JP2004267976A - 紫外線消毒装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】紫外線ランプのスタンバイ電力の消費を防ぎ、もって、処理水の消毒処理量に対するコストの低減化を図ること。
【解決手段】本発明の紫外線消毒装置によれば、処理水Ｗを導入／排出する導入口３０／排出口３とを備えた複数の流路２３と、各流路２３に各々備えられ点灯時に紫外線を発する紫外線ランプ２８と、各流路２３内を流れる処理水Ｗの流量を測定する流量計３７と、処理水Ｗを複数の導入口３０のうちの何れかに分配し、この分配した処理水Ｗが導入された流路２３における処理水Ｗに関し、流量計３７によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた流量に相当する処理水Ｗを別の導入口３０に分配するようにした隔壁２６と、各流量計３７によって測定された流量に基づいて、対応する流路２３に備えられた紫外線ランプ２８の点灯の可否を判定するシーケンサ４０とを備えている。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明の紫外線消毒装置によれば、処理水Ｗを導入／排出する導入口３０／排出口３とを備えた複数の流路２３と、各流路２３に各々備えられ点灯時に紫外線を発する紫外線ランプ２８と、各流路２３内を流れる処理水Ｗの流量を測定する流量計３７と、処理水Ｗを複数の導入口３０のうちの何れかに分配し、この分配した処理水Ｗが導入された流路２３における処理水Ｗに関し、流量計３７によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた流量に相当する処理水Ｗを別の導入口３０に分配するようにした隔壁２６と、各流量計３７によって測定された流量に基づいて、対応する流路２３に備えられた紫外線ランプ２８の点灯の可否を判定するシーケンサ４０とを備えている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば上下水道水、工業用水等の処理水に、紫外線を照射することによって消毒する紫外線消毒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば上下水道の殺菌、消毒、および脱色や、工業用水の脱臭や脱色、あるいはパルプの漂白、更には医療機器の殺菌等を行うために、オゾンや塩素等の薬品を注入する消毒装置が主に用いられている。
【０００３】
この種の消毒装置によって殺菌を行う場合には、オゾンや塩素等の薬品を、上下水道や工業用水等の処理水内に均一に溶け込ませるために、滞留槽やスプレーポンプ等の撹拌装置が用いられている。
【０００４】
しかしながら、このような消毒装置では、滞留槽やスプレーポンプ等の撹拌装置の設置が必須となり、装置構成の複雑化をもたらすと共に、これに伴うコストが発生する。また、滞留槽やスプレーポンプ等の撹拌装置は、予め性能が決まっているので、処理水の水質や流量がその性能を超える程度にまで変化した場合には、十分に攪拌できず、所望の消毒効果を発揮することができない。
【０００５】
そこで、このような消毒装置に代わるものとして、紫外線を用いた紫外線消毒装置が用いられている。紫外線には、殺菌、消毒、脱色、工業用水の脱臭や脱色、あるいはパルプの漂白作用等がある。また、処理水の水質や水量の変化に対して即対応することができる。
【０００６】
このような紫外線消毒装置に関する公知文献としては、例えば以下に示す特許文献がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３６８６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−２６９９９３号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平１０−２４１６３５号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平１０−１８８９１２号公報
【００１１】
【特許文献５】
特開平１０−１８８９１１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の紫外線消毒装置では、以下のような問題がある。
【００１３】
すなわち、紫外線消毒装置では、紫外線ランプを用い、この紫外線ランプを点灯することによって発せられる紫外線を処理水に照射することにより消毒している。この紫外線ランプは、照射量が少なく、紫外線発生量を絞った場合であっても、点灯を維持するために必要な一定のスタンバイ電力を必要とする。このため、処理水の量が少ない場合には、一定の処理量に要するコストが高くなるという問題がある。
【００１４】
また、この紫外線消毒装置を用いて、例えば下水を連続的に消毒する場合、万が一、紫外線ランプが、破損あるいは電源故障等によって点灯不可の状態になった場合には、消毒されていない下水がそのまま放流されてしまう恐れがあるという問題がある。
【００１５】
更に、紫外線ランプの交換やメンテナンス時にもまた、下水の流入を止めるか、あるいは薬品注入タイプの消毒装置等といった他の消毒装置を起動させないと、消毒されていない下水がそのまま放流されてしまう恐れがあるという問題がある。
【００１６】
更にまた、処理水を導入する流路を複数備え、各流路にそれぞれ紫外線ランプを備えたような紫外線消毒装置の場合、各流路の配置および構成によっては、流路間における処理水流量のアンバランスが生じ、結果として、各紫外線ランプに均等に処理水が流れ込まなくなる。このため、各紫外線ランプ間で消毒効果に差が生じてしまい、一定の消毒性能を得ることができなくなるという問題がある。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、紫外線ランプのスタンバイ電力の消費を防ぎ、もって、処理水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００１８】
また、その第２の目的は、万が一、紫外線ランプが、破損あるいは電源故障等によって点灯不可の状態になった場合であっても、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００１９】
更に、その第３の目的は、紫外線ランプの交換やメンテナンス時であっても、他のタイプの消毒装置を起動させることなく、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００２０】
更にまた、その第４の目的は、処理水を導入する流路を複数備え、各流路にそれぞれ紫外線ランプを備えたような紫外線消毒装置の場合であっても、各紫外線ランプによる消毒効果をほぼ一定に保つことが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００２２】
すなわち、請求項１の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた流量に相当する対象水を、複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、各流量測定手段によって測定された流量に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプの点灯の可否を判定する判定手段とを備えている。
【００２３】
従って、請求項１の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することができる。その結果、スタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００２４】
請求項２の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口と導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路を区分している障壁と、複数の導入口のうちの何れかに導入された対象水が障壁を越流した場合にはそれを検知する越流センサと、各流路にそれぞれ備えられ点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流量測定手段によって測定された流量または越流センサによる検知結果に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプの点灯の可否を判定する判定手段とを備えている。
【００２５】
従って、以上のような手段を講じた請求項２の発明の紫外線消毒装置によっても、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することができる。その結果、スタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００２６】
請求項３の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流量測定手段によって測定された流量に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節する調節手段と、対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、調節手段によって調節された照射量が予め定めた最大照射量を超えた場合には、対象水を、複数の導入口のうちの別の導入口にも分配するようにした分配手段とを備えている。
【００２７】
従って、請求項３の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路のうち、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００２８】
請求項４の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、各流量測定手段によって測定された流量と、各水質測定手段によって測定された水質とに基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節する調節手段と、対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、調節手段によって調節された照射量が予め定めた最大照射量を超えた場合には、対象水を、複数の導入口のうちの別の導入口にも分配するようにした分配手段とを備えている。
【００２９】
従って、請求項４の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路のうち、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３０】
請求項５の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項４に記載の紫外線消毒装置において、各流路を区分している障壁と、複数の導入口のうちの何れかに導入された対象水が障壁を越流した場合にはそれを検知する越流センサとを更に備えている。そして、調節手段は、越流センサによる検知結果と、各流量測定手段によって測定された流量と、各水質測定手段によって測定された水質とに基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節するようにしている。
【００３１】
このような構成とすることによって、不要なスタンバイ電力の消費を更に効果的に阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減化をより図ることが可能となる。
【００３２】
請求項６の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた流量に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段とを備えている。
【００３３】
従って、請求項６の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路のうち、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３４】
請求項７の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口、導入口から導入された対象水を排出する排出口、および導入口に導かれる対象水の水量を調節するバルブを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段および水質測定手段によって測定された流量および水質が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた分に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段とを備えている。
【００３５】
従って、請求項７の発明の紫外線消毒装置においては、上述したように、バルブを制御することこによって、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３６】
請求項８の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口、この導入口から導入された対象水を排出する排出口、および導入口に導かれる対象水の水量を調節するバルブを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段および水質測定手段によって測定された流量および水質が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた分に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段と、点灯手段によって点灯された紫外線ランプについて、対応する流路に備えられた流量測定手段および水質測定手段によって測定された流量および水質に基づいて、発する紫外線の照射量を調節する調節手段とを備えている。
【００３７】
従って、請求項８の発明の紫外線消毒装置においては、上述したように、バルブを制御することこによって、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、処理水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３８】
請求項９の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項１乃至８のうち何れか１項の発明の紫外線消毒装置において、紫外線ランプに代えて、複数の紫外線ランプからなる紫外線ランプモジュールを用いている。
【００３９】
従って、請求項９の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、流路あたりの消毒処理能力を高めることができる。
【００４０】
請求項１０の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項９の発明の紫外線消毒装置において、各流路には少なくとも２つ以上の紫外線ランプモジュールを直列配置して備え、そのうちの１つを常用系、それ以外を非常用系としている。
【００４１】
