JP6761149B1 - 微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム - Google Patents

Abstract

小容量の微生物及び／又はウィルス含有廃液を加熱により連続的に不活化処理できる除染システムを提供すること。廃液受槽１と、ボイラ２０と、廃液受槽１から供給される廃液をボイラ２０の蒸気との熱交換により加熱する熱交換装置１０と、廃液受槽１から熱交換装置１０に廃液を供給する廃液供給系開閉弁５及びポンプ６と、廃液受槽１、ボイラ２０、熱交換装置１０、廃液供給系開閉弁５及びポンプ６を制御して、廃液を連続的に不活化処理する制御装置９０と、を備え、熱交換装置１０は、コイル状の管式熱交換器を有し、蒸気との熱交換により廃液を所定の第１温度以上に加熱する加熱器１１と、コイル状の管式熱交換器を有し、加熱器により第１温度以上に加熱された廃液を、蒸気と熱交換しながら第１温度以上に所定時間保持する保持器１３と、を有する、微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム１００である。

Description

本発明は、微生物及び／又はウィルス（細菌、糸状菌、酵母、らん藻、原生動物、ウィルス・ファージ、プリオン等から選択された１以上のものをいう。以下、同じ。）含有廃液の除染システムに関し、特に、微生物及び／又はウィルスの存在が懸念される製薬施設・工場や研究所、病院等からの廃液を不活化する除染システムに関する。

従来、微生物及び／又はウィルスを含有する廃液の処理として、薬液による不活化処理（殺菌処理を意味する。以下、同じ）がある。この薬液による不活化処理では、先ず廃液に対してｐＨ調整や凝集沈殿を行った後、汚泥部分は脱水後に焼却（燃焼）処理し、液相成分は次亜塩素酸ナトリウム等による消毒剤による処理後、さらに過剰薬剤の中和を行って系外へ排出する。しかしながら、薬液による不活化処理では、多量の薬液が必要となるうえ焼却に大きなエネルギを要するため、ランニングコストが嵩むという問題がある。

これに対して、微生物及び／又はウィルスを含有する廃液の処理として、加熱による不活化処理がある。この加熱による不活化処理として、例えば、蒸気や電気抵抗を利用したバッチ式の加熱処理装置による不活化処理が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。これらの加熱による不活化処理によれば、上述の薬液による不活化処理の問題は解決可能である。

特開２０００−２６３０３７号公報 米国特許出願公開第２０１６／０１４５１２１号明細書

しかしながら、近年のバイオ製剤では、これまでの大量生産から、使い捨てのシングルユース機器を使用した小容量の連続生産が主流になっており、微生物及び／又はウィルスがそれぞれ異なる多品種化が進んでいる。そのため、上記バッチ式の加熱処理装置による不活化処理では、廃液は一定量溜まるまで未除染の状態で放置されるところ、中央除染設備とした場合には配管を介して未処理の微生物及び／又はウィルスが逆汚染（コンタミネーション）する可能性がある。

また、研究所や病院では、使用される水の量は少なく、廃液量も少ない。そのため、大容量の廃液を不活化処理するのに適した中央除染設備ではなく、各スイート（各製造エリア）において、瞬時にその場で連続的に不活化処理を行うことが要求される。しなしながら、小容量の微生物及び／又はウィルス含有廃液を加熱により連続的に不活化処理できる除染システムは、これまでのところ見出されていない。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、小容量の微生物及び／又はウィルス含有廃液を加熱により連続的に不活化処理できる除染システムを提供することを目的とする。

（１） 上記目的を達成するため本発明は、微生物及び／又はウィルスを含有する廃液を連続的に不活化処理する除染システムであって、前記廃液を排出する設備から前記廃液を受ける廃液受槽と、蒸気を生成する蒸気生成装置と、前記廃液受槽から供給される前記廃液を、前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気との熱交換により加熱する熱交換装置と、前記廃液受槽から前記熱交換装置に前記廃液を供給する廃液供給手段と、前記廃液受槽、前記蒸気生成装置、前記熱交換装置及び前記廃液供給手段を制御して、前記廃液を連続的に不活化処理する制御装置と、を備え、前記熱交換装置は、コイル状の管式熱交換器を有し、前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気との熱交換により前記廃液を所定の第１温度以上に加熱する加熱器と、コイル状の管式熱交換器を有し、前記加熱器により前記第１温度以上に加熱された前記廃液を、前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気と熱交換しながら前記第１温度以上に所定時間保持する保持器と、を有する、微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システムを提供する。

