(57)【要約】【課題】  オゾンガスを生成するための無駄なエネルギーの発生を抑制することができ、しかも、溶存オゾン濃度が過剰となることを抑制することにより臭素酸イオンの生成を抑制することができ、オゾン処理水の水質を適正に保つことができるオゾンガス注入制御システムを提供する。【解決手段】  オゾン反応槽３は、オゾンガス注入装置７よりオゾンが注入される複数のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなる。この複数のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは少なくとも２つのグループＧ１、Ｇ２に区分される。オゾンガス注入制御装置１０は、蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃにより測定された蛍光強度に基づいて、オゾンガス注入装置７を制御して、各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内に注入されるオゾンガスの注入率を、各々のグループＧ１、Ｇ２毎に調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入ラインを介して導入された被処理水が順次流入し、各々がオゾン注入口を有する複数のオゾン接触槽からなるオゾン反応槽と、
各オゾン接触槽内にオゾン注入口よりオゾンガスをそれぞれ注入して被処理水とオゾンガスとを反応させ、オゾン処理水を得るオゾンガス注入装置と、
導入ラインおよび／またはいずれかのオゾン接触槽に設けられ、導入ラインにおける被処理水および各オゾン接触槽内のそれぞれのオゾン処理水のうち少なくともいずれか１つの蛍光強度を測定する蛍光強度分析計と、
蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、オゾンガス注入装置を制御して各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を調整するオゾンガス注入制御装置とを備え、
複数のオゾン接触槽は少なくとも２つのグループに区分され、
オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、オゾンガス注入装置を制御して、各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を、各々のグループ毎に調整することを特徴とするオゾンガス注入制御システム。
【請求項２】
導入ラインを介して導入された被処理水が順次流入し、各々がオゾン注入口を有する複数のオゾン接触槽からなるオゾン反応槽と、
各オゾン接触槽内にオゾン注入口よりオゾンガスをそれぞれ注入して被処理水とオゾンガスとを反応させ、オゾン処理水を得る少なくとも２つのオゾンガス注入装置と、
導入ラインおよび／またはいずれかのオゾン接触槽に設けられ、導入ラインにおける被処理水および各オゾン接触槽内のそれぞれのオゾン処理水のうち少なくともいずれか１つの蛍光強度を測定する蛍光強度分析計と、
蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、各オゾンガス注入装置を制御して各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を調整するオゾンガス注入制御装置とを備え、
複数のオゾン接触槽は少なくとも２つのグループに区分されるとともに、各オゾンガス注入装置はオゾン接触槽のグループに対応するよう設置され、
オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、各グループに対応するオゾンガス注入装置を制御して、各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を、各々のグループ毎に調整することを特徴とするオゾンガス注入制御システム。
【請求項３】
一方のオゾンガス注入装置と、このオゾンガス注入装置に対応するグループのオゾン接触槽との間を一の配管で接続し、他方のオゾンガス注入装置と、このオゾンガス注入装置に対応するグループのオゾン接触槽との間を他の配管で接続し、一の配管と他の配管とは開閉弁を介して互いに接続されていることを特徴とする請求項２記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項４】
オゾン反応槽の下流側に、オゾン反応槽から流出したオゾン処理水の蛍光強度を測定する追加の蛍光強度分析計を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項５】
オゾン接触槽と蛍光強度分析計との間に、複数のオゾン接触槽内のオゾン処理水を蛍光強度分析計へ導く分析用導入ラインが設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項６】
下流側のグループのオゾン接触槽に、当該オゾン接触槽内のオゾン処理水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度計が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項７】
導入ラインおよび／またはいずれかのオゾン接触槽に設けられ、導入ラインにおける被処理水および各オゾン接触槽内のそれぞれのオゾン処理水のうち少なくともいずれか１つの水温および／またはｐＨを測定する水質測定器を更に備え、
オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度、水質測定器により測定された水温、ｐＨのうち少なくともいずれか１つに基づいて、各々のグループ毎のオゾンガスの注入制御を補正することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項８】
オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度、水質測定器により測定された水温、ｐＨのうち少なくともいずれか１つに基づいて、各々のグループ毎のオゾンガスの注入制御の補正の時期を決定することを特徴とする請求項７記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項９】
蛍光強度分析計は各オゾン接触槽にそれぞれ設けられ、
オゾンガス注入制御装置による制御において、各々のグループ毎のオゾンガスの注入制御は、予め、複数の蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて補正されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項１０】
蛍光強度分析計は、励起波長が３２０乃至３７０ｎｍである光を被検査対象となる水に照射し、その蛍光スペクトル中の４００乃至４５０ｎｍの蛍光波長を測定することにより被検査対象となる水の蛍光強度を測定するものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のオゾンガス注入制御システム。
【請求項１１】
蛍光強度分析計は、導入ラインおよび少なくとも１つのオゾン接触槽にそれぞれ設けられており、
オゾンガス注入制御装置は、導入ラインの蛍光強度分析計からの蛍光強度と、オゾン接触槽の蛍光強度分析計からの蛍光強度とから求めた蛍光強度変化率に基づいてオゾンガス注入装置を制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のオゾンガス注入制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理、下水処理、産業排水処理、食品排水処理等の水処理設備に設置されるオゾンガス注入制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理設備において、強力な酸化力を有するオゾンガスを用いて原水等の被処理水をオゾン処理する方法が広く知られている。
【０００３】
このようなオゾン処理を行うことにより、被処理水中に溶存している多くの有害物質（以下、「反応物質」ともいう。）を酸化処理することができる。具体的には、オゾン処理は、細菌やウィルスの殺菌・消毒、藻類の殺藻、着色成分対策としての脱色、着臭成分対策としての脱臭、有機物や無機物の酸化分解、難分解性有機物の易分解性化等様々な目的に利用されている。
【０００４】
例えば、凝集沈澱池から送られる原水には、動植物遺体の分解物である腐植物質が多く溶解されている。この腐植物質は、動植物遺体を微生物により分解した残留物であり、前述の難分解性有機物であって、着色しており、この着色の原因となっている不飽和結合を分子内に多く有している。
