(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水処理設備における雨天時下水の消毒方法であって、
当該下水処理設備において、予め、雨天時の降雨開始から種々の時間が経過した時点での越流水をサンプルとして採り、これに所定濃度のハロゲン系消毒剤を加えて、降雨後経過時間と越流水サンプル中の大腸菌群数との関係、及びハロゲン系消毒剤添加後の経過時間と越流水サンプル中の残留ハロゲン濃度との関係を求め、これらの結果から、大腸菌群数が消毒目標値を下回り且つ残留ハロゲンを公共用水域に放出することのない濃度となるハロゲン系消毒剤添加後所定経過時点での越流水サンプル中の有効ハロゲン濃度の目標値を設定しておき、
実際の消毒処理にあたって、定期的に雨天時越流水サンプルを採取して、採取した越流水サンプルに所定濃度のハロゲン系消毒剤を添加し、ハロゲン系消毒剤添加後所定時間経過時点での越流水サンプル中の残留ハロゲン濃度を測定して、上記で設定した有効ハロゲン濃度の目標値と比較することにより、下水処理設備における雨天時下水に添加すべきハロゲン系消毒剤の添加量を増減することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ハロゲン系消毒剤添加後所定経過時点での越流水サンプル中の有効ハロゲン濃度の目標値は、ハロゲン系消毒剤添加後20秒の時点で残留ハロゲン濃度が0.2mg/L as Cl2（塩素濃度で0.2mg/L）となる値である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記採取した越流水サンプルに添加するハロゲン系消毒剤の所定濃度は、その時点で実際に雨天時越流水の消毒処理のために添加されるハロゲン系消毒剤濃度である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
雨天時越流水の消毒処理のために添加される前記ハロゲン系消毒剤の所定濃度は、1〜10mg/Lである、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
下水処理設備における雨天時下水をハロゲン系消毒剤で消毒するための装置であって、
当該雨天時下水をハロゲン系消毒剤と反応させて消毒するための消毒槽と；
当該消毒槽に当該雨天時下水を導入する被処理液導入ラインと；
当該消毒槽内にハロゲン系消毒剤を導入する消毒剤導入手段と；
を備えてなり、さらに
当該被処理液導入ラインからハロゲン系消毒剤添加前の被処理液サンプルを採取する分取ラインと；
分取ラインに接続され、当該被処理液サンプルを受け入れるモニタリング槽と；
当該モニタリング槽へ、所定量のハロゲン系消毒剤を添加する消毒剤供給手段と；
当該モニタリング槽内のハロゲン系消毒剤添加後所定時間経過時点での被処理液サンプルの残留ハロゲン濃度を測定する有効ハロゲン濃度測定装置と；
当該被処理液サンプルを当該モニタリング槽から当該消毒槽へ戻す戻しラインと、
を具備し、当該下水処理設備において、予め雨天時の降雨開始から種々の時間が経過した時点での越流水をサンプルとして採り、これに所定濃度のハロゲン系消毒剤を加えて、降雨後経過時間と越流水サンプル中の大腸菌群数との関係、及びハロゲン系消毒剤添加後の経過時間と越流水サンプル中の残留ハロゲン濃度との関係を求め、これらの結果から、大腸菌群数が消毒目標値を下回り且つ残留ハロゲンを公共用水域に放出することのない濃度となるハロゲン系消毒剤添加後所定経過時点での越流水サンプル中の有効ハロゲン濃度の目標値を設定しておき；実際の消毒処理にあたって、定期的に雨天時越流水サンプルを当該分取ラインを経由して当該モニタリング槽に採取して、採取した越流水サンプルに所定濃度のハロゲン系消毒剤を添加し、ハロゲン系消毒剤添加後所定時間経過時点での越流水サンプル中の残留ハロゲン濃度を測定して、上記で設定した有効ハロゲン濃度の目標値と比較することにより、下水処理設備における雨天時下水に添加すべきハロゲン系消毒剤の添加量を増減する消毒剤添加量制御手段を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大腸菌などを含む排水の消毒方法及び装置に関し、特に、ハロゲン系消毒剤を用いる排水の消毒方法及び装置に関する。