JP4098577B2 - 紫外線消毒装置を用いた下水消毒システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道水を、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を用いた下水消毒システムに関するものである。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の消毒装置では、以下のような問題がある。
【０００５】
すなわち、従来の消毒装置では、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、余分なコストが発生するという問題がある。
【０００６】
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という問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、攪拌することなしに下水に対して均一に即消毒作用をもたらす紫外線を用いて消毒することによって、撹拌装置を省略し構成の簡素化を図るとともに、下水の水質や流量の変化に対しても常に所望の消毒効果を得ることが可能な紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【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。
【００１５】
請求項１の発明は、紫外線を照射することによって下水を消毒する紫外線消毒装置と、紫外線消毒装置の運転制御を行う運転制御手段とを備えた下水消毒システムであって、紫外線消毒装置は、下水の紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、及び大腸菌数のうちいずれか一つを含む水質データを取得する水質センサと、下水の流量を測定する流量センサと、水質センサによって取得された水質データと予め定めた水質変化予測条件とに基づいて下水の水質変化を予測する水質変化予測手段と、流量センサによって測定された流量と予め定めた流量変化予測条件とに基づいて下水の流量変化を予測する流量変化予測手段と、水質変化予測手段によって予測された水質変化と、流量変化予測手段によって予測された流量変化とに基づいて、下水に照射する紫外線の照射量を決定する照射量決定手段と、照射量決定手段によって決定された照射量で、下水に向けて紫外線を照射する照射手段とを備えている。
【００１６】
従って、請求項１の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、下水の水質および流量の変化を予め予測し、予測した水質および流量に応じた適切な照射量で紫外線を照射することにより、下水を効果的に消毒することができる。
【００１７】
請求項２の発明は、水質変化予測条件と流量変化予測条件とを、天気予測データとした請求項１に記載の下水消毒システムである。
【００１８】
従って、請求項２の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、天気予測データに基づいて下水の水質および流量の変化を精度良く予測し、予測結果に応じた適切な照射量で紫外線を照射することにより、下水を効果的に消毒することができる。
【００２１】
請求項３の発明の下水消毒システムは、消毒剤を注入することによって下水を消毒する消毒剤注入式消毒装置を更に備えた請求項１又は２に記載の下水消毒システムである。
【００２２】
従って、請求項３の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、紫外線消毒装置の他に、例えばオゾンや薬品等の消毒剤を注入する消毒剤注入式消毒装置を備えることによって、下水の紫外線透過率が低下したような場合であっても消毒作用を実現できるような高い柔軟性を備えることができる。
【００２３】
請求項４の発明の下水消毒システムは、水質センサによって取得された水質データに基づいて、下水を消毒できるように紫外線消毒装置と消毒剤注入式消毒装置との運転を連係制御する連係制御手段を更に備えた請求項３に記載の下水消毒システムである。
【００２４】
従って、請求項４の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、下水の水質に基づいて、紫外線消毒装置および消毒剤注入式消毒装置を連係制御することによって、下水を効果的に消毒することができる。
【００２５】
請求項５の発明の下水消毒システムは、水質変化予測手段が水質変化を予測するために基づいた水質変化予測条件と、流量変化予測手段が流量変化を予測するために基づいた流量変化予測条件とに基づいて、下水を消毒できるように紫外線消毒装置と消毒剤注入式消毒装置との運転を連係制御する連係制御手段を更に備えた請求項３に記載の下水消毒システムである。
【００２６】
従って、請求項５の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、下水の水質変化および流量変化を予測し、予測結果に基づいて、紫外線消毒装置および消毒剤注入式消毒装置を連係制御することによって、下水を効果的に消毒することができる。
【００２７】
【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。
【００２８】
（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。
【００２９】
図１は、第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の構成例を示す斜視図である。
【００３０】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、角筒体２の下端開口部である処理水導入口４から処理水Ｗを受け入れ、受け入れた処理水Ｗに紫外線Ｖを照射することによって処理水Ｗを消毒し、消毒処理された消毒済水Ｒを、角筒体２の上端開口部である処理水排出口５から排出するようにしている。
【００３１】
紫外線Ｖは、角筒体２の軸方向に沿って埋め込まれた円柱状の放電管６から発せられるようにしている。放電管６は、紫外線Ｖを透過可能な誘電体容器で構成しており、図２に示すように、その周囲に、互いに対面するように電極対７を配置している。このように配置された電極対７は、給電線９を介して電源８から交流電圧またはパルス電圧もしくは高周波電圧が印加されることによって、放電管６に対して電力を供給する。
【００３２】
このようにして放電管６に対して電力を供給することによって、放電管６の内部に放電を起こし紫外線Ｖを発生させている。放電検知センサ１１は、発生した紫外線Ｖの発生量を測定し、測定値を制御装置１０へと出力する。放電検知センサ１１は、例えば、一般的に使用されている紫外線検知センサや可視光センサを用いる。放電管６から紫外線Ｖが発生する場合には、同時に可視光も発生する。放電検知センサ１１として可視光センサを用いた場合には、このように紫外線Ｖと同時に発生する可視光を検出する。
【００３３】
制御装置１０は、放電検知センサ１１から出力された測定値に基づいて、電源８が電極対７に印加する交流電圧またはパルス電圧、高周波電圧をパルス変調（パルス幅、もしくは変調周波数）を可変してパワー制御し、紫外線Ｖの発生量を制御している。
【００３４】
図３は、このように構成した紫外線消毒装置１を、下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図であり、図４は、この下水消毒システムの機能ブロック図である。
【００３５】
先ず、図４に示す機能ブロック図を用いて、下水消毒システムにおける下水処理方法について説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
一方、砂ろ過層２０を通過した水Ｍは、図３に示すように、砂ろ過層２０の下流側に設置された紫外線消毒装置１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が川２４に放流されるようにしている。
