JPH0141393B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 原水の通水により充填層内に捕捉された鉄酸化
物等のけん濁物を除去する方法に関する。 〔従来技術〕 充填層、特にイオン交換樹脂の充填層に水を通
水することにより水を精製する場合、充填層内に
捕捉された比重の大きい酸化鉄等のクラツドを除
去する方法として種々の方法が提案されている。 例えば発電用ボイラの復水脱塩装置において
は、脱塩塔に一定時間通水した後イオン交換樹脂
を再生塔に移送し、イオン交換樹脂を逆洗するこ
とによりクラツドを除去することが行われてい
る。 以下図面に基いて従来法を説明する。 第１図は通常行われているクラツドの除去方法
を示すための概略図であつて、符号１は再生塔、
２は沈静した状態のイオン交換樹脂層、３はスク
ラビング状態のイオン交換樹脂層、４は逆洗状態
のイオン交換樹脂層、５は下部集水装置、６は上
部集水装置、７，８，９，１０は空気又は水を導
入又は排水するための配管、１１，１２，１３，
１４は前記配管上に設けた弁を示し、はドレン
工程、は空気スクラビング工程、は逆洗工程
を示す。 以下、第１図に基いて説明するが、第１図の
，については説明上必要な部分にのみ符号を
付した。 第１図に示す方法においては、イオン交換樹脂
（以下単に樹脂という）を再生塔１に移送した後、
管７の弁１１及び管９の弁１３を開き管９より空
気を圧送して樹脂層２の上部のある位置L₁に水
面が達するまで管７を通じて水をドレンし（第１
図）、ついで弁１１及び弁１３を閉じ弁１２及
び弁１４を開いて上部集水装置６を経て管１０か
ら排気しながら管８から下部集水装置５より樹脂
層の下部に空気を導入して樹脂のスクラビングを
行つた後（第１図）、弁１２を閉じ弁１１を開
いて管７より下部集水装置を経て逆洗水を樹脂層
の下部に導入し、上部集水装置６を経て管１０よ
り逆洗廃水を排出しながら樹脂の逆洗を行う（第
１図）。この方法においてはクラツド除去率を
あげるために３回程度前記工程（ドレン−空気ス
クラビング−逆洗）がくり返される。 この方法では、(1)逆洗水の流速に制限があり
（max.15ｍ／ｈ程度）、かつ再生塔上部の集水装
置から逆洗水を排出するためクラツドの分離（排
出）に要する時間が長いこと、(2)逆洗水の流速に
制限があるため重質のクラツドは塔上部まで運搬
されにくいこと、(3)逆洗後再度空気スクラビング
を行うため水をドレンする必要がありこの分だけ
廃液量が多くなること等の欠点がある。 第２図は、重質のクラツドを除去するために改
良された方法を説明するための概略図であつて、
装置自体及び符号は第１図に示したものと同一で
あり、符号はこの改良方法を説明するのに必要な
符号のみを記入した。第２図においてはドレン
工程、は空気スクラビング工程、は急速ドレ
ン工程、は水張り工程を示す。 第２図においてのドレン工程は第１図に説明
したのと同じであるが、の空気スクラビング工
程において一定の時間空気スクラビングを行つた
後、下部から導入される空気による樹脂層の展開
中に弁１２及び弁１４を閉じ管８から樹脂層３へ
の空気の導入を止めると同時に、弁１１及び弁１
３を急開すると共に管９より空気を圧送して管７
を通して一気に排水するものである（第２図の
急速ドレン工程）。ついで弁１１を閉じ弁１４を
開き管１０から水をL₁の高さまで補給した後
（第３図の水張り工程）空気スクラビング工程
に戻る。この方法は重質のクラツド除去に有効で
あるが１回当りの排水量が少なく（第２図中L₁
とL₀の差の分しか排水できない）、従つて空気ス
クラビング、急速ドレン及び水張りの〜の工
程を10〜30回程度くり返す必要があり工程が複雑
である。 第３図は、第１図に示す方法を改良し、逆洗後
中間集水装置より排水するようにした方法を説明
するためのもので、符号１〜１４は第１図で示し
