JP2003190988A

JP2003190988A - 冷却水系の水処理方法

Info

Publication number: JP2003190988A
Application number: JP2001390357A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kuwano; 浩明桑野
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-08
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: JP4126904B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単且つ確実にスケール生成を防止し、さら
にスライム生成を防止することができる冷却水系の水処
理方法を得る。【解決手段】極性が変わるバイポーラ電極を有する電
解装置２に補給水または循環水を通水して、補給水また
は循環水に含まれるスケール成分を析出させる工程を有
する冷却水系の水処理方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷却水系の水処理方
法、特にスケール生成を防止し、さらにスライム生成を
防止することができる冷却水系の水処理方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】冷却水系では、熱交換器で冷却を行って
昇温した冷却水（循環水）を冷却塔に送って、一部を蒸
発させることにより冷却し、冷却した冷却水を熱交換器
に循環させて冷却を繰り返している。このような冷却水
系では、循環水は冷却塔における蒸発により濃縮され
る。冷却水系の補給水または濃縮された循環水中に含ま
れるカルシウム、マグネシウム等の硬度成分その他のス
ケール成分は、熱交換器の伝熱面で析出してスケール化
し、熱伝導率の低下などを引き起こすことが知られてい
る。スケールを防止するための方法として、リン酸等の
薬剤を添加する方法が知られている。また循環水が濃縮
されると、微生物の増殖によりスライム障害が発生す
る。このようなスライム発生を防止するためにスライム
防止剤の添加が行われている。これらの薬品による処理
を行う場合、薬品が薬注タンクにストックされ、薬注ポ
ンプにより冷却水系に注入される。この薬注タンクは定
期的に薬品を補充する必要があり、薬品運搬の労力（ロ
ーリー運搬、コンテナ移動、キュービの高所への移動
等）を要する。また、薬品の管理、発注等の手間もかか
る。

【０００３】一方、極性が変わるバイポーラ電極を有す
る電解装置により天然水や上水などの生活用水中のスケ
ール成分を除去することにより、スケール生成を防止す
ることは知られている（ＷＯ９８１６４７７Ａ１）。し
かし、冷却水系の処理への適用については知られておら
ず、また従来の方法ではスケールを防止することができ
てもスライムの防止ができなかった。さらに、細かい懸
濁物質により充填材が汚染され、圧損を生じても逆洗を
行うことも考慮されていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、簡単
且つ確実にスケール生成を防止し、さらにスライム生成
を防止することができる冷却水系の水処理方法を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は次の冷却水系の
水処理方法である。（１）極性が変わるバイポーラ電極を有する電解装置
に補給水または循環水を通水して、補給水または循環水
に含まれるスケール成分を析出させる工程を有する冷却
水系の水処理方法。（２）電解装置に塩化物イオンを含む補給水または循
環水を通水し、補給水または循環水中に酸化剤を生成さ
せる工程を有する上記（１）記載の水処理方法。（３）電解装置は極性が変わる電極間に導電性粒子お
よび非導電性粒子を充填したものである上記（１）また
は（２）記載の水処理方法。（４）電極および導電粒子が、グラファイト、活性
炭、金属、金属酸化物、貴金属、貴金属酸化物、および
それらでコーティングされたものからなる群より選ばれ
る少なくとも１種である上記（３）記載の水処理方法。（５）非導電性粒子がガラス、セラミック、プラスチ
ックおよびケイ酸アルミニウムからなる群より選ばれる
少なくとも一種の粒子である上記（３）または（４）記
載の水処理方法。（６）電極表面が白金属元素の単体またはその酸化物
を有する上記（１）から（５）のいずれかに記載の水処
理方法。

【０００６】本発明の冷却水の水処理方法では、冷却水
系の補給水または循環水を、極性が変わるバイポーラ電
極を有する電解装置に通水し、補給水または循環水に含
まれるスケール成分を微小な結晶として析出させること
により、冷却水系におけるスケール付着、特に伝熱面に
おけるスケール付着を防止することができる。さらに本
発明の冷却水の水処理方法では、塩化物イオンを含有す
る補給水または循環水を電解装置に通水させ、塩化物イ
オンから次亜塩素酸イオンなどの酸化力を有する酸化剤
を生成させることにより、冷却水系においてスライムの
発生を防止することができる。

