JPH05154462A

JPH05154462A - 薬液添加方法および装置

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Publication number: JPH05154462A
Application number: JP34973891A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Arimitsu; 秀信有満; Hiroaki Sato; 広昭佐藤; Masahiro Isaka; 正洋井坂; Yasushi Kosaka; 康司小阪
Original assignee: Ebara Research Co Ltd; Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1993-06-22
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0818017B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高価な薬液ポンプを使用することなく、簡便
に一定量の薬液を間欠的に添加する方法及び装置を提供
する。【構成】本発明方法は、密閉容器に水難溶性薬剤と水
を気相部を設けて封入し、密閉容器と水槽との間に水で
満たされた連通管を設け、圧力制御手段により密閉容器
内の該気相部の圧力を制御することにより、連通管を介
して密閉容器内に形成された薬液を該水槽に導出せしめ
る工程と、該水槽の保有水を密閉容器に逆流せしめる工
程を繰り返す構成である。本発明装置例の薬液添加装置
１は、水難溶性薬剤２と薬液３と気相部４とが封入され
た薬液ビン５と、薬液ビン５と廃水貯槽６との間に設け
られた水連通管である薬液注入管７と、該気相部の圧力
を制御する、廃水９内に設けられたエアカラム１０とこ
れに連通した圧力伝達管１１からなる圧力制御手段８と
から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水処理薬剤の溶液をポ
ンプなどの動力を使用せずに処理対象水槽に添加するこ
とを目的とした簡便な薬液添加方法及び装置に係わるも
ので、正確な薬液添加を必要としない、例えば、クーリ
ングタワー用殺菌殺藻剤、低圧ボイラ用水処理剤、浄化
槽滅菌剤などの薬液添加、なかんずく回分的に（間欠的
に）注入することで目的を達成する薬液の添加に利用で
きる方法及び装置に係わるものである。

【０００２】水処理装置においては、各種の水処理薬剤
が添加されることによって、その機能が適性に保たれる
ことが多い。大規模の水処理装置にあっては、薬液をポ
ンプにより、正確に定量添加もしくは比例制御添加する
が、小規模の水処理装置では、高価な薬液ポンプに代え
て、簡便な薬剤添加方式が採用されている。例えば、ク
ーリングタワーの稼働率が高まる夏季には、保有水の水
温が上昇するためにレジオネラ菌などの特殊な病原菌や
藻類が繁殖する。また、蒸発濃縮により塩濃度が上昇
し、スケール生成や腐食などのトラブルが発生する。こ
れを防止するために、大型クーリングタワーではポンプ
による殺菌殺藻剤やスケール防止剤、インヒビタなど
が、添加されている。一方、小型クーリングタワーで
は、難溶解性有機系薬剤を錠剤に成形して、一定期間ご
とに投入し、徐々に溶解させる方法や、有効成分を包接
化合物や吸着物質に保持させ、この保持材を水槽に浸漬
して、成分を徐々に放出させる方法などが採用されてい
る。

【０００３】また、浄化槽や小規模団地下水などでは、
公共水域に排水するに際して滅菌処理することが法律で
定められており、次亜塩素酸カルシウムやジクロロイソ
シアヌール酸などの易溶性でない塩素系錠剤を被処理水
がわずかに接液するように浸漬して、自然溶出濃度を以
て滅菌化処理している。しかしながら、薬液ポンプは正
確な薬液添加が可能である反面、高価なポンプを装備し
なければならないこと、年間を通じて使用しない用途に
あってはシーズンごとにポンプの点検修理などの手間が
かかること、電源を必要とすることなどの難点がある。

