JP3925269B2

JP3925269B2 - 冷却水系の水処理方法

Info

Publication number: JP3925269B2
Application number: JP2002088847A
Authority: JP
Inventors: 晶飯村; 和彦角田; 正典大石
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP2003285064A

Description

【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に係り、詳しくは、冷却水を電解処理することにより冷却水中の塩化物イオンから次亜塩素酸等の塩素系酸化剤を生成させ、この塩素系酸化剤により冷却水系のスライム障害を防止する冷却水系の水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却水系では、微生物によりスライムが発生し易い。特に、循環冷却水系の高濃縮運転では、冷却水の水質が悪化し、細菌、黴、藻類などの微生物群に土砂、塵埃などが混ざり合って形成されるスライムが発生し易くなり、熱交換器における熱効率の低下や通水の悪化を引き起こす。また、スライム付着部において、機器や配管の局部腐食を誘発する。
【０００３】
このようなスライムによる障害を防止するために、スライムコントロール剤として塩素系薬剤や非塩素系の微生物忌避剤を循環冷却水中に添加することが行われている。また、このような薬剤添加を行うことなくスライムを防止するための方法として、冷却水中に含まれる塩化物イオンを電解酸化により次亜塩素酸などの塩素系酸化剤に変換し、この塩素系酸化剤を冷却水中に存在させる方法も行われている。
【０００４】
即ち、冷却水系の補給水として用いられる水道水や工業用水には、通常数ｍｇ−Ｃｌ⁻／Ｌ〜１０ｍｇ−Ｃｌ⁻／Ｌ程度の塩化物イオンが含まれていることから、循環冷却水系の冷却水には、６〜８倍の高濃縮運転で、この補給水中の塩化物イオンが濃縮されている。このため、この冷却水を電解処理することにより、冷却水中の塩化物イオンからスライム防止効果のある残留塩素（遊離塩素）を発生させることができる。この残留塩素を含む電解処理水を冷却水系に戻すことにより、スライム障害を防止することができる。
【０００５】
この塩素系酸化剤を発生させるための電解処理装置では、陽極と陰極との間に外部電源を用いて直流電圧を印加すると共に、両極間に冷却水を通水する。これにより、陽極の表面において冷却水中の塩化物イオンが酸化され、次亜塩素酸などの強い酸化力を有する残留塩素が生成する。生成した残留塩素は、スライムの原因となる微生物を殺菌し、あるいは増殖を抑制するので、循環冷却水系のスライム発生を効果的に防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
冷却水系内のスライムを確実に防止するためには、系内の残留塩素濃度をある程度高くする必要があるが、系内の金属材の腐食の防止のためには、系内の残留塩素濃度を過度に高くすることは避けるべきである。
【０００７】
このようなことから、電解処理により残留塩素を発生させて冷却水系に添加する場合、残留塩素生成量を適正範囲にコントロールする必要があり、このためには電極間に所定範囲の電流を通電する必要がある。
【０００８】
一般に、この電解方式による酸化剤発生装置にあっては、運転の継続に伴って電極にスケールが付着してくる。そして、スケールが付着すると、目標電流値を通電させるために電極間に印加する電圧が上昇する。
【０００９】
従来は、電極へのスケール付着状況を目視観察し、スケール付着の程度がひどくなったと判断されるときには電極の洗浄を行うようにしているが、これではメンテナンスに人手がかかり人件費コスト高であると共に、判断も人によって異なるという不具合がある。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決し、冷却水を電解処理することにより生成させた塩素系酸化剤を含む電解処理水を冷却水系に供給することにより系内のスライムの発生を防止する冷却水系の水処理方法において、電極へのスケール付着状況を的確に判定し、必要なときに確実に洗浄を行い、これにより塩素系酸化剤の発生量を適正範囲に制御することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）の冷却水系の水処理方法は、冷却水中に浸漬した電極に通電して、該水中に含まれる塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成させた電解処理水を冷却水系の冷却水に含有させる冷却水系の水処理方法において、該冷却水の電気伝導率、電極間の印加電圧及び電極間の通電電流から電極へのスケール付着状況を検知し、この検知結果に基づいて電極の洗浄を行うこと、及び該冷却水のＯＲＰを測定し、このＯＲＰ測定値が所定の範囲内に保たれるように前記電極への通水を制御することを特徴とする。
