CN102933498A - 废水的灭活方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够将原水槽及储存在其内部的废水经济地灭活的方法及***。将储存在原水槽(1)中的废水(A)灭活的方法,其中,在输入废水(A)加热至规定温度θ并保持规定时间D1的加热装置(5)的出口设置选择性连接至排放路(12)或原水槽(1)的切换阀(15),在切换阀(15)的连接至排放路(12)时将加热装置(5)加热至在规定保持时间D1内得到规定灭菌水平的高灭菌温度θ1而将输入废水(A)灭活,在切换阀(15)的连接至原水槽(1)时通过加热装置(5)的输出废水(F)的回流将原水槽(1)加热至低灭菌温度θ2且将该低灭菌温度θ2保持得到所述规定灭菌水平的时间D2以上而将原水槽(1)内的废水灭活。优选的是,通过加热装置(5)的输出废水(F)的回流将原水槽(1)的包括气相部的整个内侧加热至低灭菌温度θ2。
Description
技术领域
本发明涉及废水的灭活方法及***,特别是涉及将担忧存在微生物(包括选自细菌、丝状菌、酵母、蓝藻、原生动物、病毒·噬菌体、朊病毒等中的1以上的微生物。以下、相同)的废水(以下有时称为含微生物的废水)灭活的方法及***。
背景技术
在疫苗或生物制剂等制药工厂、研究所、利用细胞培养的制药工厂、食品工厂或研究所、血液制剂工厂、医院等设施中,为了防止担忧感染的微生物随着废水向设施外漏出·扩散,要求在向设施外排出之前对废水中的微生物进行灭菌(以下有时称为灭活)。虽然也可以使用高压灭菌器(高压蒸汽灭菌装置)或药品消毒等进行灭活,但是使用比较小的热交换器能够将废水连续地灭活的加热灭菌在经济上是有利的,对于药品中无法充分地灭活的微生物而言也具有通过提高加热温度能够应对的优点。但是,以往的加热灭菌方法中,在加热时固化改性的废水中的微生物等其它有机物有可能在***内配管上沉淀·附着而引起闭塞,此外,若由于某些异常(流量控制不顺利、泵故障等)而产生加热不充分的废水,则***内配管有可能大范围地被未净化的废水污染。专利文献1~3提出了能够防止这样的***内配管的闭塞或污染的废水的加热灭菌方法。以下,参照图4以本发明的理解所需的限度对专利文献3所公开的加热灭菌***进行说明。
图4的加热灭菌***具有:储存废水A的原水槽1、调节原水槽1的废水A的pH的pH调整装置43、从原水槽1取入废水A并进行加热灭菌的加热装置5、将从加热装置5输出的灭菌完成废水F排出的排放路12。加热装置5由通过例如与蒸汽G的热交换而将废水A加热至所需灭菌温度(例如135℃)的加热器6、与加热器6的出口连通并将加热后的高温废水E保持灭菌所需的所需时间(例如90秒)的保持软管等保持管7构成。将废水A通过pH调整装置43调整至微生物的构成蛋白质即使在改性后也不会沉淀的pH后送到加热器6的入口,将从保持管7的出口排出的灭菌完成废水F适当冷却(作为排放水H)而向排放路12排放。如图示例那样调整废水的pH后通过加热灭菌处理能够有效地抑制***内配管中的蛋白质的沉淀。
此外,图4的加热灭菌***设置预热器11a、11b,该预热器11a、11b具有与保持管7的出口相连的高温流路13a、13b和与加热器6的入口相连的低温流路14a、14b,来自原水槽1的低温的废水A通过与从保持管7排出的高温的灭菌完成废水F的热交换而升温。进而,设置储存清洗液I的清洗液槽30,设置将预热器11a的低温流路14a的入口选择性地向原水槽1或清洗液槽30连接的入口选择阀20、将预热器11a的高温流路13a的出口选择性地向排放路12、原水槽1或清洗液槽30连接的出口选择阀25、对入口选择阀20及出口选择阀25的切换进行控制的控制装置41。
在废水A的灭活处理时,通过控制装置41将入口选择阀20连接至原水槽1,并将出口选择阀25连接至排放路11,将原水槽1的废水A边经由预热器15a、15b进行升温边送到加热器6,将由保持管7保持规定时间的高温的灭菌完成废水F边经由预热器15b、15a进行冷却边从排放路11向***外(例如下水道)排放。通过在预热器15中利用加热装置5的输出废水F的余热对输入废水A进行升温,从而能够实现加热灭菌所需的运转成本的降低。此外,用设置在加热器6的出口的温度计8检测到加热不足时,将入口选择阀20切换到清洗液槽30并将出口选择阀25切换到原水槽1,通过向***内送入清洗液I而将残留废水压出从而向原水槽1送还。进而,在残留废水全部送还到原水槽1中后,将出口选择阀25切换连接到清洗液槽30,使清洗液I在***内回流·循环。通过该清洗液I的***内循环,能够对由加热不充分的废水所污染的***内配管(在管路内附着·沉积的微生物等其它有机物)进行冲洗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-340844号公报
