(57)【要約】【課題】水棲生物による監視付飲料水供給方法及びそのシステムの提供。【解決手段】原水より飲料用水への処理或いは配水経路に、急性毒物などの有害物質の監視判定に供する水棲生物によるバイオアッセイシステムを備え、該システムの可判定には処理水を優先的に単独供給、或いは共用可能な上水との複合供給し、該システムによる不可判定時には上水のみを自動的に独立供給とする有害物質監視付飲料水の供給方法及びそのシステムにある。このシステムを有効に運営する為に、市水などの上水路を除き着水路及び／又は処理水路に設けられる緊急事態に対応する安全確認貯留タンクを介し、安全な水のみを選別しながら移送せしめることを本発明の特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系内外からの原水より発する少なくとも一種の飲料用水への処理或いは配水経路に於いて、少なくとも一段の有害物質の監視判定に供するバイオアッセイ向け水棲生物飼育水槽を備え、バイオアッセイシステムの可判定に基ずきこれを優先的に単独供給、或いは共用可能な上水との複合供給、並びに該システムによる不可判定時には上水のみの独立供給のいずれかを選択し、上水を除き着水路及び／又は処理水路に設けられた安全確認貯留タンクを介し水移動せしめることを特徴とする有害物質監視付飲料水供給方法。
【請求項２】
該水棲生物飼育水槽を着水路と処理水路のいずれにも設けることを特徴とする請求項１記載の有害物監視付飲料水供給方法。
【請求項３】
該系内外からの原水として井戸水で有ることを特徴とする請求頃１ないし２記載の有害物監視付飲料水供給方法。
【請求項４】
該判定が飲料不可時に、上水のみの独立供給に切り替えて送水することを特徴とする請求頃１ないし３記載の有害物監視付飲料水の供給方法。
【請求項５】
該安全確認貯留タンクの実効容量を、時間当り採水水量の０．０５ないし５倍とすることを特徴とする請求頃１ないし４記載の有害物監視付飲料水の供給方法。
【請求項６】
上記請求項１ないし５の何れかを採用することを特徴とする有害物監視付飲料水の送水システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料水原水である井戸水或いは着水井に急性毒物などが混入した場合、飲料水として供給する前に系内処理工程に於いてこれを検知し、安全対策をする有害物監視付飲料水の供給方法及びそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料水として使用される原水は、従来河川水や伏流水などに代表される表流水系や井戸水などによる地下水系が主要な水源である。これらの原水には毒物が混在していない事が絶対条件であり、水道給水の水質基準によっても有害物の含有に対するチェック規定が詳細になされている。
例えば、細菌による病原生物、シアンなどの無機物質や重金属類、トリクロロメタンなどの副生産物、その他農薬類などを含む４６項目の基準値が制定されている。
【０００３】
更に、これら以外に「水道水の監視項目」として３３項目が定められて居て、人間の将来に掛けてのケアーにも尚いっそうの安全性が呼びかけられている。
ところが、最近では緊急事態の発生による工場廃水や農薬などの有害物質の流入による突然の汚染、テロなどの人為的起因での急性毒物汚染などからの飲料水の安全確保についても真剣に取り組む体制が望まれている。
この様な要望に応えるために、一つの対策手段としてバイオアッセイシステムによる監視装置の発表が多く見られる。
【０００４】
以前より人体に有害な毒物検査には、導入原水自体にて川魚や金魚などを常時飼育し、その水棲生物の死や異常現象を監視員が目視観察する手法が採られていたが、最近の手法ではこれらの画像を電気信号に変換した情報に元ずく解析が進み、その成果を盛り込んだ監視装置を通じて水質異常を監視するに至っている。
古くは、例えば特開昭６３−３０７３５８号公報にも紹介される如く、浄水場や下水処理場の流入中及び処理水中で飼育する複数の生物を画像監視してその個体の行動を監視して水質の異常を検出する方法が発表されている。
また、特開昭６３−２１３０８０号公報には毒物の検出に生物郡の行動パターンを画像技術にて研究解析する装置が示されている。
