WO2015037260A1 - 紫外線照射装置 - Google Patents

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irradiation
transmittance
intensity
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小林　伸次
法光 阿部
健志 出
昭彦 城田
竹内　賢治
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株式会社東芝
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    • G01J2001/4247—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for testing lamps or other light sources

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an ultraviolet irradiation device.
  • the disinfection apparatus an example of the ultraviolet irradiation apparatus
  • sterilization / disinfection / decoloration of tap water or groundwater in water and sewage systems It is possible to deodorize and decolorize industrial water, bleach pulp, etc., and adjust the output of the UV lamp to respond immediately to changes in water quality and quantity.
  • the ultraviolet transmittance of the treated water is measured by a dedicated measuring device, Based on the measurement result, it is determined whether or not the intensity of the ultraviolet light irradiated from the ultraviolet lamp satisfies a specified value defined by the operational specifications of the ultraviolet irradiation apparatus.
  • the ultraviolet irradiation device of the embodiment includes an irradiation unit, a measurement unit, a detection unit, a calculation unit, and a display unit.
  • the irradiation unit irradiates treatment water to be treated with ultraviolet rays for treatment.
  • a measurement part measures the ultraviolet-ray intensity
  • a detection part detects that the irradiation part deteriorated according to the ultraviolet-ray intensity measured by the measurement part.
  • the calculation unit calculates the ultraviolet transmittance of the treated water based on the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays emitted from the irradiation unit and the ultraviolet intensity measured by the measurement unit according to a preset setting value.
  • the display unit displays the detection result of the deterioration of the irradiation unit by the detection unit and the ultraviolet transmittance calculated by the calculation unit.
  • FIG. 1 is a flow chart which shows the treatment process of the treated water in the drinking water treatment system concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 2 is an external view of the ultraviolet irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a reaction tank provided in the ultraviolet irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the electronic ballast included in the ultraviolet irradiation device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the UV monitor instruction value and the duty set value.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the UV monitor instruction value and the UV transmittance when the quality of the treated water passing through the reaction tank changes.
  • FIG. 1 is a flow chart which shows the treatment process of the treated water in the drinking water treatment system concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 2 is an external view of the ultraviolet irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 7 is a diagram showing a calculation result of the ultraviolet transmittance according to the equation (2) using the ultraviolet monitor instruction value and the duty setting value.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a reaction tank provided in the ultraviolet irradiation device according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation result of the ultraviolet transmittance when the ultraviolet monitor instruction value is reduced to 70% due to the deterioration of the irradiation unit of the ultraviolet irradiation device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a hardware configuration of an electronic ballast included in the ultraviolet irradiation device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a flow chart which shows the treatment process of the treated water in the drinking water treatment system concerning a 1st embodiment.
  • the water treatment system according to the present embodiment takes raw water (an example of treated water to be treated) from a river, a lake, groundwater, or the like (step S101).
  • the water treatment system introduces the taken raw water into a coagulation sedimentation tank, and adds a coagulant to the coagulation / sedimentation tank (step S102).
  • step S101 raw water
  • step S102 adds a coagulant to the coagulation / sedimentation tank
  • the water treatment system sends the supernatant water of the coagulation sedimentation tank to the activated carbon filtration tank to filter foreign substances (step S103). Furthermore, the water supply system sends filtered water to the ultraviolet irradiation device 1 (see FIG. 2) to irradiate ultraviolet rays (step S104), and sends UV disinfected water that has been irradiated with ultraviolet rays to a chlorine injection tank to inject chlorine. Later (step S105), water is distributed to ordinary households and business establishments.
  • FIG. 2 is an external view of the ultraviolet irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a reaction tank provided in the ultraviolet irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the electronic ballast included in the ultraviolet irradiation device according to the first embodiment.
  • the ultraviolet irradiation device 1 irradiates treated water with ultraviolet rays for treatment, thereby performing germs, disinfection, inactivation, and the like of the treated water.
  • the ultraviolet irradiation device 1 includes a reaction tank (treatment tank) 6 through which treated water passes, a water supply port 9, a drain port 11, a protective tube 7, an ultraviolet monitoring window 12, and a protective cover 14. It is equipped with.
  • the reaction tank 6 passes treated water for performing germs, disinfection, inactivation and the like. Moreover, the reaction tank 6 has a water supply port for supplying (inflowing) treated water and a drain port for discharging (outflowing) treated water. The water supply port and the water discharge port are formed to face each other in the reaction tank 6. A water supply port 9 is connected to the water supply port of the reaction tank 6. A drain port 11 is connected to the drain port of the reaction tank 6. The treated water flows and passes in the direction from the water supply port (water supply port 9) toward the water discharge port (drainage port 11), that is, in the direction A in FIG. The horizontal direction perpendicular to the A direction is defined as the B direction.
  • the protective tube 7 is formed of a member that can transmit ultraviolet rays, such as quartz glass.
  • an ultraviolet lamp 8 that irradiates the treatment water passing from the water supply port toward the drain port is irradiated inside the protective tube 7.
  • the ultraviolet lamp 8 is connected to wiring for supplying power to the ultraviolet lamp 8 from both ends, and is connected to an electronic ballast 13 for supplying power to the ultraviolet lamp 8 through the wiring.
  • the protective tube 7 is provided inside the reaction tank 6 in a direction intersecting with the direction from the water supply port to the drain port.
  • the ultraviolet irradiation device 1 includes two protective tubes 7 arranged side by side in the direction from the water supply port to the drain port (the direction in which the treated water passes), respectively, provided above and below the reaction tank 6. Yes.
  • the ultraviolet lamp 8 and the protective tube 7 function as the irradiation unit 15.
  • the ultraviolet ray monitoring window 12 is provided with an ultraviolet ray monitor 12a (an example of a measuring unit) that measures the ultraviolet ray intensity of ultraviolet rays that are irradiated from the ultraviolet lamp 8 and pass through the treated water.
  • an ultraviolet ray monitor 12a an example of a measuring unit
  • two ultraviolet monitoring windows 12 are provided one above the other with a protective tube 7 formed inside the reaction tank 6 interposed therebetween.
  • the electronic ballast 13 includes a power supply unit 131 that can supply power to the ultraviolet lamp 8, a control unit 132 that controls the entire electronic ballast 13, and various information (for example, the rating of the ultraviolet lamp 8). , The distance between the irradiation unit 15 and the ultraviolet monitor 12a, the sensitivity of the ultraviolet monitor 12a, etc., and the input unit 133 and various information (for example, the detection result of the deterioration of the irradiation unit 15 and the reaction tank 6) Display unit 134 capable of displaying the ultraviolet transmittance of the treated water).
  • the protective cover 14 shields the ultraviolet rays 10 irradiated from the irradiation unit 15.
  • the protective cover 14 is provided outside the side surface 6 a and the side surface 6 b of the reaction vessel 6.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the UV monitor instruction value and the duty set value.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the UV monitor instruction value and the UV transmittance when the quality of the treated water passing through the reaction tank changes.
