JP6541543B2 - 中和処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、中和処理装置に関するものである。

従来、建設現場や工場などで発生するアルカリ性の排液などの中和処理を行う中和処理装置が知られている。中和処理は、炭酸ガスおよび排液などをノズルから反応槽に供給して、反応槽において行われる。ノズルには、炭酸ガスとアルカリ性の排液などとが反応して生成される炭酸カルシウム（スケール）が付着することにより、ノズル詰まりが生じるという問題点があった。そこで、従来では、この問題を解消するための中和処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の中和処理装置は、炭酸ガスおよび排ガスを反応槽に供給するノズルを備えている。中和処理装置は、ノズルへの炭酸カルシウムの付着を抑制するために、犠牲面を有する炭酸カルシウムの結晶を反応槽内に配置している。なお、犠牲面とは、反応槽で炭酸カルシウムを積極的に発生させる面である。犠牲面で炭酸カルシウムを積極的に発生させることにより、相対的にノズルへの炭酸カルシウムの付着が抑制される。

特開平８−１０８０３８号公報

しかしながら、上記特許文献１の中和処理装置では、ノズルへの炭酸カルシウム（スケール）の付着を抑制することはできるが、一旦ノズルに付着した炭酸カルシウムを除去することはできないという不都合がある。そのため、上記特許文献１の中和処理装置では、たとえば、定期的なメンテナンス時に、ノズルに付着した炭酸カルシウムの除去作業が必要となるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、メンテナンス時等において除去作業をすることなく、ノズルに付着した炭酸カルシウムを除去することが可能な中和処理装置を提供することである。

この発明の一の局面による中和処理装置は、アルカリ性の排水と炭酸ガスとが中和反応する反応槽と、反応槽に排水および炭酸ガスを供給するノズルと、スケール除去剤をノズルの内面に供給する除去剤供給部とを備え、
除去剤供給部は、スケール除去剤を貯蔵する除去剤貯蔵部を含み、ノズル側で発生された負圧により、ノズルに、排水と、除去剤貯蔵部に貯蔵されたスケール除去剤とを引き込むように構成されている。

この発明の一の局面による中和処理装置では、上記のように、反応槽にアルカリ性の排水および炭酸ガスを供給するノズルの内面に、スケール除去剤を供給する除去剤供給部を設ける。これにより、ノズルの内面にスケール除去剤を供給することができるので、ノズルの内面に付着したスケール（炭酸カルシウム）を除去することができる。その結果、ノズル詰まりを解消することができる。また、定期的なメンテナンス時などに、ノズルの内面に付着したスケールの除去作業を行う手間を削減することができる。また、ノズルにスケール除去剤を引き込むことにより、容易に、ノズルの内面にスケール除去剤を供給することができる。

上記一の局面による中和処理装置において、好ましくは、除去剤供給部は、除去剤貯蔵部からノズルに向かってスケール除去剤を送り出すように構成されている。このように構成すれば、ノズルに向かってスケール除去剤を送り出すことにより、容易に、ノズルの内面にスケール除去剤を供給することができる。

上記一の局面による中和処理装置において、好ましくは、除去剤供給部は、ノズルに接続され、反応槽の流体を循環させるとともに、流体の循環によってノズル側に負圧を発生させることにより、ノズルにスケール除去剤および排水を引き込む第１ポンプを含む。このように構成すれば、第１ポンプの作動により生じる負圧により、排水をノズルに引き込むとともに、スケール除去剤をノズルに引き込むことができるので、排水とスケール除去剤とを別々の構成によりノズルに供給する場合と比較して、装置構成を簡素化することができる。

上記除去剤供給部が除去剤貯蔵部を含む構成において、好ましくは、除去剤供給部は、除去剤貯蔵部側に設けられ、除去剤貯蔵部からノズルに向かってスケール除去剤を送り出す第２ポンプを含む。このように構成すれば、ノズルへの流体の供給を停止させた状態でも第２ポンプによりスケール除去剤をノズルに供給することができる。この場合、ノズルに供給されたスケール除去剤が流体により希釈されるのを抑制することができる。その結果、効果的に、ノズルの内面に付着したスケールを除去することができる。

上記一の局面による中和処理装置において、好ましくは、除去剤供給部は、スケールが付着していない状態のノズルから供給される流体の流量から、流量が減少した場合に、スケール除去剤を供給するように構成されている。ここで、ノズルにスケールが付着するとノズルを通る流体の流量が減少する。したがって、上記のように構成すれば、ノズルにスケールが付着している状態でスケール除去剤を供給することができる。すなわち、必要以上のスケール除去剤が無駄に使用されるのを抑制することができる。また、ノズルにスケールが付着すると、自動的にスケール除去剤が供給されるので、ノズルにスケールが付着し続けるのを抑制することができる。その結果、ノズル詰まりが発生するのを自動的に抑制することができる。

この場合、好ましくは、反応槽に供給される排水の流量、または、反応槽から排出される中和処理後の流体の流量を測定する流量計をさらに備え、除去剤供給部は、ノズルにスケールが付着していない状態の流量から、流量計により測定された流量が所定値以下の流量に減少した場合に、スケール除去剤を供給するように構成されている。このように構成すれば、流量計により測定された流量に基づいてスケール除去剤が供給されるので、より確実に、ノズルにスケールが付着している状態でスケール除去剤を供給することができる。すなわち、必要以上のスケール除去剤が無駄に使用されるのをより効果的に抑制することができる。また、流量計の測定結果に基づいて、自動的にスケール除去剤が供給されるので、より確実に、ノズルにスケールが付着し続けるのを抑制することができる。その結果、より確実に、ノズル詰まりが発生するのを自動的に抑制することができる。

