KR20190046718A - Operation method of water quality management system and water quality management system - Google Patents
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Abstract
재생식 이온 교환 장치 (1) 와, 이온 농도계 (22) 를 갖는 수질 측정 장치 (2) 와, 재생식 이온 교환 장치 (1) 로부터 배출되는 처리수 (W1) 를 유통하는 제 1 배출관 (3) 과, 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 1 배출관 (3) 으로부터 분기되어 있고, 처리수 (W1) 를 수질 측정 장치 (2) 에 공급하는 제 2 배출관 (4) 을 구비하는 수질 관리 시스템 (10). 이러한 수질 관리 시스템에 의하면, 초순수 제조 장치의 1 차 순수 시스템에 사용하는 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 나트륨 이온 (Na+) 이나 염화물 이온 (Cl-) 의 농도를 안정적으로 저하시킬 수 있고, 따라서, 후단의 서브 시스템에 사용하는 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 나트륨 이온 (Na+) 농도나 염화물 이온 (Cl-) 농도의 단기 변동을 억제할 수 있다.A regeneration type ion exchange device 1, a water quality measuring device 2 having an ion concentration meter 22 and a first discharge pipe 3 for distributing treated water W1 discharged from the regenerative ion exchanger 1, And a second discharge pipe 4 branched from the first discharge pipe 3 via the automatic valve 5 and supplying the treated water W1 to the water quality measuring device 2, ). According to this water quality management system, it is possible to stably lower the concentration of sodium ions (Na + ) or chloride ions (Cl - ) in the treated water discharged from the regenerative ion exchange apparatus used in the primary pure water system of the ultrapure water producing apparatus Therefore, it is possible to suppress the short-term fluctuation of the sodium ion (Na + ) concentration or the chloride ion (Cl - ) concentration in the treatment water discharged from the non-raw material ion exchange apparatus used in the downstream subsystem.
Description
본 발명은, 재생식 이온 교환 장치, 특히, 전자 제품 등을 제조하는 과정에서 사용하는 초순수 제조 장치의 1 차 순수 시스템에 사용하는 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수의 수질을 관리하는 수질 관리 시스템 및 이 시스템의 운전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a regeneration type ion exchange apparatus, and particularly to a regeneration type ion exchange apparatus for use in a primary pure water system of an ultrapure water production apparatus used in the process of manufacturing an electronic product, And a method of operating the system.
초순수 제조 장치는, 일반적으로, 전처리 시스템, 1 차 순수 시스템, 2 차 순수 시스템 (서브 시스템) 에 의해 구성된다. 전처리 시스템은, 응집, 가압 부상 (침전), 여과 (막여과) 장치 등을 구비하고, 원수 (原水) 중의 현탁 물질이나 콜로이드 물질의 제거를 실시한다. 전처리 시스템에 의한 처리 과정에서는, 고분자계 유기물, 소수성 유기물 등을 제거할 수도 있다. 1 차 순수 시스템은, 기본적으로 역침투 (RO) 막 분리 장치 및 재생형 이온 교환 장치 (혼상식 (混床式) 또는 4 상 5 탑식 등) 를 구비한다. RO 막 분리 장치에서는, 염류를 제거함과 함께, 이온성, 콜로이드성의 TOC 성분을 제거한다. 재생형 이온 교환 장치에서는, 염류를 제거함과 함께, 이온 교환 수지에 의해 흡착 또는 이온 교환되는 TOC 성분의 제거도 실시한다.The ultrapure water producing apparatus is generally constituted by a pretreatment system, a primary pure water system, and a secondary pure water system (subsystem). The pretreatment system has a device for coagulation, pressurization (sedimentation), filtration (membrane filtration), etc., and removes suspended substances and colloidal substances in raw water. In the treatment process by the pretreatment system, polymer-based organic substances, hydrophobic organic substances and the like may be removed. The primary pure water system is basically equipped with a reverse osmosis (RO) membrane separator and a regenerative ion exchanger (mixed bed type or four-phase five-column type). In the RO membrane separator, salts are removed and ionic and colloidal TOC components are removed. In the regenerative ion exchanger, the salt is removed and the TOC component adsorbed or ion-exchanged by the ion exchange resin is also removed.
서브 시스템은, 기본적으로 저압 자외선 (UV) 산화 장치, 비재생형 혼상식 이온 교환 장치 및 한외 여과 (UF) 막 분리 장치를 구비하고, 1 차 순수의 순도를 보다 더 높임으로써 초순수를 제조한다. 저압 UV 산화 장치에서는, 저압 자외선 램프로부터 나오는 185 ㎚ 의 자외선에 의해 TOC 성분을 유기산, 나아가서는 CO2 까지 분해한다. 분해에 의해 생성된 유기물 및 CO2 는, 후단의 비재생형 혼상식 이온 교환 장치로 제거한다. UF 막 분리 장치에서는, 미립자를 제거함과 함께, 이온 교환 수지의 유출 입자의 제거도 실시한다.The sub-system basically comprises a low-pressure ultraviolet (UV) oxidizer, a non-regenerative mixed-bed ion exchange device, and an ultrafiltration (UF) membrane separator to produce ultrapure water by further increasing the purity of the primary pure water. In the low pressure UV oxidation apparatus, the TOC component is decomposed to organic acid and further to CO 2 by ultraviolet rays of 185 nm emitted from a low-pressure ultraviolet lamp. The organic matter and CO 2 produced by the decomposition are removed by a non-regenerating mixed-bed type ion exchange apparatus at the subsequent stage. In the UF membrane separation apparatus, the fine particles are removed, and the outflow particles of the ion exchange resin are also removed.
상기 서술한 바와 같은 초순수 제조 장치에 있어서, 1 차 순수 시스템에 사용되는 재생식 이온 교환 장치는, 요구되는 처리수의 수질에 따라 1 탑 또는 탈기 장치를 포함하는 복수의 탑으로 구성되고, 전단에 역침투 (RO) 막 장치를 갖는 것이 일반적이다. 그리고, 이 재생식 이온 교환 장치의 후단에는, 비재생식 이온 교환 장치를 구비한 서브 시스템이 형성된다. In the ultrapure water producing apparatus as described above, the regenerative ion exchange apparatus used in the primary pure water system is composed of a plurality of towers including one tower or a degassing apparatus depending on the quality of water to be treated, It is common to have a reverse osmosis (RO) membrane device. At the downstream end of the regenerative ion exchanger, a subsystem having a non-regenerative ion exchanger is formed.
종래, 상기 서술한 바와 같은 재생식 이온 교환 장치에서는, 채수와 재생을 반복하면서, 전기 화학적으로 수중의 이온류의 제거를 실시하고 있다. 또한, 재생이란, 이온 교환 장치의 이온 교환의 기능이 저하되었을 경우에, 이온 교환 장치에 충전되어 있는 아니온 교환 수지나 카티온 교환 수지 등의 이온 교환 수지를, 염산 (HCl) 또는 수산화나트륨 (NaOH) 등의 재생 약품에 접촉시켜, 재생하는 것이다. 피처리수 중의 이온류를 주로 제거하는 이온 교환 장치로 처리된 처리수의 이온 농도는, 공급되는 피처리수의 이온 농도와 처리수량 (공간 속도와 선속도) 에 따라 정해지기 때문에, 통상, 상기 서술한 바와 같은 재생식 이온 교환 장치에 있어서는, 처리수의 저항률 (또는 전기 전도도) 에 임계값을 설정하고, 이 임계값을 초과한 시점에서 재생 약품에 의해 이온 교환 수지의 재생을 실시하고 있다. 그러나, 재생 후의 이온 교환 수지 중에 잔존하는 재생 약품에서 기인하여, 이온을 제거한 후의 채수시의 처리수에는 나트륨 이온 (Na+) 또는 염화물 이온 (Cl-) 이 존재해 버린다.Conventionally, in the regenerative ion exchange apparatus as described above, ions are removed from the water electrochemically while repeating the collection and regeneration. Regeneration refers to regeneration of an ion exchange resin such as anion exchange resin or cation exchange resin charged in an ion exchange apparatus in the presence of hydrochloric acid (HCl) or sodium hydroxide NaOH), and the like. Since the ion concentration of the treated water treated with the ion exchange apparatus that mainly removes the ions in the for-treatment water is determined according to the ion concentration of the supplied water to be treated and the treated amount (space velocity and linear velocity) In the regenerative ion exchange apparatus as described, a threshold value is set for the resistivity (or electrical conductivity) of the treated water, and regeneration of the ion exchange resin is carried out by the regenerating agent at a point of time when the threshold value is exceeded. However, sodium ions (Na < + & gt ; ) or chloride ions (Cl < - >) are present in the water treated at the time of water collection after ions are removed due to the regenerating agent remaining in the ion-
최근, 서브 시스템에 사용되는 비재생식 이온 교환 장치에 있어서, 처리수 중의 나트륨 이온 (Na+) 농도나 염화물 이온 (Cl-) 농도의 단기 변동이 현재화됨과 함께, 이 비재생식 이온 교환 장치의 처리수를 반도체 제품의 세정에 사용했을 경우, 제조된 반도체 제품의 수율의 저하를 초래할 우려가 있는 것을 알 수 있었다.Recently, in the non-production type ion exchange apparatus used in the subsystem, short-term fluctuation of the sodium ion (Na + ) concentration or the chloride ion (Cl - ) concentration in the treated water becomes present, It has been found that when water is used for washing semiconductor products, the yield of the produced semiconductor products may be lowered.
그래서, 상기 서술한 바와 같은 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 나트륨 이온 (Na+) 농도나 염화물 이온 (Cl-) 농도의 변동의 원인에 대해, 본 발명자가 검토한 결과, 1 차 순수 시스템에 사용되는 재생식 이온 교환 장치의 처리수의 나트륨 이온 (Na+) 농도나 염화물 이온 (Cl-) 농도가, 후단의 서브 시스템에 사용되는 비재생식 이온 교환 장치의 처리수의 수질에 영향을 미치고 있는 것을 알 수 있었다.As a result, the inventors of the present invention have investigated the cause of the fluctuation of the sodium ion (Na + ) concentration and the chloride ion (Cl - ) concentration in the treated water discharged from the above-described regenerative ion exchanger, The sodium ion (Na + ) or chloride ion (Cl - ) concentration of the treated water in the regenerative ion exchanger used in the system affects the water quality of the treated water of the non - I was able to find out what was going on.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 초순수 제조 장치의 1 차 순수 시스템에 사용하는 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 나트륨 이온 (Na+) 이나 염화물 이온 (Cl-) 의 농도를 안정적으로 저하시킬 수 있고, 따라서, 후단의 서브 시스템에 사용하는 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 나트륨 이온 (Na+) 농도나 염화물 이온 (Cl-) 농도의 단기 변동을 억제할 수 있는 수질 관리 시스템 및 수질 관리 시스템의 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is regenerative sodium ions in the treated water discharged from the ion exchanger (Na +) and chloride ion (Cl -) used in the primary pure water system of a pure water manufacturing apparatus to be made in view of the above problems, stable concentrations of (Na + ) concentration or chloride ion (Cl - ) concentration in the treated water discharged from the non-raw material ion exchange apparatus used in the downstream subsystem, Management system and a method of operating a water quality management system.
