JPS6010677Y2 - 上昇流再生に用いるイオン交換塔 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はイオン交換塔内に弱電解質イオン交換樹脂を上
層に、強電解質イオン交換樹脂を下層に充填した複層床
を形成し、下降流でイオン交換処理を行ない、上昇流で
酸、アルカリなどの再生剤を用いて当該複層床を再生す
るイオン交換塔に関するものである。

従来の複層床式イオン交換塔の再生においては、上層の
弱電解質イオン交換樹脂の上面よりやや下方に再生廃液
排出用のコレクタを埋設し、再生剤、押出水をイオン交
換塔下部から上昇流で流下させながら、これと同時に塔
上部より空気、水などの流体を流入せしめて、当該流体
と再生廃液とをともに前記コレクタより排出し、当該流
体の流入圧力により樹脂層を押圧保持させながら再生を
行なう。

しかしながら、このような従来のイオン交換塔で再生す
ると以下のような不具合が生ずる。

すなわち前述したイオン交換塔で上昇流再生を行なう場
合、イオン交換樹脂層の上部に内設したコレクタにはイ
オン交換塔の上部から流入する流体とイオン交換塔の下
部から上昇してくる再生廃液とが同時に流入するため、
コレクタの周辺のイオン交換樹脂がコレクタに押しつけ
られ、コレクタの周囲にイオン交換樹脂の密着層（以下
ブロッキングと言う。

）が形成される。一方弱電解質イオン交換樹脂は飽和型
から再生型になると大幅にその体積が減少（弱酸性陽イ
オン交換樹脂の場合は約５０％、弱塩基性陰イオン交換
樹脂の場合は約２０％）するので、この体積の減少分を
見込んで、あらかじめコレクタの上部に余分の弱電解質
イオン交換樹脂を充填して上昇再生をスタートせねばな
らないが、前述したように、再生中にコレクタの周辺部
に弱電解質イオン交換樹脂のブロッキングが形成され、
このブロッキングが障害となってコレクタの上部に充填
した弱電解質イオン交換樹脂が下方部に落下しない。

したがってコレクタの下部のイオン交換樹脂層は弱電解
質イオン交換樹脂の体積の減少分だけ空間部が形成され
ることになり、たとえイオン交換塔の上部から流体を流
入しても再生中にイオン交換樹脂層が流動化するという
欠点がある。

上昇流再生において、特に下層の強電解質イオン交換樹
脂が流動化すると、イオン交換樹脂層の最下層部に塩型
のイオン交換樹脂が残留することになり、処理水の純度
が低下したり、収量が減少したりする。

特に複層床においては再生剤の使用量を極力減少せしめ
ているので、わずかでもイオン交換樹脂が流動化すると
、この影響が顕著に現われる。

またこのような複層床を形成させる際、弱電解質イオン
交換樹脂と強電解質イオン交換樹脂の密度差を利用して
逆洗することにより両イオン交換樹脂を分離するが、使
用するイオン交換樹脂によっては両イオン交換樹脂の密
度が近似し、逆洗分離が不可能となることがある。

したがって使用するイオン交換樹脂は密度によっである
程度制約を受けるという欠点がある。

本考案はこれらの従来のイオン交換塔の欠点を解決する
ものであり、上昇流再生時において下層部の強電解質フ
イオン交換樹脂の流動化を防止し、かつ密度が近似して
いる両イオン交換樹脂を使用しても常に完全なる複層床
を形成することができるイオン交換塔を提供するもので
ある。

すなわち本考案の上昇流再生に用いるイオン交換塔はイ
オン交換塔内の上方に弱電解質イオン交換樹脂を充填し
、その下方に強電解質イオン交換樹脂を充填するととも
に、当該両イオン交換樹脂の境界面に、イオン交換塔の
内壁を摩擦しながら上下に移動が可能な、液体は通すが
イオン交換樹脂は通さない遮蔽板を水平に付設し、さら
に強電解質イオン交換樹脂充填層の下部に再生剤流入管
を、弱電解質イオン交換樹脂充填層の上部に再生廃液排
出管をそれぞれ付設したことを特徴とする。

以下に本考案を図面にしたがって詳細に説明する。

第１図は本考案の実施態様の一例であるイオン交換塔の
構造を示す説明図であり、図中１はイオン交換塔で、塔
内にはその内壁を摩擦しながら上下に移動可能に遮蔽板
４を付設するが、この遮蔽板４は直径１０〜３０ｍの多
数の穴１８を有し、かつイオン交換塔１の内径よりやや
小さい径で鋼板製または合成樹脂型などの円盤状の目板
５の上面に、たとえば４０〜６５メツシユのサラン布６
を張り、液体は通すがイオン交換樹脂は通さないものと
し、またこの日板５の外周に垂直状に補強板８を付設し
、さらに当該補強板８の外周の２箇所以上の数箇所に、
たとえば長さ２０〜５０ｃｍ、幅１０〜３００の案内板
７を取り付ければ、遮蔽板４をイオン交換塔１内に付設
して、上下に移動する際、傾くことなく、水平にスムー
スに移動させることができる。

