JPH0366019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、槽内のイオン交換樹脂床に上向流で
通液してイオン交換処理を行い、能力低下したイ
オン交換樹脂床に再生液を下向流で通液して再生
を行う向流再生型イオン交換装置に関する。以
下、イオン交換処理を受ける液体を下位概念の水
と説明することがある。

この種のイオン交換装置では、下向流再生によ
りイオン交換樹脂床の上層寄りに再生が進み、新
しい再生液と最初に接触して完全再生された上層
部が上向流通水時に処理水の流出端となるので高
純度の処理水が得られる。従つて所定の純度の処
理水を得るために再生剤液を多量に使用して再生
レベルを上げなくても済む。しかし上向流通水時
にイオン交換樹脂床が上昇して流動化するという
問題があるため、その対策としてイオン交換樹脂
床内に上面近くに処理水集水器を埋設してさらに
その上に余分のイオン交換樹脂その他の充填物を
上載せしたりあるいは槽頂から処理水を下向流で
通水する等の手段が講じられている。これらの対
策はイオン交換樹脂の利用効率の低下を招いたり
あるいは前記下向流のために動力が無駄に消費さ
れたりする欠点を伴う。

本発明は上記諸問題を解決するためになされた
ものであつて、弁取付用の連通孔を分布させて設
けた隔壁によりイオン交換槽内を上部空間と下部
空間とに区劃するととに連通孔に上向流通弁およ
び下向流通弁を取付け、両種の弁は弁体と液との
比重差および流通関係により、向流再生型イオン
交換処理における上向流通水処理時には上向流通
弁も閉じて下部部空間内のイオン交換樹脂が上部
空間に移行することを阻止しかくしてイオン交換
樹脂床が流動化することなく下部空間内に緊密に
保持されるようにし、そしてイオン交換樹脂に付
着した汚濁物の洗浄時には上向流に対して上向流
通弁が開いてイオン交換樹脂が上部空間に移行で
きるようにし、また下向流再生時には下向流通弁
が開いてイオン交換樹脂が自由に下部空間に移行
できるようにする。上向流通弁および下向流通弁
自体は外部操作により開閉する必要はない。

すなわち、本発明の向流再生型イオン交換装置
は、構成上、縦型密閉式の槽内の下部に充填した
粒状イオン交換樹脂の床に被処理流体を上向流で
通液してイオン交換処理を行いかくして処理能力
の減退したイオン交換樹脂床に再生液を下向流で
通液して再生を行う向流再生型イオン交換処理方
式において、槽内を上向流通弁および下向流通弁
を分布配置した隔壁により上下に区劃し、隔壁下
面に処理液集水器を設け、上向流通弁は液体より
比重の大きい弁体を弁筒に内臓して下位弁座と相
対せしめ下向流通弁は液体より比重の小さい弁体
を弁筒に内臓して上位弁座と相対せしめたことを
特徴とする。

以下、本発明を添付図の実施例により具体的か
つ詳細に説明する。

第１図に示す本発明装置は、イオン交換処理槽
１は縦長の密閉型で、外部接続のための上部ノズ
ル２、下部ノズル３および側部ノズル４を持つ。
上部ノズル２は再生剤液入口と洗浄排水出口を兼
ね、下部ノズル３は原水および洗浄水入口および
再生排液出口を兼ね、側部ノズル４は処理水出口
となる。

槽１内は中間高さの水平横断隔壁５により上部
空間６と下部空間７とに区劃され、隔壁５は分布
させて開設した弁取付用の通孔８を持つ。隔壁５
の下側には前記側部ノズル４に接続する集水器９
を設ける。槽底部にはストレーナ１０を分布配置
して通水性とした支持板１１を設け、支持板１１
上にそれから実質的に集水器９に及ぶ高さに粒状
のイオン交換樹脂を充填してイオン交換樹脂床１
２を形成させる。

