JPH11128957A

JPH11128957A - 水道水改質装置

Info

Publication number: JPH11128957A
Application number: JP33625297A
Authority: JP
Inventors: Mikio Omori; 幹雄大森
Original assignee: EIDAI KAIHATSU KK
Current assignee: EIDAI KAIHATSU KK
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の受水槽を有する水道水改質装置の簡略
かつ小型化を図る。【構成】一つの消石灰溶解槽及び遊離炭酸濃度調整装
置により夫々製造された消石灰略飽和水溶液と炭酸水
と、原水である水道水とを少なくとも２以上の受水槽内
に供給して混合して水道水の改質を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水道水改質装置、よ
り詳しくは、水道水に消石灰略飽和水溶液を注入してそ
の水道水を改質するようにした水道水改質装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、既存のビルや高層住宅等において
は、水道用の配管内が腐食し、赤水が発生し、しばしば
問題となっているが、この対策として荷性ソーダ注入
法、ソーダ灰注入法、ライニング法や消石灰注入法等が
知られている。この内消石灰注入法は、単に赤水を防止
するだけでなくランゲリア指数（水の腐食性の判定指
標）の改善力が大きいことや主成分のカルシウムが健康
上に良いと言われていることなどにより近来多く実施さ
れている。この消石灰注入法は、攪拌機を有する消石灰
溶解槽内に消石灰を投入するとともに水道水の一部を供
給して攪拌し、消石灰をこの水道水に溶解して、消石灰
略飽和水溶液を製造し、一方遊離炭酸濃度調整装置に、
他の一部の水道水と炭酸ガスとを注入して所定の遊離炭
酸濃度を有する炭酸水となし、この炭酸水と前記した消
石灰略飽和水溶液と原水である水道水とを所定の比率で
受水槽に供給してこの水道水の水質を改善するものであ
る。即ち、水道水を改質処理し、ランゲリア指数を改善
するとともに消石灰が水道水中の炭酸ガス、具体的には
遊離炭酸と反応して炭酸カルシウムが生成し、これによ
り水道水中のカルシウム分が増加するとともにこの炭酸
カルシウムが水道管の内壁に付着して被膜を形成し、こ
の被膜により赤水の発生を防止するようにしたものであ
る。ところで、かかる消石灰注入法においては、原水で
ある水道水に消石灰略飽和水溶液を注入して、所定のＰ
Ｈ値以下（水道局規制によるＰＨ値８．６以下）でかつ
ランゲリア指数が零に近い水道水に改質するためには、
水道水に含まれる遊離炭酸の濃度管理が重要である。そ
のため原水である水道水中の遊離炭酸濃度を計測し、炭
酸ガスの注入量を制御して予め水道水中の遊離炭酸濃度
を所定値となした後、受水槽に供給することが知られて
いる（例えば特開平２−１９４８９３号）。そして、こ
の受水槽に供給される水道水の供給量に対応した消石灰
略飽和水溶液が受水槽内に供給されるのである。このよ
うにして受水槽内で改善（改質）された水道水は送水ポ
ンプで使用場所、例えば集合住宅等へ供給されることと
なる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、通常
の既存の集合住宅においては、水道水を一旦受水槽に貯
えた後、送水ポンプにより高架水槽に又は各住宅に送水
されているが、この受水槽は、清掃時の断水を防止する
