JP2006297314A - 二酸化塩素発生装置の制御方法および二酸化塩素発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転停止後の装置内に残留する薬液による危険を防止することができる二酸化塩素発生装置の制御方法および装置を提供する。
【解決手段】 反応部２１へ複数の薬液２４、２５、２６と希釈水２２を供給し、反応部２１において生成する二酸化塩素を希釈水２２に溶解させて二酸化塩素水となす二酸化塩素発生装置において、運転時に薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの駆動により薬液供給系２７、２８、２９を通して薬液２４、２５、２６を反応部２１へ供給し、運転停止時に、薬液供給系２７、２８、２９の途中に設けた弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂを切換操作し、薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの駆動により薬液２４、２５、２６に替えて置換流体３１を薬液供給系２７、２８、２９に通水して置換後に薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃを停止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二酸化塩素発生装置の制御方法および二酸化塩素発生装置に関し、下水処理場、ポンプ場、雨水吐き室等の消毒を必要とする排水処理施設において流入水を消毒する技術に係るものである。

合流式下水道は汚水と雨水を同一管渠で下水処理場へ移送できる下水道として、大都市を中心として普及している。しかし、雨天時には大量の下水が下水処理場へ流れ込むために、未処理下水が簡易放流（沈殿処理後放流）もしくは直接放流され、公共用水域の水質汚濁を引き起こしている。

この下水処理場において消毒剤として二酸化塩素を使用する場合には、図３および図４に示すように、２種類もしくは３種類の薬液１を反応部２に供給して二酸化塩素を発生させており、薬液１の供給手段として反応部２に設けたエジェクター、もしくは薬注ポンプを使用している。

また、図５に詳細に例示するように、二酸化塩素消毒システムでは、沈砂池５１に、二酸化塩素発生装置５２、薬品貯蔵設備５３、希釈水供給設備５４を備えている。
二酸化塩素発生装置５２は、亜塩素酸ナトリウムと塩酸を原料として、二酸化塩素を発生させる二液混合型発生装置である。薬品貯蔵設備５３は、亜塩素酸ナトリウム貯留タンク５５と塩酸貯留タンク５６からなり、塩酸貯留タンク５６には薬剤補充時に発生するミスト対策としてスクラバー設備５７を付帯している。希釈水供給設備５４は、希釈水ポンプ５８とストレーナ５９からなり、沈砂地５１から未処理下水を希釈水ポンプ５８にて取水後、ストレーナ５９によって夾雑物を取り除き、二酸化塩素発生装置５２に供給する。
特開平１１−９２１０４号公報 特開２０００−２６４６０６号公報

上記した構成において、反応部の出口あるいは薬液供給配管のいずれかの箇所において、液中成分の晶析などに因って異物による閉塞が生じた場合に以下の問題が生じる。
例えば、反応部出口において閉塞が生じると、閉塞が生じた配管によってそれまで供給していた薬液の供給が行われない状態で、別の配管を通した他の薬液のみを供給する状態となり、反応部における反応が不安定化する。

また、閉塞によって配管内圧力がポンプの揚程能力（最大吐出圧力）にまで上昇し、この圧力により閉塞の原因である異物が押し流されて配管流路が開放されると、短時間の内に多量の薬液が反応部に流れることになる。

通常において反応部では、高濃度の二酸化塩素を生成し、生成した二酸化塩素を速やかに希釈水に溶解させることで二酸化塩素ガスが生じることを防止している。閉塞の解除によって短時間の内に多量の薬液が反応部に流れると、希釈水に対する溶解度を超えて二酸化塩素が生成し、結果として二酸化塩素ガスが発生する可能性がある。また、希釈水を供給するポンプの水量が何らかの原因により低下した場合に、二酸化塩素ガスが生じる可能性がある。

二酸化塩素発生装置で二酸化塩素を発生させた後に装置を停止させると、反応部には生成した二酸化塩素が残留し、配管中には未反応の薬液が残留することになる。しかし、長期間にわたって停止状態とする場合には、装置内部には薬液が残留していない状態が望ましく、装置のメンテナンス作業時にも作業者の安全上に特別の配慮を必要とする。

本発明は上記課題を解決するものであり、運転停止後の装置内に残留する薬液による危険を防止することができる二酸化塩素発生装置の制御方法および二酸化塩素発生装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の二酸化塩素発生装置の制御方法は、反応部へ複数の薬液と希釈水を供給し、反応部において複数の薬液の反応により生成する二酸化塩素を希釈水に溶解させて二酸化塩素水となす二酸化塩素発生装置において、運転時に薬液供給手段の駆動により薬液供給系を通して薬液を反応部へ供給し、運転停止時に、薬液供給系の途中に設けた流路切換手段を切換操作し、薬液供給手段の駆動により薬液に替えて置換流体を薬液供給系に通水し、薬液供給系に残留する薬液を置換流体に置換して後に薬液供給手段を停止するものである。

