(57)【要約】【課題】再生失敗が抑制できるイオン交換樹脂の再生方法の提供【解決手段】本発明のイオン交換樹脂の再生方法は、イオン交換樹脂１２，１３が収容された樹脂塔１１内に薬剤液を供給してイオン交換樹脂を再生する工程と樹脂塔１１内に押出し水を供給して残存する薬剤液を押出す工程とを含み、前記再生工程において前記薬剤液を薬剤貯槽１６，１７からエゼクタ２０，２１により樹脂塔１１に供給する際に、エゼクタ２０，２１に流入する駆動水を流量計２７，２８で、吸引される薬剤液を流量計２２，２３で、樹脂塔１１の中間コレクタ１５から排出される液中の薬剤濃度を濃度計２９でモニタリングし、前記押出し工程において前記押出し水を樹脂塔内に供給する際に、押出し水の流量を流量計２７，２８で、樹脂塔１１の中間コレクタ１５から排出される液中の薬剤濃度を濃度計２９でモニタリングする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂の再生方法であって、
イオン交換樹脂が収容された樹脂塔内に薬剤液を供給してイオン交換樹脂を再生する工程と樹脂塔内に押出し水を供給して残存する薬剤液を押出す工程とを含み、
前記再生工程においてエゼクタによる吸引により前記薬剤液を希釈薬剤液として樹脂塔内に供給する際に、エゼクタに流入する駆動水の流量、吸引される薬剤液の流量、及び樹脂塔から排出される液中の薬剤濃度をモニタリングし、
前記押出し工程において前記押出し水を樹脂塔内に供給する際に、押出し水の流量、及び樹脂塔から排出される液中の薬剤濃度をモニタリングすることを特徴とする、イオン交換樹脂の再生方法。
【請求項２】
前記再生工程は、所定濃度の希釈薬剤液が所定量供給されたとき、及び／又は、排出液中の薬剤濃度が所定濃度になったときに終了する、請求項１記載のイオン交換樹脂の再生方法。
【請求項３】
前記押出し工程は、所定量の押出し液が供給されたとき、及び／又は、排出液中の薬剤濃度がほぼ０になったときに終了する、請求項１又は２に記載のイオン交換樹脂の再生方法。
【請求項４】
イオン交換樹脂を再生できる純水製造装置であって、
イオン交換樹脂を収容する樹脂塔と、
希釈薬剤液又は押出し水として前記樹脂塔に供給されるエゼクタ駆動水の流量を測定する流量測定装置と、
前記エゼクタ駆動水により吸引される薬剤液の流量を測定する流量測定装置と、
イオン交換樹脂を通過して前記樹脂塔から排出される希釈薬剤液及び押出し水の薬剤濃度を測定する濃度測定装置と、
前記エゼクタ駆動水流量測定装置、前記薬剤液流量測定装置、及び前記濃度測定装置の測定結果をモニタリングするモニタリング装置とを含む、純水製造装置。
【請求項５】
前記樹脂塔がアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を収容し、
アニオン交換樹脂用のエゼクタ駆動水流量測定装置及び薬剤液流量測定装置、並びに、カチオン交換樹脂用のエゼクタ駆動水流量測定装置及び薬剤液流量測定装置を含む、請求項４記載の純水製造装置。
【請求項６】
前記樹脂塔及び前記測定装置に対して配置される複数の配管に設けられたバルブを制御する制御部を含む、請求項４又は５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、イオン交換樹脂の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アニオン交換樹脂やカチオン交換樹脂などのイオン交換樹脂に通水して原水を処理して純水を製造する純水製造装置では、所定量以上の原水を処理するとイオン交換樹脂のイオン交換性能が低下するため、イオン交換樹脂の再生が必要となる。例えば、処理水の電気伝導率が１μＳ／ｃｍ以上となった時点を目安として再生処理が行われる。一般に、強塩基性アニオン交換樹脂の再生には苛性ソーダが使用され、強酸性カチオン交換樹脂の再生には塩酸が使用される。
【０００３】
純水製造装置におけるイオン交換樹脂の再生方法としては、例えば、図１０に示す再生方法が採用されている（特許文献１参照）。同図では、樹脂塔１１内のイオン交換樹脂は、逆洗水により分離され、中間コレクタ１５の上に沈降速度の遅いアニオン交換樹脂層１２が形成され、この下に中間コレクタ１５を介して沈降速度の速いカチオン交換樹脂層１３が形成された状態である。まず、アニオン交換樹脂層１２へ苛性ソーダが供給される。原水供給ポンプ１４からバルブＶ７を経由して供給される原水がエゼクタ２０の駆動水となることで、苛性ソーダ貯槽１６から苛性ソーダが吸引される。エゼクタ２０で原水により希釈された苛性ソーダは、ディストリビュータ２６からアニオン交換樹脂層１２へ供給され中間コレクタ１５及び配管Ｐ１２を経由して排出される。次に、カチオン交換樹脂層１３へ塩酸が供給される。原水供給ポンプ１４からバルブＶ８を経由して供給される原水がエゼクタ２１の駆動水となり塩酸貯槽１７から塩酸を吸引する。エゼクタ２１で原水により希釈された塩酸は、配管Ｐ４を経由してカチオン交換樹脂層１３へ供給され中間コレクタ１５及び配管Ｐ１２を経由して排出される。
