JPS6219898B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 要 約 陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との混合
物の洗浄および化学的再生を行うための装置並び
に方法が開示される。鉛直方向に沿つて配置され
た、樹脂分離器、超音波樹脂洗浄器および樹脂混
合機を含む装置が設けられる。その場合、最も高
い位置に樹脂分離器が配置され、樹脂分離器の直
下に超音波樹脂洗浄器が配置され、かつ超音波樹
脂洗浄器の直下に樹脂混合機が配置される。

樹脂の処理に当つては、使用済みの樹脂が樹脂
分離器内に供給され、そして重力により超音波樹
脂洗浄器および樹脂混合機内に流下させられる。
他方、超音波樹脂洗浄器内で除去された汚染物を
樹脂分離器内へ運び去るため、樹脂の流れと反対
の方向に流れるように搬送液体が供給される。ま
た、樹脂分離器から汚染物を排出するための手段
も設けられる。

洗浄後の樹脂は樹脂分離器に戻される。そこに
おいて搬送液体の流れにより樹脂が分離される結
果、重い陽イオン交換樹脂は樹脂分離器の下部に
集まる。かかる樹脂が重力により樹脂分離器から
樹脂混合機内に流下させられる。その際には、樹
脂分離器の出口にあるPH検知器が、陰イオン交換
樹脂と陽イオン交換樹脂との界面を検知して弁を
閉じる結果、樹脂分離器内の陰イオン交換樹脂と
樹脂混合機内の陽イオン交換樹脂とは隔離される
ことになる。

更にまた、樹脂分離器内に苛性アルカリ溶液を
供給して陰イオン交換樹脂を化学的に再生する手
段および樹脂混合機内に酸を供給して陽イオン交
換樹脂を化学的に再生する手段が設けられる。

本発明は復水浄化装置内に使用されるイオン交
換樹脂の洗浄および化学的再生を行う技術に関す
るものである。本発明は原子力発電所用の復水樹
脂処理装置において使用すれば特に有利である。

いかなる発電所の場合であれ、そこで使用され
る水の中には次第に汚染物が蓄積する。かかる汚
染物としては、腐食生成物や浸食生成物、給水中
の不純物、および原子力発電所の場合ならば破損
した燃料要素からの汚染物が挙げられる。水中に
汚染物が過度に蓄積して発電所部品の汚損を引起
すのを防止するため、火力発電所および原子力発
電所のいずれにおいても、イオン交換樹脂を用い
て蒸気タービンからの復水を浄化することが普通
となつている。イオン交換樹脂はまた、補給水を
作つたり、側流精製によつて一次冷却水を浄化し
たり、排出廃液を浄化したり、あるいは原子炉の
場合ならば貯水プール中の水を浄化したりするた
め、発電所の他の部門でもしばしば使用される。
かかるイオン交換樹脂は脱塩装置またはイオン交
換樹脂層中に含まれていて、２（容量）部の陽イ
オン交換樹脂と１（容量）部の陰イオン交換樹脂
との混合物またはそれと化学的に等価な樹脂混合
物から成つている。

脱塩装置内の樹脂について言えば、一定期間の
運転後には汚染物の過度の蓄積およびイオン交換
能力の涸渇が起る。イオン交換樹脂の購入および
汚染樹脂の処分の費用を考えると、一定期間の運
転後に樹脂を廃棄することは実際的でない。現行
のイオン交換樹脂再生技術に従えば、先ず超音波
洗浄によつてイオン交換樹脂粒子の外面から汚染
物が除去され、次いで化学的再生によつて樹脂の
イオン交換能力が回復させられる。

発電所において使用される水の大部分は系統中
を再循環するのが普通であるけれど、グランド封
止部の漏れ、試料採取による損失などのために多
少の水が失われることは避けられない。火力発電
所の場合、このようにして生じた廃水は排水路へ
導かれ、そして廃水中に溶解した固形分が多過ぎ
るために経済的な水の回収が不可能であるならば
外界に放出されるのが普通である。しかしなが
ら、廃水中に放射性核種が通例含まれる原子力発
電所の場合にはそれは許されない。すなわち、原
子力発電所の場合には、外界へのいかなる廃水の
放出も注意深く監視しかつ管理しなければならな
いわけで、廃水中の放射能が高過ぎるため未処理
のままでは外界に放出できないことも少なくな
い。なお、廃水の浄化によつて得られた水を再使
用するのが普通のやり方である。

原子力発電所における現行の廃水処理技術は、
化学的脱塩により廃水を浄化してから放出または
再使用する場合あるいは蒸発器により廃水を処理
して投棄可能な固形廃棄物を得る場合のいずれか
である。廃水の脱塩に際しては、廃水脱塩装置中
のイオン交換樹脂が消耗した場合に二次的な浄化
の問題が生じる。かかる樹脂の浄化が経済的にみ
て有利でないため、ただ１回の使用後に樹脂を排
出して投棄することが多い。しかしながら、これ
は多大の費用を要するばかりでなく大量の放射性
固形廃棄物を生み出すものである。他方、廃水の
蒸発によつて生じる固形廃棄物は脱塩の場合より
少ないが、蒸発器が高価である上、その運転時に
は大量のエネルギーが消費される。

