(57)【要約】【課題】複数のイオン交換塔を有する水処理装置において、交換したイオン交換樹脂の汚染を防止し、処理水の水質の立ち上がりを良好にすることができるイオン交換樹脂の交換方法を提供する。【解決手段】複数のイオン交換塔を有する水処理装置において、当該複数のイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換する方法であって、前記複数のイオン交換塔のうちの一のイオン交換塔よりも上流側に位置するイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換した後に、所定の期間通水し、その後に前記一のイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換する。【選択図】図２
2007229693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のイオン交換塔を有する水処理装置において、当該複数のイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換する方法であって、
前記複数のイオン交換塔のうちの一のイオン交換塔よりも上流側に位置するイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換した後に、所定の期間通水し、その後に前記一のイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換することを特徴とするイオン交換樹脂の交換方法。
【請求項２】
前記所定の期間が、少なくとも７日間であることを特徴とする請求項１に記載のイオン交換樹脂の交換方法。
【請求項３】
前記複数のイオン交換塔には、カチオン交換樹脂が充填されたカチオン交換塔及びアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔が含まれ、
前記カチオン交換塔に充填されたカチオン交換樹脂又は前記アニオン交換塔に充填されたアニオン交換樹脂を交換した後に、前記アニオン交換樹脂又は前記カチオン交換樹脂を交換することを特徴とする請求項１又は２に記載のイオン交換樹脂の交換方法。
【請求項４】
前記カチオン交換塔の上流側に前記アニオン交換塔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のイオン交換樹脂の交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のイオン交換塔を有する水処理装置におけるイオン交換樹脂の交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
純水製造装置等の水処理装置として、アニオン交換塔及びカチオン交換塔を含む複数のイオン交換塔を有するものが一般的に用いられており、この純水製造装置は、市水等の原水をカチオン交換塔及びアニオン交換塔に通水することにより、原水から陽イオン成分及び陰イオン成分を除去し、純水を製造することができる。
【０００３】
このような純水製造装置に備えられるイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂は、長期間純水の製造に使用されることでイオン交換能が低下するため、その場合、充填されているイオン交換樹脂は、新品のイオン交換樹脂に交換され、使用されている。
【０００４】
例えば、第１のカチオン交換塔、アニオン交換塔、及び第２のカチオン交換塔がこの順で直列に並べられた純水製造装置においては、従来、これらのイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換する際、すべてのイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を一度に交換している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、イオン交換塔のイオン交換樹脂を交換した後に通水を開始すると、通水する水質によっては、新品のアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔からの溶出物が、その下流側に設けられている第２のカチオン交換塔に充填された新品のカチオン交換樹脂を汚染してしまうという問題があった。
【０００６】
