(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護管に収容された紫外線照射ランプ
および
該紫外線照射ランプを保持するフレーム
を備えたＵＶモジュールを水路内に配設し、
流入水に紫外線を照射する紫外線処理装置において、
前記ＵＶモジュールに電気を供給する配電盤、
前記配電盤から前記紫外線照射ランプへの送電を制御する制御器、
電流を安定する安定器、
前記保護管の表面を清掃する清掃具、
該清掃具を駆動させる駆動機、
および
前記水路内の水位を調整する水位調整器とを備え、
隣り合うＵＶモジュールの前記清掃具は、
相反する方向に駆動する
ことを特徴とする紫外線処理装置。
【請求項２】
前記安定器は、ＵＶモジュールに配設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線処理装置。
【請求項３】
前記清掃具は、
薬液注入口を備えている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中で紫外線を放射することにより、水中に存在する細菌やウイルス等の微生物のＤＮＡ（デオキシリボ核酸）を損傷させて増殖能力や感染力の喪失（以下、「不活化」という）を図るとともに、水中に溶存する物質の分子構造を変形または分解させる紫外線処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水の消毒技術として紫外線照射による細菌やウイルスや原虫等の微生物の不活化が普及している。
【０００３】
例えば、下水や農業集落排水等を処理するための汚水処理施設で得られた処理水は、公共水域に放流される前に、開水路に設置された紫外線処理装置より紫外線の照射を受けており、これにより、処理水中に残留する細菌等の微生物等は不活化されている。
【０００４】
また、浄水施設では、塩素で殺菌できない病原性微生物、例えばクリプトスポリジウムなどを不活化させるために、塩素が混和される前の処理水に紫外線の照射が行われる。
【０００５】
さらに、紫外線は塩素と異なり無味無臭であることから、ボトリング前の天然水に紫外線を照射することで、天然水の風味を損なうことなく不活化処理できるため、品質を維持しながら安全性を確保することができる。
【０００６】
このように細菌やウイルス等の微生物の不活化に用いられる紫外線処理装置では、微生物の不活化を確実に行うため、被処理水への紫外線照射を均一化する必要がある。
【０００７】
例えば、開水路に紫外線処理装置を設置する場合、水路内のいかなる位置においても被処理水が紫外線照射ランプから一定の距離以内の近傍を通過するように、紫外線照射ランプを水路内に一定の間隔で設置する。しかし、例えば汚水処理施設では、被処理水量が増大すると開水路の水面が上昇し、水路内に設置されている紫外線処理装置の紫外線照射ランプと水面との距離が設定値以上となり、被処理水の一部が十分な紫外線照射を受けずに通過してしまうという問題が生じていた。
【０００８】
特許文献１には、水量変動に伴う開水路水位変動に対して開水路の一部に止水板と密閉板を設けることで、被処理水が常に密閉板の下を通る管路構造とし、被処理水を紫外線源から一定距離内、一定時間以上かけて通過させる開水路用紫外線消毒装置が開示されている（段落０００７および図１参照）。
【０００９】
また、被処理水に存在する硬度成分等が紫外線照射を受けることで、紫外線照射ランプの表面に固着・堆積すると、その固着物または堆積物が被処理水への紫外線照射を妨げてしまうという問題が生じていた。
【００１０】
特許文献２には、空気噴射口を有し、噴射された空気によって被処理水を攪拌し、紫外線発生管に付着した付着物を離脱除去させる方法と装置が開示されている（段落００１０および図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２９９４８号公報
【特許文献２】特開平７−１００４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本願発明者は、本願発明に想到するに際して、少なくとも以下に記載する課題を認識していた。
（１）開水路の一部に止水板と密閉板を設けることで被処理水が常に密閉板の下を通る管路構造とし、被処理水を紫外線照射ランプから一定距離内、一定時間以上かけて通過させる特許文献１に開示された紫外線消毒装置では、その装置の部品交換や保守点検を行う場合に止水板や密閉板を取り外す必要があり、水路の水位が一時高くなり、水面近傍の被処理水に対して十分な紫外線消毒を行えないという課題があった。
【００１３】
（２）上記（１）の特許文献１に開示された紫外線消毒装置では、２系列以上の開水路に紫外線消毒装置を設置することで消毒を止めることなく部品交換や保守点検が可能となるが、設備規模が大きくなるという課題があった。
【００１４】
