(57)【要約】　　　（修正有）【課題】汚水や雨天時下水を安定かつ確実に消毒できる薬剤濃度維持方法と消毒方法及びそれらの装置を提供する。【解決手段】薬剤貯槽に貯蔵された次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液の一部を抜き出し、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該貯槽に戻して、該貯蔵内の薬剤濃度を一定値以上に維持する薬剤濃度維持方法、及び、薬剤貯槽に貯蔵された次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液の一部を抜き出し、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該薬剤を消毒すべき被処理水に添加する被処理水の消毒方法、また、次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液を貯蔵する薬剤貯槽と、該薬剤貯槽の薬剤の一部を抜き出す手段と、薬剤の濃度を高める電解装置と、該濃度を高めた薬剤を前記薬剤貯槽に戻す手段とを有する薬剤濃度維持装置としたものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤貯槽に貯蔵された次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液の一部を抜き出し、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該貯槽に戻して、該貯槽内の薬剤濃度を一定値以上に維持することを特徴とする薬剤濃度維持方法。
【請求項２】
薬剤貯槽に貯蔵された次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液の一部を抜き出し、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該薬剤を消毒すべき被処理水に添加することを特徴とする被処理水の消毒方法。
【請求項３】
次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液を貯蔵する薬剤貯槽と、該薬剤貯槽の薬剤の一部を抜き出す手段と、抜き出した薬剤の濃度を高める電解装置と、該濃度を高めた薬剤を前記薬剤貯槽に戻す手段とを有することを特徴とする薬剤濃度維持装置。
【請求項４】
次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液を貯蔵する薬剤貯槽と、該薬剤貯槽の薬剤の一部を抜き出す手段と、抜き出した薬剤の濃度を高める電解装置と、該濃度を高めた薬剤を消毒すべき被処理水に添加する装置とを有することを特徴とする被処理水の消毒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消毒剤の濃度維持に係り、特に、汚水、下水、し尿、浄化槽汚泥などの汚濁物質処理や合流式下水道における雨天時下水を消毒処理するための薬剤濃度維持方法と消毒方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−１６７５６３号公報
図３に、従来の合流式下水道の構成を示す。合流式下水道では、一般家庭、事業場等から排出される汚水や雨水を、下水道管を経由して下水処理場に送り、ＳＳやＢＯＤや大腸菌群などの汚濁物質を除去した後、放流水として公共水域に放流する。
集中豪雨などで下水処理能力を超える大量の雨天時下水が、下水処理場に流入下水として流入すると、処理能力以上の汚水は、沈砂処理などの簡易処理された後に、公共水域に放流される。このような汚水の放流の際には、ＳＳやＢＯＤや大腸菌群の処理が必要である。
雨天時下水において、雨水貯留池による汚水の均質化や負荷変動の緩和が行われている。
図４に、従来の汚水処理の一般的な処理フローを示す。
汚濁物質を含む汚水は、凝集沈殿処理や加圧浮上処理で前処理した後に生物処理によって、汚水中の汚濁物質や大腸菌群が除去する。生物処理では、大部分の大腸菌群は除去されるが、安全性を考慮して消毒剤が放流水に添加される。
【０００３】
雨天時下水や排水などの汚水の消毒剤には、従来より酸化能力を有する次亜塩素酸ソーダ、サラシ粉、二酸化塩素などの塩素系消毒剤や次亜臭素酸ソーダなどが使用されてきた。