ため複数（通常は２槽）設けられている。かかる複数の
受水槽を有する集合住宅において、前記したような水道
水改質装置を採用しようとすれば、各受水槽毎に消石灰
溶解槽や遊離炭酸濃度調整装置を設ける必要がある。そ
のため装置全体が大型となり広い据付面積が必要となる
ばかりでなく製作費も高くなり、かつ運転管理費も高く
なるという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記したよう
な従来の問題点を解決するためになされたものであっ
て、一部の水道水と消石灰とを混合して消石灰略飽和水
溶液を製造する消石灰溶解槽と、一部の水道水に炭酸ガ
スを注入して所定の遊離炭酸濃度を有する炭酸水となす
遊離炭酸濃度調整装置と、前記消石灰略飽和水溶液と前
記炭酸水と原水である水道水とを混合して改質水となす
少なくとも２以上の受水槽とよりなり、前記消石灰溶解
槽と前記各受水槽とを夫々に水溶液注入装置を有する異
なる水溶液供給管により接続するとともに、前記遊離炭
酸濃度調整装置と前記各受水槽とを夫々に制御弁を有す
る異なる炭酸水供給管を接続し、かつ各受水槽に夫々原
水である水道水の給水管を接続するようにした水道水改
質装置を提供せんとするものである。かかる構成による
水道水改質装置によれば一つの消石灰溶解槽及び遊離炭
酸濃度調整装置により、製造された消石灰略飽和水溶液
と炭酸水とは夫々異なる水溶液供給管及び炭酸水供給管
を経て複数の受水槽に供給することができ、装置の小型
化を図ることができる。そして好ましくは、夫々の受水
槽には液面計が設けられこの液面計の信号により各受水
槽内に供給される原水である水道水と、消石灰略飽和水
溶液と炭酸水の供給量が所定の比率となるよう制御され
る。より具体的には、各受水槽には夫々上位液面計と下
位液面計とが設けられ、この各受水槽で製造された改質
水を使用場所へ送水すると、この液面が低下して来る。
そしてその液面が下位液面に達すると下位液面計から信
号を発し、原水である水道水の供給管に設けられた弁体
及び水溶液供給管に配置された水溶液注入装置、炭酸水
供給管に配置された制御弁を作動させて消石灰略飽和水
溶液と炭酸水と原水である水道水とを所定の比率でこの
受水槽内に供給して、ここで改質水を製造する。そし
て、この受水槽内の液面が上昇して上位液面に達すると
上位液面計からの信号により前記水溶液注入装置を停止
させるとともに前記制御弁と弁体を閉鎖するのである。
各受水槽が比較的近距離に配置されているときは、夫々
の受水槽には単位送水管の一端が接続され、この単位送
水管の他端は、送水装置を有する主送水管に接続され
る。そして主送水管であってかつ送水装置の上流側と受
水槽とはポンプ及びＰＨ検知器を有する改質水の戻し管
で連結され、このポンプを作動させることにより主送水
管内の改質水のＰＨが検知される。このＰＨ検知器の信
号は運転データとして収集されるが、この改質水のＰＨ
が所定の範囲を外れたときは消石灰略飽和水溶液及び炭
酸水の供給を停止する。勿論、この改質水のＰＨが所定
の範囲を外れた場合、前記したように消石灰略飽和水溶
液及び炭酸水の供給を停止する方法に代えて、炭酸水供
給管に設けられた制御弁を制御するのが好ましい。即
ち、かかる水道水改質装置においては、消石灰と炭酸水
中に含まれる遊離炭酸とが中和反応して炭酸水素カルシ
ウムが生成され、水道水が改質されることとなるが、こ
の場合消石灰の供給量に対し遊離炭酸が少ないときは中
和反応が早期に完了し、ランゲリア指数の充分な改善が
なされない状態でＰＨが増大する。一方遊離炭酸が多過
ぎると、改質水中に腐蝕性の炭酸が残留するため好まし
