(57)【要約】 【課題】  施設や設備等に導入後の紫外線照射装置の紫外線照射性能を確認することが可能な、紫外線照射装置の性能確認方法等を提供する。【解決手段】  実施形態によれば、紫外線照射装置１の性能確認の方法が提供される。この方法は、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水Ｗ１に対して基準紫外線照射装置５による紫外線照射を行い、得られた紫外線照射前と後の物質濃度を用いて前記被処理水に固有の前記物質の反応速度係数を算出する工程と、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水Ｗ１に対して紫外線照射装置１による紫外線照射を行い、得られた紫外線照射前と後の物質濃度と前記反応速度係数とを用いて紫外線照射装置１の体積平均照度を算出する工程とを含む。【選択図】図１
2017083183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に対して基準紫外線照射装置による紫外線照射を行い、得られた紫外線照射前と後の前記物質の濃度を用いて前記被処理水に固有の前記物質の反応速度係数を算出する工程と、
紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に対して紫外線照射装置による紫外線照射を行い、得られた紫外線照射前と後の前記物質の濃度と前記反応速度係数とを用いて前記紫外線照射装置の体積平均照度を算出する工程と
を含む、紫外線照射装置の性能確認の方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法で用いられる基準紫外線照射装置。
【請求項３】
紫外線照射装置と、
基準紫外線照射装置と、
前記紫外線照射装置及び前記基準紫外線照射装置に、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水を供給する供給部と、
前記基準紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度と、前記紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度とを測定する濃度測定部とを含み、
前記基準紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度を用いて前記被処理水に固有の前記物質の反応速度係数を算出し、
前記反応速度係数と、前記紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度とを用いて前記紫外線照射装置の体積平均照度を算出する、紫外線照射装置システム。
【請求項４】
紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に紫外線照射を施す紫外線照射装置の性能確認のための基準紫外線照射装置システムであって、
基準紫外線照射装置と、
基準紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度を用いて前記被処理水に固有の前記物質の反応速度係数を算出し、前記反応速度係数と、前記紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度とを用いて前記紫外線照射装置の体積平均照度を算出する演算部と
を含む、基準紫外線照射装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、紫外線照射装置の性能確認方法、基準紫外線照射装置、紫外線照射装置システム及び基準紫外線照射装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線照射装置の導入には、紫外線照射性能の妥当性確認（バリデーション）の実施が必要不可欠である。日本では、水道技術研究センター（ＪＷＲＣ）の設置認定制度において、装置メーカによるオフサイトバリデーションの実施が義務付けられている。一方海外では、浄水場において原水に大腸菌ファージＭＳ２等を投入し、不活化率から換算紫外線照射量ＲＥＤを実測する所謂オンサイトバリデーションが実施されることも珍しくない。
【０００３】
しかしながら、これらのバリデーション手法は何れも供用開始前の実施を前提とした指標微生物通水試験であるため、紫外線装置導入後には適用することができない。