このような廃水処理の問題が特に顕著となるの
は、タービンからの復水を浄化するために通例使
用されるイオン交換樹脂に関し、汚染物の蓄積や
イオン交換能力の涸渇のために再生が必要となつ
た場合である。なぜなら、超音波エネルギーで樹
脂の表面を洗浄してから樹脂の化学的再生を行う
現行の技術によれば、放射性廃棄物を含んだ大量
の廃水が生じるからである。

従来の復水樹脂処理装置においては、同じ高さ
に位置した相異なる作業区域に陽イオン再生タン
ク、陰イオン再生タンクおよび超音波樹脂洗浄器
が配置される場合が多かつた。その結果、作業区
域間における樹脂の移送のためにエネルギーと並
んで大量の水が必要となる。その場合、かかる移
送用の水はもはや他の目的に使用できず、従つて
結局は廃水を増加させることになる。従来の復水
樹脂処理装置におけるもう１つの廃水源として
は、樹脂分離槽および超音波樹脂洗浄器内に使用
される搬送液体（通例は水）がある。このように
大量の廃水を生じることに加えて、従来の復水樹
脂処理装置には処理水流中の汚染物を濃縮する手
段が含まれていなかつた。そのため、樹脂の再生
時に除去された放射性固形廃棄物は廃水と共に排
出されることになる。更にまた、従来の復水樹脂
処理装置では互いに独立した容器内において樹脂
の再生が行われるため、所要床面積が大きく、ま
た水槽や移送管路の数も多かつた。これらはいず
れも復水樹脂処理装置の原価を高くする原因を成
していた。

それ故、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂
との混合物の洗浄、移送および化学的に再生に際
して必要とされる水の量が実質的に削減されるよ
うな復水樹脂処理装置を提供することが本発明の
主たる目的である。

また、従来の復水樹脂処理装置に比べて所要床
面積が小さくかつ水槽および移送管路の数が少な
いような復水樹脂処理装置を提供することも本発
明の目的の１つである。

また、広範囲にわたる陽イオン／陰イオン比を
持つた樹脂を処理し得る復水樹脂処理装置を提供
することも本発明の目的の１つである。

本発明の上記およびその他の目的は、鉛直方向
に沿つて配置された樹脂分離器兼陰イオン再生タ
ンク（以後は樹脂分離器と略称する）、超音波樹
脂洗浄器および樹脂混合機兼陽イオン再生タンク
（以後は樹脂混合機と略称する）を含む装置によ
つて達成される。かかる構成によれば、単一の処
理水流中において樹脂の洗浄、分離、化学的再生
および混合を行うことが可能となる。その場合、
最も高い位置に樹脂分離器が配置され、樹脂分離
器の直下に超音波樹脂洗浄器が配置され、かつ超
音波樹脂洗浄器の直下に樹脂混合機が配置され
る。好的な実施態様に従えば、樹脂は重力によつ
て樹脂分離器から超音波樹脂洗浄器および樹脂混
合機内に流下する。かかる樹脂の流れと反対の方
向に沿つて流れるよう、搬送液体が樹脂混合機の
底部付近から導入されかつ樹脂分離器の頂部付近
から排出される。その間、超音波樹脂洗浄器内を
流れる樹脂に超音波エネルギーが印加され、それ
によつて汚染物が除去される。搬送液体は超音波
洗浄時に樹脂から遊離した汚染物を同伴し、そし
て樹脂分離器内へ運び去る。全ての樹脂が樹脂混
合機内へ移動しかつ除去された汚染物および樹脂
の微粒子が樹脂分離器から排出された後、樹脂は
そのまま復水浄化装置へ移送されるか、あるいは
化学的再生が必要ならば樹脂分離器に戻される。

化学的再生に先立ち、樹脂分離器の底部付近か
ら導入されかつその頂部付近から排出される搬送
液体の使用によつて樹脂が水力分級される。それ
により樹脂は密度に応じて分級される結果、重い
陽イオン交換樹脂は樹脂分離器の下部に集まり、
また軽い陰イオン交換樹脂は上部に集まる。樹脂
の分級が達成されたならば、重い陽イオン交換樹
脂は樹脂分離器の底部から排出され、そして樹脂
混合機内に流下する。樹脂分離器の出口付近には
PH検知器が配置され、それによつて陽イオン交換
樹脂のほぼ全部が排出されたことが判明した場合
には出口の弁が閉じられる。その結果、陽イオン
交換樹脂は樹脂混合機内に集められるのに対し陰
イオン交換樹脂は樹脂分離器内に残留することに
なる。次いで、樹脂分離器内の陰イオン交換樹脂
は樹脂分離器内に所定量の苛性アルカリ溶液を供
給することによつて化学的に再生される。また、
樹脂混合機内の陽イオン交換樹脂は樹脂混合機内
に所定量の酸を供給することによつて化学的に再
生される。化学的再生の後、陰イオン交換樹脂は
重力によつて樹脂混合機内に流下させられる。そ
こにおいて陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂
とが空気の吹込みによつて混合された後、こうし
て得られた水性樹脂スラリが復水浄化装置に戻さ
れる。

