(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に殺菌対象液を流しながらこの殺菌対象液に紫外線を照射して殺菌する紫外線殺菌装置から殺菌対象液を取り出して殺菌対象液の透過率を連続的に測定する連続式透過率計と、前記連続式透過率計が測定した透過率の値に応じて前記紫外線の照度と前記チャンバーに流す殺菌対象液の流量の制御を行なう制御手段とを具備する紫外線殺菌装置において、
前記連続式透過率計には、前記殺菌対象液から標準透過率液を製造する標準透過率液製造手段を設けたことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項２】
前記標準透過率液製造手段は、通常のゴミを取る保安フィルターと、有機物を取る活性炭フィルターと、中空糸フィルターと、前記各フィルターに殺菌対象液を供給するポンプとを具備して構成されていることを特徴とする請求項１記載の紫外線殺菌装置。
【請求項３】
前記連続式透過率計は、発光部と受光部とを有してその間に殺菌対象液を流すことで受光部の受光する光の照度によってその透過率を測定する透過率測定部を具備し、さらに前記発光部と受光部間の前記殺菌対象液に触れる面を拭うワイパー機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の紫外線殺菌装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記紫外線の照度と前記チャンバーに流す殺菌対象液の流量の制御によっては所定の殺菌率が得られないことを検出するとともに、該検出によって警報を発する警報手段を設けるか或いは該検出によって別途設置した紫外線殺菌装置を動作せしめることを特徴とする請求項１乃至３の内の何れか１項記載の紫外線殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続式透過率計を備えた紫外線殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理放流水は、塩素による消毒が行なわれた後に河川や海域に排出されていたが、近年塩素副成物の影響が問題になり、このため塩素を使わないで紫外線によって下水処理放流水の殺菌が行なわれるようになってきた。
【０００３】
一方紫外線ランプを用いて消毒する場合、必要な殺菌率を得るためには、使用される紫外線ランプの照度及び殺菌対象液の流量と紫外線透過率を把握しておく必要がある。特に、時間的にまた季節的に水質が変化する下水処理放流水においては、常に殺菌対象液の透過率を把握しておくことは、ランプ照度や流量の制御を行なって必要な殺菌率を確保するために必要である。
【０００４】
具体的にいえば、例えば水質悪化時に対応できるような仕様で製作された装置に関しては、水質が良い状態、即ち透過率が高い場合においては、ランプ照度を下げる（即ちランプへの投入電力を小さくする）ことなどによって、省エネルギー効果を得ることができる。
【０００５】
このため殺菌対象液の紫外線透過率を透過率計を用いて測定して水質の変化を常に監視しておかなければならない。しかしながら従来の透過率計は通常バッチ式であり、連続的に透過率を測定することができなかった。また紫外線透過率を連続的に測定するものもあるが、測定値の信頼性に問題があった。
【０００６】
一方透過率計は、基準となる基準液（標準透過率液）を用いて定期的にその測定値を校正する必要があり、そのために純水が使用される。しかし実際には純水を継続的に使うことは困難なので、水道水が代用されるが、本殺菌装置を下水処理放流水の消毒などに使用する場合は本殺菌装置の近辺に水道水配管がないことが多く、不便であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、紫外線殺菌対象液の透過率を連続的に容易且つ信頼性高く自動測定することができて紫外線殺菌装置を最適に制御できる連続式透過率計を備えた紫外線殺菌装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明にかかる紫外線殺菌装置は、チャンバー内に殺菌対象液を流しながらこの殺菌対象液に紫外線を照射して殺菌する紫外線殺菌装置から殺菌対象液を取り出して殺菌対象液の透過率を連続的に測定する連続式透過率計と、前記連続式透過率計が測定した透過率の値に応じて前記紫外線の照度と前記チャンバーに流す殺菌対象液の流量の制御を行なう制御手段とを具備する紫外線殺菌装置において、前記連続式透過率計に、前記殺菌対象液から標準透過率液を製造する標準透過率液製造手段を設けたことを特徴とする。
