JP4432122B1 - Method of operating water softening device and water softening device - Google Patents
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Abstract
劣悪な原水を押出水として用いた場合でも、許容リーク硬度以下の純度の処理水を確保し、かつ他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現する。所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を用いてスプリット・フロー再生プロセスを行うに際し、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルR=60〜240g/L−Rの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度C=5〜15wt%かつ所定再生線速度V1=0.7〜2m/sで通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、所定深さD2が150〜750mmの下部樹脂床に対し、所定押出量N=0.4〜2.5BVの原水を所定押出線速度V2=0.7〜2m/sで通過させる原水押出モードとを少なくとも含む。
【産業上の利用可能性】
【0113】
本発明は、ボイラ装置や逆浸透膜装置等、低硬度の給水を必要とする機器に接続される軟水化装置に広く利用することができる。
【選択図】図1Even when poor raw water is used as extrusion water, high economic efficiency is achieved by securing treated water with a purity less than the allowable leak hardness and ensuring the same amount of water sampled as other water softening equipment To do. When performing a split flow regeneration process using raw water having a predetermined electrical conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mg CaCO 3 / L, (a) a predetermined regeneration level R = 60 to 240 g / A regenerant passing mode in which a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution of LR is passed at a predetermined regenerant concentration C = 5 to 15 wt% and a predetermined regenerative linear velocity V1 = 0.7 to 2 m / s; and (b) a regenerant. Subsequent to the passing mode, raw water having a predetermined extrusion amount N = 0.4 to 2.5 BV is passed through the lower resin bed having a predetermined depth D2 of 150 to 750 mm at a predetermined extrusion linear velocity V2 = 0.7 to 2 m / s. At least a raw water extrusion mode.
[Industrial applicability]
[0113]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for water softening devices connected to equipment that requires low hardness water supply such as boiler devices and reverse osmosis membrane devices.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、スプリット・フロー再生を行う軟水化装置の運転方法および軟水化装置に関する。 The present invention relates to a method of operating a water softening device that performs split flow regeneration and a water softening device.
一般的な軟水化装置は、構造がシンプルであるという理由で並流再生を採用しているものが多い。しかし、並流再生は、硬度リークレベルが比較的高いため、処理水を使用する熱機器等でスケール障害が起きやすい。このため、高純度の処理水を得るために、再生レベル(イオン交換樹脂1リットル当たりの再生剤使用量)を高く設定する必要がある。一方、スプリット・フロー再生は、再生レベルを低く設定しても高純度の処理水が得られるので、高効率の再生ができる。従って、並流再生と同じ再生レベルに設定した場合には、相対的に硬度除去容量が多くなるため、再生剤使用量の経済性が良いという特徴がある。 Many common water softening devices employ co-current regeneration because of their simple structure. However, since co-current regeneration has a relatively high hardness leak level, scale failure is likely to occur in thermal equipment that uses treated water. For this reason, in order to obtain high-purity treated water, it is necessary to set the regeneration level (the amount of the regenerant used per liter of the ion exchange resin) high. On the other hand, in split flow regeneration, high-purity treated water can be obtained even if the regeneration level is set low, so that highly efficient regeneration can be achieved. Accordingly, when the regeneration level is set to the same level as that of the cocurrent regeneration, the hardness removal capacity is relatively increased, and thus there is a feature that the economical efficiency of the regenerant use amount is good.
スプリット・フロー再生においては、再生プロセスにおける再生モードおよび押出モードは、特許文献1のように、処理水(軟化水)を用いて行われるのが一般的である。しかしながら、処理水を用いる場合には、処理水の貯留タンクおよび送水ポンプを必要としたり、軟水化装置の流路を切り換えるプロセス制御バルブの構造が複雑となったりする。これら課題は、特許文献2のように、原水を用いて再生モードおよび押出モードを行うことにより解決できる。
In split flow regeneration, the regeneration mode and the extrusion mode in the regeneration process are generally performed using treated water (softened water) as in
本発明者らは、原水を用いて再生モードおよび押出モードを行おうと試みたところ、他の課題が存在することが判明した。その課題とは、押出モードを原水で行うと、軟水化プロセスでの硬度リークレベルが高く、処理水純度が低下することである。この処理水純度の低下は、劣悪な原水(全硬度200〜300mgCaCO3/L以上)を用いる場合に顕著となる。このため、硬度リークレベルの調整を誤ると、ボイラ装置や逆浸透膜装置において深刻なスケール障害を与える場合がある。When the present inventors tried to perform the regeneration mode and the extrusion mode using raw water, it was found that other problems exist. The problem is that when the extrusion mode is performed with raw water, the hardness leak level in the water softening process is high and the purity of the treated water is lowered. This decrease in the purity of the treated water becomes remarkable when poor raw water (total hardness 200 to 300 mg CaCO 3 / L or more) is used. For this reason, if the adjustment of the hardness leak level is mistaken, a serious scale failure may be caused in the boiler device or the reverse osmosis membrane device.
そこで、本発明者らは、硬度リークレベルがどのようなファクターと関係し、支配されているのかについて、試験および研究を行った。その結果、軟水化プロセスにおける平均リーク硬度は、下部樹脂床深さ,再生レベル,押出線速度,押出量(再生剤の押出しに樹脂量の何倍の水量を使用するかを示す数値),全硬度および電気伝導率と関係することが見出された。 Therefore, the present inventors conducted tests and studies on what factor the hardness leak level is related to and governed. As a result, the average leak hardness in the water softening process is as follows: bottom resin bed depth, regeneration level, extrusion linear velocity, extrusion amount (a number indicating how many times the amount of water is used for extruding the regenerant), total It has been found to be related to hardness and electrical conductivity.
そして、本知見に基づき研究を進めた結果、劣悪な原水を押出水として用いた場合でも、ボイラ装置や逆浸透膜装置にスケール障害を与えない純度(平均リーク硬度が3mgCaCO3/L以下、好ましくは、1mgCaCO3/L以下、さらに好ましくは、0.1mgCaCO3/L以下)の処理水を確保し、かつ他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を得ることができるスプリット・フロー再生プロセスを完成するに至った。And as a result of research based on this knowledge, even when poor raw water is used as extrusion water, the purity (average leak hardness is 3 mgCaCO 3 / L or less, preferably not causing scale obstacles to the boiler device or reverse osmosis membrane device) Is 1 mg CaCO 3 / L or less, more preferably 0.1 mg CaCO 3 / L or less), and by securing the same amount of water sampled as that of other water softening devices, it is highly economical. Has led to the completion of a split flow regeneration process.
すなわち、本発明は、劣悪な原水を押出水として用いた場合でも、許容リーク硬度以下の純度の処理水を確保し、かつ他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現することを目的とする。 That is, the present invention ensures treated water having a purity equal to or lower than the allowable leak hardness even when inferior raw water is used as extrusion water, and ensures a water sampling amount equivalent to that of other water softening devices of the regeneration method. The purpose is to achieve high economic efficiency.
上記の目的を達成する第1発明は、所定全樹脂床深さD1を有する陽イオン交換樹脂床に対し、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を分配しながら樹脂床の略中央部で収集するスプリット・フロー再生プロセスとを含み、再生プロセスは、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルRの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度Cかつ所定再生線速度V1で通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、下部樹脂床に対し、所定押出量Nの原水を所定押出線速度V2で通過させる原水押出モードとを少なくとも含み、(c)所定水温での再生プロセス後の軟水化プロセスにおける処理水のリーク硬度yが、下部樹脂床深さd2,電気伝導率k,全硬度h,再生レベルr,押出線速度v2および押出量nに関係することを利用して、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を用いる場合の所定押出線速度V2および所定押出量Nを以下のステップ(1)〜(3)により設定する、軟水化装置の運転方法である。
(1)所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,再生プロセス後の軟水化プロセスにおける所望硬度除去容量Xおよび処理水の許容リーク硬度Yを含む諸条件を与える。
(2)硬度除去容量xが再生レベルrおよび再生線速度v1に関係することを利用して、所望硬度除去容量X以上となる所定再生線速度V1を設定する。
(3)処理水のリーク硬度yが許容リーク硬度Y以下となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定する。In the first invention for achieving the above object, the raw water having a predetermined electric conductivity K and a predetermined total hardness H is passed through a cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed depth D1 in a descending flow, and treated water is passed through. And a split flow regeneration process in which a regenerant or raw water is collected from both sides of the upper and lower ends of the resin bed and collected at a substantially central portion of the resin bed, the regeneration process comprising: (a) A regenerant passing mode in which a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R is passed through the resin bed at a predetermined regenerant concentration C and a predetermined regeneration linear velocity V1, and (b) the lower resin following the regenerant pass mode. At least a raw water extrusion mode in which raw water of a predetermined extrusion amount N passes through the floor at a predetermined extrusion linear velocity V2, and (c) in a water softening process after a regeneration process at a predetermined water temperature. By utilizing the fact that the leakage hardness y of the treated water is related to the lower resin bed depth d2, the electrical conductivity k, the total hardness h, the regeneration level r, the extrusion linear velocity v2, and the extrusion amount n, the predetermined electrical conductivity K In addition, this is a water softening device operating method in which a predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N when raw water having a predetermined total hardness H is used are set by the following steps (1) to (3).
(1) Predetermined lower resin bed depth D2, predetermined electrical conductivity K, predetermined total hardness H, predetermined regeneration level R, predetermined regenerant concentration C, desired hardness removal capacity X in the water softening process after the regeneration process, and treated water Various conditions including the allowable leak hardness Y are given.
(2) Using the fact that the hardness removal capacity x is related to the reproduction level r and the reproduction linear velocity v1, a predetermined reproduction linear velocity V1 that is equal to or higher than the desired hardness removal capacitance X is set.
(3) A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N at which the leakage hardness y of the treated water is equal to or less than the allowable leakage hardness Y are set.
第1発明によれば、劣悪な原水を用いた場合でも、許容リーク硬度Y以下の純度の処理水を確保することができ、かつ他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現することができる。 According to the first invention, even when inferior raw water is used, treated water having a purity equal to or lower than the allowable leak hardness Y can be secured, and a water sampling amount equivalent to that of other water softening devices of the regeneration system can be secured. Thus, high economic efficiency can be realized.
第2発明は、ステップ(3)における所定押出線速度V2は、予め設定された所定再生線速度V1との相関関係に従って求める、軟水化装置の運転方法である。 The second invention is a method for operating a water softening device, wherein the predetermined extrusion linear velocity V2 in step (3) is determined according to a correlation with a predetermined regeneration linear velocity V1.
第2発明によれば、第1発明による効果に加え、所定再生線速度V1を設定すれば、所定押出線速度V2を自動的に設定することができる。 According to the second invention, in addition to the effect of the first invention, the predetermined extrusion linear velocity V2 can be automatically set by setting the predetermined regeneration linear velocity V1.
第3発明は、ステップ(1)における所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,所望硬度除去容量Xおよび許容リーク硬度Yは、以下の範囲:D2=150〜750mm,K≦1500μS/cm,H≦500mgCaCO3/L,R=60〜240g/L−R,C=5〜15wt%,X=30〜60gCaCO3/L−R,Y≦3mgCaCO3/Lで設定する、軟水化装置の運転方法である。The third invention relates to the predetermined lower resin bed depth D2, the predetermined electrical conductivity K, the predetermined total hardness H, the predetermined regeneration level R, the predetermined regenerant concentration C, the desired hardness removal capacity X and the allowable leak hardness Y in step (1). Are the following ranges: D2 = 150 to 750 mm, K ≦ 1500 μS / cm, H ≦ 500 mg CaCO 3 / L, R = 60 to 240 g / LR, C = 5 to 15 wt%, X = 30 to 60 g CaCO 3 / L -R, set at Y ≦ 3mgCaCO 3 / L, a method of operating water softener.