また目板５の下面のまわりにゴムパツキンなどのシール
材１６をその外周が補強板８および案内板７よりやや外
側に長く突き出るように付設するとよく、こねシール材
１６によって遮蔽板４をイオン交換塔１の内壁に圧着さ
せ、遮蔽板４とイオン交換塔１の内壁とを完全にシール
する。

またシール材１６とイオン交換塔１の内壁との間に生ず
る摩擦力を、再生剤および押出水の上昇流によって遮蔽
板４に加わる液圧よりも大きくすることにより、再生剤
および押出水の上昇流によって遮蔽板４が上方に移動す
ることなく、イオン交換塔１内に水平に保持させ、かつ
当該摩擦力を逆洗水の上昇によって遮蔽板４に加わる液
圧よりも小さくすることにより、逆洗水の上昇流によっ
て遮蔽板４を上方に移動させることができるようにする
。

またイオン交換塔１の底部にイオン交換樹脂の支持床１
５を設け、当該支持床１５の下部に処理水流出管１３お
よび再生剤流入管１４を連通ずるとともに、イオン交換
塔１の上方に分配管兼収集管１０を設け、当該管１０に
被処理水流入管１１および再生廃液排出管１２を連通ず
る。

また遮蔽板４の移動上限の位置にストッパー９を設け、
第２図のように逆洗水で遮蔽板４をストッパー９まで移
動させ、後述するように充填する遮蔽板４の下方の強電
解質イオン交換樹脂２を十分に逆洗膨張させることがで
きるようにするとともに、ストッパー９に達した遮蔽板
４のやや下方のイオン交換塔１に逆洗廃水排出管１７を
連通ずる。

このようなイオン交換塔１において、たとえば処理水流
出管１３より上昇流で処理水を供給して前記遮蔽板４を
ストッパー９の位置に移動、保持させ、遮蔽板４の下方
に逆洗廃水排出管１７より強電解質イオン交換樹脂２を
充填し、次に被処理水あるいは処理水を被処理水流入管
１１を経て分配管兼収集管１０より下降流で流入させ、
遮蔽板４を逆洗廃水排出管１７より下に水平に移動させ
、逆洗廃水排出管１７より遮蔽板４の上方に弱電解質イ
オン交換樹脂３を充填し、これによって、両イオン交換
樹脂の境界面に遮蔽板４を位置させる。

本イオン交換塔において通水するにあたり、まず被処理
水あるいは処理水を被処理水流入管１１および分配管兼
収集管１０より遮蔽板４を下に移動させることができる
ような流速の下降流で通水腰遮蔽板４をイオン交換塔１
の内壁を摩擦させながら下降させ、当該遮蔽板４の下方
にある強電解質イオン交換樹脂２を押し下げて、遮蔽板
４によって強電解質イオン交換樹脂２を空間がないよう
に密に固定する。

次に、このように強電解質イオン交換樹脂２を遮蔽板４
で固定した状態で、被処理水を被処理水流入管１１およ
び分配管兼収集管１０より通常の流速のたとえば線速度
２０〜５０ｍ／ Ｈの下降流で両イオン交換樹脂に通水
し、処理水を処理水流出管１３より流出させる。

両イオン交換樹脂のイオン交換能力が低下したら、再生
を行なう。

すなわち再生剤を再生剤流入管１４より強電解質イオン
交換樹脂２に通常の流速、たとえば線速度３〜１０ｍ／
Ｈの上昇流で流入させる。

この時、遮蔽板４に再生剤の上昇流の液圧が加わるが、
遮蔽板４のシール材１６とイオン交換塔１の内壁との間
に生ずる摩擦力の方が大きくしであるので、遮蔽板４は
上方に移動せず、再生開始前の位置に保持でき、したが
って強電解質イオン交換樹脂２を流動化させることなく
、固定保持した状態で、効率よく再生することができる
。

強電解質イオン交換樹脂２を通過した再生剤は遮蔽板４
を通過し、そのまま上昇し、この再生剤の丈昇流により
弱電解質イオン交換樹脂３を流動再生する。

弱電解質イオン交換樹脂３は再生効率が優れているので
、特に固定床を形成せず、流動状態としても充分に再生
することができ、再生とともに弱電解質イオン交換樹脂
３を逆洗することができる。

なお再生廃液は再生廃液排出管１２から流出させる。

再生剤の通薬が終了したら再生剤流入管１４から押出水
を流入させ、両イオン交換樹脂中に残留している再生剤
を押し出し、これを再生廃液排出管１２から流出させる
。

なお、この押し出しにおいても、再生剤の通薬と同様に
、遮蔽板４に押出水の液圧が加わるが、前記摩擦力の方
が大きいので、遮蔽板４は上方に移動しない。

この押し出しが終了した後、前述の下降流の通水で洗浄
し、再び前述した通水処理を行なう。

なお前述したように弱電解質イオン交換樹脂３は再生と
同時に逆洗することができるが、強電解質イオン交換樹
脂２内にも徐々に濁質が蓄積し、圧力損失が増加するの
で数サイクルに１回の割合で強電解質イオン交換樹脂２
の逆洗を行なう。

