(57)【要約】【課題】臭素のオキソ酸等を現場生成するに際し、臭化物イオン等を有効利用することができ、システムの安全性を向上させることのできる循環水殺菌システムを提供する。【解決手段】電解次亜水注入部１１１には、電解次亜水が注入される。また、電解次亜水注入部１１１には、冷却塔１２３から冷却水循環管１１５を介して臭素酸ナトリウムを含む冷却水が供給される。反応槽１１７では臭素酸ナトリウムと電解次亜水とから次亜臭素酸ナトリウムが反応生成される。そして、冷却塔１２３では循環水の殺菌、消毒が行われる。この循環水の殺菌、消毒により、冷却水中には臭化物イオンが再生成される。そして、この水を電解次亜水注入部１１１に循環させることで、臭化物イオンが再利用される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭化物イオン又はヨウ化物イオンを含む循環水が流れる循環ラインと、
該循環ラインを流れる循環水に次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を供給する次亜塩素酸供給手段と、
該次亜塩素酸供給手段で供給された次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩、及び前記循環水に含まれる臭化物イオン又はヨウ化物イオンから、臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩を生成し、該生成された臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩により、前記循環ラインを流れる循環水の殺菌を行う殺菌処理手段とを備えたことを特徴とする循環水殺菌システム。
【請求項２】
前記循環ラインを流れる循環水に臭化物塩又はヨウ化物塩を供給する臭化物等供給手段を備え、
該臭化物等供給手段による臭化物塩又はヨウ化物塩の供給点と、前記次亜塩素酸供給手段による次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩の供給点とが分離されている請求項１記載の循環水殺菌システム。
【請求項３】
前記循環ラインを流れる循環水の排出及び該循環水の排出に応じた循環水の補給を行う循環水排出／補給手段を備え、
前記臭化物等供給手段は、前記循環水排出／補給手段における補給水量に応じて臭化物塩又はヨウ化物塩を供給し、
前記次亜塩素酸供給手段は、前記殺菌処理手段における臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩の濃度に応じて次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を供給する請求項２記載の循環水殺菌システム。
【請求項４】
前記次亜塩素酸供給手段による次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩の供給点における循環水に含まれる臭化物イオン又はヨウ化物イオンの濃度は、０．０５ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下である請求項３記載の循環水殺菌システム。
【請求項５】
前記次亜塩素酸供給手段で供給される次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を電解生成する電解生成手段を備えた請求項１、２、３又は４記載の循環水殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は循環水殺菌システムに係わり、特に、臭素のオキソ酸等を現場生成するに際し、臭化物イオン等を有効利用することができ、システムの安全性を向上させることのできる循環水殺菌システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水に次亜塩素酸や次亜塩素酸塩を投入することで、水の殺菌、消毒等が行われてきた。
しかしながら、投入された次亜塩素酸等は、水中のアンモニア化合物又は有機性窒素化合物と反応して殺菌力が低いクロラミンを発生するおそれや、濃縮による循環水のｐＨの上昇等により殺菌力が低下するおそれがあった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、水に臭素のオキソ酸（例えば臭素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸）や臭素のオキソ酸塩を投入することで、水の殺菌等を行うことが示されている。そして、特許文献１では、有効塩素成分と金属元素の臭化物とを混合することで次亜臭素酸塩を生成し、これを水に投入している。これにより、クロラミンの発生や水のｐＨの上昇による殺菌力の低下を防止しながら、水の殺菌等を行うことが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１２４２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示された殺菌方法は排水に適用されたものであり、排水に投入された金属元素の臭化物等はそのまま外部に放流される構成であった。そのため、高価な臭化物イオンを有効に利用することができなかった。
