(57)【要約】【課題】低コストで、大量の原水と大量のイオン交換樹脂とを十分に接触させることができる構造を備えたイオン交換樹脂接触槽を提供する。【解決手段】平面視が円形状の接触槽１１と、接触槽１１の中央部に立設した原水供給塔１２と、原水供給塔の外周に設けられた回転筒体１３と、回転筒体を中心として放射状に突設され、回転筒体の回転に伴って回転する複数の原水噴出管１４と、原水噴出管の管壁に設けられた複数の原水噴出孔と、原水供給塔内に原水を導入する原水導入経路２４と、原水供給塔内に導入された原水を回転筒体内に供給する原水供給路１２と、接触槽の上下方向中間部に設けられたイオン交換樹脂分離部１５と、イオン交換樹脂分離部より上方に設けられた処理水導出部１６とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ設定された流速で上昇する流水中で沈降するイオン交換樹脂と原水とを接触させるイオン交換樹脂接触槽において、平面視が円形状の接触槽と、該接触槽の中央部に立設した原水供給塔と、該原水供給塔の外周に回転可能に設けられた回転筒体と、該回転筒体内の筒壁下部に連通し、回転筒体を中心として接触槽周壁に向かって放射状に突設され、前記回転筒体の回転に伴い、接触槽底部に沿って回転する複数の原水噴出管と、該原水噴出管の管壁にそれぞれ設けられた複数の原水噴出孔と、前記原水供給塔内に原水を導入する原水導入経路と、前記原水供給塔内に導入された原水を前記回転筒体内に供給する原水供給路と、前記接触槽の上下方向中間部に設けられたイオン交換樹脂分離部と、該イオン交換樹脂分離部より上方に設けられた処理水導出部とを備えていることを特徴とするイオン交換樹脂接触槽。
【請求項２】
前記複数の原水噴出孔は、前記原水噴出管の回転方向前方に設けられて原水を原水噴出管前方の接触槽底面に向かって噴出する複数の前方噴出孔と、回転方向後方に設けられて原水を原水噴出管後方の接触槽底面に向かって噴出する複数の後方噴出孔とを有し、該後方噴出孔の原水噴出量が、前記前方噴出孔の原水噴出量より多く設定されていることを特徴とする請求項１記載のイオン交換樹脂接触槽。
【請求項３】
前記原水噴出管は、該原水噴出管の上部に、該原水噴出管の回転方向前方が低く、回転方向後方が高くなった撹拌板を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のイオン交換樹脂接触槽。
【請求項４】
前記原水供給塔の上部及び前記回転筒体の上部がそれぞれ水面より上方に突出するとともに、回転筒体の回転速度を調節する回転速度調節手段が原水供給塔の上部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のイオン交換樹脂接触槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換樹脂接触槽に関し、詳しくは、原水とイオン交換樹脂とを接触させて原水のイオン交換処理を行うためのイオン交換樹脂接触槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
カビ臭などの臭気物質やトリハロメタンの生成原因などとなる溶解性有機成分を含む原水を処理するための水処理装置として、原水に粉末状の活性炭及び粉末状のイオン交換樹脂を同時に混合し、前記臭気物質や溶解性有機成分を活性炭やイオン交換樹脂に吸着させた後、イオン交換樹脂を分離して再利用可能とした水処理装置（イオン交換樹脂接触槽）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されたイオン交換樹脂接触槽は、比較的小規模な水処理設備には好適であるが、大規模な水処理設備では、多数のイオン交換樹脂接触槽を設ける必要があり、また、一つのイオン交換樹脂接触槽で大量の原水と大量のイオン交換樹脂とを十分に接触させるためには、槽内を撹拌するための撹拌翼を数多く設けなければならず、また、原水の導入位置にも工夫が必要となる。