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JP3347020B2 - Water treatment method and apparatus - Google Patents

Water treatment method and apparatus

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Publication number
JP3347020B2
JP3347020B2 JP18374797A JP18374797A JP3347020B2 JP 3347020 B2 JP3347020 B2 JP 3347020B2 JP 18374797 A JP18374797 A JP 18374797A JP 18374797 A JP18374797 A JP 18374797A JP 3347020 B2 JP3347020 B2 JP 3347020B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
treated
water treatment
ultrasonic wave
silicon compound
Prior art date
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Application number
JP18374797A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH1128458A (en
Inventor
義澤 金
正人 秋山
Original Assignee
株式会社ビー・エム
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ビー・エム filed Critical 株式会社ビー・エム
Priority to JP18374797A priority Critical patent/JP3347020B2/en
Publication of JPH1128458A publication Critical patent/JPH1128458A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3347020B2 publication Critical patent/JP3347020B2/en
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  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、珪素化合物を含有
する被処理水を処理する水処理方法およびその装置に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water treatment method for treating water to be treated containing a silicon compound and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、地熱発電として、例えば地中の蒸
気や熱水を井戸を介して取り出し蒸気タービンを回して
発電する各種方式が知られているが、地中の蒸気や熱水
には、珪酸塩やアルミノ珪酸塩、炭酸カルシウムなどの
無機物が多く含まれており、配管の内周面などにスケー
ルとして付着成長し、配管の内径が小さくなって蒸気や
熱水の取り出しに支障をきたすようになる。このため、
例えば鋼管内に可撓性のチューブを同軸上に設けた二重
管構造の配管を用い、チューブを伸縮により内周面に付
着するスケールを剥離する構成が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of geothermal power generation have been known in which underground steam or hot water is taken out through a well and a steam turbine is turned to generate power. It contains many inorganic substances such as silicates, aluminosilicates, and calcium carbonate, and grows as scales on the inner peripheral surface of pipes, and the inner diameter of pipes becomes smaller, which hinders removal of steam and hot water. Become like For this reason,
For example, a configuration is known in which a pipe having a double pipe structure in which a flexible tube is coaxially provided in a steel pipe is used to peel scale attached to an inner peripheral surface by expanding and contracting the tube.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二重管
構造の特殊な配管は、非常に高価であり配管作業も煩雑
で、施工性の向上および施設コストの低減が図れない。
また、この特殊な配管を用いても、蒸気にて蒸気タービ
ンを直接回す直接方式の場合では蒸気タービンへの無機
物の付着成長を防止することができない。このため、安
価で効率よく発電できない問題がある。
However, a special pipe having a double-pipe structure is very expensive and the piping work is complicated, so that the workability cannot be improved and the facility cost cannot be reduced.
Further, even if this special piping is used, in the case of the direct system in which the steam turbine is directly turned by the steam, it is not possible to prevent the adhesion and growth of the inorganic substance to the steam turbine. Therefore, there is a problem that power generation cannot be performed efficiently at low cost.

【0004】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、スケールの発生を抑制し効率よく被処理水が処理さ
れる水処理方法およびその装置を提供することを目的と
する。
[0004] The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a water treatment method and an apparatus therefor, in which generation of scale is suppressed and water to be treated is efficiently treated.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の水処理方
法は、珪素化合物を含有する被処理水をフッ素化合物を
含有する処理材を収容した容器内に流入させ、この容器
内の前記処理材に超音波を当てるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a water treatment method comprising: flowing water to be treated containing a silicon compound into a vessel containing a treatment material containing a fluorine compound; Ultrasonic waves are applied to the material.

【0006】そして、容器内に収容したフッ素化合物を
含有する処理材に超音波を当て、容器内に貯溜した被処
理水中にフッ素化合物の微少量が分解して生成するフッ
化水素を溶出させ、被処理水中の珪素化合物と反応させ
て可溶化し、スケールの発生を抑制する。
[0006] Then, ultrasonic waves are applied to the treatment material containing the fluorine compound contained in the container to elute hydrogen fluoride generated by the decomposition of a very small amount of the fluorine compound into the water to be treated stored in the container, It reacts with the silicon compound in the water to be treated to be solubilized and suppresses generation of scale.

【0007】請求項2記載の水処理方法は、請求項1記
載の水処理方法において、フッ素化合物は、フッ化カル
シウムであるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the water treatment method according to the first aspect, the fluorine compound is calcium fluoride.

【0008】そして、フッ素化合物がフッ化カルシウム
の処理材を用いるため、超音波を当てることにより、フ
ッ化水素および水酸化カルシウムが生成され、水酸化カ
ルシウムは被処理水中に溶解しフッ化水素は珪素化合物
と反応して可溶化させて、スケールの発生を抑制する。
[0008] Then, since the fluorine compound uses a treatment material of calcium fluoride, by applying ultrasonic waves, hydrogen fluoride and calcium hydroxide are generated, calcium hydroxide is dissolved in the water to be treated, and hydrogen fluoride is dissolved. It reacts with the silicon compound to solubilize it, thereby suppressing the generation of scale.

【0009】請求項3記載の水処理方法は、請求項1ま
たは2記載の水処理方法において、処理材は、蛍石であ
るものである。
[0009] The water treatment method according to claim 3 is the water treatment method according to claim 1 or 2, wherein the treatment material is fluorite.