実際に紫外線照射装置を導入した浄水場においては、原水紫外透過率の変動、紫外線ランプやランプスリーブ、紫外線強度計や強度計受光窓の汚染劣化等、様々な要因により実際の紫外線照射性能は日常的に変化するため、導入後の任意のタイミングにおいて紫外線照射性能を直接的に実測できるオンサイトバリデーション手法の確立が要望されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Kenichiro Deguchi,Satoshi Yamaguchi,Hiroshi Ishida,UV-disinfection Reactor Validation by Computational Fluid Dynamics and Relation to Biodosimetry and Actinometry,Jounal of Water and Environment Technology, Vol.3, No.1, 2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、施設や設備等に導入後の紫外線照射装置の紫外線照射性能を確認することが可能な、紫外線照射装置の性能確認方法、基準紫外線照射装置、紫外線照射装置システム及び基準紫外線照射装置システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に対して基準紫外線照射装置による紫外線照射を行い、得られた紫外線照射前と後の前記物質の濃度を用いて前記被処理水に固有の前記物質の反応速度係数を算出する工程と、
紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に対して紫外線照射装置による紫外線照射を行い、得られた紫外線照射前と後の前記物質の濃度と前記反応速度係数とを用いて前記紫外線照射装置の体積平均照度を算出する工程と
を含む、紫外線照射装置の性能確認の方法が提供される。
【０００７】
また、実施形態によれば、前述の方法で用いられる基準紫外線照射装置が提供される。
【０００８】
実施形態によれば、紫外線照射装置と、
基準紫外線照射装置と、
前記紫外線照射装置及び前記基準紫外線照射装置に、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水を供給する供給部と、
前記基準紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度と、前記紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度とを測定する濃度測定部とを含み、
前記基準紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度を用いて前記被処理水に固有の前記物質の反応速度係数を算出し、
前記反応速度係数と、前記紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度とを用いて前記紫外線照射装置の体積平均照度を算出する、紫外線照射装置システムが提供される。
【０００９】
実施形態によれば、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に紫外線照射を施す紫外線照射装置の性能確認のための基準紫外線照射装置システムであって、
基準紫外線照射装置と、
基準紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度を用いて前記被処理水に固有の前記物質の反応速度係数を算出し、前記反応速度係数と、前記紫外線照射装置による紫外線照射前と後の前記物質の濃度とを用いて前記紫外線照射装置の体積平均照度を算出する演算部と
を含む、基準紫外線照射装置システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
実施形態によれば、施設や設備等に導入後の紫外線照射装置の紫外線照射性能を確認することが可能な、紫外線照射装置の性能確認方法、基準紫外線照射装置、紫外線照射装置システム及び基準紫外線照射装置システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のシステムを示すブロック図。
【図２】実施形態のシステムにおける体積平均照度の算出過程を示すフローチャート。
【図３】実施例における基準紫外線照射装置での残留塩素分解試験における紫外線吸収量と−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）との関係を示すグラフ。
【図４】実施例における基準紫外線照射装置でのウリジン分解試験における滞留時間と−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
実施形態の紫外線照射装置の性能確認の方法は、以下の第１〜第２の工程を含む。
【００１４】
第１の工程では、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に対し、基準紫外線照射装置による紫外線照射を施す。これにより、紫外線照射前の被処理水中の前述の物質の濃度（以下、基準濃度Ｃ０とする）と、紫外線照射後の処理水中の物質濃度（以下、基準濃度Ｃとする）を得る。基準濃度Ｃ０と基準濃度Ｃに基づき、被処理水に固有の物質の反応速度係数を算出する。
【００１５】
第２の工程では、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に対し、紫外線照射装置による紫外線照射を施す。これにより、紫外線照射前の被処理水中の前述の物質の濃度（以下、濃度Ｃ０とする）と、紫外線照射後の処理水中の物質濃度（以下、濃度Ｃとする）を得る。濃度Ｃ０、濃度Ｃ及び第１の工程で得た反応速度係数に基づき、紫外線照射装置の体積平均照度を算出する。
