WO2007023796A1

WO2007023796A1 - イオン交換装置

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Publication number: WO2007023796A1
Application number: PCT/JP2006/316380
Authority: WO
Inventors: Tsuyoshi Yoneda; Saburo Nakamura; Hajime Abe; Katsufumi Isshiki; Hiroki Ohno; Gen Sato
Original assignee: Miura Co., Ltd.
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2007-03-01
Also published as: KR20080036110A; TW200722177A; CA2620955A1; EP1920841A1; CN101247889A; JPWO2007023796A1; EP1920841A4; US20090114583A1

Abstract

　向流再生または分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現する。　樹脂収容部２の蓋部材７に形成された第一流路１０と連通する第一集水管１４と、前記蓋部材７に形成された第二流路１１と連通する第二集水管２０とを備え、前記第二集水管２０の内径が前記第一集水管１４の外径よりも大径に設定するとともに、前記両集水管１４，２０は、それらの軸芯がともに前記樹脂収容部２の軸芯と同軸上に設定される二重管とし、前記蓋部材７には、前記樹脂収容部２内と連通する第三流路１２を形成する。

Description

明細書

イオン交換装置

技術分野

[0001] この発明は、イオン交換榭脂層を通過した処理水や再生剤などを導出する集水装置を備えたイオン交換装置に関し、とくに向流再生および分流再生に適した集水装置を備えたイオン交換装置に関する。

背景技術

[0002] 水道水や地下水などの原水に含まれる硬度分 (カルシウムイオンおよびマグネシゥムイオン)や硝酸性窒素 (硝酸イオンおよび亜硝酸イオン)などをイオン交換榭脂により吸着除去するイオン交換装置が知られている。これらのイオン交換装置のうち、陽イオン交換榭脂を使用して水中の硬度分をナトリウムイオンやカリウムイオンへ置換するものは、通常、軟水装置と呼ばれる。一方、前記イオン交換装置のうち、陰イオン交換榭脂を使用して硝酸性窒素を塩ィ匕物イオンへ置換するものは、通常、硝酸性窒素除去装置と呼ばれる。

[0003] 前記軟水装置は、従来から蒸気ボイラゃクーリングタワーに代表される冷熱機器の伝熱を阻害するスケール生成の防止を目的として、工業用に数多く使用されてきた。また、近年では、軟水の様々な効用が注目され、家庭用，業務用，医療用などとしても普及している。

[0004] 一方、前記硝酸性窒素除去装置は、主に飲食業や食品加工業などの業務用に利用されている。硝酸性窒素は、化学肥料に由来する地下水の汚染物質であり、硝酸性窒素を大量に摂取すると、とくに乳幼児に対して体内の酸素を欠乏させるメトへモグロビン血症を引き起こすおそれがある。このため、前記硝酸性窒素除去装置は、安全な飲料水や食品加工水の確保を目的として使用されている。

[0005] さて、前記イオン交換榭脂は、除去対象とする特定イオン (硬度分や硝酸性窒素など）の吸着量が所定の交換能力に達すると、この特定イオンが処理水中へ漏洩するようになる。そこで、前記イオン交換装置は、前記特定イオンの吸着量が所定の交換能力に達する前に、前記イオン交換樹脂に再生剤 (たとえば、塩化ナトリウム水溶液) を接触させる再生を行い、交換能力を回復させるようにしている。この再生は、一般に原水の流れ方向と再生剤の流れ方向の関係から、並流再生（co-flow regeneration ) ,向流再生 counter-flow regenerationノおよび o流冉生 (spilt— flow regeneration) 【こ大別される。

[0006] 前記並流再生を行うイオン交換装置の構成は、たとえば特許文献 1に開示されている。前記イオン交換榭脂は、上部が開口するボンべ形状の榭脂筒 (榭脂タンク）に充填されており、この榭脂筒の開口部には、原水の流入路および処理水の流出路がそれぞれ形成された蓋部材がねじ込まれている。前記流出路の入口側には、前記榭脂筒の底部へ延びる集水管が接続されており、この集水管を介して前記イオン交換榭脂層を通過した処理水や再生剤などが前記榭脂筒外へ導出されるようになっている。また、前記流入路の出口側および前記集水管の先端部には、それぞれ前記ィォン交換樹脂の流出を防止するスクリーン部材が設けられている。さらに、前記流入路の入口側および前記流出路の出口側には、通水作動の流路と再生作動の流路とを切り換える自動再生バルブユニット（以下、「コントロールバルブユニット」と云う。）が前記蓋部材と一体的に接続されている。このような構成では、前記蓋部材および前記集水管は、前記コントロールバルブユニットごと回転させることにより、前記榭脂筒に容易に着脱できるため、組立やメンテナンスの時間を短縮できる利点を有して、る。このため、とくに前記イオン交換樹脂の充填量が 5〜200リットルの小型ないし中型の装置にぉ、て、標準的な構成として採用されて、る。

特許文献 1：特開 2002— 28646号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] ところで、前記並流再生は、通常、原水の流れ方向と再生剤の流れ方向とを順方向に設定し、前記イオン交換榭脂層に対して原水の流入側から再生剤を供給するとともに、この再生剤を処理水の流出側力排出する。この種のイオン交換装置では、処理水の流出側に位置する前記イオン交換樹脂が再生されにくい（すなわち、ィォン交換基が前記特定イオンで飽和している側力再生が進行する）ので、原水中の溶存塩類濃度が高くなると、前記特定イオンが処理水中へ漏洩しやすくなる。また、同様の理由から、前記イオン交換榭脂を所定の交換能力まで回復させるための再生剤は、過剰量を必要とする。

[0008] 一方、前記向流再生は、通常、原水の流れ方向と再生剤の流れ方向とを逆方向に設定し、前記イオン交換榭脂層に対して処理水の流出側力再生液を供給するとともに、この再生剤を原水の流入側から排出する。また、前記分流再生は、通常、原水の流れ方向に対する再生剤の流れ方向を順方向および逆方向に設定し、前記ィォン交換樹脂層に対して原水の流入側および処理水の流出側力それぞれ再生剤を供給するとともに、この再生剤を前記イオン交換榭脂層の内部から排出する。この種のイオン交換装置では、処理水の流出側に位置する前記イオン交換樹脂が十分に再生される（すなわち、イオン交換基が前記特定イオンで飽和していない側から再生が進行する）ので、原水中の溶存塩類濃度が高い場合でも、前記特定イオンが処理水中へ漏洩しにくぐ高品質の処理水を確保することができる。また、同様の理由から、前記イオン交換榭脂を所定の交換能力まで回復させるための再生剤は、前記並流再生よりも節約することができる。

