JP4027511B2 - Sterilization method of activated carbon - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投入熱量が削減され、且つ活性炭の殺菌を確実に行う活性炭の殺菌方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
水処理用の活性炭は、水中の有機物及び臭気成分の吸着除去並びに残留塩素及びオゾン等の酸化剤の分解除去等に幅広く用いられている。しかしながら、水処理用の活性炭は、使用時間が長くなるに従い、たとえ活性炭の吸着能力が未だ充分に残っていても、バクテリア等の雑菌が活性炭層で繁殖し易く、これに伴う種々のトラブルを招く場合もある。従来、これらの問題を解決する活性炭の殺菌方法としては、加熱殺菌方法、銀担持防菌方法、全量交換方法等が用いられている。このうち、加熱殺菌方法は、多量の活性炭を殺菌する場合に好適で、例えば、特開平6−71249号公報等には、活性炭ろ過塔内の活性炭充填層に熱水または蒸気を供給する手段を設けた水道水の浄化装置及び活性炭ろ過塔内で繁殖した雑菌を熱処理して殺菌する方法が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の加熱殺菌方法で加熱殺菌を行ったとしても、必ずしも確実に殺菌が行われるとは言い難い。例えば、熱水を活性炭ろ過塔の上から下へ、下向流で流した場合、空気の噛み込みによる偏流が生じて、確実な殺菌が行われない場合がある。また、装置が大掛かりな場合、熱水循環を行ったとしても、熱水循環時間が短すぎると局部的な温度低下を生じ、確実な殺菌が行われない。また、活性炭ろ過塔内全体を熱水で満たし循環しているため、投入熱量が多くなり運転コストを上昇させるという問題がある。
【0004】
従って、本発明の目的は、投入熱量が削減され、且つ活性炭塔内で繁殖した雑菌を確実に殺菌する活性炭の殺菌方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、活性炭塔を活性炭充填層の上方空間(フリーボード)に設置された集水管の上方が液面位置となるように制御された構造とし、活性炭を殺菌する際、該集水管から熱水を取り出し循環するようにすれば、熱水量が少なくてよく、投入熱量が削減できること、活性炭充填層に上向流で循環させることにより、空気の噛み込みによる偏流を抑制できること、熱水循環工程における熱水温度を、集水管の流出部に設けられた温度計により検出し、該温度に基づいた制御を行い、且つ熱水循環時間を特定時間以上行うことにより、活性炭塔内で繁殖した雑菌を確実に殺菌できること等、を見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】
すなわち、本発明は、活性炭充填層の上方に集水管を設置し、該集水管の上方が液面位置となるように制御された活性炭塔において、前記活性炭充填層に上向流で熱水を送り、前記集水管より熱水を抜き出し、循環することを特徴とする活性炭の殺菌方法を提供するものである。
【0007】
また、本発明は、活性炭充填層の上方に集水管を設置し、該集水管の上方が液面位置となるように制御された活性炭塔の水を該液面位置まで抜く水抜き工程、前記活性炭充填層に上向流で熱水を送り、前記集水管より熱水を抜き出すことにより、前記集水管の流出部に設けられた温度計の表示が80℃を超える所定温度以上になるまで熱水の循環を行う予備加熱工程、前記温度計の表示が80℃を超える所定温度で少なくとも10分間の熱水循環を行う熱水循環工程、前記活性炭塔の熱水を水抜きする熱水抜き工程、前記活性炭塔に水を張り、次いで、活性炭塔の流出水の温度が40℃以下になるまで水を流入する冷却ブロー工程、を有することを特徴とする活性炭の殺菌方法を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における活性炭の殺菌方法について、図1を参照して説明する。