（３）空気噴射口を有し、噴射された空気によって被処理水を攪拌し、紫外線照射ランプに付着した付着物を離脱除去させる特許文献２に開示された方法は、被処理水や空気の流れによる物理的な除去方法であるが、固着・堆積した硬度成分を除去するには力が不十分であるため、より強力な物理的あるいは化学的な除去方法が必要となるという課題があった。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、開水路を流れる被処理水に効率よく、しかも確実に紫外線を照射して細菌やウイルス等の微生物を不活化できると共に紫外線照射を当該不活化にとって適切な状態に保ちながらも、部品交換や保守点検を行うことのできる紫外線処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る紫外線処理装置は、保護管に収容された紫外線照射ランプおよび該紫外線照射ランプを保持するフレームを備えたＵＶモジュールを水路内に配設し、流入水に紫外線を照射する紫外線処理装置において、前記ＵＶモジュールに電気を供給する配電盤、前記配電盤から前記紫外線照射ランプへの送電を制御する制御器、電流を安定する安定器、前記保護管の表面を清掃する清掃具、該清掃具を駆動させる駆動機、および前記水路内の水位を調整する水位調整器を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る紫外線処理装置は、前記安定器をＵＶモジュールに配設したことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明に係る紫外線処理装置は、前記清掃具に薬液注入口を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る紫外線処理装置は、隣り合うＵＶモジュールの前記清掃具を相反する方向に駆動することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る紫外線処理装置によれば、ＵＶモジュールに電気を供給する配電盤、前記配電盤から前記紫外線照射ランプへの送電を制御する制御器、電流を安定化する安定器、保護管の表面を清掃する清掃具、該清掃具を駆動させる駆動機、および水路内の水位を調整する水位調整器を備えるよう構成したので、水量変動が生じた場合においても水路内の水位を一定に保つことができると共に、制御器によって適切に制御された配電盤より送電され、安定器により安定化された電気の供給を受けたＵＶモジュールの紫外線照射ランプが発する紫外線が、清掃具によって清掃された保護管を通じて流入水に照射されるため、照射される紫外線の強度を細菌やウイルス等の微生物の不活化に適したレベル以上に維持でき、常に安定した紫外線処理を行うことができる効果がある。
【００２１】
本発明に係る紫外線処理装置によれば、ＵＶモジュールに電気を供給する配電盤を設けたので、紫外線処理を止めることなく、ＵＶモジュールの交換あるいは保守・点検を容易に行うことができる効果がある。
【００２２】
本発明に係る紫外線処理装置によれば、安定器をＵＶモジュールに配設したので、紫外線照射ランプと安定器とを接続する電気ケーブルの長さを短くできることから、電気的ノイズを拾う機会が減少するため、安定器で安定化された電気をそのまま紫外線照射ランプに供給でき、紫外線照射ランプより照射される紫外線の強度を安定化させることができる効果がある。また、紫外線照射ランプと安定器とを接続する電気ケーブルの長さが、紫外線処理装置の設置場所に係らず一定となるため、紫外線処理装置の設置場所が分散しても同じ紫外線処理を提供することができる効果がある。
【００２３】
本発明に係る紫外線処理装置によれば、清掃具に薬液注入口を備えたので、保護管の表面に付着する付着物を清掃具により掻落とすという物理的な清掃に加え、薬液による化学的な清掃ができる効果がある。
【００２４】
本発明に係る紫外線処理装置によれば、隣り合うＵＶモジュールの清掃具を相反する方向に駆動するよう構成したので、清掃具による被処理水の流れに対する抵抗を最小限に抑えることで水路水面の一時的な上昇を防ぎ、常に設定した水面高さを維持することで流入水に対する安定した紫外線照射ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１による紫外線処理装置の全体構成を、一部を破断して示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示したＵＶモジュールの全体構成を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３】図２（ｂ）に示した清掃具の全体構成を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）は図１に示した水路内に配設された複数のＵＶモジュールのうち、隣り合うＵＶモジュールの各清掃具をそれぞれ相反する方向に駆動させた状態を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ´線断面図である。
【図５】（ａ）は図４に示した清掃具の駆動状態との比較のために、複数のＵＶモジュールの全清掃具を同一横断面に並列させた状態で駆動させた状態を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ´線断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態２による紫外線処理装置における複数のＵＶモジュールのうち、１つのＵＶモジュールの清掃具に他のＵＶモジュールの清掃具を追従させるように駆動させた状態を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ´線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ´線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＦ−Ｆ´線断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３による紫外線処理装置における安定器をＵＶモジュールの外部近傍に設けた構成を示す側面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施の形態４による紫外線処理装置における水位調整器としての可動堰の概略構成を示す正面図であり、（ｂ）はフラップが閉じた状態を示す（ａ）の側面図であり、（ｃ）はフラップの開状態を示す（ａ）の側面図である。
