JP6631147B2

JP6631147B2 - ボイラ給水用水処理装置及びボイラの運転方法

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Application number: JP2015203026A
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Inventors: 邦洋早川; 和義内田
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Description

本発明は、ボイラに供給される水を処理するための水処理装置及び水処理方法と、この水処理装置を用いたボイラの運転方法に関するものである。

通常のボイラシステムでは、市水、地下水、工業用水などの原水から、水処理装置によって硬度成分などの不純物を除去してボイラ給水を製造し、このボイラ給水に、脱酸素剤、スケール分散剤、清缶剤などのボイラ処理剤を注入した後、ボイラに供給する。

原水から不純物を除去する水処理装置としては、原水を軟化処理（硬度成分の除去）して軟水とする軟化器、ナノ濾過膜や逆浸透（ＲＯ）膜のような濾過膜を使用して、原水や軟水を脱塩処理する脱塩装置、軟水や脱塩水の脱酸素処理を行う脱酸素装置がある。
例えば、特許文献１には、軟化処理水をナノ濾過膜で脱塩処理した後、脱塩水を脱気処理して溶存酸素を除去することが記載されている。また、特許文献２には、ＲＯ膜で脱塩処理した後、脱酸素処理することが記載されている。

特開２００５−２８８２１９号公報特許第３５９３７２３号公報

軟水器は、原水中の硬度成分以外の不純物を除去することができず、ボイラ給水の導電率や塩化物イオン濃度を十分に低くすることができない。ボイラ給水の水質が悪い場合、ボイラの濃縮倍率を低くして運転する必要があり、熱損失が大きくなる。

ＲＯ膜装置は、硬度成分だけでなく、塩化物イオンや重炭酸イオンなどの腐食成分や溶存有機物などの他の不純物も除去可能であるが、高圧で運転する必要があり、エネルギー消費量が大きいという問題がある。

原水を軟水器で処理した後ＲＯ膜装置で処理する場合、ボイラ給水として使用されないＲＯ膜装置の濃縮水の分だけ軟水器で処理すべき水量が多いこととなり、ボイラ給水量に対して軟水器の再生頻度が多いという問題がある。

本発明は、エネルギー消費量を抑えた上で、原水中の硬度成分、その他の不純物を効率的に除去して、ボイラの濃縮倍率を高めることができるボイラ給水用水処理装置及び処理方法と、この水処理装置を用いたボイラの運転方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、ＲＯ膜装置と軟水器を並列に配置してそれぞれ原水の処理を行い、それぞれの処理水を混合することで、従来の軟水器だけの処理より清浄な処理水を得ることができ、ボイラの濃縮倍率を高くすることができること、また、並列して処理を行うことにより、それぞれの装置を小型化することができ、消費エネルギーや排水量を小さく抑えることができること、更には、その混合処理水にスケール分散剤を添加することで、ボイラ缶内でのスケールや腐食のトラブルを防止しつつ、濃縮倍率を高め、効率的な運転を行えることを見出した。
即ち、本発明は以下を要旨とする。

［１］原水を逆浸透膜装置又は軟水器で処理してボイラ給水を製造するボイラ給水用水処理装置であって、並列配置された逆浸透膜装置及び軟水器と、該逆浸透膜装置及び該軟水器のそれぞれに接続された原水供給配管及び処理水排出配管と、該逆浸透膜装置の処理水排出配管からの処理水と該軟水器の処理水排出配管からの処理水をボイラ給水としてボイラに供給する給水配管とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［２］［１］において、前記逆浸透膜装置の処理水量と前記軟水器の処理水量の比率が所定の範囲内となるように、該逆浸透膜装置の運転条件を制御して該逆浸透膜装置の処理水量を所定の範囲内とする運転制御手段を有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［３］［１］において、ボイラの必要給水量が前記逆浸透膜装置の処理水量よりも少ない場合には、原水を該逆浸透膜装置のみに供給し、ボイラ必要給水量が該逆浸透膜装置の処理水量を超える場合には、原水を該逆浸透膜装置と前記軟水器の双方に供給する原水流路切替手段を有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［４］［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記逆浸透膜装置の処理水量が、ボイラの最大要求給水量以下であることを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［５］［１］ないし［４］のいずれかにおいて、前記ボイラ給水に、スケール分散剤を添加するスケール分散剤添加手段を有し、該スケール分散剤が、重合もしくは共重合成分としてアクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の少なくとも１種を含む重合体もしくは共重合体又は該重合体もしくは共重合体の塩であり、その重量平均分子量が１，０００〜２００，０００であることを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［６］［１］ないし［５］のいずれかにおいて、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する薬品添加手段と、該ボイラ給水の導電率を測定する導電率測定手段と、該導電率測定手段で測定された導電率に基づいて、該薬品添加手段の薬品添加量を制御する薬注制御手段とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［７］［１］ないし［５］のいずれかにおいて、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する薬品添加手段と、前記逆浸透膜装置及び軟水器のそれぞれの処理水量を測定する処理水量測定手段と、該処理水量測定手段で測定された逆浸透膜装置の処理水量と軟水器の処理水量との比に基づいて、該薬品添加手段の薬品添加量を制御する薬注制御手段とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［８］［１］ないし［７］のいずれかにおいて、前記ボイラ給水にスケール分散剤を添加するスケール分散剤添加手段と、該ボイラ給水の硬度を測定する硬度測定手段と、該硬度測定手段で測定された硬度に基づいて、該スケール分散剤添加手段のスケール分散剤添加量を制御する薬注制御手段とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。

［９］原水を逆浸透膜装置又は軟水器で処理してボイラ給水を製造するボイラ給水用水処理方法であって、原水の一部を逆浸透膜装置で処理すると共に残部を軟水器で処理し、該逆浸透膜装置の処理水と該軟水器の処理水との混合水をボイラ給水としてボイラに給水することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１０］［９］において、前記逆浸透膜装置の処理水量と前記軟水器の処理水量の比率が所定の範囲内となるように、該逆浸透膜装置の運転条件を制御して該逆浸透膜装置の処理水量を所定の範囲内とすることを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１１］原水を逆浸透膜装置又は軟水器で処理してボイラ給水を製造するボイラ給水用水処理方法であって、ボイラの必要給水量が該逆浸透膜装置の処理水量よりも少ない場合には、該逆浸透膜装置のみで原水を処理して該逆浸透膜装置の処理水をボイラ給水とし、ボイラの必要給水量が該逆浸透膜装置の処理水量を超える場合は、原水の一部を該逆浸透膜装置で処理すると共に残部を該軟水器で処理し、該逆浸透膜装置の処理水と該軟水器の処理水との混合水をボイラ給水とすることを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１２］［９］ないし［１１］のいずれかにおいて、前記逆浸透膜装置の処理水量が、ボイラの最大要求給水量以下であることを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１３］［９］ないし［１２］のいずれかにおいて、前記ボイラ給水に、スケール分散剤として、重合もしくは共重合成分としてアクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の少なくとも１種を含む重合体もしくは共重合体又は該重合体もしくは共重合体の塩であり、その重量平均分子量が１，０００〜２００，０００であるものを添加することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１４］［９］ないし［１３］のいずれかにおいて、請求項９ないし１３のいずれか１項において、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する方法であって、該ボイラ給水の導電率を測定し、測定された導電率に基づいて、該ボイラ用薬品の添加量を制御することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１５］［９］ないし［１３］のいずれかにおいて、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する方法であって、前記逆浸透膜装置の処理水量と軟水器の処理水量との比に基づいて、該ボイラ用薬品の添加量を制御することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１６］［９］ないし［１５］のいずれかにおいて、前記ボイラ給水にスケール分散剤を添加する方法であって、該ボイラ給水の硬度を測定し、測定された硬度に基づいて、該スケール分散剤の添加量を制御することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。

［１７］［１］ないし［８］のいずれかにに記載のボイラ給水用水処理装置でボイラ給水を製造し、得られたボイラ給水をボイラに供給することを特徴とするボイラの運転方法。

［１８］［１７］において、ボイラ缶内の水の導電率を測定し、この測定結果に基づいてブロー水量を制御することを特徴とするボイラの運転方法。

本発明によれば、ＲＯ膜装置と軟水器を並列に配置して原水をＲＯ膜装置又は軟水器で処理し、得られた処理水を混合してボイラ給水とすることにより、従来の軟水器だけの処理よりも清浄な処理水を得ることができ、ボイラの濃縮倍率を高くすることができる。また、並列して処理を行うことにより、それぞれの装置を小型化することができ、消費エネルギーや排水量を小さく抑えることができる。また、ＲＯ膜装置と軟水器が並設されているため、一方を再生、洗浄、メンテナンス等で停止する場合には、他方で処理してボイラ給水を製造することができるので、連続的に給水を行うことができる。

本発明のボイラ給水用水処理装置の実施の形態の一例を示す系統図である。実施例１におけるボイラの必要給水量の経時変化を示すグラフである。

以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明のボイラ給水用水処理装置の実施の形態の一例を示す系統図であり、ＲＯ膜装置１と軟水器２とが並列に設置されており、配管１１からの原水が配管１１Ａ，１１Ｂを経て各々ＲＯ膜装置１、軟水器２に供給され、ＲＯ膜装置１の処理水、軟水器２の処理水が各々配管１２Ａ，１２Ｂを経て給水タンク３に導入されるように構成されている。給水タンク３内の処理水は、ボイラ給水としてポンプＰ_１により配管１３を経てボイラ５に供給される。この配管１３には、薬品タンク４内の薬品が薬注ポンプＰ_２により、配管１４を経て注入される。１５はブロー配管であり、ブロー弁１５ａを有する。
なお、給水タンク３にはボイラ５からの蒸気復水が返送される場合がある。

原水をＲＯ膜装置１に供給する配管１１Ａ、原水を軟水器２に供給する配管１１Ｂにはそれぞれ開閉弁１１ａ，１１ｂが設けられている。ＲＯ膜装置１からの処理水排出配管１２Ａ、軟水器２からの処理水排出配管１２Ｂには、それぞれ流量計Ｆ_ａ，Ｆ_ｂが設けられており、この流量計Ｆ_ａ，Ｆ_ｂの測定値は制御装置１０に入力される。また、配管１２Ａには、導電率計Ｃ_１が設けられており、この導電率計Ｃ_１の測定値も制御装置１０に入力される。

給水タンク３からボイラ５への給水配管１３には硬度計Ｃ_２と流量計Ｆ_ｃが設けられており、この硬度計Ｃ_２及び流量計Ｆ_ｃの測定値はそれぞれ制御装置１０に入力される。

ボイラ５には、ボイラ缶内の水の導電率を測定する導電率計（図示せず）が設けられており、この導電率計の測定値が制御装置（図示せず）に入力され、この測定値に基づいて、制御装置から、ブロー弁１５ａの開閉信号が出力される。

このようなボイラ給水用水処理装置によりボイラ給水を製造する方法としては、以下の（１），（２）の運転方法が挙げられる。

（１）原水の一部をＲＯ膜装置１で処理し、残部を軟水器２で処理し、これらの処理水の混合水をボイラ給水とする。
この方法であれば、次のような効果が得られる。
軟水器２ではＣａ硬度は略ゼロにできるものの、塩化物イオンや重炭酸イオンなどの腐食成分を除去することができない。ＲＯ膜装置１は塩化物イオンや重炭酸イオンなどの腐食成分や溶存有機物などの他の不純物も除去できるが、微量のＣａ硬度のリークが起こる。軟水器２とＲＯ膜装置１を常時併用することにより、ボイラ給水中のＣａ硬度、塩化物イオン、重炭酸イオンなどの腐食成分及びボイラブロー量をバランスよく低減、もしくは調整することができる。その結果、必要なボイラ用薬品量を低減することができる。

（２）ボイラの稼働状況（負荷）が低く、必要給水量が少ない場合は、ＲＯ膜装置１のみで処理してＲＯ膜装置１の処理水をボイラ給水とし、ボイラの稼働状況（負荷）が高く、必要給水量がＲＯ膜装置の処理水量（処理能力）が超える場合には、軟水器２を併用し、ＲＯ膜装置１で供給し得ない処理水量分を軟水器２の処理水でまかなう。
この方法であれば、次のような効果が得られる。
ＲＯ膜装置１のみで運転を行いつつ、ＲＯ膜装置１の処理水量を超えるボイラ要求給水量となった場合には軟水器２を補助的に利用することで、ボイラ給水の平均的な水質を良好なものとしてボイラの濃縮倍率を上げ、ブロー水量を低減することができる。
また、軟水器２は補助的に用いられるため、軟水器２のイオン交換樹脂量を削減することができ、再生頻度も削減できる。

（１），（２）のいずれの場合も、ＲＯ膜装置として、ボイラの最大必要給水量に対応するものを用いる必要はなく、ＲＯ膜装置の小型化を図ることができる。
いずれの場合も、ＲＯ膜装置としては、給水するボイラの最大必要給水量（ボイラの最大負荷時に要求される給水量）以下、例えば、ボイラの最大必要給水量の１０〜９０％程度の処理水量のものを用い、軟水器として、その不足分を補充できるように、ボイラの必要給水量の１０〜９０％の処理水量のものを用いることができる。このようにすることで、ＲＯ膜装置、軟水器の各々を小型化することができる。

上記（１）の運転方法の場合、開閉弁１１ａ，１１ｂを共に開として、原水を配管１１，１１Ａ，１１Ｂを経てそれぞれＲＯ膜装置１、軟水器２に供給し、ＲＯ膜装置１、軟水器２の処理水を配管１２Ａ，１２Ｂより給水タンク３に送給し、給水タンク３内のＲＯ膜装置１の処理水と軟水器２の処理水の混合水をポンプＰ_１により配管１３を経てボイラ５に送給する。この配管１３には薬品タンク４より後述のスケール分散剤、アルカリ調整剤、復水処理剤等のボイラ用薬品がポンプＰ_２により配管１４を経て添加される。

この運転方法において、ＲＯ膜装置１の処理水と軟水器２の処理水の混合比率には特に制限はないが、混合比率を一定にすることで、ボイラ給水の水質をほぼ一定とし、ボイラ用薬品の添加量を一定とすることができる。しかし、ＲＯ膜装置１では、運転を継続することにより膜の閉塞で処理水量が低下し、混合比率が変動する場合がある。このため、制御装置１０からＲＯ膜装置１の運転条件の制御信号を出力し、ＲＯ膜装置１の給水圧力等を制御してＲＯ膜装置１の処理水量を一定に維持して混合比率を一定にするようにしてもよい。

また、ボイラ用薬品の添加量は、上記の混合比率が一定であれば、一定の添加量でよいが、混合比率が変動する場合やドレン回収によりボイラ給水の水質が変動する場合、ＲＯ膜装置１の処理水の水質が変動する場合は、その変動に応じて薬注量を制御することが好ましい。その際ブロー量を併せて制御することが好ましい。この制御はボイラ給水の導電率やｐＨ、ボイラ給水硬度、ボイラ給水流量等の測定値に基づいて行うことが好ましく、図１では、配管１２Ａに設けられた導電率計Ｃ_１及び流量計Ｆ_ａや配管１３の硬度計Ｃ_２及び流量計Ｆ_ｃの測定値が制御装置１０に入力され、その測定値に基づいて、薬注ポンプＰ_２の運転を制御して、薬品添加量を制御することができる。具体的には、導電率の測定値に応じて薬品添加量を比例制御する方法、スケール分散剤を添加する場合、硬度の測定値に応じてスケール分散剤の添加量を制御する方法が挙げられる。かかることから、硬度計Ｃ_２をＲＯ処理水の排出配管１２Ａに設置して、流量計Ｆ_ａの値に対して、必要なスケール分散剤を添加することも可能である。

また、ＲＯ膜装置１の処理水と軟水器２の処理水の混合比率が変動する場合、その混合比率を求め、計算によって薬品添加量を制御することもできる。図１のボイラ給水用水処理装置では、ＲＯ膜装置１の処理水排出配管１２Ａと軟水器２の処理水排出配管１２Ｂのそれぞれに設けた流量計Ｆ_ａ，Ｆ_ｂの測定値が制御装置１０に入力され、この値に基づいて混合比率を算出し、その混合比率に応じた薬品添加量となるように、薬注ポンプＰ_２を制御することもできる。

上記（２）の運転方法の場合、ボイラ５の稼働状況からボイラ５の必要給水量が制御装置１０に入力され、必要給水量がＲＯ膜装置１の処理水量（処理能力）以下の場合は、開閉弁１１ａのみを開、開閉弁１１ｂを閉として、原水を配管１１，１１Ａを経てＲＯ膜装置１に供給し、ＲＯ膜装置１の処理水を配管１２Ａより給水タンク３に送給し、給水タンク３内の水をポンプＰ_１により配管１３を経てボイラ５に送給する。

ボイラ５の必要給水量がＲＯ膜装置の処理水量（処理能力）を超えた場合には、制御装置１０からの信号で上記（１）の運転方法の場合と同様に、開閉弁１１ａ，１１ｂを共に開として、原水を配管１１，１１Ａ，１１Ｂを経てそれぞれＲＯ膜装置１、軟水器２に供給し、ＲＯ膜装置１、軟水器２の処理水を配管１２Ａ，１２Ｂより給水タンク３に送給し、給水タンク３内のＲＯ膜装置１の処理水と軟水器２の処理水の混合水をポンプＰ_１により配管１３を経てボイラ５に送給する。この場合、軟水器２は、ＲＯ膜装置１で供給し得ない分の処理水量を供給するように、制御装置１０からの信号で開閉弁１１ｂの開度を制御する。

なお、開閉弁の代りに配管１１の配管１１Ａ，１１Ｂの分岐部に三方弁を設けて流路切り換えすることもできる。

（２）の運転方法の場合、ＲＯ膜装置１の処理水のみがボイラ給水とされる期間は、塩化物イオンや重炭酸イオンなどの腐食成分などの不純物が除去されているが、微量のＣａ硬度を含む処理水がボイラ給水として供給されることとなるため、ボイラでは腐食の問題は殆どないもののスケール生成の問題が生じる場合がある。一方、ＲＯ膜装置１と軟水器２の処理水の混合水がボイラ給水とされる場合は、ボイラ給水のＣａ硬度は低減されるが腐食成分は若干増加する。（１）の場合であっても、ＲＯ膜装置１の処理水と軟水器２の処理水の混合比率によって、ＲＯ膜装置１の処理水が多い場合はスケールが問題となる傾向があり、軟水器２の処理水が多い場合は腐食が問題となる傾向がある。
従って、ＲＯ膜装置１及び軟水器２の稼働状況（処理水量、稼働時間等の割合等）に応じてスケール分散剤や防食剤等のボイラ用薬品の添加量を、個々に制御することで、ボイラの運転を安定に継続して行うことが可能となる。スケール分散剤や防食剤が一剤となっている場合は、その配合比率を制御装置１０に組み入れてコントロールすることが望ましい。なお、このスケール分散剤等のボイラ用薬品については後述する。

本発明で処理する原水としては、市水、地下水、工業用水などが例示される。原水は、精密濾過膜などによって除濁された後、ＲＯ膜装置１又は軟水器２に供給されることが好ましい。従って、本発明のボイラ給水用水処理装置は、配管１１の上流側に除濁装置を有していてもよい。

ＲＯ膜装置のＲＯ膜の材質、形状としては特に制限はないが、芳香族ポリアミド製のＲＯ膜が好適に用いられる。形状としては平膜、スパイラル、中空糸、チューブラーなどがあるが、スパイラル形状のＲＯ膜が好適に用いられる。

ＲＯ膜装置においては、スケール析出の恐れがある場合は、公知のスケール分散剤を適用するか、ｐＨ調整を行うなどにより、スケール析出を防止しながら運転することが好ましい。ＲＯ膜用スケール分散剤に特に制限はなく、公知の剤を用いることができる。同様に、スライム繁殖の恐れがある場合は、スライムコントロール剤、殺菌剤、制菌剤などを用いて安定化を図ることができる。この場合の薬剤にも特に制限はなく、公知の剤を用いることができる。

軟水器とは、一般的にＮａ型陽イオン交換樹脂塔を指す。

ボイラ給水に添加するスケール分散剤としては、重合もしくは共重合成分としてアクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の少なくとも１種を含む重合体（ホモポリマー）もしくは共重合体（コポリマー）又は該重合体もしくは共重合体の塩を用いることが好ましい。

具体的には、ホモポリマーとして、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸が挙げられる。

コポリマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の１種又は２種以上と、２−メチル−１，３−ブタジエン−１−スルホン酸などの共役ジエンスルホン酸、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、３−メタアリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸等のスルホ基を有する不飽和（メタ）アリルエーテル系単量体や（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−アクリルアミドプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、又はこれらの塩類などのスルホ基を有する化合物、イソブチレン、アミレン、アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアルデヒドなどの非イオン性化合物や、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸、アトロパ酸、フマル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルアクリル酸又はこれらの塩などのカルボキシル基を有する化合物から選ばれる１種又は２種以上との共重合体が挙げられる。

これらのホモポリマー、コポリマーの塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが例示される。

これらのポリマー、コポリマー、又はこれらの塩の重量平均分子量は１，０００〜２００，０００、特に１０，０００〜１００，０００、とりわけ２０，０００〜７０，０００が好ましい。重量平均分子量が１，０００未満では十分なスケール防止効果を得ることができない場合があり、重量平均分子量が２００，０００を超えるとスケール防止効果が低下する。

上記のスケール分散剤は１種のみ添加されてもよく、２種以上が併用して添加されてもよい。また、スケール分散剤を他のスケール分散剤と併用してもよい。他のスケール分散剤としては、例えば、各種リン酸塩、スケール分散剤として上記したもののうち、上述した条件を満たさない重量平均分子量が低いポリマー又はコポリマー、これらのナトリウム塩等の水溶性高分子化合物、ホスホン酸塩、キレート剤等が挙げられる。

これらのポリマー、コポリマー、又はこれらの塩よりなるスケール分散剤の添加量は、ボイラ水中での濃度が１０〜５００ｍｇ／Ｌとなるような量とすることが好ましく、ボイラ水中での濃度が２０〜４００ｍｇ／Ｌとすることがより好ましく、３０〜３００ｍｇ／Ｌとすることがさらに好ましく、５０〜２５０ｍｇ／Ｌとすることがよりさらに好ましい。ボイラ水中での濃度を１０ｍｇ／Ｌ以上とすることにより、十分なスケール分散効果が発揮され易くなり、５００ｍｇ／Ｌ以下とすることにより、ＣＯＤの上昇による排水処理の煩雑さを防止しつつ、費用対効果を良好にできる。

スケール分散剤は、補給水又は給水に添加されることが好ましい。なお、ボイラが循環式の場合、復水に添加してもよい。

本発明においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて、ボイラ設備の系内の何れかの箇所で、各種の添加成分、例えば、脱酸素剤、防食剤等のボイラ用薬品を添加してもよい。
また、本発明のボイラ給水用水処理装置は、図１に示すＲＯ膜装置、軟水器の他、これらの装置の下流に更に脱酸素装置を有していてもよい。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

以下において、ＲＯ膜装置及び軟水器としては、次のものを用いた。

＜ＲＯ膜装置＞
ＲＯ膜：日東電工社製８インチＲＯ膜「ＥＳ２０−Ｄ８」
処理水量：４ｍ^３／ｈ
＜軟水器＞
イオン交換樹脂：Ｎａ型陰イオン交換樹脂
処理水量：４ｍ^３／ｈ

［実施例１］
ボイラの最大負荷時の必要給水量が８ｍ^３／ｈのボイラシステムにおいて、上記の通り必要給水量の５０％の処理能力を有する軟水器とＲＯ膜装置を図１のように並列配置して原水（井水）の処理を行った。図２のようなボイラの負荷変動に伴なう必要給水量の変動において、優先的にＲＯ膜装置の運転を行い（原水をＲＯ膜装置のみで処理する運転）、ＲＯ膜装置の処理能力を超えた際に、その分のボイラ給水を軟水器から得る運転を行った。
図２において、ドットを付した部分がＲＯ膜装置の処理水によるボイラ給水であり、ハッチを付した部分が軟水器の処理水によるボイラ給水である。

このシステムにより、ブロー水量は軟水器だけの給水システムと比較して、５０％削減できた。また、軟水器は補助的な運転であったため、軟水器だけの給水システムと比較して樹脂容量を３０％削減することができ、軟水器の再生頻度も５０％削減できた。
なお、ボイラ給水中には、重量平均分子量７０，０００のポリアクリル酸塩を常時１０ｍｇ／Ｌ添加した。この薬品添加でボイラ水中のポリアクリル酸濃度は１００〜１５０ｍｇ／Ｌとなる。

［実施例２］
実施例１において、軟水器の稼働時間に応じて、ボイラ用薬品の注入量を制御した。具体的には、軟水器を運転していない期間のみボイラ給水へのポリアクリル酸塩の添加量を１０ｍｇ／Ｌとし、軟水器を運転した場合は、軟水器の処理水量に応じて薬品添加量を２〜４ｍｇ／Ｌ削減して６〜８ｍｇ／Ｌとした。その結果、ポリアクリル酸塩の必要量を削減した上で、長期間の運転においてもスケールの付着を防止し、安定的に運転を行うことができた。