上記一の局面による中和処理装置において、好ましくは、反応槽のＰＨ値を測定するＰＨ測定部をさらに備え、除去剤供給部は、ＰＨ測定部により測定されたＰＨ値が、ノズルにスケールが付着していない状態のＰＨ値の変動幅よりも小さい所定の変動幅を継続して推移することにより、スケールが付着していない状態のノズルから供給される流体の流量から、流量が減少していると推定される場合に、スケール除去剤を供給するように構成されている。ここで、一般的に、ノズル詰まりが発生すると、反応槽に供給される排水の量が少なくなるため、流体のＰＨ値の変動幅が小さくなる（ＰＨ値が安定する）傾向がある。したがって、上記のように構成すれば、ＰＨ測定部により測定されたＰＨ値に基づいてスケール除去剤が供給されるので、より確実に、ノズルにスケールが付着している状態でスケール除去剤を供給することができる。すなわち、必要以上のスケール除去剤が無駄に使用されるのをより効果的に抑制することができる。また、ＰＨ測定部の測定結果に基づいて、自動的にスケール除去剤が供給されるので、ノズルにスケールが付着し続けるのを抑制することができる。その結果、ノズル詰まりが発生するのを自動的に抑制することができる。

上記一の局面による中和処理装置において、好ましくは、除去剤供給部は、ノズルを通る流体の流れを停止させる際に、スケール除去剤を供給するように構成されている。このように構成すれば、ノズルを通る流体の流れを停止する際にスケール除去剤が供給されるので、継続的にノズルに流体が供給される場合と比較して、ノズルを通る流体により、ノズルの内面に供給されたスケール除去剤が洗い流されるのを抑制することができる。また、比較的多くのスケール除去剤をノズル内に留めておくことができる。その結果、効果的に、ノズルの内面に付着したスケールを除去することができるので、ノズル詰まりを効果的に抑制することができる。

この場合、好ましくは、ノズルは、ノズルを通る流体の流れが停止した場合に、ノズルの吐出口を塞ぐ、開閉可能な蓋部を含む。このように構成すれば、蓋部によりスケール除去剤がノズルの外部へ流出するのを抑制することができるので、より効果的に、ノズルの内面に付着したスケールを除去することができる。

上記一の局面による中和処理装置において、好ましくは、スケール除去剤は、酸性である。このように構成すれば、スケール除去剤によっても排水の中和処理を行うことができるので、酸性以外のスケール除去剤を使用する場合と比較して、炭酸ガスの消費を抑制することができるとともに、より効果的に中和処理を行うことができる。

上記一の局面による中和処理装置において、好ましくは、ノズルは、排水が流入する流入部分の近傍に、反応槽に供給される流体中に気泡を発生させる孔部を含む。このように構成すれば、孔部によりノズル内で気泡を発生させることができるので、ノズルの内面へのスケールの付着を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、メンテナンス時等において除去作業をすることなく、ノズルに付着したスケールを除去することが可能な中和処理装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態による中和処理装置の全体構成を示した概略図である。 本発明の第１実施形態による中和処理装置のノズルを示した模式的な断面図である。 本発明の第１実施形態による中和処理装置のスケール除去剤の供給制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による中和処理装置の全体構成を示した概略図である。 本発明の第３実施形態による中和処理装置の全体構成を示した概略図である。 本発明の第３実施形態による中和処理装置のＰＨ値の変動について説明するためのグラフである。 本発明の第３実施形態による中和処理装置のスケール除去剤の供給制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４実施形態による中和処理装置のノズルを示した模式的な断面図である。 本発明の第１〜第４実施形態の変形例による中和処理装置のノズルを示した模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（中和処理装置の構成）
図１に示すように、中和処理装置１００は、排水貯留部１と、ガス供給部２と、中和処理部３とを備えている。排水貯留部１は、原水槽１０を含んでいる。ガス供給部２は、炭酸ガスボンベ２０を含んでいる。中和処理部３は、ノズル３０と、反応槽３１と、除去剤貯蔵部３２と、自吸ポンプ３３とを含んでいる。中和処理装置１００は、排水貯留部１からアルカリ性の排水、および、ガス供給部２から炭酸ガスを中和処理部３に供給するように構成されている。また、中和処理装置１００は、中和処理部３において、ノズル３０から排水と炭酸ガスとを反応槽３１にそれぞれ供給するように構成されている。そして、中和処理装置１００は、中和処理部３において、反応槽３１内で排水と炭酸ガスとを撹拌することにより中和反応させる（中和処理する）ように構成されている。なお、除去剤貯蔵部３２は、特許請求の範囲の「除去剤供給部」の一例である。

ここで、第１実施形態では、中和処理装置１００は、中和処理部３において、ノズル３０の内面３０ａ（図２参照）にスケール除去剤を供給するように構成されている。これにより、中和処理装置１００は、ノズル３０の内面３０ａに発生したスケールを取り除いて、ノズル詰まりを解消することが可能なように構成されている。

ノズル３０と、原水槽１０、炭酸ガスボンベ２０、除去剤貯蔵部３２および自吸ポンプ３３とをそれぞれ接続する構成について説明する。

ノズル３０と原水槽１０とは、給水ホース１１により接続されている。また、ノズル３０と炭酸ガスボンベ２０とは、ガス供給管２１により接続されている。また、ノズル３０と除去剤貯蔵部３２とは、除去剤供給管３６により接続されている。また、ノズル３０と自吸ポンプ３３とは、流体供給管３４により接続されている。

なお、流体供給管３４とガス供給管２１とは、ノズル３０との間の合流部Ｇ１（図１参照）において合流している。したがって、合流部Ｇ１とノズル３０との間における供給管は、流体供給管３４およびガス供給管２１として機能する。また、流体供給管３４と除去剤供給管３６とは、ノズル３０との間の合流部Ｇ２（図１参照）において合流している。したがって、合流部Ｇ２とノズル３０との間における供給管は、流体供給管３４および除去剤供給管３６として機能する。

