JP4079795B2 - 水処理制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムに係り、例えば、上水用原水、下水の二次処理水、産業排水或いは廃棄物埋立地の浸出水などを処理するためのシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業排水、生活排水などによる水の汚染が進んでおり、水環境汚染が社会問題になっている。具体的には、上水用の水源である上流河川において、フミン質、農薬、ダイオキシン、環境ホルモンなどの難分解性の汚染物質が微量含まれていることが指摘されている。また、河川の下流側ではさらに汚染が進んでおり、有機塩素系の洗剤、農薬、更には合成洗剤、染料など種々の化学物質の汚染が広がっている。また、産業・生活廃棄物埋立地からの浸出水の汚染はきわめて深刻な状況下にある。この様な背景のもとに、水環境保全技術の開発が活発に行われており、活性炭による処理、膜処理、オゾン処理、紫外線処理、生物学的な処理などの技術開発が行われている。
【０００３】
それらの中で、総合的な処理として有望とされている技術として、オゾンと紫外線又は過酸化水素、或いは紫外線と過酸化水素とを組み合わせた促進酸化技術（ＡＯＰ、Advanced Oxidation Process）がある。これらのうち、病原性原虫の除去、農薬、内分泌かく乱物質、フミン質などの難分解性有機物等を含む水に対して処理を行う場合は、オゾンと紫外線とを組み合わせた紫外線併用オゾン水処理制御システムが採用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。このように、オゾン注入に加えて紫外線照射を行う主な目的は、注入後に所定時間以上経過して殺菌作用を終えたオゾンを除去することであるが、この紫外線照射によってオゾンより更に強い酸化力を持つヒドロキシラジカルを生成しようとすることも意図されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図１４は、このような従来の紫外線併用オゾン水処理制御システム、すなわち被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムの構成を示すブロック図である。この図において、被処理水に対する処理が行われる処理槽としてオゾン処理槽１０１及び紫外線処理槽１０２が設置されている。オゾン処理槽１０１にはオゾン発生装置１０３が配設されており、また、オゾン処理槽１０１の排出側には溶存オゾン計１０４が配設されている。紫外線処理槽１０２には紫外線調光器１０５及び紫外線照度計１０６が配設されており、また、紫外線処理槽１０２の排出側には溶存オゾン計１０７及び水質計１０８が配設されている。この水質計１０８は、ＴＯＣ（全有機体炭素）計又は紫外線吸光度（Ｅ２６０）計などを用いたものである。そして、水処理制御装置１０９は、これらの機器を介してオゾン処理槽１０１及び紫外線処理槽１０２内の水に対する水処理制御を行うものである。
【０００５】
次に、図１４の動作につき説明する。被処理水である原水がオゾン処理槽１０１に導入され、紫外線処理槽１０２から処理水が排出されると、この処理水の水質が水質計１０８により測定される。水処理制御装置１０９は、設定値とこの水質計１０８の測定値とに基づきオゾン発生装置１０３によるオゾン注入率を制御する。水処理制御装置１０９は、また、溶存オゾン計１０４，１０７の検出値と、紫外線照度計１０６の検出値とに基づき、紫外線調光器１０５を介して紫外線ランプの出力を制御している。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６３−２４３３号公報
【特許文献２】
特開２０００−５１８７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来システムでは、水処理制御装置１０９がオゾン注入率及び紫外線照射量を制御することにより、原水水質の変動に対処する構成としている。しかし、オゾン注入率の制御と紫外線照射量の制御とは互いにそれほど関連性を有しているわけではなく、ほぼ独立に制御が行われているため、両者の組み合わせが最適なものであるかどうかは不明であり、また、処理中に大きな水質変化が生じた場合には速やかな対処が困難なものとなっている。
【０００８】
すなわち、図１４の構成では、オゾン処理槽１０１にて被処理水に対してオゾンが注入され、その後に別個の処理槽である紫外線処理槽１０２にて紫外線が照射され、更にこの紫外線処理槽１０２から排出される処理水の水質測定に基づいてオゾン注入率が制御されるようになっている。したがって、実際に被処理水の水質が変化し、この水質変化に対応したオゾン注入及び紫外線照射が行われるまでにはかなりの時間が経過してしまうことになる。
【０００９】
また、図１４の構成では、水質計１０８としてＴＯＣ（全有機体炭素）計や紫外線吸光度（Ｅ２６０）計を用いているが、これらの水質計は、溶存オゾン等の薬物などの影響を受けやすく測定精度が高いとは言い難いものである。特に、紫外線吸光度（Ｅ２６０）計を用いた場合は、フミン質等の難分解性有機物との相関性が低くなるため一層測定精度の低下が問題となる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、オゾン注入率と紫外線照射量との組み合わせを最適にすると共に、被処理水の水質変化に対して迅速に対応することができ、更に精度の高い水質測定を可能とする水処理制御システムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記蛍光分析計の検出値に基づき決定し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽から排出される処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記蛍光分析計の検出値に基づき決定し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する第１の蛍光分析計と、前記水処理槽から排出される処理水の蛍光強度を検出する第２の蛍光分析計と、前記濁度計並びに前記第１及び第２の蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記第１の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記第２の蛍光分析計の検出値に基づき前記オゾン注入率を補正し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記水処理槽から排出される処理水に含まれる溶存オゾン濃度を検出する溶存オゾン濃度計と、前記濁度計及び前記蛍光分析計並びに前記溶存オゾン濃度計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記溶存オゾン濃度計の検出値に基づき前記オゾン注入率を補正し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