特許 6114437 腐食性アニオン除去装置及びアニオン交換樹脂の再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6114437

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】腐食性アニオン除去装置及びアニオン交換樹脂の再生方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/42 20060101AFI20170403BHJP

   B01J 49/57 20170101ALI20170403BHJP

   B01J 47/02 20170101ALI20170403BHJP

   B01J 41/12 20170101ALI20170403BHJP

   B01J 41/04 20170101ALI20170403BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/42 A

   B01J49/00 162

   B01J47/02

   B01J41/12

   B01J41/04

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-93733(P2016-93733)

(22)【出願日】2016年5月9日

【審査請求日】2016年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000191319

【氏名又は名称】新菱冷熱工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】松川 安樹

(72)【発明者】

【氏名】津波古 敦信

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−３１６８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１１１４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２９８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２８４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２８４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０３１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２９０９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０１６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８８２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７９４６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４２

Ｂ０１Ｊ ４９／００

Ｃ２３Ｆ １１／００

Ｃ２３Ｆ １４／００−１７／００

Ｆ２８Ｆ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配管内に供給する水に含まれる腐食性アニオンを防食性アニオンに置換してアニオン交換処理水を生成するアニオン交換樹脂を有する腐食性アニオン除去装置であって、
前記アニオン交換処理水を貯留する処理水槽と、
前記処理水槽内の水のｐＨを測定するｐＨ測定器と、
前記ｐＨ測定器が測定したｐＨが７以上になる迄、前記処理水槽内のアニオン交換処理水を空気と接触させながら循環させる曝気循環路と、
前記ｐＨ測定器が測定したｐＨが７以上になると、前記処理水槽内のアニオン交換処理水を前記配管内に供給する給水路と、
前記アニオン交換樹脂の再生時に、水道水で希釈したＮａＨＣＯ_３水溶液だけを該アニオン交換樹脂に接触させる再生路と、
を備えていることを特徴とする腐食性アニオン除去装置。

【請求項2】

前記アニオン交換処理水を貯留すると共に前記アニオン交換樹脂の再生時にＮａＨＣＯ_３が投入される処理水槽を備え、該処理水槽から前記再生路を通って該アニオン交換樹脂に水道水で希釈したＮａＨＣＯ_３水溶液が供給されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の腐食性アニオン除去装置。

【請求項3】

前記処理水槽内の水中の塩化物イオン濃度を測定する塩化物イオン濃度測定器を備え、該塩化物イオン濃度測定器が測定した塩化物イオン濃度に基づき前記アニオン交換樹脂の再生時期を報知するように制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の腐食性アニオン除去装置。

【請求項4】

前記配管内の水の溶存酸素を測定する溶存酸素測定器を備え、該溶存酸素測定器が測定した溶存酸素が０．５ｍｇ／Ｌ以上となった場合に警報を出力するように制御されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの請求項に記載の腐食性アニオン除去装置。

【請求項5】

前記配管内の水中に析出した異物をフィルタで除去しながらフラッシングするフラッシング設備をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの請求項に記載の腐食性アニオン除去装置。

【請求項6】

前記フィルタは１〜１０μｍのろ過精度を有していることを特徴とする請求項５に記載の腐食性アニオン除去装置。

【請求項7】

前記配管内の水のｐＨ，溶存酸素、及び濁度を測定する測定器を備え、該測定器が測定したｐＨが９以上且つ溶存酸素が１．０ｍｇ／Ｌ未満且つ濁度が４度未満の場合に前記フラッシング設備によるフラッシング動作を停止させるように制御されることを特徴とする請求項５又は６に記載の腐食性アニオン除去装置。