以下、添付の図面を参照しながら本発明を更に
詳しく説明しよう。

図面には、必要に応じて樹脂の洗浄および化学
的再生を行い得る装置が示されている。使用済み
の樹脂源として樹脂タンク１０が設けられている
が、これは通常の脱塩装置の運転ユニツトを表わ
す。再生後の樹脂を樹脂タンク１０に戻すため、
弁１４で制御される管路１３が樹脂タンク１０の
頂部に連結されている。また、使用済みの樹脂を
排出して本発明の装置内で処理するため弁１６お
よび２４ａは制御される管路２４が樹脂タンク１
０の底部に連結されている。更にまた、所望に応
じて樹脂を樹脂タンク１０から処理装置へ移送す
るため、管路１７によつて樹脂タンク１０の頂部
が加圧空気源に連結されている。管路１７を通じ
ての加圧空気の供給は弁１８によつて制御され
る。最後に、樹脂タンク１０に通気口を与えて洗
浄および再生後の樹脂が処理装置から樹脂タンク
１０へ戻るのを容易にするため、弁２０で制御さ
れる通気管路１９が樹脂タンク１０の頂部に連結
されている。

本発明の装置は鉛直方向に沿つて構成されてい
る結果、処理工程中に樹脂を重力によつて流下さ
せることが容易である。かかる構成はまた部品の
コンパクトな配置とを可能にする結果、長々しい
移送管路が排除されると共に処理時における水の
使用量が抑制され、従つて最終的に処理すべき廃
水の量が削減されるのである。詳しく言えば、本
発明の装置は樹脂分離器兼陰イオン再生タンク
（樹脂分離器）２１、超音波樹脂洗浄器２２およ
び樹脂混合機兼陽イオン再生タンク（樹脂混合
機）２３を含んでいる。これらの樹脂分離器２
１、超音波樹脂洗浄器２２および樹脂混合機２３
は鉛直方向に沿つた相異なる高さの位置に配置さ
れ、しかもコンパクトに構成されているため、樹
脂の効果的な処理が容易である。その場合、最も
高い位置に樹脂分離器２１が配置され、樹脂分離
器２１の直下に超音波樹脂洗浄器２２が配置さ
れ、かつ超音波樹脂洗浄器２２直下の最も低い位
置に樹脂混合機２３が配置される。このような構
成によれば、単一の処理水流中において樹脂の洗
浄、分離、化学的再生および混合を行うことが可
能となる。

樹脂分離器２１は、供給された樹脂を水力分級
によつて分離してから樹脂の種類毎に相次いで排
出し得る限り、任意適宜の形式のものであつてよ
い。本発明の装置において使用するのに特に適し
た樹脂分離器は、1977年３月29日に提出されかつ
本発明の場合と同じ譲受人に譲渡された「混合イ
オン交換樹脂の分離」と題するピーターセン
（Petersen）等の米国特許出願第782327号明細書
中に記載されている。樹脂分離器２１を構成する
タンクには、樹脂の水力分級を行うための処理空
間が具備されている。また、タンクの底部は円錐
形を成している。これは、樹脂分離器２１から超
音波樹脂洗浄器２２への樹脂の供給を容易にする
と同時に、後記に詳述するごとく陰イオン交換樹
脂と陽イオン交換樹脂とが一層効果的に分離され
るよう比較的狭い通路を提供するのに役立つ。本
発明の装置において処理すべき樹脂は樹脂タンク
１０から樹脂分離器２１の頂部に供給される。必
要ならば、弁１２で制御される管路１１を通して
新しい樹脂がタンク９から樹脂分離器２１内に供
給される。

管路２７および（弁２８で制御される）管路２
５により、搬送液体源２６からの搬送液体（通例
は水）が樹脂分離器２１内における樹脂の流れと
反対の方向に流れるように供給される。管路２５
は樹脂分離器２１の底部付近に開いており、そし
て円錐形の多孔質分配器２９により搬送液体は処
理空間の底面全域にわたつて一様に流入する。か
かる搬送液体は弁５３ａで制御される管路３０を
通して樹脂分離器２１の頂部付近から排出され
る。

陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との効果
的な分離を容易にするため、樹脂分離器２１の円
錐形底部の下端には比較的小径の出口３１が設け
られている。また、樹脂分離器２１からの樹脂の
排出を制御するため、出口３１に隣接して弁３２
が設けられている。水力分級に際しては、重い陽
イオン交換樹脂は樹脂分離器２１の下部に集ま
り、また軽い陰イオン交換樹脂はその上部に集ま
る。従つて、弁３２を開いた場合、先ず最初に陽
イオン交換樹脂が樹脂分離器２１から排出され
る。陽イオン交換樹脂の排出が完了した時に弁３
２を閉じるため、弁３２には弁制御器３３が接続
されている。弁制御器３３には出口３１の所に配
置されたPH検知器３４が含まれている。これは、
樹脂分離器２１からの陽イオン交換樹脂の排出の
完了に伴う酸性度の低下を検知し、そしてその時
点で弁３２を閉じるように働く。

