JP4172048B2 - 被処理水の外照式紫外線消毒装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理水や浄水(飲料水)の消毒、又は浄水処理工程や修景池の藻の発生を防止する被処理水の外照式紫外線消毒装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は、外照式の紫外線消毒手段の一例を示し、(A)は斜視図、(B)は正面図である。外照式の紫外線消毒手段5は、図4(A)に示すように、紫外線を透過するチューブである光透過性チューブ6の内側に消毒すべき被処理水31を流し、この光透過性チューブ6の外側にこの光透過性チューブ6と平行に被処理水31に紫外線を照射して消毒する紫外線ランプ10を配置したものである。図4(B)は、光透過性チューブ6と紫外線ランプ10との相対位置関係を示したもので、この例では光透過性チューブ6の両側に各々15cmの距離を隔てて紫外線ランプ10を配置している。
【0003】
図5は、従来技術に係る被処理水の紫外線消毒装置の例を示す縦断面図である。この被処理水の紫外線消毒装置100は、開水路に設けられた横型のもので、水槽101に流入した被処理水31は整流板102を通過し水平方向に複数配列された紫外線ランプ103の周囲を水平方向に流れる。複数の紫外線ランプ103は枠体に支持されてランプアッセンブリー(又はランプ・サポート・ラック)104を形成している。水槽101の水位105は水位調整ゲート106によって維持されている。被処理水31は、ランプアッセンブリーの紫外線ランプ103で紫外線照射を受けて消毒され、処理水32となって水路107を流出する。
【0004】
図6は、従来技術に係る別の被処理水の紫外線消毒装置の例を示す斜視図である。この被処理水の紫外線消毒装置100は、被処理水31をヘッダーパイプ108に導入し、ヘッダーパイプ108から各光透過性チューブ110に分配する。光透過性チューブ110に分配された被処理水31は、光透過性チューブ110の周りに配置された紫外線ランプ103によって紫外線の照射を受けて消毒される。消毒された被処理水31は、光透過性チューブ110からヘッダーパイプ109に集められ処理水32として流出する。このタイプは、被処理水31の流入、流出ともにヘッダーパイプ108、109を使用しており、被処理水31の水量が変化しても水流断面積の変化が全くないので紫外線照射が常時均等に行なわれ、且つ流れが乱流であり微生物がランプに接近する頻度が高く、高強度の紫外線に照射され、消毒効果が高い等の利点がある。
【0005】
図7は、図6と同様の更に別の被処理水の紫外線消毒装置の例を示す縦断面図である。被処理水の外照式紫外線消毒装置100は、シリンダー110と、この内側に設けられた中圧殺菌ランプ111と、この中圧殺菌ランプ111に電力を供給するための電源接続部112と、紫外線強度を常時測定、監視する紫外線センサー113とを備えており、高出力の中圧殺菌ランプ111の1本で1ユニットを形成したランプ浸漬式消毒装置である。被処理水31は、中圧殺菌ランプ111の外側を通過する際に紫外線で消毒されて処理水32として流出する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5に示した被処理水の紫外線消毒装置100は、流入水量の変動、例えば流入水量の増加により水面が上昇すると、開水路に浸漬されたランプアセンブリー104を流れる被処理水31の流速は水面側が速く、底側が遅くなるため、水面側を流れる被処理水と底面側を流れる被処理水とで紫外線暴露量が異なる。従って、開水路の水深変化を最小にする複雑な水位調節ゲートを必要とする等の問題があった。更に、水深、幅、又は長さが異なっても同一の消毒性能が得られるようにするには、三次元的な紫外線照射強度の評価と複雑な水の流動解析が必要になると云う問題もあった。
【0007】
一方、図6に示した被処理水の外照式紫外線消毒装置100は、大規模施設で光透過性チューブ110が増加すると、各光透過性チューブ110へ流入水量を均等にするのが困難であった。又、紫外線ランプ103の出力低下や被処理水31と接触しているチューブの内面の汚れ等による紫外線照射強度を測定し、監視することが重要であるが、図6に示した外照式紫外線消毒装置は、光透過性チューブ110内のUV照度測定が困難であった。
【0008】
図7に示した被処理水の紫外線消毒装置100は、紫外線センサー113の信頼性の低さに加えて紫外線センサー113の取付部窓の汚れも加わりオンライン紫外線強度の測定を困難にしていた。更に、ランプ保護用石英ガラスの表面の洗浄のため、管表面に機械的ワイパーを取り付けたものもあるが、石英ガラス面に吸着した蛋白質や多糖類を除去することは困難であった。
【0009】
