JPH0592198A - 硬水の軟化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １００ｐｐｍ以上の硬度成分を含む水を処理
して、軟水化するための硬水の軟化処理方法に関し、薬
注量を低減でき、そして排出物の量を少くすることが可
能な硬水の軟化処理方法を提供することを目的とする。 【構成】 １００ｐｐｍ以上の硬度成分を含む水に、ア
ルカリを添加することによって前記水のｐＨを１０以上
にし、さらに、該水に任意に凝集剤を加え、次いで、凝
集沈殿工程に入る直前の前記水と、空気（酸素）とを気
液混合手段１０により混合する、ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】本発明は、１００ｐｐｍ以上の硬度成分を
含む水を処理して、軟水化するための硬水の軟化処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】硬水の軟水化は古くから行われており、
その方法には、凝集沈殿法、イオン交換法、電気透析
法、逆浸透法などが存在している。

【０００３】後者の三法は一般に高度処理法と呼ばれ、
その処理コストが高いため純水の製造等の特殊用途に限
定して利用されている。

【０００４】凝集沈殿法は、処理コストが比較的低く多
量の水を処理し易いため、最も古くから利用されている
硬水の軟水処理法であり、現在でも、硬水の多い欧米で
は広く利用されている。

【０００５】そして、米国特許番号第３，２３８，１２
８号には、その処理方法及び装置が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の凝集沈殿法では、薬注量が多く、かつ汚泥量が多く、
この量を低減することが望まれている。

【０００７】特に、近年になって、汚泥処理場の不足が
深刻化している中で、その要求が増々強くなってきてい
る。

【０００８】一般に、凝集沈殿による硬水の軟化処理方
法では、図４に示す反応によって生じる不溶のカルシウ
ムおよびマグネシウム塩を沈殿によって除去すると説明
されている。

【０００９】このように、水酸化カルシウムＣａ（Ｏ
Ｈ）2 を原水に加え、これが水中に溶解している炭酸水
素カルシウムや炭酸水素マグネシウムと反応して、炭酸
カルシウムおよび水酸化マグネシウムを生じさせ、この
ようにして生じた沈澱物を除去することによって軟水化
を行うと説明されている。

【００１０】上記の反応方程式に従うと、理論的には、
溶解している１モルのＣａ（ＨＣＯ3 ）3 を反応により
沈澱させて除去するには１モルのＣａ（ＯＨ）2 が必要
であり、そして更に１モルのＭｇ（ＨＣＯ3 ）2 を除去
するには２モルのＣａ（ＨＣＯ3 ）2 が必要である。

【００１１】このように、単にＣａ（ＯＨ）2 を原水に
添加して、その反応によって硬度成分を除去するには、
多量の薬注が必要であり、それと同時に、多量の沈澱物
（汚泥物）が排出される。

【００１２】本発明は、上記従来の課題を解決するため
に創案されたものであって、薬注量を低減でき、そして
排出物の量を少くすることが可能な硬水の軟化処理方法
を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は次のように構成されている。

【００１４】すなわち、１００ｐｐｍ以上の硬度成分を
含む水に、アルカリを添加することによって水のｐＨを
１０以上にし、

【００１５】次いで、任意に凝集剤を加え、さらに、気
液混合手段１０により、凝集沈殿工程に入る直前の水と
空気（酸素）とを、混合することから構成され、

【００１６】または、１００ｐｐｍ以上の硬度成分を含
む水に、アルカリを添加することによって水のｐＨを１
０以上にし、

【００１７】次いで、任意に凝集剤を加え、さらに、気
液混合手段１０により、フロック形成工程及び凝集沈殿
工程に入る直前の水と空気（酸素）とを、混合すること
から構成され、

【００１８】または、前記気液混合手段１０がアスピレ
ータ式で構成されている。

【００１９】

【作用】本発明では、硬度成分を含む水に、アルカリを
添加することによってｐＨを１０以上に上昇させた後、
任意に若干量の一般的凝集剤を加え、そしてその混合液
に空気を混合することによって硬度成分が不溶化するこ
とを見い出だした。

【００２０】現在の段階では、いかなる理由で空気を混
合することによって硬度成分が不溶化するかは不明であ
るが、恐らくは、空気中の酸素が何らかの作用を有して
いるものと考えられる。

【００２１】尚、本発明で使用できるアルカリの例とし
ては、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化
物、炭酸塩および炭酸水素化物、例えば水酸化ナトリウ
ム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナト
リウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられる。

