JP5375842B2 - Ion exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、硬水軟化装置等のイオン交換装置に関する。 The present invention relates to an ion exchange device such as a water softening device.
従来より、水道水や地下水等の原水に含まれる硬度成分(カルシウムイオン及びマグネシウムイオン)や硝酸性窒素(硝酸イオン及び亜硝酸イオン)等をイオン交換樹脂により吸着して除去するイオン交換装置が知られている。これらのイオン交換装置のうち、陽イオン交換樹脂を使用して原水中の硬度成分をナトリウムイオンやカリウムイオンへ置換するものは、通常、硬水軟化装置と呼ばれる。一方、イオン交換装置のうち、陰イオン交換樹脂を使用して原水中の硝酸性窒素を塩化物イオンへ置換するものは、通常、硝酸性窒素除去装置と呼ばれる。 Conventionally, ion exchange devices that adsorb and remove hardness components (calcium ions and magnesium ions), nitrate nitrogen (nitrate ions and nitrite ions), etc. contained in raw water such as tap water and groundwater by ion exchange resins are known. It has been. Among these ion exchange devices, those that use a cation exchange resin to replace the hardness component in raw water with sodium ions or potassium ions are usually called hard water softening devices. On the other hand, an ion exchange device that uses anion exchange resin to replace nitrate nitrogen in raw water with chloride ions is usually called a nitrate nitrogen removal device.
硬水軟化装置において、イオン交換樹脂床は、所定の採水量に達すると、イオン交換基が硬度成分でほぼ飽和状態になり、イオン交換能力を失う状態、すなわち破過状態になる。そこで、硬水軟化装置では、イオン交換樹脂床が破過状態になる前に、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクへ再生液として塩水を供給してイオン交換能力を回復させる再生プロセス及び押出プロセスが行われている。 In the water softening device, when the ion exchange resin bed reaches a predetermined amount of water sampling, the ion exchange groups are almost saturated with the hardness component, and the ion exchange capacity is lost, that is, a breakthrough state. Therefore, in the water softening device, before the ion exchange resin bed is in a breakthrough state, a regeneration process and an extrusion process for supplying salt water as a regeneration liquid to the pressure tank in which the ion exchange resin bed is accommodated to restore the ion exchange capacity. Has been done.
硬水軟化装置においては、塩水タンクに貯留された塩水を圧力タンクへ供給すると共に、供給された塩水を圧力タンクから系外へ排出させるための駆動力を得る構成として、水頭圧差を利用した構成がある。水頭圧差を利用した構成を有する硬水軟化装置としては、例えば、圧力タンクよりも上方に原水タンク及び塩水タンクを配置し、再生プロセス時には塩水タンクから塩水を圧力タンク内へ下降流として流入させ、また押出プロセス時には原水タンクから原水を圧力タンク内へ下降流として流入させる硬水軟化装置が知られている(特許文献1参照)。 In the hard water softening device, a configuration using the head pressure difference is provided as a configuration for supplying the salt water stored in the salt water tank to the pressure tank and obtaining a driving force for discharging the supplied salt water out of the system from the pressure tank. is there. For example, a water softening device having a configuration using a head pressure difference may include a raw water tank and a salt water tank above the pressure tank, and allow salt water to flow from the salt water tank into the pressure tank as a downward flow during the regeneration process. A hard water softening device is known in which raw water flows from a raw water tank into a pressure tank as a downward flow during an extrusion process (see Patent Document 1).
再生液の供給及び排出に水頭圧差を利用する構成においては、イオン交換樹脂床の再生率を安定化させるために、再生プロセス及び押出プロセスを通じて、水頭圧差の変動及び通液抵抗の変動を最小限に抑制することが肝要となる。なぜなら、イオン交換樹脂床の再生率が不安定であると、所期の採水量と水質を恒常的に確保できなくなるからである。水頭圧差の変動は、主として装置の構造設計や施工状態に起因する一方で、通液抵抗の変動は、主としてイオン交換樹脂ビーズの物理化学的性質に起因する。しかしながら、従来の構成のイオン交換装置では、これら二つの要因について十分な注意が払われておらず、イオン交換樹脂床の再生率が不安定になりやすかった。 In the configuration using the head pressure difference for supplying and discharging the regenerated liquid, the fluctuation of the water head pressure difference and the flow resistance are minimized through the regeneration process and the extrusion process in order to stabilize the regeneration rate of the ion exchange resin bed. It is important to suppress it. This is because if the regeneration rate of the ion exchange resin bed is unstable, it is impossible to constantly ensure the desired amount of collected water and water quality. The fluctuation of the water head pressure difference is mainly caused by the structural design and construction state of the apparatus, while the fluctuation of the liquid flow resistance is mainly caused by the physicochemical properties of the ion exchange resin beads. However, in the conventional ion exchange apparatus, sufficient attention has not been paid to these two factors, and the regeneration rate of the ion exchange resin bed tends to be unstable.
従って、本発明は、再生プロセス及び押出プロセスの実行中に、水頭圧差及び通液抵抗の変動を同時に抑制することができるイオン交換装置を提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ion exchange device that can simultaneously suppress the hydraulic head pressure difference and the fluctuation of the flow resistance during the regeneration process and the extrusion process.
本発明は、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、前記イオン交換樹脂床を再生する再生液及び/又は水が貯留される液タンクと、前記圧力タンクと前記液タンクとを接続する液供給ラインと、前記液タンクにおける液面を所定範囲に制御する液面制御手段と、接続端部及び大気に開放された開放末端部を有する排水ラインであって、前記接続端部において前記圧力タンクに接続され、前記液タンクから前記圧力タンクへ供給された再生液及び/又は水を前記開放末端部から排水として排出する排水ラインと、を備え、前記液タンクにおける液面と前記排水ラインにおける前記開放末端部との高さ関係が、前記液タンクにおける液面 > 前記開放末端部の関係になるように設定されており、前記液タンクにおける液面と前記排水ラインにおける前記開放末端部との間の水頭圧差により、前記液タンクから前記圧力タンクへ再生液及び/又は水を供給すると共に、再生液及び/又は水を前記圧力タンクから前記排水ラインへ排出するように構成され、前記イオン交換樹脂床は、架橋度が10〜12%のイオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換装置に関する。 The present invention relates to a pressure tank in which an ion exchange resin bed is accommodated, a regenerative liquid for regenerating the ion exchange resin bed and / or a liquid tank in which water is stored, and a liquid that connects the pressure tank and the liquid tank. A drainage line having a supply line, a liquid level control means for controlling the liquid level in the liquid tank to a predetermined range, and a connection end and an open end opened to the atmosphere, wherein the pressure tank at the connection end A drain line for discharging the regenerated liquid and / or water supplied from the liquid tank to the pressure tank as drainage from the open end, and the liquid level in the liquid tank and the drain line The height relationship with the open end portion is set so that the liquid level in the liquid tank> the open end portion, and the liquid level in the liquid tank and the drain line The regenerative liquid and / or water is supplied from the liquid tank to the pressure tank, and the regenerative liquid and / or water is discharged from the pressure tank to the drain line due to a water head pressure difference between the open end and the open end. The ion exchange resin bed is related to an ion exchange apparatus comprising ion exchange resin beads having a degree of crosslinking of 10 to 12%.
また、前記イオン交換装置の前記イオン交換樹脂ビーズの粒径の均一係数は、1.2以下であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the uniformity coefficient of the particle size of the ion exchange resin beads of the ion exchange device is 1.2 or less.
また、前記イオン交換装置は、前記イオン交換樹脂床の頂部に設けられる頂部配液部と、前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部配液部と、前記イオン交換樹脂床の頂部に設けられる頂部集液部と、前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部集液部と、原水を前記底部配液部へ配液しながら、前記頂部集液部で集液することにより原水の上昇流を生成して、処理水を製造する水処理プロセスの水の流れ;及び、再生液を前記頂部配液部へ配液しながら、前記底部集液部で集液することにより再生液の下降流を生成して、前記イオン交換樹脂床を再生させる再生プロセスの再生液の流れを切り換え可能なバルブ手段と、前記水処理プロセス及び前記再生プロセスを順に切り換えるように、前記バルブ手段を制御するバルブ制御手段と、を更に備えることが好ましい。 The ion exchange device is provided at a top liquid distribution part provided at a top part of the ion exchange resin bed, a bottom liquid distribution part provided at a bottom part of the ion exchange resin bed, and a top part of the ion exchange resin bed. Ascending flow of raw water by collecting at the top liquid collection part, while collecting the top liquid collection part, the bottom liquid collection part provided at the bottom of the ion exchange resin bed, and the raw water to the bottom liquid distribution part The flow of water in a water treatment process to produce treated water; and the downward flow of the regenerated liquid by collecting the regenerated liquid at the bottom liquid collecting section while distributing the regenerated liquid to the top liquid distributing section. And a valve control for controlling the valve means to sequentially switch the water treatment process and the regeneration process. Means and Preferably further comprises a.
また、前記イオン交換装置は、前記イオン交換樹脂床の頂部に設けられる頂部配液部と、前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部配液部と、前記イオン交換樹脂床の頂部に設けられる頂部集液部と、前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部集液部と、原水を前記頂部配液部へ配液しながら、前記底部集液部で集液することにより原水の下降流を生成して、処理水を製造する水処理プロセスの水の流れ;及び、再生液を前記底部配液部へ配液しながら、前記頂部集液部で集液することにより再生液の上昇流を生成して、前記イオン交換樹脂床を再生させる再生プロセスの再生液の流れを切り換え可能なバルブ手段と、前記水処理プロセス及び前記再生プロセスを順に切り換えるように、前記バルブ手段を制御するバルブ制御手段と、を更に備えることが好ましい。 The ion exchange device is provided at a top liquid distribution part provided at a top part of the ion exchange resin bed, a bottom liquid distribution part provided at a bottom part of the ion exchange resin bed, and a top part of the ion exchange resin bed. Downstream flow of raw water by collecting at the bottom collecting part while collecting the top collecting part, the bottom collecting part provided at the bottom of the ion exchange resin bed, and the raw water to the top collecting part The flow of the water in the water treatment process to produce the treated water; and ascending flow of the regenerated liquid by collecting the regenerated liquid at the top liquid collecting part while distributing the regenerated liquid to the bottom liquid distributing part And a valve control for controlling the valve means to sequentially switch the water treatment process and the regeneration process. Means and Preferably further comprises a.
