(57)【要約】【課題】殺菌や殺藻の処理を次亜塩素酸ナトリウムの注入と紫外線の照射を併用するシステムにおいて、紫外線の照射量が減少する事態に対して有効な対策を有する水処理システムを提供することにある。【解決手段】次亜塩素酸ナトリウムの注入と紫外線の照射を併用して、殺菌や殺藻の処理を行なう水処理システムにおいて、紫外線の照射量が減少する事態に対して、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大させる制御により、殺菌、殺藻処理能力を補う前段、中段、後段の各注入照射制御部１３ａ〜１３ｃを有する。【選択図】      図１
2008062201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入された原水を、複数の池に順次流通させて、当該各池を流通する過程で浄水として処理する水処理システムにおいて、
前記各池のうち選択された池の処理水に対して、次亜塩素酸ナトリウムを注入する注入手段、及び紫外線を照射する紫外線照射手段を含む注入照射手段と、
前記各池の紫外線の照射量を計測する照度計と、
前記照度計により計測された照射量に基づいて、前記注入手段による次亜塩素酸ナトリウムの注入量または前記紫外線照射手段による紫外線の照射量を調整する制御手段と
を具備したことを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記各池のうち前段に位置する池の処理水に対して、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整する前段注入照射制御手段と、
前記各池のうち中段に位置する池の処理水に対して、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整する中段注入照射制御手段と、
前記各池のうち後段に位置する池の処理水に対して、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整する後段注入照射制御手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前段、中段、後段のそれぞれに位置する各池の処理水に対する前記紫外線の照射量を計測するために各照度計を有し、
前記前段注入照射制御手段、前記中段注入照射制御手段、及び前記後段注入照射制御手段はそれぞれ、対応する照度計により計測された照射量に基づいて、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量または前記紫外線の照射量を調整するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記前段注入照射制御手段及び前記中段注入照射制御手段は、
前記後段に位置する池の処理水に対する前記紫外線の照射量を計測するために照度計により計測された照射量に基づいて、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整するように構成されたことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記各池の処理水に対する蛍光分析値を計測する蛍光分析計を有し、
前記制御手段は、
前記蛍光分析計により計測された蛍光分析値に基づいて、前記注入手段による次亜塩素酸ナトリウムの注入量または前記紫外線照射手段による紫外線の照射量を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記各池の処理水に対する蛍光分析値を計測する蛍光分析計とを有し、
前記中段注入照射制御手段は、
前記後段の池に設けられた前記蛍光分析計からの蛍光分析値に基づいて、当該蛍光分析値が許容範囲外の場合には、最初に前記紫外線の照射量を増大するように調整し、
前記紫外線の照射量を増大した後に、前記許容範囲外の蛍光分析値に変化が無い場合には、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大するように調整するように構成されたことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項７】
導入された原水を、複数の池に順次流通させて、当該各池を流通する過程で浄水として処理する水処理システムに適用する水処理方法であって、
前記各池のうち選択された池の処理水に対して、次亜塩素酸ナトリウムを注入し、かつ紫外線を照射するプロセスと、
照度計により計測された前記各池の紫外線の照射量に基づいて、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量または前記紫外線の照射量を調整するプロセスと
を有する手順を実行することを特徴とする水処理方法。
【請求項８】
導入された原水を、複数の池に順次流通させて、当該各池を流通する過程で浄水として処理する水処理システムに適用する水処理方法であって、
前記各池のうち前段に位置する池の処理水に対して、照度計により計測された照射量に基づいて、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整する前段注入照射制御プロセスと、
