(57)【要約】      （修正有）【課題】あらゆる目的の水の殺菌に利用でき、殺菌処理によりトリハロメタンや塩素酸等の危害物質を生成せず、大量の原水の処理にも対応でき、殺菌成分以外の余分な成分を含まず、現場で生産でき、安全かつ安価に利用できる、原水殺菌方法を提供する。【解決手段】原水である、一般用水若しくは工業用水若しくは水道用原水若しくは海水若しくは温泉水若しくは温水若しくは廃水に、高濃度の原液のみを電解した稀塩酸電解物を添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水である、一般用水若しくは工業用水若しくは水道用原水若しくは温泉水若しくは海水若しくは温水若しくは廃水に、稀塩酸電解物を添加することを特徴とする、原水の殺菌方法
【請求項２】
稀塩酸電解物を添加する前又は後の原水中の有効塩素濃度を測定し、稀塩酸電解物の添加量を制御することを特徴とする、請求項１記載の、原水の殺菌方法
【請求項３】
連続的に流下する原水に、稀塩酸電解物を連続若しくは間欠的に添加することを特徴とする、請求項１又は２に記載の、原水の殺菌法
【請求項４】
稀塩酸電解物の原水への添加が、まず、少量の流量の原水に稀塩酸電解物を添加し、前記稀塩酸電解物を添加した少量の流量の原水を、前記少量の流量より大量の流量の原水に添加する手順で、順次、前の段階より大量の流量の原水に、前の段階の稀塩酸電解物添加後原水を添加する方法により、原水に稀塩酸電解物を添加することを特徴とする、請求項３記載の、原水の殺菌方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の殺菌法に関する。より詳しくは、一般水、工業用水、水道用原水、温泉水、温水、海水あるいは廃水などの殺菌法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水の殺菌が必要な場面は多々あるが、古くから、最も多くの現場で行われているのは飲用水の殺菌である。飲用水の殺菌には主に単体塩素や次亜塩素酸塩が使われており、中でも次亜塩素酸ナトリウムが最も広く使用されている。最近では一部でオゾンも併用される場合があるが、その場合も、末端まで殺菌力を維持する必要から、水道法の規定により最後に塩素剤を添加しなければならないこととされている。
【０００３】
水道水の他にも水の殺菌が必要な場合がある。それらは、遊泳用のプール水、循環式の温泉水、公共浴場のお湯、工業用水、再生利用水、廃水などである。これらの水では汚染細菌数、特に大腸菌やレジオネラ菌などの規制があるものもある。
【０００４】
又、細菌の他にも化学物質の濃度基準がある水もある。水道水や飲用適水にはトリハロメタンや塩素酸などの規制があり、プール用水にはトリハロメタンの規制がある。
【０００５】
ところで、最も多用されている次亜塩素酸ナトリウムにはいくつかの問題点が指摘されている。その１つがトリハロメタンの生成である。このトリハロメタンはアルカリ性の次亜塩素酸イオン溶液が有機物と接触したときに生成することが理論的にも確認されている。次亜塩素酸ナトリウム溶液は全てアルカリ性で使用されるため、それが食品と接触したり、有機物を含んだ水と混合されると必ずトリハロメタンが生成されているのである。
【０００６】
又、次亜塩素酸ナトリウムは時間と共に、式１に示した不均化反応によって塩素酸を生成することも知られている。この塩素酸は有害物質であるため、平成２０年４月１日に施行された厚生労働省令によって、水道水質基準に新たな規制項目として追加され、０．６mg/L以下とされた。更にそれに伴って、水道等の殺菌に使用される次亜塩素酸ナトリウム自体の成分についても塩素酸が０．４mg/L以下でなければ使用できなくなった。塩素酸は、次亜塩素酸ナトリウムが高濃度であるほど、又高温であるほど発生速度が速くなるため、現在の流通状態では使用が困難になる場合も出ている。
【０００７】
（式１）
３NaClO 
=  ２NaCl  +  NaClO3
【０００８】
一方、稀塩酸を電気分解すると、式２に示すように、単体の塩素が発生し、すぐに水と反応し分子状次亜塩素酸（HOCｌ）が生成する。この分子状次亜塩素酸は強い殺菌力があり、原水内の微生物を殺菌するのである。
【０００９】
（式２）
