JP2006043675A - 水循環路の浄化殺菌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 水の循環路管内の付着堆積物を循環路を損傷することなく簡便に剥除し且噴出除去し、而も確実に殺菌処理のできる水の循環路の浄化殺菌方法の提供。
【解決手段】
水が供給され還流される循環路の一方側が低位置で且その端縁が閉塞されて注入部が設けられ、而も他方側に開口部を有する所要長の循環路を区画循環路とし、この注入部よりその注入圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で且水に対して空気が１５乃至３５％容量の混気水を断続的に且常時満水状態に維持されるよう注入し、気泡を圧縮及び合泡させて圧縮限界となしたうえ開口部近傍で破裂させ、その破裂衝撃力と圧力波で付着堆積物を剥除且噴出除去させたうえ、殺菌水を注入充填して確実に殺菌する水の循環路の浄化殺菌方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は水循環がなされる装置や機器の水循環路の浄化殺菌方法に係るもので、更に詳しくは水循環路内に付着堆積する無機物やバイオフィルム等を簡便に剥除排出させたうえ残留する菌類等を確実に殺菌する浄化殺菌方法に関するものである。

事務所や店舗を初め工場、病院、ホール或いは住居等の建物施設には、該建物施設内の空間を快適な環境に維持するために冷暖房設備が施されており、且近年における高層化や大型化建物施設においては水の有効利用を図るうえから、中水道設備も積極的に配備されるに至っている。

更に我が国では生活水準の著しい向上とともに余暇の増大と、且他方において高齢化社会の到来及び水、空気あるいは土壌に亘る極度の環境汚染等による健康指向の高まりから、スポーツクラブやフィットネスクラブ或いは温浴施設の利用が急増の一途を辿っており、加えて一般家庭においても常時入浴可能な循環風呂の導入も積極的になされている。

而して冷暖房設備は熱交換を図るために施設建物の屋上や施設建物に併設して冷却塔設備が配設されており、且該冷暖房設備と冷却塔設備とは熱交換のための水循環路で連結されている。
更にスポーツクラブやフィットネスクラブのプールや温浴施設の風呂等では、膨大な水を有効に活用するうえからプールや浴槽からの流失水の回収と濾過、及び補給水と加温装置等の設備相互が有機的に水循環路で連結配置されている。

ところでこれら水循環路を循環する水は、その補給原水中にも多種に亘る無機物や金属類を初め細菌や微生物若しくは藻類等の有機物が混在し、且使用時には窒素類や燐類或いは脂質分等も発生混入し、而もこれらが混在する水が繰返し循環されることにより、該水循環路の管内には、無機物の析出付着や細菌類、微生物類或いは藻類等の死骸や分解物が付着堆積するバイオフィルムの生成等の付着堆積が増長される。

加えて該水循環路内を循環される循環水温は比較的高温度であるため、土壌中若しくは淡水中に生息するレジオネラ菌の恰好の繁殖温度条件にあるばかりか、該循環水中には豊富な栄養源も混在するため突発的にレジオネラ菌が繁殖し、これが冷却塔設備の開放部よりエアロゾルとして飛散し且このエアロゾルが空調機内に侵入して施設建物空間に拡散され、或いは温浴水や循環風呂の風呂水等が汚染されて度々大規模な罹病が惹起され、特にレジオネラ肺炎の罹病に至っては死亡率が極めて高く近年に至りレジオネラ菌対策に係る法的措置も講ぜられるに至っている。

ところで現状におけるレジオネラ菌の対処策としては二酸化塩素や次亜塩素酸ソーダ等の塩素系薬剤を所要濃度に循環混入させる手段や、循環水中に食塩を添加のうえ電気分解により塩素イオンを生成せしめて殺菌を図る手段等が開示されているが、プールや温浴施設においては利用者の変動が著しく所定の塩素濃度に維持された場合でも、過少な利用者の場合には不快な塩素臭気に加えて利用者が粘膜等に塩素被害を被るばかりか各種機器への腐蝕も増長され、或いは過剰な利用者の場合には実質的な殺菌効果が滅失されてこれにより度々各地のプールや温浴施設等においてレジオネラ菌による罹病被害の発生が惹起されている。
加えて一般家庭における循環風呂では、かかるレジオネラ菌対策は全くなされておらず一旦発生した場合には家族全員が罹病に晒される危険を孕んでいる。
特開平８−１１７７５７号公報

