(57)【要約】【課題】  原水加熱装置、活性炭濾過装置、アルカリ添加装置および多段式逆浸透膜装置を備え、活性炭濾過装置の熱水殺菌を行う医薬用水製造装置であって、活性炭濾過装置の熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が実質的に生じない医薬用水製造装置を提供する。【解決手段】  活性炭濾過装置１０の活性炭として、粉末状の石炭系活性炭をバインダーにより球状に成形してなる球状活性炭を用いる。これにより、活性炭濾過装置の熱水殺菌を３回程度行うだけで、熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が生じなくなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水加熱装置と、活性炭濾過装置と、アルカリ添加装置と、多段式逆浸透膜装置とを備え、原水加熱装置により加熱した原水を活性炭濾過装置に通水し、活性炭濾過装置の濾過水を多段式逆浸透膜装置に通水し、かつ、多段式逆浸透膜装置のいずれかの逆浸透膜装置の供給水にアルカリ添加装置によりアルカリ剤を添加する医薬用水製造装置において、前記活性炭濾過装置の活性炭として、粉末状の石炭系活性炭をバインダーにより球状に成形してなる球状活性炭を用いたことを特徴とする医薬用水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭濾過装置および多段式逆浸透膜装置を用いた医薬用水製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、活性炭濾過装置と、前段の逆浸透膜装置の透過水を次段の逆浸透膜装置で処理する多段式逆浸透膜装置とを用いた医薬用水製造装置として、図１に示すものが使用されている。図１において、２は原水タンク、４は原水ポンプ、６は原水フィルタ、８は原水加熱装置、１０は活性炭濾過装置、１２は濾過水タンク、１４はポンプ、１６はアルカリ添加装置、１８は分散剤添加装置、２０は前段の逆浸透膜装置、２２はポンプ、２４は後段の逆浸透膜装置、２６は紫外線殺菌装置を示す。
【０００３】
本例の医薬用水製造装置では、まず、原水導入管３０から原水タンク２に導入した水道水等の原水をポンプ４の作動により原水フィルタ６に通水し、水中のごみ等を除去する。原水フィルタ６には、例えば使い捨てのプリーツフィルタが使用される。原水フィルタ６の透過水は蒸気３２を熱源とする原水加熱装置８で２５℃に加温される。これは、水温低下時における逆浸透膜装置の透過水量減少を防止するためである。その後、原水フィルタ６の透過水は、石炭を原料とした破砕活性炭が充填された活性炭濾過装置１０に通水され、ここで残留塩素や有機物が除去された後、濾過水がタンク１２に貯留される。
【０００４】
濾過水タンク１２内の濾過水は、ポンプ１４の作動により前段の逆浸透膜装置２０に通水される。このとき、前段の逆浸透膜装置２０の供給水にアルカリ添加装置１６からアルカリ剤が添加されるともに、分散剤添加装置１８から分散剤が添加される。逆浸透膜装置の供給水にアルカリ剤を添加するのは、供給水をｐＨ８．０程度のアルカリ性に調整することにより、逆浸透膜装置で除去されにくい遊離の炭酸を逆浸透膜装置で除去されやすい炭酸水素イオンや炭酸イオンに変換するためである。また、逆浸透膜装置の供給水に分散剤を添加するのは、逆浸透膜装置の濃縮水中でスケールを生成するカルシウムやマグネシウムを分散させてスケールの生成を防止するためである。前段の逆浸透膜装置２０では、水中のイオン、有機物、生菌などが除去され、原水の導電率が１００μＳ／ｃｍならば導電率５μＳ／ｃｍ程度の純水が得られる。なお、前段の逆浸透膜装置と次段の逆浸透膜装置との間で次段の逆浸透膜装置の供給水にアルカリ剤を添加することもある。
【０００５】
前段の逆浸透膜装置２０の透過水は、ポンプ２２の作動により後段の逆浸透膜装置２４に通水される。これにより、導電率１μＳ／ｃｍ程度の純水が得られる。また、前段の逆浸透膜装置２０の濃縮水の一部は前段循環ライン３４を通って濾過水タンク１２に戻され、残部は排出ライン３６を通って排出される。後段の逆浸透膜装置２４の濃縮水は後段循環ライン３８を通って濾過水タンク１２に戻される。後段の逆浸透膜装置２４の透過水は、さらに紫外線殺菌装置２６に通水される。以上のようにして、医薬用精製水に該当する医薬用水４０を得ることができる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９３４６９号公報