オゾン反応においては、このような腐植物質がオゾンと反応して易分解性有機物とされる。
【０００５】
オゾン処理におけるオゾンガスの注入方法としては、一定の流量の被処理水に対するオゾンガスの注入量を一定値に固定して注入する方法（以下、「オゾン注入率一定制御」という）、あるいは、オゾンが被処理水中の反応物質と反応した後に残留した溶存オゾンの濃度が一定になるようフィードバック制御を行う方法（以下、「溶存オゾン濃度一定制御」という）が一般的に用いられる。
【０００６】
しかしながら、オゾン注入率一定制御は、予め設定されたオゾン注入率でオゾンガスを注入し続ける方法であるので、被処理水の性状が変化する場合にはオゾン注入率に過不足が生じる場合がある。具体的には、被処理水の性状が変化してオゾン注入率が不足するようになった場合には、オゾン処理水の水質が悪化する。一方、被処理水の性状が変化してオゾン注入率が過剰となった場合には、オゾンガスを生成するための余分なエネルギーが発生してしまうこととなる。
【０００７】
また、溶存オゾン濃度一定制御では、被処理水中の反応物質との反応に実際に用いられるオゾン量よりも多くの量のオゾンを溶存オゾン濃度として測定する必要がある。このことにより、オゾン反応に必要なオゾン量よりも過剰にオゾンガスを注入しなければならないという問題がある。
また、水処理等においては、２００４年度より、オゾン処理の副生成物である臭素酸イオンが水道水の水質基準に追加されるので、オゾンガスの過剰注入を回避する必要があり、これに必要な溶存オゾンの制御域は溶存オゾン濃度計の検出値の下限より小さいことが求められる。
【０００８】
さらに、溶存オゾン濃度の一定制御によるオゾン処理には多くの不安定な要素がある。
すなわち、オゾンは熱や湿度によって自己分解を促進して分解消滅する。また、溶存オゾンは、溶存する水のｐＨや温度などによって前述の自己分解が速まり、その安定性に大きな差が現れる。一方、密閉系の容器においては、溶存オゾンはほとんど分解しないことが知られている。
このように、不安定性、不確実性を伴う溶存オゾンの濃度の測定によって、電力消費量の大きなオゾンの生成を制御することは適切ではない。
【０００９】
以上説明したように、溶存オゾン濃度一定制御によりオゾン注入率を制御する方法は不安定なものであって、適切ではない。
【００１０】
また、上記のオゾン処理においては、水中の有機物濃度の測定指標としては、紫外線の吸収に係わる性質を利用した吸光度法（Ｅ２６０）が用いられることが一般的である。この吸光度法は、入射光と透過光との差を求める方法であって簡単な測定方法ではあるが、低濃度と高濃度とでは誤差が大きくなるという問題がある。将来は、吸光度法は除外されるような動きがある。
【００１１】
一方、例えば特許文献１等によれば、オゾン処理水の蛍光強度を測定し、この蛍光強度が一定範囲内に入るような目標オゾン注入率を求め、溶存オゾン濃度が当該目標オゾン注入率から求められる目標溶存オゾン濃度範囲内に入るようオゾン発生量を制御する溶存オゾン濃度一定制御手段を備えたオゾン処理装置が知られている。
【００１２】
【特許文献１】特開平４−２２５８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように、前述の特許文献１に示されるオゾン処理装置は、オゾン処理水の蛍光強度を測定し、この蛍光強度が一定範囲内に入るような目標オゾン注入率を求め、溶存オゾン濃度が当該目標オゾン注入率から求められる目標溶存オゾン濃度範囲内に入るようオゾン発生量を制御する溶存オゾン濃度一定制御手段を備えている。このようなオゾン処理装置においては、被処理水に対するオゾン反応の具体的な内容が全く反映されていないという問題がある。
【００１４】
図１４を用いて被処理水に対するオゾン反応について具体的に説明する。図１４は、浄水処理等に用いられるオゾン注入システムにおいて、被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度および溶存オゾン濃度との相関関係を示すグラフである。
図１４において、グラフの横軸はオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）であり、グラフ中の実線部分はオゾン処理水の相対蛍光強度であってその値はグラフの左側の縦軸に表示され、グラフ中の点線部分は溶存オゾン濃度（ｍｇ／Ｌ）であってその値はグラフの右側に表示されている。
【００１５】
図１４に示すように、オゾン注入率が例えば０．８ｍｇ／Ｌ以下となるような低い場合には、オゾン注入率の増加に伴ってオゾン処理水の相対蛍光強度が大幅に減少する。この場合には、溶存オゾン濃度は０．０５ｍｇ／Ｌ以下であって、溶存オゾン濃度計では検出が困難な測定領域となっている。
【００１６】
一方、オゾン注入率が例えば１ｍｇ／Ｌを超えるような高い場合には、オゾン注入率が増加してもオゾン処理水の相対蛍光強度はほとんど減少しない。一方、溶存オゾン濃度はオゾン注入率の増加に伴って大幅に増加する。
【００１７】
すなわち、図１４のグラフにより、凝集沈澱池から送られる被処理水中には、注入されるオゾンガスに対する分解反応が速い性質を有する例えば腐植物質等の反応物質と、注入されるオゾンガスに対する分解反応が遅い性質を有する反応物質とが混在していることがわかる。特に、水道原水のオゾン処理では、前者腐植物質を効果的に酸化除去することが求められ、蛍光分析は腐植物質を選択的かつ高感度に検出することができる。
【００１８】
このため、注入されるオゾンガスに対する分解反応が早い性質を有する反応物質に対しては、必要相当量のオゾンガスを一度に反応させて反応物質の量を減少させ、一方、注入されるオゾンガスに対する分解反応が遅い性質を有する反応物質に対しては、最小限のオゾンガスを長期間反応させて溶存オゾン濃度が過剰となることを抑止しながらこの反応の遅い反応物質の量を緩やかに減少させるようなオゾンガス注入制御を行うことが好ましい。
【００１９】
しかしながら、特許文献１に示されるオゾン処理装置においては、単にオゾン反応槽が複数に区分されているだけであって、凝集沈澱池から流入される被処理水における分解反応の早い性質を有する反応物質と分解反応の遅い性質を有する反応物質とにそれぞれ対応して異なったオゾン注入率でオゾン反応を行うということについては何ら記載されていない。また、特許文献１に記載されたオゾン注入率の制御においては、上記のオゾン反応の具体的な内容が全く反映されていない。
【００２０】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、オゾンガスを生成するための無駄なエネルギーの発生を抑制することができ、しかも、溶存オゾン濃度が過剰となることを抑制することができ、これにより、臭素酸イオンの生成を抑制して、オゾン処理水の水質を適正に保つことができるオゾンガス注入制御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】
【００２１】
本発明は、導入ラインを介して導入された被処理水が順次流入し、各々がオゾン注入口を有する複数のオゾン接触槽からなるオゾン反応槽と、各オゾン接触槽内にオゾン注入口よりオゾンガスをそれぞれ注入して被処理水とオゾンガスとを反応させ、オゾン処理水を得るオゾンガス注入装置と、導入ラインおよび／またはいずれかのオゾン接触槽に設けられ、導入ラインにおける被処理水および各オゾン接触槽内のそれぞれのオゾン処理水のうち少なくともいずれか１つの蛍光強度を測定する蛍光強度分析計と、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、オゾンガス注入装置を制御して各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を調整するオゾンガス注入制御装置とを備え、複数のオゾン接触槽は少なくとも２つのグループに区分され、オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、オゾンガス注入装置を制御して、各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を、各々のグループ毎に調整することを特徴とするオゾンガス注入制御システムである。
【００２２】