【００４０】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００４１】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、放電管６から発せられた紫外線Ｖの発生量を放電検知センサ１１によって測定し、測定値に基づいて電源８が供給する交流電圧またはパルス電圧を制御することによって、紫外線Ｖの発生量を制御することができる。これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００４２】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。また、紫外線Ｖによる消毒は、攪拌することなしに処理水Ｗに対して均一に即消毒作用をもたらすので、下水消毒システムに撹拌装置を備える必要はなく、システムの簡素化を図ることが可能となる。
【００４３】
（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１４を用いて説明する。
【００４４】
図５は、第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図である。
【００４５】
すなわち、図５に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置に、流量計２２を付加した構成としている。したがって、図５では、図２と同一部分には同一符号を付している。
【００４６】
流量計２２は、処理水Ｗの流量を測定し、測定結果を制御装置１０に出力する。制御装置１０は、この測定結果に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００４７】
図３は、このような構成の紫外線消毒装置１を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図４に示すとおりである。
【００４８】
すなわち、図３に示すような下水消毒システムでは、最終沈殿池１８から排出され、砂ろ過層２０へと送られる水Ｍの流量を測定するために越流型の流量計２２ａを設けている。そして、この流量計２２ａは、水Ｍの流量を測定すると、測定値を制御装置１０に入力する。制御装置１０は、この測定値に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００４９】
なお、図３は、紫外線消毒装置１を縦置きで配置しているが、図６に示すように、紫外線消毒装置１を横置きで配置するようにしても良い。また、流量計２２ａを、最終沈殿池１８から砂ろ過層２０へと送られる水Ｍを流量を測定する位置に設ける代わりに、図７および図８に示すように、紫外線消毒装置１から排出される消毒済水Ｒの流量を測定する位置に設けるようにしても良い。
【００５０】
更に、越流型の流量計２２ａではなく、図９から図１１に示すように、通過型の流量計２２ｂを用いるようにしても良い。図９は、通過型の流量計２２ｂを用いるとともに、紫外線消毒装置１を縦置きに配置した場合の構成例を示すものである。図１０は、通過型の流量計２２ｂを用いるとともに、紫外線消毒装置１を横置きに配置した場合の構成例を示すものである。図１１は、通過型の流量計２２ｂを用いるとともに、紫外線消毒装置１を縦置きに配置した場合の別の構成例を示すものである。また、越流型の流量計２２ａ、および通過型の流量計２２ｂに代えて、図１２に示すように、差圧型の流量計２２ｃを用いるようにしても良い。
【００５１】
更にまた、図１３に示すように、最終沈殿池１８から砂ろ過層２０へと送られる水Ｍの流量を制御する高さ可変式の流量制御堰２６を設け、流量制御堰２６の高さを調節することによって、水Ｍの流量が、紫外線消毒装置１の最大処理流量を超えないように制御するようにしても良い。なお、流量制御堰２６の代わりに、図１４に示すように、流量調整バルブ２８を設け、バルブ開閉量を調節することによって、水Ｍの流量が、紫外線消毒装置１の最大処理流量を超えないように制御するようにしても良い。
【００５２】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００５３】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、流量計２２によって、処理水Ｗの流量を測定することができる。そして、この測定値に基づいて電源８が供給する交流電圧またはパルス電圧を制御することによって、紫外線Ｖの発生量を制御することができる。これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００５４】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、第１の実施の形態で奏される効果に加えて、処理水Ｗの流量が変化した場合であっても、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。
【００５５】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図１５から図１９を用いて説明する。
【００５６】
図１５は、第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図である。
【００５７】
すなわち、図１５に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置に、水質モニタ３０を付加した構成としている。したがって、図１５では、図２と同一部分には同一符号を付している。
【００５８】
水質モニタ３０は、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果を制御装置１０に出力する。制御装置１０は、この測定結果に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００５９】
図１６は、このような構成の紫外線消毒装置１を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図４に示すとおりである。
【００６０】
すなわち、図１６に示すような下水消毒システムでは、最終沈殿池１８から排出される処理水Ｗの水質を測定する水質モニタ３０を砂ろ過層２０内の水質検出可能位置に備えている。そして、この水質モニタ３０は、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定すると、測定値を制御装置１０に入力する。制御装置１０は、この測定値に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００６１】
なお、水質モニタ３０は、図１６に示すような越流型のものに限らず、図１７および図１８に示すような全流量通過型のもの、あるいは図１９に示すような部分流量通過型のものなど、紫外線消毒装置１の設置方法（縦置き／横置き）や、設置場所、あるいは下水消毒システムの構成に応じて適宜最適なものを用いるようにして良い。
【００６２】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００６３】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、水質モニタ３０によって、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定することができる。そして、この測定値に基づいて電源８が供給する交流電圧またはパルス電圧を制御することによって、紫外線Ｖの発生量を制御することができる。これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００６４】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、第１の実施の形態で奏される効果に加えて、処理水Ｗの水質が変化した場合であっても、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。
