JP2005000761A

JP2005000761A - 水処理方法

Info

Publication number: JP2005000761A
Application number: JP2003165286A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato; 茂佐藤; Tetsuo Sakamura; 哲郎酒村; Tomoo Kato; 知夫加藤
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-10
Also published as: JP4310731B2

Abstract

【課題】ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器の冷却水系において、スケール付着や、微生物、金属腐食による障害を防止して熱交換器を効率的に運転し、さらに高濃縮運転を達成するために有効な水処理方法を提供する。
【解決手段】循環冷却水系の水処理方法において、（Ａ）原水又は冷却水をカチオン交換樹脂により軟化又は脱塩し、軟化又は脱塩された水を冷却水系に供給する工程、（Ｂ）ハロゲンイオン含有水の電解によって遊離残留ハロゲンを発生させ、遊離残留ハロゲンを含む水を冷却水系に添加する工程、及び、（Ｃ）シリカゲルを充填したカラムに冷却水を通水し、冷却水系に返送する工程を有することを特徴とする冷却水系の水処理方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器の冷却水系において、スケール付着や、微生物、金属腐食による障害を防止して熱交換器を効率的に運転し、さらに高濃縮運転を達成するために有効な水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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、濃縮倍数を上げた運転が行われている。しかし、冷却水の濃縮倍数を上げると、無機イオンの濃度上昇によるスケール付着障害、栄養源濃度の上昇による微生物由来のスライム障害、さらにはスライムが付着した金属面では腐食が起こりやすくなるために、その対策が必要となる。スケールやスライムの付着が起こると、熱交換器の伝熱効率の低下、配管の閉塞、冷却塔における放冷効率の低下などの多大なエネルギーロスを生じ、さらには洗浄のための多大な費用、時間、労力が必要になる。また、腐食が生じると、伝熱効率の低下、冷却水の着色などが生じ、熱交換器や配管に穴が開いた場合には、熱交換器自体の運転が不可能になり、工場における生産や空調系に甚大な影響を及ぼす。
スケールの種類は大きくカルシウム系スケールとシリカ系スケールに分けられる。カルシウム系スケール付着防止には、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基などを有する有機ポリマーや、有機ホスホン酸、無機りん酸などのスケール防止剤を冷却水系に添加する方法がとられる場合が多い。しかし、スケール防止剤が適用し得る冷却水の硬度には上限があり、使用範囲が限られる。そこで、その課題を解決する有効な方法として、イオン交換樹脂による脱塩（特許文献１）、軟化（特許文献２）などが提案されている。これらの方法は、水中からスケールの原因となるカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去するものであり、冷却水の高濃縮化には有効である。一方、シリカ系スケール付着防止についても、これまでに様々な技術が提案されている。例えば、カチオン系ポリマー、ハロゲン化脂肪族ニトロアルコール及びホスホン酸の使用（特許文献３）、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド単位を含有する重合体又はそれを加水分解することによって得られるアミノ基を有する重合体の使用（特許文献４）などがあるが、これらのポリマーはカチオン性であるために、水中のシリカのみならず、配管や微生物由来の汚れであるスライムにも吸着されやすく消耗されやすいために、シリカスケール防止効果が安定しないという問題がある。その結果、シリカ濃度の高い水を補給水としている地域での冷却水の高濃縮化は、特に困難な状況にある。
