JP3534378B2

JP3534378B2 - 消石灰水溶液の清澄化方法及び清澄化装置

Info

Publication number: JP3534378B2
Application number: JP21057997A
Authority: JP
Inventors: 透関谷; 富雄岩井; 史春青木; 弘郎吉田
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2004-06-07
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JPH1147510A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消石灰水溶液の清
澄化方法及び清澄化装置に関し、更に詳細には、簡易な
手段で効率良く消石灰水溶液を清澄化する方法及び清澄
化装置、特に上水道用水のｐＨ調整に最適な、清澄化さ
れた消石灰水溶液を調製できる、消石灰水溶液の清澄化
方法及び清澄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】浄水場等の水処理装置では、上水道用水
等の用水のｐＨ調整剤として、消石灰が多用されてい
る。例えば、浄水場では、ｐＨ５．８〜８．６と定めら
れている水質基準に合うように、一般には、ｐＨ７．５
〜８．０程度になるように、上水道用水に消石灰を注入
してｐＨ調整を行っている。

【０００３】ところで、上水道用水のｐＨ調整に消石灰
を使用する際、従前は、消石灰を消石灰水溶液にして注
入することは少なく、消石灰スラリーにして注入するこ
とが多かった。それは、水に対する消石灰の溶解度が、
２５°Ｃで約０．１７重量％と比較的小さく、しかも水
温が高くなる程小さくなるので、温度を上げて溶解度を
高くすることも出来ないために、消石灰水溶液を調製す
ることが難しかったからである。また、清澄な水溶液と
して消石灰を注入を行う場合には、消石灰中に含まれる
炭酸カルシウムを主成分とする非溶解物を分離すること
が必要であるが、その分離が技術的にも経済的にも困難
なことが多かったからである。そのため、従前は、浄水
場で上水道用水に消石灰を添加する場合、被処理水の最
終凝集沈澱工程で他の凝集沈澱物と併せて消石灰水溶液
中の未溶解物をも除去することを前提にして、スラリー
状の消石灰を凝集沈澱工程の前で被処理水に注入してい
る。

【０００４】しかし、凝集沈澱処理では、被処理水のｐ
Ｈが高くなると、色度を悪化させる成分の除去率が低下
して処理水の着色が濃くなったり、透明度が悪くなった
りすることがあるために、被処理水への消石灰の注入が
被処理水の凝集沈澱作用にとって逆効果となる場合も多
かった。従って、上水道水のｐＨを７．５〜８．０程度
にする必要があるものの、凝集沈澱処理の効果から見て
被処理水のｐＨがより低い方が好ましい場合には、最終
凝集沈澱工程及び濾過工程を施した後の水に消石灰を注
入することが必要になる。その際には、消石灰を完全に
溶解して、未溶解物及び非溶解物が存在しない清澄な状
態になっている消石灰水溶液を注入することが必要にな
る。

【０００５】そこで、消石灰水溶液を調製するに当たっ
て、飽和溶解濃度以下の濃度の消石灰水溶液を調製し、
消石灰水溶液から非溶解物を沈澱、分離して清澄な消石
灰水溶液を得るという方法が提案されている。調製した
消石灰水溶液は、溶解した消石灰中に同伴した非消石灰
物質、主として炭酸カルシウムを非溶解物として含む、
いわゆる粗製消石灰水溶液であって、難水溶性の非溶解
物（主として、炭酸カルシウム）を懸濁させる一方、消
石灰の濃度は飽和溶解濃度以下であるから、消石灰が完
全に水に溶解された、消石灰の未溶解分の無い消石灰水
溶液になっている。

【０００６】粗製消石灰水溶液は、消石灰を完全に溶解
して、消石灰の非溶解物が消石灰水溶液中に存在しない
ので、以前の回分式消石灰水溶液調製法により調製した
超飽和溶解濃度消石灰水溶液に比べて、この方法により
調製した粗製消石灰水溶液中の非溶解物の量は、格段に
少ない。よって、この方法によれば、沈澱分離装置の負
荷が軽減されて小型の装置で済むので、消石灰水溶液の
調製コストが低いという利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、粗製消石灰水
溶液中の炭酸カルシウムは、その量が比較的少なく、し
かも微細な粒子状の分離し難い形態で粗製消石灰水溶液
中に懸濁しているので、粗製消石灰水溶液から非溶解物
（主として、炭酸カルシウム）を除去して、上水道用水
に注入できるような清澄な消石灰水溶液を得ることは、
技術的に難しい問題であった。例えば、沈降分離により
粗製消石灰水溶液を清澄化しようとしても、粗製消石灰
水溶液中の非溶解物は、主として、沈降性が悪く、細か
い粒子状の炭酸カルシウムであって、しかも濃度が低い
ために、清澄な消石灰水溶液を得るには、沈降分離工程
に長時間を必要とする。そのため、大型の沈降分離槽が
必要となり、設備コストが嵩むと言う問題があった。粗
製消石灰水溶液から炭酸カルシウムを除去するには、沈
降分離法以外にも、濾過、遠心分離等の分離手段を適用
することもできるが、濾過分離は濾過膜が目詰まりし易
く、メンテナンスに費用が嵩むという難点があり、遠心
分離はエネルギー消費量が多く、また設備費が嵩んで同
じく経済性に難点があった。以上のように、いずれの分
離方法も、経済性に乏しく、実用化の点で問題があっ
た。

