特許 7408371 水処理システムおよび水処理方法

(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】

(24)【登録日】2023-12-22

(45)【発行日】2024-01-05

(54)【発明の名称】水処理システムおよび水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/78 20230101AFI20231225BHJP

   C02F 1/72 20230101ALI20231225BHJP

【ＦＩ】

C02F1/78

C02F1/72 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019225697

(22)【出願日】2019-12-13

(65)【公開番号】P2021094505

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-09-06

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村山 清一

(72)【発明者】

【氏名】森谷 可南子

(72)【発明者】

【氏名】牧瀬 竜太郎

(72)【発明者】

【氏名】王 駿良

【審査官】片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８１３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０８０２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２２５８９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ１／７２－７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水が導入される処理槽と、
制御部と、
前記処理槽への導入以前または導入以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、
前記処理槽内を流れる前記酸化促進剤を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、
前記処理槽への導入以前の前記被処理水に含まれる処理対象物質の濃度を測定する処理対象物質測定部と、
前記処理槽への導入以前の前記被処理水の蛍光強度または吸光度を測定する原水測定部と、
前記オゾンの接触開始から接触終了までの間の前記被処理水の蛍光強度または吸光度を測定する処理水測定部と、
前記オゾンの接触開始から接触終了までの間の前記被処理水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン測定部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理対象物質測定部が測定した濃度が所定の低い条件を満たすとき、
前記処理水測定部の測定値を前記原水測定部の測定値で除して残存率を求め、
前記残存率が所定の下限閾値を下回るときは、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を減少させ、
前記残存率が所定の上限閾値を上回るときは、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を増加させ、
前記処理対象物質測定部が測定した濃度が所定の高い条件を満たすとき、
前記溶存オゾン測定部が測定した溶存オゾン濃度が予め定めた目標値となるように前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤の注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量を制御する、水処理システム。

【請求項2】

被処理水が導入される処理槽と、
制御部と、
前記処理槽への導入以前または導入以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、
前記処理槽内を流れる前記酸化促進剤を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、
前記処理槽への導入以前の前記被処理水に含まれる処理対象物質の濃度を測定する処理対象物質測定部と、
前記処理槽への導入以前の前記被処理水の蛍光強度または吸光度を測定する原水測定部と、
前記オゾンの接触開始から接触終了までの間の前記被処理水の蛍光強度または吸光度を測定する処理水測定部と、
前記オゾンの接触開始から接触終了までの間の前記被処理水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン測定部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理対象物質測定部が測定した濃度が所定の低い条件を満たすとき、
前記処理水測定部の測定値を前記原水測定部の測定値で除して残存率を求め、
前記残存率が所定の下限閾値を下回るときは、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を減少させ、
前記残存率が所定の上限閾値を上回るときは、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を増加させ、
前記処理対象物質測定部が測定した濃度が所定の高い条件を満たすとき、
前記残存率が所定の下限閾値を下回るときは、前記測定された溶存オゾン濃度が設定された溶存オゾン濃度の上下限内に収まるように、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を減少させ、
前記残存率が所定の上限閾値を上回るときは、前記測定された溶存オゾン濃度が設定された溶存オゾン濃度の上下限内に収まるように、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を増加させるように制御する、水処理システム。

【請求項3】

前記処理槽内におい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、
前記処理水測定部および前記溶存オゾン測定部は、０Ｔ～０．６Ｔの範囲内のいずれかの時間に対応した位置に配置されている、
請求項１または２に記載の水処理システム。

【請求項4】

前記オゾン注入部は、前記被処理水の流れる方向に沿って配列された複数のオゾン注入部を含み、
前記処理水測定部および前記溶存オゾン測定部は、前記複数のオゾン注入部のうちいずれかの間に配置されている、
請求項１または２に記載の水処理システム。

【請求項5】

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１以上の接続流路と、を備え、
前記オゾン注入部は、前記複数の分割処理槽にそれぞれ設けられた複数のオゾン注入部を含み、
前記処理水測定部および前記溶存オゾン測定部は、前記１以上の接続流路のうちいずれかに配置されている、
請求項１または２に記載の水処理システム。

【請求項6】

前記処理水測定部および前記原水測定部は、単一の水質測定部と、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および処理水用分取管と、前記原水用分取管および前記処理水用分取管により分取された前記被処理水を前記水質測定部に選択的に供給するように、前記原水用分取管を前記水質測定部に接続するか、または前記処理水用分取管を前記水質測定部に接続するかを切り替える切替部と、を含む、
請求項１または２に記載の水処理システム。

【請求項7】

酸化促進剤注入部により、被処理水が導入される処理槽への導入以前または導入以後の前記被処理水に酸化促進剤を注入することと、
オゾン注入部により、前記処理槽内を流れる前記酸化促進剤を注入済みの前記被処理水にオゾンを接触させることと、
処理対象物質測定部により、前記処理槽への導入以前の前記被処理水に含まれる処理対象物質の濃度を測定することと、
前記処理槽への導入以前の前記被処理水の蛍光強度または吸光度を原水測定部により測定することと、
前記オゾンの接触開始から接触終了までの間の前記被処理水の蛍光強度または吸光度を処理水測定部により測定することと、
前記オゾンの接触開始から接触終了までの間の前記被処理水の溶存オゾン濃度を溶存オゾン測定部により測定することと、
前記制御部により、
前記処理対象物質測定部が測定した濃度が所定の低い条件を満たすとき、
前記処理水測定部の測定値を前記原水測定部の測定値で除して残存率を求め、
前記残存率が所定の下限閾値を下回るときは、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を減少させ、
前記残存率が所定の上限閾値を上回るときは、前記酸化促進剤注入部と前記オゾン注入部のうちの少なくとも一方を制御して酸化促進剤とオゾンのうちの少なくとも一方の注入量を増加させることと、
前記処理対象物質測定部が測定した濃度が所定の高い条件を満たすとき、
前記溶存オゾン測定部が測定した溶存オゾン濃度が予め定めた目標値となるように前記酸化促進剤注入部による酸化促進剤の注入量および前記オゾン注入部によるオゾン注入量を制御することと、
を備える、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、水処理システムおよび水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、過酸化水素のような酸化促進剤と、オゾンと、を併用した水処理について検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－９９８７８号公報