  • FIG. 7 is a diagram showing a calculation result of the ultraviolet transmittance according to the equation (2) using the ultraviolet monitor instruction value and the duty setting value.
  • the control unit 132 controls the power supply unit 131 to supply power to the ultraviolet lamp 8. Then, irradiation of the treatment ultraviolet rays to the treated water passing through the reaction tank 6 is started.
  • the control unit 132 adjusts the ultraviolet intensity of ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp 8 in accordance with a duty ratio (hereinafter referred to as duty setting value) input from the input unit 133 (hereinafter referred to as a pulse signal). , Referred to as a variable duty pulse signal).
  • the control part 132 adjusts the ultraviolet-ray intensity of the ultraviolet-ray irradiated from the irradiation part 15.
  • the ultraviolet monitor 12a measures the ultraviolet intensity of the ultraviolet light that has passed through the treated water when irradiation of the treated water with ultraviolet light is started.
  • the ultraviolet monitor 12a is configured to detect the ultraviolet lamp according to the variable duty pulse signal having a duty setting value of 100% when the ultraviolet lamp 8 is not deteriorated and the ultraviolet transmittance UVT of the treated water is 100% / cm. 8, the ratio of the ultraviolet intensity of the ultraviolet light that has passed through the treated water to the ultraviolet intensity of the ultraviolet light irradiated from 8 (hereinafter referred to as an ultraviolet monitor instruction value) is calculated.
  • the control unit 132 detects that the irradiation unit 15 has deteriorated in accordance with the ultraviolet intensity measured by the ultraviolet monitor 12a.
  • the ultraviolet monitor instruction value calculated by the ultraviolet monitor 12a is reduced to a predetermined value at which the treatment performance for treated water (for example, disinfection performance or the like cannot be maintained), Detects deterioration.
  • control unit 132 (calculation unit) is based on the ultraviolet ray intensity of the ultraviolet ray irradiated from the irradiation unit 15 according to the duty setting value and the measured ultraviolet ray intensity (the ultraviolet ray intensity of the ultraviolet ray that has passed through the treated water).
  • the ultraviolet transmittance UVT of ultraviolet rays with respect to the treated water is calculated.
  • the control unit 132 calculates the ultraviolet transmittance UVT based on the duty setting value and the ultraviolet lamp instruction value S measured by the ultraviolet monitor 12a.
  • the UV monitor instruction value S (%) measured by the UV monitor 12a is a change value F (UVT), which is a ratio representing the UV transmittance UVT of the treated water, and the duty setting, as shown in the following formula (1). It is expressed as a function of a lamp input value D which is a ratio representing the value.
  • S F (UVT) ⁇ S 100 ⁇ D (1)
  • S 100 is an ultraviolet monitor instruction value S (100%) when the ultraviolet lamp 8 is not deteriorated, the ultraviolet transmittance UVT is 100% / cm, and the duty set value is 100%. .
  • the ultraviolet monitor instruction value S increases in proportion to the duty set value.
  • the relationship between the ultraviolet monitor instruction value S and the duty set value is represented by a linear function passing through the origin, as shown in FIG.
  • the control unit 132 calculates the ultraviolet light transmittance UVT by Expression (2) using the ultraviolet ray monitor instruction value S and the duty set value.
  • UVT A ⁇ ln (B ⁇ S / D) (2)
  • the ultraviolet monitor instruction value S changes exponentially with respect to the change in the ultraviolet transmittance UVT calculated by the equation (2). That is, according to the equation (2), when the duty setting value is constant, the ultraviolet monitor instruction value S that changes exponentially with respect to the change in the ultraviolet transmittance UVT can be calculated.
  • control unit 132 displays the detection result of the deterioration of the irradiation unit 15 (for example, that the ultraviolet monitor instruction value S has dropped below a predetermined value at which the treatment performance for the treated water cannot be maintained) and the calculated ultraviolet transmittance UVT. Displayed on the unit 114.
  • the ultraviolet ray intensity of the treatment ultraviolet ray irradiated to the treated water from the irradiation unit 15 according to the duty setting value and the treated water are transmitted.
  • the ultraviolet transmittance UVT based on the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays, there is no need to provide a dedicated measuring instrument capable of measuring the ultraviolet transmittance, so the ultraviolet rays of the treated water can be obtained at a low cost and with a simple configuration.
  • the transmittance UVT can be calculated.
  • the present embodiment is an example of detecting that the irradiated portion has deteriorated according to the ultraviolet intensity of the ultraviolet light that has passed through the treated water and the calculated ultraviolet transmittance.
  • description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.
  • the control unit 132 detects that the irradiation unit 15 has deteriorated in accordance with the ultraviolet intensity of ultraviolet rays that have passed through the treated water (in this embodiment, the ultraviolet monitor instruction value S) and the calculated ultraviolet transmittance UVT. Specifically, the control unit 132 reduces the measured ultraviolet monitor instruction value S to a predetermined value or less at which the treatment performance for the treated water cannot be maintained, and the calculated ultraviolet transmittance UVT is equal to or lower than a preset transmittance. In such a case, there is a high possibility that the UV monitor instruction value S has decreased due to temporary deterioration of the quality of the treated water. Therefore, in this case, the control unit 132 does not detect that the measured ultraviolet monitor instruction value S is equal to or less than the predetermined value as the deterioration of the irradiation unit 15.
  • the control unit 132 deteriorates the ultraviolet lamp 8 and the protective tube 7. It is highly possible that the UV monitor instruction value S has decreased. Therefore, in this case, the control unit 132 detects that the measured ultraviolet monitor instruction value S is equal to or less than a predetermined value as the deterioration of the irradiation unit 15.
  • the ultraviolet irradiation device 1 by detecting that the irradiation unit 15 has deteriorated according to the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays that have passed through the treated water and the calculated ultraviolet transmittance UVT, When the ultraviolet monitor instruction value S is reduced due to the deterioration of the quality of the treated water, it is not detected as the deterioration of the irradiation unit 15 that the measured ultraviolet monitor instruction value S is less than the predetermined value. Degradation detection accuracy can be improved.
  • the ultraviolet monitor is disposed away from the irradiation unit so that the displacement of the ultraviolet transmittance due to the deterioration of the irradiation unit and the ultraviolet monitor is equal to or less than the allowable error.
  • description of the same parts as those in the above-described embodiment will be omitted.
  • FIG. 8 is a vertical cross section of a reaction tank provided in the ultraviolet irradiation apparatus according to the third embodiment.
  • the ultraviolet irradiation device 800 according to the present embodiment is provided so as to be movable along the protective tube 7 and removes dirt and the like attached to the outer surface of the protective tube 7 (not shown). ) Is provided in parallel with the protective tube 7.
