JPS5919548A - アンモニア形復水脱塩装置の処理方法 - 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】 本発明はアンモニア形復水脱塩装置の処理方法に関する
ものであり、再生剤費の低減と再生工程の簡略化を目的
とする。

アンモニア形強酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ形強塩基性
陰イオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂を用いてボイラ
ー復水を処理するいわゆるアンモニア形復水脱塩方法は
、復水中のアンモニウムイオンを除去せずに他の不純物
を除去するので、Ｈ形強酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ形
強塩基性陰イオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂を用い
る。いわゆるＨ−０）１形復水脱塩方法と比較し、ラン
ニングコストが廉価であり、復水の脱塩処理にアンモニ
ア形復水脱塩方法が盛んに用いられるようになって来た
Ｏ アンモニア形復水脱塩装置の通水塔内の強酸性陽イオン
交換樹脂においては、　Ｎ塩形強酸性陽イオン交換樹脂
で圧到的にアンモニウムイオンが多量に存在する復水中
の微量のナトリウムイオンをイオン交換除去するもので
あり２しだがってＮＨ４形からＮａ形へとイオン交換平
衡を僅かにずらすだけであるから、当該イオン交換樹脂
のナトリウム分率、ずなわちＲ−Ｎａ／Ｒ−ＮＨ４＋Ｒ
−Ｎａの値が被処理水のナトリラムリークに直接影響を
与え、　Ｎａ分率が０　、００３以上であるとナトリウ
ムイオンがリークし、運転が困難となる。

一方、コンデンサーから海水がリークしない通常の復水
の場合、復水脱塩装置の通水塔の入口の復水は酸化鉄な
とのぞランドが存在するもののナトリウムイオンなどの
不純物イオンは極微量しか含まれていない。したがって
このような復水を処理する場合の通水の終点は、あらか
じめ決定した充分に余裕がある定収量に達しだ場合か、
あるいは前記クラッドが樹脂層中に捕捉されることにょ
る圧力損失の増加が主なる要因であり２通水の終点にお
けるイオン交換樹脂は不純物イオンがほとんど吸着して
おらず、したがってイオン交換的見地からはまだ充分に
通水に供することができるものである。

換言すればこのような通水の終点に達した通水塔の強酸
性陽イオン交換樹脂のすｌ−ＩＪウム分率は０　、００
３以下である。

は前述したような定収量あるいは圧力損失の増加が要因
となって通水の終点に達した混合イオン交換樹脂でも通
常の再生を行なっており、大変不経済な処理をしていた
。

本発明はこの点に鑑みてなされたもので。

通水の終点に達した通水塔の混合イオン交換樹脂のす）
　ＩＪウム分率を迅速に分析し、そのナトリウム分率の
値によっては再生剤の通薬を行なわずにふたたび通水塔
に用いることにより再生剤費の低減を計り、さらに再生
工程を簡略化するものである。

すなわち本発明は複数の通水塔からなる通水系統と、再
生系統からなるアンモニア形復水脱塩装置において、定
収量あるいは圧力損失が既定値に達しだ通水塔を通水系
統から切りは々し、当該通水塔の混合イオン交換樹脂中
の強酸性陽イオン交換樹脂のナトリウム分率を測定し、
当該値が０．０（）３未満であれば当該混合イオン交換
樹脂を逆洗してクラッドを除去するのみで、再生剤を通
薬することなくそのまま通水塔に充填して復水処理する
ととを特徴とするアンモニア形復水脱塩装置の処理方法
である。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明のフローを示す説明図であり２図中１．
２．３は通水塔であり、当該複数の通水塔１，２．３に
よって通水系統を構成し。

４．５はそれぞれ再生塔および樹脂貯槽であり。

当該再生塔４と樹脂貯槽５によって再生系統を構成して
いる。なお図面に示した再生塔４は混合イオン交換樹脂
を分離し１次いで上層の陰イオン交換樹脂と下層の陽イ
オン交換樹脂を当該再生塔４で再生するものであるが。

