(57)【要約】【課題】被処理水の消毒効果が十分に得られ、病原性微生物などの発生を抑えることができるなど、被処理水および装置内の細菌を効果的に低減できる循環浄化装置を提供することにある。【解決手段】浴槽水循環配管２と、ろ過設備５と、消毒剤添加設備４と、紫外線照射設備６とからなることを特徴とするものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽水循環配管と、ろ過設備と、消毒剤添加設備と、紫外線照射設備とからなることを特徴とする循環浄化装置。
【請求項２】
温泉水循環配管と、ろ過設備と、病原性微生物を消毒する消毒剤添加設備と、病原性微生物を消毒する紫外線照射設備とからなることを特徴とする循環浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被浄化水に含まれる有機物および無機物などの懸濁物質を除去し、さらに細菌を効果的に低減できる循環浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
浴槽水や温泉水、プール、親水を対象とする、例えば、従来の沸かし湯用の浄化装置は、ポンプの作用により浴槽内の湯を吸入管で汲み上げてろ過することにより、湯中の垢やごみ等を除去し、吐出管を通して再び浴槽内に戻している。そして、吸入管から吐出管までの流路の途中に消毒剤投入設備を設けている。
このような浄化装置を取り付けた風呂においては、湯の循環浄化により垢等が除去されるので、湯を入れ換える期間を延ばすことができ、数日に渡って同じ湯を使用することが多い。ところが、同じ湯を長期間に渡って使用すると、例えばレジオネラ菌のような病原性微生物が発生することが判明した。この病原性微生物の対策として、紫外線照射による消毒装置も提案されているが、消毒効果が十分とはいえない。これは、配管や浴槽などに湯垢などが沈殿してぬめりを発生するからである。ぬめりが発生すると、ここに病原性微生物が生息するので、病原性微生物の発生が増大し易い。
【０００３】
殊に、浴槽やプールなど、不特定多数の人間が使用する循環水設備では、毛髪等による汚染だけではなく、病原性微生物の繁殖による汚染が発生している。
特に、温泉等の公衆浴場においては、病原性微生物などによる感染事故が発生しており、水質の改善および病原性微生物への対策が必要とされている。
このような問題を解決するための技術として、従来は、例えばろ過による夾雑物の除去を行った後、紫外線照射および加熱により消毒を行う方法がある。
また、同じくろ過後に紫外線照射およびオゾンと接触させることで消毒する方法や、ろ過後に紫外線照射および薬品注入により消毒を行う方法が挙げられる。
塩素系薬剤を用いた消毒方法の場合、アルカリ性の温泉水など、被浄化水の水質によっては効果が低下する。
また、上述のような技術では、いずれも微生物が配管内に付着して増殖する可能性がある。微生物自体は塩素に対する耐性を有していないが、微生物がアメーバ等の耐塩素性を有する生物に取り込まれることで、薬剤による消毒効果は低くなる。このため、装置内の配管洗浄を行えるような配管もしくは洗浄設備を有する必要がある。
【０００４】
なお、上記先行技術は当業者一般に知られた技術であって、文献公知発明に係るものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のろ過設備は、流入水中の濁度が高い場合にろ過体の目詰まりが激しく、逆洗により、これを解消する場合においては、ろ過体の摩耗等による劣化が見受けられた。さらに、通常の水逆洗では、ろ過設備内に微生物の栄養源となる有機物や病原性微生物を含む生物膜が繁殖することで、ろ過設備自体が病原性微生物、例えばレジオネラ菌の供給源になる恐れがあった。
また、残留性の効果を持つ消毒の場合は、十分な消毒効果を確保した場合、残留消毒物質の影響により利用者あるいは環境への不快感あるいは害を与えた。また、非残留性の効果を持つ消毒の場合は、非残留性消毒より後段においては病原性微生物の消毒力がないため、雑菌あるいは病原性微生物が繁殖し利用者への安全性が確保できない場合があった。
消毒剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合、離島や山間部においては、その搬入作業に大きな労力やコストがかかるという問題があった。
腐食性排水を紫外線照射して消毒する場合、滞留部のＳＵＳ３１６Ｌ製のケーシング内部が急激に腐食進行し、ピンホールが発生するという問題があったが、その腐食軽減のために材質のグレードを上げると、材料費が３倍になり、コストが上がってしまう。また、電解研磨を通常行うが、腐食性にわずかしか効果はなかった。
【０００６】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、被処理水の消毒効果が十分に得られ、病原性微生物などの発生を抑えることができるなど、被処理水および装置内の細菌を効果的に低減できる循環浄化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】