本発明によって処理することのできる排水としては、下水、雨天時下水、地表を流下した雨水などを挙げることができる。本発明は、特に、アンモニアを含む雨天時下水などの排水をハロゲン系消毒剤を用いて消毒する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公衆衛生学的観点から、下水、雨水などを含む排水中の病原菌を処理するために、塩素系消毒剤に代表されるハロゲン系消毒剤が古くから用いられている。これらの消毒剤の使用量は少ない方が環境や人類に与える影響が少なく、好ましいことは言うまでもない。しかしながらこれまでは、安全対策上の見地から、病原菌の十分な消毒効果を達成・維持するために、本来必要である消毒剤有効成分濃度を越える過剰な消毒剤を用いてきたのが実情である。
【０００３】
しかし、公共水域に放流される消毒処理後の排水中の残留ハロゲン濃度が高すぎる場合には、公共水域及びその周辺に生育する水棲生物や動植物などの生態系に悪影響を及ぼすことが明らかになるにつれ、適正な消毒剤濃度を排水に添加することが必要であるとの認識を有するに至った。
【０００４】
ところで、排水中の病原菌数は、排水が、家庭排水であるか、産業排水であるか、農業排水であるか、若しくは家庭排水、産業排水、農業排水の含有割合などの発生原因や降雨量の多少など、種々の原因により変動するので、適正な消毒剤投入濃度を決定することは困難である。特に、合流式下水道（家庭汚水及び産業排水と雨水とを同一管に捕集して下水処理場へ送る方式）や、分流式下水道（家庭汚水及び産業排水と雨水とを個別の管に捕集して家庭汚水及び産業排水を下水処理場へ送る方式）における雨天時越流水（雨天時下水）は、非常に短時間で水質が激しく変動するので、適正な消毒剤濃度を決定することが非常に困難である。すなわち、雨天時下水の水質は、降雨の状況により瞬時に大きく変動し、汚水濃度が高く且つ還元性の有機物濃度及び／又は無機物濃度が高い場合と、雨水による希釈が進んで汚水濃度が低下し且つ還元性の有機物濃度及び／又は無機物濃度が低下した場合では、消毒剤の必要量が大きく異なり、水質変動に応じた適切な最少量の消毒剤の添加を行うことが困難である、という問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、排水の水質変動に応じて、適正な消毒効果を発揮し且つ残留ハロゲンを発生させないような消毒剤の適正量を求め、この最少必要量の消毒剤を被処理液中に添加する消毒方法及び装置を提供することを目的とする。特に、本発明は、被処理水がアンモニアを含む雨天時下水などの排水の場合であっても、殺菌活性を損なうことなく、最少必要量の消毒剤で被処理水を消毒することができる上述の方法及び装置を提供することを目的とする。なお、雨天時下水とは、雨天時などに下水道設備の処理能力を超える降雨があった場合に、下水道処理設備或いは中継基地であるポンプ所や雨水吐き口から、処理なしに又は簡易処理だけで公共水域に排出する下水をいう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、被処理液をハロゲン系消毒剤で消毒する方法であって、ハロゲン系消毒剤添加後の有効ハロゲン濃度の減少程度を検知することによってハロゲン系消毒剤の添加量を制御することを特徴とする消毒方法が提供される。
【０００７】
以下、本発明の技術思想を具体例に基づいて説明する。以下の説明は、一具体例を挙げて説明しているもので、本発明はこの記載に限定されるものではない。まず、既設の下水処理施設において、降雨時の種々の時点における合流式下水道越流水を採水してビーカにとり、消毒剤としてBCDMHを用い、消毒剤添加量を３ppm(＝mg/L)としてビーカに加えて、９０秒間消毒処理を行った。降雨開始後の経過時間と消毒処理後の処理水中の大腸菌群数との関係を求めた。結果を図２に示す。
【０００８】
