JP2003285064A - 冷却水系の水処理方法 - Google Patents

冷却水系の水処理方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却水を電解処理することにより生成させた
塩素系酸化剤を含む電解処理水を冷却水系に供給するこ
とにより系内のスライムの発生を防止する冷却水系の水
処理方法において、塩素系酸化剤の発生量を適正範囲に
制御して、系内の腐食を防止した上で良好なスライム防
止効果を得る。 【解決手段】 冷却水中に浸漬した電極4A,4Bに通
電して、該水中に含まれる塩化物イオンから塩素系酸化
剤を発生させた電解処理水を冷却水系に含有させる冷却
水系の水処理方法において、冷却水中の塩素濃度を目標
濃度とするように電極4A,4Bに電流を通電する。目
標電流値とするための印加電圧と理論電圧との比が所定
値以上となったときには、洗浄ユニット27により電解
槽4を洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷却水系の水処理方
法に係り、詳しくは、冷却水を電解処理することにより
冷却水中の塩化物イオンから次亜塩素酸等の塩素系酸化
剤を生成させ、この塩素系酸化剤により冷却水系のスラ
イム障害を防止する冷却水系の水処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】冷却水系では、微生物によりスライムが
発生し易い。特に、循環冷却水系の高濃縮運転では、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
生し易くなり、熱交換器における熱効率の低下や通水の
悪化を引き起こす。また、スライム付着部において、機
器や配管の局部腐食を誘発する。
【0003】このようなスライムによる障害を防止する
ために、スライムコントロール剤として塩素系薬剤や非
塩素系の微生物忌避剤を循環冷却水中に添加することが
行われている。また、このような薬剤添加を行うことな
くスライムを防止するための方法として、冷却水中に含
まれる塩化物イオンを電解酸化により次亜塩素酸などの
塩素系酸化剤に変換し、この塩素系酸化剤を冷却水中に
存在させる方法も行われている。
【0004】即ち、冷却水系の補給水として用いられる
水道水や工業用水には、通常数mg−Cl/L〜10
mg−Cl/L程度の塩化物イオンが含まれているこ
とから、循環冷却水系の冷却水には、6〜8倍の高濃縮
運転で、この補給水中の塩化物イオンが濃縮されてい
る。このため、この冷却水を電解処理することにより、
冷却水中の塩化物イオンからスライム防止効果のある残
留塩素(遊離塩素)を発生させることができる。この残
留塩素を含む電解処理水を冷却水系に戻すことにより、
スライム障害を防止することができる。
【0005】この塩素系酸化剤を発生させるための電解
処理装置では、陽極と陰極との間に外部電源を用いて直
流電圧を印加すると共に、両極間に冷却水を通水する。
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、循環冷却水系のスライム発生を効果的に防止するこ
とができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】冷却水系内のスライム
を確実に防止するためには、系内の残留塩素濃度をある
程度高くする必要があるが、系内の金属材の腐食の防止
のためには、系内の残留塩素濃度を過度に高くすること
は避けるべきである。
【0007】このようなことから、電解処理により残留
塩素を発生させて冷却水系に添加する場合、残留塩素生
成量を適正範囲にコントロールする必要があり、このた
めには電極間に所定範囲の電流を通電する必要がある。
【0008】一般に、この電解方式による酸化剤発生装
置にあっては、運転の継続に伴って電極にスケールが付
着してくる。そして、スケールが付着すると、目標電流
値を通電させるために電極間に印加する電圧が上昇す
る。
【0009】従来は、電極へのスケール付着状況を目視
観察し、スケール付着の程度がひどくなったと判断され
るときには電極の洗浄を行うようにしているが、これで
はメンテナンスに人手がかかり人件費コスト高であると
共に、判断も人によって異なるという不具合がある。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決し、冷却
水を電解処理することにより生成させた塩素系酸化剤を
含む電解処理水を冷却水系に供給することにより系内の
スライムの発生を防止する冷却水系の水処理方法におい
て、電極へのスケール付着状況を的確に判定し、必要な
ときに確実に洗浄を行い、これにより塩素系酸化剤の発
生量を適正範囲に制御することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の冷却水系の水処
理方法は、冷却水中に浸漬した電極に通電して、該水中
に含まれる塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成させた
電解処理水を冷却水系の冷却水に含有させる冷却水系の
水処理方法において、該冷却水の電気伝導率、電極間の
印加電圧及び電極間の通電電流から電極へのスケール付
