(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の水源から原水を集めて処理を行うに際し、１台の紫外線照射ユニット又は複数の紫外線照射ユニットを並列に接続した紫外線照射ユニット群を、前記水源に近い方から順に第１段から第ｎ（ｎ：２以上の自然数）段の複数段に分けて直列に配置し、後段になるに従って各段に配置する前記紫外線ユニットの並列数を減少させつつ液体処理を行う液体処理システムであって、
前記複数段のうち、所定の特定段以外の段に設けられている紫外線照射ユニットの出力をそれぞれ固定とし、前記特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整して、最終段における処理後の液体が所望の液体処理状態となるように前記特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整する調整手段と、
を備えた液体処理システム。
【請求項２】
前記特定段以外の段に設けられている紫外線照射ユニットの出力をそれぞれ最大出力に固定する、
請求項１記載の液体処理システム。
【請求項３】
前記最終段の前記紫外線照射ユニットの数を１台とする、
請求項１または請求項２記載の液体処理システム。
【請求項４】
各前記段の上流側にそれぞれ流量計を設け、
前記調整手段は、前記流量計により得られた流量に基づいて前記特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体処理システム。
【請求項５】
前記液体は、水系の液体である、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体処理システム。
【請求項６】
複数の水源から原水を集めて処理を行うに際し、１台の紫外線照射ユニット又は複数の紫外線照射ユニットを並列に接続した紫外線照射ユニット群を、前記水源に近い方から順に第１段から第ｎ（ｎ：２以上の自然数）段の複数段に分けて直列に配置し、後段になるに従って各段に配置する前記紫外線ユニットの並列数を減少させつつ液体処理を行う液体処理システムで実行される制御方法であって、
前記複数段のうち、所定の特定段以外の段に設けられている紫外線照射ユニットの出力をそれぞれ固定とするステップと、
前記特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整して、最終段における処理後の液体が所望の液体処理状態となるように前記特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整するステップと、
を備えた制御方法。
【請求項７】
複数の水源から原水を集めて処理を行うに際し、１台の紫外線照射ユニット又は複数の紫外線照射ユニットを並列に接続した紫外線照射ユニット群を、前記水源に近い方から順に第１段から第ｎ（ｎ：２以上の自然数）段の複数段に分けて直列に配置し、後段になるに従って各段に配置する前記紫外線ユニットの並列数を減少させつつ液体処理を行う液体処理システムをコンピュータにより制御するための制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記複数段のうち、所定の特定段以外の段に設けられている紫外線照射ユニットの出力をそれぞれ固定とする第１制御手段と、
前記特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整して、最終段における処理後の液体が所望の液体処理状態となるように前記特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整する第２制御手段と、
して機能させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液体処理システム、制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上下水道（水道水または地下水等）の処理水の殺菌・消毒、工業用水の脱臭・脱色、あるいはパルプの漂白、さらには医療機器の殺菌等を行うためにオゾンや塩素等の薬品が用いられている。そして、従来の消毒装置では、オゾンや薬品を処理水に均一に溶かし込むために、滞留槽やスプレーポンプ等の攪拌装置が必需品で、水質や水量の急激な変化には、迅速に対応することはできなかった。
【０００３】
一方、紫外線には、殺菌・消毒・脱色、工業用水の脱臭・脱色、あるいはパルプの漂白等の作用があり、さらに、水質や水量の急激な変化に対しても、紫外線ランプの出力を調整することで迅速に対応することができる。
このような紫外線ランプを用いた技術として、円筒形の通水胴と、通水胴よりも小径の円管で構成されたランプハウジングが十字接合されており、ランプハウジング内部にランプハウジング軸と平行に、内部に紫外線ランプを収納した石英ガラスから成る紫外線照射管が複数本取り付けられた構造を有する技術が挙げられる（特許文献１参照）。上記構成の紫外線照射装置は、通水配管径が大きく、さらに必要紫外線量が異なる場合でも、設置するランプハウジング数を適宜増減できるので、比較的大規模の処理システムに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許７３８５２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術においては、実際の処理システムの運用にあたって、最適な紫外線量に制御されているとは限らず、照明効率、ひいては、運用コストのさらなる最適化が望まれていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、紫外線ランプから発光される紫外線の照射効率を向上させ、実効的な運用コストの低減を図ることが可能な液体処理システム、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の液体処理システムは、複数の水源から原水を集めて処理を行うに際し、１台の紫外線照射ユニット又は複数の紫外線照射ユニットを並列に接続した紫外線照射ユニット群を、前記水源に近い方から順に第１段から第ｎ（ｎ：２以上の自然数）段の複数段に分けて直列に配置し、後段になるに従って各段に配置する前記紫外線ユニットの並列数を減少させつつ液体処理を行う液体処理システムである。
そして、調整手段は、複数段のうち、所定の特定段以外の段に設けられている紫外線照射ユニットの出力をそれぞれ固定とし、特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整して、最終段における処理後の液体が所望の液体処理状態となるように特定段に設けられている紫外線照射ユニットの出力を調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態による紫外線を用いた水処理システムの構成を示す系統図である。
【図２】図２は、紫外線照射ユニットの構成図である。
【図３】図３は、図２の紫外線照射ユニットのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、紫外線照射管の構成図である。
【図５】図５は、紫外線ランプの寸法に関する説明図である。
【図６】図６は、ＪＩＳ規格で規定されている配管の寸法および流速３．０ｍ／ｓｅｃにおける流量との関係を説明する図である。
【図７】図７は、紫外線強度測定窓の測定窓面と紫外線照射管の石英ガラス外面間距離Ｌ＝１５３ｍｍとしたときの紫外線強度と紫外線照射量の関係の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
【図９】図９は、第１実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態による水処理システムの構成を示す系統図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
【図１２】図１２は、第２実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
【図１３】図１３は、第３実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
【図１４】図１４は、第３実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
【図１５】図１５は、第３実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その３）である。
【図１６】図１６は、第４実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
【図１７】図１７は、第４実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
【図１８】図１８は、第４実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、液体処理システムを水処理システムに適用した場合の実施形態について図面を参照して説明する。
実施形態の水処理システムは、複数系統の水処理系統の処理を行うに際し、水処理系統を第１段から第ｎ（ｎ：２以上の自然数）段の複数段構成とし、前段の水処理系統をまとめて系統数を減少させつつ水処理を行う構成を採っている。
【０００９】
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の水処理システムの構成を示す系統図である。
第１実施形態の水処理システム１０は、地下水を水源とする浄水処理場の紫外線消毒システムとして構築されている。
水処理システム１０は、地下水をくみ上げるための複数の井戸１１と、各井戸１１の取水配管１２にそれぞれ設けられた流量計（第１段流量計）１３と、各取水配管１２の流量計１３の下流側に設けられた第１段紫外線照射ユニット１４と、取水配管１２を集合させる集合配管（第１段集合配管）１５と、集合配管１５に接続されて水処理系統数を減少しつつ、分散させる分散配管１６と、を備えている。
【００１０】
さらに水処理システム１０は、分散配管１６に接続された複数の送水配管１７と、送水配管１７にそれぞれ設けられた流量計（第２段流量計）１８と、各送水配管１７の流量計１８の下流側に設けられた第２段紫外線照射ユニット１９と、送水配管１７を集合させる集合配管（第２段集合配管）２０と、集合配管２０に接続された送水配管２１と、送水配管２１に設けられた流量計（第３段流量計）２２と、送水配管２１の流量計２２の下流側に設けられた第３段紫外線照射ユニット２３と、送水配管２１の下流に設置された浄水池２４と、浄水池に消毒剤を注入する消毒剤注入装置２５と、処理水送水配管２６と、コントローラ２７と、を備えている。
【００１１】
上記構成において、第３段紫外線照射ユニット２３は、特定段（第１実施形態では、最終段）に設けられた紫外線照射ユニットとして機能する。
コントローラ２７は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、不揮発性の外部記憶装置と、状態表示を行うための表示装置（インジケータ、液晶パネル等）と、操作パネルなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００１２】