図２から、降雨後３０分経過（Ａ時点）では消毒処理後の大腸菌群数が９０００CFU/mL、降雨後４５分経過（Ｂ時点）では消毒処理後の大腸菌群数が４７００CFU/mLであり、いずれも消毒目標値（水質汚濁防止法に定める放流基準値：３０００CFU/mL以下）を満足しない。降雨後１時間３０分経過（Ｃ時点）で消毒後の大腸菌群数は１０CFU/mL未満となり、消毒目標値以下になったことが分かる。これは、降雨の継続に従って雨天時下水の性状が変化することにより、同じ消毒剤添加量（３ppm）であっても消毒効果が異なり、消毒剤過剰又は消毒剤過小の状態が生じることを示している。即ち、降雨開始直後は、下水中の大腸菌群が高い濃度で流出するため、これを十分に消毒処理するためには多量の消毒剤が必要となるが、降雨開始からある程度時間が経過した時点では、雨水によって汚水が希釈されて排水中の大腸菌群数が減少するため、消毒処理に必要な消毒剤の量が少なくなる。
【０００９】
次に、降雨開始から０．５時間経過後（図２のＡ点）の合流式下水道越流水を採水したものをビーカにとり、BCDMHを種々の添加率で加えて９０秒間消毒処理を行い、処理水中の大腸菌群数を計測した。結果を図３に示す。BCDMH添加率が２ppmでは、消毒処理後の大腸菌群数は１０4CFU/mL以上であり、消毒目標値である３０００CFU/mLを満足しない。処理水中の消毒処理後の大腸菌群数は、BCDMH添加率が４ppmでは３０００CFU/mLを僅かに超える程度となり、BCDMH添加率が６ppmでは１００CFU/mL以下となり、消毒目標値を大きく下回った。以上のことから、この時点の下水道越流水の消毒には、４．２〜４．３ppm程度の添加率でBCDMHを加えることが必要なことが分かる。
【００１０】
更に、降雨開始から４５分経過後（図２のＢ点）及び１．５時間経過後（図２のＣ点）についても同様に、BCDMH添加率と、９０秒消毒処理後の大腸菌群数との関係を調べ、結果を図４及び図５に示した。これらの図より、Ｂ点（降雨４５分経過後）では、下水道越流水の消毒に必要なBCDMH添加率は３．５〜３．６ppm程度、Ｃ点（降雨１．５時間経過後）では、下水道越流水の消毒に必要なBCDMH添加率は１．６〜１．７ppm程度であることが分かる。
【００１１】
次に、図２でのＡ点（降雨後３０分経過）、Ｂ点（降雨後４５分経過）及びＣ点（降雨後１．５時間経過）での合流式下水道越流水を採水したものをビーカにとり、BCDMHを図２の実験と同じ添加率３ppmで加え、BCDMH添加後の経過時間と処理水中の残留ハロゲン濃度との関係を調べた。結果を図６に示す。Ａ点（降雨後３０分経過)では、消毒剤添加直後ですでに残留ハロゲン濃度は０．１mg/L as Cl2未満であり、図２の結果と併せて考えると、BCDMH添加率３ppmでは被処理液の消毒効果は充分でないといえる。Ｂ点（降雨後４５分経過）では、消毒剤添加後約２０秒で残留ハロゲン濃度が約０．１mg/L as Cl2であり、１００秒でほぼ０mg/L as Cl2に近いことがわかる。図２の結果（消毒時間９０秒で大腸菌群数が４７００CFU/mL）と併せて考えると、Ｂ時点での消毒剤添加量３ppmは、必要量よりも未だ若干少ないといえる。また、Ｃ時点では、消毒剤添加後約２０秒では残留ハロゲン濃度が０．３mg/L as Cl2強と高く、約１５０秒まで徐々に低下するが、約１５０秒以降は約０．１mg/L as Cl2強で安定（消毒作用の飽和）している。これより、Ｃ時点（降雨後１．５時間）での消毒剤の添加量３ppmは過剰で、消毒処理後に残留ハロゲンが残存してしまったことがわかる。
【００１２】
これらの結果を踏まえて、当該下水処理施設の雨天時下水の処理においては、消毒剤処理後の残留ハロゲン濃度を、消毒目標値を確実に達成するための多少の余裕を見て、図６でのＢ線とＣ線のほぼ中間地点に設定すればよい。即ち、図６から、BCDMH添加後２０秒の時点で残留ハロゲン濃度を０．２mg/L as Cl2に設定すればよい。実際の消毒処理に当たっては、定期的に排水のサンプルを採り、所定濃度の消毒剤を入れて残留ハロゲン濃度の減少程度を測定する。これが上記で設定した設定値（上記の場合には消毒剤添加後２０秒で残留ハロゲン濃度０．２mg/L as Cl2）よりも高い場合には、排水への消毒剤の投入量を排水サンプルに投入した濃度よりも低い値に調整し、逆に残留ハロゲン濃度の減少程度が設定値よりも低い場合には消毒剤投入量を排水サンプルに投入した濃度よりも高い値に調整する。この作業を定期的に繰り返して、排水への消毒剤の投入量を経時的に制御することにより、消毒剤投入量を、充分な消毒効果が得られ且つ残留ハロゲンが生じない最適値に維持することが可能になる。なお、サンプルに投入する消毒剤の濃度は、その時点で排水中に実際に投入している濃度とすることが好ましい。このようにすれば、消毒剤投入濃度の大きな変動を防ぐことができ、より緻密な制御が可能となるからである。また、サンプルにおいて測定された残留ハロゲン濃度の減少程度と設定値との差から、実際に排水中に投入する濃度をどの程度増減させればよいかについては、当業者が経験的に決定することができる。