[0009] このような再生特性の観点から、原水の水質が悪化傾向にあり、また再生剤補給の手間軽減のために再生剤の節約が要求されている昨今では、前記並流再生よりも前記向流再生または前記分流再生を行うタイプのイオン交換装置が望まれている。し力しながら、従来、前記向流再生または前記分流再生を行うイオン交換装置は、前記イオン交換榭脂層に対して異なる位置で処理水と再生剤を集水するため、前記榭脂収容部内に複数の集水装置を独立して設けていた。したがって、前記各集水装置を外部の流路ゃバルブ機構とそれぞれ接続する必要があり、複雑な構成となっていた。

[0010] この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しょうとする課題は、向流再生または分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することである。

課題を解決するための手段

[0011] この発明は、前記課題を解決するためになされたものである。この発明の第一態様は、榭脂収容部の蓋部材に形成された第一流路と連通する第一集水管と、前記蓋部材に形成された第二流路と連通する第二集水管とを備え、前記第二集水管の内径が前記第一集水管の外径よりも大径に設定されるとともに、前記両集水管は、それらの軸芯がともに前記榭脂収容部の軸芯と同軸上に設定される二重管をなしており、前記蓋部材には、前記榭脂収容部内と連通する第三流路がさらに形成されていることを特徴としている。

[0012] この発明の第一態様によれば、前記両集水管は、前記第一集水管が内管に設定され、また前記第二集水管が外管に設定された二重管構造の集水装置として、前記榭脂収容部に装着される。ここにおいて、前記両集水管の軸芯は、ともに前記榭脂収容部の軸芯と同軸上に配置される。この結果、前記両集水管は、前記蓋部材を前記榭脂収容部に着脱する際の回転中心軸として作用する。さらに、前記両集水管は、前記榭脂収容部内へ流体を均等に分配し、また前記榭脂収容部内から流体を均等に集合させるように作用する。

[0013] この発明の第二態様は、第一態様において、前記第一集水管の集水位置を前記榭脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をイオン交換榭脂層の上部付近に設定したことを特徴として、る。

[0014] この発明の第二態様によれば、通水作動時において、原水は、前記第三流路を介して前記榭脂収容部内の上部へ供給される。前記イオン交換榭脂層を下降流で通過した処理水は、前記榭脂収容部の底部付近で前記第一集水管を介して回収され、前記第一流路から排出される。一方、再生作動時において、再生剤は、前記第一流路および前記第一集水管を介して前記榭脂収容部の底部付近へ供給される。同時に、原水は、前記イオン交換榭脂層の展開および流動を抑制するため、前記第三流路を介して前記榭脂収容部内の上部へ供給される。前記イオン交換榭脂層を上昇流で通過した再生剤および前記榭脂収容部内の上部へ供給された原水は、前記イオン交換榭脂層の上部付近で前記第二集水管を介して回収され、前記第二流路力排出される。この結果、前記イオン交換榭脂は、向流再生による交換能力の回復が行われる。

[0015] さらに、この発明の第三態様は、第一態様において、前記第一集水管の集水位置を前記榭脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をィオン交換榭脂層の中央部付近に設定したことを特徴としている。

[0016] この発明の第三態様によれば、通水作動時において、原水は、前記第三流路を介して前記榭脂収容部内の上部へ供給される。前記イオン交換榭脂層を下降流で通過した処理水は、前記榭脂収容部の底部付近で前記第一集水管を介して回収され、前記第一流路から排出される。一方、再生作動時において、再生剤は、一部が前記第三流路を介して前記榭脂収容部内の上部へ供給され、また残部が前記第一流路および前記第一集水管を介して前記榭脂収容部の底部付近へ供給される。前記イオン交換榭脂層を通過した下降流および上昇流の再生剤は、前記イオン交換榭脂層の中央部付近で前記第二集水管を介して回収され、前記第二流路から排出される。この結果、前記イオン交換榭脂は、分流再生による交換能力の回復が行われる。

発明の効果

[0017] この発明によれば、向流再生または分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することができる。この結果、並流再生を行うイオン交換装置と比較して、同等の組立性やメンテナンス性を有しつつ、より高品質の処理水を確保し、さらには再生剤も節約することができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]第一実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図。

[図 2]第一実施形態に係る榭脂収容部の全体構成を示す説明図。

[図 3]榭脂収容部の上部を拡大した説明図。

[図 4]第一スクリーン部材の説明図。

[図 5]第二スクリーン部材の説明図。

[図 6]第一実施形態に係るイオン交換装置の通水作動を示す説明図。

[図 7]第一実施形態に係るイオン交換装置の逆洗工程を示す説明図。

[図 8]第一実施形態に係るイオン交換装置の再生工程を示す説明図。

[図 9]第一実施形態に係るイオン交換装置の押出工程を示す説明図。

[図 10]第一実施形態に係るイオン交換装置の洗浄工程を示す説明図。

[図 11]第一実施形態に係るイオン交換装置の補水工程を示す説明図。 [図 12]第二実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図。

[図 13]第二実施形態に係る榭脂収容部の全体構成を示す説明図。

[図 14]第二実施形態に係るイオン交換装置の通水作動を示す説明図。

[図 15]第二実施形態に係るイオン交換装置の逆洗工程を示す説明図。

[図 16]第二実施形態に係るイオン交換装置の再生工程を示す説明図。

[図 17]第二実施形態に係るイオン交換装置の押出工程を示す説明図。

[図 18]第二実施形態に係るイオン交換装置の洗浄工程を示す説明図。

[図 19]第二実施形態に係るイオン交換装置の補水工程を示す説明図。

符号の説明

[0019] 1 イオン交換装置

2 榭脂収容部

5 陽イオン交換榭脂層 (イオン交換榭脂層）

7 蓋部材

11 第一流路

12 第二流路

13 第三流路

14 第一集水管

20 第二集水管

60 イオン交換装置

発明を実施するための最良の形態

[0020] (第一実施形態）

以下、この発明の第一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図 1は、第一実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図を示してヽる。第一実施形態に係るィオン交換装置は、いわゆる軟水装置であって、水道水，地下水，工業用水などの原水中に含まれる硬度分をナトリウムイオンへ置換して軟水を生成し、この軟水を各種の用水として需要箇所へ供給する目的で使用される。このため、前記軟水装置は、家屋やマンション等の居住建物，ホテルや大衆浴場等の集客施設，ボイラゃクーリングタワー等の冷熱機器，食品加工装置や洗浄装置等の水使用機器などの給水元と接続される。

