(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、透水性を有したメッシュディスク１０が設けられている。メッシュディスク１０が実質的に水平状態を保った状態で上下動するように、メッシュディスク１０にガイドプレート１３が設けられている。【選択図】図１
2015080749.tif 000002
【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が設けられていると共に、
該可動体が実質的に水平状態を保った状態で上下動するように可動体の上下動を案内するガイド部材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、前記可動体の上側にビーズを充填し、前記可動体とビーズの合計質量が塔水平断面の単位面積あたり、１００〜３００ｋｇ／ｍ２となるように構成した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、前記可動体とイオン交換樹脂の充填層との間に不活性樹脂粒子の充填層を２０〜１００ｍｍの層高にて形成した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、前記可動体は、前記塔体の内周面に沿うリングと、
該リングに張設されたメッシュと、
該リングの上側に設けられており、リングの中心から放射３方向又はそれ以上の方向に延在したガイドプレートとを備えており、
該ガイドプレートにおける最上部付近の放射方向先端側の端面が該リングの外周面と面一状となっ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３のいずれか１項において、前記可動体は、筒体と、該筒体の下面に張設されたメッシュとを備えてい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】
ところで、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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）。
【００１２】
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】
【００１３】
【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】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
特許文献３（特開２００５−３２７５７１）には、イオン交換樹脂層を固定する手段として、次の手段ｉ）〜iii）が示されている。
ｉ）  小孔が多数形成された肉厚で重量のある板（ステンレス鋼などの金属製板）又は周辺部に錘を追加した網
ii）  リブと弾性体の併用
iii）  弦巻きばね
【００２１】
上記ｉ）の板又は網は、平らな円板状であるため、上昇流によって傾く恐れがある。平らな円板は、わずかに傾いただけで、円板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。特許文献３には、金属製板の厚みについては言及されておらず「厚肉」とだけ記載されているが、相当の厚みが無いと円板の水平が常に保たれるとは考えにくい。わずかに不均一な流れであっても、水平軸まわりに回転する力が生じ、樹脂が漏出する恐れがある。
【００２２】
ii），iii）については、（燃料電池に使用するような）小型のイオン交換樹脂カラムには適用できるが、純水製造を目的としたイオン交換樹脂塔への適用は難しい。これは、一般的なイオン交換樹脂の充填高さが５００〜２０００ｍｍ程度であり、特に陰イオン交換樹脂のように膨潤割合が約２０％になるような場合は、円板の上下方向の移動量として１００〜４００ｍｍ必要ということになり、ばねや弾性体で対応しようとすると、非常に大きなものになってしまうことになる。
【００２３】
特許文献５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。
【００２４】
特許文献５は、上昇流再生時の完全な固定床形成を目的とし、この固定床形成のために、「通水性を有するフィルターマットを介して、水に浮く粒状の充填材」をカラム内に充填している。しかし、この構成には、フィルターマットの完全な水平を保つことが難しいことに加え、フィルターマットのメンテナンス、交換等が難しいという問題がある。
【００２５】
即ち、再生水は、流入部では塔中心付近で速い流速をもっている。「水に浮く粒状の充填材」を設けることで、流速分布を均一化させることは難しい。実際には、流速の速いところが掘れて充填材の高さが薄くなってしまうことがあり、均一な流れが確保できない可能性が高い。そうなると、フィルターマットの水平を保つことが難しい。もし、フィルターマットの塔中心付近が凸状に上がってしまえば、フィルターマットと壁面との間に隙間が生じ、一部の「水に浮く充填材」はフィルターマットの上側に抜けて上昇し、かつ一部のイオン交換樹脂が下部に落下してしまうことになる。さらに、いったん、フィルターマットの周端部分が曲がってしまったり、フィルターマット自体が傾いたりした場合には、全く修復が不可能である。修復するためには、いったん全部イオン交換樹脂ごと抜き出すより他ないと推測され、長期にわたる装置の安定的な運転を確保するという観点からは望ましいものではない。
【００２６】
本発明は、上記従来の問題点を解消し、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】
【００２７】
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が設けられていると共に、該可動体が実質的に水平状態を保った状態で上下動するように可動体の上下動を案内するガイド部材を備えたことを特徴とする。
【００２８】
前記可動体の上側にビーズを充填し、前記可動体とビーズの合計質量が塔水平断面の単位面積あたり１００〜３００ｋｇ／ｍ２となるように構成することが好ましい。