【００１６】
第１の工程で用いる基準紫外線照射装置は、紫外線照射性能（紫外線ランプ出力、紫外線ランプのスリーブの紫外線透過率等）が既知のものである。基準紫外線照射装置の紫外線照射性能は、例えば、指標微生物通水試験、化学線量計試験等により確認され得る。紫外線照射性能が既知の基準紫外線照射装置において、被処理水の紫外線吸収量と、−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）との間には一次反応速度式の関係が成立し得る。得られた一次反応速度式の傾きは、被処理水に固有の物質の反応速度係数である。実機である紫外線照射装置により処理される被処理水には、当該物質以外の他の成分が含まれており、被処理水の当該物質についての反応速度係数は他の成分の影響を受けている。そのため、第１の工程で得られた反応速度係数は、他成分の影響を含んだ、被処理水固有の反応速度係数である。
【００１７】
第２の工程で、紫外線照射性能の確認が必要な紫外線照射装置を用い、紫外線により分解又は化学変化の可能な物質を含む被処理水に対して紫外線照射を行い、濃度Ｃ０及び濃度Ｃを得る。得られた濃度Ｃ０及び濃度Ｃから求めた−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）と、また、第１の工程で得た被処理水固有の物質反応速度係数を用いて、紫外線照射装置における被処理水の紫外線吸収量を算出する。ここで、濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上の場合、撹拌効率を１とみなすことができる。撹拌効率が１の条件の下では、装置の形状による影響を無視することができる。そのため、紫外線照射装置において、撹拌効率が１の条件の下、被処理水の紫外線吸収量、滞留時間及びＵＶ吸光度を用いて算出した体積平均照度は、装置の形状変化の影響を受けないものであるため、信頼性の高いものである。
【００１８】
このような性能確認方法によると、測定誤差を少なくすることができると共に、操作を簡略化することができる。また、紫外線照射装置に指標微生物を導入する必要がないため、浄水場等の施設や設備に導入後の紫外線照射装置の性能を確認することが可能である。
【００１９】
非特許文献１は、化学線量計として残留塩素を用い、紫外線照射で分解した残留塩素量から逆算して紫外線照射量を算出する方法を開示する。この方法によると、残留塩素が可視光で分解する性質を有していること、また、残留塩素の空気中での安定性が低いため、紫外線以外の影響で分解した量が測定値に含まれてしまうため、測定誤差が本願の方法よりも大きくなる。また、この方法は実験室的手法のため、実用性に乏しく、浄水場等の施設で実施するためには、この方法を実施するための専用設備が必要となる。
【００２０】
本願の性能確認方法によると、装置形状の影響を受けない撹拌効率が１の条件の下で、紫外線照射装置による紫外線照射で得た測定値と、紫外線照射性能が既知の基準紫外線照射装置における被処理水に固有の物質の反応速度係数とを用いて紫外線照射装置の体積平均照度を求めているため、紫外線以外の要因による分解量の影響を少なくすることができ、測定誤差を小さくすることができる。また、紫外線照射装置と同じ条件で、基準紫外線照射装置の紫外線照射を実施することが可能であれば、この方法を実施することができるため、性能確認方法を簡略化することができる。
【００２１】
以下、本願の方法を、図１〜図２を参照して説明する。
【００２２】
紫外線照射装置システム１００は、設置紫外線照射装置１と、オンサイトバリデーションシステム２とを備える。
【００２３】
設置紫外線照射装置１は、紫外線照射性能の確認が必要な装置である。設置紫外線照射装置１は、紫外線ランプ３と、紫外線強度計４とを含むものである。
【００２４】
オンサイトバリデーションシステム２は、基準紫外線照射装置５と、試薬貯蔵部としての薬注タンク６と、第１の残留塩素濃度計７と、第２の残留塩素濃度計８と、第３の残留塩素濃度計９と、演算部１０と、制御部１１と、表示部１２と、ＵＶ吸光度計（紫外線吸光度計）２３を含む。基準紫外線照射装置５は、紫外線ランプ１３と、紫外線強度計１４とを含むものである。第１〜第３の残留塩素濃度計７〜９により、濃度測定部が構成される。
【００２５】
ポンプ１５は、被処理水Ｗ１を設置紫外線照射装置１及び基準紫外線照射装置５に供給するための供給部である。この供給流路には、第１のサンプリングバルブ１６（例えば蛇口）が設けられており、この供給流路は、第１のサンプリングバルブ１６で二股に分岐している。第１のサンプリングバルブ１６の切り替えにより、被処理水Ｗ１の供給先を設置紫外線照射装置１又は基準紫外線照射装置５に設定している。第１の流量計１７は、ポンプ１５の吐出側に接続されている。また、第２の流量計１８は、第１のサンプリングバルブ１６と設置紫外線照射装置１の間の流路に設けられている。
【００２６】
