JP2002126744A - 電気再生式脱イオン純水器の殺菌法 - Google Patents
電気再生式脱イオン純水器の殺菌法Info
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Abstract
的にEDIの殺菌を行うことができる電気再生式脱イオ
ン純水器の殺菌法を提供する。 【解決手段】好ましくは所定のイオン濃度の電解質を含
む水溶液をEDIに通液すると同時に通電することで、
水溶液を殺菌することによりEDIの殺菌を行う。その
ため、熱を使用する必要もなく、また、通常の操業時に
用いるRO水と殺菌に使用する電解質を含む水溶液とは
近似の水溶液であるため、そのまま後処理をすることな
く、操業を再開することができる。
Description
は電子分野へ供給する純水の製造装置の構成部品の一つ
である電気再生式脱イオン純水器(Electro-Deionizati
on product:以下EDIとも記す)の殺菌法に関するも
のである。
食品、製薬あるいは電子分野へ供給する純水の製造装置
の構成部品として知られている。図7はそのような電気
再生式脱イオン純水器の一例の構成を示す図である。図
7に示す例において、電気再生式イオン純水器51は、
カチオン交換膜52とアニオン交換膜53とを交互に形
成して、電極室54、脱塩室55、濃縮室56を画成
し、脱塩室55にアニオン樹脂57とカチオン樹脂58
とを充填して構成されている。
器51では、例えば、Na+、H+、Cl−、OH−等
のイオンを極微量含む逆浸透膜を通過したRO水を一方
から他方へ(図7では下側から上側へ)通水するととも
に、両側の電極室54を介して通電することで、アニオ
ン樹脂57とカチオン樹脂58とが連続的に再生とイオ
ンの吸着を行う。これにより、極微量のNa+、H+、
Cl−、OH−等のイオンを濃縮室56へ集め、脱塩室
55からRO水からNa+、H+、Cl−、OH−等の
極微量のイオンを除去した純水を得ている。
生式脱イオン純水器51を利用して連続的に純水を製造
すると、カチオン交換膜52、アニオン交換膜53、ア
ニオン樹脂57、カチオン樹脂58が大腸菌等の菌で汚
染される場合がある。このような場合に、これらの膜や
樹脂を殺菌する必要がある。殺菌は運転を一旦停止して
一般的には熱により行うことが効果的であるが、EDI
は耐熱性のないイオン交換膜等が使用されており、一般
的に行われる熱殺菌を用いることができない問題があっ
た。また、殺菌剤をEDIに通液することも考えられる
が、残った殺菌剤を後に除去する後処理が難しい問題も
あった。
加熱せずに、また、後処理をすることなく効果的にED
Iの殺菌を行うことができる電気再生式脱イオン純水器
の殺菌法を提供しようとするものである。
オン純水器の殺菌法は、電解質を含む水溶液を電気再生
式脱イオン純水器に通液するとともに、通液した電解質
を含む水溶液に通電することを特徴とするものである。
本発明では、好ましくは所定のイオン濃度の電解質を含
む水溶液をEDIに通液すると同時に通電することで、
水溶液を殺菌することによりEDIの殺菌を行う。その
ため、熱を使用する必要もなく、また、通常の操業時に
用いるRO水と殺菌に使用する電解質を含む水溶液とは
近似の水溶液であるため、そのまま後処理をすることな
く、操業を再開することができる。
て、1価あるいは2価の陽イオンと1価あるいは2価の
陰イオンとを含むものを使用し、さらに好ましくは、1
価の陽イオンとしてK+あるいはNa+を用い、2価の
陽イオンとしてCa2+あるいはMg2+を用い、1価
の陰イオンとしてNO3 −、Cl−またはHSO3 −を
用い、2価の陰イオンとしてHPO4 2−、SO4 2−
またはSO 3 2−を用いる。いずれの陽イオン、陰イオ
