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JP2016117048A - Production method and production apparatus of hypochlorite solution - Google Patents

Production method and production apparatus of hypochlorite solution Download PDF

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JP2016117048A JP2014259845A JP2014259845A JP2016117048A JP 2016117048 A JP2016117048 A JP 2016117048A JP 2014259845 A JP2014259845 A JP 2014259845A JP 2014259845 A JP2014259845 A JP 2014259845A JP 2016117048 A JP2016117048 A JP 2016117048A
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ion exchange
sodium hypochlorite
hypochlorous acid
exchange resin
water
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暢亮 崔
Chang Liang Cui
暢亮 崔
光洋 岩崎
Mitsuhiro Iwasaki
光洋 岩崎
進 萩原
Susumu Hagiwara
進 萩原
慎一 乙津
Shinichi Otsu
慎一 乙津
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Nanoscale Co Ltd
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Nanoscale Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method and a production apparatus of a hypochlorite solution that completely solve the problems in an electrolytic method and a two-liquid method for lowering a pH of a sodium hypochlorite aqueous solution, such as a quality problem caused by nonuniform chemical reaction and a degradation problem in long-term storage.SOLUTION: A production apparatus of a hypochlorite solution includes an in-line mixer 1 to produce a mixed solution of city water and sodium hypochlorite, a high pressure metering pump 5 connected to the outlet side of the in-line mixer 1 to receive the mixed solution, an atomizing nozzle 6 connected to a discharge port of the high pressure metering pump 5 to form fine particles of the mixed solution by uniformly atomizing the discharged mixed solution, and a weak acidic ion exchange resin column 7 to receive the fine particles of the mixed solution from the atomizing nozzle 6 and to produce a hypochlorite solution by ion exchange.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、次亜塩素酸水製造方法及び製造装置に関するものであり、より詳細には、
次亜塩素酸水製造のための全工程において、次亜塩素酸水の劣化を招く空気の混入のおそれがないインライン処理が可能な、次亜塩素酸水製造方法及び製造装置に関するものである。
The present invention relates to a hypochlorous acid water production method and production apparatus, and more specifically,
The present invention relates to a hypochlorous acid water manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of in-line processing without fear of air mixing that causes deterioration of hypochlorous acid water in all processes for manufacturing hypochlorous acid water.

水道水や食品の殺菌のために、従来より次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸塩の水溶液が利用されている。一般に、市販の次亜塩素酸ナトリウム水溶液はpHが12程度の強アルカリ性であり、殺菌水として使用するのに必要な残留塩素濃度(100〜200ppm)に希釈してもせいぜいpH8程度までしか下がらない。そして、このpH値の下では、次亜塩素酸ナトリウムは水中でナトリウムイオンNaと次亜塩素酸イオンに解離しており、次亜塩素酸の形になりにくい。即ち、残留塩素のほとんどは次亜塩素酸イオンの形で存在するため、殺菌力が弱い。   An aqueous solution of hypochlorite such as sodium hypochlorite has been used for sterilization of tap water and food. In general, a commercially available sodium hypochlorite aqueous solution is strongly alkaline having a pH of about 12, and even when diluted to a residual chlorine concentration (100 to 200 ppm) necessary for use as sterilizing water, it can only be lowered to about pH 8. . Under this pH value, sodium hypochlorite is dissociated into sodium ions Na and hypochlorite ions in water, and hardly forms hypochlorous acid. That is, since most of the residual chlorine exists in the form of hypochlorite ions, the sterilizing power is weak.

そこで、次亜塩素酸ナトリウム希釈水のpH値をpH7〜3程度に下げて残留塩素が次亜塩素酸の形で存在するようにする必要がある。次亜塩素酸ナトリウム水溶液のpHを下げる方法としては、電解法や2液法等が知られている。   Therefore, it is necessary to lower the pH value of dilute sodium hypochlorite water to about pH 7 to 3 so that residual chlorine exists in the form of hypochlorous acid. As a method for lowering the pH of the sodium hypochlorite aqueous solution, an electrolytic method, a two-component method, and the like are known.

しかるに、このうち電解法の場合は、電解槽を備えた装置及び電極が必要で、そのメンテナンスにもコストがかかるという問題があり、また、低濃度の弱酸性次亜塩素酸しか製造することができないという限界がある。一方、2液法の場合は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を塩酸と混合することにより、pHを酸性側に調製する方法であって、塩酸等の酸によりpH調整を行うため、次亜塩素酸ナトリウムと酸とを混合するという工程が必要となり、安全面での問題が生じる。特に、次亜塩素酸ナトリウムと塩酸とを混合することにより塩素ガスが発生するので、非常に危険である。そこで、根本的に塩素ガス発生の危険を伴わない製造方法が望まれていた。   However, in the case of the electrolysis method, an apparatus and an electrode equipped with an electrolytic cell are necessary, and there is a problem that the maintenance is expensive, and only low-concentration weakly acidic hypochlorous acid can be produced. There is a limit that cannot be done. On the other hand, in the case of the two-component method, the pH is adjusted to the acidic side by mixing an aqueous sodium hypochlorite solution with hydrochloric acid, and the pH is adjusted with an acid such as hydrochloric acid. A process of mixing sodium and acid is required, which causes a safety problem. Particularly, chlorine gas is generated by mixing sodium hypochlorite and hydrochloric acid, which is very dangerous. Therefore, a production method that does not involve the danger of chlorine gas generation has been desired.

