特許 6847908 水処理システム、水処理システム用の制御装置及び水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6847908

(24)【登録日】2021年3月5日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】水処理システム、水処理システム用の制御装置及び水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/78 20060101AFI20210315BHJP

   C02F 1/72 20060101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/78

   C02F1/72 Z

【請求項の数】9

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2018-231401(P2018-231401)

(22)【出願日】2018年12月11日

(65)【公開番号】特開2020-93194(P2020-93194A)

(43)【公開日】2020年6月18日

【審査請求日】2020年1月23日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村山 清一

(72)【発明者】

【氏名】志村 尚彦

(72)【発明者】

【氏名】森谷 可南子

(72)【発明者】

【氏名】牧瀬 竜太郎

【審査官】 片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８３１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２９０８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１２１６１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１５５１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９７６９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／７２−７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水の蛍光強度を測定する第１の蛍光光度計と、
前記第１の蛍光光度計による蛍光強度測定後の前記被処理水に酸化促進剤を注入する酸化促進剤注入部と、
前記酸化促進剤注入済みの前記被処理水が導入される流入部及び処理後の前記被処理水を流出する流出部を有する処理槽と、
前記処理槽内に設置され、前記処理槽内を流れる前記酸化促進剤注入済みの前記被処理水にオゾンを接触させるオゾン注入部と、
前記処理槽の前記流入部及び前記流出部の間であって、前記オゾン注入部が配置されている範囲をオゾン接触領域とし、前記被処理水が前記オゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときの０Ｔ超から０．６Ｔまでの範囲の何れかの位置における前記被処理水の蛍光強度を測定する第２の蛍光光度計と、
前記第２の蛍光光度計で測定した蛍光強度を前記第１の蛍光光度計で測定した蛍光強度で除して残存率を求め、この残存率が下限閾値を下回ると前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を減少させ、前記残存率が上限閾値を超えると前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を増加させる制御部と、
を備えた水処理システム。

【請求項2】

前記オゾン注入部は、前記処理槽内に、前記被処理水の流れる方向に沿って複数配列され、
前記第２の蛍光光度計は、前記複数のオゾン注入部のうちの隣接する２つのオゾン注入部の間に配置されている請求項１に記載の水処理システム。

【請求項3】

前記処理槽は、前記被処理水が流れる方向に沿って配置された複数の分割処理槽と、前記分割処理槽同士を接続する複数の接続流路とが備えられ、
前記オゾン注入部は、前記分割処理槽にそれぞれ備えられ、
前記第２の蛍光光度計は、いずれかの前記接続流路に配置されている請求項１に記載の水処理システム。

【請求項4】

前記第１の蛍光光度計及び前記第２の蛍光光度計は、
前記第１の蛍光光度計の測定対象の被処理水の一部を分取する原水用分取管と、
前記第２の蛍光光度計の測定対象の前記被処理水の一部を分取する処理水用分取管と、
前記処理水用分取管及び前記原水用分取管の合流箇所に設置され、供給される前記被処理水を切替る切替部と、
前記切替部により切り替えられて前記処理水用分取管または前記原水用分取管から供給された前記被処理水の蛍光強度を測定する蛍光光度計と、から構成される請求項１に記載の水処理システム。

【請求項5】

前記オゾン注入部は、前記処理槽内に、前記被処理水の流れる方向に沿って、上流側から第１、第２、第３のオゾン注入部が配列されており、
前記第２の蛍光光度計は、上流側の前記第１のオゾン注入部と第２のオゾン注入部との間に配置されている請求項２に記載の水処理システム。

【請求項6】

前記処理槽には、前記被処理水が流れる方向に沿って配置された３つの分割処理槽と、前記分割処理槽同士を接続する第１と第２接続流路とが備えられ、
前記第１、第２、第３のオゾン注入部は、前記分割処理槽にそれぞれに備えられ、
前記第２の蛍光光度計は、上流側の接続路である前記第１接続路に配置されている請求項３に記載の水処理システム。

【請求項7】

被処理水に酸化促進剤を注入する酸化促進剤注入部と、前記酸化促進剤注入済みの前記被処理水を導入する流入部及び処理後の前記被処理水を流出する流出部を有する処理槽と、前記処理槽内に設置され、前記処理槽内を流れる前記被処理水にオゾンを接触させるオゾン注入部と、を備えた水処理システムで利用される制御装置であって、
前記酸化促進剤注入部による前記酸化促進剤注入前の前記被処理水の蛍光強度を測定する第１の蛍光光度計と、
前記処理槽の前記流入部と前記流出部との間であって、前記オゾン注入部が配置されている範囲をオゾン接触領域とし、前記被処理水が前記オゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときの０Ｔ超から０．６Ｔまでの範囲の何れかの位置における前記被処理水の蛍光強度を測定する第２の蛍光光度計と、
前記第２の蛍光光度計で測定した蛍光強度を前記第１の蛍光光度計で測定した蛍光強度で除して残存率を求め、この残存率が下限閾値を下回ると前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を減少させ、前記残存率が上限閾値を超えると前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を増加させる制御部と、
を備えた水処理システム用の制御装置。

【請求項8】

前記第１の蛍光光度計及び前記第２の蛍光光度計は、
前記第１の蛍光光度計の測定対象の前記被処理水の一部を分取する原水用分取管と、
前記第２の蛍光光度計の測定対象の前記被処理水の一部を分取する処理水用分取管と、
前記処理水用分取管及び前記原水用分取管の合流箇所に設置され、供給される前記被処理水を切替える切替部と、
前記切替部により切り替えられて前記処理水用分取管または前記原水用分取管から供給された前記被処理水の蛍光強度を測定する蛍光光度計と、
から構成される請求項７に記載の水処理システム用の制御装置。

【請求項9】

被処理水の蛍光強度を測定する第１の蛍光光度計と、前記第１の蛍光光度計による蛍光強度測定後の前記被処理水に酸化促進剤を注入する酸化促進剤注入部と、前記酸化促進剤注入済みの前記被処理水が導入される流入部及び処理後の前記被処理水を流出する流出部を有する処理槽と、前記処理槽内に設置され、前記処理槽内を流れる前記酸化促進剤注入済みの前記被処理水にオゾンを接触させるオゾン注入部と、前記処理槽の前記流入部及び前記流出部の間の位置における前記被処理水の蛍光強度を測定する第２の蛍光光度計と、制御部と、を用いた水処理方法であって、
前記第１の蛍光光度計によって前記被処理水の蛍光強度を測定する原水測定ステップと、
前記酸化促進剤注入部によって前記被処理水に酸化促進剤を注入するとともに、前記オゾン注入部によって前記酸化促進剤を含む前記被処理水にオゾンを接触させる促進酸化ステップと、
前記第２の蛍光光度計によって、前記処理槽の前記流入部と前記流出部との間であって、前記オゾン注入部が配置されている範囲をオゾン接触領域とし、前記被処理水が前記オゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときの０Ｔ超から０．６Ｔまでの範囲の何れかの位置における前記被処理水の蛍光強度を測定する処理水測定ステップと、
前記制御部によって、前記第２の蛍光光度計で測定した蛍光強度を前記第１の蛍光光度計で測定した蛍光強度で除して残存率を求め、この残存率が下限閾値を下回ると前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を減少させ、前記残存率が上限閾値を超えると前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を増加させる制御ステップと、
を行う水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、水処理システム、水処理システム用の制御装置及び水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、上水、下水、産業排水、プールなどの分野で、水中の有機物の酸化分解、殺菌、脱臭等の処理のためにオゾンが用いられている。しかしながら、オゾンによる酸化でも、親水化、低分子化はできても無機化することはできない。また、ダイオキシンや１，４−ジオキサン等の難分解性有機物は分解できない。

【0003】

したがって、上述のような難分解性有機物を分解するに際しては、オゾンよりも酸化力の強いＯＨラジカルを用い、酸化分解することが有効な手段の一つである。ＯＨラジカルの生成には、オゾン含有水に紫外線を照射する方法、過酸化水素のような酸化促進剤含有水にオゾンを添加する方法、酸化促進剤含有水に紫外線を照射する方法、過酸化水素のような酸化促進剤、オゾン、紫外線全て併用する方法、が水処理において一般的に用いられている。

【0004】

このうち、オゾンと酸化促進剤を用いる方法は、上水向けオゾン処理などで副生成物である臭素酸イオンの生成抑制に効果がある方法として注目されている。例えば、現在、オゾンを利用した高度浄水処理は、カビ臭対策やトリハロメタン対策として国内外で採用されている処理方法であるが、オゾン添加によりオゾン処理の消毒副生成物である臭素酸イオンが生成してしまう。原水水質や水温などの影響によりオゾン処理による臭素酸生成リスクが高い場合、臭素酸生成量を抑えるにはオゾン添加量を抑える方法が現実的な方法として採用されている。しかし、原水中の処理対象物質の濃度が高い場合や、臭素酸生成リスクが高い場合には、臭素酸生成量を抑えつつ処理対象物質を目標以下まで処理することができない。一方、オゾンと酸化促進剤を併用する方法では、酸化促進剤を添加することで酸化力の強いＯＨラジカルが生成し、それを利用した促進酸化処理により処理対象であるカビ臭物質などの分解率を高め、同時に過酸化水素による臭素酸の還元作用により、臭素酸生成リスクを抑えられる。