  • two ultraviolet monitoring windows 802 and 803 arranged side by side in the direction from the water supply port to the drain port (flow direction of the treated water) are respectively provided above and below the reaction tank 6. Is provided. Then, the ultraviolet ray monitoring window 803 (ultraviolet monitor 12a) arranged on the downstream side in the flow direction of the treated water measures the ultraviolet intensity of ultraviolet rays emitted from the irradiation unit 15 arranged on the upstream side in the flow direction of the treated water. Arranged to be able to.
  • the ultraviolet monitoring window 803 is provided toward the central axis C of the protective tube 7 (ultraviolet lamp 8) disposed on the upstream side in the flow direction of the treated water.
  • the ultraviolet ray monitoring window 802 (ultraviolet monitor 12a) arranged on the upstream side in the flow direction of the treated water measures the ultraviolet intensity of ultraviolet rays emitted from the irradiation unit 15 arranged on the downstream side in the flow direction of the treated water.
  • the ultraviolet ray monitoring window 802 is provided toward the central axis C of the protective tube 7 (ultraviolet lamp 8) arranged on the downstream side in the flow direction of the treated water.
  • the ultraviolet ray monitoring windows 802 and 803 are set so that the displacement amount of the ultraviolet ray transmittance UVT due to the deterioration of the irradiation unit 15 and the ultraviolet ray monitoring windows 802 and 803 (ultraviolet monitor 12a) is less than the allowable error. It is arranged away from the irradiation unit 15. Specifically, the ultraviolet ray monitoring windows 802 and 803 have a displacement amount of the ultraviolet ray transmittance UVT when the ultraviolet ray intensity of the ultraviolet ray that has passed through the treated water (in this embodiment, the ultraviolet ray monitor instruction value S) decreases to a predetermined value.
  • 0.7 is a ratio representing a predetermined value (for example, 70%) at which the treatment performance for the treated water cannot be maintained.
  • the ultraviolet ray monitoring window 803 is provided so as to be able to measure the ultraviolet intensity of the ultraviolet ray emitted from the irradiation unit 15 arranged on the upstream side, and the ultraviolet ray monitoring window 802 is emitted from the irradiation unit 15 arranged on the downstream side.
  • the ultraviolet ray intensity of the ultraviolet rays to be measured is provided so that the amount of displacement of the ultraviolet ray transmittance UVT due to deterioration of the irradiation unit 15 and the ultraviolet ray monitoring windows 802 and 803 (ultraviolet ray monitor 12a) is less than an allowable error.
  • the present invention is not limited to this.
  • the ultraviolet ray monitoring window 803 is provided so as to be able to measure the ultraviolet intensity of the ultraviolet ray emitted from the irradiation unit 15 arranged on the downstream side, and the ultraviolet ray emitted from the irradiation unit 15 arranged on the upstream side. It may be provided so that the ultraviolet intensity of can be measured.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation result of the ultraviolet transmittance when the ultraviolet monitor instruction value is reduced to 70% due to the deterioration of the irradiation unit of the ultraviolet irradiation device according to the third embodiment.
  • the ultraviolet irradiation device 800 has a history of operation, a decrease in the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 8 due to the deterioration of the ultraviolet lamp 8, a decrease in the transmittance of ultraviolet rays in the protective tube 7 due to the deterioration of the protective tube 7, Due to dirt adhering to the protective tube 7, dirt on the UV monitoring windows 802, 803, etc., the UV monitor instruction value S (measurement result of the UV intensity of the UV light transmitted through the treated water) measured by the UV monitor 12a is reduced.
  • the ultraviolet lamp 8, the protective tube 7, and the ultraviolet monitoring windows 802 and 803 are consumables, and the measured ultraviolet monitor instruction value S is a predetermined value (70% in this embodiment) at which the treatment performance of the treated water cannot be maintained. ) It is exchanged as the lifetime when it falls below.
  • the ultraviolet ray monitoring windows 802 and 803 are irradiated so that the displacement amount of the ultraviolet ray transmittance UVT when the ultraviolet ray monitor instruction value S is reduced to 70% is equal to or less than an allowable error (3%). It is provided apart from the part 15. Therefore, even when the ultraviolet monitor instruction value S is reduced to 70%, the displacement amount of the ultraviolet transmittance UVT calculated by the control unit 132 is 100% as shown in FIG. In this case, the permissible error (3%) is less than or equal to the ultraviolet transmittance UVT (see FIG. 7).
  • the ultraviolet transmittance UVT whose displacement is less than the allowable error can be obtained. Further, it is possible to calculate the ultraviolet transmittance UVT in which the influence of deterioration of the irradiation unit 15 and the like is reduced.
  • the ultraviolet monitor 12a allows the displacement of the ultraviolet transmittance UVT due to the deterioration of the irradiation unit 15 and the ultraviolet monitoring windows 802 and 803 (ultraviolet monitor 12a).
  • the ultraviolet intensity measured by the ultraviolet monitor 12a is reduced due to deterioration of the irradiation unit 15 and the ultraviolet monitoring windows 802 and 803 (ultraviolet monitor 12a).
  • the UV transmittance UVT whose displacement is less than the allowable error can be obtained, the UV transmittance UVT in which the influence of the deterioration of the irradiation unit 15 and the UV monitor windows 802 and 803 (UV monitor 12a) is reduced. Can be calculated.
  • the present embodiment calculates the effective irradiation intensity of the treatment ultraviolet ray irradiated from the irradiation unit and the effective transmission intensity measured by the ultraviolet monitor using the ultraviolet ray transmittance with respect to the treated water measured by the external measuring device.
  • this is an example of calculating the ultraviolet transmittance based on the calculated effective irradiation intensity and effective transmission intensity. In the following description, description of the same parts as those in the above-described embodiment will be omitted.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a hardware configuration of an electronic ballast included in the ultraviolet irradiation device according to the fourth embodiment.
  • the electronic ballast 1001 included in the ultraviolet irradiation apparatus 1000 according to the present embodiment includes a power supply unit 131, an input unit 133, a display unit 134, and a control unit 1002.
  • the control unit 1002 uses the ultraviolet ray transmittance (hereinafter referred to as the degradation coefficient K) with respect to the treated water measured by the external measuring device 500 to treat ultraviolet rays for treatment irradiated from the irradiation unit 15.
  • the effective irradiation intensity and the effective transmission intensity measured by the ultraviolet monitor 12a are calculated, and the ultraviolet transmittance UVT is calculated based on the calculated effective irradiation intensity and effective transmission intensity.
  • the effective irradiation intensity is the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays irradiated to the treated water in consideration of the decrease in the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 8 and the decrease in the ultraviolet transmittance of the protective tube 7 (this embodiment). In the embodiment, it is the ultraviolet intensity of the ultraviolet ray according to the lamp input value D, which is a ratio representing the duty setting value.
  • the effective transmission intensity is the ultraviolet intensity of the ultraviolet light that has passed through the treated water in consideration of a decrease in the ultraviolet intensity measured by the ultraviolet monitor 12a (in this embodiment, the ultraviolet monitor instruction value S).
