(57)【要約】【課題】スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できるイオン交換樹脂の再生装置等を提供すること。【解決手段】イオン交換樹脂の再生装置２０は、イオン交換樹脂２１１が収容される再生器２１と、この再生器２１に再生水供給路２４を介して再生水を供給する酸供給器２２及びアルカリ供給器２３と、再生水排出路２５を介して再生器２１を通過した再生水を排出する再生水排出口と、を備える。再生装置２０は、再生水が再生器２１を通過することによって、イオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する供給路流量計２４６、排出路ｐＨメータ２５１、排出路流量計２５２を更に備える。【選択図】図１
2007260632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂が収容される樹脂収容手段と、この樹脂収容手段に再生水供給路を介して酸又は塩基を含有する再生水を供給する再生水供給手段と、再生水排出路を介して前記樹脂収容手段を通過した再生水を排出する再生水排出手段と、を備えるイオン交換樹脂の再生装置であって、
前記再生水が前記樹脂収容手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する再生水検出手段を更に備えることを特徴とする再生装置。
【請求項２】
請求項１記載の再生装置において、
前記再生水検出手段は、前記イオン交換樹脂に供給される再生水に含有される水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する供給水検出手段と、
前記樹脂収容手段を通過した再生水に含有される水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する通過水検出手段と、を有することを特徴とする再生装置。
【請求項３】
水が流れる流路と、この流路の途中に設けられイオン交換樹脂が収容されたイオン交換手段と、を有する水処理装置と、
前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂を再生する請求項１又は２記載の再生装置と、を備える水処理システム。
【請求項４】
請求項３記載の水処理システムにおいて、
前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂の前記樹脂収容手段への搬送を指示する指示情報を報知する報知手段と、
前記水処理システムを制御する制御手段と、を更に備え、
前記水処理装置は、前記水が前記イオン交換手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する原水検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記原水検出手段による検出値が、前記再生水検出手段による検出値の第一所定割合に達していた場合には、前記報知手段を起動させる報知判断手段を有することを特徴とする水処理システム。
【請求項５】
請求項４記載の水処理システムにおいて、
前記イオン交換手段は、前記流路の途中に並列して複数設けられ、
前記原水検出手段は、前記イオン交換手段の各々に収容されたイオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出し、
前記水処理装置は、前記水が通過する前記イオン交換手段を切り換える切換手段を更に有し、
前記制御手段は、前記原水検出手段による検出値が、前記再生水検出手段による検出値の第二所定割合に達していた場合には、前記切換手段を起動させる切換判断手段を更に有することを特徴とする水処理システム。
【請求項６】
水が流れる流路と、この流路の途中に設けられイオン交換樹脂が収容されたイオン交換手段と、を有する水処理装置と、前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂を再生する請求項１又は２記載の再生装置と、を備える水処理システムの制御方法であって、
前記再生水が前記イオン交換手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する再生水検出手順と、
前記水が前記樹脂収容手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する原水検出手順と、
前記原水検出手順における検出値が、前記再生水検出手順における検出値の第一所定割合に達していた場合には、前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂の前記樹脂収容手段への搬送を指示する指示情報を報知する報知手順と、を備えることを特徴とする水処理システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換樹脂の再生装置、イオン交換樹脂の再生装置を備える水処理システム、及び、水処理システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所のボイラ等の冷却装置には、冷却水として、地下水、河川水、水道水等の原水が使用されている。原水には、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等の金属イオンやシリカイオン（ＳｉＯ２−）といった種々のイオンが溶解しており、これらのイオンが冷却装置内にスケール、スラッジ、腐食等を発生させる原因となっている。
そこで、冷却装置内を循環する原水からイオンを除去する水処理装置が着目されている。
【０００３】
従来の水処理装置は、水が流れる流路と、この流路の途中に設けられイオン交換樹脂が収容されたイオン交換手段と、を有する。
このような水処理装置によれば、流路の途中にイオン交換手段を設けたので、流路を流れる水に含有されるイオンがイオン交換樹脂に吸着されるから、イオンを除去できる。
【０００４】
ところで、イオンの吸着量が増加するにつれて、イオン交換樹脂のイオン吸着能力は低下する。そこで、イオンの吸着能力を回復させるために、所定のタイミングで、イオン交換樹脂に吸着されたイオンを再生する必要がある。
【０００５】
そこで、従来の水処理装置は、水が流れる流路と、この流路の途中に設けられイオン交換樹脂が収容されたイオン交換手段と、イオン交換手段を通過した水に漏出したイオンの存在を検知する漏出検知手段と、を備える（例えば、特許文献１参照）。