第１のサンプリングバルブ１６から基準紫外線照射装置５に被処理水Ｗ１を供給するための流路には、流量調整バルブ１９、第１の残留塩素濃度計７及び第３の流量計２０が設けられている。流量調整バルブ１９は、被処理水Ｗ１の流量を調整するためのものである。流量の制御は、例えば、制御部１１により行われる。第１の残留塩素濃度計７は、流量調整バルブ１９と第３の流量計２０の間の流路に接続されている。また、第１の残留塩素濃度計７は、第２の流量計１８にも接続されている。第１の残留塩素濃度計７は、設置紫外線照射装置１及び基準紫外線照射装置５それぞれに供給される被処理水Ｗ１の残留塩素濃度を計測する。測定された残留塩素濃度と、第２の流量計１８、第３の流量計２０及び紫外線強度計４，１４それぞれの出力値は、演算部１０に送信される。
【００２７】
薬注タンク６には、被処理水Ｗ１に供給される試薬が収容される。図１の例では、試薬に、次亜塩素酸（例えば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム）及び／または次亜塩素酸イオンが使用される。試薬の種類は、これに限らず、特定波長、導電率、酸化還元電位、ｐＨなど、濃度との相関を示し迅速に測定可能な方法による濃度測定が可能で、かつ紫外線により分解または化学変化が生じる物質であれば良く、例えば、紫外線により分解または化学変化が生じる酸化剤等を挙げることができる。酸化剤は、酸化還元電位を利用しての濃度測定が容易なため、好適である。紫外線により分解または化学変化が生じる酸化剤の例には、溶存オゾン、過酸化水素、クロラミン（例えばモノクロラミン）、二酸化塩素、亜鉛素酸、過硫酸、過酢酸が含まれる。酸化剤以外で、紫外線により分解または化学変化が生じる試薬の例に、ヨウ素/ヨウ素酸溶液、シュウ酸鉄塩水溶液、ウリジン、蛍光増白剤が含まれる。残留塩素（次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン）は、経口摂取しても無害であり浄水場等で容易に使用可能なため、好ましい。なお、使用する試薬の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
【００２８】
薬注タンク６内の試薬は、被処理水Ｗ１に供給される。薬注タンク６から被処理水Ｗ１までの試薬供給流路に、試薬供給部としての薬注ポンプ２１が設けられている。薬注ポンプ２１により、試薬の供給が制御されている。なお、被処理水Ｗ１の残留塩素濃度が０．５〜５ｍｇ／Ｌ程度ある場合、試薬貯蔵部と試薬供給部（例えば、薬注タンク６及び薬注ポンプ２１）を省略可能である。
【００２９】
設置紫外線照射装置１の処理水Ｗ２の出口に、サンプリングバルブ２２（例えば蛇口）が設けられている。サンプリングバルブ２２により採取された処理水Ｗ２は、第２の残留塩素濃度計８に供給される。また、基準紫外線照射装置５から処理水Ｗ３を排出する出口に、ＵＶ吸光度計２３及び第３の残留塩素濃度計９が接続されている。第２の残留塩素濃度計８、第３の残留塩素濃度計９及びＵＶ吸光度計２３の出力値は、演算部１０に送信される。
【００３０】
演算部１０には、紫外線強度計４，１４の計測値、第１〜第３残留塩素濃度計７〜９の計測値、第２，第３の流量計１８,２０及びＵＶ吸光度計２３の計測値が入力され、これらの入力値を用いて、濃度比（Ｃ／Ｃ０）、−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）、紫外線吸収量、反応速度係数、体積平均照度等の必要な演算がなされる。演算結果は、デジタル値に変換される。演算部１０には、例えば、測定値（アナログ値）をデジタル値に変換する演算回路が使用される。演算部１０での演算結果は、デジタル信号として制御部１１及び表示部１２に送信される。
【００３１】
制御部１１は、紫外線強度計４，１４、第１〜第３の残留塩素濃度計７〜９、第３の流量計２０による計測を制御して自動計測を行い、（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件に流量調整バルブ１９及び基準紫外線照射装置５の紫外線ランプ１３を調整している。制御部１１には、例えば制御回路が用いられる。
【００３２】
以上説明した構成の紫外線照射装置システム１００を用いた、紫外線照射装置の紫外線照射性能の確認方法を説明する。図２は、第１の工程及び第２の工程における体積平均照度の算出過程を示すフローチャートである。
（第１の工程）
まず、基準紫外線照射装置５の紫外線照射性能を指標微生物通水試験、化学線量計試験等により確認する。このようにして紫外線照射性能が既知となった基準紫外線照射装置５を用いて紫外線照射による塩素分解試験を実施する。被処理水Ｗ１には、設置紫外線照射装置１に通水されるのと同成分のものを使用する。被処理水Ｗ１には、通常、指標物質以外の成分が含まれており、これらによる影響を基準紫外線照射装置５と設置紫外線照射装置１で同じに揃えることにより、これらの影響度が同一の被処理水Ｗ１中における反応速度係数KHCHO（残留塩素をＨＣｌＯとみなした反応速度係数）を用いて演算を行うためである。塩素分解試験の条件は、測定誤差を小さくするため、被処理水以外の条件についても、設置紫外線照射装置１と条件を同じにすることが望ましい。
（紫外線照射なしでのブランク処理水の計測）図２の工程３０
