JPH05305288A - 微生物除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量の二酸化炭素ガスを必要とせず、用水中
でのオゾンの消失を抑制し、高濃度のオゾン水が得ら
れ、短時間で十分に微生物が除去できる微生物除去方法
を提供する。 【構成】 オゾン発生装置４により発生された高濃度オ
ゾン化ガスを水エゼクタ６で周期的に水中に注入して水
中で繁殖する微生物を除去する。なお、上記高濃度オゾ
ン化ガス注入に際し、予め上記高濃度オゾン化ガスと混
合、または同期して二酸化炭素ガスをともに水中に注入
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば水管路や熱交換
器表面等に発生する微生物による閉塞障害や熱交換効率
の低下を防止する微生物除去方法の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】発電所や化学工場等では多量の冷却水が
使用されているが、用水中の微生物や藻類に起因して、
水管路や熱交換器表面にスライム等が付着し、水管路の
閉塞や熱交換器の効率低下が生じている。これを防ぐた
めに、塩素あるいは塩素系の薬品などを冷却用水の水中
に注入し、塩素の殺菌、殺藻力によって上記微生物の付
着繁殖を防止している。しかし、この種の微生物除去方
法における塩素注入量は、通常冷却用水中１ｐｐｍとな
るように調節され、塩素使用量が多くなり、運転費用が
高価となる。さらに、残留塩素を海や河川などの公共用
水中に排出すると環境汚染の恐れがあるとともに、この
問題を解決するために排水処理施設を設けなければなら
ず膨大な費用を要するなどの欠点があった。

【０００３】上記のような微生物除去方法の欠点を除去
するために、塩素よりも殺菌、殺藻作用が大きく、かつ
水中で比較的短時間に無害な酸素に分解されるオゾンに
よる方法が提案されている。上記オゾンを用いて冷却用
水管壁での微生物の付着繁殖を防止するには、有効残留
オゾン濃度が０．１ｐｐｍ程度になるようなオゾンを連
続して注入すれば可能である。しかし、オゾンは上記の
ような水中では短時間に分解するため、実際には注入さ
れるオゾンは上記の有効残留オゾン濃度の数倍に達し、
０．５ｐｐｍ程度を必要とする。従って、オゾンの価格
が塩素系薬品の４倍程度であることを考慮すると経済的
に問題があるため現実的には普及していない。

【０００４】そこで、上記のオゾン法の欠点を除去する
ために、特開昭５５−６１９８３号公報に記載の発明が
なされた。この発明は高濃度のオゾンを周期的に水中に
注入することよって、オゾンの注入量を大幅に低減し、
経済性を高め、環境汚染の恐れのない微生物除去方法を
提供することを目的としたものである。

【０００５】図４はその特開昭５５−６１９８３号公報
に記載された微生物除去方法の一実施例に係わる装置を
示す構成図であり、図において、１は冷却用水管で、送
水ポンプ２によって冷却用水が冷却用水管１に送られ、
熱交換器３を冷却後、排出されるよう構成されている。
４はオゾン発生装置で、例えば酸素または空気を原料と
し、無声放電により高濃度のオゾンが生成される。５は
高濃度オゾン化ガスをオゾン混合装置、例えば水エゼク
タ６に送る送気管、７は水エゼクタ６を駆動させるポン
プ、８は水エゼクタ６に連絡する水エゼクタ駆動用水
管、９は送気管５に設けられた電磁弁である。

【０００６】次に動作について説明する。オゾン発生装
置４内で無声放電により酸素または空気中の酸素の一部
がオゾン化され、高濃度のオゾン化ガスが生成される。
同時に水エゼクタポンプ７が駆動され、電磁弁９が開状
態となり、高濃度オゾン化ガスは送気管５を経て水エゼ
クタ駆動用水管８に設けられた水エゼクタ６に送られ、
ポンプ７から送られる冷却用水の中に微細泡として注入
されて溶解する。この微細気泡を含んだ高濃度オゾン水
は冷却用水管１の冷却用水と合流し、冷却用水管１の壁
面に付着している微生物を死滅させて障害を防止すると
ともに、熱交換器３の表面に付着する生物付着を防止す
ることができる。この際、高濃度オゾン化ガスの注入は
周期的に行われ、例えば１日、１回、５分間、冷却用水
中でのオゾン濃度が５〜１０ｐｐｍとなるように注入さ
れる。５分間の間欠オゾン注入が終了すると、電磁弁９
が閉状態となると同時にオゾン発生装置４の運転が休止
され、その後、ポンプ７は次の注入時まで運転が休止さ
れる。