更に仮令循環路の循環水中に適正濃度の塩素系薬材が添加され、レジオネラ菌の殺菌をなす場合にも、該水の循環路の管内には無機物の付着堆積に加えて細菌や微生物若しくは藻類等の有機物の付着堆積所謂バイオフィルムの生成がなされており、このバイオフィルム内に潜在するレジオネラ菌の殺菌には至らず、従って循環水の水質次第ではこの潜在レジオネラ菌が急速に繁殖して大きな罹病事故を発生する結果となる。

これがため近年においては、水の循環路の管内に付着堆積する無機物や有機物を剥除するため、水循環路内に高圧水噴射ノズルを潜入させながらその高水圧を以って剥除させることがなされているが、管内面に付着堆積する無機物所謂スケールは極めて強固な固着であり、而も付着堆積する有機物所謂バイオフィルムも強度の粘着性を以って付着しているため、単に高水圧を付加させてもその外表面の一部しか洗浄剥除がなされず、潜在するレジオネラ菌の有効な殺菌には至っていない。

発明者はかかる実情に鑑み研究を重ねた結果、水の循環路管体内面に強固に付着堆積する無機質及び高粘着で付着堆積するバイオフィルム等を、管体を損傷させることなく且効率的に剥除させるためには、これら付着堆積物が付着する管体に断続的に強度の膨張力及び縮小力を付加させることにより、強固に付着堆積する無機質の剥除が促進され且無機質の剥除に伴いバイオフィルムの剥除も容易になされること、並びに該水の循環路内に圧力波を断続的に伝搬させることによりこの剥除された無機物やバイオフィルムの剥除が一段と促進されること、及び水の循環路内に高圧の混気水を断続的に注入させることにより剥除された付着堆積物が開口部より容易に噴出除去しえることを究明し本発明に至った。

本発明は水の循環路管体内に付着堆積する無機物やバイオフィルムを、循環路を損傷することなく簡便に剥除させ且循環路外部に噴出除去して浄化させたうえ、塩素系殺菌水で循環路内を確実に殺菌しえる水の循環路の浄化殺菌方法を提供する。

上述の課題を解決するための手段はレジオネラ菌の発生がしやすく且複雑多岐に亘る水の循環路において、水が供給され且還流される循環路の一方側が低位置で而も端縁が閉塞されて注入部が形成され、且他方側に開口部を有する所要長さの循環路を区画循環路となし、該区画循環路の注入部よりその圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で且水に対し空気の割合が１５乃至３５％容量割合の混気水を断続的に加圧注入し、該区画循環路内を常時満水状態に注入充填せしめて所要の水圧に保持させ、且混気水中の泡を圧縮せしめつつ合泡させて圧縮限界に至らしめたるうえ、エアーリフト作用により開口部近傍に誘導し破裂噴出させ、その破裂衝撃力により管体に強度の膨張力と縮小力を付加させ、更には該破裂衝撃力に伴う圧力波を管体内に伝搬させて、管体内面に強固に付着する無機物の剥除並びにバイオフィルムの剥除並びにその剥除促進を図る。

そして注入部からは所要の圧力を以って混気水が断続的に注入充填されることにより、該区画循環路内では再び注入空気の泡が圧縮され合泡されたうえ圧縮限界に至り且開口部近傍で破裂噴出が発生し、この破裂衝撃力並びに伝搬される圧力波により、付着堆積物の剥除がなされるとともに加圧注入される混気水により剥除された付着堆積物も該混気水とともに開口部より噴出除去がなされる。

かくして区画循環路内の付着堆積物が剥除され且開口部より噴出除去されて浄化された区画循環路内には、注入部より二酸化塩素若しくは次亜塩素酸ソーダからなる所要濃度の殺菌水を満水状態に注入充填させて、区画循環路内に残留するレジオネラ菌を初めとする菌類や微生物或いは藻類の確実な殺菌及び殺藻を図る構成に存する。

本発明は上述の構成からなるもので複雑多岐に連結されてなる水の循環路において、水が供給され且還流される循環路の一方側が低位置で且その端縁が閉塞されて注入部が形成され、而も他方側に開口部を有する所要長さの循環路を区画循環路とするため、該区画循環路を形成する管体の材質や口径、耐水圧力及び管路長が把握されるとともに、該区画循環路内に満水充填される水圧も明確となるため、注入口より加圧注入される最適な混気水の注入圧力並びに注入量、混気割合或いは断続注入時間が決定され、浄化殺菌作業が簡便且能率的になされる。