【0005】

このオゾンと酸化促進剤を用いる促進酸化処理では、オゾンと酸化促進剤を適切な添加量に維持することが重要となる。添加不足の場合、ＯＨラジカルの生成量が不足し処理対象物質の分解が不十分となり、過剰の場合、オゾン発生電力、または薬品（過酸化水素）代などのランニングコストが増加し、両者のバランスが悪い場合、処理対象物質の分解が不十分となったり、特にオゾンが多いと臭素酸生成量が多くなってしまうという問題もある。

【0006】

これに対し、オゾン添加後の溶存オゾン濃度を指標としてオゾン、または酸化促進剤を添加する方法が提案されている。過酸化水素のような酸化促進剤を併用しない従来のオゾン処理では（以下、単に“オゾン処理”とする）、オゾンが被処理水中に添加されると水中に溶け込み溶存オゾンとなり、水中の処理対象物質と反応する。オゾン添加量を多くすると処理対象物質との反応に使われなかったオゾンは水中の溶存オゾンとなる。被処理水中の溶存オゾン濃度がある一定値以上になるようオゾンを添加することで、処理対象物質の分解をある程度進めることができると見做し、オゾン添加後の水中の溶存オゾン濃度が一定となるようにオゾン添加量を制御する方法が用いられている。

【0007】

従来、オゾンと過酸化水素による促進酸化において、溶存オゾン濃度を指標としてオゾン添加量を制御する方法がある。この方法では、過酸化水素を添加するとオゾンと過酸化水素の反応によりＯＨラジカルが生成し、そのＯＨラジカルが処理対象物質と反応するが、オゾンと過酸化水素の反応でオゾンが消費されるため溶存オゾンはほぼゼロとなる。つまり、溶存オゾンを指標とするには、オゾンが過剰添加になる場合がある。

【0008】

また、連続通水処理プロセスにおいて、オゾン処理のみの領域を前半に設け、その被処理水の溶存オゾン濃度が一定となるように、全体のオゾン添加量と過酸化水素添加量を制御する方法が提案されている。この場合、前段のオゾン処理では過酸化水素が添加されていないため、過酸化水素の存在による溶存オゾンの消費はなく、オゾン処理としてオゾン添加量をコントロールできる。しかし、促進酸化処理の領域が後半のみとなることから処理対象物質の分解が十分に進まない場合がある。

【0009】

また、蛍光強度を指標とすることでオゾンと過酸化水素などの酸化促進剤の添加量を適切に制御する方法が提案されている。オゾンの添加量に対する被処理水の蛍光強度の減少は、徐々に緩やかになることから、被処理水の蛍光強度を指標としてオゾンと過酸化水素の添加量を調節してもその変化を見落とす場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平１０−９９８７８号公報

【特許文献2】特開２００５−８７８１３号公報

【特許文献3】特開２００７−８３１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明が解決しようとする課題は、オゾンと酸化促進剤による促進酸化処理において、オゾンと酸化促進剤の反応でオゾンが消費されるため溶存オゾンがほぼゼロとなる状況でも、ＯＨラジカルを用いた促進酸化処理の領域を十分に確保し、過不足ない適切なオゾン添加、及び酸化促進剤添加を安定して実施できる水処理システム、水処理システム用の制御装置及び水処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

実施形態の水処理システム用の制御装置は、酸化促進剤注入部と、処理槽と、オゾン注入部と、を備えた水処理システムで利用される制御装置であって、第１の蛍光光度計と、第２の蛍光光度計と、制御部とを持つ。
酸化促進剤注入部は、被処理水に酸化促進剤を注入する。
処理槽は、酸化促進剤注入済みの前記被処理水を導入する流入部及び処理後の処理水を流出する流出部を有する。
オゾン注入部は、処理槽内に設置され、処理槽内を流れる被処理水にオゾンを接触させる。
第１の蛍光光度計は、酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入前の被処理水の蛍光強度を測定する。
第２の蛍光光度計は、処理槽の流入部と流出部との間であって、オゾン注入部が配置されている範囲をオゾン接触領域とし、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときの０Ｔ超から０．６Ｔまでの範囲の何れかの位置における被処理水の蛍光強度を測定する。
制御部は、第２の蛍光光度計で測定した蛍光強度を第１の蛍光光度計で測定した蛍光強度で除して残存率を求め、この残存率が下限閾値を下回ると酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量およびオゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を減少させ、残存率が上限閾値を超えると酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量およびオゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を増加させる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図2】第２の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図3】第３の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図4】オゾン及び酸化促進剤の注入量と蛍光強度との関係を示すグラフ。

【図5】第４の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図6】第５の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図7】第６の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図8】第７の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図9】第８の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図10】第９の実施形態の水処理システムを示す模式図。

【図11】実施例における蛍光強度の残存率とオゾン注入量との関係を示すグラフ。

【図12】実施例における２−ＭＩＢ濃度とオゾン注入量との関係を示すグラフ。

【図13】実施例における蛍光強度の残存率とオゾン注入量との関係を示すグラフであって、図１１の部分拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態の水処理システム、制御装置及び水処理方法を、図面を参照して説明する。

【0015】

本実施形態の水処理システム、制御装置及び水処理方法は、上水、下水のいずれの処理に適用してもよいが、本実施形態では、浄水場における上水の浄化処理を例とする。

【0016】

図１に示すように、本実施形態の水処理システム１は、被処理水が導入される処理槽２と、処理槽２への導入前または導入後の被処理水に酸化促進剤を注入する酸化促進剤注入部３と、処理槽２内に設置され、処理槽２内を流れる酸化促進剤注入済みの被処理水にオゾンを接触させるオゾン注入部４と、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の間の被処理水の特性値を測定する処理水測定部５と、処理水測定部５の測定結果に基づき酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御する制御部６と、が備えられている。

【0017】

また、水処理システム１には、処理槽２への導入前の被処理水の特性値を測定する原水測定部７が更に備えられている。

【0018】

また、上記の処理水測定部５と、上記の制御部６と、上記の原水測定部７とによって、水処理システムで利用される制御装置１１が構成されている。
以下、各構成について説明する。

【0019】

処理槽２は、槽内に被処理水が導入され、槽内を通過する被処理水にオゾンを接触させる槽である。本実施形態の処理槽は、２つの分割処理槽に分けられており、各分割処理槽において被処理水にオゾンを接触させるように構成されている。

【0020】

より具体的に、処理槽２には、被処理水が流入する流入部２ａと、被処理水が流出する流出部２ｂとが設けられている。また、処理槽２は、２つの分割処理槽２ｃ、２ｄが設けられている。２つの分割処理槽２ｃ、２ｄの間には接続流路２ｅが設けられている。接続流路２ｅは、隔壁２ｆによって分割処理槽２ｃ、２ｄから区画されている。流入部２ａから処理槽２に導入された被処理水は、分割処理槽２ｃ、接続流路２ｅ及び分割処理槽２ｄを経て、流出部２ｂから処理槽２の外部に流出される。

【0021】

処理槽２では、被処理水中において酸化促進剤とオゾンとが反応してＯＨラジカルが生成し、ＯＨラジカルによる被処理水中の処理対象物質の分解が進む。

【0022】

酸化促進剤注入部３は、処理槽２への導入前または導入後の被処理水に酸化促進剤を注入するものである。図１では、酸化促進剤注入部３が処理槽２に導入前の被処理水に酸化促進剤を注入する構成とされている。酸化促進剤注入部３は制御部６に接続されており、制御部６の指令によって被処理水への酸化促進剤の注入量が制御される。酸化促進剤としては、例えば過酸化水素が例示される。

【0023】

オゾン注入部４は、処理槽２内に設置されている。本実施形態では、図１に示すように、２つの分割処理槽２ｃ、２ｄのそれぞれに、オゾン注入部４が設置されている。オゾン注入部４は例えば、散気管、散気板またはインジェクターのような、気泡状の気体を被処理水中に導入可能なものであればよい。オゾン注入部４は各分割処理槽２ｃ、２ｄの底部に設置されており、オゾン注入部４から注入されたオゾンを含む気泡が各分割処理槽２ｃ、２ｄ内を上昇する際に被処理水に接触するようになっている。オゾン注入部４が２つの分割処理槽２ｃ、２ｄに設置されているため、被処理水は、分割処理槽２ｃにおいてオゾンと接触し、次いで、分割処理槽２ｄにおいてオゾンと接触する。このように、処理槽２内では２度に渡って被処理水にオゾンが接触する。本実施形態では、分割処理槽２ｃにおいて被処理水がはじめてオゾンに接触したときをオゾンの接触開始時とし、分割処理槽２ｄにおいて被処理水にオゾンに接触しなくなったときをオゾンの接触終了時とする。

【0024】

また、本実施形態では、複数のオゾン注入部４が設置された全範囲をオゾン接触領域と呼ぶ。本実施形態におけるオゾン接触領域は、分割処理槽２ｃにおいて被処理水がはじめてオゾンに接触する位置から、分割処理槽２ｄにおいて被処理水にオゾンに接触しなくなった位置までの範囲とする。オゾン注入部４同士の間の領域もオゾン接触領域に含まれる。すなわち、本実施形態の場合は接続流路２ｅもオゾン接触領域に含まれる。

【0025】

また、分割処理槽２ｃにおいて被処理水がはじめてオゾンに接触する位置は、上記のオゾンの接触開始時に対応し、分割処理槽２ｄにおいて被処理水にオゾンに接触しなくなった位置は、上記のオゾン接触終了時に対応する。