また、コントローラ２７には、流量計１３、１８、２２、第１段紫外線照射ユニット１４に設けられている紫外線強度センサＵＶＳ、第２段紫外線照射ユニット１９に設けられている紫外線強度センサＵＶＳ及び第３段紫外線照射ユニット２３に設けられている紫外線強度センサＵＶＳの出力信号が入力されているとともに、第１段紫外線照射ユニット１４、第２段紫外線照射ユニット１９及び第３段紫外線照射ユニット２３を制御している。
【００１３】
ここで、紫外線照射ユニットについて説明する。
図２は、紫外線照射ユニットの構成図である。
図３は、図２の紫外線照射ユニットのＡ−Ａ断面図である。
ここで、第１段紫外線照射ユニット１４、第２段紫外線照射ユニット１９及び第３段紫外線照射ユニット２３は、同様の構成であるので、第３段紫外線照射ユニット２３を例として説明する。
第３段紫外線照射ユニット２３は、処理水の殺菌、消毒、不活化等を行うものであり、通水胴３１と、紫外線照射管３２（３２ａ〜３２ｃ）と、フランジ継手３３と、を備えている。
【００１４】
通水胴３１は、対向する一対の開口部（給水口と排水口）を有する円筒形状に形成された部材であり、処理を施す処理水がＡ方向（図２）に向かって通過するものである。本実施形態では、処理水が流入する側の開口部と給水口とし、処理水が流出する側の開口部を排水口と称する。なお、図２では、ＤＡ方向に処理水が流れる場合を説明するが、ＤＡ方向と反対方向に処理水が流れるようにしてもよい。
【００１５】
また、通水胴３１は、円筒形状の対向する側面（壁面）に３つずつ、合計６つの貫通孔が形成されている。この６つの貫通孔には、貫通穴が形成されたブッシング３４ａ、３４ｂ、３４ｃが貫通して固定されている。
【００１６】
紫外線照射管３２は、紫外線ランプ３５と石英ガラス管３６とを備えている。第３段紫外線照射ユニット２３においては、３本備えられている。紫外線照射管３２それぞれは、紫外線照射管３２ａ、紫外線照射管３２ｂ、紫外線照射管３２ｃと表記する。なお、本実施形態では、紫外線照射管３２を３本備えた構成としているが、必要な紫外線量に応じて、１本、２本、もしくは４本以上備えた構成としてもよい。
【００１７】
紫外線ランプ３５は、通水胴３１を通過する処理水に紫外線を照射するランプである。
本実施形態の紫外線ランプ３５は、紫外線を発光する発光部の長さ（発光長）が、通水胴３１の内径に対して−１０％〜＋１０％以内の長さのものが備えられている。また、紫外線ランプ３５は、波長が２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の紫外線を発光するものである。
石英ガラス管３６は、石英ガラスによって形成され、紫外線ランプ３５を収納する保護管である。
【００１８】
紫外線照射管３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、給水口から排水口に向かうＡ方向と交差する平面上（Ａ方向と交差する方向を含む平面上）に平行に設けられている。具体的には、紫外線照射管３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、Ａ方向と直交する平面上に３本が平行に並ぶように配置されている。すなわち、紫外線照射管３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、図２に示すように断面線Ａ−Ａ上に縦に一列に並んで配置されている。
そして、紫外線照射管３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、両端部が、通水胴３１の側面に対向して設けられた６つの貫通孔それぞれに固定されているブッシング３７ａ、３７ｂ、３７ｃに挿入されて、取り付けられている。
【００１９】
また、ブッシング３７ａ、３７ｂ、３７ｃの外側の端部近傍には、図示していないＯリング用の三角溝が形成されており、この三角溝にＯリングをはさみ、Ｏリング押さえ３８（図４参照）で固定することにより、紫外線照射管３２ａ、３２ｂ、３２ｃは通水胴３１に水密固定されている。
【００２０】
フランジ継手３３は、第３段紫外線照射ユニット２３を水処理施設等の配管や他の紫外線照射装置と接続するための継手として機能する一対の突縁部である。また、フランジ継手３３は、開口部が形成された円形形状で板状の接続継手であり、通水胴３１の一対の開口部の周縁それぞれから開口外部に向けて突出形成されている。フランジ継手３３ａは、通水胴３１の給水口側に形成されており、フランジ継手３３ｂは、通水胴３１の排水口側に形成されている。また、フランジ継手３３は、内径が通水胴３１の内径と同じか小さく、外径が通水胴３１の外径より大きい。
【００２１】
次に、紫外線照射管３２の詳細について説明する。
図４は、紫外線照射管の構成図である。
紫外線照射管３２は、上述した紫外線ランプ３５及び石英ガラス管３６に加え、さらに、Ｏリング押さえ３８と、キャップ３９と、位置決コマ４０と、を備えている。
そして、紫外線ランプ３５は、図４に示すように、両端部に電力供給用の配線４１が接続されている。
【００２２】
Ｏリング押さえ３８は、上述したＯリングを押さえるものである。位置決コマ４０は、紫外線ランプ３５の両端に取り付けられており、紫外線ランプ３５を石英ガラス管３６の中心に位置するように保持する。
【００２３】
キャップ３９は、石英ガラス管３６の両端部に取り付けられており、石英ガラス管３６の両端部を保護するとともに、紫外線ランプ３５から照射された紫外線の外部漏洩を防止するものである。そして、キャップ３９には、紫外線ランプ３５へ電力を供給する配線４１が通る導線孔が形成されている。
【００２４】
次に第１段紫外線照射ユニット１４、第２段紫外線照射ユニット１９及び第３段紫外線照射ユニット２３に使用される紫外線ランプ３５の選定方法について説明する。
図５は、紫外線ランプの寸法に関する説明図である。
図５（ａ）は、中圧紫外線ランプの寸法例を示す図である。図５（ｂ）は、紫外線ランプの寸法箇所の説明図である。図５（ｂ）では、紫外線ランプ３５の全長（Ｌ）と、発光長（Ｌｉ）と、管直径（ｄ）を示している。
【００２５】
放電入力電力Ｐｉ（Ｗ）は、紫外線ランプ３５へ供給される電力値である。そして、図５（ａ）に示すように、放電入力電力Ｐｉが大きいほど、紫外線ランプ３５の発光部の長さである発光長Ｌｉ（図５（ｂ）参照）が長くなり、発光される紫外線出力（２００−２８０ｎｍ出力）ＵＶＣ（Ｗ）も大きくなる。
【００２６】
一方、水処理施設等で使用される配管の径は、一般的に処理流量と配管における圧力損失軽減を考慮して、通水流速が２．５ｍ／ｓｅｃ〜３．０ｍ／ｓｅｃ程度になるように選定される。
【００２７】
図６は、ＪＩＳ規格で規定されている配管の寸法および流速３．０ｍ／ｓｅｃにおける流量との関係を説明する図である。
本実施形態による紫外線照射ユニット１４、１９、２３は、図５（ａ）に示した紫外線ランプ３５と図６に示した配管規格の関係から、通水胴３１を図５に記載された規格品を使用する。そして、通水胴３１の内径と発光長Ｌｉが同等な紫外線ランプ３５の組合せで紫外線照射ユニット１４、１９、２３を構成する。
【００２８】
ここで、具体的な紫外線ランプ３５の選定の例を示す。例えば、図５における呼称２５０Ａの配管の内径（２５４．４ｍｍ）と同じ内径の通水胴３１を使用する場合、図５（ａ）を参照し、通水胴３１の内径と最も近い長さの発光長ＬｉであるランプＡ（発光長Ｌｉ：２４９ｍｍ）を選定する。
【００２９】
また、例えば、図６における呼称５００Ａの配管の内径（４８９．０ｍｍ）と同じ内径の通水胴３１を使用する場合、図５（ａ）を参照し、通水胴３１の内径と最も近い長さの発光長ＬｉであるランプＣ（発光長Ｌｉ：５００ｍｍ）を選定する。
【００３０】
また、例えば、図６における呼称１０００Ａの配管の内径（９８７．４ｍｍ）と同じ内径の通水胴３１を使用する場合、図５（ａ）を参照し、通水胴３１の内径と最も近い長さの発光長ＬｉであるランプＦ（発光長Ｌｉ：１０６５ｍｍ）を選定する。
【００３１】
以上のように構成された本実施形態の紫外線照射ユニット１４、１９、２３では、まず、フランジ継手３３ａが接続された給水口から処理水が流入し、通水胴３１をＡ方向に向かって流れていく。そして、Ａ方向と直交する平面上に平行に並べて配置された紫外線照射管３２の紫外線ランプ３５から照射された紫外線光により、処理水内に含まれる細菌が、殺菌・消毒・不活化される。その後、処理が施された処理水が、フランジ継手３３ｂが接続された排水口から流出する。
【００３２】
このように、本実施形態の紫外線照射ユニット１４、１９、２３は、既存の水処理施設の配管に接続可能なフランジ継手３３を通水胴３１の両端に備え、当該配管の径に適合する径の通水胴３１を利用することにより、既存の水処理施設に容易に導入するこができる。また、紫外線照射ユニット１４、１９、２３は、紫外線照射管３２ａ、３２ｂ、３２ｃを、給水口から排水口へと向かう方向と直交する平面上に平行に並べて配置したため、装置が簡易な構成となり、狭い場所でも設置することができる。
【００３３】
また、紫外線照射ユニット１４、１９、２３は、フランジ継手３３を他の紫外線照射装置に接続可能であるため、接続する紫外線照射装置の数量によって紫外線照射量を調整でき、必要な紫外線照射量を処理水に照射させることができる。
【００３４】
また、紫外線照射ユニット１４、１９、２３は、発光部の長さ（発光長）が、通水胴３１の内径と同等な紫外線ランプ３５により構成されているので、紫外線が無駄なく処理水へ照射される。このため、処理水に含まれる微生物や有機物、無機物の被処理対象物質の消毒（殺菌）、または酸化処理を効率よく行うことができる。
【００３５】
次に、紫外線強度測定窓と紫外線ランプの設置位置の関係を説明する。
紫外線照射ユニット１４、１９、２３における紫外線照射量を監視するための紫外線強度センサＵＶＳは紫外線強度測定窓ＵＷ内に収納され、測定窓面と、その監視対象の紫外線照射管３２の石英ガラス管３６の外表面までの距離Ｌが１３５ｍｍ付近になるように設置されている。この距離は、任意の処理流量において被処理水の紫外線透過率や紫外線ランプ３５の出力が変化した場合でも紫外線強度センサＵＶＳによって検知される紫外線強度と紫外線照射ユニット１４、１９、２３における紫外線照射量の関係が１次方程式で近似できる最適な位置であり、発明者らによる試験と解析結果に基づいて決定した。
【００３６】
図７は、紫外線強度測定窓の測定窓面と紫外線照射管の石英ガラス外面間距離Ｌ＝１５３ｍｍとしたときの紫外線強度と紫外線照射量の関係の一例を示す図である。
図７において横軸は、紫外線強度センサＵＶＳにより検知された紫外線強度Ｓを紫外線透過率１００％、紫外線ランプ出力１００％のときの紫外線強度Ｓ０で除した相対紫外線強度（Ｓ／Ｓ０）、縦軸は、紫外線消毒装置の照射性能を表す指標として標準的（
【非特許文献２】，
【非特許文献３】）に用いられる等価換算紫外線照射量  ＲＥＤ（ｍＪ／ｃｍ２）である。  図７にはさらに、流量が標準流量の場合に加え、標準流量よりも小さい場合、及び大きい場合の関係も示している。  図７に示したように紫外線強度センサＵＶＳを適切な位置に設置することにより、紫外線照射ユニット１４、１９、２３の等価換算紫外線照射量ＲＥＤは紫外線強度センサＵＶＳによって計測される相対紫外線強度（Ｓ／Ｓ０）と処理流量の関係を表す（１）式で算出することができる。