そして該区画循環路の一方側が低位置で且端縁が閉塞されて注入部が形成され、而も他方側に開口部を有するために、注入部からその注入圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で而も水に対し１５乃至３５％容量割合の混気水が満水状態に注入充填されることにより、該区画循環路内に所定の水圧が形成され、且注入される混気水中の空気の泡が圧縮されて合泡し、而も断続して注入される混気水中の泡が更に合泡して限界圧縮に至るとともに、エアーリフト作用により開口部近傍に誘導されるため破裂噴出が発生し、この破裂による衝撃力が管体に膨張力及び縮小力を付加させ且圧力波の伝搬もなされ、更にはこの衝撃力や圧力波の伝搬が断続して繰返されるため、管体内面に強固に付着堆積する無機物が容易に剥除され、而もこの無機物の剥除に伴いバイオフィルムも剥除され或いは剥除の促進がなされる。

加えてこの剥除された無機物やバイオフィルム等は、高い注入圧力で注入される混気水と且混入される気泡のエアーリフト作用により開口部近傍に移動されるとともに破裂噴出に伴って開口部外に噴出除去されることとなる。
而も管体内面に付着堆積した無機物やバイオフィルム等が剥除され且開口部より噴出除去された区画循環路内には、その注入部より二酸化塩素若しくは次亜塩素酸ソーダからなる所要濃度の殺菌水が注入され満水充填されるため、残留レジオネラ菌はもとより各種菌類や微生物或いは藻類までが確実に殺菌や殺藻され、長期に亘り循環路内の付着堆積が防止される。

複雑多岐に連結形成される水の循環路において、水が供給され還流される循環路の一方側が低位置で且その端縁が閉塞されて注入部が形成され、而も他方側に開口部を有する所要長さの循環路を区画循環路となし、該区画循環路の注入部より圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で且水に対して空気が１５乃至３５％容量割合の混気水を断続的に加圧注入して満水充填させ、常時所要の水圧に保持させながら混気水中の泡を圧縮せしめつつ合泡させて圧縮限界に至らしめ、且エアーリフト作用により開口部近傍に誘導して破裂噴出させるとともに、その破裂衝撃力で管体に膨張力及び縮小力を付加させ、更には破裂衝撃による圧力波を管体内に伝搬させて、管体内に付着堆積する無機物やバイオフィルム等を剥除させ、且注入部からの断続的な混気水の加圧注入により該付着堆積物の剥除と噴出除去をせしめて区画循環路内を浄化し、而して注入部より塩素系薬剤による所要濃度の殺菌水を満水充填させ確実な殺菌を図る構成。

以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は温浴設備における水の循環路の概略図であって、水の循環路１は多種の機器類が複雑多岐に亘って連結形成されてなるもので、温浴設備の場合においては男子浴槽１Ａと女子浴槽１Ｂとが水位調整管１Ｃで連結されてなり、且この男子浴槽１Ａと女子浴槽１Ｂとの流失水は、オーバーフロータンク１Ｄ内に貯留されたうえ、ろ過機１Ｅによりろ過されて再び男子浴槽１Ａに還流され、更に男子浴槽１Ａから還流された水はジェット装置１Ｆを経由して再び男子浴槽１Ａに供給されている。

かかる如き複雑多岐に管体２が連結されて形成される水の循環路１の管体２内面に付着堆積した無機物３Ａやバイオフィルム３Ｂ等の付着堆積物３を簡便に且効果的に剥除せしむるために該水の循環路１内に混気水４を加圧注入のうえ、循環路１内の水圧により混入される空気の泡を圧縮させ且合泡させたうえ限界圧縮とともに破裂噴出させ、その破裂衝撃力により管体２に強度の膨張力及び縮小力を付加させ、更には破裂衝撃力に伴なう圧力波を管体２内に伝搬させる技術構成を用いるものである。

これがためには、水の循環路１における水の供給並びに還流される循環路で、その一方側が低位置で且その端縁が閉塞５Ａされたうえ注入部５Ｂが形成され、而も他方側には開口部５Ｅが設けられた所要長の長さの区画循環路５となすもので、図１においてはそれぞれ５０Ａと５０Ｂ、５１Ａと５１Ｂ、或いは５２Ａと５２Ｂが区画循環路５となる。

かかる如く区画循環路５を特定することにより、該区画循環路５を形成する管体２の材質や口径、耐水圧力及び循環路長も決定され、該区画循環路５内に満水注入される混気水４により水圧が決定されて具体的浄化作業条件も確定される。

図２は区画循環路５の説明図であって、ろ過機１Ｅ出口より男子浴槽１Ａ及び女子浴槽１Ｂまでを区画循環路５としたもので、その低位置には端縁が閉塞５Ａされ且注入部５Ｂが形成されてなるものでこの閉塞５Ａには特段の制約はなく、ろ過機１Ｅ近傍の連結部を解離させて適宜の閉塞板で閉塞させ若しくは逆止弁等を連結させてやれば良い。