第3発明によれば、第1,2発明による効果に加え、所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を用いる場合において、所望硬度除去容量X=30〜60gCaCO3/L−Rかつ許容リーク硬度Y≦3mgCaCO3/Lの純度の処理水を生成することが可能となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定することができる。According to the third invention, in addition to the effects of the first and second inventions, when raw water having a predetermined electrical conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mgCaCO 3 / L is used, a desired hardness removal capacity X = 30 it can be set ~60gCaCO 3 / L-R and allowable leak hardness Y ≦ 3mgCaCO 3 / L purity of the treated water given extrusion line speed it is possible to generate the V2 and the predetermined extrusion rate N.
第4発明は、ステップ(2),(3)における所定再生線速度V1および所定押出線速
度V2は、0.7〜2m/sの範囲で設定する、軟水化装置の運転方法である。4th invention is the operating method of the water softening apparatus which sets predetermined regeneration linear velocity V1 and predetermined extrusion linear velocity V2 in step (2), (3) in the range of 0.7-2 m / s.
第4発明によれば、第1〜3発明による効果に加え、所定再生線速度V1および所定押出線速度V2を0.7m/s以上とすることで、安定した再生動作を実現できる。 According to the fourth invention, in addition to the effects of the first to third inventions, a stable regeneration operation can be realized by setting the predetermined regeneration linear velocity V1 and the predetermined extrusion linear velocity V2 to 0.7 m / s or more.
上記の目的を達成する第5発明は、所定全樹脂床深さD1=300〜1500mmを有する陽イオン交換樹脂床に対し、所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を分配しながら樹脂床の略中央部で収集するスプリット・フロー再生プロセスとを含み、再生プロセスは、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルR=60〜240g/L−Rの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度C=5〜15wt%かつ所定再生線速度V1=0.7〜2m/sで通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、所定深さD2=0.2〜0.8×D1の下部樹脂床に対し、所定押出量N=0.4〜2.5BVの原水を所定押出線速度V2=0.7〜2m/sで通過させる原水押出モードとを少なくとも含む、軟水化装置の運転方法である。
The fifth invention for achieving the above object is that, for a cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed depth D1 = 300 to 1500 mm , a predetermined electric conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mgCaCO 3 / A softening process in which the raw water of L is passed in a downward flow to obtain treated water, and a split flow in which the regenerant or raw water is distributed from both sides of the upper and lower ends of the resin bed and collected at approximately the center of the resin bed. The regeneration process includes (a) a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R = 60 to 240 g / LR with respect to the resin bed, and a predetermined regenerant concentration C = 5 to 15 wt%. a regenerant passage mode for passing a predetermined reproduction linear velocity V1 = 0.7~2m / s, (b ) Following the regenerant passage mode, a predetermined depth D2 = 0.2 to 0.8 × For one of the lower resin bed, including at least a raw water extrusion mode for passing a predetermined extrusion rate N = a predetermined extrusion line speed raw water 0.4~2.5BV V2 = 0.7~2m / s, water softener This is the driving method.
第5発明によれば、所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を用いた場合において、他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現するとともに、許容リーク硬度Y≦3mgCaCO3/Lの純度の処理水を生成することが可能となる。また、所定再生線速度V1および所定押出線速度を0.7m/s以上とすることで、安定した再生動作を実現できる。According to the fifth aspect of the present invention, when raw water having a predetermined electrical conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mgCaCO 3 / L is used, the same amount of water sample as that of other regeneration-type water softening devices is secured. As a result, it is possible to realize high economic efficiency and to generate treated water having a purity of allowable leak hardness Y ≦ 3 mg CaCO 3 / L. Further, by setting the predetermined regeneration linear velocity V1 and the predetermined extrusion linear velocity to 0.7 m / s or more, a stable regeneration operation can be realized.
上記の目的を達成する第6発明は、所定全樹脂床高D1を有する陽イオン交換樹脂床に対し、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を分配しながら樹脂床の略中央部で収集するスプリット・フロー再生プロセスとを行う制御器を備え、制御器は、再生プロセスにおいて、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルRの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度Cかつ所定再生線速度V1で通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、下部樹脂床に対し、所定押出量Nの原水を所定押出線速度V2で通過させる原水押出モードとを少なくとも実行し、(c)所定水温における再生プロセス後の軟水化プロセスにおける処理水のリーク硬度yが下部樹脂床深さd2,電気伝導率k,全硬度h,再生レベルr,押出線速度v2および押出量nに関係することを利用して、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を用いる場合の所定押出線速度V2および所定押出量Nが以下のステップ(1)〜(3)により予め設定される、軟水化装置である。
(1)所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,再生プロセス後の軟水化プロセスにおける所望硬度除去容量Xおよび処理水の許容リーク硬度Yを含む諸条件を与える。
(2)硬度除去容量xが再生レベルr,再生線速度v1に関係することを利用して、所望硬度除去容量Xとなる所定再生線速度V1を設定する。
(3)処理水のリーク硬度yが許容リーク硬度Y以下となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定する。The sixth invention for achieving the above object obtains treated water by passing raw water having a predetermined electric conductivity K and a predetermined total hardness H in a downward flow through a cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed height D1. A controller that performs a water softening process and a split flow regeneration process that collects the regenerant or raw water from the both sides of the upper and lower ends of the resin bed and collects at a substantially central portion of the resin bed, In the regeneration process, (a) a regeneration agent passage mode in which a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R is passed through the resin bed at a predetermined regeneration agent concentration C and a predetermined regeneration linear velocity V1, and (b) a regeneration agent. Subsequent to the passing mode, at least a raw water extruding mode in which a predetermined amount of raw water N is passed through the lower resin bed at a predetermined extrusion linear velocity V2 is executed, and (c) regeneration at a predetermined water temperature. Using the fact that the leakage hardness y of the treated water in the water softening process after the process is related to the lower resin bed depth d2, the electrical conductivity k, the total hardness h, the regeneration level r, the extrusion linear velocity v2, and the extrusion amount n. , A water softening device in which a predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N when raw water having a predetermined electrical conductivity K and a predetermined total hardness H is set in advance by the following steps (1) to (3).
(1) Predetermined lower resin bed depth D2, predetermined electrical conductivity K, predetermined total hardness H, predetermined regeneration level R, predetermined regenerant concentration C, desired hardness removal capacity X in the water softening process after the regeneration process, and treated water Various conditions including the allowable leak hardness Y are given.
(2) Using the fact that the hardness removal capacity x is related to the reproduction level r and the reproduction linear velocity v1, a predetermined reproduction linear velocity V1 that sets the desired hardness removal capacitance X is set.
(3) A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N at which the leakage hardness y of the treated water is equal to or less than the allowable leakage hardness Y are set.
第6発明によれば、劣悪な原水を用いた場合でも、許容リーク硬度Y以下の純度の処理水を確保することができ、かつ他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現することができる。 According to the sixth aspect of the invention, even when poor raw water is used, treated water having a purity equal to or lower than the allowable leak hardness Y can be ensured, and the amount of water sampled equivalent to that of other water softening devices of the regeneration system can be ensured. Thus, high economic efficiency can be realized.
第7発明は、第6発明において、ステップ(3)における所定押出線速度V2は、予め
設定された所定再生線速度V1との相関関係に従って求める、軟水化装置である。A seventh invention is the water softening device according to the sixth invention, wherein the predetermined extrusion linear velocity V2 in step (3) is determined according to a correlation with a predetermined regeneration linear velocity V1.
第7発明によれば、第6発明による効果に加え、所定再生線速度V1を設定すれば、所定押出線速度V2を自動的に設定することができる。 According to the seventh invention, in addition to the effects of the sixth invention, the predetermined extrusion linear velocity V2 can be automatically set by setting the predetermined regeneration linear velocity V1.
第8発明は、第7発明において、ステップ(1)における所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,所望硬度除去容量Xおよび許容リーク硬度Yは、以下の範囲:D2=150〜750mm,K≦1500μS/cm,H≦500mgCaCO3/L,R=60〜240g/L−R,C=5〜15wt%,X=30〜60gCaCO3/L−R,Y≦3mgCaCO3/Lで設定する、軟水化装置である。In an eighth aspect based on the seventh aspect, the predetermined lower resin bed depth D2, the predetermined electrical conductivity K, the predetermined total hardness H, the predetermined regeneration level R, the predetermined regenerant concentration C, the desired hardness removal capacity X in step (1). The allowable leak hardness Y is in the following ranges: D2 = 150 to 750 mm, K ≦ 1500 μS / cm, H ≦ 500 mg CaCO 3 / L, R = 60 to 240 g / LR, C = 5 to 15 wt%, X = 30 ~60gCaCO 3 / L-R, is set in Y ≦ 3mgCaCO 3 / L, a water softener.
第8発明によれば、第6,7発明による効果に加え、所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を用いる場合において、所望硬度除去容量X=30〜60gCaCO3/L−Rかつ許容リーク硬度Y≦3mgCaCO3/Lの純度の処理水を生成することが可能となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定することができる。According to the eighth invention, in addition to the effects of the sixth and seventh inventions, when raw water having a predetermined electrical conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mgCaCO 3 / L is used, a desired hardness removal capacity X = 30 it can be set ~60gCaCO 3 / L-R and allowable leak hardness Y ≦ 3mgCaCO 3 / L purity of the treated water given extrusion line speed it is possible to generate the V2 and the predetermined extrusion rate N.
上記の目的を達成する第9発明は、所定全樹脂床深さD1=300〜1500mmを有する陽イオン交換樹脂床に対し、所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を配液しながら樹脂床の略中央部で集液するスプリット・フロー再生プロセスとを行う制御器を備え、制御器は、再生プロセスにおいて、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルR=60〜240g/L−Rの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度C=5〜15wt%かつ所定再生線速度V1=0.7〜2m/sで通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、所定深さD2=0.2〜0.8×D1の下部樹脂床に対し、所定押出量N=0.4〜2.5BVの原水を所定押出線速度V2=0.7〜2m/sで通過させる原水押出モードとを少なくとも実行する、軟水化装置である。
The ninth aspect of the invention for achieving the above object is that, for a cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed depth D1 = 300 to 1500 mm , a predetermined electric conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mgCaCO 3 / A softening process in which raw water of L is passed in a downward flow to obtain treated water, and a split that collects regenerant or raw water from both sides of the upper and lower ends of the resin bed and collects at approximately the center of the resin bed A controller for performing a flow regeneration process is provided, and the controller, in the regeneration process, (a) predeterminedly supplies a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R = 60 to 240 g / LR to the resin bed. A regenerant passing mode in which the regenerant concentration is C = 5 to 15 wt% and a predetermined regenerating linear velocity V1 is 0.7 to 2 m / s; and (b) following the regenerant passing mode, Lower resin bed depth D2 = 0.2 to 0.8 × D1 to pass the raw water having a predetermined extrusion amount N = 0.4~2.5BV at a predetermined extrusion linear speed V2 = 0.7~2m / s A water softening device that executes at least the raw water extrusion mode.
第9発明によれば、所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を用いた場合において、他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現するとともに、許容リーク硬度Y≦3mgCaCO3/Lの純度の処理水を生成することが可能となる。また、所定再生線速度V1および所定押出線速度を0.7m/s以上とすることで、安定した再生動作を実現できる。According to the ninth invention, when raw water having a predetermined electric conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mgCaCO 3 / L is used, a water sampling amount equivalent to that of other water softening devices of other regeneration methods is secured. As a result, it is possible to realize high economic efficiency and to generate treated water having a purity of allowable leak hardness Y ≦ 3 mg CaCO 3 / L. Further, by setting the predetermined regeneration linear velocity V1 and the predetermined extrusion linear velocity to 0.7 m / s or more, a stable regeneration operation can be realized.
