JPS604732B2 - 固液接触装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種の液体の浄下のために用いられる向流式
固液接触装置に関するものである。

一般に、イオン交宅剣隣脂や活性炭等を使用して溶液中
の溶質を除去する方法として、従来通液吸着又はイオン
交換と再生工程が同じ流れをとる並流式固液接触による
ことが多かった。しかるに、通液工程と再生工程を反対
方向で行なう向流式固液接触は、再生剤量が少なく、し
かも通液工程での溶質漏洩率も小さいという利点がある
ため、各種の向流式固液接触装置が開発され、一部実用
化されているが、問題点も多い。すなわち、従来の向流
式固液接触においては、通液工程が下向流で再生工程が
上同流か、又はその逆方向の流れをとつているが、何れ
の場合もイオン交換樹脂や活生炭等の充填層がルーズに
なって流動状態となり、固定床を保てなくなる可能・性
をもっている。

このため、それを防ぐ種々な装置や運転方法が考案され
ている。例えば上向流通液の場合は、通液初期に繁内に
イオン交予期樹脂等を満杯に充填し、この充填物の自然
沈降速度より大きい流速で上向流通液し、搭内上部へ押
しつけて上向の固定床を形成させているが、こ，しだと
一定以下の流速になると上向の固定床に保持されず、流
量が低下したとき又は通液を停止したとき等は固定床の
乱れを生じることがある。また上向流再生の場合には、
流速が小さいために上記固定床を形成することができな
いため、最上部に下向水流又は空気等を送入するなどの
方法で固定床を形成しなければならない。しかし、これ
は高濃度再生液が固定床に浸ると次第にイオン交換樹脂
等は収縮し、内部に空間が生じたりして全体がルーズに
なる。この空間は初期にはほとんど生じないが、再生過
程がすすむにつれて次第に大きくなり、固定床に乱れを
生ずることがある。また、処理液出口側での薬液の分散
は完全に行なわれる必要があるが、塔下部から再生薬液
を直接床下部へ流入させるため、ややもすると不完全分
散となる。これらは何れも処理液の純度の低下や処理容
量の減少となって現われ、装置の機能を損うことになる
。本発明は、塔内のイオン交モ期樹脂や吸着剤を常に圧
密化し、処理液の純度や処理容量の低下を防止し、質的
に良好で経済的に処理水を得られしかも再生も確実に行
ない得る向流式固液接触装置を提供することを目的とす
るものである。本発明は、吸収剤又はイオン交換樹脂を
収容する堅型の密閉外筒内にほぼ同０的でかつ上端部を
密閉し下端部が開放され、しかも前記外筒のほぼ享より
高い内筒を、外筒の底部より離隔させて配備し、これら
外筒内の上部、内筒内の上部および内外筒間にそれぞれ
外部へ通ずる集配液機構を配設したことを特徴とするも
のである。

本発明において使用する吸着剤としては、活性炭その他
の天然又は合成の吸着剤があるが、以下本発明の一実施
例をイオン交干剣樹脂を使用した場合について図面を参
照しつつ説明する。

第１図において、１は堅型の密閉外筒であって、該外筒
１内にはイオン交干鰯樹脂２を収容するが、この外筒１
内にさらにほぼ同心的でかつ上端部を密閉し下端部を開
放し、しかも外筒１のほぼ享より高い内筒３を外筒１の
底部より離隔させて配備する。

この場合、前記内筒３の水平断面嬢Ｓ，と外筒１の水平
断面頭Ｓ２との比は、０．１＜Ｓ，／Ｓ２＜０．３とす
るのが樹脂層を固定床に保ち、安定した操作を行なう上
で好ましく、また内筒３と外筒１底部との間隙を少なく
とも内筒３の水平断面積近くにするとよい。さらに、前
記外筒１内の上部には集配液機構４が設けられ、配管５
、バイパス管５′および弁６，７を介して外部へ運速さ
れ、内筒３内の上部にも集配液機構８が設けられ、配管
９、バイパス管９′および弁１０，１１を介して外部へ
蓮通されている。また前記外筒１と内筒３の間にも集配
液機構１２が設けられて配管１３、バイパス管１３′お
よび弁１４，１５を介して外部へ運速されている。この
内外簡閲の集配液機構１２の位置は外筒１の中央部付近
がよく、イオン交換樹脂２よりわずかに下方に埋没する
程度がよいが、特に厳密ではない。また弁６，７、弁１
０，１１又は弁１４，１５は弁を二つ設けるのに代えて
三方弁を分岐流路に一つ設けることで簡略化をはかるこ
ともできる。図中、１６は外筒１内底部に設けられたブ
ロー用集液機構でブロー弁１７を有し、１８は外筒１の
頂部に設けられた空気抜弁、１９は内筒３の頂部に通ず
る空気抜弁、２川ま内外節上部に蓮適する蓮通管、２１
は弁を示す。

第２図示例は、内筒３を外筒１内上部に接続したもので
、外筒頂壁を内筒頂壁と併用してあり、その他は第１図
示例と変るところはない。なお、前記内筒３は外筒１内
に単数を設けた例を示したが必要に応じ二つ以上の複数
を配列することも可能である。

また前記内筒３の上部と前記外筒の上部とを弁２１のあ
る選通管２０で連絡し、内外筒内のイオン交換樹脂２内
のイオン交換樹脂２のレベル調整ができるように構成す
るのが便利である。しかしてその作用を第１図例に基づ
いて説明すれば、通液工程においては第３図矢印のよう
に、弁６、配管５より被処理液は外筒１内上部の集配液
機構４から筒内に流入し、内外筒の間を流下し、底部の
内外筒間の間隙を経て内筒３内を上向流で上昇し、内筒
３内上部の集配液機構８から配管９、弁１０を経て筒外
へ流出する。

