JPH03221189A - 水道水処理装置 - Google Patents
水道水処理装置Info
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- JPH03221189A JPH03221189A JP2315892A JP31589290A JPH03221189A JP H03221189 A JPH03221189 A JP H03221189A JP 2315892 A JP2315892 A JP 2315892A JP 31589290 A JP31589290 A JP 31589290A JP H03221189 A JPH03221189 A JP H03221189A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
る次亜塩素酸成分の除去方法及びこの次亜塩素酸成分の
除去を含む水道水処理を効率よく行うことのできる水道
水処理装置に関するものである。
人口ダムや貯水池などの水を用いている。
次のような処理が行なわれる。まず浄化処理で取入れた
原水を沈砂池、濾過池の順に通し、懸濁物質、細菌・鉄
・マンガン・臭いの原因になる有機物質等を除去し、清
浄な水にする。懸濁物質等を除去して清浄な水にしても
生物化学的には活性で、微生物や細菌類は存在している
。そのため、次に消毒処理が行なわれる。この消毒には
塩素を添加して行なう。最近は、河川水等の汚染か著し
くなっているので、この塩素の添加量は多くなってきて
いる。
に次亜塩素酸)が保持されなければならないと規定され
ている(水道性施工規則の第16条)。したがって、家
庭に供給されている水道水には常に残留塩素が溶存して
いる。また、水道水には、塩素と有機物の反応により生
成されたトリハロメタン等も溶存している場合がある。
の原因物質で、残留塩素濃度か高くなるとカルキ臭の臭
気も強くなり、水の味が損なわれる。
に次亜塩素酸)の除去に関しては、粉末活性炭・粒状活
性炭やイオン交換樹脂等を使用した浄水器等による吸着
除去処理、並びにバブリングや煮沸等による揮散処理か
行なわれている。バブリングによる揮散処理は、処理す
る水道水にエアー・ポンプ等によって空気を送り込み、
水中て発生した気泡と次亜塩素酸を接触させて化学分解
反応や揮散促進作用を起こさせることにより除去が行な
われる。また、煮沸による揮散処理は、通常10〜20
℃で供給されている水道水を約1oo℃まで加熱し、カ
ルキ成分が排出除去されるまで煮沸状態を持続させるこ
とにより除去か行なわれる。そして、これを冷却して飲
料水とする。
除去処理では、吸着飽和量か少ない場合や次亜塩素酸の
化学吸着に伴ない発生する触媒毒によって早期に吸着能
力が劣化したり、また浄水場での浄化処理や揮発性成分
除去方法(特開昭57−204285号公報)による処
理などによって清浄な水にしても、完全に除去しきれず
に水道水中に溶存している各種有機物も同時に活性炭や
イオン交換樹脂などに吸着されるため、次亜塩素酸の吸
着が効率よく行われない場合があった。
費や除去効率の点から大変高価な除去方法になってしま
う。さらに、煮沸(こよる熱処理では、飲料水とする際
に煮沸された熱し)水を冷却しなければならない。この
ため、このような?子程を行なう場合に大量のエネルギ
ーを使わなεすればならず、処理費が大変高価(こなっ
てしまうとL)う問題があった。
スフリーで、効率よく水道水中のカルレ生成分分である
次亜塩素酸を除去することのできる次亜塩素酸成分の除
去方法及びこの次亜塩素酸成分の除去を含む水道水の処
理を簡単な構造で一層効率よく行うことのできる水道水
処理装置を提f共することを目的とする。
の発明は、塩素で消毒処理されることによって生じる次
亜塩素酸を含有してち)る水道水を超音波で処理するこ
とにより当該次亜塩素酸を除去することを要旨とする。
する水槽内に前記水道水処理用の超音波を発射する超音
波振動子を配設してなる水道水処理装置であって、前記
水槽は、前記超音波振動子から超音波指向方向の水収容
幅を、当該超音波振動子固有の近距離音場限界距離の1
.6倍以下に設定してなることを要旨とする。
槽内に、前記水道水処理用の超音波を発射する超音波振
動子と、該超音波振動子から発射された超音波を前記水
道水中に反射させる反射板とを配設してなることを要旨
とする。
る次亜塩素酸HOCeの含有されている水道水を超音波
で処理すると、その次亜塩素酸が簡単に除去されること
を見出したことに基づいてなされている。
の照射により、水道水中でキャビテーンヨンが起きると
、?皮体中て過圧と負圧の疎密域が生し、この負圧のと
