(57)【要約】【課題】イオン交換樹脂を現場再生するための再生手段を設けた場合でも容易に他のイオン交換樹脂塔と接続できるイオン交換樹脂塔ユニット、および純水製造装置を提供する。【解決手段】イオン交換樹脂塔ユニット１０は、イオン交換樹脂塔１２、給水本管１４、および処理水本管１６を備える。給水本管１４は、両端が開放部となった給水管４２と、先端に給水枝管継手４５を備える給水枝管４４とを備え、給水管４２の両端に給水管継手４６が設けられる。処理水本管１６は、両端が開放部となった処理水管６２と、先端に処理水枝管継手６５を備える処理水枝管６４とを備え、処理水管６２の両端に処理水管継手６６が設けられる。互いに隣接するイオン交換樹脂塔ユニット１０同士は、給水管継手４６を介して給水管４２同士が接続され、処理水管継手６６を介して処理水管６２同士が接続される。【選択図】        図１
2007021360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口管と出口管とが接続された容器の内部にイオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔と、
両端に開放部が形成された給水管、該給水管の少なくとも一端の開放部に設けられた給水管継手、および該給水管の途中から延びて前記入口管に接続される給水枝管を有する給水本管と、
両端に開放部が形成された処理水管、該処理水管の少なくとも一端の開放部に設けられた処理水管継手、および該処理水管の途中から延びて前記出口管に接続される処理水枝管を有する処理水本管と、を含むイオン交換樹脂塔ユニット。
【請求項２】
前記給水枝管は、先端に給水枝管継手を備え、
前記処理水枝管は、先端に処理水枝管継手を備え、
前記入口管は、先端に入口管継手を備え、
前記出口管は、先端に出口管継手を備える請求項１記載のイオン交換樹脂塔ユニット。
【請求項３】
前記給水本管は、前記給水管の途中から延びて先端に開放部が形成された再生廃液管または再生液管をさらに有し、
前記処理水本管は、前記処理水管の途中から延びて先端に開放部が形成された再生液管または再生廃液管をさらに有する請求項１または２記載のイオン交換樹脂塔ユニット。
【請求項４】
前記イオン交換樹脂塔には、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹が充填されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の純水製造装置。
【請求項５】
請求項１または２記載のイオン交換樹脂塔ユニットを複数結合してなる純水製造装置。
【請求項６】
複数の前記容器は互いに同一形状である請求項５記載の純水製造装置。
【請求項７】
前記給水管継手は、前記給水管の両端の開放部にそれぞれ設けられ、
前記処理水管継手は、前記処理水管の両端の開放部にそれぞれ設けられ、
互いに隣接する前記樹脂塔ユニットの給水管同士は、互いに実質的に同径で該給水管に設けられた給水管継手を介して接続され、
互いに隣接する前記樹脂塔ユニットの処理水管同士は、互いに実質的に同径で該処理水管に設けられた処理水管継手を介して接続される請求項５または６記載の純水製造装置。
【請求項８】
前記イオン交換樹脂塔ユニットを複数結合してなる純水製造装置において、前記イオン交換樹脂塔ユニットの給水本管は、再生廃液管または再生液管を備え、かつ、
前記イオン交換樹脂塔ユニットの処理水本管は、再生液管または再生廃液管を備える請求項５から７のいずれかに記載の純水製造装置。
【請求項９】
前記イオン交換樹脂塔ユニットをｎ個結合してなる純水製造装置において、
ｎ個目の前記イオン交換樹脂塔ユニットの給水枝管を途中で分岐させ、片方はｎ個目の前記容器の入口管に接続され、他方をｍ個目迄（ただし１以上ｍ＜ｎ）の前記容器の入口管に接続されてなることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の純水製造装置。
【請求項１０】
前記イオン交換樹脂塔には、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹が充填されることを特徴とする請求項５から９のいずれかに記載の純水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換樹脂塔と配管とをユニット化したイオン交換樹脂塔ユニット、およびこのイオン交換樹脂塔ユニットを複数接続して構成される純水製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不純物濃度の極めて少ない純水を製造する純水製造装置には、水中のイオンを取り除くため、種々のイオン交換装置が設けられている。イオン交換装置としては、イオン交換樹脂を用いたイオン交換樹脂塔が広く使用されており、純水使用現場での予め定められた純水使用量に応じて純水製造装置には様々な形式のイオン交換樹脂塔が１または２以上配置される。
【０００３】
イオン交換樹脂塔の形式は、イオン交換樹脂の再生方法により、据付現場で薬品を用いた再生を行う再生式と、現場での再生を行わない非再生式とに大別される。また、イオン交換樹脂塔内部のイオン交換樹脂床の種類により、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂の単一の樹脂床を有する単床式、アニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層とが単一の容器内に分離した状態で充填された複床式、またはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混合状態で単一の容器内に充填された混床式に分けられる。
【０００４】
図８は、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混合状態で一つの容器内に充填されてなる混床式のイオン交換樹脂塔１００の従来例を示す模式図である。このイオン交換樹脂塔１００は再生式であり、再生工程ではアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを分離した上、アニオン交換樹脂は水酸化ナトリウム等で、カチオン交換樹脂は塩酸等で再生する。
【０００５】
具体的には、再生が必要となったイオン交換樹脂塔１００内から混合状態のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを取り出し、比重差を利用して両者を分離してそれぞれ別の再生用容器において水酸化ナトリウム、または塩酸で別々に再生する。次いで、再生されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを混合してイオン交換樹脂塔１００に再充填して再び被処理水を入口管１２２から供給し、イオン交換された処理水を出口管１２４から取り出す（特許文献１参照）。このような混床式のイオン交換樹脂塔については、イオン交換樹脂を再生するためにアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを完全に分離しなければならず、また、分離再生用容器が必要となる必要となるため、イオン交換樹脂塔を増減させるイオン交換樹脂装置に適用することは困難であった。
【０００６】
図９は、単床式の２塔のイオン交換樹脂塔１１０、１１１が互いに直列に接続された、いわゆる２床２塔式の再生型イオン交換樹脂装置１１３の従来例を示す模式図である。