前記各池のうち中段に位置する池の処理水に対して、照度計により計測された照射量に基づいて、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整する中段注入照射制御プロセスと、
前記各池のうち後段に位置する池の処理水に対して、照度計により計測された照射量に基づいて、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整する後段注入照射制御プロセスと
を有する手順を実行することを特徴とすることを水処理方法。
【請求項９】
前記前段注入照射制御プロセス及び前記中段注入照射制御プロセスは、
前記後段に位置する池の処理水に対する前記紫外線の照射量を計測するために照度計により計測された照射量に基づいて、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び前記紫外線の照射量を調整するように構成されたことを特徴とする請求項８に記載の水処理方法。
【請求項１０】
前記中段注入照射制御プロセスは、
前記後段の池に設けられた蛍光分析計からの蛍光分析値に基づいて、当該蛍光分析値が許容範囲外の場合には、最初に前記紫外線の照射量を増大するように調整し、
前記紫外線の照射量を増大した後に、前記許容範囲外の蛍光分析値に変化が無い場合には、前記次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大するように調整するように構成されたことを特徴とする請求項８に記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記複数の池は、原水の流路の上流側から下流側に向かって配設された少なくとも沈砂池、着水池、沈殿池、濾過池、塩素混和池、配水池を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に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、水源から導入した原水を浄水に処理するための水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、浄水場施設は、家庭や事業所に対して、飲料可能な生活用水を供給する上水プラントからなる。浄水施設においては、例えば河川から取水した原水を、沈砂池、着水池、沈殿池、ろ過池、塩素混和池、配水池を順次流通させ、各池を流通する過程で、原水を飲料可能な浄水にする水処理システムが利用されている。この水処理システムは、最終工程として配水池から飲料可能な浄水を、家庭や事業所などの各需要者に対して配水する。
【０００３】
このような浄水場施設に利用される水処理システムは、前段工程に含まれる着水池において、次亜塩素酸ナトリウム（ＣＮと表記する場合がある）や苛性ソーダ等を注入して、原水に含まれる菌や藻に対する第１回目の殺菌、殺藻処理を行なう。さらに、中段工程に含まれる沈殿池において、次亜塩素酸ナトリウムを用いた第２回目の殺菌、殺藻処理を行なう。次に、濾過池で砂等が濾過された後に、後段工程に含まれる塩酸混和池において、飲料可能に浄水された処理水に含まれる塩素の含有量を調整して、次亜塩素酸ナトリウムを用いた第３回目の殺菌、殺藻処理を行なう。
【０００４】
このような殺菌や殺藻の処理には、次亜塩素酸ナトリウムが採用されていた。しかしながら、近年、次亜塩素酸ナトリウムによる殺藻、消毒処理に起因して生じる副生成物質（トリハロメタン生成）が発がん性物質である可能性が大きいと指摘されている。このため、次亜塩素酸ナトリウムによる殺藻、消毒処理では、副生成物質（トリハロメタン生成）の生成を抑制することが要求される。このような要求を達成するためには、前段工程、中段工程、後段工程における次亜塩素酸ナトリウムの注入量の割合を、前段工程から後段工程へ移動させることが有効である。
【０００５】
しかし一方で、前段工程における次亜塩素酸ナトリウムの注入量を減少させると、沈砂池、着水池等の前段工程に含まれる各池の処理水に対する殺藻、消毒処理が円滑に行なわれずに、藻類や大腸菌等の菌類が残存する事態となる。あるいは、藻類や大腸菌等の菌類を取りきれず、取り残しが出てくる事態となる。そこで、浄水場施設において、次亜塩素酸ナトリウムの注入と共に、前段工程、中段工程、後段工程の各工程での処理水に対して、紫外線（ＵＶと表記する場合がある）を照射する方式が注目されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１８８２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
浄水場施設に利用される水処理システムでは、前段工程、中段工程、後段工程の各工程において、各池の処理水に対する殺藻、消毒処理には、次亜塩素酸ナトリウムの注入と、紫外線の照射を併用することが有効である。
【０００７】
ところで、紫外線の照射は、紫外線ランプ（ＵＶランプ）の発光により行なわれる。ＵＶランプは、ガラス材質によりカバーされている。このカバーの表面が汚れると、紫外線の照射量が減少（低下）する。また、ＵＶランプ自体の劣化により、照射量が減少（低下）する。紫外線の照射量が減少すると、殺菌や殺藻の処理能力の低下を招くことになる。このような事態の場合に、有効な対策が必要となる。