樹脂分離器２１内で陰イオン交換樹脂の化学的
再生を行うため、樹脂分離器２１内に苛性アルカ
リ溶液を供給する手段が設けられている。すなわ
ち、所定量の苛性アルカリ溶液を入れるための苛
性アルカリ計量タンク３５が樹脂分離器２１の頂
部よりも高い位置に配置されている。また、苛性
アルカリ計量タンク３５内に一定容量の苛性アル
カリ溶液が保持されるようにするため、苛性アル
カリ計量タンク３５の所望の高さの位置に溢流管
路３６が設けられている。この溢流管路３６は苛
性アルカリ溶液貯留タンク１０１（図示せず）に
連結されている。かかる苛性アルカリ溶液は、弁
３８で制御される管路３７により、苛性アルカリ
計量タンク３５から樹脂分離器２１の頂部に供給
される。

再生操作後に陰イオン交換樹脂から苛性アルカ
リ溶液を洗い流すため、樹脂分離器２１内の処理
空間の上端には洗浄水用の散水器３９が配置され
ている。洗浄水は供給源２６から管路４０を通し
て散水器４０に供給され、またその流れは弁４１
によつて制御される。苛性アルカリ溶液は樹脂分
離器２１の底部付近から管路４２を通して排出さ
れ、そして（一般的に４３で表わされた）中和タ
ンク内に導かれる。管路４２を通しての流れは弁
４４によつて制御される。搬送液体および固体廃
棄物は樹脂分離器２１の出口３１の所から排出さ
れる。弁４７および４８で制御される管路４５は
（一般的に４６で表わされた）高電導度廃棄物処
理タンクに通じている。なお、気体は樹脂分離器
２１の頂部から通気管路４９を通して排出され
る。

前述のごとき搬送液体排出管路３０は樹脂分離
器２１の頂部付近に配置され、そして廃水処理装
置に連結されている。図示の場合、かかる廃水処
理装置は水溜め５０、ポンプ５１および濾過器５
２を含み、そして排出管路３０は水溜め５０に通
じている。排出管路３０を通しての流れを制御す
るために弁５３ａが設けられている。濾過器５２
から出た処理後の廃水は（一般的に５３で表わさ
れた）試料採取兼保留タンク内に導かれる。弁４
７を閉きかつ弁４８を閉じた場合、排出管路４５
は排出管路３０に連結される。この結果、排出管
路４５からの排出物の成分に応じ、それを高電度
廃棄物処理タンク４６または水溜め５０のいずれ
かへ選択的に導くことができる。

従来のごとく超音波樹脂洗浄器との間でかなり
の距離にわたつて樹脂の移送を行う場合には大量
の水が必要であるという問題は、樹脂分離器２１
の直下に超音波樹脂洗浄器２２を配置した本発明
の装置によつて解決される。それはまた、工程間
において樹脂を重力により流下させることをも可
能にする。超音波樹脂洗浄器２２は、樹脂に超音
波エネルギーを印加して汚染物を遊離させ得る限
り、任意適宜の形式のものであつてよい。本発明
の装置において使用するのに特に適した超音波樹
脂洗浄器はホロウエイ（Holloway）等の米国特
許第3822055および3849196号明細書中に記載され
ている。

簡潔に述べれば、ホロウエイ等の特許に従つて
製造された超音波樹脂洗浄器２２は外被５４を含
み、それによつて超音波洗浄区域が規定されてい
る。重力によつて外被５４内を流下する樹脂に超
音波エネルギーを印加して洗浄を行うため、外被
５４の側面に沿つて複数の超音波変換器５５が取
付けられている。超音波樹脂洗浄器２２内には、
重力によつて流下する樹脂と反対の方向に流れる
ように搬送液体（通例は水）が供給される。かか
る目的のための搬送液体は、樹脂混合機２３の底
部付近に連結された管路２７を通して供給源２６
から供給される。また、管路２７を通しての流れ
を制御するために弁５６が設けられている。搬送
液体は管路２７から流入し、樹脂混合機２３、超
音波樹脂洗浄器２２、開いた弁３２および樹脂分
離器２１を通過し、そして排出管路３０を通つて
出て行く。超音波樹脂洗浄器２２内において搬送
液体および樹脂が互いに反対の方向に流れること
は、超音波洗浄区域内における樹脂層の体積を膨
張させると同時に、樹脂の表面から遊離した汚染
物を運び去るのに役立つ。

樹脂分離器２１の横断面積は超音波樹脂洗浄器
２２の横断面積より遥かに大きいため、超音波樹
脂洗浄器２２から樹脂分離器２１の底部に入つた
際には搬送液体の流速が実質的に低下する。その
結果、搬送液体によつて超音波樹脂洗浄器２２か
ら運び去られた汚染物は樹脂分離器２１内に集積
することになる。

