TWI483778B - Ion exchange device - Google Patents

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Katsunobu Kitami
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Description

離子交換裝置
本發明係關於具備陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂的再生型離子交換裝置，及供其所用之塔體。本發明另外係關於具備此離子交換裝置之水處理裝置。
於電子產業等之純水或超純水製造設備等，廣泛使用離子交換裝置。此離子交換裝置之一，有混床式離子交換裝置係屬周知。
混床式離子交換裝置，具備具有被混合強酸性陽離子交換樹脂與強鹽基性陰離子交換樹脂之混合離子交換樹脂層的離子交換塔，例如藉由原水的下降流通水在離子交換塔使原水中的陽離子與陰離子同時進行離子交換而製造純度高的純水。接著，在進行個離子交換樹脂的再生時在同一塔內，逆洗分離混合離子交換樹脂層，藉由個離子交換樹脂的比重差而於上層形成強鹽基性陰離子交換樹脂層，於下層形成強酸性陽離子交換樹脂層後，於各離子交換樹脂層通以分別的再生劑而個別地再生兩種離子交換樹脂。此再生操作亦有在同一塔內進行的，亦有使各離子交換樹脂個別拔出至分別的塔，而在分別的塔內個別的進行再生。
於從前的混床式離子交換裝置，會有被稱為「逆再生」之陽離子‧陰離子交換樹脂的分離不完全而導致不良情形的發生。
亦即，陽離子交換樹脂是以H的型態被使用，其再生藉由通以酸溶液來進行。另一方面，陰離子交換樹脂是以OH的型態被使用，其再生藉由通以鹼溶液來進行。如前所述，在混床式脫鹽塔之離子交換樹脂的再生之前，首先於混床施以往上的通水，使陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂藉著比重差來分離之後，使酸，例如HCl水溶液由塔下部導入進行陽離子交換樹脂的再生，或者使鹼，例如NaOH水溶液由塔上部導入而進行陰離子交換樹脂的再生。各個的再生廢液，由設在陰離子交換樹脂床與陽離子交換樹脂床之界面部分的排出配管來排出。其後，使氮氣由塔底部導入使陰離子交換樹脂與離子交換樹脂混合為混床，再行通水。
於這樣的再生型混床式離子交換塔，先於根據酸或鹼之各離子交換樹脂的再生，有必要充分分離陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。此分離無法完全進行，例如在陰離子交換樹脂中混入陽離子交換樹脂時，因根據鹼(主要使用氫氧化鈉)的再生(逆再生)而使陽離子交換樹脂成為Na型態，使用此樹脂進行脫離子處理的話會放出鈉離子。此外，於陽離子交換樹脂中混入陰離子交換樹脂的話，因根據酸(主要使用硫酸或鹽酸)的再生(逆再生)而使陰離子成為SO4 之型態或Cl之型態，於脫離子處理時會放出硫酸離子或氯離子。
作為防止這樣的逆再生的離子交換裝置，在日本特開平10-137751號公報(專利文獻1)，記載著以通水性的隔板將塔內區劃為上下兩室，於一室填充陽離子交換樹脂，於另一室填充陰離子交換樹脂。特別是，於專利文獻1的圖5、11記載著以通水性的隔板將塔內區劃為上下兩室，於下室填充陽離子交換樹脂，於上室填充陰離子交換樹脂，使原水由上室通水往下室，依照陰離子交換樹脂→陽離子交換樹脂的順序通水。此隔板，容許水的流通，但是離子交換樹脂的流通會被阻止，防止陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂的混合。此專利文獻1的塔體，為一塔式(單塔式)，裝置面積很小。
於專利文獻1之離子交換裝置用塔體，使原水依照陽離子交換樹脂→陰離子交換樹脂的順序通水的場合，會由後流側的陰離子交換樹脂溶出許多來自陰離子交換樹脂再生用的NaOH之Na等金屬離子成分，有招致處理水質降低之虞。使原水依照陰離子交換樹脂→陽離子交換樹脂的順序通水的場合，由陰離子交換樹脂溶出的Na等金屬成分會被陽離子交換樹脂捕捉，所以處理水質變得良好。