この間イオン交≠剣樹脂２は流れによって内筒３内上部
空間に充満するまで外筒１から層状で移動し、通液中常
時固定床が形成され、液はこの固定床を通過してイオン
交換処理が行なわれる。次に再生工程においては、まず
第４図に示すように、逆洗用圧力水を弁１０、配管９か
ら内筒３内上部の集配液機構８から内節３内に流入させ
ると、内筒３内を流下し内外筒間を上昇して外筒１内上
部の集配液機構４から配管５、バイパス管５′、弁７を
経て系外へ流出し、筒内のイオン交換樹脂２の逆洗を行
なう。

次いで第５図示のようにイオン交換樹脂２の沈整を行な
うが、初めは内筒３内の樹脂レベルは外筒１内のレベル
より低いから、蓮通管２０の弁２１を開いて内筒３内上
部水を外筒上部へ移動させて内外筒内のイオン交換樹脂
２を同一レベルに戻す。さらに、第６図示のように再生
薬液をバイパス管９′、弁１１、配管９から内筒３内上
部を集配液機構８を経て注入すると、薬液は内筒樹脂層
内を流下し底部から内外筒間を上昇し中央部の集配液機
構１２から配管１３、弁１４を経て外部へ流出する。こ
の通薬工程では、イオン交換樹脂２は集配液機構１２の
周囲に固着して支持層を形成し、薬液の浸透圧によって
収縮した樹脂量に相当する容量の樹脂が内筒３から内外
筒間へと通薬流によって順次移動するため樹脂層は常に
固定床を保ち、流動は生じない。すなわち、通液工程に
対して同流で再生通薬工程が完結する。なお、この通薬
工程においては、薬液をバイパス管１３′、弁１５、配
管１３を経て集配液機構１２から内外筒間へ導入し、一
方内節３内上部の集配液機構８から配管９、バイパス管
９′弁１１を経て排出させても同じである。引き続いて
、薬液の押出工程に入るが、これは押出水により再生通
薬と同じ経路で行なう。さらに洗浄を行なうが、これは
通液工程と同様の流れとなる。

すなわち第３図示のように、弁６、配管５より外筒１内
上部の集配液機構４を経て被処理液を筒内に導き、下向
流で内外筒間の樹脂層を流下し、底部から上向流となっ
て内筒内樹脂層を上昇し、集配液機構８から配管９、弁
Ｉ１、バイパス管９′を経て系外へ流出する。この間、
樹脂層は流れの方向に押され、層状で移動して内筒３内
の空間は樹脂で満たされ、完全な固定床が形成される。
そして流出液の純度が規定値に達すれば弁１１を閉じ弁
１０を開いて採液を行なう。この工程で樹脂の容積は次
第にわずかながら縮少することがあるが、その容量分は
水の流れ方向に樹脂の移動が起り、層状に移動して固定
床が保たれ、通液流量の減少や停止に対しても安定であ
り、固定床がくずれることはない。以上述べたように本
発明によれば、通液時に吸着剤やイオン交換樹脂層の空
間は液の流れにより常に圧密化されて流動化現象は全く
みられず、また再生時においても層の乱れを生ずること
なく、常に安定した操作を行なうことができ、向流の利
点である小量の再生薬剤で漏洩率を小さくおさえて処理
水の水質において高い純度を確保することができるもの
であると共に処理容量も大中に高められ経済的な処理が
可能な装置を構成簡単で安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示す縦断側面図
で、第３図乃至第６図は第１図例の作動説明図である。 １・・…・外筒、２・・・・・・イオン交手製樹脂、３
・・・・・・内筒、４，８，１２・・・・・・集配液機
構、５，９，１３・…・・配管、６，７，１０，１１，
１４，１５・・・・・・弁、１６・・・…ブロー用集液
機構、１７・・・・・・弁、１８，１９・・・・・・空
気抜弁、２０・・・・・・連絡管。第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸収剤又はイオン交換樹脂を収容する堅型の密閉外
   筒内に、ほぼ同心的でかつ上端部を密閉し下端部が開放
   され、前記外筒のほぼ１／２より高い内筒を外筒の底部
   より離隔させて配備し、前記外筒内の上部と、前記内筒
   内の上部および内外外筒間にそれぞれ外部へ通ずる集配
   液機構を配設したことを特徴とする固液接触装置。 ２ 前記内筒の水平断面積Ｓ＿１と前記外筒の水平断面
   積Ｓ＿２との比を０．１＜Ｓ＿１／Ｓ＿２＜０．３なる
   範囲に保つ特許請求範囲第１項記載の固液接触装置。 ３ 前記内筒の下端と前記外筒の底部との間隙が、少な
   くとも内筒水平断面績Ｓ＿１近くにしたものである特許
   請求範囲第１項又は第２項記載の固液接触装置。 ４ 前記内外筒間の集配液機構が、外筒の中央部付近に
   配設した特許請求範囲第１項、第２項又は第３項記載の
   固液接触装置。 ５ 前記吸収剤又はイオン交換樹脂が前記内外筒間の集
   配液機構をわずかに埋没する程度に収容されている特許
   請求範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載の固液
   接触装置。 ６ 前記内筒が、その上部と前記外筒の上部とに弁のあ
   る連通管で連絡されているものである特許請求の範囲第
   ３項、第４項又は第５項記載の固液接触装置。