くない。かかることから液面計からの信号（オン・オフ
信号）により、必要とする遊離炭酸を含有する炭酸水の
供給量より僅かに少ない供給量となるよう設定して置
き、そして受水槽で改質された改質水のＰＨをＰＨ検知
器で計測し、その信号により炭酸水供給管に設けられた
制御弁を制御して、炭酸水の供給量を調整し、改質水の
ＰＨが少なくとも水道法で定める所定の範囲（ＰＨ５．
８〜８．６）となるよう操作するのがよい。このような
構成によれば主送水管に配置された送水装置により各受
水槽内の改質水は単位送水管を経て同時に、又は必要に
応じて単位送水管に設けられた手動開閉弁を操作するこ
とにより、一方の受水槽内の改質水のみを使用場所に送
水することとなる。そのため各受水槽に夫々送水装置及
びＰＨ検知器を有する送水管を設ける場合に較べて装置
を小型化かつ簡略化することができる。そして、この受
水槽が比較的大なる距離（例えば２００ｍ以上）を置い
て配置される場合には、消石灰溶解槽で製造された消石
灰略飽和水溶液は別の送液装置により中間槽に供給し、
ここで一旦貯えられ然る後水溶液注入装置を経て受水槽
に供給されるよう構成するのがよい。この場合各受水槽
には夫々送水装置を有する主送水管が接続されるととも
に、各受水槽には、夫々ポンプ及びＰＨ検知器を有する
改質水の戻し管が設けられる。

【０００５】

【実施例】以下図１及び図２に基づき本発明による水道
水改質装置の実施例を説明する。図１において、１は攪
拌機２を内装する消石灰溶解槽であってこの消石灰溶解
槽１には、消石灰ａが投入されるとともに給水弁３を有
する第１の給水管４から一部の水道水Ｗ_１が供給され、
ここで消石灰略飽和水溶液Ｗ_２が製造される。給水弁３
は消石灰溶解槽１に設けられた液面計（図示せず）の信
号により操作されるようになっている。５は溶解残渣ｄ
を排出する排出管である。この消石灰溶解槽１で製造さ
れた消石灰略飽和水溶液Ｗ_２は、水溶液供給管６を経て
２つの受水槽７ａ，７ｂに供給されるようになってい
る。即ち、水溶液供給管６は主管６ａと分岐管６ｂとよ
り構成され、この主管６ａと分岐管６ｂには夫々水溶液
注入装置としての注入ポンプ８ａ，８ｂが設けられてい
る。この注入ポンプ８ａ，８ｂは可変容量型でもよいが
制御を簡略化するためには定量型が選択され、制御装置
１０ａ，１０ｂからの制御信号Ｖ_１〜Ｖ_４により操作さ
れるよう構成される。より詳しくは、受水槽７ａ，７ｂ
に設けられた下位液面計９ｃ，９ｄからの信号Ｖ５，Ｖ
６が制御装置１０ａ，１０ｂに入力されるとここで制御
信号Ｖ_１，Ｖ_２が作成され、この制御信号Ｖ_１，Ｖ_２に
より注入ポンプ８ａ，８ｂを作動させることにより消石
灰略飽和水溶液Ｗ_２を受水槽７ａ，７ｂに供給する。そ
して液面ＷＬが上位液面ＷＬ_２に達すると上位液面計９
ａ，９ｂからの信号Ｖ_７，Ｖ_８が制御装置１０ａ，１０
ｂに入力されると制御信号Ｖ_３，Ｖ_４が出力され、注入
ポンプ８ａ，８ｂを停止する。この実施例において水溶
液注入装置としての注入ポンプ８ａ，８ｂを有する異な
る水溶液供給管を主管６ａと分岐管６ｂとにより構成し
たが、これらは必要に応じて主管６ａを平列に配置して
もよい。一方、１１は遊離炭酸濃度調整装置であって、
この遊離炭酸濃度調整装置１１は、遊離炭酸濃度計１２
と炭酸ガスボンベ１３と混合槽１４と制御弁１５を有す
るガス管１６と第２の供給管１７とより構成されてい
る。そして一部の水道水Ｗ_３が第２の供給管１７から混
合槽１４に供給されるとこの一部の水道水Ｗ_３中に含ま
れる遊離炭酸の量が遊離炭酸濃度計１２により計測さ
れ、その信号Ｖ_９が制御弁１５に導かれ、この制御弁１
