JPH10337485A - アニオン交換樹脂の再生方法 - Google Patents

アニオン交換樹脂の再生方法

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JPH10337485A
JPH10337485A JP9151297A JP15129797A JPH10337485A JP H10337485 A JPH10337485 A JP H10337485A JP 9151297 A JP9151297 A JP 9151297A JP 15129797 A JP15129797 A JP 15129797A JP H10337485 A JPH10337485 A JP H10337485A
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anion exchange
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water
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Takeshi Tsurumi
武 鶴見
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アニオン交換樹脂を短時間に低コストで再生
してイオン交換能力を回復することができ、しかもアニ
オン交換樹脂に吸着したシリカを短時間で効率よく脱着
させることができ、これにより装置の小型化を図ること
が可能であるとともに、再生樹脂からのシリカのリーク
量が少ないアニオン交換樹脂の再生方法を提案する。 【解決手段】 アニオン交換樹脂の再生方法において、
アニオン交換樹脂を40〜60℃に加温した状態で1〜
3.5重量%濃度の再生剤を空間速度(SV)15〜4
0hr-1の流速で通液し、アニオン交換樹脂と接触させ
るアニオン交換樹脂の再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アニオン交換樹脂
の再生方法、特に純水製造装置に用いられているアニオ
ン交換樹脂の再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】イオン交換樹脂を用いた純水製造装置な
どによる純水の製造においては、イオン交換樹脂に通水
して脱塩する工程と、再生剤を通液して再生する工程と
があり、イオン交換樹脂は再生して繰返し使用されてい
る。純水製造装置においては運転操作の都合上、一般的
には一日に脱塩工程と再生工程とを一回ずつ行うか、ま
たは二回ずつ行う運転方式が採用されている。
【0003】従来、イオン交換樹脂の再生は再生剤とし
てカチオン交換樹脂に対しては塩酸、硫酸等の酸を用
い、アニオン交換樹脂に対しては水酸化ナトリウム等の
アルカリを用いて再生している。この場合、再生剤とイ
オン交換樹脂との接触時間を十分とり、化学反応が完結
するように、再生剤の通液速度はSVで2〜10hr-1
程度で再生されている。ここで再生剤としては酸、アル
カリの場合とも4〜6重量%程度のものが使用され、イ
オン交換樹脂の充填層高としては100〜300cmが
採用されている。
【0004】上記従来の再生方法では、アニオン交換樹
脂に対する再生剤の再生レベルを仮に80gNaOH/
l−Rとすれば、この値を実現するためには4重量%N
aOHを樹脂量の2倍容積使用する必要があり、SV=
2hr-1では約1時間、SV=10hr-1では12分間
の薬注時間が必要となる。
【0005】樹脂の再生には上記再生剤の注入の他、再
生剤の押出工程や樹脂の洗浄工程なども必要であり、再
生工程全体では2〜4時間程度の時間が必要であり、一
日に2回再生と通水を実施する運転が限界である。また
従来の再生方法では再生に必要な時間が長いため、効率
が悪くコスト高になるという問題点もある。
【0006】純水製造全体に占める樹脂再生工程の時間
的割合を低下させるために再生間隔を長くすることも考
えられるが、この場合は純水製造に用いるイオン交換樹
脂の量を多くする必要があり、このためコスト高にな
る。一方、再生間隔を短くすると、一定量のイオン交換
樹脂から一定量の処理水を得るには速い流速で通水して
脱塩する必要があるが、この場合余剰の処理水を貯蔵し
ておく大きな容量のタンクが必要であり、大きな設置面
積を必要とし、一般的には採用できない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、アニ
オン交換樹脂を短時間に低コストで再生してイオン交換
能力を回復することができ、しかもアニオン交換樹脂に
吸着したシリカを短時間で効率よく脱着させることがで
き、これにより装置の小型化を図ることが可能であると
ともに、再生樹脂からのシリカのリーク量が少ないアニ
オン交換樹脂の再生方法を提案することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、アニオン交換
樹脂の再生方法において、アニオン交換樹脂を40〜6
0℃に加温した状態で1〜3.5重量%濃度の再生剤を
空間速度(SV)15〜40hr-1の流速で通液し、ア
ニオン交換樹脂と接触させることを特徴とするアニオン
交換樹脂の再生方法である。
【0009】本発明の方法で再生することができるアニ
オン交換樹脂は特に限定されず、強塩基性もしくは弱塩
基性アニオン交換樹脂のいずれでもよい。このようなア
ニオン交換樹脂としては、アニオン交換樹脂塔に充填さ