ンを使用しても、EDIの殺菌をより効果的に行うこと
ができる。
通液時の通電を0.32A/dm2以上の電流密度で行
う。これは電流密度が低い場合は有効な殺菌を行えない
場合があるためである。さらに、本発明の好適に他の具
体例として、電解質を含む水溶液のイオン濃度を0.0
1M以上とする。イオン濃度が0.01M未満では液の
導電性が小さく必要な電流密度を得にくい場合があるた
めである。
ン純水器の殺菌法の一例を説明するためのフローチャー
トである。図1に従って本発明のEDIの殺菌法を説明
すると、まず、EDIの殺菌が必要になった時点で、E
DIを構成の一部として含む純水製造装置の操業を停止
する。
に所定量の電解質を加えて準備する。準備する水溶液
は、電解質を含んでいればどのようなイオンでも使用で
きるが、電解質として1価あるいは2価の陽イオンと1
価あるいは2価の陰イオンとを含むものを準備すること
が好ましい。また、この場合、1価の陽イオンとしてK
+あるいはNa+を用い、2価の陽イオンとしてCa
2+あるいはMg2+を用い、1価の陰イオンとしてN
O3 −、Cl−またはHSO3 −を用い、2価の陰イオ
ンとしてHPO4 2−、SO4 2−またはSO3 2−を
用いることがさらに好ましい。さらに、水溶液の濃度に
ついても特に限定しないが、通常のRO水のイオン濃度
0.0001M以下よりも高い0.01M以上となるよ
う電解質を加えて水溶液を準備することが好ましい。さ
らにまた、電解質を含む水溶液のpHについても特に限
定しないが、中性であることが好ましい。
Iに通液する。同時に水溶液へ通電する。通電時の電流
密度についても特に限定しないが、0.32A/dm2
以上の電流密度とすると、殺菌の効果がより高まるため
好ましい。この通液と通電を例えば30〜60分続ける
ことでEDIの殺菌を行うことができる。
菌操作が終了した後は、そのまま後処理なしで純水製造
の操業を再開することができる。これは、本発明におい
て殺菌に使用する水溶液が濃度の差はあるものの近似し
た電解質を含む水溶液であり、そのまま操業を再開して
も、RO水からのイオンの分離と同様の機構で電解質を
水溶液から除去できるためである。
示すEDIを使用して、種々の電解質を含む水溶液の殺
菌力を調査した。図2に示す電気再生式脱イオン純水器
1は、カチオン交換膜Cとアニオン交換膜Aとを、各膜
面積:18.8cm2、膜間距離:1.4cmで交互に
形成して、電極室2、濃縮室3、脱塩室4を画成し、脱
塩室4にアニオン樹脂5とカチオン樹脂6とを充填して
構成した。
の試験条件は以下の通りであった。 (1)菌体:大腸菌(Escherichia coli, JCM 1649)を
使用した。この菌株は、毎月1回植え継ぎを行ったもの
である。 (2)試験液:普通ブイヨン培地9mlを入れたL字管
で37℃×20時間培養後、さらに同培地を入れたフラ
スコに移植して37℃で18時間振とう培養した。菌体
を生理食塩水で1回洗浄後、純水で2回洗浄した。この
洗浄した菌体を滅菌し電解質溶液に106cells/ml(1
00万個/ml)になるように溶解したものを試験液と
した。 (3)EDI装置の試験条件:イオン交換樹脂の混合比
は、アニオン交換樹脂:カチオン交換樹脂=5:3のも
のを使用した。所定の濃度の所定の電解質を含む水溶液
を、電極室2および濃縮室3にそれぞれ0.3ml/分
および3ml/分でEDI中を通液した。脱塩室4に
は、試験液を3ml/分で流して試験した。
の電解質を含む水溶液の殺菌力について、0.14Mの
NaCl、0.01MのKCl、0.01MのNaNO
3、0.01MのNa2SO4、0.0001MのNa
HSO3、0.0001MのNa2SO3を使用して調
査した。結果を図3に示す。図3の結果から、電解質を
含む水溶液を使用しても通電しない場合は殺菌効果が見