【図９】本発明による紫外線処理装置を下水処理に適用した実施例１を示すフロー図である。
【図１０】本発明による紫外線処理装置を漁業集落排水処理に適用した実施例２を示すフロー図である。
【図１１】本発明による紫外線処理装置を農業集落排水処理に適用した実施例３を示すフロー図である。
【図１２】本発明による紫外線処理装置を事業所排水処理に適用した実施例４を示すフロー図である。
【図１３】本発明による紫外線処理装置を促進酸化による事業所排水処理に適用した実施例５を示すフロー図である。
【図１４】（ａ）は図２に示したＵＶモジュールの変形例の全体構成を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による紫外線処理装置の全体構成を、一部を破断して示す斜視図であり、図２（ａ）は図１に示したＵＶモジュールの全体構成を示す正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図であり、図３は図２（ｂ）に示した清掃具の全体構成を拡大して示す断面図であり、図４（ａ）は図１に示した水路内に配設された複数のＵＶモジュールのうち、隣り合うＵＶモジュールの各清掃具をそれぞれ相反する方向に駆動させた状態を模式的に示す上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ´線断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ´線断面図であり、図５（ａ）は図４に示した清掃具の駆動状態との比較のために、複数のＵＶモジュールの全清掃具を同一横断面に並列させた状態で駆動させた状態を模式的に示す上面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ´線断面図である。なお、以下の説明において、紫外線処理の対象となる水を被処理水または流入水という。
【００２７】
この実施の形態１による紫外線処理装置１は、水路Ｐに設置されて水路Ｐ内の水に紫外線を照射して水中に存在する細菌やウイルス等の微生物を不活化するものである。水路Ｐには、種々の水処理施設内で一連の浄化処理が施されて公共水域に放流される前あるいは再利用される前の水が流入する。この紫外線処理装置１は、図１に示すように、フレーム２とこのフレーム２に支持された長尺の紫外線照射ランプ３とこの紫外線照射ランプ３を液密状態で収容する長尺の保護管４を備えたＵＶモジュール５と、このＵＶモジュール５の紫外線照射ランプ３に電気を供給する配電盤６と、この配電盤６から紫外線照射ランプ３への送電を制御する制御器７と、配電盤６から紫外線照射ランプ３への電流を安定させる安定器８と、ＵＶモジュール５の保護管４上を往復移動して保護管４の外周表面を清掃する清掃具９と、この清掃具９を駆動する駆動機１０と、水路Ｐの水位を調整する水位調整器１１と、水路Ｐの水位を計測する水位計１２とから概略構成されている。配電盤６は、図１では、ＵＶモジュール５よりも上流側の水路Ｐ上に、この水路Ｐを跨ぐように設置されている。制御器７は、配電盤６に電気的に接続している全ＵＶモジュール５への電源をオン／オフするものであり、この制御器７に監視器を付加することで紫外線照射装置１の保守・点検を容易に行うことができる。安定器８は、紫外線照射ランプ３に供給される電圧変動によるランプ出力や周波数変動によって生じる光出力を安定させるものである。なお、図１には、１つの水路Ｐが示されているが、複数の水路Ｐを並設させてもよい。その場合には、各水路Ｐには、少なくとも１つの紫外線処理装置１が配設される。また、配電盤６はＵＶモジュール５よりも下流側の水路Ｐ上に、この水路Ｐを跨ぐように配設されても良い。また、配電盤６は水路Ｐを跨がなくても良い。
【００２８】
ＵＶモジュール５は、紫外線照射ランプ３が水路Ｐ内の被処理水の流れ方向に沿って、すなわち、流れと平行となるように水路Ｐ内に配設されている。これにより、被処理水は、紫外線照射ランプ３に沿って流れる間、紫外線の照射を受けることになるため、紫外線照射ランプ３から照射される紫外線と被処理水との接触時間（被処理水に対する紫外線の照射時間）を十分に確保することができる。
【００２９】
ＵＶモジュール５のフレーム２は、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、紫外線照射ランプ３および保護管４の長さ寸法を基準して設定された間隔をもって離間して立設する一対のモジュールレッグ１３と、両モジュールレッグ１３の上部分に載置された筐体１４と、一方のモジュールレッグ１３の下部分に取り付けられた支持フレーム１５と、紫外線照射ランプ３および保護管４の上方に位置し、かつ、当該紫外線照射ランプ３および保護管４に対して平行となるように両モジュールレッグ１３間に取り付けられた水路Ｐ外への紫外線の漏れを防止する漏光防止カバー１６とから概略構成されている。
【００３０】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、筐体１４は、角筒状をなす長尺の収納ケースであり、その筐体１４内には、モジュール通信基板１７および安定器８が配設されている。フレーム２の筐体１４内に設置された安定器８によって安定した電流は直ちに紫外線照射ランプ３に供給されるため、水路Ｐ内の被処理水中の細菌やウイルス等の微生物の不活化を行うために設定された紫外線照射が常に行われる。また、安定器８をフレーム２内に配設されているため、配電盤６に安定器８を配設するスペースが不要となり、配電盤６が小型化される。この安定器８により安定化した電流は新たな電気的ノイズを受ける前に、紫外線照射ランプ３に供給されることが望ましい。このため、安定器８は、例えば、図７に示すように、他の電気的ノイズ発生源から離れた、例えば、ＵＶモジュール５と配電盤６を結ぶ電源ケーブル１８上に設けられてもよい。
