JPS60122045A - イオン交換樹脂の分離方法 - 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、陰・陽画イオン交換樹脂の混合物を用いて純
水を製造する方法において、該両イオン交換樹脂を再生
するため、夫々純粋で一定量の陰・陽イオン交換樹脂を
分離し抜出す方法に関する。

〔従来技術〕

イオン交換樹脂を用いて水の脱塩を行うイオン交換装置
において、脱塩に使用された陽イオン交換樹脂及び陰イ
オン交換樹脂は、再生装置で再生され、再び脱塩に使用
される。

再生装置においては、先づ、タンク内において、陰・陽
画イオン交換樹脂混合物を逆洗して汚れを除去すると共
に１比重差によシ陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂
を２層に分離し、上層の陰イオン交換樹脂を陰イオン交
換樹脂再生塔に導入し、苛性ソーダ等で再生し、又タン
ク内に残っている陽イオン交換樹脂は該タンク内で硫酸
等で再生され、その後再生された樹脂を夫々脱塩塔に戻
して脱塩に使用している。そして、従来法においては、
陰・陽両イオン交換樹脂を２層に分ｉｌ＋ＩＬ後、両樹
脂の分断ト面近くに設けられた１本の樹脂抜出し管から
陰イオン交換樹脂を隘イオン交換樹脂再生塔に抜き出し
ているが、逆洗の際、陰・陽両イオン交換樹脂を２層に
分離するとき完全に２層には分離しにく＼、分離面近く
では両樹脂が混在した形で存在しており、又脱塩塔から
の樹脂移送状態により分離面が上下にずれることであり
、従って、分離面近くに設けた１本の抜出管から上部の
陰イオン交換樹脂を抜出す際、陽イオン交換樹脂も共に
抜出されることがあり、また陰イオン交換樹脂のみが完
全に抜出されずに陽イオン交換樹脂中に残ることもある
。この場合、陰イオン交換樹脂と共に抜出された陽イオ
ン交換樹脂は、陰イオン交換樹脂再生塔で苛性ソーダに
よシ逆再生され、また陽イオン交換樹脂中に残っている
陰　：イオン交換樹脂は硫酸で逆再生され、イオン交換
能力が低下すると共に、イオン交換樹脂の再生に供され
た硫酸イオンあるいはナトリウムイオンが脱塩塔通水中
に下流側にリークし、−次系の水質に悪影響を及ぼすこ
とが予測される。

このような問題を解消する方法として、分離補填用イオ
ン交換樹脂を使用し、２本の樹脂層　・出し管を用いて
陰・陽両イオン交換樹脂を分離する方法がある（特開昭
５６−３８１３６号公報参照）。この従来法を第１図に
基いて説明する。

第１図において、１は陽イオン交換樹脂層、２は陰イオ
ン交換樹脂層、３は混合イオン交換樹脂層、３′は陰イ
オン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の分離面、５は陽イオ
ン交換樹脂再生塔、６は逆洗水導入管、７は空気導入管
、８は脱塩塔からの樹脂導入管、１０は陰イオン交換樹
脂抜出し管、１１は混合イオン交換樹脂抜出し管、１２
は陰イオン交換樹脂再生塔、１３は分離補填用イオン交
換樹脂タンク、１４は空気導入管、１５．１６１ｄスル
ーシング水導入管、１７は分離補填用イオン交換樹脂移
送管、１８はオー・（−フロー管、１９は陰イオン交換
樹脂移送管、２０は混合イオン交換樹脂移送管を示す。