【００３７】
【数１】
0005571113.tif 000002
ここで、    
ＲＥＤ：等価換算紫外線照射量  （ｍＪ／ｃｍ２）
Ｓ：紫外線強度測定値  （ｍＷ／ｃｍ２）
Ｓ０：紫外線ランプ出力制御値１００％における紫外線強度  （ｍＷ／ｃｍ２）
Ｑ：流量  （ｍ３／ｄ）
ａ、ｂ：係数
である。
【００３８】
次に、第１実施形態による水処理システム１０における作用を説明する。
一般に紫外線消毒においては、消毒対象となる病原性微生物の不活化が目的であり、その指標として不活化率を対数換算したＬｏｇ不活化率で表される。例えば、原水に消毒対象病原性微生物が１０００個／ｍｌの濃度で生息しており、これを紫外線照射によって１個／ｍｌまで減少した場合は、不活化率は９９．９％となり３Ｌｏｇ不活化したと表現される。
したがって、本第１の実施形態による、水処理システム１０では、対象病原性微生物のＬｏｇ不活化率で処理目標を設定し、その目標を達成するために必要な照射能力となるよう紫外線照射ユニットが選定、配置されている。
【００３９】
次に第１実施形態の動作について説明する。
まず、第１実施形態の概要動作を説明する。
水処理システム１０の処理対象としての原水である地下水は、管理地域内に点在している複数の井戸１１から図示していない汲み上げポンプで個々に取水される。それぞれの取水配管１２において、流量計１３と第１段紫外線照射ユニット１４が取付けられており、ここで初期照射が行われる。その後、各井戸１１から汲みあげられ、第１段紫外線照射ユニット１４により紫外線が照射された後の処理水は、浄水施設内に送水される。
【００４０】
浄水施設内に送水された処理水は、一旦、集合配管１５にまとめられ施設内を移動した後、分散配管１６で３系統に分岐され、送水配管１７に送られる。
送水配管１７内の処理水は、それぞれの系統に設置されている流量計１８を介して第２段紫外線照射ユニット１９により第２段目の紫外線照射が行われる。その後、集合配管２０で再度１本の配管に集合され、流量計２２及び第３段紫外線照射ユニット２３により最終の紫外線照射が行われた後、浄水池２４へ至る。
そして、浄水池２４では処理水送水配管２６における微生物の繁殖を抑えるために、消毒剤注入装置２５から残留性のある次亜塩素酸ナトリウム等の消毒剤が注入される。
【００４１】
次に第１実施形態の詳細動作を説明する。
図８は、第１実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
図９は、第１実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
まず、消毒対象病原性微生物の目標Ｌｏｇ不活化率ＩＬｏｇを設定する（ステップＳ１）。例えば、ＩＬｏｇ＝３Ｌｏｇと設定する。
【００４２】
次に、原水及び処理水の対象微生物仮想濃度を算出する（ステップＳ２）。
【数２】
0005571113.tif 000003
【数３】
0005571113.tif 000004
【００４３】
ここで、仮想濃度とは、以降のステップで各紫外線照射ユニット１４、１９、２３の紫外線照射量を算出するために便宜上使用するものであり、実際の微生物濃度とは異なる。
続いて、第１段紫外線照射ユニット１４全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ３）。
第２段紫外線照射ユニット１９全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ４）。
【００４４】
次に、第３段紫外線照射ユニット２３全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ５）。
続いてコントローラ２７は、第１段の各系統の流量計１３の出力に基づいて、第１段流量ｑ１１，ｑ１２，ｑ１３，…，ｑ１ｎを読み取る（ステップＳ６）。
【００４５】
さらにコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取付けられた紫外線強度センサＵＶＳの出力（紫外線強度）Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，…，Ｓ１ｎを読み取る（ステップＳ７）。
これらの結果、コントローラ２７は、（４）式に基づいて、第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの紫外線照射量（ＲＥＤ）ＲＥＤ１１，ＲＥＤ１２，ＲＥＤ１３，…，ＲＥＤ１ｎを算出する（ステップＳ８）。
【００４６】
【数４】
0005571113.tif 000005
【００４７】
ここで、ａ１、ｂ１は第１段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
続いて、コントローラ２７は、（５）式に基づいて、第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの出口における対象微生物仮想濃度Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，…，Ｎ１ｎを算出する（ステップＳ９）。
【００４８】
【数５】
0005571113.tif 000006
【００４９】
ここで、
Ｄ０  ：対象微生物の不活化速度定数  （ｍＪ／ｃｍ２）
であり、対象微生物を１Ｌｏｇ不活化するために必要な紫外線照射量のことである。
【００５０】
次にコントローラ２７は、集合配管１５（＝第２段紫外線照射ユニット１９入口）における対象病原微生物仮想濃度Ｎ２を（６）式により算出する（ステップＳ１０）。
【数６】
0005571113.tif 000007
【００５１】
ここで、Ｑは合計流量であり（７）式により計算される。
【数７】
0005571113.tif 000008
【００５２】
次にコントローラ２７は、第２段（第２段）の水処理系統のそれぞれの流量ｑ２１，ｑ２２，…，ｑ２ｎを読み取る（ステップＳ１１）。
これと並行して、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線強度センサＵＶＳの出力（紫外線強度）Ｓ２１，Ｓ２２，…，Ｓ２ｎを読み取る（ステップＳ１２）。
これらの結果、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９、それぞれの紫外線照射量ＲＥＤ２１，ＲＥＤ２２，…，ＲＥＤ２ｎを（８）式により算出する（ステップＳ１３）。
【００５３】
【数８】
0005571113.tif 000009
ここで、a2、b2は第２段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
続いて、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９のそれぞれの出口における対象微生物仮想濃度Ｎ２１，Ｎ２２，…，Ｎ２ｎを（９）式により算出する（ステップＳ１４）。
【００５４】
【数９】
0005571113.tif 000010
【００５５】
ここで、
Ｄ０  ：対象微生物の不活化速度定数  （ｍＪ／ｃｍ２）
であり、対象微生物を１Ｌｏｇ不活化するために必要な紫外線照射量のことである。
【００５６】
続いてコントローラ２７は、集合配管２０（＝第３段紫外線照射ユニット２３の入口）における対象病原微生物仮想濃度Ｎ３を（１０）式により算出する（ステップＳ１５）。
【００５７】
【数１０】
0005571113.tif 000011
ここで、Ｑは合計流量であり（１１）式で計算される。
【００５８】
【数１１】
0005571113.tif 000012
続いて、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の必要紫外線照射量ＲＥＤ３ｔを（１２）式により算出する（ステップＳ１６）。
【００５９】
【数１２】
0005571113.tif 000013
次にコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線センサ出力（紫外線強度）Ｓ３を読み取る（ステップＳ１７）。
【００６０】
これと並行して、コントローラ２７は、流量計２２の出力に基づいて、第３段（第３段；最終段）の水処理系統における流量ｑ３を読み取る（ステップＳ１８）。
ｑ３＝Ｑ
これらの結果、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取りつけられた紫外線センサの目標紫外線強度Ｓ３ｔを（１３）式により算出する（ステップＳ１９）。
【００６１】
【数１３】
0005571113.tif 000014
ここで、ａ３、ｂ３は、第３段紫外線照射ユニット２３の特性により定められる係数である。
【００６２】
続いて、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔを比較し、一致している（Ｓ３＝Ｓ３ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ２０）。なお、ここでの一致は、数学的な厳密な一致ではなく、許容誤差範囲内であるという意味である。
ステップＳ２０の判別において、紫外線センサの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔとが一致している場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）には、コントローラ２７は、処理を再びステップＳ６に移行し、以下、同様の処理を繰り返す。
【００６３】
ステップＳ２０の判別において、紫外線センサの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔとが一致していない場合には（ステップＳ２０；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔを比較し、紫外線センサの出力Ｓ３が目標紫外線強度Ｓ３ｔより小さい（Ｓ３＜Ｓ３ｔ）か、否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００６４】
ステップＳ２１の判別において、Ｓ３＜Ｓ３ｔの場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、処理を処理Ｓ２３に移行する。
ステップＳ２１の判別においてＳ３＞Ｓ３ｔの場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を所定の単位割合（例えば、１％）下げて、処理を（ステップＳ）へ移行する。
【００６５】
続いて、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力が１００％か、否かを判定する（ステップＳ２３）。
ステップＳ２３の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力が１００％未満の場合には、処理をステップＳ２５に移行する。
【００６６】
ステップＳ２３の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力が１００％の場合には（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、照射量不足として警報を発して（ステップＳ２４）、処理を終了する。