スライム障害防止には、通常、有機ハロゲン化合物やヒドラジンを冷却水に添加することが行われている。しかし、これらの薬剤は殺菌剤である場合が多く、皮膚に直接触れないようにする必要があり、安全性の面で取り扱いには十分な注意が必要である。また、これらの薬剤を添加しても、冷却塔での揮散や系内での消耗により、有効成分濃度が一定せず、効果が安定しない。これを解決する技術として、冷却水中の塩化物イオンを電解し、発生させた次亜塩素酸を冷却水系に添加する殺菌方法が提案されている（特許文献５）。この方法によれば、安全にかつ安定してスライム処理を行うことができるが、冷却水の高濃縮運転を実現することは困難である。
【特許文献１】
特開昭４８−１３９３６号公報（第１頁）
【特許文献２】
特開平９−９４５９８号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平７−２５６２６６号公報（第２頁）
【特許文献４】
特開平１０−１６５９８６号公報（第２頁）
【特許文献５】
特開２００１−３１４８６２号公報（第２頁）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器の冷却水系において、スケール付着や、微生物、金属腐食による障害を防止して熱交換器を効率的に運転し、さらに高濃縮運転を達成するために有効な水処理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、原水又は冷却水を軟化又は脱塩する方法、ハロゲンイオン含有水の電解によって発生する遊離残留ハロゲンを冷却水に添加する方法、及び、冷却水をシリカゲルに接触させてシリカを除去する方法を組み合わせることにより、３者の間に相乗的な効果が発現し、従来の技術では達成できない水準の冷却水系の安定した高濃縮運転が可能となることを見いだし、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）循環冷却水系の水処理方法において、（Ａ）原水又は冷却水をカチオン交換樹脂により軟化又は脱塩し、軟化又は脱塩された水を冷却水系に供給する工程、（Ｂ）ハロゲンイオン含有水の電解によって遊離残留ハロゲンを発生させ、遊離残留ハロゲンを含む水を冷却水系に添加する工程、及び、（Ｃ）シリカゲルを充填したカラムに冷却水を通水し、冷却水系に返送する工程を有することを特徴とする冷却水系の水処理方法、
（２）原水をカチオン交換樹脂により軟化し、軟化された水を原水と混合して補給水とし、冷却水系に供給する第１項記載の水処理方法、
（３）ハロゲンイオン含有水を、軟化又は脱塩された水にハロゲン化物を溶解することにより調製する第１項記載の水処理方法、
（４）遊離残留ハロゲンが遊離残留塩素であり、冷却水中の遊離残留塩素の濃度が、０．０５〜１ｍｇＣｌ／Ｌである第１項記載の水処理方法、及び、
（５）電解に用いる電極が、白金の単体若しくは酸化物又はイリジウムの単体若しくは酸化物の少なくとも一種類を主材料とする第１項記載の水処理方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の水処理方法は、循環冷却水系の水処理方法において、（Ａ）原水又は冷却水をカチオン交換樹脂により軟化又は脱塩し、軟化又は脱塩された水を冷却水系に供給する工程、（Ｂ）ハロゲンイオン含有水の電解によって遊離残留ハロゲンを発生させ、遊離残留ハロゲンを含む水を冷却水系に添加する工程、及び、（Ｃ）シリカゲルを充填したカラムに冷却水を通水し、冷却水系に返送する工程を有する冷却水系の水処理方法である。
本発明の水処理方法によれば、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器の冷却水系において、スケール付着や、微生物、金属腐食による障害を防止して熱交換器を効率的に運転し、かつ安定した高濃縮運転を達成することができる。
本発明方法において、原水又は冷却水を軟化する場合、使用するカチオン交換樹脂に特に制限はなく、例えば、アルカリ金属形強酸性カチオン交換樹脂、アルカリ金属形弱酸性カチオン交換樹脂などを挙げることができる。原水又は冷却水をカチオン交換樹脂を充填したカラムに通水し、カルシウムイオン、マグネシウムイオンなどの硬度成分を除去することにより、軟化することができる。カチオン交換樹脂の充填量に特に制限はなく、対象とする冷却水系の規模、原水の水質、運転条件、メンテナンス条件などに応じて適宜選定することができる。カチオン交換樹脂の再生剤に特に制限はなく、例えば、食塩水、塩化カリウム水溶液、臭化ナトリウム水溶液、臭化カリウム水溶液などのハロゲン化アルカリの水溶液を挙げることができる。
【０００６】
