JPH05502819A - 液体／固体相互作用の惹起 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ／　互　の二 〔技術分野〕 本発明は、一般に液体と固体とを相互作用させることに関する。通常、物質移動 は液体と固体との間で起きるが、必ずしもそうである必要はない。物質移動は液 体へ、又は液体から行われてもよい。本発明は、浸出、イオン交換、結晶化、乾 燥、特定の溶解、収着、焙焼、固体粒子触媒液相反応、及び液・固反応に適用す ることができ、これらの方法は一般に化学反応に適用される。接触が行われる間 、イオン又は他の交換が行われてもよく、或は一つ以上の化合物が吸収、吸収又 は化学吸着、又は遊離が行われてもよい。それら化合物は通常イオン又は分子の 形をしているであろうが、それらはコロイド状又は他の凝集物、或は混合物又は 成る別の形態をしていてもよい。特定の方法の条件により、どのような数の化学 物質が含まれていてもよい。本発明がイオン交換に適用される場合、それは接触 工程及び（又は）再生成は溶離工程のなめに用いることができる。

特に本発明は、水から硝酸塩を除去するイオン交換法の過程で開発されてきたが 、特に水の硬度の減少、水がちの汚染物質又は金属及び吸着色素の如き物質の選 択的除去又は回収に有用である。

通常の手順は、液体を固体と接触させ、液体を固体がら分離し、固体を再生させ 、更に液体を固体と接触させることである。固体、例えば収着／遊離用物質は、 通常不溶性であり、例えば、樹脂、粘土、鉱物、又はガラスである。

〔背景技術〕

今日まで、固体／水溶液系を操作する標準的な手順は、固体をカラム中に支持し 、バッチ法を操作し、処理液を通し、処理液を止め、再生溶液を通し、次に処理 液を通すことである。この手順は比較的複雑である。更に、固体粒子の大きさは 約０．４〜０．５＊ｚより小さくすることは出来ず、さもないと水の表面張力に より重力下で充分速い流下が得られず、一般に０．５ｚｔより大きな粒径を用い ることが行われていた。固体は通常ビーズの形をしており（標準的な一つのビー ズ粒径は１．Ｉｚｚであった）、それは反応性物質の被覆を持っていてもよいが 、通常完全に反応性物質から作られていた。固体の自然の膨張収縮は亀裂及び剥 離を起こし、そのようにしてに形成された小さな粒子が固体床を閉塞することが ある。

この方法の別法として、重力による連続的沈降法が提案されてきた。この場合、 固体は、降下速度（又は上へ流れるＮ１＃中での速度差）が合理的に速くなるよ うな粒径を持たなければならない。一般的見解は、充分速い沈降のためにはビー ズ直径が少なくとも０．５ｚｘでなければならないと言うことである。これらの 手順は複雑である、なぜなら、ビーズが使用バルブ又はバルブ配管に付着したり 、ビーズが砕けたりして、望ましくない閉塞及び不充分な速度の沈降を起こすこ とになるからである。英国特許Ｇ　Ｂ　−Ａ　Ｉ、８７０，２５２で特別な提案 がなされており、固体が効果的に懸濁状になる交流法が与えられている。

固体粒子の粒径についての説明はないが、実際には少なくとも０．５ｚｚの直径 が操作の成功には必要であることが判明している。別の場合として、欧州特許出 願ＥＰ−ＡＯ，０＋０．９６９では阻害及び過度の逆圧力が生ずることがある。

微細固体粒子の分離は困難であり、フィルターカラムの使用は実際的ではない。

従って、粒子を、例えば磁気粒子を用いた場合、凝集成は凝固させてもよいこと が示唆されている。

濃度がかなり一定のままであり、必要な固体の量が出来るだけ低く維持されるよ うな連続的に作動する系を与えることが望ましい。

〔発明の開示〕

本発明は、液体を固体と相互作用させる方法において、固体粒子を液体に入れた 懸濁物を形成し、それら固体粒子及び液体を同じ方向に、液体を固体粒子と相互 作用させながら移動させ、次に液体を懸濁物から除去し、好ましくは交差流（ｃ ｒｏｓｓｆｌｏｗ）　Ｆ通により除去し、固体粒子を再循環させることからなる 方法を与える。本発明は、本発明の方法を実施するためのプラントも与える。

本発明は、特に液体とばらばらな固体粒子の同時的（ｃｏｃｕｒｒｅｒ＋ｔ）移 動と、交差流沢過（又は関連する障壁Ｐ適法）との組合せを用いた場合に、カラ ム装置で経験される過度の圧力低下及び阻害又は閉塞の危険を起こす欠点を生ず ることなく、或は連続系に一般に伴われる摩滅及び関連する機械的閉塞及び損失 を起こすことなく、例えば微細樹脂の反応速度を増大させることができる利点を 有する。

