JP2010194402A - 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】循環水中の遊離残留ハロゲン濃度を常に適正範囲に維持し、ハロゲン系水溶液の殺菌作用を維持しつつ、配管腐食等を防止する。
【解決手段】ＯＲＰが所定下限値以下に低下し，かつＮａＣｌＯ塩素酸ナトリウムを前回注入してから所定期間経過した場合は、ＮａＣｌＯの生成を開始し、ＮａＣｌＯを所定量生成した後、ＮａＣｌＯを循環水に注入する（Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５）。ＮａＣｌＯを全量注入する前、ＯＲＰが所定上限値以上になった場合は（Ｓ６→Ｓ７）、ＮａＣｌＯ注入を禁止し、電解槽から排出する（Ｓ８→Ｓ９）。ＮａＣｌＯを全量注入した場合は注入完了信号を発する（Ｓ６→Ｓ１０）。
【選択図】図５

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ハロゲン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法として、特許文献１では、冷却塔循環水系において、貯留部に貯留された循環水を供給経路、冷却負荷装置及び回収経路の順に流通させ、散水口から連続的に散水する工程と、循環水に対し、前記散水口における循環水の遊離残留塩素濃度が少なくとも６時間を隔てて繰り返し２ｍｇ／Ｌ以上になるよう、塩素系水溶液を間欠的に注入する工程とを含む冷却塔の運転方法が提案されている。

この特許文献１では、図８に示すように、塩素系水溶液の循環水への注入間隔を補給水量やタイマで制御することにより、循環水中の遊離残留塩素濃度が常時２ｍｇ／Ｌ以上となるように、６時間以上の所定時間ｔが経過する毎に塩素系水溶液を循環水に注入し、これにより藻類やスライムの発生を抑制し、レジオネラ菌の繁殖を抑制している。

特開２００７−２０５５９１号公報

しかしながら、特許文献１では、循環水中の遊離残留塩素の濃度とは無関係に６時間以上の所定時間ｔが経過する毎に塩素系水溶液を循環水に注入しているため、遊離残留塩素濃度が所望の濃度範囲内であっても塩素系水溶液が循環水に注入されることがあり、配管腐食等を招くおそれがある。

すなわち、冷却塔循環水の遊離残留塩素濃度は外気温度の環境や熱源負荷等の運転状況に影響される。したがって、これらの環境や運転状況によっては、相当の長時間、塩素系水溶液を注入しなくても、遊離残留塩素濃度を所望濃度に維持できる場合がある。

しかしながら、特許文献１では、上述したように循環水の遊離残留塩素濃度が所望の濃度範囲であっても、所定時間ｔが経過すると、塩素系水溶液が循環水に注入されるため、早期に配管腐食等が生じ、配管等の耐久性低下を招くという問題点があった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、循環水中の遊離残留ハロゲン濃度を常に適正範囲に維持し、ハロゲン系水溶液の殺菌作用を維持しつつ、配管腐食等が生じるのを極力防止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ハロゲン系水溶液を生成する電解槽とを備え、前記電解槽で生成されたハロゲン系水溶液を前記循環水に間欠的に注入する水処理システムにおいて、前記循環水の酸化還元電位（以下、「ＯＲＰ」という。）を測定する電位測定手段と、前記循環水のＯＲＰが所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入手段と、前記循環水のＯＲＰが所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止手段とを有し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、前記生成・注入手段が、前記循環水のＯＲＰが所定下限値に達し、かつ前回注入時から所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入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、前記注入禁止手段が、前記循環水の酸化還元電位が所定上限値に達する前に前記ハロゲン系水溶液を前記循環水に所定量の注入が完了したときは注入完了信号を発することを特徴としている。

また、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ハロゲン系水溶液を生成する電解槽とを備え、前記電解槽で生成されたハロゲン系水溶液を前記循環水に間欠的に注入する水処理システムにおいて、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度を検出する濃度検出手段と、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入手段と、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止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、前記生成・注入手段が、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達し、かつ所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入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、前記注入禁止手段は、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達する前に、前記ハロゲン系水溶液が前記循環水に全量注入されたときは注入完了信号を発することを特徴としている。