２HCｌ  ＝  ２H+  ＋  ２Cl-
２H+  ＋  ２Cl-  ＝  H2  ＋  Cl2  （電解）
Cl2  ＋  H2O  ＝  HOCｌ  ＋  H+  ＋  Cl-
【００１０】
電解を利用して水を殺菌する技術は既に複数開示されている。例えば、特許文献１は、飲料水の原水全量を電解槽に通液し、原水中に含まれる塩素イオンを電解し、生成した塩素により原水を殺菌する技術である。
【００１１】
又、特許文献２は、浴水の殺菌を行うもので、浴水の循環ラインの吸水口と出水口の間に、電解槽と、その下流に紫外線照射装置を備えている。浴水が電解槽を通過するときに、前述と同じく、原水にふくまれる塩素イオンの電解によって生成する次亜塩素酸により殺菌が行われ、さらに紫外線により次亜塩素酸を活性化し殺菌を行うものである。
【００１２】
又、特許文献３には、特許文献２と同様に浴槽の循環ラインに、加熱装置と電解槽を設け、循環水に含まれる殺菌を加熱殺菌後、水に含まれている塩化物を電解し有効塩素を生成し、さらに殺菌を行う技術が記載されている。
【００１３】
又、特許文献４には、同じく浴槽水の循環ライン中に電解槽を設け、電解槽を通過する水に別途塩類を添加しながら、次亜塩素酸イオンを発生させ、殺菌を行った後に、次亜塩素酸イオンを除去し、水を浴槽に戻す技術が記載されている。
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−７７０５３号公報
【特許文献２】特開平１０−２２５６９３号公報
【特許文献３】特開平１０−２９６２６４号公報
【特許文献４】特開平１１−７７０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
現在最も多用されている次亜塩素酸ナトリウムによる原水殺菌は、前述の通り健康被害の原因となる恐れのある問題を抱えており、今後継続的に使用することは困難な状況になっている。
【００１６】
又、特許文献１乃至３に開示されている方法では、原水に含まれている塩素イオン類を電解することにより、殺菌力のある有効塩素を生成するため、生成する有効塩素量は、含まれている塩素イオン類の濃度に依存し不安定である。特に塩素イオン類が極めて低濃度である場合は殺菌力が無い場合もある。さらに、電解を左右する水の電気伝導度もまちまちであり、生成量の不安定原因となる。このような状況では、有効塩素の消費速度の変化に応じてそれを適切に補う有効塩素を生成することなど不可能である。さらに、液性がアルカリ性であれば、次亜塩素酸イオン生成と同時にトリハロメタンが生成される危険性がある。特に原水が循環されていると、繰り返される電解によって、液性はアルカリ側に傾くためにトリハロメタンの生成が危惧される。さらにまた、原水そのものを電解するために、水量が大きくなると、それに応じて大能力の電解槽が必要になり、大水量の処理には不向きである。
【００１７】
さらに、特許文献３に記載されている方法では、紫外線によって生成した次亜塩素酸イオンは分解除去されるため、浴槽に出ていく水に殺菌作用はなく、浴槽内を汚染している細菌の増殖を抑える効果は無い。
【００１８】
さらに又、特許文献２に記載されている方法は、前述の問題点の他に、加熱に余分のエネルギーを要するという問題も包含しているのみでなく、広い目的への応用は困難である。
【００１９】
一方、特許文献４に記載されている方法では、電解液は確実にアルカリ性になるためトリハロメタン生成の問題のほか、液性が徐々にアルカリ側に傾いていくことや、電解に使用された塩類の蓄積の問題がある。
【００２０】
本発明者は前述のような従来技術の問題に鑑み、あらゆる目的の水の殺菌に利用でき、殺菌処理により危害物質を生成せず、大量の原水の処理にも対応でき、安全かつ安価に利用できる、原水殺菌方法を提供することを本発明の課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
水殺菌における前述の各問題点を解消するためには、まず、トリハロメタンの生成を避けるために、次亜塩素酸溶液を酸性側で使用すればよいこと、さらに、塩素酸の発生を避けるためには次亜塩素酸塩を使わなければ良いこと、さらに、大能力の処理を可能にするためには、高濃度の原液のみを電解すればよいこと、さらに又、あらゆる目的の水の殺菌に利用できるためには、殺菌成分以外の余分な成分を含まないこと、余分なエネルギーを必要としないこと、及び現場で生成できることという結論を得るに到り、以下のような各態様を提供し本課題の解決手段とした。
