JPS6031830A - 向流再生型イオン交換装置 - 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、槽内のイオン交換樹脂床に上向流で通液して
イオン交換処理を行い、能力低下したイオン交換樹脂床
に再生液を下向流で通液して再生を行う向流再生型イオ
ン交換装置に関する。　以下、イオン交換処理を受ける
液体を下位概念の水と説明することがある。

この種のイオン交換装置では、下向流再生によりイオン
交換樹脂床の上層部りに再生が進み。

新しい再生液と最初に接触して完全再生された上層部が
上向流通水時に処理水の流出端となるので高純度の処理
水が得られる。　従って所定の純度の処理水を得るため
に再生剤液を多量に使用して再生レベルを上げなくても
済む。　しかし上向流通水時にイオン交換樹脂床が上昇
して流動化するという問題があるため、その対策・とじ
・て・イオン交換樹脂床内に上面近くに処理液集水器を
埋設してさらにその上に余分のイオン交換樹脂そのｌ１
ｌ−の充填物を上載せしたりあるいは槽頂から処理水を
下向流で通水する等の手段が講しられている。　ごれら
の対策はイオン交換樹脂の利用効率の低下を招いたりあ
るいは前記下向流のために動力が無駄に消費されたりす
る欠点を伴う。

本発明Ｃ１１１−記諸問題を解決するためになされたも
のであって、弁取付用の連通孔を分布させて設りた隔壁
によりイオン交換槽内を上部空間と下部空間とに区劃す
るとともに連通孔に上向流通弁および丁゛向流通弁を取
付け１両種の弁は弁体と液との比重差および流通関係に
より、向流再生型・イオン交換処理における上向流通水
処理時には土間流通弁も閉じて下部空間内のイオン交換
樹脂が上部空間に移行することを阻止しかくしてイオン
交換樹脂床が流動化することなく下部空間内に緊密に保
持されるようにし、そしてイオン交換樹脂に付着した汚
濁物の洗浄時には上向流に対して上向流通弁が開いてイ
オン交換樹脂が上部空間に移行できるようにし、また下
向流再生時には下向流通弁が開いてイオン交換樹脂が自
由に下部空間に移行できるようにする。　上向流通弁お
よび下向流通弁自体は外部操作により開閉する必要はな
い。

すなわち１本発明の自流再生型イオン交換装置は、構成
上、縦型密閉式の槽内の下部に充填した粒状イオン交換
樹脂の床に被処理流体を上向流で通液してイオン交換処
理を行いかくして処理能力の減退したイオン交換樹脂床
に再生液を下向流で通液して再生を行う向流再生型イオ
ン交換処理方式において、槽内を上向流通弁および下向
流通弁を分布配置した隔壁により上下に区劃し、隔壁下
面に処理液集水器を設け、上向流通弁は液体より比重の
大きい弁体を弁筒に内蔵して下位弁座を相対せしめ下向
流通弁は液体より比重の小さい弁体を弁筒に内蔵して上
位弁座と相対せしめたことを特徴とする。

以下９本発明を添付図の実施例により具体的かつ詳細に
説明する。

第１図に示す本発明装置は、イオン交換処理槽１は縦長
の密閉型で、外部接続のための上部ノズル２．下部ノズ
ル３および側部ノズル４を持つ。　」１部ノズル２は再
生剤液入口と洗浄排水出口を兼ね、下部ノズル３は原水
および洗浄水入口および再生排液出口を兼ね、側部ノズ
ル４は処理水出口となる。