さらに、本発明の水処理システムは、前記ハロゲン系水溶液は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液であ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ハロゲン系水溶液を生成する電気分解ステップと、前記循環水のＯＲＰを測定する電位測定ステップと、前記循環水のＯＲＰが所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入ステップと、前記循環水のＯＲＰが所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止ステップとを含んでい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、前記生成・注入ステップは、前記循環水のＯＲＰが所定下限値に達し、かつ前回注入時から所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入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、前記注入禁止ステップが、前記循環水のＯＲＰが所定上限値に達する前に、前記ハロゲン系水溶液が前記循環水に全量注入されたときは注入完了信号を発す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ハロゲン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ハロゲン濃度を検出する濃度検出ステップと、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入ステップと、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止ステップとを含んでい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、前記生成・注入ステップは、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達し、かつ前回注入時から所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入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、前記注入禁止ステップは、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達する前に前記ハロゲン系水溶液を前記循環水に所定量の注入が完了したときは注入完了信号を発することを特徴としている。

ＯＲＰが高くなると循環水は強い酸化力を有し、ＯＲＰが低くなると循環水は強い還元力を有するようになる。一方、ハロゲン系水溶液は強い酸化力を有するため、該ハロゲン系水溶液を循環水に注入するとＯＲＰは上昇し、ハロゲン系水溶液が消費されるに伴い、ＯＲＰも低下する。

したがって、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、循環水のＯＲＰを測定し、所定下限値に達したときに次亜塩素酸ナトリウム水溶液等のハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入し、前記循環水のＯＲＰが所定上限値に達したときは前記循環水の注入を禁止するので、循環水の残留遊離塩素濃度を所定範囲内で制御することが可能となる。したがって、ハロゲン系水溶液が循環水に過度に注入されるのを回避することができ、藻類やスライムの発生等を抑制しつつ、配管腐食等が生じるのを防止することができる。

また、循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達し、かつ所定期間が経過したときにハロゲン系水溶液を生成して循環水に注入するので、配管腐食等を極力抑制することができる。

また、循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達する前に、前記ハロゲン系水溶液が前記循環水に全量注入されたときは注入完了信号を発するので、遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達していなくても、全量注入により注入処理を停止することができる。

また、ＯＲＰの測定に代えて遊離残留ハロゲン濃度を測定し、その測定結果に応じてハロゲン系水溶液を循環水に注入しても、上述と同様、藻類やスライムの発生を抑制しつつ、配管腐食等が生じるのを効果的に防止することができる。

本発明に係る水処理システムの一実施の形態（第１の実施の形態）を示すシステム構成図である。 電解槽の詳細を示す断面図である。 図２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。 本発明の冷却系循環水の処理方法の一実施の形態を示すフローチャートである。 次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入タイミングを示すタイムチャートである。 本発明に係る水処理システムの第２の実施の形態を示すシステム構成図である。 次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入タイミングの従来例を示すタイムチャートである。

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５と食塩水を電気分解して次亜塩素酸ナトリウム水溶液（ハロゲン系水溶液）を生成する電解槽６とを備えた前処理系７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８が形成されると共に、該開口部８にはファン９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１０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１１が設けられると共に、該貯留部１１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。）１２が配設されている。そして、この給水栓１２は、第１の補給管１３を介して軟水器４に接続され、貯留部１１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１５が介装されている。そして、貯留部１１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１６が接続されると共に、該循環パイプ１６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１７が装着されている。

さらに、循環パイプ１６の管路中には、循環水を冷却塔２の上部に還流させる循環ポンプ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センサ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、第１の方法では、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、ブローバルブ１５を開弁し、所定量の循環水を排水して貯留部１１内の水位を下げ、給水栓１２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。また、第２の方法では、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に強制的に供給して貯留部１１内の循環水をオーバーフロー管（不図示）より排出し、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、温度センサ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９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、温度センサ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１０から冷却塔２内に供給される吸引風量、すなわちファン９からの吐出風量を管理している。

