JP5757130B2 - イオン交換装置の運転方法及びイオン交換システム - Google Patents
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Description
運転交換容量(g−CaCO3/L−R)=A×強酸濃度/全陰イオン濃度+B×弱酸濃度/全陰イオン濃度×L×R
A:固有の交換容量SO4−Cl−NO3系
B:固有の交換容量CO2−SiO2系
L:未使用交換容量についての補正係数
R:再生係数
破過予測シミュレータとしては、式(1)の物質収支式及び式(2)の吸着速度式を連立させることにより、イオン交換樹脂充填層内における対象イオンのイオン交換樹脂内濃度q及び液中濃度Cの経時変化を算定するモデルを用いることができる(参考:化学工学便覧(改訂第六版)丸善株式会社P.702〜703)。
C:液中濃度[mol/L]
t:時間[h]
u:通水LV[m/h]
z:充填層入口からの距離[m]
γ:イオン交換樹脂の嵩密度([カラム内のイオン交換樹脂重量]/[カラム充填層容積])[kg/L]
q:イオン交換樹脂内濃度[mol/kg]
i) 片岡,武藤,西機;ケミカルエンジニアリングVol.40 No.2 Page.144-147 (1995.02)
ii) Journal of Hazardous Materials 152(2008)241-249 “Prediction of ion-exchange column breakthrough curves by constant-pattern wave approach”
iii) Reactive & Functional Polymers 60(2004)121-135
図1のシステムにおいて、イオン交換装置3として下記の構成を有したイオン交換塔を用いた。このイオン交換塔に、塩化ナトリウムを60mg−Cl/L添加した被処理水(電気伝導率260μS/cm)を通水開始した。
内径:151[cm]
イオン交換体:ゲル型強塩基性アニオン交換樹脂
充填層高:167[cm]
通水量:54[m3/h]
SV:18[l/h]
LV:30[m/h]
許容水質(貫流点;BTP):1[MΩ・cm]
破過時間算定手段:破過予測シミュレータ
通水量増減幅(上記のα):4[m3/h]
通水量変更間隔(前記の規定時間):0.5[h]
所定時間T1(予想破過日時−予定再生日時):2[h]
通水量の調整を行わなかったこと以外は実施例1と同様にしてイオン交換処理を行ったところ、再生までの採水量は1080m3(54m3/h×20h=1080m3)であった。
2 水質計
3 イオン交換装置
4 流量計
6 制御装置
7 入力手段
8 表示部
Claims (10)
- イオン交換体を有するイオン交換装置に被処理水を通水し、予め設定した予定作業日時に該イオン交換体の再生又は交換を行うイオン交換装置の運転方法において、
被処理水の水質と、前回の再生又は交換の作業日時からの積算通水量とから該イオン交換装置の破過時期を予測し、この予測破過時期が、予定作業日時以降であり、かつ予測破過時期と予定作業日時との乖離が所定時間以内となるようにイオン交換装置への通水量を制御することを特徴とするイオン交換装置の運転方法。 - 請求項1において、予測破過時期が予定作業日時以降であり、かつ予測破過時期と予定作業日時との乖離時間が前記所定時間よりも長いときには、イオン交換装置への通水量と液中イオン濃度との関係を表わすモデル式を用いたシミュレーションに従って通水量を増加させたときの破過時期を演算し、このシミュレーションによる予測破過時期と予定作業日時との乖離時間が前記所定時間以内となる通水量を求め、この通水量にて前記イオン交換装置に通水を行うことを特徴とするイオン交換装置の運転方法。
- 請求項1において、予測破過時期が予定作業日時よりも前であるときには警報を発生させることを特徴とするイオン交換装置の運転方法。
- 請求項3において、警報を発生した後、所要時間内に予定作業日時が変更されないときには、イオン交換装置への通水量と液中イオン濃度との関係を表わすモデル式を用いたシミュレーションに従って通水量を減少させたときの破過時期を演算し、このシミュレーションによる予測破過時期が予定作業日時以降となる通水量を求め、この通水量にて前記イオン交換装置に通水を行うことを特徴とするイオン交換装置の運転方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記イオン交換装置が3台以上並列に設けられており、
予測破過時期が最も早いイオン交換装置の通水量を変化させた場合に、全てのイオン交換装置の通水量の合計量が略一定となるように当該破過時期が最も早いイオン交換装置以外のイオン交換装置の通水量を制御することを特徴とするイオン交換装置の運転方法。 - イオン交換体を備えたイオン交換装置と、
該イオン交換装置への被処理水の通水量を調整する流量調整手段と、
被処理水の水質を計測する水質計測手段と、
該イオン交換装置への通水量を計測する通水量計測手段と、
該水質計測手段で計測された水質、前回の再生又は交換作業時期及び該通水量計測手段で計測される通水量から該イオン交換体の予測破過時期を演算すると共に、演算結果に基づいて該流量調整手段を制御する制御手段と、
該制御手段に次回のイオン交換体の再生又は交換の予定作業日時を入力する入力手段と、
を有するイオン交換システムであって、
該制御手段は、予測破過時期が、次回のイオン交換体の再生又は交換の予定作業日時以降であり、かつ予定作業日時と演算された予測破過時期との乖離が所定時間以内となるように流量調整手段の流量を制御するものであることを特徴とするイオン交換システム。 - 請求項6において、前記制御手段は、予測破過時期が予定作業日時以降であり、かつ予測破過時期と予定作業日時との乖離時間が前記所定時間よりも長いときには、イオン交換装置への通水量と液中イオン濃度との関係を表わすモデル式を用いたシミュレーションに従って通水量を増加させたときの破過時期を演算し、このシミュレーションによる予測破過時期と予定作業日時との乖離時間が前記所定時間以内となる通水量を求め、この通水量となるように前記流量調整手段を制御することを特徴とするイオン交換システム。
- 請求項6において、前記制御手段は、予測破過時期が予定作業日時よりも前であるときには警報を発生させることを特徴とするイオン交換システム。
- 請求項8において、前記制御手段は、警報を発生した後、所要時間内に予定作業日時の変更が前記入力手段によって入力されないときには、イオン交換装置への通水量と液中イオン濃度との関係を表わすモデル式を用いたシミュレーションに従って通水量を減少させたときの破過時期を演算し、このシミュレーションによる予測破過時期が予定作業日時以降となる通水量を求め、この通水量となるように前記流量調整手段を制御することを特徴とするイオン交換システム。
- 請求項6ないし9のいずれか1項において、前記イオン交換装置が3台以上並列に設けられており、
前記制御手段により算定された予測破過時期が最も早いイオン交換装置の通水量を変化させた場合に、全てのイオン交換装置の通水量の合計量が略一定となるように当該破過時期が最も早いイオン交換装置以外のイオン交換装置の通水量を制御することを特徴とするイオン交換システム。
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