（排水貯留部の構成）
排水貯留部１は、図１に示すように、原水槽１０と、給水ホース１１と、液位計１２とを含んでいる。なお、排水貯留部１自体は、排水を中和処理部３（ノズル３０）に供給（送り込む）する機能を有していない。排水貯留部１に貯留された排水は、中和処理部３の機能により、中和処理部３に供給される（引き込まれる）。詳細については後述する。

原水槽１０は、外部のポンプ（図示せず）から送り込まれるアルカリ性の排水（原水）を貯留するように構成されている。なお、アルカリ性の排水は、建設現場や工場で用いられるセメントなどから発生する。

給水ホース１１は、一方端が原水槽１０内（排水内）に配置され、他方端がノズル３０の横孔部３０ｃ（図２参照）に接続されている。また、給水ホース１１の一方端側は、原水槽１０内から上方に延びている。また、給水ホース１１の一方端には、ストレーナ１１ａが設けられている。また、給水ホース１１の一方端と他方端との間には、弁１１ｂが設けられている。弁１１ｂは、たとえば、手動式のボールバルブなどである。

液位計１２は、原水槽１０内の排水（原水）の液位を検知可能に構成されている。詳細には、液位計１２は、上下異なる高さ位置に配置される２つのフロートを有しており、下側のフロートで原水槽１０の最低液位ｈ１、上側のフロートで原水槽１０の最高液位ｈ２を検知可能に構成されている。また、液位計１２での測定結果は、後述する制御部４０により受信される。そして、制御部４０は、原水槽１０が最低液位ｈ１に達した場合には、反応槽３１（ノズル３０）への排水の供給（引き込み）を停止し、原水槽１０が最高液位ｈ２に達した場合には、原水槽１０から排水が溢れることを防止するために原水槽１０への排水の供給を停止するなどの制御を行うように構成されている。なお、制御部４０は、特許請求の範囲の「除去剤供給部」の一例である。

（ガス供給部の構成）
ガス供給部２は、図１に示すように、複数（２つ）の炭酸ガスボンベ２０と、ガス供給管２１と、圧力調整器２２と、電磁弁２３と、逆止弁２４とを含んでいる。

炭酸ガスボンベ２０には、炭酸ガスが封入されている。ガス供給管２１は、一方端が炭酸ガスボンベ２０に接続され、他方端がノズル３０の上孔部３０ｂ（図２参照）に接続されている。また、ガス供給管２１には、炭酸ガスボンベ２０側から順に、圧力調整器２２と、電磁弁２３と、逆止弁２４とが設置されている。

圧力調整器２２は、ヒータ（図示せず）を有しており、ヒータで炭酸ガスを加熱することにより、ガス供給管２１内の炭酸ガス圧を中和処理部３（ノズル３０）側へ供給（噴射）するのに適した所定圧力に調整するように構成されている。なお、圧力調整器２２は、中和処理部３の後述する制御部４０による制御の下、炭酸ガスの圧力調整を行うように構成されている。

電磁弁２３は、制御部４０による制御の下、所定のタイミングで開閉されるように構成されている。なお、所定のタイミングは、反応槽３１内に貯留された流体のＰＨ値に基づいて制御部４０（制御部４０のＰＨ指示計４０ａ）によって決定される。詳細については、後述する。

逆止弁２４は、炭酸ガスボンベ２０側から中和処理部３（ノズル３０）側に炭酸ガスを通し、中和処理部３（ノズル３０）側から炭酸ガスボンベ２０側に炭酸ガスを含む流体を通さないように構成されている。

（中和処理部の構成）
中和処理部３は、図１に示すように、ノズル３０と、反応槽３１と、除去剤貯蔵部３２と、複数（２つ）の自吸ポンプ３３と、流体供給管３４と、ＰＨ測定部３５と、除去剤供給管３６と、電磁弁３７と、排水ホース３８と、流量計３９と、ＰＨ指示計４０ａを含む制御部４０と、ＰＨ記録計４１と、操作部４２とを含んでいる。なお、自吸ポンプ３３は、特許請求の範囲の「第１ポンプ」および「除去剤供給部」の一例である。

ノズル３０は、図２に示すように、略直線状に延びる円筒状の内面３０ａを有する筒形状に形成されている。また、ノズル３０は、略直線状に延びる円筒状の内面３０ａが上下方向に沿うように、反応槽３１内に設置されている。また、ノズル３０には、上孔部３０ｂと、横孔部３０ｃと、下孔部３０ｄとが設けられている。

上孔部３０ｂは、炭酸ガスボンベ２０と、除去剤貯蔵部３２と、自吸ポンプ３３とにそれぞれ接続されている。また、上孔部３０ｂは、炭酸ガスボンベ２０、除去剤貯蔵部３２および自吸ポンプ３３から、それぞれ、炭酸ガス、流体およびスケール除去剤を、ノズル３０に供給可能に構成されている。また、上孔部３０ｂは、下方に小径部３０ｅを有しており、小径部３０ｅに向かうにつれて径が小さくなるように構成されている。上孔部３０ｂを通過する流体は、小径部３０ｅにおいて径が絞られることにより、加速された状態で下方に（下孔部３０ｄ）向けて射出される。また、小径部３０ｅに対向するノズル３０内の下方側には、小径部３０ｅよりも径が大きい大径部３０ｆが設けられている。小径部３０ｅから出射された流体は、大径部３０ｆに到達すると、加速された流体の周囲に負圧を発生させる。

