JPS5836614B2 - イオン交換「ろ」過機における粉末イオン交換樹脂のプレコ−ト法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、火力発電所、原子力発電所などで復水処理系
統あるいは純水系統の浄化装置として使用されている粉
末イオン交換樹脂を沢過剤として使用するプレコート型
沢過機（以下イオン交換ｐ過機という）における粉末イ
オン交換樹脂のプレコート方法に関するものである。

粉末イオン交換樹脂には、カチオン交換樹脂とアニオン
交換樹脂の二種類があり、上記イオン交換沢過機には、
そのエレメントに粉末状の両イオン交換樹脂の混合体を
或いはいずれか一方をプレコートして沢過層を形成して
いる。

プレコートｆ”過層の形或には各イオン交換樹脂の粒径
が略々３００メッシュを中心に６０メッシュ乃至４００
メッシュの範囲内にあるものが使用される。

カチオンとアニオンの両イオン交換樹脂を混合して使用
するのは、被処理水中に通常陽イオンと陰イオンの二種
類が存在し、これらのイオンを各々のイオン交換樹脂が
それぞれの特性によって別々に吸着するものであり、ま
たカチオンとア二オンの両イオン交換樹脂の混合体で形
成されるプレコートＰ過層が、イオン交換樹脂の上記粒
径にもかかわらず空隙率の大きいものとなり、プレコー
トｒ過層の初期差圧あるいは水中の懸濁物質を沢過して
ゆく過程でのプレコート炉過層の差圧の増大が少なくな
るという利点が得られるからである。

両イオン交換樹脂で形成されるプレコートＰ過層の空隙
率が大きくなる現象はクランピング現象といわれており
、両イオン交換樹脂を混合したスラリーではカチオン交
換樹脂とアニオン交換樹脂とが相互に付着し合って塊状
となり、その混合樹脂の容積が増加し空隙率が大きくな
るのである。

この現象は従来現象的には充分把握されていたが、如何
にして起るかという理論的説明は未だ確定的なものはな
い。

いずれにせよ、これによって前述のようにＰ過過程での
プレコー｝ｆ過層の差圧の増大が少なくなるという利点
が得られるのは事実である。

しかしながら、例えばカチオン交換樹脂とアニオン交換
樹脂の混合物におけるこのクランピング現象は沢過過程
において上記のような利点を有するが、他方プレコート
操作を行なうに当っては時には邪魔になる現象である。

すなわち、粉末のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂
をスラリー調整槽に投入し、濃度３％乃至１０％のスラ
リーにすると、調整槽内ではげしく攪拌されている間は
さほどでないが、一般にはクランピング現象によって両
イオン交換樹脂が付着し合って形成される塊状物が粗大
にすぎ、このままではプレコート操作を行なっても充分
均一なプレコートＰ過層を形或することができない。

したがって通常は、両イオン交換樹脂の混合スラリーに
例えばソルーションＡ（米国グレバー社製）などのよう
な高分子電解物質を添加し、クランピング現象による塊
状物の粗大化を抑制してプレコート操作を行なっている
。

しかしそもそもクランピング現象がよく解明されておら
ず、実験により把握したところでは、各々のイオン交換
樹脂の粒度分布の状態、スラリー調整時攪拌機により与
えられるエネルギーのちがい、添加する高分子電解物質
の量、あるいはこれを添加する時期などでクランピング
現象の発現状況が微妙に変化する、いわゆる動的な性格
を有しており、また一旦スラリー調整槽からイオン交換
沢過機の沢過槽ヘスラリーを移送する配管中で、移送時
のスラリー濃度が高い場合は特に、再び塊状物の粗大な
ものが生成し、均一なプレコー１’過層の形或を阻害す
ることになる。

これに対処する方法として、実験の結果によればスラリ
ー移送時にスラリー濃度の充分うすいもの、すなわちス
ラリー濃度を０．１％以上で２％を超えることのない程
度にすれば、高分子電解物質を添加することなく或は添
加するとしても微量の添加でスラリー移送時における塊
状物の粗大化が抑制され、プレコート操作により充分均
一なプレコートｒ過層を形成し得ることを見出した。

