JPH05277382A - イオン交換装置の採水−再生サイクル制御装置 - Google Patents

イオン交換装置の採水−再生サイクル制御装置

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JPH05277382A
JPH05277382A JP7508292A JP7508292A JPH05277382A JP H05277382 A JPH05277382 A JP H05277382A JP 7508292 A JP7508292 A JP 7508292A JP 7508292 A JP7508292 A JP 7508292A JP H05277382 A JPH05277382 A JP H05277382A
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JP
Japan
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water
ion exchange
exchange resin
calculated
ion
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JP7508292A
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English (en)
Inventor
Taku Mikoshiba
卓 御子柴
Takeshi Tsurumi
武 鶴見
Toshio Kumagai
稔生 熊谷
Susumu Fukue
晋 福江
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン交換樹脂の能力を最大限に利用してイ
オン交換装置の運転を可能たらしめる採水−再生サイク
ル制御装置を提供する。 【構成】 イオン交換装置1の前段に配置され、採水し
た原水3の水質を測定する入口水質測定手段2;前記入
口水質測定手段2からの信号に基づいて、前記原水3の
総負荷を計算し、その計算値から再生処理すべきイオン
交換樹脂の樹脂組成を計算し、その樹脂組成計算値から
前記イオン交換樹脂を再生した場合の樹脂組成を予測計
算し、その予測計算値に基づいて次の採水時における前
記イオン交換装置1の出口水質および採水可能量を予測
計算する計算手段4;ならびに、前記計算手段4からの
予測採水可能量の信号に基づいて前記イオン交換装置1
への採水動作を指示する採水操作手段5;を備えている
イオン交換装置の採水−再生サイクル制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイオン交換装置の採水−
再生サイクル制御装置に関し、更に詳しくは、用いてい
るイオン交換樹脂の能力を最大限に発揮させることを可
能にしたイオン交換装置の採水−再生サイクル制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】純水もしくは超純水の製造や、加圧水型
原子炉の復水脱塩にはイオン交換装置が使用されてい
る。例えば、加圧水型原子炉の復水脱塩には、カチオン
交換樹脂とアニオン交換樹脂とを所定の割合で混合して
収納した混床式イオン交換装置が用いられ、このイオン
交換装置に処理すべき復水を通水して、復水中のカチオ
ン,アニオンを除去することにより復水を精製し再利用
する。
【0003】復水を一定量通水したのちは、イオン交換
樹脂に再生処理が施される。この再生処理には、一般
に、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の比重差を利
用してイオン交換装置内のイオン交換樹脂を逆洗分離
し、ついで、例えばアニオン交換樹脂を別置の再生塔に
移送し、カチオン交換樹脂にはHCl水溶液を通水し、
またアニオン交換樹脂にはNaOH水溶液を通水すると
いう方法が適用されている。
【0004】しかしながら、現状では、カチオン交換樹
脂とアニオン交換樹脂を完全に逆洗分離することは事実
上不可能であって、カチオン交換樹脂にアニオン交換樹
脂が、微量ではあるが、必ず残留してしまう。そのた