図1は本発明の活性炭の殺菌方法を実施するための装置の一例を示す概略構成図である。図中、1〜9、12はバルブであり、10は原水を活性炭で処理するための活性炭充填層11を備えた活性炭塔であり、処理期間の経過により雑菌を有する。活性炭塔10の活性炭充填層11の上方には集水管20が設置され、集水管20の上方には活性炭を殺菌する際、集水管20の上方を液面位置とするように液面制御する液面計80が設置されている。また、活性炭塔10の頂部には外部からの雑菌の進入を防御する除菌フィルター70が設けられている。40はポンプ30を作動して循環される循環水を所定の温度にまで加熱して熱水とするヒータである。50は殺菌後の菌の死骸等の汚染物を除去するフィルターである。集水管20とポンプ30の流入管30aを連接する連結管13aには、警報機付温度計52が設けられ、活性炭塔10の底部に連接される流入管5aには、警報機付温度計51が設けられている。なお、図中、60は活性炭処理水をさらに高度に処理する純水製造装置であるが、後工程はこれに限定されず、例えばそのまま飲料水として利用されることもある。
【0010】
集水管20の設置位置としては、活性炭充填層11の上方で、且つ熱水の上向流により活性炭が展開し上昇する上昇高さ分だけ、活性炭表面層から離れていることが好ましい。具体的には、集水管20と活性炭充填層表面の間隔は300 〜500mm 程度である。また、液面計設置位置としては、集水管20の上方で、且つ集水管20に出来るだけ近い位置が熱水量を削減できる点で好ましいが、液面計設置位置が集水管20に近すぎると循環水中に空気を噛み込んでしまい偏流が生じて、確実な殺菌が行われないことがある。このため、具体的には、液面計設置位置は集水管20より200 〜300mm 程度上方位置とすることが好ましい。
【0011】
次に、本発明の活性炭の殺菌方法を各工程毎に説明する。
(水抜き工程)
水抜き工程開始前の状態は、弁1、弁9及び弁7が開、他の弁は閉であり、ポンプ30及びヒータ40は停止している。この状態においては原水を活性炭塔10で処理し、その処理水を後段の純水製造装置60に送水している。この状態から活性炭塔10内の水の一部を抜くには、弁1、弁7、弁9を閉じ、弁2、弁3、弁6、弁8を開き、液面計80を作動させる。これにより、活性炭塔10内の水の一部は重力により系外へ排出され、活性炭塔10内の水は液面計80の設定位置まで満たされた状態となる。次に、弁2、弁6を完全に閉じる。
【0012】
(予備加熱工程)
活性炭塔10の液面計80の位置で水面が保持され、循環系配管13内を水で充たした状態で、弁3、弁4、弁5、弁8を開の状態とし、ポンプ30及びヒーター40を作動させ、ポンプ30、ヒータ40、フィルター50、弁4、弁5、活性炭塔10、集水管20、弁3及びポンプ30を順に経る循環系(活性炭充填層11に対して上向流)を警報機付温度計52の表示が80℃を超える所定温度以上、例えば88℃になるまで熱水の循環を行う。80℃を超える所定温度以上とすることにより、特に、医薬及び製薬用水の場合の如く、雑菌が生存できないとされている80℃以上の温度で殺菌を行うという基準を確実に担保できる。また、上記温度計としては、警報機付温度計51と警報機付温度計52の双方の温度計を用い、これらの表示を基準にすることが、活性炭塔10の集水管20とポンプ30とで形成される循環系配管13内の温度を確実に上記温度以上にすることができる点で好ましい。また、この工程においては、熱水中の噛み込み空気が脱気される。
【0013】
(熱水循環工程)
