JP2003172593A - 開放型循環式冷却水系の冷却水の処理方法及びその装置 - Google Patents
開放型循環式冷却水系の冷却水の処理方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 補給水量を抑え、安定して確実に、金属腐蝕
の防止とスケールの付着防止ができる開放型循環式冷却
水系の冷却水の処理方法と装置を提供する。 【解決手段】 開放型循環式冷却水系の冷却水を処理す
る方法において、該冷却水系から冷却水の一部又は全部
を抜き出して、晶析により硬度成分及び／又はシリカを
除去したのちに、該冷却水を前記冷却水系に返送すると
したものであり、前記冷却水には、リン酸又はその塩を
添加することができ、また、前記晶析は、冷却水を、ま
ずケイ酸カルシウムを主成分とする種結晶と接触させ、
ついでリン酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分と
する種結晶と接触させて行うことができる。
の防止とスケールの付着防止ができる開放型循環式冷却
水系の冷却水の処理方法と装置を提供する。 【解決手段】 開放型循環式冷却水系の冷却水を処理す
る方法において、該冷却水系から冷却水の一部又は全部
を抜き出して、晶析により硬度成分及び／又はシリカを
除去したのちに、該冷却水を前記冷却水系に返送すると
したものであり、前記冷却水には、リン酸又はその塩を
添加することができ、また、前記晶析は、冷却水を、ま
ずケイ酸カルシウムを主成分とする種結晶と接触させ、
ついでリン酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分と
する種結晶と接触させて行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開放型循環式冷却
水系の冷却水の処理に係り、特に、食品や製紙工場など
の製造工場や廃棄物処理施設などの開放型循環式冷却水
系の冷却水の処理方法及びその装置に関する。
水系の冷却水の処理に係り、特に、食品や製紙工場など
の製造工場や廃棄物処理施設などの開放型循環式冷却水
系の冷却水の処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】開放型循環式冷却水系の水処理におい
て、配管などの金属材料を腐食防止する目的のために、
リン酸塩や重合リン酸塩、亜鉛などの金属塩が腐食防止
剤として使用されている。開放型循環式冷却水系の水処
理において、熱交換器などの伝熱面の炭酸カルシウムな
どのスケール防止のために、重合リン酸塩やホスホン酸
塩やカルボン酸系高分子化合物などのスケール防止剤が
使用されている。特に、スケール防止剤には、腐食防止
効果が高く、安価なリン酸塩が使用されている。開放型
循環式冷却水系の水処理において、腐食防止剤やスケー
ル防止剤の添加効果を高めるためには、濃縮倍数を下げ
て、カルシウムやマグネシウムの硬度成分やシリカの濃
度を低くして運転することが重要である。
て、配管などの金属材料を腐食防止する目的のために、
リン酸塩や重合リン酸塩、亜鉛などの金属塩が腐食防止
剤として使用されている。開放型循環式冷却水系の水処
理において、熱交換器などの伝熱面の炭酸カルシウムな
どのスケール防止のために、重合リン酸塩やホスホン酸
塩やカルボン酸系高分子化合物などのスケール防止剤が
使用されている。特に、スケール防止剤には、腐食防止
効果が高く、安価なリン酸塩が使用されている。開放型
循環式冷却水系の水処理において、腐食防止剤やスケー
ル防止剤の添加効果を高めるためには、濃縮倍数を下げ
て、カルシウムやマグネシウムの硬度成分やシリカの濃
度を低くして運転することが重要である。
【０００３】濃縮倍数を下げるには、市水などの補給水
を冷却水系に注入し、濃縮した冷却水をブロー水として
排出する。このような従来技術には、次のような問題が
あった。 （１）高濃縮運転をさけるために冷却水の一部をブロー
すると、冷却水に注入されたスケール防止剤などの薬剤
の無駄になり、薬剤コストが増加する。 （２）ブロー水のリンなどが排出されると、環境負荷の
増大を招くために排水処理が必要となる。 （３）ブロー水量が多いと、補給水量も多く必要であ
る。
を冷却水系に注入し、濃縮した冷却水をブロー水として
排出する。このような従来技術には、次のような問題が
あった。 （１）高濃縮運転をさけるために冷却水の一部をブロー
すると、冷却水に注入されたスケール防止剤などの薬剤
の無駄になり、薬剤コストが増加する。 （２）ブロー水のリンなどが排出されると、環境負荷の
増大を招くために排水処理が必要となる。 （３）ブロー水量が多いと、補給水量も多く必要であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、補給水量を抑え、安定かつ確実
に、配管や熱交換器などの金属腐蝕の防止とスケールの
付着防止をすることができる開放型循環式冷却水系の冷
却水の処理方法とその装置を提供することを課題とす
る。
