(57)【要約】【課題】  超純水製造装置の一次純水システムに用いる再生式イオン交換装置から排出される処理水中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）や塩化物イオン（Ｃｌ−）の濃度を安定的に低下させることができ、もって、後段のサブシステムに用いる非再生式イオン交換装置から排出される処理水中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度や塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度の短期変動を抑制することのできる水質管理システム及び水質管理システムの運転方法を提供する。【解決手段】再生式イオン交換装置１と、イオン濃度計２２を有する水質測定装置２と、再生式イオン交換装置１から排出される処理水Ｗ１を流通する第１排出管３と、自動弁５を介して第１排出管３から分岐しており、処理水Ｗ１を水質測定装置２に供給する第２排出管４と、を備える水質管理システム１０。【選択図】図１
2018043222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生式イオン交換装置と、
イオン濃度計を有する水質測定装置と、
前記再生式イオン交換装置から排出される処理水を流通する第１排出管と、
前記第１排出管から分岐しており、前記処理水を前記水質測定装置に供給する第２排出管と、を備える水質管理システム。
【請求項２】
前記再生式イオン交換装置が複数の再生式イオン交換塔を有する場合において、
前記再生式イオン交換装置の最後段の再生式イオン交換塔から流出する流出水を前記処理水とする
請求項１に記載の水質管理システム。
【請求項３】
前記処理水を採水するための採水モードと、前記再生式イオン交換装置を再生するための再生モードと、を含む運転モードを自動的に切り替える自動切替制御手段を備え、
前記自動切替制御手段が、前記水質測定装置の測定値に応じて、前記運転モードの自動切り替え制御を行う
請求項１又は請求項２に記載の水質管理システム。
【請求項４】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の並列に設けられる前記再生式イオン交換装置と、
Ｎ個以下の並列に設けられる前記水質測定装置とを備え、
前記Ｎ個の再生式イオン交換装置のそれぞれから排出される各処理水が、前記Ｎ個以下の水質測定装置のそれぞれに供給可能に構成される
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水質管理システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水質管理システムの運転方法であって、
前記処理水のイオン濃度を前記イオン濃度計により測定する工程と、
前記測定したイオン濃度の測定値に基づき、前記処理水を採水するための採水モードと前記再生式イオン交換装置を再生するための再生モードとを自動切替制御する工程と、を備える水質管理システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生式イオン交換装置、特に、電子製品等を製造する過程で使用する超純水製造装置の一次純水システムに用いる再生式イオン交換装置から排出される処理水の水質を管理する水質管理システム及びこのシステムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超純水製造装置は、一般的に、前処理システム、一次純水システム、二次純水システム（サブシステム）により構成される。前処理システムは、凝集、加圧浮上（沈殿）、濾過（膜濾過）装置などを備え、原水中の懸濁物質やコロイド物質の除去を行う。前処理システムによる処理過程では、高分子系有機物、疎水性有機物などを除去することもできる。一次純水システムは、基本的に逆浸透（ＲＯ）膜分離装置及び再生型イオン交換装置（混床式又は４床５塔式など）を備える。ＲＯ膜分離装置では、塩類を除去すると共に、イオン性、コロイド性のＴＯＣ成分を除去する。再生型イオン交換装置では、塩類を除去すると共に、イオン交換樹脂によって吸着又はイオン交換されるＴＯＣ成分の除去も行う。
【０００３】
サブシステムは、基本的に低圧紫外線（ＵＶ）酸化装置、非再生型混床式イオン交換装置及び限外濾過（ＵＦ）膜分離装置を備え、一次純水の純度をより一層高めることで超純水を製造する。低圧ＵＶ酸化装置では、低圧紫外線ランプより出される１８５ｎｍの紫外線によりＴＯＣ成分を有機酸、さらにはＣＯ２にまで分解する。分解によって生成された有機物及びＣＯ２は、後段の非再生型混床式イオン交換装置で除去する。ＵＦ膜分離装置では、微粒子を除去するとともに、イオン交換樹脂の流出粒子の除去も行う。
【０００４】
上述のような超純水製造装置において、一次純水システムに用いられる再生式イオン交換装置は、要求される処理水の水質に応じて１塔又は脱気装置を含む複数の塔で構成され、前段に逆浸透（ＲＯ）膜装置を有するのが一般的である。そして、この再生式イオン交換装置の後段には、非再生式イオン交換装置を備えたサブシステムが設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、上述のような再生式イオン交換装置では、採水と再生とを繰り返しながら、電気化学的に水中のイオン類の除去を行っている。なお、再生とは、イオン交換装置のイオン交換の機能が低下した場合に、イオン交換装置に充填されているアニオン交換樹脂やカチオン交換樹脂などのイオン交換樹脂を、塩酸（ＨＣｌ）又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの再生薬品に接触させて、再生することである。被処理水中のイオン類を主に除去するイオン交換装置で処理された処理水のイオン濃度は、供給される被処理水のイオン濃度と処理水量（空間速度と線速度）とにより決まるため、通常、上述のような再生式イオン交換装置においては、処理水の抵抗率（又は電気伝導度）に閾値を設定し、この閾値を越えた時点で再生薬品によりイオン交換樹脂の再生を行っている。しかしながら、再生後のイオン交換樹脂中に残存する再生薬品に起因して、イオンを除去した後の採水時の処理水にはナトリウムイオン（Ｎａ＋）又は塩化物イオン（Ｃｌ−）が存在してしまう。
【０００６】
最近、サブシステムに用いられる非再生式イオン交換装置において、処理水中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度や塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度の短期変動が顕在化するとともに、この非再生式イオン交換装置の処理水を半導体製品の洗浄に使用した場合、製造された半導体製品の歩留まりの低下を招くおそれがあることがわかった。
【０００７】
