TWI520912B - 水系統的軍團菌的殺菌方法 - Google Patents

Description

水系統的軍團菌的殺菌方法

本發明是有關於一種水系統的殺菌方法，且特別是有關於一種在進行水系統的殺菌時使用游離氯和結合氯的殺菌技術。

在各種工廠的車間(plant)冷卻水系統、排水處理系統、鋼鐵水系統、紙漿水系統、切削油水系統等中，由於細菌、絲狀菌或藻類等而在水系統內產生黏泥(slime)。該黏泥引起熱效率下降、通水配管等堵塞、配管金屬材質腐蝕等故障。

為了防止上述故障，採用使用藥物對水系統進行殺菌的方法。作為殺菌方法，通常是使用廉價且殺菌效果良好的次氯酸鹽等氧化劑，但是將次氯酸鹽等以確認到黏泥剝離效果的濃度使用時，會引起水系統內的金屬部材的腐蝕。

另一方面，作為還與抑制水系統內的腐蝕性相關的技術，申請人等已經提供了一種在氯系氧化劑中含有磺胺酸(sulfamic acid)或其鹽和鹼的黏泥剝離劑等(參照日本專利第3915560號公報)。此外，申請人還提供了一種在氯系氧化劑中含有唑系化合物及磺胺酸或其鹽的殺菌殺藻劑組成物等(參照日本專利第3832399號公報)。

藉由至少將氯系氧化劑和磺胺酸結合，具有穩定的黏泥剝離性，可以實施腐蝕性低的處理。利用申請人先前提供的上述技術雖然也可取得優異的效果，但作為水系統的殺菌技術，各產業界還要求開發更優異的技術。

氯系氧化劑雖作為強效的氧化劑被用於殺菌處理等，但由於消耗速度快、腐蝕性高，存在著其管理等困難的問題。另外，在水系統車間等的壁面等上形成有黏泥構成物的情況下，在黏泥構成物的表面發生氧化反應，存在著難以到達其深部進行殺菌的問題等。

本發明之主要目的在於提供一種可以在水系統中高效率地進行殺菌和黏泥控制的水系統的殺菌方法。

首先，本發明提出一種水系統的殺菌方法，該方法是使結合氯和游離氯存在於水系統中，並使該水系統中的游離氯的濃度大於等於0.3mg-Cl/L。藉由使結合氯和游離氯存在於水系統中，並使游離氯的濃度大於等於0.3mg-Cl/L，可以進一步提高結合氯的殺菌能力等。

而且，結合氯可以藉由向水系統中至少添加氯系氧化劑和磺胺酸化合物而生成。藉由使用氯系氧化劑和磺胺酸化合物，可以形成氯代磺胺酸(chlorosulfamic acid)化合物作為結合氯。

另外，游離氯可以藉由向水系統中添加次氯酸鹽、亞氯酸鹽、二氧化氯和氯氣中的至少任一種而生成。

基於上述，根據本發明之殺菌方法，可以在水系統中高效率地進行殺菌和黏泥控制。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下，對本發明加以說明。需要說明的是，以下的說明表示本發明中的代表例，本發明之範圍並不因此而變窄。

本發明之殺菌方法，至少是使結合氯和游離氯存在於水系統中，並使游離氯的濃度大於等於0.3mg-Cl/L。藉由使結合氯和游離氯存在於水系統中，使形成於水系統之各種部材表面等的黏泥構成物剝離，可以高效率地殺滅分散的菌類等。而且，可以使作為殺菌劑的消耗速度變慢、且腐蝕性降低。

在本發明中，只要在作為處理對象的被處理水中存在結合氯和游離氯即可，至於如何使之存在等則沒有限定。藉由至少使水系統內殘留大於等於預定濃度的游離氯，可以加強結合氯的殺菌能力。以下，對此進行更詳細的說明。

結合氯的種類沒有限定，可以列舉如：氯胺-T(N-氯-4-甲基苯磺醯胺的鈉鹽)、氯胺-B(N-氯-苯磺醯胺的鈉鹽)、N-氯-對硝基苯磺醯胺的鈉鹽、三氯蜜胺、單氯蜜胺或二氯蜜胺的鈉鹽或鉀鹽、三氯-異氰尿酸酯、單氯異氰尿酸或二氯異氰尿酸的鈉鹽或鉀鹽、單氯磺胺酸或二氯磺胺酸的鈉鹽或鉀鹽、單氯乙內醯脲或1,3-二氯乙內醯脲或其5,5-烷基衍生物等。

