JPH0568982A - 消石灰水溶液の製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 消石灰流動層高抑制装置（例えば複数の傾斜
板）５を設けた消石灰溶解槽１中に水を張った後、消石
灰を充填し、低速攪拌しながら給水管２から水を供給し
て消石灰水溶液取出し管６から略飽和消石灰水溶液を取
り出す消石灰水溶液の製造方法及びその装置。 【効果】 消石灰流動層高抑制装置を備えているため、
０．２５〜１．２mm／sec の上昇流速の高速で水を供給
しても未溶解消石灰粉体が流出することがなく、消石灰
水溶液の製造速度を大とすることができ、装置の小型化
が可能である。抑制装置を備えない同種の装置では、こ
のような高速では未溶解消石灰が流出してしまう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消石灰水溶液の製造方
法および製造装置に関する。消石灰水溶液は水道水の改
善のために用いられる。

【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、主成分のカルシ
ウムが健康上も良いと言われていること、さらには消石
灰が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】消石灰水溶液を連続的に製造することに関
しては、例えば特公昭63−2890号公報に記載されている
ような装置を用いる方法が知られている。特公昭63−28
90号に記載の方法は、上部が円筒型または角筒型であ
り、下部が逆截頭錐型の槽の底部に給水管および不溶物
取出し口、該給水管の真上に水平に回転する攪拌翼があ
り、槽上端部には消石灰水溶液取出し管を有する溢流液
受部を設けた装置を用いて、この槽内に消石灰堆積層を
形成させ、低速攪拌しながら下部より水を一定速度で供
給して上部より消石灰水溶液を取り出す方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置のよ
うに消石灰溶解槽内には撹拌機のみしかない槽では、水
の上昇流速は消石灰スラリーブランケットのキャリーオ
ーバーの可能性から溶解槽上部における上昇流速が精々
０．２mm／sec 程度でしか水を供給することができな
い。このため、大規模浄水場向けには実用上の上昇速度
が低すぎて、装置を大型化若しくは多数設置しなければ
ならず、設置面積が広くなり、また建設費が高くなりす
ぎる欠点がある。

【０００５】本発明は、消石灰溶解槽における消石灰微
粒子の流失を避けつつ、槽内における水の上昇速度を大
きくすることにより、単位時間、単位容積当たりの消石
灰水溶液の製造量を多くし、装置の小型化を図ることを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るべく、本発明者等は鋭意研究した結果、消石灰溶解槽
の内部に消石灰流動層高抑制装置を設ける本発明に到達
した。

【０００７】即ち、本発明の消石灰水溶液の製造方法は
円筒型または角筒型の溶解槽、該槽の下部に給水管、槽
内底部に攪拌翼および槽上部に消石灰水溶液取出し管を
有し、かつ、該槽内の攪拌翼より上部に消石灰流動層高
抑制装置が取り付けられている消石灰溶解装置に、水を
張った後、予め所定量の消石灰を充填し、低速攪拌しな
がら、給水管より槽上部の円筒型または角筒型部分にお
ける水上昇速度が０．２５〜１．２mm／sec の速度にな
る量の水を供給して消石灰水溶液取出し管より消石灰水
溶液をとりだすことにある。

【０００８】また、本発明の消石灰水溶液製造装置は円
筒型または角筒型の溶解槽、該槽の下部に給水管、槽内
底部に攪拌翼および槽上部に消石灰水溶液取り出し管を
有し、かつ、該槽内に攪拌翼より上部に消石灰流動層高
抑制装置が取り付けられていることを特徴とする。

【０００９】以下、本発明を詳しく説明する。

【００１０】本発明に用いる消石灰水溶液製造装置は、
円筒型または角筒型の溶解槽、この槽の下部に取り付け
られた給水管、槽上部に設けられた消石灰水溶液取出し
管を有し、およびこの槽内には、底部に攪拌翼が、攪拌
翼より上部に消石灰流動層高抑制装置が取り付けられて
構成される。