た符号と同じ意味を有し、符号１５は中間集水装
置、１６はその配管、１７は弁を示し、はドレ
ン工程、は空気スクラビング工程、は逆洗工
程、は中間集水装置からのドレン工程を示す。 第３図に示す方法において、のドレン工程と
の空気スクラビング工程は第１図に示す方法と
同じであるが、の逆洗工程において管７から導
入される逆洗水をL₃の高さまで導入した後、弁
１１及び１４を閉じ、弁１３及び１７を開き管９
から空気を圧送して中間集水装置から上に存在す
る逆洗水を中間集水装置１５及びドレン抜出し管
１６から排水するようにしたものである。この方
法は、第１図に示す方法よりはクラツドの分離に
要する時間が短縮され廃液量も少なくてすむが、
重質クラツドの除去は第２図に示す方法程十分で
はない。 第４図は、第３図に示す方法を改良した方法を
説明するための図であつて、各符号は第３図に示
す符号と同じ意味を有し、はドレン工程、は
空気スクラビング工程、は逆洗工程、は中間
集水装置からのドレン工程、は水張り工程を示
す。 第４図に示す方法においては、逆洗工程にお
いて弁１４を閉じ管１０を通して排気することな
く、再生塔１内を逆洗水を導入することにより加
圧状態とし、或る一定の圧力に達したら弁１７を
開きこの圧力を利用して中間集水装置１５及び管
１６から排水する（工程）。ついで弁１７を閉
じ弁１３及び１４を開き管９から排気しながら管
１４を通して補給水を給水した後再び〜の工
程をくり返し行う。 第４図に示す方法においては、逆洗水の導入時
に排気しないため、初期の逆洗流速を大きくして
も塔内の圧力の上昇と共に逆洗水の流速は極端に
小さくなり、いつたん分離したクラツドも重質の
ものは中間集水装置より下部にきてしまい排出で
きないことになつてしまう。このことを避けるた
めには、逆洗水の供給ポンプに特別の考慮が必要
となり設備的に高くなる。 以上説明した従来の逆洗法によつては、逆洗水
の上向きの流れと共に樹脂層上部、更に樹脂層を
越えて排出口である塔上部あるいは塔中間部の集
水装置までの運搬が難しい粒径の大きい重質のク
ラツドに対しては第２図に示す方法が好ましい。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記従来法の欠点を改善し、
分離時間が短かくてすみ、かつ廃液量の少ない重
質クラツドの分離方法を提供することにある。 〔発明の構成〕 本発明は、充填層の下部より空気と水とを同時
に導入しつつスクラビングを行いながら、(1)該ス
クラビングにより展開している充填層の表層に設
けられた充填材を通過させず、けん濁物のみを通
過させる構造を有する中間集水装置から排水及び
排気する工程と、(2)前記中間集水装置からの排水
及び排気を停止し該中間集水装置の上部に設けら
れた排気装置から排気のみを行う工程との両工程
をくり返し行うことを特徴とする充填層中のけん
濁物を除去する方法である。 本発明者等は前に述べたような従来法の欠点を
改良するため、粒径の大きい、重質のクラツドす
なわち沈降速度の大きいクラツドに対しても有効
であり、かつ分離時間も短かく廃液量も少なくて
すむクラツドの除去方法を鋭意研究した結果本発
明をなすにいたつたものである。 本発明の方法を第５図及び第６図に基いて説明
する。第５図は中間集水装置を１系列用いる場
合、第６図は２系列用いる場合を示す。第５図中
符号１〜１７は第３図に示す符号と同じ意味を有
し、第６図においては１５ａ，１５ｂは中間集水
装置、１６ａ，１６ｂはその配管、１７ａ，１７
ｂは弁を示す外、他の符号は第３図に示す符号と
同じ意味を有する。第５図においてはのドレン
工程により水のレベルを中間集水装置１５のレベ
ルL₁までドレンする。次いで空気スクラビング
を、管８から下部集水装置５を通して空気を導入
し、上部集水装置６より排気しながら行う（工程
）。空気スクラビング工程により樹脂に捕捉
