JPH08309208A - Ion exchange device - Google Patents

Ion exchange device

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JPH08309208A
JPH08309208A JP7142506A JP14250695A JPH08309208A JP H08309208 A JPH08309208 A JP H08309208A JP 7142506 A JP7142506 A JP 7142506A JP 14250695 A JP14250695 A JP 14250695A JP H08309208 A JPH08309208 A JP H08309208A
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exchange resin
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regenerant
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剛 岩塚
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和彦 清水
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

PURPOSE: To shorten regeneration time in an ion exchange device into which raw water is fed in an upflow and a regenerant is fed in a downflow by constituting a feeding means arranged on a bottom plate so that a regenerant can be fed to a strong electrolyte ion exchange resin bed of a main pipe and plural branch pipes and installing it at a prescribed height. CONSTITUTION: In an ion exchange device, raw water is fed in a downflow during pure water production, and a regenerant is fed in an upflow during regeneration. On a bottom plate 12 fitted to the lower end of a packed tower 11, a strong electrolyte ion exchange resin bed 13 is filled, and on a shield plate above it, a weak electrolyte ion exchange resin bed is filled, and a regenerant is fed to them by a feeding means 17. In this case, the feeding means 17 is constituted by connecting a main pipe 17B arranged above the bottom plate 12 to a nozzle 17A fitted to the packed tower 11 and connecting the other end or the main pipe 17B to plural branch pipes 17C arranged, trained over the bottom plate 12. The main pipe 17B is set at such a height that it is not exposed from the back surface of the ion exchange resin bed 13 pushed up by the feeding of the regenerant.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、原水を下向流で供給
し、また、再生剤を上向流で供給するイオン交換装置に
関し、更に詳しくはコンパクトで再生効率に優れたイオ
ン交換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion exchange apparatus for supplying raw water in a downward flow and supplying a regenerant in an upward flow, and more particularly to a compact ion exchange apparatus excellent in regeneration efficiency. .

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン交換装置は、例えば純水製造装置
として広く用いられている。この場合のイオン交換樹脂
としては強電解質イオン交換樹脂である水素イオン形の
強酸性カチオン交換樹脂と水酸化物イオン形の強塩基性
アニオン樹脂を組み合わせたものが用いられている。こ
の組み合わせのタイプには混床式と複床式がある。混床
式は同一塔内に強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニ
オン交換樹脂との混合樹脂を充填した方式で、高純度水
を製造する場合に用いられる。複床式は強酸性カチオン
交換樹脂の塔と強塩基性アニオン交換樹脂の塔を組み合
わせた方式で、混床式のものよりも純度は劣るものの、
再生剤の消費量など経済性に優れているため広く採用さ
れている。
2. Description of the Related Art Ion exchange apparatuses are widely used, for example, as pure water production apparatuses. As the ion exchange resin in this case, a combination of a hydrogen ion type strongly acidic cation exchange resin which is a strong electrolyte ion exchange resin and a hydroxide ion type strongly basic anion resin is used. There are mixed bed type and double bed type in this combination type. The mixed bed system is a system in which a mixed resin of a strongly acidic cation exchange resin and a strongly basic anion exchange resin is packed in the same column, and is used when producing high purity water. The multi-bed type is a system in which a tower of a strongly acidic cation exchange resin and a tower of a strongly basic anion exchange resin are combined, and although the purity is inferior to that of the mixed bed type,
It is widely used because of its economical efficiency such as the consumption of regenerant.

【0003】ところで、イオン交換樹脂はイオン交換装
置の使用により原水中の不純物イオンをイオン交換する
ことにより貫流容量に達し、そのため定期的に再生剤を
用いてイオン交換樹脂を再生する必要がある。そのた
め、上記複床式のイオン交換装置としては再生効率や経
済性に優れた複層床式イオン交換装置が広く用いられて
いる。この複層床式イオン交換装置は、一塔内に弱電解
質イオン交換樹脂層と、強電解質イオン交換樹脂層とを
備え、弱電解質イオン交換樹脂層から強電解質イオン交
換樹脂層へ原水を通水して処理水を得るように構成され
ている。
By the way, the ion exchange resin reaches the flow-through capacity by ion-exchanging the impurity ions in the raw water by using the ion exchange device, and therefore it is necessary to periodically regenerate the ion exchange resin by using a regenerant. Therefore, as the above-mentioned double bed type ion exchange device, a double bed type ion exchange device excellent in regeneration efficiency and economical efficiency is widely used. This multi-layer bed type ion exchange device includes a weak electrolyte ion exchange resin layer and a strong electrolyte ion exchange resin layer in one tower, and raw water is passed from the weak electrolyte ion exchange resin layer to the strong electrolyte ion exchange resin layer. It is configured to obtain treated water.

【0004】複層床式イオン交換装置の通水方式には、
原水を上向流として通水する上向流方式と、原水を下向
流として通水する下向流方式とがある。また、その再生
方式には、通水方向と同一方向へ再生剤を流す並流再生
式と、通水方向と逆方向に再生剤を流す向流再生式とが
あるが、向流再生式の方が再生効率に優れているという
利点がある。また、通水、再生のいずれの場合にも処理
水の純度を良くするために、強電解質イオン交換樹脂層
の流動化を防止し、層内のイオン分布を極力乱さない工
夫が必要である。
In the water flow system of the multi-layer floor type ion exchange device,
There are an upflow method in which raw water flows as an upward flow and a downward flow method in which raw water flows as a downward flow. In addition, the regeneration method includes a co-current regeneration type in which the regenerant is flowed in the same direction as the water flow direction and a countercurrent regeneration type in which the regenerant is flowed in the opposite direction to the water flow direction. The advantage is that the regeneration efficiency is better. Further, in order to improve the purity of the treated water in both cases of passing water and regeneration, it is necessary to prevent fluidization of the strong electrolyte ion-exchange resin layer and prevent the ion distribution in the layer from being disturbed as much as possible.

【0005】上向流通水下向流再生式の場合には、安定
した再生を行なうことができるが、通水時にイオン交換
樹脂層を押し上げて浮上したイオン交換樹脂層を形成さ
せるため、採水を中断するとイオン交換樹脂層が下降す
る際に樹脂層が流動化し、その後の処理水の純度が低下
するという課題がある。
In the case of the downward flow regeneration type of upward flowing water, stable regeneration can be carried out, but since the ion exchange resin layer is pushed up to form a floating ion exchange resin layer during the passage of water, water collection is performed. If the step is interrupted, there is a problem that the resin layer is fluidized when the ion exchange resin layer descends and the purity of the treated water thereafter is lowered.

【0006】ところが、下向流通水上向流再生式のイオ
ン交換装置の場合には、下向流通水であるため、原水処
理は安定している反面、再生剤を上向流で流すため、イ
オン交換樹脂層の流動を防止する手段を講じる必要があ
る。再生時の流動化防止を施したイオン交換装置として
例えば図5〜図7に示したものが知られている。
However, in the case of an ion exchanger of the downward flow water upward flow regeneration type, since the downward flow water is stable, the raw water treatment is stable, while the regenerant is flown in the upward flow direction. It is necessary to take measures to prevent the exchange resin layer from flowing. As an ion exchange device that prevents fluidization during regeneration, for example, the one shown in FIGS. 5 to 7 is known.

