(57)【要約】      （修正有）【課題】低コスト化が図られ、生産性に優れる管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法を提供すること。【解決手段】洗浄対象である管路に導入される管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法であって、自然に存在する塩含有水を、その塩分濃度を低下させることなくシャーベット化することを特徴とする製造方法で、取水ポンプ１２によって取水された海水は、まず塩素等の酸化剤などによって殺菌され、原海水タンク１４に蓄えられる。そして、原海水タンク１４に蓄えられた海水はポンプ１６によって汲み上げられ、塩化第二鉄等の凝集剤の添加を受けた後、ＵＦ膜及び／又はＭＦ膜モジュールを備えた前処理濾過装置１８に送られ、ここで懸濁粒子や海藻類等の生物性懸濁粒子などが除去される。その後、中間タンク２０に蓄えられた海水は硫酸等の酸でｐＨ調整される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄対象である管路に導入される管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法であって、
自然に存在する塩含有水を、その塩分濃度を低下させることなくシャーベット化することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
自然に存在する塩含有水を淡水化処理する過程で生じた濃縮排水をシャーベット化することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記濃縮排水の塩分濃度を更に高めた濃縮排水をシャーベット化することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の製造方法により製造された管路内部洗浄用シャーベット体を前記洗浄対象の管路の洗浄に使用した後、その融解した塩含有水をシャーベット化することを特徴とする管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の製造方法により製造された管路内部洗浄用シャーベット体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管路の洗浄に使用される管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法に関し、特に、低コスト化が図られ、生産性に優れる管路内部洗浄用シーベット体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管路は様々な場所に様々な形態で使用されている。例えば、上水道や下水道管路、工場における原料や燃料等を送るパイプ、家庭内での排水パイプ等がある。管路を流れる物体についても、気体、液体、固体等、様々な形態がある。
【０００３】
一例として下水道管路について説明する。下水道は、主に都市部の雨水及び汚水（下水）を地下水路等で集めた後、公共用水域へ排出するための施設・設備の集合体であり、それらの雨水及び汚水（下水）は浄化等の水処理が行われる。地下水路等の代表として下水道本管がある。
【０００４】
下水道本管を流れる雨水として、気象学における降水がある。また、気温の上昇等で溶けた融雪水も含む。下水道管路を流れる汚水としては、家庭における生活排水、商店や工場等の事業所からの産業排水等がある。したがって、これらの雨水及び汚水から成る下水には下水道本管の管壁に付着し易い異物等が含まれている。
【０００５】
下水道本管には前述のように生活排水や産業排水等の汚水が流されるので、その管路の内部には堆積物が多量に付着し易い。また、合流式下水道は、一定以上の降雨時に、公共水域に下水を含む雨水が越流する仕組みになっているため、結果として、管路に付着したこれら汚濁物質が川や海に流出する。したがって、下水道本管は、詰まり等の不具合を防止すると共に、公共水域の汚濁防止上からも定期的に点検、洗浄することが必要になっている。
【０００６】
また、上水道等の圧送パイプにおいては、そのパイプ内に異物が付着すると圧送に必要なエネルギーが増大することから、この圧送エネルギーの増大を防止するために定期的にパイプ内を洗浄して異物を除去することが必要となる。
【０００７】
従来、管路の洗浄方法としては、ピグ方式（例えば、特許文献１、２）やノズル方式（例えば、特許文献３）があった。しかし、作業コスト、洗浄効果、及び安全性等の面から、近年、ピグ方式やノズル方式に替え、洗浄用のシャーベット体を用いた洗浄方法（特許文献４）が注目されている。この方式は、固体のピグの替わりに小さな氷粒子で構成されたシャーベット体を用い、このシャーベット体を管路の入口から管路内に送り込み、管路内を移動させて管路の出口からシャーベット体を排出するものである。