然而，在使原水依照陰離子交換樹脂→陽離子交換樹脂的順序通水的離子交換裝置，原水與陰離子交換樹脂接觸時，藉由陰離子交換樹脂使硫酸離子或氯離子等陰離子成分與OH離子置換，使得pH(酸鹼值)變成鹼性。而在原水中含有硬度成分的場合，會發生這些硬度成分的水垢(例如氫氧化鎂或碳酸鈣等)。在專利文獻1，於離子交換裝置的前段設置逆滲透膜裝置，除去硬度成分(參照專利文獻1之第0066段)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-137751號公報
前述特開平10-137751之離子交換裝置，因為區隔陰離子交換樹脂層與陽離子交換樹脂層的隔板是通水性的，再生時，會由於陽離子交換樹脂再生用的酸溶液通過隔板與陰離子交換樹脂接觸，而產生逆再生。此外，由於陰離子交換樹脂再生用之鹼溶液通過隔板與陽離子交換樹脂接觸，而產生逆再生。在專利文獻1的0023、0027、0028段，記載著以再生時一方的再生劑不流入另一方的離子交換樹脂層的方式，把純水當作平衡水來通水，但是要完全防止再生劑的混入仍然是不充分的，會產生逆再生。
本發明之目的在於提供確實防止於塔內部之陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂的逆再生，即使再生之後也可以立即生產高品質的脫離子水之離子交換裝置與供其所用的塔體。
本發明另外以提供防止往塔內部之陰離子交換樹脂之水垢析出，同時確實防止陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂的逆再生，可以安定地生產高品質的脫離子水之水處理裝置為目的。
第1樣態之離子交換裝置用塔體，係於內部被填充離子交換樹脂的離子交換裝置用塔體，特徵為：該塔體內藉由遮水性的隔板區劃形成上室與下室，藉由繞拉於該塔體外的聯通手段連通該上室與下室。
第2樣態之離子交換裝置，特徵為具備：第1樣態之離子交換裝置用塔體，及被收容於該塔體的上室及下室之中的一方之陽離子交換樹脂，及被收容於另一方的陰離子交換樹脂。
第3樣態之離子交換裝置，係於第2樣態，特徵為具備對前述上室的上部供給或者排出液體之用的上部給排配管、對該下室的下部供給或者排出液體之用的下部給排配管；前述連通手段，具備：對該上室的下部給排液體之用的第1連通配管、對該下室的上部給排液體之用的第2連通配管、連通該第1連通配管與第2連通配管之第3連通配管、該第3連通配管的開閉手段、以及分別設於該第1連通配管及第2連通配管的再生液汁給排手段。
第4樣態之離子交換裝置，係於第3樣態，特徵為分別於前述上室之上部、上室之下部、下室之上部及下室之下部，配置水可通過但阻止離子交換樹脂的通過之集配水構件，前述上部給排配管、第1連通配管、第2連通配管及下部給排配管的末端分別被連接於該集配水構件。
第5樣態之離子交換裝置，係於第4樣態，特徵為於前述上室的上部及下室的上部分別被填充粒狀的非活性樹脂，上室上部的集配水構件及下室下部的集配水構件分別被埋設於該非活性樹脂中。
第6樣態之水處理裝置，特徵為具有：第2至5之任一樣態之離子交換裝置，及設於該離子交換裝置的前段之硬度成分除去手段。
第7樣態之水處理裝置，係於第6樣態，特徵為前述離子交換裝置，係以先使被處理水與陰離子交換樹脂接觸，其後與陽離子交換樹脂接觸的方式構成的。
於本發明之塔體及離子交換裝置，上室與下室以遮水性的隔板區劃，於一方之室收容陽離子交換樹脂，於另一方之室收容陰離子交換樹脂。被處理水(原水)被供給置一方之室，透過連通手段流入另一方之室，而由該另一方之室取出。
在此離子交換裝置，於離子交換樹脂之再生時，各室分別被供給酸或鹼。亦即，完全不會發生陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混合，而且，區劃兩室的隔板為遮水性，完全不會發生被供給置一方之室的酸或鹼通過隔板而流入另一方之室，防止逆再生的發生。
