JP2002512883A

JP2002512883A - 液体から強酸化剤を除去するための装置及び方法

Info

Publication number: JP2002512883A
Application number: JP2000545788A
Authority: JP
Inventors: ゾッコランテ，ゲイリー; ウッド，ジョナサン; アトヌーア，ディヴェンドラ; ガンジ，ゲイリー・シー
Original assignee: ユナイテッド・ステイツ・フィルター・コーポレイション
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2002-05-08
Also published as: WO1999055622A1; EP1073611A1; US6328896B1

Abstract

(57)【要約】液体から強酸化剤を除去するための装置及び方法。当該装置の例示的態様は、強酸化剤の第一濃度を有する入力流を受容するための入口（５２）を含む。当該入力流は、当該入口と流体連絡している照射ユニット（５８）に流れる。当該照射ユニット（５８）中に滞留している間、当該入力流は紫外線を照射されて、当該第一濃度は実質的に低下し、それによって当該強酸化剤の第二濃度を有する第一生成物流が生成する。次に、当該第一生成物流は、当該照射ユニットと流体連絡していて且つ当該照射ユニットの下流に配置されている処理ユニット（７２）へと流れ、当該第二濃度は実質的に低下して、当該強酸化剤の第三濃度を有する第二生成物流が生成する。当該処理ユニット（７２）は、軟水器ユニット、金属レドックス媒体床を含む反応器、及びそれらの組合せから成る群より選択される。当該第二生成物流は、出口（７４）を通って当該装置から出て、使用ポイントへと流れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

本発明は、液体から強酸化剤を除去するための装置及び方法に関するものであ
り、更に詳しくは、水中における塩素濃度を実質的に低下させるための装置及び
方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術の説明】

高純度水は、例えば化学工業、食品工業、電子工業、医療産業、及び製薬工業
における多くの製造及び分析の用途で必要とされている。これらの用途では、典
型的には、給水源（source water supply）（例えば、上水道飲料水（municipal
drinking water supply））を処理して、汚染物質のレベルを低下させることが
必要である。処理法及び処理システムとしては、典型的には：蒸留、濾過、イオ
ン交換（エレクトロ脱イオンを含む）、逆浸透（ＲＯ）、光酸化、オゾン処理、
及び限外濾過の組合せが挙げられる。

【０００３】上水道（municipal water supplies）における生物学的な汚染物質を減少させ
る努力において、特に、より温かい環境では、塩素を加えることは常識となって
いる。本明細書では、「塩素」という用語は、例えばクロラミン、二酸化塩素、
亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩などのような様々な塩素含有化合物を包含す
ることができる。塩素は、殺生物剤として有効であるが、環境的に敏感なある種
の用途又は高純度水を必要とするある種の用途では、それ自体が汚染物質になる
。更に、例えば塩素のような強酸化剤は、例えばＲＯユニットで用いられるよう
なある種の薄膜（thin film membranes）に関して、ならびにイオン交換樹脂に
関して有害な効果を有することは当業では公知である。この点に関して、上水道
は、典型的には、これらの敏感な用途にとって許容可能な塩素濃度（例えば、約
１ppm）を含む。上水道でしばしば見出される他の強酸化剤としては、過炭酸塩
、過硼酸塩、過酢酸塩、臭素、沃素、過酸化物、及びオゾンが挙げられる。これ
らのいずれの薬剤も、任意の用途で汚染物質であり得る。

【０００４】医療産業では、例えば、精製水は、例えば透析のような様々な用途で用いられ
る。透析用の水は、典型的には、例えばエレクトロ脱イオンユニットを用いる陰
イオン交換によって水からイオン化された汚染物質を除去することによって製造
される。上記したように、例えば塩素のような強酸化剤は、陰イオン交換樹脂に
関して有害な効果を有することが知られている。特に、塩素は、陰イオン交換樹
脂と反応して、ニトロソアミンを形成し得る。ニトロソアミンは、肝臓及び腎臓
を含む多くの器官においてガンを引き起すことが知られている発癌性化合物の一
群である。

【０００５】また、原子力発電所及び火力発電所でも、腐食、スケーリング、及びそれと関
連のあるコストが掛かる停止時間を減少させるための厳しい水質要求条件を有す
る。加圧水型原子力発電所では、例えば、高純度水は、蒸気発生器における腐
食を低下させるのに重要である。沸騰水型原子力発電所では、高純度水は、原子
炉の水質を維持するのに重要である。伝統的に、発電所のための補給水処理は、
殆ど専ら濾過、イオン交換、及び逆浸透の様々な組合せに頼ってきた。後者二つ
は強酸化剤に対して特に敏感である。

【０００６】同様に、医療産業では、様々な程度の精製水が、医薬品製造、薬剤注射、洗浄
、及び吸入で用いられている。米国薬局方（ＵＳＰ）には、精製水、滅菌精製
水、注射用蒸留水、滅菌注射用蒸留水、滅菌静菌注射用蒸留水、滅菌洗浄水、及
び滅菌吸入水を含む、医療産業で用いられる様々なタイプの水に関する基準が記
載されている。上記の製薬グレード水のための原水（source water）は、環境保
護局規則によって規定されている「飲料水」である。

【０００７】精製水を用いて、特に装置のための洗浄剤として、またある種の医薬品原末（
bulk pharmaceuticals）の調製時に、ある種の薬剤を加工することができる。精
製水は、前処理装置によって、その後に、イオン交換、及び／又はＲＯ、及び／
又は蒸留によって、飲料水から製造される。

【０００８】滅菌精製水は、血流に直接導入される薬剤では用いられない。精製水は、少な
くとも１５分間、最低１２１℃の温度で加熱することによって滅菌される。注射
用蒸留水は、患者の血流に直接導入できるので、すべての精製水に関する基準及
び内毒素限界を満たしていなければならない。注射用蒸留水を加工する場合、Ｒ
Ｏユニット又は蒸留ユニットを用いなければならない。

【０００９】滅菌注射用蒸留水を用いて、血流に導入される薬剤を希釈することができる。
滅菌注射用蒸留水は、１リットル以下の体積で包装され、上記の方法で滅菌され
る。滅菌静菌注射用蒸留水は、殺微生物剤を含む滅菌注射用蒸留水と同様であり
、３０ミリリットル以下の体積で包装される。滅菌洗浄水は、身体内の組織をフ
ラッシュするために、手術処置手順中に用いられる。滅菌吸入水は、吸入器で用
いられる、また吸入溶液の調製時に用いられる滅菌注射用蒸留水と同様である。