また、特許文献１に示された殺菌方法においては、高濃度の塩素剤と高濃度の金属元素臭化物とを反応容器で混合した後に、ここで反応生成された高濃度の次亜臭素酸塩を排水に投入する構成であった。そのため、配管が破損した場合等には、高濃度の薬剤がそのまま外部に流出するおそれがあり、システムの安全性を低下させるおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、臭素のオキソ酸等を現場生成するに際し、臭化物イオン等を有効利用することができ、システムの安全性を向上させることのできる循環水殺菌システム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】
本発明は、臭化物イオン又はヨウ化物イオンを含む循環水が流れる循環ラインと、該循環ラインを流れる循環水に次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を供給する次亜塩素酸供給手段と、該次亜塩素酸供給手段で供給された次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩、及び前記循環水に含まれる臭化物イオン又はヨウ化物イオンから、臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩を生成し、該生成された臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩により、前記循環ラインを流れる循環水の殺菌を行う殺菌処理手段とを備えて構成した。
【０００８】
次亜塩素酸供給手段で供給された次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩と、循環水に含まれる臭化物イオン又はヨウ化物イオンとから、臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩が生成される。そして、この臭素のオキソ酸等により、循環水の殺菌が行われる。このとき、臭素のオキソ酸等による循環水の殺菌では次亜臭素酸塩消費反応（後述する化２）が起こり、殺菌処理手段において臭素イオン又はヨウ素イオンが再生成される。
このことにより、再生成された臭素イオン等を含む循環水を、臭素のオキソ酸等の生成に再利用することで、高価な臭化物イオン等を有効利用することができる。
【０００９】
また、本発明は、前記循環ラインを流れる循環水に臭化物塩又はヨウ化物塩を供給する臭化物等供給手段を備え、該臭化物等供給手段による臭化物塩又はヨウ化物塩の供給点と、前記次亜塩素酸供給手段による次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩の供給点とが分離されていることを特徴とする。
【００１０】
臭化物塩又はヨウ化物塩の供給点と、次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩の供給点とは分離されている。そのため、臭化物等供給手段から高濃度の臭化物塩等が供給された場合でも、次亜塩素酸等の供給点においては、臭化物塩等が循環水中に拡散されて低濃度となる。従って、反応槽で高濃度の臭素のオキソ酸等が生成されることはない。
このことにより、配管が破損した場合等でも、高濃度の薬剤がそのまま外部に流出することはなく、システムの安全性を向上させることができる。
【００１１】
さらに、本発明は、前記循環ラインを流れる循環水の排出及び該循環水の排出に応じた循環水の補給を行う循環水排出／補給手段を備え、前記臭化物等供給手段は、前記循環水排出／補給手段における補給水量に応じて臭化物塩又はヨウ化物塩を供給し、前記次亜塩素酸供給手段は、前記殺菌処理手段における臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩の濃度に応じて次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を供給することを特徴とする。
【００１２】
臭化物等供給手段からの臭化物塩等の供給と、次亜塩素酸供給手段からの次亜塩素酸等の供給とは、それぞれ独立の制御が行われる。これにより、臭化物等供給手段又は次亜塩素酸供給手段が故障した場合でも、その故障した側の制御を手動等に切り替えることで、循環水殺菌システム全体の故障を回避することができる。また、互いに独立した制御であるため、循環水中に含まれる臭化物イオン等の濃度と、殺菌処理手段における臭素のオキソ酸等の濃度の制御を簡単に行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明は、前記次亜塩素酸供給手段による次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩の供給点における循環水に含まれる臭化物イオン又はヨウ化物イオンの濃度は、０．０５ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする。
【００１４】
反応槽で反応生成される臭素のオキソ酸等の濃度を一定に保つためには、循環水に含まれる臭化物イオン等の濃度を一定に保てば良い。このことにより、反応槽で反応生成される臭素のオキソ酸等の濃度の制御を簡単に行うことができる。
【００１５】
