JPH0380543B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、陰・陽両イオン交換樹脂の混合物を
用いて純水を製造する方法において、該両イオン
交換樹脂を再生するため、夫々純粋で一定量の
陰・陽イオン交換樹脂を分離し抜出す方法に関す
る。

〔従来技術〕

イオン交換樹脂を用いて水の脱塩を行うイオン
交換装置において、脱塩に使用された陽イオン交
換樹脂及び陰イオン交換樹脂は、再生装置で再生
され、再び脱塩に使用される。

再生装置においては、先づ、タンク内におい
て、陰・陽両イオン交換樹脂混合物を逆洗して汚
れを除去すると共に、比重差により陰イオン交換
樹脂と陽イオン交換樹脂を２層に分離し、上層の
陰イオン交換樹脂を陰イオン交換樹脂再生塔に導
入し、苛性ソーダ等で再生し、又タンク内に残つ
ている陽イオン交換樹脂は該タンク内で硫酸等で
再生され、その後再生された樹脂を夫々脱塩塔に
戻して脱塩に使用している。そして、従来法にお
いては、陰・陽両イオン交換樹脂を２層に分離
後、両樹脂の分離面近くに設けられた１本の樹脂
抜出し管から陰イオン交換樹脂を陰イオン交換樹
脂再生塔に抜き出しているが、逆洗の際、陰・陽
両イオン交換樹脂を２層に分離するとき完全に２
層には分離しにくゝ、分離面近くでは両樹脂が混
在した形で存在しており、又脱塩塔からの樹脂移
送状態により分離面が上下にずれることであり、
従つて、分離面近くに設けた１本の抜出管から上
部の陰イオン交換樹脂を抜出す際、陽イオン交換
樹脂も共に抜出されることがあり、また陰イオン
交換樹脂のみが完全に抜出されずに陽イオン交換
樹脂中に残ることもある。この場合、陰イオン交
換樹脂と共に抜出された陽イオン交換樹脂は、陰
イオン交換樹脂再生塔で苛性ソーダにより逆再生
され、また陽イオン交換樹脂中に残つている陰イ
オン交換樹脂は硫酸で逆再生され、イオン交換能
力が低下すると共に、イオン交換樹脂の再生に供
された硫酸イオンあるいはナトリウムイオンが脱
塩塔通水中に下流側にリークし、一次系の水質に
悪影響を及ぼすことが予測される。

このような問題を解消する方法として、分離補
填用イオン交換樹脂を使用し、２本の樹脂抜出し
管を用いて陰・陽両イオン交換樹脂を分離する方
法がある（特開昭56−38136号公報参照）。この従
来法を第１図に基いて説明する。

第１図において、１は陽イオン交換樹脂層、２
は陰イオン交換樹脂層、３は混合イオン交換樹脂
層、３′は陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂
の分離面、５は陽イオン交換樹脂再生塔、６は逆
洗水導入管、７は空気導入管、８は脱塩塔からの
樹脂導入管、１０は陰イオン交換樹脂抜出し管、
１１は混合イオン交換樹脂抜出し管、１２は陰イ
オン交換樹脂再生塔、１３は分離補填用イオン交
換樹脂タンク、１４は空気導入管、１５，１６は
スルーシング水導入管、１７は分離補填陽イオン
交換樹脂移送管、１８はオーバーフロー管、１９
は陰イオン交換樹脂移送管、２０は混合イオン交
換樹脂移送管を示す。

