JP3145240B2 - 連続イオン交換装置 - Google Patents
連続イオン交換装置Info
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- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
- B01J47/10—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor with moving ion-exchange material; with ion-exchange material in suspension or in fluidised-bed form
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- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続イオン交換装置に
関するものであり、詳しくは、イオン交換樹脂を充填し
た単一の塔内の下部から上部に向かって区分して設けた
イオン吸着ゾーン、洗浄ゾーン、樹脂再生ゾーンに渡り
被処理水等を上向きに通水させながら、この通水とは反
対の下向きにイオン交換樹脂を移送させることで、吸着
ゾーンに上部から再生，洗浄済みのイオン交換樹脂を連
続的に供給して、この吸着ゾーンに通水する被処理水の
実質的連続のイオン交換処理を実現する連続イオン交換
装置、例えば、純水等の高純度水の製造に用いられる２
床３塔式等の連続イオン交換装置に関するものである。
関するものであり、詳しくは、イオン交換樹脂を充填し
た単一の塔内の下部から上部に向かって区分して設けた
イオン吸着ゾーン、洗浄ゾーン、樹脂再生ゾーンに渡り
被処理水等を上向きに通水させながら、この通水とは反
対の下向きにイオン交換樹脂を移送させることで、吸着
ゾーンに上部から再生，洗浄済みのイオン交換樹脂を連
続的に供給して、この吸着ゾーンに通水する被処理水の
実質的連続のイオン交換処理を実現する連続イオン交換
装置、例えば、純水等の高純度水の製造に用いられる２
床３塔式等の連続イオン交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】純水等の高純度水を製造するための装置
は、イオン交換処理と再生剤通薬による再生処理を同一
塔内で交互に行なう固定床式のイオン交換装置が知られ
ているが、これは再生処理時に通水を中断するために生
産効率が低く、連続的な給水が求められる用途には不適
である。このためイオン交換処理を中断することなく連
続的に行なうことができる装置（連続イオン交換装置）
が従来から実用化されている。
は、イオン交換処理と再生剤通薬による再生処理を同一
塔内で交互に行なう固定床式のイオン交換装置が知られ
ているが、これは再生処理時に通水を中断するために生
産効率が低く、連続的な給水が求められる用途には不適
である。このためイオン交換処理を中断することなく連
続的に行なうことができる装置（連続イオン交換装置）
が従来から実用化されている。
【０００３】この連続式のイオン交換装置は、流動層式
と移動床式に分かれるが工業的には後者の移動床式が通
常用いられ、更にこの移動床式の連続イオン交換装置は
混床式と複床式の二つの方式がある。
と移動床式に分かれるが工業的には後者の移動床式が通
常用いられ、更にこの移動床式の連続イオン交換装置は
混床式と複床式の二つの方式がある。
【０００４】混床式の連続イオン交換装置は、陽イオン
交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合充填した通水塔と、
これとは別の分離塔、及び二つの再生塔を有していて、
上記通水塔に塔下部より原水を流入することにより、混
合樹脂層を通水塔の上部に押しつけて固定床を形成さ
せ、通水する原水との間でイオン交換処理を行わせる。
これにより原水が通水する混合樹脂層中のイオン交換さ
れたイオン交換帯域は次第に上方に移動する。また通水
塔下部より使用済みイオン交換樹脂（イオン交換してイ
オン交換能力が低下した樹脂）をスラリー状で分離塔に
送り、逆洗分離して陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換
樹脂の各々の再生塔に送り再生する。そして再生済の各
イオン交換樹脂を計量後混合し、通水塔の一時的な通水
停止（通常数十秒程度）を行って該通水塔内上部に供給
することで、実質的な連続イオン交換を実現するもので
ある。
交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合充填した通水塔と、
これとは別の分離塔、及び二つの再生塔を有していて、
上記通水塔に塔下部より原水を流入することにより、混
合樹脂層を通水塔の上部に押しつけて固定床を形成さ
せ、通水する原水との間でイオン交換処理を行わせる。
これにより原水が通水する混合樹脂層中のイオン交換さ
れたイオン交換帯域は次第に上方に移動する。また通水
塔下部より使用済みイオン交換樹脂（イオン交換してイ
オン交換能力が低下した樹脂）をスラリー状で分離塔に
送り、逆洗分離して陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換
樹脂の各々の再生塔に送り再生する。そして再生済の各
イオン交換樹脂を計量後混合し、通水塔の一時的な通水
停止（通常数十秒程度）を行って該通水塔内上部に供給
することで、実質的な連続イオン交換を実現するもので
ある。
【０００５】これに対し複床式の連続イオン交換装置
は、例えば２床式あるいは２床３塔式と呼ばれる純水製
造装置が代表的なものとして知られ、原水を陽イオン交
換樹脂を充填したカチオン塔（「Ｋ塔」という）に通水
した後、陰イオン交換樹脂を充填したアニオン塔（「Ａ
塔」という）に通水するのが２床式であり、この２床式
のＡ塔における負荷を低減させる目的でこれらの間に脱
炭酸塔を配置したのが２床３塔式の連続イオン交換装置
である。
は、例えば２床式あるいは２床３塔式と呼ばれる純水製
造装置が代表的なものとして知られ、原水を陽イオン交
換樹脂を充填したカチオン塔（「Ｋ塔」という）に通水
した後、陰イオン交換樹脂を充填したアニオン塔（「Ａ
塔」という）に通水するのが２床式であり、この２床式
のＡ塔における負荷を低減させる目的でこれらの間に脱
炭酸塔を配置したのが２床３塔式の連続イオン交換装置
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の複床
