JPH0512978B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、原水を充填層内に通水することによ
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ものである。 〔従来の技術及びその問題点〕 充填層、特にイオン交換樹脂の充填層に通水す
ることにより水を精製する方法において、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、イオン交換樹脂を充填した脱塩塔に一定時間
通水した後イオン交換樹脂を再生塔に移送した後
逆洗することによりけん濁物（クラツド）を除去
することが行なわれている。 以下図面に基いて従来法を説明する。 第２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
入又は排出するための配管、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。又Ａ，A′は空気、Ｂは逆洗
水を示す。 以下、第２図に基いて説明するが、第２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２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Ａを圧入して樹脂層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
２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A′を導入して樹脂のスクラビ
ングを行つた後（第２図）、弁１２を閉じ弁１
１を開いて管７より下部集水装置を経て逆洗水Ｂ
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２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
（max15ｍ／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
を行な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３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２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
符号のみに記入した。第３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３図において（）のドレン工程は第２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Ａ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A′の導入を止めると同時に、
弁１１及び弁１３を急開することにより管９より
空気Ａを圧入して管７を通して一気に排水するも
のである（第３図の急速ドレン工程）。ついで
弁１１を閉じ弁１３、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３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４図は、第２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２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４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２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ＢをL₂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から空気を圧入して中間集水装置
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２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３図に示
す方法程十分ではない。 〔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、及び微
細化した充填材のみを通過させる構造を有する中
間集水装置から排水を行ないかつ該中間集水装置
の上部から排気を行なう工程と、(2)前記中間集水
装置から排水と、排気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のけん濁物及
び微細化した充填材の除去方法である。 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１図に基いて説明する。 第１図において符号は第４図に示した符号と同
一の符号は同じ意味を有し、Ｓは空気A′と共に
導入されるスルージング水を示す。 第１図の（）のドレン工程においては、水を
中間集水装置１５のレベル（L₁）までドレンす
る。 ついで本発明の（）及び（）の空気−水ス
クラビング工程を繰り返し実施する。本発明は、
空気A′とスルージング水Ｓとを同時に下部集水
装置５から導入しながら中間集水装置１５より弁
１７及び管１６を通じて空気及び／又は水を排出
することを基本的な特長としており、沈降速度の
大きい重質のクラツドを空気A′とスルージング