樹脂混合機２３は超音波樹脂洗浄器２２の直下
に配置されている結果、超音波樹脂洗浄器２２か
ら排出された樹脂は重力によつて樹脂混合機２３
内に流下する。樹脂混合機２３内で陽イオン交換
樹脂の化学的再生を行うため、樹脂混合機２３内
に適当な酸を供給する手段が設けられている。す
なわち、酸計量タンク６０が設けられている。ま
た、酸計量タンク６０内に一定容量の酸が保持さ
れるようにするため、酸計量タンク６０の所望の
高さの位置に溢流管路６１が設けられている。こ
の溢流管路６１は酸貯留タンク１０２（図示せ
ず）に連結されている。かかる酸は、弁６３で制
御される管路６２により、酸計量タンク６０から
樹脂混合機２３の頂部に供給される。

再生操作後に陽イオン交換樹脂から酸を洗い流
すため、樹脂混合機２３内の処理空間の上端には
洗浄水用の散水器６４が配置されている。洗浄水
は供給源２６から管路２７および６５を通して散
水器６４に供給される。なお、弁６６に制御され
る管路６５は樹脂混合機２３の頂部に通じてい
る。

陽イオン交換樹脂の再生に当つて使用された酸
を樹脂混合機２３から排出するため、排出管路６
７が設けられている。かかる排出管路６７は樹脂
混合機２３の出口６８付近に連結され、そして
（一般的に４３で表わされた）中和タンクに通じ
ている。また、排出管路６７を通しての流れを制
御するために弁６９が設けられている。

超音波樹脂洗浄操作の完了後に樹脂混合機２３
から搬送液体を排出するため、樹脂混合機２３の
出口６８の所に第２の排出管路７０が設けられて
いる。かかる搬送液体は出口６８から管路７０お
よび７１を通して廃水処理装置の水溜め５０に排
出される。また、排出管路７０を通しての流れを
制御するために弁７２が設けられている。

搬送液体はまた、やはり廃水処理装置の水溜め
５０に通じる管路７３により、樹脂混合機２３の
頂部から排出することもできる。かかる管路７３
を通しての搬送液体の流れを制御するために弁７
４が設けられている。

必要に応じて樹脂を樹脂混合機２３から移送す
るため、加圧空気が供給源７６から管路７５を通
して樹脂混合機２３の頂部に供給される。また、
管路７５を通しての空気の流れを制御するために
弁７７が設けられている。樹脂混合機２３の頂部
にはまた、通気管路７８が連結されている。かか
る管路７８による通気を制御するために弁７９が
設けられている。

洗浄および再生操作の完了後に樹脂混合機２３
内で陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂とを混
合するため、樹脂混合機２３の底部の出口６８付
近には空気管路８０が連結されている。かかる管
路８０により、加圧空気が適当な供給源８１から
樹脂混合機２３の底部に供給される。また、管路
８０を通しての空気の流れを制御するために弁８
２が設けられている。

処理後の樹脂は弁８４で制御される管路８３を
通して樹脂混合機２３から排出され、そして弁１
６が開いていれば樹脂タンク１０へ移送され、あ
るいは弁２４ａが開いていれば樹脂分離器２１へ
移送される。また、管路８３を通しての流れを制
御するために弁８４が設けられている。

次に、本発明装置の運転方法を詳しく説明しよ
う。

樹脂タンク１０内の樹脂の洗浄および化学的再
生が所望される場合には、樹脂分離器２１と超音
波樹脂洗浄器２２との間に設けられた弁３２並び
に管路４５および３０を通つて水溜め５０に至る
搬送液体の流れをそれぞれ制御する弁４７および
５３ａを除く全ての弁を閉じる。なお、管路７８
中に設けられた気体排出用の弁７９も開いてお
く。次いで、弁５６を開いて樹脂混合機２３およ
び超音波樹脂洗浄器２２に水を満たし、そして排
出管路４５に水が溢れることを確認する。次に、
弁３２および５６を閉じてから樹脂タンク１０の
内容物を樹脂分離器２１で移送する。使用済みの
樹脂を樹脂タンク１０か移送するためには、空気
供給用の弁１８並びに管路２４中の弁１６および
２４ａを開いて樹脂タンク１０の頂部から加圧空
気を導入すればよい。その結果、樹脂タンク１０
内の樹脂は押し出され、それから管路２４を通し
て樹脂分離器２１の頂部に導かれる。移送完了
後、弁１８，１６および２４ａを再び閉じる。