상기 과제를 해결하기 위해, 첫 번째로 본 발명은, 재생식 이온 교환 장치와, 이온 농도계를 갖는 수질 측정 장치와, 상기 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수를 유통하는 제 1 배출관과, 상기 제 1 배출관으로부터 분기되어 있고, 상기 처리수를 상기 수질 측정 장치에 공급하는 제 2 배출관을 구비하는 수질 관리 시스템을 제공한다 (발명 1).In order to solve the above-described problems, first, the present invention provides a regeneration type ion exchange apparatus comprising a regeneration type ion exchange apparatus, a water quality measurement apparatus having an ion concentration meter, a first discharge pipe for circulating treated water discharged from the regenerative ion exchange apparatus, And a second discharge pipe branched from the first discharge pipe and supplying the treated water to the water quality measuring device (Invention 1).
이러한 발명 (발명 1) 에 의하면, 수질 측정 장치에 의해, 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수의 저항률뿐만 아니라 이온 농도도 측정할 수 있으므로, 이 측정값에 기초하여 이온 교환 수지의 재생의 적부를 관리함으로써, 처리수 중의 이온 농도를 안정적으로 저하시킬 수 있고, 따라서, 후단의 서브 시스템에 사용하는 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 이온 농도의 단기 변동을 억제하는 것이 가능해진다. 또, 수질 측정 장치가, 제 1 배출관 상에 형성되어 있는 것은 아니며, 예를 들어 자동 밸브를 개재하여 제 1 배출관으로부터 분기되는 제 2 배출관에 접속되어 있음으로써, 자동 밸브의 전환 조작에 의해, 필요에 따른 타이밍에, 처리수의 수질을 간이하게 측정하는 것이 가능해진다.According to the invention (invention 1), not only the resistivity of the treated water discharged from the regenerative ion exchanger but also the ion concentration can be measured by the water quality measuring device, and therefore, It is possible to stably lower the ion concentration in the treated water and to suppress short-term fluctuations in the ion concentration in the treated water discharged from the non-raw material ion exchange apparatus used in the downstream subsystem. Further, the water quality measuring device is not formed on the first discharge pipe, but is connected to the second discharge pipe branched from the first discharge pipe via the automatic valve, for example, It is possible to easily measure the quality of the treated water at the timing corresponding to the timing of the process.
상기 발명 (발명 1) 에 있어서는, 상기 재생식 이온 교환 장치가 복수의 재생식 이온 교환탑을 갖는 경우에 있어서, 상기 재생식 이온 교환 장치의 최후단의 재생식 이온 교환탑으로부터 유출되는 유출수를 상기 처리수로 하는 것이 바람직하다 (발명 2).In the above invention (Invention 1), when the regenerative ion exchange apparatus has a plurality of regenerable ion exchange columns, the effluent flowing out from the regenerative ion exchange column at the rearmost end of the regenerative ion exchanger It is preferable to use treated water (invention 2).
재생식 이온 교환 장치가 복수의 재생식 이온 교환탑을 갖는 경우에, 후단의 서브 시스템에 유입되는 피처리수 중의 이온 농도를 저하시키기 위해서는, 최후단의 재생식 이온 교환탑의 처리수 중의 이온 농도를 저하시키면 된다. 이러한 발명 (발명 2) 에 의하면, 최후단의 재생식 이온 교환탑의 유출수를 처리수로 하여, 이온 농도 (및 저효율) 를 측정하고, 이 측정값에 기초하여 이온 교환 수지의 재생의 적부를 관리함으로써, 처리수 중의 이온 농도를 안정적으로 저하시킬 수 있고, 따라서, 후단의 서브 시스템에 사용하는 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 이온 농도의 단기 변동을 억제하는 것이 가능해진다.In the case where the regenerative ion exchange apparatus has a plurality of regenerable ion exchange columns, in order to lower the concentration of ions in the for-treatment water flowing into the downstream subsystem, the ion concentration . According to the invention (invention 2), the ion concentration (and the low efficiency) is measured using the effluent of the last-stage regenerative ion exchange column as the treated water, and the adequacy of regeneration of the ion exchange resin It is possible to stably lower the ion concentration in the treated water and to suppress short-term fluctuations in the ion concentration in the treated water discharged from the non-raw material ion exchange apparatus used in the downstream subsystem.
상기 발명 (발명 1, 2) 에 있어서는, 상기 처리수를 채수하기 위한 채수 모드와, 상기 재생식 이온 교환 장치를 재생하기 위한 재생 모드를 포함하는 운전 모드를 자동적으로 전환하는 자동 전환 제어 수단을 구비하고, 상기 자동 전환 제어 수단이, 상기 수질 측정 장치의 측정값에 따라, 상기 운전 모드의 자동 전환 제어를 실시하는 것이 바람직하다 (발명 3).In the above invention (
이러한 발명 (발명 3) 에 의하면, 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수의 이온 농도 (및 저효율) 를 수질 측정 장치에 의해 측정하고, 이 측정값에 따라, 재생식 이온 교환 장치의 운전 모드를 자동적으로 채수 모드 또는 재생 모드로 전환할 수 있으므로, 재생식 이온 교환 장치의 재생을 적절히 관리하는 것이 가능해지고, 따라서 후단의 서브 시스템에 유입되는 피처리수 중의 이온의 농도를 제어하는 것이 가능해진다.According to this invention (invention 3), the ion concentration (and the low efficiency) of the treated water discharged from the regenerative ion exchanger is measured by a water quality measuring device, and the operation mode of the regenerative ion exchanger The regeneration mode of the regeneration type ion exchange apparatus can be appropriately controlled and the concentration of ions in the for-treatment water flowing into the downstream subsystem can be controlled.
상기 발명 (발명 1 - 3) 에 있어서는, N 개 (N 은 2 이상의 정수 (整數)) 의 병렬로 형성되는 상기 재생식 이온 교환 장치와, N 개 이하의 병렬로 형성되는 상기 수질 측정 장치를 구비하고, 상기 N 개의 재생식 이온 교환 장치의 각각으로부터 배출되는 각 처리수가, 상기 N 개 이하의 수질 측정 장치의 각각에 공급 가능하게 구성되는 것이 바람직하다 (발명 4).In the above invention (invention 1-3), the regenerative ion exchanger formed in parallel with N (N is an integer of 2 or more) and the water quality measuring apparatus formed in parallel with N or less are provided , And each treated water discharged from each of the N regenerative ion exchange apparatuses is configured to be supplied to each of the N or less water quality measuring apparatuses (invention 4).
종래의 이온 농도를 측정하는 이온 농도계는, 개체차에 따라 그 측정값에 수백 ng/ℓ 레벨의 농도 범위에서 편차가 생겨 버린다. 따라서, 재생식 이온 교환 장치가 복수 병렬로 형성되는 경우에, 각 계열에 대해 처리수의 이온 농도를 측정하기 위해서 이온 농도계를 형성하면, 각 이온 농도계의 교정과 크로스체크에 시간을 필요로 하여, 필요에 따른 타이밍에 처리수의 수질의 관리를 적절히 실시할 수 없는 상황이 발생하고 있었다. 이러한 발명 (발명 4) 에 의하면, 재생식 이온 교환 장치가 N 개 (N 은 2 이상의 정수) 병렬로 형성되는 경우에도, 하나의 수질 관리 시스템에 의해, 필요에 따른 타이밍에, 특정한 재생식 이온 교환 장치를 선택하여 수질의 측정을 실시할 수 있으므로, 재생식 이온 교환 장치마다 이온 농도계 (수질 측정 장치) 를 형성한 경우에 비해, 처리수의 수질의 관리가 간이하고, 또한 이온 농도를 억제한 처리수를 안정적으로 후단의 서브 시스템에 유입하는 것이 가능해진다. 또, 하나의 수질 관리 시스템에 의해 복수의 재생식 이온 교환 장치의 수질을 관리할 수 있기 때문에, 재생식 이온 교환 장치마다 이온 농도계 (수질 측정 장치) 를 형성할 필요가 없는 점에서, 경제적 효과도 크다. 이 효과는, 특히 수질 측정 장치의 개수가 재생식 이온 교환 장치의 개수보다 작은 경우에 현저하다.Conventionally, the ion concentration meter for measuring the ion concentration has a deviation in the concentration range of several hundred ng / liter level in the measured value depending on the individual difference. Therefore, when a plurality of regenerative ion exchange apparatuses are formed in parallel, if an ion concentration meter is formed to measure the ion concentration of the treated water for each series, time is required for calibration and cross-checking of each ion concentration meter, There has been a situation where the management of the quality of the treated water can not be appropriately carried out at the timing according to necessity. According to the invention (invention 4), even when the regenerative ion exchanger is formed in parallel with N (N is an integer of 2 or more), it is possible to perform a specific regenerative ion exchange (Water quality measuring device) is provided for each of the regenerative ion exchange apparatuses, it is possible to simplify the management of the quality of the treated water and to perform the treatment for suppressing the ion concentration It is possible to stably enter the downstream subsystem. In addition, since the water quality of a plurality of regenerative ion exchange apparatuses can be managed by one water quality management system, there is no need to form an ion density meter (water quality measuring apparatus) for each regenerative ion exchange apparatus, Big. This effect is remarkable particularly when the number of water quality measuring devices is smaller than the number of regenerative ion exchange devices.
두 번째로 본 발명은, 상기 발명 1 내지 상기 발명 4 중 어느 것에 기재된 수질 관리 시스템의 운전 방법으로서, 상기 처리수의 이온 농도를 상기 이온 농도계에 의해 측정하는 공정과, 상기 측정한 이온 농도의 측정값에 기초하여, 상기 처리수를 채수하기 위한 채수 모드와 상기 재생식 이온 교환 장치를 재생하기 위한 재생 모드를 자동 전환 제어하는 공정을 구비하는 수질 관리 시스템의 운전 방법을 제공한다 (발명 5).Secondly, the present invention provides a method for operating a water quality management system according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, comprising the steps of: measuring the ion concentration of the treated water by the ion concentration meter; And a step of automatically switching and controlling a watering mode for collecting the treated water and a regeneration mode for regenerating the regenerative ion exchange apparatus based on the value of the water quality management system.
