(57)【要約】【解決課題】取り扱い性に優れた消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加して、消毒する方法及び装置を提供する。【解決手段】臭素イオンを含む薬剤（A）に所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を溶解させて、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製した直後に、消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する消毒方法、及び薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加して混合させる混合部１、混合部１から混合物を受入れて薬剤（A）に次亜塩素酸源（B）を溶解させて消毒薬を調製する消毒薬調製部２、消毒薬調製部２に薬剤（A）を供給する第１ライン３、消毒薬調製部２から調製直後の消毒薬をアンモニア性窒素含有排水（以下「被処理水」ともいう。）に供給する消毒薬供給ライン４を具備する消毒装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭素イオンを含む薬剤（A）に、所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給し、当該薬剤（A）に当該固体の次亜塩素酸源（B）を溶解して、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製し、当該消毒薬を、アンモニア性窒素含有排水に添加する手段を具備する、アンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項２】
前記消毒薬を調製してアンモニア性窒素含有排水に添加する手段は、エジェクタ又はラインミキサーを含む、請求項１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項３】
前記消毒薬を調製してアンモニア性窒素含有排水に添加する手段は、固体の次亜塩素酸源（B）を受け入れる大径部と、エジェクタ又はラインミキサーの入口に接続する小径部と、を有する円錐形容器をさらに具備する、請求項２に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項４】
溶媒に所定量の臭素化合物を供給して、前記臭素イオンを含む薬剤（A）を調製する手段をさらに具備する、請求項１〜３のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項５】
前記溶媒として、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を用い、前記薬剤（A）を調製する手段に、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を取り込む手段をさらに具備する、請求項４に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項６】
前記消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第１のセンサ、
前記消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第２のセンサ、
当該第１のセンサ及び第２のセンサと電気的に接続されている演算子、及び
当該演算子からの信号に基づいて、前記薬剤（A）と前記固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する制御手段を具備する、請求項１〜５のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項７】
臭素イオンを含む薬剤（A）に、所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給して溶解させ、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製して、アンモニア性窒素含有排水に添加する工程を含む、アンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項８】
前記薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加してから１秒以上３００秒未満の範囲で前記消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する、請求項７に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項９】
前記臭素化合物は、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化アンモニウム、臭化カルシウム、及びジブロモイソシアヌル酸から選ばれる１種以上であり、
前記固体の次亜塩素酸源（B）は、次亜塩素酸塩、ジクロロイソシアヌル酸又はその塩、トリクロロイソシアヌル酸又はその塩から選ばれる１種以上である、請求項７に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項１０】
溶媒に所定量の臭素化合物を供給して、前記臭素イオンを含む薬剤（A）を調製する工程をさらに含む、請求項７〜９のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項１１】
前記溶媒として、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を用いる、請求項１０に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項１２】
前記消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、
前記消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、