【０００５】
上記の情報などは、水棲生物を毒物の監視に活用する初期的段階の報告の一部と位置付けされるが、爾来数多くの関連発明が発表されて今日に至っている。
これらはいずれも急性毒物の監視として採用されている手段であるが、これ以外に飲料水本来の水質保持基準として前述した通り、厳密な各種水質検査が義務付けられている。
現在では、産業の多様化に関連し急性毒物の対象範囲も広く、半導体工場や液晶工場などのケミカルハザードにも関連し緊急時の微量化学物質汚染問題にも意を用いる必要性が有る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様な状況を念頭にし、本発明では既に稼動中の配水設備にも適応出来、且つ新規な設備にも対応可能な方式を提供することを目的とした。
本発明の方式によれば、例えば飲料水への製水が可能な原水として利用出来る井戸水やその他工業用水など、全ゆる未処理の飲料水用原水を対象とするが、原水中への急性毒物の混入監視に常時対応出来る飲料水の供給システムの提供を課題とする。
また、本発明ではその他飲料水の原水として適質であれば一旦汲み上げられた井水、或いはそれらの処理水、更にはそれらの戻り水なども対象とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、このような観点から上記目的を達成するため鋭意研究し、現在に於いて有効に活用可能なバイオアッセイシステムを組み込んで作動する水棲生物による監視付飲料水供給方法及びそのシステムを開発する事によって、本発明の目的を達成出来ることを見出した。
このためには、有効なバイオアッセイシステムを原水の着水路及び／または処理水路に組み込み、その作用効果を適切に活用出来る工程の管理体制を作り上げる事に在った。
この結果、急性毒物を主体とする原水の異常汚染に対抗して、常に安定して水質を飲料水のレベルに保持し、精密な水質管理を行えば確実に達成出来ることを見出し本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明の要旨とするところは、系内外からの原水より発する少なくとも一種の飲料用水への処理或いは配水経路に於いて、少なくとも一段の有害物質の監視判定に供するバイオアッセイ向け水棲生物飼育水槽を備え、バイオアッセイシステムの可判定に基ずきこれを優先的に単独供給、或いは共用可能な上水との複合供給、並びに該システムによる不可判定時には上水のみの独立供給のいずれかを選択し、上水を除き着水路及び／又は処理水路に設けられた安全確認貯留タンクを介し水移動せしめることを特徴とする有害物質監視付飲料水供給方法及びそのシステムにある。
【０００９】
本発明に於いて、少なくとも一段の有害物質の監視判定に供するバイオアッセイ向け水棲生物飼育水槽とは、この水槽に直接検水を通水して生物センサとして適当種の水棲生物を飼育する。場合によっては、一種類の魚類などでは判定に対する情報が不足する時は、複数の異なる生物センサを同一水槽或いは異なる水槽にて一段或いは数段に重ねて通水する如き態様を示したものである。
又、場合により環境条件を変化せしめて設営する場合も在り、一段或いは数段の異なる生物センサを採用するなど、必要に応じ多段の監視判定を含むことを示唆しているものである。
本発明に於いて、一旦バイオアッセイ向け水棲生物飼育水槽に供した夫々の試験水は原則として再利用せずに廃棄する。
【００１０】
本発明に於いて、飲料水用原水としては特に限定されないが、主として設備場所に近接して設営された井戸水を系内とすれば、それ以外に他場所より搬入された飲料水化可能な水を系外とし何れも本発明の対象と出来る。
本発明で採用する事の出来るバイオアッセイシステムは、特に限定されるものではなく、少なくとも水道法２３条に照し適法で有れば良い。又、確実に水中の急性毒物を把握できる生物センサを採用して稼動する信頼出来るもので有れば何れの方式をも本発明の対象と出来る。
更に、センサデバイスとしての魚種は必要に応じ選択するものとするが、とりわけ単独では毒物反応に最適と発表されている如くヒメダカ類が好ましい。
【００１１】
