JPH0299187A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、イオン交換樹脂や吸着剤を用いた浸漬型の水
質浄化装置に関し、特に、水冷式装置内で連続的に循環
使用される冷却水の簡易水質浄化装置に関する。

［従来の技術］ 水冷方式を用いる装置、いわゆる水冷式装置では、装置
内で連続的に循環使用する冷却水を使用している場合が
多い。このような水冷式装置においては冷却水の水質に
注意が払われることは少ない。通常、水冷式装置におい
ては、冷却効果や配管系の腐食・スケーリング等だけが
問題とされる場合が多く、そのため腐食防止剤・スケー
ル除去剤・殺菌剤等の薬剤を使用している場合もあるが
、現実には薬剤を使用せず、冷却水の水質監視も行わな
い場合が多い。このような場合には、頻繁な冷却水全部
の交換や、連続的に一部を排出し、新しい冷却水の追加
を行っているのが現状である。

このような循環し連続して使用する冷却水を浄化して、
常に清浄な状態で使用することは、大規模の水冷式装置
もしくはプラントの一部で見られるが、これらは排水処
理や純水製造のような専用の浄化装置を用いることで行
われていて、大多数のそれほど大規模でない水冷式装置
では、冷却水の浄化を行うことはまれでおる。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、連続して、かつ循環して再使用される水冷式装
置の冷却水は、配管材の腐食や微生物の繁殖によって水
質が徐々に悪化し、また配管材内面にはスケールが発生
するために冷却水の流路が狭まるという問題か生じる。

また、耐食性の大きい接液材を使用している系において
も、同一の冷却水を長期間使用すると、金属の接液部分
からは金属イオンが、樹脂等でできた接液部分からは有
機物や金属イオンや塩が溶出し、冷却水はやはり次第に
汚濁する。

それに加えて、開放系の場合、冷却水が空気と触れる部
分からは空気中の汚染物質が冷却水に溶解し、冷却水の
水質は悪化し、空気中の汚染物質以外でも、例えば二酸
化炭素の溶解により、冷却水の水素イオン濃度が上昇し
て、配管材に使用されている金属部分の腐食の原因とな
る水質の悪化を引起こすことがある。

そのために、冷却水全体を高い頻度で交換する必要があ
るが、冷却水を交換する場合には、その水冷式の装置を
停止しなければならず、連続的に稼働する必要がある装
置では、装置の停止による損失も看過できない。

また冷却水に腐食防止剤・スケール除去剤・殺菌剤等の
薬剤を添加している場合には、添加する薬剤の濃度が有
効な濃度範囲になるように冷却水の水質の監視と連続的
もしくは断続的な薬剤の添加が必要となる。またこの場
合でも、長期的には冷却水の入れ換えが必要であり、こ
のことは先にも述べた理由により問題がある。また、薬
剤添加を行った冷却水では有機物・金属イオン・リン酸
等の無機塩が含まれるため、薬剤添加を行った冷却水の
交換によって使用済みになる冷却水を廃棄する場合には
適当な方法を用いて処理を行うことが必要となる。特に
、通常排水の出ない環境の、例えば事務関係の作業を行
っている場所に配設した場合は、その場で廃棄冷却水を
処理することは困難である。

一方、排水処理技術においては、イオン性の汚濁物質に
対してはイオン交換樹脂を、有機性のものに対しては活
性炭等の吸着剤を用いて水質の浄化を行うことが一般的
に行われている。この技術により水冷式装置内で循環使
用する冷却水を浄化することは可能であるが、そのため
に必要とされるポンプ類やイオン交換樹脂筒や吸着剤筒
の設置のための空間が必要となり、このことは水冷式装
置の大型化につながる。水冷式の装置のみならず、全て
の装置において小型化が図られている現状では、短期間
では直接稼働に影響しない冷却水の浄化のために、装置
をこれまでよりも大型化する変更は製造側のみならず使
用する側においても受は入れられ難いものとなる。

本発明の目的は、これらの課題を解決し、かつ既に稼働
している水冷式の装置にも適用できる簡易な水質浄化装
置を提供することにある。即ち、循環使用している冷却
水を常に清浄な状態に保ら、薬剤の添加を必要とせず、
また冷却水の交換が不要になり、かつ構成が単純であっ
て既存の装置にも容易に適応できる簡易な水質浄化装置
を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、流水中に浸漬され、その流水の水質を浄化す
る水質浄化装置であって、中空板形状の板面の一方もし
くは双方の全面または一部を網体で形成され、内部にイ
オン交換樹脂および／または吸着剤が充填された充填容
器からなることを特徴とする水質浄化装置、および中空
箱型形状の仝而に複数孔を穿設され、かつ内側に網体を
貼設された筺体の内部に上記の充填容器を１個以上固定
してなることを特徴とする水質浄化装置である。