記水処理制御装置は、前記濁度計の検出値の変化量が所定レベル以下の場合に、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率の制御を、紫外線照射及びオゾン注入のために消費する電力量が最小となるように行うものである、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記水処理槽の出口側に配設され該水処理槽から排出される処理水の通過を許容し、しかも前記紫外線照射器から導入した紫外線光のうち特定波長の紫外線光の吸収量を測定する紫外線測定槽と、前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出並びに前記紫外線測定槽での測定に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記紫外線測定槽での測定値に基づき前記紫外線照射量又は前記オゾン注入率を増減し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、第１の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。水処理槽１には紫外線照射器２及びオゾン注入器３の双方が配設されている。そして、水処理槽１に導入される被処理水の濁度は濁度計４により検出され、また、蛍光強度は蛍光分析計５により検出されるようになっている。水処理制御装置６は、これら濁度計４及び蛍光分析計５からの検出信号の入力に基づき、電源装置７及びオゾン発生装置８を制御するようになっている。これにより、水処理槽１内に導入された被処理水に対して、紫外線照射器２からの紫外線照射量及びオゾン注入器３からのオゾン注入率を制御することができる。
【００１８】
図２は、水処理制御装置６の制御原理についての説明図であり、（ａ）は水中有機物濃度と蛍光強度との関係を示す特性図、（ｂ）は紫外線照射量の各大きさ毎のオゾン注入率と蛍光強度との関係を示す特性図である。図２に示されている水中有機物濃度についての制御目標値Ｘは予め設定されており、この制御目標値Ｘに対応する目標蛍光強度をＦＬxとする。いま、蛍光分析計５により検出された現在の蛍光強度がＦＬiであるとすると、水処理制御装置６はこの現在の検出蛍光強度ＦＬiのレベルをΔＦＬだけ低下させて目標値ＦＬxのレベルまで減少させればよい。そして、蛍光強度を目標レベルＦＬxまで低減させるためには、図２（ｂ）の特性に基づいてオゾン注入率を決定すればよい。
【００１９】
すなわち、紫外線照射量が小さなときにはＦＬxのレベルと曲線Ｐuv1との交点であるＩ 3 をオゾン注入率とし、紫外線照射量が中程度のときにはＦＬxのレベルと曲線Ｐuv2との交点であるＩ2をオゾン注入率とし、紫外線照射量が大きなときにはＦＬxのレベルと曲線Ｐuv3との交点であるＩ 1 をオゾン注入率とすればよい。このように、オゾン注入率が大きなときには紫外線照射量を小さくし、逆に、オゾン注入率が小さなときには紫外線照射量を大きくすることにより蛍光強度を目標レベルに到達させることができる。そして、紫外線照射量を大、中、小のいずれとするかについては、濁度計４の検出値に基づき決定すればよい。
【００２０】
次に、図１の動作を図３のフローチャートに基づき説明する。被処理水が水処理槽１に導入される際の濁度及び蛍光強度は、それぞれ濁度計４及び蛍光分析計５により検出される（ステップ１，２）。水処理制御装置６は、濁度計４からの検出信号を入力し、紫外線照射量を例えばＰuv1に決定する（ステップ３）。次いで、水処理制御装置６は、オゾン注入率をこの紫外線照射量Ｐuv1に対応する値Ｉ3に決定する（ステップ４）。そして、水処理制御装置６は、このように決定した紫外線照射量Ｐuv1及びオゾン注入率Ｉ3を目標値として制御を実行する（ステップ５）。つまり、電源装置７を制御して紫外線照射器２から紫外線を照射させると共に、オゾン発生装置８を制御してオゾン注入器３からオゾンを注入させる。
【００２１】
なお、紫外線照射器２及びオゾン注入器３の動作タイミングについては、最初にオゾン注入器３を動作させてオゾン注入が終了した後に紫外線照射器２を動作させる場合、あるいは紫外線照射器２及びオゾン注入器３を同時に動作させる場合の２通りが考えられる。但し、後者の場合には、不要となったオゾン及びヒドロキシラジカルを除去するのに必要な時間だけオゾン注入終了後も紫外線照射を続行する必要がある。
【００２２】
上記の構成では、紫外線照射器２及びオゾン注入器３が水処理槽１に配設されており、紫外線照射及びオゾン注入の双方が同一の水処理槽で行われている。したがって、処理を行っている間に被処理水の水質が変化したとしても、従来装置よりもはるかに迅速に対処することができる。また、図２（ｂ）に示した特性例を利用して紫外線照射量及びオゾン注入率を決定しているので、両者は互いに関連性を持つようになり、最適の組み合わせで水処理制御を実行することができる。更に、上記の構成では、図２（ａ）に示したように、水中有機物濃度の制御目標値を蛍光強度の検出に基づいて決定しているが、蛍光強度の検出は溶存オゾン等の薬物などの影響を受けにくいものである。したがって、従来装置の構成よりもフミン質等の難分解性有機物との相関性を高くすることができ測定精度が向上したものとなっている。
【００２３】
図４は、第２の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図４が図１と異なる点は、蛍光分析計５が水処理槽１から排出される処理水の蛍光強度を検出するようになっている点である。その他の構成及び動作内容は、図１の場合と同様であるため重複した説明を省略する。この実施形態の構成によれば、水処理槽１にて実際に水処理が行われた後の処理水について蛍光強度を検出しているので、より信頼性の高い検出となっている。
【００２４】
図５は、第３の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図１及び図４では、蛍光分析計５が水処理槽１のそれぞれ入側及び出側の水について蛍光強度を検出する構成となっていたが、この図５では水処理槽１の入側及び出側の双方の水について蛍光強度を検出する第１の蛍光分析計５Ａ及び第２の蛍光分析計５Ｂが設けられている。但し、この図５の構成における水処理制御装置６は、基本的には入側の第１の蛍光分析計５Ａの検出に基づいてオゾン注入率を制御し、出側の第２の蛍光分析計５Ｂの検出に基づいてオゾン注入率の補正を行うようになっている。
【００２５】
次に、図５の動作を図６のフローチャートに基づき説明する。被処理水が水処理槽１に導入される際の濁度及び入側蛍光強度は、それぞれ濁度計４及び第１の蛍光分析計５Ａにより検出される（ステップ２１，２２）。水処理制御装置６は、濁度計４からの検出信号を入力し、紫外線照射量を決定する（ステップ２３）。次いで、水処理制御装置６は、オゾン注入率をこの決定した紫外線照射量に対応する値に決定する（ステップ２４）。そして、水処理制御装置６は、このように決定した紫外線照射量及びオゾン注入率を目標値として制御を実行する（ステップ２５）。つまり、電源装置７を制御して紫外線照射器２から紫外線を照射させると共に、オゾン発生装置８を制御してオゾン注入器３からオゾンを注入する。
