(57)【要約】【課題】  水の入れ替えによる上下水道費・環境負荷の増加、適切な温度条件までの加熱・冷却エネルギーや経費の増加、更には腐食の最大の要因である溶存酸素を補給水中から余計に持ち込んでしまう、という問題もなく、冷温水中の浮遊懸濁物を除去することのできる方法と装置とを提供することを目的とする。【解決手段】  冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段１によって除去し、次いで浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水封管２を通じて、水面と外気との接触を妨げる手段を設けた水槽４に導入した後、送水ポンプ３にて元の冷温水系へ戻すことを特徴とする、冷温水の処理方法と；浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段１と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており、かつ水封管２を通じて貯めることのできる水槽４と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプ３と、を備えた可搬型のユニットＢからなり、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去される冷温水の処理装置と；を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段によって除去し、次いで浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水封管を通じて、水面と外気との接触を妨げる手段を設けた水槽に導入した後、送水ポンプにて元の冷温水系へ戻すことを特徴とする、冷温水の処理方法。
【請求項２】
浮遊懸濁物が鉄及び／又は亜鉛である請求項１記載の方法。
【請求項３】
冷温水を取り出す位置と戻す位置とが別々である請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており、かつ水封管を通じて貯めることのできる水槽と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプと、を備えた可搬型のユニットを仮設設置し、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去することを特徴とする冷温水の処理方法。
【請求項５】
浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており、かつ水封管を通じて貯めることのできる水槽と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプと、を備えた可搬型のユニットからなり、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去される冷温水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷温水の処理方法と処理装置に関し、特に密閉系の冷温水中の浮遊懸濁物を除去することのできる冷温水の処理方法と処理装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷温水については、薬品を添加して腐食を防止する方法が採られており（例えば、特許文献１参照）、特に密閉系の冷温水については、様々な薬品を添加することにより、系内の熱交換器・配管などの腐食を抑制してきた。
しかしながら、薬品によって腐食は抑制されているものの、補給水に含まれる溶存酵素が系内に入っていくことから、僅かずつであっても配管などが腐食し、系内の水中に腐食した金属が浮遊し蓄積していく。更に、腐食した金属懸濁物は、防食、防スケール用に添加している薬品により粒径が大きくならず分散・浮遊し、系内の鉄濃度や亜鉛濃度などが徐々に増加していく。
そして、浮遊した鉄や亜鉛のスラッジは、長い期間を経て配管表面に付着したり、流れの悪い場所に堆積し、新たな腐食や閉塞の原因となることから、その解決が要望されていた。
【０００３】
この懸濁物は、粒径が微細であるために、一般的なカートリッジ式のフィルター（糸巻き式）では、ほとんどろ過することができず、従来は、一部、水を入れ替えて浮遊懸濁物を排出し、系内の濁質分を減らす方法を実施していた。
【０００４】
しかしながら、単純な水の入れ替えでは、上下水道費・環境負荷を増加させ、適切な温度条件までの加熱・冷却エネルギーや経費を増加させ、更には腐食の最大の要因である溶存酸素を補給水中から余計に持ち込んでしまうため、更なる鉄濃度の増加等につながり、現実的な方法ではなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２８７７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点を解消し、水の入れ替えによる上下水道費・環境負荷の増加、適切な温度条件までの加熱・冷却エネルギーや経費の増加、更には腐食の最大の要因である溶存酸素を補給水中から余計に持ち込んでしまう、という問題もなく、冷温水中の浮遊懸濁物を容易に除去することのできる方法と装置とを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、請求項１に係る本発明は、冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段によって除去し、次いで浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水封管を通じて、水面と外気との接触を妨げる手段を設けた水槽に導入した後、送水ポンプにて元の冷温水系へ戻すことを特徴とする、冷温水の処理方法を提供するものである。