【０００８】
シャーベット体を構成する氷粒子が管路内を流動する際に、管路内壁に付着した赤錆等の堆積物が削り取られ、管路の洗浄が行われる。シャーベット体は、例えば管路が曲りや狭窄部分、更にはＴ型連結管等複雑な形状を有していても通過することができるので、管路の形状如何にかかわらず洗浄することが可能である。
【０００９】
上記氷粒子を含むシャーベット体としては、食塩等を混入溶解させて凝固点降下させた水を凍結させた後、粉砕処理して粒子状とし、更に水と混合した氷粒子と水を含む混合物が好ましく利用される。これにより、氷粒子の周りに存在する水の温度が０℃以下となり、その水も凍結可能な状態となることから、シャーベット体のシャーベット状態の存続時間を長時間化することができるので、洗浄の作業効率を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１９１０４５号公報
【特許文献２】特開２００９−６６５２２号公報
【特許文献３】特開平９−１０７１６号公報
【特許文献４】特許第４６５３９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記のようなシャーベット体で管路内部を洗浄する場合、シャーベット体を管路内部に充満させて圧送することから、必要とされるシャーベット体の量は膨大であり、また、洗浄対象の管路の管径が大きければ大きいほど、洗浄対象の管路の距離が長ければ長いほどシャーベット体の使用量は増加する。
【００１２】
しかしながら、従来の管路内部洗浄用シャーベット体の製造は、水道水等の水に食塩を混入し、撹拌及び溶解させて食塩水とした後、これを凍らせる作業を要することから、生産効率が良くないばかりか、食塩の入手費用もかかりコストの面で十分でなかった。上述したように洗浄に使用するシャーベット使用量は膨大であることから、可能な限り低費用で製造できる方法が求められている。
【００１３】
また、降雨量が少ない地域や発展途上国等においては水及び食塩の入手は困難であるが、このような地域においても無論、管路の洗浄は衛生面、環境面で必要である。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コスト化が図られ、生産性に優れる管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、管路内部の洗浄に好適に使用することのできる管路内部洗浄用シャーベット体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を解決するため、請求項１に記載の管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法は、洗浄対象である管路に導入される管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法であって、自然に存在する塩含有水を、その塩分濃度を低下させることなくシャーベット化することを特徴とする。
【００１６】
この構成のように、自然に存在する塩含有水（例えば、海水や塩湖の塩水）をシャーベット体の製造に利用すれば、従来のように水に食塩を混入し、撹拌溶解させる等の作業を行うことなく管路内部洗浄用シャーベット体を製造することが可能となるので、生産性が向上し、低コスト化が図られる。
【００１７】
請求項２に記載の管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法は、自然に存在する塩含有水を淡水化処理する過程で生じた濃縮排水をシャーベット化することを特徴とする。
【００１８】
降雨量が少なく飲料水を確保できない地域では、海水や塩湖の塩水等を淡水化処理して淡水を生産することが行われており、この淡水化処理では、目的とする淡水の他に塩分濃度の高い濃縮排水が排出される。濃縮排水は通常、そのまま海に放出されるか、塩分濃度の低い水と混合して放出されるが、そのまま海に放出した場合には海洋生態系に影響するという問題が生じ、塩分濃度と低い水と混合する場合にはそれ自体の処理工程が必要となり淡水化処理全体が煩雑となる。
【００１９】
上記本発明の構成によれば、淡水化処理で生じた濃縮排水をシャーベット体の製造に用いることにより、利用価値の無かった濃縮排水を有効利用することで、濃縮排水を海に直接放出することによる海洋生態系の崩れを防止できるだけでなく、濃縮排水の処理に必要な工程を省くことが可能となり得る。そして、この濃縮排水は元来廃棄物であるので低費用でシャーベット体を製造することができる。
【００２０】
請求項３に記載の管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法は、前記濃縮排水の塩分濃度を更に高めた濃縮排水をシャーベット化することを特徴とする。