【００２６】
ステップ２５の制御が実行されている間、第２の蛍光分析計５Ｂは出側蛍光強度を検出してその検出信号を水処理制御装置６に出力している(ステップ２６）。水処理制御装置６は、この検出信号に基づきオゾン注入率の補正量を演算し（ステップ２７）、ステップ２３に戻るようにする。つまり、図２（ｂ）の特性に基づき、第１の蛍光分析計５Ａの入側蛍光強度により決定したオゾン注入率を、第２の蛍光分析計５Ｂの出側蛍光強度により補正する。これにより、より精度の高い水処理制御を行うことができる。
【００２７】
図７は、第４の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図７が図１と異なる点は、水処理槽１の出側に溶存オゾン濃度計９が設けられ、図１では省略されていた紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１が図示されている点である。そして、溶存オゾン濃度計９の検出信号は、この紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１に出力されるようになっている。
【００２８】
次に、図７の動作を図８のフローチャートに基づき説明する。被処理水が水処理槽１に導入される際の濁度及び入側蛍光強度は、それぞれ濁度計４及び蛍光分析計５により検出される（ステップ３１，３２）。水処理制御装置６は、濁度計４からの検出信号を入力し、紫外線照射量を決定する（ステップ３３）。次いで、水処理制御装置６は、オゾン注入率をこの決定した紫外線照射量に対応する値に決定する（ステップ３４）。そして、水処理制御装置６は、このように決定した紫外線照射量及びオゾン注入率を目標値として制御を実行する（ステップ３５）。つまり、電源装置７を制御して紫外線照射器２から紫外線を照射させると共に、オゾン発生装置８を制御してオゾン注入器３からオゾンを注入する。
【００２９】
ステップ３５の制御が実行されている間、溶存オゾン濃度計９は水処理槽１から排出される処理水に含まれる溶存オゾン濃度を検出して、その検出信号を水処理制御装置６の紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１に出力している（ステップ３６）。紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１は、この検出信号の入力に基づき、それぞれ紫外線照射量及びオゾン注入率の補正量を演算し（ステップ３７）、ステップ３３，３４に戻って再度紫外線照射量及びオゾン注入率を決定する。つまり、図７の構成では、水処理制御装置６が、当初は図２（ｂ）の特性に基づき紫外線照射量及びオゾン注入率を決定したが、水処理槽１から排出される処理水に含まれる溶存オゾン濃度の検出に基づき、図２（ｂ）の特性自体を修正するようにしている。
【００３０】
図９は、第５の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図９が図１と異なる点は、水処理制御装置６が電力コスト演算手段１２を有している点である。通常は、紫外線照射量及びオゾン注入率は濁度計４及び蛍光分析計５の検出に基づき決定すべきであるが、上水道などで、例えば、晴れの日が何日も続いたような場合、被処理水の濁度は安定したものとなる。したがって、このような場合は電力量が最小となるように紫外線照射量及びオゾン注入率を決定することがランニングコスト低減の観点から要求される。図９の構成はこのような要求に応えるためのものである。
【００３１】
図１０は、電力コストについての特性図であり、（ａ）は紫外線照射量と紫外線電力コストとの間の関係を示す特性図、（ｂ）はオゾン注入率とオゾン電力コストとの間の関係を示す特性図である。図１０（ａ）において、紫外線照射量Ｐuv1，Ｐuv2，Ｐuv3に対応する紫外線電力コストの値はＣuv1，Ｃuv2，Ｃuv3となっており、また、図１０（ｂ）において、オゾン注入率Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3に対応するオゾン電力コストの値はＣI1，ＣI2，ＣI3となっている。
【００３２】
次に、図９の動作を図１１のフローチャートに基づき説明する。いま、水処理制御装置６が濁度計４から入力した検出値の変化量が所定時間以上にわたって所定量以下であり、被処理水の濁度は安定状態にあるものとする。そして、水処理制御装置６の電力コスト演算手段１２は、蛍光分析計５からの検出値を入力し（ステップ４１）、紫外線照射量とオゾン注入率の組合せについて電力コストを演算する（ステップ４２）。
【００３３】
図１０（ａ）において、例えば、紫外線照射量Ｐuv3を選択したときの電力コストはＣuv3であり、また、このとき選択されるオゾン注入率はＩ1であって（∵紫外線照射量が大きいときはオゾン注入率は小さくなる）、その電力コストはＣI1である。したがって、合計電力コストはＣuv3＋ＣI1である。一方、紫外線照射量Ｐuv1を選択したときの電力コストはＣuv1であり、また、このとき選択されるオゾン注入率はＩ3であって（∵紫外線照射量が小さいときはオゾン注入率は大きくなる）、その電力コストはＣI3である。したがって、合計電力コストはＣuv1＋ＣI3である。
【００３４】
次いで、水処理制御装置６は、上記の演算結果のうち最小値に係る紫外線照射量及びオゾン注入率を制御実行値として決定し（ステップ４３）、これに基づき制御を実行する（ステップ４４）。例えば、Ｃuv3＋ＣI1の方がＣuv1＋ＣI3よりも小さなものであったとすると、水処理制御装置６は、紫外線照射量をＰuv3、オゾン注入率をＩ1と決定する。
【００３５】
このように、この第５の発明によれば、濁度が安定状態にあるとの前提の下に、電力コストが最も低くなる紫外線照射量とオゾン注入率との組合せを選択することができる。したがって、ランニングコストを低減することができ、経済的に有利な水処理制御システムを実現することができる。
【００３６】
図１２は、第６の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。この図１２の構成は、図７の構成において、溶存オゾン濃度計９の代わりに紫外線測定槽１３を用いたものと考えることができる。すなわち、水処理槽１の出口側には、内部に紫外線測定器１４を有する紫外線測定槽１３が配設されている。そして、この紫外線測定器１４には、紫外線照射器２からの特定波長（この実施形態では、２５４nmの波長とする）の紫外線光が光導入管１５により導入されるようになっている。
【００３７】
図１３は、図１２における紫外線測定器１４の詳細な構成を示す部分拡大図である。この図に示すように、紫外線測定器１４は、略円筒形状の紫外線吸収セル１６と、紫外線吸収セル１６の周面上に取り付けられた受光器１７とで構成されている。紫外線照射器２から光導入管１５により導入された紫外線光は紫外線吸収セル１６を透過して受光器１７に到達し、受光器１７の受光量に対応する信号が光電変換されて紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１に送出されるようになっている。
