(57)【要約】【課題】イオン交換樹脂を的確に再生することができるイオン交換装置の再生方法を提供する。【解決手段】イオン交換樹脂層を有するイオン交換装置に再生薬液を通液する工程を有するイオン交換装置の再生方法において、イオン交換装置からの再生排液の水質例えば有機物濃度を検出し、この水質に基づいてイオン交換装置の再生の終点を判断することを特徴とするイオン交換装置の再生方法。イオン交換樹脂は弱塩基性アニオン交換樹脂が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂層を有するイオン交換装置に再生薬液を通液する工程を有するイオン交換装置の再生方法において、イオン交換装置からの再生排液の水質を検出し、この水質に基づいてイオン交換装置の再生の終点を判断することを特徴とするイオン交換装置の再生方法。
【請求項２】
請求項１において、再生排液の水質として、有機物濃度、吸光度、色度、色合いのいずれかを検出することを特徴とするイオン交換装置の再生方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、イオン交換樹脂はアニオン交換樹脂であることを特徴とするイオン交換装置の再生方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、再生排液の水質指標値が初期値に対して所定比率以下となった時点を終点とすることを特徴とするイオン交換装置の再生方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、再生排液の水質指標値は、波長２２０〜２８０ｎｍの領域のＵＶ吸光度によって測定される有機物濃度であることを特徴とするイオン交換装置の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換装置の再生方法に係り、特に被処理水が工業用水、河川水、井水など有機物を含んでいる場合に好適なイオン交換装置の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン交換樹脂を用いて脱イオン処理する場合、被処理水中のＴＯＣ成分もイオン交換樹脂により除去される。ＴＯＣ成分は弱酸性であるため、被処理水のｐＨが中性ないしはアルカリ性であると、ＴＯＣ成分は解離し、アニオン交換樹脂に吸着される。
【０００３】
アニオン交換樹脂には、弱塩基性アニオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とがある。弱塩基性アニオン交換樹脂は、再生が容易であり、また安価であるが、官能基が弱塩基性であるため、被処理水がアルカリ性であるとイオン交換能が乏しく、中性ないし酸性の被処理水のみを処理対象とする。強塩基性アニオン交換樹脂は、全ｐＨ域でアニオン交換するが、再生に強塩基性の再生液が必要となる。そのため、有機物（ＴＯＣ成分）を多く含む原水を処理して純水を製造する場合、弱塩基性アニオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とを組み合わせて用い、ＴＯＣ成分由来のアニオンはなるべく弱塩基性アニオン交換樹脂で除去し、強塩基性アニオン交換樹脂への負荷を小さくすることがある。
【０００４】
イオン交換装置により純水を製造する際、原水として井水等の地下水，河川水，湖沼水あるいはこれらの混合水を使用することがある。このような原水中には、各種の不純物が含まれているため、この不純物を各種の処理法で除去した処理水をイオン交換処理して純水を製造している。
【０００５】
そこで例えば、原水にポリ塩化アルミニウムを添加すると共に、被処理水のｐＨを中性とし、水酸化アルミニウムを沈殿させると同時に原水中の主要不純物を凝集沈殿除去する方法を採用することがある。イオン交換処理による純水製造用の原水が、有機物、特に、フミン酸やフルボ酸を多く含むと、凝集沈殿法では有機物その他の不純物を十分には除去できない。そのため凝集沈殿槽の後段にある純水装置への有機物負荷が大きくなる。
【０００６】
イオン交換装置内のイオン交換樹脂が有機物を吸着した場合、装置の性能低下現象がすぐに発現することは少なく、経時的に時間をかけて発現することが殆どである。これは、イオン交換樹脂の性能低下は有機物の蓄積に影響されるためである。
【０００７】
アニオン交換樹脂に吸着した有機物は、苛性ソーダ等のアルカリ薬品で再生すればある程度樹脂から除去できることが知られている。しかし、水源種や純水装置の設置地域、採水時の季節や気温、天候といった様々な外的環境に応じて給水の有機物組成が異なり、明確な分子式で表せないため、イオン交換樹脂の再生を的確に行うことができないことが多い。即ち、アニオン交換樹脂に付着した有機物は、選択係数等の物性パラメータが明らかではないため、どの程度薬液を流せば有機物が十分に除去されるか十分には明らかではない。
【０００８】
イオン交換装置の再生においては、通常、イオン交換装置の設計時に決定した再生レベル（イオン交換体の容量当たりの再生剤のグラム数）をそのまま適用する（特許文献１の０００２段落）。この特許文献１には、被処理水の水質、通水速度及び通水時間から、通水停止後再生前における該イオン交換体充填層内のイオンの吸着量分布を演算し、該通水停止後再生前の吸着量分布に対して複数の再生条件にて再生させた後の吸着量分布を演算することにより、該再生条件を算定することを特徴とするイオン交換装置の再生方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−２０８５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
被処理水に有機物が含有されている場合、有機物はイオン交換樹脂に吸着されるが、有機物吸着特性は明確ではないので、特許文献１の方法では的確に再生できなかった。
【００１１】
