(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性が変わる電極間に形成した導電性粒子および非導電性粒子の充填層によりバイポーラ電極を形成し、前記充填層の上部に展開室を有する電解装置に補給水または循環水を通水して、補給水または循環水に含まれるスケール成分を析出させる工程と、
充填層が目詰まりした段階で充填層の下部から洗浄水および／またはガスを導入して展開洗浄を行う工程とを有する冷却水系の水処理方法。
【請求項２】
電解装置に塩化物イオンを含む補給水または循環水を通水し、補給水または循環水中に酸化剤を生成させる工程を有する請求項１記載の水処理方法。
【請求項３】
電極および導電粒子が、グラファイト、活性炭、金属、金属酸化物、貴金属、貴金属酸化物、およびそれらでコーティングされたものからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１または２記載の水処理方法。
【請求項４】
非導電性粒子がガラス、セラミック、プラスチックおよびケイ酸アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の粒子である請求項１から３のいずれかに記載の水処理方法。
【請求項５】
電極表面が白金属元素の単体またはその酸化物を有する請求項１から４のいずれかに記載の水処理方法。
【請求項６】
処理槽内に配置された複数の電極間に形成された導電性粒子および非導電性粒子の混合物からなる充填層と、充填層の上部に形成された展開室と、電極間に極性を変えながら通電して導電性粒子にバイポーラ電極を形成する電源装置と、充填層に被処理水を通水する給水系と、充填層が目詰まりした段階で充填層の下部に洗浄水および／またはガスを導入して展開洗浄を行う洗浄水および／またはガス導入系を設けた冷却水系の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却水系の水処理方法および装置、特にスケール生成を防止し、さらにスライム生成を防止することができる冷却水系の水処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷却水系では、熱交換器で冷却を行って昇温した冷却水（循環水）を冷却塔に送って、一部を蒸発させることにより冷却し、冷却した冷却水を熱交換器に循環させて冷却を繰り返している。このような冷却水系では、循環水は冷却塔における蒸発により濃縮される。冷却水系の補給水または濃縮された循環水中に含まれるカルシウム、マグネシウム等の硬度成分その他のスケール成分は、熱交換器の伝熱面で析出してスケール化し、熱伝導率の低下などを引き起こすことが知られている。スケールを防止するための方法として、リン酸等の薬剤を添加する方法が知られている。
また循環水が濃縮されると、微生物の増殖によりスライム障害が発生する。このようなスライム発生を防止するためにスライム防止剤の添加が行われている。これらの薬品による処理を行う場合、薬品が薬注タンクにストックされ、薬注ポンプにより冷却水系に注入される。この薬注タンクは定期的に薬品を補充する必要があり、薬品運搬の労力（ローリー運搬、コンテナ移動、キュービの高所への移動等）を要する。また、薬品の管理、発注等の手間もかかる。
【０００３】
一方、極性が変わるバイポーラ電極を有する電解装置により天然水や上水などの生活用水中のスケール成分を除去することにより、スケール生成を防止することは知られている（ＷＯ９８１６４７７Ａ１）。しかし、冷却水系の処理への適用については知られておらず、また従来の方法ではスケールを防止することができてもスライムの防止ができなかった。さらに、細かい懸濁物質により充填材が汚染され、圧損を生じても逆洗を行うことも考慮されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、簡単且つ確実にスケール生成を防止し、さらにスライム生成を防止することができる冷却水系の水処理方法および装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の冷却水系の水処理方法および装置である。