【００２２】
まず、原水である、一般用水若しくは工業用水若しくは水道用原水若しくは温泉水若しくは海水若しくは温水若しくは廃水に、稀塩酸電解物を添加することを、本課題解決手段の第１の態様とした。
【００２３】
次に、第１の態様において、稀塩酸電解物を添加する前又は後の原水中の有効塩素濃度を測定し、稀塩酸電解物の添加量を制御することを、本課題解決手段の第２の態様とした。
【００２４】
さらに、第１又は２の態様において、連続的に流下する原水に、稀塩酸電解物を連続若しくは間欠的に添加することを、本課題解決手段の第３の態様とした。
【００２５】
そして、前記第３の態様において、稀塩酸電解物の原水への添加が、まず、少量の流量の原水に稀塩酸電解物を添加し、前記稀塩酸電解物を添加した少量の流量の原水を、順次、前記少量の流量より大量の流量の原水に添加する手順で、前の段階より大量の流量の原水に、前の段階の添加後原水を添加する方法により、原水に稀塩酸電解物を添加することを、本課題解決手段の第４の態様とすることで本発明を完成した。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の効果は以下の通りである。まず、原水である、一般用水若しくは工業用水若しくは水道用原水若しくは海水若しくは温泉水若しくは温水若しくは廃水に、稀塩酸電解物を添加することにより、あらゆる目的の水の殺菌に利用でき、殺菌処理により危害物質を生成せず、大量の原水の処理にも対応でき、安全かつ安価に利用できる、原水殺菌方法を提供することを可能にした。
【００２７】
さらに、稀塩酸電解物を添加する前又は後の原水中の有効塩素濃度を測定し、稀塩酸電解物の添加量を制御することにより、適切な有効塩素濃度を維持しながら前述の効果を達成することを容易にした。
【００２８】
さらに、連続的に流下する原水に、稀塩酸電解物を連続若しくは間欠的に添加することにより、前２者の効果を保ちながら、連続的に水の殺菌を行うことを可能にした。
【００２９】
そして、稀塩酸電解物の原水への添加が、まず、少量の流量の原水に稀塩酸電解物を添加し、前記稀塩酸電解物を添加した少量の流量の原水を、順次、前記少量の流量より大量の流量の原水に添加する手順で、前の段階より大量の流量の原水に、前の段階の添加後原水を添加する方法により、原水に稀塩酸電解物を添加することにより、大量の水を連続的に殺菌する場合、前述の効果を保ちながら、原水と稀塩酸電解物の混合を効率よく行うことを可能にした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明の正しい理解に資するために、本発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するが、本記述の内容は本発明の範囲に関する記述ではない。
まず、本発明を適用する原水は殺菌を要する全ての水であり、一般的な純粋な水のみでなく、若干の溶質を含む水も含まれる。例えば、飲用水、工業用水、海水、雨水等の他、再生水、廃水、処理済廃水、冷却水、灌漑用水、水耕栽培水、船舶運搬用バラスト水等である。
【００３１】
稀塩酸の塩酸濃度は任意で利用できるが、電解の効率からは１％以上が良く、取扱いの安全や便宜性からは２０％以下が望ましい。電解には無隔膜の電解槽を用いるのが最適で、電極の結線方式は単極、複極の何れでも構わない。陽極側の電極に用いる触媒は塩素発生効率の高いもの、例えば酸化イリジウム、ルテニウムなどが適している。
【００３２】
原水中の有効塩素濃度を測定する方法は、連続的に測定できるものが適しており、ガルバニ電池方式や、ポーラログラフ式などが適している。プール等の貯留された原水を循環殺菌する場合は稀塩酸電気物を添加する前に測定し、浄水の殺菌のように一過的に流下する物は稀塩酸電気物を添加した後に測定するのが望ましい。
【００３３】
