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 水を殺菌する原理は、水処理温浴・プール・養殖・水景・農業・排水処理とも、基本は共通で応用範囲の広い技術です。 

 

紫外線殺菌、オゾン殺菌、それぞれの原理は水中でも空気中でも基本的に変わりません。

●殺菌対象は、「ウイルス」と「細菌」
・ 細菌=細胞を持ち、細胞分裂で増殖します。
・ ウイルス=細胞を持たず、 ウイルスに感染した相手の「情報」を自分の情報に書き換えます。



●紫外線・オゾンによる殺菌は、
・細菌に対して=
「細胞膜の破壊(〜体液の流出=乾燥)」
・ウイルスに対して= 「情報の分解」
によって行われます。

 水殺菌:紫外線による水殺菌 / オゾンによる水殺菌  それぞれの装置タイプと原理 

水の殺菌では、2つのタイプの装置があります。

A: 装置内に水を流し込んで殺菌する  (紫外線殺菌 / 紫外線+オゾン殺菌)
B:貯水タンク内に設置して、貯水を殺菌する

<具体的な殺菌方法>
A.ワン・パス( 「一回通過」=流しっ放し)の場合

流れ始める場所に装置を設置、対象物を殺菌する必要量の紫外線を照射します。
対象の上から紫外線を当てると、光は距離の二乗に反比例して弱くなるため、
紫外線ランプの周囲に水を流す方が効果が高く、無駄もありません。

紫外線が届かないケース(例:光をさえぎるものがある、水のにごりが強い)や、
酸素活性を上げたい、等にはオゾンを併用します。
オゾンを併用する場合は、処理水に紫外線を照射すると同時にオゾンの気泡を
処理管の中に吹き込みます。



B.貯水/循環の場合
以下のアプローチで対策します。

・細菌や微生物の増殖には、栄養・水分・酸素分圧(その場に含まれる酸素比)・
温度が関係します。例えば大腸菌は快適環境では20分で2個に分裂しますが、
条件がそろわないと増殖速度が落ちます。

この増殖条件は、悪い条件が他の優れた条件の足を引張り、
劣ったほうに足並みが揃います。(パスツール効果*の逆応用)

・水中では条件が揃いにくく増殖スピードが落ちるため、例えば2個分裂後に
1個を殺すと「リセット」されたことになり、結果的に増殖しません。

そのタイミングについて弊社はデータ目安があり、状況に応じた効果的な
装置選定に役立てています。

循環水・貯水では必要なノウハウで、弊社以外1社しか殺菌解説サイトでも
触れていません。しかし、この不活性化・繁殖抑制を応用すると、
非常に有効で実用的な対策ができます。

*パスツール効果
パスツールは、発酵(=糖の分解)に関して、
『酸素があると微生物はさかんに繁殖するがアルコール生成は進まず、酸素が遮断されると微生物は
増殖せずアルコール生成が増える』ことを発見しています。(パスツール効果)
これは生化学U等では「好気性条件下での発酵速度は嫌気性条件下より遅い」という言い方で表されます。
(=「酸素があると発酵が進まず、酸素がないと発酵が進む」とも意訳) このことから酵素の働きや微生物学的
観点に論は発展していきますが、上記の「増殖条件」のようなアプローチ概念の素地にも応用されています。





 紫外線による水殺菌・・・世の中で最もクリーンな殺菌方法

 

1:紫外線による水殺菌
水殺菌で課題や対象となる細菌・微生物のほとんどは、紫外線で殺菌できます。
また、その際 「どれだけの量の紫外線を照射すればいいか」は一覧表化されています。
そのため、水の経路内に紫外線ランプを設置し、必要量の紫外線を照射して殺菌します。

<参照:99.9%殺菌に必要な紫外線量(μw・sec/cu)>

単位となる「μw・sec/cu」の計算方法は、

「紫外線照射強度(μw/cu)」 X 「紫外線照射秒数(SEC)」 です。

<グラム菌>
変形菌
赤痢菌(志賀菌)
赤痢菌(駒込 BV )
チフス菌
大腸菌
レジオネラ菌(90%)
枯草菌
枯草菌(芽胞)
白色ブドウ球菌
黄色ブドウ球菌
<ビールス(ウィルス)>
タバコモザイクウイルス
インフルエンザウイルス
<カビ類>
黒色胞子(全食品)
緑色胞子(チーズ)
黄緑色胞子(乾物)
青緑色胞子(穀物)
白色胞子(乳製品)
灰色胞子(肉)
黒色胞子(果物・野菜)