そこで、上述のような再生式イオン交換装置から排出される処理水中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度や塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度の変動の原因について、本発明者が検討した結果、一次純水システムに用いられる再生式イオン交換装置の処理水のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度や塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度が、後段のサブシステムに用いられる非再生式イオン交換装置の処理水の水質に影響していることがわかった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、超純水製造装置の一次純水システムに用いる再生式イオン交換装置から排出される処理水中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）や塩化物イオン（Ｃｌ−）の濃度を安定的に低下させることができ、もって、後段のサブシステムに用いる非再生式イオン交換装置から排出される処理水中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度や塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度の短期変動を抑制することのできる水質管理システム及び水質管理システムの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、第一に本発明は、再生式イオン交換装置と、イオン濃度計を有する水質測定装置と、前記再生式イオン交換装置から排出される処理水を流通する第１排出管と、前記第１排出管から分岐しており、前記処理水を前記水質測定装置に供給する第２排出管と、を備える水質管理システムを提供する（発明１）。
【００１０】
かかる発明（発明１）によれば、水質測定装置によって、再生式イオン交換装置から排出される処理水の抵抗率だけでなくイオン濃度をも測定できるので、この測定値に基づきイオン交換樹脂の再生の適否を管理することにより、処理水中のイオン濃度を安定的に低下させることができ、もって、後段のサブシステムに用いる非再生式イオン交換装置から排出される処理水中のイオン濃度の短期変動を抑制することが可能となる。また、水質測定装置が、第１排出管上に設けられているのではなく、例えば自動弁を介して第１排出管から分岐する第２排出管に接続されていることにより、自動弁の切り替え操作によって、必要に応じたタイミングで、処理水の水質を簡易に測定することが可能となる。
【００１１】
上記発明（発明１）においては、前記再生式イオン交換装置が複数の再生式イオン交換塔を有する場合において、前記再生式イオン交換装置の最後段の再生式イオン交換塔から流出する流出水を前記処理水とすることが好ましい（発明２）。
【００１２】
再生式イオン交換装置が複数の再生式イオン交換塔を有する場合に、後段のサブシステムに流入する被処理水中のイオン濃度を低下させるためには、最後段の再生式イオン交換塔の処理水中のイオン濃度を低下させればよい。かかる発明（発明２）によれば、最後段の再生式イオン交換塔の流出水を処理水として、イオン濃度（及び低効率）を測定し、この測定値に基づきイオン交換樹脂の再生の適否を管理することにより、処理水中のイオン濃度を安定的に低下させることができ、もって、後段のサブシステムに用いる非再生式イオン交換装置から排出される処理水中のイオン濃度の短期変動を抑制することが可能となる。
【００１３】
上記発明（発明１，２）においては、前記処理水を採水するための採水モードと、前記再生式イオン交換装置を再生するための再生モードと、を含む運転モードを自動的に切り替える自動切替制御手段を備え、前記自動切替制御手段が、前記水質測定装置の測定値に応じて、前記運転モードの自動切り替え制御を行うことが好ましい（発明３）。
【００１４】
かかる発明（発明３）によれば、再生式イオン交換装置から排出される処理水のイオン濃度（及び低効率）を水質測定装置により測定し、この測定値に応じて、再生式イオン交換装置の運転モードを自動的に採水モード又は再生モードに切り替えることができるので、再生式イオン交換装置の再生を適切に管理することが可能となり、もって後段のサブシステムに流入する被処理水中のイオンの濃度を制御することが可能となる。
【００１５】
上記発明（発明１−３）においては、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の並列に設けられる前記再生式イオン交換装置と、Ｎ個以下の並列に設けられる前記水質測定装置とを備え、前記Ｎ個の再生式イオン交換装置のそれぞれから排出される各処理水が、前記Ｎ個以下の水質測定装置のそれぞれに供給可能に構成されることが好ましい（発明４）。
【００１６】
従来のイオン濃度を測定するイオン濃度計は、個体差によってその測定値に数百ｎｇ／Ｌレベルの濃度範囲でばらつきが生じてしまう。したがって、再生式イオン交換装置が複数並列に設けられる場合に、各系列について処理水のイオン濃度を測定するためにイオン濃度計を設けると、各イオン濃度計の校正とクロスチェックに時間を要し、必要に応じたタイミングで処理水の水質の管理を適切に行うことができない状況が生じていた。かかる発明（発明４）によれば、再生式イオン交換装置がＮ個（Ｎは２以上の整数）並列に設けられる場合であっても、一つの水質管理システムによって、必要に応じたタイミングで、特定の再生式イオン交換装置を選択して水質の測定を行うことができるので、再生式イオン交換装置ごとにイオン濃度計（水質測定装置）を設けた場合に比べて、処理水の水質の管理が簡易であり、かつ、イオン濃度を抑制した処理水を安定的に後段のサブシステムに流入することが可能となる。また、一つの水質管理システムによって複数の再生式イオン交換装置の水質を管理することができるため、再生式イオン交換装置ごとにイオン濃度計（水質測定装置）を設ける必要がない点で、経済的効果も大きい。この効果は、特に水質測定装置の個数が再生式イオン交換装置の個数より小さい場合に顕著である。
【００１７】
第二に本発明は、上記発明１から上記発明４のいずれかに記載の水質管理システムの運転方法であって、前記処理水のイオン濃度を前記イオン濃度計により測定する工程と、前記測定したイオン濃度の測定値に基づき、前記処理水を採水するための採水モードと前記再生式イオン交換装置を再生するための再生モードとを自動切替制御する工程と、を備える水質管理システムの運転方法を提供する（発明５）。
【００１８】
かかる発明（発明５）によれば、再生式イオン交換装置から排出される処理水の抵抗率だけでなくイオン濃度をも測定できるので、この測定値に基づき運転モードを自動的に採水モード又は再生モードに切り替えることが可能となる。したがって、再生式イオン交換装置が複数の再生式イオン交換塔を有する場合や、複数並列に設けられる場合であっても、処理水の水質を適切に管理することができ、もって、後段のサブシステムに用いる非再生式イオン交換装置から排出される処理水中のイオン濃度の短期変動を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、水質測定装置によって、再生式イオン交換装置から排出される処理水の抵抗率だけでなくイオン濃度をも測定できるので、この測定値に基づきイオン交換樹脂の再生の適否を管理することにより、処理水中のイオン濃度を安定的に低下させることができ、もって、後段のサブシステムに用いる非再生式イオン交換装置から排出される処理水中のイオン濃度の短期変動を抑制することが可能となる。また、水質測定装置が、第１排出管上に設けられているのではなく、自動弁を介して第１排出管から分岐する第２排出管に接続されていることにより、自動弁の切り替え操作によって、必要に応じたタイミングで、処理水の水質を簡易に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る水質管理システムを示す概略系統図である。図１において、水質管理システムは第一の例の再生式イオン交換装置を備えている。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る水質管理システムを示す概略系統図である。図２において、各系列の再生式イオン交換装置についてはその表示を省略している。
