JPH0691295A - 水を軟化する方法及び装置 - Google Patents

水を軟化する方法及び装置

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JPH0691295A
JPH0691295A JP4005908A JP590892A JPH0691295A JP H0691295 A JPH0691295 A JP H0691295A JP 4005908 A JP4005908 A JP 4005908A JP 590892 A JP590892 A JP 590892A JP H0691295 A JPH0691295 A JP H0691295A
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calcium carbonate
water
hard water
slurry
crystals
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JP4005908A
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English (en)
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Ora Kedem
ケデム オラ
Jonathan Ben-Dror
ベン − ドロール ジョナサン
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SOO VAN REIDEIEISHIYON Ltd
Sor-Van Radiation Ltd
Yeda Research and Development Co Ltd
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SOO VAN REIDEIEISHIYON Ltd
Sor-Van Radiation Ltd
Yeda Research and Development Co Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/02—Softening water by precipitation of the hardness

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短い接触時間内で炭酸カルシウム析出物を得
ることができる、大規模な工業的及び都市的規模及び小
さな家庭的規模の両方で操作することができる硬水軟化
法 【構成】 硬水に水溶性塩基性化合物を添加してアルカ
リ性硬水を生成させ、析出単位装置中で前記アルカリ性
硬水と、前記アルカリ性硬水から析出される炭酸カルシ
ウムの量を遥かに越えた量の100 μを越えない粒径の循
環炭酸カルシウムとをよく接触させ、分離器中で生成物
軟水を残留炭酸カルシウム水性スラリーから分離し、前
記スラリーを収集器で収集し、前記循環炭酸カルシウム
結晶を連続的に前記析出単位装置と収集器との間で循環
させることを特徴とする硬水を軟化する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硬水から炭酸カルシウ
ム析出物の形でカルシウム分を除去することにより硬水
を軟化することに関し、工業的及び家庭的用途の両方に
適した方法を与えるものである。
【０００２】
【従来の技術】硬水からカルシウム分を除去することに
より硬水を軟化することは、ボイラー、熱水パイプの如
き設備、ポット及びやかんの如き器具中に形成される罐
石の減少、及び皿洗い器及び洗濯機の如き家庭用機械で
の洗剤消費量を減少させるために、工業的及び家庭的用
途の両方にとって必要である。更に、水の軟化は水脱塩
の前処理として行われている。
【０００３】水軟化法を選択する際に考慮すべき因子に
は、原料水の品質、軟水の目的用途及び希望の品質、廃
棄流を捨てる方法及びコスト、一般にその方法、特に廃
棄物の放棄に伴われる生態学的問題、及び異なった罐石
処理に対する方法の融通性及びその適合性が含まれる。
【０００４】既知の水軟化法は、イオン交換法又は析出
法により進められてきた。イオン交換法では、罐石形成
性Ｃａ2+及びＭｇ2+イオンをＮａ+ と交換し、イオン交
換樹脂を大過剰のＮａＣｌで再生し、再生流出物を比較
的濃厚な塩化ナトリウム水溶液にし、それを廃棄しなけ
ればならない。結局この方法によれば、かなりの量のナ
トリウム塩が排水溝に放出され、最終的には地下水に入
り、それは生態学的的に望ましくない。別法として、Ｃ
ａ2+及びＭｇ2+とＨ+ とを交換する弱酸性樹脂を用い、
使用済み樹脂を弱酸で再生することができる。この方法
は汚染を少なくし、従って一層魅力的であるが、それは
一層高価であり、腐食性のある酸性軟水を生じ、生態学
的問題を起こす明白な原因になる酸性流出物を生ずる更
に別の欠点を有する。
【０００５】析出は伝統的に石灰・ソーダ法により行わ
れており、その場合消石灰を硬水に添加し、水溶性炭酸
水素カルシウムを水不溶性炭酸カルシウムへ転化する。
この方法は水含有量の大きなスラッジを生じ、それは濾
過しにくく、面倒な処理を必要とする。
【０００６】米国特許第3,976,569 号明細書によれば、
ｐＨを調節し、ＣａＣＯ3 を選択的に析出させてその薄
い層を形成し、次にｐＨを上昇させて水酸化マグネシウ
ムを析出させることにより硬水を軟化している。得られ
たスラリーを最初に形成されたＣａＣＯ3 層を通して濾
過し、満足すべき軟化度が報告されている。この方法の