【０００４】
図１０に示す再生方法では、苛性ソーダ貯槽１６からアニオン交換樹脂層１２に供給される苛性ソーダの量は流量計２２で測定され、塩酸貯槽１７からカチオン交換樹脂層１３に供給される塩酸の量は流量計２３で測定される。したがって、同図の方法によれば、流量計とタイマを用いることにより一回の再生に必要な薬剤液を計量でき、薬剤貯槽１６及び１７に加えて計量槽を配置する必要がなく、装置の製造コストや配置効率を高めることができる。
【特許文献１】特開２０００−８４５５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
純水製造装置の樹脂塔内のイオン交換樹脂の再生は、しばしば失敗することがある。通常、樹脂塔内のイオン交換樹脂の再生は２〜３時間は必要であるため、再生が失敗すると純水製造そのものに大きな影響を与え、ひいては純水を使用する他の装置や生産にも影響を及ぼしうる。したがって、イオン交換樹脂の再生は、純水製造装置を含む設備全体の運用を不安定にする要素となりうる重要な工程であり、より失敗の少ない再生方法が求められている。
【０００６】
しかし、図１０の再生方法では、流量計２２、２３と時間（タイマ）により所定量の薬剤液が供給されることを検知できるが、エゼクタ２０、２１で希釈された後の薬剤濃度は測定されておらず、例えば、イオン交換樹脂に供給される薬剤濃度が低すぎ又は高すぎて再生がうまくいかない場合を検知できず再生が失敗するおそれがある。
【０００７】
また、イオン交換樹脂に薬剤液を供給して再生させたのち、イオン交換樹脂に残存する薬剤液を押出すため押出し水を供給するが、この押出し水量が過不足になっても最終的にイオン交換樹脂の再生が失敗することがある。例えば、押出し水量が不足すると樹脂塔内に薬剤液が十分に洗い流されず再生処理後に十分な水質を得るまで時間がかかってしまうことがあり、押出し水量が過剰になると時間や水を無駄にしてしまうことがある。
【０００８】
本発明は、イオン交換樹脂の再生の失敗を抑制できるイオン交換樹脂の再生方法、及び、イオン交換樹脂の再生の失敗を抑制できる純水製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のイオン交換樹脂の再生方法（以下、本発明の再生方法ともいう。）は、イオン交換樹脂が収容された樹脂塔内に薬剤液を供給してイオン交換樹脂を再生する工程と樹脂塔内に押出し水を供給して残存する薬剤液を押出す工程とを含み、前記再生工程においてエゼクタによる吸引により前記薬剤液を希釈薬剤液として樹脂塔内に供給する際に、エゼクタに流入する駆動水の流量、吸引される薬剤液の流量、及び樹脂塔から排出される液中の薬剤濃度をモニタリングし、前記押出し工程において前記押出し水を樹脂塔内に供給する際に、押出し水の流量、及び樹脂塔から排出される液中の薬剤濃度をモニタリングすることを特徴とするイオン交換樹脂の再生方法である。
【００１０】
本発明の純水製造装置は、イオン交換樹脂を収容する樹脂塔と、希釈薬剤液又は押出し水として前記樹脂塔に供給されるエゼクタ駆動水の流量を測定する流量測定装置と、前記エゼクタ駆動水により吸引される薬剤液の流量を測定する流量測定装置と、イオン交換樹脂を通過して前記樹脂塔から排出される希釈薬剤液及び押出し水の薬剤濃度を測定する濃度測定装置と、前記エゼクタ駆動水流量測定装置、前記薬剤液流量測定装置、及び前記濃度測定装置の測定結果をモニタリングするモニタリング装置とを含む純水製造装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の再生方法は、エゼクタに供給されるエゼクタ駆動水の流量及びエゼクタに吸引される薬剤液の流量をそれぞれ測定することでイオン交換樹脂に供給されるエゼクタ駆動水で希釈された薬剤液（希釈薬剤液）の薬剤濃度及びその流量を確認でき、また、薬剤液が供給されるイオン交換樹脂を通過して排出される希釈薬剤液の薬剤濃度を測定することでイオン交換樹脂の再生状況を確認できるから、イオン交換樹脂へ薬剤液を適切な濃度で過不足なく供給できる。さらに、本発明の再生方法は、イオン交換樹脂に供給される押出し水の流量を測定することで薬剤液の押出しに必要な押出し水量の供給を確認でき、イオン交換樹脂を通過して排出される押出し水の薬剤濃度を測定することで薬剤液の押出し状況を確認できるから、これにより、イオン交換樹脂へ押出し水を過不足のなく供給できる。したがって、本発明の再生方法は、イオン交換樹脂の再生の失敗を抑制できるという効果を好ましくは奏する。