【００６５】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を図２０を用いて説明する。
【００６６】
図２０は、第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図である。
【００６７】
すなわち、図２０に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置に、流量計２２と、水質モニタ３０と、流量データベース３２と、水質データベース３４と、天気予測データベース３６と、流量・水質予測部３８とを付加した構成としている。したがって、図２０では、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６８】
流量計２２は、処理水Ｗの流量を測定し、測定結果を測定時刻に対応付けて流量データベース３２に蓄積させる。また、水質モニタ３０は、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果を測定時刻に対応付けて水質データベース３４に蓄積させる。天気予測データベース３６は、過去の天気データに基づいて、将来の天気を予測するための天気予測データを蓄積している。
【００６９】
流量・水質予測部３８は、天気予測データベースに蓄積された天気予測データ、流量データベース３２に蓄積された流量測定結果、および水質データベース３４に蓄積された水質測定結果をそれぞれ取得し、これらに基づいて、処理水Ｗの流量および水質を予測し、予測結果を制御装置１０に出力する。
【００７０】
制御装置１０は、この予測結果に基づいて、単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００７１】
流量計２２の形式、設置場所、設置方法等の例については、図３、図６〜図１４に示した通りであるが、勿論この構成に限定されるものではない。また、水質モニタ３０の形式、設置場所、設置方法等の例についても、図１６〜図１９に示す通りであるが、勿論この構成に限定されるものではない。
【００７２】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００７３】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、過去に蓄積された処理水Ｗの流量データおよび水質データ、更には天気予測データに基づいて、処理水Ｗの流量および水質を予測し、この予測結果に基づいて、単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節することができる。
【００７４】
これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００７５】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、第１の実施の形態で奏される効果に加えて、処理水Ｗの水質および流量、更には天気が変化した場合であっても、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。
【００７６】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態を図２１から図２５を用いて説明する。
【００７７】
図２１は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図２２に示すとおりである。このような下水消毒システムに適用される紫外線消毒装置の構成は、図２０にその構成を示す紫外線消毒装置と同一であるので、ここでは同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００７８】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムは、図２２に示すように、図４に示す下水消毒システムの砂ろ過層２０と紫外線消毒装置１との間に塩素混和池４０を介挿して設けた構成としている。更に、この塩素混和池４０は、図２１に示すように、塩素注入装置４１と流量センサ４２と水質センサ４４とを備えている。
【００７９】
流量センサ４２は、塩素混和池４０に流入する処理水Ｗの流量を測定し、測定結果を塩素注入装置４１に出力する。また、水質センサ４４は、塩素混和池４０内の処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果を塩素注入装置４１に出力する。
【００８０】
塩素注入装置４１は、流量センサ４２から出力された測定結果、および水質センサ４４から出力された測定結果に基づいて、これら出力された測定結果が、予め定めた塩素注入条件に該当する場合には、処理水Ｗに対して塩素を注入し、処理水Ｗの紫外線透過率を高めるなどして処理水ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるようにしている。
【００８１】
そして、このようにして塩素処理された処理水Ｗが紫外線消毒装置１に導入され、ここで紫外線Ｖによって効率良く消毒されるようにしている。このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することができるようにしている。
【００８２】
なお、図２１および図２２に示すように、塩素混和池４０の下流に紫外線消毒装置１を配置するような構成に代えて、図２３に示すように、紫外線消毒装置１の下流に塩素混和池４０を配置するようにしても良い。また、図２４に示すように、塩素混和池４０の中に紫外線消毒装置１を配置するような構成としても良い。更に、図２５に示すように、紫外線消毒装置１と塩素混和池４０とを並行して配置するような構成としても良い。
【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を用いた下水消毒システム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を用いた下水消毒システムにおいて処理水Ｗは、処理水Ｗの水質や流量等に基づいて、塩素注入装置４１から塩素が注入されることによって、処理水Ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるような前処理がなされる。これによって、処理水ｗは紫外線消毒装置１によるより効率的な消毒が可能となる。
【００８５】
このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することが可能となる。
【００８６】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態を図２６から図２９を用いて説明する。
【００８７】
図２６は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図２７に示すとおりである。また、このような下水消毒システムに適用される紫外線消毒装置の構成は、図２０にその構成を示す紫外線消毒装置と同一であるので、ここでは同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００８８】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムは、図２７に示すように、図４に示す下水消毒システムの砂ろ過層２０と紫外線消毒装置１との間にオゾン処理混和池５０を介挿して設けた構成としている。更に、このオゾン処理混和池５０は、図２６に示すように、オゾン注入装置５１と流量センサ５２と水質センサ５４とを備えている。
【００８９】
流量センサ５２は、オゾン処理混和池５０に流入する処理水Ｗの流量を測定し、測定結果をオゾン注入装置５１に出力する。また、水質センサ５４は、オゾン処理混和池５０内の処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果をオゾン注入装置５１に出力する。
【００９０】