本発明は、導入ラインを介して導入された被処理水が順次流入し、各々がオゾン注入口を有する複数のオゾン接触槽からなるオゾン反応槽と、各オゾン接触槽内にオゾン注入口よりオゾンガスをそれぞれ注入して被処理水とオゾンガスとを反応させ、オゾン処理水を得る少なくとも２つのオゾンガス注入装置と、導入ラインおよび／またはいずれかのオゾン接触槽に設けられ、導入ラインにおける被処理水および各オゾン接触槽内のそれぞれのオゾン処理水のうち少なくともいずれか１つの蛍光強度を測定する蛍光強度分析計と、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、各オゾンガス注入装置を制御して各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を調整するオゾンガス注入制御装置とを備え、複数のオゾン接触槽は少なくとも２つのグループに区分されるとともに、各オゾンガス注入装置はオゾン接触槽のグループに対応するよう設置され、オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて、各グループに対応するオゾンガス注入装置を制御して、各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を、各々のグループ毎に調整することを特徴とするオゾンガス注入制御システムである。
このようなオゾンガス注入制御システムにおいては、一方のオゾンガス注入装置と、このオゾンガス注入装置に対応するグループのオゾン接触槽との間を一の配管で接続し、他方のオゾンガス注入装置と、このオゾンガス注入装置に対応するグループのオゾン接触槽との間を他の配管で接続し、一の配管と他の配管とは開閉弁を介して互いに接続されていることが好ましい。
【００２３】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、オゾン反応槽の下流側に、オゾン反応槽から流出したオゾン処理水の蛍光強度を測定する追加の蛍光強度分析計を設けたことが好ましい。
【００２４】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、オゾン接触槽と蛍光強度分析計との間に、複数のオゾン接触槽内のオゾン処理水を蛍光強度分析計へ導く分析用導入ラインが設置されていることが好ましい。
【００２５】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、下流側のグループのオゾン接触槽に、当該オゾン接触槽内のオゾン処理水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度計が設けられていることが好ましい。
【００２６】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、導入ラインおよび／またはいずれかのオゾン接触槽に設けられ、導入ラインにおける被処理水および各オゾン接触槽内のそれぞれのオゾン処理水のうち少なくともいずれか１つの水温および／またはｐＨを測定する水質測定器を更に備え、オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度、水質測定器により測定された水温、ｐＨのうち少なくともいずれか１つに基づいて、各々のグループ毎のオゾンガスの注入制御を補正することが好ましい。
【００２７】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、オゾンガス注入制御装置は、蛍光強度分析計により測定された蛍光強度、水質測定器により測定された水温、ｐＨのうち少なくともいずれか１つに基づいて、各々のグループ毎のオゾンガスの注入制御の補正の時期を決定することが好ましい。
【００２８】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、蛍光強度分析計は各オゾン接触槽にそれぞれ設けられ、オゾンガス注入制御装置による制御において、各々のグループ毎のオゾンガスの注入制御は、予め、複数の蛍光強度分析計により測定された蛍光強度に基づいて補正されることが好ましい。
【００２９】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、蛍光強度分析計は、励起波長が３２０乃至３７０ｎｍである光を被検査対象となる水に照射し、その蛍光スペクトル中の４００乃至４５０ｎｍの蛍光波長を測定することにより被検査対象となる水の蛍光強度を測定するものであることが好ましい。
【００３０】
本発明のオゾンガス注入制御システムにおいては、蛍光強度分析計は、導入ラインおよび少なくとも１つのオゾン接触槽にそれぞれ設けられており、オゾンガス注入制御装置は、導入ラインの蛍光強度分析計からの蛍光強度と、オゾン接触槽の蛍光強度分析計からの蛍光強度とから求めた蛍光強度変化率に基づいてオゾンガス注入装置を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のオゾンガス注入制御システムによれば、オゾン反応槽における複数のオゾン接触槽を少なくとも２つのグループに区分し、各オゾン接触槽内に注入されるオゾンガスの注入率を、グループごとにそれぞれ制御することができる。このため、被処理水中の、注入されるオゾンガスに対する分解反応の早い性質を有する反応物質と分解反応の遅い性質を有する反応物質とに対応したオゾン処理を各々のグループごとに行うことができ、これにより、それぞれの反応物質に応じた必要最小限のオゾンガスを注入する。このため、オゾンガスを生成するための無駄なエネルギーの発生を抑制することができる。しかも、溶存オゾン濃度が過剰となることを抑制することができるので、臭素酸イオンの生成を抑制することができ、オゾン処理水の水質を適正に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
第１の実施形態
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１乃至図７は、本発明の第１の実施形態を示す図である。
【００３３】
このうち、図１は、本発明の第１の実施形態によるオゾンガス注入制御システムの構成を示す構成図であり、図２は、水中のフルボ酸濃度と相対蛍光強度との相関関係を示すグラフであり、図３（ａ）は、分解反応が速い性質を有する反応物質に対するオゾン反応の様子を、図３（ｂ）は、分解反応が遅い性質を有する反応物質に対するオゾン反応の様子をそれぞれ示す説明図である。
【００３４】
また、図４は、被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度、臭素酸イオンおよび溶存オゾン濃度との相関関係を示すグラフであり、図５は、被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度およびトリハロメタン生成能との相関関係を示すグラフである。
【００３５】
また、図６は、被処理水にオゾンガスが注入されてから接触して経過した時間と被処理水の相対蛍光強度および溶存オゾン濃度との関係を示すグラフであり、図７は、被処理水の相対蛍光強度が変化する場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度との相関関係を示すグラフである。
【００３６】
なお、本実施形態では、高度浄水処理設備におけるオゾンガス注入制御システムについて説明するが、他の水処理設備等においても、オゾンガスの注入により被処理水を処理する場合には本実施形態の適用が可能である。
【００３７】
図１に示すように、本発明によるオゾンガス注入制御システムは、導入ライン１ａを介して導入された被処理水が順次流入し、各々がオゾン注入口９ａ、９ｂ、９ｃを有する複数のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなるオゾン反応槽３と、各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ内にオゾンガスをそれぞれ注入して被処理水とオゾンガスとを反応させ、オゾン処理水を得るオゾンガス注入装置７と、導入ライン１ａおよびオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに設けられた蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃと、蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃにより測定された蛍光強度に基づいてオゾンガス注入装置７を制御してオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ内に注入されるオゾンガスの注入率を調整するオゾンガス注入制御装置１０とを備えている。
このうち、オゾン接触槽３ｄにはオゾン注入口が設けられておらず、このオゾン接触槽３ｄはオゾンガスが注入されないオゾン滞留槽として機能する。
【００３８】
蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃは、導入ライン１ａおよび各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接続され、導入ライン１ａにおける被処理水および各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内のそれぞれのオゾン処理水の蛍光強度を測定する。
オゾン反応槽３の下流側には流出ライン１ｂが設けられており、オゾン処理水はこの流出ライン１ｂより流出される。
【００３９】
また、導入ライン１ａには、例えば凝集沈澱池から原水等が被処理水として送られるようになっている。
【００４０】
ところで、各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、オゾン接触槽３ａからなる第１のグループＧ１と、オゾン接触槽３ｂ、３ｃ、３ｄからなる第２のグループＧ２とに区分されている。
【００４１】
各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内には、槽内のオゾン処理水を採水して蛍光強度分析計６ｂ、６ｃに送るための採水口４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがそれぞれ設けられている。
【００４２】
オゾン反応槽３のオゾン接触槽３ａ内において、被処理水がオゾン注入口９ａから注入されたオゾンガスと最初に接触し、その後被処理水が５分間流れたとき、オゾン接触槽３ａ内の採水口４ａに達するようになっている。
同様に、オゾン反応槽３のオゾン接触槽３ａ内において、被処理水がオゾン注入口９ａから注入されたオゾンガスと最初に接触し、その後被処理水が１０、１５、２０分間流れたとき、オゾン接触槽３ｂ、３ｃ、３ｄ内の採水口４ｂ、４ｃ、４ｄにそれぞれ達するようになっている。
【００４３】
ところで、オゾン接触槽３ａ、３ｂの採水口４ａ、４ｂと、蛍光強度分析計６ｂとの間には、オゾン接触槽３ａ、３ｂ内のオゾン処理水を導く分析用導入ライン１５ｂが配置されている。また、オゾン接触槽３ｃ、３ｄの採水口４ｃ、４ｄと、蛍光強度分析計６ｃとの間には、オゾン接触槽３ｃ、３ｄ内のオゾン処理水を導く分析用導入ライン１５ｃが配置されている。
【００４４】
具体的には、採水口４ａ、４ｂにより採水されたオゾン接触槽３ａ、３ｂ内のオゾン処理水は、分析用導入ライン１５ｂに送られて、当該採水口４ａ、４ｂの下流側で合流して蛍光強度分析計６ｂに送られるようになっている。
一方、採水口４ｃ、４ｄにより採水されたオゾン接触槽３ｃ、３ｄ内のオゾン処理水は、分析用導入ライン１５ｃに送られて、当該採水口４ｃ、４ｄの下流側で合流して蛍光強度分析計６ｃに送られるようになっている。
採水口４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下流側であって、合流前の分析用導入ライン１５ｂ、１５ｃ上には、図１に示すように、開閉自在の例えば自動弁からなる切替弁５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄがそれぞれ設けられている。
【００４５】
蛍光強度分析計６ａは、導入ライン１ａにおいて採水された被処理水の蛍光強度を連続的に測定するものである。
また、蛍光強度分析計６ｂは、採水口４ａ、４ｂにより採水されたオゾン接触槽３ａ、３ｂ内のオゾン処理水の蛍光強度を連続的に測定するものである。蛍光強度分析計６ｂに送られるオゾン接触槽３ａ、３ｂ内のオゾン処理水は、切替弁５ａ、５ｂによって自在に切り替えることができる。
【００４６】
同様に、蛍光強度分析計６ｃは、採水口４ｃ、４ｄにより採水されたオゾン接触槽３ｃ、３ｄ内のオゾン処理水の蛍光強度を連続的に測定するものである。蛍光強度分析計６ｃに送られるオゾン接触槽３ｃ、３ｄ内のオゾン処理水は、切替弁５ｃ、５ｄによって自在に切り替えることができる。
【００４７】
蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃは、各々、励起波長が３２０ｎｍ乃至３７０ｎｍである光を被検査対象となる水に照射し、その蛍光スペクトル中の４００ｎｍ乃至４５０ｎｍの蛍光波長を測定することにより、被検査対象となる水の蛍光強度を測定するものである。
【００４８】
なお、オゾン反応槽３から流出ライン１ｂに流出したオゾン処理水の蛍光強度を測定するために追加の蛍光強度分析計を設けてもよい。
【００４９】
次に、蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃについてさらに詳しく説明する。
蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃにより測定される被検査対象の水の蛍光強度は、図２に示すように、この被検査対象の水中に存在するフルボ酸様有機物の濃度（以下、「フルボ酸濃度」ともいう。）と非常に高い相関関係がある。このフルボ酸様有機物については後述する。図２は、前述のように、オゾン処理中のフルボ酸濃度と相対蛍光強度との相関関係を示すグラフであり、横軸はオゾン処理中のフルボ酸濃度（ｍｇ／Ｌ）を示し、縦軸は相対蛍光強度を示す。
【００５０】
蛍光分析による被検査対象の水の測定方法は、フルボ酸様有機物からの発光を捉えるために高感度であり、かつ、および光の散乱が波長の４乗に反比例するため、水中の有機物濃度の指標である吸光度法（Ｅ２６０）よりも濁質による誤差が小さく、無試薬で連続測定が可能であるという特長を有する。
【００５１】
また、吸光度法（Ｅ２６０）による測定方法は、水中に溶存している溶存オゾンが光を吸収するので、オゾン処理水の測定には不向きである。一方、蛍光強度の分析による測定方法は、オゾン処理水中の溶存オゾンは測定値に影響を与えないため、オゾン処理水の測定に適している。
【００５２】
そして、下流側の第２のグループＧ２におけるオゾン接触槽３ｃ、３ｄには、オゾン接触槽３ｃ、３ｄ内の採水口４ｃ、４ｄから採水されたそれぞれのオゾン処理水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度計１２が設置されている。
【００５３】
また、蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃには、この蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃによって測定された蛍光強度に基づいて、オゾンガス注入装置７を制御して、各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ内に注入されるオゾンガスの注入率を、各々のグループＧ１、Ｇ２毎に調整するオゾンガス注入制御装置１０が接続されている。
【００５４】
オゾンガス注入制御システムの下流側には、例えば生物活性炭により微生物分解や吸着を行う生物活性炭処理システム（図示せず）が設けられている。
【００５５】
次に、このような構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００５６】
まず、導入ライン１ａを介して例えば凝集沈澱池から送られる原水等の被処理水は、オゾン反応槽３のオゾン接触槽３ａに流入する。このオゾン接触槽３ａに流入した被処理水は、オゾンガス注入装置７によってオゾン接触槽３ａ内のオゾン注入口９ａから注入されたオゾンとオゾン反応を行う。
【００５７】
オゾン反応槽３内において、このオゾン反応水は順次オゾン接触槽３ａから３ｂ、３ｃ、３ｄまで流れる。オゾン反応水は、その後、オゾン接触槽３ｂ、３ｃにおいて、各々、オゾン接触槽３ａの場合と同様に、オゾンガス注入装置７によって各オゾン注入口９ｂ、９ｃから注入されたオゾンガスと更にオゾン反応を行う。
【００５８】
このように、オゾン反応槽３の各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃにおいて、オゾンガス注入装置７から被処理水にオゾンガスを注入することにより、酸化反応を行わせて、被処理水中の難分解性有機物を易分解性有機物に変質させることができる。
【００５９】
このオゾン処理の過程においては、導入ライン１ａにおける被処理水の蛍光強度が蛍光強度分析計６ａによって測定される。
また、採水口４ａ、４ｂにより採水されたオゾン処理水は分析用導入ライン１５ｂにより蛍光強度分析計６ｂに導かれる。そして、オゾン接触槽３ａ、３ｂ内の各々のオゾン処理水の蛍光強度が蛍光強度分析計６ｂによって測定される。
同様に、採水口４ｃ、ｄｂにより採水されたオゾン処理水は分析用導入ライン１５ｃにより蛍光強度分析計６ｃに導かれる。そして、オゾン接触槽３ｃ、３ｄ内の各々のオゾン処理水の蛍光強度が蛍光強度分析計６ｃによって測定される。