【０００７】本発明において処理の対象となる被処理水
は冷却系水処理の補給水または循環水である。このよう
な被処理水は通常スケール成分を含んでおり、循環水で
はこれが高濃度に濃縮されている。スケール成分として
はカルシウム、マグネシウム、鉄等の２価以上の金属イ
オンやシリカなど、水と接する器壁に不溶性析出物を生
成する物質があげられる。被処理水はこのようなスケー
ル成分のほかに有機、無機の不純物を含んでいてもよ
い。また被処理水は後に述べるスライム防止のために塩
化物イオンを含有することが好ましいが、通常被処理水
中には塩化物イオンが含まれており、循環水ではこれが
濃縮されている。電解処理後の処理水中の酸化剤（次亜
塩素酸）が好ましくは０．１〜２ｍｇＣｌ₂／ｇとなる
ように、被処理水中の塩化物イオン濃度は１０〜２００
ｍｇＣｌ／Ｌｉｔｅｒとすることが望ましい。

【０００８】本発明の水処理に用いる電解装置は、処理
槽内に配置された複数の電極間に導電性粒子および非導
電性粒子の混合物からなる充填層を形成し、電極間に極
性を変えながら通電する電源装置を設け、充填層に被処
理水を通水しながら電極間に通電することにより、導電
性粒子にバイポーラ電極を形成し、充填層が目詰まりし
た段階で充填層の下部に洗浄水および／またはガスを導
入する洗浄水および／またはガス導入系を設けて展開洗
浄を行うように構成するのが好ましい。

【０００９】電極はグラファイト、活性炭、金属、金属
酸化物、貴金属、貴金属酸化物またはそれらでコーティ
ングされたものであって、不溶性の電極を使用すること
ができ、好ましくは白金族元素の単体若しくはその酸化
物の電極、または電極の表面全体若しくは適当な割合で
白金族元素の単体酸化物で被覆した電極を用いることが
望ましい。表面に白金族元素の単体若しくはその酸化物
を有する電極を用いることにより、塩化物イオンからの
酸化剤の発生効率を向上させることができる。電極表面
に白金族元素の単体若しくはその酸化剤を組み込む方法
は特に制限はなく、また電極表面を被覆する白金族元素
の単体または酸化剤の割合は、必要とする酸化剤の発生
量に応じて適宜選択することができる。

【００１０】白金族元素としては、ルテニウム、ロジウ
ム、パラジウム、オスミウム、イリジウムおよび白金を
あげることができ、この中でも白金、ルテニウムまたは
イリジウムが好ましい。電極表面を白金族元素の単体ま
たは酸化物で被覆する場合、電極本体の材料は特に制限
はないが、耐食性材料であることが好ましい。耐食性材
料としては、例えばチタン、ステンレス鋼、銀、炭素、
アルミニウム等をあげることができる。

【００１１】電極の形状は板状、筒状、棒状、これらを
分割した形状、これらを組み合わせたもの等があげられ
る。これらの電極は縦方向のものを対向するように並べ
て配置するのが好ましい。電極は処理槽の内壁に接する
ように設けると処理槽内を有効に利用でき、好ましい
が、内壁から離れた状態で配置してもよい。電極はソリ
ッド状のものが好ましいが、焼結金属のような多孔質の
ものを用いることができ、後者の場合、被処理水給水手
段、および処理水排水手段と兼用することもできる。

【００１２】充填層を形成する導電粒子は、電極と同じ
不溶性のものを使用することが好ましい。例えば、グラ
ファイト、活性炭、金属、金属酸化物、貴金属、貴金属
酸化物、およびそれらでコーティングされたものをあげ
ることができ、この中でも白金族元素、その酸化物、グ
ラファイトおよび活性炭が好ましい。コーティングされ
たものとしては活性炭、プラスチック粒子、チタン粒子
等を白金族元素やその酸化物のような不溶性のものでコ
ーティングした粒子をあげることができる。