【０００７】
イオン交換樹脂装置１１３は、カチオン交換樹脂が単独で容器内に充填されているカチオン交換樹脂塔１１０と、アニオン交換樹脂が単独で別の容器内に充填されているアニオン交換樹脂塔１１１とを含み、カチオン交換樹脂塔１１０の出口とアニオン交換樹脂塔１１１入口とは仕切弁Ｖ７を有する接続管１２５で接続されている。また、カチオン交換樹脂塔１１０の入口には被処理水を供給する給水本管１１４が取り付けられ、カチオン交換された水は、接続管１２５からアニオン交換樹脂塔１１１に送られ、イオン交換された処理水がアニオン交換塔１１１の出口に接続された処理水本管１１６から取り出される。
【０００８】
このイオン交換樹脂装置１１３では、再生手段として接続管１２５に再生液管１５２ａと再生廃液管１７２ｂとが接続され、給水本管１１４に再生廃液管１７２ａが、処理水本管１１６に再生液管１５２ｂがそれぞれ接続されている。再生工程では、給水本管１１４の弁Ｖ１、処理水本管１１６の弁Ｖ５、および仕切弁Ｖ７を閉じる。一方、再生液管１５２ａの弁Ｖ３および再生液管１５２ｂの弁Ｖ６を開き、カチオン交換樹脂塔１１０のカチオン交換樹脂を、再生液管１５２ａから供給する塩酸等により再生し、アニオン交換樹脂塔１１１のアニオン交換樹脂を、再生液管１５２ｂから供給する水酸化ナトリウム等で再生する。再生廃液は、弁Ｖ２および弁Ｖ４を開いて再生廃液管１７２ａ、１７２ｂから排出する。
【０００９】
一方、非再生型のイオン交換樹脂塔には再生手段は設けられず、予め定められた所定量の被処理水を処理したイオン交換樹脂塔は新しいイオン交換樹脂塔と交換される。新しいイオン交換樹脂塔と交換された処理後のイオン交換樹脂塔は、樹脂再生工場等に運ばれ、樹脂再生工場等で樹脂の再生が行われる。
【００１０】
このような非再生型のイオン交換樹脂装置では、複数の混床または単床式のイオン交換樹脂塔が並列に接続されることも多く、例えば図１０には、単床式のカチオン交換樹脂塔１１０´とアニオン交換樹脂塔１１１´とがそれぞれ２塔ずつ配置された従来型の非再生式のイオン交換樹脂装置１１３´が示されている。
【００１１】
このイオン交換樹脂装置１１３´では、２基のカチオン交換樹脂塔１１０´が途中１箇所であらかじめ分岐させた給水本管１１４´と処理水本管１１６´で互いに並列に接続されることにより、２基のカチオン交換樹脂１１０´を含むカチオン交換樹脂塔群１１０ａが形成されている。同様に、２基のアニオン交換樹脂塔１１１´が処理水本管１１６´から連続して延びた配管で互いに並列に接続されることによりアニオン交換樹脂塔群１１１ａが形成され、カチオン交換樹脂塔群１１０ａから取り出された処理水は、処理水本管１１６´を介してアニオン交換樹脂塔群１１１ａに供給される。このようにして被処理水はカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とにより順次処理され、脱塩された処理水がアニオン交換樹脂塔１１１´に接続された脱塩水管１１７´から取り出される。
【特許文献１】特開２００３−１９４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
混床式のイオン交換樹脂塔は、同一容器内にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを備え、アニオンとカチオンとを同一容器内で除去できるため、単一のイオン交換塔による処理により、処理水としてアニオンとカチオンとが除去された脱塩水が得られる長所がある。しかし、混床式のイオン交換樹脂塔は上述したとおり、再生工程でアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを分離して別々に再生する必要があるため、再生工程が複雑で、現場でイオン交換樹脂を再生する再生型では、再生時に各樹脂の分離または混合が不十分になる場合がある。さらに、再生型の混床式イオン交換樹脂塔は、イオン交換樹脂塔ごとに再生手段を設ける必要があるため、イオン交換樹脂塔を配設した後、新たにイオン交換樹脂塔を増設することは困難である。
【００１３】
一方、単床式のイオン交換樹脂装置では、再生工程で各樹脂を分離または混合する必要がない長所がある。しかし単床式のイオン交換樹脂装置では、被処理水をアニオン交換樹脂塔とカチオン交換樹脂塔とに順次通水して処理する必要があり、従来、イオン交換樹脂塔の配置に合わせて配管構成をあらかじめ決めなければならなかった。このため、配管の敷設後にイオン交換樹脂塔を増設することは困難であり、処理水の使用量が増大する場合に対応できないという短所がある。特に、再生型の単床式イオン交換樹脂塔では、イオン交換樹脂塔の配置に合わせて再生液管等の再生手段を配設するため、従来、一度イオン交換樹脂塔を現場に配置した後、イオン交換樹脂塔を増設することは実質的に不可能であった。
【００１４】
これに対し、非再生型のイオン交換樹脂塔は再生型のイオン交換樹脂塔に比べれば増設は容易であるが、通水を終える度にイオン交換樹脂塔を交換する必要があり、メンテナンスに手間を要する。また、図１０に示すように単床式のイオン交換樹脂塔を複数、並列配置する場合は、同種のイオン交換樹脂塔同士を並列に接続した上で、異種のイオン交換樹脂塔間を接続するため、イオン交換樹脂塔を後から増設する場合には大掛かりな配管工事を要し、イオン交換樹脂塔の増設は極めて困難であった。
【００１５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、イオン交換樹脂塔の増設または削減を容易にすることを目的とし、イオン交換樹脂塔を容易かつ迅速に増設、削減して脱塩水の使用量の増加または減少に迅速かつ容易に対応できるイオン交換樹脂塔ユニット、および前記イオン交換樹脂塔ユニットから構成される純水製造装置を提供することを目的とする。本発明はさらに、現場での再生を可能とする再生手段を備え、かつ容易に他のイオン交換樹脂塔と接続できるイオン交換樹脂塔ユニット、および純水製造装置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】
【００１６】
本発明は、イオン交換樹脂塔とこのイオン交換樹脂塔に接続される配管をユニット化したことを特徴とする。具体的には、イオン交換樹脂塔ユニットは、イオン交換樹脂塔を構成する容器、給水本管、および処理水本管を備え、各給水本管は他のイオン交換樹脂塔ユニットの給水本管と容易に接続または分離でき、各処理水本管は他のイオン交換樹脂塔ユニットの処理水本管と容易に接続または分離できることを特徴とする。より具体的には、本発明は以下を提供する。
【００１７】
（１）  入口管と出口管とが接続された容器の内部にイオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔と、  両端に開放部が形成された給水管、該給水管の少なくとも一端の開放部に設けられた給水管継手、および該給水管の途中から延びて前記入口管に接続される給水枝管を有する給水本管と、  両端に開放部が形成された処理水管、該処理水管の少なくとも一端の開放部に設けられた処理水管継手、および該処理水管の途中から延びて前記出口管に接続される処理水枝管を有する処理水本管と、を含むイオン交換樹脂塔ユニット。
【００１８】
