電路，在基于由發(fā)送接收部53接收到的第1強(qiáng)度而算出的光催化劑粒子的活性度大于第2閾值的情況下，利用第1強(qiáng)度，將第1閾值更新為第3閾值。在此，第3閾值表示接下來應(yīng)該將光反應(yīng)槽2的漿液的一部分導(dǎo)入測(cè)定槽441的閾值。

更具體而言，更新部54在光催化劑粒子的活性度大于第2閾值的情況下，取得在光催化劑粒子的活性最大時(shí)算出的透過測(cè)定槽441的可見光的第2強(qiáng)度，通過將第1強(qiáng)度相對(duì)于第2強(qiáng)度的比例乘以第1閾值而算出第3閾值。并且，更新部54將第1閾值更新為算出的第3閾值。

[水處理裝置1的工作]

下面，對(duì)如上所述構(gòu)成的水處理裝置1的工作進(jìn)行說明。

＜水處理的流程＞

首先，利用圖7和圖8對(duì)水處理裝置1的工作進(jìn)行說明。

圖7是表示本實(shí)施方式中的水處理裝置1的工作流程的概略的圖。圖8是表示實(shí)施方式中的水處理裝置的水處理流程的詳細(xì)工作的圖。

首先，準(zhǔn)備水處理裝置1。具體而言，意味著由水處理裝置1的使用者購入。

接著，向光反應(yīng)槽2和分離槽3投入含有光催化劑粒子的漿液(s1)。一旦投入漿液，則運(yùn)行壓縮機(jī)9，向光反應(yīng)槽2和分離槽3輸送空氣，從而攪拌漿液。然后，打開循環(huán)泵71，使?jié){液在光反應(yīng)槽2的內(nèi)部循環(huán)。另外，打開光源21待機(jī)以使得在污染水被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2時(shí)立即發(fā)生由光催化劑引起的氧化還原反應(yīng)。

接著，向光反應(yīng)槽2導(dǎo)入污染水(s2)。具體而言，污染水例如從貯存污染水的外部的容器通過導(dǎo)入泵10導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的污染水導(dǎo)入口23。

然后，水處理裝置1中，由于光源21打開而向貯存在光反應(yīng)槽2的漿液照射紫外線，因此進(jìn)行處理污染水所含的雜質(zhì)的水處理(s3)。更詳細(xì)而言，如圖8所示，首先，水處理裝置1由光源21向光反應(yīng)槽2的光催化劑粒子照射紫外光，通過光催化劑粒子的光催化劑反應(yīng)，使被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的含有雜質(zhì)的污染水成為雜質(zhì)被處理了的第1已處理水(s31)。第1已處理水通過循環(huán)泵71被輸送到分離槽3。接著，水處理裝置1通過過濾泵81對(duì)第一室減壓，由此將從光反應(yīng)槽2排出而導(dǎo)入分離槽3的第1已處理水分離為被過濾膜31留下的光催化劑粒子(漿液)、和透過過濾膜31的不含光催化劑粒子的水溶液即第2已處理水(s32)。然后，水處理裝置1將第2已處理水作為處理后水向水處理裝置1的外部排出(s33)。殘留在分離槽3的光催化劑粒子的濃度提高了的漿液(濃縮水)通過返回路8返回光反應(yīng)槽2。再者，步驟s31～s33的處理的詳細(xì)情況如上所述，因此省略此處的說明。

接著，水處理裝置1判定是否需要進(jìn)行功能恢復(fù)處理(s4)。

在步驟s4中，如果判定為不需要進(jìn)行功能恢復(fù)處理(在s4中為否)，則返回步驟s2的處理。再者，該情況下，通過不停止步驟s2和步驟s3的處理而持續(xù)進(jìn)行，能夠進(jìn)行連續(xù)的水處理。

另一方面，在步驟s4中，如果判定為需要進(jìn)行功能恢復(fù)處理(在s4中為是)，則暫時(shí)停止水處理裝置1的運(yùn)行，并且進(jìn)行功能恢復(fù)處理(s5)。而且在功能恢復(fù)處理結(jié)束后，再次運(yùn)行水處理裝置1(s6)。