着状況を検知し、この検知結果に基づいて電極の洗浄を
行うことを特徴とする。
【0012】電極間に電圧を印加して電極間に電流を通
電し、これによって水中の塩化物イオンを酸化して塩素
を生成させる場合、電極間に印加すべき電圧は、目標電
流値及び電極間距離にそれぞれ比例し、電極が接する冷
却水の電気伝導率に反比例する。又、この目標電流値
は、電流密度と電極面積との積であるが、電極面積は一
定である。
【0013】そのため、電極にスケールが全く付着して
いない場合に目標電流値を通電して目標塩素発生量を得
るために印加する電圧(以下、これを理論電圧とい
う。)は理論電圧=電流密度×電極間距離/電気伝導率
+塩素発生電圧として算出することができる。
【0014】一方、電極にスケールが付着してくると、
目標電流値を通電するために電極間に印加する電圧が次
第に上昇する。そこで、目標電流値を通電すべく電極に
実際に印加している電圧を検知することにより、電極へ
のスケール付着状況を検知することができ、これに基づ
いて電極の洗浄の要否を判断することができる。
【0015】本発明では、上記の実際の印加電圧と理論
電圧との比を算出し、この比が所定比以上となったとき
に電極を制御するのが好適である。
【0016】なお、本発明方法は理論電圧と実際の電圧
との比に基づく判定に限定されるものではなく、理論電
流や理論電気伝導率で判断してもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の冷
却水系の水処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【0018】図1は本発明の冷却水系の水処理方法の実
施の形態を示す系統図である。
【0019】冷却塔1のピット内の冷却水は、ポンプP
により、配管11を経て熱交換器2に送給され、戻り
水は配管12を経て冷却塔1に戻され、散水板1Aから
散水される。この冷却水に塩素系酸化剤を添加するため
に電解処理装置3に冷却水が循環される。この電解処理
装置3は、電解槽4と、この電解槽4内に設けられた電
極4A,4Bと、電極4A,4Bに電圧を印加する電源
制御回路5とを備える。
【0020】この冷却塔1のピットにはORP計6と電
気伝導率計7とが設けられている。電気伝導率計7の検
出信号は、濃縮管理装置8に入力される。この濃縮管理
装置8は、電気伝導率を演算し、この電気伝導率が目標
範囲に納まるように、補給水配管9の給水バルブ9a及
びブロー配管10のブローバルブ10aの開閉を制御す
る。
【0021】なお、濃縮管理装置8で演算された電気伝
導率は塩素発生用電解処理装置3の電源制御回路5にも
入力される。
【0022】前記電解処理装置3の電解槽4には、冷却
塔1のピット内の冷却水が、ポンプPにより配管13
を経て導入され、電解槽4内で電解処理され、電解処理
水は配管14より冷却塔1のピットに戻される。
【0023】この電解処理装置3の電源制御回路5は、
前記ORP計6の測定結果に基いて制御を行うように構
成されている。即ち、ORP計6のORP測定値が所定
値を超えた場合には、電極4A,4Bへの通電を停止し
て電解処理を中断し、ORP測定値が所定値を下回った
場合には、電極4A,4Bに通電して電解処理を再開す
ることにより、冷却水中の残留塩素濃度を所定の範囲内
に保つ。
【0024】なお、このような電源のON、OFF操作
の代りに電極4A,4Bへの通電量の増減を行っても良
く、例えばORPが所定値を超えた場合には通電量を低
下させて電解処理で生成する残留塩素量を低減し、OR
Pが所定値を下回った場合には通電量を増やし、電解処
理で生成する残留塩素量を増加させるようにしても良
い。
【0025】この実施の形態では、ポンプPと電解槽
4の入口との間、及び電解槽4の出口と冷却塔1のピッ
トとの間にそれぞれ三方弁21,22が設けられてい
る。これらの三方弁21,22間には電解槽4を迂回す
るバイパス配管23が架設されている。また、三方弁2
1と電解槽4との間及び三方弁22と電解槽4との間か
らはそれぞれ分岐配管25,26が分岐しており、該分
岐配管25,26は電解槽4の電極洗浄用の洗浄ユニッ
ト27に接続されている。この洗浄ユニット27は、洗
浄液を貯留するためのタンクと該タンク間の洗浄液を電
解槽4に循環供給するためのポンプとを備えている。こ
の洗浄液としては希塩酸、EDTA等のキレート剤溶液
などが用いられる。
【0026】定常の冷却塔稼動時には、三方弁21,2
2はポンプPと電解槽4の入口とを連通し、電解槽4
の出口と冷却塔1とを連通する流路選択となっている。
【0027】電極4A,4B間には、目標とする電流が
両電極間に流れるように電圧が電源制御回路5から印加
されている。この印加電圧と理論電圧との比が所定比
(好ましくは1.1〜1.8特に好ましくは1.1〜
1.5の間から選択された比)以上となったときには電
解槽4が洗浄ユニット27によって洗浄される。この洗
浄時には、三方弁21,22はポンプPからの水がバ
イパス配管23を通って冷却塔1へ戻るように切り換わ
る。この状態において洗浄ユニット27が作動し、電解
槽4に洗浄液が循環流通される。
【0028】なお、三方弁21,22の代りに開閉弁を
設け、バイパス配管23を省略し、洗浄ユニット27の