さらに、本発明は、前記次亜塩素酸供給手段で供給される次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を電解生成する電解生成手段を備えて構成した。
【００１６】
電解生成手段により、次亜塩素酸等が電解生成される。そのため、有効塩素成分を現場生成することができるので、次亜塩素酸等の危険な薬剤の運搬を省略することができる。従って、システム管理上の安全性をさらに向上させることができる。また、次亜塩素酸等の薬剤はその在庫管理が厳重であるが、次亜塩素酸自体を保管する必要がないので、この手間を省力化できる。さらに、次亜塩素酸等は、その保管中に劣化し、有効塩素成分の濃度が低下するおそれがあるが、次亜塩素酸等を現場生成することでこのような問題も起こり得ない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態である循環水殺菌システムの構成図を図１に示す。なお、図中、実線で示す線は配管を示し、点線で示す線は電気配線を示すものとする。また、以下では本システムを循環冷却水の殺菌システムに適用して説明する。
図１において、循環水殺菌システム１は、電解次亜水生成部１００と、冷却水循環部２００とから構成されている。
【００１８】
まず、電解次亜水生成部１００の構成について説明する。
電解次亜水生成部１００において、原水供給管１１には、水道や井戸等から原水が供給されるようになっている。そして、この原水供給管１１は、原水遮断弁１３及び流量スイッチ１５を介して、塩水添加部１７に連結されている。
【００１９】
このとき、原水遮断弁１３は、電解制御部５５（詳細な動作は後述する）から出力された遮断弁制御信号に基づいて、原水供給管１１の開閉を行うようになっている。また、流量スイッチ１５は、原水供給管１１に流水があるか否かを検知して、その検知結果を流水検知信号として電解制御部５５に出力するようになっている。
そして、塩水添加部１７には、塩水添加管１９が連結されている。また、この塩水添加管１９は、塩水添加ポンプ２１を介して飽和塩水タンク２３に連絡されている。
【００２０】
ここに、飽和塩水タンク２３には、塩水添加部１７で添加される飽和塩水が納置されている。具体的には（図示しないが）、飽和塩水タンク２３の内部は、ネットや多孔板等の水の流通を妨げずに食塩を保持し得る隔壁部材によって区画されている。そして、この隔壁部材上に食塩が供給されるようになっている。さらに、この隔壁部材に保持された状態で供給される食塩は、一定水位に供給される水道水等により溶解されるようになっている。そして、溶解された食塩は、飽和に近い高濃度の塩水となり塩水貯水層に貯水されるようになっている。
【００２１】
また、塩水添加ポンプ２１は、電解制御部５５から出力される塩水ポンプ制御信号に基づいて、飽和塩水タンク２３に納置された飽和塩水を塩水添加部１７に圧送するか否か切り替えるようになっている。
さらに、塩水添加部１７には、電解槽供給管２５が連結されている。そして、この電解槽供給管２５は、電解槽２９に連結されている。電解槽２９には、陽極３１ａ及び陰極３１ｂが対向して配設されている。この電解槽２９は無隔膜式となっている。
【００２２】
また、陽極３１ａ及び陰極３１ｂには、電解装置５３から所定値の電解電圧が印加されるようになっている。この電解装置５３は、電解制御部５５からの信号（図示略）を受けて、陽極３１ａ及び陰極３１ｂに電解電圧を印加するか否か切り替えるようになっている。
【００２３】
なお、陽極３１ａ及び陰極３１ｂを構成する電極の材質としては、例えば白金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等の単体又はこれらの酸化物からなるものが一般的に使用されている。このうち、主に白金の単体又はこの酸化物を主成分としたものは極性切り替えが可能であるので、これによるカルシウムスケール等の付着を防止することが可能である。これに対し、ルテニウム、パラジウム等を含有する電極は塩素発生効率が高いという利点があるが、極性切り替えができないという欠点がある。従って、陽極３１ａ及び陰極３１ｂを構成する電極の材質としては、白金イリジウム焼成電極を使用することが望ましい。
【００２４】
さらに、電解槽２９には、電解槽吐出管３５が連結されている。そして、この電解槽吐出管３５は、電解槽２９で生成された電解次亜水を貯留するための電解次亜水タンク３７に連結されている。この電解次亜水タンク３７は、耐薬品性等の観点から、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の材質が使用されている。
【００２５】
さらに、電解次亜水タンク３７には、貯留される電解次亜水の水位を一定に保つための高レベルスイッチ３９Ｈ、低レベルスイッチ３９Ｌが設置されている。高レベルスイッチ３９Ｈは、電解次亜水タンク３７内の水位が規定量以上になったことを検知する水位センサーであり、また、低レベルスイッチ３９Ｌは、電解次亜水タンク３７内の水位が規定量以下になったことを検知する水位センサーである。そして、これらの高レベルスイッチ３９Ｈ、低レベルスイッチ３９Ｌによる検知結果は、電解次亜水水位信号として電解制御部５５に出力されるようになっている。
【００２６】