また本発明は、前記標準透過率液製造手段を、通常のゴミを取る保安フィルターと、有機物を取る活性炭フィルターと、中空糸フィルターと、前記各フィルターに殺菌対象液を供給するポンプとを具備して構成したことを特徴とする。
また本発明は、前記連続式透過率計が、発光部と受光部とを有してその間に殺菌対象液を流すことで受光部の受光する光の照度によってその透過率を測定する透過率測定部を具備し、さらに前記発光部と受光部間の前記殺菌対象液に触れる面を拭うワイパー機構を設けたことを特徴とする。
また本発明は、前記制御手段を、前記紫外線の照度と前記チャンバーに流す殺菌対象液の流量の制御によっては所定の殺菌率が得られないことを検出するとともに、該検出によって警報を発する警報手段を設けるか或いは該検出によって別途設置した紫外線殺菌装置を動作せしめるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は紫外線殺菌装置への本発明にかかる連続式透過率計Ａの接続構造を示す図である。また図２は連続式透過率計Ａの構成図である。
【００１０】
図１に示すように紫外線殺菌装置８０は、下水処理放流水等を流す配管１００の途中に接続される。紫外線殺菌装置８０は筒状のケーシング８１のチャンバー８４に透明石英製の保護管８３で覆われた紫外線ランプ８２を設置して構成されている。そしてケーシング８１に設けた流入口８５と流出口８７に配管１００を接続してチャンバー８４に下水処理放流水を流せば、紫外線ランプ８２から照射される紫外線によって下水処理法流水の殺菌が行える。なおケーシング８１には、前記紫外線ランプ８２から照射される紫外線の照度を測定する照度計（ＵＶセンサー）８９が取り付けられている。
【００１１】
前記配管１００の紫外線殺菌装置８０の上流側には流量調整弁９１と流量計９３とが取り付けられており、また紫外線殺菌装置８０の下流側には弁９５が取り付けられている。
【００１２】
一方紫外線殺菌装置８０の下流側の配管１００から引き出して紫外線殺菌装置８０の上流側の配管１００（流量調整弁９１と流量計９３の間）に接続される配管１１０の途中に、連続式透過率計Ａが接続されている。
【００１３】
配管１１０の連続式透過率計Ａの上流側には、連続式透過率計Ａに校正用の水（純水）を供給する配管１２０が手動弁Ｖ６を介して接続されている。
【００１４】
一方連続式透過率計Ａは、図２に示すように、循環ポンプＰと、電磁弁Ｖ１と、保安フィルターＦと、活性炭フィルターＡＣと、中空糸フィルターＭＦと、電磁弁Ｖ２と、透過率測定部Ｓと、電磁弁Ｖ４とを直列に接続すると共に、電磁弁Ｖ１の上流側と電磁弁Ｖ２の下流側の間をバイパス配管１１５で接続し、また透過率測定部Ｓの下流側にドレイン用の配管１２５を接続して構成されている。バイパス配管１１５には電磁弁Ｖ３が取り付けられ、配管１２５には電磁弁Ｖ５が取り付けられている。
【００１５】
ここで保安フィルターＦは、通常のメッシュからなるフィルターであって通常のゴミを取るためのものである。活性炭フィルターＡＣは、水に溶けているたんぱく質などの有機物を吸着して取り除くフィルターである。中空糸フィルターＭＦは、０．１ミクロン程度の穴が開いており、大腸菌などのような微細なものでも取り除けるフィルターである。そしてこれらフィルターＦ，ＡＣ，ＭＦを通した水は、水道水と同等の品質になる。
【００１６】
ここで図３，図４，図５は、透過率測定部Ｓの構造を詳細に示す図であり、図３は要部側断面図、図４は図３のＡ‐Ａ断面矢視図、図５は図３のＢ‐Ｂ断面矢視図である。これらの図に示すように透過率測定部Ｓは、ケース１０内に四角形状のチャンバー１１を設け、その上下に受光部１３と発光部１５とを取り付けて構成されている。
【００１７】
受光部１３とチャンバー１１間は、透明石英柱からなる導光体１７によって光学的に接続されている。また発光部１５とチャンバー１１間も、透明石英柱からなる導光体１９によって光学的に接続されている。導光体１７，１９のチャンバー１１内に露出している面は対向している。発光部１５内には水銀ランプからなる基準ランプ２１が設置されている。また受光部１３内には図示しないフォトセンサが組み込まれている。
【００１８】
またケース１０の導光体１７，１９を取り付けた対向面とは別の対向面に前記配管１１０が接続されている。配管１１０はその中心軸が導光体１７，１９の中心軸に直交するように取り付けられる。
【００１９】
一方図４，図５に示すようにチャンバー１１内には、リング状でゴム製のワイパー（ワイパーブレード）２３が設置されている。ワイパー２３はアーム２５を介してスクリューネジ２７に螺合され、スクリューネジ２７を回転するモータ２９によって矢印Ｃ方向に駆動されるように構成されている。モータ２９の駆動はタイマーにより定期的に行われる。