【００６７】
一方、ステップＳ２３の判別において、紫外線ランプ出力が１００％未満の場合には（ステップＳ２３；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を所定の単位割合（例えば、５％）増加し（ステップＳ２５）、処理を再びステップＳ６に移行して、以下、同様の処理を繰り返す。
【００６８】
これらの結果、本実施形態によれば、第１段（第１段）、第２段（第２段），第３段（第３段；最終段）の合計紫外線照射量で要求紫外線照射量以上を確保すれば良いので、個々の紫外線照射ユニットは狭い場所でも容易に設置することが可能となり、既存の施設への導入が容易になる。さらに、設置する場所毎の配管径に合わせて紫外線照射ユニットの大きさを選定することができ、紫外線ランプから発光される紫外線の全てが被処理水に照射されるので、高い照射効率での運転が可能となり、さらに、配管径調整用の拡大管や、縮小管が不要となる。
【００６９】
また、本第１実施形態のように、複数の井戸１１から取水している浄水場では、常に全ての井戸１１から定量取水せず、個々の井戸１１の水量，水位，水質状況の変化に合わせて間欠取水運転される場合が多いが、このような場合でも個々のポンプの汲み上げ状況に合わせた柔軟な第１段紫外線照射ユニットの運転で対応することで、施設全体で無駄の少ない紫外線処理が実現できる。
【００７０】
さらに、本第１実施形態により紫外線照射装置構成によれば、水処理系統全体で所定の紫外線照射量を達成すれば良いので、直列に配置された紫外線照射ユニットで照射能力の相互補完が可能となり、定期メンテナンスや、不具合等により一部の紫外線照射ユニットを停止する場合においても、系統全体で補間することで安定した紫外線処理を実現できる。
【００７１】
［２］第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。
図１０は、第２の実施形態による水処理システムの構成を示す系統図である。図１０において、図１と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
水処理システム１００の原水である被処理水は、水質、水量の異なる複数の被処理水槽１０１から図示していない取水ポンプで個々に取水される。
それぞれの取水配管１２にそれぞれ設けられた流量計（第１段流量計）１３と、各取水配管１２の流量計１３の下流側に設けられた第１段紫外線照射ユニット１４と、取水配管１２を集合させる集合配管（第１段集合配管）１５と、集合配管１５に接続されて水処理系統数を減少しつつ、分散させる分散配管１６と、を備えている。
【００７２】
さらに水処理システム１０は、分散配管１６に接続された複数の送水配管１７と、送水配管１７にそれぞれ設けられた流量計（第２段流量計）１８と、各送水配管１７の流量計１８の下流側に設けられた第２段紫外線照射ユニット１９と、送水配管１７を集合させる集合配管（第２段集合配管）２０と、集合配管２０に接続された送水配管２１と、送水配管２１に設けられた流量計（第３段流量計）２２と、送水配管２１の流量計２２の下流側に設けられた第３段紫外線照射ユニット２３と、送水配管２１の下流に設置された浄水池２４と、浄水池に消毒剤を注入する消毒剤注入装置２５と、処理水送水配管２６と、コントローラ２７と、を備えている。
【００７３】
上記構成において、第３段紫外線照射ユニット２３は、特定段（第１実施形態では、最終段）に設けられた紫外線照射ユニットとして機能する。
また、コントローラ２７には、流量計１３、１８、２２、第１段紫外線照射ユニット１４に設けられている紫外線強度センサＵＶＳ、第２段紫外線照射ユニット１９に設けられている紫外線強度センサＵＶＳ及び第３段紫外線照射ユニット２３に設けられている紫外線強度センサＵＶＳの出力信号が入力されているとともに、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４、第２段紫外線照射ユニット１９及び第３段紫外線照射ユニット２３を制御している。
【００７４】
次に、第２実施例における作用を説明する。
水処理システム１００は、被処理水の脱色、脱臭、あるいは漂白等の作用があるが、この場合、被処理水の着色や臭気の原因物質の分解除去が目的となる。
この場合、水処理システム１００における必要紫外線照射量は、消毒を目的とした紫外線消毒システムと異なり、エネルギー線量ＵＶ＿Ｄｏｓｅで表される。エネルギー線量ＵＶ＿Ｄｏｓｅは（１４）式で計算される。
【数１４】
0005571113.tif 000015
【００７５】
ここで、ｔは紫外線照射ユニットを被処理水が通過するときに紫外線が照射される時間であり、（１５）式で求められる。      
【００７６】
【数１５】
0005571113.tif 000016
【００７７】
ここで、
Ａａｖ：紫外線照射ユニット内の平均流路断面積（ｍ２）
Ｑ  ：流量  (ｍ３／ｓ)
また、／ＩＶは、紫外線照射ユニット内の体積平均紫外線強度であり、（１６）式により計算される。
【数１６】
0005571113.tif 000017
ここで、
Ｉλ  ：紫外線照射ユニット内部の任意の位置における紫外線強度
（ｍＷ／ｃｍ２）
Ｖ    ：紫外線照射ユニット内部容積  （ｍ３）
したがって、第２実施形態の水処理システム１００では処理対象物質の除去率で処理目標を設定し、その目標を達成するために必要な照射能力となるよう紫外線照射ユニットが選定、配置されている。
次に、本第２の実施形態による紫外線処理システムの運転・制御方法を説明する。
ここでは、被処理水の水質、水量は、被処理水槽１０１毎に異なり、これに伴いそれぞれの被処理水の紫外透過も被処理水槽毎に異なる。また、紫外線照射ユニットにおける紫外線のエネルギー線量ＵＶ＿Ｄｏｓｅ  は、紫外線強度センサによって検知される紫外線強度Ｓと、処理流量Ｑから(１７)式の関係が成り立つと仮定する。
【００７８】
【数１７】
0005571113.tif 000018
ここで、
ＵＶ＿Ｄｏｓｅ  ：紫外線のエネルギー線量（ｍＪ／ｃｍ２）
Ｓ  ：紫外線強度測定値  （ｍＷ／ｃｍ２）
Ｓ０：紫外線ランプ出力制御値１００％における紫外線強度  （ｍＷ／ｃｍ２）
Ｑ  ：流量  (ｍ３／ｄ)
ａ，ｂ  ：係数
である。
【００７９】
さらに、処理対象物質の除去率Ｒと紫外線のエネルギー線量ＵＶ＿Ｄｏｓｅの関係は（１８）式の指数関数方程式で近似されると仮定して説明する。
【数１８】
0005571113.tif 000019
ここで、
ＣＩＮ  ：原水の処理対象物質濃度（ｍｇ／Ｌ）
ＣＯＵＴ  ：処理水の被処理物質濃度（ｍｇ／Ｌ）
α，β  ：紫外線照射ユニットの特性により定められる係数
である。
【００８０】
図１１は、第２実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
図１２は、第２実施形態における水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
まず、コントローラ２７は、原水の処理対象物質濃度ＣＩＮと、最終処理水目標濃度ＣＯＵＴを設定する（ステップＳ３１）。
続いてコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の全紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ３２）。
【００８１】
コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９の全紫外線ランプの出力を１００％で点灯する（ステップＳ３３）。
さらにコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の全の紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ３４）。
【００８２】
次にコントローラ２７は、流量計２２の出力信号に基づいて第１段流量ｑ１１，ｑ１２，ｑ１３，…，ｑ１ｎを読み取る（ステップＳ３５）。
さらにコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取付けられた紫外線センサ出力（紫外線強度）Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，…，Ｓ１ｎを読み取る（ステップＳ３６）。
【００８３】
そしてコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの紫外線照射量ＵＶ＿Ｄｏｓｅ１１，ＵＶ＿Ｄｏｓｅ１２，ＵＶ＿Ｄｏｓｅ１３，…，ＵＶ＿Ｄｏｓｅ１ｎを算出する（ステップＳ３７）。
【００８４】
【数１９】
0005571113.tif 000020
ここで、ａ１、ｂ１は第１段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【００８５】
次にコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの出口における処理対象物質濃度Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，…，Ｃ１ｎを（２０）式に基づいて算出する（ステップＳ３８）。
【数２０】
0005571113.tif 000021
ここで、α１、β１は第１段紫外線照射ユニットの特性により定まる係数である。
続いてコントローラ２７は、集合配管１５（＝第２段紫外線照射ユニット１９入口）における処理対象物質濃度を（２１）式により算出する（ステップＳ３９）。
【数２１】
0005571113.tif 000022
ここで、Ｑは合計流量であり（２２）式で計算される。
【数２２】
0005571113.tif 000023
続いて、コントローラ２７は、流量計の出力信号に基づいて第２段流量ｑ２１，ｑ２２，…，ｑ２ｎを読み取る（ステップＳ４０）。
さらにコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９に取付けられた紫外線強度センサＵＶＳの出力（紫外線強度）Ｓ２１，Ｓ２２，…，Ｓ２ｎを読み取る（ステップＳ４１）。
さらにまたコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９、それぞれの紫外線照射量ＵＶ＿Ｄｏｓｅ２１，ＵＶ＿Ｄｏｓｅ２２，…，ＵＶ＿Ｄｏｓｅ２ｎを（２３）式により算出する（ステップＳ４２）。
【００８６】
ここで、
【数２３】
0005571113.tif 000024
ここで、ａ２、ｂ２は第１段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【００８７】
さらにコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９それぞれの出口における処理対象物質濃度Ｃ２１，Ｃ２２，…，Ｃ２ｎを（２４）式により算出する（ステップＳ４３）。
【数２４】
0005571113.tif 000025
ここで、α２、β２は第２段紫外線照射ユニットの特性により定まる係数である。
【００８８】
