KR102203041B1

KR102203041B1 - 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법

Info

Publication number: KR102203041B1
Application number: KR1020167034022A
Authority: KR
Inventors: 요이치 미야자키; 다케오 후쿠이
Original assignee: 쿠리타 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2021-01-13
Also published as: CN106458647A; WO2015189908A1; KR20170016844A; CN106458647B

Abstract

원수를 상향류 통수시키는 운전을 중단하고, 그 후 운전을 재개하는 운전 방식을 실시하는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법으로서, 재생형 이온 교환 장치에 특단의 수단을 설치할 필요도 없고, 조작이 간이하며, 시간도 걸리지 않아, 경제적인 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법이 제공된다.
용기 (1) 내에 이온 교환 수지 (4) 를 수용한 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법은, 그 재생형 이온 교환 장치에 원수를 상향류로 통수시키는 원수 통수 공정과, 그 재생형 이온 교환 장치에 대한 원수 통수를 정지한 통수 정지 공정을 갖는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법에 있어서, 그 원수 통수 공정의 종료 후, 통수 정지 공정의 전에, 그 용기에 이온 교환 수지 (4) 를 하방으로 눌러 이동시키기 위한 부세수를 하향류 통수시키는 부세수 통수 공정을 갖는다.

Description

재생형 이온 교환 장치의 운전 방법{OPERATING METHOD FOR REGENERATION TYPE ION EXCHANGE DEVICE}

본 발명은, 용기 내에 이온 교환 수지를 수용하여 이루어지는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법에 관한 것으로, 특히 채수 (採水) 시에 원수를 상향류로 통수시키는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 이 재생형 이온 교환 장치의 채수를 정지할 때의 공정의 개량에 관한 것이다.

용기 내에 이온 교환 수지를 수용한 재생형 이온 교환 장치에 원수를 통수시켜 처리수를 얻는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법으로서, 원수를 상향류로 통수시키는 상향류 통수 방식이 있다.

도 2a 는 이 재생형 이온 교환 장치의 구성을 나타내는 개략적인 종단면도로, 원통상의 용기 (1) 가 통 축심 방향을 상하 방향 (특히 연직 방향) 으로 하여 설치되어 있다. 이 용기 (1) 내의 상부와 하부에 각각 스트레이너 형상의 필터 (2, 3) 가 형성되어 있고, 그 필터 (2, 3) 사이에 이온 교환 수지 (4) 가 수용되어 있다. 이온 교환 수지 (4) 는 그 사용에 의해 수지 자체가 팽윤되어 그 체적이 증가하기 때문에, 통상적으로 이 체적의 증가를 예측하여, 상기 용기 (1) 내의 상부에 소정 높이 (h) 의 공간 (프리 보드부 (F)) 을 남긴 상태로 용기 (1) 내에 수용되어 있다.

이 이온 교환 수지의 원수 공급구 (5) 로부터 원수를 상향류로 통수시키면, 이온 교환 수지 (4) 는 이 수압에 의해 밀어 올려져, 도 2b 와 같이 상측의 필터 (2) 에 눌린 고정 바닥 상태가 되고, 이 상태로 채수가 실시된다. 처리수는, 용기 정상부의 유출구 (6) 로부터 유출된다. 용기 (1) 내로의 원수의 통수를 정지하면, 이온 교환 수지 (4) 를 밀어 올리는 힘이 소실되므로, 상기 고정 바닥을 형성하고 있던 이온 교환 수지 (4) 는, 용기 (1) 내에 있어서 하측 필터 (3) 측으로 침강 낙하하여, 통수 전의 수용 상태, 즉 도 2a 의 상태로 복귀한다.

