JPS63190631A - 充填層のけん濁物除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原水を充填層内に通水することにより充填層
内に捕捉された鉄酸化物等のけん濁物を除去する方法に
関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

充填層、特にイオン交換樹脂の充填層に通水することに
より水を精製する方法において、充填Ｊ’Ｊ内に捕捉さ
れた比重の大きい酸化鉄等のクラッドを除去する方法と
して種々の方法が提案されている。

例えば発電用ボイラの復水脱塩装置においては、イオン
交換樹脂を充填し九脱塩塔に一定時間通水し念後イオン
交換樹脂を再生塔に移送した後逆洗することによりけん
濁物（クラッド）を除去することが行なわれている。

以下図面に基いて従来法を説明する。

第２図は通常行われているクラッドの除去方法を示すた
めの概略図であって、符号１は再生塔、２は沈静し次状
態のイオン交換樹脂層、３はスクラビング状態のイオン
交換樹脂層、４は逆洗状態のイオン交換樹脂層、５は下
部集水装置、６は上部集水装置、７，８，９．１０は空
気又は水を導入又は排出するための配管、１１゜１２、
１３．１４は前記配管上に設は九弁を示し、（１）はド
レン工程、（ＩＩ）　Ｍ空気スクラビング工程、（２）
は逆洗工程を示す。又Ａ、Ａ′は空気、Ｂは逆洗水を示
す。

以下、第２図に基いて説明するが、第２図の（■）、（
２）については説明上必要な部分にのみ符号を付した。

第２図に示す方法においては、イオン交換樹脂（以下単
に樹脂という）を再生塔１に移送した後、管７の弁１１
及び管９の弁１３を開き管９より空気Ａを圧入して樹脂
層２の上部のある位置Ｌ１　　に水面が達するまで管７
ｔ−通じて水をドレンしく第２図Ｉ）、ついで弁１１及
び弁１３を閉じ弁１２及び弁１４を開いて上部集水装置
６を経て管１０から排気しながら管８から下部集水装置
５より樹脂層の下部に空気ム′を導入して樹脂のスクラ
ビングを行つ九後（第２図■）、弁１２を閉じ弁１１を
開いて管７より下部集水装置を経て逆洗水Ｂを樹脂層の
下部に導入し、上部集水装置６を経て管１０より逆洗廃
水を排出しながら樹脂の逆洗を行う（第２図［）。

この方法においてはクラッド除去率をあげるために３同
根度前記工程（ドレン−空気スクラビング−逆洗）がく
り返される。

この方法では、（１）逆洗水の流速に制限があり（ｍａ
ｘ　１５　ｙＨ／　ｈ程度）、かつ再生塔上部の集水装
置から逆洗水を排出するなめクラッドの分離（排出）に
要する時間が長いこと、（２）逆洗水の流速に制限があ
るなめ重質のクラッドは塔上部まで運搬されにくいこと
、（３）逆洗後再度空気スクラビングを行うため水をド
レンする必要がありこの分だけ廃液量が多くなること等
の欠点がある。

第３図は、重質のクラッドを除去するために改良され食
方法を説明するための概略図であって、装置自体及び符
号は第２図に示し念ものと同一であり、符号はこの改良
方法を説明するのに必要な符号のみを記入した。第３図
において（１）Ｈドレン工程、（ＩＩ）は空気スクラビ
ング工程、（Ｉｌｌ）は急速ドレン工程、（転）は水張
り工程を示す。

第３図において（１）のドレン工程は第２図に説明した
のと同じであるが、（ＩＩ）の空気スクラビング工程に
おいて一定の時間空気スクラビングを行った後、下部か
ら導入される空気ムによる樹脂層の展開中に弁１２及び
弁１４を閉じ管８から樹脂層５への空気Ａ′の導入を止
めると同時に、弁１１及び弁１３を急開することにより
管９より空気Ａを圧入して管７を通して一気に排水する
ものである（第３図■の急速ドレン工程）。

ついで弁１１を閉じ弁１３、弁１４ｔ−開き管１０から
水を−１の高さまで補給し食後（第３図Ｖの水張り工程
）空気スクラビング工程に戻る。この方法は重質のクラ
ッド除去に有効であるが１回当りの排水量が少なく（第
３図中Ｌ１とＬ・　の差の分しか排水できない）、従っ
て空気スクラビング、急速ドレ／及び水張りの（ＩＩ）
〜（転）の工程を１０〜３０回程度く同根す必要があ夛
工程が複雑である。