前記予備加熱工程において、警報機付温度計52の表示が80℃を超える所定温度以上、例えば88℃になれば熱水循環工程に自動的に移行する。すなわち、弁の開閉等の特別な操作を行うことなく、ポンプ30と活性炭塔10の集水管20間で形成される循環系配管13、すなわち、ポンプ30、ヒータ40、フィルター50、弁4、弁5、活性炭塔10、集水管20、弁3及びポンプ30を順に経る循環系内を、警報機付温度計52の表示が80℃を超える所定温度以上、例えば88℃で少なくとも10分間以上、好ましくは15分間以上、特に好ましくは30分間の熱水循環を行う。本工程において、熱水温度及び循環時間を上記範囲とすることにより、大掛かりな設備装置においても装置全体を80℃以上に保つことができ、確実に殺菌を行うことができる。また、この工程で使用される温度計は、警報機付温度計51と警報機付温度計52の双方の表示を基準にすることが好ましい。
【0014】
(熱水抜き工程)
熱水循環工程終了後、活性炭塔10内の熱水を水抜きする。すなわち、ヒータ40を切り、ポンプ30及び液面計80の作動を停止させ、弁4、弁5を閉じ、弁2、弁3、弁6及び弁8を開の状態とし活性炭塔10内の水を重力により全量抜く。
【0015】
(冷却ブロー工程)
冷却ブロー工程は、活性炭塔10に水を張り、次いで活性炭塔10の流出水の温度が40℃以下になるまで水を流入して冷却する工程である。すなわち、熱水抜き工程終了後、まず、弁3、弁6及び弁8を閉とし、弁1、弁5、弁12、弁2を開の状態とし、圧送水を弁5を経て活性炭塔10に上向流で張り込み、活性炭塔10を満水状態とする(液面計80及び警報機付温度計51は解除状態である)。満水状態は流量とタイマーにより規定量の張込みを行うことにより確認されるか、又はオーバーフロー分が弁12び弁2を経て系外へブローされることにより確認してもよい。次いで、弁5、弁12及び弁2を閉、弁1、弁6及び弁9を開の状態とし、圧送水を弁1、弁9を経て活性炭塔10に下向流で供給して、供給開始5分後、警報機付温度計51を作動状態とし、その表示が安定して40℃以下となるまでブローを行う。冷却ブロー工程終了後、弁1、弁6及び弁9を閉とすることにより本発明の活性炭の殺菌処理工程は終了する。
【0016】
上記本発明の実施の形態における活性炭の殺菌方法によれば、活性炭塔10を活性炭充填層11の上方空間(フリーボード)に設置された集水管20の上方が液面位置となるように制御された構造とし、活性炭を殺菌する際、集水管20から熱水を取り出し循環するようにしたため、熱水量は少なくてよく、投入熱量が削減できる。また、熱水は活性炭充填層11に上向流で循環されるため、空気の噛み込みによる偏流を抑制できる。また、熱水循環工程における熱水温度を、集水管20とポンプ30の流入管30aを連結する連結管13aに設けられた警報機付温度計52により検出し、該温度に基づいた制御を行い、且つ熱水循環時間を特定時間以上行うため、活性炭塔内で繁殖した雑菌を確実に殺菌することができる。従って、装置が大掛かりな場合、あるいは、医薬及び製薬用水の場合の如く、雑菌等が生存できないとされている80℃以上の温度で殺菌を行うという基準を確実に担保できる。
【0017】
本発明で使用される温度計としては、特に制限されないが、白金抵抗温度計、銅抵抗温度計、ニッケル抵抗温度計、サーミスター温度計等の抵抗温度計が、取扱、精度及び価格等の点で好ましい。該温度計は警報機付であり、設定温度により弁の切替え等の信号(警報)を発信する機能を有するものが好ましい。
【0018】
本発明において、集水管の上方を液面とする制御方法は、手動液面制御及び自動液面制御のいずれであってもよいが、液面制御弁を用いた自動制御とすることが好ましい。
【0019】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって本発明を制限するものではない。
実施例1
図1で示される下記仕様の活性炭の殺菌装置を使用した。
(活性炭の殺菌装置)
・活性炭塔:容量4m3、採水流量26m3/h(LV13m/h )、15日間運転のもの
・活性炭:2.0m3(商品名「GW32/20クラレコール)、
活性炭層中の雑菌数:2×103 個/ml
・温度計:白金抵抗温度計
・ヒータ:蒸気による熱交換器
【0020】
(活性炭の殺菌方法)