本發明之塔體，係以隔板把內部區劃為上下兩室，與分別設置陰離子交換塔與陽離子交換塔者相比設置空間較少，配管的長度也是少少即可，進而藉由以1枚隔板分離填充離子交換樹脂的離子交換樹脂的空間，可以減低離子交換裝置的高度。此外，可以廉價地製作。
在第3樣態之離子交換裝置，透過第1連通配管及第2連通配管可以容易對上室及下室通以酸或鹼而效率佳地進行再生。此時，藉由關閉第3連通配管，完全防止酸、鹼的混合。接著，可以同時再生上室及下室的離子交換樹脂，可以大幅縮短再生時間。
根據第4樣態之離子交換裝置，可以在上室及下室部產生水的局部滯留，可以效率佳地進行處理水(脫離子水)的生產及離子交換樹脂的再生。
第5樣態之離子交換裝置，於上室及下室之上部填充非活性樹脂，亦置離子交換樹脂的流動。離子交換樹脂流動的話，採水時或是再生時液體不能均等地與離子交換樹脂接觸所以有產生水質降低之虞，但根據申請專利範圍第5項的話，可以防止相關的水質降低，得到高水質之處理水。此外，採水時與再生時之被處理水與再生劑的通水方向沒有特別限定，但以採水為潮上流，使再生為朝下流的方式，可以得到高水質之處理水所以較佳。這應該是由於非活性樹脂的填充，使充分再生的離子交換樹脂固定於各離子交換樹脂的上部，採水時此離子交換樹脂位於被處理水的出口側的緣故。
於本發明之水處理裝置，原水先以硬度成分除去手段除去硬度成分之後再通過水處理裝置，所以防止在離子交換裝置內之水垢的析出。
特別是，於此離子交換裝置，依照陰離子交換樹脂→陽離子交換樹脂的順序通水的話，防止在離子交換裝置之陰離子交換樹脂產生水垢成分。此外，於離子交換裝置被處理水先接觸陰離子交換樹脂，所以由陰離子交換樹脂流出的Na等金屬成分會被陽離子交換樹脂捕捉。
進而，於離子交換裝置內被處理水先與陰離子交換樹脂接觸的場合，被處理水的pH變高，藉由此pH高的被處理水與陽離子交換樹脂接觸，陽離子交換樹脂的離子交換容量大幅增加。
亦即，藉由被處理水與陰離子交換樹脂接觸成為H+ 離子濃度低的狀態而進入陽離子交換樹脂層，促進在陽離子交換樹脂層內進行的下列平衡反應往右進行。又[H+ ]-R表示陽離子交換樹脂。
結果，可以跨長期間安定地生產水質良好的離子交換處理水。
在本發明之水處理裝置，預先除去硬度成分後，於離子交換裝置藉由依照陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂之順序來通水，可得處理水質的提高以及陽離子交換樹脂之實質的離子交換容量的提升。藉由使樹脂體積比率配合交換容量比，可以於再生時使陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂都達到用完交換容量的型態，可以提高經濟性。在有必要除去硼或氧化矽等弱鹽基成分的場合，藉由配合於這些元素之實質上的交換容量而改變陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂的體積比，可以謀求經濟性之更進一步提高。
以下，參照圖面說明實施型態。
首先參照圖1a、1b說明本發明之離子交換裝置用塔體及離子交換裝置的實施型態。
塔體1係由使筒軸心方向為鉛直方向的圓筒部1a、頂部之鏡板部1b、底部之鏡板部1c來構成外殼。鏡板部1b往上方凸狀彎曲，鏡板部1c往下方凸狀彎曲。
此塔體1內藉由遮水性的隔板2區劃為上室20與下室30之二室。在此實施型態，隔板2，係完全不讓水通過的金屬或合成樹脂製者，與鏡板部1c同樣往下凸狀地彎曲。隔板2的周緣部，對圓筒部1a的內周面藉由熔接等水密地結合著。
於上室20內的上部被配置第1集配水構件4，於此第1集配水構件4被連接著上部給排配管3。於上室20內的下部被配置第2集配水構件6，於此集配水構件6被連接著第1連通配管5。於下室30內的上部被配置第3集配水構件9，於此集配水構件9被連接著第2連通配管8。連通配管5、8藉由第3連通配管11連接，於此連通配管11設置閥12。
於連通配管5、8的末端部，分別設有作為再生液給排手段之閥7、10。於下室30的下部被配置第4集配水構件14，於此集配水構件14設置著下部給排配管13。