目的は析出したＭg(ＯＨ)2の濾過性を改良することにあ
り、主な欠点は、析出を完了させるのに長い時間が必要
であり、幾つかのバッチ法で19〜22時間かかり、明らか
に長い滞留時間を要する。
【０００７】A.グレイブランド(Graveland）による文
献、Aqu. 2, 80によると、水酸化ナトリウムを添加する
ことにより硬水から炭酸カルシウムを析出させる速度
は、流動化床中で砂又は大理石粒子上で結晶化を行うこ
とにより著しく改良することができる。この方法によ
り、析出時間は劇的に減少し、床を通って上へ流れる水
の流速を40〜150m／時の範囲として反応器中の滞留時間
は約５分間である。しかし、この方法を実施すると大き
なＣａＣＯ3 粒子が形成され、その結果流動化床を形成
する材料を時々取り替えなければならない。更に大型の
設備を必要とし、これら両方の理由からこの方法は小規
模な水軟化操作に対しては、本質的に不適切である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、析出
による硬水の軟化のための改良された方法で、大きな工
業的及び都市的規模及び小さな家庭的規模の両方で操作
することができる硬水軟化法を与えることにある。
【０００９】天然硬水に塩基を単に添加することによる
炭酸カルシウムの結晶化は、過飽和にも拘わらず遅いこ
とが認識されている。なぜなら、結晶成長が非常に遅い
ためである。これは、そのような本来希薄な溶液では最
初に形成される結晶の量が少なく、既に形成された結晶
へのイオンの付着による結晶成長の機会が小さいために
そうなるものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、硬水
に、アルカリ性硬水を生成する水溶性塩基性化合物を添
加することによって炭酸カルシウムを析出させ、析出し
た炭酸カルシウムと軟水とを別々に取り出すことにより
硬水を軟化する方法において、析出単位装置中で前記ア
ルカリ性硬水と、前記アルカリ性硬水から析出される炭
酸カルシウムの量を遥かに越えた量の100 μを越えない
粒径の循環炭酸カルシウムとをよく接触させ、分離器単
位装置中で生成物軟水を残留炭酸カルシウム水性スラリ
ーから分離し、前記スラリーを収集器単位装置で収集
し、前記循環炭酸カルシウム結晶を連続的に前記析出単
位装置と収集器単位装置との間で循環させ、それによっ
て短い接触時間内で炭酸カルシウム析出を行わせること
を特徴とする硬水を軟化する方法が与えられる。
【００１１】析出される量に対する循環炭酸カルシウム
の過剰度は特に限定されるものではないが、一般に少な
くとも50倍の過剰になるであろう。
【００１２】本発明による方法を開始させるため、アル
カリ性硬水から析出される炭酸カルシウムの量を遥かに
越えた量の100 μを越えない粒径の希望の量の炭酸カル
シウム結晶を外部源から供給する。工程の作動が開始さ
れたならばそれ以上の炭酸カルシウムは不必要であり、
本質的に一定の量の炭酸カルシウムが析出単位装置と収
集器単位装置との間を循環し、本質的に析出した量に相
当する過剰の量の炭酸カルシウムを連続的又は間欠的に
操作工程から除去する。
【００１３】循環する炭酸カルシウム結晶の粒径は、約
２〜約20μの範囲内にあるのが好ましい。
【００１４】本発明による方法の実施で用いられる水溶
性塩基性化合物は、アルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリ
ウム及び水酸化カルシウムからなる群から選択された化
合物であるのが典型的であり、それらの中で水酸化ナト
リウムが特に好ましい。
【００１５】本発明による方法の一つの実施態様によれ
ば、析出単位装置は混合容器である。
【００１６】別の態様として、析出単位装置は炭酸カル
シウムの層で被覆されたフィルターであり、その場合結
晶は特定の粒径を有し、その層は操作過程中、循環する
炭酸カルシウム結晶により連続的又は間欠的に崩壊さ
れ、再構成される。
【００１７】本発明による方法を実施する場合、主に炭
酸カルシウムが析出し、相対的に僅かな水酸化カルシウ
ムしか共沈されないように塩基の量を選択する。従っ
て、この方法は米国特許第3,976,569 号明細書に記載さ
れた方法とは基本的に異なっており、後者の方法によれ
ば最初に析出した炭酸カルシウムが後に析出する水酸化
マグネシウムを維持するのに用いられ、炭酸カルシウム
の再循環はないのに対し、本発明によれば核生成のため
に再循環炭酸カルシウムが用いられ、それによって新た
に形成されるＣａＣＯ3 の結晶化速度が著しく増大し、
析出期間が19〜22時間から僅か２〜60秒に減少する。
【００１８】本発明による方法は、砂或は他の鉱物粒子
よりも小さな粒子の炭酸カルシウム自体を核生成に用
い、流動化床及び浮遊の必要はない点で、Aqu. 2, 80に
記載されたグレイブランドの方法とも異なるものであ
る。結局、大型の設備が必要になるグレイブランドの方
法とは異なって、本発明によれば、もし望むならば小型
の装置を用いることができる。
【００１９】本発明により得られる利点を要約すると、
次のようになるであろう： ｉ） 数秒程度の非常に短い接触又は滞留時間で希望す
る水軟化度が得られ、大きさに制約されない経済的な小
型の装置を作ることができる。 ii） 処理工程中、ＮａＯＨの如き唯一種類の薬品が消
費され、その水溶性転化生成物が溶液中に残る。従っ
て、本方法は環境及び生態学的問題を起こさない。
【００２０】本発明は、硬水に、アルカリ性硬水を生成
する水溶性塩基性化合物を添加することによって炭酸カ