【0026】

オゾン注入部４は、配管４ａを介してオゾン発生器４ｂに接続されている。オゾン発生器４ｂにおいて生成したオゾンを含む流体が配管４ａを介してオゾン注入部４に送られ、オゾン注入部４から被処理水にオゾンが注入される。オゾン発生器４ｂは制御部６に接続されており、制御部６の指令によって、オゾン注入部４による被処理水へのオゾンの注入量が制御される。

【0027】

処理水測定部５は、被処理水の特性値を測定するものである。本実施形態の処理水測定部５は接続流路２ｅに設置されており、接続流路２ｅを流れる被処理水の特性値を測定するように構成されている。接続流路２ｅを流れる被処理水は、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の被処理水であり、処理水測定部５はこの被処理水の特性値を測定する。測定された特性値は、制御部６に送られる。

【0028】

本実施形態の水処理システム１では、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときに、処理水測定部５は、０Ｔ超０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。本実施形態のように、オゾン注入部４が２つ備えられている場合は、処理水測定部５は、０．４Ｔ〜０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。図１において処理水測定部５が設置される接続流路２ｅは、０．４Ｔ〜０．６Ｔの範囲内にある。時間Ｔは、上述のオゾン接触開始時から、オゾン接触終了時までの所要時間とする。

【0029】

ただし、処理水測定部５をオゾン注入部４と重なる位置に設置すると、オゾンを含む気泡が特性値測定の障害になるため、処理水測定部５はオゾン注入部４と重ならない位置に設置することが好ましい。

【0030】

処理水測定部５を上述の位置に設置することで、処理水測定部５によってオゾンに接触中の被処理水の特性値を測定できる。オゾンの接触終了時後の被処理水の特性値ではなく、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定することで、後述するように、酸化促進剤の注入量またはオゾン注入量の一方または両方を過不足無く制御することができるようになる。

【0031】

原水測定部７は、処理槽２の外部であって流入部２ａよりも上流側に設置されており、処理槽２に導入前の被処理水の特性値を測定する。原水測定部７の設置位置は酸化促進剤注入部３の設置位置よりも上流側とし、酸化促進剤の注入前の被処理水の特性値を測定する。酸化促進剤の注入後の被処理水の特性値を測定すると、その特性値が酸化促進剤の影響を受けているおそれがあるので好ましくない。測定された特性値は、制御部６に送られる。

【0032】

本実施形態の処理水測定部５及び原水測定部７によって計測される特性値は、処理水測定部５及び原水測定部７として具体的にどのような測定手段を用いるかによって定まる。本実施形態の処理水測定部５及び原水測定部７は、蛍光光度計である。そのため、制御部６に送る特性値は蛍光強度となる。蛍光光度計は、測定対象の水に励起光を照射して蛍光強度を測定する。水道プロセスでは自然由来の有機物（フルボ酸様有機物などと言う）に相当する蛍光強度として、励起光３２０〜３６０ｎｍに対する蛍光４２０〜４６０ｎｍであれば概ね近い値を示すが、好ましくは、励起光（波長３４５ｎｍ付近）に対する蛍光（波長４２５ｎｍ付近）強度を測定するのがよい。この蛍光強度は、有機物濃度の代表指標Ｅ２６０（吸光度）、ＴＯＣ、トリハロメタン生成能などと相関がある。よって本実施形態では、励起光の波長を３２０〜３６０ｎｍとする。

【0033】

制御部６は、原水測定部７及び処理水測定部５の測定結果に基づき特性値（蛍光強度）の残存率を求め、残存率が閾値から外れた場合に酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御する。制御部６の動作は水処理方法の説明において詳細に述べる。

【0034】

次に、本実施形態の水処理方法を説明する。本実施形態の水処理方法は、図１に示す水処理システム１を用い、酸化促進剤注入部３によって被処理水に酸化促進剤を注入するとともに、オゾン注入部４によって酸化促進剤を含む被処理水にオゾンを接触させる促進酸化ステップと、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の間の被処理水の特性値を測定する処理水測定ステップと、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御する制御ステップと、を行う。本実施形態の水処理方法は、促進酸化ステップ、処理水測定ステップ、制御ステップの順に行ってもよく、促進酸化ステップの実施中に、処理水測定ステップ及び制御ステップを行ってもよい。

【0035】

また、本実施形態の水処理方法では、あらかじめ、処理槽２への導入前の被処理水の特性値を測定する原水測定ステップを行う。この場合の制御ステップでは、原水測定ステップ及び処理水測定ステップの測定結果に基づき測定結果の残存率を求め、残存率が閾値から外れた場合に酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御する。

【0036】

以下、各ステップについて説明する。

【0037】

まず、原水測定ステップでは、処理槽２への導入前の被処理水の特性値を原水測定部７により測定する。原水測定部７は蛍光光度計を用い、特性値は蛍光強度である。蛍光光度計によって計測された蛍光強度は、制御部６に送られる。

【0038】

次に、促進酸化ステップについて説明する。被処理水は、例えば、浄水場において、沈殿池において濁り成分が除去された後の被処理水とする。図１に示すように、酸化促進剤注入部３から酸化促進剤を被処理水に注入する。酸化促進剤として例えば過酸化水素を注入する。酸化促進剤が注入された被処理水は、処理槽２の流入部２ａから分割処理槽２ｃに導入される。また、オゾン発生器４ｂによってオゾンを発生させ、配管４ａを通してオゾン注入部４から分割処理槽２ｃ内の被処理水にオゾンを注入する。オゾン注入部４からはオゾンを含む気体が気泡となって被処理水に接触する。注入されたオゾンが酸化促進剤と反応してＯＨラジカルが生成し、被処理水中の処理対象物質が分解される。

【0039】

処理対象物質、例えば上水処理ではカビ臭やトリハロメタン前駆物質などの処理性から考えると、オゾン添加量に対する過酸化水素の添加量比はモル比で１〜５程度が望ましい。オゾンの消毒副生成物である臭素酸の生成リスクが高い時には、モル比１〜５の範囲内で過酸化水素の比率を高めることで臭素酸生成リスクを下げることができる。

【0040】

分割処理槽２ｃにおいて処理された被処理水は、分割処理槽２ｃから接続流路２ｅに送られる。そして、処理水測定ステップとして、接続流路２ｅに設置された処理水測定部５によって、被処理水の特性値を測定する。処理水測定部５は蛍光光度計を用い、特性値は蛍光強度である。蛍光光度計によって計測された蛍光強度は、制御部６に送られる。

【0041】

被処理水は接続流路２ｅから分割処理槽２ｄに送られる。被処理水には予め酸化促進剤注入部３によって必要十分な量の過酸化水素が添加されているため、後段の分割処理槽２ｄに送られる被処理水には過酸化水素が残存している状態にある。一方、前段の分割処理槽２ｃにおいて注入されたオゾンは、過酸化水素によってその大部分が分解されており、後段の分割処理槽２ｄに送られる頃には溶存オゾンがほとんど含まれてない状態にある。

【0042】

そして、前段の分割処理槽２ｃの場合と同様にして、後段の分割処理槽２ｄにおいて、オゾン注入部４から分割処理槽２ｄ内の被処理水にオゾンを注入する。注入されたオゾンが酸化促進剤と反応してＯＨラジカルが生成し、被処理水中に残存する処理対象物質が分解される。

【0043】

次に、制御ステップについて説明する。制御ステップでは、原水測定ステップ及び処理水測定ステップにおいて測定された蛍光強度が、制御部６に入力される。蛍光強度は、水道の浄化プロセスでは自然由来の有機物（フルボ酸様有機物などと言う）に相当する蛍光強度として、励起光３２０〜３６０ｎｍに対する蛍光４２０〜４６０ｎｍであれば概ね近い値を示すが、好ましくは、励起光（波長３４５ｎｍ付近）に対する蛍光（波長４２５ｎｍ付近）強度を測定するとよい。この蛍光強度は、有機物濃度の代表指標Ｅ２６０（吸光度）、ＴＯＣ、トリハロメタン生成能などと相関がある。

【0044】

制御部６では、原水測定ステップ及び処理水測定ステップにおいて測定された蛍光強度に基づき、蛍光強度の残存率を求める。蛍光強度の残存率は、以下の式によって測定される。

【0045】

残存率＝ＦＬout1／ＦＬin

【0046】

上記式において、ＦＬinは原水測定ステップで測定された蛍光強度であり、ＦＬout1は処理水測定ステップで測定された蛍光強度である。

【0047】

ついで、測定された残存率が、予め定めておいた残存率の下限の閾値を下回る場合は、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を減少させる。一方、測定された残存率が、予め定めておいた残存率の上限の閾値を超える場合は、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を増加させる。
オゾンと過酸化水素のモル比を一定に保つ制御を行う場合は、酸化促進剤注入量及びオゾン注入量の両方を増加または減少させることでモル比を一定にするとよい。より好ましくは、オゾンと過酸化水素の比率を適切な範囲に維持しつつオゾンと過酸化水素の両方の注入量を増加または減少させるか、若しくは、オゾンのみの注入量を増加または減少させるとよい。

【0048】

ここで、オゾン注入の途中の被処理水の蛍光強度を、水処理システムの制御に用いる理由を説明する。処理槽２内では、添加されたオゾンと過酸化水素により生成したＯＨラジカルにより処理対象物質が分解されるが、水中に存在する自然由来の有機物も同時に分解されるため、蛍光強度の値は小さくなる。

