(57)【要約】【課題】薬剤を用いずに前記熱機器の伝熱面の腐食を抑制しつつ、前記熱機器の伝熱面の腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの濃度が、原水において高い場合に、前記のような問題を生ずることなく、前記伝熱面におけるスケールの発生を抑制する。【解決手段】ボイラ２への給水ライン３に濾過膜部４を設けた水処理システム１であって、前記濾過膜部４の濾過膜として、前記ボイラ２の伝熱面の腐食促進成分を除去するとともに、前記ボイラ２の伝熱面の腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの一部を除去するルーズＲＯ膜を用いたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱機器への給水ラインに濾過膜部を設けた水処理システムであって、
前記濾過膜部の濾過膜として、前記熱機器の伝熱面の腐食促進成分を除去するとともに、前記熱機器の伝熱面の腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの一部を除去するルーズＲＯ膜を用いたことを特徴とする水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱機器への給水ラインに濾過膜部を設けた水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な熱機器として挙げられるボイラ（たとえば、貫流ボイラ）は、給水を加熱して蒸気を発生させる伝熱管を備えている。この伝熱管は、炭素鋼などの非不動態化金属を用いて形成されているため、ボイラ水と接触する伝熱面がボイラ水の影響により腐食されると破損するおそれがある。このため、前記ボイラを長期間安定に運転するためには、前記伝熱面の腐食を効果的に抑制する必要がある。そこで、前記ボイラへの給水中に前記伝熱面の腐食を抑制するための薬剤を添加している。
【０００３】
しかし、前記伝熱面の腐食を抑制するために添加された薬剤は、ボイラ水が蒸発する際に一部が蒸気中に取り込まれるおそれがある。この場合、たとえば蒸気の用途が食品の調理や加工であると、食品を汚染するおそれがあることから、熱源として直接利用することが困難になる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、薬剤を用いずに前記ボイラの腐食を抑制するため、前記ボイラへの給水ラインに、前記ボイラの伝熱面の腐食促進成分を除去するとともに、前記ボイラの伝熱面の腐食抑制成分を透過する濾過膜部を設けた水処理システムが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２３８６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、前記濾過膜としては、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）が使用されている。このナノ濾過膜は、腐食促進成分である硫酸イオンおよび塩化物イオンなどの大部分を除去し、一方で腐食抑制成分であるシリカの大部分を透過する液体分離膜である。
【０００６】
ここで、シリカは、腐食抑制成分として前記ボイラの伝熱面に作用するが、一方で前記伝熱面におけるスケール発生成分でもある。このため、薬剤を用いずに前記ボイラの腐食を抑制する目的で前記ナノ濾過膜を使用した場合、原水のシリカ濃度が高くなると、ボイラ水のシリカ濃度も上昇しやすくなり、スケール発生のリスクが極めて高くなる。原水のシリカ濃度が高い場合、前記伝熱面でのスケール発生を抑制する手段としては、前記給水ラインに逆浸透膜（ＲＯ膜）を有する濾過膜部を設けることが考えられる。しかし、前記逆浸透膜は、腐食促進成分である硫酸イオンおよび塩化物イオンなどの大部分を除去することができるが、同時に腐食抑制成分であるシリカの大部分をも除去してしまう。したがって、前記逆浸透膜の使用は、スケール発生のリスクを低減できる一方で、ボイラ給水中に残留している腐食促進成分によって腐食のリスクが高くなる。また、前記伝熱面におけるスケールの発生を抑制するため、前記ボイラのブロー率を高くすることも考えられるが、前記ボイラにおける熱損失が大きくなる。