【００２１】
洗浄対象の管路内部においては、異物は通常、管底部に滞留したり付着することが多い。シャーベット化前の濃縮排水の塩分濃度が高いほど製造されるシャーベット体の比重は重くなり、そのシャーベット体は水に沈むので、洗浄対象の管路内に水が滞留している状態で洗浄する場合に、このシャーベット体で管路を洗浄することにより、管路底部に付着・滞留した異物を除去する洗浄効果がより向上したシャーベット体を低費用且つ生産性良く製造することができる。
【００２２】
請求項４に記載の管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法は、上記製造方法により製造された管路内部洗浄用シャーベット体を前記洗浄対象の管路の洗浄に使用した後、その融解した塩含有水をシャーベット化することを特徴とする。
【００２３】
上記製造方法により製造されたシャーベット体を洗浄に使用した後に生じる塩含有水を再度シャーベット化することにより、シャーベット体の製造を更に高効率且つ低費用で行うことが可能となる。
【００２４】
また、本発明は、上記製造方法により製造された管路内部洗浄用シャーベット体も提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法によれば、シャーベット体を低費用且つ生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法の実施の形態の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法を詳細に説明する。上述したように、本発明では、管路内部洗浄用シャーベット体を製造するため、自然に存在する塩含有水をその塩分濃度を低下させることなく利用する。自然に存在する塩含有水としては、例えば、海水、塩湖の塩水、地下水及び温泉水等が挙げられる。塩分の主成分は通常、塩化ナトリウムである。
【００２８】
本発明の管路内部洗浄用シャーベット体の製造方法では、自然に存在する塩含有水をそのまま凍らせてシャーベット化することが好ましい。塩含有水をシャーベット化するには、塩含有水をその凝固点以下の温度に冷却して得られた氷塊を、破砕粉砕機等で破砕粉砕処理し、氷粒子を形成することにより行われる。氷粒子の粒子径は例えば０．５〜１０ｍｍ、好ましくは１〜７ｍｍである。シャーベット体には、管路内部を洗浄するために必要な流動性を高めるため、必要に応じて水が加えられる。この場合、水はシャーベット体全体の重量に対して３〜３０％である。
【００２９】
本発明においては、自然に存在する塩含有水を淡水化処理する過程で生じた濃縮排水をシャーベット化することが特に好ましい。海水等の淡水化処理で排出される濃縮排水は従来から直接集水海域に放流されるか、あるいは濃縮排水よりも塩分濃度の低い水と混合して海域に放流されるが、本発明では濃縮排水を有効利用できるために環境面及び経済性に優れている。本発明は既設の淡水化処理施設をそのまま利用することができる。
【００３０】
淡水化処理の方法としては、従来から知られている膜法（例えば、逆浸透法等）や蒸発法（例えば、多段フラッシュ法、多重効用法等）等を使用することができる。本発明はいずれの淡水化処理法で生じた濃縮排水も利用することが可能である。
【００３１】
以下の本発明の特に好ましい実施の形態では、蒸発法よりもエネルギー消費量が少なく、エネルギー効率のよい逆浸透法により海水を淡水化処理する例を説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態の一例の説明図であり、逆浸透圧法にて海水を淡水化処理し、その過程で生じる濃縮排水をシャーベット化する過程を説明するフロー図である。なお、図示した例では一般的な逆浸透法による淡水化処理を説明しており、濃縮排水を得るまでは種々の変更が可能である。図示した例では、自然に存在する塩含有水の例として海水を用いた例を示している。
【００３３】
図示されているように、取水ポンプ１２によって取水された海水は、まず塩素等の酸化剤などによって殺菌され、原海水タンク１４に蓄えられる。そして、原海水タンク１４に蓄えられた海水はポンプ１６によって汲み上げられ、塩化第二鉄等の凝集剤の添加を受けた後、ＵＦ膜及び／又はＭＦ膜モジュールを備えた前処理濾過装置１８に送られ、ここで懸濁粒子や海藻類等の生物性懸濁粒子などが除去される。その後、中間タンク２０に蓄えられた海水は硫酸等の酸でｐＨ調整される。
【００３４】