め、このカチオン交換樹脂にHCl水溶液を通水する
と、残留しているアニオン交換樹脂が逆再生されるとい
う問題が生ずる。
【0005】このような問題は、Cl- 濃度をppt のオ
ーダに保持しなければならない加圧水型原子炉の冷却水
においては、逆再生されたアニオン交換樹脂からCl-
が溶出することになって、非常に不都合である。そのた
め、従来は、所定日数(例えば12日間)で所定量(例
えば20万トン)の採水により復水脱塩を行ったのち
は、用いたイオン交換樹脂のイオン交換能力が消失して
いない場合であっても、無条件で再生処理が施されてい
る。そして、このような採水−再生サイクルを所定の回
数反復すると、イオン交換樹脂は劣化して寿命が尽きた
ものと判断され、新しいイオン交換樹脂に交換される。
【0006】そのため、従来は、イオン交換樹脂の能力
を最大限引き出してイオン交換装置の運転がなされてい
るとは必ずしもいえないのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題を解決し、イオン交換樹脂の能力を最大限活用するこ
とを可能にするイオン交換装置の採水−再生サイクル制
御装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、イオン交換装置の前段に配
置され、採水した原水の水質を測定する入口水質測定手
段;前記入口水質測定手段からの信号に基づいて、前記
原水の総負荷を計算し、その計算値から再生処理すべき
イオン交換樹脂の樹脂組成を計算し、その樹脂組成計算
値から前記イオン交換樹脂を再生した場合の樹脂組成を
予測計算し、その予測計算値に基づいて次の採水時にお
ける前記イオン交換装置の出口水質および採水可能量を
予測計算する計算手段;ならびに、前記計算手段からの
予測採水可能量の信号に基づいて前記イオン交換装置へ
の採水動作を指示する採水操作手段;を備えていること
を特徴とするイオン交換装置の採水−再生サイクル制御
装置が提供される。
【0009】
【作用】本発明の制御装置においては、まず、採水した
原水の水質が入口水質測定手段で測定される。すなわ
ち、原水中の全てのイオン濃度が測定され、それぞれの
濃度信号が後述の計算手段に入力される。計算手段にお
いては、まず、入口水質測定手段から入力されたイオン
濃度と通対量との積を計算してイオン交換樹脂の総負荷
が計算され、その計算値に基づいて、イオン交換樹脂の
樹脂組成が計算される。すなわち、用いているイオン交
換樹脂における、例えば、OH型イオン交換樹脂やNH
3 型イオン交換樹脂などの各イオン交換樹脂の量比関係
の情報信号が得られる。
【0010】そして、この各イオン交換樹脂の樹脂組成
の計算値に基づき、つぎに前記イオン交換樹脂に再生処
理を施したことを仮定して、そのときの再生イオン交換
樹脂の樹脂組成が公知の計算式に基づいて予測計算さ
れ、更にこの予測計算値に基づいて、その再生イオン交
換樹脂を用いたときに通水可能な採水量Vが公知の計算
式によって予測計算され、かつ、イオン交換装置の出口
水質が予測計算される。この出口水質は、例えば処理水
塩化物イオン濃度Cとして表示される。
【0011】この処理水塩化物イオン濃度Cが規定値C
0 (例えば20ppt)より高い場合は、その規定値を満足
させる採水可能量V1 (V1 <V)が計算手段によって
再度計算され、また、処理水塩化物イオン濃度Cが規定
値C0 より低い場合は、その規定値C0 に達するまでの
採水可能量V2 (V<V2 )が同じく計算手段によって
再度計算される。いずれの場合にしても、この計算手段
によって、出口水質の規定値を満足させる予測採水可能
量が予測計算される。
【0012】この採水可能量に関する情報信号は採水操
作手続手段(シーケンサ)に入力され、その入力信号で
シーケンサが作動して、イオン交換装置には前記した予
測採水可能量が通水される。実際の採水量がこの予測採
水可能量よりも多くなった時点で、シーケンスの指示に
より、採水は中止されてイオン交換樹脂に再生処理が施
される。
【0013】また、計算手段が計算した予測採水可能量
が、イオン交換装置の設計時に設定されている最少採水
量よりも少ない場合は、シーケンスによる採水動作に移
ることなく、再びイオン交換樹脂の再生処理を行なっ