上室20內的大部分被填充陽離子交換樹脂21，此陽離子交換樹脂21的上側被填充粒狀的非活性樹脂22。第1集配水構件4被埋設於此非活性樹脂22內。
下室30內的大部分被填充陰離子交換樹脂31，此陰離子交換樹脂31的上側被填充粒狀的非活性樹脂32。第3集配水構件9被埋設於此非活性樹脂32中。
作為非活性樹脂，使用比離子交換樹脂比重更小的聚丙烯系樹脂。非活性樹脂的粒徑，以與離子交換樹脂同程度為較佳。
集配水構件4、6、9、14，可以使用在從前的離子交換裝置使用的集水板或是於放射狀延伸的配管設多數縫隙的濾網等。例如，離子交換樹脂的大小(粒徑)約為0.4mm程度的場合，以使用濾網之縫隙的寬幅為0.2mm者為較佳。集配水構件4、14分別具有沿著鏡板部1b、鏡板部1c的形狀，沿著鏡板部1b、鏡板部1c的無效空間(dead space)很小。此外，集配水構件6、9具有沿著隔板2的形狀，沿著隔板2的無效空間很小。
使用此離子交換樹脂的脫離子水的生產(採水)時之流程顯示於圖1a。在此場合，使閥12為開，閥7、10關閉，由下部給排配管13供給原水(被處理水)。此原水依序流過集配水構件14、陰離子交換樹脂31、非活性樹脂32、集配水構件9、連通配管8、11、5、集配水構件6、陽離子交換樹脂21、非活性樹脂22、集配水構件4、上部給排配管3，作為處理水(脫離子水)而取出。
陰離子交換樹脂31及陽離子交換樹脂21之再生時，如圖1b所示，關閉閥12，打開閥7、10，由上部給排配管3供給HCl、H2 SO4 等酸溶液，同時由第2連通配管8供給NaOH等鹼溶液。酸溶液，依序流過集配水構件4、非活性樹脂22、陽離子交換樹脂21、集配水構件6、連通配管5、閥7，作為再生廢水(酸)而流出，藉此使陽離子交換樹脂21再生。鹼溶液，依序流過集配水構件9、非活性樹脂32、陰離子交換樹脂31、集配水構件14、下部給排配管13，作為再生廢水(鹼)而流出，藉此使陰離子交換樹脂31再生。
再生結束後，替代圖1b之HCl溶液、NaOH溶液，分別通以純水，濕潤各路徑及樹脂後，因應需要而以純水個別地向下洗淨上室與下室同時排出洗淨排水，其後，使純水在上室20與下室30之間循環特定時間，接著回復採水步驟。於此再生時，陽離子交換樹脂21與陰離子交換樹脂31完全不會混合。此外，完全不會有再生用的酸溶液流入下室30，或是鹼溶液混入上室20的情形，完全防止逆再生。而且，可以同時併行再生陽離子交換樹脂21與陰離子交換樹脂31，再生時間顯著縮短。
此離子交換樹脂，藉由1枚隔板2將1個塔體1內區劃為上下兩室，塔體的高度很低，設置空間也很小。此外，連通上室20與下室30的配管5、11、8也是很短就夠了。
在此離子交換裝置，集配水構件4、6、9、14係沿著鏡板部1b、隔板2、鏡板部1c而設置的，防止水的局部滯留。
在此離子交換裝置，於上室20及下室30的上部填充著非活性樹脂22、32，防止陽離子交換樹脂21及陰離子交換樹脂31的流動，於採水時及再生時液體變得均等地與陽離子交換樹脂21及陰離子交換樹脂31接觸，可得高品質的脫離子水，同時可充分進行再生。
在前述實施型態，是在上室20收容陽離子交換樹脂，於下室30收容陰離子交換樹脂，但是相反亦可。在前述實施型態，上室20與下室30是介由配管5、11、8而聯通，但只要是繞拉在塔體1的外部即可，並不以此為限。此外，在此實施型態，使用3個閥7、10、12，但使用2個三方閥進行流路切換亦可。
其次，參照圖2說明本發明之水處理裝置之實施型態。
圖2係相關於實施型態之水處理裝置之流程圖。原水，在以硬度成分除去手段41除去硬度成分後，通水至離子交換裝置42。此離子交換裝置42，係如圖1a、1b所示地構成，塔體1內以隔板2區劃為上下二室，下室被填充陰離子交換樹脂31，上室被填充陽離子交換樹脂21。被除去硬度成分的原水，首先與陰離子交換樹脂31接觸除去陰離子後，與陽離子交換樹脂21接觸除去陽離子，成為處理水。
