JPS592559B2 - 微生物除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば発電所の冷却用水管など、用水管に
繁殖する微生物による閉塞障害を除去する装置の改良に
関するものである。

従来、この種の装置として第１図に示すものがあった。

図において、１は冷却用水管で、送水ポンプ２によって
吸込まれた海水や河川水などが送水管３に送られ、熱交
換器４を冷却後、返水管５から排水されるよう構成され
ている。

６は微生物除去装置で、上記冷却用水管１の使用中に送
水管３、返水管５や熱交換器４の壁面に微生物が付着繁
殖し、送水量を低下させるのを防止するためのものであ
る。

この微生物除去装置６は、薬品貯留槽７に貯えられてい
る次亜塩素酸すｌ−ＩＪウムのような塩素系の酸化剤や
、塩素ガスを水中に溶解させた塩素水などの薬品が定量
ポンプ８によって所定量だけ薬品注入管９を経て送水管
３の冷却用水中に混入される。

この混入された塩素あるいは塩素系薬品の殺菌、殺藻作
用により、冷却用水管１の壁面での微生物の付着繁殖は
防止されている。

上記微生物除去装置６の塩素混入量は、用水中の有効残
留塩素濃度が０．５ｐｐｍ程度になるよう調整されてい
る。

有効残留塩素濃度を０．５ｐｐｍに保つには塩素が水中
の汚濁物質と反応して消費される量だけ余分に注入しな
ければならず、水の汚濁度によってその値は異なるが、
一般的に１ ｐｐｍ以上を注入することを要する。

このように塩素系薬品を使用した微生物除去装置によれ
ば、常時冷却用水に対し１ ｐｐｍ以上の塩素を混入す
る必要があるため、塩素の使用量が多くなり運転費用が
高価となる。

さらに、海水や河川水中に排出される塩素やその化合物
が、水中の有機性汚濁物質と毒性化合物を生成して公共
用水汚染などのおそれがあるとともにこれを防止するた
めの排水処理設備を設けなければならず、膨大な費用を
要するなどの欠点があった。

上記のような従来の装置による欠点を除去するためには
、塩素系薬品に代えて上記薬品より殺菌、殺藻作用が大
きく、かつ、自己分解時間も早く、分解後酸素以外のも
のを残さないオゾンを用いることにより、公害のおそれ
のない冷却用水管の微生物による閉塞障害を防止する装
置が提案されている。

オゾンを用いて冷却用水管壁での微生物の付着繁殖を防
止するには有効残留オゾン濃度が０．ｌｐｐｍ程度にな
るようなオゾンを連続して注入すればその目的が達成で
きることが知られている。

しかし、この有効残留オゾン濃度をＯ，］、 ｐｐｍに
保つには水中に含まれている汚濁物質とオゾンとの酸化
反応による消費分を補充しなければならず、注入される
オゾンは有効残留オゾン濃度の数倍に達し、０．５ｐｐ
ｍ程度を必要とする。

従って、オゾンを用いて上記管壁での微生物の付着繁殖
を防止すれば公害を発生させない利点があるにもかかわ
らず、オゾンの価格が塩素系薬品の４倍位であることを
考慮すると経済的に問題があるため現実的には普及して
いない。

ところで、有効残留オゾン濃度が０．ｌｐｐｍ程度のオ
ゾンを送水管中に混入して微生物障害を防止するには連
続的にオゾンを注入しなければならない。

しかしながら、高濃度のオゾンを発生させ、このオゾン
を送水管中に混入すれば用水管壁の微生物は完全に死滅
除去することができ、次に微生物が繁殖して閉塞障害が
現われるまでには相当の時間を要する。

これに着目すれば、高濃度のオゾンを周期的に注入する
ことによって冷却用水管の微生物障害が防止できるので
、オゾンの総使用量を大幅に削減できることが考えられ
る。

実験によれば、１日１回、５分間ずつ、５〜１０ｐｐｍ
の濃度のオゾン水を送水管中に注入すれば、微生物障害
が除去できる結果が得られている。

この条件は微生物の種類と量、用水の温度、及び有機汚
濁物質の成分と量などによって異なり、一般的には、半
日〜３日毎に１回、それぞれ３〜１０分間ずつ、数ｐｐ
ｍ〜数１０ ｐｐｍ程度の濃度のオゾン水を注入すれば
よい。

