JPS62114663A - 固定層式イオン交換器の再浄化方法及び装置 - 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】 挟先分髭 本発明は、イオン交換樹脂がほぼ鉛直方向に貫流する少
なくとも１つの固定層式イオン交換器内で前記流動性イ
オン交換樹脂を再浄化するための方法及びこの方法を実
施するための装置に関するものである。

従〕ｌｌ札 浄水するにあたっては固定層式イオン交換器が使用され
る。固定層式イオン交換器は、水を処理する場合には」
二昇流で、再生化する場合には下降流で稼働される。固
定層式イオン交換器における上ｙ７流・対向流方式の利
点としては、化学薬品や需要水が少なくて済むこと、場
所を取らないこと、自動化し易いことが挙げられるが１
反面イオン交換器を並設した場合にイオン交換樹脂の再
浄化が不可能であるという欠点がある。従来の浮動層方
式では、イオン交換樹脂を再浄化するため、該イオン交
換樹脂を特殊な浄化容器内へ供給していた。

このような再浄化方法は動力消費的であり、従って高価
な工業設備にだけ適しており、家庭用には経済的な理由
から使用することができなかった。

堕 本発明の目的は、場所を取らないようにして、１つの固
定層のなかだけでイオン交換樹脂の再浄化を実施するこ
とができるような方法を提供するとともに、この方法を
実施するために有利な装置を提供することである。

構成及び効果 本発明は、上記目的を達成するため、方法としては、イ
オン交換樹脂を流動性の搬送兼浄化流体によって固定層
の下部領域または上部領域から層を成すように吸い込ん
で、ばらばらの状態で且つ浄化しながら固定層の対向す
る側へ連続的に搬送し、該対向する側で再び層を形成さ
せて、吸い込みによってイオン交換樹脂を引き寄せてい
る固定層のなかへ搬出すること、不純物を含んでいる前
記搬送兼浄化流体を抜き取ることを特徴とし、装置とし
ては、再浄化装置が、両支持機構の間に延在している搬
送兼浄化管にして、各支持機構の付近に固定層の方向へ
向けられてい一吸入Ｉコ或いは排出口を少なくとも１つ
有している搬送兼浄化管を備えていることと、イオン交
換樹脂が、吸入口の領域で、［１１１送兼浄化流体によ
って固定層から連続的に吸い込み可能であり、且つ浄化
作用を及ぼしながら搬送兼浄化管のなかを連続的に搬送
可能で、イオン交換樹脂を吸入口の方へ引き寄せている
固定層の排出口から連続的に搬出可能であることと、支
持機構の外側に、不純物を含んでいる搬送兼浄化流体の
ための排出口が少なくとも１つ配置されていることを特
徴とするものである。

本発明は、１つの交換器固定層のイオン交換樹脂の全体
を一度に再浄化するのではなく、小量に分けて順次行な
うこと、合目的には連続的に経過する１つの過程で行な
うことが非常に効果的であるという点を考慮している。

これに対応して１本発明によれば、イオン交換樹脂を流
動性の搬送兼浄化流体によって固定層の下部領域または
上部領域から層を成すように吸い込むこと、次にイオン
交換樹脂を固定層の上部領域または下部領域へ連続的に
搬送し、該上部領域または下部領域で再び層を形成させ
て、イオン交換樹脂を引き寄せている固定層のなかへ搬
出することを提案するものである。吸い込まれたイオン
交換樹脂は、７ＩＰ化作用を受けながら機械的に渦を巻
き、その結果イオン交換樹脂の表面に付着しているほと
んどの不純物が解踵し、搬送兼浄化流体のなかで分散せ
しめられる。次に、不純物を含んでいる搬送兼浄化流体
がイオン交換器から抜き取られる。

従って、本発明による方法を実施するための装置は１次
のような搬送兼浄化管を有している。即ち、固定層の一
端に、有利には下端に吸入口を備え、固定層の他端に、
有利には上端に排出口を備えた搬送兼浄化管を有してい
る。このような搬送兼浄化管によって、イオン交換樹脂
を流動する搬送兼浄化流体を用いて連続的に循環させる
ことができる。さらに固定層の上端及び／または下端の
外側には、不純物を含んでいる搬送兼浄化流体のための
排出口が設けられている４ 粒状の材料（イオン交換樹ｊ指）の吸い込みは、固定層
の方向に開口している室と、該室に通じ。

