JPS628211B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はイオン交換材料を再生する方法および
装置に関する。 現代の高圧ボイラー、特に貫流型のボイラーで
はその供給水に極めて高い純度が要求される。腐
食生成物がボイラー系統中に入らないことを保証
するとともに、復水器の洩れや他の故障による可
溶性化合物の侵入を防護することが必要である。 極めて高純度の水は他の工業でもしばしば必要
とされ、例えば電子工業において製造中に不純物
を絶対に含んではならない電子部品を洗浄するた
めの洗浄水がそれである。 かゝる高純度の水を得るための水処理法のうち
もつとも重要なものの一つは混床式脱塩法であ
る。イオン交換材料の混床の使用は、供給水が実
際に極めて多数の陽イオンおよび陰イオン層を通
過することを意味する。 このような混床を再生するにはイオン交換材料
を別々の層に分離することが必要である。この分
離を達成するには、混合した材料を逆洗して低い
密度を有する陰イオン材料を上昇させる。高純度
の水を得る水処理装置では脱塩水を用いてこの逆
洗が行われる。かくして陽イオン材料の頂部に載
つた陰イオン材料の上部層を形成する。 ２種の材料をそれぞれの層に分離した後、陰イ
オン材料および陽イオン材料をそれぞれ水酸化ナ
トリウムおよび硫酸もしくは塩酸を用いて再生す
ることができる。 上記プロセスに不完全さが入り込むのはこの段
階においてである。例えば、２つの層間の界面領
域で２種の材料を完全に分離することは不可能で
あり、従つて各層は他の層の材料である程度汚染
される。被処理水の純度を最大にするためには、
１タイプのイオン交換材料の他タイプ材料との混
合をできる限り回避することが重要である。 その理由は次の通り。陰イオン材料に混入した
陽イオン材料が再生時に水酸化ナトリウム再生剤
と接触すると、陽イオンがナトリウム形態に転換
される。この陽イオンのナトリウム形態はその後
使用の際に混床に水を流すときに、ナトリウム漏
出を起す原因となり得る。 陰イオン材料の場合事情は一層複雑である。現
在入手し得るタイプの陰イオン材料に関して、有
効寿命以内で崩壊が生じ、強い塩基基の一部が弱
い塩基基に分解されることが認められる。従つ
て、陰イオン材料が陽イオン材料中に残存してい
ると、再生剤として硫酸を使用した場合に弱い塩
基基が硫酸塩または重硫酸塩形態に転換される。
この転換された形態は硫酸に対する強い吸収剤で
ある。吸収された硫酸が遊離される速度は樹脂の
材令とともに低下するようである。この結果、標
準的洗浄期間中に陰イオン材料が酸を保持する量
が徐々に増し、従つて使用中の水流に浸出される
ものの量が多くなる。また処理サイクルの間にも
陽イオン材料の加水分解の結果酸が遊離して処理
中の水に入る。この後者の状態は、陽イオン材料
を塩酸で再生した後に塩酸塩形態の陰イオン材料
が存在し、かくして塩酸が遊離して処理中の水に
入る場合にも生じる。 分離されたイオン交換材料層は、これらの層が
分離されて位置する容器内で再生することができ
る。それぞれの再生剤を容器の中間位置に配置さ
れた分配兼収集装置により容器中に送入し、また
容器から抜出す。この形式の代表的な再生方法が
英国特許第1318102号（1970年11月23日）に記載
されている。 この形式の方法では、２層間の界面領域が分配
兼収集装置と一致している場合であつても、界面
領域の限定には限界があるので、各層の材料の一
部が対応せぬ再生剤と接触してしまうことが明ら
かである。実際、界面領域を確実に分配兼収集装
置と一致させることは非常に困難であり、その結
果、比較的多量の各層が対応せぬ再生剤に接触す
る。 再生を行う前に、例えば陰イオン層を他の容器
に移すことにより、分離された層を互に単離する
こともできる。この形式の代表的な再生方法が米
国特許第3414508号（1968年12月３日）に記載さ
れている。 しかし、この形式の方法は、界面領域の限定、
即ち界面領域を陰イオン層用の出口と一致させる
か否か、また移送用の水の乱流により移送中に界
面領域で２層が混ざり合うか否かに依存する。陰
イオン層に混入している陽イオンの方がその逆を
含む２つの事態のうち一層深刻であると考えられ
ているので、出口を適当に配置することによつ
て、陽イオン層に陰イオン材料を残すという犠牲
を払つても、陰イオン層の移送が陰イオン材料の
みを取り出すようにする傾向がある。 また、ボイラー供給水を取扱う場合、アンモニ