【0049】

図４にその様子を示す。横軸は、オゾン及び過酸化水素の注入量であり、縦軸は蛍光強度である。本実施形態においてオゾンは２つのオゾン注入部４から注入されるが、図４におけるオゾンの注入量は、これら２つのオゾン注入部４から注入される合計量を意味している。ＦＬout1は処理水測定ステップで測定された蛍光強度である。ＦＬout2は分割処理槽２ｄの流出部２ｂの付近において測定した被処理水の蛍光強度である。オゾン及び過酸化水素の注入量が０の時は、被処理水そのものの蛍光強度（ＦＬｉｎ）となる。

【0050】

ＦＬout1、ＦＬout2共に、オゾン及び過酸化水素の注入量が増えるにつれ値が小さくなる。ＦＬout1は、オゾンと過酸化水素による処理の途中段階での蛍光強度であるため、オゾンと過酸化水素による処理の終了段階である蛍光強度ＦＬout2よりも高くなっている。また、ＦＬout2の曲線の傾きは、横軸が「１」を越えたところから小さくなっているが、ＦＬout1の曲線の傾きは、横軸が「１」を超えてもＦＬout2の曲線ほど傾きが小さくならず、「２」を超えたところでようやく傾きが小さくなっている。

【0051】

被処理水の蛍光強度（ＦＬｉｎ）に対する接続流路２ｅでの蛍光強度（ＦＬｏｕｔ１）の割合を残存率（ＦＬ残存率１）として、ＦＬ残存率１＝ＦＬｏｕｔ１÷ＦＬｉｎで計算する。同様に、ＦＬｉｎに対するＦＬｏｕｔ２の割合を残存率（ＦＬ残存率２）として、ＦＬ残存率２＝ＦＬｏｕｔ２÷ＦＬｉｎで計算する。なお、これら残存率（ＦＬ残存率１）及び（ＦＬ残存率２）とオゾン及び過酸化水素の注入量との関係は、上記のＦＬout1及びＦＬout2の各曲線と同様の傾向になる。また、これらの残存率は、被処理水中の残存被処理対象物量に対応する関係にある。

【0052】

処理槽２全体における促進酸化処理の状況は、分割処理槽２ｄの流出部２ｂの付近における残存率（ＦＬｏｕｔ２）から把握でき、上水処理におけるカビ臭除去を目的とする場合では残存率（ＦＬ残存率２）は０．１〜０．２程度を維持するとよい。

【0053】

一方、オゾンと過酸化水素の添加量の制御の指標として、残存率（ＦＬ残存率２）を用いると、（ＦＬ残存率２）が０．１〜０．２となる領域では、オゾンと過酸化水素の添加量に対する（ＦＬ残存率２）の変化量が小さく、その変化を見落としてしまう恐れがある。

【0054】

そこで、本実施形態では、残存率（ＦＬ残存率１）を制御の指標とする。連結流路２ｅ被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときの０．４Ｔ〜０．６Ｔに相当する範囲である連結流路２ｅでは、まだ反応の途中段階であることからもわかるように、残存率（ＦＬ残存率１）は十分に下がり切っておらず、オゾンと過酸化水素の添加量の制御の指標として残存率（ＦＬ残存率２）よりも適切である。

【0055】

本実施形態では、上述したように、原水測定ステップ及び処理水測定ステップにおいて測定された蛍光強度に基づき、蛍光強度の残存率（ＦＬ残存率１）を求め、この残存率（ＦＬ残存率１）を、予め定めた目標値である（目標ＦＬ残存率１）となるようオゾンと過酸化水素の添加量をフィードバック制御する。

【0056】

処理対象物質、例えば上水処理ではカビ臭やトリハロメタン前駆物質などの処理性から考えると、オゾン添加量に対する過酸化水素の添加量比は、モル比で１〜５の間にあればよい。そこで例えば、過酸化水素の過剰添加を防止するためモル比を１付近に固定し、オゾンと過酸化水素の添加量を制御する。オゾンの消毒副生成物である臭素酸の生成リスクが高い時には、モル比１〜５の範囲内で過酸化水素の比率を高めることで臭素酸生成リスクを下げることができる。一般的に、臭素酸の生成リスクをリアルタイムで把握することは困難であることと、原水水質の大きな変化がなければ臭素酸の生成リスクは水源により大きく変わることがないため、手動で過酸化水素の比率を高めるという方法でもよいし、他の水質指標などによりリアルタイムでそのリスクを把握できる仕組みがあれば、それと連動させて自動で過酸化水素の比率を変更させる方法を採用してもよい。

【0057】

以上説明したように本実施形態の水処理システム１及び制御装置１１によれば、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の間の被処理水の特性値を測定する処理水測定部５と、処理水測定部５の測定結果に基づき酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御する制御部６とを備えており、処理槽２においてオゾンを接触させている途中の被処理水の特性値に基づき酸化促進剤注入量またはオゾン注入量を制御することで、オゾンと過酸化水素の添加量に対する特性値の変化量が大きい範囲で制御を行うことができ、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することが可能となり、臭素酸生成リスクを下げつつ、被処理水の特性値を確実に低減することができる。これにより、水道水の浄化プロセスにおいてはカビ臭を低減させるとともに、臭素酸生成リスクを低減できる。また、下水処理においても被処理水の各種の環境管理値を低減させることができる。

【0058】

また、本実施形態の水処理システム１及び制御装置１１によれば、処理槽２への導入前の被処理水の特性値を測定する原水測定部７が更に備えられ、制御部６は、原水測定部７及び処理水測定部５の測定結果に基づき測定結果の残存率を求め、残存率が閾値から外れた場合に酸化促進剤注入量またはオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御することで、原水の特性値が変動した場合でも、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することが可能となり、臭素酸生成リスクを下げつつ、被処理水中の処理対象物質量を確実に低減することができる。

【0059】

また、本実施形態の水処理システム１及び制御装置１１によれば、処理槽２内においてオゾン注入部４が配置されている範囲をオゾン接触領域とし、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたとき、処理水測定部５を、０Ｔ超０．６Ｔの範囲、より好ましくは０．４Ｔ〜０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置することで、オゾンと過酸化水素の添加量に対する特性値の変化量が大きい範囲で制御を行うことができ、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することが可能となり、臭素酸生成リスクを下げつつ、被処理水中の処理対象物質量を確実に低減することができる。

【0060】

また、本実施形態の水処理システム１及び制御装置１１によれば、処理槽２に、複数の分割処理槽２ｃ、２ｄと接続流路２ｅとが備えられ、分割処理槽２ｃ、２ｄにオゾン注入部４が備えられ、処理水測定部５が接続流路２ｅに配置されているので、オゾンを含む気泡の影響を受けることなく、処理水測定部５によって被処理水の特性値を測定することができ、酸化促進剤注入量またはオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御することで、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することが可能になる。また、オゾン注入部４が複数備えられていることで、過酸化水素の注入によって一旦減少したオゾンを、後段に設置したオゾン注入部４によって再注入することができ、処理対象物質の分解をより促進できる。

【0061】

また、本実施形態の水処理システム１及び制御装置１１によれば、原水測定部７及び処理水測定部５が蛍光光度計であるので、微量の処理対象物質であっても高感度で検出することができる。また、蛍光光度計は溶存オゾンや過酸化水素の影響を受けずに蛍光強度を測定できるため、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲に制御することができる。

【0062】

また、本実施形態の水処理方法によれば、被処理水に酸化促進剤を注入するとともにオゾンを接触させて処理対象物質の分解を行う際に、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の間の被処理水の特性値を測定し、この測定結果に基づき酸化促進剤注入量またはオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御するので、オゾンと過酸化水素の添加量に対する特性値の変化量が大きい範囲で制御を行うことができ、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することが可能となり、臭素酸生成リスクを下げつつ、被処理水の特性値を確実に低減することができる。これにより、水道水の浄化プロセスにおいてはカビ臭を低減させるとともに、臭素酸生成リスクを低減できる。また、下水処理においても被処理水の各種の環境管理値を低減させることができる。

【0063】

また、本実施形態の水処理方法によれば、処理槽２への導入前の被処理水の特性値を更に測定することで特性値の残存率を求め、残存率が閾値から外れた場合に酸化促進剤注入量またはオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御することで、原水の特性値が変動した場合でも、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することが可能となり、臭素酸生成リスクを下げつつ、被処理水中の処理対象物質量を確実に低減することができる。

【0064】

また、本実施形態の制御装置１１は、オゾン注入部を備えた既存の処理槽に取り付け可能であり、既存の処理槽に本実施形態の制御装置１１を組み合わせることで、本実施形態の水処理システムを容易に構築できる。

【0065】

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、図２を参照して説明する。図２には、本実施形態の水処理システム２１を示す。なお、図２に示す構成要素の内、図１に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0066】

本実施形態の水処理システム２１と第１実施形態の水処理システム１との相違点は、処理槽の構成にある。第１の実施形態では、分割処理槽２ｃ、２ｄの間に連結流路２ｅを設けた処理槽２を用いるが、本実施形態の処理槽２２では分割処理槽および連結流路は設けない。以下、処理槽の構成を中心に説明する。

【0067】

本実施形態の処理槽２２は、第１の実施形態と同様に、槽内に被処理水が導入され、槽内を通過する被処理水にオゾンを接触させる槽である。処理槽２２には、被処理水が流入する流入部２ａと、被処理水が流出する流出部２ｂとが設けられている。流入部２ａから処理槽２２に導入された被処理水は、処理槽２２内を通過し、流出部２ｂから流出される。本実施形態の処理槽２２は、単一の処理槽であり、処理槽２２内に、被処理水の流れる方向に沿って２つのオゾン注入部４が配列され、処理水測定部５が、２つのオゾン注入部４の間に配置されている。処理槽２２では、被処理水中において酸化促進剤とオゾンとが反応してＯＨラジカルが生成し、ＯＨラジカルによる被処理水中の処理対象物質の分解が進む。

