JP3150249B2 - 上昇流再生式イオン交換塔 - Google Patents

上昇流再生式イオン交換塔

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JP3150249B2
JP3150249B2 JP04795394A JP4795394A JP3150249B2 JP 3150249 B2 JP3150249 B2 JP 3150249B2 JP 04795394 A JP04795394 A JP 04795394A JP 4795394 A JP4795394 A JP 4795394A JP 3150249 B2 JP3150249 B2 JP 3150249B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はたとえば2床3塔式の純
水製造装置の陽イオン交換塔あるいは陰イオン交換塔と
して用いられる上昇流再生式のイオン交換塔に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】イオン交換塔内に充填されたイオン交換
樹脂が使用期間の経過に伴い貫流点に達すると、処理対
象のたとえば原水中のイオンの一部が交換塔に設けられ
た出口部より漏洩するようになる。そこで、イオン交換
塔内に充填されたイオン交換樹脂を再生する必要が生ず
るが、この再生手段の一つとして塔の下部より再生用の
薬液を注入し、当該再生用薬液を上昇流として塔内のイ
オン交換樹脂に接触させ再生を図り、使用済み廃液を塔
の上部に設けてある配管を通じて系外に排出するように
なした上昇流再生式のイオン交換塔が知られている。
【0003】この上昇流再生式イオン交換塔におけるイ
オン交換樹脂の再生工程においては、再生用薬液によっ
てイオン交換樹脂層が流動化すると、再生が偏ってしま
い未再生部分が生ずることが知られている。そのため、
再生時にはイオン交換樹脂層が流動化するのを防止し
て、イオン交換樹脂層の全体を完全に固定化して再生用
薬液をイオン交換樹脂に均等に接触させる必要がある。
そこで、従来は、再生時にイオン交換塔の上部から押し
水と称する、イオン交換樹脂層を下方に押し付けて固定
化するための通水を行うと共に、再生用薬液の線速度
(LV)を通常より上昇させることによってイオン交換
樹脂層の流動化を抑えるようにしていた。なお、上述し
た再生においては、押し水および再生廃液はイオン交換
樹脂層の上層部に配置したコレクターより集め、イオン
交換塔外へ排出していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
は再生時にイオン交換樹脂が流動化するのを防ぐため、
押し水と再生用薬液のLVを上昇させるようにしてい
た。しかしながら、この従来装置によった場合は、前記
押し水に要する再生用水を確保せねばならず、且つ再生
廃液の量も前記押し水の分だけ増加するという欠点を有
していた。また、この従来装置の場合、再生用薬液のL
Vを上げるため、再生効率が若干悪化して当該薬液の使
用量も漸増し、経済的にも無駄が多いという欠点があっ
た。上述の従来装置は逆洗用のフリーボードを有するも
のであるが、当該フリーボードをなくし、塔内にイオン
交換樹脂をほぼ隙間なく充填するようにしたイオン交換
塔も提案されている。しかしながら、イオン交換樹脂は
再生時に再生用薬液と接触した際に収縮する特性を有す
るので、再生時に、塔下部にイオン交換樹脂の収縮によ
る空間部が生じることは避けられず、そのため、このよ
うなイオン交換塔においてもイオン交換樹脂層下部の流
動化を防止することは困難であった。
【0005】そこで、本発明は前記した従来の上昇流再
生式イオン交換塔の不具合点を解消し、再生時にイオン
交換樹脂層の全体、特にその下側部分を完全に固定化し
て樹脂層の流動化を抑え、再生用薬液を均等にイオン交
換樹脂に接触させて再生効率を向上させた上昇流再生式
のイオン交換樹脂塔を提供することを目的とするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成を詳述すれば、上昇流再生式のイオン交
換塔において、イオン交換塔本体内に充填されるイオン
交換樹脂層の下部に、イオン交換塔本体内を上下に移動
可能に設けられた通水性を有するフィルターマットを介
して水に浮く粒状の充填材を充填したことを特徴とする
上昇流再生式イオン交換塔である。
【0007】
【作用】このように、本発明上昇流再生式イオン交換塔
においては、交換塔本体内に充填されるイオン交換樹脂
層の下部に、イオン交換塔本体内を上下に移動可能に設
けられた通水性を有するフィルターマットを介して水に
浮く粒状の充填材を充填してあるので、交換塔本体内の
上部にたとえ空間部が設けられていても、再生時にイオ
ン交換樹脂層が流動化するのを有効に防止することがで
きるものである。すなわち、イオン交換樹脂層の下部に
充填してある水に浮く充填材が一種のフロートの作用を
するので、再生用薬液の上昇流によってイオン交換樹脂
層がピストン状となってイオン交換塔本体内の空間部に
沿って上昇させることができ、したがってイオン交換樹
脂層は上方に固定化されて流動化が防止されるものであ
る。また、イオン交換樹脂層の下部にフィルターマット
を介して粒状の充填材が充填されているので、交換塔本