請求項２に係る本発明は、浮遊懸濁物が鉄及び／又は亜鉛である請求項１記載の方法を提供するものである。
請求項３に係る本発明は、冷温水を取り出す位置と戻す位置とが別々である請求項１又は２記載の方法を提供するものである。
請求項４に係る本発明は、冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており、かつ水封管を通じて貯めることのできる水槽と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプと、を備えた可搬型のユニットを仮設設置し、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去することを特徴とする冷温水の処理方法を提供するものである。
請求項５に係る本発明は、浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており、かつ水封管を通じて貯めることのできる水槽と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプと、を備えた可搬型のユニットからなり、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去される冷温水の処理装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷温水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段によって除去することができ、且つ、水の入れ替えによる上下水道費・環境負荷の増加、適切な温度条件までの加熱・冷却エネルギーや経費の増加、更には腐食の最大の要因である溶存酸素を補給水中から余計に持ち込んでしまうという問題もない。
本発明によれば、鉄・亜鉛の微粒子やコロイド粒子等、浮遊懸濁物だけを除去し、有効な薬品成分はそのままに、温度ロスもほとんどなく、溶存酸素の持ち込みもごく僅かにできる。
従って、本発明によれば、腐食リスクを軽減して、熱交換器の寿命を延命させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
請求項１に係る本発明は、冷温水の処理方法に関し、冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段によって除去し、次いで浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水封管を通じて、水面と外気との接触を妨げる手段を設けた水槽に導入した後、送水ポンプにて元の冷温水系へ戻すことを特徴とするものである。
【００１０】
以下、本発明について、図面により詳細に説明する。図１は、請求項１に係る本発明の処理方法の１態様を示す説明図である。
図中、符号１は膜ろ過手段であり、符号２は水封管であり、符号３は送水ポンプであり、符号４は水槽である。また、符号５は浮体であり、符号６は循環ポンプであり、符号７は逆洗ポンプである。
【００１１】
請求項１に係る本発明においては、冷温水を処理するにあたり、まず冷温水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段１によって除去する。
即ち、冷温水配管からの冷温水は、循環ポンプ６により、膜ろ過手段１に送られ、ここで浮遊懸濁物が除去される。
冷温水（冷水、温水）としては、例えば空調用の冷温水が挙げられる。
浮遊懸濁物は特に限定されないが、通常、鉄、亜鉛が問題となることから、請求項２に記載したように、鉄及び／又は亜鉛について好適に適用される。
なお、冷温水中には、分散剤などの薬品が添加され腐食防止が図られている。
【００１２】
ここで膜ろ過手段１としては、ＵＦ膜又はＭＦ膜が用いられ、特に鉄の除去に有効であることからＵＦ膜がより好ましい。ＭＦ膜は０．１〜０．３μｍ程度の孔径を有するものであり、それより小さい孔径を有するものがＵＦ膜である。
膜ろ過手段１の孔径としては、０．３μｍ以下のものが好ましく、０．０５μｍ以下のものがより好ましい。
【００１３】
次いで浮遊懸濁物の除去された冷温水は、水封管２を通じて、水面と外気との接触を妨げる手段を設けた水槽４に導入される。
ここで水面と外気との接触を妨げる手段として具体的には、例えば（１）水面を浮体５で覆う、（２）水槽４の気槽部を不活性な気体で満たす、ことなどの手段が挙げられる。なお、不活性な気体としては、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられるが、比重が空気に近く、しかも安価なことから、窒素ガスが好ましい。
水面と外気との接触を妨げる手段として、水面を浮体５で覆う手段を採用した場合について説明すると、浮遊懸濁物の除去された冷温水は、水封管２を通じて、水面を浮体５で覆った水槽４に導入される。
ここで浮体５は、水面と空気（酸素）との接触を妨げるためのいわゆる遮気手段の一つである。具体的には、例えば比重が１未満のプラスチック製の球体（ボール）が用いられるが、これに限定されるものではない。要は水面と空気（酸素）との接触を妨げて、冷温水中へ酸素を取り込まないようにするものであればよい。
このように、浮遊懸濁物の除去された冷温水は、水封管２を通じて、水面と外気との接触を妨げる手段を設けた水槽４（図４では、水面を浮体５で覆った水槽４）に導入されるので、つまり水中に導入されるので、大気中の酸素との接触はほとんどなくなっている。