また、貯留部１１にはＯＲＰ測定装置２４が配されている。ＯＲＰ測定装置２４は、循環水のＯＲＰ（酸化還元電位）を計測し、計測結果を後述する制御部に送信する。

次に、上記前処理系７について詳述する。

前処理系７は、上述したように軟水器４と、塩水タンク５と、電解槽６とを備えている。

塩水タンク５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５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からの補給水（原水の一部）が補給水供給管２５を介して塩水タンク５に供給され、食塩が補給水中で自然溶解し、これにより飽和食塩水が生成される。

また、塩水タンク５は、第１の塩水供給管２６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２７を介して電解槽６に接続され、軟水器４及び電解槽６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２８に接続されると共に、該原水供給管２８の管路中には送水ポンプ２９、送水バルブ３０、及び流量計３１が介装されている。さらに、軟水器４には第１の補給管１３が接続されており、上述したように軟水器４から冷却塔２には処理水が補給される。

また、軟水器４と電解槽６とは処理水供給管３２により接続されている。さらに、軟水器４には排水管３３が接続されると共に、該排水管３３には排水バルブ３４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２８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、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５に貯留された飽和食塩水が第１の塩水供給管２６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３３から排出される。

電解槽６は、具体的には図２に示すように、筒状に形成された電解槽本体３５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３６ａ、３６ｂが配設されると共に、前記電解槽本体３５内の下部には電極ユニット３７が配設され、さらに、該電極ユニット３７は電源装置３８と電気的に接続されている。

電解槽本体３５は、第１のバルブ３９ａを介して前記第２の塩水供給管２７に接続されると共に、第２のバルブ３９ｂを介して第２の処理水供給管３２に接続され、塩水タンク５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３５の下部には第３のバルブ３９ｃが介装された排水管４０が接続され、電解槽本体３５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３５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注入管４１が接続されている。この注入管４１には第４のバルブ３９ｄが介装されると共に、その先端は循環パイプ１６に接続され、後述するように次亜塩素酸ナトリウム水溶液が循環水に注入可能とされている。

さらに、電解槽本体３５の上部には通気管４２が接続されると共に、該通気管４２には第５のバルブ３９ｅが介装され、該第５のバルブ３９ｅ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３７は、図３に示すように、チタン等で形成された一対の陰極４３ａ、４３ｂが白金等で形成された陽極４４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４４は両面が有効電極面を形成し、一対の陰極４３ａ、４３ｂは、前記陽極４４との対向面とで有効電極面を形成している。

図４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４５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４６と、所定の演算プログラム等が格納されたＲＯＭ４７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ＲＡＭ４８と、システム全体の制御を司るＣＰＵ４９とを備えている。

そして、入出力部４６には、電気伝導度測定装置１９、温度センサ２０、ＯＲＰ測定装置２４、第１及び第２の水位センサ３６ａ、３６ｂ、及び流量計３１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４６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５０、ブローバルブ１５、希釈給水バルブ２１、循環ポンプ１８が接続され、さらに電極ユニット３７に接続された電源装置３８、電解槽６のバルブ群３９（第１〜第５のバルブ３９ａ〜３９ｅ）、送水ポンプ２９、軟水器４のバルブ類３０、３４が電気的に接続され、これら各構成部材はＣＰＵ４９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５０を介してモータ２３を駆動させ、ファン９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１０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２９を駆動し、送水バルブ３０を開弁すると、水道水や工業用水等の原水が流量計３１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１３を介して冷却塔２の貯留部１１に補給され、給水栓１２の閉栓により給水が停止するまで処理水が貯留部１１に補給される。そして、貯留部１１に貯留された処理水は、循環ポンプ１８の駆動により、循環水として循環パイプ１６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１７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１１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。

このように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、温度センサ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９からの吐出風量を管理する。

