JP4161127B2

JP4161127B2 - 軟水化装置の再生制御方法

Info

Publication number: JP4161127B2
Application number: JP2002363628A
Authority: JP
Inventors: 元安部; 拡至角田
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-12-16
Also published as: JP2004195288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、硬度を含む被処理水を軟水にイオン交換処理する軟水化装置の再生制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ボイラ，温水器あるいは冷却器等の冷熱機器類への供給水ラインには、前記冷熱機器内でのスケール付着を防止する必要から、供給水に含まれる硬度を除去するための装置が接続されており、なかでもイオン交換樹脂を用いて硬度を除去する方式の自動再生式軟水化装置が広く普及している。この場合、軟水の純度は、漏れ硬度がほぼ１．０ppm以下であることが要求される。
【０００３】
この種の軟水化装置は、Ｎa⁺型イオン交換樹脂を用い、供給水（以下、「被処理水」と云う。）中に含まれる硬度の成分のうちのＣａ²⁺あるいはＭｇ²⁺等の金属陽イオンをＮａ⁺と置換させ、硬度を取り除き、軟水とするものである。そして、前記イオン交換樹脂は、前記金属陽イオンと置換して飽和状態になり、硬度の除去能力を失う状態（以下、「破過状態」と云う。）となる。そこで、この破過状態となる前に再生塩を水に溶かした塩水に含まれるＮa⁺イオンと、吸着したＣａ²⁺イオン等とを逆に置換させて能力を再生する再生作動を行うようにしている。
【０００４】
この再生作動のとき、イオン交換樹脂を再生するための再生塩の消費量は、前記軟水の純度を維持するとともに、前記イオン交換樹脂の除去硬度質量を最大とするような消費量に設定されている。そして、前記冷熱機器の設置場所の被処理水の硬度を測定し、その測定値に基づいて、前記最大除去硬度質量に対応した軟水化処理水量，すなわち採水量を演算により求め、前記冷熱機器へ軟水を通水することができる運転可能時間を決定し、この運転可能時間を経過する以前に前記軟水化装置の再生作動を開始するようにしている。あるいは、前記冷熱機器への軟水の通水量を計測し、前記算出した採水量に到達する通水量となる以前に前記再生作動を開始するようにしている。すなわち、いずれの場合も再生作動を開始するタイミングを制御している。
【０００５】
前記被処理水，とくに水道水や地下水等の硬度は、地理的，季節的な要因で変動するので、前記イオン交換樹脂が前記破過状態とならないように、前記再生塩消費量の設定は、被処理水の硬度が高い状態を想定し、安全側となるような、再生塩消費量に設定している（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この出願の発明者らは、この安全側となるような再生塩消費量に設定している軟水化装置を一般的な硬度のユーザーに設置して運転した場合、再生用の塩が無駄となることを見出した。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２７９９５４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、イオン交換樹脂の再生に用いる塩を節約することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、所定量のイオン交換樹脂を樹脂筒内へ充填した軟水化装置の再生制御方法であって、あらかじめ被処理水の金属陽イオンの総数値を求め、この総数値に基づいて前記イオン交換樹脂の再生レベルを決定し、この再生レベルに基づいて前記樹脂筒内の前記イオン交換樹脂量に対応した塩水消費量を演算し、この塩水消費量を供給するポンプの作動時間を決定し、再生作動時、前記作動時間だけ前記ポンプを作動させることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、冷熱機器類，とくにこの冷熱機器類への供給水（以下、「被処理水」と云う。）が軟水化されていることが望ましい機器（以下、「軟水使用機器」と云う。）へ装備する軟水化装置の再生制御方法において、好適に実施する。この発明を適用する軟水化装置は、所定量のイオン交換樹脂を樹脂筒内へ充填している。