【００２９】
前記可動体とイオン交換樹脂の充填層との間に不活性樹脂粒子の充填層を２０〜１００ｍｍの層高にて形成することが好ましい。
【００３０】
本発明の一態様では、前記可動体は前記塔体の内周面に沿うリングと、該リングに張設されたメッシュと、該リングの上側に設けられており、リングの中心から放射３方向又はそれ以上の方向に延在したガイドプレートとを備えており、該ガイドプレートにおける最上部付近の放射方向先端側の端面が該リングの外周面と面一状となっている。
【００３１】
本発明の別の一態様では、前記可動体は、筒体と、該筒体の下面に張設されたメッシュとを備えている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のイオン交換樹脂塔にあっては、可動体にガイド部材を設け、樹脂の膨潤・収縮に合わせて、可動体がほぼ水平状態を保ったまま上下するよう構成しているため、つね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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】可動体の斜視図である。
【図３】筒状可動体の透視斜視図である。
【図４】実施例及び比較例を示す縦断面図である。
【図５】実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１，２を参照して第１の実施の形態について説明する。
【００３５】
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体としてのメッシュディスク１０と、該メッシュディスク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の層と、メッシュディスク１０の上側に配置されたビーズ（この実施の形態ではガラスビーズ７）の層等を備えている。
【００３６】
塔体２の下側鏡板及び上側鏡板の中央部には、下部開口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。
【００３７】
図２に明示の通り、メッシュディスク１０は、塔体２の円筒形状部の内周面に沿う円環状のリング１１と、該リング１１に張設された、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１２（目開きは０．１〜０．３ｍｍ程度が好ましい。）と、リング１１に固着されたガイド部材としてのガイドプレート１３とを備えている。
【００３８】
この実施の形態では、ガイドプレート１３は、リング１１の中心部から放射３方向に延在する３葉の板材である。各ガイドプレート１３の放射方向基端側はそれぞれ連結されている。なお、ガイドプレート１３の枚数は４枚以上例えば４〜６枚であってもよい。
【００３９】
各ガイドプレート１３の放射方向先端側の端面は、リング１３の外周面と面一状となっている。ガイドプレート１３は、リング１１の上側に設けられている。ガイドプレート１３の放射方向先端側における高さＨは、リング１１の外径（直径）の２５％以上特に４０〜１００％程度であることが好ましい。
【００４０】
ガイドプレートの高さは、低いと水平が保てなかったりメッシュディスクの上下方向の滑らかな動きを妨げることになり、高すぎても、メッシュディスクの移動量を確保するために、塔の高さが高くなり、コストアップになる。
リング１１の外径（直径）は、塔体２の円筒形状部の内周面との間に０．５〜１ｍｍ程度の隙間があくように設定されている。このリング１１にガイドプレート１３を設けたことにより、メッシュディスク１０はメッシュ１２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。
【００４１】
ガイドプレートの塔体内周面との対峙面と塔体の内周面は、両者間の摺動抵抗を小さくするために、接触面積が小さいほうが好ましい。そのため、ガイドプレートの放射方向先端側の端面は、その最上部のみをリング１１の外周面と面一状とし、それよりも下位側の部分は放射方向基端側に後退させた形状としてもよい。これにより、メッシュディスク１０は、水平状態を保ったままスムーズに上下動するようになる。
【００４２】
不活性樹脂粒子５及びガラスビーズ７の粒径は、メッシュ１２の目開き及びリング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の真比重は、イオン交換樹脂６の真比重よりも小さく、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】
ガラスビーズ７の充填層高はガイドプレート１３の高さＨよりも小さい。ガラスビーズ７の充填層高は、前記可動体とガラスビーズの合計質量が、塔水平断面の単位面積あたり１００〜３００ｋｇ／ｍ２となるように選定される。なお、この合計質量が小さすぎると、上昇流再生時にイオン交換樹脂６を押さえつける効果が乏しくなる。合計質量が高過ぎると、材料（ガラスビーズ）コストが高くなる。ガラスビーズ７は透水性の袋や容器に収容されてメッシュディスク１２上に配置されてもよい。
【００４４】
このように構成されたイオン交換樹脂塔１において、原水は上部開口９から塔体２内に導入され、ガラスビーズ７の層、メッシュ１２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。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、メッシュディスク１０及びガラスビーズ７の充填層は、これに追随して下方に移動する。この場合、メッシュディスク１０は、ガイドプレート１３を備えているので、メッシュディスク１０が実質的に水平状態を保ったまま下方に移動する。
【００４５】