薬注タンク６からの試薬供給なしで、残留塩素濃度が既知の被処理水Ｗ１（例えば水道水の原水）をポンプ１５から第１のサンプリングバルブ１６に供給し、第１のサンプリングバルブ１６から流量調整バルブ１９に供給する。紫外線ランプ１３をオフにしたままの基準紫外線照射装置５に流量調整バルブ１９から被処理水Ｗ１を供給する。基準紫外線照射装置５の入口において、第１の残留塩素濃度計７による被処理水Ｗ１の残留塩素濃度Ｃ０の計測、第３の流量計２０での被処理水Ｗ１の流量の計測が行われる。また、基準紫外線照射装置５の出口において、ＵＶ吸光度計２３による紫外線吸光係数の計測と、第３の残留塩素濃度計９による処理水Ｗ３の残留塩素濃度Ｃの計測が行われる。得られた計測値は演算部１０に送信される。
（紫外線照射ありでのブランク処理水の計測）図２の工程３１
薬注タンク６からの試薬供給なしで、残留塩素濃度が既知の被処理水Ｗ１（例えば水道水の原水）をポンプ１５から第１のサンプリングバルブ１６に供給し、第１のサンプリングバルブ１６から流量調整バルブ１９に供給する。紫外線ランプ１３がオンの状態の基準紫外線照射装置５に流量調整バルブ１９から被処理水Ｗ１を供給する。照射される紫外線の強度を紫外線強度計１４で測定する。基準紫外線照射装置５の入口において、第１の残留塩素濃度計７による被処理水Ｗ１の残留塩素濃度Ｃ０の計測、第３の流量計２０での被処理水Ｗ１の流量の計測が行われる。また、基準紫外線照射装置５の出口において、ＵＶ吸光度計２３による紫外線吸光係数の計測と、第３の残留塩素濃度計９による処理水Ｗ３の残留塩素濃度Ｃの計測が行われる。得られた計測値は演算部１０に送信される。
（紫外線照射なしでの試薬供給済み被処理水の計測）図２の工程３２
薬注タンク６内の次亜塩素酸を薬注ポンプ２１により被処理水Ｗ１（例えば水道水の原水）に供給し、被処理水Ｗ１の残留塩素濃度を所望の値に設定する。次いで、被処理水Ｗ１をポンプ１５から第１のサンプリングバルブ１６に供給し、第１のサンプリングバルブ１６から流量調整バルブ１９に供給する。紫外線ランプ１３をオフにしたままの基準紫外線照射装置５に流量調整バルブ１９から被処理水Ｗ１を供給する。基準紫外線照射装置５の入口において、第１の残留塩素濃度計７による被処理水Ｗ１の残留塩素濃度Ｃ０の計測、第３の流量計２０での被処理水Ｗ１の流量の計測が行われる。また、基準紫外線照射装置５の出口において、ＵＶ吸光度計２３による紫外線吸光係数の計測と、第３の残留塩素濃度計９による処理水Ｗ３の残留塩素濃度Ｃの計測が行われる。得られた計測値は演算部１０に送信される。
（紫外線照射ありでの試薬供給済み被処理水の計測）図２の工程３３
薬注タンク６内の次亜塩素酸を薬注ポンプ２１により被処理水Ｗ１（例えば水道水の原水）に供給し、被処理水Ｗ１の残留塩素濃度を工程３２の場合と同じ値に設定する。被処理水Ｗ１をポンプ１５から第１のサンプリングバルブ１６に供給し、第１のサンプリングバルブ１６から流量調整バルブ１９に供給する。紫外線ランプ１３がオンの状態の基準紫外線照射装置５に流量調整バルブ１９から被処理水Ｗ１を供給する。照射される紫外線の強度を紫外線強度計１４で測定する。基準紫外線照射装置５の入口において、第１の残留塩素濃度計７による被処理水Ｗ１の残留塩素濃度Ｃ０の計測、第３の流量計２０での被処理水Ｗ１の流量の計測が行われる。また、基準紫外線照射装置５の出口において、ＵＶ吸光度計２３による紫外線吸光係数の計測と、第３の残留塩素濃度計９による処理水Ｗ３の残留塩素濃度Ｃの計測が行われる。得られた計測値は演算部１０に送信される。
【００３３】
演算部１０において、工程３０（ＵＶ照射なし、試薬供給なし）で得られた計測値と、工程３１（ＵＶ照射あり、試薬供給なし）で得られた計測値とを比較し、残留塩素以外の他成分の紫外線照射による影響を確認する。影響が無視できない程に大きい場合、工程３４で反応速度係数を算出する際に補正を行う。また、工程３２（ＵＶ照射なし、試薬供給あり）で得られた計測値と、工程３３（ＵＶ照射あり、試薬供給あり）で得られた計測値とを比較し、ＵＶ照射以外の要因による影響を確認する。影響が無視できない程に大きい場合、工程３４で反応速度係数を算出する際に補正を行う。
【００３４】
工程３０〜３３それぞれを、被処理水Ｗ１の流量及び／又は紫外線強度を変化させて行う。それにより、工程３３における濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件を決定する。
【００３５】
濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上の場合、演算部１０において、第３の流量計２０の測定流量毎に、−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）を算出する。被処理水Ｗ１の流量から被処理水Ｗ１の滞留時間（sec）を算出し、滞留時間（sec）と−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）との関係を求める。
【００３６】
次いで、演算部１０において、下記（１）式から次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の紫外線吸収量Ｅ（μＷｓｅｃ／ｃｍ３）を算出する。
【００３７】