従って、請求項１０の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、紫外線ランプの破損もしくは電源故障を起こし、点灯不可の状態になった場合でも、非常用系の紫外線ランプを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。また、紫外線ランプの交換やメンテナンス時であっても、非常用系の紫外線ランプを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００４２】
請求項１１の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１および請求項３乃至８の発明の紫外線消毒装置において、紫外線ランプに代えて、複数の紫外線ランプからなる紫外線ランプモジュールを備えている。更に分配手段は、対象水を分配した流路に備えられた紫外線ランプモジュールが点灯不能な場合には、この流路に代えて、点灯可能な紫外線ランプモジュールが備えられた流路へと対象水を分配するようにしている。
【００４３】
従って、請求項１２の発明の紫外線消毒装置にもまた、請求項１０の発明の紫外線消毒装置と同様に、常用系の紫外線ランプモジュールが、破損、故障、交換、あるいはメンテナンスによって点灯不能な場合であっても、非常用系の紫外線ランプモジュールを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００４４】
請求項１２の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１乃至８のうち何れか１項の発明の紫外線消毒装置において、各流路には少なくとも２本以上の紫外線ランプを備え、そのうち１本を常用系、それ以外を非常用系としている。
【００４５】
従って、請求項１２の発明の紫外線消毒装置にもまた、請求項１０の発明の紫外線消毒装置と同様に、常用系の紫外線ランプが、破損、故障、交換、あるいはメンテナンスによって点灯不能な場合であっても、非常用系の紫外線ランプを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００４６】
請求項１３の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１２の発明の紫外線消毒装置において、同一の流路に備えられた２本以上の紫外線ランプを並列配置している。
【００４７】
従って、請求項１３の発明の紫外線消毒装置においては、同一流路に備えられた複数の紫外線ランプを並列に配置しているので、流路の長さが短い装置に対しても、複数の紫外線ランプを配置することができる。
【００４８】
請求項１４の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１０の発明の紫外線消毒装置において、同一の流路に備えられた２本以上の紫外線ランプを直列配置している。
【００４９】
従って、請求項１４の発明の紫外線消毒装置においては、同一流路に備えられた複数の紫外線ランプを直列に配置しているので、常用系の紫外線ランプが万が一、破損あるいは故障した場合であっても、非常用系の紫外線ランプを用いることによって、常用系の紫外線ランプとほぼ同じ消毒効果で対象水を消毒することができる。
【００５０】
請求項１５の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１および請求項３乃至８のうち何れか１項の発明の紫外線消毒装置において、分配手段は、対象水を分配した流路に備えられた紫外線ランプが点灯不能な場合には、この流路に代えて、点灯可能な紫外線ランプが備えられた流路へと対象水を分配するようにしている。
【００５１】
従って、請求項１５の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、故障等によって点灯不能な紫外線ランプが備えられている流路には対象水を流れ込まないようにする一方、点灯可能な紫外線ランプが備えられている流路に対象水を分配することにより、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００５２】
請求項１６の発明は、上記第４の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、対象水を導入する導入口と、点灯時に紫外線を発する紫外線ランプと、紫外線ランプがそれぞれ備えられ、導入口を介して下部側から導かれた対象水を、紫外線ランプから発せられる紫外線によって照射することによって消毒した後に上部側から排出する複数の流路と、各流路に導かれた対象水の流量をそれぞれ等しくなるようにする整流手段とを備えている。
【００５３】
従って、請求項１６の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路に対して同時に対象水を導く場合であっても、各流路に対して等しい流量で対象水を導くことができる。その結果、各流路においてほぼ一定の消毒効果を得られるようになる。
【００５４】
請求項１７の発明は、上記第４の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、対象水を導入する導入口と、点灯時に紫外線を発する紫外線ランプと、紫外線ランプがそれぞれ備えられ、導入口を介して下部開口部から導かれた対象水を、紫外線ランプから発せられる紫外線によって照射することによって消毒した後に上部開口部から排出する円筒状の複数の流路とを備え、各上部開口部から排出された対象水を、上部開口部から落下させてから装置外部へと排出するようにしている。
【００５５】
従って、請求項１７の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路に対して同時に対象水を導く場合であっても、ポンプ等の動的機器を用いることなく、各流路に対して等しい流量で対象水を導くことができる。その結果、低コストで、かつ各流路においてほぼ一定の消毒効果が得られるようになる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。各実施の形態では、本発明の紫外線消毒装置を、下水消毒システムに適用した場合を例に説明する。
【００５７】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図４を用いて説明する。
【００５８】
図１は、本発明の紫外線消毒装置を適用した下水処理システムの一例を示す機能ブロック図である。
【００５９】
すなわち、下水処理システムに取り込まれた下水Ｇは、汚水調整池１２に流入し、更に最初沈殿池１４に送られる。そして、最初沈殿池１４において上澄みの下水Ｇと、沈殿物の余剰汚泥Ｙとに分離される。更に、上澄みの下水Ｇは、エアレーションタンク１６に送られ、ここで生物・薬品等による処理がなされた後に最終沈殿池１８に流入する。一方、余剰汚泥Ｙは、濃縮タンク１９に送られる。
【００６０】
最終沈殿池１８に流入した下水Ｇは、ここで、上澄みの水Ｍと、沈殿物の余剰汚泥Ｙとに更に分離され、上澄みの水Ｍは、砂ろ過層２０に送られる一方、余剰汚泥Ｙは、エアレーションタンク１６もしくは濃縮タンク１９に送られる。
【００６１】
濃縮タンク１９に送られた余剰汚泥Ｙは、ここで濃縮され、脱水機２１で更に脱水された後に、焼却処分されたり、あるいは肥料等に再生利用される。
【００６２】
一方、砂ろ過層２０を通過した水Ｍは、図２に例示するように、紫外線消毒装置１０に処理水Ｗとして導入され、ここで消毒された消毒済水Ｒが放流溝２４に放流されるようにしている。
【００６３】
次に、本実施の形態に係る紫外線消毒装置について説明する。
【００６４】
図２は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【００６５】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示すように、砂ろ過層２０から導入配管２７を介して処理水Ｗが導入される水槽２２内に、それぞれ独立した２つの流路２３（＃１，＃２）を備えている。なお、図２では、２つの流路２３（＃１，＃２）のみを示しているが、３つ以上の流路を備えていても良い。流路２３（＃１）と流路２３（＃２）とは、隔壁２６によって区分されている。そして、流路２３（＃２）の導入口３０（＃２）を、流路２３（＃１）の導入口３０（＃１）よりも、導入配管２７から隔離して配置している。更に、隔壁２６の頂部には越流センサ３９を備えている。越流センサ３９は、導入配管２７からの処理水Ｗが隔壁２６を越えて導入口３０（＃２）に導入されるとそれを検知し、検知信号をシーケンサ４０へと出力する。
【００６６】
各流路２３（＃１，＃２）にはそれぞれ紫外線ランプ２８（＃１，＃２）を配置している。紫外線ランプ２８は、点灯時に紫外線を発する。この紫外線は、処理水Ｗを照射することによって消毒する。
【００６７】
なお、各流路２３（＃１，＃２）にそれぞれ備えられた紫外線ランプ２８（＃１，＃２）は、１本に限るものではなく、複数備えていても構わない。配置方法についても、並列配置、直列配置何れであっても良い。あるいは、図３に示すように、例えば５×５本の紫外線ランプ２８をまとめた単数あるいは複数のモジュール４３であっても良い。図３（ａ）は、５×５本の紫外線ランプ２８を並列配置して成るモジュール４３を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すモジュール４３を３つ直列配置した状態を示す図である。
【００６８】
また、導入配管２７には、導入配管２７を流れる処理水Ｗの紫外線透過率を測定する紫外線透過率計３２と、同処理水Ｗの汚濁率を計測する汚濁計３４と、同処理水Ｗの流量を測定する流量計３６とを備えている。また、各流路２３（＃１，＃２）には、それぞれの流量を測定する流量計３７（＃１，＃２）と、それぞれの液面を測定する水位計３８（＃１，＃２）とを備えている。また、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）の側部側には、放電検知センサ４１（＃１，＃２）をそれぞれ備えている。更にまた、これら測定器３２，３４，３６，３７，３８からの測定信号、および越流センサ３９からの検知信号に基づいて、紫外線ランプ２８の点灯の可否、および点灯する場合には更に紫外線発生量の制御を行うシーケンサ４０を備えている。
【００６９】
紫外線透過率計３２は、処理水Ｗの紫外線透過率を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。汚濁計３４は、処理水Ｗの汚濁率を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。流量計３６は、処理水Ｗの流量を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。流量計３７（＃１，＃２）は、それぞれの流路２３（＃１，＃２）における処理水Ｗの流量を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。水位計３８（＃１，＃２）は、それぞれの流路２３（＃１，＃２）の水位を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。放電検知センサ４１（＃１，＃２）は、それぞれ紫外線ランプ２８（＃１，＃２）から発せられた紫外線を検知し、検知信号をシーケンサ４０へと出力する。
【００７０】
シーケンサ４０は、紫外線透過率計３２、汚濁計３４、流量計３６、流量計３７（＃１，＃２）、および水位計３８（＃１，＃２）から出力された測定信号に基づいて、処理水Ｗを消毒するために必要な紫外線の照射量が得られるように、以下のようにして紫外線ランプ２８からの紫外線発生量を制御する。
【００７１】
まず、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号、および越流センサ３９からの検知信号に基づいて、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）を点灯するか否かを判定する。導入配管２７から処理水Ｗが導入されている限り、流路２３（＃１）には処理水Ｗが流れるために紫外線ランプ２８（＃１）は常時点灯する必要があるが、流路２３（＃２）には、処理水Ｗの流量が増えて、隔壁２６を越流しない限り処理水Ｗは流れ込まない。したがって、越流センサ３９からの検知信号が出力されず、かつ流量計３７（＃２）から測定信号が出力されない場合には、流路２３（＃２）に処理水Ｗが流れ込んでいないと判定し、紫外線ランプ２８（＃２）を消灯させる。越流センサ３９から検知信号が出力された場合、あるいは流量計３７（＃２）から測定信号が出力された場合には、流路２３（＃２）に処理水Ｗが流れ込んだものと判定し、紫外線ランプ（＃２）を点灯させる。
【００７２】
また、紫外線透過率が低かったり汚濁率が高いと、同じ紫外線発生量であっても消毒効果が低くなるので、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に加えて、紫外線透過率計３２からの測定信号と、汚濁計３４からの測定信号との結果に基づいて、処理水Ｗを消毒するために必要な紫外線の照射量を演算する。次に、この照射量が得られるような紫外線発生量を演算し、演算結果に基づいて紫外線ランプ２８（＃１，＃２）から紫外線を発生させる。
【００７３】
なお、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に代えて、水位計３８（＃１，＃２）からの測定信号を用いても良い。この場合、水位を、例えば低レベル、中レベル、高レベルの３段階に予め分けておき、測定された水位がどのレベルに属するかによって、段階的に紫外線ランプ２８（＃１，＃２）からの紫外線発生量を制御するようにしても良い。流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号と、水位計３８（＃１，＃２）からの測定信号との両方を考慮して紫外線発生量を制御するようにしても良い。
【００７４】
紫外線によって消毒された処理水Ｗは、消毒済水Ｒとなって、排出口３１（＃１，＃２）を介して水槽２２外の放流溝２４へと排出されるようにしている。
【００７５】
次に、図４を用いて、紫外線ランプ２８の交換時やメンテナンス時における運転方法について説明する。
【００７６】
流路２３（＃１）に備えられた紫外線ランプ２８（＃１）の交換、あるいはメンテナンスを行う場合には、図４に示すように、導入口３０（＃１）に蓋４２を置いて導入口３０（＃１）を閉塞し、導入配管２７によって導入された処理水Ｗが全て導入口３０（＃２）を介して流路２３（＃２）に導入されるようにしている。導入配管２７から導入される処理水Ｗが、紫外線ランプ２８（＃２）の処理許容量を越える場合には、導入配管２７に備えられた図示しないバルブを閉めることによって、処理許容量以下の処理水Ｗのみが流路２３（＃２）に導入されるようにする。
【００７７】
そして、紫外線ランプ２８（＃２）によって、流路２３（＃２）に導入された処理水Ｗの消毒処理を行いながら、紫外線ランプ２８（＃１）の交換、あるいはメンテナンスを行う。紫外線ランプ２８（＃２）の紫外線発生量もまた、上述したようにシーケンサ４０が制御する。このようにすることによって、紫外線消毒装置の運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換やメンテナンスを行うことができる。