（１）  極性が変わる電極間に形成した導電性粒子および非導電性粒子の充填層によりバイポーラ電極を形成し、前記充填層の上部に展開室を有する電解装置に補給水または循環水を通水して、補給水または循環水に含まれるスケール成分を析出させる工程と、
充填層が目詰まりした段階で充填層の下部から洗浄水および／またはガスを導入して展開洗浄を行う工程とを有する冷却水系の水処理方法。
（２）  電解装置に塩化物イオンを含む補給水または循環水を通水し、補給水または循環水中に酸化剤を生成させる工程を有する上記（１）記載の水処理方法。
（３）  電極および導電粒子が、グラファイト、活性炭、金属、金属酸化物、貴金属、貴金属酸化物、およびそれらでコーティングされたものからなる群より選ばれる少なくとも１種である上記（１）または（２）記載の水処理方法。
（４）非導電性粒子がガラス、セラミック、プラスチックおよびケイ酸アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の粒子である上記（１）から（３）のいずれかに記載の水処理方法。
（５）  電極表面が白金属元素の単体またはその酸化物を有する上記（１）から（４）のいずれかに記載の水処理方法。
（６） 処理槽内に配置された複数の電極間に形成された導電性粒子および非導電性粒子の混合物からなる充填層と、充填層の上部に形成された展開室と、電極間に極性を変えながら通電して導電性粒子にバイポーラ電極を形成する電源装置と、充填層に被処理水を通水する給水系と、充填層が目詰まりした段階で充填層の下部に洗浄水および／またはガスを導入して展開洗浄を行う洗浄水および／またはガス導入系を設けた冷却水系の水処理装置。
【０００６】
本発明の冷却水の水処理方法および装置では、冷却水系の補給水または循環水を、極性が変わるバイポーラ電極を有する電解装置に通水し、補給水または循環水に含まれるスケール成分を微小な結晶として析出させることにより、冷却水系におけるスケール付着、特に伝熱面におけるスケール付着を防止することができる。
さらに本発明の冷却水の水処理方法では、塩化物イオンを含有する補給水または循環水を電解装置に通水させ、塩化物イオンから次亜塩素酸イオンなどの酸化力を有する酸化剤を生成させることにより、冷却水系においてスライムの発生を防止することができる。
【０００７】
本発明において処理の対象となる被処理水は冷却系水処理の補給水または循環水である。このような被処理水は通常スケール成分を含んでおり、循環水ではこれが高濃度に濃縮されている。スケール成分としてはカルシウム、マグネシウム、鉄等の２価以上の金属イオンやシリカなど、水と接する器壁に不溶性析出物を生成する物質があげられる。被処理水はこのようなスケール成分のほかに有機、無機の不純物を含んでいてもよい。また被処理水は後に述べるスライム防止のために塩化物イオンを含有することが好ましいが、通常被処理水中には塩化物イオンが含まれており、循環水ではこれが濃縮されている。電解処理後の処理水中の酸化剤（次亜塩素酸）が好ましくは０．１〜２ｍｇＣｌ2／ｇとなるように、被処理水中の塩化物イオン濃度は１０〜２００ｍｇＣｌ／Ｌｉｔｅｒとすることが望ましい。
【０００８】
本発明の水処理に用いる電解装置は、処理槽内に配置された複数の電極間に導電性粒子および非導電性粒子の混合物からなる充填層を形成し、電極間に極性を変えながら通電する電源装置を設け、充填層に被処理水を通水しながら電極間に通電することにより、導電性粒子にバイポーラ電極を形成し、充填層が目詰まりした段階で充填層の下部に洗浄水および／またはガスを導入する洗浄水および／またはガス導入系を設けて展開洗浄を行うように構成する。
【０００９】
