專利名稱：紫外線照射系統(tǒng)和水質(zhì)量監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理裝置中使用的紫外線照射系統(tǒng)和水質(zhì)量監(jiān)控 裝置，水處理裝置用于工業(yè)用水、強調(diào)保證衛(wèi)生方面的水質(zhì)量的水凈 化處理等。具體而言，本發(fā)明涉及優(yōu)化紫外線照射級別的紫外線照射 系統(tǒng)和水質(zhì)量監(jiān)控裝置，在使用熒光分析檢測待處理的水質(zhì)量時通過 控制紫外線照射級別來優(yōu)化紫外線照射級別。
背景技術(shù)：
在使用河流地表水作為未凈化水的設(shè)備中，例如水處理設(shè)備，事 先要知道河流未凈化水中的污水比例，以控制處理過程。特別是，大 城市附近的許多水凈化工廠使用河流地表水作為未凈化水。因而，污 水所引起的氨態(tài)氮或者河流上游的家畜飼養(yǎng)場排放的污水中的抗氯 病原微生物對氯化處理的控制造成問題。具體而言，在處理氨態(tài)氮時，需要安裝氯氣需求量計量表，其根 據(jù)直接對樣本加入氯氣后所殘余的氯氣量計算所需的氯氣量。此外， 控制殘留氯氣及處理抗氯病原微生物時，需要通過控制過濾精度將處 理后的水的濁度(由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)設(shè)定為0.1或更低(參看日 本專利申請公開號2003—260474和2003—90797)。發(fā)明內(nèi)容同時，在這些水處理設(shè)備中，待處理的水由例如氯化消毒處理以 及臭氧化處理進行消毒，氯化消毒是最常用的水消毒處理，臭氧化處理在設(shè)備構(gòu)造方面得到廣泛應(yīng)用。然而，所有的水處理方法都有副產(chǎn) 品的問題。因而，趨勢是降低注入的這些消毒劑的量。此外，近年來，隨著紫外線應(yīng)用技術(shù)的進步，紫外線消毒作為替 代的消毒方法受到矚目，其針對由如隱性芽胞蟲菌的抗氯病原微生 物。紫外線消毒的特征有例如不產(chǎn)生副產(chǎn)品。此外，紫外線照射處理 所需時間比較短。此夕卜，在日本已經(jīng)證明紫外線照射在抑制隱性芽胞 蟲菌等傳染方面非常有效。此外，在美國，認(rèn)為紫外線消毒在沒活藍氏賈第鞭毛蟲(giardialamblia)時可節(jié)約成本。然而，在使用紫外線對待處理的水進行消毒的水處理方法中，利 用恒定強度的紫外線連續(xù)照射待處理的水。因而，待處理水的性質(zhì)或 者狀況變化時，照射等級過強或者過弱。這會使得處理過的水的安全 可靠性受到破壞，而且，過多的照射引起不必要的能源消耗。注意， 日本專利申請公開號2003—260474和2003—90797描述了使用熒光 計的傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)?？紤]到上述情況，本發(fā)明的目的是提供紫外線照射系統(tǒng)，即便待 處理的水的性質(zhì)和狀況發(fā)生變化時依然保證優(yōu)化的照射等級，同時， 可以實現(xiàn)紫外線照射處理過的水的安全可靠性，同時節(jié)省能源。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供使用紫外線對水消毒 的紫外線照射系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熒光計，其設(shè)置在消毒處理前的處 理中的至少一點，熒光計連續(xù)測量激發(fā)光譜峰值波長及/或熒光光譜 峰值波長；以及紫外線照射等級控制設(shè)備，其根據(jù)熒光計得到的激發(fā) 光譜峰值波長和熒光光譜峰值波長中的至少一個控制紫外線照射等 級。在根據(jù)第一方面的紫外線照射系統(tǒng)中，紫外線照射等級控制設(shè)備 可以根據(jù)比例函數(shù)、步進函數(shù)或者預(yù)定函數(shù)控制紫外線照射等級，這 取決于激發(fā)光譜峰值波長及/或熒光光譜峰值波長。