槽１内は中間高さの水平横断隔壁５により上部空間６と
下部空間７とに区劃され、隔壁５は分布させて開設した
弁取付用の通孔８を持つ。

隔壁５の下側には前記側部ノズル４に接続する集水器９
を設ける。　槽底部にはストレーナ１゜を分布配置して
通水性とした支持板１１を設け。

支持板ＩＬヒにそれから実質的に集水器９に及ぶ高さに
粒状のイオン交換樹脂を充填してイオン交換樹脂床１２
を形成させる。

前記隔壁５の通孔８には上向流通弁１３および下向流通
弁１４を分布配置して取付ける。　第２図にはこれらの
弁の１例を示す。　この上向流通弁１３は上方の弁筒体
１３ａと下方の弁座体１３ｂとのねじ込みにより隔壁５
に取付けられ、弁筒体１３ａ内にそれより小径の球状で
液体より比重の大きい弁体１３ｃを収容し下位の弁座１
３ｂ゛と相対せしめて構成される。　下向流通弁１４は
下方の弁筒体１４ａと上方の弁座体１４ｂとのねじ込み
により隔壁５に取付けられ弁筒体１３ａ内にそれより小
径の球状で液体より比重の小さい弁体１４Ｃを収容し上
位の弁座１４ｂ゛と相対せしめて構成される。　弁体１
３ｃは液体より比重の大きい耐蝕性金属、磁器、金属充
填合成樹脂等により製作し、弁体１４ｃは液体より比重
の小さいポリプロピレン、ポリエチレン等でつくる。

上記構成の本発明実施例装置は下記のようにして段階操
作される。

（１）常態のイオン交換処理操作 上部ノズル２を閉じ、側部ノズル４を開き。

下部ノズル３を開いて処理すべき原水を送給する。　原
水はイオン交換樹脂床１２を上向流で通過する間にイオ
ン交換処理され、処理水は集水器９により集水され、側
部ノズル４から流出する。

この間１下向流ｉｍ弁１４が閉であることは勿論である
が、上向流１ｆｆｌ弁１３も上部ノズル２の閉止により
隔壁５の１下の水圧はバランスしており下部空間７から
土部空間６への上向流は生じない。　イオン交ｔＩ！Ｉ
樹脂床１２には上向流により上向力が働き、この力は弁
座１３ｂ”開口から弁体１３ｃに押ｌ−力として作用す
るが液体より比重の大きい弁体１３（：ば−１：［せず
締切り機能を保持するので、・ｆオン交換樹脂床１２は
隔壁５の下面に抑留されて緊密状態に保持され流動化す
ることはない。

（１１）再１１：、、洗浄１や作 ｊ１ｎ水の継続によりイオン交換樹脂の交換能力が消費
され低丁すると、側部ノズル４を閉じ下部ノズル３を排
出系に向かって開き、上部ノズル２から再生剤液を供給
する。　再生液は上部空間６から下向流通弁１４を押開
き（上向流通弁は閉）下部空間７に流入しイオン交換樹
脂床１２内を下向流で通過して再生を行い再生排液は下
部ノズル３から排出される。再生完了後に同じ経路で洗
浄水を下向流で流して再生液の押出しを行いイオン交換
樹脂床１２を洗浄する。　なお再生操作は１通水処理の
停止後、上部空間６内の水を抜き、再生液を側部ノズル
４から供給して実施することもでき、この場合は再生剤
液が上部空間６の水で希釈されないので、再生を一層有
効に行うことができる。

（Ｉ）汚濁物洗浄排出操作 通水処理操作、再生操作の反覆によりイオン交換樹脂床
１２には原水中の懸濁物質が濾過蓄積されるので、この
場合には、再生操作に先立ってイオン交換樹脂床１２の
洗浄を行い汚濁物質を除去し洗浄排水とともに排出する
必要がある。

この操作は、側部ノズル４を閉じ上部ノズル２を排水系
に向って開き、下部ノズル３から洗浄水を供給すること
によって行う。　イオン交換樹脂床１２を」二間流で通
過した水は、今度は側部ノズル４に流れることができず
、上向流通弁１３を押開いて上部空間６に流入し上部ノ
ズル２から排出される。　この際には上向流により下部
空間７内のイオン交換樹脂は流動化しその一部は−１−
向流１１ｔｌ弁１３を通って上部空間６内に移動し両空
間内に同率で展開するので付着汚濁物質の洗浄除去が効
果的に行われる。　洗浄完了後。

上向流を停市し、」二部ノズル２から下向流通水すると
、上向流通弁１３は閉じ下向流通弁１４は開きト部空間
内のイオン交換樹脂は下向流通弁１４を通って下部空間
７内に戻る。

−に記操作および保守を可能とするため、下向流通弁１
４には粒状イオン交換樹脂の自由な通過は許すが、槽内
から水抜きした状態で弁体１４ｃの脱落を防１１−する
グリッド１５を設ける。　同様なグリフ］′は上向流通
弁１３にも設けることができる。

