WO2006090791A1

WO2006090791A1 - 消石灰注入装置

Info

Publication number: WO2006090791A1
Application number: PCT/JP2006/303305
Authority: WO
Inventors: Sakae Kosanda; Yuichi Fuchu; Mika Takemura; Naohiro Tateishi; Kazunori Arakawa; Yukihiro Hoshino; Raita Kitsutaka
Original assignee: Ebara Corporation
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2006-08-31
Also published as: JP4951805B2; JPWO2006090791A1

Abstract

　本発明は、消石灰を使用して水道水の水質を改質する方法において、効率的に消石灰溶液を製造する方法を提供する。さらに、設置面積の少ない、低コスト、メンテナンス容易な、水道水への消石灰注入装置及びこれを用いた消石灰注入方法を提供する。本発明は、消石灰を使用して水道水の水質を改質する方法において、消石灰スラリを連続的に供給し、比重差及び／又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置を用いて消石灰スラリから不溶解性物質を除去し、不溶解性物質濃度が低い消石灰スラリを調製し、該消石灰スラリを希釈して浄水に注入することを特徴とする、前記方法、及びこの方法に使用する装置に関する。　

Description

消石灰注入装置

技術分野

[0001] 本発明は、水道管の腐食防止、すなわち水道水のランゲリア指数を改善するために用いる消石灰溶液の調製方法及び調製装置に関する。

背景技術

[0002] 日本の水道水は、硬度が低ぐ pHの低い軟水であり腐食性を有する水である。腐食性の水を使用し続けると、水道配管などの腐食が進行し赤水が発生し得る。水の腐食性の判定視標としてランゲリア指数が用いられる。ランゲリア指数 (以下、 LIと称することがある）は、 pH、総アルカリ度、カルシウム硬度などの関数であり、以下の式で表される：

[0003] [数 1] ランゲリア指数（L I ) = p H - p H _s

= p H - 8 . 3 1 3 + 1 o g [ C a ^{+ +} ] + 1 o g [ A ] — S

[0004] pH ;水の実際の pH値

pH；水中の炭酸カルシウムが溶解も析出もしない平衡状態にあるときの pH値

S

log[Ca⁺⁺]；カルシウムイオン濃度の対数

log[A]；総アルカリ度の対数

S ;補正値

LI = 0ならば、その水は腐食の傾向も炭酸カルシウム析出の傾向も示さない。 LI>0 ならば、水中炭酸カルシウムが飽和状態であり、析出しやすぐよって水と接触する配管内表面などに保護被膜を形成するので、水の腐食傾向が小さい。一方、 LI< 0ならば、水の腐食傾向が大きいことを意味する。上記式より、 LIを大きくするには、 pHを上げるか、アルカリ度を上げる力、カルシウム硬度を上げるかすればよい。

[0005] 上述のように、日本国内で採取される水は、 pHの低い軟水であり、すなわち LIが負で、絶対値が大きいとされている（例えば 4〜一 6程度)。このような水は上水道配管の腐食を生じさせやすぐ給水先での赤水の発生等の問題を発生しうる。そこで、この問題を解決するために従来から苛性ソーダ注入法、消石灰注入法などの pH調整法が提案されて、る。し力し苛性ソーダ注入法では _PHの増カロと若干のアルカリ度の増大が見られるものの、 LIの改善が充分ではない。

[0006] そこで LI改善効果が大き、消石灰 (水酸ィ匕カルシウム）注入法により水質を改善することが広く行われている。消石灰は水のアルカリ度を増すので、腐食性低減には非常に効果的である。さらに消石灰は原水中に含まれる遊離炭酸などと以下：

[0007] [数 2]

H₂0 + C0₂→H₂C0₃ (炭酸の生成》

2 H ₂ C 0₃ + C a (OH) ₂→C a (HC0₃) ₂ + 2 H₂0 (炭酸水素カルシウムの生成）

HC0₃—十 OH—→C 0₃ ²— + H₂0 (炭酸イオンの生成）

C a ^{2 +} + C 0₃ ²"→C a C0₃ (炭酸カルシウムの生成）

F e ^{2 +} + C0₃ -→F e C0₃ <K酸第一鉄の生成）

[0008] のように反応し、炭酸カルシウムや炭酸第一鉄 (シダライト)を含む、薄、酸化金属混合皮膜を水道管壁に形成する。この酸化金属混合被膜が水道管壁と水との接触を断つので、管の腐食防止を確実にすることができる。また、酸化金属混合被膜は、水道水に添加される塩素による水道管壁金属の酸ィ匕を防ぐので、配管内での塩素の消費が低減し、よって水道水への塩素注入量を低減することができる。

[0009] ところが、水道添加用の市販の消石灰には、二酸化珪素等の不溶解性物質が含まれている。消石灰をそのまま水道水へ注入すると、水道水中へ二酸化珪素等の不溶解性物質が移行することにより濁度上昇を引き起こすおそれがある。このため、消石灰を水道水に注入する前には、このような不溶解性物質を除去する必要がある。従来は、消石灰スラリを形成してカゝかる不溶解性物質を沈降させる、沈降分離法による除去が一般的であった。しかし、沈降分離法によって不溶解性物質を除去する場合には、不溶解性物質が沈降するように上昇流速を十分に低くする必要があるために、分離槽の設置面積が大きくなり得る。

[0010] また、従来の沈降分離法は、 1つの槽で消石灰を水に溶解させつつ不溶解性物質を沈降分離する、消石灰溶解と不溶解性物質分離を兼用するタイプの溶解槽を用いるので、不溶解性物質の分離を優先すると、消石灰が充分に溶解しない可能性がある。更に従来法による消石灰の溶解は、消石灰溶解槽に粉末消石灰を回分的に投入して溶解し、連続に投入するものではないため、消石灰を溶解槽に投入している間は溶解槽を一時的に停止する必要があり、この間は消石灰溶液の生成も停止する。しかし、通常、浄水には消石灰溶液を連続的に注入するので、消石灰溶液の生成が停止している間に浄水に注入するための消石灰溶液を貯留しておく槽が必要であつた。したがって、この方法では、機器点数の増力！]、装置占有面積が増大、維持管理負荷の増加を招く場合がある。

[0011] また、スラリ状態で沈降分離させるのではなぐ飽和溶解度程度の濃度に調整して力ゝら不溶解性物質を除去する方法も提案されている。しかし、消石灰は水に溶解しにくぐ飽和溶解度程度にまで溶解すると水量が多くなるため、沈降分離手段を適用した場合は大型の沈降分離槽が必要となるおそれがある。したがって、かかる方法では、設置面積、設備コストの増大を招く。