在根據(jù)第一方面的紫外線照射系統(tǒng)中，熒光計還可以連續(xù)測量熒 光強度；紫外線照射等級控制設(shè)備可以根據(jù)代表熒光計得到的熒光強 度與激發(fā)光譜峰值波長和熒光光譜峰值波長中的任一個之間關(guān)聯(lián)的 水質(zhì)量矩陣控制紫外線照射等級。此外，紫外線照射等級控制設(shè)備可以自動改變控制目標(biāo)值。此外，熒光計可以監(jiān)控310納米到350納米范圍內(nèi)的激發(fā)光譜峰 值波長或者420納米到460納米范圍內(nèi)的熒光光譜峰值波長中的至少一個。此外，熒光計可用使用作為激發(fā)光源的LED, LED發(fā)射波長為 310納米到350納米的光。本發(fā)明的第二方面提供對待監(jiān)控的水質(zhì)量進行監(jiān)控的水質(zhì)量監(jiān) 控裝置，該水質(zhì)量監(jiān)控裝置包括熒光計，其測量待處理水的激發(fā)光 譜峰值波長及/或其熒光光譜峰值波長；以及清潔度計算設(shè)備，其根 據(jù)熒光計獲得的激發(fā)光譜峰值波長和/或熒光光譜峰值波長計算待處 理的水的清潔度。在根據(jù)第二方面的水質(zhì)量監(jiān)控裝置中，熒光計可用使用作為激發(fā) 光源的LED, LED發(fā)射波長為310納米到350納米的光。根據(jù)本發(fā)明，即便待處理的水性質(zhì)或者狀況發(fā)生變化，也可以保 證最優(yōu)照射等級。因而，可以保證紫外線照射水的安全可靠性，同時 節(jié)約能源。


圖1示出從大城市的河流下游采集的水樣本中激發(fā)和熒光光譜 的例子。圖2示出各種環(huán)境水中測量的激發(fā)和熒光峰值波長的例子。圖3示出通過測量代表性河流的上游和下游之間采樣水的激發(fā)光譜峰值波長獲得的結(jié)果示例。圖4的框圖示出普通水凈化工廠的處理過程的例子。圖5的配置圖簡要示出根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)的第一和第二實施例。圖6示出使用代表第一實施例中的熒光計測量的激發(fā)峰值波長 和熒光強度之間關(guān)系的水質(zhì)量矩陣對環(huán)境水進行大的分類的例子。圖7圖示出第一實施例中的熒光計測量的激發(fā)峰值波長和紫外 線照射等級目標(biāo)值之間的關(guān)系示例。圖8示出代表第二實施例中的熒光計測量的激發(fā)光譜峰值波長 和熒光強度之間關(guān)系的水質(zhì)量矩陣之間的關(guān)系示例。圖9的配置圖簡要示出根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)的第三實 施例。圖10示出通過紫外線照射等級目標(biāo)值經(jīng)過連續(xù)測量的熒光強度 糾正，該糾正以步進方式基于代表由第三實施例中的熒光計獲得的激 發(fā)光譜峰值波長和熒光強度之間關(guān)系的水質(zhì)量矩陣。圖11的配置圖簡要示出根據(jù)本發(fā)明第四和第五實施例的水質(zhì)量 監(jiān)控裝置。
具體實施方式
熒光分析首先，在詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)和水質(zhì)量監(jiān)控裝 置之前，對根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)和水質(zhì)量監(jiān)控裝置中所使用 的熒光分析進行描述。河流未凈化水等水中包括棕黃酸等有機化合物(也稱為腐殖質(zhì))， 其是構(gòu)成如自來水氯化中的致癌三鹵甲垸等有機鹵素的前體的主要 部分。對于棕黃酸等有機化合物，據(jù)報道，水中的棕黃酸等有機化合 物的密度和熒光計輸出值代表的熒光強度之間有很大關(guān)聯(lián)。該熒光分析具有如下特征。熒光分析非常敏感，可以觀測到如棕 黃酸的有機化合物弱光輻射。此外，由于濁度引起的熒光分析錯誤比 吸收分光譜測量(E260)的錯誤少，這是因為光散射和波長的四次方 成正比。