【００２０】
そしてこの透過率測定部Ｓによって下水処理放流水の透過率を測定するには、チャンバー１１内に下水処理放流水を流し、同時に基準ランプ２１を点灯してその光を導光体１９から下水処理放流水を介して導光体１７に導き、受光部１３に入射せしめてその照度を測定する。そしてこの照度の減衰量を換算計算することで下水処理放流水の透過率が算出できる。
【００２１】
一方導光体１７，１９の下水処理放流水に触れる表面は汚れるので、定期的にモータ２９を駆動してワイパー２３で両導光体１７，１９の表面を拭って洗浄する。
【００２２】
次に図６はこの紫外線殺菌装置用連続式透過率計に用いる制御手段のブロック構成図である。同図に示すように制御手段は、制御部３１に図１に示す照度計８９と連続式透過率計Ａと流量計９３からの信号を入力して演算し、流量調整弁９１と紫外線ランプ８２と別途設けた警報部３３とに信号を出力するように構成されている。ここで警報部３３は例えば中央コントロール盤で構成され、▲１▼下水処理放流水の下水処理が不良であること（即ち透過率が低下したこと）や、▲２▼ランプ寿命（残り使用時間と紫外線ランプ８２の現在のランプ照度）や、▲３▼目標殺菌率達成不可の表示又は別途設置した予備の紫外線殺菌装置８０´を駆動する旨の表示を行う。
【００２３】
次にこの紫外線殺菌装置用連続式透過率計の動作を説明する。まず図１において流量調整弁９１と弁９５を開いて配管１００に下水処理放流水を流し、前記紫外線殺菌装置８０において紫外線ランプ８２を点灯してその殺菌を行う。そして下水処理放流水の透過率を測定するため、図２において電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５を閉じ（手動弁Ｖ６は通常閉じられたままである）、電磁弁Ｖ３，Ｖ４を開き、循環ポンプＰを駆動する。これによって殺菌された下水処理放流水の一部が配管１１０に分岐して配管１１５を流れ、透過率測定部Ｓを通って紫外線殺菌装置８０の上流側に循環される。そして透過率測定部Ｓでは、下水処理放流水の透過率が連続的に測定される。このように透過率の測定を連続的に行うことによって、下水処理放流水の透過率は連続的に遠隔操作によって自動的に測定することが可能となる。
【００２４】
ところで透過率測定部Ｓにおいて正確な透過率を測定するためには、定期的に透過率のわかっている基準液を用いて前記透過率測定部Ｓにおける透過率を測定し、この測定値と基準液の本当の透過率とを比較して、透過率測定部Ｓの測定値を校正する必要がある。その方法は以下のようにして行う。
【００２５】
まず前記の状態から電磁弁Ｖ３を閉じ、電磁弁Ｖ１，Ｖ２を開いて循環ポンプＰを駆動することによって、殺菌後の下水処理放流水を、保安フィルターＦと活性炭フィルターＡＣと中空糸フィルターＭＦに通し、これによってＳＳ（浮遊固形物）成分及びＣＯＤ（化学的酸素要求量）成分を除去し、透過率測定部Ｓでその透過率を測定した後に配管１１０に戻す。これらのフィルターを通した処理水は下記する方法で予めその透過率を測定しておいた基準液（各フィルターを透過してろ過した液の透過率は、下水処理水の性状が変化しても変化しない）なので、この基準液の透過率を基準にして透過率測定部Ｓの校正を行う。即ち透過率測定部Ｓで測定したこの基準液の透過率の値を、この基準液の予め測定した正しい透過率の値と比較することで、測定値の校正を行う。この校正は、例えば１日毎でも、１時間毎でもよく、そのインターバルは、液の性状により任意に変更できる。
【００２６】
ここで前記基準液の正しい透過率は以下のようにして予め測定しておく。即ち電磁弁Ｖ３，Ｖ４を閉じ、電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５を開いて循環ポンプＰを駆動することによって基準液をドレイン配管１２５から取り出す。そしてこの取り出した基準液を別途用意したバッチ式の透過率計（純水で校正したもの）で透過率を測定し、この基準液の正しい透過率とするのである。この正しい透過率の測定は、例えば半年に１回、１年に１回行えば良い。
【００２７】
このように本発明によれば、下水処理放流水を連続的に測定することができるばかりか、一定の透過率を有する基準液を下水処理放流水から直接製造できるので別途水道水などを用意しなくてもその校正が容易且つ精度良く迅速に行える。
【００２８】