本発明に係る循環浄化装置は、浴槽水循環配管と、ろ過設備と、消毒剤添加設備と、紫外線照射設備とからなることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係る循環浄化装置は、温泉水循環配管と、ろ過設備と、病原性微生物を消毒する消毒剤添加設備と、病原性微生物を消毒する紫外線照射設備とからなることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による循環浄化装置を示すフロー図、図２は図１の循環浄化装置の概略図である。
この実施の形態１による循環浄化装置は、浴槽やプール等の槽１に、この槽１に接続配管されて当該槽内水（例えば、浴槽水や温泉水、プール水、親水等、複数人が使用した水を循環利用する場合を対象とする。）を浄化対象の被処理水として循環させる浴槽水循環配管２とを備え、その浴槽水循環配管２に循環ポンプ３と消毒剤添加設備４とろ過設備５および紫外線照射設備６のそれぞれを配設した基本構成となっている。なお、浴槽水循環配管２に温泉水を循環させた場合はその浴槽水循環配管２を温泉水循環配管２と言う。
【００１０】
次に、上記実施の形態１の動作について説明する。
循環ポンプ３を稼働させることで、槽１内の被処理水を浴槽水循環配管２により循環させている状態において、前記浴槽水循環配管２内の循環水には消毒剤添加設備４から消毒剤が添加される。ここで、前記消毒剤添加設備４は次亜塩素酸ナトリウム注入ポンプ（図示せず）を備えており、この次亜塩素酸ナトリウム注入ポンプから前記実施例２内の循環水に次亜塩素酸ナトリウムが消毒を目的に注入される。その注入後の前記循環水は次のろ過設備５で夾雑物が除去され、次いで、紫外線照射設備６によって、前記循環水内に残留した細菌類の不活化が行われ、その不活化後の処理水が槽１内に戻ることにより、槽１内の被処理水が浄化される。
【００１１】
なお、前記紫外線照射設備６は複数を設けることにより、浄化効果をいっそう高めることができる。
また、前記消毒剤添加設備４による消毒は、伝染病や汚染と密接な関係がある病原性微生物（例えば、レジオネラ菌）の感染力をなくし、被処理水の衛生的な安全性を高める目的で行うものである。ここで殺菌について述べると、殺菌は微生物の生活力をなくすことで、細菌であれば細胞膜を破壊したり、ウイルスであれば核酸を破壊して不活化させることを指し、前記消毒剤添加設備４による消毒は、その殺菌をも含むものである。
【００１２】
前記浴槽水循環配管２に関して、その配管中には、水と共に温泉沈殿物や人体の老廃物等の固形物が流れており、循環流速が速すぎても遅すぎても前記固形物が水と共に流れず配管内に堆積してしまうため、配管内が適切な流速（例えば、０．６〜２．０ｍ／ｓｅｃ程度）となるように前記循環ポンプ３を選定することが好ましく、この場合、前述のような温泉沈殿物や人体の老廃物等の固形物堆積を防止することができ、配管内の生物膜の生成を抑制することができる。また、浴槽水循環配管２の曲がり等を最小限にすることや、凹凸配管を最小限にすると、なお効果的である。
【００１３】
このような浴槽水循環配管２の管材に関しては、耐熱性硬質塩化ビニル管が一般的であるが、強度が必要な部分には、耐熱性硬質塩化ビニルライニング鋼管やナイロンコーティング鋼管、ステンレス鋼管などを使用し、さらに高温部で耐食性も必要な部分には、チタン管を使用するとなおよい。
また、消毒剤添加設備４以降の配管等にスライムが発生しないようにして、病原性微生物フリーの処理水を浴槽などに供給するために、浴槽水循環配管２として、配管内面に銅、銀、ニッケル等の抗菌材をコーティングした管や抗菌材を混合した管、あるいは、抗菌材料でできた管を用いることで、スライムの発生がないようにすることもできる。
【００１４】
温泉水を処理対象としたろ過設備５で注意すべきは、温泉沈殿物（スケール）による障害で、温泉中に溶存する物質で湧出後に析出する沈殿物には、無機質のもの、バクテリア、藻類などの生物集落によるもの、土砂、その他多様である。これらは、ろ材、管路内面などに付着生成して障害を起こす。
このようなスケールの付着を除去するには、化学薬品によって溶解するか、機械的に掻き取る方法や、温泉水に沸かした真水を混合して使用する対策もある。しかし、管理の容易さから、スケール対策には、燐酸剤（ノンスケール剤）を使用する。これは、燐酸剤はアルカリ領域での水に不溶な炭酸カルシウム、水酸化カルシウムの析出に際し、燐酸イオンが添加されることにより、酸性領域に入り炭酸カルシウム等のスケール生成過程が緩慢となる。
【００１５】
また、前記消毒剤添加設備４以降の配管に発生したスライムに関しては、洗浄用のボールを投入して回収するという物理的除去とすることもできる。なお、洗浄用のボールとしては、ゴムやスポンジなど洗浄に適した材質ならば、どのようなものでもよい。
【００１６】
前記循環ポンプ３としては、浴場設備や温泉設備の場合、通常、ラインポンプまたは渦巻ポンプを使用する。特に、温泉設備の場合、ポンプの材質は、温泉の泉質に対する腐食性（耐久年数）とポンプ交換に要するコストとを総合的に判断し、例えば以下のように選定するとライフサイクルコストが向上する。