【図３】本発明の水質管理システムが備える再生式イオン交換装置の第二の例を示す概略系統図である。
【図４】本発明の水質管理システムが備える再生式イオン交換装置の第三の例を示す概略系統図である。
【図５】本発明の水質管理システムが備える再生式イオン交換装置の第四の例を示す概略系統図である。
【図６】本発明の水質管理システムが備える再生式イオン交換装置の第五の例を示す概略系統図である。
【図７】本発明の水質管理システムが備える再生式イオン交換装置の第六の例を示す概略系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の水質管理システムの実施の形態について、適宜図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではない。
【００２２】
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一の実施形態に係る水質管理システム１０を示す概略系統図である。図１において、水質管理システム１０は、再生式イオン交換装置１と、抵抗率計２１とイオン濃度計２２とを有する水質測定装置２と、再生式イオン交換装置１から排出するイオン交換処理水Ｗ１を流通する第１排出管３と、イオン交換処理水Ｗ１を水質測定装置２に供給する第２排出管４とを備え、第２排出管４が、自動弁５を介して第１排出管３から分岐している構成である。また、水質管理システム１０は、イオン交換処理水Ｗ１を採水するための採水モードと、再生式イオン交換装置１を再生するための再生モードと、を含む運転モードを自動的に切り替える自動切替制御手段（図示しない）を備える。なお、第一実施形態において、水質管理システム１０が備えている再生式イオン交換装置１を、再生式イオン交換装置の第一の例とする。
【００２３】
＜再生式イオン交換装置＞
本実施形態において、再生式イオン交換装置１を構成する再生式イオン交換塔１１は、円筒状の交換塔本体１１１内に、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混合樹脂によるイオン交換樹脂層１２が配置している。交換塔本体１１１の上部にはイオン交換処理を行う前処理水Ｗを供給する供給管６が接続している一方、下部にはイオン交換処理水Ｗ１を排出する第１排出管３が接続しており、第１排出管３には自動弁５を介して第２排出管４が接続している。なお、第１排出管３は、後段のサブシステム（図示しない）に接続している。前処理水Ｗは、再生式イオン交換装置１によってイオン成分を除去され、イオン交換処理水Ｗ１として、第１排出管３を経てサブシステムに供給される。サブシステムで製造された超純水は、ユースポイントに供給され、電子製品等を製造する過程で洗浄等に使用される。
【００２４】
供給管６には、再生薬液であるアルカリとしての水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液を供給する第１薬液供給管７が接続している。第１排出管３には、自動弁５の上流側に、再生薬液である酸としての塩酸（ＨＣｌ）を供給する第２薬液供給管８が接続している。交換塔本体１１１の側部には、再生時の廃水を排出する再生廃水排出管９が接続している。これら第１排出管３、第２排出管４、供給管６、第１薬液供給管７、第２薬液供給管８及び再生廃水排出管９にはそれぞれ開閉バルブ（図示しない）が設けられている。本実施形態において、第１薬液供給管７には加熱器（プレート式熱交換器）７１が設けられている。
【００２５】
（カチオン交換樹脂）
再生式イオン交換装置１において、イオン交換樹脂層１２を構成するカチオン交換樹脂としては、陽イオン交換基としてスルホン基を付けた強酸性カチオン交換樹脂、カルボン酸基を付けた弱酸性カチオン交換樹脂のいずれも使用可能であり、ＰＳＡの溶出が少ない点でゲル型樹脂が一般的に使用される。また、上記カチオン交換樹脂は、ジビニルベンゼンが架橋剤となって、鎖状構造が架橋されて網目構造の樹脂が形成されているため、ジビニルベンゼンが多いほど鎖の分岐が多く、密な構造になり、ジビニルベンゼンが少ないと分枝の少ない網目の大きい樹脂が得られる。通常の水処理に使用する樹脂は、架橋度が８％程度のもので、標準架橋樹脂と呼ばれる。これに対して、架橋度が９％以上のものは高架橋度樹脂と呼ばれる。本実施形態においては、標準架橋樹脂、高架橋度樹脂のいずれも使用することができるが、標準架橋樹脂が好適に使用できる。
【００２６】
（アニオン交換樹脂）
イオン交換樹脂層１２を構成するアニオン交換樹脂としては、ＰＳＡの溶出が少ない点でゲル型樹脂が使用される。スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などを母体としたスチレン骨格に、トリメチルアンモニウム基やジメチルエタノールアンモニウム基などの四級アンモニウム基を持つ強塩基性アニオン交換樹脂、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などを母体としたスチレン骨格又はポリアクリル酸エステル骨格に、一級〜三級アミノ基を官能基として持つ弱塩基性アニオン交換樹脂のいずれも使用することができるが、強塩基性アニオン交換樹脂が好適に使用できる。アニオン交換樹脂の交換基は、ＯＨ型であるのが好ましい。
【００２７】
イオン交換樹脂層１２を構成する混合樹脂におけるカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混合割合は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との比が３０：７０〜７０：３０であることが好ましく、特に３０：７０〜５０：５０と、アニオン交換樹脂を多く混合するのが好ましい。なお、イオン交換樹脂層１２を構成するイオン交換樹脂の物性については、粒状であれば特に制限はない。
【００２８】
（再生式イオン交換塔）
再生式イオン交換塔１１の材質は、イオン交換樹脂の再生薬品に耐性があるものであれば、特に制限されない。
【００２９】
＜水質測定装置＞
本実施形態において、水質測定装置２は、抵抗率計２１とイオン濃度計２２とをこの順に有する。水質測定装置２は、抵抗率計２１とイオン濃度計２２との間の配管に第２自動弁２４を有している。抵抗率計２１と、第２自動弁２４との間の配管には、抵抗率計２１による抵抗率測定後の廃水を系外に排出するための第１廃水排出管２６が、第１自動弁２３を介して分岐して設けられている。また、イオン濃度計２２の下流側には、水質測定装置２から排出される廃水を系外に排出するための第２廃水排出管２７が、第３自動弁２５を介して設けられている。
【００３０】
（抵抗率計）
水質測定装置２を構成する抵抗率計２１は、イオン交換処理水Ｗ１の抵抗率を測定するものである。抵抗率計２１の種類は特に限定されず、例えば、市販の電気抵抗率計でイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率を測定してもよい。なお、抵抗率計２１の測定セルの材質は、純水を１Ｌ／ｍｉｎで通水した場合に、測定対象のイオン濃度が２０ｎｇ／Ｌ以上溶出しないものであれば特に限定されない。
【００３１】
（イオン濃度計）
水質測定装置２を構成するイオン濃度計２２は、イオン交換処理水Ｗ１のイオン濃度を測定するものである。イオン濃度計２２の種類は特に限定されないが、本実施形態においては、ナトリウムイオン電極により、イオン交換処理水Ｗ１のイオン濃度を測定している。なお、イオン濃度計２２の測定セルの材質は、純水を１Ｌ／ｍｉｎで通水した場合に、測定対象のイオン濃度が２０ｎｇ／Ｌ以上溶出しないものであれば特に限定されない。
