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電解式シリカ除去装置 SUKAI【スカイ】

sukai

水道水に含まれる溶存シリカの除去、
および硬度成分のカルシウム、マグネシウムの除去

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本装置の特長

  • 分離を行うための凝集剤は一切使用しない
  • 電解および中和処理により水中の溶存シリカを沈降分離させる
  • 沈降物(シリカ成分)を排出し、フィルターで調整後、二次側へ供給
  • 消耗品は、「電極・濾過フィルター・中和剤・塩(軟水化装置用)」の4種類
  • RO装置のように大量の排水を出さないので水道使用料を抑えることができる
  • シリカ濃度に合わせて電解条件を変更することが可能
シリカが原因の工場内の白粉問題

日本は火山国であるため、土壌には花崗岩、石英粗面岩などケイ酸が多く含まれています。このケイ酸の正体が「シリカ」。
シリカとは二酸化ケイ素(SiO2)もしくは二酸化ケイ素によって構成される物質の総称になります。

シリカはアルミニウム系凝集剤により除去が可能ですが、その濃度によっては重合体を形成することや共存元素と様々な化合物を生成することから、その処理機構は複雑です。またシリカは排水基準や水道水基準などの水質基準の対象外であるため、処理法に対する研究例は比較的少なく、その機構は詳細には検討されておりません。

今回は加湿器の白粉の主成分であるシリカの除去、および硬度成分のカルシウム、マグネシウムの除去を目的に本処理装置を開発しました。「SUKAI」は対象となる水道水に含まれるシリカ成分を電気分解方式により凝集分離を行い、効率よく除去する装置です。

日本の水にシリカが多く含まれる理由

私たちが生きていく上で、必要不可欠な存在である水。蛇口をひねれば、当たり前のように水道水が出てきますが、この水の源は雨水です。地表や地下を流れる際に、土壌中の様々な成分が雨水に溶け込みます。

水には「軟水」と「硬水」があり、硬度は、水に含まれるカルシウムとマグネシウムといったミネラルの量によって定義されます。日本の水道水が「軟水」であるのに対し、欧州ではほとんどが「硬水」。日本は島国であるとともに、国土の約73%を山地が占める山国であるため、川の長さが短く水流が早いこともあって水に含まれる成分が少ないとされています。欧州では、地下水や河川水が、石灰質の豊富な地層を時間をかけて流れてくるため、ミネラル成分が水に溶け込んで硬水になるのです。一方で、日本は火山国であるため、土壌には花崗岩、石英粗面岩などケイ酸が多く含まれています。このケイ酸の正体が「シリカ」。シリカとは二酸化ケイ素(SiO2)、もしくは二酸化ケイ素によって構成される物質の総称です。

シリカが純水装置の大敵である理由

「純水」を製造するためには、不純物を取り除く必要があります。シリカは不純物の中でもやっかいな物質の一つで、「缶石」を作りやすいという性質を持っています。

缶石とは、給水中に含まれている不揮発性溶解質および不溶解性物質の濃度が水の蒸発によって増加し、これらが析出して伝熱面に付着したもののこと。成分は主にカルシウムおよびマグネシウムの硫酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩および水酸化塩です。缶石は水処理装置の水質低下や蒸留効率(速度)の低下、さらにはヒーターの過熱破損の原因となります。

シリカはイオン交換方式でも除去されますが、イオン以外の不純物は除去できず、逆に、イオン交換樹脂からの溶出物で純水を汚染してしまうといった注意点もあります。

シリカ除去に関しては、イオン状シリカはイオン交換方式で除去することができますが、弱イオンであるシリカは樹脂の飽和が近づくと、他の強イオンがイオン交換されてしまい、それまで捕捉されていたシリカを一気に放出することがあります。逆イオン交換反応によりシリカの漏洩が起こるのです。この現象によって、イオン交換樹脂を通す前の水よりも、通した後の水のほうがシリカ濃度が高くなります。メンテナンスを怠ると、大変なことになってしまいます。

電解式シリカ除去装置動作フロー

破線に囲まれた部分が一つの筐体内になります。

①電解槽内に給水
処理水量+10%給水

②電気分解(一定時間)

③電解槽から中和槽へ液送
液送が完了後、給水動作開始。
電解槽は①から③を繰返し動作。

④中和剤を中和槽に添加。
電解処理水のpHを粗中性に調整。

⑤中和処理液をポンプにて液送。
中和槽は④から⑤を繰返し動作。

⑥反応槽にて上澄み液と沈殿物に分離させる。

⑦沈殿物を一定量排出。

⑧反応槽内上澄み液をフィルター、軟水化装置を通り貯留槽に溜まります。

⑨貯留槽に溜まった処理水は⑩ポンプにて送られます。

※軟水化装置にて上澄み液に含まれたミネラル成分は除去されます。

電解式シリカ除去装置仕様

SUKAI-50
  1. 名称 / 型式
    電解式シリカ除去装置 / SUKAI-50
  2. 機器構成
    電解式シリカ除去装置 / 軟水化装置 / 貯留タンク(ポンプ付) / 中和剤タンク / 沈殿物回収槽
  3. 処理対象
    水道水に含まれるシリカ及びミネラル成分( カルシウム、マグネシウム)
  4. 除去率
    白粉成分の85 ~ 90% 除去
  5. 処理水量
    50L/hr(廃棄水量は全体の10% 未満)
  6. 消耗品
    電解用電極(陽極) / 中和剤 / 濾過フィルター / 塩(軟水化装置用)
  7. 電源
    3φ200V
SUKAI-100
  1. 名称 / 型式
    電解式シリカ除去装置 / SUKAI-100
  2. 機器構成
    電解式シリカ除去装置 / 軟水化装置 / 貯留タンク(ポンプ付) / 中和剤タンク / 沈殿物回収槽
  3. 処理対象
    水道水に含まれるシリカ及びミネラル成分(カルシウム、マグネシウム)
  4. 除去率
    白粉成分の85 ~ 90% 除去
  5. 処理水量
    100L/hr(廃棄水量は全体の10% 未満)
  6. 消耗品
    電解用電極(陽極) / 中和剤 / 濾過フィルター / 塩(軟水化装置用)
  7. 電源
    3φ200V
SUKAI-300
  1. 名称 / 型式
    電解式シリカ除去装置 / SUKAI-300
  2. 機器構成
    電解式シリカ除去装置 / 軟水化装置 / 貯留タンク(ポンプ付) / 中和剤タンク / 沈殿物回収槽
  3. 処理対象
    水道水に含まれるシリカ及びミネラル成分(カルシウム、マグネシウム)
  4. 除去率
    白粉成分の85 ~ 90% 除去
  5. 処理水量
    300L/hr(廃棄水量は全体の10% 未満)
  6. 消耗品
    電解用電極( 陽極) / 中和剤 / 濾過フィルター / 塩(軟水化装置用)
  7. 電源
    3φ200V

※仕様及び外観は予告なく変更する場合があります。