本発明によれば、劣悪な原水を用いた場合でも、許容リーク硬度以下の純度の処理水を確保し、かつ他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現することができる。 According to the present invention, even when inferior raw water is used, it is possible to ensure treated water having a purity equal to or lower than the allowable leak hardness, and to secure a water collection amount equivalent to that of other water softening devices of a regenerating system, thereby achieving high economic efficiency. Can be realized.
1 軟水化装置
1C 制御器
5 陽イオン交換樹脂床
5A 下部樹脂床
c 再生剤濃度
C 所定再生剤濃度
d1 全樹脂床深さ
D1 所定全樹脂床深さ
d2 下部樹脂床深さ
D2 所定下部樹脂床深さ
h 全硬度
H 所定全硬度
k 電気伝導率
K 所定電気伝導率
n 押出量
N 所定押出量
r 再生レベル
R 所定再生レベル
v1 再生線速度
V1 所定再生線速度
v2 押出線速度
V2 所定押出線速度
x 硬度除去容量
X 所望硬度除去容量
y リーク硬度
Y 許容リーク硬度 1
(軟水化装置の運転方法の実施形態)
本実施形態に係る軟水化装置の運転方法は、所定全樹脂床深さD1を有する陽イオン交換樹脂床に対し、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を分配しながら樹脂床の略中央部で収集するスプリット・フロー再生プロセスとを含んでいる。なお、所定電気伝導率Kは、原水中の溶存イオン類の量に対応しているので、溶解性蒸発残留物TDSと置き換えることができる。水道水や工業用水の場合、概ねTDS[mg/L]≒0.5〜0.7×K[μS/cm]の関係である。(Embodiment of operation method of water softening device)
In the operation method of the water softening device according to the present embodiment, the raw water having a predetermined electrical conductivity K and a predetermined total hardness H is passed through the cation exchange resin bed having the predetermined total resin bed depth D1 in a descending flow. A water softening process for obtaining water, and a split flow regeneration process in which a regenerant or raw water is collected from both sides of the upper and lower ends of the resin bed and collected at a substantially central portion of the resin bed. The predetermined electrical conductivity K corresponds to the amount of dissolved ions in the raw water, and can be replaced with the soluble evaporation residue TDS. In the case of tap water or industrial water, the relationship is generally TDS [mg / L] ≈0.5 to 0.7 × K [μS / cm].
そして、再生プロセスは、以下のモード(a),(b)を少なくとも含んでいる。
(a)樹脂床に対し、所定再生レベルRの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度Cかつ所定再生線速度V1で通過させる再生剤通過モード。
(b)再生剤通過モードに引き続き、下部樹脂床および上部樹脂床に対して原水を通過させるモードであって、下部樹脂床に対しては所定押出量N(再生剤の押出しに樹脂量の何倍の水量を使用するかを示す数値)の原水を所定押出線速度V2で通過させる原水押出モード。The regeneration process includes at least the following modes (a) and (b).
(A) A regenerant passing mode in which a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R is passed through the resin bed at a predetermined regenerant concentration C and a predetermined regeneration linear velocity V1.
(B) A mode in which the raw water is passed through the lower resin bed and the upper resin bed following the regenerant passing mode, and the lower resin bed has a predetermined extrusion amount N (what is the resin amount for extruding the regenerant)? A raw water extrusion mode in which raw water) is passed at a predetermined extrusion linear velocity V2.
図1に示すように、軟水化プロセスでは、樹脂床に対して原水を下降流で通過させる。実線矢示S11は、原水を示し、一点鎖線矢示S12は、途中でイオン交換が行われ、最終的に処理水となって流出することを示している。再生剤通過モードでは、破線矢示S21,S22で示すように、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤を分配しながら樹脂床の略中央部に位置するコレクタで収集した後、破線矢示S23で示すように、樹脂床外へ流出することを示している。原水押出モードでは、実線矢示S31,S32で示すように、樹脂床の上端部および下端部の両側から原水を分配し、再生剤を押し出しながら樹脂床の略中央部に位置するコレクタで収集した後、実線矢示S33で示すように、樹脂床外へ流出することを示している。 As shown in FIG. 1, in the water softening process, raw water is passed through the resin bed in a downward flow. A solid line arrow S11 indicates raw water, and a one-dot chain line arrow S12 indicates that ion exchange is performed in the middle and finally flows out as treated water. In the regenerant passing mode, as indicated by broken line arrows S21 and S22, the regenerant is distributed from both sides of the upper end and the lower end of the resin bed while being collected by the collector located at the approximate center of the resin bed, and then the broken line As shown by arrow S23, it shows flowing out of the resin bed. In the raw water extrusion mode, as indicated by solid line arrows S31 and S32, raw water is distributed from both sides of the upper and lower ends of the resin bed, and collected by a collector located at substantially the center of the resin bed while extruding the regenerant. After that, as shown by a solid line arrow S33, it indicates that the resin flows out of the resin bed.
原水押出モードでは、コレクタよりも下方に位置する樹脂床(下部樹脂床)に対する原水の押出量が多くなり過ぎると、下部樹脂床の下端部付近でイオン交換が行われ、原水に含まれる硬度成分(CaイオンおよびMgイオン)の吸着が起こる。すると、軟水化プロセスにおいて、硬度成分とのイオン交換により水中に放出されたNaイオンやKイオンが下端部付近に吸着している硬度成分を脱着させ、処理水の硬度リークレベルを増加させる。これに対して、コレクタよりも上方に位置する樹脂床(上部樹脂床)においても、上端部付近で下部樹脂床と同様な硬度成分の吸着が生じ、この硬度成分の脱着が軟水化プロセスで起こる。しかしながら、樹脂床の両端部付近以外の大部分は、十分に再生されており、硬度成分による汚染も無い。このため、脱着した硬度成分が樹脂床の中間部分で再び除去されるので、硬度成分が樹脂床からリークする問題は生じない。このような理由から、原水押出モードでは、軟水化プロセスにおける硬度リークレベルを下げるために、下部樹脂床に対する原水の押出量,すなわち所定押出量Nの調整が必要となる。 In the raw water extrusion mode, if the amount of raw water extruded to the resin bed (lower resin bed) located below the collector is excessive, ion exchange is performed near the lower end of the lower resin bed, and the hardness component contained in the raw water Adsorption of (Ca ions and Mg ions) occurs. Then, in the water softening process, the hardness component in which Na ions and K ions released into water by ion exchange with the hardness component are adsorbed in the vicinity of the lower end is desorbed, and the hardness leak level of the treated water is increased. On the other hand, in the resin bed (upper resin bed) located above the collector, adsorption of the same hardness component occurs in the vicinity of the upper end portion, and the desorption of the hardness component occurs in the softening process. . However, most of the resin floor other than the vicinity of both ends is sufficiently regenerated and is not contaminated by hardness components. For this reason, since the desorbed hardness component is removed again at the intermediate portion of the resin bed, there is no problem that the hardness component leaks from the resin bed. For this reason, in the raw water extrusion mode, it is necessary to adjust the extrusion amount of raw water to the lower resin bed, that is, the predetermined extrusion amount N, in order to reduce the hardness leak level in the water softening process.
さらに、再生プロセスは、つぎの設定方法(C)を含んでいる。この設定方法(C)は、硬度除去容量xとして所望硬度除去容量Xを確保し、かつ処理水の平均リーク硬度y(以下、単に「リーク硬度y」という。)が許容リーク硬度Y以下となる押出線速度v2および押出量nを、所定押出線速度V2および所定押出量Nに設定、または調整する方法である。なお、リーク硬度yは、軟水化プロセスの開始直後から貫流点(例えば、1mgCaCO3/L)までに採取された処理水のリーク硬度の平均値で定義される。また、許容リーク硬度Yは、処理水の供給先で許容される水の硬度である。処理水の供給先が、ボイラ装置や逆浸透膜装置の場合、許容リーク硬度Yは、装置内での濃縮倍率および炭酸カルシウム等のスケール種の溶解度に基づいて定められる。Further, the reproduction process includes the following setting method (C). In this setting method (C), a desired hardness removal capacity X is ensured as the hardness removal capacity x, and the average leakage hardness y of treated water (hereinafter simply referred to as “leak hardness y”) is equal to or less than the allowable leakage hardness Y. In this method, the extrusion linear velocity v2 and the extrusion amount n are set or adjusted to the predetermined extrusion linear velocity V2 and the predetermined extrusion amount N. The leak hardness y is defined as the average value of the leak hardness of the treated water collected from immediately after the start of the water softening process to the through point (for example, 1 mg CaCO 3 / L). The allowable leak hardness Y is the hardness of water that is allowed at the treated water supply destination. When the supply destination of the treated water is a boiler device or a reverse osmosis membrane device, the allowable leak hardness Y is determined based on the concentration rate in the device and the solubility of scale species such as calcium carbonate.
所定押出線速度V2および所定押出量Nの設定方法は、再生プロセス後に行われる軟水化プロセスにおける処理水のリーク硬度yが、下部樹脂床深さd2,電気伝導率k,全硬度h,再生レベルr,押出線速度v2および押出量nを含むパラメータに関係し、支配されているという新たな知見に基づき、創出したものである。そして、この新たな知見は、リーク硬度yと上記各パラメータとの関係を示すつぎの式1で代表される。
The predetermined extrusion linear velocity V2 and the predetermined extrusion amount N are set in such a manner that the leakage hardness y of the treated water in the water softening process performed after the regeneration process is lower resin bed depth d2, electrical conductivity k, total hardness h, regeneration level. It was created based on the new knowledge that it is related to and controlled by parameters including r, extrusion linear velocity v2 and extrusion amount n. And this new knowledge is represented by the following
式1における各パラメータの単位は、以下の通りである。
d2:下部樹脂床深さ[mm]
k :原水の電気伝導率[μS/cm]
h :原水の全硬度[mgCaCO3/L]
r :再生レベル[g/L−R(g・NaCl/L−Rまたはg・KCl/L−R)]
v2:押出線速度[m/s]
n :押出量[BV(Bed Volume)]The unit of each parameter in
d2: Lower resin floor depth [mm]
k: Electric conductivity of raw water [μS / cm]
h: Total hardness of raw water [mgCaCO 3 / L]
r: regeneration level [g / LR (g · NaCl / LR or g · KCl / LR)]
v2: extrusion linear velocity [m / s]
n: Extrusion amount [BV (Bed Volume)]
また、α,β,γ,δは、定数であり、軟水化装置の構造等によってその値が変化するが、以下の範囲に設定する。
α=0.5〜2×10-10
β=1〜3
γ=0.1〜0.5
δ=0.1〜0.5Further, α, β, γ, and δ are constants, and their values vary depending on the structure of the water softening device, but are set in the following ranges.
