JP2010189393A - 次亜臭素酸の安定化された溶液 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】安定化されたストック溶液は、30%(m/m)未満の次亜臭素酸濃度を有し、1ppmを越えない量のシアヌル酸を安定化剤として含有する。溶液は、任意のタイプの水処理に用いることができるが、飲料水及び灌漑用水に特定の用途を有する。
【選択図】なし
Description
(1)7.5未満、好ましくは7.4未満のpHを有する次亜塩素酸溶液を調製する工程と;
(2)7.0、好ましくは6.4未満のpHを有する臭化物溶液を調製する工程と;
(3)該次亜塩素酸溶液と、該臭化物溶液とを混合して、次亜臭素酸溶液を形成させる工程と;
(4)該次亜臭素酸溶液に安定化剤をただちに添加して、8〜9、好ましくは8.8のpHを有する次亜臭素酸の安定化された溶液を提供する工程と、
を含む。
典型的には、安定化剤は、シアヌル酸であり、好ましくは次亜臭素酸溶液中に、1ppmを越えない量で、有利には0.5ppmを越えない量で添加される。
典型的には、本溶液は、8〜9のpH、好ましくは8.5〜8.9のpH、最も好ましくは8.8のpHを有する。
本発明による好ましい飲料水処理用の安定化された溶液は、以下の量で次亜臭素酸及びシアヌル酸を含む。
(1)次亜臭素酸濃度9%(m/m)及びシアヌル酸濃度0.2ppm
(2)次亜臭素酸濃度6%(m/m)及びシアヌル酸濃度0.3ppm
(3)次亜臭素酸濃度3.5%(m/m)及びシアヌル酸濃度0.4ppm
好ましい灌漑用水処理用の安定化された溶液は、10%〜20%(m/m)の次亜臭素酸濃度を有する。
本発明による飲料水処理用の好ましいカリウム系次亜臭素酸の安定化された溶液は、以下の量で次亜臭素酸、カリウム及びシアヌル酸を含む。
(1)次亜臭素酸9%濃度(m/m)、カリウム濃度3.7%(m/m)及びシアヌル酸0.2ppm
(2)次亜臭素酸濃度6%(m/m)、カリウム濃度2.1%(m/m)及びシアヌル酸0.3ppm
(3)次亜臭素酸濃度3.5%(m/m)、カリウム濃度1.1%(m/m)及びシアヌル酸0.4ppm
本発明による灌漑用水処理用の好ましいカリウム系次亜臭素酸の安定化された溶液は、以下の量で次亜臭素酸、カリウム及びシアヌル酸を含む。
(1)次亜臭素酸濃度13%(m/m)、カリウム濃度7%(m/m)及びシアヌル酸0.4ppm
(2)次亜臭素酸濃度16%(m/m)、カリウム濃度8%(m/m)及びシアヌル酸0.3ppm
(3)次亜臭素酸濃度18%(m/m)、カリウム濃度9%(m/m)及びシアヌル酸0.2ppm
本発明の第3の側面によれば、上述の次亜臭素酸の安定化された溶液を水に添加することにより、水、典型的には飲料水又は灌漑用水を処理する方法が提供される。
典型的には、次亜臭素酸の安定化された溶液は、水処理プラントのフィルタトレイ内の飲料水に添加される。
有利には、灌漑用水網中の処理された水の遊離臭素残渣は、灌漑用水網の下流で監視され、次亜臭素酸の安定化された溶液は、遊離臭素残渣を0.001〜0.2mg/l、好ましくは0.05mg/lに維持するような投与率で添加される。
本発明は、水処理用、特に飲料水又は灌漑用水の処理用の次亜臭素酸の安定化された溶液に関する。安定化された溶液は、冷却塔及び下水道流出物中の水などの他のタイプの水の処理にも適する。
OBr− + Br− + H2O → Br2 +2OH−
で与えられる。
臭素イオンを含む溶液は、水中に臭化物源を溶解させることにより、形成されてもよい。臭化物源は、臭化ナトリウム、臭化カリウム又は臭化リチウムから選択されてもよい。本発明の第1の実施形態によれば、臭化物イオン溶液は、水に臭化ナトリウムを溶解させることにより形成され、37%溶液を与える。
HOCl +NaBr → HOBr + NaCl
で表される。
上述の次亜臭素酸溶液は、ナトリウム系の溶液である。すなわち、上述の次亜臭素酸溶液は、次亜塩素酸と臭化ナトリウム溶液との反応により形成されたものである。ナトリウム系次亜臭素酸溶液を灌漑用水処理に用いることの問題点は、ナトリウムが土壌の塩化作用を引き起こし得ることである。実際、ナトリウム吸着率(SAR)は、所定の灌漑用水の含塩土壌状態を誘起する可能性の指標である(土壌の含塩率は、通常、ナトリウムイオンにより占められる土壌のカチオン交換容量のパーセンテージにより測定される)。これは、水中のナトリウム、カルシウム及びマグネシウムの濃度から計算され、土壌の交換可能なナトリウムのパーセンテージ(ESP)が引き延ばされた灌漑の後で安定化するであろうレベルの指標を与える。水のSARが高すぎる場合には、土壌の塩化作用を引き起こすであろう。塩化作用は、土壌中の植物の根に負の影響を与え、カルシウムやマグネシウム等の重要な微量元素の取り込みに負の影響を与える。