このような水処理装置によれば、漏出検知手段を設けたので、この漏出検知手段によりイオンが検知された場合、イオン交換樹脂のイオン吸着能力が不充分であると判断できる。このため、検知手段によるイオンの検知後、イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂を再生する。
【特許文献１】特開２００１−２０５２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に示される水処理装置によれば、漏出検知手段がイオンを検知した段階では、既に、一部のイオンが吸着されることなくイオン交換手段を通過し、冷却装置へと導入されている。このため、スケール、スラッジ、腐食等が発生する場合があった。
【０００７】
また、何らかの理由によって、海水等のイオンを高濃度に含有する水が流路に流入する場合がある。このような場合には、イオンが急速に漏出するため、漏出検知手段がイオンを検知した段階では大量のイオンが漏出しているから、スケール、スラッジ、腐食等が多量に発生する。このように、高濃度に含有する水が流入するような事態に対する安全性も充分でなかった。
【０００８】
以上のような問題を解決するために、早期の段階で、イオン交換樹脂を再生するといった対策も考えられる。しかし、この対策では、イオン交換樹脂の再生頻度が必然的に高くなる場合が多く、再生時の膨潤収縮等が原因となるイオン交換樹脂の劣化の進行が早まる。
【０００９】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたもので、スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できる再生装置、水処理システム、水処理システムの制御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】
【００１０】
本発明者らは、イオン交換樹脂の再生時にイオン交換樹脂に吸着された水素イオン量や水酸化物イオン量を検出することで、イオン交換樹脂の適切な再生条件を特定できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明は、具体的には、以下のようなものを提供する。
【００１２】
（１）  イオン交換樹脂が収容される樹脂収容手段と、この樹脂収容手段に再生水供給路を介して酸又は塩基を含有する再生水を供給する再生水供給手段と、再生水排出路を介して前記樹脂収容手段を通過した再生水を排出する再生水排出手段と、を備えるイオン交換樹脂の再生装置であって、
前記再生水が前記樹脂収容手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する再生水検出手段を更に備えることを特徴とする再生装置。
【００１３】
（１）の発明によれば、再生装置に再生水検出手段を設けたので、イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量が検出されるから、再生されたイオン交換樹脂のイオン交換容量が把握できる。
【００１４】
従って、以下のような使用態様をとることができる。
まず、高濃度に含有する水が流入するような事態が発生する可能性等も適宜考慮し、所望の安全率でイオンの漏出を防止できる、イオン交換容量の下限値を設定する。そして、上述したように把握された再生済みイオン交換樹脂のイオン交換容量と、上述のイオン交換容量の下限値と、の差を算出する。
この差の分だけ過不足なく、交換すべき対象のイオンをイオン交換樹脂に吸着させることにより、スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できる。
【００１５】
（２）  （１）記載の再生装置において、
前記再生水検出手段は、前記イオン交換樹脂に供給される再生水に含有される水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する供給水検出手段と、
前記樹脂収容手段を通過した再生水に含有される水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する通過水検出手段と、を有することを特徴とする再生装置。
【００１６】
（２）の発明によれば、再生水検出手段に供給水検出手段及び通過水検出手段を設けたので、イオン交換樹脂に供給される再生水に含有される水素イオン量又は水酸化物イオン量、及び、樹脂収容手段を通過した再生水に含有される水素イオン量又は水酸化物イオン量がそれぞれ検出される。このため、これらの差を算出するだけで、イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量が検出されるから、再生されたイオン交換樹脂のイオン交換容量が容易に把握できる。
【００１７】
従って、容易に、スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できる。
【００１８】
（３）  水が流れる流路と、この流路の途中に設けられイオン交換樹脂が収容されたイオン交換手段と、を有する水処理装置と、
前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂を再生する（１）又は（２）記載の再生装置と、を備える水処理システム。
【００１９】
（３）の発明によれば、（１）又は（２）記載の再生装置を採用したので、（１）又は（２）の発明と同様の効果が得られる。
【００２０】
（４）  （３）記載の水処理システムにおいて、
前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂の前記樹脂収容手段への搬送を指示する指示情報を報知する報知手段と、
前記水処理システムを制御する制御手段と、を更に備え、
前記水処理装置は、前記水が前記イオン交換手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する原水検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記原水検出手段による検出値が、前記再生水検出手段による検出値の第一所定割合に達していた場合には、前記報知手段を起動させる報知判断手段を有することを特徴とする水処理システム。
【００２１】
（４）の発明によれば、水処理システムは以下のように動作する。