図1中、弁1、弁9及び弁7が開、他の弁は閉であり、ポンプ30及びヒータ40は停止している状態の装置において、水抜き工程を行った。先ず、弁1、弁7、弁9を閉じ、弁2、弁3、弁6、弁8を開き、液面計80を作動させることにより、活性炭塔10内の一部の水を重力により系外へ排出させた。活性炭塔10内の水を水面が液面計の位置となるまで排出するのに5分要した。次いで、弁2、弁6を完全に閉じた(水抜き工程)。弁3、弁4及び弁5を開き、ポンプ30及びヒータ40を作動させ熱水を活性炭充填層11に上向流で流し、集水管20とポンプ30の間で形成される循環系、すなわち、ポンプ30、ヒータ40、弁4、弁5、活性炭塔10、集水管20、弁3及びポンプ30を順に経る循環系内を循環させた。熱水の循環流量は10m3/h、警報機付温度計52の温度が88℃になるまで循環を行った。循環時間は60分間必要であった(予備加熱工程)。
【0021】
前記予備加熱工程終了後、予備加熱工程と同様の循環系内を警報機付温度計52の表示が88℃以上の状態で30分間の熱水循環を行った。この熱水循環は流量10m3/hで行った(熱水循環工程)。
【0022】
熱水循環工程終了後、ヒータ40を切り、ポンプ30、液面計80及び警報機付温度計51の作動を停止させ、弁4、弁5を閉とし、弁2、弁3、弁6及び弁8を開とし、活性炭塔10内の水を重力により全量抜いた。水抜きには約20分を要した(熱水抜き工程)。
【0023】
熱水抜き工程後、弁3、弁6及び弁8を閉とし、弁1、弁5、弁12及び弁2を開の状態とし、圧送水を弁1、弁5を経て活性炭塔10に上向流(流量10m3/h)で張り込み、約15分で活性炭塔10を満水状態とした。次いで、弁5、弁12及び弁2を閉、弁6及び弁9を開の状態とし、圧送水を弁1、弁9を経て活性炭塔10に下向流(流量26m3/h)で供給して、供給開始5分後警報機付温度計51を作動させ、その表示が安定して40℃以下となるまでブローを行った。ブロー時間は約30分を要した(冷却ブロー工程)。ブロー後は弁1、弁6、弁9を閉として本工程を終了した。
【0024】
冷却ブロー工程終了後、活性炭処理水の細菌数を測定したところ、0個/mlであり、確実に熱殺菌が行われた。
【0025】
【発明の効果】
本発明の活性炭の殺菌方法によれば、活性炭塔を活性炭充填層の上方空間(フリーボード)に設置された集水管の上方が液面位置となるように制御された構造とし、活性炭を殺菌する際、集水管から熱水を取り出し循環するようにしたため、熱水量は少なくてよく、投入熱量が削減できる。また、熱水は活性炭塔に上向流で循環されるため、空気の噛み込みによる偏流を抑制できる。また、熱水循環工程における熱水温度を、集水管の流出部に設けられた温度計により検出し、該温度に基づいた制御を行い、且つ熱水循環時間を特定時間以上行うため、活性炭塔内で繁殖した雑菌を確実に殺菌することができる。従って、装置が大掛かりな場合、あるいは、医薬及び製薬用水の場合の如く、雑菌が生存できないとされている80℃以上の温度で殺菌を行うという基準を確実に担保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の活性炭の殺菌方法を説明するための装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
1〜9、12 弁
10 活性炭塔
11 活性炭充填層
13 循環系配管(13aを含む)
13a 集水管とポンプの流入管を連接する連結管
20 集水管
30 ポンプ
30a ポンプの流入管
40 ヒータ
50 フィルター
51、52 警報機付温度計
60 純水製造装置
70 除菌フィルター
80 液面計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, heat input is reduced, is and relates to sterilization how the activated carbon to reliably perform sterilization of activated carbon.