電極はグラファイト、活性炭、金属、金属酸化物、貴金属、貴金属酸化物またはそれらでコーティングされたものであって、不溶性の電極を使用することができ、好ましくは白金族元素の単体若しくはその酸化物の電極、または電極の表面全体若しくは適当な割合で白金族元素の単体酸化物で被覆した電極を用いることが望ましい。表面に白金族元素の単体若しくはその酸化物を有する電極を用いることにより、塩化物イオンからの酸化剤の発生効率を向上させることができる。電極表面に白金族元素の単体若しくはその酸化剤を組み込む方法は特に制限はなく、また電極表面を被覆する白金族元素の単体または酸化剤の割合は、必要とする酸化剤の発生量に応じて適宜選択することができる。
【００１０】
白金族元素としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムおよび白金をあげることができ、この中でも白金、ルテニウムまたはイリジウムが好ましい。電極表面を白金族元素の単体または酸化物で被覆する場合、電極本体の材料は特に制限はないが、耐食性材料であることが好ましい。耐食性材料としては、例えばチタン、ステンレス鋼、銀、炭素、アルミニウム等をあげることができる。
【００１１】
電極の形状は板状、筒状、棒状、これらを分割した形状、これらを組み合わせたもの等があげられる。これらの電極は縦方向のものを対向するように並べて配置するのが好ましい。電極は処理槽の内壁に接するように設けると処理槽内を有効に利用でき、好ましいが、内壁から離れた状態で配置してもよい。電極はソリッド状のものが好ましいが、焼結金属のような多孔質のものを用いることができ、後者の場合、被処理水給水手段、および処理水排水手段と兼用することもできる。
【００１２】
充填層を形成する導電粒子は、電極と同じ不溶性のものを使用することが好ましい。例えば、グラファイト、活性炭、金属、金属酸化物、貴金属、貴金属酸化物、およびそれらでコーティングされたものをあげることができ、この中でも白金族元素、その酸化物、グラファイトおよび活性炭が好ましい。コーティングされたものとしては活性炭、プラスチック粒子、チタン粒子等を白金族元素やその酸化物のような不溶性のものでコーティングした粒子をあげることができる。
【００１３】
一方、非導電性粒子は導電性粒子間に介在して絶縁性を保つためのもので、一般に絶縁体とされているガラス、セラミック、プラスチック、ケイ酸アルミニウム、砂利などの不溶性の非導電性粒子が好ましく、中でもガラス、セラミック、プラスチック、ケイ酸アルミニウムが特に好ましい。導電性粒子、非導電性粒子とも粒子形状は球形、不定形など任意であり、粒径は０．５〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ、比重は１．０５〜４、好ましくは１．１〜３、沈降速度は１０〜３５００ｃｍ／ｓｅｃ、好ましくは２０〜２００ｃｍ／ｓｅｃのものを使用することができる。導電性粒子と非導電性粒子の沈降速度の差は導電性粒子の沈降速度の３０％以下、好ましくは２０％以下であるのが好ましい。
【００１４】
導電性粒子と非導電性粒子の混合割合は、非導電性粒子が導電性粒子間に介在することにより導電性粒子同士が接触するのを妨げる程度であればよく、それぞれの形状、粒径等により変わるが、一般的には容量比で導電性粒子１に対して非導電性粒子０．５〜２、好ましくは０．７〜１．５とするのが好ましい。これらの導電性粒子と非導電性粒子の混合物を処理槽内に充填して充填層を形成する。充填層の充填高さは電極の上端部と同程度または上端部より若干高くするのが好ましい。充填層と電極とは接触してもよいが、接触しない方が好ましい。後者の場合、透液性の隔膜で遮断することができ、この場合、被処理液供給手段および処理液排出手段で遮断するのが好ましい。
【００１５】
電源装置は電極間に極性を変えながら通電して導電性粒子に極性が変わるバイポーラ電極を形成するように構成される。この場合導電性粒子同士が非導電性粒子によって非接触状態に保たれていれば電極間に通電するだけでバイポーラ電極が形成されるので、電源装置から電極に接続する回路に極性を変えて給電するように構成する。極性を変える方法としては２個の電極または電極群に交互に正負電圧を印加するように、直流を反転しながら給電してもよく、また交流を給電してもよい。複数の電極を３個以上のグループに分け、順次極性を変えるようにしてもよく、例えば３個のグループの場合３相交流を給電して極性を変えてもよい。