α = 0.5-2 × 10 −10
β = 1-3
γ = 0.1 to 0.5
δ = 0.1-0.5
式1は、本発明者らが、種々の実験を行い、原水温度が一定という条件下での実験結果を近似して求めたものである。なお、近似式としては、上記の各パラメータを含むものであれば、式1に限定されるものではない。
式1が示すように、処理水のリーク硬度yは、右辺の各パラメータの値を調整することで、許容リーク硬度Y以下にすることができる。因みに、ボイラ装置の許容リーク硬度Yは、3mgCaCO3/L以下であり、好ましくは1mgCaCO3/L以下である。特に、燃焼反応部に水管群を配置したタイプの貫流ボイラにおいては、好ましくは0.1mgCaCO3/L以下である。また、逆浸透膜装置の許容リーク硬度Yは、3mgCaCO3/L以下であり、好ましくは1mgCaCO3/L以下である。As shown in
また、式1を用いて処理水のリーク硬度yを許容リーク硬度Y以下に調整するに際し、各パラメータのうち、下部樹脂床深さd2,電気伝導率k,全硬度hおよび所定再生レベルrに対しては、実用的な軟水化装置を設計する観点から、以下の条件値を与える。
Further, when adjusting the leakage hardness y of the treated water to the allowable leakage hardness Y or less using
下部樹脂床深さd2に対して与える所定下部樹脂床深さD2は、所定全樹脂床深さD1との関係において、D2≒0.2〜0.8×D1とする。その理由は、つぎの通りである。上部樹脂床深さ(樹脂床上端部からコレクタまでの深さ)と下部樹脂床深さ(コレクタから樹脂床下端部までの深さ)とが大きく異なる場合、様々な問題が生じる。第1に、上部樹脂床深さの比率と下部樹脂床深さの比率との差が極端に大きい場合、ほぼ均等に再生剤を分配すると、上部樹脂床と下部樹脂床の実質的な再生レベルrの差が極端に大きくなる。すなわち、床深さが浅い側(樹脂量が少ない側)の再生レベルrは、床深さが深い側(樹脂量が多い側)の再生レベルrに比べて過度に高くなる。このため、床深さが深い側の再生効率が低下し、ひいては樹脂床全体の再生効率も低下する。第2に、上部樹脂床深さの比率と下部樹脂床深さの比率との差が極端に大きい場合、床深さの比率に合わせて再生剤を分配すると、床深さが浅い側(樹脂量が少ない側)の再生線速度v1は、床深さが深い側(樹脂量が多い側)の再生線速度v1に比べて極端に小さくなる。後述するように、再生線速度v1の下限値よりも床深さが浅い側の再生線速度v1が小さい場合には、再生が不十分となるおそれがある。このため、床深さが浅い側の再生効率が低下し、ひいては樹脂床全体の再生効率も低下する。第3に、樹脂床全体に占める上部樹脂床の割合が少ない場合、再生中の樹脂流動の抑制力が小さくなり、再生不良の原因になる場合もある。従って、上部樹脂床深さと下部樹脂床深さとは、1:1の比率が再生の安定性・経済性の点から最も好適である。しかし、多少バランスが悪くても許容できる事から、所定全樹脂床深さD1に占める所定下部樹脂床深さD2の割合を0.2〜0.8の範囲に設定する。 The predetermined lower resin bed depth D2 given to the lower resin bed depth d2 is D2≈0.2 to 0.8 × D1 in relation to the predetermined total resin bed depth D1. The reason is as follows. When the upper resin floor depth (depth from the upper end of the resin floor to the collector) and the lower resin floor depth (depth from the collector to the lower end of the resin floor) are greatly different, various problems arise. First, when the difference between the ratio of the upper resin bed depth and the ratio of the lower resin bed depth is extremely large, if the regenerant is distributed almost evenly, the substantial regeneration level of the upper resin bed and the lower resin bed The difference of r becomes extremely large. That is, the regeneration level r on the side where the floor depth is shallow (the side where the amount of resin is small) is excessively higher than the regeneration level r on the side where the floor depth is deep (the side where the amount of resin is large). For this reason, the regeneration efficiency on the side where the floor depth is deep is lowered, and as a result, the regeneration efficiency of the entire resin bed is also lowered. Second, when the difference between the ratio of the upper resin bed depth and the ratio of the lower resin bed depth is extremely large, when the regenerant is distributed according to the ratio of the bed depth, the side with the shallow bed depth (resin The reproduction linear velocity v1 on the side where the amount is small is extremely smaller than the reproduction linear velocity v1 on the side where the bed depth is deep (the side where the amount of resin is large). As will be described later, if the reproduction linear velocity v1 on the side where the floor depth is shallower than the lower limit value of the reproduction linear velocity v1, the reproduction may be insufficient. For this reason, the regeneration efficiency on the side where the floor depth is shallow is lowered, and consequently the regeneration efficiency of the entire resin bed is also lowered. Third, if the ratio of the upper resin bed to the entire resin bed is small, the resin flow restraining force during regeneration is reduced, which may cause regeneration failure. Therefore, a ratio of 1: 1 between the upper resin bed depth and the lower resin bed depth is most suitable from the viewpoint of stability and economy of regeneration. However, since it is acceptable even if the balance is somewhat bad, the ratio of the predetermined lower resin bed depth D2 to the predetermined total resin bed depth D1 is set in the range of 0.2 to 0.8.
一方、所定全樹脂床深さD1は、つぎの理由により下限および上限を定める。まず、下限について説明する。所定全樹脂床深さD1が極端に低い場合、再生剤の偏流やショートパスが起こりやすくなるため、再生効率が低下してしまう。また、イオン交換帯の形成により有効に利用できる層長が短くなり、イオン交換容量(貫流交換容量)が少なくなる。従って、陽イオン交換樹脂量が20Lを超えるような軟水化装置の設計では、通常は800mm以上の床深さが推奨される。しかしながら、特に小容量の軟水化装置であれば、300mm以上の床深さを確保すれば実用できる。このため、300mmを下限とする。つぎに、上限について説明する。本来、上限は不要である。ただし、運送上の理由および陽イオン交換樹脂を収容するベッセル製造上の理由により、1500mm以上の床深さを持つ軟水化装置は製造される可能性は低い。このため、1500mmを上限とする。以上の理由により、所定全樹脂床深さD1は、300〜1500mmの範囲に設定する。そして、所定下部樹脂床深さは、D2≒0.5×D1とすることにより、150〜750mmの範囲で設定する。 On the other hand, the predetermined total resin bed depth D1 defines a lower limit and an upper limit for the following reason. First, the lower limit will be described. When the predetermined total resin bed depth D1 is extremely low, a regenerant drift and a short pass are likely to occur, resulting in a decrease in regeneration efficiency. Further, the formation of an ion exchange zone shortens the layer length that can be effectively used, and the ion exchange capacity (through-flow exchange capacity) decreases. Therefore, in the design of a water softening device in which the amount of cation exchange resin exceeds 20 L, a bed depth of 800 mm or more is usually recommended. However, in particular, in the case of a small-capacity water softening device, it is practical if a floor depth of 300 mm or more is secured. For this reason, the lower limit is 300 mm. Next, the upper limit will be described. Essentially, no upper limit is needed. However, a water softening device having a floor depth of 1500 mm or more is unlikely to be manufactured due to transportation reasons and vessel manufacturing reasons for accommodating a cation exchange resin. Therefore, the upper limit is 1500 mm. For the above reasons, the predetermined total resin bed depth D1 is set in the range of 300 to 1500 mm. The predetermined lower resin bed depth is set in a range of 150 to 750 mm by setting D2≈0.5 × D1.
電気伝導率kに対して与える所定電気伝導率Kは、1500μS/cm以下とし、全硬度hに対して与える所定全硬度Hは、500mgCaCO3/L以下とする。本実施形態に係る軟水化装置は、特に中国大陸や北米大陸で利用されることを念頭に置いている。これらの大陸では、ボイラ給水等に使用される天然水の大半は、電気伝導率が1500μS/cm以下であり、全硬度が500mgCaCO3/L以下であるため、上記の範囲に設定する。The predetermined electric conductivity K given to the electric conductivity k is 1500 μS / cm or less, and the predetermined total hardness H given to the total hardness h is 500 mgCaCO 3 / L or less. The water softening device according to the present embodiment is intended to be used particularly in the Chinese continent and the North American continent. In these continents, most of the natural water used for boiler feed water and the like has an electric conductivity of 1500 μS / cm or less and a total hardness of 500 mg CaCO 3 / L or less.
再生レベルrに対して与える所定再生レベルRは、60〜240g/L−Rとする。再生レベルが極端に高い場合、再生効率が低下する。すなわち、不経済である。逆に、再生レベルが極端に低い場合、再生頻度が高くなる。これに伴い、処理水を供給できない時間が多くなるとともに、再生に使用する水量が増えるため、トータルのランニングコストが悪化する。よって、常識的な範囲として、所定再生レベルRを上記の範囲に設定する。 The predetermined reproduction level R given to the reproduction level r is 60 to 240 g / LR. When the playback level is extremely high, the playback efficiency decreases. That is, it is uneconomical. Conversely, when the playback level is extremely low, the playback frequency increases. Along with this, the time during which treated water cannot be supplied increases, and the amount of water used for regeneration increases, so the total running cost deteriorates. Therefore, the predetermined reproduction level R is set to the above range as a common sense range.
よって、リーク硬度yを調整するパラメータは、下部樹脂床深さd2,電気伝導率k,全硬度hおよび再生レベルrに対して所定値D2,K,HおよびRを与えることで、実質的に押出量nおよび押出線速度v2に集約される。勿論、押出量nおよび押出線速度v2以外のパラメータの設定に当り、これらのパラメータは、リーク硬度yを減少させる値に設定することができる。 Therefore, the parameters for adjusting the leakage hardness y are substantially given by giving predetermined values D2, K, H and R to the lower resin bed depth d2, the electrical conductivity k, the total hardness h and the regeneration level r. It is summarized in the extrusion amount n and the extrusion linear velocity v2. Of course, in setting parameters other than the extrusion amount n and the extrusion linear velocity v2, these parameters can be set to values that reduce the leak hardness y.