本発明方法において、原水又は冷却水を脱塩する場合、使用するカチオン交換樹脂に特に制限はなく、例えば、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂、Ｈ形弱酸性カチオン交換樹脂などを挙げることができる。また、カチオン交換樹脂と組み合わせて使用するアニオン交換樹脂に特に制限はなく、例えば、ＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂、ＯＨ形弱塩基性アニオン交換樹脂などを挙げることができる。これらの中で、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂とＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂を好適に用いることができる。カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の組み合わせ方に特に制限はなく、例えば、２床３塔式脱塩装置、３床４塔式脱塩装置などを挙げることができる。原水又は冷却水を、これらの脱塩装置に通水することにより、水中の全イオンをイオン交換して、脱塩水を得ることができる。カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂の充填量に特に制限はなく、対象とする冷却水系の規模、原水の水質、運転条件、メンテナンス条件などに応じて適宜選定することができる。カチオン交換樹脂の再生剤に特に制限はなく、例えば、塩酸などの酸を挙げることができる。アニオン交換樹脂の再生剤に特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などのアルカリを挙げることができる。
本発明方法において、カチオン交換樹脂による軟化又は脱塩は、原水又は冷却水のいずれについても行うことができるが、原水を軟化又は脱塩し、補給水として冷却水系に供給することが好ましい。軟化又は脱塩された水は、そのまま冷却水系に供給することができ、あるいは、軟化又は脱塩された水と原水とを混合して冷却水系に供給することもできる。軟化又は脱塩された水と原水との混合方法に特に制限はなく、いったんタンクに貯めて混合することができ、あるいは、配管中で混合して冷却水系に供給することもできる。
【０００７】
本発明方法に用いるハロゲンイオン含有水に特に制限はなく、例えば、食塩水、塩化カリウム水溶液、臭化ナトリウム水溶液、臭化カリウム水溶液などのハロゲン化アルカリの水溶液、塩酸、臭素酸の水溶液などを挙げることができる。また、原水が塩化物イオンなどのハロゲンイオンを含む場合には、原水を用いることができ、冷却水をそのまま用いることもできる。食塩水などは、軟化に用いるカチオン交換樹脂の再生用の食塩水などを共用することができ、あるいは、電解用に独立してハロゲン化アルカリの水溶液タンクを設置することもできる。ハロゲンイオン含有水を調製する水に特に制限はなく、例えば、原水、軟化又は脱塩された水、冷却水などを挙げることができる。これらの中で、軟化又は脱塩された水は、電解に用いる電極の寿命を短くするおそれがないので、好適に用いることができる。従来の電解装置では、電極表面へのスケール付着を低減するために、一定時間ごとに極性の反転が必要であり、そのために電極の消耗が著しく、電極のメンテナンスに多大な費用がかかっていた。軟化又は脱塩された水でハロゲンイオン含有水を調製して電解槽に通水することにより、電極面におけるスケールの付着を防止することができ、電極の極性反転が不要となって、電極の寿命が格段に伸びる。
食塩水、塩化カリウム水溶液などの塩化物イオンを含む水を電解すると、遊離残留塩素が発生し、臭化ナトリウム水溶液、臭化カリウム水溶液などの臭化物イオンを含む水を電解すると、遊離残留臭素が発生する。本発明方法において、発生させる遊離残留ハロゲンに特に制限はなく、任意に選定することができる。これらの遊離残留ハロゲンは、殺菌剤として作用し、冷却水中における微生物の増殖を抑制する。発生させた遊離残留ハロゲンは、補給水に添加して冷却水系に添加することができ、あるいは、冷却水系に直接添加することもできる。
【０００８】
本発明方法において、電極に用いる材料としては、例えば、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウムなどの白金族元素を挙げることができる。これらの中で、白金の単体若しくは酸化物又はイリジウムの単体若しくは酸化物の少なくとも一種類を主材料とする電極は、ハロゲンイオンの利用効率が高いので、特に好適に用いることができる。電解に際して、電極に印可する電圧は１０〜４０Ｖであることが好ましく、通電する電流は３Ａ以上であることが好ましい。