アを用いて供給水のPHを調節するのが習慣となつ
ている。このような状態で、陽イオン材料がボイ
ラー水からアンモニアをうばうのを防止するため
に、陽イオン材料を再生後にアンモニア処理す
る。このアンモニア処理工程を再生された陰イオ
ン層にも適用してナトリウム形態の混入陽イオン
材料を所望のアンモニウム形態に転換することが
できる。このことは米国特許第3385787号（1968
年５月28日）に記載されている。 しかし、この方法は上記問題に対する解決策を
提供するにすぎず、その問題の原因をなくすもの
ではなく、また被処理水のアンモニア処理が不要
もしくは望ましくない場合には解決策ともならな
い。 本発明の目的は、再生時に各層に混入する材料
の量を最小とし得る、イオン交換材料の再生方法
および装置を提供することにある。 本発明によれば、イオン交換材料を分離容器内
で上部陰イオン材料層と中間界面領域および穴あ
き障壁の上側の下部陽イオン材料層に分類し、分
離容器からの陽イオン材料と陰イオン材料の除去
により陽イオン材料と陰イオン材料を分離し、イ
オン交換材料を再生し、再生された材料を再び混
合することにより、イオン交換材料を再生する方
法において、前記除去は、分離容器１０の外側に
出口を有し、かつ分離容器１０の内部の前記穴あ
き障壁１４に隣接する入口を有する細長い導管１
０６に流れを作り、陽イオン材料の少くとも大部
分が導管１０６の前記出口を通り、かつ界面領域
からの材料の大部分が導管１０６の中に入るまで
前記流れを続け、導管１０６の中で材料の間の境
界面を検出し、前記境界面の検出に応じて前記出
口を前記入口から分離することにより、イオン交
換材料を再生する。 本発明者らは、粒度約0.5mm（直径）以上の陽
イオン材料および粒度約1.2mm（直径）以下の陰
イオン材料を用いることによつて、界面領域の限
定を一層はつきりさせ得ることを見出した。 或はまた、陽イオンおよび陰イオン材料を分離
するときに、両材料の密度の中間の密度を有する
不活性粒状材料を存在させ、僅少数の粒子を除き
陰イオンおよび陽イオン材料のない界面領域を形
成するのが好ましい。不活性材料の粒度は、ほぼ
0.5mm〜0.9mm（直径）の範囲にあるのが好まし
い。 本発明は上記方法を実施するための装置を包含
する。 本発明の装置は、第１の容器と第２の各容器は
それの下側領域に、粒子状の陽イオン材料と粒子
状の陰イオン材料を含むイオン交換材料を上に保
持する穴あき障壁を含み、第１の容器は供給手段
を有し、その供給手段により液体を供給して材料
を第１の容器内で上部陰イオン材料層と、界面領
域と、下部陽イオン材料層とに分類することがで
き、第１と第２の容器１０，１２は細長い導管１
０６により互いに連結され、その導管は、その第
１の端部において第１の容器１０の下側領域に入
口を有し、かつその第２の端部において第２の容
器１２内に出口を有し、供給手段は液体を第１の
容器１０に供給して第１の容器１０から導管１０
６を通つて第２の容器１２まで液体と材料を流さ
せるための手段１８，３２，３６を含み、導管１
０６は検出手段１１０と弁１０８を有し、導管１
０６内で材料の間の界面を検出手段１１０が検出
したのに応じて弁１０８は閉じて、出口を入口か
ら隔てることができることを特徴とするものであ
る。 本発明の方法および装置の一例を図面を参照し
ながら説明する。 第１図は本発明の装置の概略配置図である。こ
の再生システムは分離兼陰イオン再生容器１０お
よび陽イオン再生容器１２を具える。容器１０お
よび１２は円錐形状の底部を有する。容器１０お
よび１２の底部の壁がはさむ角度（直径断面で見
て）30゜である。容器１０および１２はそれぞれ
底部に穴あき障壁１４および１６を有する。これ
らの穴あき障壁１４および１６は液体を通過する
が、イオン交換樹脂をその上に保持する。 容器１０および１２はそれぞれ下方入口兼出口
導管１８および２０を有する。 導管１８および２０はそれぞれ、 (a) 弁２４および２６を経て空気供給導管２２、 (b) 流量制御弁３４，３６，３８および４０を経
て水供給導管３２、ならびに (c) 弁４６および４８を経て排出導管４２および
４４に連結されている。 空気供給導管２２は後述するように弁２８およ
び３０を経て他の導管に連結されている。 容器１０および１２はそれぞれ上方入口兼出口
導管５０および５２を有する。 導管５０および５２はそれぞれ、 (a) 流量制御弁５４，５６および５８，６０を経
