(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体処理材を充填した塔内に通液して、液体を処理する液体処理塔において、塔本体下部にある鏡部の内側に中心部から放射状をなすようにそれぞれ独立した膨出部を形成し、当該膨出部同士の間に形成される各谷部内に、多数の通液孔乃至スリットを形成した分岐管を配設し、且つ液体処理材を前記膨出部および分岐管を覆うように塔本体の底部まで充填し、通液時には液体処理材によって処理された処理済み液体を前記分岐管の通液孔乃至スリットを介して取り出すと共に、逆洗時には当該分岐管の通液孔乃至スリットを介して塔本体内に逆洗水を噴出させるようにして目板または多孔質からなる支持床を不要としたことを特徴とする液体処理塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はイオン交換樹脂、粒状活性炭、諸種の吸着材や濾過材などの液体処理材を充填した塔内に通液して液体を処理する液体処理塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、イオン交換処理塔や粒状活性炭を使用した濾過処理塔などのように、液体処理の分野においてはイオン交換樹脂や、活性炭などの液体処理材を塔内に充填して使用する例が工業上きわめて多い。
【０００３】
図４および図５はともに従来の液体処理塔の下部構造を示す概略図であり、図４は目板構造、図５は支持床構造を示すものである。
先ず、目板構造のものは、処理塔本体２０の下方部にフランジ部２１を設け、
サラン（登録商標）布２２の両面を多孔板２３，２３で挟んで構成した支持部材を、当該フランジ部２１によって固定し、上側となる多孔板２３の上面にイオン交換樹脂や粒状活性炭などの液体処理材２４を載せるようにしたものである。
【０００４】
図５に示す支持床構造のものは、主として純水製造用のイオン交換塔として用いられるもので、硅石などの粒状物単独あるいは硅石などの粒状物と硬化性樹脂とを混合したものを、処理塔本体２０内の下部に充填して、各粒状物間に液体処理材２４の粒径より小さい連続空隙をもった支持床２５を形成し、当該支持床２５の上面にイオン交換樹脂や粒状活性炭などの液体処理材２４を載置するようにしたものであり、この構造のものにあっては支持床２５内に液体処理材２４を再生するための再生剤ディストリビューター２６が配管される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、従来は処理塔内における液体処理材の支持構造として、主に目板方式と多孔質からなる支持床方式とがとられてきた。
しかしながら、目板方式のものは、液体処理材の支持構造として強度が不十分であるため実際には相当の補強を要すると共に、処理塔本体にフランジ部を突設したり、サラン布の表裏両面を多孔板で挟むなどコストが嵩むほか、サラン布の交換も大掛かりとなり多くの手間を要するという欠点がある。
【０００６】
また、多孔質からなる支持床方式のものは、前記した目板構造による欠点をある程度解消できるが、支持床内に液体処理材を再生するための再生剤ディストリビューターが配管される関係から、液体処理材の再生時に再生剤が処理塔本体の底部に滞留し易く、使用する再生剤の全てが有効に利用されないという問題点があると共に、底部に滞留している再生剤を洗い出すのに多大な洗浄時間と洗浄水を要するという欠点がある。また、支持床構造のものは経時的に目詰まりやクラックを生じるという問題点もある。
【０００７】
上記のほか、従来の両構造共、処理塔本体の下部に液体処理材を充填することのできない部分が形成されるため、同一の量の被処理液体を処理するのにも大型の処理塔が必要になるという問題点がある。
【０００８】
さらに、イオン交換処理塔の一種である混床式イオン交換塔においては、通液時には内部に充填されている陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とをほぼ均一に混合した状態で被処理液を通液し、再生時には塔下部より逆洗水を流入させていわゆる逆洗を行うことにより、両イオン交換樹脂を比重差によって二層に分離し、しかる後に各イオン交換樹脂層にそれぞれ異なる再生剤を通薬して各イオン交換樹脂を再生する必要があるが、従来の目板方式または支持床方式の場合は、逆洗時において目板または支持床と塔本体が接する隅角部に存在する混合イオン交換樹脂がほとんど流動化せず、したがって、この部分において両イオン交換樹脂の分離が不完全となり、その結果、再生終了後の通液時において処理液の純度が悪化するという不具合を生じる。
【０００９】