動作時にはポンプPを停止すると共に該開閉弁を閉と
するよう構成してもよい。
【0029】この冷却水系においては、このように電解
槽4への実際の印加電圧と、理論電圧との比に基づいて
電解槽4は自動的に洗浄が行われるので、長期にわたり
サービスマンによるメンテナンスなしに運転が継続され
る。
【0030】この間、濃縮管理装置8及び電源制御回路
5の運転データと、電気伝導度計7及びORP計6の検
知データは、それぞれ通信機器30を介して集中管理セ
ンターに送信され、集中管理センターのホストコンピュ
ータに蓄積される。
【0031】上記の洗浄ユニット27が作動しても電解
槽4の動作が定常状態に復帰しないようになったときに
は、アラーム信号が通信機器30から集中管理センター
に通報される。集中管理センターは、このアラーム信号
に基づいてサービスマン派遣センターにサービスマン派
遣を要求する信号を送信する。
【0032】
【実施例】実施例1 図1の冷却水系を、空気伝導率計7の検出電気伝導率が
1.0×10−3S/cmになるように維持管理した。
電解槽4には、電極面積100cmの電極が極間距離
0.3cmで設置されており、4.5Aの定電流で電解
し、塩素を発生させた。理論電圧は以下の式で算出し
た。 理論電圧=電流密度×極間距離/電気伝導率+塩素発生電圧 =0.045A/cm×0.3cm/(1.0×10−3S/cm )+3V=18V
【0033】洗浄時期を示す警報は、実際の電圧/理論
電圧=1.3で出力し、警報後すぐに酸洗を実施した。
なお、6日目で電圧比(実際の印加電圧/理論電圧)が
1.3に達したので、6日目に電解槽4を洗浄ユニット
27により3hにわたり希塩酸洗浄した。希塩酸濃度は
1N,総流通量は30Lであった。
【0034】試験結果と理論電圧、実際の電圧、電解槽
での塩素発生速度を表1に示す。
【0035】
【表1】
【0036】比較例1 6日目になっても酸洗浄を全く行わなかったこと以外は
上記実施例1と同条件で、図1の装置を運転した。その
結果を表2に示すが、6日目以降塩素発生量は著しく低
下した。
【0037】
【表2】
【0038】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の冷却水系の
水処理方法によれば、冷却水を電解処理することによ
り、冷却水中の塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成さ
せ、塩素系酸化剤を含む電解処理水を冷却水系に供給す
ることにより系内のスライムの発生を防止するに当た
り、冷却水中の塩素系酸化剤濃度が所定の範囲となるよ
うに塩素系酸化剤の生成量を適正範囲に制御することが
でき、これにより、系内の腐食を防止した上で良好なス
ライム防止効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷却水系の水処理方法の実施の形態を
示す系統図である。
【符号の説明】 1 冷却塔 1A 散水板 2 熱交換器 3 電解処理装置 4 電解槽 4A,4B 電極 5 電源 6 ORP計 7 電気伝導率計 8 濃縮管理装置 21,22 三方弁 27 洗浄ユニット 30 通信機器
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 1/50 560 C02F 1/50 560F F28F 19/01 F28G 13/00 Z F28G 13/00 F28F 19/00 501B (72)発明者 角田 和彦 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 (72)発明者 大石 正典 千葉県千葉市美浜区中瀬二丁目6番地 W BGマリブウエスト19階 旭硝子エンジニ アリング株式会社内 Fターム(参考) 4D061 DA05 DB02 DB10 EA02 EB01 EB04 EB37 EB39 ED20 GA06 GA12 GA14 GA23 GA30 GC11 GC15

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却水中に浸漬した電極に通電して、該
    水中に含まれる塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成さ
    せた電解処理水を冷却水系の冷却水に含有させる冷却水
    系の水処理方法において、 該冷却水の電気伝導率、電極間の印加電圧及び電極間の
    通電電流から電極へのスケール付着状況を検知し、この
    検知結果に基づいて電極の洗浄を行うことを特徴とする
    冷却水系の水処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、電気伝導率、電極間
    に通電すべき目標電流値、および塩素発生電圧に基づい
    て理論電圧を設定し、 この目標電流値が電極間に流れるように印加された実際
    の電圧を測定し、この実際の印加電圧と理論電圧との比
    が所定比以上となったときに電極の洗浄を行うことを特
    徴とする冷却水系の水処理方法。
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