されているクラツドの樹脂からの剥離及び大きい
クラツドの微細化が行われる。工程，は従来
から行われている方法である。次いで本発明の
及びの空気−水スクラビング及び中間集水装置
の洗浄工程を行う。本発明は空気と水を同時に下
部集水装置５から導入しながら中間集水装置１５
により弁１７及び管１６を通じて空気及び水を排
出することを基本としており、沈降速度の大きい
重質のクラツドを空気と水の高流速の上向き流に
よつて、樹脂層下部から、中間集水装置１５に運
搬し管１６を通して除去するものである。第５図
に示す空気−水スクラビング工程においては、
弁１３及び１４は閉じられているので塔上部から
排気は行われず、従つて水と空気の流れは常に中
間集水装置１５に集中し、該中間集水装置１５か
ら管１６を経て系外に排出される。 水のみを用いる通常の逆洗においては中間集水
装置から排水する場合樹脂が中間集水装置に堆積
してクラツドの排出がしにくくなつてしまう。し
かし水と空気を同時に導入してスクラビングを行
う本発明による場合は樹脂層、特にその表層が激
しくゆれ動いているため、一度中間集水装置に樹
脂が堆積してもこの堆積した樹脂層はすぐこわ
れ、常に中間集水装置は排水及び排気する“面”
が更新されるので、クラツド排出上何ら問題のな
いことが実験の結果確かめられた。 下部集水装置からの空気の流速は通常エアスク
ラビング工程で用いられているLV50〜100ｍ／ｈ
よりは小さいLV15〜50ｍ／ｈが適当であり、水
の流速はLV5〜15ｍ／ｈが好ましい。本発明方法
においてはクラツドの運搬除去は水のみによつて
行われるのでなく空気によつても行われており、
水の流速は従来の逆洗時程大きくする必要はな
い。 更にクラツドの除去状況を詳細に説明すると、
中間集水装置の管の断面下半分からは水と空気が
排出され、大部分は水である。一方管の断面上半
分からは主に空気が排出されている。又樹脂層の
表層はスクラビングのため突沸的動きを示すこと
があり、この時管の断面上半分に樹脂が少しずつ
堆積していく現象が見られる。この現象は空気の
流量をLV50〜100ｍ／ｈと大きくする程大となる
が通常用いている中間集水装置の設計条件でも20
〜30ｍ／ｈの間は空気の排出上何ら問題は生じな
い。すなわち管の断面下半分は展開している樹脂
層自身によつて排水、排気する“面”が更新され
ているのに対し、上半分にはの工程の間水、空
気の排出上問題とはならないが少しずつ樹脂が堆
積する。又水−空気スクラビング工程においては
展開している樹脂層の表層から100〜300mm程度の
部分にクラツドが濃厚に集中することが実験の結
果わかつた。それ故この部分からクラツドを効率
的に除くため、又中間集水装置の管断面の上半分
に樹脂が蓄積するのを防止するため水−空気スク
ラビング工程を一定時間（３〜10分間）行つた
後弁１７を閉じ中間集水装置からの排水、排気を
停止すると共に、弁１４を開き塔上部の上部集水
装置６及び管１０から排気のみを行い展開してい
る樹脂層を中間集水装置より100〜300mmの高さ
（L₂の位置）まで上昇させる中間集水装置の洗浄
工程を行い、ついで弁１４を閉じ、弁１７を開
いて再度の水−空気スクラビング工程を行うこ
とによつて、第５図中L₂とL₁の差の分の100〜
300mmのクラツドが濃厚に集中している部分を排
出させるのである。そして必要に応じて−の
工程をくり返すことによつてクラツドの効率的除
去及び中間集水装置への樹脂の堆積防止を行うこ
とができる。このように空気−水スクラビング工
程においては下部集水装置５から連続して水、
空気が導入されるため、通常の水逆洗では樹脂層
下部に存在して、排出しにくい、粒径の大きい重
質のクラツドも空気と水の上昇流にのつて常に樹
脂層上部、すなわち中間集水装置１５へと運搬さ
れ効率的に除去される。 第６図は中間集水装置を２系列設ける場合を示