【請求項8】

配管内に供給する水に含まれる腐食性アニオンを防食性アニオンに置換してアニオン交換処理水を生成するアニオン交換樹脂を再生するアニオン交換樹脂の再生方法であって、
前記アニオン交換処理水を貯留する処理水槽内の水のｐＨが７以上になる迄、前記処理水槽内のアニオン交換処理水を空気と接触させながら循環させ、前記ｐＨが７以上になると、前記処理水槽内のアニオン交換処理水を前記配管内に供給し、
前記アニオン交換樹脂の再生時に、水道水で希釈したＮａＨＣＯ_３水溶液だけを前記アニオン交換樹脂に接触させることを特徴とするアニオン交換樹脂の再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配管内に供給する水に含まれる腐食性アニオンを防食性アニオンに置換するアニオン交換樹脂を有する腐食性アニオン除去装置及びアニオン交換樹脂の再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、冷凍機、冷温水配管、冷却水配管等の空調設備用の配管や生産プロセス用の配管では、配管気密試験等で配管内に水を張った直後に局部腐食の起点が発生する虞がある。この種の局部腐食の起点の発生には水張り直後の水質や運転状態が大きく影響しており、配管内の水の流れがない箇所やエルボや弁等の下流側で発生し易いことが知られている。

【0003】

このような配管腐食を防止するため、亜硝酸塩系の防食薬剤を配管内の水に添加して防食することも行われているが、この方法では、排水時に環境汚染の要因となる虞がある。そのため、従来、水系の腐食性イオン含有水と防食性アニオンを担持したアニオン交換樹脂とを接触させると共に該水系に低分子量ポリマーを添加する水系の金属の腐食抑制方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

一方、配管施工プロセスの最終段階において、配管施工時に配管内部に付着した金属粉、酸化亜鉛、接合材料等の異物を除去するため、配管内に水を流して洗浄するフラッシング作業が実施されている。従来のこの種のフラッシング作業では、配管内の洗浄排水をストレーナのメッシュで受けて異物の残留が無いことを目視で確認できる迄、配管内の水の入れ替えを繰り返し何回も行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６−１５８３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、従来、アニオン交換樹脂に防食性アニオンを担持させる際、強アルカリ性の劇薬である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液により前処理を行った後、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）水溶液をアニオン交換樹脂に接触させることが一般的である。しかしながら、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液は強アルカリ性の劇薬であるため、取扱いが困難である。また、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）や炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）を水溶液にする際に純水で希釈することが一般的であるため、純水装置の設置と維持管理が必要になる。これらの理由により、上記した特許文献１の腐食抑制方法を建築現場で採用することは極めて難しいという問題がある。

【0007】

さらに、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）水溶液をアニオン交換樹脂に接触させた直後の水溶液のｐＨは酸性になり、金属材料の腐食を促進する虞があることは実験で確認されている。このことから、上記した特許文献１の腐食抑制方法を建築現場で採用することは、腐食対策の面でも問題がある。

【0008】

一方、上記した従来のフラッシング方法では、配管内に水の入れ替えを何度も行うことで酸素が補給されるため、腐食の進行が促進されるという問題がある。また、ストレーナのメッシュでは除去できないミクロンオーダの水中微粒子が配管内に堆積して、局部腐食の発生の起点となる虞もある。

【0009】

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、取扱いが容易で腐食を確実に抑制することのできる腐食性アニオン除去装置及びアニオン交換樹脂の再生方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、配管内に供給する水に含まれる腐食性アニオンを防食性アニオンに置換してアニオン交換処理水を生成するアニオン交換樹脂を有する腐食性アニオン除去装置であって、前記アニオン交換樹脂の再生時に、水道水で希釈したＮａＨＣＯ_３水溶液だけを該アニオン交換樹脂に接触させる再生路を備えていることを特徴とする。

【0011】

本発明に係る腐食性アニオン除去装置は、前記アニオン交換処理水を貯留すると共に前記アニオン交換樹脂の再生時にＮａＨＣＯ_３が投入される処理水槽を備え、該処理水槽から前記再生路を通って該アニオン交換樹脂に水道水で希釈したＮａＨＣＯ_３水溶液が供給されるように構成されていることを特徴とする。

【0012】

本発明に係る腐食性アニオン除去装置は、前記アニオン交換処理水を貯留する処理水槽と、前記処理水槽内の水のｐＨを測定するｐＨ測定器と、前記ｐＨ測定器が測定したｐＨが７以上になる迄、前記処理水槽内のアニオン交換処理水を空気と接触させながら循環させる曝気循環路と、前記ｐＨ測定器が測定したｐＨが７以上になると、前記処理水槽内のアニオン交換処理水を前記配管内に供給する給水路と、を備えていることを特徴とする。