【００１６】
電極に印加する電圧は、スケール防止およびスライム防止を安定して行うために一定値に保つことができるように自動制御されることが好ましい。スケール防止の場合は、電極間隔１ｃｍあたり５〜２０Ｖ、好ましくは１０〜１５Ｖ、電流強度はスケールの結晶が生成されるような値に設定すればよく、通常０．５〜１．５Ａｈ／ｃｍ3、好ましくは１〜１．３Ａｈ／ｃｍ3、正または負の極性に維持する時間、すなわち極性の切換間隔は４分以下となることが好ましく、更に好ましくは０．０１〜６０秒間、また更に好ましくは０．１〜３０秒間とするのが好ましい。
【００１７】
またスライム生成の防止については、上記スケール防止用の電流を流すことによってスケール防止と共に行うことができる場合もあるが、より効果的にスライム防止を行うためには、スケール防止において使用する電流より高電圧かつ大電流を用いることが好ましい。電流値は、スライム濃度をモニタリングしながら殺菌が十分行えるようにすることが好ましく、処理目標、水質等に応じて変化させることが好ましい。
スライム防止のための印加電圧は、２〜４０Ｖ、好ましくは５〜３０Ｖ、電流は通常冷却水系の循環水量１ｍ3／ｈに対して０．１〜３Ａ、好ましくは０．５〜２．５Ａ、正または負の極性に維持する時間、すなわち極性の切換間隔は４分以下となることが好ましく、更に好ましくは５〜６０秒間、また更に好ましくは１０〜４５秒間とするのが好ましい。
【００１８】
スケール防止のための電解およびスライム防止のための電解は、それぞれの必要性が生じたときに独立して任意の時間行ってもよく、また連続的に両者を切り替えるように行ってもよい。しかし、スケール生成およびスライム生成を未然に防止するためには、連続的にスケール防止のための電解を行い、その過程で間欠的に高電圧、大電流に切り替えてスライム生成防止を行うように運転するのが好ましい。
【００１９】
上記電解装置による電解方法は、処理槽内に配置された複数の電極間に、導電性粒子および非導電性粒子の混合物からなる充填層を形成し、電源装置から電極間に極性を変えながら通電して、導電性粒子に極性の変わるバイポーラ電極を形成し、通水工程において充填層に補給水または循環水を通水して、スケール成分が改質された処理水を冷却水系に供給する。そして充填層が目詰まりした段階で洗浄工程に移り、充填層の下部から洗浄水および／またはガスを導入して充填層を展開させて洗浄し、洗浄後導電性粒子および非導電性粒子を混合状態で充填して通水工程を再開する。
【００２０】
スケール防止の際は電極間に正負の電圧を印加すると、導電性粒子は相互に非接触状態であるため、導電性粒子の片側が正、反対側が負の双極状態に分極し、バイポーラ電極が形成される。すなわち一方の電極である陽極（正）に近い側が負に帯電して陰極となり、反対側の陰極に近い側が正に帯電して陽極となる。このようなバイポーラ電極は各導電性粒子に生じるため水の電解が起こり、この陰極側ではｐＨが上昇する。
【００２１】
また、スケール成分のカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の陽イオンは導電性粒子の陰極側に集まり、炭酸イオン、シリカなどは陽極側に集まる。よって、スケール成分は陰極付近が高ｐＨのため、析出する。しかし、正負の極性を逆に変換すると陰極は陽極となり、電極表面のｐＨが低下する。このため、析出したスケールは電極近傍で溶解して溶液中へ流れ出る。この結果、非常に微細な結晶を得ることができる。その後はこの微細結晶が核となって結晶が析出する。極性を変換しながら電解を継続することにより、被処理水中のスケール成分は結晶となって析出し、スケール傾向が低減され、スケール付着の防止が行われる。結晶の一部は処理水とともに流出し、一部は充填層に捕捉される。こうして得られる処理水はそのまま、または水処理剤を添加して冷却水系の補給水または循環水として使用されるが、スケール成分が除去または改質されているため、スケールは付着せず、付着しても軟質スケールであり、物理洗浄、化学洗浄により容易に除去可能である。