【００１２】
本発明の純水製造装置は、エゼクタ駆動水流量測定装置、薬剤液流量測定装置、及び濃度測定装置の測定結果をモニタリングするモニタリング装置を備えることにより、イオン交換樹脂の再生状況及び薬剤液の押出し状況をモニタリングでき、それにより、イオン交換樹脂へ過不足のない薬剤液及び押出し水の供給が可能となる。したがって、本発明の純水製造装置は、イオン交換樹脂の再生の失敗を抑制できるという効果を好ましくは奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の再生方法は、イオン交換樹脂が収容された樹脂塔内のイオン交換樹脂に薬剤液を供給してイオン交換樹脂を再生する工程（以下、再生工程ともいう。）と、樹脂塔内のイオン交換樹脂に押出し水を供給してイオン交換樹脂に残存する薬剤液を押出す工程（以下、押出し工程ともいう。）を含むものであれば、その他の工程は特に制限されない。
【００１４】
前記再生工程では、エゼクタを用いて薬剤液を樹脂塔に供給する。本発明においてエゼクタは駆動水を使用する従来公知のものを使用でき、エゼクタ駆動水は特に制限されないが、純水製造における原水などを利用できる。樹脂塔のイオン交換樹脂には、駆動水で希釈された薬剤液（以下、希釈薬剤液ともいう。）が供給される。この希釈薬剤液の薬剤濃度及び流量は、エゼクタに流入するエゼクタ駆動水の流量とエゼクタにより吸入される薬剤液の流量とから算出できる。樹脂塔に収納されるイオン交換樹脂としては、従来公知の強塩基性アニオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン樹脂、キレート樹脂などが使用でき、これらを再生するための薬剤としては、苛性ソーダ、塩酸、塩化ナトリウム、塩化カルシウムなどが使用できるが、イオン交換樹脂及び再生用の薬剤は、これらに限定されない。また、薬剤液、希釈薬剤液の薬剤濃度、イオン交換樹脂の再生一回に使用する薬剤量などは、特に制限されず、従来公知の濃度及び量の範囲を適用又は参酌して設定できる。前記押出し工程における押出し水は、特に制限されないが、純水製造における原水などを利用できる。
【００１５】
前記再生工程では、エゼクタに流入するエゼクタ駆動水の流量、エゼクタにより吸入される薬剤液の流量、及びイオン交換樹脂を通過して樹脂塔から排出される希釈薬剤液の薬剤濃度がモニタリングされる。また、前記押出し工程では、樹脂塔に供給される押出し水の流量と、イオン交換樹脂を通過して樹脂塔から排出される押出し水の薬剤濃度とがモニタリングされる。流量及び薬剤濃度のモニタリングは、特に制限されないが、従来公知の流量測定装置、流量計、濃度測定装置、濃度計、電磁濃度計などにより測定を行い、人為的に又はコンピュータを用いて、測定結果の確認、監視、解析、及び／又は記録、測定結果と設定値との比較、測定結果の表示などをすることを含む。前記設定値の設定は、当業者であれば容易に行うことができる。前記再生工程は、所定濃度の希釈薬剤液が所定量供給されたとき、及び／又は、排出液中の薬剤濃度が所定濃度、例えば、薬剤塔に供給される薬剤液に対応する濃度になったときに終了してもよい。また、前記押出し工程は、所定量の押出し液が供給されたとき、及び／又は、排出液中の薬剤濃度がほぼ０になったときに終了してもよい。また、測定結果をトレンド表示することで、再生工程の排出液中の薬剤濃度の上昇や押出し工程の排出液中の薬剤濃度の低下を逐次確認でき、また、上昇と低下のトレンドを初期値と比較して樹脂の汚染度や内部コレクタの目詰まりの兆候などを推察できる。
【００１６】
本発明の再生方法は、純水製造装置、用水処理装置、排水処理装置などの液体の処理装置において、これらの装置の樹脂塔内で行うイオン交換樹脂の再生に適用できる。前記イオン交換樹脂として、上述のとおり、強塩基性アニオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン樹脂、キレート樹脂などを適用できる。本発明の再生方法において、前記樹脂塔は、２種類以上のイオン交換樹脂、例えば、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが収容される混床式や複床式であってもよく、１種類のイオン交換樹脂が収容される単床式であってもよい。
【００１７】
