JP2009024895A - 水処理システム、及び冷却系循環水の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】藻類、スライム、及びレジオネラ菌の発生をより一層効果的に抑制する共に、配管系の腐食を招かないようにする。
【解決手段】大量の高濃度次亜塩素酸ナトリウム水溶液（以下、「次亜」という。）を循環水に注入する（Ｓ１）。次亜注入後所定時間ｔが経過した後、遊離残留塩素濃度Ｄが第１の所定値Ｄ１未満か否かを判断する（Ｓ２→３３）。その答が肯定（Ｙｅｓ）のときは第１の所定期間Ｎ１（例えば、１日）経過後に次亜を循環水に注入し（Ｓ４）、Ｓ２に戻る。一方、その答が否定（Ｎｏ）のときは遊離残留塩素濃度Ｄが第２の所定値Ｄ２（＞Ｄ１）未満か否かを判断する（Ｓ５）。その答が肯定（Ｙｅｓ）のときは第２の所定期間Ｎ２（＞Ｎ１）経過後に次亜を循環水に注入し（Ｓ６）、Ｓ２に戻る。また、Ｓ５の答が否定（Ｎｏ）のときは第３の所定期間Ｎ３（＞Ｎ２）経過後に次亜を注入し（Ｓ７）、Ｓ２に戻る。
【選択図】図６

Description

本発明は水処理システム、及び冷却系循環水の処理方法に関し、より詳しくは冷却塔を循環する循環水を塩素系水溶液で処理する水処理システムと冷却系循環水の処理方法に関する。

従来より、商業用ビルや各種工場などの空調設備では、冷却水を循環させて熱交換器等の被冷却装置を冷却する水処理システムが広く採用されている。

この種の水処理システムに使用される冷却塔としては、開放式冷却塔と密閉式冷却塔がある。前者は循環水と外気とを直接接触させ、蒸発潜熱により水を冷却し、後者は被冷却装置に接続されたコイル状管に循環水を散布し、前記コイル状管内の水を冷却する。

これらの冷却塔では、水分の蒸発によって循環水が濃縮され、循環水中には溶存塩類や栄養源が高濃度に含まれるようになる。そしてその結果、循環水の水質が悪化して藻類やスライムが発生し、通水性の悪化や冷却能力の低下を招くおそれがある。また、上記スライム等に起因してレジオネラ菌が繁殖し、繁殖したレジオネラ菌が蒸発水に同伴されて大気中に飛散されてしまうおそれがある。さらに、硬度成分やシリカの濃縮によってスケールが堆積して被冷却装置に付着し、熱効率の低下を招くおそれがある。

そこで、このような問題点を解決する方策として、特許文献１では、開放循環冷却水系において、原水の一部を陽イオン交換樹脂で処理して得られる軟化水の一部を冷却水系に供給すると共に、軟化水の他の一部を用いて調製した食塩水を電解して次亜塩素酸ナトリウム（遊離残留塩素）を生成させ、この次亜塩素酸ナトリウム水溶液（遊離残留塩素含有水）を冷却水系に添加するようにした冷却水の処理方法が提案されている。

この特許文献１では、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を冷却水系に連続的に注入して冷却水中の遊離残留塩素を０．１〜１ｍｇＣｌ／Ｌの範囲に維持すると共に、冷却水中のカルシウム硬度を特定範囲に保持し、これにより冷却水系のスライムやスケールの発生を防止し、かつ金属の腐食を抑制している。

特開２００４−１２１９６９号公報

特許文献１では、軟化水を冷却水系に供給すると共に、低濃度且つ一定量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を連続的に冷却系に注入しているが、本発明者らの鋭意研究により、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を連続的に注入するよりも、高濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を大量に一度に注入した方が、微生物類の死滅に効果的であり、冷却水系のスライムや藻類の発生をより一層抑制できるということが分かった。

しかしながら、冷却水系に対し高濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を大量に一度に注入すると、微生物類の死滅には効果的ではあるが、高濃度の遊離塩素が長期間に亙って冷却水系に残留することとなり、配管系の腐食を引き起こし易くなる。特に、注入間隔が短い場合、遊離塩素が高濃度で残留している上に更に高濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が大量に注入されることとなり、配管系の腐食を助長するおそれがある。