【0007】図5に示すイオン交換装置は、充填塔1
と、充填塔1の下端近傍に取り付けられた底板2と、こ
の底板2上に充填された強電解質イオン交換樹脂層3
と、この強電解質イオン交換樹脂層3と隙間4を介して
取り付けられた遮蔽板5と、この遮蔽板5上に充填され
た弱電解質イオン交換樹脂層6とを備えている。本来上
向流再生においては底板2と遮蔽板5との間に、隙間な
くイオン交換樹脂を充填した方が再生時にイオン交換樹
脂が流動しないが、強電解質イオン交換樹脂は再生され
ると、その体積が若干膨潤するため、この膨潤による体
積の増加分を見込んで予め上述の隙間を設けておく必要
がある。また、充填塔1の下端を形成する鏡板1Aには
各樹脂層6、3による処理水を流出すると共に再生剤を
供給するノズル1Bが取り付けられ、また、この鏡板1
Aと底板2との間には空間7が形成されている。また、
底板2及び遮蔽板5全面に分散した突起状のものはキャ
ップ状に形成された濾過部材8で、濾過部材8は水のみ
を通過させる複数条のスリットを有している。
The ion exchange apparatus shown in FIG.
A bottom plate 2 attached near the lower end of the packed tower 1, and a strong electrolyte ion exchange resin layer 3 packed on the bottom plate 2.
And a shielding plate 5 attached to the strong electrolyte ion-exchange resin layer 3 via the gap 4, and a weak electrolyte ion-exchange resin layer 6 filled on the shielding plate 5. Originally, in the upflow regeneration, it is better to fill the ion exchange resin between the bottom plate 2 and the shield plate 5 without a gap, but the ion exchange resin does not flow during regeneration, but when the strong electrolyte ion exchange resin is regenerated, Since the volume swells slightly, it is necessary to preliminarily provide the above-mentioned gap in consideration of the increase in volume due to this swelling. Further, a nozzle plate 1A that forms the lower end of the packed tower 1 is provided with a nozzle 1B that supplies the regenerant while flowing out the treated water by the resin layers 6 and 3, and also the plate plate 1A.
A space 7 is formed between A and the bottom plate 2. Also,
The protrusions dispersed on the entire surface of the bottom plate 2 and the shield plate 5 are filtering members 8 formed in a cap shape, and the filtering member 8 has a plurality of slits that allow only water to pass through.

【0008】上記イオン交換装置の各イオン交換樹脂層
3、6を再生する場合には、充填塔1のノズル1Bから
鏡板1Aと底板2間の空間7を介して強電解質イオン交
換樹脂層3内へ再生剤を流入し、その水圧により強電解
質イオン交換樹脂層3を層状のまま持ち上げ、殆ど流動
化させずにその上部の隙間4を詰めて遮蔽板5へ樹脂層
6を押圧して浮上したイオン交換樹脂層を形成させる。
更に、再生剤は遮蔽板5から弱電解質イオン交換樹脂層
6へ流入する。
In the case of regenerating the ion exchange resin layers 3 and 6 of the above ion exchange apparatus, the inside of the strong electrolyte ion exchange resin layer 3 is passed from the nozzle 1B of the packed tower 1 through the space 7 between the end plate 1A and the bottom plate 2. The regenerant is flown into the resin, and the water pressure causes the strong electrolyte ion-exchange resin layer 3 to rise in a layered state, and the gap 4 at the upper portion is filled with the resin layer 6 while pressing the resin layer 6 against the shielding plate 5 so as to float. An ion exchange resin layer is formed.
Furthermore, the regenerant flows from the shield plate 5 into the weak electrolyte ion exchange resin layer 6.

【0009】また、別のイオン交換装置として図6に示
すものが知られている。このイオン交換装置は、同図に
示すように、充填塔1の下端に強電解質イオン交換樹脂
層3を支承する底板2を設け、底板2内面に処理水を流
出すると共に再生剤を供給するディストリビュータ9を
設けたものである。このディストリビュータ9は、同図
に示すように、充填塔1下端近傍のノズル9Aと、この
ノズル9Aに接続され且つ充填塔1の中心を横切る主管
9Bと、この主管9Bと直交する複数の枝管9Cとを有
し、複数の枝管9Cと主管9Bは連結管9Dを介してそ
れぞれ連結されている。そして、枝管9Cには等間隔に
複数の孔9Eが下向き、あるいは斜め下向きに形成さ
れ、各孔9Eから処理水を流出する一方、再生剤を樹脂
層3に向けて供給するようにしてある。
Another ion exchange device shown in FIG. 6 is known. As shown in the figure, this ion exchange apparatus is provided with a bottom plate 2 for supporting a strong electrolyte ion exchange resin layer 3 at the lower end of a packed column 1, and a distributor for supplying a regenerant while flowing out treated water to the inner surface of the bottom plate 2. 9 is provided. As shown in the figure, the distributor 9 includes a nozzle 9A near the lower end of the packed tower 1, a main pipe 9B connected to the nozzle 9A and crossing the center of the packed tower 1, and a plurality of branch pipes orthogonal to the main pipe 9B. 9C, and the plurality of branch pipes 9C and the main pipe 9B are connected to each other via a connecting pipe 9D. A plurality of holes 9E are formed at equal intervals in the branch pipe 9C so as to face downward or obliquely downward so that the treated water flows out from each hole 9E and the regenerant is supplied toward the resin layer 3. .

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示す従来のイオン交換装置の場合には、再生時には強電
解質イオン交換樹脂層3は殆ど流動化しないが、再生後
に再生剤の置換を行う際に次のような欠点がある。即
ち、再生剤の通液終了直後には底板2と鏡板1Aで形成
される空間7には再生剤が充満しているが、これを置換
するためにノズル1Bから置換水を供給すると、置換水
はノズル1Bの真上を上昇する傾向となり、鏡板1Aの
外周側の再生剤が置換しにくくなり、置換水を多量に消
費すると共に、置換中において再生剤が必要以上に希釈
されるため、再生効率も低下する。
However, in the case of the conventional ion exchange apparatus shown in FIG. 5, the strong electrolyte ion exchange resin layer 3 hardly fluidizes during regeneration, but when the regeneration agent is replaced after regeneration. Has the following drawbacks. That is, immediately after the passage of the regenerant, the space 7 formed by the bottom plate 2 and the end plate 1A is filled with the regenerant, but if replacement water is supplied from the nozzle 1B to replace this, Tends to rise right above the nozzle 1B, and it becomes difficult to replace the regenerant on the outer peripheral side of the end plate 1A, and a large amount of replacement water is consumed, and the regenerant is diluted more than necessary during the replacement, Efficiency is also reduced.

【0011】図5に示す装置に対して図6に示す従来の
イオン交換装置の場合には、底板2の下方に空間がない
分だけ装置をコンパクト化できると共に、再生剤の置換
に関しても何等問題がないが、ディストリビュータ9の
構造が不適切であると、再生効率が悪化し、再生後の処
理水の純度が低下するという課題があった。
In the case of the conventional ion exchange apparatus shown in FIG. 6 as compared with the apparatus shown in FIG. 5, the apparatus can be made compact because there is no space below the bottom plate 2, and there is no problem with replacement of the regenerant. However, if the structure of the distributor 9 is improper, there is a problem that the regeneration efficiency deteriorates and the purity of the treated water after regeneration decreases.

【0012】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、装置をコンパクト化でき、置換水の使用量
を節約でき、再生効率が良くて再生時間を短縮できると
共に再生後の処理水の純度を低下させる虞がないイオン
交換装置を提供することを目的としている。
[0012] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The apparatus can be made compact, the amount of replacement water used can be saved, the regeneration efficiency can be improved, the regeneration time can be shortened, and the treated water after regeneration can be shortened. It is an object of the present invention to provide an ion exchange device that does not reduce the purity of the ion exchange device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、図6に示
すイオン交換装置の課題について鋭意研究し、種々の検
討を重ねた結果、次のような知見を得た。
Means for Solving the Problems The present inventors have earnestly studied the problems of the ion exchange apparatus shown in FIG. 6 and, as a result of various studies, have obtained the following findings.