本発明によれば、再生プロセス及び押出プロセスの実行中に、水頭圧差及び通液抵抗の変動を同時に抑制することができるイオン交換装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ion exchange apparatus which can suppress simultaneously the fluctuation | variation of a hydraulic head pressure difference and liquid flow resistance during execution of a regeneration process and an extrusion process can be provided.
<第1実施形態>
以下、本発明のイオン交換装置の第1実施形態としての硬水軟化装置1について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のイオン交換装置の第1実施形態としての硬水軟化装置1の全体構成図である。図2は、第1実施形態のプロセス制御バルブ3により実行されるプロセスを示すフローチャートである。図3は、第1実施形態の各プロセスにおけるプロセス制御バルブ3の開閉状態を示す説明図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, a water softening apparatus 1 as a first embodiment of an ion exchange apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water softening device 1 as a first embodiment of an ion exchange device of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a process executed by the process control valve 3 of the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an open / close state of the process control valve 3 in each process of the first embodiment.
第1実施形態の硬水軟化装置1は、水道水、地下水、工業用水等の原水中に含まれる硬度成分をナトリウムイオン(又はカリウムイオン)へ置換して軟水を生成する。硬水軟化装置1は、軟水を各種の用水として需要箇所へ供給する目的で使用される。硬水軟化装置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等に接続される。 The water softening device 1 of the first embodiment generates soft water by replacing hardness components contained in raw water such as tap water, ground water, and industrial water with sodium ions (or potassium ions). The hard water softening device 1 is used for the purpose of supplying soft water as various types of water to demand points. The water softening device 1 is connected to residential buildings such as houses and condominiums, customer-collecting facilities such as hotels and public baths, refrigeration equipment such as boilers and cooling towers, and water-using equipment such as food processing devices and cleaning devices.
また、本実施形態の硬水軟化装置1は、原水W1をイオン交換樹脂床211(後述)で軟水化して得られた処理水(軟水)W2を浴室等の需要箇所(不図示)に供給する水処理プロセスST1と、排水ラインL5の内部に滞留しているエアを排出する(エア抜きする)呼び水プロセスST2と、塩水W4を供給してイオン交換樹脂床211を再生させる再生プロセスST3と、イオン交換樹脂床211に供給された塩水W4を押し出す押出プロセスST4と、イオン交換樹脂床211に残留した塩水W4を洗浄するリンス・プロセスST5と、を実行可能な構成を備える。
Moreover, the water softening apparatus 1 of this embodiment is the water which supplies the treated water (soft water) W2 obtained by softening the raw water W1 with the ion exchange resin bed 211 (after-mentioned) to demand places (not shown), such as a bathroom. Treatment process ST1, priming process ST2 for discharging (extracting air) the air remaining in the drain line L5, regeneration process ST3 for supplying salt water W4 to regenerate the ion
まず、図1を参照して、本実施形態の硬水軟化装置1の全体構成について説明する。以下の説明において「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。 First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the water softening apparatus 1 of this embodiment is demonstrated. In the following description, “line” is a general term for a flow path, a path, a pipeline, and the like.
図1に示すように、本実施形態の硬水軟化装置1は、圧力タンク2と、バルブ手段としてのプロセス制御バルブ3と、液タンクとしての塩水タンク4と、バルブ制御手段としての制御部5と、液タンクとしての原水タンク6と、を備える。
As shown in FIG. 1, the water softening apparatus 1 of this embodiment includes a
圧力タンク2は、圧力タンク本体21を主体として構成される。圧力タンク本体21は、上部に開口部を有する有底の筒状体であり、開口部を蓋部材で密閉している。圧力タンク本体21の内部には、陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床211、及び濾過砂利からなる支持床212が収容されている。
The
イオン交換樹脂床211は、原水W1を軟水化する処理材として機能する。イオン交換樹脂床211は、圧力タンク本体21の内部において、支持床212の上部に積層されている。
The ion
本実施形態におけるイオン交換樹脂床211は、架橋度が10〜12%の陽イオン交換樹脂ビーズ、より好ましくは、架橋度が10〜12%且つ粒径の均一係数が1.2以下の陽イオン交換樹脂ビーズにより構成される。なお、陽イオン交換樹脂ビーズは、ナトリウム型の調和平均径が0.5〜0.8mmであることが望ましく、カルシウム型からナトリウム型に変化したときの体積変化率が10%以下であることがより望ましい。
The ion
架橋度が10〜12%の条件を満たす陽イオン交換樹脂ビーズとしては、例えば、三菱化学社製:製品名「DIAION SK110」,「DIAION SK112」、ダウ・ケミカル社製:製品名「AMBERLITE IR122」,「AMBERLITE IR124」、ピュロライト社製:製品名「PUROLITE C100x10」,「PUROLITE C100x12」等が挙げられる。 Examples of the cation exchange resin beads satisfying a degree of cross-linking of 10 to 12% include, for example, products manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: product names “DIAION SK110” and “DIAION SK112”, and products manufactured by Dow Chemical Co .: product name “AMBERLITE IR122”. , “AMBERLITE IR124”, manufactured by Purolite: product names “PUROLITE C100x10”, “PUROLITE C100x12”, and the like.
また、架橋度が10〜12%且つ粒径の均一係数が1.2以下の条件を満たす陽イオン交換樹脂ビーズとしては、例えば、三菱化学社製:製品名「DIAION UBK10」,「DIAION UBK12」、ダウ・ケミカル社製:製品名「IMAC HP1220」,「AMBERJET 1220」、ピュロライト社製:製品名「PUROFINE PFC100x10」等が挙げられる。 Examples of the cation exchange resin beads satisfying the condition that the degree of cross-linking is 10 to 12% and the particle size uniformity coefficient is 1.2 or less are, for example, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: Product names “DIAION UBK10” and “DIAION UBK12”. Manufactured by Dow Chemical Co., Ltd .: product names “IMAC HP1220” and “AMBERJET 1220”, manufactured by Purolite: product name “PUROFINE PFC100 × 10”, and the like.
支持床212は、イオン交換樹脂床211に対する流体の整流部材として機能する。支持床212は、圧力タンク本体21の底部側に収容されている。
圧力タンク2の詳細については後述する。
The
Details of the
プロセス制御バルブ3は、少なくとも、原水W1を圧力タンク2の底部スクリーン(底部配液部)242へ配液しながら、頂部スクリーン(頂部集液部)241で集液することにより原水W1の上昇流を生成して、処理水である軟水W2を製造する水処理プロセスST1の水(原水W1、軟水W2)の流れ;及び、再生液である塩水W4を頂部スクリーン(頂部配液部)241へ配液しながら、底部スクリーン(底部集液部)242で集液することにより塩水W4の下降流を生成して、イオン交換樹脂床211を再生させる再生プロセスST3の塩水W4の流れを切り換え可能なバルブである。プロセス制御バルブ3の詳細については後述する。
The process control valve 3 collects at the top screen (top liquid collection part) 241 while collecting at least the raw water W1 to the bottom screen (bottom liquid distribution part) 242 of the
塩水タンク4は、イオン交換樹脂床211を再生する再生液としての塩水W4を貯留する液タンクである。塩水W4は、陽イオン交換樹脂ビーズを用いる硬水軟化装置においては、塩化ナトリウム、塩化カリウムの各水溶液等を利用することができる。
The salt water tank 4 is a liquid tank that stores salt water W4 as a regenerating liquid for regenerating the ion
塩水タンク4は、圧力タンク2よりも重力方向における上方に配置されている。塩水タンク4は、重力方向と直交する方向に、原水タンク6と略並列な位置に配置されている。塩水タンク4の液面(後述するタンク領域41の液面)と、排水ラインL5の開放末端部(後述)との高さ関係は、塩水タンク4の液面 > 排水ラインL5の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、本実施形態の硬水軟化装置1は、塩水タンク4における液面と排水ラインL5の開放末端部との間の水頭圧差により、塩水タンク4から圧力タンク2へ塩水W4が流下するように構成されている。塩水タンク4の詳細については後述する。
The salt water tank 4 is disposed above the
制御部5は、CPU及びメモリ含むマイクロプロセッサ(不図示)により構成される。制御部5は、フロースイッチ321(後述)から入力された検出信号等に基づいて、プロセス制御バルブ3の動作を制御する。メモリには、本実施形態の硬水軟化装置1の運転を実施する制御プログラムが予め記憶されている。この制御プログラムは、例えば、硬水軟化装置1における水処理プロセスST1の流路と再生プロセスST3の流路とを切り換えるように、プロセス制御バルブ3を制御するプログラムである。CPUは、制御プログラムに従って、水処理プロセスST1〜リンス・プロセスST5を順に切り換えるように、プロセス制御バルブ3を制御する。
The
原水タンク6は、原水ラインL1から第1補水ラインL7を経て供給された原水W1を貯留する液タンクである。原水W1としては、水道水、地下水、工業用水等を利用することができる。
The
原水タンク6は、圧力タンク2よりも重力方向における上方に配置されている。原水タンク6の液面と、排水ラインL5の開放末端部との高さ関係は、原水タンク6の液面 > 排水ラインL5の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、本実施形態の硬水軟化装置1は、原水タンク6における液面と排水ラインL5の開放末端部との間の水頭圧差により、原水タンク6から圧力タンク2へ原水W1が流下するように構成されている。原水タンク6の詳細については後述する。
The
次に、上述した圧力タンク2、プロセス制御バルブ3、塩水タンク4、及び原水タンク6の構成について詳細に説明する。
Next, the structure of the
圧力タンク2において、圧力タンク本体21の底部には、原水ラインL1の他方の端部が配置されている。圧力タンク本体21内に配置される原水ラインL1は、合成樹脂製パイプ等を用いた集配液管231となっており、この集配液管231がイオン交換樹脂床211を貫通して支持床212の下部に到達するように設けられている。
In the
水処理プロセスST1において、原水ラインL1を流通する原水W1は、圧力タンク本体21の底部から圧力タンク2の内部に供給される。一方、圧力タンク本体21の頂部には、軟水ラインL2の一方の端部が配置されている。すなわち、水処理プロセスST1において、圧力タンク2の内部でイオン交換樹脂床211により処理されて得られた軟水W2は、圧力タンク2の上部から軟水ラインL2を流通する。
In the water treatment process ST <b> 1, raw water W <b> 1 that flows through the raw water line L <b> 1 is supplied from the bottom of the
圧力タンク2に配置された、原水ラインL1(集配液管231)の他方の端部には、樹脂ビーズの流出を防止する底部スクリーン242が設けられている。底部スクリーン242は、樹脂ビーズよりも小さな多数の開孔を有する(後述する頂部スクリーン241も同様)。底部スクリーン242は、原水ラインL1の他方の端部と連通する。底部スクリーン242による配液位置及び集液位置は、支持床212の下部に設定される。底部スクリーン242は、水処理プロセスST1において、イオン交換樹脂床211の底部から原水W1を配液する底部配液部、及び再生プロセスST3において、イオン交換樹脂床211の底部から塩水W4を集液する底部集液部として機能する。
At the other end of the raw water line L1 (collection liquid distribution pipe 231) disposed in the
また、圧力タンク2に配置された、軟水ラインL2の一方の端部には、樹脂ビーズの流出を防止する頂部スクリーン241が設けられている。頂部スクリーン241は、軟水ラインL2の一方の端部と連通する。頂部スクリーン241による配液位置及び集液位置は、イオン交換樹脂床211の頂部付近に設定される。頂部スクリーン241は、再生プロセスST3において、イオン交換樹脂床211の頂部から塩水W4を配液する頂部配液部、及び水処理プロセスST1において、イオン交換樹脂床211の頂部から原水W1を集液する頂部集液部として機能する。
A
プロセス制御バルブ3は、その内部に、各種のライン、弁等を備える。具体的には、プロセス制御バルブ3は、ラインとして、原水ラインL1と、軟水ラインL2と、希釈水ラインL3と、塩水ラインL4と、排水ラインL5と、バイパスラインL6と、を備える。後述するように、原水ラインL1の一部は、排水ラインL5としても機能する。軟水ラインL2の一部は、塩水ラインL4としても機能する。 The process control valve 3 includes various lines and valves therein. Specifically, the process control valve 3 includes a raw water line L1, a soft water line L2, a dilution water line L3, a salt water line L4, a drainage line L5, and a bypass line L6 as lines. As will be described later, a part of the raw water line L1 also functions as the drainage line L5. A part of the soft water line L2 also functions as the salt water line L4.
