この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の開発に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令第 1 Part に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
ISO は、この文書の実装に特許の使用が含まれる可能性があることに注意を促しています。 ISO は、請求された特許権に関する証拠、有効性、または適用可能性に関していかなる立場もとりません。この文書の発行日の時点で、ISO はこの文書の実装に必要となる可能性のある特許の通知を受け取っていません。ただし、実装者は、これが www.iso.org/patents で入手可能な特許データベースから取得できる最新の情報を表していない可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。
本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
規格の自主的な性質、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html
この文書は、ISO/TC 282 技術委員会、水の再利用、小委員会 SC 3, 水再利用システムのリスクとパフォーマンスの評価によって作成されました。
導入
ISO 20468-1 に記載されているように、塩素処理は通常、水の再利用処理の最終プロセスとして使用されます。塩素化プロセスは、水再利用配水システムに塩素を追加して最小限のレベルに維持するために使用され、残留塩素による汚染源を制御し、再生水の配水中の微生物の再増殖や汚染を防ぎます。従来の塩素処理プロセスの利点は、他の酸化剤ベースの消毒剤とは異なる低価格と強力な持続性です。ただし、塩素の欠点は、消毒副生成物が生成されることです。これに関連して水質規制が強化されています。さらに、塩素の大きな欠点は、塩素が有毒物質であるため、輸送、保管、メンテナンスに負担がかかることです。
従来の塩素化法の問題点を解決する方法として、電気塩素化法が注目されています。電流を流すことによる電気化学反応により次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)を生成する技術です。生成された次亜塩素酸ナトリウムは、水中に存在する有機汚染物質や病原性微生物を抑制します。しかし、電気分解法は安全性が高いものの、残留塩素濃度が一定ではないため殺菌・消毒効率を安定的に維持できず、電気代などのメンテナンスコストが高くつきます。さらに、生成した次亜塩素酸ナトリウムの維持と保管が課題となります。
この文書は、電気塩素化の評価方法を示し、この方法の性能評価のガイドラインを提供します。
1 スコープ
この文書は、電気塩素化 (EC) によって次亜塩素酸ナトリウム (NaOCl) を生成する方法の性能を評価し、水再利用処理の消毒性能を評価するためのガイドラインと要件を提供します。電気分解により得られる残留塩素濃度などの一般的なパラメータを通じてECの性能を検証する水質評価システムを提供します。
2 規範的参照
以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 20670, 水の再利用 — 語彙
3 用語、定義、および略語
この文書の目的のために、ISO 20670 および以下に示されている用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。
3.1 用語と定義
3.1.1
電解
電気エネルギーを使用して非自発的な電気化学反応を引き起こし、物質の分解を引き起こすプロセス
注記 1: 次亜塩素酸ナトリウム (NaOCl) (3.1.11) は、 電極 (3.1.3) が 電解質 (3.1.2) (例: NaCl) 水溶液に挿入されたときに起こる酸化還元反応によって生成されます。溶液と電気は外部から供給されます。
3.1.2
電解質
イオンによって電流が輸送される媒体
[出典:ISO 8044:2020, 7.1.1]
3.1.3
電極
電解質と接触する電子伝導体 (3.1.2)
[出典:ISO 8044:2020, 7.1.2, 修正 — エントリの注 1 が削除されました。]
3.1.4
陰極
陰極反応 (3.1.6) が優勢となる 電極 (3.1.3)
[出典:ISO 8044:2020, 7.1.3]
3.1.5
アノード
陽極反応 (3.1.8) が優勢となる 電極 (3.1.3)
[出典:ISO 8044:2020, 7.1.4]
3.1.6
陰極反応
電子伝導体から 電解質への負電荷の移動 (3.1.2)
例:
注記 1: 電流は電解質から電子導体に流入します。陰極反応は 還元 (3.1.7) プロセスです。
[出典:ISO 8044:2020, 7.1.6]
3.1.7
削減
反応物が 1 つ以上の電子を受け取るプロセス
[出典:ISO 8044:2020, 7.1.7]
3.1.8
陽極反応
電子伝導体から 電解質への正電荷の移動 (3.1.2)
注記 1:電流は電子導体から電解質に流入します。陽極反応は 酸化 (3.1.9) プロセスです。
[出典: ISO 8044:2020, 7.1.9, 修正 - 「と同等の電極反応」が定義の先頭から削除されました。腐食の例はエントリへの注記から削除されました。]
3.1.9
酸化
反応物が 1 つまたは複数の電子を失うプロセス
[出典:ISO 8044:2020, 7.1.10]
3.1.10
電気塩素化
EC
塩水中での 電気分解 (3.1.1) による 次亜塩素酸ナトリウム (NaOCl) (3.1.11) の生成プロセス
注記 1:電気塩素処理によって生成される次亜塩素酸ナトリウムは、水の再利用処理の消毒剤として使用できます。
3.1.11
次亜塩素酸ナトリウム
NaOCl
塩(NaCl)と水を電気分解して生成される酸化剤
3.1.12
電解槽
電気塩素化 (3.1.10) プロセスで 次亜塩素酸ナトリウム (NaOCl) (3.1.11) を 製造するために使用される反応器
3.1.13
遊離塩素
次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン、または溶解した単体塩素の形で存在する塩素
注記 1:この文書では、 次亜塩素酸ナトリウム (NaOCl) (3.1.11) を 主に遊離塩素と呼びます。
[出典:ISO 7393-2:2017, 3.1, 修正済み — 元の注 1 エントリが削除され、新しい注 1 エントリが追加されました。]
3.2 略語の一覧
| 直流 | 直流 |
| EC | 電気塩素化 |
| 塩化ナトリウム | 塩化ナトリウム |
| Cl2 | 塩素ガス |
| O | 水 |
| NaOCl | 次亜塩素酸ナトリウム |
| HOCl | 次亜塩素酸 |