【００１３】一方、非導電性粒子は導電性粒子間に介在
して絶縁性を保つためのもので、一般に絶縁体とされて
いるガラス、セラミック、プラスチック、ケイ酸アルミ
ニウム、砂利などの不溶性の非導電性粒子が好ましく、
中でもガラス、セラミック、プラスチック、ケイ酸アル
ミニウムが特に好ましい。導電性粒子、非導電性粒子と
も粒子形状は球形、不定形など任意であり、粒径は０．
５〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ、比重は１．０５
〜４、好ましくは１．１〜３、沈降速度は１０〜３５０
０ｃｍ／ｓｅｃ、好ましくは２０〜２００ｃｍ／ｓｅｃ
のものを使用することができる。導電性粒子と非導電性
粒子の沈降速度の差は導電性粒子の沈降速度の３０％以
下、好ましくは２０％以下であるのが好ましい。

【００１４】導電性粒子と非導電性粒子の混合割合は、
非導電性粒子が導電性粒子間に介在することにより導電
性粒子同士が接触するのを妨げる程度であればよく、そ
れぞれの形状、粒径等により変わるが、一般的には容量
比で導電性粒子１に対して非導電性粒子０．５〜２、好
ましくは０．７〜１．５とするのが好ましい。これらの
導電性粒子と非導電性粒子の混合物を処理槽内に充填し
て充填層を形成する。充填層の充填高さは電極の上端部
と同程度または上端部より若干高くするのが好ましい。
充填層と電極とは接触してもよいが、接触しない方が好
ましい。後者の場合、透液性の隔膜で遮断することがで
き、この場合、被処理液供給手段および処理液排出手段
で遮断するのが好ましい。

【００１５】電源装置は電極間に極性を変えながら通電
して導電性粒子に極性が変わるバイポーラ電極を形成す
るように構成される。この場合導電性粒子同士が非導電
性粒子によって非接触状態に保たれていれば電極間に通
電するだけでバイポーラ電極が形成されるので、電源装
置から電極に接続する回路に極性を変えて給電するよう
に構成する。極性を変える方法としては２個の電極また
は電極群に交互に正負電圧を印加するように、直流を反
転しながら給電してもよく、また交流を給電してもよ
い。複数の電極を３個以上のグループに分け、順次極性
を変えるようにしてもよく、例えば３個のグループの場
合３相交流を給電して極性を変えてもよい。

【００１６】電極に印加する電圧は、スケール防止およ
びスライム防止を安定して行うために一定値に保つこと
ができるように自動制御されることが好ましい。スケー
ル防止の場合は、電極間隔１ｃｍあたり５〜２０Ｖ、好
ましくは１０〜１５Ｖ、電流強度はスケールの結晶が生
成されるような値に設定すればよく、通常０．５〜１．
５Ａｈ／ｃｍ³、好ましくは１〜１．３Ａｈ／ｃｍ³、正
または負の極性に維持する時間、すなわち極性の切換間
隔は４分以下となることが好ましく、更に好ましくは
０．０１〜６０秒間、また更に好ましくは０．１〜３０
秒間とするのが好ましい。

【００１７】またスライム生成の防止については、上記
スケール防止用の電流を流すことによってスケール防止
と共に行うことができる場合もあるが、より効果的にス
ライム防止を行うためには、スケール防止において使用
する電流より高電圧かつ大電流を用いることが好まし
い。電流値は、スライム濃度をモニタリングしながら殺
菌が十分行えるようにすることが好ましく、処理目標、
水質等に応じて変化させることが好ましい。スライム防
止のための印加電圧は、２〜４０Ｖ、好ましくは５〜３
０Ｖ、電流は通常冷却水系の循環水量１ｍ³／ｈに対し
て０．１〜３Ａ、好ましくは０．５〜２．５Ａ、正また
は負の極性に維持する時間、すなわち極性の切換間隔は
４分以下となることが好ましく、更に好ましくは５〜６
０秒間、また更に好ましくは１０〜４５秒間とするのが
好ましい。