【００３８】
制御実行中に受光器１７の受光量が低下した場合、水処理制御装置６は紫外線照射器２からの紫外線照射量が増加するように電源装置７の出力を増大させるフィードバック制御を行うが、それでも受光器１７の受光量が上昇しない場合はオゾン注入器３からのオゾン注入率を低下させるようにオゾン発生装置８を制御する。このような制御により、蛍光や薬物の影響を回避し、紫外線照射量及びオゾン注入率の制御を高精度で行うことができる。
【００３９】
なお、図１２に示した例では、水処理槽１の出口側に紫外線測定槽１３のみを配設した構成を示したが、図７に示した溶存オゾン濃度計９も併せて配設する構成とすることも可能である。これにより、一層高精度な制御を行うことができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、オゾン注入率と紫外線照射量との組み合わせを最適にすると共に、被処理水の水質変化に対して迅速に対応することができ、更に精度の高い水質測定を可能とする水処理制御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の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】水処理制御装置６の制御原理についての説明図であり、（ａ）は水中有機物濃度と蛍光強度との関係を示す特性図、（ｂ）は紫外線照射量の各大きさ毎のオゾン注入率と蛍光強度との関係を示す特性図である。
【図３】図１の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】第２の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】第３の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図６】図５の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第４の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図８】図７の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】第５の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図１０】電力コストについての特性図であり、（ａ）は紫外線照射量と紫外線電力コストとの間の関係を示す特性図、（ｂ）はオゾン注入率とオゾン電力コストとの間の関係を示す特性図である。
【図１１】図９の動作を説明するためのフローチャート。
【図１２】第６の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図１３】図１２における紫外線測定器１４の詳細な構成を示す部分拡大図。
【図１４】従来システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 水処理槽
２ 紫外線照射器
３ オゾン注入器
４ 濁度計
５ 蛍光分析計
５Ａ 第１の蛍光分析計
５Ｂ 第２の蛍光分析計
６ 水処理制御装置
７ 電源装置
８ オゾン発生装置
９ 溶存オゾン濃度計
１０ 紫外線照射量演算手段
１１ オゾン注入率演算手段
１２ 電力コスト演算手段
１３ 紫外線測定槽
１４ 紫外線測定器
１５ 光導入管
１６ 紫外線吸収セル
１７ 受光器
ＦＬi 検出蛍光強度
ＦＬx 目標蛍光強度
Ｐuv1〜Ｐuv3 紫外線照射量
Ｉ1〜Ｉ3 オゾン注入率
Ｃuv1〜Ｃuv3 紫外線電力コスト
ＣI1〜ＣI3 オゾン電力コスト
１０１ オゾン処理槽
１０２ 紫外線処理槽
１０３ オゾン発生装置
１０４ 溶存オゾン計
１０５ 紫外線調光器
１０６ 紫外線照度計
１０７ 溶存オゾン計
１０８ 水質計
１０９ 水処理制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムに係り、例えば、上水用原水、下水の二次処理水、産業排水或いは廃棄物埋立地の浸出水などを処理するためのシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業排水、生活排水などによる水の汚染が進んでおり、水環境汚染が社会問題になっている。具体的には、上水用の水源である上流河川において、フミン質、農薬、ダイオキシン、環境ホルモンなどの難分解性の汚染物質が微量含まれていることが指摘されている。また、河川の下流側ではさらに汚染が進んでおり、有機塩素系の洗剤、農薬、更には合成洗剤、染料など種々の化学物質の汚染が広がっている。また、産業・生活廃棄物埋立地からの浸出水の汚染はきわめて深刻な状況下にある。この様な背景のもとに、水環境保全技術の開発が活発に行われており、活性炭による処理、膜処理、オゾン処理、紫外線処理、生物学的な処理などの技術開発が行われている。
【０００３】
それらの中で、総合的な処理として有望とされている技術として、オゾンと紫外線又は過酸化水素、或いは紫外線と過酸化水素とを組み合わせた促進酸化技術（ＡＯＰ、Advanced Oxidation Process）がある。これらのうち、病原性原虫の除去、農薬、内分泌かく乱物質、フミン質などの難分解性有機物等を含む水に対して処理を行う場合は、オゾンと紫外線とを組み合わせた紫外線併用オゾン水処理制御システムが採用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。このように、オゾン注入に加えて紫外線照射を行う主な目的は、注入後に所定時間以上経過して殺菌作用を終えたオゾンを除去することであるが、この紫外線照射によってオゾンより更に強い酸化力を持つヒドロキシラジカルを生成しようとすることも意図されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図１４は、このような従来の紫外線併用オゾン水処理制御システム、すなわち被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムの構成を示すブロック図である。この図において、被処理水に対する処理が行われる処理槽としてオゾン処理槽１０１及び紫外線処理槽１０２が設置されている。オゾン処理槽１０１にはオゾン発生装置１０３が配設されており、また、オゾン処理槽１０１の排出側には溶存オゾン計１０４が配設されている。紫外線処理槽１０２には紫外線調光器１０５及び紫外線照度計１０６が配設されており、また、紫外線処理槽１０２の排出側には溶存オゾン計１０７及び水質計１０８が配設されている。この水質計１０８は、ＴＯＣ（全有機体炭素）計又は紫外線吸光度（Ｅ２６０）計などを用いたものである。そして、水処理制御装置１０９は、これらの機器を介してオゾン処理槽１０１及び紫外線処理槽１０２内の水に対する水処理制御を行うものである。