すものであり、第５図の場合より更に流速の高い
条件、水流速LV6〜25ｍ／ｈ、空気流速LV30〜
70ｍ／ｈで使用できる。このような高流速で行つ
た場合中間集水装置への樹脂の堆積が多くなるが
中間集水装置が２系列ありこれを交互に使用する
ことによつて、片方の系列が排気、排水を行つて
樹脂の蓄積が多くなつても片方の系列はその間に
蓄積した樹脂がほぐされ排水、排気に十分な
“面”が更新されており、十分に使用可能状態と
なつている。それ故第５図で示すの空気−水ス
クラビング工程がより効果的に行われその分この
工程の時間が短縮される。即ち、第６図において
弁１７ａを開き中間集水装置１５ａから管１６ａ
を通して空気及び水が排出されている時は片方の
中間集水装置１５−ｂに集中して堆積した樹脂層
がほぐされ、１５−ａからクラツドが出にくくな
つた時は単にバルブを切りかえて即ち１７ａを閉
じ１７ｂを開いて１５−ｂから空気及び水の排出
を行うようにするものである。切りかえの時間は
３〜５分毎程度の短時間で行つた方がクラツドの
排出は効果的である。第５図、第６図に用いる中
間集水装置１５，１５ａ，１５ｂは従来の混床式
に使用されているフリーボードドレンのような単
に一本の配管でよく、これに35〜60meshに相当
するサランネツト等を取付けたもの、又は200〜
400μｍのスリツトを切つた集水管でよい。 以下本発明を図面に基いて詳しく説明する。 先づ中間集水装置を１系列用いる第５図につい
て説明する。，のドレン工程及び空気スクラ
ビング工程は従来法と同じであり樹脂層３の表面
から250〜400mmの高さになるように水をドレンし
（工程）ついて空気スクラビングを行う。 この時の空気流量はLV50〜100ｍ／ｈ空気圧力
２〜３Kgｆ／cm²で行う。続いて本発明のの空気
−水スクラビング工程に移り下部集水装置５から
空気流入弁１２スルージング水流入弁１１を開と
し、また中間集水装置１５の排水弁１７を開とし
空気と水を管８及び７から下部集水装置５を通じ
て再生塔１に導入し、中間集水装置１５から排
水、排気を行いながら空気と水によるスクラビン
グを行う。この時塔上部からの排気は行わない。
空気流量はLV15〜50ｍ／ｈ程度との空気スク
ラビング時の流量より低目がよいが対象とする樹
脂の汚れ程度及び樹脂層のクラツドの性状、樹脂
の種類等によつて空気流入弁１２を２ケ設け適宜
，及びの各工程の空気の流量を調整しても
よい。 スルージング水の流量はLV3〜15ｍ／ｈ程度で
行う。 の工程を行う時は空気と水の排出が中間集水
装置からだけで行われるため樹脂が中間集水装置
のまわりに多少堆積するが空気が導入されている
ため、樹脂層３の表層近くが相当に波うつので一
度堆積した樹脂も次々とくずれるし、また、堆積
している部分は前述の如く中間集水装置１５の管
断面の上半分であり、その量も少く排水、排気上
問題になることは殆んどない。 しかしクラツドの排出を安全確実にするため
の工程を３〜10分行つた後は上部集水装置６の排
水弁１４を開とし、中間集水装置１５の排水弁１
７を閉としの工程である中間集水装置の洗浄工
程に移行する。の工程時も下部集水装置からス
ルージング水及び空気の導入が続いており塔内の
水位は上昇する。それ故樹脂層３の表層は中間集
水装置１５の位置より高くなる。の工程は中間
集水装置１５に堆積した樹脂をほぐすと共に、展
開している樹脂層の上部にクラツドを濃厚に集中
させ、次の工程のをくり返す時に効率的にクラ
ツドを排出するためでありL₂とL₁の差は100〜
300mmで十分であり、の工程は１〜５分の短時
間でよい。 そして再度の空気−水スクラビング工程にも
どる。との工程は必要に応じて３〜10回くり
返す。そして最後のの工程終了後は空気導入管
８の弁１２を閉じ下部集水装置から逆洗水のみを
通し満水工程を兼ねて逆洗を行いクラツドの除去