脱塩塔（図示してない）において飽和に達した
イオン交換樹脂は、樹脂導入管８により、逆洗分
離塔も兼ねている陽イオン交換樹脂再生塔５に導
入される。ついで分離補填用イオン交換樹脂タン
ク１３内のイオン交換樹脂を空気導入管１４によ
り導入される空気と、スルーシング水導入管１５
から導入される水とにより、分離補填用イオン交
換樹脂移送管１７を通じて陽イオン交換樹脂再生
塔５に導入混合した後、脱塩塔からのイオン交換
樹脂と一緒に逆洗水導入管６から導入される上向
きに流れる逆洗水により逆洗すると共に、陽イオ
ン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の比重差を利用し
て陽イオン交換樹脂層１と陰イオン交換樹脂層２
及び両イオン交換樹脂が混合している混合イオン
交換樹脂層３とを形成させる。この場合混合イオ
ン交換樹脂層として示した層３は均一な混合状態
になつているのではなく、通常の状態において
は、陰イオン交換樹脂抜出し管１０と混合イオン
交換樹脂抜出し管１１の中間点に陰・陽両イオン
交換樹脂の分離面が存在し、この面の上・下に両
イオン交換樹脂の混合層が存在し、この分離面か
らの距離が大になるにつれて、次第に陰イオン交
換樹脂又は陽イオン交換樹脂の濃度が小となり、
抜出し管１０又は１１の部分においては、夫々陰
イオン交換樹脂又は陽イオン交換樹脂のみの層と
なつている。更に詳しく説明すると、分離面３′
は比較的明りように形成されるが、その上方には
陽イオン交換樹脂が多少混合した層が形成され、
上に行くにつれて陽イオン交換樹脂の混入量が少
なくなり、陰イオン交換樹脂抜出し管１０の下部
においては陽イオン交換樹脂の混入をさける為陰
イオン交換樹脂のみの層となるように設計されて
いるが、図面においては陰イオン交換樹脂抜出し
管１０によつて抜出されず、混合イオン交換樹脂
抜出し管１１によつて抜出される樹脂層を全て混
合イオン交換樹脂層として表わしている。上記と
同様、混合イオン交換樹脂抜出し管１１の上面も
陽イオン交換樹脂のみの層となつている。

逆洗時間は、逆洗水導入管６より導入される水
の量にもよるが、20〜30分で充分である。そして
逆洗の間逆洗に使用された逆洗水（廃水）は、オ
ーバーフロー管１８より系外に排出される。

つぎに、空気導入管７より導入される空気と、
スルーシング水導入管１６より導入される水とに
より、陰イオン交換樹脂層２の陰イオン交換樹脂
は陰イオン交換樹脂抜出し管１０より抜出され陰
イオン交換樹脂移送管１９により陰イオン交換樹
脂再生塔１２に導かれ、こゝで苛性ソーダ水溶液
で再生された後、後述の陽イオン交換樹脂再生塔
５で再生された陽イオン交換樹脂と混合して脱塩
塔に送られる。

つぎに混合イオン交換樹脂層の混合イオン交換
樹脂は、管７より導入される空気とスルーシング
水導入管１６より導入される水とにより混合イオ
ン交換樹脂抜出し管１１から抜出され、混合イオ
ン交換樹脂移送管２０により分離補填用イオン交
換樹脂タンク１３に導入される。

一方陽イオン交換樹脂再生塔底部に残つた陽イ
オン交換樹脂は陽イオン交換樹脂再生塔内で硫酸
により再生された後、前に述べたように再生され
た陰イオン交換樹脂と混合して脱塩塔に送られ
る。

そして、通常脱塩塔にチヤーヂされるイオン交
換樹脂の量は一定に保持し、また、陰イオン交換
樹脂と陽イオン交換樹脂の量は、夫々のイオン交
換能力に応じて一定の量に保持しなければならな
い。

ところで、脱塩塔から陽イオン交換樹脂再生塔
（分離塔）への、あるいは分離補填用イオン交換
樹脂タンクから陽イオン交換樹脂再生塔への樹脂
移送を行なう場合等の樹脂移送に際し、運転状況
等によつては、樹脂が完全に移送されない場合が
ある。このような場合脱塩塔間においてイオン交
換樹脂の量がアンバランスになると共に、陰イオ
ン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の夫々の量も変動
して来ることにより好ましくない。