[0021] 図 1において、イオン交換装置 1は、榭脂収容部 2と、コントロールバルブユニット 3 と、再生剤タンク 4とを主に備えている。前記榭脂収容部 2は、処理材である陽イオン交換榭脂層 5が収容された榭脂筒 6を備えており、この榭脂筒 6の開口部は、蓋部材 7で閉鎖されている。この蓋部材 7には、前記コントロールバルブユニット 3がー体的に装着されており（図示省略)、前記イオン交換装置 1の通水作動の流路と再生作動の流路とを制御器（図示省略)からの指令信号によって切り換えることができるように構成されている。

[0022] ここで、まず図 2および図 3を参照して、第一実施形態に係る前記榭脂収容部 2の構成を詳細に説明する。図 2は、前記榭脂収容部 2の全体構成を示す説明図であり、また図 3は、前記榭脂収容部 2の上部を拡大した説明図である。前記蓋部材 7は、前記榭脂筒 6の頭頂部に装着されており、前記蓋部材 7の下部に形成した雄ネジ部 8と前記榭脂筒 6の開口部に形成した雌ネジ部 9とで結合されている。そして、前記蓋部材 7には、流体の供給および排出を行う第一流路 10,第二流路 11および第三流路 12がそれぞれ形成されている。これらの各流路 10, 11, 12は、後述するように、前記コントロールバルブユニット 3を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。

[0023] 前記蓋部材 7の下部には、前記雄ネジ部 8の回転中心軸の同心円上に円筒状の第一スリーブ 13が形成されており、この第一スリーブ 13内は、前記第一流路 10の一端側と連通している。前記第一スリーブ 13内には、前記榭脂収容部 2の底部付近へ延びる第一集水管 14が挿入されており、この第一集水管 14の外周面と前記第一スリーブ 13の内周面とは、 Oリングなどのシール部材（図示省略)を介して液密に保持されている。ここに

おいて、前記第一スリーブ 13の端面には、前記第一集水管 14の挿入を案内する傾斜部 (符号省略)が設けられている。そして、前記第一集水管 14の先端部には、榭脂粒子の流出を防止する第一スクリーン部材 15が装着されている。すなわち、前記第一集水管 14は、前記第一流路 10と連通されるとともに、前記第一スクリーン部材 15 による集水位置が前記榭脂収容部 2の底部付近に設定されている。

[0024] 前記第一スクリーン部材 15は、図 4に示すように、主に第一胴部 16,第一接続板 1 7および第一底板 18から構成されている。前記第一胴部 16は、逆円錐状の中空部材であって、側面には、多数のスリット（図示省略）が形成されている。これらのスリットは、微細な榭脂粒子が容易に通過しないように、通常、その幅が 0. 1〜0. 3mmの範囲に設定されている。前記第一接続板 17は、前記第一胴部 16の上面を閉鎖するように装着されており、また前記第一底板 18は、前記第一胴部 16の底面を閉鎖するように装着されている。前記第一接続板 17の中心部には、前記第一集水管 14の外径と等しい孔が穿設されており、この孔に前記第一集水管 14の先端部が挿入されている。ここで、前記第一スクリーン部材 15は、容易に脱落しないように、通常、前記第一集水管 14に固着され、一体化されている。

[0025] 前記第一スリーブ 13の外側には、前記雄ネジ部 8の回転中心軸の同軸上に円筒状の第二スリーブ 19が形成されており、この第二スリーブ 19内は、前記第二流路 11 の一端側と連通している。前記第二スリーブ 19内には、前記イオン交換榭脂層 5の上部付近へ延びる第二集水管 20が挿入されており、この第二集水管 20の外周面と前記第二スリーブ 19の内周面とは、 Oリングなどのシール部材（図示省略)を介して液密に保持されている。ここにおいて、前記第二スリーブ 19の端面には、前記第二集水管 20の挿入を案内する傾斜部 (符号省略)が設けられている。そして、前記第二集水管 20の先端部には、榭脂粒子の流出を防止する第二スクリーン部材 21が装着されている。すなわち、前記第二集水管 20は、前記第二流路 11と連通されるとともに、前記第二スクリーン部材 21による集水位置が前記陽イオン交換榭脂層 5の上部付近に設定されている。前記陽イオン交換榭脂層 5の上部付近とは、たとえば前記陽イオン交換榭脂層 5の上層部であってもよいし、前記陽イオン交換榭脂層 5の上端面近傍であってもよい。

[0026] ここにおいて、前記第二集水管 20の内径は、前記第一集水管 14の外径よりも大径に設定される。典型的には、前記第二集水管 20の内径は、十分な流路断面積を確保するため、前記第一集水管 14の外径に対して 1. 5〜3倍の範囲に設定される。また、前記両集水管 14, 20の軸芯は、ともに前記榭脂収容部 2の軸芯と同軸上に設定される。すなわち、前記両集水管 14, 20は、前記第一集水管 14が内管に設定され、また前記第二集水管 20が外管に設定された二重管構造の集水装置として、前記榭脂収容部 2に装着されている。

[0027] 前記第二スクリーン部材 21は、図 5に示すように、主に第二胴部 22,第二接続板 2 3および第二底板 24から構成されている。前記第二胴部 22は、前記第一胴部 16と同様に構成されており、部材の共通化が図られている。前記第二接続板 23は、前記第二胴部 22の上面に装着されており、また前記第二底板 24は、前記第二胴部 22の底面に装着されている。前記第二接続板 23の上面には、内径が前記第二集水管 20 の外径とほぼ同じに設定された円筒状の第三スリーブ 25が形成されており、この第三スリーブ 25内に前記第二集水管 20の先端部が挿入されている。また、前記第二接続板 23の中心部には、前記第二集水管 20の内径と等しい孔が穿設されている。一方、前記第二底板 24の中心部には、前記第一集水管 14の外径と同径，もしくはやや大径の孔が穿設されており、前記第一集水管 14を貫通させることできるように形成されている。ここで、前記第二スクリーン部材 21は、容易に脱落しないように、通常、前記第二集水管 20に固着され、一体化されている。