操作を終了する。 つぎに本発明の中間集水装置を２系列設けた第
６図について示す場合について説明する。 ，のドレン工程及び空気スクラビング工程
は第５図に示す場合と同じである。の空気−水
スクラビングの工程において下部集水装置５の空
気流入弁１２、スルージング水流入弁１１を開と
して第５図について説明した場合と同様な流速で
空気及びスルージング水を導入する。そして中間
集水装置１５−ａの排水弁１７−ａを３〜５分間
開とし管１６ａより排水と排気を行い、クラツド
が出にくくなつた時点で１７−ａを閉としもう１
つの中間集水装置１５−ｂの排水弁１７−ｂを開
とする。このように数分毎に１７−ａと１７−ｂ
を開閉し空気と水の排出、すなわちクラツドの排
出を効率的に行う。 中間集水装置１５−ａ，１５−ｂの設定位置は
沈静した樹脂層２の表層より200〜500mmの高さの
位置でよい。１５−ａ，１５−ｂの設定位置は同
じ高さであつてもよいが、高低差を設けてもよ
い。高低差を設ける場合１５−ａは樹脂層２の表
層より200〜300mmの位置になるように即ちの空
気スクラビングにおいて樹脂からのクラツドの剥
離、及びクラツドの微細化が行われ樹脂スラリー
が濃縮される位置になるよう位置をきめる。 もう一方の１５−ｂはの空気−水のスクラビ
ング時にクラツドの排出が良好になるように樹脂
層２の表層から300〜500mmと１５−ａの上部に設
置し樹脂層の展開率を大きくするようにするのが
好ましい。そして必要に応じ−−工程をく
り返し最後に満水工程を兼ねて通常の逆洗を行い
クラツド除去操作を終了する。次に第１図及び第
２図に示した従来法と本発明の第５図、第６図に
示した方法の効果の差を表−１に示す。

【表】 表１の値は両再生塔のトータルであ
る。
表−１は火力発電所の通常運転時連続30日間通
水した後脱塩塔から再生塔に移送し、カチオン樹
脂はカチオン再生塔でアニオン樹脂はアニオン再
生塔でクラツド除去操作を行つた場合の結果を示
すものである。本発明方法による場合、洗浄時
間、洗浄廃水量、及び空気量共に大巾に少なくな
つている。又これらの洗浄後、両樹脂を混合し脱
塩塔に移送した時の樹脂移送水中の鉄濃度は第１
図に示す従来方法で35ppm（Feとして）であるの
に対し第２図に示す従来法並びに第５図、第６図
に示す本発明方法によるときはいずれも5ppm
（Feとして）以下であつた。以上の結果から本発
明の方法は従来法にくらべ短時間で少ない水量、
空気量でクラツドを除去できしかもクラツドの除
去率もよいことがわかる。 本発明は最も重質のクラツドの除去に効果があ
るといわれる従来法の第２図の方法に比しクラツ
ドの除去率では同等であり、操作方法はより簡単
に又使用空気量も少くなくなつておりその効果は
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は従来方法
を説明するための図面であり、第５図及び第６図
は本発明方法を説明するための図面である。 １……再生塔、５……下部集水装置、６……上
部集水装置、１５，１５ａ，１５ｂ……中間集水
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填層の下部より空気と水とを同時に導入し
   つつ、スクラビングを行いながら(1)該スクラビン
   グにより展開している充填層の表層に設けられた
   充填材を通過させず、けん濁物のみを通過させる
   構造を有する中間集水装置から排水及び排気する
   工程と、(2)前記中間集水装置からの排水及び排気
   を停止し該中間集水装置の上部に設けられた排気
   装置から排気のみを行う工程との両工程をくり返
   し行うことを特徴とする充填層中のけん濁物を除
   去する方法。 ２ 中間集水装置を２系列設け、各系列から交互
   に排水及び排気を行う特許請求の範囲第１項記載
   のけん濁物を除去する方法。