【０００４】また、前述の錠剤投入方式、包接化合物方
式では、使用期間が経過するとともに有効成分濃度が暫
減してしまう欠点がある。さらに、塩素系錠剤を使用す
る方式では、次亜塩素酸カルシウムやジクロルイソシア
ヌール酸などの化合物の水に対する溶解度が比較的大き
いために（数％〜数十％）、設置状態によって水への溶
出濃度が変動したり、水と接触していない錠剤も湿気や
水滴によって錠剤同士が固着してしまうなどの問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの従
来の技術がかかえる問題点を解消し、高価な薬液ポンプ
を使用することなく、簡便に一定量の薬液を間欠的に添
加する方法及び装置を提供することを課題とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、密閉容器に水難溶性薬剤と水を気相部を設けて封入
し、密閉容器と水槽との間に水で満たされた連通管を設
け、圧力制御手段により密閉容器内の該気相部の圧力を
制御することにより、連通管を介して密閉容器内に形成
された薬液を該水槽に導出せしめる工程と、該水槽の保
有水を密閉容器に逆流せしめる工程を繰り返すことを特
徴とする薬液添加方法、及び水難溶性薬剤と水と気相部が封入された密閉容器
と、密閉容器と水槽との間に設けられた水で満たされた
連通管と、該気相部の圧力を制御する圧力制御手段から
なる薬液添加装置であり、これにより上記課題を解決で
きる。

【０００７】本発明は、処理目的に応じた殺菌殺藻剤等
の水処理薬剤を水難溶性薬剤となるよう選択し、これを
密閉容器に確保すると共に水を添加して自然に薬剤を徐
々に溶解させて薬液を形成し、かつ容器内の気相部の圧
力変動による気体の膨張収縮（作用）を利用して、薬液
による処理が必要とされる被処理水を貯留する水槽との
間に設けた連通管を通じて薬液の導出と水槽からの水の
密閉容器への導入を行わせて繰り返し薬液を水槽に添加
することができる方法及び装置である。また、本発明
は、該圧力変動として、規則的なものを採用でき、薬液
を略一定量、一定濃度にかつ間欠的に添加することが、
略自動的に行え、かつメンテナンスを省力化できると言
う効果を有する。

【０００８】ここで、気相部の気体の膨張収縮を制御す
る圧力制御手段は、制限なく任意の手段を使用すること
ができる。即ち、圧力制御手段としては、該気相部の気
体の圧力自体または温度を制御することにより圧力を制
御する方法がある。圧力自体を制御する方法としては、
密閉容器気相部と水槽とを連通し、水槽水位変動に応じ
た圧力を該気相部に伝達するための管を設けることが挙
げられる。ここで、該管は、水槽水に浸漬され、水槽水
位が上昇した時に管内部の気体が圧縮され、薬液が密閉
容器から水槽へ連通管を通じて導出され、該水位が低下
した時に該圧力が低下して水槽水が連通管を通じて逆流
する。該圧力は該圧力を伝達する管の容積、気相部の容
積等を調節することにより制御することができる。

【０００９】また、該温度を制御する方法としては、ヒ
ータを気相部に設置して直接制御する方法が挙げられ
る。この場合、前記密閉容器の内および外に気温センサ
を設け、それら気温センサの信号により密閉容器内の気
体温度を外気温度より一定値だけ上昇させるための温度
コントローラを設けるとより正確な薬液導出が行えるの
で都合がよい。

【００１０】薬液の導出は、昇温時に行われるが、水の
導入は、強制的に気相部を冷却してもよいし、環境温度
により自然に冷却して行ってもよい。また、水槽の水温
を利用して気相部圧を制御してもよく、この場合の水温
伝達手段としては、任意形状の水槽水保持部材（密閉容
器周囲等に設けられる）、薬液の導出に使用される連通
管等を兼用できる。この場合、連通管を熱伝導性の良好
な材料を使用するとよい。

【００１１】また、温度による制御としては、密閉容器
が設置される環境温度により気相部圧を制御できる。こ
の場合の環境温度伝達手段としては、密閉容器自体が挙
げられ、特に密閉容器の材料、気相部の容積等を選択す
るとよい。密閉容器の材料としては、プラスチック、金
属、セラミック等が挙げられる。本発明における気相部
の圧力制御に係わる気相部の温度範囲は、特に制限され
ないが、容器材質、薬液の保全等を考慮して設定すれば
よく、一般的には薬液が凍結しない温度から数十℃の範
囲が挙げられ、プラスチックの場合、６０℃以下が好ま
しい。