【００７８】
紫外線ランプ２８（＃２）の交換あるいはメンテナンスを行う場合には、逆に導入口３０（＃２）に蓋４２を置いて導入口３０（＃２）を閉塞し、紫外線ランプ２８（＃１）によって処理水Ｗの消毒処理を行いながら行う。あるいは、導入配管２７によって導入された処理水Ｗの量が、紫外線ランプ２８（＃１）による許容処理量以下である場合には、全てを導入口３０（＃１）から流路２３（＃１）へ導入することができるので、蓋４２置いて導入口３０（＃２）を閉塞しなくても交換およびメンテナンスを行うことが可能である。
【００７９】
次に、図４を用いて、紫外線ランプ２８の破損あるいは電源故障等によって紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合の運転方法について説明する。
【００８０】
シーケンサ４０によって制御がなされている紫外線ランプ２８からは紫外線が発せられ、この紫外線は、放電検知センサ４１が検知し、検知信号をシーケンサ４０に出力する。シーケンサ４０は、この検知信号を取得することによって、紫外線ランプ２８が正しく動作していることを認識する。
【００８１】
しかしながら、紫外線ランプ２８の破損あるいは電源故障等によって紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合には、紫外線ランプ２８から紫外線が発せられないので、放電検知センサ４１は何も検知しないために、検知信号をシーケンサ４０に出力しない。これによって、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になったことを認識する。
【００８２】
この場合も、交換あるいはメンテナンスを行う場合と同様に、点灯不可となった紫外線ランプ２８が備えられている流路２３の導入口３０を蓋４２によって閉塞し、処理水Ｗが導入されない状態とした上で交換あるいは修理作業を行う。同時に処理水Ｗを他方の流路２３へと導入し、この流路２３に備えられた紫外線ランプ２８によって消毒処理を行うことによって、紫外線消毒装置の運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換や修理作業を行うことができる。
【００８３】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る紫外線消毒装置の作用について説明する。
【００８４】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、砂ろ過層２０から導入配管２７を介して処理水Ｗが導入されると、この処理水Ｗの紫外線透過率が紫外線透過率計３２によって、汚濁率が汚濁計３４によって、流量が流量計３６によってそれぞれ測定され、測定信号がシーケンサ４０へと出力される。
【００８５】
流路２３（＃２）の導入口３０（＃２）は、流路２３（＃１）の導入口３０（＃１）よりも導入配管２７から隔離して配置されているので、導入配管２７を介して導入された処理水Ｗは、優先的に導入口３０（＃１）を介して流路２３（＃１）へと導入される。処理水Ｗの流量が大きく、導入口３０（＃１）を越流した場合には、処理水Ｗは、導入口３０（＃２）を介して流路２３（＃２）へも導入される。この場合、越流センサ３９によってそれが検知され、検知信号がシーケンサ４０に出力される。
【００８６】
流路２３（＃１）へ処理水Ｗが導入されると、流路２３（＃１）内における流量が流量計３７（＃１）によって、水位が水位計２８（＃１）によってそれぞれ測定され、それぞれの測定信号がシーケンサ４０に出力される。
【００８７】
シーケンサ４０では、まず、越流センサ３９からの検知信号、および流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に基づいて、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）を点灯するか否かが判定される。導入配管２７から処理水Ｗが導入されている限り、流路２３（＃１）には処理水Ｗが流れるために紫外線ランプ２８（＃１）は常時点灯されている。一方、流路２３（＃２）には、処理水Ｗの流量が増えて、隔壁２６を越流しない限り処理水Ｗは流れ込まない。したがって、越流センサ３９から検知信号が出力されず、かつ流量計３７（＃２）からも測定信号が出力されない場合には、シーケンサ４０によって、流路２３（＃２）に処理水Ｗが流れ込んでいないと判定され、紫外線ランプ２８（＃２）が消灯される。
【００８８】
次に、シーケンサ４０によって、処理水Ｗを消毒するために必要な紫外線の照射量が演算される。紫外線透過率が低い場合、あるいは汚濁率が高い場合には、同じ紫外線発生量であっても消毒効果が低くなる。このため、照射量は、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に加えて、紫外線透過率計３２からの測定信号と、汚濁計３４からの測定信号との結果に基づいて演算される。更に、この照射量が得られるような紫外線発生量が演算され、演算結果に基づいて制御され、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）から紫外線が発せられる。
【００８９】
紫外線ランプ２８（＃１）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行う場合には、蓋４２によって導入口３０（＃１）を閉塞し、処理水Ｗを流路２３（＃２）側に導入することによって、紫外線ランプ２８（＃１）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行いながら、紫外線ランプ２８（＃２）による消毒処理がなされる。これによって、紫外線消毒装置の運転を停止することなく紫外線ランプ２８（＃１）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業がなされる。同様に、蓋４２によって導入口３０（＃２）を閉塞することによって、紫外線ランプ２８（＃２）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行う場合にも、紫外線消毒装置の運転を停止することなく、紫外線ランプ２８（＃２）の交換やメンテナンスがなされる。
【００９０】
なお、紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合には、放電検知センサ４１から検知信号が出力されなくなることによって、シーケンサ４０によって認識される。
【００９１】
上述したように、本実施の形態に係る紫外線消毒装置においては、上記のような作用により、処理水Ｗの量に応じて、必要最低限の個数の紫外線ランプ２８のみを点灯するようにし、その他の紫外線ランプ２８については消灯することができる。その結果、スタンバイ電力の消費を防ぐことができ、処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００９２】
また、運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行うことができるために、消毒されていない処理水Ｗがそのまま放流されることを阻止することが可能となる。
【００９３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図５から図６を用いて説明する。
【００９４】
図５および図６は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【００９５】
図５および図６に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一変形例である。したがって、図５および図６では、図２と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００９６】
すなわち、水槽２２内にそれぞれ独立した複数の流路２３（＃１，＃２）を備えた紫外線消毒装置において、図２に示す第１の実施の形態では、処理水Ｗが優先的に導入口３０（＃１）に導入されるような構成としているのに対して、図５に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置では、それぞれの流路２３（＃１，＃２）にゲート４４（＃１，＃２）を設け、このゲート４４を開閉することによって任意の流路２３に処理水Ｗを導入するような構成とした点が異なっている。
【００９７】
また、図６に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置では、それぞれ並列に配置された２つの流路２３（＃１，＃２）を導入配管２７に接続し、各流路２３（＃１，＃２）にそれぞれバルブ４４（＃１，＃２）を設けている。そして、これらバルブ４４を開閉することによって導入配管２７から任意の流路２３へと処理水Ｗを導入するような構成とした点が異なっている。
【００９８】
つまり、図５に示すような構成の場合、ゲート４４（＃２）を閉じた状態でゲート４４（＃１）のみを開くことによって、導入配管２７から導入された処理水Ｗを、全て流路２３（＃１）に導入し、紫外線ランプ２８（＃１）によって処理水Ｗを消毒する。逆に、ゲート４４（＃１）を閉じた状態でゲート４４（＃２）のみを開くことによって、導入配管２７から導入された処理水Ｗを、全て流路２３（＃２）に導入し、紫外線ランプ２８（＃２）によって処理水Ｗを消毒する。
【００９９】
ゲート４４が閉じられ、処理水Ｗが導入されない流路２３に備えられている紫外線ランプ２８については、第１の実施の形態と同様にして消灯する。
【０１００】
また、導入配管２７から導入される処理水Ｗの量が、１つの紫外線ランプ２８の処理許容量を超える場合には、一方のゲート４４を全開にした状態で、他方のゲート４４を部分的に開くとともに、消灯していた紫外線ランプ２８を点灯し、２つの紫外線ランプ２８によって消毒処理することによって、１つの紫外線ランプ２８の処理許容値を越えることなく、消毒性能を低下させないで消毒する。
【０１０１】
一方、図６に示すような構成の場合、バルブ４４（＃２）を閉じた状態でバルブ４４（＃１）のみを開くことによって、導入配管２７から導入された処理水Ｗを全て流路２３（＃１）に導入し、紫外線ランプ２８（＃１）によって処理水Ｗを消毒する。逆に、バルブ４４（＃１）を閉じた状態でバルブ４４（＃２）のみを開き、導入配管２７から導入された処理水Ｗを全て流路２３（＃２）に導入し、紫外線ランプ２８（＃２）によって処理水Ｗを消毒する。
【０１０２】
バルブ４４が閉じられ、処理水Ｗが導入されない流路２３に備えられている紫外線ランプ２８については、第１の実施の形態と同様にして消灯する。
【０１０３】
また、導入配管２７から導入される処理水Ｗの量が、１つの紫外線ランプ２８の処理許容量を超える場合には、一方のバルブ４４を全開にした状態で、他方のバルブ４４を部分的に開くとともに、消灯していた紫外線ランプ２８を点灯し、２つの紫外線ランプ２８によって消毒処理することによって、１つの紫外線ランプ２８の処理許容値を越えることなく、消毒性能を低下させないで消毒する。
【０１０４】
紫外線ランプ２８からの紫外線発生量は、第１の実施の形態と同様にしてシーケンサ４０が制御する。
【０１０５】
交換やメンテナンスを行う対象である紫外線ランプが例えば紫外線ランプ２８（＃１）である場合には、ゲート４４（＃１）あるいはバルブ４４（＃１）を閉じて流路２３（＃１）に処理水Ｗが導入されないようにした状態で紫外線ランプ２８（＃１）の交換あるいはメンテナンスを行う一方、ゲート４４（＃２）あるいはバルブ４４（＃２）を開いて流路２３（＃２）に処理水Ｗを導入し、紫外線ランプ２８（＃２）によってこの処理水Ｗの消毒処理を行う。これによって、第１の実施の形態と同様に、運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換やメンテナンスを行うことが可能となる。
【０１０６】
上述したような構成とすることによっても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図７から図９を用いて説明する。
【０１０８】
図７は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【０１０９】
図７に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の各流路２３（＃１，＃２）に、それぞれ非常用系の紫外線ランプ２９（＃１，＃２）と、放電検知センサ４６（＃１，＃２）とを付加した構成としている。その他の構成については、図２に示す紫外線消毒装置と同様であるので、図７では、図２と同一部分には同一符号を付している。
【０１１０】
すなわち、流路２３（＃１）は２つの紫外線モニタ、すなわち紫外線ランプ２９（＃１）と紫外線ランプ２８（＃１）とを、流路方向に対して直列に備えている。そして、紫外線ランプ２８（＃１）を常用系として用い、紫外線ランプ２９（＃１）を非常用系として用いる。更に、紫外線ランプ２９（＃１）の側部には、放電検知センサ４６（＃１）を備えている。
【０１１１】
同様に、流路２３（＃２）もまた２つの紫外線モニタ、すなわち紫外線ランプ２９（＃２）と紫外線ランプ２８（＃２）とを、流路方向に対して直列に備えており、紫外線ランプ２９（＃２）の側部には、放電検知センサ４６（＃２）を備えている。そして、紫外線ランプ２８（＃２）を常用系として用い、紫外線ランプ２９（＃２）を非常用系として用いる。
【０１１２】
放電検知センサ４６（＃１，＃２）は、それぞれ紫外線ランプ２９（＃１，＃２）から発せられた紫外線を検知し、検知信号をシーケンサ４０へと出力する。シーケンサ４０は、この検知信号を取得することによって、紫外線ランプ２９が正しく動作していることを認識する。しかしながら、紫外線ランプ２９の破損あるいは電源故障等によって紫外線ランプ２９が点灯不可の状態になった場合には、紫外線ランプ２９から紫外線が発せられないので、放電検知センサ４６は何も検知せず、検知信号をシーケンサ４０に出力しない。これによって、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２９が点灯不可の状態になったことを認識する。
【０１１３】
このような構成によって、仮に紫外線ランプ２８，２９が故障した場合であっても、運転を継続することができることを以下に説明する。
【０１１４】
例えば、紫外線ランプ２８（＃１）のみで運転している状態で、紫外線ランプ２８（＃１）が故障して紫外線を発することができなくなった場合には、放電検知センサ４１（＃１）から検知信号がシーケンサ４０に出力されなくなるので、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２８（＃１）が故障したものと判定し、紫外線ランプ２９（＃１）を点灯させる。これによって、紫外線ランプ２９（＃１）が紫外線を発し、処理水Ｗを消毒する。
【０１１５】