オゾン注入装置５１は、流量センサ５２から出力された測定結果、および水質センサ５４から出力された測定結果に基づいて、これら出力された測定結果が、予め定めたオゾン注入条件に該当する場合には、処理水Ｗに対してオゾンを注入し、処理水Ｗの紫外線透過率を高めるなどして、処理水Ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるようにする。
【００９１】
そして、このようにしてオゾン処理された処理水Ｗが紫外線消毒装置１に導入され、ここで紫外線Ｖによって効率良く消毒されるようにしている。このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することができるようにしている。
【００９２】
なお、図２６および図２７に示すように、オゾン処理混和池５０の下流に紫外線消毒装置１を配置するような構成に代えて、図２８に示すように、オゾン処理混和池５０の中に紫外線消毒装置１を配置するような構成としても良い。更に、図２９に示すように、紫外線消毒装置１とオゾン処理混和池５０とを並行して配置するような構成としても良い。
【００９３】
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を用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００９４】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムにおいて処理水Ｗは、処理水Ｗの水質や流量等に基づいて、オゾン注入装置５１からオゾンが注入されることによって、処理水Ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるような前処理がなされる。これによって、処理水Ｗは紫外線消毒装置１によるより効率的な消毒が可能となる。
【００９５】
このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することが可能となる。
【００９６】
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。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、攪拌することなしに処理水に対して均一に即消毒作用をもたらす紫外線を用いて消毒することができる。
【００９８】
これによって、撹拌装置を省略し構成の簡素化を図るとともに、下水の水質や流量の変化に対しても常に所望の消毒効果を得ることが可能な紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の構成例を示す斜視図
【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構成概念図
【図３】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図４】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの機能ブロック図
【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構成概念図
【図６】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図７】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図８】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図９】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１０】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１１】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１２】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１３】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１４】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１５】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図
【図１６】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１７】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１８】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１９】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図２０】第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図
【図２１】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図
【図２２】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２３】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２４】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２５】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２６】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図
【図２７】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２８】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２９】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【符号の説明】
Ｗ…処理水
Ｖ…紫外線
Ｒ…消毒済水
Ｇ…下水
Ｙ…余剰汚泥
Ｍ…水
１…紫外線消毒装置
２…角筒体
４…処理水導入口
５…処理水排出口
６…放電管
７…電極対
８…電源
９…給電線
１０…制御装置
１１…放電検知センサ
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…流量計
２４…川
２６…流量制御堰
２８…流量調整バルブ
３０…水質モニタ
３２…流量データベース
３４…水質データベース
３６…天気予測データベース
３８…流量・水質予測部
４０…塩素混和池
４１…塩素注入装置
４２，５２…流量センサ
４４，５４…水質センサ
５０…オゾン処理混和池
５１…オゾン注入装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道水を、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を用いた下水消毒システムに関するものである。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の消毒装置では、以下のような問題がある。
【０００５】
すなわち、従来の消毒装置では、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、余分なコストが発生するという問題がある。
【０００６】
