(57)【要約】【課題】被処理水に次亜塩素酸塩溶液を注入して処理水の残留塩素濃度を安定かつ確実に目標濃度に維持することができる次亜塩素酸塩注入装置を提供する。【解決手段】被処理水流量を計測する流量計１と、次亜塩素酸塩溶液を貯留する貯留槽２と、貯留槽２の次亜塩素酸塩溶液を被処理水に注入する薬注ポンプ３と、次亜塩素酸塩溶液の注入量を、目標残留塩素濃度と、流量計１で計測された計測値と、注入する次亜塩素酸塩溶液の次亜塩素酸塩濃度とから演算して求め、この注入量に基き、薬注ポンプ３を制御する演算・制御ユニット６を有する次亜塩素酸塩注入装置。次亜塩素酸塩溶液の次亜塩素酸塩濃度は貯留時間と貯留温度に基いて演算により求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に次亜塩素酸塩溶液を注入して水中の残留塩素濃度を目標濃度に維持する次亜塩素酸塩注入装置において、
被処理水流量を計測する流量計と、次亜塩素酸塩溶液を貯留する貯留槽と、該貯留槽の次亜塩素酸塩溶液を前記被処理水に注入する注入手段とを有すると共に、
該次亜塩素酸塩溶液の注入量Ｙを、目標残留塩素濃度ＳＰと、前記流量計で計測された計測値Ｘと、注入する次亜塩素酸塩溶液の次亜塩素酸塩濃度Ｑとから演算して求める演算部と、
求められた次亜塩素酸塩溶液の注入量に基き、前記注入手段を制御する制御部とを有することを特徴とする次亜塩素酸塩注入装置。
【請求項２】
請求項１において、前記注入する次亜塩素酸塩溶液の次亜塩素酸塩濃度は、前記貯留槽における次亜塩素酸塩溶液の貯留時間及び貯留温度に基いて演算して求められることを特徴とする次亜塩素酸塩注入装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、次亜塩素酸塩溶液が添加された水の残留塩素濃度を計測する残留塩素計を備え、前記演算部は、計測された残留塩素濃度ＳＰと目標残留塩素濃度ＰＶとの差分濃度に基き補正注入量αを演算すると共に、前記次亜塩素酸塩溶液の注入量Ｙに、該補正注入量αを加減して次亜塩素酸塩溶液の注入量Ｙ’を求め、前記制御部は、求められた次亜塩素酸塩溶液の注入量Ｙ’に基き、前記注入手段を制御することを特徴とする次亜塩素酸塩注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品用水や飲料用水などの用水に、殺菌剤としての次亜塩素酸塩溶液を注入して、水中の残留塩素濃度を目標濃度に維持する次亜塩素酸塩注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品用水や飲料用水などの用水系では、微生物の繁殖を抑制するために、用水に次亜塩素酸塩溶液を注入して殺菌処理することが行われている。この際、用水流量に応じて次亜塩素酸塩溶液注入量を増減するが、単に用水流量に応じて次亜塩素酸塩溶液注入量を制御するのみでは、必ずしも所望の残留塩素濃度とすることはできない。これは被処理水の水質や外部環境によって、注入された塩素が消費されたり、消失したりするためである。このため、次亜塩素酸塩溶液注入後の処理水中の残留塩素濃度を計測し、この計測値から次亜塩素酸塩溶液注入量を、その都度手動調整する定量注入か、或いはＰＩＤ制御することが行われている（例えば、特開平２−１８７１８８号公報）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−１８７１８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手動調整による定量注入では、流量の変化、次亜塩素酸塩溶液の濃度変化に追従できず、処理水の残留塩素濃度の変化に対して、人の判断により次亜塩素酸塩溶液の注入量を変える必要があり、適正な薬注制御を行うことができない。
【０００５】