又，作為硬度成分除去手段，可以舉出逆滲透裝置(RO裝置)，離子交換裝置等。這些硬度成分除去手段僅使用1段亦可，串聯連接2段以上者亦可，串聯連接2種以上的硬度成分除去手段亦可。包含硬度成分除去手段的本發明之水處理裝置之構成例示如下列之(a)～(j)。
(a)RO-相關於本發明之離子交換裝置
(b)RO-RO-相關於本發明之離子交換裝置
(c)RO-脫氣裝置-相關於本發明之離子交換裝置
(d)脫氣裝置-RO-相關於本發明之離子交換裝置
(e)脫氣裝置-RO-RO-相關於本發明之離子交換裝置
(f)RO-脫氣裝置-RO-相關於本發明之離子交換裝置
(g)RO-RO-脫氣裝置-相關於本發明之離子交換裝置
(h)離子交換裝置-相關於本發明之離子交換裝置
(i)離子交換裝置-脫氣裝置-相關於本發明之離子交換裝置
(j)離子交換裝置-脫氣裝置-離子交換裝置-相關於本發明之離子交換裝置
於此水處理裝置之離子交換裝置42，藉由使被處理水依照陰離子交換樹脂31→陽離子交換樹脂21的順序通水，亦即，如圖1a所示使閥12為開，使閥7、10為關，藉由使來自下部給排配管13的原水依序流過集配水構件14、陰離子交換樹脂31、非活性樹脂32、集配水構件9、連通配管8、12、5、集配水構件6、陽離子交換樹脂21、非活性樹脂22、集配水構件4、上部給排配管3，而使得即使由陰離子交換樹脂31暫時溶出Na等金屬離子，此金屬離子也在陽離子交換樹脂21被捕捉，不會洩漏至處理水中。此外，藉由使先與陰離子交換樹脂31接觸而pH變高(H+ 離子濃度變低)的被處理水與陽離子交換樹脂21接觸，而大幅增加陽離子交換樹脂21的陽離子交換容量。因此，可得水質良好的處理水。進而，以硬度成分除去手段41處理原水而除去硬度成分之後通水至離子交換裝置42，所以亦可防止在陰離子交換樹脂31附著著水垢成分，可以跨長期安定地通水。
<必要樹脂體積比>
如下列之表1之例示，通常離子交換樹脂在陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂總交換容量是不同的。一般而言，陽離子交換樹脂的總交換容量較多，給水之離子若是陽離子、陰離子當量的話，最好是使陰離子交換樹脂量比陽離子交換樹脂在體積上較多為較佳。例如，使陰離子交換樹脂的體積量為陽離子交換樹脂的體積量的1.5～5倍為較佳。此外，在有必要除去硼或矽酸鹽等弱鹽基的場合，如下列之例所示不僅使體積樹脂比配合總交換容量，還要採用配合這些弱鹽基的實質交換容量之體積樹脂比率為較佳。
[實施例]
以下，說明實施例、參考例與比較例進行說明。
[實施例1、比較例1]
在實施例1使用圖1a、1b所示之離子交換裝置。規格如下。
塔體直徑：450mm
塔體高度：3000mm
上室容積：190L
下室容積：260L
陽離子交換樹脂21的填充量：150L
陰離子交換樹脂31的填充量：200L
非活性樹脂22的填充量：30L
非活性樹脂32的填充量：30L
在比較例1，使用市售的混床型離子交換裝置。規格如下。
塔體直徑：450mm
塔體高度：4000mm
容積：640L
陽離子交換樹脂的填充量：150L
陰離子交換樹脂的填充量：200L
於實施例1及比較例1，陰離子交換樹脂及陽離子交換樹脂使用如下之材料。
陰離子交換樹脂：強鹽基性陰離子交換樹脂「Dow550A」
陽離子交換樹脂：強酸性陽離子交換樹脂「Dow650C」
於各離子交換裝置使RO處理水(導電率：5μS/cm，金屬Na：1ppm、氯化物離子：1ppm、SiO2 ：1ppm)通水一定時間後，使用下列酸溶液及鹼溶液同時再生，確認其後之處理水水質。
(1)運轉條件
RO處理水通水流量：15m3 /h
(2)再生條件
酸溶液
HCl濃度：5重量%
通水流量：0.75m3 /h，30分鐘
鹼溶液
NaoH濃度：5重量%
通水流量：1m3 /h，加溫40℃，40分鐘
<再生時間比較>
實施例1的離子交換裝置的再生時間(分鐘)，為40(藥品通液時間)+40(根據純水之藥品壓出時間)+5(以純水洗淨同時排水)+15(純水之循環洗淨)=100分鐘。