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という問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、攪拌することなしに下水に対して均一に即消毒作用をもたらす紫外線を用いて消毒することによって、撹拌装置を省略し構成の簡素化を図るとともに、下水の水質や流量の変化に対しても常に所望の消毒効果を得ることが可能な紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【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。
【００１５】
請求項１の発明は、紫外線を照射することによって下水を消毒する紫外線消毒装置と、紫外線消毒装置の運転制御を行う運転制御手段とを備えた下水消毒システムであって、紫外線消毒装置は、下水の紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、及び大腸菌数のうちいずれか一つを含む水質データを取得する水質センサと、下水の流量を測定する流量センサと、水質センサによって取得された水質データと予め定めた水質変化予測条件とに基づいて下水の水質変化を予測する水質変化予測手段と、流量センサによって測定された流量と予め定めた流量変化予測条件とに基づいて下水の流量変化を予測する流量変化予測手段と、水質変化予測手段によって予測された水質変化と、流量変化予測手段によって予測された流量変化とに基づいて、下水に照射する紫外線の照射量を決定する照射量決定手段と、照射量決定手段によって決定された照射量で、下水に向けて紫外線を照射する照射手段とを備えている。
【００１６】
従って、請求項１の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、下水の水質および流量の変化を予め予測し、予測した水質および流量に応じた適切な照射量で紫外線を照射することにより、下水を効果的に消毒することができる。
【００１７】
請求項２の発明は、水質変化予測条件と流量変化予測条件とを、天気予測データとした請求項１に記載の下水消毒システムである。
【００１８】
従って、請求項２の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、天気予測データに基づいて下水の水質および流量の変化を精度良く予測し、予測結果に応じた適切な照射量で紫外線を照射することにより、下水を効果的に消毒することができる。
【００２１】
請求項３の発明の下水消毒システムは、消毒剤を注入することによって下水を消毒する消毒剤注入式消毒装置を更に備えた請求項１又は２に記載の下水消毒システムである。
【００２２】
従って、請求項３の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、紫外線消毒装置の他に、例えばオゾンや薬品等の消毒剤を注入する消毒剤注入式消毒装置を備えることによって、下水の紫外線透過率が低下したような場合であっても消毒作用を実現できるような高い柔軟性を備えることができる。
【００２３】
請求項４の発明の下水消毒システムは、水質センサによって取得された水質データに基づいて、下水を消毒できるように紫外線消毒装置と消毒剤注入式消毒装置との運転を連係制御する連係制御手段を更に備えた請求項３に記載の下水消毒システムである。
【００２４】
従って、請求項４の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、下水の水質に基づいて、紫外線消毒装置および消毒剤注入式消毒装置を連係制御することによって、下水を効果的に消毒することができる。
【００２５】
請求項５の発明の下水消毒システムは、水質変化予測手段が水質変化を予測するために基づいた水質変化予測条件と、流量変化予測手段が流量変化を予測するために基づいた流量変化予測条件とに基づいて、下水を消毒できるように紫外線消毒装置と消毒剤注入式消毒装置との運転を連係制御する連係制御手段を更に備えた請求項３に記載の下水消毒システムである。
【００２６】
従って、請求項５の発明の下水消毒システムにおいては、以上のような手段を講じることにより、下水の水質変化および流量変化を予測し、予測結果に基づいて、紫外線消毒装置および消毒剤注入式消毒装置を連係制御することによって、下水を効果的に消毒することができる。
【００２７】
【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。
【００２８】
（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。
【００２９】
図１は、第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の構成例を示す斜視図である。
【００３０】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、角筒体２の下端開口部である処理水導入口４から処理水Ｗを受け入れ、受け入れた処理水Ｗに紫外線Ｖを照射することによって処理水Ｗを消毒し、消毒処理された消毒済水Ｒを、角筒体２の上端開口部である処理水排出口５から排出するようにしている。
【００３１】
紫外線Ｖは、角筒体２の軸方向に沿って埋め込まれた円柱状の放電管６から発せられるようにしている。放電管６は、紫外線Ｖを透過可能な誘電体容器で構成しており、図２に示すように、その周囲に、互いに対面するように電極対７を配置している。このように配置された電極対７は、給電線９を介して電源８から交流電圧またはパルス電圧もしくは高周波電圧が印加されることによって、放電管６に対して電力を供給する。
【００３２】
このようにして放電管６に対して電力を供給することによって、放電管６の内部に放電を起こし紫外線Ｖを発生させている。放電検知センサ１１は、発生した紫外線Ｖの発生量を測定し、測定値を制御装置１０へと出力する。放電検知センサ１１は、例えば、一般的に使用されている紫外線検知センサや可視光センサを用いる。放電管６から紫外線Ｖが発生する場合には、同時に可視光も発生する。放電検知センサ１１として可視光センサを用いた場合には、このように紫外線Ｖと同時に発生する可視光を検出する。
【００３３】
制御装置１０は、放電検知センサ１１から出力された測定値に基づいて、電源８が電極対７に印加する交流電圧またはパルス電圧、高周波電圧をパルス変調（パルス幅、もしくは変調周波数）を可変してパワー制御し、紫外線Ｖの発生量を制御している。
【００３４】
図３は、このように構成した紫外線消毒装置１を、下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図であり、図４は、この下水消毒システムの機能ブロック図である。
【００３５】
先ず、図４に示す機能ブロック図を用いて、下水消毒システムにおける下水処理方法について説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
一方、砂ろ過層２０を通過した水Ｍは、図３に示すように、砂ろ過層２０の下流側に設置された紫外線消毒装置１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が川２４に放流されるようにしている。
【００４０】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００４１】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、放電管６から発せられた紫外線Ｖの発生量を放電検知センサ１１によって測定し、測定値に基づいて電源８が供給する交流電圧またはパルス電圧を制御することによって、紫外線Ｖの発生量を制御することができる。これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００４２】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。また、紫外線Ｖによる消毒は、攪拌することなしに処理水Ｗに対して均一に即消毒作用をもたらすので、下水消毒システムに撹拌装置を備える必要はなく、システムの簡素化を図ることが可能となる。
【００４３】
（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１４を用いて説明する。
