JP2008155068A

JP2008155068A - 水処理装置およびその用途

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Publication number: JP2008155068A
Application number: JP2006242122A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yamada; 光男山田; Hiroyasu Nakamura; 浩康中村
Original assignee: YAMADA EVIDENCE RES KK; YAMADA EVIDENCE RESEARCH KK
Current assignee: YAMADA EVIDENCE RES KK; YAMADA EVIDENCE RESEARCH KK
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】構成が簡単で、熟練者による指導なしでも容易に常温域で殺菌処理・発芽促進処理を行うことができる水処理装置を提供する。
【解決手段】水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する水処理装置は、（ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画１と、（ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画２と、（ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画３と、
（ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段４と、を有し、前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は水処理装置およびその用途に関する。より詳しく述べると、原水中に存在する芽胞菌を含む微生物を殺菌して飲料水、工業用水、医療の水等にするための殺菌装置、種子の発芽を促進するための発芽促進装置、例えば温泉等の成分を実質的に損なうことなしに温泉等の微生物を選択的に殺菌する殺菌装置に関する。

近年、食品加工分野では、食中毒の防止、食品経路からの感染の防止等を目的として、種々の殺菌技術の技術が開発されている。
もっとも一般的な殺菌法は加熱による殺菌であるが、食品は一般的に加熱することにより変性あるいは変質するために加熱による殺菌は食品の商品価値を減じることが多い。芽胞菌は耐熱性が高いため、加熱殺菌法を用いた場合には食品の品質劣化が著しく、適用できない場合が多い。

そのため、過酸化水素水や過酢酸水溶液を用いたり、次亜塩素酸塩、アルカリ剤、洗剤、ＥＤＴＡ、殺菌液などを水に溶解して用いることが試みられているが有効に殺菌できなかったり、食品の品質が劣化する等問題があった。また、他の薬剤を使用する方法としてオゾンによる殺菌、水の電気分解により得た酸性水、強アルカリアルカリ機能水と強酸性機能水の組み合わせなどの技術が開示されている。

しかしながら、細菌は進化の過程で酸素ストレスに対してカタラーゼ、グルタチオン、アルカリヒドロペルオキシド還元酵素、スーパーオキシドディスムターゼなどの酵素を持つようになり、さらに細菌の中にはその環境が悪化して増殖が停止すると特殊なヒートショックプロテインを産生したり芽胞を形成して酸素ストレス耐性を増したりするものがいる。これらは活発に細菌が増殖しているときには有効に殺菌出来る過酸化水素、次亜塩素酸、オゾンなどに対しても耐性を持つようになっているため、これら技術は特定の細菌には効果はあるものの芽胞菌に対しては有効ではないと考えられていた。

そのため、特許文献１では、ヒドロキシラジカルを含む水溶液を接触させてセレウス菌等の土壌由来の芽胞菌を殺菌する方法が開示されている。特許文献１によると、ヒドロキシラジカルは過酸化水素と過酢酸の両方又はいずれか一種の水溶液にオゾンを混合して反応生成させたもので、過酸化水素と過酢酸の両方又はいずれか一種とオゾンの混合比は１：１０モル乃至１０：１モルとし、また食品にヒドロキシラジカルを含む水溶液を接触させる工程では、該水溶液に浸漬した食品にブラッシング、シャワーリング又は振動エネルギから選ばれる一つもしくは複数の物理的処理を施すことが記載されている。

また、特許文献２には殺菌剤を被処理物中に残存させることなく被処理物中に存在する好熱菌及び耐熱性芽胞菌を完全殺菌する方法あって、被処理物をオゾン、過酸化水素等の殺菌剤で処理した後、低圧過熱水蒸気で処理することを特徴とする殺菌法が開示されている。

しかしながら、これらの方法で殺菌した食品は、安全性や浸透性の点で疑問が残り、消費者が手にした際に十分に殺菌剤を落とすこと無しに食品を摂取してしまう場合がある。また、ラジカル種等を使用して殺菌して保存する場合にはラジカル種により食品に対して変色、変質等の悪影響を及ぼす可能性がある。