て他の水供給導管３２ａ、ならびに (b) 弁７０および７２を経て排出導管６６および
６８に連結されている。 導管５０は導管７４にも分岐し、流量制御弁７
６を経て排出導管６６に連結されている。 容器１０および１２はそれぞれ再生剤導入導管
７８および８０を有する。導管７８および８０を
それぞれ弁８２および８４により制御され、容器
１０および１２内の分配器８６および８８に連結
されている。 容器１０および１２はそれぞれ上方導管９０お
よび９２を有し、これらの導管はそれぞれ空気抜
き弁９４および９６により制御される。導管９０
および９２はそれぞれ弁２８および３０により空
気供給導管２２にも連結されている。 容器１０は弁１００で制御される入口管９８を
有し、この管９８を経て使用ユニツトから容器１
０に樹脂を導入することができる。 容器１０はもう一つの排出導管１０２を有し、
この排出導管１０２は弁１０４で制御され、導管
７８に連結されている。 容器１０は導管１０６を経て容器１２に連結さ
れ、この導管１０６は弁１０８を有する。導管１
０６の入口は穴あき障壁１４付近でかつ容器１０
の中心に位置する。指針として示すと、導管１０
６の入口を容器１０の穴あき障壁１４から導管１
０６の半径の半分にほゞ等しい距離だけ離すのが
よい。 導管１０６には検出手段、例えば導電率測定器
具１１０が配置されている。 弁１１４で制御される導管１１２が導管１０６
から使用ユニツトまで連通する。この移送を行う
ための水は、容器１０への大きな流量を許容する
弁１１６を介して導管１８に導入することができ
る。 水供給導管１１８が弁１２０および１２２を介
して弁１０８の両側で導管１０６に連結されてお
り、これによりフラツシング（洗浄）水を弁１０
８の両側で導管１０６に供給することを可能にす
る。 容器１２は弁１２６で制御される導管１２４に
より容器１０に連結されている。 流量制御弁はそれぞれ実行中のステツプによつ
て決められる流量を流す。 使用ユニツトには、例えばDuolite A161CI
（商標名）、即ち粒度0.9mm（直径）以下の陰イオ
ン交換樹脂；C26TR（商標名）、即ち粒度0.7mm
（直径）以上の陽イオン交換樹脂；およびポリス
チレン共重合体の粒状材料、即ち0.65〜0.85mm
（直径）の範囲の粒度および陰イオンおよび陽イ
オン交換樹脂の中間の密度を有する不活性樹脂を
入れる。これらの樹脂はダイア・プロシム社
（Dia−Prosim Ltd.、英国）から市販されてい
る。他の材料がローム・アンド・ハース社
（Rohm ＆ Haas Ltd.、英国）から商標名
Ambersep900（陰イオン交換樹脂）、
Ambersep200（陽イオン交換樹脂）および
Ambersep Inert（不活性樹脂）にて市販されて
いる。 使用ユニツト中の樹脂を再生する必要が生じた
場合、弁９４を開いて容器１０を空気に通気した
状態で樹脂を導管７８を経て容器１０に移す。 弁２４を開いて空気を導入し、次いで弁３６を
開いて逆洗水を導入する。逆洗水は弁７０を経て
排出導管６６に進む。この工程は樹脂の良好な分
離を達成し得るように樹脂から塵埃を予備的に除
去する操作である。 次に弁２４および９４を閉じ、弁３４を開いて
導管１８中の流れを増すことによつて容器１０へ
の水の流入量を増加する。水は再び容器１０から
弁７０を経て排出導管６６に流出する。 容器１０を通過するこの制御された水の流れに
よつて、樹脂混合物は、上部層（ここでは上部の
陰イオン樹脂層）、中間層（ここでは、不活性樹
脂界面層）、下部層（ここでは、下部の陽イオン
樹脂層）に分級される。 次に弁３４を閉じて水の流れを減少させて分級
された樹脂をある程度安定させる。 分級が完了したところで弁７０を閉じ、弁７６
および９６を開く。弁７６を経て水を流すことに
より容器１０内の水の上向き放出流を実現する。
次に弁１０８を開く。弁３６を経て容器１０に入
る水のうち弁７６を経て容器１０から出て行く分
を越える余分の水が原因で、樹脂が導管１０６を
経て容器１２に液圧作用により移送される。上部
および下部樹脂層間の界面領域、即ち不活性樹脂
層をほゞ水平に維持するために、移送速度を比較
的低く保つ必要がある。移送速度が余りに速いと
界面領域が容器の中心でへこむ原因となる。円錐
形状の基部を有する容器を用いることにより、陽
イオン樹脂の出離点の面積を小さくする。 弁７６を経ての上向き放出水流なしでも界面領