前記隔壁５の通孔８には上向流通弁１３および
下向流通弁１４を分布配置して取付ける。第２図
にはこれらの弁の１例を示す。この上向流通弁１
３は上方の弁筒体１３ａと下方の弁座体１３ｂと
のねじ込みにより隔壁５に取付けられ、弁筒体１
３ａ内にそれより小径の球状で液体より比重の大
きい弁体１３ｃを収容し下位の弁座１３b′と相対
せしめて構成される。下向流通弁１４は下方の弁
筒体１４ａと上方の弁座体１４ｂとのねじ込みに
より隔壁５に取付けられ弁筒体１３ａ内にそれよ
り小径の球状で液体より比重の小さい弁体１４ｃ
を収容し上位の弁座１４b′と相対せしめて構成さ
れる。弁体１３ｃは液体より比重の大きい耐蝕性
金属、磁器、金属充填合成樹脂等により製作し、
弁体１４ｃは液体より比重の小さいポリプリピロ
ピレン、ポリエチレン等でつくる。

上記構成の本発明実施例装置は下記のようにし
て段階操作される。

() 常態のイオン交換処理操作 上部ノズル２を閉じ、側部ノズル４を開き、
下部ノズル３を開いて処理すべき原水を送給す
る。原水はイオン交換樹脂床１２を上向流で通
過する間にイオン交換処理され、処理水は集水
器９より集水され、側部ノズル４から流出す
る。

この間、下向流通弁１４閉であることは勿論
であるが、上向流通弁１３も上部ノズル２の閉
止により隔壁５の上下の水圧はバランスしてお
り下部空間７から上部空間６への上向流は生じ
ない。イオン交換樹脂床１２には上向流により
上向力が働き、この力は弁座１３b′開口から弁
体１３ｃに押上力として作用するが液体より比
重の大きい弁体１３ｃは上昇せず締切り機能を
持すので、イオン交換樹脂床１２は隔壁５の下
面に抑留されて緊密状態に保持され流動化する
ことはない。

() 再生、洗浄操作 通水の継続によりイオン交換樹脂の交換能力
が消費され低下すると、側部ノズル４を閉じ下
部ノズル３を排出系に向かつて開き、上部ノズ
ル２から再生剤液を供給する。再生液は上部空
間６から下向流通弁１４を押開き（上向流通弁
は閉）下部空間７に流入しイオン交換樹脂床１
２内を下向流で通過して再生を行い再生排液は
下部ノズル３から排出される。再生完了後に同
じ経路で洗浄水を下向流で流して再生液の押出
しを行いイオン交換樹脂床１２を洗浄する。な
お再生操作は、通水処理の停止後、上部空間６
内の水を抜き、再生液を側部ノズル４から供給
して実施することもでき、この場合は再生剤液
が上部空間６の水で希釈されないので、再生を
一層有効に行うことができる。

() 汚濁物洗浄排出操作 通水処理操作、再生操作の反覆によりイオン
交換樹脂床１２には原水中の懸濁物質が濾過蓄
積されるので、この場合には、再生操作に先立
つてイオン交換樹脂床１２の洗浄を行い汚濁物
質を除去し洗浄排水とともに排出する必要があ
る。

この操作は、側部ノズル４を閉じ上部ノズル
２を排水系に向つて開き、下部ノズル３から洗
浄水を供給することによつて行う。イオン交換
樹脂床１２を上向流で通過した水は、今度は側
部ノズル４に流れることができず、上向流通弁
１３を押開いて上部空間６に流入し上部ノズル
２から排出される。この際には上向流により下
部空間７内のイオン交換樹脂は流動化しその一
部は上向流通弁１３を通つて上部空間６内に移
動し両空間内に同率で展開するので付着汚濁物
質の洗浄除去が効果的に行われる。洗浄完了
後、上向流を停止し、上部ノズル２から下向流
通水すると、上向流通弁１３は閉じ下向流通弁
１４は開き上部空間内のイオン交換樹脂は下向
流通弁１４を通つて下部空間７内に戻る。

上記操作および保守を可能とするため、下向流
通弁１４には粒状イオン交換樹脂の自由な通過は
許すが、槽内から水抜きした状態で弁体１４ｃの
脱落を防止するグリツド１５を設ける。同様なグ
リツドは上向流通弁１３にも設けることができ
る。

上記構成の本発明実施例では、上向流通弁１３
と下向流通弁４とは上下反転した均等な形状であ
るので、部品を共用して有利に量産化でき、マン
ホール（図示せず）から槽内に入つて容易に取付
けることができ、隔壁５が単板であることと相俟
つて、簡単で製作に有利で安価な装置とすること
ができる。