式1から明らかなように、リーク硬度yを減少させるには、原水押出モードにおける押出線速度v2を増加させればよい。これは、原水の通過速度を速くすれば、下部樹脂床での硬度成分の吸着量が少なくなることを意味している。また、式1は、押出量nを減少させることによって、リーク硬度yが減少することを意味している。そして、押出線速度v2の増加または押出量nの減少に対するリーク硬度yの低下度合は、押出線速度v2の増加よりも押出量nの減少の方が影響の大きいことを示している。要するに、式1において、ボイラ給水等の許容リーク硬度Y以下を実現する押出量nは、押出線速度v2をパラメータとするつぎの式2,3として表現できる。
As is clear from
式2は、Y=1とした場合、図2の線Q1で表される。リーク硬度yは、線Q1より上側の領域では、許容リーク硬度Yを超え、下側の領域では、許容リーク硬度Yを未満となる。
式2から明らかなように、押出線速度v2を設定すれば、許容リーク硬度Y以下を実現する押出量nを求めることができる。逆に、押出量nを設定すれば、許容リーク硬度Y以下を実現する押出線速度v2を求めることができる。前述したように、押出線速度v2は、その値を増加させるほどリーク硬度yを減少できるが、一般的には制約条件がある。その制約条件とは、押出線速度v2および再生線速度v1は、原水圧力や軟水化装置の構造に依存しており、個別に流速調整手段を備えない限り、相関関係を有していることである。本実施形態においては、両者が相関関係を有している場合に限定されないが、相関関係を有する場合には、以下のように取り扱うことができる。
As is apparent from
式2において、押出線速度v2および再生線速度v1が相関関係を有し、押出線速度v2が再生線速度v1で近似できるとすると、押出量nは、再生線速度v1を変数とする式4で表現される。なお、押出線速度v2を再生線速度v1で近似しない場合、v2とv1との関係式を式2に代入することで、式4に相当する関係式を求めことができる。
In
ところで、前述のように、リーク硬度yを表す式は、式1に限定されるものではないこ
とから、式2および式4もこれに限定されるものではない。そこで、式2および式4を一般化すると、それぞれつぎの式5,式6および式7のように表現できる。By the way, as described above, since the expression representing the leak hardness y is not limited to
式5において、f1(n)は、押出量nの関数であり、nの増加とともに値が増加する。この関数を式1で近似する場合、f1(n)=nである。また、f2(v2)は、押出線速度v2の関数であり、v2の減少とともに値が増加する。この関数を式1で近似する場合、f2(v2)=exp(−δ×v2)である。さらに、a2は、下部樹脂床深さd1,原水伝導率e,全硬度hおよび再生レベルrによって変動する係数であり、式1で近似する場合、a2=1/a1である。In
式6において、f3(v2)は、押出線速度v2の関数であり、v2の増加とともに値が増加する。この関数を式2で近似する場合、f3(v2)=1/exp(−δ×v2)である。また、a3は、許容リーク硬度Yによって変動する係数であり、式2で近似する場合、a3=Y×a1である。In
式7において、f4(v1)は、再生線速度v1の関数であり、v1の増加とともに値が増加する。また、a4は、許容リーク硬度Yによって変動する係数である。式4で近似する場合、f4(v1)=f3(v2);a4=a3である。In
また、再生線速度v1は、再生レベルrとともに、硬度除去容量xを決める主な支配的要因である。軟水化装置の硬度除去容量xは、実質的にイオン交換容量と同じ意味である。軟水化装置の硬度除去容量を算出する方法は古くから提案されており、その一例として、つぎの式8を示す。
The reproduction linear velocity v1 is a main dominant factor that determines the hardness removal capacity x together with the reproduction level r. The hardness removal capacity x of the water softening device has substantially the same meaning as the ion exchange capacity. A method for calculating the hardness removal capacity of the water softening device has been proposed for a long time, and the
式8において、x1は、基本的な硬度除去容量であり、再生レベルrに依存する関数で示される。このx1は、陽イオン交換樹脂の種類によって若干の差異がある。また、g1〜g8は、軟水化装置の諸条件に応じてx1を増減させるファクターである。各ファクターg1〜g8は、それぞれ原水の電気伝導率k,原水の温度t,全陽イオンに対するナトリウムイオンの比率s,原水硬度に対する貫流点硬度の比率b,通水流速w,全樹脂床深さd1,再生線速度v1および再生剤濃度cの変化に応じて、通常、1前後(実質的には0.5〜1.5程度の範囲)に設定される。なお、再生剤濃度cは、標準的な軟水化装置の場合、5〜15wt%の範囲で設定される。さらに、硬度除去容量xを求める方法は、上記の式8に限定されるものではなく、つぎの式9に一般化することができる。In
式9において、f5(v1)は、再生線速度v1の関数であり、v1の増加とともに値が増加する。また、a5は、軟水化装置の諸条件により変化する係数である。In
式8および式9で示される硬度除去容量xは、換言すれば処理水の採水量である。図3の線Q2で示されるように、硬度除去容量xは、再生線速度v1の減少にともなって増加する特性を有している。本実施形態においては、並流再生方式の軟水化装置と同等の経済性を確保する観点から、所望硬度除去容量Xは、30〜60gCaCO3/L−Rの範囲に設定する。この所望硬度除去容量Xは、所望再生レベルRが60〜240g/L−Rの場合に相当する。In other words, the hardness removal capacity x expressed by the
式8および式9から明らかなように、再生線速度v1は、硬度除去容量xにより決まる。すなわち、所望硬度除去容量Xを与えると、所定再生線速度V1が決まる。ただし、つぎの理由により上限および下限を定める。まず、上限について説明する。スプリット・フロー再生は、並流再生と比較して、陽イオン交換樹脂床と再生剤との接触時間が短くなる傾向がある。このため、再生線速度の上限を抑制し、接触時間を延ばして再生を促進させる必要がある。そこで、並流再生と同等の所望硬度除去容量Xとして、43gCaCO3/L−Rを確保するために、所定再生線速度V1は、好ましくは2m/s以下に設定する。この上限は、図3および図4において線Q3で表され、線Q3より左側の領域は、硬度除去容量xが所望硬度除去容量Xを超える再生線速度v1の範囲を示している。逆に、線Q3より右側の領域は、硬度除去容量xが所望硬度除去容量X未満となる再生線速度v1の範囲を示している。つぎに、下限について説明する。本発明者らの知見によれば、再生線速度v1が0.7m/sを下回ると、樹脂床内で再生剤の偏流やショートパスが生じやすい。この下限は、図4において線Q4で表され、線Q4より左側の領域では、再生が不十分になりやすく、短時間で樹脂床が破過するおそれがある。従って、所定再生線速度V1は、上限以下(図4で線Q3より左側の領域)であって、好ましくは0.7〜2m/sの範囲(図4で線Q3と線Q4との間の領域)に設定する。As is clear from
つぎに、再生線速度v1に対して所定再生線速度V1=0.7〜2m/sの条件を与えると、式4により、許容リーク硬度Y以下を実現する所定押出量Nの上限を求めることができる。この上限は、図4における線Q1で表されるので、所定押出量Nの最大値は、線Q1と線Q3の交点に相当する2.5BVとなる。一方、所定押出量Nの下限は、樹脂床の空隙率に相当する0.4BVとする。この下限は、図4において線Q5で表される。線Q5より下側の領域では、押出量Nが極端に少なく、再生剤と樹脂床との接触時間が不十分になるため、再生効率が低下する。また、樹脂床内に再生剤が残留するため、軟水化プロセスで再生剤が後段の機器に流入し、腐食破損などの障害を引き起こすおそれもある。従って、所定押出量Nは、上限以下であって、好ましくは、0.4〜2.5BVの範囲(図4で線Q1と線Q5との間の領域)に設定する。
Next, when a condition of a predetermined regeneration linear velocity V1 = 0.7 to 2 m / s is given to the regeneration linear velocity v1, an upper limit of the predetermined extrusion amount N that realizes the allowable leak hardness Y or less is obtained by
以上から、所定再生線速度V1と所定押出量Nの好ましい適正範囲は、図4に示す通り、線Q1,線Q3,線Q4および線Q5で囲まれる領域Aとなる。許容リーク硬度Yを示す線Q1は、式3によるものである。つまり、本実施形態の運転方法は、諸条件を与えて線Q1を求め、領域Aの範囲内で所定再生線速度V1および所定押出量Nを設定する方法ということができる。なお、上記の制約条件がない場合は、所定再生線速度V1と別個に所定押出線速度V2を設定することにより、式2から許容リーク硬度Y以下を実現する所定押出量Nを求めることができる。
From the above, the preferable appropriate range of the predetermined regeneration linear velocity V1 and the predetermined extrusion amount N is the region A surrounded by the line Q1, the line Q3, the line Q4, and the line Q5 as shown in FIG. The line Q1 indicating the allowable leak hardness Y is according to
結局のところ、新たな知見に基づく所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定または調整する方法(C)は、つぎのステップ(1)〜(3)を含む。
(1)所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,再生プロセス後の軟水化プロセスにおける所望硬度除去容量Xおよび処理水の許容リーク硬度Yを含む諸条件を与える。
(2)硬度除去容量xが再生レベルrおよび再生線速度v1に関係することを利用して、所望硬度除去容量Xとなる所定再生線速度V1を設定する。
(3)処理水のリーク硬度yが許容リーク硬度Y以下となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定する。After all, the method (C) for setting or adjusting the predetermined extrusion linear velocity V2 and the predetermined extrusion amount N based on the new knowledge includes the following steps (1) to (3).
(1) Predetermined lower resin bed depth D2, predetermined electrical conductivity K, predetermined total hardness H, predetermined regeneration level R, predetermined regenerant concentration C, desired hardness removal capacity X in the water softening process after the regeneration process, and treated water Various conditions including the allowable leak hardness Y are given.
(2) Using the fact that the hardness removal capacity x is related to the reproduction level r and the reproduction linear velocity v1, a predetermined reproduction linear velocity V1 that sets the desired hardness removal capacitance X is set.
(3) A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N at which the leakage hardness y of the treated water is equal to or less than the allowable leakage hardness Y are set.
ステップ(1)〜(3)においては、リーク硬度yに影響する各パラメータの値は、つぎのように設定するのが好ましい。まず、ステップ(1)おいては、所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,所望硬度除去容量Xおよび許容リーク硬度Yは、以下の範囲:D2=0.2〜0.8×D1(ここで、D1=300〜1500mmとする),K≦1500μS/cm,H≦500mgCaCO3/L,R=60〜240g/L−R,C=5〜15wt%,X=30〜60gCaCO3/L−R,Y≦3mgCaCO3/Lで設定する。ついで、ステップ(2)においては、所望硬度除去容量Xとなる所定再生線速度V1は、0.7〜2m/sの範囲で設定する。そして、ステップ(3)では、所定押出線速度V2は、予め設定された所定再生線速度V1との相関関係に従って求める。その後、所定押出量Nを式4に従って0.4〜2.5BVの範囲で設定する。こうした設定により、軟水化装置の処理水は、許容リーク硬度Yが3mgCaCO3/L以下の純度とすることができる。
In steps (1) to (3), the values of the parameters affecting the leak hardness y are preferably set as follows. First, in step (1), a predetermined lower resin bed depth D2, a predetermined electrical conductivity K, a predetermined total hardness H, a predetermined regeneration level R, a predetermined regenerant concentration C, a desired hardness removal capacity X and an allowable leak hardness Y. Is the following range: D2 = 0.2 to 0.8 × D1 (where D1 = 300 to 1500 mm) , K ≦ 1500 μS / cm, H ≦ 500 mg CaCO 3 / L, R = 60 to 240 g / L -R, C = 5-15 wt%, X = 30-60 g CaCO 3 / LR, Y ≦ 3 mg CaCO 3 / L. Next, in step (2), the predetermined reproduction linear velocity V1 at which the desired hardness removal capacity X is set is set in the range of 0.7 to 2 m / s. In step (3), the predetermined extrusion linear velocity V2 is obtained according to a correlation with a predetermined reproduction linear velocity V1. Thereafter, the predetermined extrusion amount N is set in the range of 0.4 to 2.5 BV according to
以上の説明をまとめると、本実施形態は、つぎの軟水化装置の運転方法を含む。すなわち、所定全樹脂床深さD1=300〜1500mmを有する陽イオン交換樹脂床に対し、所定電気伝導率K≦1500μS/cmかつ所定全硬度H≦500mgCaCO3/Lの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を分配しながら樹脂床の略中央部で収集するスプリット・フロー再生プロセスとを含み、再生プロセスは、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルR=60〜240g/L−Rの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度C=5〜15wt%かつ所定再生線速度V1=0.7〜2m/sで通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、所定深さD2=0.2〜0.8×D1の下部樹脂床に対し、所定押出量N=0.4〜2.5BVの原水を所定押出線速度V2=0.7〜2m/sで通過させる原水押出モードとを少なくとも含む、軟水化装置の運転方法である。
In summary, the present embodiment includes the following method of operating the water softening device. That is, raw water having a predetermined electric conductivity K ≦ 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H ≦ 500 mgCaCO 3 / L is passed in a downward flow through a cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed depth D1 = 300 to 1500 mm. A softening process for obtaining treated water, and a split flow regeneration process in which a regenerant or raw water is collected from both sides of the upper and lower ends of the resin bed and collected at a substantially central portion of the resin bed. (A) A sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R = 60 to 240 g / LR with respect to the resin bed, a predetermined regenerant concentration C = 5 to 15 wt%, and a predetermined regeneration linear velocity V1 = 0.7. a regenerant passage mode for passing in to 2 m / s, following the (b) regenerant passage mode, to lower resin bed predetermined depth D2 = 0.2 to 0.8 × D1 Comprising at least a raw water extrusion mode for passing a predetermined extrusion rate N = a predetermined extrusion line speed raw water 0.4~2.5BV V2 = 0.7~2m / s, a method of operating water softener.