【特許文献１】特開平１１−１５６３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１に示した医薬用水製造装置では、活性炭濾過装置１０に通水を続けていると活性炭内部に菌が繁殖するため、１週間に一回程度、８５℃の熱水を活性炭濾過装置に３０分間通水して活性炭の殺菌を行っている。
【０００８】
しかし、図１に示した医薬用水製造装置では、上記のように活性炭濾過装置を熱水殺菌した後、通常運転に移行して２５℃の水を通水した場合、活性炭濾過装置の濾過水のｐＨが熱水殺菌前よりも低下するという問題があった。具体的には、原水として水道水を使用した場合、通常運転時における活性炭濾過装置の濾過水のｐＨは水道水と同じ７．０程度であるが、活性炭濾過装置を熱水殺菌した後に通常運転を行った場合、濾過水のｐＨは６．０〜６．５程度に低下するものであった。
【０００９】
上述したように活性炭濾過装置の濾過水のｐＨが例えば７．０から６．５に低下した場合、濾過水のｐＨを８．０に上昇させるためのアルカリ剤添加量は通常の１．３〜１．５倍に増加するため、アルカリ剤添加によるｐＨコントロールが濾過水のｐＨ低下に追随できなくなって濾過水のｐＨが８．０まで上昇しなくなり、その結果水中に遊離の炭酸が残留して逆浸透膜装置の透過水の水質が低下するという問題が生じていた。
【００１０】
活性炭濾過装置の濾過水のｐＨが低下する時間は３時間程度であり、通水を続けていくとｐＨの低下は自然に解消し、水道水と同じ７．０程度となるが、この熱水殺菌後にｐＨが低下する現象は、装置使用開始後１年が経過し、熱水殺菌を５０回行っても解消されないものであった。
【００１１】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、原水加熱装置、活性炭濾過装置、アルカリ添加装置および多段式逆浸透膜装置を備え、活性炭濾過装置の熱水殺菌を行う医薬用水製造装置であって、活性炭濾過装置の熱水殺菌を３回程度行うだけで、活性炭濾過装置の熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が生じなくなる医薬用水製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、前述した課題を解決すべく種々研究を重ねた結果、従来の医薬用水製造装置の活性炭濾過装置で使用している石炭を原料とした破砕活性炭は、熱水と接触すると内部から酸性塩が溶出するため、熱水殺菌を５０回行っても熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が解消されず、また、通常運転に移行した後（通水温度の降温後）も微量の酸性塩の溶出が続き、そのため濾過水のｐＨ低下が３時間程度は解消されないと考えられること、これに対し、活性炭として粉末状の石炭系活性炭をバインダーにより球状に成形してなる球状活性炭を用いた場合は、活性炭濾過装置の熱水殺菌を３回程度行うだけで、熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が生じなくなることを見出した。
【００１３】
本発明は、上述知見に基づいてなされたもので、原水加熱装置と、活性炭濾過装置と、アルカリ添加装置と、多段式逆浸透膜装置とを備え、原水加熱装置により加熱した原水を活性炭濾過装置に通水し、活性炭濾過装置の濾過水を多段式逆浸透膜装置に通水し、かつ、多段式逆浸透膜装置のいずれかの逆浸透膜装置の供給水にアルカリ添加装置によりアルカリ剤を添加する医薬用水製造装置において、前記活性炭濾過装置の活性炭として、粉末状の石炭系活性炭をバインダーにより球状に成形してなる球状活性炭を用いたことを特徴とする医薬用水製造装置を提供する。
【００１４】
