(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造体漏出水の排水施設に設置されるカルシウム系スケール防止装置であって、
前記排水を磁気によって負に帯電させる手段と、
前記帯電手段の前段または後段に位置する該排水を空気酸化する手段と
を備えたことを特徴とする、前記カルシウム系スケール防止装置。
【請求項２】
前記排水帯電手段は、その外周に磁石を装着した木質系配水管からなる、請求項１に記載のカルシウム系スケール防止装置。
【請求項３】
前記排水を空気酸化させる手段は、該排水を少なくとも１段の木質格子網棚に落下させる手段および／または少なくとも１個のバブラーからなる、請求項１または２に記載のカルシウム系スケール防止装置。
【請求項４】
前記バブラーから放出される気泡の上昇路を木枠で囲うことを特徴とする、請求項３に記載のカルシウム系スケール防止装置。
【請求項５】
前記排水施設の入口および／または出口近傍にランゲリア指数評価手段が設置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカルシウム系スケール防止装置。
【請求項６】
前記排水施設は、ダムの堤体やグラウトから漏出するカルシウム分含有排水を、通廊を介して集め、放流するための排水ピットである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカルシウム系スケール防止装置。
【請求項７】
コンクリート構造体漏出水の排水施設のカルシウム系スケール防止方法であって、
前記排水を磁気によって負に帯電させる工程と、
前記排水帯電工程の前段または後段で該排水を空気酸化する工程と
を備えたことを特徴とする、前記カルシウム系スケール防止方法。
【請求項８】
前記排水帯電工程は、その外周に磁石を装着してなる木質系配水管に排水を通すことからなる、請求項７に記載のカルシウム系スケール防止方法。
【請求項９】
前記排水を空気酸化させる工程は、該排水を少なくとも１段の木質格子棚網に落下させる工程および／または施設内排水を少なくとも１個のバブラーでバブリングする工程からなる、請求項７または８に記載のカルシウム系スケール防止方法。
【請求項１０】
前記バブラーから放出される気泡の上昇路を木枠で囲うことを特徴とする、請求項９に記載のカルシウム系スケール防止方法。
【請求項１１】
排水施設の入口および／または出口近傍に設けたランゲリア指数評価手段でランゲリア指数を評価し、該ランゲリア指数に基づいて前記空気酸化工程における酸化の程度を調整することを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のカルシウム系スケール防止方法。
【請求項１２】
前記排水施設の入口および／または出口近傍に設けたランゲリア指数評価手段でランゲリア指数を評価し、前記排水ピット出口のランゲリア指数が０〜０．６の間におさまるように、前記空気酸化工程における酸化の程度を調整することを特徴とする、請求項１１に記載のカルシウム系スケール防止方法。
【請求項１３】
前記排水施設は、ダムの堤体やグラウトから漏出するカルシウム分含有排水を、通廊を介して集め、放流するための排水ピットである、請求項７〜１２のいずれか一項に記載のカルシウム系スケール防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム堤体のようなコンクリート構造体やコンクリートグラウトのような基礎地盤から漏出するカルシウム分を含んだ排水を一時的に集め、放流する排水施設に設置され、そこでカルシウム系スケールの付着を防止する装置に関する。より詳細には、前記排水施設内のポンプやＶＰ（塩ビ）管にカルシウム系スケールが付着するのを防止するための装置に関する。本発明は、また、該装置を用いたカルシウム系スケールの防止方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
RCD工法、ELCM工法等の合理化施工法で施工されたコンクリートダム堤体、さらにそのダムの基礎地盤改良のために盛られたコンクリートグラウトからは、セメント原料であるカルシウム分を多く含んだ水が継ぎ目等から漏出する。カルシウム分の漏出は、特にダム建設当初に著しい。漏出水は、通廊または監査廊と呼ばれる完成後の監査、各種の測定、グラウト作業、ゲート操作等を行うためにダム堤体内部に設けられた通路を介して、図６に示す排水ピット等の排水設備に集め、それを環境へ放流している。
【０００３】
上記排水ピット出口には、排水を環境へ導くためのＶＰ管等が連通されている。また、排水ピット内には、洪水時の増水に対処するために、非常用の水中ポンプが設置されている。これら排水設備には、排水中のカルシウム分が炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、遊離石灰等のスケールとなって付着する現象が発生する。スケールは、排水設備の排水能力を低下させ、付着を長期間放置しておくと、ポンプの詰まりや故障、ＶＰ管の閉塞等の問題を生じる。
【０００４】
カルシウム系スケールの対策として、従来、(1)電磁気的方法、（２）物理的方法、（３）化学的方法がある。その方法を簡単に説明する。
【０００５】
（1)コイルによる電磁気的方法
排水を通す管体にコイルを巻きつけ、そこへ電流を流して磁場を発生させる。磁化された排水は、カルシウム系スケールを発生し難くなる。設置が容易である反面、水質によっては効果が低いことがある。
【０００６】
（2)物理的方法
1.