不溶解性物質をろ過する方法では、ろ過膜の目詰まりのためのメンテナンス費用が嵩む場合がある。不溶解性物質を遠心分離する方法では、エネルギー消費量が多く、設備費が嵩む場合がある、という問題があった。尚、本発明に関連する文献として、以下のものがある:浄水技術ガイドライン 2000年度版、（財)水道技術研究センター発行;水酸ィ匕カルシウム等注入法による赤水対策、「建築設備と配管工事」、 1999 年 3月号、 pp. 17〜19

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、溶解速度が速ぐ設置面積の少ない、低コスト、メンテナンスの容易な飲料水への消石灰注入方法と装置を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

本発明の態様は、以下の通りである：

1. 消石灰を用いて水道水の水質を改良するために使用する装置であって、少なくとも 1つ以上の、供給消石灰スラリ調製槽と、

少なくとも 1つの、比重差及び/又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置と消石灰溶液貯留槽と

を含むことを特徴とする、前記装置。

2. 消石灰を用いて水道水の水質を改良するために使用する装置であって、供給消石灰スラリ調製槽と、

供給消石灰スラリ調製槽からの供給消石灰スラリより、比重差及び/又は粒径の違いにより不溶解性物質含有スラリを分離する第 1の分離装置と、

該供給消石灰スラリ調製槽と該第 1の分離装置とを接続する配管及びポンプと、該第 1の分離装置から排出された不溶解性物質含有スラリを貯留する不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽と、

該不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽に希釈水を注入する手段と希釈後の不溶解性物質含有スラリより、比重差及び/又は粒径の違いによりさら〖こ不溶解性物質含有スラリを分離する第 2の分離装置と、

該不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽と、該第 2の分離装置とを接続する配管及びポンプと、

該第 2の分離装置により得られた処理水を貯留する消石灰溶液貯留槽と、該消石灰溶液貯留槽に希釈水を注入する手段と、

を含むことを特徴とする、前記装置。

3. 消石灰を用いて水道水の水質を改良するために使用する装置であって、供給消石灰スラリ調製槽と

供給消石灰スラリ調製槽からの供給消石灰スラリより、比重差及び Z又は粒径の違いにより不溶解性物質含有スラリを分離する、分離装置と、該供給消石灰スラリ調製槽と該分離装置とを接続する配管及びポンプと、該分離装置から排出された不溶解性物質含有スラリを貯留する、 2つ以上の不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽と、

該不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽に各々希釈水を注入する手段と、

該各不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽から該分離装置に、希釈後の不溶解性物質含有スラリを各々返送するための配管と、

該分離装置から排出された不溶解性物質含有スラリを最終的に貯留する不溶解性物質含有スラリ受槽と、

該分離装置により得られた処理水を貯留する消石灰溶液貯留槽と

を含むことを特徴とする装置。

4. 消石灰スラリ又は消石灰溶液を通水する配管、ポンプ、及び分離装置並びに槽の、全部又は一部に炭酸水又は塩酸を通水する手段を設けたことを特徴とする、請求項 1〜3のいずれかに記載の装置。

5. 炭酸水又は塩酸を浄水処理工程に直接添加する手段をさらに含むことを特徴とする、請求項 4に記載の装置。

6.該分離装置により分離された不溶解性物質含有スラリを撹拌し、消石灰粒子を分散させるための分散手段と、

該分離装置により分離された不溶解性物質含有スラリの一部を抜き出す抜き出し手段と、

該分散手段から該分離装置に、分散処理後の不溶解性物質含有スラリを返送する配管及びポンプと、

をさらに含むことを特徴とする、請求項 1に記載の装置

7. 消石灰を用いて水道水の水質を改良するために使用する装置であって、消石灰を分散させるための分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽と、該分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽からの供給消石灰スラリより、比重差及び/又は粒径の違いにより不溶解性物質含有スラリを分離する分離装置と、該分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽と該分離装置とを接続する配管及びポンプと、

該分離装置から排出された不溶解性物質含有スラリの一部を抜き出す抜き出し手段と、

該分離装置により得られた処理水を貯留する消石灰溶液貯留槽と、

抜き出されなカゝつた不溶解性物質含有スラリを該分散手段に返送する手段と、を含むことを特徴とする装置。

8. 該分離装置により得られた処理水に含まれる不溶解性物質の濃度を測定する不溶解性物質濃度測定手段と、

該不溶解性物質濃度測定手段により得られた測定濃度に基づいて前記抜き出し手段カゝら抜き出す不溶解性物質含有スラリの量を決定する手段と、

をさらに含むことを特徴とする請求項 6又は 7に記載の装置。

9.該分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽が、栓流式分散装置である、請求項 6〜8の!、ずれかに記載の装置。

発明の効果

[0015] 本発明の方法に使用する装置は、消石灰スラリ調製部と不溶解性物質分離処理部が分かれて、るため、これらを兼用する従来技術では達成できな力つた効率的な分離処理を行うことができる。これにより、不溶解性物質をほぼ含まない消石灰溶液を効率的に調製することができるので、これを希釈するなどして浄水の腐食性の低減に用いることができる。本発明の方法は、必要に応じて分離処理を複数回行うことができるので、消石灰回収率をほぼ 100%に近づけることが可能である。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]図 1は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。不溶解性物質分離処理を 1回行う態様を表したものである。

[図 2]図 2は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。不溶解性物質分離処理を 2回行う態様を表したものである。

[図 3]図 3は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。図 2の系の全体又は一部に炭酸水を注入する態様を表したものである。

[図 4]図 4は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。図 2の系の全体又は一部に炭酸水を注入するほか、浄水の pH調整用にも炭酸水を用いる態様を表したものである。

[図 5]図 5は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。 1つの分離装置を用いて複数回分離操作を行う態様を表したものである。

[図 6]図 6は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。分離装置と分散装置とを用いて分離操作を行う態様を表したものである。

[図 7]図 7は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。分離装置と、分散装置とを用いて分離操作を行う態様を表したものである。

[図 8]図 8は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。分離装置と、流路切り替え手段と、分散装置と、不溶解性物質濃度測定手段とを用いて分離操作を行う態様を表したものである。

[図 9]図 9は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。供給消石灰スラリ調製槽として栓流式分散装置を用い、その他分離装置と、分散装置とを用いて分離操作を行う態様を表したものである。

[図 10]図 10は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。供給消石灰スラリ調製槽として栓流式分散装置を用い、その他分離装置と、分散装置とを用いて分離操作を行う態様を表したものである。

[図 11]図 11は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。供給消石灰スラリ調製槽として栓流式分散装置を用い、その他分離装置と、分散装置とを用いて分離操作を行う態様を表したものである。