また、プロセス制御バルブ3は、弁として、原水通水弁311と、バイパス弁312と、軟水通水弁313と、塩水弁314と、再生排水弁315と、を備える。また、プロセス制御バルブ3は、フロースイッチ321を備える。
In addition, the process control valve 3 includes a raw
本実施形態の硬水軟化装置1は、プロセス制御バルブ3の外部に、各種のライン等を備える。
具体的には、原水ラインL1は、プロセス制御バルブ3の外部(原水供給源)から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。軟水ラインL2は、プロセス制御バルブ3の外部(圧力タンク2)から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。希釈水ラインL3は、プロセス制御バルブ3の外部(原水タンク6)から内部に導入されるように延びている。塩水ラインL4は、プロセス制御バルブ3の外部(塩水タンク4)から内部に導入され、再度外部(圧力タンク2)へ向けて延びている。排水ラインL5は、プロセス制御バルブ3の外部(圧力タンク2)から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。第1補水ラインL7は、原水ラインL1の接続部J11(後述)と原水タンク6に設けられた第1フロート弁74(後述)とを接続する。第2補水ラインL8は、原水ラインL1の接続部J14(後述)と塩水タンク4内に配置された第2フロート弁75(後述)とを接続する。
The water softening device 1 of the present embodiment includes various lines and the like outside the process control valve 3.
Specifically, the raw water line L1 is introduced from the outside (raw water supply source) of the process control valve 3 to the inside and extends again to the outside. The soft water line L2 is introduced into the inside from the outside (pressure tank 2) of the process control valve 3, and extends toward the outside again. The dilution water line L3 extends so as to be introduced from the outside (raw water tank 6) of the process control valve 3 into the inside. The salt water line L4 is introduced from the outside (salt water tank 4) to the inside of the process control valve 3, and extends toward the outside (pressure tank 2) again. The drain line L5 is introduced into the inside from the outside (pressure tank 2) of the process control valve 3, and extends toward the outside again. The 1st water replenishment line L7 connects the connection part J11 (after-mentioned) of the raw | natural water line L1 and the 1st float valve 74 (after-mentioned) provided in the raw |
原水ラインL1は、上流側において、外部の原水供給源(不図示)に接続され、下流側において、圧力タンク2の底部と連通している。原水ラインL1は、原水W1を圧力タンク本体21及び原水タンク6に供給する供給路を構成する。原水ラインL1には、原水供給源から原水W1が圧送される(例えば、原水W1が水道水であれば、水道圧により圧送される)。原水ラインL1には、原水供給源から圧力タンク2に向けて順に、接続部J11、減圧弁73、フロースイッチ321、接続部J12、原水通水弁311、接続部J13、及び接続部J14が設けられている。
The raw water line L1 is connected to an external raw water supply source (not shown) on the upstream side, and communicates with the bottom of the
原水ラインL1の接続部J11には、第1補水ラインL7の上流側が接続されている。原水ラインL1の接続部J12には、バイパスラインL6の上流側の端部が接続されている。原水ラインL1の接続部J13には、排水ラインL5の上流側の端部が接続されている。後述するように、原水ラインL1において、接続部J13よりも下流側は、排水ラインL5としても機能する。原水ラインL1の接続部J14には、第2補水ラインL8の上流側の端部が接続されている。 The upstream side of the first supplementary water line L7 is connected to the connection portion J11 of the raw water line L1. An upstream end portion of the bypass line L6 is connected to the connection portion J12 of the raw water line L1. An upstream end portion of the drainage line L5 is connected to the connection portion J13 of the raw water line L1. As will be described later, in the raw water line L1, the downstream side of the connection portion J13 also functions as a drainage line L5. An upstream end portion of the second supplementary water line L8 is connected to the connection portion J14 of the raw water line L1.
減圧弁73は、原水W1を所定の水圧まで減圧する弁である。減圧弁73は、原水ラインL1の接続部J11の下流側に設けられている。
The
フロースイッチ321は、原水ラインL1における減圧弁73と接続部J12との間に設けられている。フロースイッチ321は、制御部5と電気的に接続されている。フロースイッチ321は、原水ラインL1において所定の水流を検知すると、検出信号を制御部5に出力する。すなわち、フロースイッチ321は、原水ラインL1を所定流量の原水W1が流通したことを検知すると、検出信号を制御部5に出力する。
The
原水通水弁311は、原水ラインL1において、接続部J12と接続部J13との間に設けられている。原水通水弁311は、原水ラインL1における原水W1の流通を制御する。原水通水弁311は、弁体の駆動部が制御部5と電気的に接続されている。原水通水弁311における弁の開閉は、制御部5により制御される。
The raw
第1補水ラインL7は、上流側において、原水ラインL1の接続部J11に接続され、下流側において原水タンク6に接続されている。第1補水ラインL7は、原水ラインL1を流通する原水W1の一部を原水タンク6に供給する供給路を構成する。
The 1st water replenishment line L7 is connected to the connection part J11 of the raw | natural water line L1 in the upstream, and is connected to the raw |
軟水ラインL2は、一方の端部において、圧力タンク2の頂部と連通し、他方の端部において、需要箇所(図示せず)に接続されている。軟水ラインL2は、イオン交換樹脂床211により処理されて得られた軟水W2を需要箇所に供給するための供給路を主として構成する。軟水ラインL2には、圧力タンク2から需要箇所に向けて順に、接続部J21、軟水通水弁313、及び接続部J22が設けられている。軟水ラインL2の接続部J21には、塩水ラインL4の下流側の端部が接続されている。軟水ラインL2において、接続部J21よりも圧力タンク2側は、塩水ラインL4としても機能する。また、軟水ラインL2の接続部J22には、バイパスラインL6の下流側の端部が接続されている。
The soft water line L2 communicates with the top of the
軟水通水弁313は、軟水ラインL2において、接続部J21と接続部J22との間に設けられている。軟水通水弁313は、軟水ラインL2における軟水の流通を制御する。軟水通水弁313は、弁体の駆動部が制御部5と電気的に接続されている。軟水通水弁313における弁の開閉は、制御部5により制御される。
The soft
塩水ラインL4は、上流側において、塩水タンク4のタンク領域41(後述)に接続され、下流側において軟水ラインL2の接続部J21に接続されている。塩水ラインL4は、イオン交換樹脂床211を再生させるための塩水W4を圧力タンク2に供給するための供給路を構成する。
The salt water line L4 is connected to a tank region 41 (described later) of the salt water tank 4 on the upstream side, and connected to the connection portion J21 of the soft water line L2 on the downstream side. The salt water line L4 constitutes a supply path for supplying salt water W4 for regenerating the ion
塩水ラインL4には、塩水タンク4から軟水ラインL2の接続部J21に向けて順に、第2逆止弁72、塩水弁314と、接続部J4と、が設けられている。第2逆止弁72は、塩水W4の流れを、塩水タンク4から圧力タンク本体21へ流下させる方向へのみ規制する。塩水弁314は、塩水ラインL4における塩水W4の流通を制御する。塩水弁314は、弁体の駆動部が制御部5と電気的に接続されている。塩水弁314における弁の開閉は、制御部5により制御される。
The salt water line L4 is provided with a
希釈水ラインL3は、上流側において、原水タンク6の底部に接続され、下流側において、塩水ラインL4の接続部J4に接続されている。希釈水ラインL3は、主として、再生プロセスST3において塩水W4を希釈するための原水Wを塩水ラインL4に供給するため、及び、押出プロセスST4においてイオン交換樹脂床211内の塩水W4を押し出す原水W1を、圧力タンク2に供給するための供給路を構成する。希釈水ラインL3には、第1逆止弁71が設けられている。第1逆止弁71は、原水W1の流れを、原水タンク6から圧力タンク本体21へ流下させる方向へのみ規制する。
The dilution water line L3 is connected to the bottom part of the
排水ラインL5の一方の端部は、大気に開放されており、開放末端部を構成する。また、排水ラインL5の他方の端部は、原水ラインL1の接続部J13に接続されている。排水ラインL5は、各種の排水W5を系外に排水するための排水路を構成する。 One end of the drain line L5 is open to the atmosphere and constitutes an open end. The other end of the drainage line L5 is connected to the connection part J13 of the raw water line L1. The drainage line L5 constitutes a drainage channel for draining various types of drainage W5 out of the system.