【０００８】そこで、本発明の目的は、粗製消石灰水溶
液から清澄な消石灰水溶液を簡易な手段により効率的に
得る方法及びその装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、実験の結
果、粗製消石灰水溶液を緩やかに攪拌することにより、
粗製消石灰水溶液中の微細な炭酸カルシウム粒子が、凝
集して粗大化したフロックを形成することを見い出し
た。攪拌に際しては、粗製消石灰水溶液のみを攪拌すれ
ば良く、例えば次の沈降・分離工程で得た沈澱物等を還
流させる必要がないことも判った。緩やかに攪拌とは、
例えば槽内で粗製消石灰水溶液を被衝突体に衝突させて
対流、攪拌させる程度の攪拌、或いは攪拌翼による攪拌
の場合は攪拌強度Ｇ値（sec ^-1）が、５〜３００、好ま
しくは１０〜１００程度の攪拌エネルギーの低い緩やか
な攪拌を言う。

【００１０】よって、上記目的を達成するために、上述
の知見に基づいて、本発明に係る消石灰水溶液の清澄化
方法は、消石灰を飽和溶解濃度以下の濃度に溶解し、か
つ溶解した消石灰中の非消石灰物質を非溶解物として含
む粗製消石灰水溶液を区画された第１の領域に導入し、
第１の領域内で粗製消石灰水溶液の液流を静止被衝突体
に衝突させて粗製消石灰水溶液を対流、攪拌させつつ所
定時間滞留させ、粗製消石灰水溶液中の非溶解物を凝集
させる滞留・凝集工程と、次いで、第１の領域から別に
区画された第２の領域内に粗製消石灰水溶液を導入し、
凝集した非溶解物を沈澱させて粗製消石灰水溶液から分
離し、清澄な消石灰水溶液を得るようにした沈澱・分離
工程とを有することを特徴としている。

【００１１】または、本発明に係る消石灰水溶液の別の
清澄化方法は、消石灰水溶液と被衝突体との衝突，攪拌
に代えて、回転攪拌翼による攪拌を行う。即ち、本方法
は、消石灰を飽和溶解濃度以下の濃度に溶解し、かつ溶
解した消石灰中の非消石灰物質を非溶解物として含む粗
製消石灰水溶液を区画された第１の領域に導入し、第１
の領域内で回転攪拌翼により攪拌強度Ｇ値として５〜３
００sec ^-1の強度で粗製消石灰水溶液を攪拌しつつ所定
時間滞留させ、粗製消石灰水溶液中の非溶解物を凝集さ
せる滞留・凝集工程と、次いで、第１の領域から別に区
画された第２の領域内に粗製消石灰水溶液を導入し、凝
集した非溶解物を沈澱させて粗製消石灰水溶液から分離
し、清澄な消石灰水溶液を得るようにした沈澱・分離工
程とを有することを特徴としている。

【００１２】なお、上記の攪拌強度Ｇ値（sec ^-1）と
は、一般に「速度勾配」と称されるもので、次の式
（１）及び式（２）によって計算される値である。Ｇ＝〔（Ｃ・Ａ・ｖ³）／（２ν・Ｖ）〕^0.5 （１）但し、Ｃ：羽根抵抗係数（通常は、Ｃ＝１．５）Ａ：羽根面積（ｃｍ²）Ｖ：攪拌槽容積（ｃｍ³） ν：液体の動粘度（ｃｍ²／ｓｅｃ）ｖ：式（２）により算出される羽根の周速ｖ＝（π・Ｄ・Ｎ）／６０（２）但し、Ｄ：羽根径（ｃｍ）Ｎ：羽根回転数（ｒｐｍ）