【０００７】このような高濃度オゾン水を使用すれば、
周期的な注入によって微生物が除去できる理由は下記の
通りである。微生物の繁殖が指数関数的に増大するた
め、繁殖の初期状態において高濃度のオゾン水で上記微
生物を完全に死滅させ、これを所定の周期で繰り返せ
ば、多量の微生物の繁殖が防止でき、冷却用水路の微生
物による閉塞障害や熱交換器表面での生物付着が除去さ
れるからである。

【０００８】以上、従来の微生物除去方法は、冷却用水
中のオゾン濃度が５〜１０ｐｐｍの高濃度となるように
オゾンが間欠的に注入される。しかし、冷却用水には通
常オゾンと反応しやすい有機汚濁物質、浮遊性物質（Ｓ
Ｓ）や鉄イオンなどの無機イオンがそれぞれ数ｐｐｍま
たはそれ以上含まれており、またオゾンは用水のｐＨが
７よりも高くなると自己分解が著しくなる。従って、オ
ゾンが水中に混合、溶解される際、実際にはエゼクタ等
のオゾン混合装置において、注入したオゾンの大半が反
応及び自己分解し、高濃度のオゾン水が得られないとい
う問題があった。

【０００９】そこで、用水のｐＨを調節し、ｐＨが７以
下の酸性にすることにより、オゾンの自己分解または反
応による消費量を抑制することが考えられる。例えば、
図５は出口富雄編・著“オゾンを中心とした高度浄水処
理技術”Ｐ２８６〜２８７に記載の米国オクラホマ州浄
水場での実施例（１９８８年６月稼働開始）を示すフロ
ーチャートであり、二酸化炭素ガスによる従来の用水中
のｐＨ調節方法が示されている。この従来の方法では沈
澱池２１にアルカリ物質である石灰岩２２を入れて浄化
した後、酸性物質である二酸化炭素ガス２３で被処理水
のｐＨを調整（中和）し、その後オゾンガス２４を注入
するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の微生物除去方法
は図４のように構成されており、注入したオゾンは用水
中に含まれるオゾン反応物質と反応消費されるか又は自
己分解し、大半が消費され、高濃度のオゾン水が得られ
ないという問題点があった。

【００１１】また、図５に示した従来の二酸化炭素ガス
によるｐＨ調節法は微生物除去効果が十分でなく、また
冷却用水全量のｐＨを下げる必要があり、大量の二酸化
炭素ガスを供給する必要があるなどの問題点があった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、大量の二酸化炭素ガスを必要と
せず、オゾンの消失を抑制し、高濃度のオゾン水が得ら
れ、短時間で十分に微生物が除去できる微生物除去方法
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の微生物除去方
法は、オゾン発生装置により発生された高濃度オゾン化
ガスをオゾン混合装置により周期的に水中に注入するこ
とにより水中で繁殖する微生物を除去する方法で、上記
高濃度オゾン化ガス注入に際し、予め上記高濃度オゾン
化ガスと混合、または同期して二酸化炭素ガスをともに
水中に注入するようにしたものである。

【００１４】

【作用】この発明の微生物除去方法においては、冷却用
水の一部である用水中に高濃度オゾン化ガスを予め二酸
化炭素ガスと混合、または二酸化炭素ガス注入と同期し
て若しくは二酸化炭素ガス注入直後にともに水中に注入
するようにしたので、少量の二酸化炭素ガスの供給で用
水中でのオゾンの反応及び自己分解による消失を抑制す
ることができ、高濃度のオゾン水が得られる。従って短
時間で十分に微生物を除去できる。