[0002]
[Prior art]
Activated carbon for water treatment is widely used for adsorption and removal of organic substances and odor components in water, and decomposition and removal of oxidants such as residual chlorine and ozone. However, activated carbon for water treatment is prone to various troubles associated with this, as bacteria and other germs easily propagate in the activated carbon layer, even if the activated carbon adsorption capacity still remains as the usage time increases. In some cases. Conventionally, as a method for sterilizing activated carbon that solves these problems, a heat sterilization method, a silver-carrying antibacterial method, a total amount exchange method, and the like have been used. Among these, the heat sterilization method is suitable for sterilizing a large amount of activated carbon. For example, JP-A-6-71249 discloses a means for supplying hot water or steam to an activated carbon packed bed in an activated carbon filtration tower. A tap water purification device and a method of disinfecting various germs propagated in an activated carbon filter tower by heat treatment are disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if heat sterilization is performed by a conventional heat sterilization method, it cannot be said that sterilization is necessarily performed reliably. For example, when hot water is caused to flow downward from the top of the activated carbon filtration tower, drift due to air entrapment may occur, and reliable sterilization may not be performed. In addition, when the apparatus is large, even if hot water circulation is performed, if the hot water circulation time is too short, a local temperature drop occurs and reliable sterilization is not performed. In addition, since the entire activated carbon filtration tower is filled with hot water and circulated, there is a problem that the input heat amount increases and the operating cost increases.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is reduced heat input is, and is to provide a sterilizing how activated carbon to reliably sterilize breeding the bacteria in the activated carbon tower.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In such a situation, as a result of intensive studies, the inventor has a structure in which the activated carbon tower is controlled so that the liquid level position is above the water collecting pipe installed in the upper space (free board) of the activated carbon packed bed, When sterilizing activated carbon, if hot water is taken out and circulated from the water collecting pipe, the amount of hot water can be reduced, the amount of input heat can be reduced, and air can be entrained by circulating upward in the activated carbon packed bed. The temperature of hot water in the hot water circulation process is detected by a thermometer provided at the outflow part of the water collecting pipe, control based on the temperature is performed, and the hot water circulation time is longer than a specific time. As a result, it was found that miscellaneous bacteria propagated in the activated carbon tower could be sterilized, and the present invention was completed.
[0006]
That is, in the activated carbon tower in which the water collecting pipe is installed above the activated carbon packed bed and the upper side of the water collecting pipe is controlled to be at the liquid level, hot water is flown upward in the activated carbon packed bed. The present invention provides a method for sterilizing activated carbon characterized by feeding, extracting hot water from the water collecting pipe, and circulating the hot water.
[0007]
Further, the present invention is a water draining step in which a water collecting pipe is installed above the packed bed of activated carbon, and the water in the activated carbon tower controlled so that the upper side of the water collecting pipe is at the liquid level position is drained to the liquid level position, Hot water is sent to the activated carbon packed bed in an upward flow, and the hot water is extracted from the water collecting pipe, so that heat is displayed until the display on the thermometer provided at the outflow portion of the water collecting pipe reaches a predetermined temperature exceeding 80 ° C. A preheating step for circulating water, a hot water circulation step for circulating hot water at a predetermined temperature exceeding 80 ° C. for at least 10 minutes, and a hot water draining step for draining hot water from the activated carbon tower The present invention provides a method for sterilizing activated carbon, comprising: a cooling blow step of filling the activated carbon tower with water and then flowing water until the temperature of the effluent of the activated carbon tower is 40 ° C. or lower. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a method for sterilizing activated carbon according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for carrying out the activated carbon sterilization method of the present invention. In the figure, 1 to 9 and 12 are valves, and 10 is an activated carbon tower provided with an activated carbon packed
[0010]
The installation position of the
[0011]
Next, the method for sterilizing activated carbon according to the present invention will be described for each step.
(Draining process)
In the state before starting the water draining process, the valve 1, the valve 9 and the valve 7 are open, the other valves are closed, and the
[0012]
(Preheating process)
The water level is maintained at the position of the
[0013]
(Hot water circulation process)
In the preheating step, when the display on the thermometer with
[0014]
(Hot water draining process)
After completion of the hot water circulation step, the hot water in the activated
[0015]
(Cooling blow process)
The cooling blow process is a process in which water is applied to the activated
[0016]
According to the activated carbon sterilization method in the embodiment of the present invention, the activated
[0017]
The thermometer used in the present invention is not particularly limited, but resistance thermometers such as platinum resistance thermometer, copper resistance thermometer, nickel resistance thermometer, thermistor thermometer, etc. Is preferable. The thermometer is equipped with an alarm device, and preferably has a function of transmitting a signal (alarm) such as valve switching according to a set temperature.