【0068】

オゾン注入部４は、処理槽２２内に設置されている。本実施形態では、図２に示すように、処理槽２２の内部に、２つのオゾン注入部４が設置されている。２つのオゾン注入部４は、被処理水の流れる方向に沿って配置されている。以下、被処理水の流れ方向上流側のオゾン注入部４を第１オゾン注入部４ｃと呼び、被処理水の流れ方向下流側のオゾン注入部４を第２オゾン注入部４ｄと呼ぶ場合がある。第１オゾン注入部４ｃと第２オゾン注入部４ｄとは被処理水の流れ方向に沿って離間されており、両者の間に処理水測定部５が位置している。第１、第２オゾン注入部４ｃ、４ｄは処理槽２２の底部にそれぞれ設置されており、第１、第２オゾン注入部４ｃ、４ｄから注入されたオゾンを含む気泡が処理槽２２内を上昇する際に被処理水に接触するようになっている。２つのオゾン注入部４が被処理水の流れる方向に沿って設置されているため、被処理水は、第１オゾン注入部４ｃから注入されたオゾンに接触され、次いで、第２オゾン注入部４ｄから注入されたオゾンに接触される。このように、処理槽２２内では２度に渡って被処理水にオゾンが接触される。本実施形態では、第１オゾン注入部４ｃによって被処理水がはじめてオゾンに接触したときをオゾンの接触開始時とし、被処理水が第２オゾン注入部４ｄを通過して被処理水にオゾンに接触しなくなったときをオゾンの接触終了時とする。

【0069】

また、本実施形態では、複数のオゾン注入部４が設置された全範囲をオゾン接触領域と呼ぶ。本実施形態におけるオゾン接触領域は、第１オゾン注入部４ｃによって被処理水がはじめてオゾンに接触する位置から、被処理水が第２オゾン注入部４ｄを通過して被処理水にオゾンに接触しなくなった位置までの範囲とする。オゾン注入部４同士の間の領域もオゾン接触領域に含まれる。すなわち、本実施形態の場合は処理水測定部５が設置された箇所もオゾン接触領域に含まれる。

【0070】

また、処理槽２２において被処理水がはじめてオゾンに接触する位置は、上記のオゾンの接触開始時に対応し、処理槽２２において被処理水にオゾンに接触しなくなった位置は、上記のオゾン接触終了時に対応する。

【0071】

第１、第２オゾン注入部４ｃ、４ｄはそれぞれ、配管４ａを介してオゾン発生器４ｂに接続されている。オゾン発生器４ｂにおいて生成したオゾンを含む流体が配管４ａを介して第１、第２オゾン注入部４ｃ、４ｄに送られ、第１、第２オゾン注入部４ｃ、４ｄから被処理水にオゾンが注入される。オゾン発生器４ｂは制御部６に接続されており、制御部６の指令によって被処理水へのオゾンの注入量が制御される。

【0072】

処理水測定部５は、被処理水の特性値を測定するものである。本実施形態の処理水測定部５は第１オゾン注入部４ｃと第２オゾン注入部４ｄとの間に設置されている。処理水測定部５は、第１オゾン注入部４ｃと第２オゾン注入部４ｄとの間を通過する被処理水の特性値を測定するように構成されている。第１オゾン注入部４ｃと第２オゾン注入部４ｄとの間を流れる被処理水は、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の被処理水であり、処理水測定部５はこの被処理水の特性値を測定する。測定された特性値は、制御部６に送られる。

【0073】

本実施形態の水処理システム２１では、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときに、処理水測定部５は、０Ｔ超０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。本実施形態のように、オゾン注入部４が２つ備えられている場合は、処理水測定部５は、０．４Ｔ〜０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。

【0074】

処理水測定部５を第１、第２オゾン注入部４ｃ、４ｄと重なる位置に設置すると、オゾンを含む気泡が特性値測定の障害になるため、処理水測定部５は第１、第２オゾン注入部４ｃ、４ｄと重ならない位置に設置することが好ましい。

【0075】

処理水測定部５を上述の位置に設置することで、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定できる。オゾンの接触終了時後の被処理水の特性値ではなく、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定することで、酸化促進剤の注入量またはオゾン注入量の一方または両方を過不足無く制御することができるようになる。

【0076】

図２に示す制御部５、原水測定部７、オゾン発生器４ｂは、図１に示す第１の実施形態と同様の構成である。
また、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、処理水測定部５と、制御部６と、原水測定部７とによって、制御装置１１が構成される。

【0077】

次に、本実施形態の水処理方法を説明する。本実施形態の水処理方法は、図２に示す水処理システム２１を用い、第１の実施形態と同様に、促進酸化ステップと、処理水測定ステップと、制御ステップと、を行う。また、本実施形態の水処理方法では、第１の実施形態と同様に、処理槽２２への導入前の被処理水の特性値を測定する原水測定ステップを行う。本実施形態の水処理方法は、原水測定ステップ、促進酸化ステップ、処理水測定ステップ、制御ステップの順に行ってもよく、促進酸化ステップの実施中に、原水測定ステップ、処理水測定ステップ及び制御ステップを行ってもよい。

【0078】

原水測定ステップでは、処理槽２２への導入前の被処理水の特性値を原水測定部７により測定する。原水測定部７は蛍光光度計を用い、特性値は蛍光強度である。蛍光光度計によって計測された蛍光強度は、制御部６に送られる。

【0079】

促進酸化ステップでは、酸化促進剤注入部３によって酸化促進剤（例えば過酸化水素）が注入された被処理水を、処理槽２２の流入部２ａから処理槽２２に導入する。また、オゾン発生器４ｂによってオゾンを発生させ、配管４ａを通して第１オゾン注入部４ｃから処理槽２２内の被処理水にオゾンを注入する。

【0080】

第１オゾン注入部４ｃによるオゾンの注入後の被処理水に対し、処理水測定ステップとして、処理水測定部５によって、被処理水の特性値を測定する。処理水測定部５は蛍光光度計を用い、特性値は蛍光強度である。蛍光光度計によって計測された蛍光強度は、制御部６に送られる。

【0081】

その後、第２オゾン注入部４ｄによって被処理水にオゾンを注入する。第２オゾン注入部４ｄによるオゾン注入前の被処理水には、過酸化水素が残存している状態にある。そのため、第２オゾン注入部４ｄから注入されたオゾンと、残存する酸化促進剤とが反応してＯＨラジカルが生成し、被処理水中に残存する処理対象物質が分解される。

【0082】

制御ステップは、第１の実施形態の場合と同様に、原水測定ステップ及び処理水測定ステップにおいて測定された蛍光強度が、制御部６に入力され、制御部６において蛍光強度の残存率が求められる。

【0083】

そして、測定された残存率が、予め定めておいた残存率の下限の閾値を下回る場合は、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を減少させる。一方、測定された残存率が、予め定めておいた残存率の上限の閾値を超える場合は、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を増加させる。オゾンと過酸化水素のモル比を一定に保つ制御を行う場合は、酸化促進剤注入量及びオゾン注入量の両方を増加または減少させることでモル比を一定にするとよい。より好ましくは、オゾンと過酸化水素の比率を適切な範囲に維持しつつオゾンと過酸化水素の両方の注入量を増加または減少させるか、若しくは、オゾンのみの注入量を増加または減少させるとよい。

【0084】

本実施形態の水処理システム２１及び制御装置１１によれば、第１の実施形態の場合と同様の効果が得られるとともに、下記の効果も得られる。

【0085】

本実施形態の水処理システム２１及び制御装置１１によれば、処理槽２２に、２つのオゾン注入部４ｃ、４ｄが備えられ、処理水測定部５がオゾン注入部４ｃ、４ｄの間に配置されているので、処理槽２２においてオゾンを接触させている途中の被処理水の特性値を測定でき、これにより、オゾンと過酸化水素の添加量に対する特性値の変化量が大きい範囲で制御を行うことができ、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することができる、これにより、臭素酸生成リスクを下げつつ、被処理水の特性値を確実に低減することができる。そして、水道水の浄化プロセスにおいてはカビ臭を低減させるとともに、臭素酸生成リスクを低減できる。また、下水処理においても被処理水の各種の環境管理値を低減させることができる。

【0086】

また、処理水測定部５がオゾン注入部４ｃ、４ｄの間に配置されているので、オゾンを含む気泡の影響を受けることなく、処理水測定部５によって被処理水の特性値を測定することができ、酸化促進剤注入量またはオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御することで、オゾン及び過酸化水素を適量の範囲で注入することが可能になる。また、オゾン注入部４が２つ備えられていることで、過酸化水素の注入によって一旦減少したオゾンを、後段に設置した第２オゾン注入部４ｄによって再注入することができ、処理対象物質の分解をより促進できる。

【0087】

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、図３を参照して説明する。図３には、本実施形態の水処理システム３１を示す。なお、図３に示す構成要素の内、図１に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0088】

本実施形態の水処理システム３１と第１実施形態の水処理システム１との相違点は、処理槽の構成に違いがある。第１の実施形態では、分割処理槽２ｃ、２ｄの間に連結流路２ｅを設けた処理槽２を用い、処理槽２内において被処理水をほぼ水平方向に移動させる例を示したが、本実施形態の処理槽３２では被処理水を上下方向に移動させ、かつ、オゾン注入部も１つとする。以下、処理槽の構成を中心に説明する。