て、再び同様の計算を行い新たな予測採水可能量を決定
する。このような処理によっても、予測採水可能量がイ
オン交換樹脂の最少採水量より少ない場合は、イオン交
換樹脂の寿命が尽き、交換時期がきたものと判断し、そ
のことを警報などの手段で表示する。
【0014】
【実施例】混床式イオン交換装置を用いた場合を例にし
て、図1に基づいて本発明の制御装置を説明する。図1
において、カチオンおよびアニオン交換樹脂が混合され
収容されているイオン交換装置1の前段には、入口水質
測定手段2が配置され、原水3は矢印で示したように入
口水質測定手段2,イオン交換装置1に順次通水され、
出口1aから流出していく。
【0015】入口水質測定手段2には、NH3 ,N2
4 などを測定する導電率計やNa+,Cl- などを測定
する塩類濃度計が装着されていて、通水した原水3の全
イオン濃度が計算される。そして、その計算値は信号S
1 としてコンピュータ(計算手段)4に入力され、そこ
でその計測値と通水量から原水3の総負荷が計算され
る。そして、その計算値を基にして、まず、用いている
アニオン交換樹脂の使用後の樹脂組成が計算される。
【0016】更に、コンピュータ4では、前記樹脂組成
の計算値と予めコンーピュータ4に記憶されている各イ
オン交換樹脂のそれぞれに設定された再生率および逆再
生率とを基にして、再生処理を施したと仮定したときに
予測されるアニオン交換樹脂の樹脂組成が計算され、O
H型交換樹脂とCl型交換樹脂の割合が把握される。そ
して、再生後の予測樹脂組成に基づいて、そのイオン交
換樹脂による採水可能量が予測値として計算され、同時
に、次式に基づいて、出口1aにおける処理水の塩化物
イオン濃度Cが計算される。
【0017】
【数1】
【0018】(式中、1:新品樹脂、A:塩化物イオン
の選択係数、R−Cl(%):再生した場合の予測塩素
イオン交換樹脂の割合、R−OH(%):再生した場合
の予測水酸イオン交換樹脂の割合、35.5:塩素の原子
量、106 :単位換算係数、10-7:水素イオン濃度を
表す)。なお、コンピュータ4には、処理水における処
理水塩化物イオン濃度の規定値C0 が記憶されていて、
(1)式で計算した処理水塩化物イオン濃度Cと規定値
0 が比較演算され、C0 <Cの場合には、あらためて
0 を満足させる採水可能量が計算される。また、C<
0 の場合には、あらためてC0 に達するまでに必要な
採水可能量が計算される。いずれにしても、予測計算値
Cと規定値C0 との関係で、予測採水可能量Vが計算さ
れ、それは信号S2 としてシーケンサ5に入力される。
【0019】シーケンサ5は、コンピュータ4からの入
力信号S2 に基づいて作動し、イオン交換装置1に前記
した予測採水可能量Vの通水を信号S3 によって動作指
示する。実採水量が上記V値を超えた場合には、イオン
交換装置1への採水を停止して装置内のイオン交換樹脂
に再生処理を施すように指示する。また、コンピュータ
4で計算した予測処理水塩化物イオン濃度を満足する予
測採水可能量が、イオン交換装置1に設定されている最
少採水量よりも少ない場合は、シーケンサ5の指示によ
る採水操作は行わず、イオン交換樹脂の再生処理を行な
って再び同様の計算を行い新たな予測採水可能量を決定
する。このような処理によっても、予測採水可能量がイ
オン交換樹脂の最少採水量より少ない場合は、イオン交
換樹脂の寿命が尽き、交換時期がきたものと判断し、そ
のことを警報などの手段で表示する。
【0020】このようにして、本発明の制御装置を用い
れば、イオン交換装置の出口水質を、正確に予測計算す
ることができ、その予測計算値に基づいて採水可能量を
計算して、イオン交換樹脂の能力を最大限有効に利用す
ることができる。そして、計算された予測採水可能量と
実採水量との比較から、イオン交換樹脂の交換時期を定
量的に把握することができる。
【0021】また、イオン交換装置1にイオン交換樹脂
の劣化度測定手段6を付設し、この劣化度測定手段6で
イオン交換樹脂の劣化の状態を監視し、その情報をコン
ピュータ4に入力して前記した処理水塩化物イオン濃度
を補正計算し、その予測計算値に基づいて採水可能量を
決めることで、更に正確な採水可能量を決めることがで
きる。