術の問題点を解消し、補給水量を抑え、安定かつ確実
に、配管や熱交換器などの金属腐蝕の防止とスケールの
付着防止をすることができる開放型循環式冷却水系の冷
却水の処理方法とその装置を提供することを課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、開放型循環式冷却水系の冷却水を処理
する方法において、該冷却水系から冷却水の一部又は全
部を抜き出して、晶析により硬度成分及び／又はシリカ
を除去したのちに、該冷却水を前記冷却水系に返送する
こととしたものである。前記処理方法において、冷却水
には、リン酸又はその塩を添加することができ、前記晶
析は、冷却水を、まずケイ酸カルシウムを主成分とする
種結晶と接触させ、ついでリン酸カルシウム又は炭酸カ
ルシウムを主成分とする種結晶と接触させて行うことが
できる。また、本発明では、開放型循環式冷却水系の冷
却水を処理する装置において、該冷却水系の経路に、該
経路の冷却水の一部又は全部を抜き出して前記経路に返
送するバイパス経路を設け、該バイパス経路に硬度成分
及び／又はシリカを除去する種結晶を晶析剤として使用
する晶析装置を設けることとしたものである。前記処理
装置において、晶析装置は、ケイ酸カルシウムを主成分
とする種結晶を晶析剤とする反応槽及び／又はリン酸カ
ルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とする種結晶を晶
析剤とする反応槽からなることができる。
に、本発明では、開放型循環式冷却水系の冷却水を処理
する方法において、該冷却水系から冷却水の一部又は全
部を抜き出して、晶析により硬度成分及び／又はシリカ
を除去したのちに、該冷却水を前記冷却水系に返送する
こととしたものである。前記処理方法において、冷却水
には、リン酸又はその塩を添加することができ、前記晶
析は、冷却水を、まずケイ酸カルシウムを主成分とする
種結晶と接触させ、ついでリン酸カルシウム又は炭酸カ
ルシウムを主成分とする種結晶と接触させて行うことが
できる。また、本発明では、開放型循環式冷却水系の冷
却水を処理する装置において、該冷却水系の経路に、該
経路の冷却水の一部又は全部を抜き出して前記経路に返
送するバイパス経路を設け、該バイパス経路に硬度成分
及び／又はシリカを除去する種結晶を晶析剤として使用
する晶析装置を設けることとしたものである。前記処理
装置において、晶析装置は、ケイ酸カルシウムを主成分
とする種結晶を晶析剤とする反応槽及び／又はリン酸カ
ルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とする種結晶を晶
析剤とする反応槽からなることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１に、本発明を説明するための開放型循
環式冷却塔を有する冷却水系の概略構成図を示す。冷却
塔により冷却された冷却水は、製造工程で冷却に使用さ
れる。製造工程や熱交換器などからの戻り水は、再度、
冷却塔により冷却されて冷却水になる。冷却水の塩濃度
が蒸発による濃縮で増加すると、冷却水の一部が系外に
ブローされる。冷却塔から放散される水分補給のために
補給水が補給され、薬剤が冷却塔に添加される。また、
冷却水の一部をろ過装置に通水して、冷却水中の懸濁物
資を除去する。本発明では、上記のような開放型循環式
冷却水系の水処理において、冷却水系の冷却水の一部又
は全部を晶析装置に送り、晶析装置にて冷却水から硬度
成分及び／又はシリカを除去し、硬度成分が除去された
冷却水を冷却水系に返送し、冷却水として再利用する。
に説明する。図１に、本発明を説明するための開放型循
環式冷却塔を有する冷却水系の概略構成図を示す。冷却
塔により冷却された冷却水は、製造工程で冷却に使用さ
れる。製造工程や熱交換器などからの戻り水は、再度、
冷却塔により冷却されて冷却水になる。冷却水の塩濃度
が蒸発による濃縮で増加すると、冷却水の一部が系外に
ブローされる。冷却塔から放散される水分補給のために
補給水が補給され、薬剤が冷却塔に添加される。また、
冷却水の一部をろ過装置に通水して、冷却水中の懸濁物
資を除去する。本発明では、上記のような開放型循環式
冷却水系の水処理において、冷却水系の冷却水の一部又
は全部を晶析装置に送り、晶析装置にて冷却水から硬度
成分及び／又はシリカを除去し、硬度成分が除去された
冷却水を冷却水系に返送し、冷却水として再利用する。
【０００７】図２〜図４に、冷却塔に組み込んだ晶析装
置の種々のフロー構成図を示す。図２では、冷却塔の冷
却水の一部又は全部が晶析装置に送られ、晶析装置で硬
度成分が除去された冷却水が、再度冷却塔に戻される。
晶析方法は、温度を変化させて、目的物質の溶解度の差
を利用して結晶を析出させたり、種結晶を添加し、その
表面に目的物質を析出させる方法がある。本発明の晶析
装置は、種結晶を装置に保持し、種結晶と冷却水を空気
又は水槽内の液で循環させて流動させる流動床方式が好
適である。このほかに、種結晶を充填した固定床に、冷
却水を通水する固定床方式も使用できる。固定床方式で
