JPH0638951B2

JPH0638951B2 - 水系の汚れのモニタリング方法

Info

Publication number: JPH0638951B2
Application number: JP2090006A
Authority: JP
Inventors: 隆彦内田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH03288586A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は水系の汚れのモニタリング方法に係り、特に懸
濁物質の流入・流出がある循環冷却水系内の、汚れとし
ての懸濁物質の付着・堆積や、懸濁物質の増加を容易に
かつ正確にモニターすることができる水系の汚れのモニ
タリング方法に関する。

［従来の技術］開放循環冷却水系では、主に工業用水が循環使用されて
いる。このような水系では蒸発、飛散及びブローにより
保有水量が減少するので、その分補給水を加えて保有水
量が一定となるように調節される。近年、水質の悪化に
伴ない工業用水の懸濁物質は増加する傾向にある。工業
用水中の懸濁物質は、冷却水系内で濃縮され系外に排出
されるが、一方では、冷却水系内で濃縮される過程で流
れの停滞する部分や流速の遅い熱交換器等に付着・堆積
して、伝熱阻害、流路閉塞及び金属材料の腐食などの様
々な障害をひき起こすという問題がある。

このような問題を解決するために、従来においては、冷
却水系に分散剤やスライムコントロール剤等の水処理剤
を添加したり、系内の懸濁物質を低濃度に抑えるための
濾過処理を行なうなどの対策が講じられている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、季節変動、水質変動等により時々刻々変
化する系内の懸濁物質の付着・堆積挙動を把握し、適正
な濃度及び頻度で水処理剤を添加したり、また、適正な
濾過水量を設定することは非常に困難である。このた
め、従来においては、これらの処理方法の設定条件は経
験的に決められており、水処理剤の過小又は過剰添加、
濾過水量の過小又は過剰通水により、十分な処理効果が
得られず前述したような障害を防止し得ない、或いは、
処理コストが必要以上に高騰するなどの不具合を招いて
いた。

本発明は上記従来の問題点を解決し、時々刻々と変化す
る系内の状況にも十分に対応して、水系内の汚れ（懸濁
物質）を容易かつ正確に、迅速にモニターすることによ
り、適切な汚れ防止対策を実施することを可能とする水
系の汚れのモニタリング方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本発明の水系の汚れのモニタリング方法は、濾過器を設
けていない冷却水系又は濾過器を設けた冷却水系の保有
水量を補給水により補充するようにした循環冷却水系に
おける懸濁物質の付着ないし堆積傾向をモニタリングす
ることにより水系の汚れをモニタリングする方法であっ
て、冷却水の電気伝導度もしくはイオン濃度と、補給水
の電気伝導度もしくはイオン濃度と、を求めて各数値を
下記（Ｉ）式に代入して冷却水の濃縮倍数を算出すると共に、冷却水
と補給水の濁度を求め、かつ、濾過器を設けていない冷
却水系の場合には、更に循環冷却水の滞留時間を求め、
下記（II）式に従って当該冷却水系の懸濁物質の付着ないし堆積傾向
の度合の指標となる汚れ計算値を算出し、濾過器を設け
た冷却水系の場合には、更に循環冷却水の滞留時間と、
濾過水量と、濾過器出口水の濁度と、保有水量とを求
め、下記（III）式に従って当該冷却水系の懸濁物質の付着ないし堆積傾向
の度合の指標となる汚れ計算値を算出し、算出された汚
れ計算値と予め設定した基準値とを比較することによ
り、前記冷却水系の懸濁物質の付着ないし堆積傾向の度
合をモニタリングすることを特徴とする。

［作用］本発明においては、濾過器を設けていない冷却水系の場
合には、冷却水及び補給水の濁度及び電気伝導度もしく
はイオン濃度と、冷却水系の規模や運転条件等によって
定められる循環冷却水の滞留時間とから、懸濁物質の付
着量ないし堆積傾向の度合の指標となる汚れ計算値を算
出する。また、濾過器を設けた冷却水系の場合には、更
に、濾過水量と、濾過器出口水の濁度と、保有水量とを
用いて汚れ計算値を算出する。

なお、懸濁物質とは、微生物や系外から取り込まれる砂
等の汚れ分であり、イオンではない。従って塩分とは全
く異なるものである。

濾過器の有無による冷却水系の汚れ計算値の算出式であ
る前記（II），（III）式について以下に説明する。

前記（II）式において、分子の「補給水の濁度×濃縮倍
数−冷却水の濁度」は、補給水から持ち込まれた総濁度
から、今の現実の冷却水濁度を引いたもので、この値が
＋になれば濁度成分が系内に汚れとして付着・堆積する
傾向にあることを意味し、逆に−になれば、水系内で微
生物が増殖したか、又は冷却塔から大気中の濁度成分が
系内に持ち込まれる傾向を示す。

分母の滞留時間は単位滞留時間当りとするために設けら
れたもので、冷却水系の規模によらず、付着ないし堆積
傾向の度合を把握するためのものである。

系内に濾過器がある場合には、濾過器により除去される
濁質量を補正する必要があり、それが（III）式の［濾
過水量×（冷却水の濁度−濾過器出口水の濁度）／保有
水量］に相当する。