本発明者らは、先にオンサイトで臭素系消毒剤を製造し、これを雨天時下水などに添加して消毒する方法を提案した（特開２０００−１６７５６３号公報）。
前記従来技術の問題点は、以下の通りである。
（１）次亜塩素酸ソーダや二酸化塩素は、長期安定性に問題があり、非定常の雨天時下水の消毒のための長期間の貯留には適さない。
（２）サラシ粉などの粉末状消毒剤は、溶解装置や薬剤のハンドリングが問題である。
（３）消毒剤のオンサイト製造は、消毒剤濃度が使用濃度に達するまでに３０分間程度の立ち上がりの時間を要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、汚水や雨天時下水を、安定かつ確実に消毒を行うことができる薬剤濃度維持方法と消毒方法及びそれらの装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、薬剤貯槽に貯蔵された次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸の塩水溶液の一部を抜き出し、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該貯槽に戻して、該貯槽内の薬剤濃度を一定値以上に維持することを特徴とする薬剤濃度維持方法としたものである。
また、本発明は、薬剤貯槽に貯蔵された次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液の一部を抜き出し、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該薬剤を消毒すべき被処理水に添加することを特徴とする被処理水の消毒方法としたものである。
さらに、本発明では、次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液を貯蔵する薬剤貯槽と、該薬剤貯槽の薬剤の一部を抜き出す手段と、抜き出した薬剤の濃度を高める電解装置と、該濃度を高めた薬剤を前記薬剤貯槽に戻す手段とを有することを特徴とする薬剤濃度維持装置、及び、次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液を貯蔵する薬剤貯槽と、該薬剤貯槽の薬剤の一部を抜き出す手段と、抜き出した薬剤の濃度を高める電解装置と、該濃度を高めた薬剤を消毒すべき被処理水に添加する装置とを有することを特徴とする被処理水の消毒装置としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液の貯槽に貯蔵された次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液の一部を抜き出し、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該貯槽に戻して、該貯槽内の薬剤濃度を一定値以上に維持する薬剤濃度維持方法である。
本発明で電解処理する次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の水溶液は、市販品でも、その場で電解した製造品、あるいは次亜塩素酸塩と臭素化合物などの薬品を混合調製して得られた薬品混合調製品でもよい。
【０００７】
また、次亜塩素酸塩又は次亜塩素酸を食塩などから電解処理で製造する設備において、立ち上げを早めるために予め、電解装置内部に、市販品や、すでに電解で生成し、貯蔵しておいた次亜塩素酸塩水溶液を添加する方法があが、この予め、電解装置内部に次亜塩素酸塩水溶液を添加することは、電解開始時にすぐに規定濃度の有効塩素を有する次亜塩素酸塩水溶液を得るためであり、この方法は、劣化した次亜塩素酸塩の有効塩素濃度を高め、維持するという本発明の方法とは異なる。本発明は、次亜塩素酸塩の使用時においても、薬剤を使用しない時においても、電解して貯蔵されている次亜塩素酸塩などの次亜ハロゲン酸塩の有効ハロゲン濃度を高める操作を行うものである。
本発明は、薬剤の使用を消毒について記載しているが、悪臭ガスの薬液洗浄による脱臭方法、酸化剤による排水処理方法、スライム防止方法にも適用できる。
【０００８】
消毒剤は、次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩であるが、塩素、その他のハロゲンに関連する酸化性物質を含んでいてもよく、このような不純物は、本発明を妨げない。電解処理によって得られた塩素系及び臭素系消毒剤は、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン、次亜塩素酸塩、次亜臭素酸、次亜臭素酸イオン、次亜臭素酸塩などである。