原水ラインL1の下流側は、圧力タンク2の底部と連通している。前述したように、原水ラインL1において、接続部J13よりも下流側は、排水ラインL5としても機能する。従って、排水ラインL5の他方の端部は、原水ラインL1を介して圧力タンク2に接続されており、接続端部を構成する。
The downstream side of the raw water line L <b> 1 communicates with the bottom of the
再生排水弁315は、排水ラインL5における接続部J13よりも下流側に設けられている。再生排水弁315は、排水ラインL5における排水W5又は塩水W4の流通を制御する。再生排水弁315は、弁体の駆動部が制御部5と電気的に接続されている。再生排水弁315における弁の開閉は、制御部5により制御される。
The
バイパスラインL6は、上流側において、原水ラインL1の接続部J12に接続され、下流側において、軟水ラインL2の接続部J22に接続されている。バイパスラインL6は、再生プロセスST3等において、圧力タンク2を介さずに需要箇所に原水W1を供給するための供給路を構成する。
The bypass line L6 is connected to the connection part J12 of the raw water line L1 on the upstream side, and connected to the connection part J22 of the soft water line L2 on the downstream side. The bypass line L6 constitutes a supply path for supplying the raw water W1 to the demand point without using the
バイパス弁312は、バイパスラインL6に設けられている。バイパス弁312は、バイパスラインL6における原水W1の流通を制御する。バイパス弁312は、弁体の駆動部が制御部5と電気的に接続されている。バイパス弁312における弁の開閉は、制御部5により制御される。
The
第2補水ラインL8は、一方の端部において、原水ラインL1の接続部J14に接続され、他方の端部において、塩水タンク4と連通している。第2補水ラインL8は、リンス・プロセスST5において、原水ラインL1の接続部J14から流通する原水W1を、塩水タンク4に供給する供給路を構成する。 The second supplementary water line L8 is connected to the connection part J14 of the raw water line L1 at one end, and communicates with the salt water tank 4 at the other end. The second supplementary water line L8 constitutes a supply path for supplying the raw water W1 flowing from the connection portion J14 of the raw water line L1 to the salt water tank 4 in the rinsing process ST5.
塩水タンク4は、タンク領域41と、塩載置部42と、ネット43と、を備える。タンク領域41は、塩水タンク4における塩水W4の貯留部を構成する。塩載置部42は、タンク領域41の内部に配置されている。塩載置部42の底部には、透水性を有するネット43が設けられている。塩載置部42には、原水W1に溶解させる塩(塩化ナトリウム、塩化カリウム等)が載置されている。第2補水ラインL8の他方の端部は、塩載置部42の上部に配置され、塩載置部42に向けて開放されている。第2補水ラインL8から供給された原水W1は、第2補水ラインL8の他方の端部から塩載置部42に向けて流下する。塩載置部42に載置された塩は、タンク領域41に貯留された原水W1により溶解され、塩水W4が生成される。
The salt water tank 4 includes a
塩水タンク4の底部には、塩水ラインL4の上流側の端部が接続されている。再生プロセスST3において、タンク領域41の内部に貯留された塩水W4は、塩水タンク4における液面と排水ラインL5の開放末端部との間の水頭圧差により、塩水ラインL4を流下する。この塩水W4は、塩水ラインL4の接続部J4において、希釈水ラインL3を流下した原水W1と混合して希釈される。希釈された塩水W4は、軟水ラインL2の一部を流下して圧力タンク2に供給され、頂部スクリーン241からイオン交換樹脂床211の頂部に配液される。
An upstream end of the salt water line L <b> 4 is connected to the bottom of the salt water tank 4. In the regeneration process ST3, the salt water W4 stored in the
更に、塩水タンク4は、液面制御手段としての第2フロート弁75を備える。フロートバルブ75は、第2補水ラインL8の他方の端部に設けられている。ここで、第2フロート弁75の構成と動作について簡単に説明する。第2フロート弁75は、図示しないフロートと、弁体と、原水パイプと、を備える。
Further, the salt water tank 4 includes a
フロートは、円筒状の浮力体であり、中心部に原水パイプが貫通している。フロートは、原水パイプに沿って上下方向に移動自在に支持されている。フロートの上部には、磁石が取り付けられている。フロートは、タンク領域41に貯留された塩水W4の液面に浮いており、塩水W4の水位に追従して上下方向に移動する。
The float is a cylindrical buoyancy body, and the raw water pipe penetrates through the center. The float is supported so as to be movable in the vertical direction along the raw water pipe. A magnet is attached to the top of the float. The float floats on the surface of the salt water W4 stored in the
弁体は、円柱状の部材であり、原水パイプの内部に形成された擦動空間に収容されている。この擦動空間は、下端部が原水W1の流入口となる一方で、上端部が原水W1の流出口となっている。弁体は、擦動空間を上下方向に移動することができ、弁体が流出口に当接することにより、原水W1の流通が遮断されるようになっている。すなわち、原水W1の流出口は、弁体に対して弁座として機能する。また、弁体の内部には、磁性体が組み込まれている。 The valve body is a cylindrical member, and is accommodated in a rubbing space formed inside the raw water pipe. The lower end portion of the rubbing space serves as an inlet for the raw water W1, while the upper end portion serves as an outlet for the raw water W1. The valve body can move up and down in the rubbing space, and the flow of the raw water W1 is blocked by the valve body coming into contact with the outlet. That is, the outlet of the raw water W1 functions as a valve seat for the valve body. In addition, a magnetic body is incorporated in the valve body.
原水パイプは、第2補水ラインL8と連通した管路である。原水パイプは、塩水タンク4(タンク領域41)の内部に略垂直に配置されている。上述したように、原水パイプは、フロートの中心部を貫通している。原水パイプの上部には、逆U字形の出口管が接続されている。また、出口管の端部は、塩水タンク4の塩載置部42に向けて開放されている。原水パイプを流通する原水W1は、塩水タンク4に貯留された塩水W4と混合せずに、出口管の端部へ導かれる。
The raw water pipe is a conduit communicating with the second supplementary water line L8. The raw water pipe is disposed substantially vertically inside the salt water tank 4 (tank region 41). As described above, the raw water pipe passes through the center of the float. An inverted U-shaped outlet pipe is connected to the upper part of the raw water pipe. Further, the end portion of the outlet pipe is opened toward the
上記構成において、塩水タンク4における塩水W4の液面が所定の水位に達していない場合、第2補水ラインL8から供給された原水W1は、原水パイプから出口管を流通し、塩水タンク4の塩載置部42に供給される。これにより、塩水タンク4における塩水W4の液面が上昇する。塩水W4の液面が上昇すると、液面と共にフロートが上昇する。このとき、フロートの磁石は、弁体の磁性体を吸引するため、原水パイプの擦動空間に収容された弁体も、フロートと共に上昇する。そして、液面が所定の水位まで上昇すると、上昇した弁体が擦動空間の流出口に当接して、管路を閉鎖する。これにより、管路からの原水W1の供給が停止する。
In the above configuration, when the liquid level of the salt water W4 in the salt water tank 4 does not reach the predetermined water level, the raw water W1 supplied from the second supplementary water line L8 flows through the outlet pipe from the raw water pipe, and the salt water in the salt water tank 4 It is supplied to the mounting
一方、塩水タンク4における塩水W4の液面が所定の水位より低くなると、液面と共にフロートが下降する。このとき、フロートの磁石は、弁体の磁性体を吸引するため、原水パイプの擦動空間に収容された弁体も、フロートと共に下降する。そして、液面が所定の水位まで降下すると、下降した弁体が擦動空間の流出口から離反して、管路を開放する。これにより、管路からの原水W1の供給が開始される。 On the other hand, when the liquid level of the salt water W4 in the salt water tank 4 becomes lower than a predetermined water level, the float descends together with the liquid level. At this time, since the magnet of the float attracts the magnetic body of the valve body, the valve body housed in the rubbing space of the raw water pipe also descends together with the float. When the liquid level drops to a predetermined water level, the lowered valve body separates from the outlet of the friction space and opens the pipe line. Thereby, supply of the raw | natural water W1 from a pipe line is started.
本実施形態において、塩水タンク4のタンク領域41に貯留された塩水W4の液面は、第二フロート弁75により所定範囲に維持される。このため、塩水タンク4における液面と排水ラインL5の開放末端部との間の水頭圧差がほぼ一定となる。従って、後述する再生プロセスST3において、イオン交換樹脂床211を流通する塩水W4の線速度を一定に維持することができる。
ここで、塩水W4の線速度とは、塩水W4の流量をイオン交換樹脂床211の横断面積で除したものであり、次式で示される。
線速度[m/h]=流量[m3/h]÷横断面積[m2] ・・・ (1)
In the present embodiment, the liquid level of the salt water W4 stored in the
Here, the linear velocity of the salt water W4 is obtained by dividing the flow rate of the salt water W4 by the cross-sectional area of the ion
Linear velocity [m / h] = flow rate [m 3 / h] ÷ cross-sectional area [m 2 ] (1)
なお、上述した第二フロート弁75の構成及び動作は、特開平4−108586号公報での開示に基づくが、一例を示したものであり、この例に限定されない。また、塩水タンク4の上部には、オーバーフロー管(不図示)が取り付けられている。このオーバーフロー管は、第二フロート弁75の故障等により流路の遮断不良が発生した場合に、溢れた塩水W4を系外に排出するための設備である。
In addition, although the structure and operation | movement of the
原水タンク6は、液面制御手段としての第一フロート弁74を備える。第一フロート弁74は、第1補水ラインL7の下流側の端部に連結されている。第一フロート弁74は、原水タンク6の内部に貯留された原水W1の液面が所定範囲に維持されるように、原水タンク6の貯水量を制御する。
The
第1フロート弁74は、原水タンク6の液面の上下変動に追従した浮玉61の変位に応じて流路を開閉する弁であり、ボールタップと呼ばれるものである。本実施形態において、原水タンク6の内部に貯留された原水W1の液面は、第1フロート弁74により所定範囲に維持される。このため、原水タンク6における液面と排水ラインL5の開放末端部との間の水頭圧差がほぼ一定となる。従って、後述する再生プロセスST3及び押出プロセスST4において、イオン交換樹脂床211を流通する原水W1又は塩水W4の線速度を一定に維持することができる。
ここで、原水W1又は塩水W4の線速度とは、原水W1又は塩水W4の流量をイオン交換樹脂床211の横断面積で除したものであり、上述の(1)式で示される。
The
Here, the linear velocity of the raw water W1 or the salt water W4 is obtained by dividing the flow rate of the raw water W1 or the salt water W4 by the cross-sectional area of the ion
なお、上述した第1フロート弁74の構成及び動作は、一般的なボールタップに基づくが、一例を示したものであり、この例に限定されない。また、原水タンク6の上部には、オーバーフロー管(不図示)が取り付けられている。このオーバーフロー管は、第1フロート弁74の故障等により流路の遮断不良が発生した場合に、溢れた原水W1を系外に排出するための設備である。
In addition, although the structure and operation | movement of the
制御部5は、水処理プロセスST1〜リンス・プロセスST5を順に切り換えるように、プロセス制御バルブ3を制御する。制御部5は、図示しないメモリと、演算部としてのCPUと、を備える。
The
メモリは、後述する水処理プロセスST1、呼び水プロセスST2、再生プロセスST3、押出プロセスST4、及びリンス・プロセスST5の各プロセスの処理手順に関するデータ等を記憶する。 The memory stores data relating to the processing procedures of each of the water treatment process ST1, the priming process ST2, the regeneration process ST3, the extrusion process ST4, and the rinse process ST5, which will be described later.
