(57)【要約】【課題】活性炭内部での微生物の繁殖を防止し、処理水からの残留塩素の除去を安定して確実に行う。【解決手段】活性炭塔１８内を、脱塩素処理と残留塩素による活性炭の除菌とを両立して実施可能な環境に保持するように、活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、０を超え１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定し、一次脱塩素処理を行う。従って、一次脱塩素処理後の活性炭処理水（活性炭塔１８と紫外線露光装置２４とを接続する配管２２を流れる水）の中には、残留塩素が存在するが、活性炭処理水を二次脱塩素工程（紫外線露光装置２４以降のフロー）に付することで、基準を満たす状態にまで残留塩素の低減又は除去を行うことが可能となる。又、活性炭処理水中の残留塩素濃度の調整は、活性炭塔１８の上流における、酸化剤注入ポンプ２０による酸化剤の注入量や、原水供給ポンプ１４による、活性炭塔１８における通水条件等を調整することにより行うことが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭塔に通水を行う工程を含む水処理方法において、
結合残留塩素及び遊離残留塩素の一方ないし双方を含む水を、前記活性炭塔を通過した活性炭処理水中に連続保持又は間欠保持するようにして行う一次脱塩素処理工程と、
前記活性炭処理水中の前記残留塩素の低減又は除去を行う二次脱塩素処理工程とを含むことを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記一次脱塩素処理工程において保持する、活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定することを特徴とする請求項１記載の水処理方法。
【請求項３】
前記一次脱塩素処理工程において、前記活性炭処理水中の一般細菌数に応じて、前記活性炭処理水中の前記残留塩素の間欠保持の割合を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の水処理方法。
【請求項４】
前記二次脱塩素処理工程において、活性炭処理水に対し紫外線処理及び還元剤注入処理の一方ないし双方を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の水処理方法。
【請求項５】
前記二次脱塩素工程において、前記紫外線処処理水中の残留塩素濃度に応じて、紫外線照射量又は還元剤注入量の一方ないし双方を設定することを特徴とする請求項４記載の水処理方法。
【請求項６】
処理フロー中に活性炭塔を含む水処理システムにおいて、
前記活性炭塔の上流には、原水への酸化剤供給手段が配置され、
前記活性炭塔の下流には、活性炭処理水の残留塩素検出手段と、該残留塩素検出手段の検出結果に基づき、前記酸化剤供給手段による酸化剤供給量を調整する制御手段を含み、
該制御手段は、結合残留塩素及び遊離残留塩素の一方ないし双方を含む水を、前記活性炭塔を通過した活性炭処理水中に連続保持又は間欠保持するように、前記酸化剤供給手段による酸化剤供給量を制御する制御ロジックを含むことを特徴とする水処理システム。
【請求項７】
前記制御手段は、活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定する制御ロジックを含むことを特徴とする請求項６記載の水処理システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記活性炭処理水中の、前記残留塩素の間欠保持の割合を設定する制御ロジックを含むことを特徴とする請求項６又は７記載の水処理システム。
【請求項９】
前記活性炭塔の下流には、活性炭処理水に対する、紫外線照射手段又は還元剤供給手段の一方ないし双方を含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記残留塩素検出手段の検出結果に基づき、前記紫外線照射手段による紫外線照射量、又は、還元剤供給手段による還元剤注入量の一方ないし双方を調整する制御ロジックを含むことを特徴とする請求項９記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理方法及び水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、井戸水等より採取した原水を浄化処理し、飲用水として提供する技術が実用化されている。例えば、アンモニアを含む原水に次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を注入して、アンモニアの分解、無機物の酸化、除菌等した後、砂ろ過処理を実施し、次いで砂ろ過水を活性炭によって処理水中の脱塩素処理を行う手法が広く用いられている。
