JPH0461714B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸発法による海水の淡水化装置で生成
した淡水に硬度成分を添加して飲料水を得る方法
に関する。

〔従来背景〕

蒸発式海水淡水化装置で得られる淡水は蒸留水
であるため各種のイオン及び溶存ガス類を殆んど
含まず、カルシウムやマグネシウムの硬度成分も
殆んど無い。このため上記淡水をそのまま汎用の
送水設備を使用して送水した場合には、送水設備
に使用されている鋼管の腐食、コンクリート材の
溶出現象が起こり、送水設備の機能を損う恐れが
ある。一方飲料水として使用した場合には前述理
由により無味であり飲料水としての飲み味が悪い
ばかりでなく心臓病の原因となり得ることが指摘
されている。

〔従来の技術〕

このため従来より例えば文献「Desalination，
39（1981）503−520」に紹介されているように硬
度増加剤として生石灰、消石灰、石灰石、ドロマ
イト等が使用され、これらを淡水に溶解させる方
法が行なわれてきたが、このうち石灰石及び／又
はドロマイトを用いる場合、これ等を粒状にして
充填したフイルター（飲料水化装置では石灰石及
び／又はドロマイトの充填層を通常フイルターと
呼称）にあらかじめ炭酸ガスを吹き込んだ淡水を
導き、カルシウムあるいはマグネシウムを重炭酸
塩として溶出させて水の硬度を増す方法が一般的
である。

炭酸ガス源としては、別途燃料を燃焼させて得
た排ガス中の炭酸ガスを回収する方法、炭酸ガス
ボンベで搬入する方法等が提案されているが中で
も最近、淡水化装置自体から発生する炭酸ガスを
有効利用する方法が、経済性の面からも魅力のあ
るものとして注目されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に蒸発法による海水淡水化装置は大規模で
あり、１基あたりの淡水製造水量は20000〜35000
トン／日に達しこれが同一場所に数基から数十基
建設される。従つて付帯設備である飲料水化装置
で処理する淡水量も莫大となり、フイルター通過
後の水のPHは調整用として使用するアルカリ剤の
消費量がかさむことが運転コストの面で問題とな
つている。アルカリ剤としては水酸化ナトリウム
又は炭酸ナトリウム等が適用できるが、これらの
入手困難な場所への飲料水化装置設置の際にはア
ルカリ剤の確保も問題になる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記従来法の問題点を解消するために
鋭意研究の結果見い出されたもので、その骨子と
するところはフイルター通過後の淡水に炭酸ガス
を含まないガスを通気して、該淡水のPHを所定値
とすることを特徴とする飲料水の製造方法であ
る。

詳しくは、蒸発法による海水の淡水化装置で生
成した淡水に該淡水化装置より発生する炭酸ガス
含有ガスを吹き込んで炭酸含有水とした後、石灰
石及び／又はドロマイトの粒状物を充填したフイ
ルターを通過させて飲料水を得る方法に於いて、
フイルター通過後の淡水に炭酸ガスを含まないガ
スを通気して該淡水のPHを所定値とすることを特
徴とする飲料水の製造方法を提案するものであ
る。

〔作用〕

本発明方法の大きな長所はフイルター通過後の
淡水に、炭酸ガスを含まないガスを通気してPH値
を増加させることにより所定PH値とするため、従
来必要であつたアルカリ剤が全く必要ないか、必
要な場合も小量で済むことにある。石灰石及び／
又はドロマイトを充填したフイルター内を炭酸含
有水が通過すると下記(1)式及び／又は(2)式に従つ
てカルシウム及び／又はマグネシウムの硬度成分
が溶出してくる。

CaCO₃＋CO₂＋H₂ＯCa（HCO₃）₂ (1) Ca・Mg（CO₃）₂＋2CO₂＋2H₂ＯCa（HCO₃）₂
＋Mg（HCO₃）₂ (2) (1)式及び(2)式で示した液相反応は平衡反応であ
ることから、フイルター通過後の水中には未反応
の炭酸ガスが残存することとなり、このため一般
にPH値が低くなる傾向を示す。PH値が低いままで
は飲料に適さないばかりでなく（WHOでは7.0〜
8.5が適当としている）、水の腐食傾向を示す指数
であるLangelier Saturation Indexが負となり、
飲料水化の本来の目的である飲み味の改善と水の
腐食傾向の低減が達成不可能となる。そこで従来
は水酸化ナトリウム又は炭酸ナトリウム等のアル
カリ剤を使用して次式に示すように、フイルター
出口水中に残存する炭酸ガスを中和してPH値を調
整する方法がとられてきた。

