JPH0366020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、槽内のイオン交換樹脂床に上向流で
通液してイオン交換処理を行い、能力低下したイ
オン交換樹脂床に再生液を下向流で通液して再生
を行う向流再生型イオン交換装置に関する。以
下、イオン交換処理に関与する上位概念の液体を
下位概念の水として説明することがある。

この型のイオン交換装置では、下向流再生によ
りイオン交換樹脂床の上部の再生が良く進み、新
しい再生液に最初に遭偶する上層部が完全再生さ
れ、この上層部が上向流通水時に処理水の流出端
となるので高純度の処理水が得られる。

従つて所望の高純度の処理水を得るために、再
生剤液を多量に使用して再生レベルを上げなくて
も済む利点がある。しかし上向流通水時にイオン
交換樹脂が上昇して流動化する傾向があり、従来
この流動化の阻止対策として、イオン交換樹脂床
内の上面近くに処理水集水器を埋設してさらにそ
の上に余分のイオン交換樹脂その他の充填物を上
載せしたり槽頂から処理水を下向流で通水したり
して流動化を抑えるようにしている。これらの対
策はイオン交換樹脂の利用効率の低下を招くと
か、下向流のために無駄な動力が消費される等の
欠点を伴う。

本発明は上記の問題を解決を与えるためになさ
れたものであつて、イオン交換槽内を上向流用と
下降流用の連通孔を分布させて設えた隔壁により
上部室と下部室とに区劃して下部室にイオン交換
樹脂を充填して床を形成させ、上向流用の連通孔
には上側に液体より比重の大きい開閉蓋を回動自
在に取付け、下向流用の連通孔には下側に液体よ
り比重の小さい開閉蓋を回動自在に取付け、比重
差と流通関係とにより、上向流用の連通孔は上向
流イオン交換時には未だ閉止の状態に保たれイオ
ン交換樹脂床を下部室内に緊密状態に保持する
が、床に蓄積した汚濁物質の上向流洗浄時には開
通してイオン交換樹脂の上部室への移行展開を許
し、下向流用の連通孔は下向流により開通して上
部室に移行したイオン交換樹脂の下部室への帰還
とイオン交換樹脂の下向流再生が行われるように
なつている。

すなわち、本発明の向流再生型イオン交換装置
は、構成上、縦型密閉式の槽内の下部に形成した
粒状イオン交換樹脂の床に被処理流体を上向流で
通液してイオン交換処理を行い、かくして処理能
力の減退したイオン交換樹脂床に再生液を下向流
で通液して再生を行う向流再生型イオン交換処理
方式において、槽内を連通孔を分布開設した隔壁
により上下に区劃し、隔壁の下面と小間隔を隔て
て処理水集水器を設けるとともに、上向流用の連
通孔の上側に液より比重の大きい開閉蓋を隔壁に
回動自在に取付け下向流の連通孔の下側に液より
比重の小さい開閉蓋を隔壁に回動自在に取付けた
ことを特徴とする。

以下、本発明を添付図の実施例により具体的か
つ詳細に説明する。

第１図に示す本発明装置は、イオン交換処理槽
１は縦長の密閉型で外部接続のための上部ノズル
２、下部ノズル３および側部ノズル４を持つ。上
部ノズル２は再生剤液入口と洗浄排水出口を兼
ね、下部ノズル３は原水および洗浄水入口および
再生排液出口を兼ね、側部ノズル４は処理水出口
となる。

槽１内は中間高さの水平横断隔壁５により上部
室６と下部室７とに区劃され、隔壁４は分布させ
て開設した比較的小径の上向流用の連通孔８およ
び比較的大径の下向流用の連通孔９を持つ。隔壁
５の下面には小間隔を隔ててそれに沿わせて前記
側部ノズル４に接続する集水器１０を設ける。槽
底部にはストレーナ１１を分布配置して通水性と
した支持板１２を設け、支持板１２上にそれから
実質的に集水器１０に及ぶ高さに粒状のイオン交
換樹脂を充填してイオン交換樹脂床１３を形成さ
せる。