洗浄
ある程度の清水が確保できる場合は、長期使用休止時に、清水ポンプで流して、スケールを洗浄する。末端の小配管には、ジェット洗浄を用いる。簡便な方法であるが、清水の確保が困難なことが多く、また、洗浄後の排水処理が問題となる。
【０００７】
2.
水抜き
長期使用休止時に、配管中の水を全て抜く方法である。上記洗浄と併用すると効果的である。配管中に空気穴、ドレン穴を複数新たに設ける必要が有り、長期使用を休止する時が来ても、既設の埋設管には適用できない場合がある。
【０００８】
3.
超音波工法
超音波を発生させてカルシウムを溶解する方法である。超音波をかけた箇所以外での効果が期待できないため、全ての箇所に超音波をかける必要がある。
【０００９】
（3)化学的工法
1.
重炭酸カルシウム添加
重炭酸カルシウム(Ca(HCO3)２)を加える工法である。他の重金属を溶かす恐れがある。
【００１０】
2.
炭酸ガスによる溶解
炭酸ガスを水槽下部から曝気して、スケールを水中に溶解させる方法である。炭酸ガスを過剰に注入すると、CaCO3が溶解することを利用する。炭酸ガスを注入する作業では、酸欠に注意する必要がある。また、炭酸ガスボンベを直射日光に曝さず、4０℃以下に保つことも必要である。
【００１１】
3.
薬剤の使用
カルシウム系スケール防止剤を使用する方法である。スケール防止剤は、分散剤として、カルシウム分からなる微細結晶が成長または凝集して沈殿付着することを防止する。長期使用休止時に配管中にスケール防止剤を注入しておけばよく、比較的簡便な方法といえる。薬剤によっては、下流水域に悪影響を与えることがある。また、有機系の薬剤では、COD上昇の問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の方法は、それぞれ一長一短があり、コンクリート構造物の漏出水に対しては、現在のところ、効果的なカルシウム系スケール対策が講じられていない。したがって、本発明の目的は、ダム監査廊等から集めたコンクリート漏出水を環境へ排出する設備に対して、排水中のカルシウム分がスケールとなって付着することを防止する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者等は、上記課題を鋭意検討した結果、排水を負に帯電させ、かつ排水を空気酸化することによって、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本発明は、コンクリート設備漏出水の排水施設に設置されるカルシウム系スケール防止装置であって、前記排水を磁気によって負に帯電させる手段と、前記帯電手段の前段または後段に位置する該排水を空気酸化する手段とを備えたことを特徴とする。磁気による帯電手段と空気酸化する手段の順番は問わないが、好ましくは磁気による帯電手段を空気酸化手段よりも上流側へ設置する。
【００１４】
上記磁気による帯電手段とは、排水を磁界に通過させることによって、排水を負に帯電させることを意味する。そのような排水帯電手段は、その外周に磁石を装着した木質系配水管からなることが好ましい。木質系配水管は電気的に中性であるため、負に帯電した排水の状態を維持することができる。
【００１５】
本発明の装置では、さらに、排水の空気酸化によって、排水のpHを低下させることにより、スケールを析出し難くする。そのような空気酸化手段は、該排水を少なくとも１段の木質格子網棚に落下させる手段および／または少なくとも１個のバブラーからなることが好ましい。木質格子網棚は、排水が落下して衝突する際に、位置エネルギーを利用した排水と大気との混合酸化が促進される。一方、バブラーは、排水ピット内の貯留水中に埋没された状態で、そこから出るエアが排水の空気酸化を促進する。
【００１６】
前記バブラーから放出される気泡の上昇路を木枠で囲うことが好ましい。
【００１７】
本発明のカルシウム系スケール防止装置では、排水施設の入口および／または出口近傍に、ランゲリア指数評価手段を設置することが望ましい。上記評価手段で算定されるランゲリア指数は、カルシウム系スケール析出可能性の判定材料となる。その指標は、さらに空気酸化手段による酸化の目安として使用可能である。