体の下部から注入される再生用薬液は当該充填材によっ
て細かく分流させることができ、そのためイオン交換樹
脂の全体に均等に再生用薬液を接触させることができ、
再生効率も改善されるものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明上昇流再生式イオン交換塔の具
体的構成を図示の実施例に基づき詳細に説明する。図1
は本発明上昇流再生式イオン交換塔の一実施例を示す通
水時の概略図、図2は再生時の状態を示す概略図であ
る。
【0009】図中1はイオン交換塔本体であり、当該イ
オン交換塔本体1内には陽イオン交換樹脂または陰イオ
ン交換樹脂が充填される。2はイオン交換塔本体1内に
充填されたイオン交換樹脂層を示す。3はイオン交換塔
本体1内に充填したイオン交換樹脂層2の下部に、通水
性を有するフィルターマット4を介して充填された水に
浮く粒状の充填材である。従来は、イオン交換塔本体1
内の底部に、直接イオン交換樹脂を充填していたが、本
発明においてはイオン交換塔本体1内の最下部に前記し
た充填材3を充填し、当該充填材3の上面に通水性を有
するフィルターマット4を介してイオン交換樹脂層2を
充填するようにしたものである。なお、粒状の充填材3
はイオン交換樹脂層2をイオン交換塔本体1内において
支持すると共に、再生用薬液の通液時にはその浮力によ
ってイオン交換樹脂層2をフィルターマット4と共にイ
オン交換塔本体1内の上方に押し上げる作用をなし、フ
ィルターマット4はイオン交換樹脂と充填材3が混ざり
合うのを防止する作用をなす。また、当該フィルターマ
ット4は、その直径がイオン交換塔本体1の内径とほぼ
等しいか、あるいは若干小さく設けてあり、イオン交換
塔本体1内を上下に移動できるようになっている。
【0010】前記充填材3は、たとえば材質そのものの
比重が0.85〜1未満のポリプロピレン樹脂あるいは
ポリエチレン樹脂の成形用ペレットが好適に用いられる
が、比重が水より大きい材質であっても内部に空気等を
封入させることにより水に浮くようにしてもよい。ま
た、化学的に安定で耐薬品性に優れたものであれば無機
物・有機物を問わず細粒状にして用いることができるも
のである。なお、充填材3の形状は球状、円柱状等いか
なる形状でもよく、また、その大きさは、球状のものの
場合で直径0.5〜3mm程度のものが好適である。フ
ィルターマット4は、たとえばポリプロピレン繊維とポ
リエチレン繊維からなる不織布が好適に用いられるが、
材質としては当該不織布に限られるものではなく、通水
性を有し、且つ化学的に安定で耐薬品性に優れた材質で
あればフィルターマットとして使用することができるの
は云うまでもない。なお、充填材3の充填量は、イオン
交換塔本体1内に充填されるイオン交換樹脂層2の層高
に応じて相対的に決定されるが、本発明者らによる実験
の結果では、イオン交換樹脂層の層高1mに対し、10
cm〜40cmの高さとなるように充填材3を充填すれ
ばよいことが判明した。
【0011】その他、図中の5はイオン交換処理を行う
原水の供給源、6は当該供給源5とイオン交換塔本体1
の上部を結ぶ配管、7は当該配管6中に付設したバル
ブ、8はイオン交換塔本体1内の上部に付設したディス
トリビューター兼コレクターである。9はイオン交換塔
本体1内の下部に付設したコレクター兼ディストリビュ
ーター、10は当該コレクター兼ディストリビューター
9に接続された配管、11は当該配管10中に付設した
バルブである。12はバルブ13を介して前記配管10
に接続された再生用薬液の供給源、14は使用済み再生
用薬液を系外に排出するための配管、15は当該配管1
4中に付設したバルブである。
【0012】次に、本発明上昇流再生式イオン交換塔の
運転例につき説明すれば、先ず、通常の通水時は、バル
ブ13およびバルブ15を閉、バルブ7およびバルブ1
1を開にして、原水供給源5から配管6を通じて原水を
イオン交換塔本体1内に下降流で供給する。当該原水の
下降流によってフィルターマット4および充填材3は、
図1に示したごとくイオン交換樹脂層2を支持したまま
イオン交換塔本体1内の下部に押し付けられ、それに伴
ってイオン交換塔本体1内の上部に空間部S1が形成さ
れる。イオン交換塔本体1内に供給される処理対象の原
水は、ディストリビューター兼コレクター8によって良
好に分散され、イオン交換樹脂層2を下降流として流れ
る途中でイオン交換樹脂によって不純物イオンが吸着さ
れ、処理水はイオン交換塔本体1内の下部に設けてある
コレクター兼ディストリビューター9によって捕捉さ
れ、配管10およびバルブ11を通じて塔外に取り出さ
れる。なお、イオン交換された処理水はフィルターマッ
ト4および充填材3を通過することになるが、前記した
ようにフィルターマット4および充填材3は化学的に安
定したものであるから処理水に何らの影響を及ぼすこと
がない。
【0013】通水時間の経過に伴いイオン交換樹脂が貫
流点に達したときには再生を行うことになるが、その要
領は、バルブ7およびバルブ11を閉、バルブ13およ
びバルブ15を開にして、再生用薬液の供給源12から
配管10を通じて再生用薬液をイオン交換塔本体1内に
供給する。イオン交換塔本体1内に供給された再生用薬
液はコレクター兼ディストリビューター9によって分散
されると共に、充填材3によってもさらに拡散され、上