塩酸を使用することなく次亜塩素酸ナトリウム水溶液のpHを下げる方法として、特許文献1(特開平6−206076号公報)及び特許文献2(特開2009−274950号公報)に、イオン交換樹脂を使用する方法が開示されている。   As a method for lowering the pH of an aqueous sodium hypochlorite solution without using hydrochloric acid, Patent Document 1 (JP-A-6-206076) and Patent Document 2 (JP-A 2009-274950) disclose ion exchange resins. A method of use is disclosed.

このうち特許文献1に開示されている方法は、塩酸の代わりに、ミネラル等の陽イオンを含む水を水素置換型イオン交換樹脂でイオン交換することによりpHを低下させた溶液を使用して、次亜塩素酸ナトリウム水溶液のpH値を下げるというものである。しかし、この方法の場合は、得られた酸性溶液を次亜塩素酸ナトリウムと混合した後に、pHが塩素ガスが発生し得る値まで低下するため、塩素ガスの発生が不可避である。特に、全量をイオン交換した場合は、pHが2.7まで低下するとされているので、イオン交換により酸性溶液を得た後に、次亜塩素酸ナトリウムと混合する工程が必要となり、その分手間がかかる。   Among these, the method disclosed in Patent Document 1 uses a solution whose pH is lowered by ion exchange of water containing a cation such as a mineral with a hydrogen-substituted ion exchange resin instead of hydrochloric acid, This is to lower the pH value of the aqueous sodium hypochlorite solution. However, in the case of this method, after the obtained acidic solution is mixed with sodium hypochlorite, the pH is lowered to a value at which chlorine gas can be generated, so that generation of chlorine gas is unavoidable. In particular, when the total amount is ion-exchanged, the pH is supposed to drop to 2.7. Therefore, after obtaining an acidic solution by ion exchange, a step of mixing with sodium hypochlorite is required, and the labor is reduced. Take it.

一方、特許文献2には、塩類を一切含有することなく次亜塩素酸を製造することを企図した次亜塩素酸溶液の調整方法が開示されている。この方法においては、先ず、次亜塩素酸ナトリウム溶液を水素置換型イオン交換樹脂で処理して金属イオンを水素イオンで置換し、次いで、得られた溶液を陰イオン交換樹脂で処理して、塩素イオンを水酸イオンで置換する工程を含む。従って、2種類のイオン交換樹脂で処理することが必要となるため、この方法の場合も手間がかかり、次亜塩素酸のpHの調整が困難である。また、次亜塩素酸ナトリウム溶液を水素置換型イオン交換樹脂で処理すると、液性が強酸性となり、殺菌効果が低下してしまうことが開示されており、この場合も塩素ガスの発生が不可避となる。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a method for preparing a hypochlorous acid solution that is intended to produce hypochlorous acid without containing any salts. In this method, first, a sodium hypochlorite solution is treated with a hydrogen-substituted ion exchange resin to replace metal ions with hydrogen ions, and then the resulting solution is treated with an anion-exchange resin to produce chlorine. A step of replacing the ions with hydroxide ions. Therefore, since it is necessary to treat with two types of ion exchange resins, this method is also troublesome and it is difficult to adjust the pH of hypochlorous acid. Further, it is disclosed that when a sodium hypochlorite solution is treated with a hydrogen-substituted ion exchange resin, the liquidity becomes strongly acidic and the bactericidal effect is reduced. In this case, generation of chlorine gas is unavoidable. Become.

このような事情に鑑み、酸を使用することなく、且つ、実質的に塩素ガスを発生することなく次亜塩素酸水溶液を製造するための装置及び方法として、特許文献3(特開2014−43392号公報)において、「次亜塩素酸塩溶液を、塩素ガスが発生するpH以上で緩衝作用を持つ弱酸性イオン交換体で処理する工程を含む製造方法」、並びに、「塩素ガスが発生するpH以上で緩衝作用を持つ弱酸性イオン交換体を備える弱酸性次亜塩素酸の製造装置」の提案がなされている。   In view of such circumstances, Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-43392) discloses an apparatus and method for producing a hypochlorous acid aqueous solution without using an acid and substantially without generating chlorine gas. No. 1), "Manufacturing method including a step of treating a hypochlorite solution with a weakly acidic ion exchanger having a buffering action at a pH higher than that at which chlorine gas is generated", and "pH at which chlorine gas is generated The proposal of "the apparatus for producing weakly acidic hypochlorous acid comprising a weakly acidic ion exchanger having a buffering action" has been made.