  • the control unit 1002 determines the deterioration coefficient K, which is the transmittance of ultraviolet rays measured by the external measuring device 500, the lamp input value D, and the ultraviolet ray monitor instruction value S according to the following formulas (4) and (5).
  • UVT A ⁇ ln (B ⁇ S / D / K) (5)
  • Irradiation from the ultraviolet lamp 8 is performed by calculating the effective irradiation intensity of the ultraviolet rays and the effective transmission intensity measured by the ultraviolet monitor 12a, and calculating the ultraviolet transmittance UVT based on the calculated effective irradiation intensity and effective transmission intensity. It is possible to calculate the UV transmittance UVT in which the influence of the decrease in the UV intensity of the UV light, the decrease in the UV transmittance of the protective tube 7 and the decrease in the UV intensity measured by the UV monitor 12a are reduced.
  • the ultraviolet irradiation devices 1, 800 and 1000 calculate the ultraviolet transmittance UVT based on the measurement result of the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays by the ultraviolet monitor 12 a used for detecting the deterioration of the irradiation unit 15.
  • the ultraviolet irradiation devices 1, 800, 1000 include a second measuring unit that measures the ultraviolet intensity of ultraviolet rays that have passed through the treated water, separately from the ultraviolet monitor 12a, and the control units 132, 1002 (calculating units)
  • the ultraviolet transmittance may be calculated based on the ultraviolet intensity of the ultraviolet light emitted from the irradiation unit 15 and the ultraviolet intensity measured by the second measuring unit.
  • the ultraviolet irradiation devices 1,800, 1000 calculate the ultraviolet transmittance UVT based on the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays from the irradiation unit 15 that irradiates the processing ultraviolet rays. It is not limited to.
  • the control units 132 and 1002 calculate the ultraviolet transmittance UVT based on the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays emitted from the second irradiation unit and the ultraviolet intensity measured by the second measurement unit. You may do it. Thereby, since the ultraviolet rays for calculating the ultraviolet transmittance UVT can be irradiated to the treated water without being affected by the deterioration of the irradiating section 15, the calculation accuracy of the ultraviolet transmittance UVT can be improved. .
  • the second measurement unit includes the second irradiation unit and the second measurement as in the positional relationship between the irradiation unit 15 and the ultraviolet monitoring windows 802 and 803 included in the ultraviolet irradiation device 800 according to the third embodiment. It is preferable that the ultraviolet ray transmittance UVT due to the deterioration of the part is disposed away from the second irradiation part so that the displacement amount is equal to or less than the allowable error.
  • the second irradiation unit irradiates the processing water with ultraviolet rays for calculation when the ultraviolet irradiation device 1,800, 1000 is inspected. Thereby, deterioration of the 2nd irradiation part by irradiating with an ultraviolet-ray can be delayed.
  • control units 132 and 1002 calculate the ultraviolet transmittance UVT calculated based on the ultraviolet intensity of the ultraviolet rays irradiated from the irradiation unit 15 and the ultraviolet intensity measured by the ultraviolet monitor 12a, and the second Deterioration of the irradiation unit 15 and the ultraviolet monitor 12a is detected using the ultraviolet ray transmittance UVT calculated based on the ultraviolet ray intensity of the ultraviolet ray emitted from the irradiation unit and the ultraviolet ray intensity measured by the second measurement unit. It is also possible to do. Further, the measurement result of the ultraviolet intensity by the ultraviolet monitor 12a may be corrected based on the detection result of the deterioration of the ultraviolet monitor 12a.