이러한 발명 (발명 5) 에 의하면, 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수의 저항률뿐만 아니라 이온 농도도 측정할 수 있으므로, 이 측정값에 기초하여 운전 모드를 자동적으로 채수 모드 또는 재생 모드로 전환하는 것이 가능해진다. 따라서, 재생식 이온 교환 장치가 복수의 재생식 이온 교환탑을 갖는 경우나, 복수 병렬로 형성되는 경우에도, 처리수의 수질을 적절히 관리할 수 있고, 따라서, 후단의 서브 시스템에 사용하는 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 이온 농도의 단기 변동을 억제하는 것이 가능해진다.According to the invention (invention 5), not only the resistivity of the treated water discharged from the regenerative ion exchanger but also the ion concentration can be measured. Therefore, the operation mode is automatically switched to the water sampling mode or the regeneration mode Lt; / RTI > Therefore, even when the regenerative ion exchange apparatus has a plurality of regenerative ion exchange columns or a plurality of the regenerative ion exchange columns are formed in parallel, it is possible to appropriately manage the quality of the water to be treated, It is possible to suppress the short-term fluctuation of the ion concentration in the treated water discharged from the ion exchange apparatus.
본 발명에 의하면, 수질 측정 장치에 의해, 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수의 저항률뿐만 아니라 이온 농도도 측정할 수 있으므로, 이 측정값에 기초하여 이온 교환 수지의 재생의 적부를 관리함으로써, 처리수 중의 이온 농도를 안정적으로 저하시킬 수 있고, 따라서, 후단의 서브 시스템에 사용하는 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수 중의 이온 농도의 단기 변동을 억제하는 것이 가능해진다. 또, 수질 측정 장치가, 제 1 배출관 상에 형성되어 있는 것은 아니며, 자동 밸브를 개재하여 제 1 배출관으로부터 분기되는 제 2 배출관에 접속되어 있음으로써, 자동 밸브의 전환 조작에 의해, 필요에 따른 타이밍에, 처리수의 수질을 간이하게 측정하는 것이 가능해진다. According to the present invention, not only the resistivity of the treated water discharged from the regenerative ion exchange apparatus but also the ion concentration can be measured by the water quality measuring apparatus, and therefore, by appropriately managing the regeneration of the ion exchange resin based on the measured value, It is possible to stably lower the ion concentration in the treated water and thus to suppress the short-term fluctuation of the ion concentration in the treated water discharged from the non-raw material ion exchange apparatus used in the downstream subsystem. In addition, the water quality measuring device is not formed on the first discharge pipe but connected to the second discharge pipe branched from the first discharge pipe through the automatic valve, whereby the timing It is possible to easily measure the quality of the treated water.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 수질 관리 시스템을 나타내는 개략 계통도이다. 도 1 에 있어서, 수질 관리 시스템은 제 1 예의 재생식 이온 교환 장치를 구비하고 있다.
도 2 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 수질 관리 시스템을 나타내는 개략 계통도이다. 도 2 에 있어서, 각 계열의 재생식 이온 교환 장치에 대해서는 그 표시를 생략하고 있다.
도 3 은, 본 발명의 수질 관리 시스템이 구비하는 재생식 이온 교환 장치의 제 2 예를 나타내는 개략 계통도이다.
도 4 는, 본 발명의 수질 관리 시스템이 구비하는 재생식 이온 교환 장치의 제 3 예를 나타내는 개략 계통도이다.
도 5 는, 본 발명의 수질 관리 시스템이 구비하는 재생식 이온 교환 장치의 제 4 예를 나타내는 개략 계통도이다.
도 6 은, 본 발명의 수질 관리 시스템이 구비하는 재생식 이온 교환 장치의 제 5 예를 나타내는 개략 계통도이다.
도 7 은, 본 발명의 수질 관리 시스템이 구비하는 재생식 이온 교환 장치의 제 6 예를 나타내는 개략 계통도이다. 1 is a schematic diagram showing a water quality management system according to a first embodiment of the present invention. In Fig. 1, the water quality management system is provided with the regenerative ion exchange apparatus of the first example.
2 is a schematic diagram showing a water quality management system according to a second embodiment of the present invention. In Fig. 2, the indication of the regenerative ion exchanger of each series is omitted.
3 is a schematic diagram showing a second example of a regenerative ion exchanger provided in the water quality management system of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a third example of a regenerative ion exchanger provided in the water quality management system of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a fourth example of the regenerative ion exchanger provided in the water quality management system of the present invention.
6 is a schematic diagram showing a fifth example of a regenerative ion exchanger provided in the water quality management system of the present invention.
7 is a schematic diagram showing a sixth example of the regenerative ion exchanger provided in the water quality management system of the present invention.
이하, 본 발명의 수질 관리 시스템의 실시형태에 대해, 적절히 도면을 참조하여 설명한다. 이하에 설명하는 실시형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로서, 전혀 본 발명을 한정하는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the water quality management system of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The embodiments described below are for the purpose of facilitating understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention at all.
[제 1 실시형태][First Embodiment]
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 수질 관리 시스템 (10) 을 나타내는 개략 계통도이다. 도 1 에 있어서, 수질 관리 시스템 (10) 은, 재생식 이온 교환 장치 (1) 와, 저항률계 (21) 와 이온 농도계 (22) 를 갖는 수질 측정 장치 (2) 와, 재생식 이온 교환 장치 (1) 로부터 배출하는 이온 교환 처리수 (W1) 를 유통하는 제 1 배출관 (3) 과, 이온 교환 처리수 (W1) 를 수질 측정 장치 (2) 에 공급하는 제 2 배출관 (4) 을 구비하고, 제 2 배출관 (4) 이, 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 1 배출관 (3) 으로부터 분기되어 있는 구성이다. 또, 수질 관리 시스템 (10) 은, 이온 교환 처리수 (W1) 를 채수하기 위한 채수 모드와, 재생식 이온 교환 장치 (1) 를 재생하기 위한 재생 모드를 포함하는 운전 모드를 자동적으로 전환하는 자동 전환 제어 수단 (도시 생략) 을 구비한다. 또한, 제 1 실시형태에 있어서, 수질 관리 시스템 (10) 이 구비하고 있는 재생식 이온 교환 장치 (1) 를, 재생식 이온 교환 장치의 제 1 예로 한다.1 is a schematic diagram showing a water
<재생식 이온 교환 장치><Regenerative Ion Exchange Apparatus>
본 실시형태에 있어서, 재생식 이온 교환 장치 (1) 를 구성하는 재생식 이온 교환탑 (11) 은, 원통상의 교환탑 본체 (111) 내에, 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지의 혼합 수지에 의한 이온 교환 수지층 (12) 이 배치되어 있다. 교환탑 본체 (111) 의 상부에는 이온 교환 처리를 실시하는 전처리수 (W) 를 공급하는 공급관 (6) 이 접속되어 있는 한편, 하부에는 이온 교환 처리수 (W1) 를 배출하는 제 1 배출관 (3) 이 접속되어 있고, 제 1 배출관 (3) 에는 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 2 배출관 (4) 이 접속되어 있다. 또한, 제 1 배출관 (3) 은, 후단의 서브 시스템 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 전처리수 (W) 는, 재생식 이온 교환 장치 (1) 에 의해 이온 성분이 제거되고, 이온 교환 처리수 (W1) 로서, 제 1 배출관 (3) 을 거쳐 서브 시스템에 공급된다. 서브 시스템에서 제조된 초순수는, 유스 포인트에 공급되고, 전자 제품 등을 제조하는 과정에서 세정 등에 사용된다.In the present embodiment, the regenerative
공급관 (6) 에는, 재생 약액인 알칼리로서의 수산화나트륨 (NaOH) 수용액을 공급하는 제 1 약액 공급관 (7) 이 접속되어 있다. 제 1 배출관 (3) 에는, 자동 밸브 (5) 의 상류측에, 재생 약액인 산으로서의 염산 (HCl) 을 공급하는 제 2 약액 공급관 (8) 이 접속되어 있다. 교환탑 본체 (111) 의 측부에는, 재생시의 폐수를 배출하는 재생 폐수 배출관 (9) 이 접속되어 있다. 이들 제 1 배출관 (3), 제 2 배출관 (4), 공급관 (6), 제 1 약액 공급관 (7), 제 2 약액 공급관 (8) 및 재생 폐수 배출관 (9) 에는 각각 개폐 밸브 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 약액 공급관 (7) 에는 가열기 (플레이트식 열교환기) (71) 가 형성되어 있다.To the
(카티온 교환 수지)(Cation exchange resin)