【文献】特開２００５－８７８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような水処理では、たとえばオゾンによる消毒時の副生成物である臭素酸などが生成されるリスクを抑えるように、酸化促進剤およびオゾンの注入量をより適切に制御することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態にかかる水処理システムは、処理槽と、酸化促進剤注入部と、オゾン注入部と、原水測定部および処理水測定部のうち少なくとも一方と、溶存オゾン測定部と、制御部と、を備える。処理槽には、被処理水が導入される。酸化促進剤注入部は、処理槽への導入以前または導入以後の被処理水に酸化促進剤を注入する。オゾン注入部は、処理槽内を流れる酸化促進剤を注入済みの被処理水にオゾンを接触させる。原水測定部は、処理槽への導入以前の被処理水の蛍光強度または吸光度を測定する。処理水測定部は、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の蛍光強度または吸光度を測定する。溶存オゾン測定部は、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の溶存オゾン濃度を測定する。制御部は、原水測定部および処理水測定部のうち少なくとも一方の測定結果と、溶存オゾン測定部の測定結果と、に基づいて、酸化促進剤注入部による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を制御する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１実施形態にかかる水処理システムの構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【図2】図２は、第１実施形態にかかるオゾンおよび酸化促進剤の注入量と蛍光強度との関係を示した例示的かつ模式的なグラフである。

【図3】図３は、第１実施形態にかかるオゾン注入率と溶存オゾン濃度との関係を示した例示的かつ模式的なグラフである。

【図4】図４は、第２実施形態にかかる水処理システムの構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【図5】図５は、第３実施形態にかかる水処理システムの構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【図6】図６は、第４実施形態にかかる水処理システムの構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【図7】図７は、第５実施形態にかかる水処理システムの構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【図8】図８は、第６実施形態にかかる水処理システムの構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【図9】図９は、第７実施形態にかかる水処理システムの構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

【0008】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる水処理システム１の構成を示した例示的かつ模式的な図である。

【0009】

第１実施形態にかかる水処理システム１は、たとえば、浄水場における上水の浄化処理に利用される。なお、第１実施形態の技術は、上水だけでなく下水の処理にも利用可能であるし、産業排水およびプールなどの分野にも利用することが可能である。

【0010】

図１に示されるように、第１実施形態にかかる水処理システム１は、処理槽２と、酸化促進剤注入部３と、オゾン注入部４と、制御装置１０と、を備えている。

【0011】

処理槽２は、処理対象の水である被処理水が導入されるタンクである。酸化促進剤注入部３は、処理槽２への導入以前または導入以後の被処理水に酸化促進剤を注入する。オゾン注入部４は、処理槽２内に設置され、処理槽２内を流れる酸化促進剤を注入済みの被処理水にオゾンを接触させる。

【0012】

制御装置１０は、原水測定部１５と、処理水測定部１６と、溶存オゾン測定部１７と、処理対象物質測定部１８と、制御部１０ａと、を有している。

【0013】

原水測定部１５は、処理槽２への導入以前の被処理水の蛍光強度を測定する。処理水測定部１６は、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の蛍光強度を測定する。以下では、原水測定部１５および処理水測定部１６が蛍光強度を測定する構成について説明するが、第１実施形態の技術は、原水測定部１５および処理水測定部１６が吸光度を測定する構成においても成立する。

【0014】

溶存オゾン測定部１７は、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の溶存オゾン濃度を測定する。処理対象物質測定部１８は、被処理水中の処理対象物質の濃度を示す処理対象物質濃度を測定する。

【0015】

制御部１０ａは、原水測定部１５および処理水測定部１６のうち少なくとも一方の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、に基づいて、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部４によるオゾン注入量のうち少なくとも一方を制御する。

【0016】

以下、上述した構成についてより詳細に説明する。

【0017】

処理槽２は、被処理水の導入を受け付け、導入された被処理水にオゾンを接触させるように被処理水を一時的に貯蔵するタンクである。第１実施形態において、処理槽２は、２つの槽に区画されており、各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。

【0018】

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には、２つの分割処理槽２ｃおよび２ｄが設けられている。分割処理槽２ｃおよび２ｄは、接続流路２ｅを介して接続されている。接続流路２ｅは、隔壁２ｆによって分割処理槽２ｃおよび２ｄから区画されている。流入部２ａから処理槽２に流入した被処理水は、分割処理槽２ｃ、接続流路２ｅ、および分割処理槽２ｄを経て、流出部２ｂから処理槽２の外部に流出する。

【0019】

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。第１実施形態では、処理対象物質が有機物、たとえばカビ臭物質などのような臭気物質であるものとする。

【0020】

酸化促進剤注入部３は、被処理水にたとえば過酸化水素のような酸化促進剤を供給する供給部である。図１に示される例では、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供給するように構成されている。酸化促進剤注入部３は、制御部１０ａに接続されている。したがって、被処理水への酸化促進剤の注入量は、制御部１０ａの指令のもとで制御される。

【0021】

オゾン注入部４は、散気部４ａと、配管４ｂと、オゾン発生器４ｃと、を備えている。散気部４ａは、分割処理槽２ｃおよび２ｄ内にそれぞれ１つずつ設置されている。散気部４ａは、たとえば散気管または散気板として構成される。なお、散気部４ａは、気泡状の気体を被処理水中に導入可能な構成であれば、たとえばインジェクターとして構成されていてもよい。

【0022】

散気部４ａは、配管４ｂを介してオゾン発生器４ｃに接続されている。第１実施形態では、オゾン発生器４ｃにおいて生成したオゾンを含む流体が配管４ｂを介して散気部４ａに送られる結果として、散気部４ａから被処理水にオゾンが注入される。なお、オゾン発生器４ｃは制御部１０ａに接続されている。したがって、被処理水へのオゾンの注入量は、制御部１０ａの指令のもとで制御される。

【0023】

散気部４ａから注入されたオゾンを含む気泡は、各分割処理槽２ｃおよび２ｄ内を上昇することで、被処理水に接触する。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。したがって、第１実施形態において、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。

【0024】

なお、第１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することが、「オゾンの接触開始」と表現され、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ことが、「オゾンの接触終了」と表現されうる。

【0025】

また、第１実施形態では、散気部４ａが設置された全範囲が、「オゾン接触領域」と表現されうる。オゾン接触領域は、オゾンの接触開始が起こる位置から、オゾンの接触終了が起こる位置までの範囲となる。なお、散気部４ａの間の領域も、オゾン接触領域に含まれる。すなわち、第１実施形態においては、接続流路２ｅも、オゾン接触領域に含まれる。

【0026】

原水測定部１５は、被処理水の蛍光強度を測定するセンサである。原水測定部１５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への導入前の被処理水の蛍光強度を測定する。原水測定部１５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であるので、原水測定部１５の測定対象は、酸化促進剤の注入前の被処理水である。これにより、原水測定部１５は、酸化促進剤の影響を受ける前の被処理水の蛍光強度を測定することができる。なお、原水測定部１５の測定結果は、制御部１０ａに通知される。

