JP4754657B1 - リンサー排水の処理装置、およびリンサー排水処理装置の殺菌方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 水処理ユニット30と熱水供給ユニット40とを備え、水処理ユニット30は、過酸化物分解塔31などの複数の水処理機器と、水処理ユニット30の水処理機器を含む通水経路を分割して熱水殺菌するための熱水殺菌経路とを有し、熱水供給ユニット40は、熱水殺菌用水を加熱するための水加熱装置41と、水加熱装置41へ熱水殺菌用水を供給するための熱水殺菌用水供給配管42と、水加熱装置41から複数の熱水殺菌経路へ熱水を供給するための熱水供給配管43とを備えた。
【選択図】 図2
Description
また、他の特許文献記載の技術として、過酢酸の還元で生じた酢酸を逆浸透膜を用いて除去する処理装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
更に、特許文献5に記載された技術では、ポータブル水(水道水)を加熱器で加熱し、通水経路全体に熱水を通して熱水殺菌を行っている。この通水経路は、プレフィルター、吸着要素、逆浸透ユニット、イオン交換モジュールを組み合わせて構成した無菌水溶液を製造する系を形成している。
また、この単位ごとに異なる頻度で熱水殺菌を行なうことを特徴とすることができる。
更に、この単位ごとに異なる水質の熱水を用いて熱水殺菌を行なうことを特徴とすることができる。
また、この熱水殺菌を施すステップは、単位ごとに、リンサー排水処理の通水と同方向または逆方向を選択して熱水を流通させることを特徴とすることができる。
〔実施の形態1〕
図1は、本実施の形態が適用されるリンサー排水回収システム1の全体構成を示した図である。図1に示すリンサー排水回収システム1は、例えば飲料が充填されるボトルやキャップ等の容器を殺菌・洗浄する無菌充填設備リンサー10と、リンサー排水を回収して再利用するための排水の処理装置であるリンサー排水回収装置20とを備えている。また、リンサー排水回収システム1は、無菌充填設備リンサー10から排出されたリンサー排水を受け入れるリンサー排水受槽11と、リンサー排水受槽11のリンサー排水をリンサー排水回収装置20に供給するリンサー排水ポンプ12とを備えている。更に、リンサー排水回収装置20によって処理された処理水を受け入れる処理水槽13と、処理水槽13の処理水を下流側に供給する処理水ポンプ14を備えている。また更に、処理水ポンプ14によって供給される処理水と外部から供給される補給水とを合わせる中継槽15を備えている。また更に、中継槽15の水を下流側に供給する原水ポンプ16と、原水ポンプ16によって供給された水を殺菌処理する無菌水製造装置17とを備えている。
中継槽15で加えられる補給水は、飲料適の水である。この飲料適の水としては、例えば、上水を活性炭処理して残留塩素を除いた水、地下水を飲料適となるように処理した水、またはこれらの水をイオン交換処理装置や逆浸透膜処理装置等で処理した脱塩水が用いられる。特に、TOC(有機体炭素)が上水よりも低い脱塩水として、例えば、電気伝導率が1mS/m at 25℃以下のイオン交換処理水が水の循環使用を行う上で好適である。
図2は、リンサー排水回収装置20の第1の実施形態を詳述した構成図である。実施の形態1が適用されるリンサー排水回収装置20は、リンサー排水を処理する複数の水処理機器が通水経路を介して接続される水処理ユニット30と、この水処理ユニット30を構成する水処理機器を熱水殺菌する熱水供給ユニット40とを備えている。熱水供給ユニット40は、水処理ユニット30の一または複数の水処理機器の単位に分割して熱水殺菌するための複数の熱水殺菌経路を介して、熱水を水処理ユニット30に供給している。
他の態様として、カチオン性物質を除去するためのカチオン交換樹脂とアニオン性物質を除去するためのアニオン交換樹脂が充填され、これらの樹脂が混合された状態で通水に供される混床式イオン交換塔を設けることもできる。かかる構成によれば、イオン交換塔が1塔で構成でき、省スペースを図れる点で優れている。
また更に他の態様として、アニオン性物質を除去するためのアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔を設ける構成を採用することも可能である。かかる構成では、過酸化物分解塔31からの処理水中のイオン性不純物が主として酢酸及び酢酸イオンである場合に適している。