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、前記伝熱面の腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの濃度が原水において高い場合であっても、薬剤を用いることなく、前記伝熱面での腐食とスケール発生とを同時に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、熱機器への給水ラインに濾過膜部を設けた水処理システムであって、前記濾過膜部の濾過膜として、前記熱機器の伝熱面の腐食促進成分を除去するとともに、前記熱機器の伝熱面の腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの一部を除去するルーズＲＯ膜を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明では、前記ルーズＲＯ膜により、前記熱機器への給水に含まれる腐食促進成分の大部分が除去される。また、前記ルーズＲＯ膜において、前記熱機器への給水に含まれる腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの一部だけが除去されるので、前記濾過膜部からの透過水には、適度な量の腐食抑制成分が含まれる。したがって、前記熱機器へは、腐食促進成分が除去され、腐食抑制成分を含む給水を供給することができるので、前記熱機器の伝熱面の腐食を、薬剤を用いずに抑制することができる。また、前記伝熱面の腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの濃度が原水において高くても、その一部が前記ルーズＲＯ膜によって除去されるので、その透過水における濃度が、前記伝熱面の腐食を抑制することができるとともに、前記伝熱面におけるスケールの発生を抑制することができる程度にまで低減される。したがって、請求項１に記載の発明によれば、薬剤を用いることなく、前記伝熱面での腐食とスケール発生とを同時に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
つぎに、この発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明に係る水処理システムの実施の形態の一例を示す概略的な説明図である。
【００１１】
図１において、水処理システム１は、水道水，工業用水，地下水などの水源から供給される原水を水処理して得られた給水を、熱機器であるボイラ２へ供給するものである。このボイラ２は、給水を加熱して蒸気を発生させる伝熱管（図示省略）を備えている。この伝熱管は、炭素鋼などの非不動態化金属を用いて形成されている。そして、前記水処理システム１では、原水を水処理することにより、前記伝熱管内におけるボイラ水と接触する部位である伝熱面の腐食を抑制することができる処理水をボイラ給水として得ることができるようになっている。
【００１２】
前記水処理システム１にあっては、前記ボイラ２への給水ライン３を備え、この給水ライン３に濾過膜部４が設けられている。また、前記給水ライン３には、前記濾過膜部４の上流側に軟水化部５および給水ポンプ６がこの順で設けられ、さらに前記濾過膜部４の下流側に脱気部７および給水タンク８がこの順で設けられている。
【００１３】
前記濾過膜部４は、給水を濾過処理する濾過膜モジュール（図示省略）を備えている。そして、この濾過膜モジュールにより、前記ボイラ２の伝熱面の腐食促進成分が除去されるとともに、前記ボイラ２の伝熱面の腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものの一部が除去されようになっている。
【００１４】
ここで、腐食促進成分とは、非不動態化金属で形成された前記伝熱管の伝熱面に作用してその腐食を促進するものを云い、通常、硫酸イオン，塩化物イオンおよびその他の成分を含んでいる。
【００１５】
また、腐食抑制成分とは、前記伝熱面に作用してその腐食を抑制可能なものを云い、通常、シリカ（すなわち、二酸化ケイ素）を含んでいる。ここで、シリカは、前記ボイラ２の伝熱面にスケールを発生させるものとしても作用する。したがって、腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものとして、シリカを挙げることができる。
【００１６】
前記濾過膜モジュールを構成する濾過膜としては、ルーズＲＯ膜（図示省略）が用いられている。本願発明におけるルーズＲＯ膜は、腐食抑制成分に対する除去率の点において、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）と逆浸透膜（ＲＯ膜）との中間に位置する特性を有する液体分離膜である。すなわち、腐食促進成分については、前記ナノ濾過膜および前記逆浸透膜と同様の除去率（硫酸イオン除去率および塩化物イオン除去率）に設定されているが、腐食抑制成分については、前記ナノ濾過膜および前記逆浸透膜の中間の除去率（シリカ除去率）に設定されている。言い換えれば、給水に含まれる硫酸イオンおよび塩化物イオンは、その大部分が前記ルーズＲＯ膜で除去されるが、シリカは、前記ナノ濾過膜のようにその大部分が透過されたり、前記逆浸透膜のようにその大部分が除去されたりすることがなく、一部のみが前記ルーズＲＯ膜で除去される。これにより、原水におけるシリカ濃度が高い場合に、透過水のシリカ濃度を、前記ボイラ２の伝熱面の腐食を抑制することができるとともに、前記伝熱面におけるスケールの発生を抑制することができる濃度にすることができるようになっている。