また、第２のカチオン交換塔に充填された新品のカチオン交換樹脂が汚染されることで、イオン交換樹脂を交換した後の処理水の水質の立ち上がり（通水開始後に所望の水質の処理水が得られるまでの時間）が遅くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のイオン交換塔を有する水処理装置において、交換した新品のイオン交換樹脂の汚染を防止し、処理水の水質の立ち上がりを良好にすることができるイオン交換樹脂の交換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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のイオン交換樹脂の交換方法は、複数のイオン交換塔を有する水処理装置において、当該複数のイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換する方法であって、前記複数のイオン交換塔のうちの一のイオン交換塔よりも上流側に位置するイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換した後に、所定の期間通水し、その後に前記一のイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換することを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記発明（請求項１）によれば、上流側に位置するイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換した後に、所定の期間、イオン交換樹脂を交換したイオン交換塔に原水を通水し、その後に下流側に位置するイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換することで、上流側のイオン交換塔からの溶出物によって下流側のイオン交換塔に充填された新品のイオン交換樹脂の汚染を防止し、イオン交換樹脂の交換後の処理水の水質の立ち上がりを良好にすることができる。
【００１０】
上記発明（請求項１）においては、前記所定の期間が、少なくとも７日間であることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
上記発明（請求項２）によれば、上流側のイオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換してから少なくとも７日間、イオン交換樹脂を交換したイオン交換塔に原水を通水することで、新品のイオン交換樹脂に交換された上流側のイオン交換塔からの溶出物の流出量が低減されるため、下流側のイオン交換塔に充填された新品のイオン交換樹脂の汚染を抑制することができ、イオン交換樹脂の交換後の水質の立ち上がりをより良好にすることができる。
【００１２】
上記発明（請求項１，２）においては、前記複数のイオン交換塔には、カチオン交換樹脂が充填されたカチオン交換塔及びアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔が含まれ、前記カチオン交換塔に充填されたカチオン交換樹脂又は前記アニオン交換塔に充填されたアニオン交換樹脂を交換した後に、前記アニオン交換樹脂又は前記カチオン交換樹脂を交換することが好ましい（請求項３）。
【００１３】
イオン交換塔に充填されているイオン交換樹脂を交換し、その後に通水すると、アニオン交換塔からの溶出物がカチオン交換樹脂を汚染し、又はカチオン交換塔からの溶出物がアニオン交換樹脂を汚染してしまうが、上記発明（請求項３）によれば、それぞれのイオン交換樹脂を所定の期間通水した後に交換することで、イオン交換樹脂の汚染を防止することができ、イオン交換樹脂の交換後の処理水の水質の立ち上がりを良好にすることができる。
【００１４】
上記発明（請求項３）においては、前記アニオン交換塔の下流側に前記カチオン交換塔が設けられていることが好ましい（請求項４）。
【００１５】
アニオン交換塔からの溶出物によりカチオン交換樹脂が汚染されると、イオン交換樹脂の交換後の水質の立ち上がりが特に悪化するため、上記発明（請求項４）によれば、アニオン交換塔の下流側に設けられているカチオン交換塔に充填されている新品のカチオン交換樹脂の汚染を防止することができ、イオン交換樹脂の交換後の処理水の水質の立ち上がりを、より良好にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水質の立ち上がりが不良になる要因であるイオン交換樹脂の汚染を防止することができ、イオン交換樹脂の交換後の処理水の水質の立ち上がりを良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の交換方法を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の交換方法を適用し得る水処理装置の一例を示す概略構成図であり、図２は、当該水処理装置におけるイオン交換樹脂の交換方法を示すフロー図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係るイオン交換樹脂の交換方法を適用し得る水処理装置１は、第１のカチオン交換塔２、脱炭酸塔３、アニオン交換塔４、及び第２のカチオン交換塔５を有しており、これらの塔が順次上流側から設けられている。
【００１９】
第１のカチオン交換塔２及び第２のカチオン交換塔５には、カチオン交換樹脂が充填されており、そのカチオン交換樹脂とそれぞれのカチオン交換塔２，５に導入される被処理水とが接触することで、当該被処理水中に含まれる陽イオン成分が除去される。
【００２０】