図１を用いて、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を収容する樹脂塔１１において本発明の再生方法を実施する一態様を説明する。樹脂塔１１には、アニオン交換樹脂層１２及びカチオン交換樹脂層１３が分離成層され、両イオン交換樹脂の境界付近になるように中間コレクタ１５が内設されている。アニオン交換樹脂層１２を再生する薬剤液（苛性ソーダ）の貯槽１６からの配管Ｐ１０は、バルブＶ２及び薬剤液流量計２２を経由してエゼクタ２０の被吸引側に接続している。また、カチオン交換樹脂層１３を再生する薬剤液（塩酸）の貯槽１７からの配管Ｐ９は、バルブＶ４及び薬剤液流量計２３を経由してエゼクタ２１の被吸引側に接続している。エゼクタ２０の駆動水となる原水は、原水供給ポンプ１４から供給され、バルブＶ７、エゼクタ駆動水流量計２７、及び配管Ｐ６を経由して樹脂塔１１に内設されたディストリビュータ２６からアニオン交換樹脂層１２に供給される。また、エゼクタ２１の駆動水となる原水は、原水供給ポンプ１４から供給され、バルブＶ８、エゼクタ駆動水流量計２８、及び配管Ｐ４を経由して樹脂塔１１の下部からカチオン交換樹脂層１３に供給される。
【００１８】
まず、アニオン交換樹脂層１２の再生工程では、バルブＶ２が開放されて苛性ソーダが吸引され、アニオン交換樹脂層１２に苛性ソーダ液が供給され再生が行われることとなる。アニオン交換樹脂層１２に供給される苛性ソーダ液の薬剤量及び薬剤濃度は、薬剤液流量計２２及びエゼクタ駆動水流量計２７の測定結果から算出することができ、適切なアニオン交換樹脂層１２の再生が可能となる。また、アニオン交換樹脂層１２を通過した苛性ソーダ液は中間コレクタ１５に集められ、排出液として配管Ｐ１２及び濃度計２９を経由して排出される。苛性ソーダ液によるアニオン交換樹脂層１２の再生状況は、濃度計２９の測定結果で確認できる。例えば、排出液の苛性ソーダ濃度が、アニオン交換樹脂層１２に供給される苛性ソーダ液の濃度（但し、抑え水がバルブＶ８、エゼクタ駆動水流量計２８及び配管Ｐ４から供給される場合は抑え水量を考慮した濃度）よりも低ければ、アニオン交換樹脂はまだ再生中であり、該濃度と同程度になれば、アニオン交換樹脂層１２の再生が完了したと判断できる。したがって、薬剤液流量計２２とエゼクタ駆動水流量計２７と濃度計２９と、必要に応じてエゼクタ駆動水流量計２８とによる測定により、アニオン交換樹脂層１２に対して適切な濃度で過不足のない苛性ソーダ液を供給でき、確実性が高いアニオン交換樹脂層１２の再生が可能となる。
【００１９】
一方、アニオン交換樹脂層１２における苛性ソーダの押出し工程では、バルブＶ２が閉ざされ、原水のみがポンプ１４からバルブＶ７、エゼクタ駆動水流量計２７、エゼクタ２０、及び配管Ｐ６を経由してディストリビュータ２６から押出し水として、アニオン交換樹脂層１２に供給される。また、アニオン交換樹脂層１２を通過した押出し水は中間コレクタ１５に集められ、排出液として配管Ｐ１２及び濃度計２９を経由して排出される。供給される押出し水量は、エゼクタ駆動水流量計２７で測定でき、適切な押出し水が供給されているか確認できる。また、押出し水によるアニオン交換樹脂層１２からの苛性ソーダの押出し状況は、濃度計２９の測定結果で確認できる。例えば、排出液の苛性ソーダ濃度が高ければ、アニオン交換樹脂層１２には苛性ソーダが存在しておりさらなる押出しが必要であり、排出液の苛性ソーダ濃度がほぼ０になれば、アニオン交換樹脂層１２における苛性ソーダの押出しは完了したと判断できる。したがって、エゼクタ駆動水流量計２７と濃度計２９とにより、アニオン交換樹脂層１２に対して過不足のない押出し水を供給でき、確実性が高いアニオン交換樹脂層１２における苛性ソーダの押出しが可能となる。
【００２０】
次に、カチオン交換樹脂層１３の再生工程では、バルブＶ４が開放されて塩酸が吸引され、カチオン交換樹脂層１３に塩酸液が供給され再生が行われることとなる。カチオン交換樹脂層１３に供給される塩酸液の薬剤量及び薬剤濃度は、薬剤液流量計２３及びエゼクタ駆動水流量計２８の測定結果から算出することができ、適切なカチオン交換樹脂層１３の再生が可能となる。また、カチオン交換樹脂層１３を通過した塩酸液は中間コレクタ１５に集められ、排出液として配管Ｐ１２及び濃度計２９を経由して排出される。塩酸液によるカチオン交換樹脂層１３の再生状況は、濃度計２９の測定結果で確認できる。例えば、排出液の塩酸濃度が、カチオン交換樹脂層１３に供給される塩酸液の濃度（但し、抑え水がバルブＶ７、エゼクタ駆動水流量計２７及び配管Ｐ６を経由してディストリビュータ２６から供給される場合は抑え水量を考慮した濃度）よりも低ければ、カチオン交換樹脂はまだ再生中であり、該濃度と同程度になれば、カチオン交換樹脂層１３の再生が完了したと判断できる。したがって、薬剤液流量計２３とエゼクタ駆動水流量計２８と濃度計２９と、必要に応じてエゼクタ駆動水流量計２７とにより、カチオン交換樹脂層１３に対して適切な濃度で過不足のない塩酸液を供給でき、確実性が高いカチオン交換樹脂１３の再生が可能となる。
