JP5568434B2 - 混床式樹脂充填塔の混合樹脂の分離方法 - Google Patents
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- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
ポンプ22aを稼働させ、配管20aのバルブ及び配管20bのバルブを開いて、原水槽12内の原水を配管20aから混床式樹脂充填塔10内へ送液する。原水は、混床式樹脂充填塔10内のアニオン交換樹脂26及びカチオン交換樹脂28により脱塩処理(イオン交換処理)される。脱塩処理された処理水は、配管20bを通り処理水槽18に貯留される。
本実施形態では、脱塩処理を所定時間実施した後、配管20aのバルブ及び配管20bのバルブを閉じ、ポンプ22dを稼働させ、配管20eのバルブ及び配管20gのバルブを開いて、脱塩処理した処理水を逆洗水として配管20eから混床式樹脂充填塔10内へ送液し、上向流で混床式樹脂充填塔10内の混合樹脂30を逆洗し、逆洗水を配管20gから系外へ排出する。このような逆洗によって、混床式樹脂充填塔10内の混合樹脂30は所定の高さまで立ち上がりながら流動し、両樹脂の比重差(アニオン交換樹脂26の比重<カチオン交換樹脂28の比重)によって分離し、静置すると混合樹脂30は上層のアニオン交換樹脂層と下層のカチオン交換樹脂層に分離する。
まず、混合樹脂30が混床式樹脂充填塔10の塔頂部に達しない線流速(LV)で逆洗を行うことにより(逆洗工程A)、アニオン交換樹脂26とカチオン交換樹脂28とは完全に分離しないものの、比重の小さいアニオン交換樹脂26は、逆洗により流動する樹脂層の上部に移動する。次に、混合樹脂30が充填塔の塔頂部に達する線流速(LV)で逆洗を行うことにより(逆洗工程B)、樹脂の一部が塔頂部で、逆洗時の水圧によりパックされるが、パックされる樹脂は、逆洗工程Aにより樹脂の上部に移動したアニオン交換樹脂26であり、両樹脂が混合した状態でパックされることが抑制される。また、逆洗工程Bで、アニオン交換樹脂26とカチオン交換樹脂28とが充分に分離される。したがって、本実施形態では、充填塔の上部にアニオン交換樹脂層、充填塔の下部にカチオン交換樹脂層に分離させることができる。
まず、混合樹脂30が混床式樹脂充填塔10の塔頂部に達する線流速(LV)で逆洗を行う(逆洗工程B)。ここでは、アニオン交換樹脂26とカチオン交換樹脂28との分離は進むが、その一方で、混合樹脂30の一部が塔頂部で、逆洗時の水圧により混合樹脂30の状態でパックされる。次に、混合樹脂30が充填塔の塔頂部に達しない線流速(LV)で逆洗を行うことにより、パックされた混合樹脂30が流動し、比重の大きいカチオン交換樹脂28が、逆洗により流動する樹脂層の下部に沈降する。したがって、本実施形態では、充填塔の上部にアニオン交換樹脂層、充填塔の下部にカチオン交換樹脂層に分離させることができる。
まず、混合樹脂30が充填塔の塔頂部に達する線流速(LV)で逆洗を行う。これにより、アニオン交換樹脂26とカチオン交換樹脂28との分離は進むが、その一方で、混合樹脂30の一部が塔頂部で、逆洗時の水圧により混合樹脂30の状態でパックされる。次に、上記逆洗を停止する。そうすると、両樹脂の比重差によって、樹脂が沈降する際に、混合樹脂30(パックされた混合樹脂30も含む)のうち、比重の大きいカチオン交換樹脂28が樹脂層の下部に沈降する。そして、再度、混合樹脂30が混床式樹脂充填塔10の塔頂部に達する線流速(LV)で逆洗を行う。この時の逆洗では、前段の逆洗の停止の際に、カチオン交換樹脂28は樹脂層の下部に移動しているため、充填塔の塔頂部でパックされる樹脂は、カチオン交換樹脂28の比率が小さく、アニオン交換樹脂26の比率が大きくなっている。したがって、本実施形態では、充填塔の上部にアニオン交換樹脂層、充填塔の下部にカチオン交換樹脂層に分離させることができる。
配管20eのバルブ及び配管20gのバルブを閉じ、ポンプ22bを稼働させ、また、配管20cのバルブを開いて、水酸化ナトリウムを配管20c及び配管20aを通して混床式樹脂充填塔10内へ送液する。水酸化ナトリウムは上層のアニオン交換樹脂26と接触し、アニオン交換樹脂26が再生処理され、再生廃液がコレクタ24から配管20hへ送られ、系外へ排出される。なお、本実施形態では、アニオン交換樹脂26はOH形となる。また、配管20dのバルブを開いて、ポンプ22cを稼働させ、塩酸を配管20d及び配管20bを通して混床式樹脂充填塔10内へ送液する。塩酸は下層のカチオン交換樹脂28と接触し、カチオン交換樹脂28が再生され、再生廃液がコレクタ24から配管20hへ送られ、系外へ排出される。なお、本実施形態では、カチオン交換樹脂28はH形となる。なお、水酸化ナトリウム及び塩酸の送液は、別々に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