また一般にスラリー濃度が高い場合には、スラリーが配
管中に停滞したり、沢過槽内に導入されたスラリーが均
一に分配されにくいことがあり、イオン交換樹脂をプレ
コートする場合にも上述したように０．１％から２％の
スラリー濃度にする必要がある。

そこで実際の方法としては、スラリー調整槽の容量を大
きくしてスラリー移送時に塊状物の粗大化或は配管中に
おけるスラリ一の停滞を抑制するに必要なスラリー濃度
にあらかじめ調整しておく方法が考えられるが、これで
はスラリー調整槽の容量を極端に大きくしなげればなら
ないという欠点がある。

ちなみに濃度１０％のスラリー容積と濃度０．５％のス
ラリー容積との比率を単純計算すれば、前者は後者の１
／２０で済むことになり、設備スペースの大巾な節減が
なされることになる。

本発明は、以上に説明した事情に鑑みてなされたもので
あり、沢過槽に多数のエレメントを内蔵し、該エレメン
トに粉末イオン交換樹脂をプレコートするようにしたイ
オン交換沢過機における粉末イオン交換樹脂のプレコー
ト方法であって、スラリー調整槽内の充分な攪拌のもと
で可及的高濃度ノスラリーを調整準備し、該スラリーを
プレコートポンプを用いて沢過槽に送給することにより
、エレメントにプレコート沢過層を形成させる際に、ｒ
過槽から排出される最初からある清澄水およびプレコー
トの終ったスラリー同伴水の略々半量乃至大部分をプレ
コートポンプの吸込側に導き、プレコートポンプ吐出側
以降のスラリー濃度をプレコート操作に支障を来たさな
い低濃度に稀釈することを特徴とするものである。

以下本発明方法をカチオン交換樹脂およびアニオ／交換
樹脂の混合体をプレコートする場合について図面に基い
て詳細に説明する。

本発明方法を実施する対象となるイオン交換沢過機は、
図示のように１過槽４の内下方部が数十乃至数百個のエ
レメント受９を溶接したチューブシ一ト８で仕切ラレて
おり、各エレメント受９にはステンレス金網、ナイロン
、ポリプロピレンなどを素材とした管状エレメント６が
接続立設され、このエレメント１０表面にカチオンおよ
びアニオンの両粉末イオン交換樹脂が均一な厚さでプレ
コートされ、プレコートＰ過層７を形成したものである
。

Ｐ過機の稼働時には通水系統に接続の弁ｖ４，ｖ５をあ
げることにより原水が入口管３を通して沢過槽４の下方
からチューブシート８の上側へ導かれ、バッフルプレー
ト１０によってＰ過槽４の全域にゆきわたり、プレコー
トｆ過層Ｔでイオン交換ｒ過が行なわれ、沢過水はエレ
メント６およびエレメント受９の内部を通ってチューブ
シート８の下側に集まり出口管５から出てゆくのである
。

２はｒ過槽４を満水状態にするため上蓋に設けた溢水管
であり、弁ｖ６ を設けたオーバーフロー系統に接続さ
れている。

なお図示のように弁Ｖ１，Ｖ２はプレコート循還系統中
に設けられている。

以上の構成をもつイオン交換沢過機は、その稼働に伴い
、プレコート？過層７に沢滓が蓄積するが、一定稼働期
間の後、所謂逆洗操作を行なってＰ滓の蓄積したプレコ
ートＰ過層７を剥離してこれをスラツジとして廃棄し、
エレメント６を清浄にした後再び新しい前記両粉末イオ
ン交換樹脂をプレコートして次の稼働に備えるのである
。

一般にこのプレコート操作は次のようにして行なわれる
。

すなわち、エレメント６が清浄にされた沢過槽４は最初
清澄水でみたされており、この状態のＰ過槽４をプレコ
ート系統に接続し、スラリー調整槽１で所要濃度に調整
した粉末イオン交換樹脂スラリーをプレコートポンプＰ
により入口管３を通してｒ過槽４に供給循還させる。