【００１８】スケール防止のための電解およびスライム
防止のための電解は、それぞれの必要性が生じたときに
独立して任意の時間行ってもよく、また連続的に両者を
切り替えるように行ってもよい。しかし、スケール生成
およびスライム生成を未然に防止するためには、連続的
にスケール防止のための電解を行い、その過程で間欠的
に高電圧、大電流に切り替えてスライム生成防止を行う
ように運転するのが好ましい。

【００１９】上記電解装置による電解方法は、処理槽内
に配置された複数の電極間に、導電性粒子および非導電
性粒子の混合物からなる充填層を形成し、電源装置から
電極間に極性を変えながら通電して、導電性粒子に極性
の変わるバイポーラ電極を形成し、通水工程において充
填層に補給水または循環水を通水して、スケール成分が
改質された処理水を冷却水系に供給する。そして充填層
が目詰まりした段階で洗浄工程に移り、充填層の下部か
ら洗浄水および／またはガスを導入して充填層を展開さ
せて洗浄し、洗浄後導電性粒子および非導電性粒子を混
合状態で充填して通水工程を再開する。

【００２０】スケール防止の際は電極間に正負の電圧を
印加すると、導電性粒子は相互に非接触状態であるた
め、導電性粒子の片側が正、反対側が負の双極状態に分
極し、バイポーラ電極が形成される。すなわち一方の電
極である陽極（正）に近い側が負に帯電して陰極とな
り、反対側の陰極に近い側が正に帯電して陽極となる。
このようなバイポーラ電極は各導電性粒子に生じるため
水の電解が起こり、この陰極側ではｐＨが上昇する。

【００２１】また、スケール成分のカルシウムイオン、
マグネシウムイオン等の陽イオンは導電性粒子の陰極側
に集まり、炭酸イオン、シリカなどは陽極側に集まる。
よって、スケール成分は陰極付近が高ｐＨのため、析出
する。しかし、正負の極性を逆に変換すると陰極は陽極
となり、電極表面のｐＨが低下する。このため、析出し
たスケールは電極近傍で溶解して溶液中へ流れ出る。こ
の結果、非常に微細な結晶を得ることができる。その後
はこの微細結晶が核となって結晶が析出する。極性を変
換しながら電解を継続することにより、被処理水中のス
ケール成分は結晶となって析出し、スケール傾向が低減
され、スケール付着の防止が行われる。結晶の一部は処
理水とともに流出し、一部は充填層に捕捉される。こう
して得られる処理水はそのまま、または水処理剤を添加
して冷却水系の補給水または循環水として使用される
が、スケール成分が除去または改質されているため、ス
ケールは付着せず、付着しても軟質スケールであり、物
理洗浄、化学洗浄により容易に除去可能である。

【００２２】またスライム防止の際は、被処理水が塩化
物イオンを含有する状態で、スライム生成防止用の高電
圧・大電流を流すことにより、被処理水が電解処理され
る際に塩化物イオンは陽極側に集って酸化され、次亜塩
素酸イオンが生成する。陰極では水酸化ナトリウムが生
成するため、極性の転換により次亜塩素酸ナトリウム等
の酸化力を有する酸化剤が発生する。このように酸化剤
を有する処理水を補給水または循環水として用いること
により、水系内のスライム生成を防止することができ
る。このようなスライム防止用の電解の際もスケール防
止効果も併せて得られる。

【００２３】なお上記のようにして通電を行いながら被
処理水を電解装置に通水すると、被処理水中の濁質およ
び析出するスケールの結晶が充填層に捕捉され、充填層
が目詰まりし、通水ができなくなる。このため被処理水
給水系の給水圧力上昇を検知して処理を停止し、充填層
の洗浄工程に移る。洗浄工程は被処理水の給水を停止
し、洗浄水および／またはガス導入系から洗浄水および
／またはガスを充填層の下部に導入して充填を展開させ
て導電性粒子および非導電性粒子をほぐし、捕捉された
濁質および結晶を洗い流す。この場合、洗浄水のみによ
る洗浄、ガスのみによる洗浄、両者の混合流による洗
浄、あるいはこれらの組合せによる洗浄を行うことがで
きる。

