(57)【要約】【課題】上昇流で再生を行うイオン交換樹脂塔において、再生の初期においてもイオン交換樹脂の収縮に伴う隙間が発生することがなく、樹脂層下部の流動化を防止し、完全な固定床を形成することができると共に、逆洗により濁質を容易に除去することができるイオン交換樹脂塔を提供する。【解決手段】塔体２内にイオン交換樹脂６の充填層が形成された下降流通水、上昇流再生方式のイオン交換樹脂塔１において、該イオン交換樹脂６の充填層の上側に、目板１１、プレート１３及び連結体１２よりなる可動ユニット１０が設けられている。目板１１とプレート１３との間に開口１４が設けられ、塔体２の上部に開口１５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔体内に陽イオン交換樹脂又は陰イオン交換樹脂よりなるイオン交換樹脂の充填層が形成された下降流通水、上昇流再生方式のイオン交換樹脂塔において、
該イオン交換樹脂の充填層の上側に設けられた、該イオン交換樹脂の充填層を上方から押圧するための、上下動可能な、透水性を有した可動体と、
該可動体の上側に配置され、該可動体に対し、上下方向に延在した連結体によって連結されて一体とされたプレートと、
下降流通水及び上昇流再生のいずれの通水状態においても、該下降流とプレートとの間の塔体側面に設けられた、液流通用の第１の流通部と、
上昇流逆洗している状態において前記プレートよりも上位となる塔体上部に設けられた、液流通用の第２の流通部と、
該塔体の底部に設けられた液流通用の第３の流通部と
を備えたことを特徴とするイオン交換樹脂塔。
【請求項２】
請求項１において、前記可動体、プレート及び連結体の合計質量は、イオン交換樹脂塔の水平断面積あたり６０〜１５０ｋｇ／ｍ２となるように、かつ、その合計質量のうち、プレートの質量割合が６０〜９０％を占めるように設定されていることを特徴とするイオン交換樹脂塔。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記イオン交換樹脂を再生する場合の上昇流のＬＶが１０〜１５ｍ／ｈに設定されていることを特徴とするイオン交換樹脂塔。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記イオン交換樹脂を逆洗する場合の上昇流のＬＶが２０〜５０ｍ／ｈに設定されていることを特徴とするイオン交換樹脂塔。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記プレートは、前記塔体の内周面との隙間が塔内径の０．１〜１．０％となる直径を有した円板形であることを特徴とするイオン交換樹脂塔。
【請求項６】
請求項５において、該プレートに、上下から下方への水の流れのみを許容する逆止弁が設けられており、該プレートよりも上方の前記塔体の上部に原水流入部が設けられていることを特徴とするイオン交換樹脂塔。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記可動体は、メッシュを上下両側から多孔板で挟んだ目板よりなることを特徴とするイオン交換樹脂塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン交換樹脂塔に係り、特にイオン交換樹脂の充填層の上側に透水性の可動体が設けられているイオン交換樹脂塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用水、水道水などの原水をＨ型の陽イオン交換樹脂塔、ＯＨ型の陰イオン交換樹脂塔の順に通過させると、原水中の陽イオンは水素イオン（Ｈ＋）、陰イオンは水酸化物イオン（ＯＨ−）に置きかわり、その結果純水が得られる。原水の通水を継続すると、イオン交換樹脂は、そのイオン除去能力を失うため、薬品で再生する。通常、陽イオン交換樹脂は塩酸、陰イオン交換樹脂は苛性ソーダで再生されることが多い。