また、冷却塔内での次亜塩素酸ナトリウム水溶液の消費速度は、循環水に含有される有機物のみならず、冷却塔に内有される充填材等の構成部材の汚れにも依存するため、循環水の遊離残留塩素濃度を監視しながら有機物の量や汚れの状態に見合った最適な量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入間隔を制御するシステムの構築が望まれる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、藻類、スライム、及びレジオネラ菌の発生を効果的に抑制すると共に、配管系の腐食を抑制することができる水処理システム、及び冷却系循環水の処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る水処理システムは、補給水が供給されると共に該補給水を循環水として被冷却装置を冷却する冷却塔と、塩水を貯留する塩水タンクと、該塩水タンクから供給される前記塩水を電気分解して塩素系水溶液を生成する電解槽と、該電解槽で生成された塩素系水溶液を前記循環水に間欠的に注入する注入手段とを有し、かつ、前記循環水の遊離残留塩素濃度を検出する遊離残留塩素濃度検出手段と、該遊離残留塩素濃度検出手段の検出結果に応じ前記塩素系水溶液の前記循環水への注入間隔を制御する注入間隔制御手段とを備えていることを特徴としている。

また、本発明の水処理システムは、前記注入間隔制御手段は、前記遊離残留塩素濃度検出手段の検出結果により前記遊離残留塩素濃度が所定値以上と判断したときは、前記遊離残留塩素濃度が前記所定値未満のときに比べ、前記注入間隔を長く設定することを特徴としている。

また、本発明の水処理システムは、原水を軟水化して処理水を生成する少なくとも１台以上の軟水装置を備え、前記補給水は、前記軟水装置で生成される前記処理水であることを特徴としている。

また、本発明の水処理システムは、前記遊離残留塩素濃度検出手段が、前記循環水の一部をサンプル水として収容する収容部と、呈色試薬を含む薬液を前記収容部に注入する薬注手段と、前記収容部における前記サンプル水の発色度合を光学的に検出する発色度合検出手段と、該発色度合検出手段の検出結果に基づき遊離残留塩素濃度を判定する判定手段とを備えていることを特徴としている。

また、本発明に係る冷却系循環水の処理方法は、冷却塔に供給される補給水を循環水として使用し、被冷却装置を冷却する冷却系循環水の処理方法であって、塩水を電気分解して塩素系水溶液を生成する電気分解ステップと、前記循環水の遊離残留塩素濃度を検出する遊離残留塩素濃度検出ステップと、前記検出された遊離残留塩素濃度に応じた注入間隔を設定し、前記塩素系水溶液を前記注入間隔でもって間欠的に前記循環水に注入する注入ステップとを含むことを特徴としている。

また、本発明の冷却系循環水の処理方法は、前記遊離残留塩素濃度が所定値以上のときは前記遊離残留塩素濃度が前記所定値未満のときに比べ、前記注入間隔を長く設定することを特徴としている。

また、本発明の冷却系循環水の処理方法は、前記補給水は、原水を軟水化した処理水であることを特徴としている。

本発明の水処理システム及び冷却系循環水の処理方法によれば、検出された遊離残留塩素濃度に応じて注入間隔を設定し、塩素系水溶液を前記注入間隔でもって間欠的に前記循環水に注入するので、循環水中の遊離塩素の濃度が低下した状態で再度塩素系水溶液を循環水に投入することが可能となり、配管系が腐食するのを回避することができる。また、高濃度の塩素系水溶液を循環水に間欠的に注入できることから、藻類、スライム、及びレジオネラ菌の発生をより一層効果的に抑制することができる。したがって、通水性が阻害されたり被冷却装置の熱効率が低下するのを抑制でき、かつ配管系の腐食を防止することのできる水処理システムを実現することができる。

また、遊離残留塩素濃度が所定値以上のときは、遊離残留塩素濃度が前記所定値未満のときに比べ、注入間隔を長く設定するので、遊離残留塩素濃度が比較的小さいときは、注入間隔は比較的短く、遊離残留塩素濃度が比較的大きいときは、注入間隔は比較的長いことになり、上記作用効果を容易に奏することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。

図１は本発明に係る水処理システムのシステム構成図であって、該水処理システムは、熱交換器等の被冷却装置１を冷却する開放式の冷却塔２を備えた冷却系３と、原水を軟水化して処理水を生成する軟水器４と飽和食塩水を貯留する塩水タンク４２と食塩水を電気分解して次亜塩素酸ナトリウム水溶液（塩素系水溶液）を生成する電解槽５とを備えた前処理系６とから構成されている。