このため、建設コストや動力費が大幅に上昇するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、低コストで、大量の原水と大量のイオン交換樹脂とを十分に接触させることができる構造を備えたイオン交換樹脂接触槽を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のイオン交換樹脂接触槽は、あらかじめ設定された流速で上昇する流水中で沈降するイオン交換樹脂と前記原水とを接触させるイオン交換樹脂接触槽において、平面視が円形状の接触槽と、該接触槽の中央部に立設した原水供給塔と、該原水供給塔の外周に回転可能に設けられた回転筒体と、該回転筒体内の筒壁下部に連通し、回転筒体を中心として接触槽周壁に向かって放射状に突設され、前記回転筒体の回転に伴い、接触槽底部に沿って回転する複数の原水噴出管と、該原水噴出管の管壁にそれぞれ設けられた複数の原水噴出孔と、前記原水供給塔内に原水を導入する原水導入経路と、前記原水供給塔内に導入された原水を前記回転筒体内に供給する原水供給路と、前記接触槽の上下方向中間部に設けられたイオン交換樹脂分離部と、該イオン交換樹脂分離部より上方に設けられた処理水導出部とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明のイオン交換樹脂接触槽は、前記複数の原水噴出孔が、前記原水噴出管の回転方向前方に設けられて原水を原水噴出管前方の接触槽底面に向かって噴出する複数の前方噴出孔と、回転方向後方に設けられて原水を原水噴出管後方の接触槽底面に向かって噴出する複数の後方噴出孔とを有し、該後方噴出孔の原水噴出量が、前記前方噴出孔の原水噴出量より多く設定されていることを特徴としている。
【０００８】
また、前記原水噴出管が、該原水噴出管の上部に、該原水噴出管の回転方向前方が低く、回転方向後方が高くなった撹拌板を備えていること、前記原水供給塔の上部及び前記回転筒体の上部がそれぞれ水面より上方に突出するとともに、回転筒体の回転速度を調節する回転速度調節手段が原水供給塔の上部に設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のイオン交換樹脂接触槽によれば、接触槽中央部の回転筒体を中心に槽底部に沿って回転する原水噴出管の原水噴出孔から原水を噴出することにより、接触槽内に投入されているイオン交換樹脂と原水とを効果的に接触させることができ、大量の原水に対するイオン交換処理を効率よく行うことができる。これにより、大規模な水処理設備におけるイオン交換処理を確実に行えるとともに、建設コストや動力費の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のイオン交換樹脂接触槽の一形態例を示す縦断面図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】同じく原水噴出管の配置状態を示す説明図である。
【図４】同じく原水噴出管の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図４は、本発明のイオン交換樹脂接触槽の一形態例を示している。本形態例に示すイオン交換樹脂接触槽は、あらかじめ設定された流速で上昇する流水中で沈降する性状を有する粉末状乃至粒状のイオン交換樹脂、例えば粉末陰イオン交換樹脂と原水とを接触させて原水のイオン交換処理を行うためのものであって、全体的に平面視が円形状に形成された有底円筒状の接触槽１１と、該接触槽１１の中央部に槽底部から槽上部に向かって立設した原水供給塔１２と、該原水供給塔１２の外周に回転可能に設けられた回転筒体１３と、該回転筒体１３内の筒壁下部に連通し、回転筒体１３を中心として接触槽１１の周壁に向かって放射状に突設された複数の原水噴出管１４と、該原水噴出管１４の上方で接触槽１１の上下方向中間部に設けられたイオン交換樹脂分離部１５と、該イオン交換樹脂分離部１５より上方で接触槽１１の上部に設けられた処理水導出部１６とを備えている。
【００１２】