活性炭を用いた脱塩素処理のうち活性炭に繁殖する微生物を抑制する方法として、薬品により殺菌する手法（例えば、特許文献１、２）や、紫外線を照射することにより殺菌する手法（例えば、特許文献３）なども用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９２１８２号公報
【特許文献２】特開平６−１４２６４６号公報
【特許文献３】特開平３−５６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような水処理工程において、活性炭により処理水中の残留塩素を全て除去した場合、活性炭内部に微生物が繁殖することによる衛生上の問題が発生する。更に菌数の増加だけではなく、これらの微生物が水中の有機物を分解し成長するため、微生物によって新たな有機物が生成する。この有機物は、処理フロー中に膜処理等を行う場合、閉塞の原因物質として取り除く必要がある。
薬品を注入して殺菌する方法は、装置が複雑になるほか、一度繁殖した微生物の完全除去は難しく薬品注入頻度を上げる必要がある等の問題がある。
又、紫外線による殺菌を行う方法によれば、活性炭の細孔内部まで紫外線はいきわたらず表面だけの殺菌になってしまう他、撹拌が偏った場合には殺菌できない活性炭が出てくることが問題となる。
この他に活性炭を使用しない脱塩素処理方法としては、還元剤を注入する方法や紫外線により脱塩素処理する方法がある。前者は、薬品が高額であることから処理コストが高いこと、後者は分解後に塩素酸等の副生成物が生成することが問題となる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、処理水からの残留塩素の除去を確実かつ低コストで行うと共に、活性炭内部での微生物の繁殖を防止することにある。
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）活性炭塔に通水を行う工程を含む水処理方法において、
結合残留塩素及び遊離残留塩素の一方ないし双方を含む水を、前記活性炭塔を通過した活性炭処理水中に連続保持又は間欠保持するようにして行う一次脱塩素処理工程と、
前記活性炭処理水中の前記残留塩素の低減又は除去を行う二次脱塩素処理工程とを含む水処理方法（請求項１）。
【０００８】
（２）上記（１）項の、前記一次脱塩素処理工程において保持する、活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定する水処理方法（請求項２）。
（３）上記（１）（２）項において、前記一次脱塩素処理工程において、前記活性炭処理水中の一般細菌数に応じて、前記活性炭処理水中の前記残留塩素の間欠保持の割合を設定する水処理方法（請求項３）。
【０００９】
（４）上記（１）から（３）項の、前記二次脱塩素処理工程において、活性炭処理水に対し紫外線処理及び還元剤注入処理の一方ないし双方を行う水処理方法（請求項４）。
（５）上記（４）項の、前記二次脱塩素工程において、前記紫外線処処理水中の残留塩素濃度に応じて、紫外線照射量又は還元剤注入量の一方ないし双方を設定する水処理方法（請求項５）。
（６）上記（１）から（５）項において、前記活性炭塔に対する原水供給量を調整することを特徴とする水処理方法。
【００１０】
（７）処理フロー中に活性炭塔を含む水処理システムにおいて、前記活性炭塔の上流には、原水への酸化剤供給手段が配置され、前記活性炭塔の下流には、活性炭処理水の残留塩素検出手段と、該残留塩素検出手段の検出結果に基づき、前記酸化剤供給手段による酸化剤供給量を調整する制御手段を含み、該制御手段は、結合残留塩素及び遊離残留塩素の一方ないし双方を含む水を、前記活性炭塔を通過した活性炭処理水中に連続保持又は間欠保持するように、前記酸化剤供給手段による酸化剤供給量を制御する制御ロジックを含む水処理システム（請求項６）。
【００１１】
（８）上記（７）項において、前記制御手段は、活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定する制御ロジックを含む水処理システム（請求項７）。