式の連続イオン交換装置は、例えば２床３塔式の装置は
実際には陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を再生
させるための各々の再生塔、及び再生後の各イオン交換
樹脂を洗浄する各々の洗浄塔を必要とするので実際には
２床７塔式と呼ぶのがあたっており、樹脂移送に必要な
配管、弁類等の付帯設備が多く、設備コストが嵩み、ま
た設置面積も広く必要で、運転が複雑になるという問題
がある。
式の連続イオン交換装置は、例えば２床３塔式の装置は
実際には陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を再生
させるための各々の再生塔、及び再生後の各イオン交換
樹脂を洗浄する各々の洗浄塔を必要とするので実際には
２床７塔式と呼ぶのがあたっており、樹脂移送に必要な
配管、弁類等の付帯設備が多く、設備コストが嵩み、ま
た設置面積も広く必要で、運転が複雑になるという問題
がある。
【０００７】これに対し混床式の連続イオン交換装置
は、原水の水質がよく、原水中の炭酸やシリカ等の弱酸
成分の含有率が低い場合、あるいは処理量が多い場合
や、設備面積が広くとれない場合などにおいては、複床
式に比べて有利であるとされている。しかし反面におい
て、陰イオン交換樹脂が重炭酸イオン等を他の陰イオン
と共に吸着するために脱炭酸塔を有する複床式の連続イ
オン交換装置に比べてアルカリ再生剤が多く必要になる
とか、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の分離塔で
の分離が完全にはできないことから、陽イオン交換樹脂
が陰イオン交換樹脂再生塔に混入してしまい、陽イオン
交換樹脂に吸着しているカルシウムイオンやマグネシウ
ムイオンが樹脂から溶離後不溶化してコレクター等の目
詰りを起こす原因になるという問題がある。
は、原水の水質がよく、原水中の炭酸やシリカ等の弱酸
成分の含有率が低い場合、あるいは処理量が多い場合
や、設備面積が広くとれない場合などにおいては、複床
式に比べて有利であるとされている。しかし反面におい
て、陰イオン交換樹脂が重炭酸イオン等を他の陰イオン
と共に吸着するために脱炭酸塔を有する複床式の連続イ
オン交換装置に比べてアルカリ再生剤が多く必要になる
とか、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の分離塔で
の分離が完全にはできないことから、陽イオン交換樹脂
が陰イオン交換樹脂再生塔に混入してしまい、陽イオン
交換樹脂に吸着しているカルシウムイオンやマグネシウ
ムイオンが樹脂から溶離後不溶化してコレクター等の目
詰りを起こす原因になるという問題がある。
【０００８】上記のように、従来実施されている連続イ
オン交換装置は、混床式あるいは複床式のいずれも更に
改善の余地がある。
オン交換装置は、混床式あるいは複床式のいずれも更に
改善の余地がある。
【０００９】本発明者は、この熱再生樹脂を用いた連続
イオン交換装置は、使用樹脂が特殊であるためにそのま
までは通常の酸やアルカリでイオン交換能力を再生する
イオン交換樹脂を用いた連続イオン交換装置に単純に応
用できず、例えば、洗浄不良に伴う再生剤の処理水中へ
の混入や、洗浄水量の増大に伴う洗浄効率の低下、処理
水回収率の低下等々の問題を招くものの、１本の塔内で
イオン交換処理と再生処理を行なえるために、別途に再
生処理のための塔を設ける必要がなく、上述した２床３
塔（従来は実質的に２床７塔）式の装置の欠点である設
置面積が大きい等々の問題を有効に解消、低減できると
考えられるため、上記提案の応用につき鋭意研究を重ね
た。
イオン交換装置は、使用樹脂が特殊であるためにそのま
までは通常の酸やアルカリでイオン交換能力を再生する
イオン交換樹脂を用いた連続イオン交換装置に単純に応
用できず、例えば、洗浄不良に伴う再生剤の処理水中へ
の混入や、洗浄水量の増大に伴う洗浄効率の低下、処理
水回収率の低下等々の問題を招くものの、１本の塔内で
イオン交換処理と再生処理を行なえるために、別途に再
生処理のための塔を設ける必要がなく、上述した２床３
塔（従来は実質的に２床７塔）式の装置の欠点である設
置面積が大きい等々の問題を有効に解消、低減できると
考えられるため、上記提案の応用につき鋭意研究を重ね
た。
【００１０】本発明は、以上のような観点からの研究，
開発を重ねた結果として完成されたものである。すなわ
ち本発明は、以下の諸点を実現することを目的とする。 ：酸，アルカリでイオン交換能力を再生するイオン交
換樹脂を用いて、１本の塔内でイオン交換処理と再生処
理を行なうことができ、したがって従来の複床式の装置
における再生塔及び洗浄塔を不要として、設置面積を低
減できまた配管や弁類等を少なくすることができる新規
な連続イオン交換装置を提供する。 ：従来の装置に比べて塔高を低くできて、必要な設置
空間が少なくてよい新規な連続イオン交換装置を提供す
る。 ：設備費用の負担、運転時におけるランニングコスト
の負担を低減でき、製造する処理水コストも安価とでき
る連続イオン交換装置を提供する。 ：１本の塔内において、イオン交換処理をした被処理
水をそのまま薬品再生した樹脂の洗浄水として利用する
ことにより、洗浄水の給水配管系統を不要とできる連続
イオン交換装置を提供する。 ：イオン交換樹脂の移送距離をできるだけ短くし、か
つ移送配管途中に必要な弁類等を少なくすることで、イ
オン交換樹脂の損傷を可及的に低減できる連続イオン交
換装置を提供する。 ：塔内圧力の変化による洗浄ゾーン、再生ゾーンの通
水量の変動を出来るだけ小さくできて、安定で確実な再
生、洗浄を確保できる連続イオン交換装置を提供する。 ：被処理水側に再生剤（酸やアルカリ）が流出するこ
とを有効に防止できて、被処理水の水質を高品位に安定
維持できる連続イオン交換装置を提供する。
開発を重ねた結果として完成されたものである。すなわ
ち本発明は、以下の諸点を実現することを目的とする。 ：酸，アルカリでイオン交換能力を再生するイオン交
換樹脂を用いて、１本の塔内でイオン交換処理と再生処
理を行なうことができ、したがって従来の複床式の装置
における再生塔及び洗浄塔を不要として、設置面積を低
減できまた配管や弁類等を少なくすることができる新規
な連続イオン交換装置を提供する。 ：従来の装置に比べて塔高を低くできて、必要な設置
空間が少なくてよい新規な連続イオン交換装置を提供す
る。 ：設備費用の負担、運転時におけるランニングコスト
の負担を低減でき、製造する処理水コストも安価とでき
る連続イオン交換装置を提供する。 ：１本の塔内において、イオン交換処理をした被処理