さらに、電解次亜水タンク３７には、これに貯留された電解次亜水を冷却水循環部２００側の電解次亜水注入部１１１に注入するための循環部注入管４３が連結されている。この循環部注入管４３には、電解次亜水注入ポンプ４５が設けられており、冷却水循環部２００側の循環制御部１４５から出力される電解次亜水ポンプ制御信号に基づいて、電解次亜水を冷却水循環部２００側に圧送するか否か切り替えるようになっている。
【００２７】
これに際し、電解次亜水タンク３７には、電解次亜水注入ポンプ４５の空引きを防止するための安全スイッチ３９Ｓが設置されている。安全スイッチ３９Ｓは、電解次亜水タンク３７内の水位が限界量以下になったことを検知する水位センサーであり、この安全スイッチ３９Ｓによる検知結果は、空引き防止信号として冷却水循環部２００側の循環制御部１４５（詳細な動作は後述する）に出力されるようになっている。
【００２８】
続いて、冷却水循環部２００の構成について説明する。
冷却水循環部２００において、電解次亜水注入部１１１には、電解次亜水生成部１００側の循環部注入管４３が連結されている。また、この電解次亜水注入部１１１には、反応槽供給管１１３と冷却水循環管１１５とが連結されている。そして、反応槽供給管１１３は、電解次亜水注入部１１１と反応槽１１７との間を連絡するようになっている。
【００２９】
一方、冷却水循環管１１５には循環ポンプ１１９が設けられている。そして、この循環ポンプ１１９は、後述する冷却塔１２３に一時貯留された臭素酸ナトリウムを含む冷却水を電解次亜水注入部１１１に循環圧送するようになっている。このとき、循環ポンプ１１９は、電解次亜水生成部１００側の電解制御部５５や、循環制御部１４５による制御を受けずに、図示しない循環ポンプ専用の制御部から制御を受けるようになっている。
【００３０】
また、冷却水循環管１１５は、冷却塔１２３に注入された臭素酸ナトリウムが、電解次亜水注入部１１１に至るまでに冷却水中に十分に拡散されるように適度な長さを有している。
さらに、反応槽１１７は、ミキサーを備えた所定容量を有する容器となっており、この反応槽１１７において、電解次亜水注入部１１１で混合された臭素酸ナトリウムと電解次亜水とが撹拌され、臭素のオキソ酸や臭素のオキソ酸塩（以下、次亜臭素酸ナトリウムとして説明する）が反応生成されるようになっている。
【００３１】
そして、この反応槽１１７には、冷却水供給管１２１が連結されており、反応槽１１７で生成された次亜臭素酸ナトリウムを含む冷却水が、冷却水供給管１２１を介して、図示しない冷房装置として使用されるようになっている。この冷房装置の使用例としては、高温物質への直接接触による高温物質の冷却や熱交換器による間接冷却等があり（図示略）、特別な場合を除いて冷却水の顕熱の増加分だけ熱を奪って対象物の冷却が行われるようになっている。
【００３２】
そして、この使用により高温となった水は、冷却水供給管１２１から冷却塔１２３に送られるようになっている。この冷却塔１２３に送られた水は、冷却塔１２３において大量の空気と接触され、その一部が蒸発されることにより、再冷却されるようになっている。そして、再冷却された水は、冷却塔１２３内に一時貯留されるようになっている。
【００３３】
加えて、冷却塔１２３には、次亜臭素酸測定器１２５が設けられている。この次亜臭素酸測定器１２５は、冷却塔１２３に一時貯留されている水中の次亜臭素酸ナトリウム等の濃度を測定するようになっている。このとき、次亜臭素酸ナトリウム等の濃度は直接測定されても良い。そして、次亜臭素酸測定器１２５による次亜臭素酸ナトリウム等の濃度の測定結果は、次亜臭素酸濃度信号として循環制御部１４５に出力されるようになっている。
【００３４】
さらに、冷却塔１２３には、図示しないブロー口が設けられており、このブロー口から冷却塔１２３に貯留されている水の一部がブロー水として排出されるようになっている。この冷却塔１２３におけるブロー水の排出は、循環制御部１４５から出力される図示しないブロー制御信号により制御されるようになっている。
【００３５】
また、冷却塔１２３には、補給水供給管１３１が連結されており、この補給水供給管１３１には、補給水供給ポンプ１３３が設けられている。そして、補給水供給ポンプ１３３では、冷却塔１２３におけるブロー水の排出に合わせて、循環制御部１４５から出力される補給水供給制御信号に基づき、補給水を冷却塔１２３に圧送するようになっている。
【００３６】
なお、このような冷却塔１２３におけるブロー水の排出及び補給水の供給を行う理由は、次の通りである。すなわち、上述したように冷却塔１２３では、水の再冷却においてその一部を蒸発させている。そのため、冷却水循環部２００を循環する水中の塩類の濃度は上昇する傾向にある。さらに、この他にも冷却塔１２３等から水滴となって飛散したり、各ポンプの軸受けや配管系から漏れたりすることによっても、循環水中の塩類の濃度は上昇する傾向にある。そして、このように循環水中の塩類の濃度が上昇すると、冷却水循環部２００を構成する配管が腐食したり、配管中にスケールを析出したりするおそれがある。
【００３７】
従って、冷却塔１２３から定期的にブロー水の排出を行うとともに、これに合わせて補給水の供給を行うことで、循環水中の塩類の濃度を下げて配管の腐食やスケール発生の防止を行っている。なお、この動作のために、冷却塔１２３には濃縮率を測定するための図示しない導電率計が設置されており、この導電率計の測定結果に基づいて冷却塔１２３に一時貯留されている水の濃縮率を算出し、ブロー制御信号や補給水供給制御信号等を制御するようになっている。また、冷却塔１２３に一時貯留された水の水位の検知及び水の流入の制御をするためのボールタップ等が設けられている（図示略）。