ころの波体が裂かれ、負圧の気泡か発生する。この気泡
は周囲の酸体の圧力に耐えきれず、瞬時に消滅する。こ
の消滅するときの圧力(力学的エネルギー)が熱エネル
ギーに変るこのときに発生する温度は一瞬であるが、数
百℃から数千℃と云われている。この熱により水道水中
に溶存している次亜塩素酸が分解する。その分解化学式
は、次のとおりである。
には熱エネルギーによる高温が発生すると同時に、キャ
ビテーションがもたらす圧力変化や気泡の振動に伴なう
衝撃波や溶存成分の分離効果による脱気作用もある。こ
の作用によっても次亜塩素酸が除去される。その分解化
学式は、次のとおりである。
グによる揮散処理等と比べると、処理コストか安価な上
メンテナンスフリーで、効率のよい水道水中の次亜塩素
酸成分の除去が可能となる。
子が固有に有する五組N音場限界距離の1.6倍の範囲
内で、浄化処理を行うことにより、水槽内で超音波の処
理エネルギーを有効に行きわたせることかできて上述の
次亜塩素酸成分が溶存している水道水の処理を特に効率
よく行うことが可能となる。
は指向性か鋭いため回りには余り広がらず直進するが、
反射板で反射されて水槽内に広く行きわたる。この結果
、上述の次亜塩素酸成分の除去を含む水道水の処理か、
簡単な構造で一層効率よく行われる。
説明する。
細菌・鉄・マンガン・臭いの原因になる有機物質を除去
する浄化処理か行われる。次いて、微生物や細菌類によ
る生物化学的な活性を抑制するために塩素を添加する消
毒処理が行なわれる。
、カルキ臭という臭気作用かもたらされ水道の栓を開け
たときの流出水の味が損なわれる。
される。
)又は Ca (OCe)2 +2H200−2HOC+Ca(
OH)2−(2> このようなカルキ臭成分である次亜塩素酸が含まれる水
道水を超音波で処理するとその次亜塩素酸分子が分解除
去されて臭気作用かなくなる。ここで、この実施例の超
音波処理とは、超音波振動子からの超音波を水道水に照
射して水を加振させることをいい、また、ここでいう超
音波とは、振動数10KHz以上のものをいうか、特に
振動数を20−100 K Hz又は1〜3 M Hz
にすると一層の効果を発揮する。可聴域を超えた振動数
域を使用すると共振による騒音がでないという利点もあ
る。
音波処理タンク(水槽)の水位または超音波による水処
理幅は、タンクに取付けた超音波振動子の垂直方向(超
音波の指向方向)において、その超音波振動子固有であ
る近距離音場限界距離の1.6倍の処理幅であることが
望ましい。この数値を導き出した実験について下記に示
す。
る実験装置を示している。超音波振動子3を円柱状の処
理タンク1の底部に取付けたもので、処理タンク1の底
面積は変化させず超音波振動子3の垂直方向の水位を変
化させてそのときの次亜塩素酸の除去率を測定するよう
にしたものである。本実験の測定条件は、超音波の振動
入力は50W、処理時間は10分、周波数は1.7MH
zで一定にして行なった。
ない次亜塩素酸処理率が変動することが分る。一般に処
理時間が一定の場合、処理量が多くなるほど処理効率が
低下するはずだが、本実験においては一概にそうとは言
えず、ある周期に関係して次亜塩素酸の除去率は波打っ
ている。この図に超音波振動子3から発射されている超
音波の音圧(音の強さ)を、同図(b)に示すように、
記入すると本実験で得られた次亜塩素酸の除去率変化の
グラフと同様な波の山と谷の分布が見られる。この音圧
は、超音波振動子3に近いところでは振動子面上の各点
からの距離が異なるために+4を生してしまいこのよう
な複雑な分布になってしまう。
置を近距離音場限界距離XQという。次亜塩素酸の除去
率のグラフの変化を音圧の分布と照らし合わせると次亜
塩素酸の除去率が高い点は、音圧分布においても強い位
置であり、除去率が低下した点は音圧の弱い位置である
。これらのことから次亜塩素酸の除去率のグラフは超音
波振動子3の音圧分布と相関があると言える。この点か
らも水位を高くして水量が増しても、音圧が強い位置を
有効に利用すれば全体の処理除去率も高0値を示す。
音波の波長を二連りに可変出力できるヴエルヴオクリー
ア■製超音波洗浄機を用いて、洗浄槽に次亜塩素酸lp
pmに調整した試料水を入れて超音波処理を行ない、こ
のときに超音波処理前と処理後の試料水中の残留溶存成
分をイオンクロマトグラフィーで測定し、超音波による
次亜塩素酸が分解除去されることを確認した。
うに考えられる。即ち、超音波の照射により、水道水中
でキャビテーションが起きると、液体中に過圧と負圧の
疎密域が生じ、この負圧のところの液体が裂かれ、負圧
の気泡が発生する。この気泡は周囲の液体の圧力に耐え