まず、高濃度に含有する水が流入するような事態が発生する可能性等も適宜考慮し、所望の安全率でイオンの漏出を防止できる、イオン交換容量の下限値を設定する。また、再生水検出手段がイオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出し、再生されたイオン交換樹脂のイオン交換容量を把握する。把握された再生済みイオン交換樹脂のイオン交換容量と、上述のイオン交換容量の下限値と、の差を算出する。例えば、この差が再生済みイオン交換樹脂のイオン交換容量において占める割合を、第一所定割合とする。
次に、再生されたイオン交換樹脂をイオン交換手段に収容し、水処理を開始する。原水検出手段は、水がイオン交換手段を通過することによって、イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する。
報知判断手段は、原水検出手段による検出値が、再生水検出手段による検出値の第一所定割合に達していた場合には、報知手段を起動させる。
【００２２】
従って、所望の安全率でイオンの漏出を防止できるイオン交換容量の下限値を下回ったような場合には指示情報が報知されるから、イオン交換樹脂を再生すべきタイミングを逸失するのを抑制できる。
【００２３】
ここで、「第一所定割合」とは、イオン交換樹脂の有するイオン交換容量と、所望の安全率が得られるイオン交換容量の下限値との差が、イオン交換樹脂の有するイオン交換容量に占める割合を指す。また、「イオン交換容量の下限値」は、報知手段が起動した時から、イオン交換樹脂の樹脂収容手段への搬送に着手するまでの間における、イオンの漏出も考慮して設定されることが好ましい。
【００２４】
（５）  （４）記載の水処理システムにおいて、
前記イオン交換手段は、前記流路の途中に並列して複数設けられ、
前記原水検出手段は、前記イオン交換手段の各々に収容されたイオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出し、
前記水処理装置は、前記水が通過する前記イオン交換手段を切り換える切換手段を更に有し、
前記制御手段は、前記原水検出手段による検出値が、前記再生水検出手段による検出値の第二所定割合に達していた場合には、前記切換手段を起動させる切換判断手段を更に有することを特徴とする水処理システム。
【００２５】
（５）の発明によれば、切換手段及び切換判断手段を設けたので、原水検出手段による検出値が、再生水検出手段による検出値の第二所定割合に達していた場合には、切換判断手段が切換手段を起動させる。これにより、水が通過するイオン交換手段が切り換わり、イオン交換容量が充分に残存するイオン交換手段へと水が流れるから、イオンの漏出をより確実に抑制できる。
【００２６】
ここで、切換判断手段は、所望の安全率でイオンの漏出を防止できる、イオン交換容量の下限値を超えるイオン交換容量を有するイオン交換手段に切り換わるように、切換手段を制御する。
【００２７】
ここで、「第二所定割合」は、「第一所定割合」以上に設定されることが好ましい。これにより、報知手段が起動した後、イオン交換樹脂の樹脂収容手段への搬送が行われなかった場合でも、切換手段がイオン交換手段の切換を行うので、イオンの漏出を抑制できる。
【００２８】
（６）  水が流れる流路と、この流路の途中に設けられイオン交換樹脂が収容されたイオン交換手段と、を有する水処理装置と、前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂を再生する（１）又は（２）記載の再生装置と、を備える水処理システムの制御方法であって、
前記再生水が前記イオン交換手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する再生水検出手順と、
前記水が前記樹脂収容手段を通過することによって、前記イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量を検出する原水検出手順と、
前記原水検出手順における検出値が、前記再生水検出手順における検出値の第一所定割合に達していた場合には、前記イオン交換手段に収容されたイオン交換樹脂の前記樹脂収容手段への搬送を指示する指示情報を報知する報知手順と、を備えることを特徴とする水処理システムの制御方法。
【００２９】
（６）記載の制御方法は、（３）〜（５）記載の水処理システムを、制御方法として展開したものである。
従って、（６）の発明によれば、（３）〜（５）と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、再生装置に再生水検出手段を設けたので、イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量が検出されるから、再生されたイオン交換樹脂のイオン交換容量が把握できる。
従って、把握された再生済みイオン交換樹脂のイオン交換容量と、高濃度に含有する水が流入するような事態が発生する可能性等も適宜考慮し、所望の安全率でイオンの漏出を防止できるように設定されたイオン交換容量の下限値と、の差の分だけ過不足なく、交換すべき対象のイオンをイオン交換樹脂に吸着させることにより、スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態以外の各実施形態の説明において、第１実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略若しくは簡略化する。
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る水処理システム１のブロック図である。
水処理システム１は、水処理装置１０と、再生装置２０と、を備える。
【００３３】
水処理装置１０は、水の一例としての原水が流れる流路としての原水流路１１と、この原水流路１１の途中に設けられイオン交換樹脂１２１が収容されたイオン交換手段としてのイオン交換器１２と、を有する。
【００３４】
原水流路１１を流れる原水は、復水器８０から供給され、イオン交換器１２を通過して、ボイラ９０へと導入される。
【００３５】
原水流路１１におけるイオン交換器１２の上流には、原水供給弁１１３と、原水検出手段としての原水流量計１１１及びイオン濃度測定器１１２と、が設けられている。また、原水流路１１におけるイオン交換器１２の下流には、原水放出弁１１４が設けられている。
【００３６】
ここで、イオン濃度測定器１１２としては、陽イオン濃度、陰イオン濃度のいずれについても検出できるものが使用される。なお、本実施形態では、イオン濃度測定器１１２は原水流路１１が分岐した分岐路１１５に設けられているが、これに特に限られない。