本発明の方法は、簡単で効果的である。プラントの大きさを小さくすることがで き、装置の費用を少なくすることができる。本方法は連続的或は殆ど連続的にす ることができる。

本発明は、接触段階及び再生段階のために用いることができ、或は再生段階にだ け用いてもよく、或は接触段階だけに用いてもよい。

操作粒径は非常に小さくすることができ、粒子の分裂又は粉砕がもはやひどく起 きることはないので、もし望むならば、通常のバルブ配管を組み込むことができ る。

従って本発明は、最初から微細な材料でもあっても、或は工程中の摩滅の結果と して微細な材料に破砕されようとも、微細な材料を用いることができる。

Ｗ生Ａ這１ 粒子はどのような適当な形態をしてもよく、例えば繊維、小板状、又は一層慣用 的な球状及び回転楕円体の形をしていてもよい。球状又は回転楕円体状粒子の場 合、粒径は篩を通過する大きさとして考えることができ（名目上の直径を与える ）一般にここでの粒径は篩又は網目を通過した大きさである。

粒子の最大粒径についての制約は、体積、表面積、最小又は最大の提供面積、最 大提供面積、最小の大きさ及び最大の大きさの如き多数の異なった因子によって 個々の方法の経済的操作条件に関係している。約１ｚｚ（又は特に１．１ｚｔ） の標準的粒径を用いることができるが、特に大きなプラントでは、粒子は標準的 方法で用いられているものと比較して小さいのが好ましく、従って効果的な比表 面積は大きく、交換／収着／溶解／反応の速度は一層大きくなる。粒径の相対的 減少は、作用に有効な部位の見かけの数を増大するが、一層重要なことは反応速 度を増大することができることである。一層良好な無作為的な接触が、特に低い 濃度で行われる。粒径は特定の工程条件に適合するように最適にすることができ るが、固体は供給されたまま、例えば予め微粒子を除去するように篩分けするこ となく用いることができる。一般に粒径は、例えば充填カラム又はフィルター床 で用いるように選択されたものよりも小さいのが好ましい０粒径は約０．５．０ ．４、又は０３ｘ置より小さく、或は０．２５又は０．２Ｉより小さいのが好ま しい。

一般に粒子は粉砕法によって形成される必要はないが、粒径は粉末固体の粒径に することができる。粒径の上限は、反応速度及び大きな粒子を懸濁状に維持する のに必要なエネルギー及びポンプ搬送により課せられる限界になることが極めて 頻繁に起きる。大きな粒子を用いることには必ずしも利点は存在しないが、それ らを用いない方が良いと言う理由はない。それにも拘わらず本発明の利点は、通 常より小さいな粒径の粒子を用いることができると言うことにある 用いることができる粒径に理論的な下限はないが、実際１約０．２又はＱ、１μ より小さな粒子は用いられないであろう、　０．１μの粒径はマイクロフィルタ ーのカットオフ粒径により決定されるが、この粒径は限外濾過が用いられた場合 には更に小さくすることができるであろう。

０．４又は０．５μの粒径が実際的な最小値とするのが一層現実的である。しか し、５０μより小さな粒径は水中でクリーム状になり易く、脱水が困難になり易 い。

特別な例を与えると、下の実施例で用いられるイオン交換樹脂の場合、１００μ より小さな粒径を有することには実際的な利点は見られない１粒径範囲は５０〜 １２０μ、又は１００〜２００μでよいが、活性炭の場合１００〜６００μでも よい。

ｌ生とＡ差上 固体対液体の濃度又は重量（ｗ／ｗ）比は適当に選択することができる０例えば 、成る吸収剤固体は比較的小さな容量を持ち、高濃度で用いる必要がある。成る 懸濁物又はスラリーは６０％までの固形物で流動性を維持することができるが、 他のものは２％で固体になる。濃度は懸濁及びポンプ搬送を可能にするような濃 度でなければならない。懸濁物がポンプ搬送可能な状態になっていると言う必要 条件内で、懸濁物の性質及び実際の固体含有量は用途によって変化するであろう ０例えば、固体の割合は０．２％位に低いか、更に低くてもよく、或はその割合 は２０％又は３０％より大きくてもよい。プラントでは、異なった部分、例えば 処理段階及び再生段階では異なった濃度が存在していてもよい。一般に液体中の 固体の濃度は同時的移動及び相互作用中比較的低く、例えば約１０重量％未満、 好ましくは約５％から約１％にすることができる。