しかるに、この提案に係る製造方法及び製造装置の場合は、単に、酸を使用することなく、また、実質的に塩素ガスを発生することなく次亜塩素酸水溶液を製造するための装置及び方法を開示するに止まり、2液法及び電解法の課題でもある、化学反応の不均一性からくる製造品質の問題、並びに、長期保管上の劣化の問題の解決については全く考慮されていない。   However, in the case of the manufacturing method and the manufacturing apparatus according to this proposal, an apparatus and a method for manufacturing a hypochlorous acid aqueous solution without using an acid and without substantially generating chlorine gas. The solution to the problem of manufacturing quality resulting from the heterogeneity of the chemical reaction and the problem of deterioration in long-term storage, which are problems of the two-component method and the electrolytic method, are not considered at all.

即ち、電解法及び2液法のリスクとして次の点が挙げられる。
・希釈精度が十分ではない(1.0Mpa以下±1.0−5.0%で、その精度は流量に依存する。)。
・不均質である。
・撹拌過程において空気が混入することで、次亜塩素酸の分解促進が引き起こされる。
・次亜塩素酸ナトリウムの濃度の自動測定ができない。
That is, the following points are mentioned as risks of the electrolytic method and the two-component method.
• The dilution accuracy is not sufficient (1.0 Mpa or less ± 1.0-5.0%, the accuracy depends on the flow rate).
-Heterogeneous.
-The mixing of air in the stirring process causes the promotion of hypochlorous acid decomposition.
・ Automatic measurement of sodium hypochlorite concentration is not possible.

また、イオン交換樹脂によるpH調整については、以下のような問題が指摘されている。
・水素型イオン交換樹脂でイオン交換して次亜塩素酸を生成する(特許文献1)場合において、性能管理ができていない。
・水道水の全硬度が不明な場合又は変動する場合、並びに、原液となる次亜塩素酸ナトリウムの濃度が不正確又は劣化により変動する場合において、イオン交換総量の計算精度が劣る。
・次亜塩素酸を光、空気、熱、有機物により分解すると、塩酸と酸素に分解される。
Moreover, the following problems are pointed out about pH adjustment by an ion exchange resin.
In the case where hypochlorous acid is generated by ion exchange with a hydrogen-type ion exchange resin (Patent Document 1), performance management cannot be performed.
-When the total hardness of tap water is unknown or fluctuates, and when the concentration of sodium hypochlorite serving as the stock solution fluctuates due to inaccuracy or deterioration, the calculation accuracy of the total amount of ion exchange is poor.
・ When hypochlorous acid is decomposed by light, air, heat, or organic matter, it is decomposed into hydrochloric acid and oxygen.

特開平6−206076号公報JP-A-6-206076 特開2009−274950号公報JP 2009-274950 A 特開2014−43392号公報JP 2014-43392 A

上述したように、従来提案されている、実質的に塩素ガスを発生することなく次亜塩素酸水溶液を製造するための装置及び方法においては、次亜塩素酸ナトリウム水溶液のpHを下げるための電解法や2液法等の課題である、化学反応の不均一性からくる製造品質の問題、並びに、長期保管上の劣化の問題の解決については全く考慮されていなかった。   As described above, in the conventionally proposed apparatus and method for producing an aqueous hypochlorous acid solution without generating chlorine gas, electrolysis for lowering the pH of the aqueous sodium hypochlorite solution is provided. The solution of the problem of manufacturing quality caused by the heterogeneity of chemical reaction and the problem of deterioration in long-term storage, which are problems of the method and the two-component method, have not been considered at all.

そこで本発明は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液のpHを下げるための電解法や2液法等の課題である、化学反応の不均一性からくる製造品質の問題、並びに、長期保管上の劣化の問題をすべて解決した次亜塩素酸水製造方法及び製造装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention is a problem of manufacturing quality caused by non-uniformity of chemical reaction, which is a problem of electrolytic method and two-component method for lowering the pH of sodium hypochlorite aqueous solution, and deterioration in long-term storage. It is an object of the present invention to provide a hypochlorous acid water production method and production apparatus that solve all the problems.