ルシウムを析出させ、析出した炭酸カルシウムと軟水と
別々に取り出すことにより硬水を軟化するのに用いる装
置において、水溶性塩基性化合物の水溶液のための貯
槽、供給硬水を導入するための機構、前記水溶性塩基性
化合物の水溶液を前記供給硬水と混合してアルカリ性硬
水を生成させるための機構、前記アルカリ性硬水が、析
出される炭酸カルシウムの量を遥かに越えた量の100 μ
を越えない粒径の炭酸カルシウム結晶とをよく接触させ
る析出単位装置、軟水を残留炭酸カルシウムスラリーか
ら分離する分離器、前記残留炭酸カルシウム水性スラリ
ーを収集する収集器単位装置、前記収集器単位装置から
前記残留炭酸カルシウム水性スラリーを前記析出単位装
置へ流すための機構、及び前記析出単位装置から炭酸カ
ルシウム水性スラリーを前記分離器へ流すための機構、
を組合せて有する硬水軟化用装置が与えられる。
【００２１】本発明による装置の一つの態様によれば、
析出単位装置は混合室である。別の態様によれば、それ
は100 μを越えない粒径の炭酸カルシウム結晶の被覆を
有するフィルター機構の形をしており、 その炭酸カルシ
ウム被覆を連続的又は間欠的に崩壊及び再構成するため
の手段が与えられている。
【００２２】次に本発明による方法の実施を、図面を参
照して記述するが、それらは単に例としてのみ与えられ
るものであり、本発明の実施はそれに限定されるもので
はない。
【００２３】〔本発明の具体的な記述〕第１図に示され
た本発明による方法を実施するための実験室的規模の設
備は、バルブ３が取付けられたロート型容器２が上に取
付けられたカラム１を有する。カラム１の下端は、導管
４によってポンプ５に連結されており、そのポンプは別
の導管６によってマイクロ濾過セル(cell)７の下端に連
結されており、そのセルは多孔質裏打ち９上で、二つの
組合ったパネル11及び12の間に保持された平坦なマイク
ロ濾過膜８を具えたフィルター単位装置を有する。図示
されているように、導管６は膜８の下端に通じ、膜の上
端は導管12によってカラム１に連結されている。導管13
は、濾液収集側である多孔質裏打ち９の底部領域からフ
ラスコ14へ通じ、そのフラスコは導管15によって真空ポ
ンプ（図示されていない）へ連結されている。
【００２４】操作上カラム１に炭酸カルシウム水性スラ
リーが充填され、それに測定された量のＮａＯＨの如き
アルカリを含む新しい硬水を添加する。スラリーをポン
プ５によって循環し、導管15によって真空を適用する。
軟水はフラスコ14の内部に収集される。
【００２５】第２図に示した設備は、濃ＮａＯＨ溶液の
貯槽17を有し、それは導管19によって添加用ポンプ18に
連結され、その導管は接合部21で新しい水の本管20に結
合されている。この設備は更に、夫々複数のバッフルを
有する第１及び第２静的混合器22及び23、マイクロ濾過
単位装置24、オンラインポンプ27を有する再循環配管系
25及び26、夫々軟水及び廃棄炭酸カルシウムスラリーを
取り出すための導管28及び29を有する。
【００２６】操作上、濃厚な水酸化ナトリウムを、本管
20を通って入る新しい硬水の流れ中に添加し、得られた
アルカリ性混合物を静的混合器室22及び23中に導入し、
それらの中でよく混合する。マイクロ濾過単位装置24で
は、透明な軟水が炭酸カルシウムスラリーから分離さ
れ、導管28によって取り出され、一方炭酸カルシウムの
残留スラリーは、ポンプ27によって導管25及び26を経て
再循環され、過剰のスラリーは導管29によって廃棄物と
して取り出される。
【００２７】第３図の設備は第２図のものと基本的に同
じであり、対応する部分は同じ番号で示されている。第
２図のマイクロ濾過単位装置24の代わりに、この設備で
は、付随する第１ポンプ31及び再循環導管32を有する第
１サイクロン30、及び付随するポンプ34及び再循環導管
35を有する第２サイクロン33を具えている。
【００２８】操作上、第２静的混合器23から取り出され
たスラリーをサイクロン30で希薄スラリーと濃厚スラリ
ーに分離する。濃厚スラリーをポンプ31により取り出
し、導管32により再循環し、過剰のスラリーは導管29に
より廃棄物として取り出す。第１サイクロンからの希薄
スラリーは第２サイクロン33へ導入し、そこで更に分離
にかける。サイクロン33内で分離するスラリーは全て導
管35を経てポンプ34により再循環され、一方透明な軟水
は導管28により取り出される。
【００２９】第１図〜第３図の設備では、再循環する微
細な炭酸カルシウム結晶とアルカリ性硬水との接触が、
流れる水性相本体内で起きる。別の操作方式により、再
循環する炭酸カルシウム結晶はフィルター上に付着した
濾滓を形成し、その濾滓は水性炭酸カルシウムスラリー
と動的平衡にある。そのような操作方式を次に第４図及
び第５図に関連して記述する。
【００３０】第４図は、濃水酸化ナトリウム溶液のため
の貯槽41、ポンプ43により新しい水の本管44に、接合部
45の所で接合されて流通する導管42を具えた設備が示さ
れている。この設備は、更に導管47によりキャンドル(c
andle)フィルター単位装置48に連結された静的混合器46
を有し、その単位装置は複数の平衡な末端閉鎖フィルタ
ー管49を有し、それらの管は夫々100 μより小さな粒径
の結晶からなる炭酸カルシウム層で外側が被覆されてい
る。
【００３１】キャンドルフィルター単位装置48は、その
下端に炭酸カルシウムスラリーを取り出すための排出導
管50、ポンプ51及び前被覆用再循環導管52を有し、上端
には軟水を取り出すための導管53を有し、その導管は周
期的に逆圧力を加えるためにも用いられる。
【００３２】操作上、添加された水酸化ナトリウムと混