メダカ類は日本を含め複数の国に跨り多くの種類が生息するが、その中でも日本メダカが好ましい。日本メダカにも種類がありヒメダカ種はその中の一種であり、従来から急性毒性テストなどに汎用され生物センサとしての定評がある。
本発明に於ける原水より製水して得られた飲料水は、是を単独に他に優先して配水されるのが原則であるが、必要に応じ配水槽内にて共用可能な上水と混合して飲料に供される場合もある。
尚、原水より製水するに際し、原水の水質により簡単なろ過のみで飲料適性水となる場合にはその後の特別の水処理を必要としない場合もある。
【００１２】
本発明ではバイオアッセイシステムによる急性毒物の検出により、飲料不可判定時にはその指令に基ずき系内に於ける原水からの製水機能及びその処理水の配水機能を全面的に停止し、必要に応じ警報を発し手動にて或いは設定に基ずき自動的に上水のみの独立供給に切り替える事が出来る。
この後の処置は、緊急事態の確認と綿密な状況解析並びに製水機器などの洗浄その他現状復帰に向けての適切な対処を行う事になる。この間は、上水のみの独立供給が行えるので実際の配水に支障は無い。
【００１３】
本発明では、原水の取水源を主として常時上水以外に専用井戸水の如く自家水源よりの取水を優先とするが、その主要な理由として良質の地下水が活用出来、需要者に求められれば更に必要に応じ高度処理を施して飲料用機能水と加工出来る利点がある。
又、水源が近接して確保出来、災害時における導水本管の破損による断水の影響をも出来るだけ低減出来る可能性が期待出来る。
場合により、自家水処理体系により設営された造水プラントであるので、外部よりの安全な搬入水であれば、これを原水として受け入れる事も容易である。
この処置は、水源確保を多元化することにより、緊急時の飲料水入手経路の容易化と拡大、ひいては災害時の飲料水確保対策としても有効に活用可能である。
【００１４】
本発明に於いて、系内外からの原水より発する少なくとも一種の飲料用水への処理する方法は、現在用いられている公知の井戸水などからの飲料水への製水処理方式及びその配水方式を援用する。
例えば、井戸より汲み上げられた原水は必要に応じ、水質の調整並びに砂ろ過或いは塩素消毒等が為される。場合により、更に精密なろ過を行うケースもある。
また、原水の水質次第では製水工程で次亜塩素酸ソーダ溶液の滴下による遊離塩素方式の酸化処理よりもオゾン酸化処理或いはＵＶ処理が好ましい。更に、活性炭吸着処理などの付帯的処理が必要な場合も発生する。
【００１５】
通常の砂ろ過工程以外に設けられる精密ろ過ユニットとしては、各種ろ過方式が採用可能で精密級の微細孔ろ過膜を主体とした濾材が用いられる。
ろ材の原材料であるろ過膜の代表として有機膜ではポリスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリルなどの素材を使用し、０．０５ないし０．３ミクロンの微細孔を有する各種中空糸膜やメンブレン膜などである。
【００１６】
本発明では、急性毒物による原水の汚染をいち早く原水の段階で察知するために、常時バイオアッセイに原水を導入して監視し、その同じタイミングにて連動し安全確認貯留タンクにも原水を貯留する。
本発明で安全確認貯留タンクを設ける理由は、常時バイオアッセイによる安全確認を有効に反映するために設けるもので、安全の確定した水を確実に通水する手段である。この体制は原水の着水時と飲料水となった最終処理水を移送する配水槽に送水前の少なくとも２回行うのが最も好ましい。但し、条件により最初の原水段階に於ける１回とする事が出来る。
【００１７】
この際の安全確認貯留タンクの容量として、生物センサの種類により毒物への感受性が必ずしも一律では無いが、本発明者等の検討によると、主として従来より把握されている急性毒物の代表例として、青酸カリ１００ｍｇ／Ｌの濃度における滞留反応時間を基準として、安全範囲を加味して最悪の条件を３分とし、それ以上５時間程度に基準を置いている。
この設定は、急性毒物の種類により変化させる事が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以上に述べた本発明の水棲生物による監視付飲料水供給方法を、テスト実施した事例に基づきその代表例の構成を示すと図１のとおりである。
図１は、実施例を示すもので本例では井戸水を原水とした浄水機構及び配水の模式図を示している。