【００６０】
この間、オゾンガス注入制御装置１０は、オゾンガス注入装置７を制御して、第１のグループＧ１のオゾン接触槽３ａ内に注入されるオゾンガスの注入率Ｓ１および第２のグループＧ２のオゾン接触槽３ｂ、３ｃ内に注入されるオゾンガスの注入率Ｓ２の調整を行う。
【００６１】
具体的には、オゾンガス注入制御装置１０は、蛍光強度分析計６ａによって測定された導入ライン１ａの被処理水の蛍光強度に基づいてフィードフォワード制御（以下、「ＦＦ制御」ともいう。）を行うことにより、第１のグループＧ１におけるオゾン接触槽３ａに注入されるオゾンガスの注入率Ｓ１を調整し、同様に第２のグループＧ２におけるオゾン接触槽３ｂ、３ｃに注入されるオゾンガスの注入率Ｓ２を調整する。
【００６２】
なお、オゾンガス注入制御装置１０が行う制御は、上記のＦＦ制御に限定されるものではない。すなわち、オゾンガス注入制御装置１０は、蛍光強度分析計６ｂ、６ｃによって測定された各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内のオゾン処理水の蛍光強度の少なくともいずれか１つに基づいてフィードバック制御（以下、「ＦＢ制御」ともいう。）を行ってもよい。具体的には、オゾンガス注入制御装置１０は、例えば採水口４ｄにより採水されたオゾン処理水の相対蛍光強度が１０以下になるよう各オゾン注入率を調整するが、この目標となる相対蛍光強度は被処理水の水質等により異なることとなる。
また、オゾンガス注入制御装置１０は、後に詳述するＦＦ制御とＦＢ制御とを組み合わせた制御を行うものであってもよい。
【００６３】
ここで、被処理水の水質の変化が小さい場合には、目標となる相対蛍光強度の値を一定値としてＦＢ制御を行うことが好ましい。一方、被処理水の水質の変化が大きい場合や、複数の水源からの流入水量の割合が経時変化する場合には、ＦＦ制御を行うことが好ましく、ＦＦ制御とＦＢ制御とを組み合わせた制御を行うことがより好ましい。
【００６４】
オゾン反応槽３から流出ライン１ｂに流出したオゾン処理水は、後段の生物活性炭処理システムに送られ、このオゾン処理水中の易分解性有機物が生物活性炭により微生物分解され、さらに微量化学物質の吸着により浄化された水を得ることができる。
【００６５】
ここで、上記のオゾンガス処理システムにおける、被処理水にオゾンガスを注入するオゾン処理について詳述する。
【００６６】
浄水処理等に用いられるオゾン処理は、被処理水中の難分解性有機物を易分解性有機物へ変化させることができ、脱臭、脱色、消毒、鉄・マンガンイオンの酸化、有機物分解、トリハロメタン生成能の低減に効果があり、高度浄水処理の代表的な処理方法の一つである。また、前述のように、後段に生物活性炭処理システムを備えていることによって、易分解性有機物を微生物分解し、さらに微量化学物質を吸着除去することができる。
【００６７】
例えば、浄水処理の被処理水である表流水には、動植物遺体の分解物である腐植物質が多く溶解している。
この腐植物質は、動植物遺体を微生物により分解した残留物であって、分類としては上記の難分解性有機物であり、着色されており、この着色の原因となっている不飽和結合を分子内に多く有している。
【００６８】
このような腐植物質としては、例えば前述のフルボ酸様有機物が挙げられる。このフルボ酸様有機物は、水道水の塩素処理において、発ガン性を有するトリハロメタン等の有機ハロゲン化合物の前駆体の主体をなすものである。
【００６９】
被処理水中の腐植物質はオゾンガスに対して反応性が高く、このオゾンガスとのオゾン反応によって腐植物質中の不飽和結合が酸化され、生物活性炭の微生物に食べられ易い易分解性有機物となる。
【００７０】
一方、凝集沈澱池から送られる被処理水には、有害な残留農薬、臭気物質などの他の溶存有機物も含まれる。これらの反応物質のオゾンとの反応性は腐植物質よりも遅くなっている。
このように、被処理水には、注入されるオゾンガスに対する分解反応が速い性質を有する反応物質と、分解反応が遅い性質を有する反応物質とが混在している。
【００７１】
このため、オゾン反応は、フルボ酸様有機物などの分解や脱色を主とした分解反応性の高いオゾン反応と、分解反応性の低いオゾン反応との２段階に分けて考えることができる。
【００７２】
一方、オゾン処理水中の溶存オゾン濃度を高くし過ぎると、オゾン反応による副生成物として発ガン性の臭素酸イオンが発生するという問題が生じる。
【００７３】
以上のような事情を考慮して、本発明によるオゾンガス注入制御システムでは、オゾン反応槽３における複数のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを２つのグループＧ１およびＧ２に区分している。この場合、第１のグループＧ１はオゾン接触槽３ａからなり、第２のグループＧ２はオゾン接触槽３ｂ、３ｃ、３ｄからなる。
【００７４】
ここで、第１のグループＧ１では、オゾン接触槽３ａにおいて、オゾンガスに対する分解反応が速い性質を有する反応物質に対するオゾン反応が専ら行われ、オゾンガスを注入すればするほどオゾン反応が進行し、注入するオゾンの濃度に関係なく気相のオゾンを吸収する。
【００７５】
このオゾン反応は、図３（ａ）に示すように、気泡界面や境膜で発生し、反応効率はほぼ１００％となる。すなわち、小さな気泡である気相からオゾンガスが液相へ移動する際のオゾンガス自体の拡散が、反応を律速するいわゆる拡散律速となっている。
【００７６】
第１のグループＧ１のオゾン接触槽３ａにおいては、注入されるオゾンガスはすぐに被処理水と反応するため、溶存オゾン濃度は非常に小さくなり、この溶存オゾン濃度を検出してオゾン注入率を制御することは困難である。
【００７７】
一方、第２のグループＧ２のオゾン接触槽３ｂ、３ｃ、３ｄにおいて、図３（ｂ）に示すように、オゾンガスに対する分解反応が遅い性質を有する反応物質に対するオゾン反応が専ら行われる。このオゾン反応は、時間が経過しないとオゾン反応が進行しない、いわゆる反応律速となっている。すなわちオゾンガスをいくら注入してもこのオゾンガスがすぐにオゾン反応に用いられることはない。
また、図３（ｂ）に示すオゾン反応により、有害物質である臭素酸イオンが生成される。
【００７８】
本実施形態におけるオゾン処理について、図４を用いて、蛍光強度分析計６ａ、６ｂ、６ｃによって測定される蛍光強度によりさらに詳しく説明する。
【００７９】
図４は、前述のように、被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度、臭素酸イオンおよび溶存オゾン濃度との相関関係を示すグラフである。
図４において、グラフの横軸はオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）であり、グラフ中の二点鎖線部分はオゾン処理水の相対蛍光強度であってその値はグラフの左側の縦軸に表示され、グラフ中の実線部分は臭素酸イオン濃度（μｇ／Ｌ）であってその値はグラフの左側の縦軸に表示され、グラフ中の点線部分は溶存オゾン濃度（ｍｇ／Ｌ）であってその値はグラフの右側の縦軸に表示される。
【００８０】
図４に示すように、オゾン注入率の増加に伴って、オゾン処理水の相対蛍光強度が減少しており、前述のようにフルボ酸様有機物がオゾンガスによって速やかに分解していることがわかる。すなわち、オゾン処理水の相対蛍光強度を測定することによって、オゾン反応の過程を把握することができる。
【００８１】
図４に示すように、オゾン注入率が例えば０．８ｍｇ／Ｌ以下となるような低い場合には、オゾン注入率の増加に伴ってオゾン処理水の相対蛍光強度が大幅に減少し、注入したオゾンが反応に対して有効に用いられていることがわかる。
【００８２】
一方、オゾン注入率が例えば１ｍｇ／Ｌを超えるような高い場合には、オゾン注入率が増加してもオゾン処理水の相対蛍光強度はほとんど減少しない。
このことから、オゾンガスの被処理水に対する注入において、オゾン処理水の相対蛍光強度の変化が小さくなる時点に到達する前のオゾン注入率が最適な値ということになる。
【００８３】
オゾン注入率が例えば０．８ｍｇ／Ｌ以下となるような低い場合の溶存オゾン濃度は、図４より０〜０．０２ｍｇ／Ｌとなっており、溶存オゾン濃度計１２では測定が困難な領域内となっている。一方、オゾン注入率が１ｍｇ／Ｌを超えるような高い場合には、溶存オゾン濃度はオゾン注入率の増加に伴って大幅に増加し、臭素酸が発生してしまうという問題が生じる。
【００８４】
この臭素酸イオンの発生量については図４に点線部分として示されている。臭素酸イオンは発ガン性を有するものであって、その水質基準は上限が１０μｇ／Ｌとなっている。このため、オゾンガス注入制御装置１０は、オゾン処理においては臭素酸イオンが１０μｇ／Ｌ以下となるよう制御する必要がある。
