JP2000500395A - 水を殺菌する方法 - Google Patents

水を殺菌する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明はpH値≧7.8とH2O2とを有する水を殺菌する方法に関する。その特徴は、そのpH値を<7.8にすること、およびこの水に遊離の活性塩素を存在させることなく過酸化水素を上記低いpH値において添加してこの水の中に存在するいずれの微生物および他の有機物をも酸化させることにある。

Description

【発明の詳細な説明】 水を殺菌する方法 技術分野 本発明は、水処理技術に関し、そして特に浴槽、中でも公共的な、殺菌前の水 がpH値≧7.8を有するような浴槽のための水の殺菌方法に関する。しかしな がら、広い観点において本発明は飲料水の殺菌にも利用することができる。 背景技術 一般に浴槽の水または飲料水に用いられる殺菌剤は、塩素または或る種の活性 塩素化合物である。塩素処理は酸化による水の浄化を促進するためにも用いられ る。一般的には、塩素ガス、次亜塩素酸ソーダNaClO、または次亜塩素酸カル シウムCa(ClO)2が用いられる。塩素ガス、次亜塩素酸ソーダまたは次亜塩 素酸カルシウムを用いた場合、水の中でそれら各反応化学種、すなわち次亜塩素 酸HClOと次亜塩素酸イオンClO-との間で平衡に達し、これらはともにいわ ゆる遊離の活性塩素である。 塩素処理が多くのマイナスの副作用を有すること、遊離の活性塩素が水中の有 機化合物と反応すると望ましくない有機塩素化合物が形成されること、塩素が敏 感な人々に刺激作用を示す場合があること、および塩素が不快な臭気を有するこ とは広く知られている。さらに、塩素または活性塩素化合物の取り扱いはその浄 水プラントで作業する作業員に非常に危険である。これらの欠点にもかかわらず 塩素処理は浴槽の水や飲料水の殺菌のために代替不能であると考えられてきた。 しかしながら、塩素または塩素化合物の添加量を低下させるための種々の化合 物や技術が開発されている。例えば、塩素化は酸化剤の添加と組み合わされてい る。中でもオゾンおよび過酸化水素が塩素注入と組み合わせて用いられている。 さらに紫外線照射が塩素化剤の添加と組み合わせて用いられている。 少なくともこの10年来、過酸化水素を紫外線照射と組み合わせて使用するも う1つの方法も公知となっている。しかしながらこの方法は、中でも濾過器の上 や水と空気との界面における有機物の成育に示されるように、限定された殺菌能 力しか有していない。この方法が一般的に使用されるに至っていないと言う事実 に寄与する他の不都合は、その高い労務の必要度と設備費および運転費の高額な こととである。 発明の概要 本発明の目的は、充分な殺菌能力を有し、高額の設備費および運転費を必要と せず、そして塩素や活性塩素化合物のなんらの支援をも必要としないような水の 殺菌方法を提供することにある。これは本発明により、そのpH値を<7.8、 好適には<7.6、好ましくは<7.5の値に調節し、そしてその水に過酸化水素 を添加してその水の中に存在する微生物および他の有機物を、遊離の活性塩素を 存在させることなく、上述の比較的低いpH値において酸化させることによって 達成することができる。 好ましくはこの過酸化水素は、その水の中に存在する微生物および他の有機物を 酸化させるために少なくとも化学量論的な割合で添加される。そのpH値は水が 酸性反応を与えるまでに低下させるべきではない。従ってその比較的低いpH値 の限度は7.0、好ましくは7.1に設定される。このpH値は7.1と7.5との 間、好ましくは7.3と7.4との間の或る値に調節されるべきである。このpH 値は好適にはCO2または炭酸を添加することにより調節される。 この水のアルカリ度を水1リットル当り50mgと100mgとの間、好適に は60mgと80mgとの間のHCO3 -の値に維持するのも好ましく、この場合 には本発明の方法は水泳プール内の水の殺菌に用いられる。 