本発明方法において、電解するハロゲンイオン含有水の濃度に特に制限はないが、ハロゲンイオン濃度が０．６ｇ／Ｌ以上飽和濃度以下であることが好ましい。電解するハロゲンイオン含有水のハロゲンイオン濃度が０．６ｇ／Ｌ未満であると、遊離残留ハロゲンの発生効率が低下するおそれがある。電解するハロゲンイオン含有水が過飽和状態であると、配管、ポンプ、バルブ、電極などへハロゲン化物が析出するおそれがある。本発明方法において、遊離残留ハロゲンの発生量は、対象とする冷却水系に応じて適宜選定することができる。遊離残留ハロゲンが遊離残留塩素である場合は、冷却水中の遊離残留塩素の濃度が０．０５〜１ｍｇＣｌ／Ｌであることが好ましく、０．１〜０．６ｍｇＣｌ／Ｌであることがより好ましい。遊離残留塩素の濃度が０．０５ｍｇＣｌ／Ｌ未満であると、スライム防止効果が十分に発現しないおそれがある。遊離残留塩素の濃度が１ｍｇＣｌ／Ｌを超えると、装置に腐食が発生するおそれがある。
【０００９】
本発明方法において、冷却水を通水するシリカゲルを充填したカラムに特に制限はなく、例えば、冷却水の流入口と流出口を有するシリカゲルが充填されたカラムなどを挙げることができる。シリカゲルを充填したカラムへの通水は、下向流、上向流のいずれともすることができ、充填されたシリカゲルに流動床を形成させることもできる。本発明方法に用いるシリカゲルに特に制限はなく、天然シリカゲル、合成シリカゲルのいずれをも用いることができ、また、組成式ＳｉＯ_２・ｎＨ_２Ｏで表されるシリカゲルの他に、Ａｌ_２Ｏ_３を含有するシリカアルミナ質ゲルや、ホワイトカーボンと呼ばれる無水ケイ酸、含水ケイ酸なども用いることができる。また、化学修飾されていない通常のシリカゲルの他に、メチル基、ブチル基、オクチル基、オクタデシル基、フェニル基などの炭化水素基で化学修飾されたシリカゲル、アミノ基、アミノプロピル基、第四級アンモニウム基、スルホン酸基などのイオン交換基などで化学修飾されたシリカゲルなども用いることができる。合成シリカゲルは、ケイ酸ナトリウムの水溶液を無機酸により中和し、析出した沈殿を水洗、乾燥することにより得ることができる。包装用シリカゲル乾燥剤や、乾燥用、クロマトグラフィー用などとして市販されているシリカゲルを用いることもできる。
本発明方法に用いるシリカゲルは、平均粒子径が１μｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、２０μｍ〜５ｍｍであることがより好ましい。シリカゲルの平均粒子径が１μｍ未満であると、取り扱う際の作業性が悪くなり、カラムの通水抵抗が大きくなるおそれがある。シリカゲルの平均粒子径が１０ｍｍを超えると、取り扱う際の作業性が悪くなり、冷却水からのシリカ除去速度が低下するおそれがある。シリカゲルの形状に特に制限はなく、球状、破砕状などの任意の形状のシリカゲルを用いることができる。シリカゲルの比表面積に特に制限はないが、１０〜１，０００ｍ^２／ｇであることが好ましく、１５０〜８５０ｍ^２／ｇであることがより好ましい。シリカゲルの平均細孔径に特に制限はないが、１〜５０ｎｍであることが好ましく、２〜３０ｎｍであることがより好ましい。
【００１０】
図１は、本発明の水処理方法の実施の一態様の系統図である。冷却塔１のピット２からポンプ３により冷却水が送り出され、熱交換器４で熱の伝達を受けて冷却塔に返送され、開放循環冷却水系を構成している。原水の一部が、カチオン交換樹脂塔５に通水されて軟化され、軟化された水の一部は、ライン６を経由し、原水と混合されて補給水となり、冷却水系に供給される。軟化された水の他の一部は、ライン７を経由して食塩水タンク８に供給され、食塩水タンクに食塩が投入されて、食塩水が調製される。食塩水タンクからポンプ９により食塩水が抜き出され、電解槽１０に供給される。電解槽に供給される食塩水は、必要に応じてライン１１から送られる軟化された水により希釈される。電解槽において発生した遊離残留塩素を含む水は、ライン１２を経由して冷却塔のピットに添加される。食塩水タンク８の食塩水は、ライン１３を経由してカチオン交換樹脂塔５に送られ、カチオン交換樹脂の再生に使用される。冷却塔ピットから、冷却水がポンプ１４により抜き出され、シリカゲル充填カラム１５に通水され、冷却水中のシリカが除去され、ライン１６を経由して冷却塔ピットに返送される。