続いてコントローラ２７は、集合配管２０（＝第３段紫外線照射ユニット２３入口）における処理対象物質濃度Ｃ３を（２５）式により算出する（ステップＳ４４）。
【数２５】
0005571113.tif 000026
ここで、Ｑは合計流量であり（２６）式により計算される。
【数２６】
0005571113.tif 000027
【００８９】
さらにコントローラ２７は、（２７）式により第３段紫外線照射ユニット２３の必要紫外線照射量（ＵＶ＿Ｄｏｓｅ３ｔ）を算出する（ステップＳ４５）。
【数２７】
0005571113.tif 000028
そしてコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３取付け紫外線センサ出力（紫外線強度）Ｓ３を読み取る（ステップＳ４６）。
また、コントローラ２７は、流量計から第３段流量ｑ３を読み取る（ステップＳ４７）。        ｑ３＝Ｑ
次にコントローラ２７は、(２８)式により第３段紫外線照射ユニット２３に取付けられた紫外線センサの目標紫外線強度を算出する（ステップＳ４８）。
【数２８】
0005571113.tif 000029
ここで、ａ３、ｂ３は第３段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
続いて、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ３（＝検出紫外線強度）と目標紫外線強度Ｓ３ｔを比較し、一致している（Ｓ３＝Ｓ３ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ４９）。なお、この場合の一致は、許容誤差範囲内の実効的な一致であり、数学的な厳密な一致を意味するものではない。
【００９０】
ステップＳ４９の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔとが一致している場合には（ステップＳ４９；Ｙｅｓ）、処理をステップＳに移行する。
ステップＳ４９の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔ致とが一致していない場合には（ステップＳ４９；Ｎｏ）、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔを比較し、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ３が目標紫外線強度Ｓ３ｔより小さい（Ｓ３＜Ｓ３ｔ）か、否かを判定する（ステップＳ５０）。
【００９１】
ステップＳ５０の判別において、Ｓ３＞Ｓ３ｔの場合（ステップＳ５０；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を下げ（ステップＳ５１）、処理をステップＳ５２に移行する。
ステップＳ５０の判別において、Ｓ３＜Ｓ３ｔの場合（ステップＳ５０；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力が１００％か、否かを判定する（ステップＳ５２）。
【００９２】
ステップＳ５２の判別において、紫外線ランプ出力が１００％の場合（ステップＳ５２；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、照射量不足として警報を発し（ステップＳ５３）、処理を終了する。
ステップＳ５２の判別において、紫外線ランプ出力が１００％未満の場合（ステップＳ５２；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を所定量増加し（ステップＳ５４）、処理をステップＳ３５に移行し、以下、同様の処理を繰り返す。
【００９３】
次に、本第２実施形態の効果を説明する。
本第２実施形態によれば、第１段、第２段，第３段の合計紫外線照射量で要求紫外線照射量以上を確保すれば良いので、個々の紫外線照射ユニットは狭い場所でも容易に設置することが可能となり、既存の施設への導入が容易になる。さらに、設置する場所毎の配管径に合わせて紫外線照射ユニットの大きさを選定することにより、紫外線ランプから発光される紫外線の全てが被処理水に照射されるので、高い照射効率での運転が可能となる。またさらに、配管径調整用の拡大管や、縮小管が不要となる。
【００９４】
また、本第２実施形態のように、複数の被処理槽から取水する水処理理システムでは、常に全ての被処理水槽から定量取水せず、個々の被処理水槽の水量，水位，水質状況の変化に合わせて間欠取水運転される場合が多いが、このような場合でも個々のポンプの送水状況に合わせた柔軟な第１段紫外線照射ユニットの運転で対応することで、施設全体で無駄の少ない紫外線処理が実現できる。
【００９５】
さらに、本第２実施形態の紫外線照射ユニットの構成によれば、通水系統全体で所定の紫外線照射量を達成すれば良いので、直列に配置された紫外線照射ユニットで照射能力の相互補完が可能となり、定期メンテナンスや、不具合等により一部の紫外線照射ユニットを停止する場合においても、系統全体で補完することで安定した紫外線処理を実現できる。
【００９６】
［３］第３実施形態
次に、液体処理システムの第３実施形態について説明する。本第３実施形態における液体処理システムである水処理システムの構成は、第１の実施形態と同様であるが、紫外線消毒システムの運転・制御方法において、第１の実施形態では、複数段で構成された紫外線消毒システムにおいて前段の紫外線照射ユニットは出力１００％で運転し、最終段の紫外線照射ユニットで前段までの照射結果に基づきランプ出力を制御する点が第１実施形態と異なる。
【００９７】
つぎに第３実施形態の動作について説明する。
図１３は、第３実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
図１４は、第３実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
図１５は、第３実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その３）である。
【００９８】
まず、コントローラ２７は、消毒対象病原性微生物の目標Ｌｏｇ不活化率を設定する（ステップＳ６１）。例えば、ＩＬｏｇを３Ｌｏｇに設定する。
【００９９】
次にコントローラ２７は、（２９）式及び（３０）式により、原水の対象微生物仮想濃度ＮＩＮ及び処理水の対象微生物仮想濃度ＮＯＵＴを算出する（ステップＳ６２）。
【数２９】
0005571113.tif 000030
【数３０】
0005571113.tif 000031
【０１００】
ここで、仮想濃度とは、以降のステップで各紫外線照射ユニット１４、１９、２３の紫外線照射量を算出するために便宜上使用するものであり、被処理水における実際の微生物濃度とは異なる。
続いて、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の必要紫外線照射量（ＲＥＤ）を（３１）式により算出する（ステップＳ６３）。
【数３１】
0005571113.tif 000032
【０１０１】
次にコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ６４）。
さらにコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ６５）。
【０１０２】
そして、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ６６）。
その後、コントローラ２７は、流量計１３の出力に基づいて、第１段流量ｑ１１，ｑ１２，…，ｑ１ｎを読み取る（ステップＳ６７）。
そして、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取付けられた紫外線強度センサＵＶＳの出力（紫外線強度）Ｓ１１，Ｓ１２，…，Ｓ１ｎを読み取る（ステップＳ６８）。
【０１０３】
続いて、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取付けられた紫外線センサの目標紫外線強度Ｓ１ｔを（３２）式により算出する（ステップＳ６９）。
【数３２】
0005571113.tif 000033
【０１０４】
ここで、ａ１、ｂ１は第１段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
さらにコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎと目標紫外線強度Ｓ１ｔを比較し、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎと目標紫外線強度Ｓ１ｔとが一致している（Ｓ１ｎ＝Ｓ１ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ７０）。この場合においても、一致は、数学的な意味の厳密な一致ではなく、許容誤差範囲内の実効的な一致を判別している。
【０１０５】
ステップＳ７０の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎと目標紫外線強度Ｓ１ｔとが一致している場合には（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）、処理をステップＳに移行する。
ステップＳ７０の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎと目標紫外線強度Ｓ１ｔとが一致していない場合には（ステップＳ７０；Ｎｏ）、第１段紫外線照射ユニット１４に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎと目標紫外線強度Ｓ１ｔを比較し、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎが目標紫外線強度Ｓ１ｔより小さい（Ｓ１ｎ＜Ｓ１ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ７１）。
ステップＳ７１の判別において、Ｓ１ｎ＞Ｓ１ｔの場合（ステップＳ７１；Ｎｏ）、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力を下げ（ステップＳ７２）、処理をステップＳ７３へ移行する。
【０１０６】
ステップＳ７１の判別において、Ｓ１ｎ＜Ｓ１ｔの場合（ステップＳ７１；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力が１００％か、否かを判別する（ステップＳ７３）。
ステップＳ７３の判別において、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力が１００％の場合には（ステップＳ７３；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ７５に移行する。
【０１０７】
ステップＳ７３の判別において、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力が１００％未満の場合には（ステップＳ７３；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力を所定量増加し（ステップＳ７４）、処理をステップＳ７５に移行する。