【００１８】
ランゲリア指数は、Ｃａイオン濃度、水温、ｐＨ、総アルカリ度および溶解性物質量から、下記の式（１）：
【数１】
0004411252.tif 000002
(ただし、上記式は２５℃の値であって、温度1℃上昇に対してランゲリア指数は1.5×10-2増加する)
によって求めることができる。
【００１９】
したがって、ランゲリア指数評価手段は、本明細書において、ランゲリア指数を測定する以外に、ｐＨ、カルシウムイオン濃度等のパラメータを測定してランゲリア指数に換算するようなすべての評価手段を意味する。
【００２０】
該ランゲリア指数評価手段を排水施設入口近傍に設置する場合、評価値から排水のランゲリア指数を推定するとともに、得られたランゲリア指数からカルシウム系スケールの付着可能性を判定し、さらにそれを空気酸化手段へフィードバックすることができる。
【００２１】
前記ランゲリア指数評価手段を排水施設出口近傍に設置する場合には、評価値から排水のランゲリア指数を推定するとともに、その値が所定範囲におさまるように、空気酸化手段へフィードバックする。
【００２２】
本発明のカルシウム系スケール防止装置は、例えばダム堤体やグラウトから浸出するカルシウム分含有排水を、通廊を介して集め、放流するための排水ピットに設置することができる。
【００２３】
本発明は、コンクリート構造体漏出水の排水施設のカルシウム系スケール防止方法であって、前記排水を磁気によって負に帯電させる工程と、前記排水帯電工程の前段または後段で該排水を空気酸化する工程とを備えたことを特徴とする、前記カルシウム系スケール防止方法もまた提供する。磁気処理と酸化処理の順番は問わないが、好ましくは磁気による負帯電処理を経てから酸化処理を行う。
【００２４】
前記排水帯電工程は、その外周に磁石を装着してなる木質系配水管に排水を通すことが好ましい。
【００２５】
前記排水を空気酸化させる工程は、該排水を少なくとも１段の木質系籠に落下させる工程および／または施設内排水を少なくとも１個のバブラーでバブリングする工程からなることが好ましい。本発明書において、バブリングは、エアレーションや曝気と同じ意味で使用する。また、空気酸化は、酸素富化された空気を含む意味で使用する。
【００２６】
前記バブラーから放出される気泡の上昇路を木枠で囲うことが好ましい。
【００２７】
排水施設の入口および／または出口近傍に設けたランゲリア指数評価手段でランゲリア指数を評価し、該ランゲリア指数に応じて前記空気酸化工程における酸化の程度を調整することができる。
【００２８】
ランゲリア指数は、カルシウムの析出付着から腐食までの形態を予想することが可能である。好ましくは、前記排水ピット出口のランゲリア指数が０〜０．６の間に入るように、前記空気酸化工程における酸化の程度を調整する。式（１）のパラメータにもよるが、通常、ｐＨが９．３を下回れば、ランゲリア指数もまた、０．６以下に低下する。該指数が０．６〜１．０の範囲にある場合、スケールの析出量は軽微である。ランゲリア指数が１．０以上であると、Ca酸化物が管壁に付着し、排水設備の維持管理に支障がでる。ランゲリア指数が０未満になると、カルシウムは析出しないものの、腐食性となって金属類の管壁を侵食する。よって、ランゲリア指数を０〜０．６に制御することは、金属製ポンプやＶＰ管等をカルシウム系スケールの付着と腐食の両方から守る点で望ましい。
【発明の効果】
【００２９】
従来のカルシウム系スケールの付着する箇所であるポンプやＶＰ管は、電気的に負に帯電している。本発明装置の磁気帯電手段によって負に帯電した排水は、ポンプの内面やＶＰ管の内面と反発し合い、排水中のカルシウム系析出物が付着し難くなる。本発明装置の空気酸化手段は、排水のｐＨを酸化側にもってゆき、これにより排水のスケール付着指標となるランゲリア指数をスケール発生の軽微な範囲におさめることが可能である。本発明装置は、上記二つの作用を同時に発現することによって、カルシウム系スケールの付着を着実に防止する。
