(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理流体に紫外線を照射して浄水処理を行う水処理システムにおいて、
前記被処理流体が流入する容器内に、個別に保護管に収納された１本乃至複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内を流れる被処理流体に対し、前記紫外線ランプから紫外線を照射する少なくとも２台並列に設けられた紫外線照射装置と、
前記被処理流体の入力ラインから分岐された複数の分岐ラインに接続される前記各紫外線照射装置の上流側ライン及び下流側ラインのうち、少なくとも上流側に設置された流量調整弁又はポンプと、
前記容器内部の紫外線照度を測定する照度測定手段と、
前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物の不活性化に十分なしきい値以下のとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁の開度を下げるか、又はポンプの吐出量を下げて前記被処理流体の処理量を低減させて前記該当する紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置とを備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
被処理流体に紫外線を照射して浄水処理を行う水処理システムにおいて、
前記被処理流体が流入する容器内に、個別に保護管に収納された１本乃至複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内を流れる被処理流体に対し、前記紫外線ランプから紫外線を照射する少なくとも２台並列に設けられた紫外線照射装置と、
前記被処理流体の入力ラインから分岐された複数の分岐ラインに接続される前記各紫外線照射装置の上流側ライン及び下流側ラインのうち、少なくとも上流側に設置された流量調整弁又はポンプと、
前記容器内部の紫外線照度を測定する照度測定手段と、
前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物の不活性化に十分なしきい値以下のとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁又はポンプを閉じ、他の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げて前記被処理流体の処理量を増加させて他方の紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置とを備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項３】
被処理流体に紫外線を照射して浄水処理を行う水処理システムにおいて、
前記被処理流体が流入する容器内に、個別に保護管に収納された１本乃至複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内を流れる被処理流体に対し、前記紫外線ランプから紫外線を照射する少なくとも２台並列に設けられた紫外線照射装置と、
前記被処理流体の入力ラインから分岐された複数の分岐ラインに接続される前記各紫外線照射装置の上流側ライン及び下流側ラインのうち、少なくとも上流側に設置された流量調整弁又はポンプと、
前記容器内部の紫外線照度を測定する照度測定手段と、
前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物の不活性化に十分なしきい値以下のとき、前記紫外線ランプの出力照射量の低下と判断するランプ出力低下判断手段と、前記出力照射量の低下と判断されたとき、前記紫外線照射量が前記照射量しきい値に達するように前記紫外線ランプの出力照射量を調整するランプ出力調整手段と、前記紫外線ランプの出力照射量の調整にも拘らず、紫外線照射量が前記照射量しきい値に達しないとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁の開度を下げるか、又はポンプの吐出量を下げて前記被処理水の処理量を低減させて前記該当する紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置とを備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項４】
被処理流体に紫外線を照射して浄水処理を行う水処理システムにおいて、
前記被処理流体が流入する容器内に、個別に保護管に収納された１本乃至複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内を流れる被処理流体に対し、前記紫外線ランプから紫外線を照射する少なくとも２台並列に設けられた紫外線照射装置と、
前記被処理流体の入力ラインから分岐された複数の分岐ラインに接続される前記各紫外線照射装置の上流側ライン及び下流側ラインのうち、少なくとも上流側に設置された流量調整弁又はポンプと、
前記容器内部の紫外線照度を測定する照度測定手段と、
前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物の不活性化に十分なしきい値以下のとき、前記紫外線ランプの出力照射量の低下と判断するランプ出力低下判断手段と、前記出力照射量の低下と判断されたとき、前記紫外線照射量が前記照射量しきい値に達するように前記紫外線ランプの出力照射量を調整するランプ出力調整手段と、前記紫外線ランプの出力照射量の調整にも拘らず、紫外線照射量が前記照射量しきい値に達しないとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁又はポンプを閉じ、他の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げて前記被処理流体の処理量を増加させて他の紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置とを備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の水処理システムにおいて、
前記紫外線照射装置が少なくとも３台並列に設けられている場合、
前記保護管割れを検知する保護管割れ検知手段を設け、
前記浄水処理監視制御装置は、前記１台の紫外線照射装置に属する保護管割れ検知手段の出力から保護管割れと判断したとき、当該紫外線照射装置に属する弁又はポンプを閉じ、他の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げて前記被処理流体の処理量を増加させて前記他の紫外線照射装置に流入する弁調整手段を有することを特徴とする水処理システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載の水処理システムにおいて、
前記各紫外線照射装置の入力分岐ラインに被処理流体の流量を測定する流量測定手段を設け、前記浄水処理監視制御装置は、被処理流体の総流量が少ない場合、一方の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げ、かつ紫外線ランプの出力を上げることによって被処理流体の処理量を増加し、他の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を下げ、かつ紫外線ランプの出力を下げるように調整する手段を備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載の水処理システムにおいて、
前記各紫外線照射装置に流入する被処理流体の流量を測定する流量測定手段と、
