JPH02126943A - 混床式純水装置のイオン交換樹脂再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、混床式純水装置のタンク内に混合状態で入っ
ている陰陽各イオン交換樹脂の再生方法に関する。

（従来の技術） 従来、水道の水等の原水を脱イオンして高純度の水を得
る純水装置としては、例えば、陰陽各イオン交換樹脂を
縦形タンク内に混合充填した混床式純水装置と、陰陽各
イオン交換樹脂を個々のタンクに充填した分離式純水装
置とがある。

（発明が解決しようとする課題） ここで、混床式純水装置の場合は、分離式純水装置に比
べて脱イオン効果が高いものの、イオン交換樹脂の再生
時に陰陽各イオン交換樹脂を縦形タンク内で比重により
上下層２分しても、再生剤が相互に干渉して再生機能を
低下させると言う欠点があり、又、分離式純水装置の場
合は、混床式純水装置に比べてイオン交換樹脂の再生が
容易でしかも再生効果が高いものの、脱イオン効果が混
床式に比べて低いと言う欠点があった。

そこで本発明の目的は、効率良くかつ容易にイオン交換
樹脂の再生が行えるようにした状態で、しかも、十分な
脱イオン効果を得ることができる混床式純水装置のイオ
ン交換樹脂再生方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 即ち、本発明は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
とを混合充填した縦形タンク内に原水を前記縦形タンク
の上部位置から通水して脱イオンされた処理水を前記縦
形タンクの１ζ部位置から外部に供給する混床式純水装
置における前記両イオン交換樹脂の再生に際して、前記
縦形タンクの下部位置から水とエアの混合流を通水して
混合状態のまま高密度で圧縮された前記両イオン交換樹
脂を一旦分離して沈静させ、前記両イオン交＄！樹脂の
比重差により上部に陰イオン交換樹脂層・下部に陽イオ
ン交換樹脂層を形成した状態で、前記縦形タンク内に各
イオン交換樹脂別再生剤を供給して各イオン交換樹脂を
再生した後、通水により各イオン交換樹脂を洗浄すると
ともに、前記縦形タンクの下部位置から通気して前記両
イオン交換樹脂を混合させ、この混合状態のまま前記両
イオン交換樹脂を縦形タンク内に収納する混床式純水装
置のイオン交換樹脂再生方法にある１゜又、本発明は、
前記発明において、陰陽各イオン交換樹脂の比重差によ
り上部に陰イオン交換樹脂層・下部に陽イオン交換樹脂
層を形成した後、縦形タンクの上部位置と下部位置のそ
れぞれから各イオン交換樹脂別再生剤を供給するととも
に、上下に分離さゼたイオン交３ＩＩ４１！５の境目位
置に形成した前記縦形タンクの中間ｊレクタから各イオ
ン交換樹脂別再生剤を排出して各イオン交換樹脂を再生
する混床式純水装置のイオン交換樹脂再生方法にある。

（作用） このように構成された混床式純水装置のイオン交換樹脂
再生方法の場合、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
とが縦形タンク内に混合状態で充填されているため、処
理水に対する脱イオン効果が高く、従って、原水を縦形
タンクの上部から下部を通って外部に供給することによ
り、純水を容易に得ることができ、かつ、このように混
合状態の陰陽イオン交換樹脂の再生に際しては、縦形タ
ンクにその下部位置から水とエアの混合流を通水すると
、この混合流は縦形タンク内を偏流することなく流れ、
混合状態のまま高密度で圧縮された隘陽両イオン交換樹
脂は容易に分離するとともに、この分離状態において両
イオン交換樹脂を沈静させると、前記両イオン交換樹脂
はその比重差により上部に陰イオン交換樹脂層・下部に
陽イオン交換樹ｒＩ３層が形成され、この上下分離状態
において、前記縦形タンク内に各イオン交換樹脂別再生
剤を供給して各イオン交換樹脂を再生した後、通水によ
り各イオン交換樹脂を洗浄するとともに、前記縦形タン
クの下部位置から通気して前記両イオン交換樹脂を混合
させ、この通気の終了により前記両イオン交換樹脂は混
合状態で縦片タンク内に収納され、再生処理は効率良く
比較的短時間に終了する。