は、成長する種結晶による種結晶同士の固着が問題にな
り、通水が困難になる可能性が大きいが、冷却水の懸濁
物質が固定床で捕捉でき、ろ過効果が期待できる。ろ過
作用の維持や固着を防止するために、定期的に固定床を
空気や水で洗浄することもできる。
置の種々のフロー構成図を示す。図２では、冷却塔の冷
却水の一部又は全部が晶析装置に送られ、晶析装置で硬
度成分が除去された冷却水が、再度冷却塔に戻される。
晶析方法は、温度を変化させて、目的物質の溶解度の差
を利用して結晶を析出させたり、種結晶を添加し、その
表面に目的物質を析出させる方法がある。本発明の晶析
装置は、種結晶を装置に保持し、種結晶と冷却水を空気
又は水槽内の液で循環させて流動させる流動床方式が好
適である。このほかに、種結晶を充填した固定床に、冷
却水を通水する固定床方式も使用できる。固定床方式で
は、成長する種結晶による種結晶同士の固着が問題にな
り、通水が困難になる可能性が大きいが、冷却水の懸濁
物質が固定床で捕捉でき、ろ過効果が期待できる。ろ過
作用の維持や固着を防止するために、定期的に固定床を
空気や水で洗浄することもできる。
【０００８】本発明の晶析装置は、種結晶を反応槽に充
填し、この種結晶と冷却水を接触させて、種結晶の表面
に冷却水中の硬度成分やシリカを析出させて、冷却水か
ら分離除去するものである。冷却水の一部又は全部を晶
析装置に送り、冷却水から硬度成分やシリカを除去す
る。種結晶の反応槽内での循環は、連続的に行い、水槽
底部から空気を空塔線速度が０．０１〜１ｍ／分で吹き
込んだり、反応槽内の液を液循環ポンプで、空塔線速度
が０．０１〜１ｍ／分で循環して撹拌する。空塔線速度
が０．０１ｍ／分未満では、種結晶が流動せず、反応性
に欠ける。１ｍ／分を超えると、動力費が過大になった
り、空気による流動では、水槽内に吹き込んだ空気が多
くなり、有効水容量が減少して冷却水の滞留時間が減少
する。
填し、この種結晶と冷却水を接触させて、種結晶の表面
に冷却水中の硬度成分やシリカを析出させて、冷却水か
ら分離除去するものである。冷却水の一部又は全部を晶
析装置に送り、冷却水から硬度成分やシリカを除去す
る。種結晶の反応槽内での循環は、連続的に行い、水槽
底部から空気を空塔線速度が０．０１〜１ｍ／分で吹き
込んだり、反応槽内の液を液循環ポンプで、空塔線速度
が０．０１〜１ｍ／分で循環して撹拌する。空塔線速度
が０．０１ｍ／分未満では、種結晶が流動せず、反応性
に欠ける。１ｍ／分を超えると、動力費が過大になった
り、空気による流動では、水槽内に吹き込んだ空気が多
くなり、有効水容量が減少して冷却水の滞留時間が減少
する。
【０００９】反応槽内の冷却水の滞留時間は、冷却水の
硬度成分やシリカ濃度や反応条件により異なるが、概ね
３０〜１８０分間である。滞留時間が短いと、充分に目
的物質が除去できなかったり、成長中の微細結晶が冷却
水系にリークして、スケールを発生させる。滞留時間が
１８０分間を超えると、晶析装置の設備が過大になる。
反応槽内のｐＨは、７〜９．５である。好ましくはｐＨ
８〜９である。冷却水の濃縮倍数が、５倍以上の高濃縮
運転が行われている冷却塔では、その冷却水のｐＨは概
ね８〜９であり、ｐＨ調整せずに晶析装置の反応槽に通
水することにより、冷却水の硬度成分やシリカが、冷却
水に共存するリン酸イオンと反応して種結晶表面に析出
して除去される。新たにリン酸又はその塩などが添加さ
れて、反応槽ｐＨが変化した場合には、アルカリ剤など
のｐＨ調整剤を添加する。反応槽内のｐＨが８以上で
は、主に冷却水中の硬度成分が種結晶表面に析出して除
去される。
硬度成分やシリカ濃度や反応条件により異なるが、概ね
３０〜１８０分間である。滞留時間が短いと、充分に目
的物質が除去できなかったり、成長中の微細結晶が冷却
水系にリークして、スケールを発生させる。滞留時間が
１８０分間を超えると、晶析装置の設備が過大になる。
反応槽内のｐＨは、７〜９．５である。好ましくはｐＨ
８〜９である。冷却水の濃縮倍数が、５倍以上の高濃縮
運転が行われている冷却塔では、その冷却水のｐＨは概
ね８〜９であり、ｐＨ調整せずに晶析装置の反応槽に通
水することにより、冷却水の硬度成分やシリカが、冷却
水に共存するリン酸イオンと反応して種結晶表面に析出
して除去される。新たにリン酸又はその塩などが添加さ
れて、反応槽ｐＨが変化した場合には、アルカリ剤など
のｐＨ調整剤を添加する。反応槽内のｐＨが８以上で
は、主に冷却水中の硬度成分が種結晶表面に析出して除
去される。
【００１０】反応槽に供給する前に、冷却水に懸濁物質
が含まれる場合には、浮上ろ材を充填した浮上ろ過装置
やカートリッジろ過装置、砂を充填したろ過装置に通水
し、懸濁物質を予め除去することができる。晶析装置出
口水に必要に応じて、市販の金属腐食防止剤やスケール
防止剤などの薬剤が添加される。晶析装置出口水のｐＨ
が、冷却水系の管理ｐＨより高くなる場合には、鉱酸な
どで中和することができる。種結晶は、リン酸カルシウ
ム、リン酸水素カルシウム、リン酸アパタイト、リン鉱