・ナトリウム−塩化物泉        ：青銅、ＳＵＳ３１６、チタン、ケイ素鋳鉄
・単純泉                      ：鋳鉄、青銅
・単純硫黄泉                  ：ケイ素鋳鉄、チタン、青銅
・硫酸塩泉                    ：青銅、ＳＵＳ３１６
・鉄（ＩＩ）−硫酸塩泉        ：ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、チタン、ケイ素鋳鉄
・カルシウム（マグネシウム）−炭酸水素塩泉：鋳鉄、ＳＵＳ３１６、チタン、オーステナイト鋳鉄
・ナトリウム−炭酸水素塩泉    ：鋳鉄、ＳＵＳ３１６、チタン
【００１７】
ろ過設備５に関しては、機能面で分類すると、物理ろ過設備と生物浄化設備の２種類がある。
しかし、生物浄化設備は、ろ材に多孔質の自然石やセラミックボール、活性炭等を使用し、微生物を繁殖させてろ過する方式であるため、レジオネラ属の菌の温床になりやすいという問題がある。そのため、浴場設備や温泉設備では、物理ろ過設備の方がよい。
また、前記ろ過設備５をろ過方式で分類すると、砂式、けい藻土式、カートリッジ式の３種類がある。このうち、カートリッジ式は、繊維状フィルタを使用した糸巻き型カートリッジの場合、逆洗浄が不可能であり、ポリエステル不織布製のプリーツ型カートリッジの場合もカートリッジを取り外さないと逆洗浄ができないため、ろ過設備５内が不衛生になりやすく、レジオネラ属の菌の温床になりやすい。このため、浴場設備や温泉設備では、他の２方式に比べ、好ましくない。
そこで、前記ろ過設備５をけい藻土式とすると、前記３種類のうち、最もろ過精度が高く、また逆洗浄配管を組んでおくことにより、手動バルブ操作あるいは自動バルブ操作により逆洗浄も可能であるため、一般の浴場設備においては最適である。
また、砂式のろ過設備５であっても、前記けい藻土式の場合と同様に逆洗浄配管を組んでおくことにより、逆洗浄が可能であり、けい藻土式ほどではないが、ろ過精度が程々に高く、人体の老廃物程度のものは確実に捉えられ、温泉水の薬効成分は通過する。また、砂式のろ過設備５は、水質変動にも強い性質があるため、温泉設備には最適である。なお、ろ材の材質は、砂、セラミック、アンスラサイトなどが挙げられる。
また、ろ過設備５の本体の材質も、鋼板に樹脂塗装したものや、ステンレス製、ＦＲＰ製等が挙げられるが、特に温泉設備の場合は、耐食性のあるＦＲＰ製のものが最適である。
なお、ろ過設備５は紫外線照射設備６の前段や、消毒剤添加後など複数設けることにより、いっそう浄化効果を高めることができる。
また、前記ろ過設備５に金属板を積層したものを使用することも可能である。その金属板には微小な突起があり、突起の高さが物質通過径となるもので、その物質通過径以上のものは金属板積層表面に堆積させる。金属板を積層したものは、その積層端をバネで押さえつけた構成とする。
このような構成のろ過設備５では、流入水は、前述のように金属板を積層して構成されたろ過体の表面より流入させ、ろ過処理水はろ過体中心の間隙より放出される。逆洗はろ過処理水を利用し、ろ過体中心より逆流させる。このとき、逆洗水の水圧により、金属板同士の間隔が広がり、逆洗行為の効率化が図られる。
したがって、前記ろ過設備５によれば、高濃度の濁度を有する液体のろ過において、目詰まりがなく安定したろ過性能を確保できるとともに、ろ過体の劣化がなく、消耗部もないため、ランニングコストの大幅低減が図れる。
【００１８】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２による循環浄化装置を示す概略図であり、図１および図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
本発明装置の稼働に伴い、通常の水逆洗では、ろ過設備５内に微生物の栄養源となる有機物や病原性微生物を含む生物膜が繁殖することもあるので、ろ過設備５自体が病原性微生物、後、レジオネラ菌の供給源となる恐れがあるので、この実施の形態２は、ろ過設備５の逆洗の際、図３に示すように、逆洗水に薬剤を注入する構成としたものである。
【００１９】
その詳細な構成を以下に説明する。
図３において、７は逆洗水貯留設備または水道栓に接続された逆洗水供給管、８はその逆洗水供給管７内の逆洗水に薬剤を注入する薬剤注入設備、９は前記ろ過設備５の一次側で浴槽水循環配管（消毒剤添加設備４とろ過設備５との間の循環配管）２から分岐させた逆洗排水管であり、この逆洗排水管９の途中は前記逆洗水供給管７と浴槽水循環配管２との接続継手部に接続されている。Ｖ１は浴槽水循環配管２における槽１と循環ポンプ３との間に設けられた開閉弁、Ｖ２は浴槽水循環配管２における消毒剤添加設備４と逆洗排水管９接続部との間に設けられた開閉弁、Ｖ３は逆洗排水に設けられた開閉弁、Ｖ４は逆洗水供給管７における浴槽水循環配管２との接続部と薬剤注入設備８との間に設けられた開閉弁、Ｖ５は浴槽水循環配管２におけるろ過設備５と紫外線照射設備６との間に設けられた開閉弁、Ｖ６は前記逆洗水供給管７と前記逆洗排水管９との接続配管に設けられた開閉弁、Ｖ７は浴槽水循環配管２における紫外線照射設備６の二次側と槽１の循環水入口との間に設けられた開閉弁である。