【００２４】洗浄終了後は導電性粒子と非導電性粒子を
混合状態で充填して充填層を形成し、前記の処理を再開
する。この場合導電性粒子と非導電性粒子の沈降速度の
差を導電性粒子の沈降速度の３０％以下とすることによ
り展開状態から洗浄水および／またはガスの導入を停止
するだけで、導電性粒子および非導電性粒子は層分離す
ることなく沈降し、混合状態の充填層が形成され、その
まま処理を再開することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、電解装置
を用いて補給水または循環水を電解処理させることによ
り、スケール成分が微小結晶となって析出し、スケール
成分を補給水または循環水から容易に取り除くことがで
き、またスケールが付着したとしても化学的または物理
的手段により容易に取り除くことができるので、冷却水
系において簡単且つ確実にスケールを防止することがで
きる。特に冷却水系の熱交換部などスケールが析出しや
すい箇所においてもスケール付着を防止できる。さら
に、補給水または循環水が塩化物イオンを含んだ状態で
電解処理することにより、補給水または循環水中に酸化
剤が生成され、酸化剤により簡単且つ確実に冷却系内の
スライムの生成を防止することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図１は実施形態の冷却水系の水処理方法
を示すフロー図、図２は図１に示した電解装置の拡大断
面図である。

【００２７】図１および図２において、１は電解装置、
２は冷却水系である。冷却水系２において３は冷却塔、
４は水槽、５はポンプ、６は熱交換器である。図１に示
す冷却水系の水処理では、電解装置１には被処理水が供
給される供給水路Ｌ１が連結されている。供給水路Ｌ１
にはバルブＶ１０が設けられ、補給水を電解処理する場
合はバルブ１０を開放し、循環水を電解処理する場合は
バルブ１０が閉じられた状態で使用される。電解された
処理水を冷却水系２の補給水（または循環水）として利
用するため、電解装置１より延びる処理水路Ｌ２が水槽
４に連結されている。水槽４から循環水取出路Ｌ３が供
給水路Ｌ１に連結されている。水槽４から冷却塔３に循
環する循環水路Ｌ４には、ポンプ５および熱交換器６が
設けられている。循環水路Ｌ３からブロー水路Ｌ５が系
外に連絡している。さらに電解装置１の下部および上部
からそれぞれ洗浄用ラインＬ８および排出用ラインＬ９
が延びている。

【００２８】図２の電解装置１において、処理槽７は筒
形であり、下部に敷き詰められた大粒径の砂利等からな
る支持床１４の上に、導電性粒子８および非導電性粒子
９が混合状態で充填された充填層１０が形成されてい
る。充填層１０は一部省略して図示されている。処理槽
７内の充填層１０の上部には展開室７ａが形成されてい
る。

【００２９】補給水として被処理水を処理槽７内に供給
するため、処理槽７には弁Ｖ１を有する供給水路Ｌ１が
連結されている。さらに供給水路Ｌ１から供給される被
処理水を処理槽７内に展開させるため、供給水路Ｌ１に
連結し、且つ処理槽７の側壁近辺に散水器１５が配置さ
れている。散水器１５は少なくとも処理槽７の内部に対
面する側において開口部１５ａを有し、透水性となって
いる。この供給水路Ｌ１および散水器１５により供給水
給水系１７が構成されている。

【００３０】一方、電解処理した処理水を水槽４へ送る
ため、充填層１０には弁Ｖ２を有する処理水路Ｌ２が連
結されているが、処理槽７内の処理水を集めて処理水路
Ｌ２へ送るため、充填槽１０内には散水器１５に対向す
るようにして集水器１６が配置され、処理水路Ｌ２に連
結されている。集水器１６は少なくとも処理槽７の内部
に対面する側において、例えば散水器１５の開口部１５
ａと対向する面において開口部１６ａを有し、透水性と
なっている。この処理水路Ｌ２および集水器１６により
処理水排出系１８が構成されている。

【００３１】散水器１５および集水器１６のそれぞれの
内部には平板状の電極１１、１２が対向して収容されて
いる。電極１１、１２は、処理槽７の外部に設けられた
電源装置１３に接続されている。電源装置１３は、電極
１１、１２に極性を変えて直流または交流を通電するよ
うに構成されている。