第１のカチオン交換塔２及び第２のカチオン交換塔５に充填されているカチオン交換樹脂としては、例えば、Ｈ形強酸性カチオン交換樹脂、Ｈ形弱酸性カチオン交換樹脂、Ｎａ形強酸性カチオン交換樹脂、Ｎａ形弱酸性カチオン交換樹脂、これらのカチオン交換樹脂をコンディショニングした樹脂等が挙げられる。第１のカチオン交換塔２及び第２のカチオン交換塔５には、同一のカチオン交換樹脂が充填されていてもよいし、それぞれ異なるカチオン交換樹脂が充填されていてもよい。
【００２１】
脱炭酸塔３は、脱炭酸塔３に導入された被処理水中に含まれる炭酸イオンを除去するものであり、後段のアニオン交換塔４に充填されているアニオン交換樹脂に炭酸イオンが及ぼすおそれのある悪影響を防止する。
【００２２】
アニオン交換塔４には、アニオン交換樹脂が充填されており、アニオン交換樹脂とアニオン交換塔４に導入される被処理水とが接触し、当該被処理水中に含まれる陰イオン成分が除去される。アニオン交換塔４に充填されているアニオン交換樹脂は、例えば、ＯＨ形強塩基性アニオン交換樹脂、ＯＨ形弱塩基性アニオン交換樹脂、Ｃｌ形強塩基性アニオン交換樹脂、Ｃｌ形弱塩基性アニオン交換樹脂、これらのアニオン交換樹脂をコンディショニングした樹脂等が挙げられる。
【００２３】
このような水処理装置１においては、まず、原水（市水）は、第１のイオン交換塔２に下向流で導入され、第１のイオン交換塔２に充填されているカチオン交換樹脂と接触し、原水中に含まれる陽イオン成分が除去される。次に、第１のイオン交換塔２からの処理水は、脱炭酸塔３に下向流で導入され、当該処理水中に含まれる炭酸イオンが除去される。続いて、脱炭酸塔３からの処理水は、アニオン交換塔４に下向流で導入され、当該処理水中に含まれる陰イオン成分が除去される。最後に、アニオン交換塔４からの処理水は、第２のカチオン交換塔５に下向流で導入され、当該処理水中に残存する陽イオン成分が除去される。
【００２４】
このような水処理装置１において、イオン交換塔（第１及び第２のカチオン交換塔２，５及びアニオン交換塔４）に充填されているカチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂のイオン交換基が劣化し、イオン交換能が低下すると、充填されているイオン交換樹脂を交換する必要がある。このとき、イオン交換塔に充填されているすべてのイオン交換樹脂を一度に交換し、原水を通水すると、新品のアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔４からの溶出物によって、第２のカチオン交換塔５に充填された新品のカチオン交換樹脂が汚染されてしまうおそれがある。したがって、アニオン交換塔４に充填されているアニオン交換樹脂と第２のカチオン交換塔５に充填されているカチオン交換樹脂とを時期をずらして交換する。具体的には、以下のようにしてイオン交換樹脂を交換する。
【００２５】
図２に示すように、まず、第１のカチオン交換塔２に充填されているカチオン交換樹脂、及びアニオン交換塔４に充填されているアニオン交換樹脂を、それぞれ新品のカチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂に交換する（Ｓ１）。一般に、新品のカチオン交換樹脂が充填されたカチオン交換塔からの溶出物によって、アニオン交換塔に充填された新品のアニオン交換樹脂はほとんど汚染されることはないため、第１のカチオン交換塔２に充填されているカチオン交換樹脂とアニオン交換塔に充填されているアニオン交換樹脂とは、一度に交換することができる。
【００２６】
第１のカチオン交換塔２に充填されているカチオン交換樹脂とアニオン交換塔４に充填されているアニオン交換樹脂とを一度に交換した後、所定の期間、水処理装置１に原水を通水する（Ｓ２）。一定期間通水することで、アニオン交換塔４からの溶出物の流出量が低減される。通水期間は、少なくとも７日間であることが好ましく、特に３０日以上であることが好ましい。通水期間が７日未満であると、アニオン交換塔４からの溶出物の流出量が十分に低減されず、当該溶出物によって第２のカチオン交換塔５に充填される新品のカチオン交換樹脂の汚染を防止できないおそれがある。
【００２７】
所定の期間水処理装置１に原水を通水した後、第２のカチオン交換塔５に充填されているカチオン交換樹脂を、新品のカチオン交換樹脂に交換する（Ｓ３）。これにより、アニオン交換塔４からの溶出物によって第２のカチオン交換塔５に充填された新品のカチオン交換樹脂の汚染を防止することができる。
【００２８】
このようにしてイオン交換樹脂を交換することにより、新品のアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔４からの溶出物の流出量が低減された後に、第２のカチオン交換塔５に充填されたカチオン交換樹脂が新品のカチオン交換樹脂に交換されるため、当該溶出物によって、第２のカチオン交換塔５に充填された新品のカチオン交換樹脂の汚染を防止することができ、処理水の水質の立ち上がりを良好にすることができる。また、本実施形態に係るイオン交換樹脂の交換方法によれば、第２のカチオン交換塔に充填された新品のカチオン交換樹脂の汚染を防止することにより、複数のイオン交換塔を有する水処理装置の長期間の運転に支障をきたすことがないものと考えられる。