CPUは、フロースイッチ321から出力された検出信号(原水ラインL1を所定量の原水W1が流通したことを検知したときに出力される信号)やタイマ等の情報に基づいて、硬水軟化装置1で実行すべき処理を設定する。そして、CPUは、メモリに記憶された各プロセスの処理手順に関するデータに基づいて、所定の弁開閉信号をプロセス制御バルブ3に出力する。なお、プロセス制御バルブ3を構成する各弁311〜315の開閉は、弁駆動回路(不図示)により制御される。弁駆動回路は、CPUにより出力された弁開閉信号に基づいて、原水通水弁311、軟水通水弁313、バイパス弁312、塩水弁314、及び再生排水弁315における弁の開閉を制御する。以下の説明において、弁を開くことを「開状態」といい、弁を閉じることを「閉状態」という。
The CPU uses the detection signal output from the flow switch 321 (the signal output when it is detected that a predetermined amount of raw water W1 has passed through the raw water line L1), the timer, and the like based on information such as a timer. Set the process to be executed. Then, the CPU outputs a predetermined valve opening / closing signal to the process control valve 3 based on data relating to the processing procedure of each process stored in the memory. Note that the opening and closing of the
上記構成のように構成された硬水軟化装置1において、制御部5は、プロセス制御バルブ3の流路を切り換えることにより、図2に示す以下のプロセスST1〜ST5を順次実施する。
(ST1)原水W1をイオン交換樹脂床211に対して下から上へ通過させる水処理プロセス(水軟化プロセス)
(ST2)原水W1を排水ラインL5から強制排水して、排水ラインL5の内部に滞留しているエアを排出する(エア抜きする)と共に、排水ラインL5に溜まったゴミ等を除去することにより、再生不良を防止する呼び水プロセス
(ST3)再生液としての塩水W4をイオン交換樹脂床211に対して上から下へ通過させる再生プロセス
(ST4)押出水としての原水W1をイオン交換樹脂床211に対して上から下へ通過させる押出プロセス
(ST5)濯ぎ水としての原水W1をイオン交換樹脂床211に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
In the water softening apparatus 1 configured as described above, the
(ST1) Water treatment process (water softening process) for passing raw water W1 from the bottom to the top with respect to the ion
(ST2) By forcibly draining the raw water W1 from the drain line L5 and discharging the air staying in the drain line L5 (releasing the air), and removing dust etc. accumulated in the drain line L5, Retrieval process for preventing poor regeneration (ST3) Regeneration process for passing salt water W4 as regenerated liquid from top to bottom with respect to ion exchange resin bed 211 (ST4) Raw water W1 as extrusion water for ion
プロセス制御バルブ3における各弁311〜315の開閉は、図3に示すように、プロセスST1〜ST5毎に、制御部5により制御される。その結果、圧力タンク2の内部は、プロセスST1〜ST5毎に、流体の流れが生成される状態か、或いは、流体の流れが生成されない状態となる。
The opening and closing of the
次に、本実施形態における硬水軟化装置1の運転方法(動作)について詳細に説明する。なお、水処理プロセスST1を除く各プロセスST2〜ST5においては、バイパス弁312が開状態となっている。そのため、原水ラインL1の接続部J11よりも下流側を流通する過剰な原水W1は、接続部J12からバイパスラインL6へ流通し、接続部J22及び軟水ラインL2を介して、軟水W2の需要箇所へ一時的に供給される。
Next, the operation method (operation) of the water softening device 1 in the present embodiment will be described in detail. In each process ST2 to ST5 excluding the water treatment process ST1, the
〔水処理プロセスST1〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図3のST1に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインL1を流れる水道水、地下水、工業用水等の原水W1は、原水ラインL1を介して、圧力タンク本体21の内部に供給され、底部スクリーン242から配水される。底部スクリーン242から配水された原水W1は、イオン交換樹脂床211を上昇流で通過する。その過程において、原水W1の硬度成分は、ナトリウムイオン(又は、カリウムイオン)へ置換され、原水W1は軟水化される。
[Water treatment process ST1]
The
イオン交換樹脂床211を通過した処理水(軟水W2)は、圧力タンク2の頂部で頂部スクリーン241へ集水される。その後、軟水W2は、軟水ラインL2を介して、軟水W2の需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水W2を採取することにより、イオン交換樹脂床211が硬度成分を置換できなくなると、制御部5は、呼び水プロセスST2以降のプロセスを実施する。
The treated water (soft water W <b> 2) that has passed through the ion
〔呼び水プロセスST2〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図3のST2に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインL1を流れる原水W1は、原水ラインL1から接続部J12及びJ13を経て排水ラインL5を流通し、排水W5として排水ラインL5の開放末端部から系外に排出される。
[Priming process ST2]
The
〔再生プロセスST3〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図3のST3に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水タンク4の内部に貯留された塩水W4は、塩水タンク4の液面と排水ラインL5の開放末端部との水頭圧差により、塩水ラインL4を介して流下する。同時に、原水タンク6の内部に貯留された原水W1は、原水タンク6の液面と排水ラインL5の開放末端部との水頭圧差により、希釈水ラインL3を介して流下する。各ラインを流下した塩水W4と原水W1とは、塩水ラインL4の接続部J4で混合され、所定濃度(約10重量%)の塩水W4となる。この塩水W4は、塩水ラインL4を介して、圧力タンク2の頂部に配置された頂部スクリーン241から配液され、圧力タンク本体21の内部を下降流で通過する。その過程において、塩水W4は、イオン交換樹脂床211を再生する。使用済みの塩水W4は、圧力タンク2の底部に配置された底部スクリーン242で集液され、排水ラインL5を介して系外に排水される。この再生プロセスST3は、所定時間実行され、所定量の塩水W4を供給することにより完了する。
[Regeneration process ST3]
The
〔押出プロセスST4〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図3のST4に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水W4が塩水ラインL4を介して流下しなくなり、原水タンク6の内部に貯留された原水W1のみが希釈水ラインL3及び塩水ラインL4を介して流下する。流下した原水W1は、圧力タンク2の頂部に配置された頂部スクリーン241から配水され、圧力タンク本体21の内部を下降流で通過する。その過程において、原水W1は、先行して供給された塩水W4を押し出しながら、引き続き、イオン交換樹脂床211を再生する。使用済みの塩水W4及び原水W1は、圧力タンク2の底部に配置された底部スクリーン242で集水され、排水ラインL5を介して系外に排水される。この押出プロセスST4は、所定時間実行され、所定量の原水W1を供給して塩水W4を押し出すことにより完了する。
[Extrusion process ST4]
The
〔リンス・プロセスST5〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜315は、図3のST5に示す開閉状態に設定される。その結果、軟水通水弁313及びバイパス弁312が開状態になり、原水ラインL1には、原水供給源から原水W1が圧送される。この原水W1は、原水ラインL1、接続部J12、バイパスラインL6、接続部J22、軟水ラインL2を介して、圧力タンク2へ流通する。そして、原水W1は、圧力タンク2の頂部に配置された頂部スクリーン241から配水され、圧力タンク本体21の内部を下降流で通過する。その過程において、原水W1は、イオン交換樹脂床211の内部に残留する塩水W4を洗い流しながら、イオン交換樹脂床211をリンスする。使用済みの原水W1は、圧力タンク2の底部に配置された底部スクリーン242で集水され、排水ラインL5を介して系外に排水される。このリンス・プロセスST5は、フロースイッチ321による水流有りの積算検知時間が所定時間に達するまで実行され、所定量の原水W4を供給することにより完了する。
[Rinse Process ST5]
The
また、リンス・プロセスST5において、原水供給源から圧送された原水W1の一部は、原水ラインL1、接続部J14、及び第2補水ラインL8を介して、塩水タンク4へ供給される。これにより、次回の再生プロセスST3で使用する塩水W4が調製される。 In the rinsing process ST5, a part of the raw water W1 pumped from the raw water supply source is supplied to the salt water tank 4 through the raw water line L1, the connection portion J14, and the second supplemental water line L8. Thereby, the salt water W4 used in the next regeneration process ST3 is prepared.
このように、リンス・プロセスST5においては、外部の原水供給源から圧送された原水W1が圧力タンク2へ流通する。従って、圧力タンク2への単位時間当たりの原水供給量は、押出プロセスST4の場合よりも大きくなる。このため、イオン交換樹脂床211の内部に残留する塩水W4は、速やかに洗い流される。制御部5は、リンス・プロセスST5が終了すると、プロセス制御バルブ3を水処理プロセスST1の状態に復帰させる。
Thus, in rinse process ST5, the raw | natural water W1 pumped from the external raw | natural water supply source distribute | circulates to the
なお、呼び水プロセスST2〜リンス・プロセスST5においては、バイパス弁312が開状態となっている。このため、ユーザが軟水W2の需要箇所で蛇口等を開くと、バイパスラインL6を介して原水W1が供給される。このように、本実施形態の硬水軟化装置1では、一連の再生作動の実行時において、ユーザに原水W1を供給することができる(原水供給状態)。
In the priming process ST2 to the rinsing process ST5, the
上述した第1実施形態の硬水軟化装置1によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の硬水軟化装置1において、イオン交換樹脂床211は、架橋度が10〜12%の陽イオン交換樹脂ビーズにより構成される。
According to the water softening device 1 of the first embodiment described above, for example, the following effects are exhibited.