【００１４】
上記のようにして膜ろ過手段１により浮遊懸濁物の除去された冷温水は、水封管２を通じて、水面と外気との接触を妨げる手段を設けた水槽４（図４では、水面を浮体５で覆った水槽４）に導入された後、送水ポンプ３にて元の冷温水系へ戻される。
【００１５】
なお、膜ろ過手段１として好適なＵＦ膜やＭＦ膜は、耐圧性がそれほど大きくはないことから、通常、冷温水配管からの冷温水は、減圧された状態で膜ろ過手段１に導入され、ここで浮遊懸濁物を除去し、次いで水封管を通じて、水面を浮体で覆った水槽に導入した後、高圧にして冷温水配管へと戻している。
【００１６】
このような請求項１に係る本発明の処理システムは、好ましくは請求項３に記載したように、冷温水を取り出す位置と戻す位置とが別々にされている。このように冷温水を取り出す位置と戻す位置とが別々である（異なっている）状態を図２に示す。
図２において、符号Ａが本発明の処理システムであり、符号８が冷凍機であり、符号９が空調設備であり、符号１０が冷水槽である。
図２においては、冷凍機８から冷水槽１０を経て空調設備９に入る前に、冷温水を取り出し、本発明の処理システムで処理した後、空調設備９から冷水槽１０へと繋がる配管へと冷温水を戻している。
このように冷温水を取り出す位置と戻す位置とを別々とすることにより、処理直後の水を再度処理してしまうリスクが避けられ、処理効率が上がる。
また、上記したように、冷凍機７の手前に処理された冷温水を戻すと、冷凍機７の中に腐食の原因となる懸濁物が堆積しにくいため好ましい。
【００１７】
請求項１に係る本発明の処理システムは、循環経路が大気に開放しない密閉系と大気に開放した開放系とのいずれについても適用できるが、特に密閉系について好適に適用される。
また、請求項１に係る本発明の処理システムにおいては、これに用いられる各装置を保温して温度ロスをなくしておくことが好ましい。
【００１８】
上記した如き請求項１に係る本発明の処理システムは、いわば固定式の処理システムであるが、可搬式のものとしたのが請求項４に係る本発明である。
即ち、請求項４に係る本発明は、冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており、かつ水封管を通じて貯めることのできる水槽と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプと、を備えた可搬型のユニットを仮設設置し、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去することを特徴とする冷温水の処理方法である。
【００１９】
このような請求項４に係る本発明の処理方法は、請求項５に係る本発明の処理装置により実施することができるので、以下、請求項５に係る本発明の処理装置について説明しつつ、請求項４に係る本発明の処理方法について説明する。
【００２０】
即ち、請求項５に係る本発明は、浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており、かつ水封管を通じて貯めることのできる水槽と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプと、を備えた可搬型のユニットからなり、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去される冷温水の処理装置である。
【００２１】
以下、請求項５に係る本発明について、図面により説明する。図３は請求項５に係る本発明の処理装置の１態様を示す説明図である。
請求項５に係る本発明の処理装置は、浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段１と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており（図３では水面が浮体５で覆われており）、かつ水封管２を通じて貯めることのできる水槽４と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプ３と、を備えた可搬型のユニットＢからなっている。
ここで膜ろ過手段１、水封管２、送水ポンプ３、水槽４、浮体５、循環ポンプ６は、請求項１に係る本発明のものとそれぞれ同じである。
【００２２】
浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段１と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており（図３では水面が浮体５で覆われており）、かつ水封管２を通じて貯めることのできる水槽４と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプ３と、を備えた可搬型のユニットＢからなる請求項５に係る本発明の冷温水の処理装置は、請求項４に記載したように、仮設設置され、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去した後、撤去されることとなる。
可搬型のユニットＢの底面には、可搬式とするために、キャスター等の移動手段１１が設けられている。
また、可搬型のユニットＢの各機器をつなぐ配管類は、エネルギーロス防止及び結露防止の為に保温されている。
【００２３】
