JP2000185280A - 紫外線殺菌方法及び殺菌装置 - Google Patents
紫外線殺菌方法及び殺菌装置Info
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- JP2000185280A JP2000185280A JP10364113A JP36411398A JP2000185280A JP 2000185280 A JP2000185280 A JP 2000185280A JP 10364113 A JP10364113 A JP 10364113A JP 36411398 A JP36411398 A JP 36411398A JP 2000185280 A JP2000185280 A JP 2000185280A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水中に存在する病原性微生物などの微生物類
を確実且つ効率的に殺菌する紫外線殺菌方法及び殺菌装
置を提供すること。 【解決手段】 被処理液中の微生物類に紫外線を照射す
る紫外線照射手段２ａを備えた反応装置１と、被処理液
の濁質濃度を計測する手段３と、被処理液の反応装置内
滞留時間を調節する手段４と、被処理液の濁質を計測す
る手段３からの出力信号１１を演算処理して、被処理液
の反応装置内滞留時間を調節する手段４に信号１２を出
力する制御手段５ａとを有する紫外線殺菌装置１０ａを
用いて、被処理液中の濁質濃度に応じて、紫外線照射量
を制御することにより被処理液中の病原性微生物を殺菌
する。
を確実且つ効率的に殺菌する紫外線殺菌方法及び殺菌装
置を提供すること。 【解決手段】 被処理液中の微生物類に紫外線を照射す
る紫外線照射手段２ａを備えた反応装置１と、被処理液
の濁質濃度を計測する手段３と、被処理液の反応装置内
滞留時間を調節する手段４と、被処理液の濁質を計測す
る手段３からの出力信号１１を演算処理して、被処理液
の反応装置内滞留時間を調節する手段４に信号１２を出
力する制御手段５ａとを有する紫外線殺菌装置１０ａを
用いて、被処理液中の濁質濃度に応じて、紫外線照射量
を制御することにより被処理液中の病原性微生物を殺菌
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中の微生物類、
特に病原性微生物の確実且つ効率的な紫外線殺菌方法及
び殺菌装置に関するものである。
特に病原性微生物の確実且つ効率的な紫外線殺菌方法及
び殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】飲料水は、種々の病原性微生物を殺菌又
は不活性化（なお、微生物学の分野においては、「殺
菌」も「不活性化」も同義である）して安全な水にする
ために、通常、塩素殺菌処理が行われている。塩素殺菌
処理は、大腸菌や一般細菌などの細菌類の殺菌には、非
常に有効で、低濃度の塩素でこれら細菌類をほぼ完全に
死滅させることができる。
は不活性化（なお、微生物学の分野においては、「殺
菌」も「不活性化」も同義である）して安全な水にする
ために、通常、塩素殺菌処理が行われている。塩素殺菌
処理は、大腸菌や一般細菌などの細菌類の殺菌には、非
常に有効で、低濃度の塩素でこれら細菌類をほぼ完全に
死滅させることができる。
【０００３】ところで、近年、塩素殺菌処理では死滅し
ない病原性微生物、又は感染性微生物、特に寄生虫卵の
存在が注目を集めている。例えば、クリプトスポリジウ
ムのオーシスト（Cryptosporidium oocyst) 、ジアルジ
アのシスト(Giardia cyst)、エキノコックスのシスト(E
chinococcus cyst) 、サイクロスポーラのオーシスト(C
yclospora oocyst) 等が、集団感染症状を引き起こす病
原性微生物として認識されている。これらは、飲料水か
ら除去すべきものとされているが、これらの寄生虫卵
は、殻が強固であるために、塩素殺菌処理に対して耐性
を有し、しかも数カ月にわたり感染力を保持したまま水
中に存在するというような、飲料水の安全性の点から看
過できない、しかも除去し難い微生物である。
ない病原性微生物、又は感染性微生物、特に寄生虫卵の
存在が注目を集めている。例えば、クリプトスポリジウ
ムのオーシスト（Cryptosporidium oocyst) 、ジアルジ
アのシスト(Giardia cyst)、エキノコックスのシスト(E
chinococcus cyst) 、サイクロスポーラのオーシスト(C
yclospora oocyst) 等が、集団感染症状を引き起こす病
原性微生物として認識されている。これらは、飲料水か
ら除去すべきものとされているが、これらの寄生虫卵
は、殻が強固であるために、塩素殺菌処理に対して耐性
を有し、しかも数カ月にわたり感染力を保持したまま水
中に存在するというような、飲料水の安全性の点から看
過できない、しかも除去し難い微生物である。
【０００４】これら水中に存在する微生物類を除去する
手段として、紫外線殺菌処理方法が検討されている。紫
外線による殺菌力は、被処理水量に対する紫外線照射量
（μW ・sec/cm2 又はmW・sec/cm2)で表示され、これは
紫外線の照射強度と照射時間の積で示される。大腸菌や
一般細菌などの細菌類を死滅させるに必要な紫外線照射
量は、実験者や菌の活性状態、環境温度条件等により異
なるが、腸炎菌、パラチフス菌、緑膿菌等のグラム陰性
菌で大腸菌と同程度の6,600 〜10,500μW ・sec/cm2 、
炭疸菌、枯草菌、巨大菌等のグラム陽性菌で大腸菌の２
〜５倍、カビ類で大腸菌の４〜５０倍、クリプトスポリ
ジウムのオーシスト（Cryptosporidiumoocyst) 等の病