更に注入部５Ｂも、区画循環路５内に混気水４を所要の注入圧力と注入量を以って断続的に混気水注入機５Ｃから注入できるものであれば特段の制約はなく、前記ろ過機１Ｅ近傍の連結部に適宜のアダプターを装着したうえ混気水注入機５Ｃの注入ホース５０Ｃと連結させる方法もあるが、より簡便にはろ過機５Ｃ近傍の管体２に図３に示すように該管体２の適宜位置に適宜の孔径で注入孔５Ｄを穿孔のうえ該穿孔部分の管体２を相互に包着して締縮固定できるようサドル５０Ｄ、５０Ｄの一方のサドル５０Ｄにはその他端に混気水注入機５Ｃの注入ホース５０Ｃと連結でき、且その内部に通孔５１Ｄを有する導通管５２Ｄの先端が管体２に穿孔された注入孔５０内を密着挿通されて管体２内に混気水４を注入しえる構成の分岐サドル５０の使用が望まれる。

他方区画循環路５の開口部５Ｅは、通常温浴設備における給水口５０Ｅや排水口５１Ｅがそのまま利用できるが、その他複雑多岐に連結される水の循環路１の適宜連結部分を解離させて開口部５Ｅとすることもできる。
かくしてなる区画循環路５の注入部５Ｂからは、該区画循環路５内にその注入圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で、且水に対して空気の混入割合が１５乃至３５％容量割合からなる混気水４が常時満水状態に、而も断続的に加圧注入される。

即ち本発明は該区画循環路５内に加圧注入される満水状態の水により、該区画循環路５内に所望の水圧を創出せしめるとともに、加圧注入により空気が泡状に且圧縮され更なる空気の注入により合泡させながら圧縮限界まで圧縮され、而も泡のエアーリフト作用により圧縮限界まで圧縮された合泡を開口部５Ｅ近傍まで誘導させることにより破裂噴出させるとともに、この破裂衝撃力を以って管体２に膨張力や縮小力を付加し、更には破裂に伴う圧力波を管体２内に伝搬させて該管体２内面に付着堆積する無機物やバイオフィルム等の付着堆積物３の剥離と且破裂噴出による噴出除去を図るものである。

そして当然のことながら、本発明による浄化殺菌においては水の循環路１を形成する管体２は耐水圧力で１０ｋｇｆ／ｃｍ^２、残留タンク等ではその耐水圧力が５ｋｇｆ／ｃｍ^２程度のものが設計上から使用されている。
してみると区画循環路５に加圧注入される混気水４の泡の圧縮は、該区画循環路５に加圧注入され満水状態に保持された水量による水圧に関係するもので、本発明が実施される区画循環路５はその口径で５０乃至２００ｍｍであり、且浄化殺菌に際しての最大管路長としても略８０乃至１００ｍ程度である。

してみると区画循環路５の注入部５Ｂ内の閉塞断面に加重される最大水圧は口径１００ｍｍで略６０乃至７８ｋｇｆ／７８．５ｃｍ^２、口径２００ｍｍの場合では略２５０乃至３１４ｋｇｆ／３１４ｃｍ^２であり、せいぜい０．７６乃至０．９９ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の水圧である。反面かかる水圧により圧縮され合泡されて圧縮限界で破裂する場合の破裂衝撃力は、開口部５Ｅが設けられてなる場合には略２．５乃至３倍の衝撃力が瞬時に発生すると考えられており、管体２の内面へ付加される膨張力若しくは縮小力は略２．１乃至３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２となる。従って本発明の実施においては少なくとも１．０乃至１０．０ｋｇｆ／ｃｍ^２の注入圧力範囲でなされる。

そしてこの加工注入される混気水４は、あまり空気の混合割合が多くなると区画循環路５内の水圧が相対的に低下し、泡の圧縮や合泡による圧縮限界圧力も低く破裂衝撃力が低下し、管体２の内面に付着する付着堆積物３の剥除効果が低下することから、該混気水４は水に対して空気の割合が１５乃至３５％容量割合で混気されたものが望まれる。

加えて区画循環路５の管体２内に付着する付着物質３を効果的に剥除させ、且この剥除させた付着物質３を開口部５Ｅより噴出除去させるうえからは単位時間当りの繰返し破裂噴出を高めその破裂衝撃力による管体２への膨張力や縮小力の付加及び圧力波の伝搬と、且開口部５Ｅからの噴出除去の頻度を高めることが望まれる。