[図 12]図 12は、本発明の装置を利用した実施形態のフロー図である。供給消石灰スラリ調製槽として栓流式分散装置を用い、その他 2つの分離装置と、分散装置とを用 V、て分離操作を行う態様を表したものである。

符号の説明

101 :希釈水、 102 :消石灰、 103 :供給消石灰スラリ調製槽、 104 :ポンプ、 105 :液体サイクロン、 106 :処理水、 107 :不溶解性物質含有スラリ、 108 :消石灰溶液貯留槽、 109 :希釈水、 110 :浄水工程へ

201 :希釈水、 202 :消石灰、 203 :供給消石灰スラリ調製槽、 204 :ポンプ、 205 :第 1の液体サイクロン、 206:処理水、 207:不溶解性物質含有スラリ、 208:希釈水、 20 9:不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽、 210:ポンプ、 211:第 2の液体サイクロン、 212:処理水、 213:不溶解性物質含有スラリ、 214:希釈水、 215:消石灰溶液貯留槽、 216:浄水工程へ

303:供給消石灰スラリ調製槽、 304:ポンプ、 305:第 1の液体サイクロン、 306:処理水、 307:不溶解性物質含有スラリ、 309:不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽、 310:ポンプ、 311:第 2の液体サイクロン、 312:処理水、 313:不溶解性物質含有スラリ、 315:消石灰溶液貯留槽、 316:不溶解性物質含有スラリ受槽、 3 17:消石灰溶液貯留槽、 318:炭酸水通水後の水溶液貯留槽、 319:炭酸水、 320: 浄水工程へ

418:炭酸水通水後の水溶液貯留槽、 420、 421:浄水工程へ

501:希釈水、 502:消石灰、 503:供給消石灰スラリ調製槽、 504:第 1の不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽、 505：第 2の不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽、 506:不溶解性物質含有スラリ受槽、 507:消石灰溶液貯留槽、 508:液体サイクロン、 509:処理水、 510、 511:希釈水、 512:浄水工程へ 601:供給消石灰スラリ、 602:流入消石灰スラリ、 603:分離装置、 604:不溶解性物質含有スラリ、 605:分散装置、 606:処理水、 607:浄水工程へ、 608:抜き出しスラ y

701:供給スラリ、 702:分散装置、 703:分離装置、 704:不溶解性物質含有スラリ、 705:処理水、 706:浄水工程へ、 707:抜き出しスラリ

801:供給スラリ、 802:分散装置、 803:分離装置、 804:不溶解性物質含有スラリ、 805:流路切り替え手段、 806:処理水、 807:不溶解性物質濃度測定手段、 808: 浄水工程へ、 809:抜き出しスラリ

901:栓流式分散装置、 902:分散装置、 903:分離装置、 904:不溶解性物質含有スラリ、 905:流入消石灰スラリ、 906:処理水、 907:浄水工程へ、 908:抜き出しスラ y

1001:栓流式分散装置、 1002:分散装置、 1003:分離装置、 1004:不溶解性物質含有スラリ、 1005:処理水、 1006:浄水工程へ、 1007:抜き出しスラリ 1101 :栓流式分散装置、 1102 :分散装置、 1103 :分離装置、 1104 :不溶解性物質含有スラリ、 1105 :処理水、 1106 :浄水工程へ、 1107 :抜き出しスラリ

1201 :栓流式分散装置、 1202 :第 1の分離装置、 1203 :不溶解性物質含有スラリ、 1204 :分散装置、 1205 :第 2の分離装置、 1206 :処理水、 1207 :処理水、 1208 : 不溶解性物質含有スラリ、 1209 :消石灰溶液貯留槽、 1210 :浄水工程へ発明の詳細な説明

[0018] 本発明を詳細に説明する。本発明は、特に消石灰注入法により水道水の水質を改質する方法に関し、特に水質の改質のために注入する消石灰に含まれる二酸ィ匕珪素などの不溶解性物質を除去する方法に特徴がある。本発明の方法に用いる装置は、消石灰スラリを調製するための槽と、不溶解性物質を分離するための分離装置とが分かれていることに大きな特徴があり、これにより従来技術では達成し得な力つた多くの利点を有する。

[0019] 本発明の方法に使用する消石灰は、水道添加用に使用される市販の一般的なェ業用グレードのものであってよい。供給消石灰スラリ調製槽において消石灰を予め水に溶解し、濃度 15%以下の消石灰スラリを調製する。消石灰の濃度は、好ましくは 0 . 15〜15%、さらに好ましくは 10〜14%である力あまり濃度を小さくすると消石灰スラリの容量が大きくなることから、 12〜13%となるように調製することが望ましい。

[0020] このような濃度に調製した供給消石灰スラリを、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置に供給する。比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置とは、消石灰スラリを撹拌する間に、スラリ中に含まれる固体成分が比重差及び Z又は粒径の違いにより分離してくることを利用して、成分を分離することができる装置のことである。例えば、本発明では、消石灰に含まれる不溶解性物質の一つである二酸化珪素は、比重は消石灰のそれとほぼ同じである力粒径の比較的小さい小粒径消石灰とは粒径が異なるため、スラリを撹拌する間に小粒径消石灰を主として含むスラリと、比較的粒径の大きヽ大粒径消石灰及び不溶解性物質を含むスラリとが分離してくることとなる。比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置として好適に用いられるものは例えば液体サイクロンである。

[0021] 消石灰スラリから、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置により分離される不溶解性物質とは、主に二酸ィ匕珪素である。その他、酸化アルミユウム、酸化第二鉄、酸化マグネシウム等の成分も含まれうる。

[0022] 比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置により分離された大粒径消石灰及び不溶解性物質を含有するスラリ（以下、本明細書においては、単に「不溶解性物質含有スラリ」と称することがある。）を、該分離装置から排出すると、不溶解性物質濃度が低い小粒径消石灰を主として含有する消石灰スラリ（以下、本明細書においては、単に「小粒径消石灰スラリ」と称することがある。）が残る。これを、消石灰濃度 0. 15〜15%、好ましくは 10〜14%の濃度にまで水で希釈して消石灰溶液を調製し、浄水に直接又は浄水工程に注入する。このようにして水道水の腐食性を低減させ、水質を改善することができる。