【００１２】更に、本発明においては、密閉容器の水位
と水槽の水位が同一になるように構成してもよい。前記
水槽水温度、環境温度、水位の該圧力制御のための使用
は、単独でもよい。この場合、本発明の装置は、該密閉
容器と、密閉容器と水槽との間に設けられた水で満たさ
れた連通管とから構成され得るが、水槽水位変動に応じ
た圧力を利用する装置、ヒータを利用した装置と併用で
きる。

【００１３】本発明において、水槽水の濃度を所望の濃
度に維持するためには、密閉容器内の薬液濃度及び１回
当たりの薬液導出量を制御することにより行えるが、こ
れは、密閉容器容積、水難溶性薬剤量、薬液量およびそ
の気相部の容積、水槽水の容積、上記気相部の圧力の各
因子を変更することにより調整され得る。本発明におい
ては、密閉容器の容積は、一般的には２００ｍＬ〜２Ｌ
程度が実用的範囲であるが、これ以外でもかまわない。

【００１４】気相部内の気体は通常、空気が使用される
が、特にこれに制限されるものではない。以下、本発明
について更に具体的に説明する。薬液を間欠的に所定量ずつ注入するための手段とし
て、上述のように薬液ビンを密閉構造とし、密閉容器内
部の圧力を間欠的に上昇せしめて内部薬液を押し出す。
この圧力を上昇せしめる手段として密閉容器内に所定量
の気体を封入して気相部とし、そこに設置したヒータに
よって昇温して気体の体積膨張量に対応した薬液を押し
出すとよい。この場合、薬液ビンの設置されている雰囲
気の気温を温度センサで検知して、昇温温度を常に一定
にすれば、より正確に薬液を添加することができる。例
えば、密閉容器内の気相部の気体量２００ｍｌ、気温２
０℃のとき、１回当たり１０ｍｌの薬液を添加するため
には、容器内気体を約３５℃に昇温すればよい。本発明では、又、薬液ビン内部の圧力を高める手段
として、薬液を添加すべき処理対象水槽の水位変動を、
利用することも有効である。

【００１５】例えば、クリーニング廃水は昼間のクリー
ニング作業の間に数十リットルの廃水が発生し、廃水貯
槽に一旦貯えられたものを２４時間かけて処理する例が
多い。従って、クリーニング店の操業開始とともに貯槽
水位が徐々に上昇し、夕方の操業停止時に最高水位に達
し、その後、翌日明け方まで無人で水処理されることに
よって、最低水位になって自動停止する。

【００１６】上端をふさいだ所定の容量を有するカラム
（エアカラム）を貯槽に装着して、カラム内空気を薬液
ビンと連通した細管でカラム上端でつなぐと貯槽の水位
上昇に伴って、エアカラム内の水位も上昇し、カラム内
気体が細管を通って薬液ビンの内圧を高めて薬液を押し
出すことができる。この場合、薬液内の気相部気体量は
多く存在する必要はなく、むしろ少ないほど外気温によ
る誤差を少なくできる。

【００１７】また、エアカラム下端が貯槽の最低水位面
より下に位置するように取り付けると、貯槽水位の降下
時に薬液ビン内が負圧となり、薬液ビンと貯槽とが連通
した薬液注入管を水が逆流してくるので、薬液ビン内は
常に一定の液量、一定の液位を維持できる。薬液注入管
を通じて逆流してきても、薬液ビン内に過剰の水難溶性
薬剤を未溶解状態で保持しておけば、溶解・拡散するの
で、常に一定濃度の薬液を正確に添加することができ
る。なお、薬液を添加する処理対象水槽の水位と薬液ビ
ンの水位が同じになるように設置すれば、エアカラムの
下端が最低水位時に水面から離れても、薬液注入管と通
じて水が逆流して、いつでも処理対象水槽と薬液ビンの
水位を一定に維持することができる。又、本発明により薬液が添加される水を使用する装
置によっては、運転時と停止時に規則正しい水温の変動
を有するものがある。