樹脂を樹脂分離器２１内に供給した後、弁３２
を開いて混合したままの樹脂を超音波樹脂洗浄器
２２および樹脂混合機２３内に流下させる。それ
と同時に、弁５６を開いて搬送液体（すなわち
水）を供給する。かかる搬送液体は供給源２６か
ら管路２７を通して樹脂混合機２３の底部に導入
される。弁５３ａは開いたままで、廃水処理装置
の水溜め５０に搬送液体を排出させる。次いで、
樹脂分離器２１から重力によつて流下する樹脂と
反対に、搬送液体は樹脂混合機２３、超音波樹脂
洗浄器２２および樹脂分離器２１を通つて上昇す
る。その後、搬送液体は樹脂分離器２１の頂部付
近から管路３０を通して水溜め５０に排出され、
それから廃水処理装置によつて処理され、そして
最終的に試料採取兼保留タンク５３内に導かれ
る。それと同時に、超音波変換器５５にエネルギ
ーを供給して超音波樹脂洗浄器２２を作動し、そ
れによつて超音波樹脂洗浄器２２内を通過する樹
脂から汚染物を除去する。かかる汚染物は搬送液
体によつて樹脂分離器２１内に運び去られる。超
音波樹脂洗浄器２２の横断面積に比べて樹脂分離
器２１の横断面積が実質的に大きい結果、樹脂分
離器２１内では搬送液体の流速が低下する。その
ため、超音波樹脂洗浄器２２内で除去された樹脂
の破片や微粒子および汚染物は樹脂分離器２１内
に集積する。

全ての樹脂が重力により樹脂分離器２１から超
音波樹脂洗浄器２２を通つて樹脂混合機２３内に
流下し、従つて洗浄操作が完了したならば、超音
波樹脂洗浄器２２を停止させ、弁３２および５６
を閉じ、それから弁４７を開く。その結果、樹脂
分離器２１内に集積した汚染物を含む搬送液体が
管路４５および開いた弁５３ａを通して水溜め５
０内に排出される。汚染物の性質から見て高電導
度廃棄物処理タンク４６へ移送する方が望ましい
と考えられる場合には、弁５３ａを閉じて弁４８
を開きさえすればよい。その結果、樹脂分離器２
１内の搬送液体および汚染物は水溜め５０内でな
く高電導度廃棄物処理タンク４６内に導かれるこ
とになる。

その後、弁４７を閉じ、また弁４８および５３
ａを共に閉じる。次いで弁８４および２４ａを開
くことにより、樹脂混合機２３の底部から管路８
３および２４を通つて樹脂分離器２１の頂部に至
る移送経路が形成される。それと同時に、弁７７
を開いて空気を供給源７６から樹脂混合機２３の
頂部に導入すれば、樹脂は樹脂混合機２３から樹
脂分離器２１へ移送される。樹脂分離器２１への
樹脂の移送が完了したならば、弁８４，２４ａお
よび７７を閉じる。

樹脂が多量の汚染物を含有していれば、樹脂を
超音波樹脂洗浄器２２内で２回以上処理すること
が必要な場合もある。その場合には、上記の洗浄
操作をそのまま繰返し、それから浄記のとごくに
して樹脂を樹脂分離器２１に戻せばよい。

その後、樹脂分離器２１内において樹脂の水力
分級が行われる。そのためには、弁２８を開いて
樹脂分離器２１の底部に搬送液体を供給すると同
時に弁５３ａを開けばよい。搬送液体が管路３０
に溢れ始めたならば、樹脂分離器２１内における
搬送液体の上向きの流速が毎分約３フイートとな
るように弁２８を調節する。かかる流速は樹脂の
体積を約25％だけ膨張させるのに十分なものであ
る。約５分で樹脂の水力分級が起る結果、密度の
大きい陽イオン交換樹脂は樹脂分離器２１の下部
に集まつて層を成す一方、陰イオン交換樹脂は樹
脂分離器２１の上部に位置を占めることになる。

樹脂の水力分級が達成されたならば、弁３２を
開くことによつて分離後の陽イオン交換樹脂が樹
脂分離器２１の底部から取出される。すなわち、
陽イオン交換樹脂が重力により超音波樹脂洗浄器
２２を通つて樹脂混合機２３内に流下させられ
る。上述の洗浄操作において見られるごとく、鉛
直方向に沿つて配置された樹脂分離器、超音波樹
脂洗浄器および樹脂混合機から成る本発明のコン
パクトな構成のために陽イオン交換樹脂を重力に
よつて樹脂混合機へ移送することが可能であり、
従つて従来の復水樹脂処理装置の場合には部品間
における樹脂の移送のために必要とされた大量の
水の使用が回避されることになる。

分離された陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂との界面が樹脂分離器２１の底部に到達した場
合、PH検知器３４が酸性度の低下を検知する。そ
の結果、弁制御器３３の作用によつて自動的に弁
３２が閉じる。弁３２が閉じれば、樹脂分離器２
１内の陰イオン交換樹脂と樹脂混合機２３内の陽
イオン交換樹脂とは効果的に隔離される。