이와 같이 이온 교환 수지 (4) 가 용기 (1) 내에서 침강 낙하하는 경우, 도 2c 와 같이 이온 교환 수지의 붕락부 (崩落部) (4a) 가 형성된다. 이 붕락부 (4a) 가 서서히 상방으로 이동하여, 결국에는 최상부의 이온 교환 수지 (4) 에까지 달하고 이온 교환 수지 (4) 의 낙하가 종료되어, 도 2a 의 상태로 복귀한다. 이 이온 교환 수지의 붕락부 (4a) 에 있어서는, 이온 교환 수지 입자가 서로 혼합되면서 낙하한다. 그 때문에, 이온 교환 수지 (4) 의 충전층의 하위측에 위치하고 있던 이온 교환 수지는 파과 (브레이크) 되어 있지만, 상위측에 위치하고 있던 이온 교환 수지는 아직 파과되지 않은 운전 중도 상태에서 원수 통수를 정지시켜 채수를 정지한 경우에는, 하위측의 파과된 수지와 상위측의 미파과 수지가 서로 혼합되어 버려, 다음번의 채수 운전 재개시에 처리 수질이 악화되는 경우가 있었다.

그 때문에, 상향류 채수, 하향류 재생 (향류 재생 방식) 으로 운전하는 재생형 이온 교환 장치는, 한 번 상향류 통수에 의해 채수를 개시하면, 채수 완료 (다음 재생) 까지 계속해서 연속 통수해야만 했다.

이 때문에, 순수 및 초순수의 사용량이 저하된 경우 등, 재생형 이온 교환 장치를 일단 정지하는 편이 좋은 경우라도, 순환 운전을 실시하여 연속해서 계속 운전하거나, 혹은 약품 재생을 실시할 필요가 있었기 때문에, 많은 시간과 비용이 들고 있었다.

일본 공개특허공보 소51-77583호의 제 2 페이지 우측 상란에 기재되어 있는 바와 같이, 상향류로 통액시킬 때의 이온 교환 수지의 유동화를 억제하는 수단으로는, 상향류에 의한 통수와 동시에 수지 바닥 상방으로부터 압력수 (밸런스수·하향류) 를 도입하여 수지 바닥이 떠오르는 것을 방지하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이 방법에서는, 상향류에 의한 통수와 동시에 수지 바닥 상방으로부터 압력수를 도입하기 때문에, 각 유량이나 압력의 조정이 복잡해진다. 이 방법은, 통수 정지시의 자연 침강에 의한 수지층의 흐트러짐을 억제하는 것은 아니다.

일본 공개특허공보 2003-220387호의 0034, 0035 단락에는, 이동 조정 수단을 형성함으로써, 통수 종료시의 이온 교환 수지가 상기 수지 통의 하부를 향해 낙하하는 속도를 감소시킴으로써, 상기와 같은 과제에 대처하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 이와 같은 이동 조정 수단을 형성하는 양태이면, 별도로 그 수단을 준비·설치해둘 필요가 있어, 대형 장치에서는 특히 탑 내부 구조가 복잡화되어, 비용 상승의 요인이 된다.

일본 공개특허공보 소51-77583호 일본 공개특허공보 2003-220387호

상기와 같이 상향류로 통수시켜 채수하는 재생형 이온 교환 장치는, 채수 도중에 일단 정지하면, 고정 바닥이 낙하할 때에 이온 교환 수지층이 흐트러져, 재차 채수를 개시했을 때에 정지 전의 수질을 반드시 유지할 수는 없다. 그 때문에, 상향류로 통수시켜 채수하는 재생형 이온 교환 장치는, 채수 도중에 일단 정지하고자 하는 경우에도 계속 운전해야만 했다.

본 발명은, 원수를 상향류 통수시켜 채수하는 방법으로서, 채수 운전을 중단하고, 그 후 채수 운전을 재개하는 운전 방식을 실시하는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법에 있어서, 재생형 이온 교환 장치에 특단의 수단을 설치할 필요도 없고, 조작이 간이하며, 시간도 걸리지 않아, 경제적인 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 용기 내에 이온 교환 수지를 수용한 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법은, 그 재생형 이온 교환 장치에 원수를 상향류로 통수시키는 원수 통수 공정과, 그 재생형 이온 교환 장치에 대한 원수 통수를 정지한 통수 정지 공정과, 그 원수 통수 공정의 종료 후, 통수 정지 공정의 전에, 그 용기에 이온 교환 수지층을 하방으로 눌러 이동시키기 위한 부세수 (付勢水) 를 하향류 통수시키는 부세수 통수 공정을 갖는다.