脱塩塔（図示してない）において飽和に達したイオン交
換樹脂は、樹脂導入管８により、逆洗分離塔も兼ねてい
る陽イオン交換樹脂再生塔５に導入される。ついで分離
補填用イオン交換樹脂タンク１５内のイオン交換樹脂を
空気導入管１４により導入される空気と、スルータンク
水導入管１５から導入される水とにより、分離補填用イ
オン交換樹脂移送管１７を通じて陽イオン交換樹脂再生
塔５に導入混合した後、脱塩塔からのイオン交換樹脂と
一緒に逆洗水導入管６から導入される上向きに流れる逆
洗水により逆洗すると共に、陽イオン交換樹脂と陰イオ
ン交換樹脂の比重差を利用して陽イオン交換樹脂層１と
陰イオン交換樹脂層２及び両イオン交換樹脂が混合して
いる混合イオン交換樹脂層３とを形成させる。この場合
混合イオン交換樹脂層として示した層３は均一な混合状
態になっているのではなく、通常の状態においては、陰
イオン交換樹脂抜出し管１ｏと混合イオン交換樹脂抜出
し管１１の中間点に陰・陽両イオン交換樹脂の分離面が
存在し、この面の上・下に両イオン交換樹脂の混合層が
存在し、この分離面からの距離が犬になるにつれて、次
第に陰イオン交換樹脂又は陽イオン交換樹脂の濃度が小
となシ、抜出し管１０又は１１の部分においては、夫々
陰イオン交換樹脂又は陽イオン交換樹脂のみの層となっ
ている。更に詳しく説明すると、分離面５′は比較的間
シように形成されるが、その上方には陽イオン交換樹脂
が多少混合した層が形成され、上に行くにつれて陽イオ
ン交換樹脂の混入量が少なくなシ、陰イオン交換樹脂抜
出し管１０の下部においては陽イオン交換樹脂の混入を
さける為陰イオン交換樹脂のみの層となるように設計さ
れているが、図面においては陰イオン交換樹脂抜出し管
１０によって抜出されず、混合イオン交換樹脂抜出し管
１１によって抜出される樹脂層を全て混合イオン交換樹
脂層として表わしている。上記と同様、混合イオン交換
樹脂抜出し管１１の上面も陽イオン交換樹脂のみの層と
なっている。

逆洗時間は、逆洗水導入管６より導入される水の−（棧
にもよるが、２０〜６０分で充分である。

そして逆洗の間逆洗に使用された逆洗水（廃水）は、オ
ーバーフロー管１８よυ系外に排出される。

つぎに、空気導入管７より導入される空気と、スルータ
ング水導入管１６より導入される水とによシ、陰イオン
交換樹脂層２の陰イオン交換樹脂は陰イオン交換樹脂抜
出し管１０より抜出され陰イオン交換樹脂移送管１９に
よυ陰イオン交換樹脂再生塔１２に導かれ、こ＼で苛性
ソーダ水溶液で再生された後、後述の陽イオン交換樹脂
再生塔５で再生された陽イオン交換樹脂と混合して脱塩
塔に送られる。

つぎに混合イオン交換樹脂層の混合イオン交換樹脂は、
管７よシ導入される空気とスルータング水導入管１６よ
シ導入される水とによシ混合イオン交換樹脂抜出し管１
１から抜出され、混合イオン交換樹脂移送管２０によシ
分離補填用イオン交換樹脂タンク１３に導入される。

一方陽イオン交換樹脂再生塔底部に残った陽イオン交換
樹脂は陽イオン交換樹脂再生塔内で硫酸によシ再生され
た後、前に述べたように再生された陰イオン交換樹脂と
混合して脱塩塔に送られる。

そして、通常脱塩塔にチャーヂされるイオン交換樹脂の
量は一定に保持し、また、陰イオン交換樹脂と陽イオン
交換樹脂の量は、夫々のイオン交換能力に応じて一定の
量に保持しなければならない。

ところで、脱塩塔から陽イオン交換樹脂再生塔（分離塔
）への、あるいは分離補填用イオン交換樹脂タンクから
陽イオン交換樹脂再生塔への樹脂移送を行なう場合等の
樹脂移送に際し、運転状況等によっては、樹脂が完全に
移送されない場合がある。このような場合脱塩塔間にお
いてイオン交換樹脂の量がアンバランスになると共に、
陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の夫々の量も変動
して来ることになり好ましくない。