[0023] 本発明の別の態様では、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置により分離された不溶解性物質含有スラリを、消石灰濃度 15%以下程度に希釈して、これからさらに比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置により不溶解性物質及び大粒径消石灰を分離し、これにより得られた不溶解性物質の濃度が極めて低い小粒径消石灰スラリを上記の濃度にまで希釈して、浄水に注入することができる。比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置を一度用いて排出された不溶解性物質含有スラリには、大粒径消石灰を主とする消石灰がまだ比較的高い割合で含まれているため、このスラリを例えば消石灰濃度 15%以下などに適宜希釈して、ここ力も再度不溶解性物質を除去し、得られる消石灰スラリを利用することにより、消石灰を有効に利用することができる。このように分離処理を 2回以上行うことにより、消石灰の回収率をほぼ 100%にすることができる。不溶解性物質含有スラリを、消石灰濃度 15%以下程度に希釈する際には、例えば物理的衝撃及び Z又は塩酸を加えることにより大粒径の消石灰粒子を微小化することが好ましい。このようにして消石灰の溶解を容易にし、また、引き続き行う分離装置による不溶解性物質の分離を効率的に行うことができる。消石灰粒子を微小化するための物理的衝撃は、例えば超音波処理などが挙げられる。あるいは、不溶解性物質含有スラリを充分に撹拌し、消石灰粒子を分散させる分散手段を用いることもできる。 [0024] 本発明のさらに別の態様では、消石灰スラリ又は消石灰溶液を通水する配管、ボンプ、分離装置及び槽の、全部又は一部に定期的に又は不定期的に炭酸水又は塩酸を通水し、配管等の内壁の炭酸カルシウムスケールを溶解除去することをさらに含むことができる。消石灰溶液を浄水に注入すると、上述の通り主に炭酸カルシウムを含む金属被膜が形成する。本発明の方法により製造される消石灰溶液を浄水に注入すると、金属皮膜が形成されることにより水道管壁と水との接触を断ち、水道管の腐食防止に効果を発揮するのであるが、本発明の方法により消石灰溶液を調製する装置内部にかかる金属皮膜があまりに多く堆積しすぎると、配管が閉塞するなどの不都合なことが起こりうる。したがって本発明の方法で使用する、消石灰スラリ又は消石灰溶液を通水する配管、ポンプ、分離装置及び槽の、全部又は一部に定期的に又は不定期的に炭酸水又は塩酸を通水し、配管等の内壁の炭酸カルシウムスケールを溶解除去することが好ましい。力かる処理を行うことにより、水の腐食性を低減させるための消石灰溶液を効果的に製造しつつ、使用する装置及び配管等の閉塞等を防止し、これらの寿命を延ばすことが可能となる。炭酸水は、炭酸水調製槽にて予め調製しておくか、あるいは水ラインに炭酸ガスを注入することにより、通水直前に調製することができる。塩酸は塩酸調製槽にて予め調製しておくか、あるいは水ラインに塩ィ匕水素ガスを注入することにより、通水直前に調製することができる。

[0025] 炭酸水又は塩酸は、一般に浄水の pH調整に用いられ、本発明の方法においても浄水処理工程に直接添加して浄水の pH調整を行うことができる力上述の炭酸カルシゥムスケールの溶解除去に使用した炭酸水又は塩酸も浄水の pH調整に使用することができる。このようにして炭酸水又は塩酸を有効に利用することが可能となる。

[0026] 本発明のもう一つの態様では、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置を用いて消石灰スラリから二酸ィ匕珪素を含む不溶解性物質を除去する前に、消石灰スラリ中に含まれる粗大粒子を除去するスクリーンに消石灰スラリを通過させることをさらに含む。消石灰スラリ中に粗大粒子が含まれると、比重差及び/ 又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置の出口が閉塞するおそれがあるからである。したがって、用いられるスクリーンは、力かる粗大粒子を分離除去することができる孔径、例えば 50〜： LOOO μ m、好ましくは 100〜150 μ mのものであることが好ましい。

[0027] 本発明のもう一つの態様では、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置を用いて消石灰スラリから二酸ィ匕珪素を含む不溶解性物質を除去する前に、消石灰スラリ中に含まれる粗大粒子を破砕してスラリ中に充分に分散させるために、分散手段を用いることができる。消石灰スラリにあまりにも粗大な粒子が含まれると、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置の出口が閉塞するおそれがあるからである。好ましくは、供給消石灰スラリ調製槽に力かる分散手段を設けるか、あるいは供給消石灰スラリ調製槽として分散装置を用いることが好ましい。供給消石灰スラリを調製するには、先記の通り水に消石灰を添加するのが好ましいが、消石灰粉末を水面に落下させて撹拌、分散させる操作を行うと、消石灰粉末カ调囲に飛散して装置壁面に付着し、飛散した消石灰によって装置周辺の作業環境の悪ィ匕を招きうる。このような不都合を避けるために消石灰粉末を水に分散させる操作を完全混合型の撹拌槽で行うと、一部の消石灰は総容積を流量で除して求まる滞留時間に比べて非常に短い時間で流出するため、消石灰に充分なせん断力を与えることができず、カゝかる消石灰粒子同士が凝集して大粒径消石灰が調製される場合がある。このような事態を回避するために分散手段 (分散装置)として、例えば、栓流式分散装置を用いることが好ましい。栓流式分散装置は、消石灰スラリにせん断力を与えることができ、かつ消石灰粉末及び水を連続的に供給することにより連続的に消石灰スラリを調製することが可能となる。栓流式分散装置として、市販のスパイラルピンミキサゃキヤビトロン ( 、ずれも太平洋機械工株式会社製)を用いることができる。発明を実施するための最良の形態

[0028] 本発明の装置を利用した水道水の水質の改質方法を、本発明の装置とともに詳細に説明するが、本発明の態様が、以下の説明に記載されるもののみに制限されることを意図したものではない。

[0029] 図 1は、本発明の装置を利用した一実施形態を示すフロー構成図である。本実施形態で使用する装置は、供給消石灰スラリ調製槽と、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置と、消石灰溶液貯留槽とをそれぞれ 1つずつ含み、それぞれを配管ある、はポンプで接続したものである。 102：消石灰を 103：供給消石灰スラリ調製槽に注入し、浄水工程で処理された浄水を 101：希釈水として使用して好ましくは濃度 15%以下の供給消石灰スラリを調製する。供給消石灰スラリの調製量にもよるが、一般に調製時の撹拌強度は 140 rpm、溶解時間は 10分程度必要である。撹拌溶解後の供給消石灰スラリを 104：ポンプで比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置 (例えば 105：液体サイクロン)へ投入する。消石灰中の主な不溶解性物質である二酸ィ匕珪素は消石灰と比重はほぼ同程度であるが、小粒径消石灰とは粒径が異なるため液体サイクロンを用いて分離除去可能である。 106：処理水として、供給消石灰スラリから二酸ィ匕珪素等の不溶解性物質が除去された不溶解性物質濃度が低ヽ小粒径消石灰スラリが得られる。 106：処理水として回収された不溶解性物質濃度が低!ヽ小粒径消石灰スラリを 108：消石灰溶液貯留槽で適宜希釈した後、浄水工程へ添加する。