一方、ＰＩＤ制御では、残留塩素計への処理水の到達速度に左右され、到達速度が遅いと、それに伴い制御の応答も遅れ、処理水の残留塩素濃度がハンチングし易くなることから、処理水の残留塩素濃度を目標濃度に維持することが難しい。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決し、処理水中の残留塩素濃度を安定かつ確実に目標濃度に維持することができる次亜塩素酸塩注入装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の次亜塩素酸塩注入装置は、被処理水に次亜塩素酸塩溶液を注入して水中の残留塩素濃度を目標濃度に維持する次亜塩素酸塩注入装置において、被処理水流量を計測する流量計と、次亜塩素酸塩溶液を貯留する貯留槽と、該貯留槽の次亜塩素酸塩溶液を前記被処理水に注入する注入手段とを有すると共に、該次亜塩素酸塩溶液の注入量Ｙを、目標残留塩素濃度ＳＰと、前記流量計で計測された計測値Ｘと、注入する次亜塩素酸塩溶液の次亜塩素酸塩濃度Ｑとから演算して求める演算部と、求められた次亜塩素酸塩溶液の注入量に基き、前記注入手段を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【０００８】
通常、殺菌処理を行う場所に、市販の次亜塩素酸塩溶液（例えば、１２％濃度）がローリー車で運搬され、貯留槽に納められる。貯留槽の次亜塩素酸塩溶液は薬注ポンプ（例えば、パルスポンプ）を介して被処理水に注入される。貯留槽内の次亜塩素酸塩溶液は連続的又は間欠的に被処理水に注入され、槽内溶液が所定量以下に減少するとローリー車で次亜塩素酸塩溶液が補給される。この補給の頻度は注入量等によって様々であるが、例えば１週間毎に行われる。次亜塩素酸塩溶液中の次亜塩素酸塩は、貯留槽に貯留されている間に、揮散や分解によって消失し、次亜塩素酸塩濃度が低下する。この貯留中の次亜塩素酸塩の消失率は、貯留槽における貯留時間（滞留時間）とその温度で概ね決まる。
【０００９】
本発明では、この次亜塩素酸塩溶液の次亜塩素酸塩濃度の低下を計算式から求め、算出された次亜塩素酸塩濃度に基いて、被処理水に注入する次亜塩素酸塩溶液量を比較的正確に求めることができる。そして、この算出された注入量が適正であることから、処理水の残留塩素濃度を目標濃度に維持することができる。
【００１０】
なお、比較的清澄な、水質がほぼ一定の用水を次亜塩素酸塩溶液で殺菌する場合は、水系内での塩素の消耗度はほぼ一定であるから、被処理水流量に応じて薬注量を制御すれば、残留塩素計を用いることなく、処理水の残留塩素濃度をほぼ一定の目標濃度に維持することができる。しかし、水質や水系の温度変動を伴うとき、或いはより残留塩素濃度を正確に維持する必要がある場合には、残留塩素計を処理水系に設置して残留塩素濃度を測定し、又は処理水の一部をサンプリングして残留塩素濃度を測定し、目標残留塩素濃度と差が生じた場合に、その濃度差を補正するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の次亜塩素酸塩注入装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の次亜塩素酸塩注入装置の実施の形態を示す系統図である。
【００１３】
この次亜塩素酸塩注入装置は配管１１から流入する被処理水に貯留槽２内の次亜塩素酸塩溶液を薬注ポンプ３により注入し、ラインミキサー４で混合した後、処理水を配管１２より排出するものである。被処理水の流入配管１１には被処理水の流量を計測する流量計１が設けられている。また、処理水の排出配管１２には、処理水の一部を分取して、その残留塩素濃度を測定する残留塩素計５が設けられている。６は演算・制御ユニットであり、流量計１の計測値と、残留塩素計５の計測値が入力されると共に、貯留槽２における次亜塩素酸塩溶液の貯留時間と貯留温度も入力されている。演算・制御ユニット６では、これらの入力情報に基いて次亜塩素酸塩溶液の注入量を演算により求め、求められた注入量に基いて、薬注ポンプ３に薬注量の制御信号を出力する。