【0014】即ち、図6に示すイオン交換装置の場合に
は、ディストリビュータ9が底板2の真上に設置されて
いるため、再生時に各枝管9Cのそれぞれの複数の孔9
Eから図7の矢印で示したように再生剤を噴出させ、強
電解質イオン交換樹脂層3をその供給圧により徐々に押
し上げて行くと、主管9Bの周りで強電解質イオン交換
樹脂3Aが多少動き廻る現象が生じる。この原因は次に
説明する通りである。
That is, in the case of the ion exchange device shown in FIG. 6, since the distributor 9 is installed right above the bottom plate 2, a plurality of holes 9 of each branch pipe 9C are provided at the time of regeneration.
When the regenerant is ejected from E as shown by the arrow in FIG. 7 and the strong electrolyte ion exchange resin layer 3 is gradually pushed up by the supply pressure, the strong electrolyte ion exchange resin 3A moves around the main pipe 9B to some extent. A rotating phenomenon occurs. The reason for this is as described below.

【0015】即ち、従来のイオン交換装置の場合には主
管9Bの設置位置が底板2に比較的近接しているため、
強電解質イオン交換樹脂層3が押し上げられると、図7
に示すように主管9Bが浮上して形成される強電解質イ
オン交換樹脂層3の下面からはみ出し、遂には主管9B
がその下面から完全に露出することがある。主管9Bの
例え一部でも上述の樹脂層3の下面からはみ出すと、図
7に示すように主管9Bの周囲から再生剤が矢印Aで示
すように流入し、再生剤が均等に流れない上、これによ
りその部分の強電解質イオン交換樹脂3Aの流動化を促
進させる。下向流通水上向流再生方式のイオン交換装置
の場合には、再生剤が最初に接触する部分が充分に再生
されていないと、カチオン塔の場合はナトリウムリーク
の、またアニオン塔の場合はシリカリークの原因とな
り、処理水の純度を低下させてしまう。よって、下向流
通水上向流再生方式のイオン交換装置の場合には再生剤
が最初に接触する部分が流動化しないようにして再生す
ることが重要である。尚、図7では流動化している強電
解質イオン交換樹脂3Aを模式的に粒子状に示してあ
り、殆ど流動化せず層状を保持している部分は模式的に
斜線で示してある。
That is, in the case of the conventional ion exchange device, since the installation position of the main pipe 9B is relatively close to the bottom plate 2,
When the strong electrolyte ion exchange resin layer 3 is pushed up, FIG.
As shown in FIG. 5, the main pipe 9B floats out from the lower surface of the strong electrolyte ion-exchange resin layer 3 formed, and finally the main pipe 9B is formed.
May be completely exposed from the bottom surface. Even if a part of the main pipe 9B protrudes from the lower surface of the resin layer 3 described above, the regenerant flows from the periphery of the main pipe 9B as shown by the arrow A as shown in FIG. 7, and the regenerant does not flow evenly. This promotes fluidization of the strong electrolyte ion exchange resin 3A in that portion. In the case of an ion exchange device of downward flow water upflow regeneration method, if the portion where the regenerant comes into contact first is not sufficiently regenerated, sodium leak occurs in the case of a cation tower and silica occurs in the case of an anion tower. It causes a leak and reduces the purity of the treated water. Therefore, in the case of the ion exchange device of the downward flow water upward flow regeneration system, it is important to perform regeneration so that the portion where the regenerant first comes into contact does not fluidize. In FIG. 7, the fluidized strong electrolyte ion-exchange resin 3A is schematically shown in the form of particles, and the portion which is hardly fluidized and retains the layered state is schematically shown with diagonal lines.

【0016】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、請求項1に記載の発明は、原水を下向流で供給し、
また、再生剤を上向流で供給するイオン交換装置におい
て、充填塔の下端に取り付けられた底板と、この底板上
に充填された強電解質イオン交換樹脂層と、この強電解
質イオン交換樹脂層へ再生剤を供給するように上記底板
上に配設された供給手段とを備え、上記供給手段は、上
記底板の上方に配設された主管と、上記底板に沿って配
設された複数の枝管とを有し、上記主管は上記再生剤の
供給により押し上げられて浮上形成される上記強電解質
イオン交換樹脂層の下面から露出しない高さに設定され
たことを特徴とするイオン交換装置を提供することによ
り上記目的を達成したものである。
The present invention was made based on the above findings, and the invention according to claim 1 supplies raw water in a downward flow,
Further, in an ion exchange device that supplies the regenerant in an upward flow, a bottom plate attached to the lower end of the packed column, a strong electrolyte ion exchange resin layer packed on the bottom plate, and a strong electrolyte ion exchange resin layer Supply means arranged on the bottom plate so as to supply a regenerant, the supply means comprising a main pipe arranged above the bottom plate and a plurality of branches arranged along the bottom plate. An ion exchange device, characterized in that the main pipe is set to a height that is not exposed from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer that is pushed up by the supply of the regenerant and floats to form. By doing so, the above object is achieved.

【0017】また、本発明の請求項2に記載の発明は、
原水を下向流で供給し、また、再生剤を上向流で供給す
るイオン交換装置において、充填塔の下端に取り付けら
れた底板と、この底板上に下層として充填された強電解
質イオン交換樹脂層と、この強電解質イオン交換樹脂層
の上方に取り付けられた遮蔽板上に上層として充填され
た弱電解質イオン交換樹脂層と、これらの上下層に再生
剤を供給するように上記底板上に配設された供給手段と
を備え、上記供給手段は、上記底板の上方に配設された
主管と、上記底板に沿って配設された複数の枝管とを有
し、上記主管は上記再生剤の供給により押し上げられて
浮上形成される上記強電解質イオン交換樹脂層の下面か
ら露出しない高さに設定されたことを特徴とするイオン
交換装置を提供するものである。
The invention according to claim 2 of the present invention is
In an ion exchange device that supplies raw water in a downward flow and regenerant in an upward flow, a bottom plate attached to the lower end of the packed column and a strong electrolyte ion exchange resin packed as a lower layer on the bottom plate. Layer, a weak electrolyte ion exchange resin layer filled as an upper layer on the shielding plate attached above the strong electrolyte ion exchange resin layer, and an arrangement on the bottom plate so as to supply a regenerant to these upper and lower layers. And a plurality of branch pipes arranged along the bottom plate, wherein the main pipe is the regenerant. The present invention provides an ion exchange device characterized in that the height is set so as not to be exposed from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer that is lifted up and formed by the supply of.

【0018】また、本発明の請求項3に記載の発明は、
請求項1または請求項2に記載の発明において、上記主
管と上記底板との間隔が少なくとも400mmに設定さ
れてなることを特徴とするイオン交換装置を提供するも
のである。
The invention according to claim 3 of the present invention is
The invention according to claim 1 or claim 2 provides an ion exchange device characterized in that the distance between the main pipe and the bottom plate is set to at least 400 mm.

【0019】また、本発明の請求項4に記載の発明は、
請求項2に記載の発明において、上記主管と上記底板と
の間隔は、少なくとも沈整充填された上記強電解質イオ
ン交換樹脂層上面と上記遮蔽板間の隙間よりも大きく設
定されてなることを特徴とするイオン交換装置。
The invention according to claim 4 of the present invention is
In the invention according to claim 2, the gap between the main pipe and the bottom plate is set to be larger than at least the gap between the upper surface of the strong electrolyte ion-exchange resin layer and the shielding plate that have been subjected to the sink filling. Ion exchange device.

【0020】また、本発明の請求項5に記載の発明は、
請求項1〜請求項4のいずれか一つに記載の発明におい
て、上記強電解質イオン交換樹脂層が強酸性カチオン樹
脂層または強塩基性アニオン樹脂層からなることを特徴
とするイオン交換装置を提供するものである。
The invention according to claim 5 of the present invention is
The invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the strong electrolyte ion exchange resin layer comprises a strongly acidic cation resin layer or a strongly basic anion resin layer. To do.