域を十分水平に保持することができるが、この上
向き放出水流は界面をほゞ水平に維持するのを助
ける。このような補助作用が生じるのは、上向き
水流が樹脂をやゝ流動化された状態に維持し、こ
れにより移送工程の間、継続的に樹脂の分級が行
われ、その結果、容器１０内を低下する際に界面
領域が明確に限定された状態に維持されるからで
あると考えられる。この積極的な上向き放出水流
がなくても、樹脂が容器１０から運び出され、導
入される水の一部はこの押出された樹脂が以前に
占めていた空間を占めるべく上向きに流れなけれ
ばならないから、上向き放出水流はある程度生じ
る。 導電率測定器具１１０が導管１０６内に界面領
域が存在することを検出したところで、弁１０８
を閉じ、さらに弁３６および７６を閉じ、導管１
０６内で界面領域を分離する。 次に弁２６を開いて容器１２内に今はある陽イ
オン樹脂に空気洗浄を行い、必要な長さの時間経
過後に弁２６および９６を閉じてこの処理を終了
する。 次に弁４０および７２を開いて陽イオン樹脂を
逆洗し、必要な長さの時間後にこれらの弁を閉じ
て逆洗を完了する。 弁２８および１０４を開いて容器１０内の陰イ
オン樹脂に部分的排水を行い、然る後これらの弁
を閉じる。 次に弁２４および９４を開き次いで閉じ、また
弁３８および７０を開き次いで閉じることによつ
て、上記陽イオン樹脂の場合と同様に、陰イオン
樹脂に空気洗浄および逆洗を行う。 この樹脂洗浄工程は主洗浄工程であり、以前の
洗浄工程より激しく行うことができる。その理由
は、容器内の樹脂の量が少なく、また一層大きな
力を用いても樹脂が排出口へ失なわれることがな
いからである。 水酸化ナトリウム再生剤を導管７８を経て容器
１０に導入し、容器１０から弁４６を経て排出導
管４２に送出する。一方、硫酸再生剤を導管８０
を経て容器１２に導入し、容器１２から弁４８を
経て排出導管４４に送出する。陰イオン樹脂より
上方の容器１０の残りの部分に充満している水の
希釈作用を補償するために、比較的濃厚な水酸化
ナトリウム溶液を用いて溶液が容器１０内で所望
の強さに希釈されるようにするのがよい。 再生完了後、弁８２および８４を閉じるととも
に弁５６および６０を開いて洗浄水を容器１０お
よび１２にそれぞれ導入する。 陽イオン樹脂の水洗中、陽イオン移送導管１０
６の弁１０８より容器１２側の部分に、弁１２２
を開き次いで閉じることにより水を急激に流す。 樹脂を適正に洗浄し終つたら弁４８，５６およ
び６０を閉じる。 次に弁２８を介して空気圧力をかけて陰イオン
樹脂の水を下方へ流す。次に弁４６を閉じる。 弁４０，５８，７０および１２６を開いて、液
圧作用により再生ずみ陽イオン樹脂を容器１２か
ら容器１０へ戻す。移送完了後、弁４０，５８，
７０および１２６を閉じる。次に弁２８および１
０４を開き、次いで閉じることによつて容器１０
を部分的に排水する。この後、弁２４および９４
を開き、次いで閉じることによつて樹脂を空気混
合する。 混合した樹脂を液圧作用により、必要になるま
で溜めておくための貯蔵容器または直接使用ユニ
ツトに戻す。この移送は、弁３６，３８および５
４を開いて導管１０６中に水の混合流を与え、ま
た弁１１４を開くことによつて達成される。移送
完了後、これら４つの弁を閉じる。弁１２０を操
作して導管１０６を洗い、導管１０６中に残つて
いる樹脂を容器１０へ押しもどす。このように容
器１２内で再生された陽イオン樹脂を容器１０へ
液圧作用によりもどすなどの工程には、水供給管
３２からの水が用いられる。水供給管３２からの
水は容器１０内の使用ずみ材料の逆洗などにも用
いるので、高純度の水を得る従来の水処理装置と
同様に脱塩水であり、従つて容器１２で再生ずみ
の陽イオン樹脂を容器１０へもどす過程での再生
された陽イオン樹脂の汚染等が避けられる。 再生ずみ樹脂を任意適当な導管（図示せず）に
より使用ユニツトに戻す場合にも、導管１０６を
洗い流して管中に残つている樹脂を容器１０へ除
去する必要がある。 長方形容器を用いることも可能であるが、図示
の円錐形基部タイプの容器が好適である。容器１
０の場合、このような形状の基部は抜取り区域を
限定することにより陽イオン樹脂の容器１０から
の移送を助ける。容器１２の場合、このような形
状の基部はやはり抜取り区域を限定することによ
り陽イオン樹脂を容器１０へ移送するのに必要な
水の量を減少させる。少くとも容器１０の基部に
好適な夾角30゜を選択する理由は、30゜より大き
い夾角では界面領域が不明確になり、30゜未満の
