(57)【要約】【目的】  簡単な構成でかつ廉価な運転費用で連続して流水を殺菌することができ、殺菌した水に人の健康に影響するような物質が残ることがない安全、廉価な殺菌装置を提供することを目的とする。【構成】  流水が流れる通水管１に注入器２を配設し、この注入器２に空気又はオゾン３を圧送する。空気又はオゾン３は散気板４を通過して分散され、通水管１の絞り込んだ部分で気液混合流水５となり、通水管１を隔てて配設された永久磁石８のN極６とS極７との間を通過することで活性化され、酸素ラジカルと反応してヒドロキシルラジカルとなって水自身を殺菌する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気注入器を用いて空気を注入して気液混合を行った直後の通水管を流れる水を、高密度な磁束線の中を通過させて、前記水を活性化させるとともに前記空気中の酸素を活性化させ、前記水と前記酸素との反応によって生じるＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）を用いて殺菌を行うことを特徴とする水の殺菌方法。
【請求項２】
オゾンを注入して気液混合を行った直後の通水管を流れる水を、高密度な磁束線の中を通過させて、前記オゾンの分解によって生成された活性酸素と前記磁束線によって活性化された前記水との反応によって生じるＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）を用いて殺菌を行うことを特徴とする水の殺菌方法。
【請求項３】
流水を流す通水管と、前記流水に加圧された空気又はオゾンを注入して気液混合を行う注入器と、前記通水管を隔ててそのN極とS極が対向された少なくとも１対の永久磁石とを具備し、
気液混合された前記流水および前記空気又はオゾンが前記永久磁石から発生される磁束線を直角によぎることによって活性化され、ＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）を形成して前記流水を殺菌することを特徴とする水の殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の殺菌方法とこの方法を実現する殺菌装置に関し、特に水自身を活性化してヒドロキシラジカル化することによって殺菌を行なう方法およびこの方法を実現する殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を殺菌する方法としては、化学的には塩素による方法、オゾンガスによる方法、次亜塩素酸ソーダなどの薬品による方法などが主なものであり、物理的には紫外線照射による方法、紫外線と光触媒による方法などが採用されていた。
しかし、塩素殺菌による残留塩素が人の健康に及ぼす影響は周知の通りで、原水の質によっては発がん物質であるトリハロメタンを発生する虞も有している。オゾン殺菌の場合は、水中におけるオゾンの分解速度が遅く、また充分に殺菌するためには高濃度のオゾンを注入する必要があるため、流水が装置を通過する時間内に分解されきれず、オゾンが残って残留オゾンの処理に手間がかかるという難点があり、一般での使用には問題が多い。さらに紫外線による殺菌方法は、紫外線発光源である照射管の寿命が８０００〜１２０００時間と限られているため、頻繁な取替えが必要で、運転費用が高価なものになるという問題がある。
従来例として、例えば、電解槽で次亜塩素酸を発生させて殺菌する方法（特許文献１参照。）、オゾン水供給装置を用いる方法（特許文献２参照。）、紫外線を発生するフラッシュランプを用いる方法（特許文献３参照。）、酸化還元加熱殺菌による方法（特許文献４参照。）などが報告されているが何れも装置が大規模であったり、運転費用が高価であるという問題を有している。
【特許文献１】特開２００４−２０２４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３３００５０号公報
【特許文献３】特開２００４−５７８４４号公報
【特許文献４】特開２００４−３３０１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の水の殺菌方法では、塩素やオゾンなどの薬品による殺菌方法では健康に影響を与える物質が水に残る虞があり、また紫外線を用いるなどの方法では運転費用が高価になるという問題があった。本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、比較的簡単な構成でかつ廉価な運転費用で、連続して流水を殺菌することができ、殺菌した水に人の健康に影響するような物質が残ることがない安全、廉価な殺菌方法とその殺菌方法を実現する装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明の請求項1の発明は、水の殺菌方法において、空気注入器を用いて空気を注入して気液混合を行った直後の通水管を流れる水を、高密度な磁束線の中を通過させて、前記水を活性化させるとともに前記空気中の酸素を活性化させ、前記水と前記酸素との反応によって生じるＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）を用いて殺菌を行うことを特徴とする。