髪煎旦３ 固体粒子と液体が無作為的によく混合されるどのような形の乱流又は他の懸濁で も用いることができ１例えば、プロペラを具えたタンク或は流動床を与えること により緊密な混合を達成することができる。懸濁は安定な懸濁である必要はない 。即ち、もし流れ又は撹拌がなければ、固体粒子が沈降又は上昇してもよく、そ の技術は一種の流動化床法である。一般的用語で、粒子はばらばらであり、即ち 凝集していないであろう。

固体及び液体を一緒にした後、無作為的によく混合が行われる室中に導入しても よい。しかし、一つの手順として５懸濁物を形成した後、その懸濁物を実質的な 滞留時間を持つ長い供給管に沿ってフィルターへ送り、そこで分離を行う、供給 管は例えば１〜２．５１の長さでもよい。

一般に、接触時間は約１又は２分より長く、約２０分より短いのが好ましく、例 えば約４分又は５分である０時間は粒径、撹拌度、及び反応速度に適したように 選択され分ｍ 分離又は液体除去段階はどのような適当なやり方で行なってもよい。分離段階は 、接触段階が行われた室とは興なった室で行われる必要はない。しかし、混合物 はフィルターへ送られるのが好ましく、そのフィルターはどのような適切なフィ ルターでもよいが、交差流（ｃｒｏｓｓｆ　ｌｏｗ）フィルターであるのが好ま しく、それは端封鎖方式で用いてもよい。端封鎖方式を用いる利点は、遥かに多 量の流れを時々得ることができ、２０倍も多くすることができることである。そ のフィルターは、例えば上記英国特許Ｇ　Ｂ　−Ａ　２，１１１５．９０６又は 米国特許第４．７６５．９０６号に記載されているようなものでもよい。分離段 階は膜形成工程、接触材料の炉滓の形成工程、時には接触材料の再生及びフィル ター上に存在する間でのその洗浄工程、炉滓の破砕工程、例えば、上記英国特許 Ｇ　Ｂ　−Ａ　２，１８５，９０６又は米国特許第４．７６５，９０６号に記載 されているようなローラーを用いた破砕、もしそれが端封鎖フィルターであるな らばその閉じた端の解放及び洗浄工程、別法として、袋フィルターが用いられた 場合、ピストンの如き挿入部材でフィルターを裏返す工程を含んでいてもよい。

可撓性フィルターが好ましい。しかし、フィルターは可撓性である必要はなく、 平らなシート状フィルターを用いることができ、Ｐ滓を後でフィルターから削り 落とすことができる。成る場合には、特定の方法にとって適切ならば、接触段階 はフィルター自身中又はその上で行うことができる。そのような場合、フィルタ ーを予め被覆し、次に固体で被覆してそれを次に成るやり方でフィルター上に固 定する。再生はフィルター上で行うことができる。

フィルターを使用すると接触材料の摩耗が少なくなり、ミクロン未満の粒子が存 在していても液体を除去することができる点でそのような摩耗の影響が少なくな る。交差流フィルターを使用すると、液体中の固体の濃度を一定に維持すること ができ、少なくともフィルター洗浄操作間隔の長期間の間維持することができる 。

分離の後、固体粒子が懸濁物の形、例えばスラリーの形の才まになっているのに 充分な液体が残留するのが好ましく、それによって再循環が促進される。

分離段階が終わった時、同じ固体のバッチ（再生されたもの）又は異なった固体 のバッチを用いた更に別の接触段階へ送ってもよい。

Ｋ主Ｒ１ 固体は再生してもよく、これは分離が行われる場所又は別の所で行うことができ る。典型的な再生は、適当な流体中に浸漬することにより行われ、例えばイオン 交換樹脂の塩水中への浸漬により行われるであろうが、苛性又は酸洗浄、浸出、 ガス溶離、加熱、光又は他の電磁波への照射、電流又は物理的衝撃の付与の如き どのような適当な方法を用いてもよい。再生後、固体を再使用又は廃棄に適した 状態へ戻すために、更に洗浄又はフラッシング（ｆｌｕｓｈｉｎｇ）が必要にな るであろう。

再生のために、本発明自体である方法を用いることができる。その方法は、固体 を液体に入れた懸濁物を形成し、その懸濁物をフィルターに通してそのフィルタ ーにより固体を残留保持し、次に反対方向に液体をフィルターに通して固体をフ ィルターから離し、懸濁物を形成することからなる液体と固体とを接触させる方 法である。