【００１３】本発明で言う被衝突体とは、粗製消石灰水
溶液流と衝突して対流、攪拌を生じさせるような物体で
あれば良く、例えばバッフル板でも良く、また第１の領
域を区画する壁でも良い。滞留させる時間、即ち本発明
で言う所定時間は、３分以上３０分以下が好ましい。滞
留時間が３分より短いと、非溶解物粒子同士の接触、凝
集の確率、及び非溶解物粒子と凝集塊との接触、凝集の
確率もそれだけ小さくなって、炭酸カルシウム粒子の凝
集塊を成長させることが難しくなるからである。逆に、
３０分以上滞留させても、それ程、凝集効果が高くなら
ないからである。本発明では、滞留・凝集工程で第１の
領域内に滞留させる流体は、粗製消石灰水溶液のみであ
って、工程実施の当初に、種晶として炭酸カルシウム粒
子を投入するような例外を除いて、例えば次の沈降・分
離工程で沈澱させた沈澱物を還流させて、非溶解物の濃
度を高めること等は必要としない。換言すれば、非溶解
物の濃度が低くても、粗製消石灰水溶液を所定時間緩や
かに攪拌しつつ滞留させることにより、微細な非溶解物
粒子を沈降性の良い粗大化した凝集塊に成長させること
ができる。

【００１４】本発明では、炭酸カルシウム粒子同士が凝
集して粗大フロックとなる性質を有することを利用し、
滞留・凝集工程では、第１の領域内で粗製消石灰水溶液
を対流させつつ滞留させ、その間に炭酸カルシウム粒子
を主とする非溶解物をフロックとして凝集させる。次い
で、そのフロック状の非溶解物を沈降・分離工程で分離
することにより清澄な消石灰水溶液を得ている。沈降し
難い炭酸カルシウムがフロック状になっているので、沈
降・分離工程では、沈降分離が促進し、沈降分離槽を小
型化でき、消石灰溶液の清澄性を高めることができる。
また、沈降・分離工程で分離した沈澱物等を還流する必
要がないので、設備が簡易になり、スラリー状物を送液
する等の可動機器が殆ど無く、保守点検が容易である。

【００１５】大気中の炭酸ガスから遮断した雰囲気下で
滞留・凝集工程及び沈降・分離工程を実施することによ
り、炭酸ガスと消石灰との反応による炭酸カルシウムの
生成を防止して、消石灰水溶液の清澄化を促進し、消石
灰の損失を回避できる。大気中の炭酸ガスから遮断する
手段は、特に限定は無いが、滞留・凝集工程及び沈降・
分離工程を実施する第１及び第２の領域を密閉構造体内
に形成し、更に、それらと大気とを連通させる連通管に
炭酸ガスを除去する炭酸ガス除去槽を設けることにより
構成することができる。

【００１６】本発明に係る消石灰水溶液の清澄化装置
は、空気中の炭酸ガスから遮断した室として構成され、
室の下部に導入口、室の上部に導出口、及び導入口に対
向して位置する被衝突体を室内にそれぞれ備え、飽和溶
解濃度以下の濃度の粗製消石灰水溶液を導入口から導入
して被衝突体に衝突させ、その衝突効果により室内を対
流させつつ所定時間滞留させて粗製消石灰水溶液中の非
溶解物を凝集させ、凝集非溶解物を同伴する粗製消石灰
水溶液を導出口から導出させる滞留凝集室と、空気中の
炭酸ガスから遮断した室として構成され、下向流傾斜沈
降手段と、上向流傾斜沈降手段とを室内に備え、滞留凝
集室の導出口から粗製消石灰水溶液を導入し、凝集した
非溶解物を下向流傾斜沈降手段により、次いで上向流傾
斜沈降手段により沈澱させて粗製消石灰水溶液から分離
し、清澄な消石灰水溶液を得るようにした沈澱分離室と
を備えていることを特徴としている。

【００１７】被衝突体は、粗製消石灰水溶液流と衝突し
て対流を生じさせるような物体であれば良く、例えば滞
留凝集室の底部に導入口を設けた場合には、導入口にバ
ッフル板を設けて被衝突体とし、滞留凝集室の側壁下部
に導入口を設けた場合は、導入口に対抗する他方の側壁
を被衝突体とする。滞留凝集室の形状は、制約はなく、
一般的な六面体形で良く、また底部を円錐形、角錐形に
しても良い。また、本発明では、粗製消石灰水溶液の導
入口を滞留凝集室の底板又は側壁下部に設け、導出口を
滞留凝集室の上部に設けることにより、消石灰水溶液の
効果的な対流、撹拌、それによる非溶解物の凝集現象を
生じさせて、非溶解物の粗大な凝集塊を生成させ、後段
の沈降分離を容易にする非溶解物の高濃度スラリー状態
を出現させることができる。