[0018]
In the present invention, the control method for setting the liquid level above the water collecting pipe may be either manual liquid level control or automatic liquid level control, but is preferably automatic control using a liquid level control valve.
[0019]
【Example】
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, this is merely an example and does not limit the present invention.
Example 1
The activated carbon sterilizer with the following specifications shown in FIG. 1 was used.
(Activated carbon sterilizer)
・ Activated carbon tower: Capacity 4m 3 , sampling flow rate 26m 3 / h (LV13m / h), 15 days operation ・ Activated carbon: 2.0m 3 (trade name “GW32 / 20 Kuraray Coal),
Number of bacteria in the activated carbon layer: 2 × 10 3 / ml
-Thermometer: Platinum resistance thermometer-Heater: Steam heat exchanger [0020]
(Method of sterilizing activated carbon)
In FIG. 1, the water draining process was performed in an apparatus in which the valve 1, the valve 9 and the valve 7 were open, the other valves were closed, and the
[0021]
After completion of the preheating step, hot water was circulated for 30 minutes in the same circulation system as in the preheating step with the
[0022]
After completion of the hot water circulation process, the
[0023]
After the hot water draining process, the valve 3, the
[0024]
After completion of the cooling blow process, the number of bacteria in the activated carbon-treated water was measured and found to be 0 / ml.
[0025]
【The invention's effect】
According to the method for sterilizing activated carbon of the present invention, the activated carbon tower is structured so that the upper side of the water collecting pipe installed in the space above the activated carbon packed bed (free board) is at the liquid level, and the activated carbon is sterilized. At this time, since hot water is taken out from the water collecting pipe and circulated, the amount of hot water may be small and the input heat amount can be reduced. Moreover, since the hot water is circulated in an upward flow to the activated carbon tower, it is possible to suppress a drift due to air entrapment. In addition, in order to detect the hot water temperature in the hot water circulation step with a thermometer provided at the outflow portion of the water collecting pipe, perform control based on the temperature, and perform the hot water circulation time for a specific time or more, the activated carbon tower It is possible to sterilize the germs that have propagated inside. Therefore, the standard of sterilization at a temperature of 80 ° C. or higher, at which miscellaneous bacteria cannot survive, can be reliably ensured as in the case of a large-scale apparatus or in the case of pharmaceuticals and pharmaceutical water.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for explaining a method for sterilizing activated carbon according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 to 9, 12
Claims (2)
前記活性炭充填層に上向流で熱水を送り、前記集水管より熱水を抜き出すことにより、前記集水管の流出部に設けられた温度計の表示が80℃を超える所定温度以上になるまで熱水の循環を行う予備加熱工程、
前記温度計の表示が80℃を超える所定温度で少なくとも10分間の熱水循環を行う熱水循環工程、
前記活性炭塔の熱水を水抜きする熱水抜き工程、
前記活性炭塔に水を張り、次いで、活性炭塔の流出水の温度が40℃以下になるまで水を流入する冷却ブロー工程、を有することを特徴とする活性炭の殺菌方法。A drainage step of installing a water collection pipe above the activated carbon packed bed, and draining water of the activated carbon tower controlled so that the upper side of the water collection pipe is at the liquid level position,
By sending hot water in an upward flow to the activated carbon packed bed and extracting hot water from the water collecting pipe, until the display of the thermometer provided in the outflow part of the water collecting pipe reaches a predetermined temperature exceeding 80 ° C. A preheating step for circulating hot water,
A hot water circulation step for performing hot water circulation at a predetermined temperature exceeding 80 ° C. for at least 10 minutes;
A hot water draining step for draining hot water from the activated carbon tower;
A method for sterilizing activated carbon, comprising a step of filling the activated carbon tower with water and then introducing water until the temperature of the effluent of the activated carbon tower reaches 40 ° C. or lower.
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