【００１０】図１は、様々な用途のための精製水を製造する典型的な従来技術の水処理シス
テム１０に関する概略工程系統図である。図示してあるように、供給水、典型的
には、上水道飲料水を、ライン１２を通して多層フィルターユニット１４に供給
し、バルク粒状物質を除去する。次に、その水を、軟水器１６、典型的にはイオ
ン交換ユニットに通して、例えばカルシウム及びマグネシウムのようなスケール
形成陽イオンを除去する。更に、軟水器１６は、二価及び三価の陽イオンを除去
し、下流にあるＲＯ膜を汚損すると考えられるコロイドが凝集する傾向を低下さ
せるのにも役立つ。次に、例えば湖又は河川のような地表水源から原水が取られ
る場合には、当該水を、システム１０で典型的に用いられる熱交換器１８に通す
。

【００１１】用いる場合には、水を、上記したように、システムのための原水として役立つ
上水道飲料水中に典型的に存在する塩素濃度を低下させるための活性炭床を含む
ことができる脱塩素ユニット２０へと通す。脱塩素後、当該水を遠心濾過ユニッ
ト２２に通し、最終濾過して、上流にある装置から発生した比較的大きな粒子に
よって引き起される汚損又は他の損傷からＲＯ膜を保護する。次に、当該水を、
ＲＯユニット２４に通し、供給水から粒状物質の殆どすべてを除去する。典型的
には、溶けている物質の９８％超がＲＯ膜によって拒絶される。図示されていな
いが、ＲＯユニットのダブルパス配置を用いて、高品質の精製水を得ることがで
きる。

【００１２】任意に、ＲＯユニット（単数又は複数）からの透過物を、蒸留ユニット２６に
通して、注射用蒸留水を製造することができる。貯蔵タンク２８も提供して、ユ
ニット３０における製造及び／又は包装の時に使用する前に、当該蒸留水を貯蔵
しても良い。別の用途では、例えば電力産業又は電子工業で用いられているよう
に、他の水処理ユニットを、蒸留ユニット２６の代わりに用いても良い。適当な
代替ユニットとしては、例えばイオン交換ユニットなどが挙げられる。

【００１３】上記したように、上水道飲料水は、しばしば、病原性微生物を抑えるために塩
素化される。塩素を除去するために通常用いられる二つの処理法は、粒状活性炭
（ＧＡＣ）であり、また、例えば二酸化ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫
酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、又は他のＳＯ^2-含有化学種のような還
元剤の直接注入である。他の強いスケール形成酸化剤は、種々の化合物を注入す
ることによって除去される。当該化合物のタイプ及び濃度は、存在する酸化剤の
タイプ及び濃度に必然的に依存し、また当該化合物としては、アスコルビン酸、
ヒドラジン、カルボヒドラジン、モルホリンなどが挙げられる。

【００１４】ＲＯ予備処理のために、ＧＡＣ床を含む脱塩素ユニットは、以下の反応：Ｃ＋ＨＯＣｌ → ＣＯ＋Ｈ⁺ ＋Ｃｌ^- 及びＣ＋ＯＣｌ^- → ＣＯ＋Ｃｌ^- によって水性塩素濃度を効率的に低下させることが知られている。しかしながら
、残念なことに、塩素は、ＧＡＣと反応して一酸化炭素及び二酸化炭素を生成し
、それにより媒体が減損する。また、ＧＡＣは、その表面上に微生物及び他の汚
染物質を吸着する傾向もある。ＧＡＣ床に吸着された汚染物質は、最終的には触
媒部位を塞ぐので、当該床の有効寿命が短くなる。これが起こると、消耗した媒
体を取替えなければならないので、特別な処理が必要となるかもしれない。更に
、ＧＡＣの表面は、その後に起こる微生物の増殖のための好適部位を提供するの
で、生物学的に敏感な用途では許容できないかもしれない。

【００１５】強酸化剤を除去するためにプロセス流の中に還元剤を直接注入することは、
典型的には、飲料に適した製品を必要としない用途では制限される。効率的では
あるが、この方法は、化学的コスト、処理、貯蔵、不便さ、及び計量とモニタリ
ングの装置と関連するコストを含む多くの短所を有する。特に、メタ重亜硫酸ナ
トリウムは分解して、硫酸ナトリウムを生成することがあり、当該硫酸ナトリウ
ムは硫酸還元菌を刺激する。更に、酸化／還元（レドックス）反応による強酸化
剤の大量除去は、当該プロセス流に望ましくないイオン種及び他の種を導入し、
ＲＯ膜のスケーリングの一因となるかもしれない。

【００１６】塩素除去に関する他のより最近の発展としては、金属レドックス媒体を含む流
液形反応器（flow-through reaction vessels）の使用が挙げられる。しかしな
がら、反応器で起こる自発レドックス反応の故に、この脱塩素法は、亜流酸塩の
添加と関連する同じいくつかの問題が生じ得る。特に、塩素濃度が中程度の濃度
から高濃度である場合（すなわち、約１ppm以上）、金属レドックス媒体はプロ
セス流に高レベルの金属イオンを許容不可能な程にもたらすことがあるので、下
流にある装置において問題を引き起こす。

【００１７】紫外線（ＵＶ）照射を上手く用いて、水処理システムにおいて、活性な微生物
及び有機化合物のレベルを低下させて来た。特に、波長１８５〜２５４nmの紫
外線の照射は、水に関する有効な殺菌（殺細菌及び静菌）処理であることが分か
った。微生物細胞に存在するＤＮＡ及びタンパク質が紫外線を吸収することによ
り、微生物が不活化する。１８５nm及び２５４nm双方の紫外線を生成するランプ
を組合せると、有機化合物を光酸化するのに有効であることも分かった。

【００１８】最近では、先行論文は、ＵＶ脱塩素に焦点を当てており、従来の脱塩素法を超
えるいくつもの固有の利点を有すると考えられる。エネルギー以外に、ＵＶ照射
は、処理流に対して、例えば望ましくない化学物質及び付随の着色、匂い、味な
どを何も付与せず、また有害な副生物も生成させない。ＵＶ照射は、例えば消毒
、全有機炭素量（ＴＯＣ）の減少、及びオゾン（Ｏ₃）破壊のような有益な副作
用も提供すると考えられる。そのような研究の一つとして、The Society of Sof
t Drink Technologists, pp. 7 1-94, (1988) において出版された、Coca-Cola
USAによって行われた"Ultraviolet Dechlorination of Beverage Water" という
名称の研究は、ＧＡＣフィルターの下流での極微量の残留塩素のＵＶ脱塩素に関
するものであった。その結果は、脱塩素の初期手段としてこの技術を用いるより
も、不経済な程に高用量のＵＶ線量を用いた方ほうが、極微量レベルの遊離して
いる塩素及びクロラミンを処理するのに明確に有利であることを示している。こ
の点に関して、生データは、消毒に必要とされる滞留時間の１０〜５０倍の時
間が、極微量の塩素（すなわち、０．１０〜０．２４ppm）を除去するのに必
要であることを示していた。原料の上水道飲料水（すなわち、［Ｃｌ₂］＝約１p
pm）に関する照射ユニットの効果をより正確にエミュレートした「実世界」の結
果は、更にずっと効果的である。経済的な観点からは、ＲＯ予備処理のために必
要な実質的に完全な塩素除去に必要とされる流量は不満足なものであった（すな
わち、３．４３ｘ１０^-2gpm）。