かくすることにより、粉末イオン交換樹脂はエレメント
６の表面にプレコートされスラリー同伴水は出口管５を
通って調整槽１にもどる。

ところで粉末イオン交換樹脂はカチオン交換樹脂とアニ
オン交換樹脂の両者を含むものであるため、前述したよ
うな問題を生ずるのである。

そこで本発明においては、出口管５からスラリー調整槽
１へもどる弁Ｖ２を有するプレコート循還系統を弁Ｖ２
の手前で分岐しプレコートポンプＰの吸込側に接続する
配管をなし、該管路中に流量調整器例えば弁Ｖ３を設け
ることによって所期の目的を達或する。

すなわち、スラリー調整槽１においてはモータＭによっ
て駆動される攪拌機１１による充分な攪拌のもとでカチ
オンおよびアニオンの両粉末イオン交換樹脂の結合粗大
化を防止しつつ可及的高濃度のスラリーを調整準備する
のである。

一方調整されたスラリーをプレコートポンプＰを用いて
沢過槽４に給送するのであるが、この際弁Ｖ２，Ｖ３を
適宜操作することにより沢過槽の出口管５から排出され
る最初からある清澄水およびプレコートの終ったスラリ
ー同伴水の全部又は一部がプレコートポンプＰの吸込側
に導かれ、スラリー調整槽１からの比較的高濃度のスラ
リーに合流されることになる。

つまりプレコートポンプＰの吐出側以降ではスラリー濃
度がプレコート操作に支障を来たさないような低濃度に
稀釈されるのである。

本発明の一実施態様としてカチオン交換樹脂とアニオン
交換樹脂の混合比ｌ：ｌの両粉末イオン交換樹脂をスラ
リー調整槽で５％濃度に調整準備し、これにｒ過槽から
排出される清澄水およびスラリー同伴水を合流させプレ
コートポンプの吐出側で濃度０．５％に稀釈し、これを
沢過槽に給送してプレコート操作を行なった結果きわめ
て良好かつ均一なプレコート層を形或させることができ
た。

以上の説明から明らかなように、本発明方法によればプ
レコートされる両粉末イオン交換樹脂のスラリー濃度は
、プレコート操作に支障を来たすことのない低濃度に稀
釈されて均一なプレコート層を形或させることができる
とともに、スラリー調整槽では可及的高濃度のスラリー
として調整準備できるので、スラリー調整槽の容量を大
巾に減ずることができるなど顕著な効果を奏するもので
ある。

さらにカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂のいず
れか一方のみをプレコー卜する場合についてもスラリー
調整槽の容量を大巾に減ずることができる効果には変り
がない。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるプレコート方法の実施状況を示す説明
図である。 １・・・・・・スラリー調整槽、２・・・・・・溢水管
、３・・・・・・入口管、４・・・・・・Ｐ過槽、５・
・・・・・出口管、６・・・・・・エレメント、Ｉ・・
・・・・プレコートｆ過層、８・・・・・・チューブシ
一ト、９・・・・・・エレメント受、１０・・・・・・
バッフルプレート、１１・・・・・・攪拌機、Ｐ・・・
・・・プレコートポンプ、Ｍ・・・・・・モータ、■１
〜Ｖ６・・・・・・弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｐ過槽に多数のエレメントを内蔵し、該エレメント
   に粉末イオン交換樹脂をプレコートするようにしたイオ
   ン交換ｒ過機における粉末イオン交換樹脂のプレコート
   方法であって、スラリー調整槽内の充分な攪拌のもとで
   可及的高濃度のスラリーを調整準備し、該スラリーをプ
   レコートポンプを用いて沢過槽に送給することにより、
   エレメントにプレコー｝？過層を形成させる際に、Ｐ過
   槽から排出される最初からある清澄水およびプレコート
   の終ったスラリー同伴水の略々半量乃至大部分をプレコ
   ートポンプの吸入側に導き、プレコートポンプ吐出側以
   降のスラリー濃度をプレコート操作に支障をきたさない
   低濃度に稀釈することを特徴とする粉末イオン交換樹脂
   のプレコート法。