【００２０】
次に、上記実施の形態２の動作について説明する。
通常の浄化処理に際しては、開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５，Ｖ７を開き、その他の開閉弁Ｖ３，Ｖ４，Ｖ６を閉じて上記実施の形態１の場合と同様に被処理水を循環・浄化させる。
上記実施の形態２において、ろ過設備５の逆洗に際しては、開閉弁Ｖ２，Ｖ５，Ｖ６を閉じて開閉弁Ｖ３，Ｖ４を開き、この状態で逆洗水供給管７からろ過設備５内に逆洗水を供給するが、その逆洗水には薬剤注入設備８から薬剤が注入されることにより、その薬剤を含んだ逆洗水がろ過設備５内に供給される。これにより、ろ過設備５内に堆積した夾雑物だけではなく、ろ過設備５内に付着した有機物や病原性微生物、例えばレジオネラ菌を含む生物膜の、より確実な消毒が行われる、その消毒後の逆洗水は逆洗排水管７から系外に排出される。
なお、逆洗水に添加する薬剤は、病原性微生物の除去に有効に働くものであれば、どのような物質でも良い。
【００２１】
上記実施の形態２による循環浄化装置は、薬剤の注入および紫外線照射により、被処理水中の消毒が可能となるものの、長時間運転することで、浴槽水循環配管２の内壁に生物膜が生じるのを防ぐため、材質の腐食を考慮して、高濃度（５〜１０ｍｇ／Ｌ）の塩素剤を注入し、浴槽水循環配管２内を循環させることで、その配管２内に付着した生物膜の除去が可能となる。
また、紫外線照射、光触媒、高温消毒など非残留性の消毒でも配管２内に付着した生物膜を除去することができる。
【００２２】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３による循環浄化装置を示す概略図であり、図１〜図３と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
被処理水の循環水に添加する消毒剤として次亜塩素酸ナトリウムを使用した場合、その次亜塩素酸ナトリウムは、時間の経過と共に分解して酸素を発生するという性質を有するため、従来の薬品注入ポンプを使用していると、ポンプや配管中に気泡が発生し、ガスロック等の注入障害が生じていた。
そこで、本発明の実施の形態３は、水中ピストンポンプからなる薬注ポンプ１０を消毒剤添加設備４に備える構成としたものである。すなわち、薬注ポンプ１０のポンプヘッドとなるシリンダ１１を次亜塩素酸ナトリウム溶液中に浸漬させ、そのシリンダ１１内に流入した次亜塩素酸ナトリウムをピストンによって槽内水循環配管２の注入点２ａに押し出し注入する構成としたものである。
【００２３】
このように、水中ピストンポンプからなる薬注ポンプ１０で次亜塩素酸ナトリウムを、消毒剤添加設備４からの注入配管４ａの浴槽水循環配管２に対する注入点２ａに押し出し注入する構成としたことで、上述のようなガスロック等の注入障害を解消することが可能となった。
また、図４中の浴槽水循環配管２において、紫外線照射設備６の二次側から槽１の循環水戻り口に至る配管と、槽１と循環ポンプ３との間の配管とにバイパス管１２を接続し、このバイパス管１２に開閉弁Ｖ８を設けることにより、ろ過設備５を含む浴槽水循環配管２を高濃度の消毒剤で洗浄・消毒することが可能となる。
【００２４】
実施の形態４．
図５（Ａ）は図４中の注入配管４ａと温泉水循環配管２との接続部である注入点２ａの拡大概略断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の注入点２ａにディフューザ１３を備えた本発明の実施の形態４による循環浄化装置の前記注入点２ａの拡大断面図である。
本発明の循環浄化装置を温泉の浴槽水に適用した場合、浴槽水中にカルシウム濃度が高いため、次亜塩素酸ナトリウムの注入を行うと、図５（Ａ）に示すように、次亜塩素酸ナトリウムと温泉浴槽水中の硬度分との反応によって、注入配管４ａ内にスケールＳが析出し、注入点２ａが閉塞される危惧がある。
そこで、前記注入点２ａにディフューザ１３を設けることで、注入された次亜塩素酸ナトリウムの滞留がなくなり、温泉浴槽水中のカルシウム分との反応が起こらなくなって前記注入点２ａの閉塞等の注入障害を解消することができた。
【００２５】
実施の形態５．
図６は本発明の実施の形態５による軟水設備を消毒剤添加設備に備えた循環浄化装置を示す概略図であり、図４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
次亜塩素酸ナトリウムを希釈して浴槽水循環配管２内の循環水に注入する場合、希釈水中に含まれるカルシウムが析出し、注入配管４ａや薬注ポンプ１０に付着することで注入障害を起こす危惧がある。
そこで、本発明の実施の形態５は、上記実施の形態３（図４）の循環浄化装置において、陽イオン交換樹脂を充填した軟水設備１４を消毒剤添加設備４に備え、その軟水設備１４に希釈水を通水し、希釈水に含まれるカルシウムを低減化させてから消毒剤添加設備４に注入することにより、希釈水中のカルシウムを前記消毒剤添加設備４で除去した後にその消毒剤添加設備４から薬注ポンプ１０により注入点２ａに次亜塩素酸ナトリウムを供給する構成としたものである。このような構成としたことにより、次亜塩素酸ナトリウム注入配管４ａ中にスケールが発生するのを抑制することができるので、前記注入障害を防ぐことが可能となった。