【００３７】
イオン交換樹脂１２１は、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を有する。これら陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂は、原水が流れる方向に沿って直列に配置されている。
【００３８】
再生装置２０は、イオン交換樹脂２１１が収容される樹脂収容手段としての再生器２１と、この再生器２１に再生水供給路２４を介して再生水を供給する再生水供給手段としての酸供給器２２及びアルカリ供給器２３と、再生水排出路２５を介して再生器２１を通過した再生水を排出する図示しない再生水排出手段としての再生水排出口と、を有する。
【００３９】
イオン交換樹脂２１１は、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を有する。これら陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂は、再生水が流れる方向に沿って直列に配置されている。
【００４０】
再生水供給路２４は、酸供給路２４１を介して酸供給器２２に、アルカリ供給路２４２を介してアルカリ供給器２３に連通する。再生水供給路２４の途中には、供給水検出手段としての供給路流量計２４６が設けられている。また、酸供給路２４１の途中には酸供給弁２４３が、アルカリ供給路２４２の途中にはアルカリ供給弁２４４が、それぞれ設けられている。
【００４１】
また、再生水排出路２５の途中には、通過水検出手段としての、排出路ｐＨメータ２５１と、排出路流量計２５２と、が設けられている。
【００４２】
供給路流量計２４６、排出路ｐＨメータ２５１及び排出路流量計２５２は、再生水検出手段を構成する。
【００４３】
水処理システム１の動作は、以下のようになる。
［イオン交換樹脂の再生］
まず、原水供給弁１１３、原水放出弁１１４、酸供給弁２４３、アルカリ供給弁２４４を全て閉じる。そして、水素イオン濃度が既知である酸性の再生水を酸供給器２２に導入し、水酸化物イオン濃度が既知であるアルカリ性の再生水をアルカリ供給器２３に導入する。
【００４４】
ここで、酸供給弁２４３を開くと、酸性の再生水が、酸供給器２２から酸供給路２４１、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。再生水供給路２４内を流れる再生水（以下、供給水と称する）の流量は供給路流量計２４６によって計測される。
【００４５】
イオン交換樹脂２１１に供給された再生水に含有される水素イオンは、イオン交換樹脂２１１に吸着されていた陽イオンと交換される。つまり、水素イオンがイオン交換樹脂２１１を構成する陽イオン交換樹脂に吸着するとともに、陽イオンがイオン交換樹脂２１１から放出される。放出された陽イオンを含有する再生水は、再生器２１を通過し、再生水排出路２５内を再生水排出口へと流れる。再生水排出路２５内を流れる再生水（以下、通過水と称する）の流量は排出路流量計２５２によって計測され、通過水に含有される水素イオン量は排出路ｐＨメータ２５１によって計測される。
【００４６】
続いて、酸供給弁２４３を閉じた後、アルカリ供給弁２４４を開くことにより、アルカリ性の再生水がアルカリ供給器２３からアルカリ供給路２４２、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。上述したように、供給水の流量は供給路流量計２４６によって計測される。
【００４７】
イオン交換樹脂２１１に供給された再生水に含有される水酸化物イオンは、イオン交換樹脂２１１に吸着されていた陰イオンと交換される。つまり、水酸化物イオンがイオン交換樹脂２１１を構成する陰イオン交換樹脂に吸着するとともに、陰イオンがイオン交換樹脂２１１から放出される。放出された陰イオンを含有する再生水は、再生器２１を通過し、再生水排出路２５内を再生水排出口へと流れる。上述したように、通過水の流量は排出路流量計２５２によって計測され、通過水に含有される水酸化物イオン量は排出路ｐＨメータ２５１によって計測される。
【００４８】
既知の水素イオン濃度と供給路流量計２４６による検出値とをかけあわせた積は、供給水に含有される水素イオン量に相当する。一方、排出路流量計２５２による検出値と排出路ｐＨメータ２５１による検出値とをかけあわせた積は、通過水に含有される水素イオン量に相当する。従って、これらの差を算出することによって、イオン交換樹脂２１１を構成する陽イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量が求められる。
【００４９】
同様に、既知の水酸化物イオン濃度と供給路流量計２４６による検出値とをかけあわせた積は、供給水に含有される水酸化物イオン量に相当する。一方、排出路流量計２５２による検出値と排出路ｐＨメータ２５１による検出値とをかけあわせた積は、通過水に含有される水酸化物イオン量に相当する。従って、これらの差を算出することによって、イオン交換樹脂２１１を構成する陰イオン交換樹脂に吸着された水酸化物イオン量が求められる。
【００５０】
［イオン交換樹脂の使用］
このようにして再生されたイオン交換樹脂２１１は、再生器２１から脱離され、イオン交換器１２に収容される。ここで、原水供給弁１１３及び原水放出弁１１４を開くと、原水が、復水器８０から原水流路１１を介して、イオン交換器１２に収容されたイオン交換樹脂１２１に導入される。原水流路１１内を流れる原水の流量は原水流量計１１１によって計測され、原水に含有されるイオン濃度はイオン濃度測定器１１２によって計測される。
【００５１】
イオン交換樹脂１２１に導入された原水に含有されるイオンのうち陽イオンはイオン交換樹脂１２１の陽イオン交換樹脂に吸着されていた水素イオンと、陰イオンはイオン交換樹脂１２１の陰イオン交換樹脂に吸着されていた水酸化物イオンと、それぞれ交換される。つまり、原水中の陽イオン及び陰イオンがイオン交換樹脂１２１に吸着されるとともに、水素イオン及び水酸化物イオンがイオン交換樹脂１２１から放出される。放出された原水は、イオン交換器１２を通過し、再び原水流路１１内をボイラ９０へと流れる。
【００５２】
原水流量計１１１による検出値とイオン濃度測定器１１２による検出値とをかけあわせた積は、イオン交換器１２を通過した原水に含有されるイオン量に相当する。
【００５３】