石、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カル
シウム、大理石、ドロマイトである。工業薬品や原料品
以外に、排水処理で生成したものや市販の肥料なども使
用できる。種結晶は、粒状又は破砕状で、その粒径は
０．１ｍｍから３ｍｍである。粒径０．１ｍｍ未満で
は、反応槽から流出する恐れがある。３ｍｍを超える
と、流動させるための動力が多大になり、設備費が増加
する。反応槽に充填する種結晶量は、装置の構造や種結
晶の排出、再充填頻度などにより異なるが、概ね水槽容
量の半分程度が目安である。
が含まれる場合には、浮上ろ材を充填した浮上ろ過装置
やカートリッジろ過装置、砂を充填したろ過装置に通水
し、懸濁物質を予め除去することができる。晶析装置出
口水に必要に応じて、市販の金属腐食防止剤やスケール
防止剤などの薬剤が添加される。晶析装置出口水のｐＨ
が、冷却水系の管理ｐＨより高くなる場合には、鉱酸な
どで中和することができる。種結晶は、リン酸カルシウ
ム、リン酸水素カルシウム、リン酸アパタイト、リン鉱
石、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カル
シウム、大理石、ドロマイトである。工業薬品や原料品
以外に、排水処理で生成したものや市販の肥料なども使
用できる。種結晶は、粒状又は破砕状で、その粒径は
０．１ｍｍから３ｍｍである。粒径０．１ｍｍ未満で
は、反応槽から流出する恐れがある。３ｍｍを超える
と、流動させるための動力が多大になり、設備費が増加
する。反応槽に充填する種結晶量は、装置の構造や種結
晶の排出、再充填頻度などにより異なるが、概ね水槽容
量の半分程度が目安である。
【００１１】反応槽で成長する種結晶は、定期的に装置
から排出される。排出された種結晶は、分級した後に反
応槽に戻すことできるし、不足分は新品の種結晶を追加
することもできる。リンを含み不要になった種結晶は、
リンを含む肥料に再利用できる。本発明は、冷却水系の
冷却水にリン酸又はその塩を添加することができる。晶
析装置に供給される冷却水のリン濃度が、冷却水の硬度
成分のカルシウム濃度換算でカルシウムの０．７〜１．
５モルになるように、スケール防止剤として添加される
薬剤以外に、リン酸又はその塩を反応槽に添加する。
０．７モル未満では、硬度成分除去が不充分である。
１．５モルを超えると、リン酸又はその塩の無駄にな
る。冷却水の硬度成分管理濃度になるように、リン酸又
はその塩の添加が経験的に決められる。リン酸又はその
塩は、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウ
ムなどである。
から排出される。排出された種結晶は、分級した後に反
応槽に戻すことできるし、不足分は新品の種結晶を追加
することもできる。リンを含み不要になった種結晶は、
リンを含む肥料に再利用できる。本発明は、冷却水系の
冷却水にリン酸又はその塩を添加することができる。晶
析装置に供給される冷却水のリン濃度が、冷却水の硬度
成分のカルシウム濃度換算でカルシウムの０．７〜１．
５モルになるように、スケール防止剤として添加される
薬剤以外に、リン酸又はその塩を反応槽に添加する。
０．７モル未満では、硬度成分除去が不充分である。
１．５モルを超えると、リン酸又はその塩の無駄にな
る。冷却水の硬度成分管理濃度になるように、リン酸又
はその塩の添加が経験的に決められる。リン酸又はその
塩は、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウ
ムなどである。
【００１２】本発明は、冷却水系の冷却水を、まず、ケ
イ酸カルシウムを主成分とする種結晶を充填した晶析装
置に通水し、その出口水を再度、リン酸カルシウム又は
炭酸カルシウムを主成分とする種結晶を充填した晶析装
置に通水する。図３に、２段晶析装置のフロー概要図を
示す。冷却水をシリカ除去用晶析装置に供給し、シリカ
が除去された冷却水を、さらに硬度成分除去用晶析装置
に供給することにより、冷却水からスケールの原因物質
であるシリカと硬度成分を除去する。シリカ除去用晶析
装置と硬度成分除去用晶析装置の反応槽廻りは、図５の
概略構成図に示す通りである。水道水などの補給水の全
シリカは、ＳｉＯ２として１０〜５０ｍｇ／ｌ、マグネ
シウム硬度は５〜２５ｍｇ／ｌ、カルシウム硬度は、２
０〜１００ｍｇ／ｌである。
イ酸カルシウムを主成分とする種結晶を充填した晶析装
置に通水し、その出口水を再度、リン酸カルシウム又は
炭酸カルシウムを主成分とする種結晶を充填した晶析装
置に通水する。図３に、２段晶析装置のフロー概要図を
示す。冷却水をシリカ除去用晶析装置に供給し、シリカ
が除去された冷却水を、さらに硬度成分除去用晶析装置
に供給することにより、冷却水からスケールの原因物質
であるシリカと硬度成分を除去する。シリカ除去用晶析
装置と硬度成分除去用晶析装置の反応槽廻りは、図５の
概略構成図に示す通りである。水道水などの補給水の全
シリカは、ＳｉＯ２として１０〜５０ｍｇ／ｌ、マグネ