此外，熒光分析使得可以不使用反應(yīng)物而進行連續(xù)測量。吸收分光譜測量(E260)指示水中有機物的密度，其不適用于測 量臭氧化的水，這是因為溶解在水中的臭氧也吸收光。另一方面，熒 光分析適用于測量臭氧化的水，因為臭氧化的水不影響熒光分析的測 量值。圖1示出從大城市的河流下游采集的水采樣的激發(fā)光譜31和熒 光光譜32的例子。激發(fā)光譜是將待觀測的熒光波長固定在425納米 并且掃描從270納米到390納米的激發(fā)波長得到的光譜。同時，熒光光譜是將激發(fā)波長固定到345納米并掃描從370納米到520納米的熒 光波長得到的光譜。兩個光譜的峰值分別在342納米和437納米。這兩個光譜具有如下特性。具體而言，兩個光譜鏡像對稱，具有 取決于各種環(huán)境水的不同峰值波長。圖2示出測量各種環(huán)境水的激發(fā)和熒光光譜峰值波長得到的結(jié) 果。樣本33取自河流的最上游水源，激發(fā)光譜的峰值波長集中在320 納米附近。同時，采樣34取自河流的下游區(qū)域，峰值波長集中在約 340納米和345納米。此外，采樣35取自河流中游，波長處于采樣 33和34代表的波長中間。采樣36取自二次處理的污水，峰值波長 集中在約345納米。上面結(jié)果示出激發(fā)光譜的峰值波長可用于對各種 環(huán)境水進行分類。圖3示出測量采樣水的激發(fā)光譜峰值波長所得的結(jié)果。這些采樣 水取自代表河流的上游和下游區(qū)域之間。如圖3所示，很顯然，將污 水混進清澈的未處理水，使得激發(fā)光譜的峰值波長從短波長偏移至長 波長。上面結(jié)果顯示下面內(nèi)容。具體而言，通過進行熒光分析連續(xù)觀測 待測量的處理后的水的熒光強度，同時，持續(xù)將處理的水引向熒光計。 因而，可以連續(xù)測量處理過的水中混入的污水比例。更具體地，連續(xù) 測量波長為425納米的熒光強度，在用如345納米的預(yù)定波長的激發(fā) 光照射連續(xù)引入的處理過的水時，發(fā)射該波長。因而，對于保證就衛(wèi)生而言的水質(zhì)量是重要目標(biāo)的水凈化處理以 及工業(yè)水等，如上所述的連續(xù)熒光分析對保證降低由于混入污水引起 的衛(wèi)生危險的高可靠性做出貢獻。因而，可以提供紫外線照射系統(tǒng)、 水質(zhì)量監(jiān)控裝置等，它們具有上述的高可靠性。此外，可以用和處理 水中混入的污水比例成比例的強度進行紫外線照射，并且可以控制紫 外線照射；相比而言，傳統(tǒng)的紫外線照射和水的體積成比例或者以特 定強度進行紫外線照射。因而，可以制造節(jié)約能源并且具有安全可靠 性的紫外線消毒設(shè)備。圖4示出將如上所述的紫外線照射和熒光分析用于水凈化工廠 101的例子。這種情況下，特別有效地是用紫外線照射高度處理的水，在沉淀過程102等除去濁度后，或者在臭氧化處理103之后，可以得 到高度處理的水。因而，在沉淀處理102和臭氧化處理103后進行沙 過濾處理104，然后進行熒光分析105。之后，根據(jù)熒光分析的結(jié)果， 執(zhí)行用紫外線照射水的紫外線照射處理106。隨后，再向經(jīng)過紫外線 照射消毒的水中加入殘余氯氣劑。接下來，參考下面的實施例描述根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)和 水處理監(jiān)控裝置。注意，下面的實施例中，描述將本發(fā)明用于水處理工廠等的例子， 這些例子的衛(wèi)生重點在于保證水質(zhì)量。然而，本發(fā)明也可用于要求降 低由于混入污水引的衛(wèi)生隱患的可靠性的各種工廠，例如，同樣要求 保證水質(zhì)量的工業(yè)水處理。第一實施例圖5的配置圖簡要示出根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)的第一實 施例。如圖5所示，紫外線照射系統(tǒng)la包括紫外線照射槽2、紫外線 照射設(shè)備3、熒光計6、紫外線(UV)照射等級控制設(shè)備7和紫外線 (UV)電源8。