【0089】

本実施形態の処理槽３２は、縦長の単一の処理槽であり、第１の実施形態と同様に、槽内に被処理水が導入され、槽内を通過する被処理水にオゾンを接触させる槽である。処理槽３２には、被処理水が流入する流入部３２ａと、被処理水が流出する流出部３２ｂとが設けられている。流入部３２ａは処理槽３２の上部にあり、流出部３２ｂは処理槽３２の下部にある。流入部３２ａから処理槽３２に導入された被処理水は、処理槽３２内を上方から下方に向けて通過し、流出部３２ｂから流出される。

【0090】

また、本実施形態の処理槽３２の底部には、１つのオゾン注入部４が配置されている。また、処理水測定部５が、処理槽３２の流入部３２ａと流出部３２ｂとの間の位置に配置されている。

【0091】

オゾン注入部４は、処理槽３２の底部に設置されている。図３では、オゾン注入部４が流出部３２ｂの更に下方に位置しているが、オゾン注入部４が流出部３２ｂの上方に位置していてもよく、同じ高さにあってもよい。本実施形態のオゾン注入部４は、処理槽３２の上方から下方に流れる被処理水に対し、処理槽３２の下方からオゾンを注入する。これにより、オゾンを含む気泡が処理槽３２内を拡散しながら上昇する際に、処理槽３２の上方から下方に流れる被処理水に接触する。本実施形態では、オゾン注入部４によって被処理水がはじめてオゾンに接触したときをオゾンの接触開始時とし、被処理水にオゾンに接触しなくなったときをオゾンの接触終了時とするが、オゾンが処理槽３２の底部から処理槽内を上昇する構成となっているため、被処理水が処理槽３２に流入した時点がオゾンの接触開始時となり、被処理水が処理槽３２から流出した時点がオゾンの接触終了時となる。

【0092】

また、本実施形態におけるオゾン接触領域は、処理槽３２において被処理水がはじめてオゾンに接触する位置から、処理槽３２において被処理水にオゾンに接触しなくなった位置までの範囲とする。

【0093】

処理槽３２において被処理水がはじめてオゾンに接触する位置は、上記のオゾンの接触開始時に対応し、処理槽３２において被処理水にオゾンに接触しなくなった位置は、上記のオゾン接触終了時に対応する。

【0094】

オゾン注入部４は、配管４ａを介してオゾン発生器４ｂに接続されている。オゾン発生器４ｂにおいて生成したオゾンを含む流体が配管４ａを経てオゾン注入部４に送られ、被処理水にオゾンが注入される。オゾン発生器４ｂは制御部６に接続されており、制御部６の指令によって被処理水へのオゾンの注入量が制御される。

【0095】

処理水測定部５は、被処理水の特性値を測定するものであり、本実施形態の処理水測定部５は処理槽３２の流入部３２ａと流出部３２ｂとの間に設置されており、かつ、オゾン注入部４の上方に設置されている。これにより、処理水測定部５は、処理槽３２の上部から下部に流れ、かつオゾンと接触途中の被処理水の特性値を測定する。流入部３２ａから流出部３２ｂに向けて流れる被処理水は、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の被処理水であり、処理水測定部５はこの被処理水の特性値を測定する。測定された特性値は、制御部６に送られる。

【0096】

また、本実施形態の水処理システム３１では、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときに、処理水測定部５は、０Ｔ超０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましく、０．４Ｔ〜０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。時間Ｔは、上述のオゾン接触開始時から、オゾン接触終了時までの所要時間とする。

【0097】

処理水測定部５をオゾン注入部４の近傍に設置すると、オゾンを含む気泡が特性値測定の障害になるため、処理水測定部５はオゾン注入部４からなるべく離れた位置に設置することが好ましい。

【0098】

処理水測定部５を上述の位置に設置することで、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定できる。オゾンの接触終了時後の被処理水の特性値ではなく、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定することで、酸化促進剤の注入量またはオゾン注入量の一方または両方を過不足無く制御することができるようになる。

【0099】

図２に示す制御部５、原水測定部７、オゾン発生器４ｂは、図１に示す第１の実施形態と同様の構成である。
また、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、処理水測定部５と、制御部６と、原水測定部７とによって、制御装置１１が構成される。

【0100】

次に、本実施形態の水処理方法を説明する。本実施形態の水処理方法は、図３に示す水処理システム３１を用い、第１の実施形態と同様に、促進酸化ステップと、処理水測定ステップと、制御ステップと、を行う。また、本実施形態の水処理方法では、第１の実施形態と同様に、処理槽３２への導入前の被処理水の特性値を測定する原水測定ステップを行う。本実施形態の水処理方法は、原水測定ステップ、促進酸化ステップ、処理水測定ステップ、制御ステップの順に行ってもよく、促進酸化ステップの実施中に、原水測定ステップ、処理水測定ステップ及び制御ステップを行ってもよい。

【0101】

原水測定ステップでは、処理槽３２への導入前の被処理水の特性値を原水測定部７により測定する。原水測定部７は蛍光光度計を用い、特性値は蛍光強度である。蛍光光度計によって計測された蛍光強度は、制御部６に送られる。

【0102】

促進酸化ステップでは、酸化促進剤注入部３によって酸化促進剤（例えば過酸化水素）が注入された被処理水を、流入部３２ａから処理槽３２に導入する。また、オゾン発生器４ｂによってオゾンを発生させ、配管４ａを通してオゾン注入部４から処理槽３２内の被処理水にオゾンを注入する。オゾン注入部４から注入されたオゾンと酸化促進剤とが反応してＯＨラジカルが生成し、被処理水中の処理対象物質が分解される。

【0103】

オゾン注入部４によるオゾンの注入中の被処理水に対し、処理水測定ステップとして、処理水測定部５によって、被処理水の特性値を測定する。処理水測定部５は蛍光光度計を用い、特性値は蛍光強度である。蛍光光度計によって計測された蛍光強度は、制御部６に送られる。

【0104】

制御ステップは、第１の実施形態の場合と同様に、原水測定ステップ及び処理水測定ステップにおいて測定された蛍光強度が、制御部６に入力され、制御部６において蛍光強度の残存率が求められる。

【0105】

そして、測定された残存率が、予め定めておいた残存率の下限の閾値を下回る場合は、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を減少させる。一方、測定された残存率が、予め定めておいた残存率の上限の閾値を超える場合は、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を増加させる。オゾンと過酸化水素のモル比を一定に保つ制御を行う場合は、酸化促進剤注入量及びオゾン注入量の両方を増加または減少させることでモル比を一定にするとよい。より好ましくは、オゾンと過酸化水素の比率を適切な範囲に維持しつつオゾンと過酸化水素の両方の注入量を増加または減少させるか、若しくは、オゾンのみの注入量を増加または減少させるとよい。

【0106】

本実施形態の水処理システム３１及び制御装置１１によれば、第１の実施形態の場合と同様の効果が得られるとともに、下記の効果も得られる。
本実施形態の水処理システム３１によれば、処理槽３２を縦型とし、処理槽３２の上方から下方に流れる被処理水に対して、処理槽３２の下方からオゾンを注入して処理槽３２内の被処理水全体にオゾンを接触させつつ、処理槽３２の中ほどにおいてオゾンに接触中の被処理水の特性値を測定し、測定した特性値をオゾン注入量または酸化促進剤の注入量の制御に用いるので、処理槽３２にオゾン注入部４を１基だけ備えればよく、水処理システム３１の構成を単純化することができる。

【0107】

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、図５を参照して説明する。図５には、本実施形態の水処理システム４１を示す。なお、図５に示す構成要素の内、図１に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0108】

本実施形態の水処理システム４１と第１実施形態の水処理システム１との相違点は、本実施形態では原水測定部７を省略した点にある。
このため、制御部６では、処理水測定部５の測定結果に基づき酸化促進剤注入部３による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部４によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御する。
また、本実施形態では、処理水測定部５と制御部６とによって、制御装置１０１が構成される。

【0109】

本実施形態は、被処理水の水質変動が小さい場合に適用可能である。原水の水質変動がそれほど大きくない場合は、処理槽２への導入前の被処理水の蛍光強度（ＦＬin）を測定せず、接続流路２ｅを通過する被処理水の蛍光強度（ＦＬout1）のみを測定し、この蛍光強度（ＦＬout1）を制御指標としてを用いる。蛍光強度（FLin）の変動が小さければ、蛍光強度（ＦＬout1）と残存率（ＦＬ残存率1）がほぼ同一とみなせるためである。

【0110】

本実施形態によれば、原水測定部７を省略することで、水処理システム４１の構成を単純化することができる。

【0111】

なお、原水測定部７を省略する構成は、図５に示す例に限られず、図２または図３の水処理システム２１、３１に適用してもよい。

【0112】

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、図６を参照して説明する。図６には、本実施形態の水処理システム５１を示す。なお、図６に示す構成要素の内、図１に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0113】

本実施形態の水処理システム５１と第１実施形態の水処理システム１との相違点は、本実施形態では処理水測定部５及び原水測定部７の構成を変更した点にある。
図６に示す水処理システム５１には、処理水測定部５及び原水測定部７を構成するものとして、測定対象の被処理水の一部を分取する処理水用分取管５ａと、原水用分取管５ｂと、処理水用分取管５ａ及び原水用分取管５ｂの合流箇所に設置された切替部５ｃと、切替部５ｃを介して処理水用分取管５ａ及び原水用分取管５ｂに接続された水質測定部５ｄとを備える。