このpH値とアルカリ度とは、好ましくはその水泳プールをも含む循環流路の 中の主管と平行な管の中に添加されるCO2(ここで、以下において炭酸も包含 する)およびH2O2の調節された添加によって所望の水準に調節することができ る。もしCO2のみを添加したならば、その水1リットル当りのHCO3 -の量と して表わされるアルカリ度は低下する。他方において、もしCO2とH2O2との 両方を同時にその管の中へ添加したならば、HCO3 -が形成され、すなわちアル カリ度は上昇する。 pH値とアルカリ度との両方を最も良好に制御するためには重なり合わない異な った期間においてCO2、H2O2、およびCO2プラスH2O2を添加するのが適当 である。すなわち制御順序は、その管にCO2のみを添加するがH2O2は添加し ない第1の期間、その管にH2O2のみを添加するがCO2は添加しない第2の期 間、およびその管にCO2とH2O2とをともに添加する第3の期間を含む。 本発明が種々の浴槽類の中の水の殺菌を対象とする場合には、水は蒸発により 継続的に失われる。その系から消失し、または他の、分流される場合のある水は 新鮮な水で補償される。通常は新鮮な水は、金属イオンまたは錯イオンとして可 溶性の状態であることのできる種々の金属を含んでいる。もしこれらの金属をそ の新鮮な水がプール内の水に加えられるに先立って除去されないときは、これら の金属は水の中に次第に蓄積する。アルミニウム、銅、鉄およびマンガンのよう な若干の金属は、過酸化水素の分解を刺激することによりその殺菌プロセスに大 きな障害的効果を与える場合があり、すなわちこれは目的を満たさないか、また は所望の浄化作用をもたらすために添加されるH2O2の量を著しく上昇させなけ ればならならい。 このような問題を除くために、流入させる新鮮な水は過酸化水素を分解し得るそ のような金属から浄化する必要がある。この流入させる新鮮な水は、そのプール の中の水が最高で0.20ppm、好ましくは最高で0.09ppmのAl、最高 で0.10ppmのAl、好ましくは最高で0.005ppmのCu,FeおよびMn の各金属が含まれるように浄化しなければならない。流入する新鮮な水を上記の 各金属から浄化するのはイオン交換材により行なうことができる。 図面の簡単な説明 添付の図面は本発明の方法に従い操作される水泳プール用の水浄化システムを 図式的に示す。 発明の開示 添付図において水泳プールは1で示されている。このプールの底から出口水管 2が粗スクリーン3まで延びている。このプール1から表面水も管4を通して補 償タンク5まで延びており、そしてここから管6を通って既述の出口水管2へ延 び、その後でその合流した流れは粗スクリーン3へ導かれる。新鮮な水は管7を 通して補償タンク5へ導くことができる。管7の中にはその水からアルミニウム 、銅、鉄およびマンガンを除去するために直列に接続された2つのイオン交換カ ラム30および31が存在しており、これらのうちの一方はアニオン交換カラム であり、そして他方はカチオン交換カラムである。 粗スクリーン3から水はポンプ10によってさらに、並列に連結された3つの 濾過器11,12,13へ送られ、そしてこれらを通過する。これらの濾過器11 ,12,13の後でその流れは2つの流れに分割される。全循環流の5〜25%を 構成する一方の分岐流は分岐管14を通して導かれ、一方主流は分岐管14と平 行な主管15を通して導かれる。それら管14および15の中の流れはともに流 入管16の中に合一され、これを通して処理された水がプール1の中へ送り込ま れる。主管15の中の水の過酸化水素含有量およびpH値の測定のために極めて 僅かな流れが各測定点において測定装置18の中でのH2O2の分析のためおよび 測定装置19の中でのpH分析のために管17を通して導かれ、次いで出口水管 2へ戻される。 分岐管14は安全キャビン21を通って延びている。この安全キャビンの中に 1つまたはいくつかのH2O2収容容器22が存在する。