JP2001062457A - 冷却水のスライム防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】薬剤を添加することなく、塩化物イオンの電解
により生ずる残留塩素により微生物の増殖を抑制して、
簡便かつ安全にスライムの付着を防止することができる
冷却水のスライム防止方法を提供する。 【解決手段】 冷却水を、塩化物イオン濃度が１０ｍｇ
Ｃｌ⁻／Ｌ以上（濃縮倍率は２〜１０程度）となるよう
に濃縮して、電解する。電解装置（セル６）では、陰極
と陽極に同一の材質の電極を用い、かつ、陰極と陽極と
を反転させながら電解を行う。これにより、陽極の表面
において冷却水中の塩化物イオンが酸化され、次亜塩素
酸などの強い酸化力を有する残留塩素が生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水のスライム
防止方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、薬剤を
添加することなく、塩化物イオンの電解により生ずる残
留塩素により微生物の増殖を防止して、簡便かつ安全に
スライムの付着を防止することができる冷却水のスライ
ム防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却水は、石油化学産業や鉄鋼産業など
の種々の産業分野において、間接的又は直接的に被処理
物を冷却する目的で、あるいは、ビルの空調、冷暖房、
その関連装置などに多量に利用されている。近年は、水
資源の不足や有効利用の観点から、冷却水の使用量を削
減するために、開放循環冷却水系の高濃縮運転における
強制ブロー量の削減など、冷却水の高度利用が行われて
いる。このように冷却水を高度に利用した場合には、溶
存塩類や栄養源の濃縮などにより、循環冷却水の水質が
悪化し、細菌、黴、藻類などの微生物群に、土砂、塵埃
などが混ざり合って形成されるスライムが発生しやすく
なり、熱交換器における熱効率の低下や通水の悪化を引
き起こし、またスライム付着下部において、機器や配管
の局部腐食を誘発する。そこで、このようなスライムに
よる障害を防止するために、種々の抗菌剤、例えば、次
亜塩素酸ナトリウムや過酸化水素水などの酸化性抗菌剤
などが用いられている。これらの抗菌剤は、薬品タンク
に貯留され、薬注ポンプによって冷却水系に注入されて
いる。しかし、スライム防止のために抗菌剤を使用する
と、ローリー運搬、コンテナ移動など、運搬に労力を要
し、薬剤の取り扱い中に漏洩などを起こして人体に被害
を与える危険性があり、薬剤の残量をチェックして定期
的に補充する手間がかかるなどの問題がある。このため
に、水中の塩化物イオンの電解により生ずる残留塩素の
利用が試みられている。 例えば、特開昭６１−２８３３９１号公報には、配管構
成を追加したり殺菌装置を設けずとも殺菌をなし得る飲
料供給器の飲料水殺菌方法として、水回路に水道水と接
触するように一対の電極を配置し、直流電圧を印加する
ことにより電気分解を行って、水道水に含まれる塩素イ
オンを残留塩素に変換する飲料水殺菌方法が提案されて
いる。しかし、水道水に含まれる塩化物イオン濃度は数
mg／Ｌ程度と低い場合もあり、このような場合は電解効
率が悪く、電解により生成する残留塩素の量が少なくな
って十分な殺菌効果が得られないおそれがある。そこ
で、食塩のような薬剤を添加して塩化物イオン濃度を高
めた液を繰り返し電解して残留塩素濃度を高め、冷却水
系を殺菌する方法も提案されている。しかし、この方法
では食塩水の貯留槽を必要とするなど、装置が複雑にな
るのみならず、食塩の運搬、補充などに労力を要する点
においても、従来の抗菌剤を使用する方法と比較して利
点は少ない。このために、より簡便かつ安全に電解によ
って残留塩素を生成させ、冷却水のスライムを防止する
ことができるスライム防止方法が求められていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薬剤を添加
することなく、塩化物イオンの電解により生ずる残留塩
素により微生物の増殖を抑制して、簡便かつ安全にスラ
イムの付着を防止することができる冷却水のスライム防
止方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、冷却水を濃縮し
て電解することにより、スライムの防止に有効な量の残
留塩素を生成させ、簡便かつ効果的にスライムの付着を
防止し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明は、（１）冷却
水を濃縮して電解することを特徴とする冷却水のスライ
ム防止方法、（２）冷却水を、塩化物イオン濃度が１０m
gＣｌ^-／Ｌ以上となるように濃縮する第(１)項記載の冷
却水のスライム防止方法、及び、（３）陰極と陽極に同
一の材質の電極を用い、かつ、陰極と陽極とを反転させ
ながら電解を行う第(１)項記載の冷却水のスライム防止
方法、を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の冷却水のスライム防止方
法は、冷却水を濃縮して電解するものである。本発明方
法においては、濃縮した冷却水中に陽極及び陰極からな
る一組の電極を浸漬し、これらの電極の端子間に外部電
源を用いて直流電圧を印加する。これにより、陽極の表
面において冷却水中の塩化物イオンが酸化され、次亜塩
素酸などの強い酸化力を有する残留塩素が生成する。生
成した残留塩素は、スライムの原因となる微生物を殺菌
し、あるいは増殖を抑制するので、冷却水のスライム発
生を効果的に防止することができる。本発明方法におい
て、冷却水の濃縮倍率に特に制限はないが、冷却水中の
塩化物イオン濃度が１０mgＣｌ^-／Ｌ以上となるように
濃縮することが好ましく、２０mgＣｌ^-／Ｌ以上となる
ように濃縮することがより好ましい。水道水、工業用水
には、通常は数mgＣｌ^-／Ｌないし１０mgＣｌ^-／Ｌ程度
の塩化物イオンが含まれているので、冷却水を２〜１０
倍程度に濃縮することにより、適当な塩化物イオン濃度
とすることができる。冷却水は、電気伝導率を測定しな
がらブロー量を調整することにより、所定の塩化物イオ
ン濃度となるように濃縮できる。図１に示す本発明の実
施の一態様においては、冷却塔ピットに設けた電気伝導
率測定装置からの情報に基づき、電気伝導率計測・ブロ
ー量制御器が補給水導入管のバルブの開閉を行い、オー
バーブローにより冷却水が所定の塩化物イオン濃度とな
るように調整される。