【００１５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の微生物除去方法を図に基づ
いて説明する。図１はこの発明の実施例１に係わる微生
物除去装置を示す構成図であり、図において、１１は二
酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素ガス供給装置（例え
ば、二酸化炭素ガスボンベまたは二酸化炭素液化ガスボ
ンベなど）、１２は二酸化炭素ガスの供給量を調節する
流量調節器、１３は二酸化炭素ガスの供給を制御する第
２電磁弁、１４はオゾン発生装置４、ポンプ７、電磁弁
９及び第２電磁弁１３等の動作を制御するコントローラ
である。

【００１６】次に動作につて説明する。図１において、
冷却用水管１には図４に示した従来方法による装置と同
様、送水ポンプ２によって冷却用水が送水され、熱交換
器３を冷却して排水されるよう構成されている。ここ
で、オゾンの注入は次の操作手順で行われる。まず、オ
ゾン発生装置４で無声放電により酸素または空気中の酸
素の一部がオゾン化され、高濃度のオゾン化ガスが生成
される。同時に、またはオゾン生成の直前にポンプ７が
駆動され、電磁弁９が開状態となり、高濃度オゾン化ガ
スは送気管５に送られる。この際、同時に第２電磁弁１
３が開状態となり二酸化炭素ガス供給装置１１から流量
調節器１２を通して二酸化炭素ガスが送気管５に送ら
れ、上記高濃度オゾン化ガスと混合される。この高濃度
オゾンと二酸化炭素ガスの混合ガスは、冷却用水管１に
分岐して設けた水管８に設置したエゼクタ等混合装置６
に送られ、ポンプ７から送られる冷却用水の中に微細泡
として注入されて溶解する。この二酸化炭素ガスとオゾ
ンの混合ガスからなる微細泡を含んだ高濃度オゾン水は
冷却用水管１を流れる大部分の冷却用水と合流し、冷却
用水管１の壁面に付着している微生物を死滅させて障害
を防止するとともに、熱交換器３の表面に付着する生物
付着を防止することができる。この二酸化炭素ガスを含
有した高濃度オゾン化ガスは周期的に注入され、例えば
１日、１回、５分間、冷却用水中でのオゾン濃度が５〜
１０ｐｐｍとなるように注入される。５分間の間欠的な
混合ガスの注入が終了すると、電磁弁９及び第２電磁弁
１３が閉状態となると同時にオゾン発生装置４の運転が
休止され、その後ポンプ７は次の注入時まで運転が休止
される。

【００１７】この様に、この実施例によれば、オゾンと
二酸化炭素ガスの混合ガスを冷却用水管１に分岐して設
けた水エゼクタ駆動用水管８に、ここに設置した水エゼ
クタ７により冷却用水の一部である用水に周期的に注入
するようにしているので、少量の二酸化炭素ガスの供給
で、用水のｐＨが下がり、水エゼクタ７内や水管路の冷
却用水中におけるオゾンの反応及び自己分解による消失
を抑制することができ、高濃度のオゾン水が得られる。
高濃度オゾン水の場合、当然ながら高い殺菌力を発揮さ
せるため、微生物除去効果を高めることになる。また、
短時間で十分にその効果を発揮できる。

【００１８】実施例２．図２はこの発明の実施例２に係
わる微生物除去装置を示す構成図である。上記実施例１
では二酸化炭素ガスを送気管５に供給するように構成し
たが、この実施例では冷却用水管１に分岐して設けた水
エゼクタ駆動用水管８に、その水管８に設けた水エゼク
タ６と冷却用水管１の間に、二酸化炭素ガスを上記実施
例１と同様の供給方法によりオゾン注入の直後に（即ち
オゾン注入位置のすぐ下流位置で）二酸化炭素ガスをオ
ゾン注入と同期して冷却用水に注入するようにしてい
る。この場合にも、同様に少量の二酸化炭素ガスの供給
によりオゾンの用水中での反応及び自己分解による消失
を抑制できる効果がある。なお、この明細書では同期し
てという場合、完全に同時でなくともよく、オゾン注入
に際し二酸化炭素ガスを少々早めに注入する場合、ある
いは少々長めに注入する場合も含む。