フィルターは大きな保持容量を持つように袋フィルターの形をしているのが好ま しい。その操作方法は、特別な清浄化工程そのものを同等必要とすることなく、 フィルターを清浄に保つことができる。再生のために固体を弱い再生剤中に懸濁 し、次に強い再生剤を用いてフィルターから離すことができる。洗浄するために は、固体を最初の洗浄液体に懸濁し、次に第二の洗浄液体を用いてフィルターか ら離すことができる。通常両方の手順が、異なったフィルターで連続的に適用さ れるであろう。

再生は、懸濁物から液体を除去するための手段から固体粒子をその懸濁物が維持 されていた室へ戻し、その室から再生のために懸濁物を引き出すことにより行わ れるのが好ましい。換言すれば、固体粒子を再生せずに再循環し、別の再生回路 が維持されるのが好ましい。別法として、固体粒子が懸濁室へ再循環される時に 、それら画体粒子の一部分を除去するために流出部を与えてもよい。

ｌλ役１ 最後の段階は還流段階であり、再生された又は未再生固体を、もし固体が全体に 互ってその場に止まっていないならば、制御された又は測定された速度で手順の 出発点へ再び導入するように戻す時に行われる。

連続的方法として、放出又は再生のために固体粒子をゆっくり流出させる所が存 在していてもよく、それは固体粒子の大部分を再循環させながら固体粒子をゆっ くり供給する所によって置き換えてもよい。固体粒子は平均して再生又は放出前 の少なくとも約２倍、例えば約３倍又は４倍で再循環させることができる。多量 の再循環は、その全容量を用いることにより固体の利用性を向上し、固体の使用 濃度を一層高くすることができ、生成物の品質を一層一定にすることができる。

本　Ｂの特　の用途 液体は必ずしも水である必要はないが、多くの場合水であろう。本発明は、低い 濃度で存在する望ましくない物質を水から除去する時、例えば、硝酸塩、硼素、 ストロンチウム、又はセシウムの濃度を減少させる時に特に有用である。本発明 の利点は、濾過のために低い圧力差、例えば３５０．２５０、或は２００ｋＰａ より低く、約１５０．１００、或は５０ｋＰａまで低い圧力差を用いることがで きることであり、それにより大きな体積、例えば、約１０又は２０肩コ／時より 多い体積を処理することができ、このことは特に木工業で有用である。

考えられている他の用途には次のものが含まれる・液体を精製するために用いら れる粉末活性炭の使用又は再生、例えば殺虫剤又はトリへロメタンの如き微量の 他の有機汚染物の除去； 水からペイントの如きエマルジョンを除去するため、即ち水・油・ガスエマルジ ョンから油及びブタンガスの如き有機物を除去するための粉末活性炭の使用（通 常活性炭は再生されないであろう）： 磁鉄鉱又は他の再生可能又は再生不可能な凝集剤の使用又は再生； 放射性廃棄物の如き工程流体を処理するための生物学的に又は他の天然に誘導さ れた吸収剤の使用（ここでは織った炭素又はガラス繊維の如き特別なフィルター 、或はステンレス鋼又は燐青銅が用いられてもよい）；連続的イオン交換、一般 に通常交換されたイオンが再生される。

ＬＬ旦ｍ 図面を参照して本発明を実施例により更に記述する。

図面中、 第１図から第４図は、本発明の方法を実施するための三つの異なったプラントの 概略的経路図であり、第５ａ図及び第５ｂ図はパイロットプラントの経路図であ り、そして 第６図は第５ａ図及び第５ｂ図のプラントのソック（ｓｏｃｋ）フィルターの部 分的な垂直断面図である。

全体に亙って、同じ機能を果たす部品には同じ番号が用いられている。

第」−図 接触用固体と工程液体とをタンク１中で混合し、ポンプにより円筒の周りに巻い た大きな直径の長い可撓性ホース２を通して送り、実質的な接触時間を与え、ホ ース２は接触室として働く。ホース２の長さは１．７５ｍで、２゜り７分の流量 で約１分の滞留時間を与えることができる。

充分な接触が行われるように適切な混合が必要であり、通常ポンプ搬送作用でホ ース２中で良好な接触が与えられるが、もし望むならば、混合タンク１中に撹拌 器を入れてもよい。撹拌混合タンク１とホース２中の両方で、固体と液体は同時 的に移動する。ホース２中での実質的な滞留時間により、タンク１を小さくする ことができ、且つ（又は）タンクｌ中の滞留時間を短くすることができる。次に 混合物を交差流フィルター装置３に送り、そこから奇麗な工程流を４から取り出 す。