【０１０８】
続いてコントローラ２７は、（３３）式に基づいて第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの紫外線照射量ＲＥＤ１１，ＲＥＤ１２，ＲＥＤ１３，…，ＲＥＤ１ｎを算出する（ステップＳ７５）。
【数３３】
0005571113.tif 000034
ここで、ａ１、ｂ１は第１段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【０１０９】
次にコントローラ２７は、（３４）式に基づいて、第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの出口における対象微生物仮想濃度Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，…，Ｎ１ｎを算出する（ステップＳ７６）。
【数３４】
0005571113.tif 000035
ここで、
Ｄ０  ：対象微生物の不活化速度定数  （ｍＪ／ｃｍ２）
であり、対象微生物を１Ｌｏｇ不活化するために必要な紫外線照射量のことである。
【０１１０】
続いてコントローラ２７は、（３５）式により集合配管１５（＝第２段紫外線照射ユニット１９入口）における対象病原微生物仮想濃度Ｎ２を算出する（ステップＳ７７）。
【数３５】
0005571113.tif 000036
ここで、Ｑは合計流量であり（３６）式で計算される。
【数３６】
0005571113.tif 000037
【０１１１】
次にコントローラ２７は、（３７）式により、第２段紫外線照射ユニット１９の必要紫外線照射量ＲＥＤ２ｔを算出する（ステップＳ７８）。
【数３７】
0005571113.tif 000038
【０１１２】
続いてコントローラ２７は、流量計の出力に基づいて、第２段流量ｑ２１，ｑ２２，…，ｑ２ｎを読み取る（ステップＳ７９）。
そして、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９に取付けられた紫外線センサの出力（紫外線強度）Ｓ２１，Ｓ２２，…，Ｓ２ｎを読み取る（ステップＳ８０）。
【０１１３】
これと並行して、コントローラ２７は、(３８)式により、第２段紫外線照射ユニット１９に取付けられた紫外線センサの目標紫外線強度Ｓ２ｔを算出する（ステップＳ８１）。
【数３８】
0005571113.tif 000039
ここで、ａ２、ｂ２は第２段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【０１１４】
次にコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎと目標紫外線強度Ｓ２ｔと、を比較し、一致している（Ｓ２ｎ＝Ｓ２ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ８２）。
ステップＳ８２の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎと目標紫外線強度Ｓ２ｔとが一致している場合には（ステップＳ８２；Ｙｅｓ）、処理をステップＳに移行する。
【０１１５】
ステップＳ８２の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎと目標紫外線強度Ｓ２ｔとが一致していない場合には（ステップＳ８２；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎと目標紫外線強度Ｓ２ｔを比較し、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎが目標紫外線強度Ｓ２ｔより小さい（Ｓ２ｎ＜Ｓ２ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ８３）。
【０１１６】
ステップＳ８３の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎに相当する実際の紫外線強度が目標紫外線強度Ｓ２ｔより大きい場合（ステップＳ８１；Ｎｏ）、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力を所定量下げて（ステップＳ８４）、処理をステップＳに移行する。
【０１１７】
一方、ステップＳ８３の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎに相当する実際の紫外線強度が目標紫外線強度Ｓ２ｔより小さい場合（Ｓ２ｎ＜Ｓ２ｔの場合）には（ステップＳ８３；Ｙｅｓ）、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力が１００％か、否かを判別する（ステップＳ８５）。
【０１１８】
ステップＳ８５の判別において、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力が１００％の場合（ステップＳ８５；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、処理をステップＳに移行する。
【０１１９】
ステップＳ８５の判別において、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力が１００％未満の場合（ステップＳ８５；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力を所定量増加し（ステップＳ８６）、（３９）式に基づいて、第２段紫外線照射ユニット１９のそれぞれの紫外線照射量ＲＥＤ２１，ＲＥＤ２２，…，ＲＥＤ２ｎを算出する（ステップＳ８７）。
【数３９】
0005571113.tif 000040
ここで、ａ２、ｂ２は第２段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【０１２０】
次にコントローラ２７は、(４０)式に基づいて第２段紫外線照射ユニット１９それぞれの出口における対象微生物仮想濃度Ｎ２１，Ｎ２２，…，Ｎ２ｎを算出する（ステップＳ８８）。
【数４０】
0005571113.tif 000041
ここで、
Ｄ０  ：対象微生物の不活化速度定数  （ｍＪ／ｃｍ２）
であり、対象微生物を１Ｌｏｇ不活化するために必要な紫外線照射量のことである。
【０１２１】
続いてコントローラ２７は、（４１）式により、集合配管２０（＝第３段紫外線照射ユニット２３入口）における対象病原微生物仮想濃度Ｎ３を算出する（ステップＳ８９）。
【数４１】
0005571113.tif 000042
ここで、Ｑは合計流量であり（４２）式で計算される。
【数４２】
0005571113.tif 000043
【０１２２】
続いてコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３における必要紫外線照射量ＲＥＤ３ｔを（４３）式により算出する（ステップＳ９０）。
【数４３】
0005571113.tif 000044
【０１２３】
更にコントローラ２７は、流量計の出力に基づいて、第３段流量ｑ３を読み取る（ステップＳ９１）。
ｑ３＝Ｑ
これと並行してコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取付けられた紫外線センサの出力（紫外線強度）Ｓ３を読み取る（ステップＳ９２）。
【０１２４】
これらの結果、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取付けられた紫外線センサの目標紫外線強度Ｓ３ｔを（４４）式により算出する（ステップＳ９３）。
【数４４】
0005571113.tif 000045
ここで、ａ３、ｂ３は第３段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【０１２５】
次にコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ３（実際の紫外線強度に相当）と目標紫外線強度Ｓ３ｔとを比較し、一致している（Ｓ３＝Ｓ３ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ９４）。
ステップＳ９４の判別において、紫外線センサの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔとが一致している場合（ステップＳ９４；Ｙｅｓ）、処理をステップＳに移行する。
【０１２６】
ステップＳ９４の判別において、紫外線センサの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔとが一致していない場合（ステップＳ９４；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔを比較し、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ３が目標紫外線強度Ｓ３ｔより小さい（Ｓ３＜Ｓ３ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ９５）。
【０１２７】
ステップＳ９５の判別において、Ｓ３＞Ｓ３ｔの場合（ステップＳ９５；Ｎｏ）、コントローラ２７は第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を所定量下げて（ステップＳ９６）、処理をステップＳ９７に移行する。
【０１２８】
一方、ステップＳ９５の判別において、Ｓ３＜Ｓ３ｔの場合（ステップＳ９５；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力が１００％か、否かを判別する（ステップＳ９７）。
ステップＳ９４の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力が１００％未満の場合（ステップＳ９７；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を所定量増加し（ステップＳ９８）、処理をステップＳ６７に移行する。
【０１２９】
ステップＳ９３の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力が１００％の場合、これ以上紫外線ランプの出力を上げることはできず、処理不足状態となるので、照射量不足として警報を発する（ステップＳ９９）。
【０１３０】
次に、第３実施形態の効果を説明する。
本第３実施形態によれば、第１段、第２段，第３段の合計紫外線照射量で要求紫外線照射量以上を確保すれば良いので、個々の紫外線照射ユニットは狭い場所でも容易に設置することが可能となり、既存の施設への導入が容易になる。さらに、設置する場所毎の配管径に合わせて紫外線照射ユニットの大きさを選定することにより、紫外線ランプから発光される紫外線の全てが被処理水に照射されるので、高い照射効率での運転が可能となり、さらに、配管径調整用の拡大管や、縮小管が不要となる。
【０１３１】