上述のように、本発明によるカリウム系次亜臭素酸溶液は灌漑水中で特定の用途を見出すが、飲料水及び他のタイプの水を処理するためにも用いることができる。飲料水に添加されるカリウムは、消費者(人間)にとっても有益であると考えられる。この溶液は、ナトリウム系次亜臭素酸溶液よりも環境に対する影響が良好であるので、このようなカリウム系次亜臭素酸溶液もまた下水を処理するために好ましい。
臭化物イオンを含む溶液は、水中に臭化カリウムを溶解させることにより形成されてもよい。本発明の好ましい実施形態によれば、臭化物イオン溶液は、水中に臭化カリウムを溶解させることにより形成され、30%(m/m)溶液を提供する。
HOCl +KBr → HOBr + KCl
で表される。
[実施例1]
飲料水処理に用いるためのナトリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液の調製
pH12.7にて、15%次亜塩素塩を有する次亜塩素酸ナトリウム溶液132.5Lを水365.5Lと混合して、塩酸(10%)14.6g/lを添加することにより、この溶液のpHを7.41に低下させて、3.5wt%の遊離塩素含有量を有する次亜塩素酸ストック溶液を得た。
実施例1A 3.5%ナトリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液
上述の次亜塩素酸ストック溶液500.24Lを上述の臭化ナトリウムストック溶液67.6Lと混合して(すなわち、上述の臭化ナトリウムと次亜塩素酸溶液とを1:7.4の比率で混合させた)、pH8.8にて3.5%(m/m)の次亜臭素酸を含有する溶液を形成することにより、本発明による3.5%(m/m)次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸227.14mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.4ppmを得た。
上述の次亜塩素酸ストック溶液500.02Lを上述の臭化ナトリウムストック溶液135.14Lと混合して(すなわち、上述の臭化ナトリウムと次亜塩素酸溶液とを1:3.7の比率で混合させた)、pH8.8にて6%(m/m)の次亜臭素酸を含む溶液を形成することにより、本発明による6%(m/m)次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸190.55mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.3ppmを得た。
上述の次亜塩素酸ストック溶液500Lを上述の臭化ナトリウムストック溶液264.55Lと混合して(すなわち、上述の臭化ナトリウムと次亜塩素酸溶液とを1:1.89の比率で混合させた)、pH8.8にて9%(m/m)の次亜臭素酸を含有する溶液を形成させることにより、本発明による9%(m/m)次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸152.91mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.2ppmを得た。
[実施例2]
カリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液の調製
pH14.5にて、15%塩素を有する次亜塩素ナトリウム溶液132.5Lを水365.5Lと混合して、pH14.2の次亜塩素酸溶液を得た。この溶液に、塩酸(10%)14.6g/lを添加することにより、この溶液のpHを7.5に低下させて、3.5wt%の遊離塩素含有量を有する次亜塩素酸ストック溶液を得た。
実施例2A 18%カリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液
上述の次亜塩素酸ストック溶液15.91Lを上述の臭化カリウムストック溶液117.4Lと混合して(すなわち、上述の臭化カリウムと次亜塩素酸溶液とを7.4:1の比率で混合させた)、pH8.8にて18%(m/m)の次亜臭素酸及び9%(m/m)カリウムを含有する溶液を形成することにより、本発明による18%(m/m)カリウム系次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸26.73mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.2ppmを得た。