図 2は、消石灰の回収率をさらに向上させる場合のフロー構成図である。本実施形態に使用する装置は、供給消石灰スラリ調製槽を含む消石灰スラリ調製槽と、比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする分離装置とをそれぞれ 2つ、さらに消石灰溶液貯留槽を 1つ含み、それぞれを配管及びポンプで接続したものである。まず、 202 :消石灰を 203 :供給消石灰スラリ調製槽に注入し、浄水工程で処理された浄水を 201 :希釈水として使用して例えば濃度 15%以下の供給消石灰スラリを調製する。撹拌溶解後の供給消石灰スラリを 204：ポンプで比重差及び/又は粒径の違いによる分離を原理とする第 1の分離装置 (例えば 205：液体サイクロン)へ投入する。 206 :処理水として、供給消石灰スラリから二酸ィ匕珪素等の不溶解性物質が除去された不溶解性物質濃度が低い小粒径消石灰スラリが得られる。一方、排出される 2 07：不溶解性物質含有スラリを 209：不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽において共存する消石灰の濃度が例えば 15%以下になる様に水で希釈した後 , 210 :ポンプで比重差及び Z又は粒径の違いによる分離を原理とする第 2の分離装置 (例えば 211 :液体サイクロン)へ投入する。 212 :処理水として回収された、不溶解性物質濃度が低ヽ小粒径消石灰スラリを 206：処理水と共に、 215 :消石灰溶液貯留槽で適宜希釈した後、浄水工程へ添加する。このように二段で液体サイクロン処理することにより、不溶解性物質を確実を分離することができ、よって消石灰の回収率を向上することが可能である。なお、 209 :不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽で希釈する際、物理的衝撃 (例えば超音波処理)を行うことや、塩酸を添加することにより、大粒径の消石灰粒子を微細化し、消石灰溶解効率の向上が可能である。

[0031] 図 3に上記態様 4.を例示する概念図を示す。上記態様 4.の方法は、消石灰スラリ又は消石灰溶液を通水する配管、ポンプ、分離装置及び槽の、全部又は一部に定期的に又は不定期的に炭酸水又は塩酸を通水し、配管等の内壁の炭酸カルシウムスケールを溶解除去することをさらに含む力図 3には、特に炭酸水を用いる場合を記載する。この場合、炭酸カルシウムスケール溶解除去中にも消石灰溶液を浄水に注入するためには、この分の消石灰溶液を確保するための貯留槽 317を設ける必要がある。図中点線で囲まれる部分は、例として図 2に示すような 2段で液体サイクロン処理を行う消石灰注入装置のフローである。このラインの最初 (すなわち 303：供給消石灰スラリ調製槽)に炭酸水を注入することができ、随時各配管等に炭酸水を投入することができる。図 3には、炭酸水を 309 :不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽、 316 :不溶解性物質含有スラリ受槽に注入する場合を記載しており、また随時各配管などに注入する場合を 319の破線にて表している。炭酸水を通水後の液は、 318の槽に貯留する。炭酸水は、炭酸水調製槽にて予め調製しておくか、あるいは水ラインに炭酸ガスを注入することにより、通水直前に調製することができる。炭酸水又は塩酸を注入して炭酸カルシウムスケール除去処理を行って、る際にも、浄水への消石灰溶液の注入を止めな、ように、除去処理中に浄水に注入するための消石灰溶液を確保する 317 :消石灰溶液貯留槽を用意する。

[0032] 図 4に上記態様 5.を例示する概念図を示す。図中点線で囲まれる部分は、例として、図 2に示すような、 2段で液体サイクロン処理を行う消石灰注入装置である。した力 Sつて図 4はこの装置の一部又は全部に定期的に又は不定期的に炭酸水又は塩酸を通水し、配管等の内壁の炭酸カルシウムスケールを溶解除去することを含み、他方炭酸水又は塩酸を浄水の pH調整にも用いるフローを示したものである。図 4には特に炭酸水を用いる例を記載する。炭酸水は、炭酸水調製槽にて予め調製しておくか、あるいは水ラインに炭酸ガスを注入することにより、通水直前に調製することができる。浄水の pH調整に炭酸水を用いる場合、通常は該炭酸水を浄水処理工程に直接添加することができる。他方、上記態様 4.記載のように炭酸カルシウムスケールの溶解除去を行う場合には、炭酸水の一部又は全部を炭酸カルシウムスケール溶解除去処理に用い、 418 :炭酸水通水後の水溶液貯留槽に貯留された水も、浄水の pH調整に用いることができる。

[0033] 図 5には、サイクロン一つで 3段処理を行う場合のフローを示す。まず、消石灰スラリを 503 :供給消石灰スラリ調製槽カも 508 :液体サイクロンに供給し、不溶解性物質含有スラリを 504 :第 1の不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽に貯める。消石灰スラリ供給終了後、 504に含まれる不溶解性物質含有スラリを希釈して消石灰濃度を 15%以下程度とし、希釈後の不溶解性物質含有スラリを 504から再度 5 08へ供給する。 508で再度分離処理を行い、次いで不溶解性物質含有スラリを 505 ：第 2の不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽へ貯めるように、 508流下液のラインを切り替える。 505に含まれる不溶解性物質含有スラリを希釈して希釈後の不溶解性物質含有スラリを 505から再々度 508へ供給する。 508で 3段目の分離処理を行！ヽ、次！ヽで不溶解性物質含有スラリを 506：不溶解性物質含有スラリ受槽へ貯める。このように繰り返し分離処理を行って得られた 509：処理水は全て 507：消石灰溶液貯留槽へ貯める。本態様の方法によると、 507中の消石灰溶液濃度が安定しない場合がある。この対策として、各分離処理毎に得られる処理水をそれぞれ個別の槽に一時的に貯め、濃度を調整しつつ 507に処理水を供給することにより、 5 07中の消石灰溶液濃度を安定にすることもできる。 507中で所望の濃度に希釈した後、浄水へ添加する。

[0034] サイクロンは非定常的な粗大粒子が混入するとサイクロン出口が閉塞する可能性がある。本発明ではすべての態様において、サイクロン前段にスクリーン（図示せず)を設置することで、非定常的な粗大粒子の混入を防ぐことが可能である。

[0035] 図 6は、消石灰の回収率を高めるために大粒径の消石灰を分散させるための分散装置をさらに含む装置を利用したフロー図である。適宜な方法により 601：供給消石灰スラリを調製し、 603 :分離装置に供給する。 603 :分離装置により分離操作を行つて排出される 604：不溶解性物質含有スラリを 605：分散装置に供給する。 604：不溶解性物質含有スラリには先述の通り大粒径の消石灰粒子がまだ多く残存している