紫外線照射槽2連續(xù)充入處理前的水4。這里，處理 前的水4指對充入的河流未凈化水進行水凈化(例如，沙過濾處理和 高度處理過程)后且第三注入氯氣前(參看圖4)的水。紫外線照射 裝置3設(shè)置在紫外線照射槽2內(nèi)，其生成強度對應(yīng)于紫外線電源8(下 文對其進行描述)提供的驅(qū)動電壓的紫外線，并且用紫外線照射紫外 線照射槽2中的處理前的水4。之后，經(jīng)紫外線照射的處理前的水4 從紫外線照射槽2中作為紫外線照射后的水5排出。熒光計6包括入 水銀燈或者LED的激發(fā)光源。熒光計6連續(xù)吸納流入紫外線照射槽 2中的部分處理前的水4。同時，熒光計6將待觀測的熒光波長固定 在425納米并且掃描激發(fā)波長以獲得處理前的水4的激發(fā)光譜。因而， 熒光計6連續(xù)測量處理前的水4的激發(fā)峰值波長。紫外線照射等級控 制裝置7使用熒光計6獲得的分析結(jié)果(激發(fā)峰值波長)來計算紫外 線照射等級目標(biāo)值，以優(yōu)化紫外線照射等級。紫外線電源8生成對應(yīng)于紫外線照射等級控制裝置7輸出的紫外線照射等級目標(biāo)值的驅(qū)動 電壓，并將該驅(qū)動電壓提供給紫外線照射裝置3。使用上述配置，從紫外線照射裝置3發(fā)出的紫外線的照射等級得 到優(yōu)化。換句話說，用剛剛好的紫外線照射處理前的水4。圖6示出用代表由熒光計6測量的激發(fā)峰值波長(激發(fā)光譜的峰 值波長)和熒光強度之間關(guān)聯(lián)的水質(zhì)量矩陣對環(huán)境水(處理前的水4) 進行大致分類的例子。分類在區(qū)域A內(nèi)的環(huán)境水為清澈的未凈化水。圖6示出清澈未 凈化水的激發(fā)峰值波長較短，熒光強度為5或更低。類似的，區(qū)域B 內(nèi)的環(huán)境水為對相對清澈的未凈化水進行沙過濾得到的水。區(qū)域Cl 內(nèi)的環(huán)境水為對大城市河流中的地表未凈化水進行高度處理得到的 水。區(qū)域C2中的環(huán)境水為對大城市河流中的地表未凈化水進行傳統(tǒng) 沙過濾得到的水。區(qū)域D中的環(huán)境水為從大城市河流的中游區(qū)域取 得的水。區(qū)域E中的環(huán)境水為從大城市河流的下游取得的水。區(qū)域F 中的環(huán)境水為二次處理的污水。區(qū)域G1中的環(huán)境水是監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的 水，其指示可能將不是由污水引起的熒光物質(zhì)混入水中。區(qū)域G2中 的環(huán)境水盡管清潔等級較低(下文對此進行描述)但是對其進行了某 種高度處理，使得棕黃酸等有機化合物經(jīng)過氧化處理。換句話說，區(qū) 域G2內(nèi)的環(huán)境水屬于高衛(wèi)生危險的水，其指示經(jīng)常循環(huán)的水等。此外，盡管區(qū)域F中的二次處理污水分類在從340納米到345 納米的窄區(qū)域內(nèi)，但是這是(相對)熒光強度處于幾百到兩千幾百之 間的特殊情況。將二次處理的污水排入河流并和清澈環(huán)境水混合時， 河流下游的混合水中的熒光強度變?yōu)閹资?，這是因為二次處理的污水 在河流中得到稀釋。然而，包括二次處理污水的水的特點為，激發(fā)峰 值波長集中在如上所述的較長波長的小范圍內(nèi)。圖7的例子示出熒光計6測量的激發(fā)峰值波長和紫外線照射等級 目標(biāo)值之間的關(guān)系。從該例可以清楚地看到，如比例函數(shù)13所示， 紫外線照射等級目標(biāo)值隨激發(fā)峰值波長的增加而增加。因而，根據(jù)激 發(fā)峰值波長成比例地控制紫外線照射等級目標(biāo)值。例如，2006年1月舉行的51st seminar of Japan Society on WaterEnvironment論文集表明，滅活抗氯病原微生物所需的紫外線照射等 級出現(xiàn)在5mJ/cm2，在40mJ/cn^可以保證完全滅活。