本発明の課題は、被処理水の各チューブへの流入量を均等化して、紫外線暴露量を均一にすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、紫外線を透過する複数のチューブの内側に消毒すべき被処理水を流し、複数のチューブの外側にこの複数のチューブと平行に前記被処理水に紫外線を照射して消毒する紫外線ランプを配置した被処理水の外照式紫外線消毒装置において、水槽の下部に貯溜部が、上部に水面が大気に通じた処理水水槽が形成され、前記複数のチューブの一端開口を前記貯溜部の管板に水密に固定すると共に、他端開口を前記処理水水槽の管板に水密に固定して前記水槽内に鉛直に配置し、前記複数のチューブの外側の前記水槽内に前記紫外線ランプを配置し、原水流路から前記貯溜部に前記原水流路の水面高に応じた量の被処理水を流入し、前記処理水水槽の流出口から処理水を処理水排出路へ自然流下させるように構成することにより、上記課題を解決する。
【0011】
処理水水槽の水面を大気に通じて設け、原水流路から貯溜部に原水流路の水面高に応じた量の被処理水を流入し、複数のチューブを通して処理水水槽に導き、処理水水槽の流出口から処理水を処理水排出路へ自然流下させることにより、貯溜部に貯溜された被処理水は、各チューブに一定の流入量で流入し、均一な紫外線暴露量となり確実に消毒される。
【0012】
また、チューブを鉛直に設けたことから、被処理水中の気泡の除去が確実となり、被処理水の外照式紫外線消毒装置の作用に加え、各チューブへの被処理水の流入がより一層均等になり、且つ装置の構造が簡便になり製作も容易になる。
【0013】
更に、処理水水槽の流出口近傍に処理水をオーバーフローさせる堰を設けることが好ましい。堰を設けたことにより、簡便な構造により処理水水槽の水位が同一となり、各チューブにかかる水頭を一定にすることが出来、各チューブの流入、流出量をより均一にし、紫外線暴露量がより均一で確実に消毒される。
【0014】
そして、上記いずれかの被処理水の外照式紫外線消毒装置において、前記原水流路と前記貯溜部との間に被処理水の流入を遮断するゲート又はバルブを設けたことである。原水流路と貯溜部との間にゲート又はバルブを設けたことにより、上記いずれかの被処理水の外照式紫外線消毒装置の作用に加え、ゲート又はバルブにより原水流路と貯溜部との間を遮断してから、チューブ内面の汚れを除去する薬剤を投入することにより、チューブ内面の洗浄が容易となる。更に、チューブを処理水水槽へ開口させることにより紫外線センサーの取付け、維持管理が容易となるので紫外線強度の測定精度が高くなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る被処理水の外照式紫外線消毒装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、図1〜3において、同一又は同等部分には同一符号を付けて示す。
【0016】
図1は、本発明に係る被処理水の外照式紫外線消毒装置の一実施の形態を示す縦断面図、図2は、図1における I−I 線断面図、図3は、図1における平面図、をそれぞれ示す。本実施の形態の被処理水の外照式紫外線消毒装置1は、紫外線を透過するチューブである光透過性チューブ6の内側に消毒すべき被処理水31を流し、外側にこの光透過性チューブ6と平行に被処理水31に紫外線を照射して消毒する紫外線ランプ10を配置した紫外線消毒手段5を有するものである。紫外線消毒手段5は、複数の光透過性チューブ6と、複数の紫外線ランプ10を有する。
【0017】
更に、原水流路(水路又は水路に代えて管路としてもよい)21と、水面が大気に通じた処理水水槽18との間に、原水流路21から流入する被処理水31を溜める貯溜部15を備える。そして、貯溜部15に紫外線消毒手段の光透過性チューブ6の一端7を開口させると共に、光透過性チューブ6の他端8を処理水水槽18へ開口させ、処理水32を処理水排出路23に排出させる。
【0018】
紫外線消毒手段5は、水槽2の中に設けられ、更に、水槽2の下部には貯溜部15、上部には水面が大気に通じた処理水水槽18を形成している。紫外線消毒手段5の光透過性チューブ6は、貯溜部15に設けられた流入側管板17と、処理水水槽18に設けられた流出側管板13との間で鉛直に水密状に固定されている。原水流路21と貯溜部15とは接続部4で接続されている。
【0019】
図2に示すように、処理水水槽18の側面に沿って処理水排出路23が設けられ、処理水水槽の流出口9近傍に処理水32を処理水排出路23にオーバーフローさせる堰として処理水流出堰19が設けられている。更に、図1又は図3に示すように、原水流路21と貯溜部15との間に被処理水31の流入を遮断する流入ゲート27が設けられ、処理水排出路23と放流水路25との間に流出ゲート28が設けられている。
【0020】
以上の構造を有する本実施の形態の被処理水の外照式紫外線消毒装置1は、次のように作用する。即ち、被処理水31は、原水流路21から流入ゲート27と接続部4を通過して貯溜部15に流入し、一旦貯溜される。貯溜部15に貯溜される被処理水31の水量は、光透過性チューブ6の一端7から光透過性チューブ6に流入する水量にくらべ大きく設定されている。