又、両イオン交換樹脂の比重差による上下分離状態にお
いて、前記縦形タンクの土部位置と下部位置のそれぞれ
から各イオン交換樹脂別再生剤を供給するとともに、上
下に分離させたイオン交換層の境目位置に形成した前記
縦形タンクの中間コレクタから各イオン交ｌＩＩ＋樹脂
別再生剤を排出することによって、各イオン交換樹脂別
再生剤が対象としないイオン交換樹脂に干渉することを
防止し、これによって両イオン交換樹脂の再生効率を大
幅に向上させることができる。

（発明の効果） これによって本発明は、効率良くかつ比較的短時間にし
て、しかも、容易にイオン交換樹脂の再生が行えるよう
にした状態で、しかも、十分な脱イオンン効果を得るこ
とができる効果がある。

（実施例） 次に、本発明の一実施例の構成を図面によって説明する
。

キャスタ１及び前面扉２付キヤビネツト３内には、第３
図に示ず混床式純水装置４の縦形タンク５が取イ」けら
れ、該縦形タンク５の上部蓋体６には原水としての被処
理水流入用」７部配管ロアとエア扱き口８とが形成され
、該縦形タンク５の上部蓋体９には縦形タンク５内の水
等液体を外部に流出させる他、縦形タンク５内に１ア及
び水等の液体を供給するときに用いる下部配管口１ｏが
形成され、縦形タンク５のタンク本体１１の上側位置、
この場合、縦形タンク５内に収容した陰陽各イオン交換
樹脂１２．１３仝量の高さよりも若干高い位置には、比
重の軽い陰イオン交換樹脂１２用再生剤を供給するため
の中間上部配管口１４が形成され、縦形タンク５のタン
ク本体１１の下側位置、この場合、縦形タンク５内に収
容した陰陽各イオン交換樹脂１２．１３を上下に分離さ
せたときのイオン交換樹脂１２．１３層の境目位置には
、縦形タンク５内上下からの廃液等を中間で集めて外部
に排出する中間コレクタとしての中間下部配管口１５が
形成され、各配管［１７，１０，１４，１５の縦形タン
ク５内位置にはそれぞれディストリビュータ１６が取付
【）られている。

このように形成された縦形タンク５の流入側は、第５図
に示すように、適宜、オイルフィルタ１７、活性炭フィ
ルタ１８を介してエア源１９、水道水源２０、或は、活
性炭フィルタ１８と原水ポンプ２１又はバイパス通路２
２を介して原水貯水槽２３に配管されている他、各イオ
ン交換樹脂１２．１３用再生剤を入れた再生剤槽２４に
配管され、又、縦形タンク５の流出側は、純水需要部２
５、純水貯水槽２６及び再生処理途上の廃液を溜める再
生廃液槽２７のそれぞれに配管され、詳しくは第６図に
示すように、各手動弁Ｍ−１、Ｍ−２、減圧弁Ｒ−１、
ＦＲ−１、エジェクタＥ−１、Ｅ−２、Ｎ磁バルブｓ−
ｉ〜５−１０、水質計２８、図示省略各種センサ、例え
ば水質検査のがルバー二電池の電極、レベル検出器等の
各種センサ等を用いて適宜配管され、又、これら各電磁
バルブＳ−１〜５−１０等はキャビネット３の上部に設
けられた各種スイッチ５Ｗ−１〜５Ｗ−３及びその他ス
イッチ、センυ等がらの出ノｊを入力とするマイクロコ
ンピュータの制御部２８出力によって制御される。