【００１４】
演算・制御ユニット６には、被処理水の流量と次亜塩素酸塩溶液（以下「ＮａＣｌＯ液」と称す。）の次亜塩素酸塩濃度（以下、単に「ＮａＣｌＯ濃度」と称す。）とに基いて次亜塩素酸塩溶液の注入量を算出するための基本式として、下記（１）式が設定されている。なお、下記（１）式について、単位換算を行ったものが下記（１Ａ）式である。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
上記基本式よりＮａＣｌＯ液注入量を求める演算式は下記（２）式の通りである。なお、下記（２）式について単位換算を行ったものが下記（２Ａ）式である。
【００１７】
【数２】
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【００１８】
ところで、前述の如く、貯留槽２内のＮａＣｌＯ液は、連続的又は間欠的に被処理水に注入されることにより、貯留槽２内のＮａＣｌＯ液量が低減するため、この貯留槽２には、ＮａＣｌＯ液がローリー車により運搬されて補給される。このＮａＣｌＯ液の補給の都度、貯留槽２内のＮａＣｌＯ濃度が変化するため、貯留槽２内のＮａＣｌＯ濃度は、下記（３）式により算出する必要がある。
【００１９】
【数３】
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【００２０】
また、貯留槽内のＮａＣｌＯ濃度Ｑ（重量％）は、貯留槽内での貯留時間と貯留温度により変化し、ＮａＣｌＯ濃度の変化により、ＮａＣｌＯ液の比重Ｚ（ｇ／Ｌ）も変化することから、貯留温度（ここでは気温を貯留温度とした）として、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃の各温度をとり、下記（４ａ）〜（４ｆ）の時間と温度との関係式から、ＮａＣｌＯ濃度Ｑ（重量％）を決定する。
【００２１】
［ＮａＣｌＯ液の貯留温度と貯留時間より、ＮａＣｌＯ濃度Ｑ（重量％）を求める式］
１５℃：Ｑ（重量％）＝−０．０１３×Ｈ＋Ｑ０    …（４ａ）
２０℃：Ｑ（重量％）＝−０．０３３×Ｈ＋Ｑ０    …（４ｂ）
２５℃：Ｑ（重量％）＝−０．０６６×Ｈ＋Ｑ０    …（４ｃ）
３０℃：Ｑ（重量％）＝−０．１４１×Ｈ＋Ｑ０    …（４ｄ）
３５℃：Ｑ（重量％）＝−０．１９６×Ｈ＋Ｑ０    …（４ｅ）
４０℃：Ｑ（重量％）＝−０．４２９×Ｈ＋Ｑ０    …（４ｆ）
Ｈ  ：ＮａＣｌＯ液の貯留時間（ｈｒ）
Ｑ０：ＮａＣｌＯ液の初期濃度（重量％）
（初期濃度は、前記（３）式で求めたＮａＣｌＯ液補給後の貯槽内のＮａＣｌＯ液のＮａＣｌＯ濃度に相当する。）
【００２２】
ＮａＣｌＯ濃度からＮａＣｌＯ液の比重Ｚ（ｇ／Ｌ）を求める式は下記（５）式の通りである。なお、下記（５）式について単位換算を行ったものが下記（５Ａ）式である。
【００２３】
ＮａＣｌＯ液の比重：
Ｚ（ｇ／Ｌ）＝０．０１６Ｑ（重量％）＋１．００４          …（５）
Ｚ（ｇ／Ｌ）＝０．０１６Ｑ×１０−２＋１．００４          …（５Ａ）
【００２４】
従って、上記（４ａ）〜（４ｆ）式から求めたＮａＣｌＯ濃度Ｑ（重量％）と、このＮａＣｌＯ濃度Ｑ（重量％）から上記（５）式より求めたＮａＣｌＯ液の比重Ｚ（ｇ／Ｌ）とを、前記（２）式に代入して、ＮａＣｌＯ液の注入量は、下記（６）式で求めることができる。なお、下記（６）式について、単位換算を行ったものが下記（６Ａ）式である。
【００２５】
【数４】
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【００２６】