横孔部３０ｃは、原水槽１０に接続されており、原水槽１０からノズル３０に排水を供給可能に構成されている。また、横孔部３０ｃは、ノズル３０の横方向側（側部）に設けられている。また、横孔部３０ｃは、上孔部３０ｂの近傍の高さ位置に設けられている。また、横孔部３０ｃには、上記の通り、原水槽１０から排水を供給する給水ホース１１が接続されている。また、給水ホース１１は、一方端が排水に浸かっている。ノズル３０内で負圧が発生した場合には、排水が給水ホース１１を介して負圧側に引き込まれる。結果として、横孔部３０ｃから供給された排水は、ノズル３０内で上孔部３０ｂから供給された流体に合流し、下孔部３０ｃに向けて流される。

下孔部３０ｄは、ノズル３０内から下方端（開放部分）に向けて内径が拡大するラッパ形状に形成されている。また、下孔部３０ｄは、炭酸ガスおよび排水を含む流体を反応槽３１に供給（排出）するように構成されている。すなわち、下孔部３０ｄは、反応槽３１に流体（排水および炭酸ガス）を供給する吐出口として機能する。

反応槽３１は、図１に示すように、ノズル３０から供給されたアルカリ性の排水と炭酸ガスとが内部で中和反応するように構成されている。すなわち、反応槽３１は、環境への影響を考慮して、炭酸ガスにより排水のＰＨ値を下げるように構成されている。

除去剤貯蔵部３２には、スケール除去剤が貯留されている。スケール除去剤は、固体状の炭酸カルシウムＳ（図２参照）を溶かす機能を有している。すなわち、スケール除去剤により、ノズル３０の内面３０ａ（図２参照）に付着した固体状の炭酸カルシウムＳに起因するノズル詰まりを解消することが可能である。また、スケール除去剤は、酸性であることが望ましい。

自吸ポンプ３３は、反応槽３１内に配置されている。また、自吸ポンプ３３は、流体供給管３４を介してノズル３０に接続されている。また、自吸ポンプ３３は、反応槽３１の流体を吸い込んで、ノズル３０に供給し、再び、反応槽３１に供給するように構成されている。すなわち、自吸ポンプ３３は、反応槽３１の流体を、流体供給管３４およびノズル３０を介して循環させるように構成されている。この循環によって、自吸ポンプ３３は、ノズル３０内に負圧を発生させるように構成されている。その結果、自吸ポンプ３３は、ノズル３０に排水を引き込むように構成されている。なお、自吸ポンプ３３は、制御部４０による制御の下、作動および停止するように構成されている。

また、自吸ポンプ３３は、ノズル３０側で発生された負圧により除去剤貯蔵部３２からスケール除去剤を引き込むように構成されている。詳細には、自吸ポンプ３３は、流体供給管３４内の流体の循環によって、ノズル３０内に負圧を発生させることにより、除去剤貯蔵部３２から合流点ｇ２を介してノズル３０内にスケール除去剤を引き込むように構成されている。

流体供給管３４は、一方端が自吸ポンプ３３に接続され、他方端がノズル３０の上孔部３０ｂに接続されている。

ＰＨ測定部３５は、反応槽３１内に配置され、反応槽３１に貯留された流体のＰＨ値を測定可能に構成されている。また、ＰＨ測定部３５での測定結果は、制御部４０（ＰＨ指示計４０ａ）により受信される。

除去剤供給管３６は、一方端が除去剤貯蔵部３２に接続され、他方端がノズル３０の上孔部３０ｂに接続されている。

電磁弁３７は、除去剤供給管３６に設置されている。また、電磁弁３７は、後述する制御部４０による制御の下、所定のタイミングで開閉されるように構成されている。なお、電磁弁３７が開かれることにより、除去剤貯蔵部３２のスケール除去剤は、流体供給管３４内の流体の循環で発生される負圧によって、ノズル３０に引き込まれる。

排水ホース３８は、反応槽３１の上部の側面に接続されている。また、排水ホース３８は、反応槽３１への接続部分から下方に延びており、越流により反応槽３１から処理水（中和処理後の流体）を排出することが可能に構成されている。

流量計３９は、排水ホース３８に設置され、反応槽３１から排出される処理水（中和処理後の流体）の流量を測定可能に構成されている。つまり、流量計３９は、排水ホース３８を通る処理水の流量を測定可能に構成されている。また、流量計３９での測定結果は、制御部４０により受信される。なお、越流により排水ホース３８から排水される際の反応槽３１から排出される処理水（中和処理後の流体）の流量は、反応槽３１に供給される排水の流量に等しい。

制御部４０は、液位計１２から原水槽１０の液位についての信号を受信して自吸ポンプ３３を運転または停止させるように構成されている。具体的には、制御部４０は、原水槽１０の液位がｈ１よりも高くかつｈ２よりも低い（運転可能液位）場合には、自吸ポンプ３３を運転させるように構成されている。また、制御部４０は、原水槽１０の液位がｈ１以下またはｈ２以上（非運転可能液位）である場合には、自吸ポンプ３３を停止させるように構成されている。なお、自吸ポンプ３３が停止している際に、ノズル３０側に炭酸ガスが供給されることはない。

制御部４０は、炭酸ガスをノズル３０側に供給する前に、圧力調整器２２により、炭酸ガスを供給するのに適した所定圧力に調整するように構成されている。

制御部４０は、ＰＨ指示計４０ａを含んでいる。ＰＨ指示計４０ａは、反応槽３１内の流体のＰＨ値に基づいて炭酸ガスの供給を制御する。詳細には、ＰＨ指示計４０ａ（制御部４０）は、ＰＨ測定部３５から反応槽３１のＰＨ値についての信号を受信してガス供給部２の電磁弁２３を開閉させることにより、炭酸ガスを連続供給、間欠供給または供給停止させるように構成されている。

たとえば、具体例として、ＰＨ指示計４０ａ（制御部４０）は、反応槽３１内の流体のＰＨ値が７．５以上である場合には、電磁弁２３の開状態を継続することにより、炭酸ガスを連続供給するように構成されている。