接触槽１１のイオン交換樹脂分離部１５より下方の側壁には、接触槽１１内の水を排水するための排水管１７と、接触槽１１内のイオン交換樹脂の一部を引き抜くための樹脂引抜部１８とが設けられている。原水供給塔１２は、原水供給塔１２内に導入された原水を回転筒体内に供給する原水供給路を構成する複数の原水流出スリット１２ａを外周に有する槽下部の原水供給部１２ｂと、該原水供給部１２ｂの上方に連設された支柱部１２ｃとを備えている。支柱部１２ｃの上端は、水面より上方に突出しており、支柱部１２ｃの上端部には、回転筒体１３の回転速度を調節するための回転速度調節手段であるモータ１９が設けられている。
【００１３】
回転筒体１３は、原水供給部１２ｂの周囲に配置される平面視正八角形状の筒体からなる噴出管支持部１３ａと、噴出管支持部１３ａの上方に連設されて前記支柱部１２ｃに回転可能な状態で装着された筒状の回転支持部１３ｂとを有しており、回転支持部１３ｂの上部外周は、イオン交換樹脂分離部１５より上方に原水が流入することを防止するための筒状の覆い部材１３ｃによって覆われている。
【００１４】
噴出管支持部１３ａに突設された８本の原水噴出管１４は、先端が接触槽１１の側壁内面近傍に至る長さを有しており、原水噴出管１４内を流れる原水の流量及び原水噴出管１４の長さといった条件に応じて、噴出管支持部１３ａ側から順に、口径が順次小さくなる４段階の管体１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを連結して形成されている。各管体１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄには、管内から接触槽１１内に原水を噴出するための複数の原水噴出孔２０がそれぞれ形成されている。
【００１５】
複数の原水噴出孔２０は、原水噴出管１４の回転方向（矢印Ａ）前方に設けられて原水を原水噴出管前方の接触槽１１の底面に向かって噴出する複数の前方噴出孔２０ａと、回転方向後方に設けられて原水を原水噴出管後方の接触槽底面及び後方に向かって噴出する複数の後方噴出孔２０ｂとを有しており、後方噴出孔２０ｂの原水噴出量が、前方噴出孔２０ａの原水噴出量より多くなるように、孔径や設置数が適宜設定されている。さらに、各原水噴出管１４の上部には、原水噴出管１４の回転方向前方が低く、回転方向後方が高くなった撹拌板２１がそれぞれ設けられている。
【００１６】
後方噴出孔２０ｂは、該後方噴出孔２０ｂから噴出する原水の噴出力によって原水噴出管１４を回転方向前方に押動し、回転筒体１３を回転させるための駆動力を発生している。一方、前方噴出孔２０ａは、接触槽１１の底面に堆積したイオン交換樹脂を流動化させるためのものであって、流動化したイオン交換樹脂は、撹拌板２１の傾斜に沿って槽上方にガイドされる。
【００１７】
イオン交換樹脂分離部１５は、多数の管体を、各管体の軸線を鉛直線に対して傾斜させて配置したものであって、各管体の口径や傾斜角度は、各管体内の流速やイオン交換樹脂の比重などの各種条件によってそれぞれ設定されている。イオン交換樹脂分離部１５より下方の槽内でイオン交換樹脂と接触してイオン交換処理された処理水は、イオン交換樹脂分離部１５の各管体内を上昇することでイオン交換樹脂を分離して槽上方に上昇し、分離したイオン交換樹脂は、各管体下部から槽底部に向かって下降する。
【００１８】
槽上部の処理水導出部１６は、複数のトラフ１６ａを互いに平行に設置したもので、各トラフ１６ａは、接触槽１１の一側方に設けられた集合部２２に連通している。さらに、処理水導出部１６の上方には、接触槽１１の周壁に支持された点検用の足場２３が設けられており、接触槽１１の中心を通る足場２３の中央部には、前記支柱部１２ｃの上端が固定されている。
【００１９】
接触槽１１の地下に敷設された原水導入経路２４から原水供給塔１２の原水供給部１２ｂ内に導入された原水は、原水流出スリット１２ａを通って回転筒体１３の噴出管支持部１３ａ内に流入し、さらに原水噴出管１４に分流して原水噴出孔２０から接触槽１１内に流入する。後方噴出孔２０ｂから噴出する大量の原水の噴出力により、原水噴出管１４が接触槽１１の底面に沿って回転し、回転する原水噴出管１４の各原水噴出孔２０から原水が噴出することにより、接触槽１１の全体にわたって原水が均等に供給される。
【００２０】