本発明（請求項２）の冷却水系の水処理方法は、冷却水中に浸漬した電極に通電して、該水中に含まれる塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成させた電解処理水を冷却水系の冷却水に含有させる冷却水系の水処理方法において、該冷却水の電気伝導率、電極間の印加電圧及び電極間の通電電流から電極へのスケール付着状況を検知し、この検知結果に基づいて電極の洗浄を行う冷却水系の水処理方法であり、該電極を有する電解槽よりも上流側の配管と下流側の配管のそれぞれに三方弁を設け、バイパス配管でこれら三方弁を接続すると共に、該上流側配管のうち該三方弁よりも下流側から分岐する分岐管と、該下流側配管のうち該三方弁よりも上流側から分岐する分岐管とによって、洗浄ユニットを該電解槽と並列に設け、該冷却水が該バイパス配管を通るように該三方弁を切り替えると共に、洗浄液を該洗浄ユニットから該分岐管を通って該電解槽に循環流通させることにより、該電極を洗浄することを特徴とする。
【００１２】
電極間に電圧を印加して電極間に電流を通電し、これによって水中の塩化物イオンを酸化して塩素を生成させる場合、電極間に印加すべき電圧は、目標電流値及び電極間距離にそれぞれ比例し、電極が接する冷却水の電気伝導率に反比例する。又、この目標電流値は、電流密度と電極面積との積であるが、電極面積は一定である。
【００１３】
そのため、電極にスケールが全く付着していない場合に目標電流値を通電して目標塩素発生量を得るために印加する電圧（以下、これを理論電圧という。）は理論電圧＝電流密度×電極間距離／電気伝導率＋塩素発生電圧
として算出することができる。
【００１４】
一方、電極にスケールが付着してくると、目標電流値を通電するために電極間に印加する電圧が次第に上昇する。そこで、目標電流値を通電すべく電極に実際に印加している電圧を検知することにより、電極へのスケール付着状況を検知することができ、これに基づいて電極の洗浄の要否を判断することができる。
【００１５】
本発明では、上記の実際の印加電圧と理論電圧との比を算出し、この比が所定比以上となったときに電極を制御するのが好適である。
【００１６】
なお、本発明方法は理論電圧と実際の電圧との比に基づく判定に限定されるものではなく、理論電流や理論電気伝導率で判断してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の冷却水系の水処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の冷却水系の水処理方法の実施の形態を示す系統図である。
【００１９】
冷却塔１のピット内の冷却水は、ポンプＰ_１により、配管１１を経て熱交換器２に送給され、戻り水は配管１２を経て冷却塔１に戻され、散水板１Ａから散水される。この冷却水に塩素系酸化剤を添加するために電解処理装置３に冷却水が循環される。この電解処理装置３は、電解槽４と、この電解槽４内に設けられた電極４Ａ，４Ｂと、電極４Ａ，４Ｂに電圧を印加する電源制御回路５とを備える。
【００２０】
この冷却塔１のピットにはＯＲＰ計６と電気伝導率計７とが設けられている。電気伝導率計７の検出信号は、濃縮管理装置８に入力される。この濃縮管理装置８は、電気伝導率を演算し、この電気伝導率が目標範囲に納まるように、補給水配管９の給水バルブ９ａ及びブロー配管１０のブローバルブ１０ａの開閉を制御する。
【００２１】
なお、濃縮管理装置８で演算された電気伝導率は塩素発生用電解処理装置３の電源制御回路５にも入力される。
【００２２】
前記電解処理装置３の電解槽４には、冷却塔１のピット内の冷却水が、ポンプＰ_２により配管１３を経て導入され、電解槽４内で電解処理され、電解処理水は配管１４より冷却塔１のピットに戻される。
【００２３】
この電解処理装置３の電源制御回路５は、前記ＯＲＰ計６の測定結果に基いて制御を行うように構成されている。即ち、ＯＲＰ計６のＯＲＰ測定値が所定値を超えた場合には、電極４Ａ，４Ｂへの通電を停止して電解処理を中断し、ＯＲＰ測定値が所定値を下回った場合には、電極４Ａ，４Ｂに通電して電解処理を再開することにより、冷却水中の残留塩素濃度を所定の範囲内に保つ。
【００２４】
なお、このような電源のＯＮ、ＯＦＦ操作の代りに電極４Ａ，４Ｂへの通電量の増減を行っても良く、例えばＯＲＰが所定値を超えた場合には通電量を低下させて電解処理で生成する残留塩素量を低減し、ＯＲＰが所定値を下回った場合には通電量を増やし、電解処理で生成する残留塩素量を増加させるようにしても良い。
【００２５】
この実施の形態では、ポンプＰ_２と電解槽４の入口との間、及び電解槽４の出口と冷却塔１のピットとの間にそれぞれ三方弁２１，２２が設けられている。これらの三方弁２１，２２間には電解槽４を迂回するバイパス配管２３が架設されている。また、三方弁２１と電解槽４との間及び三方弁２２と電解槽４との間からはそれぞれ分岐配管２５，２６が分岐しており、該分岐配管２５，２６は電解槽４の電極洗浄用の洗浄ユニット２７に接続されている。この洗浄ユニット２７は、洗浄液を貯留するためのタンクと該タンク間の洗浄液を電解槽４に循環供給するためのポンプとを備えている。この洗浄液としては希塩酸、ＥＤＴＡ等のキレート剤溶液などが用いられる。
【００２６】
定常の冷却塔稼動時には、三方弁２１，２２はポンプＰ_２と電解槽４の入口とを連通し、電解槽４の出口と冷却塔１とを連通する流路選択となっている。
【００２７】
電極４Ａ，４Ｂ間には、目標とする電流が両電極間に流れるように電圧が電源制御回路５から印加されている。この印加電圧と理論電圧との比が所定比（好ましくは１．１〜１．８特に好ましくは１．１〜１．５の間から選択された比）以上となったときには電解槽４が洗浄ユニット２７によって洗浄される。この洗浄時には、三方弁２１，２２はポンプＰ_２からの水がバイパス配管２３を通って冷却塔１へ戻るように切り換わる。この状態において洗浄ユニット２７が作動し、電解槽４に洗浄液が循環流通される。
【００２８】
なお、三方弁２１，２２の代りに開閉弁を設け、バイパス配管２３を省略し、洗浄ユニット２７の動作時にはポンプＰ_２を停止すると共に該開閉弁を閉とするよう構成してもよい。
【００２９】
この冷却水系においては、このように電解槽４への実際の印加電圧と、理論電圧との比に基づいて電解槽４は自動的に洗浄が行われるので、長期にわたりサービスマンによるメンテナンスなしに運転が継続される。
【００３０】
この間、濃縮管理装置８及び電源制御回路５の運転データと、電気伝導度計７及びＯＲＰ計６の検知データは、それぞれ通信機器３０を介して集中管理センターに送信され、集中管理センターのホストコンピュータに蓄積される。
【００３１】
上記の洗浄ユニット２７が作動しても電解槽４の動作が定常状態に復帰しないようになったときには、アラーム信号が通信機器３０から集中管理センターに通報される。集中管理センターは、このアラーム信号に基づいてサービスマン派遣センターにサービスマン派遣を要求する信号を送信する。
【００３２】
【実施例】
実施例１
図１の冷却水系を、空気伝導率計７の検出電気伝導率が１．０×１０^−３Ｓ／ｃｍになるように維持管理した。電解槽４には、電極面積１００ｃｍ^２の電極が極間距離０．３ｃｍで設置されており、４．５Ａの定電流で電解し、塩素を発生させた。理論電圧は以下の式で算出した。
理論電圧＝電流密度×極間距離／電気伝導率＋塩素発生電圧
＝０．０４５Ａ／ｃｍ^２×０．３ｃｍ／（１．０×１０^−３Ｓ／ｃｍ）＋３Ｖ＝１８Ｖ
【００３３】
洗浄時期を示す警報は、実際の電圧／理論電圧＝１．３で出力し、警報後すぐに酸洗を実施した。なお、６日目で電圧比（実際の印加電圧／理論電圧）が１．３に達したので、６日目に電解槽４を洗浄ユニット２７により３ｈにわたり希塩酸洗浄した。希塩酸濃度は１Ｎ，総流通量は３０Ｌであった。
【００３４】
試験結果と理論電圧、実際の電圧、電解槽での塩素発生速度を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
比較例１
６日目になっても酸洗浄を全く行わなかったこと以外は上記実施例１と同条件で、図１の装置を運転した。その結果を表２に示すが、６日目以降塩素発生量は著しく低下した。
【００３７】
【表２】