また、本第３実施形態のように、複数の井戸から取水している浄水場では、常に全ての井戸から定量取水せず、個々の井戸の水量，水位，水質状況の変化に合わせて間欠取水運転される場合が多いが、このような場合でも個々のポンプの汲み上げ状況や、流量、水質の変化に合わせた柔軟な第１段紫外線照射ユニットの運転で対応することができ、さらに、第２段及び第３段の紫外線照射ユニットにおいても、個々のユニットの流量や水質に合わせて照射量を制御できるので施設全体で無駄の少ない紫外線処理が実現できる。
【０１３２】
さらに、本第３実施形態の水処理システムの構成によれば、通水系統全体（水処理系統全体）で所定の紫外線照射量を達成すれば良いので、直列に配置された紫外線照射ユニットで照射能力の相互補完が可能となり、定期メンテナンスや、不具合等により一部の紫外線照射ユニットを停止する場合においても、系統全体で補間することで安定した紫外線処理を実現できる。
【０１３３】
［４］第４実施形態
次に、第４実施形態について説明する。
本第４の実施形態における紫外線水処理システムの構成は、基本的に第１実施形態と同様であるが、複数段で構成された水処理系統の最終段の水処理系統は、第１実施形態と異なり、予備処理系統として運用し、通常運転時は、当該予備処理系統を停止又は紫外線ランプの出力をコントロール下限に抑えた待機運転状態で運用し、急激な水質や水量の変化や、前段の紫外線照射ユニットの故障やメンテナンス等の非定常時に運転するようにしている。
【０１３４】
次に第４実施形態による水処理システムについて説明する。
図１６は、第４実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その１）である。
図１７は、第４実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その２）である。
図１８は、第４実施形態の水処理システムの処理フローチャート（その３）である。
まず、コントローラ２７は、消毒対象病原性微生物の目標Ｌｏｇ不活化率を設定する（ステップＳ１０１）。例えば、ＩＬｏｇ＝３Ｌｏｇとする。
次にコントローラ２７は、原水の対象微生物仮想濃度ＮＩＮ及び処理水の対象微生物仮想濃度ＮＯＵＴを（４５）式及び（４６）式により算出する（ステップＳ１０２）。
【数４５】
0005571113.tif 000046
【数４６】
0005571113.tif 000047
ここで、仮想濃度とは、以降のステップで各紫外線照射ユニット１４、１９、２３の紫外線照射量を算出するために便宜上使用するものであり、実際の微生物濃度とは異なる。
【０１３５】
次にコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の必要紫外線照射量（ＲＥＤ）を（４７）式により算出する（ステップＳ１０３）。
【数４７】
0005571113.tif 000048
【０１３６】
続いてコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ１０４）。
さらにコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９全ての紫外線ランプ出力を１００％で点灯する（ステップＳ１０５）。
【０１３７】
そして、コントローラ２７は、予備処理系統としての第３段紫外線照射ユニット２３を待機モードで運転する（ステップＳ１０６）。
ここで、待機モードとは、紫外線ランプ出力をコントロール下限（ランプが安定して点灯状態を維持できる最低電力）で点灯させておくことをいう。
【０１３８】
続いて、コントローラ２７は、流量計の出力に基づいて、第１段流量ｑ１１，ｑ１２，…，ｑ１ｎを読み取る（ステップＳ１０７）。
これと並行してコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４取付け紫外線センサ出力（紫外線強度）Ｓ１１，Ｓ１２，…，Ｓ１ｎを読み取る（ステップＳ１０８）。
【０１３９】
次にコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取付けられた紫外線センサの目標紫外線強度Ｓ１ｔを（４８）式により算出する（ステップＳ１０９）。
【数４８】
0005571113.tif 000049
ここで、ａ１、ｂ１は第１段紫外線照射ユニット１４の特性により定められる係数である。
【０１４０】
続いて、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ１ｎ（実際の紫外線強度に相当）と目標紫外線強度Ｓ１ｔとを比較し、一致している（Ｓ１ｎ＝Ｓ１ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ１１０）。
【０１４１】
ステップＳ１１０の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎと目標紫外線強度Ｓ１ｔとが一致している場合には（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、処理をステップＳに移行する。
【０１４２】
ステップＳ１１０の判別において、紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ１ｎ（実際の紫外線強度に相当）と目標紫外線強度Ｓ１ｔとが一致していない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）には、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ１ｎと目標紫外線強度Ｓ１ｔを比較し、紫外線センサの出力Ｓ１ｎが目標紫外線強度Ｓ１ｔより小さい（Ｓ１ｎ＜Ｓ１ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ１１１）。
ステップＳ１１１の判別において、Ｓ１ｎ＞Ｓ１ｔの場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力を所定量下げ（ステップＳ１１２）、処理をステップＳに移行する。
【０１４３】
ステップＳ１１１の判別において、Ｓ１ｎ＜Ｓ１ｔの場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力が１００％か、否かを判別する（ステップＳ１１３）。
【０１４４】
ステップＳ１１３の判別において、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力が１００％の場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１５に移行する。
ステップＳ１１３の判別において、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力が１００％未満の場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４の紫外線ランプ出力を所定量増加し（ステップＳ１１４）、処理をステップＳ１１５に移行する。
【０１４５】
続いて、コントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの紫外線照射量ＲＥＤ１１，ＲＥＤ１２，ＲＥＤ１３，…，ＲＥＤ１ｎを（４９）式により算出する（ステップＳ１１５）。
【数４９】
0005571113.tif 000050
ここで、ａ１、ｂ１は第１段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【０１４６】
次にコントローラ２７は、第１段紫外線照射ユニット１４それぞれの出口における対象微生物仮想濃度Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，…，Ｎ１ｎを(５０)式により算出する（ステップＳ１１６）。
【数５０】
0005571113.tif 000051
ここで、
Ｄ０  ：対象微生物の不活化速度定数  （ｍＪ／ｃｍ２）
であり、対象微生物を１Ｌｏｇ不活化するために必要な紫外線照射量のことである。
【０１４７】
次にコントローラ２７は、集合配管１５（＝第２段紫外線照射ユニット１９入口）における対象病原微生物仮想濃度Ｎ２を（５１）式により算出する（ステップＳ１１７）。
【数５１】
0005571113.tif 000052
ここで、Ｑは合計流量であり（５２）式により計算される。
【数５２】
0005571113.tif 000053
【０１４８】
続いてコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９の必要紫外線照射量ＲＥＤ２ｔを（５３）式により算出する（ステップＳ１１８）。
【数５３】
0005571113.tif 000054
【０１４９】
そして、コントローラ２７は、流量計の出力に基づいて第２段流量ｑ２１，ｑ２２，…，ｑ２ｎを読み取る（ステップＳ１１９）。
さらにコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９取付け紫外線センサ出力（紫外線強度）Ｓ２１，Ｓ２２，…，Ｓ２ｎを読み取る（ステップＳ１２０）。
【０１５０】
これらの結果、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９取付け紫外線センサの目標紫外線強度を（５４）式により算出する（ステップＳ１２１）。
【数５４】
0005571113.tif 000055
ここで、ａ２、ｂ２は第２段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【０１５１】
次にコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ２ｎ（実際の紫外線強度に相当）と、目標紫外線強度Ｓ２ｔとを比較し、一致している（Ｓ２ｎ＝Ｓ２ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ１２２）。
【０１５２】
ステップＳ１２２の判別において、第２段紫外線照射ユニット１９に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ２ｎと、目標紫外線強度Ｓ２ｔとが一致している場合（ステップＳ１２２；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１２６に移行する。
【０１５３】
ステップＳ１２２の判別において、第２段紫外線照射ユニット１９に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ２ｎと、目標紫外線強度Ｓ２ｔとが、一致していない場合（ステップＳ１２２；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９に取り付けた紫外線強度センサＵＶＳの出力Ｓ２ｎと目標紫外線強度Ｓ２ｔを比較し、Ｓ２ｎがＳ２ｔより小さい（Ｓ２ｎ＜Ｓ２ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ１２３）。
ステップＳ１２３の判別において、Ｓ２ｎ＞Ｓ２ｔの場合（ステップＳ１２３；Ｎｏ）、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力を所定量下げ（ステップＳ１２４）、処理をステップＳ１２５に移行する。
【０１５４】