【００２２】
またスライム防止の際は、被処理水が塩化物イオンを含有する状態で、スライム生成防止用の高電圧・大電流を流すことにより、被処理水が電解処理される際に塩化物イオンは陽極側に集って酸化され、次亜塩素酸イオンが生成する。陰極では水酸化ナトリウムが生成するため、極性の転換により次亜塩素酸ナトリウム等の酸化力を有する酸化剤が発生する。このように酸化剤を有する処理水を補給水または循環水として用いることにより、水系内のスライム生成を防止することができる。このようなスライム防止用の電解の際もスケール防止効果も併せて得られる。
【００２３】
なお上記のようにして通電を行いながら被処理水を電解装置に通水すると、被処理水中の濁質および析出するスケールの結晶が充填層に捕捉され、充填層が目詰まりし、通水ができなくなる。このため被処理水給水系の給水圧力上昇を検知して処理を停止し、充填層の洗浄工程に移る。洗浄工程は被処理水の給水を停止し、洗浄水および／またはガス導入系から洗浄水および／またはガスを充填層の下部に導入して充填を展開させて導電性粒子および非導電性粒子をほぐし、捕捉された濁質および結晶を洗い流す。この場合、洗浄水のみによる洗浄、ガスのみによる洗浄、両者の混合流による洗浄、あるいはこれらの組合せによる洗浄を行うことができる。
【００２４】
洗浄終了後は導電性粒子と非導電性粒子を混合状態で充填して充填層を形成し、前記の処理を再開する。この場合導電性粒子と非導電性粒子の沈降速度の差を導電性粒子の沈降速度の３０％以下とすることにより展開状態から洗浄水および／またはガスの導入を停止するだけで、導電性粒子および非導電性粒子は層分離することなく沈降し、混合状態の充填層が形成され、そのまま処理を再開することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、極性が変わる電極間に形成した導電性粒子および非導電性粒子の充填層によりバイポーラ電極を形成し、前記充填層の上部に展開室を有する電解装置に補給水または循環水を通水して、補給水または循環水に含まれるスケール成分を析出させ、充填層が目詰まりした段階で充填層の下部から洗浄水および／またはガスを導入して展開洗浄を行うことにより、スケール成分が微小結晶となって析出し、スケール成分を補給水または循環水から容易に取り除くことができ、またスケールが付着したとしても化学的または物理的手段により容易に取り除くことができるので、冷却水系において簡単且つ確実にスケールを防止することができる。特に冷却水系の熱交換部などスケールが析出しやすい箇所においてもスケール付着を防止できる。
さらに、補給水または循環水が塩化物イオンを含んだ状態で電解処理することにより、補給水または循環水中に酸化剤が生成され、酸化剤により簡単且つ確実に冷却系内のスライムの生成を防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
図１は実施形態の冷却水系の水処理方法を示すフロー図、図２は図１に示した電解装置の拡大断面図である。
【００２７】
図１および図２において、１は電解装置、２は冷却水系である。冷却水系２において３は冷却塔、４は水槽、５はポンプ、６は熱交換器である。
図１に示す冷却水系の水処理では、電解装置１には被処理水が供給される供給水路Ｌ１が連結されている。供給水路Ｌ１にはバルブＶ１０が設けられ、補給水を電解処理する場合はバルブ１０を開放し、循環水を電解処理する場合はバルブ１０が閉じられた状態で使用される。電解された処理水を冷却水系２の補給水（または循環水）として利用するため、電解装置１より延びる処理水路Ｌ２が水槽４に連結されている。水槽４から循環水取出路Ｌ３が供給水路Ｌ１に連結されている。水槽４から冷却塔３に循環する循環水路Ｌ４には、ポンプ５および熱交換器６が設けられている。循環水路Ｌ３からブロー水路Ｌ５が系外に連絡している。さらに電解装置１の下部および上部からそれぞれ洗浄用ラインＬ８および排出用ラインＬ９が延びている。
