(57)【要約】【課題】メンテナンス周期の期間や紫外線ランプの寿命期間に到達したり、紫外線ランプからの紫外線出力の低下が生じても、殺菌、消毒、不活化能力を維持することを課題とする。【解決手段】水道水または地下水等の原水の殺菌、消毒、不活化を行う紫外線照射装置において、原水が流入するための給水口１ａ、流入した原水に紫外線を照射する紫外線ランプ８ａ〜８ｄ、及び紫外線が照射された原水を排出するための排水口１ｂを有するリアクター１と、前記紫外線ランプ８ａ〜８ｄから照射される紫外線照射量を計測する紫外線センサー３と、前記紫外線ランプ８ａ〜８ｄの点灯及び非点灯を制御する制御部と、を具備することを特徴とする紫外線照射装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水または地下水等の原水の殺菌、消毒、不活化を行う紫外線照射装置において、
原水が流入するための給水口、流入した原水に紫外線を照射する少なくとも１対の紫外線ランプ、及び紫外線が照射された原水を排出するための排水口を有する水処理容器と、
前記紫外線ランプから照射される紫外線照射量を計測する紫外線センサーと、
前記紫外線ランプの点灯及び非点灯を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記紫外線ランプからの紫外線出力が規定値よりも低下した場合に、点灯する紫外線ランプを順番に切り替えるものであることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記紫外線ランプからの紫外線出力が規定値よりも低下した場合に、紫外線ランプを全点灯もしくは点灯数を増やすものであることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記紫外線ランプが中圧水銀ランプであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記紫外線ランプの並び方向と被処理水の流れ方向が交差していることを特徴とする請求項４記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を利用して水道水または地下水等の原水の殺菌、消毒、または不活化を行う紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水または地下水等の原水の殺菌・消毒、工業用水の殺菌・消毒・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。  
従来の消毒装置では、オゾンや薬品を処理水に均一に溶けこますために、滞留槽やスプレーポンプ等の攪拌装置が必需品で、水質や水量の変化に対し即時対応できなかった。これに対し、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、水質や水量の変化に対し即時対応することが出来るというメリットがある。そこで、殺菌消毒手段の１つとして、原水に紫外線を照射して殺菌・浄化する紫外線照射装置が最近注目されている。特許文献１には、紫外線ランプを保護する保護管等のひび割れや損傷を検出するための機能を備えた紫外線殺菌浄化装置が開示されている。
【０００３】
しかし、この紫外線殺菌浄化装置においては、以下の問題点があった。  
（１）紫外線を用いる場合、紫外線光源から紫外線を照射している数秒以内で上下水道水の殺菌・消毒・不活化される。しかし、紫外線光源に高輝度高出力の紫外線ランプを使用した場合、ランプ寿命が短くなり年１回の定期メンテナンス周期まで、消毒・殺菌・不活化に必要な規定の紫外線出力を確保できなかった。  
（２）紫外線光源に紫外線ランプを使用した場合、点消灯の回数や紫外線ランプ設置環境、ランプ入力の増減などの動作履歴よりランプ寿命到達前に、消毒・殺菌・不活化に必要な規定の紫外線出力を確保できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２３５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、メンテナンス周期の期間や紫外線ランプの寿命期間に到達したり、紫外線ランプからの紫外線出力の低下が生じても、殺菌、消毒、不活化能力を維持し得る紫外線照射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】
【０００６】
本発明に係る紫外線照射装置は、水道水または地下水等の原水の殺菌、消毒、不活化を行う紫外線照射装置において、原水が流入するための給水口、流入した原水に紫外線を照射する少なくとも１対の紫外線ランプ、及び紫外線が照射された原水を排出するための排水口を有する水処理容器と、前記紫外線ランプから照射される紫外線照射量を計測する紫外線センサーと、前記紫外線ランプの点灯及び非点灯を制御する制御部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、メンテナンス周期の期間や紫外線ランプの寿命期間に到達したり、紫外線ランプからの紫外線出力の低下が生じても、殺菌、消毒、不活化能力を維持し得る紫外線照射装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】上水処理システムにおける処理手順を示すフローチャート。
【図２】本発明の一実施例に係る紫外線照射装置の説明図。
【図３】図２の紫外線照射装置の紫外線ランプの切り替えを説明する為の図。
【図４】図３の紫外線ランプの配置の変形例を示す図。
【図５】図３の紫外線ランプの配置の他の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る紫外線照射装置について更に詳しく説明する。  
（１）本発明においては、上述したように、水処理容器内に少なくとも１対（好ましくは２対以上）の紫外線ランプと、紫外線ランプから照射される紫外線照射量を計測する紫外線センサーと、紫外線ランプの点灯及び非点灯を制御する制御部を備えている。例えば、１対の紫外線ランプが配置されている場合、一方の紫外線ランプの寿命が一定期間に達したら、自動的に別の紫外線ランプに切り替えできるようになっている。なお、紫外線ランプは手動で切り替えることも可能である。このように紫外線ランプの切り替えを行えるようにすることにより、定期メンテナンス周期まで、消毒、殺菌、不活化に必要な規定の紫外線出力を確保できる。
