JPS631898B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、純水製造復水脱塩、その他液体の精
密浄化処理を必要とする液体処理に用いられるイ
オン交換操作に関与するイオン交換樹脂の移送方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、水素形（Ｈ形）の強酸性カチオン交換樹
脂（以下「CR」とする）と水酸形（OH形）の
強塩基性アニオン交換樹脂（以下「AR」とす
る）を混合して充填した混床式イオン交換塔は純
水製造や復水脱塩の分野で数多く使用されてい
る。この混床式イオン交換塔における使用済樹脂
の再生方法には塔外再生と塔内再生の２つがある
が、復水脱塩装置では一般に塔外再生式が用いら
れる。塔外再生式の場合の通常再生手順を示す
と、まず混床式イオン交換塔（以下脱塩塔とす
る）内の樹脂を再生塔（第１再生塔）に移送し、
第１再生塔内で逆流を行つて上層にAR層、下層
にCR層を形成させる。CRとARとでは水に対す
る比重が異なるため、逆洗によつてこのような成
層がなされるのである。しかるのちに上層のAR
はさらに別の再生塔（第２再生塔）に移送し、第
１再生塔にはCRを残留させる。第１再生塔では
塩酸、硫酸などの酸を通液してCRを再生し、第
２再生塔では苛性ソーダなどのアルカリを通液し
てARを再生する。そして酸、アルカリの通液
後、両樹脂をそれぞれ洗浄し、洗浄後は両樹脂と
も樹脂混合塔と呼ばれる塔に移送し、その塔内で
空気によつてCRとARを混合する。このように
して脱塩塔内の樹脂を再生する。なお樹脂混合塔
をもたず脱塩塔内でCRとARの混合を行う方法
や、第２再生塔をもたず第１再生塔で酸、アルカ
リを通液する方法など、多少の変法がある。

近年、高度な処理水質が要求されるようになる
とともに、前記の再生手順におけるCRとARの
分離の程度も問題にされるようになつてきた。す
なわち第１再生塔内で逆洗分離した後、上層の
ARを第２再生塔に移送するといつても、CRと
ARは互いに接触しているため、両者を完全に分
離することは通常の手段では不可能である。した
がつて一部のCRがAR再生用の第２再生塔に混
入したり、一部のARがCR再生用の第１再生塔
に残留したりすることが避けられない。CRが第
２再生塔に混入すると、そこで例えば苛性ソーダ
と接触しCRはNa形となる。ARが第１再生塔に
残留すると、そこで硫酸や塩酸と接触しARは
HSO₄形やCI形になる。以前には少量のこうした
不純物イオン形（Ｈ形、OH形以外）の生成はそ
れほど問題とならなかつたが、最近は高度な処理
水質が要求されてきている純水製造では、不純物
イオン形のCRやARの存在は不純物イオンリー
クの原因となるので、その生成を極力抑える傾向
にある。

このような不純物イオン形の樹脂の生成を抑え
るためには、CRとARをより厳密に分離する必
要があり、このため既に公知となつている方法と
してCRとARの混合樹脂を再生塔にて逆洗分離
するに当り、別途に用意したCRとARを添加し
た後に逆洗分離を行い、添加量に見合うだけの分
離界面付近の樹脂を除いたCRとARをそれぞれ
酸とアルカリで再生して脱塩に使用し、分離界面
付近の樹脂は別途保管して次回の再生時に逆洗分
離の前に添加する樹脂として用いる方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来方式を実行するには、逆洗分離して上
層AR、下層がCRとなるように２層を形成させ
た後に、分離界面よりも上方からARを引抜く工
程(イ)、分離界面よりも下方からARとCRを引抜
く工程(ロ)の２つの工程を行う必要がある。すなわ
ち逆洗分離した後の樹脂層をARだけから成る上
部、ARとCRの分離界面を含み両樹脂を含む中
間部、CRだけから成る下部の３部に分割するわ
けである。この場合、工程(イ)と工程(ロ)はどちらを
先にしても同じ効果をもつ。工程(イ)を先に行う場
合には、上部、中間部、下部の順に１部ずつ引抜
いていくわけであるが、工程(ロ)を先に行う場合に
は、上部と中間部を一括して引抜いて別の再生塔
に移送し、別の再生塔で再度逆洗してから上部だ
けを引抜くことになる。両者にはそれぞれ一長一
短がありどちらがすぐれているとはいえない（第
１図参照）。