| OCl − | 次亜塩素酸イオン |
| na + | ナトリウムイオン |
| Cl − | 塩化物イオン |
| ClO3− | 塩素酸塩 |
| BrO3− | 臭素酸塩 |
| TSS | 全浮遊固体 |
| TDS | 完全に溶解した固体 |
| POP | 残留性有機汚染物質 |
| フロリダ州 | 限外濾過 |
| NF | ナノ濾過 |
| ro | 逆浸透 |
| AOP | 高度な酸化プロセス |
参考文献
| 1 | ISO 7393-2:2017, 水質 — 遊離塩素および全塩素の測定 — Part 2: 日常管理目的の N,N-ジアルキル-1,4-フェニレンジアミンを使用した比色法 |
| 2 | ISO 8044:2020, 金属および合金の腐食 — 語彙 |
| 3 | ISO 10304-4, 水質 — イオンの液体クロマトグラフィーによる溶存陰イオンの測定 — Part 4: 低汚染水中の塩素酸塩、塩化物および亜塩素酸塩の測定 |
| 4 | ISO 15061, 水質 - 溶解臭素酸塩の測定 - イオンの液体クロマトグラフィーによる方法 |
| 5 | ISO/TR 15916, 水素システムの安全性に関する基本的な考慮事項 |
| 6 | ISO 16075-5, 灌漑プロジェクトにおける処理済み廃水の使用に関するガイドライン - Part 5: 処理済み廃水の消毒および同等の処理 |
| 7 | ISO 17943, 水質 — 水中の揮発性有機化合物の測定 — ヘッドスペース固相微量抽出 (HS-SPME) に続いてガスクロマトグラフィー質量分析 (GC-MS) を使用する方法 |
| 8 | ISO 20468-1, 水再利用システムの処理技術の性能評価に関するガイドライン — Part 1: 概要 |
| 9 | EN 15077:2013, スイミングプールの水の処理に使用される化学薬品 - 次亜塩素酸ナトリウム |
| 10 | NSF/ANSI 60:2016,飲料水処理化学物質 - 健康への影響 |
| 11 | 水処理マニュアル: 消毒、米国 EPA, (2011) |
| 12 | 水の塩素化/クロラミネーションの実践と原則、AWWA (2006) |
| 13 | 水素可燃性データと電源冷却材喪失事故への応用 (Shapiro et al., 1957) |
| 14 | WHO/SDE/WSH/05.08/86 (飲料水品質に関する WHO ガイドライン作成の背景文書) |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at www.iso.org/patents . ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 282, Water reuse, Subcommittee SC 3, Risk and performance evaluation of water reuse systems.
Introduction
Chlorination is usually used as the final process in the treatment for water reuse, as mentioned in ISO 20468-1. The chlorination process is used to add and maintain the minimum level of chlorine in a water reuse distribution system. The chlorination process controls contamination sources with residual chlorine to prevent the regrowth of microorganisms and contamination during the distribution of reclaimed water. The advantages of the conventional chlorination process are its low price and strong persistence, which distinguish it from other oxidizer-based disinfectants. However, a disadvantage of chlorine is that it generates disinfection by-products. Water quality regulations are being strengthened in this regard. In addition, the major disadvantage of chlorine is that it is a toxic substance, which puts a burden on transport, storage and maintenance.
Electro-chlorination is drawing attention as a solution to the problems of conventional chlorination methods. It is a technology that generates sodium hypochlorite (NaOCl) through an electrochemical reaction produced by flowing electric current. The generated sodium hypochlorite controls the organic contaminants and pathogenic microorganisms present in the water. However, despite the safety of the electrolysis method, the sterilization and disinfection efficiency cannot be stably maintained because the residual chlorine concentration is not constant, and the maintenance cost, including electricity cost, is high. In addition, the maintenance and storage of the resulting sodium hypochlorite represent challenges.
This document presents evaluation methods of electro-chlorination and provides guidelines for the performance evaluation of this method.