ここで、溶存オゾン濃度のみを水質指標とする場合には、前述のように、オゾン注入率が１ｍｇ／Ｌを超えなければこの溶存オゾン濃度を検出することができないので、臭素酸イオン濃度を１０μｇ／Ｌ以下に制御するのは困難となる。
一方、オゾン処理水の相対蛍光強度を指標とする場合には、オゾン注入率が例えば０．８ｍｇ／Ｌ以下となるような低いオゾン注入率の領域における制御が可能であり、臭素酸イオンの濃度を１０μｇ／Ｌ以下に制御することができる。
【００８５】
次に、オゾンガスの注入率とオゾン処理水のトリハロメタン生成態との関係について説明する。
【００８６】
図５は、オゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度およびトリハロメタン生成能の濃度との相関関係を示すグラフである。
図５のグラフにおいて、横軸はオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）であり、グラフ中の実線部分はオゾン処理水の相対蛍光強度であってその値はグラフの左側の縦軸に表示され、グラフ中の点線部分はオゾン処理水中におけるトリハロメタン生成能の濃度（ｍｇ／Ｌ）であってその値はグラフの右側の縦軸に表示される。
【００８７】
図５に示すように、トリハロメタン生成能の濃度は、オゾンガスの注入当初は大きく減少し、その後はオゾン注入率を増加してもほとんど変化しなくなるか、あるいは若干増加してしまうこととなる。
このように、オゾン注入率に対する相対蛍光強度の減少量が小さい場合において、すなわちオゾン注入率が１ｍｇ／Ｌを超えるような場合においては、オゾン注入率を増加してもトリハロメタン生成能の濃度が減少せず、オゾンガスは有効に利用されていないことがわかる。
【００８８】
次に、オゾンガスの接触時間とオゾン処理水の相対蛍光強度および溶存オゾン濃度との関係について説明する。
図６に、被処理水にオゾンガスが注入されて接触してから経過した時間と被処理水の相対蛍光強度および溶存オゾン濃度との関係を示す。
図６において、グラフの横軸は、被処理水にオゾンガスが注入されて接触してから経過した時間（分）を示し、グラフの実線部分はオゾン処理水の相対蛍光強度を示し、その値はグラフの左側の縦軸に表示され、グラフの点線部分は溶存オゾン濃度（ｍｇ／Ｌ）を示し、その値はグラフの右側の縦軸に表示される。
【００８９】
図６に示すグラフにおいて、被処理水にオゾンガスが注入されて接触してから経過した時間が５分までの領域はオゾン接触槽３ａ内における状態を示し、この時間が５分〜１０分である領域はオゾン接触槽３ｂ内における状態を示し、この時間が１０分〜１５分である領域はオゾン接触槽３ｃ内における状態を示し、この時間が１５分〜２０分である領域はオゾン接触槽３ｄ内における状態を示す。
【００９０】
図６に示すように、オゾン反応槽３の上流側に位置する第１のグループＧ１のオゾン接触槽３ａ内のオゾン処理水は、オゾンガスの注入による相対蛍光強度の変化が大きくなり、制御応答も速くなるため蛍光強度分析計６ｂによる制御性が向上する。一方、オゾン反応槽３の下流側に位置する第２のグループＧ２のオゾン接触槽３ｂ、３ｃ、３ｄ内のオゾン処理水は、オゾンガスの注入による溶存オゾン濃度の変化が大きくなるので、溶存オゾン濃度計１２による制御性が向上する。
【００９１】
ここで、オゾンガス注入制御装置１０が、前述のＦＦ制御とＦＢ制御とを組み合わせた制御を行う場合について詳細に説明する。
【００９２】
ＦＦ制御とＦＢ制御とを組み合わせた制御を行う場合には、オゾンガス注入制御装置１０は、導入ライン１ａ中の被処理水の蛍光強度と、オゾン接触後のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内のオゾン反応水の蛍光強度とから求めた蛍光強度変化率に基づいてオゾン注入率の調整を行うことが好ましい。
【００９３】
図７は、被処理水の水質（相対蛍光強度）が変化する場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度との相関関係を示すグラフである。図７において、グラフの横軸はオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）を表し、グラフの縦軸はオゾン処理水の相対蛍光強度を表し、グラフ中の実線部分は被処理水の相対蛍光強度がそれぞれ５０、３０、２０である場合のオゾン注入率と相対蛍光強度との相関関係を示している。
本実施形態では、例えば図７に示すように、オゾンガス注入制御装置１０は、被処理水の相対蛍光強度に対するオゾン処理水の相対蛍光強度の減少率が例えば６５％となるようなオゾン注入率を設定して制御を行うことによりオゾンガスの最適注入制御を行うことができる。
【００９４】
以上のように、オゾン反応槽３における複数のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが少なくとも２つのグループＧ１（オゾン接触槽３ａ）と、Ｇ２（オゾン接触槽３ｂ、３ｃ、３ｄ）とに区分され、オゾンガス注入制御装置１０が、各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ内に注入されるオゾンガスの注入率を、各々のグループＧ１、Ｇ２ごとにそれぞれ制御することによって、被処理水中において、注入されるオゾンガスに対する反応の早い反応物質と反応の遅い反応物質とに対応したオゾン処理が各グループＧ１、Ｇ２で行われる。このことにより、これらの反応物質に応じた必要最小限のオゾン注入を行い、このため、オゾンガスを生成するための無駄なエネルギーの発生を抑制することができる。しかも、溶存オゾン濃度が過剰となることを抑制することができるので、臭素酸イオンの生成を抑制することができ、オゾン処理水の水質を適正に保つことができる。
【００９５】
第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図８および図９は、本発明の第２の実施形態を示す図である。
第２の実施形態に係わるオゾン注入システムにおいては、オゾンガス注入装置が複数設けられており、各オゾンガス注入装置から各オゾン接触槽に接続するオゾンガス配管システムが異なるのみであり、他は図１乃至図７に示す第１の実施形態と略同一である。
また、図８および図９に示す第２の実施の形態において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９６】
このうち、図８は、本発明の第２の実施形態によるオゾンガス注入制御システムを示す説明図であり、図９は、図８のオゾンガス注入制御システムに用いられるオゾンガス配管システムを示す説明図である。
【００９７】
図８に示すように、オゾンガス注入制御システムは、導入ライン１ａを介して導入された被処理水が順次流入し、各々がオゾン注入口９ａ、９ｂ、９ｃを有する複数のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなるオゾン処理槽３と、２つのオゾンガス注入装置７ａ、７ｂとを備えている。このうちオゾンガス注入装置７ａ、７ｂは、複数のオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを区分する２つのグループＧ１、Ｇ２にそれぞれ対応して設置されている。
【００９８】
具体的には、オゾンガス注入装置７ａは、第１のグループＧ１に係わるオゾン接触槽３ａにオゾンガスを注入するものであり、一方、オゾンガス注入装置７ｂは、第２のグループＧ２に係わるオゾン接触槽３ｂ、３ｃにオゾンガスを注入するものである。
【００９９】
また、図９に示すように、一方のオゾンガス注入装置７ａと、このオゾンガス注入装置７ａに対応する第１のグループＧ１のオゾン接触槽３ａとの間に空気・オゾンヘッダ１６ｄを有する第１の配管１６ａが設置され、他方のオゾンガス注入装置７ｂと、この他方のオゾンガス注入装置７ｂに対応する第２のグループＧ２のオゾン接触槽３ｂ、３ｃ、３ｄとの間に空気・オゾンヘッダ１６ｅを有する第２の配管１６ｂが設置されている。そして、これらの空気・オゾンヘッダ１６ｄを有する第１の配管１６ａと、空気・オゾンヘッダ１６ｅを有する第２の配管１６ｂとによりオゾンガス配管システムが構成されている。
【０１００】
このオゾンガス配管システムにおいては、図９に示すように、第１の配管１６ａと第２の配管１６ｂとは開閉弁１６ｃを介して互いに接続されている。
【０１０１】
また、第１の配管１６ａおよび第２の配管１６ｂは、空気・オゾンヘッダ１６ｄ、１６ｅを介してこれらの配管１６ａ、１６ｂ内に空気を供給する空気供給装置（図示せず）にそれぞれ接続されている。