（２） （１）の除染システムにおいて、前記廃液受槽と前記加熱器の間の流路に設けられ、該流路を流通する廃液の流量を検出する流量検出手段と、前記加熱器と前記保持器の間の流路に設けられ、該流路を流通する廃液の温度を検出する第１温度検出手段と、前記保持器の下流側の流路に設けられ、該流路を流通する廃液の温度を検出する第２温度検出手段と、を備え、前記制御装置は、前記流量検出手段により検出された流量、前記第１温度検出手段により検出された温度及び前記第２温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記廃液受槽、前記廃液供給手段、前記蒸気生成装置及び前記熱交換装置を制御してもよい。

（３） （２）の除染システムにおいて、前記熱交換装置から排出される廃液を前記廃液受槽に循環させる廃液循環手段をさらに備え、前記制御装置は、前記第２温度検出手段により検出された温度が前記第１温度未満である場合には、前記廃液循環手段を制御して、前記熱交換装置から排出される廃液を前記廃液受槽に循環させてもよい。

（４） （１）から（３）いずれかの除染システムにおいて、前記熱交換装置は、前記廃液受槽と前記加熱器との間の流路に設けられ、前記廃液受槽から前記加熱器に供給される前記廃液を予熱する予熱器をさらに有し、前記予熱器には、前記加熱器から排出されるドレン水が供給されてもよい。

（５） （４）の除染システムにおいて、前記予熱器から排出されるドレン水を前記蒸気生成装置に循環させるドレン循環手段をさらに備えてもよい。

（６） （１）から（５）いずれかの除染システムにおいて、前記熱交換装置は、コイル状の管式熱交換器を有し、前記保持器により前記第１温度以上に所定時間保持された前記廃液を、冷却水との熱交換により所定の第２温度以下に冷却する冷却器をさらに有してもよい。

（７） （６）の除染システムにおいて、前記熱交換装置は、前記保持器と前記冷却器との間の流路に設けられ、前記保持器により前記第１温度以上に所定時間保持された後に前記冷却器に供給される前記廃液を予冷する予冷器をさらに有し、前記予冷器には、前記冷却器から排出されるドレン水が供給されてもよい。

（８） （６）又は（７）の除染システムにおいて、前記冷却器の下流側の流路に設けられ、該流路内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段よりも下流側の流路に設けられ、該流路内の圧力を調整可能な調整弁と、をさらに備え、前記制御装置は、前記圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、前記調整弁の開閉を制御してもよい。

（９） （１）から（８）いずれかの除染システムにおいて、薬液を貯留する薬液貯留槽と、前記薬液貯留槽に貯留されている薬液を前記熱交換装置に供給するとともに、該熱交換装置に供給された薬液を前記薬液貯留槽に循環させる薬液循環手段と、をさらに備えてもよい。

（１０） （１）から（９）いずれかの除染システムにおいて、前記廃液を排出する設備から前記廃液受槽に廃液を導入する廃液導入路に設けられ、前記廃液を濾過するストレーナと、前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気を前記ストレーナに供給することにより、前記ストレーナを熱洗浄するストレーナ洗浄手段と、をさらに備えてもよい。

本発明によれば、小容量の微生物及び／又はウィルス含有廃液を加熱により連続的に不活化処理できる除染システムを提供できる。

本発明の一実施形態に係る除染システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る除染システムの薬液循環処理を示す図である。 本発明の一実施形態に係る除染システムの不活化処理を示す図である。 本発明の一実施形態に係る除染システムの不活化異常処理を示す図である。 本発明の一実施形態に係る除染システムのストレーナメンテナンス処理を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る除染システム１００の構成を示す図である。本実施形態に係る除染システム１００は、研究所や病院等の設備（不図示）から排出される小容量の廃液（例えば、３００Ｌ／日）を、例えば２０時間の不活化処理を実行することにより除染する。不活化処理は、例えば１３５℃×９０秒保持することにより実行され、例えば２５０ｍＬ／分で連続的に廃液を不活化処理可能である。また、本実施形態に係る除染システム１００は、例えば、高さが１０００ｍｍ以下で製作可能であり、シンク横等にコンパクトに設置可能である。