【００４４】
図５は、第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図である。
【００４５】
すなわち、図５に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置に、流量計２２を付加した構成としている。したがって、図５では、図２と同一部分には同一符号を付している。
【００４６】
流量計２２は、処理水Ｗの流量を測定し、測定結果を制御装置１０に出力する。制御装置１０は、この測定結果に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００４７】
図３は、このような構成の紫外線消毒装置１を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図４に示すとおりである。
【００４８】
すなわち、図３に示すような下水消毒システムでは、最終沈殿池１８から排出され、砂ろ過層２０へと送られる水Ｍの流量を測定するために越流型の流量計２２ａを設けている。そして、この流量計２２ａは、水Ｍの流量を測定すると、測定値を制御装置１０に入力する。制御装置１０は、この測定値に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００４９】
なお、図３は、紫外線消毒装置１を縦置きで配置しているが、図６に示すように、紫外線消毒装置１を横置きで配置するようにしても良い。また、流量計２２ａを、最終沈殿池１８から砂ろ過層２０へと送られる水Ｍを流量を測定する位置に設ける代わりに、図７および図８に示すように、紫外線消毒装置１から排出される消毒済水Ｒの流量を測定する位置に設けるようにしても良い。
【００５０】
更に、越流型の流量計２２ａではなく、図９から図１１に示すように、通過型の流量計２２ｂを用いるようにしても良い。図９は、通過型の流量計２２ｂを用いるとともに、紫外線消毒装置１を縦置きに配置した場合の構成例を示すものである。図１０は、通過型の流量計２２ｂを用いるとともに、紫外線消毒装置１を横置きに配置した場合の構成例を示すものである。図１１は、通過型の流量計２２ｂを用いるとともに、紫外線消毒装置１を縦置きに配置した場合の別の構成例を示すものである。また、越流型の流量計２２ａ、および通過型の流量計２２ｂに代えて、図１２に示すように、差圧型の流量計２２ｃを用いるようにしても良い。
【００５１】
更にまた、図１３に示すように、最終沈殿池１８から砂ろ過層２０へと送られる水Ｍの流量を制御する高さ可変式の流量制御堰２６を設け、流量制御堰２６の高さを調節することによって、水Ｍの流量が、紫外線消毒装置１の最大処理流量を超えないように制御するようにしても良い。なお、流量制御堰２６の代わりに、図１４に示すように、流量調整バルブ２８を設け、バルブ開閉量を調節することによって、水Ｍの流量が、紫外線消毒装置１の最大処理流量を超えないように制御するようにしても良い。
【００５２】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００５３】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、流量計２２によって、処理水Ｗの流量を測定することができる。そして、この測定値に基づいて電源８が供給する交流電圧またはパルス電圧を制御することによって、紫外線Ｖの発生量を制御することができる。これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００５４】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、第１の実施の形態で奏される効果に加えて、処理水Ｗの流量が変化した場合であっても、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。
【００５５】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図１５から図１９を用いて説明する。
【００５６】
図１５は、第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図である。
【００５７】
すなわち、図１５に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置に、水質モニタ３０を付加した構成としている。したがって、図１５では、図２と同一部分には同一符号を付している。
【００５８】
水質モニタ３０は、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果を制御装置１０に出力する。制御装置１０は、この測定結果に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００５９】
図１６は、このような構成の紫外線消毒装置１を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図４に示すとおりである。
【００６０】
すなわち、図１６に示すような下水消毒システムでは、最終沈殿池１８から排出される処理水Ｗの水質を測定する水質モニタ３０を砂ろ過層２０内の水質検出可能位置に備えている。そして、この水質モニタ３０は、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定すると、測定値を制御装置１０に入力する。制御装置１０は、この測定値に基づいて単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００６１】
なお、水質モニタ３０は、図１６に示すような越流型のものに限らず、図１７および図１８に示すような全流量通過型のもの、あるいは図１９に示すような部分流量通過型のものなど、紫外線消毒装置１の設置方法（縦置き／横置き）や、設置場所、あるいは下水消毒システムの構成に応じて適宜最適なものを用いるようにして良い。
【００６２】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００６３】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、水質モニタ３０によって、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定することができる。そして、この測定値に基づいて電源８が供給する交流電圧またはパルス電圧を制御することによって、紫外線Ｖの発生量を制御することができる。これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００６４】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、第１の実施の形態で奏される効果に加えて、処理水Ｗの水質が変化した場合であっても、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。
【００６５】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を図２０を用いて説明する。
【００６６】
図２０は、第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図である。
【００６７】
すなわち、図２０に示す本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、図２に示す第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置に、流量計２２と、水質モニタ３０と、流量データベース３２と、水質データベース３４と、天気予測データベース３６と、流量・水質予測部３８とを付加した構成としている。したがって、図２０では、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６８】