（９）上記（７）（８）項において、前記制御手段は、前記活性炭処理水中の、前記残留塩素の間欠保持の割合を設定する制御ロジックを含むことを特徴とする水処理システム（請求項８）。
（１０）上記（７）から（９）項において、前記活性炭塔の下流には、活性炭処理水に対する、紫外線照射手段又は還元剤供給手段の一方ないし双方を含む水処理システム（請求項９）。
【００１２】
（１１）上記（１０）項において、前記制御手段は、前記残留塩素検出手段の検出結果に基づき、前記紫外線照射手段による紫外線照射量、又は、還元剤供給手段による還元剤注入量の一方ないし双方を調整する制御ロジックを含むことを特徴とする請求項９記載の水処理システム（請求項１０）。
（１２）上記（７）から（１１）項において、前記活性炭塔の上流に、原水供給ポンプが配置され、前記制御手段は、前記原水供給ポンプの原水供給量を制御する制御ロジックを含む水処理システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明はこのように構成したので、処理水からの残留塩素の除去を確実かつ低コストで行うと共に、活性炭内部での微生物の繁殖を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る水処理システムの構成を示すフロー図である。
【図２】図１に示される水処理システムの応用例に係るフロー図である。
【図３】図１に示される水処理システムの別の応用例に係るフロー図である。
【図４】図１に示される水処理システムの更に別の応用例に係るフロー図である。
【図５】図２に示される水処理システムを用いた処理水に含まれる、分画ＴＯＣ（全有機炭素量）の測定結果を、原水及び比較例と共に示したグラフである。  尚、分画ＴＯＣとは、有機物を液体クロマトグラフィーにより分画した後、ＴＯＣ分析するもので、各有機物濃度はピークを波形処理し面積を求め算出しているものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る水処理システムは、図１に示されるように、処理フロー中に活性炭塔１８を含み、活性炭塔１８の上流には、原水への酸化剤供給手段２０が配置され、活性炭塔１８の下流には、活性炭処理水の残留塩素検出手段２６、３２と、残留塩素検出手段２６の検出結果に基づき、酸化剤供給手段２０による酸化剤供給量を調整する制御手段３４を含むものである。
更に、活性炭塔１８の下流には、活性炭処理水に対する、紫外線照射手段２４及び還元剤注入ポンプ３０の双方を含んでいる。
【００１６】
具体的には、図１に例示される水処理システム１０（１０Ａ）は、原水の供給配管１２に設けられた原水供給ポンプ１４、原水供給ポンプ１４と活性炭塔１８とを接続する配管１６に酸化剤を注入する、原水への酸化剤供給手段としての酸化剤注入ポンプ２０、活性炭塔１８と紫外線露光装置２４とを接続する配管２２を流れる活性炭処理水に紫外線を照射する、紫外線照射手段としての紫外線露光装置２４、活性炭塔１８と紫外線露光装置２４とを接続する配管２２を流れる活性炭処理水中の残留塩素を検出する、活性炭処理水の残留塩素検出手段としての残留塩素指示記録計２６、紫外線露光装置２４を通過した処理水の送水配管２８に還元剤を注入する、還元剤供給手段としての還元剤注入ポンプ３０、及び、送水配管２８を流れる処理水中の残留塩素を検出する、活性炭処理水の残留塩素検出手段としての残留塩素指示記録計３２を含むものである。
【００１７】
制御手段３４は、残留塩素指示記録計２６、３２の検出信号を受けて、フィードバック信号Ｓ１、Ｓ２を出力するための電算処理を行うものであり、パーソナルコンピュータその他の電算手段が用いられる。
本実施の形態では、制御手段３４は、結合残留塩素及び遊離残留塩素の一方ないし双方を含む水を、活性炭塔１８を通過した活性炭処理水中に連続保持又は間欠保持するように、酸化剤供給手段２０による酸化剤供給量を制御する制御ロジックを含んでおり、本制御ロジックによって、フィードバック信号Ｓ１を出力するものである。
【００１８】
又、制御手段３４は、酸化剤供給手段２０による酸化剤供給量を制御することで、活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定する制御ロジックを含んでおり、本制御ロジックによって、フィードバック信号Ｓ１を出力するものである。
【００１９】