結合氯可以是添加到水系統內、也可以在水系統內生成。例如，可以向水系統中添加氯系氧化劑和磺胺酸化合物，形成氯代磺胺酸化合物等。向被處理水中添加氯系氧化劑和磺胺酸化合物、或包含氯系氧化劑和磺胺酸化合物的氯代磺胺酸系結合氯劑時，具有以下特徵：被處理水中的游離氯濃度在酸性區至鹼性區之廣泛的pH範圍內不會發生大的變化。

本發明中使用的磺胺酸化合物沒有特別限定，可以列舉出磺胺酸或其鹽等。具體可以使用磺胺酸、磺胺酸銨等。磺胺酸化合物如同肼等無毒、且安全性高。

上述磺胺酸化合物可以列舉如：N-甲基磺胺酸、N,N-二甲基磺胺酸、N-苯基磺胺酸等。本發明所使用的磺胺酸化合物中，作為該化合物的鹽，可以列舉如：鈉鹽、鉀鹽等鹼金屬鹽；鈣鹽、鍶鹽、鋇鹽等鹼土金屬鹽；錳鹽、銅鹽、鋅鹽、鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽等其他金屬鹽；銨鹽及胍鹽等。具體可以列舉出：磺胺酸鈉、磺胺酸鉀、磺胺酸鈣、磺胺酸鍶、磺胺酸鋇、磺胺酸鐵、磺胺酸鋅等。磺胺酸以及它們的磺胺酸鹽可以單獨使用一種，也可以將兩種或兩種以上組合使用。

本發明中使用的氯系氧化劑沒有特別限定，可以列舉如：氯氣、二氧化氯、次氯酸或其鹽、亞氯酸或其鹽、氯酸或其鹽、高氯酸或其鹽、氯化異氰尿酸或其鹽等。

更具體的鹽可以列舉出：次氯酸鈉、次氯酸鉀等次氯酸鹼金屬鹽；次氯酸鈣、次氯酸鋇等次氯酸鹼土金屬鹽；亞氯酸鈉、亞氯酸鉀等亞氯酸鹼金屬鹽；亞氯酸鈣、亞氯酸鋇等亞氯酸鹼土金屬鹽；亞氯酸鎳等其他亞氯酸金屬鹽；氯酸銨、氯酸鈉、氯酸鉀等氯酸鹼金屬鹽；氯酸鈣、氯酸鋇等氯酸鹼土金屬鹽等。

上述氯系氧化劑可以單獨使用一種，也可以將兩種或兩種以上組合使用。其中，次氯酸鹽容易處理，故適於使用。

水系統內的結合氯濃度沒有限定，下限值較佳的是大於等於1.0mg-Cl/L，上限值較佳的是小於等於20mg-Cl/L。本發明中在測定結合氯的濃度時，可以利用依據JIS K 0102的DPD(N,N-二乙基亞苯基二胺)法進行測定。藉由使結合氯濃度在上述數值範圍內，可以更高精度地控制水系統中的游離氯量。而且，在進一步高效率地進行殺菌或黏泥控制的同時可以進一步降低消耗速度。其結果，可以長期維持殺菌作用。

使游離氯存在於水系統中的方法沒有限定，可以列舉如：向水系統中藥注次氯酸鹽、亞氯酸鹽、二氧化氯、氯氣等的方法、或者利用食鹽水或氯化鉀水溶液等的電解反應產生次氯酸離子的方法等。

希望水系統內的游離氯濃度大於等於0.3mg-Cl/L，較佳的是大於等於0.4mg-Cl/L，進一步較佳的是大於等於0.5mg-Cl/L。藉由達到上述游離氯濃度，在進一步高效率地進行殺菌或黏泥控制的同時可以進一步降低消耗速度。其結果，可以長期維持殺菌作用。

測定水系統內的游離氯濃度的方法有：極譜法(polarography)、吸光光度法、或測定水系統內的氧化還原電位(Oxidation-reduction Potential；ORP)，根據此氧化還原電位推測游離氯濃度的方法等，本發明中利用依據JIS K 0102的DPD法測定氯濃度。可以根據如此操作而得到的游離氯濃度值來調節游離氯量，使達到目標游離氯的濃度值。

本發明中，根據需要可以測定水系統的游離氯濃度，根據此測定值來控制水系統內的游離氯量。即，可以另外設置測定水系統的游離氯濃度並根據此測定值來調節水系統內的游離氯量的控制方法。藉此，可以繼續進行水系統的水質管理。上述控制方法沒有特別限定，例如可以藉由根據測定的氯濃度進行藥注等來控制游離氯量。