この運転方法においては、各パラメータが取り得る数値の組合せにおいて、許容リーク硬度Yを満たさない場合があれば、許容リーク硬度Yを満たすように、所定押出量N等を調整する。すなわち、所定再生線速度V1は、所望硬度除去容量Xが確保される上限以下で、かつ0.7〜2m/sの範囲で設定する。そして、所定押出線速度V2は、予め設定された所定再生線速度V1との相関関係に従って求める。その後、所定押出量Nを式4に従って0.4〜2.5BVの範囲で設定する。
In this operating method, if there is a case where the allowable leak hardness Y is not satisfied in a combination of numerical values that can be taken by each parameter, the predetermined extrusion amount N and the like are adjusted so as to satisfy the allowable leak hardness Y. That is, the predetermined reproduction linear velocity V1 is set within the range of 0.7 to 2 m / s below the upper limit at which the desired hardness removal capacity X is secured. And predetermined extrusion linear velocity V2 is calculated | required according to the correlation with predetermined reproduction linear velocity V1 set beforehand. Thereafter, the predetermined extrusion amount N is set in the range of 0.4 to 2.5 BV according to
なお、本実施形態においては、再生プロセスには、周知の逆洗モード,洗浄モードおよび補水モード等を含ませることができる。 In this embodiment, the regeneration process can include a well-known backwash mode, wash mode, water replenishment mode, and the like.
(軟水化装置の実施形態)
本実施形態は、上記の運転方法を実現する軟水化装置である。この軟水化装置は、所定全樹脂床深さD1を有する陽イオン交換樹脂床に対し、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を分配しながら樹脂床の略中央部で収集するスプリット・フロー再生プロセスとを実行する制御器を備え、制御器は、再生プロセスにおいて、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルRの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度Cかつ所定再生線速度V1で通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、下部樹脂床に対し、所定押出量Nの原水を所定押出線速度V2で通過させる原水押出モードとを少なくとも実行し、(c)所定水温における再生プロセス後の軟水化プロセスにおける処理水のリーク硬度yが下部樹脂床深さd2,電気伝導率k,全硬度h,再生レベルr,押出線速度v2および押出量nに関係することを利用して、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を用いる場合の所定押出線速度V2および所定押出量Nが以下のステップ(1)〜(3)により予め設定される。
(1)所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,再生プロセス後の軟水化プロセスにおける所望硬度除去容量Xおよび処理水の許容リーク硬度Yを含む諸条件を与える。
(2)硬度除去容量xが再生レベルrおよび再生線速度v1に関係することを利用して、所望硬度除去容量Xとなる所定再生線速度V1を設定する。
(3)処理水のリーク硬度yが許容リーク硬度Y以下となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定する。(Embodiment of water softening device)
The present embodiment is a water softening device that realizes the above operation method. The water softening device includes a softening process for obtaining treated water by passing raw water having a predetermined electrical conductivity K and a predetermined total hardness H in a downward flow through a cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed depth D1. A controller that performs a split flow regeneration process that collects the regenerant or raw water from both sides of the upper and lower ends of the resin bed and collects at a substantially central part of the resin bed, (A) A regeneration agent passing mode in which a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R is passed through the resin bed at a predetermined regeneration agent concentration C and a predetermined regeneration linear velocity V1, and (b) a regeneration agent passage mode. Subsequently, at least a raw water extrusion mode in which raw water of a predetermined extrusion amount N is passed through the lower resin bed at a predetermined extrusion linear velocity V2, and (c) a regeneration process at a predetermined water temperature The leakage hardness y of the treated water in the water softening process is related to the lower resin bed depth d2, the electrical conductivity k, the total hardness h, the regeneration level r, the extrusion linear velocity v2, and the extrusion amount n. A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N in the case of using raw water having an electrical conductivity K and a predetermined total hardness H are preset by the following steps (1) to (3).
(1) Predetermined lower resin bed depth D2, predetermined electrical conductivity K, predetermined total hardness H, predetermined regeneration level R, predetermined regenerant concentration C, desired hardness removal capacity X in the water softening process after the regeneration process, and treated water Various conditions including the allowable leak hardness Y are given.
(2) Using the fact that the hardness removal capacity x is related to the reproduction level r and the reproduction linear velocity v1, a predetermined reproduction linear velocity V1 that sets the desired hardness removal capacitance X is set.
(3) A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N at which the leakage hardness y of the treated water is equal to or less than the allowable leakage hardness Y are set.
本実施形態においては、ステップ(1)〜(3)により、所定押出量Nを予め設定し、原水押出モードにおける押出量nが設定された所定押出量Nとなるように原水押出ステップを制御する。この制御は、タイマにより行うのが簡単であるが、流量計を設けて、この流量計が所定押出量Nを計数したとき、原水押出モードを終了させるように構成することもできる。 In this embodiment, the predetermined extrusion amount N is set in advance by steps (1) to (3), and the raw water extrusion step is controlled so that the extrusion amount n in the raw water extrusion mode becomes the predetermined extrusion amount N. . This control can be easily performed by a timer, but it is also possible to provide a flow meter so that when the flow meter counts the predetermined extrusion amount N, the raw water extrusion mode is terminated.
ステップ(1)〜(3)においては、リーク硬度yに影響する各パラメータの値は、つぎのように設定するのが好ましい。まず、ステップ(1)おいては、所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,所望硬度除去容量Xおよび許容リーク硬度Yは、以下の範囲:D2=0.2〜0.8×D1(ここで、D1=300〜1500mmとする),K≦1500μS/cm,H≦500mgCaCO3/L,R=60〜240g/L−R,C=5〜15wt%,X=30〜60gCaCO3/L−R,Y≦3mgCaCO3/Lで設定する。ついで、ステップ(2)においては、所望硬度除去容量Xとなる所定再生線速度V1は、0.7〜2m/sの範囲で設定する。そして、ステップ(3)では、所定押出線速度V2は、予め設定された所定再生線速度V1との相関関係に従って求める。その後、所定押出量Nを式4に従って0.4〜2.5BVの範囲で設定する。こうした設定により、軟水化装置の処理水は、許容リーク硬度Yが3mgCaCO3/L以下の純度とすることができる。
In steps (1) to (3), the values of the parameters affecting the leak hardness y are preferably set as follows. First, in step (1), a predetermined lower resin bed depth D2, a predetermined electrical conductivity K, a predetermined total hardness H, a predetermined regeneration level R, a predetermined regenerant concentration C, a desired hardness removal capacity X and an allowable leak hardness Y. Is the following range: D2 = 0.2 to 0.8 × D1 (where D1 = 300 to 1500 mm) , K ≦ 1500 μS / cm, H ≦ 500 mg CaCO 3 / L, R = 60 to 240 g / L -R, C = 5-15 wt%, X = 30-60 g CaCO 3 / LR, Y ≦ 3 mg CaCO 3 / L. Next, in step (2), the predetermined reproduction linear velocity V1 at which the desired hardness removal capacity X is set is set in the range of 0.7 to 2 m / s. In step (3), the predetermined extrusion linear velocity V2 is obtained according to a correlation with a predetermined reproduction linear velocity V1. Thereafter, the predetermined extrusion amount N is set in the range of 0.4 to 2.5 BV according to
図5は、この本実施例に係る軟水化装置の全体構成を示す。軟水化装置1は、家屋やマンション等の居住建物,ホテルや大衆浴場等の集客施設,ボイラやクーリングタワー等の冷熱機器,食品加工装置や洗浄装置等の水使用機器と接続される。
FIG. 5 shows the overall configuration of the water softening device according to this embodiment. The
図5において、軟水化装置1は、樹脂貯槽2と、プロセス制御バルブ3と、塩水供給装置4とを主に備えている。樹脂貯槽2は、陽イオン交換樹脂床5(所定床深さ:D1)が充填された有底のベッセル6を備えており、このベッセル6の開口部は、キャップ7で閉鎖されている。このキャップ7には、プロセス制御バルブ3が一体的に装着されており、軟水化装置1の軟水化プロセスの流路と再生プロセスの流路とを制御器1Cからの指令信号によって切り換えることができるように構成されている。キャップ7には、流体の供給および排出を行う第1流路8,第2流路9および第3流路10がそれぞれ形成されている。これらの各流路8,9,10は、後述するように、プロセス制御バルブ3を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。
In FIG. 5, the
第1流路8には、ベッセル6の底部付近へ延びる第1収集管11が接続されている。そして、第1収集管11の先端部には、樹脂ビーズの流出を防止する第1スクリーン12が装着されている。すなわち、第1収集管11内は、第1流路8と連通されるとともに、第1スクリーン12による収集位置がベッセル6の底部付近に設定されている。
A
第2流路9には、陽イオン交換樹脂床5の略中央部(所定床深さ:D2)へ延びる第2収集管13が接続されている。そして、第2収集管13の先端部には、樹脂ビーズの流出を防止する第2スクリーン14が装着されている。すなわち、第2収集管13内は、第2流路9と連通されるとともに、第2スクリーン14による収集位置が陽イオン交換樹脂床5の略中央部に設定されている。
Connected to the
第2収集管13の内径は、第1収集管11の外径よりも大径に設定されている。また、両収集管11,13の軸芯は、ともに樹脂貯槽2の軸芯と同軸上に設定されている。すなわち、両収集管11,13は、第1収集管11が内管に設定され、また第2収集管13が外管に設定された二重管構造のコレクタとして樹脂貯槽2に装着されている。
The inner diameter of the
さらに、キャップ7の下面側には、樹脂ビーズの流出を防止する第3スクリーン15が装着されている。すなわち、第3流路10は、第3スクリーン15を介して樹脂貯槽2内と連通されている。
Further, a
さて、第3流路10には、プロセス制御バルブ3を介して原水ライン16が接続されている。また、第1流路8には、プロセス制御バルブ3を介して処理水ライン17が接続されている。すなわち、原水ライン16および処理水ライン17の一部は、それぞれプロセス制御バルブ3内に形成されている。
The
原水ライン16には、上流側から順に圧力スイッチ18および第1バルブ19が設けられている。圧力スイッチ18は、再生プロセスにおいて、原水圧力の有無を検出するために設けられており、例えば再生プロセスを正常に行うために必要な0.1MPa前後の圧力でオンオフするタイプのものである。一方、処理水ライン17には、第2バルブ20が設けられている。圧力スイッチ18,第1バルブ19および第2バルブ20は、いずれもプロセス制御バルブ3に組み込まれている。
The
プロセス制御バルブ3の構成について、さらに詳細に説明する。プロセス制御バルブ3内において、第1バルブ19の上流側の原水ライン16は、第2バルブ20の下流側の処理水ライン17とバイパスライン21で接続されている。このバイパスライン21には、第3バルブ22が設けられている。
The configuration of the
第1バルブ19の上流側の原水ライン16は、第2バルブ20の上流側の処理水ライン17と第1再生剤ライン23で接続されている。この第1再生剤ライン23には、原水ライン16側から順にストレーナ24,第一定流量バルブ25,エゼクタ26,第4バルブ27および第1オリフィス28が設けられている。ストレーナ24は、原水中に含まれる懸濁物質を除去し、第1定流量バルブ25およびエゼクタ26の詰まりを防止するためのものである。また、第1定流量バルブ25は、エゼクタ26へ供給する原水を所定範囲の流量に調節するためのものである。
The
エゼクタ26と第4バルブ27の間の第1再生剤ライン23は、第1バルブ19の下流側の原水ライン16と第2再生剤ライン29で接続されている。この第2再生剤ライン29には、第2オリフィス30が設けられている。第1オリフィス28および第2オリフィス30は、後述する再生剤通過モードおよび原水押出モードにおいて、第1流路8および第3流路10に対して再生剤または原水を均等に分配するためのものである。
The
エゼクタ26のノズル部の吐出側には、塩水供給装置4から延設された塩水ライン31が接続されている。この塩水ライン31には、第5バルブ32が設けられている。すなわち、エゼクタ26は、原水がノズル部から吐出されるときに発生する負圧を利用して、塩水供給装置4から塩水(例えば、塩化ナトリウムの飽和水溶液)を吸引可能に構成されている。そして、エゼクタ26では、塩水供給装置4からの塩水は、原水で所定再生剤濃度C(5〜15wt%)まで希釈されるようになっている。
A
第2バルブ20の上流側の処理水ライン17には、プロセス制御バルブ3の外部へ延びる第1排水ライン33が接続されている。この第1排水ライン33には、処理水ライン17側から順に第6バルブ34および第2定流量バルブ35が設けられている。また、第2オリフィス30の下流側の第2再生剤ライン29は、第6バルブ34の下流側の第1排水ライン33と第2排水ライン36で接続されている。この第2排水ライン36には、第7バルブ37が設けられている。さらに、第2流路9は、第6バルブ34の下流側の第1排水ライン33と第3排水ライン38で接続されている。この第3排水ライン38には、第8バルブ39が設けられている。第2定流量バルブ35は、樹脂貯槽2からの排水量を所定範囲の流量に調節するためのものである。第3排水ライン38は、第2定流量バルブ35の下流側に接続しているが、圧力損失を低減するために、第2定流量バルブ35の下流側に接続することができる。
A
つぎに、塩水供給装置4の構成について、詳細に説明する。塩水供給装置4は、塩水タンク40を備えている。この塩水タンク40内には、筒状の塩水井戸41と、塩水の貯留部および再生塩42(例えば、粒状やペレット状の塩化ナトリウム)の貯蔵部を区画する透水性プレート43とが配置されている。塩水井戸41の下方の側壁には、連通孔44が設けられており、塩水または補給水が自在に流通できるようになっている。
Next, the configuration of the salt
塩水井戸41内には、ストレーナ45が収容されている。このストレーナ45には、エアチェックボール46と、このエアチェックボール46が当接または離反する弁座47とが内蔵されている。そして、この弁座47は、塩水ライン31と接続されている。すなわち、プロセス制御バルブ3は、塩水タンク40と塩水ライン31で接続されている。塩水ライン31には、塩水供給方向の流量および補給水供給方向の流量を検出する流量計48が設けられている。そして、この流量計48からの検出信号は、制御器1Cへ入力されるようになっている。
A
つぎに、本実施例に係る軟水化装置の運転方法を説明する。以下では、本発明に直接関係のある通水プロセスと再生プロセスの基本的な動作を説明する。 Next, an operation method of the water softening device according to the present embodiment will be described. Hereinafter, basic operations of the water flow process and the regeneration process that are directly related to the present invention will be described.