図１に示されるように、本実施形態に係る除染システム１００は、主構成要素として、廃液受槽１と、廃液供給手段（廃液供給系開閉弁５及びポンプ６）と、熱交換装置１０（予熱器８、加熱器１１、保持器１３、予冷器１６及び冷却器１７）と、ボイラ２０と、薬液貯留槽２５と、制御装置９０と、を備える。また、除染システム１００は、ストレーナ３と、流量計７と、第１温度計１２と、第２温度計１５と、調整弁１９と、各系の流路を切り替えるための複数の各種開閉弁と、予熱器８、加熱器１１、保持器１３、予冷器１６及び冷却器１７の各種ドレンと、を備える。

廃液受槽１は、研究所や病院等の設備（不図示）から排出される微生物及び／又はウィルスを含有する廃液（以下、単に廃液ともいう。）を受ける槽である。廃液受槽１に廃液を導入する廃液導入路には、廃液導入系開閉弁２ａ，２ｂと、ストレーナ３が設けられる。廃液受槽１への廃液の導入は、制御装置９０による廃液導入系開閉弁２ａ，２ｂの開閉制御により制御される。なお、本実施形態の各種開閉弁、調整弁は、電磁弁等により構成される。

廃液受槽１の容量は、例えば２０Ｌであり、小容量である。廃液受槽１には、レベル計４が設置されており、５Ｌの貯留が確認された時点で、連続不活化処理が開始されるように設定される。ただし、この連続不活化処理の起動設定（貯留量レベル）は、任意に設定可能である。

廃液供給手段としての廃液供給系開閉弁５及びポンプ６は、廃液受槽１と加熱器１１との間の流路に設けられる。これら廃液供給系開閉弁５及びポンプ６は制御装置９０により制御され、廃液受槽１内の廃液を加熱器１１等からなる熱交換装置１０に供給する。

流量計７は、ポンプ６の下流に設けられる。流量計７は、予熱器８及び加熱器１１に供給される廃液の流量を検出する。流量計７の検出信号は、制御装置９０に送信される。

予熱器８は、廃液受槽１と加熱器１１との間の流路に設けられる。予熱器８は、廃液受槽１から加熱器１１に供給される廃液を予熱する。これにより、予熱器８により予熱された廃液が加熱器１１に供給される。この予熱器８には、加熱器１１から排出されるドレン水が供給され、このドレン水と廃液との間で熱交換が行われる。また、予熱器８は、ドレン循環手段としての予熱器ドレン９を有しており、この予熱器ドレン９を流通するドレン水は、ボイラ２０に循環されて再利用される。

加熱器１１は、予熱器８の下流に設けられ、ボイラ２０により生成された蒸気との熱交換により、予熱された廃液を加熱する。具体的には、加熱器１１は、予熱された廃液を所定の第１温度以上に加熱する。本実施形態では、例えば、第１温度は１３５℃に設定される。即ち、加熱器１１は、例えば２５℃まで予熱された廃液を、１３５℃以上に加熱する。

加熱器１１は、後述する保持器１３及び冷却器１７と同様に、コイル状の管式熱交換器により構成される。ここで、従来の連続式不活化処理装置では、熱交換器としてはスパイラル式熱交換器が用いられている。このスパイラル式熱交換器は、２枚の平板の間にスペーサを挿入して流路を確保した状態で巻き上げることにより形成される。このスパイラル式熱交換器は、高温流体と低温流体とが向流する単一の流路構造で高い伝熱特性を有するため、大容量の廃液を熱交換するのに適している。そのため、小流量で小伝熱面積のスパイラル熱交換器は存在しないのが実情である。例えば、本実施形態で用いられるコイル状の管式熱交換器の伝熱面積は０．２ｍ^２以下であればよいが、０．２ｍ^２以下の伝熱面積のスパイラル式熱交換器は存在しない。

また、本実施形態で用いる熱交換器は、密閉式の圧力容器である必要があるところ、スパイラル式熱交換器を小容量化して小型化しようとすると、密閉式の圧力容器にするにはクランプ構造を取り得ず、溶接せざるを得ない。しかしながら、溶接してしまうと、内部解放して点検、メンテナンスすることができなくなるため、本実施形態の熱交換器として用いることはできない。従って、本実施形態では、コイル状の管式熱交換器を用いることにより、小容量の廃液の不活化処理を可能としている。

加熱器１１は、加熱器ドレン１１ａ，１１ｂと、加熱器ドレン系開閉弁１１ｃを有する。制御装置９０により加熱器ドレン系開閉弁１１ｃが開閉制御されることにより、加熱器ドレン水が、加熱器ドレン１１ａを介して予熱器８に供給されるか、又は加熱器ドレン１１ｂを介してボイラ２０に循環されて再利用される。あるいは、ドレン系開閉弁１４を開くことにより、加熱器ドレン１１ｂを介して加熱器ドレン水が系外へ排出される。