水をそのまま薬品再生した樹脂の洗浄水として利用する
ことにより、洗浄水の給水配管系統を不要とできる連続
イオン交換装置を提供する。 ：イオン交換樹脂の移送距離をできるだけ短くし、か
つ移送配管途中に必要な弁類等を少なくすることで、イ
オン交換樹脂の損傷を可及的に低減できる連続イオン交
換装置を提供する。 ：塔内圧力の変化による洗浄ゾーン、再生ゾーンの通
水量の変動を出来るだけ小さくできて、安定で確実な再
生、洗浄を確保できる連続イオン交換装置を提供する。 ：被処理水側に再生剤（酸やアルカリ）が流出するこ
とを有効に防止できて、被処理水の水質を高品位に安定
維持できる連続イオン交換装置を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために本発明者は上記特許請求の範囲の各請求項に
記載した本発明を完成した。
するために本発明者は上記特許請求の範囲の各請求項に
記載した本発明を完成した。
【００１２】すなわち本発明は、カチオン塔−脱炭酸塔
−アニオン塔によって構成される連続イオン交換装置を
提供することをその特徴の一つとする。この連続イオン
交換装置は、下部から上部に向かって吸着ゾーン、洗浄
ゾーン、再生ゾーンに区分された領域が設定されている
陽イオン交換樹脂が充填された第１の塔、この第１の塔
の底部から使用済みの陽イオン交換樹脂を抜出して該塔
上部の計量容器に移送する樹脂抜出し移送手段、該計量
容器内の陽イオン交換樹脂を第１の塔内上部に適時に供
給する樹脂供給手段、上記吸着ゾーンの下部から該第１
の塔内に被処理水を供給しかつ吸着ゾーンの上部から塔
外に流出させる被処理水通水手段、上記再生ゾーンの下
部から第１の塔内に酸再生剤を供給しかつ再生ゾーンの
上部から塔外に排水する再生剤通薬手段を備えたカチオ
ン塔（Ｋ塔）と、このカチオン塔から流出される被処理
水に含まれる炭酸を除去する第２の塔として設けられた
脱炭酸塔（Ｄ塔）と、下部から上部に向かって吸着ゾー
ン、洗浄ゾーン、再生ゾーンに区分された領域が設定さ
れている陰イオン交換樹脂が充填された第３の塔、この
第３の塔の底部から陰イオン交換樹脂を抜出して該塔上
部の計量容器に移送する樹脂抜出し移送手段、該計量容
器内の陰イオン交換樹脂を上記第３の塔内上部に供給す
る樹脂供給手段、上記吸着ゾーンの下部から該第３の塔
内に上記脱炭酸塔で脱炭酸処理された被処理水を供給し
かつ吸着ゾーンの上部から塔外に流出させる被処理水通
水手段、上記再生ゾーンの下部から第３の塔内にアルカ
リ再生剤を供給しかつ再生ゾーンの上部から塔外に排水
する再生剤通薬手段を備えたアニオン塔（Ａ塔）とが上
記の順で連結されているという構成をなすところにあ
る。なお上記において、カチオン塔（Ｋ塔）とは、塔本
体である第１の塔及びこれに付帯する通水系，樹脂移送
系を含む全体を言う。アニオン塔（Ａ塔）も同じであ
る。
−アニオン塔によって構成される連続イオン交換装置を
提供することをその特徴の一つとする。この連続イオン
交換装置は、下部から上部に向かって吸着ゾーン、洗浄
ゾーン、再生ゾーンに区分された領域が設定されている
陽イオン交換樹脂が充填された第１の塔、この第１の塔
の底部から使用済みの陽イオン交換樹脂を抜出して該塔
上部の計量容器に移送する樹脂抜出し移送手段、該計量
容器内の陽イオン交換樹脂を第１の塔内上部に適時に供
給する樹脂供給手段、上記吸着ゾーンの下部から該第１
の塔内に被処理水を供給しかつ吸着ゾーンの上部から塔
外に流出させる被処理水通水手段、上記再生ゾーンの下
部から第１の塔内に酸再生剤を供給しかつ再生ゾーンの
上部から塔外に排水する再生剤通薬手段を備えたカチオ
ン塔（Ｋ塔）と、このカチオン塔から流出される被処理
水に含まれる炭酸を除去する第２の塔として設けられた
脱炭酸塔（Ｄ塔）と、下部から上部に向かって吸着ゾー
ン、洗浄ゾーン、再生ゾーンに区分された領域が設定さ
れている陰イオン交換樹脂が充填された第３の塔、この
第３の塔の底部から陰イオン交換樹脂を抜出して該塔上
部の計量容器に移送する樹脂抜出し移送手段、該計量容
器内の陰イオン交換樹脂を上記第３の塔内上部に供給す
る樹脂供給手段、上記吸着ゾーンの下部から該第３の塔
内に上記脱炭酸塔で脱炭酸処理された被処理水を供給し
かつ吸着ゾーンの上部から塔外に流出させる被処理水通
水手段、上記再生ゾーンの下部から第３の塔内にアルカ
リ再生剤を供給しかつ再生ゾーンの上部から塔外に排水
する再生剤通薬手段を備えたアニオン塔（Ａ塔）とが上
記の順で連結されているという構成をなすところにあ
る。なお上記において、カチオン塔（Ｋ塔）とは、塔本
体である第１の塔及びこれに付帯する通水系，樹脂移送
系を含む全体を言う。アニオン塔（Ａ塔）も同じであ
る。
【００１３】このＫ塔−Ｄ塔−Ａ塔からなる純水製造用
の本発明の連続イオン交換装置は、処理順序は従来の２
床３塔式の連続イオン交換装置と同じに、陽イオン交換
処理、脱炭酸処理、陰イオン交換処理の順で行なわれる
ものであるが、Ｋ塔、Ａ塔はそれぞれ１本の塔内におい
て、イオン交換処理と再生処理を行なうものであるか
ら、別途の再生塔、洗浄塔が必要ない点で構成上大差が
ある。
の本発明の連続イオン交換装置は、処理順序は従来の２
床３塔式の連続イオン交換装置と同じに、陽イオン交換
処理、脱炭酸処理、陰イオン交換処理の順で行なわれる
ものであるが、Ｋ塔、Ａ塔はそれぞれ１本の塔内におい
て、イオン交換処理と再生処理を行なうものであるか
ら、別途の再生塔、洗浄塔が必要ない点で構成上大差が
ある。
【００１４】上記構成において、カチオン塔（Ｋ塔）及
びアニオン塔（Ａ塔）はそれぞれ、被処理水のイオン交
換処理を行う吸着ゾーンの上部から処理後の被処理水を
塔外に流出させる流量の変動係数ａと、再生ゾーンの上
部から使用済みの通薬再生剤を樹脂塔外に排水させる流
量の変動係数ｂとの関係を、その比ｂ／ａが１以下とな
るように通水制御する手段を設けることができ、このよ
うにすることで例えば、Ｋ塔から脱炭酸塔（Ｄ塔）に給
水する被処理水流量を、該Ｄ塔内の水位調節のためにＫ
塔からの被処理水流出流量の変動で調節した場合にも、
Ｋ塔の洗浄ゾーン上部から排水する使用済み再生剤の流
量変動を十分抑制できるので好ましい。すなわち吸着ゾ
ーン上部の塔内圧力が変動することによって再生ゾーン
上部からの使用済み再生剤の廃水流量が大きく変動する
ものであると、例えば洗浄水量が減少すれば洗浄不良を
招くことになり、その結果、再生ゾーン，洗浄ゾーンを
経て吸着ゾーンに落下した樹脂に含まれる再生剤がこの
吸着ゾーンに混入して被処理水中に流れ込み、水質低下