【0027】

処理水測定部１６も、原水測定部１５と同様の、被処理水の蛍光強度を測定するセンサである。処理水測定部１６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蛍光強度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と接触終了との間の被処理水であるので、処理水測定部１６の測定対象は、オゾンの接触開始時と接触終了との間の被処理水である。なお、処理水測定部１６の測定結果は、制御部１０ａに通知される。

【0028】

このように、原水測定部１５および処理水測定部１６は、蛍光強度を測定するセンサである蛍光強度計として構成される。原水測定部１５および処理水測定部１６が蛍光光度計として構成される場合、原水測定部１５および処理水測定部１６は、測定対象の水に励起光を照射することで蛍光強度を測定する。

【0029】

水道プロセスでは、フルボ酸様有機物などと呼ばれる自然由来の有機物に相当する蛍光強度として、波長３２０～３６０ｎｍの励起光に対する波長４２０～４６０ｎｍの蛍光強度、特に、波長３４５ｎｍ付近の励起光に対する波長４２５ｎｍ付近の蛍光強度を測定することが望ましい。蛍光強度は、有機物濃度の代表的な指標であるＥ２６０（吸光度）、ＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ）、およびトリハロメタン生成能などと相関がある。なお、第１実施形態において、蛍光強度に変えて吸光度が用いられる場合、吸光度を測定するための吸光度計の測定波長は、たとえば２５０～２７０ｎｍに設定される。

【0030】

溶存オゾン測定部１７は、被処理水の溶存オゾン濃度を測定するセンサである。溶存オゾン測定部１７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溶存オゾン濃度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と接触終了との間の被処理水であるので、溶存オゾン測定部１７の測定対象は、オゾンの接触開始時と接触終了との間の被処理水である。なお、溶存オゾン測定部１７の測定結果は、制御部１０ａに通知される。

【0031】

ここで、第１実施形態において、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、被処理水がオゾン接触領域の通過に要する時間、すなわちオゾンの接触開始から接触終了までの時間をＴとしたときに、０Ｔ～０．６Ｔの範囲内のいずれかの時間に対応した位置に配置されていることが好ましい。より具体的に、第１実施形態のように散気部４ａが２つ設けられている場合、処理水測定部１６は、０．４Ｔ～０．６Ｔの範囲内のいずれかの時間に対応した位置に配置されていることが好ましい。図１に示される例は、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７が０．４Ｔ～０．６Ｔの範囲内の時間に対応した位置に設けられた接続流路２ｅに配置されているので、適切である。

【0032】

ただし、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７の位置が散気部４ａの位置と重なっていると、散気部４ａから出力されるオゾンを含む気泡が処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７による測定の妨げになる可能性があるため、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、散気部４ａと重ならない位置に配置されていることが好ましい。

【0033】

第１実施形態では、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７が上述の位置に配置されていることで、オゾンを含む気泡の影響を受けることなく、適切な測定結果を得ることが可能になる。その結果、後述するように、酸化促進剤およびオゾンの注入量を適切に制御することが可能になる。

【0034】

制御部１０ａは、原水測定部１５及び処理水測定部１６の測定結果に基づき蛍光強度の残存率を算出し、当該残存率と閾値との比較結果に基づいて、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部４によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を制御することが可能なように構成されている。また、制御部１０ａは、溶存オゾン測定部１７の測定結果と閾値との比較結果に基づいて、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部４によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を制御することも可能なように構成されている。なお、制御部１０ａの動作は、水処理方法の説明において詳細に述べる。

【0035】

次に、第１実施形態にかかる水処理システム１を用いた水処理方法を説明する。

【0036】

第１実施形態にかかる水処理方法は、酸化促進剤注入ステップと、オゾン注入ステップと、原水測定ステップと、処理水測定ステップと、溶存オゾン測定ステップと、制御ステップと、を備えている。

【0037】

酸化促進剤注入ステップは、酸化促進剤注入部３により、処理槽２への導入以前（または導入以後）の被処理水に酸化促進剤を注入する工程である。また、オゾン注入ステップは、オゾン注入部４により、処理槽２内を流れる酸化促進剤を注入済みの被処理水にオゾンを接触させる工程である。

【0038】

また、原水測定ステップは、原水測定部１５により、処理槽２への導入以前の被処理水の蛍光強度を測定する工程である。また、処理水測定ステップは、処理水測定部１６により、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の蛍光強度を測定する工程である。

【0039】

また、溶存オゾン測定ステップは、溶存オゾン測定部１７により、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の溶存オゾン濃度を測定する工程である。また、制御ステップは、原水測定部１５、処理水測定部１６、および溶存オゾン測定部１７の測定結果に基づいて、制御部１０ａにより、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量またはオゾン注入部４によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を制御する工程である。

【0040】

以下、上述した工程についてより詳細に説明する。

【0041】

まず、原水測定ステップにおいて、原水測定部１５は、処理槽２への導入以前の被処理水の蛍光強度を原水測定部１５により測定する。なお、被処理水とは、たとえば、浄水場の沈殿池において濁り成分が除去された後の被処理水である。

【0042】

そして、酸化促進剤注入ステップにおいて、酸化促進剤注入部３は、たとえば過酸化水素のような酸化促進剤を被処理水に注入する。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。そして、オゾン注入ステップにおいて、オゾン注入部４は、オゾン発生器４ｃから発生したオゾンを、配管４ｂおよび散気部４ａを介して、分割処理槽２ｃ内の被処理水に注入する。注入されたオゾンは、酸化促進剤と反応することでＯＨラジカルを生成し、当該ＯＨラジカルにより、分割処理槽２ｃ内の被処理水中の処理対象物質が分解される。

【0043】

なお、処理対象物質（たと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）の性質から考えると、オゾンの注入量に対する過酸化水素の注入量比は、モル比で１～５程度が望ましい。オゾンによる消毒時の副生成物である臭素酸などが生成されるリスクが高い時には、モル比が１～５程度となる範囲内で過酸化水素の比率を高めることで、臭素酸が生成されるリスクを抑えることができる。

【0044】

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において、処理水測定部１６は、接続流路２ｅ内の被処理水の蛍光強度を測定する。また、溶存オゾン測定ステップにおいて、溶存オゾン測定部１７は、接続流路２ｅ内の被処理水の溶存オゾン濃度を測定する。

【0045】

そして、被処理水は、接続流路２ｅから分割処理槽２ｄに送られる。酸化促進剤注入ステップにおいて被処理水に予め必要十分な量の過酸化水素が注入されているものとすると、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ことになる。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いると考えられるので、後段の分割処理槽２ｄに送られる頃には、被処理水の溶存オゾン濃度はかなり低下していると考えられる。