搬送兼浄化流体の作用を受けることができ、搬送兼浄化
管の吸入口の方向に向けられているインジェクターとが
設けられていることによって行なわれる。この場合イン
ジェクターが、ほぼ鉛直方向に下方から前記室に通じて
いる駆動ノズルと、該駆動ノズルに対向し、前記室の上
側に配置され、且つ搬送兼浄化管の方向へ開いている捕
捉ノズルとを有しているのが合目的である。さらに前記
室が、固定層の漏斗状のふるい底を介してイオン交換樹
脂を供給可能で且つ駆動ノズルが貫通している底部くぼ
み部と、該底部くぼみ部をドーム状に蔽い且つ捕捉ノズ
ルを有しているカバー部とによって境界付けられている
のが有利である。

固定層の中心を鉛直方向に貫通しいる搬送兼浄化管は、
固定層の方向へ開口している排出室によって上部を境界
付けられ、排出室のカバー部は。

固定層のふるい状の支持機構と結合されている。

このように吸い込み装置は、再浄化過程において固定層
のイオン交換樹脂を層を成すように吸い込んで上方へ搬
送させる。従って、短時間で固定層全体を交換器柱体部
内で循環させることができる。この循環時に粒状のイオ
ン交換樹脂の全体が浄化され、ばらばらの状態にされ、
不純物と摩耗樹脂が除去される。

水とイオン交換樹脂との混合物がインジェクター及び搬
送兼浄化管の領域で非常に高速度で流動するため、従来
の方法に比べて集中的にイオン交換樹脂の浄化を行なう
ことができ、しかもその場合、個々のイオン交換樹脂の
特性が失われることがない。さらにこの集中的な再浄化
方法の利点は殺菌作用にあり、よって処理された水が衛
生上好ましいことである。

さらに、必要な浄化水量と再生化時間及び再浄化時間が
著しく減少する。再浄化空間を節約することができるの
で、可動部分及び摩耗部分のないコンパクトで安価な構
成が得られる。

ズー施勇 次に１本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

図面に図示した複合装置として形成されているイオン交
換器は、特に軟水化に適している。ほぼ筒状の２つの交
換器柱体部１０．１０’は、上方及び下方で流体透過性
の支持機構１２．１４によって境界付けられ粒状のイオ
ン交換樹脂１７から成る固定層１６を有している。イオ
ン交換樹脂１７は、稼働段階では上昇流として、再生段
階では下降流として固定層１６を貫流する（上昇流・対
向流方式）。

固定層（イオン交換樹脂層）１６は、漏牛状のふるい底
またはフィルター底１４上に載置され、且つこのふるい
底１４を介して、ふるい底１４の下方に設けられている
分配室１８と液圧的に結合されている。分配室１８は、
適当な付属装置を介しＣ硬水供給管２０及び排水ダクト
２２と選択的に連通可能である。さらに固定層１６は、
上積領域で集水室２４及び適当な付属装置を介して軟水
排出口２６、再生媒体取り入れ口２８及び洗浄媒体排出
口２８′と選択的に結合している。

各交換器柱体部には再浄化装置３０が組み込まれている
。再浄化装置３０は、固定層１６の底部領域に配置され
ている吸い込み室にして、イオン交換樹脂１７を漏斗状
のふるい底１４を介して且つ少なくとも１つの側部間口
部３２を通過せしめて供給可能な吸い込み室３４と、該
吸い込み室３４を起点として固定層１６を長手方向に貫
通している搬送兼浄化管３６と、該搬送兼浄化管３６の
上端に配置され固定層１６の上面方向に開口している排
出室３８とを有している。吸い込み室３４は環状の底部
くぼみ部４０を有し、このくぼみ部４ｏを通って下方か
ら軸方向にインジェクター４４の駆動ノズル４２が係合
している。吸い込み室３４は、ドーム状のカバー４６に
よって上部を境界付けられ、カバー４６は、上方へ開き
且つ搬送兼浄化管３６と結合されているインジェクター
４４の捕捉ノズル４８を有している。

第１図と第４図で両交換器柱体部１０．１０’のなかに
流動を示す矢印５０によって示した稼働状態では、硬水
供給管２０と管５２と開口した弁５４とを介して下方か
ら処理されるべき硬水が分配室１８とふるい底１４を通
って固定層（イオン交換樹脂層）１６に供給される。固
定層１−６では硬水は上昇流として固定層１６を貫流し
、最後には上部支持機構１２を介して集水室２４に達す
る。