【００１８】本発明では、好適には、消石灰水溶液が下
向流傾斜沈降手段から上向流傾斜沈降手段に流れの方向
を変える領域に網目構造の隔壁を設ける。下向流傾斜沈
降手段で沈降分離した凝集塊のうち、消石灰水溶液に同
伴する凝集塊を網目構造により捕捉して、沈降分離室で
の沈降分離を促進することができる。

【００１９】本発明の好適な実施態様では、沈降分離室
は、下向流傾斜沈降手段を沈降分離室の中央長手方向に
沿って配置し、上向流傾斜沈降手段を下向流傾斜沈降手
段の両側に下向流傾斜沈降手段に沿って配置する平面配
置で構成され、上向流傾斜沈降手段に接する沈降分離室
側壁の少なくとも一方に上向流傾斜沈降手段を振動させ
る起振装置が設けられている。上向流傾斜沈降手段で
は、消石灰水溶液の流れ方向と凝集塊の滑落方向とが相
反するものの、消石灰水溶液中の非溶解物凝集塊は、弱
い付着力で上向流傾斜沈降手段等に付着しているため、
振動により容易に剥離させることができる。そこで、起
振装置により上向流傾斜沈降手段等を振動させて、凝集
塊を上向流傾斜沈降手段から剥離、滑落させ、上向流傾
斜沈降手段等の目詰まりを防止する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。消石灰水溶液の清澄化装置の実施例１本実施例は、本発明に係る消石灰水溶液の清澄化装置の
実施例の一つであって、図１〜図５は、それぞれ、本実
施例の消石灰水溶液の清澄化装置の部分破断平面図、図
１の矢視Ａ−Ａの縦断面図、図１の矢視Ｂ−Ｂの横断面
図、図１の矢視Ｃ−Ｃの縦断面図及び図２の矢視ｂ−ｂ
の横断面図である。尚、図１は、図２の矢視ａ−ａの部
分破断平面図であり、図２の右側は、簡単に滞留凝集部
のみ図示している。本実施例の消石灰水溶液の清澄化装
置１０（以下、簡単に装置１０と言う）は、粗製消石灰
水溶液から非溶解物を除去して清澄な消石灰水溶液を得
る装置であって、図１に示すように、１個の直方体状の
密閉容器１２内に形成されていて、左側の滞留凝集部１
４と右側の沈降分離部１６とから構成されている。

【００２１】滞留凝集部１４は、図１〜図３及び図５に
に示すように、容器１２の一部として沈降分離部１６と
は別に区画された一つの室として構成されるとともにそ
の下部は図３に示すように逆四角錐状に形成され、粗製
消石灰水溶液（以下、混乱を来さない限り、簡単に消石
灰水溶液と言う）を滞留凝集部１４に導入する導入口１
８を底部に、導入口１８から導入された消石灰水溶液の
液流を衝突させる円盤状の衝突板２０を導入口１８に対
向した配置で、導出口１９を上部に、それぞれ備えてい
る。また、滞留凝集部１４の底部には、ドレンノズル２
２が設けてある。滞留凝集部１４の消石灰水溶液の滞留
時間は、約５分である。また、衝突板２０は、導入口１
８に比較的近い位置に配置されていて、本実施例では、
衝突板２０と導入口１８との距離は、滞留凝集部１４の
液面高さの約１／１０の距離である。また、導入口１８
での消石灰水溶液の流入速度は、約１ｍ／sec である。
なお、衝突板２０を設ける代りに、図９に示すように、
粗製消石灰水溶液の導入管２１を、その開口部が底板２
３に向くように下向きに付設し、導入管２１から流入す
る消石灰水溶液を底板２３に衝突させるようにしてもよ
い。

【００２２】滞留凝集部１４の上部の導出口１９から沈
降分離部１６の上部中央長手方向に沿って、図１から図
４に示すように、消石灰水溶液を沈降分離部１６に導く
分配管２４が設けてある。分配管２４は、上部を開放し
た半割状の管体で形成され、管壁の両側には等間隔に配
置された多数の分配孔２６を備えている。なお、分配管
２４は半割状のものでなくてもよく、管体そのものであ
ってもよい。分配管２４内の消石灰水溶液の流速は、粗
大な凝集塊となった非溶解物が破壊されないような流
速、例えば０．０５ｍ／sec とすることが必要である。
消石灰水溶液は、滞留凝集部１４の導出口１９から分配
管２４を流れて、図１の矢印に示すように、沈降分離部
１６の全長にわたり、分配孔２６からほぼ均一な流量で
沈降分離部１６の左右に流入する。