更に、制御手段３４は、活性炭処理水中の、残留塩素の間欠保持の割合を設定する制御ロジックを含んでおり、本制御ロジックによって、フィードバック信号Ｓ１を出力するものである。残留塩素の間欠保持の割合は、活性炭処理水中の一般細菌数に応じて決定するものである。具体的には、活性炭処理水中の一般細菌数を定期的に調べると共に、一般細菌数が所定の値以下に収まるよう、残留塩素の濃度が、０以上１．０ｍｇ／Ｌ以下の値となるよう、酸化剤供給手段２０による酸化剤供給量を制御し、又は、酸化剤供給手段２０による酸化剤供給量を制御するものである。
なお、残留塩素指示記録計２６、３２の各々に制御手段３４を組み込み、上述の制御手段３４の機能を残留塩素指示記録計２６、３２自体に持たせてもよい。又は、残留塩素指示記録計２６、３２の検出結果に基づき、手動制御により、原水供給ポンプ１４、酸化剤注入ポンプ２０、還元剤注入ポンプ３０及びバルブ３６の少なくとも一つを調整することとしても良い。
【００２０】
又、原水の供給配管１２は、例えば井戸水を原水とするものであるが、適宜、河川や湖沼等の様々な水源から原水を調達することとしてもよい。
原水供給ポンプ１４は、残留塩素指示記録計２６の検出結果に基づき、制御手段３４から出力されるフィードバック信号Ｓ１を受けて、活性炭処理水中の残留塩素の濃度が、所定値に収まるように（本発明者らの営為研究の結果、本実施の形態では、１．０ｍｇ／Ｌ以下に設定する。）、原水の供給量を増減するよう運転調整されるものである。
【００２１】
活性炭塔１８は、内部にヤシがら、石炭、木炭等の残留塩素の除去能力を有する活性炭が用いられていることが望ましい。又、活性炭塔１８の通水条件として、残留塩素が、結合塩素若しくは遊離塩素として後段の処理工程と併せ、一定濃度以下となるように、通水ＬＶ（線速度）、ＳＶ（空間速度）が決定される。なお、本例では原水供給ポンプ１４の運転制御や、処理フロー全体の構成に起因して、下降流（ＳＶ＝３０／Ｈｒ）に設定されているが、この通水条件に限定されるものではない。
【００２２】
酸化剤注入ポンプ２０は、図示しない酸化剤タンクに接続されており、残留塩素指示記録計２６の検出結果に基づき、制御手段３４から出力されるフィードバック信号Ｓ１を受けて、活性炭処理水中の残留塩素の濃度が所定値に収まるように、酸化剤の注入量を増減するよう運転調整されるものである。酸化剤としては、次亜塩素酸ソーダが用いられる。
【００２３】
紫外線露光装置２４は、例えば、円筒状の容器内部に、処理水流路と紫外線照射手段とを配置したものである。紫外線照射手段としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドＵＶランプ、エキシマランプ等から、適切な紫外線照射手段を選択するものである。本例では、低圧水銀ランプが用いられる。又、紫外線露光装置２４における通水条件としては、被処理水中の結合塩素若しくは遊離塩素が除去できるように、紫外線の露光量を予め求めておくことが望ましい。
【００２４】
更に、図１に示される水処理システム１０Ａでは、紫外線露光装置２４の出口処理水の残留塩素を検出する残留塩素指示記録計３２の検出結果に基づき、制御手段３４から出力されるフィードバック信号Ｓ２によって、紫外線露光装置２４による紫外線の露光量を増減するように、運転調整されるものである。図示の例では、同一仕様の二つの紫外線露光装置２４Ａ、２４Ｂが直列に接続され、かつ、紫外線露光装置２４Ａ、２４Ｂの各入口に、バルブ３６（３６Ａ、３６Ｂ）を介して配管２２が接続されている。これらのバルブ３６には電磁バルブが用いられ、制御手段３４から出力されるフィードバック信号Ｓ２を受けて、バルブ３６Ｂのみ開放することにより、紫外線露光装置２４Ｂのみに通水が行われる。一方、バルブ３６Ａを開放し、バルブ３６Ｂを閉鎖することにより、二つの紫外線露光装置２４Ａ、２４Ｂに直列に通水され、その結果、被処理水に対する露光量（露光時間）は二倍となる。このように、本例では、残留塩素指示記録計３２の検出結果に基づき、制御手段３４から出力されるフィードバック信号Ｓ２を受けて、紫外線の露光量を二段階に変化させることが可能となっている。
なお、適宜、紫外線露光装置２４Ａ、２４Ｂ及びバルブ３６（３６Ａ、３６Ｂ）の設置数を増加させ、又は、各紫外線露光装置２４Ａ、２４Ｂの処理能力を異なるものとして、紫外線の露光量を変えることとしてもよい。
【００２５】