水Ｓ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１図に示す空気−水スクラビング工程（）
において、弁１４、弁１７は開となつており、排
水は中間集水装置１５から管１６を経て行なわ
れ、排気は弁１４が開となつているため管１６か
らは行なわれず、塔上部の管１０を経て行なわれ
る。 空気水スクラビング工程（）においては、弁
１４を閉とし、弁１７を開とされているため、塔
上部からの排気は行なわれず、水と空気の流れは
中間集水装置１５に集中し、管１６を経て系外に
同時に排出される。 水のみを用いる通常の逆洗においては中間集水
装置１５から排水する場合樹脂が中間集水装置に
堆積した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
を行う本発明の工程（）の場合は樹脂層、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A′の流速は通常エア
スクラビングに用いられているLV50〜100ｍ／時
でよく、スルージング水Ｓの流速は通常逆洗水Ｂ
で用いられるLV6〜15ｍ／時よりは若干小さい
LV4〜10ｍ／時が好ましい。本発明方法において
はクラツドの運搬除去はスルージング水Ｓ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
おりスルージング水Ｓの流速は従来の逆洗水Ｂ程
大きくする必要はない。 本発明は空気−水スクラビング工程（）と
（）を交互に行うものでありその時間は下記例
の如く（）の工程を長時間行うのがよい。 空気−水スクラビング工程（）：１〜５分 〃 （）：0.5〜２分 １例として中間集水装置１５としてスリツト巾
200〜400μｍのワイヤースクリーンを用いスクリ
ーンの開口面積を充分に大きくすることにより工
程（）、（）がスムーズに行われることを確認
した。工程（）は大気開放状態となつておりス
クラビング時の樹脂表層の位置は第５図に示す如
く中間集水装置１５の上面近くの位置ａに維持さ
れ、スクラビングによるかくはんにより中間集水
装置１５の表面が常に更新されていく。 これは大気開放状態であり、かつ中間集水装置
の面に排水時の抵抗が若干あるためその樹脂表層
の位置が第５図ａの如くなるものである。 これに対し工程（）では弁１４が閉となり管
１６から排気も行われるため塔内が加圧状態とな
りスクラビング時の樹脂表層の位置は第５図の位
置ｂに示す如く中間集水装置１５の管中央部付近
以下になる。 本発明においては工程（）だけでも、クラツ
ドの除去作用の中で(1)クラツドの樹脂からのはく
り作用、(2)中間集水装置１５までへの運搬作用は
充分である。しかしもう１つの重要な作用である
中間集水装置１５からの排出作用については工程
（）のみでは充分でない。１例として本発明で
用いられるワイヤースクリーンの場合第６図に示
す如くなつており、スリツト１８の巾より小さい
クラツド又は微細化した樹脂はこのスリツトをス
ムーズに通過し排出される。又スリツト１８の巾
より充分大きいものはスクラビング時のかくはん
効果によりスリツト面をふさぐことなく流動化し
ている。しかし、スリツト巾に近い大きさのクラ
ツド又は微細化した樹脂は、排出面であるこのス
リツトにひつかかり排出されにくく、かつ排出面
をふさぎこんでいく。それ故工程（）を長時間
行なうと第５図に示す位置ａをこえて徐々にスク
ラビング時の樹脂表層が上昇していく。このよう
な工程（）の欠点を工程（）は解決するもの
である。工程（）は排水・排気を管１６からの
み行い、塔内を１〜２Kgｆ／cm²の加圧状態とする
ことにより前述したスリツト１８をふさぎこんで
いるスリツト巾に近い大きさのクラツド、微細化
した樹脂を加圧により強制的に排出してしまう作
用を有している。 この排出作用は極く短時間で達成されてしまう
ため工程（）は0.5〜２分程度で十分である。 第６図中矢印１９はクラツド又は微細化した樹
脂、及び水、空気の流れる方向を示し、符号２０
は中間集水装置１５であるワイヤースクリーンを
形成しているロツドであり形状は第６図に示す如
く三角形若しくはそれに近いものである。このよ
うな形状は、クラツド、微細化した樹脂の排出に
効果的である。 ワイヤスクリーンの管外側のスリツト１８より
管内側のスリツト２１の巾が大きいため前述の工
程（）による管外側のスリツト１８にひつかか
り、スリツト１８をふさいでいるスリツト１８の
巾に近い径を有するクラツド、微細化した樹脂の
強制的除去がスムーズに行われるのである。 １例であるが第６図に示すような機能をもつも
のが本発明を実施するのに好ましい。 工程（）をなくし工程（）のみを行なうこ
とは第５図に示す如く樹脂表層の位置ｂが中間集
水装置１５の中央部付近以下になり中間集水装置
の管全面がクラツドの排出にいかされないので得
策ではない。このように本発明は工程（）のみ
又は工程（）のみを行う時のお互いの欠点を、
〔工程（）→工程（）〕をくり返すことにより
効果的にクラツド、微細化した樹脂の除去を達成
しうるものである。 以下、本発明を、第１図に基いて詳細に説明す
る。 先づ、（）のドレン工程により再生塔１の水
位を中間集水装置１５の位置（L₁）とする。こ
の操作は、弁１３，１７を開とし管９から１〜２
Kgｆ／cm²の加圧空気Ａを圧入することにより行な
われる。 また、中間集水装置１５と樹脂２の表面との距
離は、次の（）、（）の工程に好適となるよ
う、樹脂層２の高さの15〜30％の値となるように
するのが好ましい。 ついで弁１３を閉とし、管８より空気A′を、
管７よりスルージング水を導入し、管１０より排
気しながら中間集水装置１５を経由し管１６より
排水を行なう第（）工程に移る。 第（）工程における空気とスルージング水の