第１温度検出手段としての第１温度計１２は、加熱器１１と保持器１３の間の流路に設けられる。第１温度計１２は、加熱器１１により第１温度以上に加熱された廃液の温度を検出する。第１温度計１２の検出信号は、制御装置９０に送信される。

保持器１３は、加熱器１１の下流に設けられ、加熱器１１により上述の第１温度以上に加熱された廃液を、ボイラ２０により生成された蒸気と熱交換しながら第１温度以上に所定時間保持する。例えば、保持器１３は、９０秒間１３５℃以上に廃液を保持する。１３５℃×９０秒間保持することは、廃液中に含まれ得る細菌類の全て、及びヒト免疫不全ウィルス（ＨＩＶ）、Ｂ型肝炎ウィルス（ＨＢＶ）、Ｃ型肝炎ウィルス（ＨＣＶ）等の肝炎ウィルス、その他のウィルスを含む微生物、ウィルスを６桁殺滅できることを意味することが、本発明者によって確認されている。

ここで、「ＳＡＬ」は、滅菌後に１個の微生物が存在する確率で「１０^−ｎ」で表される無菌性保証水準であり、例えば医薬品を最終容器に充填密封してから行う最終滅菌法では、「ＳＡＬ１０^−６」が要求される。一般に、「ＳＡＬ１０^−６」を保証するために、オーバーキル滅菌条件を採用すればよいとされ、その指標として、Ｆ０≧１２が要求される（ＩＳＯ／ＴＳ １７６６５−２）。Ｆ０値は、高圧蒸気滅菌で基準となる滅菌指標であり、１０℃のｚ値（所定の温度で生菌数を１０分の１に殺菌する時間（分）であるＤ値を１０倍変化させる温度変化の度数）を持つ微生物について、１２１．１℃（２５０°Ｆ）の温度に等価な時間（分）を示す値である。

本実施形態に係る除染システム１００は、２５０ｍＬ／分で連続２０時間処理することにより、３００Ｌ／日の処理が可能な除染システムである。本実施形態で使用する廃液供給手段としてのポンプ６を、例えば２４０ｍＬ／分〜５４０ｍＬ／分にインバータで可変にすることで、例えば５００ｍＬ／分で連続２０時間処理することにより６００Ｌ／日の処理が可能となる。これは、本実施形態が、Ｆ０で滅菌（不活化）保証することに基づいているためであり、この場合、制御装置９０を介して保持器１３を１３８℃以上の温度に保持することでＦ０＞３０が達成できる。これは、上述のＦ０≧１２をクリアし、１つの装置で３００Ｌ／日〜６００Ｌ／日まで処理可能な除染システムを提供できることを意味する。これに対して、先行技術文献に記載される槽、即ち反応釜の形式においては、反応釜の容量が一定であるので、当該反応釜の処理総量を変更することはできない。

なお、上述した通り保持器１３は、加熱器１１や冷却器１７と同様に、コイル状の管式熱交換器により構成される。保持器１３は、ボイラ２０で生成された蒸気と熱交換しながら廃液を保持するため、所定時間、第１温度以上に廃液を確実に保持可能となっている。

保持器１３は、保持器ドレン１３ａと、保持器ドレン系開閉弁１３ｂと、を有する。制御装置９０により保持器ドレン系開閉弁１３ｂが開閉制御されることにより、保持器ドレン水が、保持器ドレン１３ａを介してボイラ２０に循環されて再利用される。あるいは、ドレン系開閉弁１４を開くことにより、保持器ドレン１３ａを介して保持器ドレン水が系外へ排出される。

第２温度検出手段としての第２温度計１５は、保持器１３の下流に設けられる。第２温度計１５は、保持器１３により所定時間、第１温度以上に保持された廃液の温度を検出する。第２温度計１５の検出信号は、制御装置９０に送信される。

予冷器１６は、保持器１３と冷却器１７との間の流路に設けられる。予冷器１６は、保持器１３により第１温度以上に所定時間保持された廃液を予冷する。これにより、予冷器１６により予冷された廃液が冷却器１７に供給される。この予冷器１６には、冷却器１７から排出されるドレン水が供給され、このドレン水と廃液との間で熱交換が行われる。