５を操作して炭酸ガスボンベ１３内の炭酸ガスＣをガス
管１６を経て混合槽１４内の水道水Ｗ_３中に注入し、所
定の遊離炭酸濃度を有する炭酸水Ｗ_４が製造されるよう
になっている。この遊離炭酸濃度調整装置１１において
は炭酸ガスＣを混合槽１４内において水道水Ｗ_３と混合
させるようにしたが、これに代えてラインミキサーを用
いて混合させることもできる。このようにして製造され
た炭酸水Ｗ_４は、炭酸水供給管１８を経て受水槽７ａ，
７ｂに供給される。具体的には、炭酸水供給管１８は主
管１８ａと分岐管１８ｂとにより構成され、この主管１
８ａと分岐管１８ｂとには夫々制御弁１９ａ，１９ｂが
設けられ、この制御弁１９ａ，１９ｂは、前記注入ポン
プ８ａ，８ｂと同様に制御装置１０からの制御信号Ｖ_１
〜Ｖ_４により制御されるようになっている。この場合に
おいても制御弁１９ａ，１９ｂを有する異なる炭酸水供
給管１８を主管１８ａと分岐管１８ｂとより構成した
が、これに代えて主管１８ａを平列に配置してもよい。
このようにして消石灰略飽和水溶液Ｗ_２と炭酸水Ｗ_４と
が供給される受水槽７ａ，７ｂにはＦＭ弁の如き弁体２
０ａ，２０ｂを有する第３の給水管２１ａ，２１ｂが接
続され、この弁体２０ａ，２０ｂも制御装置１０ａ，１
０ｂからの制御信号Ｖ_１〜Ｖ_４により制御されるように
なっている。そしてこの弁体２０ａ，２０ｂを開放する
ことによりこの第３の給水管２１ａ，２１ｂから原水で
ある水道水Ｗ_５が受水槽７ａ，７ｂ内に供給されるよう
になっている。このようにして消石灰略飽和水溶液Ｗ_２
と炭酸水Ｗ_４と原水である水道水Ｗ_５とにより改質水Ｗ
_６が製造される。２２ａ，２２ｂは夫々手動による開閉
弁２３ａ，２３ｂを有する単位送水管であって、この単
位送水管２２ａ，２２ｂの一端は夫々受水槽７ａ，７ｂ
に接続され、その他端は送水装置としての送水ポンプ２
５を有する主送水管２６に接続されている。２８は改質
水Ｗ_６の戻し管であって、この戻し管２８は一端が主送
水管２６であってかつ送水ポンプ２５の上流側に接続さ
れるとともに、その他端は、受水槽７ａに接続されてい
る。そしてこの戻し管２８にはポンプ２９とＰＨ検知器
３０とが配置されている。３１は改質水Ｗ６の使用場所
である集合住宅である。受水槽７ａ，７ｂ内において製
造された改質水Ｗ_６の一部はポンプ２９により主送水管
２６内から戻し管２８を経て受水槽７ａに戻されるがこ
のときＰＨ検知器３０からの信号Ｖ_１０が制御装置１０
ａ，１０ｂに入力され、ここで運転データとして収集さ
れるとともに記憶装置に予め入力されている所定の範囲
のＰＨ値と比較され、この改質水Ｗ_６のＰＨ値が所定の
ＰＨ値を外れた場合は必要により警報を発するととも
に、信号Ｖ_２，Ｖ_４が出力され少なくとも注入ポンプ８
ａ，８ｂ及び制御弁１９ａ，１９ｂを操作して受水槽消
石灰略飽和水溶液Ｗ_２及び炭酸水Ｗ_４の供給を停止す
る。そして好ましくは、このＰＨ検知器３０の信号Ｖ
_１０を制御装置１０ａ，１０ｂに入力し所定のＰＨを得
るための炭酸水の供給量を求めて比例信号である制御信
号を別途作成し、この制御信号Ｖ_１１，Ｖ，_１２により
制御弁１９ａ，１９ｂを制御することにより、連続して
好適な改質水Ｗ_６を製造することができる。そして改質
水Ｗ_６は送水ポンプ２５を作動させることにより単位送
水管２２ａ，２２ｂ及び主送水管２６を経て使用場所で
ある集合住宅３１に送水することができる。このように
して受水槽７ａ，７ｂ内の改質水Ｗ_６を集合住宅３１へ
送水すると液面ＷＬが低下する。そしてこの液面ＷＬが
下位液面ＷＬ_１に達すると下位液面計９ｃ，９ｄからの
信号Ｖ_５，Ｖ_６が発せられ、前述したようにこの信号Ｖ