１ＲＯ膜装置
２軟水器
３給水タンク
４薬品タンク
５ボイラ
１０制御装置

Claims

原水を逆浸透膜装置又はＮａ型陽イオン交換樹脂塔で処理してボイラ給水を製造するボイラ給水用水処理装置であって、
並列配置された逆浸透膜装置及びＮａ型陽イオン交換樹脂塔と、
該逆浸透膜装置及び該Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔のそれぞれに接続された原水供給配管及び処理水排出配管と、
該逆浸透膜装置の処理水排出配管からの処理水と該Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔の処理水排出配管からの処理水をボイラ給水としてボイラに供給する給水配管とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
請求項１において、前記逆浸透膜装置の処理水量と前記Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔の処理水量の比率が所定の範囲内となるように、該逆浸透膜装置の運転条件を制御して該逆浸透膜装置の処理水量を所定の範囲内とする運転制御手段を有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
請求項１において、ボイラの必要給水量が前記逆浸透膜装置の処理水量よりも少ない場合には、原水を該逆浸透膜装置のみに供給し、ボイラ必要給水量が該逆浸透膜装置の処理水量を超える場合には、原水を該逆浸透膜装置と前記Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔の双方に供給する原水流路切替手段を有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記逆浸透膜装置の処理水量が、ボイラの最大要求給水量以下であることを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記ボイラ給水に、スケール分散剤を添加するスケール分散剤添加手段を有し、該スケール分散剤が、重合もしくは共重合成分としてアクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の少なくとも１種を含む重合体もしくは共重合体又は該重合体もしくは共重合体の塩であり、その重量平均分子量が１，０００〜２００，０００であることを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する薬品添加手段と、該ボイラ給水の導電率を測定する導電率測定手段と、該導電率測定手段で測定された導電率に基づいて、該薬品添加手段の薬品添加量を制御する薬注制御手段とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する薬品添加手段と、前記逆浸透膜装置及びＮａ型陽イオン交換樹脂塔のそれぞれの処理水量を測定する処理水量測定手段と、該処理水量測定手段で測定された逆浸透膜装置の処理水量とＮａ型陽イオン交換樹脂塔の処理水量との比に基づいて、該薬品添加手段の薬品添加量を制御する薬注制御手段とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記ボイラ給水にスケール分散剤を添加するスケール分散剤添加手段と、該ボイラ給水の硬度を測定する硬度測定手段と、該硬度測定手段で測定された硬度に基づいて、該スケール分散剤添加手段のスケール分散剤添加量を制御する薬注制御手段とを有することを特徴とするボイラ給水用水処理装置。
原水を逆浸透膜装置又はＮａ型陽イオン交換樹脂塔で処理してボイラ給水を製造するボイラ給水用水処理方法であって、
原水の一部を逆浸透膜装置で処理すると共に残部をＮａ型陽イオン交換樹脂塔で処理し、該逆浸透膜装置の処理水と該Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔の処理水との混合水をボイラ給水としてボイラに給水することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
請求項９において、前記逆浸透膜装置の処理水量と前記Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔の処理水量の比率が所定の範囲内となるように、該逆浸透膜装置の運転条件を制御して該逆浸透膜装置の処理水量を所定の範囲内とすることを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
原水を逆浸透膜装置又はＮａ型陽イオン交換樹脂塔で処理してボイラ給水を製造するボイラ給水用水処理方法であって、
ボイラの必要給水量が該逆浸透膜装置の処理水量よりも少ない場合には、該逆浸透膜装置のみで原水を処理して該逆浸透膜装置の処理水をボイラ給水とし、
ボイラの必要給水量が該逆浸透膜装置の処理水量を超える場合は、原水の一部を該逆浸透膜装置で処理すると共に残部を該Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔で処理し、該逆浸透膜装置の処理水と該Ｎａ型陽イオン交換樹脂塔の処理水との混合水をボイラ給水とすることを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
請求項９ないし１１のいずれか１項において、前記逆浸透膜装置の処理水量が、ボイラの最大要求給水量以下であることを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
請求項９ないし１２のいずれか１項において、前記ボイラ給水に、スケール分散剤として、重合もしくは共重合成分としてアクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の少なくとも１種を含む重合体もしくは共重合体又は該重合体もしくは共重合体の塩であり、その重量平均分子量が１，０００〜２００，０００であるものを添加することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
請求項９ないし１３のいずれか１項において、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する方法であって、該ボイラ給水の導電率を測定し、測定された導電率に基づいて、該ボイラ用薬品の添加量を制御することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
請求項９ないし１３のいずれか１項において、前記ボイラ給水にボイラ用薬品を添加する方法であって、前記逆浸透膜装置の処理水量とＮａ型陽イオン交換樹脂塔の処理水量との比に基づいて、該ボイラ用薬品の添加量を制御することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
請求項９ないし１５のいずれか１項において、前記ボイラ給水にスケール分散剤を添加する方法であって、該ボイラ給水の硬度を測定し、測定された硬度に基づいて、該スケール分散剤の添加量を制御することを特徴とするボイラ給水用水処理方法。
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のボイラ給水用水処理装置でボイラ給水を製造し、得られたボイラ給水をボイラに供給することを特徴とするボイラの運転方法。
請求項１７において、ボイラ缶内の水の導電率を測定し、この測定結果に基づいてブロー水量を制御することを特徴とするボイラの運転方法。