オゾン装置によるプール水消毒アプリケーション

プールにおけるオゾン利用のメリット 1. オゾンとその副産物（ヒドロキシル基など）は、最も強力な殺菌効果とウイルス不活化効果を有し、感染症の蔓延を効果的に防ぐことができます。実験では、同濃度のオゾンが細菌やウイルスを殺菌する効果は、塩素の600倍、3000倍であることが証明されています。オゾン濃度1mg/lの場合、糞便中の大腸菌の不活化にはわずか5秒しかかかりませんが、同濃度の塩素では15,000秒で同様の効果が得られます。

2. オゾンは国際的に認められた環境に優しいグリーン殺菌剤であり、環境に二次汚染を引き起こしません。一方、塩素製剤は水中の有機物と反応し、クロロホルム、クロロホルムなどの様々な塩素化有機化合物を生成します。これらの物質は発がん性変異原として認められています。人が水泳をすると、これらの有毒物質が人体に吸収されます（人体は水中で1時間あたり500ミリリットルの水を吸収できます）。水中の塩素化有機化合物は、目や皮膚を刺激し、充血や発疹を引き起こす可能性があります。

3. 水から蒸発した有機塩素化合物や塩素ガスなどの有毒ガスはプールの上部に集まり、拡散しにくいため、呼吸器官にダメージを与え、健康に深刻な影響を与えます。しかし、オゾンを使用すれば、そのような問題は全く発生しません。4. 塩素処理によって生成される次亜塩素酸とその誘導体は、水処理システムや、館内のグリッドや暖房などの設備や構造物を著しく腐食させます。5. オゾンは最強の酸化剤であり、水中の腐植を効果的に分解し、水中の鉄イオンとマンガンイオンを酸化し、水中の光を散乱させる微生物を分解することで、水の透明度を大幅に向上させ、水を美しい青色に見せます。塩素製剤にはこのような効果はありません。

プールの水を青くするために、塩素剤を使って硫酸銅を添加することがよくありますが、これは人体に非常に有害です。6. 塩素剤を添加すると、必然的に水のpH値が変化し、不快感を覚えることがあります。そのため、アルカリ性または酸性の物質を添加して中和する必要があります。オゾンは中性物質であるため、このような問題を引き起こすことはありません。

オゾンは、乗客数が多く気温が高い時期に水質の安定性を確保できます。気温が高く乗客数が多いときは、水質が悪くなることがよくあります。このとき、塩素剤を使用する場合は大量に添加する必要があり、pH値の変化、呼吸器や人体への刺激など、一連の副作用をもたらしますが、大量のオゾンにはそのような副作用はありません。 7.オゾン発生器の使用は、水処理プロセスの管理と操作の難易度を大幅に低減できます。同時に、オゾン発生器は高い安全性を備えていますが、塩素剤は輸送、保管、使用中に危険です。 8.オゾンは水中の有機物を分解し、微細凝集作用があるため、通常の乗客流量では凝集剤は必要ありません。

9. 向流循環、活性炭フィルタータンクの設置不要、塩素剤、凝集剤、pH調整剤の添加不要など、特定の使用条件下では、オゾンは水処理用の唯一の薬剤として使用できます。 プールにおけるオゾンの応用方法 1. 従来の方法 プールのオゾン消毒に関する従来の理論では、オゾンは非常に強力な酸化剤であり、毒性があるため、絶対にプールにオゾンを流入させてはならないと考えられています。オゾンの比重は空気よりも大きいため、水から分離されると水面に浮遊し、高濃度のオゾン層を形成します。これは、人が吸入しやすく、中毒を引き起こします。

そのため、水がオゾンと反応してプールに戻る前に、脱オゾン装置を通し、残留オゾンがプールに流入するのを防ぐ必要があります。残留塩素は0.3～0.6ppmです。プール水処理におけるオゾンの使用量（オゾン濃度）は0.6～1.0mg/lです。従来のプール水処理におけるオゾン消毒法には、以下の特徴があります。◆大容量のオゾンリアクターを使用し、オゾンと水の接触反応時間を2分以上確保する必要があります。0.4mg/l未満です。◆プールに入る前に活性炭を使用して残留オゾンをすべて除去します。◆オゾン消毒後、塩素消毒剤を添加し、残留塩素を0.3～0.6mg/lにします。

上記の方法は、実用化において以下の問題を抱えています。◆オゾン利用率の問題：従来のプールオゾン消毒プロセスでは、残留オゾンを除去する必要があります。仕様では、オゾン注入濃度は約1.0mg/l、残留オゾン濃度は0.4mg/l以上と規定されています。残りの0.4mg/lのオゾンは使用されず除去されるため、実際に使用されるオゾンは約0.6mg/lに過ぎません。残りのオゾンは無駄になっています。さらに、オゾン除去後には、長期消毒剤として塩素を添加する必要があります。

◆インフラ投資の問題：従来のプール循環水オゾン消毒法によると、オゾンと水の接触時間は3分以上が好ましい。最短接触時間が2分の場合、標準的なプール（約2400m³）の場合、水処理サイクルの流量は400m³/h、2分間の流量は13.3m³である。要求によると、活性炭フィルタータンクの濾過速度は30m³/hで、13.3m³の活性炭フィルタータンクの濾過面積が必要となり、機械室の面積が大幅に増加すると同時に、オゾンシステムのコストが30％以上増加する。実際には、オゾンを除去しなければ、これらの問題は解決できる可能性があるため、国内外の多くの組織がこの方法の研究と応用を行っている。

2. オゾンを除去せずにオゾン消毒する方法の理論的分析 従来のプールオゾン消毒法では、オゾンには一定の毒性があると考えられているため、オゾンがプールに入る前にプール内のオゾンをすべて除去し、人体への害を防ぐ必要があります。物質の毒性は濃度と関連していることが知られています。空気中のオゾン濃度が0.1mg/lを超えると、人体の呼吸器官を刺激する可能性があります。この濃度以下であれば、人体への影響はほとんどありません。

実際の試験では、オゾン濃度が1.0mg/lの場合、プール内の最高オゾン濃度は0.1mg/lを超えないことが示されています。プール水のオゾン濃度が0.15mg/l未満であれば人体に無害であると指摘するデータもあり、実際の状況も同様です。強調すべきは、毒性試験において、同濃度のオゾンの毒性は塩素よりも低いことが示されていることです。この濃度でオゾンが人体に有害であるならば、塩素の方が人体にとって有害で​​あると言えるでしょう。

海外の分析と研究によると（スペースの制限により、この記事では具体的な紹介はしません）、 ◆プールの水処理および消毒方法にオゾンを直接追加することは理論的に実現可能です。そのうち、オゾンはすべて自由活性分子であり、消毒の役割を果たすことができます。 ◆オゾンは水と空気中で減衰し、半減期が短いため、オゾン濃度の蓄積は発生しません。 ◆オゾンの水への溶解度ははるかに大きいです。添加されたオゾンの量により、水中のオゾンは大量に沈殿せず、人体に害を及ぼしません。 ◆オゾンが人体に害を及ぼすのを防ぐために、従来のオゾン消毒方法では、水中のオゾンの最大残留濃度を規定しています。非オゾン脱離消毒法では、オゾンの消毒効果を確保するために、オゾンの最小残留濃度を規定し、オゾン濃度は0.05ppm未満であってはなりません。◆非オゾン脱離消毒法では、最高残留オゾン濃度と最低残留オゾン濃度の範囲内で、実際の試験に基づいて合理的なオゾン投与量とサイクル周期を決定する必要があります。

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