原性微生物で大腸菌の５０〜１００倍の紫外線照射量が
必要であるとされている。
手段として、紫外線殺菌処理方法が検討されている。紫
外線による殺菌力は、被処理水量に対する紫外線照射量
（μW ・sec/cm2 又はmW・sec/cm2)で表示され、これは
紫外線の照射強度と照射時間の積で示される。大腸菌や
一般細菌などの細菌類を死滅させるに必要な紫外線照射
量は、実験者や菌の活性状態、環境温度条件等により異
なるが、腸炎菌、パラチフス菌、緑膿菌等のグラム陰性
菌で大腸菌と同程度の6,600 〜10,500μW ・sec/cm2 、
炭疸菌、枯草菌、巨大菌等のグラム陽性菌で大腸菌の２
〜５倍、カビ類で大腸菌の４〜５０倍、クリプトスポリ
ジウムのオーシスト（Cryptosporidiumoocyst) 等の病
原性微生物で大腸菌の５０〜１００倍の紫外線照射量が
必要であるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとす課題】しかしながら、実際に種
々の水について紫外線殺菌処理したところ、殺菌に必要
な充分な紫外線照射量を与えているにもかかわらず、死
滅するはずの微生物類が死滅しない場合があった。この
場合、水中の微生物が前述したような病原性微生物であ
り、処理水が飲料水であれば、集団感染症状を引き起こ
すなど看過できない問題を引き起こすことになる。
々の水について紫外線殺菌処理したところ、殺菌に必要
な充分な紫外線照射量を与えているにもかかわらず、死
滅するはずの微生物類が死滅しない場合があった。この
場合、水中の微生物が前述したような病原性微生物であ
り、処理水が飲料水であれば、集団感染症状を引き起こ
すなど看過できない問題を引き起こすことになる。
【０００６】したがって、本発明の目的は、水中に存在
する微生物類を確実且つ効率的に殺菌する紫外線殺菌方
法及び殺菌装置を提供することにある。
する微生物類を確実且つ効率的に殺菌する紫外線殺菌方
法及び殺菌装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、従来、充分な紫外線の
照射量を与えているにもかかわらずオーシスト等の微生
物類が死滅しないのは、これらの微生物が濁度成分に取
り込まれたり、その影に隠れたりして致死量に至るに必
要な紫外線の照射を受けていないこと、更に殺菌に及ぼ
す濁質の影響を特定オーシストを用いたモデル系で検討
を行ったところ濁質濃度（以下、「濁度」ともいう）と
殺菌に必要な紫外線照射量に相関関係があり、したがっ
て、被処理水の濁度計による測定値を紫外線照射手段に
取り込み、濁質濃度に応じて紫外線照射量を制御すれば
被処理水中の微生物類は確実且つ効率的に殺菌されるこ
となどを見出し、本発明を完成するに至った。
発明者は鋭意検討を行った結果、従来、充分な紫外線の
照射量を与えているにもかかわらずオーシスト等の微生
物類が死滅しないのは、これらの微生物が濁度成分に取
り込まれたり、その影に隠れたりして致死量に至るに必
要な紫外線の照射を受けていないこと、更に殺菌に及ぼ
す濁質の影響を特定オーシストを用いたモデル系で検討
を行ったところ濁質濃度（以下、「濁度」ともいう）と
殺菌に必要な紫外線照射量に相関関係があり、したがっ
て、被処理水の濁度計による測定値を紫外線照射手段に
取り込み、濁質濃度に応じて紫外線照射量を制御すれば
被処理水中の微生物類は確実且つ効率的に殺菌されるこ
となどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、請求項１記載の発明は、被処理
液中に存在する微生物類を紫外線の照射により殺菌する
方法であって、被処理液中の濁質濃度に応じて、紫外線
照射量を制御することを特徴とする紫外線殺菌方法を提
供するものである。このため、例えば、殺菌するクリプ
トスポリジウムのオーシスト（Cryptosporidium oocys
t) を９９％不活性化するための濁質濃度と紫外線照射
量の関係式を予め求めておき、濁質濃度が薄い時（濁度
が低い）はその濁度値と関係式から得られる紫外線照射
量を少なくとも照射すればよく、逆に、濁質濃度が濃い
（濁度が高い）時もその高い濁度値と関係式から得られ
る紫外線照射量以上の照射量を照射すれば、被処理液中
の微生物類を確実且つ効率的に殺菌できる。
液中に存在する微生物類を紫外線の照射により殺菌する
方法であって、被処理液中の濁質濃度に応じて、紫外線
照射量を制御することを特徴とする紫外線殺菌方法を提
供するものである。このため、例えば、殺菌するクリプ
トスポリジウムのオーシスト（Cryptosporidium oocys
t) を９９％不活性化するための濁質濃度と紫外線照射
量の関係式を予め求めておき、濁質濃度が薄い時（濁度
が低い）はその濁度値と関係式から得られる紫外線照射
量を少なくとも照射すればよく、逆に、濁質濃度が濃い
（濁度が高い）時もその高い濁度値と関係式から得られ
る紫外線照射量以上の照射量を照射すれば、被処理液中
の微生物類を確実且つ効率的に殺菌できる。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、被処理液中
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、被処理液の濁質濃度を計測する手段と、被
処理液の反応装置内滞留時間を調節する手段と、前記被
処理液の濁質濃度を計測する手段からの出力信号を演算
処理して、前記被処理液の反応装置内滞留時間を調節す
る手段に信号を出力する制御手段とを有することを特徴
とする紫外線殺菌装置を提供するものである。これによ
り、紫外線照射強度を一定にして、被処理液の濁質濃度
に応じて被処理液の流量（反応装置内滞留時間）を調節