冷却器１７は、予冷器１６の下流に設けられ、保持器１３により第１温度以上に所定時間保持された後に予冷器１６により予冷された廃液を、外部から供給される冷却水との熱交換により所定の第２温度以下に冷却する。例えば、冷却器１７は、廃液を５０℃〜６０℃以下に冷却する。これにより、廃液を、４０℃以下でなければならない下水として排出することが可能となっている。なお、上述した通り冷却器１７は、加熱器１１や保持器１３と同様に、コイル状の管式熱交換器により構成される。

冷却器１７は、外部から冷却水が供給される冷却水供給路が接続されており、該冷却水供給路には、冷却系開閉弁２１ａ〜２１ｃが設けられる。制御装置９０により、これら冷却系開閉弁２１ａ〜２１ｃが開閉制御されることにより、外部から冷却器１７、あるいは薬液貯留槽２５に冷却水が供給される。

冷却器１７は、冷却器ドレン１７ａと、冷却器ドレン系開閉弁１７ｂと、を有する。制御装置９０により冷却器ドレン系開閉弁１７ｂが開閉制御されることにより、冷却器ドレン水が、冷却器ドレン１７ａを介して予冷器１６に供給されるか、又は系外へ排出される。

圧力検出手段としての圧力計１８は、冷却器１７の下流に設けられる。圧力計１８は、冷却器１７により第２温度以下に冷却された廃液が流通する流路内の圧力を検出する。圧力計１８の検出信号は、制御装置９０に送信される。

調整弁１９は、圧力計１８の下流に設けられ、弁を開閉することにより該流路内の圧力を調整する。調整弁１９の開閉を制御装置９０により制御される。具体的には、上記圧力計１８により検出された圧力値に基づいて、調整弁１９の開閉が制御される。これにより、排出系開閉弁２３を介して廃液を排出する際に、流路内の圧力が一定に保たれ、廃液の突沸が防止される。

蒸気生成装置としてのボイラ２０は、電気式ボイラであり、水から蒸気を生成する。ただし、蒸気生成装置としては電気ボイラに限定されず、蒸気を生成可能なものであればよい。生成した蒸気は、加熱器１１及び保持器１３、又はストレーナ３に供給される。これら蒸気の供給は、制御装置９０により蒸気系開閉弁２０ａ〜２０ｆを開閉制御することにより行われる。なお、蒸気系開閉弁２０ｅ，２０ｆは、ストレーナ３に蒸気を供給するストレーナ洗浄手段として機能する。

薬液貯留槽２５は、薬液を貯留するとともに、不活化処理開始前に熱交換装置１０に供給される薬液を循環させる薬液循環槽として機能する。薬液貯留槽２５は、薬液循環手段としての薬液供給系開閉弁２５ａを有する。制御装置９０により薬液供給系開閉弁２５ａが開閉制御されることにより、薬液貯留槽２５に貯留されている薬液が熱交換装置１０に供給されるとともに、熱交換装置１０に供給された薬液が薬液貯留槽２５に循環される。

薬液貯留槽２５は、アルカリ貯留槽２６と、酸貯留槽２７と、アルカリ供給系開閉弁２６ａと、酸供給系開閉弁２７ａと、を有する。アルカリ貯留槽２６は、アルカリとして水酸化ナトリウムを貯留するが、これに限定されず、例えば水酸化カリウム等の他のアルカリを貯留してもよい。また、酸貯留槽２７は、酸として硝酸を貯留するが、これに限定されず、例えば、リン酸等の他の無機酸や、スルファミン酸等の有機酸を貯留してもよい。

薬液としてアルカリが熱交換装置１０に供給、循環されると、加熱により流路内で固化変性した蛋白等が溶解されて除去される。特に、本実施形態の処理対象である微生物及び／又はウィルスを含有する廃液は、バイオ製剤等であり、廃液中に蛋白が多く含まれているため、有効である。また、薬液として酸が熱交換装置１０に供給、循環されると、加熱により流路内で析出したシリカ、カルシウム等からなるスケールが溶解されて除去される。これにより、流路が閉塞されるのを回避可能となっている。

なお、上述の薬液貯留槽２５等は、血液製剤等の製薬施設、工場や病院等のＣＩＰ（Ｃｌｅａｎ−ｉｎ−ｐｌａｃｅｉｎｇ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ；生産状態のままで、特に装置に追加的機器を取り付けるこなく又は生産設備を分解することなく行われる自動洗浄のことをいう。）ユニットとして機能する。