合された新しい硬水を静的混合器46中に導入し、そこか
らその混合物を導管47によりキャンドルフィルター単位
装置48中へ導入する。単位装置48中では過飽和混合物
を、必要な接触時間、例えば１〜５秒の時間を与える速
度で同時に全ての管状フィルター49に強制的に通す。こ
の接触の結果、炭酸カルシウムのアルカリ性溶液からの
析出が惹き起こされ、その析出物が濾滓上に保持され
る。透明な軟水が導管53を通って取り出される。
【００３３】操作過程でフィルター管49上に炭酸カルシ
ウム結晶の被覆が過度に成長するのを防ぐために、周期
的に逆圧を軟水取り出し用導管53により加え、それによ
って過剰の炭酸カルシウムを剥がす。剥がされた炭酸カ
ルシウムの殆どはポンプ81により導管51を経て再循環さ
れ、再びフィルター管49へ戻されてその被覆になり、一
方過剰の炭酸カルシウムは導管50を経て廃棄物として取
り出される。
【００３４】第５図は、濃厚水酸化ナトリウム溶液の貯
槽55を有する設備を示し、その貯槽は導管56によってベ
ンチュリー混合器58へ連結され、その混合器は新しい水
の本管57にも連結されている。導管59は、任意にスプレ
ーヘッドが取付けられていてもよく、真空フィルタード
ラム60へ連結されており、そのドラムは５〜100 μの範
囲の粒径を有する結晶の炭酸カルシウム層61を有する。
炭酸カルシウム層61を有するドラム60は、炭酸カルシウ
ムスラリーの入った槽62中に浸漬され、その槽には撹拌
器63、槽の反対側の壁と共に室65を形成する隔壁64、及
び溢流排出管66が取付けられている。ドラム60の内部は
導管67によって真空タンク68に連結されており、そのタ
ンクは分離器室70を経て真空ポンプ69に接続されてい
る。タンク68の底からパイプ71が、軟水送出導管73に接
続されたポンプ72に接続されている。
【００３５】操作上、炭酸カルシウム層61が上に付着し
たドラム60は連続的に時計方向に回転し、ベンチュリー
混合器58から到達した過飽和水溶液をその上に噴霧す
る。水性相が炭酸カルシウム層61を通過すると水性相中
の炭酸カルシウムの析出が惹き起こされ、フィルター上
に保持される。炭酸カルシウム層61は、槽62中へ、ドラ
ムが「３時」及び「４時」の位置にきた時、例えば外部
ドクターブレードにより落とされる。然る後、ドラム60
が「５時」〜「７時」の位置にきた時、槽62内のスラリ
ー中の炭酸カルシウムの幾らかがドラム内部の真空のた
め再び吸引され、フィルターを再び被覆し、このように
して炭酸カルシウム結晶が再循環される。過剰の炭酸カ
ルシウムが導管66を通る溢流により室65から廃棄物とし
て取り出される。
【００３６】軟水は、ドラム60の内部から導管67によっ
て真空タンク68へ取り出し、更にそこからポンプ72によ
って導管71を経て取り出し、生成物軟水として送出導管
73を経て送り出す。
【００３７】
【実施例】本発明による方法の実施を、次の具体例によ
り更に記述する。 実施例１ 循環用ポンプ、真空に接続されたマイクロ濾過槽、及び
開口ガラスカラム、及び第１図に関して前に記述したよ
うな必要な配管を有する小さな循環系を組み立てた。３
重量％の水性懸濁物をマイクロ濾過膜の下流表面に適用
した。ＮａＯＨを添加した硬水混合物をガラスカラムの
開口上端に導入し、循環する懸濁物の体積が一定になる
ようにした。
【００３８】循環体積は140 mlで、約４分間で1.5 リッ
トルの体積の硬水を添加した。表１にはＣａ2+及びＭｇ
2+の濃度、濾過水のｐＨ、及び平均接触時間が与えられ
ている。各実験に対し、処理水と析出物との接触時間ｔ
c を、濾過に必要な全時間ｔ f 、処理水の体積ＶW 、及
び循環体積Ｖc から次の式により計算した： ｔc ＝ｔf （ｔW ／ＶW ) （Ｃａ2+＋Ｍｇ2+）0 及びｐＨ0 は夫々供給硬水の出発
硬度及びｐＨを示す。結果は３meq/l の許容出来る最終
硬度に、飲料水ｐＨの許容上限より充分低い8.28程度の
低いｐＨで、僅か2.1meq/lのＮａＯＨ及び32.6秒位の短
い接触時間を用いて到達したことを示している（表１の
実験番号８）。この析出方式で、約0.6meq/lのＣａ2+濃
度まで、Ｃａ2+と共にＭｇ2+が顕著に共沈することはな
い。
【００３９】 表Ｉ 実験 (Ca2++ Mg2+)0 (pH)0 MaOH Ca2+ +Mg2+ Ca2+ Mg2+ pH 接触時間番号 meq/l meq/l meq/l meq/l meq/l meq/l ｔc 1 5.90 7.36 1.0 4.47 3.11 1.36 8.1 17.3 2 5.90 7.36 1.1 4.15 2.80 1.35 8.12 20.5 3 5.90 7.36 1.2 3.96 2.61 1.37 8.20 15.4 4 5.90 7.36 1.3 4.0 2.70 - 8.22 20.8 5 6.58 1.4 4.47 3.03 1.44 - - 6 6.7 7.2 1.9 3.64 - - 8.02 32 7 6.7 7.2 2.0 3.41 - - 8.20 16.8 8 6.7 7.2 2.1 3.22 - - 8.28 32.6 9 6.58 2.2 3.26 1.81 1.45 8.5 25.2 10 6.58 2.57 2.74 1.33 1.41 8.90 24.3 11 6.58 2.83 2.05 0.61 1.44 9.20 31.7 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００４０】表１の結果は、Ｍｇ2+の変化がたいしたも
のではなく、従ってＭｇ2+は余り共沈しないことを示し