【００３２】
＜自動切替制御手段＞
自動切替制御手段は、水質測定装置２の測定値に応じて、運転モードの切り替え制御を行うものである。具体的には、採水モード時には、イオン交換処理水Ｗ１の抵抗率を抵抗率計２１により測定し、この測定値が抵抗率計２１に予め設定した閾値を越えた時点で、イオン交換樹脂層１２のイオン交換能が低下してきたと判断し、再生モードへの切り替えを行う。そして、再生モード時には、イオン交換処理水Ｗ１に含まれるナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度をイオン濃度計２２により測定し、この測定値がイオン濃度計２２に予め設定した閾値以下となった時点で、再生を好適と判断し、再生処理を終了して採水モードへの切り替えを行う。
【００３３】
（再生薬品）
本実施形態においては、再生式イオン交換塔１１の交換塔本体１１１内に充填されるイオン交換樹脂の再生に使用する薬品として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）及び塩酸（ＨＣｌ）を使用しているが、イオン交換樹脂の性能を著しく低下させずに回生できるものであれば、これらに限定されるものではない。
【００３４】
（前処理水）
前処理水Ｗの水質については、電子製品等を製造する過程で使用される超純水の要求水質で原水の処理方法が異なるため、特に制限はない。また、前処理水Ｗの原水についても特に制限はない。
【００３５】
（配管）
水質管理システム１０に用いられる第１排出管３等の配管の材質は、純水を１Ｌ／ｍｉｎで通水した場合に、測定対象のイオン濃度が２０ｎｇ／Ｌ以上溶出しないものであれば特に限定されない。
【００３６】
（自動弁）
水質管理システム１０に用いられる自動弁の仕様は、純水を１Ｌ／ｍｉｎで通水した場合に、測定対象のイオン濃度が２０ｎｇ／Ｌ以上溶出しないものであれば特に限定されない。
【００３７】
［水質管理システムの運転方法］
次に、上述の第一実施形態の水質管理システム１０の運転方法について説明する。なお、以下において、「採水モード」とは再生式イオン交換装置１から排出されるイオン交換処理水Ｗ１の採水時の運転方式を意味し、「再生モード」とは再生式イオン交換装置１のイオン交換樹脂層１２の再生時の運転方式を意味する。
【００３８】
＜採水モード＞
採水モードでは、供給管６及び第１排出管３を開成、第１薬液供給管７、第２薬液供給管８及び再生廃水排出管９を閉鎖した上で、第１排出管３においては、自動弁５によって第２排出管４への通水も可能とした状態で、前処理水Ｗを供給管６から下向流で再生式イオン交換塔１１に供給する。供給された前処理水Ｗは、再生式イオン交換塔１１に充填された混合樹脂であるイオン交換樹脂層１２において、カチオン性成分及びアニオン性成分を除去される（イオン交換工程）。イオン成分を除去された前処理水Ｗは、イオン交換処理水Ｗ１として第１排出管３を経て後段のサブシステムに供給されると同時に、第２排出管４を経て水質測定装置２に供給される。なお、このときの通水条件は、通常のイオン交換による処理と同程度とすることができ、イオン交換樹脂層１２のイオン交換樹脂の容積に対して空間速度５〜１００ｈ−１、特に５〜５０ｈ−１とすればよい。
【００３９】
水質測定装置２においては、第１自動弁２３を開成、第２自動弁２４を閉鎖した状態で、イオン交換処理水Ｗ１が第２排出管４から抵抗率計２１に通水される。通水されたイオン交換処理水Ｗ１に対して、抵抗率計２１により抵抗率の測定を行う（抵抗率測定工程）。抵抗率測定後のイオン交換処理水Ｗ１は、第１廃水排出管２６を経て、系外に排出される。自動切替制御手段は、イオン交換処理水Ｗ１の抵抗率が、予め設定した閾値を超えた時点で、イオン交換樹脂層１２のイオン交換能が低下してきたと判断し、再生モードへの切り替えを行う。なお、再生式イオン交換装置１から排出されるイオン交換処理水Ｗ１の水質測定装置２への流量は、１Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、１．５Ｌ／ｍｉｎであることがより好ましい。
【００４０】
＜再生モード＞
再生モードでは、まず、イオン交換処理水Ｗ１を第１排出管３から上向流で再生式イオン交換塔１１に供給して、供給管６から排出することで、イオン交換樹脂層１２を構成する混合樹脂を逆洗する（逆洗工程）。この逆洗工程により、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂のわずかな比重差に起因して、アニオン交換樹脂が交換塔本体１１１の上側にカチオン交換樹脂が交換塔本体１１１の下側に分離する。
【００４１】
次に、第１薬液供給管７、第２薬液供給管８及び再生廃水排出管９を開成した状態で、第１薬液供給管７から水酸化ナトリウム水溶液を下向流で再生式イオン交換塔１１に供給するとともに、第２薬液供給管８から塩酸を上向流で再生式イオン交換塔１１に供給する（再生処理工程）。これにより、交換塔本体１１１の上側に偏在したアニオン交換樹脂を再生するとともに、交換塔本体１１１の下側に偏在したカチオン交換樹脂を再生する。このとき、アニオン交換樹脂を効率よく再生するために、水酸化ナトリウム水溶液は、第１薬液供給管７に設けられる加熱器７１によって、３０〜５０℃程度に加熱することが好ましい。再生後の水酸化ナトリウム水溶液及び塩酸の廃水は、再生廃水排出管９から排出する。
【００４２】
続いて、供給管６及び第１排出管３を開成し、第１薬液供給管７、第２薬液供給管８及び再生廃水排出管９を閉鎖した上で、第１排出管３においては、自動弁５によって第２排出管４への通水を停止した状態で、供給管６から下向流で再生式イオン交換塔１１にイオン交換処理水Ｗ１を供給して、第１排出管３から排出することで、再生に使用した薬液（水酸化ナトリウム水溶液及び塩酸）を一過式で再生式イオン交換塔１１から押し出す（押し出し工程）。この際、第１排出管３から排出するイオン交換水Ｗ１は、後段のサブシステムには供給しない。なお、ここまでの再生操作（逆洗工程、再生処理工程及び押し出し工程）は、イオン交換処理水Ｗ１の抵抗率の低下や、後述するナトリウム濃度の上昇が大きい場合には、２回以上連続して行うのが好ましい。
【００４３】
イオン交換樹脂層１２を構成する分離したイオン交換樹脂を混合した後、第１排出管３において、自動弁５によって第２排出管４への通水も可能とした以外は、押し出し工程と同様の配管の開成／閉鎖状態で、供給管６から下向流で再生式イオン交換塔１１に前処理水Ｗを供給し、イオン交換処理水Ｗ１を第１排出管３から排出することにより、イオン交換樹脂の循環洗浄を行う（循環洗浄工程）。この際、第１排出管３から排出するイオン交換処理水Ｗ１は、後段のサブシステムには供給しない。同時に、循環洗浄工程で製造されたイオン交換処理水Ｗ１は、第２排出管４を経て水質測定装置２に供給される。なお、再生式イオン交換装置１から排出されるイオン交換処理水Ｗ１の水質測定装置２への流量は、１Ｌ／ｍｉｎ以上とし、１．５Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。
【００４４】
水質測定装置２においては、第２自動弁２４及び第３自動弁２５を開成、第１自動弁２３を閉鎖した状態で、イオン交換処理水Ｗ１が第２排出管４からイオン濃度計２２に通水される。通水されたイオン交換処理水Ｗ１に対して、イオン濃度計２２のナトリウムイオン電極によりナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度の測定を行う（イオン濃度測定工程）。循環洗浄工程が不十分である場合には、再生処理に用いた水酸化ナトリウム水溶液に起因するナトリウムイオン（Ｎａ＋）が、イオン交換処理水Ｗ１に多く含まれる。したがって、自動切替制御手段は、イオン交換処理水Ｗ１のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度が、予め設定した閾値以下となった時点で、再生を好適と判断し、再生処理を終了して採水モードへの切り替えを行う。なお、イオン濃度測定後のイオン交換処理水Ｗ１は、第２廃水排出管２７を経て、系外に排出される。