【００２３】沈降分離部１６は、図２、図４及び図５に
示すように、消石灰水溶液を下向き傾斜流れで流す下向
流傾斜沈降部２８と、消石灰水溶液を上向き傾斜流れで
流す上向流傾斜沈降部３０と、下向流から上向流に消石
灰水溶液の流れを反転させる反転部３２と、反転部３２
の下方に設けられた沈澱物ホッパ３４とから構成されて
いる。図５に示すように、下向流傾斜沈降部２８は沈降
分離部１６の中央長手方向に沿って延在し、上向流傾斜
沈降部３０Ａ、Ｂは隔壁３６を介在させて下向流傾斜沈
降部２８の両側にその全長にわたり延在している。

【００２４】下向流傾斜沈降部２８及び上向流傾斜沈降
部３０Ａ、Ｂは、それぞれ、図５に示すようなハニカム
状断面を有する、小径の円筒流路群の集合体からなる傾
斜流路体３１により構成されている。傾斜流路体３１
は、図８（ａ）に示すような連続台形断面の波型成形板
３１ａを、山と山、谷と谷とが相互に向き合った配置で
上下に多少離隔して多数配置してなる集合体により、又
は流路に直交する方向の断面で見て中空部が図８（ｂ）
に示すハニカム状になるように形成された成形体３１ｂ
により構成されている。図８（ａ）に示す波型成形板３
１ａに変えて平板を多数配置しても良い。本実施例で
は、下向流傾斜沈降部２８及び上向流傾斜沈降手段３０
とも、図８（ｂ）と同じ構成の商品名オルパックという
傾斜流路体によって構成されていて、いずれも、図２の
左手から右手に向かって水平面に対して約６０°下方に
傾斜するように配設されている。尚、本実施例では、傾
斜流路体を、その流路が図２の左上から右下に下り傾斜
となるように配置してあるが、これとは逆向きに、流路
が右上から左下に下り傾斜となるように配置してもよ
い。また、上向流傾斜沈降部３０Ａ、Ｂでは、前段の下
向流傾斜沈降部２８で大部分の凝集塊が沈降分離される
ため、上向流傾斜沈降部３０の傾斜流路体の断面積は下
向流傾斜沈降部２８の断面積より小さくて良い。

【００２５】反転部３２は、図４に示すように、下向流
傾斜沈降部２８及び上向流傾斜沈降部３０Ａ、Ｂの下方
に位置し、下向流傾斜沈降部２８と上向流傾斜沈降部３
０Ａ、Ｂとを区画する隔壁３６の延長部３８は、網目構
造になっている。網目構造には、例えば目開きが５ｍｍ
程度の合成樹脂製網を使用する。反転部３２の下方は、
図２から図５に示すように、沈澱物の沈澱物ホッパ３４
となっている。沈澱物ホッパ３４は、逆四角錐状に形成
され、その底部には、サイフォン式の沈澱物抜き出しノ
ズル４０が設けてある。

【００２６】上向流傾斜沈降部３０Ａ、Ｂの各々の上部
には、図１及び図４に示すように、沈降分離部１６で非
溶解物を沈降・分離させて清澄になった消石灰水溶液
（以下、清澄消石灰水溶液と言う）を集水する集水樋４
２Ａ、Ｂが上向流傾斜沈降部３０Ａ、Ｂの長手方向に沿
って設けてある。集水樋４２Ａ、Ｂは、角筒状の管体で
あって、その底には上向流傾斜沈降部２８から清澄消石
灰水溶液を流入させる集水孔４４が設けてある。集水樋
４２Ａ、Ｂの接続端部は、図１及び図３に示すように、
それぞれ、滞留凝集部１４の分配管２４の両側に設けら
れている流出室４６Ａ、Ｂに接続されている。流出室４
６Ａ、Ｂには、それぞれ、出口ノズル４８Ａ、Ｂが設け
られ、清澄消石灰水溶液を送液する消石灰水溶液送液管
（図示せず）に接続されている。

【００２７】また、容器１２の天井壁には、容器１２内
に空気を流入出させるために、炭酸ガス除去剤５２を充
填した炭酸ガス除去槽５０を有する大気連通管５１が、
図２及び図３に示すように、設けてある。大気連通管５
１に炭酸ガス除去槽５０を設けることにより、装置１０
内での炭酸カルシウムの生成を防止し、清澄な消石灰水
溶液の懸濁と消石灰の損失を最小限に抑制している。炭
酸ガス除去剤５２としては、粒状消石灰、粒状の水酸化
ナトリウム等が用いられる。