シウム硬度は５〜２５ｍｇ／ｌ、カルシウム硬度は、２
０〜１００ｍｇ／ｌである。
【００１３】シリカ除去用晶析装置は、冷却水をｐＨ
６．５〜７．５に鉱酸やリン酸で調整して、ケイ酸カル
シウムを主成分とする種結晶と接触させて、種結晶表面
にケイ酸カルシウム又はケイ酸マグネシウムを析出させ
る。シリカ除去用晶析装置に先に通水することにより、
シリカと硬度成分の一部が除去できる。シリカと硬度成
分の一部が除去された冷却水は、先に説明した硬度成分
除去用晶析装置に通水され、残留する硬度成分を除去す
る。本発明の硬度成分除去用晶析装置は、図２の通りで
ある。図４に、シリカ除去用晶析装置だけを冷却水系に
配備した場合を示す。前述したように、シリカ除去用晶
析装置だけでも、冷却水からシリカ以外に硬度成分がシ
リカ除去に伴って、除去される。シリカ含有量の多い地
下水などを使用する冷却水系には好適である。
６．５〜７．５に鉱酸やリン酸で調整して、ケイ酸カル
シウムを主成分とする種結晶と接触させて、種結晶表面
にケイ酸カルシウム又はケイ酸マグネシウムを析出させ
る。シリカ除去用晶析装置に先に通水することにより、
シリカと硬度成分の一部が除去できる。シリカと硬度成
分の一部が除去された冷却水は、先に説明した硬度成分
除去用晶析装置に通水され、残留する硬度成分を除去す
る。本発明の硬度成分除去用晶析装置は、図２の通りで
ある。図４に、シリカ除去用晶析装置だけを冷却水系に
配備した場合を示す。前述したように、シリカ除去用晶
析装置だけでも、冷却水からシリカ以外に硬度成分がシ
リカ除去に伴って、除去される。シリカ含有量の多い地
下水などを使用する冷却水系には好適である。
【００１４】また、本発明は、種結晶を晶析剤として使
用する晶析装置を配備した開放型循環式冷却水系の冷却
水処理装置である。図５に、本発明で用いる晶析装置の
概略構成図を示す。晶析装置は、種結晶が充填された反
応槽、ｐＨ計、アルカリ剤注入装置、液循環ポンプ又は
流動空気用コンプレッサーで構成される。液循環ポンプ
で、反応槽底部から引き抜いた種結晶と冷却水の混合液
を、反応槽中間部又は上部に導き、反応槽全体を混合撹
拌する。又は、流動用空気を反応槽底部に導入し、種結
晶と冷却水を混合撹拌する。冷却水は、種結晶が充填さ
れた反応槽に導かれ、シリカや硬度成分が析出しやすい
ｐＨ範囲に、ｐＨ計とアルカリ剤注入装置で調整され
る。必要に応じて、リン酸やリン酸塩が反応槽に添加さ
れる。反応槽の種結晶は、液循環ポンプ又は流動用空気
で撹拌され、冷却水と十分に接触させる。
用する晶析装置を配備した開放型循環式冷却水系の冷却
水処理装置である。図５に、本発明で用いる晶析装置の
概略構成図を示す。晶析装置は、種結晶が充填された反
応槽、ｐＨ計、アルカリ剤注入装置、液循環ポンプ又は
流動空気用コンプレッサーで構成される。液循環ポンプ
で、反応槽底部から引き抜いた種結晶と冷却水の混合液
を、反応槽中間部又は上部に導き、反応槽全体を混合撹
拌する。又は、流動用空気を反応槽底部に導入し、種結
晶と冷却水を混合撹拌する。冷却水は、種結晶が充填さ
れた反応槽に導かれ、シリカや硬度成分が析出しやすい
ｐＨ範囲に、ｐＨ計とアルカリ剤注入装置で調整され
る。必要に応じて、リン酸やリン酸塩が反応槽に添加さ
れる。反応槽の種結晶は、液循環ポンプ又は流動用空気
で撹拌され、冷却水と十分に接触させる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 実験用開放型循環式冷却水系の冷却塔と熱交換器（保有
水量約０．３ｍ３）とからなる２系列の装置の１系列
に、図２の晶析装置を組み込み、他の１系列は、晶析装
置を設置せずに、カルシウム硬度から求めた濃縮倍数が
５倍と１０倍になるように、ブロー水量を調整して、各
々３０日間連続試験した。冷却水系の冷却水のリン濃度
が５ｍｇ／ｌになるように、リン酸塩が主成分のスケー
ル防止剤を添加した。腐食試験片（炭素鋼、表面積が３
１ｃｍ２）を冷却塔下部の水槽に３０日間浸漬し、その
重量差から平均腐食速度を求めた。３０日毎に熱交換器
を開放し、剥がしたスケール量を計測してスケール付着
量を求めた。
る。 実施例１ 実験用開放型循環式冷却水系の冷却塔と熱交換器（保有
水量約０．３ｍ３）とからなる２系列の装置の１系列
に、図２の晶析装置を組み込み、他の１系列は、晶析装
置を設置せずに、カルシウム硬度から求めた濃縮倍数が
５倍と１０倍になるように、ブロー水量を調整して、各
々３０日間連続試験した。冷却水系の冷却水のリン濃度
が５ｍｇ／ｌになるように、リン酸塩が主成分のスケー
ル防止剤を添加した。腐食試験片（炭素鋼、表面積が３
１ｃｍ２）を冷却塔下部の水槽に３０日間浸漬し、その
重量差から平均腐食速度を求めた。３０日毎に熱交換器
を開放し、剥がしたスケール量を計測してスケール付着
量を求めた。
【００１６】表１に水道水である補給水の水質分析結果
を示す。
を示す。
【表１】
図２の晶析装置は、図５に示すものを用い、反応槽の有
効容量は１００リットルであった。
効容量は１００リットルであった。
【００１７】晶析装置の運転条件は、冷却塔からの冷却