場合によつ１は別にアニオン再生塔（図示せず）を設置
し、再生塔４で分離した上層の陰イオン交換樹脂をアニ
オン再生塔に移送し。

陽イオン交換樹脂は再生塔４で、陰イオン交゛換樹脂は
アニオン再生塔で再生するととく構成した再生系統でも
さしつかえない。捷だ図面に示した実線は液体の流路を
、また点線はイオン交換樹脂スラリーの流路を示す。

このような通水系統と再生系統とからなる復水脱塩装置
を運転するにあたり、復水母管６を用いて通水塔１，２
．３に復水を流入し、各通水塔内の混合イオン交換樹脂
によって処理し、処理水を復水母管６１から流出する。

また通水によって、たとえば通水塔ｌが定収量あるいは
圧力損失が既定値に達しだ場合。

従来の復水脱塩装置においては弁操作によって常法によ
り通水塔１を通水系統から切りはなし９通水塔ｌ内の混
合イオン交換樹脂を樹脂移送管７によって再生塔４に移
送する。次いで樹脂貯槽５内の再生済みの混合イオン交
換樹脂を樹脂移送管８によって１通水塔」−内に充填し
２通水を再開する一方、再生塔４内の混合イオン交換樹
脂を無条件に分離して常法により再生し、再生済みの混
合イオン交換樹脂を樹脂移送管９を用いて樹脂貯槽５に
移送して次の通水基への移送に待機するという操作を行
なっていた。しかしながら本発明は以下のような操作を
行なう。

すなわち通水基Ｊが定収量あるいは圧力損失が既定値に
達しだ場合、弁操作によって通水基ｌを通水系統から切
りはなすまでは従来と同様であるが１次いで通水塔内の
混合イオン交換樹脂を通水基の下部に取りつけた空気流
入管（図示せず）などから空気を流入して充分に混合す
る。その後樹脂移送管７を用いて尚該混合イオン交換樹
脂を再生塔４に移送するが、この間に弁ｌＯを開けて樹
脂採取管１１より計量ホッパー１２に少量の混合イオン
交換樹脂を採取し、採取し終ったら弁１０を閉める。計
量ホッパー１２は液は通すがイオン交換樹脂を通さない
サランネットなどのスクリーン１３を上部に付設したも
ので、当該側量ホッパー１２により規定量の混合イオン
交換樹脂を採取することができる。

なお再生塔４に混合イオン交換樹脂を移送し終えたら常
法により、空気、水などで逆洗し、樹脂中のクラッドを
除去する操作を行なうＱ 一方再生塔４でクラッドを除去する操作を行なっている
間に、前記削量ホッハ−１２に採取した混合イオン交換
樹脂についてυ、下の操作により、混合イオン交換樹脂
中の強酸性陽イオン交換樹脂のナトリウム分率を測定す
る。

すなわち弁１４．４５を開けて計量ホッパー１２内の混
合イオン交換樹脂を試験カラム１６に充填し２次いで弁
１４　、１５を閉じ弁１７゜１日を開けて純水配管工９
がら純水を試験カラム１６に流入し、当該カラム内の混
合イオン交換樹脂のクラッドを逆洗により除去する。次
いで弁１７　、１８を閉じるとともに、イオン交換樹脂
を沈整し、弁２０　、２１を開けて溶離液管２２から約
ｏ　、　２６４の７ンモニア水を試験カラム１６に一定
の流速で通流し、混合イオン交換樹脂中の強酸性陽イオ
ン交換樹脂のナトリウムイオンを脱着し、その脱着液を
脱着液管２３を介してナトリウム電極を用いるナトリウ
ムモニター２４に通流し、脱着液中のナトリウムイオン
を測定し、当該強酸性陽イオン交換樹脂のナトリウム分
率をあらかじめ作成したグラフにより求める。

以下にこのナトリウム分率の測定についてさらに詳細に
説明する。

ナトリウム電極によるナトリウムイオンの測定は液中に
含まれている微量のナトリウムイオンの定量に適してお
り、従来がらアンモニア形復水脱塩装置の処理水のすｈ
　ｌ）ラム濃度の測定に用いられている。