。 603：分離装置からはこの大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 608：抜き出しスラリとして一部抜き出すことができる。抜き出されなカゝつた大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 605 :分散装置において撹拌し、充分に分散させ、分散処理後の消石灰スラリを 601 :供給消石灰スラリと混合して、繰り返し 603 :分離装置にて分離操作を行う。得られた 606：小粒径消石灰スラリである処理水は適宜希釈した後、浄水工程に送られる。尚、不溶解性物質含有スラリから一部のスラリを抜き出す手段としては、バルブを用いたり、仕切り板などによる流路の切り替え、ポンプによる抜き出しなどが挙げられる。スラリの抜き出しは連続的に抜出してもよぐまたは間歇的に抜き出してもよい。不溶解性物質含有スラリを槽など一力所に貯留して力ゝら抜き出すと、槽内でスラリが分離、沈積し、抜き出すために撹拌や希釈が必要となるおそれがあるため、槽などに受ける前に抜き出してしまうのが望ましい。好ましいのは不溶解性物質含有スラリを分離装置から自然流下させ、流下するスラリの流路を切り替える方法によりスラリの一部を抜き出すことである。

[0036] ここで、 603 :分離装置への 602 :分離装置流入消石灰スラリ流量を Q1とする。除去すべき大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリの流量 Q2が少なヽほど、小粒径消石灰スラリである 606 :処理水の流量 Q4が増加することになり、消石灰の回収率は向上する。しかし、 Q2を少なくしすぎると本来除去すべき不溶解性物質や大粒径消石灰が Q4に混入し、良質な消石灰溶液が得られない。また Q2を少なすぎると、スラリを構成する粒子が流路に沈積しやすくなる。よって、消石灰回収率よりも大粒径消石灰の除去率の向上を優先させると、 Q2ZQ 1の比を小さくしすぎるのは好ましくなヽ。 itQ2/Qliま、 0. 01 -0. 1力好ましく、より好ましく ίま 0. 02— 0. 05である。

[0037] このような比 Q2ZQ1をとるよう分離操作を行う場合、消石灰回収率の向上よりも大粒径消石灰の除去率の向上を優先することになるが、不溶解性物質含有スラリには本来回収すべき小粒径消石灰も含まれてしまう。この本来回収すべき小粒径消石灰を回収して消石灰回収率を向上させるには、大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを供給消石灰スラリと混合して、再び分離装置で処理すればよい。しかし、大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリの全量を供給消石灰スラリと混合すると、徐々に分離装置流入消石灰スラリ中の大粒径消石灰濃度が増加し、次第に大粒径消石灰の除去率の悪ィ匕または分離装置の閉塞が生じうる。分離装置流入消石灰スラリ中の大粒径消石灰濃度の増加を抑制するために、本発明では分離装置力流出する大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを供給消石灰スラリと混合する前に、大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリの一部を抜き出して残りのスラリを供給消石灰スラリと混合する。供給消石灰スラリに含まれる不溶解性物質および大粒径消石灰の量が少ない場合、不溶解性物質含有スラリ流量 Q2と、 Q2から抜出すスラリ流量 Q3との比 Q3ZQ2を小さくしても分離装置流入消石灰スラリ中の大粒径消石灰濃度の増加は緩やかである。一方、供給消石灰スラリに含まれる不溶解性物質および大粒径消石灰の量が多い場合、比 Q3ZQ2を大きくしないと分離装置流入消石灰スラリ中の大粒径消石灰濃度の増加を抑制できない。比 Q3ZQ2は 0.05 - 0.6 の範囲が好ましぐ大きすぎると消石灰の回収率を低下させることになり、小さすぎると分離装置流入消石灰スラリ中の大粒径消石灰濃度が過剰となり大粒径消石灰の除去率の悪化または分離装置の閉塞が生じうる。

[0038] 図 7は、消石灰の回収率を高めるために大粒径の消石灰を分散させるための分散装置をさらに含む装置を利用したフロー図である。適宜な方法により 701：供給消石灰スラリを調製し、 702 :分散装置に供給する。分散操作を行って充分に分散させた消石灰スラリを 703：分離装置に供給し、ここで分離操作を行って排出される 704：不溶解性物質含有スラリを再度 702：分散装置に供給する。 704：不溶解性物質含有スラリには先述の通り大粒径の消石灰粒子がまだ多く残存している。 703 :分離装置カゝらはこの大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 707 :抜き出しスラリとして一部抜き出すことができる。抜き出されな力つた大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを再度 702 :分散装置において撹拌し、充分に分散させ、分散処理後の消石灰スラリを 701 :供給消石灰スラリと混合して、繰り返し 703 :分離装置にて分離操作を行う。得られた 705 :小粒径消石灰スラリである処理水は適宜希釈した後、浄水工程に送られる。

[0039] 図 8は、図 7の装置において、 803 :分離装置により得られる 807 :処理水中の不溶解性物質濃度を測定するための手段（807)を用いて、上述の比 Q3ZQ2の値を制御するための具体的なフローを示す。適宜な方法により 801：供給消石灰スラリを調製し、 802 :分散装置に供給する。分散操作を行って充分に分散させた消石灰スラリを 803：分離装置に供給し、ここで分離操作を行って排出される 804：不溶解性物質含有スラリを再度 802：分散装置に供給する。 804：不溶解性物質含有スラリには先述の通り大粒径の消石灰粒子がまだ多く残存して、る。 803：分離装置からはこの大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 805：流路切り替え手段を用いて 80 9 :抜き出しスラリとして一部抜き出すことができる。抜き出されな力つた大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを再度 802：分散装置にお!ヽて撹拌し、充分に分散させ、分散処理後の消石灰スラリを 801 :供給消石灰スラリと混合して、繰り返し 803 : 分離装置にて分離操作を行う。得られた 806 :小粒径消石灰スラリである処理水に含まれる不溶解性物質濃度を 807：不溶解性物質濃度測定手段により測定し、測定値に基いて大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリの抜き出し流量 (すなわち比 Q3ZQ2)を制御することができる。得られた 806処理水は適宜希釈した後、浄水ェ程に送られる。 807 :不溶解性物質濃度測定手段による不溶解性物質濃度の測定方法は、例えば、小粒径消石灰スラリである処理水の一部を分析用に導出して塩酸または炭酸で溶解し、濁度及び Zまたは色度を光学的に測定する方法がある。消石灰スラリに含まれる水酸ィ匕カルシウムおよび炭酸カルシウムを溶解すると、不溶解性物質である二酸ィ匕珪素粒子は濁質として残留するために濁度として検出され、鉄酸化物の一部は溶解して褐色を呈するために色度として検出される。また、試薬を添加して発色させた後に吸光光度分析に供することも有効であり、スラリを非破壊で蛍光 X線分析に供することも有効な方法である。