この流量測定手段で測定された流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を演算する、前記紫外線照射量決定手段に代わる紫外線照射量演算手段を有する浄水処理監視制御装置とを備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の水処理システムにおいて、
前記各紫外線照射装置は、円筒状の容器内部に、容器軸と平行、かつ、個別に保護管に収納された１本ないし複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内の上部から下部方向へ旋回しながら下降する被処理流体に対して前記紫外線ランプから紫外線を照射することを特徴とする水処理システム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の水処理システムにおいて、
前記照度測定手段は、前記複数本の紫外線ランプのうち、所定数の紫外線ランプの対ごとに対応するように前記容器の壁位置に紫外線照度計を取り付け、各紫外線照度計で測定された照度を前記浄水処理監視制御装置に送信し、
前記浄水処理監視制御装置は、前記照度測定手段から送信されてくる測定照度から個別又は対ごとの紫外線ランプの出力照射量を監視し、個別又は対ごとの紫外線ランプの出力照射量を調整することを特徴とする水処理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の水処理システムにおいて、
前記浄水処理監視制御装置は、個別又は対ごとの紫外線ランプの出力照射量を調整したにも拘らず、前記紫外線照射量が消毒対象微生物の活性化に十分な照射量しきい値に達しない場合、隣接する個別又は対ごとの紫外線ランプの出力照射量を調整することを特徴とする水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射を利用して浄水処理を行う水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水道を代表とする水処理システムでは、衛生学的安全性の観点から、塩素殺菌処理を基盤として運用されてきている。しかし、近年、クリプトスポリジウム、ジアルジア等の新興あるいは再興の病原微生物による水道汚染事故が発生している。
【０００３】
また、水道水源である湖沼、ダム、河川においては、富栄養化や有機物汚濁の進行などが原因となって大量の藻類が発生し、それに伴って異臭味、着色障害、凝集、沈澱阻害、濾過閉塞、濾過水の漏出などの障害などが起きている。
【０００４】
さらに、殺菌のために注入される塩素剤が原水中の有機物と反応して、有害な副生成物（トリハロメタン等）を生成してしまう問題も起きている。
【０００５】
しかし、以上のような多くの問題に対し、従来の凝集、沈澱、濾過、塩素処理からなる基本的な浄化処理工程だけの水処理システムだけでは、十分に対応できない状況にある。
【０００６】
そこで、このような状況を踏まえ、従来の塩素処理の代替殺菌技術として、紫外線照射を利用した殺菌（以下、紫外線消毒と呼ぶ場合がある）技術が注目されている。紫外線消毒技術は、複雑な薬品注入管理が不要であり、また、有害な副生成物が生成しないという利点がある。
【０００７】
このため、浄水処理場等では、細菌や残留有機物の酸化を目的として紫外線照射処理を採用する場合がある。但し、紫外線の透過効率を考慮し、通常，濾過処理水あるいは凝集、沈澱処理水に対して、紫外線を照射する処理が行われている。
【０００８】
一方、凝集改善やクリプトスポリジウムなどの病原性原虫類の感染力消失等を目的とする場合、原水に対して紫外線を照射する処理が行われている。これは、塩素処理の代わりに紫外線を照射する処理である。
【０００９】
紫外線は、前述したように塩素とは異なり、トリハロメタン等の副生成物の生成がなく、クリプトスポリジウムの増殖能力にダメージを与えて感染力を消失させる効果が高いという特性を持っている。そのため、紫外線照射処理は当該紫外線の持つメリットを有効に生かして利用することができる。
【００１０】
さらに、浄水処理では、原水に含まれる藻類を繁殖させないことが重要であるが、紫外線照射処理の場合には藻類の繁殖を有効に防止できる効果が確認されている。
【００１１】
そこで、近年、紫外線照射を利用した浄水処理を行う技術が幾つか提案されている。
【００１２】
紫外線照射による浄水処理技術は、病原性微生物や原虫の消毒を目的とすることから、消毒に有効なＵＶ−Ｃ帯と呼ばれる２００ｎｍ〜３００ｎｍ波長領域の紫外線を出すランプ，つまり水銀蒸気を封入した低圧ないし中圧の水銀ランプが用いられている。
【００１３】
また、被処理流体に紫外線を照射する紫外線照射装置としては、被処理流体を流通させる機能をもった円筒容器と、当該円筒容器内に容器軸と平行に１本または複数本の紫外線ランプを配置した構成のものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１４】
しかし、消毒対象となる病原性原虫、病原菌、バクテリア、ウィルス等を不活性化するためには、微生物種毎に必要な紫外線照射量が異なっており、また、被処理流体が紫外線照射装置に入ってから出て行くまでの僅かな時間内に均等に紫外線の照射を受けている必要がある。一方、紫外線の照射効率は、被処理流体の濁度や色度により変化する。紫外線照射処理の場合、特に原水の水質を制御することが難しいことから、適切な紫外線の照射効率に維持することは難しい問題がある。すなわち、紫外線強度（照度）は、紫外線ランプからの距離の２乗に逆比例して減少する。その結果、紫外線照射を効果的に作用させるためには、被処理流体が紫外線ランプ近傍を通過させる必要がある。
【００１５】
この点を解決する技術手段としては、被処理流体が容器内で旋回しながら紫外線ランプ近傍を通って流れるように、容器の被処理流体入口管と出口管との配置に工夫を講じたものがある（例えば、特許文献１参照または特許文献２参照）。
【００１６】
また、他の紫外線照射技術としては、原水の濁度を検出し、その検出濁度に応じて紫外線ランプを収容した流水管に流す原水の流量を制御することにより、原水が紫外線照射を適切に受けられるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。当該文献には、貯水池などの存在する水中プランクトンの消失処理時に紫外線照射を利用することが提案されている。
【００１７】
また、濁度計に代えて、微粒子計を設置し、この微粒子計の出力を用いて、紫外線照射量を制御する技術も提案されている（非特許文献２）。さらに、濁度計と微粒子計を併用し、これら計器から得られる出力を用いて、紫外線ランプの紫外線照射量を制御する紫外線照射システムも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１８】
なお、容器内に配置される紫外線ランプを保護する目的のもとに、当該紫外線ランプを収納した保護管を設けたものがある。保護管の材料は、効率的に紫外線を通過させる必要から、結晶石英や合成石英ガラスが使用されている。その結果、保護管や紫外線ランプに無理な力や突発的な衝撃が加わると、簡単に破損してしまう危険がある。特に、紫外線ランプが破損した場合、ランプ内に封入されている水銀が処理流体内に入り込む危険や保護管等を構成する石英ガラスの破片が処理流体内に混入してしまう問題がある。
【００１９】
従来、このような不都合な問題を解決する手段としては、紫外線ランプの破損を検出するセンサと、紫外線照射装置に代えて迂回させるバイパス管とを設け、センサによるランプ破損時に被処理流体の紫外線照射装置への流入及び処理流水の排出を遮断し、バルブ開によってバイパス管に流すことにより、水銀で汚染された処理水が他の浄水工程に流れ込まないようにした紫外線照射システムが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特願２００５−３１９８２０号公報