本発明方法においては、必要に応じて、殺菌剤などのスライムコントロール剤や、スケール防止剤、防食剤などを併用することができる。スライムコントロール剤としては、例えば、遊離ハロゲンを発生する無機化合物、ヒドラジン、有機ハロゲン化合物などを挙げることができる。スケール防止剤としては、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸と他のビニルモノマーとのコポリマー、ポリマレイン酸、マレイン酸や無水マレイン酸と他のビニルモノマーとのコポリマー、ポリイタコン酸、イタコン酸と他のビニルモノマーとのコポリマーなどの有機ポリマー、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ヒドロキシエチリデンホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、ヘキサメタりん酸ナトリウムなどのりん系化合物などを挙げることができる。防食剤としては、例えば、クロム酸塩、亜鉛塩などの重金属塩、上記のりん系化合物、アニオン性の有機ポリマーなどを挙げることができる。
本発明の水処理方法によれば、原水又は冷却水を軟化又は脱塩してカルシウム、マグネシウム系スケールを防止し、ハロゲンイオン含有水の電解によって発生する遊離残留ハロゲンすなわち酸化剤を冷却水に添加してスライム障害を防止し、さらにシリカゲルを吸着剤として冷却水中のシリカを除去することにより、安定して冷却水系の高濃縮運転を達成することができる。
【００１１】
【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。
図１に示す系統からなる開放循環冷却水系を用いて、試験運転を行った。
伝熱面積が０．２５ｍ^２の熱交換器４を有する保有水量０．１ｍ^３の開放循環冷却水系で、濃縮倍数を１０倍として９０日間運転した。熱交換器チューブの材質は銅で、外径１９ｍｍのものを用いた。温水温度は８０℃、冷却水入口温度は３０℃、出口温度は４０℃、冷却水の流速は０．５ｍ／秒とした。
試験期間中は、ＪＩＳＫ０１０１にしたがって、冷却水のｐＨ、カルシウム硬度、全硬度、Ｍアルカリ度、塩化物イオン濃度、シリカ濃度及び遊離残留塩素濃度を測定した。
９０日間の試験終了後に、熱交換器チューブを取り外し、乾燥重量を測定してスケール付着量を求め、６００℃で焼成して成分分析を行ない、酸不溶解分と、カルシウム分としてＣａＯを測定した。試験期間中、表面積４０ｄｍ^２のゴム板３枚を冷却塔ピットに吊り下げて冷却水に浸漬し、試験終了後に乾燥重量を測定してスライム付着量を求めた。また、５０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍの鉄テストピース３枚をアクリル樹脂製セルにネジ止めで固定し、循環冷却水の一部を流速１．５ｍ／秒で通水し、試験終了後に錆を除去して乾燥重量を測定し、その重量減少から年あたりの厚さ減少に換算した腐食速度を求めた。
実施例１
（１）軟化する工程
補給水の原水として水道水を使用し、全補給水量の９０容量％をＮａ型カチオン交換樹脂６Ｌを充填したカチオン交換樹脂塔５に通して軟化し、ライン６から冷却水系に補給した。全補給水量の１０容量％は、水道水をそのまま供給した。
カチオン交換樹脂を通して軟化した水を、ライン７から食塩水タンク８に供給し、食塩として並塩を投入、溶解して、飽和食塩水を調製した。この飽和食塩水を、カチオン交換樹脂の再生に使用した。
原水、軟化水及び補給水の水質を、第１表に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
（２）遊離残留塩素を発生させる工程
上記の飽和食塩水を軟化した水で約１０容量倍に希釈し、ポンプ９により５ｍＬ／分で電解槽１０に送り、直流電圧２４Ｖを印加し、電流５Ａを供給し、遊離残留塩素を発生させた。
（３）シリカ除去工程
底部に金網を敷き、平均粒子径１５０μｍ、比表面積３５０ｃｍ^２／ｇのシリカゲル４００ｇを充填した直径４０ｍｍの透明なアクリル樹脂製のシリカゲル充填カラム１５に、ポンプ１４により冷却水を流速２０ｍ／ｈで通水した。シリカゲルカラムを通過した冷却水は、ライン１６により冷却水系に返送した。
上記の３工程を実施しながら、９０日間の試験運転を行った。９０日後の冷却水の水質は、ｐＨ９．１、カルシウム硬度３２ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、全硬度５２ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、Ｍアルカリ度４２８ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、塩化物イオン濃度１１２ｍｇＣｌ⁻／Ｌ、シリカ濃度１５５ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、遊離残留塩素濃度０．５ｍｇＣｌ／Ｌであった。
熱交換器チューブに、スケールは付着していなかった。スライム付着量は、０．２ｍｇ／ｄｍ^２であった。鉄腐食速度は、０．０５ｍｍ／年であった。
比較例１