【００１９】別の研究の結果は、ULTRAPURE WATERの１９９８年４月の版において "CHLORIN
E REMOVAL - ULTRAVIOLET LIGHT OXIDATION OF CHLORINE IN WATER" という名称
の論文で発表された。この研究は、プロセス水を脱塩素するための市販のＵＶユ
ニットを用いることの実現可能性に関するものであった。ＵＶが極微量の塩素を
経済的に除去すると考えられることを示す結果にある程度基づいて、著者は、約
１．０ppmの遊離塩素レベルは、ＵＶ酸化にとっては非実用的であり非現実的で
あるかもしれないということ、またＧＡＣ及び化学物質の注入は脱塩素の初期手
段であり続けると結論していた。

【００２０】政府の規則がより厳しくなり、高純度水に関する需要が増大し続けるにつれて
、上水道水を処理して高純度水を得る改良された新しい方法が必要とされている
。今日まで、処理流の中に対応する中濃度から高濃度の他の汚染物質を導入せず
に、上水道から中濃度から高濃度の強酸化剤を除去する、有効で且つ経済的に許
容可能な処理法は存在していない。

【００２１】

【発明の概要】

而して、本発明は、液体から強酸化剤を除去するための装置及び方法に関する
ものである。本発明の装置及び方法は、コストの掛かる計量装置、化学物質、及
び亜硫酸塩を注入するために必要とされる殆ど絶え間の無いモニタリングを必要
とせずに、供給水における強酸化剤の濃度を実質的に低下させる。例えば、脱塩
素を、実質的な細菌の増殖のための部位を提供する粒状活性炭を用いずに達成で
きる。更に、本発明は、重金属のイオン及び化合物を生成物流に導入してしまう
こと無く、強酸化剤を除去する。

【００２２】当該装置は、強酸化剤の第一濃度を有する入力流を受容するための入口を含む
。当該入力流は、当該入口と流体連絡している照射ユニット中に流れる。当該照
射ユニット中において、当該入力流に対して紫外線が照射されて、当該第一濃度
は実質的に低下し、それによって強酸化剤の第二濃度を有する第一生成物流が生
成する。次に、当該第一生成物流は、当該照射ユニットと流体連絡していて且つ
その下流に配置されている処理ユニット中に流れ、そこで、当該第二濃度は実質
的に低下し、それによって強酸化剤の第三濃度を有する第二生成物流が生成する
。当該第二生成物流は、出口を通って当該装置から出て、例えばＲＯユニット又
は他のプロセス装置、貯蔵容器などのような使用ポイントへと流れる。

【００２３】様々な態様では、下流の処理ユニットは、軟水器ユニット、金属レドックス媒
体床を含む反応器、及びそれらの組合せから成る群より選択される。軟水器ユニ
ットが存在する場合、当該軟水器ユニットはナトリウム形態のイオン交換樹脂を
含むことができる。金属レドックス媒体床が存在する場合、当該媒体床は、亜鉛
、銅、又は例えば黄銅のような亜鉛と銅の合金から形成された金属粒子を含むこ
とができる。これらの金属粒子は、強酸化剤のレドックス電位とは有意に異なる
レドックス電位を有する。その結果として、液体が当該粒子と接触すると、強酸
化剤と当該粒子との間に自発的な無機酸化還元反応のための状態が確立される。

【００２４】好ましくは、当該入力流は、微生物の消毒に理論的に必要な時間（消毒速度（
disinfection rate））の約２０倍未満の時間、照射ユニット中に滞留される。
他の用途では、経済的な面を考慮すると、照射ユニットにおける滞留時間は消毒
速度の約１０倍以下であることが要求されるかもしれない。本発明のユニークな
構成により、これらの大きな流量において、強酸化剤を実質的に完全に除去する
ことができる。

【００２５】多くの用途では、入力流は、上水道飲料水から得られ、典型的には、当該上水
道水は約１ppmの塩素を含む。本発明の装置は、約０．０５ppm未満まで塩素濃度
を低下させることができ、特定の用途に関する、又は例えばＲＯ膜などのような
下流に存在する装置に対する有害な効果を最小にする。ある種の好ましい態様で
は、本発明は、約０．０２ppm未満まで塩素濃度を低下させることができ、下流
にあるＲＯ膜の有効寿命を更に延ばす。

【００２６】更に、本発明は、液体中における強酸化剤の濃度を実質的に低下させるための
方法も提供する。強酸化剤の第一濃度を有する入力流に対して紫外線を照射して
、当該第一濃度を実質的に低下させ、それによって強酸化剤の第二濃度を有する
第一生成物流を生成させる。次に、当該第一生成物流を、軟水器ユニット、金属
レドックス媒体床を含む反応器、及びそれらの組合せから成る群より選択される
処理ユニットに流して、当該第二濃度を実質的に低下させ、それによって強酸化
剤の第三濃度を有する第二生成物流を生成させる。次に、当該第二生成物流を使
用ポイントへと指向することができる。

【００２７】更に、本発明は、第一塩素濃度を有する入力流を受容するための入口を有する
水処理システムに関するものである。当該システムは、第一塩素濃度を実質的に
低下させ、第二塩素濃度を有する第一生成物流を生成させるための、紫外線を放
射できる照射ユニットも含む。当該照射ユニットと流体連絡していて且つ当該照
射ユニットの下流に配置されている処理ユニットは、当該第二塩素濃度を実質的
に低下させ、第三塩素濃度を有する第二生成物流を生成する。当該処理ユニット
は、軟水器ユニット、金属レドックス媒体床を含む反応器、及びそれらの組合せ
から成る群より選択される。最後に、当該処理ユニットと流体連絡していて且つ
当該処理ユニットの下流に配置されているＲＯユニットは、当該第二生成物流が
使用ポイントへと出口を通って出る前に、当該生成物流から望ましくない汚染物
質を除去する。

【００２８】本発明の他の目的及び特徴は、添付の図面と、その詳細な説明から明らかとな
る。これらの図面は例示目的のみであって、本発明の限界を規定する意図は無い
ことを理解すべきである。

【００２９】本発明は、液体から強酸化剤を除去するための装置及び方法に関するものであ
る。図２Ａに示してあるように、本発明の一つの態様は、入力流／供給水流（矢
印５２で示してある）が入口５４から導入される装置５０を含む。入力流５２の
供給源にしたがって、装置５０の中に圧力を提供するために入口ポンプ５６が必
要であるかもしれない。入力流５２は、典型的には上水道由来であるが、地下水
もしくは地表水由来、又は降水由来の水であることもできる。市当局は、現在、
それらの給水を約１．０ppm以上の濃度まで塩素化して、病原性微生物を抑えて
いる。しかしながら、入力流５２を上水道から得る場合、実際の塩素濃度は、上
水道システム中にある様々な汚染物質と塩素との反応によって、最初の濃度から
わずかに変化しているかもしれない。例えば、ある種の有機汚染物質は、塩素と
化合してトリハロメタンを生成するので、水中「遊離」塩素の濃度が低下する。
入力流５２は、例えば過炭酸塩、過硼酸塩、過酢酸塩、臭素、沃素、過酸化物、
及びオゾンのような他の強酸化剤を含んでいるかもしれない。

