JP2004209396A - 紫外線による水の殺菌浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】浴水などを循環させる循環経路において、レジオネラ属菌などの細菌類を確実に殺菌浄化処理できる紫外線による水の殺菌浄化システムを提供する。
【解決手段】１８４．９ナノメートルもしくは２５３．７ナノメートルの波長域の紫外線を照射する紫外線ランプ１２が、流入口１３と流出口１４を有する紫外線照射タンク１１の内部に位置する状態で取り付けられている紫外線照射装置１を、水循環経路の適宜個所に組み込み接続する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽、貯水槽、プール、池などにおいて、それら貯溜部の水の殺菌浄化を、好適に行う紫外線による水の殺菌浄化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
浴用水を循環させ、その過程で汚れや濁りなどの浄化や加熱保温を行って使用している方式のもの、いわゆる浴用水循環式のものが、大小いろいろの規模をもって激増してきている。この循環式のものでは、同じ浴用水を長時間、長期間使用することとなり、その水の殺菌対策や浄化対策に、いろいろの方法が行われてきている。殺菌においては、オゾンによる水中バブリングや浴用水面への紫外線照射などがある。汚れの除去などの浄化においては、バクテリヤによる生物ろ過や砂ろ過などがある。また、公衆浴場では、塩素殺菌が義務づけられており、天然温泉浴場においても、塩素殺菌を実行しているところが一般的である。
一方、これら循環式の循環経路内でのレジオネラ属菌などの増殖が問題視されているが、これの有効な対処方法は、まだ出現していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の装置などの利用には、次のような問題がある。
（１）オゾンによる水中バブリングは、水中にオゾンの溶け込む量は微少であり、空中拡散する割合の方が高かった。これがため、オゾン濃度を高くして、水中バブリングをするため、浴場内に、人体に有害になるほどのオゾンが充満してしまっていた。
（２）浴槽水面への紫外線照射は、浴槽水への照射が、均一に効率良くなされず、したがって、殺菌効果を充分に得られなかった。
（３）生物ろ過や砂ろ過においては、浄化のためのものであり、殺菌は不可能であり、また、その浄化についても、能力に限界があり、管理やろ材の交換を怠れば、レジオネラ属菌などの細菌類を増殖させてしまう危険があった。ろ材の交換に際しては、多大な時間と費用を要していた。
【０００４】
塩素使用による殺菌についても、問題点があった。
保健所等の公的指導機関からは、公衆浴場において、塩素を適量投与するように求めてきており、それに従って、公衆浴場に限らず、天然温泉浴場においても塩素投与を実行している。ところが、天然温泉のうち、７０パーセント余りの温泉がアルカリ性の温泉であり、塩素投与しても中和されてしまい、その殺菌効果は、ほとんどない。それらのアルカリ性の温泉のところで、しかも、その温泉を循環させて使用しているところでは、レジオネラ属菌や大腸菌が、安全上の基準値を大巾に越えて、各地で頻繁に検出されている。そして、看過できないのは、レジオレラ属菌に人が感染するケースが多くなってきており、その結果、重症化したり、死亡にさえ至るケースも少なくない実態が生じている。このことは、各所で報道されており、深刻な社会問題となってきている。
【０００５】
この対応策として、殺菌効果を高めるべく、塩素投与の増量を実施しているが、この結果として、殺菌効果は不充分であるにもかかわらず、残留塩素が増してしまう。温泉でのくつろぎや癒しを期待して入浴する人々にとって、塩素独特の刺激臭を与え、不快な思いをさせてしまう。塩素殺菌は、人体への悪影響も大きく、でき得る限り、避けたいものである。
【０００６】
近年、いたる所に、浴水を循環させて、その水を捨てることなく利用する浴水循環式の浴場が設置されてきている。補給水は、自然蒸発分や逆洗時の一部排水で減じた少量分に止めている。このため、浴水の循環経路内に、レジオレラ属菌などの細菌の増殖の温床となるバイオフィルムが各所に形成され、浴水中につぎつぎと侵入してきている。浴水そのものは、塩素殺菌で対応できるとしても、根絶は非常に困難で、循環経路を取り外したりせずに、その経路内に形成されたバイオフィルムの完全除去が強く求められていた。
【０００７】
これらいろいろの問題点に対して、各種方法が立案され、試みられてきているが、装置としての規模、コスト、殺菌浄化としての満足度、既存設備との兼ね合い等から、未だ、採算がとれ、機能性の高い装置、システムが実現していない。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、浴水などを循環させる循環経路において、レジオネラ属菌などの細菌類を確実に殺菌浄化処理できる紫外線による水の殺菌浄化システムを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明は、上記目的達成のために、次のように構成されている。