【００２１】
一方、カチオン交換樹脂層１３における塩酸の押出し工程では、バルブＶ４が閉ざされ、原水のみがポンプ１４からバルブＶ８、エゼクタ駆動水流量計２８、エゼクタ２１、及び配管Ｐ４を経由して樹脂塔１１の下部から押出し水としてカチオン交換樹脂層１３に供給される。また、カチオン交換樹脂層１３を通過した押出し水は中間コレクタ１５に集められ、排出液として配管Ｐ１２及び濃度計２９を経由して排出される。供給される押出し水量は、エゼクタ駆動水流量計２８で測定でき、適切な押出し水が供給されているか確認できる。また、押出し水によるカチオン交換樹脂層１３からの塩酸の押出し状況は、濃度計２９の測定結果で確認できる。例えば、排出液の塩酸濃度が高ければ、カチオン交換樹脂層１３には塩酸が存在しておりさらなる押出しが必要であり、排出液の塩酸濃度がほぼ０になれば、カチオン交換樹脂層１３における塩酸の押出しは完了したと判断できる。したがって、エゼクタ駆動水流量計２８と濃度計２９とにより、カチオン交換樹脂層１３に対して過不足のない押出し水を供給でき、確実性が高いカチオン交換樹脂層１３における塩酸の押出しが可能となる。
【００２２】
本発明は、一態様として、本発明のイオン交換樹脂の再生方法によりイオン交換樹脂を再生できる液体の処理装置を提供できる。前記液体の処理装置としては、純水製造装置、用水処理装置、排水処理装置などが挙げられる。本発明の液体の処理装置の一例として、本発明の純水製造装置を以下に説明する。
【００２３】
本発明の純水製造装置は、本発明の再生方法によりイオン交換樹脂を再生できる純水製造装置であって、イオン交換樹脂を収容する樹脂塔と、希釈薬剤液又は押出し水として前記樹脂塔に供給されるエゼクタ駆動水の流量を測定する流量測定装置と、前記エゼクタ駆動水により吸引される薬剤液の流量を測定する流量測定装置と、イオン交換樹脂を通過して前記樹脂塔から排出される希釈薬剤液及び押出し水の薬剤濃度を測定する濃度測定装置と、前記エゼクタ駆動水流量測定装置、前記薬剤液流量測定装置、及び前記濃度測定装置の測定結果をモニタリングするモニタリング装置とを含む。本発明の純水製造装置であれば、前記モニタリング装置を備えることにより、イオン交換樹脂の再生状況及び薬剤液の押出し状況をモニタリングでき、それにより、イオン交換樹脂へ過不足のない薬剤液及び押出し水の供給が可能となる。
【００２４】
前記流量測定装置、濃度測定装置としては、従来公知の流量計、濃度計、電磁濃度計などが使用できる。前記モニタリング装置は、各測定装置からの測定結果を確認、監視、解析、及び／又は記録、測定結果と設定値との比較、測定結果等の表示などを行うものであって、例えば、コンピュータを使用できる。前記モニタリング装置は、さらに、測定結果等を外部表示する表示部や、各測定装置からのデータを受信する受信部を備えることが好ましい。また、前記モニタリング装置は、測定結果が設定値に達したことを通知・警告する機能を備えていてもよい。本発明の純水製造装置は、さらに、バルブの開閉やポンプの流量を測定結果に基づき制御する制御部を備えていてもよい。前記モニタリング装置は、前記制御部に本発明のイオン樹脂の再生方法に基づくシーケンスを行わせるプログラムを実行可能に記憶していてもよい。本発明の純水製造装置は、単床式、混床式のいずれでもよく、前記樹脂塔がアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を収容するものである場合には、アニオン交換樹脂用のエゼクタ駆動水流量測定装置及び薬剤液流量測定装置、並びに、カチオン交換樹脂用のエゼクタ駆動水流量測定装置及び薬剤液流量測定装置を含むことが好ましい。
【００２５】
図２を参照して本発明の純水製造装置の一実施形態を説明する。なお、本発明の図面において、同一のものには同一の符号を付す。図２の純水製造装置は、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を収容する樹脂塔１１と、アニオン交換樹脂を再生するための苛性ソーダを収容する苛性ソーダ貯槽１６と、カチオン交換樹脂を再生するための塩酸を収容する塩酸貯槽１７と、エゼクタ２０，２１と、前記エゼクタの駆動水の流量を測定するエゼクタ駆動水流量計２７，２８と、前記エゼクタに吸引される苛性ソーダ及び塩酸の流量を測定する薬剤液流量計２２，２３と、樹脂塔１１に内設された中間コレクタ１５と配管Ｐ１２及びバルブＶ１２を介して接続する濃度計２９とを有する。同図の純水製造装置は、さらに、樹脂塔１１及び前記計測器等に対して配置される複数の配管系、この配管系に設けられたバルブ類、逆止弁２４，２５、原水供給ポンプ１４、圧縮空気などを備えうる。
