JPH0464758B2 - - Google Patents

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JPH0464758B2
JPH0464758B2 JP60183395A JP18339585A JPH0464758B2 JP H0464758 B2 JPH0464758 B2 JP H0464758B2 JP 60183395 A JP60183395 A JP 60183395A JP 18339585 A JP18339585 A JP 18339585A JP H0464758 B2 JPH0464758 B2 JP H0464758B2
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carbon dioxide
water
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fresh water
line
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JP60183395A
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Naohiko Ugawa
Takayoshi Hamada
Tsumoru Nakamura
Masami Kondo
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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【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。
〔従来の技術〕
蒸発式海水淡水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。
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を真空脱気
処理して該淡水のPH値を所定値とすると共に、得
られた炭酸ガスを再利用することを特徴とする炭
酸ガスを使用した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
ター通過後の淡水を真空脱気処理して該淡水のPH
値を所定値とすると共に、得られた炭酸ガスを該
フイルター入口淡水に吹き込むことを特徴とする
炭酸ガスを使用した飲料水の製造方法を提案する
ものである。
〔作用〕
本発明方法の第1の長所はフイルター通過後の
淡水を真空脱気処理して炭酸ガスを放散し、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。第2の長所は
真空脱気処理して得られる炭酸ガスを再度フイル
ター入口淡水に吹き込んで利用出来るため、炭酸
ガスの利用率が格段に向上することができること
である。
第3の長所は上記炭酸ガス利用率の向上と、ア
ルカリ必要量の低減効果によりフイルター容量の
縮少が可能になり、建設コストの低減が実現する
ことである。すなわちフイルター容量の縮小をす
る場合にはフイルター入口の炭酸含有水中の炭酸
濃度を上げてフイルター通過水を減らしフイルタ
ー出口水中に高濃度のミネラル成分を溶解させ、
これを淡水化装置で生成した淡水中に混合する方
法が考えられるが、この場合には溶解平衡からフ
イルター出口水中に未反応の炭酸ガスが多く残留
してしまい、中和用アルカリ剤の消費量が増加す
ると共に、炭酸ガスは中和されてむだに消費され
ることともなるため、従来フイルター容量縮少の
大きな障害となつていたものである。
以下本発明の作用について詳述する。
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)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(HCO32 (1) Ca・Mg(CO32+2CO2+2H2OCa(HCO3
2+Mg(HCO32(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
ルター通過後の水を真空脱気処理することにより
残存炭酸ガスが水中より放出されPH値が上昇し、
又得られた炭酸ガスは再び炭酸ガス源として使用
することが出来る事実を見い出し本発明に至つた
ものである。
真空脱気処理用装置としては、例えば水処理汎
用設備として実績の多いスプレー塔又は充てん塔
方式のもので充分であり、特別の工夫を必要とし
ないので実現はきわめて容易である。又蒸発法に
よる海水の淡水化装置で生成した淡水は、元来炭
酸ガス以外の溶存ガスを殆んど含んでいないため
真空脱気処理の際には、主として炭酸ガスのみが
放散される。従つて得られた炭酸ガスの濃度は高
く、再度炭酸ガス源として使用する場合には、吸
収装置の容量を小型化出来る等好都合である。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、真空脱気
処理のみでは所定PH値まで上昇させることが不可
能な場合もあり、この場合には脱気処理後さらに
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、アルカリ剤の必要量は大幅に削減出
来る。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、真空脱気処理用装置
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〕
次に本発明方法を一実施例を参照して詳細に説
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により抜
き出されラインpを通つてポンプ7により昇圧さ
れたCO2含有ガスと、真空脱気塔4より抜きださ
れポンプ5より昇圧されたCO2含有ガスとが混合
されライン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は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、真空脱気塔4に供給される。真空
脱気処理によりラインhの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。放散され
たCO2含有ガスはラインm及びnを通つて再度
CO2吸収塔2に導入される。真空脱気塔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。
なお、本図では、多段フラツシユ蒸発法から得
られる淡水の飲料水化の実施例を示したが、本発
明の適用はこれに限定されるものではなく、例え
ば逆浸透法で得られた淡水にも適用可能である。
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より処理した。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工程へ送入し、
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。脱
気塔4にはインターロツクサドルを高さ2mまで
充てんし、内部圧力は約50mmHgとなるようポン
プ5にて吸引し脱炭酸した。
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
イソーダ及びラインpより注入した炭酸ガスの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 炭酸ガスの消費量=311g 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/h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
と同一し、2日間の連続運転を実施してカセイソ
ーダ及びラインpより注入した炭酸ガスの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=31g 炭酸ガスの消費量=327g 比較例 1 真空脱気塔4よりのガス抜き出しポンプ5を停
止し、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及びラインpよ
り注入した炭酸ガスの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=58g 炭酸ガスの消費量=352g 比較例 2 真空脱気塔4よりのガス抜き出しポンプ5を停
止し、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、カセイソーダ及びラインpよ
り注入した炭酸ガスの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=203g 炭酸ガスの消費量=522g 実施例と比較例を比較すると、フイルター通過
後の淡水を真空脱気処理し、得られた炭酸ガスを
再利用する本発明の方法が、最終PH調整用のアル
カリ剤消費量と炭酸ガス消費量の削減の効果をも
たらすことが明らかである。
〔発明の効果〕
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。同時に炭酸ガス
の供給量が削減できる。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、炭酸
ガス量も多量となる。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
収塔、3……フイルター、4……真空脱気塔、5
……ポンプ、6……アルカリ剤タンク、7……ポ
ンプ。

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
    ー通過後の淡水を真空脱気処理して該淡水のPH値
    を所定値とすると共に、得られた炭酸ガスを該フ
    イルター入口淡水に吹き込むことを特徴とする炭
    酸ガスを使用した飲料水の製造方法。
JP60183395A 1985-08-21 1985-08-21 炭酸ガスを使用した飲料水の製造方法 Granted JPS6245396A (ja)

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