この集水室２４から硬水はそれぞれ逆止弁５６゜５６′
を介して軟水排出口２６へ誘導される。特に第４図から
れかるように、この状態で分配室１８から弁ダクト５８
を介して排水ダクトへ至るの通路は弁体５８′によって
閉塞される。同様に。

硬水ダクト５２から駆動ノズル４２へ至る通路も閉塞さ
れる。

再生過程（第２図の左側の柱体及び第５図）では、固定
層１６が再生媒体取り入れ口２８と集水室２４と上部支
持機構１２とを介して例えば食塩水等の再生媒体の作用
を受ける。再生媒体は、矢印５０’の方向に上方から下
方へ固定層１６を貫流し、ふるい底１４と分配室１８と
を経てこの時点で開口している弁５８′の環状ダクト５
８に達する。このとき環状ダクト５８は排水ダクト２２
と連通している。第２図かられかるように、両交換器柱
体部１０．１０’は同時に再生化されるのではなく、交
互に再生化され、その結果常に１つの交換器柱体部１０
’が稼働状態にあり、常時軟水を軟水排出口２６を介し
て取りだすことができる。この場合所望の流動状態５０
．５０’　を上部領域で逆止弁５６．．５６°を介して
自動的に調整することができる。

同じことが、再生過程に続いて行なわれる樹脂材料の再
浄化及び洗浄過程に対しても適用される。

この過程は、第３図（左側の柱体部）と第６図に矢印５
０Ｌ′によって示されている。この場合ダイヤフラム弁
６０を介して、硬水ダクト５２からインジェクター４４
に至る通路が開かれる。駆動ノズル４２から高速で流出
する搬送兼浄化水は、吸い込み室３４を通って対向する
捕捉ノズル４８に達して負圧を生じさせる。この負圧を
介して。

イオン交換樹脂１７が上方から下方へ引き寄せられてい
る固定層１６から連続的に吸い込まれる。

イオン交換樹脂１７は、搬送兼浄化管３６のなかを渦を
巻いて貫流し、それによってイオン交換樹脂１７から塵
埃が除去される。搬送兼浄化管３６の上端には排出室３
８が通じ、この排出室３８から、ばらばらになったイオ
ン交換樹脂１７が搬送兼浄化水と一緒に複数個の開口部
６２を介して上方から固定層１６へ搬出される。不純物
を含んだ搬送兼浄化水は、ふるい状の支持機構１２を通
って浄化媒体排出口２８″を介して抜き取られる。