【0021】[0021]

【作用】本発明の請求項1に記載の発明によれば、イオ
ン交換装置の強電解質イオン交換樹脂層を再生する場合
には、充填塔下端の底板上に配設された供給手段の主管
へ再生剤を所定時間だけ供給すると、再生剤は主管から
複数の枝管を介して強電解質イオン交換樹脂層内へ供給
される。そして、再生剤の供給圧力により強電解質イオ
ン交換樹脂層を徐々に押し上げ、やがて強電解質イオン
交換樹脂層が枝管から浮上し、この浮上層に再生剤が上
向きに流れることにより、この強電解質イオン交換樹脂
層は再生される。また、本発明によれば、強電解質イオ
ン交換樹脂層が最も高い位置に押し上げられても供給手
段の主管は強電解質イオン交換樹脂層の下面からはみ出
すことがないため、主管の周りの強電解質イオン交換樹
脂の流動化は殆ど起こることがなく、強電解質イオン交
換樹脂層のイオン分布を乱すことがなく、更に再生剤を
均等に供給することができる。従って、再生後の原水処
理時には処理水の純度が低下する虞がない。また、主管
が強電解質イオン交換樹脂層内にあるため、再生時に強
電解質イオン交換樹脂層の下面が安定し易く、再生剤の
通液後に行う置換操作も効果的に行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, when the strong electrolyte ion exchange resin layer of the ion exchange apparatus is regenerated, the main pipe of the supply means disposed on the bottom plate at the lower end of the packed column is regenerated. When the regenerant is supplied for a predetermined time, the regenerant is supplied from the main pipe through the plurality of branch pipes into the strong electrolyte ion exchange resin layer. Then, the strong electrolyte ion exchange resin layer is gradually pushed up by the supply pressure of the regenerant, the strong electrolyte ion exchange resin layer floats up from the branch pipe, and the regenerant flows upward in this floating layer, so that the strong electrolyte ion The exchange resin layer is regenerated. Further, according to the present invention, even if the strong electrolyte ion exchange resin layer is pushed up to the highest position, the main pipe of the supply means does not stick out from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer, so that the strong electrolyte ions around the main pipe are Fluidization of the exchange resin hardly occurs, the ion distribution of the strong electrolyte ion exchange resin layer is not disturbed, and the regenerant can be uniformly supplied. Therefore, the purity of the treated water does not decrease when the raw water is treated after the regeneration. Further, since the main pipe is inside the strong electrolyte ion exchange resin layer, the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer is easily stabilized during regeneration, and the replacement operation performed after passing the regenerant can be effectively performed.

【0022】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、イオン交換装置の強電解質イオン交換樹脂層及び
弱電解質イオン交換樹脂層を再生する場合には、充填塔
下端の底板上に配設された供給手段の主管へ再生剤を所
定時間だけ供給すると、再生剤は主管から複数の枝管を
介して強電解質イオン交換樹脂層内へ供給される。そし
て、再生剤の供給圧力により強電解質イオン交換樹脂層
を徐々に押し上げ、やがて強電解質イオン交換樹脂層が
枝管から浮上し、この浮上層に再生剤が上向きに流れる
ことにより、この強電解質イオン交換樹脂層は再生され
る。強電解質イオン交換樹脂から流出した再生剤は更に
遮蔽板を介して弱電解質イオン交換樹脂層内へ供給さ
れ、弱電解質イオン交換樹脂も再生される。また、本発
明によれば、強電解質イオン交換樹脂層が最も高い位置
に押し上げられても供給手段の主管は強電解質イオン交
換樹脂層の下面からはみ出すことがないため、主管の周
りの強電解質イオン交換樹脂の流動化は殆ど起こること
がなく、強電解質イオン交換樹脂層のイオン分布を乱す
ことがない。従って、再生後の原水処理時には処理水の
純度が低下する虞がない。また、主管が強電解質イオン
交換樹脂層内にあるため、再生時に強電解質イオン交換
樹脂層の下面が安定し易く、再生剤の通液後に行う置換
操作も効果的に行うことができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, when the strong electrolyte ion exchange resin layer and the weak electrolyte ion exchange resin layer of the ion exchange apparatus are regenerated, the bottom plate at the lower end of the packed column is regenerated. When the regenerant is supplied to the main pipe of the arranged supply means for a predetermined time, the regenerant is supplied from the main pipe into the strong electrolyte ion exchange resin layer through the plurality of branch pipes. Then, the strong electrolyte ion exchange resin layer is gradually pushed up by the supply pressure of the regenerant, the strong electrolyte ion exchange resin layer floats up from the branch pipe, and the regenerant flows upward in this floating layer, so that the strong electrolyte ion The exchange resin layer is regenerated. The regenerant flowing out from the strong electrolyte ion exchange resin is further supplied into the weak electrolyte ion exchange resin layer through the shielding plate, and the weak electrolyte ion exchange resin is also regenerated. Further, according to the present invention, even if the strong electrolyte ion exchange resin layer is pushed up to the highest position, the main pipe of the supply means does not stick out from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer, so that the strong electrolyte ions around the main pipe are Fluidization of the exchange resin hardly occurs, and the ion distribution of the strong electrolyte ion exchange resin layer is not disturbed. Therefore, the purity of the treated water does not decrease when the raw water is treated after the regeneration. Further, since the main pipe is inside the strong electrolyte ion exchange resin layer, the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer is easily stabilized during regeneration, and the replacement operation performed after passing the regenerant can be effectively performed.

【0023】また、本発明の請求項3に記載の発明によ
れば、請求項1または請求項2に記載の発明において、
上記主管の下端と上記底板の表面との間隔が少なくとも
400mmに設定されているため、再生剤により強電解
質イオン交換樹脂層が最も高い位置まで押し上げられて
も、主管が強電解質イオン交換樹脂層の下面からはみ出
す虞がない。
According to the invention of claim 3 of the present invention, in the invention of claim 1 or 2,
Since the distance between the lower end of the main pipe and the surface of the bottom plate is set to at least 400 mm, even if the strong electrolyte ion exchange resin layer is pushed up to the highest position by the regenerant, the main pipe is There is no danger of protruding from the bottom surface.

【0024】また、本発明の請求項4に記載の発明によ
れば、請求項2に記載の発明において、上記主管と上記
底板との間隔は、少なくとも沈整充填された上記強電解
質イオン交換樹脂層上面と上記遮蔽板間の隙間よりも大
きく設定されているため、再生剤により強電解質イオン
交換樹脂層が遮蔽板まで押し上げられても、主管の高さ
が強電解質イオン交換樹脂層の押し上げられた高さより
も高いため、主管が強電解質イオン交換樹脂層の下面か
らはみ出す虞がない。
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the second aspect, the interval between the main pipe and the bottom plate is at least the above-mentioned strong electrolyte ion exchange resin that has been settlingly packed. Since the gap between the upper surface of the layer and the shielding plate is set larger, even if the strong electrolyte ion exchange resin layer is pushed up to the shielding plate by the regenerant, the height of the main pipe is pushed up by the strong electrolyte ion exchange resin layer. Since the height is higher than the height, there is no fear that the main pipe protrudes from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer.

【0025】また、本発明の請求項5に記載の発明によ
れば、請求項1〜請求項4のいずれか一つに記載の発明
において、上記強電解質イオン交換樹脂層が強酸性カチ
オン交換樹脂層または強塩基性アニオン樹脂層からなる
ため、例えばカルシウムイオンやマグネシウムイオンや
ナトリウムイオンを除去する場合には強酸性カチオン交
換樹脂を用い、例えば硫酸イオンや塩化物イオンやシリ
カを除去する場合には強塩基性アニオン交換樹脂を用い
ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the strong electrolyte ion exchange resin layer is a strong acid cation exchange resin. Since it is composed of a layer or a strongly basic anion resin layer, for example, when removing calcium ions, magnesium ions or sodium ions, a strong acid cation exchange resin is used, and for example when removing sulfate ions, chloride ions or silica. Strongly basic anion exchange resins can be used.