【００２８】以下に、図１から図５を参照して、装置１
０を構成する各部の機能及び装置１０内での消石灰水溶
液の挙動を説明し、合わせて、本発明方法の実施を説明
する。消石灰水溶液は、導入口１８から滞留凝集部１４
に流入し、図３に示すように、衝突板１８に衝突して、
消石灰水溶液の流入エネルギーを拡散させると共に直線
的な上昇流とならないように消石灰水溶液流の流線も分
散させる。これにより、消石灰水溶液の対流が、滞留凝
集部１４内に生じる。

【００２９】対流の緩やかな撹拌効果により、消石灰水
溶液中の沈降性に乏しい微細な粒子状の非溶解物、主と
して炭酸カルシウム粒子同士が、接触して粒径の大きな
凝集フロックに成長し、また微細な非溶解物粒子が凝集
フロックに包含される等の現象により、沈降性の良好な
粗大な凝集塊になる。消石灰水溶液と共に凝集塊は、滞
留凝集部１４内で対流蓄積し、消石灰水溶液は、非溶解
物濃度の高い高濃度スラリー状になる。滞留凝集部１４
に継続して流入する消石灰水溶液の流入エネルギーによ
り、高濃度スラリーが緩やかに対流撹拌される間に、流
入した消石灰水溶液中の微細な非溶解物は、高濃度スラ
リーと接触し、粗大な凝集塊を形成する。このようにし
て、非溶解物、即ち炭酸カルシウム粒子は粗大な凝集塊
となる。

【００３０】運転開始当初は、滞留凝集部１４には非溶
解物の高濃度スラリーは存在しないが、運転開始の後、
時間が経過するにつれて、非溶解物は次第に滞留蓄積
し、０．５〜３％の範囲の濃度で定常状態になる。高濃
度スラリーが形成されていない運転開始当初には、予
め、炭酸カルシウム濃度が０．１％程度になるように、
炭酸カルシュウム粉末を種晶として投入するのが望まし
い。

【００３１】粗大な凝集塊を懸濁させた消石灰水溶液
は、滞留凝集部１４の上部の導出口１９から分配管２４
に入り、更に分配孔２６を介して沈降分離部１６の長手
方向全長にわたり左右に均一な流量で分配され、沈降分
離部１６に導入される。消石灰水溶液は、図３に示すよ
うに、先ず、下向流傾斜沈降部２８を下向きの流れで通
過して行き、次いで反転部３２で左右に分流しつつ網目
構造の隔壁延長部３８を通過し、流れを反転して上向流
で上向流傾斜沈降部３０を通過して行く。

【００３２】滞留凝集部１４で粗大化した凝集塊は、そ
の大部分が始めの下向流傾斜沈降部２８でその傾斜流路
体の壁に沈降付着することにより捕捉される。傾斜流路
体の壁での凝集塊の沈降付着量が増大すると、凝集塊
は、傾斜流路体の壁から剥離して、下向流傾斜沈降部２
８の傾斜流路体内を消石灰水溶液の流れと共に滑落して
行く。滑落現象により、下向流傾斜沈降部２８では、凝
集塊の過大な沈降付着が生じるようなことはなく、傾斜
流路体の閉塞は生じない。

【００３３】下向流傾斜沈降部２８を通過した消石灰水
溶液は、反転部３２で下向流から上向流に流れの向きを
変えつつ隔壁延長部３８の網目構造を通過し、次いで上
向流傾斜沈降部３０Ａ、Ｂに流入する。消石灰水溶液が
網目構造を通過する際、下向流傾斜沈降部２８で捕捉さ
れなかった残りの凝集塊及び微細な粒子は、隔壁延長部
３８の網目に接触して、付着捕捉される。網目に付着し
た凝集塊は、消石灰水溶液中の他の凝集塊及び微細な非
溶解物を捕捉して更に肥大化する。肥大化した凝集塊の
大部分は剥離落下するが、残部は更に成長し網目を閉塞
させるようになる。網目の閉塞が生じると、網目構造を
通過する消石灰水溶液の流速が速くなり、網目に付着成
長した凝集塊の一部を剥ぎ取って上向流傾斜沈降部３０
Ａ、Ｂに同伴する。同伴された凝集塊は、再び上向流傾
斜沈降部３０Ａ、Ｂの傾斜流路体の壁に付着捕捉され、
次いで消石灰水溶液の流れに抗して下方に滑落する。

【００３４】非溶解物が捕捉されて清澄化した消石灰水
溶液は、集水孔４４から集水樋４２Ａ、Ｂに流入し、流
出室４６Ａ、Ｂを経て出口ノズル４８Ａ、Ｂから送液さ
れる。一方、分離された非溶解物は、沈澱物ホッパ３４
に落下、蓄積し、沈澱物抜き出しノズル４０から間欠的
に排出される。