【００１０】
（２）本発明において、紫外線センサーによって紫外線ランプからの紫外線出力が規定値よりも低下したと判断した場合に、制御部において、点灯する紫外線ランプを順番に切り替えることが好ましい。これにより、上記（１）と同様な効果が得られる。  
（３）本発明において、紫外線ランプからの紫外線出力が規定値よりも低下した場合に、制御部において、紫外線ランプを全点灯もしくは点灯数を増やすことが好ましい。これにより、上記（１）と同様な効果が得られる。
【００１１】
（４）本発明において、紫外線ランプは中圧水銀ランプであることが好ましい。浄水場での紫外線処理に用いられるランプには大別して低圧水銀ランプと中圧水銀ランプが使用されているが、中圧水銀ランプは低圧水銀ランプに対してランプの寿命は短いが、出力が大きい、ランプ本数が少なく設備を小さくできる等のメリットを有する。従って、紫外線ランプの並び方向と原水の流れ方向が交差している場合においても、原水中の細菌を殺菌、消毒、不活化することができる。
【００１２】
次に、上水処理システムにおける処理の流れの概要を、図１を参照して説明する。  
まず、川、湖または地下水から原水を取水し（工程Ｓ１）、取水した原水を凝集沈殿槽に導入し、これに凝集剤を添加して凝集・沈殿させる（工程Ｓ２）。次に、凝集沈殿槽の上澄み水を活性炭濾過槽に送って異物を濾過し（工程Ｓ３）、濾過水を紫外線照射装置に送って紫外線を照射し（工程Ｓ４）、UV消毒処理水を塩素注入槽に送って塩素を注入（工程Ｓ５）した後に、一般家庭や事業所などに配水される。
【００１３】
次に、本発明の一実施例に係る紫外線照射装置について図２（Ａ）、（Ｂ）及び図３を参照して説明する。ここで、図２（Ａ）は同紫外線照射装置の上面図、図２（Ｂ)は図２（Ａ）のＸ矢視図を示す。また、図３は、紫外線ランプの切り替え例を示す。なお、本実施例は下記に述べることに限定されない。
【００１４】
紫外線照射装置は、水処理容器としてのリアクター１と、複数の監視窓２と、紫外線センサー３と、カウンター（図示せず）と、制御部としての電源ボックス４と、清掃機構５を備えている。リアクター１は、川、湖または地下水から原水が流入するための給水口１ａと、紫外線を照射された処理済み原水を排出するための排水口１ｂを有する第１の配管６、この第１の配管６と交差する第２の配管７を備えている。第２の配管７内には、４本の紫外線ランプ（中圧水銀ランプ）８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが石英製の保護管９より保護されて配置されている。第２の配管７と交差する第１の配管６部分には、点検窓１０が設けられている。
【００１５】
４本の紫外線ランプ８ａ〜８ｄのうち、リアクター内での原水の流れとの関係で、紫外線ランプ８ａと紫外線ランプ８ｂが対で用いられ、紫外線ランプ８ｃと紫外線ランプ８ｄが対で使用される。前記紫外線センサー３は、監視窓２より紫外線ランプ８ａ〜８ｄからの紫外線出力量を計測するために複数個配置されている。前記カウンターは、紫外線ランプの照射時間を計測するために配置されており、紫外線ランプ８ａ〜８ｄと電気的に接続されている。前記電源ボックス４には、電子部品の制御回路基板、紫外線ランプ８ａ〜８ｄを点灯させるために必要な電子安定器（図示せず）、清掃機構５の制御部等が配置されている。また、図示しないが、紫外線ランプ８ａ〜８ｄの点灯及び非点灯を制御する制御装置が、紫外線ランプランプ８ａ〜８ｄに電気的に接続して配置されている。制御装置は積算時間タイマー（又は内蔵タイマー）を備え、一方の対の紫外線ランプ８ａ，８ｂの照射時間が所定の期間に達した場合、設定時間到達時に自動的に紫外線ランプを８ａ，８ｂから紫外線ランプ８ｃ，８ｄに自動的に切り替えるようになっている。前記清掃機構５は、紫外線ランプ８ａ〜８ｄを保護する保護管１０の外周部を清掃するためのブラシ等を備えている。
【００１６】
こうした構成の紫外線照射装置においては、まず、リアクター１の第１の配管６の給水口１ａより、活性炭で濾過処理された原水を供給し、紫外線ランプ８ａ，８ｂからの紫外線によって原水を殺菌、消毒、不活化し、紫外線が照射された処理済み原水を第１の配管６の排水口１ｂから排出させる。また、紫外線ランプ８ａ，８ｂが寿命（例えば４５００時間）に到達した時には、自動的に紫外線ランプ８ｃ，８ｄに切り替えて、引き続き減衰の殺菌などを行う。但し、紫外線ランプ８ｃ，８ｄに切り替えた後であっても、紫外線の出力の合計が規定値よりも低下した場合には、紫外線ランプ８ａ（または８ｂ）、あるいは両ランプ８ａ，８ｂも点灯させて紫外線の出力を確保してもよい。
【００１７】
上記実施例に係る紫外線消毒装置によれば、リアクター１の第２の配管７内に２対の紫外線ランプ８ａ〜８ｄを配置し、運転当初の紫外線ランプ８ａ，８ｂが寿命に達した場合、自動的に他の紫外線ランプ８ｃ，８ｄに切り替え可能な構成になっているため、メンテナンス周期の期間まで、殺菌、消毒、不活化能力を維持できる。
【００１８】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００１９】
具体的には、上記実施例では、紫外線ランプを２対用いた場合について述べたが、これに限らず、例えば図４のように１対の紫外線ランプ８ａ，８ｂを用いる場合、あるいは図５のように３対の紫外線ランプ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆを用いる場合でもよい。また、紫外線ランプを保護する保護管は、石英製に限らず、紫外線を透過可能な誘電体チューブであればよい。なお、図５において、紫外線ランプは第２の配管の周方向に等間隔に配置されているが、必ずしもこれに限定されない。
【符号の説明】
【００２０】
１…リアクター（水処理容器）、１ａ…給水口、１ｂ…排水口、２…監視窓、３…紫外線センサー、４…電源ボックス（制御部）、５…清掃機構、６…第１の配管、７…第２の配管、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ…紫外線ランプ、９…保護管。
【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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