流量計２２は、処理水Ｗの流量を測定し、測定結果を測定時刻に対応付けて流量データベース３２に蓄積させる。また、水質モニタ３０は、処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果を測定時刻に対応付けて水質データベース３４に蓄積させる。天気予測データベース３６は、過去の天気データに基づいて、将来の天気を予測するための天気予測データを蓄積している。
【００６９】
流量・水質予測部３８は、天気予測データベースに蓄積された天気予測データ、流量データベース３２に蓄積された流量測定結果、および水質データベース３４に蓄積された水質測定結果をそれぞれ取得し、これらに基づいて、処理水Ｗの流量および水質を予測し、予測結果を制御装置１０に出力する。
【００７０】
制御装置１０は、この予測結果に基づいて、単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節する。
【００７１】
流量計２２の形式、設置場所、設置方法等の例については、図３、図６〜図１４に示した通りであるが、勿論この構成に限定されるものではない。また、水質モニタ３０の形式、設置場所、設置方法等の例についても、図１６〜図１９に示す通りであるが、勿論この構成に限定されるものではない。
【００７２】
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およびそれを用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００７３】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置１は、過去に蓄積された処理水Ｗの流量データおよび水質データ、更には天気予測データに基づいて、処理水Ｗの流量および水質を予測し、この予測結果に基づいて、単体の放電管６から発生される紫外線Ｖの発生量を調節したり、あるいは放電する放電管６の本数を調節することができる。
【００７４】
これによって、処理水導入口４から内部に導入した処理水Ｗを効率良く消毒し、処理水排出口５から排出することができる。
【００７５】
更に、下水消毒システムは、このような紫外線消毒装置１を適用することによって、第１の実施の形態で奏される効果に加えて、処理水Ｗの水質および流量、更には天気が変化した場合であっても、処理水Ｗを効率良く消毒した後に川２４に放流することができる。
【００７６】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態を図２１から図２５を用いて説明する。
【００７７】
図２１は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図２２に示すとおりである。このような下水消毒システムに適用される紫外線消毒装置の構成は、図２０にその構成を示す紫外線消毒装置と同一であるので、ここでは同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００７８】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムは、図２２に示すように、図４に示す下水消毒システムの砂ろ過層２０と紫外線消毒装置１との間に塩素混和池４０を介挿して設けた構成としている。更に、この塩素混和池４０は、図２１に示すように、塩素注入装置４１と流量センサ４２と水質センサ４４とを備えている。
【００７９】
流量センサ４２は、塩素混和池４０に流入する処理水Ｗの流量を測定し、測定結果を塩素注入装置４１に出力する。また、水質センサ４４は、塩素混和池４０内の処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果を塩素注入装置４１に出力する。
【００８０】
塩素注入装置４１は、流量センサ４２から出力された測定結果、および水質センサ４４から出力された測定結果に基づいて、これら出力された測定結果が、予め定めた塩素注入条件に該当する場合には、処理水Ｗに対して塩素を注入し、処理水Ｗの紫外線透過率を高めるなどして処理水ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるようにしている。
【００８１】
そして、このようにして塩素処理された処理水Ｗが紫外線消毒装置１に導入され、ここで紫外線Ｖによって効率良く消毒されるようにしている。このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することができるようにしている。
【００８２】
なお、図２１および図２２に示すように、塩素混和池４０の下流に紫外線消毒装置１を配置するような構成に代えて、図２３に示すように、紫外線消毒装置１の下流に塩素混和池４０を配置するようにしても良い。また、図２４に示すように、塩素混和池４０の中に紫外線消毒装置１を配置するような構成としても良い。更に、図２５に示すように、紫外線消毒装置１と塩素混和池４０とを並行して配置するような構成としても良い。
【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を用いた下水消毒システム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を用いた下水消毒システムにおいて処理水Ｗは、処理水Ｗの水質や流量等に基づいて、塩素注入装置４１から塩素が注入されることによって、処理水Ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるような前処理がなされる。これによって、処理水ｗは紫外線消毒装置１によるより効率的な消毒が可能となる。
【００８５】
このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することが可能となる。
【００８６】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態を図２６から図２９を用いて説明する。
【００８７】
図２６は、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図である。なお、このような下水消毒システムの機能ブロック図は、図２７に示すとおりである。また、このような下水消毒システムに適用される紫外線消毒装置の構成は、図２０にその構成を示す紫外線消毒装置と同一であるので、ここでは同一部分には同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００８８】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムは、図２７に示すように、図４に示す下水消毒システムの砂ろ過層２０と紫外線消毒装置１との間にオゾン処理混和池５０を介挿して設けた構成としている。更に、このオゾン処理混和池５０は、図２６に示すように、オゾン注入装置５１と流量センサ５２と水質センサ５４とを備えている。
【００８９】
流量センサ５２は、オゾン処理混和池５０に流入する処理水Ｗの流量を測定し、測定結果をオゾン注入装置５１に出力する。また、水質センサ５４は、オゾン処理混和池５０内の処理水Ｗの紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、大腸菌数等の水質データを測定し、測定結果をオゾン注入装置５１に出力する。
【００９０】
オゾン注入装置５１は、流量センサ５２から出力された測定結果、および水質センサ５４から出力された測定結果に基づいて、これら出力された測定結果が、予め定めたオゾン注入条件に該当する場合には、処理水Ｗに対してオゾンを注入し、処理水Ｗの紫外線透過率を高めるなどして、処理水Ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるようにする。
【００９１】
そして、このようにしてオゾン処理された処理水Ｗが紫外線消毒装置１に導入され、ここで紫外線Ｖによって効率良く消毒されるようにしている。このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することができるようにしている。
【００９２】