上記課題を解決するための請求項1に係る発明は、水道水と次亜塩素酸ナトリウムの混合液を生成する工程と、前記混合液を微粒化して微粒化液を生成する工程と、前記微粒化混合液をイオン交換して次亜塩素酸水を製造する工程とを含むことを特徴とする次亜塩素酸水製造方法である。   The invention according to claim 1 for solving the above problems includes a step of generating a mixed solution of tap water and sodium hypochlorite, a step of atomizing the mixed solution to generate a atomized solution, and the fine particles. And a step of producing hypochlorous acid water by ion-exchange of the hydrolyzed mixed solution.

また、上記課題を解決するための請求項2に係る発明は、水道配管と次亜塩素酸ナトリウムタンクをインラインミキサーに接続する工程と、前記水道配管から供給される水道水と前記次亜塩素酸ナトリウムタンクから供給される次亜塩素酸ナトリウムを前記インラインミキサーにおいてミキシングして混合液を生成する工程と、前記混合液を前記インラインミキサーから高圧定量ポンプに導入する工程と、前記高圧定量ポンプから吐出させる前記混合液を微粒化ノズルに通して前記混合液の微粒子を生成する工程と、前記混合液の微粒子を、2層構造弱酸性イオン交換樹脂カラムにおいてイオン交換して次亜塩素酸水を製造する工程とから成ることを特徴とする次亜塩素酸水製造方法である。   Moreover, the invention which concerns on Claim 2 for solving the said subject is the process of connecting a water pipe and a sodium hypochlorite tank to an in-line mixer, the tap water supplied from the said water pipe, and the said hypochlorous acid Mixing sodium hypochlorite supplied from a sodium tank in the in-line mixer to generate a mixture, introducing the mixture into the high-pressure metering pump from the in-line mixer, and discharging from the high-pressure metering pump Producing a fine particle of the mixed solution by passing the mixed solution through a atomizing nozzle, and ion-exchange the fine particles of the mixed solution in a two-layer weakly acidic ion exchange resin column to produce hypochlorous acid water A process for producing hypochlorous acid water, comprising the steps of:

また、上記課題を解決するための請求項4に係る発明は、水道配管と次亜塩素酸ナトリウムタンクに接続されて、前記水道配管からの水道水と前記次亜塩素酸ナトリウムタンクからの次亜塩素酸ナトリウムの混合液を生成するインラインミキサーと、前記インラインミキサーから前記混合液を受け入れる高圧定量ポンプと、前記高圧定量ポンプの吐出口に接続されていて、前記高圧定量ポンプから吐出される前記混合液を均質に微粒化して微粒化混合液を生成する微粒化ノズルと、前記微粒化ノズルから前記微粒化混合液を受け入れ、イオン交換して次亜塩素酸水を製造する弱酸性イオン交換樹脂カラムとから成る次亜塩素酸水製造装置である。   Further, the invention according to claim 4 for solving the above-mentioned problem is connected to a water pipe and a sodium hypochlorite tank, and tap water from the water pipe and hypochlorous from the sodium hypochlorite tank. An in-line mixer that generates a mixed solution of sodium chlorate, a high-pressure metering pump that receives the mixed solution from the in-line mixer, and the mixture that is connected to a discharge port of the high-pressure metering pump and is discharged from the high-pressure metering pump A fine atomizing nozzle that uniformly atomizes a liquid to generate a finely mixed liquid, and a weakly acidic ion exchange resin column that receives the atomized mixed liquid from the atomizing nozzle and ion-exchanges to produce hypochlorous acid water Is a hypochlorous acid water production apparatus consisting of

一実施形態においては、前記次亜塩素酸ナトリウムタンクは、プランジャーポンプを介して前記インラインミキサーに接続される。   In one embodiment, the sodium hypochlorite tank is connected to the in-line mixer via a plunger pump.

また、一実施形態においては、前記微粒化ノズルは、狭径の前段ノズルと広径の後段ノズルとを連設した貫通型構造のものである。また、前記弱酸性イオン交換樹脂カラムは、内側にナトリウム型イオン交換樹脂層7aを配し、外側に水素型イオン交換樹脂層7bを配した2層構造の弱酸性イオン交換樹脂カラムである。   In one embodiment, the atomization nozzle has a through structure in which a narrow-diameter front nozzle and a wide-diameter rear nozzle are connected in series. The weakly acidic ion exchange resin column is a weakly acidic ion exchange resin column having a two-layer structure in which a sodium ion exchange resin layer 7a is disposed on the inner side and a hydrogen ion exchange resin layer 7b is disposed on the outer side.

本発明は上述したとおりであって、次亜塩素酸ナトリウム水溶液のpHを下げるための電解法や2液法等の課題である、化学反応の不均一性からくる製造品質の問題、並びに、長期保管上の劣化の問題のない、次亜塩素酸水製造方法及び製造装置が得られる効果がある。   The present invention is as described above, which is a problem such as an electrolytic method or a two-component method for lowering the pH of an aqueous sodium hypochlorite solution, a problem of production quality resulting from non-uniformity of chemical reaction, and a long-term There is an effect of obtaining a hypochlorous acid water production method and production apparatus that do not have a problem of deterioration in storage.