因而，用正比與 各個波長的照射等級照射環(huán)境水，環(huán)境水包括從激發(fā)峰值波長為345 納米的清澈未凈化水到激發(fā)峰值波長為345納米的河流下游區(qū)域的 水或者二次處理的污水。因而，雖然用固定的照射等級(40mJ/cm2)進行傳統(tǒng)紫外線照射， 但是根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)用對未處理水4的水質(zhì)量適當(dāng)?shù)淖贤饩€照 射等級控制。因而，期望可以節(jié)約能源。如上所述，在第一實施例中，流入紫外線照射槽2的一部分處理 前的水4被引入熒光計6，對其進行測量以得到熒光波長固定為425 納米的處理前的水4的激發(fā)光譜，因而，連續(xù)測量激發(fā)峰值波長。同 時，用熒光計6得到的分析結(jié)果計算優(yōu)化紫外線照射等級所需的紫外 線照射等級目標(biāo)值。此外，對紫外線照射裝置3發(fā)出的紫外線的照射 等級進行控制。因而，即便處理前的水4的質(zhì)量發(fā)生變化，紫外線照 射等級也得到自動優(yōu)化。因而，可以同時改進紫外線照射的水5的安 全性并節(jié)約能源。此外，第一實施例中，對處理前水4的熒光分析如下進行，用 310納米到350納米的波長范圍作為激發(fā)光譜的峰值波長，用420納 米到460納米的波長范圍作為熒光光譜的峰值波長?？梢詼?zhǔn)確測量處 理前的水的質(zhì)量。此外，可以通過優(yōu)化紫外線照射等級，同時實現(xiàn)紫 外線照射的水5安全的可靠性并節(jié)約能源。此外，第一實施例中，可以用發(fā)射約310納米紫外光的LED作 為熒光計6的光源。因而，這種情況下，和水銀燈等情況不同，不需 要擔(dān)心燈照明的不穩(wěn)定性。此外，不再需要周期性(如每年一次)的 部件替換。因而，降低了維護和管理的經(jīng)歷和成本。第二實施例接下來，描述根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)的第二實施例。注意， 因為其系統(tǒng)配置和圖5所示的第一實施例相同因而，不做修改地參照 圖5進行描述。第一實施例中的紫外線照射控制裝置7設(shè)置激發(fā)峰值波長和紫 外線照射等級目標(biāo)值，以具有線性比例關(guān)系。換句話說，第一實施例 中的紫外線照射等級目標(biāo)值是激發(fā)峰值波長的線性函數(shù)。同時，第二 實施例中的紫外線照射控制裝置7將紫外線照射等級目標(biāo)值設(shè)定為 激發(fā)峰值波長的步進函數(shù)。具體而言，通過將紫外線照射等級目標(biāo)值 設(shè)定為隨激發(fā)峰值波長的增長步進增長，進一步提高了衛(wèi)生可靠性和 節(jié)約的能源。圖8示出根據(jù)代表激發(fā)光譜的峰值波長和熒光強度間關(guān)聯(lián)的水 質(zhì)量矩陣校正的紫外線照射等級目標(biāo)值的例子。如圖所示，紫外線照 射等級目標(biāo)值依照步進函數(shù)14，其隨激發(fā)光譜峰值波長的增長步進 增長。在區(qū)域A，紫外線照射等級目標(biāo)值最小，恒定為5mJ/cm2。在區(qū) 域Cl和C2的部分區(qū)域，紫外線照射等級目標(biāo)值恒定為10 mJ/cm2。 然而，在區(qū)域D，對于激發(fā)峰值波長為330納米及更長，紫外線照射 等級目標(biāo)值設(shè)置為恒定的20 mJ/cm2。在出現(xiàn)高衛(wèi)生危險的區(qū)域E， 這里激發(fā)峰值波長為340納米及更長，紫外線照射等級目標(biāo)值最大， 設(shè)置為恒定的40 mJ/cm2。如上所述，通過將紫外線照射等級目標(biāo)值設(shè)定為隨激發(fā)光譜峰值 波長的增長步進增長，與圖8的虛線所示的線性比例紫外線照射等級 目標(biāo)值相比，可以自動設(shè)置對水質(zhì)量更適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射等級目標(biāo) 值。