  • the ultraviolet transmittance of the treated water is reduced with a low-cost and simple configuration. Can be calculated.
  • the program executed by the ultraviolet irradiation device 1,800, 1000 of the present embodiment is provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.
  • the programs executed by the ultraviolet irradiation devices 1, 800 and 1000 of the present embodiment are files in an installable format or executable format, and are CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital It may be configured to be recorded on a computer-readable recording medium such as Versatile Disk).
  • the program executed by the ultraviolet irradiation apparatus 1,800, 1000 of the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. good. Moreover, you may comprise so that the program performed with the ultraviolet irradiation device 1,800,1000 of this embodiment may be provided or distributed via networks, such as the internet.
  • the program executed by the ultraviolet irradiation devices 1, 800, 1000 according to the present embodiment has a module configuration including the above-described units (control units 132, 1002). As actual hardware, a CPU (processor) is described above. By reading the program from the ROM and executing it, the above-described units are loaded onto the main storage device, and the control units 132 and 1002 are generated on the main storage device.
  • a CPU processor

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Abstract

　実施形態の紫外線照射装置は、照射部と、計測部と、検出部と、算出部と、表示部と、を備える。照射部は、処理対象となる処理水に対して処理用の紫外線を照射する。計測部は、処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測する。検出部は、計測部により計測された紫外線強度に従って照射部が劣化したことを検出する。算出部は、予め設定された設定値に応じて照射部から照射される紫外線の紫外線強度と計測部により計測された紫外線強度とに基づいて、処理水の紫外線透過率を算出する。表示部は、検出部による照射部の劣化の検出結果および算出部により算出した紫外線透過率を表示する。

Description

紫外線照射装置
　本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。
　従来の消毒装置では、上下水道における水道水または地下水等の殺菌・消毒、工業用水の脱臭・脱色、パルプの漂白、さら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が用いられている。ところで、従来の消毒装置では、オゾンや薬品を処理水に均一に溶け込ますために、滞留槽やスプレーポンプ等の攪拌装置が必需品であるが、水質や水量の変化に対して即座に対応できなかった。
　これに対し、紫外線ランプから照射される紫外線を用いて処理対象の処理水を処理する消毒装置（紫外線照射装置の一例）によれば、上下水道における水道水または地下水等の殺菌・消毒・脱色、工業用水の脱臭・脱色、パルプの漂白等が可能であり、かつ紫外線ランプの出力を調整することで水質や水量の変化に対して即座に対応できる。
特許第３８８１１８３号 特許第４１３８７９７号
　ところで、従来の紫外線照射装置においては、処理水の処理に必要な紫外線強度の紫外線が紫外線ランプから照射されているかを監視するために、専用の測定機器により処理水の紫外線透過率を測定し、その測定結果に基づいて、紫外線ランプから照射される紫外線強度が、当該紫外線照射装置の運用仕様により規定された規定値を満たすか否かを判定している。
　実施形態の紫外線照射装置は、照射部と、計測部と、検出部と、算出部と、表示部と、を備える。照射部は、処理対象となる処理水に対して処理用の紫外線を照射する。計測部は、処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測する。検出部は、計測部により計測された紫外線強度に従って照射部が劣化したことを検出する。算出部は、予め設定された設定値に応じて照射部から照射される紫外線の紫外線強度と計測部により計測された紫外線強度とに基づいて、処理水の紫外線透過率を算出する。表示部は、検出部による照射部の劣化の検出結果および算出部により算出した紫外線透過率を表示する。
図１は、第１の実施形態にかかる上水処理システムにおける処理水の処理工程を示すフローチャートである。 図２は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置の外観図である。 図３は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える反応槽の垂直断面図である。 図４は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える電子安定器のハードウェア構成を示すブロック図である。 図５は、紫外線モニタ指示値とデューティ設定値との関係を示す図である。 図６は、反応槽を通過する処理水の水質等が変化した場合における、紫外線モニタ指示値と紫外線透過率との関係を示す図である。 図７は、紫外線モニタ指示値およびデューティ設定値を用いた式（２）による紫外線透過率の算出結果を示す図である。 図８は、第３の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える反応槽の垂直断面である。 図９は、第３の実施形態にかかる紫外線照射装置の照射部の劣化により紫外線モニタ指示値が７０％に低下した場合における紫外線透過率の算出結果を示す図である。 図１０は、第４の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える電子安定器のハードウェア構成を示すブロック図である。
　以下、添付の図面を参照して、本実施形態にかかる紫外線照射装置を備える上水処理システムについて説明する。
（第１の実施形態）
　まず、図１を用いて、本実施形態にかかる上水処理システムにおける処理の流れの概要を説明する。図１は、第１の実施形態にかかる上水処理システムにおける処理水の処理工程を示すフローチャートである。本実施形態にかかる上水処理システムは、図１に示すように、川，湖または地下水等から原水（処理対象の処理水の一例）を取水する（ステップＳ１０１）。次に、上水処理システムは、取水された原水を凝集沈殿槽に導入し、これに凝集剤を添加して凝集・沈殿させる（ステップＳ１０２）。次いで、上水処理システムは、図１に示すように、凝集沈殿槽の上澄み水を活性炭濾過槽に送って異物を濾過する（ステップＳ１０３）。さらに、上水システムは、濾過水を紫外線照射装置１（図２参照）に送って紫外線を照射し（ステップＳ１０４）、紫外線を照射したＵＶ消毒処理水を塩素注入槽に送って塩素を注入した後に（ステップＳ１０５）、一般家庭や事業所などに配水する。