【００３１】
この実施の形態１では、配電盤６内の各ＵＶモジュール専用ソケット（図示せず）から延在する電源ケーブル１８は、筐体１４内のモジュール通信基板１７および安定器８を介して、ＵＶモジュール５に接続されており、ＵＶモジュール５ごとに給電されるように構成されている。また、図２（ｂ）に示すように、筐体１４の上面上には、断面Ｔ字状を有する長尺の吊上用取手１９が取り付けられている。この吊上用取手１９は、ＵＶモジュール５の交換や保守・点検時にＵＶモジュール５を吊り上げる際に使用する取手である。支持フレーム１５は、紫外線照射ランプ３を収容する保護管４の一端部を支持するものである。漏光防止カバー１６は、紫外線照射ランプ３からの紫外線の上方への拡散を防止するものであり、両モジュールレッグ１３に対する高さ調整は調整用カラー２０により行われる。
【００３２】
この実施の形態１では、図１に示すように、１つの水路Ｐに配設された３つのＵＶモジュール５が水路Ｐ内に取り付けられたＵＶモジュール支持ラック２１に吊設されている。
【００３３】
ＵＶモジュール５のフレーム２に支持された紫外線照射ランプ３としては、例えば、発光波長２５３．７ｎｍ（ナノ・メートル）の光源が好適に用いられ、その光源の種類としては、低圧水銀ランプが望ましいが、発光波長２５３．７ｎｍ付近の光を発光できるものであれば、例えば、中圧水銀ランプやＬＥＤランプ等でもよい。また、発光波長は２５３．７ｎｍに限定されず、例えば、２５０ｎｍから２６０ｎｍの範囲でもよい。
【００３４】
この実施の形態１では、各ＵＶモジュール５に２本の紫外線照射ランプ３が上下方向に離間して設置されている。紫外線照射ランプ３同士の間隔ｄは、一方の紫外線照射ランプ３が当該間隔ｄの少なくとも半分の距離（ｄ／２）を半径とした紫外線照射ランプ３の長さ方向に延在する円筒状の領域内に流入する被処理水を担当するように、すなわち、その被処理水中に存在する細菌やウイルス等の微生物を不活化するに十分な強度の紫外線を照射できるように設定されている。また、２本の紫外線照射ランプ３のうち、上側の紫外線照射ランプ３には上方に隣り合う紫外線照射ランプ３がないため、水路Ｐの水位Ｌ１が上側の紫外線照射ランプ３から上述の間隔ｄの半分の距離（ｄ／２）の位置となるように、水位調整器１１により調整されている。この水位調整により、上側の紫外線照射ランプ３の上方を流れる被処理水に対しても、細菌やウイルス等の微生物を不活化するに十分な強度の紫外線を照射することができる。さらに、２本の紫外線照射ランプ３のうち、下側の紫外線照射ランプ３には下方に隣り合う紫外線照射ランプ３がないため、下側の紫外線照射ランプ３は水路Ｐの底部Ｐ１からの高さが距離（ｄ／２）と等しくなる位置に設けられている。
【００３５】
なお、この実施の形態１では、１つのＵＶモジュール５に２本の紫外線照射ランプ３を設けた構成としているが、１つのＵＶモジュール５に３本以上の紫外線照射ランプ３を設けてもよく、また、１本の紫外線照射ランプ３を設けてもよい。例えば、図７には、１つのＵＶモジュール５に６本の紫外線照射ランプ３を設けた構成を示している。このように３本以上の紫外線照射ランプ３を設けた場合でも、最上部の紫外線照射ランプ３と水路Ｐの水位Ｌ１との距離、および、最下部の紫外線照射ランプ３と水路Ｐの底部Ｐ１との距離は、それぞれ、紫外線照射量との関係から調整され、あるいは、設定される。また、図１４（ａ）および図１４（ｂ）には１つのＵＶモジュール５に１本の紫外線照射ランプ３を設けた構成を示している。この様に１本の紫外線照射ランプを設けた場合でも、紫外線照射ランプ３と水路Ｐの水位Ｌ１との距離および水路Ｐの底部Ｐ１との距離は、それぞれ、紫外線照射量との関係から調整され、あるいは、設定される。
【００３６】
被処理水に対する紫外線の照射時間は、紫外線照射ランプ３の長さを被処理水の流速で除することにより算出される。紫外線照射ランプ３の長さや被処理水の流速は、ある程度決まっており、多くの場合、被処理水に対する紫外線の照射時間は１秒に満たない程度である。紫外線照射量は、紫外線照射ランプ３からの紫外線の強度と被処理水に対する紫外線の照射時間との積（紫外線照射量ｍJ／ｃｍ２＝ｍＷｓ／ｃｍ２＝紫外線強度ｍＷ／ｃｍ２×照射時間ｓ）として算出される。この実施の形態１では、１０ｍJ／ｃｍ２以上となる条件で照射することが望ましい。紫外線照射ランプ３からの紫外線の強度は、経時的に減衰していくから、被処理水に対して必要とされる紫外線照射量を確保していることを確認するために、紫外線照射ランプ３からの紫外線の強度を常時、モニターする紫外線センサ（図示せず）が設けられている。紫外線センサ（図示せず）により紫外線強度の減衰を把握しておき、所定値に近づいた場合には、例えば、ＵＶモジュール５ごとに紫外線照射ランプ３を交換することができる。また、紫外線照射ランプ３からの紫外線の強度が細菌やウイルス等の微生物を不活化するに十分なレベル以上であっても、紫外線照射ランプ３を覆う保護管４の表面に硬度成分系の付着物が付着している場合には、被処理水が受ける紫外線照射量が実質的に減衰する。このため、保護管４の表面を常に清掃しておく必要がある。この状態も、紫外線センサ（図示せず）の検出データを利用して把握することができる。なお、紫外線センサ（図示せず）の検出データは制御器７に送られて、この制御器７により配電盤６を適切に制御することで、清掃具９の駆動や紫外線照射ランプ３のオン／オフ等に利用されてもよい。