【特許文献２】特願２００５−３４７０６９号公報
【特許文献３】特開平０５−１６９０５９号公報
【特許文献４】特開２００４−１８８２７３号公報
【特許文献５】特開２００４−１８８２７４号公報
【非特許文献１】“ULTRAVIOLET  DISINFECTION  GUIDANCE  MANUAL．”，United  States  Environmental  Protection  Agency，June  2003，Draft．
【非特許文献２】木村繁夫他「微粒子測定機器の基礎的性能評価に関する調査」水道協会雑誌、第７１巻、第１０号、３１〜５１頁、平成１４年１０月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、前述した各特許文献等に記載される紫外線照射装置や紫外線照射処理方法では、次のような問題が指摘されている。
【００２１】
一般に、原水は、水源や気象等の変動により水質が大きく変化する。すなわち、藻類の大量発生や降雨等により、原水の濃度、微粒子数、有機物濃度が大きく変化し、これらの数値の上昇によって紫外線透過率が低下してしまう。紫外線の透過率が低下すると、紫外線照射の効果が下がり、それに伴って病原菌などの殺菌（消毒）処理効果が低下する。そこで、殺菌処理の低下を防ぐために、原水の濁度や微粒子数等の測定結果に基づき、紫外線照射量を調整することが考えられる。
【００２２】
しかし、紫外線ランプから出力する紫外線照射量の調整が難しく、場合によっては殺菌すべき紫外線か照射効率が落ちてしまう可能性がある。特に、小規模向けの紫外線照射装置では、紫外線の出力調整システムのイニシャルコストがかかるだけで、消費電力の削減効果が小さい。その結果、出力調整機能を備えることなく、病原微生物を十分に消毒可能な最大出力で運転することが多い。
【００２３】
また、紫外線透過率の低下が大きく、最大出力で運転しても十分な消毒性能が得られない場合や保護管が割れた場合には、水処理システムを停止しなければならず、給水できなくなる状態が発生するとともに、その異常状態を正確に把握できない問題がある。
【００２４】
さらに、一部の紫外線ランプの異常によって消灯した場合、消灯したランプ近傍を流れる流体に紫外線が十分に照射されず、そのまま下流の浄水工程に流れ出てしまう問題がある。
【００２５】
本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、均一な紫外線照射によって藻類対策及び病原菌などの消毒性能を高め、副生成物の生成をなくし、かつ、被処理流体の処理量の変動や一部のランプが故障した場合の影響を軽減し、さらに紫外線ランプや保護管が割れた場合でも消毒性能を確保し、給水を継続する水処理システム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】
【００２６】
（１）  上記課題を解決するために、本発明に係る水処理システムは、被処理流体が流入する容器内に、個別に保護管に収納された１本乃至複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内を流れる被処理流体に対し、前記紫外線ランプから紫外線を照射する少なくとも２台並列に設けられた紫外線照射装置と、前記被処理流体の入力ラインから分岐された複数の分岐ラインに接続される前記各紫外線照射装置の上流側ライン及び下流側ラインのうち、少なくとも上流側に設置された流量調整弁又はポンプと、前記容器内部の紫外線照度を測定する照度測定手段と、
前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物の不活性化に十分なしきい値以下のとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁の開度を下げるか、又はポンプの吐出量を下げて前記被処理流体の処理量を低減させて前記該当する紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置とを備えた構成である。
また、本発明に係る水処理システムは、前記紫外線照射装置、流量調整弁又はポンプ、照度測定手段の構成要素の他、前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物を不活性化するのに十分なしきい値以下のとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁又はポンプを閉じ、他方の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げて前記被処理流体の処理量を増加させて他方の紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置を備えた構成である。
【００２８】
（２）  また、本発明に係る水処理システムは、被処理流体が流入する容器内に、個別に保護管に収納された１本乃至複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内を流れる被処理流体に対し、前記紫外線ランプから紫外線を照射する少なくとも２台並列に設けられた紫外線照射装置と、前記被処理水の入力ラインから分岐された複数の分岐ラインに接続される前記各紫外線照射装置の上流側ライン及び下流側ラインのうち、少なくとも上流側に設置された流量調整弁又はポンプと、前記容器内部の紫外線照度を測定する照度測定手段と、
前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物の不活性化に十分なしきい値以下のとき、前記紫外線ランプの出力照射量の低下と判断するランプ出力低下判断手段と、前記出力照射量の低下と判断されたとき、前記紫外線照射量が前記照射量しきい値に達するように前記紫外線ランプの出力照射量を調整するランプ出力調整手段と、前記紫外線ランプの出力照射量の調整にも拘らず、紫外線照射量が前記照射量しきい値に達しないとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁の開度又はポンプの吐出量を下げて前記被処理水の処理量を低減させて前記該当する紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置とを備えた構成である。
【００２９】
（３）  本発明に係る水処理システムは、被処理流体が流入する容器内に、個別に保護管に収納された１本乃至複数本の紫外線ランプが配置され、前記容器内を流れる被処理流体に対し、前記紫外線ランプから紫外線を照射する少なくとも２台並列に設けられて紫外線照射装置と、前記被処理水の入力ラインから分岐された複数の分岐ラインに接続される前記各紫外線照射装置の上流側ライン及び下流側ラインのうち、少なくとも上流側に設置された流量調整弁又はポンプと、前記容器内部の紫外線照度を測定する照度測定手段と、
前記容器に流入する被処理流体の所定流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段と、この決定された紫外線照射量が前記保護管汚れや前記紫外線ランプの出力低下原因によって消毒対象微生物の不活性化に十分なしきい値以下のとき、前記紫外線ランプの出力照射量の低下と判断するランプ出力低下判断手段と、前記出力照射量の低下と判断されたとき、前記紫外線照射量が前記照射量しきい値に達するように前記紫外線ランプの出力照射量を調整するランプ出力調整手段と、前記紫外線ランプの出力照射量の調整にも拘らず、紫外線照射量が前記照射量しきい値に達しないとき、該当する紫外線照射装置に属する前記弁又はポンプを閉じ、他方の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げて前記被処理水の処理量を増加させて他方の紫外線照射装置に流入する弁調整手段とを有する浄水処理監視制御装置とを備えた構成である。