　次に、図２～４を用いて、本実施形態にかかる紫外線照射装置について説明する。図２は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置の外観図である。図３は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える反応槽の垂直断面図である。図４は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える電子安定器のハードウェア構成を示すブロック図である。
　紫外線照射装置１は、処理水に対して処理用の紫外線を照射することにより、処理水の雑菌、消毒、不活化等を行う。本実施形態では、紫外線照射装置１は、処理水が通過する反応槽（処理槽）６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、を備えている。
　反応槽６は、雑菌、消毒、不活化等を行う処理水を通過させる。また、反応槽６は、処理水を給水（流入）する給水口と、処理を施した処理水を排出（流出）する排水口と、を有している。この給水口と排水口とは、反応槽６において対向して形成されている。そして、反応槽６の給水口には給水ポート９が接続されている。また、反応槽６の排水口には排水ポート１１が接続されている。処理水は、給水口（給水ポート９）から排水口（排水ポート１１）に向かう方向、すなわち図２におけるＡ方向に流れて通過する。なお、Ａ方向に垂直な水平方向をＢ方向とする。
　保護管７は、例えば石英ガラスなど、紫外線が透過可能な部材で形成されている。そして、保護管７の内部には、図３に示すように、給水口から排水口に向かって通過する処理水に処理用の紫外線を照射する紫外線ランプ８が収納されている。紫外線ランプ８は、両端部から紫外線ランプ８へ給電を行うための配線が接続され、当該配線を介して、紫外線ランプ８に電力の供給を行う電子安定器１３に接続されている。
　また、保護管７は、反応槽６の内部に、給水口から排水口に向かう方向と交差する方向に設けられている。本実施形態では、紫外線照射装置１は、給水口から排水口に向かう方向（処理水が通過する方向）に並べて配置された２つの保護管７が、反応槽６内の上下にそれぞれ設けられている。本実施形態では、紫外線ランプ８および保護管７が照射部１５として機能する。
　紫外線監視窓１２は、紫外線ランプ８から照射され処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測する紫外線モニタ１２ａ（計測部の一例）が設置される。本実施形態では、紫外線監視窓１２は、反応槽６の内部に形成された保護管７を挟んで上下に２つずつ設けられている。
　電子安定器１３は、紫外線ランプ８に電力を供給可能な電力供給部１３１、電子安定器１３全体を制御する制御部１３２と、電子安定器１３に対して各種情報（例えば、紫外線ランプ８の定格、照射部１５と紫外線モニタ１２ａとの間の距離、紫外線モニタ１２ａの感度等）を入力可能な入力部１３３と、各種情報（例えば、照射部１５の劣化の検出結果、反応槽６を通過する処理水の紫外線透過率など）を表示可能な表示部１３４と、を備えている。
　保護カバー１４は、照射部１５から照射された紫外線１０を遮蔽する。本実施形態では、保護カバー１４は、反応槽６の側面６ａおよび側面６ｂの外側に設けられている。
　次に、図４～７を用いて、本実施形態にかかる紫外線照射装置１において、紫外線ランプ８の劣化の検出結果および反応槽６を通過する処理水の紫外線透過率を表示する処理について説明する。図５は、紫外線モニタ指示値とデューティ設定値との関係を示す図である。図６は、反応槽を通過する処理水の水質等が変化した場合における、紫外線モニタ指示値と紫外線透過率との関係を示す図である。図７は、紫外線モニタ指示値およびデューティ設定値を用いた式（２）による紫外線透過率の算出結果を示す図である。
　制御部１３２は、入力部１３３を介して、処理水に対する紫外線の照射の開始を指示する開始指示が入力されると、電力供給部１３１を制御して紫外線ランプ８に対して電力を供給して、反応槽６を通過する処理水に対する処理用の紫外線の照射を開始する。本実施形態では、制御部１３２は、入力部１３３から入力されるデューティ比（以下、デューティ設定値と言う）に従って、紫外線ランプ８から照射される紫外線の紫外線強度を調整するためのパルス信号（以下、可変デューティパルス信号と言う）を電力供給部１３１に出力する。これにより、制御部１３２は、照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度を調整する。すなわち、照射部１５は、デューティ設定値（予め設定された設定値）に応じて紫外線を照射する。
　紫外線モニタ１２ａは、処理水に対する紫外線の照射が開始されると、処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測する。そして、紫外線モニタ１２ａは、紫外線ランプ８が劣化しておらずかつ処理水の紫外線透過率ＵＶＴが１００％／ｃｍである場合に、デューティ設定値：１００％の可変デューティパルス信号に応じて紫外線ランプ８から照射される紫外線の紫外線強度に対する、処理水を透過した紫外線の紫外線強度の比率（以下、紫外線モニタ指示値と言う）を算出する。
　制御部１３２（検出部）は、紫外線モニタ１２ａにより計測された紫外線強度に従って、照射部１５が劣化したことを検出する。本実施形態では、制御部１３２は、紫外線モニタ１２ａにより算出される紫外線モニタ指示値が、処理水に対する処理性能（例えば、消毒性能等が維持できなくなる所定値まで低下した場合に、照射部１５が劣化したことを検出する。
　また、制御部１３２（算出部）は、デューティ設定値に応じて照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度と、計測した紫外線強度（処理水を透過した紫外線の紫外線強度）とに基づいて、処理水に対する紫外線の紫外線透過率ＵＶＴを算出する。本実施形態では、制御部１３２は、デューティ設定値および紫外線モニタ１２ａにより計測された紫外線ランプ指示値Ｓに基づいて、紫外線透過率ＵＶＴを算出する。
　紫外線モニタ１２ａにより計測される紫外線モニタ指示値Ｓ（％）は、以下の式（１）に示すように、処理水の紫外線透過率ＵＶＴを表す比である変化値Ｆ（ＵＶＴ）と、デューティ設定値を表す比であるランプ入力値Ｄと、の関数で表される。
　　　Ｓ＝Ｆ（ＵＶＴ）×Ｓ１００×Ｄ　　　・・・（１）
　ここで、Ｓ１００は、紫外線ランプ８が劣化しておらず、紫外線透過率ＵＶＴが１００％／ｃｍで、かつデューティ設定値が１００％である場合における紫外線モニタ指示値Ｓ（１００％）である。
　よって、紫外線透過率ＵＶＴに変化がない場合（すなわち、反応槽６を通過する処理水の水質等に変化がない場合）、紫外線モニタ指示値Ｓは、デューティ設定値に比例して大きくなる。紫外線モニタ指示値Ｓとデューティ設定値との関係は、図５に示すように、原点を通る線形関数により表される。
　一方、デューティ設定値が一定でかつ紫外線透過率ＵＶＴが変化した場合（例えば、反応槽６を通過する処理水の水質等が変化した場合）、紫外線モニタ指示値Ｓは、図６に示すように、紫外線透過率ＵＶＴの変化に対して指数関数的に変化する。よって、紫外線透過率ＵＶＴは、紫外線モニタ指示値Ｓとデューティ設定値とが特定できれば、式（２）により算出することができる。本実施形態では、制御部１３２は、紫外線モニタ指示値Ｓおよびデューティ設定値を用いて、式（２）により紫外線透過率ＵＶＴを算出する。
　　　ＵＶＴ＝Ａ×ｌｎ（Ｂ×Ｓ／Ｄ）　　　・・・（２）
　ここで、ＡおよびＢは所定の係数であり、本実施形態では、Ａ＝８．８５８８，Ｂ＝１００００であるものとする。
　図７に示すように、紫外線モニタ指示値Ｓは、式（２）により算出した紫外線透過率ＵＶＴの変化に対して指数関数的に変化している。すなわち、式（２）によれば、デューティ設定値が一定の場合において、紫外線透過率ＵＶＴの変化に対して、指数関数的に変化する紫外線モニタ指示値Ｓを算出することができる。
　そして、制御部１３２は、照射部１５の劣化の検出結果（例えば、紫外線モニタ指示値Ｓが処理水に対する処理性能が維持できなくなる所定値以下に低下したこと）および算出した紫外線透過率ＵＶＴを表示部１１４に表示させる。
　このように第１の実施形態にかかる紫外線照射装置１によれば、デューティ設定値に応じて照射部１５から処理水に対して照射される処理用の紫外線の紫外線強度と、処理水を透過した紫外線の紫外線強度と、に基づいて、紫外線透過率ＵＶＴを算出することにより、紫外線透過率を計測可能な専用の測定機器を設ける必要がなくなるので、低コストでかつ簡易な構成で処理水の紫外線透過率ＵＶＴを算出することができる。
（第２の実施形態）