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、上部開口９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にはメッシュディスク１０及びガラスビーズ７の層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。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るようにメッシュディスク１０に対し上向きに膨張圧力が加えられる。この場合は、メッシュディスク１０及びガラスビーズ７の充填層は上方に移動する。この場合も、メッシュディスク１０はメッシュ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がメッシュディスク１０と塔体２の内周面との間を通って流出することはない。
なお、可動体は上昇流通水、下降流再生においても適用できると考えられるが、イオン交換樹脂塔の場合、通水時の高い上向き動圧に逆らって樹脂層の流動を押さえ込もうとすると、ＬＶが小さい場合に比べて、非常に大きな押さえ重量が必要になり、イニシャルコストや装置重量の増加につながる。
【００４６】
図１，２では、可動体としてメッシュディスク１０を用いているが、図３に示す筒状可動体２０を用いてもよい。この筒状可動体２０は、円筒形の筒体２１と該筒体２１の下面に張設された目開き０．２ｍｍ程度のメッシュ１２とを有する。筒体２０は、その外周面と塔体２の内周面との間に０．５〜１ｍｍ程度の隙間があくように構成されている。なお、この筒体２１に吊部材２２を設けておくことにより、筒状可動体２０を塔体２内に配置したり、塔体２から取り出したりする際に、メッシュ１２を水平状態としたまま筒状可動体２０をスムーズに上下動させることができる。筒状可動体２０の高さは、ガイドプレート付きのメッシュディスクと同様でよい。
【００４７】
上記実施の形態ではメッシュ１２を用いているが、多孔板でメッシュを挟んだ目板を用いてもよい。この多孔板は、孔径が２〜１０ｍｍで開孔率が５〜３０％のものが好ましい。多孔板の材質は塩化ビニル（塩ビ）などが好ましく、塔内壁との接触部をフッ素樹脂被覆したものが好ましい。メッシュとしてはサランネットなどが好ましい。また、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。
【００４８】
リング１１、ガイドプレート１３や筒体２１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。塔体２の内周面との摩擦を低減するため、該内周面との接触部分をフッ素樹脂で被覆してもよい。
【００４９】
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。
【００５０】
上記実施の形態ではガラスビーズを用いているが、他の重量物でもよく、必ずしもビーズ状である必要はない。例えば、ガラスビーズ以外に、ナイロン被覆鉄球やアルミナボールなどを用いることができる。
【００５１】
可動体を水平にするための構造として、上記以外に、可動体外周部とイオン交換塔の内壁とで凹凸のように咬みあう構造（レール）を設けるようにしてもよい。
【００５２】
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。
【実施例】
【００５３】
［実施例１、比較例１］
図４（Ａ）に示す実施例に係る試験装置Ａと、図４（Ｂ）に示す比較例に係る試験装置Ｂとを製作し、同一条件で再生・通水を行い、処理水質を比較した。試験装置Ａ，Ｂは、いずれも内径７９ｍｍの透明塩ビ製カラム３０を備えており、下部にはストレーナ付き集水板３１が設けられ、その上に５０ｍｍ厚のガラスビーズ層が設けられ（ガラスビーズは径１．０〜１．４ｍｍ、真比重２．５、嵩比重１．５、ユニオン株式会社製）、その上側にＮａ型陽イオン交換樹脂（三菱化学株式会社製ＳＫ１Ｂ）が５００ｍｍ充填されている。
【００５４】
本実施例ではカラムを用いて評価しているが、イオン交換樹脂塔内の流れは１次元的な流れであり、軸方向の試験条件（樹脂層高、線速度）が同じであれば、十分に実機を再現したことになる。
【００５５】
試験装置Ａでは、イオン交換樹脂の上部には不活性樹脂粒子の充填層が３０ｍｍあり、その上に図２に示したメッシュディスク１０（総重量１００ｇ)と粒径１．０〜１．４ｍｍのガラスビーズ９９０ｇ（充填層高１４０ｍｍ）が設置してある。不活性樹脂粒子としては、ランクセス株式会社製Ｌｅｗａｔｉｔ  ＩＮ４２（真比重０．８）を用いた。
【００５６】
試験装置Ｂでは、イオン交換樹脂の上部には、フリーボード５０ｍｍがあり、その上に、不活性樹脂粒子層とストレーナ付き目皿３５が設置してある。
【００５７】
試験装置Ａ，Ｂの両方において、次のような同一の手順で試験を行った。  
（１）３％ＨＣｌを上昇流で充填樹脂量の６倍量通水し、その後、２０倍量の純水で置換する。
（２）原水（ＮａＣｌ合成水、Ｎａ濃度として３０ｍｇ／Ｌ）を試験装置に下降流で通水する。（通水ＬＶ４０ｍ／ｈ）
（３）処理水を一定時間おきにサンプリングしＮａ濃度を分析する。
【００５８】
通水時の処理水Ｎａ濃度の時間変化を図５に示す。図５に示したように、通水初期から破過（濃度が急激に上昇し始める時点）に至るまでの時間において、実施例１の方が水質が良かった。これは、試験装置Ｂの場合、再生薬品を上昇流で再生する際、樹脂の一部が流動化し、均一な再生ができなかったのに対し、試験装置Ａの場合は、樹脂層が完全に固定された状態で再生されたため、樹脂層下部の樹脂のＨ型転換率が向上し、処理水質が向上したためと推測される。
【符号の説明】
【００５９】
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
７  ガラスビーズ
１０  メッシュディスク
１１  リング
１２  メッシュ
１３  ガイドプレート
２０  筒状可動体
【図１】
2015080749.tif 000003
【図２】
2015080749.tif 000004
【図３】
2015080749.tif 000005
【図４】
2015080749.tif 000006
【図５】
2015080749.tif 000007