配管20cのバルブ、配管20dのバルブ及び配管20hのバルブを閉じ、配管20iのバルブ及び配管20jのバルブを開け、混床式樹脂充填塔10内の水位調整を実施する(例えば樹脂面+10cm)。次に、配管20fのバルブ及び配管20gのバルブを開け、配管20f及び配管20bを通して混床式樹脂充填塔10内に空気を導入する。空気の供給は配管20fにエアコンプレッサ等を設置する等して行われる。混床式樹脂充填塔10内に導入された空気により、アニオン交換樹脂26及びカチオン交換樹脂28が混合され(以下、エアスクラビングと呼ぶ場合がある)、混合樹脂30(混合樹脂層)が形成される。その後、再度上記説明した脱塩処理工程が行われる。
強酸性カチオン交換樹脂(ダウ・ケミカル社製、アーバンライトIR120B)210mLと強塩基性アニオン交換樹脂(ダウ・ケミカル社製、アーバンライトIRA−410)420mLを樹脂カラム(サイズ:φ32.6mm×1000mmH)に投入し、エアスクラビングを行って、強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とを混合し、混合樹脂層を形成した。エアスクラビング後の混合樹脂層の層高は、77cmであった。なお、この混合樹脂の層高及び樹脂カラムのサイズでは、展開率30%以上の線流速(LV)で逆洗を行うと、混合樹脂が樹脂カラムの天井に達して、上部の混合樹脂の一部がパックされることを事前の試験で確認した。
実施例2は、分離工程が線流速(LV)12m/h×5分で逆洗を行った後、2分間逆洗水の通水を停止し、また、線流速(LV)12m/h×5分で逆洗を行い、逆洗水の通水を停止したものであり、それ以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。実施例2での逆洗時の展開率は75%である。分離工程後、2分静置及びタッピングを行い、樹脂カラム上部のアニオン交換樹脂層高と樹脂カラム下部のカチオン交換樹脂層高を測定し、その結果を表1にまとめた。
比較例1は、分離工程が線流速(LV)12m/h×15分で逆洗を行ったものであり、それ以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。比較例1での逆洗時の展開率は75%である。分離工程後、2分静置及びタッピングを行い、樹脂カラム上部のアニオン交換樹脂層高と樹脂カラム下部のカチオン交換樹脂層高を測定し、その結果を表1にまとめた。
比較例2は、分離工程が線流速(LV)5m/h×22分で逆洗を行ったものであり、それ以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。比較例2での逆洗時の展開率は27%である。分離工程後、2分静置及びタッピングを行い、樹脂カラム上部のアニオン交換樹脂層高と樹脂カラム下部のカチオン交換樹脂層高を測定し、その結果を表1にまとめた。
Claims (2)
- カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂が混合充填された混床式樹脂充填塔の混合樹脂の分離方法であって、
前記混合樹脂が流動し、前記混合樹脂が前記混床式樹脂充填塔の塔頂部に達しない線流速(LV)で逆洗を行う逆洗工程Aと、前記混合樹脂が前記混床式樹脂充填塔の塔頂部に達する線流速(LV)で逆洗を行う逆洗工程Bと、を有し、前記逆洗工程Aを行った後、前記逆洗工程Bを行い、カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層に分離することを特徴とする混床式樹脂充填塔の混合樹脂の分離方法。 - 請求項1記載の混床式樹脂充填塔の混合樹脂の分離方法であって、前記混床式樹脂充填塔の有効塔高は、前記混合樹脂の層高に対して1.2〜1.5倍の範囲であることを特徴とする混床式樹脂充填塔の混合樹脂の分離方法。
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