CO₂＋NaOHNaHCO₃ (3) CO₂＋Na₂CO₃＋H₂Ｏ2NaHCO₃ (4) 本発明者らは上記アルカリ剤の低減方法につい
て鋭意検討したところ、残存炭酸ガスを含むフイ
ルター通過後の水に炭酸ガスを含まないガスを通
気することにより、残存炭酸ガスが水中より放出
されPH値が上昇する事実を見い出し、本発明に至
つたものである。

通気ガスとしては、窒素ガス等炭酸ガスを全く
含まないガスが望ましいが、入手の容易な空気で
の放散も可能である。但し空気中には炭酸ガスが
0.03％程度含まれているため気液平衡関係から炭
酸ガスの放散限界が生じるが、アルカリ剤添加の
併用等で対処可能である。したがつて、本発明は
使用するガスの種類及び淡水中のPH値などに応じ
て、ガス通気後、必要ならばアルカリ剤を添加す
ることも本発明に含まれるものである。ガス通気
装置としては、水処理用汎用設備として実績の多
いエアレーシヨンタンク型式のもので充分であり
特別の工夫を必要としない。散気装置としてはエ
アレーシヨン格子、多孔性散気管等が適用でき、
貯水タンクを有する場合には、貯水タンクに散気
管のみをとりつけガス通気装置と兼用することも
可能である。

PH調整後の設定値としては7.5〜8.5の範囲とす
ることが多いが、設定PH値が高い場合には、通気
のみでは所定PH値まで上昇させることが不可能な
場合もあり、この場合には通気後さらにアルカリ
剤を加えて所定PH値とする。もちろんこの場合に
も、アルカリ剤単独でPH値を調整する場合に比較
し、アルカリ剤の必用量は大幅に削減できる。
又、気液平衡関係から液PHの上昇するほど炭酸ガ
スの放散速度が低下しガス通気装置の容量を増大
させる必要があり、これに対処するため、アルカ
リ剤添加の併用も有効な場合がある。

〔実施態様〕

次に本発明方法の実施態様を明らかにするため
図にもとづいて説明する。

第１図は本発明を海水の多段フラツシユ蒸発法
から得られる淡水の飲料化に適用した場合を示
す。

海水の多段フラツシユ蒸発装置１より製造され
た淡水はラインａより抜き出され、バイパスライ
ンｂとラインｃにより分岐される。

次にラインｃによつて分岐された淡水はライン
ｄ及びラインｅによりさらに分岐され、ラインｄ
を通つた淡水はCO₂吸収塔２に導入される。

CO₂吸収塔２には多段フラツシユ蒸発装置１よ
り抜き出され、コンプレツサー７により昇圧され
たCO₂含有ガスがラインｎを通つて導入される。
CO₂吸収塔２内でCO₂を吸収して炭酸水となつた
水はラインｆを通つて抜き出され、CO₂吸収塔２
をバイパスするラインｅを通つた淡水と混合後、
ラインｇを通つてフイルター３に導入される。未
吸収のCO₂ガス及び窒素、酸素等のガスはライン
ｏを通つて系外に排出される。CO₂吸収塔２とし
ては充填塔あるいはラインミキサー等が適当であ
る。

次にラインｇより送入された炭酸含有水はフイ
ルター３内を通過する間にフイルター内に充填さ
れた石灰石及び／又はドロマイトの粒状物を溶解
し、硬度及び全アルカリ度を増した後ラインｈよ
り抜き出され、散気装置を備えた貯水タンク４に
供給される。貯水タンク４には空気ブロワー５よ
りラインｍを通して空気が導入され、水中に小量
残存するCO₂ガスを放散し液PH値を上昇させる。
CO₂ガスを含んだ空気はラインｊより系外に放出
される。放出ガス中には水分が含まれるが、通常
水温は40℃以下であるため蒸気圧が低く製造水の
散逸は少ない。