【００２６】
実施の形態６．
図７は本発明の実施の形態６による消毒剤注入点を備えた循環浄化装置を示す概略図であり、図４および図６と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
消毒を目的とした薬品の中には、紫外線によって分解するものがあるために、ろ過設備５後段の紫外線照射設備６によって薬品の残留効果が失われる場合がある。
そこで、本発明の循環浄化装置を温泉水の循環等に使用する場合、この実施の形態６では、上記実施の形態５におけるろ過設備５前段の消毒剤注入点２ａを、図７の点線で示すように、紫外線照射設備６の後段に位置変更した消毒剤注入点２ｂとするか、あるいは、前記ろ過設備５前段の消毒剤注入点２ａに加えて前記紫外線照射設備６後段の消毒剤注入点２ｂを設けたものである。
このような構成とすることにより、紫外線照射設備６での薬品の分解による残留効果の減少を軽減することが可能となった。さらに、ろ過設備５の前段に消毒剤を投入する場合でも、その消毒添加濃度や添加量を紫外線照射設備６が良好になる濃度や量に調整することもできる。
なお、上述したように消毒剤添加設備６を複数設けることにより、より浄化効果を高めることができる。
【００２７】
被処理水のｐＨ値が高い場合に塩素系薬剤を使用すると、消毒力の強い次亜塩素酸（ＨＣＩ０）の存在割合が小さくなる。そのために消毒効果が低くなるといわれており、薬品の注入率を上げるか、薬品注入後の接触時間を長く取らなければ、その効果が得られない問題点があった。
そこで、本発明においては、ｐＨ８．５以上では塩素よりも消毒効果が高いといわれる二酸化塩素の注入を行い、薬品流入量を抑制するとともに、より高い消毒効果が得られるようにしたので、ｐＨ値が高い被処理水に二酸化塩素の注入を行うことで、消毒効果を維持し、高い消毒効果を得ることが可能になった。さらに、次亜塩素酸ナトリウムの２倍の消毒効果があり、塩素臭もなくなった。また、オゾンなど残留性のある消毒剤で、人体や装置に悪い影響のない状態で用いることのできるものならば使うことも可能である。
【００２８】
配管に注入する消毒剤添加設備４に関しては、液体の次亜塩素酸ナトリウムや、固形の次亜塩素酸カルシウム、塩素化イソシアヌル酸等の塩素系薬剤を使用した塩素による消毒が一般的であるが、二酸化塩素で消毒すると、浴水中の塩素臭がなく、また塩素よりも消毒力が強いため、なお効果的である。あるいは、固形の塩素剤をろ過設備５に投入することで、ろ過設備５の消毒がさらに良好とすることもできる。また、臭素系消毒剤を用いることもできる。さらには、塩素臭がある場合でも、空気にイオン風を放散すると、塩素臭が薄められるだけでなく、菌の繁殖が抑制される清浄化作用が生じ、さらに、鎮静作用がある。
【００２９】
本発明による循環浄化装置は、循環水利用において、紫外線照射、光触媒、高温消毒等の非残留性の消毒で確実に流入水中の病原性微生物を消毒し、これと併せて、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、二酸化塩素等の残留性の消毒剤を備えることにより、被処理水に消毒効果持続させて病原性微生物を抑えることができる。この組み合わせの場合、残留性消毒剤の注入量は少なくてよいので、残留性消毒剤の臭気等による利用者への不快感を軽減できる。
【００３０】
実施の形態７．
図８は本発明の実施の形態７による次亜塩素酸ナトリウム生成設備を消毒剤添加設備に設置した循環浄化装置を示す概略図である。
ここで、消毒剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合、離島や山間部においては、その搬入作業に大きな労力やコストが掛かる問題を有している。
そこで、この実施の形態７では、図８に示すように、次亜塩素酸ナトリウム生成設備１５を消毒剤添加設備４に備えたものである。その次亜塩素酸ナトリウム生成設備１５は、食塩貯留槽１６と希釈水塩水槽１７とを備え、希釈塩水槽１７から希釈塩水をポンプ１８で次亜塩素酸ナトリウム生成設備１５に供給する構成となっている。
【００３１】
このような次亜塩素酸ナトリウム生成設備１５を消毒剤添加設備４に設置することで、現地で次亜塩素酸ナトリウムを生成できるので、次亜塩素酸ナトリウムの搬入に掛かる労力が軽減可能となり、また、深夜電力を利用することで、次亜塩素酸ナトリウム生成に関わるコストを削減することが可能となった。なお、次亜塩素酸ナトリウム生成設備１５は電解法により生成を行うが、隔膜式と無隔膜式のどちらを用いてもよい。さらに、次亜塩素酸ナトリウム生成設備１５によって生成される次亜塩素酸ナトリウム濃度は市販されている次亜塩素酸ナトリウムよりも薄いため、そのまま注入を行ってもスケールの発生や重金属の沈着による注入点２ａの目詰まりを防ぐことが可能となった。