即ち、例えば脱塩塔から再生すべきイオン交換
樹脂を陽イオン交換樹脂再生塔５へ移送した後、
分離補填用イオン交換樹脂タンク１３からイオン
交換樹脂を陽イオン交換樹脂再生塔５へ移送する
場合、このイオン交換樹脂を完全に移送しきれな
かつた場合、陽イオン交換樹脂再生塔内の樹脂ヘ
ツドh′となり、正常時の樹脂ヘツドをｈとすると
ｈ−h′の分だけ全体の樹脂量が少なくなり、従つ
て再生された樹脂を脱塩塔に戻した場合該脱塩塔
における樹脂量がｈ−h′の分だけ少ないことにな
る。また一方、この場合において、再生されて脱
塩塔に戻される陽イオン樹脂の量は設計された量
で常に一定であるが（混合イオン交換樹脂抜出し
管の高さが一定であるため）樹脂量が減少した場
合には再生される陰イオン交換樹脂の量が減少し
（上記の場合ｈ−h′の分だけ陰イオン交換樹脂の
量が少なくなる）、これら陰・陽両イオン交換樹
脂を夫々再生した脱塩塔に戻した場合、前に述べ
たとおり脱塩塔内の樹脂量全体が減少すると共
に、陰イオン交換樹脂の量と陽イオン交換樹脂の
量が所定値より異なつて来て、運転上好ましくな
い。

又、前のイオン交換樹脂再生サイクルにおい
て、分離補填用イオン交換樹脂タンク１３中のイ
オン交換樹脂全量を移送しきれなかつた場合、混
合イオン交換樹脂抜出し管１１から移送管２０を
経て、分離補填用イオン交換樹脂タンク１３に戻
される樹脂は常に一定量であるから、この場合分
離補填用イオン交換樹脂タンク１３に貯蔵されて
いる次の再生サイクル用の樹脂は所定量より多い
ことゝなり、次の再生サイクルにおいて該分離補
填用イオン交換樹脂タンク１３中のイオン交換樹
脂全量を陽イオン交換樹脂再生塔５中へ移送した
場合、該塔５中の樹脂量は所定量よりも多いこと
となる。即ちこの場合のイオン交換樹脂ヘツドを
h″とすると、陰イオン交換樹脂再生塔へ導入され
る陰イオン交換樹脂量が所定量よりh″−ｈ分だけ
多いことゝなり、又両イオン交換樹脂が再生され
て脱塩塔に戻された場合、h″−ｈ分だけ樹脂全量
が多く、又この分だけ陰イオン交換樹脂の量も大
となつてくる。

このような原因により、脱塩塔中のイオン交換
樹脂量、並びに陰・陽量イオン交換樹脂の夫々の
量のアンバランスが発生した場合、２本の樹脂抜
出し管を用いて、陰・陽両イオン交換樹脂を分離
する方法では、これらのアンバランスを自然に補
正することは不可能であるばかりでなく、このよ
うなアンバランスを有効に防止することもできな
い。

なお、樹脂量が減少する原因としては、前記の
ような移送による外運転中樹脂が破砕され、逆洗
により排出される等の原因もある。

〔発明の目的〕

本発明は、前記の従来技術の問題点を解決する
もので、常に一定量の純粋な陰イオン交換樹脂及
び陽イオン交換樹脂を分離・再生して脱塩塔に戻
すことにより、脱塩塔中のイオン交換樹脂量及び
陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の夫々の量
を一定に保つ方法を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明は、使用された陰イオン交換樹脂と陽イ
オン交換樹脂との混合物を再生する為に夫々の樹
脂に分離する方法において、脱塩塔から陽イオン
交換樹脂塔（分離塔）に導入された再生すべき陰
イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との混合物
に、分離補填用イオン交換樹脂を混合した後逆洗
を行うと共に陰イオン交換樹脂層、混合イオン交
換樹脂層並びに陽イオン交換樹脂層の３層を形成
せしめた後、先づ分離塔内の上部に水平に設けた
余剰陰イオン交換樹脂抜出し管より余剰陰イオン
交換樹脂を分離補填用イオン交換樹脂タンクに抜
き出し、ついで余剰陰イオン交換樹脂抜出し管の
下方に所定の間隔をおいて水平に設けられた陰イ
オン交換樹脂抜出し管により一定量の陰イオン交
換樹脂を陰イオン交換樹脂再生塔へ抜き出し、つ
いで陰イオン交換樹脂抜出し管の下方の水平に設
けられた混合イオン交換樹脂抜出し管により混合
イオン交換樹脂層を分離補填用イオン交換樹脂タ
ンクへ抜き出すことを特徴とする、再生すべきイ
オン交換樹脂の分離方法である。