夾角では容器１０の高さが大きくなりすぎること
を確認したからである。 障壁１４および１６はワイヤスクリーンとする
か、またはエポキシ樹脂被覆結合砂を鋳造するこ
とにより形成したスクリーンとすることができ
る。ワイヤスクリーンが樹脂の極く一部を捕捉す
ることを確かめた。このことは、導管８８へ向か
う樹脂粒子の移動方向がスクリーンの条溝に対し
て交差する方向であるときに生じると考えられ
る。この結果、代表的には陽イオン樹脂100当
り20〜30mlが容器１０内に残存して陰イオン樹脂
を汚染する。このレベルの汚染が許容し得るので
あれば、ワイヤスクリーンが使える。許容できな
い場合には、結合砂スクリーンを使用しなければ
ならない。結合砂スクリーンの利点として、鋳造
により直径断面で見た夾角が例えば160゜である
逆円錐状上表面を有し、かつ中央部分が平坦なプ
レートで導管１０６の入口の下方に位置するよう
につくることができる。従つて結合砂スクリーン
を用いることにより、スクリーンの存在する結果
起り得る陰イオン樹脂の陽イオン樹脂による汚染
の程度を最小にすることができる。 陰イオン樹脂が陽イオン樹脂の微粒子により汚
染されることも確かめた。このように微粒子は２
つの原因から生じる。即ち商業的篩分過程の限界
に起因する入手状態の樹脂中に既にある微粒子
と、使用中に生成する微粒子とである。 前者の原因の場合には、陽イオン樹脂を容器１
０中に入れ、注意深い逆洗する。この結果、小割
合の微粒子および他の不所望な樹脂粒子、例えば
低密度粒子は陽イオン樹脂床の頂部へ上昇する。
次に陽イオン樹脂床を容器１２に移す。残存樹脂
が主として不所望な樹脂粒子よりなると認められ
るところで移送を停止する。 使用中に生成した陽イオン微粒子を除去するた
めには、樹脂を前述のように各容器１０および１
２中へ分離する。次に飽和塩溶液を容器１０内に
循環させて樹脂を分級する。陰イオンおよび不活
性樹脂は陽イオン樹脂と比較して相対的に溶液中
に浮遊する。 樹脂を分級した後、弁３６および９４を開いて
陽イオン微粒子を導管１０６内の排出連結管（図
示せず）に排出する。この後、陽イオン樹脂を洗
つて塩を除去し、前述した要領で再生する。 陽イオン樹脂微粒子は代表的には６〜９ケ月間
隔で除去する。陽イオン樹脂微粒子を除去するこ
の方法には、飽和塩溶液が陰イオン樹脂から蓄積
した有機物をきれいに取り除くという利点もあ
る。 陰イオン樹脂から生じる微粒子は、逆洗の際に
微粒子を保持する設計となつていない出口導管５
０のストレーナを通過して排出されるので、問題
にならない。 適当な導電率測定セルがエレクトロニツク・イ
ンストリユメンツ社（Electronic Instruments
Ltd.、英国）から市販されている。 次に本発明の実施例を示す。 実施例 試験装置をつくつた。容器１０は上部の平行壁
部分が高さ1000mm、直径610mm、下部の円錐状部
分が高さ618mm、下部直径390mm、夾角30゜とし
た。移送導管１０６は呼称内径20mmで、従つて穴
あき障壁１４との間隔を５mmとした。 容器１２は平行壁容器で、高さ1300mm、直径
610mmとした。 一連の試験に用いた代表的操作条件を第表に
示す。

【表】 流速

【表】 陰イオン樹脂中に存在する陽イオン樹脂の量を
測定する試験を行うために、容器１０内の樹脂を
分級し、すべての樹脂を容器１２に移送し、移送
導管１０６中の樹脂をサンプリングした。結果を
第表に示す。

【表】 これらの試験は陽イオン汚染度が非常に低いこ
とを示している。例えば、通常のイオン交換法に
おける陰イオン樹脂中に含まれる陽イオンの割合
は代表的には５％である。 陽イオン樹脂の水素イオン濃度の減少は樹脂の
密度を増加し、また汚染レベルに顕著な影響を呈
するようである。使用時に、樹脂が再生すべき状
態にあるとき、陽イオン樹脂の水素イオン濃度は
代表的には10〜30％の範囲にある。 樹脂の導電率は比較基準で測定するだけであ
る。第２図に分級ずみ全樹脂の容器１０から容器
１２への完全な移送の導電率変化の記録チヤート
を示す。 もちろん、この方法および装置の実際の動作中
における移送は、導電度の変化の検出に応じて、
終らされる。第２図に示す試験のグラフから明ら
かなように、陽イオン材料と界面領域の不活性樹
脂材料の間の界面における導電度の変化が最も著
るしい。しかし、界面領域の不活性材料の間の界
面においてもかなり著るしい変化が起る。 容器１０の転倒された円錐台形部分の下側領域