消毒薬を添加する前後のアンモニア性窒素含有排水の水質の差に基づいて、前記臭素化合物と前記固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する工程をさらに含む、請求項７〜１１のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア性窒素含有排水の消毒装置及び消毒方法に関し、特に下水処理場、ポンプ場、雨水吐き口から公共用水域に放流されるアンモニア性窒素含有排水の消毒装置及び消毒方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場は、家庭や工場から排出される汚水等を無害化して公共用水域に放流するための施設である。設計値を上回る降雨があった場合など流入下水が処理能力を大幅に上回る場合には、一部の雨天時下水を簡易処理した上で放流するため、中継基地であるポンプ場や雨水吐き口から、雨水が混在する汚水（以下、「雨天時下水」という）が、十分に処理されない状態で公共用水域に放流される。この場合、粗大浮遊物やＳＳ（suspended substance：浮遊物質）が公共用水域に放流されるために、美観上問題となる場合があるばかりか、水質汚濁防止法に定める放流基準値（３０００CFU/mL以下）を大幅に上回る大腸菌群や大腸菌が検出される場合がある。これらは、特に合流式下水道にみられる現象であるが、分流式下水道においても、土壌性大腸菌群や粗大浮遊物が流入するため、それらが越流して公共水域に放流された場合には、合流式下水道と同様の問題が生じていた。なお、大腸菌とはEsherichia coliのみを指すのに対し、大腸菌群とはEsherichia coli以外にCitrobacter属、Enterobacter属、Klebsiella属などが含まれる。大腸菌群は糞便汚染の指標であり、腸管系病原菌（チフス菌、赤痢菌等）に対する安全性を確認するための検査項目である。
【０００３】
下水処理場での消毒は、「下水道施設計画・設計指針と解説」（日本下水道協会発行、２００９年版）には、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素、塩素化イソシアヌル酸、次亜塩素酸カルシウムなどの塩素剤を用い、それらを混和池で、１５分以上、下水と接触させることによって大腸菌群を消毒する方法が示されている。塩素系消毒剤は、下水中で遊離塩基である次亜塩素酸を発生し、強い酸化力で微生物やウィルスなど病原性物の細胞膜や細胞壁を破壊し、細胞内のタンパク質や核酸を変性させる。また、「下水道施設計画・設計指針と解説」には、オゾンや紫外線による消毒についても記載されている。更に、数万ｍ3の貯留池を設けて雨天時下水を一時貯留し、貯留量以上の降雨量によって越流が起こった場合には、上記の塩素系消毒剤を用いて消毒を行う方法も提案されている。また、近年は塩素系消毒剤に加え、臭素系消毒剤を用いる技術も提案されている。
【０００４】
たとえば、金属元素の臭化物と次亜塩素酸若しくはその塩とを混合することによって形成されたものである次亜臭素酸若しくは次亜臭素酸塩を含むことを特徴とする排水用消毒剤（特許文献１）、（Ａ）水中で次亜塩素酸を発生する化合物と（Ｂ）水中で臭化物イオンを発生する化合物を、（Ｃ）ヒドロキシカルボン酸及び／又はオキソカルボン酸の存在下、ｐＨが５〜７の水系で混合して得られた次亜臭素酸を含むことを特徴とする消毒剤（特許文献２）、（ａ）水に溶解したとき臭素イオンを放出する、臭化水素酸、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化リチウム及び臭化亜鉛のうちから選ばれる臭化物と（ｂ）５，５−ジアルキル置換ヒダントインと（ｃ）次亜塩素酸及び／又はその水溶性塩を、処理対象とする水系に（ｃ）：（ａ）：（ｂ）＝１：（０．２〜３）：（０．２〜０．９）のモル比で添加混合して、該水系において（Ａ）次亜臭素酸及び／又はその水溶性塩と（Ｂ）Ｎ−モノクロロ−５，５−ジアルキル置換ヒダントインを生成させることを特徴とする水系におけるスライムコントロール方法（特許文献３）、水に臭素系酸化剤、または臭素系化合物と塩素系酸化剤との反応物と、スルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物と塩素系酸化剤を添加する水の消毒方法（特許文献４）などが提案されている。
【０００５】
特許文献１の方法では、薬剤が液体の場合には経時で分解が進み、いつ必要か分からない雨天時下水の消毒薬としては有効成分の保持及び消毒薬の保存性が不十分である。薬剤が紛体等の固体の場合、腐食性であり粉塵が発生するなど、液体と比べて取扱いが困難であり、定量注入が難しく、実用化が困難であった。また、特許文献１には、消毒効果を最大化する金属臭化物と次亜塩素酸若しくはその塩との混合比率については記載されていない。
【０００６】
特許文献２の方法は、（Ｃ）ヒドロキシカルボン酸及び／又はオキソカルボン酸などの成分を使用した場合、３剤処理となり薬剤の製造が煩雑になるばかりか（Ｃ）成分由来の有機成分が被処理水に添加されＣＯＤ値が増加するなどのデメリットがある。
【０００７】
特許文献３の方法は、高価なアルキル置換ヒダントインを使用するため、消毒費用が高額になるという問題がある。
【０００８】
特許文献４の方法は、スルファミン酸を用いることにより薬剤組成が複雑になり、製造が複雑となるばかりでなく、原料コストも高くなる。更にはスルファミン酸を添加することにより、消毒成分として作用する有効成分濃度が低下するなどの欠点がある。また、オンサイトで消毒薬を調製する場合には、反応装置や注入装置の機器点数が増え、設置費用の増加や注入制御の困難につながるなどの欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０１２４２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４４３７２号公報
【特許文献３】特開２００９−２２６４０９号公報