【００１３】
なお、図２、図６の曲線は、対象となる下水処理設備が同じであれば、多少の変動はあるがほぼ同様の傾向を示す。したがって、処理対象の下水処理設備において、図２、図６のようなグラフを作成して残留ハロゲン濃度の減少程度の目標値を設定すれば、以降の降雨時には、この設定値に基づいて雨天時下水に対する消毒剤添加量の制御を行うことができる。
【００１４】
次に、本発明の好ましい消毒装置の実施形態を合流式下水処理設備に適用した場合を例にして、本発明の消毒方法の好ましい実施形態を説明する。
合流式下水処理設備は、一般に、一般家庭、事務所、公共施設などの汚水排出源から排出される汚水や雨水を集めて流す下水道管渠、集めた下水を処理場まで送るための中継基地となるポンプ所、送られてきた下水を浄化して河川や海などの放流水域に放流する下水処理場などにより構成されている。下水処理場では、雨天時越流水を沈砂池で一次処理した後、公共水域に放流している。
【００１５】
図１に、本発明の消毒装置の概略説明図を示す。この消毒装置は、被処理液（雨天時越流水）導入ライン２と、消毒槽（沈砂池）３と、被処理液にハロゲン系消毒剤を導入するための消毒剤導入手段４とを備える。消毒剤導入手段４は、消毒槽３の上流のライン２中に導入してもよいし、或いは消毒槽３に直接投入してもよい。また、被処理液導入ライン２の途中に、試験用の被処理液サンプルを採取するための分取ライン１２が接続されている。分取ライン１２には、揚水ポンプ１６が接続されている。
【００１６】
本発明による消毒方法を実施するためには、まず、準備段階として、処理対象となる下水処理設備において、降雨時に、降雨開始から種々の時間が経過した後の複数の越流水サンプルを採取して、これに適当量の消毒剤を加えて消毒後の大腸菌群数を測定することによって、降雨後の経過時間と消毒後の大腸菌群数との関係（図２のグラフ）と、消毒剤添加後の経過時間と被処理水の残留ハロゲン濃度との関係（図６のグラフ）を作成して、これらの関係から、目標とすべき残留ハロゲン減少程度の値を設定しておく。例えば、図２及び図６に示す関係が得られた場合には、上記に説明したように、消毒剤添加後２０秒で残留ハロゲン濃度０．２mg/L as Cl2という目標値が設定される。
【００１７】
雨天時越流水の消毒は、消毒剤導入手段４から適当量の消毒剤を投入して、消毒槽３で処理することによって行うが、本発明方法においては、消毒剤を添加する前の被処理液を、周期的にライン１２よりサンプリングする。サンプリングされた被処理液は、モニタリング槽１３に収容され、ここで所定量の濃度の消毒剤１４が添加され、撹拌機（図示せず）によって混合撹拌される。モニタリング槽に加える消毒剤の濃度は、緻密な濃度制御を可能にするためには、その時点で消毒剤導入手段４によって被処理液中に実際に供給されている消毒剤の濃度とすることが好ましい。モニタリング槽１３には、被処理液中の残留ハロゲン濃度を測定する測定器１５が接続されており、消毒剤添加後の残留ハロゲン濃度の数値を経時的に測定する。この目的で用いることのできる残留ハロゲン濃度測定器としては、例えば、ポーラログラフ方式による遊離塩素計（例えば、東亜ディーケーケー（株）製造の製品名ＣＬＭ−３７又はＣＬＭ−２２）などを挙げることができる。測定された残留ハロゲン濃度値は記録計１８によって記録される。そして、当該下水処理設備に関して、予め設定されている目標値と、モニタリング槽１３において測定された値とを比較する。例えば、当該下水処理設備に関して図２及び図６のグラフが得られている場合には、設定値は消毒剤添加後２０秒で残留ハロゲン濃度が０．２mg/L as Cl2という値であるので、モニタリング槽１３で消毒剤が添加された被処理水サンプルの、消毒剤添加後２０秒における残留ハロゲン濃度を測定する。そして、この値が設定値である０．２mg/L as Cl2よりも高い場合には、消毒剤導入手段４から投入する消毒剤の濃度を減少させ、逆に０．