【００４５】
イオン濃度測定工程において、イオン交換処理水Ｗ１のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度が、予め設定した閾値を超えた場合には、循環洗浄工程を継続すればよい。
【００４６】
なお、自動切替制御手段は、抵抗率計２１によるイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率の測定値と、イオン濃度計２２のナトリウムイオン電極によるイオン交換処理水Ｗ１のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度の測定値との両方の測定値に基づき、再生の適否を判断するよう構成されてもよい。
【００４７】
このように、自動切替制御手段により、採水モードと再生モードとを交互に繰り返して運転することにより、水質測定装置２による測定値、特に、イオン交換処理水Ｗ１のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度に基づいて、イオン交換樹脂層１２の再生の適否を判断し、再生が好適であると判断された後のイオン交換処理水Ｗ１を後段のサブシステムに供給することができるので、超純水（サブシステム処理水）のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を所望の値にまで低く維持して安定化させることが可能となる。
【００４８】
〔第二実施形態〕
図２は本発明の第二の実施形態に係る水質管理システム１０’を示す概略系統図である。図２の水質管理システム１０’は、３個の並列に設けられる再生式イオン交換装置１（第一の例）と、２個の並列に設けられる水質測定装置２とを備え、３個の再生式イオン交換装置１のそれぞれから排出される各処理水が、２個の水質測定装置２のそれぞれに供給可能に構成されている。なお、図２において、各系列の再生式イオン交換装置１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）についてはその表示を省略している。また、図２及び以下の説明において、第一実施形態と同一構成又は同一機能を有する装置等については同一符号を用いて、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
本実施形態においては、水質測定装置２として、第１水質測定装置２Ａと第２水質測定装置２Ｂとが２段並列に設けられており、再生式イオン交換装置１として、第１再生式イオン交換装置１Ａと第２再生式イオン交換装置１Ｂと第３再生式イオン交換装置１Ｃとが３段並列に設けられている。第１再生式イオン交換装置１Ａの第２排出管４は、第１枝管４ａと第２枝管４ｂとに分岐している。第１枝管４ａには自動弁を介して第１水質測定装置２Ａが接続しており、第２枝管４ｂには自動弁を介して第２水質測定装置２Ｂが接続している。
【００５０】
第２再生式イオン交換装置１Ｂの第２排出管４は、第１枝管４ｃと第２枝管４ｄとに分岐している。第１枝管４ｃは自動弁を介して第１枝管４ａに合流しており、第２枝管４ｄは自動弁を介して第２枝管４ｂに合流している。第３再生式イオン交換装置１Ｃの第２排出管４は、第１枝管４ｅと第２枝管４ｆとに分岐している。第１枝管４ｅは自動弁を介して第１枝管４ａと第１枝管４ｃとの合流点より下流側において第１枝管４ａに合流しており、第２枝管４ｆは自動弁を介して第２枝管４ｂと第２枝管４ｄとの合流点より下流側において第２枝管４ｂに合流している。
【００５１】
［水質管理システムの運転方法］
次に、第二実施形態の水質管理システム１０’の運転方法について説明する。なお、以下の説明においては、第１再生式イオン交換装置１Ａによる第１系列及び第２再生式イオン交換装置１Ｂによる第２系列が採水モード、第３再生式イオン交換装置１Ｃによる第３系列が再生モードの場合を例に説明する。
【００５２】
（第１系列−採水モード）
第１系列においては、イオン交換工程後に第１再生式イオン交換装置１Ａから排出されたイオン交換処理水Ｗ１が、第１排出管３を経て後段のサブシステムに供給されると同時に、第２排出管４及び第１枝管４ａを経て第１水質測定装置２Ａに通水されている状態である。そして、第１水質測定装置２Ａにおいては、抵抗率計２１によりイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率が測定される（抵抗率測定工程）。抵抗率測定後のイオン交換処理水Ｗ１は、第１廃水排出管２６を経て、系外に排出される。測定された抵抗率が予め設定した閾値を超えた時点で、自動切替制御手段により、再生モードへの切り替えが行われる。
【００５３】
（第２系列−再生モード）
第２系列においては、逆洗工程後の第２再生式イオン交換装置１Ｂの再生式イオン交換塔１１に対して、第１薬液供給管７から水酸化ナトリウム水溶液が供給されるとともに、第２薬液供給管８から塩酸が供給されている状態である（再生処理工程）。なお、第２再生式イオン交換装置１Ｂにおける再生後の水酸化ナトリウム水溶液及び塩酸の廃水は、再生廃水排出管９から排出される。
【００５４】
（第３系列−再生モード）
第３系列においては、循環工程後に第３再生式イオン交換装置１Ｃから排出されたイオン交換処理水Ｗ１が、第１排出管３を経て排出されると同時に、第２排出管４及び第２枝管４ｆを経て第２水質測定装置２Ｂに通水されている状態である。そして、第２水質測定装置２Ｂにおいては、イオン濃度計２２によりイオン交換処理水Ｗ１のイオン濃度が測定される（イオン濃度測定工程）。このとき、第１水質測定装置２Ａは、第１再生式イオン交換装置１Ａのイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率の測定に使用されているため、第３再生式イオン交換装置１Ｃから排出されるイオン交換処理水Ｗ１は、自動弁により第１枝管４ｅへは通水せず、第２枝管４ｆへ通水するよう自動制御されるので、使用されていない第２水質測定装置２Ｂを選択して、イオン交換処理水Ｗ１のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度の測定を行うことができる。
【００５５】
このように、再生式イオン交換装置１が３個並列に設けられる場合であっても、一つの水質管理システム１０’によって、必要に応じたタイミングで、特定の再生式イオン交換装置１を選択して水質の測定を行うことができるので、再生式イオン交換装置１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）ごとに水質測定装置２を設けた場合に比べて、処理水の水質の管理が簡易であり、かつ、イオン濃度を抑制した処理水を安定的に後段のサブシステムに流入することが可能となる。
【００５６】
［再生式イオン交換装置のその他の例］