本発明者等は従来法における前記欠点を改良す
る為に種々検討を行つた結果、陽イオン交換樹脂
再生塔（分離塔）中に形成される混合イオン交換
樹脂層をはさんで、夫々上下且つ純粋な陰イオン
交換樹脂層及び陽イオン交換樹脂層中に、２本の
イオン交換樹脂抜出し管即ち陰イオン交換樹脂抜
出し管及び混合イオン交換樹脂抜出し管を設けた
陽イオン交換樹脂再生塔（分離塔）中において、
陰イオン交換樹脂抜出し管の上方に、かつ該イオ
ン交換樹脂抜出し管から脱塩塔（イオン交換塔）
に装入する陰イオン交換樹脂の量に見合つた量の
陰イオン交換樹脂を抜き出し得る位置に余剰陰イ
オン交換樹脂抜出し管を設けると共に、分離補填
用イオン交換樹脂の量を多目に用いることによ
り、脱塩塔間の樹脂量、及び両イオン交換樹脂の
夫々の量のアンバランスの発生することがない
か、或いは、再生塔からの樹脂移送の不完全等に
より脱塩塔間に樹脂量及び両イオン交換樹脂の
夫々の量のアンバランスが発生した場合にも、こ
れらのアンバランスを自然に（自動的に）修正し
うることを見出だした。

つぎに本発明の実施例を第２図に基いて説明す
る。

〔実施例〕

第２図において、符号１〜２０は、符号４，９
及び２１を除き第１図の符号と同じ意味を有し、
符号４は余剰陰イオン交換樹脂層を、９は余剰陰
イオン交換樹脂抜出し管を、２１は余剰陰イオン
交換樹脂移送管を示す。

第２図に基いて、本発明を詳しく説明する。

脱塩塔（図示されていない）において飽和に達
したイオン交換樹脂を樹脂導入管８を経て逆洗分
離塔を兼ねている陽イオン交換樹脂再生塔５に導
入し、ついで分離補填用イオン交換樹脂タンク１
３内のイオン交換樹脂を、空気導入管１４から導
入される空気とスルーシング水導入管１５から導
入される水により分離補填用イオン交換樹脂移送
管１７を通じて陽イオン交換樹脂再生塔５に導入
し、先に該塔に導入されている脱塩塔からの飽和
イオン交換樹脂と混合する。この際、余剰陰イオ
ン交換樹脂層を形成するのに十分な分離補填用イ
オン交換樹脂を混合するようにし、かつ混合イオ
ン交換樹脂層を形成するのに十分な量の分離補填
用イオン交換樹脂を混合するようにする。

ついで、逆洗水導入管６より導入される逆洗水
により逆洗すると共に、陽イオン交換樹脂と陰イ
オン交換樹脂の比重差を利用して陽イオン交換樹
脂層１と陰イオン交換樹脂層２及び混合イオン交
換樹脂層３及び余剰陰イオン交換樹脂層４を形成
させる。逆洗は20〜30分程度行えばよく、この間
逆洗廃液はオーバーフロー管１８により系外に排
出される。

つぎに、余剰陰イオン交換樹脂を、空気導入管
７から導入される空気と、スルーシング水導入管
１６から導入される水とにより、余剰陰イオン交
換樹脂抜出し管９から抜出し余剰陰イオン交換樹
脂移送管２１を経て分離補填用イオン交換樹脂タ
ンク１３へ移送する。

つぎに、空気導入管７より導入される空気とス
ルーシング水導入管１６より導入される水とによ
り、陰イオン交換樹脂層２の陰イオン交換樹脂
は、陰イオン交換樹脂抜出し管１０より抜出され
陰イオン交換樹脂移送管１９により陰イオン交換
樹脂再生塔１２に導かれ、こゝで苛性ソーダ水溶
液で再生された後、後述の陽イオン交換樹脂再生
塔で再生された陽イオン交換樹脂と混合して脱塩
塔に送られる。

混合イオン交換樹脂層の混合イオン交換樹脂
は、空気導入管７より導入される空気とスルーシ
ング水導入管１６より導入される水とにより、混
合イオン交換樹脂抜出し管１１から抜出され混合
イオン交換樹脂移送管２０により分離補填用イオ
ン交換樹脂タンク１３に導入され、次のイオン交
換樹脂の分離に利用される。