２mg/L as Cl2よりも低い場合には、消毒剤導入手段４から投入する消毒剤の濃度を増加させる。この消毒剤投入濃度の制御は、予め設定した残留ハロゲン濃度減少程度の目標値を入力したコンピュータ（図示せず）に、残留ハロゲン濃度測定器１５での測定値を通信ラインを通してインプットし、設定値と測定値との比較結果に応じて投入消毒剤量を制御する自動制御装置（図示せず）を用いることにより、自動的に行うことができる。残留ハロゲン濃度減少程度の測定が完了した被処理水サンプルは、戻しライン１７を介して被処理液導入ライン２に戻し、被処理液と共に消毒槽３に導入する。消毒槽３では、消毒剤が加えられた被処理液が短い場合には１分以内、長い場合には１０分以内滞留されて、消毒剤との反応が進められる。消毒処理が行われた被処理水は、ポンプ６により揚水されて、排水路７を介して、公共水域８に放流される。
【００１８】
なお、被処理液サンプルは、消毒剤投入位置よりも上流から採取することが好ましい。消毒剤投入位置よりも下流からサンプルを採取する、即ち消毒剤が添加されている被処理液をサンプルとして採取すると、消毒途中のある時点での残留ハロゲン濃度を測定することになるが、図６に示したように、残留ハロゲン濃度は消毒剤添加後の経過時間に極めて敏感に依存して変化するので、これでは適切な制御はできないからである。
【００１９】
本発明によれば、上記のモニタリング操作を、定期的、例えば１分〜６０分毎、好ましくは５分〜２０分毎に行い、その結果に応じて消毒剤の添加濃度を調整する。これによって、特に時間の経過によってその性状が大きく変動する雨天時越流水の消毒処理に際して、充分な消毒効果を与えると共に、残留ハロゲンを公共用水域に放出することのない、適切な消毒剤添加濃度を維持することが可能になる。
【００２０】
なお、雨天時越流水などの排水の消毒においては、消毒剤の添加量は、消毒剤の種類や排水の性状などによっても変化するが、一般に１〜１０mg/L(ppm)、好ましくは２〜６mg/Lであり、本発明においても、この範囲内で消毒剤添加量を制御することが好ましい。
【００２１】
本発明により消毒することができる被処理液としては、下水、雨水を含む下水、及び地表を流下した雨水等を含む排水などを挙げることができる。特に、アンモニアを含む排水、具体的には雨天時越流水などが特に好ましい。
【００２２】
本発明方法において用いることのできる消毒剤としては、下水や排水の消毒に用いることのできる任意のハロゲン系消毒剤を用いることができる。しかしながら、雨天時越流水などに見られるように、処理すべき排水（被処理水）がアンモニアを含む場合には、塩素系消毒剤中の塩素とアンモニアとが反応して、クロラミンを形成し、殺菌力を低下させるので、アンモニアを含まない被処理水に対する場合よりも多量の塩素系消毒剤が必要であり、クロラミンの残留性が高いため、残留塩素濃度も高くなる、という問題があった。この問題を解決するためには、消毒剤として、本発明者らが先に提案した臭素系又はヨウ素系の消毒剤を用いることが特に好ましい。
【００２３】
本発明において特に好適に用いることのできる臭素系又はヨウ素系消毒剤としては、例えば、ヒダントイン類、シアヌール酸類、イソチアゾロン類、ε−カプロラクタム類、フタールイミド類、ピロリドン類、アクリドン類、ウラシル類、スクシンイミド類、バルビツール類、クレアチニン類、ジオキソピペラジン類、ウラゾール類、グリシン無水物類、ω−ヘプタラクタム類、マレイン酸ヒドラジド類、マレイン酸イミド類、オクタラクタム類、オキシインドール類などを好ましく挙げることができる。これらの構造式を下記に示す。
【００２４】
【化１】
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【００２５】
ヒダントイン類(hydantoins)は、例えば、式IIで示される。上式IIにおいて、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、ただし、Ｘ1及びＸ2の何れかは、臭素原子又はヨウ素原子であり；Ｒ1及びＲ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基であり、好ましくは、水素原子又は炭素数６以下の低級アルキル基であり、更に好ましくは、水素原子又は炭素数３以下の低級アルキル基である。ヒダントイン類としては、例えば、１−ブロモ−３−クロロ−５，５−ジメチルヒダントイン（上式Iで示される化合物：ＢＣＤＭＨ）が挙げられる。ブロモクロロジメチルヒダントインは、高い安定性を有し、直射日光を避ければ数年間、活性を維持することができる。ＢＣＤＭＨは固体であり、解離することによって次亜臭素酸イオンが生成し、高い消毒効果を発揮する。