【０００６】本発明方法に用いる電極の材質に特に制限
はないが、陽極としては、例えば、チタンなどの耐食性
の材料に白金、イリジウムなどの白金系元素の単体また
は／およびその酸化物を被覆した次亜塩素酸の生成効率
が良好な材質を好適に用いることができる。陰極として
は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銀などを用
いることができるが、陰極と陽極を同一のタイプとする
こともできる。また、電流の方向は特に固定する必要は
なく、電流の正負を定期的又は随意的に逆転させ、陰極
と陽極とを反転させながら電解を行うことができる。こ
の反転により、陰極に付着した炭酸カルシウムなどのス
ケールを剥離しながら運転することができるので、電解
効率の低下を防ぐことができる。なお、この場合、両電
極を同一のタイプのものとすれば、一定の次亜塩素酸の
発生効率が得られる。この場合、用いる電極としては、
例えば、チタンを基材としたものに白金やイリジウムな
どを被覆したものなどが挙げられる。本発明方法におい
て、電解のために印加する直流電圧に特に制限はない
が、２〜４０Ｖであることが好ましく、５〜３０Ｖであ
ることがより好ましい。印加する電圧が２Ｖ未満である
と、残留塩素の生成効率が低下するおそれがある。印加
する電圧が４０Ｖを超えると、人体に対して危険性が生
ずるおそれがある。本発明方法において、電解のために
通電する電流に特に制限はないが、冷却水系の循環水量
１ｍ³／ｈに対して、０.１〜３Ａであることが好まし
い。電流が循環水量１ｍ³／ｈに対して０.１Ａ未満であ
ると、残留塩素の生成量が過少となって、スライム防止
効果が不足するおそれがある。電流が循環水量１ｍ³／
ｈに対して３Ａを超えると、残留塩素濃度が高くなりす
ぎて金属の腐食を招くおそれがある。