きれず、瞬時に消滅する。この消滅するときの圧力(力
学的エネルギー)が熱エネルギーに変る。このときに発
生する温度は一瞬であるが、数百℃から数千℃といわれ
ている。この熱により水中に溶存している次亜塩素酸が
分解する。その分解化学式は次のとおりである。
・(3) 上述の次亜塩素酸成分の除去方法の実行に際しては、例
えば超音波発振素子を水道水貯蔵タンクに取付け、この
タンクに水道水を入れ一回ごとに処理してもよいし、ま
た超音波処理タンクに水道水を流通させる出入り口を設
け、連続的に超音波処理を行なってもよい。
2.0ppmといわれ、地域格差は大きいが平均濃度は
約0.8〜1.0ppmである。
と定められていて(小島貞夫: 「おいしい水の探求J
、NHKブックス、 (19115) ) 、その濃
度か閾値以下であれば水道水を飲料水とした際に殆んど
臭気を感しること無く飲むことができる。
除去率を約80%と定める必要がある。
図において近距離音場限界距離の1.6倍の位置まて除
去率80%が保持される。この点から超音波振動子の中
心軸上の有効処理距離を超音波振動子固有の近距離音場
限界距離XQの1.6倍の範囲内であると限定した。こ
の理論をもとに超音波を処理タンク内に広く行きわたら
せるために設ける反射板なるものの位置は、やはり超音
波振動子の中心軸上においてその超音波振動子固有の近
距離音場限界距離XQの1.6倍の範囲内であることか
望ましく、超音波処理水幅を有効に使うことてさらに次
亜塩素酸の除去率も向上する。
いてなされている。
。この実施例の水道水処理装置は、伶蔵庫組込み用のお
いしい水供給装置に適用されている。
2つきの処理水槽としての処理タンク1か設置されてい
る。超音波の放射により水面上1;水柱が立ちその回り
に水滴か飛散したり霧化が4して処理タンク1内の水の
消費が早くなり、まt、処理タンク1の回りが濡れるお
それもある。こCため、処理タンク1はN2っきとなっ
ている。そして、処理タンク1内には、その底面部に超
音べ振動子3が配設され、その上部には超音波振動子3
から発射される超身波を水道水4中に反射させるための
反射板5が所要角度に配設されている。
音波振動子3は、有効半径15mmφ、周波数1.7K
Hzである。超音波振動子3の近距離音場限界距MXO
は下記の式から約64.5+Imと求めることができる
。
to’IIl/s、有効素子半径: a −7,5m
mλ−c / f −(1,482xl[l’ )/
(17XI06 )XO=a2 /λ−(7,5)
2 / ((1,482x to6)/ (
1,7x 106 )] =64.5+*■第3図の
冷蔵庫用水道水処理装置の反射板5を外したとき、超音
波振動子3の中心軸上の水位は約60 wである。反射
板5を入射角が45°になるように取付けた場合は反射
波は水面に平行に進み除去作用をもたらす。このときの
有効処理幅は超音波振動子3から反射板5までが約40
1.で反射板5から超音波が届く処理タンクまでが約6
0開であり、この波路の距離は約100m■になる。
の1.6倍以下である。
ほうが次亜塩素酸除去効果か大きい。この点から近距離
音場限界距離XOが有効に用いられたと言える。
がほぼ45°になるように設置されている。45°の角
度に設置すると、入射角−反射角となって、反射波は水
面に平行に水道水4中を進むので処理効果か人になる。
〜80″程度であれば、その設置効果が得られる。しか
し、何れの角度に設置しても、超音波を100%反射さ
せるものは存在せず、入射波の一部は透過する。
銅等の金属材質か水の音響インピーダンスと反射板5の
音響インピーダンスとの差が大きくなって反射効率が高
まる点で優れている。さらにこれらの金属のうち、水道
水中で使用すること及び超音波が直に接することを考慮
するとステンレスか最適である。また、金属材質以外の
プラスチック、木、ゴム等でもよいが、これらの材質製
のものは、水の音響インピーダンスと反射板5の音響イ
ンピーダンスの値が近くなって反射効率が低くなり、入
射波の透過度合か増す。このため、この透過波によって
反射板5の上部に存在する水道水4の処理率か増す。さ
らに、反射板5の表面仕上げは一方向の反射波を得る点
で滑らかな方がよい。表面に凹凸かあると、超音波は乱
反射を起し、反射波が処理タンク1の隅まで伝わらない
おそれかあり、また入射波を打消す方向の反射波が生し
るおそれもある。また、超音波の照射により、水面上に
立つ水柱の先端は極めて高エネルギーとなるので、この
水柱の先端か12に接触すると、蓋2が劣化するおそれ
があるが、反射板5は、このような蓋2の劣化を防止す
る機能も有している。