【００３２】処理槽７内を洗浄するため、充填層１０の
下方の支持床１４内には開口部１９ａを有する散水／散
ガス器１９が配置されており、弁Ｖ３を有する洗浄用ラ
インＬ８に連絡し、洗浄水／ガス導入系２１を構成して
いる。処理槽７の上部には弁Ｖ４を有する排出用ライン
Ｌ９が連絡し、洗浄排水／ガス排出系２２を形成してい
る。

【００３３】本実施形態の冷却水系の水処理では、補給
水として供給水路Ｌ１から被処理水が供給され、電解装
置１へ送られ、電解処理される。上記電解装置１による
スケール防止の際は、処理槽７内に配置された複数の電
極１１、１２間に、導電性粒子８および非導電性粒子９
の混合物からなる充填層１０が形成され、電源装置１３
から電極１１、１２に極性を変えながら通電して、導電
性粒子８に極性の変わるバイポーラ電極を形成する。通
水工程において弁Ｖ１、Ｖ２を開いて給水系１７の供給
水路Ｌ１から散水器１５を通して充填層１０に被処理水
を通水して、スケール生成傾向が低減された処理水を得
る。処理水は、処理水排出系１８の集水器１６で集めら
れ、処理水路Ｌ２から排出する。

【００３４】上記通電においては、電極１１、１２に正
負の電圧を印加すると、導電性粒子８は相互に非接触状
態であるため、導電性粒子８の片側が正、反対側が負の
双極状態に分極し、バイポーラ電極が形成される。例え
ば電極１１を陽極として正の電荷をかけ、電極１２を陰
極として負の電荷をかけると、導電性粒子８の電極１１
に近い側が負に帯電して陰極となり、反対側の電極１２
に近い側が正に帯電して陽極となる。このようなバイポ
ーラ電極は各導電性粒子８に生じるため、水中の陽イオ
ンは各導電性粒子８の陰極側に集まり、陰イオンは陽極
側に集まる。

【００３５】したがってスケール成分のカルシウムイオ
ン、マグネシウムイオン等の陽イオンは導電性粒子８の
陰極側に集まり、炭酸イオン、シリカなどは陽極側に集
まる。このとき、水の電気分解により陽極付近は酸性と
なり、陰極付近はアルカリ性となっているため、陰極側
ではスケールが生成する。その後、短時間に極性が反転
し、陰極は陽極となる。このため、陰極で生成したスケ
ールは剥離又は溶解して液中に流れ出す。流れ出したス
ケールは生成時間が短いため、非常に微小である。その
後はこの微細結晶が核となって結晶が析出する。極性を
変換しながら電解を継続することにより、被処理水中の
スケール成分は結晶となって析出し、スケール傾向が低
減され、スケール防止が行われる。結晶の一部は処理水
とともに流出し、一部は充填層に捕捉される。

【００３６】さらにスライム防止の際は、被処理水が塩
化物イオンを含有する状態で、スライム生成防止用の高
電圧・大電流を流すことにより、被処理水が電解処理さ
れる際に塩化物イオンは陽極側に集って酸化され、次亜
塩素酸イオンが生成する。陰極では水酸化ナトリウムが
生成するため、極性の転換により次亜塩素酸ナトリウム
等の酸化力を有する酸化剤が発生する。処理水が酸化剤
を含んだ状態で処理水路Ｌ２から排出され、後の水処理
工程に使用されるため、水処理系内の微生物が酸化剤に
より殺菌されて、スライム生成を防止することができ
る。

【００３７】上記のようにして得られた処理水は、補給
水として連結水路Ｌ２を通って水槽４へ送られ、水槽４
中の循環水へ加えられる。補給水を含んだ循環水は、そ
の後循環水路Ｌ４を通ってポンプ５、熱交換器６、冷却
塔３、水槽４へと循環するが、これら冷却水系２におい
てスケールの付着が生じにくく、またスライム生成が防
止される。