3,780
4,260
4,320
4,440
5,400
1,000
21,600
33,200
9,060
9,300

440,000
3,400

396,000
39,000
180,000
132,000
15,000
51,000
333,000


 

 

 

 

 

 

 

 






出典(社)照明学会誌:第36巻 第3号
論文:『殺菌灯による水の消毒』河端俊治、原田常雄
金子光子:講座・消毒(28)


紫外線殺菌の長所
1. 菌に耐抗性を作らない
2. 対象物にほとんど変化を与えない
3. 管理が容易で、自動運転に適する
4. 処理時間が短い
5. 残留しない

紫外線殺菌の短所
1. 残留効果がない
2. 対象が表面に限られる
3. 光をさえぎるものがあると効果がない


 

   
ウォーター・サニタライザー ---紫外線で水を殺菌---

  ・水の通過するタンクを鏡面ステンレスにして、その中心に石英ガラスで保護 した
   紫外線ランプを設置することで、紫外線を無駄なく効果的に殺菌使用できます。
  ・高い殺菌効果を持つ254nm紫外線を発生させる高性能ランプを使用しています。
  ・構造がシンプルで、短時間で水を処理します。
  ・残留性がなく、安全で効果的です。
  ・処理水の濁度/着色/ランプ表面の汚れで効果が低下しますので、
   状況によりユーゾンをご採用ください。



  [紫外線 水殺菌装置のメリット]

  ・水中の細菌を、紫外線が秒殺
  ・ランニングコストは蛍光灯クラスの電気代 のみ。
  ・薬剤のような濃度点検〜投入処理が不要で、手間がはぶけます。
  ・水の粘度が取れ、さらりとした水質になる 
  ・装置のメンテナンスも、ランプをぬぐうだけの手軽さです。

  ・温水浴施設では、お客様を、塩素/薬剤によるトラブルやニオイから開放します。
   また、浴槽のぬめりも減って清掃が楽になります。

  ・水処理で、塩素と併用で使用する際は、塩素を紫外線が活性化させるので、塩素使用量を大幅に削減できます。
   
   


 






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紫外線殺菌装置:サニトロン

   

 タンク貯水殺菌装置紫外線タイプ/UVオゾンタイプ]
 

人や生物に関わる対象への消毒手法として紫外線/オゾンは
  薬害・残留物・二次汚染もなく、最適です。


紫外線殺菌は、貯水槽など「静止水中の微生物抑制効果」で、
  特に長期使用の経済メリットが高くなります。


貯水槽等の静止水中では、タンク内面に細菌群が容易に付着し、
  バイオフィルム問題が発生しますが、タンクレイヤーを導入すると、
  バイオフィルム生成前に菌が死滅 するため、問題が無くなります。



紫外線が透過しにくい水などには、オゾン併用タイプもあります。
  多数のタイプをご用意、お客様のニーズに適合する装置をお選びください。

 

 


紫外線殺菌装置を見る(以下をクリック)

1:表面殺菌装置(製品殺菌用)
2:水殺菌装置
3:貯蔵タンク殺菌装置
4:施設・空間・表面殺菌ランプ
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 オゾンによる水殺菌・・・残留物を残さない殺菌・脱臭手段

2:オゾンによる水殺菌

オゾンについての詳細は『オゾンの知識』をご参照ください。
紫外線とオゾンを同時発生させることで、オゾン単独より多数のメリットがあります。


オゾン殺菌の長所
1.短い残留効果がある
2.空間の隅々まで効果が及ぶ
3.酸化力に基づく脱臭・漂白効果がある
4.自動運転に適する
5.残留毒性がない

オゾン殺菌の短所
1.UVに比べて処理時間が長い(衛生状態の維持向き)
2.対象物に臭いをつけたり、変色 させることがある
3.貯蔵できない




   [日本発のUVオゾン併用水処理装置 : UZON(ユーゾン)方式]
 


