(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合塩素剤を添加し、該結合塩素剤から生じるスルファミン酸化合物を含む循環水系に、塩素系酸化剤を添加して遊離塩酸を発生させ、前記スルファミン酸化合物と前記遊離塩酸との反応により結合塩素を再生させて、該水系の結合塩素の量を制御する水系処理剤の濃度制御方法。
【請求項２】
前記結合塩素の量の制御は、前記水系内の遊離塩素濃度を制御することにより行うことを特徴とする請求項１記載の水系処理剤の濃度制御方法。
【請求項３】
前記水系内の遊離塩素濃度を、０．０５ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以上とすることを特徴とする請求項１又は２記載の水系処理剤の濃度制御方法。
【請求項４】
前記遊離塩素は、次亜塩素酸と亜塩素酸と二酸化塩素と塩素ガスの少なくともいずれか一つを前記水系に添加することによって生成させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の水系処理剤の濃度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系処理剤の濃度制御方法に関する。より詳しくは、水系の殺菌を行うための水系処理剤の濃度を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種工場のプラント冷却水系、排水処理水系、鉄鋼水系、紙パルプ水系、切削油水系等では、細菌や糸状菌や藻類等が原因となりスライム等が水系内に発生する。このスライム等は、熱効率の低下、通水配管等の閉塞、配管金属材質の腐食等の障害を引き起こす。
【０００３】
このような障害を防ぐために、冷却水系等ではスライムコントロール剤等として結合塩素剤（安定化塩素剤）が用いられている。結合塩素剤は水系内で消耗されると塩素安定化剤として残留する。しかし、結合塩素剤は、冷却水負荷や周囲の環境等によって水系内での消耗速度が変化する。そのため、バッチタイマーや補給水比例等によって結合塩素剤の注入量を制御しようとしても、安定した濃度を維持することが難しいといったことがある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、冷却水系のスライム剥離処理に関するものとして、前段でヒドラジンを冷却水に含有させ、後段で（ア）次亜塩素酸やその塩、（イ）次亜臭素酸やその塩等を冷却水に含有させる技術が開示されている。
【０００５】
また、スケール防止剤や防食剤やスライムコントロール剤等を併用した、いわゆるマルチ薬剤も水処理剤として用いられている。スライムコントロール剤成分の濃度を維持させるべく制御すると、他の成分の過剰注入になりやすい等といったことがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０１２０４２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、結合塩素の消耗量が多い系等では、実際の添加量に対して水系内での検出濃度が低下する傾向にある。そこで、有効な検出濃度を確保するために、薬剤の添加量を増やしたりするが、これによってコストがかかったり、水系内で消耗された結合塩素剤は塩素安定化剤として多量に残留してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、結合塩素剤を効果的に用いることができる水系処理剤の濃度制御方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず、本発明は、遊離塩素を水系に発生させて、該水系の結合塩素の量を制御する水系処理剤の濃度制御方法を提供する。水系内に遊離塩素を発生させることで、水系内に残留している塩素安定化剤と結合させて結合塩素とすることができる。その結果、結合塩素剤を効果的に利用することができる。
そして、結合塩素濃度の制御は、水系内の遊離塩素濃度を制御することで行うことが望ましい。水系内の遊離塩素濃度を一定範囲に制御することで、結合塩素濃度をより正確に制御できる。この水系内の遊離塩素濃度は、０．０５ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以上であることが望ましい。
また、遊離塩素は、次亜塩素酸と亜塩素酸と二酸化塩素と塩素ガスの少なくともいずれか一つを水系に添加することによって生成させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る水系処理剤の濃度制御方法によれば、結合塩素剤を効果的に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について説明する。なお、以下の説明は、本発明に係わる代表例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１２】
