JP5898929B2

JP5898929B2 - 固形薬剤溶解滅菌装置

Info

Publication number: JP5898929B2
Application number: JP2011255483A
Authority: JP
Inventors: 池田　一彦; 一彦池田; 伊藤　太郎; 太郎伊藤; 次雄村上
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: JP2013107057A

Description

本発明は、水利用施設の滅菌用の固形薬剤溶解装置に関するものであり、さらに詳しくは、無機または有機の固形塩素剤を溶解する滅菌装置に関する。

生活排水、産業排水、プール循環水、浴場循環水などは、滅菌のために塩素剤、例えば、次亜塩素酸カルシウム、塩素化イソシアヌール酸等の塩素系固形薬剤を用いて殺菌処理を行った後、放流または循環再利用されている。従来、固形塩素剤を処理水中に溶解添加する方法として、固形塩素剤を充填した密閉容器内に処理水を強制的に流通させる方法や、開放型の容器に処理水を導入してスプレーノズルで散水して溶解を行う方法（例えば、特許文献１および２参照）などが知られている。また、薬剤溶解液の注入方式としては、密閉容器を用いる方法において、プール循環水の濾過機の入口と出口で生じる差圧を利用する注入方法や、開放常圧型の溶解装置において、溶解液の注入ポンプを利用する方法（例えば、特許文献３参照）が提案され、実用に供されている。

特公昭４５−２９７８８号公報特公平４−４０３９号公報特開平８−９９０８９号公報

密閉容器に処理水を導入して溶解を行う方法では、容器内の薬剤の全量が処理水に浸漬するため、薬剤の溶解が進むにつれて薬剤が小型化し、処理水と薬剤の接触面積が減少することによって溶解液の濃度が低下する。そのため、滅菌に供する塩素濃度を一定に制御することが困難であるという欠点があった。

また、密閉容器を有する溶解装置では、導入する処理水の水圧が容器全体に掛かることから、容器全体を耐圧構造で設計する必要があり、コストが高く、また該装置の容積をそれ程大きくすることができないため、１日に数回の薬剤の充填を要するなど作業が煩雑であった。

特許文献２で提案されている開放常圧型の溶解装置において、スプレーノズルによる固形薬剤の溶解方法では、スプレーノズルを塩素剤が充填された薬筒の下部に上向きに配置し、間欠的に水を噴霧することにより薬室内の塩素剤を溶解させるが、間欠的な散水では散水時以外でのスプレーノズル表面、溶解液槽の壁面や目皿の裏面に付着した溶解液の乾燥が避けられず、結果として消石灰や炭酸カルシウム等のスケールの析出、析出したスケールによる配管の閉塞や注入ポンプの故障といった欠点があった。

また、開放常圧型の溶解装置における薬剤溶解液の注入方式として、特許文献３ではポンプによる注入と、ポンプを制御するための電気回路および液面計の設置とが提案されているが、該ポンプおよび該電気回路および該液面計の設置はコストが嵩み、また装置運転用の動力を必要とする。

さらに、薬剤溶解液のポンプによる注入では、特に無機の固形塩素剤を溶解する場合、溶解液の乾燥によって生じる消石灰や炭酸カルシウム等のスケールや、塩素剤に含まれる不溶固形分の吸引により該ポンプが故障するという欠点があった。

また、開放常圧型の溶解装置における薬剤溶解液の注入方法として、特許文献１には、固形薬剤の溶解液槽をプール水の循環水系の主配管よりも高い位置に設置してヘッド圧で注入する方法や、固形薬剤の溶解液を注入するエゼクターを循環水系の濾過機の下流側の主配管上に設置する方法等が記載されているが、実際のプール水の循環設備においては、固形薬剤の溶解装置の設置場所は限られており、プール水循環の主配管上に該エゼクターを設置する場所を設けることは難しく、また設置工事の費用が嵩むといった問題があり、いずれの方法も現在はほとんど実用に供されていない。

本発明は、溶解液の注入量の制御装置として、薬剤の溶解液槽の液面制御装置であるフロート式定水位弁と、フロート式定水位弁を設置する液面調整室と、溶解液の注入装置であるエゼクターと、エゼクターを設置するための処理水の分岐配管とを構成要件とし、課題を解決したものである。

以下、本発明の固形薬剤溶解滅菌装置を詳細に説明する。

本発明は、固形薬剤を充填する薬室Ａと、薬室底部にあって固形薬剤を保持する機能を有する目皿Ｂと、溶解液を保持する溶解液槽Ｃと、溶解液槽の液面を制御するフロート式定水位弁Ｄと、該フロート式定水位弁を設置する液面調整室Ｅと、処理水を取得する取水弁Ｖと、その下流側に設けられた分岐点５から溶解液槽へ接続する処理水導入配管Ｌ１と、該分岐点５から薬剤溶解液を注入するエゼクター２を設置するための処理水分岐配管Ｌ２と、固形薬剤の溶解液をエゼクター２へ供給する溶解液注入配管Ｌ３とで構成されるものであって、図２により示されるものである。