このように高濃度のオゾンを周期的に注入する方法によ
れば、低濃度のオゾンを連続して注入する方法に比して
に。

程度までオゾン使用量を減することができる。

なお、高濃度の塩素を周期的に注入して塩素の使用総量
を減少させる方法も考えられるが、塩素濃度を高くして
も殺菌、殺藻作用はそれほど大きくならず、しかも、高
濃度塩素が周期的に公共用水中に放出されれば総量は減
少されても公害が防止されるものではない。

第２図は上記高濃度のオゾンによる微生物除去装置を示
したもので、図において、冷却用水管１は第１図に示し
たものと同様、送水ポンプ２によって吸込まれた水が送
水管３に送られ、熱交換器４を冷却して返水管５から排
水されている。

６は無声放電によって発生したオゾンを送水中の冷却用
水管１に注入して微生物の付着繁殖を防止する微生物除
去装置で、これに用いられるオゾンは、送風機１０で加
圧された空気が空気乾燥器１１で露点が一４０℃以下に
なるまで乾燥されてオゾン発生器１２に送られ、このオ
ゾン発生器１２内で無声放電により上記空気中の酸素の
一部がオゾン化され、高濃度のオゾン含有空気となる。

この高濃度オゾン含有空気はオゾン送気管１３を経てガ
ス混合器１４（この実施例では水エジェクター）に送ら
れ、ガス混合用ポンプ１５から送られる水の中に微細泡
として注入啓解される。

この微細泡を含んだ高濃度オゾン水はオゾン水注入管１
６を通って冷却用水管１の送水管３中に注入され、上記
冷却用水管１の壁面に付着している微生物を完全に死滅
させて障害を防止する。

このとき、高濃度オゾン水の注入は周期的に行なわれる
ので、微生物除去装置６は次の注入時まで運転が休止さ
れている。

上記のように高濃度オゾンを周期的に注入する微生物除
去装置によれば、オゾン使用量は従来の低濃度オゾンを
連続して注入する装置に比して大幅に減することができ
るし、塩素の使用コストよりも低置とすることができる
。

しかし一方、上記装置は高濃度オゾンを発生させるわず
かの時間だけ運転され、他の大部分の時間は休止されて
いるので、稼動率が低く、かつ、高濃度オゾンを短時間
で発生させるために設備建設費が高価になる欠点があっ
た。

この発明は上記欠点を除去するためになされたもので、
オゾン注入時点前に長時間かけてオゾンを発生させ、こ
のオゾンを低温に保たれたシリカゲルなどの吸着剤に吸
着貯留させておき、所定周期毎に、減圧吸引してオゾン
を取出すことにより、小規模の設備で、かつ、稼動率の
高い装置を提供することを目的としたものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第３図において、１は従来装置と同様の冷却用水管、６
は微生物除去装置である。

この微生物除去装置６において、酸素貯留槽１７の内の
原料酸素は酸素循環用の送風機１８によりオゾン発生器
１２に送られる。

このオゾン発生器１２内で上記酸素の一部が無声放電に
よってオゾン化され、オゾン含有酸素になる。

このオゾン含有酸素は熱交換器１９で冷却された後、オ
ゾン吸脱着装置２０に入り、オゾンだけが吸着貯留され
る。

なお、残った酸素は熱交換器１９で熱交換して（例えば
常温となり）酸素貯留槽１７にもどって原料酸素として
使用される。

第４図はオゾンが吸着貯留される上記オゾン吸脱着装置
２０を詳細に示したもので、内部には例えば２個の吸脱
着基２Ｌ２２が設けられている。

今、オゾン吸着過程にある一方の吸脱着基２１では、流
入管２３から送られるオゾン含有酸素が電動弁２４を経
て上記吸脱着基２１の白基に入る。

オゾン含有酸素はこの内筒に充填されているシリカゲル
と接触してオゾンだけがシリカゲルに吸着される。

なお、シリカゲルのオゾン吸着量はシリカゲルの温度が
低いほど増大する。

このため、吸脱着基２１の外筒部には冷凍機２５によっ
て冷却された低温ブラインが循環され、上記シリカゲル
を冷却している。

ブラインの冷却温度は冷凍機２５、ブライン循環用ポン
プ２６、ブライン流路管２８、電動弁２９，３０、冷却
水用ポンプ２７など、冷却装置の経済性を考慮して実用
的には一４０８Ｃ〜−６０℃程度で用いられている。