ＰＨ指示計４０ａ（制御部４０）は、反応槽３１内の流体のＰＨ値が７．０よりも大きくかつＰＨ値が７．５未満である場合には、電磁弁２３の開状態および閉状態を交互に繰り返すことにより、炭酸ガスを間欠供給するように構成されている。たとえば、２秒の開状態と５秒の閉状態とを交互に繰り返すように構成されている。

ＰＨ指示計４０ａ（制御部４０）は、反応槽３１内の流体のＰＨ値が７．０以下である場合には、電磁弁２３の閉状態を継続することにより、炭酸ガスを供給停止するように構成されている。

制御部４０は、ノズル３０を通る流体の流れを停止させる際（自吸ポンプ３３の停止信号を受信した際）に、電磁弁３７を開状態にすることにより、スケール除去剤をノズル３０の内面３０ａ（図２参照）に供給するように構成されている。

具体的には、制御部４０は、原水槽１０の液位が非運転可能液位にあることを示す信号（停止信号）を受信した場合、または、操作部４２から自吸ポンプ３３の停止信号を受信した場合などに、電磁弁３７を開状態にすることにより、スケール除去剤をノズル３０の内面３０ａ（図２参照）に供給するように構成されている。なお、スケール除去剤の供給は、たとえば、所定量のスケール除去剤が供給されるように、所定時間だけ電磁弁３７を開状態にしてもよい。

また、制御部４０は、ノズル３０にスケールが付着していない状態の流量（以下、初期流量Ｘとする）から、流量計３９により測定された流量が所定値以下の流量に減少した場合に、スケール除去剤を供給するように構成されている。たとえば、制御部４０は、初期流量Ｘから、流量計３９により測定された流量が０．９Ｘ以下に減少（１０％以上減少）した場合に、スケール除去剤を供給するように構成されている。なお、制御部４０は、内部に記憶部（図示せず）を含んでおり、ノズル３０にスケールが付着していない状態の流量を記憶している。また、スケール除去剤の供給は、たとえば、所定量のスケール除去剤が供給されるように、所定時間だけ電磁弁３７を開状態にしてもよい。また、ノズル詰まりが解消されるまで、間欠的にスケール除去剤を供給してもよい。

ＰＨ記録計４１は、時間とＰＨ値との関係（ＰＨ値の時間変化）を示したグラフを、ユーザが確認可能なように用紙に出力するように構成されている。

操作部４２は、ユーザからの各種操作を受け付け可能に構成されている。具体的には、操作部４２は、自吸ポンプ３３を停止または運転させる操作や、スケール除去剤を供給させる操作などを受け付け可能に構成されている。また、操作部４２が操作された場合には、操作に基づく信号が制御部４０に送信される。その結果、制御部４０により、自吸ポンプ３３を停止または運転させる制御や、スケール除去剤を供給させる制御が行われる。

（スケール除去剤の供給制御処理の説明）
次に、図１および図３を参照して、制御部４０によるスケール除去剤の供給制御処理について説明する。

ステップＳ１において、制御部４０により、流量計３９により測定された排水ホース３８を通る処理水の流量が、初期流量Ｘ（ノズル３０にスケールが付着していない状態の流量）から所定値以下の流量に減少したか否かが判断される。そして、初期流量Ｘから所定値以下の流量に減少した場合には、ステップＳ２に進み、制御部４０により、ノズル３０にスケール除去剤が供給される。なお、この際、自吸ポンプ３３は、流体を循環させ続けている。そして、ステップＳ１に戻る。

なお、繰り返しステップＳ２に進む場合とは、流量計３９により測定された排水ホース３８を通る処理水の流量が所定値よりも大きい流量に回復した後、再び、所定値以下の流量に減少した場合である。