【特許文献４】特開２０１６―２０９８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、取り扱い性のよい液体を用いる場合は、次亜塩素酸や次亜臭素酸は反応活性に富み、短時間で劣化するため、安定化剤が必須であった。また、次亜臭素酸化合物や次亜塩素酸化合物として粉体を用いる場合、液体の場合と異なり、薬剤の経時による劣化が生じにくいことは知られているが、微細粒子を用いるために粉塵発生により注入制御が難しく、実用化が困難であった。特に次亜塩素酸化合物等の酸化性のある粉体は、作業者が粉塵に接触した際の危険性が高く、取り扱いが非常に難しかった。
【００１１】
本発明は、従来の消毒方法における欠点を解消し、取り扱い性に優れた消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加して、消毒する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決する為の手段】
【００１２】
本発明によれば、取り扱い性と長期保存性に優れた消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加して、消毒する方法及び装置が提供される。本発明の具体的態様は以下のとおりである。
［１］臭素イオンを含む薬剤（A）に、所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給し、当該薬剤（A）に当該固体の次亜塩素酸源（B）を溶解して、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製し、当該消毒薬を、アンモニア性窒素含有排水に添加する手段を具備する、アンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
［２］前記消毒薬を調製してアンモニア性窒素含有排水に添加する手段は、エジェクタ又はラインミキサーを含む、前記［１］に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
［３］前記消毒薬を調製してアンモニア性窒素含有排水に添加する手段は、固体の次亜塩素酸源（B）を受け入れる大径部と、エジェクタ又はラインミキサーの入口に接続する小径部と、を有する円錐形容器をさらに具備する、前記［２］に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
［４］溶媒に所定量の臭素化合物を供給して、前記臭素イオンを含む薬剤（A）を調製する手段をさらに具備する、前記［１］〜［３］のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
［５］前記溶媒として、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を用い、前記薬剤（A）を調製する手段に、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を取り込む手段をさらに具備する、前記［４］に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
［６］前記消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第１のセンサ、
前記消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第２のセンサ、
当該第１のセンサ及び第２のセンサと電気的に接続されている演算子、及び
当該演算子からの信号に基づいて、前記薬剤（A）と前記固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する制御手段を具備する、前記［１］〜［５］のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
［７］臭素イオンを含む薬剤（A）に、所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給して溶解させ、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製して、アンモニア性窒素含有排水に添加する工程を含む、アンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
［８］前記薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加してから１秒以上３００秒未満の範囲で前記消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する、前記［７］に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
［９］前記臭素化合物は、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化アンモニウム、臭化カルシウム、及びジブロモイソシアヌル酸から選ばれる１種以上であり、
前記固体の次亜塩素酸源（B）は、次亜塩素酸塩、ジクロロイソシアヌル酸又はその塩、トリクロロイソシアヌル酸又はその塩から選ばれる１種以上である、前記［７］に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
［１０］溶媒に所定量の臭素化合物を供給して、前記臭素イオンを含む薬剤（A）を調製する工程をさらに含む、前記［７］〜［９］のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
［１１］前記溶媒として、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を用いる、前記［１０］に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
［１２］前記消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、
前記消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、