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の請求項２の発明は、水の殺菌方法において、オゾンを注入して気液混合を行った直後の通水管を流れる水を、高密度な磁束線の中を通過させて、前記オゾンの分解によって生成された活性酸素と前記磁束線によって活性化された前記水との反応によって生じるＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）を用いて殺菌を行うことを特徴とする。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の請求項３の発明は、水の殺菌装置において、流水を流す通水管と、前記流水に加圧された空気又はオゾンを注入して気液混合を行う注入器と、前記通水管を隔ててそのN極とS極が対向された少なくとも１対の永久磁石とを具備し、  気液混合された前記流水および前記空気又はオゾンが前記永久磁石から発生される磁束線を直角によぎることによって活性化され、ＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）を形成して前記流水を殺菌することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上に述べたように、本発明の水の殺菌方法は、磁力と酸素との相乗効果によって水自身からＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）を形成し、このＯＨ-（ヒドロキシルラジカル）によって殺菌を行うので、簡単な構成でかつ廉価な運転費用で連続して流水を殺菌することができ、殺菌した水には人の健康に影響するような物質が残ることがないので、安全かつ廉価な殺菌方法とその殺菌方法を実現する装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明にかかる水の殺菌装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の水の殺菌装置の内部構造を示す一部透視斜視図である。また、図２はこの殺菌装置の一実施の形態の断面図である。図１及び図２において、符号１は通水管、符号２は注入器（エジェクター）、符号３は空気又はオゾン、符号４は散気板、符号５は気液混合流水、符号６は永久磁石のN極、符号７は永久磁石のS極、符号８はN極、S極一対の永久磁石、符号９はフランジ、符号１０は筺体である。
【００１０】
図１、図２に示すような構成で、通水管１の下部から流水を流し込み、注入器２へは空気又はオゾン３を圧送する。空気又はオゾン３は散気板４を通過して分散され、通水管１の絞り込んだ部分での水の流れによって生まれる負圧により流水と混合され、この混合で生まれた気液混合流水５が永久磁石８のN極６とS極７との間を通過する。すると、フレミングの法則にしたがって、起電流が気液混合流水５と直角方向に発生する。この起電流の強度Ｅは、N極６、S極７間の磁束密度Bと流水５の速度Vとに比例し、式（１）で表すことができる。
【００１１】
（数１）
E=ｋBV                                            （１）
ただし、Eは起電流の強度、ｋは定数、Ｂは磁束密度、Ｖは流水の速度である。
【００１２】
このようにして発生される起電流すなわち電子の流れによって、水は微弱な電気分解作用を呈し、水分子の双極性が高まり、水が還元力のあるものに活性化され、反応性の高いものになる。
一方、流水に含まれる空気中の酸素は電子受容体であり、基底状態の酸素Ｏ２は電子を受容することにより、式（２）に示すようにスーパーオキシドを経て活性酸素（一重項酸素、酸素ラジカル）を生成する。
【００１３】
（数２）
Ｏ２＋２ｅ-→Ｏ２-→Ｏ-＋Ｏ-                        （２）
【００１４】
また、オゾンＯ３は磁束線を通過の際に分解を早め、基底状態の酸素Ｏ２に遷移する過程で、式（３）に示すようにスーパーオキシドを生成し、さらに分解して活性酸素（一重項酸素、酸素ラジカル）を生成する。
【００１５】
（数３）
Ｏ３→Ｏ２-＋Ｏ-→Ｏ-＋Ｏ-＋Ｏ-                          （３）  
【００１６】
活性化され、還元力のある水は、この活性酸素と反応して式（４）に示すようにヒドロキシルラジカルＯＨ-を生成する。
これによって、流水は弱アルカリ化し、水と活性酸素による水自身の殺菌が可能になる。
【００１７】
（数４）
Ｈ２Ｏ＋Ｏ-→２ＯＨ-                                   （４）
【００１８】
上記の式中で、
Ｏ２          基底状態の酸素
Ｏ２-         スーパーオキシド
Ｏ-           活性酸素（一重項酸素、酸素ラジカル）
ＯＨ-        ヒドロキシルラジカル
である。
【実施例】
【００１９】
次に、以上に述べた本発明の水の殺菌装置を具体化した一実施の形態について説明する。この実施の形態は、図２の断面図に示すように、通水管１に注入器２をフランジ９で接続し、通水管１の左右に２対のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石をＮ極６とＳ極７が対向するように配設し、全体を筺体１０の中に収容した。
【００２０】