【００２６】
シアヌール酸類(cyanuric acids)は、例えば、上式IIIで示される。式III中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、水酸基、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基であり、但し、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3の少なくとも一つは、臭素原子又はヨウ素原子である。低級アルキル基は、炭素数６以下が更に好ましく、炭素数３以下が更に好ましい。
【００２７】
イソチアゾロン類(isothiazolon)は、例えば、上式IVで示される。式IV中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子であり；Ｒ1及びＲ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基である。低級アルキル基は、炭素数６以下が更に好ましく、炭素数３以下が更に好ましい。例えば、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンが好ましい。
【００２８】
ε−カプロラクタム類（ε-caprolactams）は、例えば、上式Vで示される。式V中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
フタールイミド類(phthalimides)は、例えば、上式VIで示される。式VI中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
【００２９】
ピロリドン類(pyrrolidones)は、例えば、上式VIIで示される。式VII中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
アクリドン類(acrydones)は、例えば、上式VIIIで示される。式VIII中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
【００３０】
ウラシル類(uracils)は、例えば、上式IXで示される。式IX中、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、ただし、Ｘ1及びＸ2の何れかは、臭素原子又はヨウ素原子であり；Ｒ1は、水素原子、炭素数１０以下の低級アルキル基、アミノ基又はニトロ基である。低級アルキル基は、炭素数６以下であることが好ましく、炭素数３以下であることが更に好ましい。Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基であり、好ましくは、水素原子又は炭素数６以下の低級アルキル基であり、更に好ましくは、水素原子又は炭素数３以下の低級アルキル基である。
【００３１】
スクシンイミド類(succinimides)は、例えば、上式Xで示される。式X中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
【００３２】
【化２】
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【００３３】
バルビツール酸類(barbituric acids)は、例えば、上式XIで示される。式XI中、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、ただし、Ｘ1及びＸ2の何れかは、臭素原子又はヨウ素原子であり；Ｒ1及びＲ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基であり、好ましくは、水素原子又は炭素数６以下の低級アルキル基であり、更に好ましくは、水素原子又は炭素数３以下の低級アルキル基である。