消毒薬を添加する前後のアンモニア性窒素含有排水の水質の差に基づいて、前記臭素化合物と前記固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する工程をさらに含む、前記［７］〜［１１］のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の消毒方法及び装置は、アンモニア性窒素含有排水の消毒現場で消毒薬を調製して添加することができるため、危険な物質である次亜塩素酸源の取り扱いを容易にして、消毒薬の有効成分の分解が進行する前に、アンモニア性窒素含有排水を消毒することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置の第１実施形態の概要を示す説明図である。
【図２】本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置の第２実施形態の概要を示す説明図である。
【図３】本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置の第３実施形態の概要を示す説明図である。
【図４】本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置の第４実施形態の概要を示す説明図である。
【図５】図１〜図４の消毒装置で用いられる固体の次亜塩素酸源（B）を定量供給する装置の一例を示す概略説明図である。
【好ましい実施形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１６】
図１に、本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置の第１実施形態の概要を示す。本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置は、臭素イオンを含む薬剤（A）に所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を溶解させて、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製した直後に、消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する手段１０を含む。手段１０としては、臭素イオンを含む薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加してから１秒以上３００秒未満、好ましくは１秒以上６０秒以下の時間内に、消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加できる構成を有することが好ましく、非常に短時間で薬剤の溶解及び消毒薬の噴出を可能とするエジェクタ又はラインミキサーを含むことが好ましい。
【００１７】
手段１０は、薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加して混合させる混合部１、混合部１から混合物を受入れて薬剤（A）に次亜塩素酸源（B）を溶解させて消毒薬を調製する消毒薬調製部２、消毒薬調製部２に薬剤（A）を供給する第１ライン３、消毒薬調製部２から調製直後の消毒薬をアンモニア性窒素含有排水（以下「被処理水」ともいう。）に供給する消毒薬供給ライン４を具備する。
【００１８】
消毒薬調製部２としては、エジェクタ又はラインミキサーを好ましく挙げることができる。エジェクタは、高圧流体の力を利用して低圧の流体を吸い込んで排出する装置であり、粉体状の次亜塩素酸源（B）をエジェクタ内部に吸引して、エジェクタに流入する薬剤（A）に短時間で効率的に溶解させ、調製した消毒薬を被処理水に噴射することができる。ラインミキサーは、配管に設けられる高圧撹拌装置であり、ラインミキサー内の薬剤（A）に粉体状の次亜塩素酸源（B）を投入し、高圧下で撹拌しながら、被処理水に迅速に移送することができる。エジェクタ又はラインミキサーを用いることにより、薬剤（A）に対する固体の次亜塩素酸源（B）の溶解が促進され、消毒薬の調製からアンモニア性窒素含有排水への添加までを短時間で行うことができるため、消毒薬の有効成分が減衰することなく十分に作用する。また、配管内で未溶解の固体の堆積による閉塞を防止することができるため、安定した持続運転が可能となる。
【００１９】
混合部１としては、固体の次亜塩素酸源（B）を受け入れる大径部１ａと、消毒薬調製部２の入口２ａに接続する小径部１ｂと、を有する円錐形容器を好ましく用いることができる。第１ライン３は、薬剤（A）を円錐形容器のテーパー状内側面に沿って渦流として供給できるように、円錐形容器の側壁の上部１ａに接線方向に接続されていることが好ましい。
【００２０】
図２に、本発明の消毒装置の第２実施形態の概要を示す。第２実施形態は、薬剤（A）を調製する手段をさらに具備する点を除いて第１実施形態と同じ構成である。図１に示す第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、説明を割愛する。
【００２１】
第２実施形態において、薬剤（A）を調製する手段２０として、臭素化合物を貯蔵する臭素化合物貯槽５と、臭素化合物を溶解又は希釈する液体を貯蔵する液体貯槽６と、臭素化合物貯槽５から臭素化合物を供給する第２ライン７と、液体貯槽６から液体を供給して臭素化合物を受入れる第３ライン８を具備する。第３ライン８は、消毒薬調製部２に接続している。第３ライン８が消毒薬調製部２との接続部よりも上流側において、第１ライン３が第３ライン８に接続している。
【００２２】
第２実施形態において、臭素化合物貯槽５に貯蔵される臭素化合物は、固体の臭素化合物でも、臭素イオンを含む液体でもよい。液体貯槽６に貯蔵される液体は、固体の臭素化合物を溶解させるか、臭素イオンを含む液体を希釈することができるものであれば特に限定されず、水道水、井戸水、工業用水、雨水、下水、下水処理場からの一次処理水、生物処理後の下水、高度処理後の放流水、簡易処理水、沈砂処理水、し尿処理場からの処理水、本発明で処理対象となるアンモニア性窒素含有排水など任意の液体とすることができる。