以上の構成を備える本実施形態の除染システム１００は、制御装置９０により、薬液循環処理、不活化処理、不活化異常処理、ストレーナメンテナンス処理がそれぞれ実行される。以下、図２〜図５を参照して各処理について詳しく説明する。

図２は、本実施形態に係る除染システム１００の薬液循環処理を示す図である。図２中、太破線は薬液が流通している状態、細破線は蒸気が流通している状態、細一点鎖線は冷却水が流通している状態を示している。この薬液循環処理は、廃液の不活化処理に先立って実行される。先ず、廃液供給系開閉弁５を閉じた状態で薬液供給系開閉弁２５ａを開き、ポンプ６により薬液貯留槽２５から薬液を熱交換装置１０に供給する。同時に、廃液循環系開閉弁２２及び排出系開閉弁２３を閉じ、薬液循環系開閉弁２４を開くことにより、薬液を薬液貯留槽２５に循環させる。薬液の循環は、加熱器１１の出口にある第１温度計１２の検出温度が、例えば１３５℃になるまで行われる。循環される薬液は、アルカリと酸を適宜切り替えて行われる。アルカリと酸の切り替えは、アルカリ供給系開閉弁２６ａ及び酸供給系開閉弁２７ａを開閉制御することにより行われる。本処理により、不活化処理経路内の蛋白、スケールが除去され、経路の閉塞が防止される。

図３は、本実施形態に係る除染システム１００の不活化処理を示す図である。図３中、太実線は廃液が流通している状態、細破線は蒸気が流通している状態、細一点鎖線は冷却水が流通している状態を示している。この不活化処理は、上述の薬液循環処理において、第１温度計１２の検出温度が例えば１３５℃に達した時点で、薬液供給系開閉弁２５ａ
を閉じるとともに廃液供給系開閉弁５を開くことにより開始される。開始されると、不活化処理経路内の薬液が廃液により薬液貯留槽２５に押し流される。本システムでは経路配管の径は全て同一であるため、流量計７で検出される流量に基づいて、不活化処理経路内の薬液が廃液に置換されるタイミングを算出し、そのタイミングで廃液循環系開閉弁２２を閉じ、排出系開閉弁２３を開く。

本処理では、廃液受槽１から予熱器８による予熱を経て、加熱器１１に例えば２５℃の廃液が供給される。予熱器８には加熱器１１のドレン水が供給され、予熱器８のドレン水はボイラ２０に循環されて再利用される。加熱器１１に供給された廃液は、加熱器１１でボイラ２０から供給された蒸気と熱交換することにより、例えば１３５℃に昇温される。１３５℃に昇温された廃液は、保持器１３に供給され、例えば１３５℃以上で９０秒間保持される。保持時間は、流量計７で検出された流量を制御することにより、保持器１３での保持時間を確保する。保持器１３で例えば１３５℃以上で９０秒間保持された廃液は、予冷器１６による予冷を経て、冷却器１７に供給される。冷却器１７に供給された廃液は、冷却水と熱交換することにより、例えば５０℃〜６０℃以下に冷却された後、系外に排出される。予冷器１６には冷却器１７のドレン水が供給され、予冷器１６のドレン水は系外に排出される。

ここで、廃液の受け入れ温度を例えば２５℃として、不活化条件を１３５℃×９０秒間とした場合、予熱器８で６５℃まで予熱昇温されたとして、昇温のために投入する外部からのエネルギは、４ＫＧの蒸気圧力で２．２ｋｇ／時で所定能力が達成可能である。これに対して、本実施形態と同様に３００Ｌ／日の廃液を、従来のキルタンク（直接蒸気投入密閉反応容器）を用いて、同じ条件で不活化処理した場合、その必要蒸気量は６６ｋｇである。この場合には廃液が長時間未処理（未不活化）状態でエリア内に保持されるため、作業空間が汚染される懸念もあり、本実施形態の除染システムの有効性が確認できる。

図４は、本実施形態に係る除染システム１００の不活化異常処理を示す図である。図４中、太実線は廃液が循環している状態、細破線は蒸気が流通している状態、細一点鎖線は冷却水が流通している状態を示している。この不活化異常処理は、万が一、保持器１３で例えば１３５℃以上９０秒間の保持が確保できなかった場合（第２温度計１５で監視可能）に実行される。本処理では、排出系開閉弁２３を閉じ、廃液循環系開閉弁２２を開くことにより、廃液は系外に放流されることなく、廃液受槽１に循環される。これにより、未除染の廃液が系外に排出されるのが防止される。