本発明の固形薬剤溶解滅菌装置は、その機能が同じであれば形状、大きさ、材質に特に制限はなく、円筒であっても、方形であってもよい。また、固形薬剤を充填する薬室内部が隔壁によって複数に仕切られていてもよい。溶解液槽の容積に制限はないが、溶解液の注入装置であるエゼクターの吸引の安定性の観点から、溶解液槽Ｃの液深は５センチメートル以上であることが好ましい。

フロート式定水位弁においては、その機能が同じであれば形状、大きさ、材質に特に制限はない。

また、エゼクターは種々選択できるが、最大使用圧力が１．０ＭＰａ以上であって、主流量が１０Ｌ／分以上、吸入流量が３Ｌ／分以上の能力を有するものが好ましい。

本発明の固形薬剤溶解滅菌装置は、例えば、図１に示すようなプール水の循環水系内において使用される。図１においては、プール水を所定の水質に保つ処理を行うために循環ポンプ７によりプール水を濾過機８に送って異物を除去するが、その一部を処理水取込口３より分岐して固形塩素剤の溶解液を調製する固形薬剤溶解滅菌装置１へ導入して、該溶解液を処理水合流点４で濾過機を経たプール水と混合し、殺菌消毒を行う。すなわち、処理水の一部は図２の薬剤溶解用の処理水導入配管Ｌ１を経て固形薬剤溶解滅菌装置１の内部へ導入され、この処理水導入配管Ｌ１より供給された処理水によって薬室Ａ内の目皿Ｂの上に充填された固形塩素剤を溶解し、溶解液は溶解液槽Ｃに保持された後、溶解液注入配管Ｌ３を経て処理水分岐配管Ｌ２上に設置された溶解液注入装置のエゼクター２によって処理水に注入される。

溶解液槽Ｃ内の溶解液量を一定に保つフロート式定水位弁Ｄの効果により、固形薬剤と溶解液の接触面積を制御することができ、溶解液の濃度を安定的に制御することが可能となる。

また、溶解液槽Ｃ内の溶解液量を一定に保つフロート式定水位弁Ｄの効果により、処理水導入配管Ｌ１を経て溶解液槽Ｃへ供給される処理水流量と、溶解液注入配管Ｌ３を経てエゼクター２へ供給される溶解液の流量は最終的に平衡に達して等しくなることから、安定した濃度の溶解液をほぼ一定の流量で処理水分岐配管Ｌ２へ注入することが可能となる。

さらに、フロート式定水位弁Ｄがフロートの高さを調整する機能を有する効果により、フロートの高さを調整して溶解液槽Ｃの液面高さを変えると、固形薬剤と溶解液の接触面積が変わるため、溶解液の濃度を調整することができる。例えば、大型のプールや汚れが酷く滅菌のための塩素剤消費量の大きいプールではフロートを高く保持して溶解液と固形塩素剤の接触面積を増加させ、単位時間当たりの固形塩素剤の溶解量を増加させるといった調整を行うことができる。

溶解液の液面高さは、少なくとも目皿Ｂより高い位置に設定すれば制限はない。溶解液の液面を目皿Ｂよりも高い位置で保持することにより、固形薬剤が常時一定量だけ溶解液へ浸漬する効果により、薬剤の浸漬部分の乾燥を防止できるため、溶解液の乾燥により生じる消石灰や炭酸カルシウム等のスケールの発生が抑制される。

また、目皿Ｂは溶解液面に対し水平に設置することもできるが、固形薬剤に含まれる不溶固形分等の薬室Ａからの排出を促すため、傾斜をつけて設置することもできる。目皿Ｂの設置角度は、溶解液面に対し水平（０度）〜４０度の範囲が好ましい。４０度を超える傾斜になると薬室Ａの容積が減るため好ましくなく、溶解性と不溶固形分の排出効果の点から１０度〜２０度の範囲が特に好ましい。

本発明における固形薬剤の溶解液の注入装置であるエゼクターの設置位置は、公知技術であるプール水の循環水系の主配管上に設置する形態とは大きく異なる。固形薬剤溶解滅菌装置に導入する処理水を２方に分岐し、一方を薬剤の溶解液槽へ導入し、固形薬剤の溶解液を得ることは公知技術と同様であるが、他方を薬剤溶解液を注入するエゼクターを設置するための処理水分岐配管Ｌ２に接続する。エゼクターの設置位置をプール水の循環水系の濾過機の下流側のプール水の主配管上ではなく、図２の処理水分岐配管Ｌ２上に設けることにより、プール水の循環水系の主配管上の設置工事が不要になり、またエゼクター２も小型のものを選択することが可能となる。また、エゼクターによる混合の効果により、薬剤溶解液と処理水の混合をより均一に行うことができる。

