(57)【要約】【課題】海水及び汽水の被処理水の汚染状況に合せて紫外線照射量を調節でき、電気使用量を大幅に削減できる処理方法と装置を提供する。【解決手段】浮遊物質と微生物とを含有する被処理水を、あらかじめ生物膜ろ過した後に紫外線を照射して殺菌する海水及び汽水の処理方法において、前記紫外線の照射を、被処理水の微生物量に応じて点灯可能な紫外線ランプの点灯本数を増減することによって、紫外線照射線量を調整して行うこと、及び、浮遊物質と微生物とを含有する被処理水を順次処理する生物膜ろ過装置と紫外線照射とを有する海水及び汽水の処理装置において、前記紫外線照射装置が、２本以上の紫外線ランプを内装し、かつ各ランプ毎に独立もしくは数本ずつまとめて分離した照射スイッチを設けた構造を有し、前記被処理水の微生物量に応じて紫外線ランプの点灯本数を調整する手段を有することとした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮遊物質と微生物とを含有する被処理水を、あらかじめ生物膜ろ過した後に紫外線を照射して殺菌する海水及び汽水の処理方法において、前記紫外線の照射を、被処理水の微生物量に応じて点灯可能な紫外線ランプの点灯本数を増減することによって、紫外線照射線量を調整して行うことを特徴とする海水及び汽水の処理方法。
【請求項２】
浮遊物質と微生物とを含有する被処理水を順次処理する生物膜ろ過装置と紫外線照射装置とを有する海水及び汽水の処理装置において、前記紫外線照射装置が、２本以上の紫外線ランプを内装し、かつ各ランプ毎に独立もしくは数本ずつまとめて分離した照射スイッチを設けた構造を有し、前記被処理水の微生物量に応じて紫外線ランプの点灯本数を調整する手段を有することを特徴とする海水及び汽水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海水及び汽水の処理に係り、特に、下水道からの流入水がある閉鎖系水域等の浮遊物質と微生物とを含有した被処理水を殺菌処理する海水及び汽水の処理方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開昭５３−１０５０８３号公報
【特許文献２】特開昭５８−２０３７６９号公報
【特許文献３】特開平０５−１８２６３６号公報
下水処理場放流水の大腸菌群の殺菌など、消毒を目的とした紫外線照射装置の適用範囲は高まる一方である。紫外線照射装置は、従来一定の照射量の紫外線を照射して運転する。
紫外線照射量の制御方法としては、所定照射量となるよう自動制御にて調節する方法、照射時間を設定することによる調節法などがある（特開昭５３−１０５０８３号公報、特開昭５８−２０３７６９号公報、特開平０５−１８２６３６号公報）。処理対象となる水質の変動が小さい場合、同一照射量で運転しつづけても問題はない。しかし、近年、下水道の流入がある閉鎖性水域の海水は、降雨後に合流式下水道からの未処理放流水及びノンポイント汚濁などの影響によって汚染されることが知られている。また、赤潮や台風時の荒波による底泥の舞い上がりなどによっても汚染が生じる。すなわち、処理対象となる水をこうした海水や汽水とした場合、その水質の変動は激しく、特に大腸菌群数については１０〜１０５個（ＭＰＮ）／１００ｍＬの範囲で変動する。
【０００３】
原水の微生物量は、天候や潮流により大きく異なる。晴天で凪の状況であれば、海水中の微生物量は少ない。しかし、降雨時に合流式下水未処理水が流入する海域では、未処理水の流入により微生物量が増大する。また、分流式下水道の雨水が流入する海域でも、降雨時にはノンポイント汚濁物質の流入により、微生物量の増加が予想される。更に、海域が荒れた場合には、底泥の巻き上がりによる微生物量の増加が生じる。このように、原水の微生物量は、年間を通じて大きく変動する。
このような海水を、紫外線よって所定の微生物量まで殺菌する場合、紫外線照射装置の規模は、原水の微生物量が大きい場合を基準にすることになり、また常に高い微生物量を想定した照射を行った場合、電気使用量は膨大になるが、晴天時や凪の時など微生物量が比較的少ない場合は、明らかに無駄な電気使用となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、海水及び汽水の被処理水の汚染状況に合せて紫外線照射量を調節でき、電気使用量を大幅に削減できる海水及び汽水を殺菌処理する処理方法と装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、浮遊物質と微生物とを含有する被処理水を、あらかじめ生物膜ろ過した後に紫外線を照射して殺菌する海水及び汽水の処理方法において、前記紫外線の照射を、被処理水の微生物量に応じて点灯可能な紫外線ランプの点灯本数を増減することによって、紫外線照射線量を調整して行うことを特徴とする海水及び汽水の処理方法としたものである。