另一方面，比較例1之從前的混床式離子交換裝置的再生時間，為10(樹脂分離時間)+30(陽離子交換樹脂：藥品通液時間)+30(陽離子交換樹脂：藥品壓出時間)+40(陰離子交換樹脂：藥品通液時間)+40(陰離子交換樹脂：藥品壓出時間)+5(以純水洗淨同時排水)+15(樹脂混合時間)+30(循環洗淨)=200分鐘。
以在此實施例1及比較例1再生的離子交換裝置來用同樣的條件通水前述RO處理水而開始採水步驟時之處理水的比電阻值之經時變化顯示於表2。此外，再生後之採水開始後，在經過1小時的時間點之處理水的水質顯示於表3。
[表2]
[表3]
由表2、3可以清楚了解，根據本發明的話，與從前的混床式離子交換塔相比，逆再生導致的水質提高時間的縮短(表2)及高純度化(表3)是可能的，且可以同時再生陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂，所以再生時間亦可減半，且裝置成本，設置面積都可以在相同等級以下。
[實施例2]
將後述之模擬原水通水至作為硬度成分除去手段之RO裝置之後通水至圖1a、1b所示的離子交換裝置。此離子交換裝置之主要條件如下。
(1)離子交換樹脂
陽離子交換樹脂：Dow650C，填充量300mL
陰離子交換樹脂：Dow550A，填充量600mL
(2)通水流量：1L/min (3)再生條件
再生液如下所述。
HCl水溶液：HCl濃度5重量%，通水流量：1L/h、30分鐘
NaoH水溶液：NaoH濃度5重量%，通水流量：2L/h、加溫40℃、30分
再生液如下述地通液。
30分鐘(藥品通液時間)→30分鐘超純水通水(藥品壓出時間)→15分鐘原水通水(運轉切換時間)
(4)RO裝置
RO裝置之主要條件如下。
RO膜：ES-20-D(日東電工社)
RO運轉條件：回收率75%
RO處理水鎂濃度：1mg/L
Na濃度：1mg/L
(5)模擬原水之製造方法
模擬原水係於超純水分別溶解MgCl2(60mg/L)-asCa，NaCl(50mg/L)-asNa，藉由膜脫氣而脫氣調製的。使用的脫氣膜為Liqui-CelDX-50(Cellguard(音譯)公司)。
(6)結果
結果，如表4所示，再生後通水時1Hr後的處理水中的Na濃度為1ppt(ng/L)以下。通水開始後360小時之間的處理水的Na濃度顯示於圖3。
[比較例2]
除了不把模擬原水通水至RO裝置而直接通水至離子交換裝置以外，以與實施例2同樣的方式處理模擬原水。
在此場合，通水之後立刻於陰離子交換樹脂層產生氫氧化鎂之水垢，使得繼續通水變得困難。
[參考例1]
於實施例2，使模擬原水通過RO裝置後，首先通水至陽離子交換樹脂，接著通水至陰離子交換樹脂。亦即，使陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂之通水順序與實施例2相反。除此以外與實施例2同樣地通水。結果，如表4所示，再生後通水時1Hr(小時)後的處理水中的Na濃度為3ppt，確認達實施例2的數倍以上的濃度。通水開始後360小時之間的處理水的Na濃度顯示於圖3。
[比較例3]
把實施例2使用的陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂分別使用與實施例2相同量，且將此混合作為混床，以及再生時的通水流程如下所述以外，以與實施例2相同的條件進行通水。結果，如表4所示，再生後通水時1Hr後的處理水中的Na濃度為52ppt。通水開始後360小時之間的處理水的Na濃度顯示於圖3。
<比較例3之再生時的通水流程>
20分鐘使超純水以0.3L/min之流速往上流通水(樹脂分離時間)→(30分鐘(藥品(HCl)通液)→30分鐘超純水通水(藥品壓出))→(30分鐘(藥品(HCl)通液)→30分鐘超純水通水(藥品壓出))→15分鐘超純水通水(樹脂混合)→30分鐘(運轉切換時間)
[考察]
如表4及圖3所示，根據本發明可以安定地生產高水質之處理水。
以上使用特定的樣態詳細說明本發明，但對於熟悉該項技藝者而言明顯可以在不逸脫本發明的意圖與範圍的情況下施以種種變更，此亦應是為落入本發明之範圍。