  ・紫外線+オゾンで同時殺菌を行う、特許取得の独自方式。
  ・紫外線でオゾンが活性化されるため、紫外線の殺菌効果に相乗作用します。
  ・紫外線では対応できない着色汚濁もオゾンが処理。
  ・紫外線と違い、酸素に戻るまでの時間(20〜30分)、効果が持続します。

  ・気泡となって残ったオゾンは、ニオイ脱臭や施設の殺菌に流用できます。

  ・微生物や有機汚濁物を除去し、さらりとした水質に改善。
  ・汚れ分解能力が高いため、メンテも簡単です。


  <ユーゾン方式の特徴>

  1)オゾンは内蔵のUVランプで生成
  2)UVはオゾンを瞬時に分解して、活性酸素を作るので、オゾンの酸化反応が促進されます。

  ユーゾンの構造では見かけ上の水中オゾン濃度は上がりませんが、
  同時に、水中の塩素もオゾンと同様に紫外線によって活性化され水の浄化に生かされます。

  このため殺菌だけでなく有機性汚濁物を除去できます。
  この技術は最近注目を集めている「AOP」と略称される促進酸化水処理技術そのものです。

  1976年にUVランプだけを使い紫外線とオゾンを併用する水処理装置( 特許取得)が開発され、
  後の「光酸化水処理装置」開発のベースになりました。


 







オゾン 殺菌装置を見る(以下をクリック)

1:施設全体(空気・表面・床から天井まで隅々)殺菌装置
2:移動式ハンディ殺菌装置
3:小型殺菌・脱臭装置(在室時運転可)
4:水殺菌用 紫外線併用オゾン殺菌装置
5:洗浄用 オゾン水製造装置




殺菌・UV硬化・UV洗浄など、さまざまな紫外線照射装置のカタログをこちらからご覧いただけます。 




 紫外線装置、紫外線オゾン装置の対応ソリューション

温浴・プール・水産養殖・農業(養液栽培)・水景・噴水・水処理など、
水を殺菌する原理は共通で、応用範囲の広い技術です。

弊社の扱う装置も、東京ドームの噴水池、大阪府農林センター(養液栽培研究)、
全国水族館、京都:清水寺の霊水、北海道・鳥取ほか栽培漁業センター、酒蔵、
温泉/プール、水源ダム、オランダの花栽培施設まで様々な導入実績があります。


各業種の視察に使われる施設や、NHK番組クローズアップ「飲める水で泳ぎたい」
でも採用/ご紹介いただいています。

様々なシチュエーションの水の殺菌をはじめ、
水の硬度調整、硝酸態窒素除去、水の臭気原因の分解除去、雑味成分の除去など、
幅広いソリューションに対応しています。

イオン交換/逆浸透技術と組み合わせた、景観水/排水/養魚/淡水化装置システム、
地下水・井戸水の除鉄(0.01ppm以下に)・除マンガン装置も納品実例が多数あります。
酒造・食品加工に最適な、安価な「逆浸透膜+光酸化装置」もご用意しています。


ご相談・お問い合わせは環境事業部門(045-543-9437)までお電話ください。

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==飲用・食品加工用水処理(水質改善)のケース・スタディ(1)==


<弊社の、お問い合わせへの返答例>


[ >>お問い合わせ内容:硝酸態(性)窒素除去、水硬度の低下、およびジオスミン臭の解消 ]

対処方法を分けて考えるのが得策と存じます。

弊社は、課題の一部を解決する技術製品では優れたものを有していますが、
UV・オゾン法で対処しきれない部分が含まれており、このようなケースでは他社(東レ等)
の技術と組み合わせたシステムをご提案させていただいております。