以下、本発明の実施の形態を図１を参照し具体的に説明する。
【００１９】
本例では、井戸水を原水として受け入れ原水ライン▲１▼より直接警報及び異常検知付きバイオアッセイＢ槽と移動原水ライン▲２▼を通じて第一安全確認貯留タンクＣに導入される。タンクＣは内部が二室に仕切られ、移動原水ライン▲２▼より通水される原水は、安全確認の為に一定の時間ごとにバルブの開閉が切り替えられ、切られた一方のタンクに貯留される。
この時、他方の仕切りタンクに貯留された安全確認済みの原水は原水着水槽Ｄへ移送される。
【００２０】
これらの操作は、予め定められたプログラムに基ずき電磁バルブの開閉により自動的に行われる。即ち、電磁バルブＶ１とＶ３、Ｖ２とＶ４は夫々連動して作動して開閉し、バイオアッセイＢの着水路毒物判断Ｋ１が異常となれば電子指令によりバルブが一切閉となり自動的に原水供給が停止して市水ライン▲８▼より上水が供給される体制に切り替わる。
【００２１】
原水着水槽Ｄに貯留された原水は、バイオアッセイＢにより急性毒物が検知されなかった原水で、その後確認原水ライン▲３▼を通して途中塩素注入槽Ｅより次亜塩素酸ソーダ液注入ライン▲１１▼通じて次亜塩素酸ソーダ溶液のインライン注入を受けながら砂ろ過塔Ｆを通過してろ過され、第一次処理水となる。
続いて、第一次処理水は砂ろ過水ライン▲４▼を通じて精密ろ過工程である膜ろ過設備Ｇへ通水する。この後、膜ろ過水ライン▲５▼を通じ一部はバイオアッセイＢと移動膜ろ過水水ライン▲６▼を通じて第二安全確認貯留タンクＨに移送される。
【００２２】
タンクＨは内部が二室に仕切られ、移動膜ろ過水ライン▲６▼より通水された第二次処理水は一定の時間ごとにスイッチされ、仕切られた一方のタンクに貯留する。
この間、他方の仕切りタンクに貯留された第二次処理水は、確認処理水ライン▲７▼を通じ途中水中の遊離塩素の濃度を常時残塩計Ｉにてチェックの上、配水槽Ｊへ移送される。
これらの操作は、予め定められたプログラムに基ずく電磁バルブの開閉により自動的に行われる。即ち、電磁バルブＶ５とＶ７、Ｖ６とＶ８は夫々連動して開閉し、バイオアッセイＢの処理水路毒物判断Ｋ２の異常を示す電子指令によりバルブが一切閉となると自動的に第二次処理水の供給が停止する。
【００２３】
この配水槽Ｊに貯留された第二次処理水は、バイオアッセイＢにより急性毒物が検知されなかった飲料水で、その後ライン▲１２▼を通して飲料水需要口に送水される。
正常時には、飲料水ライン▲１２▼より送水される飲料水は、本発明の模式図に示される通り採水原水を起点とした処理水を単独使用する。
しかしながら、着水路及び／又は処理水路に設けたバイオアッセイシステムの監視体制下、夫々Ｋ１及びＫ２が異常警告となれば製水ラインが自動的に停止し配水槽Ｊに設営されている市水ライン▲８▼より上水を導入する。この操作は、手動にて行うことも可能であるが、通常は予めプログラムされて電磁バルブＶ９が自動的に作動して開く。
【００２４】
バイオアッセイＢの着水路毒物判断Ｋ１が異常時には、系内で最初に汚染されるのは第一安全確認貯留タンクＣトなる。この際は、仕切られた何れの側も夫々ドレンバルブＶｅ１或いはＶｅ２によりドレン水ライン▲９▼にて廃棄水並びに洗浄水の排出が出来る。
更に、同様に第二安全確認貯留タンクＨについても、ドレンバルブＶｅ３或いはＶｅ４によりドレン水ライン▲１０▼にて廃棄並びに洗浄水の排出が出来る。特に、状況によるがバイオアッセイＢの処理水路毒物判断Ｋ２の異常となると、タンクＨ内のみならず系全体の詳細な点検と洗浄が必要となる。
【００２５】
上記のテスト設営に基ずき、此れを活用して以下の通り本発明を実施した。
【実施例】
実施例１
図１に示す原水として井戸水をポンプにて１０Ｌ／分に送水し、その内１Ｌ／分を手製のバイオアッセイＢに分流した。容量１００Ｌの第一安全確認貯留タンクＣを各５０Ｌに仕切り各仕切り槽に夫々注水して満杯とした。
容量７０Ｌの原水着水槽Ｄを設け、是に安全確認済みタンクＣの一方の原水を移送して貯留しながら、この槽よりポンプにて途中塩素注入槽Ｅより６％の次亜塩素酸ソーダ溶液を遊離塩素として２ｍｇ／Ｌ程度にコントロールしながら砂ろ過塔Ｆへ送水した。砂濾過塔には粒度の異なる３種類のアンスラサイトを主体とし、ろ材高さを６０ｃｍ厚に充填した。通水速度は、ＬＶ１０ｍ・ｈとして第一次処理水を得た。