シリカ除去工程を省き、軟化する工程と、遊離残留塩素を発生させる工程を実施した以外は、実施例１と同じ操作、試験条件で９０日間の試験運転を行った。
９０日後の冷却水の水質は、ｐＨ９．０、カルシウム硬度３２ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、全硬度５２ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、Ｍアルカリ度４２６ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、塩化物イオン濃度１１０ｍｇＣｌ⁻／Ｌ、シリカ濃度１８０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、遊離残留塩素濃度０．５ｍｇＣｌ／Ｌであった。
スケール付着速度は、３８ｍｇ／ｃｍ^２／月であり、スケール成分は、ＣａＯ０．８重量％、酸不溶解分５８．２重量％であった。スライム付着量は、０．８ｍｇ／ｄｍ^２であった。鉄腐食速度は、０．０４ｍｍ／年であった。
比較例２
軟化する工程を省き、遊離残留塩素を発生させる工程と、シリカ除去工程を実施した以外は、実施例１と同じ操作、試験条件で９０日間の試験運転を行った。
９０日後の冷却水の水質は、ｐＨ８．７、カルシウム硬度８８ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、全硬度１７８ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、Ｍアルカリ度１３０ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、塩化物イオン濃度１１２ｍｇＣｌ⁻／Ｌ、シリカ濃度１５２ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、遊離残留塩素濃度０．５ｍｇＣｌ／Ｌであった。
スケール付着速度は、６９ｍｇ／ｃｍ^２／月であり、スケール成分は、ＣａＯ５２．４重量％、酸不溶解分０．８重量％であった。スライム付着量は、０．６ｍｇ／ｄｍ^２であった。鉄腐食速度は、０．０２ｍｍ／年であった。
比較例３
遊離残留塩素を発生させる工程を省き、軟化する工程と、シリカ除去工程を実施した以外は、実施例１と同じ操作、試験条件で９０日間の試験運転を行った。
９０日後の冷却水の水質は、ｐＨ９．０、カルシウム硬度３１ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、全硬度５２ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、Ｍアルカリ度４３０ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、塩化物イオン濃度１１４ｍｇＣｌ⁻／Ｌ、シリカ濃度１７０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、遊離残留塩素濃度０．０ｍｇＣｌ／Ｌであった。
スケール付着速度は、５ｍｇ／ｃｍ^２／月であり、スケール成分は、ＣａＯ０重量％、酸不溶解分７０．９重量％であった。スライム付着量は、１７．２ｍｇ／ｄｍ^２であった。鉄腐食速度は、０．９６ｍｍ／年であった。
比較例４
軟化する工程、遊離残留塩素を発生させる工程及びシリカ除去工程のすべてを省いた以外は、実施例１と同じ操作、試験条件で９０日間の試験運転を行った。
９０日後の冷却水の水質は、ｐＨ８．６、カルシウム硬度８６ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、全硬度１８２ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、Ｍアルカリ度１２６ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、塩化物イオン濃度１１５ｍｇＣｌ⁻／Ｌ、シリカ濃度１８６ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、遊離残留塩素濃度０．０ｍｇＣｌ／Ｌであった。
スケール付着速度は、７４ｍｇ／ｃｍ^２／月であり、スケール成分は、ＣａＯ４２．２重量％、酸不溶解分４１．４重量％であった。スライム付着量は、１５．０ｍｇ／ｄｍ^２であった。鉄腐食速度は、０．６８ｍｍ／年であった。
実施例１及び比較例１〜４の試験期間中の水質の推移を第２表に、スケール付着速度、スケール成分、スライム付着量及び鉄腐食速度を第３表に示す。
【００１４】
【表２】