【０００８】
本発明の目的は、殺菌や殺藻の処理を次亜塩素酸ナトリウムの注入と紫外線の照射を併用するシステムにおいて、紫外線の照射量が減少する事態に対して有効な対策を有する水処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の観点は、次亜塩素酸ナトリウムの注入と紫外線の照射を併用して、殺菌や殺藻の処理を行なう水処理システムにおいて、紫外線の照射量が減少する事態に対して、殺菌や殺藻の処理能力を補う手段を有する水処理システムである。
【００１０】
本発明の観点に従った水処理システムは、導入された原水を、複数の池に順次流通させて、当該各池を流通する過程で浄水として処理する水処理システムにおいて、前記各池のうち選択された池の処理水に対して、次亜塩素酸ナトリウムを注入する注入手段、及び紫外線を照射する紫外線照射手段を含む注入照射手段と、前記各池の紫外線の照射量を計測する照度計と、前記照度計により計測された照射量に基づいて、前記注入手段による次亜塩素酸ナトリウムの注入量または前記紫外線照射手段による紫外線の照射量を調整する制御手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、次亜塩素酸ナトリウムの注入と紫外線の照射を併用して、殺菌や殺藻の処理を行なう水処理システムにおいて、紫外線の照射量が減少する事態に対して有効な対策を有する水処理システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に関する水処理システムを適用した浄水場施設の要部を示す模試図である。
【００１４】
浄水場施設では、例えば、河川から導入される原水１の流路の上流側から下流側に向かって、沈砂池２、着水池３、フロック形成池４、沈殿池５、中間混和池６、濾過池７、塩素混和池８、及び配水池９が配設されている。このような各池２〜９を流通する過程で、原水１は各池の水処理により、飲料可能な浄水１０として配水池９に貯水される。浄水１０は、配水池９から家庭や事業者などの各需要者に配水される。
【００１５】
浄水場施設の水処理システムは、前段工程、中段工程、後段工程に大別される。以下、各工程での処理を概略的に説明する。
【００１６】
前段工程では、原水１は、流入当初から含まれている大きな砂やゴミなどが、沈砂池２で取除かれた後に、次の着水池３に流入する。沈砂池２から着水池３に流入する原水１の処理水は、流量計１１ａにより流量が検出されて、後述する前段注入照射制御部１３ａに入力される。また、当該処理水の濁度は、濁度測定部１４ａ内の濁度計で計測されて、監視制御部１２及び前段注入照射制御部１３ａに入力される。
【００１７】
ここで、本実施形態の水処理システムでは、次亜塩素酸ナトリウム（ＣＮ）の注入と、紫外線（ＵＶ）の照射を併用した殺菌、殺藻の処理が行なわれる。このため、前段工程、中段工程、後段工程のそれぞれにおいて、ＣＮ注入用の注入ポンプ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、及びＵＶランプ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが配置されている。
【００１８】
前段工程では、Ｎ台の注入ポンプ１５ａから、前段注入照射制御部１３により調整された注入量の次亜塩素酸ナトリウムが、着水池３に注入される。また、着水池３には、Ｎ本のＵＶ（紫外線）ランプ１６ａから、前段注入照射制御部１３により調整された照射量の紫外線が照射される。これにより、着水池３の処理水には、次亜塩素酸ナトリウム及び紫外線により、殺菌、殺藻の処理が行なわれる。なお、着水池３には、他に苛性ソーダ１７ａが注入される場合もある。
【００１９】
ところで、濁度測定部１４ａ内には、着水池３内の処理水の透明度から処理水の濁度を測定する濁度計以外に、着水池３内の処理水内に浮遊する微粒子の数を計数する微粒子数カウンタ、主として藻類などの有機物の生体情報を検出する蛍光分析計、同じく例えば波長７３０ｎｍの紫外線照射でもって、生物を検出するＵＶ（紫外線）計が組込まれている。
【００２０】
次亜塩素酸ナトリウムや紫外線を注入、照射する目的は、処理水に含まれる藻、菌に対する殺藻、殺菌等である。この場合、処理水に含まれる藻等が大量に発生すると濁度が上昇すると見なし、この濁度に応じて次亜塩素酸ナトリウムや紫外線の目標の注入照射量を設定している。したがって、濁度測定部１４ａから前段注入照射制御部１３ａへ送出される濁度は、水中に含まれる藻類、珪藻類、ラン藻類、細菌類や砂、粘土質で示される濁度成分のうち、その主成分である藻類、細菌類を抽出した濁度である。より、具体的には、処理水の透明度から求められる光学的な濁度を微粒子数カウンタ、蛍光分析計、ＵＶ（紫外線）計の各計測値で補正した濁度となる。
【００２１】
中段工程では、前段工程の着水池３で殺菌、殺藻処理が終了した処理水は、フロック形成池４に送られる。このとき、流量計１１ｂで測定された処理水の流量が、中段注入照射制御部１３ｂに送出される。また、濁度測定部１４ｂの濁度計で測定された濁度は、中段注入照射制御部１３ｂに送出される。フロック形成池４では、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）１８ａが注入される。このＰＡＣ１８ａにより、処理水に含まれる不純物が固形化されて取除かれる。その後、処理水は、沈殿池５に流入する。