专利文献2:日本特开2003-103252号公报
专利文献3:日本特开2003-164855号公报
非专利文献
非专利文献1:高野光男·横山理雄“食品的杀菌-其科学和技术-”幸书房、1998年6月25日发行、pp.37-49
发明内容
发明所要解决的问题
根据图4的加热灭菌***,能够避免改性固化的微生物的沉淀并对大量的废水A连续地且经济地进行灭活处理,即使由于某些异常而发生加热不足,也能够防止未处理废水的向***外的排出及因未处理废水造成的***内配管的污染,并且在加热温度恢复时能够容易地重新开始废水的灭活处理。但是,图示例的***是对从原水槽1向加热装置5送出的废水A进行灭活处理的***,存在无法对原水槽1内的废水A进行灭活处理的问题。
例如在图4的***中原水槽1发生某些异常(原水槽内的沉淀物堆积、流量控制不顺利、泵故障等)而检修或打开原水槽1时,作业人员有可能与未处理废水A接触,而且未处理废水A的飞沫也有可能伴随微生物而扩散到原水槽周边的气氛中,所以期望在检修或打开前对原水槽1及其内部的废水A进行灭菌·灭活。这种情况下也考虑了与以往的高压灭菌器(高压蒸汽灭菌装置)同样地使原水槽1达到高温·高压而进行灭活的方法,但这样的方法中必须将原水槽1自身制成耐受高温·高压的结构,并且需要使用新的热源继续对原水槽1进行加热的成本。期望开发出一种在不损害能够将废水A经济地灭活的加热灭菌的优点的情况下,能够将原水槽1及其内部的废水A经济地灭活的技术。
因此,本发明的目的在于提供一种能够将原水槽及储存在其内部的废水经济地灭活的方法及***。
用于解决课题的方法
本发明者着眼于在图4的加热灭菌***中利用从加热装置5输出的灭菌完成废水F的余热对原水槽1进行加热灭菌处理。若利用灭菌完成废水F对原水槽1进行加热,由于不需要新的热源,所以可以期待经济的灭菌处理。此外着眼于:通过比较小的加热装置5的输出废水F的余热将比较大的原水槽1加热至同样的高温度并不容易,但即使是原水槽1的加热温度低的情况下若延长其加热温度的保持时间,也可得到与加热装置5同样的灭活水平(以下有时称为灭菌水平)。
即,一般利用加热的废水中的微生物数(活菌数)N的减少速度(死灭速度)可以利用死灭速度常数k(每单位时间的死灭概率)[min-1]如(1)式那样表示,通过利用初期活菌数N0的积分可以如(2)式那样变形。若将(2)式绘制成2维平面,则变成图5(A)的死灭曲线,由该曲线的斜率可以求出将废水中的微生物数(活菌数)N减少至十分之一的加热保持时间D[min](以下有时称为D值)。此外,已知一般利用加热的废水中的微生物全歼时间(热死灭时间、TDT)随着加热温度θ的上升而呈对数变小,认为热死灭时间TDT与D值存在比例关系。因此,D值与温度θ的关系可以作为(3)式或图5(B)的耐热性曲线表示,由该曲线可以求出为了将D值缩短至十分之一所需的上升温度Z[℃](以下有时称为Z值)(参照非专利文献1)。
dN/dt=-kN ...................................................(1)
log(N/N0)=-(k/2.303)t=-(1/D)t..............................(2)
log(D)=-(1/Z)θ+C ..........................................(3)
log(D1/D2)=-(θ1-θ2)/Z.......................................(4)