ている。
【００４１】溶液の安定性を試験するため、未処理硬水
の試料と並行して、溶液の試料、軟化した水を60℃に５
分間加熱した。未処理硬水では、加熱によりひどい懸濁
が現れたが軟化した水では析出は現れなかった。この実
験室的例示及び次の例示において、実験中工程から固体
は除去しなかった。
【００４２】実施例２ 25ｇの析出ＣａＣＯ3 の懸濁物を実験室的真空フィルタ
ー（直径９cm）で、ホワットマン(Whatman）＃50濾紙を
用いて濾過し、約３mm厚さの濾滓を形成した。0.5 リッ
トルの硬水に撹拌しながらＮａＯＨ溶液を添加した。濾
滓を通して透明な溶液が直ちに濾過された。濾過速度は
半気圧に維持された真空度で3.3 〜4.0ml/cm2/分であっ
た。濾滓体積の半分が水性相であると仮定すると、0.15
mlの各体積が濾滓と約2.5 秒接触したことになる。濾滓
中の水の体積は恐らく半分より小さいので、これは上限
である。
【００４３】結果を表IIに示す。これらの結果は、小さ
なＣａＣＯ3 結晶が水からのカルシウム陽イオンの非常
に早い析出を惹き起こすことができることを例示してい
る。３meq/l のＣａ2+＋Ｍｇ2+の目的軟化度が1.1 又は
1.2meqのＮａＯＨを用いて達成され、 約8.2 の比較的低
いｐＨの軟水が得られた。観察された濾過速度は、商業
的なマイクロ濾過で達成されている程度のものであり、
２m3／m2時であった。
【００４４】 表II −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 濾液実験番号 Ca2++ Mg2+(meq/l) Ca2+(meq/l) Mg2+(meq/l) pH 0 6.99 5.21 1.78 7.4 1 5.66 4.04 1.62 8.1 2 5.40 3.73 1.67 8.1 3 5.05 3.35 1.7 8.0 4 4.64 3.06 1.58 8.0 5 4.28 2.65 1.63 8.1 6 3.78 2.15 1.63 8.2 7 3.50 1.85 1.65 8.25 表II（続き） 実験番号 Ca2++ Mg2+(meq/l) Ca2+(meq/l) Mg2+(meq/l) pH 8 3.08 1.50 1.58 8.2 9 2.72 1.12 1.60 8.3 10 2.71 1.07 1.64 8.4 11 2.30 0.73 1.57 8.5 12 2.08 0.54 1.54 8.7 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００４５】上記結果から、ＣａＣＯ3 濾滓を通る濾過
は迅速な結晶化に非常に有効であることを結論すること
ができる。
【００４６】技術的な応用として、濾滓は周期的にフィ
ルターから除去して新しく再生し、閉塞を起こさないよ
うにしなければならない。新しく再生する度びにＣａＣ
Ｏ3析出物の幾らかを除去しなければならない。
【００４７】実施例３ 実施例１に記載した実験室的工程を用いて、Ｎa2ＣＯ3
により析出を行った。Ｎa2ＣＯ3 による析出で、１当量
のＣａＣＯ3 を析出させるのに１当量の析出物が必要で
あるのに対し、ＮａＯＨを用いると、２当量（１モル）
のＣａＣＯ3に対し１当量の析出物で充分であることが
認められた。
【００４８】１ＮのＮa2ＣＯ3 溶液の体積を測定して、
6.1meq/lのＣａ＋Ｍｇを含有するｐＨ7.2 の硬水２リッ
トルに添加した。Ｎa2ＣＯ3 を添加した水を、３重量％
のＣａＣＯ3 の循環懸濁物へ添加した。水流ポンプを用
いて真空を適用することによりマイクロ濾過膜を通して
軟化した水を濾過した。表III に示したこれらの実験の
結果は、この場合も約３meq/l の飲料水の目的軟化度が
本発明の方法によりＮa2ＣＯ3 を用いた時、比較的低い
ｐＨで数十秒で達成されることを示している。
【００４９】 表III 実験番号 添加Na2CO3(meq/l) pH Ca2++ Mg2+(meq/l) 接触時間（秒） 1 3.5 3.4 51 2 4 8.3 3.08 26 3 4 8.3 2.78 57 4 5 8.6 2.3 24 5 6 8.8 1.8 25 6 7 9.2 1.55 29 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００５０】実施例４ 500 mlの硬水に、測定した量の１ＮのＮa2ＣＯ3 を添加
した。11cmの直径のブヒナーフィルターで、濾紙上に形
成されたＣａＣＯ3 濾滓を通して直ちに透明な溶液が濾
過された。60g のＣａＣＯ3 を用いた。濾過時間は約90
秒であった。この濾過速度、約２m3／m2は、満足すべき
ものであった。水道水中のＣａ＋Ｍｇは、7.31meq/l
で、ｐＨ7.05であった。水道水の試料を５分間60℃に加
熱すると、懸濁が現れた。濾過後、（Ｃａ＋Ｍｇ）の濃
度は6.92meq/l で、ｐＨは7.75であることが分かった。
【００５１】 表IV 濾液 加熱後濾液 実験番号 添加Na2CO3(meq/l) pH Ca+Mg(meq/l) pH (Ca+Mg)(meq/l) 1 4 8.0 2.7 2 4.6 8.0 3.4 8.3 3.28 3 5 8.5 2.12 4 5.2 8.1 2.92 8.4 2.89 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００５２】実施例２の場合と同様に、この場合も接触
時間は６秒までであると推定することができる。表IV
は、飲料水のための目的軟化度、約３meq/l が非常に早