図 9は、供給消石灰スラリ調製槽として 901：栓流式分散装置を用いた例を表すフロ一図である。 901：栓流式分散装置に消石灰粉末と水を供給して分散処理を行い、供給消石灰スラリを作る。供給消石灰スラリを別の分散装置（902)に供給して必要に応じて分散処理を行い、 903 :分離装置に供給し、ここで分離操作を行って排出される 904：不溶解性物質含有スラリを再度 902：分散装置に供給する。 904：不溶解性物質含有スラリには先述の通り大粒径の消石灰粒子がまだ多く残存している。 903 : 分離装置カゝらはこの大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 908 :抜き出しスラリとして一部抜き出すことができる。抜き出されな力つた大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを再度 902 :分散装置において撹拌し、充分に分散させ、分散処理後の消石灰スラリを 901 :栓流式分散装置から供給される供給消石灰スラリと混合して、繰り返し 903 :分離装置にて分離操作を行う。小粒径消石灰スラリとして得られた 906処理水は適宜希釈した後、浄水工程に送られる。

[0041] 図 10は、供給消石灰スラリ調製槽として、 1001：栓流式分散装置を用いた別の例を表すフロー図である。 1001：栓流式分散装置に消石灰粉末と水を供給して分散処理を行い、供給消石灰スラリを作る。供給消石灰スラリを 1003 :分離装置に供給し、ここで分離操作を行って排出される 1004：不溶解性物質含有スラリを 1002：分散装置に供給する。 1004：不溶解性物質含有スラリには先述の通り大粒径の消石灰粒子がまだ多く残存して、る。 1003：分離装置力もはこの大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 1007 :抜き出しスラリとして一部抜き出すことができる。抜き出されなカゝつた大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 1002：分散装置にお！ヽて撹拌し、充分に分散させ、分散処理後の消石灰スラリを 1001 :栓流式分散装置から供給される供給消石灰スラリと混合して、繰り返し 1003 :分離装置にて分離操作を行う。小粒径消石灰スラリとして得られた 1005処理水は適宜希釈した後、浄水工程に送られる。

[0042] 図 11は、供給消石灰スラリ調製槽として、 1101 :栓流式分散装置を用いた別の例を表すフロー図である。 1101：栓流式分散装置に消石灰粉末と水を供給して分散処理を行い、供給消石灰スラリを作る。供給消石灰スラリを 1103 :分離装置に供給し、ここで分離操作を行って排出される 1104 :不溶解性物質含有スラリを 1102：分散装置に供給する。 1104：不溶解性物質含有スラリには先述の通り大粒径の消石灰粒子がまだ多く残存して、る。 1103 :分離装置力もはこの大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 1107 :抜き出しスラリとして一部抜き出すことができる。抜き出されなカゝつた大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリを 1102：分散装置にお！ヽて撹拌し、充分に分散させ、分散処理後の消石灰スラリを水と混合した後に 1101 : 栓流式分散装置に再度供給して、分散処理を行い、これにより得た供給消石灰スラリを再度 1103：分離装置に供給して分離操作を行う。小粒径消石灰スラリとして得られた 1105 :処理水は適宜希釈した後、浄水工程に送られる。

[0043] 図 12は、供給消石灰スラリ調製槽として、 1201：栓流式分散装置を用いた別の例を表すフロー図である。 1201：栓流式分散装置に消石灰粉末と水を供給して分散処理を行い、供給消石灰スラリを作る。供給消石灰スラリを 1202 :第 1の分離装置に供給し、ここで分離操作を行って排出される 1203 :不溶解性物質含有スラリを 1204 : 消石灰微小化手段に供給する。ここで必要に応じて希釈水を添加し、例えば物理的衝撃及び Z又は塩酸を加えるなどして、主に大粒径消石灰を微小化する処理を施し、ついで 1205 :第 2の分離装置に供給する。ここで再度 1208 :不溶解性物質含有スラリを分離する。 1202 :第 1の分離装置力も得られた処理水と 1205 :第 2の分離装置により得られた処理水（1206及び 1207)を 1209 :消石灰溶液貯留槽に貯留し、ここで適宜希釈した後、浄水工程に送られる。

実施例

[0044] 以下、実施例を用いて本発明の方法及び装置をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

[実施例 1]

本実施例は、消石灰スラリから不溶解性物質を分離させる処理を 1回行う態様を例示するものである。消石灰スラリ調製槽にて、水道水に消石灰 (菱光石灰工業株式会社製)を溶解させて、消石灰濃度 9. 3%、二酸ィ匕珪素濃度 30mgZリットル (二酸ィ匕珪素 Z消石灰 =0. 03%)の消石灰スラリを調製した。この消石灰スラリを、 61. 2リツトル Z分で液体サイクロン（商品名： C124TWO INCH HYDROCYCLONE、製造会社名： MOZLEY)に供給し、液体サイクロンを稼働させ、分離処理を行った。液体サイクロン下部より不溶解性物質濃縮水を 3. 2リットル Z分で排出する一方、液体サイクロン上部より 58リットル Z分で処理水を得た。処理水に含まれる消石灰濃度は 7. 2%、二酸ィ匕珪素濃度は 0. 90mgZリットル（二酸ィ匕珪素 Z消石灰 =0. 001%)であり、消石灰の回収率は 73%であった。一方、不溶解性物質濃縮水中の消石灰濃度は 4 9%、二酸ィ匕珪素濃度は 550mgZリットル（二酸ィ匕珪素 Z消石灰 =0. 11%)であり、二酸ィ匕珪素除去率は 97%であった。

