JPS6265785A - 復水処理方法 - 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〕 不発明は、ボイラやタービンなどのスケール生成および
腐蝕を防止するために復水中に含有する不純物を除去す
るため復水を浄化処理する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、火力発電所においてはボイラで生成された高温
高圧の水蒸気によって発電用タービンを回転させ、使用
後の水蒸気は復水器で凝縮させたのち、再びボイラ給水
として使用するという水循環を行っているが、配管の腐
蝕生成物や復水器冷却水のリークなどによる塩類やシリ
カなどの不純物が循環水中に蓄積されるのを防ぐために
、大型ユニットでは復水処理装置を設けるのが普通であ
る。この復水処理装置には、種々の方式があるが、普通
に多く用いられでいるのば■］形の強酸性カチオン交換
樹脂（以下カチオン交換樹脂とよぶ）とＯＨ形の強塩基
性アニオン交換樹脂（以下アニオン交換樹脂とよぶ）を
混合して充填した脱塩塔である。一方、循環水のｐＨ調
整をすることにより配管の腐蝕を防ぐことは広く行われ
ており、この目的のため循環水中にはアンモニアが注入
される。

復水処理装置の目的は先に示したような不純物を除去す
ることであるが、その機能がらして本来「不純物Ｊでは
ないアンモニウムイオンもＨ形のカチオン交換樹脂に吸
着されるため、これがカチオン交換樹脂の負荷となり、
結局脱塩塔の再生頻度が高くなるという問題が生ずる。

即ち、再生頻度が高くなるということはそれだけ高価な
再生剤を多量に消費することになり不経済なので、再生
頻度を低く抑えるために本来アンモニアブレークの時点
で通水を停止して再生すべきところを、アンモニアブレ
ーク以後も通水を続けるいわゆる［アンモニアサイクル
ｊ方式が採用されつつある。アンモニアサイクルは脱塩
塔の再生から次の再生までの通水継続時間が長くとれる
ので経済的ではあるが、アンモニアブレーク以後の処理
水質を良好に保つことが難しく、この問題を解決するこ
とがアンモニアサイクル成否の鍵であると言っても過言
ではない。これまでにも数々の手段によってこの問題の
解決が図られてきたが、それぞれ一長一短があり決定的
有効な方法は見い出されていない。

本来、川床式脱塩塔はＨサイクルで用いたときにその特
長を発揮する。すなわちＨ形のカチオン交換樹脂とＯＨ
形のアニオン交換樹脂の混合樹脂層は、流入水の水質や
樹脂相のイオン組成あるいは再生後の水洗状況などによ
らず、良好な処理水質を与えるというすぐれた性質をも
っているが、Ｎ）１４形のカチオン交換樹脂と○Ｉ（形
のアニオン交換樹脂の／ｄ合合胞脂層はこの性質はない
。これは流入水中の不純物イオンと樹脂相内イオンのイ
オン交換反応生成物が、前者ではＨ２Ｏであり、後者で
はＮ　Ｈ、ＯＩＩであることによる。Ｉ（，０の解離定
数は非常に小さい（Ｋｗ＝１０−目）ので、ＩＩ　／　
ＯＨ混床塔におけるカチオン交換反応とアニオン交換反
応は不可逆的に進行するが、ＮＨ４０）１の解離は無視
できない（Ｋ＝１．８　×ＩＯ−’）ので、Ｎ１１．１
０ｉｌ混床塔においては塔底部で逆反応を生じ、Ｎａ”
イオンｃｌ−、Ｓ０４”−イオンを脱離する可能性があ
る。したがってアンモニアサイクルで用いる脱塩塔はそ
の出口部の樹脂中に不純物を含んでいてはならないし、
またアンモニアサイクルの場合は温床である必要はない
とも言える。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、アンモニアサイクルの最大の問題はアンモニアブ
レーク以後に処理水中にプトリウムイオンがリークする
ことであった。このナトリウムリークに対処する手段と
して従来法では再生時にカチオン交換樹脂とアニオン交
換樹脂の分離をよくしてアニオン交換樹脂再生塔へ混入
するカチオン交換樹脂量を減らすことや、生したＮａ形
の樹脂をアンモニア水や消石灰溶液のような薬品を用い
てＮｌｌ、形や（、＋形に交換することが行われてきた
。しかしこのために再生に要する時間が長くなり、また
余分な薬品を使わなくてはならないという不利があった
。