【0046】

分割処理槽２ｄ内の被処理水には、前段の分割処理槽２ｃ内の被処理水と同様に、オゾン注入ステップにより、オゾンが注入される。注入されたオゾンは、酸化促進剤と反応することでＯＨラジカルを生成し、当該ＯＨラジカルにより、被処理水中に残存する処理対象物質が分解される。

【0047】

次に、制御ステップについて説明する。第１実施形態では、以下に説明するような方法により、過酸化水素およびオゾンの注入を過不足なく安定的に実行することが可能である。

【0048】

制御ステップにおいては、原水測定ステップおよび処理水測定ステップにおいて測定された蛍光強度と、溶存オゾン測定ステップにおいて測定された溶存オゾン濃度と、が制御部１０ａに入力される。そして、制御部１０ａは、まず、原水測定ステップおよ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算出する。蛍光強度の残存率は、たとえば下記の式によって算出される。

【0049】

蛍光強度の残存率＝ＦＬｏｕｔ１／ＦＬｉｎ

【0050】

上記の式において、ＦＬｉｎは、原水測定ステップで測定された蛍光強度に対応し、ＦＬｏｕｔ１は、処理水測定ステップで測定された蛍光強度に対応する。

【0051】

制御部１０ａは、上記の式により算出された残存率が、残存率の下限として予め定められた閾値を下回る場合は、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部４によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を減少させる制御を実行する。一方、制御部１０ａは、上記の式により算出された残存率が、残存率の上限として予め定められた閾値を上回る場合は、酸化促進剤の注入量およびオゾンの注入量のうち少なくとも一方を増加させる制御を実行する。

【0052】

なお、オゾンと過酸化水素とのモル比を一定に保つことが適切である場合は、たとえば、酸化促進剤の注入量およびオゾンの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制御が実行される。この場合、オゾンと過酸化水素とのモル比を適切な範囲に維持しつつ過酸化水素の注入量およびオゾンの注入量の両方を増加または減少させるか、もしくは、オゾンの注入量のみを増加または減少させる制御が実行されることも考えられる。

【0053】

ここで、水処理システム１の制御の指標として、オゾンの注入途中の被処理水の蛍光強度を用いる理由を説明する。処理槽２内では、注入されたオゾンおよび過酸化水素により生成されたＯＨラジカルにより処理対象物質が分解されるが、このとき、次の図２に示されるように、被処理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。

【0054】

図２は、第１実施形態にかかるオゾンおよび酸化促進剤の注入量と蛍光強度との関係を示した例示的かつ模式的なグラフである。

【0055】

図２に示される例において、横軸は、オゾンおよび過酸化水素の注入量に対応し、縦軸は、蛍光強度に対応する。第１実施形態では、オゾンが２つの散気部４ａから注入されるが、図２に示される例におけるオゾンの注入量は、２つの散気部４ａから注入される合計量を意味する。なお、図２に示される例において、実線で示されるＦＬｏｕｔ１は、上記の通り、処理水測定ステップで測定された蛍光強度に対応し、破線で示されるＦＬｏｕｔ２は、分割処理槽２ｄの流出部２ｂの付近において測定された被処理水の蛍光強度に対応する。オゾンおよび過酸化水素の注入量が０であるときの蛍光強度は、原水測定ステップで測定された蛍光強度（上記のＦＬｉｎ）となる。

【0056】

図２に示されるように、ＦＬｏｕｔ１もＦＬｏｕｔ２も、共に、オゾンおよび過酸化水素の注入量が増えるほど値が小さくなる。ＦＬｏｕｔ１は、オゾンおよび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、処理の終了段階での蛍光強度を示すＦＬｏｕｔ２よりも値が大きくなっている。また、ＦＬｏｕｔ２の曲線の傾きは、横軸の値が「Ｘ１」を超えたところから小さくなっているが、ＦＬｏｕｔ１の曲線の傾きは、横軸の値が「Ｘ１」を超えてもＦＬｏｕｔ２の曲線の傾きほど小さくならず、横軸の値が「Ｘ２」を超えたところで小さくなっていると言える。

【0057】

ここで、ＦＬｉｎに対するＦＬｏｕｔ１の割合をＦＬ残存率１とする（ＦＬ残存率１＝ＦＬｏｕｔ１／ＦＬｉｎ）。また、ＦＬｉｎに対するＦＬｏｕｔ２の割合をＦＬ残存率２とする（ＦＬ残存率２＝ＦＬｏｕｔ２／ＦＬｉｎ）。ＦＬ残存率１およびＦＬ残存率２と、オゾンの注入量および過酸化水素の注入量との関係は、上述したＦＬｏｕｔ１およびＦＬｏｕｔ２の各曲線と同様の傾向を示す。また、ＦＬ残存率１およびＦＬ残存率２は、被処理水中の被処理対象物の残存量とも対応関係を有する。

【0058】

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の付近における上記のＦＬ残存率２に対応したＦＬｏｕｔ２から把握することができる。上水処理におけるカビ臭除去を目的とする場合、ＦＬ残存率２は、０．１～０．２程度に維持されることが望ましい。

【0059】

しかしながら、オゾンの注入量および過酸化水素の注入量とＦＬｏｕｔ２との上述した関係から明らかなように、ＦＬ残存率２が０．１～０．２となる領域において、オゾンおよび過酸化水素の注入量に対するＦＬ残存率２の変化量は小さい。したがって、オゾンおよび過酸化水素の注入量の制御の指標としてＦＬ残存率２を用いると、ＦＬ残存率２の変化の見落としが発生する可能性がある。

【0060】

そこで、第１実施形態は、ＦＬ残存率１を、オゾンおよび過酸化水素の注入量の制御の指標の一つとして採用しうる。接続流路２ｅは、反応の途中段階の被処理水が通過する領域であるので、当該領域に対応したＦＬ残存率１は十分に下がり切っていない。したがって、ＦＬ残存率１は、その変化が見落とされにくいので、上記のＦＬ残存率２よりも、オゾンおよび過酸化水素の注入量の制御の指標として適切であると言える。

【0061】

第１実施形態において、制御部１０ａは、上述した原水測定ステップおよ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、ＦＬ残存率１を求め、このＦＬ残存率１が予め定めた目標値（目標ＦＬ残存率１）となるように、フィードバック制御により、オゾンおよび過酸化水素の注入量を制御する。