1 Scope
This document provides guidelines and requirements to evaluate the performance of the method to produce sodium hypochlorite (NaOCl) by electro-chlorination (EC), and to evaluate its disinfection performance for water reuse treatment. It provides a system for evaluating water quality to verify the performance of EC through general parameters, such as the concentration of residual chlorines obtained by electrolysis.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 20670, Water reuse — Vocabulary
3 Terms, definitions and abbreviated terms
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 20670 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
3.1 Terms and definitions
3.1.1
electrolysis
process that uses electric energy to cause nonspontaneous electrochemical reactions that result in the decomposition of substances
Note 1 to entry: Sodium hypochlorite (NaOCl) (3.1.11) is generated by an oxidation-reduction reaction, which is caused when an electrode (3.1.3) is inserted into an electrolyte (3.1.2) (e.g. NaCl) aqueous solution and electricity is supplied from the outside.
3.1.2
electrolyte
medium in which an electric current is transported by ions
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.1]
3.1.3
electrode
electronic conductor in contact with an electrolyte (3.1.2)
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.2, modified — Note 1 to entry was removed.]
3.1.4
cathode
electrode (3.1.3) at which a cathodic reaction (3.1.6) predominates
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.3]
3.1.5
anode
electrode (3.1.3) at which an anodic reaction (3.1.8) predominates
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.4]
3.1.6
cathodic reaction
transfer of negative charge from the electronic conductor to the electrolyte (3.1.2)
EXAMPLE:
Note 1 to entry: Current enters the electronic conductor from the electrolyte. A cathodic reaction is a reduction (3.1.7) process.
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.6]
3.1.7
reduction
process in which a reactant accepts one or more electrons
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.7]
3.1.8
anodic reaction
transfer of positive charge from the electronic conductor to the electrolyte (3.1.2)
Note 1 to entry: Current enters the electrolyte from the electronic conductor. An anodic reaction is an oxidation (3.1.9) process.
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.9, modified — “electrode reaction equivalent to” was removed from the beginning of the definition; the example of corrosion was removed from the note to entry.]
3.1.9
oxidation
process in which a reactant loses one or more electrons
[SOURCE:ISO 8044:2020, 7.1.10]
3.1.10
electro-chlorination
EC
process of generating sodium hypochlorite (NaOCl) (3.1.11) by electrolysis (3.1.1) in salt water
Note 1 to entry: Sodium hypochlorite generated through electro-chlorination can be used as a disinfectant for water reuse treatment.
3.1.11
sodium hypochlorite
NaOCl
oxidizer produced by electrolyzing salt (NaCl) and water
3.1.12
electrolyser
reactor used to make sodium hypochlorite (NaOCl) (3.1.11) in the electro-chlorination (3.1.10) process
3.1.13
free chlorine
chlorine present in the form of hypochlorous acid, hypochlorite ion or dissolved elemental chlorine
Note 1 to entry: In this document, the sodium hypochlorite (NaOCl) (3.1.11) is mainly referred to as free chlorine.
[SOURCE:ISO 7393-2:2017, 3.1, modified — The original Note 1 to entry was removed and a new Note 1 to entry was added.]
3.2 List of abbreviated terms
| DC | direct current |
| EC | electro-chlorination |
| NaCl | sodium chloride |
| Cl2 | chlorine gas |
| H2O | water |
| NaOCl | sodium hypochlorite |
| HOCl | hypochlorous acid |
| OCl− | hypochlorite ion |
| na+ | sodium ion |
| Cl− | chloride ion |
| ClO3− | chlorate |
| BrO3− | bromate |
| TSS | total suspended solids |
| TDS | total dissolved solids |
| POPs | persistent organic pollutants |
| UF | ultrafiltration |
| NF | nanofiltration |
| ro | reverse osmosis |
| AOP | advanced oxidation processes |
Bibliography
| 1 | ISO 7393-2:2017, Water quality — Determination of free chlorine and total chlorine — Part 2: Colorimetric method using N,N-dialkyl-1,4-phenylenediamine, for routine control purposes |
| 2 | ISO 8044:2020, Corrosion of metals and alloys — Vocabulary |
| 3 | ISO 10304-4, Water quality — Determination of dissolved anions by liquid chromatography of ions — Part 4: Measurement of chlorate, chloride and chlorite in water with low-contamination |
| 4 | ISO 15061, Water quality — Determination of dissolved bromate — Method by liquid chromatography of ions |
| 5 | ISO/TR 15916, Basic considerations for the safety of hydrogen systems |
| 6 | ISO 16075-5, Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 5: Treated wastewater disinfection and equivalent treatments |
| 7 | ISO 17943, Water quality — Determination of volatile organic compounds in water — Method using headspace solid-phase micro-extraction (HS-SPME) followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) |
| 8 | ISO 20468-1, Guidelines for performance evaluation of treatment technologies for water reuse systems — Part 1: General |
| 9 | EN 15077:2013, Chemicals used for treatment of swimming pool water — Sodium hypochlorite |
| 10 | NSF/ANSI 60:2016 Drinking Water Treatment Chemicals – Health Effects |
| 11 | Water treatment Manual: Disinfection, US EPA, (2011) |
| 12 | Water Chlorination/Chloramination Practices and Principles, AWWA (2006) |
| 13 | Hydrogen flammability data and application to pwr loss-of-coolant accident (Shapiro et al., 1957) |
| 14 | WHO/SDE/WSH/05.08/86 (Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality) |