上述のごとくに陰イオン交換樹脂と陽イオン交
換樹脂とが隔離されたならば、これらの樹脂の化
学的再生が開始される。陰イオン交換樹脂の化学
的再生に当つては、先ず苛性アルカリ計量タンク
３５に苛性アルカリ溶液を満たし、そして苛性ア
ルカリ溶液が溢流管路３６に溢れ出すことを確認
する。次いで、弁３８を開いて苛性アルカリ計量
タンク３５の内容物全体を樹脂分離器２１へ移送
し、それによつて樹脂分離器２１内の陰イオン交
換樹脂を化学的に再生する。かかる移送の後には
弁３８を閉じる。再生操作が完了したならば、弁
４４を開くことにより、使用済みの苛性アルカリ
溶液が樹脂分離器２１から管路４２を通して中和
タンク４３に排出される。使用済みの苛性アルカ
リ溶液の排出が完了したならば弁４４を閉じる。

次に、再生後の陰イオン交換樹脂を水洗するこ
とによつて残留する苛性アルカリ溶液が除去され
る。そのためには、弁４１を開くことにより、樹
脂分離器２１の頂部付近に配置された散水器３９
に供給源２６から洗浄水を供給すればよい。次い
で、弁４４を開くことにより、残留する苛性アル
カリ溶液を含んだ洗浄水は管路４２を通して中和
タンク４３に排出される。苛性アルカリ溶液の除
去を完全にするため、樹脂分離器２１に洗浄水を
満たしてから中和タンク４３に排出する操作を行
うのが通例である。かかる操作は、樹脂分離器２
１内の陰イオン交換樹脂との接触後にも洗浄水の
電導度がほとんど増加しなくなるまで（すなわち
約３回にわたつて）繰返される。水洗操作の完了
後には弁４１および４４を閉じる。

同様にして、樹脂混合機２３内の陽イオン交換
樹脂が化学的に再生される。先ず酸計量タンク６
０に適当な酸を満たし、そして酸が溢流管路６１
に溢れ出すことを確認する。次いで、弁６３を開
いて所定量の酸を樹脂混合機２３へ移送する。か
かる移送の後には弁６３を閉じる。陽イオン交換
樹脂の化学的再生が完了したならば、弁６９を開
くことにより、酸が管路６７を通して中和タンク
４３に排出される。その後、弁６９を閉じる。次
に、陰イオン交換樹脂の場合と同様にして陽イオ
ン交換樹脂の水洗が行われる。すなわち、弁６６
を開くことにより、洗浄水が供給源２６から管路
２７および６５を通して散水器６４に供給され
る。次いで、弁６９を開くことにより、残留する
酸を含んだ洗浄水は管路６７を通して中和タンク
４３に排出される。陰イオン交換樹脂の場合と同
じく、樹脂混合機２３に洗浄水を満たしてから中
和タンク４３に排出する操作を行うのが通例であ
る。かかる操作は、洗浄水の電導度がほとんど増
加しなくなるまで（すなわち約３回にわたつて）
繰返される。水洗操作の完了後には弁６６および
６９を閉じる。

言うまでもないが、苛性アルカリ溶液および酸
にいずれも同じ中和タンク４３に排出され、そこ
において両者は部分的に中和し合う。その場合に
は、中和タンク４３の内容物の塩基性度または酸
性度に応じて適当な中和剤を添加すればよい。

化学的再生操作の完了後、弁３２を開けば陰イ
オン交換樹脂は樹脂分離器２１から超音波樹脂洗
浄器２２を通つて樹脂混合機２３内に流下する。
次いで弁３２を閉じる。次に、管路７８中の弁７
９および空気管路８０中の弁８２を開くことによ
り、化学的再生後の樹脂が樹脂混合機２３内で混
合される。その場合、樹脂混合機２３の底部から
入つた加圧空気は水性樹脂スラリ中を上昇し、そ
れによつて生じた撹乱状態が樹脂を効果的に混合
する。なお、樹脂混合機２３を出た空気は管路７
８および開いた弁７９を通して排出される。

樹脂混合機２３内の樹脂が十分に混合されたな
らば、弁７９および８２を閉じる。

その後、樹脂が樹脂タンク１０へ移送される。
そのためには、弁８４および１４を開くことによ
り、樹脂混合機２３の底部から管路８３，２４お
よび１３を通つて樹脂タンク１０の頂部に至る経
路が形成される。次いで、弁７７を開くことによ
つて加圧空気が供給源７６から管路７５を通して
樹脂混合機２３内に供給され、従つて水性樹脂ス
ラリが樹脂混合機２３から樹脂タンク１０へ移送
される。それと同時に、弁２０を開くことによつ
て樹脂タンク１０に通気口が与えられる。移送の
完了後には弁８４，１４，７７および２０を閉じ
る。

いかなる理由にせよ、樹脂の化学的再生のみが
必要とされる場合には、上述の超音波洗浄工程を
省略すればよい。すなわち、上述のごとき水力分
級によつて樹脂分離器２１内の樹脂を分離させれ
ば、陽イオン交換樹脂は樹脂混合機２３内に集め
られるのに対し陰イオン交換樹脂は樹脂分離器２
１内に残留することになる。次いで、分離後の樹
脂を上述のごとくにして化学的に再生すればよ
い。

