JP2005118680A - 水循環システムとその管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 水槽内の水を循環利用する水循環システムにおいて、使用者数の増加で汚れなどの増大に直ちに対処でき、レジオネラ菌などの温床となるバイオフィルムの生成及び増殖の抑制と除去を可能にし、徹底したレジオネラ菌の殺菌が可能な水循環システムとその管理方法の提供。
【解決手段】 高濃度オゾン水を経路内に循環させることを基本にし、利用者数等の汚染指数に応じてオゾン供給量の増減管理を行い、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/l に管理する水循環システムとし、遊泳や入浴しない不使用時に、高濃度オゾン水を水槽を含む全経路内又はバイパス路を設けて水槽を除く全経路内に循環させて、バイオフィルムの生成及び増殖の抑制や除去を行う他、濾過装置の逆洗浄経路内にオゾン浄化装置のオゾン水を循環させるオゾン循環路を設けて、濾過装置の正逆方向にオゾン水を流すことで徹底的に洗浄、殺菌してバイオフィルムを除去できる。
【選択図】 図2

Description

この発明は、プールや浴槽、水族館などの水槽内の水を循環利用する水循環システムの改良に関し、水の循環経路内にオゾン浄化装置を組み込み、かつ循環水のオゾン濃度を高濃度に維持して循環させてレジオネラ菌などの温床となるバイオフィルムの生成及び増殖の抑制と除去を可能にし、有機物分解能、透明度、汚濁物資除去能の一層の向上を実現した水循環システムとその管理方法に関する。

水泳プールを始め、宿泊施設や病院などの浴場施設、家庭用浴槽、、水族館さらには各種冷却塔などの水を溜めて利用する水槽設備は、省資源及び省エネルギーとしてその水や温水、温泉などを循環利用することが一般的である。水の循環利用に際して、通常、濾過器と併用して、塩素、紫外線、オゾンなどの殺菌装置が用いられる。

水質の管理は、水の用途に応じて異なるが、水中の異物の濾過と菌類の殺菌が主体となる。水泳プールと大型浴場の場合、公衆衛生法に規定された水質基準を得るため、砂等の濾過装置、塩素殺菌装置に加えて、例えばレジオネラ菌等に対して殺菌力の強い紫外線照射やオゾン水の添加が行われる。
特開平11-267655 特開2001-981 特開平11-347563 特開2001-314870

レジオネラ菌自体は、一般の塩素管理あるいは少量のオゾンで十分死滅する。しかし、配管や各種バルブ、濾過装置内などに生成付着している耐塩素性でしかも少量のオゾンでは死滅しないバイオフィルムによって、レジオネラ菌が保護され、かつ増殖の場となっている。

そこで、塩素管理の徹底と配管等を高濃度薬品で洗浄することで対応している。しかし、バイオフィルムは微生物の集落で有機物であり、一般の消毒、殺菌作業で除去できないため、前記高濃度薬品洗浄を行うと事後の中和処理が不可欠であり、また塩素や薬品臭気に伴う使用の制限があるなど、多大の手間と頻繁な水槽の使用停止を招来し、管理コストの増大が問題となっている。

この発明は、水槽内の水を循環利用する水循環システムにおいて、簡単な構成によって、使用者数の増加で汚れなどの増大に直ちに対処でき、通常の水質管理はもちろん、レジオネラ菌などの温床となるバイオフィルムの生成及び増殖の抑制と除去を可能にし、徹底したレジオネラ菌の殺菌が可能な水循環システムとその管理方法の提供を目的としている。

発明者らは、水循環システム内の全経路に所要濃度のオゾン水を作用させることにより、バイオフィルムへの栄養源を分解したり、直接攻撃して増殖抑制を図ることに着目し、水循環システムの通常の使用管理に対応でき、かつバイオフィルムの生成及び増殖の抑制とを除去が可能な装置構成について、種々検討した。

その結果、発明者らは、水循環システムにおいて、高濃度オゾン水を経路内に循環させることを基本にし、利用者数等の汚染指数に応じてオゾン供給量の増減管理を行い、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/lに管理することでバイオフィルムを抑制、除去可能であることを知見した。