本発明の医薬用水製造装置において、活性炭濾過装置の熱水殺菌を３回程度行うだけで、熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が生じなくなる理由は、原料の石炭粉末をバインダーにより球状に成形すると、原料中に含まれる酸性塩が球状成形体の内部に封じ込められて溶出しにくい状態となるためであると推定される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の医薬用水製造装置は、活性炭濾過装置の熱水殺菌を３回程度行うだけで、熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が生じなくなるので、活性炭濾過装置の熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が実質的に生じない。したがって、本発明の医薬用水製造装置によれば、アルカリ剤添加による逆浸透膜装置の供給水のｐＨコントロールが良好に行われ、逆浸透膜装置の供給水中に遊離の炭酸が残留することがないため、安定した水質の医薬用水を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る医薬用水製造装置の好適な実施形態としては、図１に示した医薬用水製造装置において、活性炭濾過装置１０に充填する活性炭として、粉末状の石炭系活性炭をバインダーにより球状に成形してなる球状活性炭を用いたものが挙げられる。この場合、上記粉末状の石炭系活性炭としては、石炭系活性炭を粉砕して粉末状にしたものを使用することができる。また、バインダーの種類に限定はないが、例えば合成樹脂、タール、ピッチ、リグニン、糖蜜、パルプ廃液等を挙げることができる。また、球状活性炭としては、粒径０．９〜１．２ｍｍ程度のものが適当である。球状活性炭として、具体的には、日本エンバイロケミカルズ社製の球状白鷺ＸＳ７１００Ｈ（商品名）を使用することができる。なお、ヤシガラ系活性炭を粉末状にしたものは、バインダーを用いても球状に成形できないため、球状活性炭の原料としては使用できない。
【実施例】
【００１７】
（実施例）
粉末状の石炭系活性炭をバインダーにより球状に成形してなる球状活性炭をカラムに充填し、殺菌工程（通水温度８５℃での通水）、降温工程（通水温度を室温とした３０分間の通水）、およびブロー工程（降温工程終了後の通水温度を室温とした通水）からなる通水サイクルを３サイクル行い、各サイクルの各工程におけるカラム流出水のｐＨを測定した。原水としてはｐＨ７．８の市水を使用した。球状活性炭としては、酸洗処理した新品のオルガノ株式会社製のオルビーズＱ（商品名）１００ｍｌを使用し、これをカラムに層高１０００ｍｍで充填した。通水はすべてダウンフローで行い、殺菌工程および降温工程ではＳＶ＝５／ｈで通水し、ブロー工程ではＳＶ＝２５／ｈで通水した。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
（比較例）
活性炭として、石炭を原料とした破砕活性炭を用いたこと以外は、実施例と同様の通水を行った。破砕活性炭としては、酸洗処理した新品の三菱化学カルゴン社製のダイヤホープ００６（商品名）１００ｍｌを使用し、これをカラムに層高１０００ｍｍで充填した。結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
表１の結果より、本発明に用いる球状活性炭は、熱水殺菌を３回実施すれば熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が生じなくなることがわかる。これに対し、従来使用されている石炭を原料とした破砕活性炭は、熱水殺菌を３回実施した程度では、熱水殺菌後における濾過水のｐＨ低下が全く解消されないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】活性炭濾過装置および多段式逆浸透膜装置を用いた医薬用水製造装置の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２３】
２  原水タンク
６  原水フィルタ
８  原水加熱装置
１０  活性炭濾過装置
１２  濾過水タンク
１６  アルカリ添加装置
２０  前段の逆浸透膜装置
２４  後段の逆浸透膜装置
２６  紫外線殺菌装置
４０  医薬用水
【図１】
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