【００３８】
さらに、冷却塔１２３には、臭素酸ナトリウム注入管１３７が連結されている。そして、この臭素酸ナトリウム注入管１３７は、臭素酸ナトリウム注入ポンプ１３９を介して臭素酸ナトリウムタンク１４１に連絡されている。
このとき、臭素酸ナトリウムタンク１４１は、上述した電解次亜水生成部１００の飽和塩水タンク２３と同様の構成を有しており、臭化物塩として臭化ナトリウムの飽和溶液が納置されるようになっている。なお、臭化ナトリウムの飽和溶液に含まれる臭化物の濃度は１０〜５０％、望ましくは２０〜４０％であることが好ましい。これにより、臭素酸ナトリウムタンク１４１の規模を小型化できるようになっている。
【００３９】
一方、臭化物（臭素酸ナトリウム、臭化カリウム等）は、一般に塩水に比べて、温度により溶解度が変化し易い。そのため、臭化物の析出には十分に注意する必要があり、臭化ナトリウムの使用量が食塩に比べ少量であることを考慮すれば、飽和溶液ほどの高濃度の臭素酸ナトリウムを注入しなくても良い。
そして、臭素酸ナトリウム注入ポンプ１３９は、循環制御部１４５から出力される臭素酸ナトリウムポンプ制御信号に基づいて、臭素酸ナトリウムを冷却塔１２３に圧送するか否か切り替えるようになっている。
【００４０】
なお、冷却水循環部２００側の循環制御部１４５は、上述した電解次亜水生成部１００側の電解装置５３、電解制御部５５と一体化されて、１つの制御部を構成しても良い。
【００４１】
次に、本発明の実施形態である循環水殺菌システムの動作について説明する。
まず、電解次亜水生成部１００における水流について説明する。
電解次亜水生成部１００において、原水遮断弁１３が（予め）開にされているとすると、原水供給管１１に供給された原水は塩水添加部１７まで供給される。一方、飽和塩水タンク２３に納置された飽和塩水は、塩水添加ポンプ２１により塩水添加管１９に吸引される。そして、この飽和塩水が、塩水添加部１７において原水供給管１１から供給された原水に添加される。このとき、塩水添加部１７からは、電解槽２９への供給水中の食塩の濃度が１〜４０ｇ／Ｌで添加されることが望ましい。
【００４２】
一般に、電解槽２９に供給される水の食塩濃度を低くすると、添加する食塩の使用効率を上げることができる。しかしながら、食塩の濃度が１ｇ／Ｌより低いと、電解槽２９で必要とする電解電圧を高くしなければならず、電力効率を悪化させるおそれがある。一方、食塩の濃度が４０ｇ／Ｌより高いと、食塩を有効利用できなくなるおそれがある。なお、このように飽和塩水の食塩濃度が５〜４０ｇ／Ｌであることは、以下に示す電解槽２９で生成される電解次亜水の有効塩素濃度が０．２〜１５ｇ／Ｌである場合に最も効率が良い。
【００４３】
そして、塩水を納置するタンクとして上述したような飽和塩水タンク２３を用いた場合、その容量は飽和塩水タンク２３内に貯蔵する食塩の量によって決定されることが望ましい。例えば、冷却水循環部２００における循環水量が１００ｍ３／ｈ程度の場合、この循環水殺菌システム１を仮に２４時間連続で稼動するものとし、食塩の補給を１ヶ月ごとに行うとすると、食塩の使用量は６３ｋｇ／月程度必要になる。これに加えて、ある一定量の食塩を飽和塩水タンク２３内に貯蔵することを考慮すると、１００ｋｇ程度の食塩の貯蔵が必要となる。従って、飽和塩水タンク２３としては、この量の食塩を貯蔵しかつ上述したような隔壁部材等を備える必要があるため、全体として２００Ｌ程度の容量を有することが望ましい。
【００４４】
その後、塩水添加部１７で飽和塩水が添加された水は、電解槽供給管２５を介して、電解槽２９に供給される。電解槽２９に供給された水には、陽極３１ａ及び陰極３１ｂから電解電圧が印加され、電気分解が行われる。
その結果、電解槽２９では電解次亜水が生成される。なお、この電解槽２９で生成される電解次亜水の有効塩素濃度は、０．２〜１５ｇ／Ｌであることが望ましい。電解次亜水の有効塩素濃度が０．２ｇ／Ｌより低いと、塩水添加部１７で添加される食塩を有効に利用できなくなるおそれがある。一方、電解次亜水の有効塩素濃度が１５ｇ／Ｌより高いと、副反応が起こる割合が高くなり効率的な電解ができなくなるおそれがある。
【００４５】
そして、電解槽２９で生成された電解次亜水は、電解槽吐出管３５を介して、電解次亜水タンク３７に貯留される。ただし、この電解次亜水タンク３７は必須ではなく、電解槽２９から直接循環ラインに注入しても良い。この場合、電解次亜水タンク３７、高レベルスイッチ３９Ｈ、低レベルスイッチ３９Ｌ、安全スイッチ３９Ｓ、循環部注入管４３及び電解次亜水注入ポンプ４５等を省略できるので、電解次亜水生成部１００の構造を簡略化することができる。
このとき、電解次亜水タンク３７の容量は、電解槽２９で生成される電解次亜水の０．５〜２４時間分程度であることが望ましい。例えば、電解槽２９で生成される電解次亜水の量に対し、冷却水循環部２００で使用される電解次亜水の量が少ない場合は大きな容量を有する必要はない。しかしながら、冷却水循環部２００で使用される電解次亜水の量にバラツキが大きく、短時間で大量に使用することが予想される場合は、ある程度大型の容量を有することが望ましい。これにより、電解次亜水の使用時間外にこれを貯留し電解次亜水の有効利用が可能であるため、電解次亜水生成部１００自体の規模を小さくすることができる。