一般的な電解条件は、電圧が直流で１〜２０Ｖ、電流密度は０．１〜５Ａ／ｄｍ２、電極間隔は１〜２０ｍｍである。電極は炭素や白金などである。
電解温度や電解液濃度、電解装置寸法などにより、電解条件を任意に変更することができるし、消毒剤濃度を上記電解条件により制御することもできる。貯槽内の消毒剤濃度は、電解装置の運転条件である電解装置の電圧や電流密度の変更により容易に調整できる。
【０００９】
電解対象液は、貯蔵中に次亜塩素酸濃度又は次亜臭素酸濃度が低下した次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩である。次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩は、市販のものでも、その場で電解により製造されたものでもよい。
市販の次亜塩素酸塩水溶液は、有効塩素約１０重量％である。これが貯蔵中に徐々に有効塩素濃度が低下し、数ヶ月で約５０％濃度低下する。また、市販の液状次亜臭素酸塩も同様に貯蔵中に有効ハロゲン濃度が低下し、１ヶ月程度で３０％以上有効ハロゲン濃度が低下する。次亜塩素酸塩や次亜臭素酸塩が分解されて、主に塩化ナトリウムや臭化ナトリウムなどのハロゲン塩が生成する。これらは、電解で次亜塩素酸塩や次亜臭素酸塩を製造する時の原料である。
【００１０】
常時、使用時を考慮して、貯蔵中の次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩の有効塩素又は有効臭素濃度を、市販品と同等に維持するように電解処理することが望ましい。実用的には、有効塩素又は有効臭素濃度は、市販品の８０％前後、特に７０〜９０％を目安に電解処理するのが好適である。市販品の９０％では、消毒剤の注入率に大きな差はなく実用的に問題ない。市販品の７０％未満になれば、注入量を増加させなければ所定の消毒効果が得られず、注入量を増加させると、消毒剤貯蔵量が低下し、新たな消毒剤の搬入が必要で、搬入頻度が増加する。
電解対象液の有効塩素などの低下幅が小さいうちに、晴天時に電解すれば、電解設備も最小の装置で対応できる。
図１に本発明の電解処理による消毒剤濃度の維持装置のフロー概要図を示す。消毒剤貯蔵設備に貯蔵されている消毒剤の一部を電解装置に供給し、電解により消毒剤の有効塩素又は有効ハロゲン濃度を高め、搬入時の濃度にした後に、消毒剤貯蔵設備に移送する。このようにして、消毒剤貯蔵設備に貯蔵される消毒剤濃度を高く維持するものである。
【００１１】
また、本発明は、貯槽の次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩水溶液の一部を、電解処理して次亜塩素酸塩又は次亜臭素酸塩濃度を高めたのちに、該薬剤を被処理水に添加して消毒する被処理水の消毒方法である。
被処理水とは、各種産業排水、し尿、埋め立て処分場浸出水、脱水ろ液、液状廃棄物、及び、一般家庭、事業場等から排出される汚水や雨水の混合した下水である。
汚水と雨水が混合した下水は、汚水と雨水の混合割合に制限はない。汚水だけや雨水だけの下水に対しても、本発明が適用できる。一部の地域からの雨水が、下水道管で混合されたものも、本発明の被処理水である。このように本発明は、すこしでも雨水が混入する下水に対して適用でき、下水処理場流入下水に対して、最初沈殿池流入前までに、本発明の方法が適用できる。また、下水道管途中の中継ポンプ場からの公共水域への汚水の放流に際しても、下水処理場流入下水と同様に、本発明の方法が適用できる。
各種産業排水やし尿や浄化槽汚泥や、その他の液状廃棄物に、本発明の消毒剤を添加してもよいし、それらの処理水に、添加した後に放流や再利用のための工程に使用してもよい。
【００１２】
消毒剤の添加率は、被処理水量に対して、１〜１００ｍｇ／ｌである。１ｍｇ／ｌ未満では、消毒除去効果が低い。１００ｍｇ／ｌを超えると、薬剤コストが問題であり、一般に、消毒剤を１００ｍｇ／ｌも添加すると、ほとんどの汚水の大腸菌群は消毒できる。
混合方法は、消毒剤を被処理水の水流により混合撹拌しても、接触槽を設けてそこで混合させてもよい。
消毒剤を、処理水や工業用水や被処理水の一部で、希釈して使用することもできる。