第４図は、第２図に示す方法を改良し、逆洗後中間集水
装置より排水するようにし食方法を説明する念めのもの
で、符号１〜１４は第２図で示し念符号と同じ意味を有
し、符号１５は中間集水装置、１６はその配管、１７１
ｄ’弁を示し、（１）はドレン工程、（■）は空気スク
ラビング工程、■）は逆洗工程、（転）は中間集水装置
からのドレン工程を示す。

第４図に示す方法において、（りのドレン工程と（ｆｆ
）の空気スクラビング工程は第２図に示す方法と同じで
あるが、＠）の逆洗工程において管７から導入される逆
洗水Ｅ’）Ｌ！　　の高さまで導入した後、弁１１及び
１４５ｉ−閉じ、弁１３及び１７′ｆｒ、開き管９がら
空気を圧入して中間集水装置から上に存在する逆洗水を
中間集水装置１５及びドＶ／抜出し管１６から排水する
ようにしたものである。この方法は、第２図に示す方法
よりはクラッドの分離に要する時間が短縮され廃液量も
少なくてすむが、重質クラッドの除去は第３図に示す方
法程十分ではない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来法の欠点を改善し、分離時間
が短かくてすみ、かつ廃液量の少ない重質クラッドの分
離方法を提供することにある〇〔発明の構成］ 本発明は、充填層の下部より空気と水と２例時に導入し
つつスクラビングを行いながら、（υ該スクラビングに
よυ展開している充填層の表層に設けられた充填材を通
過させず、けん濁物、及び微細化し念充填材のみを通過
させる構造を有する中間集水装置から排水を行ないかつ
該中間集水装置の上部から排気を行なう工程と、（２）
前記中間集水装置から排水と、排気を行う工程との画工
徨をくり返し行うことを特徴とする充填層のけん濁物及
び微細化した充填材の除去方法である。

本発明者等は前に述べ九ような従来法の欠点を改良する
ため、粒径の大きい、重質のクラッドすなわち沈降速度
の大きいクラッドに対しても有効であり、かつ分離時間
も短かく廃液量も少なくてすむクラッドの除去方法を鋭
意研究した結果本発明をなすにいたつ念ものである。

本発明の方法を第１図に基いて説明する。

第１図において符号は第４図に示した符号と同一の符号
は同じ意味を有し、日は空気Ａ′と共に導入されるスル
ージング水を示す。

第１図の（１）のドレン工程においては、水を中間集水
装置１５０レベル（Ｌｌ）までドレンする。

ついで本発明の（■）及び＠）の空気−水スクラビング
工程を繰り返し実施する。本発明は、空気Ａ′とスルー
ジング水Ｓとを同時に下部集水装置５から導入しながら
中間集水装置１５より弁１７及び管１６を通じて空気及
び／又は水を排出することを基本的々特長としており、
沈降速度の大きい重質のクラッドを空気Ａ′とスルージ
ング水８の高流速の上向き流によって樹脂層下部から中
間集水装置１５に運搬し管１６を通して除去するもので
ある。

第１図に示す空気−水スクラビング工程（［Ｉ）におい
ては、弁１４．弁１７は開となっており、排水は中間集
水装置１５から管１６を経て行なわれ、排気は弁１４が
開となっているため管１６からは行なわれず、塔上部の
管１０を経て行なわれる。

空気水スクラビング工程佃）においては、弁１４を閉と
し、弁１７ｔ−開とされている念め、塔上部からの排気
は行なわれず、水と空気の流れは中間集水装置１５１Ｃ
集中し、管１６を経て系外に同時に排出される。

水のみを用いる通常の逆洗においては中間集水装置１５
から排水する場合樹脂が中間集水装置に堆積してクラッ
ドの排出がしにくくなってしまう。

しかし水と空気を同時に導入してスクラビングを行う本
発明の工程（…）の場合は樹脂層、特にその表層が激し
くゆれ動いているため、−塵中間集水装置に樹脂が堆積
してもこの堆積し九樹脂層はすぐこわれ、常に中間集水
装置は排水及び排気する“面”が更新されるので、クラ
ッド排出上何ら問題のないことが実験の結果確かめられ
念。