逆に、紫外線ランプ２９（＃１）のみで運転している状態で、紫外線ランプ２９（＃１）が故障して紫外線を発することができなくなった場合には、放電検知センサ４６（＃１）から検知信号がシーケンサ４０に出力されなくなるので、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２９（＃１）が故障したものと判定し、紫外線ランプ２８（＃１）を点灯させる。これによって、紫外線ランプ２８（＃１）が紫外線を発し、処理水Ｗを消毒する。
【０１１６】
紫外線ランプ２８（＃２）のみで運転している状態に紫外線ランプ２８（＃２）が故障した場合、あるいは紫外線ランプ２９（＃２）のみで運転している状態で紫外線ランプ２９（＃２）が故障した場合も、同様にして、それぞれ紫外線ランプ２９（＃２）、あるいは紫外線ランプ２８（＃２）でバックアップすることによって、運転を継続する。
【０１１７】
本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、上述したような構成をしているために、第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の作用効果に加えて、更に以下に示すように優れた運転性を備えている。
【０１１８】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、各流路２３が、常用系の紫外線ランプ２８と非常用系の紫外線ランプ２９とをそれぞれ備えているために、常用系の紫外線ランプ２８の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行う場合であっても、非常用の紫外線ランプ２９によって消毒処理を継続することができるために、流路２３を切り替える必要はない。
【０１１９】
このように、非常時においても優れた運転性を備えているために、図８および図９に示すように、１つの流路２３のみを備えたより簡素な構成の紫外線消毒装置であっても、第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置と同じ作用効果を奏することができる。
【０１２０】
すなわち、図８および図９に示す紫外線消毒装置は、流路２３が１系統しかないが、通常は常用系の紫外線ランプ２８のみを点灯することによって処理水Ｗの消毒処理を行う一方、紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合には、放電検知センサ４１からの検知信号がシーケンサ４０に出力されなくなることによりそれが認識され、シーケンサ４０によって非常用系の紫外線ランプ２９が点灯されることによって運転が継続される。
【０１２１】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を図１０から図１２を用いて説明する。
【０１２２】
図１０は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【０１２３】
図１０に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一変形例である。したがって、図１０では、図２と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【０１２４】
すなわち、図１０にその構成を示す紫外線消毒装置は、水槽２２内に単一の主流路５０を備え、更に互いに連通した状態でかつ主流路５０に対して並列配置された３つの流路２３（＃１〜＃３）を備えている。この流路２３（＃１〜＃３）は、円筒体５２（＃１〜＃３）によってそれぞれ形成され、各円筒体５２（＃１〜＃３）の内部にはそれぞれ紫外線ランプ２８（＃１〜＃３）を備えている。各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部は、水槽２２本体よりも高い位置に配置している。図１１は、図１０に示す紫外線消毒装置のＡ−Ａ線に沿った平断面図である。
【０１２５】
そして、導入配管２７から主流路５０へと導入された処理水Ｗを、流路２３（＃１〜＃３）のうちの何れかに導入し、対応する流路２３に備えられた紫外線ランプ２８によって消毒する。そしてその後、消毒済水Ｒとして、対応する円筒体５２の上部開口部から排出する。更に、上部開口部は、水槽２２本体よりも高い位置にあることから、上部開口部から排出された消毒済水Ｒは、水槽２２の最上部の外壁まで一旦落下した後に、図１１に示すように、放流溝２４へ放流されるようにしている。
【０１２６】
本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部を水槽２２本体よりも高い位置に配置することによって、ポンプのように強制的に処理水Ｗを各流路２３（＃１〜＃３）に分配する動的機器を設けることなく、各流路２３（＃１〜＃３）における処理水Ｗの流量の均等化を図ることができる。この原理を図１２を用いて説明する。
【０１２７】
図１２は、各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部を水槽２２の最上部と同じ高さに配置した構成の紫外線消毒装置である。
【０１２８】
このような構成の紫外線消毒装置において、導入配管２７から主流路５０へと導入された処理水Ｗが、流路２３（＃１〜＃３）のうちの何れかに導入され、対応する流路２３に備えられた紫外線ランプ２８によって消毒され、しかる後に、対応する円筒体５２の上部開口部から水槽２２の最上部から外部へと排出されると、図１２に示すように、排出された消毒済水Ｒの液面Ｓは、放流溝２４側が最も低くなるような傾斜を有するようになる。すなわち、流路２３（＃１）の上部の液面Ｓが最も高くなり、次いで流路２３（＃２）、流路２３（＃３）の順に液面Ｓが低くなって行く。これは、消毒済水Ｒは、放流溝２４側に近い方がより放流溝２４に流れやすいためである。
【０１２９】
このように、消毒済水Ｒの液面Ｓの高さが放流溝２４側ほど低くなると、放流溝２４側の流路２３ほど液面Ｓによって受ける圧力が低くなる。つまり、図１２の場合、流路２３（＃３）の圧力が最も低く、次いで流路２３（＃２）、流路２３（＃３）の順に圧力が高くなる。
【０１３０】
その結果、導入配管２７から導入された処理水Ｗは、主流路５０から各流路２３（＃１〜＃３）に均等に導入されるのではなく、圧力の低い流路２３（＃３）にますます導入される。しかして、液面Ｓの勾配は更に大きくなる傾向となり、各流路２３（＃１〜＃３）に導入される処理水Ｗの流量差がますます大きくなる。
【０１３１】
これによって、流路２３（＃３）には、紫外線ランプ２８（＃３）の処理能力を超える量の処理水Ｗが流れ込むようになる一方、流路２３（＃１）には、紫外線ランプ２８（＃１）の処理能力よりも少ない量の処理水Ｗしか流れ込まなくなり、消毒効率が低下する。
【０１３２】
しかしながら、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部を水槽２２本体よりも高い位置に配置し、上部開口部から排出された消毒済水Ｒは、水槽２２の最上部の外壁まで一旦落下した後に、放流溝２４へ放流される。
【０１３３】
これによって、各流路２３（＃１〜＃３）の上部には、処理後の消毒済水Ｒが蓄積しないので、各流路２３（＃１〜＃３）の圧力は等しくなる。したがって、導入配管２７から導入された処理水Ｗは、主流路５０から各流路２３（＃１〜＃３）に均等に導入されるようになり、複数の紫外線ランプ２８（＃１〜＃３）を用いた効率良い消毒処理を行うことができる。
【０１３４】
上述したように、本実施の形態に係る紫外線消毒装置においては、上記のような作用により、ポンプのように強制的に処理水Ｗを各流路２３（＃１〜＃３）に分配する動的機器を設けることなく、各流路２３（＃１〜＃３）における処理水Ｗの流量の均等化を図ることが可能となる。
【０１３５】
その結果、装置構成を簡素化し、かつ複数の紫外線ランプ２８（＃１〜＃３）を用いて効率良く消毒処理を行うことが可能となる。
【０１３６】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、紫外線ランプのスタンバイ電力の消費を防ぎ、もって、処理水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【０１３８】
また、万が一、紫外線ランプが破損あるいは電源故障等によって点灯不可の状態になった場合であっても、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【０１３９】
更に、紫外線ランプの交換やメンテナンス時であっても、他のタイプの消毒装置を起動させることなく、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【０１４０】
更にまた、処理水を導入する流路を複数備え、各流路にそれぞれ紫外線ランプを備えたような紫外線消毒装置の場合であっても、各紫外線ランプによる消毒効果をほぼ一定に保つことが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紫外線消毒装置を適用した下水処理システムの一例を示す機能ブロック図
【図２】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図３】紫外線ランプモジュールの一例を示す斜視図
【図４】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置において紫外線ランプの交換およびメンテナンス時における運転方法を説明するための図
【図５】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図６】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図７】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図８】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の変形例を示す断面構成図（流路が１つの備えた場合）
【図９】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の変形例を示す断面構成図（流路が１つの備えた場合）
【図１０】第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図１１】図１０に示す紫外線消毒装置のＡ−Ａ線に沿った平断面図
【図１２】第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の原理を説明するための図
【符号の説明】
Ｇ…下水、Ｙ…余剰汚泥、Ｍ…水、Ｗ…処理水、Ｒ…消毒済水、Ｓ…液面、１０…紫外線消毒装置、１２…汚水調整池、１４…最初沈殿池、１６…エアレーションタンク、１８…最終沈殿池、１９…濃縮タンク、２０…砂ろ過層、２１…脱水機、２２…水槽、２３…流路、２４…放流溝、２６…隔壁、２７…導入配管、２８，２９…紫外線ランプ、３０…導入口、３１…排出口、３４…汚濁計、３６，３７…流量計、３８…水位計、３９…越硫センサ、４０…シーケンサ、４１，４６…放電検知センサ、４２…蓋、４３…モジュール、４４…バルブ、５０…主流路、５２…円筒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば上下水道水、工業用水等の処理水に、紫外線を照射することによって消毒する紫外線消毒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば上下水道の殺菌、消毒、および脱色や、工業用水の脱臭や脱色、あるいはパルプの漂白、更には医療機器の殺菌等を行うために、オゾンや塩素等の薬品を注入する消毒装置が主に用いられている。
【０００３】
この種の消毒装置によって殺菌を行う場合には、オゾンや塩素等の薬品を、上下水道や工業用水等の処理水内に均一に溶け込ませるために、滞留槽やスプレーポンプ等の撹拌装置が用いられている。
【０００４】
しかしながら、このような消毒装置では、滞留槽やスプレーポンプ等の撹拌装置の設置が必須となり、装置構成の複雑化をもたらすと共に、これに伴うコストが発生する。また、滞留槽やスプレーポンプ等の撹拌装置は、予め性能が決まっているので、処理水の水質や流量がその性能を超える程度にまで変化した場合には、十分に攪拌できず、所望の消毒効果を発揮することができない。
【０００５】
そこで、このような消毒装置に代わるものとして、紫外線を用いた紫外線消毒装置が用いられている。紫外線には、殺菌、消毒、脱色、工業用水の脱臭や脱色、あるいはパルプの漂白作用等がある。また、処理水の水質や水量の変化に対して即対応することができる。
【０００６】
このような紫外線消毒装置に関する公知文献としては、例えば以下に示す特許文献がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３６８６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−２６９９９３号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平１０−２４１６３５号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平１０−１８８９１２号公報
【００１１】
【特許文献５】
特開平１０−１８８９１１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の紫外線消毒装置では、以下のような問題がある。
【００１３】
すなわち、紫外線消毒装置では、紫外線ランプを用い、この紫外線ランプを点灯することによって発せられる紫外線を処理水に照射することにより消毒している。この紫外線ランプは、照射量が少なく、紫外線発生量を絞った場合であっても、点灯を維持するために必要な一定のスタンバイ電力を必要とする。このため、処理水の量が少ない場合には、一定の処理量に要するコストが高くなるという問題がある。
【００１４】
また、この紫外線消毒装置を用いて、例えば下水を連続的に消毒する場合、万が一、紫外線ランプが、破損あるいは電源故障等によって点灯不可の状態になった場合には、消毒されていない下水がそのまま放流されてしまう恐れがあるという問題がある。
【００１５】
更に、紫外線ランプの交換やメンテナンス時にもまた、下水の流入を止めるか、あるいは薬品注入タイプの消毒装置等といった他の消毒装置を起動させないと、消毒されていない下水がそのまま放流されてしまう恐れがあるという問題がある。
【００１６】
更にまた、処理水を導入する流路を複数備え、各流路にそれぞれ紫外線ランプを備えたような紫外線消毒装置の場合、各流路の配置および構成によっては、流路間における処理水流量のアンバランスが生じ、結果として、各紫外線ランプに均等に処理水が流れ込まなくなる。このため、各紫外線ランプ間で消毒効果に差が生じてしまい、一定の消毒性能を得ることができなくなるという問題がある。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、紫外線ランプのスタンバイ電力の消費を防ぎ、もって、処理水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００１８】
また、その第２の目的は、万が一、紫外線ランプが、破損あるいは電源故障等によって点灯不可の状態になった場合であっても、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００１９】