を招くことになる。したがってこれを防止するために上
記流量制御手段が有効に採用される。このような流量制
御手段は、例えば、吸着ゾーン上部（吸着ゾーンから塔
外に被処理水を流出させる位置）の塔内圧力を、該吸着
ゾーン上部から再生ゾーン上部（使用済み再生剤を塔外
に廃水する位置）までの高低差で生ずる損失水頭よりも
大きくなるように設定する手段で与えられ、具体的に
は、吸着ゾーンから流出される被処理水の出口流量を調
節する出口弁、あるいはこれと共に必要に応じて採用さ
れる使用済み再生剤の出口流量を調節する出口弁を設け
ることによって構成することができるが、これに限定さ
れるものではない。より具体的には、吸着ゾーン上部か
ら再生ゾーン上部までの高さが例えば１．５ｍ以下の場
合には、吸着ゾーン上部の塔内圧力を、上記被処理水出
口弁等の調整によって０．５ｋｇｆ／ｃｍ２ 以上に設
定することで、上記変動係数の比ｂ／ａを１以下とする
ことができ、被処理水である原水の濁質，粉化した樹脂
等による吸着ゾーン上部のコレクターの目詰まりや、Ｄ
塔の水位調節のための流量制御弁の開閉調節などによる
塔内圧力の変動に対して、使用済み再生剤出口弁の調節
等で該出口弁からの排水量を安定に保ち、したがって安
定な洗浄状態を確保できることになる。なお吸着ゾーン
上部の塔内圧力を高くすればするほど、使用済み再生剤
出口弁からの排水量の変動を低減、ひいては確実な洗浄
状態を確保できるので、上記変動係数の比ｂ／ａは１以
下、好ましくは０．５以下とすることがよい。
びアニオン塔（Ａ塔）はそれぞれ、被処理水のイオン交
換処理を行う吸着ゾーンの上部から処理後の被処理水を
塔外に流出させる流量の変動係数ａと、再生ゾーンの上
部から使用済みの通薬再生剤を樹脂塔外に排水させる流
量の変動係数ｂとの関係を、その比ｂ／ａが１以下とな
るように通水制御する手段を設けることができ、このよ
うにすることで例えば、Ｋ塔から脱炭酸塔（Ｄ塔）に給
水する被処理水流量を、該Ｄ塔内の水位調節のためにＫ
塔からの被処理水流出流量の変動で調節した場合にも、
Ｋ塔の洗浄ゾーン上部から排水する使用済み再生剤の流
量変動を十分抑制できるので好ましい。すなわち吸着ゾ
ーン上部の塔内圧力が変動することによって再生ゾーン
上部からの使用済み再生剤の廃水流量が大きく変動する
ものであると、例えば洗浄水量が減少すれば洗浄不良を
招くことになり、その結果、再生ゾーン，洗浄ゾーンを
経て吸着ゾーンに落下した樹脂に含まれる再生剤がこの
吸着ゾーンに混入して被処理水中に流れ込み、水質低下
を招くことになる。したがってこれを防止するために上
記流量制御手段が有効に採用される。このような流量制
御手段は、例えば、吸着ゾーン上部（吸着ゾーンから塔
外に被処理水を流出させる位置）の塔内圧力を、該吸着
ゾーン上部から再生ゾーン上部（使用済み再生剤を塔外
に廃水する位置）までの高低差で生ずる損失水頭よりも
大きくなるように設定する手段で与えられ、具体的に
は、吸着ゾーンから流出される被処理水の出口流量を調
節する出口弁、あるいはこれと共に必要に応じて採用さ
れる使用済み再生剤の出口流量を調節する出口弁を設け
ることによって構成することができるが、これに限定さ
れるものではない。より具体的には、吸着ゾーン上部か
ら再生ゾーン上部までの高さが例えば１．５ｍ以下の場
合には、吸着ゾーン上部の塔内圧力を、上記被処理水出
口弁等の調整によって０．５ｋｇｆ／ｃｍ２ 以上に設
定することで、上記変動係数の比ｂ／ａを１以下とする
ことができ、被処理水である原水の濁質，粉化した樹脂
等による吸着ゾーン上部のコレクターの目詰まりや、Ｄ
塔の水位調節のための流量制御弁の開閉調節などによる
塔内圧力の変動に対して、使用済み再生剤出口弁の調節
等で該出口弁からの排水量を安定に保ち、したがって安
定な洗浄状態を確保できることになる。なお吸着ゾーン
上部の塔内圧力を高くすればするほど、使用済み再生剤
出口弁からの排水量の変動を低減、ひいては確実な洗浄
状態を確保できるので、上記変動係数の比ｂ／ａは１以
下、好ましくは０．５以下とすることがよい。
【００１５】また上記構成において、アニオン塔（Ａ
塔）には、吸着ゾーン上部と再生ゾーン下部の間に、該
Ａ塔の塔外から、加温した洗浄水を加温洗浄水供給手段
により給水する構成が好ましく採用できる。この加温洗
浄水供給手段を設けることによって、陰イオン交換樹脂
に吸着したシリカの脱離効率を上昇させることができる
と共に、陰イオン交換樹脂の洗浄効果を促進できるとい
う利点が得られる。
塔）には、吸着ゾーン上部と再生ゾーン下部の間に、該
Ａ塔の塔外から、加温した洗浄水を加温洗浄水供給手段
により給水する構成が好ましく採用できる。この加温洗
浄水供給手段を設けることによって、陰イオン交換樹脂
に吸着したシリカの脱離効率を上昇させることができる
と共に、陰イオン交換樹脂の洗浄効果を促進できるとい
う利点が得られる。
【００１６】
【作用】以上の構成をなす本発明の装置によれば、従
来、特殊な熱再生樹脂を用いた場合にのみ可能であった
単純な構成の連続イオン交換装置を、汎用されている薬
剤により化学的に再生されるイオン交換樹脂を用いた装
置として、初めて実現することが可能となった。
来、特殊な熱再生樹脂を用いた場合にのみ可能であった
単純な構成の連続イオン交換装置を、汎用されている薬
剤により化学的に再生されるイオン交換樹脂を用いた装
置として、初めて実現することが可能となった。
【００１７】
【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。 実施例１ 本例の装置は、原水タンク１から、カチオン塔２、脱炭
酸塔３、アニオン塔４の順に被処理水である原水（以下
被処理水という）を通水して、陽イオン交換処理、脱炭
酸処理、陰イオン交換処理を行って純水を製造する、従
来の２床３塔式の純水製造装置に準じた連続イオン交換
装置を示すものであり、製造された純水は純水タンク５
に貯水されるようになっている。なお上記のカチオン塔
２とアニオン塔４は、充填される樹脂が異なることと、
本例ではアニオン塔に加温洗浄水供給手段が設けられて
いる点で異なる他は共通の構成を有している。
明する。 実施例１ 本例の装置は、原水タンク１から、カチオン塔２、脱炭
酸塔３、アニオン塔４の順に被処理水である原水（以下
被処理水という）を通水して、陽イオン交換処理、脱炭
酸処理、陰イオン交換処理を行って純水を製造する、従
来の２床３塔式の純水製造装置に準じた連続イオン交換
装置を示すものであり、製造された純水は純水タンク５
に貯水されるようになっている。なお上記のカチオン塔
２とアニオン塔４は、充填される樹脂が異なることと、
