(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱炭酸塔と、該脱炭酸塔に空気を供給する手段と、該脱炭酸塔に供給される空気を水洗浄する空気浄化手段と、該脱炭酸塔で得られる脱炭酸処理水が導入される逆浸透膜分離装置とを備えてなる脱炭酸装置であって、該逆浸透膜分離装置の濃縮水が空気の洗浄水として前記空気浄化手段に供給されることを特徴とする脱炭酸装置。
【請求項２】
請求項１において、前記逆浸透膜分離装置の透過水を処理する電気脱イオン装置を備え、該電気脱イオン装置の濃縮水及び／又は電極水が空気の洗浄水として前記空気浄化手段に供給されることを特徴とする脱炭酸装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は純水製造設備や、リン酸型燃料電池の凝縮水処理等に用いられる脱炭酸装置に係り、特に、原水を空気と向流接触させて脱炭酸処理する脱炭酸装置において、脱炭酸用空気による原水の汚染を防止する脱炭酸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
充填材が充填された塔内に原水を塔頂から散水すると共に空気をブロアで塔下部から吹き込み、原水と空気を向流接触させることで原水中の炭酸ガスを除去する脱炭酸塔は、各種の純水製造設備における逆浸透膜分離装置やイオン交換装置或いは電気脱イオン装置の前処理装置等として広く利用されている。
【０００３】
この脱炭酸塔への空気供給ラインには、高精度な除塵フィルターを設置して大気中の微細なゴミを除去することで脱炭酸塔内へのゴミの流入を防止する場合もあるが、このような除塵フィルターは高価である上に、交換に手間を要する。このため、一般的には、落ち葉などの比較的大きなゴミの混入を防ぐ程度の非常に目の粗い不織布を空気供給ラインに取り付けて、大まかな除塵処理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空気を目の粗い不織布に通す程度の従来の除塵処理では、大気中の微細なゴミや土壌粒子、また、これに付着しているバクテリアを除去することはできない。また、海岸付近では大気中にＮａＣｌ等を含んだ海塩粒子が存在し、一方、森林からはフィトンチッドなどの揮発性有機ガスが発生し、これらが大気中に含まれることとなるが、これらの汚染成分もまた除去不可能である。
【０００５】
このような微細なゴミや土壌粒子、海塩粒子、揮発性有機ガスなどの汚染成分を含む空気が脱炭酸塔に吹き込まれると、これらの汚染成分が脱炭酸処理水中に移行し、この結果、脱炭酸塔の後段の逆浸透膜分離装置やイオン交換装置などの負荷を増大させたり、これらの装置の前段に設置されている保安フィルターを早期に目詰りさせるなどの不具合を引き起こす。
【０００６】
高精度な除塵フィルターを用いることにより、微細粒子の除去が可能となるが、この場合でも揮発性有機ガスのように十分に除去することができないものが残留する。しかも、この除塵フィルターの使用は、前述の如く、高価で管理に手間を要することから、工業的に不利である。
【０００７】
本発明は上記従来の脱炭酸塔内での汚染の問題を解決し、清浄な脱炭酸処理水を得ることができる脱炭酸装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の脱炭酸装置は、脱炭酸塔と、該脱炭酸塔に空気を供給する手段と、該脱炭酸塔に供給される空気を水洗浄する空気浄化手段と、該脱炭酸塔で得られる脱炭酸処理水が導入される逆浸透膜分離装置とを備えてなる脱炭酸装置であって、該逆浸透膜分離装置の濃縮水が空気の洗浄水として前記空気浄化手段に供給されることを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
本発明の脱炭酸装置では、空気浄化手段で水洗浄することで、大気中のゴミ、土壌粒子、バクテリア海塩粒子や揮発性有機ガスなどの汚染成分を効果的に除去して、清浄な空気を脱炭酸塔に供給することができる。
【００１０】
このため、これらの汚染成分の混入がなく、清浄な脱炭酸処理水を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の脱炭酸装置の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明の脱炭酸装置の実施の形態を示す系統図であり、本発明の脱炭酸装置を、脱炭酸塔２の後段に保安フィルター３、逆浸透膜分離装置４及び電気脱イオン装置５を設けた水処理設備に適用した例を示す。図１中、１は空気洗浄塔、Ｂはブロワ、Ｐ1 はポンプ、Ｐ2 は高圧ポンプである。
【００１３】
脱炭酸塔２にブロワＢで吹き込まれる空気は、この空気供給ラインに設けられた空気洗浄塔１で、後段の逆浸透膜分離装置４及び電気脱イオン装置５から送給される、逆浸透膜分離装置４の濃縮水（ＲＯ濃縮水）と電気脱イオン装置５の濃縮水及び電極水により水洗浄される。電気脱イオン装置は、イオン交換膜間にイオン交換樹脂を充填するとともに直流電圧をかけ、電気的に脱イオンを行うものである。
【００１４】
この空気洗浄塔１としては、内部にネットリング、ポールリング等の充填材が充填された塔の下部から空気を吹き込み、塔頂から洗浄水を散水する一般的なガス洗浄塔を用いることができ、水洗浄条件としては、空気吹き込み量：１Ｎｍ3 ／分に対して、洗浄水散水量：０．１〜０．４ｍ3 ／時程度の向流接触が好適である。洗浄排水は塔底部より系外へ排出される。
【００１５】