【0062】

また、第１実施形態は、ＦＬ残存率１の他にも、上述した溶存オゾン測定ステップにおいて測定された溶存オゾン濃度を、オゾンおよび過酸化水素の注入量の制御の指標として採用しうる。前述したように、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るので、分割処理槽２ｄに送られる頃には、溶存オゾン濃度がかなり低下していると考えられる。しかしながら、処理槽２への導入前の被処理水である原水中の処理対象物質の濃度が高い時は、処理対象物質の分解のため、より多くのオゾンおよび過酸化水素を注入することが必要となる。このような状況においては、溶存オゾン濃度が十分に測定できる程度の濃度まで上昇するので、制御の指標として用いることができる。

【0063】

なお、次の図３に示されるように、溶存オゾン濃度は、分割処理槽２ｃにおける反応の後に（つまり接続流路２ｅで）測定しても、分割処理槽２ｄにおける反応の後に（つまり流出部２ｂの付近で）測定しても、ほぼ同様の値となる。したがって、第１実施形態では、迅速なフィードバック制御のため、接続流路２ｅ内で測定された被処理水の溶存オゾン濃度が、制御の指標として用いられうる。

【0064】

図３は、第１実施形態にかかるオゾンの注入率と溶存オゾン濃度との関係を示した例示的かつ模式的なグラフである。

【0065】

図３に示される例において、横軸は、オゾン／過酸化水素の注入量に対応し、縦軸は、溶存オゾン濃度に対応する。また、黒い□でプロットされた値は、オゾンおよび過酸化水素の両方を注入した場合における接続流路２ｅ内の被処理水の溶存オゾン濃度に対応し、△でプロットされた値は、オゾンおよび過酸化水素の両方を注入した場合における流出部２ｂ付近の被処理水の溶存オゾン濃度に対応する。なお、◇でプロットされた値は、比較として示された、オゾンを単独で注入した場合における接続流路２ｅ内の被処理水の溶存オゾン濃度に対応する。

【0066】

図３に示されるように、オゾンおよび過酸化水素の両方を注入した場合においても、オゾンを単独で注入した場合においても、基本的には、注入量に応じて溶存オゾン濃度が増加する。したがって、オゾンおよび過酸化水素の注入量の制御の指標として溶存オゾン濃度を採用することは適切であると言える。

【0067】

また、黒い□でプロットされた値と△でプロットされた値とを比較すれば分かるように、溶存オゾン濃度は、接続流路２ｅ内で測定しても、流出部２ｂ付近で測定しても、ほとんど変わらない。これは、流出部２ｂ付近においても、残存する過酸化水素により、接続流路２ｅ内と同様にオゾンが消費されるためである。迅速なフィードバック制御のためは、流出部２ｂ付近で測定された溶存オゾン濃度よりも、接続流路２ｅ内で測定された溶存オゾン濃度の方が、制御の指標としてより適切であると言える。

【0068】

以上を踏まえると、蛍光強度の残存率（ＦＬ残存率１）を制御の指標としてオゾンおよび過酸化水素の注入量を制御する方法は、原水中の処理対象物質の濃度がそれほど高くない時に適した方法であると言える。しかしながら、原水中の処理対象物質の濃度が高い場合、分解のためにより多くのオゾンおよび過酸化水素を注入しても、ＦＬ残存率１が小さいことに起因して、オゾンおよび過酸化水素の注入量の変化に応じたＦＬ残存率１の変化が小さくなるので、ＦＬ残存率１を制御の指標として用いることが難しくなってくる。

【0069】

したがって、第１実施形態において、制御部１０ａは、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第１の制御と、溶存オゾン測定部１７の測定結果に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第２の制御と、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、の両方に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第３の制御と、を選択的に実行しうる。

【0070】

そして、第１実施形態において、制御部１０ａは、第１の制御と第２の制御と第３の制御との切り替えを、処理対象物質測定部１８の測定結果と、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、のうち少なくとも１つ以上の測定結果に応じて実行しうる。

【0071】

より具体的に、第１実施形態において、制御部１０ａは、原水中の処理対象物質の濃度が低い時は、ＦＬ残存率１を制御の指標として採用し、ＦＬ残存率に応じたフィードバック制御を実行しうる。また、制御部１０ａは、原水中の処理対象物質の濃度が高い時は、ＦＬ残存率１に加えて溶存オゾン濃度も制御の指標として併用し、溶存オゾン濃度の上下限を設定することでオゾンおよび過酸化水素の過注入を抑制する、という制御を実行しうる。

【0072】

たとえば、第１実施形態において、制御部１０ａは、原水中のカビ臭物質の一例としての２－ＭＩＢの濃度が５０～１００ｎｇ／Ｌの範囲内である場合は、ＦＬ残存率１を制御の指標として採用し、それ以上の濃度である場合は、ＦＬ残存率１に加えて溶存オゾン濃度も制御の指標として併用する、という制御を実行しうる。

【0073】

前述したように、処理対象物質の性質から考えると、オゾンの注入量に対する過酸化水素の注入量比は、モル比で１～５程度であればよい。したがって、第１実施形態において、制御部１０ａは、たとえば過酸化水素の過剰注入を防止するためにモル比を１付近に固定した上で、オゾンおよび過酸化水素の注入量を制御しうる。オゾンによる消毒時の副生成物である臭素酸などが生成されるリスクが高い時には、モル比が１～５程度となる範囲内で過酸化水素の比率を高めることで、臭素酸が生成されるリスクを抑えることができる。

【0074】

なお、一般に、臭素酸が生成されるリスクをリアルタイムで把握することは困難であり、原水の水質の大きな変化がなければ、臭素酸が生成されるリスクは大きく変わることがない。したがって、第１実施形態では、過酸化水素の比率を手動で設定するという方法が採用されてもよいし、臭素酸が生成されるリスクを把握することが可能な水質指標などをリアルタイムで取得できる仕組みがあれば、その仕組みと連動させて過酸化水素の比率を自動で変更するという方法が採用されてもよい。

【0075】

また、実施形態において、制御部１０ａは、ＦＬ残存率１から溶存オゾン濃度へと制御の指標を完全に切り替える場合は、溶存オゾン濃度を、予め定めた目標値（目標溶存オゾン濃度）となるように、オゾンおよび過酸化水素の注入量を制御しうる。

【0076】

本願発明者らは、鋭意研究した結果、処理対象物質としてのカビ臭物質と蛍光強度とはほぼ同じ割合で減少していくことを確認したので、蛍光強度の残存率（ＦＬ残存率１）を指標とした制御によれば、処理対象物質の濃度を目的濃度まで処理することが可能であることは分かっている。

【0077】

しかしながら、原水中の処理対象物質の濃度が高い場合、または処理対象物質の目標濃度を低く設定する必要がある場合、蛍光強度の値が小さくなるまでオゾンおよび酸化促進剤の注入量を増やす必要があるので、注入量に対する蛍光強度の変化が小さくなり制御に適さなくなってくる（図２参照）。