［作用］ 本発明では、イオン交換樹脂や吸着剤のもつ本質的な吸
着機能を利用する。本発明の装置によってこれらの使用
を簡便に行うことができ、かつ装置の構成上、従来これ
らを使用することができなかった装置にも適用すること
ができるようになった。

即ち、イオン交換樹脂または吸着剤のいずれか一方もし
くは双方を充填した板状で少なくとも側面以外の２而の
全面もしくはそれぞれの一部を充填物か充分冷却水と接
触できるように網体で形成した充填容器を作成し、その
充填容器を、例えば冷却水槽のような前記充填容器が完
全に水没できる部分に浸漬させることによって初めて可
能となったものである。

本発明において、装置に使用する前記充填容器は冷却水
と充填物との接触を良くするために単位体積あたりの接
液面積が大きく、かつ構造の複雑とならない板状である
ことが小便である。ざらに、側面以外の２面はできるだ
け通水性がある網体がよく、網体の面積はできるだけ大
きい方が冷却水と充填物との接触効率が向上するが、前
記２面の全面を網体にすると網体面に凹凸ができ、充填
物の片奇りが発生し、見かけ上の厚みが大きい部分がで
きることもあり、そのために前記２面の一部を網体とぜ
ず、もしくは網体の外側に網体面の支持補強用として打
ち恢きの板や棒を使用して網体の凹凸をできるだけなく
したほうが良い場合が多い。前記充填容器に使用する網
体の目開きはあまり小さいとかえって冷却水と充填物の
接触効率が悪くなるため、充填物を通さない程度に適度
に小さいものが良い。前記充填容器の材質は、充填物や
冷却水により腐食を受けず、かつ充填物や冷却水を汚濁
しない材質を選択することが必要である。

さらに、前記充填容器の網体部分の保護と、イオン交換
樹脂や吸着剤の微細な粒子が冷却水に流出することの防
止と、前記充填容器を同時に複数枚使用する場合に、水
流の揺れによって起る容器同士の接触を防ぐこととの３
つを目的として、全面に複数の孔を有し、内面に網体を
張り、かつ前記充填容器を固定できるようにした筺体に
、前記充填容器を固定し、かつ前記筺体全体を浄化被対
象水中に浸漬することによって、さらに安全性の高い装
置による冷却水の連続的な浄化が可能となる。充填容器
の筺体への固定手段としては、例えば筺体に充填容器差
込み用導入溝を設け、この導入溝に充填容器を差込むこ
とが挙げられる。この導入溝付き筺体に前記充填容器を
差込む際に前記網体面の凹凸が問題となる場合には、前
記充填容器の網体面の支持補強用板や棒を使用すること
が重要である。前記筺体の材質は、前記充填容器と同様
に充填物や冷却水を汚濁しない材質を選択することが必
要であるが、ざらに前記充填容器および前記筺体の両方
を金属材質とする場合には、電蝕を充分考慮にいれて材
質の選択を行う必要がある。

充填容器もしくは筺体を使用する場合には、これらの具
体的取付方法については本発明装置においては特定をし
ないが、前記充填容器もしくは前記充填容器の入った筺
体が被浄化対象水に完全に水没し、かつ揺れを起さない
安定した構造であることが必要である。

［実施例］ 以下、図示の実施例により、本発明の水質浄化装置につ
いてさらに詳細に説明する。

実施例１ 第１図は、イオン交換樹脂を充填した充填容器の斜視図
でおる。本実施例において、網体１、枠２、網体支持板
３の材質としてステンレス鋼（日本工業規格、ＳＯ３３
１６）を使用した。本実施例においてはイオン交換樹脂
のみを使用し、吸着剤は使用しなかった。第１図（ａ）
では、枠２以外の面がすべてステンレスメツシュ（日本
工業規格　目開き０．２５ｍｍ　、　６０メツシユ）の
網体１でできた充填容器で、第１図（ｂ）は第１図（ａ
）の網体１の外側に、網体支持板３を設けたものである
。