【００３７】
保護管４は、紫外線照射ランプ３からの紫外線を透過するに十分な透明度を有する石英ガラス製のスリーブであり、紫外線照射ランプ３を被処理水から保護し、紫外線照射ランプ３の破損を防止し、紫外線照射ランプ３と保護管４との間に形成される空間を保護管４を通じて流入被処理水により冷却して紫外線照射ランプ３の過熱を防止するものである。このような保護管４の一端部は、図２に示すように、支持用Ｏ−リング２２により支持フレーム１５に支持されており、他端部には、支持フレーム１５を備えたモジュールレッグ１３に対向する他方のモジュールレッグ１３には紫外線照射ランプ３を差し込むソケットを備えたスリーブキャップ２３が取り付けられ、その取付部はスリーブナット２４により固定されている。
【００３８】
図３に示すように、清掃具９は、保護管４の長さ方向（矢印Ａ１およびＡ２方向）に沿って保護管４の外周表面上を摺動するように取り付けられている。この清掃具９は、保護管４の外径より大きな内径を有する略円筒状のキャニスター本体２５と、このキャニスター本体２５の両端部分の内部にそれぞれ取り付けられた清掃シール組立体２６と、キャニスター本体２５の中央上部に設けられた薬液注入口２７とから概略構成されている。清掃シール組立体２６は、半径方向に拡縮可能な略円筒状のシール２８と、このシール２８の中央部分を縮径させる方向に付勢する環状のスプリング２９と、シール２８とキャニスター本体２５の両端部分の内壁との間に配設されるスペーサ３０とから構成されている。シール２８は、縮径時に保護管４の外径より小さな内径を有する弾性部材である。このような清掃シール組立体２６は、保護管４の外径とほぼ等しい内径を有する内側ワッシャ３１と外側ワッシャ３２との間に挟まれた状態で、キャニスター本体２５の両端部分の内部に配設され、スナップリング３３により固定されている。また、薬液注入口２７には、薬液注入管３４が接続されている。また、この清掃具９と下方に配された保護管（図示せず）に取り付けられた清掃具（図示せず）とは、連結部材３５により連結することができる。このような清掃具９が保護管４の外周表面に取り付けられると、清掃シール組立体２６のシール２８は、保護管４の外周表面に密着した状態となり、清掃具９の中央部分の内側と保護管４の外周表面との間には、間隙３６が形成される。この間隙３６は、保護管４の外周表面上に薬液を万遍なく供給するためのものである。薬液としては、保護管４の外周表面に固着し堆積する硬度成分を効率よく溶解できるゲル状の燐酸系洗浄剤であることが望ましい。例えば、ジャクリン・インダストリーズ・インク（カナダ国オンタリオ州）製の製品名アクティクリーンゲルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。このような薬液を清掃具９の間隙３６内に注入することにより、保護管４の外周表面に付着した硬度成分系の付着物（例えば、鉄、カルシウムおよびマンガン等の無機物）を溶解するとともに、清掃具９のシール２８により溶解物を保護管４の外周表面から除去することができるという相乗効果を得ることができる。
【００３９】
図３に示した清掃具９には、１つの薬液注入口２７が設けられているが、２つ以上の薬液注入口２７が設けられてもよい。その場合、１つの薬液注入口２７から薬液を注入し、他の薬液注入口２７から薬液を押し出すことができる。また、薬液注入口２７を同一のＵＶモジュール５の他の紫外線照射ランプ３に配設された清掃具９の薬品注入口２７と連結することにより、１回の薬液注入作業でＵＶモジュール５に配設されたすべての清掃具９の薬液交換を行うことができる。
【００４０】
図１に示した駆動機１０は、清掃具９を動かす動力を供給する油圧ポンプである。油圧ホース３７は、駆動機１０から配電盤６内の油圧マニホールド３８を経由して各ＵＶモジュール５にある油圧シリンダ（図示せず）まで延在しており、駆動機１０からの油圧は、油圧シリンダ（図示せず）内のピストン（図示せず）を動かし、保護管４の長さ方向（矢印Ａ１およびＡ２方向）に沿って清掃具９を動かす。なお、清掃具９を保護管４の長さ方向（矢印Ａ１およびＡ２方向）に沿って駆動することができるものであれば、駆動機１０は油圧式に限らず、例えば電動式でもよい。また、清掃具９と駆動機１０は部材により接合されてなくてもよく、例えば磁力を用いて清掃具９を駆動させてもよい。また、清掃具９の起動のタイミングはタイマーを用いても良い。
【００４１】
図１に示した水位調整器１１は、ＵＶモジュール５より下流側の水路Ｐ内に設置された固定堰であり、紫外線照射ランプ３の近傍を通過する被処理水の水位を一定に保つ。固定堰としての水位調整器１１は、堰を蛇腹状にすることで、堰長が長くなり、水路Ｐの水量が増加しても、水位の上昇を一定に抑えることができるので、被処理水がＵＶモジュール５の上側の紫外線照射ランプ３からの紫外線の照射範囲を超えることがなく、被処理水に対して確実に紫外線を照射することができる。反対に水路Ｐの水量がないときも、水路Ｐ内の水位が低下しないようにして、紫外線照射ランプ３が空中で放電するのを防止することができる。水位計１２は、水路Ｐの水路幅が狭い場合に、水量が増加すると、急激に水位が変化するため、その変化を検知できる点で有効である。なお、この実施の形態１における水位調整器１１は固定堰であるが、これに限定されることなく、例えば、図８に示すような可動ゲートを挙げることができる。
【００４２】