【００１８】例えば、運転中のボイラは、その圧力に応
じた液温に上昇する。また、クーリングタワーでも運転
中は循環水水温が上昇する。この規則的な温度変動特性
を利用して、運転サイクルに対応した頻度で薬液を添加
することもできる。さらに、クーリングタワーのように
夏季の稼働率が高く、しかも昼間の最高気温と夜間の最
低気温の間に数℃の温度差がある場合には、薬液ビンの
封入ガス量を適切に設定することによってこの温度差の
みによって簡便な薬液添加を行うことができる。

【００１９】本発明に使用される水難溶性薬剤とは、文
字通り水に難溶な薬剤であってもよいが、一般的な意味
での水に易溶な薬剤を全て排除する意味ではなく、水に
対して難溶な状態に置かれた薬剤を意味し、本発明方法
に使用される密閉容器内において水槽への導出のたびに
適正濃度の薬液が形成されるように密閉容器内に溶解し
ないで残存できる程度の溶解度であれば十分であり、密
閉容器の容積と該薬剤の初期の密閉容器添加量により調
整し得る種類の薬剤を指す意味である。即ち、水槽水で
数十倍から数千倍に希釈された状態で有効濃度が確保さ
れ得る溶解度を有するものであればよい。

【００２０】本発明に使用される水難溶性薬剤として
は、通常固体状のものが使用されるが、液状でもかまわ
ない。水難溶性薬剤としては、下記のものが挙げられる
が、特にこれらに限定されるものではない。１．殺菌防黴殺藻剤次亜塩素酸カルシウム、ジクロルイソシアヌール酸
などの塩素系化合物酸化銀、硫酸銀などの銀化合物、銅化合物、亜鉛化
合物など殺菌作用を有する無機金属化合物ジメチルジチオカルバミン酸及びその金属塩、イソ
チアゾリン系化合物、メチレンビスチオシアネートなど
の有機化合物有機ハロゲン化合物、有機イオウ化合物など２．リン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、トリポリリン酸
塩、有機酸、ＥＤＴＡなどのスケール防止剤３．その他、水に対してなにがしかの溶解度を有し、か
つ易溶性でない薬剤

【００２１】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例１テトラクロルエチレンを含有するクリーニング廃水を粒
状活性炭充填塔を用いて吸着処理する廃水処理装置にお
いて、活性炭層が微生物スライムにより閉塞することを
防止するための殺菌剤薬液添加装置の例を図１に示す。
以下、この図に従って実施例を説明する。

【００２２】本発明の薬液添加装置１は、水難溶性薬剤
２と予め添加された水により該水難溶性薬剤が溶解され
た薬液３と気相部４が封入された密閉容器である薬液ビ
ン５と、薬液ビン５と廃水貯槽６との間に設けられた水
で満たされた連通管である薬液注入管７と、該気相部の
圧力を制御する圧力制御手段８から構成される。圧力制
御手段８は、廃水９内に設けられたエアカラム１０とこ
れに連通した圧力伝達管１１からなる管構成で、圧力伝
達管１１は該気相部４と連通している。

【００２３】薬液ビン５には水難溶性薬剤２である酸化
銀と水が入っている。酸化銀のクリーニング廃水に対す
る溶解度は数十ｍｇ／Ｌ（リットル）であるので、大部
分の酸化銀はビン底部に沈積している。廃水貯槽６は、
１日当たりの廃水量の約２／３の有効容積を有し、廃水
９は送水ポンプ１２を経由して粒状活性炭が充填された
テトラクロルエチレン吸着塔１３に送られる。送水ポン
プ１２は廃水貯槽６の最低水位以上で稼働する。廃水貯
槽６の水位変動は約２００ｍｍで、エアカラム１０が廃
水貯槽内に固定されている。