還元剤注入ポンプ３０は、図示しない還元剤タンクに接続されており、残留塩素指示記録計３２の検出結果に基づき、制御手段３４から出力されるフィードバック信号Ｓ２を受けて、酸化剤の注入量を増減するよう運転調整されるものである。還元剤としては、重亜硫酸ソーダ、亜硫酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ、亜硫酸ガス等が用いられる。このうち、チオ硫酸ソーダは、結合塩素との反応性が低いことから、重亜硫酸ソーダ、亜硫酸ソーダ、亜硫酸ガスが好ましく、管理の容易さや薬液コストを勘案すれば、重亜硫酸ソーダが最も好適である。
なお、紫外線露光装置２４及び還元剤注入ポンプ３０は、適宜、いずれか一方のみ設置又は使用することとしてもよい。
【００２６】
図２から図４には、応用例に係る水処理システム１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｄが示されている。これら応用例に係る各水処理システムは、図１に示される水処理システム１０Ａに対し、適切な範囲内で一部簡略化を図ったものである。
まず、図２に示される水処理システム１０Ｂは、図１に示される水処理システム１０Ａの、紫外線露光装置２４Ａ、２４Ｂが直列に接続された二つの紫外線露光装置２４Ａ、２４Ｂを、一つの紫外線露光装置２４に置き換えたものであり、バルブ３６は用いられていない。
【００２７】
次に、図３に示される水処理システム１０Ｃは、図２に示される水処理システム１０Ｂの、残留塩素指示記録計２６を省略し、活性炭塔１８と紫外線露光装置２４とを接続する配管２２に還元剤注入ポンプ３０を配置したものである。そして、残留塩素指示記録計３２の検出結果に基づき、制御手段３４からフィードバック信号Ｓ１、Ｓ２の双方を出力するように構成したものである。
又、図４に示される水処理システム１０Ｄは、図２に示される水処理システム１０Ｂの、残留塩素指示記録計３２を省略し、活性炭塔１８と紫外線露光装置２４とを接続する配管２２に、図３の例と同様に、還元剤注入ポンプ３０を配置したものである。そして、残留塩素指示記録計２６の検出結果に基づき、制御手段３４からフィードバック信号Ｓ１、Ｓ２の双方を出力するように構成したものである。
更に、各水処理システム１０において、原水供給ポンプ１４による原水の供給量を調整することなく、一定としても良く、各特徴部分を組み合わせることとしても良い。
【００２８】
さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。
すなわち、本項に記載の水処理方法によれば、活性炭塔１８内を、脱塩素処理と、残留塩素による活性炭の除菌とを両立して実施可能な環境に保持して、一次脱塩素処理を行うものである。従って、一次脱塩素処理後の活性炭処理水（活性炭塔１８と紫外線露光装置２４とを接続する配管２２を流れる水）の中には、残留塩素が存在するが、活性炭処理水を二次脱塩素工程（紫外線露光装置２４以降のフロー）に付することで、基準を満たす状態にまで残留塩素の低減又は除去を行うことが可能となる。又、活性炭処理水中の残留塩素濃度の調整は、活性炭塔１８の上流における、酸化剤注入ポンプ２０による酸化剤の注入量や、原水供給ポンプ１４による、活性炭塔１８の通水条件等を調整することにより行うことが可能である。
しかも、制御手段３４によって、一次脱塩素処理工程における活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、０を超え１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定することで、脱塩素処理と残留塩素による活性炭の除菌とを両立させ、かつ、薬液コストの増大を防ぐための、最適の処理環境を得ることが可能となる。
【００２９】
又、一次脱塩素処理工程における、活性炭塔１８内の環境を決定するにあたり、活性炭処理水中の残留塩素の間欠保持の割合を考慮するものである。すなわち、活性炭処理水中に残留塩素を連続保持する状態をベストモードとして、制御手段３４により、単位時間当たりの残留塩素を保持しない時間帯の割合を定めることが可能となる。しかも、活性炭処理水中の残留塩素の間欠保持の割合を、活性炭処理水中の一般細菌数（サンプル採取により判断する）に応じて決定することで、活性炭の除菌と脱塩素処理とを実施可能で、かつ、薬液コストの増大を防ぐための最適の状態を得るための、活性炭処理水中の残留塩素の濃度の調整を行うことが可能となる。
【００３０】