【0078】

一方、オゾンおよび酸化促進剤の注入量が増えてくると、低い値を示していた溶存オゾン濃度も少しずつ上昇し、十分に測定できる濃度になってくる（図３参照）。

【0079】

上記を踏まえて、第１実施形態において、制御部１０ａは、ＦＬ残存率１が閾値（たとえば２０％）以下になるという条件と、溶存オゾン濃度が閾値（たとえば０．１０ｍｇ／Ｌ）以上になるという条件と、のうち少なくとも一方が成立した段階で、制御の指標をＦＬ残存率１から溶存オゾン濃度に切り替えうる。これにより、たとえば目標とする水質の幅が広い場合であっても、オゾンおよび過酸化水素の注入量を適切に制御することができる。

【0080】

ただし、原水が清澄で蛍光強度がそもそも低い場合は、オゾンおよび酸化促進剤の注入量に対するＦＬ残存率１の変化が小さくなる傾向にある。したがって、この場合は、溶存オゾン濃度も制御の指標として併用することが望ましい。この場合、ＦＬ残存率１に基づく制御を基本的な制御として実行した上で、適宜設定された溶存オゾン濃度の上限値に基づいてオゾンおよび酸化促進剤の過剰注入を抑制するという制御が実行されうる。

【0081】

以上説明したように、第１実施形態にかかる水処理システム１は、処理槽２と、酸化促進剤注入部３と、オゾン注入部４と、原水測定部１５と、処理水測定部１６と、溶存オゾン測定部１７と、制御部１０ａと、を備えている。酸化促進剤注入部３は、処理槽２への導入以前または導入以後の被処理水に酸化促進剤を注入する。オゾン注入部４は、処理槽２内を流れる酸化促進剤を注入済みの被処理水にオゾンを接触させる。

【0082】

原水測定部１５は、処理槽への導入以前の被処理水の蛍光強度を測定する。処理水測定部１６は、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の蛍光強度を測定する。溶存オゾン測定部１７は、オゾンの接触開始から接触終了までの間の被処理水の溶存オゾン濃度を測定する。

【0083】

ここで、制御部１０ａは、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、に基づいて、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部４によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を制御する。これにより、複数の指標を用いて、酸化促進剤およびオゾンの注入による水処理を適切に実行することができる。

【0084】

より具体的に、上記のような構成によれば、たとえば、オゾンと過酸化水素の注入量に対する蛍光強度の変化量が大きい領域と、溶存オゾン濃度の変化がとらえられる領域と、で別の指標に基づく制御を実行することができる。したがって、原水中の処理対象物質の濃度が低濃度の場合から高濃度となる場合まで、オゾンおよび過酸化水素を適切に注入することが可能となり、臭素酸が生成されるリスクを下げつつ、処理対象物質を適切に低減することができる。

【0085】

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して、第２実施形態について説明する。図４に示される例において、図１に示される例と同一の符号が付された構成要素については、第１実施形態と同様であるものとして説明を省略する。

【0086】

図４は、第２実施形態にかかる水処理システム２１の構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下に説明するように、第２実施形態では、第１実施形態にかかる処理槽２と異なる構成の処理槽２２が用いられる。以下、処理槽２２の構成を中心に説明する。

【0087】

図４に示されるように、第２実施形態にかかる処理槽２２も、第１実施形態にかかる処理槽２と同様に、被処理水の導入を受け付け、導入された被処理水にオゾンを接触させるように被処理水を一時的に貯蔵するタンクである。ただし、第２実施形態にかかる処理槽２２は、第１実施形態のような分割処理槽２ｃおよび２ｄを有しない単一の処理槽として構成されている。

【0088】

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から流出する。処理槽２２内には、被処理水の流れる方向に沿って２つの散気部４ａが配置され、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７が２つの散気部４ａの間に配置されている。

【0089】

第２実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、処理槽２２内で処理水に２回オゾンを接触させることができる。すなわち、処理槽２２内では、２つの散気部４ａが設けられた領域で被処理水中の酸化促進剤とオゾンとが反応することでＯＨラジカルが生成される。そして、生成されたＯＨラジカルにより、被処理水中の処理対象物質の分解が進む。

【0090】

したがって、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の制御を実行することができる。より具体的に、第２実施形態にかかる制御装置２０の制御部２０ａも、第１実施形態にかかる制御部１０ａと同様に、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、に基づいて、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部４によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を制御しうる。

【0091】

より詳細に、第２実施形態にかかる制御部２０ａも、第１実施形態にかかる制御部１０ａと同様に、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第１の制御と、溶存オゾン測定部１７の測定結果に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第２の制御と、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、の両方に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第３の制御と、を選択的に実行しうる。

【0092】

なお、第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

【0093】

第２実施形態にかかる水処理システム２１によれば、上述した第１実施形態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。

【0094】

第２実施形態にかかる水処理システム２１の処理槽２２は、隔壁などによって区画されていないので、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、オゾンを接触させている最中の被処理水から測定結果を取得することができる。これにより、オゾンおよび過酸化水素の注入量に対する測定結果の変化をより敏感に捉えることができるので、オゾンおよび過酸化水素の注入量を適切に制御することができる。

【0095】

＜第３の実施形態＞
次に、図５を参照して、第３実施形態について説明する。図５に示される例において、図１に示される例と同一の符号が付された構成要素については、第１実施形態と同様であるものとして説明を省略する。

【0096】

図５は、第３実施形態にかかる水処理システム３１の構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下に説明するように、第３実施形態では、第１実施形態にかかる処理槽２と異なる構成の処理槽３２が用いられる。以下、処理槽３２の構成を中心に説明する。

【0097】

図５に示されるように、第３実施形態にかかる処理槽３２も、第１実施形態にかかる処理槽２と同様に、被処理水の導入を受け付け、導入された被処理水にオゾンを接触させるように被処理水を一時的に貯蔵するタンクである。
ただし、第３実施形態にかかる処理槽３２は、第１実施形態にかかる処理槽２と異なり、縦長の単一の処理槽として構成されている。

【0098】

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。

【0099】

また、第３実施形態では、第１実施形態にかかるオゾン注入部４と異なる構成のオゾン注入部３４が設けられる。より具体的に、第３実施形態にかかるオゾン注入部３４は、処理槽３２の底部に配置された散気部４ａを１つだけ有している。

【0100】

図５に示される例では、散気部４ａが流出部３２ｂの更に下方に配置されているが、散気部４ａは、流出部３２ｂと同じ高さまたは流出部３２ｂの上方に配置されていてもよい。第３実施形態にかかるオゾン注入部３４は、散気部４ａにより、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、オゾンを含む気泡は、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。