[0028] 前記第二スリーブ 19の外側には、前記雄ネジ部 8の回転中心軸の同軸上に環状壁 26が形成されている。この環状壁 26と前記第二スリーブ 19とで区画された部分は、集水路 27に設定されており、この集水路 27内は、前記第三流路 12の一端側と連通している。そして、前記環状壁 26には、榭脂粒子の流出を防止する第三スクリーン部材 28が装着されている。すなわち、前記第三流路 12は、前記榭脂収容部 2内と連通されている。

[0029] 前記第三スクリーン部材 28は、主に第三胴部 29および第三底板 30から構成されている。前記第三胴部 29は、円筒状の部材であって、側面には、多数のスリット（図示省略）が形成されている。これらのスリットは、微細な榭脂粒子が容易に通過しないように、通常、その幅が 0. 1〜0. 3mmの範囲に設定されている。前記第三底板 30は、前記第三胴部 29の底面を閉鎖するように装着されている。前記第三底板 29の中心部は、前記第二集水管 20の外径と同径，もしくはやや大径の孔が穿設されており、前記第二集水管 20を貫通させることできるようになつている。ここで、前記第三スクリーン部材 28は、前記蓋部材 7から容易に脱落しないように、通常、前記環状壁 26 にネジ 31, 31,…で固定されている。 [0030] ここで、第一実施形態に係る前記榭脂収容部 2の組立方法の一例にっ、て、具体的に説明する。この組立方法では、予め前記第一スクリーン部材 15は、前記第一集水管 14の先端部に固定され、また前記第二スクリーン部材 21は、前記第二集水管 2 0の先端部に固定され、さらに前記第三スクリーン部材 28は、前記蓋部材 7に固定されている。また、前記第一スリーブ 13および前記第二スリーブ 19の各内周面には、 Oリングなどのシール部材（図示省略）が装着されている。さらに、前記蓋部材 7は、前記コントロールバルブユニット 3がー体的に装着された状態で使用される。

[0031] まず、前記榭脂筒 6内が空の状態で前記第一集水管 14を前記榭脂筒 6の底部まで差し込んだのち、所定量の陽イオン交換榭脂を充填する。ここにおいて、陽イオン交換樹脂の充填に先立ち、前記第一スクリーン部材 15が埋没する程度まで、珪石などの支持材 (図示省略)を充填してもよい。また、前記第二集水管 20を前記第二スリーブ 19内に挿入し、前記蓋部材 7と一体にする。

[0032] つぎに、前記第二底板 24の中央部に穿設された孔（図示省略)を前記第一集水管 14が貫通するように、前記第二スクリーン部材 21側から前記蓋部材 7と一体化された前記第二集水管 20を前記第一集水管 14に沿って差し込んでいき、前記第一集水管 14の上端部を前記第一スリーブ 13の端面に設けられた前記傾斜部 (符号省略)と当接させる。そして、前記雄ネジ部 8および前記雌ネジ部 9の位置を合わせたのち、前記蓋部材 7を前記コントロールバルブユニット 3とともに前記榭脂筒 6の開口部にねじ込んで結合する。この際、前記両集水管 14, 20は、前記蓋部材 7の回転中心軸として作用し、また前記第一集水管 14は、前記蓋部材 7の回転にともなって前記第一スリーブ 13内へ挿入されるので、前記榭脂収容部 2を容易に組み立てることができる。さらに、前記榭脂収容部 2の組立後において、陽イオン交換樹脂の交換などを行う場合には、逆の手順により、前記榭脂収容部 2を容易に分解することができる。

[0033] さて、再び図 1を参照し、前記イオン交換装置 1の全体構成図について詳細に説明する。前記第三流路 12には、前記コントロールバルブユニット 3を介して原水ライン 3 2が接続されている。また、前記第一流路 10には、前記コントロールバルブユニット 3 を介して処理水ライン 33が接続されている。すなわち、前記原水ライン 32および前記処理水ライン 33の一部は、それぞれ前記コントロールバルブユニット 3内に形成されている。

[0034] 前記原水ライン 32には、上流側力も順にストレーナ 34および第一開閉弁 35が設けられており、この第一開閉弁 35は、前記コントロールバルブユニット 3を構成している。ここにおいて、前記ストレーナ 34は、原水中のゴミゃ配管力も剥離した鲭などの固形物を捕捉し、前記陽イオン交換榭脂層 5における閉塞や汚染を防止するために設けられている。前記ストレーナ 34で使用されている濾材は、金属製ネットや合成樹脂製ネットのスクリーン材であって、通常、その目開き力 50〜300 μ mの範囲に設定されている。また、前記処理水ライン 33には、第ニノレブ 36が設けられており、この第二バルブ 36は、前記コントロールバルブユニット 3を構成している。

[0035] ここで、前記コントロールバルブユニット 3の構成について、さらに詳細に説明する。

前記コントロールバルブユニット 3内において、前記第一バルブ 35の上流側の前記原水ライン 32は、前記第ニノレブ 36の下流側の前記処理水ライン 33とバイパスライン 37で接続されている。このバイパスライン 37には、第三バルブ 38が設けられている。この第三バルブ 38の上流側の前記バイパスライン 37は、前記第二バルブ 36の上流側の前記処理水ライン 33と再生剤調製ライン 39で接続されてヽる。この再生剤調製ライン 39には、前記バイノスライン 37側力も順に第四バルブ 40,第一オリフィス 41および第一ェゼクタ 42が設けられている。ここにおいて、前記第一オリフィス 41は、前記第一ェゼクタ 42へ供給する原水を所定範囲の流量に調節するためのものである。また、前記第一オリフィス 41と前記第一ェゼクタ 42の間の前記再生剤調製ライン 39は、前記第一バルブ 35の下流側の前記原水ライン 32と分岐ライン 43で接続されている。この分岐ライン 43には、前記原水ライン 32側から順に第五バルブ 44および第二オリフィス 45が設けられている。ここにおいて、前記第二オリフィス 45は、後述する再生工程および押出工程において、前記陽イオン交換榭脂層 5の流動を抑制するために供給する原水を所定範囲の流量に調節するためのものである。

[0036] 前記第一ェゼクタ 42は、ノズル部 (符号省略)の吐出側にお!、て、前記再生剤タンク 4内に配置されたフロートバルブユニット 46と再生剤供給ライン 47で接続されており、この再生剤供給ライン 47には、第六バルブ 48が設けられている。すなわち、前記第一ェゼクタ 42は、原水が前記ノズル部から吐出されるときに発生する負圧を利用して、前記再生剤タンク 4内の再生剤原液 (たとえば、塩ィ匕ナトリウムの飽和水溶液)を吸引可能に構成されている。そして、前記第一ェゼクタ 42において、前記再生剤タンク 4からの再生剤原液は、原水で所定濃度 (たとえば、 8〜12重量％)にまで希釈されるようになつている。