しかし両弁を弁体以外を完全に同一とする訳で
はなく、例えば上向流通弁１３の弁座１３b′の開
口を下向流通弁１４の弁座１４b′の開口より小さ
くし、上向通水イオン交換処理時に弁体１４ｃに
働く上向力の作用面積を小さくして下部空間７内
のイオン交換樹脂の抑留効果を一層確実すること
ができる。

第３図は本発明の前記と異なる実施例に用いる
上向流通弁１６および下向流通弁１７を示す。そ
の弁筒体１６ａおよび１７ａは円筒形で隔壁５に
直接ねじ込みしかも隔壁５上に突出しないように
して取付けられる。その弁体１６ｃおよび１７ｃ
は、第４図示すように、角柱形で弁座１６ｂおよ
び１７ｂに向う端部が円錐形に加工されており、
弁座１６ｂよび１７ｂもこれに適合するように加
工される。１５は弁体抑止用のグリツドまたはピ
ンである。この実施例では弁体１６ｃ，１７ｃの
長さを変更することにより重量および浮力を調節
できるので、各種操作流速に対して適用範囲が広
い。また弁１６，１７とも上部空間６に突出させ
ないようにして隔壁５の上面を平面化できるの
で、汚濁物質の洗浄排出後に上部ノズル２から供
給する洗浄水等の下向流を断続化したり、隔壁５
の上面に旋回流を与える等の手を併用して、上部
空間６に残留するイオン交換樹脂を最小限にする
ことができる。

以上のように本発明によると、向流再生型イオ
ン交換処理に際し、槽内下部にイオン交換樹脂を
充填して上向流通水でイオン交換処理を行う操作
段階でイオン交換樹脂床を槽内下部空間に緊密に
保持することができ、通水速度を高めて処理能率
を高めることができ、また上部空間を利用してイ
オン交換樹脂床内の汚濁物質を上向流通水で洗浄
排出することもでき、構造が簡単で製作が容易で
費用を低下できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例のイオン交換装置の
縦断側面図、第２図はその上向流通弁および下向
流通弁の縦断側面図、第３図は他の実施例の上向
流通弁および下向流通弁の縦断側面図、第４図は
その弁体の斜視図である。 １……イオン交換処理槽、２……上部ノズル、
３……下部ノズル、４……側部ノズル、５……隔
壁、６……上部空間、７……下部空間、８……通
孔、９……集水器、１０……ストレーナ、１１…
…支持板、１２……イオン交換樹脂床、１３……
上向流通弁、１４……下向流通弁、１３ａ，１４
ａ……弁筒体、１３ｂ，１４ｂ……弁座体、１３
b′，１４b′……弁座、１３ｃ，１４ｃ……弁体、
１５……グリツド、１６……上向流通弁、１７…
…下向流通弁、１６ａ，１７ａ……弁筒体、１６
ｂ，１７ｂ……弁座、１６ｃ，１７ｃ……弁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦型密閉式の槽内の下部に充填した粒状イオ
   ン交換樹脂の床に被処理流体を上向流で通液して
   イオン交換処理を行い、かくして処理能力の減退
   したイオン交換樹脂床に再生液を下向流で通液し
   て再生を行う向流再生型イオン交換処理方式にお
   いて、槽内を上向流通弁および下向流通弁を分布
   配置した隔壁により上下に区劃し、隔壁下面に処
   理液集水器を設け、上向流通弁は液体より比重の
   大きい弁体を弁筒に内臓して下位弁座と相対せし
   め、下向流通弁は液体より比重の小さい弁体を弁
   筒に内臓して上位弁座と相対せしめたことを特徴
   とする向流再生型イオン交換装置。 ２ 上向流通弁の弁座の開口を下向流通弁の弁座
   の開口より小とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ３ 上向流通弁の弁筒および下向流通弁の弁筒を
   隔壁の取付孔にねじ込み固定するとともに、隔壁
   上面の平滑化のためこれら弁筒の隔壁上面よりの
   突出を最小としたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の装置。 ４ 弁体を多角柱形とするとともにその弁座との
   封止端を円錐形に形成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の装置。