【数１】
2017083183.tif 000003
【００３８】
（１）式において、２．３０３はｌｎ１０を示し、αHCLOは波長２５４ｎｍでの次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の吸光度（ｃｍ−１）、Ｉは体積平均照度（μＷ／ｃｍ２）、Ｔは被処理水Ｗ１の滞留時間（sec）、βは攪拌効率である。αHClOは式（Ａ）式により算出する。
【００３９】
【数２】
2017083183.tif 000004
【００４０】
（Ａ）式において、εＨＣｌＯは次亜塩素酸のモル吸光係数（Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ−1）である。
【００４１】
体積平均照度Ｉは、装置の各ポイントにおける紫外線強度を非特許文献１に記載の明畠（ＡＫＥＨＡＴＡ）の式（下記（２）式に示す）から算出し、その合計量（積分値）を装置の体積で除することにより得られ、例えば点光源合計法（PSS:Point source summation method,  非特許文献１の80頁10行目参照）を用いて算出される。被処理水の吸光度αは、ＵＶ吸光度計２３による計測値により求め、式（２）のεLの値として使用する。
【００４２】
【数３】
2017083183.tif 000005
【００４３】
（Ｃ／Ｃ０）の値が０．９以上では、撹拌効率β≒１とみなすことができる（非特許文献１）。そのため、基準装置における塩素分解試験から得られるグラフ（横軸が紫外線吸収量Ｅ（μＷｓｅｃ／ｃｍ３）、縦軸が−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０））の傾きとして、装置形状の影響を受けない被処理水Ｗ１におけるＨＣｌＯ分解速度係数KHClOを得ることができる。（図２の工程３４）。ここで、分解速度係数KHClOは、残留塩素をＨＣｌＯとみなして算出した値である。
【００４４】
得られた基準紫外線照射装置５の分解速度係数は、制御部１１及び表示部１２それぞれに入力される。
（第２の工程）
設置紫外線照射装置１に対して、塩素分解試験を実施する。薬注タンク６内の次亜塩素酸を薬注ポンプ２１により被処理水Ｗ１（例えば水道水の原水）に供給し、被処理水Ｗ１の残留塩素濃度を工程３３と同様な値に設定する。被処理水Ｗ１をポンプ１５から第１のサンプリングバルブ１６に供給し、第１のサンプリングバルブ１６から設置紫外線照射装置１に供給する。被処理水Ｗ１の流量は第２の流量計１８で測定され、また被処理水Ｗ１の残留塩素濃度Ｃ０は第１の残留塩素濃度計７で測定される（図２の工程３５）。得られた計測値は演算部１０に送信される。設置紫外線照射装置１に供給された被処理水Ｗ１に、紫外線ランプ３から紫外線が照射される。照射される紫外線の強度は紫外線強度計４で測定され（図２の工程３６）、得られた計測値は演算部１０に送信される。紫外線照射後の処理水Ｗ２の残留塩素濃度Ｃは、設置紫外線照射装置１の出口において第２の残留塩素濃度計８により計測され（図２の工程３７）、得られた計測値は演算部１０に送信される。このような塩素分解試験を、被処理水Ｗ１の流量及び紫外線強度を変化させて行うことにより、濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件を決定する。
【００４５】
濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上の場合、演算部１０において、濃度Ｃ、濃度Ｃ０、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の吸光度αHClOを求める。また、第１の工程で説明した通り、濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上の場合、ＨＣｌＯ分解速度係数ＫＨＣｌＯと紫外線吸収量Ｅと−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）との間には、以下の（３）式が成立する。
【００４６】
【数４】
2017083183.tif 000006
【００４７】
第１の工程で得たＫＨＣｌＯと、第２の工程で得た−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）を（３）式に代入して紫外線吸収量Ｅを得る。
【００４８】
被処理水Ｗ１の流量（第２の流量計１８の計測値）から被処理水Ｗ１の滞留時間（sec）を算出する。
【００４９】
前述の（１）式を変形して、以下の（４）式を得る。
【００５０】
【数５】
2017083183.tif 000007
【００５１】
濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上であるため、撹拌効率β≒１とみなすことができる。撹拌効率βを１とし、第２の工程で算出した値から（４）式の左辺を算出する。算出値を縦軸に、滞留時間Ｔを横軸にしたグラフの傾きとして、設置紫外線照射装置１の体積平均照度（ｍＷ／ｃｍ２）を得る（図２の工程３７）。
【００５２】