재생식 이온 교환 장치 (1) 에 있어서, 이온 교환 수지층 (12) 을 구성하는 카티온 교환 수지로는, 양이온 교환기로서 술폰기를 붙인 강산성 카티온 교환 수지, 카르복실산기를 붙인 약산성 카티온 교환 수지 모두 사용 가능하고, PSA 의 용출이 적은 점에서 겔형 수지가 일반적으로 사용된다. 또, 상기 카티온 교환 수지는, 디비닐벤젠이 가교제가 되고, 사슬형 구조가 가교되어 망목 구조의 수지가 형성되어 있기 때문에, 디비닐벤젠이 많을수록 사슬의 분기가 많아, 조밀한 구조가 되고, 디비닐벤젠이 적으면 분지가 적은 망목이 큰 수지가 얻어진다. 통상적인 물처리에 사용하는 수지는, 가교도가 8 % 정도인 것으로, 표준 가교 수지라고 불린다. 이에 대해, 가교도가 9 % 이상인 것은 고가교도 수지라고 불린다. 본 실시형태에 있어서는, 표준 가교 수지, 고가교도 수지 모두 사용할 수 있지만, 표준 가교 수지를 바람직하게 사용할 수 있다.In the
(아니온 교환 수지)(Anion exchange resin)
이온 교환 수지층 (12) 을 구성하는 아니온 교환 수지로는, PSA 의 용출이 적은 점에서 겔형 수지가 사용된다. 스티렌-디비닐벤젠 공중합체 등을 모체로 한 스티렌 골격에, 트리메틸암모늄기나 디메틸에탄올암모늄기 등의 4 급 암모늄기를 갖는 강염기성 아니온 교환 수지, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체 등을 모체로 한 스티렌 골격 또는 폴리아크릴산에스테르 골격에, 1 급 ∼ 3 급 아미노기를 관능기로서 갖는 약염기성 아니온 교환 수지 모두 사용할 수 있지만, 강염기성 아니온 교환 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 아니온 교환 수지의 교환기는, OH 형인 것이 바람직하다.As the anion exchange resin constituting the ion
이온 교환 수지층 (12) 을 구성하는 혼합 수지에 있어서의 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지의 혼합 비율은, 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지의 비가 30 : 70 ∼ 70 : 30 인 것이 바람직하고, 특히 30 : 70 ∼ 50 : 50 으로, 아니온 교환 수지를 많이 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 이온 교환 수지층 (12) 을 구성하는 이온 교환 수지의 물성에 대해서는, 입상이면 특별히 제한은 없다.The mixing ratio of the cation exchange resin and the anion exchange resin in the mixed resin constituting the ion
(재생식 이온 교환탑)(Regenerative ion exchange column)
재생식 이온 교환탑 (11) 의 재질은, 이온 교환 수지의 재생 약품에 내성이 있는 것이면, 특별히 제한되지 않는다.The material of the regenerative
<수질 측정 장치><Water quality measuring device>
본 실시형태에 있어서, 수질 측정 장치 (2) 는, 저항률계 (21) 와 이온 농도계 (22) 를 이 순서로 갖는다. 수질 측정 장치 (2) 는, 저항률계 (21) 와 이온 농도계 (22) 사이의 배관에 제 2 자동 밸브 (24) 를 가지고 있다. 저항률계 (21) 와, 제 2 자동 밸브 (24) 사이의 배관에는, 저항률계 (21) 에 의한 저항률 측정 후의 폐수를 계 외로 배출하기 위한 제 1 폐수 배출관 (26) 이, 제 1 자동 밸브 (23) 를 개재하여 분기되어 형성되어 있다. 또, 이온 농도계 (22) 의 하류측에는, 수질 측정 장치 (2) 로부터 배출되는 폐수를 계 외로 배출하기 위한 제 2 폐수 배출관 (27) 이, 제 3 자동 밸브 (25) 를 개재하여 형성되어 있다.In the present embodiment, the water
(저항률계)(Resistivity meter)
수질 측정 장치 (2) 를 구성하는 저항률계 (21) 는, 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률을 측정하는 것이다. 저항률계 (21) 의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 시판되는 전기 저항률계로 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률을 측정해도 된다. 또한, 저항률계 (21) 의 측정 셀의 재질은, 순수를 1 ℓ/min 으로 통수했을 경우에, 측정 대상의 이온 농도가 20 ng/ℓ 이상 용출되지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다.The
(이온 농도계)(Ion concentration meter)
수질 측정 장치 (2) 를 구성하는 이온 농도계 (22) 는, 이온 교환 처리수 (W1) 의 이온 농도를 측정하는 것이다. 이온 농도계 (22) 의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에 있어서는, 나트륨 이온 전극에 의해, 이온 교환 처리수 (W1) 의 이온 농도를 측정하고 있다. 또한, 이온 농도계 (22) 의 측정 셀의 재질은, 순수를 1 ℓ/min 으로 통수했을 경우에, 측정 대상의 이온 농도가 20 ng/ℓ 이상 용출되지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다.The
<자동 전환 제어 수단><Automatic switching control means>
자동 전환 제어 수단은, 수질 측정 장치 (2) 의 측정값에 따라, 운전 모드의 전환 제어를 실시하는 것이다. 구체적으로는, 채수 모드시에는, 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률을 저항률계 (21) 에 의해 측정하고, 이 측정값이 저항률계 (21) 에 미리 설정한 임계값을 초과한 시점에서, 이온 교환 수지층 (12) 의 이온 교환능이 저하되어 온 것으로 판단하고, 재생 모드로의 전환을 실시한다. 그리고, 재생 모드시에는, 이온 교환 처리수 (W1) 에 포함되는 나트륨 이온 (Na+) 농도를 이온 농도계 (22) 에 의해 측정하고, 이 측정값이 이온 농도계 (22) 에 미리 설정한 임계값 이하가 된 시점에서, 재생을 적합하다고 판단하고, 재생 처리를 종료하고 채수 모드로의 전환을 실시한다.The automatic switching control means carries out the switching control of the operation mode in accordance with the measured value of the water quality measuring device (2). Specifically, in the water sampling mode, the resistivity of the ion-exchanged water W1 is measured by the
(재생 약품)(Regenerating medicine)
본 실시형태에 있어서는, 재생식 이온 교환탑 (11) 의 교환탑 본체 (111) 내에 충전되는 이온 교환 수지의 재생에 사용하는 약품으로서, 수산화나트륨 (NaOH) 및 염산 (HCl) 을 사용하고 있지만, 이온 교환 수지의 성능을 현저하게 저하시키지 않고 회생시킬 수 있는 것이면, 이들에 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, sodium hydroxide (NaOH) and hydrochloric acid (HCl) are used as medicines for regeneration of the ion exchange resin filled in the
(전처리수)(Preprocessing water)
전처리수 (W) 의 수질에 대해서는, 전자 제품 등을 제조하는 과정에서 사용되는 초순수의 요구 수질에서 원수의 처리 방법이 상이하기 때문에, 특별히 제한은 없다. 또, 전처리수 (W) 의 원수에 대해서도 특별히 제한은 없다.There is no particular limitation on the quality of the water of the pretreated water W because the processing method of the raw water differs from the required water quality of the ultrapure water used in the process of manufacturing electronic products and the like. The raw water of the pretreated water W is not particularly limited.
(배관)(pipe)
수질 관리 시스템 (10) 에 사용되는 제 1 배출관 (3) 등의 배관의 재질은, 순수를 1 ℓ/min 으로 통수했을 경우에, 측정 대상의 이온 농도가 20 ng/ℓ 이상 용출되지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다.The material of the piping such as the
(자동 밸브)(Automatic valve)
수질 관리 시스템 (10) 에 사용되는 자동 밸브의 사양은, 순수를 1 ℓ/min 으로 통수했을 경우에, 측정 대상의 이온 농도가 20 ng/ℓ 이상 용출되지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다.The specifications of the automatic valve used in the water
[수질 관리 시스템의 운전 방법][Operation method of water quality management system]
다음으로, 상기 서술한 제 1 실시형태의 수질 관리 시스템 (10) 의 운전 방법에 대해 설명한다. 또한, 이하에 있어서, 「채수 모드」 란 재생식 이온 교환 장치 (1) 로부터 배출되는 이온 교환 처리수 (W1) 의 채수시의 운전 방식을 의미하고, 「재생 모드」 란 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 이온 교환 수지층 (12) 의 재생시의 운전 방식을 의미한다.Next, the operation method of the water
<채수 모드><Feeding mode>
채수 모드에서는, 공급관 (6) 및 제 1 배출관 (3) 을 개성 (開成), 제 1 약액 공급관 (7), 제 2 약액 공급관 (8) 및 재생 폐수 배출관 (9) 을 폐쇄한 후에, 제 1 배출관 (3) 에 있어서는, 자동 밸브 (5) 에 의해 제 2 배출관 (4) 으로의 통수도 가능하게 한 상태에서, 전처리수 (W) 를 공급관 (6) 으로부터 하향류로 재생식 이온 교환탑 (11) 에 공급한다. 공급된 전처리수 (W) 는, 재생식 이온 교환탑 (11) 에 충전된 혼합 수지인 이온 교환 수지층 (12) 에 있어서, 카티온성 성분 및 아니온성 성분이 제거된다 (이온 교환 공정). 이온 성분이 제거된 전처리수 (W) 는, 이온 교환 처리수 (W1) 로서 제 1 배출관 (3) 을 거쳐 후단의 서브 시스템에 공급됨과 동시에, 제 2 배출관 (4) 을 거쳐 수질 측정 장치 (2) 에 공급된다. 또한, 이 때의 통수 조건은, 통상적인 이온 교환에 의한 처리와 동일한 정도로 할 수 있고, 이온 교환 수지층 (12) 의 이온 교환 수지의 용적에 대해 공간 속도 5 ∼ 100 h-1, 특히 5 ∼ 50 h-1 로 하면 된다.After the
수질 측정 장치 (2) 에 있어서는, 제 1 자동 밸브 (23) 를 개성, 제 2 자동 밸브 (24) 를 폐쇄한 상태에서, 이온 교환 처리수 (W1) 가 제 2 배출관 (4) 으로부터 저항률계 (21) 에 통수된다. 통수된 이온 교환 처리수 (W1) 에 대해, 저항률계 (21) 에 의해 저항률의 측정을 실시한다 (저항률 측정 공정). 저항률 측정 후의 이온 교환 처리수 (W1) 는, 제 1 폐수 배출관 (26) 을 거쳐, 계 외로 배출된다. 자동 전환 제어 수단은, 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률이, 미리 설정한 임계값을 초과한 시점에서, 이온 교환 수지층 (12) 의 이온 교환능이 저하되어 온 것으로 판단하고, 재생 모드로의 전환을 실시한다. 또한, 재생식 이온 교환 장치 (1) 로부터 배출되는 이온 교환 처리수 (W1) 의 수질 측정 장치 (2) 로의 유량은, 1 ℓ/min 이상인 것이 바람직하고, 1.5 ℓ/min 인 것이 보다 바람직하다.In the water
<재생 모드><Playback mode>
재생 모드에서는, 먼저, 이온 교환 처리수 (W1) 를 제 1 배출관 (3) 으로부터 상향류로 재생식 이온 교환탑 (11) 에 공급하고, 공급관 (6) 으로부터 배출함으로써, 이온 교환 수지층 (12) 을 구성하는 혼합 수지를 역세 (逆洗) 한다 (역세 공정). 이 역세 공정에 의해, 아니온 교환 수지와 카티온 교환 수지의 약간의 비중차에서 기인하여, 아니온 교환 수지가 교환탑 본체 (111) 의 상측으로 카티온 교환 수지가 교환탑 본체 (111) 의 하측으로 분리된다.In the regeneration mode, first, the ion exchange water W1 is supplied from the