なお透過率測定部Ｓの別の校正方法として、電磁弁Ｖ３，Ｖ５と手動弁Ｖ６を開き、電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ４を閉じ、ポンプＰを駆動して配管１２０から純水（即ち透過率１００％）を供給し、これを透過率測定部Ｓで測定することで透過率測定部Ｓの測定値の校正を直接行ってもよい。
【００２９】
ところで以上のように下水処理放流水の透過率を連続的に測定することで、下水処理放流水の流量と紫外線ランプ８２の照度とを最適な状態に制御でき、最適殺菌率が得られる。即ち必要最小限のエネルギーで紫外線殺菌装置を運転することができる。
【００３０】
具体的には例えば図６に示すように、連続式透過率計Ａによる透過率の測定値を連続的に制御部３１に入力することで、透過率のデータが蓄積できる。一方この透過率と前記照度計８９及び流量計９３によって検出した紫外線照度及び流量とから、殺菌に最適な紫外線照射量と流量とを算出して、そのようになるように紫外線ランプ８２の照度調整（電圧変化によって行う）と流量調整弁９１による流量調節を行う。
【００３１】
そして透過率と流量と紫外線照度の値から計算して紫外線ランプ８２の照度を高めることと流量調整弁９１によって流量を減少させることによっては、保証できる殺菌率を達成できない場合は、これを警報部３３に出力して、例えば目標殺菌率達成不可の表示を行ったり、または図１に点線で示すように別途設置した紫外線殺菌装置８０´を作動させる信号を出力したりする。またその原因が下水処理放流水の前処理不良による透過率低下が原因である場合は前記透過率計Ａからの透過率の測定値によってこれを検出しこれを警報部３３に表示する。またその原因が紫外線ランプ８２の寿命による場合は照度計８９からの照度の測定値と透過率計Ａからの透過率の測定値によってこれを検出しこれを警報部３３に表示するようにしてもよい。また紫外線ランプ８２の寿命が後どれくらいであるかを表示するようにしても良い。
【００３２】
上記実施形態では殺菌対象液として下水処理放流水を用いたが、本発明はこれに限られず、農業集落排水、河川の浄化での再利用水の殺菌などに使用してもよい。要は紫外線によって殺菌しようとする殺菌対象液であればどのような液体にも適用できる。また使用する紫外線殺菌装置８０の構造は、種々のものがあり、どのような構造のものであっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼連続的に紫外線殺菌対象液の透過率を自動測定でき、最適な状態で紫外線殺菌装置を運転できる。
【００３４】
▲２▼装置の透過率の校正が自動的に行えるので、信頼性の高い透過率の測定が容易に行える。
【００３５】
▲３▼校正に必要な基準液（標準透過率液）を、現地に水道水などがなくても容易に自動的に紫外線殺菌対象液から製造できる。
【００３６】
▲４▼連続式透過率計にワイパー機構を設けたので、紫外線殺菌対象液からの汚れの影響を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紫外線殺菌装置への連続式透過率計Ａの接続構造を示す図である。
【図２】連続式透過率計Ａの構成図である。
【図３】透過率測定部Ｓの構造を詳細に示す要部側断面図である。
【図４】図３のＡ‐Ａ断面矢視図である。
【図５】図３のＢ‐Ｂ断面矢視図である。
【図６】紫外線殺菌装置用連続式透過率計に用いる制御手段のブロック構成図である。
【符号の説明】
Ａ  連続式透過率計
８０  紫外線殺菌装置
８２  紫外線ランプ
８４  チャンバー
８９  照度計（ＵＶセンサー）
９１  流量調整弁
９３  流量計
Ｐ  循環ポンプ（標準透過率液製造手段）
Ｆ  保安フィルター（標準透過率液製造手段）
ＡＣ  活性炭フィルター（標準透過率液製造手段）
ＭＦ  中空糸フィルター（標準透過率液製造手段）
Ｓ  透過率測定部
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５  電磁弁
Ｖ６  手動弁
１０  ケース
１１  チャンバー
１３  受光部
１５  発光部
１７，１９  導光体
２１  基準ランプ
２３  ワイパー（ワイパー機構）
２５  アーム（ワイパー機構）
２７  スクリューネジ（ワイパー機構）
２９  モータ（ワイパー機構）
３１  制御部
３３  警報部
１２５  ドレイン配管
８０´  紫外線殺菌装置
【図１】
0003920504.tif 000002
【図２】
0003920504.tif 000003
【図３】
0003920504.tif 000004
【図４】
0003920504.tif 000005
【図５】
0003920504.tif 000006
【図６】
0003920504.tif 000007