[0037] 前記再生剤タンク 4は、前記陽イオン交換榭脂層 5の再生に使用する再生剤原液を調製するタンクであって、その内部には、固形塩 49 (たとえば、粒状やペレット状の塩ィ匕ナトリウム）が貯蔵されている。そして、この固形塩 49を前記再生剤供給ライン 4 7を介して前記再生剤タンク 4内に補給された軟水と接触させることにより溶解させ、再生剤原液を生成するように構成されて、る。

[0038] 前記フロートバルブユニット 46は、前記再生剤供給ライン 47を介して前記再生剤タンク 4内へ軟水が補給されると、フロート 50と連動する弁体 51が上昇し、所定水位で軟水の流入を遮断するように作動する。逆に、前記フロートバルブユニット 46は、前記第一ェゼクタ 42内が負圧になると、前記フロート 50と連動する前記弁体 51が下降し、前記再生剤供給ライン 47へ再生剤原液を流出させるように作動する。そして、前記再生剤タンク 4内の再生剤原液が所定水位まで消費されると、前記フロートバルブユニット 46に内蔵された中空ボール 52が前記再生剤供給ライン 47の流入口へ移動し、再生剤原液およびエアの吸引を遮断する。

[0039] 前記第二バルブ 36の上流側の前記処理水ライン 33には、前記コントロールバルブユニット 3の外部へ延びる第一排水ライン 53が接続されて、る。この第一排水ライン 5 3には、第七ノレブ 54が設けられている。また、前記第一バルブ 35の下流側の前記原水ライン 32は、前記第七バルブ 54の下流側の前記第一排水ライン 53と第二排水ライン 55で接続されている。この第二排水ライン 55には、前記原水ライン 32側力も順に第八バルブ 56および第三オリフィス 57が設けられている。ここにおいて、前記第三オリフィス 57は、前記榭脂筒 6からの排水量を所定範囲の流量に調節するためのものである。さらに、前記第二流路 11は、前記第七バルブ 54の下流側の前記第一排水ライン 53と第三排水ライン 58で接続されており、この第三排水ライン 58には、第九バルブ 59が設けられて!/、る。

[0040] 前記コントロールバルブユニット 3において、前記各バルブ 35, 36, 38, 40, 44, 4 8, 54, 56, 59は、種々の作動機構および弁構造を採用することができる。具体的には、カム機構により作動されるリフト式またはダイアフラム式の流路開閉ノレブや、ギァ機構により作動されるスライドピストン式の流路開閉バルブなどがとくに好適である

[0041] 以下、第一実施例形態に係る前記イオン交換装置 1の通水作動および再生作動について、図 6〜図 11を参照して詳細に説明する。

[0042] 前記通水作動では、図 6に示すように、前記制御器（図示省略)からの指令信号により、前記第一開閉弁 35および前記第二開閉弁 36は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第三開閉弁 38,前記第四開閉弁 40,前記第五開閉弁 44,前記第六開閉弁 48,前記第七開閉弁 54,前記第八開閉弁 56および前記第九開閉弁 59は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる水道水，地下水，工業用水などの原水は、まず前記ストレーナ 34で固形物が除去され、前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下降流で流れる過程で硬度分がナトリウムイオンへ置換され、軟水化される。前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した軟水は、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15へ集水されたのち、前記第一集水管 14,前記第一流路 10および前記処理水ライン 33を介して排出され、需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水を採取することにより、陽イオン交換榭脂が硬度分を置換できなくなると、前記再生作動を実施する。

[0043] 前記再生作動は、陽イオン交換樹脂の硬度分除去能力を回復させるために、逆洗工程，再生工程，押出工程，洗浄工程および補水工程をこの順で行う。ちなみに、前記再生作動は、通常、軟水を使用しない深夜に実施するように設定されているが、夜間も軟水を必要とする需要箇所においては、前記イオン交換装置 1の複数台を並列または直列に設置し、前記通水作動を交互に行うように設定する。

[0044] 前記逆洗工程では、図 7に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第二バルブ 36,前記第三バルブ 38および前記第八バルブ 56は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ 35,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44, 前記第六バルブ 48,前記第七バルブ 54および前記第九バルブ 58は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、前記バイパスライン 37,前記処理水ライン 33,前記第一流路 10および前記第一集水管 14を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15から配水される。この原水は、前記榭脂収容部 2内を上昇流で流れ、前記陽イオン交換榭脂層 5を展開させながら、堆積した懸濁物質や破砕などによって生じた微細榭脂粒子を洗い流す。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した原水は、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28へ集水されたの

ち、前記第三流路 12,前記原水ライン 32の一部および前記第二排水ライン 55を介して前記第一排水ライン 53から系外へ排出される。前記逆洗工程を開始して所定時間が経過すると、前記再生工程へ移行する。

前記再生工程では、図 8に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ弁 38,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44,前記第六バルブ 48および前記第九バルブ 59は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ 35 ,前記第ニノレブ 36,前記第七バルブ 54および前記第八ノレブ 56は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、希釈水として、前記バイパスライン 37および前記再生剤調製ライン 39を介して前記第一ェゼクタ 42の一次側へ供給される。前記第一ェゼクタ 42において、前記ノズル部 (符号省略)の吐出側で負圧が発生すると、前記再生剤供給ライン 47内も負圧となり、前記フロート 50と連動する前記弁体 51が下降する。この結果、前記再生剤タンク 4内の再生剤原液が前記再生剤供給ライン 47を介して吸引可能となり、前記第一ェゼクタ 42内では、再生剤原液が原水で所定濃度まで希釈され、再生剤が調製される。前記第一ェゼクタ 42からの再生剤は、前記再生剤調製ライン 39,前記処理水ライン 33,前記第一流路 10 および前記第一集水管 14を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15から配水される。この再生剤は、前記陽イオン交換榭脂層 5 を上昇流で通過し、榭脂粒子を再生させる。すなわち、第一実施形態では、前記陽イオン交換榭脂層 5に対して向流再生（counter- flow regeneration)が行われる。また、前記再生工程中は、前記第一ェゼクタ 42の一次側で分岐した原水の一部が前記分岐ライン 43,前記原水ライン 32の一部および前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この下降流の原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下向きに押圧し、上昇流の再生剤によって前記陽イオン交換榭脂層 5が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した再生剤および前記榭脂収容部 2の上部へ供給された原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5の上部で前記第二スクリーン部材 21へ集水されたのち、前記第二集水管 20,前記第二流路 11,前記第三排水ライン 58を介して前記第一排水ライン 53から系外へ排出される。ここにおいて、前記再生剤タンク 4 内の再生剤原液が所定水位まで消費されると、前記中空ボール 52が前記再生剤供給ライン 47の流入口へ移動し、再生剤原液およびエアの吸引を遮断する。そして、前記再生工程を開始して所定時間が経過すると、前記押出工程へ移行する。