ナトリウム電極による方法はｐＨ電極と同じように検水
中に電極を挿入し、電位差によってナトリウム濃度を測
定するものであり、操作が簡単で、かつ正確でアル。

しだがってナトリウム電極を前記ナトリウム分率の測定
に応用できれば迅速に測定結果が得られる。

本発明者等は本課題について種々検討した結果、特に大
部分がＮＨ４形で小量がＮａ形であるようなアンモニア
形復水脱塩装置に用いられる強酸性陽イオン交換樹脂の
場合は、検体である強酸性陽イオン交換樹脂を小型カラ
ムに充填し、たとえばアノモニア水などの溶離液を一定
の流速で通液すると、その脱着液のナトリウム濃度は第
２図に示しだような特徴のあるリーク曲線を呈し、かつ
その曲線はナトリウム分率によって秩序正しく変化する
ことを知見した。

なお検体として１強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰
イオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂を用いても全く同
じように特徴のあるリーク曲線が得られる。何故ならば
強塩基性陰イオン交換樹脂には陰イオンしか吸着してい
万いから、たとえ検体に当該陰イオン交換樹脂が混入し
ても伺らの障害とならないからである。

また溶離液の濃度を適当な濃度とすることにより、脱着
液を希釈することなく、直接すトリウム電極で測定でき
ることも併せて知見した。

本発明におけるナトリウム分率の測定は上述したような
知見を応用するものであり、前記試験カラム１６に充填
した混合イオン交換樹脂に約０．２％のアンモニア水を
通流して、脱着液中のナトリウム濃度をナトリウム電極
で測定し、ナトリウム分率が既知の強酸性陽イオン交換
樹脂を用いた混合イオン交換樹脂について前記測定条件
と同一条件下であらかじめ測定しだ溶離液中のナトリウ
ム濃度と比較することにより強酸性陽イオン交換樹脂の
ナトリウム分率を測定するのである。

第２図は上述した手法にょジあらかじめ作成したナトリ
ウムイオンとナトリウム分率の関係図であり、ナトリウ
ム分率をそれぞれ０．００２　、０．００４　、０．０
０６に調整した強酸性陽イオン交換樹脂アンバーライト
（登録商標。

以下同様）２ｏＯＣＴにＯＨ形に調整した強塩基性陰イ
オン交換樹脂アンバーライトエＲＡ−９００を。

陽イオン交換樹脂：陰イオン交換樹脂−２：１の比率で
混合した混合樹脂を試験カラムに充填し、０．２％のア
ンモニア水をそれぞれに通流し、脱着液のナトリウムイ
オン量とすトリウム分率の関係をグラフで示しだもので
ある。

このように復水脱塩装置に用いる同−名柄および同一混
合比のイオン交換樹脂について第２図の」：つなグラフ
を作成しておけは当該グラフからナトリウム分率を簡単
にかつ迅速に測定し得る。

前述したごとく試験カラムコロに充填した通水塔ｌの混
合イオン交換樹脂について第２図を作成したと同じ条件
でアンモニア水を通流し、たとえば溶離開始から２０分
後の脱着液のナトリウムイオン量が５０ｐｐｂであれば
第２図より、当該混合イオン交換樹脂中の陽イオン交換
樹脂のすトリウム分率は０．００３以下であることが解
る。

なおナトリウムイオンを溶離する際の溶離液としては塩
酸、硫酸等の鉱酸およびアンモニア水等を用いることが
できるが、ナトリウム電極によるナトリウムイオンの測
定は水素イオンが妨害するので、鉱酸を用いる場合は測
定する前に中和する必要があり、したがって溶離液とし
てはアンモニア水が好ましく。

その濃度は約０．２％前後とするとよい。

このような手法により試験カラム１６に採取した混合イ
オン交換樹脂中の陽イオン交換樹脂のナトリウム分率を
測定した後、この値により本発明は以下の操作を行なう
。

すなわちナトリウム分率の値が０．００３未満であれば
再生塔４内の混合イオン交換樹脂を再生することなく、
樹脂移送管８′、８を用いてその！、ま通水塔１にもど
すが、あるいは樹脂貯槽５内の再生済みの混合イオン交
換樹脂を樹脂移送管８を用いて通水塔ｌに移送し。