因而可以保證衛(wèi)生可靠性并節(jié)約能源。此外，毋庸置言，同樣可以用作為激發(fā)光譜峰值波長的鏡像對稱 的熒光光譜峰值波長來確定上述紫外線照射等級目標(biāo)值。第三實施例圖9的配置圖簡要示出根據(jù)本發(fā)明的紫外線照射系統(tǒng)的第三實 施例。注意，和圖5對應(yīng)的部件在圖9用相同標(biāo)號表示。如圖9所示，第三實施例的紫外線照射系統(tǒng)lb和圖5的第一和 第二實施例的紫外線照射系統(tǒng)la有如下區(qū)別。具體而言，1)熒光計 10將熒光波長固定在425納米，掃描激發(fā)波長以獲得處理前的水4的激發(fā)光譜，并連續(xù)測量熒光強度和激發(fā)峰值波長。此外，2)紫外 線照射等級控制裝置12根據(jù)激發(fā)峰值波長和校正系數(shù)步進地調(diào)整紫 外線照射等級目標(biāo)值。此外，3)紫外線照射等級校正裝置11利用熒 光計10獲得的熒光強度計算紫外線照射等級校正值。此外，4)同時 測量處理前的水4的激發(fā)峰值波長和熒光峰值波長。之后，通過考慮 熒光強度計算校正系數(shù)。因而，紫外線照射等級控制裝置12計算的 紫外線照射等級目標(biāo)值得到校正。圖10的解釋視圖示出根據(jù)第三實施例的紫外線照射等級目標(biāo)值 的例子，該值由基于紫外線照射等級目標(biāo)值連續(xù)測量的熒光強度進行 校正，在代表激發(fā)光譜峰值波長和熒光強度之間關(guān)聯(lián)的水質(zhì)量矩陣 中，紫外線照射等級目標(biāo)值以類似步進的方式變化。該圖還用虛線示 出第一實施例的比例函數(shù)13和第二實施例中的步進函數(shù)14。在水質(zhì)量矩陣每個區(qū)域的采樣(處理前的水4)中， 一個采樣的 熒光強度比其他采樣高，這表示一個采樣包括更多的棕黃酸類有機化 合物。因而，可以斷定， 一個采樣受日常生活和工業(yè)活動的影響更大。 因而，為了進行更適用于該采樣的紫外線照射，獲得對應(yīng)于該熒光強 度的校正系數(shù)，以校正紫外線照射等級目標(biāo)值。用校正系數(shù)校正的紫 外線照射等級目標(biāo)值在由"最小目標(biāo)值模式"15和"最大目標(biāo)值模 式"16包圍的范圍內(nèi)。這里，例如，"最小目標(biāo)值模式"15用連接對 應(yīng)于圖IO所示的步進函數(shù)14中相同紫外線照射等級目標(biāo)值下激發(fā)峰 值波長中最長激發(fā)峰值波長的點的線表示。此外，"最大目標(biāo)值模式" 16用類似方式表示，用連接對應(yīng)于步進函數(shù)14中相同紫外線照射等 級目標(biāo)值下激發(fā)峰值波長中最短激發(fā)峰值波長的點的線表示。在根據(jù)最大目標(biāo)值模式16的紫外線照射中，和圖7的比例函數(shù) 13所示的紫外線照射等級目標(biāo)值相比，可以節(jié)約更多能源。此外， 在高衛(wèi)生危險區(qū)域D和E，可以依照安全目標(biāo)控制紫外線照射等級。 在根據(jù)最小目標(biāo)值模式15的紫外線照射中，和比例函數(shù)13表示的紫 外線照射等級目標(biāo)值相比，可以顯著地節(jié)約更多能源。因而，第三實施例中，和第二實施例類似，可以在每個區(qū)域自動 設(shè)置對于水質(zhì)量而言比比例函數(shù)13所表示的紫外線照射等級目標(biāo)值更適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射等級目標(biāo)值。因而，既保證衛(wèi)生可靠性，又節(jié)約 能源。注意，和步進模式的紫外線照射等級目標(biāo)值相比，紫外線照射 等級控制模式更連續(xù)平滑。此外，毋庸置言，可以用作為激發(fā)光譜峰值波長的鏡像對稱的熒 光光譜峰值波長來確定上述的紫外線照射等級目標(biāo)值。第四實施例下面描述根據(jù)本發(fā)明第四實施例的水質(zhì)量控制裝置。圖11的配 置圖簡要示出本發(fā)明的水質(zhì)量控制裝置。