【0101】

なお、第３実施形態において、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、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。処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７が散気部４ａの近傍に設置されていると、オゾンを含む気泡が測定の障害になるため、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、オゾン注入部４から離れた位置に設置することが好ましい。

【0102】

以上の構成に基づき、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の制御を実行することができる。より具体的に、第３実施形態にかかる制御装置３０の制御部３０ａも、第１実施形態にかかる制御部１０ａと同様に、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、に基づいて、酸化促進剤注入部３による酸化促進剤の注入量およびオゾン注入部４によるオゾンの注入量のうち少なくとも一方を制御しうる。

【0103】

より詳細に、第３実施形態にかかる制御部３０ａも、第１実施形態にかかる制御部１０ａと同様に、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第１の制御と、溶存オゾン測定部１７の測定結果に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第２の制御と、原水測定部１５および処理水測定部１６の測定結果と、溶存オゾン測定部１７の測定結果と、の両方に基づいて酸化促進剤およびオゾンの注入量を制御する第３の制御と、を選択的に実行しうる。

【0104】

なお、第３実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

【0105】

第３実施形態にかかる水処理システム３１によれば、上述した第１実施形態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。

【0106】

第３実施形態にかかる水処理システム３１によれば、処理槽３２に配置する散気部４ａを１つだけで済むので、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実施形態＞
次に、図６を参照して、第４実施形態について説明する。図６に示される例において、図１に示される例と同一の符号が付された構成要素については、第１実施形態と同様であるものとして説明を省略する。

【0108】

図６は、第４実施形態にかかる水処理システム４１の構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下に説明するように、第４実施形態では、第１実施形態にかかる原水測定部１５が省略されている。

【0109】

より具体的に、図６に示されるように、第４実施形態では、流入部２ａの被処理水の情報が、処理対象物質測定部１８のみによって測定されている。このような構成によっても、第４実施形態にかかる制御装置４０の制御部４０ａは、上述した第１実施形態と同様の技術的思想に基づく制御を実行することが可能である。

【0110】

すなわち、処理槽２への導入前の被処理水である原水の水質の変動が小さい場合は、接続流路２ｅを通過する被処理水の蛍光強度（ＦＬｏｕｔ１）と、この蛍光強度に基づく残存率（ＦＬ残存率１）と、がほぼ同一であると見なせるので、原水の蛍光強度（ＦＬｉｎ）を測定する必要がない。したがって、第４実施形態によれば、原水測定部１５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、第４実施形態のその他の構成および動作は、上述した第１実施形態とほぼ同様である。

【0112】

ここで、第４実施形態の変形例として、処理水測定部１６を省略し、原水測定部１５のみを用いて、制御を実行する構成も考えられる。より具体的に、原水の水質の変動が小さい場合であっても、オゾンおよび酸化促進剤の注入量と蛍光強度との間にある図２に示されるような関係はほとんど変化しない。したがって、当該関係を事前に数式としてインプットしておき、蛍光強度の残存率の目標値に対応したオゾンおよび酸化促進剤の注入量を原水測定部１５の測定結果のみから演算により求めれば、フィードフォワード制御により、オゾンおよび酸化促進剤の注入量を適切に制御できる可能性が十分にあると言える。

【0113】

＜第５実施形態＞
次に、図７を参照して、第５実施形態について説明する。図７に示される例において、図１に示される例と同一の符号が付された構成要素については、第１実施形態と同様であるものとして説明を省略する。

【0114】

図７は、第５実施形態にかかる水処理システム５１の構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下に説明するように、第５実施形態では、被処理水の蛍光強度を測定するための構成が第１実施形態とは異なる。

【0115】

図７に示されるように、第５実施形態では、第１実施形態にかかる原水測定部１５および処理水測定部１６に相当する構成として、原水用分取管５５ａと、処理水用分取管５５ｂと、切替部５５ｃと、水質測定部５５ｄと、を備えている。

【0116】

原水用分取管５５ａは、処理槽２への導入前の被処理水である原水を分取するように、一端が流入部２ａに接続されている。また、処理水用分取管５５ｂは、分割処理槽２ｃにおける反応と分割処理槽２ｄにおける反応との間の被処理水を分取するように、一端が接続流路２ｅ接続されている。原水用分取管５５ａおよび処理水用分取管５５ｂの各々の他端は、切替部５５ｃに接続されている。

【0117】

切替部５５ｃは、原水用分取管５５ａおよび処理水用分取管５５ｂにより分取された被処理水を水質測定部５５ｄに選択的に供給するように、原水用分取管５５ａを水質測定部５５ｄに接続するか、または処理水用分取管５５ｂを水質測定部５５ｄに接続するかを切り替えるスイッチとして構成されている。そして、水質測定部５５ｄは、切替部５５ｃから供給される被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計（または吸光度を測定する吸光度計）として構成されている。

【0118】

第５実施形態において、切替部５５ｃは、たとえば処理槽２内での被処理水の滞留時間が所定時間（たとえば１０分）以上の場合に、上記のような接続関係を交互に切り替えるように構成されている。したがって、この場合、原水の蛍光強度（ＦＬｉｎ）と、接続流路２ｅ内の被処理水の蛍光強度（ＦＬｏｕｔ１）とが、単一の水質測定部５５ｄにより交互に測定される。

【0119】

上記のような構成において、たとえば、測定されていない方の蛍光強度を次に測定されるまで一定と見なすようにすれば、原水の蛍光強度と、接続流路２ｅ内の被処理水の蛍光強度と、の両方を同時に取得するのと同等の結果を得ることが可能である。したがって、第５実施形態にかかる制御装置５０の制御部５０ａも、上述した第１実施形態と同様の技術的思想に基づく制御を実行することが可能である。ただし、第５実施形態においては、被処理水の水質の変動がそれほど大きくないことが望ましい。

【0120】

このように、第５実施形態においては、原水の蛍光強度と、接続流路２ｅ内の被処理水の蛍光強度と、を測定するための構成として、原水用分取管５５ａ、処理水用分取管５５ｂ、切替部５５ｃ、および水質測定部５５ｄが用いられる。すなわち、第５実施形態においては、原水用分取管５５ａ、切替部５５ｃ、および水質測定部５５ｄが、原水の蛍光強度を測定する原水測定部として機能し、処理水用分取管５５ｂ、切替部５５ｃ、および水質測定部５５ｄが、接続流路２ｅ内の被処理水の蛍光強度を測定する処理水測定部として機能する。これにより、メンテナンスが必要となる高価な測定機器を単一の水質測定部５５ｄに集約することができるので、水処理システム５１の構成を単純化することができる。