従って、安全かつ確実に殺菌した後、かつ食品そのものを変質させず長期間保存可能な食品の保存方法及び保存装置を提供することが本発明の課題である。
本発明の別の課題は、安全かつ確実に殺菌した後、かつ食品そのものを変質させず長期間保存可能な加工食品を製造することが可能な食品の加工方法及び加工装置を提供することである。

また、食品のみならず、近年水の汚染が進み、これに伴い種々の水系中の微生物の殺菌が必要となっている。例えば飲料水確保のための貯水池では、水中に存在する各種微生物（例えば、大腸菌類、藍藻類、芽胞菌類、原虫等）を安全に殺菌することが望まれている。また、例えば温泉等においては、レジオネラ菌等の殺菌が要求されている。これらの水系に棲息する微生物は、例えば塩素系の殺菌剤では十分に殺菌できないのが現状である。また、このような殺菌剤を水系に投与することは、例えば飲料水を飲んだ場合や、温泉につかった場合に、人体に直接的又は間接的に投与されることとなる。

そこで、本発明者等は、不純物を除去しかつ、水の導電率を所定範囲にまで調整するための予備処理装置と、前記予備処理装置に配管により接続され、通過する水分子にエネルギを付与するための水の活性化装置を有する第１の水槽と、前記活性化された水に所定量のラジカルを添加するためのラジカル添加手段が設けられ、所定濃度のラジカル含有水を貯蔵するための前記第１の水槽と同一又は別体として設けられた第２の水槽と、から構成される水処理装置を提案した（特許文献３）。
特開２００１−２３１５２５号公報（全頁）特開２００１−８６９６４号公報（全頁）国際公開ＷＯ２００６０４３３５１パンフレット（全頁）

しかしながら、特許文献３に記載の装置では、芽胞菌を含む微生物を処理したり、発芽促進を行ったりすることは可能であるが、装置が複雑で、熟練者の指導のもと操作しないと、安定した性能が得られないという課題がある。
さらに、芽胞菌まで殺菌する場合に比較的処理時間が長く、食品などの殺菌対象によっては長時間水中に殺菌対象を浸漬することによる食品の変性が生じる場合もある。

したがって、本発明の課題は、構成が簡単で、熟練者による指導なしでも容易に常温域で殺菌処理・発芽促進処理を行うことができる水処理装置を提供することである。
本発明の別の課題は、より短時間で芽胞菌まで殺菌可能な水処理装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明は、水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する水処理装置であって、（ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、（ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、（ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、
（ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段と、を有し、前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されていることを特徴とする。
前記循環槽は、化学種・ラジカル種消去手段をバイパスして処理した水を放流するための排出手段を有することができる。
本発明はさらに、水源からの原水を循環槽に導入し、第１の循環槽から光照射区画を循環させた処理水を配管を介して第２の循環槽に送り、前期第の循環槽に設けられた磁気化区画を循環させて処理する水処理装置であって、前記第１の循環槽は、（ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、（ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、を有し、第１光照射区画、第２光照射区画、第２光照射区画、第１光照射区画、第１光照射区画単独、および第２光照射区画単独で循環させる流路を切り替え可能に接続されており。前記第２の循環槽は、（ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、循環処理後の水を最終処理するためのラジカルを消去するための化学種・ラジカル種消去手段を有していることを特徴とする。
下記項目に関する。

本発明によると、構成が簡単で、熟練者による指導なしでも容易に常温域で殺菌処理・発芽促進処理を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示す図面であり、図２は、本発明の第２実施形態を示す図面である。
（第１実施形態）
図１に示す通り、本発明の水処理装置は、水源からの水を貯留するための貯留槽である水槽５に設けられた水の循環流路に、１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画から構成された領域１と、（ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画から構成された領域２と、２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画から構成された領域３とが設けられている。そして、水槽５に貯留した原水を循環流路で循環させた後に、処理水を排出するための流路の途中に化学種や残存するラジカル種を消去するための消去・清掃手段を有する領域４が設けられている。