また、前方噴出孔２０ａから噴出する少量の原水によって接触槽１１の底面に堆積したイオン交換樹脂が流動化し、撹拌板２１の撹拌力によって接触槽１１の上方にイオン交換樹脂が拡散される。これにより、原水槽１１内に流入した原水と、接触槽１１内に投入されているイオン交換樹脂とが接触し、原水のイオン交換処理が行われて溶解性有機成分などが原水中から除去される。
【００２１】
イオン交換樹脂を伴ってイオン交換樹脂分離部１５の各管体内を上昇するイオン交換処理後の処理水は、傾斜配置された管体の作用によってイオン交換樹脂を分離し、イオン交換樹脂分離部１５の上方に上昇する。トラフ１６ａの側壁を越えてトラフ１６ａ内に流入した処理水は、集合部２２に集合してから次の工程、例えば、上水では濾過池に、下水では最終沈殿池に送られる。
【００２２】
回転筒体１３における原水噴出管１４の回転速度は、後方噴出孔２０ｂから噴出する原水の噴出力、すなわち、後方噴出孔２０ｂの口径や設置数、各後方噴出孔２０ｂからの原水の噴出量によって設定することが可能である。また、前記モータ１９を駆動手段又は制動手段として使用することにより、原水噴出管１４の回転速度を一定に保つことができ、原水の流入量が増減した場合でも、接触槽１１内におけるイオン交換樹脂の分散状態を確保することができる。これにより、必要十分なイオン交換処理を行うことが可能となる。
【００２３】
このように、接触槽１１の底部全体を満遍なく回転する複数の原水噴出管１４から原水を噴出させることにより、接触槽１１の全体に原水を行き渡らせることができるとともに、原水の噴出力、特に前方噴出孔２０ａから噴出した原水によってイオン交換樹脂を流動化させ、撹拌板２１によってイオン交換樹脂を槽内に拡散させることにより、原水とイオン交換樹脂とを効率よく接触させることができ、原水のイオン交換処理を効果的に行うことができる。また、イオン交換樹脂の一部を樹脂引抜部１８から引き抜いて再生処理を行い、再び原水中に投入することにより、原水のイオン交換処理を長期間にわたって連続的に行うことが可能となる。これにより、一つの接触槽１１で大量の原水を処理することができ、建設コストや動力費の大幅な削減を図ることができるので、大規模な水処理設備におけるイオン交換処理を低コストで実施することができる。
【００２４】
なお、接触槽の形状は、平面視が円形であることが望ましいが、円形に近い形状、例えば、本形態例に示すように、平面視が正八角形状などの多角形状を、接触槽の建設費などの条件に応じて選択することができる。また、イオン交換樹脂は、イオン交換樹脂分離部をあらかじめ設定された速度で上昇する流水中で沈降分離する性状を有するものであれば適宜なイオン交換樹脂を使用することができる。さらに、原水中に粉末状乃至粒状の活性炭を投入することにより、原水の活性炭処理も同時に行うことができる。
【００２５】
さらに、後方噴出孔の配置状態や口径などを適宜設定して回転筒体の回転力とイオン交換樹脂の分散力、撹拌力とを得ることができれば、前方噴出孔や撹拌板を省略することが可能であり、原水の噴出力によって適当な回転速度が得られれば、回転速度調節手段を省略することもできる。また、イオン交換樹脂分離部は、傾斜配置した管体に代えて傾斜板を使用したり、これらを併用したりすることができる。加えて、原水噴出管を槽底面と平行に保つためのワイヤーなどの適宜な吊持手段を回転支持部と原水噴出管との間に設けることもできる。
【符号の説明】
【００２６】
１１…接触槽、１２…原水供給塔、１２ａ…原水流出スリット、１２ｂ…原水供給部、１２ｃ…支柱部、１３…回転筒体、１３ａ…噴出管支持部、１３ｂ…回転支持部、１３ｃ…覆い部材、１４…原水噴出管、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…管体、１５…イオン交換樹脂分離部、１６…処理水導出部、１６ａ…トラフ、１７…排水管、１８…樹脂引抜部、１９…モータ、２０…原水噴出孔、２０ａ…前方噴出孔、２０ｂ…後方噴出孔、２１…撹拌板、２２…集合部、２３…足場、２４…原水導入経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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