原水に含有される陽イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量の所定の割合に達したとき、又は、原水に含有される陰イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水酸化物イオン量の所定の割合に達したとき、原水供給弁１１３及び原水放出弁１１４を閉じる。そして、イオン交換樹脂１２１をイオン交換器１２から脱離し、再生器２１へと収容し、前述したような動作によってイオン交換樹脂の再生が行われる。
【００５４】
本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
（Ａ）再生装置２０に供給路流量計２４６、排出路ｐＨメータ２５１、排出路流量計２５２を設けたので、イオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量が検出されるから、再生されたイオン交換樹脂２１１のイオン交換容量が把握できる。
従って、把握された再生済みイオン交換樹脂２１１のイオン交換容量と、高濃度に含有する水が流入するような事態が発生する可能性等も適宜考慮し、所望の安全率でイオンの漏出を防止できるように設定されたイオン交換容量の下限値と、の差の分だけ過不足なく、交換すべき対象のイオンをイオン交換樹脂１２１に吸着させることにより、スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できる。
【００５５】
（Ｂ）再生装置２０に供給路流量計２４６、排出路ｐＨメータ２５１、排出路流量計２５２を設けたので、供給路流量計２４６によってイオン交換樹脂２１１に供給される再生水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量、並びに、排出路ｐＨメータ２５１及び排出路流量計２５２によって再生器２１を通過した再生水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量がそれぞれ検出される。このため、これらの差を算出するだけで、イオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量又は水酸化物イオン量が検出されるから、再生されたイオン交換樹脂２１１のイオン交換容量が容易に把握できる。
従って、容易に、スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る水処理システム１Ａのブロック図である。
本実施形態では、再生装置２０Ａの構造が第１実施形態と異なる。
即ち、再生装置２０Ａは、再生水供給路２４Ａの途中に設けられた供給路ｐＨメータ２４５を更に有する。本実施形態では、供給路ｐＨメータ２４５及び供給路流量計２４６が供給水検出手段を構成し、排出路ｐＨメータ２５１及び排出路流量計２５２が、通過水検出手段を構成する。そして、供給路ｐＨメータ２４５、供給路流量計２４６、排出路ｐＨメータ２５１、排出路流量計２５２は、再生水検出手段を構成する。
【００５７】
このような水処理システム１Ａの動作は、以下の点で第１実施形態と異なる。
即ち、原水供給弁１１３、原水放出弁１１４、酸供給弁２４３、アルカリ供給弁２４４を全て閉じる。そして、酸性の再生水を酸供給器２２に導入し、アルカリ性の再生水をアルカリ供給器２３に導入する。この酸性の再生水及びアルカリ性の再生水は、水素イオン濃度及び水酸化物イオン濃度が既知であっても、未知であってもよい。
【００５８】
ここで、酸供給弁２４３を開くと、酸性の再生水が、酸供給器２２から酸供給路２４１、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。供給水に含有される水素イオン濃度は供給路ｐＨメータ２４５によって計測され、供給水の流量は供給路流量計２４６によって計測される。
【００５９】
供給路ｐＨメータ２４５による検出値と供給路流量計２４６による検出値とをかけあわせた積は、供給水に含有される水素イオン量に相当する。一方、排出路流量計２５２による検出値と排出路ｐＨメータ２５１による検出値とをかけあわせた積は、通過水に含有される水素イオン量に相当する。従って、これらの差を算出することによって、イオン交換樹脂２１１を構成する陽イオン交換樹脂に吸着された水素イオン量が求められる。
【００６０】
次に、酸供給弁２４３を閉じた後、アルカリ供給弁２４４を開くことにより、アルカリ性の再生水がアルカリ供給器２３からアルカリ供給路２４２、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。上述したように、供給水に含有される水酸化物イオン濃度は供給路ｐＨメータ２４５によって計測され、供給水の流量は供給路流量計２４６によって計測される。
【００６１】
供給路ｐＨメータ２４５による検出値と供給路流量計２４６による検出値とをかけあわせた積は、供給水に含有される水酸化物イオン量に相当する。一方、排出路流量計２５２による検出値と排出路ｐＨメータ２５１による検出値とをかけあわせた積は、通過水に含有される水酸化物イオン量に相当する。従って、これらの差を算出することによって、イオン交換樹脂２１１を構成する陽イオン交換樹脂に吸着された水酸化物イオン量が求められる。
【００６２】
本実施形態によれば、前述した第１実施形態による作用効果に加えて、以下のような作用効果が得られる。
（Ｃ）再生装置２０Ａに供給路ｐＨメータ２４５を更に設けたので、再生水に含有される水素イオン濃度及び水酸化物イオン濃度が既知でなくても、イオン交換樹脂２１１に供給される再生水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量が算出できる。
従って、予め再生水中の水素イオン量及び水酸化物イオン量を特定する手順が省略できるから、より容易に、スケール、スラッジ、腐食等の発生を充分に抑制でき且つイオン交換樹脂の再生頻度を抑制できる。
【００６３】
＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係る水処理システム１Ｂのブロック図である。
本実施形態では、水処理システム１Ｂの構成が第２実施形態と異なる。
即ち、水処理システム１Ｂは、イオン交換器１２に収容されたイオン交換樹脂１２１のイオン交換樹脂２１１への搬送を指示する指示情報を報知する報知手段としての報知部３０と、水処理システム１Ｂを制御する制御手段としての制御部４２を含む演算装置４０と、を更に備える。