本発明は、これら従来の諸問題に関し、て抜本的な解決
手段を与えるものであり、従来の復水脱塩方法の欠点を
除去し、極めて高純度の処理水を安定して得る方法を提
供することを目的としたものである。

また本発明の借の目的は拶水脱塩処理のための再生剤量
を著しく低減させ運転維持管理を容易で経済的にするこ
とが可能な有効な復水処理方法とすることにあする。

本発明は、復水をイオン交換樹脂を充填した脱塩塔によ
って処理するに際し、脱塩塔として２塔以上用い通水の
下流側から強酸性カチオン交換樹脂層（以下第２カチオ
ン層とする）、強塩基性アニオン交換樹脂層（以下アニ
オン層とする）、強酸性カチオン交換樹脂層（以下第１
カチオン層とする）の順に配置できるように第１カチオ
ン層を充填された第１脱塩塔と上層にアニオン層、下層
に第２カチオン層を充填された第２脱塩塔とを配備し、
第１脱塩塔、第２脱塩塔の順に復水を流入させて各層に
順次直列に通水して処理水を流出させることとし、この
とき３つの樹脂層に用いる樹脂は前記通水工程終了後の
全樹脂を再生塔に移送して逆洗分離したときに、下層の
カチオン交換樹脂のうち下部に位置する樹脂すなわち上
下両樹脂層の界面から離れた部分の樹脂を酸による再生
後に脱塩塔内の第２カチオン層として用い、また上層の
アニオン交換樹脂をアルカリによる再生後にアニオン層
として用いて、残ったカチオン交換樹脂を酸による再生
後に第１カチオン層として用い、通水および再生をくり
かえすことにより復水を脱塩処理することを特徴とする
復水処理方法である。

この際、アンモニアサイクルによる運転を前提としてい
るので、前記第２カチオン層、アニオン層は再生後の通
水開始時点で不純物イオンを含有していてはならない。

しかし、アニオン層にＮａ形のカチオン交換樹脂が混入
することはさしつかえない。

本発明の実施態様を図面を参照して説明すると第１図に
示す例では脱塩工程を二基の脱塩塔１゜１′を用いて行
うもので、この場合第１塔１は第１カチオン層ａを設け
、第２塔１′には上層より順シこアニオン層ｂ、第２カ
チオン層Ｃを設けたものの２塔を直列にしたものに通水
して処理するもので、この場合、脱塩工程では第１カチ
オン層ａのみを逆洗およびスクラビングすることが可能
であり、特にボイラ起動時など懸濁粒子の多い水を処理
するのに適している。

即ち、復水２を第１塔１の塔頂部より流入させ、下向流
で通水し、第２塔１′を経て第２塔１′の塔底部から処
理水３を流出させるものである。この場合、樹脂の再生
は次のようにして行う。まず通水工程を終了した全樹脂
を第２図に示すような再生塔に移送する。続いて逆洗分
離を行いカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を分離す
る。ここで下層のカチオン交換樹脂層のうち上下両樹脂
層の界面から離れた下部の樹脂はほとんどアニオン交換
樹脂を含まない純粋なカチオン交換樹脂であり、これを
酸によって再生したのち第２塔１′の第２カチオン層Ｃ
として用いる。上層のアニオン交換樹脂をアルカリによ
って再生したのち第２塔１′内のアニオン層すとして用
いる。残りのカチオン交換樹脂は、酸で再生したのち、
前記第１塔１′内の第１カチオン層ａとして用いる。

なお樹脂の再生には次のような方法を用いると再生塔−
塔だけで再生ができ非常に効率的である。

すなわち、第２図例の再生塔４に移送された全樹脂を逆
洗分離したのち、塔底部から酸を上向流で通液し、塔頂
部からアルカリを下向流で通液し、カチオン交換樹脂層
とアニオン交換樹脂層の界面付近に設けられた集水ａ構
５から排出することにより、両樹脂を同時に再生するの
である。再生後、各脱塩塔ｌ、１′に樹脂を移送すれば
よい。ただし、この場合、集水機構５は上下両樹脂層界
面より下側のカチオン交換樹脂層ａ内に設け、アニオン
交換樹脂が酸と接触しないようにする必要がある。