圖11所示的水質(zhì)量控制裝置21包括熒光計23、清潔度計算裝 置24和清潔度顯示裝置25。如下文所述，這里清潔度是指示河流水 的利用程度的指數(shù)。在連續(xù)從待監(jiān)控(監(jiān)控目標(biāo)河流)的河流吸入河 流水(采樣水)的同時，熒光計23將熒光波長固定在425納米并掃 描激發(fā)波長以獲得采樣水的激發(fā)光譜。因而，熒光計23連續(xù)測量激 發(fā)峰值波長。清潔度計算裝置24利用熒光計23獲得的分析結(jié)果來計 算清潔度，清潔度指示河流水22的利用程度。清潔度顯示裝置25具 有放置在河邊等區(qū)域的大電子布告板等，顯示由清潔度計算裝置24 得到的清潔度。利用上述配置，水質(zhì)量監(jiān)控裝置21通過從監(jiān)控目標(biāo) 河流取河流水22進行熒光分析，使用熒光分析得到的激發(fā)峰值波長 計算清潔度，在大的電子布告板等上顯示該清潔度。因而，通過簡單地看大的電子公告板等可以知道清潔度。清潔度是新的河流指數(shù)，由國土、基礎(chǔ)設(shè)施和交通部等確定，指 示河流水的利用程度。具體而言，由于大城市區(qū)域的污水和凈化的未 凈化水循環(huán)造成的自來水引起的諾瓦克病毒疾病的傳播開始增加。因 此，這些問題的公眾關(guān)注度在增加。清潔度通過下面的公式計算。清潔度=(1—計算點所用的水量/河流流速)X100% 該公式表明，清潔度越高，生活排水、污水處理工廠排水等、工 廠排水和牲畜農(nóng)場排水和流過計算點的水量比例越小。具體而言，城 市化程度高的關(guān)東和錦紀(jì)區(qū)域的河流趨向于具有較低指數(shù)。如上所述，在第四實施例中，通過取自監(jiān)控目標(biāo)河流的河流水22進行熒光分析，利用熒光分析得到的激發(fā)峰值波長來計算清潔度， 并在大的電子公告板上顯示該清潔度。因而，可以通過測量并顯示監(jiān) 控目標(biāo)河流的清潔度讓河流周圍的人們知道水質(zhì)量。第五實施例接下來，描述根據(jù)本發(fā)明第五實施例的水質(zhì)量監(jiān)控裝置。注意， 因為系統(tǒng)配置和圖11顯示的第四實施例相同，所以參考圖11進行描 述。根據(jù)第五實施例的水質(zhì)量監(jiān)控裝置21包括熒光計23、清潔度計 算裝置24和清潔度顯示裝置25。熒光計23包括帶有LED的激發(fā)光 源，LED發(fā)出波長為310納米到350納米的光。在從待監(jiān)控河流取 河流水22時，熒光計23將熒光波長固定在425納米并掃描激發(fā)波長 以獲得采樣水的激發(fā)光譜。因而，熒光計23測量河流水22的激發(fā)峰 值波長。清潔度計算裝置24由半導(dǎo)體元件等構(gòu)成，其使用熒光計23 得到的分析結(jié)果來計算清潔度，清潔度指示河流水22的利用程度。 清潔度顯示裝置25由液晶顯示設(shè)備等構(gòu)成，其顯示清潔度計算裝置 24計算的清潔度。由河流管理人員攜帶水質(zhì)量監(jiān)控裝置21。當(dāng)從監(jiān) 控河流取得的河流水22流過熒光計23并且操作分析開始開關(guān)時，水 質(zhì)量監(jiān)控裝置21通過執(zhí)行熒光分析測量激發(fā)峰值波長并用激發(fā)峰值 波長計算清潔度。在清潔度顯示裝置25上顯示該清潔度。如上所述，在第五實施例中，減小水質(zhì)量監(jiān)控裝置21的大小使 其便于攜帶。因而，可以通過將河流管理人員等人派遣到待監(jiān)控的河 流而快速獲得清潔度。
權(quán)利要求