次に、清掃具９の駆動方法について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、１つの水路Ｐ内に配設された３つのＵＶモジュール５の全清掃具９を同一横断面に並列させた状態で駆動させると、隣り合う清掃具９同士の間隔ｄ１が狭いために、全清掃具９の水流れ抵抗が非常に大きくなり、大量の被処理水を押し退ける結果、図５（ｂ）に示すように、清掃具９上方を流れる被処理水の水位を水路Ｐの通常の水位Ｌ１から水位Ｌ２に上昇させる。この場合、清掃具９上方の被処理水が常に盛り上がってＵＶモジュール５の上側の紫外線照射ランプ３からの紫外線の照射範囲を超えるため、被処理水の一部が十分な紫外線の照射を受けずに水路Ｐを流れてしまうことになる。
【００４３】
これに対し、図４（ａ）に示すように、１つの水路Ｐ内に配設された３つのＵＶモジュール５のうち、隣り合うＵＶモジュール５の各清掃具９をそれぞれ相反する方向に駆動させる。すなわち、３つのＵＶモジュール５のうち、中央のＵＶモジュール５の清掃具９だけを両側のＵＶモジュール５の清掃具９と反対方向に駆動させることにより、隣り合う清掃具９同士の間隔ｄ２を十分にかつ広く確保できることになるため、清掃具９の水流れ抵抗が最小限となる結果、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、清掃具９上方を流れる被処理水の水位は水位Ｌ１に維持される。これにより、清掃具９上方の被処理水は、各ＵＶモジュール５の上側の紫外線照射ランプ３からの紫外線の照射範囲内を通過できるから、十分な紫外線の照射を受けることができる。
【００４４】
また、清掃具９を水路Ｐの上流方向あるいは下流方向へ同時に駆動する図５（ａ）および図５（ｂ）に示した清掃具９の駆動方法の場合に生じる駆動トルクの差は大きい。これに対し、駆動機１０の制御が複雑になるが、図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示した清掃具９の駆動方法による駆動トルクの差を最小限とすることができる。なお、清掃具９が水路Ｐの同一横断面に長時間並ぶことがなければ、隣り合うＵＶモジュール５の清掃具９が相反する方向に駆動しなくとも、例えば、図６（ａ）乃至図６（ｄ）に示すように、一定の間隔を置いて追従するように駆動してもよい。また、１つの水路Ｐ内に多数のＵＶモジュール５を設置し、清掃具９の駆動による水路Ｐ内の水流への影響が小さい場合には、例えば、１つのＵＶモジュール５内で複数の清掃具９を連動させずに不規則に駆動させてもよく、あるいは、隣り合うＵＶモジュール５の清掃具９のうち、水路Ｐ内の底部に近い最下部の清掃具９を横並びに駆動させてもよい。
【００４５】
以上のように、この実施の形態１によれば、フレーム２とこのフレーム２に支持された長尺の紫外線照射ランプ３とこの紫外線照射ランプ３を密液状態で収容する長尺の保護管４を備えたＵＶモジュール５と、このＵＶモジュール５の紫外線照射ランプ３に電気を供給する配電盤６と、この配電盤６から紫外線照射ランプ３への送電を制御する制御器７と、配電盤６から紫外線照射ランプ３への電流を安定させる安定器８と、ＵＶモジュール５の保護管４の表面を清掃する清掃具９と、この清掃具９を駆動させる駆動機１０と、水路Ｐの水位を調整する水位調整器１１を備えるよう構成したので、水量変動が生じた場合においても水路Ｐ内の水位を一定に保つことができると共に、制御器７によって適切に制御された配電盤６より送電され、安定器８により安定化された電気の供給を受けたＵＶモジュール５の紫外線照射ランプ３が発する紫外線が、清掃具９によって清掃された保護管４を通じて流入水に照射されるため、照射される紫外線の強度を細菌やウイルス等の微生物の不活化に適したレベル以上に維持でき、常に安定した紫外線処理を行うことができる効果がある。
【００４６】
この実施の形態１によれば、ＵＶモジュール５に電気を供給する配電盤６を設けたので、紫外線処理を止めることなく、ＵＶモジュール５の交換あるいは保守・点検を容易に行うことができる効果がある。すなわち、各ＵＶモジュール５に配電盤６を設けたことにより、ＵＶモジュール５ごとに給電を行うことができることから、例えば、給電を停止したＵＶモジュール５の交換あるいは保守・点検を実行している間、他のＵＶモジュール５による紫外線処理を続行することができる効果がある。
【００４７】
この実施の形態１によれば、安定器８をＵＶモジュール５の筐体１４内に配設したので、紫外線照射ランプ３と安定器８とを接続する電気ケーブル１８の長さを短くできることから、電気的ノイズを拾う機会が減少するため、安定器８で安定化された電気をそのまま紫外線照射ランプ３に供給でき、紫外線照射ランプ３より照射される紫外線の強度を安定化させることができる効果がある。また、紫外線照射ランプ３と安定器８とを接続する電気ケーブル１８の長さが、紫外線処理装置１の設置場所に係らず一定となるため、紫外線処理装置１の設置場所が分散しても同じ紫外線処理を提供することができる効果がある。
【００４８】
この実施の形態１によれば、清掃具９に薬液注入口２７を備えたので、保護管４の外周表面に付着する付着物を清掃具９のシール２８により掻落とすという物理的な清掃に加え、薬液による化学的な清掃ができる効果がある。
【００４９】
この実施の形態１によれば、隣り合うＵＶモジュール５の清掃具９を相反する方向に駆動するよう構成したので、清掃具９による流入水（被処理水）の流れに対する抵抗を最小限に抑えることで水路Ｐの水面の一時的な上昇を防ぎ、常に設定した水面高さを維持することで流入水に対する安定した紫外線照射ができる効果がある。
【００５０】
実施の形態２．
