JP2023080412A - 殺菌装置及び殺菌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低濃度の溶解オゾンを用いて濾過器内の殺菌を安全且つ低コストで行う殺菌装置及び殺菌方法を提供する。【解決手段】この殺菌装置８０及び殺菌方法は、オゾンが溶解したオゾン殺菌水を濾過器２８に充填もしくは通水することで、レジオネラ属菌を含む細菌類の温床である濾過器２８の殺菌を行う。これにより、温浴設備１００等における細菌類の増殖を効果的に抑制することができる。また、オゾン殺菌工程を逆洗工程の直前に行うことで、オゾン殺菌水による濾過器２８の殺菌と洗浄とを効率良く行うことができる。さらに、比較的小型で安価な電気分解方式のオゾン発生装置３２を使用する事で、省スペース化と導入コストの削減とを図ることができる。またさらに、電気分解方式のオゾン発生装置３２は生成する殺菌水中のオゾンの濃度が小さく、従来よりも安全性が高い。【選択図】図１

Description

本発明は、温浴設備等の濾過器に対する殺菌装置及び殺菌方法に関するものである。

温浴施設や宿泊施設等の大浴場では浴槽に貯留した湯水を循環、濾過、殺菌して再利用するものも多い。しかしながら、一般的な次亜塩素酸系の殺菌剤は水質条件によってはレジオネラ属菌に対する殺菌効果が低下することがあり、循環式の温浴設備におけるレジオネラ属菌の人間への感染が問題となっている。そして、これら循環式の温浴設備におけるレジオネラ属菌の主な発生源は濾材が充填した濾過器と考えられている。尚、濾過器は通常、濾過方向とは逆の下流側から湯水を通水する逆洗を定期的に行うことが一般的である。しかしながら、この逆洗は濾過による夾雑物を除去することが主な目的であり、レジオネラ属菌等の菌の増殖の抑制に対しては効果が低い。また、レジオネラ属菌に抗するために殺菌剤を多めに使用することも考えられるが、特に温泉施設等では浴水の塩素臭が利用者からのクレームとなる場合がある。さらに、逆洗時に殺菌剤を高濃度に注入することも考えられるが、薬剤コストの上昇や作業が煩雑化するなどの問題点がある。

この点、オゾンは強力な酸化剤であり、浄水処理の分野においては紫外線照射処理や過酸化水素等と組み合わせる等して抗生物質や医薬品類等の難分解性微量有機化合物の分解処理に用いられており、温浴施設の洗浄、消毒にも利用可能である。ここで、本願発明者らはオゾンを湯水に注入することで配管経路内の殺菌を行う下記［特許文献１］に記載の考案を行った。

実用新案登録第３２２６８６２号公報

尚、オゾンの一般的な生成方法としては、空気や酸素を原料とした放電方式があり、この方式では大容量のオゾンガスの生成が可能である。ここで、本願発明者らはＰＳＡ（プレッシャー・スイング・アドソープション）式の酸素ガス発生装置を用いて空気から酸素を９０％以上に濃縮したガスを取得し、これを原料に無声放電式のオゾン生成装置を用いてオゾンガスを生成し、［特許文献１］の記載に準じて生成したオゾンガスを湯水に注入し、このオゾン殺菌水を用いて温浴施設の配管経路内の洗浄試験を行った。その結果、溶解オゾンによる洗浄は低濃度でも効果的であることが判明し、大容量のオゾン生成を可能とする放電式オゾン生成装置はイニシャルコストと効率の点で過大な設備であることが判った。また、オゾンは人体に対して有害であるため、大容量のオゾンの使用は作業者に対する安全性の観点から好ましいものではなく、この点からも更なる改善が望まれる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低濃度の溶解オゾンを用いて濾過器内の殺菌を安全且つ低コストで行う殺菌装置及び殺菌方法の提供を目的とする。