報知部３０は、モニタ３１と、スピーカ３２と、を有し、後述の演算部４１に接続されている。
【００６４】
図４は、演算装置４０のブロック図である。
演算装置４０は、演算部４１と、供給水検出手段としての供給路ｐＨメータ２４５及び供給路流量計２４６と、通過水検出手段としての排出路ｐＨメータ２５１及び排出路流量計２５２と、原水検出手段としての原水流量計１１１及びイオン濃度測定器１１２と、を備える。
【００６５】
供給路ｐＨメータ２４５は、供給水に含有される水素イオン濃度及び水酸化物イオン濃度を測定し、演算部４１へと送信する。
供給路流量計２４６は、供給水の流量を測定し、演算部４１へと送信する。
排出路ｐＨメータ２５１は、通過水に含有される水素イオン濃度及び水酸化物イオン濃度を測定し、演算部４１へと送信する。
排出路流量計２５２は、通過水の流量を測定し、演算部４１へと送信する。
原水流量計１１１は、原水の流量を測定し、演算部４１へと送信する。
イオン濃度測定器１１２は、原水に含有されるイオン濃度を測定し、演算部４１へと送信する。
【００６６】
演算部４１は、算出部４１１と、制御手段としての制御部４２と、を備える。制御部４２は、報知判断手段としての報知判断部４２１を有する。
【００６７】
算出部４１１は、供給水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量、通過水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量、原水に含有されるイオン量を算出する。具体的には、供給路ｐＨメータ２４５の検出値及び供給路流量計２４６の検出値に基づいて供給水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出し、排出路ｐＨメータ２５１の検出値及び排出路流量計２５２の検出値に基づいて通過水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出し、これらの差を計算することでイオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出する。また、算出部４１１は、原水流量計１１１の検出値及びイオン濃度測定器１１２の検出値に基づいて原水に含有されるイオン量を算出する。
【００６８】
報知判断部４２１は、モニタ３１及びスピーカ３２を起動させるか否かを判断する。具体的には、算出部４１１による算出の結果に基づいて、原水に含有されるイオン量が、イオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量の第一所定割合（例えば、８０％）に達していた場合には、モニタ３１及びスピーカ３２を起動させる。
【００６９】
起動したモニタ３１及びスピーカ３２は、所定の画像及び音声をそれぞれ出力し、イオン交換樹脂１２１の再生器２１への搬送を指示する指示情報を報知する。報知態様としては特に限定されないが、例えば、「イオン交換樹脂を再生して下さい」といったメッセージをモニタ３１が表示し、スピーカ３２が音声で出力してよい。また、スピーカ３２が一定の警報音を出力する態様でもよい。
【００７０】
以上の水処理システム１Ｂの動作について、図５を参照しながら説明する。
まず、イオン交換樹脂２１１の再生を行う（ＳＴ１）。具体的には、原水供給弁１１３、原水放出弁１１４、酸供給弁２４３、アルカリ供給弁２４４を全て閉じた後、酸供給弁２４３を開くと、酸性の再生水が、酸供給器２２から酸供給路２４１、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。供給水に含有される水素イオンがイオン交換樹脂２１１に吸着されていた陽イオンと交換される。放出された陽イオンを含有する再生水は、再生器２１を通過し、再生水排出路２５内を再生水排出口へと流れる。続いて、酸供給弁２４３を閉じた後、アルカリ供給弁２４４を開くことにより、アルカリ性の再生水がアルカリ供給器２３からアルカリ供給路２４２、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。供給水に含有される水酸化物イオンは、イオン交換樹脂２１１に吸着されていた陰イオンと交換される。放出された陰イオンを含有する再生水は、再生器２１を通過し、再生水排出路２５内を再生水排出口へと流れる。
【００７１】
続いて、算出部４１１は、供給水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量、通過水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量、原水に含有されるイオン量を算出する（ＳＴ２）。具体的には、供給路ｐＨメータ２４５の検出値及び供給路流量計２４６の検出値に基づいて供給水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出し、排出路ｐＨメータ２５１の検出値及び排出路流量計２５２の検出値に基づいて通過水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出し、これらの差を計算することでイオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出する。
【００７２】
次に、再生されたイオン交換樹脂２１１を再生器２１から脱離し、イオン交換器１２内に収容した後、原水の脱塩処理を開始する（ＳＴ３）。具体的には、原水供給弁１１３及び原水放出弁１１４を開くことにより、原水が、復水器８０から原水流路１１を介して、イオン交換器１２に収容されたイオン交換樹脂１２１に導入される。イオン交換樹脂１２１に導入された原水に含有されるイオンのうち陽イオンはイオン交換樹脂１２１の陽イオン交換樹脂に吸着されていた水素イオンと、陰イオンはイオン交換樹脂１２１の陰イオン交換樹脂に吸着されていた水酸化物イオンと、それぞれ交換される。放出された原水は、イオン交換器１２を通過し、再び原水流路１１内をボイラ９０へと流れる。
【００７３】
原水の脱塩処理の開始とともに、原水に含有されるイオン量の検出を開始する（ＳＴ４）。具体的には、原水流量計１１１が原水流路１１内を流れる原水の流量を計測し、イオン濃度測定器１１２が原水に含有されるイオン濃度を計測する。そして、算出部４１１が、原水流量計１１１の検出値及びイオン濃度測定器１１２の検出値に基づいて原水に含有されるイオン量を算出する。
【００７４】