(3)式的Z值是依微生物的菌种而定的值,若已知灭活对象的微生物的Z值,则可以如(4)式所示那样算出为了在不同的灭菌温度θ1、θ2下得到相同灭菌水平所需的加热保持时间D1、D2。例如,灭活对象的微生物为Z值=10℃时,为了得到与日本的食品卫生法中规定的“在灭菌温度θ1=120℃下保持时间D1=4分钟的加热”同样的灭菌水平,根据(4)式,在灭菌温度θ2=110℃下保持时间D2=40分钟(=4分钟×101),在灭菌温度θ2=100℃下保持时间D2=400分钟(=4分钟×102),在灭菌温度θ2=90度下保持时间D2=4000分钟(=4分钟×103)即可。即使如上所述仅能够将原水槽1加热至比加热装置5低的温度的情况下,若通过(4)式求出并适用与该低的温度相应的加热保持时间,则也可以期待将原水槽1灭活至与加热装置5同样的水平。基于该见解进行了研究开发,结果完成了本发明。
参照图1,本发明的废水的灭活方法是将储存在原水槽1中的废水A灭活的方法,其中,在输入废水A加热至规定温度θ并保持规定时间D1的加热装置5的出口设置选择性地连接至排放路12或原水槽1的切换阀15,在切换阀15的连接至排放路12时将加热装置5加热至在规定保持时间D1内得到规定灭菌水平的高灭菌温度θ1而将输入废水A灭活,在切换阀15的连接至原水槽1时通过加热装置5的输出废水F的回流将原水槽1加热至低灭菌温度θ2且将该低灭菌温度θ2保持得到所述规定灭菌水平的时间D2以上从而将原水槽1内的废水灭活。
此外,参照图1,本发明的废水的灭活***具备:储存废水A的原水槽1、输入废水A加热至规定温度θ并保持规定时间D1的加热装置5、将加热装置5的出口选择性地连接至排放路12或原水槽1的切换阀15、及在切换阀15的连接至排放路12时将加热装置5加热至在规定保持时间D1内得到规定灭菌水平的高灭菌温度θ1而将输入废水A灭活、在切换阀15的连接至原水槽1时通过加热装置5的输出废水F的回流将原水槽1加热至低灭菌温度θ2且将该低灭菌温度θ2保持得到所述规定灭菌水平的时间D2以上从而将原水槽1内的废水灭活的控制装置40。
优选的是,控制装置40中包括:存储得到规定灭菌水平的高灭菌温度θ1及其保持时间D1和将用于废水A中的微生物数被灭菌至十分之一的保持时间D缩短至十分之一的上升温度Z的存储机构45、及由该保持时间D1和上升温度Z求出在所述低灭菌温度θ2下得到规定灭菌水平的保持时间D2的算出机构。此外,在切换阀15的连接至原水槽1时,期望通过加热装置5的输出废水F的回流将原水槽1的包括气相部的整个内侧加热至低灭菌温度θ2以上。
更优选的是,如图1所示那样,在原水槽1与加热装置5之间,设置具有使加热装置5的输出废水F通过的高温流路13和使加热装置5的输入废水A通过的低温流路14且利用高温流路13的输出废水F将低温流路14的输入废水A进行升温的预热器11,将切换阀15设置在加热装置5的出口与预热器11之间。期望在预热器11的低温流路14的入口设置选择性连接至原水槽1或清洗液槽30的输入选择阀20,在预热器11的高温流路13的出口设置选择性连接至排放路12、原水槽1或清洗液槽30的输出选择阀25,通过控制装置40,在原水槽1内的废水的灭活结束后将切换阀15切换至排放路12并且将入口选择阀20及出口选择阀25分别连接至清洗液槽30使清洗液I在***内回流,在将加热装置5加热至高灭菌温度θ1后将入口选择阀20及出口选择阀25分别切换至原水槽1及排放路12而重新开始输入废水A的灭活。
发明效果
本发明的废水的灭活方法及***由于在输入废水A加热至规定温度θ且保持规定时间D1的加热装置5的出口设置选择性连接至储存灭菌前废水A的原水槽1或灭菌完成废水F的排放路12的切换阀15,在切换阀15的连接至排放路12时,从原水槽1向加热装置5输入废水A并且通过控制装置40将加热装置5加热至在规定保持时间D1内得到规定灭菌水平的高灭菌温度θ1而将输入废水A灭活,在切换阀15的连接至原水槽1时通过加热装置5的输出废水F的回流将原水槽1加热至低灭菌温度θ2并且通过控制装置40将该低灭菌温度θ2保持得到规定灭菌水平的时间D2以上从而将原水槽1内的废水灭活,所以发挥下面的有利的效果。
(I)通过使从加热装置5输出的灭菌完成废水F回流到原水槽1中对原水槽1进行加热,从而不仅是向加热装置5送出的废水A,原水槽1及其内部的废水A也可以通过加热灭菌处理而灭活。
(II)此外,由于使残留在原水槽1中的废水A在与加热装置5之间回流而对原水槽1进行加热,所以不需要使用新的热源,可以以比较小的运转成本将原水槽1经济地进行加热灭菌处理。