本発明に係る水系処理剤の濃度制御方法は、遊離塩素を水系に発生させることで、この水系の結合塩素の量を制御することを少なくとも行うものである。遊離塩素を水系に発生させることで、水系内に残留する塩素安定化剤と結合させることができる。これにより、結合塩素を再生させることができる。本発明においては、処理対象とする被処理水中に遊離塩素を生成させればよく、少なくとも遊離塩素を所定濃度以上で水系内に残留させることで、効率よく結合塩素として再生させることができる。以下、これらについてより詳細に説明する。
【００１３】
まず、結合塩素について説明する。
本発明において用いることができる結合塩素の種類は限定されないが、例えば、クロラミン−Ｔ（Ｎ−クロロ−４−メチルベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩）、クロラミン−Ｂ（Ｎ−クロロ−ベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩）、Ｎ−クロロ−パラニトロベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩、トリクロロメラミン、モノ−若しくはジ−クロロメラミンのナトリウム塩又はカリウム塩、トリクロロ−イソシアヌレート、モノ−若しくはジ−クロロイソシアヌール酸のナトリウム塩又はカリウム塩、モノ−若しくはジ−クロロスルファミン酸のナトリウム塩又はカリウム塩、モノクロロヒダントイン若しくは１，３−ジクロロヒダントイン又はその５，５−アルキル誘導体等が挙げられる。
【００１４】
結合塩素は、塩素安定化剤と遊離塩素が結合することで生成させることができる。この塩素安定化剤は塩素安定化効果のある剤であればよく、その種類は限定されない。例えば、スルファミン酸、ヒダントイン等が挙げられる。特に、スルファミン酸化合物は、ヒドラジン等のように有毒ではないため安全性が高い。
【００１５】
このようなスルファミン酸化合物としては、例えば、Ｎ−メチルスルファミン酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファミン酸、Ｎ−フェニルスルファミン酸等を挙げることができる。本発明に用いるスルファミン酸化合物のうち、この化合物の塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩等のアルカリ土類金属塩、マンガン塩、銅塩、亜鉛塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩等の他の金属塩、アンモニウム塩及びグアニジン塩等を挙げることができ、具体的には、スルファミン酸ナトリウム、スルファミン酸カリウム、スルファミン酸カルシウム、スルファミン酸ストロンチウム、スルファミン酸バリウム、スルファミン酸鉄、スルファミン酸亜鉛等を挙げることができる。スルファミン酸及びこれらのスルファミン酸塩は、１種を単独で用いることもでき、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１６】
例えば、遊離塩素とスルファミン酸を水系に共存させると、水系内で結合してクロロスルファミン酸化合物となり結合塩素として再生させることができる。例えば、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物、あるいは塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物からなるクロロスルファミン酸系結合塩素剤等を被処理水に共存せしめた場合、酸性域からアルカリ性域にわたる広範なｐＨ範囲であっても、被処理水中における遊離塩素濃度が大きく変化しないという特徴がある。
【００１７】
遊離塩素を水系に生成させる方法としては限定されず、遊離塩素を水系に生成し得るものであればよい。例えば、薬剤を水系に薬注する方法や、食塩水や塩化カリウム水溶液等の電解反応を利用して次亜塩素酸イオンを発生させる方法等が挙げられる。
【００１８】