【００２２】また、凝集剤の例としては、塩化アルミニ
ウム、硫酸アルミニウム、硫酸第二鉄、アクリル系凝集
剤、例えばポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリ
ウム、カチオン系ポリアクリルアミドなどが挙げられ
る。

【００２３】本発明で利用できる空気混合手段として、
いかなる種類のものも利用できるが、好適には、アスピ
レータ式の気液混合手段１０が利用できる。

【００２４】このアスピレータ式の気液混合手段１０
は、図１に示すような構造を有するものであり、アルカ
リを混合し、任意に凝集剤を加えた原水を、ポンプで該
気液混合手段１０に送り込むと、入口１２から出口１３
に水が流れるにしたがって、空気導入口１４から空気が
吸入され、水の出口３近くで水と空気が混合するように
設計されたものである。

【００２５】水の入口１２と出口１３そして空気導入口
４の大きさは重要であるが、処理すべき水の量、粘度お
よび流速によって変化する。

【００２６】そのため、ここで寸法を限定することはで
きないが、水の出口１３の部分で空気と水が混合するこ
とによって生じるところの、白色の層が見られるように
すると良好な気液混合が得られる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明にかかる硬水軟化処理方法の好
適な実施例を説明する。

【００２８】まず、本発明によるの処理方法を、図２の
簡単な図式図を用いて説明する。図２において、混合槽
１５で原水とアルカリ、および任意に凝集剤と混合す
る。

【００２９】ここで混合槽１５についてはなんら限定さ
れるものではなく、二者択一的に、原水を気液混合手段
１０に送り込むパイプに直接、アルカリまたは凝集剤を
送り込んでもよい。

【００３０】アルカリおよび任意に凝集剤を混合した原
水を、好適にはポンプで、気液混合手段に送りこみ、こ
こで、水と空気（酸素）が混合された後、凝集沈澱槽１
６に送り込まれる。

【００３１】ここで、気液混合手段１０として、図１に
示した装置が好適に用いられるが、これに限定されるも
のでなく、他の気液混合手段１０、例えば通常の曝気装
置も利用できる。

【００３２】その後、凝集沈澱槽１６中で、不溶化した
硬度成分が沈降して除去され、オーバーフローした水が
処理水槽に送り込まれる。

【００３３】この具体例では、硬水の軟化工程のみを簡
単に示した。しかしながら、実使用においては、その他
の種々の工程を加えることも可能であり、例えば、凝集
沈澱槽１６の前にフロック形成槽を設けることも可能で
あり、また、凝集沈澱後に緩速濾過、急速濾過システム
などを組み込むことも可能である。

【００３４】尚、ここで、本発明の方法の効果を示す試
験を行ったので、その内容の説明を図３に示す。

【００３５】硬度成分を含有する原水として、ＣａＣＯ
3 換算で３２０ｐｐｍの硬度成分を含有する井戸水を用
いた。気液混合手段は、硬質ガラス製のものを使用し、
水の出口に白色の帯ができるように流量を調節した
（２．０ｌ／分）。凝集沈澱槽は、外径が２６７ｍｍの
ポリエチレン管を図２に示したようにＵ字型に加工し、
高さが１．５ｍで巾が１．０ｍであった。

【００３６】比較実施例として、気液混合手段を取り外
した以外は上記の同様の条件及び処理装置を用いた。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】気液混合手段の概略説明図である。

【図２】実施例の概略説明図である。

【図３】実施例による試験の内容を示す説明図である。

【図４】反応を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０ 気液混合手段 １２ 入口 １３ 出口 １４ 空気導入口 １５ 混合槽 １６ 凝集沈澱槽

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １００ｐｐｍ以上の硬度成分を含む水
   に、アルカリを添加することによって前記水のｐＨを１
   ０以上にし、 さらに、該水に任意に凝集剤を加え、 次いで、凝集沈殿工程に入る直前の前記水と、空気（酸
   素）とを気液混合手段（１０）により混合する、 ことを特徴とする、硬水の軟化処理方法。
2. 【請求項２】 １００ｐｐｍ以上の硬度成分を含む水
   に、アルカリを添加することによって前記水のｐＨを１
   ０以上にし、 さらに、該水に任意に凝集剤を加え、 次いで、フロック形成工程及び凝集沈殿工程に入る直前
   の前記水と、空気（酸素）とを気液混合手段（１０）に
   より混合する、 ことを特徴とする、硬水の軟化処理方法。
3. 【請求項３】 上記気液混合手段（１０）がアスピレー
   タ式であることを特徴とする請求項１または請求項２記
   載の硬水の軟化処理方法。