【0114】

処理水用分取管５ａは、その一端が処理槽２の接続流路２ｅに挿入されており、他端が切替部５ｃに接続されている。これにより処理水用分取管５ａは、接続流路２ｅを流れる被処理水の一部を分取して切替部５ｃに送るようになっている。

【0115】

原水用分取管５ｂは、その一端が処理槽２の酸化促進剤注入部３よりも上流に配置されており、他端が切替部５ｃに接続されている。これにより原水用分取管５ｂは、酸化促進剤注入前の被処理水の一部を分取して切替部５ｃに送るようになっている。

【0116】

切替部５ｃは、処理水用分取管５ａ及び原水用分取管５ｂの合流箇所に設置されており、処理水用分取管５ａによって分取された被処理水、または、原水用分取管５ｂによって分取された被処理水のうちのいずれか一方を、水質測定部５ｄに供給する。

【0117】

水質測定部５ｄは、被処理水の特性値を測定するものである。水質測定部５ｄは、蛍光光度計であり、また、特性値は蛍光強度である。

【0118】

本実施形態では、処理槽２おける被処理水の滞留時間が１０分以上の場合に、１台の水質測定部５ｄによって、被処理水の蛍光強度（ＦＬin）と、接続流路２ｅを流れる被処理水の蛍光強度（ＦＬout1）を交互に自動切替で測定できるようにして、測定していない方の蛍光強度はその時間一定とみなして残存率（ＦＬ残存率１）を計算し、その後は第１の実施形態と同様にオゾンと過酸化水素の添加量を制御する。本実施形態も、被処理水の水質変動がそれほど大きくない場合に有効である。

【0119】

本実施形態によれば、処理水測定部５及び原水測定部７を構成するものとして、処理水用分取管５ａ、原水用分取管５ｂ、切替部５ｃ及び水質測定部５ｄを用いることで、高価でメンテナンスが必要な測定機器を１台に集約することができ、水処理システム５１の構成を単純化することができる。

【0120】

なお、本実施形態は、図６に示す例に限られず、図２または図３の水処理システム２１、３１に適用してもよい。
また、水質測定部５ｄは、吸光光度計であってもよく、特性値は吸光度であってもよい。

【0121】

（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、図７を参照して説明する。図７には、本実施形態の水処理システム６１を示す。なお、図７に示す構成要素の内、図１に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0122】

本実施形態の水処理システム６１と第１実施形態の水処理システム１との相違点は、本実施形態では処理水測定部１５及び原水測定部１７を吸光光度計とし、特性値を吸光度とした点にある。吸光度計の測定波長は、２５０〜２７０ｎｍとする。
また、本実施形態では、処理水測定部１５と、制御部６と、原水測定部１７とによって、制御装置１１１が構成される。

【0123】

吸光度は蛍光強度と相関のある指標である。蛍光強度と比べ、吸光度はオゾン・過酸化水素添加による値の変化小さいため、その変化がオゾン添加量の制御に十分な場合は適用可能となる。吸光度は溶存オゾンにも反応してしまうため、オゾン単独の処理では制御に適用が困難だったが、本実施形態ではオゾンと過酸化水素の反応で溶存オゾン濃度がゼロ付近まで低下するため、促進酸化処理の制御に適用できる。

【0124】

吸光度を用いた制御は、第１の実施形態で説明した制御方法と同じである。ただし、処理水測定部１５によって測定された特性値は吸光度（Ｅ260out1）と読み替えることとし、原水測定部１７によって測定された特性値は吸光度（Ｅ260in）と読み替える。また、残存率（FL残存率1）は残存率（E残存率1）と読み替える。

【0125】

本実施形態によれば、酸化促進剤の注入量またはオゾン注入量の一方または両方を過不足無く制御することができるようになる。

【0126】

なお、本実施形態は、図７に示す例に限られず、図２または図３の水処理システム２１、３１に適用してもよい。
また、原水となる被処理水の水質が安定している場合は、図５に示したように、原水測定部１７を省略してもよい。
更に、図６における水質測定部５ｄを、吸光光度計に置き換えてもよい。

【0127】

（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態について、図８を参照して説明する。図８には、本実施形態の水処理システム７１を示す。なお、図８に示す構成要素の内、図１に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0128】

本実施形態の水処理システム７１と第１実施形態の水処理システム１との相違点は、本実施形態では、処理水測定部及び原水測定部をそれぞれ、処理水用全有機炭素測定計２５及び原水用全有機炭素測定計２７とした点にある。また、処理水用全有機炭素測定計２５は、オゾンの接触終了時後の被処理水の全有機炭素量を測定するために、処理槽２の流出部２ｂ寄りに配置する。
また、本実施形態では、処理水測定部２５と、制御部６と、原水測定部２７とによって、制御装置１２１が構成される。

【0129】

全有機炭素測定計は、水中の全有機炭素濃度（以下、TOC）を測定する計器であり、オゾン単独処理では水中の有機物は分解しても水と二酸化炭素までは分解しないためTOCは変化しないが、促進酸化処理では一部TOCが減少する。従って、TOCを制御指標としてオゾンと過酸化水素の添加量を制御することができる。全有機炭素測定計を用いる場合でもTOCが大きく減少することはないため、原水用全有機炭素測定計２７により測定された被処理水のTOC（TOCin）と、処理水用全有機炭素測定計２５により測定されたTOC（TOCout2）を測定し、残存率ではなく、TOCの減少量（TOC減少量2）として、（TOC減少量2）＝（TOCin）-（TOCout2）を計算し、減少量（TOC減少量2）が閾値から外れる場合に減少量（TOC減少量2）を一定とするようにオゾンと過酸化水素の添加量を制御する。

【0130】

本実施形態によれば、酸化促進剤の注入量またはオゾン注入量の一方または両方を過不足無く制御することができるようになる。

【0131】

なお、本実施形態は、図８に示す例に限られず、図２または図３の水処理システム２１、３１に適用してもよい。
また、原水となる被処理水の水質が安定している場合は、図５に示したように、原水用全有機炭素測定計２７を省略してもよい。
更に、図６における水質測定部５ｄを、全有機炭素測定計に置き換えてもよい。

【0132】

（第８の実施形態）
以下、第８の実施形態について、図９を参照して説明する。図９には、本実施形態の水処理システム８１を示す。なお、図９に示す構成要素の内、図１に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0133】

本実施形態の水処理システム８１と第１実施形態の水処理システム１との相違点は、本実施形態では、処理槽に３つの分割処理槽を設けるとともに、これら３つの分割処理水槽を接続する２つの接続流路を設け、更に、２つの接続流路のうちの上流側の接続水槽に処理水測定部を設置した点である。

【0134】

より具体的に、本実施形態の処理槽８２には、被処理水が流入する流入部８２ａと、被処理水が流出する流出部８２ｂとが設けられている。また、処理槽８２は、３つの分割処理槽８２ｃ、８２ｄ、８２ｅが設けられている。３つの分割処理槽８２ｃ、８２ｄ、８２ｅの間には接続流路８２ｆ、８２ｇが設けられている。接続流路８２ｆ、８２ｇは、それぞれ隔壁８２ｈによって分割処理槽８２ｃ、８２ｄ、８２ｅから区画されている。流入部８２ａから処理槽８２に導入された被処理水は、分割処理槽８２ｃ、接続流路８２ｆ、分割処理槽８２ｄ、接続流路８２ｇ及び分割処理槽８２ｅを経て、流出部８２ｂから処理槽２の外部に流出される。

【0135】

次に、オゾン注入部４について説明する。本実施形態では、図９に示すように、３つの分割処理槽８２ｃ、８２ｄ、８２ｅのそれぞれに、オゾン注入部４が設置されている。オゾン注入部４が各分割処理槽８２ｃ、８２ｄ、８２ｅに設置されているため、被処理水は、分割処理槽８２ｃにおいてオゾンと接触し、次いで分割処理槽８２ｄにおいてオゾンと接触し、更に分割処理槽８２ｅにおいてオゾンと接触する。このように、処理槽２内では３度に渡って被処理水にオゾンが接触する。本実施形態では、分割処理槽８２ｃにおいて被処理水がはじめてオゾンに接触したときをオゾンの接触開始時とし、分割処理槽８２ｅにおいて被処理水にオゾンに接触しなくなったときをオゾンの接触終了時とする。

【0136】

また、本実施形態におけるオゾン接触領域は、分割処理槽８２ｃにおいて被処理水がはじめてオゾンに接触する位置から、分割処理槽８２ｅにおいて被処理水にオゾンに接触しなくなった位置までの範囲とする。オゾン注入部４同士の間の領域もオゾン接触領域に含まれる。すなわち、本実施形態の場合は接続流路８２ｆ、８２ｇもオゾン接触領域に含まれる。

【0137】

また、分割処理槽８２ｃにおいて被処理水がはじめてオゾンに接触する位置は、上記のオゾンの接触開始時に対応し、分割処理槽８２ｅにおいて被処理水にオゾンに接触しなくなった位置は、上記のオゾン接触終了時に対応する。

【0138】

本実施形態の処理水測定部５は、上流側の接続流路８２ｆに設置されており、接続流路８２ｆを流れる被処理水の特性値を測定するように構成されている。接続流路８２ｆを流れる被処理水は、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の被処理水であり、処理水測定部５はこの被処理水の特性値を測定する。測定された特性値は、制御部６に送られる。

【0139】

本実施形態の水処理システム８１では、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときに、処理水測定部５は、０Ｔ超０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。本実施形態のように、オゾン注入部４が３つ備えられている場合は、処理水測定部５は、０．２Ｔ〜０．４Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。図９において処理水測定部５が設置される接続流路８２ｆは、０．２Ｔ〜０．３Ｔの範囲内にある。時間Ｔは、上述のオゾン接触開始時から、オゾン接触終了時までの所要時間とする。