【０００７】本発明方法においては、冷却水中の残留塩
素濃度を測定し、所定の残留塩素濃度になるように、電
流値を制御することができる。例えば、冷却水の水質の
変動が激しい場合などは、残留塩素濃度の測定値から自
動的に電流値を制御するシステムを付加することによ
り、安定的に維持管理を行うことができる。本発明方法
において、濃縮した冷却水を電解するための電極を設置
する位置に特に制限はなく、例えば、電極を冷却水系の
ピットに挿入浸漬することができ、あるいは、電極をセ
ルに組み込んで配管の途中に設置することもできる。図
１は、本発明方法の実施の一態様の工程系統図である。
冷却水は、冷却塔１のピットから循環ポンプ２により送
り出され、送り配管３、熱交換器４、戻り配管５を経由
して冷却塔に返送される。電極をセルに組み込んで配管
の途中に設置する場合、セル６は電解された水をピット
に返送するバイパス配管７を設けてＡ位置に設置するこ
とができ、送り配管の途中のＢ位置に設置することもで
き、あるいは、戻り配管の途中のＣ位置に設置すること
もできる。これらの中で、電解された水をピットに返送
するバイパス配管を設けて、セルをＡ位置に設置するこ
とが好ましい。セルをＢ位置に設置すると、高濃度の残
留塩素が熱交換器に送られて腐食を引き起こすおそれが
ある。セルをＣ位置に設置すると、冷却塔で塩素が揮散
して失われ、効率が低下するおそれがある。冷却塔のピ
ットには、電気伝導率測定装置８が設けられ、電気伝導
率測定装置から電気伝導率計測・ブロー量制御器９に信
号が送られ、さらに電気伝導率計測・ブロー量制御器か
らバルブ１０に信号が送られて、冷却水の電気伝導率、
すなわち塩化物イオン濃度が所定の値になるように、補
給水導入管１１に設けたバルブ１０が開閉され、オーバ
ーブローが行われる。冷却塔のピットには、ボールタッ
プ１２が設けられ、ピットの水面が低下した場合には、
補給水導入管１３より冷却水が補給される。ブロー水
は、ブロー配管１４より排出される。本発明のスライム
防止方法によれば、冷却水を濃縮して電解し、水中の塩
化物イオンから残留塩素を生成させることにより、冷却
水系に薬剤を添加することなく、簡便に、安全に、かつ
効果的に冷却水のスライム発生を防止することができ
る。

【０００８】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 図１の位置Ａに電解装置を設けたパイロット規模の熱交
換器を有する冷却水系において、スライム防止処理の評
価を行った。冷却塔のピットに、３０mm×５０mm×１mm
の大きさのゴム製のスライム評価用のテスト板を浸漬し
た。電解装置に使用した電極は、陽極、陰極ともにイリ
ジウムを被覆した白金であり、電解条件は、電流が５Ａ
となるように電圧を印加し、６時間ごとに陽極と陰極と
を反転させた。冷却水として、塩化物イオン濃度８mg／
Ｌの市水を用い、循環水量１,８００Ｌ／ｈ、濃縮倍率
２倍で３日間運転を行った。３日後、冷却水中の塩化物
イオン濃度は１３mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.５１
mgＣｌ₂／Ｌであった。テスト板を取り出して観察した
が、スライムは付着していなかった。 比較例１ 電解装置において電解を行う代わりに、冷却塔のピット
に次亜塩素酸ナトリウムを薬注ポンプを介して添加した
以外は、実施例１と同じ濃縮倍率２倍の運転を行った。
３日後、冷却水中の塩化物イオン濃度は３８mgＣｌ^-／
Ｌ、残留塩素濃度は０.４９mgＣｌ₂／Ｌであった。テス
ト板を取り出して観察したが、スライムは付着していな
かった。 比較例２ 電解装置における電解を行うことなく、次亜塩素酸ナト
リウムを添加することもなく、実施例１と同じ濃縮倍率
２倍の運転を行った。３日後、冷却水中の塩化物イオン
濃度は１５mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.０５mgＣｌ
₂／Ｌであった。テスト板を取り出して、表面に付着し
たスライムを全量採取し、６０℃で１日間乾燥したのち
重量を測定し、スライム付着速度を算出したところ、２
３mg／dm²／３dayであった。 実施例２ 濃縮倍率を５倍とした以外は、実施例１と同じ条件で運
転を行った。３日後、冷却水中の塩化物イオン濃度は３
５mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.６０mgＣｌ₂／Ｌで
あった。テスト板に、スライムは付着していなかった。 比較例３ 濃縮倍率を５倍とした以外は、比較例１と同じ条件で運
転を行った。３日後、冷却水中の塩化物イオン濃度は６
９mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.６２mgＣｌ₂／Ｌで
あった。テスト板に、スライムは付着していなかった。 比較例４ 濃縮倍率を５倍とした以外は、比較例２と同じ条件で運
転を行った。３日後、冷却水中の塩化物イオン濃度は５
０mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.０４mgＣｌ₂／Ｌで
あった。テスト板に付着したスライムを乾燥、秤量し
て、スライム付着速度を算出したところ、３０mg／dm²
／３dayであった。 実施例３ 濃縮倍率を１０倍とした以外は、実施例１と同じ条件で
運転を行った。３日後、冷却水中の塩化物イオン濃度は
８５mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.７９mgＣｌ₂／Ｌ
であった。テスト板に付着したスライムを乾燥、秤量し
て、スライム付着速度を算出したところ、１mg／dm²／
３dayであった。 比較例５ 濃縮倍率を１０倍とした以外は、比較例１と同じ条件で
運転を行った。３日後、冷却水中の塩化物イオン濃度は
１２４mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.８１mgＣｌ₂／
Ｌであった。テスト板に付着したスライムを乾燥、秤量
して、スライム付着速度を算出したところ、１mg／dm²
／３dayであった。 比較例６ 濃縮倍率を１０倍とした以外は、比較例２と同じ条件で
運転を行った。３日後、冷却水中の塩化物イオン濃度は
１００mgＣｌ^-／Ｌ、残留塩素濃度は０.０２mgＣｌ₂／
Ｌであった。テスト板に付着したスライムを乾燥、秤量
して、スライム付着速度を算出したところ、５８mg／dm
²／３dayであった。実施例１〜３及び比較例１〜６の結
果を、第１表に示す。