[実施例 2] 本実施例は、消石灰スラリから不溶解性物質を分離させる処理を 2回行う態様を例示するものである。実施例 1と同様に、消石灰調製槽にて水に消石灰を溶解させて、消石灰濃度 9. 7%、二酸ィ匕珪素濃度 27mgZリットル (二酸ィ匕珪素 Z消石灰 =0. 0 3%)の消石灰スラリを調製した。この消石灰スラリを、 65. 2リットル/分で液体サイクロンに供給し、液体サイクロンを稼働させ、分離処理を行った。液体サイクロン下部より不溶解性物質濃縮水を 2. 2リットル Z分で排出する一方、液体サイクロン上部より 6 3リットル Z分で処理水を得た。処理水に含まれる消石灰濃度は 8. 1%、二酸化珪素濃度は 1. lmgZリットル（二酸ィ匕珪素 Z消石灰 =0. 001%)であり、消石灰の回収率は 81%であった。一方、不溶解性物質濃縮水中の消石灰濃度は 55%、二酸ィ匕珪素濃度は 770mgZリットル (二酸ィ匕珪素 Z消石灰 =0. 14%)であり、二酸化珪素除去率は 96%であった。このようにして得られた不溶解性物質濃縮水を水で希釈して消石灰濃度 1. 9%にした。この希釈水を 65リットル Z分で第 2の液体サイクロンに供給し、当該液体サイクロンを稼働させ、分離処理を行った。第 2の液体サイクロン下部より不溶解性物質濃縮水を 2. 2リットル Z分で排出する一方、当該液体サイクロン上部より 63リットル Z分で処理水を得た。処理水に含まれる消石灰濃度は 1. 5%、二酸化珪素濃度は 1. lmgZリットル (二酸ィ匕珪素 Z消石灰 =0. 007%)であり、第 2回目の分離処理による消石灰の回収率は 16%であった。一方、不溶解性物質濃縮水中の消石灰濃度は 11%、二酸ィ匕珪素濃度は 727mgZリットル (二酸ィ匕珪素 Z 消石灰 =0. 67%)であり、第 2回目の分離処理による二酸ィ匕珪素除去率は 3. 8% であった。系全体での消石灰の回収率は 96%、二酸化珪素の除去率は 99. 8%でめつに。

実施例 1及び 2の操作により、不溶解性物質である二酸ィ匕珪素を効率的に除去し、水道水の腐食性を低減させるのに適した消石灰溶液を得ることができた。分離処理を 2回行うことにより、不溶解性物質をほぼ含まない消石灰溶液を得ることができ、かつ消石灰をほぼすベて回収することが可能となった。

[実施例 3]

図 1に記載の処理フローを種々の条件にて繰り返し、得られた処理性能を表 1に示す。 [0046] [表 1] 表 1：

[0047] 表 1において、比 Q2/Q1が大きくなるに従い、消石灰の小粒径スラリへの移行率が低下していることがわかる。消石灰回収率の向上よりも大粒径消石灰の除去率の向上を優先して比 Q2/Q1が小さ過ぎないようにすることは重要である力比 Q2/Q1が大きいと消石灰の回収率が低下して処理効率が低下すると言える。一方、比 Q2/Q1が小さ過ぎると大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリ濃度が高くなり、装置や管路の閉塞を招く恐れがある。安定した処理を行うとともに処理効率を高めるには、比 Q2/Q1を 0.02-0.05の範囲とするのが良いことがわかる。

以上のような表 1に記載の処理性能に基いて、図 7の処理フローをシミュレーションして得られた結果を表 2及び表 3に示す。表 2及び表 3は、表 1から得られた結果に基いて、供給消石灰スラリ濃度 100 g/L、供給消石灰スラリ流量 Q1 = 58.2 L/分、大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリ流量 Q2 = 1.8 L/分、比 Q2/Q1 = 0.031、二酸化珪素 Si02の大粒径消石灰を含む不溶解性物質含有スラリへの移行率 95 %、小粒径消石灰スラリ（処理水）への消石灰移行率 80 %として行ったシミュレーション結果である。

ここで、消石灰に含まれる不溶解性物質である Si02の含有率は、原料とする消石灰によって幅がある。一般的値としては下限値に近い 0.033 %についての結果を表 2に、上限値に近い 0.22 %についての結果を表 3に示している。どちらの場合も、抜出し比 Q3/Q2を小さくすると分離装置への流入消石灰スラリの Si02含有率が高くなり、その結果、小粒径消石灰スラリの Si02ZCa(OH)2比を高めること〖こなる。小粒径消石灰スラリを適宜希釈溶解して浄水工程へ添加する場合、濁質成分となりうる Si02を確実に抑制する観点から、小粒径消石灰スラリの Si02ZCa(OH)2比を 0.02 %以下にすることが好まし、。このためには比 Q3/Q2を 0.05-0.6の範囲で調整することが好まし!/ヽことがわ力ゝる。

[表 2] 表 2 :

[0049] [表 3] 表 3

産業上の利用可能性

[0050] 本発明の方法により、腐食性の高い水の改質に使用する消石灰溶液を効率的に調製し、これを浄水に注入することにより、腐食性の低い水を調製することができる。本発明の方法は、広く水道水等を含む浄水の水質改善の分野において利用することがでさる。

Claims

請求の範囲

消石灰を用いて水道水の水質を改良するために使用する装置であって、少なくとも 1つ以上の、供給消石灰スラリ調製槽と、

を含むことを特徴とする、前記装置。

消石灰を用いて水道水の水質を改良するために使用する装置であって、

供給消石灰スラリ調製槽と、

を含むことを特徴とする、前記装置。

供給消石灰スラリ調製槽と

供給消石灰スラリ調製槽からの供給消石灰スラリより、比重差及び Z又は粒径の違いにより不溶解性物質含有スラリを分離する、分離装置と、

該供給消石灰スラリ調製槽と該分離装置とを接続する配管及びポンプと、該分離装置から排出された不溶解性物質含有スラリを貯留する、 2つ以上の不溶解性物質含有スラリ受槽兼消石灰スラリ調製槽と、

を含むことを特徴とする装置。

[4] 消石灰スラリ又は消石灰溶液を通水する配管、ポンプ、及び分離装置並びに槽の、全部又は一部に炭酸水又は塩酸を通水する手段を設けたことを特徴とする、請求項 1〜3の、ずれかに記載の装置。

[5] 炭酸水又は塩酸を浄水処理工程に直接添加する手段をさらに含むことを特徴とする

、請求項 4に記載の装置。

[6] 該分離装置により分離された不溶解性物質含有スラリを撹拌し、消石灰粒子を分散させるための分散手段と、

をさらに含むことを特徴とする、請求項 1に記載の装置

[7] 消石灰を用いて水道水の水質を改良するために使用する装置であって、

消石灰を分散させるための分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽と、該分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽からの供給消石灰スラリより、比重差及び/又は粒径の違いにより不溶解性物質含有スラリを分離する分離装置と、該分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽と該分離装置とを接続する配管及びポンプと、該分離装置から排出された不溶解性物質含有スラリの一部を抜き出す抜き出し手段と、

[8] 該分離装置により得られた処理水に含まれる不溶解性物質の濃度を測定する不溶解性物質濃度測定手段と、

[9] 該分散手段を備えた供給消石灰スラリ調製槽が、栓流式分散装置である、請求項 6

〜8の、ずれかに記載の装置。