【００２２】
沈殿池５には、Ｎ台の注入ポンプ１５ｂから、中段注入照射制御部１３ｂにより調整された注入量の次亜塩素酸ナトリウムが注入される。また、沈殿池５には、Ｎ本のＵＶランプ１６ｂから、中段注入照射制御部１３ｂにより調整された照射量の紫外線が照射される。これにより、沈殿池５の処理水には、次亜塩素酸ナトリウム及び紫外線により、殺菌、殺藻の処理が行なわれる。なお、沈殿池５には、他に苛性ソーダ１７ｂが注入される場合もある。
【００２３】
中段工程の沈殿池５で殺菌、殺藻処理が終了した処理水は、次の中間混和池６でＰＡＣ１８ｂが加えられた後、次の濾過池７で濾過処理が行なわれる。後段工程では、濾過池７で濾過された処理水は、塩素混和池８に導入される。このとき、流量計１１ｃで測定された処理水の流量が、後段注入照射制御部１３ｃに送出される。また、濁度測定部１４ｃの濁度計で測定された濁度は、後段注入照射制御部１３ｃに送出される。
【００２４】
塩素混和池８には、Ｎ台の注入ポンプ１５ｃから、後段注入照射制御部１３ｃにより調整された注入量の次亜塩素酸ナトリウムが注入される。また、塩素混和池８には、Ｎ本のＵＶランプ１６ｃから、後段注入照射制御部１３ｃにより調整された照射量の紫外線が照射される。これにより、塩素混和池８の処理水には、次亜塩素酸ナトリウム及び紫外線により、殺菌、殺藻の処理が行なわれる。なお、塩素混和池８には、他に苛性ソーダ１７ｃが注入される場合もある。
【００２５】
この塩素混和池８においては、これまでの各池２〜７における水処理にて飲料可能に浄水された処理水に含まれる塩素の含有量に基づいて、特に次亜塩素酸ナトリウムの注入量の微調整が行なわれる。最後に、処理水は、塩素混和池８から配水池９に貯水された後に、家庭や事業者などの各需要家に浄水１０として配水される。
【００２６】
更に、本実施形態の水処理システムでは、前段工程、中段工程、後段工程のそれぞれにおいて、ＵＶランプ１６ａ，１６ｂ，１６ｃから照射されるＵＶの照射量を計測するための照度計１９ａ，１９ｂ，１９ｃが配置されている。即ち、前段工程では、着水池３に照射されるＵＶの照射量が、照度計１９ａにより計測される。中段工程では、沈殿池５に照射されるＵＶの照射量が、照度計１９ｂにより計測される。さらに、後段工程では、塩素混和池８に照射されるＵＶの照射量が、照度計１９ｃにより計測される。
【００２７】
図２に示すように、前段工程では、照度計１９ａにより計測されたＵＶの照射量は、前段注入照射制御部１３ａに送出される。中段工程では、照度計１９ｂにより計測されたＵＶの照射量は、中段注入照射制御部１３ｂに送出される。後段工程では、照度計１９ｃにより計測されたＵＶの照射量は、後段注入照射制御部１３ｃに送出される。
【００２８】
ここで、後段工程の照度計１９ｃにより計測されたＵＶの照射量は、後段注入照射制御部１３ｃだけでなく、前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂにも送出される。これにより、後述するように、後段工程のＵＶランプ１６ｃからの照射量が減少した場合に、これに伴う殺菌や殺藻の処理能力を、前段工程及び中段工程において補う対策を実行することができる。
【００２９】
（監視制御部の構成）
図３は、監視制御部１２の概略構成を示すブロック図である。監視制御部１２は、ハードウェア及びソフトウェアからなるコンピュータシステムにより構成されている。
【００３０】
監視制御部１２は、注入照射制御パターンテーブル２１、表示部２２と操作部２３を含む入出力部２４、原水濁度判定部２５、制御パターン読出部２６、及び制御パターン設定部２７を有する。
【００３１】
操作部２３は、キーボードとマウスを含む。注入照射制御パターンテーブル２１には、濁度測定部１４ａから入力された原水１の濁度に基づいて、前段の着水池３、中段の沈殿池５、後段の塩素混和池８における次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び紫外線の照射量の制御パターンが予め設定されている。前段、中段、後段の各注入照射制御部１３ａ〜１３ｃは、注入照射制御パターンテーブル２１の制御パターンに基づいて、次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び紫外線の照射量を調整（制御）する。
【００３２】
具体的には、例えば、原水１の濁度が濁度１０以上の高濁度の場合、前段注入照射制御部１３ａは、次亜塩素酸ナトリウムのみを用いて着水池３の処理水に対する殺藻、殺菌処理を実行する。また、中段注入照射制御部１３ｂは、次亜塩素酸ナトリウムを用いて沈殿池５の処理水に対する殺藻、殺菌処理を行なう。さらに、後段注入照射制御部１３ｃは、次亜塩素酸ナトリウム及び紫外線を用いて、塩素混和池８の処理水に対する殺藻、殺菌処理を行なう。
【００３３】