この空気供給装置は、定格風量の６７％〜１３３％に吐出風量を調整することができることが好ましい。
第２の実施形態に係わるオゾンガス配管システムにおいては、第１の配管１６ａおよび第２の配管１６ｂは、空気およびオゾンを切り替えて流すことができる空気・オゾンヘッダ１６ｄ、１６ｅを有し、かつ、第１の配管１６ａおよび第２の配管１６ｂは開閉弁１６ｃを介して接続されている。また、第１の配管１６ａおよび第２の配管１６ｂは、各々空気・オゾンヘッダ１６ｄ、１６ｅを介して空気供給装置に接続されている。このため、空気およびオゾンをそれぞれ２つの経路、すなわち第１の配管１６ａおよび第２の配管１６ｂを用いて並列にオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃに供給することができる。
【０１０２】
次に、このような構成からなる本実施形態の作用について説明する。
この第２の実施形態の作用においては、下記の点が異なる他は前述の第１の実施形態の作用と同様の動作を行う。
【０１０３】
第１のグループＧ１においては、フルボ酸様有機物などの分解や脱色を主とした分解反応の速いオゾン処理が主として行われる。すなわち、オゾンガス注入制御装置１０によって、オゾンガスを含むガス量が一定であって、そのガス中のオゾンガス濃度が高濃度となるような濃度変化制御が行われる。
このようにガス量を一定とすることによりこのガスの気泡の径および数が一定とされる。そして、ガス中のオゾンガス濃度が変化することによりオゾンガスの注入率が変化する。第１のグループＧ１においては、反応物質の濃度が高く、このためオゾンガス濃度を高く設定した場合であっても、速いオゾン反応により溶存オゾンを生成しない程度にオゾン反応が完了する。
【０１０４】
具体的には、オゾンガス注入制御装置１０によって、一方のオゾンガス注入装置７ａが制御されてオゾン注入率を最大値が０．５ｍｇ／Ｌとなるよう調整する。このオゾンガス注入制御装置１０による一方のオゾンガス注入装置７ａの制御においては、蛍光強度分析計６ａにより測定される被処理水の相対蛍光強度に基づいてＦＦ制御を行う。
【０１０５】
一方、第２のグループＧ２においては、オゾン反応の仕上げと、過剰注入による臭素酸イオンや有機過酸化物などの副生成物の削減のため、オゾンガスを含むガス量を一定とし、そのガス中のオゾンガス濃度が低濃度となるようオゾンガスを注入する。
【０１０６】
具体的には、オゾンガス注入制御装置１０によって、蛍光強度分析計６ｃにより測定されるオゾン接触槽３ｄ内のオゾン処理水の相対蛍光強度が５〜１０の範囲内となるようＦＢ制御を行うことにより、他方のオゾンガス注入装置７ｂが制御される。
【０１０７】
また、第１の配管１６ａおよび第２の配管１６ｂには、空気・オゾンヘッダ１６ｄ、１６ｅを介して空気供給装置が接続されており、第１の配管１６ａと第２の配管１６ｂとの間には開閉弁１６ｃが設けられているので、開閉弁１６ｃを開として空気供給装置からオゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに一括して洗浄用の空気を送ることができ、オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを効率良く空気洗浄することができる。
【０１０８】
なお、本発明のオゾン注入制御システムは、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。
次に、本発明の変形例におけるオゾン注入制御システムについて説明する。図１０乃至図１２は、本発明の変形例におけるオゾン注入制御システムを説明する図である。
このうち、図１０は、被処理水の水温が２０度または３０度である場合のオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）と相対蛍光強度との相関関係をそれぞれ示すグラフであり、図１１は、被処理水のｐＨ値が７または８である場合のオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）と相対蛍光強度との相関関係をそれぞれ示すグラフであり、図１２は、被処理水の相対蛍光強度が２０、３０、４０である場合のオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）と相対蛍光強度との相関関係をそれぞれ示すグラフである。
【０１０９】
この変形例のオゾン注入制御システムにおいては、図１に示すように、導入ライン１ａおよび各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに水質測定器２０が設けられており、オゾンガス注入制御装置１０が下記のような制御を行うようになっている。他の構成は第１または第２の実施形態と略同一である。
水質測定器２０は、導入ライン１ａにおける被処理水および各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれのオゾン処理水の水温を測定する水温計２０ａとおよびこのオゾン処理水のｐＨを測定するｐＨ計２０ｂとを有している。
この水質測定器２０は、オゾンガス注入制御装置１０に接続されている。
【０１１０】
このようなオゾン注入制御システムの作用について説明する。
図１および図８において、水質測定器２０の水温計２０ａによって、導入ライン１ａにおける被処理水の水温が測定され、この水質情報がオゾンガス注入制御装置１０に送られる。
オゾンガス注入制御装置１０は、この水温計２０ａによって測定された被処理水の水温（ｔ）に基づいて、下記式（１）により相対蛍光強度の目標値（ＦＬＳＶ）を設定する。
ＦＬＳＶ＝（１＋０．０２×（ｔ−２０））×１０  ・・・式（１）
【０１１１】
式（１）によれば、例えば被処理水の水温が２０度、３０度であるときには、相対蛍光強度の目標値（ＦＬＳＶ）は、それぞれ１０、１２となる。
【０１１２】
次に、図１０に示すような、各水温におけるオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）と相対蛍光強度との相関関係を示すグラフに基づいて、オゾンガス注入制御装置１０の制御におけるオゾンガスの注入率が、この注入率に対応する相対蛍光強度が式（１）により算出された目標値（ＦＬＳＶ）となるようそれぞれ補正される。
図１０によれば、例えば水温計２０ａによって測定される被処理水の水温が２０度であったときには、オゾンガスの注入率が０．９ｍｇ／Ｌとなるよう補正され、この水温が３０度であったときには、オゾンガスの注入率が１．１ｍｇ／Ｌとなるよう補正される。
【０１１３】
また、このオゾンガスの注入率の補正の時期は、前記の水温計２０ａによって測定される被処理水の水温の変化に基づいて決定される。
【０１１４】
なお、このようなオゾンガスの注入率の補正は、導入ライン１ａにおける被処理水の水温に対応するものに限定されず、例えば各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのオゾン処理水の水温に対応するものであってもよい。
【０１１５】
また、オゾンガス注入制御装置１０は以下のような制御を行うことができる。すなわち、  水質測定器２０のｐＨ計２０ｂによって、導入ライン１ａにおける被処理水のｐＨ値が測定され、この水質情報がオゾンガス注入制御装置１０に送られる。
オゾンガス注入制御装置１０は、このｐＨ計２０ｂによって測定された被処理水のｐＨ値（ｐＨ）に基づいて、下記式（２）により相対蛍光強度の目標値（ＦＬＳＶ）を設定する。
ＦＬＳＶ＝（１＋０．０１×（ｐＨ−７））×１０  ・・・式（２）
【０１１６】
式（２）によれば、例えば被処理水のｐＨ値が７、８であるときには、相対蛍光強度の目標値（ＦＬＳＶ）は、それぞれ１０、１０．１となる。
【０１１７】
次に、図１１に示すような、各ｐＨ値におけるオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）と相対蛍光強度との相関関係を示すグラフに基づいて、オゾンガス注入制御装置１０の制御におけるオゾンガスの注入率が、この注入率に対応する相対蛍光強度が式（２）により算出された目標値（ＦＬＳＶ）となるようそれぞれ補正される。
図１１によれば、例えばｐＨ計２０ｂによって測定される被処理水のｐＨ値が７であったときには、オゾンガスの注入率が０．９ｍｇ／Ｌとなるよう補正され、このｐＨ値が８であったときには、オゾンガスの注入率が１．０ｍｇ／Ｌとなるよう補正される。
【０１１８】
また、このオゾンガスの注入率の補正の時期は、前記のｐＨ計２０ｂによって測定される被処理水のｐＨ値の変化に基づいて決定される。
【０１１９】