れているものでも、複床式または混床式のものでもよ
い。混床を形成しているアニオン交換樹脂は分離して再
生することができる。具体的なものとしては、純水製造
用のアニオン交換樹脂があげられる。
【0010】本発明の再生方法は、アニオン交換樹脂層
を40〜60℃、好ましくは40〜50℃に加温した状
態で、低濃度の再生剤を高流速で通液して再生する方法
である。アニオン交換樹脂層を加温する方法としては、
電熱による加熱、赤外線による加熱など、任意の方法に
よることができるが、温水による加熱が好ましい。この
場合40〜60℃、好ましくは40〜50℃の純水(温
水)を通水してアニオン交換樹脂を加温した後、後述の
再生剤を高流速で通液して接触させ、再生する方法が好
ましい。
【0011】温水の通水量はアニオン交換樹脂の容積比
で1倍以上、好ましくは1〜3倍とするのが望ましい。
通水速度はSVで15〜40hr-1、好ましくは20〜
35hr-1とするのが望ましい。通水方向は上向流でも
下向流でもよいが上向流が好ましい。特に下向流で通水
してイオン交換したアニオン交換樹脂を上向流で通水す
るのが好ましい。
【0012】再生剤を通液する前にアニオン交換樹脂を
加温しておくことにより、再生剤による再生、特にシリ
カの脱着を短時間で効率よく行うことができる。この場
合温水を通水して加温することにより、アニオン交換樹
脂に熱衝撃を与えることなく、均一に加温を行うことが
できる。
【0013】再生剤としてはアンモニア水溶液、水酸化
ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液など、従来から用
いられている薬剤が使用できる。その濃度は1〜3.5
重量%、好ましくは2〜3重量%であり、従来の再生剤
の濃度よりも低濃度で使用する。再生剤レベルは従来と
同様とされる。
【0014】再生剤のSVは15〜40hr-1、好まし
くは20〜35hr-1とする。通液方向は上向流でも下
向流でもよいが上向流が好ましい。特に下向流で通水し
てイオン交換したアニオン交換樹脂を上向流で再生する
向流再生が好ましい。再生剤の温度は40〜60℃、好
ましくは40〜50℃とするのが望ましい。このような
温度で再生することにより、短時間でより完全にシリカ
を脱着させることができる。
【0015】従来は再生剤を有効に利用するためには再
生剤を低流速で接触させる必要があり、上記のような高
流速では再生が十分完結しないと考えられていたが、本
発明では再生剤を通液する前に樹脂を加温し、しかも低
濃度の再生剤を使用することにより、上記のような速い
流速で通液しても再生が十分に行われてアニオン交換能
力が回復するとともに、シリカも十分脱着することがわ
かった。
【0016】一般にカラムに充填したイオン交換樹脂に
おける脱塩のためのイオン交換反応では、高流速で通液
すると交換帯の長さが長くなり、有効に使用される樹脂
量が減少することが知られている。交換帯の長さをZ
(m)、イオン交換樹脂の充填高さをL(m)とする
と、樹脂の最大利用率(%)は次式(1)で表される。
【0017】 なお交換帯の長さZは次式(2)で表される。 Z=a×LVb …(2) 〔ここで、LVは通液線流速(m/h)、aは交換する
イオンにより定まる係数、bは樹脂およびイオンにより
決まる係数である。〕
【0018】この利用率はイオン交換工程における樹脂
の有効利用率を示し、例えば樹脂の充填高さが150m
mのイオン交換装置では約93%の利用率であるとさ
れ、実用的な利用率とするために樹脂層高は100〜3
00cmとされている。
【0019】再生の場合はこのような樹脂の利用率とは
異なり、再生剤の利用効率が問題となるが、この再生剤
の利用効率も交換帯の長さ(通液方向の長さ)によって
決まってくる。従来の再生法のように低流速で再生する
場合は交換帯の長さは短く、ほとんど考慮する必要はな
かったが、本発明のように高流速になると交換帯の長さ
は長くなる。
【0020】再生の場合の負荷イオン除去についても、
脱塩のためのイオン交換反応と同様の傾向が認められ、
交換帯が存在する。この再生時の交換帯の長さは、前記
式(2)と同様に、流速が速くなれば長くなるが、再生
剤のイオン交換樹脂粒子内への拡散の影響を大きく受け
ることから、再生剤流速が大きい場合は、再生剤濃度を
低くすればその拡散が速くなり、交換帯の長さを短くで
きる。
【0021】本発明の方法において、低濃度の再生剤を
使用して高流速で再生しても、交換帯の影響をできるだ
け少なくしかつ樹脂の利用率を80%以上にするために
は、樹脂の充填高さを0.8m以上、好ましくは0.8
〜3m、さらに好ましくは0.8〜1.5mとするのが
望ましい。
【0022】上記の条件で再生剤の注入を行ったのち、
純水注入することにより再生剤の押出を行うが、押出工
程における純水の量は再生剤と同容とされ、再生剤と同
流速すなわちSV15〜40hr-1、好ましくは20〜
35hr-1で通水する。
【0023】押出工程に続く洗浄工程は従来の再生と同
様に行われ、採水工程と同一流速で5〜10分間行われ
る。上記により再生を終り、イオン交換工程に移る。
【0024】
【発明の効果】本発明のアニオン交換樹脂の再生方法
は、アニオン交換樹脂を40〜60℃に加温した状態で
1〜3.5重量%濃度の再生剤をSVが15〜40hr
-1の流速で通液して再生するようにしているので、アニ
オン交換樹脂を短時間に低コストで再生してイオン交換
能力を回復することができ、しかもアニオン交換樹脂に