水１００リットル／時で反応槽に供給した。反応槽のｐ
Ｈは未調整とした。液循環ポンプにより種結晶と冷却水
を循環させた。種結晶は、その粒径が０．３ｍｍのリン
酸カルシウムを主成分とするリン鉱石で、４０リットル
を反応槽に充填した。表２に実施例１の結果を示す。晶
析装置を運転することにより、晶析装置出口水からシリ
カやカルシウムなどの硬度成分が効果的に除去できて、
スケール防止が可能であった。晶析装置を設置していな
い系列の腐食試験片には、炭素鋼表面に孔食が見られた
が、晶析装置を設置した系列には、全く孔食は観察され
なかった。
水１００リットル／時で反応槽に供給した。反応槽のｐ
Ｈは未調整とした。液循環ポンプにより種結晶と冷却水
を循環させた。種結晶は、その粒径が０．３ｍｍのリン
酸カルシウムを主成分とするリン鉱石で、４０リットル
を反応槽に充填した。表２に実施例１の結果を示す。晶
析装置を運転することにより、晶析装置出口水からシリ
カやカルシウムなどの硬度成分が効果的に除去できて、
スケール防止が可能であった。晶析装置を設置していな
い系列の腐食試験片には、炭素鋼表面に孔食が見られた
が、晶析装置を設置した系列には、全く孔食は観察され
なかった。
【００１８】
【表２】
【００１９】実施例２
実施例１と同様に、５倍と１０倍濃縮の冷却水を１００
リットル／時で、図２の試験装置に通水し、３０日間試
験した。図２の晶析装置は、図５に示すものを用い、反
応槽の有効容量が１００リツトルであった。晶析装置の
反応槽のｐＨは未調整とし、液循環ポンプにより、種結
晶と冷却水を空塔線速度０．５ｍ／秒で連続的に循環さ
せた。種結晶は、晶析装置が炭酸カルシウムを主成分と
する大理石で、その粒径は０．３ｍｍで、その充填量は
４０リットルである。表３に、実施例２の結果を示す。
晶析装置出口水からカルシウムなどの硬度成分が効果的
に除去できて、炭素鋼表面に孔食もなく、晶析装置によ
るスケール防止が可能であった。
リットル／時で、図２の試験装置に通水し、３０日間試
験した。図２の晶析装置は、図５に示すものを用い、反
応槽の有効容量が１００リツトルであった。晶析装置の
反応槽のｐＨは未調整とし、液循環ポンプにより、種結
晶と冷却水を空塔線速度０．５ｍ／秒で連続的に循環さ
せた。種結晶は、晶析装置が炭酸カルシウムを主成分と
する大理石で、その粒径は０．３ｍｍで、その充填量は
４０リットルである。表３に、実施例２の結果を示す。
晶析装置出口水からカルシウムなどの硬度成分が効果的
に除去できて、炭素鋼表面に孔食もなく、晶析装置によ
るスケール防止が可能であった。
【００２０】
【表３】
【００２１】実施例３
実施例１と同様に、５倍と１０倍濃縮の冷却水を１００
リットル／時で、図３の試験装置に通水し、３０日間試
験した。図３の晶析装置は、図５に示すものを用い、反
応槽の有効容量は各々１００リツトルであった。シリカ
除去用晶析装置と硬度成分除去用晶析装置の反応槽のｐ
Ｈは未調整とし、液循環ポンプにより、種結晶と冷却水
を空塔線速度０．５ｍ／秒で連続的に循環させた。種結
晶は、シリカ除去用晶析装置がケイ酸カルシウムで、硬
度成分除去用晶析装置がリン酸カルシウムを主成分とす
るリン鉱石である。種結晶の粒径は、いずれも０．３ｍ
ｍで、その充填量は各々４０リットルである。表４に、
実施例３の結果を示す。シリカ除去用晶析装置で予めシ
リカや硬度成分を除去することにより、硬度成分除去用
晶析装置出口水からシリカやカルシウムなどの硬度成分
が効果的に除去できて、平均腐食速度も設計値の１０ｍ
ｄｄ以下であり、晶析装置によるスケール防止が可能で
あった。
リットル／時で、図３の試験装置に通水し、３０日間試
験した。図３の晶析装置は、図５に示すものを用い、反
応槽の有効容量は各々１００リツトルであった。シリカ
除去用晶析装置と硬度成分除去用晶析装置の反応槽のｐ
Ｈは未調整とし、液循環ポンプにより、種結晶と冷却水
を空塔線速度０．５ｍ／秒で連続的に循環させた。種結
晶は、シリカ除去用晶析装置がケイ酸カルシウムで、硬
度成分除去用晶析装置がリン酸カルシウムを主成分とす
るリン鉱石である。種結晶の粒径は、いずれも０．３ｍ
ｍで、その充填量は各々４０リットルである。表４に、
実施例３の結果を示す。シリカ除去用晶析装置で予めシ
リカや硬度成分を除去することにより、硬度成分除去用
晶析装置出口水からシリカやカルシウムなどの硬度成分
が効果的に除去できて、平均腐食速度も設計値の１０ｍ
ｄｄ以下であり、晶析装置によるスケール防止が可能で
あった。
【００２２】
【表４】
【００２３】実施例４
シリカ除去用晶析装置の反応槽のｐＨを、リン酸で７．
０〜７．５に、硬度成分除去用晶析装置の反応槽のｐＨ
を、８．０〜８．５に苛性ソーダで調整し、実施例３と
同様に試験した。表５に、実施例４の結果を示す。それ
ぞれの晶析装置の反応槽のｐＨを調整し、シリカ除去用
晶析装置で予めシリカや硬度成分の一部を除去すること
により、硬度成分除去用晶析装置出口水からシリカやカ
ルシウムなどの硬度成分が効果的に除去できて、スケー
ル防止が可能であった。