本発明に係るイオン交換樹脂塔ユニット（以下、単に「樹脂塔ユニット」と称する場合がある）は、少なくともイオン交換樹脂が充填され入口と出口を有する容器と、この容器に被処理水を供給する給水本管と、この容器からイオン交換された処理水を取り出す処理水本管とを備える。
【００１９】
容器としては、入口管と出口管とが一体的に取り付けられた略密閉容器を用いることが好ましく、耐圧性を有するボンベ型容器を用いることが好ましい。容器内部に充填されるイオン交換樹脂の種類は特に限定されず、一般に水酸化ナトリウムでの現場再生が可能な強塩基性もしくは弱塩基性のアニオン交換樹脂、または一般に塩酸もしくは硫酸で現場再生可能な強酸性もしくは弱酸性カチオン交換樹脂の単床、複床または混床のいずれとしてもよい。また、本発明に係るイオン交換樹脂塔ユニットは増設を容易にするものであり、非再生型のイオン交換樹脂塔として使用することも排除されない。
【００２０】
給水本管は、両端に開放部が形成され途中から枝管（給水枝管）が分岐した給水管を有し、処理水本管も同様に両端に開放部が形成され途中から枝管（処理水枝管）が分岐した処理水管を備える。
【００２１】
本発明においては、給水管および処理水管の両端の開放部の少なくともどちらか一方に給水管継手または処理水管継手がそれぞれ取り付けられればよいが、両方の開放部のそれぞれに給水管継手または処理水管継手（以下、これらを「管継手」と総称する場合がある）を設けてもよい。管継手としては、任意の配管用の継手を使用することができ、例えばユニオン継手、フランジ継手、カムロック継手、ニップル継手、およびローリー継手等を用いることができる。
【００２２】
樹脂塔ユニットを構成する部材、すなわち容器、給水本管、処理水本管、および管継手の材質は特に限定されないが、超純水製造装置のサブシステム（または二次純水システム）内に用いる場合は、内部の接液部（液体と接する部分）が金属溶出のおそれの少ない素材で構成されていることが好ましい。金属溶出のおそれが少ない素材としては、例えばポリプロピレンまたはポリエチレン等が挙げられる。なお、容器自体は強度を確保するためにステンレス合金等の金属製や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であることが好ましい。
【００２３】
本発明においては、イオン交換樹脂塔に被処理水を供給する給水管の途中から給水枝管が分岐し、給水管の少なくとも一方の開放部に管継手（給水管継手）が取り付けられるため、給水本管は３つの開放部を有し、これらの開放部の少なくとも１つが他の配管と接続可能に構成される。同様に、イオン交換樹脂塔から処理水を取り出す処理水管の途中からは処理水枝管が分岐し、少なくとも処理水管の一端に管継手（処理水管継手）が取り付けられることにより、処理水本管も３つの開放部を有し、これら開放部の少なくとも１つが他の配管と接続可能となる。
【００２４】
このため、本発明に係る樹脂塔ユニットを複数並べ、給水管継手を介して互いに隣接する樹脂塔ユニットの給水管同士を連結し、処理水管継手を介して処理水管同士を連結することで、容易に給水系および処理水系の配管の長さを延長し、イオン交換樹脂塔を増設できる。すなわち給水本管は給水枝管と給水管継手とを備えることにより、被処理水を供給する配管としての機能およびイオン交換樹脂塔を増設する場合の延長用部材としての機能を兼備し、処理水本管は処理水枝管と処理水管継手とを備えることにより、処理水を取り出す配管としての機能および延長用部材としての機能を兼備することになる。そして、かかる給水本管と処理水本管とを備える樹脂塔ユニット同士は、増設用部材を取り付ける作業や、配管を延長する工事を行うことなく互いに接続され、イオン交換樹脂塔の増設が容易となる。
【００２５】
（２）  前記給水枝管は、先端に給水枝管継手を備え、  前記処理水枝管は、先端に処理水枝管継手を備え、  前記入口管は、先端に入口管継手を備え、  前記出口管は、先端に出口管継手を備える（１）記載のイオン交換樹脂塔ユニット。
【００２６】
給水枝管と入口管とは、例えば１塔目のイオン交換樹脂塔のように取り外す可能性が少ない場合には、溶接等により直接接続することもできる。しかし、（２）記載の発明のように給水枝管と入口管の先端にそれぞれ給水枝管継手と入口管継手とを設ければ、給水枝管継手を介して給水枝管に延長用の配管を接続することにより、給水枝管の長さを延長することや、給水枝管を分岐させることが容易となる。同様に、上記のような場合には処理水枝管と出口管とも直接接続してもよいが、（２）記載の発明に従い、処理水枝管と出口管の先端にそれぞれ処理水枝管継手と出口管継手を設けることで、処理水枝管の長さを調整することや、処理水枝管を分岐させることが容易となる。給水枝管継手、処理水枝管継手、入口管継手、および出口管継手は特に限定されず、上述した給水管継手および処理水管継手に用いられる管継手と同様の物を使用できる。
【００２７】
（３）  前記給水本管は、前記給水管の途中から延びて先端に開放部が形成された再生廃液管または再生液管をさらに有し、  前記処理水本管は、前記処理水管の途中から延びて先端に開放部が形成された再生液管または再生廃液管をさらに有する（１）または（２）記載のイオン交換樹脂塔ユニット。
【００２８】
（３）記載の発明では、給水管の途中から給水枝管のみならず再生廃液管または再生液管が分岐し、処理水管の途中から処理水枝管のみならず再生液管または再生廃液管が分岐する。なお、再生液管と再生廃液管とは択一的に選択され、例えば給水管側に再生廃液管が設けられれば、処理水管側に再生液管が設けられる。このため、再生液管から再生用の薬品、例えば水酸化ナトリウムまたは塩酸をイオン交換樹脂塔内部に供給し、再生廃液を再生廃液管から排出することにより、イオン交換樹脂塔ごとに現場でイオン交換樹脂の再生を行うことができる。本発明では、好ましくは再生液の流れは被処理水の流れと逆方向となるように再生液管は処理水管に接続され、再生廃液管は給水管に接続されることから、イオン交換樹脂の再生を向流式で効率よく行なうことができる。
【００２９】
（４）  前記イオン交換樹脂塔には、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹が充填されることを特徴とする（１）から（３）いずれか記載の純水製造装置。
【００３０】
上述したとおり、イオン交換樹脂塔には混床式のイオン交換樹脂層を形成してもよいが、本発明ではイオン交換樹脂塔の増設が容易であることから、（４）記載の発明のようにイオン交換樹脂塔としては再生が容易な単床式とすることが好ましい。
【００３１】
（５）  （１）または（２）記載のイオン交換樹脂塔ユニットを複数結合してなる純水製造装置。
【００３２】
本発明では、入口管と出口管とが接続された容器にイオン交換樹脂が充填されてなるイオン交換樹脂塔と、入口管に接続される給水本管と、出口管に接続される処理水本管とがひとつの単位（ユニット）となっており、給水管継手および処理水管継手を介して互いに隣接する樹脂塔ユニット同士を容易に連結または分離できる。このため、本発明に係る樹脂塔ユニットを複数、並べて互いに結合することにより、任意の数のイオン交換樹脂塔を備え、様々な性能を有する純水製造装置を簡易に構築できる。
【００３３】
本発明では、樹脂塔ユニットを構成する各部材、すなわちイオン交換樹脂塔の容器、入口管、出口管、給水本管、および処理水本管をあらかじめ接続して樹脂塔ユニットを完成させた状態で据付現場に運び、据付現場で他の完成された樹脂塔ユニットと接続してもよく、据付現場で容器に入口管等の管部材を取り付けて樹脂塔ユニットを完成させるとともに、隣接する樹脂塔ユニット同士を結合してもよい。