【００３０】入力流５２は、入口５４と流体連絡している照射ユニット５８に流れる。図２
Ａと、図２Ａの切断ライン２Ｂ−２Ｂに沿って取った照射ユニット５８の横断面
図である図２Ｂとに関して、典型的な照射ユニットは、中心線に沿って縦方向に
且つ円筒形容器６０の壁に対して平行に配置された円筒形ＵＶランプ６２を有す
る当該円筒形容器６０を含む。ＵＶランプ６２は、円筒形容器６０の円形端面６
３に固定されていて、更に電源（図示されていない）に接続されるケーブル／配
線６４が備わっている。ＵＶランプ６２の円周外面と共に、容器６０の円周内面
は、照射室６６を画定している。入口５４及び出口６８は、容器６０の反対の端
に配置されていて、当該端面６３の中心から外れている。この配置によって、液
体は、照射室の中に流れ、ＵＶランプ６２の外周を取り囲む。その結果、運転時
に、ＵＶランプ６２は、照射室６６に存在する大量の液体を紫外線処理すること
ができる。

【００３１】入力流５２は、照射ユニット５８に入るときには強酸化剤の第一濃度を有する
。入力流５２は、照射ユニット５８で紫外線を照射され、当該第一濃度は実質的
に低下し、強酸化剤の第二濃度を有する第一生成物流７０が生成する。第一生成
物流７０は、照射ユニット５８と流体連絡していて且つ当該ユニットの下流に配
置されている処理ユニット７２に流れ、そこで当該第二濃度は実質的に低下し、
強酸化剤の第三濃度を有する第二生成物流７４が生成する。第二生成物流７４は
、出口７６を通って装置５０を出て、使用ポイント、更なるプロセス処理、又は
貯蔵容器まで流れる。当該第二生成物流７４が装置５０を出るときには強酸化剤
が実質的に存在していないので、更なるプロセス処理は、例えばＲＯユニット又
はエレクトロ脱イオンユニットによって容易に達成できる。

【００３２】本発明を特定の理論に限定しなくても、以下の反応：

【００３３】

【化１】

【００３４】によって、塩素が水性媒体中で加水分解して、「遊離塩素」（次亜塩素酸ＨＯ
Ｃｌ及び次亜塩素酸塩ＯＣｌ^-）を生成すると考えられる。更に、以下の遊離基
機構：

【００３５】

【化２】

【００３６】によって、ＵＶ照射による光分解により遊離塩素が除去される。液体精製技術の当業者には公知のように、従来のＲＯ膜の有効寿命は、入力流
の塩素濃度が約０．０５ppm未満であると著しく延び、ある種の高度に塩素に敏
感な用途では、好ましい塩素濃度は、従来の手段では殆ど検出不可能である（す
なわち、約０．０２ppm未満）。塩素が存在している場合、第一生成物流７０の
塩素濃度は、照射ユニット５８における滞留時間に反比例する。しかしながら、
大量用途のために媒体により大きな流量を提供するために、入力流５２は、長時
間、照射ユニット５８に滞留することはできない。この点に関して、本発明の構
成により、経済的に実行可能な流量で実質的に全塩素が除去される。

【００３７】上記したように、ＵＶ照射ユニットは、典型的には、殺菌用途で、ならびにオ
ゾン破壊のために及びプロセス流からのＴＯＣ除去のために用いられる。結果と
して、これらの照射ユニットの製造者は、典型的には、ＴＯＣ除去及びオゾン破
壊のための推奨の許容可能な滞留時間に基づいて、微生物の消毒に理論的に必要
な滞留時間（すなわち、殺菌滞留時間）を用いる。例えば、低圧で１８５nmのＵ
Ｖユニットでは、ＴＯＣ除去のためには当該殺菌滞留時間の１０倍（１０Ｘ）及
びオゾン破壊のためには当該殺菌滞留時間の４倍の滞留時間が、カリフォルニア
州バレンシアにあるAquafine Corporationによって推奨されている。プロセスパ
ラメーター（例えば、入力酸化剤濃度、処理ユニット７２の選択、下流にある膜
のタイプなど）と、経済的なことを考慮すると、液体は、強酸化剤の濃度を実質
的に低下させるために、約２０倍の時間、照射ユニット５８の中に滞留させるこ
とのみが必要である。他の用途では、経済的なことを考えると、約１０倍以下の
滞留時間が必要かもしれない。本発明のユニークな構成は、これらのより短い滞
留時間で、強酸化剤を実質的に完全に除去することができる。

【００３８】当業者には明らかなように、流動複数構成装置システム（fluidized multicom
ponent system）では、特定の構成装置における滞留時間は、構成装置の容積、
ならびにシステム流量の関数である。典型的な用途では、照射ユニットの容積は
、運転中に変更されず、滞留時間はシステム流量の逆関数である。而して、装置
製造者は、典型的には、消毒のための流量を提供する。、推奨される滞留時間で
消毒速度を割ることによって、消毒速度から所定の用途に必要な流量を計算する
ことができる。例えば、照射ユニットが１００gpmの消毒速度を有し、用途が２
０倍の滞留時間を要求する場合、当該ユニットに関する流量は５gpmであるべき
である（１００／２０）。照射ユニット５８に関する流量は、照射ユニット５８
の下流に配置された例えばスピゴットタイプのバルブ、ドールバルブなどのよう
な従来の手段によって、又は上流にあるポンプ５６によって制御することができ
る。

【００３９】処理ユニット７２は、プロセス中に化学物質又は重金属イオンを導入せずに、
また実質的に細菌を増殖させるための部位を提供することなく、第一生成物流７
０中の強酸化剤の濃度を実質的に低下させることができる。処理ユニット７２は
、軟水器ユニット、金属レドックス媒体床を含む反応器、及びそれらの組合せか
ら成る群より選択することができる。処理ユニット７２の選択は、製品液体の特
定の用途又は意図される使用（例えば、分析用途、製薬、外科での洗浄、工業排
水の処理など）にいくぶん左右される。また、処理ユニット７２の選択は、見積
もられる運転コストに関する経済的な考慮にも左右される。以下で詳細に説明し
ているように、軟水器ユニットは、ナトリウムブラインの再生及び／又は樹脂の
交換が必要かもしれない。