この実施例の仕様を表1に示す。なお、通水管１の内径に対して必要な永久磁石８の数が実験によりおおよそ決まっており、通水管１の内径が２０ｍｍφの場合で２対、２５ｍｍφの場合で３対、４０ｍｍφの場合で４対ぐらいが好ましい数である。また、散気板４にも受けられた空気吐出口の径は、細かい方が気泡の径が小さくなって気液混合し易いという面があるが、通過する空気の量が少なくなり、大きいと気泡の径が大きくなって気液混合し難いが、通過する空気量が増えるので、実験的に最適な値に決められる。
【表１】
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【００２１】
図３に、本実施の形態の水の殺菌装置を用いた水の殺菌処理システムの構成を示す。図３に示すシステム構成で水の殺菌処理を行い、殺菌処理結果の水と未処理の水とを対比した。図３の構成では水槽１１に未処理の原水１２を１００ｌ貯水し、内径２１．６φのステンレス管１３で配管し、途中に設けたポンプ１４によってこの原水１２を本実施例の水の殺菌装置１５に供給してこれを通過させて受水層１６に流し込む。本実施例の水の殺菌装置１５には別途エアーポンプ１７により空気が圧送される。
【００２２】
試験は本装置をワンパスした処理水を未処理の原水１２と比較して行う。比較した項目はつぎの通りである。
ＰＨ（Potential of Hydrogen）
酸化還元電位
一般生菌の数
大腸菌の数
レジオネラ菌の数
【００２３】
処理結果を表２〜表６に示す。
【表２】
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表２から分かるように、本実施例の水の殺菌装置を用いると、ＰＨは原水である水道水の７．１に対して、ワンパス処理で７．９とアルカリ側に変化しており、ヒドロキシルラジカルＯＨ-の発生が高いことを示している。
【００２４】
【表３】
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表３から分かるように、本実施例の水の殺菌装置を用いると、酸化還元電位は原水である水道水の２７２ｍVから、ワンパス処理で１９６ｍVと約７２％に低下する。これにより還元力が高まり、ヒドロキシルラジカルＯＨ-の発生が促進されることを示している。
【００２５】
【表４】
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表４から分かるように、本実施例の水の殺菌装置を用いると、港湾内の海水中に含まれている一般生菌の数が、１ｍｌあたり５２０個であったものがワンパス処理で８個と激減している。これにより、本装置の殺菌作用が優れていることが分かる。
【００２６】
【表５】
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表５から分かるように、本実施例の水の殺菌装置を用いると、浄化槽処理水中の大腸菌が本装置でのワンパス処理で完全に陰性になっており、これにより、本装置の殺菌作用が優れていることが分かる。
【００２７】
【表６】
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表６から分かるように、本実施例の水の殺菌装置を用いると、浴槽中にレジオネら菌が、当初１００ｍｌ中に１４０ｃｆｕ（colony forming unit）あったものが、ワンパス処理で検出されなくなっている。これにより、本装置の殺菌効果が非常に高いことが分かる。
【００２８】
以上、本発明を水の殺菌装置の実施例に沿って説明したが、この実施例に限られることなく本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更を有する水の殺菌装置もこの発明の対象とするものであり、さらに、この装置で用いられる水の殺菌方法も本発明の対象とするものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上に述べたように本発明は水の殺菌する方法とその装置に関し、特に浴用水や公衆浴場、湯沸し温泉、プール、魚介類の養殖場、貯水タンクの水や湯などを、連続的に効果的に殺菌することができるので、水などの液体を殺菌する広い分野での利用の可能性が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の水の殺菌装置の内部構造を示す一部透視斜視図である。
【図２】本発明の水の殺菌装置の一実施の形態の断面図である。
【図３】本発明の水の殺菌装置を用いた水の殺菌処理システムの構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    通水管
２    注入器（エジェクター）
３    空気又はオゾン
４    散気板
５    気液混合流水
６    永久磁石のN極
７    永久磁石のS極
８    永久磁石
９    フランジ
１０  筺体
１１  水槽
１２  未処理の原水
１３  ステンレス管
１４  ポンプ
１５  水の殺菌装置
１６  受水槽
１７  エアーポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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