【０００３】
イオン交換樹脂塔としては、円筒状の塔体内にイオン交換樹脂（以下、単に樹脂ということがある。）を充填したものが多く用いられている。このイオン交換樹脂塔が下降流通水、上昇流再生方式のものである場合、イオン交換樹脂の再生処理中に樹脂層を流動させないことが重要である。このため、イオン交換樹脂充填層の上下にほとんど隙間の無い状態で集水板を設けることは広く行われており、一般的にパックトベッドといわれる。
【０００４】
従来のパックトベッド方式のイオン交換樹脂塔には、次の２つの短所（Ａ），（Ｂ）があった。
（Ａ）  なんらかの原因で懸濁物質が樹脂層内に蓄積した場合、それを取り除くのが困難である。通常の再生運転において、毎回のように逆洗することはない。しかし、懸濁物質が徐々に蓄積していくことを想定して、逆洗が可能な装置にしておくことは、トラブルからの復旧を容易にするという意味において重要である。一般的には、イオン交換樹脂塔の外にイオン交換樹脂の一部または全部を抜き出して、樹脂を流動化させ濁質を除去するようにしているが、著しく手間がかかる。なお、逆洗が必要な懸濁物質は、たとえば次のように発生する。
（１）  前処理が不十分なため、原水中に含まれる懸濁物質がイオン交換樹脂層に蓄積する。
（２）  イオン交換樹脂が樹脂層内で一部破砕し、破砕したものが懸濁物質となって樹脂層に蓄積する。
（３）  イオン交換樹脂層内での化学反応等によってシリカ化合物などの難溶解性物質が析出して蓄積する。
（Ｂ）  再生開始時にイオン交換樹脂は収縮状態にあり、樹脂層上部と集水板との間に隙間が生じ、上昇流で再生するときに樹脂の一部が流動化し、通水開始後の水質を悪化させる恐れがある。
【０００５】
このイオン交換樹脂の収縮・膨潤について次に説明する。一般に、強酸性陽イオン交換樹脂および強塩基性陰イオン交換樹脂は、通水により樹脂層高が小さくなる。すなわち再生終了後の通水開始時には、イオン交換樹脂粒子が膨潤していて樹脂層高は大きいが、通水終了時（再生開始前）には、イオン交換樹脂粒子が収縮していて樹脂層高が小さくなる。例えば、イオン交換樹脂メーカーの資料（ダイヤイオンマニュアル）によると、強酸性陽イオン交換樹脂ＳＫ１Ｂの場合、Ｈ型樹脂のほうが、Ｎａ型樹脂よりも樹脂層高が約９％大きい。また、強塩基性陰イオン交換樹脂ＳＡ１０Ａの場合、ＯＨ型樹脂のほうが、Ｃｌ型樹脂よりも樹脂層高が約２４％大きい。
【０００６】
Ｎａ型となっている強酸性イオン交換樹脂を集水板ではさみ、集水板を固定した場合、この樹脂を再生してＨ型とすると、膨潤する圧力により、樹脂の球形状が破壊される可能性がある。したがって、Ｈ型の樹脂の状態になったときを基準にして樹脂充填量を決めることが多い。
【０００７】
そうすると、通水終了の時点では、樹脂が収縮しているため、樹脂層と上部集水板の間に隙間（水）が生じる。たとえば、層高１０００ｍｍのＨ型強酸性陽イオン交換樹脂を集水板で挟んだ場合、通水終了時（すなわち再生開始時）に５０ｍｍ以上の隙間が生じる。
【０００８】
このような隙間は、上昇流で再生するときの再生薬品の流れに悪影響を及ぼすことがある。すなわち、上昇流で再生を開始した際、樹脂層下部の一部の粒子が流動してしまい、十分に再生されていない樹脂が樹脂層下部に存在することになる。また、この結果、通水再開時に処理水質が低下する。
【０００９】
従来のパックトベッドのイオン交換樹脂塔（下降流通水・上昇流再生）であっても、上記の問題は解決されていなかった。
【００１０】