即ち、例えば脱塩塔から再生すべきイオン交換樹脂を陽
イオン交換樹脂再生塔５へ移送した後、分離補填用イオ
ン交換樹脂タンク１６からイオン交換樹脂を陽イオン交
換樹脂再生塔５へ移送する場合、このイオン交換樹脂を
完全に移送しきれなかった場合、陽イオン交換樹脂再生
塔内の樹脂ヘッドはｈ′となシ、正常時のイブ１脂ヘッ
ドをｈとするとｈ　−ｈ’の分だけ全体の樹脂量が少な
くなシ、従って再生された樹脂を脱塩塔に戻した場合脱
塩塔間おける樹脂量がｈ−ｈ’の分だけ少ないことにな
る。また一方、この場合において、再生されて脱塩塔に
戻される陽イオン樹脂の量は設計された量で常に一定で
あるが（混合イオン交換樹脂抜出し管の高さが一定であ
るため）樹脂量が減少した場合には再生される陰イオン
交換樹脂の量が減少しく上記の場合ｈ　−ｈ’の分だけ
陰イオン交換樹脂の量が少なくなる）、これら陰・陽画
イオン交換樹脂を夫々再生し脱塩塔に戻した場合、前に
述べたとおシ脱塩塔内の樹脂量全体が減少すると共に、
陰イオン交換樹脂の量と陽イオン交換樹脂の量が所定値
よシ異なって来て、運転上好ましくない。

又、前のイオン交換樹脂再生サイクルにおいて、分離補
填用イオン交換樹脂タンク１３中のイオン交換樹脂全量
を移送しきれ々かった場合、混合イオン交換樹脂抜出し
管１１から移送管２０を経て、分離補填用イオン交換樹
脂タンク１３に戻される樹脂は常に一定量であるから、
この場合分離補填用イオン交換樹脂タンク１３に貯蔵さ
れている次の再生サイクル用の樹脂は所定量よシ多いこ
と＼なシ、次の再生サイクルにおいて該分離補填用イオ
ン交換樹脂タンク１５中のイオン交換樹脂全量を陽イオ
ン交換樹月旨再生塔５中へ移送した場合、該塔５中の樹
脂量は所定量よりも多いこととなる。即ちこの場合のイ
オン交換樹脂ヘッドをｈ′とすると、陰イオン交換樹脂
再生塔へ導入される陰イオン交換樹月旨量が所定量より
ｈ’−ｈ分だけ多いとと＼なり、又両イオン交換樹脂が
再生されて脱塩塔に戻された場合　ｈｆ　ｈ分だけ樹脂
全量が多く、又この分だけ陰イオン交換樹脂の量も犬と
なってくる。

このような原因により、脱塩塔中のイオン交換樹脂量、
並びに陰・陽両イオン交換（ＤＩ脂の夫々のｌｋのアン
バランスが発生した場合、２本の樹脂抜出し管を用いて
、陰・陽両イオン交換（鮒脂を分離する方法では、これ
らのアン・くランスを自然に補正することは不可能であ
るば力・シでなく、このようなアンノくランスを有効に
防止することもできない。

なお、樹脂量が減少する原因としては、肖０己のような
移送による外運転中樹脂が破ｖトされ、逆洗により排出
される等の原因もある。

〔発明の目的〕

本発明は、前記の従来技術の問題点を解決するもので、
常に一定量の純粋な陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換
樹脂を分離・再生して脱塩塔に戻すことにより、脱塩塔
中のイオン交換樹脂量及び陰イオン交換樹脂と陽イオン
交換樹脂の夫々の量を一定に保つ方法を提供することで
ある。

〔発明の構成〕

本発明は、使用された陰イオン交換樹脂と陰イオン交換
樹脂との混合物を再生する為に夫々の樹脂に分離する方
法において、脱塩塔から陽イオン交換樹脂塔（分離塔）
に導入された再生すべき陰イオン交換樹脂と陽イオン交
換樹脂との混合物に、分離補填用イオン交換樹脂を混合
した後逆洗を行うと共に陰イオン交換樹脂層、混合イオ
ン交換樹脂の層並びに陽イオン交換樹脂層の３層を形成
せしめた後、先づ分離塔内の上部に水平に設けた余剰陰
イオン交換樹脂抜出し看よシ余剰陰イオン交換り、Ｉ脂
を分離補填用イオン交換樹脂タンクに抜き出し、ついで
余剰陰イオン交換樹脂抜出し管の下方に所定の間隔をお
いて水平に設けられた陰イオン交換樹脂抜出し管により
一定量の陰イオン交換樹脂を陰イオン交換相１１＆再生
塔へ抜き出し、ついで陰イオン交換樹脂抜出し管の下方
に水平に設けられた混合イオン交換樹脂抜出し管により
混合イオン交換樹脂層を分離補填用イオン交換樹脂タン
クへ抜き出すことを特徴とする、再生すべきイオン交換
樹脂の分１ｌｉ１１方法である。