부세수로는, 이 재생형 이온 교환 장치로부터 얻어진 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 재생형 이온 교환 장치의 프리 보드부의 높이 (h) 는 10 ∼ 200 ㎜ 가 바람직하다.

상기 부세수의 통수시의 LV 는 20 ∼ 150 m/h 가 바람직하다. 부세수를 10 ∼ 60 sec 동안 통수시키는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상향류 운전에 의해 채수를 실시하는 재생형 이온 교환 장치에 있어서, 채수 도중에 채수 정지를 실시하는 경우나 채수 완료시 등 원수 통수 정지를 실시하는 경우에는, 통수 정지 직후에 이온 교환 수지층을 하방으로 가압하기 위한 부세수를 하향류로 통수시킨다. 이와 같이 부세수를 통수시킴으로써, 장치 내부의 이온 교환 수지층이 흐트러지지 않고 용기 내를 하방으로 이동하게 되어, 이온 교환 수지가 고정 바닥을 유지할 수 있다. 이 때문에, 재채수 (재시동) 후에도 정지 전과 동등한 수질을 확보할 수 있어 안정 운전이 가능해진다. 이온 교환 수지의 약품 재생을 실시하는 경우에 있어서도, 고효율로 재생을 실시할 수 있어 약품량의 삭감이 가능해진다.

도 1a, 1b, 1c 는 본 발명 방법의 설명도이다.
도 2a, 2b, 2c 는 종래예의 설명도이다.
도 3 은 일탑 복상식 재생형 이온 교환 장치의 단면도이다.
도 4 는 일탑 복상식 재생형 이온 교환 장치의 단면도이다.
도 5 는 일탑 복상식 재생형 이온 교환 장치의 단면도이다.

이하, 본 발명에 대해 도 1a ∼ 1c 를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명은, 용기 (1) 내의 필터 (2, 3) 사이에 이온 교환 수지 (4) 를 수용하여 이루어지는 재생형 이온 교환 장치에 있어서, 도 1a 와 같이 원수를 상향류로 통수시켜 채수를 실시한다. 원수의 상향류 통수를 정지하는 경우, 이 상향류 통수 정지 직후에 도 1b 와 같이 부세수를 용기 (1) 내에 하향류로 통수시키고, 이온 교환 수지 (4) 의 층 (고정 바닥 상태로 되어 있다) 을 전체적으로 일체로 하방으로 이동시켜, 도 1c 와 같이 이온 교환 수지 (4) 의 층을 고정 바닥 상태를 유지한 채로 하측의 필터 (3) 에 맞닿게 한다. 이 이온 교환 수지 (4) 의 층이 하방으로 이동하고 있는 동안에, 이온 교환 수지 (4) 의 층에 상기 도 2b 와 같은 붕락부 (4a) 는 형성되지 않아, 이온 교환 수지 입자의 혼합은 발생하지 않는다. 따라서, 재생형 이온 교환 장치에 대한 원수의 상향류 통수를 재개한 경우, 재개 직후부터 처리 수질이 양호한 것이 된다.

또한, 본 발명에서는, 도 1c 와 같이 이온 교환 수지 (4) 의 층의 하방 이동 종료 후, 이온 교환 수지의 재생을 실시해도 되고, 이온 교환 수지에 충분한 이온 교환 용량이 남아 있으면, 재생을 실시하지 않고 원수 통수를 재개하면 된다.