다음으로, 제 1 약액 공급관 (7), 제 2 약액 공급관 (8) 및 재생 폐수 배출관 (9) 을 개성한 상태에서, 제 1 약액 공급관 (7) 으로부터 수산화나트륨 수용액을 하향류로 재생식 이온 교환탑 (11) 에 공급함과 함께, 제 2 약액 공급관 (8) 으로부터 염산을 상향류로 재생식 이온 교환탑 (11) 에 공급한다 (재생 처리 공정). 이로써, 교환탑 본체 (111) 의 상측에 편재된 아니온 교환 수지를 재생함과 함께, 교환탑 본체 (111) 의 하측에 편재된 카티온 교환 수지를 재생한다. 이 때, 아니온 교환 수지를 효율적으로 재생하기 위해, 수산화나트륨 수용액은, 제 1 약액 공급관 (7) 에 형성되는 가열기 (71) 에 의해, 30 ∼ 50 ℃ 정도로 가열하는 것이 바람직하다. 재생 후의 수산화나트륨 수용액 및 염산의 폐수는, 재생 폐수 배출관 (9) 으로부터 배출한다.Next, in a state where the first chemical
계속해서, 공급관 (6) 및 제 1 배출관 (3) 을 개성하고, 제 1 약액 공급관 (7), 제 2 약액 공급관 (8) 및 재생 폐수 배출관 (9) 을 폐쇄한 후에, 제 1 배출관 (3) 에 있어서는, 자동 밸브 (5) 에 의해 제 2 배출관 (4) 으로의 통수를 정지시킨 상태에서, 공급관 (6) 으로부터 하향류로 재생식 이온 교환탑 (11) 에 이온 교환 처리수 (W1) 를 공급하고, 제 1 배출관 (3) 으로부터 배출함으로써, 재생에 사용한 약액 (수산화나트륨 수용액 및 염산) 을 일과식으로 재생식 이온 교환탑 (11) 으로부터 압출한다 (압출 공정). 이 때, 제 1 배출관 (3) 으로부터 배출하는 이온 교환수 (W1) 는, 후단의 서브 시스템에는 공급하지 않는다. 또한, 여기까지의 재생 조작 (역세 공정, 재생 처리 공정 및 압출 공정) 은, 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률의 저하나, 후술하는 나트륨 농도의 상승이 큰 경우에는, 2 회 이상 연속해서 실시하는 것이 바람직하다.Subsequently, after the
이온 교환 수지층 (12) 을 구성하는 분리된 이온 교환 수지를 혼합한 후, 제 1 배출관 (3) 에 있어서, 자동 밸브 (5) 에 의해 제 2 배출관 (4) 으로의 통수도 가능하게 한 것 이외에는, 압출 공정과 동일한 배관의 개성/폐쇄 상태에서, 공급관 (6) 으로부터 하향류로 재생식 이온 교환탑 (11) 에 전처리수 (W) 를 공급하고, 이온 교환 처리수 (W1) 를 제 1 배출관 (3) 으로부터 배출함으로써, 이온 교환 수지의 순환 세정을 실시한다 (순환 세정 공정). 이 때, 제 1 배출관 (3) 으로부터 배출하는 이온 교환 처리수 (W1) 는, 후단의 서브 시스템에는 공급하지 않는다. 동시에, 순환 세정 공정에서 제조된 이온 교환 처리수 (W1) 는, 제 2 배출관 (4) 을 거쳐 수질 측정 장치 (2) 에 공급된다. 또한, 재생식 이온 교환 장치 (1) 로부터 배출되는 이온 교환 처리수 (W1) 의 수질 측정 장치 (2) 로의 유량은, 1 ℓ/min 이상으로 하고, 1.5 ℓ/min 인 것이 바람직하다.The ion
수질 측정 장치 (2) 에 있어서는, 제 2 자동 밸브 (24) 및 제 3 자동 밸브 (25) 를 개성, 제 1 자동 밸브 (23) 를 폐쇄한 상태에서, 이온 교환 처리수 (W1) 가 제 2 배출관 (4) 으로부터 이온 농도계 (22) 에 통수된다. 통수된 이온 교환 처리수 (W1) 에 대해, 이온 농도계 (22) 의 나트륨 이온 전극에 의해 나트륨 이온 (Na+) 농도의 측정을 실시한다 (이온 농도 측정 공정). 순환 세정 공정이 불충분한 경우에는, 재생 처리에 사용한 수산화나트륨 수용액에서 기인하는 나트륨 이온 (Na+) 이, 이온 교환 처리수 (W1) 에 많이 포함된다. 따라서, 자동 전환 제어 수단은, 이온 교환 처리수 (W1) 의 나트륨 이온 (Na+) 농도가, 미리 설정한 임계값 이하가 된 시점에서, 재생을 적합하다고 판단하고, 재생 처리를 종료하고 채수 모드로의 전환을 실시한다. 또한, 이온 농도 측정 후의 이온 교환 처리수 (W1) 는, 제 2 폐수 배출관 (27) 을 거쳐, 계 외로 배출된다.The second
이온 농도 측정 공정에 있어서, 이온 교환 처리수 (W1) 의 나트륨 이온 (Na+) 농도가, 미리 설정한 임계값을 초과한 경우에는, 순환 세정 공정을 계속하면 된다.In the ion concentration measuring step, when the sodium ion (Na + ) concentration of the ion exchange treated water (W1) exceeds a preset threshold value, the circulating washing step may be continued.
또한, 자동 전환 제어 수단은, 저항률계 (21) 에 의한 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률의 측정값과, 이온 농도계 (22) 의 나트륨 이온 전극에 의한 이온 교환 처리수 (W1) 의 나트륨 이온 (Na+) 농도의 측정값의 양방의 측정값에 기초하여, 재생의 적부를 판단하도록 구성되어도 된다.The automatic switching control means is a means for controlling the automatic switching control means so that the measured value of the resistivity of the ion exchange treated water W1 by the
이와 같이, 자동 전환 제어 수단에 의해, 채수 모드와 재생 모드를 교대로 반복하여 운전함으로써, 수질 측정 장치 (2) 에 의한 측정값, 특히, 이온 교환 처리수 (W1) 의 나트륨 이온 (Na+) 농도에 기초하여, 이온 교환 수지층 (12) 의 재생의 적부를 판단하고, 재생이 적합하다고 판단된 후의 이온 교환 처리수 (W1) 를 후단의 서브 시스템에 공급할 수 있으므로, 초순수 (서브 시스템 처리수) 의 나트륨 이온 (Na+) 농도를 원하는 값까지 낮게 유지하여 안정화시키는 것이 가능해진다.In this manner, the automatic changeover control means alternately repeats the operation of the water intake mode and the regeneration mode, whereby the measured value by the water
[제 2 실시형태][Second Embodiment]
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 수질 관리 시스템 (10') 을 나타내는 개략 계통도이다. 도 2 의 수질 관리 시스템 (10') 은, 3 개의 병렬로 형성되는 재생식 이온 교환 장치 (1) (제 1 예) 와, 2 개의 병렬로 형성되는 수질 측정 장치 (2) 를 구비하고, 3 개의 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 각각으로부터 배출되는 각 처리수가, 2 개의 수질 측정 장치 (2) 의 각각에 공급 가능하게 구성되어 있다. 또한, 도 2 에 있어서, 각 계열의 재생식 이온 교환 장치 (1) (1A, 1B, 1C) 에 대해서는 그 표시를 생략하고 있다. 또, 도 2 및 이하의 설명에 있어서, 제 1 실시형태와 동일 구성 또는 동일 기능을 갖는 장치 등에 대해서는 동일 부호를 사용하고, 그 상세한 설명을 생략한다.2 is a schematic diagram showing a water quality management system 10 'according to a second embodiment of the present invention. The water quality management system 10 'of FIG. 2 comprises three parallel-regenerated ion exchange apparatuses 1 (first example) and two water
본 실시형태에 있어서는, 수질 측정 장치 (2) 로서, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 와 제 2 수질 측정 장치 (2B) 가 2 단 병렬로 형성되어 있고, 재생식 이온 교환 장치 (1) 로서, 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 와 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 와 제 3 재생식 이온 교환 장치 (1C) 가 3 단 병렬로 형성되어 있다. 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 의 제 2 배출관 (4) 은, 제 1 지관 (枝管) (4a) 과 제 2 지관 (4b) 으로 분기되어 있다. 제 1 지관 (4a) 에는 자동 밸브를 개재하여 제 1 수질 측정 장치 (2A) 가 접속되어 있고, 제 2 지관 (4b) 에는 자동 밸브를 개재하여 제 2 수질 측정 장치 (2B) 가 접속되어 있다.In this embodiment, as the water
제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 의 제 2 배출관 (4) 은, 제 1 지관 (4c) 과 제 2 지관 (4d) 으로 분기되어 있다. 제 1 지관 (4c) 은 자동 밸브를 개재하여 제 1 지관 (4a) 에 합류하고 있고, 제 2 지관 (4d) 은 자동 밸브를 개재하여 제 2 지관 (4b) 에 합류하고 있다. 제 3 재생식 이온 교환 장치 (1C) 의 제 2 배출관 (4) 은, 제 1 지관 (4e) 과 제 2 지관 (4f) 으로 분기되어 있다. 제 1 지관 (4e) 은 자동 밸브를 개재하여 제 1 지관 (4a) 과 제 1 지관 (4c) 의 합류점보다 하류측에 있어서 제 1 지관 (4a) 에 합류하고 있고, 제 2 지관 (4f) 은 자동 밸브를 개재하여 제 2 지관 (4b) 과 제 2 지관 (4d) 의 합류점보다 하류측에 있어서 제 2 지관 (4b) 에 합류하고 있다.The
[수질 관리 시스템의 운전 방법][Operation method of water quality management system]
다음으로, 제 2 실시형태의 수질 관리 시스템 (10') 의 운전 방법에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 에 의한 제 1 계열 및 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 에 의한 제 2 계열이 채수 모드, 제 3 재생식 이온 교환 장치 (1C) 에 의한 제 3 계열이 재생 모드인 경우를 예로 설명한다.Next, a method of operating the water quality management system 10 'of the second embodiment will be described. In the following description, the first series by the first regeneration type
(제 1 계열-채수 모드)(First series-sampling mode)
제 1 계열에 있어서는, 이온 교환 공정 후에 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 로부터 배출된 이온 교환 처리수 (W1) 가, 제 1 배출관 (3) 을 거쳐 후단의 서브 시스템에 공급됨과 동시에, 제 2 배출관 (4) 및 제 1 지관 (4a) 을 거쳐 제 1 수질 측정 장치 (2A) 에 통수되어 있는 상태이다. 그리고, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 에 있어서는, 저항률계 (21) 에 의해 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률이 측정된다 (저항률 측정 공정). 저항률 측정 후의 이온 교환 처리수 (W1) 는, 제 1 폐수 배출관 (26) 을 거쳐, 계 외로 배출된다. 측정된 저항률이 미리 설정한 임계값을 초과한 시점에서, 자동 전환 제어 수단에 의해, 재생 모드로의 전환이 실시된다.In the first series, after the ion exchange process, the ion-exchanged water W1 discharged from the first
(제 2 계열-재생 모드)(Second series-reproduction mode)
제 2 계열에 있어서는, 역세 공정 후의 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 의 재생식 이온 교환탑 (11) 에 대해, 제 1 약액 공급관 (7) 으로부터 수산화나트륨 수용액이 공급됨과 함께, 제 2 약액 공급관 (8) 으로부터 염산이 공급되어 있는 상태이다 (재생 처리 공정). 또한, 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 에 있어서의 재생 후의 수산화나트륨 수용액 및 염산의 폐수는, 재생 폐수 배출관 (9) 으로부터 배출된다.In the second series, an aqueous solution of sodium hydroxide is supplied from the first chemical
(제 3 계열-재생 모드)(3rd series - playback mode)