本発明は、これら二つの工程のうち工程(ロ)即ち
分離界面よりも下方からARとCRを引抜く工程
を実行する場合に関するものであり、この工程(ロ)
に用いられる中間部（または上部と中間部）樹脂
引抜き方法としては、樹脂層全体を逆洗しながら
下部樹脂の膨張を加味して設定した引抜き位置に
開口させた引抜き口から引抜く方法と、引抜き位
置に移送水吹出し口と引抜き口とを設けて移送水
を吹出しながら引抜く方法が従来から用いられて
きたが、前者の方法では引抜き量が逆洗流速のわ
ずかな変動によつて変化するといつた操作上の不
安定さが残る。一方後者の方法ではそうした不安
定さはないが、中間部または上部に含まれるAR
が下部樹脂の上に堆積して引抜かれずに残ること
が多い。下部樹脂にARが混入することは当初の
目的に反するので避けなければならない。下部樹
脂の上に堆積して残るARの量はもちろん引抜き
口と分離界面の位置関係に依存するが、分離界面
よりかなり下の位置に引抜き口を設定してもやは
り微量のARが残留することは避けられない。こ
れは後者の方法では引抜き口と移送水吹出し口と
が同じ高さにあるため、引抜き口のレベルの樹脂
の流動状態が悪く、引抜き口から離れた位置に存
在するARがなかなか完全には流出しないことに
よる。

本発明はこれら従来の欠点を解消するもので、
樹脂の引抜き量（裏を返せば残す量）が一定して
いて変動のないこと、上層のARがCRだけから
成るはずの下部樹脂の上に残留しないことで再生
処理を効率よく行える方法とすることにあり、中
間部（または中間部と上部）樹脂の引抜きを２段
階に行い、下部樹脂上面へのARの残留をほとん
どなくし従来方法の欠点を補う有用な方法を提供
することを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、逆洗により上下二層に分離されうる
イオン交換樹脂を備えた混床式イオン交換塔にお
いて、逆洗により分離された下層のイオン交換樹
脂層中の上方部に設定した移送水噴出部より移送
水を噴出し、該噴出部付近に設けた樹脂の正引抜
き口と、また、前記噴出部より上方のイオン交換
樹脂層又は上下二層の界面付近に設けた樹脂の副
引抜き口とを用いて樹脂を引抜く際に、前記副引
抜き口からその上方の樹脂を引抜いたのち、正引
抜き口よりその上方の樹脂を正引抜き口から引抜
くことを特徴とするものである。

〔作用〕

この方法では分離界面より下方からARとCR
とを引抜く引抜き口（以下正引抜き口と称す）と
ほぼ同じ高さに移送水吹出し用の配水管を設けて
移送水噴出部とし、その配水管および正引抜き口
の上方であつて上記分離界面より下の高さ又は分
離界面付近に副引抜き口を設けて、まず配水管か
ら移送水を吹出して引抜く樹脂を逆洗し、次に副
引抜き口を開けて樹脂の引抜きを行い、副引抜き
口より上の樹脂がほぼ完全に流出した後に副引抜
き口を閉じて正引抜き口から正引抜き口より上の
樹脂を引抜くものである。

この場合副引抜き口から樹脂を引抜いていると
きには、配水管から副引抜き口までの高さの部分
が逆洗状態になつており、副引抜き口の設置して
あるレベルは流動状態であつて樹脂の移動がスム
ーズに行われるため、副引抜き口より上の樹脂は
ほとんど残留しない。また副引抜き口より上の樹
脂がほぼ完全に流出した後に副引抜き口を閉じて
正引抜き口から樹脂を引抜くので、正引抜き口の
レベルの流動状態が悪かつたとしても、下部の樹
脂の上面に残留するのは配水管と副引抜き口の間
の樹脂すなわちCRであり、ARは残留すること
はない。なお副引抜き口と配水管（または正引抜
き口）との距離は副引抜き口のレベルが十分に流
動状態になつていればよく、通常50mm以上あれば
よい。また副引抜き口はCRとARの分離界面よ
りは下にならなければならない。正引抜き口と配
水管との位置関係は正引抜き口の形状や配水管の
形状によつても若干変わつてくるので厳密に規定
することはできないが、正引抜き口と配水管のレ
ベルが大きくくいちがわないように考慮する。原
則として正引抜き口と配水管はほぼ同じレベル又
はその近傍にあるものとするのがよい。

〔実施例〕

次に本発明の実施態様を第２図を参照して説明
すると、イオン交換樹脂塔１はその上部及び下部
に集配水管２，３が配備され、その中間部に樹脂
移送用の移送水吹出用配水管４（以下単に配水管
と略称す）が内装され上下二層に分離されたイオ
ン交換樹脂即ちAR層９とCR層１０を持つてい
る。前記配水管４は分離界面付近の下層のCR層
上方部に位置し同一レベルに樹脂引抜き用の正引
抜き口６とそれより上方位置に所定レベル間隔を
あけて副引き口５を塔本体に設けると共に、下部
に底部引抜き口７と塔頂部に給排気口８を開閉自
在に配備してある。

そして前記正引抜き口６の高さより上の樹脂を
引抜く場合には、まず配水管４から移送水を吹出
し頂部集配水管２から排出させることによつて、
配水管４より上層部分を逆洗する。次に副引抜き
口５を開いて樹脂の引抜きを始める。このとき頂
部集配水管２からの排水は止めるが、適当な時に
給排気口８より圧力流体例えば圧力空気を導入す
るとよい。前記配水管４と副引抜き口５の間の高
さの部分を逆洗状態に保つたままで副引抜き口５
からの樹脂の引抜きを行い、副引抜き口５から樹
脂がほとんど排出されなくなつたら、正引抜き口
６を開いて副引抜き口５を閉じる。このような手
順によつて正引抜き口６より上層部分の樹脂を引
抜く。