また、発明者らは、水循環システムにおいて、遊泳や入浴しない不使用時に、高濃度オゾン水を全経路内に循環させて、バイオフィルムの生成抑制や除去を行う他、濾過装置の逆洗浄経路内にオゾン浄化装置のオゾン水を循環させるオゾン循環路を設けて、濾過装置の正逆方向にオゾン水を流すことで徹底的に洗浄、殺菌してバイオフィルムを除去できることを知見し、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、水槽からの被浄化水を薬液添加手段と濾過手段により浄化して前記水槽に浄化水として循環させ、さらには濾過手段の逆洗浄経路を備えた水循環システムにおいて、
(1)水循環経路にオゾン水を供給するオゾン浄化装置と、
(2)浄化水供給路から前記水槽を通過せずに被浄化水導入路に入るバイパス路と、
(3)さらには前記逆洗浄経路内にオゾン浄化装置のオゾン水を循環させるオゾン循環路とを有し、
(4)前記オゾン浄化装置により、水槽を含む全経路又は水槽を除きバイパス路を含む水循環経路さらにはオゾン循環路を循環する水のオゾン濃度を0mg/lを超える濃度に維持可能な構成を有し、
当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去可能にしたことを特徴とする水循環システムである。

また、この発明は、上記構成の水循環システムの水槽の予定用途の使用時において、利用者数等の予め設定する汚染指数に応じてオゾン供給量の増減管理を行い、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0 mg/lに管理し、当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去することを特徴とする水循環システムの管理方法である。

また、この発明は、上記構成の水循環システムの水槽の予定用途の不使用時において、
水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/lを超える濃度、0.25mg/l以上の濃度に管理し、水槽を含む当該全経路内またはバイパス路へを使用して水槽を除く当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去するか、
あるいは、逆洗浄経路内にオゾン水を循環させるオゾン循環路を循環する水のオゾン濃度を0mg/lを超える濃度、0.25mg/l以上の濃度に管理し、当該逆洗浄経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去することを特徴とする水循環システムの管理方法である。

さらに、この発明は、前記構成の水循環システムにおいて、
(A)水槽の予定用途の不使用時で、オゾン供給を行い水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0.25mg/l又は0.5mg/lを超える濃度に管理して、水槽を含む当該全経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去し、
(B)次いで水槽の予定用途の使用前にオゾン供給を停止し、一旦水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/lに管理し、
(C)さらに水槽の予定用途の使用時に、利用者数等の予め設定する汚染指数に応じてオゾン供給量の増減管理を行い、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/lに管理することを特徴とする水循環システムの管理方法である。

この発明によると、プールや浴場、水族館、冷却塔等の各種水循環システムにおいて、系内の配管や濾過器中に有効な所定濃度のオゾンを残留させることが可能で、バイオフィルムの増殖抑制、除去が進行し、さらには微生物の殺菌、消毒又は増殖抑制が可能となり、当然レジオネラ菌を増殖抑制し除去でき、オゾンによる本来の酸化分解、凝集作用と併せて水質の改善効果がすこぶる高い。

この発明によると、プールや浴場の水の汚れに応じたオゾン水濃度の管理を行い、塩素臭や他の臭気の発生を低減でき、また、従来の配管等の薬品洗浄(中和処理を含む)回数を削減あるいは該洗浄を不要にし、濾過器の逆洗回数の削減も可能であり、循環水の高度の浄化が可能で且つ維持管理に伴うトータルランニングコストの低減も可能になる。

この発明は、水循環システム内の全経路に所要濃度のオゾンを作用させることにより、バイオフィルムへの栄養源を分解したり、直接攻撃して増殖抑制を図り、水循環システムの通常の使用管理に対応でき、かつバイオフィルムを除去できる装置構成を対象とするもので、基本的に高濃度オゾン水を生成し、システムの予定用途の使用、不使用に応じあるいは水の汚染度などに応じて必要とするオゾン水濃度に管理し、水循環システム内の全経路及び所要箇所へ供給、循環させることを特徴とする。

この発明において、水循環システムは、水泳プールを始め、各種の宿泊施設や病院、介護施設などの浴場施設、家庭用浴槽、水族館、さらには各種冷却塔など、およそ水を溜めて利用する水槽のいずれもを対象とし、水槽からの被浄化水を、塩素などの薬液添加手段と濾過手段により浄化して前記水槽に浄化水として循環させる構成、あるいはさらに前記濾過手段の逆洗浄経路を備えた構成のいずれも対象とする。