原水濁度判定部２５は、濁度測定部１４ａから入力された原水１の濁度が、注入照射制御パターンテーブル２１に設定されたどの濁度範囲に所属するかを判定して、判定結果及び濁度を入出力部２４の表示部２２へ表示すると共に、判定結果を制御パターン読出部２６へ送出する。制御パターン読出部２６は、注入照射制御パターンテーブル２１に設定された制御パターン３２を読出し、自動手動切換部２８を介して、各出力部３０ａ、３０ｂ、３０ｃから対応する前段注入照射制御部１３ａ、中段注入照射制御部１３ｂ、後段注入照射制御部１３ｃへそれぞれ送出する。
【００３４】
制御パターン設定部２７は、動作モードが「手動モード」に設定された状態で、表示部２２に表示された原水１の濁度を参照して、オペレータが操作部２３で操作入力した各制御パターン３２を、手動に切換設定された自動手動切換部２８及び各出力部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを介して、対応する前段注入照射制御部１３ａ、中段注入照射制御部１３ｂ、後段注入照射制御部１３ｃへそれぞれ送出する。
【００３５】
各注入照射設定部２９ａ、２９ｂ、２９ｃは、オペレータが操作部２３で指定した次亜塩素酸ナトリウムの注入量及び紫外線の照射量（設定値）を、それぞれ出力部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを介して、前段注入照射制御部１３ａ、中段注入照射制御部１３ｂ、後段注入照射制御部１３ｃへ送出する。
【００３６】
（注入照射制御部の構成）
図４は、中段注入照射制御部１３ｂの概略構成を示すブロック図である。なお、前段注入照射制御部１３ａ及び後段注入照射制御部１３ｃは、中段注入照射制御部１３ｂとほぼ同じ構成であるので説明を省略する。
【００３７】
中段注入照射制御部１３ｂは、主要素として、次亜塩素酸ナトリウムの注入量制御部４６、ＵＶの照射量制御部４７、注入ポンプ駆動部５０、及びＵＶランプ本数設定部５１を有する。要素４０〜４２は、注入量制御部４６に対して、初期値または監視制御部１２からの設定注入量を設定するための構成である。同様に、要素４３〜４５は、照射量制御部４７に対して、初期値または監視制御部１２からの設定照射量を設定するための構成である。
【００３８】
注入ポンプ駆動部５０は、注入量制御部４６から指定された注入量に応じた台数の注入ポンプ１５ｂを駆動する。ＵＶランプ本数設定部５１は、照射量制御部４７から指定された照射量に対応する本数のＵＶランプ１６ｂを点灯する。
【００３９】
さらに、中段注入照射制御部１３ｂは、濁度／注入量変換部４８及び濁度／照射量変換部４９を有する。濁度／注入量変換部４８は、濁度測定部１４ｂから入力された処理水の濁度を次亜塩素酸ナトリウムの単位体積当たりの注入量（ＳＶ）に変換して、注入量制御部４６へ送出する。注入量制御部４６は、フイードフォワード制御を実行し、流量計１１ｂの流量（ＰＶ）に単位体積当りの目標注入量（ＳＶ）を乗算した注入量（単位時間当たりの注入量）を注入ポンプ駆動部５０へ送出する。これにより、沈殿池５の処理水には、注入ポンプ１５ｂから次亜塩素酸ナトリウムが注入される。
【００４０】
濁度／照射量変換部４９は、濁度測定部１４ｂから入力された処理水の濁度をＵＶの単位体積当たりの目標照射量（ＳＶ）に変換して、照射量制御部４７へ送出する。照射量制御部４７は、流量計１１ｂの流量（ＰＶ）に単位体積当りの目標注入量（ＳＶ）を乗算した照射量（単位時間当たりの照射量）をＵＶランプ本数設定部５１へ送出する。これにより、沈殿池５の処理水には、ＵＶランプ１６ｂから紫外線が照射される。
【００４１】
ここで、本実施形態では、注入量制御部４６及び照射量制御部４７には、中段工程に含まれる照度計１９ｂにより計測されたＵＶの照射量が入力される。注入量制御部４６及び照射量制御部４７は、ＵＶの照射量が減少した場合に、後述するような制御動作を実行する。また、注入量制御部４６及び照射量制御部４７には、後段工程に含まれる照度計１９ｃにより計測されたＵＶの照射量が入力される。同様に、注入量制御部４６及び照射量制御部４７は、ＵＶの照射量が減少した場合に、後述するような制御動作を実行する。
【００４２】
（ＣＮの注入量制御及びＵＶの照射量制御）
前述のような水処理システムにおいて、図５及び図６の各フローチャートなどを参照して、本実施形態に関する次亜塩素酸ナトリウム（ＣＮ）の注入量制御及びＵＶの照射量制御について説明する。
【００４３】
前述したように、前段工程、中段工程、後段工程のそれぞれにおいて、原水又は処理水の濁度に基づいて、注入照射制御部１３ａ〜１３ｃに含まれる注入量制御部４６と照射量制御部４７の制御動作により、原水又は処理水に対して次亜塩素酸ナトリウムが注入されて、かつ紫外線が照射される。これにより、前段工程、中段工程、後段工程のそれぞれにおいて、原水又は処理水に対して、殺菌、殺藻処理が実行されることになる。
【００４４】
ここで、前段工程に含まれるＵＶランプ１６ａにおいて、ガラス材質のカバーの表面が汚れたり、またはＵＶランプ自体の劣化により、照射量が基準値より減少（低下）したとする。着水池３の処理水に照射されるＵＶの照度（照射量）は、照度計１９ａにより計測される。ここで、ＵＶ照度をＩ（mW/cm２）とした場合に、下記式（１）で表される。
【００４５】
Ｉ＝（Ｕｖ／４πＺ２）×ｅｘｐ（ｌｎ（Ｔ／１００）×Ｚｏ）…（１）