【００２３】
図３に、本発明の消毒装置の第３実施形態の概要を示す。第３実施形態は、薬剤（A）及び固体の次亜塩素酸源（B）の混合比率を制御する制御手段をさらに具備する点を除いて第１実施形態と同じ構成である。図１に示す第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、説明を割愛する。
【００２４】
第３実施形態における制御手段１１０は、消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第１のセンサ１１１、消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第２のセンサ１１２、第１のセンサ１１１及び第２のセンサ１１２と電気的に接続されている演算子１１３、及び演算子１１３からの信号に基づいて薬剤（A）と固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する制御手段１１４及び１１５を具備する。
【００２５】
第１のセンサ１１１としては、濁度、アンモニア性窒素濃度、電気伝導度などを計測できるセンサを好ましく用いることができる。第２のセンサ１１２としては、残留ハロゲン濃度、アンモニア性窒素濃度、電気伝導度などを計測できるセンサを好ましく用いることができる。
【００２６】
演算子１１３は、第１のセンサ１１１及び第２のセンサ１１２からの水質情報ばかりでなく、降雨量、降雨時間、雨水ポンプ運転時間などの情報を加味して、制御手段１１４及び１１５に制御信号を送出してもよい。
【００２７】
制御手段１１４は、演算子１１３と電気的に接続されていて、薬剤（A）の供給を制御することができれば特に限定されず、たとえば薬剤（A）を供給する第１ライン３に設けられた制御弁、ポンプなどを用いることができる。制御手段１１５は、演算子１１３と電気的に接続されていて、固体の次亜塩素酸源（B）の供給を制御することができれば特に限定されず、たとえば固体の次亜塩素酸源（B）の定量供給機構などを用いることができる。
【００２８】
図４に、本発明の消毒装置の第４実施形態の概要を示す。第４実施形態は、薬剤（A）及び固体の次亜塩素酸源（B）の混合比率を制御する制御手段をさらに具備する点を除いて第２実施形態と同じ構成である。図２に示した第２実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を割愛し、図３に示した制御手段の同じ構成要素には同じ符号を付して説明を割愛する。
【００２９】
第４実施形態において、制御手段１１４は、臭素化合物貯槽５からの臭素化合物の供給及び／又は液体貯槽６からの液体の供給を制御する制御弁やポンプなど、あるいは第１ライン３、第２ライン７及び第３ライン８の１以上に設けられた制御弁やポンプなどを用いることができる。
【００３０】
図１〜図４に示す消毒装置において、薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を定量供給する装置は特に限定されず通常の粉体定量供給装置を用いることができるが、粉体の圧密による固化を防止し、作業者が粉体に触れることなく、必要時に必要量の粉体を供給できる粉体定量供給装置であることが好ましい。たとえば、図５に示す槽の底部から圧縮空気を供給して粉体の流動床を維持しながら粉体を貯蔵する粉体流動槽１１と、粉体流動槽１１の下段に設けられている粉体定量供給室１２を具備する粉体定量供給装置を好ましく用いることができる。
【００３１】
例として図５に示す粉体流動槽１１は、底部に圧縮空気導入口１３を有する。槽内部で粉体が湿潤もしくは固化するのを防止するため、定期的に圧縮空気を吹き込み、粉体を流動状態にする。粉体流槽槽１１内の下部には、回転翼１４が設けられている。回転翼１４の外周端には開口１４ａが設けられており、所定量の粉体を粉体定量供給室１２に落とし込む。粉体定量供給室１２は、底面に粉体出口１２ａを有し、定量した粉体を図１〜４に示した消毒薬調製のための混合部１に供給する。粉体定量供給室１２内の下部には、回転テーブル１５が設けられている。回転テーブルの外周には、上面及び底面が開口している複数の計量室１５ａが所定間隔で設けられている。回転テーブル１５の上面には、計量室１５ａの上面と接して所定量を計量するすり切り板（図示せず）が設けられている。固定されているすり切り板と接触しながら回転テーブル１５が回転し、計量室１５ａが粉体出口１２ａの位置に到達すると、計量室１５ａに落下した所定量の粉体は、粉体出口１２ａから混合部１に供給される。
【００３２】
次に、本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法を説明する。
本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法は、臭素イオンを含む薬剤（A）に所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給して溶解させ、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製し、調製された消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加することを含む。
【００３３】
臭素イオンを含む薬剤（A）は、予め調製された臭素イオンを含む水溶液、あるいは現場で臭素化合物を溶解して調製された臭素イオンを含む液体でもよい。臭素化合物は、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化アンモニウム、臭化カルシウム、及びジブロモイソシアヌル酸から選ばれる１種以上であることが好ましい。臭素化合物を溶解させるか又は臭素イオン水溶液を希釈する液体としては、水道水、井戸水、工業用水、雨水、下水、下水処理場からの一次処理水、生物処理後の下水、高度処理後の放流水、簡易処理水、沈砂処理水、し尿処理場からの処理水、本発明で処理対象となるアンモニア性窒素含有排水など任意の液体などを好ましく用いることができる。
【００３４】