像這樣，本實(shí)施方式的水處理裝置1在使光催化劑粒子分散于光反應(yīng)槽2的液體中的狀態(tài)(漿液的狀態(tài))下，向光催化劑粒子照射激發(fā)光(紫外光)。由此，與將光催化劑粒子固定在光反應(yīng)槽2的內(nèi)側(cè)壁等而使用的方式相比，可得到10倍以上的高的反應(yīng)效率。如果分散使用的光催化劑粒子濃度降低，則光催化劑反應(yīng)的發(fā)生減少，反應(yīng)效率惡化，另一方面，即使?jié)舛冗^高也會(huì)由于漿液的光透過率降低而使反應(yīng)效率降低。光反應(yīng)槽2中的光催化劑粒子的濃度優(yōu)選為0.1g/l～4g/l的范圍。

＜功能恢復(fù)處理的判定處理＞

下面，利用圖9對(duì)圖4所示的步驟s4的判定處理進(jìn)行說明。

圖9是表示本實(shí)施方式中的水處理裝置1的功能恢復(fù)處理的判定處理的詳細(xì)情況的圖。

在步驟s4中，首先，水處理裝置1判定計(jì)算出的離子的總量是否大于第1閾值(s41)。

更具體而言，水處理裝置1利用流量計(jì)41測(cè)定出的污染水的量和離子傳導(dǎo)度計(jì)421測(cè)定出的污染水的離子傳導(dǎo)度，并根據(jù)表示地下水中的離子濃度與離子傳導(dǎo)度的關(guān)系的表以及導(dǎo)入的污染水的總量(總體積)，計(jì)算導(dǎo)入了水處理裝置1的離子的量。像這樣，水處理裝置1計(jì)算導(dǎo)入了光反應(yīng)槽2中的污染水的總量所含的離子的總量。并且，水處理裝置1判定計(jì)算出的離子的總量是否大于第1閾值。

再者，如上所述，使用離子傳導(dǎo)度計(jì)421能夠計(jì)算流入光反應(yīng)槽2的離子的總量。但是，無法單獨(dú)求出各離子的濃度(總量)。這是由于使用離子傳導(dǎo)度計(jì)421計(jì)算出的離子的總量是反映所有種類的離子的總量的值。而且，并不是所有離子都會(huì)導(dǎo)致光催化劑的劣化，因此無法根據(jù)流入的總離子量確定光催化劑的劣化度。另一方面，與光催化劑粒子的功能劣化相關(guān)的離子是鈣，已知會(huì)使光催化劑粒子的功能降低的ca量。因此，將流入的鈣量的最大值推定為上述中計(jì)算出的離子的總量的50％，算出第1閾值。

接著，在步驟s41中，計(jì)算出的離子的總量為第1閾值以下的情況下(在s41中為否)，返回步驟s2的處理，繼續(xù)運(yùn)行。

另一方面，在步驟s41中，計(jì)算出的離子的總量大于第1閾值的情況下(在s41中為是)，由光催化劑活性測(cè)定裝置44測(cè)定光催化劑粒子的活性，判定光催化劑粒子的活性是否為第2閾值以下(s42)。

再者，計(jì)算出的離子的總量大于第1閾值的情況是指推定導(dǎo)入了使光催化劑粒子的功能劣化到下限(不滿足性能的值)的ca的離子。關(guān)于由光催化劑活性測(cè)定裝置44測(cè)定光催化劑粒子的活性如上所述，因此省略此處的說明。

接著，在步驟s42中，光催化劑粒子的活性為第2閾值以下的情況下(在s42中為是)，向步驟s5的處理推進(jìn)，實(shí)施功能恢復(fù)處理(s5)。

另一方面，在步驟s42中，光催化劑粒子的活性大于第2閾值的情況下(在s42中為否)，在進(jìn)行將第1閾值更新為第3閾值的更新處理(s43)之后，返回步驟s2的處理，繼續(xù)運(yùn)行。

在此，對(duì)于需要進(jìn)行更新處理的理由進(jìn)行說明。使用了在導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的污染水的總量所含的離子的總量中鈣的濃度推定為最大(例如50％)而算出的第1閾值，但由于光催化劑粒子的活性大于第2閾值，因此實(shí)際的鈣的濃度小于推定值(50％)。像這樣在初期的警告信號(hào)產(chǎn)生時(shí)等進(jìn)行步驟s4的處理的情況下，有時(shí)光催化劑粒子的活性沒有降低到需要進(jìn)行功能恢復(fù)處理的程度。

