JP2003275770A - 海水殺菌装置 - Google Patents

海水殺菌装置

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JP2003275770A
JP2003275770A JP2002086293A JP2002086293A JP2003275770A JP 2003275770 A JP2003275770 A JP 2003275770A JP 2002086293 A JP2002086293 A JP 2002086293A JP 2002086293 A JP2002086293 A JP 2002086293A JP 2003275770 A JP2003275770 A JP 2003275770A
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seawater
electrolyzer
ozone
ion
bromate
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JP2002086293A
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Yoshifumi Karizume
慶文 狩集
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RIKUJO YOSHOKU KOGAKU KENKYUSH
Rikujo Yoshoku Kogaku Kenkyusho KK
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RIKUJO YOSHOKU KOGAKU KENKYUSH
Rikujo Yoshoku Kogaku Kenkyusho KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型で高価になるオゾン溶解装置を用いる必
要なく、小型の装置でオゾン溶解装置に匹敵する殺菌を
行なうことができる海水殺菌装置を提供する。 【解決手段】 海水中の病原性微生物を臭素酸イオンで
殺菌除去する海水殺菌装置に関する。海水を酸性にする
酸性化装置1と、酸性化装置1でpHを酸性にした海水
を電気分解して臭素酸イオンを生成させる電気分解装置
2とを具備する。酸性にした海水を電気分解することに
よって海水中に臭素酸イオンを発生させ、その強力な殺
菌効果で海水の殺菌を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海水(人工海水を
含む)で魚介類を飼育する水槽や、海水の浄化設備など
において、海水を殺菌をするために使用し、あるいは魚
介類を蓄養・飼育する海水を殺菌して飼育水槽に供給す
るために使用する海水殺菌装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】魚介類を養殖するにあたっては、海上の
一部を網などで仕切り、その中に魚介類を入れて行なう
海面養殖が一般的であるが、近年、周辺海水で病原微生
物が発生し、その被害を被ることが増加しており、特に
夏場の高水温時に、ビブリオ、連鎖球菌、エドワジュラ
などの感染被害が多く報告されている。
【0003】これらの周辺海水中の病原微生物からの感
染を逃れるために、海面ではなく、水槽で養殖を行なう
様式が用いられるようになり、さらに周囲の海水との交
換を行なわない閉鎖循環式陸上養殖システムも提案され
ている。このような閉鎖循環式陸上養殖システムでは、
周辺海水の病原微生物から避難した状態で養殖すること
が目的であるので、養殖水槽で使用する海水は殺菌して
使用されている。この海水の殺菌方法としては、塩素や
ホルムアルデヒドといった薬品を直接投入する方法が簡
便であるが、大量の海水を連続して殺菌する装置も種々
提案され、使用されている。
【0004】このような海水殺菌装置としては、紫外線
を照射して殺菌する紫外線殺菌装置や、海水を電気分解
することによって発生する塩素で殺菌する塩素発生装置
などがあるが、オゾン溶解装置が良く用いられている。
このオゾン溶解装置は海水中にオゾンを溶解させて、オ
ゾンで殺菌するものであり、最も強力な殺菌装置といわ
れており、特にウイルスの殺菌にはオゾンでないと効果
がないとまでいわれている。