上記した構成により、二酸化塩素発生装置の運転を停止する場合に、薬液の供給を停止する手段としてバルブを使用すると、バルブより上流側の薬液供給系内に薬液が残留してしまうことや、残留した薬液中成分の晶析などに因って薬液供給系の配管が閉塞する危険があり、配管系にバルブという流路抵抗を与える部材を配置すると晶析による閉塞が生じ易くなる。薬液供給手段をなすポンプの停止によって薬液の供給を停止する場合には、ポンプの停止後にポンプより下流側の薬液供給系内に残留する薬液が反応部へ意図しない時に流れ込む危険がある。

このため、運転停止時に、薬液供給系の途中に設けた流路切換手段を切換操作し、薬液供給手段の駆動により、薬液に替えて置換流体を薬液供給系に通水することで、薬液供給系に残留する薬液は、薬液供給手段によって供給される後続の置換流体に押し出されて全てが反応部へ供給され、薬液の混合比率がほぼ最後まで一定の下で二酸化塩素を安全に生成することができ、薬液を押し出しつつ置換流体が薬液と置換されるので、薬液の排出後に薬液供給手段を停止した状態で薬液供給系に残留するものは置換流体のみとなる。よって、運転停止後に装置内に薬液が残留しないので残留薬液による危険をその原因の排除によって完全に防止することができる。

本発明の二酸化塩素発生装置は、二酸化塩素を生成する反応部と、反応部に希釈水を供給する希釈水供給系と、反応部に複数の薬液をそれぞれに供給する複数の薬液供給系と、各薬液供給系に介装する薬液供給手段とを備えた二酸化塩素発生装置において、薬液供給手段の上流側において各薬液供給系に流路切換手段を介して連通し、置換流体を供給する置換流体供給系と、薬液供給手段および流路切換手段を制御する制御装置とを設けたものである。

以上のように本発明によれば、運転停止時に、薬液供給手段の停止に先立って薬液供給系内に残留する薬液を後続の置換流体で押し出すことにより、薬液を最後まで反応部へ供給することができ、薬液を押し出しつつ置換流体と薬液を置換することにより、薬液供給手段を停止した運転停止状態において薬液供給系には置換流体のみが残留し、残留薬液による危険を完全に防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、二酸化塩素発生装置は、反応部２１の内部反応領域において二酸化塩素を生成するものであり、反応部２１には希釈水２２を供給する希釈水供給系２３と、複数の薬液２４、２５、２６をそれぞれ別途に供給する複数の薬液供給系２７、２８、２９が連通している。

薬液２４、２５、２６は、それぞれ亜塩素酸ナトリウム、塩酸、次亜塩素酸ナトリウムである。
希釈水供給系２３は希釈水流量３０およびポンプ（図示省略）を備えている。各薬液供給系２７、２８、２９は基端においてそれぞれ薬液貯留タンク２７ａ、２８ａ、２９ａに連通し、薬液貯留タンク２７ａ、２８ａ、２９ａから反応部２１までの間に上流側から順次に、流路切換手段をなす電動式の弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂと、薬液供給手段をなす薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃと、圧力計２７ｄ、２８ｄ、２９ｄと、流量計２７ｅ、２８ｅ、２９ｅとを備えている。

弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂには、置換流体３１を供給する置換流体供給系３２ａ、３２ｂ、３２ｃを接続している。置換流体３１には水のみならず、薬液２４、２５、２６を中和する薬液等を使用することも可能であるが、本実施の形態において置換流体供給系３２ａ、３２ｂ、３２ｃの供給源は希釈水２２と同源である。また、供給手段としてのポンプは兼用することも可能であるが、本実施の形態ではそれぞれ別途のポンプ（図示省略）を設けている。

弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂは、薬液貯留タンク２７ａ、２８ａ、２９ａと薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃとを連通する状態と、置換流体供給系３２ａ、３２ｂ、３２ｃと薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃとを連通する状態と、薬液貯留タンク２７ａ、２８ａ、２９ａおよび置換流体供給系３２ａ、３２ｂ、３２ｃに対して流路を遮断する状態とに切換可能である。

制御装置３３は、希釈水流量計３０、薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃ、弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂ、圧力計２７ｄ、２８ｄ、２９ｄ、流量計２７ｅ、２８ｅ、２９ｅに信号線を介して接続し、薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃおよび弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂの駆動を制御する。

上記した構成により、二酸化塩素発生装置の運転時に制御装置３３は、希釈水２２を反応部２１へ供給する。また、弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂを操作して、薬液貯留タンク２７ａ、２８ａ、２９ａと薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃとを連通する状態とする。