本例ではアニオン塔に加温洗浄水供給手段が設けられて
いる点で異なる他は共通の構成を有している。
【００１８】上記カチオン塔２の構成を説明すると、こ
のカチオン塔２は、１本の数ｍ程度の縦長の塔本体（第
１の塔）２０１の内部に陽イオン交換樹脂が充填されて
いて、以下に述べる被処理水の通水系を形成するディス
トリビュータ２１１，コレクター２１２、及び酸再生剤
（塩酸）の通薬系を形成するディストリビュータ２２
１，コレクター２２２によって、該塔内は、塔下半部の
ディストリビュータ２１１からコレクター２１２に渡る
被処理水が通水される吸着ゾーン２０２、通水系のコレ
クター２１２から再生剤通薬系のディストリビュータ２
２１に渡る洗浄ゾーン２０３、再生剤通薬系のディスト
リビュータ２２１からコレクター２２２に渡る再生ゾー
ン２０４にゾーンを分けて区分されている。
のカチオン塔２は、１本の数ｍ程度の縦長の塔本体（第
１の塔）２０１の内部に陽イオン交換樹脂が充填されて
いて、以下に述べる被処理水の通水系を形成するディス
トリビュータ２１１，コレクター２１２、及び酸再生剤
（塩酸）の通薬系を形成するディストリビュータ２２
１，コレクター２２２によって、該塔内は、塔下半部の
ディストリビュータ２１１からコレクター２１２に渡る
被処理水が通水される吸着ゾーン２０２、通水系のコレ
クター２１２から再生剤通薬系のディストリビュータ２
２１に渡る洗浄ゾーン２０３、再生剤通薬系のディスト
リビュータ２２１からコレクター２２２に渡る再生ゾー
ン２０４にゾーンを分けて区分されている。
【００１９】そして、通水系のディストリビュータ２１
１には、原水タンク１から原水供給ポンプ１０１により
通水系入口弁１０２を介して被処理水が給水され、吸着
ゾーン２０２で通水中に陽イオン交換樹脂によりイオン
交換処理が行われた後、殆どの処理水はコレクター２１
２から通水系出口弁２１３を介して塔外に流出される。
なお２１４は通水系出口弁２１３の下流に配置された流
量制御弁であり、後述する脱炭酸塔３の水位を調節する
ためにレベルセンサＬＳの検知情報に基づいてカチオン
塔からの被処理水の流出量を調節する。なおこの被処理
水の通水により塔内の陽イオン交換樹脂は全体として塔
上部に押しつけられて固定される。また被処理水の通水
に伴って、吸着ゾーン２０２中の陽イオン交換樹脂のイ
オンを吸着した帯域は次第に上方に移動する。
１には、原水タンク１から原水供給ポンプ１０１により
通水系入口弁１０２を介して被処理水が給水され、吸着
ゾーン２０２で通水中に陽イオン交換樹脂によりイオン
交換処理が行われた後、殆どの処理水はコレクター２１
２から通水系出口弁２１３を介して塔外に流出される。
なお２１４は通水系出口弁２１３の下流に配置された流
量制御弁であり、後述する脱炭酸塔３の水位を調節する
ためにレベルセンサＬＳの検知情報に基づいてカチオン
塔からの被処理水の流出量を調節する。なおこの被処理
水の通水により塔内の陽イオン交換樹脂は全体として塔
上部に押しつけられて固定される。また被処理水の通水
に伴って、吸着ゾーン２０２中の陽イオン交換樹脂のイ
オンを吸着した帯域は次第に上方に移動する。
【００２０】また再生剤通薬系のディストリビュータ２
２１には、図示しない再生剤タンクから濃塩酸と純水タ
ンク５からの純水が混合して入口弁２２３を介して供給
され、再生ゾーン２０４で接触中に陽イオン交換樹脂に
対する再生処理を行い、コレクタ２２２から出口弁２２
４を介して酸性廃水を塔外に排水する。なお再生剤によ
る確実な再生処理（イオン交換能力の回復）と、再生剤
を吸着ゾーンに移行させないことが本例装置では重要で
あり、したがって後述するように間欠的に行われる樹脂
落ち工程との関係において、樹脂落ち後、次の樹脂落ち
までの間において初期に高濃度の塩酸を再生剤として供
給することで確実な再生を行い、後半は希薄濃度の塩酸
を供給するかあるいは塩酸を供給せずに洗浄ゾーンから
の洗浄水の供給のみを行わせるようにすることが実用上
好ましく、このような塩酸濃度の切換等は例えば純水タ
ンク５からの給水系に設けた弁５０１（アニオン塔４に
あっては５０２）の開閉（絞り）制御により行うことが
できる。
２１には、図示しない再生剤タンクから濃塩酸と純水タ
ンク５からの純水が混合して入口弁２２３を介して供給
され、再生ゾーン２０４で接触中に陽イオン交換樹脂に
対する再生処理を行い、コレクタ２２２から出口弁２２
４を介して酸性廃水を塔外に排水する。なお再生剤によ
る確実な再生処理（イオン交換能力の回復）と、再生剤
を吸着ゾーンに移行させないことが本例装置では重要で
あり、したがって後述するように間欠的に行われる樹脂
落ち工程との関係において、樹脂落ち後、次の樹脂落ち
までの間において初期に高濃度の塩酸を再生剤として供
給することで確実な再生を行い、後半は希薄濃度の塩酸
を供給するかあるいは塩酸を供給せずに洗浄ゾーンから
の洗浄水の供給のみを行わせるようにすることが実用上
好ましく、このような塩酸濃度の切換等は例えば純水タ
ンク５からの給水系に設けた弁５０１（アニオン塔４に
あっては５０２）の開閉（絞り）制御により行うことが
できる。
【００２１】洗浄ゾーン２０３では、吸着ゾーン２０２
で得られるイオン交換処理された処理水（酸性軟水）の
一部が洗浄水として上向きに流れ、再生処理された樹脂
中の再生剤を洗浄除去する。この洗浄水は更に上向して
再生ゾーン２０４で再生剤と混合され、流入再生剤を希
釈するために用いられ、出口弁２２４から塔外に排水さ
れる。
で得られるイオン交換処理された処理水（酸性軟水）の
一部が洗浄水として上向きに流れ、再生処理された樹脂
中の再生剤を洗浄除去する。この洗浄水は更に上向して
再生ゾーン２０４で再生剤と混合され、流入再生剤を希
釈するために用いられ、出口弁２２４から塔外に排水さ
れる。
【００２２】以上がカチオン塔２における通水系、再生
剤通薬系の流れである。
剤通薬系の流れである。
【００２３】次にこのカチオン塔における樹脂の流れ
（移送）について説明すると、塔底部から樹脂抜き管２
３１を介してイオンを吸着した樹脂が抜出され、移送管
２３２により塔上部に設けた計量容器２３３に移送さ
れ、この計量容器２３３が満杯になった時点で樹脂の移
送は停止される。なおこの樹脂移送の際には塔内の樹脂
は通水により上部に押しつけられて固定した状態にあ
る。計量された樹脂は、計量容器２３３からホッパー２
３４に落下され、常閉型の樹脂供給弁２３５から塔２０
１の上部内に供給される準備状態とされる。なおまた、
上記ホッパー２３４において、微粉化した樹脂を除去す
る操作、あるいは新規な樹脂の補充を行なうようにして
もよい。