【００３８】なお電解装置１において上記通水・印加処
理を連続的に行うと、析出する結晶や被処理水中の濁質
が充填層１０に捕捉され、充填層１０が目詰まりし、通
水ができなくなる。この場合給水系１７の給水圧が上昇
するので、それを検知して通水・印加処理を停止し、充
填層１０の洗浄を行う。ここで一定の採水時間または採
水量になったことを検知して、洗浄を行うように設定す
ることもできる。洗浄工程は弁Ｖ１、Ｖ２を閉じて給水
系１７の給水を停止し、弁Ｖ３、Ｖ４を開き、洗浄水導
入／ガス導入系２１の洗浄用ラインＬ８から散水／散ガ
ス器１９を介して洗浄水および／またはガス（以下、洗
浄水等という）を、充填層１０の下部に導入する。導入
された洗浄水等により、充填層１０を展開室７ａにまで
展開させて導電性粒子８および非導電性粒子９をほぐ
し、粒子に捕捉された濁質および結晶を洗い流す。洗浄
に使用された洗浄水等は、洗浄排水／ガス排出系２２の
排出用ラインＬ９から排出する。

【００３９】洗浄後、弁Ｖ３を閉じて洗浄水導入／ガス
導入系２１からの洗浄水等の導入を停止すると、展開し
た導電性粒子８および非導電性粒子９は沈降して充填層
１０が形成される。このとき導電性粒子８と非導電性粒
子９の沈降速度の差が導電性粒子の沈降速度の３０％以
下、好ましくは５％以下であれば、洗浄水等の供給停止
により導電性粒子８と非導電性粒子９は混合状態で沈降
し、ほぼ均一な混合状態の充填層１０が形成され、ただ
ちに通水・印加処理を再開することができる。混合が不
十分な場合には散水／ガス器１９からガス等を導入して
撹拌混合を行ってもよい。

【００４０】上記実施の形態においては補給水だけでは
なく、冷却水系の循環水を電解処理させ、循環水におい
てスケール防止効果とスライム防止効果を得ることがで
きる。循環水を電解処理する場合、被処理水の供給水路
Ｌ１のバルブが閉じられ、新たな水の供給が止められ
る。さらに水槽４から延びるブロー水路Ｌ５に通じるバ
ルブＶ１１が閉じられる。水槽４に貯留された水が、循
環水取出路L３を通って、供給水路Ｌ１へと送られる。
供給水路Ｌ１へ送られた循環水は、上記実施形態の補給
水と同様にして電解装置１で電解処理されて、冷却水系
２で使用される。循環水は冷却水系においてスケール付
着を防止し、またスライム生成を防止することができ
る。

【００４１】なお本発明は上記実施の形態に限定され
ず、例えば上記実施の形態において循環水取出路Ｌ３が
設けられず、補給水のみを電解処理するものであっても
よい。また、補給水の電解処理を行う代わりに、スケー
ル成分濃度やスライムの濃度が濃縮されやすい循環水の
みを電解処理するものであってもよい。

【００４２】また、補給水と循環水とで電解処理の種類
を変えることができる。例えば、補給水についてスケー
ル防止のための電流のみを流して電解処理し、スケール
成分が殆ど存在しなくなった補給水を循環水として冷却
水系２で使用する場合、循環水についてはスライム防止
のための電流を流すのみでもよい。また、補給水につい
てスライム防止のための電流を流し、循環水にスケール
防止のための電流のみ、若しくはスケール防止のための
電流とスライム防止のための電流の両方を流してもよ
い。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実施例１および２モデル熱交換試験の冷却水を実施例１として５倍濃縮し
た水を実施例１とし、１０倍濃縮した水を実施例２とし
て使用した。電解装置を冷却水系の循環水ライン上に設
け、前記濃縮水を用いた冷却水系を３０日間運転した。
用いた電解装置は、図２の電解装置２において電極とし
てそれぞれ１５０ｃｍ²のグラファイト板を３ｃｍの間
隔で穴あき樹脂板からなる散水器、集水器内に配置し、
導電性粒子として平均粒径１．５ｍｍのグラファイト粒
子、非導電性粒子として平均粒径３．３ｍｍのアクリル
樹脂粒子を充填した（沈降速度の差１８％）ものであ
る。電解装置の電圧は水質の系により変動できるように
し、電流値はスケール処理時は１Ａ、酸化剤を発生させ
るときには５Ａ以上とした。電流周期は、スケール防止
のための電極反転が５サイクル行われた後、２サイクル
の間酸化剤を発生させるための電流を流した。