吸脱着基２１内のシリカゲルがオゾンで飽和されると、
オゾン吸着過程を他方の吸脱着基２２に切換え、上記と
同様の動作によってオゾンが貯留される。

２個の吸脱着基２１．２２内のシリカゲルがそれぞれ飽
和されると、オゾン発生器１２はその運転を停止し、さ
らに全ての電動弁２４，３Ｌ３２及び３３．３４．３５
が閉じてオゾン脱着過程を待つ。

ところで、シリカゲルからオゾンを脱着（分離）させる
には温度が高い方が容易に行なえるため、冷却装置は用
水管１にオゾンを注入する時点よりも前にその運転を停
止し、オゾン脱着時にはシリカゲルの温度は所定温度に
まで上昇回復するようにしている。

従って、用水管１にオゾンを注入する時点よりも所定時
間（シリカゲルの温度がオゾン脱着を容易に行なえるま
で上昇回復するに要する時間）前の時点で吸脱着基２１
．２２内のシリカゲルにオゾンが飽和あるいは吸着完了
するようオゾン発生器１２を運転制御（すなわち、運転
開始時点、あるいは運転中のオゾン発生量を制御）する
ことにより、オゾン発生器１２と冷却装置との運転を同
期させることができ、それだけ運転制御が容易になると
ともに、冷却装置の運転に要する時間が不必要に長くな
らず短縮でき運転費が経済的となるものである。

その後、冷却用水管１ヘオゾンを注入する周期時点に達
すると、吸脱着基２１．２２の電動弁３１．３４が開か
れ、貯留されていたオゾンは、第３図に示すエジェクタ
ー用ポンプ３６が駆動し、水エジェクター３７のエジェ
クション効果によって吸脱着基２１．２２内のオゾンが
送気管１３を経て減圧吸引される。

吸引されたオゾンはエジェクター用ポンプ３６から送ら
れてくる水中に微細泡として注入され、溶解されてオゾ
ン水となり、オゾン水注入管１６から冷却用水管１の送
水管３へ送られる。

水エジェクター３７は、吸脱着基２１．２２の吸着オゾ
ンを減圧吸引する作用（オゾンは低圧状態において分解
しにくくなる）と、オゾンを水中に溶解させるための作
用とを果たしている。

なお、オゾン脱着時には上述のようにシリカゲルの温度
は上昇して、オゾンが容易に脱着される状態になってい
る。

なお、オゾン吸脱着装置内の吸脱着基の個数は、吸脱着
基のオゾン貯留容量、及びオゾン注入の周期、オゾン濃
度、注入量、オゾン発生器の運転時間などによって経済
的な個数を決めればよく、２個に限定されるものではな
い。

さらにまた、上記実施例では冷却用水管の管壁に付着繁
殖する微生物を除去する場合について説明したが、冷却
用水管に限らず全ての用水管、あるいは用水槽、用水溝
などに用いても上記実施例と同様の効果を奏する。

以上のようにこの発明によれば、オゾンを長時間かけて
貯留し短時間で放出する吸脱着装置のオゾンを減圧吸引
によって周期的に間歇的に短時間で脱着して水中に高濃
度のオゾンを混合するオゾン混合装置を設けているので
、一時的に大量に使用される高濃度のオゾンを小形のオ
ゾン発生器を用いて事前に発生させ、吸脱着装置に貯留
することができ、設備が小形化できるとともに、装置の
稼動率を向上できる効果があり、さらにオゾンを連続的
に注入する従来のものに比ベオゾン使用量を著しく低減
でき、実用化に適するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は塩素系薬品を用いた用水管の微生物除去装置を
示す説明図、第２図はオゾンを用いた用水管の微生物除
去装置を示す説明図、第３図はこの発明の一実施例を示
す説明図、第４図はこの発明によるオゾン吸脱着装置を
示す説明図である。 図において、１は冷却用水管、６は微生物除去装置、１
２はオゾン発生器、２０はオゾン吸脱着装置、２１，２
２は吸脱着基、３７は水エジェクターである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水管壁に繁殖する微生物をオゾンにより除去するよ
   うにした微生物除去装置において、オゾンを発生させる
   オゾン発生装置と、上記オゾン発生装置で長時間にわた
   って発生されたオゾンを貯留する吸脱着装置と、この吸
   脱着装置で貯留されたオゾンを減圧吸引によって周期的
   に短時間で脱着して高濃度のオゾンを水中に混合するオ
   ゾン混合装置とを備えていることを特徴とする微生物除
   去装置。 ２ オゾンの混合装置が水エジェクターである特許請求
   の範囲第１項記載の微生物除去装置。