ここで、活性炭処理水中の残留塩素を連続保持する場合には、活性炭塔１８内の一般細菌の除菌が連続的に行われるが、間欠保持とする場合には、残留塩素を保持しない時間帯で活性炭塔１８内の一般細菌の除菌が行われず、一般細菌が増殖する時間帯が生じることとなる。しかしながら、一般細菌が一時的に増殖に転じたとしても、細菌数があらかじめ設定された範囲内に収まるものである限り、最終的な処理水中の一般細菌数も、基準値内に収まるものとなる。
【００３１】
なお、活性炭処理水中の一般細菌数は、水処理工程の実施状況が、連続的であるか間欠的であるかによっても変化する。すなわち、水処理工程が間欠的である場合には、活性炭塔１８内の水流が停止するために、水処理停止時間が長くなるに従い活性炭による除菌が進行し、活性炭処理水中の一般細菌は除去される。このため、水処理停止から再開後の活性炭処理水中の一般細菌は検出されないか、検出されても極わずかとなる。従って、活性炭処理水中の残留塩素の間欠保持の割合の設定は、水処理システム１０による水処理工程の実施状況と、それに起因して変化する、活性炭処理水中の一般細菌数も考慮するものである。
【００３２】
又、二次脱塩素工程では、更に、紫外線露光装置２４の紫外線による残留塩素の光分解作用、又は、還元剤注入ポンプ３０より注入される還元剤による還元作用の、一方ないし双方により、残留塩素を低減ないし除去することが可能となる。ここで、紫外線露光装置２４による紫外線処理は、一次脱塩素処理工程において、活性炭塔１８の活性炭による残留塩素除去を完全に行わないことによる、活性炭処理水中の残留塩素を除去するものであり、一次脱塩素処理工程を補完するものである。なお、被処理水中の残留塩素が高濃度であると、紫外分解による副生成物として塩素酸が生成するため、塩素酸が水道水質基準値に収めるべく、上記のように活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定することが望ましい。
【００３３】
又、還元剤注入ポンプ３０による還元剤注入処理は、運転時間の増加による、一次脱塩素処理工程での活性炭の残留塩素除去機能の低下に伴い、活性炭処理水中の残留塩素が上昇するような状況において、更に付加的に、還元剤の還元作用により、残留塩素を低減ないし除去するものである。よって、還元剤注入処理は、一次脱塩素処理工程の活性炭による残留塩素除去作用、又は、紫外線による残留塩素の光分解作用を補完するものである。なお、被処理水中の注入する還元剤が高濃度となると、薬液コストが増加することから、上記のように活性炭処理水中の残留塩素の濃度を、１．０ｍｇ／Ｌ以下の値に設定することが望ましい。
【００３４】
そして、二次脱塩素処理工程後における、処理水中の残留塩素量を決定する、紫外線照射量又は還元剤注入量の一方ないし双方を、残留塩素指示記録計３２により検出される、紫外線処処理水中の残留塩素濃度に応じて定めることで、二次脱塩素処理工程において、残留塩素の低減若しくは除去を適切に行うことが可能となる。
【実施例】
【００３５】
本発明者らは、図２に示される水処理システム１０Ｂを用いて、水処理を実施した。
本実例において、活性炭塔１８の微生物繁殖が抑制されているか否かの判定方法としては、処理水の一般細菌や、原水と処理水の分画ＴＯＣの測定結果から微生物の殺菌状態を確認するものである。一般細菌数の指標としては、１０ケ／ｍｌ以下が好ましく、分画ＴＯＣの結果としては、処理前後にバイオポリマーやフミン質の増加がないことを目指すものである。特に、水処理システム１０の連続運転を実施するケースとしては、活性炭塔１８に活性炭を新規に充填し運転を開始するケース、一定時間通水を停止し活性炭塔１８内の塩素系酸化剤が除去されたケース等が想定される。この場合は運転開始後、活性炭処理水に塩素系酸化剤が１．０ｍｇ／Ｌ以下残存する状態で、一定時間連続運転を実施することが好ましい。
間欠運転の条件としては、前述以外のケースにおいて、例えば１０分残留塩素を保持し、２０分残留塩素を保持しない等、短時間に間欠運転するものが挙げられる。
【００３６】
以下に説明する、実施例１、実施例２、実施例３、比較例１、比較例２は、ＴＯＣ０．６ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素０．２ｍｇ／Ｌの水を原水として、１ｍ３／Ｈｒで処理した。酸化剤注入ポンプ２０によって原水に注入される塩素系酸化剤としては、次亜塩素酸ソーダを用い、活性炭塔１８の入り口で、残留塩素濃度が２．５ｍｇ／Ｌとなるように調整した。又、活性炭塔１８における通水条件としては、下降流・ＳＶ＝３０／Ｈｒで評価を実施した。また、水処理システム１０Ｂの運転パターンとしては、１日１６時間稼働させ、８時間停止する間欠運転を実施し、かつ、停止の間に逆洗を実施した。