このように冷温水を処理するにあたり、冷温水中の浮遊懸濁物を除去する膜ろ過手段１と、浮遊懸濁物の除去された冷温水を、水面と外気との接触が妨げられており（図３では水面が浮体５で覆われており）、かつ水封管２を通じて貯めることのできる水槽４と、処理水を元の冷温水系へ戻す送水ポンプ３と、を備えた可搬型のユニットＢを仮設設置し、冷温水中の浮遊懸濁物を目標値まで除去する。目標値まで除去した後、この可搬型のユニットＢは撤去される。
冷温水の処理は常時行わなければならないものではないことから、このように処理装置を可搬式のものとする意味がある。
なお、冷温水中の浮遊懸濁物の除去の目標値は、通常、５ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは３ｍｇ／Ｌ以下であるが、これに限定されるものではない。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２５】
試験例１
膜ろ過手段１におけるフィルターの孔径を種々変え、図１、２に示す装置を用いて、冷水中の鉄（８ｍｇ／Ｌ）の除去を行った。
フィルターの孔径と鉄の除去率との関係を図４に示す。
図４によれば、フィルターの孔径が０．３μｍ以下、特に０．０５μｍ以下のものが好ましいことが分かる。
【００２６】
試験例２
ＵＦ膜（フィルター孔径：０．０１μｍ）を用いて、温水の処理を行った。処理前の温水の性状と処理後の温水の性状を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
試験例３
ＵＦ膜（フィルター孔径：０．０１μｍ）を用いて、冷水の処理を行った。処理前の冷水の性状と処理後の冷水の性状を表２に示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表１、２によれば、ＵＦ膜を用いて処理した場合、鉄や亜鉛などの金属浮遊物だけが除去され、溶解している防食・防スケール用の薬品は、そのまま残留していることが分かる。
【００３１】
試験例４
図５に示す腐食試験装置を用い、薄い鉄錆び水（２ｍｇ／Ｌ）と濃い鉄錆び水（２２ｍｇ／Ｌ）とについて、次に示す条件にて腐食試験を行った。
結果を表３に示す。
【００３２】
［試験条件］
・使用薬品：冷温水用防食剤アクアスキレートＤ−７１０Ｌ（アクアス株式会社製）
・テスト水：冷水
・テストピース種類：ＳＰＣＣ−ＳＢ
・温度：室温（２２℃）
・回転数：０ｒｐｍ
・テスト期間：７日間
【００３３】
【表３】
2007244972.tif 000005
【００３４】
表３の結果によれば、水中の鉄懸濁物濃度が高いと、腐食のリスクが増えることが分かる。
【００３５】
実施例１
図１、２に示す装置を用いて、冷水の処理を行った。
即ち、冷水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段１によって除去し、次いで浮遊懸濁物の除去された冷水を、水封管２を通じて、水面を浮体５で覆った水槽４に導入した後、送水ポンプ３にて元の冷水系へ戻した。処理条件は、次の通りであった。冷水中の鉄濃度の経時変化を図６に示す。
【００３６】
［処理条件］
・保有水量：１３００ｍ３
・処理水量：２ｍ３／ｈ×２４ｈ連続処理
・期間：４４日
・積算処理量：２１８１ｍ３
【００３７】
図６によれば、膜のろ過効率から計算した値通りに冷水系の鉄濃度が低下しており、新たな腐食を発生させることなく、冷水中の鉄分を効率的に除去できることが分かる。
【００３８】
また、この場合の必要補給水量、薬品添加量、熱エネルギーを、冷水を補給水で全交換した場合の必要補給水量、薬品添加量、熱エネルギーと共に表４に示す。
【００３９】
【表４】
2007244972.tif 000006
【００４０】
表４の結果によれば、本発明の方法は、冷水を全交換した場合と比較して、省エネルギー、省コストであることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、冷温水中の浮遊懸濁物を膜ろ過手段によって除去することができ、且つ、水の入れ替えによる上下水道費・環境負荷の増加、適切な温度条件までの加熱・冷却エネルギーや経費の増加、更には腐食の最大の要因である溶存酸素を補給水中から余計に持ち込んでしまうという問題もない。
しかも本発明によれば、溶存酸素の持ち込みもごく僅かにでき、腐食リスクを軽減して熱交換器、配管等の寿命を延命させることができる。
従って、本発明は、冷温水の処理に有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】請求項１に係る本発明の処理方法の１態様を示す説明図である。
【図２】冷温水を取り出す位置と戻す位置とが別々であり、異なっている状態を示す説明図である。
【図３】請求項５に係る本発明の処理装置の１態様を示す説明図である。
【図４】試験例１におけるフィルターの孔径と鉄の除去率との関係を示すグラフである。
【図５】試験例４で用いた腐食試験装置を示す説明図である。
【図６】実施例１における鉄濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  膜ろ過手段
２  水封管
３  送水ポンプ
４  水槽
５  浮体
６  循環ポンプ
７  逆洗ポンプ
８  冷凍機
９  空調設備
１０  冷水槽
１１  移動手段
【図１】
2007244972.tif 000007
【図２】
2007244972.tif 000008
【図３】
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【図４】
2007244972.tif 000010
【図５】
2007244972.tif 000011
【図６】
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