【0121】

＜第６実施形態＞
次に、図８を参照して、第６実施形態について説明する。図８に示される例において、図１に示される例と同一の符号が付された構成要素については、第１実施形態と同様であるものとして説明を省略する。

【0122】

図８は、第６実施形態にかかる水処理システム６１の構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下に説明するように、第６実施形態では、第１実施形態にかかる処理槽２と異なる構成の処理槽６２が用いられる。以下、処理槽６２の構成を中心に説明する。

【0123】

図８に示されるように、第６実施形態にかかる処理槽２２も、第１実施形態にかかる処理槽２と同様に、被処理水の導入を受け付け、導入された被処理水にオゾンを接触させるように被処理水を一時的に貯蔵するタンクである。ただし、第６実施形態にかかる処理槽６２は、第１実施形態にかかる処理槽２と異なり、３つの領域に区画されている。

【0124】

より具体的に、第６実施形態にかかる処理槽６２には、被処理水が流入する流入部６２ａと、被処理水が流出する流出部６２ｂとが設けられている。また、処理槽６２には、３つの分割処理槽６２ｃ、６２ｄ、および６２ｅが設けられている。

【0125】

分割処理槽６２ｃおよび６２ｄの間には、接続流路６２ｆが設けられており、分割処理槽６２ｄおよび６２ｅの間には、接続流路６２ｇが設けられている。接続流路６２ｆおよび６２ｇは、隔壁６２ｈによって分割処理槽６２ｃ、６２ｄ、および６２ｅから区画されている。

【0126】

流入部６２ａから処理槽６２に導入された被処理水は、分割処理槽６２ｃ、接続流路６２ｆ、分割処理槽６２ｄ、接続流路６２ｇ、および分割処理槽６２ｅを経て、流出部６２ｂから処理槽２の外部に流出される。

【0127】

また、第６実施形態では、第１実施形態にかかるオゾン注入部４と異なる構成のオゾン注入部６４が設けられる。より具体的に、第６実施形態にかかるオゾン注入部６４は、散気部４ａが、分割処理槽６２ｃ、６２ｄ、および６２ｅに対応するように３つ設けられている。

【0128】

すなわち、第６実施形態では、３つの分割処理槽６２ｃ、６２ｄ、６２ｅのそれぞれの底部に、散気部４ａが配置されている。したがって、第６実施形態では、処理槽６２内で３度に渡って被処理水にオゾンが接触する。

【0129】

なお、第６実施形態において、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、最も上流側の分割処理槽６２ｃと２番目に上流側の分割処理槽６２ｄとの間の接続流路６２ｆ内の被処理水の特性を測定するように構成されている。したがって、第６実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、オゾンの接触開始から接触終了までの時間をＴとしたときに、０Ｔ～０．６Ｔの範囲内のいずれかの時間に対応した位置に配置されている。

【0130】

なお、第６実施形態のように、散気部４ａが３つ設けられた構成においては、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７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８に示される例は、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７に対応した接続流路６２ｆが０．２Ｔ～０．３Ｔの範囲内にあるので、上記の条件を満たす。

【0131】

なお、第６実施形態にかかるその他の構成および動作は、上述した第１実施形態と同様である。したがって、第６実施形態にかかる制御装置６０の制御部６０ａも、上述した第１実施形態と同様の技術的思想に基づく制御を実行することができる。したがって、第６実施形態によっても、上述した第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

【0132】

第６実施形態では、処理槽６２に散気部４ａが３つ設けられているので、過酸化水素の注入によって減少したオゾンを後段で再注入することを容易に行うことができる。

【0133】

＜第７実施形態＞
次に、図９を参照して、第７実施形態について説明する。第７実施形態は、上述した第６実施形態の変形である。図９に示される例において、図８に示される例と同一の符号が付された構成要素については、第６実施形態と同様であるものとして説明を省略する。

【0134】

図９は、第７実施形態にかかる水処理システム７１の構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下に説明するように、第７実施形態では、第６実施形態にかかる処理槽６２と異なる構成の処理槽７２が用いられる。以下、処理槽７２の構成を中心に説明する。

【0135】

図９に示されるように、第７実施形態にかかる処理槽７２も、第６実施形態にかかる処理槽６２と同様に、被処理水の導入を受け付け、導入された被処理水にオゾンを接触させるように被処理水を一時的に貯蔵するタンクである。ただし、第７実施形態にかかる処理槽７２は、第６実施形態のような分割処理槽６２ｃ、６２ｄ、および６２ｅを有しない単一の処理槽として構成されている。

【0136】

より具体的に、処理槽７２には、被処理水が流入する流入部７２ａと、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から流出する。処理槽７２内には、被処理水の流れる方向に沿って３つの散気部４ａが配置され、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７が、最も上流側の散気部４ａと２番目に上流側の散気部４ａとの間に配置されている。

【0137】

第７実施形態においても、上述した第６実施形態と同様に、処理槽７２に処理水に３度に渡ってオゾンを接触させることができる。したがって、第７実施形態にかかる制御装置７０の制御部７０ａも、上述した第６実施形態と同様の技術的思想に基づく制御を実行することが可能である。

【0138】

なお、第７実施形態のその他の構成および動作は、上述した第６実施形態とほぼ同様である。したがって、第７実施形態によれば、上述した第６実施形態と同等の効果が得られるとともに、下記の効果も得られる。

【0139】

すなわち、第７実施形態にかかる水処理システム７１の処理槽７２は、隔壁などによって区画されていないので、処理水測定部１６および溶存オゾン測定部１７は、オゾンを接触させている最中の被処理水から測定結果を取得することができる。これにより、オゾンおよび過酸化水素の注入量に対する測定結果の変化をより敏感に捉えることができるので、オゾンおよび過酸化水素の注入量を適切に制御することができる。

【0140】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、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。上記実施形態およびその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

【符号の説明】

【0141】

１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 水処理システム
２、２２、３２、６２、７２ 処理槽
２ｅ、６２ｆ、６２ｇ 接続流路
３ 酸化促進剤注入部
４ オゾン注入部
４ａ 散気部（オゾン注入部）
４ｂ 配管（オゾン注入部）
４ｃ オゾン発生器（オゾン注入部）
１５ 原水測定部
１６ 処理水測定部
１７ 溶存オゾン測定部
１８ 処理対象物質測定部
１０ａ、２０ａ、３０ａ、４０ａ、５０ａ、６０ａ、７０ａ 制御部
５５ａ 原水用分取管（原水測定部）
５５ｂ 処理水用分取管（処理水測定部）
５５ｃ 切替部（原水測定部、処理水測定部）
５５ｄ 水質測定部（原水測定部、処理水測定部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】