上記冷却系３は具体的には以下のように構成されている。

すなわち、冷却塔２は、上部に開口部７が形成されると共に、該開口部７にはファン１０が配設され、さらに側面には外気を導入する通気孔としてのルーバー８が傾斜状に設けられている。

また、冷却塔２の下部には循環水を貯留する貯留部９が設けられると共に、該貯留部９には循環水の水位を管理するボールタップ式給水栓（以下、「給水栓」という。）１１が配設されている。そして、この給水栓１１は、第１の補給管１２を介して軟水器４に接続され、貯留部９内の循環水の水位が低下すると、ボールタップが作動し、軟水器４からの処理水が冷却塔２に適宜補給されるように構成されている。

また、冷却塔２の底部にはブロー管１４が接続され、該ブロー管１４にはブローバルブ１３が介装されている。そして、貯留部９内の循環水は、必要に応じてブロー管１４から外部に排水される。

また、冷却塔２の底部には循環パイプ１５が接続されると共に、該循環パイプ１５の先端は冷却塔２の上部に位置するように配され、かつ前記先端には多数のノズル１６が装着されている。

さらに、循環パイプ１５の管路中（管路に沿う近傍も含む。）には、循環水を冷却塔２の上部に還流させる循環ポンプ１７と、循環水中の遊離残留塩素濃度を測定する遊離残留塩素濃度測定装置（遊離残留塩素濃度検出手段）１８と、循環水の電気伝導度を測定する電気伝導度測定装置１９と、循環水の温度を検出する温度検出装置２０と、上述した熱交換器等の被冷却装置１とが、配設されている。

電気伝導度測定装置１９は、上述したように循環水の電気伝導度を測定し、循環水の濃縮率を管理する。具体的には、電気伝導度が所定値を超えると濃縮率が過度に大きくなったと判断し、希釈給水バルブ２１を開弁し、第２の補給管２２を介して軟水器４からの処理水を冷却塔２に供給し、循環水を希釈する。

このように本実施の形態では、電気伝導度測定装置１９で循環水の電気伝導度を監視し、これにより循環水の濃縮率を管理している。

また、温度検出装置２０は、循環水の温度を検出し、モータ２３をインバータ制御する。具体的には、循環水の温度が高くなるとモータ２３の回転数を高くしてファンから冷却塔２に供給される風量を増やし、冷却効果を増大させる。一方、循環水の温度が低い場合は、モータ２３の回転数を低くしてファン１０から冷却塔２に供給される風量を減らし冷却効果を低減させると共に、電力消費を抑制する。

このように本実施の形態では、温度検出装置２０の検出結果に応じてモータ２３をインバータ制御し、これによりルーバー８から冷却塔２内に供給される吸引風量、すなわちファン１０からの吐出風量を管理している。

また、遊離残留塩素濃度測定装置１８は、図２に示すように、前記循環水の一部をサンプル水として収容するサンプル収容部２４と、呈色試薬を含む薬液を前記サンプル収容部２４に注入する薬液供給部（薬注手段）２５と、前記サンプル収容部２４における前記サンプル水の発色度合を光学的に検出する発色度合検出部（発色度合検出手段）２６と、該発色度合検出部２６の検出結果に基づき遊離残留塩素濃度を判定する制御部２７（判定手段）とを備えている。また、サンプル収容部２４及び発色度合検出部２６は装置キャビネット４１内に収容されている。

サンプル収容部２４は、アクリル樹脂等の透明材料からなる筒状とされ、上部に開口部２８が形成されると共に、下方側面にはサンプル水を導入する導入路２９が形成され、かつ上方側面にはサンプル水を排水する排水路３０が形成されている。尚、導入路２９には下流側からフィルタ３１、定流量弁３２、及び給水バルブ３３が順次設けられている。さらに、サンプル収容部２４の下部には撹拌子３４が配設されると共に、該サンプル収容部２４の外部には前記撹拌子３４を回転させるためのステータ３５が周設されている。

薬液供給部２５は、先端にノズル３６が装着されてサンプル収容部２４の前記開口部２８に着脱自在に装着されている。該薬液供給部２５には、薬液貯蔵容器（不図示）が内蔵されており、サンプル水中の遊離残留塩素と反応して発色する呈色試薬やサンプル水を着色させるための色素を配合した薬液が貯蔵されている。