次に、本実施例の作用を第８図のフローチャート及び第
９図の動作状態図によって説明する。

このように構成された混床式純水装置において、メイン
スイッチｓｗ−ｉをオンにするとステップ１０１でイニ
シャライズされ、ステップ１０２でイオン交換樹脂１２
．７３の再生用スイッチ５ｗ−２がオンしているか否が
が判別され、再生用スイッチ５Ｗ−２がオフの状態にお
いて、ステップ１０３で純水貯水！２６が満水が否かが
判別され、満水の場合、ステップ１０４で電磁バルブＳ
−１、Ｓ−２が閉じるとともに、原水貯水槽２３がら被
処理水が供給されている場合には、原水ポンプ２９の作
動も停止し、ステップ１０５で通水表示灯３０が消灯し
て、第３者に通水が停止されていることを知らせること
ができる。

次に、ステップ１０３で満水でないと判別されると、ス
テップ１０６で電磁バルブＳ−１、Ｓ−２が開くととも
に、原水貯水槽２３から被処理水が供給されている場合
には、原水ポンプ２９の作動も開始し、ステップ１０７
で通水表示灯３０が点灯して、第３者に混床式純水装置
が作動して通水状態にあることを知らせるとともに、ス
テップ１０８で通水の純度が低下したか否かが判別され
、低下していない場合はステップ１０２に戻って、その
まま通水制御が続けられ、低下している場合には、ステ
ップ１０９で電磁バルブＳ−２が閉じて電磁バルブＳ−
９が開いて、通水はブロー（廃棄）排水され、ステップ
１１０で通水表示灯３０が消灯して、第３者に通水が停
止されていることを知らせ、ステップ１１１でブロータ
イマが純度確認に対応した例えば１０分がセットされる
とともに、このブロー排水途上において一時的な純度の
低下で、その後、純度が回復したか否かがステップ１１
２で判別され、純度が回復した状態において、ステップ
１１３で電磁バルブＳ−９が閉じるとと６にステップ１
０６に戻って、再び純粋装置による原水処理の通水が開
始される。

一方、ステップ１１２で純度が回復されていないと判別
された場合には、ステップ１１４で再生スイッチ５Ｗ−
２のオン・オフ状態が判別され、再生スイッチ５Ｗ−２
がオフの状態においてステップ１１９でブロー排水がブ
ロータイマ設定の１０分間経過したか否かが判別され、
１０分間経過していない状態においてステップ１１２に
戻ってブロー排水が続けられ、１０分間経過しても純１
σが回復しないとステップ１１６で電磁バルブ＄１〜５
−１０が閉じるとともに、原水貯水槽２３から被処理水
が供給されている場合には、原水ポンプ２９の作動も停
止し、ステップ１１７で警報ブザーが作動するとともに
、ステップ１１８で警報表示灯３１が点灯し、ステップ
１１９で人為操作の野報ストップスイッチ５Ｗ−３が押
しボタン操作されたか否かが判別され、警報ストップス
イッチ５Ｗ−３が押された状態において、ステップ１２
０でブザーがストップしかつ警報表示灯３１が消灯する
とともに、ステップ１２１で再生スイッチ５Ｗ−２のオ
ン・オフ状態が判別され、それと同時にステップ１２２
でも再生スイッチ５Ｗ−２のオン・オフ状態が判別され
、再生スイッチ５Ｖ１２がオンになると、ステップ１２
３でブザーがストップしかつ警報表示灯３１が消灯する
。

次に、ステップ１０２で再生スイッチ５Ｗ−２のオンが
判別されると、ステップ１２４で通水表示灯３０がオフ
するとともに、ステップ１２５で電磁バルブＳ−１〜５
−１０が閉じ、ステップ１１４で再生スイッチ５Ｗ−２
のオンが判別されている場合は、既にステップ１１０で
通水表示灯３０がオフになっているため、ステップ１２
５で電磁バルブＳ−１〜５−１０が閉じ、ステップ１２
６で水質表示３２がキャンセルされ、ステップ１２１で
再生スイッチ５Ｗ−２のオンが判別されている場合は、
既にステップ１１６で電磁バルブＳ−１〜５−１０が閉
じられているため、ステップ１２６で水質表示３２がキ
ャンセルされるとともに、ステップ１２７で再生表示灯
３３が点灯し、ステップ１２８で予め設定した再生時間
に対応さしたタイマがスタートし、この状態で実際の再
生処理が開始され、この再生処理は次の各工程を経て処
理される。