【０００５】
次に、図１４の動作につき説明する。被処理水である原水がオゾン処理槽１０１に導入され、紫外線処理槽１０２から処理水が排出されると、この処理水の水質が水質計１０８により測定される。水処理制御装置１０９は、設定値とこの水質計１０８の測定値とに基づきオゾン発生装置１０３によるオゾン注入率を制御する。水処理制御装置１０９は、また、溶存オゾン計１０４，１０７の検出値と、紫外線照度計１０６の検出値とに基づき、紫外線調光器１０５を介して紫外線ランプの出力を制御している。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６３−２４３３号公報
【特許文献２】
特開２０００−５１８７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来システムでは、水処理制御装置１０９がオゾン注入率及び紫外線照射量を制御することにより、原水水質の変動に対処する構成としている。しかし、オゾン注入率の制御と紫外線照射量の制御とは互いにそれほど関連性を有しているわけではなく、ほぼ独立に制御が行われているため、両者の組み合わせが最適なものであるかどうかは不明であり、また、処理中に大きな水質変化が生じた場合には速やかな対処が困難なものとなっている。
【０００８】
すなわち、図１４の構成では、オゾン処理槽１０１にて被処理水に対してオゾンが注入され、その後に別個の処理槽である紫外線処理槽１０２にて紫外線が照射され、更にこの紫外線処理槽１０２から排出される処理水の水質測定に基づいてオゾン注入率が制御されるようになっている。したがって、実際に被処理水の水質が変化し、この水質変化に対応したオゾン注入及び紫外線照射が行われるまでにはかなりの時間が経過してしまうことになる。
【０００９】
また、図１４の構成では、水質計１０８としてＴＯＣ（全有機体炭素）計や紫外線吸光度（Ｅ２６０）計を用いているが、これらの水質計は、溶存オゾン等の薬物などの影響を受けやすく測定精度が高いとは言い難いものである。特に、紫外線吸光度（Ｅ２６０）計を用いた場合は、フミン質等の難分解性有機物との相関性が低くなるため一層測定精度の低下が問題となる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、オゾン注入率と紫外線照射量との組み合わせを最適にすると共に、被処理水の水質変化に対して迅速に対応することができ、更に精度の高い水質測定を可能とする水処理制御システムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記蛍光分析計の検出値に基づき決定し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽から排出される処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記蛍光分析計の検出値に基づき決定し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する第１の蛍光分析計と、前記水処理槽から排出される処理水の蛍光強度を検出する第２の蛍光分析計と、前記濁度計並びに前記第１及び第２の蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記第１の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記第２の蛍光分析計の検出値に基づき前記オゾン注入率を補正し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記水処理槽から排出される処理水に含まれる溶存オゾン濃度を検出する溶存オゾン濃度計と、前記濁度計及び前記蛍光分析計並びに前記溶存オゾン濃度計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記溶存オゾン濃度計の検出値に基づき前記オゾン注入率を補正し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記水処理制御装置は、前記濁度計の検出値の変化量が所定レベル以下の場合に、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率の制御を、紫外線照射及びオゾン注入のために消費する電力量が最小となるように行うものである、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、前記水処理槽の出口側に配設され該水処理槽から排出される処理水の通過を許容し、しかも前記紫外線照射器から導入した紫外線光のうち特定波長の紫外線光の吸収量を測定する紫外線測定槽と、前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出並びに前記紫外線測定槽での測定に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記紫外線測定槽での測定値に基づき前記紫外線照射量又は前記オゾン注入率を増減し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、第１の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。水処理槽１には紫外線照射器２及びオゾン注入器３の双方が配設されている。そして、水処理槽１に導入される被処理水の濁度は濁度計４により検出され、また、蛍光強度は蛍光分析計５により検出されるようになっている。水処理制御装置６は、これら濁度計４及び蛍光分析計５からの検出信号の入力に基づき、電源装置７及びオゾン発生装置８を制御するようになっている。これにより、水処理槽１内に導入された被処理水に対して、紫外線照射器２からの紫外線照射量及びオゾン注入器３からのオゾン注入率を制御することができる。
【００１８】
図２は、水処理制御装置６の制御原理についての説明図であり、（ａ）は水中有機物濃度と蛍光強度との関係を示す特性図、（ｂ）は紫外線照射量の各大きさ毎のオゾン注入率と蛍光強度との関係を示す特性図である。図２に示されている水中有機物濃度についての制御目標値Ｘは予め設定されており、この制御目標値Ｘに対応する目標蛍光強度をＦＬxとする。いま、蛍光分析計５により検出された現在の蛍光強度がＦＬiであるとすると、水処理制御装置６はこの現在の検出蛍光強度ＦＬiのレベルをΔＦＬだけ低下させて目標値ＦＬxのレベルまで減少させればよい。そして、蛍光強度を目標レベルＦＬxまで低減させるためには、図２（ｂ）の特性に基づいてオゾン注入率を決定すればよい。
【００１９】
すなわち、紫外線照射量が小さなときにはＦＬxのレベルと曲線Ｐuv1との交点であるＩ 3 をオゾン注入率とし、紫外線照射量が中程度のときにはＦＬxのレベルと曲線Ｐuv2との交点であるＩ2をオゾン注入率とし、紫外線照射量が大きなときにはＦＬxのレベルと曲線Ｐuv3との交点であるＩ 1 をオゾン注入率とすればよい。このように、オゾン注入率が大きなときには紫外線照射量を小さくし、逆に、オゾン注入率が小さなときには紫外線照射量を大きくすることにより蛍光強度を目標レベルに到達させることができる。そして、紫外線照射量を大、中、小のいずれとするかについては、濁度計４の検出値に基づき決定すればよい。