再生時の線速度は、通常の場合、通水時の線速度の１／４〜１／３程度である。この再生時の流速を高くすることにより、イオン交換樹脂層を固定床とすることも考えられるが、再生時の線速度を大きくしすぎると、薬品の利用効率が低下する。
【００１１】
パックトベッドのイオン交換樹脂塔の中には、上昇流通水・下降流再生のものもある。
【００１２】
下降流で再生を行う場合、再生時は樹脂の流動がない状態で再生可能である。一方で、通水時に運転を中断すると、樹脂が流動化することによって樹脂層内の吸着帯が乱れ、処理水質が悪化するという問題が生じる（例えば特開２０００−２０２４４０（特許３９２２８２４号）の００３４段落）。
【００１３】
再生時の樹脂の流動化を抑制し、固定床を形成するものとして、以下の従来技術が存在する。  
ａ）特開平１１−３１９４０４
コルゲート管などの可変長筒体をカラム上部に接続し、粒状担体の膨張収縮に応じて分配器の上下方向の位置を調整可能とすることが記載されている。
ｂ）特開２００５−３２７５７１
イオン交換樹脂カラムにおいて、通液性板でイオン交換樹脂層を押す。その手段としては、弾性体や弦巻ばねが例示されている。また、ステンレス板のみを樹脂層の上部に載置することも記載されている。
ｃ）特開昭６３−１２３２３
イオン交換樹脂による炭酸ガス除去装置において、可動多孔板を介してばね装置でイオン交換樹脂層を加圧し、被処理空気が片流れするのを防ぐことが記載されている。
ｄ）特開平７−２３２０９１（特許３１５０２４９）
イオン交換樹脂層の下にフィルターマットと水に浮く粒状の充填材を充填することによって、完全な固定床を形成することが記載されている。
ｅ）特開２００２−１３６９６８
横置きのカートリッジ式イオン交換器において、圧縮ばね等の押圧手段を設けることによって、イオン交換樹脂の膨潤・収縮による体積変化を吸収し、短絡流が生じないようにすることが記載されている。
ｆ）特開２００４−２３０２１５
氷点下時の水の凍結による体積変化を吸収することを目的として、イオン交換フィルターに弾性体(スプリング)による押圧機構を設けることが記載されている。
ｇ）特開２００４−２８３６４７
イオン交換樹脂を挟むようにフィルターを配置し、少なくとも一方のフィルターが摺動自在になっているイオン交換樹脂カラム構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−２０２４４０
【特許文献２】特開平１１−３１９４０４
【特許文献３】特開２００５−３２７５７１
【特許文献４】特開昭６３−１２３２３
【特許文献５】特開平７−２３２０９１（特許３１５０２４９）
【特許文献６】特開２００２−１３６９６８
【特許文献７】特開２００４−２３０２１５
【特許文献８】特開２００４−２８３６４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献２には次の問題がある。たとえば、Ｃｌ型の陰イオン交換樹脂を６００ｍｍ充填した場合、それを再生すると体積が約２０％増加し７２０ｍｍになる。固定長筒体の部分を６００ｍｍに設定すると、可変長体筒体の部分を最も縮んだ状態にしたとしても、フリーボードが生じてしまう。
【００１６】
固定長筒体の部分を５００ｍｍに設定したとしても、可変長部分は、最も縮んだ状態で１００ｍｍ、最も伸びた状態で２２０ｍｍ必要である。（伸縮率２２０％）。このような高い伸縮率が必要な場合、肉厚の薄い樹脂製のジャバラを使用することが考えられるが、イオン交換樹脂塔のような耐圧性が必要な容器の一部として使うことは実質的に難しい。
【００１７】
固定長筒体の部分をほとんど無くし、大部分を可変長部分とした場合、イオン交換樹脂塔の樹脂層の側壁部分の大部分が薄肉のジャバラで構成されることになり、塔自体の構造が不安定になってしまう。