【００４６】
次に、電解制御部５５における制御について説明する。
電解次亜水タンク３７に適量の電解次亜水を貯留しておくために、電解制御部５５は原水遮断弁１３、塩水添加ポンプ２１、電解装置５３等に対し、以下のような制御を行っている。
【００４７】
まず、電解次亜水タンク３７に電解次亜水を貯留する際の動作について説明する。
この動作では、電解次亜水タンク３７に貯留された電解次亜水が冷却水循環部２００側に注入等されることで、電解次亜水タンク３７に設置された低レベルスイッチ３９Ｌにより、電解次亜水タンク３７内の水位が規定量以下になったことが検知される。そして、この検知結果が電解制御部５５に出力されることで、電解制御部５５から原水遮断弁１３を開とする旨の遮断弁制御信号が出力される。これにより、原水供給管１１に原水が流入される。
【００４８】
さらに、この流入により、流量スイッチ１５では原水供給管１１に流水がある旨が検知される。そして、この検知結果が電解制御部５５に出力されることで、電解制御部５５から塩水添加ポンプ２１に飽和塩水を添加する旨の塩水ポンプ制御信号が出力される。また、これと連動して、電解制御部５５から電解装置５３に陽極３１ａ及び陰極３１ｂに対し電解電圧を印加する旨の信号が出力される。これにより、塩水が添加された原水が電解槽２９に供給され、電解槽２９で電解次亜水が生成されて、電解次亜水タンク３７に電解次亜水が貯留される。
【００４９】
次に、電解次亜水タンク３７への電解次亜水の供給を停止する際の動作について説明する。
この動作では、上記の貯留動作により電解次亜水タンク３７内に電解次亜水が貯留され続けることで、電解次亜水タンク３７に設置された高レベルスイッチ３９Ｈにより、電解次亜水タンク３７内の水位が規定量以上になったことが検知される。そして、この検知結果が電解制御部５５に出力されることで、電解制御部５５から原水遮断弁１３を閉とする旨の遮断弁制御信号が出力される。これにより、原水供給管１１への原水の流入が遮断される。
【００５０】
さらに、この遮断により、流量スイッチ１５では原水供給管１１内の原水が止水された旨が検知される。そして、この検知結果が電解制御部５５に出力されることで、電解制御部５５から塩水添加ポンプ２１に飽和塩水の添加を止める旨の塩水ポンプ制御信号が出力される。また、これと連動して、電解制御部５５から電解装置５３に陽極３１ａ及び陰極３１ｂへの電解電圧の印加を止める旨の信号が出力される。これにより、電解槽２９で電解次亜水が生成されなくなり、電解次亜水タンク３７への電解次亜水の供給が停止される。
【００５１】
続いて、冷却水循環部２００における水流について説明する。
冷却水循環部２００において、電解次亜水注入部１１１には、電解次亜水生成部１００側の循環部注入管４３から電解次亜水タンク３７に貯留された電解次亜水が注入される。また、電解次亜水注入部１１１には、冷却塔１２３から冷却水循環管１１５を介して臭素酸ナトリウムを含む冷却水が供給され、電解次亜水注入部１１１において両者が混合され反応槽１１７に送られる。
このとき、電解次亜水生成部１００側の循環部注入管４３からは、冷却水循環管１１５を介して循環される冷却水中の臭化物イオンの濃度に応じて、冷却水の殺菌等に必要な量だけ電解次亜水が注入される。この電解次亜水の注入は、循環制御部１４５により制御される（詳細は後述する）。
【００５２】
一方、冷却水循環管１１５は適度な長さを有している。そのため、冷却塔１２３において、臭素酸ナトリウムタンク１４１から臭化ナトリウムの飽和溶液が注入されても、電解次亜水注入部１１１に至るまでに冷却水中に十分に拡散されて、臭素酸ナトリウムの濃度が低下している。従って、電解次亜水注入部１１１において、高濃度のままの臭素酸ナトリウムと電解次亜水とが混合されることはない。そのため、反応槽１１７で高濃度の次亜臭素酸ナトリウムが生成されることもない。これにより、配管が破損した場合等でも、高濃度の次亜臭素酸ナトリウム等がそのまま外部に流出することはない。
【００５３】
なお、反応槽１１７においては、以下の化１に従い、臭素酸ナトリウム（臭化物イオン）と電解次亜水（次亜塩素酸イオン）とから、臭素のオキソ酸塩の１つである次亜臭素酸ナトリウムが反応生成される。
【００５４】
【化１】
Ｂｒ−＋ＣｌＯ−→ＢｒＯ−＋Ｃｌ−
【００５５】
従って、反応槽１１７で反応生成される次亜臭素酸ナトリウムの濃度を一定に保つためには、電解次亜水注入部１１１に循環される臭素酸ナトリウム中の臭化物イオンの濃度を一定に保てば良い。なお、この電解次亜水注入部１１１に循環される臭素酸ナトリウム中の臭化物イオンの濃度は、０．０５ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下となるように制御されることが望ましい。この臭化物イオンの濃度の調整も、循環制御部１４５により制御される（詳細は後述する）。
【００５６】
その後、反応槽１１７からは、次亜臭素酸ナトリウムを含む冷却水が冷却水供給管１２１に送られる。そして、冷却水供給管１２１を介して冷却水として使用されると、冷却塔１２３に送られて、この冷却塔１２３で再冷却されて一時貯留される。
【００５７】
このとき、冷却塔１２３における一時貯留の過程においては、以下の化２のような次亜臭素酸塩消費反応により、循環水中の殺菌、消毒が行われる。なお、僅かではあるが冷却塔１２３だけでなく、冷却水供給管１２１を流れる過程においても、以下の反応は起こる。