【００１９】実施例３．図３はこの発明の実施例３に係
わる微生物除去装置を示す構成図である。図３に示すよ
うに、上記実施例１で示したと同様の供給方法により、
水エゼクタ駆動用水管８に設けたポンプ７と水エゼクタ
６の間に二酸化炭素ガスをオゾン注入の直前に（即ちオ
ゾン注入位置のすぐ上流位置で）二酸化炭素ガスをオゾ
ン注入と同期して冷却用水に注入するようにしている。
この場合も、上記実施例２と同様の効果が得られる。

【００２０】なお、二酸化炭素ガスの添加量はごく少量
でも効果を十分に奏するが、二酸化炭素ガスの供給量が
多い程、冷却用水のｐＨを下げる効果が大きく高濃度の
オゾン水が得られる。しかし、高濃度のオゾン化ガスは
二酸化炭素ガスが添加されると濃度が下がるため、二酸
化炭素ガスのオゾン化ガスへの添加量はオゾン化ガス中
の二酸化炭素ガス濃度が数％〜数十％となるようにする
のが好ましい。

【００２１】また、オゾン注入条件は微生物の種類と
量、用水の温度及び有機汚濁物質の成分と量などによっ
て異なり、一般的には半日〜３日毎に１回、それぞれ３
〜１０分間づつ、用水中でのオゾン濃度が数ｐｐｍ〜数
十ｐｐｍ程度の範囲で注入される。

【００２２】また、上記実施例では二酸化炭素ガスの供
給手段として、二酸化炭素ガスボンベまたは液化ボンベ
を用いる場合について示したが、通常工業的に大気中の
二酸化炭素ガスを回収する手段、例えば吸着剤（モレキ
ュラシーブなど）を用いた吸・脱着方法や冷却方法で濃
縮・製造された二酸化炭素ガスを用いても良く、上記実
施例と同様の効果が得られる。

【００２３】そして、上記実施例では冷却用水管に適用
した場合について説明したが、他の水管であってもよ
く、さらには水管に限らず、少量であっても二酸化炭素
ガスをオゾンとともに用水中に注入することにより、オ
ゾンの用水中での反応及び自己分解による消失を抑制で
き、オゾンの寿命を延ばすことができ、上記実施例と同
様の効果を奏する。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、オゾ
ン発生装置により発生された高濃度オゾン化ガスをオゾ
ン混合装置により周期的に水中に注入することにより水
中で繁殖する微生物を除去する方法で、上記高濃度オゾ
ン化ガス注入に際し、予め上記高濃度オゾン化ガスと混
合、または同期して二酸化炭素ガスをともに水中に注入
するようにしたので、少量の二酸化炭素ガスの供給で用
水中でのオゾンの反応及び自己分解による消失を抑制す
ることができ、高濃度のオゾン水が得られる効果があ
る。従って短時間で十分に微生物を除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係わる微生物除去装置を
示す構成図である。

【図２】この発明の実施例２に係わる微生物除去装置を
示す構成図である。

【図３】この発明の実施例３に係わる微生物除去装置を
示す構成図である。

【図４】従来例の微生物除去装置を示す構成図である。

【図５】従来の二酸化炭素ガスによる用水中のｐＨ調節
方法を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 冷却用水管 ４ オゾン発生装置 ６ オゾン混合装置の水エゼクタ １１ 二酸化炭素ガス供給装置

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】このような高濃度オゾン水を使用すれば、
周期的な注入によって微生物が除去できる理由は下記の
通りである。微生物の繁殖が指数関数的に増大するた
め、繁殖の初期状態において高濃度のオゾン水で上記微
生物を完全に死滅させ、これを所定の周期で繰り返せ
ば、微生物の繁殖が防止でき、冷却用水路の微生物によ
る閉塞障害や熱交換器表面での生物付着が除去されるか
らである。

フロントページの続き (72)発明者 谷村 泰宏 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 江崎 謙治 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾン発生装置により発生された高濃度
   オゾン化ガスをオゾン混合装置により周期的に水中に注
   入することにより水中で繁殖する微生物を除去する方法
   において、上記高濃度オゾン化ガス注入に際し、予め上
   記高濃度オゾン化ガスと混合、またはオゾン化ガス注入
   と同期して二酸化炭素ガスをともに水中に注入するよう
   にしたことを特徴とする微生物除去方法。