【００１８】
また、コルゲート管やジャバラの波形部分にイオン交換樹脂が挟まってしまい、それらの上下方向の移動を妨げてしまうことも考えられる。上蓋が上下方向に移動するような構造（特許文献２の図２）の場合は、コルゲート管にみられる波形は無いが、上下方向の移動量が限定されてしまい、樹脂層を逆洗展開するだけのフリーボードを確保することは困難である。
【００１９】
特許文献３，４，６，７においてはバネが使用されているが、カラムが大型になると適用が困難である。
【００２０】
水処理などで使用される一般的なイオン交換樹脂塔（塔径７００ｍｍ以上）にバネを使用しようとした場合、逆洗時に十分なフリーボードを確保しようとすると、十分に長いバネの長さが必要である。たとえば、３００ｍｍのフリーボードを確保しようとすると、少なくとも６００ｍｍ程度の自由長さをもつ圧縮バネが必要となり、塔の高さが大きくなってしまう。また、本来、逆洗時に樹脂を流動化させる場合には、バネによる押圧は全く不要であり、バネをいったん取り外したり、なんらかの手段でバネを一時的に圧縮した状態で固定するなどの工夫が必要である。
【００２１】
特許文献３（特開２００５−３２７５７１）の００２３〜００２４段落及び図１（ａ）には、イオン交換樹脂層の上側に、厚肉で重量の大きいステンレス製目皿を配置することが示されている。しかしながら、このような目皿は、上昇流によって傾く恐れがある。平らな目皿は、わずかに傾いただけで、目皿の外縁と樹脂カラムの内壁との間に隙間が生じてしまい、そこから樹脂が漏出してしまう。
【００２２】
特許文献５（特開平７−２３２０９１）においては、逆洗に際して樹脂層の下部から大流量で通水したとしても、フィルターマットが浮き上がることで樹脂層が固定されてしまい、樹脂が全く流動化せず、濁質を排除できないと考えられる。フィルターマットを取り外すことは容易でなく、樹脂自体を塔外に抜き出して逆洗せざるを得ない。
【００２３】
特許文献８においては、濁質を排除する構成が設けられていない。特許文献８は、その実施例で示されているような直径６ｍｍ程度の超小型のイオン交換樹脂カラムにのみ適用可能なものである。特許文献８の図２に示されたような構造を有するφ５００ｍｍ以上のイオン交換樹脂塔を構成した場合、上昇流通水時に樹脂は流動化し、固定床が形成されることはないと考えられる。
【００２４】
本発明は、上記従来の問題点を解消し、下降流で通水し、上昇流で再生を行うイオン交換樹脂塔において、再生の初期においてもイオン交換樹脂の収縮に伴う隙間が発生することがなく、樹脂層下部の流動化を防止し、完全な固定床を形成することができると共に、逆洗によって濁質を容易に除去することができるイオン交換樹脂塔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】
【００２５】
本発明のイオン交換樹脂塔は、塔体内に陽イオン交換樹脂又は陰イオン交換樹脂よりなるイオン交換樹脂の充填層が形成された下降流通水、上昇流再生方式のイオン交換樹脂塔において、該イオン交換樹脂の充填層の上側に設けられた、該イオン交換樹脂の充填層を上方から押圧するための、上下動可能な、透水性を有した可動体と、該可動体の上側に配置され、該可動体に対し、上下方向に延在した連結体によって連結されて一体とされたプレートと、下降流通水及び上昇流再生のいずれの通水状態においても、該下降流とプレートとの間の塔体側面に設けられた、液流通用の第１の流通部と、上昇流逆洗している状態において前記プレートよりも上位となる塔体上部に設けられた、液流通用の第２の流通部と、該塔体の底部に設けられた液流通用の第３の流通部とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