するための高周波電圧を発生する発振器か含まれている
。8は処理タンク4から超音波処理後のおいしい水を吸
出すギヤポンプ、9はデイスペンサ、11はおいしい水
が汲出されるコツプである。
に設置され、高周波電圧で駆動された超音波振動子3か
ら水道水4中に可聴域を超えた周波数の超音波が発射さ
れると、超音波は指向性が鋭いため回りには余り広から
ずに直進し、水面に達する前に反射板5て反射されて処
理タンク1内の水道水4に広く行きわたる。この結果、
処理タンク1内に、1つの超音波振動子3と反射板5を
配設した比較的簡単な構造であるにも拘らず、多量の水
道水4が効率よく超音波処理されて次亜塩素酸成分等の
除去が行われ、おいしい水か得られる。
実施例では、反射板6がV字形に形成されている。超音
波振動子3が処理タンク1の底面部中央付近に配設され
ている型式の場合には、■字形反射板6を用いると、入
射波が処理タンク1内の左右方向に反射されて水道水4
に一層広く行きわたり、−偏動率のよい超音波処理がな
される。
くと反射板なしの水道水処理装置が構成される。
を述べる。
時間依存性を調べた。神明台工業■製超音波洗浄機の洗
浄槽に次亜塩素酸lppmに調整した試料水を1.5e
入れ、周波数28KHzで超音波加振を行なった。次亜
塩素酸の濃度は、水質基準法のオルト−トリジン峡によ
って測定した。
なるほど次亜塩素酸の除去率は大になる。
できるヴエルヴオクリーア■製超音波洗浄機を用いて、
洗浄槽に次亜塩素酸lppmに調整した試料水を1.O
e入れ、各周波数(28,45,100K Hz )に
おいて超音波加振を行ない次亜塩素酸の除去率を求めた
。加振時間は30m1nで一定である。その結果を表−
2に示す。
も効率がよい。
なるように設置した。この水槽にlppmの次亜塩素酸
ナトリウム溶液1.7eを入れ、周波数1.7MHz、
出力27Wの超音波にて2時間処理した後、水中の次亜
塩素酸ナトリウム溶液の濃度を測定し、カルキ臭成分の
除去率を求めた。その結果を表−3及び第5図、第6図
中に示す。周波数が1.7MHzでち水量が1.7e程
度にしであるので霧化率は極く僅かである。
ろ、表−3及び第5図中に示すような結果を得た。この
実施例4と前記実施例3の結果の比較からSUS製の反
射板を45″に設置するとカルキ臭成分の除去率は顕著
に増大することが分る。
″に設置した点以外の条件は、前記実施例3と同様の条
件で処理を行なった。その結果を表−3及び第6図中に
示す。この結果から反射板を超音波の入射角が15°〜
60@程度の範囲で設置すると、反射板なしの場合と比
べてカルキ臭成分の除去率は大になるが75°程度を越
えると、除去率は低下してくる。
、前記実施例3と同様の条件で処理を行なった。その結
果を表−3中に示す。ポリブロピレン柵質の反射板ては
超片波の透過率か増して反*、t−itか低下するか、
カルキ臭成分の除去率は、反射板なしの場合と比べると
、なお大である。
ロロホルムの溶液を1500cc、2時間処理し、水中
のクロロホルム濃度を測定してその除去率を求めたとこ
ろ、表−4中に示すような結果を得た。
処理を行なったところ、表−4中に示すような結果を得
た。
630’ 60’ 75°となるようにした以外は
、実施例7と同様の処理を行ったところ、表−4中に示
すような結果を得た。
質についても、比較的簡単な構造の装置を用いた超ぎ波
処理により効率よく除去できることか分る。
によれば、水道水を超音波で処理することにより次亜塩
素酸を除去するようにしたため、活性炭等を用いた吸着
除去処理やバブリングによる揮散処理等と比べると、処
理コストが安価な上メンテナンスフリーで、効率よく水
道水中の次亜塩素酸成分を除去することができておいし
い水を得ることかできるという利点がある。
、超音波振動子から超音波指向方向の水収容幅を当該超
音波振動子固有の近距離音場限界距離の1.6倍以下に
設定したため、水槽内で超音波の処理エネルキーを有効
に行きわたらせることかできて次亜塩素酸成分の除去を
含む水道水の超音波処理を特に効率よく行うことかでき
る。第2に、水槽内に、水道水処理用の超音波を発射す
る超音波振動子と、この超音波振動子から発射された超
片波をその水道水中に反射させる反射板とを配設したた
め、直進性を有する超音波か水槽内の水道水中に店く行
きわたって次亜塩素酸成分の除去を含む水道水の超音波
処理を簡単な構造で一層効率よく行うことができるとい
う利点がある。
去方法および水道水処理装置の各実施例を示すもので、
第1図は水道水処理装置の第1実施例を概略的に示す構
成図、第2図は上記第1実施例において水位の変化に対