図１に示す紫外線照射装置システム１００において、オンサイトバリデーションシステム２を設置紫外線照射装置１に常時接続して紫外線照射性能の確認を常時行うことが可能である。あるいは、性能確認が必要な時のみオンサイトバリデーションシステム２を設置紫外線照射装置１に接続することも可能である。この場合、基準紫外線照射装置５及び演算部１０を含む基準紫外線照射装置システムを、必要な時に設置紫外線照射装置１に接続することで実施可能である。
【００５３】
図１に示す紫外線照射装置システム１００では、制御部１１が、紫外線強度計４，１４、第１〜第３の残留塩素濃度計７〜９、第３の流量計２０、ＵＶ吸光度計２３による計測を制御して自動計測を行い、（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件に流量調整バルブ１９及び基準紫外線照射装置５の紫外線ランプ１３を調整している。オンサイトバリデーションシステム２の例は、これに限られず、手動計測でも良い。その場合、測定者がサンプリングと、紫外線強度計４，１４、第１〜第３の残留塩素濃度計７〜９、第３の流量計２０、ＵＶ吸光度計２３による計測とを手動で行い、（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件に流量調整バルブ１９及び基準紫外線照射装置５の紫外線ランプ１３を手動で調整し、必要な演算を行うと良い。
【００５４】
また、図１のシステム及び図２に示す方法では、ＵＶ吸光度計２３を用いる例を説明したが、ＵＶ吸光度計２３を省略することも可能である。ＵＶ吸光度計２３を省略する場合、処理水の吸光度が変化しても体積平均照度が正確に算出できるように紫外線強度計の設置方法を最適化しておくことが望ましい。
【００５５】
図１のシステム及び図２に示す方法では、残留塩素の濃度を測定するために残留塩素濃度計を使用したが、これに限定されるものではなく、使用する濃度計は試薬の種類に応じて変更される。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を図面を参照して詳細に説明する。
（１）基準紫外線照射装置及び設置紫外線照射装置について
基準紫外線照射装置及び設置紫外線照射装置の主な仕様を下記表１に示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
（２）基準紫外線照射装置による水道水中の残留塩素の紫外線分解速度の測定
基準紫外線照射装置を使用して、被処理水として春日部市水道水を通水し、所定流量毎に装置入口及び出口よりサンプリングを行い、紫外線照射前の水道水中の残留塩素濃度Ｃ０及び紫外線照射後の水道水中の残留塩素濃度Ｃを測定した。また、装置出口において、被処理水の吸光度αをＵＶ吸光度計によって計測した。このような塩素分解試験を、水道水の流量及び紫外線強度を変化させて行うことにより、濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件を決定した。
【００５９】
濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上において、流量計の測定流量毎に、−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）を算出した。被処理水Ｗ１の流量から被処理水Ｗ１の滞留時間（sec）を算出した。
【００６０】
得られた計測値を用いて前述の（１）式に基づき、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の紫外線吸収量Ｅ（μＷｓｅｃ／ｃｍ３）を算出した。なお、（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上であるため、撹拌効率βを１とみなした。また、（１）式の体積平均照度Ｉには、点光源合計法を用いて（２）式から算出した値を使用した。算出した紫外線吸収量Ｅ（μＷｓｅｃ／ｃｍ３）を横軸に、−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）を縦軸にプロットして得られた直線を図３に示す。図３に示す直線の傾きとしてＨＣｌＯ分解速度係数KHClOを得た。得られた分解速度係数KHClOは、装置形状による影響を受けない、被処理水固有のＨＣｌＯ分解速度係数として取り扱うことができる。ここで、分解速度係数KHClOは、残留塩素をＨＣｌＯとみなして算出した値である。
（３）設置紫外線照射装置による水道水中の残留塩素の紫外線分解速度の測定
表１に示す使用の設置紫外線照射装置を使用して、基準装置と同様に被処理水として春日部市水道水を通水し、所定流量毎に装置入口及び出口よりサンプリングを行い、紫外線照射前の水道水中の残留塩素濃度Ｃ０及び水道水中の紫外線照射後の残留塩素濃度Ｃを測定した。このような塩素分解試験を、水道水の流量及び紫外線強度を変化させて行うことにより、濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件を決定した。濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上となる条件における−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）を算出した。