도 2a 와 같이, 프리 보드부 (F) 의 높이 (h) 가 과도하게 크면, 이온 교환 수지층이 흐트러지기 쉬워진다. 이온 교환 수지의 침강성은 비중에 따라 상이하므로, 비중을 고려하여 프리 보드부 (F) 의 높이 (h) 를 설정하는 것이 바람직하다. 음이온 교환 수지의 비중은 통상적으로 1.0 ∼ 1.2 이고, 양이온 교환 수지의 비중은 통상적으로 1.2 ∼ 1.7 이다. 프리 보드부의 높이 (h) 는 바람직하게는 10 ∼ 200 ㎜ 이고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 100 ㎜, 특히 바람직하게는 10 ∼ 50 ㎜ 이다. 양이온 교환 수지 쪽이 음이온 교환 수지보다 무거워 침강하기 쉬우므로, 프리 보드부를 지나치게 넓게 취하면 침강시에 혼합되기 쉬워진다. 그 때문에, 음이온 교환 수지를 충전한 경우와 비교하여, 양이온 교환 수지를 충전한 경우에는, 프리 보드부의 높이를 작게 하는 것이 보다 바람직하다.

프리 보드부의 높이 (h) 를 결정할 때에 이온 교환 수지층의 높이를 고려하는 것은 보다 바람직하다. 이온 교환 수지층의 높이는 통상적으로 500 ∼ 2000 ㎜ 의 범위이고, 프리 보드부의 높이 (h) 와 이온 교환 수지층의 높이 (H) 의 비 (h/H) 는 바람직하게는 1/50 ∼ 1/2.5, 보다 바람직하게는 1/20 ∼ 1/10 이다.

부세수를 하향류 통수시키는 경우의 LV 는, 지나치게 작으면 이온 교환 수지층을 일체로 이동시킬 수 없게 되므로, 20 m/h 이상인 것이 바람직하다. 이 LV 가 과대하면, 이온 교환 수지층의 상면 부근의 이온 교환 수지가 흐트러지므로, 이 LV 는 150 m/h 이하인 것이 바람직하다. 따라서, LV 는 20 ∼ 150 m/h 가 바람직하고, 30 ∼ 60 m/h 가 특히 바람직하다.

부세수의 하향류 통수는, 원수의 상향류 통수 정지 후 즉시 통수 개시하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 원수의 상향류 통수 정지 후, 즉시 특히 1 sec 이내에 부세수의 하향류 통수를 개시하는 것이 바람직하다. 부세수의 통수 계속 시간은 10 ∼ 60 sec 정도가 바람직하다.

재생형 이온 교환 장치는, 일탑 복상식, 다탑 복상식, 다탑 단상식, 단상식 등 중 어느 것이어도 된다. 일탑 복상식이면, 예를 들어, 도 3 ∼ 5 에 나타낸 바와 같은 구조의 것을 사용할 수 있다.

도 3 ∼ 5 는 일탑 2 상식 재생형 이온 교환 장치의 종단면도로, 도 3 은 채수시, 도 4 는 재생시, 도 5 는 부세수 통수시를 나타내고 있다. 이 재생형 이온 교환 장치 (40) 의 탑체 (41) 내의 상실 (20) 에 아니온 (음이온) 교환 수지 (21) 가 충전되고, 하실 (30) 에 카티온 (양이온) 교환 수지 (31) 가 충전되어, 탑체 (41) 내에 2 상 (床) 이 형성되어 있다.

재생형 이온 교환 장치 (40) 의 탑체 (41) 는 통 축심 방향을 연직 방향으로 한 원통부 (41a) 와, 정상부의 경판부 (鏡板部) (41b) 와, 바닥부의 경판부 (41c) 에 의해 외각이 구성되어 있다. 경판부 (41b) 는 위로 볼록하게 만곡되고, 경판부 (41c) 는 아래로 볼록하게 만곡되어 있다.