即ち、（１）分離工程 ステップ１２９でＫｍｍパルプ−３、Ｓ−４が開くとと
もに、原水貯水槽２３から被処理水が供給されている場
合には、原水ポンプ２９の作動も開始し、通水時は陽交
換樹脂と陰イオン交換樹脂とは混合されているが、この
混合された状態の両イオン交換樹脂１２．１３を上向に
通水することにより圧密された樹脂をほぐし、ステップ
１３０でこの上面通水状態が３分間経過したか否かが判
別され、３分間経過した時点においてステップ１３１で
Ｎ磁バルブ５−１０が開いて縦形タンク５に圧力エアが
水とともに混合して供給されてタンク５内で水が偏流す
ることをｆ＋極的に防止し、これによって縦形タンク５
内の両イオン交換樹脂１２．１３を確実に分離すること
ができ、ステップ１３２でこのエア混合の上向通水状態
が３０秒間経過したか否かが判別され、３０秒間経過し
た時点においてステップ１３３で電磁バルブ５−１０が
閉じてエアの供給を停止させ、ステップ１３４でこのエ
アの供給停止状態が６分間経過したか否かが判別され、
６分間経過した時点において次の沈静工程が開始される
。

なお、水とエアの混合流は、分＃Ｅ程の最初から行うと
、樹脂層全体が上に持上がるスラギング現象を起すので
、はじめは水のみによりある程度樹脂をほぐしてから混
合流を流している。

（２）沈静工程 ステップ１３５で電磁バルブＳ−３、Ｓ−４が閉じてタ
ンク５内への水の供給が停止され、この停止状態が２分
間経過したか否かがステップ１３６で判別され、この２
分間の間に、タンク５内を浮遊している両イオン交換樹
脂１２．１３はその比重差により下部に陽イオン交換樹
脂１３、上部に陰イオン交換樹脂１２がそれぞれ層にな
って分離され、次の陰イオン交換樹脂１２再生工程が開
始される。

（３）Ａ（アニオン）再生 Ｋ（カブオン）押し出し工程 即ち、ステップ１３７で電磁バルブＳ−５〜Ｓ−７が開
いて、再生剤ｍ２４のＮａ０１１２５％がエゼクタＥ−
１により吸い上げられて陰イオン交換樹脂１２を再生し
、このときタンク５内には対向流として上向きに水を流
し、再生排水は中間コレクタとしての中間下部配管口１
５から再生廃液槽２７に排出され、この状態が１４分間
経過したか否かがステップ１３８で判別され、１４分間
経過した時点において、次の陽イオン交換樹脂１３再生
工程が開始される。

（３）Ｋ（カチオン）再生 Ａ（アニオン）押し出し工程 即ち、ステップ１３９でＭｌｉｔｉバルブＳ−７が閉じ
て電磁バルブＳ−８が開き、再生剤槽２４のｌＩｃ１５
％がエゼクタＥ−２により吸い上げられて陽イオン交換
樹脂１３を再生し、このときタンク５内には対向流とし
て下向きに水を流し、再生排水は中間コレクタとしての
中間下部配管口１５から再生廃液槽２７に排出され、こ
の状態が１４分間経過したか否かがステップ１４０で判
別され、１４分間経過した時点において、次の両イオン
交換樹脂１２．１３洗浄の押し出し工程が開始される。

なお、従来の混床式純水装置は、再生時に排出される再
生廃液がアルカリ側になるのが普通であるが、本￥７Ｉ
ｔｉにおいては、小形純水装置と言う使用目的に合せ、
再生剤のＨＣＩの使用量を増すことにより１、再生廃液
のトータルＰｌ＋が中和になるようにしている。又、通
常の再生剤使用量は、充填樹脂１１に対し、１００ｇｒ
のＮａ０１１、ＨＣＩを使用する。ゆえに、本装置では
陰イオン交換樹脂４１陽イオン交換樹脂２１であるので
、Ｎａ０１！４００　ｇｒ。