固体の次亜塩素酸源（B）は、次亜塩素酸塩、ジクロロイソシアヌル酸又はその塩、トリクロロイソシアヌル酸又はその塩から選ばれる１種以上であることが好ましい。次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムなどを好適に挙げることができ、さらし粉又は高度さらし粉などの粉体を用いることができる。ジクロロイソシアヌル酸の塩としては、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム２水塩、ジクロロイソシアヌル酸カリウム、ジクロロイソシアヌル酸アンモニウムなどの粉体又は顆粒を好適に挙げることができる。トリクロロイソシアヌル酸塩としては、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム、トリクロロイソシアヌル酸カリウムなどの粉体又は顆粒を好適に挙げることができる。
【００３５】
消毒薬を調製してアンモニア性窒素含有排水に添加するまでの時間は、薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加してから１秒以上３００秒未満の範囲、好ましくは１秒以上６０秒以下の範囲が望ましい。１秒未満では消毒効果が不十分であり、３００秒を超えると薬剤の反応が終了し、消毒効果が減衰する可能性がある。
【００３６】
本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法は、消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、消毒薬を添加する前後のアンモニア性窒素含有排水の水質の差に基づいて、臭素イオンを含む薬剤（A）と固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する工程をさらに含むことが好ましい。臭素イオンを含む薬剤（A）と固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御するために指標として用いることができる水質としては、アンモニウムイオン濃度、濁度、導電率などを好ましく挙げることができる。アンモニウムイオン濃度は、たとえばイオン電極式連続測定装置（HACH社製AISESC）などの市販の濃度計を用いて測定することができる。また、過去の雨天時下水の水質分析結果に基づいて、放流開始からの経過時間や放流水量などの運転条件により、アンモニウムイオン濃度を推測することもできる。
【実施例】
【００３７】
残留遊離ハロゲン濃度を指標として、純水に対する各薬剤の状態及び添加順序の違いによる消毒薬の消毒効果を比較した。
（消毒薬１）１Ｌの純水に４０％臭化カリウム水溶液を１１．２ｍｌ添加した１秒後に、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒を２．７ｇ添加して消毒薬を調製し、３０秒後、６０秒後及び９０秒後に残留遊離ハロゲン濃度を測定した。
（消毒薬２）１Ｌの純水にジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒を２．７ｇ添加した１秒後に、４０％臭化カリウム水溶液１１．２ｍｌ添加して消毒薬を調製し、３０秒後及び９０秒後に残留遊離ハロゲン濃度を測定した。
（消毒薬３）臭化カリウムの固体４．４８ｇ及びジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒２．７ｇを混合して消毒薬を調製し、この消毒薬を１Ｌの純水に添加して、３０秒後及び９０秒後に残留遊離ハロゲン濃度を測定した。
（消毒薬４）４０％臭化カリウム水溶液１１．２ｍｌ及びジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒２．７ｇを混合して消毒薬を調製し、この消毒薬を１Ｌの純水に添加し、６０秒後に残留遊離ハロゲン濃度を測定した。
【００３８】
消毒薬１〜４において、臭化カリウムとジクロロイソシアヌル酸ナトリウムとのモル比は１：１．５とし、消毒薬注入率を有効塩素濃度換算で８ｍｇ／Ｌ as Cl2となるようにし、各薬剤の添加時には６００ｒｐｍ／ｍｉｎで常時撹拌を行った。残留遊離ハロゲン値の測定は、マイクロピペットを用いて、各液の中層部から採水して行った。結果を表１に示す。
【表１】
2020131049.tif 000003
【００３９】
消毒薬１〜３では９０秒後の残留遊離ハロゲン濃度はほぼ同程度となり、消毒効果に有意な差はないと考えられる。しかし、固体のジクロロイソシアヌル酸ナトリウムと液体の臭化カリウムとを予め混合した消毒薬４では、６０秒後に実施例１の半分以下の濃度になっており、消毒効果が激減していると考えられる。
【００４０】
次に、被処理液として塩化アンモニウム７．４９ｇ（ＮＨ４として２５２０ｍｇ／Ｌ）を純水に添加し、完全に溶解されたことを確認した後、速やかに薬剤を添加して、３０秒後及び６０秒後の残留遊離ハロゲン濃度を測定した結果を表２に示す。
【００４１】
実施例１では、先に４０％臭化カリウム水溶液１１．２ｍＬを被処理液に添加し、次いでジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒２．７ｇを被処理液に添加した。
比較例１では、先にジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒２．７ｇを被処理液に添加し、次いで４０％臭化カリウム水溶液１１．２ｍＬを被処理液に添加した。
【００４２】
実施例１及び比較例１ともに、臭化カリウムとジクロロイソシアヌル酸ナトリウムとのモル比は１：１．５とし、消毒薬注入率を有効塩素濃度換算で８ｍｇ／Ｌ as Cl2となるようにし、各薬剤の添加時には６００ｒｐｍ／ｍｉｎで常時撹拌を行った。残留ハロゲン濃度の測定は、マイクロピペットを用いて、各液の中層部から採水して行った。
【表２】
2020131049.tif 000004
【００４３】