下部集水装置からの空気Ａ′の流速は通常エアスクラピ
ンクに用いられているＬＶ５０〜１００ｍ／時でよく、
スルージング水８の流速は通常逆洗水Ｂで用いられるＬ
Ｖ６〜１５ｍ／時よりは若干小さいＬＶ４〜１０？Ｎ／
時が好ましい。

本発明方法においてはクラッドの運搬除去はスルージン
グ水８のみによって行われるのでなく空気によっても行
われておりスルージング水Ｓの流速は従来の逆洗水Ｂａ
大きくする必要はない。

本発明は空気−水スクラビング工程（ＩＩ）と（ＩＩＩ
）　ｔ−交互に行うものでありその時間は下記例の如く
（ＩＩ）の工程を長時間行うのがよい。

空気−水スクラビングエ穆（ｎ）：１〜５分〃　　　　
　（２）：１５〜２分 １例として中間集水装置１５としてスリット巾２００〜
４００μｍのワイヤースクリーンを用いスクリーンの開
口面積を充分に大きくすることにより工程（ｎ）、＠）
がスムーズに行われることを確認し念。工程（ｎ）は大
気開放状態となっておリスクラビング時の樹脂表層の位
置は第５図に示す如く中間集水装置１５の上面近くの位
置乙に維持され、スクラビングによるかくはんにより中
間集水装置１５０表面が常に更新されていく。

これは大気開放状態であり、かつ中間集水装置の面に排
水時の抵抗が若干あるためその樹脂表層の位置が第５図
ａの如くなるものである。

これに対し工程Ｑ［Ｉ）では弁１４が閉となり管１６か
ら排気も行われるため塔内が加圧状態となりスクラビン
グ時の樹脂表層の位置は第５図の位置すに示す如く中間
集水装置１５の管中央部付近以下になる。

本発明においては工程（ｎ）だけでも、クラッドの除去
作用の中で（１）クラッドの樹脂からのはぐり作用、（
２）中間集水装置１５までへの運搬作用は充分である。

しかしもう１つの重要な作用である中間集水装［１５か
らの排出作用については工程（ＩＩ）のみでは充分でな
い。１例として本発明で用いられるワイヤースクリーン
の場合第６図に示す如くなっており、スリット１８の巾
より小さいクラッド又は微細化し念樹脂はこのスリット
をスムーズに通過し排出される。又スリット１８の巾よ
り充分大きいものはスクラビング時のかくはん効果によ
りスリット面をふさぐことなく流動化している。しかし
、スリット巾に近い大きさのクラッド又は微細化した樹
脂は、排出面であるこのスリットにひっかかり排出され
に＜＜、かつ排出面をふさぎこんでいく。それ故工程（
［１）　Ｔｈ長時間行なうと第５図に示す位置ａｌｌ−
こえて徐々にスクラビング時の樹脂表層が上昇していく
。このような工程（■）の欠点を工程（！ＩＩ）　Ｆｉ
解決するものである。工程＠）は排水・排気を管１６か
らのみ行い、塔内を１〜２に９ｆ／ｃｙｎ”の加圧状態
とすることにより前述し念スリット１８をふさぎこんで
いるスリット巾に近い大きさのクラッド、微細化した宿
所を加圧により強制的に排出してしまう作用を有してい
る。

この排出作用は極く短時間で達成されてしまうため工程
（ＩｌＯｉｕｓ〜２分程度で十分である。

第６図中矢印１９はクラッド又は微細化した樹脂、及び
水、空気の流れる方向を示し、符号２０は中間集水装置
１５であるワイヤースクリーンを形成しているロンドで
あり形状は第６図に示す如く三角形若しくはそれに近い
ものである。このような形状は、クラッド、微細化した
樹脂の排出に効果的である。

ワイヤスクリーンの管外側のスリット１８より管内側の
スリット２１の巾が太きい念め前述の工程（圓による管
外側のスリット１８にひっかかり、スリット１８をふさ
いでいるスリット１８の巾に近い径を有するクラッド、
微細化した樹脂の強制的除去がスムーズに行われるので
ある。