【0010】そして、処理材としてフッ化カルシウムを
高度に含有する取り扱いが容易な蛍石を用いるため、効
率よく容易にスケールの発生が抑制される。
Since fluorite which contains calcium fluoride at a high level and is easy to handle is used as a treatment material, the generation of scale is efficiently and easily suppressed.

【0011】請求項4記載の水処理方法は、請求項1な
いし3いずれか一記載の水処理方法において、被処理水
は、地熱発電用の地下水であるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the water treatment method according to any one of the first to third aspects, the water to be treated is groundwater for geothermal power generation.

【0012】そして、被処理水として、汲み上げにより
温度が低下し、また空気との接触により固体化してスケ
ールを生じやすい珪素化合物であるアルミノ珪酸塩を高
濃度に含有する地熱発電用の地下水を対象として処理す
るので、発電の際のスケールの発生を防止して効率よく
発電する。
As the water to be treated, groundwater for geothermal power generation containing a high concentration of aluminosilicate, which is a silicon compound whose temperature is lowered by pumping and solidified by contact with air to easily produce scale, is considered. Therefore, generation of scale at the time of power generation is prevented and power is efficiently generated.

【0013】請求項5記載の水処理方法は、請求項1な
いし4いずれか一記載の水処理方法において、被処理水
中の珪素化合物の含有量を検出し、この検出した珪素化
合物の含有量に対応して超音波の波長および当てる時間
の少なくともいずれか一方を固定設定するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the water treatment method according to any one of the first to fourth aspects, the content of the silicon compound in the water to be treated is detected, and the content of the detected silicon compound is determined. Correspondingly, at least one of the wavelength of the ultrasonic wave and the irradiation time is fixedly set.

【0014】そして、検出した珪素化合物の含有量に対
応してフッ素化合物を含有する処理材に当てる超音波の
波長および超音波を当てる時間の少なくともいずれか一
方を固定設定するため、効率よくスケールの発生が防止
される。
Further, since at least one of the wavelength of the ultrasonic wave applied to the treatment material containing the fluorine compound and the time of applying the ultrasonic wave is fixedly set in accordance with the detected content of the silicon compound, the scale is efficiently set. The occurrence is prevented.

【0015】請求項6記載の水処理装置は、珪素化合物
を含有する被処理水を流出入可能に貯溜する容器と、こ
の容器内に投出入可能に収容されるフッ素化合物を含有
する処理材と、前記処理材に超音波を当てる超音波発生
手段とを具備したものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a water treatment apparatus comprising: a container for storing water to be treated containing a silicon compound so as to be able to flow in and out; And an ultrasonic wave generating means for applying an ultrasonic wave to the processing material.

【0016】そして、珪素化合物を含有する被処理水が
流入した容器内に収容したフッ素化合物を含有する処理
材に超音波発生手段にて超音波を当て、容器内に貯溜す
る被処理水中にフッ素化合物の微少量が分解して生成す
るフッ化水素を溶出させ、被処理水中の珪素化合物と反
応させて可溶化し、スケールの発生を抑制する。
Then, ultrasonic waves are applied to the treatment material containing the fluorine compound contained in the container into which the water containing the silicon compound has flowed by the ultrasonic wave generating means, so that the fluorine contained in the treatment water stored in the container. Hydrogen fluoride generated by the decomposition of a very small amount of the compound is eluted, reacted with the silicon compound in the water to be treated, solubilized, and the generation of scale is suppressed.

【0017】請求項7記載の水処理装置は、請求項6記
載の水処理装置において、フッ素化合物は、フッ化カル
シウムであるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the water treatment apparatus according to the sixth aspect, the fluorine compound is calcium fluoride.

【0018】そして、フッ素化合物がフッ化カルシウム
の処理材を用いるため、超音波を当てることにより、フ
ッ化水素および水酸化カルシウムが生成され、水酸化カ
ルシウムは被処理水中に溶解しフッ化水素は珪素化合物
と反応して可溶化させて、スケールの発生を抑制する。
[0018] Since the fluorine compound uses a treatment material of calcium fluoride, the application of ultrasonic waves produces hydrogen fluoride and calcium hydroxide. The calcium hydroxide is dissolved in the water to be treated, and the hydrogen fluoride is dissolved. It reacts with the silicon compound to solubilize it, thereby suppressing the generation of scale.

【0019】請求項8記載の水処理装置は、請求項6ま
たは7記載の水処理装置において、処理材は、蛍石であ
るものである。
The water treatment apparatus according to claim 8 is the water treatment apparatus according to claim 6 or 7, wherein the treatment material is fluorite.

【0020】そして、処理材としてフッ化カルシウムを
高度に含有する取り扱いが容易な蛍石を用いるため、効
率よく容易にスケールの発生が抑制される。
Since fluorite, which contains calcium fluoride at a high level and is easy to handle, is used as the treatment material, the generation of scale is efficiently and easily suppressed.

【0021】請求項9記載の水処理装置は、請求項6な
いし8いずれか一記載の水処理装置において、被処理水
は、地熱発電用の地下水であるものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the water treatment apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects, the water to be treated is groundwater for geothermal power generation.

【0022】そして、被処理水として、汲み上げにより
温度が低下し、また空気との接触により固体化してスケ
ールを生じやすい珪素化合物であるアルミノ珪酸塩を高
濃度に含有する地熱発電用の地下水を対象として処理す
るので、発電の際のスケールの発生を防止して効率よく
発電する。
The water to be treated is groundwater for geothermal power generation, which contains a high concentration of aluminosilicate, a silicon compound whose temperature is lowered by pumping and which is solidified by contact with air to easily produce scales. Therefore, generation of scale at the time of power generation is prevented and power is efficiently generated.