（領域１）
領域１は、１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画から構成された領域であり、１８５ｎｍ近傍の光を透過する材質（例えば、ガラスまたは石英管）で構成された配管と、前記配管から所定距離（例えば数ｍｍ〜数十ｍｍ）離れて配置された１８５ｎｍ近傍に波長ピークを有する光源とから構成された領域である。
この領域に管径、光強度に依存して定められた所定の流量（例えば管径が４〜１００ｍｍの場合には１〜７００Ｌ／分）で循環処理する水を通過させる。例えば管径６ｍｍの場合約には毎分１０Ｌ、２０ｍｍの場合約５０Ｌ、５０ｍｍの場合には約３００Ｌの流速で通過させる。
この領域に循環処理水が通過すると、水およびその内容物に応じて所定の化学種およびラジカル種（過酸化水素およびオゾン由来の化学種、（水由来のラジカル種、例えば例えばＨ_２Ｏ_２、^１Ｏ_２、Ｏ_２、Ｏ_３、Ｈ・・・）
・・・）が多量に発生するものと考えられる。このことは、数ｐｐｍ過酸化水素をラジカル源として芽胞菌を殺菌した対照と同等またはそれ以上の芽胞菌の殺菌から裏付けられる。さらに、この領域で照射される光の波長は非常に短いので例えば、微生物の細胞壁を透過して内側からアタックするものと考えられる。
すなわち、領域１は、後述する領域３との相乗効果によって化学種およびラジカル種による殺菌力を付与する領域である。

（領域２）
領域２は、２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画から構成された領域であり、１８５ｎｍ近傍の光を透過する材質（例えば、ガラスまたは石英管）で構成された配管と、前記配管から所定距離（例えば数ｍｍ〜十数ｍｍ）離れて配置された２５４ｎｍ近傍に波長ピークを有する光源とから構成された領域である。
この領域に管径、光強度に依存して定められた所定の流量（例えば管径が４〜１００ｍｍの場合には１〜７００Ｌ／分）で循環処理する水を通過させる。例えば管径６ｍｍの場合約には毎分１０Ｌ、２０ｍｍの場合約５０Ｌ、５０ｍｍの場合には約３００Ｌの流速で通過させる。
この領域は、領域１の波長と比較して長い紫外線領域の波長であり、領域１と同様に化学種とラジカル種を発生するが、これらの割合、濃度は領域１と異なり、例えば微生物等の対象の表面に直接アタックしてネクローシス作用を水に付与する領域である。

（領域３）
領域３は、水にローレンツ力を付与するために磁力を与える磁気化領域である。そのため、領域３は、水を循環させるための管体と、管体に配置された２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁石から構成されている。領域１および／または領域２で発生した酸化力の強い化学種とラジカル種を含む水を領域３に通過させることでマイナスイオン化して還元型の水に変化させる。
このことは、本発明者等の繰り返しの実験により、領域１および／または領域２を循環させただけでは後述する殺菌作用・発芽促進作用が充分でないことから類推される。

（領域４）
領域４は、処理後の水に含まれる化学種やラジカルや有機物、無機物等の不純物を除去するための手段であって、本発明では化学種の除去能および残存するラジカル消去能を有する活性炭を用いている。このような活性炭としては、山本研究所からＲＡＣシリーズとして販売される活性炭が挙げられる。

（その他の構成）
本実施形態では、水を領域１から領域２を経て領域３に通流して再び領域１に戻すルート（循環ルート１）、領域２から領域１を経て領域３に通流して再び領域２に戻すルート（循環ルート１）、領域１から領域２をバイパスして領域３に通流して再び領域１に戻すルート（循環ルート３）および領域１をバイパスして領域２から領域３に水を通流して再び領域２に戻すルート（循環ルート４）をバルブの切り替えによって行うことができる。この際に、バルブの切り替えを自動的に行うために、バルブをＥＣＵによって制御される電磁弁とすることができる。