【００３０】
排水設備内に空気酸化手段を単独に設置することによって、ランゲリア指数をカルシウム系スケールの発生しない範囲に持ってゆくためには、強力かつ大規模な空気酸化手段（例えばバブラー）が必要になる。一方、本発明の装置は、磁気帯電手段と空気酸化手段とを組み合わせることで、装置をコンパクトにすることが可能となり、設備費が安価になる。また、排水設備内の限られたスペースへ取り付けることも可能となる。
【００３１】
本発明の装置を含む排水設備全体の維持管理は、機器設備に対する定期点検とその他、簡単なメンテナンスで済み、メンテナンス費が非常に安価である。
【００３２】
特に、本発明の装置は、合理化施工方法で施工されたダム堤体、コンクリートグラウトを多量に施工した基礎地盤等のコンクリート構造体から漏出するカルシウム分に富んだ水を集めて、放流する排水設備において、排水ポンプやVP管にカルシウム系スケールが生成付着することを防止するのに最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を用いて説明する。図１Ａ〜Ｃは本発明の第一の実施態様に従うカルシウム系スケール防止装置１００を示している。スケール防止装置１００は、ダム堤体やグラウトからの漏出水を、通廊を介して集めて受ける排水ピット１内に設置される。排水ピット１は、従来のもの（図６）と同様に、排水ピット入口２、出口３、洪水時に稼働させる水中ポンプ４、排水を常時放流のために排水ピット出口３から延在するＶＰ管５を備える。
【００３４】
本発明のカルシウム系スケール装置１００は、排水ピット入口２の近傍に、その外周に磁石１１を装着した木質系配水管１２を下方に傾斜した状態で装着させている。磁石１１は、木質系配水管１２に金具により固定される。こうして磁石１１の装着された配水管１２は、通廊を介して集めた漏出水を磁気によって負に帯電させる手段として、本発明の装置の一部を構成する。
【００３５】
磁石１１の作用を説明すると、磁石１１によって、配水管１２内に磁界が発生する。そして、この磁界を横切るように排水が通過すると、排水は電磁誘導の法則によって負に帯電する。負に帯電した排水は、カルシウム系スケールの付着しやすい場所である排水ポンプ４（ケーシング吸込口は電気的に負に帯電）や、ＶＰ管５（内面は電気的に負に帯電）とは、電気的に反発する。負の帯電は、およそ６０分程度継続する。排水ピットの平均貯留時間は２０分であるので、排水の負の帯電は、排水ピット入口２からＶＰ管５を通過するまで維持される。
【００３６】
磁石１１の磁束密度は、通常、１〜１２ｋＧでよく、好ましくは３〜６ｋＧである。そのような磁束密度を有する磁石１１として、図１Aでは、ネオジウム永久磁石を採用している。永久磁石の他の例には、アルニコ、フェライト、サマリウム・コバルトおよびネオジウム・フェライト・ボロンが挙げられる。永久磁石は、メンテナンス不要である点で有利である。
【００３７】
永久磁石の設置方法は、二分割された永久磁石の一組を、異極同士が対抗するように組み、かつ組み合わせた磁石セットの間に木質配水管１２を設置する。複数組の永久磁石を、隣接する組の対抗する面同士が異極となるように積層してもよい。
【００３８】
本発明のカルシウム系スケール装置に使用する磁石１１は、永久磁石以外に、ソレノイドコイル等の電磁石でもよい。
【００３９】
木質系配水管１２は、磁石１１による磁界を通過する際に負に帯電した排水の電気状態に影響を与えない点で有利である。木質の種類としては、竹（図１A、B）、木、チップ加工品等が挙げられる。特に竹が、配水管への加工性、強度、耐久性等の点で好適である。
【００４０】
本発明のカルシウム系スケール装置１００は、さらに、木質系配水管１２の出口の直下、かつ、排水ピット１の貯水レベルよりも上方に、該配水管１２から流下する排水を受ける木質格子網棚２１を具備する（図１C）。
【００４１】