また更に、このリンサー排水回収装置20は、水中の細菌を殺菌するための紫外線殺菌器36を備えている。この紫外線殺菌器36を備えることで、処理水における菌繁殖を抑制することができる。
以上のように、水処理機器として、過酸化物分解塔31、カチオン交換塔32、エアストリッピング塔33、アニオン交換塔34、カートリッジフィルタ35,および紫外線殺菌器36を含む水処理ユニット30は、水回収率を非常に高く(例えば95〜97%等)することができる。
また、水処理ユニット30の各水処理機器や、通水系統の配管、及び配管に取り付ける弁、計器等は、熱水殺菌時の高温に耐えられる耐熱性の高いものが使用される。
また、各熱水殺菌経路に適した水質の熱水で殺菌を行うための熱水殺菌用水切替弁44−1,44−2,44−3を熱水供給ユニット40の熱水殺菌用水供給配管42に取り付けている。より具体的には、上水を供給するための第1の熱水殺菌用水切替弁44−1、カチオン塔処理水を供給するための第2の熱水殺菌用水切替弁44−2、処理水を供給するための第3の熱水殺菌用水切替弁44−3を備えている。そして、熱水殺菌を行なう経路に応じてこれらの切替弁を切り替え制御し、供給される熱水殺菌用水を選択可能としている。これによって、例えば全ての熱水殺菌経路の熱水殺菌に処理水を使わずに済むので、処理水を節約することが可能となる。
また、例えば熱水殺菌用水供給配管42に、熱水中の気泡を熱水から分離し除去するための気泡分離器(図示せず)と気体排出弁(図示せず)とを取り付けることも可能である。これらを取り付けることで、熱水殺菌経路における気泡の滞留を防ぎ、熱水殺菌をより効果的に行うことができる。
更に、高温水の供給手段としては、他の設備、例えば、アニオン交換塔の加温再生設備(シリカ脱着のための再生剤の加温設備)を利用することもできる。
各熱水殺菌経路に共通する熱水殺菌条件としては、
・昇温速度 0.5〜10℃/min
・殺菌 60〜90℃で60〜10min
・降温速度 0.5〜10℃/min
である。
図3は、リンサー排水回収装置20の第2の実施形態を詳述した構成図である。この第2の実施形態では、殺菌方式として循環式を採用した点で、図2に示す第1の実施形態とは大きく異なる。図3に示すリンサー排水回収装置20は、図2に示す第1の実施形態と同様に、水処理機器として、過酸化物分解塔31、カチオン交換塔32、エアストリッピング塔33、アニオン交換塔34、カートリッジフィルタ35、および紫外線殺菌器36を有している。また、これらの複数の水処理機器は、通水経路を介して接続されている点も同様である。そして、水処理ユニット30の水処理機器を含む通水経路全体を分割し、分割単位で個別に熱水殺菌するための複数の熱水殺菌経路を有している。
尚、第1の実施形態と同様の機能については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。以下、他の実施形態も同様である。
また、図3に示す第2の実施形態では、過酸化物分解塔31とカチオン交換塔32との間であって第2の熱水入口弁51−2よりも排水の通水経路の下流側に、第1の熱水出口弁52−1を設けている。また、カチオン交換塔32とエアストリッピング塔33との間であって第3の熱水入口弁51−3よりも排水の通水経路の下流側に、第2の熱水出口弁52−2を設けている。同様に、エアストリッピング塔33とアニオン交換塔34との間であって第4の熱水入口弁51−4よりも排水の通水経路の下流側に、第3の熱水出口弁52−3を設けている。更に、アニオン交換塔34とカートリッジフィルタ35との間であって第5の熱水入口弁51−5よりも排水の通水経路の下流側に、第4の熱水出口弁52−4を設けている。また更に、紫外線殺菌器36の排水の通水経路の下流側であって処理水槽13の手前側に第5の熱水出口弁52−5を設けている。これらの熱水出口弁52−1〜52−5から排出される熱水は、熱水殺菌用水出口配管53を経由し、切り替え弁の作用によって一部が熱水供給ユニット40にて循環利用され、一部は外部へ排出される。
昇温速度、殺菌、降温速度などの熱水殺菌条件は、第1の実施形態と同様であり、各熱水殺菌経路に共通している。