【００３４】
（６）  複数の前記容器は互いに同一形状である（５）記載の純水製造装置。
【００３５】
純水製造装置を構成する複数の樹脂塔ユニットの容器は、本来、樹脂塔ユニットごとに形状が異なっていてもよいが、（６）記載の発明では、複数の容器を実質的に同一形状に統一する。このように、純水製造装置のイオン交換樹脂塔の容器を統一することで、イオン交換樹脂塔の製造、保管および配置場所の決定等を容易にでき、樹脂塔ユニットを単位として純水製造装置を設計できるため、純水製造装置の設計も容易となる。
【００３６】
（７）  前記給水管継手は、前記給水管の両端の開放部にそれぞれ設けられ、  前記処理水管継手は、前記処理水管の両端の開放部にそれぞれ設けられ、  互いに隣接する前記樹脂塔ユニットの給水管同士は、互いに実質的に同径で該給水管に設けられた給水管継手を介して接続され、  互いに隣接する前記樹脂塔ユニットの処理水管同士は、互いに実質的に同径で該処理水管に設けられた処理水管継手を介して接続される（５）または（６）記載の純水製造装置。
【００３７】
互いに隣接する樹脂塔ユニットの給水管同士は、間に他の配管を介して互いに接続することもできるが、（７）記載の発明では、給水管同士は互いに実質的に同径の配管で構成されているため、給水管継手同士を連結することにより互いに直接接続される。同様に処理水管同士は互いに実質的に同径の配管で構成され、処理水管継手を連結することにより直接接続される。
【００３８】
純水製造装置の設計の容易化を図るためには、複数の樹脂塔ユニットを構成する複数の給水本管同士、または処理水本管同士の長さも実質的に同一であることが好ましい。また、給水本管、処理水本管、容器以外の樹脂塔ユニット構成部材も実質的に同一であることがさらに好ましい。すなわち、本発明の最も好ましい形態は、複数の樹脂塔ユニットが並んで構成された樹脂塔列に含まれる複数の容器は相互に実質的に同一形状であり、同様に入口管同士、出口管同士、給水本管同士、処理水本管同士も相互に実質的に同一形状となっているものである。これにより、部材の制作費も節減できる上、部材の保管や据付がきわめて容易となる。
【００３９】
（８）  前記イオン交換樹脂塔ユニットを複数結合してなる純水製造装置において、前記イオン交換樹脂塔ユニットの給水本管は、再生廃液管または再生液管を備え、かつ、前記イオン交換樹脂塔ユニットの処理水本管は、再生液管または再生廃液管を備える（５）から（７）のいずれかに記載の純水製造装置。
【００４０】
（８）記載の発明では、並べて配置した複数の樹脂塔ユニットの少なくとも一方の端縁（先端）に配置された樹脂塔ユニットの給水本管に再生廃液管または再生液管を設け、少なくとも他方の端縁（後端）に配置された樹脂塔ユニットの処理水本管に再生液管または再生廃液管を設ければよい。このようにすることにより、後端の樹脂塔ユニットから先端の樹脂塔ユニット側に再生液を通水して全ての樹脂塔ユニットのイオン交換樹脂の再生を同時に実施できる。ここで、再生廃液管と再生液管とは上述したとおり択一的に設けられる。
【００４１】
（９）  前記イオン交換樹脂塔ユニットをｎ個結合してなる純水製造装置において、
ｎ個目の前記イオン交換樹脂塔ユニットの給水枝管を途中で分岐させ、片方はｎ個目の前記容器の入口管に接続され、他方をｍ個目迄（ただし１以上ｍ＜ｎ）の前記容器の入口管に接続されてなることを特徴とする（５）から（８）のいずれかに記載の純水製造装置。
【００４２】
複数のイオン交換樹脂塔ユニットを結合して構成される純水製造装置では、複数のイオン交換樹脂塔までの被処理水の送水距離の違いによって、各イオン交換樹脂塔間での被処理水量の流量差が生じる場合がある。（９）記載の発明では、被処理水の供給口から最も離れた位置に配置されるイオン交換樹脂塔ユニットの給水枝管を分岐させ、被処理水の供給口に近い側のイオン交換樹脂塔ユニットに被処理水を供給することで、かかる問題を回避できる。
【００４３】
（１０）  前記イオン交換樹脂塔には、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹が充填されることを特徴とする（５）から（９）のいずれかに記載の純水製造装置。
【００４４】
（１０）記載の発明によれば、現場再生が容易なイオン交換樹脂塔を複数備える純水製造装置を構成できる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、イオン交換樹脂塔同士を互いに容易に接続または切離しができ、処理水の使用量の増加または減少に迅速かつ簡易に対応することができる。このため、非再生型のイオン交換樹脂塔を容易に増設または削減できるのはもちろん、再生手段を備えるイオン交換樹脂塔であっても増設または削減を容易にできる。このため本発明によれば、純水製造装置に設けられるイオン交換樹脂塔の数を容易に変更し、所望の純度の処理水を所望の量で提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面を用いて本発明について詳細に説明する。以下の説明において同一部材には同一符号を付し、説明を省略または簡略化する。なお、上下左右前後といった位置を示す語は、本明細書における説明のために作成された図面を基準として便宜的に使用されるものに過ぎず、本発明に係る配管敷設用構造体の位置関係を規定するものではない。また、以下の実施形態では、特に断らない限り、管継手としてフランジ継手を使用するものとするが、本発明において使用される管継手は上述したとおりフランジ継手に限定されない。
【００４７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る樹脂塔ユニット１０の構成を示す模式図である。樹脂塔ユニット１０は、イオン交換樹脂塔１２と、給水本管１４と、処理水本管１６と、を含んで構成され、図１ではイオン交換樹脂塔１２の一部断面を図示することにより、イオン交換樹脂塔１２の内部構成を示している。
【００４８】
イオン交換樹脂塔１２は、略円筒形の密閉型の容器２０内部にイオン交換樹脂３１が充填された構成となっている。容器２０には開口２１が形成され、入口管２２および出口管２４が開口２１を通って容器２０の内外を連通するよう配置され、それぞれ、両端が容器２０の内側と外側で開口している。
【００４９】
容器２０は図１に示すように通常は、開口２１が設けられた側を上側として配置され、容器２０内部の上部側の開口２１近傍は筒状の散水手段２３が設けられている。容器２０外側で開口する入口管２２の一端部（以下、「外端」）には入口管継手２６が設けられ、容器２０の内側で開口する他端部（以下、「内端」）は散水手段２３の上側に位置する。一方、出口管２４の外端には出口管継手２８が設けられ、出口管２４の内端は容器２０内を底部側まで延び、開口した端縁を覆うようにストレーナ２５が配置されている。
【００５０】
この容器２０は、入口管２２および出口管２４と一体化した構成で、入口管２２および出口管２４が取り付けられた部分がヘッダー部ｈ、容器２０内部の散水手段２３近傍が被処理水を散水させる散水部ｓとなっている。また、容器２０内部のストレーナ２５近傍は処理水を集水する集水部ｐとなっており、被処理水がイオン交換樹脂３１と接触してイオン交換されることにより得られる処理水が集水部ｐで集水され、ストレーナ２５と出口管２４とを介して容器２０外に取り出される構成となっている。
【００５１】