図中６はアルカリ供給管、７は上部ディス■すピユータ
、８は酸価給管、９は逆洗水供給管、１０は下部ディス
トリビュータ、１１は逆洗廃水流出管である。

本発明方法によれば、アンモニアサイクルで用いるため
樹脂の再生頻度を低く抑えることができて経済的であり
、しかも第２カチオンに不純物をほとんど含まずアニオ
ン層中のＮａ形樹脂からリークするＮａ”イオンは第２
カチオン層で捕捉されるため、処理水中の不純物リーク
を著しく低くすることができ、さらに第１カチオン層或
いは第２カチオン層のみを別個に再生することが可能で
あって、しかも第１カチオン層を空気でスクラビングす
る以外、空気を用いないので樹脂粒の破砕がかなりの程
度抑えられることになるし、また第１段に分けてカチオ
ン交換樹脂層をおいているために後段のアニオン交換樹
脂の重金属による汚染を防止できる。即ち、カチオン交
換樹脂は重金属（水）酸化物の微細懸濁粒子を効率よ（
捕捉する性質をもっており、この性質は特に再生後のＨ
形樹脂で著しいが、ＮＨ，形の樹脂でもかなりの程度捕
捉するので、後段のアニオン交換樹脂の重金属汚染がか
なり防げることとなるし、従来の復水処理システムで生
じた諸問題点を適６１に解決し、運転維持管理も容易で
質的にも良好で経済的な処理水を得ることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示し、第１図は系統説明図、
第２図は本発明の実施に用いられる再生塔の縦断面図で
ある。 ａ・・・第１カチオン層、ｂ・・・アニオン層、Ｃ・・
・第２カチグン層、１．１’、１’・・・脱塩塔、２・
・・復水、３・・・処理水、４・・・再生塔、５・・・
集水機構。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）復水をイオン交換樹脂を充填した脱塩塔によって
   処理するに際し、脱塩塔として２塔以上用い通水の下流
   側から強酸性カチオン交換樹脂層（以下第２カチオン層
   とする）、強塩基性アニオン交換樹脂層（以下アニオン
   層とする）、強酸性カチオン交換樹脂層（以下第１カチ
   オン層とする）の順に配置できるように第１カチオン層
   を充填された第１脱塩塔と上層にアニオン層、下層に第
   ２カチオン層を充填された第２脱塩塔とを配備し、第１
   脱塩塔、第２脱塩塔の順に復水を流入させて各層に順次
   直列に通水して処理水を流出させることとし、このとき
   ３つの樹脂層に用いる樹脂は前記通水工程終了後の全樹
   脂を再生塔に移送して逆洗分離したときに、下層のカチ
   オン交換樹脂のうち下部に位置する樹脂すなわち上下両
   樹脂層の界面から離れた部分の樹脂を酸による再生後に
   脱塩塔内の第２カチオン層として用い、また上層のアニ
   オン交換樹脂をアルカリによる再生後にアニオン層とし
   て用い、残ったカチオン交換樹脂を酸による再生後に第
   １カチオン層として用いて、通水および再生をくりかえ
   すことにより復水を脱塩処理することを特徴とする復水
   処理方法。
2. （２）前記脱塩工程がアンモニアサイクルで運転するも
   のである特許請求の範囲第１項記載の復水処理方法。
3. （３）前記再生工程が、脱塩塔への通水工程終了後に脱
   塩塔内の全樹脂を一旦再生塔に移送して逆洗分離を行っ
   たのち、再生塔頂部のディストリビュータよりアルカリ
   を下向流で流し、再生塔底部のディストリビュータより
   酸を上向流で流し、上下両樹脂層の界面よりやや下部の
   カチオン交換樹脂層内に設けた集水機構より排出させて
   処理されるものである特許請求の範囲第１孔又は第１項
   記載の復水処理方法。
4. （４）前記脱塩工程が、第１カチオン層だけの逆洗およ
   びスクラビングも行うものである特許請求の範囲第１〜
   ３項のいずれか一つの項記載の復水処理方法。