【0026】[0026]

【実施例】以下、図1〜図4に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。尚、各図中、図1は本発明のイオン交
換装置の一実施例を示す模式図、図2は図1に示すイオ
ン交換装置の下部構造の一部を破断して示す斜視図、図
3は図2に示すディストリビュータによる再生時のイオ
ン交換樹脂の挙動を示す説明図、図4は図1に示すイオ
ン交換装置の実験塔により再生時における強電解質イオ
ン交換樹脂層の安定化に対するディストリビュータの主
管の高さの影響を表わす試験結果を示すグラフである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. In each of the drawings, FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the ion exchange device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a partially cutaway lower structure of the ion exchange device shown in FIG. 1, and FIG. 2 is an explanatory view showing the behavior of the ion exchange resin at the time of regeneration by the distributor shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a main pipe of the distributor for stabilizing the strong electrolyte ion exchange resin layer at the time of regeneration by the experimental tower of the ion exchange apparatus shown in FIG. 5 is a graph showing test results showing the influence of the height of the.

【0027】本実施例のイオン交換装置は、純水製造時
には原水を下向流で供給し、また、イオン交換樹脂層の
再生時には再生剤を上向流で供給するように構成されて
いる。即ち、このイオン交換装置は、図1に示すよう
に、充填塔11の下端に取り付けられた底板12と、こ
の底板12上に下層として充填された強電解質イオン交
換樹脂層13と、この強電解質イオン交換樹脂層13の
上方に隙間14を介して取り付けられた遮蔽板15上に
上層として充填された弱電解質イオン交換樹脂層16
と、これらの上下層13、16に再生剤を供給するよう
に底板12上に配設された供給手段17とを備えてい
る。この供給手段17は、再生剤を供給すると共に、原
水の処理時には処理水を流出する流出手段としての機能
をも有している。本実施例では、再生剤の供給手段とし
ての機能に着目しているため、以下の説明では供給手段
17を第1ディストリビュータ17と称して説明する。
また、遮蔽板15は水、再生剤を通し、イオン交換樹脂
を通さないように形成されている。また、上記強電解質
イオン交換樹脂層13には例えばカルシウムイオンやマ
グネシウムイオンやナトリウムイオンを除去する場合に
は強酸性カチオン交換樹脂が用いられ、弱電解質イオン
交換樹脂層16には弱酸性カチオン交換樹脂が用いられ
る。
The ion exchange apparatus of this embodiment is constructed so that raw water is supplied in a downward flow when producing pure water, and a regenerant is supplied in an upward flow when the ion exchange resin layer is regenerated. That is, as shown in FIG. 1, this ion exchange apparatus includes a bottom plate 12 attached to the lower end of a packed column 11, a strong electrolyte ion exchange resin layer 13 filled as a lower layer on the bottom plate 12, and the strong electrolyte. Weak electrolyte ion exchange resin layer 16 filled as an upper layer on a shielding plate 15 attached above the ion exchange resin layer 13 via a gap 14.
And a supply means 17 disposed on the bottom plate 12 so as to supply the regenerant to the upper and lower layers 13, 16. The supply means 17 has a function as an outflow means for supplying the regenerant and flowing out the treated water when treating the raw water. In this embodiment, attention is focused on the function of the regenerant supply means, and therefore the supply means 17 will be referred to as the first distributor 17 in the following description.
Further, the shielding plate 15 is formed so that water and a regenerant are allowed to pass therethrough and an ion exchange resin is not allowed to pass therethrough. A strong acid cation exchange resin is used for the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 when removing, for example, calcium ions, magnesium ions and sodium ions, and a weak acid cation exchange resin is used for the weak electrolyte ion exchange resin layer 16. Is used.

【0028】そして、弱電解質イオン交換樹脂層16の
上方には空間18が形成されている。この空間18には
第2ディストリビュータ19が配設され、更に、第2デ
ィストリビュータ19には配管20を介して原水を供給
する分岐管20A及び再生廃液を排出する分岐管20B
が接続されている。各分岐管20A、20Bには空気作
動バルブ等のバルブ21A、21Bがそれぞれ取り付け
れられ、これらのバルブ21A、21Bはコントローラ
(図示せず)からの指令信号により駆動するようにして
ある。原水を充填塔11内へ供給する場合にはバルブ2
1Aを開放し、バルブ21Bを閉止し、また、再生時に
再生廃液を排出する場合にはバルブ21Bを開放し、バ
ルブ21Aを閉止するようにしてある。
A space 18 is formed above the weak electrolyte ion exchange resin layer 16. A second distributor 19 is disposed in this space 18, and a branch pipe 20A for supplying raw water to the second distributor 19 and a branch pipe 20B for discharging regenerated waste liquid are provided through a pipe 20.
Is connected. Valves 21A and 21B such as air-operated valves are attached to the respective branch pipes 20A and 20B, and these valves 21A and 21B are driven by a command signal from a controller (not shown). A valve 2 when raw water is supplied into the packed tower 11.
1A is opened, the valve 21B is closed, and when discharging the regeneration waste liquid at the time of regeneration, the valve 21B is opened and the valve 21A is closed.

【0029】一方、上記第1ディストリビュータ17に
は配管22を介して処理水を流出する分岐管22A及び
再生剤を供給する分岐管22Bが接続されている。各分
岐管22A、22Bには例えば空気作動バルブ等のバル
ブ23A、23Bがそれぞれ取り付けれられ、これらの
バルブ21A、21Bはコントローラ(図示せず)から
の指令信号により駆動するようにしてある。処理水を取
り出す場合にはバルブ23Aを開放し、バルブ23Bを
閉止し、再生時に再生剤を供給する場合にはバルブ23
Bを開放し、バルブ23Aを閉止するようにしてある。
On the other hand, a branch pipe 22A for flowing out treated water and a branch pipe 22B for supplying a regenerant are connected to the first distributor 17 through a pipe 22. Valves 23A and 23B such as air operated valves are attached to the respective branch pipes 22A and 22B, and these valves 21A and 21B are driven by a command signal from a controller (not shown). When the treated water is taken out, the valve 23A is opened, the valve 23B is closed, and when the regenerant is supplied at the time of regeneration, the valve 23A is used.
B is opened and the valve 23A is closed.

【0030】上記第1ディストリビュータ17について
更に詳述する。第1ディストリビュータ17は、図2に
拡大して示すように、充填塔11周面の下部に取り付け
られたノズル17Aと、このノズル17Aに塔内で接続
され且つ底板12の上方に配設された主管17Bと、底
板12に這わせて配設された複数(本実施例では6本)
の枝管17Cとを有し、主管17Bは再生剤の供給によ
り押し上げられる強電解質イオン交換樹脂層13の下面
から露出しない高さに設定されている。主管17Bと枝
管17Cは垂直な連結管17Dを介して接続されてい
る。主管17Bは底板12の直径よりやや短く形成さ
れ、底板12に対して平行に配設されている。各枝管1
7Cはそれぞれ等間隔を空けて配設され、それぞれが主
管17Bに直交する位置関係にある。また、各枝管17
Cそれぞれには下向きあるいは斜め下向きの孔17Eが
複数個設けられている。各々の枝管17Cにおける各孔
17Eは互いに等間隔を空けて形成されている。従っ
て、全枝管17Cの孔17Eから充填塔1の横断面積全
面に均等に再生剤を供給し、処理水を孔17Eから万遍
無く集水するようにしてある。
The first distributor 17 will be described in more detail. As shown in an enlarged view in FIG. 2, the first distributor 17 is provided with a nozzle 17A attached to the lower part of the peripheral surface of the packed tower 11, and a nozzle 17A connected to the nozzle 17A in the tower and arranged above the bottom plate 12. Main pipe 17B and a plurality of pipes (6 pipes in this embodiment) arranged along the bottom plate 12
17C, and the main pipe 17B is set to a height not exposed from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 pushed up by the supply of the regenerant. The main pipe 17B and the branch pipe 17C are connected via a vertical connecting pipe 17D. The main pipe 17B is formed slightly shorter than the diameter of the bottom plate 12, and is arranged parallel to the bottom plate 12. Each branch 1
7C are arranged at equal intervals, and are in a positional relationship orthogonal to the main pipe 17B. In addition, each branch pipe 17
Each C is provided with a plurality of downward or obliquely downward holes 17E. The holes 17E in each of the branch pipes 17C are formed at equal intervals. Therefore, the regenerant is uniformly supplied to the entire cross-sectional area of the packed tower 1 from the holes 17E of the all branch pipes 17C, and the treated water is evenly collected from the holes 17E.