本発明は、
（１）濾材が充填され逆洗機構を備えた濾過器２８に対する殺菌装置であって、
貯水槽４０と、前記貯水槽４０からの水にオゾンを注入するオゾン発生装置３２と、
オゾンが注入されたオゾン殺菌水を前記濾過器２８に供給するオゾン水供給配管５０と、を有することを特徴とする殺菌装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）オゾン発生装置３２が、貯水槽４０から供給される水を電気分解して水中にオゾンを注入し、そのままオゾン水供給配管５０へ送水することを特徴とする上記（１）記載の殺菌装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）濾過器２８への逆洗水の送水前に、上記（１）または上記（２）に記載の殺菌装置８０からオゾン水供給配管５０を通して前記濾過器２８にオゾン殺菌水を充填、静置もしくは通水し、前記濾過器２８内の殺菌を行うオゾン殺菌工程と、
前記オゾン水供給配管５０を閉じ、逆洗水を送水して前記濾過器２８内のオゾン殺菌水を排水するとともに逆洗を行う逆洗工程と、を有することを特徴とする殺菌方法を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係る殺菌装置及び殺菌方法は、オゾンが溶解したオゾン殺菌水を濾過器に充填もしくは通水することで、レジオネラ属菌を含む細菌類の温床である濾過器の殺菌を効果的に行うことができる。これにより、細菌類の増殖を効果的に抑制することができる。また、オゾン殺菌工程を逆洗工程の直前に行うことで、濾過器内のオゾン殺菌水を逆洗水ごと外部に排出することができる。これにより、オゾン殺菌水による濾過器の殺菌と洗浄とを効率良く行うことができる。
さらに、本発明に係る殺菌装置及び殺菌方法では、比較的小型で安価な電気分解方式のオゾン発生装置を使用する事で、省スペース化と導入コストの削減とを図ることができる。また、電気分解方式のオゾン発生装置は水中でオゾンを生成するため、オゾンの水への溶解設備が不要となり、更なる省スペース化と導入コストの削減とを図ることができる。またさらに、電気分解方式のオゾン発生装置は生成する殺菌水中のオゾンの濃度が小さく、従来よりも安全性が高い。

本発明に係る殺菌装置を備えた温浴設備の概略構成図である。 本発明に係る殺菌装置を複数の濾過器に対応させた例を示す概略構成図である。 試験日数とレジオネラ属菌及び一般細菌の数を示すグラフである。

本発明に係る殺菌装置及び殺菌方法について図面に基づいて説明する。ここで、図１は、本発明に係る殺菌装置８０と、これを備えた温浴設備１００の概略構成図である。尚、ここでは本発明に係る殺菌装置８０及び殺菌方法を温浴設備１００に適用した例を用いて説明を行うが、本発明は温浴施設１００への適用に限定されるわけではなく、濾材が充填され逆洗機構を備えた濾過器２８を有する設備であれば、プールや養魚施設、水処理施設等、その他の施設や設備にも適用が可能である。

先ず、温浴設備１００は、所定の温度の湯水を貯留する浴槽１０と、この浴槽１０の湯水を殺菌、濾過、加温して循環させる湯配管２０と、を備えている。また、湯配管２０には循環ポンプ２２が設置され、この循環ポンプ２２が動作することで吸水口１２から浴槽１０内の湯水を吸引し吐出口１４から浴槽１０内に還流させる。また、湯配管２０の上流側には周知のヘアキャッチャ２４が設けられ、毛髪等の比較的大きなゴミを捕集、除去する。また、ヘアキャッチャ２４の下流側には、所定の濾材が充填された濾過器２８と、湯水に対して加温を行う加温手段２９とが接続する。さらに、浴槽１０には温泉水、地下水、水道水等の水を適宜補水する給水配管１６が接続する。尚、給水配管１６には別途加熱手段を設け、予め適切な温度に加温した湯水を浴槽１０に補水するようにしても良い。

また、濾過器２８には五方弁２８ａが設けられ、この五方弁２８ａには湯配管２０を構成し浴槽１０の湯水を濾過器２８に供給する供給配管２０ａと、濾過器２８で濾過された湯水を浴槽１０側（加温手段２９）に送水する濾水管２０ｂと、逆洗工程時に濾過器２８内の水を排出する逆洗排水管２８ｂとが接続する。さらに、濾過器２８には本発明を構成するオゾン水供給配管５０が接続する。尚、オゾン水供給配管５０の濾過器２８への接続位置は濾過器２８の下部が好ましく、濾過器２８のドレン管を分岐して接続することが特に好ましい。ただし、濾過器２８の下部に接続することが困難な場合には上部に接続しても良い。