ここで、前記呈色試薬としては、例えば、Ｎ，Ｎ′−ビス（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−３，３′−ジメチルベンジジン二ナトリウム塩等のジアルキルベンジジン化合物やＮ，Ｎ′−ビス（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−３，３′，５，５′−テトラメチルベンジジン二ナトリウム塩等のテトラアルキルベンジジン化合物が使用される。また、前記色素としては、前記呈色試薬が発色した場合の特定の吸収波長とは異なる波長領域で吸収を示す着色物質が選択され、例えば、ニューコクシン（食用赤色１０２号）やアシッドレッド（食用赤色１０６号）などの合成色素が使用される。

発色度合検出部２６は、発光波長の異なるＬＥＤ（発光ダイオード）からなる第１及び第２の発光素子３７、３８と、前記サンプル収容部２４を挟んで対向状に配設されたフォトトランジスタからなる第１及び第２の受光素子３９、４０とを備えている。尚、本実施の形態では、第１の発光素子３７は青色光で発光するＬＥＤ（例えば、発光波長４７０ｎｍ）で形成され、第２の発光素子３８は赤色光で発光するＬＥＤ（例えば、発光波長６５５ｎｍ）で形成されている。

また、制御部２７は、発色度合検出部２６の測定結果が入力されると共に、所定の制御信号を後述するシステム制御部に出力する入出力部と、遊離残留塩素濃度と透過率との関係を示す検量線マップが格納されたＲＯＭと、演算結果を記憶したりワークエリアとして使用されるＲＡＭと、測定装置全体の制御を司るＣＰＵとを備えている。

このように構成された遊離残留塩素濃度測定装置１８では、所定の洗浄処理及び洗浄確認処理を行った後、給水バルブ３３を操作して濃度測定用のサンプル水をサンプル収容部２４に供給する。そして、サンプル水が、図中、Ａ位置に到達した時点で給水バルブ３３を閉弁する。次いで、第１の発光素子３７を点灯させてサンプル収容部２４を透過する青色光を第１の受光素子３９で受光し、透過光強度を測定する。そして、その測定結果を第１のブランク値として制御部２７に内蔵されたＲＡＭに記憶する。次いで、第１の発光素子３７を消灯させて第２の発光素子３８を点灯させ、サンプル収容部２４を透過する赤色光を第２の受光素子４０で受光し、透過光強度を測定する。そして、その測定結果を第２のブランク値として前記ＲＡＭに記憶する。次いで、ステータ３５に通電して撹拌子３４を回転駆動させると共に、薬液供給部２５のノズル３６から一定量の薬液を断続的にサンプル収容部２４に供給する。尚、サンプル水は薬液中の色素により赤色に変色し、呈色試薬が遊離残留塩素により酸化されると青緑色に発色する。

次に、薬液がサンプル収容部２４に正常に供給されたか否かを確認する。すなわち、ステータ３５への通電を停止して第２の発光素子３８を消灯させると共に、第１の発光素子３７を点灯させて透過光強度を測定する。次いで、この透過光強度と前記第１のブランク値との比、すなわち第１の透過率を求め、ＲＯＭに予め格納されている基準値と比較する。そしてその結果、前記第１の透過率が基準値未満のときは色素が赤色に変色したと判断し、薬液が正常に供給されていることを確認する。次いで、第１の発光素子３７を消灯させると共に、第２の発光素子３８を点灯させて透過光強度を測定し、この透過光強度と前記第２のブランク値との比、すなわち第２の透過率を求める。そして、ＲＯＭに予め格納されている検量線マップを検索し、第２の透過率に対応した遊離残留塩素濃度を求め、当該遊離残留塩素濃度と判定する。

このように本実施の形態では、前記循環水の一部をサンプル水としてサンプル収容部２４に収容する一方、呈色試薬及び色素を前記サンプル収容部２４に注入し、第１及び第２の発光素子３７、３８、第１及び第２の受光素子３９、４０を介してサンプル水の発色度合を光学的に検出して透過率を求め、前記検量線マップを検索して遊離残留塩素濃度を検出している。

尚、本実施の形態では、透過率に基づいて遊離残留塩素濃度を検出しているが、吸光度と遊離残留塩素濃度との関係を示す検量線マップを予めＲＯＭに格納しておき、透過率に代えて吸光度に基づき遊離残留塩素濃度を検出するようにしてもよい。