上記構成の本発明実施例では、上向流通弁１３と下向流
通弁１４とは上下反転した均等な形状であるので９部品
を共用して有利に量産化でき。

マンホール（図示せず）から槽内に入って容易に取付け
ることができ、隔壁５が単板であることと相俟って、簡
単で製作に有利で安価な装置とすることができる。

しかし両弁を弁体以外を完全に同一とする訳ではなく９
例えば上向流通弁１３の弁座１３ｂ゛の開口を下向流通
弁１４の弁座１４ｂ゛の開口より小さくし、上向通水イ
オン交換処理時に弁体１４ｃに働く上向力の作用面積を
小さくして下部空間７内のイオン交換樹脂の抑留効果を
一層確実にすることができる。

第３図は本発明の前記と異なる実施例に用いる上向流通
弁１６および下向流通弁１７を示す。その弁筒体１６ａ
および１７ａは円筒形で隔壁５に直接ねじ込みしかも隔
壁５上に突出しないようにして取付けられる。　その弁
体１６ｃおよび１７ｃは、第４図に示すように、角柱形
で弁座１６ｂおよび１７ｈに向う端部が円錐形に加工さ
れており。

弁座１６ｂお、Ｌび１７ｂもごれに適合するように加工
される。　１５は弁体抑止用のグリッドまたはピンであ
る。　この実施例では弁体１６ｃ、１７ｃの長さを変更
することにより重量および浮力を調節できるので、各種
操作流速に対して適用範囲が広い。　また弁１６．１７
とも上部空間６に突出させないようにして隔壁５の上面
を平面化できるので、汚濁物質の洗浄排出後に上部ノズ
ル２から供給する洗浄水等の下向流を断続化したり。

隔壁５の−に面に旋回流を与える等の手段を併用して、
−に部空間６に残留するイオン交換樹脂を最小限にする
ことができる。

以上のように本発明によると、向流再生型イオン交換処
理に際し、槽内下部にイオン交換樹脂を充填して−に向
流通水でイオン交換処理を行・）操作段階でイオン交換
樹脂床を槽内下部空間に緊密に保持するとができ９通水
速度を高めて処理能率を高めることができ、また上部空
間を利用してイオン交換樹脂床内の汚濁物質を上向１ 流通水で洗浄排出することもでき、構造が簡単で製作が
容易で費用を低下できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例のイオン交換装置の縦断側面
図、第２図はその上向流通弁および下向流通弁の縦断側
面図、第３図は他の実施例の上向流通弁および下向流通
弁の縦断側面図。 第４図はその弁体の斜視図である。 １・・・イオン交換処理槽、２・・・上部ノズル、３・
・・下部ノズル、４・・・側部ノズル、５・・・隔壁、
６・・・上部空間、７・・・下部空間、８・・・通孔、
９・・・集水器、１０・・・ストレーナ、　１１・・・
支持板、１２・・・イオン交換樹脂床、１３・・・上向
流通弁、１４・・・下向流通弁、１３ａ、１４ａ・・・
弁筒体、　１３ｂ　、　１４ｂ　−・・弁座体。 １３ｂ’、　１４ｂ’・・・弁座、　１３ｃ　、　１４
ｃ　−弁体、　１５・・・グリッド、１６・・・上向流
通弁、１７・・・下向流通弁、１６ａ、１７ａ・・・弁
筒体、　１６ｂ　、　１７ｂ　・・・弁座、１６ｃ　。 １７ｃ・・・弁体。 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１）縦型密閉式の槽内の下部に充填した粒状イオン交
   換樹脂の床に被処理流体を上向流で通液してイオン交換
   処理を行い、かくして処理能力の減退したイオン交換樹
   脂床に再生液を下向流で通液して再生を行う向流再生型
   イオン交換処理方式において、槽内を上向流通弁および
   下向流通弁を分布配置した隔壁により上下に区劃し、隔
   壁下面に処理液集水器を設け。 上向流通弁は液体より比重の大きい弁体を弁筒に内臓し
   て下位弁座と相対せしめ、下向流通弁は液体より比重の
   小さい弁体を弁筒に内臓して上位弁座と相対せしめたこ
   とを特徴とする向流再生型イオン交換装置。 （２）上向流通弁の弁座の開口を下向流通弁の弁座の開
   口より小とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 （３）上向流通弁の弁筒および下向流通弁の弁筒を隔壁
   の取付孔にねじ込み固定するとともに。 隔壁上面の平滑化のためこれら弁筒の隔壁上面よりの突
   出を最小としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 （４）弁体を多角柱形とするとともにその弁座との封止
   端を円錐形に形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の装置。