제 3 계열에 있어서는, 순환 공정 후에 제 3 재생식 이온 교환 장치 (1C) 로부터 배출된 이온 교환 처리수 (W1) 가, 제 1 배출관 (3) 을 거쳐 배출됨과 동시에, 제 2 배출관 (4) 및 제 2 지관 (4f) 을 거쳐 제 2 수질 측정 장치 (2B) 에 통수되어 있는 상태이다. 그리고, 제 2 수질 측정 장치 (2B) 에 있어서는, 이온 농도계 (22) 에 의해 이온 교환 처리수 (W1) 의 이온 농도가 측정된다 (이온 농도 측정 공정). 이 때, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 는, 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 의 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률의 측정에 사용되고 있기 때문에, 제 3 재생식 이온 교환 장치 (1C) 로부터 배출되는 이온 교환 처리수 (W1) 는, 자동 밸브에 의해 제 1 지관 (4e) 으로는 통수하지 않고, 제 2 지관 (4f) 에 통수하도록 자동 제어되므로, 사용되고 있지 않은 제 2 수질 측정 장치 (2B) 를 선택하여, 이온 교환 처리수 (W1) 의 나트륨 이온 (Na+) 농도의 측정을 실시할 수 있다.In the third series, the ion-exchanged water W1 discharged from the third regenerative ion exchanger 1C after the circulation process is discharged via the
이와 같이, 재생식 이온 교환 장치 (1) 가 3 개 병렬로 형성되는 경우에도, 하나의 수질 관리 시스템 (10') 에 의해, 필요에 따른 타이밍에, 특정한 재생식 이온 교환 장치 (1) 를 선택하여 수질의 측정을 실시할 수 있으므로, 재생식 이온 교환 장치 (1) (1A, 1B, 1C) 마다 수질 측정 장치 (2) 를 형성한 경우에 비해, 처리수의 수질의 관리가 간이하고, 또한 이온 농도를 억제한 처리수를 안정적으로 후단의 서브 시스템에 유입하는 것이 가능해진다.In this way, even when three regenerative
[재생식 이온 교환 장치의 그 밖의 예][Other examples of the regenerative ion exchanger]
다음으로, 도 3 - 도 7 에 나타내는 제 2 예 - 제 6 예의 재생식 이온 교환 장치 (1) 에 대해, 각각 설명한다. 이하의 예에 있어서, 재생식 이온 교환 장치 (1) 가 복수의 재생식 이온 교환탑 (11) 을 구비하는 경우에는, 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 최후단의 재생식 이온 교환탑 (11) 으로부터 배출되는 이온 교환 처리수 (W1) 에 대해, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태에 기초하여, 수질 (저항률, 나트륨 이온 (Na+) 농도) 의 측정을 실시하면 된다. 요컨대, 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 최후단의 재생식 이온 교환탑 (11) 의 제 2 배출관 (4) 이, 수질 측정 장치 (2) 에 접속되는 구성이면 된다. 이 때, 수질 측정 장치 (2) 는 자동 밸브 (5) 의 바로 옆에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도 3 - 도 7 및 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 또는 동일 기능을 갖는 장치 등에 대해서는 동일 부호를 사용하고, 그 상세한 설명을 생략한다.Next, each of the second to sixth example regenerative
(제 2 예에 의한 재생식 이온 교환 장치)(Regenerative ion exchange apparatus according to the second example)
도 3 에 나타내는 재생식 이온 교환 장치 (1) 는, 단독의 재생식 이온 교환탑 (11) 으로 구성되는 양태이다. 본 실시형태에 있어서, 재생식 이온 교환탑 (11) 은, 상향류로 통수하는 방식이고, 원통상의 교환탑 본체 (111) 내에 상측으로부터 아니온 교환 수지층 (12A) 과 카티온 교환 수지층 (12B) 이 각각 이간하여 형성된 2 층식의 이온 교환탑이다. 교환탑 본체 (111) 의 하부에는 이온 교환 처리를 실시하는 전처리수 (W) 의 공급관 (6) 이 접속되어 있는 한편, 상부에는 이온 교환 처리수 (W1) 의 제 1 배출관 (3) 이 접속되어 있고, 제 1 배출관 (3) 에는 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 2 배출관 (4) 이 분기하여 접속되어 있다. 그리고, 제 1 배출관 (3) 에는, 자동 밸브 (5) 의 상류측에, 재생 약액인 알칼리로서의 NaOH 용액을 공급하기 위한 제 1 약액 공급관 (7) 이 접속되어 있고, 교환탑 본체 (111) 의 측부에는 NaOH 재생 폐수를 배출하기 위한 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 이 접속되어 있다. 한편, 교환탑 본체 (111) 의 측부에는, 재생 약액인 산으로서의 염산 (HCl) 을 공급하기 위한 제 2 약액 공급관 (8) 이 연통되어 있고, 공급관 (6) 에는 염산 재생 폐수를 배출하기 위한 제 2 재생 폐수 배출관 (92) 이 접속되어 있다. 이들 제 1 배출관 (3), 제 2 배출관 (4), 공급관 (6), 제 1 약액 공급관 (7), 제 2 약액 공급관 (8), 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 및 제 2 재생 폐수 배출관 (92) 에는, 각각 개폐 밸브 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 또한, 도 3 에 있어서, 71 은 제 1 약액 공급관 (7) 에 형성된 가열기 (플레이트식 열교환기) 이고, 13A 는 아니온 교환 수지층 (12A) 을 구성하는 아니온 교환 수지보다 작은 구멍을 다수 갖는 차폐판이다.The regenerative
(제 3 예에 의한 재생식 이온 교환 장치)(Regenerative ion exchange apparatus according to the third example)
도 4 에 나타내는 재생식 이온 교환 장치 (1) 는, 단독의 재생식 이온 교환탑 (11) 으로 구성되는 양태이다. 본 실시형태에 있어서, 재생식 이온 교환탑 (11) 은, 상향류로 통수하는 방식이고, 원통상의 교환탑 본체 (111) 내에 상측으로부터 카티온 교환 수지층 (12B) 과 아니온 교환 수지층 (12A) 이 각각 이간하여 형성된 2 층식의 이온 교환탑이다. 교환탑 본체 (111) 의 하부에는 이온 교환 처리를 실시하는 전처리수 (W) 의 공급관 (6) 이 접속되어 있는 한편, 상부에는 이온 교환 처리수 (W1) 의 제 1 배출관 (3) 이 접속되어 있고, 제 1 배출관 (3) 에는 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 2 배출관 (4) 이 접속되어 있다. 그리고, 제 1 배출관 (3) 에는, 자동 밸브 (5) 의 상류측에, 재생 약액인 산으로서의 염산 (HCl) 을 공급하기 위한 제 2 약액 공급관 (8) 이 연통되어 있고, 교환탑 본체 (111) 의 측부에는 염산 재생 폐수를 배출하기 위한 제 2 재생 폐수 배출관 (92) 이 접속되어 있다. 또, 교환탑 본체 (111) 의 측부에는, 재생 약액인 알칼리로서의 NaOH 용액을 공급하기 위한 제 1 약액 공급관 (7) 이 접속되어 있고, 공급관 (6) 에는 NaOH 재생 폐수를 배출하기 위한 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 이 접속되어 있다. 이들 제 1 배출관 (3), 제 2 배출관 (4), 공급관 (6), 제 1 약액 공급관 (7), 제 2 약액 공급관 (8), 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 및 제 2 재생 폐수 배출관 (92) 에는, 각각 개폐 밸브 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 또한, 도 4 에 있어서, 71 은 제 1 약액 공급관 (7) 에 형성된 가열기 (플레이트식 열교환기) 이고, 13B 는 카티온 교환 수지층 (12B) 을 구성하는 카티온 교환 수지보다 작은 구멍을 다수 갖는 차폐판이다.The regenerative
(제 4 예에 의한 재생식 이온 교환 장치)(Regenerative ion exchange apparatus according to the fourth example)
도 5 에 나타내는 재생식 이온 교환 장치 (1) 는, 이른바 2 상 3 탑식의 이온 교환 장치이고, 2 층형의 재생식 카티온 교환 수지탑 (H 탑) (11B) 과, 탈기 장치 (20) 와, 2 층형의 재생식 아니온 교환 수지탑 (OH 탑) (11A) 으로 구성되는 양태이다. H 탑 (11B) 의 하측에는 이온 교환 처리를 실시하는 전처리수 (W) 의 공급관 (6) 이 접속되어 있는 한편, OH 탑 (11A) 의 상측에는 이온 교환 처리수 (W1) 의 제 1 배출관 (3) 이 접속되어 있고, 제 1 배출관 (3) 에는 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 2 배출관 (4) 이 접속되어 있다. 그리고, H 탑 (11B) 의 상측에는, 재생 약액인 산으로서의 염산 (HCl) 을 공급하기 위한 제 2 약액 공급관 (8) 이 접속되어 있음과 함께, H 탑 (11B) 의 하측의 전처리수 (W) 의 공급관 (6) 에는, 염산 재생 폐수를 배출하기 위한 제 2 재생 폐수 배출관 (92) 이 접속되어 있다. 또한 OH 탑 (11A) 의 상측 (배출측) 의 제 1 배출관 (3) 에는, 자동 밸브 (5) 의 상류측에, 재생 약액인 알칼리로서의 NaOH 용액을 공급하기 위한 제 1 약액 공급관 (7) 이 접속되어 있고, OH 탑 (11A) 의 하측 (공급측) 에는, NaOH 재생 폐수를 배출하기 위한 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 이 접속되어 있다. 또한, 도 5 에 있어서, 71 은 제 1 약액 공급관 (7) 에 형성된 가열기 (플레이트식 열교환기) 이고, 30 은 탈기 장치 (20) 로 처리한 처리수를 OH 탑 (11A) 에 공급하기 위한 펌프이다. 탈기 장치 (20) 의 사양 및 탈기 장치 (20) 의 후단에 형성되는 펌프 (30) 에 대해서는 특별히 제한은 없다. 이하의 제 5 예 및 제 6 예에 있어서도 동일하다.The
이 2 상 3 탑식의 이온 교환 장치에 있어서, H 탑 (11B) 에 충전되는 이온 교환 수지층 (12) 은, 약카티온 교환 수지층 (12b) 과 강카티온 교환 수지층 (12b') 의 2 층 구조이고, OH 탑 (11A) 에 충전되는 이온 교환 수지층 (12) 은, 약아니온 교환 수지층 (12a) 과 강아니온 교환 수지층 (12a') 의 2 층 구조이다. 또한, 약카티온 교환 수지층 (12b) 및 강카티온 교환 수지층 (12b'), 약아니온 교환 수지층 (12a) 및 강아니온 교환 수지층 (12a') 사이에는, 아니온 교환 수지 및 카티온 교환 수지보다 작은 구멍을 다수 갖는 차폐판 (도시 생략) 이 각각 형성되어 있다.In this two-phase three-column type ion exchange apparatus, the ion
(제 5 예에 의한 재생식 이온 교환 장치) (Regenerative ion exchange apparatus according to the fifth example)
도 6 에 나타내는 재생식 이온 교환 장치 (1) 는, 이른바 3 상 4 탑식의 이온 교환 장치이고, 2 층형의 제 1 재생식 카티온 교환 수지탑 (H1 탑) (11B) 과, 탈기 장치 (20) 와, 2 층형의 재생식 아니온 교환 수지탑 (OH 탑) (11A) 과, 단층형의 제 2 재생식 카티온 교환 수지탑 (H2 탑) (11B') 으로 구성되는 양태이다. H1 탑 (11B) 의 하측에는 이온 교환 처리를 실시하는 전처리수 (W) 의 공급관 (6) 이 접속되어 있는 한편, H2 탑 (11B') 의 하측에는 이온 교환 처리수 (W1) 의 제 1 배출관 (3) 이 접속되어 있고, 제 1 배출관 (3) 에는 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 2 배출관 (4) 이 접속되어 있다. 그리고, H2 탑 (11B') 의 상측에는, 재생 약액인 산으로서의 염산 (HCl) 을 공급하기 위한 제 2 약액 공급관 (8) 이 접속되어 있고, 제 1 배출관 (3) 에는, 자동 밸브 (5) 의 상류측에, 염산 재생 폐수를 배출하기 위한 제 2 재생 폐수 배출관 (92) 이 접속되어 있다. 제 2 재생 폐수 배출관 (92) 은 H1 탑 (11B) 의 상측 (배출측) 에 접속되어 있고, H1 탑 (11B) 의 하측 (공급측) 의 공급관 (6) 에는, 염산 재생 폐수의 폐기관 (94) 이 접속되어 있다. 또한 OH 탑 (11A) 의 상측 (배출측) 에는, 알칼리로서의 NaOH 용액을 공급하기 위한 제 1 약액 공급관 (7) 이 접속되어 있고, OH 탑 (11A) 의 하측 (공급측) 에는, NaOH 재생 폐수를 배출하기 위한 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 이 접속되어 있다. 또한, 71 은 제 1 약액 공급관 (7) 에 형성된 가열기 (플레이트식 열교환기) 이고, 30 은 탈기 장치 (20) 로 처리한 처리수를 OH 탑 (11A) 에 공급하기 위한 펌프이다.The regenerative