すれば、被処理液中の微生物類を確実且つ効率的に殺菌
できる。
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、被処理液の濁質濃度を計測する手段と、被
処理液の反応装置内滞留時間を調節する手段と、前記被
処理液の濁質濃度を計測する手段からの出力信号を演算
処理して、前記被処理液の反応装置内滞留時間を調節す
る手段に信号を出力する制御手段とを有することを特徴
とする紫外線殺菌装置を提供するものである。これによ
り、紫外線照射強度を一定にして、被処理液の濁質濃度
に応じて被処理液の流量（反応装置内滞留時間）を調節
すれば、被処理液中の微生物類を確実且つ効率的に殺菌
できる。
【００１０】また、請求項３記載の発明は、被処理液中
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、前記紫外線照射手段から出力される紫外線
照射強度を測定する手段と、被処理液の濁質濃度を計測
する手段と、被処理液の反応装置内滞留時間を調節する
手段と、該紫外線照射強度を測定する手段からの出力信
号と前記被処理液の濁質濃度を計測する手段からの出力
信号を演算処理して、前記被処理液の反応装置内滞留時
間を調節する手段に信号を出力する制御手段とを有する
ことを特徴とする紫外線殺菌装置を提供するものであ
る。これにより、請求項２記載の発明と同様の効果を奏
する他、紫外線ランプの点灯時間の経過に伴う照射強度
の低下をフィードバックでき、効率的な制御ができる。
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、前記紫外線照射手段から出力される紫外線
照射強度を測定する手段と、被処理液の濁質濃度を計測
する手段と、被処理液の反応装置内滞留時間を調節する
手段と、該紫外線照射強度を測定する手段からの出力信
号と前記被処理液の濁質濃度を計測する手段からの出力
信号を演算処理して、前記被処理液の反応装置内滞留時
間を調節する手段に信号を出力する制御手段とを有する
ことを特徴とする紫外線殺菌装置を提供するものであ
る。これにより、請求項２記載の発明と同様の効果を奏
する他、紫外線ランプの点灯時間の経過に伴う照射強度
の低下をフィードバックでき、効率的な制御ができる。
【００１１】また、請求項４記載の発明は、被処理液中
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、被処理液の濁質濃度を計測する手段と、前
記紫外線照射手段から出力される紫外線照射強度を調節
する手段と、前記被処理液の濁質濃度を計測する手段か
らの出力信号を演算処理して、前記紫外線照射強度を調
節する手段に信号を出力する制御手段とを有することを
特徴とする紫外線殺菌装置を提供するものである。これ
により、被処理液の流量（反応装置内滞留時間）を一定
にして、被処理液の濁質濃度に応じて紫外線ランプの照
射強度を調節すれば、被処理液中の微生物類を確実且つ
効率的に殺菌できる。
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、被処理液の濁質濃度を計測する手段と、前
記紫外線照射手段から出力される紫外線照射強度を調節
する手段と、前記被処理液の濁質濃度を計測する手段か
らの出力信号を演算処理して、前記紫外線照射強度を調
節する手段に信号を出力する制御手段とを有することを
特徴とする紫外線殺菌装置を提供するものである。これ
により、被処理液の流量（反応装置内滞留時間）を一定
にして、被処理液の濁質濃度に応じて紫外線ランプの照
射強度を調節すれば、被処理液中の微生物類を確実且つ
効率的に殺菌できる。
【００１２】また、請求項５記載の発明は、被処理液中
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、前記紫外線照射手段から出力される紫外線
照射強度を測定する手段と、前記紫外線照射手段から出
力される紫外線強度を調節する手段と、被処理液の濁質
濃度を計測する手段と、前記紫外線照射強度を測定する
手段からの出力信号と前記被処理液の濁質濃度を計測す
る手段からの出力信号を演算処理して、前記紫外線照射
強度を調節する手段に信号を出力する制御手段とを有す
ることを特徴とする紫外線殺菌装置を提供するものであ
る。これにより、請求項４記載の発明と同様の効果を奏
する他、紫外線ランプの点灯時間の経過に伴う照射強度
の低下をフィードバックでき、効率的な制御ができる。
の微生物類に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた
反応装置と、前記紫外線照射手段から出力される紫外線
照射強度を測定する手段と、前記紫外線照射手段から出
力される紫外線強度を調節する手段と、被処理液の濁質
濃度を計測する手段と、前記紫外線照射強度を測定する
手段からの出力信号と前記被処理液の濁質濃度を計測す
る手段からの出力信号を演算処理して、前記紫外線照射
強度を調節する手段に信号を出力する制御手段とを有す
ることを特徴とする紫外線殺菌装置を提供するものであ
る。これにより、請求項４記載の発明と同様の効果を奏
する他、紫外線ランプの点灯時間の経過に伴う照射強度
の低下をフィードバックでき、効率的な制御ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の紫外線殺菌方法におい
て、被処理液としては、特に制限されないが、特には、
河川水、湖沼水、井戸水等の飲料水の原水となるものが
挙げられる。また、微生物類としては、特に制限され
ず、病原性微生物、病原性細菌、グラム陰性菌、グラム
陽性菌及びカビ類が挙げられ、このうち、紫外線に最も