次に、図３−図７に示す第二の例−第六の例の再生式イオン交換装置１について、それぞれ説明する。以下の例において、再生式イオン交換装置１が複数の再生式イオン交換塔１１を備える場合には、再生式イオン交換装置１の最後段の再生式イオン交換塔１１から排出されるイオン交換処理水Ｗ１について、第一実施形態又は第二実施形態に基づき、水質（抵抗率、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度）の測定を行えばよい。つまり、再生式イオン交換装置１の最後段の再生式イオン交換塔１１の第２排出管４が、水質測定装置２に接続する構成であればよい。このとき、水質測定装置２は自動弁５の直近に設けられることが好ましい。なお、図３−図７及び以下の説明において、同一構成又は同一機能を有する装置等については同一符号を用いて、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
（第二の例による再生式イオン交換装置）
図３に示す再生式イオン交換装置１は、単独の再生式イオン交換塔１１で構成される態様である。本実施形態において、再生式イオン交換塔１１は、上向流で通水する方式であり、円筒状の交換塔本体１１１内に上側からアニオン交換樹脂層１２Ａとカチオン交換樹脂層１２Ｂとがそれぞれ離間して形成された２層式のイオン交換塔である。交換塔本体１１１の下部にはイオン交換処理を行う前処理水Ｗの供給管６が接続されている一方、上部にはイオン交換処理水Ｗ１の第１排出管３が接続されており、第１排出管３には自動弁５を介して第２排出管４が分岐して接続されている。そして、第１排出管３には、自動弁５の上流側に、再生薬液であるアルカリとしてのＮａＯＨ溶液を供給するための第１薬液供給管７が接続しており、交換塔本体１１１の側部にはＮａＯＨ再生廃水を排出するための第１再生廃水排出管９１が接続している。一方、交換塔本体１１１の側部には、再生薬液である酸としての塩酸（ＨＣｌ）を供給するための第２薬液供給管８が連通しており、供給管６には塩酸再生廃水を排出するための第２再生廃水排出管９２が接続している。これら第１排出管３、第２排出管４、供給管６、第１薬液供給管７、第２薬液供給管８、第１再生廃水排出管９１及び第２再生廃水排出管９２には、それぞれ開閉バルブ（図示しない）が設けられている。なお、図３において、７１は第１薬液供給管７に設けられた加熱器（プレート式熱交換器）であり、１３Ａはアニオン交換樹脂層１２Ａを構成するアニオン交換樹脂よりも小さい孔を多数有する遮蔽板である。
【００５８】
（第三の例による再生式イオン交換装置）
図４に示す再生式イオン交換装置１は、単独の再生式イオン交換塔１１で構成される態様である。本実施形態において、再生式イオン交換塔１１は、上向流で通水する方式であり、円筒状の交換塔本体１１１内に上側からカチオン交換樹脂層１２Ｂとアニオン交換樹脂層１２Ａとがそれぞれ離間して形成された２層式のイオン交換塔である。交換塔本体１１１の下部にはイオン交換処理を行う前処理水Ｗの供給管６が接続されている一方、上部にはイオン交換処理水Ｗ１の第１排出管３が接続されており、第１排出管３には自動弁５を介して第２排出管４が接続されている。そして、第１排出管３には、自動弁５の上流側に、再生薬液である酸としての塩酸（ＨＣｌ）を供給するための第２薬液供給管８が連通しており、交換塔本体１１１の側部には塩酸再生廃水を排出するための第２再生廃水排出管９２が接続している。また、交換塔本体１１１の側部には、再生薬液であるアルカリとしてのＮａＯＨ溶液を供給するための第１薬液供給管７が接続しており、供給管６にはＮａＯＨ再生廃水を排出するための第１再生廃水排出管９１が接続している。これら第１排出管３、第２排出管４、供給管６、第１薬液供給管７、第２薬液供給管８、第１再生廃水排出管９１及び第２再生廃水排出管９２には、それぞれ開閉バルブ（図示しない）が設けられている。なお、図４において、７１は第１薬液供給管７に設けられた加熱器（プレート式熱交換器）であり、１３Ｂはカチオン交換樹脂層１２Ｂを構成するカチオン交換樹脂よりも小さい孔を多数有する遮蔽板である。
【００５９】
（第四の例による再生式イオン交換装置）
図５に示す再生式イオン交換装置１は、いわゆる２床３塔式のイオン交換装置であり、２層型の再生式カチオン交換樹脂塔（Ｈ塔）１１Ｂと、脱気装置２０と、２層型の再生式アニオン交換樹脂塔（ＯＨ塔）１１Ａとで構成される態様である。Ｈ塔１１Ｂの下側にはイオン交換処理を行う前処理水Ｗの供給管６が接続されている一方、ＯＨ塔１１Ａの上側にはイオン交換処理水Ｗ１の第１排出管３が接続されており、第１排出管３には自動弁５を介して第２排出管４が接続されている。そして、Ｈ塔１１Ｂの上側には、再生薬液である酸としての塩酸（ＨＣｌ）を供給するための第２薬液供給管８が接続しているとともに、Ｈ塔１１Ｂの下側の前処理水Ｗの供給管６には、塩酸再生廃水を排出するための第２再生廃水排出管９２が接続している。さらに、ＯＨ塔１１Ａの上側（排出側）の第１排出管３には、自動弁５の上流側に、再生薬液であるアルカリとしてのＮａＯＨ溶液を供給するための第１薬液供給管７が接続しており、ＯＨ塔１１Ａの下側（供給側）には、ＮａＯＨ再生廃水を排出するための第１再生廃水排出管９１が接続している。なお、図５において、７１は第１薬液供給管７に設けられた加熱器（プレート式熱交換器）であり、３０は脱気装置２０で処理した処理水をＯＨ塔１１Ａに供給するためのポンプである。脱気装置２０の仕様及び脱気装置２０の後段に設けられるポンプ３０については特に制限はない。以下の第五の例及び第六の例においても同様である。
【００６０】
この２床３塔式のイオン交換装置において、Ｈ塔１１Ｂに充填されるイオン交換樹脂層１２は、弱カチオン交換樹脂層１２ｂと強カチオン交換樹脂層１２ｂ’との２層構造であり、ＯＨ塔１１Ａに充填されるイオン交換樹脂層１２は、弱アニオン交換樹脂層１２ａと強アニオン交換樹脂層１２ａ’との２層構造である。なお、弱カチオン交換樹脂層１２ｂ及び強カチオン交換樹脂層１２ｂ’、弱アニオン交換樹脂層１２ａ及び強アニオン交換樹脂層１２ａ’の間には、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂よりも小さい孔を多数有する遮蔽板（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００６１】
（第五の例による再生式イオン交換装置）
図６に示す再生式イオン交換装置１は、いわゆる３床４塔式のイオン交換装置であり、２層型の第一の再生式カチオン交換樹脂塔（Ｈ１塔）１１Ｂと、脱気装置２０と、２層型の再生式アニオン交換樹脂塔（ＯＨ塔）１１Ａと、単層型の第二の再生式カチオン交換樹脂塔（Ｈ２塔）１１Ｂ’とで構成される態様である。Ｈ１塔１１Ｂの下側にはイオン交換処理を行う前処理水Ｗの供給管６が接続されている一方、Ｈ２塔１１Ｂ’の下側にはイオン交換処理水Ｗ１の第１排出管３が接続されており、第１排出管３には自動弁５を介して第２排出管４が接続されている。そして、Ｈ２塔１１Ｂ’の上側には、再生薬液である酸としての塩酸（ＨＣｌ）を供給するための第２薬液供給管８が接続していて、第１排出管３には、自動弁５の上流側に、塩酸再生廃水を排出するための第２再生廃水排出管９２が接続している。第２再生廃水排出管９２はＨ１塔１１Ｂの上側（排出側）に接続していて、Ｈ１塔１１Ｂの下側（供給側）の供給管６には、塩酸再生廃水の廃棄管９４が接続している。さらに、ＯＨ塔１１Ａの上側（排出側）には、アルカリとしてのＮａＯＨ溶液を供給するための第１薬液供給管７が接続しており、ＯＨ塔１１Ａの下側（供給側）には、ＮａＯＨ再生廃水を排出するための第１再生廃水排出管９１が接続している。なお、７１は第１薬液供給管７に設けられた加熱器（プレート式熱交換器）であり、３０は脱気装置２０で処理した処理水をＯＨ塔１１Ａに供給するためのポンプである。
【００６２】