また、砂濾過器や活性炭濾過器の場合は、濾過の進行に伴って濾過塔の差圧が所定値に達したら、濾過層内部に捕捉された濁質成分などを逆洗によって剥離、除去する必要があるが、このような処理塔においても、従来の目板方式または支持床方式の場合は、上記隅角部に存在する砂や活性炭がほとんど流動化しないために、この部分の洗浄が不十分になるという不具合がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前記した従来の目板構造および支持床構造に伴う不具合点を解消し、液体処理材の分離や逆洗時に液体処理材が塔本体底部の隅角部に滞留するのを防止し、効率良く液体処理材の分離や逆洗を行えるようにした液体処理塔を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成を詳述すれば、液体処理材を充填した塔内に通液して、液体を処理する液体処理塔において、塔本体下部にある鏡部の内側に中心部から放射状をなすようにそれぞれ独立した膨出部を形成し、当該膨出部同士の間に形成される各谷部内に、多数の通液孔乃至スリットを形成した分岐管を配設し、且つ液体処理材を前記膨出部および分岐管を覆うように塔本体の底部まで充填し、通液時には液体処理材によって処理された処理済み液体を前記分岐管の通液孔乃至スリットを介して取り出すと共に、逆洗時には当該分岐管の通液孔乃至スリットを介して塔本体内に逆洗水を噴出させるようにして目板または多孔質からなる支持床を不要としたことを特徴とする液体処理塔である。
【００１２】
本発明液体処理塔は上記のように、処理塔本体下部の鏡部内側に放射状をなすように膨出部を形成すると共に、当該膨出部同士の間に形成される各谷部に分岐管を配管したものであるから、当該分岐管より逆洗水を噴出させると、逆洗水は膨出部の側壁に当たりながら液体処理材をほぼ満遍なく押し上げて流動化させるため、液体処理材に付着している濁質成分などを十分に洗い出すことができる。
【００１３】
また、たとえば上記混床式イオン交換塔の場合には、逆洗水の噴出によって底部の樹脂が乱流となって押し上げられるので従来のようなイオン交換樹脂の滞留を防止することができ、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の分離が良好に行われ、その後の再生処理を円滑に実施することが可能となる。
【００１４】
さらに、従来の目板方式および支持床方式と異なり、処理塔本体の下部に液体処理材を充填することのできない部分が形成されることがなく、処理塔本体の底部まで液体処理材を充填することができるので、同一の量の被処理液体を処理するのに塔本体の必要高さをこれまでより低くすることができると共に、製作コストの面においても目板や支持床構造のものと較べて格段に低減することが可能となり経済的にも甚だ有利である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液体処理塔の具体的構成を図示の実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明液体処理塔の一実施例を示す概略断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図、図３は塔本体の鏡部に形成した膨出部の一例を示す斜視図である。
【００１６】
図中１は処理塔本体、２は処理塔本体１の下部にある緩やかな湾曲状に形成された鏡部である。３は処理塔本体１の上部に接続した被処理液の入口管、４は当該入口管３を介して処理塔本体１内に供給される被処理液を塔本体１内に均等に分散させるディストリビューター、５は逆洗水入口管兼処理液出口管である。
【００１７】
６は前記鏡部２の内側に、中心部から放射状をなすようにそれぞれ独立した状態で隆起させた膨出部である。この膨出部６は緩やかな湾曲状をなす鏡部２内の中心部から放射状に形成される関係上、平面からみた場合、図２に示すような扇形状となり、且つ当該扇形状の膨出部６は中心から遠ざかるにつれ徐々に高くなるものであり、膨出部６，６同士の間には所定の幅の谷部７が形成される。
図示する実施例では８個の独立した膨出部６，６・・・が形成されているが、この膨出部６の形成個数は処理塔本体１の大きさ等に応じて適宜増減することができるのは云うまでもない。
【００１８】
なお、処理塔本体１の全体をガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）にて製作する場合には、前記膨出部６を処理塔本体１の成型の際に同時に一体成型することができ、当該一体成型塔が本発明の実施にとって最も好ましいものである。
しかしながら、一体成型とせずにＦＲＰ製の鏡部２内に、別途成型した膨出部６を溶着、接着などの手段で取付けるようにしてもよいし、あるいは鋼板製の鏡部２内に、別途製作した鋼板製の膨出部６を溶接などの手段で取付けるようにしてもよいのは勿論である。
【００１９】
８は前記膨出部６同士の間に形成される谷部７内に配管する分岐管であり、当該分岐管８には、処理対象の液体は通すが、イオン交換樹脂や粒状活性炭などの液体処理材９は通さない孔径の多数の通液孔乃至スリットを形成してある。
なお、分岐管８に対する通液孔などの形成位置は、図２に示すように分岐管８から吐出される逆洗水が前記膨出部６の周壁に向かうことができるように横向きにするとよいものであるが、横向き以外にも分岐管８の周面全体に通液孔などを形成してもよいのは勿論である。
【００２０】