一方、軟水器４からの補給水が補給水供給管２５を介して塩水タンク５に供給され、該塩水タンク５で飽和食塩水を生成する。

次いで、第５のバルブ３９ｅを開弁状態とした後、第１のバルブ３９ａを開弁し、塩水タンク５から電解槽６内に飽和食塩水を供給し、電解槽本体３５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３６ｂの位置に到達すると第１のバルブ３９ａを閉弁し、第２のバルブ３９ｂを開弁して第２の処理水供給管３２から軟水器４内の処理水を電解槽６に供給する。そして、その水位が第１の水位センサ３６ａの位置に到達すると、第２のバルブ３９ｂ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３５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３６ａ、３６ｂ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３６ａ、３６ｂの取付位置が調整される。

次いで、電源装置３８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３７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３５の上方に移動する。したがって、電極ユニット３７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、循環水のＯＲＰが所定下限値に達したときに次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入手段と、前記循環水のＯＲＰが所定上限値に達したときは前記循環水の注入を禁止する注入禁止手段とを有し、さらに、前記生成・注入手段は、前記循環水のＯＲＰが所定下限値に達し、かつ前回注入時から所定期間が経過したときに前記次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成して前記循環水に注入するように構成され、前記注入禁止手段は、前記循環水のＯＲＰが所定上限値に達する前に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記循環水に所定量の注入が完了したときは注入完了信号を発するように構成されている。

図５は本発明の冷却系循環水の処理方法の一実施の形態を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１ではＯＲＰ測定装置２４で測定されたＯＲＰが所定下限値（例えば、２００ｍＶ）以下に低下したか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ＯＲＰが所定下限値以下になるのを待機する。

一方、ＯＲＰが所定下限値以下に低下したときは、ステップＳ２に進み、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前回注入してから所定期間（例えば、１日以上）経過したか否かを判断する。そして、その答が否定（Ｎｏ）の場合は前回注入から所定期間経過するのを待機し、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ３に進み、次亜塩素酸ナトリウムの生成を開始する。すなわち、第５のバルブ３９ｅを開弁状態とした後、第１のバルブ３９ａを開弁し、塩水タンク５から電解槽６内に飽和食塩水を供給し、電解槽本体３５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３６ｂの位置に到達すると第１のバルブ３９ａを閉弁し、第２のバルブ３９ｂを開弁して第２の処理水供給管３２から軟水器４内の処理水を電解槽６に供給する。その後、処理水の水位が第１の水位センサ３６ａの位置に到達すると、第２のバルブ３９ｂを閉弁し、希釈食塩水を電解槽本体３５に貯留する。次いで、電源装置３８を駆動して食塩水を電気分解し、次亜塩素酸ナトリウムを生成する。

そして、ステップＳ４では、所定量の次亜塩素酸ナトリウムの生成が完了したか否かを判断する。すなわち、電気分解反応は概ね一定速度で安定して進行することから、所定時間（例えば、７時間）を計測し、今回注入すべき次亜塩素酸ナトリウムの生成が完了したか否かを判断する。そして、ステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）の場合は次亜塩素酸ナトリウムを生成し続ける。一方、今回注入すべき次亜塩素酸ナトリウムの生成が完了してステップＳ４の答が肯定（Ｙｅｓ）になると、第５のバルブ３９ｄを開弁し、注入管４１から次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入する。

このようにしてＯＲＰが所定下限値以下でかつ前回注入から所定期間（例えば、１日以上）経過したときに次亜塩素酸ナトリウム水溶液を注入する。尚、前回注入から所定期間経過したときに次亜塩素酸ナトリウムを注入することにしたのは、藻類やスライム発生を抑制する観点からは、ＯＲＰが所定下限値以下になったときは常に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を注入するのが望ましいが、次亜塩素酸ナトリウムの注入頻度が多くなると早期に配管腐食等を招くおそれがあり、斯かる配管腐食等を極力防止するためである。

次いで、ステップＳ６では、電解槽本体３５内の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が全量注入されたか否かを第２の水位センサ３６ｂで判断する。ここで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の電解槽本体３５内での水位が第２の水位センサ３６ｂに低下したときに、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が全量注入されたと判断する。

そして、ステップＳ６の答が肯定（Ｙｅｓ）になったときは、後述するステップＳ１０に進む一方、ステップＳ６の答が否定（Ｎｏ）のときはステップＳ７に進み、ＯＲＰが所定上限値（例えば、４００ｍＶ）以上になったか否かを判断する。