【００１１】溶解槽内に予め消石灰を充填し水を張った
後、撹拌下溶解槽下部より給水するとき、消石灰粒子は
溶解槽下部で流動層を形成しながら溶解していくが、こ
の流動層の高さは給水速度（槽内における水の上昇速
度）が大きくなると高くなり、未溶解消石灰粒子が消石
灰水溶液に混入して槽上部より流出するおそれがある。
溶解槽内に上昇水流に対する抵抗物を設けると、消石灰
粒子が上昇水流に同伴して上昇するのが抑えられる。従
って、このような抵抗物を消石灰溶解槽内に設けること
により、上昇水流の速度がある程度大きくなっても消石
灰流動層は比較的低く抑えられ、未溶解のまま消石灰粒
子が流出するのが避けられる。本発明では、このような
抵抗物を流動層高抑制装置と呼ぶ。

【００１２】溶解槽内に設ける流動層高抑制装置として
は消石灰流動層を低く抑え、未溶解消石灰粒子の流出を
防止することができるものであれば如何なる構造のもの
であってもよい。好ましい抑制装置としては２枚以上の
傾斜板もしくは図３〜図９で示されるような構造のもの
が用いられる。

【００１３】代表的な消石灰流動層高抑制装置として溶
解槽内に２枚以上の傾斜板を取り付けた図１に示す消石
灰水溶液製造装置について説明する。

【００１４】図１に於いて、１は溶解槽で円筒型または
角筒型をなすが、好ましくは上部は筒型をなし下部は逆
截頭錐状をなす溶解槽である。２は給水管、３は攪拌
翼、４は槽１の筒型部の片隅部に消石灰粉体の投入部を
形成するための仕切り板、５は消石灰流動層高抑制装置
としての傾斜板で、仕切り板４から槽他端の間に傾斜し
て設けられる。６は消石灰水溶液取り出し管である。

【００１５】仕切り板４は、槽上側から消石灰を供給す
るために傾斜板（流動層高抑制装置）の存在しないゾー
ンを設けるためのものである。仕切り板４は、槽壁近く
に消石灰の供給に支障のない程度のゾーンを形成するよ
うに槽内の水面より上部から槽内の下部に設けた攪拌翼
の上部で、かつ、なるべく槽深くに至るように設けられ
る。溶解槽の下部が逆錐型である場合は逆錐型部に至る
ように設けるのが好ましい。

【００１６】傾斜板５は少くとも２枚以上が、好ましく
は等間隔で仕切り板４と槽壁との間に、消石灰水溶液取
出し管６を背にするように傾斜をもって設けられる。最
下段の傾斜板５ａは、上端が仕切り板４に接するよう
に、下端が好ましくは攪拌翼３の回転軸より槽壁側に位
置するように設ける。他の傾斜板は５ａより上側に５ａ
に平行して好ましくは５〜５０mmの間隔で設けられる。
これら傾斜板の上端は水面より２０〜１００cm下に位置
するように、また下端は槽壁面から１０〜３０cm離れて
位置するように設けられる。只、最上段の傾斜板５ｂの
下端は槽壁面に隙間がないように設け、消石灰スラリー
がショートパスするのを防止する。なお、図１中の７は
消石灰投入ホッパー、８は不溶物取り出し管、９はレベ
ル制御計である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

【００１７】この図１に示す装置を用いて消石灰水溶液
の製造について説明する。

【００１８】溶解槽１に水を約２／３張り込んだ後、攪
拌翼３による攪拌下に消石灰を粉体または１０〜３０％
スラリーとして供給する。消石灰を粉体で供給する場合
には消石灰投入ホッパー７を設け、ロータリーバルブ１
０を通して所定量投入される。このとき消石灰粉体の外
部への飛散を防止するため、内部に水スプレーノズル１
１を有する消石灰粉体捕集器１２を設け、消石灰粉体投
入時には水を散布して消石灰粉体の飛散を防止する。

【００１９】消石灰の供給が完了したら、給水管２から
水が供給され水位が消石灰水溶液取出し管６よりやや下
部の所定の位置にきたとき、レベル制御計９の信号によ
り給水が停止される。給水停止後、約１時間攪拌・沈降
を行なって、槽下部での消石灰スラリーの均質化が行な
われる。つづいて、攪拌下に給水管２から所定流量で水
が槽１に供給される。供給された水は、低速で攪拌下に
槽内で消石灰スラリー層を通り消石灰水溶液取出し管６
に達する間に約１６００ ppmの消石灰水溶液となって取
出し管６より槽外に取り出される。攪拌翼の回転周速度
は１ｍ／sec 以下、好ましくは０．５ｍ／sec 以下の低
速で充分である。