前記押出工程では、図 9に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ 38,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44および前記第九バルブ 59は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ 35,前記第二バルブ 36,前記第六バルブ 48,前記第七バルブ 54および前記第八バルブ 56は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、押出水として、前記バイパスライン 37および前記再生剤調製ライン 39を介して前記第一ェゼクタ 42の一次側へ供給される。このとき、前記第一ェゼクタ 42における再生剤原液の吸引は、停止されている。前記第一ェゼクタ 42からの原水は、前記再生剤調製ライン 39,前記処理水ライン 33,前記第一流路 10および前記第一集水管 14を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15から配水される。この原水は、再生剤を押し出しながら前記陽イオン交換榭脂層 5を上昇流で通過し、榭脂粒子を引き続き再生させる。また、前記押出工程中は、前記第一ェゼクタ 42の一次側で分岐した原水の一部が前記分岐ライン 43,前記原水ライン 32の一部および前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この下降流の原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下向きに押圧し、上昇流の再生剤および原水によって前記陽イオン交換榭脂層 5が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した再生剤および原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5の上部で前記第二スクリーン部材 21へ集水されたのち、前記第二集水管 20,前記第二流路 11,前記第三排水ラ

イン 58を介して前記第一排水ライン 53から系外へ排出される。前記押出工程を開始して所定時間が経過すると、前記洗浄工程へ移行する。

[0047] 前記洗浄工程では、図 10に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ 35,前記第三バルブ 38および前記第七バルブ 54は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ 36,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44 ,前記第六ノレブ 48,前記第八バルブ 56および前記第九ノレブ 59は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、洗浄水として、前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この原水は、前記榭脂筒 6内に残留している再生液を洗い流しながら、前記陽イオン交換榭脂層 5を下降流で通過する。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した原水は、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15へ集水されたのち、前記第一集水管 14,前記第一流路 10,前記処理水ライン 33 の一部および前記第一排水ライン 53を介して系外へ排出される。前記洗浄工程を開始して所定時間が経過すると、前記補水工程を実施する。

[0048] 前記補水工程では、図 11に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ 35,前記第三バルブ 38および前記第六バルブ 48は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ 36,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44 ,前記第七ノレブ 54,前記第八バルブ 56および前記第九ノレブ 59は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、補給水として、前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この補給水は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下降流で通過して軟水化される。前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した補給水は、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15へ集水されたのち、前記第一集水管 14,前記第一流路 10,前記処理水ライン 33の一部および前記再生剤調製ライン 39を介して前記第一ェゼクタ 42の二次側へ供給される。前記第一ェゼクタ 42からの補給水は、前記再生剤供給ライン 47を介して前記再生剤タンク 4内へ供給される。また、前記再生剤タンク 4内では、水位の上昇にともなって前記フロート 50と連動する前記弁体 51 が上昇し、所定水位で補給水の流入を遮断する。そして、補給された軟水は、前記通水作動中に前記再生剤タンク 4内に貯蔵されている前記固形塩 49を溶解させ、再生剤原液を生成する。前記補水工程が終了すると、再び前記通水作動を実施する。

[0049] ところで、前記再生作動中は、前記榭脂収容部 2を迂回した原水が需要箇所の要求に応じて供給される。前記再生作動中には、前記第三バルブ 38が常に開状態に設定されてヽるので、前記第一バルブ 35の上流側の前記原水ライン 32を流れる原水は、前記バイパスライン 37を介して前記第二バルブ 36の下流側の前記処理水ライン 33へ供給される。この結果、前記再生作動中においても、需要箇所では水を使用することが可能になって、る。

[0050] 以上の第一実施形態によれば、向流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することができる。この結果、並流再生を行うィオン交換装置と比較して、同等の組立性やメンテナンス性を有しつつ、より高品質の処理水を確保し、さらには再生剤も節約することができる。

[0051] (第二実施形態）

つぎに、この発明の第二実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図 1 2は、第二実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図を示している。第二実施形態に係るイオン交換装置は、前記第一実施形態の変形例であって、向流再生に替えて分流再生により再生を行うように構成したものである。図 12において、イオン交換装置 60は、前記第一

実施形態と同様、前記榭脂収容部 2と、前記コントロールバルブユニット 3と、前記再生剤タンク 4とを主に備えて、る。

[0052] ここで、まず図 13を参照して、第二実施形態に係る前記榭脂収容部 2の構成を説明する。図 13は、前記榭脂収容部 2の全体構成を示す説明図である。図 13において、前記第一実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。第二実施形態において、前記第二集水管 20は、前記第二スクリーン部材 21の位置が前記陽イオン交換榭脂層 5の中央部付近に設定される構成となっている。また、前記第二スクリーン部材 21の底面側は、前記第二集水管 20が前記蓋部材 7から抜け落ちないように、前記第一集水管 14の管壁に固定したピン 61で支持されている（図 5参照）。

[0053] ここで、第二実施形態に係る前記榭脂収容部 2の組立方法の一例にっ、て、具体的に説明する。この組立方法では、予め前記第一スクリーン部材 15は、前記第一集水管 14の先端部に固定され、また前記第二スクリーン部材 21は、前記第二集水管 2 0の先端部に固定され、さらに前記第三スクリーン部材 28は、前記蓋部材 7に固定されている。また、前記第一集水管 14の管壁には、前記ピン 61が固定されている。前記第一スリーブ 13および前記第二スリーブ 19の各内周面には、 Oリングなどのシール部材（図示省略）が装着されている。さらに、前記蓋部材 7は、前記コントロールバルブユニット ₃がー体的に装着された状態で使用される。