また、本発明では、浮遊物質と微生物とを含有する被処理水を順次処理する生物膜ろ過装置と紫外線照射装置とを有する海水及び汽水の処理装置において、前記紫外線照射装置が、２本以上の紫外線ランプを内装し、かつ各ランプ毎に独立もしくは数本ずつまとめて分離した照射スイッチを設けた構造を有し、前記被処理水の微生物量に応じて紫外線ランプの点灯本数を調整する手段を有することを特徴とする海水及び汽水の処理装置としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、鋭意検討を重ね、下水道からの流入水がある閉鎖系水域の海水を対象として殺菌実験を行い、海水の状況に合わせて紫外線照射装置の紫外線ランプの点灯本数を調節することで、電気使用量を大幅に削減できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明では、２本以上の紫外線ランプを内装し、かつ各ランプ毎に独立もしくは数本ずつまとめて分離した照射スイッチを設けた構造を持つ紫外線照射装置を用いて、前処理として生物膜ろ過により浮遊物質を除去した被処理水に対し、海水の状況を見ながら大腸菌群数などの微生物量に合せて紫外線ランプの照射本数を調節し、必要最小限の照射を行うこととした。
【０００７】
以下に、本発明の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に用いる紫外線照射装置を示す概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図２は、本発明の海水及び汽水の処理方法を示すフロー構成図である。
各図毎に、その詳細を以下に述べる。すなわち、本発明で用いる紫外線照射装置では、図１に示すように、流入水１が紫外線照射装置チャンバー２に流入し、紫外線ランプ３〜９を介し殺菌処理され流出水１０として流出する。紫外線ランプ３〜９の本数は、２本以上であれば良く、７本に限定するものではない。
赤潮発生時や、台風通過後など、海水中の大腸菌群数が１０３〜１０５個／１００ｍＬ程度の時に限り、紫外線ランプ３〜９全てを点灯するが、晴天時や凪の時など微生物量が比較的少ない場合は、例として紫外線ランプ３、紫外線ランプ６及び紫外線ランプ９の３本のみを点灯し、紫外線ランプ４、紫外線ランプ５、紫外線ランプ７及び紫外線ランプ８の４本は消灯する。
この判断は、基本的に目視に基づき、天候や海水の状況からその日の照射量を決定する。
【０００８】
図２におけるフロー構成図では、原水１１を海から取水し、原水槽１３に貯留する。貯留した原水を、原水ポンプ１４によってろ材を充填した生物膜ろ過装置１５に流入させ、下向流にてろ過する。ろ過処理水は、ろ過処理水槽２０に貯留され、処理水ポンプ２１によって紫外線照射装置２２に送られ、殺菌処理を施す。殺菌処理水は処理対象区画に放流する。逆洗ポンプ１６及び逆洗ブロア１７によって定期的に逆洗を施し、後の逆洗排水は、逆洗排水槽１８に貯留し、逆洗排水ポンプ１９によって排水処理設備に移送する。
【０００９】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
本発明を実際に組み込んだ海水の殺菌試験での運転結果について詳細に説明する。処理フローは、図２と同じである。
比較対象として、紫外線照射装置の紫外線ランプを全て点灯した場合を従来方法として設定し、電気使用量を試算した。
下水道からの雨天時越流水の影響がある閉鎖系水域を対象海域として選定し、水深２．５ｍの海辺において海底から１ｍの地点で取水した原水を、原水取水ポンプ１２によって取水し、原水槽１３に貯留し、生物膜ろ過装置１５によって浮遊物質などの紫外線殺菌に影響を及ぼす因子について前処理を行う。ろ過処理した水は、ろ過処理水槽２０に受け、処理水ポンプ２１によって紫外線照射装置２２に送り紫外線殺菌を施す。サンプリング管２３より殺菌処理水を採取しろ過処理水槽２０から採取した水と共に大腸菌群数を測定した。殺菌処理水は、５０ｍ四方を区画した海へ放流した。