【0140】

処理水測定部５を上述の位置に設置することで、処理水測定部５によってオゾンに接触中の被処理水の特性値を測定できる。オゾンの接触終了時後の被処理水の特性値ではなく、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定することで、後述するように、酸化促進剤の注入量またはオゾン注入量の一方または両方を過不足無く制御することができるようになる。

【0141】

本実施形態では、以上説明した水処理システム８１を用いて、第１の実施形態の場合と同様にして水処理方法が実施される。

【0142】

本実施形態では、処理槽８２にオゾン注入部が３つ備えられているので、過酸化水素の注入によって一旦減少したオゾンを、後段に設置したオゾン注入部４によって再注入することができ、処理対象物質の分解をより促進できる。

【0143】

（第９の実施形態）
以下、第９の実施形態について、図１０を参照して説明する。図１０には、本実施形態の水処理システム９１を示す。なお、図１０に示す構成要素の内、図２に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0144】

本実施形態の水処理システム９１と第２実施形態の水処理システム２１との相違点は、本実施形態では、処理槽に３つのオゾン注入部を設けるとともに、これら３つのオゾン注入部のうちの上流側の２つのオゾン注入部の間に処理水測定部を設置した点である。

【0145】

本実施形態では、図１０に示すように、処理槽９２の内部に、３つのオゾン注入部４が設置されている。３つのオゾン注入部４は、被処理水の流れる方向に沿って配置されている。以下、被処理水の流れ方向上流側から順に、これらのオゾン注入部４を第１オゾン注入部９４ｃ、第２オゾン注入部９４ｄ、第３オゾン注入部９４ｅと呼ぶ場合がある。第１オゾン注入部９４ｃ、第２オゾン注入部９４ｄ及び第３オゾン注入部９４ｅは被処理水の流れ方向に沿って離間されており、第１オゾン注入部９４ｃと第２オゾン注入部９４ｄとの間に処理水測定部５が位置している。３つのオゾン注入部４が被処理水の流れる方向に沿って設置されているため、被処理水は、第１オゾン注入部９４ｃから注入されたオゾンに接触され、次いで、第２オゾン注入部９４ｄから注入されたオゾンに接触され、最後に第３オゾン注入部９４ｅから注入されたオゾンに接触される。このように、処理槽９２内では３度に渡って被処理水にオゾンが接触される。本実施形態では、第１オゾン注入部９４ｃによって被処理水がはじめてオゾンに接触したときをオゾンの接触開始時とし、被処理水が第３オゾン注入部９４ｅを通過して被処理水にオゾンに接触しなくなったときをオゾンの接触終了時とする。

【0146】

また、本実施形態では、複数のオゾン注入部４が設置された全範囲をオゾン接触領域と呼ぶ。本実施形態におけるオゾン接触領域は、第１オゾン注入部９４ｃによって被処理水がはじめてオゾンに接触する位置から、被処理水が第３オゾン注入部９４ｅを通過して被処理水にオゾンに接触しなくなった位置までの範囲とする。オゾン注入部４同士の間の領域もオゾン接触領域に含まれる。すなわち、本実施形態の場合は処理水測定部５が設置された箇所もオゾン接触領域に含まれる。

【0147】

また、処理槽９２において被処理水がはじめてオゾンに接触する位置は、上記のオゾンの接触開始時に対応し、処理槽９２において被処理水にオゾンに接触しなくなった位置は、上記のオゾン接触終了時に対応する。

【0148】

本実施形態の処理水測定部５は第１オゾン注入部９４ｃと第２オゾン注入部９４ｄとの間に設置されている。処理水測定部５は、第１オゾン注入部９４ｃと第２オゾン注入部９４ｄとの間を通過する被処理水の特性値を測定するように構成されている。第１オゾン注入部９４ｃと第２オゾン注入部９４ｄとの間を流れる被処理水は、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の被処理水であり、処理水測定部５はこの被処理水の特性値を測定する。測定された特性値は、制御部６に送られる。

【0149】

本実施形態の水処理システム９１では、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間をＴとしたときに、処理水測定部５は、０Ｔ超０．６Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。本実施形態のように、オゾン注入部３が２つ備えられている場合は、処理水測定部５は、０．２Ｔ〜０．４Ｔの範囲の何れかの位置に配置されていることが好ましい。

【0150】

処理水測定部５を上述の位置に設置することで、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定できる。オゾンの接触終了時後の被処理水の特性値ではなく、オゾンに接触中の被処理水の特性値を測定することで、酸化促進剤の注入量またはオゾン注入量の一方または両方を過不足無く制御することができるようになる。

【0151】

本実施形態では、以上説明した水処理システム９１を用いて、第１の実施形態の場合と同様にして水処理方法が実施される。

【0152】

本実施形態では、処理槽９２にオゾン注入部が３つ備えられているので、過酸化水素の注入によって一旦減少したオゾンを、後段に設置したオゾン注入部４によって再注入することができ、処理対象物質の分解をより促進できる。

【実施例】

【0153】

図１に示す水処理システムにおいて、処理槽導入前の被処理水に５０ｎｇ／Ｌの濃度で２−ＭＩＢ（2-Methylisoborneol）を添加した。そして、オゾン注入率に対する、蛍光強度の残存率を調べた。酸化促進剤として過酸化水素を用い、オゾンに対する過酸化水素のモル比は１．０に固定した。

【0154】

図１１は、オゾン注入率に対する、蛍光強度の残存率である。図１中、残存率（ＦＬ残存率１）は、処理槽導入前の被処理水の蛍光強度（ＦＬｉｎ）に対する接続流路２ｅでの蛍光強度（ＦＬｏｕｔ１）の割合（ＦＬｏｕｔ１／ＦＬｉｎ）であり、残存率（ＦＬ残存率１）は、処理槽導入前の被処理水の蛍光強度（ＦＬｉｎ）に対する分割処理槽２ｄの流出部２ｂの付近において測定した被処理水の蛍光強度（ＦＬｏｕｔ２）の割合（ＦＬｏｕｔ１／ＦＬｉｎ）である。

【0155】

図１１に示すように、オゾン注入率が１（ｍｇ／Ｌ）を超えると、残存率（ＦＬ残存率１）の傾きが、残存率（ＦＬ残存率２）の傾きよりも大きくなっており、オゾン注入率に対する残存率の変化が大きいことが分かる。これにより、制御部におけるオゾン注入率の制御指標としての蛍光強度の残存率は、処理槽導入前の被処理水の蛍光強度（ＦＬｉｎ）に対する接続流路２ｅでの蛍光強度（ＦＬｏｕｔ１）の割合（ＦＬｏｕｔ１／ＦＬｉｎ）を用いることが好ましいことが分かる。

【0156】

また、図１２には、オゾン注入率と、分割処理槽２ｄの流出部２ｂの付近において測定した被処理水中の２−ＭＩＢの濃度との関係を示す。処理槽からの２−ＭＩＢの排出上限値を５ｎｇ／Ｌとした場合、オゾン注入量は１．４ｍｇ／Ｌ以上にすればよいことが分かる。

【0157】

図１３には、図１の縦軸を拡大したグラフを示す。オゾン注入量１．４ｍｇ／Ｌの付近では、残存率（ＦＬ残存率１）の傾き０．０２４であり、残存率（ＦＬ残存率２）の傾きは０．０１０であり、残存率（ＦＬ残存率１）の傾きが大きいことがわかる。このことからも、制御部におけるオゾン注入率の制御指標としての蛍光強度の残存率は、処理槽導入前の被処理水の蛍光強度（ＦＬｉｎ）に対する接続流路２ｅでの蛍光強度（ＦＬｏｕｔ１）の割合（ＦＬｏｕｔ１／ＦＬｉｎ）を用いることが好ましいことが分かる。

【0158】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、オゾンの接触開始時後から接触終了時前の間の被処理水の特性値を測定する処理水測定部と、処理水測定部の測定結果に基づき酸化促進剤注入部による酸化促進剤注入量またはオゾン注入部によるオゾン注入量のいずれか一方または両方を制御する制御部とを持つことにより、オゾンと酸化促進剤による促進酸化処理において、オゾンと酸化促進剤の反応でオゾンが消費されるため溶存オゾンがほぼゼロとなる状況でも、ＯＨラジカルを用いた促進酸化処理の領域を十分に確保し、過不足ない適切なオゾン添加、及び酸化促進剤添加を安定して実施できる水処理システム、制御装置及び水処理方法を提供することができる。

【0159】

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同様に、特許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ものである。

【符号の説明】

【0160】

１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１…水処理システム、２、２２、３２、８２、９２…処理槽、２ｃ、２ｄ、８２ｃ、８２ｄ、８２ｅ…分割処理槽、２ｅ、８２ｆ、８２ｇ…接続流路、３…酸化促進剤注入部、４、４ｃ、４ｄ、４ｅ…オゾン注入部、４ｃ…第１オゾン注入部、４ｄ…第２ オゾン注入部、４ｅ…第３オゾン注入部、５、１５…処理水測定部、５ａ…処理水用分取管、５ｂ…原水用分取管、５ｃ…切替部、５ｄ…水質測定部、６…制御部、７、１７、２７…原水測定部、１１、１０１、１１１、１２１…制御装置、２５…処理水用全有機炭素量測定計、２７…原水用全有機炭素量測定計。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】