第２図に一層詳細に示すように、前記隔壁５の
上向流用の連通孔８には、その上側に処理液より
比重の大きい耐蝕性金属、磁器、金属充填樹脂等
の開閉蓋１４を隔壁に蝶番により開閉自在に取付
ける。開閉蓋１４は上向流用連通孔８の上縁部に
対しその傾斜面１４ａで線接触し、閉止に際して
接触面間にイオン交換樹脂を挟み込むことのない
ようにする。また下向流用の連通孔９には、その
下側に液より比重の小さいポリプロピレン、ポリ
エチレン等の開閉蓋１５を隔壁５に蝶番により回
動自在に取付ける。これら開閉蓋は一定以上の液
流速で開いてイオン交換樹脂が液流に伴われて通
過するよう設定されている。

上記構成の本発明実施例装置は次のように操作
される。

() 常態のイオン交換処理操作 上部ノズル２を閉じ、側部ノズル４を開き、
下部ノズル３を開いて処理すべき原水を槽内に
送給する。原水はイオン交換樹脂床１３を上向
流で通過する間にイオン交換処理され処理水と
なつて集水器１０に集水され、側部ノズル４か
ら流出する。

この間、下向流用の連通孔９は開閉蓋１５に
より自動的に閉じられる。上向流用の連通孔８
も、上部ノズル２の閉止により隔壁５上下の水
圧はバランスしており、下部室７から上部室６
への上向通過は生じない。イオン交換樹脂床１
３には上向流により上向力が働き、この力は連
通孔８から開閉蓋１４に押上力として作用する
が開閉蓋１４はこの押上力に打勝つ重量を有す
るので開かず、従つてイオン交換樹脂の上部室
６への流出は阻止され、イオン交換樹脂床１３
は隔壁５の下面で緊密に保持される。

() 再生、洗浄操作 通水の継続によりイオン交換樹脂の交換能力
が消費され処理機能が低下すると、通水を停止
し、側部ノズル４を閉じ、下部ノズル３を排出
系に向つて開き、上向ノズル２から再生剤液を
供給する。再生液の下向流によつて開閉蓋１５
は押下げられ再生液は下向流用の連通孔９を通
つて下部室７に流入しイオン交換樹脂床１３を
下向流で通過して再生を行い再生排液は下部ノ
ズル３から排出される。

再生完了後に同じ経路で洗浄水を下向流で流
して再生液の押出しを行いイオン交換樹脂床１
３を洗浄する。

なお再生操作は、通水処理の停止後、上部室
６内の水を抜き、再生液を側部ノズル４から供
給して実施することができ、この場合は再生剤
液が上部室６の水で稀釈されないので、再生を
一層有効に行うことができる。

() 汚濁物洗浄排出操作 通水処理操作を繰返すことによりイオン交換
樹脂床１３には原水中に含まれていた懸濁物質
が濾過され次第に蓄積されるので、この場合に
は、イオン交換処理を停止しイオン交換樹脂床
１３の洗浄を行い汚濁物質を除去し洗浄排水と
ともに排出する必要がある。この操作は、側部
ノズル４を閉じ上部ノズル２を排出系に向かつ
て開き、下部ノズル３から洗浄水を供給するこ
とによつて行う。イオン交換樹脂床１３を上向
流で通過した水は、今度は側部ノズル４に流れ
ることができず、上向流によつて開閉蓋１４が
押上げられ開かれた上向流用の連通孔８を通つ
て下部室７から上部室６にながれ上部ノズル２
から排出される。この上向流により下部室７内
のイオン交換樹脂は流動化しその一部は連通孔
８を通つて上部室６に移動し、両室内に同率で
展開するので汚濁物質の洗浄除去が効果的に行
われる。

洗浄完了後、上向流を停止し、上部ノズル２か
ら下向流で通水すると開閉蓋１５が押下げられ開
かれた連通孔９を通つて上部室６内のイオン交換
樹脂は下部室７に戻り、イオン交換樹脂床１３が
形成される。