이 3 상 4 탑식의 이온 교환 장치에 있어서, H1 탑 (11B) 에 충전되는 이온 교환 수지층 (12) 은, 약카티온 교환 수지층 (12b) 과 강카티온 교환 수지층 (12b') 의 2 층 구조이고, OH 탑 (11A) 에 충전되는 이온 교환 수지층 (12) 은, 약아니온 교환 수지층 (12a) 과 강아니온 교환 수지층 (12a') 의 2 층 구조이다. 또한, 약카티온 교환 수지층 (12b) 및 강카티온 교환 수지층 (12b'), 약아니온 교환 수지층 (12a) 및 강아니온 교환 수지층 (12a') 사이에는, 아니온 교환 수지 및 카티온 교환 수지보다 작은 구멍을 다수 갖는 차폐판 (도시 생략) 이 각각 형성되어 있다.In this three-phase four-column ion exchange apparatus, the ion-
(제 6 예에 의한 재생식 이온 교환 장치)(Regenerative ion exchange apparatus according to the sixth example)
도 7 에 나타내는 재생식 이온 교환 장치 (1) 는, 이른바 4 상 5 탑식의 이온 교환 장치이고, 기본적으로는 전술한 제 5 예의 3 상 4 탑식의 이온 교환 장치 (1) 의 재생식 카티온 교환 수지탑 (H2 탑) (11B') 의 후단에, 추가로 단층형의 제 2 재생식 아니온 교환 수지탑 (OH2 탑) (11A') 을 형성한 구성을 갖는다. 이 OH2 탑 (11A') 의 하측에는 이온 교환 처리수 (W1) 의 제 1 배출관 (3) 이 접속되어 있고, 제 1 배출관 (3) 에는 자동 밸브 (5) 를 개재하여 제 2 배출관 (4) 이 접속되어 있다. 그리고, OH2 탑 (11A') 의 상측에는, 알칼리로서의 NaOH 용액을 공급하기 위한 제 1 약액 공급관 (7) 이 접속되고, 하측의 제 1 배출관 (3) 에는, 자동 밸브 (5) 의 하류측에, NaOH 재생 폐수를 배출하기 위한 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 이 접속되어 있다. 제 1 재생 폐수 배출관 (91) 은 제 1 재생식 아니온 교환 수지탑 (OH1 탑) (11A) 의 상측 (배출측) 에 NaOH 용액 공급관으로서 접속되어 있고, OH1 탑 (11A) 의 하측 (공급측) 에는 NaOH 재생 폐수의 폐기관 (93) 이 접속되어 있다.The
이상, 본 발명에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지 변경 실시가 가능하다. 예를 들어, 복수 병렬로 형성되는 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 개수와, 병렬로 형성되는 수질 측정 장치 (2) 의 수의 비는, 수질 측정 장치 (2) 의 개수가 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 개수와 동일하거나 또는 그것보다 작은 수이면 되고, 3 대 2 에 한정되지 않는다. 또, 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 전단에는 역침투막 분리 장치 등 공지된 물처리용의 엘리먼트를 형성할 수 있다. 또한 상기 실시형태에서는, 저항률계 (21) 에 의한 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률이 미리 설정한 임계값을 초과한 시점에서 재생 모드로의 전환을 실시하고 있지만, 소정의 체적의 이온 교환 처리수 (W1) 를 제조한 시점에서 재생 모드로의 전환을 실시하도록 운전해도 되고, 저항률계 이외에서 재생 모드로의 전환의 타이밍을 측정해도 된다.While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the ratio of the number of the regenerative
실시예Example
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[실시예][Example]
도 1 에 나타내는 제 1 예의 재생식 이온 교환 장치 (1) 를 2 단 병렬로 형성하고, 도 2 에 나타내는 수질 관리 시스템 (10') 에 의해, 재생 모드와 채수 모드의 전환 운전을 이 순서로 4 회 실시하였다. 통상, 제 1 계열 (제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A)) 이 채수 모드, 제 2 계열 (제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B)) 이 재생 모드 및 대기로 되어 있다.The regeneration type
제 1 수질 측정 장치 (1A), 제 2 수질 측정 장치 (1B) 모두, 저항률계 (21) 로서, MX-3 (쿠리타 공업사 제조) 을 사용하고, 나트륨 이온 전극을 사용한 이온 농도계 (22) 로서, swan AMI Soditrace (티·앤드·테크니컬사 제조) 를 사용하였다.All of the first water
이온 교환탑 (11) 에 충전하는 이온 교환 수지로는, 카티온 교환 수지로서 포러스형의 PK228L (미츠비시 화학사 제조) 을, 아니온 교환 수지로서 포러스형의 PA312L (미츠비시 화학사 제조) 을 사용하였다.As the ion exchange resin to be filled in the
(제 1 계열)(First series)
먼저, 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지가 용량비 1 : 2 로 혼합 충전되어 있는 이온 교환 수지에 대해, 공간 속도 (SV) 를 40 h-1 로 채수하고 있는 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 의 재생 전의 이온 교환 처리수 (W1) 를, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 에 통수하여, 이온 교환 처리수 (W1) 중의 저항률 및 나트륨 이온 (Na+) 농도를 측정하였다.First, the anion exchange resin and cation exchange resin volume ratio of 1: Claim for which the ion exchange resin, which is filled with a
다음으로, 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 의 운전 모드를 채수 모드로부터 재생 모드로 전환하고, 재생식 이온 교환탑 (11) 에 충전되어 있는 이온 교환 수지층 (12) 의 재생 작업을 실시하였다. 재생 작업의 상세한 공정은 이하와 같다.Next, the operation mode of the first regenerative
최초로, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 로의 통수를 정지시키고 있는 상태에서, 이온 교환 처리수 (W1) 를 사용하여 재생식 이온 교환탑 (11) 에 충전되어 있는 이온 교환 수지층 (12) 을 역세하고, 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지를 분리하였다 (역세 공정).The ion
다음으로, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 로의 통수를 정지시키고 있는 상태에서, 분리한 카티온 교환 수지를, 5 % 로 조정한 공업용 염산 (HCl) 수용액을 재생 약액으로서 재생하고, 동시에, 분리한 아니온 교환 수지를, 가열기 (71) 에 의해 40 ℃ 로 가열한 물로 4 % 로 조정한 공업용 수산화나트륨 (NaOH) 수용액을 재생 약액으로서 재생하였다 (재생 처리 공정).Next, in a state in which the water supply to the first water
계속해서, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 로의 통수를 정지시키고 있는 상태에서, 재생 약액으로 재생한 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지의 각각에, 하향류로 이온 교환 처리수 (W1) 를 공급하고, 재생식 이온 교환탑 (11) 내와 이온 교환 수지층 (12) 중의 재생 약액을 일과식으로 압출하였다 (압출 공정).Subsequently, in a state in which the water supply to the first water
그리고, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 로의 통수를 정지시키고 있는 상태에서, 하향류로 전처리수 (W) 를 재생식 이온 교환탑 (1A) 에 공급함으로써, 재생 약액이 압출된 후의 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지를 혼합하고, 혼합된 이온 교환 수지를 전처리수 (W) 로 순환 세정하였다 (순환 세정 공정).Then, in a state in which the water supply to the first water
동시에, 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 의 순환 처리수를 제 1 수질 측정 장치 (2A) 에 통수하고, 순환 처리수의 저항률 및 나트륨 이온 (Na+) 농도를 측정하였다. 저항률이 18.0 MΩ·㎝ 이상, 또한 나트륨 이온 (Na+) 농도가 300 ng/ℓ 이하가 된 시점에서, 제 1 수질 측정 장치 (2A) 로의 통수를 정지시키고, 재생 처리를 종료하였다.Simultaneously, the circulating water of the first regenerative
제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 의 운전 모드를 재생 모드로부터 채수 모드로 전환하고, 재생식 이온 교환탑 (11) 에 충전되어 있는 이온 교환 수지층 (12) 에 의한 이온 교환 처리수 (W1) 의 채수를 개시함과 동시에, 이온 교환 처리수 (W1) 를 제 1 수질 측정 장치 (2A) 에 통수하고, 저항률 및 나트륨 이온 (Na+) 농도를 측정하였다.The operation mode of the first regenerative
(제 2 계열)(Second series)
채수 중의 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 에 대해, 재생 처리 전의 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률 및 나트륨 이온 (Na+) 농도를, 제 2 수질 측정 장치 (2B) 에 의해 측정하였다. 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 의 운전 모드를 채수 모드로부터 재생 모드로 전환하고, 재생식 이온 교환탑 (11) 에 충전되어 있는 이온 교환 수지층 (12) 의 재생 처리를, 제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 의 경우와 동일하게 실시하였다.The resistivity and the sodium ion (Na + ) concentration of the ion-exchanged water W1 before regeneration treatment were measured by the second water
또, 각 재생식 이온 교환 장치 (1A, 1B) 의 채수 모드시에, 후단의 서브 시스템에 형성되는 비재생식 이온 교환 장치 (용량 ; 카티온 교환 수지/아니온 교환 수지 = 1/1.6, SV ; 80-h) 로부터 배출되는 처리수의 나트륨 이온 (Na+) 농도를, ICP-MS (애질런트·테크놀로지사 제조, 7500cs) 를 사용하여 분석하였다.(Volume: cation exchange resin / anion exchange resin = 1 / 1.6, SV, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) formed in the sub-system in the downstream stage in the water intake mode of each of the
[비교예][Comparative Example]
상기 실시예와 동일하게, 도 1 에 나타내는 제 1 예의 재생식 이온 교환 장치 (1) 를 2 단 병렬로 형성하고, 도 2 에 나타내는 수질 관리 시스템 (10') 에 의해, 재생 모드와 채수 모드의 전환 운전을 이 순서로 4 회 실시하였다. 통상, 제 1 계열 (제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A)) 이 채수 모드, 제 2 계열 (제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B)) 이 재생 모드 및 대기로 되어 있다.As in the above embodiment, the
역세 공정에 의해 분리된 카티온 교환 수지에 대해서는, 5 % 로 조정한 부생염산 (HCl) 수용액을 재생 약품으로서 재생하였다.For the cation exchange resin separated by the backwashing process, an aqueous solution of by-product hydrochloric acid (HCl) adjusted to 5% was regenerated as a regenerating agent.