【0023】請求項10記載の水処理装置は、請求項6
ないし9いずれか一記載の水処理装置において、超音波
発生手段は、被処理水中の珪素化合物の含有量に対応し
て超音波の波長および当てる時間の少なくともいずれか
一方を固定設定する制御手段を備えたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the water treatment apparatus of the sixth aspect.
In the water treatment apparatus according to any one of Items 9 to 9, the ultrasonic wave generating means includes a control means for fixedly setting at least one of the wavelength of the ultrasonic wave and the irradiation time in accordance with the content of the silicon compound in the water to be treated. It is provided.

【0024】そして、検出した珪素化合物の含有量に対
応してフッ素化合物を含有する処理材に当てる超音波の
波長および超音波を当てる時間の少なくともいずれか一
方を固定設定するため、効率よくスケールの発生が防止
される。
Further, since at least one of the wavelength of the ultrasonic wave applied to the treatment material containing the fluorine compound and the time of applying the ultrasonic wave is fixedly set in accordance with the detected content of the silicon compound, the scale can be efficiently scaled. The occurrence is prevented.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の水処理装置の実施
の一形態の構成を図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of an embodiment of the water treatment apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】図2において、1は地熱発電施設で、この
地熱発電施設1は、地面2に所定の深さで略鉛直に埋設
管3を埋設して構成した噴井に、放出弁4を有した取出
配管5を接続している。そして、この取出配管5にはバ
ルブ6を有する配管7が分岐接続され、この配管7に発
電機8が設けられた背圧タービン9が接続されている。
また、背圧タービン9には、排出される蒸気や熱水など
の地下水である被処理の一部を暖房などの熱源に利用す
るために分集する分岐管11が接続されているとともに、
排出される被処理水を埋設管3に搬送して再び地面2に
戻す排出配管12が接続されている。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a geothermal power generation facility. This geothermal power generation facility 1 has a discharge valve 4 in a well formed by burying a buried pipe 3 substantially vertically at a predetermined depth in the ground 2. The extraction pipe 5 is connected. A pipe 7 having a valve 6 is branched and connected to the extraction pipe 5, and a back pressure turbine 9 provided with a generator 8 is connected to the pipe 7.
The back pressure turbine 9 is connected to a branch pipe 11 for collecting a part of the processing target, which is groundwater such as discharged steam or hot water, for use as a heat source such as heating.
A discharge pipe 12 is connected, which conveys the discharged water to be buried 3 to the ground 2 again.

【0027】また、取出配管5の上流側および排出配管
12の下流側には、水処理装置本体21が接続されている。
この水処理装置本体21は、図1に示すように、上面が開
閉可能に蓋体22にて閉塞された有底略円筒状の容器23を
有している。そして、この容器23には、被処理水が流入
する図示しない流入孔およびこの容器23内に貯溜する被
処理水を流出する図示しない流出孔が開口形成されてい
る。また、容器23には、流入孔に連通し取出配管5およ
び排出配管12が接続される流入管24が接続されている。
さらに、容器23には、流出孔に連通し取出配管5および
排出配管12が接続される流出管25が接続されている。
Also, the upstream side of the discharge pipe 5 and the discharge pipe
The water treatment apparatus main body 21 is connected to the downstream side of the pipe 12.
As shown in FIG. 1, the water treatment apparatus main body 21 has a bottomed substantially cylindrical container 23 whose upper surface is closed by a lid 22 so as to be openable and closable. The container 23 has an opening (not shown) through which the water to be treated flows in and an outlet (not shown) through which the water to be treated stored in the container 23 flows out. Further, the vessel 23 is connected to an inflow pipe 24 that communicates with the inflow hole and connects the extraction pipe 5 and the discharge pipe 12.
Further, the vessel 23 is connected to an outflow pipe 25 which communicates with the outflow hole and is connected to the extraction pipe 5 and the discharge pipe 12.

【0028】そして、容器23の底部には、超音波発生手
段としての超音波発生装置27が配設されている。また、
容器23内には、超音波発生装置27の超音波を発射する上
面にフッ化カルシウムを含有する処理材である蛍石28が
載置されて収納されている。なお、蛍石28は、例えば容
器23の容量が約1リットルで被処理水の硬度が22度、
すなわちアルミノ珪酸塩の総量が例えば0.5wt%、そ
の他二酸化珪素など不純物を0.5wt%含有し、処理す
る量が50t/時の場合、粒径が3〜5mm程度で約20
0g収納される。
At the bottom of the container 23, an ultrasonic generator 27 as ultrasonic generating means is provided. Also,
In the container 23, a fluorite 28, which is a processing material containing calcium fluoride, is placed and stored on the upper surface of the ultrasonic generator 27 which emits ultrasonic waves. In the fluorite 28, for example, the capacity of the container 23 is about 1 liter and the hardness of the water to be treated is 22 degrees.
That is, when the total amount of the aluminosilicate is, for example, 0.5 wt% and other impurities such as silicon dioxide are contained at 0.5 wt%, and the amount to be treated is 50 t / h, the particle size is about 3 to 5 mm and about 20 wt.
0 g is stored.

【0029】また、超音波発生装置27には、発射する超
音波の波長や時間を入力可能で入力されたデータに基い
て制御する図示しない制御手段が接続されている。
The ultrasonic generator 27 is connected to a control means (not shown) for controlling the wavelength and time of the ultrasonic wave to be emitted based on the input data.

【0030】次に、上記実施の形態の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0031】まず、噴井から噴出される被処理水の硬
度、温度および流量を測定する。なお、これら硬度、温
度および流量の測定としては、センサによる測定の他に
直接被処理水中の無機物であるアルミノ珪酸塩や二酸化
珪素などの不純物としての珪素化合物を定量してもよ
い。
First, the hardness, temperature and flow rate of the water to be treated spouted from the well are measured. As the measurement of the hardness, temperature and flow rate, in addition to the measurement by the sensor, a silicon compound as an impurity such as aluminosilicate or silicon dioxide which is an inorganic substance in the water to be treated may be directly quantified.

【0032】そして、噴井から噴出される被処理水を、
取出配管5および流入管24を介して流入孔から容器23内
に流入させる。そして、超音波発生装置27から所定の波
長を所定時間、すなわち被処理水中に含有される無機物
の量比に対応して超音波を発生させ、容器23内に収納し
た蛍石28に当てる。この蛍石28に超音波を当てることに
より、 CaF2 +2H2 O→Ca(OH)2 +2HF の反応式で示すように、蛍石28中のフッ化カルシウム
(CaF2 )および微量ながら被処理水中に溶出したフ
ッ化カルシウム(CaF2 )の一部をカルシウムイオン
(Ca2+)とフッ素イオン(F- )とに分解し、被処理
水中でのカルシウムイオン(Ca2+)とフッ素イオン
(F- )との分解により水酸化カルシウム(Ca(O
H)2 )とフッ化水素(HF)とが生成される。なお、
このフッ化水素(HF)は強酸で、水中に溶解してフッ
化水素酸となる。
Then, the water to be treated spouted from the well is
The gas is caused to flow into the container 23 from the inflow hole via the extraction pipe 5 and the inflow pipe 24. Then, an ultrasonic wave is generated from the ultrasonic generator 27 at a predetermined wavelength for a predetermined time, that is, in accordance with the amount ratio of the inorganic substance contained in the water to be treated, and is applied to the fluorite 28 stored in the container 23. By applying ultrasonic waves to the fluorite 28, as shown by the reaction formula of CaF 2 + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + 2HF, calcium fluoride (CaF 2 ) in the fluorite 28 Part of the calcium fluoride (CaF 2 ) eluted into the water is decomposed into calcium ions (Ca 2+ ) and fluorine ions (F ), and calcium ions (Ca 2+ ) and fluorine ions (F - ) And calcium hydroxide (Ca (O
H) 2 ) and hydrogen fluoride (HF) are produced. In addition,
This hydrogen fluoride (HF) is a strong acid and is dissolved in water to form hydrofluoric acid.

【0033】なお、生成するフッ化水素の生成量は、例
えば上記条件で超音波を蛍石28に当てた際に被処理水中
に115mg/リットル溶解する状態となる。また、この
生成されるフッ化水素(HF)が被処理水中に含有され
る珪素化合物に対してモル比で1以下となるように、超
音波の波長および超音波を当てる時間を設定する。
The amount of hydrogen fluoride produced is such that, for example, when ultrasonic waves are applied to the fluorite 28 under the above conditions, 115 mg / liter is dissolved in the water to be treated. Further, the wavelength of the ultrasonic wave and the time for applying the ultrasonic wave are set so that the generated hydrogen fluoride (HF) becomes 1 or less in molar ratio with respect to the silicon compound contained in the water to be treated.

【0034】次に、分解されたフッ化水素(HF)は、
被処理水中の無機物と反応、すなわち、例えば珪素化合
物であるアルミノ珪酸塩としての地殻成分の正長石(K
AlSi3 8 )と反応し、 4KAlSi3 8 +64HF→4KF+4AlF3
12SiF4 +32H2 O の反応式で示すように、水溶性のフッ化カリウム(K
F)、水溶性の三フッ化アルミニウム(AlF3 )、揮
発性の四フッ化珪素(SiF4 )および水(H2 O)を
生成する。
Next, the decomposed hydrogen fluoride (HF) is
It reacts with the inorganic substances in the water to be treated, that is, for example, feldspar (K) as a crust component as an aluminosilicate which is a silicon compound.
AlSi 3 O 8 ), 4KAlSi 3 O 8 + 64HF → 4KF + 4AlF 3 +
As shown by the reaction formula of 12SiF 4 + 32H 2 O, water-soluble potassium fluoride (K
F) produces water-soluble aluminum trifluoride (AlF 3 ), volatile silicon tetrafluoride (SiF 4 ) and water (H 2 O).

【0035】ところで、四フッ化珪素(SiF4 )は水
との反応性が高いため、 3SiF4 +4H2 O→2H2 SiF6 +Si(OH)
4 の反応式で示すように、四フッ化珪素(SiF4 )は水
と激しく反応して水溶性のヘキサフルオロ珪酸(H2
iF6 )とコロイド状珪酸(Si(OH)4 )とを生成
する。そして、ヘキサフルオロ珪酸(H2 SiF6 )は
強二塩基酸で、例えば 2KOH+H2 SiF6 →K2 SiF6 +2H2 O 2NaOH+H2 SiF6 →Na2 SiF6 +2H2 O の反応式で示すように、被処理水中の各種不純物と結合
して、ヘキサフルオロ珪酸カリウム(K2 SiF6 )や
ヘキサフルオロ珪酸ナトリウム(Na2 SiF6)など
の水溶性のフッ化珪酸塩が得られる。
By the way, since silicon tetrafluoride (SiF 4 ) has high reactivity with water, 3SiF 4 + 4H 2 O → 2H 2 SiF 6 + Si (OH)
As shown by the reaction formula 4, silicon tetrafluoride (SiF 4 ) reacts violently with water to form water-soluble hexafluorosilicic acid (H 2 S).
iF 6 ) and colloidal silicic acid (Si (OH) 4 ). Hexafluorosilicic acid (H 2 SiF 6 ) is a strong dibasic acid, for example, as shown by a reaction formula of 2KOH + H 2 SiF 6 → K 2 SiF 6 + 2H 2 O 2NaOH + H 2 SiF 6 → Na 2 SiF 6 + 2H 2 O And water-soluble fluorosilicates such as potassium hexafluorosilicate (K 2 SiF 6 ) and sodium hexafluorosilicate (Na 2 SiF 6 ) by combining with various impurities in the water to be treated.

【0036】なお、毒性のあるフッ化カリウム(KF)
は、生成量が約20.87mg/リットルで、非常に微量
である。また、地下水などの被処理水は、各種鉱物質が
溶解した状態で、弱アルカリ性で、さらに生成される強
酸のフッ化水素(HF)やヘキサフルオロ珪酸(H2
iF6 )も微量であるため、フッ化カリウム(KF)は
被処理水中に含まれるナトリウムイオン(Na+ )など
と結合して無毒の水溶性のヘキサフルオロ珪酸カリウム
(K2 SiF6 )やヘキサフルオロ珪酸ナトリウム(N
2 SiF6 )などが生成されて、珪素化合物の分解に
関与するので残留せず、処理後の被処理水の毒性はな
い。
It should be noted that toxic potassium fluoride (KF)
Has a very small amount of about 20.87 mg / liter. The water to be treated, such as groundwater, is weakly alkaline in a state in which various mineral substances are dissolved, and is further generated with strong acids such as hydrogen fluoride (HF) and hexafluorosilicic acid (H 2 S).
Since iF 6 ) is also very small, potassium fluoride (KF) combines with sodium ions (Na + ) contained in the water to be treated and is non-toxic, water-soluble potassium hexafluorosilicate (K 2 SiF 6 ) Sodium fluorosilicate (N
a 2 SiF 6 ) and the like are generated and participate in the decomposition of the silicon compound, so that they do not remain, and there is no toxicity of the water to be treated after the treatment.

【0037】したがって、温度やpH変化などにて結晶
化する正長石(KAlSi3 8 )、曹長石(NaAl
Si3 8 )、灰長石(CaAl2 Si2 8 )、方フ
ッ石(NaAlSi2 6 ・H2 O)、菱フッ石((C
a,Na2 )Al2 Si4 12・6H2 O)、白雲母
(KAl2 (Si3 Al)O10(OH)2 )などの地殻
成分であるアルミノ珪酸塩や二酸化珪素(SiO2 )な
どの珪素化合物は、ヘキサフルオロ珪酸カリウム(K2
SiF6 )やヘキサフルオロ珪酸ナトリウム(Na2
iF6 )、ヘキサフルオロ珪酸カルシウム(CaSiF
6 )、コロイド状珪酸(Si(OH)4 )などの水溶性
の化合物に分解・生成され、地熱発電施設1の被処理水
が流過する経路内に地殻成分が析出して形成されるスケ
ールの発生を防止できる。また、仮にスケールが発生し
たとしても、このスケールは、容易に剥離できる例えば
カルシウム系化合物やマグネシウム系化合物であり、地
熱発電施設1の被処理水中に含まれるカルシウム系化合
物やマグネシウム系化合物とアルミ珪酸塩との結合によ
り、セメントのような強固な化合物、例えばゼオライト
などの化合物が強固に結晶化することを防止できる。
Therefore, feldspar (KAlSi 3 O 8 ) and feldspar (NaAl) which crystallize due to changes in temperature, pH, etc.
Si 3 O 8), anorthite (CaAl 2 Si 2 O 8) , square fluoride stone (NaAlSi 2 O 6 · H 2 O), Mitsubishi fluoride stone ((C
a, Na 2) Al 2 Si 4 O 12 · 6H 2 O), muscovite (KAl 2 (Si 3 Al) O 10 (OH) 2) aluminosilicates and silicon dioxide is a crustal component such as (SiO 2) Silicon compounds such as potassium hexafluorosilicate (K 2
SiF 6 ) and sodium hexafluorosilicate (Na 2 S)
iF 6 ), calcium hexafluorosilicate (CaSiF)
6 ) A scale formed by decomposing and forming into water-soluble compounds such as colloidal silicic acid (Si (OH) 4 ) and depositing crustal components in the passage of the water to be treated in the geothermal power plant 1 Can be prevented. Even if a scale is generated, the scale is, for example, a calcium-based compound or a magnesium-based compound that can be easily peeled off, and the calcium-based compound or the magnesium-based compound contained in the water to be treated of the geothermal power generation facility 1 and the aluminum silicate By bonding with a salt, a strong compound such as cement, for example, a compound such as zeolite can be prevented from being strongly crystallized.

【0038】上述したように、上記実施の形態によれ
ば、被処理水が流入する容器23内に収容した蛍石28に超
音波を当てるため、蛍石28の主成分であるフッ化カルシ
ウム(CaF2 )の一部が微量ずつ分解してフッ化水素
(HF)と水溶性の水酸化カルシウム(Ca(O
H)2 )とが生成され、特に多く含まれスケールの発生
による影響が大きい地熱発電用の地下水である被処理水
中の珪素化合物がフッ化水素(HF)にて水溶性の化合
物に分解生成されるので、強固なスケールの発生を抑制
でき、配管中に付着して閉塞してしまい、地下水の汲み
上げに支障をきたしたり、生成したスケールが剥離して
配管中で閉塞もしくは各部位を損傷したり、頻繁に噴井
を掘削し直したり、微量量が付着しても大きく発電量が
低減してしまう背圧タービン9に付着して発電量が低減
などを防止でき、地熱発電の効率を向上できる。
As described above, according to the above embodiment, since the ultrasonic wave is applied to the fluorite 28 stored in the container 23 into which the water to be treated flows, calcium fluoride (a main component of the fluorite 28) is used. A part of CaF 2 ) is decomposed in small amounts and hydrogen fluoride (HF) and water-soluble calcium hydroxide (Ca (O
H) 2 ) is generated, and silicon compounds in the treated water, which is a groundwater for geothermal power generation that is particularly large and greatly affected by the generation of scale, is decomposed and formed into a water-soluble compound by hydrogen fluoride (HF). As a result, the generation of strong scale can be suppressed, and it will adhere to the pipes and blockage, which will hinder the pumping of groundwater, and the generated scale will peel off and blockage or damage each part in the pipes. Even if the well is re-excavated frequently or adheres to the back-pressure turbine 9, which greatly reduces the amount of power generation even if a very small amount adheres, the amount of power generation can be prevented from decreasing, and the efficiency of geothermal power generation can be improved.

【0039】また、上記実施の形態では、一旦スケール
が付着してしまった水路中に上記水処理装置本体21を設
けることにより、付着したスケールを水溶化させて除去
でき、スケールの発生の抑制の他にスケール除去性能も
有する。
Further, in the above embodiment, by providing the water treatment apparatus main body 21 in the water channel to which the scale has once adhered, the adhered scale can be dissolved and removed, thereby suppressing the generation of scale. It also has scale removal performance.

【0040】そして、超音波を当ててフッ化水素(H
F)を生成する処理材として、フッ化カルシウム(Ca
2 )を主成分とする蛍石28を用いたため、フッ化水素
(HF)を微量ずつ生成でき、フッ化水素(HF)が残
留して地熱発電施設1の各部位を損傷したり、発電に利
用した被処理水を再び地面に戻しても害を生じることが
なく、取扱も容易で、スケールの発生を抑制するフッ化
水素(HF)を容易に所定量生成でき、水処理が容易に
できる。
Then, an ultrasonic wave is applied to hydrogen fluoride (H
As a treatment material for producing F), calcium fluoride (Ca)
Since fluorite 28 mainly composed of F 2 ) is used, a small amount of hydrogen fluoride (HF) can be generated, and hydrogen fluoride (HF) remains to damage each part of the geothermal power generation facility 1 or generate power. Even if the water to be treated used in the process is returned to the ground again, no harm is caused, handling is easy, and a predetermined amount of hydrogen fluoride (HF) that suppresses the generation of scale can be easily generated, and water treatment can be easily performed. it can.

【0041】なお、上記実施の形態において、地熱発電
の蒸気や熱水などの被処理水を水処理装置本体21にて処
理して説明したが、例えばごみ処理上における廃水な
ど、珪素化合物やカルシウム化合物などを含有しスケー
ルを生じさせるいずれの被処理水の処理に利用できる。
In the above-described embodiment, water to be treated such as steam or hot water for geothermal power generation is treated in the water treatment apparatus main body 21. However, for example, silicon compounds and calcium such as wastewater in waste treatment are used. It can be used for the treatment of any water to be treated which contains a compound or the like and produces scale.

【0042】また、容器23は、流入する被処理水が所定
時間滞留するように容器内に整流板などを設けるなど、
いずれの構造のものでもできる。
The container 23 is provided with a flow straightening plate or the like in the container so that the inflowing water to be treated stays for a predetermined time.
Any structure can be used.

【0043】そして、取出配管5の上流側および排出配
管12の下流側に水処理装置本体21をそれぞれ接続して説
明したが、不純物が少ない被処理水の場合には、被処理
水の流過経路の上流側に1つのみ配設してもよい。
In the above description, the main body of the water treatment apparatus 21 is connected to the upstream side of the discharge pipe 5 and the downstream side of the discharge pipe 12, respectively. Only one may be provided on the upstream side of the route.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1記載の水処理方法によれば、容
器内に収容したフッ素化合物を含有する処理材に超音波
を当て、容器内に貯溜した被処理水中にフッ素化合物の
微少量が分解して生成するフッ化水素を溶出させ、被処
理水中の珪素化合物と反応させて可溶化するので、下流
側でのスケールの発生を抑制でき、下流側での被処理水
の運用や処理が効率よく容易に行える。
According to the water treatment method of the first aspect, ultrasonic waves are applied to the treatment material containing the fluorine compound contained in the container, and a very small amount of the fluorine compound is contained in the water to be treated stored in the container. Hydrogen fluoride generated by decomposition is eluted and reacted with the silicon compound in the water to be treated and solubilized, so that the generation of scale on the downstream side can be suppressed, and the operation and treatment of the water to be treated on the downstream side can be reduced. Efficient and easy.

【0045】請求項2記載の水処理方法によれば、請求
項1記載の水処理方法の効果に加え、フッ素化合物がフ
ッ化カルシウムの処理材を用いるため、超音波を当てる
ことにより、フッ化水素および水酸化カルシウムが生成
し、水酸化カルシウムは被処理水中に溶解しフッ化水素
は珪素化合物と反応して可溶化させるので、スケールの
発生を容易に抑制できる。
According to the water treatment method of the second aspect, in addition to the effects of the water treatment method of the first aspect, since the fluorine compound uses a treatment material of calcium fluoride, the fluorine compound is applied by applying ultrasonic waves. Hydrogen and calcium hydroxide are generated, calcium hydroxide is dissolved in the water to be treated, and hydrogen fluoride reacts with the silicon compound to solubilize, so that generation of scale can be easily suppressed.

【0046】請求項3記載の水処理方法によれば、請求
項1または2記載の水処理方法の効果に加え、処理材と
してフッ化カルシウムを高度に含有する取り扱いが容易
な蛍石を用いるため、効率よく容易にスケールの発生を
抑制できる。
According to the water treatment method of the third aspect, in addition to the effect of the water treatment method of the first or second aspect, since fluorite which contains calcium fluoride at a high degree and is easy to handle is used as the treatment material. The generation of scale can be efficiently and easily suppressed.

【0047】請求項4記載の水処理方法によれば、請求
項1ないし3いずれか一記載の水処理方法の効果に加
え、被処理水として、汲み上げによる温度の低下や空気
との接触などにより固体化してスケールを生じやすい珪
素化合物であるアルミノ珪酸塩を高濃度に含有する地熱
発電用の地下水を対象として処理するので、発電の際の
スケールの発生を防止して効率よく発電できる。
According to the water treatment method of the fourth aspect, in addition to the effect of the water treatment method of any one of the first to third aspects, as the water to be treated, the temperature of the water to be treated is lowered by contact with air or the like. Since groundwater for geothermal power generation containing a high concentration of an aluminosilicate, which is a silicon compound that is likely to be solidified and easily generate scale, is treated, the generation of scale during power generation can be prevented and power can be generated efficiently.

【0048】請求項5記載の水処理方法によれば、請求
項1ないし4いずれか一記載の水処理方法の効果に加
え、検出した珪素化合物の含有量に対応してフッ素化合
物を含有する処理材に当てる超音波の波長および超音波
を当てる時間の少なくともいずれか一方を固定設定する
ため、効率よくスケールの発生を防止できる。
According to the water treatment method of the fifth aspect, in addition to the effect of the water treatment method of any one of the first to fourth aspects, a treatment containing a fluorine compound corresponding to the content of the silicon compound detected. Since at least one of the wavelength of the ultrasonic wave applied to the material and the time of applying the ultrasonic wave is fixedly set, generation of scale can be efficiently prevented.

【0049】請求項6記載の水処理装置によれば、珪素
化合物を含有する被処理水が流入した容器内に収容した
フッ素化合物を含有する処理材に超音波発生手段にて超
音波を当て、容器内に貯溜する被処理水中にフッ素化合
物の微少量が分解して生成するフッ化水素を溶出させ、
被処理水中の珪素化合物と反応させて可溶化するので、
下流側でのスケールの発生を抑制でき、下流側での被処
理水の運用や処理が効率よく容易にできる。
According to the water treatment apparatus of the sixth aspect, ultrasonic waves are applied to the treatment material containing the fluorine compound contained in the container into which the water to be treated containing the silicon compound has flowed by the ultrasonic wave generating means, Elutes hydrogen fluoride, which is generated by the decomposition of a very small amount of fluorine compound into the water to be treated stored in the container,
Since it is solubilized by reacting with the silicon compound in the water to be treated,
The generation of scale on the downstream side can be suppressed, and the operation and treatment of the water to be treated on the downstream side can be efficiently and easily performed.

【0050】請求項7記載の水処理装置によれば、請求
項6記載の水処理装置の効果に加え、フッ素化合物がフ
ッ化カルシウムの処理材を用いるため、超音波を当てる
ことにより、フッ化水素および水酸化カルシウムが生成
し、水酸化カルシウムは被処理水中に溶解しフッ化水素
は珪素化合物と反応して可溶化させるので、スケールの
発生を容易に抑制できる。
According to the water treatment apparatus of the seventh aspect, in addition to the effect of the water treatment apparatus of the sixth aspect, since the fluorine compound uses a treatment material of calcium fluoride, the fluorine compound is applied by applying ultrasonic waves. Hydrogen and calcium hydroxide are generated, calcium hydroxide is dissolved in the water to be treated, and hydrogen fluoride reacts with the silicon compound to solubilize, so that generation of scale can be easily suppressed.

【0051】請求項8記載の水処理装置によれば、請求
項6または7記載の水処理装置の効果に加え、処理材と
してフッ化カルシウムを高度に含有する取り扱いが容易
な蛍石を用いるため、効率よく容易にスケールの発生を
抑制できる。
According to the water treatment apparatus of the eighth aspect, in addition to the effects of the water treatment apparatus of the sixth or seventh aspect, since fluorite which contains calcium fluoride at a high degree and is easy to handle is used as the treatment material. The generation of scale can be efficiently and easily suppressed.

【0052】請求項9記載の水処理装置によれば、請求
項6ないし8いずれか一記載の水処理装置の効果に加
え、被処理水として、汲み上げによる温度の低下や空気
との接触などにより固体化してスケールを生じやすい珪
素化合物であるアルミノ珪酸塩を高濃度に含有する地熱
発電用の地下水を対象として処理するので、発電の際の
スケールの発生を防止して効率よく発電できる。
According to the water treatment apparatus of the ninth aspect, in addition to the effect of the water treatment apparatus of any one of the sixth to eighth aspects, as the water to be treated, the temperature of the water to be treated is lowered due to pumping or contact with air. Since groundwater for geothermal power generation containing a high concentration of an aluminosilicate, which is a silicon compound that is likely to be solidified and easily generate scale, is treated, the generation of scale during power generation can be prevented and power can be generated efficiently.

【0053】請求項10記載の水処理装置によれば、請
求項6ないし9いずれか一記載の水処理装置の効果に加
え、検出した珪素化合物の含有量に対応してフッ素化合
物を含有する処理材に当てる超音波の波長および超音波
を当てる時間の少なくともいずれか一方を固定設定する
ため、効率よくスケールの発生を防止できる。
According to the water treatment apparatus of the tenth aspect, in addition to the effect of the water treatment apparatus of any one of the sixth to ninth aspects, a treatment containing a fluorine compound corresponding to the detected content of the silicon compound. Since at least one of the wavelength of the ultrasonic wave applied to the material and the time of applying the ultrasonic wave is fixedly set, generation of scale can be efficiently prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の水処理装置の実施の一形態を示す一部
を切り欠いた斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of a water treatment apparatus of the present invention.

【図2】同上地熱発電施設を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the same geothermal power generation facility.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 水処理装置本体 23 容器 27 超音波発生手段としての超音波発生装置 28 処理材としての蛍石 21 Main body of water treatment unit 23 Container 27 Ultrasonic generator as ultrasonic generator 28 Fluorite as treatment material

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/36 C02F 1/60 C02F 5/00 - 5/14 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C02F 1/36 C02F 1/60 C02F 5/00-5/14

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 珪素化合物を含有する被処理水をフッ素
化合物を含有する処理材を収容した容器内に流入させ、 この容器内の前記処理材に超音波を当てることを特徴と
した水処理方法。
1. A water treatment method comprising flowing treated water containing a silicon compound into a container containing a treatment material containing a fluorine compound, and applying ultrasonic waves to the treatment material in the container. .
【請求項2】 フッ素化合物は、フッ化カルシウムであ
ることを特徴とした請求項1記載の水処理方法。
2. The water treatment method according to claim 1, wherein the fluorine compound is calcium fluoride.
【請求項3】 処理材は、蛍石であることを特徴とした
請求項1または2記載の水処理方法。
3. The water treatment method according to claim 1, wherein the treatment material is fluorite.
【請求項4】 被処理水は、地熱発電用の地下水である
ことを特徴とした請求項1ないし3いずれか一記載の水
処理方法。
4. The water treatment method according to claim 1, wherein the water to be treated is groundwater for geothermal power generation.
【請求項5】 被処理水中の珪素化合物の含有量を検出
し、 この検出した珪素化合物の含有量に対応して超音波の波
長および当てる時間の少なくともいずれか一方を固定設
定することを特徴とした請求項1ないし4いずれか一記
載の水処理方法。
5. The method according to claim 1, wherein the content of the silicon compound in the water to be treated is detected, and at least one of the wavelength of the ultrasonic wave and the irradiation time is fixedly set in accordance with the detected content of the silicon compound. The method for treating water according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 珪素化合物を含有する被処理水を流出入
可能に貯溜する容器と、 この容器内に投出入可能に収容されるフッ素化合物を含
有する処理材と、 前記処理材に超音波を当てる超音波発生手段とを具備し
たことを特徴とする水処理装置。
6. A container for storing water to be treated containing a silicon compound so as to be able to flow in and out, a treatment material containing a fluorine compound accommodated in the container so as to be capable of being thrown in and out, and an ultrasonic wave applied to the treatment material. A water treatment apparatus, comprising: an ultrasonic wave generating means.
【請求項7】 フッ素化合物は、フッ化カルシウムであ
ることを特徴とした請求項6記載の水処理装置。
7. The water treatment apparatus according to claim 6, wherein the fluorine compound is calcium fluoride.
【請求項8】 処理材は、蛍石であることを特徴とした
請求項6または7記載の水処理装置。
8. The water treatment apparatus according to claim 6, wherein the treatment material is fluorite.
【請求項9】 被処理水は、地熱発電用の地下水である
ことを特徴とした請求項6ないし8いずれか一記載の水
処理装置。
9. The water treatment apparatus according to claim 6, wherein the water to be treated is groundwater for geothermal power generation.
【請求項10】 超音波発生手段は、被処理水中の珪素
化合物の含有量に対応して超音波の波長および当てる時
間の少なくともいずれか一方を固定設定する制御手段を
備えたことを特徴とする請求項6ないし9いずれか一記
載の水処理装置。
10. The ultrasonic wave generating means includes a control means for fixedly setting at least one of the wavelength of the ultrasonic wave and the irradiation time in accordance with the content of the silicon compound in the water to be treated. A water treatment apparatus according to any one of claims 6 to 9.
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