以上の前処理工程を経た海水は、簡易濾過器、例えばカートリッジフィルター２４、高圧ポンプ２６及び逆浸透膜（ＲＯ）モジュール２８によって構成される逆浸透膜工程に供給される。この逆浸透膜工程において、海水は高圧ポンプ２６によって浸透圧の２〜３倍の高圧に高められて逆浸透膜モジュール２８へ供給される。そして、この逆浸透膜モジュール２８により塩分が分離除去され、淡水ライン３０及び濃縮排水ライン３２にそれぞれ淡水及び濃縮排水として供給され、淡水タンク３４及び濃縮排水タンク３６にそれぞれ蓄えられる。淡水タンク３２に蓄えられた淡水は、その利用用途に応じ、図示しない塩素滅菌処理やｐＨ調整処理を行う後処理工程へと付された後、飲用水等として利用される。
【００３５】
本実施の形態では、濃縮排水タンク３６の濃縮排水をシャーベット化機３８に送り、ここで濃縮排水をシャーベット化する。シャーベット化機３８は、図示しない冷却機及び破砕粉砕機を備えており、シャーベット化機３８に送られた濃縮排水はその凝固点以下の温度に冷却させて凍らせて氷塊化する。そして、破砕粉砕機により氷塊を破砕粉砕し、氷粒子で構成されたシャーベット体を得る。氷粒子の粒子径は０．１〜１０ｍｍ、特に１〜７ｍｍである。その後、シャーベット体は必要に応じて水と混合されてシャーベットタンク４０に供給される。シャーベットタンク４０にはシャーベット体がシャーベット状態を維持するために攪拌機が備えられており、シャーベット体は常時撹拌されている状態である。
【００３６】
図示で示した逆浸透法により生じる濃縮排水の塩分濃度は、例えば、高圧ポンプ２６によって逆浸透膜モジュールに与えられる圧力が６０〜６５気圧の場合には淡水収率４０％程度となり、約５〜６重量％である。
【００３７】
本発明においては、濃縮排水タンク３６に蓄えられた濃縮排水をシャーベット化機３８に送る前にその塩分濃度を更に高め、その高塩分濃度の濃縮排水をシャーベット化することが好ましい。濃縮排水の塩分濃度を高める方法としては、例えば、淡水化処理に使用される蒸発法（例えば、多段フラッシュ法、多重効用法等）を利用したり、塩化ナトリウム等の塩を混入して撹拌・溶解させる方法を採用することができる。
【００３８】
濃縮排水の塩分濃度を更に濃縮した高塩分濃縮排水によれば、水より比重の高いシャーベット体を製造することができる。洗浄対象の管路内部においては、異物は通常、管底部に滞留や付着することが多いことから、管路内に水が滞留している状態で洗浄する場合であっても、水より比重の高いシャーベット体を使用することにより、シャーベット体を水中に沈ませて管底部の異物を効果的に取り込むことができるので、洗浄効果を向上させることができる。水より比重が高いシャーベット体用の濃縮排水とするには、以下の計算式（Ｉ）により比重を算出して高める塩分濃度の度合いを調整することにより可能である。
【００３９】
【数１】
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【００４０】
上記式においてＳＳは濃縮排水を凍らせた氷の比重であり、ＷＤは濃縮排水の重量であり、ＤＷは水の密度であり、ＶＷは濃縮排水中の水の体積である。ＳＳが１超であれば濃縮排水のシャーベット体は水より比重が高いものとなる。なお、濃縮排水に含まれる塩分以外の成分は極微量であるため無視することができる。濃縮排水中における各成分の割合は、市販の分析測定機で測定することができる。
【００４１】
本発明においては、上述した製造方法により製造された管路内部洗浄用シャーベット体を洗浄対象の管路の洗浄に使用した後、その融解した塩含有水をシャーベット化する製造方法も提供する。
【００４２】
洗浄に使用したシャーベット体が融解した後、その塩含有水を必要に応じて濾過し、再度シャーベット化することで、更に低費用且つ高効率でシャーベット体を製造することが可能である。
【００４３】
上述したように、本発明で使用する自然に存在する塩含有水には、海水の他、塩湖の塩水や地下水、温泉水等があり、これらの塩含有水の塩分には、主成分として含まれる塩化ナトリウムの他、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カリウム等の塩が含まれる。
【００４４】
更に、自然に存在する塩含有水に含まれる塩分以外の成分としては、他の金属類、あるいは有機物や微生物も微量に含まれ得ることから、本製造方法で使用するシャーベット体は下水道の洗浄に適している。
【００４５】
本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨を超えない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１２  取水ポンプ
１４  原海水タンク
１６  ポンプ
１８  前処理濾過装置
２０  中間タンク
２２  ポンプ
２４  カートリッジフィルター
２６  高圧ポンプ
２８  逆浸透膜モジュール
３０  淡水ライン
３２  濃縮排水ライン
３４  淡水タンク
３６  濃縮排水タンク
３８  シャーベット化機
４０  シャーベットタンク
【図１】
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