昇流となってイオン交換塔本体1内をのぼっていき、イ
オン交換樹脂層2を構成するイオン交換樹脂と接触して
イオン交換が行われ、イオン交換樹脂を再活性化する。
その際、充填材3は水に浮くので、その浮力と上記薬液
の上昇流によって充填材3およびフィルターマット4は
イオン交換樹脂層2の底部を支持したまま、図2に示す
ようにイオン交換塔本体1の上部へピストン状となって
移動し、イオン交換塔本体1内の上部にイオン交換樹脂
層2を固定した状態となると共に、下部に空間部S2が
生じる。使用済みの廃液は、ディストリビューター兼コ
レクター8によって集められ、配管14およびバルブ1
5を通じて系外に排出される。本発明上昇流再生式イオ
ン交換塔に形成する前記空間部S1の縦方向の長さはあ
まり大きいとイオン交換樹脂層2がピストン状で移動す
る際、イオン交換樹脂層が乱れることがあるので、前記
空間部S1の縦方向の長さは、イオン交換樹脂層2の全
長の2分の1以下が好ましい。なお、再生用薬液は充填
材3およびフィルターマット4を通過するが、充填材3
およびフィルターマット4は化学的に安定なものである
からイオン交換樹脂の再活性化には何らの影響を及ぼす
ことがない。イオン交換塔本体1内の上部に固定された
イオン交換樹脂層2は再生の最終工程である洗浄工程時
に、イオン交換塔本体1の上部より配管6を介して原水
あるいは純水等の洗浄水を通水することによってその圧
力により固定化されたままの状態で、ピストン状となっ
て図1に示す元の通水時の状態に戻すことができる。
【0014】
【発明の効果】本発明上昇流再生式イオン交換塔は、以
上のような構成・作用からなるものであり、従来イオン
交換樹脂層を固定化するために必要であった押し水が不
要になると共に、充填材とフィルターマットによってイ
オン交換樹脂層が再生時に良好に固定化されるので再生
用薬液のLVをこれまでより遅くすることができるよう
になった。そのため、再生用水を節約することができる
と共に、再生用薬液の使用量も少なくて済むようになっ
た。また、イオン交換樹脂層の流動化が防止され、イオ
ン交換樹脂の再生が良好に行われるようになるので、通
水時に得られる処理水の純度が向上するものである。
【0015】また、再生時にイオン交換塔本体内に供給
される再生用薬液は粒状の充填材によっても拡散される
ので、イオン交換樹脂層を均一に上昇流として流れるこ
ととなり、再生用薬液に無駄が生ずるのを防ぐことがで
きると共に、イオン交換塔本体の下部に付設するコレク
ター兼ディストリビューターを安価で比較的簡単な構造
にすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明上昇流再生式イオン交換塔の一実施例を
示す通水時の概略図である。
【図2】本発明上昇流再生式イオン交換塔の一実施例を
示す再生時の概略図である。
【符号の説明】
1:イオン交換塔本体 2:イオン交換樹脂
層 3:充填材 4:フィルターマッ
ト 5:原水供給源 6:配管 7:バルブ 8:ディストリビュ
ーター兼コレクター 9:コレクター兼ディストリビューター 10:配管 11:バルブ 12:再生用薬液の供給源 13:バルブ 14:配管 15:バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠岡 次夫 東京都文京区本郷5丁目5番16号 オル ガノ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−114781(JP,A) 実公 平4−51869(JP,Y2) 実公 昭60−10678(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 49/00 - 49/02 C02F 1/42

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上昇流再生式のイオン交換塔において、
    イオン交換塔本体内に充填されるイオン交換樹脂層の下
    部に、イオン交換塔本体内を上下に移動可能に設けられ
    た通水性を有するフィルターマットを介して水に浮く粒
    状の充填材を充填したことを特徴とする上昇流再生式イ
    オン交換塔。
JP04795394A 1994-02-23 1994-02-23 上昇流再生式イオン交換塔 Expired - Fee Related JP3150249B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2606779C1 (ru) * 2015-08-27 2017-01-10 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия" Способ водоподготовки

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU2606779C1 (ru) * 2015-08-27 2017-01-10 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия" Способ водоподготовки

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