図4は、リンサー排水回収装置20の第3の実施形態を詳述した構成図である。この第3の実施形態では、図2に示す第1の実施形態に、循環式熱水殺菌経路(熱水殺菌経路(6))を加えた点に特徴がある。図4に示すリンサー排水回収装置20は、図2に示す第1の実施形態と同様に、水処理機器として、過酸化物分解塔31、カチオン交換塔32、エアストリッピング塔33、アニオン交換塔34、カートリッジフィルタ35、および紫外線殺菌器36を有している。また、これらの複数の水処理機器は、通水経路を介して接続されている点も同様である。そして、水処理ユニット30の水処理機器を含む通水経路全体を分割し、分割単位で個別に熱水殺菌するための複数の熱水殺菌経路を有している。
一方、熱水供給ユニット40は、図2に示す第1の実施形態に加え、熱水殺菌経路(6)による循環式熱水殺菌経路に対応した機能を備えている。即ち、熱水殺菌用水排水配管61から弁により分岐した循環用配管62と、循環用配管62を経由して循環された水を用いて循環式熱水殺菌を行うための熱水槽45と、熱水槽45からの水を供給する熱水ポンプ46と、熱水ポンプ46から供給された水を加熱する水加熱装置41−2と、この水加熱装置41−2により加熱された熱水を水処理ユニットに供給する熱水供給配管43−2を備えている。また、熱水槽45に上水を供給するための第4の熱水殺菌用水切替弁44−4と、熱水殺菌用水供給配管42―2とを備えている。
昇温速度、殺菌、降温速度などの熱水殺菌条件は、第1の実施形態および第2の実施形態と同様であり、各熱水殺菌経路に共通している。
1)〜(5)と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
熱水殺菌経路(6)では、まず、第4の熱水殺菌用水切替弁44−4から熱水殺菌用水供給配管42―2、熱水槽45を経由し、熱水ポンプ46により水加熱装置41―2に上水が供給される。この水加熱装置41―2にて加熱されて生成された熱水は、熱水供給配管43−2を経由し、水処理ユニット30の第4の熱水入口弁37−4から通水経路に供給される。この熱水は、通水とは同方向に流通し、過酸化物分解塔31を熱水殺菌する。その後、熱水殺菌を施した熱水は、第5の熱水出口弁38−5から熱水殺菌用水排水配管61を経由して排水される。殺菌に用いられた排水は、弁による切り替えによって循環用配管62を経由して熱水槽45へ供給され、循環再利用される。このように、熱水殺菌経路(6)は、過酸化物分解塔31を殺菌し、殺菌方式は循環式、熱水殺菌用水は上水である。また、熱水流通方向は通水と同方向である。更に、一般細菌数で比較すると、殺菌前では50〜200個/mlであったものを、殺菌後には1個/ml未満とすることができた。
尚、この熱水殺菌経路(6)は、熱水殺菌経路(1)とは選択的に利用され、熱水殺菌が実施される。
図5は、リンサー排水回収装置20の第4の実施形態を詳述した構成図である。この第4の実施形態では、図2〜図4に示す第1〜第3の実施形態とは、水処理ユニット30に配置される水処理機器の内容が異なっている。図5に示すリンサー排水回収装置20の水処理ユニット30は、過酸化物分解塔31、エアストリッピング塔33、アニオン交換塔34、カートリッジフィルタ35を備え、カチオン交換塔32および紫外線殺菌器36に代えて、逆浸透膜モジュールユニット70を備えている。逆浸透膜モジュールユニット70に充填される逆浸透膜モジュールは、活性炭塔処理水に含まれる酢酸イオンや共存カチオンなどのイオン性物質を除去できるものであれば、材質や形状に特に制限はない。例えば、ポリアミド系のスパイラル型複合膜逆浸透膜モジュールが使用される。逆浸透膜モジュールユニット70では、逆浸透膜装置への供給水の水質によって異なるが、通常供給水の70〜90%程度を逆浸透膜装置処理水配管から透過水(処理水)として取り出し、残りの10〜30%程度の濃縮水(逆浸透膜モジュールユニット濃縮水)は装置外へ排出される。
昇温速度、殺菌、降温速度などの熱水殺菌条件は、第1〜第3の実施形態と同様であり、各熱水殺菌経路に共通している。
。また、熱水流通方向は通水と逆方向である。ここで、熱水殺菌経路(3)では、一般細菌数で比較すると、殺菌前では1個/ml未満〜50個/mlであったものを、殺菌後には1個/ml未満とすることができた。
このように、第4の実施形態によれば、逆浸透膜モジュールユニット70を含む水処理ユニット30に対して効率的な熱水殺菌が可能となり、細菌の繁殖を効果的に抑制することができる。
Claims (16)
- 過酸化物が含有されるリンサー排水の処理装置であって、
水処理ユニットと熱水供給ユニットとを備え、