【００２８】
図２の電解装置１において、処理槽７は筒形であり、下部に敷き詰められた大粒径の砂利等からなる支持床１４の上に、導電性粒子８および非導電性粒子９が混合状態で充填された充填層１０が形成されている。充填層１０は一部省略して図示されている。処理槽７内の充填層１０の上部には展開室７ａが形成されている。
【００２９】
補給水として被処理水を処理槽７内に供給するため、処理槽７には弁Ｖ１を有する供給水路Ｌ１が連結されている。さらに供給水路Ｌ１から供給される被処理水を処理槽７内に展開させるため、供給水路Ｌ１に連結し、且つ処理槽７の側壁近辺に散水器１５が配置されている。散水器１５は少なくとも処理槽７の内部に対面する側において開口部１５ａを有し、透水性となっている。この供給水路Ｌ１および散水器１５により供給水給水系１７が構成されている。
【００３０】
一方、電解処理した処理水を水槽４へ送るため、充填層１０には弁Ｖ２を有する処理水路Ｌ２が連結されているが、処理槽７内の処理水を集めて処理水路Ｌ２へ送るため、充填槽１０内には散水器１５に対向するようにして集水器１６が配置され、処理水路Ｌ２に連結されている。集水器１６は少なくとも処理槽７の内部に対面する側において、例えば散水器１５の開口部１５ａと対向する面において開口部１６ａを有し、透水性となっている。この処理水路Ｌ２および集水器１６により処理水排出系１８が構成されている。
【００３１】
散水器１５および集水器１６のそれぞれの内部には平板状の電極１１、１２が対向して収容されている。電極１１、１２は、処理槽７の外部に設けられた電源装置１３に接続されている。電源装置１３は、電極１１、１２に極性を変えて直流または交流を通電するように構成されている。
【００３２】
処理槽７内を洗浄するため、充填層１０の下方の支持床１４内には開口部１９ａを有する散水／散ガス器１９が配置されており、弁Ｖ３を有する洗浄用ラインＬ８に連絡し、洗浄水／ガス導入系２１を構成している。処理槽７の上部には弁Ｖ４を有する排出用ラインＬ９が連絡し、洗浄排水／ガス排出系２２を形成している。
【００３３】
本実施形態の冷却水系の水処理では、補給水として供給水路Ｌ１から被処理水が供給され、電解装置１へ送られ、電解処理される。
上記電解装置１によるスケール防止の際は、処理槽７内に配置された複数の電極１１、１２間に、導電性粒子８および非導電性粒子９の混合物からなる充填層１０が形成され、電源装置１３から電極１１、１２に極性を変えながら通電して、導電性粒子８に極性の変わるバイポーラ電極を形成する。通水工程において弁Ｖ１、Ｖ２を開いて給水系１７の供給水路Ｌ１から散水器１５を通して充填層１０に被処理水を通水して、スケール生成傾向が低減された処理水を得る。処理水は、処理水排出系１８の集水器１６で集められ、処理水路Ｌ２から排出する。
【００３４】
上記通電においては、電極１１、１２に正負の電圧を印加すると、導電性粒子８は相互に非接触状態であるため、導電性粒子８の片側が正、反対側が負の双極状態に分極し、バイポーラ電極が形成される。例えば電極１１を陽極として正の電荷をかけ、電極１２を陰極として負の電荷をかけると、導電性粒子８の電極１１に近い側が負に帯電して陰極となり、反対側の電極１２に近い側が正に帯電して陽極となる。このようなバイポーラ電極は各導電性粒子８に生じるため、水中の陽イオンは各導電性粒子８の陰極側に集まり、陰イオンは陽極側に集まる。
【００３５】
したがってスケール成分のカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の陽イオンは導電性粒子８の陰極側に集まり、炭酸イオン、シリカなどは陽極側に集まる。このとき、水の電気分解により陽極付近は酸性となり、陰極付近はアルカリ性となっているため、陰極側ではスケールが生成する。その後、短時間に極性が反転し、陰極は陽極となる。このため、陰極で生成したスケールは剥離又は溶解して液中に流れ出す。流れ出したスケールは生成時間が短いため、非常に微小である。その後はこの微細結晶が核となって結晶が析出する。極性を変換しながら電解を継続することにより、被処理水中のスケール成分は結晶となって析出し、スケール傾向が低減され、スケール防止が行われる。結晶の一部は処理水とともに流出し、一部は充填層に捕捉される。