耐性を示す病原性微生物を後述のモデル系の殺菌対象の
微生物として選択し、これを殺菌するようにすれば、他
の微生物は必ず殺菌されるため最も安全である。
て、被処理液としては、特に制限されないが、特には、
河川水、湖沼水、井戸水等の飲料水の原水となるものが
挙げられる。また、微生物類としては、特に制限され
ず、病原性微生物、病原性細菌、グラム陰性菌、グラム
陽性菌及びカビ類が挙げられ、このうち、紫外線に最も
耐性を示す病原性微生物を後述のモデル系の殺菌対象の
微生物として選択し、これを殺菌するようにすれば、他
の微生物は必ず殺菌されるため最も安全である。
【００１４】紫外線殺菌方法としては、公知の紫外線照
射装置（反応装置）を用いて行うことができる。紫外線
照射装置としては、外照式又は内照式流水型殺菌装置、
浸漬型殺菌装置等の紫外線ランプを有する紫外線殺菌装
置が挙げられる。紫外線ランプは波長２５４ｎｍの光を
発光する低圧水銀ランプを使用すればよい。
射装置（反応装置）を用いて行うことができる。紫外線
照射装置としては、外照式又は内照式流水型殺菌装置、
浸漬型殺菌装置等の紫外線ランプを有する紫外線殺菌装
置が挙げられる。紫外線ランプは波長２５４ｎｍの光を
発光する低圧水銀ランプを使用すればよい。
【００１５】本発明の紫外線殺菌方法は、被処理液中の
濁質濃度に応じて、紫外線照射量を制御することにより
行われる。紫外線照射量は、単位μW ・sec/cm2 又はmW
・sec/cm2 で表示され、これは紫外線の照射強度（μW
/cm2又はmW/cm2 )と照射時間(sec) の積で示される。紫
外線照射量の調節方法としては、紫外線の照射強度を一
定にして反応装置内滞留時間（被処理液の流量）を変化
させる方法及び反応装置内滞留時間（被処理液の流量）
を一定にして紫外線の照射強度を変化させる方法が挙げ
られる。反応装置内滞留時間を変化させる方法として
は、例えば反応装置の入側又は出側に設けられる流量調
節弁により流量を変化させる方法及びインバータ制御に
よって被処理液送液ンプの吐出量を変化させる方法が挙
げられる。また、紫外線の照射強度を変化させる方法と
しては、インバータ制御によって紫外線ランプに印加す
る電圧を変化させて照射強度を変化させる方法及び紫外
線ランプを複数設けてランプの点灯数を増減させて照射
強度を変化させる方法等が挙げられる。
濁質濃度に応じて、紫外線照射量を制御することにより
行われる。紫外線照射量は、単位μW ・sec/cm2 又はmW
・sec/cm2 で表示され、これは紫外線の照射強度（μW
/cm2又はmW/cm2 )と照射時間(sec) の積で示される。紫
外線照射量の調節方法としては、紫外線の照射強度を一
定にして反応装置内滞留時間（被処理液の流量）を変化
させる方法及び反応装置内滞留時間（被処理液の流量）
を一定にして紫外線の照射強度を変化させる方法が挙げ
られる。反応装置内滞留時間を変化させる方法として
は、例えば反応装置の入側又は出側に設けられる流量調
節弁により流量を変化させる方法及びインバータ制御に
よって被処理液送液ンプの吐出量を変化させる方法が挙
げられる。また、紫外線の照射強度を変化させる方法と
しては、インバータ制御によって紫外線ランプに印加す
る電圧を変化させて照射強度を変化させる方法及び紫外
線ランプを複数設けてランプの点灯数を増減させて照射
強度を変化させる方法等が挙げられる。
【００１６】本発明の紫外線殺菌方法において、濁質濃
度が測定されるのは被処理液であるが、被処理液には反
応装置内に流入する被処理液のみならず、反応装置内の
被処理液も含む。また、紫外線照射による殺菌処理前後
で濁質濃度はほとんど変化がないので、場合によっては
反応装置から流出する処理液中の濁質濃度を測定し、こ
の濁質濃度に応じて制御することもできる。但し、この
場合反応装置内における被処理液の滞留時間による濁質
濃度の検出遅れが生じる。このため、濁質濃度の測定は
反応装置前段あるいは反応装置内の被処理液で行うこと
が好ましい。濁質濃度は通常ＪＩＳ Ｋ０１０１に準拠
する方法で測定され、濁度で表示される。具体的な計測
手段としてはレーザー光式や散乱光式等の公知の濁度計
を用いることができる。
度が測定されるのは被処理液であるが、被処理液には反
応装置内に流入する被処理液のみならず、反応装置内の
被処理液も含む。また、紫外線照射による殺菌処理前後
で濁質濃度はほとんど変化がないので、場合によっては
反応装置から流出する処理液中の濁質濃度を測定し、こ
の濁質濃度に応じて制御することもできる。但し、この
場合反応装置内における被処理液の滞留時間による濁質
濃度の検出遅れが生じる。このため、濁質濃度の測定は
反応装置前段あるいは反応装置内の被処理液で行うこと
が好ましい。濁質濃度は通常ＪＩＳ Ｋ０１０１に準拠
する方法で測定され、濁度で表示される。具体的な計測
手段としてはレーザー光式や散乱光式等の公知の濁度計
を用いることができる。
【００１７】被処理液中の濁質濃度に応じて、紫外線照
射量を制御するには、先ず、殺菌する特定の微生物類を
用いたモデル系における濁質濃度と不活性化又は殺菌に
必要な紫外線照射量の関係を求める。一例として、本発
明者が求めた、紫外線強度が一定（１mW/cm2）の場合
の、クリプトスポリジウムのオーシスト（Cryptosporid
ium oocyst) が９９％以上不活性化される時の濁質濃度
と反応装置内滞留時間の関係を図１に示す。不活性化率
は脱嚢試験により求めた。脱嚢試験は、人間の腸内と同
じ条件下、例えば、タウロコール酸溶液中のオーシスト
を３７℃で培養し、殻から虫体が出てくる（脱嚢）場合
は生きている状態、殻から虫体が出でこない場合は死ん
でいる状態と判定する試験である。
射量を制御するには、先ず、殺菌する特定の微生物類を