そして、ステップＳ７の答が否定（Ｎｏ）のときは、ステップＳ６に戻り、上述した処理を繰り返す。

一方、ステップＳ７の答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、すなわちＯＲＰが所定上限値以上になったときは、ステップＳ８に進んで次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入を禁止する。そして、ステップＳ９に進み、第３のバルブ３９ｃを開弁して電解槽本体３５内の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を排水する。すなわち、次亜塩素酸ナトリウム水溶液は劣化しやすいことから、電解槽本体３５内に残った次亜塩素酸ナトリウム水溶液を貯留することなく、外部に排出する。そしてその後はステップＳ１に戻り、上述した処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３で生成された次亜塩素酸ナトリウム水溶液の全量が循環水に注入され、ステップＳ６の答が肯定（Ｙｅｓ）になったきは、ステップＳ１０に進んで注入完了信号を発し、その後、ステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。

図６は、次亜塩素酸ナトリウムの注入タイミングを示すタイムチャートである。

すなわち、ＯＲＰが所定下限値０ＲＰＬ以下となり、かつ所定期間Ｔが経過すると、次亜塩素酸ナトリウムの生成を開始する。そして、次亜塩素酸ナトリウム生成が完了すると、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入する。そして、ＯＲＰが所定上限値ＯＲＰＨに達すると注入を禁止し、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を電解槽６から外部に排水する。また、ＯＲＰが所定上限値ＯＲＰＨに達してなくとも、全量注入した場合は注入完了信号を発し、注入を終了する。

このように本実施の形態では、循環水のＯＲＰを測定し、所定下限値に達し、かつ所定期間Ｔが経過したきに次亜塩素酸ナトリウムを生成して循環水に注入し、前記循環水のＯＲＰが所定上限値に達したときは前記循環水の注入を禁止するので、循環水の残留遊離塩素濃度を所定範囲内で制御することが可能となる。したがって、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が循環水に過度に注入されるのを回避することができ、藻類やスライムの発生等を抑制しつつ、配管腐食等が生じるのを効果的に防止することができる。

図７は本発明に係る水処理システムの第２の実施の形態を示すシステム構成図であり、本第２の実施の形態では、ＯＲＰ測定装置２４に代えて循環パイプ１６中に残留遊離塩素測定装置５１が設けられている。

すなわち、第１の実施の形態では、ＯＲＰに基づいて次亜塩素酸ナトリウムの注入を制御しているが、本第２の実施の形態では、残留遊離塩素測定装置により測定された残留遊離塩素濃度に基づいて次亜塩素酸ナトリウムの注入を制御している。

例えば、残留遊離塩素濃度の所定下限値を１ｍｇ／Ｌ、所定上限値を５ｍｇ／Ｌとし、測定された残留遊離塩素濃度が所定下限値以下でかつ前回注入時から所定期間経過すると次亜塩素酸ナトリウムの生成を開始する。そして、生成が完了すると次亜塩素酸ナトリウム水溶液を循環水に注入し、遊離残留塩素濃度が所定上限値になるまで注入するか、電解槽６内の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が全量注入されるまで循環水に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を注入する。

このように本第２の実施の形態では、循環水の遊離残留塩素濃度を測定し、所定下限値に達し、かつ所定期間Ｔが経過したきに次亜塩素酸ナトリウムを生成して循環水に注入し、前記循環水の遊離残留塩素濃度が所定上限値に達したときは前記循環水の注入を禁止するので、循環水の残留遊離塩素濃度を所定範囲内で制御することが可能となる。したがって、第１の実施の形態と同様、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が循環水に過度に注入されるのを回避することができ、藻類やスライムの発生を抑制しつつ、配管腐食等が生じるのを効果的に防止することができる。