更に、その第３の目的は、紫外線ランプの交換やメンテナンス時であっても、他のタイプの消毒装置を起動させることなく、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００２０】
更にまた、その第４の目的は、処理水を導入する流路を複数備え、各流路にそれぞれ紫外線ランプを備えたような紫外線消毒装置の場合であっても、各紫外線ランプによる消毒効果をほぼ一定に保つことが可能な紫外線消毒装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００２２】
すなわち、請求項１の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた流量に相当する対象水を、複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、各流量測定手段によって測定された流量に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプの点灯の可否を判定する判定手段とを備えている。
【００２３】
従って、請求項１の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することができる。その結果、スタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００２４】
請求項２の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口と導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路を区分している障壁と、複数の導入口のうちの何れかに導入された対象水が障壁を越流した場合にはそれを検知する越流センサと、各流路にそれぞれ備えられ点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流量測定手段によって測定された流量または越流センサによる検知結果に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプの点灯の可否を判定する判定手段とを備えている。
【００２５】
従って、以上のような手段を講じた請求項２の発明の紫外線消毒装置によっても、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することができる。その結果、スタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００２６】
請求項３の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流量測定手段によって測定された流量に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節する調節手段と、対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、調節手段によって調節された照射量が予め定めた最大照射量を超えた場合には、対象水を、複数の導入口のうちの別の導入口にも分配するようにした分配手段とを備えている。
【００２７】
従って、請求項３の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路のうち、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００２８】
請求項４の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、各流量測定手段によって測定された流量と、各水質測定手段によって測定された水質とに基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節する調節手段と、対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、調節手段によって調節された照射量が予め定めた最大照射量を超えた場合には、対象水を、複数の導入口のうちの別の導入口にも分配するようにした分配手段とを備えている。
【００２９】
従って、請求項４の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路のうち、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３０】
請求項５の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項４に記載の紫外線消毒装置において、各流路を区分している障壁と、複数の導入口のうちの何れかに導入された対象水が障壁を越流した場合にはそれを検知する越流センサとを更に備えている。そして、調節手段は、越流センサによる検知結果と、各流量測定手段によって測定された流量と、各水質測定手段によって測定された水質とに基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節するようにしている。
【００３１】
このような構成とすることによって、不要なスタンバイ電力の消費を更に効果的に阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減化をより図ることが可能となる。
【００３２】
請求項６の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口とこの導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた流量に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段とを備えている。
【００３３】
従って、請求項６の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路のうち、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３４】
請求項７の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口、導入口から導入された対象水を排出する排出口、および導入口に導かれる対象水の水量を調節するバルブを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段および水質測定手段によって測定された流量および水質が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた分に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段とを備えている。
【００３５】
従って、請求項７の発明の紫外線消毒装置においては、上述したように、バルブを制御することこによって、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、対象水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３６】
請求項８の発明は、上記第１の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、分配された対象水を導入する導入口、この導入口から導入された対象水を排出する排出口、および導入口に導かれる対象水の水量を調節するバルブを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって対象水を複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、流量測定手段および水質測定手段によって測定された流量および水質が予め定めた許容値を超えた場合には、許容値を超えた分に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段と、点灯手段によって点灯された紫外線ランプについて、対応する流路に備えられた流量測定手段および水質測定手段によって測定された流量および水質に基づいて、発する紫外線の照射量を調節する調節手段とを備えている。
【００３７】
従って、請求項８の発明の紫外線消毒装置においては、上述したように、バルブを制御することこによって、対象水を流す流路の数をできる限り少なくすることができる。そして、対象水が流れている流路に備えられた紫外線ランプのみを点灯することによって、不要なスタンバイ電力の消費を阻止することができ、処理水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００３８】
請求項９の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項１乃至８のうち何れか１項の発明の紫外線消毒装置において、紫外線ランプに代えて、複数の紫外線ランプからなる紫外線ランプモジュールを用いている。
【００３９】
従って、請求項９の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、流路あたりの消毒処理能力を高めることができる。
【００４０】
請求項１０の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項９の発明の紫外線消毒装置において、各流路には少なくとも２つ以上の紫外線ランプモジュールを直列配置して備え、そのうちの１つを常用系、それ以外を非常用系としている。
【００４１】
従って、請求項１０の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、紫外線ランプの破損もしくは電源故障を起こし、点灯不可の状態になった場合でも、非常用系の紫外線ランプを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。また、紫外線ランプの交換やメンテナンス時であっても、非常用系の紫外線ランプを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００４２】
請求項１１の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１および請求項３乃至８の発明の紫外線消毒装置において、紫外線ランプに代えて、複数の紫外線ランプからなる紫外線ランプモジュールを備えている。更に分配手段は、対象水を分配した流路に備えられた紫外線ランプモジュールが点灯不能な場合には、この流路に代えて、点灯可能な紫外線ランプモジュールが備えられた流路へと対象水を分配するようにしている。
【００４３】
従って、請求項１２の発明の紫外線消毒装置にもまた、請求項１０の発明の紫外線消毒装置と同様に、常用系の紫外線ランプモジュールが、破損、故障、交換、あるいはメンテナンスによって点灯不能な場合であっても、非常用系の紫外線ランプモジュールを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００４４】
請求項１２の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１乃至８のうち何れか１項の発明の紫外線消毒装置において、各流路には少なくとも２本以上の紫外線ランプを備え、そのうち１本を常用系、それ以外を非常用系としている。
【００４５】
従って、請求項１２の発明の紫外線消毒装置にもまた、請求項１０の発明の紫外線消毒装置と同様に、常用系の紫外線ランプが、破損、故障、交換、あるいはメンテナンスによって点灯不能な場合であっても、非常用系の紫外線ランプを起動させることによって、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００４６】
請求項１３の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１２の発明の紫外線消毒装置において、同一の流路に備えられた２本以上の紫外線ランプを並列配置している。
【００４７】
従って、請求項１３の発明の紫外線消毒装置においては、同一流路に備えられた複数の紫外線ランプを並列に配置しているので、流路の長さが短い装置に対しても、複数の紫外線ランプを配置することができる。
【００４８】
請求項１４の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１０の発明の紫外線消毒装置において、同一の流路に備えられた２本以上の紫外線ランプを直列配置している。
【００４９】
従って、請求項１４の発明の紫外線消毒装置においては、同一流路に備えられた複数の紫外線ランプを直列に配置しているので、常用系の紫外線ランプが万が一、破損あるいは故障した場合であっても、非常用系の紫外線ランプを用いることによって、常用系の紫外線ランプとほぼ同じ消毒効果で対象水を消毒することができる。
【００５０】
請求項１５の発明は、上記第２および第３の目的を達成するために、請求項１および請求項３乃至８のうち何れか１項の発明の紫外線消毒装置において、分配手段は、対象水を分配した流路に備えられた紫外線ランプが点灯不能な場合には、この流路に代えて、点灯可能な紫外線ランプが備えられた流路へと対象水を分配するようにしている。
【００５１】
従って、請求項１５の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、故障等によって点灯不能な紫外線ランプが備えられている流路には対象水を流れ込まないようにする一方、点灯可能な紫外線ランプが備えられている流路に対象水を分配することにより、消毒されていない対象水がそのまま放流されるのを阻止することができる。
【００５２】
請求項１６の発明は、上記第４の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、対象水を導入する導入口と、点灯時に紫外線を発する紫外線ランプと、紫外線ランプがそれぞれ備えられ、導入口を介して下部側から導かれた対象水を、紫外線ランプから発せられる紫外線によって照射することによって消毒した後に上部側から排出する複数の流路と、各流路に導かれた対象水の流量をそれぞれ等しくなるようにする整流手段とを備えている。
【００５３】
従って、請求項１６の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路に対して同時に対象水を導く場合であっても、各流路に対して等しい流量で対象水を導くことができる。その結果、各流路においてほぼ一定の消毒効果を得られるようになる。
【００５４】
請求項１７の発明は、上記第４の目的を達成するために、紫外線を対象水に照射することによって対象水を消毒する紫外線消毒装置において、対象水を導入する導入口と、点灯時に紫外線を発する紫外線ランプと、紫外線ランプがそれぞれ備えられ、導入口を介して下部開口部から導かれた対象水を、紫外線ランプから発せられる紫外線によって照射することによって消毒した後に上部開口部から排出する円筒状の複数の流路とを備え、各上部開口部から排出された対象水を、上部開口部から落下させてから装置外部へと排出するようにしている。
【００５５】
