JPH046423B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂
の混合樹脂を逆洗分離する際の改良に関するもの
である。

従来から工業用水等を原水とする純水製造装置
あるいは火力発電所、原子力発電所等の復水脱塩
装置などにカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂
の混合樹脂を用いる混床式イオン交換装置が用い
られている。当該混床式イオン交換装置はカチオ
ン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂を用い
て被処理水を処理するのであるから、処理後に両
イオン交換樹脂を再生するにあたり、当該混合樹
脂をカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂に分離
する必要がある。従来の分離方法は稀にカ性ソー
ダ溶液などのような比重液を用いて分離する方法
も採用されているが、通常は以下のような水流に
よる逆洗分離が行なわれている。すなわちまず当
該混合樹脂が充填されているイオン交換塔の下部
から、当該混合樹脂が約100％膨張するような流
速、通常LV（線速度、以下同様）７〜12m／ｈの
逆洗水を流入して当該混合樹脂を膨張流動させ
る。このように混合樹脂を膨張流動させると上昇
流水中における両イオン交換樹脂の沈降速度に差
が生じ、比重の大きいカチオン交換樹脂が下部
に、比重の小さいアニオン交換樹脂が上部に集合
し、膨張状態にあるカチオン交換樹脂とアニオン
交換樹脂の二層が形成される。そしてこのような
二層が形成された後に、逆洗水の流入を止めると
膨張状態にあるカチオン交換樹脂とアニオン交換
樹脂が水中を沈降し、下層がカチオン交換樹脂
層、上層がアニオン交換樹脂層となつた分離層を
形成することができる。

このような逆洗分離を行なつた後、二層を形成
したまま、あるいはたとえば上層のアニオン交換
樹脂を別塔に取り出してカチオン交換樹脂は酸
で、アニオン交換樹脂はアルカリで再生し、水洗
を行なつた後再生済みの両イオン交換樹脂を混合
してふたたび通水に供している。

ところで高純度の処理水が要求される電子工業
用の純水製造装置あるいは火力発電所や原子力発
電所の復水脱塩装置などの混床式イオン交換装置
においても混合樹脂を分離するにあたり、上述し
た水流による逆洗分離が実施されているが、当該
混床式イオン交換装置において、たびたび純度上
昇不良という問題が生じ、この原因を種々検討し
た結果、以下に説明する従来の逆洗分離方法にお
ける分離不完全が大きな要因となつていることが
判明した。

すなわち従来の逆洗分離方法においては第１図
に示したように混合樹脂１が充填されているイオ
ン交換塔２の下部から前述したごとくLV7〜
12m／ｈの逆洗水３を流入し、充填樹脂層高に対
して約100％のレベルＬまで混合樹脂を膨張流動
させるが、第２図に示すように当該逆洗により大
部分の混合樹脂は膨張流動し、膨張状態にあるカ
チオン交換樹脂６′とアニオン交換樹脂７′に分離
するものの、支持板４の周縁部５に存在する混合
樹脂１′は膨張流動しないでそのまま残留する。
この混合樹脂１′中におけるアニオン交換樹脂は
全アニオン交換樹脂量の３〜５％に達することが
ある。

支持板４の周縁部５に存在する混合樹脂１′が
そのまま残留するのは当該部分に水が流れにくい
ことに起因するものである。

このように支持板４の周縁部５に混合樹脂１′
がそのまま残留すると、以下の再生において障害
が生じそのため処理水純度の上昇が不良となる。

すなわち第３図において沈整したアニオン交換
樹脂７を再生するためにカ性ソーダ９を、また沈
整したカチオン交換樹脂６を再生するために、塩
酸８を通薬した際に混合樹脂１′中のアニオン交
換樹脂がC1形となる。なお第３図に示したよう
な一塔で両イオン交換樹脂を再生せず、分離した
カチオン交換樹脂６とアニオン交換樹脂７を別塔
に分け、別々に再生する場合においてもカチオン
交換樹脂６中に混合樹脂１′が混入することは同
様である。

このように再生後においてC1形のアニオン交
換樹脂が存在しているとそれだけ処理水の純度上
昇が不良となり、特にPWR型原子力発電所の復
水脱塩装置においては処理水のC1イオンリーク
の制限が厳しく、したがつて再生後におけるC1
形のアニオン交換樹脂の混入量を出来るだけ低減
しなければならない。

本発明は前述したような従来の逆洗分離方法の
欠点を解決し、支持板の周縁部に混合樹脂を残留
させない逆洗分離方法を提供することを目的とす
るものであり、カチオン交換樹脂とアニオン交換
樹脂の混合樹脂が充填されているイオン交換塔の
下部から逆洗水を流入してカチオン交換樹脂とア
ニオン交換樹脂の膨張層を形成し、その後に沈整
することによりカチオン交換樹脂とアニオン交換
樹脂を分離するにあたり、前記膨張層の形成時に
イオン交換塔の支持板周縁部の塔壁に沿つて旋回
する流れを生じせしめることにより、イオン交換
塔の支持板周縁部に存在する混合樹脂を当該周縁
部から離脱させることを特徴とする混合樹脂の逆
洗分離方法に関するものである。

以下に本発明を詳細に説明する。

従来の逆洗分離方法の欠点は支持板の周縁部に
混合樹脂が残留することであり、この原因は支持
板周縁部の水の流れが緩慢であるために当該部分
の混合樹脂が膨張流動しないことによる。

本発明は、支持板周縁部の塔壁部に沿つて旋回
する流れを生じせしめることにより、当該部分の
混合樹脂を流動化させ、当該周縁部から離脱させ
て、逆洗分離を行なうものである。