(III)由于不需要将原水槽1制成在进行加热时耐受高温·高压的结构,所以可以将原水槽1制成例如树脂水槽、板水箱等合理且廉价的结构。
(IV)通过将原水槽1的加热温度θ2抑制得比加热装置5的加热温度θ1低,使原水槽1的加热保持时间D2比加热装置5的加热保持时间D1长,从而能够以比较小的加热装置5的升温能量将比较大的原水槽1加热灭菌处理至同样的灭菌水平。
(V)通过加热装置5的输出废水F的回流对原水槽1进行加热,从而不仅是原水槽1内的废水A,还能够以挥发的蒸汽将包括气相部的整个内侧加热至低灭菌温度θ2以上,能够使原水槽1的整体可靠地达到规定灭菌水平。
(VI)在原水槽1的灭菌处理结束后向***内配管中填充清洗液并使其循环,将该清洗液边以加热装置加热至规定温度θ边与原水槽1的废水A进行置换,能够容易地重新开始废水A的灭活处理。
附图说明
以下,参照所附附图对具体实施方式及实施例进行说明。
图1是本发明的灭活***的一个实施例的图式的简图。
图2是表示通过加热装置的输出废水的回流来对原水槽进行加热的实验结果的图形的一个例子。
图3是表示本发明的灭活方法的流程图的一个例子。
图4是表示现有技术的加热灭菌***的一个例子的图式的简图。
图5是一般的加热灭菌模型中的死灭曲线(该图(A))的D值及耐热性曲线(该图(B))的Z值的说明图。
具体实施方式
图1表示对来自流感疫苗的制药工厂的废水A适用本发明的灭活***的实施例。图示例的灭活***此时具有对包含流感病毒的含微生物的废水A进行储存的原水槽1、输入该废水A加热至所需灭菌温度θ并保持规定时间D1进行灭活的加热装置5、将加热装置5的出口选择性地向排放路12或原水槽1连接的切换阀15、对该加热装置5的灭菌温度θ及切换阀15的切换进行控制的控制装置40。加热装置5可以与图4同样地,例如由通过与蒸汽G的热交换而将废水A加热至所需灭菌温度θ的加热器6、及将加热的高温废水E保持所需时间D1以上进行灭菌的保持软管等保持管7构成。此外,图示例的控制装置40与检测加热器6的出口温度的温度计8和对供给至加热器6的蒸汽G的流量进行调节的控制阀10连接,按照温度计8的检测温度来调节流量控制阀10的开度,从而能够控制加热器6的灭菌温度θ。切换阀15的一个例子是由一对开闭阀16、17构成的装置,在阀16的打开或关闭时将阀17关闭或打开。
此外,图示例的灭活***在原水槽1与加热装置5之间设置预热器11,该预热器11具有使加热装置5的输出废水F通过的高温流路13和使加热装置5的输入废水A通过的低温流路14,在该预热器11与加热装置5的出口之间设置切换阀15。通过预热器11的高温流路13与低温流路14之间的传热(热交换),能够节省***整体的输入废水A的加热及输出废水F的冷却所需的能量而将运转成本抑制得较低。另外,图示例表示1级构成的预热器11,但在高温流路13与低温流路14之间的热交换中有可能产生温度分布不均时也可以如图4的预热器11a、11b那样制成2级结构,或者变更为3级以上(任意级数)的预热器。
通常若预热器11的热交换面变大则容易引起偏流,传热力下降而容易产生温度分布不均,成为产生无法加热至灭菌温度的部分(加热不足)的原因。根据本发明者的实验分析,若低温流路14的上升温度或高温流路13的下降温度ΔT2(交换温度差)相对于预热器11的低温流路14的入口温度与高温流路13的出口温度的温度差ΔT1的比(=ΔT2/ΔT1)大于4,则容易产生温度分布不均。例如若将原水槽1内的废水A设定为30℃,将加热器6的输入温度设定为120℃,将利用加热器6的灭菌温度(输出温度)θ设定为135℃,将排放路12的排放温度设定为45℃,则预热器11为1台时交换温度差ΔT2为90℃(=120-30),低温流路14的入口温度(30℃)与高温流路13的出口温度(45℃)的温度差ΔT1为15℃(=45-30),所以它们之比ΔT2/ΔT1成为6(=90/15),可能会发生温度分布不均。
在图1的***中用1台预热器11有可能产生温度分布不均时,通过与图4同样地将预热器11a、11b设定为2级结构,并将各预热器11a、11b中的所述比ΔT2/ΔT1设定为4以下、优选为3左右,从而预防温度分布不均的发生。例如,若在前述的温度条件下将2级的预热器11a、11b的中间点的高温流路13、低温流路14分别按照成为90℃、75℃的方式构成,则由于在预热器11b中所述比ΔT2/ΔT1=(120-75)/(90℃-75℃)=3,在预热器11a中ΔT2/ΔT1=(90-45)/(45℃-30℃)=3,所以在任一预热器中均能够预防温度分布不均的发生。另外,本发明中对作为预热器11及加热器6而使用的热交换器的种类没有特别限制,但期望设定为水垢不易附着且容易维护的热交换器,例如期望设定为高温流路13及低温流路14均为涡旋状的螺旋式热交换器。