次に、上記前処理系６について詳述する。

前処理系６は、上述したように軟水器４と、塩水タンク４２と、電解槽５とを備えている。

塩水タンク４２は、食塩と食塩水とを仕切る仕切板（不図示）と該塩水タンク４２内の水位を調整するフロート弁（不図示）とを有し、軟水器４からの処理水が第１の処理水供給管４３を介して塩水タンク４２に供給され、食塩が処理水中で撹拌されて溶解し、これにより飽和食塩水が生成される。尚、飽和食塩水の生成に必要とされる食塩は、人力により所定期間（例えば、３〜４日）毎に塩水タンク４２に投入される。

また、塩水タンク４２は、第１の塩水供給管４４を介して軟水器４に接続されると共に、第２の塩水供給管４５を介して電解槽５に接続され、軟水器４及び電解槽５に飽和食塩水が供給可能となるように構成されている。

さらに、軟水器４は、原水供給管４６に接続されると共に、該原水供給管４６の管路中には送水ポンプ４７、送水バルブ４８、及び流量計４９が介装されている。さらに、軟水器４には第１の補給管１２が接続されており、上述したように軟水器４からは冷却塔２に処理水が補給される。

また、軟水器４と電解槽５とは第２の処理水供給管５０により接続されている。さらに、軟水器４には排水管５２が接続されると共に、該排水管５２には排水バルブ５３が介装されている。

そして、軟水器４にはナトリウム型の陽イオン交換樹脂（不図示）が内有されており、原水が原水供給管４６を介して供給されると、原水に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度成分が、飽和食塩水に含有されるナトリウムイオンとイオン交換されて除去され、これにより原水は軟水化されて処理水となる。また、陽イオン交換樹脂の交換能力が飽和状態になると、塩水タンク４２に貯留された飽和食塩水が第１の塩水供給管４４を介して供給され、陽イオン交換樹脂の再生が行われる。尚、再生に使用された食塩水は排水管５２から排出される。

電解槽５は、具体的には図３に示すように、筒状に形成された電解槽本体５４の上方側面及び下方側面には第１及び第２の水位センサ５５ａ、５５ｂが配設されると共に、前記電解槽本体５４内の下部には電極ユニット５６が配設され、さらに、該電極ユニット５６は電源装置５７と電気的に接続されている。

電解槽本体５４は、第１のバルブ５８ａを介して前記第２の塩水供給管４５に接続されると共に、第２のバルブ５８ｂを介して第２の処理水供給管５０に接続され、塩水タンク４２からの飽和食塩水及び軟水器４からの処理水が供給可能とされている。

さらに、電解槽本体５４の下部には第３のバルブ５８ｃが介装された排水管５９が接続され、電解槽本体５４に貯留された次亜塩素酸ナトリウム水溶液の排水を可能にしている。

また、電解槽本体５４の上部には次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入するための次亜注入管６０が接続されている。この次亜注入管６０には第４のバルブ５８ｄが介装されると共に、その先端は循環パイプ１５に接続され、後述するように所定の注入間隔で次亜塩素酸ナトリウム水溶液が循環水に注入される。

さらに、電解槽本体５４の上部には通気管６１が接続されると共に、該通気管６１には第５のバルブ５８ｅが介装され、該第５のバルブ５８ｅを操作することにより外気との通気が可能となるように構成されている。

電極ユニット５６は、図４に示すように、チタン等で形成された一対の陰極６２ａ、６２ｂが白金等で形成された陽極６３を挟んで対向状となるように並設されている。そして、陽極６３は両面が有効電極面を形成し、一対の陰極６２ａ、６２ｂは、前記陽極６３との対向面６２ａ、６２ｂが有効電極面を形成している。

図５は上記水処理システムの制御系を示すブロック構成図である。

すなわち、システム制御部６４は、制御対象となる構成要素との間でインターフェース動作を司る入出力部６５と、所定の演算プログラム等が格納されたＲＯＭ６６と、演算結果を記憶したりワークエリアとして使用されるＲＡＭ６７と、システム全体の制御を司るＣＰＵ６８とを備えている。