この状態で各薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃを駆動して各薬液２４、２５、２６を薬液供給系２７、２８、２９を通して反応部２１へ供給し、薬液２４、２５、２６の反応により生成する二酸化塩素を希釈水２２に溶解させて二酸化塩素水を生成する。

この運転時に、圧力計２７ｄ、２８ｄ、２９ｄ、流量計２７ｅ、２８ｅ、２９ｅで測定する測定値が設定範囲外の異常値となった場合に、制御装置３３は薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの運転を制御し、薬液２４、２５、２６の供給量を抑制した流量調整運転モードへ移行するか、薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの運転を停止する運転停止モードへ移行する。

このことで、薬注時に起こる圧力上昇、過剰注入などのトラブルに自動的に対応することができる。
また、希釈水流量計３０の測定値が所定流量以下となった場合に、制御装置３３は薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの運転を制御し、薬液２４、２５、２６の供給量を抑制した流量調整運転モードへ移行するか、薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの運転を停止する運転停止モードへ移行する。

これにより、希釈水量が低下した場合に、生成する二酸化塩素量を希釈水量に見合って調整することが可能となり、二酸化塩素ガスの溶解度の範囲内で装置を稼動させることができる。

流量調整運転モードでは、制御装置３３が薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの回転数を制御して流量を制御する。運転停止モードでは、制御装置３３が薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの運転を一旦停止し、弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂを操作して、置換流体供給系３２ａ、３２ｂ、３２ｃと薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃとを連通する状態となし、その後に薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃの運転を再開し、薬液２４、２５、２６に替えて置換流体を薬液供給系２７、２８、２９に通水し、薬液供給系２７、２８、２９に残留する薬液２４、２５、２６を置換流体に置換する。この置換操作を所定時間行った後に、薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃを停止し、弁装置２７ｂ、２８ｂ、２９ｂを操作して、薬液貯留タンク２７ａ、２８ａ、２９ａおよび置換流体供給系３２ａ、３２ｂ、３２ｃに対して流路を遮断する状態となして装置の運転を停止する。

このように、運転停止時に、薬液供給系２７、２８、２９に残留する薬液２４、２５、２６を、薬液供給ポンプ２７ｃ、２８ｃ、２９ｃによって供給される後続の置換流体によって反応部２１へ押し出し、薬液２４、２５、２６を置換流体と置換することで、運転停止後に装置内に薬液２４、２５、２６が残留しないので残留薬液による危険をその原因の排除によって完全に防止することができる。

本実施の形態では、薬液２４、２５、２６が亜塩素酸ナトリウム、塩酸、次亜塩素酸ナトリウムであったが、図２に示すように、薬液２４、２５をそれぞれ亜塩素酸ナトリウムおよび塩酸とすることも可能である。

本発明の実施の形態における二酸化塩素発生装置を示す模式図 本発明の他の実施の形態における二酸化塩素発生装置を示す模式図 従来の二酸化塩素発生装置を示す模式図 従来の二酸化塩素発生装置を示す模式図 従来の二酸化塩素消毒システムを示す模式図

符号の説明

２１ 反応部
２２ 希釈水
２３ 希釈水供給系
２４ 薬液（亜塩素酸ナトリウム）
２５ 薬液（塩酸）
２６ 薬液（次亜塩素酸ナトリウム）
２７、２８、２９ 薬液供給系
２７ａ、２８ａ、２９ａ 薬液貯留タンク
２７ｂ、２８ｂ、２９ｂ 弁装置
２７ｃ、２８ｃ、２９ｃ 薬液供給ポンプ
２７ｄ、２８ｄ、２９ｄ 圧力計
２７ｅ、２８ｅ、２９ｅ 流量計
３０ 希釈水流量計
３１ 置換流体
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 置換流体供給系
３３ 制御装置

Claims (2)

1. 反応部へ複数の薬液と希釈水を供給し、反応部において複数の薬液の反応により生成する二酸化塩素を希釈水に溶解させて二酸化塩素水となす二酸化塩素発生装置において、運転時に薬液供給手段の駆動により薬液供給系を通して薬液を反応部へ供給し、運転停止時に、薬液供給系の途中に設けた流路切換手段を切換操作し、薬液供給手段の駆動により薬液に替えて置換流体を薬液供給系に通水し、薬液供給系に残留する薬液を置換流体に置換して後に薬液供給手段を停止することを特徴とする二酸化塩素発生装置の制御方法。
2. 二酸化塩素を生成する反応部と、反応部に希釈水を供給する希釈水供給系と、反応部に複数の薬液をそれぞれに供給する複数の薬液供給系と、各薬液供給系に介装する薬液供給手段とを備えた二酸化塩素発生装置において、薬液供給手段の上流側において各薬液供給系に流路切換手段を介して連通し、置換流体を供給する置換流体供給系と、薬液供給手段および流路切換手段を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする二酸化塩素発生装置。

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