尚、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ＯＲＰ又は遊離残留塩素濃度が所定下限値以下となり、かつ前回注入から所定期間Ｔが経過した場合に次亜塩素酸ナトリウムを生成し、その水溶液を注入しているが、必要に応じ前記所定期間Ｔの経過を待たずに、ＯＲＰ又は遊離残留塩素濃度が所定下限値以下になった場合に次亜塩素酸ナトリウムを生成し、その水溶液を注入するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、注入薬品として次亜塩素酸ナトリウム水溶液を使用しているが、殺菌作用のあるハロゲン系水溶液であればよく、例えば次亜臭素酸ナトリウムを使用してもよい。

また、上記実施の形態では、開放式の冷却塔について説明したが、密閉式の冷却塔についても同様であるのはいうまでもない。

冷却系循環水において、藻類やスライムの発生、レジオネラ菌の繁殖を防止する目的でハロゲン系水溶液を適宜注入する場合、ハロゲン系水溶液の注入により生じうる配管腐食等を効果的に防止する。

１ 被冷却装置
２ 冷却塔
６ 塩水タンク
６ 電解槽
２４ ＯＲＰ測定装置（電位測定手段）
４９ ＣＰＵ（生成・注入手段、注入禁止手段）
５１ 遊離残留塩素濃度測定装置（濃度検出手段）

Claims (13)

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ハロゲン系水溶液を生成する電解槽とを備え、前記電解槽で生成されたハロゲン系水溶液を前記循環水に間欠的に注入する水処理システムにおいて、
   前記循環水の酸化還元電位を測定する電位測定手段と、前記循環水の酸化還元電位が所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入手段と、前記循環水の酸化還元電位が所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止手段とを有していることを特徴とする水処理システム。
2. 前記生成・注入手段は、前記循環水の酸化還元電位が所定下限値に達し、かつ前回注入時から所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入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. 前記注入禁止手段は、前記循環水の酸化還元電位が所定上限値に達する前に前記ハロゲン系水溶液を前記循環水に所定量の注入が完了したときは注入完了信号を発す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. 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ハロゲン系水溶液を生成する電解槽とを備え、前記電解槽で生成されたハロゲン系水溶液を前記循環水に間欠的に注入する水処理システムにおいて、
   前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度を検出する濃度検出手段と、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入手段と、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止手段とを備えていることを特徴とする水処理システム。
5. 前記生成・注入手段は、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達し、かつ所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入することを特徴とする請求項４記載の水処理システム。
6. 前記注入禁止手段は、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達する前に、生成された前記ハロゲン系水溶液が前記循環水に全量注入されたときは注入完了信号を発することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の水処理システム。
7. 前記ハロゲン系水溶液は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の水処理システム。
8. 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ハロゲン系水溶液を生成する電気分解ステップと、前記循環水の酸化還元電位を測定する電位測定ステップと、前記循環水の酸化還元電位が所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入ステップと、前記循環水の酸化還元電位が所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止ステップとを含んでいることを特徴とする冷却系循環水の処理方法。
9. 前記生成・注入ステップは、前記循環水の酸化還元電位が所定下限値に達し、かつ前回注入時から所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入することを特徴とする請求項８記載の冷却系循環水の処理方法。
10. 前記注入禁止ステップは、前記循環水の酸化還元電位が所定上限値に達する前に前記ハロゲン系水溶液を前記循環水に所定量の注入が完了したときは注入完了信号を発することを特徴とする請求項８又は請求項９記載の冷却系循環水の処理方法。
11. 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ハロゲン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ハロゲン濃度を検出する濃度検出ステップと、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入する生成・注入ステップと、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達したときは前記ハロゲン系水溶液の前記循環水への注入を禁止する注入禁止ステップとを含んでいることを特徴とする冷却系循環水の処理方法。
12. 前記生成・注入ステップは、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定下限値に達し、かつ前回注入時から所定期間が経過したときに前記ハロゲン系水溶液を生成して前記循環水に注入することを特徴とする請求項１１記載の冷却系循環水の処理方法。
13. 前記注入禁止ステップは、前記循環水の遊離残留ハロゲン濃度が所定上限値に達する前に、前記ハロゲン系水溶液が前記循環水に全量注入されたときは注入完了信号を発することを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の冷却系循環水の処理方法。

Images