이 탑체 (41) 내가 차수성의 칸막이판 (42) 에 의해 상실 (20) 과 하실 (30) 의 2 실로 구획되어 있다. 이 실시형태에서는, 칸막이판 (42) 은, 물을 완전히 통과시키지 않는 금속 또는 합성 수지제의 것으로, 경판부 (41c) 와 동일하게 아래로 볼록하게 만곡되어 있다. 칸막이판 (42) 의 주연부는, 원통부 (41a) 의 내주면에 대하여 용접 등에 의해 수밀하게 결합되어 있다.

상실 (20) 내의 상부에 제 1 집배수 부재 (44) 가 배치되고, 이 제 1 집배수 부재 (44) 에 상부 급배 배관 (43) 이 접속되어 있다. 상실 (20) 내의 하부에 제 2 집배수 부재 (46) 가 설치되고, 이 집배수 부재 (46) 에 제 1 연통 배관 (45) 이 접속되어 있다. 하실 (30) 내의 상부에 제 3 집배수 부재 (49) 가 설치되고, 이 집배수 부재 (49) 에 제 2 연통 배관 (48) 이 접속되어 있다. 연통 배관 (45, 48) 은, 제 3 연통 배관 (51) 에 의해 접속되고, 이 연통 배관 (51) 에 52 가 설치되어 있다.

연통 배관 (45, 48) 의 말단부에는, 재생액의 급배 수단으로서의 밸브 (47, 50) 가 형성되어 있다. 하실 (30) 의 하부에는, 제 4 집배수 부재 (54) 가 설치되고, 이 집배수 부재 (54) 에 하부 급배 배관 (53) 이 설치되어 있다.

상실 (20) 내의 대부분에 아니온 교환 수지 (21) 가 충전되고, 이 아니온 교환 수지 (21) 의 상측에 입자상의 불활성 수지 (22) 가 충전되어 있다. 제 1 집배수 부재 (44) 는 이 불활성 수지 (22) 내에 매설되어 있다.

하실 (30) 내의 대부분에 카티온 교환 수지 (31) 가 충전되고, 이 카티온 교환 수지 (31) 의 상측에 입자상의 불활성 수지 (32) 가 충전되어 있다. 제 3 집배수 부재 (49) 는 이 불활성 수지 (32) 중에 매설되어 있다. 불활성 수지로는, 이온 교환 수지보다 비중이 작은 폴리아크릴로니트릴계 수지 등이 사용된다. 불활성 수지의 입경은, 이온 교환 수지와 동일한 정도가 바람직하다.

집배수 부재 (44, 46, 49, 54) 로는, 종래의 이온 교환 장치에서 사용되고 있는 집수판이나, 방사상으로 연장시킨 배관에 다수의 슬릿을 형성한 스트레이너 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 이온 교환 수지의 크기가 약 0.4 ㎜ 정도인 경우, 스트레이너로서 슬릿의 폭이 약 0.2 ㎜ 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 집배수 부재 (44, 46, 49, 54) 는, 경판부 (41b), 칸막이판 (42), 경판부 (41c) 를 따른 형상을 갖고 있어, 경판부 (41b), 칸막이판 (42), 경판부 (41c) 를 따른 데드 스페이스가 작은 것으로 되어 있다.

이 이온 교환 장치를 사용한 탈이온수의 생산 (채수) 시의 플로우를 도 3 에 나타낸다. 이 경우, 밸브 (52) 를 열림, 밸브 (47, 50) 를 닫힘으로 하여, 하부 급배 배관 (53) 으로부터 원수 (피처리수) 를 공급한다. 이 원수는 집배수 부재 (54), 카티온 교환 수지 (31), 불활성 수지 (32), 집배수 부재 (49), 연통 배관 (48, 52, 45), 집배수 부재 (46), 아니온 교환 수지 (21), 불활성 수지 (22), 집배수 부재 (44), 상부 급배 배관 (43) 의 순서로 흘러, 처리수 (탈이온수) 로서 취출된다.