そして、入出力部６５には、電気伝導度測定装置１９、温度検出装置２０、残留塩素濃度測定装置１８、第１及び第２の水位センサ５５ａ、５５ｂ、及び流量計４９が接続され、これら各装置からの電気信号が入力される。また、この入出力部６５には、モータ２３の回転数をインバータ制御するインバータ装置６９、ブローバルブ１３、希釈給水バルブ２１、循環ポンプ１７が接続され、さらに電極ユニット５６に接続された電源装置５７、電解槽５のバルブ群５８（第１〜第５のバルブ５８ａ〜５８ｅ）、送水ポンプ４７、軟水器４のバルブ類４８、５３が電気的に接続され、これら各構成部材はＣＰＵ６８により制御される。

このように構成された水処理システムは、以下のように運転駆動される。

まず、インバータ６９を介してモータ２３を駆動させ、ファン１０を回転させる。そしてこれにより、矢印Ｂ方向からルーバー８を介して冷却塔２内部に外気が流入し、また、この外気は冷却塔２の内部を循環して矢印Ｃに示すように、外部に排出される。

一方、送水ポンプ４７を駆動させ、送水バルブ４８を開弁させると、水道水や工業用水等の原水が流量計４９を通過し、軟水器４に供給される。そして、該軟水器４では、原水中の硬度成分が除去され、軟水化した処理水が生成される。

軟水器４で生成された処理水は第１の補給管１２を介して冷却塔２の貯留部９に補給され、給水栓１１の閉栓により給水が停止するまで処理水が貯留部９に補給される。そして、貯留部９に貯留された処理水は、循環ポンプ１７の駆動により、循環水として循環パイプ１５を循環する。循環水は熱交換器等の被冷却装置１を冷却すると共に、冷却塔２の上部に送水されてノズル１６から吐水され、下方に落下する。その際、循環水に含まれる水分の一部は蒸発するが、残部の循環水は溶存塩類が残留した状態で濃縮されて貯留部９に貯留される。そして、濃縮率の指標となる電気伝導度を電気伝導度検出装置１９で監視し、電気伝導度が基準値を超えると、希釈給水バルブ２１を開弁し、第２の補給管２２を介して軟水器４から一定量の処理水を冷却塔２に補給し、循環水を希釈する。

ここで、循環水が濃縮される際、冷却塔２には軟水化された処理水が補給されているため、循環水中の硬度成分は所定濃度以下に維持されることとなる。その結果、本発明の水処理システムでは、熱交換器等の被冷却装置１や冷却塔２内でのスケールの発生が抑制される。

また、温度検出装置２０で温度を検出し、その検出結果に応じてモータ２３の回転数をインバータ制御し、これによりファン１０からの吐出風量を管理する。

一方、軟水器４で生成された処理水の一部は第１の塩水供給管４３を介して塩水タンク４２に供給され、該塩水タンク４２で飽和食塩水を生成する。

次いで、第５のバルブ５８ｅを開弁状態とした後、第１のバルブ５８ａを開弁し、塩水タンク４２から電解槽５内に飽和食塩水を供給し、電解槽本体５４に貯留する。そして、飽和食塩水の水位が第２の水位センサ５５ｂの位置に到達すると第１のバルブ５８ａを閉弁し、第２のバルブ５８ｂを開弁して第２の処理水供給管５０から軟水器４内の処理水を電解槽５に供給する。そして、その水位が第１の水位センサ５５ａの位置に到達すると、第２のバルブ５８ｂを閉弁する。これにより飽和食塩水を処理水で希釈した希釈食塩水が電解槽本体５４に貯留されることになる。

尚、希釈食塩水の濃度は、第１及び第２の水位センサ５５ａ、５５ｂの取付位置を調整することにより制御される。具体的には、希釈食塩水の濃度が、好ましくは１〜３重量％となるように、第１及び第２の水位センサ５５ａ、５５ｂの取付位置が調整される。

次いで、電源装置５７が駆動し、例えば、電圧密度が０．２〜０．５ｍＶ／ｍｍ^２で電流密度が０．５〜１．０ｍＡ／ｍｍ^２の電力を電極ユニット５６に供給する。すると、化学反応式（１）〜（３）に示す反応が生じ、食塩水（ＮａＣｌ）は電気分解され、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を生成する。