【0031】また、上記主管17Bと底板12との間
隔、即ち主管17Bの底板12からの高さhは、少なく
とも沈整充填された強電解質イオン交換樹脂層13上面
と遮蔽板15間の隙間14よりも大きく設定されている
ことが好ましい。主管17Bをこのような高さに設定し
ておけば、再生時に強電解質イオン交換樹脂層13が再
生剤によって押し上げられても、主管17Bが強電解質
イオン交換樹脂層13の下面からはみ出す虞がない。よ
り具体的には、主管17Bは底板12から少なくとも4
00mmの高さに配置されていることが好ましい。即
ち、隙間14の幅は、通常、強電解質イオン交換樹脂層
13の層高の略5%前後に設定するのが普通であり、例
えば、強電解質イオン交換樹脂層13の層高が最大で2
500mmであったとしても5%に相当する高さは12
5mmであり、従って、主管17Bの高さを少なくとも
400mmの高さに設定しておけば、再生時に主管17
Bが強電解質イオン交換樹脂層13の下面からはみ出す
虞が全くないからである。
The distance between the main pipe 17B and the bottom plate 12, that is, the height h of the main pipe 17B from the bottom plate 12 is at least the clearance 14 between the upper surface of the strong electrolyte ion-exchange resin layer 13 and the shielding plate 15 which are filled with the sinking. It is preferable that it is set larger than If the main pipe 17B is set to such a height, even if the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 is pushed up by the regenerant at the time of regeneration, the main pipe 17B does not run off from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer 13. . More specifically, the main pipe 17B extends from the bottom plate 12 to at least 4
It is preferably arranged at a height of 00 mm. That is, the width of the gap 14 is usually set to about 5% of the height of the strong electrolyte ion-exchange resin layer 13, and for example, the maximum height of the strong electrolyte ion-exchange resin layer 13 is 2%.
Even if it is 500 mm, the height corresponding to 5% is 12
Therefore, if the height of the main pipe 17B is set to at least 400 mm, the main pipe 17B will be regenerated at the time of reproduction.
This is because there is no possibility that B will stick out from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer 13.

【0032】次に、動作について説明する。原水を処理
する時には、コントローラからの指令信号に基づいてバ
ルブ21A、22Aを開放すると共に、バルブ21B、
23Bを閉止し、原水を第2ディストリビュータ19へ
所定の流量で供給する。この操作により原水は弱電解質
イオン交換樹脂層16及び強電解質イオン交換樹脂層1
3を下向流で通水され、所定のイオンが除去された後、
処理水が第1ディストリビュータ17、配管22及び分
岐管22Aを経由して流出する。
Next, the operation will be described. When treating the raw water, the valves 21A and 22A are opened based on the command signal from the controller, and the valves 21B and
23B is closed, and raw water is supplied to the second distributor 19 at a predetermined flow rate. By this operation, the raw water becomes weak electrolyte ion exchange resin layer 16 and strong electrolyte ion exchange resin layer 1
3 is passed in a downward flow to remove predetermined ions,
The treated water flows out via the first distributor 17, the pipe 22 and the branch pipe 22A.

【0033】一方、各イオン交換樹脂層13、16を再
生する時には、コントローラからの指令信号に基づいて
バルブ21B、22Bを開放すると共に、バルブ21
A、23A閉止し、再生剤を充填塔11下部の第1ディ
ストリビュータ17へ所定の流量で供給する。第1ディ
ストリビュータ17へ流入した再生剤はノズル17A、
主管17B、連結管17D及び複数の枝管17Cを経由
して各枝管17Cの孔17Eから図3の矢印で示すよう
に強電解質イオン交換樹脂層13の下層部全面へ流入
し、強電解質イオン交換樹脂層13を浮上させて再生を
開始する。尚、再生剤を流入する前に、第1ディストリ
ビュータ17から再生剤の流量に相当するか、それ以上
あるいはそれよりやや少ない流量の水を流し、強電解質
イオン交換樹脂層13を充分に浮上させた後に、再生剤
を流入するようにしても良い。
On the other hand, when the ion exchange resin layers 13 and 16 are regenerated, the valves 21B and 22B are opened based on the command signal from the controller, and the valve 21 is regenerated.
A and 23A are closed, and the regenerant is supplied to the first distributor 17 below the packed column 11 at a predetermined flow rate. The regenerant flowing into the first distributor 17 is the nozzle 17A,
As shown by the arrow in FIG. 3, the strong electrolyte ion-exchange resin layer 13 flows through the main pipe 17B, the connecting pipe 17D, and the plurality of branch pipes 17C into the entire surface of the lower layer of the strong electrolyte ion-exchange resin layer 13 through the holes 17E, and The exchange resin layer 13 is floated and the regeneration is started. Before flowing the regenerant, a flow rate of the regenerant that was equal to, or slightly higher than, the flow rate of the regenerant was flowed from the first distributor 17 to sufficiently float the strong electrolyte ion exchange resin layer 13. After that, the regenerant may be introduced.

【0034】ここで強電解質イオン交換樹脂層13の再
生剤の作用について詳述する。再生剤が各枝管17Cの
それぞれの複数の孔17Eから再生剤が噴出し、強電解
質イオン交換樹脂層13をその供給圧により徐々に押し
上げて行くと、主管17Bが相対的に強電解質イオン交
換樹脂層13から下降し、主管17Bの移動後に出来る
空間部分を周囲の強電解質イオン交換樹脂13Aにより
静かに補充する。
Here, the action of the regenerant for the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 will be described in detail. When the regenerant is ejected from each of the plurality of holes 17E of each branch pipe 17C and gradually pushes up the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 by the supply pressure, the main pipe 17B relatively moves the strong electrolyte ion exchange. The space portion that descends from the resin layer 13 and is formed after the movement of the main pipe 17B is gently replenished with the surrounding strong electrolyte ion exchange resin 13A.

【0035】そして、枝管17Cの真上に、上方に向か
う流れが生じている再生剤が満たされた液層部24が形
成され、その上方に浮上した強電解質イオン交換樹脂層
13が形成される。しかも、本実施例では、主管17B
が従来よりも高い位置に設定され、強電解質イオン交換
樹脂層13が上方の遮蔽板15に押し付けられるように
なっても、主管17Bは図3に示すように樹脂層13の
下面からはみ出す虞がなく、樹脂層13内に埋没してい
るため、再生剤が浮上形成された強電解質イオン交換樹
脂層13に均等に供給され、従来の図6に示す装置のよ
うに主管17Bの周囲から矢印Aで示すように優先的に
樹脂層内へ流入する虞がなく、イオン交換樹脂の流動も
ない。
A liquid layer portion 24 filled with a regenerant in which an upward flow is generated is formed immediately above the branch pipe 17C, and a strong electrolyte ion exchange resin layer 13 that is floated above the liquid layer portion 24 is formed. It Moreover, in this embodiment, the main pipe 17B
Is set to a position higher than the conventional one, and the strong electrolyte ion-exchange resin layer 13 is pressed against the upper shield plate 15, the main pipe 17B may protrude from the lower surface of the resin layer 13 as shown in FIG. However, since it is buried in the resin layer 13, the regenerant is evenly supplied to the floated strong electrolyte ion-exchange resin layer 13 and the arrow A is drawn from around the main pipe 17B as in the conventional apparatus shown in FIG. As indicated by, there is no possibility of preferentially flowing into the resin layer, and there is no flow of the ion exchange resin.