【００２０】この溶解槽内に消石灰流動層高抑制装置が
ないときは、供給された水は槽内をほぼ直進上昇し、消
石灰微粒子の同伴を避けるためには供給水量は著しく制
限される。しかし、上記したように消石灰流動層高抑制
装置としての傾斜板５を備えた溶解槽を用いる場合は、
槽内に供給された消石灰は槽底部で濃厚なスラリーを形
成し、槽内を上昇するが、傾斜板５ａにより直上するこ
とは妨げられる。消石灰スラリーは攪拌翼３上、傾斜板
５ａ、仕切り板４および槽璧によって囲われた部分が水
流緩衝室をなし、消石灰スラリーはここを周回すること
により消石灰スラリーの上昇を抑えながら、傾斜板の下
端部から傾斜板間を上昇する。ここでも消石灰スラリー
は、上側の傾斜板により上昇を抑えられ、傾斜板に沿っ
て落下する。傾斜板にこのような消石灰流動層高抑制装
置としての機能を発揮させるためには、その取り付け角
度は水面に対し４５°〜７５°、好ましくは５５°〜６
５°であり、取り付け角度がこれより大きくても小さく
ても消石灰流動層高抑制装置としての充分な機能を果た
すことが困難となる。また、傾斜板の間隔は狭いほど好
ましく、５０mm以下、望ましくは３０mm以下とする。し
かし、その間隔を余り狭くし傾斜板の数を増やすときは
溶解槽の実容積が小さくなり、またスケールが発生し詰
まるおそれもある。従って、その間隔は５mm以上、好ま
しくは１５mm以上にする。下部から供給した水はこのよ
うな傾斜板（消石灰流動層高抑制装置）間を上昇させる
ことにより、給水管より槽上部の円筒型または角筒型部
分における水の上昇流速が０．２５〜１．２mm／sec の
速度のような高速でも給水することが可能となり、傾斜
板のない場合に比べ数倍、例えば略４倍の速度で給水し
ても、消石灰水溶液取り出し管に達した水は消石灰微粒
子を殆ど含むことなく約１６００ppm の消石灰水溶液と
して取り出され、水道水の改質に用いることが可能とな
る。

【００２１】消石灰流動層高抑制装置としては、上述の
傾斜板に代えて種々のものを用いることができる。例え
ば、図３〜５に示すように前述の傾斜板の裏面（下側）
に突起板を縦方向、横方向或いは斜め方向に取り付ける
ことにより消石灰流動層高を抑制する効果を増すことが
できる。これら裏面に突起板を有する傾斜板の場合は、
上述の傾斜板の場合より間隔を大きくとることができ、
２０〜１００mm、好ましくは３０〜７０mmの間隔で、４
５°〜７５°の角度をもって取り付ける。

【００２２】さらには、図６〜９に示すように、円筒ま
たは角筒の筒体を多数組み合わせた構造のものを同様の
傾斜を持って槽内に取り付けてもよい。これら筒体の内
徑（角筒では最大内徑）は、上述の傾斜板の間隔と同様
の理由から、１０〜５０mm、好ましくは２０〜４０mmの
ものが４５°〜７５°の角度をもって取り付けられ、消
石灰流動層の高さを抑制する。

【００２３】これらの消石灰流動層高抑制装置を溶解槽
内に設置するに当たっては、個々の傾斜板または筒体を
溶解槽の内壁に直接固定してもよいが、好ましくは予め
傾斜板または筒体を一体化しておき、これを溶解槽内に
はめ込み固定して消石灰流動層高抑制装置とする。勿
論、この場合消石灰流動層高抑制装置には撹拌軸３ａの
通過する部分にそのための孔が設けられる。

【００２４】

【実施例】上部が円筒型であり下部が逆截頭錐型の内徑
３００mm、高さ２ｍの溶解槽に傾斜板を水面に対し角度
６０°で１２枚を１０mm間隔に設置した図１に示すよう
な消石灰水溶液製造装置を用いて消石灰水溶液製造装置
を用いて消石灰水溶液を製造した。