なお、ＵｖはＵＶランプの紫外線出力（mW）を意味し、Ｔは紫外線透過率（％）、ＺはＵＶランプからの距離（cm）、Ｚｏは紫外線が原水または処理水内を透過する距離（cm）を意味する。
【００４６】
当然ながら、紫外線の照射量が減少すると、殺菌や殺藻の処理能力の低下を招くことになる。そこで、本実施形態では、前段注入照射制御部１３ａは、照度計１９ａから入力される計測値から照射量の減少を認識すると、注入量制御部４６により、注入ポンプ１５ａからの次亜塩素酸ナトリウム（ＣＮ）の注入量を増大させる調整（制御）を実行する。
【００４７】
この場合、前段注入照射制御部１３ａは、例えば、予めＵＶの照射量の減少と、ＣＮの増大量との関係を示すテーブルを有し、このテーブルを参照してＣＮの注入増大量を決定する。当該テーブルは、予めＵＶの照射量の減少と、殺菌や殺藻の処理能力の低下とを実験的に確認された情報からなる。
【００４８】
さらに、前段注入照射制御部１３ａは、照度計１９ａから入力される計測値から照射量の減少を認識すると、照射量制御部４７によりＵＶランプ本数設定部５１を介して、ＵＶランプ１６ａの点灯する本数を増大させて、ＵＶ照射量の減少を補正する動作を実行してもよい。これにより、ＵＶランプ１６ａからは、最適なＵＶ照度を確保することができる。
【００４９】
ここで、ＵＶの照度が低下した場合に、優先順序として、第１にＣＮの注入量を増大させることにより、原水または処理水の大まかな濁度をかなり低下させることができる。しかし、この処理でもＵＶの照度を確保できない場合には、ＵＶの点灯本数を増やしたり、各ＵＶランプの出力を増大させる。
【００５０】
同様にして、中段工程に含まれるＵＶランプ１６ｂにおいて、ガラス材質のカバーの表面が汚れたり、またはＵＶランプ自体の劣化により、照射量が基準値より減少（低下）したとする。即ち、中段注入照射制御部１３ｂは、照度計１９ｂから入力される計測値から、沈殿池５の処理水に照射されるＵＶの照度（照射量）の減少を認識する。
【００５１】
中段注入照射制御部１３ｂは、注入量制御部４６により、注入ポンプ１５ｂからの次亜塩素酸ナトリウム（ＣＮ）の注入量を増大させる調整（制御）を実行する。また、中段注入照射制御部１３ｂは、照度計１９ｂから入力される計測値から照射量の減少を認識すると、照射量制御部４７によりＵＶランプ本数設定部５１を介して、ＵＶランプ１６ｂの点灯する本数を増大させて、ＵＶ照射量の減少を補正する動作を実行してもよい。
【００５２】
さらに、後段工程に含まれるＵＶランプ１６ｃにおいて、ガラス材質のカバーの表面が汚れたり、またはＵＶランプ自体の劣化により、照射量が基準値より減少（低下）したとする。即ち、後段注入照射制御部１３ｃは、照度計１９ｃから入力される計測値から、塩素混和池８の処理水に照射されるＵＶの照度（照射量）の減少を認識する。
【００５３】
後段注入照射制御部１３ｃは、注入量制御部４６により、注入ポンプ１５ｃからの次亜塩素酸ナトリウム（ＣＮ）の注入量を増大させる調整（制御）を実行する。また、後段注入照射制御部１３ｃは、照度計１９ｃから入力される計測値から照射量の減少を認識すると、照射量制御部４７によりＵＶランプ本数設定部５１を介して、ＵＶランプ１６ｃの点灯する本数を増大させて、ＵＶ照射量の減少を補正する動作を実行してもよい。
【００５４】
以上要するに、前段工程、中段工程、後段工程のそれぞれにおいて、次亜塩素酸ナトリウムの注入及び紫外線の照射により、原水又は処理水に対して殺菌、殺藻処理を実行するプロセスにおいて、ＵＶランプ１６ａ〜１６ｃのカバー表面の汚れや、またはＵＶランプ自体の劣化により、ＵＶ照射量が基準値より減少（低下）する事態が発生することがある。ＵＶ照射量が減少すると、殺菌や殺藻の処理能力の低下を招くことになる。これに対して、本実施形態のシステムでは、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大させる制御により、ＵＶ照射量の減少に伴う殺菌や殺藻の処理能力の低下を補償する有効な対策を実現できる。また、ＵＶランプの点灯数に余裕があれば、当該点灯数を増加させ、あるいは各ＵＶランプの出力を増大させて、全体としてＵＶ出力を増大させる制御により、ＵＶ照射量の減少を回復させることが可能である。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、特に後段工程でのＵＶ照射量の減少（低下）に伴う制御動作を、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態の水処理システムの構成は、前述の第１の本実施形態に関する図１から図４に示すものと同様である。
【００５６】
一般的に、浄水場施設では、後段工程に含まれる塩酸混和池８において、飲料可能な浄水１０として配水池９に送る処理水には、塩素の含有量を抑制するために、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を最小限に調整することが望ましい。しかし一方で、塩酸混和池８にＵＶを照射するＵＶランプ１６ｃの照度が低下した場合に、殺菌や殺藻の処理能力の低下を補償する対策も必要である。
【００５７】
そこで、本実施形態では、図２に示すように、後段工程の照度計１９ｃにより計測されたＵＶの照射量は、後段注入照射制御部１３ｃだけでなく、前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂにも送出される（図５のステップＳ１）。