【００１０】
紫外線照射装置２２の運転方法の条件を、表１にまとめる。
【表１】
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この条件に準じて点灯方法を決定した。本実施例で使用した紫外線照射装置２２の構造は、図１に示すものと同等となっており、紫外線ランプ３〜９全てを点灯するか、紫外線ランプ３、紫外線ランプ６及び紫外線ランプ９の３本のみを点灯し、紫外線ランプ４、紫外線ランプ５、紫外線ランプ７及び紫外線ランプ８の４本は消灯する運転を切り替えながら操作する。
【００１１】
本実施例で選定した紫外線照射装置の仕様を表２に示す。
【表２】
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本実施例で処理を行った海域での大腸菌群数を指標とした予備殺菌試験の結果得られた、紫外線必要照射量のグラフを図３に示す。大腸菌群数残存率を１０−３以下とするには、３１ｍＪ／ｃｍ２以上の照射が必要である。すなわち、海水の大腸菌群数が１０００００個／１００ｍＬを上回る時は、１００個／１００ｍＬ以下まで下げるのに３１ｍＪ／ｃｍ２以上の照射が必要である。
【００１２】
赤潮や台風の発生など海水中の微生物量が増加する７月から９月の３ヶ月（９０日間）の連続殺菌実験の結果を、表３及び表４に示す。
【表３】
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【００１３】
【表４】
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９０日間の実施期間において、海水のＳＳは２．０−４９ｍｇ／Ｌまで大きく変動したが、生物膜ろ過処理によって、赤潮発生時でも３．１ｍｇ／Ｌ以下に低減された。紫外線透過率は、赤潮発生時でも８４％以上になった。海水の大腸菌群数は、１００−４６００００個（ＭＰＮ）／１００ｍＬと大きな変動があったが、表１に基づく運転の結果、実施期間の９０日中全てにおいて殺菌処理水中の大腸菌群数は１０個（ＭＰＮ）／１００ｍＬ未満を維持した。
【００１４】
紫外線ランプ３本点灯にて運転した日数は、５９日に及んだ。総電気使用量の比較を表５に示す。
【表５】
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本実施例に基づく電気使用量の比は、従来方法を１とすれば次の式で計算される。
（本発明方法での電気使用量）＝（従来方法での電気使用量）（３×５９＋７×３１）／（７×９０）＝０．６３倍
すなわち、９０日間に及ぶ実施の結果、電気使用量を０．６３倍に削減することができた。
【００１５】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、海水や汽水を浄化し、紫外線殺菌を施す方法において、原水の微生物量に応じて紫外線照射装置の紫外線ランプの点灯本数を増減することによって、過剰な照射を抑制し、効率よく殺菌を行うことが可能となる。それにより、年間の電気使用量を大幅に削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる紫外線照射装置の概略構成図で、（ａ）平面図、（ｂ）正面図。
【図２】本発明の処理方法の一例を示すフロー構成図。
【図３】紫外線照射紫外線照射量と大腸菌群数残存率の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１：流入水、２：紫外線照射装置チヤンバー、３：紫外線ランプ、４：紫外線ランプ、５：紫外線ランプ、６：紫外線ランプ、７：紫外線ランプ、８：紫外線ランプ、９：紫外線ランプ、１０：流出水、１１：原水、１２：海水取水ポンプ、１３：原水槽、１４：原水ポンプ、１５：生物膜ろ過装置、１６：逆洗ポンプ、１７：逆洗ブロア、１８：逆洗排水槽、１９：逆洗排水ポンプ、２０：ろ過処理水槽、２１：処理水ポンプ、２２：紫外線照射装置、２３：サンプリング管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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