【００４０】これまでは、軟水器ユニットは、主として、膜を含むユニットで処理する前に
、水の硬度（カルシウム及び／又はマグネシウムの含量）を低下させて、膜の汚
損を少なくするために用いられてきた。軟水器ユニットは、典型的には、ナトリ
ウムイオン２個を、「軟水化された」水から除去されたカルシウムイオン又はマ
がグネシウムイオン１個と交換するビーズを含む。前記の交換は、陽イオン交換
樹脂が、ナトリウムイオンに比べて、「硬度イオン（hardness ions）」に関し
てより高い選択性を有することから起こる；而して、例えば、マグネシウムの存
在下で、以下の反応：

【００４１】

【化３】

【００４２】（式中、Ｒは樹脂交換部位を示している）が起こる。この例ではマグネシウムで
示してあるが、すべての二価陽イオンに関して同じ反応が起こり得る。会合した
陰イオンは、反応しないので示していない。飽和に達する前のいくつかのポイン
トでは、軟水器ユニットをオフラインにして、樹脂を主としてナトリウム形態に
戻さなければならない。当該平衡反応は、通常はブライン再生体形態の過剰のナ
トリウムを用いることによって逆戻りする。

【００４３】しかしながら、強酸化剤（特に塩素）は軟水器樹脂ビーズ上に吸着され、充分
な濃度が存在している場合は、強酸化剤は樹脂のポリマー構造（すなわち、主鎖
）を攻撃する。ポリマー樹脂の架橋レベルが低ければ低いほど、分解はより速く
起こる。強酸化剤による軟水器樹脂の分解は不可逆であるので、当該樹脂は、最
終的には交換しなければならない。而して、これまでは、軟水器ユニットによる
強酸化剤の除去には、法外なコストを要していた。実際には、前記除去は、典型
的には、軟水器ユニットの上流で行って、軟水器樹脂ビーズの分解によるシステ
ムにおける圧力低下を防止し、また下流のＴＯＣ濃度の増加を防止する。この点
に関して、本発明の構成は、軟水器ユニットの樹脂ビーズに対して広範囲に負荷
をかけない。処理ユニット７２として用いる場合、軟水器ユニットは、第一生成
物流７０中に残留している強酸化剤の実質的にすべてを効率的に除去して、上で
規定した好ましい範囲内で強酸化剤濃度を有する第三生成物流７４を生成する。

【００４４】軟水器ユニットの代わりに又は軟水器ユニットと組合せて、処理ユニット７２
は、金属レドックス媒体床を含む流液形反応器を含むことができる。この態様で
は、第一生成物流７０がレドックス媒体床を通過するとき、液体は当該媒体と充
分に接触し、それにより自発酸化還元（「レドックス」）反応のための最適な状
態が生じて、当該媒体と強酸化剤との間で当該反応が起こる。これらのレドック
ス反応の自然に発生する副生物は金属イオンであり、供給水中の強酸化剤の元の
濃度と等しい濃度で存在しているかもしれない。結果として、ある種の敏感な用
途では、金属レドックス媒体は、強酸化剤の根本的な除去には用いることができ
ない。しかしながら、本発明の構成によってこの短所が克服され、第二生成物流
７４は強酸化剤を実質的に含有していないだけでなく、金属陽イオンも実質的に
含有していない。

【００４５】当業において公知のように、レドックス反応は、酸化化学変化であり、元素の
正の原子価は増加し（電子を失う）、同時に関連元素は還元される（電子を得る
）。還元される又は酸化される異なる種の相対的傾向は、それらの標準電位（Ｅ ⁰ ）（２５℃において１．０モル溶液を用いる標準水素半電池と比較した電位）
から予測できる。異なる半電池反応に関するＥ⁰を比較することによって、特定
の酸化還元が自発的に起こるかどうかを決定できる。例えば、２５℃で約７のｐ
Ｈを有する水に溶解した塩素は、ＨＯＣｌ及びＣｌＯ^-として存在し、ＨＯＣｌ
は酸性側で優勢であり、ＣｌＯ^-は塩基性側で優勢である。単純化するために、
ＣｌＯ^-が亜鉛及び銅を含む水溶液における反応種であると仮定すると、亜鉛／
塩素及び銅／塩素のレドックス反応のための電位は、以下のようにして計算でき
る。

【００４６】

【化４】

【００４７】上記したように、亜鉛及び銅の双方は、次亜塩素酸塩とそれぞれ自発的に反応
すべきであり、亜鉛／塩素反応は、理論的に、当該反応が更に正の電位を有する
ことから、より自発的である。実際には、例えば黄銅媒体のような亜鉛と銅の合
金媒体は、溶解された塩素の除去において、純粋な亜鉛、純粋な銅、又はそれら
の不均一混合物に比べて、より効率的であることを見出した。更に、ある種の純
粋な金属（例えば亜鉛）は、水性液体中で激しく反応することができるが、黄銅
は反応しない。その理由は、レドックス反応は当該媒体の表面又は近傍で起こる
からである。当該媒体は、有効表面積を増加させるために、好ましくは、ビーズ
、顆粒、繊維などの形態である。好ましい媒体は、ミシガン州スリーリバーにあ
るKDF Fluid Treatment, Inc. から市販されているKDF（登録商標） 55 Coarse
レドックス媒体である。

【００４８】他の適当な還元媒体としては、例えばレーニー銅及びレーニーニッケルのよう
なレーニー金属が挙げられる。当業者には公知のように、レーニー金属は、卑金
属（ニッケル、コバルト、銅、又は他の遷移金属）をアルミニウムと合金にし、
次に、苛性アルカリでアルミニウムを浸出して作る。製品、すなわち大きな有効
表面積を有する「スポンジ状」金属と、それを作るための方法は、参照として本
明細書に完全に取り入れられる米国特許第１，６２８，１９０号でRaneyによっ
て記載されている。

【００４９】処理ユニット７２が、金属レドックス媒体を含み、また最終直列システム構成
装置（final serial system component）である場合、バルブ７８は、反応器に
少なくとも公称背圧を提供し、それにより、処理液体と当該媒体の実質的にすべ
ての表面との間に充分な接触が実現する。別の態様では、本発明は、更に、処理
ユニット７２の下流に配置された、処理ユニット（ＲＯユニット、限外濾過ユニ
ット、イオン交換ユニット、エレクトロ脱イオンユニットなど）を含んでいても
良く、媒体床に対して必要な背圧を提供する。

【００５０】一つのそのような別の態様は、図３であり、当該態様では、水処理システム８
０は、第一塩素濃度を有する入力流５２を受容するための入口５４を含む。入力
流５２は照射ユニット５８に流れ、そこで、ＵＶが照射されて、当該第一塩素濃
度が実質的に低下し、第二塩素濃度を有する第一生成物流７０が生成する。照射
ユニット５８と流体連絡していて且つ当該ユニットの下流に配置されている処理
ユニット７２を提供し、そこで、第二塩素濃度を実質的に低下させ、それにより
第三塩素濃度を有する第二生成物流が生成する。最後に、処理ユニット７２と流
体連絡していて且つ当該ユニットの下流に配置されたＲＯユニット８２は、第二
生成物流が使用又は貯蔵ポイント（図示されていない）へと指向される前に、第
二生成物流７４から汚染物質が除去される。図示されていないが、ＲＯユニット
のダブルパス構成を用いて、高品質の精製水を得ることができる。任意に、シス
テム８０は、更に、第二生成物流７４が当該システムから出る前に、当該生成物
流から残留汚染物質を実質的に除去するためのポリッシャユニット（polisher u
nit）を含むことができる。