かかる容器２０には、給水本管１４と処理水本管１６とが接続され、容器２０、給水本管１４、および処理水本管１６を構成単位とし、これらをそれぞれひとつずつ備える樹脂塔ユニット１０が形成される。給水本管１４は、図１の左右方向に延びて両端が開口した開放部となった給水管４２と、この給水管４２の途中から分岐した給水枝管４４と、給水管４２の両端の開放部に取り付けられた給水管継手４６ｍ、４６ｎ（以下、これらをまとめて「給水管継手４６」と称する場合がある）とを有する。本実施形態では、給水管４２の両端縁の開放部のそれぞれに給水管継手４６ｍ、４６ｎが取り付けられているが、被処理水の給水口（図示せず）と接続される側の端縁、すなわち本実施形態では右側の給水管継手４６ｎは省略することもできる。
【００５２】
給水管４２の一端縁、本実施形態では右側端縁は、被処理水を導入する入口として開口させ、他端縁、すなわち本実施形態では左側端縁は開閉可能に構成する。給水管４２の端縁を開閉可能にする手段としては、開口を閉止する機能を有する閉止板のような板状部材を取り外し自在に取り付けて給水管継手４６を覆う方法、給水管継手４６を利用して開閉可能な弁を取り付ける方法等がある。本実施形態では、右側端縁が給水口と接続される開口した開放部とされ、左側端縁の給水管継手４６ｍには、給水管継手４６ｍのつばとほぼ同径の略円板状の閉止板４３を、取り外し可能なようにネジ留めすることで開放部を塞いでいる。
【００５３】
かかる構成とすることで、開口した一端縁（右側端縁）から導入された被処理水は給水管４２を通り給水枝管４４に入る。本実施形態の給水枝管４４は、先端縁に給水枝管継手４５を備え、両端に給水延長管継手４７を備える給水延長管４４´が接続されることにより長さが延長された状態で入口管２２と接続されている。このため、給水管４２から給水枝管４４に入った被処理水は、給水延長管４４´、および入口管２２を介して容器２０内に導入される。
【００５４】
処理水本管１６は給水本管１４とほぼ同様の構成で、具体的には図１において左右方向に延びて両端が開口した開放部となった処理水管６２と、この処理水管６２の途中から分岐した処理水枝管６４と、処理水管６２の両端の開放部に取り付けられた処理水管継手６６ｍ、６６ｎ（以下、これらをまとめて「処理水管継手６６」と称する場合がある）とを有する。
【００５５】
本実施形態では、処理水管６２の両端縁の開放部のそれぞれに処理水管継手６６ｍ、６６ｎが取り付けられているが、処理水を取り出すために開口する右側端縁の処理水管継手６６ｎは省略してもよい。すなわち、処理水管６２の一端縁、本実施形態では右側端縁は処理水を取り出す出口として開口させ、他端縁、すなわち本実施形態では左側端縁は給水管４２の左側端縁と同様に開閉可能に構成する。本実施形態では、処理水管６２の右側端縁を開口させ、左側端縁には処理水管継手６６のつばとほぼ同径の閉止板６３をネジ留めして開放部を覆っている。
【００５６】
処理水枝管６４は、先端縁に処理水枝管継手６５を備え、両端に処理水延長管継手６７を備える処理水延長管６４´が接続されることにより長さが延長された状態で出口管２４と接続されている。かかる構成により、ストレーナ２５で集水された処理水は、出口管２４、処理水延長管６４´、処理水枝管６４、および処理水管６２をこの順に通過して処理水管６２の開口した右側端縁から樹脂塔ユニット１０外へ取り出される。このようにしてイオン交換樹脂塔１２の外部に取り出された処理水は、必要に応じて次段に設けられた限外膜濾過装置等の水処理装置や、純水ユースポイント等に送られる。
【００５７】
なお、入口管２２と給水枝管４４とは溶接等により直接接続することもできる。しかし、本実施形態のように給水枝管継手４５を介して給水枝管４４の長さを延長する給水延長管４４´を接続する構成とすれば、複数の樹脂塔ユニット１０の入口管２２および給水枝管４４の長さを実質的に同一にした上、樹脂塔ユニット１０ごとに入口管２２から給水枝管４４の分岐点までの距離を調節し、被処理水の送水距離を調整できる。また、特に給水延長管４４´として分岐した配管を用いることにより、複数のイオン交換樹脂塔を配置する場合、後述するように被処理水の供給口から各イオン交換樹脂塔への送水量を均質化できる。
【００５８】
同様に、出口管２４と処理水枝管６４とも直接接続できるが、処理水延長管６４´により処理水枝管６４の長さを延長できるような構成とすれば、複数の樹脂塔ユニット１０を構成する出口管２４および処理水枝管６４の長さを実質的に同一とした上、各樹脂塔ユニット１０の出口管２６から処理水枝管６４の分岐点までの距離を個別に設定できる。
【００５９】
上述した樹脂塔ユニット１０は、入口管２２および出口管２４が一体的に取り付けられた容器２０と、給水本管１４と、処理水本管１６とがユニット化されている。このため、この樹脂塔ユニット１０を複数並べ、給水管４２および処理水管６２の閉止された端縁（左側端縁）を開口させて、互いに隣接する給水管４２同士および処理水管６２同士を給水管継手４６または処理水管継手６６でそれぞれ接続することで、容易にイオン交換樹脂塔１２の数を増やすことができる。
【００６０】
図２は、本発明の第２実施形態に係る樹脂塔ユニット１１の模式図である。樹脂塔ユニット１１は、給水本管１４´と処理水本管１６´の構成以外は図１の第１実施形態に係る樹脂塔ユニット１０と同一の構成である。具体的には、樹脂塔ユニット１１では、給水本管１４´が給水管４２の途中から分岐する再生廃液管５２を備え、処理水本管１６´が処理水管６２の途中から分岐する再生液管７２を備える点で図１の樹脂塔ユニット１０と異なっている。
【００６１】
また、給水管４２、処理水管６２、再生廃液管５２、および再生液管７２にはそれぞれ開閉可能な弁Ｖ１〜Ｖ４が設けられている。かかる樹脂塔ユニット１１では、被処理水のイオン交換処理を行なう場合は、再生廃液管５２と再生液管７２とに設けられた弁Ｖ２、Ｖ４を閉じ、給水管４２と処理水管６２とに設けられた弁Ｖ１、Ｖ３を開いて給水本管１４´から被処理水をイオン交換樹脂塔１２に供給し、処理水を処理水本管１６´から取り出す。
【００６２】
一方、イオン交換樹脂３１を再生する際は、給水管４２と処理水管６２とに設けられた弁Ｖ１、Ｖ３を閉じ、再生廃液管５２と再生液管７２とに設けられた弁Ｖ２、Ｖ４を開いて再生液管７２から水酸化ナトリウム、塩酸、または硫酸等の再生用薬品をイオン交換樹脂塔１２に注入し、イオン交換樹脂塔１２内のイオン交換樹脂３１を再生する。再生廃液は、再生廃液管５２から排出し、再生を終了した後、再生液管７２の弁Ｖ４を閉じ、給水管４２の弁Ｖ１を開いて被処理水を供給して再生薬品を押し出した後、再生廃液管５２の弁Ｖ２を閉じ処理水管６２の弁Ｖ３を開いて処理水を採水する。
【００６３】
次に、本発明に係る樹脂塔ユニットを用いて構成される純水製造装置について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る純水製造装置１を示す図である。純水製造装置１は、第２実施形態に係る樹脂塔ユニット１１と第１実施形態に係る樹脂塔ユニット１０とを接続して構成され、前段側（図３の左側）に第２実施形態の樹脂塔ユニット（以下、「第１樹脂塔ユニット」）１１を配置し、後段側（図３の右側）に第１実施形態の樹脂塔ユニット（以下、「第２樹脂塔ユニット」）１０を配置して構成されている。
【００６４】