本発明に係る次亜塩素酸水製造装置全体の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the whole hypochlorous-acid water manufacturing apparatus concerning this invention.

本発明を実施するための形態について、添付図面に依拠して説明する。本発明に係る次亜塩素酸水製造方法は、水道水と次亜塩素酸ナトリウムの混合液を生成する工程と、前記混合液を微粒化して微粒子を生成する工程と、前記混合液の微粒子をイオン交換して次亜塩素酸水を製造する工程とを含むことを特徴とするものである。   A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The method for producing hypochlorous acid water according to the present invention includes a step of producing a mixed solution of tap water and sodium hypochlorite, a step of atomizing the mixed solution to produce fine particles, and a step of producing fine particles of the mixed solution. And a step of producing hypochlorous acid water by ion exchange.

より詳細には、本発明に係る次亜塩素酸水製造方法は、水道配管と次亜塩素酸ナトリウムタンクをインラインミキサーに接続する工程と、前記水道配管から供給される水道水と前記次亜塩素酸ナトリウムタンクから供給される次亜塩素酸ナトリウムを前記インラインミキサーにおいてミキシングして混合液を生成する工程と、前記混合液を前記インラインミキサーから高圧定量ポンプに導入する工程と、前記高圧定量ポンプから吐出させる前記混合液を微粒化ノズルに通して前記混合液の微粒子を生成する工程と、前記混合液の微粒子を、2層構造弱酸性イオン交換樹脂カラムにおいてイオン交換して次亜塩素酸水を製造する工程とから成ることを特徴とする。   More specifically, the method for producing hypochlorous acid water according to the present invention includes a step of connecting a water pipe and a sodium hypochlorite tank to an in-line mixer, a tap water supplied from the water pipe, and the hypochlorous acid. Mixing sodium hypochlorite supplied from a sodium acid tank in the in-line mixer to generate a mixed solution, introducing the mixed solution from the in-line mixer into a high-pressure metering pump, and from the high-pressure metering pump The step of passing the liquid mixture to be discharged through a atomization nozzle to generate fine particles of the liquid mixture, and ion exchange of the fine particles of the liquid mixture in a two-layer weakly acidic ion exchange resin column to produce hypochlorous acid water. And a manufacturing process.

また、本発明に係る次亜塩素酸水製造装置は上記製造方法を実施するためのものであって、図1に示されるように、入口側に水道配管1と次亜塩素酸ナトリウムタンク2とが接続されて、水道配管1から供給される水道水と次亜塩素酸ナトリウムタンク2から供給される次亜塩素酸ナトリウムの混合液を生成するインラインミキサー4と、インラインミキサー4の出口側に接続されて、インラインミキサー4から混合液が導入される高圧定量ポンプ5と、高圧定量ポンプ5の吐出口に接続されて、高圧定量ポンプ5から吐出される混合液を均質に微粒化して混合液の微粒子を生成する微粒化ノズル6と、微粒化ノズル6からの混合液の微粒子を受け入れ、イオン交換して次亜塩素酸水を製造する2層構造弱酸性イオン交換樹脂カラム7とを含んで構成される。   Moreover, the hypochlorous acid water manufacturing apparatus based on this invention is for implementing the said manufacturing method, Comprising: As FIG. 1 shows, water pipe 1 and sodium hypochlorite tank 2 are provided in the inlet side. Is connected to the in-line mixer 4 for generating a mixed solution of tap water supplied from the water pipe 1 and sodium hypochlorite supplied from the sodium hypochlorite tank 2 and the outlet side of the in-line mixer 4 The high-pressure metering pump 5 into which the mixed solution is introduced from the in-line mixer 4 and the discharge port of the high-pressure metering pump 5 are connected to the discharge port of the high-pressure metering pump 5 to uniformly atomize the mixed solution. A fine atomizing nozzle 6 that generates fine particles, and a two-layer weakly acidic ion exchange resin column 7 that receives the fine particles of the mixed solution from the atomizing nozzle 6 and produces ion hypochlorite water by ion exchange. In constructed.

インラインミキサー4は、水道配管1からの水道水と次亜塩素酸ナトリウムタンク2からの次亜塩素酸ナトリウムを均質に混合するためのスタティックミキサーである。言うまでもなくスタティックミキサーは、円筒内に複数の湾曲エレメントを配置した無動力のミキサーで、分割、転換、反転の混合原理により液体を均一に混合し、均質化するものである。   The in-line mixer 4 is a static mixer for homogeneously mixing tap water from the water pipe 1 and sodium hypochlorite from the sodium hypochlorite tank 2. Needless to say, the static mixer is a non-powered mixer in which a plurality of curved elements are arranged in a cylinder, and uniformly mixes and homogenizes the liquid by the mixing principle of division, conversion and inversion.