薬液添加手段としては、公知のいずれの構成も採用でき、例えば、液状や顆粒状の塩素剤を用いることができる。

濾過手段としては、公知のいずれの構成も採用でき、例えば、耐オゾン性を有する濾過材として、砂、アンスラサイトなどがある。また、濾過手段の逆洗浄経路としては、濾過材の材質等に応じて公知のいずれの構成も採用できる。

オゾン浄化装置は、少なくともオゾン発生装置と循環水へのオゾン注入器とから構成され、オゾン発生装置には電解式や放電式などの公知のいずれの構成も採用できる。又、必要に応じて、オゾン溶解器、気液分離器、排オゾン分解器等を適宜加えることができる。

バイオフィルムの生成抑制又は除去に必要なオゾン量は、バイオフィルムの大きさや数量、形成経時過程で種々異なるが、例えば、オゾン水濃度が0.2〜0.3mg/l程度では10分〜1時間維持する等の総量のオゾンを投入することで、生成抑制又は除去が可能になる。例えばオゾン水濃度が0.2〜0.3mg/l程度で、同じ濃度であれば、40分以上、長時間であるほど有効である。

図1に示す構成は、通常のプールの水循環システムにこの発明のシステムを適用したもので、基本構成は、プール1からの被処理水は、被浄化水導入路2より毛髪などを捉えるキャッチャー3に入り、ポンプ4で濾過器5に送られて濾過後に必要に応じてヒーター7を通過して塩素添加器8と浄化水供給路9を経て再度プール1へ循環する。

また、ポンプ4と濾過器5間には逆洗浄経路10が設けてある。濾過時には、ポンプ4から配管11より、バルブ12(開)とバルブ13(閉)間の配管14を通り濾過器5へ入り、逆洗浄時は、配管11よりバルブ15(開)とバルブ16(閉)間の配管17を通り濾過器5へ入り、配管14を経てバルブ12(閉)とバルブ13(開)間のドレン配管18を通り排出される。

さらに、オゾン浄化装置20は、濾過器5の出口側配管6に取水管21を設けて、取水した濾過水をポンプ22で加圧してオゾン注入器23へ送り、オゾン浄化装置24からのオゾンを混入させて気液分離器25へ送り、得られたオゾン水を供給管26でポンプ4前に添加する構成である。

この発明による水循環システムは、上述の基本循環構成に、浄化水供給路9及び濾過器5への配管14に配置するオゾン濃度測定器30,31と、浄化水供給路9から前記水槽1を通過せずに被浄化水導入路2に入るバイパス路40と、前記逆洗浄経路10内及び濾過器5内にオゾン浄化装置20のオゾン水を循環させるオゾン循環路50,53とを各種バルブ類と供に設けてある。

オゾン循環路50は、供給管26からポンプ51で取水したオゾン水を逆洗浄経路10の逆洗浄時配管17へ送り、濾過水配管6に設けたバルブ55を閉めることで濾過器5に高濃度オゾン水を送ることができ、また、濾過器5を出た逆洗浄水は逆洗浄経路10のドレン配管18に設けたバルブ56を閉めて、一部又は全量をオゾン循環路53より取水管21へ戻してオゾン反応を繰り返すことが可能である。

上述の構成の水循環システムにおいて、プール1の不使用時、プール1を含む全経路又はプール1を除く循環経路を循環する水のオゾン濃度を0mg/lを超える濃度、例えば、0.15mg/l 濃度で10分間維持することで、レジオネラ菌を全滅させることができ、また、0.25mg/l 濃度で40分間維持することで、当該経路内のバイオフィルムの生成を抑制あるいはそれらを除去することができる。

ここで、プールの不使用時に前記の高濃度オゾン水を作用させるが、プールの時使用前の数時間前にオゾン供給を停止し、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/l以下に管理することで、プールに溜められた水内に残留するオゾンが自然分解して酸素となり無公害化される。