【００３０】
（４）  また、本発明に係る水処理システムは、前記（１）ないし（３）の何れかの構成において、前記紫外線照射装置が少なくとも３台並列に設けられている場合、前記保護管割れを検知する保護管割れ検知手段を設け、前記浄水処理監視制御装置は、前記１台の紫外線照射装置に属する保護管割れ検知手段の出力から保護管割れと判断したとき、当該紫外線照射装置に属する弁又はポンプを閉じ、他の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げて前記被処理流体の処理量を増加させて前記他の紫外線照射装置に流入する弁調整手段を有する構成である。
さらに、本発明に係る水処理システムは、前記（１）ないし（３）の何れかの構成に各紫外線照射装置の入力分岐ラインに被処理流体の流量を測定する流量測定手段を設け、前記浄水処理監視制御装置は、被処理流体の総流量が少ない場合、一方の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を上げ、かつ紫外線ランプの出力を上げることによって被処理流体の処理量を増加し、他の紫外線照射装置に属する弁の開度又はポンプの吐出量を下げ、かつ紫外線ランプの出力を下げるように調整する手段を備えた構成である。
【００３１】
なお、前記（１）ないし（３）の何れかの構成に新たに、前記各紫外線照射装置に流入する被処理流体の流量を測定する流量測定手段と、この流量測定手段で測定された流量と前記照度測定手段で測定された照度とに基づいて紫外線照射量を演算する、前記紫外線照射量決定手段に代わる紫外線照射量演算手段を有する浄水処理監視制御装置とを備えた構成であってもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、均一な紫外線照射によって藻類対策及び病原菌などの消毒性能を高めることができ、副生成物の生成がなくなり、かつ、被処理流体の処理量の変動や一部のランプが故障した場合の影響を軽減でき、さらに紫外線ランプや保護管が割れた場合でも消毒性能を確保し、給水を継続できる水処理システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。  
図１は本発明に係る水処理システムの一実施の形態を示す構成図である。
【００３４】
水処理システムは第1及び第２の水処理系統より構成される。第１の水処理系統は、被処理水入力ライン１から被処理水分岐ライン１ａを経て流入する被処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置２ａと、この被処理水分岐ライン１ａに設置される入口流量調整バルブ３ａ及び被処理水流量計４ａと、紫外線照射装置２ａの出力側に接続された処理水分岐ライン５ａに設置される出口バルブ６ａと、紫外線照度計７ａと、保護管割れ検知器８ａと、ランプ出力調整電源部９ａとで構成され、第２の水処理系統についても同様の構成であるので、同一符号にｂを付して図示する。
【００３５】
すなわち、水処理システムは、被処理水入力ライン１と処理水合流出力ライン５との間に以上のような構成要素２ａ〜９ａを備えた第1の水処理系統と同様の構成要素２ｂ〜９ｂを備えた第２の水処理系統とが並列に接続されている。なお、本実施の形態は、２つの水処理系統について図示しているが、３つ以上の水処理系統を並列に接続することにより、水処理システムの最大処理量を増加させることも可能である。１０は複数の水処理系統を統括制御する浄水処理監視制御装置である。
【００３６】
なお、前述した入口流量調整バルブ３ａに代えてポンプを設置し、紫外線照射装置２ａに流入する被処理水量を調整するような構成であっても構わない。
【００３７】
さらに、水処理システムには、処理水合流出力ライン５に設置される塩素系消毒浄水域１１と、浄水処理監視制御装置１０からの注入指示信号に基づいて塩素系消毒浄水域１１内に塩素系消毒剤を注入する塩素系消毒剤注入装置１２と、この塩素系消毒剤注入装置１２と塩素系消毒浄水域１１とを接続する消毒剤注入管１３とが設けられている。なお、塩素系消毒浄水域１１は、処理水合流出力ライン５ではなく、処理水分岐ライン５ａ，５ｂにおける各出口バルブ６ａ，６ｂの上流側又は下流側に設置し、塩素系消毒剤を注入する構成であってもよい。
【００３８】
以下、説明の便宜上、第１の水処理系統の構成要素２ａ〜９ａについて説明し、同様の構成要素２ｂ〜９ｂを備えた第２の水処理系統は同様の機能ないし作用を有することから、その説明を省略する。
【００３９】
紫外線照射装置２ａは、被処理水入力ライン１の分岐ライン１ａから流入する被処理水に紫外線を照射することにより浄化した処理水を生成する仕組みを備えた装置であって、具体的には、紫外線を照射する領域となる胴部に相当する円筒形の照射部２０ａ−１と、この照射部２０ａ−１の上端部に連ねて膨らみを持たせた状態に形成され、上端開口部が金属製材料のカバーで閉塞された円筒形の流入部２０ａ−２と、照射部２０ａ−１の下端部に連なる逆円錐形の分離部２０ａ−３とからなる照射容器２０ａと、被処理水分岐ライン１ａの流体出口側と流入部２０ａ−２との間に接続される被処理水入口管２１ａと、前記流入部２０ａ−２の上部からカバーを貫通して照射容器２０ａ内部の中心軸ラインに挿入される処理水出口管２２ａと、分離部２０ａ−２の下端部に取り付けられた汚染物質トラップ容器２３ａと、当該トラップ容器２３ａに取り付けられた汚染物質回収配管２４ａとが設けられている。
【００４０】
前記照射部２０ａ−１としては、図２に示すように、容器軸と並行、かつ、円周方向に等間隔で複数本の紫外線ランプ２５ａ（２５ａ−１〜２５ａ−６）が配列され、各紫外線ランプ２５ａの外周には当該ランプを収納し保護するための保護管２６ａが設けられている。
【００４１】
被処理水入口管２１ａは、流入部２０ａ−２の一側壁面に取り付けられ、さらに詳しくは、照射容器２０ａを構成する流入部２０ａ−２の円筒形容器断面部に対する接線方向に向けて取り付けられ、照射容器２０ａ内の上部に流入する被処理水が初期旋回を生成する役割を有している。
【００４２】
処理水出口管２２ａは、前述したように照射容器２０ａの上部から容器中心軸に沿って照射容器２０ａ内部に挿入されるが、その下端部は紫外線ランプ２５ａの下端部と同等又はそれよりも多少上部位置に設定される。
【００４３】
紫外線照度計７ａは、紫外線ランプ２ａから照射される紫外線の届く場所であればどの位置に取り付けても構わないが、紫外線ランプ２５ａの上下方向の中央付近に相当する照射部２０ａ−１の壁に取り付けるのが好ましい。また、紫外線照度計７ａは、１台でもよいが、全ての紫外線ランプ２５ａ（２５ａ−１〜２５ａ−６）から照射される紫外線照射量を監視する必要から、複数台設置するのが好ましい。
【００４４】
因みに、本実施の形態においては、図２に示すように２本の紫外線ランプ２５ａから照射される紫外線照射量を主に監視する場合、例えば６本の紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６に対し、隣接する対をなす２本の紫外線ランプ２５ａのほぼ中央位置に相当する照射部２０ａ−１の円周壁面に等間隔で３台の紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３を取り付けるのが望ましい。つまり、紫外線照度計７ａ−１は対をなす紫外線ランプ２５ａ−１と２５ｂ−２とから照射される紫外線照射量を監視し、浄水処理監視制御装置１０に送信する。同様に、紫外線照度計７ａ−２は対をなす紫外線ランプ２５ａ−３と２５ａ−４、紫外線照度計７ａ−３は対をなす紫外線ランプ２５ａ−５と２５ａ−６から照射される紫外線照射量をそれぞれ監視し、浄水処理監視制御装置１０に送信する。なお、各紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６はそれぞれ個別に保護管２６ａに収納され保護されている。
