JP2000061321A - カチオン交換樹脂の再生方法 - Google Patents

カチオン交換樹脂の再生方法

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JP2000061321A JP10235833A JP23583398A JP2000061321A JP 2000061321 A JP2000061321 A JP 2000061321A JP 10235833 A JP10235833 A JP 10235833A JP 23583398 A JP23583398 A JP 23583398A JP 2000061321 A JP2000061321 A JP 2000061321A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 銀担持活性炭による処理水をイオン交換した
カチオン交換樹脂を効率よく再生して銀を脱離させるこ
とができ、処理水の比抵抗の立ち上がりを早くすること
が可能なカチオン交換樹脂の再生方法を提案する。 【解決手段】 銀担持活性炭による処理水をイオン交換
したカチオン交換樹脂を再生するに際し、下記(A)〜
(C)のいずれかの方法で再生する。 (A):硝酸による再生。 (B):水酸化ナトリウムによる再生後、塩酸による再
生。 (C):硝酸による再生および水酸化ナトリウムによる
再生後、塩酸による再生。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カチオン交換樹脂
の再生方法、特に銀担持活性炭による処理水をイオン交
換したカチオン交換樹脂の再生方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を
用いる純水製造装置では、水道水、河川水、井戸水等の
原水を、必要により凝集、沈殿、濾過等の前処理を行っ
たのち、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂層に
通してカチオン交換およびアニオン交換を行って純水を
製造している。このような方法において、原水として水
道水のように遊離塩素を含む原水を用いると、樹脂が劣
化するので、前処理として活性炭層に通水することによ
り遊離塩素を除去してからイオン交換を行うことが行わ
れる。
【0003】このように活性炭処理を行うと、遊離塩素
が除去されるため、活性炭層に細菌が増殖し、処理水に
有機物や細菌が漏出してイオン交換装置を汚染する。こ
のためこれを防止するために、銀担持活性炭を用いて遊
離塩素を除去することにより、銀の殺菌力により細菌の
増殖を抑制することが行われる。
【0004】ところがこのような銀担持活性炭で処理を
行うと、活性炭より微量の銀が溶出し、これがカチオン
交換樹脂に吸着される。通常カチオン交換樹脂は塩酸や
硫酸により再生される。しかし、銀イオンを吸着したカ
チオン交換樹脂を通常の再生方法で再生すると、塩化銀
や硫酸銀のような難溶性の銀化合物が残留するためと推
測されるが、ナトリウムやカルシウムイオンは脱着され
てイオン交換能が回復するが、再生は十分ではなく処理
水の比抵抗の立ち上がりに長時間を要するという問題点
がある。
【0005】銀イオンを吸着したイミノジ酢酸型のカチ
オン交換樹脂の再生に際し、硫酸銅水溶液で処理したの
ち塩酸で処理する方法が提案されている(特開昭56−
130236号)。しかしここで使用しているカチオン
交換樹脂はキレート樹脂であるため、通常の純水製造に
使用されるカチオン交換樹脂とはイオン交換機構が異な
り、硫酸銅水溶液で通常のカチオン交換樹脂を処理した
のち、塩酸で再生を行っても再生は十分になされない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、銀担
持活性炭による処理水をイオン交換したカチオン交換樹
脂を効率よく再生して銀を脱離させることができ、処理
水の比抵抗の立ち上がりを速くすることが可能なカチオ
ン交換樹脂の再生方法を提案することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は次のカチオン交
換樹脂の再生方法である。 (1) 銀担持活性炭による処理水をイオン交換したカ
チオン交換樹脂を再生するに際し、下記(A)〜(C)
のいずれかの方法で再生することを特徴とするカチオン
交換樹脂の再生方法。 (A):硝酸による再生。 (B):水酸化ナトリウムによる再生後、塩酸による再