【0005】そしてオゾンによる殺菌は、オゾン自身の
酸化力によるものの他に、オゾンが海水中の臭素イオン
を酸化して下記のような反応で臭素酸イオンを生成さ
せ、この臭素酸イオンによっても殺菌がおこなわれてい
るといわれている。臭素酸イオンは酸化力も強いが、海
水中の残留性がオゾンや次亜塩素酸等の酸化剤と比べて
高く、海水中の微生物に対する殺菌効果がより強力に得
られると考えられる。
【0006】オゾンによる臭素酸イオン生成: Br-
+O3 → BrO3 -
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように強力な殺
菌力を発揮することから、特にウイルス性の病気の発生
し易い海水の殺菌にはオゾン溶解装置が用いられるが、
オゾンそのものは水に溶け難く、海水中の微生物を殺菌
する効率はあまり高いとはいえない。そこで、海水への
オゾンの溶解を高めようとすると、オゾンと海水との接
触時間を長くする必要があり、オゾンと海水とを接触さ
せる接触容器の水深を大きくしたりしなければならなく
なって、オゾン吹き込み用ポンプを含めてオゾン溶解装
置の全体が大型にならざるを得ない。また大量のオゾン
が水に溶けずに大気中に気散するおそれがあるので、オ
ゾン溶解装置には排オゾンの処理機構を備える必要があ
り、この結果、大型で高価な設備になる傾向がある。
【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、大型で高価になるオゾン溶解装置を用いる必要な
く、小型の装置でオゾン溶解装置に匹敵する殺菌を行な
うことができる海水殺菌装置を提供することを目的とす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
海水殺菌装置は、海水中の病原性微生物を臭素酸イオン
で殺菌除去する海水殺菌装置であって、海水を酸性にす
る酸性化装置1と、酸性化装置1でpHを酸性にした海
水を電気分解して臭素酸イオンを生成させる電気分解装
置2とを具備して成ることを特徴とするものである。
【0010】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、酸性化装置1が、電気分解装置3であることを特徴
とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0012】図1は本発明に係る海水殺菌装置の実施の
形態の一例を示すものであり、海水取水口7と、給水ポ
ンプ8と、酸性化装置1と、電気分解装置2と、臭素酸
イオン除去装置9とから形成してある。そして海水(人
工海水を含む)は海水取水口7から給水ポンプ8によっ
て海水殺菌装置内に汲み上げられて引き込まれる。
【0013】装置内に引き込まれた海水は、まず酸性化
装置1に送られ、酸性化装置1を通過する際に海水のp
Hが酸性にされる。酸性化装置1としては、海水のpH
を酸性にすることができるものであれば何でもよいが、
例えば、海水に液状の酸試薬を添加して混合する添加ユ
ニットを具備して形成されたもの、イオン交換による陽
イオン除去装置を具備して形成されたものなど用いるこ
とができる。
【0014】このようにpHを酸性にされた海水は、電
気分解装置2に送られる。電気分解装置2は電気分解槽
10内に一対の対向させた電極11,11を設けること
によって形成してある。この一対の電極11,11は電
気分解槽10内での海水の流れ方向と平行の向きに配置
してあり、電源装置12から直流電流が印加されるよう
にしてある。電極11は白金めっきチタン板などからな
るものであり、予め設定された時間毎に、印可される電
位を逆転させて陽極と陰極を交代させるようにしてあ
る。電源装置12から印加される電解電圧は3〜20V
程度、電解電流値は10〜20A程度が好ましい。
【0015】ここで、海水は通常は弱アルカリ性であ
り、海水を電気分解すると、陽極において、次の反応の
ように塩素イオンが酸化されることにより、次亜塩素酸
イオンの生成が起こる。
【0016】次亜塩素酸イオンの生成: Cl-+2O
- → ClO-+H2O+2e- また、海水中の臭素イオンが陽極において次の反応のよ
うに酸化されることによって、臭素酸イオンが生成され
ることが予想されるが、実際には海水の電気分解によっ
て臭素酸イオンの生成が観測されることはない。
【0017】臭素酸イオンの生成: Br-+6OH-