【００４５】
保護管割れ検知器８ａは、各保護管２６ａの破損を検知できるものであればどのような検知形式のものでもよい。各保護管２６ａが破損したとき、当該各保護管２６ａ内へ被処理水が浸入してくるので、例えば電極による電位変化を検知する抵抗電極センサ、温度変化を検知する温度検知センサ、圧力変化を検知する圧力検知センサ、歪変化を検知する歪検知センサの何れかのセンサにより検知する。
【００４６】
また、保護管割れ検知器７ａは、各保護管２６ａの上下端部が液密状態に閉塞されている場合には各保護管２６ａ内にそれぞれ個別に取り付けるが、例えば図示するように照射容器２０ａのカバーの下部に配置される断面凹状のスカート２７ａから上端開口した各保護管２６ａの上端が突出した状態で支持されている場合、スカート２７ａ内の適宜な１個所に１つの保護管割れ検知器８ａを固定し、保護管割れを検知する構成であっても構わない。
【００４７】
ランプ出力調整電源部９ａは、浄水処理監視制御装置１０から出力される個別ランプ指示を伴う出力増減信号に基づき、該当する紫外線ランプ２５ａの出力照射量を増減する機能を有し、また、各紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６の通電電流を検出して浄水処理監視制御装置１０に送出する機能を持っている。
【００４８】
なお、第1の水処理系統における紫外線照射装置２ａに関連する構成について説明したが、第２の水処理系統における紫外線照射装置２ｂに関連する構成についても同様であることは言うまでもない。
【００４９】
浄水処理監視制御装置１０は、被処理水流量計４ａ，４ｂの出力、紫外線照射装置２ａ，２ｂの紫外線照度計７ａ，７ｂの測定照度、保護管割れ検知器８ａ，８ｂの検知信号、ランプ出力調整電源部９ａ，９ｂのランプ通電信号等に基づき、各紫外線ランプ２５ａ，２５ｂの出力増減制御、入口流量調整バルブ４ａ，４ｂ、出口バルブ６ａ，６ｂを制御する機能を持っている。入口流量調整バルブ４ａ，４ｂに代わるポンプを制御してもよい。
【００５０】
すなわち、浄水処理監視制御装置１０は、図３に示すように照射量しきい値、ランプ出力６０％〜１００％の範囲の中で例えば１０％ごとの増減幅、照度−照射量テーブル用データ、一方の水処理系統の異常時に他系統の入口流量調整バルブ４ａ，４ｂの開度幅、異常事象ごとの消毒剤注入量データその他必要なデータを入力設定するキーボードやマウス等の入力手段３１と、所定の処理を実行するプログラムデータを格納するプログラムメモリ３２と、このプログラムに従って所定の処理を実行するＣＰＵで構成された監視制御処理部３３と、各紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３，７ｂ−１〜７ｂ−３の検出照度を取り込む信号変換機能を持った入力インタフェース３４と、表示部３５と、データ記憶装置３６と、バルブ３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂ等の出インタフェース（図示せず）とが設けられている。
【００５１】
監視制御処理部３３は、機能的には、１個以上の保護管割れ検知器８ａ，８ｂの出力から保護管割れを判断する保護管割れ判断手段３３Ａと、各紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３，７ｂ−１〜７ｂ−３で測定された照度から紫外線照射量を決定する紫外線照射量決定手段３３Ｂと、この決定された紫外線照射量と照射量しきい値とから該当紫外線ランプ例えば２５ａ−１，２５ａ−２の出力低下を判断するランプ出力低下判断手段３３Ｃと、該当紫外線ランプ例えば２５ａ−１，２５ａ−２の出力照射量を上げたにも拘らず、紫外線照射量が照射量しきい値に達しないときに隣接する他の紫外線ランプ２５ａ−３，２５ａ−４、…の出力照射量を上げていくランプ出力調整手段３３Ｄと、保護管割れやランプ出力増加にも拘らず所定の紫外線照射量に達しないときに所定のバルブ３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂに開閉及び開度制御を実施するバルブ調整手段３３Ｅとが設けられ、さらに、必要に応じて塩素系消毒剤注入処理手段８Ｆが設けられる。
【００５２】
前記データ記憶装置３６は、照射量しきい値，ランプ出力増減幅、一方の水処理系統の異常時に他系統の入口流量調整バルブ４ａ，４ｂの開度幅、異常事象ごとの消毒剤注入量データその他必要な設定データを記憶するデータ設定記憶部３６ａ、各ランプ出力データを記憶するランプ出力記憶部３６ｂ、具体的には後記するが、図４に示すように所定の各流量毎に紫外線照度と紫外線照射量との関係を規定する照度−照射量テーブル３６ｃ及びその他のデータを記憶する他データ記憶部３６ｄが設けられている。
【００５３】
次に、以上のように構成された水処理システムの動作について説明する。  
被処理水は、被処理水入力ライン１から各被処理水分岐ライン１ａ，１ｂ及び入力流量調整バルブ３ａ，３ｂを通り、図５に示すように被処理水入口管２１ａ，２１ｂから紫外線照射装置２ａ，２ｂを構成する流入部２０ａ−２，２０ｂ−２の円筒形容器断面に対する接線方向に向かって流入し、容器軸を中心に右回転方向に旋回しながら容器上部から容器下部方向に順次移っていく。
【００５４】
さらに、詳しくは、被処理水は、周方向に配列された例えば６本の紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６、２５ｂ−１〜２５ｂ−６をそれぞれ個別に収納した保護管２６ａ，２６ｂの外周近傍を通りながら時計方向に螺旋状に回転しながら下部方向に下降しながら流れていく。以下、説明の便宜上、第１の水処理系統だけについて説明する。
【００５５】
ここで、被処理水は、各紫外線ランプ２５（２５ａ−１〜２５ａ−６）の近傍を通って流れる間、各紫外線ランプ２５ａから紫外線が照射され、その紫外線の照射量に応じて図６に示すように色度が変化する。図６に示す（イ）は紫外線照射量に伴って色度が変化する様子を表したものである。つまり、被処理水は、紫外線照射量を受けるに従い、青色−赤色−緑色−黄色に変化し、被処理水に含む消毒対象微生物が不活性化され、分離部１０-３まで移っていく。この分離部２０ａ−３では、不活性化された後、汚泥物質と処理水とに分離され、汚泥物質が沈降しながら汚泥物質トラップ容器２３ａに落ちていき、一方、処理水は処理水出口管２２ａの下端部から入って上昇しながら処理水分岐ライン５ａの出口バルブ６ａを通って例えば塩素系消毒浄水域１１その他の浄水工程（図示せず）に流出する。
【００５６】
ところで、消毒対象微生物を不活性化するには、下式で表す紫外線照射量Ｄoseが消毒対象微生物固有の照射量以上とする必要がある。例えばクリプトスポリジウムを不活性化するには、１０ｍJ（Jはジュール）／ｃｍ2以上の紫外線照射量で照射しなければならない。
【００５７】
紫外線照射量Ｄose＝I×ｔ（ｍJ／ｃｍ2）                  ……（１）  
上式において、I：紫外線照度（ｍＷ／ｃｍ2）、ｔ：照射時間（ｓ）であって、例えばｔ＝１秒〜３秒程度である。
【００５８】
本実施の形態では、図７に示すように被処理水が照射容器２０内を旋回しながら全ての紫外線ランプ２５ａの近傍を通って流れる過程において、全ての紫外線ランプ２５ａから紫外線の照射を受けるので、高い照射効率で消毒対象微生物を不活性化することができる。
【００５９】
浄水処理監視制御装置１０としては、被処理水流量計４ａの測定流量と各紫外線照度計７ａの測定照度とを取り込み、下記演算式に基づいて演算すれば、紫外線照射量Ｄoseunitを算出することができる。  