次亜塩素酸ナトリウムタンク2は、プランジャーポンプ3を介してインラインミキサー4に接続される。プランジャーポンプ3としては、部品点数が少なく、メンテナンスも容易な小型のバルブレスプランジャーポンプが推奨される。そして、その吐出圧力は、水道水の圧力よりも高く設定される。   The sodium hypochlorite tank 2 is connected to the in-line mixer 4 via the plunger pump 3. As the plunger pump 3, a small valveless plunger pump with a small number of parts and easy maintenance is recommended. And the discharge pressure is set higher than the pressure of tap water.

高圧定量ポンプ5は、その吐出口に微粒化ノズル6が取り付けられたもので、インラインミキサー4から送り込まれる混合液を、1〜5MPa程度の圧力で微粒化ノズル6に向けて定量吐出する。   The high-pressure metering pump 5 has a atomizing nozzle 6 attached to its discharge port, and dispenses the liquid mixture fed from the in-line mixer 4 toward the atomizing nozzle 6 at a pressure of about 1 to 5 MPa.

微粒化ノズル6は、狭径の前段ノズルと広径の後段ノズルとを連設した貫通型構造のもので、前段ノズルにおいてキャビテーション効果により乱流を発生させ、後段ノズルにおいて、流体噴流の内在的不安定性による乱流を発生させることで微粒化するものである。この微粒化ノズル6にて強力な剪断を発生させることにより、混合より強力な乱流による分散(μm)から拡散(nm)により均質化を図る。   The atomization nozzle 6 has a through-type structure in which a narrow-diameter front nozzle and a wide-diameter rear nozzle are continuously provided. Turbulence is generated in the front nozzle by a cavitation effect, and the fluid jet is inherent in the rear nozzle. It is atomized by generating turbulent flow due to instability. By generating strong shearing with this atomization nozzle 6, homogenization is achieved by dispersion (μm) from dispersion (μm) by turbulent flow stronger than mixing.

次いで、混合液の微粒子は、弱酸性イオン交換樹脂カラム7に通されることで、水素型イオン交換樹脂(例えば、乖離定数pKa=5.3)によりイオン交換されて、次亜塩素酸が生成される。   Next, the fine particles of the mixed solution are passed through the weakly acidic ion exchange resin column 7 to be ion-exchanged with a hydrogen type ion exchange resin (for example, a separation constant pKa = 5.3) to generate hypochlorous acid. Is done.

弱酸性イオン交換樹脂カラム7としては、水道水の全硬度が高い場合(硬水)を考慮して、内側にナトリウム型イオン交換樹脂層7aを配し、外側に水素型イオン交換樹脂層7bを配した2層構造の弱酸性イオン交換樹脂カラムを用いることが好ましい(図1参照)。この2層構造の弱酸性イオン交換樹脂カラム7の場合は、先ず、内層のナトリウム型イオン交換樹脂層7aにおいて軟水化処理が行われ、その後、外層の水素型イオン交換樹脂層7bにおいてpH調整が行われることになる。原液となる次亜塩素酸ナトリウムの濃度は、劣化が少ない3%もしくは6%であることが望ましい。これにより、安定した原液からのイオン交換量の計算が可能となる。   As the weakly acidic ion exchange resin column 7, in consideration of the case where the total hardness of tap water is high (hard water), a sodium ion exchange resin layer 7a is arranged on the inner side, and a hydrogen ion exchange resin layer 7b is arranged on the outer side. It is preferable to use a weakly acidic ion exchange resin column having a two-layer structure (see FIG. 1). In the case of this weakly acidic ion exchange resin column 7 having a two-layer structure, first, water softening treatment is performed in the inner sodium-type ion exchange resin layer 7a, and then pH adjustment is performed in the outer hydrogen-type ion exchange resin layer 7b. Will be done. The concentration of sodium hypochlorite serving as the stock solution is desirably 3% or 6% with little deterioration. This makes it possible to calculate the ion exchange amount from a stable stock solution.

上述したように、従来の次亜塩素酸水の製造装置の場合は、2液法、電気分解法のいずれの方式の場合も水道の流量の瞬時測定に基づくために、測定精度は3%以上となり、希釈精度が十分ではなかった。また、次亜塩素酸ナトリウムの原液が6%以上の場合、分解すると気体の酸素が発生するが、それは流量計の誤差の原因となる。そこで本発明においては、好ましくは、気体の発生を抑える3%濃度次亜塩素酸ナトリウムを使用することとし、また、比重測定により次亜塩素酸ナトリウム濃度を自動測定することとする。   As described above, in the case of the conventional hypochlorous acid water production apparatus, the measurement accuracy is 3% or more because it is based on the instantaneous measurement of the flow rate of water supply in both the two-liquid method and the electrolysis method. The dilution accuracy was not sufficient. Further, if the sodium hypochlorite stock solution is 6% or more, gaseous oxygen is generated when it is decomposed, which causes a flow meter error. Therefore, in the present invention, preferably, 3% sodium hypochlorite that suppresses gas generation is used, and the sodium hypochlorite concentration is automatically measured by specific gravity measurement.

また、容積タイプの定量ポンプを用い、インバータの回転数によって、±0.5%の希釈精度を実現する。   In addition, a volumetric metering pump is used to achieve a dilution accuracy of ± 0.5% depending on the number of revolutions of the inverter.

電気分解法で特に顕著な問題点は、電極付近の酸化剤濃度がほぼゼロになり、反応が飽和してしまうところにある。2液法の場合も同様に、攪拌しないと、酸による中和反応は酸を注入する領域のみに留まってしまう。一方、反応と分散を促進させるために撹拌器を導入しても、最適な攪拌条件を設定しないと空気の混入を引き起こし、これが次亜塩素酸の分解促進となる。この点本発明の場合はインライン処理のため、空気混入の問題は起きない。   A particularly prominent problem in the electrolysis method is that the oxidant concentration near the electrode becomes almost zero, and the reaction becomes saturated. Similarly, in the case of the two-component method, if the stirring is not performed, the neutralization reaction by the acid remains only in the region where the acid is injected. On the other hand, even if a stirrer is introduced to promote the reaction and dispersion, if optimum stirring conditions are not set, air will be mixed in, and this will promote the decomposition of hypochlorous acid. In this respect, in the case of the present invention, the problem of air mixing does not occur because of inline processing.

上記本発明の特徴とまとめると、以下のとおりとなる。
1) 微粒化ノズル6と高圧定量ポンプ5の組合せによる剪断力により、分散化学反応が促進される。
2)高圧定量ポンプ5による繰返し精度の高い希釈(±0.5%)が実現可能となる。
3)2層構造の弱酸性イオン交換樹脂カラム7を用いることで、原水の全硬度を、ナトリウム型弱酸性イオン交換樹脂7aで調整した上で水素型弱酸性イオン交換樹脂7b(乖離乗数pKa=5.3)によってpH調整することができる。これにより、イオン選択性はCa>Naになっているために、原水のCaが除去されないとNaの吸着反応に進まない、という問題が解決される。
4) 従来法による攪拌では空気の混入は避けられず、そのことが次亜塩素酸水の劣化につながっていたが、本発明においては、微粒化ノズル6と高圧定量ポンプ5の組合せ、並びに、2層構造の弱酸性イオン交換樹脂カラム7により、次亜塩素酸ナトリウムの希釈からpH調整に至るまで、空気を混入させないインライン処理が可能となる。
The characteristics of the present invention are summarized as follows.
1) The dispersion chemical reaction is promoted by the shearing force generated by the combination of the atomizing nozzle 6 and the high-pressure metering pump 5.
2) Dilution (± 0.5%) with high repeatability by the high-pressure metering pump 5 can be realized.
3) By using the weak acid ion exchange resin column 7 having a two-layer structure, the total hardness of the raw water is adjusted with the sodium type weak acid ion exchange resin 7a, and then the hydrogen type weak acid ion exchange resin 7b (dissociation multiplier pKa = The pH can be adjusted according to 5.3). Thereby, since the ion selectivity is Ca> Na, the problem that Na adsorption reaction does not proceed unless the raw water Ca is removed is solved.
4) Mixing of air was unavoidable in the stirring by the conventional method, which led to deterioration of hypochlorous acid water. In the present invention, the combination of the atomizing nozzle 6 and the high-pressure metering pump 5, The weakly acidic ion exchange resin column 7 having a two-layer structure enables in-line processing without air mixing from dilution of sodium hypochlorite to pH adjustment.

1 水道配管
2 次亜塩素酸ナトリウムタンク
3 プランジャーポンプ
4 インラインミキサー
5 高圧定量ポンプ
6 微粒化ノズル
7 弱酸性イオン交換樹脂カラム
7a ナトリウム型イオン交換樹脂
7b 水素型イオン交換樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water supply pipe 2 Sodium hypochlorite tank 3 Plunger pump 4 In-line mixer 5 High pressure metering pump 6 Atomization nozzle 7 Weakly acidic ion exchange resin column 7a Sodium type ion exchange resin 7b Hydrogen type ion exchange resin

Claims (7)

水道水と次亜塩素酸ナトリウムの混合液を生成する工程と、前記混合液を微粒化して微粒化液を生成する工程と、前記微粒化混合液をイオン交換して次亜塩素酸水を製造する工程とを含むことを特徴とする次亜塩素酸水製造方法。   A step of producing a mixture of tap water and sodium hypochlorite, a step of atomizing the mixture to produce an atomized solution, and ion exchange of the atomized mixture to produce hypochlorite water A process for producing hypochlorous acid water, comprising the step of: 水道配管と次亜塩素酸ナトリウムタンクをインラインミキサーに接続する工程と、
前記水道配管から供給される水道水と前記次亜塩素酸ナトリウムタンクから供給される次亜塩素酸ナトリウムを前記インラインミキサーにおいてミキシングして混合液を生成する工程と、
前記混合液を前記インラインミキサーから高圧定量ポンプに導入する工程と、
前記高圧定量ポンプから吐出させる前記混合液を微粒化ノズルに通して前記混合液の微粒子を生成する工程と、
前記混合液の微粒子を、弱酸性イオン交換樹脂カラムにおいてイオン交換して次亜塩素酸水を製造する工程と
から成ることを特徴とする次亜塩素酸水製造方法。
Connecting the water pipe and sodium hypochlorite tank to the in-line mixer;
Mixing tap water supplied from the water pipe and sodium hypochlorite supplied from the sodium hypochlorite tank in the in-line mixer to generate a mixed solution;
Introducing the mixed liquid from the in-line mixer into a high-pressure metering pump;
Generating fine particles of the liquid mixture by passing the liquid mixture discharged from the high-pressure metering pump through an atomization nozzle;
A process for producing hypochlorous acid water, comprising the step of ion-exchanging fine particles of the mixed solution in a weakly acidic ion exchange resin column to produce hypochlorous acid water.
前記弱酸性イオン交換樹脂カラムは、内層がナトリウム型イオン交換樹脂で外層が水素型イオン交換樹脂の2層構造のものである、請求項2に記載の次亜塩素酸水製造方法。   The method for producing hypochlorous acid water according to claim 2, wherein the weakly acidic ion exchange resin column has a two-layer structure in which an inner layer is a sodium ion exchange resin and an outer layer is a hydrogen ion exchange resin. 入口側に水道配管と次亜塩素酸ナトリウムタンクとが接続されて、前記水道配管から供給される水道水と前記次亜塩素酸ナトリウムタンクから供給される次亜塩素酸ナトリウムの混合液を生成するインラインミキサーと、
前記インラインミキサーの出口側に接続されて、前記インラインミキサーから混合液が導入される高圧定量ポンプと、
前記高圧定量ポンプの吐出口に接続されて、前記高圧定量ポンプから吐出される混合液を均質に微粒化して混合液の微粒子を生成する微粒化ノズルと、
前記微粒化ノズルからの混合液の微粒子を受け入れ、イオン交換して次亜塩素酸水を製造する弱酸性イオン交換樹脂カラムとから成る次亜塩素酸水製造装置。
A water pipe and a sodium hypochlorite tank are connected to the inlet side to generate a mixture of tap water supplied from the water pipe and sodium hypochlorite supplied from the sodium hypochlorite tank. An inline mixer,
A high-pressure metering pump connected to the outlet side of the in-line mixer and introduced with a mixed liquid from the in-line mixer;
A atomizing nozzle connected to the discharge port of the high-pressure metering pump to uniformly atomize the liquid mixture discharged from the high-pressure metering pump to generate fine particles of the liquid mixture;
An apparatus for producing hypochlorous acid water, comprising: a weakly acidic ion exchange resin column that receives fine particles of the mixed liquid from the atomization nozzle and ion-exchanges to produce hypochlorous acid water.
前記次亜塩素酸ナトリウムタンクは、プランジャーポンプを介して前記インラインミキサーに接続される、請求項4に記載の次亜塩素酸水製造装置。   The apparatus for producing hypochlorous acid water according to claim 4, wherein the sodium hypochlorite tank is connected to the in-line mixer via a plunger pump. 前記微粒化ノズルは、狭径の前段ノズルと広径の後段ノズルとを連設した貫通型構造のものである、請求項4又は5に記載の次亜塩素酸水製造装置。   6. The hypochlorous acid water production apparatus according to claim 4, wherein the atomization nozzle has a through-type structure in which a narrow-diameter front nozzle and a wide-diameter rear nozzle are connected in series. 前記弱酸性イオン交換樹脂カラムは、内層がナトリウム型イオン交換樹脂で外層が水素型イオン交換樹脂の2層構造のものである、請求項4乃至6のいずれかに記載の次亜塩素酸水製造装置。   The hypochlorous acid water production according to any one of claims 4 to 6, wherein the weakly acidic ion exchange resin column has a two-layer structure in which an inner layer is a sodium ion exchange resin and an outer layer is a hydrogen ion exchange resin. apparatus.
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