本発明は、イオン交換樹脂を的確に再生することができるイオン交換装置の再生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】
【００１２】
本発明のイオン交換装置の再生方法は、イオン交換樹脂層を有するイオン交換装置に再生薬液を通液する工程を有するイオン交換装置の再生方法において、イオン交換装置からの再生排液の水質を検出し、この水質に基づいてイオン交換装置の再生の終点を判断することを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様では、再生排液の水質として、有機物濃度、吸光度、色度、色合いのいずれかを検出する。
【００１４】
本発明の一態様では、イオン交換樹脂はアニオン交換樹脂である。
【００１５】
本発明の一態様では、再生排液の水質指標値が初期値に対して所定比率以下となった時点を終点とする。
【００１６】
本発明の一態様では、再生排液の水質指標値は、波長２２０〜２８０ｎｍの領域のＵＶ吸光度によって測定される有機物濃度である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のイオン交換装置の再生方法では、再生排液の水質に基づいて再生の終点を判断するので、イオン交換樹脂を十分に、かつ再生薬液を過剰に通液することなく、再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例の結果を示すグラフである。
【図２】イオン交換システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明では、イオン交換装置に再生薬液を通液してイオン交換樹脂を再生する。再生薬液の通液方向は、イオン交換装置への被処理水（原水）の通水方向と反対方向であることが好ましい。原水としては、井水、河川水、湖沼水、これらと同等水質の工場排水の少なくとも１種が好ましい。
【００２０】
イオン交換装置のイオン交換樹脂としては、有機物を吸着する特性を有するアニオン交換樹脂が好適であり、特に弱塩基性アニオン交換樹脂が好適である。再生薬液としてはＮａＯＨ（苛性ソーダ）等のアルカリ水溶液が好適である。弱塩基性アニオン交換樹脂層を有した下降流通水方式のイオン交換装置を再生する場合、再生条件は、濃度１〜１０ｗｔ％、特に２〜４ｗｔ％のＮａＯＨ水溶液をＬＶ＝５〜２０ｍ／ｈｒ、特に１０〜１２ｍ／ｈｒの上向流で通液することが好ましい。
【００２１】
本発明では、イオン交換装置から流出する再生排液の水質を検出し、再生の終点を判断する。水質としては、有機物濃度、吸光度、色度、色合いの１又は２以上を指標値とすることが好ましい。有機物濃度は例えば２２０〜２８０ｎｍの領域のＵＶ吸光度によって測定することができる。波長２６０〜２７０ｎｍの吸光度を吸光度計を用いて測定し、水質指標値としてもよい。
【００２２】
色度は色度センサによって測定することができる。色合いは、目視によって測定してもよく、色彩計、分光測色計によって測定することもできる。
【００２３】
本発明では、好ましくは、設計時に決定した再生レベルを必要最小限の再生レベルとし、この再生レベルを超えた後に、有機物濃度などによって再生の終点を判断する。終点の判断は有機物濃度が検出されない、或いは、上記水質指標値が初期濃度などの初期値に対して所定比率以下となったとき、例えば１／１０になった時点を終点とする。また、目視で排液の着色がほぼなくなった時点としてもよい。
【００２４】
再生排液の水質測定手段は、再生薬液の排液ライン、特に、監視するイオン交換装置の薬液排出口近くに設置されることが好ましい。
【００２５】
なお、図２はカチオン交換塔（Ｈ塔）１とアニオン交換塔（ＯＨ塔）２を備えたイオン交換システムの一例を示している。この例では、原水はカチオン交換塔１→アニオン交換塔２の順に通水され、アニオン交換塔で処理された水が純水タンク３に導入される。再生を行う場合、純水タンク３内の水をポンプ４及び配管５又は６によってアニオン交換塔２又はカチオン交換塔１に供給し、配管５又は６の途中でＨＣｌタンク７又はＮａＯＨタンク８内の塩酸又はＮａＯＨ水溶液をエゼクタ等によって添加混合する。再生薬液はアニオン交換塔２又はカチオン交換塔１に上向流で通液される。アニオン交換塔２の再生排液流出配管９のうち、アニオン交換塔２の直近部位に水質測定用の計器１０が設置される。
【００２６】
このシステムによると、アニオン交換樹脂から汚染有機物がどの程度除去されたか定量的に評価することができる。また、アニオン交換樹脂が通水開始からどれほど負荷がかかったかをリアルタイムで推測することができる。
【実施例】
【００２７】
［実施例１］
原水として、ＴＯＣ濃度２ｐｐｍの井水を用いた。
【００２８】
三菱ケミカル株式会社製の弱アニオン交換樹脂ＷＡ−３０Ｃを０．６Ｌ（充填層高０．５ｍ）収容したアニオン交換樹脂塔に原水をＳＶ＝１２０／ｈｒの下向流にて５Ｈｒ通水した後、再生薬液（ＮａＯＨ５ｗｔ％水溶液）を１２ｍ／Ｈｒにて上向流通液した。再生排液を、３０〜６０秒ごとにサンプリングし、２０倍希釈し、２６０ｎｍ吸光度を分析した。
【００２９】
結果を図１に示す。図１の通り、アニオン交換樹脂から脱着されて流出する有機物が再生時間と共に減少する様子が定量的に確認された。
【００３０】
これらの吸光度から大まかに排出された有機物量が計算されると共に、原水のＴＯＣ濃度と採水量から塔内の有機物量がそれぞれ計算できるため、ここから塔内残存が許される有機物量を決定し、適量が排出できた時点で再生を停止すればよい。なお、この実施例１では、設計時に決定した再生レベルはおよそ３．５分である。図１では、４．５〜６．６分の時点を終点とすることが好ましい。
【符号の説明】
【００３１】
１  カチオン交換塔
２  アニオン交換塔
３  純水タンク
【図１】
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【図２】
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