【００４４】運転後、冷却水系内のスケール防止効果お
よびスライム防止効果についての評価を行った。結果を
表１に示す。なおスライム付着速度は次のようにして測
定した。運転開始後２０日目から２３日目までの３日
間、冷却ピットに７５×２５×１．５ｍｍのゴム板３枚
を浸漬し、付着したスライムを採取し、１０５℃におい
て恒量になるまで乾燥し、測定重量の平均値からスライ
ム付着速度を求めた。

【００４５】比較例１〜４比較例１は、分子量３，５００のポリマレイン酸を濃度
が２０ｍｇ／Ｌｉｔｅｒになるように、また次亜塩素酸
ナトリウムを残留塩素濃度が０．６ｍｇ／Ｌｉｔｅｒと
なるように添加した水を5倍濃縮水として用い、比較例
２は薬品添加をしていない水を５倍濃縮して用い、電解
装置で電解処理することなく実施例１と同様に冷却水系
に利用し、スケール付着防止効果とスライム生成防止効
果を評価した。比較例３および４は、それぞれ比較例１
および２の水を２倍濃縮（すなわち通常水の１０倍濃縮
水）した水を用い、比較例１と同様に処理を行った。結
果を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】実施例１および２においては、薬品処理を
施した比較例１と同等以上のスケール付着防止効果とス
ライム生成防止効果が得られた。実施例１および２で
は、スケールが付着しても、スケールは微小結晶の集合
体であり、例えば付着している管に振動を与えるだけ
で、容易にスケールが剥離した。また析出した若しくは
剥離したスケール成分は水中に保持され、硬度成分とし
て析出しづらい。したがって、本発明の水処理方法にお
いては、スケール成分を故意に析出させて沈殿させるこ
とによりスケールを取り除くための沈殿槽等を設ける必
要がないことがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の冷却水系の水処理方法を示すフロー
図である。

【図２】図１に示した電解装置の拡大断面図である。

【符号の説明】

１電解装置２冷却水系３冷却塔４水槽５ポンプ６熱交換部７処理槽７ａ展開室８導電性粒子９非導電性粒子１０充填槽１１、１２電極１３電源装置１４支持床１５散水器１６集水器１５ａ、１６ａ開口部１７供給水給水系１８処理水排出系１９散水／散ガス器２１洗浄水導入／ガス導入系２２洗浄排水／ガス排出系Ｌ１供給水路Ｌ２処理水路Ｌ３循環水取出路Ｌ４循環水路Ｌ５ブロー水路Ｌ８洗浄用ラインＬ９排出用ライン

───────────────────────────────────────────────────── 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 ５１０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５１０Ｃ５２０５２０Ｋ５５０５５０Ｄ５６０５６０ＦＦ２８Ｆ 19/01 Ｆ２８Ｇ 13/00 ＡＦ２８Ｇ 13/00 Ｆ２８Ｆ 19/00 ５０１Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極性が変わるバイポーラ電極を有する電
解装置に補給水または循環水を通水して、補給水または
循環水に含まれるスケール成分を析出させる工程を有す
る冷却水系の水処理方法。
【請求項２】電解装置に塩化物イオンを含む補給水ま
たは循環水を通水し、補給水または循環水中に酸化剤を
生成させる工程を有する請求項１記載の水処理方法。
【請求項３】電解装置は極性が変わる電極間に導電性
粒子および非導電性粒子を充填したものである請求項１
または２記載の水処理方法。
【請求項４】電極および導電粒子が、グラファイト、
活性炭、金属、金属酸化物、貴金属、貴金属酸化物、お
よびそれらでコーティングされたものからなる群より選
ばれる少なくとも１種である請求項３記載の水処理方
法。
【請求項５】非導電性粒子がガラス、セラミック、プ
ラスチックおよびケイ酸アルミニウムからなる群より選
ばれる少なくとも一種の粒子である請求項３または４記
載の水処理方法。
【請求項６】電極表面が白金属元素の単体またはその
酸化物を有する請求項１から５のいずれかに記載の水処
理方法。