【００２４】ドライクリーニング機械（図示せず）に付
設されたドライクリーニング排ガス１３を吸着処理する
排ガス処理装置１４から、スチーム１５によるスチーム
再生廃液９がコンデンサ１６を介して排出される。廃水
貯槽６の水位が上昇すると、エアカラム１０の気体が圧
力伝達管１１を介して薬液ビン５に流入し、銀イオンに
溶解した薬液が薬液注入管７から薬注混合部１７に添加
される。

【００２５】このようにして、銀イオンは１日１回廃水
処理装置である該テトラエチレン吸着塔７に添加される
ので、銀イオンの殺菌作用により、装置全体の微生物増
殖が抑制される。従って、長期間（３〜４ヵ月）にわた
って粒状活性炭層を閉塞することなく、運転することが
できる。また、廃水貯槽６の水位が降下しはじめると、
エアカラム１０、薬液ビン５の内部が負圧になるので、
薬注混合部１７の水が薬液注入管５を経由して逆流す
る。

【００２６】このため薬液濃度が一時的に低くなるが、
次の注入時刻までには沈積した酸化銀が溶解して、濃度
は回復する。そして、薬液の注入は、水難溶性薬剤が消
費されるまで継続され得る。次に、上記構成の薬液添加
装置を用いた具体的実験例を説明する。薬液ビン５の大
きさは、１Ｌでその中にクリーニング廃水１Ｌと酸化銀
約３０ｇを入れると酸化銀の一部が溶解して、銀イオン
濃度６７ｍｇ／Ｌになった。

【００２７】エアカラム１０の内径は２５ｍｍでクリー
ニング機械の稼働に伴って廃水貯槽６の水位が朝から夕
刻までに１８０ｍｍ上昇し、その間に薬液ビン内の薬液
７８ｍＬが貯槽に添加された。貯槽の銀イオン濃度は、
徐々に上昇し、最高値で０．１ｍｇ／Ｌに達した。実施例２本例は、クーリングタワーに殺藻剤、スケール防止剤等
を間欠注入する例であり、その構成を図２に示した。以
下、図２に従って説明する。

【００２８】本発明の薬液添加装置１８は、水難溶性薬
剤２と予め添加された水により該水難溶性薬剤が溶解さ
れた薬液３と気相部４が封入された密閉容器である薬液
ビン５と、薬液ビン５とクーリングタワー水槽１９との
間に設けられた水で満たされた連通管である薬液注入管
７と、該気相部の圧力を制御する圧力制御手段８から構
成される。前記圧力制御手段８は、密閉容器内の気相部
に設置された温度センサ付ヒータ２０と、薬液ビン５の
外に設けた気温センサ２１と、それらセンサの信号によ
り薬液ビン内の気体温度を外気温度より一定値だけ上昇
させるためのタイマ付温度コントローラ２２とからな
る。

【００２９】この実施例では薬液ビン５の薬液３をクー
リングタワー水槽１９に押し出すための圧力を気相部４
を加温して膨張させることにより達成する。ヒータ２０
は、薬液ビン５内の気相部の温度を測定するセンサも内
蔵している。温度コントローラ２２は外気温センサ２１
の信号を受けて、薬液ビン内気相部の温度を外気温＋所
定温度になるように、タイマーによりヒータ２０を作動
させる。その結果、薬液注入管７から薬液３の注入がク
ーリングタワー水槽１９の循環水２３へ行われ、次に温
度降下にともなって該循環水は該薬液注入管７により逆
流することは図１に述べた通りである。