１８９．４ナノメートルもしくは２５３．７ナノメートルの波長域の紫外線を照射する紫外線ランプが、流入口と流出口を有する紫外線照射タンクの内部に位置する状態で取り付けられている紫外線照射装置を、水循環経路の適宜個所に組み込み接続することを特徴としている。
【００１０】
この紫外線照射装置内で、被処理水としての浴用水は、紫外線ランプからの紫外線照射で直接殺菌される。この時、紫外線ランプは、被処理水に浸漬された状態である。
【００１１】
一方、この紫外線照射装置内で照射される紫外線と、被処理水中の溶存酸素とが、反応し、オゾンが生成される。
この反応は、１８４．９ナノメートルもしくは２５３．７ナノメートルの波長域にある紫外線を、被処理水中に溶存している酸素分子（Ｏ_２）に照射吸収させると、酸素分子（Ｏ_２）が解離される。この解離された酸素（Ｏ）と、被処理中の他の溶存酸素（Ｏ_２）と結びついて、オゾン（Ｏ３）が生成されるのである。
【００１２】
紫外線の波長は、１０〜３８０ナノメートルの範囲にあるが、その範囲の紫外線すべてが、酸素分子の解離に有効ではない。酸素分子を解離するには、解離エネルギーを発揮する有効な紫外線の波長が必要となる。その有効な波長としては１８４．９ナノメートルおよび２５３．７ナノメートルの短い波長域のもので、共に、強い発光強度が安定して得られる。したがって、この２つの波長域の、いずれかを選択して用いることによって、安定したオゾン生成がなされる。
【００１３】
この紫外線照射によって、オゾンがつぎつぎに生成され、オゾン水となり、循環経路内で、循環を繰り返すうちに、循環経路内が完全に浄化される。つまり、循環経路の配管内壁、ろ過機内、ポンプ内、熱交換機内、ヘヤーキャッチャー内などが、オゾン水によって殺菌浄化されていくのである。
【００１４】
一方、循環経路内に形成されるアメーバなどの集塊であるバイオフィルムは、レジオネラ属菌など細菌類の巣くう場所となっており、そこで増殖するが、紫外線照射装置内で生じたオゾン水により、バイオフィルムが崩壊され、中の細菌類を壊滅させる。その結果生じた残骸も、そのオゾン水により、分解除去されるのである。
【００１５】
紫外線照射で生成したオゾンはおおむね３０〜４０分で、酸素に変化する。浴槽などの貯溜部は、開放され大気（空気）と接しているので、水中への溶存酸素量は減ることはなく、オゾンの生成に全く支障はない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図１は、本発明に係る殺菌浄化システムを浴用水に適用した一例を示す説明図である。被処理水となる浴用水２１は、浴槽２からヘヤーキャッチャー３を経てポンプ５を内設する浄化槽４へと流れる。浄化槽４には、ろ過機能が備わっている。浄化槽４を流れ出た被処理水は、熱交換機６を経て、通常は、浴槽２へ流れ戻るのであるが、本発明では、その一例として、熱交換機６と浴槽２との間の循環経路に、紫外線照射装置１を組み込み接続されている。浴槽水２１は、配管７の中を図１に示す矢印方向に流れる。紫外線照射装置１は、この実施例では、既設の循環経路中に組み込み接続するものであるが、既設の循環経路の状況によって、適宜場所に組み込み接続すればよい。その場合、紫外線照射装置１の周辺にバイパス８を設ければ便利である。現場の状況に応じては、既設配管をそのままにして、バイパス８部に紫外線照射装置１を組み込み接続してもよい。
【００１７】
図２は、本発明に係る紫外線照射装置の一例を示す概略断面図である。
紫外線照射装置１は、次のように構成されている。
紫外線照射タンク１１の上部に、紫外線ランプ１２が内設されている。本実施例では、紫外線ランプ１２は３本用いられている。紫外線照射タンク１１の側部には、被処理水となる浴用水２１の流入口１３と流出口１４が、循環経路の接続部として設けられている。紫外線ランプ１２は、外周を透過性の石英ガラスに被覆され、防水保護が施されて構成されている。電源コード１５から紫外線ランプ１２へ通電される。この電源は１００ボルトを１２ボルトに変圧させて用いる。
【００１８】
紫外線ランプ１２の照射する紫外線は、１８９．４ナノメートルもしくは、２５３．７ナノメートルの波長域のものとする。この波長域で紫外線を照射させることが、被処理水中に、安定したオゾンを生成させていくうえで、絶対必要である。
【００１９】
殺菌と浄化は、次のように行われる。