집배수 부재 (54, 46) 로부터 원수가 상향류로 흐름으로써, 카티온 교환 수지 (31) 및 아니온 교환 수지 (21) 는 부상하여, 각각 불활성 수지 (32, 22) 의 층의 하면에 눌러진다. 이 채수를 정지하는 경우에는, 원수 통수 정지 직후에 도 5 와 같이 밸브 (52) 를 닫힘, 밸브 (47, 50) 를 열림으로 하여, 각 집배수 부재 (49, 44) 로부터 부세수를 하향류로 통수시키고, 부세 배수를 집배수 부재 (54, 46) 로부터 배출하여, 카티온 교환 수지 (31) 및 아니온 교환 수지 (21) 의 층 (고정 바닥 상태로 되어 있다) 을 각각 전체적으로 일체로 하방으로 이동시켜, 카티온 교환 수지 (31) 를 경판부 (41c) 에 착저시키고, 아니온 교환 수지 (21) 를 칸막이판 (42) 에 착저시킨다. 이로써, 카티온 교환 수지 (31) 와 불활성 수지 (32) 사이 및 아니온 교환 수지 (21) 와 불활성 수지 (22) 사이에 각각 프리 보드가 형성된다.

카티온 교환 수지 (31) 및 아니온 교환 수지 (21) 가 하방 이동하고 있는 동안, 각 카티온 교환 수지 (31) 의 층 및 아니온 교환 수지 (21) 의 층에는 상기 도 2b 와 같은 붕락부는 형성되지 않는다. 밸브 (52) 를 열림, 밸브 (47, 50) 를 닫힘으로 하여, 집수 부재 (44) 로부터 부세수를 하향류로 통수시키고, 하부 급배 배관 (53) 으로부터 배출하도록 상실과 하실을 일과식으로 부세수를 통수시키도록 해도 된다.

카티온 교환 수지 (31) 및 아니온 교환 수지 (21) 의 재생시에는, 도 4 와 같이 밸브 (52) 를 닫힘, 밸브 (47, 50) 를 열림으로 하여, 상부 급배 배관 (43) 으로부터 NaOH 등의 알칼리 용액을 공급함과 함께, 제 3 연통 배관 (48) 으로부터 HCl, H₂SO₄ 등의 산 용액을 공급한다. 알칼리 용액은, 집배수 부재 (44), 불활성 수지 (22), 아니온 교환 수지 (21), 집배수 부재 (46), 연통 배관 (45), 밸브 (47) 의 순서로 흘러 재생 폐수 (알칼리) 로서 유출되고, 이로써 아니온 교환 수지 (21) 가 재생된다. 산 용액은, 집배수 부재 (49), 불활성 수지 (32), 카티온 교환 수지 (31), 집배수 부재 (54), 하부 급배 배관 (53) 의 순서로 흘러 재생 폐수 (산) 로서 유출되고, 이로써, 카티온 교환 수지 (31) 가 재생된다.

재생 종료 후에는, 도 4 의 HCl 용액, NaOH 용액 대신에 각각 순수를 통수시켜, 각 경로 및 수지를 린스한 후, 필요에 따라 순수에 의해 상실과 하실을 개별적으로 하향류 세정하면서 세정 배수를 배출하고, 그 후, 순수를 상실 (20) 과 하실 (30) 사이에서 소정 시간 순환시키고, 이어서, 채수 공정으로 복귀한다. 이 재생시에는, 아니온 교환 수지 (21) 와 카티온 교환 수지 (31) 가 서로 혼합되는 일은 전혀 없다. 재생용의 알칼리 용액이 하실 (30) 에 유입되거나, 산 용액이 상실 (20) 에 혼입되는 경우가 전혀 없어, 역재생이 완전히 방지된다. 아니온 교환 수지 (21) 와 카티온 교환 수지 (31) 를 동시에 병행하여 재생할 수 있어, 재생 시간이 현저히 짧은 것이 된다.

이 이온 교환 장치는, 1 개의 탑체 (41) 내를 1 매의 칸막이판 (42) 에 의해 상하 2 실로 구획한 것으로, 탑체의 높이가 낮고, 설치 스페이스도 작다. 상실 (20) 과 하실 (30) 을 연통하는 배관 (45, 51, 48) 이 짧아도 된다.