→ BrO3 -+3H2O+6e- これは、海水中の塩素イオン濃度が約20000mg/
Lであるのに対して、臭素イオン濃度は約50mg/L
と少量であり、しかも次亜塩素塩素イオンの生成の基準
電位が臭素酸イオン生成の基準電位より低く次亜塩素塩
素イオンが生成され易いためであると考えられる。
【0018】一方、図1の装置においては、海水をまず
酸性化装置1に通して海水のpHを酸性にし、この酸性
にした海水を電気分解装置2に送って電気分解をしてい
る。このように海水を酸性にした状態での陽極における
電解反応では、次の反応のように、次亜塩素酸イオンよ
りも酸化力の強い亜塩素酸イオンが生成される。
【0019】亜塩素酸イオンの生成: Cl-+2H2
→ ClO2+2H++2e- そしてこの亜塩素酸によって海水中の臭素イオンが酸化
され、次の反応ようにして海水中に臭素酸イオンが生成
される。
【0020】臭素酸イオンの生成: Br-+3/2C
lO2 → BrO3 -+3/2Cl- 上記のように、本発明では、pHを酸性にした海水を電
気分解することによって亜塩素酸イオンを発生させ、こ
の亜塩素酸で海水中の臭素イオンを酸化させることによ
って臭素酸イオンを生成させるようにしたものであり、
酸性化装置1で海水を酸性にするにあたって、海水のp
Hを6以下に調整するのが好ましい。海水のpHをこの
範囲に調整することによって、海水の電気分解で亜塩素
酸イオンを発生させる効率を高めることができる。
【0021】そして上記のように海水中に臭素酸イオン
を生成させることによって、臭素酸イオンの強力な殺菌
力で海水中のウイルスを含む病原性微生物を殺菌して除
去することができるものである。図1の実施の形態で
は、電気分解装置2の電気分解槽10内で臭素酸イオン
による殺菌も行なっているので、電気分解槽10内の海
水の流れの上流部に電極11を配置して電気分解を行な
うと共に、電気分解槽10内の海水の流れの下流部に殺
菌スペース13を設け、この殺菌スペース13で海水の
殺菌が十分に行なわれるようにしてある。
【0022】このように臭素酸イオンで殺菌処理した海
水は電気分解装置2から送り出される。この海水をその
まま魚介類の飼育に供する場合には、図1の実施の形態
のように、臭素酸イオン除去装置9に通して海水中の臭
素酸イオンを除去する必要がある。臭素酸イオンは殺菌
効果も高いが、魚毒性も強く、魚種によっては数百μg
/Lという低濃度でも魚介類を斃死させることがあるの
で、海水中の臭素酸イオンを除去する必要があるのであ
る。臭素酸イオン除去装置9としては、例えば槽内に活
性炭14を充填して形成したものを用いることができ、
臭素酸イオンを活性炭14に吸着して除去することがで
きる。あるいは、臭素酸イオンを還元除去するように臭
素酸イオン除去装置9を形成してもよい。また、海水は
pHが酸性になっているので、魚介類の飼育に際して
は、pH調整装置でpHをもとの弱アルカリ性に戻して
使用するのが好ましい。
【0023】図2に示す実施の形態では、海水を酸性に
する酸性化装置1として、電気分解装置3を用いるよう
にしてある。電気分解装置3は上記の電気分解装置2と
同様に、電気分解槽15内に一対の対向させた電極1
6,16を設けることによって形成してあり、この一対
の電極16,16は電気分解槽10内での海水の流れ方
向と平行の向きに配置してある。ただ、この電気分解装
置3は海水の電気分解を行なうだでけあるので、上記の
電気分解装置2のような殺菌スペース13は不要であ
り、電気分解槽15を小容量に形成することができる。
電極16には上記の電源装置12とは別の電源装置17
から直流電流が印加されるようにしてある。電極16の
材料も上記と同様なものを使用することができるが、こ
の電気分解装置3は海水のpHを酸性にすることが主目
的であるので、陽極と陰極を交代させる必要は少なく、
必要に応じて印加電圧を逆転させるようにすればよい。
その他の構成は図1のものと同じである。
【0024】そして海水取水口7から給水ポンプ8によ
って汲み上げた海水をこの電気分解装置3に通しながら
電気分解を行なうと、陰極において次の反応のように水
素が生成するが、電極16の付近の海水の流速によって
は、陰極の近傍では過剰になった水酸化イオンと海水中
のマグネシウムイオンが次のように反応し、難溶性の水
酸化マグネシウムを形成して沈殿する。