【００２５】溶解槽に水を約２／３張り込んだ後、消石
灰粉体８kgを投入し、撹拌翼を１８rpm （撹拌翼の回転
周速度０．１９ｍ／sec ）で回転させながら、槽下部よ
り給水し、水位が消石灰水溶液取り出し管の下２０cmに
なったとき給水を止め、約１時間撹拌・沈降を行った。
この給水を停止し、撹拌しているときの消石灰流動層の
高さは底部から５０cmであった。

【００２６】次いで、同じ速度で撹拌しながら溶解槽下
部から１４４リットル／hr（溶解槽筒型部での水上昇速
度０．５６mm／sec ）で給水し、消石灰水溶液取り出し
管より、pH１２．８、消石灰濃度１７８０ppm 、浮遊固
形物５０ppm を含む消石灰水溶液を得た。

【００２７】比較例 傾斜板を設置しないことを除き、実施例で用いたと同じ
装置を用いて、実施例と同じ条件で運転した。給水停止
状態での撹拌時の消石灰流動層の高さは底部から１２０
cmであった。撹拌しながら溶解槽下部から１４４リット
ル／hrで給水したところ、３０分後には流動層は水面ま
で達し、消石灰水溶液取り出し管から消石灰スラリーが
流失し始めた。

【００２８】なお、消石灰スラリーが流失しないよう給
水量を変えて実験したところ、浮遊固形物が６０ppm で
ある消石灰水溶液を得るための給水量は３６リットル／
hr（溶解槽筒型部での水上昇速度０．１４mm／sec ）で
あった。

【００２９】

【発明の効果】本発明のように、消石灰溶解槽内に消石
灰流動層高抑制装置を設けることにより、溶解槽への給
水量を従来の数倍にしても未溶解消石灰を殆ど同伴する
ことなく消石灰の略飽和水溶液を製造することが可能と
なった。従って、単位容積、単位時間当たりの消石灰水
溶液の製造量が増大し、装置の小型化ができ、装置の設
置面積を小さくすることが可能となり、大規模浄水場の
水質改善に非常に適用し易くなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる装置の１例を示す模式断面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】消石灰流動層高抑制装置の他の例を示す斜視図
である。

【図４】消石灰流動層高抑制装置の他の例を示す斜視図
である。

【図５】消石灰流動層高抑制装置の他の例を示す斜視図
である。

【図６】消石灰流動層高抑制装置の他の例を示す斜視図
である。

【図７】消石灰流動層高抑制装置の他の例を示す斜視図
である。

【図８】消石灰流動層高抑制装置の他の例を示す斜視図
である。

【図９】消石灰流動層高抑制装置の他の例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ 溶解槽 ２ 給水管 ３ 攪拌翼 ３ａ 攪拌軸 ４ 仕切板 ５ 消石灰流動層高抑制装置 ６ 消石灰水溶液取り出し管 ７ 消石灰投入ホッパー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒型または角筒型の溶解槽、該槽の下
   部に給水管、槽内底部に攪拌翼および槽上部に消石灰水
   溶液取出し管を有し、かつ、該槽内の攪拌翼より上部に
   消石灰流動層高抑制装置が取り付けられている消石灰溶
   解装置に、水を張った後、予め所定量の消石灰を充填
   し、低速攪拌しながら給水管より槽上部の円筒形または
   角筒形部分における水上昇流速が０．２５〜１．２mm／
   sec の速度になる量の水を供給して消石灰水溶液取出し
   管より消石灰水溶液を取り出すことを特徴とする消石灰
   水溶液の製造方法。
2. 【請求項２】 円筒型または角筒型の溶解槽、該槽の下
   部に給水管、槽内底部に攪拌翼および槽上部に消石灰水
   溶液取出し管を有し、かつ、該槽内に攪拌翼より上部に
   消石灰流動層高抑制装置が取り付けられていることを特
   徴とする消石灰水溶液製造装置。
3. 【請求項３】 消石灰流動層高抑制装置が、２枚以上の
   傾斜板よりなり、該傾斜板が５〜５０mmの間隔で、か
   つ、４５〜７５°の角度で取りつけられている請求項２
   に記載の消石灰水溶液製造装置。