実施例１では、３０秒後及び６０秒後ともに残留遊離ハロゲン濃度が高く、消毒効果が維持されているのに対して、比較例１では６０秒後に１８０ｍｇ／Ｌと激減し、消毒効果が維持されていないと考えられる。純水に対する薬剤添加順序は消毒効果の指標としての残留遊離ハロゲン濃度に有意な差が見られなかったが、アンモニウム含有水に対する薬剤添加順序は消毒効果の維持にとって有意な差を引き起こすことが確認できた。
【００４４】
さらに、１Ｌの純水に、塩化アンモニウムと、大腸菌群を含有する菌液を添加して、模擬アンモニウムイオン含有排水を調製して、薬剤添加順序の効果を確認した。
【００４５】
実施例２では、固体の臭化カリウム１．０ｇを模擬アンモニウムイオン含有排水１００ｍＬに添加して１％臭化カリウム含有模擬排水を調製し、次いでジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒８．５４ｍｇを１％臭化カリウム含有模擬排水０．９２ｍＬに添加して調製した薬剤を、模擬アンモニウムイオンと大腸菌を含有する模擬排水１Ｌに添加した。
【００４６】
比較例２では、先にジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒８．５４ｍｇを模擬アンモニウムイオン含有排水０．９２ｍＬに添加したのち、次いで固体の臭化カリウム９．２ｍｇを模擬アンモニウムイオン含有排水０．９２ｍＬに添加して調製した薬剤を模擬アンモニウムイオンと大腸菌を含有する模擬排水１Ｌに添加した。
【００４７】
実施例２及び比較例２ともに、臭化カリウムとジクロロイソシアヌル酸ナトリウムとのモル比は１：１とし、消毒薬注入率を有効塩素濃度換算で８ｍｇ／Ｌとなるようにし、各薬剤の添加時には１５０ｒｐｍ／ｍｉｎで常時撹拌を行った。残留ハロゲン値の測定は、薬剤添加後６０秒後に、マイクロピペットを用いて、各液の中層部から採水して行った。大腸菌群数の測定は、下水の水質の検定方法等に関する省令（昭和37年12月17日厚生省・建設省令第1 号）別表第１に記載の方法で培養した大腸菌群数を測定した。結果を表３に示す。
【表３】
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【００４８】
実施例２は、消毒薬添加６０秒後の残留遊離ハロゲン濃度が２．９ｍｇ／Ｌであり、大腸菌群が検出されなかった。比較例２は、消毒薬添加６０秒後の残留遊離ハロゲン濃度が１．６ｍｇ／Ｌであり、大腸菌群が６３０ｃｆｕ／ｍｌ検出された。実施例２及び比較例２ともに大腸菌群数は放流基準値を満たしているが、臭化カリウム溶液を先に添加して、次にジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの顆粒を添加する実施例２の消毒効果がより優れていることが確認できる。本発明は、十分に処理されずに公共用水域に放流される雨天時下水などの簡易消毒に特に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月29日(2019.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭素イオンを含む薬剤（A）に、所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給し、当該薬剤（A）に当該固体の次亜塩素酸源（B）を溶解して、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製し、当該消毒薬を、アンモニア性窒素含有排水に添加する手段を具備し、
当該消毒薬を調製してアンモニア性窒素含有排水に添加する手段は、エジェクタ又はラインミキサーを含み、固体の次亜塩素酸源（B）を受け入れる大径部と、エジェクタ又はラインミキサーの入口に接続する小径部と、を有する円錐形容器をさらに具備する、
アンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項２】
溶媒に所定量の臭素化合物を供給して、前記臭素イオンを含む薬剤（A）を調製する手段をさらに具備する、請求項１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項３】
前記溶媒として、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を用い、前記薬剤（A）を調製する手段に、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を取り込む手段をさらに具備する、請求項２に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項４】
前記消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第１のセンサ、
前記消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第２のセンサ、
当該第１のセンサ及び第２のセンサと電気的に接続されている演算子、及び
当該演算子からの信号に基づいて、前記薬剤（A）と前記固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する制御手段を具備する、請求項１〜３のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項５】
臭素イオンを含む薬剤（A）に、所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給し、当該薬剤（A）に当該固体の次亜塩素酸源（B）を溶解して、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製し、当該消毒薬を、アンモニア性窒素含有排水に添加する手段、
前記消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第１のセンサ、
前記消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第２のセンサ、
当該第１のセンサ及び第２のセンサと電気的に接続されている演算子、及び
当該演算子からの信号に基づいて、前記薬剤（A）と前記固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する制御手段を具備する、アンモニア性窒素含有排水の消毒装置。