【００２９】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００３０】
上記実施形態では、第１のカチオン交換塔２に充填されたカチオン交換樹脂の交換と、アニオン交換塔４に充填されたアニオン交換樹脂の交換とを、一度に行っているが、処理される原水の水質によっては、新品のカチオン交換樹脂が充填された第１のカチオン交換塔２からの溶出物によってアニオン交換塔４に充填された新品のアニオン交換樹脂が汚染されることも考えられる。したがって、まず、第１のカチオン交換塔２に充填されたカチオン交換樹脂を交換し、所定の期間（例えば、７日間）が経過した後に、アニオン交換塔４に充填されたアニオン交換樹脂を交換してもよい。これにより、アニオン交換樹脂の汚染も防止することができ、処理水の水質の立ち上がりをより良好にすることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３２】
〔実施例１〕
図１に示す水処理装置１において、第１のカチオン交換塔２に充填されているカチオン交換樹脂及びアニオン交換塔４に充填されているアニオン交換樹脂をそれぞれ新品のカチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂に交換した後、１ヶ月間原水を通水し、その後に第２のカチオン交換塔５に充填されているカチオン交換樹脂を新品のカチオン交換樹脂に交換した。
【００３３】
なお、第１及び第２のカチオン交換塔２，５には、カチオン交換樹脂としてダイヤイオンＳＫ１Ｂ（三菱化学社製）を充填し、アニオン交換塔４には、アニオン交換樹脂としてダイヤイオンＳＡ１０Ａ（三菱化学社製）を充填した。また、第１のカチオン交換塔２、アニオン交換塔４、及び第２のカチオン交換塔５における通水速度（ＬＶ）は１０〜５０ｍ／ｈｒであって、空間速度（ＳＶ）は１０〜１００ｍ／ｈｒであった。
【００３４】
第２のカチオン交換塔５に充填されているカチオン交換樹脂を交換した後、水処理装置１に通水を開始し、通水開始から２５分後に、第２のカチオン交換塔の出口における処理水の比抵抗値（ＭΩ・ｃｍ）を測定した。
【００３５】
処理水の比抵抗値は、５．０ＭΩ・ｃｍ以上であり、水質基準（５．０ＭΩ・ｃｍ）を満足した。この測定結果及び図３に示したグラフ（実線）から明らかなように、実施例１に係るイオン交換樹脂の交換方法は、イオン交換樹脂の交換後の処理水の水質の立ち上がりが良好であることが確認された。また、実施例１に係る交換方法によれば、新品のアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔４からの溶出物によって、第２のカチオン交換塔５に充填された新品のカチオン交換樹脂の汚染を防止することができると考えられる。
【００３６】
〔比較例１〕
図１に示す水処理装置１において、第１のカチオン交換塔２に充填されたカチオン交換樹脂、アニオン交換塔４に充填されたアニオン交換樹脂、及び第２のカチオン交換塔５に充填されたカチオン交換樹脂をそれぞれ新品のイオン交換樹脂に一度に交換した。イオン交換樹脂を交換した後、水処理装置１に通水を開始し、通水開始から２５分後に、第２のカチオン交換塔５の出口における処理水の比抵抗値（ＭΩ・ｃｍ）を測定した。
【００３７】
第２のカチオン交換塔５の出口における処理水の比抵抗値は、４．５ＭΩ・ｃｍであり、水質基準（５．０ＭΩ・ｃｍ）を満足しなかった。なお、通水開始後４０分経過後に第２のカチオン交換塔の出口における処理水の比抵抗値を測定したところ、５．０ＭΩ・ｃｍであった。この測定結果及び図３に示すグラフ（破線）から明らかなように、比較例１に係るイオン交換樹脂の交換方法は、イオン交換樹脂の交換後の処理水の水質の立ち上がりが不良であることが確認された。また、比較例１に係る交換方法によれば、第２のカチオン交換塔５に充填されたカチオン交換樹脂が、新品のアニオン交換樹脂が充填されたアニオン交換塔４からの溶出物により汚染されていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のイオン交換樹脂の交換方法は、純水製造装置等の水処理装置に利用される多塔式イオン交換装置におけるイオン交換塔に充填されたイオン交換樹脂の交換処理に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の交換方法を適用し得る水処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の交換方法を示すフロー図である。
【図３】実施例及び比較例に係るイオン交換樹脂の交換方法によってイオン交換樹脂を交換した後の処理水の水質の立ち上がりを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１…水処理装置
２…第１のカチオン交換塔
４…アニオン交換塔
５…第２のカチオン交換塔
【図１】
2007229693.tif 000003
【図２】
2007229693.tif 000004
【図３】
2007229693.tif 000005