In the water softening apparatus 1 of the present embodiment, the ion
これに対して、架橋度が10%に満たない陽イオン交換樹脂ビーズによりイオン交換樹脂床211を構成した場合には、水処理プロセスST1を繰り返すうちに、原水W1中の残留塩素や溶存酸素等により酸化を受けて樹脂母体が不可逆的に膨潤し、イオン交換樹脂床211の通液抵抗が増加する。通液抵抗が増加すると、再生プロセスST3や押出プロセスST4において、塩水W4や原水W1を規定の線速度で通液できなくなるばかりでなく、偏流やショートパスが生じやすくなり、結果としてイオン交換樹脂床211の再生率が低下することになる。また、塩水W4の供給量をタイマによる時間計測で管理している場合には、塩水W4の流量が低下することにより、規定時間内に規定量の塩水W4の供給が完了せずに、再生不良を起こす可能性がある。
On the other hand, when the ion
更に、樹脂母体が不可逆的に膨潤すると、陽イオン交換樹脂ビーズの強度が低下して、破砕に至ることもある。このため、イオン交換樹脂床211の一部が流失し、所期の採水量と水質を確保できなくなるおそれがある。
Furthermore, if the resin matrix swells irreversibly, the strength of the cation exchange resin beads may be reduced, leading to crushing. For this reason, a part of the ion
一方、架橋度が12%を超える陽イオン交換樹脂ビーズによりイオン交換樹脂床211を構成した場合には、樹脂母体の耐酸化性は向上する。しかし、樹脂母体中の架橋剤の割合が多いために、イオン交換容量が相対的に減少する。この結果、所要の採水量を確保するためには、イオン交換樹脂床211の容量を増加させなければならないため、圧力タンク2が大型化する。また、架橋度の高い陽イオン交換樹脂ビーズは、一般的に脆くなる傾向がある。このため、水処理プロセスST1を繰り返すうちに、ビーズ間の摩擦により、陽イオン交換樹脂ビーズが破砕して、生成した軟水W2中に破砕片が混入するおそれがある。また、陽イオン交換樹脂ビーズが破砕することにより、イオン交換樹脂床211の一部が流失し、所期の採水量と水質を確保できなくなるおそれもある。
On the other hand, when the ion
しかしながら、本実施形態のイオン交換樹脂床211は、架橋度が10〜12%の陽イオン交換樹脂ビーズにより構成されるため、上述のような不具合の発生を低減することができる。従って、本実施形態の硬水軟化装置1によれば、再生プロセスST3及び押出プロセスST4の実行中に、イオン交換樹脂床211の通液抵抗の変動を抑制して再生率を安定化させることにより、またイオン交換樹脂床211の流失を抑制することにより、所期の採水量と水質を恒常的に確保することができる。
However, since the ion
また、本実施形態のイオン交換樹脂床211は、架橋度が10〜12%であることに加えて、粒径の均一係数が1.2以下である陽イオン交換樹脂ビーズにより構成される。
The ion
これに対して、均一係数が1.2を超える陽イオン交換樹脂ビーズによりイオン交換樹脂床211を構成した場合には、原水W1の上昇流による水処理プロセスST1や、一般的なイオン交換装置で行われている逆洗浄プロセスを実施したときに、沈降速度の違いにより、粒径の小さな陽イオン交換樹脂ビーズがイオン交換樹脂床211の上部に集中する一方で、粒径の大きな陽イオン交換樹脂ビーズがイオン交換樹脂床211の下部に集中する。
On the other hand, when the ion
このように、粒径の不均一な陽イオン交換樹脂ビーズを用いると、イオン交換樹脂床211の内部において空隙分布が大きくなる。このため、イオン交換樹脂床211において、流体の流れやすい部分と流れにくい部分とが同時に発生し、通液抵抗が不安定になる。その結果、再生プロセスST3や押出プロセスST4において、塩水W4や原水W1を規定の線速度で通液できなくなるばかりでなく、偏流やショートパスが生じやすくなり、結果として、イオン交換樹脂床211の再生率が低下することになる。
As described above, when cation exchange resin beads having a non-uniform particle size are used, the void distribution is increased inside the ion
しかしながら、本実施形態におけるイオン交換樹脂床211は、架橋度が10〜12%且つ粒径の均一係数が1.2以下の陽イオン交換樹脂ビーズにより構成されるため、上述のような不具合の発生を低減することができる。従って、本実施形態の硬水軟化装置1によれば、再生プロセスST3及び押出プロセスST4の実行中に、イオン交換樹脂床211の通液抵抗の変動を最小限に止めて所定の再生率を維持し、所期の採水量と水質を恒常的に確保することができる。
However, since the ion
また、本実施形態の硬水軟化装置1は、及び塩水タンク4の内部に貯留された塩水W4の液面を所定範囲に制御する第2フロート弁75、及び原水タンク6の内部に貯留された原水W1の液面を所定範囲に制御する第1フロート弁74を備える。加えて、塩水タンク4及び原水タンク6の液面と、排水ラインL5の開放末端部との高さ関係が、塩水タンク4及び原水タンク6の液面 > 排水ラインL5の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、塩水タンク4及び原水タンク6における液面と排水ラインL5の開放末端部との間の水頭圧差により、塩水タンク4から圧力タンク2へ塩水W4が、また、原水タンク6から圧力タンク2へ原水W1がそれぞれ流下するように構成されている。
Moreover, the hard water softening apparatus 1 of this embodiment, the
そのため、再生プロセスST3及び押出プロセスST4を通じて水頭圧差が所定範囲に保たれ、塩水W4や原水W1をイオン交換樹脂床211に対して、ほぼ一定の線速度で流下させることができる。従って、本実施形態の硬水軟化装置1によれば、再生プロセスST3及び押出プロセスST4の実行中に、通液の駆動力となる水頭圧差の変動を抑制して再生率を安定化させることにより、所期の採水量と水質を恒常的に確保することができる。
Therefore, the water head pressure difference is kept within a predetermined range through the regeneration process ST3 and the extrusion process ST4, and the salt water W4 and the raw water W1 can flow down to the ion
以上のように、本実施形態の硬水軟化装置1は、再生プロセス及び押出プロセスの実行中に、水頭圧差の変動だけでなく、通液抵抗の変動をも同時に抑制するように、特定の物理化学的性質を有する陽イオン交換樹脂ビーズを用いてイオン交換樹脂床211を構成している。このため、所期の採水量と水質を得るために必要なイオン交換樹脂床211の再生率が安定して確保される。
As described above, the water softening device 1 according to the present embodiment has a specific physical chemistry so as to suppress not only the fluctuation of the hydraulic head pressure difference but also the fluctuation of the liquid flow resistance during the regeneration process and the extrusion process. The ion
なお、陽イオン交換樹脂ビーズとして、ナトリウム型の調和平均径が0.5〜0.8mmのものを用いた場合には、再生液である塩水W4との接触効率が向上するため、イオン交換樹脂床211の再生率がより安定するという効果を奏する。更には、陽イオン交換樹脂ビーズとして、カルシウム型からナトリウム型に変化したときの体積変化率が10%以下であるものを用いた場合には、再生プロセスST3及び押出プロセスST4を通じての経時的な通液抵抗の変化が抑制されるため、イオン交換樹脂床211の再生率が一層安定するという効果を奏する。
In addition, when the sodium type harmonic average diameter of 0.5 to 0.8 mm is used as the cation exchange resin beads, the contact efficiency with the salt water W4 as the regenerating solution is improved. There is an effect that the regeneration rate of the
<第2実施形態>
図4は、本発明のイオン交換装置の第2実施形態としての硬水軟化装置1Aの全体構成図である。図5は、第2実施形態の各プロセスにおけるプロセス制御バルブ3Aの開閉状態を示す説明図である。なお、第2実施形態のプロセス制御バルブ3Aにより実行されるプロセスを示すフローチャートは、第1実施形態(図2)と同じであるため説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a
第2実施形態の硬水軟化装置1Aは、第1実施形態の硬水軟化装置1に対して、圧力タンク2A及びプロセス制御バルブ3Aの構成が異なる。その他の構成は同じであり、同等部分については、第1実施形態と同一符号を付して説明する。
The
図4に示すように、本実施形態の圧力タンク2Aにおいて、圧力タンク2Aに配置された、原水ラインL1の他方の端部には、頂部スクリーン241Aが設けられている。頂部スクリーン241Aは、水処理プロセスST1において、イオン交換樹脂床211の頂部から原水W1を配液する頂部配液部、及び再生プロセスST3において、イオン交換樹脂床211の頂部から塩水W4を集液する頂部集液部として機能する。
As shown in FIG. 4, in the
また、圧力タンク2Aにおいて、圧力タンク2Aに配置された、軟水ラインL2の一方の端部には、底部スクリーン242Aが設けられている。底部スクリーン242Aは、再生プロセスST3において、イオン交換樹脂床211の底部から塩水W4を配液する底部配液部、及び水処理プロセスST1において、イオン交換樹脂床211の底部から原水W1を集液する底部集液部として機能する。
In the
なお、圧力タンク本体21内に配置される軟水ラインL2は、合成樹脂製パイプ等を用いた集配液管231となっており、この集配液管231がイオン交換樹脂床211を貫通して支持床212の下部に到達するように設けられている。
The soft water line L2 disposed in the
プロセス制御バルブ3Aは、第1実施形態の各ラインL1〜L8に加えて、第2排水ラインL9を備える。また、プロセス制御バルブ3Aは、第1実施形態の各弁311〜315に加えて、第2排水弁316を備える。なお、本実施形態においては、第1実施形態の再生排水弁315は、第1排水弁315とされている。
The
第2排水ラインL9は、上流側において、軟水ラインL2の接続部J23に接続され、下流側において、排水ラインL5の接続部J5に接続されている。第2排水弁316は、第2排水ラインL9に設けられている。第2排水弁316は、弁体の駆動部が制御部5と電気的に接続されている。第2排水弁316における弁の開閉は、制御部5により制御される。
The second drainage line L9 is connected to the connection part J23 of the soft water line L2 on the upstream side, and connected to the connection part J5 of the drainage line L5 on the downstream side. The
次に、本実施形態における硬水軟化装置1Aの運転方法(動作)について説明する。なお、水処理プロセスST1を除く各プロセスST2〜ST5においては、バイパス弁312が開状態となっている。そのため、第1実施形態と同じく、原水ラインL1の接続部J11よりも下流側を流通する過剰な原水W1は、接続部J12からバイパスラインL6へ流通し、接続部J22及び軟水ラインL2を介して、軟水W2の需要箇所へ一時的に供給される。
Next, an operation method (operation) of the
〔水処理プロセスST1〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜316は、図5のST1に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインL1を流れる水道水、地下水、工業用水等の原水W1は、原水ラインL1を介して、圧力タンク本体21の内部に供給され、頂部スクリーン241Aから配液される。頂部スクリーン241Aから配液された原水W1は、イオン交換樹脂床211を下降流で通過する。その過程において、原水W1の硬度成分は、ナトリウムイオン(又は、カリウムイオン)へ置換され、原水W1は軟水化される。
[Water treatment process ST1]
The
イオン交換樹脂床211を通過した処理水(軟水W2)は、圧力タンク2Aの底部で底部スクリーン242Aへ集液される。その後、軟水W2は、軟水ラインL2を介して、軟水W2の需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水W2を採取することにより、イオン交換樹脂床211が硬度成分を置換できなくなると、制御部5は、呼び水プロセスST2以降のプロセスを実施する。