前記水処理ユニットは、水処理機器として、リンサー排水に含まれる過酸化物を分解するための過酸化物分解触媒が充填された過酸化物分解塔と、当該過酸化物分解塔からの処理水に含まれる不純物を除去するためのイオン交換塔、逆浸透膜モジュールユニット、ナノろ過膜モジュールユニットのうち少なくとも一つと、当該水処理ユニットの水処理機器を含む通水経路を分割して熱水殺菌するための複数の熱水殺菌経路とを有し、
前記熱水供給ユニットは、熱水殺菌用水を加熱するための水加熱装置と、当該水加熱装置へ熱水殺菌用水を供給するための熱水殺菌用水供給配管と、当該水加熱装置から前記複数の熱水殺菌経路へ熱水を供給するための熱水供給配管とを含むことを特徴とするリンサー排水の処理装置。 - 前記水処理ユニットの前記熱水殺菌経路は、熱水入口弁と熱水出口弁とを備えたことを特徴とする請求項1記載のリンサー排水の処理装置。
- 前記熱水供給ユニットは、前記水処理機器の一過式熱水殺菌を行うための水加熱装置と、当該水加熱装置に熱水殺菌用水を供給する熱水殺菌用水供給配管とを含むことを特徴とする請求項1記載のリンサー排水の処理装置。
- 前記熱水供給ユニットは、水処理機器の循環式熱水殺菌を行うための熱水槽、熱水ポンプ、水加熱装置、及び当該熱水槽に熱水殺菌用水を供給する熱水殺菌用水供給配管を備えたことを特徴とする請求項1記載のリンサー排水の処理装置。
- 前記熱水供給ユニットは、熱水中の気泡を熱水から除去するための気泡分離器および気体排出弁を前記熱水供給配管に備えたことを特徴とする請求項1記載のリンサー排水の処理装置。
- 前記水処理ユニットは、水処理機器として、前記過酸化物分解塔の処理水に含まれる気体を除去するための脱気ユニット、水中の細菌を殺菌するための紫外線殺菌器、およびイオン交換塔の処理水に含まれる微量の懸濁物質を除去するためのカートリッジフィルタの少なくとも何れか1つを含む請求項1記載のリンサー排水の処理装置。
- 前記複数の熱水殺菌経路から熱水殺菌を行なう経路を選択するための操作盤を更に含む請求項1記載のリンサー排水の処理装置。
- リンサー排水の処理装置であって、
リンサー排水を処理するとともに通水経路を介して各々が接続される複数の水処理機器と、
前記複数の水処理機器を構成する一または複数の水処理機器の単位に分割して熱水殺菌するための熱水殺菌経路と
を備えたリンサー排水の処理装置。 - 前記熱水殺菌経路は、分割される前記一または複数の水処理機器の単位とともに当該単位に付随する前記通水経路を熱水殺菌することを特徴とする請求項8記載のリンサー排水の処理装置。
- 前記単位ごとに異なる頻度で熱水殺菌を行なうことを特徴とする請求項8記載のリンサー排水の処理装置。
- 前記単位ごとに異なる水質の熱水を用いて熱水殺菌を行なうことを特徴とする請求項8記載のリンサー排水の処理装置。
- 過酸化物が含有されるリンサー排水の処理装置であって、
複数の水処理機器を備えた水処理ユニットと熱水供給ユニットとを備え、
前記水処理ユニットは、前記リンサー排水を活性炭と接触させて過酸化物を分解する活性炭塔と、一または複数の水処理機器の単位に分割して熱水殺菌するとともに当該活性炭塔を熱水殺菌する熱水殺菌経路とを備え、
前記熱水供給ユニットは、前記熱水殺菌経路へ熱水を供給することを特徴とするリンサー排水の処理装置。 - 前記熱水殺菌経路は、一過式熱水殺菌経路と循環式熱水殺菌経路とを備え、
前記熱水供給ユニットは、前記一過式熱水殺菌経路および前記循環式熱水殺菌経路の何れかを選択して熱水殺菌を行なうことを特徴とする請求項12記載のリンサー排水の処理装置。 - 過酸化物が含有されたリンサー排水を処理するための複数の水処理機器を備えたリンサー排水処理装置の殺菌方法であって、
前記複数の水処理機器を構成する一または複数の水処理機器の単位に分割して熱水殺菌を実行するための、熱水殺菌を施す単位を決定するステップと、
決定された前記単位ごとに、異なった水質および/または異なった頻度で熱水殺菌を施すステップと
を含むリンサー排水処理装置の殺菌方法。 - 前記熱水殺菌を施すステップは、熱水を再利用しない一過式熱水殺菌、または熱水を再利用する循環式熱水殺菌で行なわれることを特徴とする請求項14記載のリンサー排水処理装置の殺菌方法。
- 前記熱水殺菌を施すステップは、前記単位ごとに、リンサー排水処理の通水と同方向または逆方向を選択して熱水を流通させることを特徴とする請求項14記載のリンサー排水処理装置の殺菌方法。
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