【０００９】

【表１】

【００１０】第１表に見られるように、濃縮された冷却
水を電解装置により電解処理した実施例１〜３では、次
亜塩素酸ナトリウムを添加した比較例１、３、５と同様
に、残留塩素濃度が高く、スライムが全く又は殆ど付着
していないことから、本発明方法により、薬剤を添加す
ることなく、効果的に冷却水のスライム付着を防止し得
ることが分かる。 比較例７及び実施例４ 実施例１と同じ冷却水系を用い、濃縮倍率を変化させて
スライム防止処理の評価を行った。電解は、電流が１Ａ
となるよう行った。冷却水として、塩化物イオン濃度１
mg／Ｌの市水を用い、循環水量１,８００Ｌ／ｈ、濃縮
倍率１倍、５倍、１２倍、２５倍及び３０倍でそれぞれ
３日間ずつ運転を行い、冷却水の塩化物イオン濃度、残
留塩素生成速度及びスライム付着速度を求めた。濃縮倍
率１倍、５倍、１２倍、２５倍及び３０倍のとき、塩化
物イオン濃度は、それぞれ１mgＣｌ^-／Ｌ、５mgＣｌ^-／
Ｌ、１０mgＣｌ^-／Ｌ、２３mgＣｌ^-／Ｌ及び２８Ｃｌ^-m
g／Ｌであった。残留塩素生成速度は、それぞれ０.００
mgＣｌ₂／ｈ、０.０２mgＣｌ₂／ｈ、０.１１mgＣｌ₂／
ｈ、３.０mgＣｌ₂／ｈ及び３２mgＣｌ₂／ｈであった。
スライム付着速度は、それぞれ２５mg／dm²／３day、２
１mg／dm²／３day、５mg／dm²／３day、１mg／dm²／３d
ay及び０mg／dm²／３dayであった。比較例７及び実施例
４の結果を、第２表に示す。

【００１１】

【表２】

【００１２】第２表に見られるように、冷却水を濃縮す
ることなく電解した比較例７においては、残留塩素が生
成せず、スライムが付着している。これに対して、冷却
水を濃縮して電解した実施例４においては、残留塩素が
生成し、特に塩化物イオン濃度が１０mgＣｌ^-／Ｌ以上
となるように濃縮して電解すると、残留塩素の生成速度
が大きく、顕著なスライム防止効果が得られている。

【００１３】

【発明の効果】本発明のスライム防止方法によれば、冷
却水を濃縮して電解し、水中の塩化物イオンから残留塩
素を生成させることにより、冷却水系に薬剤を添加する
ことなく、簡便に、安全に、かつ効果的に冷却水のスラ
イム発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明方法の実施の一態様の工程系統
図である。

【符号の説明】

１ 冷却塔 ２ 循環ポンプ ３ 送り配管 ４ 熱交換器 ５ 戻り配管 ６ セル ７ バイパス配管 ８ 電気伝導率測定装置 ９ 電気伝導率計測・ブロー量制御器 １０ バルブ １１ 補給水導入管 １２ ボールタップ １３ 補給水導入管 １４ ブロー配管

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｄ ５５０Ｌ ５６０ ５６０Ｆ 1/76 1/76 Ａ (72)発明者 高橋 邦幸 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D050 AA08 AB06 BB04 BB06 BD04 BD06 BD08 CA10 4D061 DA03 DA05 DB01 DB02 DB10 EA02 EB04 EB05 EB27 EB30 EB31 EB39 GC06 GC12 GC14 GC15 GC16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却水を濃縮して電解することを特徴とす
   る冷却水のスライム防止方法。
2. 【請求項２】冷却水を、塩化物イオン濃度が１０mgＣｌ
   ^-／Ｌ以上となるように濃縮する請求項１記載の冷却水
   のスライム防止方法。
3. 【請求項３】陰極と陽極に同一の材質の電極を用い、か
   つ、陰極と陽極とを反転させながら電解を行う請求項１
   記載の冷却水のスライム防止方法。