この木質格子網棚２１は、本発明の装置１００の排水を空気酸化する手段として機能する。すなわち、排水が木質格子網棚に落下して木質格子棚網２１と衝突する際に、位置エネルギーを利用した排水と大気との混合酸化が行われる。木質格子網棚は常設されるので、特に後述のバブラー停止時に効果を発揮する。
【００４２】
木質格子網棚２１は、籠状（図１C）のものでも、網状のものでもよい。格子網棚の材質は、木質系配水管１２と同じでよいが、格子網への加工性、強度、耐久性の点で竹が好ましい（よって図１では竹籠を使用している）。
【００４３】
木質格子網棚の孔径および数は、最大排水量に影響を与えない限り、特に制限がない。例えば、３〜５mm角の孔を１００個以上設ける。
【００４４】
木質格子網棚２１は、通常、１〜１０段、好ましくは２〜５段、特に好ましくは３〜４段に重ねる。段数を増やすことにより、排水との衝突、したがって酸化の機会を増やす。複数段の格子網棚２１は、通常、ステンレス製枠体に載置される。
【００４５】
木質格子網棚２１の近傍、かつ排水ピットの貯水レベルよりも下方には、第一バブラー３１Aが設置されている。このバブラー３１Aは、格子網棚２１と同様に、本発明の装置１０の排水を空気酸化する手段として機能する。
【００４６】
バブラーの形状は、特に制限がない。バブラーは、例えば図１に示すような、先端を封鎖した円筒の側面に複数の孔を一列に空けた散気管であり得る。散気管の孔径は、得られる気泡径が、好ましくは１００〜１０００ミクロン、特に好ましくは２００〜３００ミクロンになるように調整すればよい。
【００４７】
バブラー３１Aの一端は、エア用配管３２を通してポンプ、ブロワー、コンプレッサ、ボンベ等の空気供給源３５に連結される。該供給源からは、空気または酸素富化空気が、定常的または間歇的に送られる。配管３２の途中には、バルブ３３が付設され、供給する空気の量を手動または自動で制御可能である。
【００４８】
バブラー３１Aの上方には、バブラーから放出される気泡の上昇路を囲むように木枠３４Aが立設されている。この木枠３４Aは、バブリングによる空気酸化の機会を確保して効果を高めるのに有効である。木枠の材質は、特に制限がないが、例えば桐（図１）が挙げられる。
【００４９】
図１Aの排水ピット出口３近傍には、第二のバブラー３１Bとその上方に木枠３４Bが設置されている。第二バブラー３１Bの設置により、排水の空気酸化が確実に行われるようになる。
【００５０】
第一バブラー３１Aの上方に設置する木枠３４Aおよび、第二バブラー３１Bの上方に設置する木枠３４Bは、ともに水中から浮上するのを防止するために、通常、金具、ボルト等（図示せず）で螺着される。また、木枠３４A,Bの側面には上部から下方に向けて、排水を逃がす切り欠き（図示せず）を設けている。
【００５１】
本発明のカルシウム系スケール防止装置１００の使用方法を、以下に説明する。まず、ダム提体やコンクリートグラウトから漏出するカルシウム分に富んだ漏出水を、図示しない通廊を介して排水ピット１の木質系配水管１２に導く。
【００５２】
該排水を、配水管１２の外周に装着された磁石１１が作る磁界を通過させる。排水は、磁界の大きさと排水の速度に応じて、負に帯電する。排水の帯電状態は、静電位を測定することによって知ることができる。
【００５３】
従来のカルシウム系スケールの付着する箇所である水中ポンプ４やＶＰ管５は、電気的に負に帯電している。よって、負に帯電した排水は、排水ポンプ４の内面やＶＰ管５の内面と反発し合い、排水中のカルシウム系析出物が水中ポンプ４やＶＰ管５に付着し難くなる。
【００５４】
負に帯電した排水を、適宜の木質系配水管を介して、電気状態を維持したまま木質格子網棚２１（図１では三段）へ落下させる。排水が木質格子網棚２１に落下して衝突する際に、位置エネルギーを利用した排水と大気との混合による酸化が行われる。木質系格子網棚２１による排水の空気酸化によって、排水のpHは低下する。排水のｐＨが下がると、ランゲリア指数も下がり、カルシウム系スケールが生成し難くなる。
【００５５】