【００１１】
この軟水化装置は、前記樹脂筒へ供給される被処理水の水質情報（あらかじめ被処理水を分析して求めた金属陽イオンの総数値（以下、「ＴＤＳ」と云う。））を制御器へ入力する入口水質入力手段と、前記イオン交換樹脂を再生するための塩水を前記樹脂筒内へ供給する塩水供給手段とを備えている。
【００１２】
前記入口水質入力手段は、前記ＴＤＳを前記制御器へ入力するものである。また、前記入口水質入力手段は、前記ＴＤＳとほぼ比例関係である電気伝導度の検出値を前記制御器へ入力することも好適である。
【００１３】
前記制御器は、入力された被処理水の前記ＴＤＳの情報に基づいて、前記塩水供給手段の作動を制御する。この塩水供給手段により供給され、前記イオン交換樹脂の再生のために消費される塩水の量を以下、「再生塩消費量」と云う。すなわち、この制御器は、前記ＴＤＳに応じて、再生塩消費量を制御するものである。
【００１４】
さて、前記構成の軟水化装置の再生制御方法について説明する。前記塩水供給手段は、前記制御器から出力される信号により、前記所定量のイオン交換樹脂に対して、前記ＴＤＳに応じて調節された量の前記塩水を前記樹脂筒へ供給するように作動する。
【００１５】
これにより、従来の安全側となるような再生塩消費量よりも少ない再生塩消費量とすることができる。したがって、イオン交換樹脂の再生に用いる塩を節約することができる。
【００１６】
前記制御器による前記ＴＤＳに応じた再生塩消費量の制御は、つぎのように言い換えることができる。すなわち、前記制御器は、前記ＴＤＳの情報により、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量（以下、「再生レベル」と云う。）を調節するものである。この再生レベルとは、前記軟水化装置において、１回の再生作動を行うとき、イオン交換樹脂１リットル当たりの樹脂筒内へ導入する再生塩の供給量，すなわち再生塩消費量（グラム）であり、その単位は、g/L-Rで表示する。
【００１７】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を実施する第一実施例の軟水化装置を概略的に示す説明図である。
【００１８】
まず、図１において、この発明における軟水化装置１は、Ｎａ+型のイオン交換樹脂（図示省略）を充填した樹脂筒２と、コントロールバルブ３と、この軟水化装置１を制御する制御器４とを備えている。
【００１９】
前記コントロールバルブ３には、前記樹脂筒２へ水を供給する給水ライン５と、前記樹脂筒２からの処理水を軟水使用機器（図示省略）へ供給する処理水ライン６が接続されている。また、前記コントロールバルブ３には、前記イオン交換樹脂を再生するための塩水を貯留した塩水タンク７が塩水ライン８を介して接続されており、この塩水ライン８には、塩水を供給するためのポンプ９が設けられている。さらに、前記コントロールバルブ３には、再生時の排水等を排出するドレンライン１９が接続されている。
【００２０】
前記制御器４は、入口水質入力部１１を備えている。この入口水質入力部１１に対しては、前記樹脂筒２内へ供給される被処理水をあらかじめ分析して求めた金属陽イオンの総数値（以下、「ＴＤＳ」と云う。）を入力するようになっている。この実施例においては、前記ＴＤＳとして、このＴＤＳとほぼ比例関係である電気伝導度をあらかじめ求め、この求めた数値を前記制御器４へメンテナンス員が入力するものとしている。
【００２１】
前記制御器４は、前記コントロールバルブ３および前記ポンプ９と回線（符号省略）を介してそれぞれ接続されており、また入力された電気伝導度に基づいて、前記ポンプ９の作動を制御する。このポンプ９により供給され、前記イオン交換樹脂の再生のために消費される塩水の量を以下、「再生塩消費量」と云う。すなわち、前記制御器４は、前記コントロールバルブ３の各弁（図示省略）を制御するとともに、被処理水の水質を電気伝導度としてとらえて、電気伝導度に応じて再生塩消費量を制御するものである。
【００２２】
また、前記処理水ライン６には、再生開始信号を出力する給水量検出手段１２と、処理水の硬度を測定して硬度もれの有無を検出する硬度もれ検出手段１３とが設けられており、これらの両検出手段１２，１３は、それぞれ回線（符号省略）を介して前記制御器４と接続されている。ここにおいて、前記硬度もれ検出手段１３は、不測の原因により、予定より早く前記イオン交換樹脂の処理限界を超えて硬度もれをした場合のバックアップとして、前記処理水ライン６に設けたものである。