【００３７】
（実施例１）：活性炭処理＋紫外線照射＋還元剤注入
原水の供給配管１２からポンプ１４によって原水を供給し、原水供給ポンプ１４と活性炭塔１８とを接続する配管１６の途中で、酸化剤注入ポンプ２０より次亜塩素酸ソーダを注入して、活性炭塔１８へと供給する。そして、活性炭塔１８を通過した活性炭処理水は、活性炭塔１８と紫外線露光装置２４とを接続する配管２２を流れ、紫外線露光装置２４へと供給される。紫外線露光装置２４を通過した処理水は、処理水の送水配管２８によって、蛇口等へと送水される。配管２２の途中で、残留塩素指示記録計２６により、活性炭処理水中の残留塩素濃度を監視し、０．６ｍｇ／Ｌ以上になった場合、制御手段３４の指令によりフィードバック信号Ｓ１を出力するものである。このフィードバック信号Ｓ１により酸化剤注入ポンプ２０を制御し、次亜塩素酸ソーダの注入量を管理する。また、この時の最少注入量としては、２．６ｍｇ／Ｌと設定し運用した。更に必要に応じ、このフィードバック信号Ｓ１により原水供給ポンプ１２を制御し、原水の供給量を増減させることで、活性炭塔１８における通水条件ＳＶ＝３０／Ｈｒを増減させることとしてもよい。次いで、紫外露光装置２４の処理水は、残留塩素指示記録計３２により残留塩素濃度を監視し、残留塩素が検出された場合、フィードバック信号Ｓ２により還元剤注入ポンプ３０を制御し、還元剤の注入量を管理する。
【００３８】
上記の条件設定を行い、３ヶ月間連続通水した後に水質分析を実施した。
活性炭処理水の残留塩素濃度は、配管２２の残留塩素指示記録計２６により、当初の０．２ｍｇ／Ｌから１．５カ月経過後に０．８ｍｇ／Ｌまで増加したことが、検出された。この検出結果を受けてフィードバック信号Ｓ１が出力され、酸化剤注入ポンプ２０による次亜塩素酸ソーダの注入量を制御し、活性炭処理水の残留塩素濃度が０．２ｍｇ／Ｌに低下するよう調整し、通水を継続した。
【００３９】
次に、２．５カ月経過後に、紫外線露光装置２４の処理水の送水配管２８に設けられた残留塩素指示記録計３２によっても、処理水中に残留塩素が検出され始めたため、フィードバック信号Ｓ２が出力され、フィードバック信号Ｓ２により還元剤注入ポンプ３０を制御し還元剤注入量を管理した。この際、還元剤注入ポンプ３０を制御し、処理水中の残留塩素濃度を０ｍｇ／Ｌに保持した。
このときの、活性炭塔１８入り口の残留塩素濃度は２．５ｍｇ／Ｌで、活性炭処理水の全残留塩素は０．６ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は２ケ／ｍｌであった。この活性炭処理水における、紫外線露光装置２４の露光条件としては、４００ｍＪ／ｃｍ２で処理し、処理後の全残留塩素は０．２ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、塩素酸は０．０９ｍｇ／Ｌ、一般細菌は０ケ／ｍｌであった。還元剤としては、３５％重亜硫酸ソーダを使用し注入量として１．０ｍｇ／Ｌを注入した。処理後の全残留塩素は０ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は０ケ／ｍｌであった。この還元剤処理水に、再度次亜塩素酸ソーダを注入したところ、遊離残留塩素が０．８ｍｇ／Ｌのときにアンモニア性窒素は０ｍｇ／Lを示し、アンモニア除去が完全に行われたことが確認された。図５には、実施例１における分画ＴＯＣの測定結果が示されている。本結果から、実施例１の処理水は、バイオポリマーやフミン質の増加が抑制出来ていることが確認できる。以上の結果から活性炭塔１８内部の微生物繁殖が抑制で来ており、完全な残留塩素除去が行えていることが確認された。
【００４０】
（実施例２）：活性炭処理＋紫外線照射
１ヶ月間連続通水した後に水質分析を実施した。活性炭塔１８の入り口の全残留塩素濃度は、２．５ｍｇ／Ｌで、活性炭処理水の残留塩素は、０．４ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は３ケ／ｍｌであった。紫外線露光装置２４の露光条件としては、４００ｍＪ／ｃｍ２で処理し、処理後の全残留塩素は０ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は０ケ／ｍｌであった。またこの紫外線処理水の塩素酸は０．１ｍｇ／Ｌであり水道水質基準以内にあることが確認された。この紫外線処理水に再度次亜塩素酸ソーダを注入したところ、遊離残留塩素が０．８ｍｇ／Ｌのときにアンモニア性窒素は０ｍｇ／Ｌを示し、アンモニア除去が完全に行われたことが確認された。以上の結果から、実施例１と同様に活性炭塔１８内部に微生物の繁殖を抑制でき、後工程で完全な残留塩素除去が行えていることが確認された（図示省略）。