The treated water (soft water W2) that has passed through the ion
〔呼び水プロセスST2〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜316は、図5のST2に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインL1を流れる原水W1は、原水ラインL1から接続部J12及びJ13を経て排水ラインL5を流通し、排水W5として排水ラインL5の開放末端部から外部に排出される。
[Priming process ST2]
The
〔再生プロセスST3〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜316は、図5のST3に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水タンク4の内部に貯留された塩水W4は、塩水タンク4の液面と排水ラインL5の開放末端部との水頭圧差により、塩水ラインL4を介して流下する。同時に、原水タンク6の内部に貯留された原水W1は、原水タンク6の液面と排水ラインL5の開放末端部との水頭圧差により、希釈水ラインL3を介して流下する。各ラインを流下した塩水W4と原水W1とは、塩水ラインL4の接続部J4で混合され、所定濃度の塩水W4となる。この塩水W4は、塩水ラインL4を介して、圧力タンク2Aの底部に配置された底部スクリーン242Aから配液され、圧力タンク本体21の内部を上昇流で通過する。その過程において、塩水W4は、イオン交換樹脂床211を再生する。使用済みの塩水W4は、圧力タンク2Aの頂部に配置された頂部スクリーン241Aで集液され、排水ラインL5を介して系外に排水される。この再生プロセスST3は、所定時間実行され、所定量の塩水W4を供給することにより完了する。
[Regeneration process ST3]
The
〔押出プロセスST4〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜316は、図5のST4に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水W4が塩水ラインL4を介して流下しなくなり、原水タンク6の内部に貯留された原水W1のみが希釈水ラインL3及び塩水ラインL4を介して流下する。流下した原水W1は、圧力タンク2Aの底部に配置された底部スクリーン242Aから配水され、圧力タンク本体21の内部を上昇流で通過する。その過程において、原水W1は、先行して供給された塩水W4を押し出しながら、引き続き、イオン交換樹脂床211を再生する。使用済みの塩水W4及び原水W1は、圧力タンク2の頂部に配置された頂部スクリーン241Aで集水され、排水ラインL5を介して系外に排水される。この押出プロセスST4は、所定時間実行され、所定量の原水W1を供給して塩水W4を押し出すことにより完了する。
[Extrusion process ST4]
The
〔リンス・プロセスST5〕
制御部5からの指令信号により、プロセス制御バルブ3の各弁311〜316は、図5のST5に示す開閉状態に設定される。その結果、原水通水弁311、バイパス弁312及び第2排水弁316が開状態になる。原水通水弁311が開状態になると、原水ラインL1には、外部の原水供給源(不図示)から原水W1が圧送される。この原水W1は、原水ラインL1を介して、圧力タンク2Aへ流通する。そして、原水W1は、圧力タンク2Aの頂部に配置された頂部スクリーン241Aから配水され、圧力タンク本体21の内部を下降流で通過する。その過程において、原水W1は、イオン交換樹脂床211の内部に残留する塩水W4を洗い流しながら、イオン交換樹脂床211をリンスする。使用済みの原水W1は、圧力タンク2Aの底部に配置された底部スクリーン242Aで集水され、軟水ラインL2、接続部J23、ドレンラインL9、接続部J5、排水ラインL5を介して系外に排水される。このリンス・プロセスST5は、フロースイッチ321による水流有りの積算検知時間が所定時間に達するまで実行され、所定量の原水W1を供給することにより完了する。
[Rinse Process ST5]
In response to a command signal from the
また、本実施形態においても、リンス・プロセスST5において、原水供給源から圧送された原水W1の一部は、原水ラインL1、接続部J14、及び第2補水ラインL8を介して、塩水タンク4へ供給される。 Also in the present embodiment, in the rinsing process ST5, a part of the raw water W1 pumped from the raw water supply source is supplied to the salt water tank 4 via the raw water line L1, the connecting portion J14, and the second supplementary water line L8. Supplied.
このように、リンス・プロセスST5においては、外部の原水供給源から圧送された原水W1が圧力タンク2Aへ流通する。従って、圧力タンク2Aへの単位時間当たりの原水供給量は、押出プロセスST4の場合よりも大きくなる。このため、イオン交換樹脂床211の内部に残留する塩水W4は、速やかに洗い流される。制御部5は、リンス・プロセスST5が終了すると、プロセス制御バルブ3を水処理プロセスST1の状態に復帰させる。
Thus, in rinse process ST5, the raw water W1 pumped from the external raw water supply source distribute | circulates to the
なお、呼び水プロセスST2〜リンス・プロセスST5においては、バイパス弁312が開状態となっている。このため、ユーザが軟水W2の需要箇所で蛇口等を開くと、バイパスラインL6を介して原水W1が供給される。このように、第2実施形態の硬水軟化装置1においても、一連の再生作動の実行時において、ユーザに原水W1を供給することができる(原水供給状態)。
In the priming process ST2 to the rinsing process ST5, the
上述した第2実施形態の硬水軟化装置1Aにおいても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
In the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前述した第1及び第2実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and can be implemented in various forms.
例えば、第1及び第2実施形態の硬水軟化装置1では、塩水タンク4及び原水タンク6が、いずれも圧力タンク2(2A)より上方に配置されているが、これに限定されない。塩水タンク4及び原水タンク6の液面と、排水ラインL5の開放末端部との高さ関係が、塩水タンク4及び原水タンク6の液面 > 排水ラインL5の開放末端部の関係となるように設定されていればよく、例えば、塩水タンク4及び/又は原水タンク6を圧力タンク2(2A)の側方に配置してもよい。
なお、第1フロート弁74及び第2フロート弁75で制御される両タンクの液面は、必ずしも同じレベルでなくてもよいが、希釈された塩水W4の濃度を一定に保つことが容易であることから、同一レベルで制御するように構成するのが望ましい。
For example, in the water softening device 1 of the first and second embodiments, the salt water tank 4 and the
The liquid levels of both tanks controlled by the
更に、塩水タンク4及び原水タンク6を個別に備えるのではなく、原水タンク6を塩水タンク4と共用するように構成してもよい。この構成では、再生プロセスST3で塩水タンク4内に貯留された塩水W4を消費した後、ネット43よりも下方で液面を制御しながら原水W1を貯留し(すなわち、塩と接触しないように塩水タンク4に原水W1を貯留し)、押出プロセスST4において、この原水W1を押出水として圧力タンク2(2A)に供給する。
Further, the salt water tank 4 and the
なお、この構成においては、再生プロセスST3の直前に、ネット43よりも上方で液面を制御しながら原水W1を貯留し(すなわち、塩と接触するように塩水タンク4に原水W1を貯留し)する。そして、イオン交換樹脂床211の再生に適した濃度の塩水W4が調製された時点で、再生プロセスST3を開始するように操作する。
In this configuration, immediately before the regeneration process ST3, the raw water W1 is stored while controlling the liquid level above the net 43 (that is, the raw water W1 is stored in the salt water tank 4 so as to come into contact with salt). To do. Then, when a salt water W4 having a concentration suitable for the regeneration of the ion
第1及び第2実施形態において、図1及び図4に示す各ラインやバルブ等の配置や接続は一例を示したものであり、図1及び図4の構成に限定されない。塩水タンク4と原水タンク6との間を、不図示のラインで接続した構成としてもよい。この場合には、原水タンク6から塩水タンク4のタンク領域41に原水W1が補水される。
In 1st and 2nd embodiment, arrangement | positioning and connection of each line, a valve | bulb, etc. which are shown in FIG.1 and FIG.4 show an example, and are not limited to the structure of FIG.1 and FIG.4. It is good also as a structure which connected between the salt water tank 4 and the raw |
第1及び第2実施形態において、塩水タンク4には、液面制御手段としての第2フロート弁75を設け、原水タンク6には、液面制御手段としての第1フロート弁74を設けた例について説明した。液面制御手段は、これに限らず、例えばオーバーフローラインにより構成することもできる。
In the first and second embodiments, the salt water tank 4 is provided with a
ここで、液面制御手段として、オーバーフローラインを設けた構成について、塩水タンク4を例に挙げて簡単に説明する(各部は不図示とする)。塩水タンク4のタンク領域41を仕切り板により第1タンク領域(大室)と第2タンク領域(小室)とに分割する。第1タンク領域は、塩載置部42の側に位置し、塩水W4が貯留される領域である。第2タンク領域は、第1タンク領域からオーバーフローした塩水W4が流れ込む領域である。第2タンク領域の底部に、オーバーフローラインの上流側を接続する。オーバーフローラインの下流側は、例えば、排水ラインL5に接続する。上記構成において、第1補水ラインL7から原水W1を補水した際に、第1タンク領域から溢れた塩水W4は、仕切り板の上部をオーバーフローして第2タンク領域に流れ込む。この塩水W4は、第2タンク領域の底部に接続されたオーバーフローラインから排水ラインL5へ排水される。上記構成によれば、仕切り板の高さを適宜に設定することにより、複雑な機構を設けることなく、塩水タンク4の液面を所定範囲に維持することができる。
Here, the structure provided with the overflow line as the liquid level control means will be briefly described by taking the salt water tank 4 as an example (each part is not shown). The
原水タンク6の液面制御手段についても同様な構成とすることができる。この場合には、原水タンク6からオーバーフローした原水W1を、排水ラインL5から排水してもよく、或いは、塩水タンク4に補水するように構成してもよい。
The liquid surface control means of the
また、液面制御手段として、液位検知電極と補水バルブとを組み合わせた構成とすることもできる。
ここで、液面制御手段として、液位検知電極と補水バルブとを組み合わせた構成について、塩水タンク4を例に挙げて簡単に説明する。液位検知電極は、塩水タンク4の所定高さの位置に検知電極を設け、塩水タンク4の底部に接地電極を設けて構成する。液位検知電極は、塩水W4の液面が検知電極の先端に接液したときに、検知電極〜接地電極間に電流が流れることを検知して、満水の検出信号を出力する。液位検知電極から出力された検出信号は、制御部5に送信される。また、塩水タンク4に対して、外部の原水供給源から原水W1を供給する補水ラインを設ける。更に、この補水ラインに補水バルブを設ける。補水バルブは、その駆動部が制御部5と電気的に接続され、弁の開閉は制御部5により制御される。
Moreover, it can also be set as the structure which combined the liquid level detection electrode and the water supplement valve | bulb as a liquid level control means.