次に、本発明に係る殺菌装置８０に関して説明を行う。先ず、本発明に係る殺菌装置８０は、上記のように濾材が充填され逆洗機構を備えた濾過器２８に対する殺菌装置であって、貯水槽４０と、この貯水槽４０からの水にオゾンを注入するオゾン発生装置３２と、このオゾン発生装置３２によりオゾンが注入されたオゾン殺菌水を濾過器２８に供給するオゾン水供給配管５０と、このオゾン水供給配管５０を開閉する開閉弁４７と、殺菌装置８０の各部を制御する制御部（図示せず）と、を有している。また、貯水槽４０には井水や水道水等を貯水槽４０に供給する給水配管４２と、貯水槽４０の水をオゾン発生装置３２に送水する洗浄水供給配管４４と、この洗浄水供給配管４４に設置され貯水槽４０の水をオゾン発生装置３２に圧送するポンプ手段４６とが設けられる。尚、洗浄水供給配管４４には、貯水槽４０から供給された水の中に残留塩素等が含まれている場合の中和剤として、活性炭等の濾過材が充填した洗浄水濾過器４８を設けることが望ましい。

また、オゾン発生装置３２としては貯水槽４０から供給された水を電気分解して水中にてオゾンを生成する電気分解方式のものを用いることが特に好ましい。この電気分解方式のオゾン発生装置３２は、例えば電解セル内にステンレスや白金メッキチタン等の陰極と、主にダイヤモンド電極や酸化スズ等の陽極とが設置され、これらの電極間に数Ｖの直流電圧を印加することでセル内の水を電気分解する。これにより、陰極からは水素が発生し、陽極からは酸素と共にオゾンが発生する。尚、電気分解方式のオゾン発生装置３２は大容量のオゾン生成には向いてはいないものの、セル内の水を直接電気分解して水中でオゾンを生成するため、別途溶解の手順を踏まなくとも生成したオゾンを効率的に水に溶解することができる。このため、オゾンの溶解設備が不要となり、設備規模を簡素化することが可能となる。また、省スペース化と導入コストの削減とを図ることができる。

また、オゾン発生装置３２はオゾン水供給配管５０と直結し、オゾンが溶解したオゾン殺菌水をそのままオゾン水供給配管５０へ送水することが好ましい。この構成では、溶解オゾンに加え未溶解のオゾンガスも微細な気泡状態のままオゾン殺菌水とともに濾過器２８内に送出されるため、電解生成されたオゾンの全量を濾過器２８の殺菌・洗浄に利用することができる。

尚、温浴設備１００等が複数の濾過器２８を備えている場合、図２に示すように、オゾン水供給配管５０を濾過器２８の数に分岐して、それぞれのオゾン水供給配管５０ａ～５０ｃに開閉弁４７ａ～４７ｃを個別に設ける。そして、各濾過器２８の逆洗動作に時間差を設けるとともに、殺菌装置８０の制御部が逆洗を開始する濾過器２８と対応した開閉弁４７ａ～４７ｃを開状態とし、この濾過器２８にオゾン殺菌水を供給することが好ましい。この構成によれば、１台の殺菌装置８０で複数台の濾過器２８にオゾン殺菌水を供給することが可能となり、更なる省スペース化と導入コストの削減とを図ることができる。

次に、本発明に係る殺菌装置８０の動作及び殺菌方法に関して説明を行う。尚、ここでは殺菌装置８０を濾過器２８が１台の温浴設備１００に適用した例を用いて説明を行う。先ず、温浴設備１００の浴槽１０には所定の温度の湯水が所定量貯留されている。また、殺菌装置８０の貯水槽４０には所定の水量の水が貯留されている。そして、温浴設備１００の入浴可能時間中は湯配管２０の循環ポンプ２２が常時稼働して、浴槽１０内の湯水を吸水口１２から随時、湯配管２０内に取り込み、ヘアキャッチャ２４に送水する。そして、ヘアキャッチャ２４にて毛髪等の比較的大きなゴミが捕集、除去される。次に、ヘアキャッチャ２４を通過した湯水は供給配管２０ａを通って濾過器２８内の上部へと送水される。そして、濾過器２８内に充填した濾材間を通過することで濾過され、ヘアキャッチャ２４では捕集できなかった細かな夾雑物が捕集、除去される。次に、濾過器２８を通過した湯水は濾水管２０ｂを通して加温手段２９に送水され適宜加温された後、吐出口１４から浴槽１０内に還流する。