また、ステップＳ１において、初期流量Ｘから所定値以下の流量に減少していない場合には、ステップＳ３に進む。そして、ステップＳ３において、制御部４０により、自吸ポンプ３３の停止信号が受信されたか否かが判断される。そして、停止信号が受信されていないならば、ステップＳ１に戻る。また、停止信号が受信されたならば、ステップＳ４に進み、制御部４０により、ノズル３０にスケール除去剤が供給される。そして、ステップＳ５に進み、制御部４０により、自吸ポンプ３３が停止される。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、反応槽３１にアルカリ性の排水および炭酸ガスを供給するノズル３０の内面３０ａに、スケール除去剤を供給する制御を行なう制御部４０を設ける。これにより、制御部４０によりノズル３０の内面３０ａにスケール除去剤を供給することができるので、ノズル３０の内面３０ａに付着したスケール（炭酸カルシウム）を除去することができる。その結果、ノズル詰まりを解消することができる。また、定期的なメンテナンス時などに、ノズル３０の内面３０ａに付着したスケールの除去作業を行う手間を削減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、スケール除去剤を貯蔵する除去剤貯蔵部３２を設け、ノズル３０側で発生された負圧により除去剤貯蔵部３２からノズル３０にスケール除去剤を引き込むように構成する。これにより、ノズル３０にスケール除去剤を引き込むことにより、容易に、ノズル３０の内面３０ａにスケール除去剤を供給することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ノズル３０に接続され、反応槽３１の流体を循環させるとともに、流体の循環によってノズル３０側に負圧を発生させることにより、ノズル３０にスケール除去剤および排水を引き込む自吸ポンプ３３を設ける。これにより、自吸ポンプ３３の作動により生じる負圧により、排水をノズル３０に引き込むとともに、スケール除去剤をノズル３０に引き込むことができるので、排水とスケール除去剤とを別々の構成によりノズル３０に供給する場合と比較して、装置構成を簡素化することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４０により、スケールが付着していない状態のノズル３０から供給される流体の流量から、流量が減少した場合に、スケール除去剤を供給するように構成する。ここで、ノズル３０にスケールが付着するとノズル３０を通る流体の流量が減少する。したがって、上記のような構成により、ノズル３０にスケールが付着している状態でスケール除去剤を供給することができる。すなわち、必要以上のスケール除去剤が無駄に使用されるのを抑制することができる。また、ノズル３０にスケールが付着すると、自動的にスケール除去剤が供給されるので、ノズル３０にスケールが付着し続けるのを抑制することができる。その結果、ノズル詰まりが発生するのを自動的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、反応槽３１に供給される排水の流量を測定する流量計３９を設け、制御部４０により、ノズル３０にスケールが付着していない状態の流量から、流量計３９により測定された流量が所定値以下の流量に減少した場合に、スケール除去剤を供給する。これにより、流量計３９により測定された流量に基づいてスケール除去剤が供給されるので、より確実に、ノズル３０にスケールが付着している状態でスケール除去剤を供給することができる。すなわち、スケール除去剤が無駄に使用されるのをより効果的に抑制することができる。また、流量計３９の測定結果に基づいて、自動的にスケール除去剤が供給されるので、より確実に、ノズル３０にスケールが付着し続けるのを抑制することができる。その結果、より確実に、ノズル詰まりが発生するのを自動的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４０により、ノズル３０を通る流体の流れを停止させる際に、スケール除去剤を供給する。これにより、ノズル３０を通る流体の流れを停止する際にスケール除去剤が供給されるので、継続的にノズル３０に流体が供給される場合と比較して、ノズル３０を通る流体により、ノズル３０の内面３０ａに供給されたスケール除去剤が洗い流されるのを抑制することができる。また、比較的多くのスケール除去剤をノズル３０内に留めておくことができる。その結果、ノズル３０に付着したスケールを効果的に除去することができるので、ノズル詰まりを効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、酸性のスケール除去剤を使用する。これにより、スケール除去剤によっても排水の中和処理を行うことができるので、酸性以外のスケール除去剤を使用する場合と比較して、炭酸ガスの消費を抑制することができるとともに、より効果的に中和処理を行うことができる。

［第２実施形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、中和処理部３が電磁弁を備える上記第１実施形態とは異なり、中和処理部３ａが電磁弁３７に代えて送出ポンプ３７ａを備える構成について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。また、送出ポンプ３７ａは、特許請求の範囲の「第２ポンプ」および「除去剤供給部」の一例である。

図４に示すように、第２実施形態による中和処理装置２００は、排水貯留部１と、ガス供給部２と、中和処理部３ａとを備えている。

中和処理部３ａは、ノズル３０と、反応槽３１と、除去剤貯蔵部３２と、２つの自吸ポンプ３３と、流体供給管３４と、ＰＨ測定部３５と、除去剤供給管３６と、送出ポンプ３７ａと、排水ホース３８と、流量計３９と、ＰＨ指示計４０ａを含む制御部４０と、ＰＨ記録計４１と、操作部４２とを含んでいる。

送出ポンプ３７ａは、流体供給管３４に設けられている。また、送出ポンプ３７ａは、除去剤供給管３６の合流部Ｇ２よりも除去剤貯蔵部３２側に設けられている。また、送出ポンプ３７ａは、除去剤貯蔵部３２からノズル３０に向かってスケール除去剤を送出可能に構成されている。たとえば、送出ポンプ３７ａは、ユーザが操作部４２によりスケール除去剤を供給する操作をした場合には、除去剤貯蔵部３２からノズル３０に向かってスケール除去剤を送出するように構成されている。なお、送出ポンプ３７ａは、自吸ポンプ３３とは独立して動作可能であり、スケール除去剤は、自吸ポンプ３３が停止および運転している状態のいずれの状態でも供給可能である。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、反応槽３１にアルカリ性の排水および炭酸ガスを供給するノズル３０の内面３０ａに、スケール除去剤を供給する制御を行なう制御部４０を設ける。これにより、ノズル３０の内面３０ａに付着したスケールを除去することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、スケール除去剤を貯蔵する除去剤貯蔵部３２を設け、除去剤貯蔵部３２からノズル３０に向かってスケール除去剤を送り出すように構成する。これにより、ノズル３０に向かってスケール除去剤を送り出すことにより、容易に、ノズル３０の内面３０ａにスケール除去剤を供給することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、除去剤貯蔵部３２側に設けられ、除去剤貯蔵部３２からノズル３０に向かってスケール除去剤を送り出す送出ポンプ３７ａを設ける。これにより、ノズル３０への流体の供給を停止させた状態でも送出ポンプ３７ａによりスケール除去剤をノズル３０に供給することができる。この場合、ノズル３０に供給されたスケール除去剤が流体により希釈されるのを抑制することができる。その結果、効果的に、ノズル３０の内面３０ａに付着したスケールを除去することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図５〜図７を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、制御部４０が流量計３９により測定された流量に基づいてスケール除去剤を供給する制御を行った上記第１実施形態とは異なり、制御部３４０がＰＨ測定部３５により測定されたＰＨ値に基づいてスケール除去剤を供給する制御を行う構成について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

図５に示すように、第３実施形態による中和処理装置３００は、排水貯留部１と、ガス供給部２と、中和処理部３ｂとを備えている。

中和処理部３ｂは、ノズル３０と、反応槽３１と、流体供給管３４と、２つの自吸ポンプ３３と、ＰＨ測定部３５と、除去剤供給管３６と、電磁弁３７と、除去剤貯蔵部３２と、排水ホース３８と、ＰＨ指示計４０ａを含む制御部３４０と、ＰＨ記録計４１と、操作部４２とを含んでいる。上記第１実施形態とは異なり、この第３実施形態では、中和処理部３ｂには、流量計３９が設けられていない。