（移送）について説明すると、塔底部から樹脂抜き管２
３１を介してイオンを吸着した樹脂が抜出され、移送管
２３２により塔上部に設けた計量容器２３３に移送さ
れ、この計量容器２３３が満杯になった時点で樹脂の移
送は停止される。なおこの樹脂移送の際には塔内の樹脂
は通水により上部に押しつけられて固定した状態にあ
る。計量された樹脂は、計量容器２３３からホッパー２
３４に落下され、常閉型の樹脂供給弁２３５から塔２０
１の上部内に供給される準備状態とされる。なおまた、
上記ホッパー２３４において、微粉化した樹脂を除去す
る操作、あるいは新規な樹脂の補充を行なうようにして
もよい。
【００２４】以上の構成のカチオン塔２において、予め
定めた所定の通水時間が経過した時点で、以下の短時間
の樹脂落ち工程により樹脂の移送が行われる。すなわ
ち、入口弁１０２を閉じると共にドレン弁２４１を一時
的に開いて塔内の水を一部外部に放出する。これにより
塔内の樹脂が重量で落下し、また上記の樹脂供給弁２３
５が同時に開いてホッパー２３４から樹脂が塔上部に供
給される。その後各弁は通常状態に復帰し、通水系の通
水が再開される。
定めた所定の通水時間が経過した時点で、以下の短時間
の樹脂落ち工程により樹脂の移送が行われる。すなわ
ち、入口弁１０２を閉じると共にドレン弁２４１を一時
的に開いて塔内の水を一部外部に放出する。これにより
塔内の樹脂が重量で落下し、また上記の樹脂供給弁２３
５が同時に開いてホッパー２３４から樹脂が塔上部に供
給される。その後各弁は通常状態に復帰し、通水系の通
水が再開される。
【００２５】以上によって、カチオン塔２においての所
定時間の通水及び一時的な樹脂落ちの操作が一サイクル
として繰り返され、実質的なイオン交換処理の通水と再
生とが、連続的に１本の塔内において行われる。
定時間の通水及び一時的な樹脂落ちの操作が一サイクル
として繰り返され、実質的なイオン交換処理の通水と再
生とが、連続的に１本の塔内において行われる。
【００２６】なお、本例における通水系の流出流量の変
動係数ａと、再生剤通薬系の排水流量の変動係数ｂとの
比ｂ／ａは、通水系の出口弁２１３と再生剤通薬系の出
口弁２２４の弁開度の設定により上述した範囲のものと
して与えることができる。
動係数ａと、再生剤通薬系の排水流量の変動係数ｂとの
比ｂ／ａは、通水系の出口弁２１３と再生剤通薬系の出
口弁２２４の弁開度の設定により上述した範囲のものと
して与えることができる。
【００２７】次に、アニオン塔４の構成を説明すると、
これは通水によるイオン交換処理と再生剤による樹脂の
再生処理を１本の塔内で行うという単床単塔式構成に設
けられているという基本的な構成は、上記カチオン塔２
と同じであり、したがって説明の煩雑さを避けるために
共通の部分にはカチオン塔で説明した符号に２００を加
えて示してその説明は省略し、相違する点について以下
説明する。
これは通水によるイオン交換処理と再生剤による樹脂の
再生処理を１本の塔内で行うという単床単塔式構成に設
けられているという基本的な構成は、上記カチオン塔２
と同じであり、したがって説明の煩雑さを避けるために
共通の部分にはカチオン塔で説明した符号に２００を加
えて示してその説明は省略し、相違する点について以下
説明する。
【００２８】このアニオン塔４においては塔内に陰イオ
ン交換樹脂が充填されており、通水系の入口弁３０２を
介してディストリビュータ４１１に、脱炭酸塔３で脱炭
酸処理された被処理水が給水される。また再生剤通薬系
には、図示しない再生剤タンクから苛性ソーダ溶液（Ｎ
ａＯＨ）と純水タンク５からの純水が混合して入口弁４
２３を介して供給され、再生ゾーン４０４で接触中に陰
イオン交換樹脂に対する再生処理を行い、コレクタ４２
２から出口弁４２４を介してアルカリ廃水を塔外に排水
する。
ン交換樹脂が充填されており、通水系の入口弁３０２を
介してディストリビュータ４１１に、脱炭酸塔３で脱炭
酸処理された被処理水が給水される。また再生剤通薬系
には、図示しない再生剤タンクから苛性ソーダ溶液（Ｎ
ａＯＨ）と純水タンク５からの純水が混合して入口弁４
２３を介して供給され、再生ゾーン４０４で接触中に陰
イオン交換樹脂に対する再生処理を行い、コレクタ４２
２から出口弁４２４を介してアルカリ廃水を塔外に排水
する。
【００２９】なお本例では、陰イオン交換樹脂の再生効
率を向上させるために加温洗浄水供給手段を更に付設し
ている、すなわち、通水系のコレクター４１２と再生剤
通薬系のディストリビュータ４２１の間に加温洗浄水系
のディストリビュータ４５１を設け、スチームで加温さ
れた洗浄水を入口弁４５２を介して給水するようにして
いる。この加温洗浄水供給手段を設けることによって、
通水系では被処理水の全量を出口弁４１３から純水タン
ク５に流出させるようにすることもできる。また加温洗
浄水に純水を用いるようにすれば、加温洗浄水系からの
水が通水系のコレクター４１２に流れても何ら問題は生
じない。
率を向上させるために加温洗浄水供給手段を更に付設し
ている、すなわち、通水系のコレクター４１２と再生剤
通薬系のディストリビュータ４２１の間に加温洗浄水系
のディストリビュータ４５１を設け、スチームで加温さ
れた洗浄水を入口弁４５２を介して給水するようにして
いる。この加温洗浄水供給手段を設けることによって、
通水系では被処理水の全量を出口弁４１３から純水タン
ク５に流出させるようにすることもできる。また加温洗
浄水に純水を用いるようにすれば、加温洗浄水系からの
水が通水系のコレクター４１２に流れても何ら問題は生
じない。
【００３０】またこのアニオン塔における通水系の流出
流量の変動係数ａと、再生剤通薬系の排水流量の変動係
数ｂとの比ｂ／ａも、通水系の出口弁４１３と再生剤通
薬系の出口弁４２４の弁開度の設定により上述した範囲
のものとして与えられる。
流量の変動係数ａと、再生剤通薬系の排水流量の変動係
数ｂとの比ｂ／ａも、通水系の出口弁４１３と再生剤通
薬系の出口弁４２４の弁開度の設定により上述した範囲
のものとして与えられる。
【００３１】なおアニオン塔の樹脂落ちとカチオン塔の
樹脂落ちは、これらを同時に行うようにしてもよいが、
樹脂循環量の再調節等のメンテナンスの容易化や、原水
水質の変化等に対して最適で効率的な運転を図る上から
は、これらの樹脂落ちの時期はタイミングをずらせて行
うようにすることが望ましい。
樹脂落ちは、これらを同時に行うようにしてもよいが、
樹脂循環量の再調節等のメンテナンスの容易化や、原水
水質の変化等に対して最適で効率的な運転を図る上から
は、これらの樹脂落ちの時期はタイミングをずらせて行
うようにすることが望ましい。