【0036】次に、弱電解質イオン交換樹脂層16の再
生について説明する。図1において、強電解質イオン交
換樹脂層13を通過した再生剤は遮蔽板15を通過して
弱電解質イオン交換樹脂層16に上向きに通過する。弱
電解質イオン交換樹脂層16は再生効率が非常に高いた
め、強電解質イオン交換樹脂層13を通過した再生剤で
も再生剤としての酸やアルカリが残留していれば、弱電
解質イオン交換樹脂層16を充分に再生することができ
る。そして、弱電解質イオン交換樹脂層16を再生した
後の再生廃液は第2ディストリビュータ19により集液
され、配管20を介して分岐管20Bから排出される。
Next, the regeneration of the weak electrolyte ion exchange resin layer 16 will be described. In FIG. 1, the regenerant that has passed through the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 passes through the shield plate 15 and passes upward to the weak electrolyte ion exchange resin layer 16. Since the weak electrolyte ion exchange resin layer 16 has a very high regeneration efficiency, even if the regenerant that has passed through the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 retains the acid or alkali as the regenerant, the weak electrolyte ion exchange resin layer 16 Can be fully reproduced. Then, the regenerated waste liquid after regenerating the weak electrolyte ion exchange resin layer 16 is collected by the second distributor 19 and discharged from the branch pipe 20B via the pipe 20.

【0037】尚、弱電解質イオン交換樹脂16は上述し
たように再生効率が非常に高いので、弱電解質イオン交
換樹脂層16が流動状態であっても充分に再生すること
ができ、よって遮蔽板15上に充填する弱電解質イオン
交換樹脂の量を再生中において流動するような樹脂層高
として充填しておくことにより、再生中において弱電解
質イオン交換樹脂を逆洗することができ、通水中におい
て弱電解質イオン交換樹脂層16に捕捉された懸濁物質
を再生中に充填塔外へ排出することができる。
Since the weak electrolyte ion exchange resin 16 has a very high regeneration efficiency as described above, it can be sufficiently regenerated even when the weak electrolyte ion exchange resin layer 16 is in a fluid state, and thus the shield plate 15 is provided. By filling the amount of the weak electrolyte ion-exchange resin to a resin layer height that allows it to flow during regeneration, the weak electrolyte ion-exchange resin can be backwashed during regeneration and weakly washed in water. The suspended substance trapped in the electrolyte ion-exchange resin layer 16 can be discharged to the outside of the packed column during regeneration.

【0038】以上説明したように、本実施例によれば、
再生時に主管17Bが強電解質イオン交換樹脂層13の
下面からはみ出さない高さ(具体的には底板12から少
なくとも400mmの高さ)に設定したため、主管17
Bの周囲から再生剤が優先的に流入して樹脂層を流動化
する虞がなく、ひいては強電解質イオン交換樹脂層13
のイオン分布が乱れず、再生後においても安定した処理
水を得ることができる。
As described above, according to this embodiment,
Since the main pipe 17B is set to a height (specifically, a height of at least 400 mm from the bottom plate 12) that does not protrude from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 during regeneration, the main pipe 17B
There is no risk that the regenerant will preferentially flow in from around B to fluidize the resin layer, and by extension, the strong electrolyte ion exchange resin layer 13
The ion distribution of is not disturbed and stable treated water can be obtained even after regeneration.

【0039】また、主管17Bの周りにおける強電解質
イオン交換樹脂13Aの動きがないため、主管17Bの
周囲を含めて強電解質イオン交換樹脂層13を効果的に
再生することができる。
Further, since the strong electrolyte ion exchange resin 13A does not move around the main tube 17B, the strong electrolyte ion exchange resin layer 13 including the area around the main tube 17B can be effectively regenerated.

【0040】また、本実施例によれば、底板12の下側
に再生剤が溜る空間がないため、図5に示した従来装置
のうように再生剤を置換する時の不具合を解決すること
ができる。即ち、図5に示す装置の場合には再生剤の通
液後に再生剤を置換する場合、多量の置換水が必要であ
るばかりでなく、再生剤が置換水によって必要以上に希
釈され再生効率が低下するが、本実施例では液層部24
の幅は僅かであるので置換水の量も少量で済み、また、
充填樹脂層13に対して略全面から置換水が供給され、
再生剤がプラグフロー(ピストン流)となって置換され
るため、再生剤が必要以上に希釈されることがなく、再
生効率が低下することもない。従って、置換水を節約で
きると共に、再生時間を短縮することができる。
Further, according to this embodiment, since there is no space for the regenerant to accumulate under the bottom plate 12, it is possible to solve the problem of replacing the regenerant as in the conventional apparatus shown in FIG. You can That is, in the case of the apparatus shown in FIG. 5, when replacing the regenerant after passing the regenerant, not only a large amount of replacement water is required, but also the regenerant is diluted with the replacement water more than necessary, and the regeneration efficiency is increased. However, in this embodiment, the liquid layer portion 24
Since the width of is small, the amount of replacement water is small, and
Substitution water is supplied to the filling resin layer 13 from almost the entire surface,
Since the regenerant is replaced as a plug flow (piston flow), the regenerant is not diluted more than necessary and the regeneration efficiency is not reduced. Therefore, the replacement water can be saved and the regeneration time can be shortened.

【0041】また、本実施例のイオン交換装置を純水製
造装置に用いる場合には、カチオン塔としては、強電解
質イオン交換樹脂である強酸性カチオン樹脂を下層に用
い、弱電解質イオン交換樹脂である弱酸性カチオン交換
樹脂を上層に用いることができる。また、アニオン塔と
しては、強電解質イオン交換樹脂である強塩基性アニオ
ン交換樹脂を下層に用い、弱電解質イオン交換樹脂であ
る弱塩基性アニオン交換樹脂を上層に用いることができ
る。
When the ion exchange apparatus of this embodiment is used in a pure water producing apparatus, the cation tower uses a strong acid cation resin, which is a strong electrolyte ion exchange resin, in the lower layer and a weak electrolyte ion exchange resin. Certain weakly acidic cation exchange resins can be used in the upper layer. As the anion tower, a strong basic anion exchange resin that is a strong electrolyte ion exchange resin can be used in the lower layer, and a weak basic anion exchange resin that is a weak electrolyte ion exchange resin can be used in the upper layer.

【0042】試験例1 本試験例は、再生時に再生剤により樹脂層が押し上げら
れる時に、樹脂層の流動化部分が安定するまでに要する
時間と第1ディストリビュータの主管の高さとの関係を
観るための試験である。そこで、本試験例では、内径が
450mmの実験塔内に第1ディストリビュータの枝管
を120mmピッチで3本配置し、その主管が樹脂層の
下面からはみ出す場合(高さ:200mm)とはみ出さ
ない場合(高さ:500mm)について上向流通水試験
を行なった。本試験では通水速度(LV)を種々変化さ
せて通水し、それぞれの樹脂層が安定化するまでの時間
を測定し、その試験結果を図4に示した。尚、樹脂層が
安定化するまでの時間とは、樹脂層下面近傍の流動化し
た樹脂層がその上部の固定状態の樹脂層と同様な状態に
なるまでの時間をいう。図4に示す試験結果によれば、
主管の高さを500mmの方が200mmの方よりも短
時間で安定化していることが判る。このことから、再生
時に樹脂層が押し上げられた時に、主管が樹脂層内に存
在する場合の方が、そうでない場合よりも短時間で再生
でき、再生効率が良いことが判る。
Test Example 1 In this test example, when the resin layer was pushed up by the regenerant during regeneration, the relationship between the time required for the fluidized portion of the resin layer to stabilize and the height of the main pipe of the first distributor was examined. Is a test of. Therefore, in this test example, three branch pipes of the first distributor are arranged at a pitch of 120 mm in an experimental tower having an inner diameter of 450 mm, and the main pipe does not protrude when it protrudes from the lower surface of the resin layer (height: 200 mm). In the case (height: 500 mm), an upward flowing water test was conducted. In this test, the water flow rate (LV) was changed variously to pass water, and the time until the respective resin layers were stabilized was measured, and the test results are shown in FIG. The time until the resin layer is stabilized means the time until the fluidized resin layer in the vicinity of the lower surface of the resin layer is in the same state as the fixed resin layer above the resin layer. According to the test result shown in FIG.
It can be seen that the height of the main pipe is stabilized at 500 mm in a shorter time than at 200 mm. From this, it can be seen that when the resin layer is pushed up during the regeneration, the case where the main pipe exists inside the resin layer can be regenerated in a shorter time and the regeneration efficiency is better than the case where it is not.