이 이온 교환 장치에서는 집배수 부재 (54, 46, 49, 54) 가 경판부 (41b), 칸막이판 (42), 경판부 (41c) 를 따라 형성되어 있어, 물의 국부적인 체류가 방지된다.

이 이온 교환 장치에서는, 상실 (20) 및 하실 (30) 의 상부에 불활성 수지 (22, 32) 를 충전하고 있어, 아니온 교환 수지 (21) 및 카티온 교환 수지 (31) 의 유동이 방지되고, 채수시 및 재생시에 액이 균등하게 아니온 교환 수지 (21) 및 카티온 교환 수지 (31) 와 접촉하게 되어 있어, 고수질의 탈이온수가 얻어짐과 함께, 충분히 재생이 실시되게 된다.

도 3 ∼ 5 에서는, 상실 (20) 에 아니온 교환 수지를 수용하고, 하실 (30) 에 카티온 교환 수지를 수용하고 있지만, 반대로 해도 된다. 도 3 ∼ 5 에서는, 상실 (20) 과 하실 (30) 이 배관 (45, 51, 48) 을 통해 연통되어 있지만, 탑체 (41) 의 외부에 둘러처져 있는 한, 이것에 한정되지 않는다. 또, 도 3 ∼ 5 에서는, 3 개의 밸브 (47, 50, 52) 를 사용하고 있지만, 2 개의 3 방(方) 밸브를 사용하여 유로 전환을 실시하도록 해도 된다.

하향류 통수에 사용하는 부세수는, 이 재생형 이온 교환 장치의 처리수여도 되고, 후단의 처리수 중 어느 것이어도 되지만, 처리수 또는 그에 상당한 순도를 갖는 물을 사용하는 것이 바람직하다.

부세수의 하향류 통수는, 전단탑, 후단탑 각각 개별적으로 동시 통수 (병행 통수) 하거나, 혹은 후단탑 내로부터 그대로 전단탑까지 시리즈로 통수하는 방법 중 어느 것이어도 되지만, 전단탑, 후단탑 각각 개별적으로 병행 통수하는 것이 바람직하다.

실시예

[실시예 1]

도 3 에 나타내는 재생형 이온 교환 장치에 있어서, 내경 600 ㎜ 의 용기의 상단에 음이온 교환 수지를 높이가 1000 ㎜ 가 되도록 충전하고, 하단에 양이온 교환 수지를 높이가 500 ㎜ 가 되도록 충전하여, 일탑 복상식의 재생형 이온 교환 장치를 구성하였다. 프리 보드부의 높이 (h) 는 각각 200 ㎜ 로 설정하였다.

강염기성 음이온 교환 수지 : Dow MONOSPHERE 550A (OH) 비중 1.1

강산성 양이온 교환 수지 : Dow MONOSPHERE 650C (H) 비중 1.4

이 재생형 이온 교환 장치 (이온 교환 수지탑) 에 비저항 0.1 ㏁·㎝ (도전율 10 μS/㎝) 의 원수를 20 ㎥/h 로 상향류 통수시켰다. 통수 개시부터 3 시간 경과했을 때에 상향류 통수를 정지하고, 즉시 부세수를 10 ㎥/h (LV = 35 m/h) 로 15 sec 하향류 통수시키고, 그 후 1 시간 통수 정지 상태로 하였다. 이것을 1 사이클로 하여 복수 사이클 반복하였다. 처리수의 비저항의 시간 경과적 변화 및 채수량을 표 1 에 나타낸다. 또한, 채수량이란, 처리수의 비저항이 18 ㏁·㎝ 이하가 된 시점까지의 총 처리수량이다.

표 1 과 같이, 실시예 1 에서는, 통수 개시부터 77 시간 경과할 때까지 처리수의 비저항은 18.2 ㏁·㎝ 이고, 84 시간 경과하면 18.0 ㏁·㎝ 가 되었다. 이 84 시간의 총 채수량은 1440 ℓ 였다.