【0025】 陰極 : 2H++2e- → H2 陰極近傍: 2OH-+Mg2+ → Mg(OH)2↓ マグネシウムイオンがこのように海水中から減少するこ
とによって、海水のpHは電気分解装置3内で酸性にな
る。このように海水を電気分解してpHを酸性にした
後、図1の場合と同様に、海水を電気分解装置2に送
り、臭素酸イオンを生成させて海水の殺菌を行なうこと
ができる。尚、電気分解装置3内では水酸化マグネシム
が沈殿し、長時間放置すると内部が閉塞されるおそれが
あるので、底部の排出パイプ18から水酸化マグネシウ
ムを適宜抜き出すようにするのがよい。
【0026】
【実施例】次に本発明を実施例によって例証する。
【0027】図2に示す装置において、海水を電気分解
装置3に通して電気分解することによって、海水をpH
6に酸性化した後、この海水をさらに電気分解装置2に
通して電気分解した。このように電気分解装置2で電気
分解処理した海水をポストカラム−イオンクロマトグラ
フ法で分析し、臭素酸イオンの検出を試みた。分析チャ
ートを図3(a)に示す。図3(a)にみられるよう
に、臭素酸イオンのピークが明瞭に認められ、強力な殺
菌効果をもつ臭素酸イオンが生成されていることが確認
される。
【0028】一方、同じく図2に示す装置において、電
気分解装置3で電気分解を行なわず、pHを酸性にしな
いまま海水を電気分解装置2に通して電気分解した。こ
のように電気分解装置2で電気分解処理した海水につい
て、同様に分析した。分析チャートを図3(b)に示
す。図3(b)にみられるように臭素酸イオンは生成さ
れていなかった。
【0029】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る海
水殺菌装置は、海水中の病原性微生物を臭素酸イオンで
殺菌除去する海水殺菌装置であって、海水を酸性にする
酸性化装置と、酸性化装置でpHを酸性にした海水を電
気分解して臭素酸イオンを生成させる電気分解装置とを
具備するので、酸性にした海水を電気分解することによ
って海水中に臭素酸イオンを発生させ、その強力な殺菌
効果で海水の殺菌を行なうことができるものであり、溶
解し難いオゾンを溶解させるための大型容器やポンプ、
過剰オゾンの除去装置を必要として大型で高価になるオ
ゾン溶解装置を用いるような必要なく、小型の装置でオ
ゾン溶解装置に匹敵する殺菌を行なうことができるもの
である。
【0030】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、酸性化装置として、電気分解装置を用いるようにし
たので、電気分解で海水のpHを酸性にすることがで
き、外部からの酸性試薬を添加するようなことが不要に
なり、より簡便に臭素酸イオンを含む強力な殺菌力をも
つ海水を生成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す概略図であ
る。
【図2】本発明の実施の形態の他の一例を示す概略図で
ある。
【図3】(a)は実施例、(b)は比較例における海水
の分析チャートを示すものである。
【符号の説明】
1 酸性化装置 2 電気分解装置 3 電気分解装置
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 1/50 560 C02F 1/50 560B 560D 560F A01K 63/04 A01K 63/04 F C02F 1/46 C02F 1/46 Z 1/76 1/76 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海水中の病原性微生物を臭素酸イオンで
    殺菌除去する海水殺菌装置であって、海水を酸性にする
    酸性化装置と、酸性化装置でpHを酸性にした海水を電
    気分解して臭素酸イオンを生成させる電気分解装置とを
    具備して成ることを特徴とする海水殺菌装置。
  2. 【請求項2】 酸性化装置が、電気分解装置であること
    を特徴とする請求項1に記載の海水殺菌装置。
JP2002086293A 2002-03-26 2002-03-26 海水殺菌装置 Withdrawn JP2003275770A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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