従って、請求項１７の発明の紫外線消毒装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数の流路に対して同時に対象水を導く場合であっても、ポンプ等の動的機器を用いることなく、各流路に対して等しい流量で対象水を導くことができる。その結果、低コストで、かつ各流路においてほぼ一定の消毒効果が得られるようになる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。各実施の形態では、本発明の紫外線消毒装置を、下水消毒システムに適用した場合を例に説明する。
【００５７】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図４を用いて説明する。
【００５８】
図１は、本発明の紫外線消毒装置を適用した下水処理システムの一例を示す機能ブロック図である。
【００５９】
すなわち、下水処理システムに取り込まれた下水Ｇは、汚水調整池１２に流入し、更に最初沈殿池１４に送られる。そして、最初沈殿池１４において上澄みの下水Ｇと、沈殿物の余剰汚泥Ｙとに分離される。更に、上澄みの下水Ｇは、エアレーションタンク１６に送られ、ここで生物・薬品等による処理がなされた後に最終沈殿池１８に流入する。一方、余剰汚泥Ｙは、濃縮タンク１９に送られる。
【００６０】
最終沈殿池１８に流入した下水Ｇは、ここで、上澄みの水Ｍと、沈殿物の余剰汚泥Ｙとに更に分離され、上澄みの水Ｍは、砂ろ過層２０に送られる一方、余剰汚泥Ｙは、エアレーションタンク１６もしくは濃縮タンク１９に送られる。
【００６１】
濃縮タンク１９に送られた余剰汚泥Ｙは、ここで濃縮され、脱水機２１で更に脱水された後に、焼却処分されたり、あるいは肥料等に再生利用される。
【００６２】
一方、砂ろ過層２０を通過した水Ｍは、図２に例示するように、紫外線消毒装置１０に処理水Ｗとして導入され、ここで消毒された消毒済水Ｒが放流溝２４に放流されるようにしている。
【００６３】
次に、本実施の形態に係る紫外線消毒装置について説明する。
【００６４】
図２は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【００６５】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示すように、砂ろ過層２０から導入配管２７を介して処理水Ｗが導入される水槽２２内に、それぞれ独立した２つの流路２３（＃１，＃２）を備えている。なお、図２では、２つの流路２３（＃１，＃２）のみを示しているが、３つ以上の流路を備えていても良い。流路２３（＃１）と流路２３（＃２）とは、隔壁２６によって区分されている。そして、流路２３（＃２）の導入口３０（＃２）を、流路２３（＃１）の導入口３０（＃１）よりも、導入配管２７から隔離して配置している。更に、隔壁２６の頂部には越流センサ３９を備えている。越流センサ３９は、導入配管２７からの処理水Ｗが隔壁２６を越えて導入口３０（＃２）に導入されるとそれを検知し、検知信号をシーケンサ４０へと出力する。
【００６６】
各流路２３（＃１，＃２）にはそれぞれ紫外線ランプ２８（＃１，＃２）を配置している。紫外線ランプ２８は、点灯時に紫外線を発する。この紫外線は、処理水Ｗを照射することによって消毒する。
【００６７】
なお、各流路２３（＃１，＃２）にそれぞれ備えられた紫外線ランプ２８（＃１，＃２）は、１本に限るものではなく、複数備えていても構わない。配置方法についても、並列配置、直列配置何れであっても良い。あるいは、図３に示すように、例えば５×５本の紫外線ランプ２８をまとめた単数あるいは複数のモジュール４３であっても良い。図３（ａ）は、５×５本の紫外線ランプ２８を並列配置して成るモジュール４３を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すモジュール４３を３つ直列配置した状態を示す図である。
【００６８】
また、導入配管２７には、導入配管２７を流れる処理水Ｗの紫外線透過率を測定する紫外線透過率計３２と、同処理水Ｗの汚濁率を計測する汚濁計３４と、同処理水Ｗの流量を測定する流量計３６とを備えている。また、各流路２３（＃１，＃２）には、それぞれの流量を測定する流量計３７（＃１，＃２）と、それぞれの液面を測定する水位計３８（＃１，＃２）とを備えている。また、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）の側部側には、放電検知センサ４１（＃１，＃２）をそれぞれ備えている。更にまた、これら測定器３２，３４，３６，３７，３８からの測定信号、および越流センサ３９からの検知信号に基づいて、紫外線ランプ２８の点灯の可否、および点灯する場合には更に紫外線発生量の制御を行うシーケンサ４０を備えている。
【００６９】
紫外線透過率計３２は、処理水Ｗの紫外線透過率を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。汚濁計３４は、処理水Ｗの汚濁率を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。流量計３６は、処理水Ｗの流量を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。流量計３７（＃１，＃２）は、それぞれの流路２３（＃１，＃２）における処理水Ｗの流量を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。水位計３８（＃１，＃２）は、それぞれの流路２３（＃１，＃２）の水位を測定すると、測定信号をシーケンサ４０へと出力する。放電検知センサ４１（＃１，＃２）は、それぞれ紫外線ランプ２８（＃１，＃２）から発せられた紫外線を検知し、検知信号をシーケンサ４０へと出力する。
【００７０】
シーケンサ４０は、紫外線透過率計３２、汚濁計３４、流量計３６、流量計３７（＃１，＃２）、および水位計３８（＃１，＃２）から出力された測定信号に基づいて、処理水Ｗを消毒するために必要な紫外線の照射量が得られるように、以下のようにして紫外線ランプ２８からの紫外線発生量を制御する。
【００７１】
まず、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号、および越流センサ３９からの検知信号に基づいて、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）を点灯するか否かを判定する。導入配管２７から処理水Ｗが導入されている限り、流路２３（＃１）には処理水Ｗが流れるために紫外線ランプ２８（＃１）は常時点灯する必要があるが、流路２３（＃２）には、処理水Ｗの流量が増えて、隔壁２６を越流しない限り処理水Ｗは流れ込まない。したがって、越流センサ３９からの検知信号が出力されず、かつ流量計３７（＃２）から測定信号が出力されない場合には、流路２３（＃２）に処理水Ｗが流れ込んでいないと判定し、紫外線ランプ２８（＃２）を消灯させる。越流センサ３９から検知信号が出力された場合、あるいは流量計３７（＃２）から測定信号が出力された場合には、流路２３（＃２）に処理水Ｗが流れ込んだものと判定し、紫外線ランプ（＃２）を点灯させる。
【００７２】
また、紫外線透過率が低かったり汚濁率が高いと、同じ紫外線発生量であっても消毒効果が低くなるので、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に加えて、紫外線透過率計３２からの測定信号と、汚濁計３４からの測定信号との結果に基づいて、処理水Ｗを消毒するために必要な紫外線の照射量を演算する。次に、この照射量が得られるような紫外線発生量を演算し、演算結果に基づいて紫外線ランプ２８（＃１，＃２）から紫外線を発生させる。
【００７３】
なお、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に代えて、水位計３８（＃１，＃２）からの測定信号を用いても良い。この場合、水位を、例えば低レベル、中レベル、高レベルの３段階に予め分けておき、測定された水位がどのレベルに属するかによって、段階的に紫外線ランプ２８（＃１，＃２）からの紫外線発生量を制御するようにしても良い。流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号と、水位計３８（＃１，＃２）からの測定信号との両方を考慮して紫外線発生量を制御するようにしても良い。
【００７４】
紫外線によって消毒された処理水Ｗは、消毒済水Ｒとなって、排出口３１（＃１，＃２）を介して水槽２２外の放流溝２４へと排出されるようにしている。
【００７５】
次に、図４を用いて、紫外線ランプ２８の交換時やメンテナンス時における運転方法について説明する。
【００７６】
流路２３（＃１）に備えられた紫外線ランプ２８（＃１）の交換、あるいはメンテナンスを行う場合には、図４に示すように、導入口３０（＃１）に蓋４２を置いて導入口３０（＃１）を閉塞し、導入配管２７によって導入された処理水Ｗが全て導入口３０（＃２）を介して流路２３（＃２）に導入されるようにしている。導入配管２７から導入される処理水Ｗが、紫外線ランプ２８（＃２）の処理許容量を越える場合には、導入配管２７に備えられた図示しないバルブを閉めることによって、処理許容量以下の処理水Ｗのみが流路２３（＃２）に導入されるようにする。
【００７７】
そして、紫外線ランプ２８（＃２）によって、流路２３（＃２）に導入された処理水Ｗの消毒処理を行いながら、紫外線ランプ２８（＃１）の交換、あるいはメンテナンスを行う。紫外線ランプ２８（＃２）の紫外線発生量もまた、上述したようにシーケンサ４０が制御する。このようにすることによって、紫外線消毒装置の運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換やメンテナンスを行うことができる。
【００７８】
紫外線ランプ２８（＃２）の交換あるいはメンテナンスを行う場合には、逆に導入口３０（＃２）に蓋４２を置いて導入口３０（＃２）を閉塞し、紫外線ランプ２８（＃１）によって処理水Ｗの消毒処理を行いながら行う。あるいは、導入配管２７によって導入された処理水Ｗの量が、紫外線ランプ２８（＃１）による許容処理量以下である場合には、全てを導入口３０（＃１）から流路２３（＃１）へ導入することができるので、蓋４２置いて導入口３０（＃２）を閉塞しなくても交換およびメンテナンスを行うことが可能である。
【００７９】
次に、図４を用いて、紫外線ランプ２８の破損あるいは電源故障等によって紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合の運転方法について説明する。
【００８０】
シーケンサ４０によって制御がなされている紫外線ランプ２８からは紫外線が発せられ、この紫外線は、放電検知センサ４１が検知し、検知信号をシーケンサ４０に出力する。シーケンサ４０は、この検知信号を取得することによって、紫外線ランプ２８が正しく動作していることを認識する。
【００８１】
しかしながら、紫外線ランプ２８の破損あるいは電源故障等によって紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合には、紫外線ランプ２８から紫外線が発せられないので、放電検知センサ４１は何も検知しないために、検知信号をシーケンサ４０に出力しない。これによって、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になったことを認識する。
【００８２】
この場合も、交換あるいはメンテナンスを行う場合と同様に、点灯不可となった紫外線ランプ２８が備えられている流路２３の導入口３０を蓋４２によって閉塞し、処理水Ｗが導入されない状態とした上で交換あるいは修理作業を行う。同時に処理水Ｗを他方の流路２３へと導入し、この流路２３に備えられた紫外線ランプ２８によって消毒処理を行うことによって、紫外線消毒装置の運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換や修理作業を行うことができる。
【００８３】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る紫外線消毒装置の作用について説明する。
【００８４】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、砂ろ過層２０から導入配管２７を介して処理水Ｗが導入されると、この処理水Ｗの紫外線透過率が紫外線透過率計３２によって、汚濁率が汚濁計３４によって、流量が流量計３６によってそれぞれ測定され、測定信号がシーケンサ４０へと出力される。
【００８５】
流路２３（＃２）の導入口３０（＃２）は、流路２３（＃１）の導入口３０（＃１）よりも導入配管２７から隔離して配置されているので、導入配管２７を介して導入された処理水Ｗは、優先的に導入口３０（＃１）を介して流路２３（＃１）へと導入される。処理水Ｗの流量が大きく、導入口３０（＃１）を越流した場合には、処理水Ｗは、導入口３０（＃２）を介して流路２３（＃２）へも導入される。この場合、越流センサ３９によってそれが検知され、検知信号がシーケンサ４０に出力される。
【００８６】
流路２３（＃１）へ処理水Ｗが導入されると、流路２３（＃１）内における流量が流量計３７（＃１）によって、水位が水位計２８（＃１）によってそれぞれ測定され、それぞれの測定信号がシーケンサ４０に出力される。
【００８７】
シーケンサ４０では、まず、越流センサ３９からの検知信号、および流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に基づいて、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）を点灯するか否かが判定される。導入配管２７から処理水Ｗが導入されている限り、流路２３（＃１）には処理水Ｗが流れるために紫外線ランプ２８（＃１）は常時点灯されている。一方、流路２３（＃２）には、処理水Ｗの流量が増えて、隔壁２６を越流しない限り処理水Ｗは流れ込まない。したがって、越流センサ３９から検知信号が出力されず、かつ流量計３７（＃２）からも測定信号が出力されない場合には、シーケンサ４０によって、流路２３（＃２）に処理水Ｗが流れ込んでいないと判定され、紫外線ランプ２８（＃２）が消灯される。
【００８８】
次に、シーケンサ４０によって、処理水Ｗを消毒するために必要な紫外線の照射量が演算される。紫外線透過率が低い場合、あるいは汚濁率が高い場合には、同じ紫外線発生量であっても消毒効果が低くなる。このため、照射量は、流量計３７（＃１，＃２）からの測定信号に加えて、紫外線透過率計３２からの測定信号と、汚濁計３４からの測定信号との結果に基づいて演算される。更に、この照射量が得られるような紫外線発生量が演算され、演算結果に基づいて制御され、紫外線ランプ２８（＃１，＃２）から紫外線が発せられる。
【００８９】
紫外線ランプ２８（＃１）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行う場合には、蓋４２によって導入口３０（＃１）を閉塞し、処理水Ｗを流路２３（＃２）側に導入することによって、紫外線ランプ２８（＃１）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行いながら、紫外線ランプ２８（＃２）による消毒処理がなされる。これによって、紫外線消毒装置の運転を停止することなく紫外線ランプ２８（＃１）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業がなされる。同様に、蓋４２によって導入口３０（＃２）を閉塞することによって、紫外線ランプ２８（＃２）の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行う場合にも、紫外線消毒装置の運転を停止することなく、紫外線ランプ２８（＃２）の交換やメンテナンスがなされる。