並且，在希望對上述水系統的結合氯濃度加以控制的情況下，也測定水系統的結合氯濃度，可以根據測定的游離氯濃度和結合氯濃度兩者來調節水系統內的結合氯量。藉由不僅監測游離氯濃度還監測結合氯濃度，可以進一步高精度且繼續進行水質管理。

推測本發明之殺菌方法的作用機理為：利用結合氯使黏泥構成物自部材表面等剝離並分散，利用游離氯殺滅被分散的病原菌等。藉此，可以高效率地進行殺菌和黏泥控制。由於上述知識終究是基於設想，所以假如是利用該知識以外的作用等進行殺菌的情形等，當然也包含在本發明之範圍內。

本發明之殺菌方法所能適用的處理對象沒有特別限定，可以列舉如：各種工廠的車間冷卻水系統、洗滌器、廢水處理水系統、排水處理水系統、鋼鐵水系統、切削油水系統等，可以剝離附著於上述裝置、通水配管等上的黏泥構成物等。

作為水系統，可以適用於特別是容易產生黏泥構成物的循環水系統，尤其適合的是開放循環冷卻水系統等。例如，軍團菌(Legionella)等細菌喜好開放式循環冷卻塔等的水溫、特別是被冷卻塔內產生的藻類圍起來的環境，在上述條件的水系統中容易產生黏泥構成物。本發明尤其對開放循環冷卻水系統等可以有效且長期維持殺菌作用。

【實施例】

以下給出實施例來更具體地說明本發明，同時檢驗本發明之效果。

[實施例1]

對於被軍團菌屬菌污染的空調用冷卻水，用氯代磺胺酸和游離氯進行除菌處理。游離氯的控制則藉由藥注次氯酸鹽來進行。

冷卻塔的冷凍規模為300 RT，保有水量為30m³ ，以5倍的濃縮倍率運轉。相對於冷卻水排放水量，以15mg/L的比例添加氯代磺胺酸。

剝離的黏泥藉由依賴於濃縮的排放而自然排出，不必實施清掃等特別的除去處理。

關於游離氯的管理，利用DPD法測定殘留氯濃度，進行藥注量的管理。游離氯則使用氯殘留計「Cl-17(HACH社製)」進行測定。被處理水中的軍團菌屬菌數藉由100mL被處理水中的菌落形成單位(CFU：colony forming units)進行評價。

其結果，游離氯濃度為0.2mg-Cl/L時，雖然見到軍團菌屬菌數減少，但無法維持不檢測。但是，將游離氯濃度控制在大於等於0.3mg-Cl/L時，可以維持軍團菌屬菌數的不檢測。特別是在游離氯濃度大於等於0.4mg-Cl/L的第2個月以後，完全可以抑制軍團菌的產生(圖1)。

[比較例1]

僅以氯代磺胺酸一種試劑進行處理，其他條件與實施例1相同，進行試驗。其結果，游離氯濃度不超過0.1mg-Cl/L時，雖然軍團菌屬菌數中有一部分被消滅，但之後再次出現(圖2)。

[考察]

綜上所述，本發明之水系統的殺菌方法，藉由使結合氯和游離氯存在於水系統中，並使水系統中的游離氯濃度至少大於等於0.3mg-Cl/L，可高效率地進行殺菌和黏泥控制。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

圖1是表示以兩種藥劑進行處理時游離氯濃度、軍團菌屬菌數、處理天數之間的關係的曲線圖。

圖2是表示僅以一種藥劑進行處理時游離氯濃度、軍團菌屬菌數、處理天數之間的關係的曲線圖。

Claims (3)

1. 一種水系統的軍團菌的殺菌方法，是使結合氯和游離氯存在於水系統中，測定上述水系統的游離氯濃度，根據該值來控制游離氯量，並使該水系統中的游離氯的濃度維持在大於等於0.3mg-Cl/L，且使上述水系統內的結合氯濃度維持在1.0mg-Cl/L~20mg-Cl/L的範圍內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之水系統的軍團菌的殺菌方法，其特徵在於：上述游離氯是藉由向上述水系統中添加次氯酸鹽、亞氯酸鹽、二氧化氯和氯氣中的至少任一種而生成，藉由根據上述水系統的殘留氯濃度，調節次氯酸鹽、亞氯酸鹽、二氧化氯及/或氯氣的藥注量，而控制上述水系統的游離氯量。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水系統的軍團菌的殺菌方法，其特徵在於：上述結合氯是藉由向上述水系統中至少添加氯系氧化劑和磺胺酸化合物而生成，測定上述水系統的結合氯濃度，根據測定的游離氯濃度和結合氯濃度兩者來調節水系統的結合氯濃度。