【００４１】
（実施例３）：活性炭処理＋還元剤注入
水質分析は、実施例２と同じ条件で通水した後に水質分析を実施した。
活性炭塔１８の入り口の全残留塩素濃度は、２．５ｍｇ／Ｌで、活性炭処理水の全残留塩素は、０．４ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は０ケ／ｍｌであった。還元剤としては、３５％重亜硫酸ソーダを使用し、その注入量を２．１ｍｇ／Ｌとした。処理後の全残留塩素は０ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／L、一般細菌は０ケ／ｍｌであった。この還元剤処理水に再度次亜塩素酸ソーダを注入したところ、遊離残留塩素が０．８ｍｇ／Ｌのときにアンモニア性窒素は０ｍｇ／Ｌを示し、アンモニア除去が完全に行われたことが確認された。一般細菌の結果から実施例１、２と同様に活性炭塔１８内部の微生物繁殖が抑制で来ており、完全な残留塩素除去が行えていることが確認された。
【００４２】
（実施例４）：活性炭処理のみ
１ヶ月間連続通水した後に水質分析を実施した。開始から１週間後の水質は、活性炭入り口の残留塩素濃度は２．５ｍｇ／Ｌで、活性炭処理水の全残留塩素は０．４ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は０ケ／ｍｌであった。８日目から通水再開後の活性炭処理水の残留塩素濃度を０．４ｍｇ／Ｌに２時間保持し、その後は１０分間に０．４ｍｇ／Ｌ、３０分間０ｍｇ／Ｌとなるよう次亜注入量を調整し１ヶ月間通水を実施した。
１ヶ月間通水後の、活性炭処理水の残留塩素は０ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は０ケ／ｍｌであった。この結果から、間欠運転により活性炭塔１８内部における、微生物の繁殖を抑制できていることが確認された（図示省略）。
【００４３】
（比較例１）：活性炭処理のみ
活性炭の通水条件を実施例４のＳＶ＝３０／ＨｒからＳＶ＝２０／Ｈｒに変更して評価を実施した。活性炭塔１８の入り口の残留塩素濃度は、２．５ｍｇ／Ｌで、活性炭処理水の全残留塩素は０ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素は０．０３ｍｇ／Ｌ、一般細菌は８０ケ／ｍｌであった。この活性炭処理水の塩素酸は０．１ｍｇ／Ｌであり、水質基準以内にあることが確認された。この活性炭処理水に再度次亜塩素酸ソーダを注入したところ、遊離残留塩素が０．８ｍｇ／Ｌのときにアンモニア性窒素は０ｍｇ／Ｌを示し、アンモニア除去が完全に行われたことが確認された。有機物を分子量毎に分画しＴＯＣを分析する分画ＴＯＣの結果が図５に示されているが、活性炭塔１８内部に微生物の繁殖し、これが起因のフミン質が、比較例１の処理水には大幅に増加していることが確認された（図５参照）。
【００４４】
（比較例２）：紫外線処理のみ
塩素酸を０．５ｍｇ／Ｌ含み、残留塩素が１．４ｍｇ／Ｌの原水に対して露光条件としては、２０００ｍＪ／ｃｍ２で処理した。処理水の塩素酸は０．６ｍｇ／Ｌであり水道水質基準を超過していることが確認された（図示省略）。
【符号の説明】
【００４５】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ：水処理システム、  １２：原水の供給配管、  １４：原水供給ポンプ、  １６：原水供給ポンプと活性炭塔とを接続する配管、  １８：活性炭塔、  ２０：酸化剤注入ポンプ、  ２２：活性炭塔と紫外線露光装置とを接続する配管、  ２４、２４Ａ、２４Ｂ：紫外線露光装置、  ２６、３２：残留塩素指示記録計、  ２８：処理水の送水配管、  ３０：還元剤注入ポンプ、  ３４：制御手段、  ３６、３６Ａ、３６Ｂ：バルブ
【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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