吸着したシリカを短時間で効率よく脱着させることがで
き、これにより装置の小型化が可能であるとともに、再
生樹脂からのシリカのリーク量が少ない。
【0025】
【発明の実施の形態】
実施例1 アニオン交換樹脂(ダイヤイオンSA12A、三菱化成
工業(株)製、商標)を内径25mm、高さ1500m
mのアクリルカラムに400ml充填した。この樹脂に
温水を通水した後、60gNaOH/l−Rの再生レベ
ルで再生し、厚木市水を通水する試験を実施した。再生
工程と再生条件は表1の通りである。通水試験の処理水
質を図1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】比較例1 加温水の通水を行わなかった以外は実施例1と同様にし
て行った。再生工程、再生条件を表2、処理水質を図1
に示す。
【0028】
【表2】
【0029】表1および図1の結果から、45℃の温水
を通水した後、45℃の低濃度の再生剤を高流速で通液
して再生することにより、短時間でアニオン交換樹脂を
再生することができ、しかも再生したアニオン交換樹脂
からのシリカのリーク量が少ないことがわかる。
【0030】実施例2 内径40mm、高さ1200mmの円筒形のアクリルカ
ラムを2個用意し、一方にはカチオン交換樹脂を1 lit
er(80cm高)、他方にはアニオン交換樹脂を1.4
liter(111cm高)充填した。このカラムの樹脂を
カチオン交換樹脂は温水を通水しないで80gHCl/
l−Rの再生レベルで再生し、アニオン交換樹脂は温水
を通水した後、60gNaOH/l−Rの再生レベルで
再生し、厚木市水を通水する試験を実施した。
【0031】カチオン交換樹脂の再生はカラムに上向流
で再生剤を通液して行った。アニオン交換樹脂の再生は
カラムに上向流で温水および再生剤を通液して行った。
また通水試験は、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂
の順に通水できるようにカラムを直列に連結し、どちら
のカラムにも下向流で通水した。再生条件および通水試
験条件を表3に示す。
【0032】
【表3】
【0033】このとき、全体の再生時間は約36分間、
通水時間と合せて9時間であった。1日24時間換算の
生産水量は2033 literであった。表3の再生・通水
条件で3回繰返し試験したところ、図2の水質を得た。
【0034】実施例3 条件を表4のように変更した以外は実施例2と同様にし
て行った。
【0035】
【表4】
【0036】このとき、全体の再生時間は、約29分間
であった。通水と再生を各1回実施して6時間であり、
1日換算での生産水量は2400 literであった。この
時の処理水質は図3のようであった。
【0037】比較例2 内径65mm、高さ2000mmの円筒形のアクリルカ
ラムを2個用意し、一方にはカチオン交換樹脂を3.6
liter(108cm高)、他方にはアニオン交換樹脂を
4.7 liter(142cm高)充填した。このカラムの
樹脂をカチオン交換樹脂は80gHCl/l−R、アニ
オン交換樹脂は60gNaOH/l−Rの再生レベルで
再生し、厚木市水を通水する試験を実施例1と同様にし
て実施した。再生条件および通水条件を表5に示す。
【0038】
【表5】
【0039】再生時間は100分間で、通水時間と合せ
て約31時間であった。1日24時間換算の生産水量は
2250 literであった。表5の再生・通水条件で3回
繰返し試験したところ、図4の水質を得た。
【0040】以上の実施例2、3および比較例2から判
るように、本発明の方法によれば、小さな装置で同等の
処理水質の生産水量を、ほぼ同容積得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1および比較例1の結果を示すグラフで
ある。
【図2】実施例2の結果を示すグラフである。
【図3】実施例3の結果を示すグラフである。
【図4】比較例2の結果を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アニオン交換樹脂の再生方法において、
    アニオン交換樹脂を40〜60℃に加温した状態で1〜
    3.5重量%濃度の再生剤を空間速度(SV)15〜4
    0hr-1の流速で通液し、アニオン交換樹脂と接触させ
    ることを特徴とするアニオン交換樹脂の再生方法。
JP15129797A 1997-06-09 1997-06-09 アニオン交換樹脂の再生方法 Ceased JP3417256B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002361247A (ja) * 2001-06-11 2002-12-17 Kurita Water Ind Ltd 純水製造方法
JP2009240891A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Japan Organo Co Ltd 超純水の製造方法
CN115870019A (zh) * 2023-01-03 2023-03-31 江苏金杉新材料有限公司 一种阴离子交换树脂的复苏方法
CN116542012A (zh) * 2023-03-24 2023-08-04 西安热工研究院有限公司 精处理混床穿透倒计时确定方法、装置及系统

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