【0043】尚、本発明は上記実施例に何等制限される
ものではなく、本発明の要旨に反しない限り、必要に応
じて設計変更することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the design can be changed as necessary without departing from the spirit of the present invention.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の請求項1〜請求項3に記載の発
明によれば、装置をコンパクト化でき、置換水の使用量
を節約でき、再生効率が良くて再生時間を短縮できると
共に再生後の処理水の純度を低下させる虞がないイオン
交換装置を提供することができる。
According to the first to third aspects of the present invention, the apparatus can be made compact, the amount of replacement water used can be saved, the regeneration efficiency is good, and the regeneration time can be shortened and the regeneration can be performed. It is possible to provide an ion exchange device that does not reduce the purity of the treated water afterwards.

【0045】また、本発明の請求項4に記載の発明によ
れば、請求項1〜請求項3のいずれか一つに記載の発明
において、上記強電解質イオン交換樹脂層が強酸性カチ
オン樹脂層または強塩基性アニオン樹脂層からなるた
め、純水製造装置に好適に用いることができるイオン交
換装置を提供することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the strong electrolyte ion exchange resin layer is a strong acidic cation resin layer. Alternatively, since it is composed of a strongly basic anion resin layer, it is possible to provide an ion exchange apparatus that can be suitably used in a pure water production apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のイオン交換装置の一実施例を示す模式
図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an ion exchange device of the present invention.

【図2】図1に示すイオン交換装置の下部構造の一部を
破断して示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a lower structure of the ion exchange device shown in FIG.

【図3】図2に示すイオン交換装置の第1ディストリビ
ュータによる再生時のイオン交換樹脂の挙動を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the behavior of the ion exchange resin during regeneration by the first distributor of the ion exchange device shown in FIG.

【図4】図1に示すイオン交換装置の実験塔により再生
時における強電解質イオン交換樹脂層の安定化に対する
第1ディストリビュータの主管の高さの影響を表わす試
験結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing test results showing the influence of the height of the main pipe of the first distributor on the stabilization of the strong electrolyte ion exchange resin layer during regeneration by the experimental tower of the ion exchange apparatus shown in FIG.

【図5】従来のイオン交換装置の一例の下部構造を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a lower structure of an example of a conventional ion exchange device.

【図6】従来のイオン交換装置の他の例を示す図2に相
当する斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view corresponding to FIG. 2 showing another example of the conventional ion exchange device.

【図7】図6に示すイオン交換装置のディストリビュー
タによる再生時のイオン交換樹脂の挙動を示す説明図で
ある。
7 is an explanatory diagram showing the behavior of the ion exchange resin during regeneration by the distributor of the ion exchange device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 充填塔 12 底板 13 強電解質イオン交換樹脂層 13A 強電解質イオン交換樹脂 14 隙間 15 遮蔽板 16 弱電解質イオン交換樹脂層 17 第1ディストリビュータ(供給手段) 17B 主管 17C 枝管 h 主管の高さ 11 Packing Tower 12 Bottom Plate 13 Strong Electrolyte Ion Exchange Resin Layer 13A Strong Electrolyte Ion Exchange Resin 14 Gap 15 Shielding Plate 16 Weak Electrolyte Ion Exchange Resin Layer 17 First Distributor (Supply Means) 17B Main Pipe 17C Branch Pipe h Main Pipe Height

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原水を下向流で供給し、また、再生剤を
上向流で供給するイオン交換装置において、充填塔の下
端に取り付けられた底板と、この底板上に充填された強
電解質イオン交換樹脂層と、この強電解質イオン交換樹
脂層へ再生剤を供給するように上記底板上に配設された
供給手段とを備え、上記供給手段は、上記底板の上方に
配設された主管と、上記底板に沿って配設された複数の
枝管とを有し、上記主管は上記再生剤の供給により押し
上げられて浮上形成される上記強電解質イオン交換樹脂
層の下面から露出しない高さに設定されたことを特徴と
するイオン交換装置。
1. An ion exchange apparatus for supplying raw water in a downward flow and regenerant in an upward flow, and a bottom plate attached to a lower end of a packed column, and a strong electrolyte filled on the bottom plate. An ion exchange resin layer and a supply means arranged on the bottom plate so as to supply a regenerant to the strong electrolyte ion exchange resin layer, the supply means being a main pipe arranged above the bottom plate. And a plurality of branch pipes arranged along the bottom plate, the main pipe being pushed up by the supply of the regenerant and being floated to form a height not exposed from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer. An ion exchange device characterized by being set to.
【請求項2】 原水を下向流で供給し、また、再生剤を
上向流で供給するイオン交換装置において、充填塔の下
端に取り付けられた底板と、この底板上に下層として充
填された強電解質イオン交換樹脂層と、この強電解質イ
オン交換樹脂層の上方に取り付けられた遮蔽板上に上層
として充填された弱電解質イオン交換樹脂層と、これら
の上下層に再生剤を供給するように上記底板上に配設さ
れた供給手段とを備え、上記供給手段は、上記底板の上
方に配設された主管と、上記底板に沿って配設された複
数の枝管とを有し、上記主管は上記再生剤の供給により
押し上げられて浮上形成される上記強電解質イオン交換
樹脂層の下面から露出しない高さに設定されたことを特
徴とするイオン交換装置。
2. An ion exchange apparatus in which raw water is supplied in a downward flow and regenerant is supplied in an upward flow, and a bottom plate attached to a lower end of a packed column and a lower layer packed on the bottom plate. A strong electrolyte ion exchange resin layer, a weak electrolyte ion exchange resin layer filled as an upper layer on a shielding plate attached above this strong electrolyte ion exchange resin layer, and a regenerant for supplying these upper and lower layers. A supply means disposed on the bottom plate, wherein the supply means includes a main pipe disposed above the bottom plate and a plurality of branch pipes disposed along the bottom plate, An ion exchange apparatus, wherein the main pipe is set to a height that is not exposed from the lower surface of the strong electrolyte ion exchange resin layer that is pushed up by the supply of the regenerant and is floated.
【請求項3】 上記主管と上記底板との間隔は少なくと
も400mmに設定されてなることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載のイオン交換装置。
3. The ion exchange apparatus according to claim 1 or 2, wherein a distance between the main pipe and the bottom plate is set to at least 400 mm.
【請求項4】 上記主管と上記底板との間隔は、少なく
とも沈整充填された上記強電解質イオン交換樹脂層上面
と上記遮蔽板間の隙間よりも大きく設定されてなること
を特徴とする請求項2に記載のイオン交換装置。
4. The gap between the main pipe and the bottom plate is set to be larger than at least the gap between the upper surface of the strong electrolyte ion-exchange resin layer and the shielding plate, which have been settled and filled. 2. The ion exchange device according to 2.
【請求項5】 上記強電解質イオン交換樹脂層が強酸性
カチオン樹脂層または強塩基性アニオン樹脂層からなる
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一つに
記載のイオン交換装置。
5. The ion exchange device according to any one of claims 1 to 4, wherein the strong electrolyte ion exchange resin layer comprises a strongly acidic cation resin layer or a strongly basic anion resin layer. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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