用いたモデル系における濁質濃度と不活性化又は殺菌に
必要な紫外線照射量の関係を求める。一例として、本発
明者が求めた、紫外線強度が一定（１mW/cm2）の場合
の、クリプトスポリジウムのオーシスト（Cryptosporid
ium oocyst) が９９％以上不活性化される時の濁質濃度
と反応装置内滞留時間の関係を図１に示す。不活性化率
は脱嚢試験により求めた。脱嚢試験は、人間の腸内と同
じ条件下、例えば、タウロコール酸溶液中のオーシスト
を３７℃で培養し、殻から虫体が出てくる（脱嚢）場合
は生きている状態、殻から虫体が出でこない場合は死ん
でいる状態と判定する試験である。
【００１８】測定値の濁質濃度と図１の曲線で示される
関係式から前記オーシストを９９％以上不活性化する紫
外線照射量が求まり、それ以上の照射量を被処理液に与
えればよい。例えば、濁度０の場合、５００mW・sec/cm
2 以上の紫外線照射量を被処理液に与えれば、クリプト
スポリジウムのオーシスト（Cryptosporidium oocyst)
の９９％以上を不活性化させることができる。濁質濃度
に応じて紫外線照射量を制御する手段としては、特に制
限されず、シーケンサー、マイコン等の公知の制御機器
を用いればよい。また、本発明者の研究によれば、濁度
が２０度以上になると紫外線殺菌により９９％以上の不
活性化は達成困難となるため、このような場合は紫外線
殺菌前に被処理液中の濁質成分を予じめ除去する前処理
を行えばよい。
関係式から前記オーシストを９９％以上不活性化する紫
外線照射量が求まり、それ以上の照射量を被処理液に与
えればよい。例えば、濁度０の場合、５００mW・sec/cm
2 以上の紫外線照射量を被処理液に与えれば、クリプト
スポリジウムのオーシスト（Cryptosporidium oocyst)
の９９％以上を不活性化させることができる。濁質濃度
に応じて紫外線照射量を制御する手段としては、特に制
限されず、シーケンサー、マイコン等の公知の制御機器
を用いればよい。また、本発明者の研究によれば、濁度
が２０度以上になると紫外線殺菌により９９％以上の不
活性化は達成困難となるため、このような場合は紫外線
殺菌前に被処理液中の濁質成分を予じめ除去する前処理
を行えばよい。
【００１９】次に、本発明の紫外線殺菌方法を実施する
殺菌装置を図２〜図５を参照して説明する。図２は本発
明の第１の実施の形態における紫外線殺菌装置の概略図
を示す。図２中、紫外線殺菌装置１０ａは、照射強度一
定の紫外線ランプ２ａ（紫外線照射手段）を備える反応
装置１と、濁度計３（濁質計測手段）と、流量調節弁４
（反応装置内滞留時間調節手段）と、制御装置５ａ（制
御手段）と、送液ポンプ６と、被処理水流入管７と、処
理水排出管８とを有する。濁度計３は送液ポンプ６と反
応装置１との間に設置され、被処理水の濁質濃度を計測
する。制御装置５ａは濁度計３からの出力信号１１を演
算処理して、反応装置１の出口側に設置された流量調節
弁４に信号１２を出力するようになっている。すなわ
ち、制御装置５ａは濁度計３から計測される濁質濃度と
図１の曲線で示されるモデル系との関係式から紫外線の
必要照射量を定め、この照射量となる照射時間（（滞留
時間），（照射量／照射強度））、流量（反応装置容量
／滞留時間）及び弁の開度を瞬時に演算し、この演算値
を信号として流量調節弁４に出力し、弁開度を調節す
る。
殺菌装置を図２〜図５を参照して説明する。図２は本発
明の第１の実施の形態における紫外線殺菌装置の概略図
を示す。図２中、紫外線殺菌装置１０ａは、照射強度一
定の紫外線ランプ２ａ（紫外線照射手段）を備える反応
装置１と、濁度計３（濁質計測手段）と、流量調節弁４
（反応装置内滞留時間調節手段）と、制御装置５ａ（制
御手段）と、送液ポンプ６と、被処理水流入管７と、処
理水排出管８とを有する。濁度計３は送液ポンプ６と反
応装置１との間に設置され、被処理水の濁質濃度を計測
する。制御装置５ａは濁度計３からの出力信号１１を演
算処理して、反応装置１の出口側に設置された流量調節
弁４に信号１２を出力するようになっている。すなわ
ち、制御装置５ａは濁度計３から計測される濁質濃度と
図１の曲線で示されるモデル系との関係式から紫外線の
必要照射量を定め、この照射量となる照射時間（（滞留
時間），（照射量／照射強度））、流量（反応装置容量
／滞留時間）及び弁の開度を瞬時に演算し、この演算値
を信号として流量調節弁４に出力し、弁開度を調節す
る。
【００２０】図２において、被処理水は送液ポンプ６に
より被処理水流入管７を通じて反応装置１に送られる。
その際、濁度計３により濁質濃度が測定される。この測
定値は制御装置５ａを通じて前記演算機能により演算さ
れて、流量調節弁４の弁開度を調節するから、被処理水
が反応装置１内に滞留する時間は被処理水中のクリプト
スポリジウムのオーシスト（Cryptosporidium oocyst)
が９９％以上不活性化される時間に自動的に調節され
る。
より被処理水流入管７を通じて反応装置１に送られる。
その際、濁度計３により濁質濃度が測定される。この測
定値は制御装置５ａを通じて前記演算機能により演算さ
れて、流量調節弁４の弁開度を調節するから、被処理水
が反応装置１内に滞留する時間は被処理水中のクリプト
スポリジウムのオーシスト（Cryptosporidium oocyst)
が９９％以上不活性化される時間に自動的に調節され
る。
【００２１】本第１の実施の形態における紫外線殺菌装
置１０ａによれば、紫外線ランプ２ａの照射強度を一定
にして、被処理水の濁質濃度に応じて被処理水の流量を
調節するから、被処理水中の病原性微生物は致死量の紫
外線が照射され、確実且つ効率的に殺菌できる。このた
め、処理水排出管８から安全な飲料水の原水又は飲料水