する次亜塩素酸の除去率の一例を示す特性図、第3図は
水道水処理装置の第2実施例を示す構成断面図、第4図
は水道水処理装置の第3実施例を示す構成図、第5図は
反射板のあり、なしについて超音波加振時間に対する次
亜塩素酸の除去率の一例を示す特性図、第6図は反射板
への超音波の入射角に対する次亜塩素酸の除去率の一例
を示す特性図である。 1:処理タンク(水槽)、 3:超音波振動子、 4:水道水、 5. 6 反射板。
Claims (3)
- (1)塩素で消毒処理されることによって生じる次亜塩
素酸を含有している水道水を超音波で処理することによ
り当該次亜塩素酸を除去することを特徴とする次亜塩素
酸成分の除去方法。 - (2)水道水を収容する水槽内に前記水道水処理用の超
音波を発射する超音波振動子を配設してなる水道水処理
装置であって、前記水槽は、前記超音波振動子から超音
波指向方向の水収容幅を、当該超音波振動子固有の近距
離音場限界距離の1.6倍以下に設定してなることを特
徴とする水道水処理装置。 - (3)水道水を収容する水槽内に、前記水道水処理用の
超音波を発射する超音波振動子と、該超音波振動子から
発射された超音波を前記水道水中に反射させる反射板と
を配設してなることを特徴とする水道水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315892A JP2799070B2 (ja) | 1989-11-22 | 1990-11-22 | 水道水処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-301843 | 1989-11-22 | ||
| JP30184389 | 1989-11-22 | ||
| JP2315892A JP2799070B2 (ja) | 1989-11-22 | 1990-11-22 | 水道水処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221189A true JPH03221189A (ja) | 1991-09-30 |
| JP2799070B2 JP2799070B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=26562897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2315892A Expired - Lifetime JP2799070B2 (ja) | 1989-11-22 | 1990-11-22 | 水道水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2799070B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2611507C1 (ru) * | 2016-03-25 | 2017-02-27 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Установка для очистки сточных вод от нефтепродуктов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496764A (ja) * | 1972-05-06 | 1974-01-21 | ||
| JPS5332193A (en) * | 1976-09-06 | 1978-03-27 | Ajinomoto Co Inc | Preparation of l-glutamic acid by fermentation |
| JPS6339487U (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-14 | ||
| JPH01231986A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-18 | M K Denshi Kk | 超音波を用いた浄水方法及び超音波浄水器 |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP2315892A patent/JP2799070B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2799070B2 (ja) | 1998-09-17 |
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