この３床４塔式のイオン交換装置において、Ｈ１塔１１Ｂに充填されるイオン交換樹脂層１２は、弱カチオン交換樹脂層１２ｂと強カチオン交換樹脂層１２ｂ’との２層構造であり、ＯＨ塔１１Ａに充填されるイオン交換樹脂層１２は、弱アニオン交換樹脂層１２ａと強アニオン交換樹脂層１２ａ’との２層構造である。なお、弱カチオン交換樹脂層１２ｂ及び強カチオン交換樹脂層１２ｂ’、弱アニオン交換樹脂層１２ａ及び強アニオン交換樹脂層１２ａ’の間には、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂よりも小さい孔を多数有する遮蔽板（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００６３】
（第六の例による再生式イオン交換装置）
図７に示す再生式イオン交換装置１は、いわゆる４床５塔式のイオン交換装置であり、基本的には前述した第五の例の３床４塔式のイオン交換装置１の再生式カチオン交換樹脂塔（Ｈ２塔）１１Ｂ’の後段に、さらに単層型の第二の再生式アニオン交換樹脂塔（ＯＨ２塔）１１Ａ’を設けた構成を有する。このＯＨ２塔１１Ａ’の下側にはイオン交換処理水Ｗ１の第１排出管３が接続されており、第１排出管３には自動弁５を介して第２排出管４が接続されている。そして、ＯＨ２塔１１Ａ’の上側には、アルカリとしてのＮａＯＨ溶液を供給するための第１薬液供給管７が接続し、下側の第１排出管３には、自動弁５の下流側に、ＮａＯＨ再生廃水を排出するための第１再生廃水排出管９１が接続している。第１再生廃水排出管９１は第一の再生式アニオン交換樹脂塔（ＯＨ１塔）１１Ａの上側（排出側）にＮａＯＨ溶液供給管として接続していて、ＯＨ１塔１１Ａの下側（供給側）にはＮａＯＨ再生廃水の廃棄管９３が接続している。
【００６４】
以上、本発明について添付図面を参照して説明してきたが、本発明は上記実施形態に限らず種々の変更実施が可能である。例えば、複数並列に設けられる再生式イオン交換装置１の個数と、並列に設けられる水質測定装置２の数との比は、水質測定装置２の個数が再生式イオン交換装置１の個数と等しいか又はそれより小さい数であればよく、３対２に限らない。また、再生式イオン交換装置１の前段には逆浸透膜分離装置など公知の水処理用のエレメントを設けることができる。さらに、上記実施形態では、抵抗率計２１によるイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率が予め設定した閾値を越えた時点で再生モードへの切り替えを行っているが、所定の体積のイオン交換処理水Ｗ１を製造した時点で再生モードへの切り替えを行うように運転してもよいし、抵抗率計以外で再生モードへの切り替えのタイミングを測ってもよい。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳説するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６６】
［実施例］
図１に示される第一の例の再生式イオン交換装置１を２段並列に設け、図２に示される水質管理システム１０’により、再生モードと採水モードとの切り替え運転をこの順で４回行った。通常、第１系列（第１再生式イオン交換装置１Ａ）が採水モード、第２系列（第２再生式イオン交換装置１Ｂ）が再生モード及び待機となっている。
【００６７】
第１水質測定装置１Ａ、第２水質測定装置１Ｂともに、抵抗率計２１として、ＭＸ−３（栗田工業社製）を使用し、ナトリウムイオン電極を用いたイオン濃度計２２として、ｓｗａｎ  ＡＭＩ  Ｓｏｄｉｔｒａｃｅ（ティー・アンド・テクニカル社製）を使用した。
【００６８】
イオン交換塔１１に充填するイオン交換樹脂としては、カチオン交換樹脂としてポーラス型のＰＫ２２８Ｌ（三菱化学社製）を、アニオン交換樹脂としてポーラス型のＰＡ３１２Ｌ（三菱化学社製）を使用した。
【００６９】
（第１系列）
まず、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが容量比１：２で混合充填されているイオン交換樹脂に対して、空間速度（ＳＶ）を４０ｈ−１で採水している第１再生式イオン交換装置１Ａの再生前のイオン交換処理水Ｗ１を、第１水質測定装置２Ａに通水して、イオン交換処理水Ｗ１中の抵抗率及びナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を測定した。
【００７０】
次に、第１再生式イオン交換装置１Ａの運転モードを採水モードから再生モードに切り替えて、再生式イオン交換塔１１に充填されているイオン交換樹脂層１２の再生作業を行った。再生作業の詳細な工程は以下の通りである。
【００７１】
最初に、第１水質測定装置２Ａへの通水を停止している状態で、イオン交換処理水Ｗ１を使って再生式イオン交換塔１１に充填されているイオン交換樹脂層１２を逆洗し、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを分離した（逆洗工程）。
【００７２】
次に、第１水質測定装置２Ａへの通水を停止している状態で、分離したカチオン交換樹脂を、５％に調整した工業用塩酸（ＨＣｌ）水溶液を再生薬液として再生し、同時に、分離したアニオン交換樹脂を、加熱器７１により４０℃に加熱した水で４％に調整した工業用水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液を再生薬液として再生した（再生処理工程）。
【００７３】
続けて、第１水質測定装置２Ａへの通水を停止している状態で、再生薬液で再生したカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂のそれぞれに、下向流でイオン交換処理水Ｗ１を供給し、再生式イオン交換塔１１内とイオン交換樹脂層１２中の再生薬液を一過式で押し出した（押し出し工程）。
【００７４】
そして、第１水質測定装置２Ａへの通水を停止している状態で、下向流で前処理水Ｗを再生式イオン交換塔１Ａに供給することにより、再生薬液が押し出された後のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを混合し、混合されたイオン交換樹脂を前処理水Ｗで循環洗浄した（循環洗浄工程）。
【００７５】
同時に、第１再生式イオン交換装置１Ａの循環処理水を第１水質測定装置２Ａへ通水し、循環処理水の抵抗率及びナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を測定した。抵抗率が１８．０ＭΩ・ｃｍ以上、かつナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度が３００ｎｇ／Ｌ以下になった時点で、第１水質測定装置２Ａへの通水を停止し、再生処理を終了した。
【００７６】
第１再生式イオン交換装置１Ａの運転モードを再生モードから採水モードに切り替えて、再生式イオン交換塔１１に充填されているイオン交換樹脂層１２によるイオン交換処理水Ｗ１の採水を開始すると同時に、イオン交換処理水Ｗ１を第１水質測定装置２Ａに通水して、抵抗率及びナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を測定した。
【００７７】
（第２系列）
採水中の第２再生式イオン交換装置１Ｂについて、再生処理前のイオン交換処理水Ｗ１の、抵抗率及びナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を、第２水質測定装置２Ｂによって測定した。第２再生式イオン交換装置１Ｂの運転モードを採水モードから再生モードに切り替えて、再生式イオン交換塔１１に充填されているイオン交換樹脂層１２の再生処理を、第１再生式イオン交換装置１Ａの場合と同様に行った。
【００７８】