[0054] まず、前記第二底板 24の中央部に穿設された孔（図示省略)を前記第一集水管 1 4が貫通するように、前記第二スクリーン部材 21側から前記第二集水管 20を前記第一集水管 14に沿って差し込み、前記第二スクリーン部材 21を前記ピン 61に当接させて前記両集水管 14, 20を合体させる。そして、前記榭脂筒 6内が空の状態で前記第二集水管 20とともに前記第一集水管 14を前記榭脂筒 6の底部まで差し込んだのち、所定量の陽イオン交換榭脂を充填する。ここにおいて、陽イオン交換樹脂の充填に先立ち、前記第一スクリーン部材 15が埋没する程度まで、珪石などの支持材（図示省略)を充填してもよい。

[0055] つぎに、前記両集水管 14, 20の上端部を前記第一スリーブ 13および前記第二スリーブ 19の各端面に設けられた傾斜部 (符号省略)とそれぞれ当接させる。そして、前記雄ネジ部 8および前記雌ネジ部 9の位置を合わせたのち、前記蓋部材 7を前記コントロールバルブユニット 3とともに前記榭脂筒 6にねじ込んで結合する。この際、前記両集水管 14, 20は、前記蓋部材 7の回転中心軸として作用し、また前記第一集水管 14および前記第二集水管 20は、前記蓋部材 7の回転にともなって前記第一スリーブ 13内および前記第二スリーブ 19内へそれぞれ挿入されるので、前記榭脂収容部 2を容易に組み立てることができる。さらに、前記榭脂収容部 2の組立後において、陽イオン交換樹脂の交換などを行う場合には、逆の手順により、前記榭脂収容部 2を容易に分解することができる。

[0056] さて、再び図 12を参照し、前記イオン交換装置 60の全体構成図について説明する。図 12において、前記第一実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。

[0057] 前記イオン交換装置 60において、前記第三バルブ 38の上流側の前記バイパスライン 37は、前記第二バルブ 36の上流側の前記処理水ライン 33と前記再生剤調製ライン 39で接続されている。この再生剤調製ライン 39には、前記バイパスライン 37側から順に前記第四バルブ 40,前記第一オリフィス 41および前記第一ェゼクタ 42が設けられている。また、前記第一オリフィス 41と前記第一ェゼクタ 42の間の前記再生剤調製ライン 39は、前記第一バルブ 35の下流側の前記原水ライン 32と前記分岐ライン 4 3で

接続されている。この分岐ライン 43には、前記原水ライン 32側から順に前記第五バルブ 44および第二ェゼクタ 62が設けられている。ここにおいて、前記各ェゼクタ 42, 62は、それぞれのノズル部 (符号省略)の吐出側において、前記再生剤タンク 4内に配置された前記フロートバルブユニット 46と前記再生剤供給ライン 47で接続されている。

[0058] 以下、第二実施例形態に係る前記イオン交換装置 60の通水作動および再生作動について、図 14〜図 19を参照して詳細に説明する。

[0059] 前記通水作動では、図 14に示すように、前記制御器（図示省略)からの指令信号により、前記第一バルブ 35および前記第二バルブ 36は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第三バルブ 38,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44,前記第六バルブ 48,前記第七バルブ 54,前記第八バルブ 56および前記第九バルブ 59は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる水道水，地下水，工業用水などの原水は、まず前記ストレーナ 34で固形物が除去されたのち、前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下降流で流れる過程で硬度分がナトリウムイオンへ置換され、軟水化される。前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した軟水は、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15へ集水されたのち、前記第一集水管 14,前記第一流路 10および前記処理水ライン 33を介して排出され、需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水を採取することにより、陽ィオン交換樹脂が硬度分を置換できなくなると、前記再生作動を実施する。

[0060] 前記再生作動は、陽イオン交換樹脂の硬度分除去能力を回復させるために、前記第一実施形態と同様、逆洗工程，再生工程，押出工程，洗浄工程および補水工程をこの順で行う。

[0061] 前記逆洗工程では、図 15に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第二バルブ 36,前記第三バルブ 38および前記第八バルブ 56は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ 35,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44 ,前記第六ノレブ 48,前記第七バルブ 54および前記第九ノレブ 58は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、前記バイパスライン 37,前記処理水ライン 33,前記第一流路 10および前記第一集水管 14を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15から配水される。この原水は、前記榭脂収容部 2内を上昇流で流れ、前記陽イオン交換榭脂層 5を展開させながら、堆積した懸濁物質や破砕などによって生じた微細榭脂粒子を洗い流す。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した原水は、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28へ集水されたのち、前記第三流路 12,前記原水ライン 32の一部および前記第二排水ライン 55を介して前記第一排水ライン 53から系外へ排出される。前記逆洗工程を開始して所定時間が経過すると、前記再生工程へ移行する