通常のプール1の使用時には、プール1前の浄化水供給路9に設けたオゾン濃度測定器30の位置で浄化水のオゾン濃度が0mg/lとなるように、濾過器5へ投入されるオゾン水濃度を管理するため、オゾン供給量を増減した。

プール1の使用時で、単位時間当たりの利用者数と水の汚れ、並びに浄化に要するオゾン濃度との関係を定めた汚染指数を予め定めておき、この汚染指数に応じてオゾン供給量の増減管理を行い、オゾン濃度測定器30の位置で浄化水のオゾン濃度が0mg/lとなるように、濾過器5へ投入されるオゾン供給量を管理することで、高品位の水質を維持することが可能となる。

上述の構成の水循環システムにおいて、プール1の不使用時、逆洗浄経路10内にオゾン浄化装置20のオゾン水を循環させるオゾン循環路50,53を作動させて、オゾン循環路50,53を循環する水のオゾン濃度を0.25mg/l 以上の高濃度に管理することで、当該逆洗浄経路10、濾過器5内のバイオフィルム及びレジオネラ菌を集中的に除去することができる。

比較例1
プールからの水を砂式濾過器と塩素添加器により浄化した浄化水として前記プールに循環させる室内プールの水循環システムにおいて、前述の図1に示す構成の浄化水供給路9に配置するオゾン濃度測定器30と、浄化水供給路9から前記水槽1を通過せずに被浄化水導入路2に入るバイパス路40と、前記逆洗浄経路10内及び濾過器5内にオゾン浄化装置20のオゾン水を循環させるオゾン循環路50,53とを設けた構成を採用した。

上記構成の水循環システムで、各供給路や配管並びに濾過器を洗浄して全くバイオフィルムのない状態にした。プールの使用を開始して、24時間連続的に濾過器5と塩素添加器8による従来の法定管理とともに、浄化水供給路9での水のオゾン濃度が0mg/lとなるようにオゾン供給量が一定になる管理運転を行った。なお、24時間毎にオゾン水を伴わない濾過器5の逆洗浄を行った。

試験開始3週間経過後、濾過器5の出口側の配管6(透明管にした部分)にぬめり(バイオフィルム)が発生したのを確認し、6週間経過後は明確にバイオフィルムに成長しているのを確認した。

実施例2
前記構成の水循環システムで全くバイオフィルムのない状態にした後、図2に示すような経時的にオゾン供給量を変化させてオゾン水を供給管26でポンプ4前に添加し、プール1前の浄化水供給路9に設けたオゾン濃度測定器30の位置で浄化水のオゾン濃度が特定値となるように管理運転した。なお、24時間毎にオゾン水を伴わない濾過器5の逆洗浄を行った。

図2に示すごとく、プールが使用されていない午後11時から、午前0時を経て午前6時まではオゾン注入量を100%として、浄化水供給路9での水のオゾン濃度が0.25mg/lとなるように管理し、午前6時からバルブを閉めオゾンを中止し、午前9時まで浄化水供給路9での水のオゾン濃度が0mg/lとなるように管理した。

午前9時過ぎからオゾン注入を開始し、図示のように所要時間単位当たりのプールへの入場者数に応じてオゾン供給量を変化させて、かつ浄化水供給路9での溶存オゾン濃度が0mg/lとなるように管理した。午後11時を過ぎた時点でオゾン注入量を100%として、浄化水供給路9での水のオゾン濃度が0.25mg/lとなるように管理した。

試験開始3週間経過後、6週間経過後、12週間経過後のいずれも濾過器5の出口側の配管6(透明管にした部分)にぬめりは全く見られなかった。

実施例3
実施例2の試験開始15週間経過後に極僅かぬめりらしきものが見られた。そこで実施例2で行った24時間毎にオゾン水を伴わない濾過器5の逆洗浄を、図2に示す濃度のオゾン水を伴う濾過器5の逆洗浄に切り替えて管理運転を続けたところ、ぬめりは消滅し、その後、ぬめりは全く見られなかった。さらにその後、前記逆旋回数を48時間に1回に変更し管理運転を続けたたが、同様にぬめりは全く見られなかった。