混合型イオン交換樹脂（オルガノ株式会社、アンバーラ
イトＩＲＮ−１５０＞　　５０１ｎｆ！を第１図（ａ）
に示した充填容器に充填し、この充填容器を１ｆ！容ガ
ラスビーカーに入った水冷式装置の冷却水１２中に浸漬
した。ガラスビーカー内の冷却水はマグネチツクスター
ラーで攪拌した。冷却水の水質としてはｐＨ６，７、電
気伝導率３０．１マイクロシ一メンス毎センチメートル
（以後、μＳ　／　ｃｍと略す）であった。

実験開始後の冷却水の電気伝導率の変化を第２図に示す
。実験開始５時間後の冷却水の電気伝導率は１．５μＳ
　／　ｃｍで必り、実験に用いた冷却水は浄化された。

実施例２ 吸着剤として粒状活性炭（武田薬品工業株式会社、Ｘ−
７１００）　　５０ｍを実施例１と同様に第１図（ａ）
に示した充填容器に充填し、実施例１と同じ条件で同じ
冷却水を用いて実験を行った。

その結果、実験開始時に２２ｍ’ｊ／ｆ！であった冷却
水の全有機炭素ａ度（以後、ＴＯＣと略す）は、実験開
始５０時間後には４．３ｍ！？／ｊ！に減少した。

実施例３ 第３図は、全面に複数の孔を有し、内面に網体を張り、
第１図に示した充填容器の差込み用導入溝を設けた筺体
の一例の斜視図である。同図において、筺体４および蓋
部５の全面には複数の通水孔６があり、通水孔６の筺体
４内側および蓋部５内側には網体７が全面に貼張されて
いる。また、筺体４内側の２面には、導入溝８が設けら
れている。第３図に示す筺体は６枚の第１図に示した充
填容器を差込める構造になっている。また固定用板９お
よび吊下げ板１０は、本実施例においては便宜上筺体と
一体型としているが、本実施例において筺体全体を冷却
水中に完全に浸漬するためのものであり、形状および構
造は特許請求の範囲を限定するものではない。筺体４の
中に充填容器を差込んだ後に、蓋部５を筺体４にかぶせ
るように蓋をし、図示していないがネジ止することによ
り筺体４と蓋部５を一体化する。本実施例においては筺
体４、蓋部５、網体７、導入溝８、固定用板９および吊
下げ板１０の材質としてステンレス鋼（日本工業規格Ｓ
ＵＳ　３１６）を使用した。また網体７はステンレスメ
ツシュ（日本工業規格　目聞き０．１５ｍｍ、　　１０
０メツシユ）を使用した。

第４図は、第１図（ａ）に示した充填容器を第３図に示
した筺体に差込むところを示す筺体の一部破裁斜視図で
ある。同図において、導入溝８は筺体内部に各充填容器
の１側面につき３ケ所設けてあり、これにより充填容器
１２同士の接触や揺れを防いでいる。

第５図（ａ）および（ｂ）は、第３図に示した筺体を水
冷式装置の冷却水槽に取付けた状態を示す冷却水槽の平
面図および一部破裁側面図である。同図において、筺体
１３は冷却水に完全に水没した状態であり、固定用板９
および吊下げ板１０により冷却水槽１４に固定されてい
る。本実施例では、固定方法は、冷却水槽蓋１５の座１
６の一部を切削し、その部分に吊下げ板１０の固定用孔
１１に対応するネジ穴を開け、このネジ穴と前記固定用
孔１１をネジ止することで行っているが、これは一実施
例であり、本発明において固定のための取付方法を限定
するものではない。第５図（ａ）において固定用板９と
座１６の重なっている部分は、第５図（ｂ）に示すよう
に座１６が切削されている。即ら、本実施例では、冷却
水槽蓋を取付ける以前に、筺体をその座に固定し、その
後冷却水検器を取付けることにより、冷却水槽を密閉状
態にしている。また本実施例では、冷却水は冷却水入口
１８から冷却水槽１４に入り、冷却水出口１９から送り
出される。

本実施例はイオン交換樹脂と吸着剤の両方を同時に使用
した。前記混合型イオン交換樹脂５０　ｄと前記粒状活
性炭５０　ｄをそれぞれ別々に充填した第１図（ａ）に
示す構造の充填容器各３枚を作製した。それらを第３図
に示す筺体に差込み、差込む順序は同じ種類の充填容器
が隣合わせとならないようにした。この筺体を第５図に
示すように冷却水槽の中に取付けた。

実験開始時に新しいイオン交換樹脂水と交換した水冷式
装置の冷却水の電気伝導率の変化を第６図のＡに示す。

実験開始９０日後の冷却水の電気伝導率は３．５ｔｌＳ
／ｃｍ、　ＴＯＣは１２ｍｇ／Ｉであった。

比較例１ 実施例３の比較対照として、イオン交換樹脂も吸着剤も
充填していない第１図（ａ）に示す空の充填容器６枚を
作製し、それ以外は実施例３と全く同様にして比較を行
った。この時の水冷式装置の冷却水の電気伝導率の変化
を第６図のＢに示す。

実験開始９０日後の冷却水の電気伝導率は６２μＳ／ｃ
ｍ、ＴＯＣは７２ｍｇ／ｌであった。

実施例１および実施例２の結果より、イオン交換樹脂も
しくは吸着剤いずれかのみを充填した、板状で少なくと
も側面以外の２面の全面もしくはそれぞれの一部が網体
で形成された充填容器を、浄化対象水に完全に浸漬させ
ることにより、浄化対象水は浄化されることが明らかで
ある。また、実施例３と比較例との比較により、イオン
交換樹脂を充填した前記樹脂容器と吸着剤を充填した前
記樹脂容器とを同時に使用することにより、浄化対象水
の電気伝導率とＴＯＣを同時に低減できることも明らか
である。この結果および実施例３の結果から、全面に複
数の孔を有し内面に網体を張り、かつ前記充填容器差込
み用導入溝を設け、その導入溝に前記充填容器を差込ん
だ筺体全体を浄化対象水中に浸漬させることにより、浄
化対象水の汚濁が防止されることが判明した。しかも、
本発明の水質浄化装置は、実施例３で示したように、蓋
の座の一部を切削することでこれまで回答水質浄化を行
っていなかった水冷式装置のような循環する水を使用す
る装置内部で水質浄化を行うことを可能とするものであ
る。

また、イオン交換樹脂および吸着剤が飽和した場合にも
、水槽の蓋を開けることにより筺体を取出すことが可能
であり、水冷装置の稼働を停止することなく、イオン交
換樹脂および吸着剤の充填容器を交換することが可能で
おる。ざらに、常時冷却水を浄化しているために、冷却
水の交換が不要となる。

上記の装置を用いることにより、冷却水中の汚濁原因で
おるイオン成分や有機物は、それぞれイオン交換樹脂お
よび活性炭等の吸着剤によって除去される。そのため冷
却水は常に清浄な状態に保たれ、配管材内面のスケール
の発生や微生物の繁殖を防ぐことができる。また、冷却
水に接触している材料や空気からの汚濁物も同様に除去
することができる。そのため腐食防止剤、スケール除去
剤、殺菌剤等の薬剤を使用する必要がなく、水質の監視
の必要もなくなる。

［発明の効果］ 以上、説明したとおり、本発明によれば循環使用されて
いる冷却水を常に清浄な状態に維持し、薬剤の添加を必
要とせず、また冷却水の交換が不要になり、かつ構成が
単純で、既存の装置に容易に適用可能な水質浄化装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は、上記実
施例による電気伝導率の時間変化特性図、第３図および
第４図は本発明の別な一実施例の斜視図および一部破裁
斜視図、第５図は実施例の実施態様の説明図、第６図は
比較結果を示す特性図である。 １．７・・・網体　　　　　２・・・枠３・・・網体支
持板　　　　４，１３・・・筺体５・・・蓋部　　　　
　　　６・・・通水孔８・・・導入溝　　　　　　９・
・・固定用板１０・・・吊下げ板　　　　　１１・・・
固定用孔１２・・・充填容器　　　　　１４・・・冷却
水槽１５・・・冷却水槽蓋 １７・・・冷却水槽ボルト １９・・・冷却水出口 １６・・・座 １８・・・冷却水入口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流水中に浸漬され、その流水の水質を浄化する水
   質浄化装置であつて、中空板形状の板面の一方もしくは
   双方の全面または一部を網体で形成され、内部にイオン
   交換樹脂および／または吸着剤が充填された充填容器か
   らなることを特徴とする水質浄化装置。
2. （２）中空箱型形状の全面に複数孔を穿設され、かつ内
   側に網体を貼設された筺体の内部に請求項（１）に記載
   の充填容器を１個以上固定してなることを特徴とする水
   質浄化装置。