木質格子棚網２１を通過した排水は、排水ピット１内に落下し、その後、第一バブラー３１Aによるバブリングを受ける。排水の流路とバブリング域を木枠３４Aで囲っているので、バブリングの期間が長期確保される。このバブリングによって、排水の空気酸化が一層促進される。排水の負の帯電と空気酸化によって、ピット内の水中ポンプ４にカルシウム系スケールが付着することが回避される。
【００５６】
上記排水は、排水ピット出口３近傍で、さらに第二のバブラー３１Bによるバブリングを受ける。このバブリングによって、排水の空気酸化がより一層促進される。排水の負の帯電と一層の空気酸化によって、排水ピット出口３に接続されるＶＰ管５にカルシウム系スケールが付着することが回避される。
【００５７】
図２は、本発明の第二の実施態様に従うカルシウム系スケール防止装置２００を示している。該スケール防止装置２００は、図１の装置１００の空気酸化手段として格子網棚２１のみを用いる（すなわち、第一、第二バブラーが設置されない）点を除いて、実施態様１と同様の構成である。図２中、図１と同一の参照番号は、対応する機能を保持する。
【００５８】
カルシウム系スケール防止装置２００は、図１の装置よりも設備費およびメンテナンス費が軽減される。この実施態様は、コンクリートダムの建設から日数が経ち、コンクリート構造体からの漏出水が少量になった場合、コンクリート構造物の規模の小さい場合、漏出水中のカルシウム分が少ない場合等、カルシウム系スケールの問題が軽微のときに有用である。
【００５９】
図３は、本発明の第三の実施態様に従うカルシウム系スケール防止装置３００である。防止装置３００は、図１の装置１００の第一バブラー３１A、第二バブラー３１Bのみを用いる（すなわち、木質系格子網棚２１を用いない）点を除いて、第一の実施態様と同様の構成である。本装置もまた、カルシウム系スケールの付着問題が比較的軽微である場合に有用である。図３中、図１と同一の参照番号は、対応する機能を保持する。
【００６０】
図４は、本発明の第４の実施態様に従うカルシウム系スケール防止装置４００を示す。スケール防止装置４００は、第一の実施態様の装置１００において、さらに排水ピット入口２の近傍にランゲリア指数評価手段４１を設置している。ランゲリア指数評価手段４１は、ｐＨ、水温、カルシウムイオン濃度、アルカリ度等からなるパラメータの少なくとも一種を測定して、ランゲリア指数を算定する手段である。状況によって一部のパラメータが安定している場合には、変動するパラメータのみを測定すればよい。
【００６１】
ランゲリア指数評価手段４１は、排水ピット１に入る排水のランゲリア指数を算定し、さらに排水中からカルシウム系スケールが析出する程度を判定する。その判定から、ポンプやＶＰ管へカルシウム系スケールの付着が予想される場合には、該手段は、バルブ３３（例えば電磁弁）の開閉を指示して、第一および／または第二バブラー３１の酸化能力を調整することができる。
【００６２】
図５は、本発明の第五の実施態様に従うカルシウム系スケール防止装置５００を示す。スケール防止装置５００は、第一の実施態様の装置１００において、さらに排水ピット出口３の近傍にランゲリア指数評価手段４１を設置している。ランゲリア指数評価手段４１は、排水ピットを出る排水のランゲリア指数を算定し、ＶＰ管へカルシウム系スケールが析出する程度を判定する。さらに、カルシウム系スケールの析出が予想される場合には、バルブ３３（例えば電磁弁）に第一および／または第二バブラー３１の酸化能力を調整して、ランゲリア指数が所定範囲、好ましくは０〜０．６におさまるように働きかける。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を実施例と比較例に基づいてより詳細に説明する。以下の実施例は本発明を限定するものではない。
【００６４】
〔実施例１〕
表１の緒元を有するダム排水ピット１に、図１のカルシウム系スケール装置１００を設置した。装置１００の諸元を表２に示す。
【００６５】
【表１】
0004411252.tif 000003