但是，由于被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的鈣離子達(dá)到了一定濃度，因此在連續(xù)運(yùn)行的情況下，無法原樣使用第1閾值。需要更新為能夠判定為接下來應(yīng)該將光反應(yīng)槽2的水溶液(漿液)的一部分導(dǎo)入測(cè)定槽441的第3閾值。由于能夠了解到表示當(dāng)前的光催化劑粒子的活性的值(例如吸光度)，因此能夠根據(jù)表示當(dāng)前的光催化劑粒子的活性的值，計(jì)算需要進(jìn)行光催化劑粒子的功能恢復(fù)處理時(shí)的成為表示光催化劑粒子的活性的值的ca的離子的量。也就是說，確定直到下一次光催化劑活性測(cè)定為止的運(yùn)行時(shí)間的第3閾值，能夠考慮當(dāng)前被導(dǎo)入光反應(yīng)槽2的污染水的總量所含的離子的總量的值、和可根據(jù)能夠?qū)牍夥磻?yīng)槽2的污染水的總量所含的離子的總量得到的最大含量的鈣量而算出。具體而言，第3閾值能夠通過利用測(cè)定出的透過了測(cè)定槽441的可見光的強(qiáng)度(第1強(qiáng)度)和在光催化劑粒子的活性最大時(shí)算出的透過測(cè)定槽441的可見光的第2強(qiáng)度，將第1強(qiáng)度相對(duì)于第2強(qiáng)度的比例乘以第1閾值而算出。

像這樣，本實(shí)施方式的水處理裝置1在兩個(gè)階段進(jìn)行光催化劑粒子的功能劣化的推定。也就是說，本實(shí)施方式的水處理裝置1中，作為第一階段，計(jì)算導(dǎo)入了使光催化劑粒子的功能劣化到下限的ca的離子，由此推定光催化劑粒子的功能劣化了。作為第二階段，實(shí)際使用光催化劑活性測(cè)定裝置44測(cè)定抽取的光催化劑粒子的活性，由此推定光催化劑粒子的功能實(shí)際劣化。

并且，本實(shí)施方式的水處理裝置1在光催化劑粒子的活性劣化到不能滿足性能之前，暫時(shí)中止水處理，將光催化劑粒子再生或交換，進(jìn)行光催化劑粒子的功能恢復(fù)處理。

由此，能夠?qū)⒐獯呋瘎┝Ｗ拥墓δ芰踊３衷谝欢ǔ潭纫韵拢瑥亩軌蛟谔幚砗笏械奈廴疚镔|(zhì)的濃度始終低于基準(zhǔn)值的狀態(tài)下運(yùn)行。

[效果等]

由以上說明可知，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式中的水處理裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)防止使用光催化劑進(jìn)行水處理后的水即已處理水的品質(zhì)降低的運(yùn)行方法。

更具體而言，光催化劑粒子由于污染水中所含的特定的成分而使活性劣化。如果在活性劣化的狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行處理，則會(huì)制造超過污染物質(zhì)的基準(zhǔn)濃度的處理后水。

在此，利用圖10對(duì)使用了比較例的水處理裝置的情況下的污染物質(zhì)的濃度進(jìn)行說明。圖10是表示使用比較例中的水處理裝置進(jìn)行水處理時(shí)的處理后水中的污染物質(zhì)的濃度變化的一例的圖。圖10中，示出了使用與實(shí)施方式1的水處理裝置1不同的、不進(jìn)行功能恢復(fù)處理及其判定處理的比較例的水處理裝置對(duì)污染水中的三價(jià)砷進(jìn)行了處理時(shí)的處理后水中的三價(jià)砷的濃度的例子。

如圖10所示，可知比較例的水處理裝置中，剛開始進(jìn)行水處理時(shí)三價(jià)砷的濃度為基準(zhǔn)值以下，但三價(jià)砷的濃度漸漸上升，超過了作為自來水所確定的基準(zhǔn)值(自來水基準(zhǔn)值上限)。比較例的水處理裝置中，隨著光催化劑粒子的活性降低，三價(jià)砷的處理能力(污染水的除去能力)會(huì)降低。再者，圖10中示出了關(guān)于三價(jià)砷的濃度的數(shù)據(jù)，即使是其它污染物也是同樣的結(jié)果。