また、濾過器２８は例えば１日１回など定期的に逆洗が行われる。この逆洗では、五方弁２８ａが濾水管２０ｂを閉塞するとともに、逆洗排水管２８ｂを開状態とする。そして、供給配管２０ａの吐出口を濾過器２８の下部（下流側）とする。このとき、殺菌装置８０の制御部は循環ポンプ２２を制御して、逆洗水を送水する循環ポンプ２２の動作を殺菌装置８０によるオゾン殺菌工程が完了するまで待機させる。次に、殺菌装置８０の制御部は開閉弁４７を開状態にするとともに、オゾン発生装置３２及びポンプ手段４６を稼働させる。これにより、ポンプ手段４６は貯水槽４０の水を吸水し、洗浄水供給配管４４を通してオゾン発生装置３２に圧送する。尚、ポンプ手段４６の稼働により貯水槽４０の水が減少すると、給水配管４２が開栓し貯水槽４０の水量を略一定に維持する。

次に、オゾン発生装置３２に圧送された水は一部がオゾン発生装置３２によって電気分解されオゾンが生成される。生成されたオゾンは水中に溶解してオゾン殺菌水が生成される。このオゾン殺菌水は開閉弁４７、オゾン水供給配管５０を通して予め設定された量もしくは時間、濾過器２８に供給され、これによりオゾン殺菌水が濾過器２８に充填もしくは通水する。尚、通水時の余剰なオゾン殺菌水は逆洗排水管２８ｂより外部に排出される。また、オゾン殺菌水が濾過器２８に充填された状態で殺菌装置８０の制御部が開閉弁４７を閉状態としてオゾン水供給配管５０を閉じ、またオゾン発生装置３２及びポンプ手段４６を停止する。そして、濾過器２８内にオゾン殺菌水が充填された状態のまま所定の時間静置する。これにより、濾過器２８内のレジオネラ属菌を含む細菌類は充填されたオゾン殺菌水の溶解オゾンにより殺菌される（オゾン殺菌工程）。

オゾン殺菌水による濾過器２８内の殺菌が所定の時間行われると、制御部は循環ポンプ２２を動作させる。これにより、循環ポンプ２２は浴槽１０の湯水を吸引し逆洗水として濾過器２８の下部に圧送する。これにより、濾過器２８の逆洗が行われ、濾過器２８内に残留していたオゾン殺菌水は逆洗排水管２８ｂより外部に排出される。また、濾材間に堆積した夾雑物は逆洗排水管２８ｂから逆洗水ごと外部へ排出される。これにより濾材間に堆積した夾雑物は除去され、濾過器２８の濾過能力は回復する（逆洗工程）。

次に、本発明に係る殺菌装置８０の殺菌効果の実験結果に関して説明する。先ず、温浴施設１００の噴流式小規模浴槽１０（容量６ｍ^３）の濾過器２８（直径０．５５ｍ、濾過層高さ１ｍ、流量１２ｍ^３／ｈｒ）に対して本発明に係る殺菌装置８０を設置した。尚、殺菌装置８０は、電解セルを２つ直列接続してオゾン発生装置３２とし、濃度０．１ｍｇ／Ｌ～１．０ｍｇ／Ｌのオゾン殺菌水を１０Ｌ／ｍｉｎで生成可能なものとした。また、オゾン殺菌工程、逆洗工程は基本的に１日１回行った。ただし、試料である逆洗水の採水日のみ、逆洗工程の後にオゾン殺菌工程を行った。また、オゾン殺菌工程におけるオゾン殺菌水の送水量は、濾過器２８の有効容量×濾材間隙率０．４の約２倍に相当する２００Ｌ（供給時間２０分）とした。また、オゾン殺菌水を濾過器２８に充填した後、８０分間の静置を行った（オゾン殺菌工程）。そして、この静置後、１２ｍ^３／ｈｒの流量で、逆洗工程を３分間、濾水を捨てる捨水工程を２分間行った。