紫外線照射量Ｄoseunit＝I×ｔ×ｆ（Flow）（ｍJ／ｃｍ2）    ……（２）  
この式において、I：紫外線照度（ｍＷ／ｃｍ2）、ｔ：照射時間（ｓ）、ｆ（Flow）：旋回流効率である。
【００６０】
なお、旋回流効率ｆ（Flow）は、被処理水の流量ｆlow（ｍ3／min）によって変化するが、被処理水の流量ｆlowを除けば、解析や実験によって紫外線照射装置２ａの固有の関数を決定できる。従って、紫外線照射量Ｄoseunitとしては、被処理水の流量と紫外線照度計６の測定照度とによって決定できる。なお、本実施の形態では、被処理水が照射容器２０ａ，２０ｂ内を旋回し、複数本の紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６（２５ｂ−１〜２５ｂ−６）の近傍を流れる間に紫外線が照射される。このため、紫外線照射量Ｄoseunitは、前記（２）式で示す旋回流効率ｆ（Flow）の影響が大きい。旋回流効率ｆ（Flow）は、被処理水の流量Flowによって変化し、紫外線照射装置２ａ，２ｂの固有の関数で表される。本実施の形態では、２台の紫外線照射装置２ａ，２ｂは同じ処理を行うことにより、旋回流効率ｆ（Flow）は同じ関数になる。但し、各紫外線照射装置２ａ，２ｂの形状、サイズが違う場合、予め別々に旋回流効率ｆ（Flow）の関数を決定する必要がある。
【００６１】
通常、入力ラインを流れる流量は、流速、入力ライン管径や紫外線照射装置２ａ，２ｂの処理能力等に依存することから、予めほぼ一定の流量とすることができる。
【００６２】
そのため、所定の流量ごとに紫外線照度と紫外線照射量との間には、実験の積み重ね等により図８示すような関係が成立する。よって、図８示すような関係を踏まえ、データ記憶装置３６内に照度−紫外線照射量テーブル３６ｃを作成し保存されている。
【００６３】
一方、紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６（２５ｂ−１〜２５ｂ−６）の出力によっても照射される紫外線照射量の効率が異なるが、大半は熱として放出され、運転状態、点灯時間、ランプの種類によって１５％〜３５％の範囲で変化する。ランプ出力を下げすぎると点灯しない。一方、ランプ出力を上げすぎてもランプの寿命が短くなる。よって、ランプ出力は６０％〜１００％の範囲で制御するが、ランプ出力調整電源部９ａ，９ｂを簡易化するために、リニアを出力を調整せずに、例えば現状において６０％であれば、７０％、８０％、９０％、１００％と１０％ずつ段階的に増やす制御を実施するのが好ましい。
【００６４】
よって、浄水処理監視制御装置１０においては、各紫外線照射装置２ａ，２ｂの旋回流効率、ランプ出力効率が最適になるように被処理水分岐ライン１ａ，１ｂの流量調節バルブ４ａ，４ｂを調整する。
【００６５】
また、２つの水処理系統において、メンテナンス時、保護管割れ、ランプ交換時、何れか一方の水処理系統の処理量が少ない場合、該当する紫外線照射装置を停止し、他の水処理系統の紫外線照射装置を用いて浄水処理を行う。
【００６６】
そこで、浄水処理監視制御装置１０においては、プログラムメモリ３２に格納されるプログラムに従い、かつ、照度−紫外線照射量テーブル３ｃを用いて、図９に示すような一連の処理を実行する。
【００６７】
すなわち、浄水処理監視制御装置１０を構成する監視制御処理部３３は紫外線照射量決定手段３３Ａを実行する。この紫外線照射量決定手段３３Ａは、ステップＳ１に示すごとく所定の周期ごとに図示しないカウンタにＸ＝１（第１の水処理系統に相当する）を設定した後（Ｓ２）、保護管割れ判断手段３３Ａを実行する。保護管割れ判断手段３３Ａは、所定の周期ごとに１個又は複数個の保護管割れ検知器８ａの出力から保護管割れの有無を判断する（Ｓ３）。なお、保護管割れ有無の判断タイミングは特に限定するものでなく、一連の処理の中の適宜なタイミング，例えば後記するステップＳ１４とＳ１９との間、ステップＳ１４とＳ１６との間、その他適宜な処理途中であっても構わない。また、例えば保護管割れ検知器８ａの出力が所定レベルになったときに自動的に割り込みが入り、保護管割れの有無を判断してもよい（Ｓ３）。
【００６８】
ところで、監視制御処理部３３は、ステップＳ３にて保護管割れ有りと判断されたとき、バルブ調整手段３３Ｅを実行する。バルブ調整手段３３Ｅは、入口流量調整バルブ４ａ及び出口バルブ６ａを閉じ（Ｓ４）、第１の水処理系統の紫外線照射装置２ａを停止すると共に、データ設定記憶部３６ａから異常時に対する入口流量調整バルブ４ｂの開度幅データに基づき、入口流量調整バルブ４ｂの開度を調整し（Ｓ５）、紫外線照射装置２ｂにおける被処理水の処理量を増加させる（Ｓ６）。つまり、被処理水の全量が紫外線照射装置２ｂへ流入するように入口流量調整バルブ４ｂの開度を調整する。
【００６９】
そして、入口流量調整バルブ４ｂの開度を調整した後、監視室に警報を発し（Ｓ６）、必要に応じて塩素系消毒剤注入処理手段３３Ｆを実行する。つまり、消毒剤を注入するか否かを判断し（Ｓ７）、注入用フラグなどが立っている場合に限り、異常事象ごとに定められる注入量のもとに塩素系消毒剤注入装置１２に注入指示を送出し、塩素系消毒浄水域１１に塩素系消毒剤を注入する（Ｓ８）。例えば第２の水処理系統の紫外線照射装置２ｂでも十分に消毒対象微生物を不活性化できる場合には塩素系消毒剤注入処理手段３３Ｆを実行しない。
【００７０】
監視制御処理部３３は、ステップＳ３において、保護管割れ無しと判断された場合、紫外線照射量決定手段３３Ｂを実行する。この紫外線照射量決定手段３３Ｂは、図示しないカウンタにＹ＝１（紫外線照度計７ａ−１に相当する）及びＺ−１（ランプ２５ａ−１又は対をなすランプ２５ａ−１，２５ａ−２に相当する）を設定した後（Ｓ９，Ｓ１０）、紫外線照度計７ａ−１で測定された照度を取り込み（Ｓ１１）、予め定められている所定の流量にもとづき、図４に示す照度−紫外線照射量テーブル３６ｃから紫外線照射量を決定する（Ｓ１２）。なお、同時に全部の紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３で測定した照度を取り込んでも構わない。
【００７１】
なお、紫外線照射量には、被処理水の紫外線透過率が変化したとき、各紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３の測定照度が変化するので、被処理水の紫外線透過率の変化が容易に反映させることができる。また、ランプの劣化やランプの故障による紫外線出力照射量の低下や保護管２６ａ表面の汚れや傷等によっても同様に紫外線出力照射量が低下する。よって、これら出力照射量の低下に伴って測定照度が低下するので、同様に紫外線照射量に反映させることができる。
【００７２】
そこで、監視制御処理部３３は、ランプの劣化、ランプの故障、保護管２６ａ表面の汚れや傷等による出力低下を判断するためのランプ出力低下判断手段３３Ｂを実行する。ランプ出力低下判断手段３３Ｂは、ステップＳ１２で決定された紫外線照射量とデータ設定記憶部３６ａに設定された照射量しきい値とを比較し、紫外線照射量が照射量しきい値よりも大きい否かを判断する（Ｓ１３）。なお、照射量しきい値は、消毒対象微生物を不活化するのに十分な値に相当する。
【００７３】
ここで、決定された紫外線照射量が照射量しきい値よりも大きい場合には消毒対象微生物を十分に不活化する能力を持っているので、次の紫外線照度計７ａ−２の測定結果を得るために、Ｙ＝１に＋１をインクリメントし（Ｓ１５）、ステップ１０に戻って同様の処理を繰り返し実行する。全ての紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３の測定照度に基づいて決定された紫外線照射量が照射量しきい値よりも大きい場合、及びステップＳ７又はステップＳ８の処理の後、全水処理系統の処理が終了したか判断し（Ｓ１６）、終了していない場合にはＸに＋１をインクリメントし（１７）、ステップＳ３に移行し、第２の水処理系統における紫外線照射装置２ｂに関するチェックを実施する。そして、紫外線照射装置２ｂに関するチェックが終了した後、処理継続か否かを判断し（Ｓ１８）、継続する場合には、引き続き第１の水処理系統における紫外線照射装置２ａに関するチェックを実施する。