【００３２】脱炭酸塔（Ｄ塔）３は、従来の複床式連続
イオン交換装置である２床３塔式装置で用いられている
ものをそのまま用いることができる。なお該Ｄ塔の下部
水槽の水位をレベルスイッチ（ＬＳ）で検知し、これに
よってカチオン塔２の通水系からの流出量を流量調節弁
２１４で調節するようになっている。
イオン交換装置である２床３塔式装置で用いられている
ものをそのまま用いることができる。なお該Ｄ塔の下部
水槽の水位をレベルスイッチ（ＬＳ）で検知し、これに
よってカチオン塔２の通水系からの流出量を流量調節弁
２１４で調節するようになっている。
【００３３】以上の構成を有する連続イオン交換装置に
よれば、少ない設置容積で、塔数や弁類等も少なく、し
かも運転制御も容易な設備を構成でき、純水製造コスト
も安価にできる。 試験例 実施例１の装置を用いて、以下の条件で純水製造試験を
行った。装置の構成 ◎カチオン塔：全高 4200 mm 塔本体： 2400 mm× 200 mm φ （吸着ゾーン： 1200 mm、洗浄ゾーン：500 mm、再生ゾーン：300 mm） ホッパー： 15 リットル 計量容器： 2.5 リットル ◎アニオン塔：全高 4200 mm 塔本体： 2400 mm× 200 mm φ （吸着ゾーン： 1200 mm、洗浄ゾーン：500 mm、再生ゾーン：300 mm） ホッパー： 15 リットル 計量容器： 2.5 リットル ◎脱炭酸塔：高さ 2500 mm、直径 250mm（下部水槽容量： 500 リットル ） ◎イオン交換樹脂： 陽イオン交換樹脂： Amb.200（ロームアンドハウス社製） 85 リットル 陰イオン交換樹脂： IRA-910（ロームアンドハウス社製） 85 リットル試験条件 ◎原水水量： 2.56 ｍ３ ／ｈ ◎原水水質：全カチオン 100 mg・CaCO３/l（カチオン負荷：5.1 eq/h） 全アニオン 120 mg・CaCO３/l 炭酸水素イオン 26 mg・CaCO３/l 遊離二酸化炭素 10 mg・CaCO３/l シリカ 10 mg・CaCO３/l 負荷アニオン 90 mg・CaCO３/l （アニオン負荷：4.6 eq/h） ◎カチオン塔樹脂循環量： 6.4 リットル-R/h アニオン塔樹脂循環量： 6.0 リットル-R/h ◎カチオン塔樹脂落下高： 8.0 cm アニオン塔樹脂落下高： 8.0 cm ◎塩酸使用量 ： 6.7 eq/h （約560ml-35%HCl/h） 再生剤比：1.3 苛性ソーダ使用量： 6.0 eq/h （約720ml-25%NaOH/h ） 再生剤比：1.3 ◎カチオン塔における変動係数の比：ｂ／ａ＝０．５ アニオン塔における変動係数の比：ｂ／ａ＝０．５試験結果 処理水量： 2.50 m３/h （回収率：97.7％） 処理水質：伝導率 0.5 μS/cm； シリカ 18 μg・SiO２ この試験結果から分かるように、実施例１の連続イオン
交換装置は、従来の２床７塔式の連続イオン交換装置と
比較して、２床３塔式の連続イオン交換装置を構成で
き、しかも高純度の純水を連続的に供給できるものであ
る。
よれば、少ない設置容積で、塔数や弁類等も少なく、し
かも運転制御も容易な設備を構成でき、純水製造コスト
も安価にできる。 試験例 実施例１の装置を用いて、以下の条件で純水製造試験を
行った。装置の構成 ◎カチオン塔：全高 4200 mm 塔本体： 2400 mm× 200 mm φ （吸着ゾーン： 1200 mm、洗浄ゾーン：500 mm、再生ゾーン：300 mm） ホッパー： 15 リットル 計量容器： 2.5 リットル ◎アニオン塔：全高 4200 mm 塔本体： 2400 mm× 200 mm φ （吸着ゾーン： 1200 mm、洗浄ゾーン：500 mm、再生ゾーン：300 mm） ホッパー： 15 リットル 計量容器： 2.5 リットル ◎脱炭酸塔：高さ 2500 mm、直径 250mm（下部水槽容量： 500 リットル ） ◎イオン交換樹脂： 陽イオン交換樹脂： Amb.200（ロームアンドハウス社製） 85 リットル 陰イオン交換樹脂： IRA-910（ロームアンドハウス社製） 85 リットル試験条件 ◎原水水量： 2.56 ｍ３ ／ｈ ◎原水水質：全カチオン 100 mg・CaCO３/l（カチオン負荷：5.1 eq/h） 全アニオン 120 mg・CaCO３/l 炭酸水素イオン 26 mg・CaCO３/l 遊離二酸化炭素 10 mg・CaCO３/l シリカ 10 mg・CaCO３/l 負荷アニオン 90 mg・CaCO３/l （アニオン負荷：4.6 eq/h） ◎カチオン塔樹脂循環量： 6.4 リットル-R/h アニオン塔樹脂循環量： 6.0 リットル-R/h ◎カチオン塔樹脂落下高： 8.0 cm アニオン塔樹脂落下高： 8.0 cm ◎塩酸使用量 ： 6.7 eq/h （約560ml-35%HCl/h） 再生剤比：1.3 苛性ソーダ使用量： 6.0 eq/h （約720ml-25%NaOH/h ） 再生剤比：1.3 ◎カチオン塔における変動係数の比：ｂ／ａ＝０．５ アニオン塔における変動係数の比：ｂ／ａ＝０．５試験結果 処理水量： 2.50 m３/h （回収率：97.7％） 処理水質：伝導率 0.5 μS/cm； シリカ 18 μg・SiO２ この試験結果から分かるように、実施例１の連続イオン
交換装置は、従来の２床７塔式の連続イオン交換装置と
比較して、２床３塔式の連続イオン交換装置を構成で
き、しかも高純度の純水を連続的に供給できるものであ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明よりなる連続イオ
ン交換装置によれば、以下の効果が奏される。 ：酸，アルカリでイオン交換能力を再生するイオン交
換樹脂を用いて、１本の塔内でイオン交換処理と再生処
理を行なうことができ、したがって従来の再生塔、洗浄
塔を不要として設置面積を低減でき、また配管や弁類等
も少ないために、運転制御が容易である。 ：従来の連続イオン交換装置においては、効率的再生
を行なうために再生塔において樹脂層を塔上部に固定す
るように再生剤の通水線速度を１０ｍ／ｈ以上とし、ま
た樹脂と再生剤の適度な接触時間確保のために塔高を約
５００ｃｍ以上にするのが普通であったが、本発明の連
続イオン交換装置では、イオン交換処理を行っている塔
内の被処理水の通水をそのまま利用して塔内樹脂が上方
向に固定されるため、再生ゾーンの高さは接触時間の確
保のみにより決定できることになり、これによって塔高
は従来装置に比べて３／４〜１／２程度（再生ゾーン自
体は１／１０以下）まで低くできるし、必要な設置空間