両樹脂塔ユニット１０、１１は互いに実質的に同一の構成で、容器２０同士、給水管４２同士、処理水管６２同士も互いに実質的に形状が同一で、給水管継手４６または処理水管継手６６を介して直接接続できる。すなわち、第１樹脂塔ユニット１１については図２において右側の給水管継手４６ｎを覆っていた閉止板４３および右側の処理水管継手６６ｎを覆っていた閉止板６３を取り外し、給水管４２および処理水管６２の右側端縁をそれぞれ開口させる。そして、開口させた給水管４２の右側給水管継手４６ｎと、第２樹脂塔ユニット１０の左側の給水管継手４６ｍとを接続し、給水管４２同士を接続する。同様に、開口させた処理水管６２の右側処理水管継手６６ｎと、第２樹脂塔ユニット１０の左側の処理水管継手６６ｍとを接続し、処理水管６２同士を接続する。
【００６５】
かかる構成により、第１樹脂塔ユニット１１の給水管４２の左側端縁から供給された被処理水の一部を、第１樹脂塔ユニット１１の給水枝管４４、給水延長管４４´、および入口管２２を介してイオン交換樹脂塔１２に供給し、他部を第１樹脂塔ユニット１１の給水管４２の右端縁から第２樹脂塔ユニット１０の給水管４２に供給する。第２樹脂塔ユニット１０の給水管４２に供給された被処理水は、第２樹脂塔ユニット１０の給水枝管４４、給水延長管４４´、および入口管２２を介してイオン交換樹脂塔１２に導入される。第１樹脂塔ユニット１１および第２樹脂塔ユニット１０のそれぞれのイオン交換樹脂塔１２でイオン交換された処理水は、それぞれの出口管２４、処理水延長管６４´、処理水枝管６４、および処理水管６２を通って系外に取り出される。
【００６６】
なお、本実施形態に係る純水製造装置１では、第１樹脂塔ユニット１１と第２樹脂塔ユニット１０とは並列に接続されているが、各樹脂塔ユニット１０、１１の給水管４２と処理水管６２とを同径の配管で構成すれば、両樹脂塔ユニット１０、１１を直接直列に接続することもできる。図４は、第１樹脂塔ユニット１１と第２樹脂塔ユニット１０とを直列に接続して構成した純水製造装置１´の模式図である。
【００６７】
この純水製造装置１´は第１樹脂塔ユニット１１と第２樹脂塔ユニット１０とを直列に接続した点以外は前記実施形態に係る純水製造装置１と同様の構成で、第１樹脂塔ユニット１１の給水管４２の右側端縁の給水管継手４６ｎには第２樹脂塔ユニット１０の給水管４２を接続せず、閉止板４３を取り付けて開放部を塞いでいる。一方、第１樹脂塔ユニット１１の処理水管６２の右側端縁の処理水管継手６６ｎは、第２樹脂塔ユニット１０の左側の処理水管継手６６ｍを介して第２樹脂塔ユニット１０の処理水管６２を接続する代わりに、第２樹脂塔ユニット１０の給水管４２の左側の給水管継手４６ｍを介して第２樹脂塔ユニット１０の給水管４２と接続する。そして、第２樹脂塔ユニット１１の処理水管６２の左側端縁は開口した状態として処理水を取り出す取り出し口とする。
【００６８】
このように本発明に係る樹脂塔ユニットによれば、容易にイオン交換樹脂塔を直列または並列に接続できる。したがって、図３に示すように複数の樹脂塔ユニット同士を並列に接続することで、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂の単床式または混床式のイオン交換樹脂塔を増設することも容易となる。さらには、図４に示すようにアニオン交換樹脂塔とカチオン交換樹脂塔といった異なる種類の樹脂床を備えるイオン交換樹脂塔同士を直列に接続することも容易となる。
【００６９】
図５は本発明の別の実施形態に係る純水製造装置３の模式図である。純水製造装置３には、図１に示した樹脂塔ユニット１０が４ユニット接続されて構成されている。４つの樹脂塔ユニット１０はいずれも図１の樹脂塔ユニット１０と実質的に同一の構成であるが、以下、説明のために図５の左から右に向かって各樹脂塔ユニット１０を第１ユニット１０ａ、第２ユニット１０ｂ、第３ユニット１０ｃ、第４ユニット１０ｄと称する。また、各樹脂ユニット１０を構成する部材についてこれらを区別する場合、第１ユニット１０ａを構成する部材について容器２０ａ、給水本管１４ａ、第２ユニット１０ｂの構成部材について容器２０ｂ、第３ユニット１０ｃの構成部材について容器２０ｃ、第４ユニット１０ｄについて容器２０ｄ等と称する。
【００７０】
第１〜第４ユニット１０ａ〜ｄは、図５の左端に位置する第１ユニット１０ａを前端とし、右端に位置する第４ユニット１０ｄを後端として並べられている。本実施形態では、第１ユニット１０ａと第２ユニット１０ｂとは、強酸性カチオン交換樹脂が充填された単床式のイオン交換樹脂塔１２ａ、１２ｂをそれぞれ備え、互いに並列に接続されている。
【００７１】
第１ユニット１０ａは、第２実施形態に係る樹脂塔ユニット１１と同様に、給水管４２ａに再生廃液管５２ａおよび弁Ｖａ１が設けられた給水本管１４ａを備え、処理水管６２ａに再生液管７２ａおよび弁Ｖａ３が設けられた処理水本管１６ａを備え、給水延長管を備えない点で第１実施形態に係る樹脂塔ユニット１０と異なるが、その他の構成や部材は図１の樹脂塔ユニット１０と実質的に同一である。なお、第１ユニット１０ａでは給水枝管４４ａ先端の開放部は閉止板４３で閉止されている。
【００７２】
第２ユニット１０ｂは、給水延長管４４´ｂが途中から枝分かれした分岐配管で構成されている点で図１の樹脂塔ユニット１０と異なっている。第２ユニット１０ｂでは給水延長管４４´ｂが枝分かれすることで、給水枝管４４ｂは２つの出口を備えることになる。給水枝管４４ｂのこの２つの出口は、第２ユニット１０ｂの給水枝管４４ｂおよび入口管２２ｂ、並びに第１樹脂塔ユニット１０ａの入口管２２ａに接続されている。この点を除けば第１ユニット１０ａと第２ユニット１０ｂとは、図３に示す純水製造装置１に含まれる第１樹脂塔ユニット１１と第２樹脂塔ユニット１０の接続方法と同様にして互いに並列に接続されている。なお、第１ユニット１０ａのイオン交換樹脂塔１２ａおよび第２ユニット１０ｂのイオン交換樹脂塔１０ｂは、強酸性カチオン交換樹脂が充填された単床式のカチオン交換樹脂塔として構成されている。
【００７３】
第３ユニット１０ｃは第１ユニット１０ａと、第４ユニット１０ｄは第２ユニット１０ｂと実質的に同一の構成であり、第３ユニット１０ｃと第４ユニット１０ｄとは、上述した第１ユニット１０ａと第２ユニット１０ｂとの接続方法と同様の方法で互いに並列に接続されている。なお、第３ユニット１０ｃのイオン交換樹脂塔１２ｃおよび第４ユニット１０ｄのイオン交換樹脂塔１２ｄは、強塩基性アニオン交換樹脂が充填された単床式のアニオン交換樹脂塔として構成されている。
【００７４】
第２ユニット１０ｂと第３ユニット１０ｃとは、互いに直列に接続され、具体的な接続方法は図４に示した第１樹脂塔ユニット１１と第２樹脂塔ユニット１０との接続方法と同じであることから説明を省略する。なお、第４ユニット１０ｄの給水管４２ｄの右端の給水管継手４６ｎｄおよび処理水管６２ｄの右端の処理水管継手６６ｎｄはそれぞれ、閉止板４３、６３で覆われ、開口が塞がれている。
【００７５】
かかる構成により、第１ユニット１０ａの開口した給水管４２ａ端部（左端）の開放部から導入された被処理水は、第１ユニット１０ａの給水管４２ａから第２ユニット１０ｂの給水管４２ｂに入り、第２ユニット１０ｂの給水枝管４４ｂ、給水延長管４４´ｂを通り、第１ユニット１０ａの入口管２２ａおよび第２ユニット１０ｂの入口管２２ｂのそれぞれから各イオン交換樹脂塔（カチオン交換樹脂塔）１２ａ、１２ｂに入る。
【００７６】
一方、イオン交換樹脂塔１２ａで処理された処理水は、出口管２４ａ、処理水延長管６４´ａ、および処理水枝管６４ａを通る。一方、イオン交換樹脂塔１２ｂで処理された処理水は、出口管２４ｂ、処理水延長管６４´ｂ、および処理水枝管６４ｂを通ることにより、互いに接続された処理水管１６ａおよび処理水管１６ｂから取り出される。