Ｈａｔ　２００ｇｒを使用するのが通常であるが、本実
施例ではＨｃｌを３６０ｏｒを使用し、トータルＰ　ｌ
−（が中和するようにしている。

（４）押し出し工程 ステップ１４１で電磁バルブＳ−８を閉じて、エゼクタ
Ｅ−１、Ｅ−２の吸い上げ用水を利用し、タンク５内の
残留再生剤を押し出しくこのとき電磁バルブＳ−７、Ｓ
−８が閉じているためエゼクタＥ−１、Ｅ−２による再
生剤の吸い上げはない）、この状態が１４分間経過した
か否かがステップ１４２で判別され、１４分間経過した
時点において、次の第１水洗工程が開始される。

（５）第１水洗工程 ステップ１４３でｆｆ１ｌａバルブＳ−３、Ｓ−４が開
いて電磁バルブＳ−５、Ｓ−６が閉じ、水を上向きに流
して、再生された両イオン交換樹脂１２．１３を洗浄し
、この状態が１５分間経過したか否かがステップ１４４
で判別され、１５分間経過した時点において、次の水抜
き工程が開始される。

（６）水抜き工程 ステップ１４５で電磁バルブＳ−３が閉じて、電磁バル
ブＳ−４〜Ｓ−６が開き、洗浄、再活性された両イオン
交換樹脂１２．１３を通水状態に戻す！こめ、混合の前
準備として樹脂層の上部から５０１Ｉ１１程度の所まで
水を抜き（水抜き工程なしで両イオン交換樹脂１２．１
３を混合した場合、両イオン交換樹脂１２．１３はタン
ク５内の水の中を浮遊するだけで混合はされない）、こ
の状態が３分間経過したか否かがステップ１４６で判別
され、３分間経過した時点において、次の混合工程が開
始される。

（７）混合工程 ステップ１４７でＩｌａバルブＳ−５、Ｓ−６を閉じて
、ＮＶｉｆ１バルブ５−１０を開き、エアのみを上向き
に通気して両イオン交換樹脂１２．１３を混合し、この
状態が５分間経過したか否かがステップ１４８で判別さ
れ、５分間経過した時点において、次の沈静工程が開始
される。

（８）沈静工程 ステップ１４９で＝　１７１バルブ５−１０を閉じて、
両イオン交換樹脂１２．１３を混合状態のまま沈静させ
、この沈静に要する所用時間１分が経過したか否かがス
テップ１５０で判別され、１分間経過した時点において
、次の水張り工程（タンク５内に水を充満させる）が開
始される。

（９）水張り工程 ステップ１５１で電磁バルブＳ−１を開いて、タンク５
に水を供給し、この水張り要する所用時間２分が経過し
たか否かがステップ１５２で判別され、２分間経過した
時点において、次の第２水洗工程が開始される。

（１０）第２水洗工程の１ ステップ１５３で電磁バルブＳ−４が閉じて電磁バルブ
Ｓ−９が開き、再度、タンク５内の残留再生排水を、今
度はπ向きに流して両イオン交換樹脂１２．１３を洗浄
しくなお、この工程中、通水された水の純度は徐々に１
冒する）、この状態が所用の２分間経過したか否かがス
テップ１５４で判別され、２分間経過した時点において
、次の第２水洗工程中の中間下部配管口１５の水洗−［
程が開始される。

（１１）第２水洗工程の２ ステップ１５５で電磁バルブＳ−９が閉じて電磁バルブ
Ｓ−５、Ｓ−６が開き、中間下部配管口１５に残った残
留再生排水を確実に洗浄し、この状態が所用の２分間経
過したか否かがステップ１５６で判別され、２分間経過
した時点において、次の第２水洗工程中の最終水洗工程
いわゆるブローが開始される。