過酸化水素は或る容器2 2からポンプ32によって分岐管14の中の水に計量添加されるが、このポンプ は過酸化水素を容器22からポンプ給送して安全キャビン21の中の或る点にお いてその分岐管14の中へ送り込む。この過酸化水素の添加の後、その前および /またはそれと同時に、弁34を備えた管25を介して1つまたはいくつかの二 酸化炭素瓶24から二酸化炭素が分岐管14の中の水に添加される。 H2O2の測定試験結果、および測定装置18および19により記録されたpH は、コンピュータ33により、このコンピュータの中にブログラムされている制 御プログラムに従い、分岐管14へのH2O2の供給用ポンプ32ならびにCO2 供給用の弁34を制御するように処理される。1つの制御シーケンスは下記の各 部よりなることができる。まず最初、弁34がCO2を添加するために開放され 、そしてこの弁34がコンピュータ33からの指令に際して再び閉じられた後、 その測定装置19により記録されたpH値に依存して或る期間、開放されたまま に 保たれる。ポンプ32はこの第1の期間は作動しない。 次いでポンプ32が起動され、そしてその測定装置18の中に記録されている濃 度に依存し、且つコンピュータ33の中のプログラムに従って容器22から管1 4の中へ或る量のH2O2がポンプ供給され、その後でこのポンプ32は再び停止 される。第3の期間の間はポンプ32は再び作動され、そして容器22からH2 O2が管14の中へポンプ供給され、同時に弁34が開放されてそれによりCO2 もアルカリ度を所望の水準に上昇させるために管14の中へ供給される。これと 異なって、第2および第3の期間は相互に直接後続することができ、すなわちポ ンプ32は上記の第2および第3の期間の間中、継続的に作動する必要がある。 この制御シーケンスを次のように、すなわち或るいくつかの制御シーケンスの間 中、上述の各期間のいくつかのみが作動状態にあるように変更できることを理解 するべきである。また、各制御シーケンスの間にH2O2を最初に導入し、次いで CO2を導入することも可能である。本質的なことは、CO2およびH2O2が、C O2とH2O2との配量量および制御された混合のために個別に、または同時的に 供給でき、それによって或る制御シーケンスの間にpH値か、H2O2の値か、ま たはアルカリ度かを制御できると言うことである。 実施例 本発明は本来、公共的な浴場のための水を殺菌するために開発された。通常そ のような水は8以上のpH値を有し、そして約pH9にまで達するpH値が存在 する。本発明の基礎となった種々の実験において上記の装置が用いられ、そして 処理はこの装置の説明よりただちに明らかであるような態様であった。図に見ら れるプール1の容積は30m3であった。pH値は炭酸、CO2の添加により低下 させた。このpH値の調節の前にはその水は8.6のpH値を有していた。殺菌 剤として過酸化水素は種々異なった量で加えられた。それぞれの装置のにおいて 異なったpH値において添加し、30人により汚染されてしまった後で水中のH2 O2濃度を80〜90ppmに保つためにどれだけの過酸化水素を添加しなけれ ばならないかを調べた。30人と言う人数がバクテリヤ、他の微生物類および他 の有機物の形の水の全汚染の統計的平均値を与えるのに充分に大きな人数である と推定された。結果は下記の表に示す。 CO2添加後のpH H2O2添加量(l) 8.2 40 7.8 15 7.6 4.2 7.30〜7.40 約2.1 7.28 4.2 この表から、水中の有機物を酸化するための過酸化水素の能力、言い換えれは その殺菌能力がpH値に強く依存したことが明らかである。pH8.2において 水中に80〜90ppmのH2O2の濃度を維持するのに40l(リットル)のH2 O2が必要であり、これは目標とする酸化作用を維持するためのH2O2の非常に 高い消費量を示しているが、pH7.30ないし7.40においては同じ効果を維 持するのに約2.1リットルのH2O2しか必要としなかった。pH7.30以下に おいて有機物を排除するために濾過器を始動させたがこれは高められたH2O2の 添加を必要とした。 