　本実施形態は、処理水を透過した紫外線の紫外線強度および算出した紫外線透過率に従って照射部が劣化したことを検出する例である。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同様の箇所について説明を省略する。
　制御部１３２（検出部）は、処理水を透過した紫外線の紫外線強度（本実施形態では、紫外線モニタ指示値Ｓ）および算出した紫外線透過率ＵＶＴに従って照射部１５が劣化したことを検出する。具体的には、制御部１３２は、計測した紫外線モニタ指示値Ｓが処理水に対する処理性能が維持できなくなる所定値以下に低下しかつ算出した紫外線透過率ＵＶＴが予め設定された透過率以下となった場合には、一時的な処理水の水質の悪化により紫外線モニタ指示値Ｓが低下した可能性が高い。よって、この場合、制御部１３２は、計測した紫外線モニタ指示値Ｓが所定値以下となったことを、照射部１５の劣化として検出しない。
　一方、制御部１３２は、計測した紫外線モニタ指示値Ｓが所定値以下に低下しかつ算出した紫外線透過率ＵＶＴが予め設定された透過率より高い場合には、紫外線ランプ８および保護管７の劣化により紫外線モニタ指示値Ｓが低下した可能性が高い。よって、この場合、制御部１３２は、計測した紫外線モニタ指示値Ｓが所定値以下となったことを、照射部１５の劣化として検出する。
　このように、第２の実施形態にかかる紫外線照射装置１によれば、処理水を透過した紫外線の紫外線強度および算出した紫外線透過率ＵＶＴに従って照射部１５が劣化したことを検出することにより、一時的な処理水の水質の悪化により紫外線モニタ指示値Ｓが低下した場合、計測した紫外線モニタ指示値Ｓが所定値以下となったことを、照射部１５の劣化として検出しないので、照射部１５の劣化の検出精度を向上させることができる。
（第３の実施形態）
　本実施形態では、紫外線モニタが、照射部および紫外線モニタの劣化による紫外線透過率の変位量が許容誤差以下となるように、照射部から離間して配置された例である。以下の説明では、上述の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
　図８は、第３の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える反応槽の垂直断面である。本実施形態にかかる紫外線照射装置８００には、図８に示すように、保護管７に沿って移動可能に設けられ当該保護管７の外表面に付着した汚れ等を除去するクリーニング部（図示しない）を支持するガイド棒８０１が、保護管７と平行に設けられている。
　また、本実施形態にかかる紫外線照射装置８００は、給水口から排水口に向かう方向（処理水の流れ方向）に並べて配置された２つの紫外線監視窓８０２，８０３が、反応槽６の上下にそれぞれ設けられている。そして、処理水の流れ方向の下流側に配置された紫外線監視窓８０３（紫外線モニタ１２ａ）は、処理水の流れ方向の上流側に配置された照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度を計測できるように配置されている。より具体的には、紫外線監視窓８０３は、処理水の流れ方向の上流側に配置された保護管７（紫外線ランプ８）の中心軸Ｃに向けて設けられている。一方、処理水の流れ方向の上流側に配置された紫外線監視窓８０２（紫外線モニタ１２ａ）は、処理水の流れ方向の下流側に配置された照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度を計測できるように配置されている。より具体的には、紫外線監視窓８０２は、処理水の流れ方向の下流側に配置された保護管７（紫外線ランプ８）の中心軸Ｃに向けて設けられている。
　これにより、紫外線監視窓８０２，８０３（紫外線モニタ１２ａ）は、照射部１５および紫外線監視窓８０２，８０３（紫外線モニタ１２ａ）の劣化による紫外線透過率ＵＶＴの変位量が許容誤差以下となるように、照射部１５から離間して配置されている。具体的には、紫外線監視窓８０２，８０３は、処理水を透過した紫外線の紫外線強度（本実施形態では、紫外線モニタ指示値Ｓ）が所定値まで低下した場合における紫外線透過率ＵＶＴの変位量が許容誤差以下となるように、照射部１５から離間して配置されている。例えば、紫外線透過率ＵＶＴｎの許容誤差が３％である場合、紫外線監視窓８０２，８０３と照射部１５との間の距離（液相距離）ｎは、以下の式（３）により算出する。
　　　ＵＶＴｎ＝（１－０．０３）ｎ＝０．９７ｎ≧０．７・・・（３）
　　　ｎ≧１１．５（ｃｍ）
　ここで、０．７は、処理水に対する処理性能が維持できなくなる所定値（例えば、７０％）を表す比である。
　本実施形態では、紫外線監視窓８０３が上流側に配置された照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度を計測可能に設けられ、紫外線監視窓８０２が下流側に配置された照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度を計測可能に設けられているが、照射部１５および紫外線監視窓８０２，８０３（紫外線モニタ１２ａ）の劣化による紫外線透過率ＵＶＴの変位量が許容誤差以下となるように紫外線監視窓８０２，８０３が配置されていれば、これに限定するものではない。例えば、紫外線監視窓８０３が下流側に配置された照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度を計測可能に設けられ、紫外線監視窓８０２が上流側に配置された照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度を計測可能に設けられていても良い。
　図９は、第３の実施形態にかかる紫外線照射装置の照射部の劣化により紫外線モニタ指示値が７０％に低下した場合における紫外線透過率の算出結果を示す図である。紫外線照射装置８００は、その運用履歴により、紫外線ランプ８の劣化による当該紫外線ランプ８から照射される紫外線の紫外線強度の低下，保護管７の劣化による当該保護管７の紫外線の透過率の低下，保護管７に付着した汚れ，紫外線監視窓８０２，８０３の汚れ等に起因して、紫外線モニタ１２ａにより計測される紫外線モニタ指示値Ｓ（処理水を透過した紫外線の紫外線強度の計測結果）が低下する。紫外線ランプ８，保護管７、紫外線監視窓８０２，８０３は、消耗品であり、計測された紫外線モニタ指示値Ｓが、処理水の処理性能を維持できなくなる所定値（本実施形態では、７０％）以下に低下したときを寿命として交換される。
　ここで、紫外線監視窓８０２，８０３は、上述したように、紫外線モニタ指示値Ｓが７０％まで低下した場合における紫外線透過率ＵＶＴの変位量が許容誤差（３％）以下となるように、照射部１５から離間して設けられている。そのため、紫外線モニタ指示値Ｓが７０％まで低下した場合であっても、制御部１３２により算出される紫外線透過率ＵＶＴの変位量が、図９に示すように、紫外線モニタ指示値Ｓが１００％である場合の紫外線透過率ＵＶＴ（図７参照）に対して、許容誤差（３％）以下となっている。これにより、照射部１５および紫外線監視窓８０２，８０３（紫外線モニタ１２ａ）等の劣化により紫外線モニタ指示値Ｓが低下しても、変位量が許容誤差以下の紫外線透過率ＵＶＴを得ることができるので、照射部１５等の劣化による影響を軽減した紫外線透過率ＵＶＴを算出することができる。
　このように第３の実施形態にかかる紫外線照射装置８００によれば、紫外線モニタ１２ａが、照射部１５および紫外線監視窓８０２，８０３（紫外線モニタ１２ａ）の劣化による紫外線透過率ＵＶＴの変位量が許容誤差以下となるように、照射部１５から離間して配置されることにより、照射部１５および紫外線監視窓８０２，８０３（紫外線モニタ１２ａ）等の劣化により紫外線モニタ１２ａにより計測される紫外線強度が低下しても、変位量が許容誤差以下の紫外線透過率ＵＶＴを得ることができるので、照射部１５および紫外線監視窓８０２，８０３（紫外線モニタ１２ａ）等の劣化による影響を軽減した紫外線透過率ＵＶＴを算出することができる。
（第４の実施形態）
　本実施形態は、外部計測機器により計測された処理水に対する紫外線の透過率を用いて、照射部から照射される処理用の紫外線の実効照射強度および紫外線モニタにより計測される実効透過強度を算出するとともに、算出した実効照射強度および実効透過強度に基づいて紫外線透過率を算出する例である。以下の説明では、上述の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
　図１０は、第４の実施形態にかかる紫外線照射装置が備える電子安定器のハードウェア構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる紫外線照射装置１０００が備える電子安定器１００１は、電力供給部１３１と、入力部１３３と、表示部１３４と、制御部１００２と、を備えている。本実施形態では、制御部１００２は、外部計測機器５００により計測された処理水に対する紫外線の透過率（以下、劣化係数Ｋと言う）を用いて、照射部１５から照射される処理用の紫外線の実効照射強度および紫外線モニタ１２ａにより計測される実効透過強度を算出するとともに、算出した実効照射強度および実効透過強度に基づいて紫外線透過率ＵＶＴを算出する。