上記（４ａ）〜（４ｆ）式により貯留温度と貯留時間で補正したＮａＣｌＯ濃度を、上記（６）式（（６Ａ）式）に代入して求めたＮａＣｌＯ液注入量に基いて、ＮａＣｌＯ液の薬注制御を行うことにより、処理水の残留塩素濃度を目標濃度に維持することができるようになる。
【００２７】
しかし、このように貯留温度と貯留時間で補正したＮａＣｌＯ濃度に基いてＮａＣｌＯ液の薬注制御を行った場合であっても、残留塩素計で計測される処理水の残留塩素濃度と目標濃度とに差が生じる場合がある。この場合には、以下のようにして補正を行う。
【００２８】
即ち、まず、前記（６）式（（６Ａ）式）で求めたＮａＣｌＯ液注入量Ｙに対する補正注入量をα（ｍＬ／ｍｉｎ）とし、この補正注入量α（ｍＬ／ｍｉｎ）を、目標残留塩素濃度ＳＰ（ｍｇ／Ｌ）に対して、残留塩素計で計測された実際の残留塩素濃度ＰＶとの差ＳＰ（ｍｇ／Ｌ）−ＰＶ（ｍｇ／Ｌ）を仮の目標残留塩素濃度ＳＰ’（ｍｇ／Ｌ）とし、この目標残留塩素濃度ＳＰ’（ｍｇ／Ｌ）とするためのＮａＣｌＯ液注入量として、前記（６）式（（６Ａ）式）に基いて、下記（７）式により求める。なお、下記（７）式について、単位換算を行ったものが下記（７Ａ）式である。
【００２９】
【数５】
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【００３０】
このようにして求めた補正注入量α（ｍＬ／ｍｉｎ）と前記ＮａＣｌＯ液注入量Ｙ（ｍＬ／ｍｉｎ）とから、残留塩素濃度の実測値で補正したＮａＣｌＯ液注入量Ｙ’（ｍＬ／ｍｉｎ）は下記（８）式で求めることができる。なお、下記（８）式について、単位換算を行ったものが下記（８Ａ）式である。
【００３１】
【数６】
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【００３２】
なお、図１に示す次亜塩素酸塩注入装置の構成及び前述の演算式は、本発明の次亜塩素酸塩注入装置の実施の形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
【００３３】
例えば、被処理水への次亜塩素酸塩溶液の添加混合手段は、ラインミキサーに限らず、混合槽を設けたものであっても良く、また、ラインミキサーを省略し、単に送水配管に次亜塩素酸塩溶液を注入するものであっても良い。
【００３４】
また、前述の演算式（４ａ）〜（４ｆ）では、予め設けた６点の気温における貯留時間とＮａＣｌＯ濃度との関係式から、ＮａＣｌＯ濃度を算出するが、ＮａＣｌＯ液の貯留槽に温度計を設け、この温度変化に応じて算出式を替えて正確にＮａＣｌＯ濃度を算出するようにしても良い。また、１日１回の温度値入力や、貯留槽へのＮａＣｌＯ液の補給時毎に平均気温から温度値を入力する簡便な方式であっても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の次亜塩素酸塩注入装置によれば、被処理水に次亜塩素酸塩溶液を注入して処理水の残留塩素濃度を安定かつ確実に目標濃度に維持することができる。このため、次亜塩素酸塩溶液の過剰注入による薬剤の無駄や残留塩素による機器の劣化、或いは過少注入による殺菌不良、微生物の繁殖を防止して、食品用水や飲料用水等の用水を確実に殺菌処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の次亜塩素酸塩注入装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１  流量計
２  貯留槽
３  薬注ポンプ
４  ラインミキサー
５  残留塩素計
６  演算・制御ユニット
【図１】
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