く達成され、ｐＨ8.0 の水を与えることを示している。
軟化した水の幾つかの試料を60℃に５分間加熱した。非
常に僅かな懸濁が現れ、濾過した後Ｃａ＋Ｍｇを決定し
た。これらの値及びｐＨを表IVの最後の二つの欄に示
す。軟化した水から、未処理水道水よりも遥かに少ない
（Ｃａ＋Ｍｇ）が析出したことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１図は、本発明による水軟化法を実施するの
に用いられる実験室的規模の設備の概略的図である。
【図２】第２図は、本発明による水軟化法を工業的規模
で実施するための設備の概略的図である。
【図３】第３図は、本発明による水軟化法を工業的規模
で実施するための設備の概略的図である。
【図４】第４図は、本発明による水軟化法を工業的規模
で実施するための設備の概略的図である。
【図５】第５図は、本発明による水軟化法を工業的規模
で実施するための設備の概略的図である。
【符号の説明】
17 貯槽 20 供給硬水導入用機構 22 混合用機構（混合器） 23 析出単位装置 24 分離器・収集器単位装置 25、26、27 循環用機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オラ ケデム イスラエル国レホボト，ウェイズマン ス トリート 42 (72)発明者 ジョナサン ベン − ドロール イスラエル国ドアール ネタンヤ，ハダー − アム 42935

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 硬水に、アルカリ性硬水を生成する水溶
    性塩基性化合物を添加して炭酸カルシウムを析出させ、
    析出した炭酸カルシウムと軟水とを別々に取り出すこと
    により硬水を軟化する方法において、析出単位装置中で
    前記アルカリ性硬水と、前記アルカリ性硬水から析出さ
    れる炭酸カルシウムの量を遥かに越えた量の100 μを越
    えない粒径の循環炭酸カルシウムとをよく接触させ、分
    離器単位装置中で生成物軟水を残留炭酸カルシウム水性
    スラリーから分離し、前記スラリーを収集器単位装置で
    収集し、前記循環炭酸カルシウム結晶を連続的に前記析
    出単位装置と収集器単位装置との間で循環させ、それに
    よって短い接触時間内で炭酸カルシウム析出を行わせる
    ことを特徴とする硬水を軟化する方法。
  2. 【請求項２】 析出される炭酸カルシウムの量に対する
    循環炭酸カルシウムの過大な量が、少なくとも50倍であ
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 水溶性塩基性化合物が、アルカリ金属水
    酸化物、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウムからなる群
    から選択される請求項１又２はに記載の方法。
  4. 【請求項４】 水溶性塩基性化合物が水酸化ナトリウム
    である請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 接触時間が２〜60秒の程度である請求項
    １〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 循環炭酸カルシウム結晶の粒径が約２〜
    約20μである請求項１〜５のいずれか１項に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 循環炭酸カルシウム結晶が、処理された
    アルカリ性硬水中にスラリーにされている請求項１〜６
    のいずれか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 循環炭酸カルシウム結晶がフィルター上
    に付着した濾滓を形成し、その濾滓が操作中連続的又は
    間欠的に崩壊及び再構成される請求項１〜６のいずれか
    １項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 硬水に、アルカリ性硬水を生成する水溶
    性塩基性化合物を添加することによって炭酸カルシウム
    を析出させ、析出した炭酸カルシウムと軟水とを別々に
    取り出すことにより硬水を軟化するのに用いる装置にお
    いて、 水溶性塩基性化合物の水溶液のための貯槽17、 供給硬水を導入するための機構20、 前記水溶性塩基性化合物の水溶液を前記供給硬水と混合
    してアルカリ性硬水を生成させるための機構22、 前記アルカリ性硬水を、析出される炭酸カルシウムの量
    を遥かに越えた量の100 μを越えない粒径の炭酸カルシ
    ウム結晶とよく接触させる析出単位装置23、 軟水を残留炭酸カルシウムスラリーから分離する分離器
    24、 前記残留炭酸カルシウム水性スラリーを収集する収集器
    単位装置24、 前記収集器単位装置24から前記残留炭酸カルシウム水性
    スラリーを前記析出単位装置へ流すための機構25、26、
    及び27、及び前記析出単位装置から炭酸カルシウム水性
    スラリーを前記分離器へ流すための機構、を組合せて有
    する硬水軟化用装置。
  10. 【請求項１０】 析出単位装置が混合室27である請求項
    ９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 分離器が濾過装置24である請求項９又
    10はに記載の装置。
  12. 【請求項１２】 分離器が少なくとも一つのサイクロン