少なくとも二つの再生方法が可能である。第一の方法では、再生剤（再生用薬剤 ）を保存タンク（図示されていない）からフィルター上の固体上に供給し、固体 がフィルター上で再生されるようにする。再生後、固体をフィルターから離し、 再循環導管５に沿って混合タンクｌへ送り帰す。第二の方法では固体をフィルタ ーがら離し、接触タンクへ送り、次に固体を再生し、沢過し、洗浄し、混合タン ク１へ戻す。用いられる方法は再生のし易さに依存するが、基本的には第一の方 法が第二方法よりも速く容易である。

別の方法を用いることができ、特に固体（例えば、粉末活性炭の場合でもよい） を排出する方が安い場合に用いることができるが、その方法は固体を後で再生さ せる場合でも用いることができる。フィルター３上で再生させずに、固体を濃厚 なスラリー又は懸濁物として導管５に沿って再循環する。このようにして固体を 、再生又は排出する前に例えば、平均２０回再循環させることができる。再循環 は正常な交差流ｒ過中に行うことができ、或はフィルターから固体を除去する工 程を組み込み、除去された固体が直ちに再循環されるようにすることができる。

水準ゲージ、一方向弁、停止弁及び圧力ゲージを含めた標準的部品が慣用的やり 方で示されている。主ポンプ８のための流量計６及び電子制御器７が存在する。

フィルター３は米国特許第４，７６５．９０６号明細書に記載されているような ものにすることができる。

策１ 端封鎖交差流フィルター装置Ｉｔ、即ち、出口弁を閉鎖した交差流フィルター装 置を用いる。接触室は示されていないが、もし望むならば、含ませてもよい６し かし。

タンク１及び配管装置で充分な接触が行われるであろう。

再循環導管１２が、フィルター６の上流に示されている。

再生は上述の如く行うことができる。

１ユＶ 第３図のプラントは第１図のものと同様である。容器１３は４から取り出された 処理済み水を収集するために示されており、樹脂供給タンク１４は混合タンク１ に供給するために示されている。未処理水を供給するための導管１５が存在する 。しかし、第二再循環導管１７中に更に別の交差流フィルター１６が示されてお り、その導管には樹脂を再生し、それを洗浄するための装置１８も含まれている 。

交差流又は端封鎖方式で用いることができるフィルター１６は、樹脂が装置１８ に送られる前にその樹脂から更に液体を除去する。樹脂の本体は導管５を通って 再循環させることができ、適切な再循環水準を維持するのに充分なものが導管１ ７を通って再循環される。

匙ユ１ 第４図のプラントの接触段階は、第１図の別法に間して記述したものと同様であ る。工程液体は２１から、樹脂懸濁物又はスラリーは２２から供給タンク１へ供 給される。

供給タンク１中の懸濁物は、供給ポンプ８によって２３から取り出され、交差流 フィルター３を通過する。フィルター３では液体が取り出され、液体含有量の減 少した固体の懸濁物又はスラリーが供給タンク１へ５から戻され、一方除去され た液体は４から出る。

再生法は多数の同時に行われる工程での向流再生法である。流出物２４は可変往 復ピストンポンプ２５により、回　・転真空フィルターとして例示されている適 当な型の濃化装置２６中に送られる。ポンプ２５は固体濃度、従って系中の固体 維持時間を制御する。Ｐ液は２７から取り出され、供給タンク１へ戻される。濃 化された固体は弱い再生剤の入ったタンク２８中へ送られ、そこでそれは再生剤 による懸濁物を形成する。その懸濁物はポンプ２９により可逆ソックフィルター ３０を通って送られ、Ｐ液はタンク２８へ戻され、固体はフィルター３０中に残 留保持される。それら工程が充分な回数繰り返えされた後、弁３Ｉ、３２を閉じ 、゛弁３つ及び３４を開く。強い再生剤の入った別のタンク３５が存在し、その 再生剤をポンプ３６により逆方向にフィルター３０を通って送り、フィルター３ ０を逆洗浄し、フィルター３０に維持されていた固体を取り出し、それを懸濁物 に形成し、その懸濁物をヘッドタンク３７（もし必要ならば）へ送る。強再生剤 に入れた固体の懸濁物をヘッドタンク３７から３８を通って流出させ、回転真空 フィルターとして例示されている適当な型の第二濃化装置３９へ送る。装置３９ からの炉液をポンプ４０により流出させ、任意にヘッドタンク４１を経て、強再 生剤タンク３５へ戻す。

