病原微生物含有廃水不活化装置は、バイオ医薬品企業、研究機関および科学研究所などから発生する病原微生物を含む廃水を対象とした専用処理設備です。
本システムは、物理的な高温殺菌技術を採用しており、蒸気で排水を直接150°Cまで加熱することで、流出水中の病原性細菌・ウイルスその他の微生物を効果的に不活性化します。これにより、安全な放流が可能となり、国の環境規制への適合も確保されます。
BSL-3およびBSL-4を含むあらゆるレベルの生物安全実験室や、バイオ医薬品製造施設などに適しています。モジュール式設計を採用しており、処理能力に応じてカスタマイズが可能で、不活性化タンクの作業容積は1,000 L～10,000 L、1日の最大処理能力は200 m³に達します。あらゆる規模の排水処理ニーズに対応できます。
製品の主要な利点
1. 高温殺菌の信頼性
このシステムは150°Cの高温殺菌プロセスを採用しており、中国の国家標準GB 19489-2008「実験室生物安全一般要件」で定められた121°Cという基準を大幅に上回ります。これにより、微生物に対するより完全かつ効率的な不活性化が実現されます。
殺菌効果は、F₀値を用いて検証されます。F₀値は、特定の温度・時間条件下における121°Cでの等価殺菌時間（30分）を示す指標であり、殺菌の信頼性を定量化する重要なパラメーターです。
この高い温度条件下において、本システムは99.99%の不活性化率を達成し、排水中の病原体の感染性を完全に失わせることを保証します。
不活性化メカニズム：
1. 細菌：高温により細菌のタンパク質および核酸中の水素結合が切断され、変性または凝固、酵素の不活化が起こり、最終的に細胞死に至ります。
2. ウイルス：熱によりウイルスのDNAおよびRNA中の化学結合がエネルギーを吸収して断裂し、遺伝物質が破壊されることで、ウイルスの不活性化が達成されます。
3. 利点：物理的手法であるため、二次汚染を発生させず、完全な不活性化を保証し、検証のトレーサビリティを確保するとともに、GMP認証要件を満たします。
2. 廃熱回収によるエネルギー効率向上
従来のバッチ式病原体廃水不活性化システムは、エネルギー消費量が高く、冷却水使用量も過剰であるという課題があります。
本システムは革新的に廃熱回収技術を採用しており、不活性化後の高温廃水から熱交換コイルを介して熱を回収し、流入する廃水の予熱に活用します。これにより蒸気消費量を40％削減し、運用コストを大幅に低減します。
3. 智能型自動制御システム
シーメンス社製S7-1200 PLCによる完全自動制御システムおよびTP1200タッチスクリーンHMIを搭載しており、無人・完全自動運転が可能となり、人的介入および保守費用を大幅に削減します。
技術仕様および構成
| 構成部品 |
パラメータ |
備考 |
| 設計圧力 |
0.4 Mpa |
圧力容器規格（GB 150.1-2011）に従って設計・製造された不活性化タンク |
| 設計温度 |
150°C |
業界標準の121°Cを大幅に上回り、より完全な不活性化を実現 |
| 不活性化タンク容量 |
1,000 L、2,000 L、3,000 L、5,000–10,000 L |
顧客の要件に応じてカスタマイズ可能。複数タンク構成にも対応 |
| 回収タンク容量 |
不活性化タンク総容量の1.5～2倍 |
例：2基の5,000 Lタンクの場合 → 回収タンク：7,500–10,000 L |
| 処理サイクル時間 |
～60分／タンク |
充填、加熱（10分）、殺菌（30分）、冷却（20分）、排出を含む |
| 日ごとの処理能力 |
10–200 m³／日 |
タンク構成および運転頻度に依存；二重構造の5,000 Lタンクを用いる場合、最大200 m³／日の処理が可能 |
| 隔熱層 |
内層：SUS316、外層：SUS304、改質ポリウレタン |
厚さ：80–120 mm；熱損失を最小限に抑え、エネルギー効率を向上 |
| センサー |
PT100温度センサ、超音波レベルセンサ |
高精度・高信頼性により、プロセス制御を正確に実現 |
| バルブおよびアクチュエータ |
304ステンレス鋼 |
衛生確保のため、装置設置場所での高温サニタイゼーションをサポート |
| 排ガス処理 |
HEPA高性能フィルタ |
0.22 μm以上の粒子に対して99.99％以上の濾過効率を実現し、安全な排気を確保 |
システム構成および動作原理
本システムはバッチ式（シーケンシング・バッチ・リアクター：SBR）で運転され、通常、1基の集水槽と2基以上の不活性化槽から構成され、断続的に運転することで、エネルギー効率性、環境配慮性および信頼性の高い運転を実現します。
1. システム構成機器
集水槽：
1. 廃水の収集および一時貯留を目的として、常圧容器として設計されています。
2. 容量は、不活性化槽の総容量の1.5～2倍であり、集水と処理の間における連続的な作業フローを確保します。
3. 液面センサーを装備し、リアルタイムでの監視が可能です。
不活性化槽：
1. 圧力容器規格（GB 150.1-2011）に従って設計・製造されています。
2. 断熱層（内側：316ステンレス鋼、外側：304ステンレス鋼、中間：80～120 mmの改質ポリウレタン）を備え、熱損失を最小限に抑えます。
3. 温度・圧力・液面センサーを装備し、不活性化パラメーターをリアルタイムで監視します。
4. HEPAフィルター（0.22 μm以上の粒子に対して99.99%以上の除去効率）を搭載し、排気ガスの安全な排出を確保します。
制御システム:
1. シーメンス S7-1215C PLCコントローラー（Modbus RTU（RS-485）による遠隔監視インターフェース付き）。
2. シーメンス TP1200 タッチスクリーン：10.1インチカラーディスプレイ、5ポイントタッチ対応、工程パラメーターをリアルタイムで表示。
2. 運転ワークフロー
廃水収集：
1. 処理対象廃水は密閉配管により収集タンクへ送られます。
2. タンクは液体レベルを継続的に監視し、所定のレベルに達すると、処理サイクルが自動的に開始されます。
廃水不活性化：
1. 廃水は集水タンクから不活性化タンクへ移送されます。
2. 電気・空気式制御弁で流量が制御された蒸気が、スチーム・ウォーター混合器を介して廃水を150°Cまで加熱します。
3. システムは、滅菌温度、保持時間その他の重要なパラメーターを自動的に記録し、トレーサビリティを確保します。
4. 完全な不活性化サイクルは約60分間続きます：加熱（10分）、滅菌保持（30分）、冷却（20分）。
処理済み排水の放出：
1. 不活性化された廃水は40°C未満まで冷却されます。
2. その後、ドレインバルブを介して下流の廃水処理システムへ自動的に排出されます。
3. 排出時間および排出量は自動的に記録され、運用データの完全性が保証されます。
システム自己診断機能：
1. 起動前に、システムはバルブの状態、配管の密封性、蒸気圧を自動的に確認します。
2. 主PLCが故障した場合、バックアップ制御システムが5秒以内に制御を引き継ぎ、運転の継続性を確保します。
3. 二つのタンクを交互に運用するプログラムにより、機器の摩耗が均等化され、使用寿命が延長されます。