另一方面，利用圖11對(duì)使用本實(shí)施方式中的水處理裝置1的情況下的污染物質(zhì)的濃度進(jìn)行說明。圖11是表示使用本實(shí)施方式中的水處理裝置1進(jìn)行水處理時(shí)的處理后水中的污染物質(zhì)的濃度變化的一例的圖。圖11示出了使用本實(shí)施方式中的水處理裝置對(duì)污染水中的三價(jià)砷進(jìn)行了處理時(shí)的處理后水中的三價(jià)砷的濃度的例子。

如圖11所示，可知本實(shí)施方式中的水處理裝置1，雖然三價(jià)砷的濃度隨著水處理的處理時(shí)間緩緩上升，但在超過自來水基準(zhǔn)上限之前，光催化劑功能得到恢復(fù)，三價(jià)砷的濃度始終被保持為不超過自來水基準(zhǔn)值上限。

本實(shí)施方式的水處理裝置1，能夠推定光催化劑粒子的功能的劣化，在光催化劑粒子的功能劣化到不滿足性能的程度之前中止水處理，恢復(fù)光催化劑粒子的功能，因此能夠?qū)⒐獯呋瘎┝Ｗ拥墓δ芰踊种圃谝欢ǔ潭纫韵?。所以，本?shí)施方式的水處理裝置1，能夠在處理后水中的污染物質(zhì)的濃度始終低于自來水基準(zhǔn)值上限的狀態(tài)下運(yùn)行。

另外，本實(shí)施方式的水處理裝置1，在兩個(gè)階段進(jìn)行光催化劑粒子的功能劣化的推定，并配合進(jìn)行更新第一階段的閾值(第1閾值)的更新處理。由此，能夠不使用高頻電感耦合等離子體(icp)、液相色譜儀等分析裝置，在光催化劑粒子的功能劣化到不滿足性能的程度之前中止水處理，恢復(fù)光催化劑粒子的功能。

以上，基于實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案涉及的水處理方法和水處理裝置進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式。只要不脫離本發(fā)明的主旨，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的各種變形施加于本實(shí)施方式而得到的方案、將不同的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素組合而構(gòu)建的方案，都包含在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案的范圍內(nèi)。

例如，在上述的實(shí)施方式中，單元、設(shè)備的全部或一部分，或者是圖6所示的框圖的功能模塊的全部或一部分，可以通過包含半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體集成電路(ic)、或lsi(大規(guī)模集成電路；largescaleintegration)的一個(gè)或一個(gè)以上的電路執(zhí)行。lsi或ic可以集成于一個(gè)芯片，也可以將多個(gè)芯片組合而構(gòu)成。例如，存儲(chǔ)元件以外的功能模塊可以集成于一個(gè)芯片。在此，稱為lsi、ic，但也可以根據(jù)集成的程度改變稱呼，也許會(huì)稱為系統(tǒng)lsi、vlsi(超大規(guī)模集成電路；verylargescaleintegration)、或ulsi(特大規(guī)模集成電路；ultralargescaleintegration)。在lsi的制造后進(jìn)行編程的現(xiàn)場可編程門陣列(fpga：fieldprogrammablegatearray)、或能夠進(jìn)行l(wèi)si內(nèi)部的接合關(guān)系的重構(gòu)或lsi內(nèi)部的電路區(qū)劃的設(shè)置的可重構(gòu)邏輯器件(reconfigurablelogicdevice)也可以出于相同的目的而使用。

并且，單元、裝置、或裝置的一部分的、全部或一部分的功能或操作，可以通過軟件處理而執(zhí)行。該情況下，軟件記錄在一個(gè)或一個(gè)以上的rom、光盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器等非暫時(shí)性記錄介質(zhì)，通過處理裝置(processor)執(zhí)行軟件時(shí)，軟件使處理裝置和周邊的設(shè)備執(zhí)行軟件內(nèi)的特定的功能。系統(tǒng)或裝置可以具備記錄有軟件的一個(gè)或一個(gè)以上的非暫時(shí)性記錄介質(zhì)、處理裝置、以及必要的硬件設(shè)備例如接口(界面；interface)。

產(chǎn)業(yè)可利用性

本發(fā)明能夠利用于使用懸浮在水中的光催化劑對(duì)飲用水、廢水、或內(nèi)陸河流、湖泊所含的有害物在實(shí)用的時(shí)間持續(xù)進(jìn)行水處理的水處理方法、水處理裝置，特別是能夠作為家庭用的凈水設(shè)備、公共用的凈水設(shè)備而利用。