図６（ａ）は本発明の実施の形態２による紫外線処理装置における複数のＵＶモジュールのうち、１つのＵＶモジュールの清掃具に他のＵＶモジュールの清掃具を追従させるように駆動させた状態を模式的に示す上面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ´線断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ´線断面図であり、図６（ｄ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ´線断面図であり、図１〜図５と同一の構成要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２による紫外線処理装置では、清掃具９を水路Ｐの同一横断面に長時間並べないという条件で、３つのＵＶモジュール５のうち、１つのＵＶモジュール５の清掃具９に他のＵＶモジュール５の清掃具９を一定の間隔を置いて追従させるように駆動する駆動方法を採用した点で、実施の形態１における清掃具９の駆動方法と異なる。
【００５１】
以上のように、この実施の形態２によれば、１つのＵＶモジュール５の清掃具９に他のＵＶモジュール５の清掃具９を一定の間隔を置いて追従させるように駆動するようにしたので、清掃具９による流入水（被処理水）の流れに対する抵抗を最小限に抑えることで水路Ｐの水面の一時的な上昇を防ぎ、常に設定した水面高さを維持することで流入水に対する安定した紫外線照射ができる効果がある。
【００５２】
実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３による紫外線処理装置における安定器をＵＶモジュールの外部近傍に設けた構成を示す側面図であり、図１〜図６と同一の構成要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態３による紫外線処理装置は、安定器８をＵＶモジュール５と配電盤６を結ぶ電源ケーブル１８上に設けた点と、１つのＵＶモジュール５に６本の紫外線照射ランプ３を配設した点で、実施の形態１等による構成と異なる。
【００５３】
ＵＶモジュール５と配電盤６を結ぶ電源ケーブル１８は、他の電気的ノイズ発生源から離れていることから、安定器６が電気的ノイズを拾う機会が減少する。また、実施の形態１等に比べて、水路Ｐ内の被処理水中に高密度に紫外線照射ランプ３を配設することにより、被処理水は均一で高い照射量の紫外線照射を確実に受けられる。
【００５４】
以上のように、この実施の形態３によれば、他の電気的ノイズ発生源から離れた電源ケーブル１８上に安定器８を設けたので、安定器８が電気的ノイズを拾う機会が減少するため、安定器８で安定化された電気をそのまま紫外線照射ランプ３に供給でき、紫外線照射ランプ３より照射される紫外線の強度を安定化させることができる効果がある。
【００５５】
この実施の形態３によれば、水路Ｐ内の被処理水中に高密度に紫外線照射ランプ３を配設したので、被処理水に対して確実に、かつ、均一で高い照射量の紫外線照射をすることができる効果がある。
【００５６】
実施の形態４．
図８（ａ）は本発明の実施の形態４による紫外線処理装置における水位調整器としての可動ゲートの概略構成を示す正面図であり、図８（ｂ）はフラップが閉じた状態を示す図８（ａ）の側面図であり、図８（ｃ）はフラップの開状態を示す図８（ａ）の側面図である。
この実施の形態４による紫外線処理装置は、水位調整器１１として可動ゲートを用いた点で、実施の形態１等による構成と異なる。
【００５７】
この実施の形態４における水位調整器１１は、自動水位調整ゲートであり、主錘アーム３９と、主錘４０と、カウンターウエイト（図示せず）と、主回転軸４１と、フラップ４２と、支柱４３と、フラップフレーム４４とから概略構成されている。このタイプの水位調整器１１では、水路Ｐの水量に応じてフラップ４２が開閉し、水量が増加しても適宜、フラップ４２が開いて被処理水を通過させることができるので、水路Ｐ内の水位を適正に保つことができる。なお、水位調整器１１としては、水路Ｐ内の水位Ｌ１を常に一定に調整できれば、図１に示した固定堰やゲート型以外でも使用可能であり、例えば、電動バルブを用いたものでもよい。なお、図８（ａ）中のＷは、水路Ｐの水路幅である。
【００５８】
以上のように、この実施の形態４によれば、水位調整器１１としてゲート型の可動堰を水路Ｐ内に配設したので、水路Ｐの水量に応じてフラップ４２が開閉することにより、被処理水の水量が増加しても水路Ｐ内の水位を適正のＬ１に保つことができる効果がある。
【実施例】
【００５９】
実施例１．
図９は、本発明による紫外線処理装置を下水処理に適用した実施例１を示すフロー図である。
この実施例１における紫外線処理は、従来の下水処理施設に設けられている塩素消毒では対応できない耐塩素性病原性微生物の不活化を目的として行われる。この下水処理では、下水は、最初沈殿池４５、反応タンク４６、最終沈殿池４７、および、ろ過槽４８を経たろ過水に対して紫外線処理装置４９による紫外線処理が行われ、公共水域に放流される。
【００６０】
この実施例１では、紫外線照射の妨害となる浮遊物質（ＳＳ）等が極めて少ないろ過水に紫外線照射を行うことで紫外線処理が効率よくしかも確実に行うことが可能である。
【００６１】
実施例２．
図１０は、本発明による紫外線処理装置を漁業集落排水処理に適用した実施例２を示すフロー図である。
この実施例２における紫外線処理は、従来の塩素消毒を設けた処理プロセスの処理水の放流先が漁場や養殖場など漁業関連水域への悪影響が懸念される地域における塩素消毒の代替技術として行われる。この漁業集落排水処理では、漁業集落排水は、スクリーン５１、流量調整槽５２、反応タンク４６、沈殿池５３、および、ろ過槽４８を経たろ過水に対して紫外線処理装置４９による紫外線処理が行われた後に、公共水域に放流される。