本発明装置の構成、作用の関連において重視す
べき事項は、上向流イオン交換処理操作時にはイ
オン交換樹脂は上部室６への上昇移動を完全に阻
止できること、それと汚濁物洗浄除去操作時には
上向流の洗浄水とイオン交換樹脂をできるだけ少
い抵抗で上部室６に移動させることの両立を計る
ことである。この点に関し、前記実施例では上向
流用連通孔８の開口面積を下向流用連通孔９のそ
れより小さくし、イオン交換処理時にイオン交換
樹脂の押上力の開閉蓋１４への作用面積を小さく
して開閉蓋１４が開かないようになつている。そ
して、汚濁物洗浄排出時に上向流により一旦開閉
蓋１４が、第１図に点線で示すように押上げられ
るとそれに働く重力モーメントは小さくなるので
開閉蓋１４は上部室６内に向つて大きく開放され
てイオン交換樹脂の一部がすみやかに上部室６に
上昇移動し、少ない抗で上向流洗浄が行なわれ
る。

第３図は前記と異なる本発明の実施例に用いる
隔壁５Ａの部分の構成を示す。この実施例では隔
壁５Ａは格子体に形成され、立体的で耐圧剛性が
大きく、また格子孔からなる連通孔８Ａ，９Ａの
面積割合が大きく過抵抗が小さい。そしてそれぞ
れ１つの開閉蓋１４Ａおよび１５Ａが複数区割の
格子孔にわたる上向流用の連通孔８Ａおよび下向
流用の連通孔９Ａと相対し、蓋に密着させたゴム
シート１６により格子孔の上下縁に密接したボル
ト１７より隔壁５Ａに取付けられる。上向流用の
連通孔８Ａの格子枠の上縁は半円状断面に形成さ
れて開閉蓋１４Ａの下面のゴムシート１６と線接
触し、イオン交換樹脂が上部室６に移行している
状態のもとで開閉蓋１４Ａが閉止する場合にもイ
オン交換樹脂をかみ込むことがないようにせられ
ている。

連通孔は前記実施例の丸孔、角孔に限らずスリ
ツト状の長孔に形成してもよい。

以上のように本発明によると、向流再生型イオ
ン交換処理に際し、槽内下部にイオン交換樹脂を
充填して上向流通水でイオン交換処理を行う操作
段階でイオン交換樹脂床を槽内下部空間に緊密状
態に保持することができ、また上部空間を利用し
てイオン交換樹脂床内に蓄積した汚泥物質を少い
通過抵抗のもとで上向流通水で洗浄除去すること
ができ、上部空間に移行したイオン交換樹脂の下
部空間への帰還に際してイオン交換樹脂の隔壁上
の残留が少く、装置構成が簡単で安価かつ容易に
製作できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例のイオン交換装置の
縦断側面図、第２図はその隔壁、連通孔、開閉蓋
部分の拡大縦断側面図、第３図は他の実施例の隔
壁、連通孔、開閉蓋部分の拡大縦断側面図であ
る。 １……イオン交換処理槽、２……上部ノズル、
３……下部ノズル、４……側部ノズル、５，５Ａ
……隔壁、６……上部室、７……下部室、８，８
Ａ……上向流用連通孔、９，９Ａ……下向流用連
通孔、１０……集水器、１１……ストレーナ、１
２……支持板、１３……イオン交換樹脂床、１
４，１４Ａ……上向流用開閉蓋、１４ａ……傾斜
面部、１５，１５Ａ……下向流用開閉弁、１６…
…ゴムシート、１７……ボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦型密閉式の槽内の下部に形成した粒状イオ
   ン交換樹脂の床に被処理液体を上向流で通液して
   イオン交換処理を行い、かくして処理能力の減退
   したイオン交換樹脂床に再生液を下向流で通液し
   て再生を行う向流再生型イオン交換処理方式にお
   いて、槽内を連通孔を分布開設した隔壁により上
   下に区劃し、隔壁の下面と小間隔を隔てて処理水
   集水器を設けるとともに、上向流用の連通孔の上
   側に液より比重の大きい開閉蓋を隔壁に回動自在
   に取付け、下向流用の連通孔の下側に液より比重
   の小さい開閉蓋を隔壁に回動自在に取付けたこと
   を特徴とする向流再生型イオン交換装置。 ２ 前記隔壁を格子体に形成し１つの開閉蓋が複
   数の格子孔からなる連通孔と相対するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ３ 比重の大きい開閉蓋に対する連通孔の開口面
   積を比重の小さい開閉蓋の開口面積より小にした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ４ 上向流用の連通孔とその開閉蓋とを線接触の
   閉止状態となるよう形成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の装置。