一方陽イオン交換樹脂再生塔５の底部に残つた
陽イオン交換樹脂は、該塔内で硫酸により再生さ
れた後前に述べたように再生された陰イオン交換
樹脂と混合して脱塩塔に送られる。

本発明においては、陽イオン交換樹脂層１中の
陽イオン交換樹脂の量及び陰イオン交換樹脂層２
中のイオン交換樹脂の量が夫々一つの脱塩塔で使
用する樹脂の量と等しくなるよう混合イオン交換
樹脂の高さ及び陰イオン交換樹脂抜出し管１０の
余剰管イオン交換樹脂抜出し管９の間隔を定めて
あるので、常に一定量の陰イオン交換樹脂及び陽
イオン交換樹脂を再生して脱塩塔に戻すことにな
り、脱塩塔間におけるイオン交換樹脂量のアンバ
ランスを生ずることなく、又、脱塩塔中における
両イオン交換樹脂の夫々の量がアンバランスとな
ることもない。又何等から原因で上記アンバラン
スが生じたとしても、再生をくり返している中に
このアンバランスは自然に修正され、従つて安定
した運転を行うことが出来る。

又、陰イオン交換樹脂抜出し管１０は、陰イオ
ン交換樹脂層中に陽イオン交換樹脂が混入しない
高さに設けるのは当然である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、余剰陰イオン交換樹脂抜出し
管、陰イオン交換樹脂抜出し管及び混合イオン交
換樹脂抜出し管の３本の抜出し管を用いることに
より一定量の純粋な陽イオン交換樹脂と一定量の
純粋な陰イオン交換樹脂とに分離して再生でき、
従つて逆再生のない一定量の夫々のイオン交換樹
脂を確保できるばかりでなく、脱塩塔間に樹脂量
のアンバランス又は脱塩塔における陰・陽両イオ
ン交換樹脂のアンバランスが発生した場合にも、
再生を繰り返すことにより、これらのアンバラン
スを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のイオン交換樹脂の分離方法を説
明するための概略図、第２図は本発明のイオン交
換樹脂の分離方法を説明するための概略図であ
る。 １……陽イオン交換樹脂層、２……陰イオン交
換樹脂層、３……混合イオン交換樹脂層、４……
余剰陰イオン交換樹脂層、５……陽イオン交換樹
脂再生塔、６……逆洗水導入管、８……イオン交
換樹脂導入管、９……余剰陰イオン交換樹脂抜出
し管、１０……陰イオン交換樹脂抜出し管、１１
……混合イオン交換樹脂抜出し管、１２……陰イ
オン交換樹脂再生塔、１３……分離補填用イオン
交換樹脂タンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 使用された陰イオン交換樹脂と陽イオン交換
   樹脂との混合物を再生する為に夫々の樹脂に分離
   する方法において、脱塩塔から分離塔（陽イオン
   交換樹脂塔）に導入された再生すべき陰イオン交
   換樹脂と陽イオン交換樹脂との混合物に、分離補
   填用イオン交換樹脂を混合した後逆洗を行うと共
   に陰イオン交換樹脂層、混合イオン交換樹脂層並
   びに陽イオン交換樹脂層の３層を形成せしめた
   後、先づ分離塔内の上部に水平に設けた余剰陰イ
   オン交換樹脂抜出し管より余剰陰イオン交換樹脂
   を分離補填用イオン交換樹脂タンクに抜き出し、
   ついで余剰陰イオン交換樹脂抜出し管の下方に所
   定の間隔をおいて水平に設けられた陰イオン交換
   樹脂抜出し管により一定量の陰イオン交換樹脂を
   陰イオン交換樹脂再生塔へ抜き出し、ついで陰イ
   オン交換樹脂抜出し管の下方に水平に設けられた
   混合イオン交換樹脂抜出し管により混合イオン交
   換樹脂層を分離補填用イオン交換樹脂タンクへ抜
   き出すことを特徴とする、再生すべきイオン交換
   樹脂の分離方法。