_５，Ｖ_６に基づく制御信号Ｖ_１，Ｖ_２により水溶液供給
管６である主管６ａ，分岐管６ｂに設けられた注入ポン
プ８ａ，８ｂが、また炭酸水供給管１７である主管１７
ａ，分岐管１７ｂに設けられた制御弁１８ａ，１８ｂ
が、更にまた第３の給水管２１ａ，２１ｂに設けられた
弁体２０ａ，２０ｂが操作され消石灰略飽和水溶液
Ｗ_２，炭酸水Ｗ_４及び原水である水道水Ｗ_５を所定の比
率でもって受水槽７ａ，７ｂ内に供給して改質水Ｗ_６を
製造する。そして受水槽７ａ，７ｂの液面ＷＬが上位液
面ＷＬ_２に達すると上位液面計９ａ，９ｂから信号
Ｖ_７，Ｖ_８が発せられ、注入ポンプ８ａ，８ｂを停止す
るとともに制御弁１９ａ，１９ｂ及び弁体２０ａ，２０
ｂを閉鎖する。勿論この場合、ＰＨ検知器３０からの信
号Ｖ_１０により制御信号Ｖ_１〜Ｖ_４を作成し、この制御
信号Ｖ_１〜Ｖ_４を比例信号となし消石灰略飽和水溶液Ｗ
_２、炭酸水Ｗ_４、及び水道水Ｗ_５の供給量を制御するこ
とも考えられるが制御系が複雑となるため、この信号Ｖ
_１〜Ｖ_４をオン・オフ信号となし、予め設定された水道
水Ｗ_５の時間当りの供給量を基に注入ポンプ８ａ，８ｂ
による消石灰略飽和水溶液Ｗ_２及び制御弁１９ａ，１９
ｂによる炭酸水Ｗ_４の供給量を定めておくのがよい。こ
の場合炭酸水Ｗ_４の供給量は実験により求められた所定
の供給量より僅か少ない供給量となるよう設定しておく
のがよい。そして不測の事態、例えば水道水Ｗ_５の供給
量が少ないか又は消石灰略飽和水溶液の供給量が多くな
ったときは改質水Ｗ_６のＰＨが所定値を超えることとな
る。このような場合前記したように消石灰略飽和水溶液
及び炭酸水の供給を停止するか又は必要によりこの改質
水Ｗ_６のＰＨが所定置を超えた場合にのみ制御信号Ｖ
_１１，Ｖ_１２を作成し、この制御信号Ｖ_１１，Ｖ_１２を
比例信号として制御弁１９ａ，１９ｂを制御してより多
くの炭酸水Ｗ_４を受水槽７ａ，７ｂに供給して改質水Ｗ
_６のＰＨ値を低下させるのである。なお、各受水槽７
ａ，７ｂの何れか一方を清掃する場合は、開閉弁２３ａ
又は２３ｂを手動操作して閉鎖し清掃する受水槽７ａ又
は７ｂ内の改質水Ｗ_６の送水を停止することとなる。こ
の実施例において制御装置１０ａ，１０ｂを２基設けた
場合について示したがもちろん、この制御装置１０ａ，
１０ｂは１基としてもよい。図２は、本発明による水道
水改質装置の他の実施例を示す系統図であって、図１と
同一符号は同一名称を示す。この実施例は受水槽７ａと
受水槽７ｂの距離Ｌが比較的遠く（例えば２００ｍ以
上）離れている場合に好適なものであって、消石灰溶解
槽１及び遊離炭酸濃度調整装置１１は一方の受水槽７ａ
近傍に配置される。そして特に消石灰溶解槽１で製造さ
れた消石灰略飽和水溶液Ｗ_２は、注入ポンプ８ａにより
水溶液供給管６を構成する主管６ａを介して受水槽７ａ
に、また送液装置である遠心ポンプ３２を作動させ水溶
液供給管６を構成する分岐管６ｂにより他の受水槽７ｂ
の近傍に配置された中間槽３３に供給され、ここで一旦
貯えられた後注入ポンプ８ｂによりこの受水槽７ｂに供
給されるようになっている。そして、遠心ポンプ３２は
中間槽３３に設けられた例えばボールタップ式液面計の
信号により作動されるよう構成されている。この場合各
受水槽７ａ，７ｂには夫々ＰＨ検知器３０ａ，３０ｂ及
びポンプ２９ａ，２９ｂとを有する戻し管２８ａ，２８
ｂが接続され、各受水槽７ａ，７ｂ内の改質水Ｗ_６のＰ
Ｈが検知されるようになっている。そして、この送水ポ
ンプ２５ａ，２５ｂを作動させることにより各受水槽７
ａ，７ｂ内の改質水Ｗ_６を集合住宅３１ａ，３１ｂに供