【００１７】
前記濾過膜部４では、前記給水ポンプ６から送り出された給水が一側から流入し、この給水が前記ルーズＲＯ膜で濾過されて、他側から腐食抑制成分であるシリカを含む透過水と腐食促進成分である硫酸イオンおよび塩化物イオンを含む濃縮水とが分離されて流出するようになっている。また、前記ルーズＲＯ膜により、腐食抑制成分として給水に含まれるシリカの一部が除去されるようになっており、除去されたシリカは濃縮水に含まれる。すなわち、透過水および濃縮水の両方にシリカが含まれている。
【００１８】
透過水は、前記給水ライン３を流れ、前記脱気部７を経て前記給水タンク８内に貯留されるようになっている。一方、濃縮水は、前記濾過膜部４と接続された濃縮水ライン９へ流出するようになっている。
【００１９】
前記軟水化部５は、給水中の硬度分，すなわちカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンをイオン交換樹脂により除去するものである。具体的には、前記軟水化部９は、給水中に含まれる硬度分をイオン交換反応によってナトリウムイオンやカリウムイオンなどの一価の陽イオンへ交換し、給水を軟水へ変換するように構成されている。これにより、軟水化された給水を前記ボイラ２へ供給することができ、このボイラ２の伝熱面において、硬度分に起因するスケールが発生することを防止することができるようになっている。
【００２０】
前記脱気部７は、気体透過膜を多数備えた気体透過膜モジュールと、水封式真空ポンプ（それぞれ図示省略）とを備えた膜式脱気装置であり、給水中の溶存気体，具体的には溶存酸素を前記気体透過膜モジュールを介して前記水封式真空ポンプで真空吸引するように構成されている。これにより、前記ボイラ２の伝熱面の腐食原因となる溶存酸素が除去された給水を前記ボイラ２へ供給することができるようになっている。
【００２１】
前記給水タンク８には、前記給水ポンプ６を作動させることにより、前記軟水化部５，前記濾過膜部４および前記脱気部７を通過した給水が貯留されるようになっている。そして、前記給水タンク８に貯留された給水は、この給水タンク８と前記ボイラ２との間の前記給水ライン３に設けられたポンプ（図示省略）を作動させることにより、前記ボイラ２へ供給されるようになっている。
【００２２】
さて、前記水処理システム１では、前記給水ライン３を流れる給水が、まず前記軟水化部５を通過して軟水化される。そして、この軟水化された給水が、前記濾過膜部４を通過する際に、前記ルーズＲＯ膜（図示省略）により、前記ボイラ２への給水に含まれる腐食促進成分の大部分，すなわち具体的には硫酸イオンおよび塩化物イオンなどの大部分が除去される。また、前記ルーズＲＯ膜により、前記ボイラ２への給水に含まれる腐食抑制成分であって、前記伝熱面にスケールを発生させるものとしても作用するものの一部，すなわち具体的には給水に含まれるシリカの一部が除去される。このとき、硫酸イオン，塩化物イオンおよびシリカを含む濃縮水は、前記濃縮水ライン９へ流出する。また、給水に含まれるシリカの一部は、前記ルーズＲＯ膜を透過し、前記濾過膜部４からの透過水に含まれる。そして、硫酸イオンおよび塩化物イオンが除去され、シリカを含む前記濾過膜部４からの透過水は、前記脱気部７で脱気される。そして、この脱気部７からの給水は、前記給水タンク８に貯留され、この給水タンク８から前記ボイラ２へ供給される。
【００２３】
以上説明した前記水処理システム１によれば、前記ボイラ２へは、腐食促進成分である硫酸イオンおよび塩化物イオンが除去され、腐食抑制成分であるシリカを含む給水を供給することができるので、前記ボイラ２の伝熱面の腐食を、薬剤を用いずに抑制することができる。また、給水に含まれるシリカの濃度が原水において高くても、その一部が前記ルーズＲＯ膜によって除去されるので、透過水におけるシリカの濃度を、前記ボイラ２の伝熱面の腐食を抑制することができるとともに、前記伝熱面におけるスケールの発生を抑制することもできる濃度にすることができる。したがって、前記水処理システム１によれば、原水のシリカ濃度が高い場合であっても、前記ナノ濾過膜を利用した水処理システムと同様に、薬剤を用いることなく、前記伝熱面での腐食とスケール発生とを同時に抑制する水処理システムを実現することができる。
【００２４】
以上、この発明を実施形態により説明したが、この発明は、その主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。たとえば、前記実施形態では、前記熱機器として、前記ボイラ２を例として挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係る水処理システムの実施の形態の一例を示す概略的な説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  水処理システム
２  ボイラ（熱機器）
３  給水ライン
４  濾過膜部
【図１】
2008080309.tif 000003