【００７４】
一方、監視制御処理部３３は、ステップＳ１３において、決定された紫外線照射量が照射量しきい値よりも小さいと判断された場合、ランプ出力調整手段３３Ｄを実行する。
【００７５】
ランプ出力調整手段３３Ｄは、紫外線照度計７ａ−１による測定照度から紫外線ランプ２５ａ−１と２５ａ−２の出力照射量が低下していると判断したとき、データ設定記憶部３６ａに設定される所定の出力増減幅に基づき、該当ランプの出力例えば１０％増加指令信号をランプ出力調整電源部９ａに送出する（Ｓ１９）。ここで、ランプ出力調整電源部９ａは、該当ランプの出力増加指令信号を受けると、該当する紫外線ランプ２５ａ−１，２５ａ−２の出力照射量を出力増幅分だけ上げる調整を行う。
【００７６】
ランプ出力調整手段３３Ｄは、ランプ出力増加指令信号の出力後、該当紫外線ランプ２５ａ−１，２５ａ−２の出力照射量が出力上限値に達したかを判断し（Ｓ２０）、未だ予め定める出力上限値に達していない場合にはステップＳ１１に戻り、紫外線ランプ２５ａ−１，２５ａ−２のランプ出力増加後の照度を取り込み、同様の処理を繰り返す。
【００７７】
また、紫外線ランプ２５ａ−１，２５ａ−２のランプ調整出力が出力上限値に達したにも拘らず、紫外線照射量がしきい値に達しない場合、他ランプの出力を増加させるか否かを判断し（Ｓ２１）、増加させる場合にはステップＳ２２，Ｓ２３により隣接するランプ２５ａ−３，２５ａ−４の出力増加指令信号をランプ出力調整電源部９に送出し（Ｓ１９）、同様の処理を繰り返し実行する。
【００７８】
以上のようにして隣接するランプの出力照射量を上げる。それでも紫外線照射量Ｄoseunitが消毒対象微生物を不活性化するのに十分な照射量にならない場合、全ての紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６のランプ出力照射量を上げていく。それでも、なおかつ十分な照射量に達しない場合、バルブ調整手段３３Ｅを実行する。
【００７９】
このバルブ調整手段３３Ｅは、入口流量調整バルブ４ａ、出口バルブ６ａを完全に閉じるか（Ｓ２４）、或いはバルブ４ａ，６ａの開度を絞って被処理水の処理量を下げる。
【００８０】
バルブ４ａ、６ａを閉じた場合には、第２の水処理系統における入口流量調整バルブ４ｂの開度を上げて処理量を増やす（Ｓ２５）。そして、監視室に第１の水処理系統における紫外線照射装置２ａの保護管汚れを含むランプ出力の低下状態である警報を出力する（Ｓ２６）。バルブ４ａ，６ａの開度を絞った場合には、例えばその絞った分だけ第２の水処理系統における入口流量調整バルブ４ｂの開度を上げて処理量を増やすか（Ｓ２５）、或いは入口流量調整バルブ４ｂの開度をそのままとする。
【００８１】
なお、ステップＳ２１において、他ランプの出力増加を行わない場合、警報を出力するか否かを判断し（Ｓ２７）、警報する場合には警報を出力し（Ｓ２６）、警報しない場合にはステップＳ１５に移行する。
【００８２】
さらに、警報を出力した後、塩素系消毒剤注入処理手段３３Ｆを実行するか否かを判断し（Ｓ２７）、注入する場合には塩素系消毒剤を注入する（Ｓ２８）。塩素系消毒剤の注入後又は塩素系消毒剤を注入しない場合にはステップＳ１６に戻り、第２の水処理系統に移行する。
【００８３】
従って、以上のような実施の形態によれば、被処理水は周方向に配列された例えば６本の紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ｂ−６をそれぞれ収納した保護管２６ａの外周近傍を時計方向、かつ、容器上部から下部方向に螺旋状に回りつつ無駄なく流通させるとともに、その間紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６から紫外線の照射を受けるので、被処理水に対して効率よく紫外線を照射できる。
【００８４】
また、一部の紫外線ランプ例えば２５ａ−１の劣化によって出力照射量が低下した場合、対応する紫外線照度計７ａ−１の測定照度が低下し、紫外線照射量が低下する。よって、紫外線ランプ２５ａ−１の出力照射量が低下した場合、徐々に紫外線ランプ２５ａ−１，２５ａ−２の出力照射量を上げるだけでなく、最大照射出力を出しても所定の照射量しきい値に達しない場合には隣接する他の紫外線ランプ２５ａ−３、２５ａ−４等の出力照射量を上げていくので、消毒対象微生物を不活性化するに十分な紫外線照射量を確保できる。一部の紫外線ランプ例えば２５ａ−１が破損ないし故障した場合、ランプ出力調整電源部９が通電電流から検出し、浄水処理監視制御装置１０に送信し、必要に応じて他の隣接するランプの出力を上げることにより、運転を停止することなく紫外線照射処理を行うことができる。
【００８５】
さらに、一部の紫外線ランプ例えば２５ａ−１又は全ての紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６の出力を上げても消毒対象微生物を不活性化するに十分な紫外線照射量に達しない場合、警報を出力するので、出力照射量が低下した紫外線ランプの交換を含む必要に処理を講じることができる。
【００８６】
また、突発的な衝撃等により、紫外線ランプや保護管が割れた場合、当該水処理系統の運転を停止したり、割れた石英ガラス片、ランプに内封された水銀が漏洩した場合でも、被処理流体の螺旋状旋回流による遠心分離作用と重力作用により、確実にトラップ容器２３ａで回収でき、処理水に混入したまま流出することはない。
【００８７】
さらに、紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３の測定照度から紫外線照射量を決定し、照射量しきい値よりも小さいとき、対応する紫外線ランプを個別又は対ごとに出力照射量を調整できるので、個別又は対ごとの紫外線ランプの出力照射量を最適な状態にすることができる。
【００８８】
さらに、照射容器２０の照射部２０ａ−１の壁に１台の紫外線照度計７ａを取り付けた場合、処理水出口管２２ａの影になる領域が生じ、当該紫外線照度計７ａの設置場所と反対側の紫外線ランプが何らかの原因で出力照射量が低下しても、それを検出することができない。しかし、複数の紫外線ランプに対し、隣接する２つの紫外線ランプの中央部分にそれぞれ紫外線照度計７ａを配置すれば、全ての紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６の異常を検出できるとともに、出力照射量を最適な状態に制御できる。
【００８９】
さらに、従来の紫外線照射装置における照度計は、紫外線照射装置内のすべての紫外線ランプから照射された紫外線を検出してしまうため、複数個の照度計を設けても紫外線ランプの異常を検知するのが難しい。この問題を解決するため、ランプ毎、かつその近傍に照度計を設けることも可能であるが、コスト高、水質悪化による紫外線透過度の低下の検出が難しく、確実に処理対象微生物を不活性化できなくなる恐れがある。
【００９０】
本実施の形態では、処理水出口管２２ａが容器２０の中心軸に設けられているので、紫外線照度計７ａ−１〜７ａ−３によってランプの異常を正確に検出できると共に、ランプ出力を最適制御できる。
【００９１】
さらに、複数の紫外線照射装置例えば２ａ，２ｂを並列に接続することにより、その一方が故障，性能低下、ランプ・保護管の破損、大仕様以上の処理量が必要になったとき、他方の処理量を上げるとか、両方の処理量を上げることにより、ユーザの要求に応じて柔軟に対処でき、浄水システムの停止や給水を停止することなく、処理対象微生物を確実に消毒でき、安全な水を配水できる。