【００９０】
なお、紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合には、放電検知センサ４１から検知信号が出力されなくなることによって、シーケンサ４０によって認識される。
【００９１】
上述したように、本実施の形態に係る紫外線消毒装置においては、上記のような作用により、処理水Ｗの量に応じて、必要最低限の個数の紫外線ランプ２８のみを点灯するようにし、その他の紫外線ランプ２８については消灯することができる。その結果、スタンバイ電力の消費を防ぐことができ、処理量に対するコストの低減を図ることが可能となる。
【００９２】
また、運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行うことができるために、消毒されていない処理水Ｗがそのまま放流されることを阻止することが可能となる。
【００９３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図５から図６を用いて説明する。
【００９４】
図５および図６は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【００９５】
図５および図６に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一変形例である。したがって、図５および図６では、図２と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００９６】
すなわち、水槽２２内にそれぞれ独立した複数の流路２３（＃１，＃２）を備えた紫外線消毒装置において、図２に示す第１の実施の形態では、処理水Ｗが優先的に導入口３０（＃１）に導入されるような構成としているのに対して、図５に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置では、それぞれの流路２３（＃１，＃２）にゲート４４（＃１，＃２）を設け、このゲート４４を開閉することによって任意の流路２３に処理水Ｗを導入するような構成とした点が異なっている。
【００９７】
また、図６に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置では、それぞれ並列に配置された２つの流路２３（＃１，＃２）を導入配管２７に接続し、各流路２３（＃１，＃２）にそれぞれバルブ４４（＃１，＃２）を設けている。そして、これらバルブ４４を開閉することによって導入配管２７から任意の流路２３へと処理水Ｗを導入するような構成とした点が異なっている。
【００９８】
つまり、図５に示すような構成の場合、ゲート４４（＃２）を閉じた状態でゲート４４（＃１）のみを開くことによって、導入配管２７から導入された処理水Ｗを、全て流路２３（＃１）に導入し、紫外線ランプ２８（＃１）によって処理水Ｗを消毒する。逆に、ゲート４４（＃１）を閉じた状態でゲート４４（＃２）のみを開くことによって、導入配管２７から導入された処理水Ｗを、全て流路２３（＃２）に導入し、紫外線ランプ２８（＃２）によって処理水Ｗを消毒する。
【００９９】
ゲート４４が閉じられ、処理水Ｗが導入されない流路２３に備えられている紫外線ランプ２８については、第１の実施の形態と同様にして消灯する。
【０１００】
また、導入配管２７から導入される処理水Ｗの量が、１つの紫外線ランプ２８の処理許容量を超える場合には、一方のゲート４４を全開にした状態で、他方のゲート４４を部分的に開くとともに、消灯していた紫外線ランプ２８を点灯し、２つの紫外線ランプ２８によって消毒処理することによって、１つの紫外線ランプ２８の処理許容値を越えることなく、消毒性能を低下させないで消毒する。
【０１０１】
一方、図６に示すような構成の場合、バルブ４４（＃２）を閉じた状態でバルブ４４（＃１）のみを開くことによって、導入配管２７から導入された処理水Ｗを全て流路２３（＃１）に導入し、紫外線ランプ２８（＃１）によって処理水Ｗを消毒する。逆に、バルブ４４（＃１）を閉じた状態でバルブ４４（＃２）のみを開き、導入配管２７から導入された処理水Ｗを全て流路２３（＃２）に導入し、紫外線ランプ２８（＃２）によって処理水Ｗを消毒する。
【０１０２】
バルブ４４が閉じられ、処理水Ｗが導入されない流路２３に備えられている紫外線ランプ２８については、第１の実施の形態と同様にして消灯する。
【０１０３】
また、導入配管２７から導入される処理水Ｗの量が、１つの紫外線ランプ２８の処理許容量を超える場合には、一方のバルブ４４を全開にした状態で、他方のバルブ４４を部分的に開くとともに、消灯していた紫外線ランプ２８を点灯し、２つの紫外線ランプ２８によって消毒処理することによって、１つの紫外線ランプ２８の処理許容値を越えることなく、消毒性能を低下させないで消毒する。
【０１０４】
紫外線ランプ２８からの紫外線発生量は、第１の実施の形態と同様にしてシーケンサ４０が制御する。
【０１０５】
交換やメンテナンスを行う対象である紫外線ランプが例えば紫外線ランプ２８（＃１）である場合には、ゲート４４（＃１）あるいはバルブ４４（＃１）を閉じて流路２３（＃１）に処理水Ｗが導入されないようにした状態で紫外線ランプ２８（＃１）の交換あるいはメンテナンスを行う一方、ゲート４４（＃２）あるいはバルブ４４（＃２）を開いて流路２３（＃２）に処理水Ｗを導入し、紫外線ランプ２８（＃２）によってこの処理水Ｗの消毒処理を行う。これによって、第１の実施の形態と同様に、運転を停止することなく紫外線ランプ２８の交換やメンテナンスを行うことが可能となる。
【０１０６】
上述したような構成とすることによっても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図７から図９を用いて説明する。
【０１０８】
図７は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【０１０９】
図７に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の各流路２３（＃１，＃２）に、それぞれ非常用系の紫外線ランプ２９（＃１，＃２）と、放電検知センサ４６（＃１，＃２）とを付加した構成としている。その他の構成については、図２に示す紫外線消毒装置と同様であるので、図７では、図２と同一部分には同一符号を付している。
【０１１０】
すなわち、流路２３（＃１）は２つの紫外線モニタ、すなわち紫外線ランプ２９（＃１）と紫外線ランプ２８（＃１）とを、流路方向に対して直列に備えている。そして、紫外線ランプ２８（＃１）を常用系として用い、紫外線ランプ２９（＃１）を非常用系として用いる。更に、紫外線ランプ２９（＃１）の側部には、放電検知センサ４６（＃１）を備えている。
【０１１１】
同様に、流路２３（＃２）もまた２つの紫外線モニタ、すなわち紫外線ランプ２９（＃２）と紫外線ランプ２８（＃２）とを、流路方向に対して直列に備えており、紫外線ランプ２９（＃２）の側部には、放電検知センサ４６（＃２）を備えている。そして、紫外線ランプ２８（＃２）を常用系として用い、紫外線ランプ２９（＃２）を非常用系として用いる。
【０１１２】
放電検知センサ４６（＃１，＃２）は、それぞれ紫外線ランプ２９（＃１，＃２）から発せられた紫外線を検知し、検知信号をシーケンサ４０へと出力する。シーケンサ４０は、この検知信号を取得することによって、紫外線ランプ２９が正しく動作していることを認識する。しかしながら、紫外線ランプ２９の破損あるいは電源故障等によって紫外線ランプ２９が点灯不可の状態になった場合には、紫外線ランプ２９から紫外線が発せられないので、放電検知センサ４６は何も検知せず、検知信号をシーケンサ４０に出力しない。これによって、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２９が点灯不可の状態になったことを認識する。
【０１１３】
このような構成によって、仮に紫外線ランプ２８，２９が故障した場合であっても、運転を継続することができることを以下に説明する。
【０１１４】
例えば、紫外線ランプ２８（＃１）のみで運転している状態で、紫外線ランプ２８（＃１）が故障して紫外線を発することができなくなった場合には、放電検知センサ４１（＃１）から検知信号がシーケンサ４０に出力されなくなるので、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２８（＃１）が故障したものと判定し、紫外線ランプ２９（＃１）を点灯させる。これによって、紫外線ランプ２９（＃１）が紫外線を発し、処理水Ｗを消毒する。
【０１１５】
逆に、紫外線ランプ２９（＃１）のみで運転している状態で、紫外線ランプ２９（＃１）が故障して紫外線を発することができなくなった場合には、放電検知センサ４６（＃１）から検知信号がシーケンサ４０に出力されなくなるので、シーケンサ４０は、紫外線ランプ２９（＃１）が故障したものと判定し、紫外線ランプ２８（＃１）を点灯させる。これによって、紫外線ランプ２８（＃１）が紫外線を発し、処理水Ｗを消毒する。
【０１１６】
紫外線ランプ２８（＃２）のみで運転している状態に紫外線ランプ２８（＃２）が故障した場合、あるいは紫外線ランプ２９（＃２）のみで運転している状態で紫外線ランプ２９（＃２）が故障した場合も、同様にして、それぞれ紫外線ランプ２９（＃２）、あるいは紫外線ランプ２８（＃２）でバックアップすることによって、運転を継続する。
【０１１７】
本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、上述したような構成をしているために、第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の作用効果に加えて、更に以下に示すように優れた運転性を備えている。
【０１１８】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、各流路２３が、常用系の紫外線ランプ２８と非常用系の紫外線ランプ２９とをそれぞれ備えているために、常用系の紫外線ランプ２８の交換、メンテナンス、あるいは修理作業を行う場合であっても、非常用の紫外線ランプ２９によって消毒処理を継続することができるために、流路２３を切り替える必要はない。
【０１１９】
このように、非常時においても優れた運転性を備えているために、図８および図９に示すように、１つの流路２３のみを備えたより簡素な構成の紫外線消毒装置であっても、第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置と同じ作用効果を奏することができる。
【０１２０】
すなわち、図８および図９に示す紫外線消毒装置は、流路２３が１系統しかないが、通常は常用系の紫外線ランプ２８のみを点灯することによって処理水Ｗの消毒処理を行う一方、紫外線ランプ２８が点灯不可の状態になった場合には、放電検知センサ４１からの検知信号がシーケンサ４０に出力されなくなることによりそれが認識され、シーケンサ４０によって非常用系の紫外線ランプ２９が点灯されることによって運転が継続される。
【０１２１】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を図１０から図１２を用いて説明する。
【０１２２】
図１０は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図である。
【０１２３】
図１０に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一変形例である。したがって、図１０では、図２と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【０１２４】
すなわち、図１０にその構成を示す紫外線消毒装置は、水槽２２内に単一の主流路５０を備え、更に互いに連通した状態でかつ主流路５０に対して並列配置された３つの流路２３（＃１〜＃３）を備えている。この流路２３（＃１〜＃３）は、円筒体５２（＃１〜＃３）によってそれぞれ形成され、各円筒体５２（＃１〜＃３）の内部にはそれぞれ紫外線ランプ２８（＃１〜＃３）を備えている。各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部は、水槽２２本体よりも高い位置に配置している。図１１は、図１０に示す紫外線消毒装置のＡ−Ａ線に沿った平断面図である。
【０１２５】
そして、導入配管２７から主流路５０へと導入された処理水Ｗを、流路２３（＃１〜＃３）のうちの何れかに導入し、対応する流路２３に備えられた紫外線ランプ２８によって消毒する。そしてその後、消毒済水Ｒとして、対応する円筒体５２の上部開口部から排出する。更に、上部開口部は、水槽２２本体よりも高い位置にあることから、上部開口部から排出された消毒済水Ｒは、水槽２２の最上部の外壁まで一旦落下した後に、図１１に示すように、放流溝２４へ放流されるようにしている。
【０１２６】
本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部を水槽２２本体よりも高い位置に配置することによって、ポンプのように強制的に処理水Ｗを各流路２３（＃１〜＃３）に分配する動的機器を設けることなく、各流路２３（＃１〜＃３）における処理水Ｗの流量の均等化を図ることができる。この原理を図１２を用いて説明する。
【０１２７】
図１２は、各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部を水槽２２の最上部と同じ高さに配置した構成の紫外線消毒装置である。
【０１２８】
このような構成の紫外線消毒装置において、導入配管２７から主流路５０へと導入された処理水Ｗが、流路２３（＃１〜＃３）のうちの何れかに導入され、対応する流路２３に備えられた紫外線ランプ２８によって消毒され、しかる後に、対応する円筒体５２の上部開口部から水槽２２の最上部から外部へと排出されると、図１２に示すように、排出された消毒済水Ｒの液面Ｓは、放流溝２４側が最も低くなるような傾斜を有するようになる。すなわち、流路２３（＃１）の上部の液面Ｓが最も高くなり、次いで流路２３（＃２）、流路２３（＃３）の順に液面Ｓが低くなって行く。これは、消毒済水Ｒは、放流溝２４側に近い方がより放流溝２４に流れやすいためである。
【０１２９】
このように、消毒済水Ｒの液面Ｓの高さが放流溝２４側ほど低くなると、放流溝２４側の流路２３ほど液面Ｓによって受ける圧力が低くなる。つまり、図１２の場合、流路２３（＃３）の圧力が最も低く、次いで流路２３（＃２）、流路２３（＃３）の順に圧力が高くなる。
【０１３０】
その結果、導入配管２７から導入された処理水Ｗは、主流路５０から各流路２３（＃１〜＃３）に均等に導入されるのではなく、圧力の低い流路２３（＃３）にますます導入される。しかして、液面Ｓの勾配は更に大きくなる傾向となり、各流路２３（＃１〜＃３）に導入される処理水Ｗの流量差がますます大きくなる。
【０１３１】