【００２０】
次に、図１の動作を図３のフローチャートに基づき説明する。被処理水が水処理槽１に導入される際の濁度及び蛍光強度は、それぞれ濁度計４及び蛍光分析計５により検出される（ステップ１，２）。水処理制御装置６は、濁度計４からの検出信号を入力し、紫外線照射量を例えばＰuv1に決定する（ステップ３）。次いで、水処理制御装置６は、オゾン注入率をこの紫外線照射量Ｐuv1に対応する値Ｉ3に決定する（ステップ４）。そして、水処理制御装置６は、このように決定した紫外線照射量Ｐuv1及びオゾン注入率Ｉ3を目標値として制御を実行する（ステップ５）。つまり、電源装置７を制御して紫外線照射器２から紫外線を照射させると共に、オゾン発生装置８を制御してオゾン注入器３からオゾンを注入させる。
【００２１】
なお、紫外線照射器２及びオゾン注入器３の動作タイミングについては、最初にオゾン注入器３を動作させてオゾン注入が終了した後に紫外線照射器２を動作させる場合、あるいは紫外線照射器２及びオゾン注入器３を同時に動作させる場合の２通りが考えられる。但し、後者の場合には、不要となったオゾン及びヒドロキシラジカルを除去するのに必要な時間だけオゾン注入終了後も紫外線照射を続行する必要がある。
【００２２】
上記の構成では、紫外線照射器２及びオゾン注入器３が水処理槽１に配設されており、紫外線照射及びオゾン注入の双方が同一の水処理槽で行われている。したがって、処理を行っている間に被処理水の水質が変化したとしても、従来装置よりもはるかに迅速に対処することができる。また、図２（ｂ）に示した特性例を利用して紫外線照射量及びオゾン注入率を決定しているので、両者は互いに関連性を持つようになり、最適の組み合わせで水処理制御を実行することができる。更に、上記の構成では、図２（ａ）に示したように、水中有機物濃度の制御目標値を蛍光強度の検出に基づいて決定しているが、蛍光強度の検出は溶存オゾン等の薬物などの影響を受けにくいものである。したがって、従来装置の構成よりもフミン質等の難分解性有機物との相関性を高くすることができ測定精度が向上したものとなっている。
【００２３】
図４は、第２の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図４が図１と異なる点は、蛍光分析計５が水処理槽１から排出される処理水の蛍光強度を検出するようになっている点である。その他の構成及び動作内容は、図１の場合と同様であるため重複した説明を省略する。この実施形態の構成によれば、水処理槽１にて実際に水処理が行われた後の処理水について蛍光強度を検出しているので、より信頼性の高い検出となっている。
【００２４】
図５は、第３の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図１及び図４では、蛍光分析計５が水処理槽１のそれぞれ入側及び出側の水について蛍光強度を検出する構成となっていたが、この図５では水処理槽１の入側及び出側の双方の水について蛍光強度を検出する第１の蛍光分析計５Ａ及び第２の蛍光分析計５Ｂが設けられている。但し、この図５の構成における水処理制御装置６は、基本的には入側の第１の蛍光分析計５Ａの検出に基づいてオゾン注入率を制御し、出側の第２の蛍光分析計５Ｂの検出に基づいてオゾン注入率の補正を行うようになっている。
【００２５】
次に、図５の動作を図６のフローチャートに基づき説明する。被処理水が水処理槽１に導入される際の濁度及び入側蛍光強度は、それぞれ濁度計４及び第１の蛍光分析計５Ａにより検出される（ステップ２１，２２）。水処理制御装置６は、濁度計４からの検出信号を入力し、紫外線照射量を決定する（ステップ２３）。次いで、水処理制御装置６は、オゾン注入率をこの決定した紫外線照射量に対応する値に決定する（ステップ２４）。そして、水処理制御装置６は、このように決定した紫外線照射量及びオゾン注入率を目標値として制御を実行する（ステップ２５）。つまり、電源装置７を制御して紫外線照射器２から紫外線を照射させると共に、オゾン発生装置８を制御してオゾン注入器３からオゾンを注入する。
【００２６】
ステップ２５の制御が実行されている間、第２の蛍光分析計５Ｂは出側蛍光強度を検出してその検出信号を水処理制御装置６に出力している(ステップ２６）。水処理制御装置６は、この検出信号に基づきオゾン注入率の補正量を演算し（ステップ２７）、ステップ２３に戻るようにする。つまり、図２（ｂ）の特性に基づき、第１の蛍光分析計５Ａの入側蛍光強度により決定したオゾン注入率を、第２の蛍光分析計５Ｂの出側蛍光強度により補正する。これにより、より精度の高い水処理制御を行うことができる。
【００２７】
図７は、第４の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図７が図１と異なる点は、水処理槽１の出側に溶存オゾン濃度計９が設けられ、図１では省略されていた紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１が図示されている点である。そして、溶存オゾン濃度計９の検出信号は、この紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１に出力されるようになっている。
【００２８】
次に、図７の動作を図８のフローチャートに基づき説明する。被処理水が水処理槽１に導入される際の濁度及び入側蛍光強度は、それぞれ濁度計４及び蛍光分析計５により検出される（ステップ３１，３２）。水処理制御装置６は、濁度計４からの検出信号を入力し、紫外線照射量を決定する（ステップ３３）。次いで、水処理制御装置６は、オゾン注入率をこの決定した紫外線照射量に対応する値に決定する（ステップ３４）。そして、水処理制御装置６は、このように決定した紫外線照射量及びオゾン注入率を目標値として制御を実行する（ステップ３５）。つまり、電源装置７を制御して紫外線照射器２から紫外線を照射させると共に、オゾン発生装置８を制御してオゾン注入器３からオゾンを注入する。
【００２９】
ステップ３５の制御が実行されている間、溶存オゾン濃度計９は水処理槽１から排出される処理水に含まれる溶存オゾン濃度を検出して、その検出信号を水処理制御装置６の紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１に出力している（ステップ３６）。紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１は、この検出信号の入力に基づき、それぞれ紫外線照射量及びオゾン注入率の補正量を演算し（ステップ３７）、ステップ３３，３４に戻って再度紫外線照射量及びオゾン注入率を決定する。つまり、図７の構成では、水処理制御装置６が、当初は図２（ｂ）の特性に基づき紫外線照射量及びオゾン注入率を決定したが、水処理槽１から排出される処理水に含まれる溶存オゾン濃度の検出に基づき、図２（ｂ）の特性自体を修正するようにしている。