他社技術と組み合わせることで、無駄のないシステムを作れますので、
以下システム組みの過程がご参考になるものと思います。



[課題1:硝酸態(性)窒素除去に関して]
従来法では、かなり大きなシステム(場所をとります)で対応していました。
今は電解で硝酸態窒素をアンモニアに変えて除去する技術ができていますが、
そのプロセスで次亜塩素酸を使用します。これは主に排水処理での技術です。
ご存知のように塩素には分子がなくイオンのみで、形は変わっても残ってしまうので、
今度はそれを取り除く高価な装置が必要となります。
(逆浸透フィルター使用、日本水道基準に準拠、200トン/日処理で、1億円を標榜します。)
ご予算内で、他にいい方法がないかを探っておりますので、しばらくお待ちください。

[課題2:硬水>軟水化に関して]
2通りの考え方があり、
(1)現地では「水に体をあわせて」生きていますので、乱暴な言い方ですがそのままにする。
ある程度の電解位があることで、電解処理の導入が可能となる(水の通電には硬度が必要)ため、
処理プロセス上は、ある程度の硬度が、あったほうが都合がいいです。

(2)逆浸透等の技術導入で、純水に近づける方法で硬度をとる。
(上記1課題で電解プロセスを使用するなら、その処理でも逆浸透技術は必要になります。)
純水を飲用水にするには、ミネライザーでミネラルを添加します。

[課題3:ジオスミン臭の解消に関して]
光酸化法(紫外線+オゾン)で簡単に解決できます。
紫外線オゾンの活用では、弊社パートナー社が日本で初開発、特許も有しており、
フロンテイア&パイオニア・カンパニーですので、最も満足度の高い処理装置を
ご提案できると自負しております。どうぞ、よろしくお願いいたします。

 

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   [特集: 水浴施設における、UVオゾン併用水処理


   そのメリット
  ・ 微生物や有機汚濁物を除去し、さらりとした水質に改善。
  ・ 紫外線では対応できない着色汚濁等もオゾンが処理。
  ・ 汚れ分解能力が高いため、メンテも簡単です。
  ・ 水処理後のオゾンを臭気対策にも使えます。



  ・ 大型施設/有名温泉地/国家施設等で実績多数
  ・ 50℃のお湯にも対応可能。
  ・ 「行政指導による最低量」の塩素以外、薬を使用しないで済むので安全・快適・便利。





高度水処理法として紫外線とオゾンを併用するユーゾン(UZON)方式は、
単独オゾンの反応の遅さとコスト高を紫外線が解消する独特のものです。

1976年にUVランプだけを使い紫外線とオゾンを併用する水処理装置( 特許取得)
としてユーゾン が開発され、後の「光酸化水処理装置」開発のベースになりました。

人や生物と触れる温泉・プール・養殖用水の浄化に他の追随を許さない好評を得て、
国内の大規模有名温泉・自治体諸施設・医療施設で多数採用されています。


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<紫外線・オゾン殺菌の、水浴施設への導入:世界状況>

紫外線は他の殺菌方法よりウイルスに対して効果が高いので、古くはイギリスで
リハビリのためのプール殺菌に初めて紫外線が使われ(目的は小児麻痺の伝染予防)、
その他ヨーロッパはプールの浄化に塩素消毒法を使ってきましたが、水質に敏感な
ヨーロッパは、塩素殺菌処理による弊害が明らかになった1960年代から2次処理に
オゾン殺菌を使用するようになりました。

西ドイツは最も早く1964年に、フランスは遅れて1982年に、プール用水のオゾン殺菌処理を
工業規格に取り入れました。アメリカはようやく1986年にオゾンによるプール用水処理委員会
を結成して、水の殺菌でのオゾン使用に関するガイドラインを制定しました。

海外でプール殺菌にオゾンが使われていることを知り、当社のネットワーク社が1985年に
オゾンに紫外線を併用するプール用水浄化技術国産化に成功し、1986年に第一号機を納入しました。

同じ頃、オゾン発生器メーカーもオゾンによるプール用水浄化技術の実用化に取組み始め、
当初は従来の設備に加え2次処理装置として更に数百万〜一千万数百万円の設備があらたに
必要になるため普及が進みませんでしたが、我々の長年の実績が認められ1992年5月に改訂された
厚生省“遊泳用プールの衛生管理基準”の中にオゾンと紫外線の名前が殺菌に取り入れられました。


  (資料:SEN特殊光源(株)/再編集(有)マリオネットワーク)






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 環境事業部門 



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