【0021】
更に、光透過性チューブ6を処理水水槽18の底部に連結し、処理水水槽18より処理水を処理水排出路23へ自然落下させることにより、処理水水槽18の水位は全ての位置で同じにすることが出来、各光透過性チューブ6への流入量を均等にすることが出来る。故に、被処理水31は、貯溜部15から光透過性チューブ6の一端7にどの光透過性チューブ6に対しても略均一に流入し、すべての位置で流速が等しくなり、光透過性チューブ6内を上昇する間に紫外線ランプ10より紫外線照射を受け、被処理水中の細菌等の微生物を死滅させる。更に、処理水水槽18の側面に処理水流出口堰19を設けることにより、一層流入量を均等にすることが出来る。
【0022】
原水流路21の水面22と処理水水槽18の水面3との距離ΔHは紫外線消毒手段5の損失水頭に相当し、処理水水槽18の水面3と処理水流出堰19の頂との距離Δhは処理水流出堰19の越流水深であり、流入水量の変動によりΔH及びΔhは変化する。流入量ゼロの時は原水流路21の水面22は処理水流出堰19の頂のレベルまで下がる。被処理水水量の変動にともないΔh、即ち処理水水槽18の水位が変化するが、処理水水槽18の水位は全ての位置で同じであるので、各光透過性チューブ6への流入量は均等になる。
【0023】
更に、光透過性チューブ6が鉛直に処理水水槽18に連結されたことにより、被処理水中の気泡の除去が確実となり各光透過性チューブ6への被処理水31の流入が一層均等になり、且つ装置の構造が簡便になり製作も容易になる。そして、原水流路21と貯溜部15との間に流入ゲート27を設けたことにより、流入ゲートにより原水流路21と貯溜部15との間を遮断し、処理水水槽18の開放面から、次亜塩素酸又はクエン酸等のチューブ内面の汚れを除去する薬液を注入し、一定時間放置することにより容易に光透過性チューブ6の内面の汚れを洗浄することが出来る。
【0024】
紫外線ランプ10の出力の長期的低下や光透過性チューブ6の汚れにより被処理水の受ける紫外線強度は低下するので、紫外線強度を監視することは重要であるが、現在のところオンライン用紫外線強度計の信頼度は低い。そこで、図1に示すようにポータブル式の紫外線強度(照度)センサー30を定期的に光透過性チューブ6に挿入することにより正確な紫外線強度を精度が高く測定することが出来る。
【0025】
【発明の効果】
本発明の被処理水の外照式紫外線消毒装置によれば、被処理水の各チューブへの流入量が一定となり紫外線暴露量が均一で確実に消毒される。更に、チューブの洗浄が容易で、紫外線強度の測定精度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る被処理水の外照式紫外線消毒装置の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】図1における I−I 線断面図である。
【図3】図1における平面図である。
【図4】外照式の紫外線消毒手段の一例を示し、(A)は斜視図、(B)は正面図である。
【図5】従来技術に係る被処理水の紫外線消毒装置の例を示す縦断面図である。
【図6】従来技術に係る別の被処理水の紫外線消毒装置の例を示す斜視図である。
【図7】図6と同様の更に別の被処理水の紫外線消毒装置の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 被処理水の外照式紫外線消毒装置
6 光透過性チューブ(チューブ)
7 一端
8 他端
9 流出口
10 紫外線ランプ
15 貯溜部
18 処理水水槽
19 処理水流出堰(堰)
21 原水流路
27 流入ゲート(ゲート又はバルブ)
31 被処理水
32 処理水
Claims (2)
- 紫外線を透過する複数のチューブの内側に消毒すべき被処理水を流し、前記複数のチューブの外側に該複数のチューブと平行に前記被処理水に紫外線を照射して消毒する紫外線ランプを配置した被処理水の外照式紫外線消毒装置において、
水槽の下部に貯溜部が、上部に水面が大気に通じた処理水水槽が形成され、前記複数のチューブの一端開口を前記貯溜部の管板に水密に固定すると共に、他端開口を前記処理水水槽の管板に水密に固定して前記水槽内に鉛直に配置し、前記複数のチューブの外側の前記水槽内に前記紫外線ランプを配置し、原水流路から前記貯溜部に前記原水流路の水面高に応じた量の被処理水を流入し、前記処理水水槽の流出口から処理水を処理水排出路へ自然流下させるように構成されたことを特徴とする被処理水の外照式紫外線消毒装置。 - 請求項1において、前記処理水水槽の流出口近傍に前記処理水をオーバーフローさせる堰を設けたことを特徴とする被処理水の外照式紫外線消毒装置。
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