次いで再生塔４内の混合イオン交換樹脂を再生すること
なく、そのまま樹脂移送管９を用いて樹脂貯槽５に移送
し１次の通水塔への移送に待機する。なお通水塔１への
混合イオン交換樹脂の移送が終了したら、弁操作により
通水塔ｌを通水系統に組み入れ１通水を再開する。

一方ナトリウム分率の値が０．００３以上の場合は、樹
脂貯槽５内の再生済みの混合イオン交換樹脂を樹脂移送
管８によって通水塔］に移送し２通水塔１を通水系統に
組み入れて通水を再開し、再生塔４内の混合イオン交換
樹脂を常法により再生し、再生後樹脂移送管９により再
生済みの混合イオン交換樹脂を樹脂貯槽５に移送し１次
の通水塔への移送に待機する。

なお試験カラム１６内の混合イオン交換樹脂については
前述したナトリウム分率の測定後。

弁２０　、２１を閉じ、弁１５　、２５を開けて純水配
管］９から当該カラム内に純水を流入して混合イオン交
換樹脂を洗浄した後、弁］５を閉じ。

弁１’ｉ’　、　２６を開けて試験カラム１６の上下か
ら純水を流入して、樹脂返送管２７．樹脂採取管１１を
介して、試験カラム内の混合イオン交換樹脂を再生塔４
に返送する。なおこの返送操作は、再生塔４内の混合イ
オン交換樹脂を通水基１あるいは樹脂貯槽５へ移送する
以前あるいは再生塔４内の混合イオン交換樹脂を再生す
る以前に行なっておくとよい。

また本実施態様においては、混合イオン交換樹脂中の強
酸性陽イオン交換樹脂のすトリウム分率を測定するに際
して、試験カラム１６に混合イオン交換樹脂を充填した
が、たとえば通水基ｌから再生塔４に移送した混合イオ
ン交換樹脂を当該再生塔４内で逆洗により分離し、再生
塔４の下方部にイ」役した取り出しノズル（図示せず）
から強酸性陽イオン交換樹脂のみをとり出し、これを試
験カラム１６に充填して、前述と同じようにナトリウム
分率を測定してもさしつかえない。なおこの場合は第２
図を作成するに際しては強酸性陽イオン交換樹脂のみと
することは云うまでもない。

このように本発明においては通水基１２．３から移送さ
れる混合イオン交換樹脂中の強酸性陽イオン交換樹脂の
ナトリウム分率を測定し、その値が０．００３未満てあ
れば再生することなく、クラッドを除去するのみで再び
通水に供するので、再生剤および再生廃液を中和するに
要する酸、アルカリ等の薬品費を従来の処理方法と比較
して約」／３に低減することができ、かつ再生工程その
ものも簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図共に本発明の実施態様を示し、第１図は
本発明のフローを示す説明図であり、第２図はすｌ−Ｉ
Ｊウム分率が既知の強酸性陽イオン交換樹脂を用いた混
合イオン交換樹脂にアンモニア水を通流しだときにおけ
るナトリウムイオンのリーク曲線を示しだグラフであり
、縦軸にナトリウムイオン量、横軸に通流時間を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の通水基からなる通水系統と、再生系統からなるア
   ンモニア形復水脱塩装置において、定収量あるいは圧力
   損失が既定値に達した通水基を通水系統から切りばなし
   、当該通水基の混合イオン交換樹脂中の強酸性陽イオン
   交換樹脂のす）　ＩＪウム分率を測定し、幽該値が０．
   ００３未満であれば当該混合イオン交換樹脂を逆洗して
   クラッドを除去するのみで。 再生剤を通薬することなくそのまま通水基に充填して復
   水処理することを特徴とするアンモニア形復水脱塩装置
   の処理方法。