【００３４】
クレアチニン類(creatinines)は、例えば、上式XIIで示される。式XII中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子であり；Ｒは、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基であり、好ましくは、水素原子又は炭素数６以下の低級アルキル基であり、更に好ましくは、水素原子又は炭素数３以下の低級アルキル基である。
【００３５】
ジオキソピペラジン類(dioxopiperazines)は、例えば、上式XIIIで示される。式XIII中、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、ただし、Ｘ1及びＸ2の何れかは、臭素原子又はヨウ素原子である。
【００３６】
ウラゾール類(urazoles)は、例えば、上式XIVで示される。式XIV中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基であり、ただし、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3の何れかは、臭素原子又はヨウ素原子である。低級アルキル基は、炭素数６以下が好ましく、炭素数３以下が更に好ましい。
【００３７】
グリシン無水物類(glycine anhydrides)は、例えば、上式XVで示される。式XV中、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、水素原子又は炭素数１０以下の低級アルキル基であり、Ｘ1及びＸ2の何れかは、臭素原子又はヨウ素原子である。低級アルキル基は、炭素数６以下が好ましく、炭素数３以下が更に好ましい。
【００３８】
ω−ヘプタラクタム類（ω−heptalactams）は、例えば、上式XVIで示される。式XVI中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
マレイン酸ヒドラジド類(maleic acid hydrazides)は、例えば、上式XVIIで示される。式XVII中、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ、同一又は異なって、独立して、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、ただし、Ｘ1及びＸ2の何れかは、臭素原子又はヨウ素原子である。
【００３９】
マレイン酸イミド類(maleimides)は、例えば、上式XVIIIで示される。式XVIII中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
【００４０】
【化３】
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【００４１】
オクタラクタム類(octalactams)は、例えば、上式XIXで示される。式XIX中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
オキシインドール類(oxindoles)は、例えば、上式XXで示される。式XX中、Ｘは、臭素原子又はヨウ素原子である。
【００４２】
本発明で用いることができる消毒剤は、上記式（Ｉ）〜（XX）に示されるように、窒素原子又は硫黄原子を含む、４〜１０員複素環を含むことが好ましく、５〜９員複素環を含むことが更に好ましい。複素環は、１〜４個のヘテロ原子を含むことが好ましく、１〜３個のヘテロ原子を含むことが更に好ましい。ヘテロ原子は、窒素原子又は硫黄原子である。
【００４３】
複素環の環骨格には、式−Ｎ(Ｘ)−で示される基（Ｘは、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、好ましくは、臭素原子又はヨウ素原子であり、更に好ましくは、臭素原子である。）を含むことが好ましい。
【００４４】
【化４】
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【００４５】