ただ1つの殺菌剤としてH2O2を使用し、そしてCO2を添加することにより 浴場水のpHを約7.4に低下させた成功した運転試験はこの方法の信頼性を証 明した。対象とするプラントにおける最適pH値は7.37であった。この方法 の信頼性は水中のH2O2の濃度を80ppmよりも低い水準に維持できることを 示している。この考え得る展開に従えば、H2O2は水中のH2O2濃度が10〜7 0ppmの範囲、好ましくは10〜50ppmの範囲内に維持されるような量で 添加される。 本発明が、pHを低下させるためにCO2または炭酸を使用することにのみ限 定されないことを理解するべきである。他の種々の酸類もおそらく使用すること が可能である。しかしながら、例えばオゾンのような酸化剤は2酸化炭素の添加 を補充するものとはならず、と言うのはこれは総合的過程を阻害し得るからであ る。他方において、例えば公知の態様での紫外線照射が過酸化水素および場合に より他の化学的殺菌剤による殺菌を、塩素または塩素化合物を使用しないという 条件で補足することをなんら阻害しない。 種々の薬品、例えば重炭酸ソーダ等を水泳プール1に直接添加して対象とする活 性塩素を含まない水の中のアルカリ度を上昇させることも好適であることがある 。これはそれら薬品類をプールの中にその日の最後に投入して混合し、そして夜 間において作用させることにより簡単に行なうことができる。アルカリ度が水1 リットル当り60mgと80mgとの間のHCO3 -に相当する水準にあるのが好 適である。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年2月20日(1998.2.20) 【補正内容】 34条補正 請求の範囲 1.pH値≧7.8を有する水の殺菌方法において、そのpH値を7.0と7. 6との間の値に調節すること、およびその水の中に存在しているいかなる微生物 および有機物質をも、遊離の活性塩素を存在させることなく且つオゾンを存在さ せることなく酸化するために、過酸化水素を上記の比較的低いpH値においてそ の水に、その水の中の50〜150ppmのH2O2の水準を維持するのに充分な 量で添加することを特徴とする、上記殺菌方法。 2.そのpH値を少なくとも7.1、但し7.5よりも低く調節することを特徴 とする、請求の範囲1に従う方法。 3.そのpH値を7.3と7.4との間に調節することを特徴とする、請求の範 囲2に従う方法。 4.pH値を2酸化炭素または炭酸によって調節することを特徴とする、請求 の範囲1ないし3のいずれかに従う方法。 5.水中に80〜90ppmのH2O2の水準を維持するのに充分な量で過酸化 水素H2O2を添加することを特徴とする、請求の範囲1ないし4のいずれかに従 う方法。 6.水中に50〜70ppmのH2O2の水準を維持するのに充分な量で過酸化 水素H2O2を添加することを特徴とする、請求の範囲1ないし4のいずれかに従 う方法。 7.水泳プールが含まれている流路内で循環している水を殺菌する方法が、請 求の範囲1ないし6のいずれかに従い、且つ水泳プールへの全水流の5〜25% が流れる並列管または分岐管(14)の中の水に過酸化水素を添加することを特 徴とする、方法。 8.CO2または炭酸の水への添加を、過酸化水素が添加されると同じ並列管 または分岐管(25)の中へ行なうことを特徴とする、請求の範囲7に従う方法 。 9.CO2または炭酸の水への添加を、過酸化水素の添加されるのと別な並 列管または分岐管の中へ行なうことを特徴とする、請求の範囲7に従う方法。 10.上記流路内の水の中で、プールの後方で但し過酸化水素添加の前の点 において、そして適当であるときはいつでも、2酸化炭素または炭酸の添加に先 立ってpH値を測定することを特徴とする、請求の範囲7ないし9のいずれかに 従う方法。 11.プール内の水のアルカリ度を、水1リットル当り50mgと150mg との間、好適には60mgと80mgとの間のHCO3 -の値に相当する値に維持 することを特徴とする、請求の範囲1ないし11のいずれかに従う方法。 