循環ルート１（領域１→領域２→領域３）は、最も活性の高い水（例えば、殺菌力の強い水）が調整される。すなわち、領域１による化学種による殺菌能および対象の表面を透過した光による作用と、領域２による過酸化水素由来の化学種による殺菌能と領域３によるこれらの殺菌能の活性化により、強い活性を有している。そのため、短時間での芽胞菌の殺菌等の用途に適用可能である。例えば、循環ルート１で循環処理した純水（ｐＨ７．４が循環回数に応じてｐＨ４．０〜５．０（２５℃）となる。

循環ルート２（領域２→領域１→領域３）は、循環ルー１に次いでで活性の高い水（例えば、殺菌力の強い水）が調整される。どのような理由が不明であるが、循環ルート２で循環処理した純水（ｐＨ７．４が循環回数に応じてｐＨ５．０〜５．５（２５℃）となる。このことにより、活性水素の発生量が循環ルート１より低くなる（調整された活性水素量）。

循環ルート３（領域１→領域３）は、化学種・ラジカル水を比較的多量に含む水が調整される。この水は、通常の殺菌に使用できる。
循環ルート４（領域２→領域３）は、過酸化水素を含む水を調整する領域であり、殺菌用途や発芽初期のホルモンの活性化に用いることができる。
以上説明した通り、本発明の水の調整装置は、循環ルートを切り替えることによって種々の用途に用いることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態において、領域１、領域２を循環させる循環槽５と、領域３を循環させる循環槽６を別体として設けている。その他の構成および各構成要素の作用は第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
循環槽５では、領域１と領域２（循環ルート５）、領域１単独（循環ルート６）、領域２単独（循環ルート７）で水を通過させた後に、循環槽６に処理した水を搬送して、そこで領域３により磁気化処理を行う。

このように構成することによって、循環槽１内で、例えば循環ルート５で調整した所定量の水を循環槽６に搬送し、次いで循環ルート６で調整した所定量の水を循環槽６に搬送して循環槽６で混合水を磁気処理することも可能である。

第２実施形態の変更例として、領域１と領域２を有する第１循環槽、領域１のみを有する第２の循環槽および／または領域２のみを有する第３の循環槽（各々、循環ルート５、６、７）を別体で設けることも可能である。

このように構成された本発明の水処理装置は、非常に簡単な構成で常温（４５℃まで）で水または循環槽に配置した対象物を殺菌することが可能である。
また、循環ルートの切り替えを予めＥＣＵに記憶させることによって、より簡単な構成で種々の用途に取り扱い容易に適用可能となる。

本発明の第１実施形態を示す図面本発明の第２実施形態を示す図面である。

符号の説明

１、２、３、４領域
５、６循環槽

Claims

水源からの原水を循環槽に導入し、循環槽から光照射区画および磁気化区画を循環させて処理する水処理装置であって、
（ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、
（ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、
（ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、
（ｄ）前記循環槽で処理した水からラジカルを消去して放流するための化学種・ラジカル種消去手段と、
を有し、
前記各区画は、第１光照射区画、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第１光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路と、第２光照射区画、磁気化区画の順に循環させる流路とを切り替え可能に接続されていることを特徴とするの水処理装置。
前記循環槽は、化学種・ラジカル種消去手段をバイパスして処理した水を放流するための排出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
水源からの原水を循環槽に導入し、第１の循環槽から光照射区画を循環させた処理水を配管を介して第２の循環槽に送り、前期第の循環槽に設けられた磁気化区画を循環させて処理する水処理装置であって、
前記第１の循環槽は、
（ａ）１８５ｎｍ近傍の波長領域を有する第１光照射区画と、
（ｂ）２５４ｎｍ近傍の波長領域を有する第２光照射区画と、を有し、
第１光照射区画、第２光照射区画、第２光照射区画、第１光照射区画、第１光照射区画単独、および第２光照射区画単独で循環させる流路を切り替え可能に接続されており。前記第２の循環槽は、
（ｃ）２５００〜１４０００ＭΩの磁力を有する磁気化区画と、循環処理後の水を最終処理するためのラジカルを消去するための化学種・ラジカル種消去手段を有していることを特徴とする水処理装置。