【００５８】
【化２】
ＢｒＯ−→Ｂｒ−＋（０）
【００５９】
そして、この反応により冷却塔１２３に一時貯留される水には、臭化物イオンが再生成される。そのため、この水を冷却水循環管１１５を介して、電解次亜水注入部１１１に循環させることで、臭化物イオンが化１の反応において再利用される。
【００６０】
次に、循環制御部１４５における制御について説明する。
上述したように反応槽１１７で反応生成される次亜臭素酸ナトリウムの濃度を一定に保つためには、電解次亜水注入部１１１に循環される臭化物イオンの濃度を一定に保ちつつ、循環部注入管４３から殺菌等に必要な量だけの電解次亜水を注入すれば良い。従って、冷却塔１２３における臭素酸ナトリウムの注入と、電解次亜水注入部１１１における電解次亜水の注入とは、循環制御部１４５から独立の制御が行われる。
【００６１】
まず、冷却塔１２３における臭素酸ナトリウムの注入について説明する。
上述した化２の反応により、水の殺菌等により冷却塔１２３では臭化物イオンが再生成され、これが冷却水循環管１１５に循環されて化１の反応に再利用される。従って、これら化１及び化２の反応のみであれば、冷却水循環管１１５に循環される臭化物イオンの濃度は一定に保たれる。
【００６２】
しかしながら、上述したように、冷却塔１２３ではブロー水の排出と補給水の供給が行われる。従って、これらの動作（特に補給水の供給）により循環水中の臭化物イオンの濃度が低下する。そのため、この低下した分だけ臭素酸ナトリウムを注入する必要がある。
【００６３】
具体的には、まず、冷却塔１２３に設置された（図示しない）導電率計の測定結果に基づき、循環制御部１４５では冷却塔１２３に一時貯留されている冷却水の濃縮率が測定される。そして、この濃縮率が所定値を超えていると、循環制御部１４５から冷却塔１２３に対し水を排出する旨の（図示しない）ブロー制御信号が出力される。さらに、この水の排出により、冷却塔１２３に設けられたボールタップ等による検知結果や、循環制御部１４５から出力される補給水供給制御信号に基づき、冷却塔１２３に補給水が供給される。
【００６４】
これに対し、この補給水供給ポンプ１３３を介して供給された補給水量に応じて、循環制御部１４５から臭素酸ナトリウム注入ポンプ１３９に対し、所定量の臭素酸ナトリウムを供給する旨の臭素酸ナトリウムポンプ制御信号が出力される。これにより、冷却塔１２３に一時貯留される冷却水中の臭化物イオンの濃度は一定に保たれ、電解次亜水注入部１１１に循環される臭化物イオンの濃度も一定に保たれる。
【００６５】
なお、冷却塔１２３でのブロー水量と補給水量の関係は、濃縮率Ｎ、蒸発量Ｅ、補給水量Ｍ、ブロー水量Ｂ、飛散水量Ｗ（冷却塔１２３等から水滴となって飛散した水量）を用いて数１のように示される。
【００６６】
【数１】
Ｎ＝（Ｅ＋Ｂ＋Ｗ）／（Ｂ＋Ｗ）＝Ｍ／（Ｂ＋Ｗ）
【００６７】
ここで、温度降下を５．６℃とした場合には、一般に飛散水量Ｗは循環水量の０．２％程度であり、蒸発量Ｅは循環水量の１．０％程度である。また、原水に含まれる成分により変化するが、一般に濃縮率Ｎは２〜６倍程度である。これにより、ブロー水量Ｂと補給水量Ｍの関係が数１より算出される。
【００６８】
次に、電解次亜水注入部１１１における電解次亜水の注入について説明する。上述したように電解次亜水注入部１１１への有効塩素の注入は、冷却水循環部２００で必要とする次亜臭素酸ナトリウムの量に応じて行われる。
このとき、冷却塔１２３から電解次亜水注入部１１１に循環される水中に、次亜塩素酸ナトリウムが存在するのを避けたい場合には、電解次亜水注入部１１１に循環される臭素酸イオンのモル濃度を超える電解次亜水の注入は避けた方が望ましい。一方、次亜臭素酸ナトリウムと次亜塩素酸ナトリウムとの共存を避ける必要がない場合、もしくはこれが望まれる場合には、電解次亜水注入部１１１に循環される臭素酸イオンのモル濃度を超える電解次亜水の注入を行うことが望ましい。
【００６９】
この電解次亜水の注入においては、具体的には、冷却塔１２３に設置された次亜臭素酸測定器１２５の測定結果に基づき、冷却塔１２３に一時貯留されている冷却水中の次亜臭素酸ナトリウム等の濃度が測定される。そして、この濃度が冷却水の殺菌等に必要な濃度以下である場合には、循環制御部１４５から電解次亜水注入ポンプ４５に対し電解次亜水を注入する旨の電解次亜水ポンプ制御信号が出力される。これにより、電解次亜水注入部１１１に電解次亜水が注入され、反応槽１１７で次亜臭素酸ナトリウムが反応生成される。
【００７０】
一方、冷却塔１２３に一時貯留されている冷却水中の次亜臭素酸ナトリウム等の濃度が冷却水の殺菌等に十分な濃度である場合には、循環制御部１４５から電解次亜水注入ポンプ４５に対し電解次亜水の注入を停止する旨の電解次亜水ポンプ制御信号が出力される。これにより、電解次亜水注入部１１１への電解次亜水の注入が停止される。
【００７１】
以上のような循環水殺菌システム１について、各配管内の水量やその薬剤の濃度等については表１に示すような例が挙げられる。
【００７２】
【表１】
2005066386.tif 000003
【００７３】
なお、表１におけるブロー水量Ｂと補給水量Ｍは、上述した数１に基づいて計算を行っている。そして、表に示されるように循環水量を１００ｍ３／ｈとした上で、飛散水量Ｗを０．２ｍ３／ｈ程度、蒸発量Ｅを１．０ｍ３／ｈ程度、濃縮率Ｎを３倍としている。