使用場所つまり電解場所は、雨天時下水を対象とする場合には、ポンプ場、雨水吐き口、下水処理場、雨天時下水放流水の放流口又は下水処理場処理水の放流口、被処理水又は被処理水の処理水排出場所である。
図２に、電解処理により濃度がたかめられた消毒剤を添加する消毒装置のフロー概要図を示す。劣化した消毒剤を、電解により濃度を高めた後に、被処理水に添加して消毒する。電解後の消毒剤をそのまま直接、被処理水に添加してもよいし、一旦、消毒剤貯蔵設備である貯槽に戻した後に、貯槽から被処理水に添加してもよい。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
有効塩素濃度１２重量％の市販品次亜塩素酸ソーダを、ガラス容器に密栓して屋外に放置し、有効塩素濃度を下げて劣化品を調製した。この劣化品を原料に、以下の条件で電解処理し、有効塩素濃度を高める実験をした。電解処理条件は、電解温度が２５℃、電圧が直流で５〜１５Ｖ、電流密度は１〜３Ａ／ｄｍ２、炭素電極の間隔は５ｍｍである。表１に、実施例１の結果を示す。
残留塩素濃度は、オルトトリジン法により測定し塩素換算値で表した。
有効塩素濃度が６重量％までは、電解処理により新品と同程度の有効塩素濃度まで回復できた。
有効塩素濃度が４重量％と低下しすぎると、電解条件を高めても回復は困難であった。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
実施例２
有効塩素濃度１２重量％の市販品の次亜塩素酸ソーダと臭化ナトリウムを等モル反応させて、有効ハロゲン濃度８重量％の次亜臭素酸ソーダを製造した。この薬品混合製造品を、実施例１のように劣化させた有効ハロゲン濃度３％の劣化品を、調製した。この劣化品を実施例１のように電解した。表２に、実施例２の結果を示す。
有効ハロゲン濃度が、３重量％の劣化品を電解処理すると、有効塩素濃度が６重量％以上に高められた。
【表２】
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【００１６】
実施例３
表３に、水道水とし尿から調製した模擬下水の性状を示す。
【表３】
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【００１７】
ガラスビーカーに模擬下水５００ｍｌを採り、撹拌羽根にて周速度０．５ｍ／秒で撹拌しながら消毒剤を添加した。１〜５分経過後採水し、大腸菌群数と残留ハロゲン濃度を測定した。
消毒剤は、市販品で新品の有効塩素１２重量％の次亜塩素酸ソーダと、約３ヶ月経過して有効塩素が６重量％に低下した劣化品の次亜塩素酸ソーダと、劣化品の次亜塩素酸ソーダを電解した電解品を用いた。
電解処理条件は、電解温度が２５℃、電圧が直流で１０Ｖ、電流密度は２Ａ／ｄｍ２、炭素電極の間隔は５ｍｍである。電解処理で得られた次亜塩素酸ソーダを、模擬下水に添加するまでの時間は１分間である。電解処理で得られた次亜塩素酸ソーダの塩素濃度は、約１１重量％であった。
残留塩素濃度は、オルトトリジン法により測定し塩素換算値で表した。表４に消毒の結果を示す。電解処理で有効塩素を高めることにより、新品と同程度の効果が得られた。
【００１８】
【表４】
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【００１９】
【発明の効果】
本発明の処理方法によれば、以下の効果がある。
（１）晴天時に、次亜塩素酸塩の有効塩素濃度を高めることができるので、高価な電解設備が、最小の設備で可能となる。
（２）貯槽の次亜塩素酸塩濃度を、常時高く維持できるので、特に雨天時下水などへのすばやい消毒が可能である。
（４）薬剤の経時変化による劣化が防止でき、消毒剤の性状の安定化が図れ、安定した運転が可能になる。
（５）市販品の次亜塩素酸塩などが使用でき、食塩などから電解で製造するより製造コストが安価となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薬剤濃度維持装置の一例を示すフロー概要図。
【図２】本発明の消毒装置の一例を示すフロー概要図。
【図３】合流式下水道の構成要素を表す概念図。
【図４】従来の汚水処理の一般的な処理フロー図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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