【００２３】
さて、前記構成の軟水化装置１の再生制御方法について説明する。まず、あらかじめ測定した被処理水の電気伝導度の測定値を前記入口水質入力部１１から前記制御器４へ入力する，すなわち初期設定を行う。すると、前記制御器４は、この電気伝導度に基づいて、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量（以下、「再生レベル」と云う。）を調節するように制御する。この再生レベルとは、前記軟水化装置１において、１回の再生作動を行うとき、イオン交換樹脂１リットル当たりの前記樹脂筒２内へ導入する再生塩の供給量，すなわち再生塩消費量（グラム）であり、その単位は、g/L-Rで表示する。
【００２４】
この再生レベルの調節について、図２に基づいて具体的に説明すると、図２は、電気伝導度と再生レベルとの関係を説明するグラフである。まず、前記制御器４は、電気伝導度に基づいて、内部に記憶しているデータで対応する再生レベルを決定する。この決定の方法は、図２の電気伝導度Ａに対応した従来の安全側に設定していた再生レベルＢを、たとえば前記電気伝導度が従来のほぼ１／３のときの電気伝導度Ｃに対応するときは、再生レベルＤとする。したがって、前記イオン交換樹脂の再生に用いる塩の量を削減するように制御する。
【００２５】
そして、前記制御器４は、この少なく調節した再生レベルＤに基づき、前記樹脂筒２内のイオン交換樹脂量に対応した塩水供給量（すなわち、塩水消費量）を演算し、つぎにこの塩水供給量を供給する前記ポンプ９の作動時間を決定する。すなわち、再生作動のとき、この作動時間だけ前記ポンプ９により塩水を供給するように決定する。
【００２６】
この初期設定が終了すると、前記制御器４は、前記軟水使用機器へ軟水を供給するように制御する。そして、前記制御器４は、前記給水量検出手段１２から再生が必要であるとの信号を受け取ると、前記処理水ライン６への給水を停止し、前記作動時間だけ前記給水ポンプ９を作動させ、前記塩水タンク７内の塩水を前記塩水ライン８を介して、前記樹脂筒２内へ供給して前記イオン交換樹脂の再生を行い、その再生排水を前記ドレンライン１０から排出するように制御する。
【００２７】
そして、前記制御器４は、再生作動が完了すると、前記処理水ライン６への給水を再開するとともに、次回の再生のために塩水を前記塩水タンク７内において生成するように制御する。
【００２８】
これにより、従来の安全側となるような再生塩消費量よりも少ない再生塩消費量とすることができる。したがって、前記イオン交換樹脂の再生に用いる塩を節約することができる。
【００２９】
つぎに、第二実施例について、図３に基づいて説明する。図３は、この発明を適用する第二実施例の軟水化装置を概略的に示す説明図である。この第二実施例は、前記第一実施例の変形例である。図３において、前記第一実施例と同一の機器には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
前記第一実施例と異なるところは、図３において、前記入口水質入力部１１に代えて、前記給水ライン５に直接取付けた電気伝導度検出手段１４から、その検出値を前記制御器４へ直接入力するものである。これにより、被処理水の電気伝導度が変動しても、前記入口水質入力部１１へ再度入力することなく、対応することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、イオン交換樹脂の再生に用いる塩を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用する第一実施例の軟水化装置を概略的に示す説明図である。
【図２】電気伝導度と再生レベルとの関係を示すグラフである。
【図３】この発明を適用する第二実施例の軟水化装置を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１軟水化装置
２樹脂筒
４制御器
９ポンプ
１１入口水質入力部

Claims

所定量のイオン交換樹脂を樹脂筒２内へ充填した軟水化装置１の再生制御方法であって、あらかじめ被処理水の金属陽イオンの総数値を求め、この総数値に基づいて前記イオン交換樹脂の再生レベルを決定し、この再生レベルに基づいて前記樹脂筒２内の前記イオン交換樹脂量に対応した塩水消費量を演算し、この塩水消費量を供給するポンプ９の作動時間を決定し、再生作動時、前記作動時間だけ前記ポンプ９を作動させることを特徴とする軟水化装置の再生制御方法。