られないことがわかった。
l溶液を使用して、通電時の電流密度を0A/dm2、
0.16A/dm2、0.32A/dm2、0.48A
/dm2と変化させて、殺菌に対する電流密度の評価を
行った。結果を図4に示す。図4の結果から、通電時の
電流密度を0.32A/dm2以上とすることが好まし
いことがわかった。
ンをNa+、K+、Ca 2+、Mg2+と変化させた場
合の殺菌力について調査した。結果を図5に示す。図5
の結果から、Na+、K+、Ca2+、Mg2+のいず
れも殺菌効果を有することがわかった。また、その中で
も1価の陽イオンであるNa+、K+の場合の方が2価
の陽イオンであるCa2+、Mg2+の場合よりも高い
殺菌力を有することがわかった。また、EDIではイオ
ン交換膜を使用しており、1価の陽イオンの方が2価の
陽イオンよりこのイオン交換膜を浸透し易いことから
も、1価の陽イオンを利用することが好ましいことがわ
かった。
ンをCl−、NO3 −、HPO4 2−、SO4 2−、H
SO3 2−,SO3 2−と変化させた場合の殺菌力につ
いて調査した。結果を図6に示す。図6の結果から、C
l−、NO3 −、HPO4 2−、SO4 2−、HSO3
2−,SO3 2−のいずれも殺菌効果を有することがわ
かった。その中でも、HPO4 2−、SO4 2−、HS
O3 2−、SO3 2−の場合がCl−、NO3 −の場合
に比べて高い殺菌力を有することがわかった。
時間0分の生存率(%)が100%となっていないの
は、EDIに試験液と電解液とを通液すると同時に通電
を開始した直後のデータを測定し、そのデータを時間0
分の生存率(%)としたためである。通液・通電直後
に、菌体の生存率は10%以下に下がっていることがわ
かる。
によれば、好ましくは所定のイオン濃度の電解質を含む
水溶液をEDIに通液すると同時に通電することで、水
溶液を殺菌することによりEDIの殺菌を行っているた
め、熱を使用する必要もなく、また、通常の操業時に用
いるRO水と殺菌に使用する電解質を含む水溶液とは近
似の水溶液であるため、そのまま後処理をすることな
く、操業を再開することができる。
一例を説明するためのフローチャートである。
純水器の構成を示す図である。
る影響を調査した結果を示すグラフである。
に及ぼす影響を評価した結果を示すグラフである。
を示すグラフである。
を示すグラフである。
図である。
室、4 脱塩室、5 アニオン樹脂、6 カチオン樹
脂、A アニオン交換膜、C カチオン交換膜
Claims (5)
- 【請求項1】電解質を含む水溶液を電気再生式脱イオン
純水器に通液するとともに、通液した電解質を含む水溶
液に通電することを特徴とする電気再生式脱イオン純水
器の殺菌法。 - 【請求項2】前記電解質として、1価あるいは2価の陽
イオンと1価あるいは2価の陰イオンとを含むものを使
用する請求項1記載の電気再生式脱イオン純水器の殺菌
法。 - 【請求項3】前記1価の陽イオンとしてK+あるいはN
a+を用い、前記2価の陽イオンとしてCa2+あるい
はMg2+を用い、前記1価の陰イオンとしてN
O3 −、Cl−またはHSO3 −を用い、前記2価の陰
イオンとしてHPO4 2 −、SO4 2−またはSO3
2−を用いる請求項2記載の電気再生式脱イオン純水器
の殺菌法。 - 【請求項4】前記通電を0.32A/dm2以上の電流
密度で行う請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気再
生式脱イオン純水器の殺菌法。 - 【請求項5】前記電解質を含む水溶液のイオン濃度を
0.01M以上とする請求項1〜4のいずれか1項に記
載の電気再生式脱イオン純水器の殺菌法。
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