上述の次亜塩素酸ストック溶液57.84Lを上述の臭化ナトリウムストック溶液214.01Lと混合して(すなわち、上述の臭化カリウム及び次亜塩酸溶液を3.7:1の比率で混合した)、pH8.8にて16%(m/m)次亜臭素酸及び8%(m/m)カリウムを含有する溶液を形成することにより、本発明による16%(m/m)カリウム系次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸81.56mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.3ppmを得た。
上述の次亜塩素酸ストック溶液113.23Lを上述の臭化カリウムストック溶液214.01Lと混合して(すなわち、上述の臭化カリウム及び次亜塩酸溶液を1.89:1の比率で混合した)、pH8.8にて13%(m/m)次亜臭素酸及び7%(m/m)カリウムを含有する溶液を形成することにより、本発明による13%(m/m)カリウム系次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸130.9mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.4ppmを得た。
[実施例3]
飲料水処理に用いるためのカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液の調製
pH12.7にて、15%次亜塩素塩を有する次亜塩素酸ナトリウム溶液132.5Lを水365.5Lと混合して、この溶液に塩酸(10%)14.6g/lを添加することにより、この溶液のpHを7.41に低下させて、3.5wt%の遊離塩素含有量を有する次亜塩素酸ストック溶液を得た。
実施例3A 3.5%カリウム系次亜臭素酸の安定化された溶液
上述の次亜塩素酸ストック溶液117.74Lを上述の臭化カリウムストック溶液15.91Lと混合して(すなわち、上述の臭化カリウムと次亜塩素酸溶液とを1:7.4の比率で混合させた)、pH8.8にて3.5%(m/m)の次亜臭素酸及び1.1%(m/m)カリウムを含有する溶液を形成することにより、本発明による3.5%(m/m)カリウム系次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸53.46mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.4ppmを得た。
上述の次亜塩素酸ストック溶液214.01Lを上述の臭化カリウムストック溶液57.84Lと混合して(すなわち、上述の臭化カリウムと次亜塩素酸溶液とを1:3.7の比率で混合させた)、pH8.8にて6%(m/m)の次亜臭素酸及び2.1%(m/m)カリウムを含有する溶液を形成することにより、本発明による6%(m/m)カリウム系次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸81.56mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.3ppmを得た。
上述の次亜塩素酸ストック溶液214.01Lを上述の臭化カリウムストック溶液113.23Lと混合して(すなわち、上述の臭化カリウムと次亜塩素酸溶液とを1:1.89の比率で混合させた)、pH8.8にて9%(m/m)の次亜臭素酸及び3.7%(m/m)カリウムを含有する溶液を形成することにより、本発明による9%(m/m)カリウム系次亜臭素酸溶液を調製した。次いで、この溶液に、シアヌル酸65.45mg(40℃に加熱した水に溶解させた)を速やかに添加して、シアヌル酸濃度0.2ppmを得た。
Claims (29)
- 30%(m/m)未満の次亜臭素酸濃度を有し、1ppmを越えない量の安定化剤としてのシアヌル酸を含み、かつ8〜9のpHを有する次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 20%(m/m)未満の次亜臭素酸濃度を有する、請求項1に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 0.5ppm未満のシアヌル酸を含む、請求項1又は2に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 8.5〜8.9のpHを有する請求項1に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 8.8のpHを有する請求項4に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 10%(m/m)未満の次亜臭素酸濃度を有する、飲料水用の請求項1〜5のいずれか1項に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 9%(m/m)の次亜臭素酸濃度を有し、0.2ppmのシアヌル酸を含む、請求項6に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 6%(m/m)の次亜臭素酸濃度を有し、0.3ppmのシアヌル酸を含む、請求項6に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 3.5%(m/m)の次亜臭素酸濃度を有し、0.4ppmのシアヌル酸を含む請求項6に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 10%〜20%(m/m)の次亜臭素酸濃度を有する灌漑用水処理用の請求項1〜5のいずれか1項に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 20%(m/m)未満のカリウム濃度を有する、カリウム系の請求項1〜5のいずれか1項に記載の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 10%(m/m)未満のカリウム濃度を有する、飲料水処理用の請求項11に記載のカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 9%(m/m)の次亜臭素酸濃度及び3.7%(m/m)のカリウム濃度を有し、0.2ppmのシアヌル酸を含む、請求項12に記載のカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 6%(m/m)の次亜臭素酸濃度及び2.1%(m/m)のカリウム濃度を有し、0.3ppmのシアヌル酸を含む、請求項12に記載のカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 3.5%(m/m)の次亜臭素酸濃度及び1.1%(m/m)のカリウム濃度を有し、0.4ppmのシアヌル酸を含む、請求項12に記載のカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 13%(m/m)の次亜臭素酸濃度及び7%(m/m)のカリウム濃度を有し、0.4ppmのシアヌル酸を含む、灌漑用水処理用の請求項11に記載のカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 16%(m/m)の次亜臭素酸濃度及び8%(m/m)のカリウム濃度を有し、0.3ppmのシアヌル酸を含む、灌漑用水処理用の請求項11に記載のカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 18%(m/m)の次亜臭素酸濃度及び9%(m/m)のカリウム濃度を有し、0.2ppmのシアヌル酸を含む、灌漑用水処理用の請求項11に記載のカリウム系次亜臭素酸の安定化されたストック溶液。
- 請求項1〜18のいずれか1項に規定される次亜臭素酸の安定化されたストック溶液を水に添加することによる水処理方法。
- 請求項1〜9又は請求項11〜15のいずれか1項に規定される次亜臭素酸の安定化されたストック溶液を水に添加することによる飲料水の処理方法。
- 請求項1〜5、10〜12又は16〜18のいずれか1項に規定される次亜臭素酸の安定化されたストック溶液を水に添加することによる灌漑用水の処理方法。
- 水中0.5〜0.001mg/lの総臭素含量を提供するために十分な量の次亜臭素酸の安定化されたストック溶液を水に添加する、請求項19〜21のいずれか1項に記載の方法。
- 次亜臭素酸の安定化されたストック溶液は、水処理プラントのフィルタトレイ内の飲料水に添加される、請求項20に記載の方法。
- 処理された水の遊離臭素残渣は、水処理プラントの水フィルタの下流で監視され、次亜臭素酸の安定化されたストック溶液は、遊離臭素残渣を0.001〜0.2mg/lに維持する投与割合で添加される、請求項23に記載の方法。
- 処理された水の遊離臭素残渣は、水処理プラントの水フィルタの下流で監視され、次亜臭素酸の安定化されたストック溶液は、遊離臭素残渣を0.025mg/lに維持する投与割合で添加される、請求項24に記載の方法。
- 次亜臭素酸の安定化されたストック溶液は、灌漑用水網の灌漑用水ラインに直接添加される、請求項21に記載の方法。
- 次亜臭素酸の安定化されたストック溶液は、灌漑用水網の開始点に添加される、請求項26に記載の方法。
- 灌漑用水網中の処理された水の遊離臭素残渣は、該灌漑用水網の下流で監視され、次亜臭素酸の安定化されたストック溶液は、遊離臭素残渣を0.001〜0.2mg/lに維持する投与割合で添加される、請求項27に記載の方法。
- 灌漑用水網中の処理された水の遊離臭素残渣は、該灌漑用水網の下流で監視され、次亜臭素酸の安定化されたストック溶液は、遊離臭素残渣を0.05mg/lに維持する投与割合で添加される、請求項28に記載の方法。
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