また、試料は前述のようにオゾン殺菌工程の前に逆洗工程を行って、そのときの逆洗水及び浴槽１０の水を採水した。そして、採水した試料は濾過濃縮を行った後、周知の培養手法によりレジオネラ属菌の数（ＣＦＵ／１００ｍＬ）と一般細菌の数（個／ｍＬ）を評価した。ここで、図３（ａ）は逆洗水のレジオネラ属菌数の変化を示すグラフであり、図３（ｂ）は浴槽水のレジオネラ属菌数の変化を示すグラフであり、図３（ｃ）は逆洗水の一般細菌数の変化を示すグラフであり、図３（ｄ）は浴槽水の一般細菌数の変化を示すグラフである。

図３（ａ）、（ｂ）より、レジオネラ属菌数は逆洗水、浴槽水ともに、試験４日後（オゾン殺菌回数３回）で１０ＣＦＵ／１００ｍｌであったのに対し、試験７日後（オゾン殺菌回数６回）で未検出となった。また、図３（ｃ）、（ｄ）より、一般細菌数は逆洗水、浴槽水ともに、試験４日後、７日後では、ほとんど変化が無かったものの、試験１４日後（オゾン殺菌回数１３回）では約１／１００に減少した。

以上のように、本発明に係る殺菌装置８０及び殺菌方法は、オゾンが溶解したオゾン殺菌水を濾過器２８に充填もしくは通水することで、レジオネラ属菌を含む細菌類の温床である濾過器２８の殺菌を行う。これにより、温浴設備１００等における細菌類の増殖を効果的に抑制することができる。また、オゾン殺菌工程を逆洗工程の直前に行うことで、濾過器２８内のオゾン殺菌水を逆洗水ごと外部に排出することができる。これにより、オゾン殺菌水による濾過器２８の殺菌と洗浄とを効率良く行うことができる。

さらに、本発明に係る殺菌装置８０及び殺菌方法では、比較的小型で安価な電気分解方式のオゾン発生装置３２を使用する事で、省スペース化と導入コストの削減とを図ることができる。また、電気分解方式のオゾン発生装置３２は水中でオゾンを生成するため、オゾンの溶解を別途行う必要が無い。これにより、オゾンの水への溶解設備が不要となり、更なる省スペース化と導入コストの削減とを図ることができる。またさらに、電気分解方式のオゾン発生装置３２は生成する殺菌水中のオゾンの濃度が小さく、仮に漏洩が生じた場合でも危険性は低く、従来よりも安全性が高い。

尚、本例で示した温浴設備１００、殺菌装置８０、オゾン発生装置３２等の各部の構成、機構、動作、配管経路等は一例であるから、特に本例に限定される訳ではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

２８ 濾過器
３２ オゾン発生装置
４０ 貯水槽
５０ オゾン水供給配管
８０ 殺菌装置

Claims (3)

1. 濾材が充填され逆洗機構を備えた濾過器に対する殺菌装置であって、
   貯水槽と、前記貯水槽からの水にオゾンを注入するオゾン発生装置と、
   オゾンが注入されたオゾン殺菌水を前記濾過器に供給するオゾン水供給配管と、を有することを特徴とする殺菌装置。
2. オゾン発生装置が、貯水槽から供給される水を電気分解して水中にオゾンを注入し、そのままオゾン水供給配管へ送水することを特徴とする請求項１記載の殺菌装置。
3. 濾過器への逆洗水の送水前に、請求項１または請求項２に記載の殺菌装置からオゾン水供給配管を通して前記濾過器にオゾン殺菌水を充填、静置もしくは通水し、前記濾過器内の殺菌を行うオゾン殺菌工程と、
   前記オゾン水供給配管を閉じ、逆洗水を送水して前記濾過器内のオゾン殺菌水を排水するとともに逆洗を行う逆洗工程と、を有することを特徴とする殺菌方法。

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