また、各再生式イオン交換装置（１Ａ、１Ｂ）の採水モード時に、後段のサブシステムに設けられる非再生式イオン交換装置（容量；カチオン交換樹脂／アニオン交換樹脂＝１／１．６，ＳＶ；８０-ｈ）から排出される処理水のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を、ＩＣＰ−ＭＳ（アジレント・テクノロジー社製，７５００ｃｓ）を使用して分析した。
【００７９】
［比較例］
上記実施例と同様に、図１に示される第一の例の再生式イオン交換装置１を２段並列に設け、図２に示される水質管理システム１０’により、再生モードと採水モードとの切り替え運転をこの順で４回行った。通常、第１系列（第１再生式イオン交換装置１Ａ）が採水モード、第２系列（第２再生式イオン交換装置１Ｂ）が再生モード及び待機となっている。
【００８０】
逆洗工程により分離したカチオン交換樹脂については、５％に調整した副生塩酸（ＨＣｌ）水溶液を再生薬品として再生した。
【００８１】
また、各再生式イオン交換装置（１Ａ、１Ｂ）の採水モード時に、後段のサブシステムに設けられる非再生式イオン交換装置（容量；カチオン交換樹脂／アニオン交換樹脂＝１／１．６，ＳＶ；８０-ｈ）から排出される処理水のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を、ＩＣＰ−ＭＳ（アジレント・テクノロジー社製，７５００ｃｓ）を使用して分析した。
【００８２】
なお、採水中の各再生式イオン交換装置（１Ａ、１Ｂ）のイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率が１８．０ＭΩ・ｃｍ以下、かつナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度が５００ｎｇ／Ｌ以上を超えた後の再生については、再生処理を２回繰り返した。
【００８３】
第１再生式イオン交換装置１Ａにおける採水開始１２時間後のイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率とナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度（表中、Ａで示す。以下同様。）と、第２再生式イオン交換装置１Ｂにおける採水開始１２時間後のイオン交換処理水Ｗ１の抵抗率とナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度（表中、Ｂで示す。以下同様。）との比較を表１に示す。再生時及び採水時のイオン交換処理水Ｗ１中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を、水質管理システム１０’により管理することで、採水時のイオン交換処理水Ｗ１におけるナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を３００ｎｇ／Ｌ以下に制御することができたことがわかる。
【００８４】
【表１】
2018043222.tif 000003
【００８５】
第１再生式イオン交換装置１Ａ及び第２再生式イオン交換装置１Ｂの採水時における、後段のサブシステムに設けられる非再生式イオン交換装置から排出される処理水のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度の比較を表２に示す。各再生式イオン交換装置（１Ａ、１Ｂ）の再生時及び採水時のイオン交換処理水Ｗ１中のナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度を、水質管理システム１０’により管理することで、後段の非再生式イオン交換装置から排出される処理水におけるナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度の短期変動を制御することができたことがわかる。
【００８６】
【表２】
2018043222.tif 000004
【００８７】
以上のように、再生式イオン交換装置１の再生時及び採水時のイオン交換処理水Ｗ１の水質について、抵抗率だけでなくナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度をも測定し、これら測定値に基づき、イオン交換樹脂層１２の再生の適否を管理することにより、再生モード／採水モードの切り替えを適切に行うことができ、後段のサブシステムの非再生式イオン交換装置から排出される処理水におけるナトリウムイオン（Ｎａ＋）濃度の短期変動を制御することができることがわかる。
【符号の説明】
【００８８】
１０  水質管理システム
１  再生式イオン交換装置
１１  再生式イオン交換塔
１１１  交換塔本体
１２  イオン交換樹脂層
２  水質測定装置
２１  抵抗率計
２２  イオン濃度計
２６  第１廃水排出管
２７  第２廃水排出管
３  第１排出管
４  第２排出管
５  自動弁
６  供給管
７  第１薬液供給管
８  第２薬液供給管
９  再生廃水排出管
Ｗ  前処理水
Ｗ１  イオン交換処理水
【図１】
2018043222.tif 000005
【図２】
2018043222.tif 000006
【図３】
2018043222.tif 000007
【図４】
2018043222.tif 000008
【図５】
2018043222.tif 000009
【図６】
2018043222.tif 000010
【図７】
2018043222.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月22日(2017.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生式イオン交換装置と、
抵抗率計とイオン濃度計とを有する水質測定装置と、
前記再生式イオン交換装置から排出される処理水を流通する第１排出管と、
前記第１排出管から分岐しており、前記処理水を前記水質測定装置に供給する第２排出管と、
前記処理水を採水するための採水モードと、前記再生式イオン交換装置を再生するための再生モードと、を含む運転モードを自動的に切り替える自動切替制御手段とを備え、
前記自動切替制御手段が、前記抵抗率計の測定値及び前記イオン濃度計の測定値に応じて、前記運転モードの自動切り替え制御を行う、
水質管理システム。
【請求項２】
前記再生式イオン交換装置が複数の再生式イオン交換塔を有する場合において、
前記再生式イオン交換装置の最後段の再生式イオン交換塔から流出する流出水を前記処理水とする
請求項１に記載の水質管理システム。
【請求項３】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の並列に設けられる前記再生式イオン交換装置と、
Ｎ個以下の並列に設けられる前記水質測定装置とを備え、
前記Ｎ個の再生式イオン交換装置のそれぞれから排出される各処理水が、前記Ｎ個以下の水質測定装置のそれぞれに供給可能に構成される
請求項１又は請求項２に記載の水質管理システム。
【請求項４】
再生式イオン交換装置と、
抵抗率計とイオン濃度計とを有する水質測定装置と、
前記再生式イオン交換装置から排出される処理水を流通する第１排出管と、
前記第１排出管から分岐しており、前記処理水を前記水質測定装置に供給する第２排出管と、
前記処理水を採水するための採水モードと、前記再生式イオン交換装置を再生するための再生モードと、を含む運転モードを自動的に切り替える自動切替制御手段とを備える水質管理システムの運転方法であって、
前記処理水の抵抗率を前記抵抗率計により測定する工程と、
前記処理水のイオン濃度を前記イオン濃度計により測定する工程と、
前記測定した抵抗率の測定値及び前記測定したイオン濃度の測定値に基づき、前記自動切替制御手段の運転モードを自動切替制御する工程と、を備える水質管理システムの運転方法。