０〜７．５に、硬度成分除去用晶析装置の反応槽のｐＨ
を、８．０〜８．５に苛性ソーダで調整し、実施例３と
同様に試験した。表５に、実施例４の結果を示す。それ
ぞれの晶析装置の反応槽のｐＨを調整し、シリカ除去用
晶析装置で予めシリカや硬度成分の一部を除去すること
により、硬度成分除去用晶析装置出口水からシリカやカ
ルシウムなどの硬度成分が効果的に除去できて、スケー
ル防止が可能であった。
【００２４】
【表５】
【００２５】実施例５
表６に示す補給水を使用して、実施例１と同様に３０日
間試験した。補給水は水道水にケイ酸ソーダを添加調製
した。
間試験した。補給水は水道水にケイ酸ソーダを添加調製
した。
【表６】
種結晶は、その粒径が０．３ｍｍのケイ酸カルシウム
（１級試薬）４０リットルを反応槽に充填した。反応槽
ｐＨは、リン酸により７．０〜７．５に調整した。表７
に実施例５の結果を示す。シリカ除去用晶析装置の設置
により、シリカ除去用晶析装置出口水からシリカやカル
シウムなどの硬度成分が除去できて、スケール防止が可
能であった。晶析装置を設置していない系列の腐食試験
片の炭素鋼表面に孔食が見られたが、晶析装置を設置し
た系列には、全く孔食は観察されなかった。
（１級試薬）４０リットルを反応槽に充填した。反応槽
ｐＨは、リン酸により７．０〜７．５に調整した。表７
に実施例５の結果を示す。シリカ除去用晶析装置の設置
により、シリカ除去用晶析装置出口水からシリカやカル
シウムなどの硬度成分が除去できて、スケール防止が可
能であった。晶析装置を設置していない系列の腐食試験
片の炭素鋼表面に孔食が見られたが、晶析装置を設置し
た系列には、全く孔食は観察されなかった。
【００２６】
【表７】
【００２７】
【発明の効果】本発明の処理方法によれば、以下の効果
がある。 （１）スケールの原因物質であるシリカやカルシウムな
どの硬度成分が除去できるために、スケール防止剤が節
約できる。 （２）ブロー水量が減らせるために、ブローにより消費
される薬剤が少なくなり、薬剤の節約になる。 （３）補給水量が削減でき、排水処理などの負荷が軽減
できる。
がある。 （１）スケールの原因物質であるシリカやカルシウムな
どの硬度成分が除去できるために、スケール防止剤が節
約できる。 （２）ブロー水量が減らせるために、ブローにより消費
される薬剤が少なくなり、薬剤の節約になる。 （３）補給水量が削減でき、排水処理などの負荷が軽減
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】開放型循環式冷却塔を有する冷却水系の概略構
成図。
成図。
【図２】冷却塔に本発明の晶析装置の一つを組み込んだ
フロー構成図。
フロー構成図。
【図３】冷却塔に本発明の晶析装置の別の一つを組み込
んだフロー構成図。
んだフロー構成図。
【図４】冷却塔に本発明の晶析装置の別の一つを組み込
んだフロー構成図。
んだフロー構成図。
【図５】本発明で用いる晶析装置の一例を示す概略構成
図。
図。
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）
Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０４ Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０４
６０８ ６０８Ａ
Ｃ０２Ｆ 5/00 ６１０ Ｃ０２Ｆ 5/00 ６１０Ｆ
６２０ ６２０Ｂ
６２０Ｃ
5/02 5/02 Ｂ
5/04 5/04
5/06 5/06
Ｃ２３Ｆ 14/02 Ｃ２３Ｆ 14/02 Ａ
Ｚ
Ｆ２８Ｆ 19/00 ５１１ Ｆ２８Ｆ 19/00 ５１１Ａ
19/01 Ｆ２８Ｇ 9/00 Ｌ
Ｆ２８Ｇ 9/00 13/00 Ａ
13/00 Ｆ２８Ｆ 19/00 ５０１Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 開放型循環式冷却水系の冷却水を処理す
る方法において、該冷却水系から冷却水の一部又は全部
を抜き出して、晶析により硬度成分及び／又はシリカを
除去したのちに、該冷却水を前記冷却水系に返送するこ
とを特徴とする開放型循環式冷却水系の冷却水の処理方
法。 - 【請求項２】 前記冷却水には、リン酸又はその塩を添
加することを特徴とする請求項１記載の開放型循環式冷
却水系の冷却水の処理方法。 - 【請求項３】 前記晶析は、冷却水を、まずケイ酸カル
シウムを主成分とする種結晶と接触させ、ついでリン酸
カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とする種結晶と
接触させて行うことを特徴とする請求項１記載の開放型
循環式冷却水系の冷却水の処理方法。 - 【請求項４】 開放型循環式冷却水系の冷却水を処理す
る装置において、該冷却水系の経路に、該経路の冷却水
の一部又は全部を抜き出して前記経路に返送するバイパ
ス経路を設け、該バイパス経路に硬度成分及び／又はシ
リカを除去する種結晶を晶析剤として使用する晶析装置
を設けたことを特徴とする開放型循環式冷却水系の冷却