陽極側反応： ２Ｃｌ⁻→Ｃｌ_２＋２ｅ⁻ … （１）
陰極側反応： ２Ｎａ＋２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→２ＮａＯＨ＋Ｈ_２ … （２）
全反応： Ｃｌ_２＋ＮａＯＨ→ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏ … （３）
このようにして生成された次亜塩素酸ナトリウムは、水中で溶解状態にあるが、希釈食塩水よりも比重が軽いため、電解槽本体５４の上方に移動する。したがって、電極ユニット５６の近傍では食塩水濃度が１〜３重量％の希釈食塩水が存在して電気分解が安定的に進行する。その結果、電気分解の開始から３〜６時間程度で遊離残留塩素濃度が６０００ｍｇＣｌ／Ｌ程度の高濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が生成される。

そして、本発明の水処理システムは、注入間隔制御手段を有しており、遊離残留塩素濃度測定装置１８で定期的に遊離残留塩素濃度を検出し、その検出結果に応じた注入間隔で大量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入し、これにより藻類、スライム、及びレジオネラ菌等の発生を抑制する一方で、循環パイプ１５が腐食するのを防止している。

図６は注入間隔制御手段の制御手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１では次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入する。すなわち、第５のバルブ５８ｅを閉弁した後、第２のバルブ５８ｂ及び第４のバルブ５８ｄを開弁し、電解槽本体５４内に処理水を供給する。そしてその供給圧によって電解槽本体５４内で生成した次亜塩素酸ナトリウム水溶液は次亜注入管６０に押し出され、これにより、循環パイプ１５内の循環水に所定量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が注入される。そしてその後、第２のバルブ５８ｂ及び第４のバルブ５８ｄを閉弁し、注入処理を終了する。

ここで、前記所定量（注入量）は、貯留部９に貯留される保有水量に対し、例えば遊離残留濃度が５ｍｇＣｌ／Ｌになるような量に設定される。したがって、冷却塔の処理能力により決定される保有水量が１５００Ｌ、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の遊離残留塩素濃度が６０００ｍｇＣｌ／Ｌの場合、１．２５Ｌ（＝５×１５００／６０００）に設定される。

次いで、ステップＳ２では、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入後所定時間ｔ（例えば、１時間）が経過したか否かを判断する。そして、その答が否定（Ｎｏ）のときは前記所定時間ｔが経過するのを待機し、その答が肯定（Ｙｅｓ）、すなわち所定時間ｔが経過したときはステップＳ３に進む。

次いで、ステップＳ３では遊離残留塩素濃度測定装置１８を使用して遊離残留塩素濃度Ｄを測定し、その測定値が第１の所定値Ｄ１（例えば、０．５ｐｐｍ）未満か否かを判断する。そして、その答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、すなわち、遊離残留塩素濃度Ｄが前記第１の所定値Ｄ１未満のときは、遊離残留塩素濃度Ｄは十分に小さく配管腐食のおそれは少ないと判断してステップＳ４に進み、第１の所定期間Ｎ１（例えば、１日）経過後に上記所定量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入し、その後、ステップＳ２に戻る。

一方、ステップＳ３の答が否定（Ｎｏ）のときは、ステップＳ５に進み、遊離残留塩素濃度測定装置１８における遊離残留塩素濃度Ｄの測定結果が第２の所定値Ｄ２（＞Ｄ１）（例えば、１．０ｐｐｍ）未満か否かを判断する。そして、その答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、すなわち、遊離残留塩素濃度Ｄが前記第２の所定値Ｄ２未満のときは、遊離残留塩素濃度ＤはＤ１≦Ｄ＜Ｄ２であることから、ステップＳ６に進み、第１の所定期間Ｎ１よりも長い第２の所定期間Ｎ２（例えば、３日）が経過した後に上記所定量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入し、その後、ステップＳ２に戻る。

また、ステップＳ５の答が否定（Ｎｏ）のとき、すなわち、遊離残留塩素濃度Ｄが前記第２の所定値Ｄ２以上のときは、冷却水系の遊離残留塩素濃度は高いと判断してステップＳ７に進み、第３の所定期間Ｎ３（＞Ｎ２）（例えば、７日）経過後に上記所定量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を注入し、その後、ステップＳ２に戻る。

このように本実施の形態では、大量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を間欠的に循環水に注入することにより、藻類、スライム、及びレジオネラ菌の発生がより効果的に抑制されて循環水の円滑な循環が可能になる一方、遊離残留塩素濃度が大きい場合は次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入間隔が長くなるように、循環水の遊離残留塩素濃度に応じて注入間隔を変更しているので、循環パイプ等の腐食を防止することが可能となる、すなわち、冷却水系の腐食を招くこともなく、藻類やスライム、及びレジオネラ菌の発生を抑制することができる。