濯ぎのために濃化装置３９からの濃厚な樹脂を濯ぎタンク４２へ送り、そこへ濯 ぎ液体を添加する。そこでそれを濯ぎ液体と混合し、懸濁物を形成し、その懸濁 物をボン１４３により第二ソックフィルター４４を通して送り、濯ぎタンク４２ へ戻す。それらの工程を適当な回数繰り返した後、弁４５．４６を閉じ、弁４７ ．４８を開く。補充液体を入れた樹脂溶液タンク４９が存在し、この液体をポン プ５０により逆方向にソックフィルター４４を通し、ソックフィルター４４に残 留維持されていた固体を取り出し、タンク４９中の懸濁物を形成する。タンク４ ９から一方向搬送ボンプ５１により懸濁物中の再生された国体を供給タンク１へ 戻す。

過剰の濯ぎ液体をタンク４２から取り出し、使用済み再生剤をタンク２８から取 り出す。

使用済み液体は連続的に小さな流れとして除去し、系中の濃度を実質的に一定に する。従って、大きな均衡用タンク及び混合の必要はない。

第５ａ図　び第５ｂパ 第５ａ図及び第５ｂ図は、前者の右端と後者の左端とをつなげて見るべきもので ある。

第５ａ図及び第５ｂ図のパイロットプラントは、第４図のプラントに基づいてい る。

接触段階（第５ａ図）では、多数のフィルター３が用いられており、それらは三 つのブロックに分けられており、夫々各自のポンプ８によって作動する。フィル ター３のそれらブロックは独立に又は−緒に作動させて希望の容量を得ることが できる。フィルター３は、米国特許第４，７６５．９０６号明細書の第１１．１ ２．１７、Ｉ）ｌａ及び１ｌｌｂ図に記載されているようなカーテンモジュール （ｃｕｒｔａｉｎｍｏｄｕｌｅｓ）であり、夫々逆圧ボール弁６０を有する。フ ィルター３は皿６１中へ流出し、その皿は逆流防止弁付き出口を有し、４から処 理済み水タンク６２へ流出するか、もしそれが許容出来ない量ならば供給タンク １中へ６３から流出させることができる。米国特許第４，７６５，９０６号明細 書に一般的に記載されているように、フィルター３を清浄化するための清浄化用 装置が存在する。処理済み水タンク６２から処理済み水を取り出し、それをポン プ６４によりホースリール６５を通って可動噴霧ノズル６６へ送り、フィルター ３を清浄化し、噴霧ノズル６６は移動装置６７によって運ばれる機構が存在する 。供給タンク１にはジェット混合ポンプ６８が配備されており、固体と液体が良 好な懸濁物を形成するようになっている。供給管２１には螺旋メーター６９が存 在する。処理済み水タンク６２にはＶ字型堰７０が入っており、別の室７１を形 成し、その室から処理済み水がポンプ７２（水準スイッチ７３によって制御され る）により、例えば２１容量の補給水タンク７４へ送る。

再生段階（第５ｂ図）では、各濃化器２６．３９に夫々吸引補助装置７５．７６ が伴われている。濃化器２６からの炉液は、品質に従って、管２７ａを通って送 られ、ポンプ７７により供給タンク１へ送られるか、又は管２７ｂを通って、ポ ンプ７８により処理済み水タンク６２へ送られる。濃化器３９からのＰ液は、管 ４０ａを通って送られ、ポンプ７９により強再生剤タンク３５へ戻されるか、管 ４．Ｏｂを通って送られ、ポンプ８０によって供給タンク１へ送られるか、管８ １を通ってタンク２８．３５．４２又は４９のいずれかへ送ることができる。再 生剤飽和器８２が強再生剤タンク３５へ再生剤を供給するために示されている。

強再生剤タンク３５から弱再生荊タンク２８への溢流供給物８３が存在する。弱 再生剖タンク２８には撹拌器８４が配備されている。弱再生剤タンク２８から廃 水タンク８６への溢流管８５が存在し、それを通って溜め８７へ溢流し、ポンプ ８８により排出される。

濯ぎ工程では、濯ぎタンク４２は廃水タンク８６へ通ずる溢流管８９を有し、タ ンク４９は廃水タンク８６に通ずる安全溢流管９０を有する。タンク４９は固体 の懸濁物を形成すための撹拌器９１を有する。

補給水管９２は始動させるために与えられている。

どの図でも、二つ以上の混合タンク１を並列して用いることができる。第１図か ら第４図では二つ以上のフィルター３又は１１又は１６を並列に用いることがで きる。もし端封鎖方式のフィルター装置が用いられた場合には、フィルター３． １１又は１６から他のものに切り替えることにより半連続的法で操作することが できる。