【００３０】
図９は、第５の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図９が図１と異なる点は、水処理制御装置６が電力コスト演算手段１２を有している点である。通常は、紫外線照射量及びオゾン注入率は濁度計４及び蛍光分析計５の検出に基づき決定すべきであるが、上水道などで、例えば、晴れの日が何日も続いたような場合、被処理水の濁度は安定したものとなる。したがって、このような場合は電力量が最小となるように紫外線照射量及びオゾン注入率を決定することがランニングコスト低減の観点から要求される。図９の構成はこのような要求に応えるためのものである。
【００３１】
図１０は、電力コストについての特性図であり、（ａ）は紫外線照射量と紫外線電力コストとの間の関係を示す特性図、（ｂ）はオゾン注入率とオゾン電力コストとの間の関係を示す特性図である。図１０（ａ）において、紫外線照射量Ｐuv1，Ｐuv2，Ｐuv3に対応する紫外線電力コストの値はＣuv1，Ｃuv2，Ｃuv3となっており、また、図１０（ｂ）において、オゾン注入率Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3に対応するオゾン電力コストの値はＣI1，ＣI2，ＣI3となっている。
【００３２】
次に、図９の動作を図１１のフローチャートに基づき説明する。いま、水処理制御装置６が濁度計４から入力した検出値の変化量が所定時間以上にわたって所定量以下であり、被処理水の濁度は安定状態にあるものとする。そして、水処理制御装置６の電力コスト演算手段１２は、蛍光分析計５からの検出値を入力し（ステップ４１）、紫外線照射量とオゾン注入率の組合せについて電力コストを演算する（ステップ４２）。
【００３３】
図１０（ａ）において、例えば、紫外線照射量Ｐuv3を選択したときの電力コストはＣuv3であり、また、このとき選択されるオゾン注入率はＩ1であって（∵紫外線照射量が大きいときはオゾン注入率は小さくなる）、その電力コストはＣI1である。したがって、合計電力コストはＣuv3＋ＣI1である。一方、紫外線照射量Ｐuv1を選択したときの電力コストはＣuv1であり、また、このとき選択されるオゾン注入率はＩ3であって（∵紫外線照射量が小さいときはオゾン注入率は大きくなる）、その電力コストはＣI3である。したがって、合計電力コストはＣuv1＋ＣI3である。
【００３４】
次いで、水処理制御装置６は、上記の演算結果のうち最小値に係る紫外線照射量及びオゾン注入率を制御実行値として決定し（ステップ４３）、これに基づき制御を実行する（ステップ４４）。例えば、Ｃuv3＋ＣI1の方がＣuv1＋ＣI3よりも小さなものであったとすると、水処理制御装置６は、紫外線照射量をＰuv3、オゾン注入率をＩ1と決定する。
【００３５】
このように、この第５の発明によれば、濁度が安定状態にあるとの前提の下に、電力コストが最も低くなる紫外線照射量とオゾン注入率との組合せを選択することができる。したがって、ランニングコストを低減することができ、経済的に有利な水処理制御システムを実現することができる。
【００３６】
図１２は、第６の発明の実施形態の構成を示すブロック図である。この図１２の構成は、図７の構成において、溶存オゾン濃度計９の代わりに紫外線測定槽１３を用いたものと考えることができる。すなわち、水処理槽１の出口側には、内部に紫外線測定器１４を有する紫外線測定槽１３が配設されている。そして、この紫外線測定器１４には、紫外線照射器２からの特定波長（この実施形態では、２５４nmの波長とする）の紫外線光が光導入管１５により導入されるようになっている。
【００３７】
図１３は、図１２における紫外線測定器１４の詳細な構成を示す部分拡大図である。この図に示すように、紫外線測定器１４は、略円筒形状の紫外線吸収セル１６と、紫外線吸収セル１６の周面上に取り付けられた受光器１７とで構成されている。紫外線照射器２から光導入管１５により導入された紫外線光は紫外線吸収セル１６を透過して受光器１７に到達し、受光器１７の受光量に対応する信号が光電変換されて紫外線照射量演算手段１０及びオゾン注入率演算手段１１に送出されるようになっている。
【００３８】
制御実行中に受光器１７の受光量が低下した場合、水処理制御装置６は紫外線照射器２からの紫外線照射量が増加するように電源装置７の出力を増大させるフィードバック制御を行うが、それでも受光器１７の受光量が上昇しない場合はオゾン注入器３からのオゾン注入率を低下させるようにオゾン発生装置８を制御する。このような制御により、蛍光や薬物の影響を回避し、紫外線照射量及びオゾン注入率の制御を高精度で行うことができる。
【００３９】
なお、図１２に示した例では、水処理槽１の出口側に紫外線測定槽１３のみを配設した構成を示したが、図７に示した溶存オゾン濃度計９も併せて配設する構成とすることも可能である。これにより、一層高精度な制御を行うことができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、オゾン注入率と紫外線照射量との組み合わせを最適にすると共に、被処理水の水質変化に対して迅速に対応することができ、更に精度の高い水質測定を可能とする水処理制御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の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】水処理制御装置６の制御原理についての説明図であり、（ａ）は水中有機物濃度と蛍光強度との関係を示す特性図、（ｂ）は紫外線照射量の各大きさ毎のオゾン注入率と蛍光強度との関係を示す特性図である。
【図３】図１の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】第２の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】第３の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図６】図５の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第４の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図８】図７の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】第５の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図１０】電力コストについての特性図であり、（ａ）は紫外線照射量と紫外線電力コストとの間の関係を示す特性図、（ｂ）はオゾン注入率とオゾン電力コストとの間の関係を示す特性図である。
【図１１】図９の動作を説明するためのフローチャート。
【図１２】第６の発明の実施形態の構成を示すブロック図。
【図１３】図１２における紫外線測定器１４の詳細な構成を示す部分拡大図。
【図１４】従来システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 水処理槽