【００２６】
エゼクタ駆動水流量計２７，２８、薬剤液流量計２２，２３、及び濃度計２９の測定結果の情報は、受信部３２に送信された後、モニタリング部３１に伝達される。モニタリング部３１は、例えば、コンピュータであって、得られた情報を表示部３３に表示させることができる。表示方法は特に制限されないが、例えば、トレンド表示などが挙げられる。制御部３４は、各バルブの開閉や原水供給ポンプ１４の供給速度などを制御できる。モニタリング部３１は、得られた情報に基づきプログラムを実行し、制御部３４にバルブの開閉やポンプ制御を伴うシーケンスを実行させてもよい。モニタリング部３１は単独又は受信部３２や表示部３３とともにモニタリング装置を構成できる。
【００２７】
苛性ソーダ貯槽１６内に収容された苛性ソーダは、バルブＶ１、配管Ｐ１０、バルブＶ２、薬剤流量計２２、配管Ｐ１１及び逆止弁２４を経由してエゼクタ２０の被吸引側に導かれ、ポンプ１４から配管Ｐ２、バルブＶ７及びエゼクタ駆動水流量計２７を経由してエゼクタ２０の第１次側にエゼクタ駆動水として供給される原水により吸引・希釈された後、配管Ｐ６及びディストリビュータ２６を経由して樹脂塔１１内に供給される。同様に、塩酸貯槽１７内に収容された塩酸は、バルブＶ３、配管Ｐ９、バルブＶ４、薬剤流量計２３、逆止弁２５を経由してエゼクタ２１の被吸引側に導かれ、ポンプ１４から配管Ｐ２、バルブＶ８及びエゼクタ駆動水流量計２８を経由してエゼクタ２１の第１次側にエゼクタ駆動水として供給される原水により吸引・希釈された後、配管Ｐ５及びＰ４を経由して樹脂塔１１内にその下部から供給される。本実施形態の純水製造装置の運転について、図２に水及び薬剤液の流れ状態を付加した図３〜図９を参照して説明する。
【００２８】
図３は、本実施形態の純水製造装置の通常運転の状態を示す。通常運転中の通水は、原水を原水供給ポンプ１４からバルブＶ５、配管Ｐ３を経由して樹脂塔１１内にその頂点から供給し、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂が混合されたイオン交換樹脂によってイオン交換処理し、配管Ｐ４及びバルブＶ９を経由して処理水として外部に導出することで行われる。
【００２９】
通常運転に伴ってイオン交換樹脂の性能が低下する。したがって、一定量の処理水を採水した時点で、或いは、処理水の電気伝導率の上昇を検出した時点で、イオン交換樹脂の再生が行われる。イオン交換樹脂の再生では、まず、混合樹脂層の逆洗分離が行われる。図４は、逆洗分離の運転状態を示す。逆洗分離は、原水を逆洗水として原水供給ポンプ１４からバルブＶ６、配管Ｐ１及びＰ４を経由して樹脂塔１１の下部から供給し、樹脂塔１１の上部から配管Ｐ１３及びバルブＶ１１を経由して排出することで行われる。このとき、樹脂塔１１内の樹脂層は、沈降速度の遅いアニオン交換樹脂層１２と沈降速度の速いカチオン交換樹脂層１３とに中間コレクタ１５を境にして分離される。この逆水分離のステップは、通常、所定時間（例えば、１０〜１５分程度）継続した後に終了する。
【００３０】
次に、アニオン交換樹脂の再生が行われる。図５は、アニオン交換樹脂再生の運転状態を示す。アニオン交換樹脂層１２を再生するための苛性ソーダは、苛性ソーダ貯槽１６からバルブＶ１、配管Ｐ１０、バルブＶ２、薬剤流量計２２、配管Ｐ１１及び逆止弁２４を経由してエゼクタ２０の被吸引側に導かれ、エゼクタ２０の第１次側にエゼクタ駆動水として供給される原水と混合して希釈苛性ソーダ液となった後、配管Ｐ６を経由してディストリビュータ２６からアニオン交換樹脂層１２の上部から、スプレーなどの形態で供給される。アニオン交換樹脂層１２の再生に供された希釈苛性ソーダ液は、中間コレクタ１５によって集められ、配管Ｐ１２、バルブＶ１２及び濃度計２９を経由して排出される。アニオン交換樹脂再生のステップにおいて、原水の一部は、抑え水として、バルブＶ８、配管Ｐ８、エゼクタ駆動水流量計２８、エゼクタ２１、配管Ｐ５及びＰ４を経由して樹脂塔１１の下部から供給され、中間コレクタ１５によって集められて配管Ｐ１２、バルブＶ１２及び濃度計２９を経由して排出される。この抑え水は、苛性ソーダが樹脂塔１１内でカチオン交換樹脂層１３に接触することを防止できる。
【００３１】