在图1的***中当原水槽1正常时,与图4的情况同样地通过控制装置40将切换阀15连接至排放路12,并通过控制装置40设定加热器6的灭菌温度θ1,以通过保持管7保持所需时间D1而得到规定灭菌水平(例如灭菌后的微生物数(活菌数)N相对于初期活菌数N0的生存比例(=N/N0)达到100万分之1(10-6)以下的6位数灭菌水平)(参照图3的步骤S204~207)。例如将包含流感病毒的废水A灭活时,通过使用保持时间D1为30秒以上的保持管7,并将加热器6设定为灭菌温度θ1=96℃,可以确保6位数以上的灭菌水平。在设定切换阀15及加热器6的基础上,从原水槽1经由预热器11向加热装置5供给废水A,通过将输入到加热装置5的废水A加热至灭菌温度θ1且保持规定时间D1从而进行灭活,将灭活过的灭菌完成废水F经由切换阀15及预热器11送到排放路12,例如向***外的下水道等排放。
另一方面,在图1的***中当原水槽1发生异常时,边维持从原水槽1向加热装置5供给废水A,边通过控制装置40将切换阀15切换至原水槽1,使加热装置5的输出废水F(灭菌完成废水F)回流至原水槽1,从而将原水槽1加热至比较低的灭菌温度θ2。此外通过控制装置40,根据上述的加热装置5的比较高的灭菌温度θ1及保持时间D1和用于将废水A中的微生物数被灭菌至十分之一的保持时间D缩短至十分之一的上升温度Z(上述的(3)式的Z值),求出为了在比较低的灭菌温度θ2下得到与加热装置5同样的灭菌水平(例如6位数灭菌水平)所需的保持时间D2。例如使控制装置40为设置有存储机构45及算出机构46的计算机,在该存储机构45中存储加热装置5的高灭菌温度θ1及保持时间D1和废水A中的微生物(图示例中为流感病毒)的Z值,根据上述的(4)式由算出机构46算出在原水槽1的灭菌温度θ2下得到与加热装置5同样的灭菌水平的保持时间D2。
例如对含流感病毒废水A的原水槽1进行灭菌处理时,流感病毒的Z值为约7.7,如上所述灭菌温度θ1=96℃、保持时间D1=30秒时得到6位数以上的灭菌水平,所以若通过加热装置5的输出废水F的回流将原水槽1加热至灭菌温度θ2=80℃左右,通过(4)式设定为保持时间D2=60分钟 而继续废水F的回流,则在原水槽1中能够确保与加热装置5同样的6位数以上的灭菌水平(参照图3的步骤S211~214)。
通过来自加热装置5的高温输出废水F的回流对原水槽1进行加热,从而不仅是原水槽1内的废水A,通过挥发的蒸汽还能将原水槽1的包括气相部的整个内侧设定为低灭菌温度θ2以上,能够避免加热不足部位的发生。优选的是,在开始输出废水F的回流后确保蒸汽挥发并蔓延到原水槽1的整个气相部的时间而将整个内侧设定为低灭菌温度θ2以上,在该蔓延时间的经过后进一步确保上述的保持时间D2而将原水槽1的整个内侧设定为必要灭菌水平(例如6位数灭菌水平)。期望的是,在原水槽1的气相部安装温度计18,利用该温度计18检测原水槽1被加热至灭菌温度θ2,在该检测后确保上述的保持时间D2而达到必要灭菌水平。图1的控制装置40与安装在原水槽1的包括气相部的多个部位的温度计18a、18b连接,在任一温度计18a、18b达到灭菌温度θ2以上时检测到原水槽1被加热至灭菌温度θ2的情况。但是,本发明并不需要多个温度计18,只要使用例如安装在原水槽1的蒸汽最不易蔓延的内侧部位的单独的温度计18就足够,或者若预先求出蒸汽蔓延到原水槽1的整个气相部的时间,也可以省略温度计18。
[实验例1]
在液相部、气相部、及多个喷嘴部各自分别安装有温度计18的原水槽1(总容积27.5m3、有效容积20m3)中储存约8m3的废水A,使从该原水槽1供给到加热装置5而以灭菌温度θ1=96℃、保持时间D1=30秒进行了灭活处理的输出废水F回流到原水槽1中,进行测量该回流开始后的原水槽1的各部位的温度计18的经时的温度变化的实验。实验结果如图2的图形所示。图2的图形表示的是,原水槽1的液相部(废水A)在废水F的回流开始后约8.5小时达到目标温度=80℃,与此相对,原水槽1的气相部及喷嘴的一部分达到目标温度=80℃需要在废水F的回流开始后约25小时。由该实验结果可以确认的是,原水槽1的气相部的温度特别难以上升,为了避免原水槽1内的加热不足部位的发生,在原水槽1的气相部安装温度计18检测温度是有效的。或者由图2的图形可以确认,若在开始废水F的回流后确保25小时,则能够使蒸汽蔓延到原水槽1的整个内侧而达到低灭菌温度θ2以上,所以可以省略温度计18。