空気洗浄塔１で水洗浄され、大気中の汚染成分が除去された清浄な空気は、次いで脱炭酸塔２の塔下部に吹き込まれ、塔頂から散水される原水と向流接触して、原水中の炭酸ガスを除去する。
【００１６】
この脱炭酸塔２としては、内部にネットリング、ポールリング等の充填材が充填されたものが好ましく、脱炭酸処理条件は、通常の場合、空気吹込量：１Ｎｍ3 ／分に対し、原水散水量：１．５〜２．５ｍ3 ／時程度とするのが好ましい。
【００１７】
この脱炭酸処理において、原水は、空気洗浄塔１で水洗浄されることにより汚染成分が除去された清浄な空気と接触するため、原水ないし脱炭酸処理水中への汚染成分の移行による脱炭酸処理水の汚染の問題はなく、高清浄な脱炭酸処理水を得ることができる。
【００１８】
脱炭酸処理水は脱炭酸塔２の底部から、ポンプＰ1 で抜き出され、保安フィルター３を経て高圧ポンプＰ2 により逆浸透膜分離装置４に導入され、逆浸透膜分離処理される。そして逆浸透膜分離装置４の透過水は電気脱イオン装置５で処理され、生産水が処理水として系外へ排出される。一方、ＲＯ濃縮水と電気脱イオン装置の濃縮水及び電極水は、空気の洗浄水として空気洗浄塔１に送給され、洗浄排水が系外へ排出される。
【００１９】
このような処理において、脱炭酸塔２で得られる脱炭酸処理水は、汚染成分の混入のない、高清浄なものであることから、保安フィルター３や逆浸透膜分離装置４の逆浸透膜の汚染が低減され、フィルターの目詰りや逆浸透膜分離装置４の透過水量の低下を防止して、長期にわたり安定かつ効率的な処理を行って、良好な水質の処理水を得ることが可能となる。
【００２０】
なお、図１においては、空気洗浄塔１にＲＯ濃縮水と電気脱イオン装置の濃縮水及び電極水を導入して空気の水洗浄を行っている。一般的には、この空気洗浄に用いる水の水質は、かん水の水質以下（かん水と同程度、或いは、かん水より清浄度の高い水）であれば良く、必ずしも高清浄な水である必要はないため、図１の如く、系内の排水を有効利用するのが水コスト等の面で有利である。なお、本実施形態ではＲＯ濃縮水、電気脱イオン装置の濃縮水及び電極水を空気の洗浄水として利用しているが、いずれか一つでも良い。
【００２１】
また、図１においては、脱炭酸塔２と別体に空気洗浄塔１を設けているが、脱炭酸塔の下部に水洗浄手段を設けるなどして、脱炭酸塔と空気洗浄塔とを一体化したものを用いても良い。
【００２２】
図１は、本発明の脱炭酸装置を、保安フィルター、逆浸透膜分離装置及び電気脱イオン装置を脱炭酸塔の後段に設けた水処理設備に適用した例を示すが、本発明の脱炭酸装置は、脱炭酸塔の後段に逆浸透膜分離装置を２段に配置したものなど、他の様々な設備に適用することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２４】
実施例１
リン酸型燃料電池から排出される凝縮水を原水として、下記仕様の脱炭酸塔で脱炭酸処理するに当り、空気を下記仕様の空気洗浄塔で水洗浄した後脱炭酸塔に供給した。なお、空気洗浄塔の洗浄水としてはＲＯ濃縮水（電気伝導率：４００μＳ／ｃｍ，ｐＨ：５．４，全有機態炭素（ＴＯＣ）：４．２ｍｇ／Ｌ，シリカ：６０ｍｇ／Ｌ）を用いた。
【００２５】
脱炭酸塔
塔有効高さ：２．５ｍ
充填物：ポールリング
原水流入量：１．０ｍ3 ／時
空気吹込量：０．５Ｎｍ3 ／分
空気洗浄塔
塔有効高さ：２．５ｍ
充填物：ポールリング
洗浄水流入量：１００Ｌ／時
空気吹込量：０．５Ｎｍ3 ／分
原水及び脱炭酸処理水の水質を表１に示す。
【００２６】
なお、表１において、ＦＩ値（ファウリング・インデックス値）は、水中の０．４５μｍ以上の微粒子数の多少の目安となる値であり、この値が小さい程微粒子数が少いことを示す。
【００２７】
比較例１
実施例１において、脱炭酸塔に供給する空気の水洗浄を行わなかったこと以外は同様にして脱炭酸処理を行い、得られた脱炭酸処理水の水質を表１に示した。
【００２８】
【表１】
0003680426.tif 000002
【００２９】
表１より明らかなように、脱炭酸用空気の水洗浄を行わない比較例１では、大気中から持ち込まれる汚染成分のために、イオンや微粒子の増加で得られる脱炭酸処理水の水質が悪化している。これに対して、脱炭酸用空気を水洗浄した実施例１では、このような水質の低下は小さく押えられている。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の脱炭酸装置によれば、脱炭酸塔での汚染成分の混入の問題がなく、清浄な脱炭酸処理水を得ることができる。
【００３１】
従って、本発明の脱炭酸装置によれば、これを組み込んだ純水製造設備等において、次のような効果を得ることができる。
【００３２】
▲１▼  後置の保安フィルターの目詰りが防止され、保安フィルターの交換頻度が著しく低減される。
【００３３】
▲２▼  後置の逆浸透膜分離装置の膜汚染も軽減され、特にバクテリアによる膜透過水量の低下が防止される。
【００３４】
▲３▼  後置の装置のイオン負荷が低減され、例えば、イオン交換装置が後置される場合、そのイオン交換樹脂の再生頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱炭酸装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１  空気洗浄塔
２  脱炭酸塔
３  保安フィルター
４  逆浸透膜分離装置
５  電気脱イオン装置
【図１】
0003680426.tif 000003