を処理水として得ることができる。
置１０ａによれば、紫外線ランプ２ａの照射強度を一定
にして、被処理水の濁質濃度に応じて被処理水の流量を
調節するから、被処理水中の病原性微生物は致死量の紫
外線が照射され、確実且つ効率的に殺菌できる。このた
め、処理水排出管８から安全な飲料水の原水又は飲料水
を処理水として得ることができる。
【００２２】図３は本発明の第２の実施の形態における
紫外線殺菌装置の概略図を示す。図３中、図２と同一構
成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、主に
異なる点についてのみ説明する。すなわち、本第２の実
施の形態における紫外線殺菌装置１０ｂにおいて、第１
の実施の形態における紫外線殺菌装置１０ａと主に異な
る点は、反応装置１内に紫外線ランプ２ａから発せられ
る紫外線照射強度を測定する照射強度計９を設けて紫外
線ランプ２ａの点灯時間の経過に伴う照射強度の低下を
フィードバックできるようにした点である。紫外線ラン
プ２ａは点灯時間の経過に伴う電極成分等のガラス壁面
への付着により出力が劣化する。通常、連続点灯の場
合、７０００〜８０００時間で初期出力の６５〜７０％
まで低下するため、これを補償するものである。すなわ
ち、制御装置５ｂは濁度計３からの出力信号１１と照射
強度計９からの出力信号１３を演算処理して、反応装置
１の出口側に設置される流量調節弁４に信号１４を出力
するようになっている。すなわち、制御装置５ｂは図２
に示される制御装置５ａで行う演算に更に紫外線照射強
度の要素を加味して演算し、この演算値を信号として出
力する。
紫外線殺菌装置の概略図を示す。図３中、図２と同一構
成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、主に
異なる点についてのみ説明する。すなわち、本第２の実
施の形態における紫外線殺菌装置１０ｂにおいて、第１
の実施の形態における紫外線殺菌装置１０ａと主に異な
る点は、反応装置１内に紫外線ランプ２ａから発せられ
る紫外線照射強度を測定する照射強度計９を設けて紫外
線ランプ２ａの点灯時間の経過に伴う照射強度の低下を
フィードバックできるようにした点である。紫外線ラン
プ２ａは点灯時間の経過に伴う電極成分等のガラス壁面
への付着により出力が劣化する。通常、連続点灯の場
合、７０００〜８０００時間で初期出力の６５〜７０％
まで低下するため、これを補償するものである。すなわ
ち、制御装置５ｂは濁度計３からの出力信号１１と照射
強度計９からの出力信号１３を演算処理して、反応装置
１の出口側に設置される流量調節弁４に信号１４を出力
するようになっている。すなわち、制御装置５ｂは図２
に示される制御装置５ａで行う演算に更に紫外線照射強
度の要素を加味して演算し、この演算値を信号として出
力する。
【００２３】図３において、被処理水は送液ポンプ６に
より被処理水流入管７を通じて反応装置１に送られる。
その際、濁度計３により濁質濃度が、照射強度計９によ
り実際に照射されている紫外線強度がそれぞれ測定され
る。この測定値は制御装置５ｂを通じて前記演算機能に
より演算されて、流量調節弁４の弁開度を調節するか
ら、被処理水が反応装置１内に滞留する時間は、被処理
水中のクリプトスポリジウムのオーシスト（Cryptospor
idium oocyst) が確実に且つ効率的に殺菌される時間に
自動的に調節される。このような構成を採る本第２の実
施の形態では、よりきめの細かい制御により効率的な殺
菌が可能である。
より被処理水流入管７を通じて反応装置１に送られる。
その際、濁度計３により濁質濃度が、照射強度計９によ
り実際に照射されている紫外線強度がそれぞれ測定され
る。この測定値は制御装置５ｂを通じて前記演算機能に
より演算されて、流量調節弁４の弁開度を調節するか
ら、被処理水が反応装置１内に滞留する時間は、被処理
水中のクリプトスポリジウムのオーシスト（Cryptospor
idium oocyst) が確実に且つ効率的に殺菌される時間に
自動的に調節される。このような構成を採る本第２の実
施の形態では、よりきめの細かい制御により効率的な殺
菌が可能である。
【００２４】図４は本第３の実施の形態における紫外線
殺菌装置の概略図を示す。図４中、図２と同一構成要素
には同一符号を付して、その説明を省略し、主に異なる
点についてのみ説明する。すなわち、本第３の実施の形
態における紫外線殺菌装置１０ｃにおいて、第１の実施
の形態における紫外線殺菌装置１０ａと主に異なる点
は、流量調節弁４を省略し、照射強度一定の紫外線ラン
プ２ａの代わりに照射強度の調節手段を備えた紫外線ラ
ンプ２ｂを設けて被処理水の流量を一定（反応装置内滞
留時間一定）にし、被処理水の濁質に応じて紫外線ラン
プ２ａの照射強度を調節できるようにした点である。す
なわち、制御装置５ｃは濁度計３から計測される濁質濃
度と図１の曲線で示されるモデル系との関係式から紫外
線の必要照射量を定め、この照射量から必要な照射強度
（照射量／照射時間（滞留時間））を瞬時に演算し、こ
の演算値を信号として前記照射強度の調節手段に出力す
る。被処理水は送液ポンプ６により被処理水流入管７を
通じて反応装置１に送られる。その際、濁度計３により
濁質濃度が測定される。この測定値は制御装置５ｃを通
じて前記演算機能により演算されて、必要な紫外線照射
量が求められ、これに応じて紫外線照射ランプ２ｂの照
射強度を調節する。このため、反応装置１内では、被処
理水が一定の流量で流れ、紫外線ランプ２ｂにより紫外
線の照射強度が調節されるから、被処理水中のオーシス
トの９９％以上は不活性化される。
殺菌装置の概略図を示す。図４中、図２と同一構成要素
には同一符号を付して、その説明を省略し、主に異なる