以下に本発明の逆洗分離方法を工程ごとに図面
を参照して以下に説明する。

まず、第４図に示したように混合樹脂が充填さ
れているイオン交換塔２の下部から混合樹脂が約
100％膨張するような流速、通常LV7〜12m／ｈ
で逆洗水３を流入し、当該混合樹脂１を膨張流動
させ比重の大きいカチオン交換樹脂６′が塔下部
に集合した時点で、第５図、第６図に示したよう
に塔壁部に設けたノズル１０より旋回流水１１を
流出させ、矢線で示したごとく支持板４の周縁部
に沿つて旋回する流れを生じさせながら逆洗分離
を行なう。このような旋回流により支持板４の上
部特に支持板４の周縁部に存在する混合樹脂１′
を完全に離脱させることができる。この場合ノズ
ル１０より旋回流水１１を流出させる時点は、た
とえば逆洗水３流入開始より約５分間経過してか
ら、換言すれば膨張状態にあるカチオン交換樹脂
６′とアニオン交換樹脂７′を形成した後に開始
し、当該ノズル１０より流入させる旋回流水１１
の流量は２〜3m／ｈ相当分で充分である。また
旋回流水１１の流入時間は３〜５分で充分である
が、これ以上の流入時間としてもさしつかえな
い。

なお、逆洗水３の流入開始と同時にノズル１０
より旋回流水１１を流入しても支持板４の周縁部
に存在する混合樹脂を完全に離脱させることがで
きるが、膨張状態にあるカチオン交換樹脂が塔下
部に集合した時点からノズル１０より旋回流水１
１を流入させた方がより効果的である。

このように旋回流水１１の流入により支持板４
の周縁部に存在する混合樹脂１′を当該周縁部か
ら離脱させる操作を介在させて混合樹脂を分離
し、膨張状態にあるカチオン交換樹脂６′とアニ
オン交換樹脂７′を形成させた後逆洗水３の流入
を止め膨張層を沈整させる。なお当該逆洗水３の
流入時間はカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂
を分離するのに必要にして充分な時間行ない、通
常は30分前後である。

本発明の以上のような工程により第７図に示し
たように、支持板４の周縁部に混合樹脂が残留す
ることがなく、従来の逆洗分離において生じてい
た欠点を解決することができる。したがつて両イ
オン交換樹脂を再生する際に、C1形のアニオン
交換樹脂の生成量を大幅に低減させることがで
き、従来の混床式イオン交換装置で生じていた純
度上昇不良という欠点を効果的に解決できる。

以下に本発明の効果を明確にするために実施例
を説明する。

実施例 １ 内径2000mm直線部高さ6000mmのイオン交換塔に
6280lの強酸性カチオン交換樹脂アンバーライト
（登録商標）200Cと3140lの強塩基性アニオン交換
樹脂アンバーライトIRA−900の混合樹脂を充填
し、以下の本発明の逆洗分離方法と従来の逆洗分
離方法でカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を
分離した。

(1) 本発明方法 イオン交換塔の下部からLV12m／ｈの逆洗水
を流入し、当該逆洗水の流入５分後に、支持板周
縁部に設けた４本のノズルより合計でLV3m／ｈ
の旋回流水を３分間流入した。なお、旋回流水の
流入を中止しても逆洗水の流入は続行し、逆洗水
の全流入時間を30分間としてカチオン交換樹脂と
アニオン交換樹脂を逆洗分離し、逆洗水の流入を
止めて沈整した。

(2) 従来方法 イオン交換塔の下部からLV12m／ｈの逆洗水
を30分間流入してカチオン交換樹脂とアニオン交
換樹脂を逆洗分離した後、逆洗水の流入を止めて
沈整した。

以上のような本発明方法と従来方法で逆洗分離
を行ない、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂
の分離状態を観察したところ以下の様な結果であ
つた。

まず本発明方法においては、分離された上部の
アニオン交換樹脂のみを注意深く塔外に取り出し
た後、カチオン交換樹脂層のみについて、もう一
度本発明の逆洗方法を実施してもカチオン交換樹
脂層の上部にアニオン交換樹脂層は形成されなか
つた。従来方法では同じように上部のアニオン交
換樹脂のみを塔外に取り出した後、カチオン交換
樹脂層のみについて、今度は本発明の逆洗方法を
実施した結果、カチオン交換樹脂の上部に約50mm
のアニオン交換樹脂が形成された。このアニオン
交換樹脂量は全アニオン交換樹脂の約５％に相当
する。すなわち従来の逆洗方法では全アニオン交
換樹脂の約５％が支持板周縁部に残留していたこ
とが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来の逆洗分離方法
における分離の状態を示した説明図であり、第１
図は逆洗分離前の状態説明図、第２図は逆洗分離
中の状態説明図、第３図は逆洗分離後の状態説明
図である。また第４図、第５図、第６図、第７図
はいずれも本発明の逆洗分離方法における分離の
状態を示した説明図であり、第４図、第５図、第
６図は逆洗分離中の状態説明図、第７図は逆洗分
離後の状態説明図である。 １……混合樹脂、２……イオン交換塔、３……
逆洗水、４……支持板、５……周縁部、６……カ
チオン交換樹脂、７……アニオン交換樹脂、８…
…塩酸、９……カ性ソーダ、１０……ノズル、１
１……旋回流水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合
   樹脂が充填されているイオン交換塔の下部から逆
   洗水を流入してカチオン交換樹脂とアニオン交換
   樹脂の膨張層を形成し、その後に沈整することに
   よりカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を分離
   するにあたり、前記膨張層の形成時にイオン交換
   塔の支持板周縁部の塔壁に沿つて旋回する流れを
   生じせしめることにより、イオン交換塔の支持板
   周縁部に存在する混合樹脂を当該周縁部から離脱
   させることを特徴とする混合樹脂の逆洗分離方
   法。