Here, as a liquid level control means, a configuration in which a liquid level detection electrode and a water replenishing valve are combined will be briefly described by taking the salt water tank 4 as an example. The liquid level detection electrode is configured by providing a detection electrode at a predetermined height of the salt water tank 4 and providing a ground electrode at the bottom of the salt water tank 4. The liquid level detection electrode detects that a current flows between the detection electrode and the ground electrode when the liquid level of the salt water W4 contacts the tip of the detection electrode, and outputs a full water detection signal. The detection signal output from the liquid level detection electrode is transmitted to the
上記構成において、制御部5は、液位検知電極から検出信号を受信しない状態が所定時間継続した場合には、補水バルブを開状態として、塩水タンク4への原水W1の補水を開始する。一方、制御部5は、液位検知電極から検出信号を受信した場合には、補水バルブを閉状態として、塩水タンク4への原水W1の補水を停止する。補水バルブを開状態とするまでの所定時間は、再生プロセスST3中に、塩水W4の液面が検知電極の先端から所定高さ(例えば、3〜5mm)降下する時間に相当して設定される。上記のような制御を行なうことにより、塩水タンク4の液面を検知電極の先端近傍の所定範囲に維持することができる。原水タンク6の液面制御手段についても同様な構成とすることができる。
In the above configuration, when the state where no detection signal is received from the liquid level detection electrode continues for a predetermined time, the
なお、上述した水位検知電極と補水バルブとを組み合わせた構成及び動作は一例を示したものであり、この例に限定されるものではない。 In addition, the structure and operation | movement which combined the water level detection electrode mentioned above and the water supplement valve | bulb showed an example, and are not limited to this example.
前述の第1及び第2実施形態では、本発明のイオン交換装置を硬水軟化装置に適用した例について説明したが、本発明の適用はこれに制限されない。例えば、硬水軟化装置におけるイオン交換樹脂のイオン交換樹脂を、陽イオン交換樹脂から陰イオン交換樹脂へ置換すれば、硝酸性窒素除去装置として使用することができる。 In the first and second embodiments described above, an example in which the ion exchange device of the present invention is applied to a water softening device has been described. However, the application of the present invention is not limited thereto. For example, if the ion exchange resin of the ion exchange resin in the water softening device is replaced from a cation exchange resin to an anion exchange resin, it can be used as a nitrate nitrogen removal device.
1,1A 硬水軟化装置(イオン交換装置)
2,2A 圧力タンク
3,3A プロセス制御バルブ(バルブ手段)
4 塩水タンク(液タンク)
5 制御部(バルブ制御手段)
6 原水タンク(液タンク)
211 イオン交換樹脂床
241,241A 頂部スクリーン(頂部配液部、頂部集液部)
242,242A 底部スクリーン(底部配液部、底部集液部)
74 第1フロート弁(液面制御手段)
75 第2フロート弁(液面制御手段)
L1 原水ライン
L2 軟水ライン
L3 希釈水ライン(液供給ライン)
L4 塩水ライン(液供給ライン)
L5 排水ライン
L6 バイパスライン
L7 第1補水ライン
L8 第2補水ライン
1,1A Water softening device (ion exchange device)
2,
4 salt water tank (liquid tank)
5 Control unit (valve control means)
6 Raw water tank (liquid tank)
211 Ion
242 and 242A Bottom screen (bottom liquid distribution part, bottom liquid collection part)
74 First float valve (liquid level control means)
75 Second float valve (liquid level control means)
L1 Raw water line L2 Soft water line L3 Diluted water line (liquid supply line)
L4 salt water line (liquid supply line)
L5 Drainage line L6 Bypass line L7 First water replenishment line L8 Second water replenishment line
Claims (4)
前記イオン交換樹脂床を再生する再生液及び/又は水が貯留される液タンクと、
前記圧力タンクと前記液タンクとを接続する液供給ラインと、
前記液タンクにおける液面を所定範囲に制御する液面制御手段と、
接続端部及び大気に開放された開放末端部を有する排水ラインであって、前記接続端部において前記圧力タンクに接続され、前記液タンクから前記圧力タンクへ供給された再生液及び/又は水を前記開放末端部から排水として排出する排水ラインと、
を備え、
前記液タンクにおける液面と前記排水ラインにおける前記開放末端部との高さ関係が、前記液タンクにおける液面 > 前記開放末端部の関係になるように設定されており、
前記液タンクにおける液面と前記排水ラインにおける前記開放末端部との間の水頭圧差により、前記液タンクから前記圧力タンクへ再生液及び/又は水を供給すると共に、再生液及び/又は水を前記圧力タンクから前記排水ラインへ排出するように構成され、
前記イオン交換樹脂床は、架橋度が10〜12%のイオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換装置。 A pressure tank containing an ion exchange resin bed;
A liquid tank in which regenerated liquid and / or water for regenerating the ion-exchange resin bed is stored;
A liquid supply line connecting the pressure tank and the liquid tank;
Liquid level control means for controlling the liquid level in the liquid tank to a predetermined range;
A drainage line having a connection end and an open end open to the atmosphere, connected to the pressure tank at the connection end, and supplying regenerated liquid and / or water supplied from the liquid tank to the pressure tank A drainage line discharging as drainage from the open end,
With
The height relationship between the liquid level in the liquid tank and the open end portion in the drainage line is set so that the liquid level in the liquid tank> the open end portion,
Due to the water head pressure difference between the liquid level in the liquid tank and the open end in the drainage line, the regenerated liquid and / or water is supplied from the liquid tank to the pressure tank, and the regenerated liquid and / or water is Configured to discharge from the pressure tank to the drain line,
The ion exchange resin bed is an ion exchange apparatus comprising ion exchange resin beads having a degree of crosslinking of 10 to 12%.
前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部配液部と、
前記イオン交換樹脂床の頂部に設けられる頂部集液部と、
前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部集液部と、
原水を前記底部配液部へ配液しながら、前記頂部集液部で集液することにより原水の上昇流を生成して、処理水を製造する水処理プロセスの水の流れ;及び、再生液を前記頂部配液部へ配液しながら、前記底部集液部で集液することにより再生液の下降流を生成して、前記イオン交換樹脂床を再生させる再生プロセスの再生液の流れを切り換え可能なバルブ手段と、
前記水処理プロセス及び前記再生プロセスを順に切り換えるように、前記バルブ手段を制御するバルブ制御手段と、
を更に備える請求項1又は2に記載のイオン交換装置。 A top liquid distribution section provided at the top of the ion exchange resin bed;
A bottom liquid distribution part provided at the bottom of the ion exchange resin bed;
A top liquid collection part provided at the top of the ion exchange resin bed;
A bottom collecting portion provided at the bottom of the ion exchange resin bed;
A flow of water in a water treatment process for producing treated water by producing raw water by collecting raw water at the top liquid collecting part while distributing raw water to the bottom liquid distributing part; and regenerating liquid While the liquid is distributed to the top liquid distribution part, the regenerative liquid flow of the regenerative process for regenerating the ion-exchange resin bed is generated by collecting the liquid at the bottom liquid collecting part to generate a downward flow of the regenerated liquid. Possible valve means;
Valve control means for controlling the valve means so as to sequentially switch the water treatment process and the regeneration process;
The ion exchange apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部配液部と、
前記イオン交換樹脂床の頂部に設けられる頂部集液部と、
前記イオン交換樹脂床の底部に設けられる底部集液部と、
原水を前記頂部配液部へ配液しながら、前記底部集液部で集液することにより原水の下降流を生成して、処理水を製造する水処理プロセスの水の流れ;及び、再生液を前記底部配液部へ配液しながら、前記頂部集液部で集液することにより再生液の上昇流を生成して、前記イオン交換樹脂床を再生させる再生プロセスの再生液の流れを切り換え可能なバルブ手段と、
前記水処理プロセス及び前記再生プロセスを順に切り換えるように、前記バルブ手段を制御するバルブ制御手段と、
を更に備える請求項1又は2に記載のイオン交換装置。 A top liquid distribution section provided at the top of the ion exchange resin bed;
A bottom liquid distribution part provided at the bottom of the ion exchange resin bed;
A top liquid collection part provided at the top of the ion exchange resin bed;
A bottom collecting portion provided at the bottom of the ion exchange resin bed;
A flow of water in a water treatment process for producing treated water by producing raw water by collecting raw water at the bottom liquid collecting part while distributing raw water to the top liquid distributing part; The regeneration liquid flow in the regeneration process for regenerating the ion-exchange resin bed is generated by collecting the liquid at the top liquid collection part while dispensing the liquid to the bottom liquid distribution part. Possible valve means;
Valve control means for controlling the valve means so as to sequentially switch the water treatment process and the regeneration process;
The ion exchange apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
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