【００６２】
この実施例２では、紫外線照射の妨害となる浮遊物質（ＳＳ）等が極めて少ないろ過水に紫外線照射を行うことで紫外線処理が効率よくしかも確実に行うことが可能である。また、塩素による放流先の水域への環境影響低減が図れるなど、紫外線照射による病原性細菌等の不活化が確実でしかも周辺水域への環境負荷の低い消毒ができる効果がある。
【００６３】
さらに、実施例２に代表される紫外線処理水を直接水域に放流する実施例は、塩素などの残留性の高い消毒薬剤を用いないため、漁業関連水域に限定されるものではなく、例えば景勝地での景観保護（修景）が求められる地域においても効果がある。
【００６４】
実施例３．
図１１は、本発明による紫外線処理装置を農業集落排水処理に適用した実施例３を示すフロー図である。
この実施例３における紫外線処理は、農業集落排水処理施設において膜ろ過処理水の消毒を目的として行われる。この農業集落排水処理では、農業集落排水は、スクリーン５１、流量調整槽５２、硝化槽５４、脱窒槽５５、および、膜ろ過槽５６を経たろ過水に対して紫外線処理装置４９による紫外線処理が行われた後に、公共水域に放流される。
【００６５】
この実施例３では、紫外線照射の妨害となる浮遊物質（ＳＳ）等が極めて少ないろ過水に紫外線照射を行うことで紫外線処理が効率よくしかも確実に行うことが可能である。また、紫外線照射による消毒は残留性の高い塩素を含まないため放流先（農業集落）への環境負荷も低いなど、効率よく確実でしかも安全性の高い消毒ができる効果がある。また、被処理水中の浮遊物質濃度が高くなった場合や紫外線処理装置４９の保守・点検時には一時的に塩素消毒装置５０に切換えられる。
【００６６】
実施例４．
図１２は、本発明による紫外線処理装置を事業所排水処理に適用した実施例４を示すフロー図である。
この実施例４における紫外線処理は、事業所排水の再利用（中水道や修景用水）において、耐塩素性病原性微生物の不活化および消毒を目的として行われる。この事業所排水処理では、事業所排水は、スクリーン５１、流量調整槽５２、反応タンク４６、沈殿槽５７を経て得られた処理水に凝集剤が添加され、凝集沈殿槽５８、および、砂ろ過槽５９を経たろ過水に対して紫外線処理装置４９による紫外線処理が行われた後に、再利用される。
【００６７】
この実施例４では、紫外線照射の妨害となる浮遊物質（ＳＳ）等が極めて少ない砂ろ過水に紫外線照射を行うことで紫外線処理が効率よくしかも確実に行うことが可能である。また、紫外線照射による病原性細菌等の不活化が確実でしかも再利用先において不快臭（塩素臭）の無い品質の高い消毒ができる効果がある。
【００６８】
実施例５．
図１３は、本発明による紫外線処理装置を促進酸化による事業所排水処理に適用した実施例５を示すフロー図である。
この実施例５における紫外線処理は、着色料を生産工程で利用する事業所排水、例えば海産物加工工場などの排水処理施設において、活性汚泥法など通常の生物処理方式では除去できない色度を除去する促進酸化を目的として行われる。この促進酸化による事業所排水処理では、事業所排水は、スクリーン５１、流量調整槽５２、反応タンク４６、沈殿槽５７を経て得られた処理水に凝集剤が添加され、凝集沈殿槽５８、および、砂ろ過槽５９を経たろ過水に酸化剤が添加された後に紫外線処理装置４９による紫外線処理が行われ、その後、公共水域に放流される。
【００６９】
この実施例５では、紫外線照射の妨害となる浮遊物質（ＳＳ）等が極めて少ない砂ろ過水に酸化剤、例えば次亜塩素酸ソーダ、オゾンおよび過酸化水素などを混合し、紫外線照射を行うことで酸化力の強いヒドロキシルラジカルが発生し、これが砂ろ過水中の色度成分を分解する。
【符号の説明】
【００７０】
１  紫外線処理装置、２  フレーム、３  紫外線照射ランプ、４  保護管、
５  ＵＶモジュール、６  配電盤、７  制御器、８  安定器、９  清掃具、
１０  駆動機、１１  水位調整器、１２  水位計、１３  モジュールレッグ、
１４  筐体、１５  支持フレーム、１６  漏光防止カバー、１７  モジュール通信基板、
１８  電源ケーブル、１９  吊上用取手、２０  調整用カラー、
２１  ＵＶモジュール支持ラック、２２  支持用Ｏ−リング、２３  スリーブキャップ、２４  スリーブナット、２５  キャニスター本体、２６  清掃シール組立体、
２７  薬液注入口、２８  シール、２９  スプリング、３０  スペーサ、
３１  内側ワッシャ、３２  外側ワッシャ、３３  スナップリング、３４  薬液注入管、３５  連結部材、３６  間隙、３７  油圧ホース、３８  油圧マニホールド、
３９  主錘アーム、４０  主錘、４１  主回転軸、４２  フラップ、４３  支柱、
４４  フラップフレーム、Ｐ  水路、Ｐ１  水路の底部、Ｌ１，Ｌ２  水位、
Ｗ  水路幅、ｄ  紫外線照射ランプ間の間隔、４５  最初沈殿池、４６  反応タンク、
４７  最終沈殿池、４８  ろ過槽、４９  紫外線処理装置、５０  塩素消毒装置、
５１  スクリーン、５２  流量調整槽、５３  沈殿池、５４  硝化槽、５５  脱窒槽、
５６  膜ろ過槽、５７  沈殿槽、５８  凝集沈殿槽、５９  砂ろ過槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005886037.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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