【0013】

本発明に係る腐食性アニオン除去装置は、前記処理水槽内の水中の塩化物イオン濃度を測定する塩化物イオン濃度測定器を備え、該塩化物イオン濃度測定器が測定した塩化物イオン濃度に基づき前記アニオン交換樹脂の再生時期を報知するように制御されることを特徴とする。

【0014】

本発明に係る腐食性アニオン除去装置は、前記配管内の水の溶存酸素を測定する溶存酸素測定器を備え、該溶存酸素測定器が測定した溶存酸素が０．５ｍｇ／Ｌ以上となった場合に警報を出力するように制御されることを特徴とする。

【0015】

本発明に係る腐食性アニオン除去装置は、前記配管内の水中に析出した異物をフィルタで除去しながらフラッシングするフラッシング設備をさらに備えていることを特徴とする。

【0016】

本発明に係る腐食性アニオン除去装置において、前記フィルタは１〜１０μｍのろ過精度を有していることを特徴とする。

【0017】

本発明に係る腐食性アニオン除去装置は、前記配管内の水のｐＨ，溶存酸素、及び濁度を測定する測定器を備え、該測定器が測定したｐＨが９以上且つ溶存酸素が１．０ｍｇ／Ｌ未満且つ濁度が４度未満の場合に前記フラッシング設備によるフラッシング動作を停止させるように制御されることを特徴とする。

【0018】

また、本発明は、配管内に供給する水に含まれる腐食性アニオンを防食性アニオンに置換してアニオン交換処理水を生成するアニオン交換樹脂を再生するアニオン交換樹脂の再生方法であって、水道水で希釈したＮａＨＣＯ_３水溶液だけを前記アニオン交換樹脂に接触させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、水資源を節約しながら、腐食を確実に抑制して設備の延命を図ることができる。また、水質を介して設備の劣化状況をリアルタイムで監視することができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置を示す概略図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置においてアニオン交換処理を行っている状態を示す概略図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置においてｐＨ調整を行っている状態を示す概略図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置において配管にアニオン交換処理水を供給している状態を示す概略図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置においてアニオン交換樹脂の再生を行っている状態を示す概略図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置のフラッシング設備を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、空調設備用の炭素鋼鋼管や亜鉛めっき鋼管製の配管に対して本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置を適用した場合について例示して説明する。

【0022】

まず、図１により、本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置１０の構成について説明する。図１は腐食性アニオン除去装置１０を示す概略図である。

【0023】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置１０は、腐食しにくいアニオン交換処理水を生成するアニオン交換樹脂１２と、アニオン交換樹脂１２が生成したアニオン交換処理水を貯留する処理水槽１３と、補給水源である水道からアニオン交換樹脂１２を通って処理水槽１３まで形成されるアニオン交換処理路１４と、処理水槽１３から配管１１まで形成される給水路１５と、処理水槽１３の周囲を循環するように形成される曝気循環路１６と、処理水槽１３からアニオン交換樹脂１２まで形成される再生路１７と、を備えて構成されている。

【0024】

また、腐食性アニオン除去装置１０は、配管１１内の水中に析出した異物をフィルタで除去しながらフラッシングするフラッシング設備６０を備えているが、このフラッシング設備６０については後述する。

【0025】

アニオン交換樹脂１２は、配管１１において発生する金属材料の腐食を抑制するために、腐食性アニオン（塩化物イオンや硫酸イオン）を防食性アニオン（炭酸水素イオン）に置換してアニオン交換処理水を生成する処理を行う。

【0026】

処理水槽１３は、開放型の水槽であり、ｐＨ測定器１８及び塩化物イオン濃度測定器１９が取り付けられている。ｐＨ測定器１８及び塩化物イオン濃度測定器１９は制御装置２０にそれぞれ電気的に接続され、制御装置２０にはモニター及び記録装置５１が電気的に接続されている。

【0027】

アニオン交換処理路１４は、補給水源からアニオン交換樹脂１２まで形成される一次側流路２１と、アニオン交換樹脂１２から処理水槽１３まで形成される二次側流路２２と、により構成されている。一次側流路２１の途中には第１仕切弁２３が接続されており、第１仕切弁２３は少なくともアニオン交換処理水の生成時には開放される。二次側流路２２には、上流側から順に、第２仕切弁２４、流量計２５、第３仕切弁２６、及び脱気装置２７が接続されており、二次側流路２２の下流端２８は処理水槽１３の上面に接続されている。第２仕切弁２４及び第３仕切弁２６は少なくともアニオン交換処理水の生成時には開放される。また、二次側流路２２には、アニオン交換樹脂１２と第２仕切弁２４との間からドレン管３０が分岐して下方に延出している。ドレン管３０の途中には第４仕切弁３１が接続され、ドレン管３０の下端はホッパー３２の上方で開放されている。第４仕切弁３１はアニオン交換処理水の生成時には閉鎖され、アニオン交換樹脂１２の再生時に開放される。

【0028】

給水路１５の上流端３３は処理水槽１３の側面下部に接続されている。給水路１５には、上流側から順に、第５仕切弁３４、メインポンプ３５、及び電磁弁３６が接続されている。第５仕切弁３４は少なくとも処理水槽１３内の水の循環時及び配管１１への供給時には開放される。電磁弁３６は制御装置２０に電気的に接続されており、ｐＨ測定器１８と塩化物イオン濃度測定器１９の計測結果に基づき開閉制御される。塩化物イオン濃度を計測する理由は、硫酸イオンより塩化物イオンの方が炭酸水素イオンと交換できる量が少ないことが本発明者による実験で確認されたからである。また、給水路１５には、メインポンプ３５と電磁弁３６との間の第１分岐点３７からメイン循環路３８が分岐しており、メイン循環路３８の下流端は、第３仕切弁２６と脱気装置２７との間の第２分岐点３９においてアニオン交換処理路１４の二次側流路２２に接続されている。

【0029】

曝気循環路１６は、給水路１５の上流端３３から第１分岐点３７までの上流側兼用循環路４０と、前記メイン循環路３８と、第２分岐点３９からアニオン交換処理路１４の二次側流路２２の下流端２８までの下流側兼用循環路４１と、により構成されている。メイン循環路３８の途中には第６仕切弁４２が接続され、第６仕切弁４２は少なくとも処理水槽１３内の水の循環時に開放される。上流側兼用循環路４０は給水路１５の上流側部分によって兼用され、下流側兼用循環路４１はアニオン交換処理路１４の二次側流路２２の下流側部分によって兼用されている。

【0030】

また、アニオン交換樹脂１２を迂回するようにアニオン交換処理路１４にバイパス路４３が形成されている。バイパス路４３は、一次側流路２１の第１仕切弁２３の上流側部分と、二次側流路２２の第３仕切弁２６と第２分岐点３９との間の部分と、に接続されて形成されている。バイパス流路４３の途中には第７仕切弁４４が接続され、第７仕切弁４４は、アニオン交換樹脂１２の保守点検等で、第１仕切弁２３及び第２仕切弁２４が閉鎖される時などに開放される。

【0031】

再生路１７は、処理水槽１３の側面下部に接続さる上流端４５から、アニオン交換処理路１４の一次側流路２１の第１仕切弁２３とアニオン交換樹脂１２との間の第３分岐点４６までの間を連結するように形成されるメイン再生路４７と、第３分岐点４６からアニオン交換樹脂１２との間に形成される兼用再生路４８と、により構成されている。メイン再生路４７には、上流側から順に、第８仕切弁４９、及び再生ポンプ５０が接続されている。第８仕切弁４９はアニオン交換樹脂１２の再生時に開放される。兼用再生路４８はアニオン交換処理路１４の一次側流路２１の下流側部分によって兼用されている。

【0032】

また、後述するフラッシング設備６０には、溶存酸素測定器６８が取り付けられており、溶存酸素測定器６８は制御装置２０に電気的に接続されている。なお、溶存酸素測定器６８は、配管１１に直接取り付けられても良い。

【0033】

次に、図１に加えて、図２〜５を参照しつつ、上記した構成を備えた腐食性アニオン除去装置１０の作用について説明する。図２は腐食性アニオン除去装置１０がアニオン交換処理を行っている状態を示す概略図、図３は腐食性アニオン除去装置１０がｐＨ調整を行っている状態を示す概略図、図４は腐食性アニオン除去装置１０が配管１１にアニオン交換処理水を供給している状態を示す概略図、図５は腐食性アニオン除去装置１０がアニオン交換樹脂１２の再生を行っている状態を示す概略図である。

【0034】

図２において太線で示すように、補給水源である水道からアニオン交換処理路１４の一次側流路２１を通って水道水がアニオン交換樹脂１２を通過すると、水中の腐食性アニオン（塩化物イオンや硫酸イオン）は防食性アニオン（炭酸水素イオン）に置換されてアニオン交換処理水が生成される。

【0035】

アニオン交換樹脂１２において生成されたアニオン交換処理水は、アニオン交換処理路１４の二次側流路２２を通って処理水槽１３の上面から処理水槽１３内に供給される。この時、流量計２５によってアニオン交換処理路１４の二次側流路２２を通るアニオン交換処理水の流量が計測されると共に、脱気装置２７によってアニオン交換処理水中に過飽和に含まれた二酸化炭素が除去される。

【0036】

処理水槽１３に供給されたアニオン交換処理水は、ｐＨ測定器１８によってｐＨが測定される。そして、図３において太線で示すように、処理水槽１３内のアニオン交換処理水は、ｐＨ測定器１８が測定したｐＨが７以上になる迄、処理水槽１３内において空気と接触しながら、曝気循環路１６を循環する。

【0037】

その後、ｐＨ測定器１８と塩化物イオン濃度測定器１９によって測定された処理水槽１３内のアニオン交換処理水のｐＨが７以上、塩化物イオン濃度が１．０ｍｇ/L以下になったと制御装置２０により判断されると、電磁弁３６が開放され、図４において太線で示されているように、処理水槽１３内のアニオン交換処理水は給水路１５を通って配管１１系へ供給される。

【0038】

一般に、アニオン交換樹脂１２に供給される水道水には、塩化物イオン、硫酸イオン、炭酸水素イオンなど、様々なイオンが含まれており、塩化物イオンと硫酸イオンは腐食を促進させ、炭酸水素イオンは腐食を抑制させる。したがって、塩化物イオンと硫酸イオンをアニオン交換樹脂１２を使用して炭酸水素イオンに置換することで、腐食の進行を抑制することができる。

【0039】

このようにアニオン交換処理水が給水路１５を通って配管１１系へ供給されている間、処理水槽１３内のアニオン交換処理水中の塩化物イオンの濃度は塩化物イオン濃度測定器１９によって常時測定される。その測定結果は、制御装置２０を介してモニター及び記録装置５１に送信され、常時監視され、塩化物イオンの濃度が所定値（１．０ｍｇ/L）を超えた場合には、アニオン交換樹脂１２の再生処理が行われる。

【0040】

このアニオン交換樹脂１２の再生処理では、処理水槽１３に再生剤として炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）が投入され、図５において太線で示されているように、水道水で希釈されたＮａＨＣＯ３水溶液が処理水槽１３から再生路１７を通ってアニオン交換樹脂１２に供給される。この場合のＮａＨＣＯ３水溶液の濃度は、８％程度とするのが最も好ましい。一般に、炭酸水素ナトリウムの水への溶解量は、室温の環境において、概ね１０％程度であり、溶解量が多い程、アニオン交換樹脂１２の再生処理は容易になる。一方、処理水槽１３内に再生用薬剤を残すと炭酸カルシウムなどのスケール障害の原因になる虞があるので、過剰に添加することは避ける必要がある。本発明は、このような事情を考慮しつつ、実験で確認した結果、８％程度が最も管理しやすい濃度であると判断した。

【0041】

このようにアニオン交換樹脂１２の再生時に、水道水で希釈されたＮａＨＣＯ_３水溶液だけをアニオン交換樹脂１２に接触させることで、強アルカリ性の劇薬である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液による前処理や純水による試薬の調整を行わなくても、配管１１内の局部腐食を防止することができる。したがって、本発明を建築現場で容易に採用することが可能となる。

【0042】

また、腐食性アニオン除去装置１０により配管１１内にアニオン交換処理水を供給した後、空調設備の運転中は、溶存酸素測定器６８により配管１１内の溶存酸素を常時モニタリングすることで腐食環境を把握する。そして、溶存酸素測定器６８により測定された溶存酸素の値が０．５ｍｇ／Ｌ以上となったと制御装置２０が判断した場合には、警報を出力する。

【0043】

水道水などの中性淡水環境において、腐食の主な原因は溶存酸素である。通常、密閉循環水の環境では、水中の溶存酸素が１ｍｇ／Ｌ未満に保持するように管理される。しかし、ポンプの調整不備や設備の変更などにより、配管１１内の水が排出されて溶存酸素を含む水が補給されることにより、腐食の進行が加速されることがある。水中の溶存酸素の濃度は、ヘンリーの法則に従い、酸素分圧と温度で決定され、大気圧下において、溶存酸素濃度は温度の低下に伴って上昇する。

【0044】

発明者らの実験の結果によれば、０．５ｍｇ／Ｌ以下まで酸素を低減しないと防食効果は顕著でないことがわかった。そこで、本実施の形態では、設備の長寿命化を図るため、配管１１内の水の溶存酸素を常時モニタリングし、溶存酸素が０．５ｍｇ／Ｌ以上で警告することとした。

【0045】

発明者らの試算によれば、仮に酸素が水に供給されたとしても、上記した本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置１０を採用することで、炭素鋼の腐食速度を１／６０以下に抑制することができ、亜鉛の腐食速度を１／２以下に抑制することができることが分かった。

【0046】

また、本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置１０において、アニオン交換樹脂１２を炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）で再生処理する際に掛かる処理水量当りの費用を試算すると、０．３円／Ｌとなる。これは、従来行われている亜硝酸塩系防食処理に掛かる費用の約１／２であることから、本発明によって再生処理に掛かるコストを大幅に削減することができることが分かる。

【0047】

さらに、本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置１０によれば、劇薬を使用する必要がないため、建築現場でも容易に採用することができる。したがって、環境に配慮しながら配管１１内の水張り直後の腐食を確実に抑制することが可能となる。また、局部腐食の起点ができなくなるので、数年で漏水に至るような腐食が発生する虞がない。さらに、後述するフラッシング設備６０と併用することで、腐食抑制効果を一段と向上させることができる。

【0048】

次に、図６を参照して、本発明の実施の形態に係る腐食性アニオン除去装置１０のフラッシング設備６０について説明する。図６は腐食性アニオン除去装置１０のフラッシング設備６０を示す概略図である。

【0049】

腐食性アニオン除去装置１０は、配管１１内の水中に析出した異物をフィルタで除去しながらフラッシングするフラッシング設備６０を備えている。この場合の配管１１は、空調設備用の配管であり、配管１１の途中には、冷凍機５２、一次ポンプ５３、ヘッダー５４，５５、二次ポンプ５６、空調機５７、仕切弁５８等が取り付けられている。

【0050】

フラッシング設備６０は、配管１１の仕切弁５８の上流側及び下流側の２箇所５９ａ，５９ｂから分岐されるろ過循環路６１を備えている。ろ過循環路６１には、上流側から順に、第１仕切弁６２、第２仕切弁６３、第１圧力計６４、フィルタ６５、第２圧力計６６、第３仕切弁６７、溶存酸素測定器６８、流量計６９、及び第４仕切弁７０がそれぞれ接続されている。フィルタは１〜１０μｍのろ過精度を有しているのが好ましい。

【0051】

また、ろ過循環路６１には、フィルタ６５を迂回するバイパス路７１が接続され、バイパス路７１に第５仕切弁７２が接続されている。第５仕切弁７２は、フィルタ６５の保守点検等で、第２仕切弁６３及び第３仕切弁６７が閉鎖される時などに開放される。

【0052】

さらに、ろ過循環路６１には、第２仕切弁６３と第１圧力計６４との間からドレン管７３が分岐して形成されている。ドレン管７３の途中には、上流側から順に、第６仕切弁７４、ｐＨ測定器７５、及び濁度測定器７６が接続され、ドレン管７３の下端はホッパー７７の上方で開放されている。ｐＨ測定器７５及び濁度測定器７６は、それぞれ制御装置２０に電気的に接続されている。第６仕切弁７４はｐＨ測定器７５や濁度測定器７６で配管内の水のｐＨや濁度を測定する時に（フラッシング時に水がフィルタ６５を保有水量の３倍程度の水が通過したタイミング、及びその後１時間から数時間毎、フラッシング終了の基準、ｐＨが９．０以上、濁度４度未満を満足するまで随時）開放される。なお、ｐＨと濁度は、センサーの耐圧の問題により、本実施の形態のような密閉配管系では直接測定することができないため、第６仕切弁７４を開放して水を流しながら測定するが、この時に捨てられる水量は配管の全体保有水量の０．１％以下に過ぎない。

【0053】

上記した構成を備えたフラッシング設備６０において、配管１１内の保有水量の３倍の量の水を配管１１内及びろ過循環路６１に循環させ、配管１１の施工時に配管１１内部に付着した金属粉、酸化亜鉛、接合材料等の異物をフィルタ６５によって除去させるように、フラッシング動作を実行する。そして、フラッシング設備６０によるフラッシングの間、水質化学と配管系金属材料の耐食性を考慮して、溶存酸素測定器６８、ｐＨ測定器７５、及び濁度測定器７６によって溶存酸素、ｐＨ、及び濁度の値を随時測定すると共にモニター及び記録装置５１によりその値を常時監視し、フラッシング動作を停止させるかどうかを制御装置２０が判断する。そして、溶存酸素が１．０ｍｇ／Ｌ未満且つｐＨが９．０以上且つ濁度が４度未満になったと制御装置２が判断すると、フラッシング設備６０によるフラッシング動作が停止される。

【0054】

一般に、炭素鋼や亜鉛めっき鋼管製の配管１１のフラッシングで問題になるのは、配管１１の内面から溶出した亜鉛と鉄の腐食生成物である。これらに腐食生成物は、配管１１内に補給される水に含まれる遊離炭酸が循環運転中に放出されることでｐＨが上昇する現象によって、その大部分が析出して微粒子として存在する。この微粒子の大きさは数μｍ（１〜１０μｍ程度）であるため、フィルタ６５でろ過すれば、全て取り除くことができる。すなわち、上記したフラッシング設備６０によれば、大量の水を捨てることなく、フィルタ６５でろ過することで、フラッシングすることができる。したがって、水資源を節約することで地球環境保護にも貢献しながら、配管１１の腐食を確実に抑制することができ、設備の長寿命化を図ることができる。また、フラッシング完了のタイミングを定量的に評価することできるので、配管１１内に安定した水質の水を供給することができる。

【0055】

なお、上記した本発明の実施の形態の説明では、本発明を、空調設備用の炭素鋼や亜鉛メッキ鋼管製の配管に対して適用した場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は、生産プロセス用の配管等、他の用途の配管にも適用可能である。

【0056】

また、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る腐食性アニオン除去装置における好適な実施の形態を説明しているため、材質、寸法、構造等、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

【符号の説明】

【0057】

１０ 腐食性アニオン除去装置
１１ 配管、
１２ アニオン交換樹脂
１３ 処理水槽
１５ 給水路
１７ 曝気循環路
１８ ｐＨ測定器
１９ 塩化物イオン濃度測定器
６０ フラッシング設備
６５ フィルタ
６８ 溶存酸素測定器

【要約】

【課題】取扱いが容易で腐食を防止することのできる腐食性アニオン除去装置及びアニオン交換樹脂の再生方法を提供する。
【解決手段】本発明は、配管１１内に供給する水に含まれる腐食性アニオンを防食性アニオンに置換してアニオン交換処理水を生成するアニオン交換樹脂１２を有する腐食性アニオン除去装置１０であって、アニオン交換樹脂１２の再生時に、水道水で希釈したＮａＨＣＯ_３水溶液だけをアニオン交換樹脂１２に接触させる再生路１７を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】