いずれの場合も、汚れ計算値が一定の範囲を超えると懸
濁物質の付着ないし堆積傾向の度合が大きくなることを
示し、従って、本発明においては、算出された汚れ計算
値を予め定めた基準値と比較し、汚れ計算値が一定範囲
内となるように薬注制御する。

なお、補給水及び冷却水の濁度を測定するための装置と
しては、ＳＳ計、濁度計又はそれらに代わるもの、例え
ば、一定距離の光路に対する光の吸収を定量的に計測で
きるようなものを用いることができる。ただし、ＳＳ計
の場合にはその値を用いても良いが、濁度等、その他の
値を使用するときには、予め、懸濁物質含有量と濁度の
関係から比例定数を求め、それを用いて値を補正する。

そして、冷却水の濃縮倍数は、電気伝導度計（μｓ／c
m）又は各種イオンメーター等の測定値から、前記
（Ｉ）式により求めることができる。

本発明者は、前記（II）又は（III）式により求められ
た汚れ計算値が±０．１ｇ／ｍ₃／ｈｒの範囲を超えて
いる場合には、ファウリングが生じることを見出した
が、このような場合には、薬注ポンプが停止している場合には、薬注ポンプを作
動させる。

薬注ポンプが作動している場合には薬注量を２〜５０
％増加させる。

などの処理を行なう。薬注の代りにブローを行なうこと
もできるが、流入水中にＳＳが含有されているため、ブ
ローによってもＳＳ量に殆ど差異はない。従って、薬注
処理の方が効果的である。その他、濾過水量を増加させ
るなどの処理を講じることもできる。なお、汚れの判定
基準は前記（II）又は（III）式の計算値である汚れ計
算値が±０．１ｇ／ｍ₃／ｈｒの範囲に限らず、その他
の値としてもよいことは言うまでもない。

本発明においては、前記濃縮倍数及び汚れ計算値の算出
並びに薬注制御はマイクロプロセッサー、シーケンサー
又はパソコンを用いて自動的に行なうことが有利であ
る。

［実施例］以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例を説明するための冷却水系の系
統図である。符号１０は冷却塔であり、１２は熱交換器
である。この冷却塔１０と熱交換器１２との間には冷却
水供給管１４と冷却水戻管１６が配設され、冷却水供給
管１４に循環ポンプ１７が設けられている。

冷却塔１０はケーシング１８内に充填材２０が設置さ
れ、充填材２０の上側に散水器２２が設けられている。
この散水器２２には前記冷却水戻管１６が接続されてい
る。充填材２０の下側には散水器２２から散水された冷
却水を受けるピット２４が設けられており、該ピット２
４に前記冷却水供給管１４が接続されている。また、ブ
ロー用のブロー配管２５が設けられている。ケーシング
１８の上部にはファン２６が設置され、側面には通風用
開口２８が設けられている。

熱交換器１２は奪熱部として設置され、冷却塔１０は放
熱部として設置されている。そして、熱交換器１２、冷
却塔１０、冷却水供給管１４、冷却水戻管１６により循
環系が形成されている。

３０はこの冷却水系に補給水を供給するための補給水供
給管（以下、補給管という。）であり、その先端はケー
シング１８内に差し込まれるようにして設置されてい
る。

また、この冷却水系にスケール防止剤等の水処理剤を薬
注するための薬注手段として、薬注配管３２がケーシン
グ１８に差し込まれるようにして設置されており、該薬
注配管３２は薬注ポンプ３４を介して薬注タンク３６に
接続されている。

次に、循環系及び補給系の水質検査を行なうための装置
構成について説明する。

冷却水供給管１４からは冷却水を引き抜くための配管３
８が分岐しており、該配管３８にはバルブＶ_１と濁度計
４０及び電気伝導度計４２とが設けられ、その先端はケ
ーシング１８に差し込まれている。

また、補給管３０には補給水を引き抜くための配管４４
が分岐しており、該配管４４にはバルブＶ_２と濁度計４
６及び電気伝導度計４８とが設けられ、その先端はケー
シング１８に差し込まれている。

濁度計４０及び４６並びに電気伝導度計４２及び４８の
検出値（濁度計４０、４６及び電気伝導度計４２、４８
の出力はいずれも４〜２０ｍＡ）はそれぞれ演算部（演
算回路、薬注コントロール用発信機能付）５０に入力さ
れる。

一方、薬注ポンプ３４にはインバータ（薬注ポンプの注
入量調節器）５２が接続され、演算部５０の信号により
薬注量を制御できるように構成されている。

このように構成された冷却水系の作動について次に説明
する。

冷却塔１０から循環ポンプ１７、冷却水供給管１４を経
て熱交換器１２に供給された冷却水は、該熱交換器１２
にて熱を奪った後冷却水戻管１６で冷却塔に戻される。
また、蒸発水、ブロー水、飛散損失水を補うために補給
管３０から補給水がこの系内に補給される。また、薬注
配管３２からスケール防止剤等が薬注される。