将原水槽1在灭菌温度θ2下保持设定时间D2而达到规定灭菌水平后,根据需要停止来自加热装置5的输出废水F的回流而对原水槽1进行检修·打开·修理(参照图3的步骤S215)。通过在将原水槽1灭菌至规定水平后进行检修·打开,能够防止微生物向周边气氛中的扩散,也能够避免检修·修理作业人员与未处理废水A接触的危险。在原水槽1的检修·修理结束后重新开始废水A的灭活处理时,再次如上所述通过控制装置40将切换阀15连接至排放路12并将加热器6设定为灭菌温度θ1,重新开始从原水槽1向加热装置5供给废水A。
根据本发明,通过使加热装置5的输出废水F向原水槽1回流,从而不仅是从原水槽1向加热装置5输入的废水A,而且也能够对原水槽1及其内部的废水A进行加热灭菌处理。此外,由于通过原水槽1的残存废水A的回流对原水槽1进行加热,所以不需要新的热源,能够以较小的运转成本将原水槽1经济地灭活。进而,通过将原水槽1的灭菌温度θ2抑制得比加热装置5的灭菌温度θ1低,用比较长的加热保持时间D2对原水槽1进行加热灭菌,从而能够将原水槽1的升温能量抑制得较小且将原水槽1灭活至与加热装置5相同程度的灭菌水平。因此,不需要将原水槽1制成耐受高温·高压的结构,也能够制成例如树脂水槽、板水箱等合理且廉价的结构的原水槽1。
这样,能够实现本发明的目标即“能够将原水槽及储存在其内部的废水经济地灭活的方法及***”的提供。
另外,在图1的灭活***中,也与图4的情况同样地设置储存清洗液I的清洗液槽30,设置将预热器11的低温流路14的入口选择性地向原水槽1或清洗液槽30连接的入口选择阀20和将预热器11的高温流路13的出口选择性地向排放路12、原水槽1或清洗液槽30连接的出口选择阀25,通过控制装置40能够对入口选择阀20及出口选择阀25的切换进行控制。在图1的灭活***中,在废水A的灭活处理中发生加热器6的温度不足时,将入口选择阀20切换至清洗液槽30并将出口选择阀25切换至原水槽1而将***内的残留废水向原水槽1压出,进而将出口选择阀25切换至清洗液槽30而使清洗液I在***内回流·循环,从而能够对由未处理废水所污染的***内配管进行清洗。此外如后所述,通过在上述的利用废水A的回流·循环的原水槽1的灭活处理结束后将入口选择阀20及出口选择阀25分别连接至清洗液槽30而使清洗液I在***内回流,然后将加热装置5保持在高灭菌温度θ1且将入口选择阀20及出口选择阀25分别切换至原水槽1及排放路12而重新开始废水A的灭活处理时,能够从原水槽1的加热灭菌处理容易地重新开始废水A的灭活处理。
实施例1
假设以10小时对包含30m3/日的流感病毒的废水A进行灭活处理而试设计图1所示的灭活***,按照图3的流程图进行了确认能够进行原水槽1及其内部的废水A的加热灭菌处理的实验。图3的流程图中,首先在步骤S201中将切换阀15连接至排放路12并将入口选择阀20及出口选择阀25分别连接至清洗液槽30,使清洗液I在起动时的***内配管中回流·循环。图示例中,作为清洗液I使用氢氧化钠和硝酸(或氨基磺酸等无机酸或柠檬酸等有机酸),将该清洗液I从清洗液槽30经由入口选择阀20、泵3、流量调节器4、预热器11向加热装置5投入,使从加热装置5输出的清洗液I经由切换阀15、预热器11、输出选择阀25返回清洗液槽30,从而进行回流·循环。在步骤S202中通过控制装置40设定加热器6的灭菌温度θ1=96℃,以在所需时间D1=30秒内得到规定灭菌水平(例如6位数灭菌水平),在步骤S203中边利用控制装置40检测基于温度计8的加热器6的出口温度边继续清洗液I的循环。在加热器6的出口温度不足的检测时,从步骤S203返回步骤S202,通过蒸汽流量控制阀10的开闭来调整清洗液I的温度。