アニオン交換樹脂再生のステップは、所定濃度の希釈苛性ソーダ液が所定量以上アニオン交換樹脂層１２に供給された後に終了することができる。希釈苛性ソーダ液が所定の濃度範囲にあることは、薬剤流量計２２とエゼクタ駆動水流量計２７からの２つの測定値をモニタリングすることで確認でき、所定量以上の希釈苛性ソーダ液が供給されたことは、希釈苛性ソーダ液が所定の濃度範囲にある状態の継続時間をモニタリングすることで確認できる。モニタリング部３１（図２）は、希釈苛性ソーダ液の濃度が所定範囲を外れた場合や希釈苛性ソーダ液の供給量が過不足の場合に警告を発する機能を備えていてもよい。あるいは、アニオン交換樹脂再生のステップは、モニタリングされる濃度計２９の苛性ソーダ濃度が所定値に達していることが確認された上で終了することができる。濃度計２９で測定される排出液中の苛性ソーダ濃度は、アニオン交換樹脂の再生が進むにつれ所定値まで上昇するからである。前記所定値としては、供給される希釈苛性ソーダ液量とその濃度及び抑え水量から算出される濃度が挙げられる。なお、抑え水量は、エゼクタ駆動水流量計２８の値から得ることができる。アニオン交換樹脂再生のステップは、再生失敗回避の点から、所定濃度の希釈苛性ソーダ液が所定量以上アニオン交換樹脂層１２に供給され、かつ、濃度計２９の苛性ソーダ濃度が所定値に達していることが確認されたときに終了することが好ましい。
【００３２】
ついで、苛性ソーダの押出しが行われる。図６は、苛性ソーダの押出しの運転状態を示す。すなわち、バルブＶ１及びＶ２が閉じられた他は、アニオン交換樹脂再生のステップと同様の状態で、原水が押出し水として樹脂塔１１内に供給される。これにより、樹脂塔１１内、とりわけ、アニオン交換樹脂層１２内に残留する苛性ソーダを押出す。苛性ソーダ押出しのステップは、所定量の押出し水が供給された後に終了することができる。所定量の押出し水が供給されたことは、エゼクタ駆動水流量計２７の測定値とその継続時間をモニタリングすることで確認できる。あるいは、苛性ソーダ押出しのステップは、モニタリングされる濃度計２９の苛性ソーダ濃度がほぼ０に達していることが確認された上で終了することができる。苛性ソーダ押出しのステップは、再生失敗回避の点から、所定量の押出し水が供給され、かつ、濃度計２９の苛性ソーダ濃度がほぼ０に達していることが確認されたときに終了することが好ましい。苛性ソーダ押出しのステップが終了すると、バルブＶ７及びＶ８を閉めてバルブＶ５及びＶ６を開放し、配管Ｐ３及びＰ１を使用する系内洗浄を行ってもよい。
【００３３】
前記系内洗浄の後、次に、カチオン交換樹脂の再生が行われる。図７は、カチオン交換樹脂再生の運転状態を示す。カチオン交換樹脂層１３を再生するための塩酸は、塩酸貯槽１７からバルブＶ３、配管Ｐ９、バルブＶ４、薬剤流量計２３、及び逆止弁２５を経由してエゼクタ２１の被吸引側に導かれ、エゼクタ２１の第１次側にエゼクタ駆動水として供給される原水と混合して希釈塩酸液となった後、配管Ｐ５及びＰ４を経由して樹脂塔１１の下部から供給される。カチオン交換樹脂層１３の再生に供された希釈塩酸液は、中間コレクタ１５によって集められ、配管Ｐ１２、バルブＶ１２及び濃度計２９を経由して排出される。カチオン交換樹脂再生のステップにおいて、原水の一部は、抑え水として、バルブＶ７、配管Ｐ７、エゼクタ駆動水流量計２７、エゼクタ２０、配管Ｐ６を経由してディストリビュータ２６から供給され、中間コレクタ１５によって集められて配管Ｐ１２、バルブＶ１２及び濃度計２９を経由して排出される。この抑え水は、塩酸が樹脂塔１１内でアニオン交換樹脂層１２に接触することを防止できる。
【００３４】
カチオン交換樹脂再生のステップは、所定濃度の塩酸液が所定量以上カチオン交換樹脂層１３に供給された後に終了することができる。希釈塩酸液が所定の濃度範囲にあることは、薬剤流量計２３とエゼクタ駆動水流量計２８からの２つの測定値をモニタリングすることで確認でき、所定量以上の希釈塩酸液が供給されたことは、希釈塩酸液が所定の濃度範囲にある状態の継続時間をモニタリングすることで確認できる。モニタリング部３１（図２）は、希釈塩酸液の濃度が所定範囲を外れた場合や希釈塩酸液の供給量が過不足の場合には、警告を発する機能を備えていてもよい。あるいは、カチオン交換樹脂再生のステップは、モニタリングされる濃度計２９の塩酸濃度が所定値に達していることが確認された上で終了することができる。濃度計２９で測定される排出液中の塩酸濃度は、アニオン交換樹脂の再生が進むにつれ所定値まで上昇するからである。前記所定値としては、供給される希釈塩酸液量とその濃度及び抑え水量から算出される濃度が挙げられる。なお、抑え水量は、エゼクタ駆動水流量計２７の値から得ることができる。カチオン交換樹脂再生のステップは、再生失敗回避の点から、所定濃度の希釈塩酸液が所定量以上カチオン交換樹脂層１３に供給され、かつ、濃度計２９の塩酸濃度が所定値に達していることが確認されたときに終了することが好ましい。