(通水プロセス)
図6に示すように、通水プロセスでは、制御器1Cからの指令信号により、第1バルブ19および第2バルブ20は、それぞれ開状態に設定される。一方、第3バルブ22,第4バルブ27,第5バルブ32,第6バルブ34,第7バルブ37および第8バルブ39は、それぞれ閉状態に設定される。原水ライン16を流れる原水は、実線矢示S11のように、第3流路10を介して供給されたのち、第3スクリーン15から分配される。(Water flow process)
As shown in FIG. 6, in the water flow process, the
第3スクリーン15から分配された原水は、陽イオン交換樹脂床5を下降流で通過する過程で硬度成分がNaイオンまたはKイオンに置換され、軟水化される。陽イオン交換樹脂床5を通過した処理水は、第1スクリーン12で収集されたのち、一点鎖線矢示S12のように、第1収集管11,第1流路8および処理水ライン17を流れ、ユース・ポイントへ供給される。そして、所定量の処理水を採取することにより、陽イオン交換樹脂床5が硬度成分を置換できなくなると、再生プロセスを実施する。
The raw water distributed from the
(再生プロセス)
再生プロセスは、陽イオン交換樹脂床5の硬度除去容量を回復させるために、逆洗モード,再生剤通過モード,原水押出モード,すすぎモードおよび補水モードをこの順で行う。これらのうち、逆洗モード,すすぎモードおよび補水モードは、本発明と直接関係がなく、特許文献2に示されるように周知であることから、その説明を省略する。(Reproduction process)
In the regeneration process, in order to recover the hardness removal capacity of the cation
図7に示すように、再生剤通過モードでは、制御器1Cからの指令信号により、第3バルブ22,第4バルブ27,第5バルブ32および第8バルブ39は、それぞれ開状態に設定される。一方、第1バルブ19,第2バルブ20,第6バルブ34および第7バルブ37は、それぞれ閉状態に設定される。原水ライン16を流れる原水は、希釈水として、第1再生剤ライン23を介してエゼクタ26の一次側へ供給される。このとき、原水中の懸濁物質は、ストレーナ24により除去される。また、原水の流量は、第1定流量バルブ25により所定範囲に調節される。
As shown in FIG. 7, in the regenerant passing mode, the
エゼクタ26では、原水の通過によってノズル部の吐出側で負圧が発生すると、塩水ライン31内も負圧となる。この結果、塩水タンク40内の塩水は、塩水ライン31を介してエゼクタ26へ吸引される。そして、エゼクタ26内では、塩水が原水で所定再生剤濃度Cまで希釈され、再生剤が調製される。
In the
再生剤の一部は、破線矢示S21のように、第1再生剤ライン23,処理水ライン17,第1流路8および第1収集管11を介して供給されたのち、第1スクリーン12から分配される。一方、再生剤の残部は、破線矢示S22のように、第2再生剤ライン29,原水ライン16および第3流路10を介して供給されたのち、第3スクリーン15から分配される。このとき、再生剤は、第1オリフィス28および第2オリフィス30によって、均等に分配される。
A part of the regenerant is supplied via the
第1スクリーン12から分配された再生剤は、陽イオン交換樹脂床5を上昇流で通過し、下部樹脂床5Aを再生させる。一方、第3スクリーン15から分配された再生剤は、陽イオン交換樹脂床5を下降流で通過し、上部樹脂床を再生させる。すなわち、本実施例では、陽イオン交換樹脂床5のスプリット・フロー再生が行われる。このとき、下降流の再生剤は、樹脂床を下向きに押圧し、上昇流の再生剤によって樹脂床が展開および流動することを抑制する。そして、陽イオン交換樹脂床5を通過した再生剤は、第2スクリーン14で収集されたのち、破線矢示S23のように、第2収集管13,第2流路9および第3排水ライン38を介して第1排水ライン33から系外へ排出される。
The regenerant distributed from the
図8に示すように、原水押出モードでは、制御器1Cからの指令信号により、第3バルブ22,第4バルブ27および第8バルブ39は、それぞれ開状態に設定される。一方、第1バルブ19,第2バルブ20,第5バルブ32,第6バルブ34および第7バルブ37は、それぞれ閉状態に設定される。原水ライン16を流れる原水は、押出水として第1再生剤ライン23を介してエゼクタ26の一次側へ供給される。このとき、原水中の懸濁物質は、ストレーナ24により除去される。また、原水の流量は、第1定流量
As shown in FIG. 8, in the raw water extrusion mode, the
エゼクタ26からの原水の一部は、実線矢示S31のように、第1再生剤ライン23,処理水ライン17,第1流路8および第1収集管11を介して供給されたのち、第1スクリーン12から分配される。一方、エゼクタ26からの原水の残部は、実線矢示S32のように、第2再生剤ライン29,原水ライン16および第3流路10を介して供給されたのち、第3スクリーン15から分配される。このとき、原水は、第1オリフィス28および第2オリフィス30によって均等に分配される。
A part of the raw water from the
第1スクリーン12から分配された原水は、再生剤を押し出しながら陽イオン交換樹脂床5を上昇流で通過し、下部樹脂床5Aを引き続き再生させる。一方、第3スクリーン15から分配された原水は、再生剤を押し出しながら陽イオン交換樹脂床5を下降流で通過し、上部樹脂床を引き続き再生させる。このとき、下降流の原水は、樹脂床を下向きに押圧し、上昇流の原水によって樹脂床が展開および流動することを抑制する。そして、陽イオン交換樹脂床5を通過した再生剤および原水は、第2スクリーン14で収集されたのち、実線矢示S33のように、第2収集管13,第2流路9および第3排水ライン38を介して第1排水ライン33から系外へ排出される。
The raw water distributed from the
以上の軟水化装置1の運転方法において、その特徴は、実施形態で説明した運転方法にある。すなわち、この運転方法は、所定全樹脂床深さD1を有する陽イオン交換樹脂床5に対し、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を下降流で通過させて処理水を得る軟水化プロセスと、樹脂床の上端部および下端部の両側から再生剤または原水を分配しながら樹脂床の略中央部で収集するスプリット・フロー再生プロセスとを含み、再生プロセスは、(a)樹脂床に対し、所定再生レベルRの塩化ナトリウム水溶液または塩化カリウム水溶液を所定再生剤濃度Cかつ所定再生線速度V1で通過させる再生剤通過モードと、(b)再生剤通過モードに引き続き、下部樹脂床に対し、所定押出量Nの原水を所定押出線速度V2で通過させる原水押出モードとを少なくとも含み、(c)所定水温での再生プロセス後の軟水化プロセスにおける処理水のリーク硬度yが、下部樹脂床深さd2,電気伝導率k,全硬度h,再生レベルr,押出線速度v2および押出量nに関係することを利用して、所定電気伝導率Kかつ所定全硬度Hの原水を用いる場合の所定押出線速度V2および所定押出量Nを以下のステップ(1)〜(3)により設定する。
(1)所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,再生プロセス後の軟水化プロセスにおける所望硬度除去容量Xおよび処理水の許容リーク硬度Yを含む諸条件を与える。
(2)硬度除去容量xが再生レベルrおよび再生線速度v1に関係することを利用して、所望硬度除去容量X以上となる所定再生線速度V1を設定する。
(3)処理水のリーク硬度yが許容リーク硬度Y以下となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定する。In the operation method of the
(1) Predetermined lower resin bed depth D2, predetermined electrical conductivity K, predetermined total hardness H, predetermined regeneration level R, predetermined regenerant concentration C, desired hardness removal capacity X in the water softening process after the regeneration process, and treated water Various conditions including the allowable leak hardness Y are given.
(2) Using the fact that the hardness removal capacity x is related to the reproduction level r and the reproduction linear velocity v1, a predetermined reproduction linear velocity V1 that is equal to or higher than the desired hardness removal capacitance X is set.
(3) A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N at which the leakage hardness y of the treated water is equal to or less than the allowable leakage hardness Y are set.