続いて、報知判断部４２１が、原水に含有される陽イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量の所定の割合に達しているか否か、原水に含有される陰イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水酸化物イオン量の所定の割合に達しているか否かを判断する（ＳＴ５）。この判別が“ＮＯ”であった場合には、ＳＴ４へと戻り、原水中のイオン量の検出を継続する。
【００７５】
一方、ＳＴ５の判別が“ＹＥＳ”であった場合には、報知判断部４２１がモニタ３１及びスピーカ３２を起動し、これらモニタ３１及びスピーカ３２がイオン交換樹脂１２１の再生指示を報知する（ＳＴ６）。
【００７６】
本実施形態によれば、前述した第２実施形態による作用効果に加えて、以下のような作用効果が得られる。
（Ｄ）報知部３０と、制御部４２を含む演算装置４０と、を水処理システム１Ｂに更に設けたので、イオン交換樹脂１２１のイオン交換容量の残量が、所望の安全率でイオンの漏出を防止できるイオン交換容量の下限値を下回ったような場合には、指示情報が報知部３０によって報知される。このため、イオン交換樹脂１２１を再生すべきタイミングを逸失するのを抑制できる。
【００７７】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の第４実施形態に係る水処理システム１Ｃのブロック図である。
本実施形態では、水処理装置１０Ｃ及び演算装置４０Ｃの構造が第３実施形態と異なる。
即ち、水処理装置１０Ｃは、並列配置された原水流路１１Ｃａ、原水流路１１Ｃｂ、原水流路１１Ｃｃを有する。これら原水流路１１Ｃａ〜原水流路１１Ｃｃの途中には、イオン交換器１２ａ〜イオン交換器１２ｃ、原水流量計１１１ａ〜原水流量計１１１ｃ、イオン濃度測定器１１２ａ〜イオン濃度測定器１１２ｃ、原水供給弁１１３ａ〜原水供給弁１１３ｃ、原水放出弁１１４ａ〜原水放出弁１１４ｃが、それぞれ設けられている。ここで、原水供給弁１１３ａ〜原水供給弁１１３ｃ、原水放出弁１１４ａ〜原水放出弁１１４ｃは、それぞれ演算部４１Ｃに接続され、独立して制御できるように構成されている。これにより、原水供給弁１１３ａ〜原水供給弁１１３ｃ、原水放出弁１１４ａ〜原水放出弁１１４ｃは、切換手段を構成する。
【００７８】
また、原水流量計１１１ａ〜原水流量計１１１ｃ、イオン濃度測定器１１２ａ〜イオン濃度測定器１１２ｃは、イオン交換器１２ａ〜イオン交換器１２ｃの各々に収容されたイオン交換樹脂１２１ａ〜イオン交換樹脂１２１ｃに吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量を検出する。
【００７９】
図７は、演算装置４０Ｃのブロック図である。
演算部４１Ｃを構成する制御部４２Ｃは、切換判断部４２２を更に備える。この切換判断部４２２は、原水が通過するイオン交換器を切り換えるか否かを判断する。具体的には、算出部４１１による算出の結果に基づいて、原水に含有されるイオン量が、イオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量の第二所定割合（例えば、８５％）に達していたと判断された場合には、原水供給弁１１３ａ〜原水供給弁１１３ｃ、原水放出弁１１４ａ〜原水放出弁１１４ｃの開閉状況を変更することで、原水が通過するイオン交換器を切り換える。
【００８０】
例えば、イオン交換器１２ａが原水の脱塩処理を行う場合、原水供給弁１１３ａ〜原水供給弁１１３ｃ、原水放出弁１１４ａ〜原水放出弁１１４ｃのうち、原水供給弁１１３ａ及び原水放出弁１１４ａのみが開いている。ここで、原水に含有されるイオン量が、イオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量の第二所定割合（例えば、８５％）に達していたと判断された場合、原水供給弁１１３ａ及び原水放出弁１１４ａを閉じるとともに、原水供給弁１１３ｂ及び原水放出弁１１４ｂ、又は、原水供給弁１１３ｃ及び原水放出弁１１４ｃのいずれかを開くことにより、原水が通過するイオン交換器が切り換わる。
【００８１】
以上の水処理システム１Ｃの動作について、図８を参照しながら説明する。
まず、イオン交換樹脂２１１の再生を行う（ＳＴ１）。具体的には、原水供給弁１１３ａ〜原水供給弁１１３ｃ、原水放出弁１１４ａ〜原水放出弁１１４ｃ、酸供給弁２４３、アルカリ供給弁２４４を全て閉じた後、酸供給弁２４３を開くと、酸性の再生水が、酸供給器２２から酸供給路２４１、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。供給水に含有される水素イオンがイオン交換樹脂２１１に吸着されていた陽イオンと交換される。放出された陽イオンを含有する再生水は、再生器２１を通過し、再生水排出路２５内を再生水排出口へと流れる。続いて、酸供給弁２４３を閉じた後、アルカリ供給弁２４４を開くことにより、アルカリ性の再生水がアルカリ供給器２３からアルカリ供給路２４２、再生水供給路２４を介して、イオン交換樹脂２１１へと供給される。供給水に含有される水酸化物イオンは、イオン交換樹脂２１１に吸着されていた陰イオンと交換される。放出された陰イオンを含有する再生水は、再生器２１を通過し、再生水排出路２５内を再生水排出口へと流れる。
【００８２】
続いて、算出部４１１は、供給水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量、通過水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量、原水に含有されるイオン量を算出する（ＳＴ２）。具体的には、供給路ｐＨメータ２４５の検出値及び供給路流量計２４６の検出値に基づいて供給水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出し、排出路ｐＨメータ２５１の検出値及び排出路流量計２５２の検出値に基づいて通過水に含有される水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出し、これらの差を計算することでイオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量及び水酸化物イオン量を算出する。
【００８３】