接着在步骤S204中将入口选择阀20切换至原水槽1并将输出选择阀25切换至排放路12,在步骤S205中边将加热器6维持在灭菌温度θ1=96℃边使原水槽1的废水A流入***内而置换清洗液I。在本设计的保持管7中能够确保30秒的保持时间D1的最大流量为150升/分钟,所以以初期流量=150升/分钟开始废水A的流入,结果在步骤206中温度计8的指示温度(加热器6的出口温度)自流入最初为96℃。即,在以往的加热灭菌处理中在废水A的流入初期阶段容易产生加热器6的加热不足,必须利用流量调节器12等来调节初期流量以防产生加热不足,但通过设定为如图3的步骤S201~S206那样使清洗液I在***内配管中回流·循环而预先加热后流入废水A来置换清洗液I的起动处理,能够确认可避免废水A的流入初期阶段的加热不足的发生等。在步骤S207中判断是否结束废水A的灭活处理,在继续灭活处理的情况下返回步骤S205而继续废水A的流入。
在废水A的灭活处理的继续中发生某些异常,在步骤S206中检测到加热不足时,进入步骤208进行加热不足的原因的调查·修理,判断是否需要原水槽1的检修·打开(是否需要原水槽1的灭菌处理)。在不需要原水槽1的灭菌处理的情况下进入步骤S209,将入口选择阀20的阀21关闭而停止废水A的流入,并且将出口选择阀25的阀26关闭而停止废水A向***外的排放。接着在步骤S210中,与图4的情况同样地将入口选择阀20的阀22打开而将清洗液I送入***内,并将出口选择阀25的阀27打开而将***内的残留废水向原水槽1压出,进而返回步骤S201,将出口选择阀25切换连接至清洗液槽30,使清洗液I在***内回流·循环。
在步骤S208中判断需要原水槽1的检修·打开时进入步骤S211,根据上述的加热装置5的比较高的灭菌温度θ1及其保持时间D1和用于将废水A中的微生物数被灭菌至十分之一的保持时间D缩短至十分之一的上升温度Z(上述的(3)式的Z值),设定为了使原水槽1达到与加热装置5同样的灭菌水平(例如6位数灭菌水平)所需的低灭菌温度θ2及其保持时间D2(例如灭菌温度θ2=80℃、保持时间D2=60分钟)。接着在步骤S212~214中,边维持从原水槽1向加热装置5供给废水A边将切换阀15切换至原水槽1,使加热装置5的输出废水F向原水槽1回流而将原水槽1加热至灭菌温度θ2,进而维持切换阀15直至经过保持时间D2,从而将原水槽1及其内部的废水A灭活至规定灭菌水平。将原水槽1加热灭菌至规定水平后,在步骤S215中停止废水A的回流并将原水槽1打开·检修·修理,然后返回步骤S201将入口选择阀20及出口选择阀25分别连接至清洗液槽30,使清洗液I在***内回流·循环。
在图3的流程图中从原水槽1的加热灭菌处理(步骤S211~S215)返回步骤201,进而重复进行步骤S201~206而测量在废水A的灭活处理重新开始后排出的灭菌完成废水F中的活菌数,结果是能够确认可以确保废水A的6位数灭菌。即,若按照图3的流程图在原水槽1的加热灭菌处理后边将清洗液I填充到***内边重新开始废水A的灭活处理,则也能够避免重新开始时的加热器6的加热不足的发生,能够确认对于边确保6位数灭菌边重新开始废水A的灭活处理是非常有效的。在步骤207中结束废水A的灭活处理时,通过入口选择阀20中止废水A的流入并通过出口选择阀25中止废水F向***外的排放,但能够将入口选择阀20及出口选择阀25分别连接至清洗液槽30而使清洗液I在中止时的***内配管内回流·循环,从而能够容易地重新开始灭活处理。
符号说明
1...原水槽 2...取水路
3...泵 4...流量调节器
5...加热装置 6...加热器
7...保持管 8...温度计
9...压力计 10...流量控制阀
11...预热器 11a...第一预热器
11b...第二预热器 12...排放路
13...高温流路 14...低温流路
15...切换阀 16、17...开闭阀
18a、18b...温度计 20...入口选择阀
21、22...开闭阀 25...出口选择阀
26、27、28...开闭阀 30...清洗液槽
31...清洗液(氢氧化钠)储藏罐
32...清洗液浓度控制装置 33...浓度计(导电率计)
34、35...流量控制阀
40...控制装置 41...灭菌控制装置
42...加热控制装置 43...pH调整装置
45...存储机构 46...算出机构
A...废水 B、C...升温废水
E...高温废水 F...灭菌完成废水