尚、上記フローチャートでは省略したが、次亜塩素酸ナトリウムの注入処理が終了する毎に、電解槽本体５４内部の洗浄処理が行われる。すなわち、第２のバルブ５８ｂ及び第４のバルブ５８ｄを閉弁し、注入処理を終了した後、第３のバルブ５８ｃを開弁し、電解槽本体５４内に残存している次亜塩素酸ナトリウム水溶液及び処理水を排水し、その後、第３のバルブ５８ｃを閉弁する。そして、第２のバルブ５８ｂを開弁し、軟水器４からの処理水を電解槽５に導入して電解槽本体５４内を洗浄する。次いで、第２のバルブ５８ｂを閉弁すると共に第３のバルブ５８ｃを開弁して排水し、これにより洗浄処理が終了する。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、開放式冷却塔について説明したが、密閉式冷却塔についても同様に適用できるのはいうまでもない。

また、上記実施の形態では１個の軟水器を使用した場合について説明したが、複数の軟水器を接続し、適宜軟水化処理を切替えるようにしてもよい。

本発明に係る水処理システムの一実施の形態を示すシステム構成図である。 遊離残留塩素濃度測定装置の一実施の形態を示す概略断面図である。 電解槽の詳細を示す断面図である。 図３のＸ−Ｘ断面図である。 上記水処理システムの制御系を示すブロック構成図である。 本発明の注入間隔制御手段の一実施の形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 被冷却装置
２ 冷却塔
４ 軟水器
５ 電解槽
１８ 遊離残留塩素濃度測定装置（塩素濃度検出手段）
２４ サンプル収容部（収容部）
２５ 薬液供給部（薬注手段）
２６ 発色度合検出部（発色度合検出手段）
２７ 制御部（判定手段）
４２ 塩水タンク
６０ 次亜注入管（注入手段）
６４ システム制御部（注入間隔制御手段）

Claims (7)

1. 補給水が供給されると共に該補給水を循環水として被冷却装置を冷却する冷却塔と、塩水を貯留する塩水タンクと、該塩水タンクから供給される前記塩水を電気分解して塩素系水溶液を生成する電解槽と、該電解槽で生成された塩素系水溶液を前記循環水に間欠的に注入する注入手段とを有し、
   かつ、前記循環水の遊離残留塩素濃度を検出する遊離残留塩素濃度検出手段と、該遊離残留塩素濃度検出手段の検出結果に応じ前記塩素系水溶液の前記循環水への注入間隔を制御する注入間隔制御手段とを備えていることを特徴とする水処理システム。
2. 前記注入間隔制御手段は、前記遊離残留塩素濃度検出手段の検出結果により前記遊離残留塩素濃度が所定値以上と判断したときは、前記遊離残留塩素濃度が前記所定値未満のときに比べ、前記注入間隔を長く設定することを特徴とする請求項１記載の水処理システム。
3. 原水を軟水化して処理水を生成する少なくとも１台以上の軟水装置を備え、
   前記補給水は、前記軟水装置で生成される前記処理水であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の水処理システム。
4. 前記遊離残留塩素濃度検出手段は、前記循環水の一部をサンプル水として収容する収容部と、呈色試薬を含む薬液を前記収容部に注入する薬注手段と、前記収容部における前記サンプル水の発色度合を光学的に検出する発色度合検出手段と、該発色度合検出手段の検出結果に基づき遊離残留塩素濃度を判定する判定手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の水処理システム。
5. 冷却塔に供給される補給水を循環水として使用し、被冷却装置を冷却する冷却系循環水の処理方法であって、
   塩水を電気分解して塩素系水溶液を生成する電気分解ステップと、前記循環水の遊離残留塩素濃度を検出する遊離残留塩素濃度検出ステップと、前記検出された遊離残留塩素濃度に応じた注入間隔を設定し、前記塩素系水溶液を前記注入間隔でもって間欠的に前記循環水に注入する注入ステップとを含むことを特徴とする冷却系循環水の処理方法。
6. 前記遊離残留塩素濃度が所定値以上のときは前記遊離残留塩素濃度が前記所定値未満のときに比べ、前記注入間隔を長く設定することを特徴とする請求項５記載の冷却系循環水の処理方法。
7. 前記補給水は、原水を軟水化した処理水であることを特徴とする請求項６記載の冷却系循環水の処理方法。

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