そして、リーク硬度yは、式1で示される。許容リーク硬度Yをボイラ装置で好ましい1mgCaCO3/Lに設定し、押出線速度v2を再生線速度v1で近似すると、許容リーク硬度Yを実現する押出量nは、再生線速度v1の関数として式4で表現される。この式4では、Y=1mgCaCO3/Lとする。なお、式1〜式4の定数は、実験結果に基づき式1を作成する際に求めることができる。The leak hardness y is expressed by
以下、本発明の適用例を示す。所定下部樹脂床深さD2=750mm,所定電気伝導率K=1500μS/cm,所定全硬度H=500mgCaCO3/L,所定再生レベルR=120g・NaCl/L−Rおよび原水の温度T=18℃の条件にて、所定再生線速度V1を適正範囲の0.7〜2m/sの間で変化させ、かつ所定押出量Nを適正範囲の0.4〜2.5BVの間で変化させて、式1によりリーク硬度yを求めた。また、硬度除去容量xは、式8により求めた。その結果を適用例SP11〜SP14(N=2.5BV),適用例SP21〜SP24(N=2.25BV),適用例SP31〜SP34(N=1.5BV)および適用例SP41〜SP44(N=0.4BV)として、それぞれ図9〜図12に示す。なお、陽イオン交換樹脂は、ローム・アンド・ハース社製「IMAC HP1220Na」に設定している。各適用例の結果は、軟水化装置1を用いた実測値とほぼ合致することを確認している。すなわち、図9〜図12のデータは、実験結果ということもできる。Hereinafter, application examples of the present invention will be described. Predetermined lower resin bed depth D2 = 750 mm, predetermined electrical conductivity K = 1500 μS / cm, predetermined total hardness H = 500 mgCaCO 3 / L, predetermined regeneration level R = 120 g · NaCl / LR and raw water temperature T = 18 ° C. Under the conditions, the predetermined regeneration linear velocity V1 is changed between 0.7 to 2 m / s of the appropriate range, and the predetermined extrusion amount N is changed between 0.4 to 2.5 BV of the appropriate range, The leak hardness y was obtained from
許容リーク硬度Y=1mgCaCO3/L以下の処理水を生成する適用例は、図12に示すSP41〜SP44である。また、許容リーク硬度Yに近い純度の処理水を生成する適用例は、図11に示すSP33およびSP34である。適用例SP41〜SP44のように、所定再生線速度V1および所定押出量Nを設定することで、本発明の目的を達成することができる。すなわち、許容リーク硬度Y以下の純度の処理水を確保し、かつ他の再生方式の軟水化装置と同等の採水量を確保することにより、高い経済性を実現することができる。なお、逆浸透膜装置等、処理水の用途によっては許容リーク硬度Yを3mgCaCO3/L程度に設定してもよく、その場合は、図9〜図12に示す全ての適用例において、本発明の目的を達成することができる。また、いうまでもないが、適用例SP11〜SP44は、所定再生線速度V10および所定押出量N以外のパラメータの諸条件を硬度リークレベルが増加しやすい側に設定している。このため、諸条件を硬度リークレベルがより減少する側に設定すれば、0.1mgCaCO3/L以下のリーク硬度yを容易に達成することができる。Application examples for generating treated water having an allowable leak hardness of Y = 1 mgCaCO 3 / L or less are SP41 to SP44 shown in FIG. Moreover, the application example which produces | generates the treated water of the purity close | similar to the allowable leak hardness Y is SP33 and SP34 shown in FIG. As in the application examples SP41 to SP44, by setting the predetermined regeneration linear velocity V1 and the predetermined extrusion amount N, the object of the present invention can be achieved. That is, it is possible to achieve high economic efficiency by securing treated water having a purity equal to or lower than the allowable leak hardness Y and securing the amount of water sampled equivalent to that of other water softening devices of the regeneration method. Note that the allowable leak hardness Y may be set to about 3 mg CaCO 3 / L depending on the use of the treated water, such as a reverse osmosis membrane device. In that case, the present invention is applied to all the application examples shown in FIGS. Can achieve the purpose. Needless to say, in the application examples SP11 to SP44, various conditions of parameters other than the predetermined regeneration linear velocity V10 and the predetermined extrusion amount N are set on the side where the hardness leak level is likely to increase. For this reason, if various conditions are set to the side where the hardness leak level is further reduced, a leak hardness y of 0.1 mgCaCO 3 / L or less can be easily achieved.
以上のように、本実施例の運転方法によれば、所定電気伝導率Kが1500μS/cmかつ所定全硬度Hが500mgCaCO3/Lの劣悪な原水を用いても、許容リーク硬度Yが1mgCaCO3/L以下の純度、またはこの純度に近い純度の処理水を容易に生成することができる。また、所定再生線速度V1を0.7〜2m/sの範囲とすることで、再生剤の偏流やショートパスに起因する再生不良を防止できるとともに、並流再生式の軟水化装置と同等の硬度除去容量を確保することができる。また、式1〜式4を用いることにより、スプリット・フロー再生プロセスの設計を容易に行うことができる。As described above, according to the operation method of the present embodiment, even if poor raw water having a predetermined electric conductivity K of 1500 μS / cm and a predetermined total hardness H of 500 mgCaCO 3 / L is used, the allowable leak hardness Y is 1 mgCaCO 3. Treated water having a purity of / L or less or a purity close to this purity can be easily produced. Further, by setting the predetermined regeneration linear velocity V1 in the range of 0.7 to 2 m / s, it is possible to prevent regeneration failure due to regenerant drift and short path, and equivalent to a cocurrent regeneration type water softening device. Hardness removal capacity can be ensured. In addition, by using
図13に示すように、軟水化装置1は、必要に応じて処理水タンク51を介して、ボイラ装置50と接続して使用することができる。この場合、軟水化装置1は、所望硬度除去容量X=30〜60gCaCO3/L−Rかつ許容リーク硬度Y=1mgCaCO3/L以下に調整し、軟水化プロセスで得られる処理水をボイラ装置50に供給する。ボイラ装置50は、その缶体構造により許容リーク硬度Yが異なる。そのため、軟水化装置1は、許容リーク硬度Yに応じて、所定押出量Nを変化させるように構成することが望ましい。As shown in FIG. 13, the
図14に示すように、軟水化装置1は、必要に応じて処理水タンク51を介して、逆浸透膜装置52と接続して使用することができる。この場合、軟水化装置1は、所望硬度除去容量X=30〜60gCaCO3/L−Rかつ許容リーク硬度Y=1mgCaCO3/L以下に調整し、軟水化プロセスで得られる処理水を逆浸透膜装置52に供給する。As shown in FIG. 14, the
上記の実施例は、種々変更可能である。例えば、実施例では、予め所定押出量Nを求めておき、制御器1Cのタイマ機能により原水押出モードを終了しているが、所定押出量Nに関係する任意のパラメータを検出し、所定押出量Nを調整するように構成することができる。また、第4バルブ27を制御し、原水押出モード終了前に、下部樹脂床5Aのみ押出を終了させるように構成することができる。この場合、硬度成分による下部樹脂床5Aの汚染量を最小限に抑えることができる。
Various modifications can be made to the embodiment described above. For example, in the embodiment, the predetermined extrusion amount N is obtained in advance, and the raw water extrusion mode is terminated by the timer function of the
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上記の実施形態もしくは実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. For this reason, the above-described embodiments or examples are merely examples in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is not restricted to the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
Claims (9)
(1)所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,再生プロセス後の軟水化プロセスにおける所望硬度除去容量Xおよび処理水の許容リーク硬度Yを含む諸条件を与える。
(2)硬度除去容量xが再生レベルrおよび再生線速度v1に関係することを利用して、所望硬度除去容量X以上となる所定再生線速度V1を設定する。
(3)処理水のリーク硬度yが許容リーク硬度Y以下となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定する。A water softening process for obtaining treated water by passing raw water having a predetermined electrical conductivity K and a predetermined total hardness H in a downward flow with respect to the cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed depth D1, and an upper end of the resin bed And a split flow regeneration process in which a regenerant or raw water is distributed from both sides of the lower end portion and collected at a substantially central portion of the resin bed, and the regeneration process includes (a) chlorination at a predetermined regeneration level R with respect to the resin bed. A regenerant passing mode in which an aqueous solution of sodium or potassium chloride is passed at a predetermined regenerant concentration C and a predetermined regeneration linear velocity V1, and (b) following the regenerant passing mode, raw water of a predetermined extrusion amount N is supplied to the lower resin bed. And (c) the leakage hardness y of the treated water in the water softening process after the regeneration process at a predetermined water temperature is lower than the raw water extrusion mode. When raw water having a predetermined electrical conductivity K and a predetermined total hardness H is used by utilizing the relation to the floor depth d2, the electrical conductivity k, the total hardness h, the regeneration level r, the extrusion linear velocity v2 and the extrusion amount n. The method of operating the water softening device, wherein the predetermined extrusion linear velocity V2 and the predetermined extrusion amount N are set by the following steps (1) to (3).
(1) Predetermined lower resin bed depth D2, predetermined electrical conductivity K, predetermined total hardness H, predetermined regeneration level R, predetermined regenerant concentration C, desired hardness removal capacity X in the water softening process after the regeneration process, and treated water Various conditions including the allowable leak hardness Y are given.
(2) Using the fact that the hardness removal capacity x is related to the reproduction level r and the reproduction linear velocity v1, a predetermined reproduction linear velocity V1 that is equal to or higher than the desired hardness removal capacitance X is set.
(3) A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N at which the leakage hardness y of the treated water is equal to or less than the allowable leakage hardness Y are set.
(1)所定下部樹脂床深さD2,所定電気伝導率K,所定全硬度H,所定再生レベルR,所定再生剤濃度C,再生プロセス後の軟水化プロセスにおける所望硬度除去容量Xおよび処理水の許容リーク硬度Yを含む諸条件を与える。
(2)硬度除去容量xが再生レベルrおよび再生線速度v1に関係することを利用して、所望硬度除去容量Xとなる所定再生線速度V1を設定する。
(3)処理水のリーク硬度yが許容リーク硬度Y以下となる所定押出線速度V2および所定押出量Nを設定する。A water softening process for obtaining treated water by passing raw water having a predetermined electrical conductivity K and a predetermined total hardness H in a downward flow with respect to the cation exchange resin bed having a predetermined total resin bed depth D1, and an upper end of the resin bed And a split flow regeneration process that collects the regenerant or raw water from both sides of the lower end portion and collects at a substantially central portion of the resin bed, and the controller includes (a) a resin bed in the regeneration process. On the other hand, a regenerant passing mode in which a sodium chloride aqueous solution or a potassium chloride aqueous solution having a predetermined regeneration level R is passed at a predetermined regenerant concentration C and a predetermined regeneration linear velocity V1, and (b) following the regenerant passing mode, On the other hand, at least a raw water extrusion mode for passing raw water of a predetermined extrusion amount N at a predetermined extrusion linear velocity V2, and (c) a water softening process after a regeneration process at a predetermined water temperature By utilizing the fact that the leakage hardness y of the treated water is related to the lower resin bed depth d2, the electrical conductivity k, the total hardness h, the regeneration level r, the extrusion linear velocity v2, and the extrusion amount n, the predetermined electrical conductivity K In addition, the water softening device in which the predetermined extrusion linear velocity V2 and the predetermined extrusion amount N when using raw water having a predetermined total hardness H are set in advance by the following steps (1) to (3).
(1) Predetermined lower resin bed depth D2, predetermined electrical conductivity K, predetermined total hardness H, predetermined regeneration level R, predetermined regenerant concentration C, desired hardness removal capacity X in the water softening process after the regeneration process, and treated water Various conditions including the allowable leak hardness Y are given.
(2) Using the fact that the hardness removal capacity x is related to the reproduction level r and the reproduction linear velocity v1, a predetermined reproduction linear velocity V1 that sets the desired hardness removal capacitance X is set.
(3) A predetermined extrusion linear velocity V2 and a predetermined extrusion amount N at which the leakage hardness y of the treated water is equal to or less than the allowable leakage hardness Y are set.
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