【００３５】
ついで、塩酸の押出しが行われる。図６は、塩酸の押出しの運転状態を示す。すなわち、バルブＶ３及びＶ４が閉じられた他は、カチオン交換樹脂再生のステップと同様の状態で、原水が押出し水として樹脂塔１１内に供給される。これにより、樹脂塔１１内、とりわけ、カチオン交換樹脂層１３内に残留する塩酸を押出す。塩酸押出しのステップは、所定量の押出し水が供給された後に終了することができる。所定量の押出し水が供給されたことは、エゼクタ駆動水流量計２８の測定値とその継続時間をモニタリングすることで確認できる。あるいは、塩酸押出しのステップは、モニタリングされる濃度計２９の塩酸濃度がほぼ０に達していることが確認された上で終了することができる。塩酸押出しのステップは、再生失敗回避の点から、所定量の押出し水が供給され、かつ、濃度計２９の塩酸濃度がほぼ０に達していることが確認されたときに終了することが好ましい。塩酸押出しのステップが終了すると、バルブＶ７及びＶ８を閉めてバルブＶ５及びＶ６を開放し、配管Ｐ３及びＰ１を使用する系内洗浄を行ってもよい。
【００３６】
両イオン交換樹脂の再生処理が終了すると、再生処理の後処理のステップが行われる。まず、系内の水抜き及びブローが行われる。これは、ブローバルブＶ１０を開放することで行われる。ブローが終了すると、図８に示すように、バルブＶ６及びＶ１１を開放し、原水を配管Ｐ２、Ｐ１及びＰ４を経由して樹脂塔１１内に供給して水張りを行う。なおバルブＶ１１は空気抜きのために開放され、この段階では配管Ｐ１３には通水されない。水が樹脂塔１１内のほぼディストリビュータ２６の高さにまで達すると、バルブＶ６を閉じるとともにバルブＶ１３を開放し、樹脂塔１１内に圧縮空気を導入し、樹脂塔１１内のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合を行う。イオン交換樹脂の混合が終了すると、図９に示すように、バルブＶ５及びＶ１０を開放し、原水を配管Ｐ２及びＰ３を経由して樹脂塔１１に供給して水張りを行う。満水になったらバルブＶ１１のみを閉じ、少しの間ブローを行う。これにより、イオン交換樹脂の再生処理の後処理のステップが終了するので、処理水の電気伝導率が所定値以下（例えば、１μＳ／ｃｍ未満）となったことを確認し、バルブＶ１０を閉じるとともにバルブＶ９を開放し、通常の通水運転（図３）に移行する。
【００３７】
なお、本発明のイオン交換樹脂の再生方法及び本発明の純水製造装置は、上記の実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、例えば、イオン交換樹脂の再生、液体の処理装置、純水製造装置などの分野で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のイオン交換樹脂の再生方法の一実施形態を説明する図である。
【図２】本発明の純水製造装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の純水製造装置の作動状態の一例を示す図である。
【図４】本発明の純水製造装置の作動状態の一例を示す図である。
【図５】本発明の純水製造装置の作動状態の一例を示す図である。
【図６】本発明の純水製造装置の作動状態の一例を示す図である。
【図７】本発明の純水製造装置の作動状態の一例を示す図である。
【図８】本発明の純水製造装置の作動状態の一例を示す図である。
【図９】本発明の純水製造装置の作動状態の一例を示す図である。
【図１０】従来のイオン交換樹脂の再生方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１・・・樹脂塔
１２・・・アニオン交換樹脂層
１３・・・カチオン交換樹脂層
１４・・・原水供給ポンプ
１５・・・中間コレクタ
１６・・・苛性ソーダ貯槽
１７・・・塩酸貯槽
２０，２１・・・エゼクタ
２２、２３・・・薬剤液流量計
２６・・・ディストリビュータ
２７、２８・・・エゼクタ駆動水流量計
２９・・・濃度計
３１・・・モニタリング部
３２・・・受信部
３３・・・表示部
３４・・・制御部
【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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