【００１５】
【表３】

【００１６】
【表４】

【００１７】
【表５】

【００１８】
【表６】

【００１９】
【表７】

【００２０】
第３表に見られるように、シリカ除去工程を省いた比較例１では、熱交換器チューブにシリカスケールと推定される酸不溶解物が多量に付着している。軟化の工程を省いた比較例２では、熱交換器チューブにカルシウム系スケールが多量に付着ている。遊離残留塩素を発生させる工程を省いた比較例３では、ゴム板にスライムが付着し、鉄の腐食速度も速い。軟化、遊離残留塩素の発生、シリカ除去のいずれも行わなかった比較例４では、シリカスケールとカルシウム系スケールの付着、スライム付着、鉄腐食がすべて生じている。冷却水系に軟化の工程、遊離残留塩素発生の工程及びシリカ除去工程を設けてこれらの処理を行った実施例１では、スケールが全く付着せず、スライムの付着量が少なく、鉄腐食速度も小さいことから、従来技術だけでは達成できなかった冷却水系の高濃縮処理が可能になることが分かる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明方法によって開放循環冷却水系の水を処理することにより、スケール付着、スライム付着及び金属腐食による障害を防止して、熱交換器を効率的に運転し、さらに高濃縮運転を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の水処理方法の実施の一態様の系統図である。
【符号の説明】
１冷却塔
２ピット
３ポンプ
４熱交換器
５カチオン交換樹脂塔
６ライン
７ライン
８食塩水タンク
９ポンプ
１０電解槽
１１ライン
１２ライン
１３ライン
１４ポンプ
１５シリカゲル充填カラム
１６ライン

Claims

循環冷却水系の水処理方法において、（Ａ）原水又は冷却水をカチオン交換樹脂により軟化又は脱塩し、軟化又は脱塩された水を冷却水系に供給する工程、（Ｂ）ハロゲンイオン含有水の電解によって遊離残留ハロゲンを発生させ、遊離残留ハロゲンを含む水を冷却水系に添加する工程、及び、（Ｃ）シリカゲルを充填したカラムに冷却水を通水し、冷却水系に返送する工程を有することを特徴とする冷却水系の水処理方法。
原水をカチオン交換樹脂により軟化し、軟化された水を原水と混合して補給水とし、冷却水系に供給する請求項１記載の水処理方法。
ハロゲンイオン含有水を、軟化又は脱塩された水にハロゲン化物を溶解することにより調製する請求項１記載の水処理方法。
遊離残留ハロゲンが遊離残留塩素であり、冷却水中の遊離残留塩素の濃度が、０．０５〜１ｍｇＣｌ／Ｌである請求項１記載の水処理方法。
電解に用いる電極が、白金の単体若しくは酸化物又はイリジウムの単体若しくは酸化物の少なくとも一種類を主材料とする請求項１記載の水処理方法。