【００６６】
【表２】
0004411252.tif 000004
１）排水ピット流入部、堤体外排出前ともに同形状である。
【００６７】
本発明のスケール防止装置１００を通した後の排水の物性値を表３に示す。磁石を通過した排水の静電位を測定したところ、-250〜-350ｍＶの値を得た。排水中のＣａと、排水ポンプ、ＶＰ管等の排水設備とは、互い電気的に反発して、Ｃａが付着しにくい水質となった。また、排水のｐＨは、処理前の9.99−9.97から第一バブラー後９．５４、第二バブラー後で９．３２へ低下した。ｐＨの低下に応じて、ランゲリア指数（ｐＨ、温度、カルシウムイオン濃度から計算）が1.2から0.5へ低下した。ＶＰ管の内面観察を行ったところ、９０日経過しても、カルシウム系スケールは付着していなかった。
【００６８】
〔比較例１〕
図６に示す従来の排水ピットのカルシウム系スケール付着状況を調査した。排水ピットの緒元は、実施例１と同様である。評価結果を表３に示す。排水ピットにダムの漏出水を貯留および排水したところ、３０日後には、ＶＰ管内面にスケールが視認された。その後、スケール付着は、わずかずつではあるが徐々に進行した。
【００６９】
スケールの成分分析（島津製作所製ＥＰＭＡ-１６００によるＥＰＭＡ分析）を行ったところ、コンクリートセメントの成分であるＣａ分が重量比で１０％程度含まれていた。付着物中にＯ、Ｃ分が多いことから、Ｃａ分は、ＣａＣＯ３の形態で存在すると推定された。
【００７０】
〔比較例２〕
図６に示す従来の排水ピットに、実施例１と同じ磁石のみを設置した。その結果を表３に示す。排水の静電位が負に下がったために、ポンプやＶＰ管にカルシウム系スケールが付着し難くなったものの、３０日運転でカルシウム系スケールの付着が進行した。
【００７１】
【表３】
0004411252.tif 000005
１）第１バブラー後のｐＨ
２）第２バブラー後のｐＨ
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のカルシウム系スケール防止装置は、合理化施工(RCD工法、ELCM工法)で施工されたコンクリートダム又は基礎地盤改良のためコンクリートグラウトを多量に施工したコンクリートダムにおける、排水設備内へのカルシウム付着防止に最適である。さらに、本発明のカルシウム系スケール防止装置は、ダム以外のコンクリート構造物、例えばトンネルにおけるカルシウム分含有漏出水の排水対策にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１Ａ】本発明の第一の実施態様に従うスケール防止装置の断面図である。
【図１Ｂ】図１Aの装置の平面図である。
【図１Ｃ】図１Bの装置の○囲み部分の一部破断拡大斜視図である。
【図２】本発明の第二の実施態様に従うスケール防止装置の断面図である。
【図３】本発明の第三の実施態様に従うスケール防止装置の断面図である。
【図４】本発明の第四の実施態様に従うスケール防止装置の平面図である。
【図５】本発明の第五の実施態様に従うスケール防止装置の平面図である。
【図６】従来の排水ピットの断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１        排水ピット
２        排水ピット入口
３        排水ピット出口
４        排水ポンプ（洪水時稼働用）
５        ＶＰ管（常時排水用）
１１      永久磁石
１２      木質配水管
２１      木質格子網棚
３１Ａ   バブラー
３１Ｂ    バブラー
３２      エア用配管
３３      バルブ
３４Ａ   木枠
３４Ｂ    木枠
３５      ブロワー
４１      ランゲリア指数評価手段
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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