前記可動体、プレート及び連結体の合計質量は、イオン交換樹脂塔の水平断面積あたり６０〜１５０ｋｇ／ｍ２となるように、かつ、その合計質量のうち、プレートの質量割合が６０〜９０％を占めるように設定されていることが好ましい。
【００２７】
このイオン交換樹脂塔のイオン交換樹脂を再生する場合の上昇流のＬＶは１０〜１５ｍ／ｈとすることが好ましく、逆洗する場合の上昇流のＬＶは２０〜５０ｍ／ｈとすることが好ましい。
【００２８】
前記プレートは、前記塔体の内周面との隙間が塔内径の０．１〜１．０％、特に０．２〜０．５％となる直径を有した円板形であることが好ましい。この場合、該プレートに、上方から下方への水の流れのみを許容する逆止弁が設けられており、前記塔体の塔頂部に原水流入部が設けられてもよい。
【００２９】
前記可動体は、メッシュを上下両側から多孔板で挟んだ目板よりなることが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のイオン交換樹脂塔では、イオン交換樹脂の膨潤・収縮に合わせて、可動体が上下するため、常に固定床を形成することができる。樹脂層は、再生の初期から完全に固定された状態で再生されるため、樹脂層下部の樹脂のＨ型（またはＯＨ型）転換率が向上し、処理水質が向上する。本発明では、可動体の上方にプレートを該可動体と一体に設けており、このプレートにより可動体が常にほぼ水平状態を保ったものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施の形態に係るイオン交換樹脂塔の縦断面図である。
【図２】可動ユニットの斜視図である。
【図３】別の可動ユニットの透視斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１，２を参照して第１の実施の形態について説明する。
【００３３】
図１に示すように、イオン交換樹脂塔１は、塔体２と、該塔体２内の下部に設けられた集水板３と、該集水板３に設けられた複数のストレーナ４と、塔体２内の上部に上下動可能に配置された可動ユニット１０と、該可動ユニット１０の下面に沿って充填された不活性樹脂粒子５の層と、該不活性樹脂粒子５の層と集水板３との間に充填されたイオン交換樹脂６の層等を備えている。
【００３４】
塔体２の下側鏡板及び上側鏡板の中央部には、下部開口（第３の流通部）８及び上部開口９がそれぞれ設けられている。塔体２は、上下の鏡板同士の間は円筒形である。集水板３は、この円筒形状部の最下部に水平に設けられている。複数個のストレーナ４は、該集水板３に均等に配置されている。
【００３５】
塔体２の上下方向の途中に第１の開口（第１の流通部）１４が設けられ、上部に第２の開口（第２の流通部）１５が設けられている。第１の開口１４にバルブ１４ａが接続され、第２の開口１５にバルブ１５ａが接続されている。なお、第１の開口１４には、イオン交換樹脂粒子や不活性樹脂粒子の流出を防止するためのメッシュ、ストレーナ等を設けてもよい。
【００３６】
図２に明示の通り、可動ユニット１０は、可動体としての目板１１と、該目板１１の上側に配置され、該目板１１に対して連結体１２を介して連結されて一体化されたプレート１３とを備えている。
【００３７】
目板１１は、イオン交換樹脂６の粒径よりも目開きが小さいメッシュを上下から多孔板で挟んだものである。メッシュの目開きは０．１〜０．３ｍｍ程度が好ましく、多孔板は、孔径が２〜１０ｍｍで開孔率５〜３０％程度のものが好ましい。
なお、０．４ｍｍ以下の微細孔を有する多孔板であれば、強度面やコストを考慮してメッシュや目板の代わりに単独で適用することもできる。
【００３８】