【００３８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の冷却水系の水処理方法によれば、冷却水を電解処理することにより、冷却水中の塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成させ、塩素系酸化剤を含む電解処理水を冷却水系に供給することにより系内のスライムの発生を防止するに当たり、冷却水中の塩素系酸化剤濃度が所定の範囲となるように塩素系酸化剤の生成量を適正範囲に制御することができ、これにより、系内の腐食を防止した上で良好なスライム防止効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却水系の水処理方法の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１冷却塔
１Ａ散水板
２熱交換器
３電解処理装置
４電解槽
４Ａ，４Ｂ電極
５電源
６ＯＲＰ計
７電気伝導率計
８濃縮管理装置
２１，２２三方弁
２７洗浄ユニット
３０通信機器

Claims

冷却水中に浸漬した電極に通電して、該水中に含まれる塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成させた電解処理水を冷却水系の冷却水に含有させる冷却水系の水処理方法において、
該冷却水の電気伝導率、電極間の印加電圧及び電極間の通電電流から電極へのスケール付着状況を検知し、この検知結果に基づいて電極の洗浄を行うこと、及び
該冷却水のＯＲＰを測定し、このＯＲＰ測定値が所定の範囲内に保たれるように前記電極への通水を制御すること
を特徴とする冷却水系の水処理方法。
冷却水中に浸漬した電極に通電して、該水中に含まれる塩化物イオンから塩素系酸化剤を生成させた電解処理水を冷却水系の冷却水に含有させる冷却水系の水処理方法において、
該冷却水の電気伝導率、電極間の印加電圧及び電極間の通電電流から電極へのスケール付着状況を検知し、この検知結果に基づいて電極の洗浄を行う冷却水系の水処理方法であり、
該電極を有する電解槽よりも上流側の配管と下流側の配管のそれぞれに三方弁を設け、バイパス配管でこれら三方弁を接続すると共に、
該上流側配管のうち該三方弁よりも下流側から分岐する分岐管と、該下流側配管のうち該三方弁よりも上流側から分岐する分岐管とによって、洗浄ユニットを該電解槽と並列に設け、
該冷却水が該バイパス配管を通るように該三方弁を切り替えると共に、洗浄液を該洗浄ユニットから該分岐管を通って該電解槽に循環流通させることにより、該電極を洗浄することを特徴とする冷却水系の水処理方法。
請求項１又は２において、電気伝導率、電極間に通電すべき目標電流値、および塩素発生電圧に基づいて理論電圧を設定し、
この目標電流値が電極間に流れるように印加された実際の電圧を測定し、この実際の印加電圧と理論電圧との比が所定比以上となったときに電極の洗浄を行うことを特徴とする冷却水系の水処理方法。