点についてのみ説明する。すなわち、本第３の実施の形
態における紫外線殺菌装置１０ｃにおいて、第１の実施
の形態における紫外線殺菌装置１０ａと主に異なる点
は、流量調節弁４を省略し、照射強度一定の紫外線ラン
プ２ａの代わりに照射強度の調節手段を備えた紫外線ラ
ンプ２ｂを設けて被処理水の流量を一定（反応装置内滞
留時間一定）にし、被処理水の濁質に応じて紫外線ラン
プ２ａの照射強度を調節できるようにした点である。す
なわち、制御装置５ｃは濁度計３から計測される濁質濃
度と図１の曲線で示されるモデル系との関係式から紫外
線の必要照射量を定め、この照射量から必要な照射強度
（照射量／照射時間（滞留時間））を瞬時に演算し、こ
の演算値を信号として前記照射強度の調節手段に出力す
る。被処理水は送液ポンプ６により被処理水流入管７を
通じて反応装置１に送られる。その際、濁度計３により
濁質濃度が測定される。この測定値は制御装置５ｃを通
じて前記演算機能により演算されて、必要な紫外線照射
量が求められ、これに応じて紫外線照射ランプ２ｂの照
射強度を調節する。このため、反応装置１内では、被処
理水が一定の流量で流れ、紫外線ランプ２ｂにより紫外
線の照射強度が調節されるから、被処理水中のオーシス
トの９９％以上は不活性化される。
【００２５】図５は本第４の実施の形態における紫外線
殺菌装置の概略図を示す。図５中、図４と同一構成要素
には同一符号を付して、その説明を省略し、主に異なる
点についてのみ説明する。すなわち、本第４の実施の形
態における紫外線殺菌装置１０ｄにおいて、第３の実施
の形態における紫外線殺菌装置１０ｃと主に異なる点
は、反応装置１内に紫外線ランプ２ｂから発せられる紫
外線照射強度を測定する照射強度計９を設けて紫外線ラ
ンプの点灯時間の経過に伴う照射強度の低下をフィード
バックできるようにした点である。すなわち、制御装置
５ｄは濁度計３からの出力信号１１と照射強度計９から
の出力信号１４を演算処理して、反応装置１内に設置さ
れる紫外線ランプ２ｂの照射強度調節手段に出力信号１
６を出力するようになっている。すなわち、制御装置５
ｄは図４に示される制御装置５ｃで行う演算に更に紫外
線照射強度の要素も加味して演算し、この演算値を信号
として出力する。このような構成を採る第４の実施の形
態においても、反応装置１内では、被処理水が一定の流
量で流れ、紫外線ランプ２ｂにより紫外線の照射強度が
調節されるから、被処理水中のオーシストの９９％以上
は不活性化される。
殺菌装置の概略図を示す。図５中、図４と同一構成要素
には同一符号を付して、その説明を省略し、主に異なる
点についてのみ説明する。すなわち、本第４の実施の形
態における紫外線殺菌装置１０ｄにおいて、第３の実施
の形態における紫外線殺菌装置１０ｃと主に異なる点
は、反応装置１内に紫外線ランプ２ｂから発せられる紫
外線照射強度を測定する照射強度計９を設けて紫外線ラ
ンプの点灯時間の経過に伴う照射強度の低下をフィード
バックできるようにした点である。すなわち、制御装置
５ｄは濁度計３からの出力信号１１と照射強度計９から
の出力信号１４を演算処理して、反応装置１内に設置さ
れる紫外線ランプ２ｂの照射強度調節手段に出力信号１
６を出力するようになっている。すなわち、制御装置５
ｄは図４に示される制御装置５ｃで行う演算に更に紫外
線照射強度の要素も加味して演算し、この演算値を信号
として出力する。このような構成を採る第４の実施の形
態においても、反応装置１内では、被処理水が一定の流
量で流れ、紫外線ランプ２ｂにより紫外線の照射強度が
調節されるから、被処理水中のオーシストの９９％以上
は不活性化される。
【００２６】本発明の紫外線殺菌装置において、紫外線
ランプの点灯時間の経過に伴う劣化を考慮しない第１の
実施の形態及び第３の実施の形態では、紫外線ランプの
照射強度を運転当初は必要照射強度より、例えば半年〜
１年の低下分を見越した高めの照射強度とすれば、確実
な殺菌ができる。すなわち、１年後の照射強度が３０％
低下する紫外線ランプを使用する場合、最初から３０％
の低下を見越して設計しておけば、エネルギー消費の点
ではマイナスとなるもののより安全サイドでの殺菌が可
能となる。
ランプの点灯時間の経過に伴う劣化を考慮しない第１の
実施の形態及び第３の実施の形態では、紫外線ランプの
照射強度を運転当初は必要照射強度より、例えば半年〜
１年の低下分を見越した高めの照射強度とすれば、確実
な殺菌ができる。すなわち、１年後の照射強度が３０％
低下する紫外線ランプを使用する場合、最初から３０％
の低下を見越して設計しておけば、エネルギー消費の点
ではマイナスとなるもののより安全サイドでの殺菌が可
能となる。
【００２７】本発明の紫外線殺菌装置において、反応装
置内又は被処理水流入管内に攪拌装置を設けることが、
濁質成分内に取り込まれた微生物や濁質成分の影に隠れ
ている微生物を外に追い出して紫外線照射を受け易い状
態にできる点で好ましい。攪拌装置としては、特に制限
されず、攪拌羽根を有する攪拌装置及び曝気による攪拌
装置等が挙げられる。また、本発明の紫外線殺菌装置に
おいて、被処理液の反応装置内滞留時間の調節手段と、
紫外線照射強度の調節手段の両方を備えた装置としても
よい。
置内又は被処理水流入管内に攪拌装置を設けることが、
濁質成分内に取り込まれた微生物や濁質成分の影に隠れ
ている微生物を外に追い出して紫外線照射を受け易い状
態にできる点で好ましい。攪拌装置としては、特に制限
されず、攪拌羽根を有する攪拌装置及び曝気による攪拌
装置等が挙げられる。また、本発明の紫外線殺菌装置に
おいて、被処理液の反応装置内滞留時間の調節手段と、
紫外線照射強度の調節手段の両方を備えた装置としても