したがって、浴槽およびプールなどにおける病原性微生物等の対策に極めて有効であり、しかも利用者に快適な利用環境を提供できる。
【００３２】
本発明の上記実施の形態において、紫外線照射設備６は、低圧ランプ、中圧ランプを用いることができ、中圧ランプは大型に適しているが、多くの電力が必要であり、さらには、発熱量が多いので、温度制御が難しくなり、浴槽水には向かいので、普通は低圧ランプを用いる。
しかし、循環水量が多い場合には中圧ランプ（例えば、２．８ｋｗ）を用いることができる。また、循環水量や汚染度により、低圧ランプ（例えば、６５Ｗ）や低圧高出力型ランプ（例えば、１３０Ｗ、２５０Ｗ）などを用いることができる。
【００３３】
金属の防食は温泉水や海水の電解質中において、金属表面からの電流（腐食電流）の流出によって生じるものである。電気防食は、その電流に打ち勝つだけでの電流を人為的に継続して供給する手法で、外部電源方式と流電陽極方式がある。
外部電源方式は、電解質となる温泉水や海水などに耐久性の電極を設置して、これに直流電源装置の＋端子に、また、防食体をその−端子に電源を用いて接続し、電極から電解質を通して防食体表面に防食電流を供給して防食する。
流電陽極方式は、電解質中にある被防食体よりも低電位の金属、例えば鉄に対してアルミニウム、マグネシウム、亜鉛などの陽極（流電陽極）を、また銅に対しては鉄陽極や上記陽極を電気的に接続（電線や溶接などを適用）して防食する。
ここで、外部電源方式と流電陽極方式に共通する設計因子として、腐食を停止させるために最低限必要な防食電位を防食電流密度と呼び、防食対象の単位面積当たりに必要な電流を言う。
【００３４】
実施の形態８．
図９は本発明の実施の形態８による防食対策を施した紫外線照射設備を示す概略図、図１０は図９の概略断面図である。
上述した流電陽極方式は、１，２年で陽極の交換が必要であり、紫外線を用いた消毒装置に装着し難いなどの難点がある。
そこで、本発明の循環浄化装置では、図９および図１０に示すように、外部電源方式を用いた。図９および図１０において、１９は紫外線照射設備１の入口と出口にそれぞれ電極設備と電位センサを設けた。２１は紫外線照射設備６に設けた予備センサである。
ここで、防食電位は−０．６Ｖ、防食電流密度は０．２Ａ／ｍ２  としたが、金属の材質や対象水中の溶存酸素、流速、水温などの影響を考慮して決めることが望ましい。
【００３５】
実施の形態９．
図１１は本発明の実施の形態９による循環浄化装置の紫外線照射設備のスケール除去設備を示す概略図である。
ここで、浴槽水や温泉水などを紫外線照射して消毒を継続すると、本発明の循環浄化装置内にスライム、鉱物スケールが付着する。このスケール除去には、ランプ表面をワイパーで洗浄していたが、この場合、スライムや泥は除去できても、スケールは除去できないため、定期的に薬品で拭き取り洗浄していたが、手間がかかっていた。
そこで、この実施の形態９では、図１１に示すように、紫外線照射設備６にワイパーハンドル２２を設け、このワイパーハンドル２２を制御設備２３で自動操作する構成とし、また、配管２系統に切換弁Ｖ１０〜Ｖ１３を設けて薬品循環を行う構成としたものである。あるいはワイパーハンドル２２のところのみに薬品が流れるようにして操作を行う構成とするものである。
薬品としては、次亜塩素酸ナトリウムを用いるが、スケール除去が可能で水質に悪い影響がない物質ならば、どのようなものでもよい。
これらにより、本発明の循環浄化装置は維持管理が容易となる。
【００３６】
実施の形態１０．
図１２は本発明の実施の形態１０による紫外線照射設備内の部品破損時の安全処置のためのトラップを示す概略図である。
この実施の形態１０では、図１２に示すように、紫外線照射設備６に漏電検知設備３０とトラップ３１とを備えたものである。
浴槽水循環配管２に夾雑物が混入して紫外線照射設備６内の部品が破損した場合、漏電検知設備３０が漏電を検知して際に浴槽水循環配管２を停止して、洗浄、点検して破損物を除去するのが最も安心で、安全な処置であるが、トラップ３１を紫外線照射設備６の流出側に設けることで、例えば、浴槽やプールならば、人体への被害を最小にできるという二重の安全対策とした。
本発明の循環浄化装置において、紫外線照射設備６の紫外線ランプＲの点灯には電力が必要である。これを、太陽光発電とインバータの組み合わせによる発電機で賄うようにした。さらに、循環ポンプについても、太陽光発電機の設置面積が得られる場所ならば対応できる。また、風力発電機と組み合わせことも可能である。夜間電力を用いて紫外線照射設備６を稼働することもできる。これは、夜間入浴者が少ない時に循環浄化装置を動かす場合に有効である。
以下に、本発明の実施例について説明する。
【００３７】
実施例１．
温泉水１８ｍ３  ／ｈｒを処理するのに、紫外線照射設備６は高出力型低圧ランプ（１３０Ｗ、透過率８５％）２本、循環ポンプ３は、紫外線照射設備６内の循環流速０．１（ｍ／ｓｅｃ）を出力するもの、消毒剤添加設備４は次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素濃度１２％）を薄め、浴槽での遊離残留塩素濃度を０．２〜０．４ｍｇ／Ｌの濃度になるように添加できるようにし、ろ過設備５には砂式を用いた。温泉水循環配管２はＳＵＳ３１６を用いた。