又，本申請案係根據2009年9月30日提出申請的日本專利申請案(特願2009-227453)及2010年3月16日提出申請的日本專利申請案(特願2010-059390)所提出，而藉由引用來援用其全部內容。
1．．．塔體
1b、1c．．．鏡板
2．．．隔板
3．．．上部給排配管
4、6、9、14．．．集配水構件
5、8、11．．．連通配管
13．．．下部給排配管
20．．．上室
30．．．下室
41．．．硬度成分除去手段
42．．．離子交換裝置
圖1a係顯示相關於實施型態之離子交換裝置之排水時的狀態之概略剖面圖。
圖1b係顯示相關於實施型態之離子交換裝置之再生時的狀態之概略剖面圖。
圖2係顯示相關於實施型態之水處理裝置之流程圖。
圖3係顯示實施例及比較例的結果之圖。
1．．．塔體
1a．．．圓筒部
1b、1c．．．鏡板
2．．．隔板
3．．．上部給排配管
4、6、9、14．．．集配水構件
5、8、11．．．連通配管
7、10．．．閥
13．．．下部給排配管
20．．．上室
21．．．陽離子交換樹脂
30．．．下室
31．．．陰離子交換樹脂
32．．．非活性樹脂

Claims (4)

  1. 一種離子交換裝置，其特徵為具備：離子交換裝置用塔體，其係於內部被填充離子交換樹脂的離子交換裝置用塔體，該塔體內藉由遮水性的隔板區劃形成上室與下室，藉由繞拉於該塔體外的連通手段連通該上室與下室，陽離子交換樹脂，其係被收容於該塔體的上室及下室之中的一方，及陰離子交換樹脂，其係被收容於另一方，上部給排配管，其係對前述上室的上部供給或者排出液體之用、下部給排配管，其係對該下室的下部供給或者排出液體之用；前述連通手段，具備：對該上室的下部給排液體之用的第1連通配管、對該下室的上部給排液體之用的第2連通配管、連通該第1連通配管與第2連通配管之第3連通配管、該第3連通配管的開閉手段、以及分別設於該第1連通配管及第2連通配管的再生液之給排手段；分別於前述上室之上部、上室之下部、下室之上部及下室之下部，配置水可通過但阻止離子交換樹脂的通過之集配水構件， 前述上部給排配管、第1連通配管、第2連通配管及下部給排配管的末端分別被連接於該集配水構件；於前述上室的上部及下室的上部分別被填充粒狀的非活性樹脂，上室上部的集配水構件及下室下部的集配水構件分別被埋設於該非活性樹脂中；前述隔板往下凸出地彎曲，上室下部的集配水構件及下室上部的集配水構件具有沿著該隔板的形狀。
  2. 一種離子交換裝置，其係具有內部被填充離子交換樹脂的離子交換塔，與設於該離子交換塔的前段之硬度成分除去手段，其特徵為：前述離子交換塔，在該塔體內藉由遮水性的隔板區劃形成上室與下室，藉由繞拉於該塔體外的連通手段連通該上室與下室，該塔體的上室及下室之中的一方被收容陽離子交換樹脂，另一方被收容陰離子交換樹脂，先使被處理水與陰離子交換樹脂接觸，其後與陽離子交換樹脂接觸的方式構成的；且具備：上部給排配管，其係對前述上室的上部供給或者排出液體之用、下部給排配管，其係對該下室的下部供給或者排出液體之用；而前述連通手段，具備： 對該上室的下部給排液體之用的第1連通配管、對該下室的上部給排液體之用的第2連通配管、連通該第1連通配管與第2連通配管之第3連通配管、該第3連通配管的開閉手段、以及分別設於該第1連通配管及第2連通配管的再生液之給排手段。
  3. 如申請專利範圍第2項之離子交換裝置，其中分別於前述上室之上部、上室之下部、下室之上部及下室之下部，配置水可通過但阻止離子交換樹脂的通過之集配水構件，前述上部給排配管、第1連通配管、第2連通配管及下部給排配管的末端分別被連接於該集配水構件；於前述上室的上部及下室的上部分別被填充粒狀的非活性樹脂，上室上部的集配水構件及下室下部的集配水構件分別被埋設於該非活性樹脂中。
  4. 如申請專利範圍第3項之離子交換裝置，其中採水時被處理水以往上流的方式通水，再生時再生液以往下流的方式通水。
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