以上の手順は本発明を実行する場合の代表的手
順を示したもので、本発明の実行手順は上記手順
に限定されるわけではない。

このように樹脂引抜きを行えばARはイオン交
換樹脂塔１内には殆ど残留しないですむ。

なおこの樹脂引抜きに際し必要に応じ上層部分
の排出が完了したのち底部集配水管３から逆洗水
を導入して頂部集配水管２から排出させることに
より下層部分を逆洗し、底部引抜き口７を開けて
下層部分の引抜きを行つてもよく引抜きを開始し
たら頂部集配水管２からの配水を止め、給排気口
８より圧力空気を導入する。このようにして上層
部分と下層部分を分けて引抜くこともでき、上層
部分のうちの副引抜き口５より上方の部分が下層
部分に混入することはない。

第３図の具体例では底部集配水管１２と配水管
１３を有する塔本体のカラム（内径470mm）１１
に副引抜き口１４と正引抜き口１５及び底部引抜
き口１６を設けたもので、カラム１１に強酸性カ
チオン交換樹脂１７（Dowex HCR−W2）のＨ
形を副引抜き口の上方50mmの高さまで充填し１
７、続いて強塩基性アニオン交換樹脂１８
（Dowex SBR−Ｐ−Ｃ）のOH形を層高300mmの
高さに充填した。なお配水管１３及び正引抜き口
１５のカラム底からの高さは750mm、副引抜き口
１４のカラム底からの高さは850mmである。

まず底部集配水管１２より水を導入して全層を
逆洗し、沈整させたのちに配水管１３より水を導
入して配水管１３より上の樹脂だけを逆洗した。
上の樹脂が充分に展開したら副引抜き口１４から
樹脂がほとんど流出しなくなつた時点で副引抜き
口を閉じて正引抜き口１５を開き、正引抜き口よ
り上の樹脂を流出させた。流出後、残つた下の樹
脂を逆洗したが、SBR−Ｐ−Ｃの残留は認めら
れなかつた。

比較例 第３図例の装置を用いて、実施例と同じ樹脂充
填を行つた。まず全層逆洗し、沈整させたのちに
配水管１３から水を導入して配水管より上の樹脂
だけを逆洗し、上の樹脂が充分に展開した時点で
正引抜き口１５を開き、正引抜き口より上の樹脂
を流出させた。流出後残つた下の樹脂を逆洗した
ところ、表層にSBR−Ｐ−Ｃが厚さ４mmほど残
留していた。

〔発明の効果〕

本発明は、逆洗により上下二層に分離されうる
イオン交換樹脂を備えた混床式イオン交換塔にお
いて、逆洗により分離された下層のイオン交換樹
脂層中の上方部に設定した移送水噴出部より移送
水を噴出し、該噴出部付近に設けた樹脂の正引抜
き口と、また前記噴出部より上方のイオン交換樹
脂層又は上下二層の界面付近に設けた樹脂の副引
抜き口とを用いて樹脂を引抜く際に、前記副引抜
き口からその上方の樹脂を引抜いたのち、正引抜
き口よりその上方の樹脂を正引抜き口から引抜く
ことにより中間部（または中間部と上部）樹脂の
引抜きを２段階に行い、下部のカチオン交換樹脂
上面への強塩基性アニオン交換樹脂の残留がほと
んどなく樹脂の引抜きレベルも一定していて変動
がないので安定した処理を効率よく行えて従来方
法の欠点を補うことができる利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフローシート、第２図は本発明
方法の実施例のフローシート、第３図は他の実施
例のフローシートである。 １……イオン交換樹脂塔、２……頂部集配水
管、３……底部集配水管、４……移送水吹出用配
水管、５……副引抜き口、６……正引抜き口、７
……底部引抜き口、８……給排気口、９……強塩
基性アニオン交換樹脂層、１０……強酸性カチオ
ン交換樹脂層、１１……カラム、１２……底部集
配水管、１３……配水管、１４……副引抜き口、
１５……正引抜き口、１６……底部引抜き口、１
７……強酸性カチオン交換樹脂層、１８……強塩
基性アニオン交換樹脂層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 逆洗により上下二層に分離されうるイオン交
   換樹脂を備えた混床式イオン交換塔において、逆
   洗により分離された下層のイオン交換樹脂層中の
   上方部に設定した移送水噴出部より移送水を噴出
   し、該噴出部付近に設けた樹脂の正引抜き口と、
   また前記噴出部より上方のイオン交換樹脂層又は
   上下二層の界面付近に設けた樹脂の副引抜き口と
   を用いて樹脂を引抜く際に、前記副引抜き口から
   その上方の樹脂を引抜いたのち、正引抜き口より
   その上方の樹脂を正引抜き口から引抜くことを特
   徴とするイオン交換樹脂の移送方法。 ２ 前記樹脂引抜き工程が、排水を止めて給排気
   口より圧力空気を導入して処理されるものである
   特許請求の範囲第１項記載の方法。