２ 紫外線照射器
３ オゾン注入器
４ 濁度計
５ 蛍光分析計
５Ａ 第１の蛍光分析計
５Ｂ 第２の蛍光分析計
６ 水処理制御装置
７ 電源装置
８ オゾン発生装置
９ 溶存オゾン濃度計
１０ 紫外線照射量演算手段
１１ オゾン注入率演算手段
１２ 電力コスト演算手段
１３ 紫外線測定槽
１４ 紫外線測定器
１５ 光導入管
１６ 紫外線吸収セル
１７ 受光器
ＦＬi 検出蛍光強度
ＦＬx 目標蛍光強度
Ｐuv1〜Ｐuv3 紫外線照射量
Ｉ1〜Ｉ3 オゾン注入率
Ｃuv1〜Ｃuv3 紫外線電力コスト
ＣI1〜ＣI3 オゾン電力コスト
１０１ オゾン処理槽
１０２ 紫外線処理槽
１０３ オゾン発生装置
１０４ 溶存オゾン計
１０５ 紫外線調光器
１０６ 紫外線照度計
１０７ 溶存オゾン計
１０８ 水質計
１０９ 水処理制御装置
Claims (6)
- 被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、
紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、
前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、
前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、
前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、
を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記蛍光分析計の検出値に基づき決定し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、
ことを特徴とする水処理制御システム。 - 被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、
紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、
前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、
前記水処理槽から排出される処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、
前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、
を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記蛍光分析計の検出値に基づき決定し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、
ことを特徴とする水処理制御システム。 - 被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、
紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、
前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、
前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する第１の蛍光分析計と、
前記水処理槽から排出される処理水の蛍光強度を検出する第２の蛍光分析計と、
前記濁度計並びに前記第１及び第２の蛍光分析計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、
を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記第１の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記第２の蛍光分析計の検出値に基づき前記オゾン注入率を補正し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、
ことを特徴とする水処理制御システム。 - 被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、
紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、
前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、
前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、
前記水処理槽から排出される処理水に含まれる溶存オゾン濃度を検出する溶存オゾン濃度計と、
前記濁度計及び前記蛍光分析計並びに前記溶存オゾン濃度計の各検出に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、
を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記溶存オゾン濃度計の検出値に基づき前記オゾン注入率を補正し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、
ことを特徴とする水処理制御システム。 - 前記水処理制御装置は、前記濁度計の検出値の変化量が所定レベル以下の場合に、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率の制御を、紫外線照射及びオゾン注入のために消費する電力量が最小となるように行うものである、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の水処理制御システム。 - 被処理水に対してオゾン注入及び紫外線照射に基づく水処理を行う水処理制御システムにおいて、
紫外線照射器及びオゾン注入器が配設されており、前記被処理水を導入する水処理槽と、
前記水処理槽に導入される被処理水の濁度を検出する濁度計と、
前記水処理槽に導入される被処理水の蛍光強度を検出する蛍光分析計と、
前記水処理槽の出口側に配設され該水処理槽から排出される処理水の通過を許容し、しかも前記紫外線照射器から導入した紫外線光のうち特定波長の紫外線光の吸収量を測定する紫外線測定槽と、
前記濁度計及び前記蛍光分析計の各検出並びに前記紫外線測定槽での測定に基づき、前記紫外線照射器の紫外線照射量及び前記オゾン注入器のオゾン注入率を制御する水処理制御装置と、
を備え、前記濁度計の検出値に基づき前記紫外線照射量を決定すると共に、この決定した紫外線照射量に対応する前記オゾン注入率を前記の蛍光分析計の検出値に基づき決定し、更に、前記紫外線測定槽での測定値に基づき前記紫外線照射量又は前記オゾン注入率を増減し、これら決定した紫外線照射量及びオゾン注入率となるように、紫外線照射及びオゾン注入の双方を同一の水処理槽で行うようにした、
ことを特徴とする水処理制御システム。
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