従来の次亜塩素酸ナトリウムのみでの消毒の場合、一般的に温泉水を調査すると、４５％にレジオネラ菌の検出が見られると言われているが、本発明装置では、連続３ヶ月の調査期間中にレジオネラ菌は不検出であった。
また、消毒剤添加設備４に二酸化塩素を用いても同様の効果が得られた。
さらに、外部電源方式を用いた防食対策は、紫外線を用いた本発明装置の温泉水が接触する側、材質ＳＵＳ３１６、面積５ｍ２  を対象として、直流電源設備と、Ｐｔ−Ｔｉ電極と電位センサとを用いて、防食電流密度０．２Ａ／ｍ２  、所要防食電流（防食面積×防食電流密度）１Ａで行った。さらに、電極を設置するのが容易である。これらの条件で運転したが、防食は見られなかった。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、次のような優れた効果が得られた。
・消毒効果が十分に得られ、病原性微生物などの発生が抑えられた。
・残留性のある消毒を循環することで装置内の浴槽水循環配管やろ過設備の消毒効果が得られる。
・流入水質に適した、ろ材体の材質を選ぶことで、摩耗等による劣化を防止でき、十分な消毒効果を確保しても利用者あるいは環境への不快感がなく、病原性微生物などが繁殖することがなく、利用者への安全性が確保できた。
・腐食性排水を紫外線照射して消毒を行う場合、電極から電解質を通して防食体表面に防食電流を供給することで防食できた。さらには、電極の設置も容易で交換の必要もないので、管理が簡単である。
・被処理水を、循環ポンプにて装置内に循環させ、消毒剤の注入を行い、ろ過設備にて被処理水内の夾雑物除去を目的としたろ過処理を行い、紫外線照射設備を用いて被処理水内に残留した細菌類の不活化を行って被処理水の浄化を行うことで、消毒効果が確実になった。
・配管系に関して、適切な流速となるように循環ポンプを選定し、温泉沈殿物や人体からの老廃物の堆積を防止することができ、配管内の生物膜の生成を抑制することができた。
・温泉水をろ過対象とした場合の注意点としては、温泉；沈殿物（スケール）による障害で、温泉水中に溶存する物質で湧出後に析出する沈殿物には、無機質のもの、バクテリア、藻類などの生物集落によるもの、土砂、その他多様であって、これらは、ろ材、管路内面などに付着生成し障害を起こすが、そのスケール除去、に燐酸剤（ノンスケール剤）を使用することで、スケール生成過程が緩慢となった。
・循環ポンプの材質は、温泉水の泉質に対する腐食性（耐久年数）とポンプ交換に要するコストとを総合的に判断し、選定することで、ライフサイクルコストが向上した。
・ろ材の材質は、逆洗可能であり、微生物の温床になり難く、人体の老廃物程度のものは確実に捉えられ、温泉水の薬効成分は通過する物質を選んだので、浴場設備や汚染設備に最適である。
・また、金属板を積層してろ過体として用いると、さらに目詰まりがなく、算定したろ過性能を確保でき、ろ過体の劣化がなく、消耗部がなく、ランニングコストも低廉とできる。
・ろ過設備の逆洗の際に、逆洗水に薬剤の注入を行うことで、ろ過設備内に堆積した夾雑物だけではなく、ろ過設備内に付着した有機物や病原性微生物、例えばろ過設備にわずかに残留した、レジオネラ菌を含む生物膜のより確実な消毒ができる。
・配管や設備に腐食が起きない濃度（５〜１０ｍｇ／Ｌ程度）の塩素剤の注入と紫外線の照射により、病原性微生物を含む生物膜の除去が可能となる。
・ポンプヘッドを次亜塩素酸ナトリウム溶液中に浸漬させ、シリンダ中に流入した次亜塩素酸ナトリウムをピストンによって押し出す方法としたことで、ガスロック等の注入障害を解消することが可能となった。
・カルシウム濃度が高い対象水では、次亜塩素酸ナトリウムの注入を行う場合の注入点に「ディフューザ」を用いることで、注入された次亜塩素酸ナトリウムの滞留をなくし、水中のカルシウムとの反応が起こらないようにすることで、注入点の閉塞等の注入障害が解消できる。
・また、次亜塩素酸ナトリウムを希釈して注入する場合の希釈水に含まれるカルシウムを低減化させてから注入を行う方法を用いることで、注入配管中にスケールが発生するのを抑制し、注入障害を防ぐことが可能となる。
・消毒剤の注入点を紫外線照射設備の後段に注入点の位置を変更し、あるいは消毒剤の注入点を紫外線照射設備の後段に注入点の位置にも追加すると、紫外線照射設備による薬品の分解による残留効果の減少を軽減することが可能となる。
・ｐＨ地が高い被処理水に、次亜塩素酸ナトリウムの２倍の消毒効果があり、塩素臭もない二酸化塩素の注入を行うことで、消毒効果を維持し、高い消毒効果を得ることが可能となった。
・塩素臭がある場合でも、空気にイオン風を放散すると、塩素臭が薄められるだけでなく、菌の繁殖が抑制される清浄化作用が生じ、さらに、鎮静作用が得られる。
・次亜塩素酸ナトリウム生成設備の設置を行うことで、現地で次亜塩素酸ナトリウムを生成できるので、次亜塩素酸ナトリウムの搬入にかかる労力が軽減可能となり、また、深夜電力を利用することで、次亜塩素酸ナトリウム生成に関わるコストを削減することが可能となった。さらに、次亜塩素酸ナトリウム生成装置によって生成される次亜塩素酸ナトリウム濃度は市販されている次亜塩素酸ナトリウムよりも薄いため、そのまま注入を行ってもスケールの発生や重金属の沈着による注入点の目詰まりを防ぐことが可能となった。