本発明者等は従来法における前記欠点を改良する為に神
々検討を行った結果、陽イオン交換樹脂ＦＥＮ生塔（分
子’ｉｌｒ塔）中に形成される混合イオン交換樹脂層を
はさんで、夫々上下に且つ純粋な陰イオン交換樹脂層及
び陽イオン交換４（ＩＪ脂層中に、２本のイオン交換樹
脂抜出し管即ち陰イオン交Ｊ’Ｊ！　４６４　Ｊｌｉｆ
抜出し管及び混合イオン交換樹脂抜出し管を設けた陽イ
オン交換樹脂再生塔（分離塔）中において、陰イオン交
換樹脂抜出し管の上方に、かつ該イオン交換樹脂抜出し
管から脱塩塔（イオン交換塔）に装入する陰イオン交換
樹脂の量に見合った量の陰イオン交換樹脂を抜き出し得
る位置に余剰陰イオン交換樹脂抜出し管を設けると共に
、分離補填用イオン交換樹脂の量を条目に用いることに
より、脱塩塔間の樹脂量、及び両イオン交換樹脂の夫々
の量のアンバランスの発生することがないか、或いは、
再生塔からの樹脂移送の不完全等によシ脱塩塔間に樹脂
量及び両イオン交換樹脂の夫々の量のアンバランスが発
生した場合にも、これらのアンバランスを自然に（自動
的に）修正しうろことを見出だした。

つぎに本発明の実施例を第２図に基いて説明する。

〔実施例〕

第２図において、符号１〜２０は、符号４．９及び２１
を除き第１図の符号と同じ意味を有し、符号４は余剰陰
イオン交換樹脂層を、９は余剰陰イオン交換樹脂抜出し
管を、２１は余剰陰イオン交換樹脂移送管を示す。

第２図に基いて、本発明の詳細な説明する。

脱塩塔（図示されていない）において飽和に達したイオ
ン交換（ケｊ脂を樹脂導入管８を経て逆洗分１ｉｉ（＋
塔を基ねている陽イオン交換樹Ｊｌ＆再生塔５に導入し
、ついで分離補填用イオン交換樹脂タンク１３内のイオ
ン交換樹脂を、空気導入管１４から導入される空気とス
ルータンク水導入管１５から導入される水により分離補
填用イオン交換樹脂移送管１７を通じて陽イオン交換樹
）１ｈ再生塔５に導入し、先に該塔に導入されている脱
塩塔からの飽和イオン交換樹脂と混合する。

この際、余剰陰イオン交換樹脂層を形成するのに十分な
量の分割補填用イオン交換樹脂を７１式合するようにし
、かつ混合イオン交換樹脂層を形成するのに十分な鰯の
分離おＩｉ填用イオン交換樹脂を混合するようにする。

ついで５、逆洗水導入管６より導入される逆洗水により
逆洗すると共に、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
の比重差を利用して陽イオン交換樹脂層１と陰イオン交
換樹脂層２及び混合イオン交換樹脂層３及び余剰陰イオ
ン交換樹脂層４を形成させる。逆洗は２０〜３０分程度
行えばよく、この間逆洗廃液はオーバーフロー管１８に
より系外に排出される。

つぎに１余剰陰イオン交換樹脂を、空気導入管７から導
入される空気と、スルータンク水導入管１６から導入さ
れる水とによシ、余剰陰イオン交換樹脂抜出し管９から
抜出し余剰陰イオン交換樹脂移送管２１を経て分離補填
用イオン交換樹脂タンク１３へ移送する。

つぎに、空気導入管７よシ導入される空気とスルータン
ク水導入管１６より導入される水とによシ、陰イオン交
換樹脂層２の陰イオン交換樹脂は、陰イオン交換樹脂抜
出し管１０よシ抜出され陰イオン交換樹脂移送管１９に
よシ陰イオン交換樹脂再生塔１２に導かれ、こ＼で苛性
交換 ソーダ水溶液で再生された後、後述の陽イオン樹脂再生
塔で再生された陽イオン交換樹脂と混合して脱塩塔に送
られる。

混合イオン交換樹脂層の混合イオン交換樹脂は、空気導
入管７より導入される空気とスルータンク水導入管１６
より導入される水とによ如、混合イオン交換樹脂抜出し
管１１から抜出され混合イオン交換樹脂移送＠　２０に
より分離補填用イオン交換樹脂タンク１３に導入され、
次のイオン交換樹脂の分離に利用される。