制御部３４０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル３０（図５参照）にスケールが付着していない状態のＰＨ値の変動幅Ｂ（たとえば、ＰＨ値６．６〜８．２）よりも小さい所定の変動幅Ｃ（たとえば、ＰＨ値７．０〜７．８）を継続して推移することにより、スケールが付着していない状態のノズル３０から供給される流体の流量から、流量が減少していると推定される場合に、スケール除去剤を供給するように構成されている。たとえば、制御部３４０（図５参照）は、図６（ｂ）に示すように、ユーザが設定する所定時間Ｔの間、継続してＰＨ値が変動幅Ｃの範囲内を推移した場合に、所定の変動幅Ｃを継続して推移しているとして、スケール除去剤を供給するように構成されている。

なお、図５に示す中和処理部３ｂは、反応槽３１への排水の供給（反応槽３１からの処理水の排出）が少なくなると、反応槽３１における中和処理の負荷が軽減されるため、ＰＨ値が安定する（ＰＨ値の変動幅が小さくなる）傾向がある。すなわち、中和処理部３ｂは、ノズル詰まりが発生し、反応槽３１内へのアルカリ性排水の流入が減少すると、ＰＨ値が安定する傾向がある。

（スケール除去剤の供給制御処理の説明）
次に、図５〜図７を参照して、制御部３４０によるスケール除去剤の供給制御処理について説明する。なお、ステップＳ２〜Ｓ５は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略し、ステップＳ１ａについてのみ説明する。

ステップＳ１ａにおいて、制御部３４０により、ＰＨ測定部３５により測定された流体のＰＨ値の変動幅Ｂよりも小さい所定の変動幅Ｃを所定時間継続して推移しているか否かが判断される。要するに、流体のＰＨ値が変動幅Ｃの範囲内で安定しているか否かが判断される。そして、流体のＰＨ値が安定している場合には、ステップＳ２に進み、スケール除去剤の供給を行う。また、流体のＰＨ値が安定していない場合には、ステップＳ３に進む。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、反応槽３１にアルカリ性の排水および炭酸ガスを供給するノズル３０の内面３０ａに、スケール除去剤を供給する制御を行なう制御部３４０を設ける。これにより、ノズル３０の内面３０ａに付着したスケールを除去することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、反応槽３１のＰＨ値を測定するＰＨ測定部３５を設け、制御部３４０により、ＰＨ測定部３５により測定されたＰＨ値が、ノズル３０にスケールが付着していない状態のＰＨ値の変動幅よりも小さい所定の変動幅を継続して推移することによって、スケールが付着していない状態のノズル３０から供給される流体の流量から、流量が減少していると推定される場合に、スケール除去剤を供給する。ここで、一般的に、ノズル詰まりが発生すると、反応槽３１に供給される排水の量が少なくなるため、流体のＰＨ値の変動幅が小さくなる（ＰＨ値が安定する）傾向がある。したがって、上記のような構成により、ＰＨ測定部３５により測定されたＰＨ値に基づいてスケール除去剤が供給されるので、より確実に、ノズル３０にスケールが付着している状態でスケール除去剤を供給することができる。すなわち、必要以上のスケール除去剤が無駄に使用されるのをより効果的に抑制することができる。また、ＰＨ測定部３５の測定結果に基づいて、自動的にスケール除去剤が供給されるので、ノズル３０にスケールが付着し続けるのを抑制することができる。その結果、ノズル詰まりが発生するのを自動的に抑制することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第４実施形態］
次に、図１および図８を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１実施形態のノズル３０の構成に加えて、ノズル４３０が蓋部４３０ａを有する構成について説明する。なお、第４実施形態においてノズル４３０以外の構成は、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態であるので、説明を省略する。

図１に示すように、第４実施形態による中和処理装置４００は、排水貯留部１と、ガス供給部２と、中和処理部３ｃとを備えている。

中和処理部３ｃは、図１に示すように、ノズル４３０と、反応槽３１と、除去剤貯蔵部３２と、２つの自吸ポンプ３３と、流体供給管３４と、ＰＨ測定部３５と、除去剤供給管３６と、電磁弁３７と、排水ホース３８と、流量計３９と、ＰＨ指示計４０ａを含む制御部４０と、ＰＨ記録計４１と、操作部４２とを含んでいる。

図８に示すように、ノズル４３０には、上孔部３０ｂと、横孔部３０ｃと、下孔部３０ｄと、蓋部４３０ａが設けられている。蓋部４３０ａは、開閉可能に構成されている。詳細には、蓋部４３０ａは、バネ（図示せず）を有しており、バネにより下孔部３０ｄ（吐出口）を塞ぐ方向（閉状態にする方向）に付勢されるように構成されている。また、蓋部４３０ａは、ノズル４３０を通る流体の流れがある場合には、バネの付勢力に抗して開状態になるように構成されている。また、蓋部４３０ａは、ノズル４３０を通る流体の流れが停止した場合には、バネの付勢力により下孔部３０ｄ（吐出口）を塞ぐ閉状態になるように構成されている。

なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、反応槽３１にアルカリ性の排水および炭酸ガスを供給するノズル４３０の内面３０ａに、スケール除去剤を供給する制御を行なう制御部４０を設ける。これにより、ノズル４３０の内面３０ａに付着したスケールを除去することができる。

また、第４実施形態では、上記のように、ノズル４３０に、ノズル４３０を通る流体の流れが停止した場合に、ノズル４３０の下孔部３０ｄを塞ぐ、開閉可能な蓋部４３０ａを設ける。これにより、蓋部４３０ａによりスケール除去剤がノズル４３０の外部へ流出するのを抑制することができるので、より効果的に、ノズル４３０の内面３０ａに付着したスケールを除去することができる。

なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１、第２および第４実施形態では、流量計を排水ホースに設けて処理水の流量を測定した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、流量計を給水ホースに設けて反応槽へ供給される排水の流量を測定してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、流量計およびＰＨ測定部の一方の測定結果に基づいて、スケール除去剤を供給した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、流量計およびＰＨ測定部の両方の測定結果に基づいて、スケール除去剤を供給してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、２つのフロートを有する液位計を備える例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、１つのフロートを有する液位計を備えていてもよい。また、液位計は電極式であってもよい。また、液位計はなくてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、排水ホースから中和処理済みの流体を処理水として排出するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、ＰＨ値などに応じて、再び、流体を原水槽に戻してもよい（フィードバックしてもよい）。

また、上記第１〜第４実施形態のノズルの構成に加えて、図９に示す変形例のノズル５３０ように、排水が流入する流入部分（横孔部３０ｃ）の近傍に、ノズル５３０内を通る流体に気泡を発生させる孔部５３０ａを有していてもよい。なお、孔部５３０ａの直径は、少なくとも、小径部３０ｅの直径よりも小さい。このように構成すれば、孔部５３０ａによりノズル３０内で気泡を発生させることができるので、ノズル３０の内面３０ａへのスケールの付着を抑制することができる。

また、上記第１〜第４実施形態では、上孔部からノズルにスケール除去剤を供給した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、横孔部からノズルに排水とともにスケール除去剤を供給してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態の反応槽の構成に加えて、反応槽内の取り出し容易な位置に固体状の炭酸カルシウムを配置してもよい。このように構成すれば、固体状の炭酸カルシウムにおいて積極的にスケールが発生されるので、ノズルにおけるスケールの発生を抑制することができる。また、反応槽の内面に発生するスケールを抑制することができる。

また、上記第１〜第４実施形態のノズルの構成に加えて、ノズルの内面を滑らかにして、スケールの付着を抑制するコーティングまたは表面処理を施してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の第１ポンプとしての自吸ポンプを２つ備える例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、本発明の第１ポンプとしての自吸ポンプを１つまたは３つ以上備えていてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、炭酸ガスボンベを２つ備える例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、炭酸ガスボンベを１つまたは３つ以上備えていてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、酸性のスケール除去剤を使用した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、中性のスケール除去剤を使用してもよい。

３０、４３０、５３０ ノズル
３１ 反応槽
３２ 除去剤貯蔵部（除去剤供給部）
３３ 自吸ポンプ（第１ポンプ、除去剤供給部）
３５ ＰＨ測定部
３７ａ 送出ポンプ（第２ポンプ、除去剤供給部）
３９ 流量計
４０、３４０ 制御部（除去剤供給部）
１００、２００、３００、４００ 中和処理装置
４３０ａ 蓋部
５３０ａ 孔部

Claims (11)

1. アルカリ性の排水と炭酸ガスとが中和反応する反応槽と、
   前記反応槽に前記排水および前記炭酸ガスを供給するノズルと、
   スケール除去剤を前記ノズルの内面に供給する除去剤供給部とを備え、
   前記除去剤供給部は、前記スケール除去剤を貯蔵する除去剤貯蔵部を含み、前記ノズル側で発生された負圧により、前記ノズルに、前記排水と、前記除去剤貯蔵部に貯蔵された前記スケール除去剤とを引き込むように構成されている、中和処理装置。
2. 前記除去剤供給部は、前記除去剤貯蔵部から前記ノズルに向かって前記スケール除去剤を送り出すように構成されている、請求項１に記載の中和処理装置。
3. 前記除去剤供給部は、前記ノズルに接続され、前記反応槽の流体を循環させるとともに、流体の循環によって前記ノズル側に負圧を発生させることにより、前記ノズルに前記スケール除去剤および前記排水を引き込む第１ポンプを含む、請求項１または２に記載の中和処理装置。
4. 前記除去剤供給部は、前記除去剤貯蔵部側に設けられ、前記除去剤貯蔵部から前記ノズルに向かって前記スケール除去剤を送り出す第２ポンプを含む、請求項２に記載の中和処理装置。
5. 前記除去剤供給部は、スケールが付着していない状態の前記ノズルから供給される流体の流量から、流量が減少した場合に、前記スケール除去剤を供給するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の中和処理装置。
6. 前記反応槽に供給される排水の流量、または、前記反応槽から排出される中和処理後の流体の流量を測定する流量計をさらに備え、
   前記除去剤供給部は、前記ノズルにスケールが付着していない状態の流量から、前記流量計により測定された流量が所定値以下の流量に減少した場合に、前記スケール除去剤を供給するように構成されている、請求項５に記載の中和処理装置。
7. 前記反応槽のＰＨ値を測定するＰＨ測定部をさらに備え、
   前記除去剤供給部は、前記ＰＨ測定部により測定されたＰＨ値が、前記ノズルにスケールが付着していない状態のＰＨ値の変動幅よりも小さい所定の変動幅を継続して推移することにより、スケールが付着していない状態の前記ノズルから供給される流体の流量から、流量が減少していると推定される場合に、前記スケール除去剤を供給するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の中和処理装置。
8. 前記除去剤供給部は、前記ノズルを通る流体の流れを停止させる際に、前記スケール除去剤を供給するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の中和処理装置。
9. 前記ノズルは、前記ノズルを通る流体の流れが停止した場合に、前記ノズルの吐出口を塞ぐ、開閉可能な蓋部を含む、請求項８に記載の中和処理装置。
10. 前記スケール除去剤は、酸性である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の中和処理装置。
11. 前記ノズルは、前記排水が流入する流入部分の近傍に、前記反応槽に供給される流体中に気泡を発生させる孔部を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の中和処理装置。

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