G...蒸汽 H...排放水
I...清洗液 W...稀释水
Claims (10)
1.一种废水的灭活方法,是将储存在原水槽中的废水灭活的方法,其中,
在输入所述废水加热至规定温度并保持规定时间D1的加热装置的出口设置选择性地向排放路或原水槽连接的切换阀,在所述切换阀向排放路连接时将加热装置以规定保持时间D1加热至能得到规定灭菌水平的高灭菌温度θ1而将输入废水灭活,在所述切换阀向原水槽连接时通过加热装置的输出废水的回流将原水槽加热至低灭菌温度θ2且将该低灭菌温度θ2保持能得到所述规定灭菌水平的时间D2以上而将原水槽内的废水灭活。
2.根据权利要求1所述的废水的灭活方法,其中,
根据能得到所述规定灭菌水平的高灭菌温度θ1及其保持时间D1、和用于将所述废水中的微生物数被灭菌至十分之一的保持时间D缩短至十分之一的上升温度Z,求出在所述低灭菌温度θ2下能得到规定灭菌水平的保持时间D2。
3.根据权利要求1或2所述的废水的灭活方法,其中,
在所述切换阀向原水槽连接时,通过加热装置的输出废水的回流将原水槽的包括气相部的整个内侧加热至低灭菌温度θ2以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的废水的灭活方法,其中,
在所述原水槽与加热装置之间设置预热器,该预热器具有使所述加热装置的输出废水通过的高温流路和使加热装置的输入废水通过的低温流路且利用高温流路的输出废水对低温流路的输入废水进行升温,
将所述切换阀设置在加热装置的出口与预热器之间。
5.根据权利要求4所述的废水的灭活方法,其中,
在所述预热器的低温流路的入口设置选择性地向原水槽或清洗液槽连接的输入选择阀,在所述预热器的高温流路的出口设置选择性地向排放路、原水槽或清洗液槽连接的输出选择阀,在所述原水槽内的废水的灭活结束后将切换阀切换至排放路并将入口选择阀及出口选择阀分别与清洗液槽连接而使清洗液回流到***内,将所述加热装置加热至高灭菌温度θ1后将入口选择阀及出口选择阀分别切换至原水槽及排放路而重新开始输入废水的灭活。
6.一种废水的灭活***,其具备:
原水槽,其储存废水;
加热装置,其输入所述废水,加热至规定温度并保持规定时间D1;
切换阀,其将所述加热装置的出口选择性地向排放路或原水槽连接;以及
控制装置,其在所述切换阀向排放路连接时,将加热装置以规定保持时间D1加热至能得到规定灭菌水平的高灭菌温度θ1而将输入废水灭活,在所述切换阀向原水槽连接时,通过加热装置的输出废水的回流将原水槽加热至低灭菌温度θ2且将该低灭菌温度θ2保持能得到所述规定灭菌水平的时间D2以上而将原水槽内的废水灭活。
7.根据权利要求6所述的废水的灭活***,其中,
所述控制装置包括存储机构及算出机构,该存储机构存储能得到所述规定灭菌水平的高灭菌温度θ1及其保持时间D1、和用于将所述废水中的微生物数被灭菌至十分之一的保持时间D缩短至十分之一的上升温度Z,该算出机构根据该保持时间D1和上升温度Z而求出在所述低灭菌温度θ2下能得到规定灭菌水平的保持时间D2。
8.根据权利要求6或7所述的废水的灭活***,其中,
在所述切换阀向原水槽连接时,通过加热装置的输出废水的回流而使原水槽的包括气相部的整个内侧被加热至低灭菌温度θ2以上。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的废水的灭活***,其中,
在所述原水槽与加热装置之间设有预热器,该预热器具有使所述加热装置的输出废水通过的高温流路和使加热装置的输入废水通过的低温流路且利用高温流路的输出废水对低温流路的输入废水进行升温,所述切换阀设置在加热装置的出口与预热器之间。
10.根据权利要求9所述的废水的灭活***,其中,
在所述预热器的低温流路的入口设有选择性地向原水槽或清洗液槽连接的输入选择阀,在所述预热器的高温流路的出口设有选择性地向排放路、原水槽或清洗液槽连接的输出选择阀,通过所述控制装置,在所述原水槽内的废水的灭活结束后,将切换阀切换至排放路并将入口选择阀及出口选择阀分别与清洗液槽连接而使清洗液向***内回流,在所述加热装置被加热至高灭菌温度θ1后将入口选择阀及出口选择阀分别切换至原水槽及排放路而重新开始输入废水的灭活。
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