よい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、水中に存在する微生物
類を確実且つ効率的に殺菌することができる。また、モ
デル系の微生物を実際に殺菌の対象となる微生物とすれ
ばよいから、病原性微生物に限定されることなく、種々
の微生物の個別の殺菌を効率的に行うこともできる。
類を確実且つ効率的に殺菌することができる。また、モ
デル系の微生物を実際に殺菌の対象となる微生物とすれ
ばよいから、病原性微生物に限定されることなく、種々
の微生物の個別の殺菌を効率的に行うこともできる。
【図１】特定オーシストが９９％死滅する時の濁質濃度
（濁度）と反応装置内滞留時間（紫外線照射量）の関係
を示す図である。
（濁度）と反応装置内滞留時間（紫外線照射量）の関係
を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す紫外線殺菌装
置の概略図を示す。
置の概略図を示す。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す紫外線殺菌装
置の概略図を示す。
置の概略図を示す。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す紫外線殺菌装
置の概略図を示す。
置の概略図を示す。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す紫外線殺菌装
置の概略図を示す。
置の概略図を示す。
１ 反応装置 ２ａ、２ｂ 紫外線ランプ（紫外線照射手段） ３ 濁度計（濁質計測手段） ４ 流量調節弁（反応装置内滞留時間調節手
段） ５ａ〜５ｄ 制御装置（制御手段） ６ 送液ポンプ ７ 被処理水流入管 ８ 処理水排出管 ９ 紫外線照射強度計 １０ａ〜１０ｄ 紫外線殺菌装置 １１〜１６ 信号
段） ５ａ〜５ｄ 制御装置（制御手段） ６ 送液ポンプ ７ 被処理水流入管 ８ 処理水排出管 ９ 紫外線照射強度計 １０ａ〜１０ｄ 紫外線殺菌装置 １１〜１６ 信号
Claims (5)
- 【請求項１】 被処理液中に存在する微生物類を紫外線
の照射により殺菌する方法であって、被処理液中の濁質
濃度に応じて、紫外線照射量を制御することを特徴とす
る紫外線殺菌方法。 - 【請求項２】 被処理液中の微生物類に紫外線を照射す
る紫外線照射手段を備えた反応装置と、被処理液の濁質
濃度を計測する手段と、被処理液の反応装置内滞留時間
を調節する手段と、前記被処理液の濁質濃度を計測する
手段からの出力信号を演算処理して、前記被処理液の反
応装置内滞留時間を調節する手段に信号を出力する制御
手段とを有することを特徴とする紫外線殺菌装置。 - 【請求項３】 被処理液中の微生物類に紫外線を照射す
る紫外線照射手段を備えた反応装置と、前記紫外線照射
手段から出力される紫外線照射強度を測定する手段と、
被処理液の濁質濃度を計測する手段と、被処理液の反応
装置内滞留時間を調節する手段と、該紫外線照射強度を
測定する手段からの出力信号と前記被処理液の濁質濃度
を計測する手段からの出力信号を演算処理して、前記被
処理液の反応装置内滞留時間を調節する手段に信号を出
力する制御手段とを有することを特徴とする紫外線殺菌
装置。 - 【請求項４】 被処理液中の微生物類に紫外線を照射す
る紫外線照射手段を備えた反応装置と、被処理液の濁質
濃度を計測する手段と、前記紫外線照射手段から出力さ
れる紫外線照射強度を調節する手段と、前記被処理液の
濁質濃度を計測する手段からの出力信号を演算処理し
て、前記紫外線照射強度を調節する手段に信号を出力す
る制御手段とを有することを特徴とする紫外線殺菌装
置。 - 【請求項５】 被処理液中の微生物類に紫外線を照射す
る紫外線照射手段を備えた反応装置と、前記紫外線照射
手段から出力される紫外線照射強度を測定する手段と、
前記紫外線照射手段から出力される紫外線強度を調節す
る手段と、被処理液の濁質濃度を計測する手段と、前記
紫外線照射強度を測定する手段からの出力信号と前記被
処理液の濁質濃度を計測する手段からの出力信号を演算
処理して、前記紫外線照射強度を調節する手段に信号を
出力する制御手段とを有することを特徴とする紫外線殺
菌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364113A JP2000185280A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 紫外線殺菌方法及び殺菌装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364113A JP2000185280A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 紫外線殺菌方法及び殺菌装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000185280A true JP2000185280A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18481011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10364113A Pending JP2000185280A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 紫外線殺菌方法及び殺菌装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000185280A (ja) |
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