[0062] 前記再生工程では、図 16に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ 38,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44,前記第六バルブ 48および前記第九バルブ 59は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ 35 ,前記第ニノレブ 36,前記第七バルブ 54および前記第八ノレブ 56は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、希釈水として、前記バイパスライン 37,前記再生剤調製ライン 39および前記分岐ライン 43を介して前記各ェゼクタ 42, 62の一次側へそれぞれ供給される。前記各ェゼクタ 42, 62において、前記各ノズル部 (符号省略)の吐出側で負圧が発生すると、前記再生剤供給ライン 47内も負圧となり、前記フロート 50と連動する前記弁体 51が下降する。この結果、前記再生剤タンク 4内の再生剤原液が前記再生剤供給ライン 47を介して吸引可能となり、前記各ェゼクタ 42, 62内では、それぞれ再生剤原液が原水で所定濃度まで希釈され、再生剤が調製される。前記第一ェゼクタ 42からの再生剤は、前記再生剤調製ライン 39,前記処理水ライン 33,前記第一流路 10および前記第一集水管 14を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15から配水される。この再生剤は、前記陽イオン交換榭脂層 5を上昇流で通過し、前記陽イオン交換榭脂層 5の下層部を再生させる。一方、前記第二ェゼクタ 62からの再生剤は、前記分岐ライン 43, 前記原水ライン 32の一部および前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この再生液は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下降流で通過し、前記陽イオン交換榭脂層 5の上層部を再生させる。すなわち、第二実施形態では、前記陽イオン交換榭脂層 5に対して分流再生（split-flow regeneration)が行われる。この際、下降流の再生剤は、前記陽ィオン交換榭脂層 5を下向きに押圧し、上昇流の再生剤によって前記陽イオン交換榭脂層 5が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した再生剤は、前記陽イオン交換榭脂層 5の中央部で前記第二スクリーン部材 21へ集水されたのち、前記第二集水管 20,前記第二流路 11,前記第三排水ライン 58を介して前記第一排水ライン 53から系外へ排出される。ここにおいて、前記再生剤タンク 4内の再生剤原液が所定水位まで消費されると、前記中空ボール 52が前記再生剤供給ライン 47の流入口へ移動し、再生剤原液およびエアの吸引を遮断する。そして、前記再生工程を開始して所定時間が経過すると、前記押出工程へ移行する前記押出工程では、図 17に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ 38,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44および前記第九バルブ 59 は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ 35,前記第ニノレブ 36, 前記第六バルブ 48,前記第七バルブ 54および前記第八バルブ 56は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、押出水として、前記バイパスライン 37および前記再生剤調製ライン 39を介して前記各ェゼクタ 42, 62の一次側へそれぞれ供給される。このとき、前記各ェゼクタ 42, 62における再生剤原液の吸引は、停止されている。前記第一ェゼクタ 42からの原水は、前記再生剤調製ライン 3 9,前記処理水ライン 33,前記第一流路 10および前記第一集水管 14を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15から配水される。この原水は、再生剤を押し出しながら前記陽イオン交換榭脂層 5を上昇流で通過し、前記陽イオン交換榭脂層 5の下層部を引き続き再生させる。一方、前記第二ェゼクタ 62からの原水は、前記分岐ライン 43,前記原水ライン 32の一部および前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この原水は、再生剤を押し出しながら前記陽イオン交換榭脂層 5 を下降流で通過し、前記陽イオン交換榭脂層 5の上層部を引き続き再生させる。この際、下降流の原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下向きに押圧し、上昇流の原水によって前記陽イオン交換榭脂層 5が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した再生剤および原水は、前記陽イオン交換榭脂層 5の中央部で前記第二スクリーン部材 21へ集水されたのち、前記第二集水管 20, 前記第二流路 11,前記第三排水ライン 58を介して前記第一排水ライン 53から系外へ排出される。前記押出工程を開始して所定時間が経過すると、前記洗浄工程へ移行する。

前記洗浄工程では、図 18に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ 35,前記第三バルブ 38および前記第七バルブ 54は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ 36,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44 ,前記第六ノレブ 48,前記第八バルブ 56および前記第九ノレブ 59は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、洗浄水として、前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。

この原水は、前記榭脂筒 6内に残留している再生剤を洗い流しながら、前記陽イオン交換榭脂層 5を下降流で通過する。そして、前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した原水は、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15へ集水されたのち、前記第一集水管 14,前記第一流路 10,前記処理水ライン 33の一部および前記第一排水ライン 53を介して系外へ排出される。前記洗浄工程を開始して所定時間が経過すると、前記補水工程を実施する。

[0065] 前記補水工程では、図 19に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ 35,前記第三バルブ 38および前記第六バルブ 48は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ 36,前記第四バルブ 40,前記第五バルブ 44 ,前記第七ノレブ 54,前記第八バルブ 56および前記第九ノレブ 59は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン 32を流れる原水は、補給水として、前記第三流路 12を介して供給されたのち、前記榭脂収容部 2の上部で前記第三スクリーン部材 28から配水される。この補給水は、前記陽イオン交換榭脂層 5を下降流で通過して軟水化される。前記陽イオン交換榭脂層 5を通過した補給水は、前記榭脂収容部 2の底部で前記第一スクリーン部材 15へ集水されたのち、前記第一集水管 14,前記第一流路 10,前記処理水ライン 33の一部および前記再生剤調製ライン 39を介して前記第一ェゼクタ 42の二次側へ供給される。前記第一ェゼクタ 42からの補給水は、前記再生剤供給ライン 47を介して前記再生剤タンク 4内へ供給される。また、前記再生剤タンク 4内では、水位の上昇にともなって前記フロート 50と連動する前記弁体 51 が上昇し、所定水位で補給水の流入を遮断する。そして、補給された軟水は、前記再生作動中に前記再生剤タンク 4内に貯蔵されている前記固形塩 49を溶解させ、再生剤原液を生成する。前記補水工程が終了すると、再び前記通水作動を実施する。

[0066] ところで、前記再生作動中は、前記榭脂収容部 2を迂回した原水が需要箇所の要求に応じて供給される。前記再生作動中には、前記第三バルブ 38が常に開状態に設定されてヽるので、前記第一バルブ 35の上流側の前記原水ライン 32を流れる原水は、前記バイパスライン 37を介して前記第二バルブ 36の下流側の前記処理水ライン 33へ供給される。この結果、前記再生作動中においても、需要箇所では水を使用することが可能になって、る。

[0067] 以上の第二実施形態によれば、分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することができる。この結果、並流再生を行うィオン交換装置と比較して、同等の組立性やメンテナンス性を有しつつ、より高品質の処理水を確保し、さらには再生剤も節約することができる。

[0068] (他の実施形態）前記第一実施形態および前記第二実施形態では、前記イオン交換装置 1, 60を軟水装置として使用する場合について説明したが、他の用途に使用することもできる。たとえば、前記イオン交換装置 1, 60において、前記陽イオン交換榭脂 5を陰ィォン交換樹脂へ置換すれば、硝酸性窒素除去装置として使用することが可能になる。さらに、たとえば前記イオン交換装置 1, 60のいずれかを 2台設置し、第一のイオン交換装置に陽イオン交換榭脂を使用するとともに、再生剤原液に酸を使用し、また第二のイオン交換装置に陰イオン交換榭脂を使用するとともに、再生剤原液にアルカリを使用することにより、二塔式の純水製造装置として使用することが可能になる。

Claims

請求の範囲

[1] 榭脂収容部の蓋部材に形成された第一流路と連通する第一集水管と、

前記蓋部材に形成された第二流路と連通する第二集水管とを備え、

前記第二集水管の内径が前記第一集水管の外径よりも大径に設定されるとともに、前記両集水管は、それらの軸芯がともに前記榭脂収容部の軸芯と同軸上に設定される二重管をなしており、

前記蓋部材には、前記榭脂収容部内と連通する第三流路がさらに形成されていることを特徴とするイオン交換装置。

[2] 前記第一集水管の集水位置を前記榭脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をイオン交換榭脂層の上部付近に設定したことを特徴とする請求項 1に記載のイオン交換装置。

[3] 前記第一集水管の集水位置を前記榭脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をイオン交換榭脂層の中央部付近に設定したことを特徴とする請求項 1に記載のイオン交換装置。