JPH04310285A - 消石灰水溶液の製造過程で発生する未溶解物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消石灰水溶液の製造過
程で発生する未溶解物の処理方法、特に上水道水のｐＨ
調整に用いる消石灰水溶液を製造する際に発生する不溶
解物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上水道水のｐＨ調整に消石灰を利用する
ことは、赤水抑制の効果があり、また健康上有益なこと
がよく知られている。しかし、消石灰の粉体をそのまま
注入することは、投入時に粉塵が飛び散り作業環境を悪
化させるばかりでなく、添加量の調整が難しく、また消
石灰中の不溶解物がろ過池を閉塞させたり、給水濁度を
上昇させたりするので好ましくない。かかる観点から、
上水道水のｐＨ調整、アルカリ度の調整には消石灰の飽
和溶液が用いられている。

【０００３】従来、上記目的のためにヨーロッパにおい
ては、サチュレーター（溶解槽）と称する上向流ブラン
ケットタイプの消石灰連続溶解装置が使用されている。 また、わが国においても特公昭６２−２３６３４号、特
公昭６３−２８９０号、特公昭６３−２８９１号、特公
昭６３−３５５７４号、特公昭６３−５８７６２号及び
特公昭６３−５８７６３号公報に見られるように種々の
溶解槽が開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サチュ
レーターは、消石灰中に含まれる不純物であるマグネシ
ア、ケイ酸、酸化鉄や、その他消石灰が炭酸ガスと反応
して生じた炭酸カルシウムなどの不溶解物を除くために
、常に一定量の未溶解物を取り出さなければならない。 この未溶解物中には、未溶解の消石灰を多く含み、ｐＨ
値も１２〜１３と高いため、水質汚濁防止法上、そのま
ま河川に排出することには問題がある。そこで、未溶解
物を酸で中和して放流しているが、この場合、安価な硫
酸を使用すると、反応で生ずる硫酸カルシウムの溶解度
が小さいため、反応時間が３０分以上かかり、更にｐＨ
の安定性が悪いため、正確なｐＨの調整に多くの労力と
時間を要する。塩酸で中和する場合には、かかる問題は
解決されるが、浄水場は公共的な場所でもあるため、塩
酸の運搬、取り扱い、貯蔵に危険が伴う。さらに酸の過
剰注入の虞があり、アルカリ注入設備が必要となるなど
の問題が生じる。

【０００５】また、特公昭６２─２３６３４号公報にお
いては、取り出した未溶解物を更に水で溶解してｐＨ１
０以下の消石灰水溶液を消石灰飽和溶液と共に上水道水
のｐＨ調整に用いている。この方法では未溶解物の中和
という問題は緩和されるが、微量の不純物が上水道水に
混入するため、水質上問題がある。また、未溶解物の溶
解には多量の水が必要となり、消石灰水溶液のｐＨ値も
一定しないため、消石灰水溶液の注入量を最適に制御す
ることが難しい。

【０００６】更に、特公昭６３−２８９０号、特公昭６
３−２８９１号、特公昭６３−３５５７４号、特公昭６
３−５８７６２号及び特公昭６３−５８７６３号公報に
おいては、不溶解物を溶解槽より取り出すことが示され
ているが、その処理方法については何の記載もないので
、前記サチュレーターのような問題が生じる。

【０００７】したがって、以前より上水道水のｐＨ調整
に消石灰の飽和水溶液が望ましいとされながらも、上記
問題に対する効果的な解決方法がなく、消石灰の上水道
水における利用が制限され、処理法の早期開発が望まれ
ていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記要望に答えるため、
本発明者等は溶解槽から取り出した未溶解物の中和方法
について種々検討した結果、消石灰水溶液を製造する溶
解槽から未溶解物を引き出し、その未溶解物を炭酸ガス
で反応させると、不溶解の炭酸カルシウムとなって沈降
するので、中和後のｐＨ上昇も防げ、安全で、着実なｐ
Ｈ調整が行えることを見出した。特に、炭酸ガスで中和
するときは、第１段階で未溶解物をｐＨ９．５〜１１．
０に中和し、炭酸カルシウムを生成沈澱させた後、更に
その分離液を炭酸ガスで中和することが望ましい。

【０００９】

【作用】一般に、懸濁物質を含む飽和濃度以上の消石灰
溶解液をｐＨ７に中和して放置すると、懸濁物質の再溶
解などにより、ｐＨが上昇する現象が認められる。例え
ば、溶解槽から取り出した未溶解物を硫酸で中和すると
、中和に要する時間が特定できないばかりでなく、ｐＨ
７で酸の添加を中止しても、２〜３時間の間、ｐＨの上
昇が認められる。

【００１０】一方、このような中和に炭酸ガスを用いる
と、ｐＨ９．５〜１１．０（望ましくはｐＨ１０．０前
後）まで中和された時点で、残存している消石灰が容易
に炭酸カルシウムとなって沈澱し、未溶解物中に含まれ
る炭酸カルシウムとともに回収が可能となる。したがっ
て、沈澱物を回収した後、分離液を再度炭酸ガスにより
中和すれば、ｐＨ値５．８〜８．６に容易に調整でき、
しかもわずかに残存する炭酸カルシウムが重炭酸塩とな
って溶解するので、水質汚濁防止法に定める基準に適合
させることができる。過剰の炭酸ガスを供給した場合で
も、ｐＨは６．３以下になることはなく、塩酸などの酸
を過剰に用いた場合のように、アルカリ注入の必要がな
い。したがって、溶解槽から取り出した未溶解物を炭酸
ガスで中和することにより、安全で、着実なｐＨ調整が
行える。また、本発明を実施することにより上水道水に
連続して消石灰飽和溶液を注入することが可能になる。 一方、回収した炭酸カルシウムは、ゴム、プラスチック
、肥料工業等に直接利用可能であり、また、生石灰、消
石灰の原料ともなるため、利用範囲も広く資源の無駄が
ない。