薬注によって遊離塩素を生成させる際に用いることができる薬剤等としては、次亜塩素酸又はその塩、亜塩素酸又はその塩、塩素酸又はその塩、過塩素酸又はその塩、塩素化イソシアヌル酸又はその塩、塩素ガス、二酸化塩素等が挙げられる。より具体的な塩としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム等の次亜塩素酸アルカリ金属塩、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリウム等の次亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム等の亜塩素酸アルカリ金属塩、亜塩素酸カルシウム、亜塩素酸バリウム等の亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ニッケル等の他の亜塩素酸金属塩、塩素酸アンモニウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム等の塩素酸アルカリ金属塩、塩素酸カルシウム、塩素酸バリウム等の塩素酸アルカリ土類金属塩等を挙げることができる。
【００１９】
これらの塩素系酸化剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中で次亜塩素酸塩は取り扱いが容易であるので好適に用いることができる。
【００２０】
遊離塩素を生成させる際には、水系内に残留する塩素安定化剤の濃度に応じて生成させることが望ましい。残留している塩素安定化剤と遊離塩素とが結合することで結合塩素となるが、余剰分は遊離塩素として検出することができる。この遊離塩素の濃度を一定範囲内にコントロールすることで結合塩素の再生を効率よく実現することができる。
【００２１】
好ましくは、結合塩素量の制御は、水系内の遊離塩素濃度に基づいて行うことが望ましい。塩素安定化剤が残留し得る水系内に、外部から遊離塩素を生成せしめ、更にこの遊離塩素濃度を継続的にモニタリングすることで、余剰分の遊離塩素をリアルタイムで検出できる。これによりリアルタイムで結合塩素量を制御でき、結合塩素の過剰注入を効果的に防止できる。
【００２２】
更に、必要に応じて、水系の遊離塩素濃度を測定し、この測定値に基づいて水系内の遊離塩素量を調節する制御手段を別途設けてもよい。これにより、継続的に水系の水質管理を行うことができる。この制御手段については特に限定されず、例えば、測定した塩素濃度に基づいて薬注を行うこと等によって遊離塩素量を制御することができる。
【００２３】
この場合、水系内の遊離塩素の濃度を測定する方法としては限定されず、例えば、ポーラログラフィーや、吸光光度法や、ＤＰＤ（N,N-diethylphenylenediamine）法により塩素濃度を測定する方法や、水系内の酸化還元電位（Oxidation-reduction Potential；ＯＲＰ）測定し、この酸化還元電位に基づいて遊離塩素濃度を推定する方法等が挙げられる。このようにして得られた遊離塩素濃度値に基づいて、目標とする遊離塩素の濃度値となるように遊離塩素量を調節することができる。
【００２４】
好適な水系内の遊離塩素濃度の下限値は、ＯＲＰ法によれば０．０５ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以上、より好ましくは０．１ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以上、更に好ましくは０．４ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以上であることが望ましい。かかる遊離塩素濃度とすることで、水系内に残留する塩素安定化剤と更に効率よく結合させることができる。その結果、結合塩素を更に効率よく再生させることができる。一方、遊離塩素濃度の上限値は、水系内の金属の腐食を防止する観点等から、１ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以下であることが好ましい。
【００２５】
更に、前述した水系の結合塩素濃度についても制御したい場合には、水系の結合塩素濃度も測定し、測定した遊離塩素濃度と結合塩素濃度の両方に基づいて水系内の結合塩素量を調節してもよい。遊離塩素濃度のみならず結合塩素濃度についてもモニタリングすることで、再生される結合塩素量をより正確に把握することができ、高精度かつ継続的に水質管理を行うことができる。
【００２６】
好適な水系内の結合塩素濃度としては、下限値が０．１ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以上であることが好ましく、上限値が５０ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ以下であることが好ましい。この場合の結合塩素濃度はＤＰＤ法によって測定する。
【００２７】
水系内で結合塩素が消耗されることによって塩素安定化剤が生じ得るが、本発明では遊離塩素を塩素安定化剤と反応させることで結合塩素として再生させることができる。これによって塩素安定化剤を有効利用でき、塩素安定化剤等が水系内に蓄積すること等が防止できる。