【0022】この場合の劣化度測定手段6としては例え
ば特開平2−36340号、特願平3−97292号な
どに記載されているような装置をあげることができる。
これらの手段は、イオン交換樹脂が劣化するとその比抵
抗は低下するという関係を利用するものである。このよ
うな劣化度測定手段6によってイオン交換樹脂の比抵抗
の低下状態を測定し、その測定値から樹脂劣化指標を計
算し、その情報を信号S4 としてコンピュータ4に入力
する。
【0023】コンピュータ4では、この入力信号S4
加味して前記(1)式に基づいて出口塩素濃度を予測計
算する。この場合、(1)式における1/Aの分子1に
とって代わって劣化指標が代入され計算される。この予
測計算値は、イオン交換樹脂の劣化度合に対応した処理
水塩化物イオン濃度を意味している。そして、この予測
計算値に基づいて、コンピュータ4では採水可能量が予
測計算されるが、この予測計算値は、イオン交換樹脂の
劣化状態をも加味している採水可能量になっている。し
たがって、樹脂を新品として固定し、予測計算した前述
のものより、運転サイクルに見合った採水可能量が計算
可能となる。
【0024】なお、説明はアニオン交換樹脂を例にして
行ったが、カチオン交換樹脂の場合も同様に行う。その
場合、出口水質は、次式:
【0025】
【数2】
【0026】に基づいてコンピュータ4に予測計算させ
ればよい。また、前記実施例のような混床式の脱塩塔の
場合は、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を混合し
て稼動させるが、それらアニオン交換樹脂とカチオン交
換樹脂のそれぞれについての予測採水可能量をコンピュ
ータで計算し、その予測計算値のうち、低い方の予測計
算値をもって本発明制御装置の予測採水可能量とする。
【0027】更に、本発明の制御装置は、上記したよう
な復水脱塩の混床式イオン交換装置に限ることなく、純
水や超純水の混床式に適用してもよく、また単床式に適
用してもよい。その場合、出口水質として用いるイオン
の種類は適宜最適なものが用いられることはいうまでも
ない。
【0028】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
イオン交換装置の採水−再生サイクル制御装置は、イオ
ン交換樹脂の能力を最大限に利用した状態でイオン交換
装置の運転を可能とする。また、次サイクルにおける塩
素濃度を予測して採水することができるので、採水操作
の途中で不純物イオンのリークによる装置動作の中断は
起こらず、そのため、一般に複数基が並設されているイ
オン交換装置の運転計画への支障をなくすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御装置例を示す基本構成図である。
【符号の説明】
1 イオン交換装置 2 入口水質測定手段 3 原水 4 計算手段(コンピュータ) 5 採水操作手続手段(シーケンサ)
フロントページの続き (72)発明者 福江 晋 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオン交換装置の前段に配置され、採水
    した原水の水質を測定する入口水質測定手段;前記入口
    水質測定手段からの信号に基づいて、前記原水の総負荷
    を計算し、その計算値から再生処理すべきイオン交換樹
    脂の樹脂組成を計算し、その樹脂組成計算値から前記イ
    オン交換樹脂を再生した場合の樹脂組成を予測計算し、
    その予測計算値に基づいて次の採水時における前記イオ
    ン交換装置の出口水質および採水可能量を予測計算する
    計算手段;ならびに、前記計算手段からの予測採水可能
    量の信号に基づいて前記イオン交換装置への採水動作を
    指示する採水操作手段;を備えていることを特徴とする
    イオン交換装置の採水−再生サイクル制御装置。
JP7508292A 1992-03-31 1992-03-31 イオン交換装置の採水−再生サイクル制御装置 Pending JPH05277382A (ja)

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