上式XXIで示されるように、複素環Ａの環骨格には、式−Ｎ(Ｘ)−Ｃ(＝Ｏ)−で示される基（式中、Ｘは臭素原子又はヨウ素原子を含む。）を含むことが更に好ましい。この構造の場合には、特に、次亜ハロゲン酸を生成し易いからである。
【００４６】
複素環は、上記式VI、VIII、XXで示されるように、他の環、例えば、ベンゼン環のような芳香族環と縮合していてもよい。
本発明の方法においては、消毒剤としては、１−ブロモ−３−クロロ−５，５−ジメチルヒダントイン（ＢＣＤＭＨ）を特に好ましく用いることができる。
【００４７】
本発明においては、上記消毒剤を液体状態で排水に添加することが好ましい。固体の消毒剤を排水に直接添加すると、溶解していない固体が排水と共に放流され、公共用水域で水棲生物に悪影響を与えるおそれがあるので好ましくない。したがって、上述に記載の消毒剤が室温で固体の場合には、これを水又は排水の一部に十分に溶解して消毒水とした後に、排水に加えることが好ましい。
【００４８】
【実施例】
実施例１
図２〜図６を作成した下水処理施設における雨天時越流水について、本発明方法による消毒処理を実施した。消毒装置は、図１に示す構成の装置を用いた。消毒剤としては、BCDMHを用いた。消毒剤導入手段４からの消毒剤の投入による消毒処理を行いながら、１０分に１回の頻度でサンプリングライン１２から被処理液のサンプルを採取してモニタリング槽１３に導入し、所定濃度の消毒剤１４を加えた。ここで加える消毒剤１４の濃度は、その時点において消毒剤導入手段４から被処理液中に投入されている消毒剤濃度とした。なお、消毒処理開始時の消毒剤濃度は５mg/Lとした。モニタリング槽内の被処理液サンプルにBCDMHを添加した20秒後の時点での被処理液サンプル中の残留ハロゲン濃度を測定器１５によって測定し、測定値が0.2 mg/L as Cl2よりも高い場合には消毒剤導入手段４から加える消毒剤の濃度を減少させ、測定値が０．２mg/L as Cl2よりも低い場合には消毒剤導入手段４から加える消毒剤の濃度を増加させた。このように１０分毎に消毒剤投入濃度の調整を行いながら消毒処理を継続し、１５分ごとに排出液中の大腸菌群数を計測した。結果を図７に示す。この結果から、消毒剤添加量が時間と共に変化し、一方、被処理後の排水中の大腸菌群数は消毒目標値（３０００CFU/mL）以下で維持できていたことが分かる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、雨天時越流水など大腸菌群数が激変する被処理液に対するハロゲン系消毒剤の添加量を短時間に調節可能で、十分な消毒効果を得ながら過剰添加を抑え、公共水域への過剰なハロゲン系消毒剤の放出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の消毒装置の概略説明図である。
【図２】図２は、下水処理設備における雨天時越流水に対して所定量のハロゲン系消毒剤を添加した際の、降雨後経過時間と消毒後大腸菌群数の関係とを示すグラフである。
【図３】図３は、降雨後０．５時間経過後（図２のＡ点）での雨天時下水に対して種々の濃度のハロゲン系消毒剤を添加した場合の、消毒後の大腸菌群数を示すグラフである。
【図４】図４は、降雨後４５分経過後（図２のＢ点）での雨天時下水に対して種々の濃度のハロゲン系消毒剤を添加した場合の、消毒後の大腸菌群数を示すグラフである。
【図５】図５は、降雨後１．５時間経過後（図２のＣ点）での雨天時下水に対して種々の濃度のハロゲン系消毒剤を添加した場合の、消毒後の大腸菌群数を示すグラフである。
【図６】図６は、種々の降雨後経過時間における雨天時越流水に対してハロゲン系消毒剤を添加した場合の、消毒剤添加後経過時間と被処理液中の残留ハロゲン濃度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明方法にしたがって、消毒剤の添加量を制御して雨天時越流水に対して消毒処理を行った実施例において、消毒剤添加量と大腸菌群数の変化を降雨後の経過時間に対して実測した結果を示すグラフである。
【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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