    30である請求項９又は10に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 析出単位装置が、100 μを越えない粒
    径の炭酸カルシウム結晶の被覆層を有するフィルター機
    構49を有し、前記炭酸塩結晶の被覆を間欠的又は連続的
    に崩壊及び再構成するための機構を具えている請求項９
    に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 フィルター機構が、残留炭酸カルシウ
    ムスラリーを保持する槽62中に浸漬された回転真空ドラ
    ム60を有する請求項13に記載の装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001070987A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Katayama Chem Works Co Ltd 水処理方法
JP2003502155A (ja) * 1999-06-22 2003-01-21 ビーピー エクスプロレーション オペレーティング カンパニー リミテッド ミネラル塩沈着の減少
JP2010043836A (ja) * 2008-07-15 2010-02-25 Kurita Water Ind Ltd 太陽エネルギー収集方法及び装置
US20110067732A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-24 Ecolab Usa Inc. In-situ cleaning system
JP2019189471A (ja) * 2018-04-18 2019-10-31 尊司 大山 硬水のカルシウム成分を利用した食品添加材や抗菌・除菌・殺菌材の製造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609765A (en) * 1994-05-19 1997-03-11 Bowman; Ronald W. Steam stripping method for the softening of water
EP0842124A1 (de) * 1995-07-10 1998-05-20 Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH Verfahren zum entkalken von hauswasser und vorrichtung zum durchführen des verfahrens
EP1140705B1 (en) 1999-01-08 2004-09-08 United States Filter Corporation Method and apparatus for microfiltration
FR2818922B1 (fr) * 2000-12-28 2003-10-03 Atofina Procede et dispositif pour la mise en oeuvre d'une reaction en milieu liquide avec degagement gazeux
US6863822B2 (en) * 2002-10-16 2005-03-08 Anthony Pipes Method and apparatus for parallel desalting
US20050016922A1 (en) * 2003-03-24 2005-01-27 Enzweiler Ronald J. Preferential precipitation membrane system and method
EP2144986B1 (en) * 2007-05-04 2020-07-29 Ecolab USA Inc. Water treatment system and downstream cleaning methods
US9027390B1 (en) * 2009-08-19 2015-05-12 Gene Rigby System and method of determining sources of water infiltration/inflow into a sewer system
US9458033B2 (en) 2010-03-24 2016-10-04 Uri Rapoport Water desalination mechanism
DE102010037513B3 (de) * 2010-09-14 2011-12-01 Michael Eumann Entcarbonisierungsverfahren sowie Vorrichtung zum Gewinnen von in seiner Carbonathärte reduziertem klarem Betriebswasser
US9790153B2 (en) 2011-11-14 2017-10-17 Cameron International Corporation Process scheme to improve divalent metal salts removal from mono ethylene glycol (MEG)
WO2013122593A1 (en) 2012-02-16 2013-08-22 Pandya Ken V High efficiency water-softening process