12.CO2または炭酸および過酸化水素を同時に、そのプールへ導かれる同 じ管の中へ添加してプールの中の水のアルカリ度を上昇させ、それによりこれを 水1リットル当り少なくとも50mg、好適には少なくとも60mgのHCO3 - に相当する水準に維持することを特徴とする、請求の範囲7ないし8または10 ないし11のいずれかに従う方法。 13.CO2または炭酸を、同時的に過酸化水素を添加することなくそのプー ルへ導かれる管の中へ添加してそのアルカリ度を低下させ、それによりこれを水 1リットル当り最高で100mg、好適には最高で80mgのHCO3 -に相当す る水準に維持することを特徴とする、請求の範囲7ないし9または10ないし1 2のいずれかに従う方法、 14.過酸化水素と同様にCO2または炭酸、そしてまたCO2または炭酸を過 酸化水素とともに上記管の中へ異なった期間の間に添加し、それにより、そのよ うな期間のそれぞれの間に上記各化学製品の制御された量が添加されてその水の アルカリ度を水1リットル当り50mgと100mgとの間、好適には60mg と80mgとの間のHCO3 -に相当する水準に維持することを特徴とする、請求 の範囲12および13に従う方法。 15.上記流路から出てゆく、蒸発分を含めた水と置き換えるために新鮮な水 を、この新鮮な水がその流路の中へ導入されるに先立ってアルミニウム、銅、鉄 およびマンガンよりなる金属の群に属する少なくと若干の金属について浄化され るところにおいて上記流路へ添加することを特徴とする、請求の範囲7ないし1 4に従う方法。 16.その流入する新鮮な水を、アルミニウムについて、そのプール内の水の 中のアルミニウムの量が0.20ppmを超えず、好ましくは0.09ppmを 超えないように浄化することを特徴とする、請求の範囲17に従う方法。 17.その流入する新鮮な水を、銅について、そのプール内の水の中の銅の量 が0.10ppmを超えず、好ましくは0.05ppmを超えないように浄化する ことを特徴とする、請求の範囲15に従う方法。 18.その流入する新鮮な水を、鉄について、そのプール内の水の中の鉄の量 が0.10ppmを超えず、好ましくは0.05ppmを超えないように浄化する ことを特徴とする、請求の範囲15に従う方法。 19.その流入する新鮮な水を、マンガンについて、そのプール内の水の中の マンガンの量が0.10ppmを超えず、好ましくは0.05ppmを超えないよ うに浄化することを特徴とする、請求の範囲15に従う方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/72 C02F 1/72 Z (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.pH値≧7.8を有する水の殺菌方法において、そのpH値を<7.8の値 に調節すること、およびその水の中に存在しているいかなる微生物および有機物 質をも、遊離の活性塩素を存在させることなく酸化するために、過酸化水素を上 記の比較的低いpH値においてその水に添加することを特徴とする、上記殺菌方 法。 2.そのpH値を<7.6に調節することを特徴とする、請求の範囲1に従う 方法。 3.そのpH値を<7.5に調節することを特徴とする、請求の範囲2に従う 方法。 4.pH値を7.0と7.8との間、好適には7.0と7.6との間、より好適に は7.1と7.5との間、そして好ましくは7.3と7.4との間に調節することを 特徴とする、請求の範囲1ないし3のいずれかに従う方法。 5.過酸化水素を、その水中に存在する微生物を含めての有機物に対して少な くともこれを酸化できるような化学量論的割合で添加することを特徴とする、請 求の範囲1ないし4のいずれかに従う方法。 6.pH値を2酸化炭素または炭酸によって調節することを特徴とする、請求 の範囲1ないし5のいずれかに従う方法。 7.水中に50〜150ppm、好ましくは80〜90ppmのH2O2の水準 を維持するのに充分な量で過酸化水素H2O2を添加することを特徴とする、請求 の範囲1ないし6のいずれかに従う方法。 