被処理水としての浴用水２１は、流入口１３より紫外線照射タンク１１内に流入し、流出口１４より流出するまでの時間（おおむね１０秒間）中に、紫外線ランプ１２により照射され殺菌される。一方、紫外線ランプ１２は浴用水２１が循環している間は、照射を続けているので、その照射時間中、オゾンが紫外線照射タンク１１内で生成されている。このオゾンが、殺菌処理された浴用水２１に溶け込んで、いわゆるオゾン水となって、循環経路を流れ、オゾンによる浄化がなされていく。殺菌においては、紫外線照射によるものは直接殺菌であるから、紫外線照射装置１の紫外線照射タンク１１に流れ込んだ浴用水２１しか殺菌しないが、紫外線照射装置１で生成されたオゾンは、３０〜４０分間オゾンであり続けるから、次から次と生成され続けるオゾンとともにオゾン水となって、循環経路内と、浴槽２内の殺菌を行う。オゾンは殺菌を兼ね備えて浄化作用をするのである。このことは、浴槽２に貯溜している浴用水２１全部が、オゾン含有水であるということであり、浴槽内に、入浴者によって持ち込まれたレジオレラ属菌などは、この浴槽２で防止されることになる。
【００２０】
したがって、本発明は、１８９．４ナノメートルもしくは２５３．７ナノメートルの波長域の紫外線を照射する紫外線ランプ１２が、流入口１３と流出口１４を有する紫外線照射タンク１１の内部に位置する状態で取り付けられている紫外線照射装置１を、水循環経路の適宜個所に組み込み接続する紫外線による水の殺菌浄化システムとしている。
【００２１】
なお、紫外線照射装置１において用いられる紫外線ランプ１２の本数は、対象とする貯溜水が５トン未満は１〜２本、５トン以上１０トン未満は３本、１０トン以上２０トン未満は４本、２０トン以上５０トンくらいまでは５〜６本が適当である。この紫外線ランプ１２の使用本数に応じて、紫外線照射タンク１１の容量の大きさも勘案対処する。ここで用いている紫外線ランプ１２の１本あたりのオゾン生成濃度は０．０２ＰＰＭであり、その寿命は２００００時間、消費電力は１時間あたり６ワットある。
【００２２】
図３は、本発明に係る貯水槽やプールや池などの貯溜水の殺菌浄化システムを示す説明図である。
貯水槽、プール、池などの殺菌浄化をする場合も、本発明の殺菌浄化システムが適用される。
これを図面とともに説明すると、貯水槽、プール、池などの貯溜部９の貯溜水９１を循環させる配管７１に接続されて、異物除去をするフィルター４１が取り付けられ、その循環先に、動力源となるポンプ５１が接続され取り付けられている。ポンプ５１の先に紫外線照射装置１が接続されて取り付けられて、水の循環経路を完成させている。ポンプ５１およびフィルター４１は、紫外線照射装置１とともに、水の循環経路の適宜個所に組み込み接続すればよい。
つまり、水循環経路が、ポンプ５１およびフィルター４１を、それぞれ適宜個所に介在させて、紫外線照射装置１とともに形成される。
貯溜水９１は、フィルター４１で異物を除去され、紫外線照射装置１で殺菌浄化されていく。このメカニズムと作用は、上述してきたことと同様である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明により、処理しようとする水の確実な殺菌処理が実現した。紫外線殺菌と併行してなされるオゾンによる殺菌浄化作用との相乗効果は、浴用水など各種の水の品質を、きわめて安全なものにするのである。しかも、この殺菌浄化システムに要する費用負担は低額ですみ、システムが複雑なものではないので、故障もほとんど起こらず、メンテナンスはつとめて容易である。
この殺菌浄化システムにすることによって、塩素投与を、全く不要とした。規定によって塩素使用しなければならない所でも、定められた量以上の塩素投与は不要で、塩素使用による弊害はなくなった。
塩素の効かないアルカリ泉質の浴場施設にとっては、画期的なシステムとして受け入れられるものである。
また、池や貯水槽などの水の活性化がなされ、青粉（アオコ）の発生の完全防止ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る殺菌浄化システムを浴用水に適用した一例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る紫外線照射装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る貯水槽やプールや池などの貯溜水の殺菌浄化システムを示す説明図である。
【符号の説明】
１紫外線照射装置
２浴槽
２１浴用水
３ヘヤーキャッチャー
４浄化槽
５ポンプ
６熱交換機
７配管
８バイパス
１１紫外線照射タンク
１２紫外線ランプ
１３流入口
１４流出口
１５電源コード
９貯溜部
９１貯溜水
４１フィルター
５１ポンプ
７１配管

Claims (2)

1. １８９．４ナノメートルもしくは２５３．７ナノメートルの波長域の紫外線を照射する紫外線ランプが、流入口と流出口を有する紫外線照射タンクの内部に位置する状態で取り付けられている紫外線照射装置を、水循環経路の適宜個所に組み込み接続することを特徴とした紫外線による水の殺菌浄化システム。
2. 水循環装置が、ポンプおよびフィルターを、それぞれ適宜個所に介在させて形成されている請求項１記載の紫外線による水の殺菌浄化システム。

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