【請求項６】
臭素イオンを含む薬剤（A）に、所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を供給して溶解させ、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製して、アンモニア性窒素含有排水に添加する工程と、
前記消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、
前記消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定し、
消毒薬を添加する前後のアンモニア性窒素含有排水の水質の差に基づいて、前記臭素化合物と前記固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する工程と、
を含む、アンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項７】
前記薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加してから１秒以上３００秒未満の範囲で前記消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する、請求項６に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項８】
前記臭素化合物は、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化アンモニウム、臭化カルシウム、及びジブロモイソシアヌル酸から選ばれる１種以上であり、
前記固体の次亜塩素酸源（B）は、次亜塩素酸塩、ジクロロイソシアヌル酸又はその塩、トリクロロイソシアヌル酸又はその塩から選ばれる１種以上である、請求項６又は７に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項９】
溶媒に所定量の臭素化合物を供給して、前記臭素イオンを含む薬剤（A）を調製する工程をさらに含む、請求項６〜８のいずれか１に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【請求項１０】
前記溶媒として、処理すべきアンモニア性窒素含有排水を用いる、請求項９に記載のアンモニア性窒素含有排水の消毒方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
特許文献１の方法では、薬剤が液体の場合には経時で分解が進み、いつ必要か分からない雨天時下水の消毒薬としては有効成分の保持及び消毒薬の保存性が不十分である。薬剤が粉体等の固体の場合、腐食性であり粉塵が発生するなど、液体と比べて取扱いが困難であり、定量注入が難しく、実用化が困難であった。また、特許文献１には、消毒効果を最大化する金属臭化物と次亜塩素酸若しくはその塩との混合比率については記載されていない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１に、本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置の第１実施形態の概要を示す。本発明のアンモニア性窒素含有排水の消毒装置は、臭素イオンを含む薬剤（A）に所定量の固体の次亜塩素酸源（B）を溶解させて、次亜塩素酸を含む消毒薬を調製した直後に、消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する手段を含む。消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する手段としては、臭素イオンを含む薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加してから１秒以上３００秒未満、好ましくは１秒以上６０秒以下の時間内に、消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加できる構成を有することが好ましく、非常に短時間で薬剤の溶解及び消毒薬の噴出を可能とするエジェクタ又はラインミキサーを含むことが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
消毒薬をアンモニア性窒素含有排水に添加する手段は、薬剤（A）に固体の次亜塩素酸源（B）を添加して混合させる混合部１、混合部１から混合物を受入れて薬剤（A）に次亜塩素酸源（B）を溶解させて消毒薬を調製する消毒薬調製部２、消毒薬調製部２に薬剤（A）を供給する第１ライン３、消毒薬調製部２から調製直後の消毒薬をアンモニア性窒素含有排水（以下「被処理水」ともいう。）に供給する消毒薬供給ライン４を具備する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第２実施形態において、薬剤（A）を調製する手段として、臭素化合物を貯蔵する臭素化合物貯槽５と、臭素化合物を溶解又は希釈する液体を貯蔵する液体貯槽６と、臭素化合物貯槽５から臭素化合物を供給する第２ライン７と、液体貯槽６から液体を供給して臭素化合物を受入れる第３ライン８を具備する。第３ライン８は、消毒薬調製部２に接続している。第３ライン８が消毒薬調製部２との接続部よりも上流側において、第１ライン３が第３ライン８に接続している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
第３実施形態における制御手段は、消毒薬を添加する前のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第１のセンサ１１１、消毒薬を添加した後のアンモニア性窒素含有排水の水質を測定する第２のセンサ１１２、第１のセンサ１１１及び第２のセンサ１１２と電気的に接続されている演算子１１３、及び演算子１１３からの信号に基づいて薬剤（A）と固体の次亜塩素酸源（B）との混合比率を制御する制御手段１１４及び１１５を具備する。