【００３５】実施例１の改変例１本改変例は、実施例の改変例であって、実施例１の消石
灰水溶液流と衝突板との衝突による対流攪拌に代えて緩
やかな機械的強制攪拌を行う例である。本改変例では、
図６に示すように、滞留凝集部１４にパドル型攪拌機６
０を設けている。撹拌強度が強いと、成長した粗大な凝
集塊が破壊され、再び微細な粒子に戻るので、撹拌羽根
の先端周速度は、５ｍ／分以下にする。本改変例でも、
滞留凝集部１４での非溶解物の濃度を高濃度に保つた
め、実施例１と同様に、導入口６２を下部に、分配管２
４に接続する導出口６４を上部に設ける。

【００３６】実施例１の改変例２装置１０の網目構造の隔壁延長部３８及び上向流部傾斜
沈降部３０Ａ、Ｂでは、消石灰水溶液の流れの方向と凝
集塊の落下方向が一致していないために、凝集塊が円滑
に剥離、滑落しないこともある。ところで、装置１０で
は、凝集塊は、通常のスケールのように薬品洗浄を必要
とするような強い付着強度で隔壁延長部３８の網目、上
向流部傾斜沈降部３０Ａ、Ｂの傾斜流路体壁等に付着し
ているのではなく、弱い付着力でぶら下がるように付着
している。従って、弱い振動を傾斜流路体の壁、或いは
隔壁延長部３８の網目構造に加えることにより、簡単に
凝集塊を剥離させることができる。そこで、本改変例２
では、図１及び図４に示すように、容器１２の側壁に起
振装置６６を取り付け、１日に数回の頻度で、数秒間〜
十数秒間作動させて、上向流傾斜沈降部３０等を振動さ
せることにより、付着した凝集塊を落下させ、凝集塊の
堆積を防止している。なお、起振装置６６は、沈澱物ホ
ッパ３４内の沈澱物を引き抜く操作と連動させると、そ
の効果がより一層発揮される。起振装置６２は、既知の
装置であって、電動式又は空気圧式等の市販品を取り付
ければ良い。取り付け位置は、図１に示すように、両側
壁の中央部が効果的である。装置が、小型の場合には側
壁の片方で良く、大型の場合は、両側壁に２台又は複数
台取り付ける。

【００３７】実施例２本実施例は、本発明に係る消石灰水溶液の清澄化装置の
別の実施例である。本実施例の消石灰水溶液の清澄化装
置７０は、図７に示すように、一つの滞留凝集部７２
と、滞留凝集部７２とは別個に形成された複数個（図７
では、例として３個図示）の沈降分離部７４Ａ、Ｂ、Ｃ
とから構成され、滞留凝集部７２と沈降分離部７４Ａ、
Ｂ、Ｃとは配管７６Ａ、Ｂ、Ｃによりそれぞれ接続され
ている。消石灰水溶液の流量が大きく、装置が大型にな
るような場合、製作、輸送及び据付面の様々諸条件を考
慮して、本実施例が好適に採用される。

【００３８】

【発明の効果】本発明方法の構成によれば、粗製消石灰
水溶液を緩やかに攪拌しつつ所定時間滞留させ、それに
より、沈降し難い炭酸カルシュウム粒子を主成分とする
非溶解物を接触、粗大化させ、後段の沈降分離を効率化
した、消石灰水溶液の清澄化方法を実現している。ま
た、本発明装置の構成によれば、可動部を殆ど有しない
簡易な機構により、消石灰水溶液の清澄化方法を効率良
く実施できる装置を実現している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る消石灰水溶液の清澄化装置の実施
例の部分破断平面図である。