これによって、流路２３（＃３）には、紫外線ランプ２８（＃３）の処理能力を超える量の処理水Ｗが流れ込むようになる一方、流路２３（＃１）には、紫外線ランプ２８（＃１）の処理能力よりも少ない量の処理水Ｗしか流れ込まなくなり、消毒効率が低下する。
【０１３２】
しかしながら、本実施の形態に係る紫外線消毒装置は、各円筒体５２（＃１〜＃３）の上部開口部を水槽２２本体よりも高い位置に配置し、上部開口部から排出された消毒済水Ｒは、水槽２２の最上部の外壁まで一旦落下した後に、放流溝２４へ放流される。
【０１３３】
これによって、各流路２３（＃１〜＃３）の上部には、処理後の消毒済水Ｒが蓄積しないので、各流路２３（＃１〜＃３）の圧力は等しくなる。したがって、導入配管２７から導入された処理水Ｗは、主流路５０から各流路２３（＃１〜＃３）に均等に導入されるようになり、複数の紫外線ランプ２８（＃１〜＃３）を用いた効率良い消毒処理を行うことができる。
【０１３４】
上述したように、本実施の形態に係る紫外線消毒装置においては、上記のような作用により、ポンプのように強制的に処理水Ｗを各流路２３（＃１〜＃３）に分配する動的機器を設けることなく、各流路２３（＃１〜＃３）における処理水Ｗの流量の均等化を図ることが可能となる。
【０１３５】
その結果、装置構成を簡素化し、かつ複数の紫外線ランプ２８（＃１〜＃３）を用いて効率良く消毒処理を行うことが可能となる。
【０１３６】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、紫外線ランプのスタンバイ電力の消費を防ぎ、もって、処理水の消毒処理量に対するコストの低減を図ることが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【０１３８】
また、万が一、紫外線ランプが破損あるいは電源故障等によって点灯不可の状態になった場合であっても、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【０１３９】
更に、紫外線ランプの交換やメンテナンス時であっても、他のタイプの消毒装置を起動させることなく、消毒されていない処理水がそのまま放流されることを阻止することが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【０１４０】
更にまた、処理水を導入する流路を複数備え、各流路にそれぞれ紫外線ランプを備えたような紫外線消毒装置の場合であっても、各紫外線ランプによる消毒効果をほぼ一定に保つことが可能な紫外線消毒装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紫外線消毒装置を適用した下水処理システムの一例を示す機能ブロック図
【図２】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図３】紫外線ランプモジュールの一例を示す斜視図
【図４】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置において紫外線ランプの交換およびメンテナンス時における運転方法を説明するための図
【図５】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図６】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図７】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図８】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の変形例を示す断面構成図（流路が１つの備えた場合）
【図９】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の変形例を示す断面構成図（流路が１つの備えた場合）
【図１０】第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す断面構成図
【図１１】図１０に示す紫外線消毒装置のＡ−Ａ線に沿った平断面図
【図１２】第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の原理を説明するための図
【符号の説明】
Ｇ…下水、Ｙ…余剰汚泥、Ｍ…水、Ｗ…処理水、Ｒ…消毒済水、Ｓ…液面、１０…紫外線消毒装置、１２…汚水調整池、１４…最初沈殿池、１６…エアレーションタンク、１８…最終沈殿池、１９…濃縮タンク、２０…砂ろ過層、２１…脱水機、２２…水槽、２３…流路、２４…放流溝、２６…隔壁、２７…導入配管、２８，２９…紫外線ランプ、３０…導入口、３１…排出口、３４…汚濁計、３６，３７…流量計、３８…水位計、３９…越硫センサ、４０…シーケンサ、４１，４６…放電検知センサ、４２…蓋、４３…モジュール、４４…バルブ、５０…主流路、５２…円筒体
Claims (17)
- 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
分配された前記対象水を導入する導入口と、前記導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、
前記対象水を前記複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、前記流量測定手段によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、前記許容値を超えた流量に相当する対象水を、前記複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、
前記各流量測定手段によって測定された流量に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプの点灯の可否を判定する判定手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
分配された前記対象水を導入する導入口と、前記導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、
前記各流路を区分している障壁と、
複数の前記導入口のうちの何れかに導入された対象水が、前記障壁を越流した場合にはそれを検知する越流センサと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、
前記各流量測定手段によって測定された流量、または前記越流センサによる検知結果に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプの点灯の可否を判定する判定手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
分配された前記対象水を導入する導入口と、前記導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、
前記各流量測定手段によって測定された流量に基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節する調節手段と、
前記対象水を前記複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、前記調節手段によって調節された照射量が予め定めた最大照射量を超えた場合には、前記対象水を、前記複数の導入口のうちの別の導入口にも分配するようにした分配手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
分配された前記対象水を導入する導入口と、前記導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、
前記各流量測定手段によって測定された流量と、前記各水質測定手段によって測定された水質とに基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節する調節手段と、
前記対象水を前記複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、前記調節手段によって調節された照射量が予め定めた最大照射量を超えた場合には、前記対象水を、前記複数の導入口のうちの別の導入口にも分配するようにした分配手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 請求項４に記載の紫外線消毒装置において、
前記各流路を区分している障壁と、
複数の前記導入口のうちの何れかに導入された対象水が、前記障壁を越流した場合にはそれを検知する越流センサとを更に備え、
前記調節手段は、前記越流センサによる検知結果と、前記各流量測定手段によって測定された流量と、前記各水質測定手段によって測定された水質とに基づいて、対応する流路に備えられた紫外線ランプから発せられる紫外線の照射量を調節するようにした紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
分配された前記対象水を導入する導入口と、前記導入口から導入された対象水を排出する排出口とを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、
対応する流路に備えられたバルブを開くことによって前記対象水を前記複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、前記流量測定手段によって測定された流量が予め定めた許容値を超えた場合には、前記許容値を超えた流量に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって前記複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、
前記分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
分配された前記対象水を導入する導入口と、前記導入口から導入された対象水を排出する排出口と、前記導入口に導かれる対象水の水量を調節するバルブとを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、
対応する流路に備えられた前記バルブを開くことによって前記対象水を前記複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、前記流量測定手段および前記水質測定手段によって測定された流量および水質が予め定めた許容値を超えた場合には、前記許容値を超えた分に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって前記複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、
前記分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
分配された前記対象水を導入する導入口と、前記導入口から導入された対象水を排出する排出口と、前記導入口に導かれる対象水の水量を調節するバルブとを備えたそれぞれ独立した複数の流路と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、点灯時に紫外線を発することにより流路内を流れる対象水に紫外線を照射する複数の紫外線ランプと、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の流量を測定する複数の流量測定手段と、
前記各流路にそれぞれ備えられ、流路内を流れる対象水の水質を測定する複数の水質測定手段と、
対応する流路に備えられた前記バルブを開くことによって前記対象水を前記複数の導入口のうちの何れかに分配し、この分配した対象水が導入された流路における対象水に関し、前記流量測定手段および前記水質測定手段によって測定された流量および水質が予め定めた許容値を超えた場合には、前記許容値を超えた分に相当する対象水を、対応する流路に備えられたバルブを開くことによって前記複数の導入口のうちの別の導入口に分配する分配手段と、
前記分配手段によって対象水が分配された流路に備えられた紫外線ランプを点灯させる点灯手段と、
前記点灯手段によって点灯された紫外線ランプについて、対応する流路に備えられた前記流量測定手段および前記水質測定手段によって測定された流量および水質に基づいて、発する紫外線の照射量を調節する調節手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 前記紫外線ランプに代えて、複数の紫外線ランプからなる紫外線ランプモジュールとした請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の紫外線消毒装置。
- 前記各流路には少なくとも２つ以上の紫外線ランプモジュールを直列配置して備え、そのうちの１つを常用系、それ以外を非常用系とした請求項９に記載の紫外線消毒装置。
- 請求項１および請求項３乃至８のうち何れか１項に記載の紫外線消毒装置において、
前記紫外線ランプに代えて、複数の紫外線ランプからなる紫外線ランプモジュールを備えるとともに、
前記分配手段は、前記対象水を分配した流路に備えられた紫外線ランプモジュールが点灯不能な場合には、この流路に代えて、点灯可能な紫外線ランプモジュールが備えられた流路へと前記対象水を分配するようにした紫外線消毒装置。 - 前記各流路には少なくとも２本以上の紫外線ランプを備え、そのうち１本を常用系、それ以外を非常用系とした請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の紫外線消毒装置。
- 同一の流路に備えられた２本以上の紫外線ランプを並列配置した請求項１２に記載の紫外線消毒装置。
- 同一の流路に備えられた２本以上の紫外線ランプを直列配置した請求項１２に記載の紫外線消毒装置。
- 請求項１および請求項３乃至８のうち何れか１項に記載の紫外線消毒装置において、
前記分配手段は、前記対象水を分配した流路に備えられた紫外線ランプが点灯不能な場合には、この流路に代えて、点灯可能な紫外線ランプが備えられた流路へと前記対象水を分配するようにした紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
前記対象水を導入する導入口と、
点灯時に紫外線を発する紫外線ランプと、
前記紫外線ランプがそれぞれ備えられ、前記導入口を介して下部側から導かれた対象水を、前記紫外線ランプから発せられる紫外線によって照射することによって消毒した後に上部側から排出する複数の流路と、
前記各流路に導かれた対象水の流量をそれぞれ等しくなるようにする整流手段と
を備えた紫外線消毒装置。 - 紫外線を対象水に照射することによって前記対象水を消毒する紫外線消毒装置において、
前記対象水を導入する導入口と、
点灯時に紫外線を発する紫外線ランプと、
前記紫外線ランプがそれぞれ備えられ、前記導入口を介して下部開口部から導かれた対象水を、前記紫外線ランプから発せられる紫外線によって照射することによって消毒した後に上部開口部から排出する円筒状の複数の流路とを備え、
前記各上部開口部から排出された対象水を、前記上部開口部から落下させてから装置外部へと排出するようにした紫外線消毒装置。
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