1、一種利用紫外線對水進行消毒的紫外線照射系統(tǒng)，包括熒光計，其設(shè)置在消毒處理前的處理中的至少一點，所述熒光計連續(xù)測量激發(fā)光譜峰值波長及/或熒光光譜峰值波長；以及紫外線照射等級控制設(shè)備，其根據(jù)所述熒光計得到的所述激發(fā)光譜峰值波長和熒光光譜峰值波長中的至少一個控制紫外線照射等級。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述紫外線照射等級控制設(shè)備根據(jù)比例函數(shù)、步進函數(shù)或 者預(yù)定函數(shù)中的任一個控制所述紫外線照射等級，這取決于所述激發(fā) 光譜峰值波長及熒光光譜峰值波長中的至少一個。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述紫外線照射等級控制設(shè)備自動改變控制目標(biāo)值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述熒光計監(jiān)控310納米到350納米范圍內(nèi)的激發(fā)光譜峰 值波長或者420納米到460納米范圍內(nèi)的熒光光譜峰值波長中的至少 —個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述熒光計具有作為激發(fā)光源的LED，所述LED發(fā)射波 長為310納米到350納米的光。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射系統(tǒng)， 其中，所述熒光計還連續(xù)測量熒光強度；以及其中，所述紫外線照射等級控制設(shè)備根據(jù)代表所述熒光計得到的 熒光強度與所述激發(fā)光譜峰值波長和熒光光譜峰值波長中的任一個 之間關(guān)聯(lián)的水質(zhì)量矩陣，控制所述紫外線照射等級。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述紫外線照射等級控制設(shè)備根據(jù)比例函數(shù)、步進函數(shù)或 者預(yù)定函數(shù)中的任一個控制所述紫外線照射等級，這取決于所述激發(fā) 光譜峰值波長及熒光光譜峰值波長中的至少一個。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述紫外線照射等級控制設(shè)備自動改變控制目標(biāo)值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述熒光計監(jiān)控310納米到350納米范圍內(nèi)的激發(fā)光譜峰 值波長或者420納米到460納米范圍內(nèi)的熒光光譜峰值波長中的至少 一個°
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線照射系統(tǒng)，其中，所述熒光計具有作為激發(fā)光源的LED，所述LED發(fā)射波 長為310納米到350納米的光。
11、 用于對待監(jiān)控的水質(zhì)量進行監(jiān)控的水質(zhì)量監(jiān)控裝置，包括 熒光計，其測量處理前的水的激發(fā)光譜峰值波長及/或其熒光光譜峰值波長；以及清潔度計算設(shè)備，其根據(jù)所述熒光計獲得的所述激發(fā)光譜峰值波 長和/或熒光光譜峰值波長計算所述處理前的水的清潔度。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的水質(zhì)量監(jiān)控裝置，其中，所述熒光計具有作為激發(fā)光源的LED，所述LED發(fā)射波 長為310納米到350納米的光。
全文摘要
連續(xù)吸納流入紫外線照射槽中的部分處理前的水被導(dǎo)引至熒光計。熒光計在固定在425納米的熒光波長掃描處理前的水的激發(fā)光譜峰值波長以獲激發(fā)光譜，并連續(xù)測量其激發(fā)峰值波長。紫外線照射等級控制裝置根據(jù)熒光計獲得的分析結(jié)果計算紫外線照射等級目標(biāo)值，以優(yōu)化紫外線照射等級。因而控制了從中發(fā)出的紫外線的照射等級。
文檔編號C02F1/32GK101254964SQ20081008228
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月1日
發(fā)明者中野壯一郎, 波多野晶紀(jì), 海賀信好 申請人:株式會社東芝