鉛直方向に沿つてコンパクトに構成された本発
明の装置を使用すれば、移送用として必要な水の
量（従つて最終的に生じる廃水の量）は約10000
ガロンから1000ガロン以下にまで削減される。ま
た、本発明に基づいて部品を配置すれば、所要床
面積は小さくかつ移送管路の数も少なくて済む。
本発明の装置においてはまた、樹脂分離器を陰イ
オン交換樹脂の再生タンクとして使用しかつ樹脂
混合機を陽イオン交換樹脂の再生タンクとして使
用することができる。更にまた、超音波樹脂洗浄
器および樹脂分離器を通過する搬送液体の流れを
１つまとめたことも廃水の量を削減するのに役立
つている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に従つて製造された復水樹脂処理
装置の略図である。 図中、１０は樹脂タンク、２１は樹脂分離器、
２２は超音波樹脂洗浄器、２３は樹脂混合機、３
１は樹脂分離器の出口、３２は弁、３３は弁制御
器、３４はPH検知器、３５は苛性アルカリ計量タ
ンク、３９は散水器、５０は水溜め、５５は超音
波変換器、６０は酸計量タンク、６４は散水器、
そして６８は樹脂混合機の出口を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) それぞれ所定の容積を有する分離独立し
   た容器からなる樹脂分離器、超音波樹脂洗浄器
   及び樹脂混合機が鉛直方向に沿つて配置され、 (b) 前記配置において、前記樹脂分離器は最も高
   い位置にあり、前記樹脂分離器の直下に前記超
   音波樹脂洗浄器があり、そして前記超音波樹脂
   洗浄器の直下に前記樹脂混合機がある、使用済
   みの陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との
   混合物の処理装置であつて、 (c) 処理すべき使用済みの樹脂を前記樹脂分離器
   に供給する手段、 (d) この樹脂を重力によつて前記超音波樹脂洗浄
   器を通過して前記樹脂混合機へ流下させる手
   段、 (e) この樹脂から汚染物を除去するためこの樹脂
   が前記超音波樹脂洗浄器を通過している間、前
   記超音波樹脂洗浄器を作動する手段、 (f) この樹脂から除去された汚染物を前記樹脂分
   離器へ運び去る搬送液体をこの樹脂の移動方向
   と反対の方向に流れるように供給する手段、及
   び (g) 前記樹脂分離器から汚染物を取り出す手段と
   を具えた処理装置。 ２ 前記樹脂混合機から前記樹脂分離器へ前記樹
   脂を移送する手段を具えた、特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３ (a) 樹脂分離器、超音波樹脂洗浄器及び樹脂
   混合機が鉛直方向に沿つて配置され、 (b) 前記配置において、前記樹脂分離器は最も高
   い位置にあり、前記樹脂分離器の直下に前記超
   音波樹脂洗浄器があり、そして前記超音波樹脂
   洗浄器の直下に前記樹脂混合機がある、使用済
   みの陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との
   混合物の処理装置であつて、 (c) 前記樹脂分離器内で前記陰イオン交換樹脂と
   前記陽イオン交換樹脂との水力分級を行つて重
   い前記陽イオン交換樹脂を前記樹脂分離器の底
   部に集める手段、及び (d) 前記樹脂分離器の出口付近に配置されて前記
   出口を通過する樹脂のPHを検知する手段であつ
   て、このPHによつて前記陽イオン交換樹脂のほ
   ぼ全部が前記樹脂分離器から排出されたことが
   判明した場合には前記樹脂分離器から前記樹脂
   混合機への樹脂の流れを停止させる手段を具え
   ることにより、前記陽イオン交換樹脂は前記樹
   脂混合機内に集められるのに対し前記陰イオン
   交換樹脂は前記樹脂分離器内に残留するように
   した処理装置。 ４ (a) 前記樹脂分離器内に残留した陰イオン交
   換樹脂を化学的に再生するために所定量の苛性
   アルカリ溶液を供給する手段を具えることで、
   前記樹脂分離器が樹脂分離機能および陰イオン
   交換樹脂の化学的再生機能を有し、 (b) 前記樹脂混合機内に集められた陽イオン交換
   樹脂を化学的に再生するために所定量の酸を供
   給する手段を具えることで、前記樹脂混合機が
   陽イオン交換樹脂の化学的再生機能および樹脂
   混合機能を有し、 (c) 化学的再生後の陰イオン交換樹脂を前記樹脂
   混合機へ移送する手段を具えた特許請求の範囲
   第３項記載の処理装置。 ５ (a) 前記樹脂混合機内において陰イオン交換
   樹脂と陽イオン交換樹脂とを混合する手段、 (b) 樹脂タンク、 (c) 混合された処理ずみの樹脂を前記樹脂混合機
   から前記樹脂タンクへ移送する手段、及び (d) 使用済みの樹脂を前記樹脂タンクから前記樹
   脂分離器へ移送する手段を具えた特許請求の範
   囲第４項記載の処理装置。