給することができるようになっている。この実施例にお
いて遊離炭酸濃度調整装置１１により製造された炭酸水
Ｗ_４も受水槽７ｂ近傍に中間槽を設け、この中間槽から
受水槽７ｂ内に供給してもよいが、本来炭酸水Ｗ_４は通
常の水道水と同一圧力を有するものであり、特に中間槽
は必要としない。前記実施例において弁体２０ａ，２０
ｂを各受水槽７ａ，７ｂに設けられた上位液面計９ａ，
９ｂ及び下位液面計９ｃ，９ｄからの信号Ｖ_５〜Ｖ_８に
基づく信号Ｖ_１〜Ｖ_４により制御するようにしたが、こ
の弁体２０ａ，２０ｂをＦＭ弁とすれば、この信号Ｖ_１
〜Ｖ_４による制御は必要としないことは明らかである。

【０００６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よる水道水改質装置によれば、一つの消石灰溶解槽及び
遊離炭酸濃度調整装置により消石灰略飽和水溶液と所定
の遊離炭酸濃度を有する炭酸水とを製造し、この消石灰
略飽和水溶液と炭酸水とを２以上の受水槽に供給して水
道水の改質を行なうようにしたため、特に複数の受水槽
を有する既存の集合住宅等においては、小型の装置でも
って所定の水質を改善することができる。その結果装置
の据付面積の縮少化とともに装置の製作費や運転経費を
も削減することができるという大きな利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水道水改質装置の一実施例を示す
系統図である。

【図２】本発明による水道水改質装置の他の実施例を示
す系統図である。

【符号の説明】

１消石灰溶解槽４第１の給
水管２攪拌機５排出管３給水弁６水溶液供
給管７ａ，７ｂ受水槽１８炭酸水供
給管８ａ，８ｂ注入ポンプ２０ａ，２０ｂ
弁体９ａ，９ｂ上位液面計２１ａ，２１ｂ
第３の給水管９ｃ，９ｄ下位液面計２２ａ，２２ｂ
単位送水管１０制御装置２３ａ，２３ｂ
開閉弁１１遊離炭酸濃度調整装置２５送水ポン
プ１２遊離炭酸濃度計２６主送水管１３炭酸ガスボンベ２８戻し管１４混合槽２９ポンプ１６ガス管３２遠心ポン
プ１７第２の給水管３３中間槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一部の水道水と消石灰とを混合して消石
灰略飽和水溶液を製造する消石灰溶解槽と、一部の水道
水に炭酸ガスを注入して所定の遊離炭酸濃度を有する炭
酸水となす遊離炭酸濃度調整装置と、前記消石灰略飽和
水溶液と前記炭酸水と原水である水道水とを混合して改
質水となす少なくとも２以上の受水槽とよりなり、前記
消石灰溶解槽と前記各受水槽とを夫々に水溶液注入装置
を有する異なる水溶液供給管により接続するとともに、
前記遊離炭酸濃度調整装置と前記各受水槽とを夫々制御
弁を有する異なる炭酸水供給管により接続しかつ各受水
槽に原水である水道水の給水管を接続したことを特徴と
する水道水改質装置。
【請求項２】夫々の受水槽に液面計を設け、該液面計
の信号により各受水槽に供給される原水である水道水、
消石灰略飽和水溶液及び炭酸水の供給量を制御するよう
構成してなる請求項１記載の水道水改質装置。
【請求項３】夫々の受水槽に夫々単位送水管の一端を
接続し、該各単位送水管の他端を送水装置を有する主送
水管に接続するよう構成してなる請求項１記載の水道水
改質装置。
【請求項４】夫々の受水槽に送水装置を有する主送水
管を接続してなる請求項１記載の水道水改質装置。
【請求項５】ポンプとＰＨ検知器とを有する改質水の
戻し管の一端を主送水管であってかつ送水装置の上流側
に接続するとともに該戻し管の他端を受水槽に接続して
なる請求項３記載の水道水改質装置。