図５は、本実施形態に係る除染システム１００のストレーナメンテナンス処理を示す図である。このストレーナメンテナンス処理は、ストレーナ３の交換時等に実行される。図５中、細破線は蒸気が流通している状態を示している。本処理により、ボイラ２０の蒸気がストレーナ３に供給され、ストレーナ３の熱洗浄処理が行われる。

本実施形態に係る除染システム１００によれば、以下の効果が奏される。
（１） 本実施形態に係る除染システム１００によれば、小容量の微生物及び／又はウィルス含有廃液を連続的に不活化できる。従来の薬液による消毒では不十分な細菌、ウィルスに対しても、所定の温度（致死温度）に昇温する事ができ、確実に不活化することができる。
（２） 従来の薬液による消毒に比べて不活化処理は蒸気によるもののみであり、環境を汚染する可能性が低い。また、薬液による消毒では、大量の薬液が必要となりコストが高騰するが、本システムでは加熱によるため処理ランニングコストを低減できる。
（３） 複数の熱交換器で処理することで、蒸気直接投入等のバッチ式熱処理法に比べ、放熱分を有効に利用できるため省エネルギである。また、熱交換器を多段に組み合わせることで、蒸気投入量を削減でき、蒸気ドレンを還水再利用することで水使用量、電気使用量を削減できる共に、最終処理水を所定の温度に降温できる。
（４） 連続処理が可能なため、省スペースのコンパクトな装置で処理可能である。加えて、未処理液を瞬時に処理でき雰囲気（室内）内への逆汚染を防止できる。
（５） アルカリ（水酸化ナトリウム等）や酸（硝酸等）により配管及び熱交換器を含む全システムを洗浄可能であり、配管内及び機器内へのスケールや蛋白の付着を防止並びに再溶解可能であり、メンテナンスが容易である。そのため、熱交換器特有の詰まりを防止でき、配管、機器が不動態化され、システムを高寿命化できる。
（６） 対象ウィルスによって、任意に設定温度を変更でき、将来の未知の細菌やウィルスに対しても対応可能である。
（７） 供給された蒸気は、再利用することでシステムの洗浄時に熱洗浄として有効利用可能である。また、ストレーナ３の交換時に熱洗浄が可能である。
（８） 最終処理水を所定の温度に降温するために使用する冷却水は、降温未処理水と熱交換することで冷却水使用量を削減できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。

１ 廃液受槽
２ａ，２ｂ 廃液導入系開閉弁
３ ストレーナ
４ レベル計
５ 廃液供給系開閉弁（廃液供給手段）
６ ポンプ（廃液供給手段）
７ 流量計（流量検出手段）
８ 予熱器
９ 予熱器ドレン（第１ドレン循環手段）
１０ 熱交換装置
１１ 加熱器
１１ａ、１１ｂ 加熱器ドレン
１１ｃ 加熱器ドレン系開閉弁（ドレン循環手段）
１２ 第１温度計（第１温度検出手段）
１３ 保持器
１３ａ 保持器ドレン
１３ｂ 保持器ドレン系開閉弁
１４ ドレン系開閉弁
１５ 第２温度計（第２温度検出手段）
１６ 予冷器
１６ａ 予冷器ドレン（第２ドレン循環手段）
１７ 冷却器
１７ａ 冷却器ドレン
１７ｂ 冷却器ドレン系開閉弁
１８ 圧力計（圧力検出手段）
１９ 調整弁
２０ ボイラ（蒸気生成装置）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 蒸気系開閉弁
２０ｅ，２０ｆ 蒸気系開閉弁（ストレーナ洗浄手段）
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 冷却系開閉弁
２２ 廃液循環系開閉弁（廃液循環手段）
２３ 排出系開閉弁（廃液循環手段）
２４ 薬液循環系開閉弁（薬液循環手段）
２５ 薬液貯留槽（薬液循環手段）
２５ａ 薬液供給系開閉弁（薬液循環手段）
２６ アルカリ貯留槽
２６ａ アルカリ供給系開閉弁
２７ 酸貯留槽
２７ａ 酸供給系開閉弁
９０ 制御装置
１００ 除染システム

Claims (10)