【図２】図１の矢視Ａ−Ａの縦断面図である。

【図３】図１の矢視Ｂ−Ｂの横断面図である。

【図４】図１の矢視Ｃ−Ｃの縦断面図である。

【図５】図２の矢視ｂ−ｂの横断面図である。

【図６】実施例１の改変例１の滞留凝集部の縦断面図で
ある。

【図７】本発明に係る消石灰水溶液の清澄化装置の実施
例２の平面図である。

【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、傾斜流路
体の構造を示す斜視図である。

【図９】衝突板に代えて、底板を静止被衝突体とした例
の滞留凝集部の要部の縦断面図である。

【符号の説明】

１０本発明に係る消石灰水溶液の清澄化装置の実施例１２密閉容器１４滞留凝集部１６沈降分離部１８導入口１９導出口２０衝突板２１導入管２２ドレンノズル２３底板２４分配管２６分配孔２８下向流傾斜沈降部３０上向流傾斜沈降部３１傾斜流路体３２反転部３４沈澱物ホッパ３６隔壁３８網目構造の隔壁延長部４０沈澱物抜き出しノズル４２集水樋４４集水孔４６流出室４８出口ノズル５０炭酸ガス除去槽５１大気連通管５２炭酸ガス除去剤６０攪拌機６２導入口６４導出口６６起振装置７０本発明に係る消石灰水溶液の清澄化装置の実施例
２７２滞留凝集部７４沈降分離部７６配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田弘郎東京都文京区本郷５丁目５番16号オルガノ株式会社内 (56)参考文献特開平９−52711（ＪＰ，Ａ) 特開平７−290067（ＪＰ，Ａ) 特開平７−136661（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−79814（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 21/00 - 21/34 C01F 1/52 - 1/56 C02F 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】消石灰を飽和溶解濃度以下の濃度に溶解
し、かつ溶解した消石灰中の非消石灰物質を非溶解物と
して含む粗製消石灰水溶液を区画された第１の領域に導
入し、第１の領域内で粗製消石灰水溶液の液流を静止被
衝突体に衝突させて粗製消石灰水溶液を対流、攪拌させ
つつ所定時間滞留させ、粗製消石灰水溶液中の非溶解物
を凝集させる滞留・凝集工程と、次いで、第１の領域から別に区画された第２の領域内に
粗製消石灰水溶液を導入し、凝集した非溶解物を沈澱さ
せて粗製消石灰水溶液から分離し、清澄な消石灰水溶液
を得るようにした沈澱・分離工程とを有することを特徴
とする、消石灰水溶液の清澄化方法。
【請求項２】消石灰を飽和溶解濃度以下の濃度に溶解
し、かつ溶解した消石灰中の非消石灰物質を非溶解物と
して含む粗製消石灰水溶液を区画された第１の領域に導
入し、第１の領域内で回転攪拌翼により攪拌強度Ｇ値と
して５〜３００sec ^-1の強度で粗製消石灰水溶液を攪拌
しつつ所定時間滞留させ、粗製消石灰水溶液中の非溶解
物を凝集させる滞留・凝集工程と、次いで、第１の領域から別に区画された第２の領域内に
粗製消石灰水溶液を導入し、凝集した非溶解物を沈澱さ
せて粗製消石灰水溶液から分離し、清澄な消石灰水溶液
を得るようにした沈澱・分離工程とを有することを特徴
とする、消石灰水溶液の清澄化方法。
【請求項３】沈澱・分離工程では、傾斜沈降分離法に
より非溶解物を沈澱、分離することを特徴とする請求項
１又は２に記載の消石灰水溶液の清澄化方法。
【請求項４】空気中の炭酸ガスから遮断した室として
構成され、室の下部に導入口、室の上部に導出口、及び
導入口に対向して位置する被衝突体を室内にそれぞれ備
え、飽和溶解濃度以下の濃度の粗製消石灰水溶液を導入
口から導入して被衝突体に衝突させ、その衝突効果によ
り室内を対流させつつ所定時間滞留させて粗製消石灰水
溶液中の非溶解物を凝集させ、凝集非溶解物を同伴する
粗製消石灰水溶液を導出口から導出させる滞留凝集室
と、空気中の炭酸ガスから遮断した室として構成され、下向
流傾斜沈降手段と、上向流傾斜沈降手段とを室内に備
え、滞留凝集室の導出口から粗製消石灰水溶液を導入
し、凝集した非溶解物を下向流傾斜沈降手段により、次
いで上向流傾斜沈降手段により沈澱させて粗製消石灰水
溶液から分離し、清澄な消石灰水溶液を得るようにした
沈澱分離室とを備えていることを特徴とする、消石灰水
溶液の清澄化装置。
【請求項５】消石灰水溶液が下向流傾斜沈降手段から
上向流傾斜沈降手段に流れの方向を変える領域に網目構
造の隔壁が設けられていることを特徴とする請求項４に
記載の消石灰水溶液の清澄化装置。
【請求項６】沈降分離室は、下向流傾斜沈降手段を沈
降分離室の中央長手方向に沿って配置し、上向流傾斜沈
降手段を下向流傾斜沈降手段の両側に下向流傾斜沈降手
段に沿って配置する平面配置で構成され、上向流傾斜沈
降手段に接する沈降分離室側壁の少なくとも一方に上向
流傾斜沈降手段を振動させる起振装置が設けられている
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の消石灰水溶液
の清澄化装置。