なお、図２６および図２７に示すように、オゾン処理混和池５０の下流に紫外線消毒装置１を配置するような構成に代えて、図２８に示すように、オゾン処理混和池５０の中に紫外線消毒装置１を配置するような構成としても良い。更に、図２９に示すように、紫外線消毒装置１とオゾン処理混和池５０とを並行して配置するような構成としても良い。
【００９３】
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を用いた下水消毒システムの作用について説明する。
【００９４】
すなわち、本実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムにおいて処理水Ｗは、処理水Ｗの水質や流量等に基づいて、オゾン注入装置５１からオゾンが注入されることによって、処理水Ｗが紫外線消毒装置１によって効率良く消毒されるような前処理がなされる。これによって、処理水Ｗは紫外線消毒装置１によるより効率的な消毒が可能となる。
【００９５】
このように、異なる２つの消毒装置の運転を連係制御することによって、処理水Ｗを効果的に消毒することが可能となる。
【００９６】
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。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、攪拌することなしに処理水に対して均一に即消毒作用をもたらす紫外線を用いて消毒することができる。
【００９８】
これによって、撹拌装置を省略し構成の簡素化を図るとともに、下水の水質や流量の変化に対しても常に所望の消毒効果を得ることが可能な紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置の構成例を示す斜視図
【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構成概念図
【図３】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図４】第１の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの機能ブロック図
【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構成概念図
【図６】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図７】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図８】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図９】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１０】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１１】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１２】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１３】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１４】第２の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１５】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図
【図１６】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１７】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１８】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図１９】第３の実施の形態に係る紫外線消毒装置を下水消毒システムに適用した場合の一例を示す概念図
【図２０】第４の実施の形態に係る紫外線消毒装置の一例を示す構成概念図
【図２１】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図
【図２２】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２３】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２４】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２５】第５の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２６】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す概念図
【図２７】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２８】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【図２９】第６の実施の形態に係る紫外線消毒装置を用いた下水消毒システムの一例を示す機能ブロック図
【符号の説明】
Ｗ…処理水
Ｖ…紫外線
Ｒ…消毒済水
Ｇ…下水
Ｙ…余剰汚泥
Ｍ…水
１…紫外線消毒装置
２…角筒体
４…処理水導入口
５…処理水排出口
６…放電管
７…電極対
８…電源
９…給電線
１０…制御装置
１１…放電検知センサ
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…流量計
２４…川
２６…流量制御堰
２８…流量調整バルブ
３０…水質モニタ
３２…流量データベース
３４…水質データベース
３６…天気予測データベース
３８…流量・水質予測部
４０…塩素混和池
４１…塩素注入装置
４２，５２…流量センサ
４４，５４…水質センサ
５０…オゾン処理混和池
５１…オゾン注入装置
Claims (5)
- 紫外線を照射することによって下水を消毒する紫外線消毒装置と、前記紫外線消毒装置の運転制御を行う運転制御手段とを備えた下水消毒システムであって、
前記紫外線消毒装置は、
前記下水の紫外線透過率、汚濁率、浮遊物量、及び大腸菌数のうちいずれか一つを含む水質データを取得する水質センサと、
前記下水の流量を測定する流量センサと、
前記水質センサによって取得された水質データと予め定めた水質変化予測条件とに基づいて前記下水の水質変化を予測する水質変化予測手段と、
前記流量センサによって測定された流量と予め定めた流量変化予測条件とに基づいて前記下水の流量変化を予測する流量変化予測手段と、
前記水質変化予測手段によって予測された水質変化と、前記流量変化予測手段によって予測された流量変化とに基づいて、前記下水に照射する紫外線の照射量を決定する照射量決定手段と、
前記照射量決定手段によって決定された照射量で、前記下水に向けて紫外線を照射する照射手段とを備えた下水消毒システム。 - 前記水質変化予測条件と前記流量変化予測条件とを、天気予測データとした請求項１に記載の下水消毒システム。
- 消毒剤を注入することによって前記下水を消毒する消毒剤注入式消毒装置を更に備えた請求項１又は２に記載の下水消毒システム。
- 前記水質センサによって取得された水質データに基づいて、前記下水を消毒できるように前記紫外線消毒装置と前記消毒剤注入式消毒装置との運転を連係制御する連係制御手段を更に備えた請求項３に記載の下水消毒システム。
- 前記水質変化予測手段が水質変化を予測するために基づいた前記水質変化予測条件と、前記流量変化予測手段が流量変化を予測するために基づいた前記流量変化予測条件とに基づいて、前記下水を消毒できるように前記紫外線消毒装置と前記消毒剤注入式消毒装置との運転を連係制御する連係制御手段を更に備えた請求項３に記載の下水消毒システム。
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