【００７７】
本実施形態では、第２ユニット１０ｂの処理水管１６ｂに第３ユニット１０ｃの給水管４２ｃが接続されていることから、第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂで処理されてカチオンが除去された処理水が第３ユニット１０ｃおよび第４ユニット１０ｄの被処理水として供給される。第３ユニット１０ｃおよび第４ユニット１０ｄでは、上述した第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂにおける水の流れに従い、被処理水がイオン交換処理され、被処理水に残留していたアニオンが除去された脱塩水が処理水として処理水管６２ｄ、６２ｃから取り出される。
【００７８】
なお、被処理水をイオン交換処理する際は、第１ユニット１０ａおよび第３ユニット１０ｃの再生廃液管５２ａ、５２ｃに設けられた弁Ｖａ２、Ｖｃ２、再生液管７２ａ、７２ｃに設けられた弁Ｖａ４、Ｖｃ４はいずれも閉じられている。一方、イオン交換樹脂の再生を行なう場合は、第１ユニット１０ａおよび第３ユニット１０ｃの給水管４２ａ、４２ｃに設けられた弁Ｖａ１、Ｖｃ１、処理水管６２ａ、６２ｃに設けられた弁Ｖａ３、Ｖｃ３を閉じ、弁Ｖａ２、Ｖｃ２、Ｖａ４、Ｖｃ４を開いて、被処理水と逆方向の流れで再生薬品を通液して再生を行う。本発明では、第１ユニット１０ａと第３ユニット１０ｃのそれぞれに再生手段を設けており、同種のイオン交換樹脂を有する第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂ、または第３ユニット１０ｃおよび第４ユニット１０ｄをそれぞれまとめて一括して再生処理することができ、かつ、異種のイオン交換樹脂を別々に現場再生できる。
【００７９】
なお、本実施形態では、第２ユニット１０ｂおよび第４ユニット１０ｄに分岐した給水延長管４４´ｂ、４４´ｄを用いることで、給水枝管４４ｂ、４４ｄを分岐させるとともに長さを延長している。このように被処理水の入口から離れた樹脂塔ユニットの給水枝管４４を分岐させて被処理水の入口に近い側の樹脂塔ユニット１０に被処理水を供給する構成とすると、複数のイオン交換樹脂塔１２までの配管長さの違いによって各イオン交換樹脂塔１２間での被処理水量の流量差が生じるおそれを抑制できる。したがって、３または４以上の樹脂塔ユニット１０を接続する場合は、本実施形態のように被処理水から最も離れた樹脂塔ユニット１０から被処理水を分岐させて各イオン交換樹脂塔１２に供給するとよい。あるいは、給水管４２にオリフィス等の流量調整手段を設けることもできる。
【００８０】
本発明に係る樹脂塔ユニット同士は上述したとおり、複数ユニットを並べて互いに容易に接続できるため、端縁に位置する樹脂塔ユニットの給水管と処理水管の閉止された端縁を開口させ、互いに隣接する樹脂塔ユニットの給水管同士および処理水管同士を給水管継手または処理水管継手でそれぞれ接続することで、容易にイオン交換樹脂塔の数を増やすことができる。したがって、例えば図５の純水製造装置３において、図７のようにして第２ユニット１０ｂの隣にさらに別の樹脂塔ユニット１０ｅを配置して、この樹脂塔ユニット１０ｅと第２ユニット１０ｂとを接続することで、イオン（カチオン）交換樹脂塔１２を容易に増設することができる。同様に、アニオン交換樹脂塔１２を増設する場合は、第４ユニット１０ｄの隣にアニオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔１２を含む樹脂塔ユニット１０を新たに配置して、新たに配置された樹脂塔ユニット１０と第４ユニット１０ｄとを接続すればよい。
【００８１】
本発明に係る純水製造装置は、樹脂塔ユニット以外の水処理装置等を含んでもよく、例えば脱炭酸手段、ｐＨ調整手段、水温調整手段、タンク、ポンプ、流量計や水温計等の計測機器、電磁弁等の制御機器等を含むことができる。特に、図５の純水製造装置３のように、イオン交換樹脂を現場再生するための再生手段を備える樹脂塔ユニット１０を用いる場合は、再生用薬品を加温する加温手段を設けることで、水酸化ナトリウム等を加温して樹脂の再生を行うことで再生効率を高めることができる。
【００８２】
図６は、図５の純水製造装置３の第２ユニット１０ｂと第３ユニット１０ｃとの間に脱炭酸手段（脱炭酸塔）１５を設けた純水製造装置３´の模式図である。この純水製造装置３´では、第１ユニット１０ａおよび第２ユニット１０ｂとでの処理により、酸性軟水となった処理水中の炭酸を脱炭酸塔１５で除去する。これにより、第３および第４ユニット１０ｃ、１０ｄの被処理水中に含まれるアニオンの濃度を低下させ、アニオン交換樹脂塔１２ｃ、１２ｄの負荷を下げることができる。
【実施例】
【００８３】
［実施例］
実施例として、本発明の第１実施形態に係る樹脂塔ユニットを５つ並べて配置して図７に示す純水製造装置３００とした。樹脂塔ユニット１０はいずれも実質的に同一形状であるが、一端（先端）側から３番目までのユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｅ（以下、「第１グループ」と称する）についてはＨ型の強酸性カチオン交換樹脂が充填された単床式のカチオン交換樹脂塔を備えるものとし、他端（後端）側から２番目までのユニット１０ｃ、１０ｄ（以下、「第２グループ」と称する）についてはＯＨ型の強塩基性アニオン交換樹脂が充填された単床式のアニオン交換樹脂塔を備えるものとした。イオン交換樹脂塔１２の容器２０の容量は１００Ｌで、各容器２０に対するイオン交換樹脂の充填量は、カチオン交換樹脂塔について７５Ｌ、アニオン交換樹脂塔について７３Ｌとした。
【００８４】
５つの樹脂塔ユニット１０のうち第１グループの樹脂塔ユニット１０同士は並列に接続し、第２グループの樹脂塔ユニット１０同士も並列に接続したが、第１グループと第２グループとは直列に接続した。この純水製造装置３００に被処理水として、水道水（電気伝導度１５ｍＳ／ｍ、酸化シリカＳｉＯ２としてのシリカ濃度１５ｍｇ／Ｌ）を１回当たり１０時間、通水する運転を２週間継続し、１２ｍ３／ｈの量の脱塩水（処理水）を得た。純水製造装置３００は、各回の通水終了時点で２時間かけて、カチオン交換樹脂塔については塩酸、アニオン交換樹脂塔については水酸化ナトリウムで再生した。
【００８５】
次に、要求処理水量を３ｍ３／ｈ増加した場合を想定し、１５ｍ３／ｈの量の脱塩水を得るために、最後端である５番目のユニット１０ｄの後にアニオン交換樹脂塔を備えるユニット１０ｆを新たに接続した。新たに追加したユニット１０ｆは他のユニット１０ａ〜１０ｅと実質的に同一の形状で、容器２０へのアニオン交換樹脂の充填量も同量の７３ｋｇとした。ユニット１０ｆを追加した後の運転条件は、ユニット１０ｆを追加する前と同じ条件とし、具体的には上述した水質の被処理水を１回当たり１０時間で通水し、各回終了時点で樹脂の再生を行う運転を２週間継続した。
【００８６】
その結果、再生を行うまでの１回あたりの採水時間を変更することなく、処理水量を増量させる前と同等の水質の脱塩水を得ることができた。
【００８７】
［比較例１］