【００２６】
更に、第一次処理水を三菱レイヨン製ステラポアー、ポリエチレン中空糸膜を備えた膜ろ過設備にてろ過速度を使用した膜の標準値である０．０５ｍ３／ｍ２・ｈとして通水し第二次処理水を得た。この処理水は一部を原水路と同じ要領でバイオアッセイＢに分流した。この際、生物センサへの残留塩素の影響を緩和する為にチオ硫酸ソーダ溶液で塩素分を還元した。
第二次処理水の主流は、第二安全確認貯留タンクＨに移動して夫々の仕切りタンクを満杯にした。
この槽よりポンプにて送水し、途中残塩計として笠原理化工業株式会社製、無試薬型ポーラロ式遊離残留塩素計ＲＣ−３０１Ｚにて塩素濃度０．８ｍｇ／Ｌ、横河電機製ｐＨメーターにてｐＨ値は８．１である事を確認しながら配水槽Ｊに移送した。
【００２７】
この状態で約５時間、着水路及び処理水路に設けた手製のバイオアッセイＢに付随する実容量１０Ｌの試験水槽に市販のヒメダカを夫々１０匹ずつ入れて運転を続けた。着水路に設けたバイオアッセイの水槽に、青酸カリ１０００ｍｇ／Ｌ濃度に溶解した青酸カリ溶液をマイクロシリンジにて徐々に注入した所、約２０分後に全てのメダカが死亡した。この時の試験槽内の青酸カリ濃度は、１０５ｍｇ／Ｌであった。
テストのため、手動にてリレー回路を作動させ全ての電磁バルブを閉じ、ポンプを停止し市水バルブを開いて上水を配水槽に導水した。
以上はテストケースとして実施したが、実機を想定した計画であり、全て設定どおりに作動し本発明の目的を達成できた。
【００２８】
本発明の第一の特徴は、原水を受け入れる段階にてその着水路にバイオアッセイを設け急性毒物の流入をチェックし、その取水した原水の安全を確認した分を川下に流下するように設定した点にある。
もしも、水質に異常を感知してもこの措置が為されなければ、既に流下した分の処置が出来ないが、本発明の方法ではこのような問題を解決できる。
本発明の第二の特徴は、もしも更に安全を確認する為に処理水路側にもバイオアッセイを設営し、最終的に飲料水として配水する前に処置が出来る点にある。
本発明の出現により、飲料水の安全対策を一段と確実になるものと期待出来る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、例えば井戸水やその他飲料水として利用可能な工業用水の如き、原水よりの飲料水製水プラント、或いは共同住宅の専用水道構想に適用出来る急性毒物対応の飲料水供給方法及びそのシステムである。
本発明の最大の目的は、飲料水経路に人の生命に直接危害を及ぼす急性毒物の混入を察知して是を対策しその被害を回避し、且つ飲料水の水質を安全に維持するもので、人の生活を基本的に守る点で極めて有用な発明である。
【００３０】
飲料水は、原料となる表流水の汚染に伴い、その水源は地下水を始めとしてその他安全な源泉を求めるべく幾多の努力がなされている。この傾向は、今後益々激しくなる傾向が予想され、併せて飲料水の安全志向は止まらない。
このような状況下で有用な原水より製水される飲料水は、常時安全で確実に水栓蛇口からの供給が確保され、本発明の効用は工業的に極めて著大であるものと確信する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例で、飲料用原水の受け入れから処理水の配水に至る経路で、急性毒物管理の全体フローを模式的に表した一例を図示したものである。
【符号の説明】
Ａ　　飲料用原水源
Ｂ　　バイオアッセイ
Ｃ　　第一安全確認貯留タンク
Ｄ　　原水着水槽
Ｅ　　塩素注入槽
Ｆ　　砂ろ過塔
Ｇ　　膜ろ過設備
Ｈ　　第二安全確認貯留タンク
Ｉ　　残塩計
Ｊ　　配水槽
Ｋ１　着水路毒物判断
Ｋ２　処理水路毒物判断
▲１▼　　受け入れ原水ライン
▲２▼　　移動原水ライン
▲３▼　　確認原水ライン
▲４▼　　砂ろ過水ライン
▲５▼　　膜ろ過水水ライン
▲６▼　　移動膜ろ過水水ライン
▲７▼　　確認処理水ライン
▲８▼　　市水ライン
▲９▼　　ドレン水
▲１０▼　ドレン水
▲１１▼　次亜塩素酸ソーダ液注入ライン
▲１２▼　飲料水ライン
【図１】
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