또, 각 재생식 이온 교환 장치 (1A, 1B) 의 채수 모드시에, 후단의 서브 시스템에 형성되는 비재생식 이온 교환 장치 (용량 ; 카티온 교환 수지/아니온 교환 수지 = 1/1.6, SV ; 80-h) 로부터 배출되는 처리수의 나트륨 이온 (Na+) 농도를, ICP-MS (애질런트·테크놀로지사 제조, 7500cs) 를 사용하여 분석하였다.(Volume: cation exchange resin / anion exchange resin = 1 / 1.6, SV, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) formed in the sub-system in the downstream stage in the water intake mode of each of the
또한, 채수 중의 각 재생식 이온 교환 장치 (1A, 1B) 의 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률이 18.0 MΩ·㎝ 이하, 또한 나트륨 이온 (Na+) 농도가 500 ng/ℓ 이상을 초과한 후의 재생에 대해서는, 재생 처리를 2 회 반복하였다.It is also preferable that the resistivity of the ion-exchanged water W1 of each of the
제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 에 있어서의 채수 개시 12 시간 후의 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률과 나트륨 이온 (Na+) 농도 (표 중, A 로 나타낸다. 이하 동일.) 와, 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 에 있어서의 채수 개시 12 시간 후의 이온 교환 처리수 (W1) 의 저항률과 나트륨 이온 (Na+) 농도 (표 중, B 로 나타낸다. 이하 동일.) 의 비교를 표 1 에 나타낸다. 재생시 및 채수시의 이온 교환 처리수 (W1) 중의 나트륨 이온 (Na+) 농도를, 수질 관리 시스템 (10') 에 의해 관리함으로써, 채수시의 이온 교환 처리수 (W1) 에 있어서의 나트륨 이온 (Na+) 농도를 300 ng/ℓ 이하로 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.The resistivity of the ion-exchanged water W1 and the sodium ion (Na + ) concentration (indicated by A in the table, the same applies hereinafter) of the ion-exchanged water W1 after 12 hours from the start of water collection in the first regenerative
제 1 재생식 이온 교환 장치 (1A) 및 제 2 재생식 이온 교환 장치 (1B) 의 채수시에 있어서의, 후단의 서브 시스템에 형성되는 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수의 나트륨 이온 (Na+) 농도의 비교를 표 2 에 나타낸다. 각 재생식 이온 교환 장치 (1A, 1B) 의 재생시 및 채수시의 이온 교환 처리수 (W1) 중의 나트륨 이온 (Na+) 농도를, 수질 관리 시스템 (10') 에 의해 관리함으로써, 후단의 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수에 있어서의 나트륨 이온 (Na+) 농도의 단기 변동을 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.The sodium ion of the treated water discharged from the non-raw material ion exchange device formed in the downstream subsystem (Na (Na) in the first
이상과 같이, 재생식 이온 교환 장치 (1) 의 재생시 및 채수시의 이온 교환 처리수 (W1) 의 수질에 대해, 저항률뿐만 아니라 나트륨 이온 (Na+) 농도도 측정하고, 이들 측정값에 기초하여, 이온 교환 수지층 (12) 의 재생의 적부를 관리함으로써, 재생 모드/채수 모드의 전환을 적절히 실시할 수 있고, 후단의 서브 시스템의 비재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수에 있어서의 나트륨 이온 (Na+) 농도의 단기 변동을 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.As described above, not only the resistivity but also the sodium ion (Na < + & gt ; ) concentration are measured with respect to the quality of the ion-exchanged water W1 during regeneration and regeneration of the
10
수질 관리 시스템
1
재생식 이온 교환 장치
11
재생식 이온 교환탑
111
교환탑 본체
12
이온 교환 수지층
2
수질 측정 장치
21
저항률계
22
이온 농도계
26
제 1 폐수 배출관
27
제 2 폐수 배출관
3
제 1 배출관
4
제 2 배출관
5
자동 밸브
6
공급관
7
제 1 약액 공급관
8
제 2 약액 공급관
9
재생 폐수 배출관
W
전처리수
W1
이온 교환 처리수10 Water quality management system
1 regenerative ion exchanger
11 Regenerative ion exchange column
111 exchange tower body
12 Ion exchange resin layer
2 Water quality measuring device
21 Resistivity meter
22 Ion density meter
26 1st wastewater discharge pipe
27 2nd wastewater discharge pipe
3 First discharge pipe
4 second discharge pipe
5 Automatic valves
6 feeder
7 First liquid supply pipe
8 Second drug solution supply tube
9 Wastewater discharge pipe
W preprocessing water
W1 ion exchange water treatment
Claims (5)
이온 농도계를 갖는 수질 측정 장치와,
상기 재생식 이온 교환 장치로부터 배출되는 처리수를 유통하는 제 1 배출관과,
상기 제 1 배출관으로부터 분기되어 있고, 상기 처리수를 상기 수질 측정 장치에 공급하는 제 2 배출관을 구비하는, 수질 관리 시스템.A regenerative ion exchange apparatus,
A water quality measuring device having an ion density meter,
A first discharge pipe through which the treated water discharged from the regenerative ion exchange apparatus flows,
And a second discharge pipe branched from the first discharge pipe and supplying the treated water to the water quality measuring apparatus.
상기 재생식 이온 교환 장치가 복수의 재생식 이온 교환탑을 갖는 경우에 있어서,
상기 재생식 이온 교환 장치의 최후단의 재생식 이온 교환탑으로부터 유출되는 유출수를 상기 처리수로 하는, 수질 관리 시스템.The method according to claim 1,
In the case where the regenerative ion exchange apparatus has a plurality of regenerable ion exchange columns,
And the effluent flowing out from the regeneration type ion exchange column at the last stage of the regenerative ion exchanger is used as the treated water.
상기 처리수를 채수하기 위한 채수 모드와, 상기 재생식 이온 교환 장치를 재생하기 위한 재생 모드를 포함하는 운전 모드를 자동적으로 전환하는 자동 전환 제어 수단을 구비하고,
상기 자동 전환 제어 수단이, 상기 수질 측정 장치의 측정값에 따라, 상기 운전 모드의 자동 전환 제어를 실시하는, 수질 관리 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
And an automatic switching control means for automatically switching an operation mode including a regeneration mode for regenerating the regenerative ion exchange apparatus and a watering mode for collecting the treated water,
Wherein the automatic switching control means performs automatic switching control of the operation mode in accordance with the measured value of the water quality measuring device.
N 개 (N 은 2 이상의 정수) 의 병렬로 형성되는 상기 재생식 이온 교환 장치와,
N 개 이하의 병렬로 형성되는 상기 수질 측정 장치를 구비하고,
상기 N 개의 재생식 이온 교환 장치의 각각으로부터 배출되는 각 처리수가, 상기 N 개 이하의 수질 측정 장치의 각각에 공급 가능하게 구성되는, 수질 관리 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The regenerative ion exchanger formed in parallel with N (N is an integer of 2 or more)
N water quality measurement devices formed in parallel or less,
And each of the treated water discharged from each of the N regenerative ion exchange apparatuses is configured to be supplied to each of the N or less water quality measuring apparatuses.
상기 처리수의 이온 농도를 상기 이온 농도계에 의해 측정하는 공정과,
상기 측정한 이온 농도의 측정값에 기초하여, 상기 처리수를 채수하기 위한 채수 모드와 상기 재생식 이온 교환 장치를 재생하기 위한 재생 모드를 자동 전환 제어하는 공정을 구비하는, 수질 관리 시스템의 운전 방법.A method of operating a water quality management system according to any one of claims 1 to 4,
A step of measuring an ion concentration of the treated water by the ion densitometer;
A method for operating a water quality management system comprising a step of automatically switching and controlling a watering mode for taking out the treated water and a regeneration mode for regenerating the regenerative ion exchange apparatus based on the measured value of the measured ion concentration .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |