JPH05138180A - 水道水の処理方法 - Google Patents

水道水の処理方法

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JPH05138180A
JPH05138180A JP29748191A JP29748191A JPH05138180A JP H05138180 A JPH05138180 A JP H05138180A JP 29748191 A JP29748191 A JP 29748191A JP 29748191 A JP29748191 A JP 29748191A JP H05138180 A JPH05138180 A JP H05138180A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 消石灰を使用して水道水のランゲリア係数を
改善する方法において、製造槽3において調整した消石
灰水溶液もしくはスラリーを原水に注入希釈しながらラ
ンゲリア指数調整槽5において炭酸ガスを吹込み炭酸水
素カルシウムを生成させる。 【効果】 原水に直接炭酸ガスを吹込む場合に比し処理
中に酸性の水の存在する領域がなく、配管等に腐食を生
じることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は消石灰を使用して水道水
のランゲリア指数を改善するための水道水の処理方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水道水の赤水防止技術としては苛
性ソーダ注入法、ソーダ灰注入法、消石灰注入法等が知
られているが、最近消石灰注入法が注目されている。消
石灰は単に水のpHを上げるだけでなく、水道水の腐食
性の指標として知られているランゲリア指数の改善力が
大きいこと、主成分であるカルシウムが健康上もよいと
云われていること、更に消石灰を粉体としてではなく水
溶液として注入する技術が開発されたこと(例えば、特
公昭63−2890号公報)などから水道事業体の浄水
場で多く採用されてきている。
【0003】この消石灰注入法も処理すべき水道水中の
遊離炭酸濃度が充分高いときは、中和反応により炭酸水
素カルシウムを生成させ、大きなpHの変化なしにラン
ゲリア指数を改善し得るが、水道水の遊離炭酸濃度が小
さいときは少量の消石灰の注入によって炭酸水素カルシ
ウムの生成は終了し、あとはpHのみが上昇してランゲ
リア指数の充分な改善がなされない。このため、水道水
に予め炭酸ガスを溶解させておき、消石灰水溶液を注入
する方法(特開平2−194893号公報)が提案され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平2−1
94893号公報に記載される方法のように、まず水道
水の一部に炭酸ガスを溶解させて炭酸水を得、これに消
石灰水溶液を加えて炭酸水素カルシウム水溶液として水
道水に注入する方法では、炭酸水の製造から消石灰の注
入までの間の水のpHが5.8〜6の酸性となる。この
ため、炭酸水の製造槽および該槽から消石灰注入槽に至
る配管に腐食が生ずるおそれがある。
【0005】本発明は、上述のような現状に鑑み、水道
水の赤水防止のため水道水のランゲリア指数を改善する
に当たり、配管に腐食を生じることのない水道水の処理
方法を提案することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、消石灰を使用
して、水道水のランゲリア指数を改善する方法におい
て、水道水のランゲリア指数と所望ランゲリア指数から
算出される量の消石灰の水溶液またはスラリーを、水道
水に注入希釈しながら炭酸ガスを吹き込み水道水中に炭
酸水素カルシウムを生成させることを特徴とする水道水
の処理方法である。
【0007】なお、本発明において、水道水(以下原水
と云う)とは浄水場で通常の浄化処理された水を指し、
原水の改善とは腐食防止指標とされるランゲリア指数
[LI]の低い水をLI=−0.5〜1に改善すること
を意味する。
【0008】ここにランゲリア指数とはカルシウム硬
度、pH、アルカリ度からなる原水の総合的な指標であ
り次式により表わされる。
【0009】
【数1】
【0010】以下、本発明の実施態様の一つを図1によ
り詳しく説明する。
【0011】本発明では、まず消石灰の水溶液またはス
ラリーを消石灰水溶液またはスラリー製造槽1で製造す
る。消石灰水溶液の製造は、例えば特公昭63−289
0号公報に示されるような攪拌手段を有する製造槽に予
め水を張り、所定量の消石灰を投入し低速攪拌しながら
槽下部の給水管より原水を供給し、槽上部の取り出し管
より消石灰の略飽和水溶液を取り出すことにより得られ
る。(図2の製造槽1)本発明では消石灰水溶液に代え
て消石灰スラリーも用いることができ、この場合消石灰
スラリー濃度は、20重量%以下、好ましくは18重量
%以下である。これより濃いと流体として取り扱いが困
難になり好ましくない。消石灰スラリーの製造は図1に
示されるような内部に攪拌機2及びスラリー移送用水中
ポンプ3を備えた消石灰スラリー製造槽1を用いる。生
成した消石灰水溶液またはスラリーは炭酸水素カルシウ
ムの生成に供される。
【0012】炭酸水素カルシウムの生成は、浄化処理さ
れた原水の配水池(受水池)に至る流路若しくは配水池
において行われる。例えば図1に示すように原水の流路
4にLI調整槽5を設け、LI調整槽5の手前で、実験
的に求めた原水のLIと所望LIから算出される量の消
石灰水溶液またはスラリーを供給して、原水に希釈させ
つつLI調整槽5に送り、この液のpH信号により弁6
を調整しながら所定量の炭酸ガスを吹き込み、炭酸水素
カルシウムを生成させることによって水道水のランゲリ
ア指数およびpHを所望値にすることができる。このL
I調整槽5には、炭酸ガス吹き込み管7と仕切板8が設
けられている。吹き込み管7は炭酸ガスの吸収効率を高
めるため、例えば磁器製の多孔質材からなる円管等が固
定されている。また炭酸ガスの吸収は加圧下に行うのが
好ましい。仕切板8の水のショートパスを防ぐためのも
のである。
【0013】LI調整槽5の流入部に設置されるpH計
のpHが10以上にならないように、好ましくは9.3
以上にならないように消石灰を入れ、ついで炭酸ガスが
炭酸ガス源より調節弁6を経て供給され、炭酸ガス吹き
込み管7を通ってアルカリ性の水中を微細な気泡となっ
て上昇し、水中の消石灰と下記式の反応を行って炭酸水
素カルシウムを生成し、水の硬度上昇、LIの改善が行
われる。pHが10以上に上昇してから炭酸ガスを吹込
むときは、炭酸カルシウムの沈澱が生成してくるので好
ましくない。
【0014】
【数2】
【0015】LI調整槽で水質が改善された水は、仕切
板8をくぐり抜け槽上部から流出して配水池に溜められ
る。
【0016】本発明の別の実施態様としては、図2に示
すように、配水池に送られる原水の一部を分岐し、分岐
した一部の原水で上記同様に消石灰水溶液またはスラリ
ーを希釈しながら炭酸水素カルシウムを生成させる炭酸
水素カルシウム生成槽9を設け、炭酸水素カルシウム水
溶液を製造する。炭酸水素カルシウム生成槽9は、上記
原水全量の流路で行うLI調整槽と同様の構造であり、
炭酸水素カルシウムの濃度の高い液を生成させる。この
水溶液は炭酸水素カルシウムが溶解存在し得る限度の濃
厚な濃度であることが好ましく、300ppm以上、好
ましくは500ppm以上の水溶液とし、残部の原水に
添加注入して、原水全体のLIを改善する。この場合は
原水全体のLIを調整するためのLI調整槽5は液と液
の混合であり格別の装置を要しない。多くの場合原水に
溶存させる炭酸水素カルシウムの量は20〜30ppm
であり、濃厚な炭酸水素カルシウム水溶液を生成させ用
いるときは炭酸水素カルシウム生成槽が小型ですみ操作
上好ましい。
【0017】図1、図2のいずれの場合も炭酸ガスを吹
き込む水は弱アルカリ性であり、原水に溶解させるとき
より吸収性がよく、炭酸ガスを効率よく利用し易い。ま
た消石灰をスラリーとして用いる場合にも未溶解浮遊物
の殆どない状態で処理後の水が得られる。
【0018】なお、腐食防止の観点から水のpHは水質
基準で許容される範囲でアルカリ側にあることが好まし
い。しかし、炭酸水素カルシウムを溶存させるだけでは
処理後の水のpHが充分アルカリ性にならないときは、
消石灰水溶液またはスラリーの一部を用いていずれかの
場所でpHの調整をする。
【0019】以下、実施例により本発明を具体的に述べ
る。
【0020】
【実施例1】処理される原水を分析したところ、pH=
6.87、総アルカリ度=13.86ppm、遊離炭酸
=3.96ppm、侵食性遊離炭酸=3.5ppm、カ
ルシウム硬度=14.5ppm、LI=−2.53であ
った。
【0021】この水に消石灰を25ppm加えたとき、
pH=9.3、総アルカリ度=47.2ppmで、遊離
炭酸、侵食性遊離炭酸はともに検出されなかった。つい
で、この水に炭酸ガスを吹き込み水中遊離炭酸濃度が1
ppmになったところで炭酸ガスの注入を止めた。この
水を分析したところ、pH=8.3、総アルカリ度=4
9.8ppm、侵食性遊離炭酸=0.6ppm、カルシ
ウム硬度=47.8ppm、LI=0となった。
【0022】図1に示すような装置を用いて連続実験を
行った。消石灰スラリー製造槽としては、内部に攪拌機
およびスラリー移送用水中ポンプを備えた内容量501
の槽を用い、消石灰5kgを投入して濃度10重量%の消
石灰スラリーを製造した。またLI調整槽としては、3
0cm角、高さ2.5mの槽内に多孔材でできている長さ
20cmで15mm径の炭酸ガス吹き込み管、水のショート
パス防止仕切板を備え、槽壁に水の流入口と流出口を有
するものを用いた。
【0023】原水を0.9m3 /Hrの流量でLI調整
槽に流入させ、LI流入側の流路に10重量%消石灰ス
ラリーを0.23kg/Hrで消石灰注入率が25.5p
pmになるように、多孔管から水流方向に逆向きに注入
した。LI調整槽に入るところの水は、pH=9.2で
浮遊物は殆ど0であった。
【0024】次いで、LI調整槽で炭酸ガスを炭酸ガス
吹き込み管から流入水に対して25ppmとなるように
比例注入で注入し、48時間連続運転した。流出水を分
析したところ、流出水は、pH=8.5、総アルカリ度
=46.9ppm、侵食性炭酸=0ppm、カルシウム
硬度=47.5ppm、LI=+0.2で略一定であっ
た。
【0025】
【実施例2】処理される原水を分析したところ、pH=
6.8、総アルカリ度=21.3ppm、カルシウム硬
度=20.3ppm、遊離炭酸=2.8ppm、LI=
−2.4であった。
【0026】この水に消石灰を25ppm注入したと
き、pH=9.1、総アルカリ度=55.1ppmで遊
離炭酸は0であった。ついで、この水に炭酸ガスを注入
し、水中遊離炭酸濃度が1ppmになったところでこの
注入を止めて水を分析したところ、pH=8.16、総
アルカリ度=60.3ppm、カルシウム硬度=55.
2ppm、LI=−0.06であった。
【0027】図2に示すような装置を用いて、この水の
ランゲリア指数を改善する実験を行った。消石灰溶解槽
としては内部に低速攪拌機を有し、下部に給水管、上部
に消石灰水溶液を送り出す送液ポンプの吸い込み口を備
えた内容量7001の槽を用いた。この槽に消石灰30
kgを投入して低速攪拌下に下部から給水を行って、槽上
部に1880ppmの消石灰水溶液を造った。
【0028】原水が1.0m3 /Hrで流れている流路
に、消石灰溶解槽よりポンプを用いて濃度1880pp
mの消石灰水溶液を0.156m3 /Hrで注入した。
消石灰の注入率は約250ppmであった。ついで、こ
の水の流入する炭酸水素カルシウム生成槽(内容量:1
3 )に、炭酸ガスをボンベから0.35kg/Hrで注
入し、炭酸水素カルシウムを555ppm含む水溶液を
生成させ、原水が9m3 /Hrで流入するLI調整槽
(内容量:20m3 )に注入混合したところ、LI調整
槽出口水はpH=8.10、総アルカリ度=59.8p
pm、カルシウム硬度=57.0ppm、LI=−0.
2であった。
【0029】
【発明の効果】消石灰と炭酸ガスを用いて水道水のラン
ゲリア指数を改善するに当たり、本発明方法のように消
石灰の水溶液またはスラリーを注入したアルカリ性水に
炭酸ガスを溶解させるときは、炭酸ガスの注入に伴う酸
性を示す水の生成する箇所がないため装置の腐食のおそ
れがない。従って、腐食防止のための処置を講ずる必要
がなく、少ない費用で赤水の防止を効果的に行い得る。
【0030】また、原水に炭酸ガスを注入する方法より
本発明では消石灰水溶液に炭酸ガスを注入するので吸収
性が良く、炭酸ガスを効率よく利用し得るし、消石灰の
未溶解浮遊物も殆ど生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一つの実施態様を示すフローシー
トである。
【図2】本発明方法の他の実施態様を示すフローシート
である。
【符号の説明】
1 消石灰水溶液またはスラリー製造槽 2 攪拌機 3 ポンプ 4 原水流路 5 ランゲリア指数調整槽 6 弁 7 炭酸ガス吹き込み管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 消石灰を使用して水道水のランゲリア指
    数を改善する方法において、水道水のランゲリア指数と
    所望ランゲリア指数から算出される量の消石灰の水溶液
    またはスラリーを水道水に注入希釈しながら炭酸ガスを
    吹き込み水道水中に炭酸水素カルシウムを生成させるこ
    とを特徴とする水道水の処理方法。
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