一方陽イオン交換樹脂再生塔５の底部に残った陽イオン
交換樹脂″は、該塔内で硫酸により再生された後前に述
べたように４Ｑ：生された陰イオン交換樹脂と混合して
脱塩塔に送ら−ｈ−る。

本発明においては、１号イオン交換樹ＪｉＦｒ　）ＶＪ
１中の陽イオン文例（肩脂の邦Ｓ及び陰イオン交換樹脂
８６２中のイオン交換樹脂の−）ｊｉ：が夫々一つの脱
塩塔で使用ｊする樹脂の量と等しくなるよう混合イオン
交換樹脂の高さ及び陰イオン交換樹脂抜出し管１０と余
剰陰イオン交換樹脂抜出し管９の間隔を定めであるので
、常に一定量の陰イオン交換イ１／１脂及び陽イオン交
換１☆１脂を再生して脱塩塔に戻すことになり、脱塩塔
間におけるイオン交換樹脂量のアンバランスを生ずるこ
となく、又、脱塩塔中における両イオン交換樹脂の夫々
の世がアンバランスとなることもない。又何等から原因
で上記アンバランスが生じたとしても、再生をくり返し
ている中にとのアンバランスは自然に修正され、従って
安定した運転を行うことが出来る。

又、隘イオン交換４☆４脂抜出し管１っけ、陰イオン交
換樹脂層中に陽イオン交換樹脂が混入しない高さに設け
るのは当然である。

〔発明の効果〕 本発明によれば、余剰陰イオン交換樹脂抜出し管、陰イ
オン交換樹脂抜出し管及び混合イオン交換樹脂抜出し管
の３本の抜出し管を用いることによシ一定量の純粋な隔
イオン交換樹脂と一定量の純粋な陰イオン交換樹脂とに
分離して再生でき、従って逆再生のない一定量の夫々の
イオン交換樹脂を確保できるばかシでなく、脱塩塔間に
樹脂量のアンバランス又は脱塩塔における陰・陽画イオ
ン交換樹脂量のアンバランスが発生した場合にも、再生
を繰シ返すことにより、これらのアンバランスを解消す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のイオン交換樹脂の分離方法を説明するだ
めの概略図、第２図は本発明のイオン交換樹脂の分洲［
方法を説明するための概略図である。 １・・−陽イオン交換イθ１脂層、２・・・陰イオン交
換樹脂層、３・・・混合イオン交換樹脂層、４・・・・
余剰陰イオン交換樹脂層、５・・・陽イオン文例」１１
１脂再生堀、６・・・逆洗水包入管、８・・・イオン交
換樹脂導入管、？・・・余剰陰イオン交換樹１」ｔｆ抜
出し管、１０・・・陰イオン文例樹脂抜出し管、１１・
・・混合イオン交換樹脂抜出し管、１２・・・陰イオン
交換樹脂丹生塔、１３・・・分１ン１１補填用イオン交
換樹脂タンク 第１図 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　使用された陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂
   との混合物を再生する為に夫々の樹脂に分離する方法に
   おいて、脱塩塔から分離塔（陽イオン交換樹脂塔）に導
   入された再生すべき陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹
   脂との混合物に、分離補填用イオン交換樹脂を混合した
   後逆洗を行うと共に陰イオン交換樹脂層、混合イオン交
   換樹脂層並びに陽イオン交換樹脂層の３層を形成せしめ
   た後、先づ分離塔内の上部に水平に設けた余剰陰イオン
   交換樹脂抜出し管よシ余剰陰イオン交換樹脂を分離補填
   用イオン交換樹脂タンクに抜き出し、ついで余剰陰イオ
   ン交換樹脂抜出し管の下方に所定の間隔をおいて水平に
   設けられた陰イオン交換樹脂抜出し管により一定量の陰
   イオン交換樹脂を陰イオン交換樹脂再生塔へ抜き出し、
   ついで陰イオン交換樹脂抜出し管の下方に水平に設けら
   れた混合イオン交換樹脂抜出し管によシ混合イオン交換
   樹脂層を分離補填用イオン交換樹脂タンクへ抜き出すこ
   とを特徴とする、再生すべきイオン交換樹脂の分離方法
   。