一方、ステップＳ１２３の判別において、Ｓ２ｎ＜Ｓ２ｔの場合（ステップＳ１２３；Ｙｅｓ）、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力が１００％か、否かを判別する（ステップＳ１２５）。
ステップＳ１２５の判別において、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力が１００％未満の場合（ステップＳ１２５；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力を所定量増加し（ステップＳ１２６）、処理をステップＳ１２７に移行する。
【０１５５】
ステップＳ１２５の判別において、第２段紫外線照射ユニット１９の紫外線ランプ出力が１００％の場合（ステップＳ１２５；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９それぞれの紫外線照射量ＲＥＤ２１，ＲＥＤ２２，…，ＲＥＤ２ｎを（５５）式により算出する（ステップＳ１２７）。
【０１５６】
【数５５】
0005571113.tif 000056
ここで、ａ２、ｂ２は第２段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
続いてコントローラ２７は、第２段紫外線照射ユニット１９それぞれの出口における対象微生物仮想濃度Ｎ２１，Ｎ２２，…，Ｎ２ｎを(５６)式により算出する（ステップＳ１２８）。
【０１５７】
【数５６】
0005571113.tif 000057
ここで、
Ｄ０  ：対象微生物の不活化速度定数  （ｍＪ／ｃｍ２）
であり、対象微生物を１Ｌｏｇ不活化するために必要な紫外線照射量のことである。
【０１５８】
続いて、コントローラ２７は、集合配管２０（＝第３段紫外線照射ユニット２３入口）における対象病原微生物仮想濃度Ｎ３を（５７）式により算出する（ステップＳ１２９）。
【数５７】
0005571113.tif 000058
ここで、Ｑは合計流量であり（５８）式で計算される。
【数５８】
0005571113.tif 000059
【０１５９】
続いてコントローラ２７は、集合配管２０（＝第３段紫外線照射ユニット２３入口）における対象病原微生物仮想濃度Ｎ３と、処理水仮想濃度ＮＯＵＴを比較し、対象病原微生物仮想濃度Ｎ３がＮＯＵＴ  以上（Ｎ３≧ＮＯＵＴ  ）か、否かを判別する（ステップＳ１３０）。
ステップＳ１３０の判別において、Ｎ３≧ＮＯＵＴ  の場合（ステップＳ１３０；Ｙｅｓ）、待機運転を継続し、処理をステップＳに移行する。
またステップＳ１３０の判別において、Ｎ３＜ＮＯＵＴ  の場合（ステップＳ１３０；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の必要紫外線照射量ＲＥＤ３ｔを（５９）式により算出する（ステップＳ１３１）。
【数５９】
0005571113.tif 000060
これと並行してコントローラ２７は、流量計の出力に基づいて第３段流量ｑ３を読み取る（ステップＳ１３２）。
ｑ３＝Ｑ
そして、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取付けられた紫外線センサの出力（紫外線強度）Ｓ３を読み取る（ステップＳ１３３）。
【０１６０】
さらにコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取付けられた紫外線センサの目標紫外線強度Ｓ３ｔを（６０）式により算出する（ステップＳ１３４）。
【数６０】
0005571113.tif 000061
ここで、ａ３、ｂ３は第３段紫外線照射ユニットの特性により定められる係数である。
【０１６１】
続いてコントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ３（実際の紫外線強度に相当）と、目標紫外線強度Ｓ３ｔとを比較し、一致している（Ｓ３＝Ｓ３ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ１３５）。
ステップＳ１３５の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ３と、目標紫外線強度Ｓ３ｔとが一致している場合（ステップＳ１３５；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０７に移行する。
【０１６２】
ステップＳ１３５の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ３と、目標紫外線強度Ｓ３ｔとが一致していない場合（ステップＳ１３５；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３に取り付けた紫外線センサの出力Ｓ３と目標紫外線強度Ｓ３ｔとを比較し、紫外線センサの出力Ｓ３が目標紫外線強度Ｓ３ｔより小さい（Ｓ３＜Ｓ３ｔ）か、否かを判別する（ステップＳ１３６）。
【０１６３】
ステップＳ１３６の判別において、紫外線センサの出力Ｓ３が目標紫外線強度Ｓ３ｔより大きい（Ｓ３＞Ｓ３ｔ）場合（ステップＳ１３６；Ｎｏ）、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を所定量下げて（ステップＳ１３７）、処理をステップＳ１３８に移行する。
一方、ステップＳ１３６の判別において、紫外線センサの出力Ｓ３が目標紫外線強度Ｓ３ｔより小さい（Ｓ３＜Ｓ３ｔ）場合（ステップＳ１３６；Ｙｅｓ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプの出力が１００％か、否かを判別する（ステップＳ１３８）。
【０１６４】
ステップＳ１３８の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプの出力が１００％未満の場合（ステップＳ１３８；Ｎｏ）、コントローラ２７は、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプ出力を所定量増加し（ステップＳ１３９）、処理をステップＳ１０７に移行する。
ステップＳ１３８の判別において、第３段紫外線照射ユニット２３の紫外線ランプの出力が１００％の場合、照射量不足として警報を発し（ステップＳ１４０）、処理を終了する。
【０１６５】
次に、本第４実施形態の効果を説明する。
本第４実施形態によれば、複数段で構成された紫外線消毒システムの最終段は予備機とし通常運転時は、停止又は紫外線ランプの出力をコントロール下限に抑えた待機運転状態で運用し、急激な水質や水量の変化や、前段の紫外線照射ユニットの故障やメンテナンス等の非定常時に運転するように備えているため、急激な水量増加や水質の悪化が発生した場合や、前段の紫外線照射ユニットが故障した場合や、定期メンテナンスのために停止する必要が有る場合でも、水処理システム（紫外線消毒システム）を停止する事無く、常に安定した運転を実現できる。
【０１６６】
さらに、第４実施形態によれば、第１段、第２段，第３段の合計紫外線照射量で要求紫外線照射量以上を確保すれば良いので、個々の紫外線照射ユニットは狭い場所でも容易に設置することが可能となり、既存の施設への導入が容易になる。
さらに、第４実施形態によれば、設置する場所毎の配管径に合わせて紫外線照射ユニットの大きさを選定することにより、紫外線ランプから発光される紫外線の全てが被処理水に照射されるので、高い照射効率での運転が可能となり、さらに、配管径調整用の拡大管や、縮小管が不要となる。
【０１６７】
また、第４実施形態のように、複数の井戸から取水している浄水場では、常に全ての井戸から定量取水せず、個々の井戸の水量，水位，水質状況の変化に合わせて間欠取水運転される場合が多いが、このような場合でも個々のポンプの汲み上げ状況や、流量、水質の変化に合わせた柔軟な第１段紫外線照射ユニットの運転で対応することができ、さらに、第２段及び第３段の紫外線照射ユニットにおいても、個々のユニットの流量や水質に合わせて照射量を制御できるので施設全体で無駄の少ない紫外線処理が実現できる。
【０１６８】
以上、第３の実施形態および第４の実施形態においては、第１の実施形態の場合と同様の紫外線消毒システムの場合を例に示したが、第２の実施形態の場合と同様に被処理水の着色や臭気の原因物質の分解除去が目的とする紫外線水処理システムでも同様に実現可能である。
【０１６９】
［５］実施形態の変形例
本実施形態の液体処理システムの制御装置（コントローラなど）で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【０１７０】
また、本実施形態の液体処理システムの制御装置（コントローラなど）で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の液体処理システムの制御装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【０１７１】
また、本実施形態の液体処理システムの制御装置の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７２】
１０、１００  水処理システム（液体処理システム）
１１    井戸
１２    取水配管
１３    流量計
１４    第１段紫外線照射ユニット
１５    集合配管
１６    分散配管
１７    送水配管
１８    流量計
１９    第２段紫外線照射ユニット
２０    集合配管
２１    送水配管
２２    流量計
２３    第３段紫外線照射ユニット
２４    浄水池
２５    消毒剤注入装置
２６    処理水送水配管
２７    コントローラ（調整手段）
３１    通水胴
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  紫外線照射管
３３、３３ａ、３３ｂ  フランジ継手
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ  ブッシング
３５    紫外線ランプ
３６    石英ガラス管
３９    キャップ
４０    位置決コマ
４１    配線
１０１  被処理水槽
ＵＶＳ  紫外線強度センサ
【図１】
0005571113.tif 000062
【図２】
0005571113.tif 000063
【図３】
0005571113.tif 000064
【図４】
0005571113.tif 000065
【図５】
0005571113.tif 000066
【図６】
0005571113.tif 000067
【図７】
0005571113.tif 000068
【図８】
0005571113.tif 000069
【図９】
0005571113.tif 000070
【図１０】
0005571113.tif 000071
【図１１】
0005571113.tif 000072
【図１２】
0005571113.tif 000073
【図１３】
0005571113.tif 000074
【図１４】
0005571113.tif 000075
【図１５】
0005571113.tif 000076
【図１６】
0005571113.tif 000077
【図１７】
0005571113.tif 000078
【図１８】
0005571113.tif 000079