【００９２】
さらに、複数の紫外線照射装置２ａ，２ｂの処理量を適宜調整可能とすることにより、旋回流効率やランプの出力効率が最適になるように設定でき、ランプの長寿命化による交換サイクルの延長、電気代等のランニングコストを低減することができる。
【００９３】
（その他の実施の形態）  
（１）  浄水処理監視制御装置１０としては、照度―紫外線照射量テーブル３６ｃを用いて、紫外線照射量を決定したが、例えば照度―紫外線照射量テーブル３６ｃに代えて、データ記憶装置３６のデータ設定記憶部３６ａに前述する（２）式の演算式データを設定し、また監視制御処理部３３としては、紫外線照射量決定手段３３Ｂに代えて、（２）式の演算式に基づく紫外線照射量演算手段を設ける構成であってもよい。
【００９４】
浄水処理監視制御装置１０のかかる紫外線照射量演算手段は、図９に示すステップＳ１２にて流量計４ａの測定流量と紫外線照度計７ａの測定照度とを取り込んだ後、データ設定記憶部３６ａに設定される演算式に基づき、ステップＳ１２にて紫外線照射量を演算する。その他の構成及び処理手順は図３及び図９と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００９５】
この実施の形態においても、前述した実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９６】
（２）  ランプの破損または故障について。  
浄水処理監視制御装置１０は、ランプ出力調整電源部９ａを介して各紫外線ランプ２５ａ−１〜２５ａ−６の通電電流を検出している。よって、通電電流断のときには少なくとも一部の紫外線ランプが破損又は故障であると判断できるので、前述したように隣接する紫外線ランプの出力照射量を増加させ、又は出力照射量の増加処理を行わずにバルブ４ａを絞って処理量を下げて警報を出力し、必要に応じて塩素系消毒剤を注入する処理を実施することもできる。また、表示部３５に破損又は故障となった紫外線ランプの交換メッセージを表示すれば、速やかに該当する紫外線ランプを交換できる。
【００９７】
（３）  さらに、上記実施の形態では、保護管割れやランプの故障による消灯に場合、該当する水処理系統の処理を停止し、他方の水処理系統の被処理水を増加するようにしたが、例えばランプ出力照射量の低下と判断されたとき、紫外線ランプの出力照射量の調整にも拘らず、紫外線照射量が前記照射量しきい値に達しないとき、該当する紫外線照射装置２ａに属する前記バルブ４ａの開度を下げて被処理水の処理量を低減させて前記該当する紫外線照射装置２ａに流入するバルブ弁調整手段３３Ｅを設けた構成であってもよい。
【００９８】
（４）  さらに、浄水処理監視制御装置１０としては、被処理流体の総流量が少ない場合、一方の紫外線照射装置２ａに属するバルブ４ａ開度を上げ、かつ紫外線ランプ２５ａ-1〜２５ａ−６の出力照射量を上げることによって被処理流体の処理量を増加し、他方の紫外線照射装置２ｂに属するバルブ４ｂの開度を下げ、かつ紫外線ランプ２５ｂ-1〜２５ｂ−６の出力を下げるように調整する手段を備えた構成であっても構わない。
【００９９】
（５）  また、監視制御処理部３３において、ランプ出力低下判断手段３３Ｂが、ステップＳ１２で決定された紫外線照射量とデータ設定記憶部３６ａに設定された照射量しきい値とを比較し、紫外線照射量が照射量しきい値よりも大きいか否かを判断し（Ｓ１３）、決定された紫外線照射量が照射量しきい値よりも大きい場合は、消毒対象微生物を十分に不活化する能力以上の過剰の照射量を照射していると判断し、ランプ出力調整手段３３Ｄを実行して、該当するランプの出力を下げても構わない。すなわち、ランプ出力調整手段３３Ｄは、紫外線照度計７ａ−１による測定照度から紫外線ランプ２５ａ−１と２５ａ−２の出力照射量が過剰と判断したとき、データ設定記憶部３６ａに設定される所定の出力増減幅に基づき、該当ランプの出力例えば１０％低下指令信号をランプ出力調整電源部９ａに送出する（Ｓ１９）。ここで、ランプ出力調整電源部９ａは、該当ランプの出力低下指令信号を受けると、該当する紫外線ランプ２５ａ−１，２５ａ−２の出力照射量を出力低下幅分だけ下げる調整を行う。
【０１００】
ランプ出力調整手段３３Ｄは、ランプ出力低下指令信号の出力後、該当紫外線ランプ２２５ａ−１，２５ａ−２の出力照射量が照射量しきい値に達したかを判断し（Ｓ２０）、未だ予め定める照射量しきい値に達していない場合にはステップＳ１１に戻り、紫外線ランプ２２５ａ−１，２５ａ−２のランプ出力低下後の照度を取り込み、同様の処理を繰り返す。
【０１０１】
監視制御処理部３３のランプ出力低下判断手段３３Ｂは、ステップＳ１２で決定された紫外線照射量とデータ設定記憶部３６ａに設定された照射量しきい値とを比較し、紫外線照射量が照射量しきい値に達している場合は（Ｓ１３）、消毒対象微生物を十分に不活化する能力を持っているので、次の紫外線照度計７ａ−２の測定結果を得るために、Ｙ＝１に＋１インクリメントし（Ｓ１５）、ステップＳ１０に戻って同様の処理を繰り返し実行する。その他の構成・作用は、紫外線照射量が照射量しきい値よりも小さい時、ランプ出力を上げる上記構成と違いはない。
【０１０２】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係る水処理システムの一実施の形態を示す構成図。
【図２】紫外線ランプと紫外線照度計との配置関係を示す図。
【図３】浄水処理監視制御装置の一具体例を示す構成図。
【図４】各流量における紫外線照度データと紫外線照射量データとの関係を規定したテーブル図。
【図５】被処理水を照射容器内で旋回流させた様子を説明する図。
【図６】被処理水が紫外線の照射を受けるに従って色度が変化する状態を表す図。
【図７】従来と本発明における流量に対する紫外線照射量の照射効率を説明する図。
【図８】各所定の流量に対する紫外線照度と紫外線照射量との関係特性図。
【図９】浄水処理監視制御装置における一連の処理例を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【０１０４】
１…処理水入力ライン、１ａ，１ｂ…被処理水分岐ライン、２ａ，２ｂ…紫外線照射装置、３ａ，３ｂ…入口流量調整バルブ、４ａ，４ｂ…被処理水流量計、５ａ，５ｂ…被処理水分岐ライン、５…被処理水合流出力ライン、７ａ−１〜７ａ−３、７ｂ−１〜７ｂ−３…紫外線照度計、８ａ，８ｂ…保護管割れ検知器、９ａ，９ｂ…ランプ出力調整電源部、１０…浄水処理監視制御装置、２０ａ，２０ｂ…照射容器、２０ａ−１、２０ｂ−１…照射部、２０ａ−２，２０ｂ−２…流入部、２０ａ−３，２０ｂ−３…分離部、２１ａ，２１ｂ…被処理水入口管，２２ａ，２２ｂ…処理水出口管、２３ａ，２３ｂ…汚染物質トラップ容器、２４ａ，２４ｂ…汚染物質回収配管、２５ａ，２５ｂ（２５ａ−１〜２５ａ−６、２５ｂ−１〜２５ｂ−６）…紫外線ランプ、２６ａ，２６ｂ…保護管、３２…プログラムメモリ、３３…監視制御処理部、３３Ａ…保護管割れ判断手段、３３Ｂ…紫外線照射量決定手段、３３Ｃ…ランプ出力低下判断手段、３３Ｄ…ランプ出力調整手段、３３Ｅ…バルブ調整手段、３３Ｆ…塩素系消毒剤注入処理手段。
【図１】
0004810261.tif 000002
【図２】
0004810261.tif 000003
【図３】
0004810261.tif 000004
【図４】
0004810261.tif 000005
【図５】
0004810261.tif 000006
【図６】
0004810261.tif 000007
【図７】
0004810261.tif 000008
【図８】
0004810261.tif 000009
【図９】
0004810261.tif 000010