１例であるが第６図に示すよう４機能をもつものが本発
明を実施するのに好ましい。

工程（■）をなくし工程（１［［）のみを行なうことは
第５図に示す如く樹脂表層の位置すが中間集水装置１５
の中央部付近以下になり中間集水装置の管全面がクラッ
ドの排出にいかされないので得策ではない。このように
本発明は工程（Ｉｔ）のみ又は工程（Ｉｌｌ）のみを行
う時のお互いの欠点を、〔工程（■）→工程（切〕をく
り返すことにより効果的にクラッド、微細化した樹脂の
除去を達成しうるものである。

以下、本発明を、第１図に基いて詳細に説明する。

先づ、（１）のドＶン工程により再生塔１の水位を中間
集水装置１５の位置（Ｌｌ’）とする。この操作は、弁
１３．１７を開とし管９から１〜２ｋｇｆ　／ｃｒｓ　
”の加圧空気Ａを圧入することにより行なわれる。

また、中間集水装置１５と樹脂２０表面との距離は、次
の（ＩＩ）、（１）の工程に好適となるよう、樹脂層２
の高さの１５〜５０％の値となるようにするのが好まし
い。

ついで弁１３を閉とし、管８より空気ｈｒ　ｔ、管７よ
りスルージング水を導入し、管１０より排気しながら中
間集水装置１５を経由し管１６より排水を行なう第（■
）工程に移る。

第（ｎ）工程における空気とスルージング水の光量ハ次
のとおりである。

空気：ＩＪＶ５０〜１２ｏｍ／時 圧力１〜２ゆｆ／ｃｍ” ヌルージング水：　Ｉ、７４〜１０ｍ／時このような操
作は、混合床の混合操作の一部として、或いは第２図に
示す従来法の（■）工程の空気のみによるスクラビング
操作の前に、極く短時間ＬＶ２〜３ｎ４／時のスルージ
ング水を導入して行なわれることがあるが、本発明の工
程（ＩＩ）はこれらの操作を応用し、操作時間を長くす
るト共にスルージング水の流速を大としたものである、 樹脂層が比重の大きいカチオン樹脂で構成されている場
合には、スルージング水のＬＶ６〜１０ｍ／時、空気の
Ｌ　Ｖ　７０〜１００　ｗｒ　７時とするのが適当であ
る。

比重の小さいアニオン樹脂の場合はスルージング水のＬ
Ｖ４〜Ｂｍ／時、空気のＬｖ７０〜１００．７時とする
のが適当である。工程（ＩＩ）は２〜５分程度でよいが
クラッドが樹脂に強く固着しているような場合は工程（
ｎ）の前にスルージング水Ｓの導入を止め空気のみを導
入する従来法第２図の（ＩＩ）の工程を行うのも一部で
ある。スルージング水日の導入を停止すると樹脂層３の
水量が少くなくなり、樹脂層３の樹脂スラリー１度が大
きくなって樹脂同志のこすり合いが増しクラッドが剥離
しやすくなるからである。

ついで工程（Ｉｌｌ）に移る。

弁１７を開とし穴ま＼で、弁１４を閉とすることにより
排気も中間集水装置１５を径由して管１６から行なわれ
る。

空気Ａ′、スルージング水Ｓの流量等の設定値は工程（
１ｍ）と同じでよい。このようにすると空気Ａ′の圧力
１〜２ｋｇｆ／ｃｍ”が再生塔１内にもかかり樹脂層３
０表層の位置は第５図のｂで示す如く低下する。本工程
はスリット１８にひっかかり排水をじゃましているスリ
ット１日の巾に近い大きさを有するクラッド、微細樹脂
を強制的に排出するものであり１５分〜２分、通常は１
分程度行なえばよい。

そして再度〔工程（■）→工程（ｌｉｔ）　１　ｆｔ：
繰り返す。

繰り返し回数は下記表−１に示す設定値の場合５〜１５
回程度で十分である〇 表−１ 本発明に用いる中間集水装置は第６図に示すようなワイ
ヤースクリーンタイプのものが好ましいが同様な機能を
有するものであれば何れを用いてもよい。

つぎに実施例並びに比較例を示す。

比較例 火力発電所の通常運転時に連続３０日間通水し念脱塩塔
から１６００φＸ４００Ｑ＋ｗｍＨのカチオン再生塔に
カチオン交換樹脂２６００ｊとアニオン交換樹脂１４０
０Ａｅ移送し、アニオン交換樹脂をアニオン再生塔に移
送した後、カチオン交換樹脂はカチオン再生塔で、アニ
オン交換樹脂はアニオン再生塔（１２００φ×２８００
ｍＨ）で従来法に従って次の条件でクラッドの除去を行
なった。