【００５１】当業では公知のように、ＲＯは、供給水から殆どすべての汚染物質を除去でき
る。ＲＯ膜の細孔構造は、実際に、すべての粒子、細菌、及び３００ドルトンを
超える分子量の有機物を拒絶する。ＲＯユニット８２は、典型的には、少なくと
も１つの半透膜と、当該膜に水圧を提供するためのポンプとを含む。この水圧は
、濃縮された（汚染された）溶液に対して施用されて、当該膜にかかる自然の浸
透圧を打消し克服する。この方法では、精製水は濃縮溶液（供給水）から移動し
、当該膜の下流で捕集される。

【００５２】また、ＲＯは、イオン排除プロセスを含む。溶媒だけが、半透過性のＲＯ膜を
通過し、事実上すべてのイオン及び溶解分子が保持される。半透膜は、電荷現象
作用（charge phenomena action）によって塩を排除する。すなわち、電荷が大
きくなると、より多く拒絶される。而して、当該膜は、殆どすべての強くイオン
化された多価イオンを拒絶できる。供給水が異なれば、異なるタイプのＲＯ膜が
必要であるかもしれない。膜は、一般的に、酢酸セルロース、又はポリスルホン
支持体上ポリアミドの薄層複合材料から製造される。殆どのＲＯ膜は、塩素のよ
うな強酸化剤に耐えられない。而して、照射ユニット５８を、処理ユニット７２
と組合せて提供して、ＲＯ供給から実質的にすべての塩素を除去して、より長い
膜寿命を得て、膜交換のための「停止時間」を短くすることによってより効率的
なシステム性能を得る。

【００５３】更なる別の態様は、望ましくない汚染物質を除去するために、ＲＯユニット８
２に加えて、又は前記ユニットの代わりに、エレクトロ脱イオンユニット（図示
されていない）を含むことができる。本発明で用いるのに適するエレクトロ脱イ
オンユニットとしては、例えば、カルフォルニア州パームデザートにあるUnited
States Filter Corporationから市販されているCDI（登録商標）エレクトロ脱
イオンユニットが挙げられる。公知のように、エレクトロ脱イオンは、フィルド
セル電気透析（filled-cell electrodialysis ）とも呼ばれており、効率的に水
を脱イオンするプロセスを含む。当該装置中に配置されたイオン交換樹脂は連続
的に再生される。この電気化学的再生は、従来のイオン交換システムの化学的再
生に取って代わる。

【００５４】エレクトロ脱イオンユニットは、例えば螺旋形、プレート形及びフレーム形、
及び円形のような様々なデザインで市販されているが、それぞれは、典型的に、
２つの電極の間に配置された複数のセルを含む。各セルは、その上に陽イオン膜
及び陰イオン膜が反対側に配置されているポリマーフレームから成る。当該セル
の中心にある空間、すなわちイオン選択膜の間にある空間は、イオン交換樹脂床
（例えば、陽イオン交換樹脂床、陰イオン交換樹脂床、又は混合床）で充填され
る。当該セルは、典型的には、スクリーンタイプのセパレータによって互いに分
離される。

【００５５】エレクトロ脱イオンユニットに入る供給水は、少なくとも３つの部分に分離さ
れる。少量（small percentage）が電極に流れ、当該供給水の大半はセル中の樹
脂床を通過し（「希釈区画」）、残りはセル間にあるセパレータに沿って流れる
（「濃縮区画」）。

【００５６】イオン交換樹脂は、セルの頂部において、供給水中に存在する溶解イオンを取
り込む。モジュールに施用した電流は、それらのイオンを、イオン選択膜を通過
させて電極の方向に引張る。陽イオンは、陽イオン透過膜を通過して陽極の方向
に引張られる。陰イオンは、陰イオン選択膜を通過して陰極の方向に引張られる
。しかしながら、これらのイオンは、それらの各電極へと完全に移動することは
できない。その理由は、イオンが、同じ電荷の隣接イオン選択膜のところに到達
するからである。これにより、イオンの更なる泳動が妨げられ、濃縮区画におい
て強制濃縮される。セル間のこれらの空間で濃縮されるイオンは、典型的には、
システムから配水管へとフラッシュされる。

【００５７】水が希釈区画の樹脂床を通過するとき、水は次第に脱イオンされる。希釈区画
の下端では、水には比較的イオンは無く、水の分離が電界で起こる。これにより
、イオン交換樹脂を再生する水素イオン及びヒドロキシイオンが生成し、化学的
再生に関するニーズは効率的に排除される。エレクトロ脱イオンユニットは運転
するのに比較的安価であるだけでなく、当該ユニットは溶解している無機物質（
例えば、二酸化炭素、硼素、及びアンモニア）を効率的に除去する。

【００５８】以下に実施例を掲げて、本発明を更に説明するが、当該実施例は説明すること
を意図したものであって、発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。実施例水性流から塩素を除去する本発明の効率を測定するために、軟水器ユニットの
上流にあるＵＶ照射ユニットを用いて、脱塩素データを得た。試験システムは、
供給水貯蔵タンクの下流に配置された可変インラインポンプを含んでいた。ケン
タッキー州アーランガーにあるAquionics, Inc.から市販されているAQUIONICS（
登録商標）モデル UV-V 2.5B 中圧１８５nm ＵＶ照射ユニットを、ポンプの下
流に配置した。消毒のために製造者が推奨する滞留時間（すなわち、１Ｘ）は１
０５gpmであった。軟水器ユニットは、照射ユニットの直ぐ下流に配置され、ナ
トリウム形態の陽イオン交換樹脂ビーズを含んでいた。流量計を照射ユニットの
下流に配置して、システム流量をモニターした。

【００５９】供給水は、マサチューセッツ州ローウェルで得た上水道水から調製した。市当
局は、軟水器を用いてその給水を処理している。しかしながら、制御目的のため
に、当該上水道水を、粒状活性炭床と、カリフォルニア州パームデザートにある
United States Filter Corporationから市販されているUSF（登録商標）FCDPF10
01 １μm カートリッジフィルターとを通過させた。次亜塩素酸ナトリウムを含
む原液を、５．２５％（漂白剤１リットル／水９リットル）の市販の漂白液から調製した。その原液を、マサチューセッツ州アクトンにあるMilton Roy, In
c.のLiquid Metronics Divisionから市販されているLMI（商標）A371-150FS計量
ポンプを用いて、供給流中に必要に応じて導入し、供給水中に所定の塩素濃度を
提供した。塩素濃度は、計量ポンプのストロークを変化させて変えたが、ポンプ
の速度は最大に保った。インラインスタティックミキサーは、計量ポンプの下流
及び照射ユニットの上流に配置して、均一な入力を実現した。