生。 (C):硝酸による再生および水酸化ナトリウムによる
再生後、塩酸による再生。 (2) カチオン交換樹脂が銀イオンを吸着した樹脂で
ある上記(1)記載の方法。 (3) カチオン交換樹脂を塩酸または硫酸で再生する
サイクルと、(A)〜(C)のいずれかの方法で再生す
るサイクルとを組み合わせて行う上記(1)または
(2)記載の方法。
【0008】本発明で用いるカチオン交換樹脂はナトリ
ウムやカルシウムイオン等の通常のカチオンのほか銀を
吸着するカチオン交換樹脂であり、一般的には強酸性カ
チオン交換樹脂が好ましいが、場合によっては弱酸性カ
チオン交換樹脂であってもよい。本発明で再生の対象と
するのは、銀担持活性炭による処理水をイオン交換して
銀イオンを吸着したカチオン交換樹脂である。
【0009】銀担持活性炭は活性炭の表面に金属銀また
は銀化合物を担持させて殺菌性を付与したものであり、
このような活性炭で処理することにより遊離塩素を除去
すると同時に細菌の増殖を抑制する目的で使用される
が、他の目的で使用するものでもよい。このような活性
炭による処理水はナトリウムやカルシウムイオン等の一
般のカチオンのほか微量の銀がイオンとなって溶出して
いる。
【0010】本発明で再生の対象とするカチオン交換樹
脂はこのような銀イオンを吸着した樹脂であり、純水製
造装置に用いられるカチオン交換樹脂があげられるが、
純水製造装置以外に用いられるカチオン交換樹脂であっ
てもよい。純水製造装置としては強酸性カチオン交換樹
脂層と強塩基性アニオン交換樹脂層の組み合わせが一般
的であり、その前に弱酸性カチオン交換樹脂層または弱
塩基性アニオン交換樹脂層を組み合わせるもの、あるい
は後に強酸性カチオン交換樹脂層または混床式のポリッ
シャを組み合わせるものでもよい。
【0011】銀担持活性炭の処理水をカチオン交換樹脂
でイオン交換すると、銀イオンはカチオン交換樹脂に交
換吸着される。銀イオンは一般に中性塩となっているの
で、弱酸性カチオン交換樹脂層を設ける場合でも、銀イ
オンは主として強酸性カチオン交換樹脂に吸着される。
カチオン交換樹脂には銀以外にもナトリウム、カルシウ
ム等の一般のカチオンが吸着され、量的には一般のカチ
オンの方が多く吸着される。
【0012】通水により銀その他のカチオンが吸着され
たカチオン交換樹脂は通常は塩酸、硫酸等により再生さ
れるが、このような通常の再生を繰り返していると、不
溶性の銀化合物が残留し、これが再生後の水洗水に溶出
して比抵抗の立ち上がりが悪化し、水洗水を多量に使用
する必要があるとともに、再生時間が長くなる。
【0013】そこで本発明は、このような銀吸着カチオ
ン交換樹脂の再生に際して、前記(A)〜(C)のいず
れかの方法による再生を行う。すなわち(A)は硝酸に
よる再生であり、再生レベルは60g・HNO3/liter
−樹脂以上、好ましくは120〜300g・HNO3/l
iter−樹脂とするのが好ましい。
【0014】(B)は水酸化ナトリウムによる再生後、
塩酸による再生を行うもので、再生レベルは40g・N
aOH/liter−樹脂以上、好ましくは100〜200
g・NaOH/liter−樹脂、および30g・HCl/l
iter−樹脂以上、好ましくは100〜200g・HCl
/liter−樹脂とするのが好ましい。
【0015】(C)はこれらを組み合わせた方法であ
り、硝酸による再生後、水酸化ナトリウムによる再生を
行い、その後塩酸による再生を行う。再生レベルは60
g・HNO3/liter−樹脂以上、好ましくは120〜3
00g・HNO3/liter−樹脂、40g・NaOH/li
ter−樹脂以上、好ましくは100〜200g・NaO
H/liter−樹脂、および30g・HCl/liter−樹脂
以上、好ましくは100〜200g・HCl/liter−
樹脂とするのが好ましい。強酸性カチオン交換樹脂を複
数段にわたって用いる場合も同様とする。
【0016】このような(A)〜(C)の再生方法は樹
脂を劣化させやすいので、全サイクルについて行う必要
はなく、塩酸、硫酸で再生する通常のサイクルと、上記
(A)〜(C)により再生するサイクルを組み合わせる
のが好ましい。この場合塩酸、硫酸で再生する通常のサ
イクル2〜1000回につき、(A)〜(C)で再生す
るサイクル1回の割合とするのが好ましい。通常の再生
における塩酸による再生の再生レベルは30g・HCl
/liter−樹脂以上、好ましくは70〜150g・HC