１旦Ｖ 第６図はソックフィルター３０又は４４を例示している。

フィルター３０．４４は、フランジ１０２で一緒にボルト結合された二つ円筒状 ケース１０１を有する。フランジ１０２はそれらの間に、適当なバッキング、そ れらケース内にある二つステンレス鋼円錐状籠１０４のフランジ１０３、及びフ ィルター布１０５のフランジを挟んでいる６フイルター布１０５は、円錐の開口 端にフランジを有し、円錐状籠１０４と同じ大きさの円錐を形成するように縫わ れている。籠１０４はフィルター布１０５が広がり過ぎて破れるのを防ぎ、即ち 、それらはフィルター布１０５を浮かせて抑制保持する。

フィルター布１０５はポリエステルから形成してもよく、米国特許第４，７６５ ，９０６号の第１７図〜第１１１ａ図に関して記述されているのと同じ規格の単 層からなっていてもよい。

実施例１ 実験室規模で第１図のプラントを用いて水中の硝酸塩濃度をＮＯ，９３％ｇ／ｌ から１３ｍｇ＃！未満まで減少させた。

５〜９０μ肩の範囲の粒径を有する粉末として［デュオライト・ミクロイオネッ クス（Ｄｕｏｌｉｔｅ　Ｎ１ｃｒｏｉｏｎｅｘ）Ａ○Ｈ」イオン交換樹脂（ロー ム・アンド・ハース社から入手した）を用いて、接触時間は１分であった。特定 のイオン交換樹脂について言及するが、どのような適当な粉末陰イオン性樹脂を 用いてもよい。濃度は０．０５％より大きいのが好ましく、０．１％が効果的で あり、約０．２％が好ましい。この特定の初期硝酸塩濃度では０．２％より大き な濃度を有することには大きな利点はないように見える。

フィルター３は米国特許第４，７６５．９０６号の第５図〜第１θ図及び第１７ 図〜第１８ｂ図に関して記載されているものと同様であった。米国特許第４，７ ６５．９０６号には、残留保持された固体をフィルター３からどのようにして離 すことができるかが説明されている。フィルター３を通る圧力差は１５０ｋＰａ であり、適当な範囲は１０（１−２００ｋ　Ｐ　ａである。

実施例２ 実験室規模で第３図のプラントを用いて水中の硝酸塩濃度をＮ　Ｏ）　ｌ００ｚ ｙ＃からｌ１ｚｙ、＃へ減少させた。実施例１の場合と同じ樹脂を０，１重量％ の濃度で水に入れたスラリーとして供給し、フィルター３により交差流方式で沢 過し、導管５によりスラリーの一部分を混合タンク１へ再循環した。流出流を弁 で分離し、端封鎖方式で操作されたフィルター１６へ流入させた。このようにし て得られた生成物水を、フィルター３からのものと一緒にし、タンク１３中に収 集した。フィルター１６中に充分樹脂が収集されたならば、弁を開き、塩水溶液 （再生剤）で樹脂を洗浄して再生のためのタンク１８へ入れた。塩水溶液の後で 少量の生成物水によりフィルター１６を清浄にし、然る後、そのフィルターを再 び組み込んで端封鎖フィルターとして使用した。

他の詳細な点は実施例１の場合と同様であった。

実施例゛３ パイロットプラント規模で第５図のプラントを用いて地下水の硝酸塩濃度をＮＯ １約６０ｍｇ／ｌから１９ａｇ＃！へ減少させた。全流量は１１．９１’／時で あった。地下水は検出可能な固体は含んでいなかった。夫々８１の長さの９本の フィルター３を用いた。

「プロライト（Ｐｕｒｏｌｉｔｅ）　Ｊ　Ａ３２０Ｅイオン交換樹脂を、５０〜 １００μｌの範囲の粒径を有する粉末として用いた。

樹脂が原料水の０．２重量％になるような速度でポンプ５１により樹脂を計量し て供給タンク１に入れたが、系の動力学により供給タンク１中の樹脂濃度はかな り高く、即ち、約１．２５％になった。定常状態では、系中の樹脂の全含有量は 約１１ｋｇであった。流出ポンプ２５は約１０００１／時で送り、供給物の１６ ％に達した。フィルター３中の圧力は約１７５ｋＰａであり、２００ｋＰａまで にすることも可能であった（これより高い圧力でも、もし原料水がフィルター３ に害を与える固体物質を含むならば用いてもよいであろう）。フィルター３は、 フィルター３中へ流入する懸濁物から約９６％の水を除去した。樹脂は、再循環 される前に供給物タンクへ平均約４回再循環された。