【００５８】
前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂは、後段工程の照度計１９ｃにより計測されたＵＶの照度（照射量）が基準より低下していると判定すると、それぞれのＵＶ照射量を増大させる制御を実行する（ステップＳ２のＹＥＳ，Ｓ３）。具体的には、ＵＶの点灯本数または各ＵＶランプの出力を増大させる。
【００５９】
即ち、前段注入照射制御部１３ａは、照射量制御部４７によりＵＶランプ本数設定部５１を介して、ＵＶランプ１６ａの点灯する本数を増大させて、ＵＶ照射量を増大させる制御を実行する。同様に、中段注入照射制御部１３ｂは、照射量制御部４７によりＵＶランプ本数設定部５１を介して、ＵＶランプ１６ｂの点灯する本数を増大させて、ＵＶ照射量を増大させる制御を実行する。
【００６０】
このような本実施形態の制御により、後段工程のＵＶランプ１６ｃからの照射量が減少した場合に、前段工程または中段工程でのＵＶ照射量を増大させることにより、後段工程の殺菌や殺藻の処理能力の低下を補う対策を実行することができる。特に、ＵＶ照射量の増大により、大腸菌などの菌類や、病原性微生物（例えば、クリプトスポリジウムなど）をＤＮＡレベルで殺菌することができる。
【００６１】
この場合、後段工程に含まれる塩酸混和池８に対して、特に次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大させる必要がなくなるため、塩酸混和池８の処理水に対する塩素の含有量を最小限に抑制することが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態は、後段工程の照度計１９ｃにより計測されたＵＶの照射量を、後段注入照射制御部１３ｃだけでなく、前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂにもフィードバックする場合の制御である。本実施形態は、これに限定されずに、中段工程の照度計１９ｂにより計測されたＵＶの照射量を、前段注入照射制御部１３ａにフィードバックする場合の制御についても適用できる。
【００６３】
（第３の実施形態）
さらに、第３の実施形態として、後段工程でのＵＶ照射量の減少（低下）に伴う制御動作を、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態の水処理システムの構成は、前述の第１の本実施形態に関する図１から図４に示すものと同様である。
【００６４】
まず、後段工程に含まれる濁度測定部１４ｃにおいても、前段の濁度測定部１４ａと同様に、主として藻類などの有機物の生体情報を検出する蛍光分析計が組込まれている。本実施形態では、後段工程の蛍光分析計により計測された分析値は、後段注入照射制御部１３ｃだけでなく、前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂにも送出される（ステップＳ１１）。
【００６５】
前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂは、後段工程の蛍光分析計により計測された分析値が許容範囲を超える場合、即ち、塩酸混和池８に流入された処理水に含まれる藻類などの有機物の量が許容範囲を超える場合には、それぞれのＵＶ照射量を増大させる制御を実行する（ステップＳ１２のＮＯ，Ｓ１３）。具体的には、ＵＶの点灯本数または各ＵＶランプの出力を増大させる。
【００６６】
従って、前段工程又は中段工程において、後段工程に送る処理水に含まれる藻類の殺藻能力が不十分な場合に、後段工程の蛍光分析計からの分析値がフィードバックされることにより、特にＵＶ照射量を増大させて、殺菌及び殺藻能力を高めることができる。ＵＶ照射量の増大により、特に、大腸菌などの菌類や、病原性微生物（例えば、クリプトスポリジウムなど）をＤＮＡレベルで殺菌することができる。
【００６７】
ここで、前段工程又は中段工程において、ＵＶ照射量を増大させても、後段工程の蛍光分析計からの分析値が変化しない場合、即ち、依然として有機物の量が許容範囲を超える場合には、前段工程又は中段工程において、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大させる制御を実行する（ステップＳ１４のＮＯ，Ｓ１５）。
【００６８】
このような本実施形態の制御により、後段工程の蛍光分析計により計測された分析値に基づいて、塩酸混和池８に流入された処理水に含まれる大腸菌などの菌類や病原性微生物、あるいは藻類などの有機物の量が許容範囲を超えていると推定される場合には、前段工程又は中段工程でのＵＶ照射量を増大させる。従って、前段工程又は中段工程において、後段工程に送る処理水に含まれる藻類の殺藻能力が不十分な場合に、後段工程の蛍光分析計からの分析値がフィードバックされることにより、特にＵＶ照射量を増大させて、殺藻能力を高めることができる。この場合、まずＵＶ照射量を増大させる制御により、塩酸混和池８に流入された処理水に対して、必要以上の次亜塩素酸ナトリウムを注入させることを抑制できる。