稀塩酸電解物の添加量は、測定値信号に応じた添加時間の制御による方法や電解物濃度の制御による方法のどちらも利用できる。連続的に流下する原水に、稀塩酸電解物を連続的に添加する場合は添加量の制御でも添加量を制御でき、間欠的に添加する場合は添加間隔を制御することもできる。連続的に流下する原水とは、配管中を流下する物、解放流路を流下する物のどちらでもよい。
【００３４】
極端に流量の違いのあるものをそのまま混合すると、均一化までに要する時間が長くなるので段階的に希釈していく方法が適している。混合比の目安としては２０倍程度を上限にするのがよい。また、均質混合を効率よく短時間で終わらせるために混合点の下流にスタティックミキサーなどを配設するのがよい。
【実施例１】
【００３５】
次に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。図１は本発明の実施例である、浄水の殺菌方法を説明するフロー図である。この方法を流れに沿って説明する。稀塩酸（６重量％）は稀塩酸タンク１に貯留されており、稀塩酸用ポンプ３（PassTool社製）によって電解槽４（PassTool社製）によって電解され、稀塩酸電解物流路５を経て、原水流路６に合一される。合一部の直後に配設されたスタティックミキサー７（PassTool社製）によって均一に混合され、殺菌された水は排出される。スタティックミキサーの下流には有効塩素センサー8（イワキ社製）が配設されており、測定信号はコントローラー１０に送られる。コントローラーでは、目標の有効塩素濃度と測定値が比較され、その差に応じた操作信号が生成されて、電解槽に直流電流を供給する電源１１（ASTEC社製）及び稀塩酸用ポンプを制御する。この装置を使って、浄水の殺菌を行っており、１２０００L/hの殺菌された浄水を生成している。殺菌浄水の残留有効塩素濃度は０．３ppmで、稀塩酸の平均的な消費量は１５０ml/h、基準電解条件は４．８V、６．５Aである。
【実施例２】
【００３６】
図２は、本発明の別の実施例である、遊泳プール水の殺菌方法を説明するためのフロー図である。このプールの水量は１５０ｔである。プール水はプール１２から、循環ポンプ１３によって吸い上げられ、フィルター１４を通り有効塩素センサー、稀塩酸電解物同一部及びスタティックミキサーを通り、循環ライン６でプールに戻される。プール水はターンオーバー比を５に維持するように、３０L/hの流速で循環されている。電解槽の能力は９V、４５Aで、稀塩酸は９重量％濃度を使用している。電解槽はオンオフ制御で、有効塩素センサーにおける有効塩素濃度が０．５ppmを下回ると電解槽を稼働させ、０．６ppmを超えると停止するように設定した。電解の運転条件は９V、３０Aで行った。この方法で殺菌されたプール水は常時、有効塩素濃度０．５ppm以上を維持し、大腸菌及びレジオネラ菌は検出されなかった。またトリハロメタンも検出限界以下であった。
【実施例３】
【００３７】
図３に示したのは、海水を殺菌する方法を説明するフロー図である。漁港に隣接した魚市場において、水揚げされた魚体の洗浄殺菌や、魚体に触れる搬送機械などを清掃殺菌するのに利用する水を生成するのが目的である。原水とする海水は汚れの少ない陸から離れた場所から取水し、予めろ過処理したものを使った。原水流量は５０t/hで、原水配管に分岐１５を設け、主配管にオリフィス１６を配置して、分岐配管に約５t/hの海水を流すようにした。さらに、主配管上にもスタティックミキサーを配設した。海水中に含まれる物質による塩素消費を補うために電解槽能力は９V、１３０Aを必要とした。有効塩素センサーは最終混合後の主配管上に配設した。この設備を９V 、９０Aで運転し、常時、有効塩素濃度１乃至２ppm、大腸菌陰性の海水を生成した。又、トリハロメタンの生成もなかった。９重量％塩酸の消費量は２．５L/ｈであった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】浄水の殺菌方法を説明するフロー図
【図２】遊泳プール水の殺菌方法を説明するフロー図
【図３】海水を殺菌する方法を説明するフロー図
【符号の説明】
【００３９】
２  稀塩酸供給ライン
９  信号配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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