【００３６】
さらにスライム防止の際は、被処理水が塩化物イオンを含有する状態で、スライム生成防止用の高電圧・大電流を流すことにより、被処理水が電解処理される際に塩化物イオンは陽極側に集って酸化され、次亜塩素酸イオンが生成する。陰極では水酸化ナトリウムが生成するため、極性の転換により次亜塩素酸ナトリウム等の酸化力を有する酸化剤が発生する。処理水が酸化剤を含んだ状態で処理水路Ｌ２から排出され、後の水処理工程に使用されるため、水処理系内の微生物が酸化剤により殺菌されて、スライム生成を防止することができる。
【００３７】
上記のようにして得られた処理水は、補給水として連結水路Ｌ２を通って水槽４へ送られ、水槽４中の循環水へ加えられる。補給水を含んだ循環水は、その後循環水路Ｌ４を通ってポンプ５、熱交換器６、冷却塔３、水槽４へと循環するが、これら冷却水系２においてスケールの付着が生じにくく、またスライム生成が防止される。
【００３８】
なお電解装置１において上記通水・印加処理を連続的に行うと、析出する結晶や被処理水中の濁質が充填層１０に捕捉され、充填層１０が目詰まりし、通水ができなくなる。この場合給水系１７の給水圧が上昇するので、それを検知して通水・印加処理を停止し、充填層１０の洗浄を行う。ここで一定の採水時間または採水量になったことを検知して、洗浄を行うように設定することもできる。
洗浄工程は弁Ｖ１、Ｖ２を閉じて給水系１７の給水を停止し、弁Ｖ３、Ｖ４を開き、洗浄水導入／ガス導入系２１の洗浄用ラインＬ８から散水／散ガス器１９を介して洗浄水および／またはガス（以下、洗浄水等という）を、充填層１０の下部に導入する。導入された洗浄水等により、充填層１０を展開室７ａにまで展開させて導電性粒子８および非導電性粒子９をほぐし、粒子に捕捉された濁質および結晶を洗い流す。洗浄に使用された洗浄水等は、洗浄排水／ガス排出系２２の排出用ラインＬ９から排出する。
【００３９】
洗浄後、弁Ｖ３を閉じて洗浄水導入／ガス導入系２１からの洗浄水等の導入を停止すると、展開した導電性粒子８および非導電性粒子９は沈降して充填層１０が形成される。このとき導電性粒子８と非導電性粒子９の沈降速度の差が導電性粒子の沈降速度の３０％以下、好ましくは５％以下であれば、洗浄水等の供給停止により導電性粒子８と非導電性粒子９は混合状態で沈降し、ほぼ均一な混合状態の充填層１０が形成され、ただちに通水・印加処理を再開することができる。混合が不十分な場合には散水／ガス器１９からガス等を導入して撹拌混合を行ってもよい。
【００４０】
上記実施の形態においては補給水だけではなく、冷却水系の循環水を電解処理させ、循環水においてスケール防止効果とスライム防止効果を得ることができる。循環水を電解処理する場合、被処理水の供給水路Ｌ１のバルブが閉じられ、新たな水の供給が止められる。さらに水槽４から延びるブロー水路Ｌ５に通じるバルブＶ１１が閉じられる。水槽４に貯留された水が、循環水取出路L３を通って、供給水路Ｌ１へと送られる。
供給水路Ｌ１へ送られた循環水は、上記実施形態の補給水と同様にして電解装置１で電解処理されて、冷却水系２で使用される。循環水は冷却水系においてスケール付着を防止し、またスライム生成を防止することができる。
【００４１】
なお本発明は上記実施の形態に限定されず、例えば上記実施の形態において循環水取出路Ｌ３が設けられず、補給水のみを電解処理するものであってもよい。また、補給水の電解処理を行う代わりに、スケール成分濃度やスライムの濃度が濃縮されやすい循環水のみを電解処理するものであってもよい。
【００４２】