の最小直径の数分の１である内径を有する比較的
長い導管１０６の中に材料が通る結果として、比
較的長い界面領域によつて陰イオン材料と陽イオ
ン材料を広く分離できることも第２図は明らかに
示す。いいかえると、容器１０の内部で行われる
分離は、導管１０６の効果によつて強められ、か
つ第２図に示されているグラフは、材料の間の識
別がその増大した分離によつて最適にされること
を強調している。したがつて、容器１２への陽イ
オン材料の極めて効率の高い移送を容易に行うこ
とができるように、臨界界面領域の存在を非常に
正確に検出できる。陽イオン材料の汚染は十分無
視できる。 更に、導管１０６内におけるある量の材料によ
る分離領域、すなわち、界面領域は、検出手段１
１０の位置ぎめが重要ではなく、弁１０８の検出
手段１１０にすぐ隣接して位置させる必要もない
ことを意味する。 弁１０８は流れを停止させるためにのみ必要と
される。 再生の各サイクルにおいて、特定の界面が弁１
０８をちようど占めた瞬間に弁１０８を閉じるこ
とは必要とされない。 本発明では、弁１０８の閉成を決定するため
に、界面領域が導管内で分離されることが必要な
だけである。そうでありながら、たかだか無視で
きる量をこえる汚染なしに、陽イオン材料を完全
に移送することが常に確実に行われる。 第２図は、不活性材料が用いられないとして
も、界面領域が導管１０６の内部にあること、お
よび陽イオン層が導管１０６を通つたことを示す
のに十分なかなりの導電度変化が依然として存在
することも示す。ほとんど汚染されていない陽イ
オン材料と陰イオン材料の間に存在する界面が、
その場合の界面領域とほぼ同じ拡がりをもつ。 界面領域は、陰イオン材料で強く汚染された陽
イオン材料および陽イオン材料で強く汚染された
陰イオン材料を含む。 ほぼ非常に純粋な陽イオン材料と陰イオン材料
が再生されるようにそのような汚染された材料は
導管１０６の内部で分離される。 導管１０６の内部で分離された材料は、次の再
生サイクルが開始される前に除去せねばならず、
かつ先に述べたように、その分離された材料は容
器１０に戻すことができる。その戻された材料
は、供給容器（service vessel）から移送された
排出された混合樹脂によつて結合されるまで、そ
の容器１０に保持される。 このように、本発明は、混合され、その量の汚
染された樹脂を完全に分離するものである。そう
すると、界面領域が形成されることが避けられ
ず、とくに、不活性材料が使用されない時、また
は不注意のために不活性材料が十分な量だけ供給
されない時、あるいは保守が行われなかつた時
に、界面領域が形成されることは避けられない。 このように、その量は、供給容器へ直接には戻
されず、次のサイクルまでは再生されない。 他の例においては、導電率測定セルの代りに、
光透過または反射を用いて樹脂を区別し得る器具
を用いることができる。さらに他の例において
は、導管１０６に透明部分を設けて、操作者がこ
の部分を見、界面領域を視覚により検出し移送を
手動停止するようにもできる。 再生時に陰イオン樹脂が陽イオン再生剤と接触
するか、または陽イオン樹脂が陰イオン再生剤と
接触すると、このことが樹脂を使用ユニツトに戻
したときに使用水に有害な作用をなすことが知ら
れている。本発明者らは、陰イオン樹脂が材令を
経るに従つてこの問題がひどくなることを確かめ
た。陰イオン樹脂が硫酸再生剤を吸収し、そして
使用中に徐々にそれを遊離する傾向が大きくなる
からである。 上述した本発明によれば、樹脂の再生時に一方
の樹脂が他方の樹脂中に汚染物として存在する可
能性が最小になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイオン交換材料再生装置を示
す線図的配置図、および第２図は陰イオン、不活
性および陽イオン樹脂間の導電率の変化を示すチ
ヤートである。 １０……分離兼陰イオン交換材料再生容器、１
２……陽イオン交換材料再生容器、１４，１６…
…スクリーン、１８，３６，５０，７４，７６…
…導管、３２……水供給導管、６６……排出導
管、１０６……移送導管、１１０……検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陰イオンおよび陽イオンのイオン交換材料の
   再生方法であつて、 (a) 分離容器１０内で穴あき障壁１４より上にあ
   る混合状態のイオン交換材料を、上部層と中間