エゼクターによる注入の原理から、溶解液注入配管Ｌ３を経由する溶解液の流量は処理水分岐配管Ｌ２の流量を常に下回るため、図２の処理水分岐点５よりも上流側に設置された取水弁Ｖの開度調整によって取水弁Ｖを通過する処理水の流量を変化させる場合には、溶解液注入配管Ｌ３を経由する溶解液の注入量を安定に保ちながら調整することが可能となる。溶解液の注入量の確認は、例えば、図２の処理水導入配管Ｌ１上に設置された流量計Ｆによって確認することができる。

本発明の固形薬剤溶解滅菌装置において、固形薬剤の溶解速度は溶解に供する処理水の温度によって大きく変化するが、固形薬剤と処理水の接触面積の調整による溶解速度の調整機構と、取水弁Ｖを通過する水量の調整による溶解速度の調整機能によっても、幅広い範囲で調整することができる。

液面制御装置のフロート式定水位弁のフロート高さの調整機能を利用すれば、薬剤と溶解液の接触面積を増減させることができ、固形薬剤の溶解量の制御が可能となる。

処理水を２方に分岐し、一方を薬剤の溶解液槽に導入して溶解液を得て、他方に溶解液を注入するエゼクターを設置することで、注入のための動力と電気回路を必要としない装置の運転が可能となる。

プール水の循環水系の概略図である。本発明の固形薬剤溶解滅菌装置の断面図である。実施例１における無機塩素剤の溶解速度曲線である。実施例２における無機塩素剤の溶解速度曲線である。

実施例１（フロート高さを調整し、溶解液槽Ｃの液面高さを変更した場合の塩素剤の溶解量の変化を示す例）
幅５００ｍｍ、奥行３００ｍｍ、高さ５５０ｍｍの薬室Ａの底部に、水平に対し１５度傾斜した目皿Ｂを設置し、その上に、固形塩素剤として次亜塩素酸カルシウム組成物錠剤（トヨクロンファインＢＨ−１０）１０ｋｇを不規則充填し、温度２６℃の処理水を流量２００Ｌ／ｈｒで処理水導入配管Ｌ１を通じて供給し、溶解液槽Ｃの液面の目皿Ｂからの高さを２０〜８０ｍｍの範囲で変化させて、固形塩素剤の溶解速度を測定した。結果を図３に示す。固形塩素剤の溶解速度は、充填した錠剤の浸漬した液面の高さに比例した。

実施例２（取水弁Ｖの開度調整により処理水量を変化させた場合の塩素剤の溶解量の変化を示す例）
幅５００ｍｍ、奥行３００ｍｍ、高さ５５０ｍｍの薬室Ａの底部に、水平に対し１５度傾斜した目皿Ｂを設置し、その上に、固形塩素剤として次亜塩素酸カルシウム組成物錠剤（トヨクロンファインＢＨ−１０）１０ｋｇを不規則充填し、温度２６℃の処理水を流量１００〜３００Ｌ／ｈｒの範囲で変化させて、固形塩素剤の溶解速度を測定した。溶解液槽の液面の高さは、目皿Ｂから４０ｍｍに維持した。結果を図４に示す。固形塩素剤の溶解速度は、流量の変化に比例した。

１固形薬剤溶解滅菌装置の本体部
２エゼクター
３処理水取込口
４処理水合流点
５処理水分岐点
６プール
７循環ポンプ
８濾過機
Ａ薬室
Ｂ目皿
Ｃ溶解液槽
Ｄフロート式定水位弁
Ｅ液面調整室
Ｆ流量計
Ｖ取水弁
Ｌ１処理水導入配管
Ｌ２処理水分岐配管
Ｌ３溶解液注入配管

Claims

水溶性固形薬剤を充填する薬室部、薬室底部の目皿、薬剤の溶解液槽、処理水の分岐配管、装置内へ処理水を導入する配管を有する滅菌装置において、溶解液槽の液面を制御するフロート式定水位弁と、フロート式定水位弁を設置する液面調整室と、薬剤溶解液を処理水分岐配管へ注入するエゼクターとを有することを特徴とする固形薬剤溶解滅菌装置。
処理水の配管を２方に分岐し、一方を薬剤の溶解液槽に接続し、他方を薬剤溶解液を注入するエゼクターに接続することを特徴とする請求項１に記載の固形薬剤溶解滅菌装置。
液面調整室に設置するフロート式定水位弁が、フロートの高さを調整する機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の固形薬剤溶解滅菌装置。
水溶性固形薬剤を充填する薬室底部の目皿が、水平方向に対し０度〜４０度の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固形薬剤溶解滅菌装置。