水の処理装置。 - 【請求項５】 前記晶析装置は、ケイ酸カルシウムを主
成分とする種結晶を晶析剤とする反応槽及び／又はリン
酸カルシウム又は炭酸カルシウムを主成分とする種結晶
を晶析剤とする反応槽からなることを特徴とする請求項
４記載の開放型循環式冷却水系の冷却水の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372775A JP2003172593A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 開放型循環式冷却水系の冷却水の処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372775A JP2003172593A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 開放型循環式冷却水系の冷却水の処理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003172593A true JP2003172593A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=19181605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001372775A Pending JP2003172593A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 開放型循環式冷却水系の冷却水の処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003172593A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014210252A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-11-13 | 株式会社ササクラ | 水溶液の蒸発処理方法 |
| CN104276707A (zh) * | 2013-07-08 | 2015-01-14 | 笹仓机械工程有限公司 | 水溶液的蒸发处理方法 |
| EP2294156A4 (en) * | 2008-06-02 | 2016-03-23 | Imerys Filtration Minerals Inc | METHOD FOR PREVENTING AND REDUCING SCALE FORMATION |
| JP2017189777A (ja) * | 2017-07-31 | 2017-10-19 | 株式会社ササクラ | 水溶液の蒸発処理方法 |
| CN110204127A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-06 | 北京能为科技股份有限公司 | 一种外部晶种法抑制钙盐结垢的系统及其定向结垢方法 |
-
2001
- 2001-12-06 JP JP2001372775A patent/JP2003172593A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2294156A4 (en) * | 2008-06-02 | 2016-03-23 | Imerys Filtration Minerals Inc | METHOD FOR PREVENTING AND REDUCING SCALE FORMATION |
| JP2014210252A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-11-13 | 株式会社ササクラ | 水溶液の蒸発処理方法 |
| US10329166B2 (en) | 2013-04-05 | 2019-06-25 | Sasakura Engineering Co., Ltd. | Evaporative treatment method for aqueous solution |
| CN104276707A (zh) * | 2013-07-08 | 2015-01-14 | 笹仓机械工程有限公司 | 水溶液的蒸发处理方法 |
| JP2015013268A (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 株式会社ササクラ | 水溶液の蒸発処理方法 |
| JP2017189777A (ja) * | 2017-07-31 | 2017-10-19 | 株式会社ササクラ | 水溶液の蒸発処理方法 |
| CN110204127A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-06 | 北京能为科技股份有限公司 | 一种外部晶种法抑制钙盐结垢的系统及其定向结垢方法 |
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