強電解質イオン交換樹脂２を逆洗する場合は前述した再
生剤の通薬に先立って高流速の逆洗水を再生剤流入管１
４より上昇流で流入させる。

当該逆洗水の流入によって遮蔽板４に加わる液圧が、遮
蔽板４のシール材１６とイオン交換塔１の内壁との間に
生ずる摩擦力よりも大きくなるので、逆洗水の流入にし
たがい、遮蔽板４を徐々に上方に移動させることができ
、第２図に示したように遮蔽板４をストッパー９まで押
し上げる。

これによって遮蔽板４の下方の強電解質イオン交換樹脂
２を十分に逆洗膨張させることができる。

逆洗廃水は強電解質イオン交換樹脂２に蓄積する濁質と
ともに逆洗廃水排出管１７より排出する。

なお、遮蔽板４の上方の弱電解質イオン交換樹脂３を遮
蔽板４の上昇とともにイオン交換塔１の上方に押し上げ
、遮蔽板４によって強電解質イオン交換樹脂２と分離し
た状態で保持する。

強電解質イオン交換樹脂２の逆洗が終了すると、逆洗水
の流入を止め、次いで強電解質イオン交換樹脂２を沈静
した後、被処理水あるいは処理水を被処理水流入管１１
より分配管兼収集管１０を介して遮蔽板４を下方へ移動
させることのできるような高流速の下降流で流入させ、
その流出水を処理水流出管１３より流出させながらスト
ッパー９の位置にある遮蔽板４を下方へ移動させ、第１
図に示すように、弱電解質イオン交換樹脂３を遮蔽板４
とともに下方に移動させるとともに、強電解質イオン交
換樹脂２を遮蔽板４によって空間のないように密に固定
する。

その後前述の再生処理を行なつ。

本考案のイオン交換塔における遮蔽板はイオン交換塔の
内壁を摩擦しながら上下に移動が可能であり、かつ液体
は通すがイオン交換樹脂は通さない構造であれば、どの
ような形状のものでもよく、本実施態様では多数の穴を
有する目板の上面にサラン布を張ったものを用いたが、
サラン布を目板の下面あるいは両面に張ったものでもよ
く、あるいは２枚の目板にサラン布をはさんだもの、あ
るいはサラン布に金網を重ね合わせて補強板に固定した
ものでもよ？’）。

またシール材はゴムパツキンやオイルシールなどの弾力
性に富んだものを用い、シール材によって遮蔽板とイオ
ン交換塔の内壁とを十分にシールし、両イオン交換樹脂
が混合しないようにする。

またシール材とイオン交換塔の内壁との間の摩擦力につ
いては再生剤および押出水の上昇流によっては遮蔽板４
が動かず、高流速の逆洗水の流入によって遮蔽板が動く
ようにシール材の材質および形状によって調整すること
ができる。

以上説明したように本考案のイオン交換塔は上昇流再生
時に強電解質イオン交換樹脂を流動化させることなく再
生することができ、さらに強電解質イオン交換樹脂の再
生廃液で効率よく弱電解質イオン交換樹脂を再生するこ
とができる。

また弱電解質イオン交換樹脂と強電解質イオン交換樹脂
を遮蔽板で完全に分離しているので、両イオン交換樹脂
の密度に関係なく最適の両イオン交換樹脂を選定して複
層床を形成することができる。

また遮蔽板は逆洗水なとの液圧によって移動が可能であ
るので、強電解質イオン交換樹脂を塔外により出すこと
なく、十分に逆洗できる。

また本考案のイオン交換塔の遮蔽板の構造は簡単であり
、安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本考案の実施態様の一例を示す上昇流再
生に用いるイオン交換塔の構造を示す説明図であり、第
１図は通水時の状態、第２図は逆洗時の状態を示すもの
である。 １・・・・・・イオン交換塔、２・・・・・・強電解質
イオン交換樹脂、３・・・・・・弱電解質イオン交換樹
脂、４・・・・・・遮蔽板、５・・・・・・目板、６・
・・・・・サラン布、７・・・・・・案内板、８・・・
・・・補強板、９・・・・・・ストッパー、１ｏ・・・
・・・分配管兼収集管、１１・・・・・・被処理水流入
管、１２・・・・・・再生廃液排出管、１３・・・・・
・処理水流出管、１４・・・・・・再生剤流入管、１５
・・・・・・支持床、１６・・・・・・シール材、１７
・・・・・・逆洗廃水排出管、１８・・・・・・穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. イオン交換塔内の上方に弱電解質イオン交換樹脂を充填
   し、その下方に強電解質イオン交換樹脂を充填するとと
   もに、当該両イオン交換樹脂の境界面に、イオン交換塔
   の内壁を摩擦しながら上下に移動が可能な、液体は通す
   がイオン交換樹脂は通さない遮蔽板を水平に付設し、さ
   らに強電解質イオン交換樹脂充填層の下部に再生剤流入
   管を、弱電解質イオン交換樹脂充填層の上部に再生廃液
   排出管をそれぞれ付設したことを特徴とする上昇流再生
   に用いるイオン交換塔。