は大幅に減少できる。 ：１本の塔内において吸着ゾーンを通過した被処理水
をそのまま洗浄水として利用するので、従来の洗浄塔に
必要であった洗浄水の給水配管系統を不要とでき、その
結果、従来は高い塔高が必要であったものが低減できる
と共に、配管や弁等の部品点数を大幅に少なくできる。 ：上記〜により、設備費用の負担が軽減され、ま
た制御が必要な弁類も少ないので運転時におけるランニ
ングコストの負担を低減でき、製造処理水コストも安価
とできる。 ：イオン交換樹脂の移送距離が短く、移送回数も少な
いことと、移送時に通過する弁類等も少ないので、イオ
ン交換樹脂の損傷防止が図られ、樹脂の耐久性が向上す
るため、資源の有効利用や、廃棄物の削減にも有益であ
る。 ：塔内圧力の変化による洗浄、再生の変動を小さくで
きるので、酸やアルカリを用いた化学的な再生処理を安
定かつ確実に行なうことができる。 ：上記の結果として、再生剤の被処理水側への流出
を有効に防止できるので、被処理水の水質品位が安定か
つ高品位に維持できる。
ン交換装置によれば、以下の効果が奏される。 ：酸，アルカリでイオン交換能力を再生するイオン交
換樹脂を用いて、１本の塔内でイオン交換処理と再生処
理を行なうことができ、したがって従来の再生塔、洗浄
塔を不要として設置面積を低減でき、また配管や弁類等
も少ないために、運転制御が容易である。 ：従来の連続イオン交換装置においては、効率的再生
を行なうために再生塔において樹脂層を塔上部に固定す
るように再生剤の通水線速度を１０ｍ／ｈ以上とし、ま
た樹脂と再生剤の適度な接触時間確保のために塔高を約
５００ｃｍ以上にするのが普通であったが、本発明の連
続イオン交換装置では、イオン交換処理を行っている塔
内の被処理水の通水をそのまま利用して塔内樹脂が上方
向に固定されるため、再生ゾーンの高さは接触時間の確
保のみにより決定できることになり、これによって塔高
は従来装置に比べて３／４〜１／２程度（再生ゾーン自
体は１／１０以下）まで低くできるし、必要な設置空間
は大幅に減少できる。 ：１本の塔内において吸着ゾーンを通過した被処理水
をそのまま洗浄水として利用するので、従来の洗浄塔に
必要であった洗浄水の給水配管系統を不要とでき、その
結果、従来は高い塔高が必要であったものが低減できる
と共に、配管や弁等の部品点数を大幅に少なくできる。 ：上記〜により、設備費用の負担が軽減され、ま
た制御が必要な弁類も少ないので運転時におけるランニ
ングコストの負担を低減でき、製造処理水コストも安価
とできる。 ：イオン交換樹脂の移送距離が短く、移送回数も少な
いことと、移送時に通過する弁類等も少ないので、イオ
ン交換樹脂の損傷防止が図られ、樹脂の耐久性が向上す
るため、資源の有効利用や、廃棄物の削減にも有益であ
る。 ：塔内圧力の変化による洗浄、再生の変動を小さくで
きるので、酸やアルカリを用いた化学的な再生処理を安
定かつ確実に行なうことができる。 ：上記の結果として、再生剤の被処理水側への流出
を有効に防止できるので、被処理水の水質品位が安定か
つ高品位に維持できる。
【図１】本発明よりなる実施例１の複床式の連続イオン
交換装置の構成概要一例を示した図である。
交換装置の構成概要一例を示した図である。
１・・・原水タンク、２・・・カチオン塔、３・・・脱
炭酸塔、４・・・アニオン塔、５・・・純水タンク。
炭酸塔、４・・・アニオン塔、５・・・純水タンク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/42 B01J 47/00 - 49/02
Claims (4)
- 【請求項１】 下部から上部に向かって吸着ゾーン、洗
浄ゾーン、再生ゾーンに区分された領域が設定されてい
る陽イオン交換樹脂が充填された第１の塔、この第１の
塔の底部から陽イオン交換樹脂を抜出して該塔上部の計
量容器に移送する樹脂抜出し移送手段、該計量容器内の
陽イオン交換樹脂を上記第１の塔内上部に供給する樹脂
供給手段、上記吸着ゾーンの下部から該第１の塔内に被
処理水を供給しかつ吸着ゾーンの上部から塔外に流出さ
せる被処理水通水手段、上記再生ゾーンの下部から第１
の塔内に酸再生剤を供給しかつ再生ゾーンの上部から塔
外に排水する再生剤通薬手段、を備えたカチオン塔と、 このカチオン塔から流出される被処理水に含まれる炭酸
を除去する第２の塔として設けられた脱炭酸塔と、 下部から上部に向かって吸着ゾーン、洗浄ゾーン、再生
ゾーンに区分された領域が設定されている陰イオン交換
樹脂が充填された第３の塔、この第３の塔の底部から陰
イオン交換樹脂を抜出して該塔上部の計量容器に移送す
る樹脂抜出し移送手段、該計量容器内の陰イオン交換樹
脂を上記第３の塔内上部に供給する樹脂供給手段、上記
吸着ゾーンの下部から該第３の塔内に上記脱炭酸塔で脱
炭酸処理された被処理水を供給しかつ吸着ゾーンの上部
から塔外に流出させる被処理水通水手段、上記再生ゾー
ンの下部から第３の塔内にアルカリ再生剤を供給しかつ
再生ゾーンの上部から塔外に排水する再生剤通薬手段、
を備えたアニオン塔と、 が上記の順で連結されていることを特徴とする連続イオ
ン交換装置。 - 【請求項２】 請求項１における第１の塔，第３の塔の
それぞれにおいて、吸着ゾーンの上部から被処理水を樹
脂塔外に流出させる流量の変動係数ａと、上記再生ゾー
ンの上部から通薬再生剤を樹脂塔外に排水する流量の変
動係数ｂとの比ｂ／ａを、１以下とする通水制御手段を
設けたことを特徴とする連続イオン交換装置。 - 【請求項３】 請求項２において、第１の塔の通水制御
手段は、脱炭酸塔における水位調節のために該第１の塔
からの被処理水流出流量を調節する流量調節手段を含む
ことを特徴とする連続イオン交換装置。 - 【請求項４】 第３の塔の吸着ゾーンの上部と再生ゾー
ンの下部の間に、該第３の塔外から加温した洗浄水を供
給する加温洗浄水供給手段を設けたことを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載した連続イオン交換装
置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33164993A JP3145240B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 連続イオン交換装置 |
| AU80427/94A AU680564B2 (en) | 1993-12-27 | 1994-12-15 | Continuous ion exchange apparatus |
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