流量は次のとおりである。 空気：LV50〜120ｍ／時 圧力１〜２Kgｆ／cm² スルージング水：LV4〜10ｍ／時 このような操作は、混合床の混合操作の一部と
して、或いは第２図に示す従来法の（）工程の
空気のみによるスクラビング操作の前に、極く短
時間LV2〜３ｍ／時のスルージング水を導入して
行われることがあるが、本発明の工程（）はこ
れらの操作を応用し、操作時間を長くすると共に
スルージング水の流速を大としたものである。 樹脂層が比重の大きいカチオン樹脂で構成され
ている場合には、スルージング水のLV6〜10ｍ／
時、空気のLV70〜100ｍ／時とするのが適当であ
る。 比重の小さいアニオン樹脂の場合はスルージン
グ水のLV4〜８ｍ／時、空気のLV70〜100ｍ／時
とするのが適当である。工程（）は２〜５分程
度でよいがクラツドが樹脂に強く固着しているよ
うな場合は工程（）の前にスルージング水Ｓの
導入を止め空気のみを導入する従来法第２図の
（）の工程を行うのも一案である。スルージン
グ水Ｓの導入を停止すると樹脂層３の水量が少な
くなり、樹脂層３の樹脂スラリー濃度が大きくな
つて樹脂同志のこすり合いが増しクラツドが剥離
しやすくなるからである。 ついで工程（）に移る。 弁１７を開としたまゝで、弁１４を閉とするこ
とにより排気も中間集水装置１５を径由して管１
６から行なわれる。 空気A′、スルージング水Ｓの流量等の設定値
は工程（）と同じでよい。このようにすると空
気A′の圧力１〜２Kgｆ／cm²が再生塔１内にもか
かり樹脂層３の表層の位置は第５図のｂで示す如
く低下する。本工程はスリツト１８にひつかかり
排水をじやましているスリツト１８の巾に近い大
きさを有するクラツド、微細樹脂を強制的に排出
するものであり0.5分〜２分、通常は１分程度行
なえばよい。 そして再度〔工程（）→工程（）〕を繰り
返す。繰り返し回数は下記表−１に示す設定値の
場合５〜15回程度で十分である。

【表】 本発明に用いる中間集水装置は第６図に示すよ
うなワイヤースクリーンタイプのものが好ましい
が同様な機能を有するものであれば何れを用いて
もよい。 つぎに実施例並びに比較例を示す。 比較例 火力発電所の通常運転時に連続30日間通水した
脱塩塔から1600φ×4000mm^Hのカチオン再生塔に
カチオン交換樹脂2600とアニオン交換樹脂1400
を移送し、アニオン交換樹脂をアニオン再生塔
に移送した後、カチオン交換樹脂はカチオン再生
塔で、アニオン交換樹脂はアニオン再生塔
（1200φ×2800mm^H）で従来法に従つて次の条件で
クラツドの除去を行なつた。 従来法１（第２図に示す方法） 工程（） ５分 工程（） 空気LV100ｍ／時 15分 工程（） 逆洗水： カチオン再生塔LV15ｍ／時 30分 アニオン再生塔LV8ｍ／時 30分 工程（）（）（）の繰り返し回数４回 従来法２（第３図に示す方法） 工程（） ５分 １回目 ２回目以降 工程（） 空気LV100ｍ／時 15分 ３分 工程（） ２分 ２分 工程（） ３分 ３分 工程（）（）（）の繰り返し回数 15回 従来法３（第４図に示す方法） 工程（） ５分 １回目 ２回目以降 工程（） 空気LV100ｍ／時 15分 10分 工程（） 逆洗水： カチオン再生塔LV15ｍ／時 ６分 ６分 アニオン再生塔LV8ｍ／時 ６分 ６分 工程（） ５分 ５分 工程（）、（）、（）の繰り返し回数 ４回 以上の結果を表−２に示す。 実施例 １ 比較例と同様に通常運転時に連続30日間通水し
た同一の脱塩塔の樹脂を用い、クラツド除去を行
つた。用いたカチオン再生塔、アニオン再生塔は
比較例と同一サイズである。塔内装品は本発明用
に改造した。 使用した中間集水装置は次のとおりであつた。 カチオン再生塔：300μｍのスリツトを有するワ
イヤースクリーンスリツト開口面
積793m² アニオン再生塔：300μｍのスリツトを有するワ
イヤースクリーンスリツト開口面
積440m² カチオン再生塔、アニオン再生塔共下記の条件
で工程（）、（）を行なつた。 工程（）空気：LV100／時 スルージング水：LV8ｍ／時 ３
分 工程（） 上に同じ １分 結果を表−２に示す。 なお、表−３において、脱塩塔への移送時Fe
濃度とは、カチオン再生塔、アニオン再生塔でク
ラツドを除去し、両樹脂を再生した後、樹脂混合
槽で混合し、脱塩塔に移送する時の樹脂中に含ま
れる平均鉄濃度である。

〔発明の効果〕

上記表−２からわかるように、本発明方法は従
来法に比し、洗浄時間、洗浄廃水量、使用空気量
のいずれにおいても優れており、産業に貢献する
ところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程を示す工程図、第２図、
第３図及び第４図は夫々異なる従来法を示す工程
図、第５図は、本発明で用いる中間集水装置にお
けるスクラビング時の樹脂表層の位置を示す図、
第６図は本発明で用いる中間集水装置の１例を示
す図である。 １…再生塔、２…樹脂層、５…下部集水装置、
６…上部集水装置、１５…中間集水装置、Ａ，
A′…空気、Ｓ…スルージング水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 充填層の下部から空気と水とを同時に導入す
   ることにより充填層のスクラビングを行ないなが
   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
   及び微細化した充填材のみを通過させる構造を有
   する中間集水装置から排水を行ない、且つ該中間
   集水装置の上部から排気を行なう工程と、(2)前記
   中間集水装置から排水と排気を行なう工程との両
   工程を繰り返し行なうことを特徴とする充填層中
   のけん濁物及び微細化した充填材を除去する方
   法。