従来法１（第２図に示す方法） 工程（り５分 工程（ｎ）　　空気　Ｉ、Ｖ１００ｍ／時　１５分工程
（め　逆洗水： カチオン再生塔　ＬＶ１５ｍ／時　３０分アニオン再生
塔　Ｌ７　８ｍ／時　３０分工程（１）　（ｆｆ）　（
ＩＩＩｌ）の繰り返し回数４回従来法２（第３図に示す
方法） 工程（Ｉ）５分 １回目　２回目以降 工程（ＩＩ）　　空気Ｌｖ１ｏｏｍ／時　１５分　　　
３分工程Ｑｌ［）　　　　　　　　　　　２分　　２分
工程（ＩＶ）　　　　　　　　　　　　５分　　３分工
程（Ｉｔ）　０１１）　（ＩＩ／）の縁り返し回数　１
５回従来法３（第４図に示す方法） 工程（Ｉ）５分 １回目　２回目以降 工程（Ｉｔ）　　空気　Ｌｖ１ｏｏ？ＰＩ／時　　１５
分　　１０分工程佃）逆洗水： カチオン再生塔　ＬＶ１５ｍΔ寺　６分　　　６分アニ
オン再生塔　ＬＶ８ｍΔ寺　　６分　　　６分工程（転
）　　　　　　　　　　　　　５分　　５分工程（ＩＩ
）、（顧、（転）の繰り返し回数　４回以上の結果を表
−２に示す。

実施例１ 比較例と同様に通常運転時に連続３０日間通水し念同−
の脱塩塔の樹脂を用い、クラッド除去を行った。用い念
力チオン再生塔、アニオン再生塔は比較例と同一サイズ
である。塔内製品は本発明用に改造した。

使用し穴中間集水装置は次のとおりであった。

カチオン再生塔：３００μｍのスリットを有するワイヤ
ースクリーン スリット開口面積７９５２ アニオン再生塔：３００μｍのスリットを有するワイヤ
ースクリーン スリット開口面積　４４０　ｍ” カチオン再生塔、アニオン再生塔共下記の条件で工程（
ｎ）、（１１０を行なった。

工程（２））　　上と同じ　　　　　　　　１分、結果
を表−２に示す。

なお、表−３において、脱塩塔への移送時Ｆｅ濃度とは
、カチオン再生塔、アニオン再生塔でクラッドを除去し
、両樹脂を再生した後、樹脂混合槽で混合し、脱塩塔に
移送する時の樹脂中に含まれる平均鉄濃度である。

表−２ 〔発明の効果〕 上記表−２かられかるように、本発明方法は従来法に比
し、洗浄時間、洗浄廃水量、使用空気環のいずれにおい
ても優れており、産業に貢献するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程を示す工程図、第２図、第３図及
び第４図は夫々異なる従来法を示す工程図、第５図は、
本発明で用いる中間集水装置におけるスクラビング時ρ
樹脂表層の位置を示す図、第６図は本発明で用いる中間
集水装置の１例を示す図である。 １・・・再生塔、２・・・樹脂層、５・・・下部集水装
置、６・・・上部集水装置、１５・・・中間集水装置、
Ａ、Ａ’・・・空気、Ｓ・・・スルージング第１図 第２図 （１）　　　　　　　　　　　（ｎ）　　　　　　　　
　　　　（ＩＩＩ）第５図 第６図 第３ （Ｉ）　　　　　　　　　　　（ｎ） 図 （ＩＩＩ）　　　　　　　　　（ＩＶ）（１）　　　　
　　　　　　（［） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、充填層の下部から空気と水とを同時に導入すること
   により充填層のスクラビングを行ないながら（１）該ス
   クラビングにより展開している充填層の表層に設けられ
   た充填材を通過させず、けん濁物及び微細化した充填材
   のみを通過させる構造を有する中間集水装置から排水を
   行ない、且つ該中間集水装置の上部から排気を行なう工
   程と、（２）前記中間集水装置から排水と排気を行なう
   工程との両工程を繰り返し行なうことを特徴とする充填
   層中のけん濁物及び微細化した充填材を除去する方法。