【００６０】照射ユニットは、１０５gpmの製造者推奨殺菌流量を有していたが、１倍の滞
留時間に対応していた。試験運転中に、流量及び入力塩素濃度を変化させて、様
々な用途におけるシステムの性能を評価した。

【００６１】ＵＶランプの２４時間の「試運転」の後、塩素濃度測定を、システムの３つの
ポイント：すなわち、照射ユニットの入口と出口、及び軟水器ユニットの出口で
行った。Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−フェニレンジアミン（ＤＰＤ）粉末ピロー（po
wder pillows）を有するHACH（商標）DR2000 分光計（両方とも、コロラド州ラ
ヴランドにあるHach, Inc.から市販されている）を用いて塩素分析した。分光計
は、少なくとも０．０１ppmのカウントを有しており、精度定格は±０．０２ppm
であった。必要なときには、塩素分析は、少なくとも０．００１ppmのカウント
及び±０．００４ppmの精度定格を有するHACH（商標）微量化学種検出法＃８６
によって行った。

【００６２】以下の表１は、入口塩素濃度及び流量の関数として、軟水器ユニット及び照射
ユニットの出口における塩素濃度を示している。表１は、運転条件の６つの異な
るセットからのデータを含んでいる。流量は、２．５gpm 〜１２．５gpmの所定
の範囲で維持した。各流量において、照射ユニットに入る入力塩素濃度は、０．
３０〜１．５０ppmの所定の値に保ち、条件のそれぞれのセットに関して照射
ユニット及び軟水器ユニットの出力塩素濃度を測定した。

【００６３】

【表１】

【００６４】６つの試験運転からまとめられたデータは、本発明が、入力流から実質的にす
べての塩素を一貫して除去できることを示している。運転１と運転３を比較する
と、ＵＶのみによる塩素の除去は、流量が増加するにつれて（すなわち、２．５
gpmから５．０gpm）、一般的に減少する（すなわち、０．０４ppmから０．０８p
pm）ことが分かる。運転２と運転５を比較すると、ＵＶのみによる脱塩素は、入
力塩素濃度が増加するにつれて（すなわち、０．３０ppmから１．５０ppm）、次
第に不効率になっていく（すなわち、０．０６ppmから０．２６ppm）ことが分か
る。しかしながら、ＵＶと軟水器とを組合せて塩素を除去する場合は、入力濃度
が変動しても、一貫して効率的である（すなわち、０．００ppmから０．０１ppm
）。実際に、運転５は、ＵＶ入口塩素濃度が上水道飲料水の塩素濃度を超えてい
る場合でも（例えば、１．５ppm）、軟水器における出口塩素濃度は殆ど検出不
可能である（すなわち、０．０１ppm）ことを示している。同様に、運転６は、
本発明が、より多い流量において（すなわち、１２．５gpm）塩素の実質的な濃
度を実質的に完全に除去できる（すなわち、０．０１ppm）ことを示している。

【００６５】上記要素のそれぞれ、又は２つ以上の要素を一緒にして、上記の用途とは異な
る他の用途において有用性が見出されるかもしれないことも理解される。例えば
、他の従来の水処理法を、詳細なシステム要求条件によって指示されているよう
に、本発明と一緒に用いても良い。前記方法としては、例えば限外濾過及びオゾ
ン処理、ならびに本明細書で説明したユニットのいずれかへの切換弁及び／又は
再循環ループの増設が挙げられる。液体から強酸化剤を除去するための装置及び
方法において具体化される本発明を図示及び説明してきたが、本発明の精神から
逸脱せずに、様々な改良及び置換が行われる可能性があるので、既に記載した詳
細に本発明が限定されることは意図していない。

【００６６】本明細書で開示した本発明に関する更なる改良及び等価物は、通常の実験のみ
を用いるだけで当業者には考えつく。すべてのそのような改良及び等価物は、請
求の範囲によって規定される本発明の精神と範囲の中にあると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】高純度用途のための従来技術の水処理システムに関する概略工程系統図である
。

【図２】図２Ａは、本発明の一つの態様にしたがって強酸化剤を除去するための装置に
関する概略工程系統図である。図２Ｂは、ライン２Ｂ−２Ｂに沿って取られた図２Ａに示した照射ユニット５
８の横断面図である。