また、塩素安定化剤から結合塩素を再生させることができるため、水系内における結合塩素の消耗速度の影響を受けなくてすむ。そのため結合塩素の検出濃度の安定化や検出濃度を向上させることができる。これによって安定した水処理効果を得ることができる。
そして、結合塩素の検出濃度を向上させることができるため、薬注の添加量を低減することもできる。特に、水系処理剤としてマルチ薬剤を用いる場合には、薬剤の添加量が増加することによる他の成分の過剰注入や過剰残留等も防止できる。
【００２８】
本発明に係る水系処理剤の濃度制御方法が適用し得る処理対象としては特に限定されず、例えば、各種工場のプラント冷却水系、スクラバー、廃水処理水系、排水処理水系、鉄鋼水系、切削油水系等が挙げられ、これらの装置、通水配管等に付着したスライム構成物等を剥離できる。
【００２９】
水系としては循環水系に好適に用いることができる。循環水系を長期運転させると、塩素安定化剤が水系内に多量に残留してしまいやすいが、本発明によれば塩素安定化剤から結合塩素を再生することができるので好適である。更には、開放循環冷却水系等が好適である。例えば、レジオネラ菌等の細菌は、開放式循環冷却塔等の水温、特に冷却塔内に発生する藻類に囲まれた環境を好み、かかる条件の水系において発生しやすい。本発明は、とりわけ開放循環冷却水系等に対して効果的かつ長期にわたり水系殺菌剤の濃度を効果的に制御することができる。
【実施例】
【００３０】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するとともに、本発明の効果を検証する。
【００３１】
［実施例］
図１に示す装置を用いて検証を行った。図１は、本発明の水系処理剤の濃度制御方法の説明に供する開放循環冷却水系の系統図の一例である。この開放循環冷却水系では、冷却塔１から冷却水配管往路２とポンプＰを経て熱交換器３に供給され、戻り水は冷却水配管復路４を経て冷却塔１に戻される。冷却塔１の冷凍規模は４００ＲＴ、保有水量３０ｍ３、濃縮倍率５倍で運転した。冷却塔１はファンＦを備え、空調用冷却水Ｗが蓄水されている。空調用冷却水Ｗの遊離塩素濃度はセンサーＳによって測定され、遊離塩素剤制御部５と結合塩素剤制御部６によって制御される。遊離塩素剤制御部５は、薬注タンク５１と、薬注口５２を備えている。結合塩素剤制御部６は、薬注タンク６１と、薬注口６２を備えている。センサーＳによって測定された遊離塩素濃度に基づいて、遊離塩素剤や結合塩素剤の薬注を制御する。
【００３２】
遊離塩素のコントロールは次亜塩素酸塩を薬注することで行った。結合塩素剤（安定化塩素剤）としてクロロスルファミン酸を用いて行った。
水系内の結合塩素剤（クロロスルファミン酸）は冷却水ブロー水量に対して１５ｍｇ−Ｃｌ／Ｌの割合となるように添加した。水系内の遊離塩素は、常時０．５ｍｇ−Ｃｌ／ＬとなるようにＯＲＰ電極を用いて薬注量の管理を行った。なお、結合塩素剤の濃度はＤＰＤ法によって測定した。
剥離したスライムは濃縮に依存したブローによって自然排出させ、清掃等の特別な除去は実施しなかった。このようにして連続運転させ、水系内の結合塩素剤濃度と遊離塩素濃度の経時変化を測定した。その結果を表１に示す。
【００３３】
［比較例］
水系内の結合塩素剤（クロロスルファミン酸）は冷却水ブロー水量に対して１５ｍｇ−Ｃｌ／Ｌの割合となるように添加したのみで、遊離塩素濃度については制御しなかった。それ以外の点は、実施例と同様の条件で連続運転させた。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
0005806793.tif 000002
【００３５】
［考察］
実施例は比較例に比して高い結合塩素濃度を維持できた。特に、運転日数が長くなるにつれて結合塩素濃度が上昇しており、結合塩素濃度の推移から結合塩素が水系内で再生されていることが示唆された。その結果、実施例では結合塩素剤の添加濃度に近い検出濃度を維持し得ることが示された。
一方、比較例は、運転期間を通じて低い結合塩素濃度であった。比較例では遊離塩素を水系内に生成させなかったために、結合塩素が再生されなかったものと思われる。
以上より、本発明によれば、結合塩素剤の濃度管理や消耗した結合塩素の再生が可能となり、安定した水処理効果を発揮し得ることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の水系処理剤の濃度制御方法の説明に供する開放循環冷却水系の系統図の一例である。
【符号の説明】
【００３７】
１  冷却塔
２  冷却水配管往路
３  熱交換器
４  冷却水配管復路
５  遊離塩素剤制御部
６  結合塩素剤制御部
Ｐ  ポンプ
Ｆ  ファン
【図１】
0005806793.tif 000003