なお、第２水洗工程中の中間下部配管口１５の洗浄は、
中間下部配管口１５内には、再生工程中に生じた拮水が
充満しており、通水中にこの排水がイオン交換樹脂層に
流出して、−時的に通水純度が低下する場合があり、特
に、本実施例のような小形の純水装置においてはイオン
交換樹脂の層高が低いため、この現象が大きく菅き、よ
って本装置においては、第２水洗工程中にこの中間下部
配管口１５に純水を通して洗浄することにより、この問
題を解決している。

（１２）第２水洗工程の３ ステップ１５７で電磁バルブＳ−９が開いて電磁バルブ
Ｓ−５、Ｓ−６が閉じて、通常の通水状態に対応したブ
ロー洗浄が行われ、この状態が所用の６分間経過したか
否かがステップ１５８で判別され、６分間経過した時点
において、次の通水工程が開始される。

（１３）通水工程 ステップ１５９で電磁バルブＳ−９が閉じて電磁バルブ
Ｓ−２が開き１、通常の通水状態に入るとともに、ステ
ップ１６０で再生表示灯３３がオフしかつ通水表示灯３
０がオンし、水質表示３２に水質が表示されるようにし
た状態でステップ１０２にリターンして水質チエツク結
果に応じた前記動作が繰り返される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図はその側面
図、第３図はその縦形タンク５の正面図、第４図はその
要部詳細図、第５図はその配管のブロック図、第６図は
その配管の要部詳細図、第７図はその電気回路のブロッ
ク図、第８図はその電気制御のフローチャート図、第９
図はその”１磁バルブＳ−１〜５−１０の作動状態を示
す動作説明図である。 ５・・・縦形タンク　　　　　７・・・上部配管口８・
・・エア抜き口　　　　　１０・・・下部配管口１２・
・・陰イオン交換樹脂 １３・・・陽イオン交換樹脂 １４・・・中間上部配管口 １５・・・中間下部配管口 Ｓ−１〜５−１０・・・電磁バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを混合充
   填した縦形タンク内に原水を前記縦形タンクの上部位置
   から通水して脱イオンされた処理水を前記縦形タンクの
   下部位置から外部に供給する混床式純水装置における前
   記両イオン交換樹脂の再生に際して、前記縦形タンクの
   下部位置から水とエアの混合流を通水して混合状態のま
   ま高密度で圧縮された前記両イオン交換樹脂を一旦分離
   して沈静させ、前記両イオン交換樹脂の比重差により上
   部に陰イオン交換樹脂層・下部に陽イオン交換樹脂層を
   形成した状態で、前記縦形タンク内に各イオン交換樹脂
   別再生剤を供給して各イオン交換樹脂を再生した後、通
   水により各イオン交換樹脂を洗浄するとともに、前記縦
   形タンクの下部位置から通気して前記両イオン交換樹脂
   を混合させ、この混合状態のまま前記両イオン交換樹脂
   を縦形タンク内に収納することを特徴とする混床式純水
   装置のイオン交換樹脂再生方法。
2. （２）陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを混合充
   填した縦形タンク内に原水を前記縦形タンクの上部位置
   から通水して脱イオンされた処理水を前記縦形タンクの
   下部位置から外部に供給する混床式純水装置における前
   記両イオン交換樹脂の再生に際して、前記縦形タンクの
   下部位置から水とエアの混合流を通水して混合状態のま
   ま高密度で圧縮された前記両イオン交換樹脂を一旦分離
   して沈静させ、前記両イオン交換樹脂の比重差により上
   部に陰イオン交換樹脂層・下部に陽イオン交換樹脂層を
   形成した後、前記縦形タンクの上部位置と下部位置のそ
   れぞれから各イオン交換樹脂別再生剤を供給するととも
   に、上下に分離させたイオン交換層の境目位置に形成し
   た前記縦形タンクの中間コレクタから各イオン交換樹脂
   別再生剤を排出して各イオン交換樹脂を再生した後、通
   水により各イオン交換樹脂を洗浄するとともに、前記縦
   形タンクの下部位置から通気して前記両イオン交換樹脂
   を混合させ、この混合状態のまま前記両イオン交換樹脂
   を縦形タンク内に収納することを特徴とする混床式純水
   装置のイオン交換樹脂再生方法。