これがためには区画循環路５の注入部５Ｂから加圧注入される混気水４の注入圧力を高めて破裂噴出により開口部５Ｅから図５に示すように噴出除去された水を短時に補給し、且断続的に混気水４の加圧注入により泡の圧縮並びに合泡と圧縮限界に至らしめ且エアーリフトによる開口部５Ｅ近傍への誘導と破裂噴出させることであって、実用上好ましい条件を挙げれば区画循環路５の管体２の口径が１００ｍｍ、管路長が８０ｍ、水に対する空気量が２０％容量割合の混気水４を使用する場合には加圧注入圧力７．５ｋｇｆ／ｃｍ^２で略４０乃至５０秒の断続間隔で加圧注入すれば良い。

混気水４を形成し加圧注入させる混気水注入機５Ｃも特段の制約はなく、その注入ホース５０Ｃより注入圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で且水に対して空気の割合が１５乃至３５％容量割合の混気水４が注入できるものであれば実用使用が可能で、高圧ポンプとコンプレッサーとを組合せたものやエジェクターを用いたものが挙げられるが、本発明においては区画循環路５が特定されると加圧注入される混気水４の注入圧力や混気水４の混気割合及び断続的に注入する時間等の浄化条件も決定されるため、これら注入条件を自動制御できる手段を講じておくことが望まれる。

かかる如くして区画循環路５の管体２内面に付着堆積する無機物やバイオフィルム等の付着堆積物３が剥除され、且開口部５により噴出除去されて浄化された区画循環路５内には、図５に示す如く二酸化塩素若しくは次亜塩素酸ソーダからなる所要濃度の殺菌水６が満水状態に注入されて、管体２内に残留するレジオネラ菌を初め各種菌類や微生物或いは藻類の殺菌及び殺藻がなされる。
かかる場合の二酸化塩素若しくは次亜塩素酸ソーダによる塩素濃度は５０ｐｐｍの濃度の殺菌水６が使用される。

本発明は循環路の浄化を水及び空気のみでなしえるものであり、殺菌剤や洗剤等の選択により醸造設備や飲料水設備等の循環路の浄化殺菌にも容易に適用できる。

温浴設備における水の循環路の概略説明図である。 区画循環路の説明図である。 分岐サドルの説明図である。 浄化原理を示す説明図である。 殺菌処理の説明図である。

符号の説明

１ 水の循環路
１Ａ 男子浴槽
１Ｂ 女子浴槽
１Ｃ 水位調整管
１Ｄ オーバーフロータンク
１Ｅ ろ過機
１Ｆ ジェット装置
２ 管体
３ 付着堆積物
３Ａ 無機物
３Ｂ バイオフィルム
４ 混気水
５ 区画循環路
５Ａ 閉塞
５Ｂ 注入部
５Ｃ 混気水注入機
５Ｄ 注入孔
５Ｅ 開口部
５０ 分岐サドル
５０Ｃ 注入ホース
５０Ｄ サドル
５１Ｄ 通孔
５２Ｄ 導通管
５０Ｅ 給水口
５１Ｅ 排水口
６ 殺菌水

Claims (3)

1. 水の循環路において、水が供給され還流される循環路の一方側が低位置で且その端縁が閉塞されたうえ混気水を注入する注入部が設けられ、而も他方側に開口部を有する循環路を区画循環路としたうえ、その注入部より注入圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下で且水に対して空気が１５乃至３５％容量割合で混合された混気水を断続的に且該区画循環路内が常時満水状態に維持されるよう加圧注入し、混気水中の気泡を圧縮し合泡せしめて圧縮限界に至らしめ、且気泡のエアーリフト作用により開口部近傍に誘導させて破裂せしめ、この破裂衝撃力で区画循環路の管体に膨張力及び縮小力を付加し、更にその圧力波を管体内に伝搬させて管体内の付着堆積物を剥除し、且開口部より噴出除去させて区画循環路管体内を浄化したうえ、注入部より塩素系殺菌水を該区画循環路内に満水状態に注入し、以って確実な殺菌を図る水の循環路の浄化殺菌方法。
2. 区画循環路内に混気水が満水状態に注入維持されたる後、所要の注入圧力を以って空気のみを断続的に加圧注入させる、請求項１記載の水の循環路の浄化殺菌方法。
3. 区画循環路の管体材質、管体口径、循環路の長さ及び管体内の付着堆積物の付着状況に基づき、注入部より加圧注入される注入圧力、注入量、混気水の混気比率及び断続的注入時間を加圧注入機に自動制御させて実施させる、請求項１若しくは請求項２記載の水の循環路の浄化殺菌方法。

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