濃化器２６．３９は５０重量％の濃度で固体を放出するように操作された。フィ ルター３０は３分後に各再生工程で逆流により逆洗浄された。１０重量％の塩化 ナトリウム溶液が強再生剤として用いられ、５重量％塩化ナトリウム溶液が弱再 生剤として用いられた。

希望の硝酸塩濃度が処理済み水で得られ、塩化物が２００１ｇ／ｌ’より少なか った。水の回収は約８４％であった。

供給物タンク１、配管装置及びフィルター３中の平均滞留時間は約４又は５分で あった。

フィルター３は米国特許第４，７６５．９０６号の第１１．１２．１７．１８ａ 及び＋８ｂ図に記載されているものと同様であった。

しかし、原料水には固体は存在していなかったので、清浄化工程は不必要であっ た。フィルター支持体の襞上に沈積した樹脂の幾らかは膜を形成していたが、樹 脂の残りは盟著な層は形成しなかった。

実施例４ 実施例３を異なった原料水を用いて繰り返した。硝酸塩濃度はＮｏ、４３ｊ置３ ／１から１６６５〜１８肩ｇ／！へ減少した。

実施例５ 実施例５は実施例３と同様であるが、次の異なった条件を用いた・ 樹脂導入量：原料水の０．８重量％ 供給物タンク中の濃度；５重量％ 樹脂の全含有量：　４４ｋｙ 水回収率＝９６％ 本発明を、純粋に例として上で記述してきたが本発明の本質内で修正を行うこと ができる。

ニ゛−゛−°−°−゛−゛−゛−゛−一一ＦＩＧ、６゜ 補正書の翻訳文提出書　（特許Ｉｓ１８４Ｍ８　）平成４年４月６日

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．液体に入れた固体粒子の懸濁物を形成し、前記固体粒子及び前記液体を、前 記液体をそれら固体粒子と接触させながら同じ方向に移動させ、次に前記懸濁物 から液体を除去し、そして前記固体粒子を再循環することからなる液体と固体と を相互作用させる方法。
2. ２．液体が交差流ろ過により懸濁物から除去される請求項１に記載の方法。
3. ３．固体粒子が連続的に再循環される請求項１又は２に記載の方法。
4. ４．液体を懸濁物から除去した後、固体粒子を懸濁物中に残留させるのに充分な 液体が残され、固体粒子が再循環される請求項１〜３のいずれか１項に記載の方 法。
5. ５．固体粒子の一部分が連続的に除去され、排出又は再生再循環される請求項１ 〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. ６．固体粒子が、それらを再生回路に沿って連続的に通すことにより再生される 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. ７．懸濁物が維持される室が存在し、その室から懸濁物が再生のため取り出され る請求項６に記載の方法。
8. ８．懸濁物が弱再生剤に入れた固体から形成され、前記懸濁物をフィルターに送 り、該フィルターが固体を残留保持し、強再生剤を逆方向にフィルターに通して フィルターから前記固体を離し、前記強再生剤中に入れた固体の懸濁物を形成す る請求項６又は７に記載の方法。
9. ９．固体が再生剤による処理で再生され、次に前記固体を第一洗浄液体に入れた 懸濁物を形成し、前記懸濁物をフィルターに通して前記フィルターが前記固体を 残留保持し、第二洗浄液体を逆方向に前記フィルターに通して前記フィルターか ら固体を離し、前記固体が前記第二洗浄液体中に入った懸濁物を形成することに より洗浄される請求項６又は７に記載の方法。
10. １０．粒径が約１ｍｍ以下である請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. １１．液体が水であり、固体がその水中に低い濃度で存在する請求項１〜１０の いずれか１項に記載の方法。
12. １２．固体が硝酸イオンを含む請求項１１に記載の方法。
13. １３．固体がイオン交換樹脂である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法 。
14. １４．固体粒子と液体とが移動され且つ接触される時、前記液体中の前記固体の 濃度が約１０％以下である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. １５．固体粒子が再生又は排出される前に平均少なくとも約２回再循環される請 求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. １６．液体を固体と相互作用させるためのブラントにおいて、その中で液体中に 固体粒子を入れた懸濁物を維持し、それによって前記固体と前記液体とを互いに 作用させるための手段を有する室、前記固体及び前記液体を前記室へ供給するた めの手段、前記懸濁物から液体を除去するための手段、及び前記固体粒子を前記 液体除去手段から前記室へ再循環するための手段を具えたブラント。
17. １７．懸濁物から液体を除去するための手段が交差流フィルターである請求項１ ６に記載のブラント。