US9493368B2 (en) 2012-05-03 2016-11-15 Tangent Company Llc Hardness reduction apparatus and method
WO2017115378A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Ora Kedem Method and system for reverse osmosis with high recovery
KR102031911B1 (ko) 2017-06-19 2019-11-08 엘지전자 주식회사 경도저감필터
JP7122246B2 (ja) * 2018-12-27 2022-08-19 クボタ環境エンジニアリング株式会社 薬剤添加量測定方法、薬剤添加量測定装置、溶存カルシウム分離方法、浸出水の溶存カルシウム分離装置、カルシウム濃度測定方法及びカルシウム濃度測定装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA485667A (en) * 1952-08-12 Evans Herbert Water treatment
US1984219A (en) * 1929-05-23 1934-12-11 Krueger As I Process and apparatus for reducing the hardness of water
US3583910A (en) * 1969-02-19 1971-06-08 Allied Chem Hard water treatment
US4209395A (en) * 1975-01-14 1980-06-24 Passavant-Werke Michelbacher Huette Process for slow softening water
US3976569A (en) * 1975-02-25 1976-08-24 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Water softening process
US4207183A (en) * 1978-05-11 1980-06-10 Resources Conservation Company Prevention of solute deposition fouling in membrane processes
DE3478222D1 (en) * 1983-05-27 1989-06-22 Johnson Filtration Systems Cross-flow microfiltration lime softener
US4670150A (en) * 1983-05-27 1987-06-02 Neptune Microfloc, Incorporated Cross-flow microfiltration lime softener

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003502155A (ja) * 1999-06-22 2003-01-21 ビーピー エクスプロレーション オペレーティング カンパニー リミテッド ミネラル塩沈着の減少
JP2001070987A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Katayama Chem Works Co Ltd 水処理方法
JP2010043836A (ja) * 2008-07-15 2010-02-25 Kurita Water Ind Ltd 太陽エネルギー収集方法及び装置
US20110067732A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-24 Ecolab Usa Inc. In-situ cleaning system
WO2011036633A2 (en) * 2009-09-23 2011-03-31 Ecolab Usa Inc. In situ cleaning system
WO2011036633A3 (en) * 2009-09-23 2011-10-27 Ecolab Usa Inc. In situ cleaning system
US8459275B2 (en) * 2009-09-23 2013-06-11 Ecolab Usa Inc. In-situ cleaning system
US9421586B2 (en) 2009-09-23 2016-08-23 Ecolab Usa Inc. In situ cleaning system
US10246666B2 (en) 2009-09-23 2019-04-02 Ecolab Usa Inc. In situ cleaning system
US11015145B2 (en) 2009-09-23 2021-05-25 Ecolab Usa Inc. In situ cleaning system
JP2019189471A (ja) * 2018-04-18 2019-10-31 尊司 大山 硬水のカルシウム成分を利用した食品添加材や抗菌・除菌・殺菌材の製造方法

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IE920098A1 (en) 1992-07-29
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DK0495451T3 (da) 1994-10-17
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