・電気防食により、電流に打ち勝つだけの電流を人為的に継続して供給することで、設備の防食を行った。
・循環水を紫外線照射して消毒を継続すると、本発明装置内にスライムに鉱物スケールが付着するのを、このスケールを除去するのに、ランプ表面をワイパーで洗浄していあたが、ワイパーハンドルを自動で操作し、切換弁をつけて薬品循環を行うか、あるいはワイパーのところにのみ薬品が流れるようにして操作を行うことで、鉱物スケールの除去が可能となり、維持管理が容易となる。
・浴槽水循環配管に夾雑物が混入して紫外線照射設備内の部品が破損した場合、漏電を検知した浴槽水循環配管を停止して、洗浄、点検して破損物を除去するまでに、破損物が流出するのを防止するように排水トラップを紫外線照射設備の流出側に設けることで、人体への被害を最小にできるという二重の安全対策とした。
・紫外線ランプの点灯の電力を、太陽光発電とインバータの組み合わせによる発電機で賄えるようにした。さらに、循環ポンプについても、太陽光発電の設置面積が得られる場所ならば対応できる。また、風力発電と組み合わせることも可能である。
・これらより、本発明は、被処理水を循環させ、ろ過による夾雑物除去および紫外線照射、光触媒、高温消毒等の非残留性の消毒で確実に流入水中の病原性微生物を消毒し、これと併せて、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、二酸化塩素等の残留性の消毒を添加することにより、被処理水に消毒効果を持続させ、病原性微生物の繁殖を抑える。この組み合わせの場合、残留性消毒の注入量は少なくてよいので、残留性消毒の臭気等の利用者への不快感を低減でき、しかも利用者に快適な利用環境を提供できる。さらに、維持管理が容易な循環浄化装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による循環浄化装置を示すフロー図である。
【図２】図１の循環浄化装置の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態２による循環浄化装置を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態３による循環浄化装置を示す概略図である。
【図５】図５（Ａ）は図４中の注入配管と温泉水循環配管との接続部である注入点の拡大概略断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の注入点にディフューザを備えた本発明の実施の形態４による循環浄化装置の前記注入点の拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態５による軟水設備を消毒剤添加設備に備えた循環浄化装置を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態６による消毒剤注入点を備えた循環浄化装置を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態７による次亜塩素酸ナトリウム生成設備を消毒剤添加設備に設置した循環浄化装置を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態８による紫外線照射設備の防食対策を施した循環浄化装置を示す概略図である。
【図１０】図９の概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態９による循環浄化装置の紫外線照射設備のスケール除去設備を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態１０による紫外線照射設備内の部品破損時の安全処置のためのトラップを示す概略図である。
【符号の説明】
１  槽
２  浴槽水循環配管（温泉水循環配管）
３  循環ポンプ
４  消毒剤添加設備
５  ろ過設備
６  紫外線照射設備
７  逆洗水供給管
８  薬剤注入設備
１０  薬注ポンプ
１１  ポンプヘッド（シリンダ）
１２  バイパス管
１３  ディフューザ
１４  軟水設備
１５  次亜塩素酸ナトリウム生成設備
１６  食塩貯留槽
１７  希釈塩水槽
１８  ポンプ
１９  電極設備
２０  電位センサ
２１  予備センサ
２２  ワイパーハンドル
２３  制御設備
３０  漏電検知設備
３１  トラップ
Ｖ１〜Ｖ８  開閉弁
Ｖ１０〜Ｖ１３  切換弁
Ｒ  紫外線ランプ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004337739.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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