   層および下部層に分級をするために、前記分離
   容器１０内で上向きに脱塩水を通し、 (b) 前記分離容器１０からその内容物の液圧作用
   による送出を前記穴あき障壁に隣接した入口お
   よび他の容器１２内に開口した出口をもつ細長
   い導管１０６を通して行い、もつて、前記上部
   層から前記下部層をほぼ分離し、 (c) 分離された上部層および下部層のイオン交換
   材料の再生を行い、 (d) 再生されたイオン交換材料を再び混合する過
   程を備え、 前記分離容器１０からのその内容物の液圧作用
   による送出は前記穴あき障壁１４を通して上向き
   に脱塩水を通すとともに前記細長い導管１０６中
   に脱塩水の流れを生じさせることによつて行うも
   のであり、前記分離容器１０から前記他の容器１
   ２へのイオン交換材料の前記移送の過程中、前記
   分離容器１０からのイオン交換材料の流れについ
   てその導電率もしくは光反射率の監視をして異な
   るイオン交換材料間の境界の通過により生じさせ
   られる導電率もしくは光反射率の変化を検出し、
   その変化の検出に応じて、前記下部層の大部分が
   前記他の容器１２へ送られた後に前記細長い導管
   の出口をその入口からしや断するように弁手段１
   ０８を操作することを特徴とするイオン交換材料
   再生方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、
   前記分離容器からのイオン交換材料の流れについ
   ての導電率もしくは光反射率の監視は、前記細長
   い導管１０６にて行われることを特徴とする方
   法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法であつて、前記中間層は陰イオン材料により汚
   染された陽イオン材料および陽イオン材料により
   汚染された陰イオン材料を含み、前記境界はほと
   んど汚染されていない陽イオン材料とほとんど汚
   染されていない陰イオン材料との間に存在し、前
   記弁手段１０８は前記境界での導電度の低下に応
   じて操作されることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法であつて、陰イオン材料と陽イオン材料は、陰
   イオン材料と陽イオン材料のそれぞれの密度の中
   間の密度を有する不活性粒子材料に混合されてお
   り、前記分級の後、前記中間層は少くとも部分的
   に不活性粒子材料を含み、前記境界はほとんど汚
   染されていない陽イオン材料とほとんど汚染され
   ていない陰イオン材料との間に存在し、前記弁手
   段１０８は前記境界での導電度の低下に応じて操
   作されることを特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法であつて、陰イオン材料と陽イオン材料は、陰
   イオン材料と陽イオン材料のそれぞれの密度の中
   間の密度を有する不活性粒子材料に混合されてお
   り、その不活性粒子材料は、前記分級の後、前記
   中間層がほぼ純粋な不活性粒子材料を含んでいて
   前記イオン交換材料の１つと前記不活性粒子材料
   との間の界面が前記境界をなすような量だけ含ま
   れており、前記弁手段１０８は、陽イオン材料と
   不活性粒子材料との間の界面での導電度の低下若
   しくは陰イオン材料と不活性粒子材料との間の界
   面での導電度の上昇に応じて操作されることを特
   徴とする方法。 ６ 特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに
   記載の方法であつて、導管１０６内の中間層の少
   くとも大部分を分離するように前記しや断が行わ
   れることを特徴とする方法。 ７ 特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに
   記載の方法であつて、中間層は再生されたイオン
   交換材料から分離されたままであり、分離容器１
   ０の中へ移された後続の未再生のイオン交換材料
   中にその中間層を混合させることを特徴とする方
   法。 ８ 特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに
   記載の方法であつて、光の反射を用いて樹脂を識