[비교예 1]

원수 통수 정지 후의 부세수 하향류 통수를 실시하지 않았던 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 재생형 이온 교환 장치의 운전을 실시하였다. 처리수의 비저항의 시간 경과적 변화 및 채수량을 표 1 에 나타낸다.

표 1 과 같이, 비교예 1 에서는 통수 개시부터 28 시간 경과할 때까지는 처리수의 비저항은 18.2 ㏁·㎝ 였지만, 35 시간이 경과하면 처리수의 비저항은 15.5 ㏁·㎝ 로 저하되었다. 그 때문에, 총 채수량은 570 ℓ 였다.

[비교예 2]

원수의 통수 정지를 실시하지 않고, 연속해서 통수한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 재생형 이온 교환 장치를 운전하였다. 처리수의 비저항의 시간 경과적 변화 및 채수량을 표 1 에 나타낸다.

비교예 2 에서는, 실시예 1 과 동일하게, 통수 개시부터 77 시간 경과할 때까지 처리수의 비저항은 18.2 ㏁·㎝ 이고, 84 시간 경과하면 18.0 ㏁·㎝ 가 되었다. 이 84 시간의 총 채수량은 1440 ℓ 였다.

[비교예 3]

프리 보드부의 높이 (h) 를 300 ㎜ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 재생형 이온 교환 장치를 운전하였다. 처리수의 비저항의 시간 경과적 변화 및 채수량을 표 1 에 나타낸다.

비교예 3 에서는, 통수 개시부터 42 시간까지는 처리수의 비저항은 18.2 ㏁·㎝ 였지만, 49 시간이 경과하면 17.5 ㏁·㎝ 로 저하되었다. 그 때문에, 총 채수량은 680 ℓ 였다.

표 1 과 같이, 실시예 1 에 의하면 원수의 통수를 반복해서 중단했음에도 불구하고 채수량이 많다. 실시예 1 의 채수량은, 연속 운전한 비교예 2 와 동량으로, 이온 교환 수지의 교환 용량을 충분히 이용할 수 있는 것이 확인되었다.

비교예 3 은 실시예 1 보다 채수량이 적다. 비교예 1 은 그보다 더욱 채수량이 적다.

이상의 실시예로부터도 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 채수 도중에 원수 통수 정지를 반복해서 실시한 경우라도, 연속 통수한 경우와 동등한 채수량을 확보할 수 있다.

본 발명을 특정한 양태를 이용하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 여러 가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.

본 출원은 2013년 4월 25일자로 출원된 일본 특허 출원 2013-092659에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

Claims

용기 내에 이온 교환 수지층을 갖는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법으로서,
그 재생형 이온 교환 장치에 원수가 상향류로 통수되는 원수 통수 공정과,
그 재생형 이온 교환 장치에 대한 원수 통수가 중단된 통수 정지 공정을 갖고,
그 원수 통수 공정에서는 그 이온 교환 수지층이 원수의 통수압에 의해 밀어 올려진 상태가 되는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법에 있어서,
그 원수 통수 공정의 종료 후, 그 원수 통수 공정에서 밀어 올려진 이온 교환 수지층을 전체적으로 일체로 하방으로 눌러 이동시키기 위한 부세수를 하향류 통수시키는 것을 특징으로 하는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 부세수로서 상기 재생형 이온 교환 장치로부터 얻어진 탈이온수를 사용하고, 원수 통수 공정의 종료 후, 1 sec 이내에 부세수 통수를 개시하는 것을 특징으로 하는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 재생형 이온 교환 장치의 프리 보드부의 높이가 10 ∼ 200 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 부세수의 통수시의 LV (Linear Velocity, 선속도) 가 20 ∼ 150 m/h 인 것을 특징으로 하는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부세수를 10 ∼ 60 sec 동안 통수시키는 것을 특징으로 하는 재생형 이온 교환 장치의 운전 방법.