比較例１として、図８に示す従来型のイオン交換樹脂塔１００で実施例と同じ処理を行なった。比較例１で用いたイオン交換樹脂塔１００は、容量７００Ｌの容器２００に実施例と同じ種類のアニオン交換樹脂３９０Ｌとカチオン交換樹脂２００Ｌとを混合して充填した混床式のものである。比較例１でのイオン交換樹脂塔１００への通水条件は、実施例と同じ条件で、具体的には上述した水質の被処理水を１回当たり１０時間で通水した。比較例１では、各回の通水終了時点で容器２００内の樹脂を逆洗してほぐした後、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを分離し、それぞれを実施例で用いたのと同じ酸、またはアルカリで再生した後、混合した後、運転を再開するようにした。
【００８８】
次に、要求処理水量を３ｍ３／ｈ増加した場合を想定し、被処理水の送水量を増やして１５ｍ３／ｈの量の脱塩水を得たところ、比較例１では、イオン交換樹脂塔１００の増設ができないため、所定の水質の処理水量を得るため、再生を行うまでの１回あたりの採水時間を７〜８時間に変更せざるを得なかった。
【００８９】
［比較例２］
比較例２として、図９に示す従来型の２塔２床式のイオン交換樹脂装置１１３で実施例と同じ処理を行なった。比較例２で用いたイオン交換樹脂装置１１３は、互いに直列に接続されたカチオン交換樹脂塔１１０とアニオン交換樹脂塔容量１１１とを備える。カチオン交換樹脂塔１１０は、７００Ｌの容器に実施例で用いたものと同種のＨ型強酸性カチオン交換樹脂を６５０Ｌ充填したもので、アニオン交換樹脂塔１１１としては７００Ｌの容器に実施例で用いたものと同種のＯＨ型の強塩基性アニオン交換樹脂を６７５Ｌで充填したものとした。
【００９０】
比較例２でのイオン交換樹脂装置１１３への通水条件は実施例と同じ条件で、具体的には上述した水質の被処理水を１回当たり１５時間で通水した。比較例２では、各回の通水終了時点でカチオン交換樹脂塔１１０とアニオン交換樹脂塔１１１とをそれぞれ、実施例で用いたものと同じ酸、またはアルカリで再生した後、運転を再開するようにした。
【００９１】
次に、要求処理水量を３ｍ３／ｈ増加した場合を想定し、被処理水の送水量を増やして１５ｍ３／ｈの量の脱塩水を得たところ、比較例２では、イオン交換樹脂塔の増設ができないため、所定の水質の処理水量を得るため、再生を行うまでの１回あたりの採水時間を１１〜１２時間に変更せざるを得なかった。
【００９２】
［参考例］
参考例として、図８に示す従来型のイオン交換樹脂塔１００と同型のイオン交換樹脂塔であって、再生手段を備えないものを用いることにより、現場再生を行わない非再生型のイオン交換樹脂塔として実施例と同じ処理を行なった。参考例で用いたイオン交換樹脂塔は、容量１００Ｌの容器に実施例と同じ種類のアニオン交換樹脂４８Ｌとカチオン交換樹脂２４Ｌとを混合して充填した混床式のもので、この容器を８基、互いに並列に接続した。参考例でのイオン交換樹脂塔への通水条件は、実施例と同じ条件で、具体的には上述した水質の被処理水を１回当たり１５時間で通水した。
【００９３】
参考例のイオン交換樹脂塔は、現場再生を行わない非再生型であるため、各回の通水終了時点でイオン交換樹脂塔と配管とを分離して新品のイオン交換樹脂塔と交換し（交換時間１０分）、運転を再開するようにした。
【００９４】
次に、要求処理水量を３ｍ３／ｈ増加した場合を想定した。参考例では、イオン交換樹脂塔に再生手段を設けないことから再生手段を有する比較例１のイオン交換樹脂塔１００と異なり、イオン交換樹脂塔の増設が可能で、参考例では上述した非再生型のイオン交換樹脂塔をさらに２基、追加増設した。その後、被処理水の送水量を増やして１５ｍ３／ｈの量の脱塩水を得たところ、再生を行うまでの１回あたりの採水時間を変更することなく、処理水量を増量させる前と同等の水質の脱塩水を得ることができた。
【００９５】
表１に各試験例での運転条件および得られた処理水の水量および水質を示す。なお、塔数は、Ｈ型単床式カチオン交換樹脂塔の数（Ｈ）と、ＯＨ型単床式アニオン交換樹脂塔の数（ＯＨ）と、混床式イオン交換樹脂塔の数（Ｍ）とを「Ｈ／ＯＨ／Ｍ」の順で示し、樹脂充填量は、樹脂塔１基あたりのカチオン交換樹脂の充填量（Ｃ）とアニオン交換樹脂の充填量（Ａ）とを「Ｃ／Ａ」で示した。
【００９６】
【表１】
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【００９７】
表１に示すように、従来型のイオン交換樹脂塔を用いた比較例１、２では、採水時間の短縮を余儀なくされた。一方、実施例では採水時間を変更することなく、良好な水質の処理水を安定して得ることができた。また比較例１では混床式のイオン交換樹脂塔を現場で再生したため、持ち帰り再生を行う参考例に比べて採水時間を短縮せざるを得ず、一方、参考例では毎回の通水後にイオン交換樹脂塔を交換する必要があったが、実施例では現場再生できることから交換を要さず、しかも現場再生によっても良好な再生効果を得ることができ、採水時間の短縮は必要なかった。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、純水製造装置等に配置されるイオン交換樹脂塔に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るイオン交換樹脂塔の模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るイオン交換樹脂塔の模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る純水製造装置の模式図である。
【図４】前記実施形態の変形例に係る純水製造装置の模式図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る純水製造装置の模式図である。
【図６】前記実施形態の変形例に係る純水製造装置の模式図である。
【図７】実施例に用いた純水製造装置の模式図である。
【図８】従来技術に係るイオン交換樹脂塔の模式図である。
【図９】従来技術に係るイオン交換樹脂装置の模式図である。
【図１０】従来技術に係るイオン交換樹脂装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１、１´、３、３´、３００  純水製造装置
１０、１１                  イオン交換樹脂塔ユニット
１２                        イオン交換樹脂塔
１４、１４´                給水本管
１６、１６´                処理水本管
２０                        容器
２２                        入口管
２４                        出口管
２６                        入口管継手
２８                        出口管継手
４２                        給水管
４４                        給水枝管
４５                        給水枝管継手
４６                        給水管継手
６２                        処理水管
６４                        処理水枝管
６５                        処理水枝管継手
Ｖ１〜Ｖ７                  弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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