   別できる装置により導管１０６の内部で境界を検
   出することを特徴とする方法。 ９ 陰イオンおよび陽イオンのイオン交換材料の
   再生装置であつて、 (a) イオン交換材料を自己の上に保持する穴あき
   障壁１４，１６をそれぞれ収容している第１お
   よび第２の容器１０，１２と、 (b) 前記第１の容器１０の前記穴あき障壁１４に
   隣接した入口をもつとともに、前記第２の容器
   １２の前記穴あき障壁１６の上方に出口をもつ
   ている細長い導管１０６にして、前記第１の容
   器１０からのその内容物の液圧作用による送出
   に際しその内容物を通す細長い導管１０６と、 (c) 前記第１の容器内のイオン交換材料を上部層
   と中間層および下部層に分級するための、前記
   第１の容器１０内での上向きの脱塩水の流れを
   生じさせ得るようにするための供給手段１８，
   ３２，３４，３６，３８と、 (d) 前記細長い導管１０６に設けられ、その入口
   を出口からしや断するように動作し得る弁手段
   １０８とを備え、 前記供給手段１８，３２，３４，３６，３８は
   前記第１の容器１０中でその前記穴あき障壁１４
   を通して上向きに脱塩水を通して前記第１の容器
   １０から前記細長い導管１０６を介して脱塩水を
   あふれさせるものであり、 前記第１の容器１０からのイオン交換材料の流
   れについてその導電率もしくは光反射率の監視を
   するための検出手段１１０が設けられて異なるイ
   オン交換材料間の境界の通過により生じさせられ
   る導電率もしくは光反射率の変化を検出し、その
   変化の検出に応じて、前記下部層の大部分が前記
   第２の容器へ送られた後に前記弁手段１０８が作
   動することを特徴とするイオン交換材料再生装
   置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置であつ
   て、前記検出手段１１０が前記細長い導管１０６
   に設けられていることを特徴とする装置。 １１ 特許請求の範囲第９項または第１０項記載
   の装置であつて、前記供給手段は陰イオン再生剤
   供給手段７８，８２，８６も含むことを特徴とす
   る装置。 １２ 特許請求の範囲第９項〜第１１項のいずれ
   かに記載の装置であつて、前記細長い導管１０６
   の内部容量は前記中間層をほぼ入れて、内部にそ
   の中間層を分離するようなものであることを特徴
   とする装置。 １３ 特許請求の範囲第９項〜第１２項のいずれ
   かに記載の装置であつて、少くとも第１の容器１
   ０は、前記穴あき障壁１４のすぐ上の形が転倒さ
   れた円錐台形であることを特徴とする装置。 １４ 特許請求の範囲第９項〜第１３項のいずれ
   かに記載の装置であつて、前記穴あき障壁１４，
   １６はワイヤスクリーンであることを特徴とする
   装置。 １５ 特許請求の範囲第９項〜第１３項のいずれ
   かに記載の装置であつて、第１の容器１０の少く
   とも穴あき障壁１４がエポキシ樹脂を被覆された
   砂から鋳造されることを特徴とする装置。 １６ 特許請求の範囲第１４項又は第１５項記載
   の装置であつて、前記穴あき障壁１４は転倒され
   た円錐形の上面を含むことを特徴とする装置。 １７ 特許請求の範囲第９項〜第１６項のいずれ
   かに記載の装置であつて、前記細長い導管１０６
   の前記入口は、その細長い導管１０６の半径の半
   分にほぼ等しい長さだけ前記第１の容器１０の穴
   あき障壁１４から隔てられ、その細長い導管１０
   ６の一部は穴あき障壁１４から上方へ延びること
   を特徴とする装置。 １８ 特許請求の範囲第９項〜第１７項のいずれ
   かに記載の装置であつて、前記供給手段１８，３
   ２，３４，３６，３８は排出手段５０，７６，７
   ４，６６とともに動作して、送出流れを生じる間
   には第１の容器１０の内部を通る液体の上向きの
   ブリード流を生じさせることができることを特徴
   とする装置。 １９ 特許請求の範囲第９項〜第１８項のいずれ
   かに記載の装置であつて、検出手段１１０は導電
   度セルを含むことを特徴とする装置。 ２０ 特許請求の範囲第９項〜第１８項のいずれ
   かに記載の装置であつて、検出手段１１０は光の
   反射を用いることにより材料を識別できる装置を
   備えることを特徴とする装置。