　ここで、実効照射強度は、紫外線ランプ８から照射される紫外線の紫外線強度の低下、保護管７の紫外線の透過率の低下等を考慮した、処理水に照射される紫外線の紫外線強度（本実施形態では、デューティ設定値を表す比であるランプ入力値Ｄに応じた紫外線の紫外線強度）である。また、実効透過強度は、紫外線モニタ１２ａにより計測される紫外線強度（本実施形態では、紫外線モニタ指示値Ｓ）の低下を考慮した、処理水を透過した紫外線の紫外線強度である。
　本実施形態では、制御部１００２は、下記の式（４），（５）に従って、外部計測機器５００により計測された紫外線の透過率である劣化係数Ｋ、ランプ入力値Ｄおよび紫外線モニタ指示値Ｓを用いて、紫外線透過率ＵＶＴを算出する。
　　　Ｋ＝Ｓ／（ＵＶＴ，Ｄ，Ｓ）
　　　　＝Ｓ／（１／Ｂ×ｅｘｐ（ＵＶＴ×Ｄ／Ａ）　　　・・・（４）
　　　ＵＶＴ＝Ａ×ｌｎ（Ｂ×Ｓ／Ｄ／Ｋ）　　　・・・（５）
　このように第４の実施形態にかかる紫外線照射装置１０００によれば、外部計測機器５００により計測された処理水に対する紫外線の透過率（劣化係数Ｋ）を用いて、照射部１５から照射される処理用の紫外線の実効照射強度および紫外線モニタ１２ａにより計測される実効透過強度を算出するとともに、算出した実効照射強度および実効透過強度に基づいて紫外線透過率ＵＶＴを算出することにより、紫外線ランプ８から照射される紫外線の紫外線強度の低下、保護管７の紫外線の透過率の低下、紫外線モニタ１２ａにより計測される紫外線強度の低下の影響を低減した紫外線透過率ＵＶＴを算出することができる。
　上述の実施形態では、紫外線照射装置１，８００，１０００は、照射部１５の劣化を検出するために用いられる紫外線モニタ１２ａによる紫外線の紫外線強度の計測結果に基づいて、紫外線透過率ＵＶＴを算出しているが、これに限定するものではない。例えば、紫外線照射装置１，８００，１０００は、紫外線モニタ１２ａとは別に、処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測する第２の計測部を備え、制御部１３２，１００２（算出部）が、照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度と第２の計測部により計測された紫外線強度とに基づいて、紫外線透過率を算出しても良い。これにより、紫外線モニタ１２ａの劣化の影響を受けずに、処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測することができるので、紫外線透過率ＵＶＴの算出精度を向上させることができる。
　また、上述の実施形態では、紫外線照射装置１，８００，１０００は、処理用の紫外線を照射する照射部１５からの紫外線の紫外線強度に基づいて、紫外線透過率ＵＶＴを算出しているが、これに限定するものではない。例えば、紫外線照射装置１，８００，１０００は、第２の計測部に加えて、照射部１５とは別に、処理水に対して紫外線透過率ＵＶＴの算出用の紫外線を照射する第２の照射部を備え、制御部１３２，１００２（算出部）が、第２の照射部から照射される紫外線の紫外線強度と第２の計測部により計測された紫外線強度とに基づいて、紫外線透過率ＵＶＴを算出しても良い。これにより、照射部１５の劣化の影響を受けずに、処理水に対して紫外線透過率ＵＶＴの算出用の紫外線を照射することができるので、紫外線透過率ＵＶＴの算出精度を向上させることができる。
　また、第２の計測部は、第３の実施形態にかかる紫外線照射装置８００が有する照射部１５と紫外線監視窓８０２，８０３との位置関係と同様に、第２の照射部および当該第２計測部の劣化による紫外線透過率ＵＶＴの変位量が許容誤差以下となるように、第２の照射部から離間して配置されていることが好ましい。
　また、第２の照射部は、紫外線照射装置１，８００，１０００の検査時において、処理水に対して算出用の紫外線を照射することが好ましい。これにより、紫外線を照射することによる第２照射部の劣化を遅らせることができる。
　さらに、制御部１３２，１００２（算出部）は、照射部１５から照射される紫外線の紫外線強度と紫外線モニタ１２ａにより計測された紫外線強度とに基づいて算出された紫外線透過率ＵＶＴと、第２の照射部から照射される紫外線の紫外線強度と第２の計測部により計測された紫外線強度とに基づいて算出された紫外線透過率ＵＶＴと、を用いて、照射部１５および紫外線モニタ１２ａの劣化を検知することも可能である。さらに、当該紫外線モニタ１２ａの劣化の検知結果に基づいて、紫外線モニタ１２ａによる紫外線強度の計測結果を補正しても良い。
　以上説明したとおり、第１から第４の実施形態によれば、紫外線透過率を計測可能な専用の測定機器を設ける必要がなくなるので、低コストでかつ簡易な構成で処理水の紫外線透過率を算出することができる。
　なお、本実施形態の紫外線照射装置１，８００，１０００で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、本実施形態の紫外線照射装置１，８００，１０００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
　さらに、本実施形態の紫外線照射装置１，８００，１０００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の紫外線照射装置１，８００，１０００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
　本実施形態の紫外線照射装置１，８００，１０００で実行されるプログラムは、上述した各部（制御部１３２，１００２）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、制御部１３２，１００２が主記憶装置上に生成されるようになっている。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (6)

  1. 　処理対象となる処理水に対して処理用の紫外線を照射する照射部と、
    　前記処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測する計測部と、
    　前記計測部により計測された紫外線強度に従って前記照射部が劣化したことを検出する検出部と、
    　予め設定された設定値に応じて前記照射部から照射される紫外線の紫外線強度と前記計測部により計測された紫外線強度とに基づいて、前記処理水の紫外線透過率を算出する算出部と、
    　前記検出部による前記照射部の劣化の検出結果および前記算出部により算出した前記紫外線透過率を表示する表示部と、
    　を備えた紫外線照射装置。
  2. 　前記検出部は、前記計測部により計測された紫外線強度および前記算出部により算出された前記紫外線透過率に従って前記照射部が劣化したことを検出する請求項１に記載の紫外線照射装置。
  3. 　前記計測部は、前記照射部の劣化による前記紫外線透過率の変位量が許容誤差以下となるように、前記照射部から離間して配置された請求項１または２に記載の紫外線照射装置。
  4. 　前記計測部は、当該計測部により計測される紫外線強度が前記処理水に対する処理性能が維持できなくなる所定値まで低下した場合における前記紫外線透過率の変位量が前記許容誤差以下となるように、前記照射部から離間して配置された請求項３に記載の紫外線照射装置。
  5. 　前記算出部は、外部計測機器により計測される前記処理水に対する紫外線の透過率に基づいて、前記照射部から照射される紫外線の実効照射強度および前記計測部により計測された実効透過強度を算出するとともに、前記実効照射強度および前記実効透過強度に基づいて前記紫外線透過率を算出する請求項１から４のいずれか一に記載の紫外線照射装置。
  6. 　処理対象となる処理水に対して処理用の紫外線を照射する照射部と、
    　前記処理水を透過した紫外線の紫外線強度を計測する計測部と、
    　前記計測部により計測された紫外線強度に従って前記照射部が劣化したことを検出する検出部と、
    　予め設定された設定値と、当該設定値に応じて前記照射部から照射される紫外線の紫外線強度に対する前記計測部により計測された紫外線強度の比率とを用いて、下記式に基づいて、前記処理水の紫外線透過率を算出する算出部と、
    　前記検出部による前記照射部の劣化の検出結果および前記算出部により算出した前記紫外線透過率を表示する表示部と、
    　を備えた紫外線照射装置。
    　　　ＵＶＴ＝Ａ×ｌｎ（Ｂ×Ｓ／Ｄ）
    　ここで、ＵＶＴは、前記紫外線透過率である。Ｓは、前記設定値に応じて前記照射部から照射される紫外線の紫外線強度に対する前記計測部により計測された紫外線強度の比率である。Ｄは、前記設定値を表す比である。ＡおよびＢは、所定の係数である。
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