目板１１は円板形であり、その直径は、目板１１の外周面と塔体２の内周面との隙間が０〜１．０ｍｍになるように設定されている。目板１１の下部には不活性樹脂粒子５の層があるので、この隙間が不活性樹脂粒子５の径よりも小さければよい。但し、不活性樹脂を用いない場合には、該隙間はイオン交換樹脂粒子の粒径より小さくする。
【００３９】
連結体１２は棒状であり、下端が目板１１に固着され、上端がプレート１３に固着されている。
【００４０】
プレート１３は円形板状であり、その直径は、プレート１３の外周面と塔体２の内周面において、プレートの水平保持と逆洗時の水の流れの両方を考慮して、塔体２の内径の０．１〜１．０％、特に０．２〜０．５％の隙間があく程度とされるのが好ましい。
【００４１】
目板１１とプレート１３との間隔は、可動ユニット１０の水平を保つと共に、イオン交換樹脂６の膨潤・収縮に伴う上下摺動を考慮して、塔径の２５％以上、特に４０〜１００％であり、かつイオン交換樹脂６の層高（再生後の層高）の２０％以上、特に２０〜６０％が好ましい。このように塔体内径よりも僅かに小径の円形プレート１３を目板１１の上方に配置し、連結体１２にて連結して一体化したことにより、可動ユニット１０は、目板１１が実質的に水平状態を保ったまま塔体２内をスムーズに上下動可能となっている。
【００４２】
不活性樹脂粒子５の粒径は、目板１１のメッシュの目開き及び目板１１と塔体２の内周面との隙間よりも大きい。不活性樹脂粒子５の粒径は、イオン交換樹脂６の粒径の２〜６倍程度が好ましく、例えばイオン交換樹脂６の粒径が０．５〜０．７ｍｍ程度の場合、不活性樹脂粒子５の粒径は１．５〜３ｍｍ程度であることが好ましい。不活性樹脂粒子５の比重は、イオン交換樹脂６の比重よりも小さく、かつ１未満である。不活性樹脂粒子５の充填層高は２０〜１００ｍｍ特に５０〜１００ｍｍ程度が好ましい。
【００４３】
第１の開口１４の設置高さは、図１（Ａ）のように原水を下降流通水しているとき及び再生液を上昇流通水しているときに目板１１とプレート１３との間に該開口１４が位置するように設定されている。また、この原水の下降流通水状態及び再生液の上昇流通水状態のいずれにおいても、塔体２内の液面がプレート１３よりも下位となるように連結体１２の長さが設定されている。
ここで、開口１４の高さを上記のように設定しているのは、下降流通水の際、プレート（逆止弁が無いタイプ）よりも流入点が上にあると、プレートと塔内壁の小さい隙間を大流量の原水が通過することになるので、圧力損失が大きくなる懸念があり、上昇流再生の際、プレートが水没していると、プレートに浮力がかかってしまい、イオン交換樹脂６の流動を抑えるための「重し」が余計に必要になってしまうためである。
【００４４】
第２の開口１５は、図１（Ｂ）のように逆洗水を上昇流通水してイオン交換樹脂６の層高を大きくした状態においてもプレート１３よりも上方となるように設けられている。
【００４５】
このように構成されたイオン交換樹脂塔１において、原水は図１（Ａ）のように第１の開口１４から塔体２内に導入され、目板１１及び不活性樹脂粒子５の層を通過し、イオン交換樹脂６と接触して脱イオン処理された後、ストレーナ４を通り、下部開口８から取り出される。
【００４６】
イオン交換樹脂６のイオン交換反応が進行すると、イオン交換樹脂６の粒径が小さくなり、イオン交換樹脂６の充填層高が小さくなる。この場合、可動ユニット１０は、これに追随して下方に移動する。この場合、可動ユニット１０は、プレート１３を備えているので、目板１１が実質的に水平状態を保ったまま下方に移動する。また、連結体１２の長さを十分に長く設定しているため、イオン交換樹脂６の層高が最も小さくなった状態でも、プレート１３は第１の開口１４よりも上位に位置する。
【００４７】