【図３】本発明の別の態様にしたがう水処理システムに関する概略工程系統図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月２５日（２０００．４．２５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アトヌーア，ディヴェンドラアメリカ合衆国マサチューセッツ州01851，ローウェル，プリンストン・ブルヴァード 700 (72)発明者ガンジ，ゲイリー・シーアメリカ合衆国マサチューセッツ州02173，レキシントン，ヴァリーフィールド・ストリート 74 Ｆターム(参考） 4D006 GA03 HA41 JA70A KB11 MA03 MC18 MC54 MC62 PB24 PB27 PB28 PC03 4D025 AA02 AA03 AB07 BA08 BB09 CA05 DA04 4D037 AA02 AA03 AB14 BA18 BB09 CA09 CA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体中における強酸化剤の濃度を実質的に低下させるための
装置であって、当該装置が：ａ）当該強酸化剤の第一濃度を有する入力流を受容するための入口；ｂ）当該入口と流体連絡している照射ユニット、当該照射ユニットは紫外線を
放射して当該第一濃度を実質的に低下させ、それによって当該強酸化剤の第二濃
度を有する第一生成物流を生成させることができる；ｃ）当該第二濃度を実質的に低下させ、それによって当該強酸化剤の第三濃度
を有する第二生成物流を生成させるための、当該照射ユニットと流体連絡してい
て且つ当該照射ユニットの下流に配置されている処理ユニット、当該処理ユニッ
トは軟水器ユニット、金属レドックス媒体床を含む反応器、及びそれらの組合せ
から成る群より選択される；及びｄ）当該第二生成物流を貯蔵／使用のポイントへと指向させるための出口を含む前記装置。
【請求項２】当該入力流が、約２０倍未満の時間、照射ユニット中で滞留
する請求項１記載の装置。
【請求項３】当該入力流が、約１０倍未満の時間、照射ユニット中で滞留
する請求項２記載の装置。
【請求項４】当該強酸化剤が、塩素である請求項１記載の装置。
【請求項５】当該第一濃度が、約１ppmである請求項４記載の装置。
【請求項６】当該第三濃度が、約０．０５ppm未満である請求項５記載の
装置。
【請求項７】当該第三濃度が、約０．０２ppmである請求項６記載の装置
。
【請求項８】当該処理ユニットが、軟水器ユニットを含む請求項１記載の
装置。
【請求項９】当該軟水器ユニットが、ナトリウム形態のイオン交換樹脂を
含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】当該処理ユニットが、金属レドックス媒体床を含む請求項
１記載の装置。
【請求項１１】当該第一生成物流が第一レドックス電位を有し、また当該
金属レドックス媒体が、当該第一レドックス電位と関連して、当該第一生成物流
が金属粒子と接触するときに当該強酸化剤と当該金属粒子との間に自然な無機酸
化還元反応のための条件が確立されるように第二レドックス電位を有する金属粒
子を含む請求項９記載の装置。
【請求項１２】当該金属粒子が、亜鉛、銅、及びそれらの合金から成る群
より選択される金属を含む請求項１０記載の装置。
【請求項１３】当該金属が、黄銅である請求項１２記載の装置。
【請求項１４】当該第二生成物流から望ましくない汚染物質を除去するた
めに、当該処理ユニットと流体連絡していて且つ当該処理ユニットの下流に配置
されている逆浸透ユニットを更に含む請求項１記載の装置。
【請求項１５】当該第二生成物流から望ましくない汚染物質を除去するた
めに、当該処理ユニットと流体連絡していて且つ当該処理ユニットの下流に配置
されている陰イオン交換樹脂を含む反応器を更に含む請求項１記載の装置。
【請求項１６】当該反応器が、連続エレクトロ脱イオンユニットである請
求項１５記載の装置。
【請求項１７】液体中における強酸化剤の濃度を実質的に低下させるため
の方法であって、当該方法が、以下の工程：すなわち、ａ）当該強酸化剤の第一濃度を有する入力流を提供する工程；ｂ）紫外線を当該入力流に対して照射して、当該第一濃度を実質的に低下させ
、それによって強酸化剤の第二濃度を有する第一生成物流を生成させる工程；及
びｃ）当該第一生成物流を、軟水器ユニット、金属レドックス媒体床を含む反応
器、及びそれらの組合せから成る群より選択される処理ユニットに通して、当該
第二濃度を実質的に低下させ、それによって当該強酸化剤の第三濃度を有する第
二生成物流を生成させる工程を含む前記方法。
【請求項１８】当該入力流を、約２０倍未満の時間、当該照射ユニット中
で保持する工程を更に含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】当該入力流を、約１０倍未満の時間、当該照射ユニット中
で滞留させる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】当該強酸化剤が、塩素である請求項１７記載の方法。
【請求項２１】当該第一濃度が、約１ppmである請求項２０記載の方法。
【請求項２２】当該第三濃度が、約０．０５ppm未満である請求項２１記
載の方法。
【請求項２３】当該第三濃度が、約０．０２ppm未満である請求項２２記
載の方法。
【請求項２４】当該処理ユニットが、軟水器ユニットを含む請求項１７記
載の方法。
【請求項２５】当該軟水器ユニットが、ナトリウム形態のイオン交換樹脂
を含む請求項２４記載の方法。
【請求項２６】当該処理ユニットが、金属レドックス媒体床を含む請求項
１７記載の方法。
【請求項２７】当該第一生成物流中に存在する当該強酸化剤が、第一レド
ックス電位を有し、また当該金属レドックス媒体が、当該第一レドックス電位と
関連して、当該第一生成物流が金属粒子と接触するときに当該強酸化剤と当該金
属粒子との間に自然な酸化還元反応のための条件が確立されるように第二レドッ
クス電位を有する当該金属粒子を含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】当該金属粒子が、亜鉛、銅、及びそれらの合金から成る群
より選択される金属を含む請求項２７記載の方法。
【請求項２９】当該金属が、黄銅である請求項２８記載の方法。
【請求項３０】当該第二生成物流から望ましくない汚染物質を除去するた
めに、当該処理ユニットと流体連絡していて且つ当該処理ユニットの下流に配置
されている逆浸透ユニットを提供する工程を更に含む請求項１７記載の方法。
【請求項３１】当該第二生成物流から望ましくない汚染物質を除去するた
めに、当該処理ユニットと流体連絡していて且つ当該処理ユニットの下流に配置
されている陰イオン交換樹脂を含む反応器を提供する工程を更に含む請求項１７
記載の方法。
【請求項３２】当該反応器が、連続エレクトロ脱イオンユニットである請
求項３１記載の方法。
【請求項３３】ａ）第一塩素濃度を有する入力流を受容するための入口；ｂ）紫外線を照射して、当該第一塩素濃度を実質的に低下させ、それによって
第二塩素濃度を有する第一生成物流を生成させることができる照射ユニット；ｃ）当該第二塩素濃度を実質的に低下させ、それによって第三塩素濃度を有す
る第二生成物流を生成させるための、当該照射ユニットと流体連絡していて且つ
当該照射ユニットの下流に配置されている処理ユニット、当該処理ユニットは軟
水器ユニット、金属レドックス媒体床を含む反応器、及びそれらの組合せから成
る群より選択される；及びｄ）当該第二生成物流から望ましくない汚染物質を除去するための、当該処
理ユニットと流体連絡していて且つ当該処理ユニットの下流に配置されている逆
浸透ユニット；及びｅ）当該第二生成物流を貯蔵／使用のポイントへと指向させるための出口を含む水処理システム。
【請求項３４】当該入力流を、約２０倍未満の時間、当該照射ユニット中
で滞留させる請求項３３記載の水処理システム。
【請求項３５】当該入力流を、約１０倍未満の時間、当該照射ユニット中
で滞留させる請求項３３記載の水処理システム。
【請求項３６】当該第一塩素濃度が、約１ppmである請求項３３記載の水
処理システム。
【請求項３７】当該第三塩素濃度が、約０．０５ppm未満である請求項３
６記載の水処理システム。
【請求項３８】当該第三塩素濃度が、約０．０２ppm未満である請求項３
７記載の水処理システム。
【請求項３９】当該処理ユニットが、軟水器ユニットを含む請求項３３記
載の水処理システム。
【請求項４０】当該軟水器ユニットが、ナトリウム形態のイオン交換樹脂
を含む請求項３９記載の水処理システム。
【請求項４１】当該処理ユニットが、金属レドックス媒体床を含む請求項
３３記載の水処理システム。
【請求項４２】当該第一生成物流中に存在する当該塩素が、第一レドック
ス電位を有し、また当該金属レドックス媒体が、当該第一レドックス電位を基準
として、当該第二塩素濃度を有する当該第一生成物流が金属粒子と接触するとき
に当該塩素と当該金属粒子との間に自発的な酸化還元反応のための状態が確立さ
れるように第二レドックス電位を有する当該金属粒子を含む請求項４１記載の水
処理システム。
【請求項４３】当該金属粒子が、亜鉛、銅、及びそれらの合金から成る群
より選択される金属を含む請求項４２記載の水処理システム。
【請求項４４】当該金属が、黄銅である請求項４３記載の水処理システム
。