8.水中に10〜70ppm、好ましくは10〜50ppmのH2O2の水準を 維持するのに充分な量で過酸化水素H2O2を添加することを特徴とする、請求の 範囲1ないし6のいずれかに従う方法。 9.水泳プールが含まれている流路内で循環している水を殺菌する方法が、請 求の範囲1ないし8のいずれかに従い、且つ水泳プールへの全水流の5〜25% が流れる並列管または分岐管(14)の中の水に過酸化水素を添加することを特 徴とする方法。 10.CO2または炭酸の水への添加を、過酸化水素が添加されると同じ並列 管または分岐管(25)の中へ行なうことを特徴とする、請求の範囲9に従う方 法。 11.CO2または炭酸の水への添加を、過酸化水素が添加されるのと別な並 列管または分岐管の中へ行なうことを特徴とする、請求の範囲9に従う方法。 12.上記流路内の水の中で、プールの後方で但し過酸化水素添加の前の点に おいて、そして適当であるときはいつでも、2酸化炭素または炭酸の添加に先立 ってpH値を測定することを特徴とする、請求の範囲9ないし11のいずれかに 従う方法。 13.プール内の水のアルカリ度を、水1リットル当り50mgと150mg との間、好適には60mgと80mgとの間のHCO3 -の値に相当する値に維持 することを特徴とする、請求の範囲1ないし12のいずれかに従う方法。 14.CO2または炭酸および過酸化水素を同時に、そのプールへ導かれる同 じ管の中へ添加してプールの中の水のアルカリ度を上昇させ、それによりこれを 水1リットル当り少なくとも50mg、好適には少なくとも60mgのHCO3 - に相当する水準に維持することを特徴とする、請求の範囲9ないし10または1 2ないし13のいずれかに従う方法。 15.CO2または炭酸を、同時的に過酸化水素を添加することなくそのプー ルへ導かれる管の中へ添加してそのアルカリ度を低下させ、それによりこれを水 1リットル当り最高で100mg、好適には最高で80mgのHCO3 -に相当す る水準に維持することを特徴とする、請求の範囲9ないし10または12ないし 14のいずれかに従う方法、 16.過酸化水素と同様にCO2または炭酸、そしてまたCO2または炭酸を過 酸化水素とともに上記管の中へ異なった期間に添加し、それにより、そのような 期間のそれぞれの間に上記各化学製品の制御された量が添加されてその水のアル カリ度を水1リットル当り50mgと100mgとの間、好適には60mgと8 0mgとの間のHCO3 -に相当する水準に維持することを特徴とする、請求の範 囲14および15に従う方法。 17.上記流路から出てゆく、蒸発分を含めた水と置き換えるために新鮮な水 を、この新鮮な水がその流路の中へ導入されるに先立ってアルミニウム、銅、 鉄およびマンガンよりなる金属の群に属する少なくと若干の金属について浄化さ れるところにおいて上記流路へ添加することを特徴とする、請求の範囲9ないし 16に従う方法。 18.その流入する新鮮な水を、アルミニウムについて、そのプール内の水の 中のアルミニウムの量が0.20ppmを超えず、好ましくは0.09ppmを超 えないように浄化することを特徴とする、請求の範囲17に従う方法。 19.その流入する新鮮な水を、銅について、そのプール内の水の中の銅の量 が0.10ppmを超えず、好ましくは0.05ppmを超えないように浄化する ことを特徴とする、請求の範囲17に従う方法。 20.その流入する新鮮な水を、鉄について、そのプール内の水の中の鉄の量 が0.10ppmを超えず、好ましくは0.05ppmを超えないように浄化する ことを特徴とする、請求の範囲17に従う方法。 21.その流入する新鮮な水を、マンガンについて、そのプール内の水の中の マンガンの量が0.10ppmを超えず、好ましくは0.05ppmを超えないよ うに浄化することを特徴とする、請求の範囲17に従う方法。
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