イオン交換樹脂６を再生するときには再生液を下部開口８から塔体２内に導入し、ＬＶ１０〜１５ｍ／ｈ程度で上昇流通水し、第１の開口１４から再生排液を流出させる。再生液を上向流にて通水しても、イオン交換樹脂６には可動ユニット１０の重量が加えられるため、イオン交換樹脂６の充填層に流動化は生じない。なお、プレート１３は水面よりも上位に位置しているので、プレート１３には浮力はかからず、プレート１３の重量はそのままイオン交換樹脂６の層に加えられる。
【００４８】
イオン交換樹脂６は陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂のいずれであってもよい。強酸性陽イオン交換樹脂を再生する場合は、ＨＣｌ水溶液(濃度１〜５％)を上昇流でＬＶ＝１０〜１５ｍ／ｈで通液したのち、再生水（通常の場合、イオン交換塔処理水）で押し出すのが好ましい。
【００４９】
強塩基性陰イオン交換樹脂を再生する場合は、ＮａＯＨ水溶液(濃度１〜５％)を上昇流でＬＶ＝１０〜１５ｍ／ｈで通液したのち、再生水（通常の場合、イオン交換塔処理水）で押し出すのが好ましい。薬液の供給時間は、通常は５〜３０分程度であるが、これに限定されない。
【００５０】
イオン交換樹脂６の再生が進行すると、イオン交換樹脂６の粒径が大きくなり、イオン交換樹脂６の充填層高が大きくなり、可動ユニット１０に対し上向きに膨張圧力が加えられる。この場合は、可動ユニット１０は上方に移動する。この場合も、可動ユニット１０は目板１１が実質的に水平状態を保ったまま上方に移動する。なお、イオン交換樹脂６よりも粒径が大きく比重が小さい不活性樹脂粒子５の層をイオン交換樹脂６の充填層の上側に設けているので、イオン交換樹脂６が目板１１と塔体２の内周面との間を通って流出することはない。
【００５１】
イオン交換樹脂６の層に濁質が流入したり蓄積したときには、図１（Ｂ）のようにイオン交換樹脂６の層を逆洗する。この場合、下部開口８から逆洗水を塔体２内に供給し、逆洗排水を第２の開口１５から流出させる。これにより、イオン交換樹脂６の充填層が膨張すると共に、塔体内の水面が上昇してプレート１３も水没し、プレート１３に対し上方に動圧がかかり、さらに、浮力も加えられる。これにより、可動ユニット１０が上昇し、比較的低ＬＶでありながらも、イオン交換樹脂６層を流動化させることができる。可動ユニット１０が最も高位まで上昇しても、プレート１３は第２の開口１５よりも下位に位置する。なお、このとき、イオン交換樹脂６層の下部だけが流動し、上部は固定床を形成することもあるが、逆洗水の供給を停止したときに、イオン交換樹脂６の層が重力で下方移動するときに層が崩落するようにして流動が起こり、濁質が上部に移動する。
【００５２】
逆洗水の供給を停止した後に、第２の開口１５（逆洗排水出口）のバルブ１５ａを閉じておけば、可動ユニット１０はほとんど沈降せず（又は非常にゆっくりと沈降し）、イオン交換樹脂６が流動化後に沈静する時間を確保可能である。イオン交換樹脂６の沈静化が進めば、バルブ１４ａを開とすることにより、第１の開口１４から濁質を含んだ排水を排出することができる。
【００５３】
なお、逆洗時のＬＶは２０〜５０ｍ／ｈ程度が好ましい。また、イオン交換樹脂の逆洗展開率（＝流動後樹脂高／流動前樹脂高）は、１．３〜１．６程度になるようにするのが好ましい。
【００５４】
上記実施の形態の可動ユニット１０では、プレート１３は無孔の板状となっているが、図３の可動ユニット１０’のように、プレート１３に、上から下に向う流れのみを許容し、下から上への流れは阻止する逆止弁１６を設けてもよい。この場合には、原水を第１の開口１４からではなく、塔頂部などプレート１３よりも上側から塔体２内に導入することができる。
【００５５】