この循環系を循環する水の濁度及び電気伝導度と、補給
水の濁度及び電気伝導度が、濁度計４０、４６及び電気
伝導度計４２、４８並びにバルブＶ_１，Ｖ_２の開閉によ
り連続的又は間欠的に測定され、演算部５０においては
これらの検出信号と冷却水系の規模や運転条件によって
定まる循環冷却水の滞留時間に基づいて前述の計算式に
従って汚れ計算値が算出され、その値に基いて判定が行
なわれている。そして、汚れ計算値が基準範囲を超え、
汚れ発生と判断されるときにはインバータ５２により薬
注ポンプ３４の作動を制御して薬注量を制御する。

なお、第１図に示す例では、濾過器のない場合を示した
が、本発明は濾過器を用いた系にも適用できることは言
うまでもない。なお、この場合には濾過器の出口水の濁
度を検出する装置を設ける必要がある。

以下に実験例を挙げて、本発明をより具体的に説明す
る。

実験例１石油化学プラントの冷却水系に第１図に示す装置を設置
し、本発明に従って汚れの状態をモニタリングして、そ
の結果に基づいて５重量％次亜塩素酸ソーダの注入量を
コントロールした。本冷却水系の懸濁物質含有量／濁度
は１の関係であった。次亜塩素酸ソーダの注入頻度は、
毎日３時間であり、本実験例では、前記（II）式による
汚れ計算値が±０．１ｇ／ｍ₃／ｈｒの範囲となるよう
に注入ストロークを６０／ｈｒ±３０／ｈｒの範囲
で制御した。

比較のため、第１図に示す装置による制御を行なわず、
５重量％次亜塩素酸ソーダの注入量を４月〜１０月は８
０／ｈｒ、１１月〜３月は５０／ｈｒと設定した場
合についての結果を第３図及び第１表に示す。

なお、第２図及び第３図において、グラフ内の数値は前
記（II）式により算出した汚れ計算値を表わす。また、
●は冷却水の濁度（実測値）であり▽は補給水の濁度
（実測値）に前記（Ｉ）式で求めた濃縮倍数を乗じた計
算値である。

本実施例のプラントでは、春先から夏場にかけて理論計
算による濁度の上昇が見られる。第１図の装置取付前に
は、系内に汚れの堆積が生じ冷却水系の濁度は低下して
いた（第３図）。これに対し、第１図の装置取付後に
は、理論値と実測値の間の差異は殆どなくなり（第２
図）、検査時の状況は第１表に示すように、第１図の装
置取付以前には汚れの付着・堆積が激しく、２次腐食が
観察されたのに対し、第１図の装置取付後には汚れの付
着・堆積は殆ど認められず、腐食も殆ど生じていなかっ
た。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明の水系の汚れのモニタリング
方法によれば、季節変動等により時々刻々と変化する水
系の汚れの状態を懸濁物質の付着ないし堆積傾向の度合
として容易にかつ正確に、良好な応答性により検出する
ことができる。従って、本発明を採用してその結果に基
いて薬注又は濾過処理を行なうことにより、汚れの状態に応じて適正な薬品処理が行なえる。

薬剤の過剰注入によるロスを軽減できる。

適正な濾過処理を行なえる。

濾過装置の性能の評価も行なえる。即ち、濾過不良、
例えば濾過層内のチャンネリングなどを早期に発見でき
る。

等の効果が奏され、系内の汚れの付着・堆積による各種
障害、例えば伝熱阻害、流路閉塞、２次腐食等を効果的
に防止することが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の系統図、第２図及び第３
図は実験例１の結果を示すグラフである。１０…冷却塔、１２…熱交換器、１４…冷却水供給管、１６…冷却水戻管、１７…循環ポンプ、３０…補給管、３２…薬注配管、３４…薬注ポンプ、４０、４６…濁度計、４２、４８…電気伝導度計、５０…演算部、５２…インバータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過器を設けていない冷却水系又は濾過器
を設けた冷却水系の保有水量を補給水により補充するよ
うにした循環冷却水系における懸濁物質の付着ないし堆
積傾向をモニタリングすることにより水系の汚れをモニ
タリングする方法であって、冷却水の電気伝導度もしくはイオン濃度と、補給水の電気伝導度もしくはイオン濃度と、を求めて各数値を下記（Ｉ）式に代入して冷却水の濃縮
倍数を算出すると共に、冷却水と補給水の濁度を求め、
かつ、濾過器を設けていない冷却水系の場合には、更に循環冷
却水の滞留時間を求め、下記（II）式に従って当該冷却
水系の懸濁物質の付着ないし堆積傾向の度合の指標とな
る汚れ計算値を算出し、濾過器を設けた冷却水系の場合には、更に循環冷却水の
滞留時間と、濾過水量と、濾過器出口水の濁度と、保有
水量とを求め、下記（III）式に従って当該冷却水系の
懸濁物質の付着ないし堆積傾向の度合の指標となる汚れ
計算値を算出し、算出された汚れ計算値と予め設定した基準値とを比較す
ることにより、前記冷却水系の懸濁物質の付着ないし堆
積傾向の度合をモニタリングすることを特徴とする冷却
水系の汚れのモニタリング方法。