また、補給水と循環水とで電解処理の種類を変えることができる。例えば、補給水についてスケール防止のための電流のみを流して電解処理し、スケール成分が殆ど存在しなくなった補給水を循環水として冷却水系２で使用する場合、循環水についてはスライム防止のための電流を流すのみでもよい。また、補給水についてスライム防止のための電流を流し、循環水にスケール防止のための電流のみ、若しくはスケール防止のための電流とスライム防止のための電流の両方を流してもよい。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１および２
モデル熱交換試験の冷却水を実施例１として５倍濃縮した水を実施例１とし、１０倍濃縮した水を実施例２として使用した。電解装置を冷却水系の循環水ライン上に設け、前記濃縮水を用いた冷却水系を３０日間運転した。用いた電解装置は、図２の電解装置２において電極としてそれぞれ１５０ｃｍ2のグラファイト板を３ｃｍの間隔で穴あき樹脂板からなる散水器、集水器内に配置し、導電性粒子として平均粒径１．５ｍｍのグラファイト粒子、非導電性粒子として平均粒径３．３ｍｍのアクリル樹脂粒子を充填した（沈降速度の差１８％）ものである。電解装置の電圧は水質の系により変動できるようにし、電流値はスケール処理時は１Ａ、酸化剤を発生させるときには５Ａ以上とした。電流周期は、スケール防止のための電極反転が５サイクル行われた後、２サイクルの間酸化剤を発生させるための電流を流した。
【００４４】
運転後、冷却水系内のスケール防止効果およびスライム防止効果についての評価を行った。結果を表１に示す。
なおスライム付着速度は次のようにして測定した。運転開始後２０日目から２３日目までの３日間、冷却ピットに７５×２５×１．５ｍｍのゴム板３枚を浸漬し、付着したスライムを採取し、１０５℃において恒量になるまで乾燥し、測定重量の平均値からスライム付着速度を求めた。
【００４５】
比較例１〜４
比較例１は、分子量３，５００のポリマレイン酸を濃度が２０ｍｇ／Ｌｉｔｅｒになるように、また次亜塩素酸ナトリウムを残留塩素濃度が０．６ｍｇ／Ｌｉｔｅｒとなるように添加した水を5倍濃縮水として用い、比較例２は薬品添加をしていない水を５倍濃縮して用い、電解装置で電解処理することなく実施例１と同様に冷却水系に利用し、スケール付着防止効果とスライム生成防止効果を評価した。
比較例３および４は、それぞれ比較例１および２の水を２倍濃縮（すなわち通常水の１０倍濃縮水）した水を用い、比較例１と同様に処理を行った。
結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
0004126904.tif 000002
【００４７】
実施例１および２においては、薬品処理を施した比較例１と同等以上のスケール付着防止効果とスライム生成防止効果が得られた。実施例１および２では、スケールが付着しても、スケールは微小結晶の集合体であり、例えば付着している管に振動を与えるだけで、容易にスケールが剥離した。また析出した若しくは剥離したスケール成分は水中に保持され、硬度成分として析出しづらい。したがって、本発明の水処理方法においては、スケール成分を故意に析出させて沈殿させることによりスケールを取り除くための沈殿槽等を設ける必要がないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の冷却水系の水処理方法を示すフロー図である。
【図２】図１に示した電解装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  電解装置
２  冷却水系
３  冷却塔
４  水槽
５  ポンプ
６  熱交換部
７  処理槽
７ａ  展開室
８  導電性粒子
９  非導電性粒子
１０  充填槽
１１、１２  電極
１３  電源装置
１４  支持床
１５  散水器
１６  集水器
１５ａ、１６ａ  開口部
１７  供給水給水系
１８  処理水排出系
１９  散水／散ガス器
２１  洗浄水導入／ガス導入系
２２  洗浄排水／ガス排出系
Ｌ１  供給水路
Ｌ２  処理水路
Ｌ３  循環水取出路
Ｌ４  循環水路
Ｌ５  ブロー水路
Ｌ８  洗浄用ライン
Ｌ９  排出用ライン
【図１】
0004126904.tif 000003
【図２】
0004126904.tif 000004