l/liter−樹脂、硫酸再生の場合、50g・H2SO4
/liter−樹脂以上、好ましくは100〜200g・H2
SO4/liter−樹脂が好ましい。
【0017】このようなカチオン交換樹脂の前段に弱酸
性カチオン交換樹脂を用いる場合の塩酸による再生の再
生レベルは30g・HCl/liter−樹脂以上、好まし
くは70〜150g・HCl/liter−樹脂、硫酸再生
の場合、50g・H2SO4/liter−樹脂以上、好まし
くは100〜200g・H2SO4/liter−樹脂が好ま
しい。また上記のカチオン交換樹脂と組み合わせて用い
る強または弱塩基性アニオン交換樹脂の再生レベルは4
0g・NaOH/liter−樹脂、好ましくは100〜2
00g・NaOH/liter−樹脂とするのが好ましい。
【0018】上記の再生において、硝酸による再生、水
酸化ナトリウムによる再生および塩酸による再生は向流
再生でも並流再生でもよく、それぞれ一般の再生と同様
に薬注、押出、水洗の工程を行う。上記の再生により樹
脂に付着した不溶性の銀化合物は除去され、水洗時の比
抵抗の立ち上がりが速くなる。このような効果は(C)
>(A)>(B)の順で大きい。
【0019】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、前記(A)
〜(C)のいずれかにより再生するようにしたので、銀
担持活性炭による処理水をイオン交換したカチオン交換
樹脂を効率よく再生して銀を脱離させることができ、処
理水の比抵抗の立ち上がりを早くすることが可能であ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1は実施形態における純水製造装置
の系統図である。
【0021】図1において、1は銀担持活性炭塔、2は
弱塩基性アニオン交換樹脂塔(以下、弱アニオン樹脂塔
という)、3は強酸性カチオン交換樹脂塔(以下、強カ
チオン樹脂塔という)、4は強酸性アニオン交換樹脂塔
(以下、強アニオン樹脂塔という)、5は強酸性カチオ
ン交換樹脂塔(以下、強カチオン樹脂塔という)で、そ
れぞれ銀担持活性炭1a、弱塩基性アニオン交換樹脂2
a、強酸性カチオン交換樹脂3a、強塩基性アニオン交
換樹脂4a、強酸性カチオン交換樹脂5aが充填されて
いる。7は比抵抗計である。
【0022】上記の装置による純水製造は、原水をライ
ンL1から銀担持活性炭塔1、弱アニオン樹脂塔2、強
カチオン樹脂塔3、強アニオン樹脂塔4、強カチオン樹
脂塔5にラインL2〜L5を通して供給し、それぞれの
塔で吸着またはイオン交換を行い、最終的にラインL
6、L7を通して純水を得る。このとき銀担持活性炭塔
1から溶出する銀イオンは強カチオン樹脂塔3、5に吸
着される。その間比抵抗計7において水質(比抵抗)を
検出する。
【0023】上記の純水製造において、弱塩基性アニオ
ン交換樹脂2a、強酸性カチオン交換樹脂3a、強塩基
性アニオン交換樹脂4a、強酸性カチオン交換樹脂5a
のイオン交換能力が低下したときは通水を停止して再生
に移る。再生は弱アニオン樹脂塔2、強カチオン樹脂塔
3、強アニオン樹脂塔4、強カチオン樹脂塔5にそれぞ
れ薬注路L12〜L15から再生剤を薬注し、排液路L
22〜L25から再生排液を排出して弱塩基性アニオン
交換樹脂2a、強酸性カチオン交換樹脂3a、強塩基性
アニオン交換樹脂4a、強酸性カチオン交換樹脂5aを
再生する。再生剤は弱アニオン樹脂塔2および強アニオ
ン樹脂塔4は水酸化ナトリウム水溶液、強カチオン樹脂
塔3、5は前記(A)〜(C)のいずれかの再生剤を薬
注する。それぞれの再生剤の薬注後は純水による押出お
よび水洗を行う。
【0024】各塔の再生を行った後、銀担持活性炭塔
1、弱アニオン樹脂塔2、強カチオン樹脂塔3、強アニ
オン樹脂塔4、強カチオン樹脂塔5を通して純水および
/または原水を通水して水洗を行い、比抵抗計7により
比抵抗を測定し、所定の比抵抗に達した時点で採水を行
う。
【0025】上記のような再生を行うサイクルは塩酸、
または硫酸による再生を行うサイクル2〜5回に1回の
割合で行う。これにより樹脂の劣化を防止して効率よく
純水の製造を行うことができる。図1では通水、再生と
も下向流の例を示したが、それぞれ上向流でもよく、ま
た再生は向流再生でも並流再生でもよい。また純水製造
装置の構成を弱アニオン樹脂塔2、強カチオン樹脂塔
3、強アニオン樹脂塔4、強カチオン樹脂塔5の組み合
わせとしたが、他の組み合わせでもよく、強カチオン樹