【００７４】
また、表１には臭素酸ナトリウム平均注入量を示してあるが、これは循環される冷却水のバランスから算出されたものである。しかしながら、臭素酸ナトリウムの供給は、上述したように冷却塔１２３に一時貯留される冷却水の導電率等に基づいて制御が行われるので、必ずしもこの量になるとは限らない。
【００７５】
さらに、表１には有効塩素平均注入量を示してあるが、これは１回の水の循環で次亜臭素酸ナトリウムが全て消費されてしまう場合の注入量である。しかしながら、電解次亜水の供給は、上述したように次亜臭素酸ナトリウム等の濃度に基づいて制御が行われるので、実際にはこの注入量であることはほとんどありえない。
【００７６】
以上のように、循環水殺菌システム１では、臭素酸ナトリウムと次亜塩素酸ナトリウムとを混合することで、次亜臭素酸ナトリウムを反応生成させて水の殺菌、消毒を行っている。そのため、この水の殺菌等に伴う次亜臭素酸塩消費反応により臭素イオンが再生成され、これを次亜臭素酸ナトリウムの生成に再利用することができる。従って、高価な臭化物イオンを有効利用することができる。
【００７７】
また、臭素酸ナトリウムと電解次亜水とを混合させるに際して、電解次亜水注入部１１１では、電解次亜水が、低い濃度の臭素酸ナトリウムに対して混合されるようになっている。そのため、反応槽１１７における反応でも、高濃度の次亜臭素酸ナトリウムが生成されることはない。従って、配管が破損した場合等でも、高濃度の薬剤がそのまま外部に流出することはなく、システムの安全性を向上させることができる。
【００７８】
さらに、冷却塔１２３における臭素酸ナトリウムの注入と、電解次亜水注入部１１１における電解次亜水の注入とは、循環制御部１４５から独立の制御が行われる。これにより、一方の制御部が故障した場合でも、その故障した側の制御を手動等に切り替えることで、循環水殺菌システム１全体の故障を回避することができる。また、互いに独立した制御であるため、それぞれの制御を簡単に行うことができる。
【００７９】
また、循環水殺菌システム１では、有効塩素成分の生成のために電解次亜水生成部１００を備えている。そのため、有効塩素成分を現場生成することができるので、次亜塩素酸ナトリウム等の危険な薬剤の運搬を省略することができる。従って、システム管理上の安全性をさらに向上させることができる。
また、次亜塩素酸ナトリウム等の薬剤はその在庫管理が厳重であるが、次亜塩素酸ナトリウム自体を保管する必要がないので、この手間を省力化できる。さらに、次亜塩素酸ナトリウム等は、その保管中に劣化し、有効塩素成分の濃度が低下するおそれがあるが、次亜塩素酸ナトリウム等を現場生成することでこのような問題も起こり得ない。
【００８０】
なお、本実施形態においては、循環水殺菌システム１を冷却水の殺菌システムに適用して説明してきたが、これに限られない。すなわち、銭湯、温泉、プール、公園等の噴水、生簀又は水族館の水槽等に使用される水の殺菌システムに使用されても良い。ただし、工業用水に用いられる水の６０％程度が冷却水であることを考慮すると、冷却水という用途は、水の合理的な利用を図る場合に最も重視しなければならない用途であり、かつ一般的な水の合理的利用を計画する場合の手本になる用途であると考えられる。
【００８１】
また、本実施形態においては、臭素酸ナトリウムと次亜塩素酸ナトリウムとを混合することで次亜臭素酸ナトリウムを生成し、水の殺菌、消毒を行っていたが、これに限られない。すなわち、冷却水循環部２００に臭化物イオンを循環させる代わりに、ヨウ化物イオンを循環させても良い。そして、ヨウ化物イオンを循環させた場合でも、臭化物イオンを循環させた場合と同様の反応（化１及び化２）を起こすので、ヨウ化物イオンを再生成することができヨウ化物イオンを有効利用することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次亜塩素酸供給手段で供給された次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩、及び循環水に含まれる臭化物イオン又はヨウ化物イオンとから、臭素若しくはヨウ素のオキソ酸又は臭素若しくはヨウ素のオキソ酸塩を生成し、この臭素のオキソ酸等により循環水の殺菌が行われるように構成したので、水の殺菌により再生成された臭素イオン等を含む循環水を臭素のオキソ酸等の生成に再利用することで、高価な臭化物イオン等を有効利用することができる。
【００８３】
また、次亜塩素酸供給手段で供給される次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を生成する電解生成手段を備えて構成したので、有効塩素成分を現場生成することができるので、次亜塩素酸等の危険な薬剤の運搬を省略することができる。従って、システム管理上の安全性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】循環水殺菌システムの構成図
【符号の説明】
１  循環水殺菌システム
２９  電解槽
４３  循環部注入管
１００  電解次亜水生成部
１１１  電解次亜水注入部
１１５  冷却水循環管
１１７  反応槽
１２１  冷却水供給管
１２３  冷却塔
１３１  補給水供給管
１３７  臭素酸ナトリウム注入管
１４５  循環制御部
２００  冷却水循環部
【図１】
2005066386.tif 000004