塔体２、可動ユニット１０，１０’等の構成部材の材質は、耐薬品性をもつ材質（例えば塩化ビニルなど）であればよい。目板１１のメッシュとしてはサランネットなどを用いることができる。塔体２の内周面との摩擦を低減するため、目板１１外周の該内周面との接触部分をフッ素樹脂で被覆してもよい。
【００５６】
上記実施の形態では、不活性樹脂粒子を用いているが、不活性樹脂粒子の代わりに、不織布、スポンジ状の多孔体などを用いてもよい。
【００５７】
本発明を適用するのに好適なイオン交換樹脂塔の寸法などを以下に示す。  
（１）塔径：５００〜３５００ｍｍ
（２）イオン交換樹脂充填高さ：５００〜２０００ｍｍ
（３）イオン交換樹脂種類：陽イオン交換樹脂または陰イオン交換樹脂
（４）イオン交換樹脂粒径：０．５〜０．７ｍｍ（小粒径カット品または均一粒径樹脂が
望ましい。）
（５）下部の集水構造：既存の一般的なもの（たとえば、ストレーナ付き集水板）
集水板の上部にガラスビーズ層（高さ５０〜２００ｍｍ）を設け
てもよい。
（６）  プレートの質量：
Ｐ＝（可動ユニットの全質量）／（塔の水平断面積）
とするとき、上昇流再生時のＬＶが高いほどＰを大きくする必要があるが、ＬＶ＝１０〜１５ｍ／ｈの場合、Ｐは６０〜１５０ｋｇ／ｍ２程度が良い。また可動ユニットの全体質量のうち、プレートの質量が占める割合は６０〜９０％がよい。
プレートの質量は調整可能であることが望ましい。例えば、プレートがポリタンクのような容器構造になっていて、中に水を入れるようなものでもよい。プレート１３の上に重り（例えばガラスビーズや板状物、環状物、水を入れる容器構造体など）を載せ、このガラスビーズ量や板状物、環状物の数、水の量を調整するような方法でもよい。
（７）  逆洗時の上昇流の流量で可動ユニット１０，１０’を所定の高さまで上昇させた後、可動ユニット１０，１０’をその位置で固定させる機構を設けてもよい。
【実施例】
【００５８】
［実施例１］
内径φ６８ｍｍの透明な塩化ビニル（塩ビ）製カラムに、強酸性陽イオン交換樹脂（三菱化学株式会社製、ＳＫ１Ｂ）を充填層高５００ｍｍにて充填した。さらに、図２に示す可動ユニットを樹脂層の上側に配置し、図１（Ａ）に示すイオン交換樹脂塔を構成した。なお、可動ユニットのプレートの上に複数枚の塩ビ製環状体（ワッシャ）を載せた。載置するワッシャの枚数を種々変えて、ＬＶ＝１２ｍ／ｈ（７３０ｍｌ／ｍｉｎ）の上昇流で、樹脂層が動かず完全な固定床が形成される重量を求めたところ、総重量３３０ｇ以上で樹脂層が固定されることを確認した。（このとき、水面はプレートと目板の中間にある。）
ワッシャ及び可動ユニットの総重量を３３０ｇとし、下部からの流量をＬＶ：１８ｍ／ｈ（１１００
ｍｌ／ｍｉｎ）として逆洗状態としたところ、可動ユニットの全体が水没し、また可動ユニットは徐々に上昇した。上昇した状態で可動ユニットを固定し、逆洗水の供給を停止したところ、樹脂層全体が流動しながら沈降した。
【００５９】
これにより、通常の再生時には完全に固定床を形成させることができ、かつ、濁質が樹脂層内に流入したり樹脂層内の反応で析出物が生成したりしたような場合でも、上昇流ＬＶを１．５〜２倍程度に高めるだけで、樹脂層を流動化して濁質を排除することが可能になった。
【符号の説明】
【００６０】
１  イオン交換樹脂塔
２  塔体
３  集水板
４  ストレーナ
５  不活性樹脂粒子
６  イオン交換樹脂
１０，１０’  可動ユニット
１１  目板
１２  連結体
１３  プレート
１４  第１の開口
１５  第２の開口
１６  逆止弁
【図１】
2015080750.tif 000003
【図２】
2015080750.tif 000004
【図３】
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