１０は前記した各分岐管８の母管であり、当該母管１０は前記逆洗水入口管兼処理液出口管５に連通している。その他、図中の１１は処理対象の液体あるいは逆洗水を処理塔本体１内に圧送するためのポンプ、１２は処理塔本体１の頂部に接続した逆洗水の出口管、１３は被処理液の入口管３の管路中に付設した開閉弁、１４はポンプ１１と母管１０の間を結ぶ逆洗水入口管５の管路中に付設した開閉弁、１５は逆洗水入口管兼用の処理液出口管５に付設した開閉弁である。
【００２１】
本発明は以上のように処理塔本体１の下部にある鏡部２の内側に、中心部から放射状をなすようにそれぞれ独立した膨出部６，６・・・を形成すると共に、この膨出部６，６・・・同士の間に形成される各谷部７，７・・・内に、多数の通液孔乃至スリットを形成した分岐管８，８・・・を配管したものであり、イオン交換樹脂や粒状活性炭などの液体処理材９は、前記膨出部６，６・・・および分岐管８，８・・・を覆うように鏡部２の底部まで充填することができる。
【００２２】
本発明液体処理塔の通液時には、開閉弁１３および１５を開き、開閉弁１４を閉じてポンプ１１を運転する。被処理液は入口管３を介し、ディストリビューター４を通じて処理塔本体１内に分散される。被処理液は下降流となってイオン交換樹脂や粒状活性炭などの液体処理材９の層を通流する際にイオン交換や吸着などの処理がなされ、処理済み液体は分岐管８，８・・・および処理液出口管５を通じて次段の処理工程などに移される。
【００２３】
次に、液体処理材９の逆洗時には、開閉弁１３および１５を閉じ、開閉弁１４と逆洗水の出口管１２に付設してある開閉弁１６を開いてからポンプ１１を運転する。逆洗水は逆洗水入口管５を通じて、分岐管８の通液孔乃至スリットより噴出し、膨出部６の側壁に当たって液体処理材９を押し上げるため、液体処理材９に付着している懸濁物質などを洗い出すことができる。
【００２４】
なお、混床式イオン交換塔の場合には、逆洗水の噴出によって谷部７にある樹脂が乱流となって押し上げられるので滞留を防止することができ、比重差によって陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の分離が良好に行われる。
液体処理材９を洗浄した逆洗水は処理塔本体１の頂部に接続してある逆洗水の出口管１２を通じて塔外に排出される。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明液体処理塔は、処理塔本体下部の鏡部内側に放射状をなすようにいくつかの膨出部を形成すると共に、当該膨出部同士の間に形成される谷部に分岐管を配管したものであるから、当該分岐管より吐出される逆洗水は膨出部の側壁に当たって液体処理材を押し上げるため滞留化を防ぐことができ、液体処理材に付着している懸濁物質などをきわめて良好に洗い出すことができる。また、たとえば混床式イオン交換塔の場合には、逆洗水の噴出によって底部の樹脂が乱流となって押し上げられ、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の分離が良好に行われ、その後の再生用薬剤による再生処理を円滑に実施することが可能となる。
【００２６】
本発明液体処理塔の場合は、これまでの目板方式および支持床方式と異なり、処理塔本体の下部に液体処理材を充填できない部分が形成されることがないので処理塔本体の底部まで液体処理材を充填することができ、同一の量の被処理液体を処理するのに塔本体の必要高さをこれまでより低くすることができる。
また、製作コストの面においても目板や支持床構造のものと較べて格段に低減することが可能となり経済的にも甚だ有利である。
さらに、本発明液体処理塔の場合は、液体処理材が塔本体底部の隅角部に滞留するのを防止し、効率良く液体処理材の分離や逆洗を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明液体処理塔の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。
【図３】塔本体の鏡部に形成した膨出部の一例を示す斜視図である。
【図４】従来の液体処理塔（目板方式）の下部構造を示す概略図である。
【図５】従来の液体処理塔（支持床方式）の下部構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１：処理塔本体                    ２：鏡部
３：入口管                        ４：ディストリビューター
５：逆洗水入口管兼処理液出口管    ６：膨出部
７：谷部                          ８：分岐管
９：液体処理材                  １０：母管
１１：ポンプ                      １２：出口管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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