貯水タンク４からラインｉにより抜き出された
水はラインｂを流れる淡水と混合され、所定の硬
度に調整後ラインｊを通つて最終PH調整工程に送
られる。PH調整工程ではアルカリ剤タンク６より
アルカリ剤溶液がラインｋを通つてラインｊ内に
注入され、所定PH値となるよう調整される。設定
PH値が低くラインｊを通る水が既に所定値となつ
ている場合には前述の最終PH調整工程は不要とな
る。PH調整済みの飲料水はライン１より系外にと
り出される。

（実施例 １） 次に本発明の作用効果を明らかにするため実施
例を示す。

海水の多段フラツシユ蒸発装置より製造された
淡水と炭酸ガス含有ガスを分取し、第１図に示す
態様の飲料水製造方法にほり処理した。淡水分取
量は400／ｈであり、そのうち200／ｈを分岐
してラインｃにより炭酸ガス吸収行程で送入し、
残りはバイパスラインｂを流した。

吸収塔２としてはラシヒリング充てん塔を使用
し、フイルター３にはふるい径１mmから４mmまで
の石灰石を充填した。充填体積は20とした。エ
アレーシヨン格子を備えた貯水タンク４には空気
ブロワー５より空気を15.3m³Ｎ／ｈ送入し、脱炭
酸した。

ライン１よりとり出される最終処理後の飲料水
の全硬度が炭酸カルシウム基準で60mgとなるよ
うラインｎより吹き込む炭酸ガス含有ガス量を設
定した。又、最終処理後の飲料水のPHは8.4とな
るようにアルカリ剤（カセイソーダ）の注入量を
調整した。

上記条件下で２日間の連続運転を実施し、カセ
イソーダの１日あたりの消費量を測定したところ
次の結果を得た。

カセイソーダの消費量＝19ｇ （実施例 ２） 実施例１と同一方法により以下の条件下で淡水
を処理した。

淡水分取量は実施例１と同じ400／ｎであり、
そのうち100／ｈを分岐してラインｃにより炭
酸ガス吸収工程へ送入し残りはバイパスラインｂ
を流した。フイルターには実施例１と同一の石灰
石を10充填した。その他の運転条件は実施例１
と同一とし、２日間の連続運転を実施してカセイ
ソーダの１日あたりの消費量を測定したしたとこ
ろ次の結果を得た。

カセイソーダの消費量＝77ｇ （比較例 １） 貯水タンク４に空気を送入せず、他は実施例１
と全く同一条件下で２日間の連続運転を実施して
カセイソーダの１日あたり消費量を測定したとこ
ろ次の結果を得た。

カセイソーダの消費量＝65ｇ （比較例 ２） 貯水タンク４に空気を送入せず、他は実施例２
と全く同一条件下で２日間の連続運転を実施して
カセイソーダの１日あたりの消費量を測定したと
ころ次の結果を得た。

カセイソーダの消費量＝152ｇ 実施例と比較例を比較すると、フイルター通過
後の淡水に、通気することにより脱炭酸を行う
と、最終PH調整用のアルカリ剤消費量を削減出来
るという、本発明の適用による効果が明らかであ
る。

〔効果〕 本発明方法によれば、フイルター通過後の淡水
のPH調整用に従来必要であつたアルカリ剤が全く
必要ないか、大幅に削減できる。飲料水化処理す
る淡水の量は莫大であることからアルカリ剤消費
量も多量となる。従つてその削減は運転コスト低
減上非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による飲料水の製造方法を説明
するためのフローシートである。 １……多段フラツシユ蒸発装置、２……CO₂吸
収塔、３……フイルター、４……散気装置付貯水
タンク、５……空気ブロワー、６……アルカリ剤
タンク、７……コンプレツサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸発法による海水の淡水化装置で生成した淡
   水に、該淡水化装置より発生する炭酸ガス含有ガ
   スを吹き込んで炭酸含有水としたのち、石灰石及
   び／又はドロマイトの粒状物を充填したフイルタ
   ーを通過させて飲料水を得る方法に於いて、フイ
   ルター通過後の淡水に炭酸ガスを含まないガスを
   通気して該淡水のPHを所定値とすることを特徴と
   する飲料水の製造方法。