実施例に明らかなように、プールの水の汚れに応じてオゾン供給量を変化させて且つプールへ戻る浄化水のオゾン濃度の管理を行うことで、有機物分解能、透明度、汚濁物資除去能が大きく向上し、塩素臭や他の臭気の発生を低減でき、配管等の薬品洗浄(中和処理を含む)を不要にし、また濾過器の逆洗回数の削減も可能であり、循環水の高度の浄化が可能で且つ維持管理が極めて簡単になる。

この発明による水循環システムの装置構成を示す回路説明図である。 この発明による水循環システムの管理方法を示す入場者数(白バー)、オゾン供給量(黒ひし印)及び浄化水供給路での水のオゾン濃度(白三角印)と時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

1 プール
2 被浄化水導入路
3 キャッチャー
4,22,51 ポンプ
5 濾過器
6,11,14,17, 配管
7 ヒーター
8 塩素添加器
9 浄化水供給路
10 逆洗浄経路
12,13,15,16,52,54,55,56 バルブ
18 ドレン配管
20 オゾン浄化装置
21 取水管
23 オゾン注入器
24 オゾン発生器
25 気液分離器
26 供給管
30,31 オゾン濃度測定器
40 バイパス路
50,53 オゾン循環路

Claims (8)

1. 水槽からの被浄化水を薬液添加手段と濾過手段により浄化して前記水槽に浄化水として循環させる水循環システムにおいて、水循環経路にオゾン水を供給するオゾン浄化装置と、浄化水供給路から前記水槽を通過せずに被浄化水導入路に入るバイパス路とを有し、前記オゾン浄化装置により、水槽を含む全経路又は水槽を除きバイパス路を含む水循環経路を循環する水のオゾン濃度を0mg/l を超える濃度に維持可能な構成を有し、当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去可能にした水循環システム。
2. 水槽からの被浄化水を薬液添加手段と濾過手段により浄化して前記水槽に浄化水として循環させかつ濾過手段の逆洗浄経路を備えた水循環システムにおいて、水循環経路にオゾン水を供給するオゾン浄化装置と、浄化水供給路から前記水槽を通過せずに被浄化水導入路に入るバイパス路と、前記逆洗浄経路内にオゾン浄化装置のオゾン水を循環させるオゾン循環路とを有し、前記オゾン浄化装置により、水槽を含む全経路又は水槽を除きバイパス路を含む水循環経路さらにはオゾン循環路を循環する水のオゾン濃度を0mg/l を超える濃度に維持可能な構成を有し、当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去可能にした水循環システム。
3. 請求項1又は請求項2に記載の水循環システムにおいて、水槽の予定用途の使用時で、利用者数等の予め設定する汚染指数に応じてオゾン供給量の増減管理を行い、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/l に管理し、当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去する水循環システムの管理方法。
4. 請求項1又は請求項2に記載の水循環システムにおいて、水槽の予定用途の不使用時で、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/l を超える濃度に管理し、水槽を含む当該全経路内またはバイパス路へを使用して水槽を除く当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去する水循環システムの管理方法。
5. 請求項2に記載の水循環システムにおいて、水槽の予定用途の不使用時で、逆洗浄経路内にオゾン水を循環させるオゾン循環路を循環する水のオゾン濃度を0mg/l を超える濃度に管理し、当該逆洗浄経路内またはバイパス路へを使用して水槽を除く当該経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去する水循環システムの管理方法。
6. 請求項4又は請求項5に記載の水循環システムの管理方法において、水のオゾン濃度を0.25mg/l 以上に管理する水循環システムの管理方法。
7. 請求項1又は請求項2に記載の水循環システムにおいて、水槽の予定用途の不使用時で、オゾン供給を行い水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/l を超える濃度に管理して、水槽を含む当該全経路内のバイオフィルムの生成抑制又は除去し、次いで水槽の予定用途の使用前にオゾン供給を停止し、一旦水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/l 以下に管理し、さらに水槽の予定用途の使用時に、利用者数等の予め設定する汚染指数に応じてオゾン供給量の増減管理を行い、水槽前の浄化水供給路における浄化水のオゾン濃度を0mg/l に管理する水循環システムの管理方法。
8. 請求項7に記載の水循環システムの管理方法において、水槽の予定用途の不使用時のオゾン濃度を0.5mg/l を超える濃度に管理する水循環システムの管理方法。

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