1. 微生物及び／又はウィルスを含有する廃液を連続的に不活化処理する除染システムであって、
   前記廃液を排出する設備から前記廃液を受ける廃液受槽と、
   蒸気を生成する蒸気生成装置と、
   前記廃液受槽から供給される前記廃液を、前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気との熱交換により加熱する熱交換装置と、
   前記廃液の流量を可変とするインバータを有し、前記廃液受槽から前記熱交換装置に前記廃液を供給する廃液供給手段と、
   前記廃液受槽、前記蒸気生成装置、前記熱交換装置及び前記廃液供給手段を制御して、前記廃液を連続的に不活化処理する制御装置と、を備え、
   前記熱交換装置は、
   配管がコイル状に形成され且つクランプ構造を有する密閉式の圧力容器からなる管式熱交換器を有し、前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気との熱交換により前記廃液を所定の第１温度以上に加熱する加熱器と、
   配管がコイル状に形成され且つクランプ構造を有する密閉式の圧力容器からなる管式熱交換器を有し、前記加熱器により前記第１温度以上に加熱された前記廃液を、前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気と熱交換しながら前記第１温度以上に所定時間保持する保持器と、を有し、
   前記除染システムは、
   前記蒸気生成装置の蒸気を前記保持器に直接供給するための蒸気供給路と、
   前記蒸気供給路に設けられた蒸気系開閉弁と、をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記廃液供給手段のインバータを制御して前記廃液の流量を２４０ｍＬ／分〜５４０ｍＬ／分の範囲内とし、かつ、前記廃液の流量に応じて前記蒸気系開閉弁を制御して殺菌強度Ｆ０＞３０を満たすように前記保持器内の温度を制御する、微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
2. 前記廃液受槽と前記加熱器の間の流路に設けられ、該流路を流通する廃液の流量を検出する流量検出手段と、
   前記加熱器と前記保持器の間の流路に設けられ、該流路を流通する廃液の温度を検出する第１温度検出手段と、
   前記保持器の下流側の流路に設けられ、該流路を流通する廃液の温度を検出する第２温度検出手段と、を備え、
   前記制御装置は、前記流量検出手段により検出された流量、前記第１温度検出手段により検出された温度及び前記第２温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記廃液受槽、前記廃液供給手段、前記蒸気生成装置及び前記熱交換装置を制御する、請求項１に記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
3. 前記熱交換装置から排出される廃液を前記廃液受槽に循環させる廃液循環手段をさらに備え、
   前記制御装置は、前記第２温度検出手段により検出された温度が前記第１温度未満である場合には、前記廃液循環手段を制御して、前記熱交換装置から排出される廃液を前記廃液受槽に循環させる、請求項２に記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
4. 前記熱交換装置は、前記廃液受槽と前記加熱器との間の流路に設けられ、前記廃液受槽から前記加熱器に供給される前記廃液を予熱する予熱器をさらに有し、
   前記予熱器には、前記加熱器から排出されるドレン水が供給される、請求項１から３いずれかに記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
5. 前記予熱器から排出されるドレン水を前記蒸気生成装置に循環させるドレン循環手段をさらに備える、請求項４に記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
6. 前記熱交換装置は、
   コイル状の管式熱交換器を有し、前記保持器により前記第１温度以上に所定時間保持された前記廃液を、冷却水との熱交換により所定の第２温度以下に冷却する冷却器をさらに有する、請求項１から５いずれかに記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
7. 前記熱交換装置は、前記保持器と前記冷却器との間の流路に設けられ、前記保持器により前記第１温度以上に所定時間保持された後に前記冷却器に供給される前記廃液を予冷する予冷器をさらに有し、
   前記予冷器には、前記冷却器から排出されるドレン水が供給される、請求項６に記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
8. 前記冷却器の下流側の流路に設けられ、該流路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段よりも下流側の流路に設けられ、該流路内の圧力を調整可能な調整弁と、をさらに備え、
   前記制御装置は、前記圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、前記調整弁の開閉を制御する、請求項６又は７に記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
9. 薬液を貯留する薬液貯留槽と、
   前記薬液貯留槽に貯留されている薬液を前記熱交換装置に供給するとともに、該熱交換装置に供給された薬液を前記薬液貯留槽に循環させる薬液循環手段と、をさらに備える、請求項１から８いずれかに記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。
10. 前記廃液を排出する設備から前記廃液受槽に廃液を導入する廃液導入路に設けられ、前記廃液を濾過するストレーナと、
    前記蒸気生成装置により生成された前記蒸気を前記ストレーナに供給することにより、前記ストレーナを熱洗浄するストレーナ洗浄手段と、をさらに備える、請求項１から９いずれかに記載の微生物及び／又はウィルス含有廃液の除染システム。

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