【００３０】尚、クーリングタワー水槽１９の循環水２
３は、ポンプ２４により、高温排気２５と接触させるた
めに稼働時は循環水温度は上昇するためにこの水温を利
用して気相部の圧力を制御してもよい。以下、上記構成
の薬液添加装置を用いた具体的実験例を説明する。薬液
ビン５の大きさは１Ｌで、その中に水道水７００ｍＬと
さらし粉錠剤（商品名：ハイクロン、一錠当たり２０
ｇ）を５錠入れた。そのときの気相部４の容積は２５０
ｍＬであった。

【００３１】気温３０℃のとき、気体温度が４０℃にな
るようにヒータ（坂口電熱社製シリコンラバーヒータ、
２０Ｗ）を作動させたところＣｌ₂として６％の薬液が
８ｍＬ添加された。クーリングタワー保有水量が０．８
５ｍ³であったので、Ｃｌ₂として約０．５ｍｇ／Ｌの
添加率であった。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば高価な
薬注ポンプを使用することなく、各種の水処理薬剤を簡
便な装置で添加することができる。しかも本発明は、長
期間にわたって一定の薬液濃度を保つことができるの
で、初期の効果を持続できる。

【００３３】更に本発明は、複雑なポンプなどを使用し
ない、極めて簡単な構造であるので、保守点検の必要性
が少なく、小型小処理装置のように点検頻度の少ない用
途に効果的な薬液添加装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薬液添加方法をクリーニング廃水へ適
用した薬液添加装置の構成の具体的構成例を説明する図
である。

【図２】本発明の薬液添加方法をクーリングタワー循環
水へ適用した薬液添加装置の構成の具体的構成例を説明
する図である。

【符号の説明】

１薬液添加装置２水難溶性薬剤３薬液４気相部５薬液ビン６廃水貯槽７薬液注入管８圧力制御手段９廃水 10 エアカラム 11 圧力伝達管 12 送水ポンプ 13 ドライクリーニング排ガス 14 排ガス処理装置 15 スチーム 16 コンデンサ 17 薬液混合部 18 薬液添加装置 19 クーリングタワー水槽 20 温度センサ付ヒータ 21 気温センサ 22 タイマ付温度コントローラ 23 循環水 24 ポンプ 25 高温排気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井坂正洋神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者小阪康司東京都港区港南１丁目６番27号荏原インフィルコ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器に水難溶性薬剤と水を気相部を
設けて封入し、密閉容器と水槽との間に水で満たされた
連通管を設け、圧力制御手段により密閉容器内の該気相
部の圧力を制御することにより、連通管を介して密閉容
器内に形成された薬液を該水槽に導出せしめる工程と、
該水槽の保有水を密閉容器に逆流せしめる工程を繰り返
すことを特徴とする薬液添加方法。
【請求項２】水難溶性薬剤と水と気相部が封入された
密閉容器と、密閉容器と水槽との間に設けられた水で満
たされた連通管と、該気相部の圧力を制御する圧力制御
手段からなる薬液添加装置。
【請求項３】前記圧力制御手段が、密閉容器気相部と
水槽とを連通し、水槽水位変動に応じた圧力を該気相部
に伝達するための管であることを特徴とする請求項２記
載の薬液添加装置。
【請求項４】前記圧力制御手段が、密閉容器内の気相
部に設置されたヒータであることを特徴とする請求項２
記載の薬液添加装置。
【請求項５】前記密閉容器の内および外に気温センサ
を設け、それら気温センサの信号により密閉容器内の気
体温度を外気温度より一定値だけ上昇させるための温度
コントローラを設けたことを特徴とする請求項４記載の
薬液添加装置。
【請求項６】前記圧力制御手段が、水槽の水温伝達手
段であることを特徴とする請求項２〜５何れか１項に記
載の薬液添加装置。
【請求項７】前記圧力制御手段が、環境温度伝達手段
であることを特徴とする請求項２〜６何れか１項に記載
の薬液添加装置。
【請求項８】密閉容器内の水位と水槽の水位が同一に
なるように構成したことを特徴とする請求項２〜７何れ
か１項に記載の薬液添加装置。