【００６９】
さらに、前段工程又は中段工程において、ＵＶ照射量を増大させても、後段工程の蛍光分析計からの分析値に基づいて、菌類や病原性微生物の殺菌能力あるいは藻類の殺藻能力が不十分であると推定される場合に、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大させる制御を実行する。これにより、特に後段工程に含まれる塩酸混和池８に対して、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大させることなく、前段工程又は中段工程において殺藻能力を高めることが可能となる。
【００７０】
なお、本実施形態は、後段工程の蛍光分析計により計測された分析値を、後段注入照射制御部１３ｃだけでなく、前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂにも
フィードバックする場合の制御である。本実施形態は、これに限定されずに、中段工程の蛍光分析計により計測された分析値を、前段注入照射制御部１３ａにフィードバックする場合の制御についても適用できる。
【００７１】
（第４の実施形態）
本実施形態は、図２に示すように、中段工程の照度計１９ｂにより計測されたＵＶの照射量（照度）を、前段注入照射制御部１３ａにもフィードバックして、中段工程が前段工程をバックアップする機能を有する水処理システムに関する。
【００７２】
なお、本実施形態の水処理システムの構成は、前述の第１の本実施形態に関する図１から図４に示すものと同様である。
【００７３】
まず、前述の第２の実施形態は、後段工程において、照度計１９ｃの照度が低下した場合には、ＵＶの照射量の低下と判断して、前段注入照射制御部１３ａ及び中段注入照射制御部１３ｂにより、前段及び中段の各工程でのＵＶ照射量を増大させる制御を実行させる。この場合、後段工程では、処理対象の処理水は、ほぼ浄水の状態である。
【００７４】
これに対して、中段工程では、濾過処理される前の処理水であり、中段工程の照度計１９ｂによるＵＶの照度が低下した場合に、処理水の濁度が相対的に高いと推定できる。このため、前段工程において、十分な殺菌及び殺藻の処理が行なわれていないと判断できる。
【００７５】
そこで、本実施形態では、前段注入照射制御部１３ａは、中段工程の照度計１９ｂからの照度に基づいて、中段工程での照度が低下して処理水の濁度が相対的に高いと判断すると、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大させる制御を実行する。
【００７６】
しかし一方、前段工程では、前述したように、前段工程ではトリハロメタン生成を抑制するために、次亜塩素酸ナトリウムの注入量は制限されている。そこで、前段注入照射制御部１３ａは、許容範囲内の限界まで次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大した後に、中段注入照射制御部１３ｂに対して、その旨を示す制御信号を送出する。
【００７７】
中段注入照射制御部１３ｂは、当該制御信号を受けると、中段工程の照度計１９ｂの照度が許容値を示すまで、中段工程での次亜塩素酸ナトリウムの注入量を増大する。換言すれば、中段注入照射制御部１３ｂは、前段注入照射制御部１３ａでの制限されている次亜塩素酸ナトリウムの注入をバックアップする制御を実行する。
【００７８】
以上のようにして本実施形態によれば、前段工程でのトリハロメタン生成を抑制できると共に、前段工程の殺菌や殺藻の処理能力の低下を、中段工程においてバックアップすることが可能となる。
【００７９】
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わせにより、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に関する水処理システムを適用した浄水場施設の要部を示す模試図。
【図２】本実施形態に関する各注入照射制御部と各照度計との接続関係を示す図。
【図３】本実施形態に関する監視制御部の概略構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態に関する中段注入照射制御部の概略構成を示すブロック図。
【図５】第２の本実施形態に関する注入照射制御部の制御動作を説明するためのフローチャート。
【図６】第３の実施形態に関する注入照射制御部の制御動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００８１】
１…原水、２…沈砂池、３…着水池、４…フロック形成池、５…沈殿池、
６…中間混和池、７…濾過池、８…塩素混和池、９…配水池、１０…浄水、
１１ａ〜１１ｃ…流量計、１２…監視制御部、１３ａ…前段注入照射制御部、
１３ｂ…中段注入照射制御部、１３ｃ…後段注入照射制御部、
１４ａ〜１４ｃ…濁度測定部（蛍光分析計を含む）、１５ａ〜１５ｃ…注入ポンプ、
１６ａ〜１６ｃ…ＵＶランプ、１９ａ〜１９ｃ…照度計。
【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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