【００６１】
濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上において、濃度Ｃ、濃度Ｃ０、次亜塩素酸のモル吸光係数から被処理水中の残留塩素を全て次亜塩素酸であるとみなして波長２５４ｎｍでの次亜塩素酸の吸光度（ｃｍ−１）αHClOを求めた。また、（２）の工程で得たＫＨＣｌＯと、（３）の本工程で得た−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）を（３）式に代入して紫外線吸収量Ｅを得た。被処理水Ｗ１の流量から被処理水Ｗ１の滞留時間（sec）を算出した。
【００６２】
濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上であるため、撹拌効率β≒１とみなすことができる。撹拌効率βを１とし、（３）の本工程で算出した値から（４）式の左辺を算出した。算出値を縦軸に、滞留時間Ｔを横軸にしたグラフの傾きとして、設置紫外線照射装置１の体積平均照度（ｍＷ／ｃｍ２）を得た。設置紫外線照射装置１の体積平均照度は、２５．５（ｍＷ／ｃｍ２）であった。
【００６３】
得られた設置紫外線照射装置１の体積平均照度を、（２）式で表される明畠の式を用いて点光源合計法により算出した体積平均照度Ｉ明畠と比較したところ、設置紫外線照射装置１の体積平均照度が体積平均照度Ｉ明畠よりも大きくなり、実施例の方法の有用性を確認できた。被処理水のＨＣｌＯ分解速度係数は、残留塩素以外の成分の影響を受けているため、被処理水毎に変動し得る。実施例では、設置紫外線照射装置における被処理水固有の分解速度係数を、性能が既知の基準紫外線照射装置により求める。得られた分解速度係数と、設置紫外線照射装置において濃度比（Ｃ／Ｃ０）が０．９以上で撹拌効率≒１とみなせる条件の下で行われた塩素分解試験結果から設置紫外線照射装置の体積平均照度を得る。そのため、得られた体積平均照度は、装置形状によらない信頼性が高いものである。
【００６４】
前述のシステム及び方法では、基準紫外線照射装置５の体積平均照度Ｉに明畠の式から算出した理論値を使用したが、これに限定されるものではなく、例えば、化学線量計に基づいて算出することが可能である。この算出方法を以下に説明する。
【００６５】
化学線量計にウリジンを用い、ウリジンの基準紫外線照射装置５による紫外線照射での分解試験結果を用いて以下の（５）式から、基準紫外線照射装置５の体積平均照度Ｉａｖ（ｍＷ／ｃｍ２）が得られる。
【００６６】
【数６】
2017083183.tif 000009
【００６７】
（５）式において、ｔ９０はウリジンが初期値から９０％壊変するのに要する時間（sec）、Ｑは波長２５３．７ｎｍでの量子エネルギー（Ｊ／ｍｏｌ）、εはウリジンのモル吸光係数（Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ−1）、φａｂｂ．は同壊変に要する量子効率である。
【００６８】
ここで、ｔ９０は基準紫外線照射装置５において、ウリジンの紫外線照射による分解試験を実施し、その実験結果から被処理水の滞留時間（sec）と−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）の関係を求めることにより得られる。このとき、ウリジンの濃度は２６２ｎｍの吸光度と比例関係にあるため、濃度の代わりに吸光度を用いることができる。ここで、濃度Ｃ０は紫外線照射前の被処理水中のウリジン濃度、濃度Ｃは紫外線照射後の被処理水中のウリジン濃度である。
【００６９】
被処理水の滞留時間（sec）を横軸に、−ｌｎ（Ｃ／Ｃ０）の値を縦軸としてグラフにプロットし、原点を０とした線形近似式として下記（６）式を得る。下記（６）式のグラフを図４に示す。
【００７０】
【数７】
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【００７１】
このとき，ウリジンが９０％壊変するのに要する時間ｔ９０は、（６）式に（Ｃ／Ｃ０）＝０．１を代入すると得られ、ｔ９０＝５２６ｓｅｃとなる。得られたｔ９０を（５）式に代入し、基準装置の体積平均照度Ｉａｖ＝５．６１ｍＷ／ｃｍ２を得る。
【００７２】
（５）式から算出される体積平均照度Ｉａｖは、明畠の式から算出した理論値の検証への使用が期待できる。
【符号の説明】
【００７３】
１…設置紫外線照射装置、２…オンサイトバリデーションシステム、３，１３…紫外線ランプ、４，１４…紫外線強度計、５…基準紫外線照射装置、６…薬注タンク、７〜９…第１〜第３の残留塩素濃度計、１０…演算部、１１…制御部、１２…表示部、１５…ポンプ、１６，２２…第１〜第２のサンプリングバルブ、１７，１８，２０…第１〜第３の流量計、１９…流量調整バルブ、２１…薬注ポンプ、２３…ＵＶ吸光度計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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