次に、再生されたイオン交換樹脂２１１を再生器２１から脱離し、イオン交換器１２ａ〜イオン交換器１２ｃのいずれか、ここではイオン交換器１２ａの内部に収容した後、原水の脱塩処理を開始する（ＳＴ３）。具体的には、原水供給弁１１３ａ及び原水放出弁１１４ａを開くことにより、原水が、復水器８０から１１Ｃａを介して、イオン交換器１２ａに収容されたイオン交換樹脂１２１ａに導入される。イオン交換樹脂１２１ａに導入された原水に含有されるイオンのうち陽イオンはイオン交換樹脂１２１ａの陽イオン交換樹脂に吸着されていた水素イオンと、陰イオンはイオン交換樹脂１２１ａの陰イオン交換樹脂に吸着されていた水酸化物イオンと、それぞれ交換される。放出された原水は、イオン交換器１２ａを通過し、再び原水流路１１Ｃａ内をボイラ９０へと流れる。
【００８４】
原水の脱塩処理の開始とともに、原水に含有されるイオン量の検出を開始する（ＳＴ４）。具体的には、原水流量計１１１ａが原水流路１１Ｃａ内を流れる原水の流量を計測し、イオン濃度測定器１１２ａが原水に含有されるイオン濃度を計測する。そして、算出部４１１が、原水流量計１１１ａの検出値及びイオン濃度測定器１１２ａの検出値に基づいて原水に含有されるイオン量を算出する。
【００８５】
続いて、報知判断部４２１が、原水に含有される陽イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量の第一所定割合（例えば、８０％）に達しているか否か、原水に含有される陰イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水酸化物イオン量の第一所定割合（例えば、８０％）に達しているか否かを判断する（ＳＴ５）。この判別が“ＮＯ”であった場合には、ＳＴ４へと戻り、原水中のイオン量の検出を継続する。
一方、ＳＴ５の判別が“ＹＥＳ”であった場合には、報知判断部４２１がモニタ３１及びスピーカ３２を起動し、これらモニタ３１及びスピーカ３２がイオン交換樹脂１２１の再生指示を報知する（ＳＴ６）。続いて、ＳＴ７へと移る。
【００８６】
ＳＴ７では、切換判断部４２２が、原水に含有される陽イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水素イオン量の第二所定割合（例えば、８５％）に達しているか否か、原水に含有される陰イオン量がイオン交換樹脂２１１に吸着された水酸化物イオン量の第二所定割合（例えば、８５％）に達しているか否かを判断する。この判別が“ＮＯ”であった場合には、そのままＳＴ１へと戻る。
【００８７】
一方、ＳＴ７における判別が“ＹＥＳ”であった場合には、切換判断部４２２は、原水が通過するイオン交換器を切り換え（ＳＴ８）、その後、ＳＴ１へと戻る。具体的には、切換判断部４２２が、原水供給弁１１３ａ及び原水放出弁１１４ａを閉じるとともに、原水供給弁１１３ｂ及び原水放出弁１１４ｂ、又は、原水供給弁１１３ｃ及び原水放出弁１１４ｃのいずれかを開く。これにより、原水が流れる流路は、原水流路１１Ｃａから、原水流路１１Ｃｂ又は原水流路１１Ｃｃのいずれかに切り換わる。
【００８８】
本実施形態によれば、前述した第３実施形態による作用効果に加えて、以下のような作用効果が得られる。
（Ｅ）原水供給弁１１３ａ〜１１３ｃ、原水放出弁１１４ａ〜１１４ｃを水処理装置１０Ｃに設け、切換判断部４２２を制御部４２Ｃに設けたので、例えば、原水流量計１１１ａ及びイオン濃度測定器１１２ａによる検出値が、供給路ｐＨメータ２４５、供給路流量計２４６、排出路ｐＨメータ２５１、排出路流量計２５２による検出値の第二所定割合に達していた場合には、切換判断部４２２が、原水供給弁１１３ａ及び原水放出弁１１４ａを閉じるとともに、原水供給弁１１３ｂ又は１１３ｃ、及び、原水放出弁１１４ｂ又は１１４ｃを開く制御を行う。これにより、水が通過するイオン交換器が切り換わり、イオン交換容量が充分に残存するイオン交換器１２ｂ又は１２ｃへと水が流れるから、イオンの漏出をより確実に抑制できる。
【００８９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水処理システムのブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る水処理システムのブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る水処理システムのブロック図である。
【図４】前記実施形態に係る制御手段のブロック図である。
【図５】前記実施形態に係る水処理システムのフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態に係る水処理システムのブロック図である。
【図７】前記実施形態に係る制御手段のブロック図である。
【図８】前記実施形態に係る水処理システムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  水処理システム
１０、１０Ｂ、１０Ｃ  水処理装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ  原水流路（流路）
１２  イオン交換器（イオン交換手段）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  再生装置
２１  再生器（樹脂収容手段）
２２  酸供給器（再生水供給手段）
２３  アルカリ供給器（再生水供給手段）
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ  再生水供給路
２５  再生水排出路
３０  報知部（報知手段）
４２、４２Ｃ  制御部（制御手段）
１１１  原水流量計（原水検出手段）
１１２  イオン濃度測定器（原水検出手段）
１１３  原水供給弁（切換手段）
１１４  原水放出弁（切換手段）
１２１  イオン交換樹脂
２１１  イオン交換樹脂
２４５  供給路ｐＨメータ（再生水検出手段、供給水検出手段）
２４６  供給路流量計（再生水検出手段、供給水検出手段）
２５１  排出路ｐＨメータ（再生水検出手段、通過水検出手段）
２５２  排出路流量計（再生水検出手段、通過水検出手段）
４２１  報知判断部（報知判断手段）
４２２  切換判断部（切換判断手段）
【図１】
2007260632.tif 000003
【図２】
2007260632.tif 000004
【図３】
2007260632.tif 000005
【図４】
2007260632.tif 000006
【図５】
2007260632.tif 000007
【図６】
2007260632.tif 000008
【図７】
2007260632.tif 000009
【図８】
2007260632.tif 000010