浄化水の他の部分は固定層１６を通って下方へ達して分
配室１８で捕捉され、弁ダクト５８を通って排水ダクト
２２へ誘導される。

固定層１６を効果的に洗浄するには一回の循環で十分で
あることが判明した。それによって、再浄化時間を比較
的短くすることができる。例えば固定層の容積が３Ｑの
軟水化装置では、再生と洗浄と再浄化のために１０分以
下の時間を必要とするにすぎず、循環・再浄化過程に対
しては約２分間を要するにすぎない。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは２つの交換器柱体部を備えたイ
オン交換器を種々の稼働状態で示した垂直断面図、第４
図から第６図までは第１図から第３図までに図示したイ
オン交換器の左側の容器の拡大断面図である。 １２．１４・・・・支持機構 １６・・・・・・・固定層 １７・・・・・・・イオン交換樹脂 ３４・・・・・・・吸い込み室 ３６・・・・・・・搬送兼浄化管 ４２・・・・・・・駆動ノズル ４４・・・・・・・インジェクター ４８・・・・・・・捕捉ノズル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）イオン交換樹脂がほぼ鉛直方向に貫流する少なく
   とも１つの固定層式イオン交換器内で前記流動性イオン
   交換樹脂を再浄化するための方法において、イオン交換
   樹脂を流動性の搬送兼浄化流体（５０″）によって固定
   層 （１６）の下部領域または上部領域から層を成すように
   吸い込んで、ばらばらの状態で且つ浄化しながら固定層
   （１６）の対向する側へ連続的に搬送し、該対向する側
   で再び層を形成させて、吸い込みによってイオン交換樹
   脂を引き寄せている固定層（１６）のなかへ搬出するこ
   と、不純物を含んでいる前記搬送兼浄化流体（５０″）
   を抜き取ることを特 徴とする方法。 （２）イオン交換樹脂を固定層（１６）の下部領域で吸
   い込み、イオン交換樹脂を下方へ引き寄せている固定層
   の上部領域へ搬送させることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 （３）流体を透過させる支持機構によって上部と下部を
   境界付けられている固定層にして、流動性のイオン交換
   樹脂がほぼ鉛直方向に貫流する固定層と、イオン交換樹
   脂のための再浄化装置とを備えたイオン交換器において
   、再浄化装置が、両支持機構（１２、１４）の間に延在
   している搬送兼浄化管にして、各支持機構の付近に固定
   層（１６）の方向へ向けられている吸入口或いは排出口
   （３２、６２）を少なくとも１つ有している搬送兼浄化
   管 （３６）を備えていることと、イオン交換樹脂（１７）
   が、吸入口（３２）の領域で、搬送兼浄化流体によって
   固定層（１６）から連続的に吸い込み可能であり、且つ
   浄化作用を及ぼしながら搬送兼浄化管（３６）のなかを
   連続的に搬送可能で、イオン交換樹脂を吸入口（３２）
   の方へ引き寄せている固定層 （１６）の排出口から連続的に搬出可能であることと、
   支持機構（１２、１４）の外側に、不純物を含んでいる
   搬送兼浄化流体のための排出口（２８′、２２）が少な
   くとも１つ配置されていることを特徴とするイオン交換
   器。 （４）搬送兼浄化管（３６）の吸入口の領域に配置され
   、固定層（１６）の方向に開口している室（３４）と、
   該室（３４）に通じ、搬送兼浄化流体（５０″）を作用
   させることが でき、且つ搬送兼浄化管（３６）の方向に向けられてい
   るインジェクター（４４）と、固定層（１６）の上方及
   び／または下方に配置され、流体を透過させる支持機構
   （１２、 １４）の一方によって固定層（１６）から切り離されて
   いる、不純物を含んだ搬送兼浄化流体（５０″）のため
   の少なくとも１つの 排出口（２８′、２２）が設けられていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第３項に記載のイオン交換器。 （５）インジェクター（４４）が、ほぼ鉛直方向に下方
   から前記室（３４）に通じている駆動ノズル（４２）と
   、該駆動ノズル（４２）に対向し、前記室（３４）の上
   側に配置され、且つ搬送兼浄化管（３６）の方向へ開い
   ている捕捉ノズル（４８）とを有していることを特徴と
   する、特許請求の範囲第４項に記載のイオン交換器。 （６）搬送兼浄化管（３６）が固定層（１６）の中心を
   鉛直方向に貫通していることを特徴とする、特許請求の
   範囲第３項から第５項までのいずれか１つに記載のイオ
   ン交換器。 （７）前記室（３４）が、固定層（１６）の漏斗状のふ
   るい底（１４）を介してイオン交換樹脂（１７）を供給
   可能で且つ駆動ノズル （４２）が貫通している底部くぼみ部（４０）と、該底
   部くぼみ部（４０）をドーム状に蔽い且つ捕捉ノズル（
   ４８）を有しているカバー部（４６）とによって境界付
   けられていることを特徴とする、特許請求の範囲第５項
   または第６項に記載のイオン交換器。 （８）前記室（３４）が、ふるい底（１４）から底部く
   ぼみ部（４０）へ通じている少なくとも１つの吸入口（
   ３２）を有していることを特徴とする、特許請求の範囲
   第７項に記載のイオン交換器。 （９）駆動ノズル（４２）が、前記室（３４）のなかへ
   突出し、且つ底部くぼみ部（４０）によって環状に取り
   囲まれていることを特徴とする、特許請求の範囲第７項
   または第８項に記載のイオン交換器。 （１０）搬送兼浄化管（３６）が、固定層（１６）の方
   向へ開口している排出室（３８）によって上部を境界付
   けられ、排出室（３８）のカバー部が、固定層（１６）
   の支持機構（１２）と結合されていることを特徴とする
   、特許請求の範囲第３項から第９項までのいずれか１つ
   に記載のイオン交換器。 （１１）稼働状態でイオン交換樹脂が平行に貫流可能で
   、それぞれ１つの再浄化装置を有している２つの交換器
   柱体部にして、それぞれ１つの固定層を有している互い
   に独立に再浄化可能な２つの交換器柱体部が設けられて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第３項から第１
   ０項までのいずれか１つに記載のイオン交換器。