【００１１】

【実施例】次に、図１を参照して、本発明にかかる処理
方法を詳しく説明する。図１において１は消石灰の予備
溶解槽であり、ここに投入された消石灰は水に溶解され
スラリー化される。その濃度は、一般には、５〜１５％
の範囲の濃度の値に調整される。前記濃度に調整された
消石灰スラリーは、消石灰スラリー移送ポンプ３により
、溶解槽（サチュレーター）５の中に垂直に配置された
消石灰スラリー供給管６に供給される。溶解槽５は、好
ましくは図示するようにスラリー供給管６と連通する攪
拌チューブ７、攪拌機９及びドラフトチューブ１０を備
えることが望ましい。溶解槽５に供給された消石灰スラ
リーは、図示する給水管１８よりフローメーター４で調
整されて一定速度で供給される水と共に攪拌混合されな
がら攪拌チューブ７内を上昇し、次いでドラフトチュー
ブ１０の中を下降する。未溶解の消石灰や不溶解物は、
溶解槽５の下部でブランケットゾーンを形成するが、攪
拌機９の吸引力により、消石灰スラリー供給管６により
連続して供給される消石灰スラリーと供給管１８により
同じく連続して供給される水と共に、攪拌チューブ７及
びドラフトチューブ１０の中を流動循環する。このよう
に、消石灰スラリーを流動循環させながら水を供給する
ことにより、消石灰粒子の流出を抑え、連続して飽和濃
度に近い消石灰水溶液を得ることが可能となる。 このときの消石灰水溶液の濃度は、温度により異なるが
約０．１％〜０．１８％であり、この濃度は、更に供給
管１８により供給される水の供給速度と消石灰スラリー
供給管６により供給される消石灰スラリーの供給速度に
よって変動する。消石灰水溶液は溶解槽５の上部に設け
られた三角ノッチ状の越流堰を溢流してトラフ８に集め
られ、そこから注入点１７に導かれる。

【００１２】一方、溶解槽５の下部でブランケットゾー
ンを形成している、未溶解の消石灰や炭酸カルシウムは
、溶解槽５の底部に設けられた未溶解物引き抜き管１９
により反応槽１１に導入される。未溶解物の引き抜きは
、好ましくはタイマーにより時間を設定し、一定時間毎
に行うことが望ましい。反応槽１１には炭酸ガスボンベ
１５から気化器１６及びガス供給管もしくは散気管１２
を介して炭酸ガスが供給される。反応槽１１に導入され
た未溶解の消石灰は液中に分散された炭酸ガスと反応し
て炭酸カルシウムとなり沈降する。この時のｐＨを９．
５〜１１．０、望ましくはｐＨ１０．０に調整すること
により、生成する炭酸カルシウムの量が最大となる。反
応槽１１で生成した炭酸カルシウムや不溶解物は溶液か
ら分離して沈澱するので、上澄みの分離液は、さらに中
和槽１３に導かれる。中和槽１３には同じく炭酸ガスボ
ンベ１５からガス供給管もしくは散気管１４を介して炭
酸ガスが供給される。中和槽１３内の分離液は液中に分
散される炭酸ガスによりｐＨ７近辺に中和される。反応
槽１１の上澄み液は少量の炭酸カルシウムを含んでいる
が、中和槽１３で炭酸ガスと反応することにより、重炭
酸塩となり完全に溶解する。また、過剰の炭酸ガスが中
和槽１３に供給された場合でも、放流水２１のｐＨは約
６．３以下となることはなく、放流水のｐＨ値を調整す
るためにアルカリ剤の添加を必要としない。反応槽１１
で生成した炭酸カルシウムと少量の不溶解物である不純
物は引き抜き管２０により引き抜かれ、ゴムなどの副資
材、肥料、あるいは生石灰製造の原料として再利用する
ことが可能である。

【００１３】

【発明の効果】このように、溶解槽から引き抜いた未溶
解物を炭酸ガスで中和することにより、酸を使用した場
合に比べて、安全、着実なｐＨ調整が可能となる。また
、アルカリ注入設備も必要としないし、中和後、取り出
される生成物は酸で処理した場合に比べて用途範囲が広
く利用価値が高い。更に、本発明を上水道水のｐＨ調整
用の消石灰水溶液を製造する装置に用いれば、不純物の
少ない消石灰水溶液を得ることができ、しかも不溶解物
を連続して処理できるので、従来例に見られるように複
数の装置を設置しなくとも消石灰水溶液を上水道水に連
続して注入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に使用される装置の概略図である
。５　　溶解槽 １１　　反応槽 １２　　散気管 １３　　中和槽 １４　　散気管 １５　　炭酸ガスボンベ １６　　気化器 １９　　未溶解物引き出し管 ２１　　放流水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　消石灰水溶液を製造する溶解槽から未
   溶解物を引き出し、その引き出した未溶解物を炭酸ガス
   で中和することを特徴とする消石灰水溶液の製造過程で
   発生する未溶解物の処理方法。
2. 【請求項２】　　前記炭酸ガスで中和するにあたり、第
   １段階で未溶解物を炭酸ガスでｐＨ９．５〜１１．０に
   中和し、炭酸カルシウムを生成沈澱させた後、更にその
   分離液を炭酸ガスで中和することを特徴とする請求項１
   記載の消石灰水溶液の製造過程で発生する未溶解物の処
   理方法。