脂塔と強アニオン樹脂塔との組み合わせでもよい。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例について
説明する。
【0027】実施例1 図1の装置において、銀担持活性炭塔1、弱アニオン樹
脂塔2、強カチオン樹脂塔3、強アニオン樹脂塔4、強
カチオン樹脂塔5にそれぞれ銀担持活性炭200ml、
OH型弱塩基性アニオン交換樹脂175ml、H型強酸
性カチオン交換樹脂160ml、OH型強塩基性アニオ
ン交換樹脂200ml、H型強酸性カチオン交換樹脂5
0mlを充填し、通水速度170ml/分で通水して純
水を製造した。活性炭処理水の銀イオン濃度は0.5μ
g/lであった。
【0028】再生は弱アニオン樹脂塔2は水酸化ナトリ
ウムにより再生レベル40g・NaOH/liter−樹脂
で、強カチオン樹脂塔3、5はそれぞれ硝酸により20
0g・HNO3/liter−樹脂で、強アニオン樹脂塔4は
100g・NaOH/liter−樹脂で再生を行った。こ
のような通水、再生を3サイクル行った時の比抵抗の立
ち上がりの結果を図2に示す。
【0029】実施例2 実施例1において、強カチオン樹脂塔3、5の再生をそ
れぞれ水酸化ナトリウムにより再生レベル200g・N
aOH/liter−樹脂で再生後、塩酸により再生レベル
200g・HCl/liter−樹脂で再生したほかは同様
に試験した結果を図3に示す。
【0030】実施例3 実施例1において、強カチオン樹脂塔3、5の再生をそ
れぞれ硝酸により再生レベル200g・HNO3/liter
−樹脂で再生後、水酸化ナトリウムにより再生レベル2
00g・NaOH/liter−樹脂で再生し、さらに塩酸
により再生レベル200g・HCl/liter−樹脂で再
生したほかは同様に試験した結果を図4に示す。
【0031】比較例1 実施例1において、強カチオン樹脂塔3の再生を塩酸に
より再生レベル60g・HCl/liter−樹脂で再生
し、また強カチオン樹脂塔5の再生を塩酸により200
g・HCl/liter−樹脂で再生したほかは同様に試験
した結果を図5に示す。
【0032】以上の結果より、実施例1〜3は比較例1
に比べて比抵抗の立ち上がりが速く、再生を繰り返すこ
とによりさらに速くなり、実施例1のRun−3では比
抵抗は12MΩ・cmにまで達した。また実施例1、2
を組み合わせた実施例3の方法が最も立ち上がりが速い
ことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態における純水製造装置の系統図であ
る。
【図2】実施例1の結果を示すグラフである。
【図3】実施例2の結果を示すグラフである。
【図4】実施例3の結果を示すグラフである。
【図5】比較例1の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 銀担持活性炭塔 2 弱アニオン樹脂塔 3、5 強カチオン樹脂塔 4 強アニオン樹脂塔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銀担持活性炭による処理水をイオン交換
    したカチオン交換樹脂を再生するに際し、下記(A)〜
    (C)のいずれかの方法で再生することを特徴とするカ
    チオン交換樹脂の再生方法。 (A):硝酸による再生。 (B):水酸化ナトリウムによる再生後、塩酸による再
    生。 (C):硝酸による再生および水酸化ナトリウムによる
    再生後、塩酸による再生。
  2. 【請求項2】 カチオン交換樹脂が銀イオンを吸着した
    樹脂である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 カチオン交換樹脂を塩酸または硫酸で再
    生するサイクルと、(A)〜(C)のいずれかの方法で
    再生するサイクルとを組み合わせて行う請求項1または
    2記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019118891A (ja) * 2018-01-09 2019-07-22 栗田工業株式会社 純水製造装置及び純水製造方法
CN113070103A (zh) * 2021-04-26 2021-07-06 上海邢东化工科技有限公司 一种弱酸阳离子交换树脂的提纯工艺及提纯设备

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