なお、このようなオゾンガスの注入率の補正は、導入ライン１ａにおける被処理水のｐＨ値に対応するものに限定されず、例えば各オゾン接触槽３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのオゾン処理水のｐＨ値に対応するものであってもよい。
【０１２０】
また、オゾンガス注入制御装置１０は以下のような制御を行うことができる。すなわち、蛍光強度分析計６ａによって、導入ライン１ａにおける被処理水の相対蛍光強度が測定され、この水質情報がオゾンガス注入制御装置１０に送られる。
オゾンガス注入制御装置１０は、この蛍光強度分析計６ａによって測定された被処理水の相対蛍光強度（ＦＬ０）に基づいて、下記式（３）により相対蛍光強度の目標値（ＦＬＳＶ）を設定する。
ＦＬＳＶ＝ＦＬ０−（０．５×ＦＬ０×（１＋０．００５×（ＦＬ０−３０））＋４．５）  ・・・式（３）
【０１２１】
式（３）によれば、例えば被処理水の相対蛍光強度が２０、３０、４０であるときには、相対蛍光強度の目標値（ＦＬＳＶ）は、それぞれ６、１０．５、１４．５となる。
【０１２２】
次に、図１２に示すような、被処理水の各相対蛍光強度におけるオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）と相対蛍光強度との相関関係を示すグラフに基づいて、オゾンガス注入制御装置１０の制御におけるオゾンガスの注入率が、この注入率に対応する相対蛍光強度が式（３）により算出された目標値（ＦＬＳＶ）となるようそれぞれ補正される。
図１１によれば、例えば蛍光強度分析計６ａによって測定される被処理水の相対蛍光強度が２０であったときには、オゾンガスの注入率が０．７ｍｇ／Ｌとなるよう補正され、この相対蛍光強度が３０であったときには、オゾンガスの注入率が０．８ｍｇ／Ｌとなるよう補正され、この相対蛍光強度が４０であったときには、オゾンガスの注入率が０．９ｍｇ／Ｌとなるよう補正される。
【０１２３】
また、このオゾンガスの注入率の補正の時期は、前記の蛍光強度分析計６ａによって測定される被処理水の相対蛍光強度の変化に基づいて決定される。
【０１２４】
上述のように、オゾンガス注入制御装置１０は、水温計２０ａにより測定された被処理水またはオゾン処理水の水温、ｐＨ計２０ｂにより測定された被処理水またはオゾン処理水のｐＨ値、または蛍光強度分析計６ａにより測定された被処理水の相対蛍光強度のいずれか１つに基づいてオゾンガスの注入率を補正することについて説明したが、このオゾンガスの注入率の補正は、上記の水温、ｐＨ値および相対蛍光強度による制御を組み合わせて行ってもよい。
【０１２５】
次に、オゾンガス注入制御装置１０による以下のような制御を行ってもよい。すなわち、図１３は、被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率（ｍｇ／Ｌ）と相対蛍光強度との関係を示すグラフである。
【０１２６】
この変形例におけるオゾン注入制御システムは、オゾンガス注入制御装置１０が下記の制御を行う他は第１または第２の実施形態と同様の構成を有するものである。
【０１２７】
オゾンガス注入制御装置１０による制御において、各々のグループ毎のオゾンガスの注入率は、予め、全ての蛍光強度分析計６ｂ、６ｃにより測定された蛍光強度に基づいて算出される。
【０１２８】
このようなオゾン注入制御システムの具体的な作用について説明する。
例えば、定期的に、午前８時に、グループＧ１、Ｇ２におけるオゾンガスの注入率が同一となるよう各オゾン処理接触槽３ａ、３ｂ、３ｃにオゾンガスを注入する。
そして、オゾン反応が安定した後、例えば午前９時に、蛍光強度分析計６ａにより測定された導入ライン１ａにおける被処理水の相対蛍光強度およびオゾンガスの注入率、採水口４ａにより採水され蛍光強度分析計６ｂにより測定されたオゾン接触槽３ａ内のオゾン処理水の相対蛍光強度およびオゾンガスの注入率、採水口４ｂにより採水され蛍光強度分析計６ｂにより測定されたオゾン接触槽３ｂ内のオゾン処理水の相対蛍光強度およびオゾンガスの注入率をそれぞれオゾンガス注入制御装置１０に記憶させる。
次に、採水口４ｃにより採水されたオゾン処理水の相対蛍光強度を測定するよう切替弁を切り替え、蛍光強度分析計６ｃによる測定値が安定した後、例えば１５分後、採水口４ｃにより採水され蛍光強度分析計６ｃにより測定されたオゾン接触槽３ｃ内のオゾン処理水の相対蛍光強度およびオゾンガスの注入率をオゾンガス注入制御装置１０に記憶させる。
【０１２９】
オゾンガス注入制御装置１０に記憶されたそれぞれの相対蛍光強度およびオゾンガスの注入率は、図１３に示すようなグラフ上にプロットされる。そして、図１３のグラフにおいて、オゾン注入率の大きさが隣り合う各プロット点を直線で結ぶ。
次に、被処理水の相対蛍光強度のプロット点（グラフの点Ａ）から、傾きが、−２３（１／（ｍｇ／Ｌ））である直線を引き、前述の各プロット点を結ぶ直線との交点を求める。この交点における相対蛍光強度を制御目標値とする。
【０１３０】
ここで、相対蛍光強度の制御目標値の自動変更は、定期的に午前８時に実施することとしたが、この自動変更のタイミングは、被処理水の相対蛍光強度、水温、ｐＨ値により決定することによって、水質の変化に対応した制御目標値に自動変更することができる。例えば、被処理水の相対蛍光強度が、２時間前〜１時間前の平均値よりも１０変化した場合には、相対蛍光強度の制御目標値を求める動作を自動で開始する。
【０１３１】
これにより、相対蛍光強度の制御目標値を自動で変更する際、各々の相対蛍光強度の値から自動的に相対蛍光強度の制御目標値を演算することができ、一時的な水質構成要素が変化した場合や、経年的な水質変化等に対応することができ、相対蛍光強度の制御目標値に沿ってオゾンガスの注入率を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１の実施形態によるオゾンガス注入制御システムの構成を示す構成図
【図２】水中のフルボ酸濃度と相対蛍光強度との相関関係を示すグラフ
【図３】分解反応が速い性質を有する反応物質に対するオゾン反応および分解反応が遅い性質を有する反応物質に対するオゾン反応の様子をそれぞれ示す説明図
【図４】被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度および溶存オゾン濃度との相関関係を示すグラフ
【図５】被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度およびトリハロメタン生成能との相関関係を示すグラフ
【図６】被処理水にオゾンガスが注入されて接触してから経過した時間と被処理水の相対蛍光強度および溶存オゾン濃度との関係を示すグラフ
【図７】被処理水の相対蛍光強度が変化する場合のオゾン注入率とオゾン処理水の相対蛍光強度との相関関係を示すグラフ
【図８】本発明の第２の実施形態によるオゾンガス注入制御システムの構成を示す構成図
【図９】図８のオゾンガス注入制御システムに用いられるオゾンガス配管システムを示す説明図
【図１０】被処理水の水温が２０度または３０度である場合のオゾン注入率と相対蛍光強度との相関関係をそれぞれ示すグラフ
【図１１】被処理水のｐＨ値が７または８である場合のオゾン注入率と相対蛍光強度との相関関係をそれぞれ示すグラフ
【図１２】被処理水の相対蛍光強度が２０、３０、４０である場合のオゾン注入率と相対蛍光強度との相関関係をそれぞれ示すグラフ
【図１３】被処理水に対してオゾンガスを注入した場合のオゾン注入率と相対蛍光強度との関係を示すグラフ
【図１４】従来のオゾンガス注入制御システムの構成を示す構成図
【符号の説明】
【０１３３】
１ａ    導入ライン
１ｂ    流出ライン
３      オゾン反応槽
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  オゾン接触槽
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  採水口
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  切替弁
６ａ、６ｂ、６ｃ  蛍光強度分析計
７、７ａ、７ｂ  オゾンガス注入装置
９ａ、９ｂ、９ｃ  オゾン注入口
１０    オゾンガス注入制御装置
１２    溶存オゾン濃度計
１５ｂ、１５ｃ  分析用導入ライン
１６ａ  第１の配管
１６ｂ  第２の配管
１６ｃ  開閉弁
１６ｄ、１６ｅ  空気・オゾンヘッダ
２０    水質測定器
２０ａ  水温計
２０ｂ  ｐＨ計
Ｇ１    第１のグループ
Ｇ２    第２のグループ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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