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公開番号2025022521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023127186
出願日2023-08-03
発明の名称上向流式イオン交換塔の運転方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B01J 47/14 20170101AFI20250206BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】脱イオン水需要箇所の脱イオン水の必要量の変動に対応して脱イオン水の生産量を変化させることができる上向流式イオン交換塔の運転方法を提供する。
【解決手段】下側の透水性仕切板と上側の透水性仕切板との間にイオン交換樹脂の充填床を有するイオン交換塔に、給水ポンプによって原水を上向流にて通水して脱イオン水を製造する上向流式イオン交換塔の運転方法であって、通水開始当初に、イオン交換塔内に高LVにて原水を通水して、該イオン交換塔内のイオン交換樹脂の充填床を押し上げ、該充填床の上側の透水性仕切板に押し当ててイオン交換樹脂の固定床を形成する固定床形成工程と、その後、該固定床が維持される最小LVよりも大きいLVにて原水を通水し、かつ脱イオン水の需要量に応じて原水の通水量を制御する定常運転工程とを有する上向流式イオン交換塔の運転方法。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
下側の透水性仕切板と上側の透水性仕切板との間にイオン交換樹脂の充填床を有するイオン交換塔に、給水ポンプによって原水を上向流にて通水して脱イオン水を製造する上向流式イオン交換塔の運転方法であって、
通水開始当初に、イオン交換塔内に高ＬＶにて原水を通水して、該イオン交換塔内のイオン交換樹脂の充填床を押し上げ、該充填床の上側の透水性仕切板に押し当ててイオン交換樹脂の固定床を形成する固定床形成工程と、
その後、該固定床が維持される最小ＬＶよりも大きいＬＶにて原水を通水し、かつ脱イオン水の需要量に応じて原水の通水量を制御する定常運転工程と
を有する上向流式イオン交換塔の運転方法。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記定常運転工程においては、前記イオン交換塔からの脱イオン水を流量調整バルブを介して脱イオン水タンクに導入し、該脱イオン水タンクから脱イオン水を脱イオン水の需要先に送水する上向流式イオン交換塔の運転方法であって、
該脱イオン水タンク内の水位が所定範囲となるように、かつ前記イオン交換塔の固定床が維持されるように、該流量調整バルブの開度及び／又は前記給水ポンプを制御する請求項１の上向流式イオン交換塔の運転方法。
【請求項３】
前記給水ポンプの制御頻度が７回／ｍｉｎ以下である請求項２の上向流式イオン交換塔の運転方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は上向流式イオン交換塔の運転方法に係り、特に脱イオン水の需要量に応じて上向流通水速度（ＬＶ）を変化させる上向流式イオン交換塔の運転方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
容器内にイオン交換樹脂を収容したイオン交換塔に原水を通水して脱イオン水を得るイオン交換塔の運転方法として、原水を上向流にて通水する上向流通水方式がある。
【０００３】
原水をイオン交換塔に上向流にて通水する場合、イオン交換樹脂が流動すると、イオンが吸着されきれずにリークするおそれがある。そのため、上向流式イオン交換塔では固定床を形成することが多い（特許文献１）。
【０００４】
一般的な上向流式のイオン交換塔にあっては、円筒状の容器が筒軸心方向を上下方向（特に鉛直方向）として設置されている。この容器内の上部と下部にそれぞれ透水性仕切板が設けられており、該透水性仕切板間にイオン交換樹脂が収容されている。イオン交換樹脂は採水・再生によって樹脂自体が膨潤・収縮し、その体積が増減する。そこで再生薬品を樹脂層に均一に通水するために、所定高さの空間（フリーボード部）を残した状態で容器に収容されている。
【０００５】
このようなイオン交換樹脂塔に原水を上向流にて通水すると、イオン交換樹脂はこの上向流によって押し上げられ、上側の透水性仕切板に押し付けられた固定床状態となり、この状態で採水が行われる。処理水は、容器頂部の流出口から流出する。
【０００６】
イオン交換塔への原水の通水を停止すると、イオン交換樹脂を押し上げる力が消失するので、固定床を形成していたイオン交換樹脂は、容器内において下側の透水性仕切板側へ沈降落下し、通水前の収容状態に復帰する。
【０００７】
このようにイオン交換樹脂が容器内で沈降落下する場合、イオン交換樹脂の崩落部が形成される。この崩落部が徐々に上方に移動し、遂には最上部のイオン交換樹脂にまで達してイオン交換樹脂の落下が終了する。このイオン交換樹脂の崩落部においては、イオン交換樹脂粒子が混ざり合いながら落下する。そのため、イオン交換樹脂の充填層の下位側に位置していたイオン交換樹脂は破過（ブレーク）しているが、上位側に位置していたイオン交換樹脂はまだ破過していない運転中途状態で採水を停止した場合（原水通水を停止した場合）には、下位側の破過した樹脂と上位側の未破過樹脂とが混ざり合ってしまい、次回の採水運転再開時に処理水質が悪化することがある。
【０００８】
そのため、上向流通水方式で運転するイオン交換塔にあっては、一度上向流通水により採水を開始すると、採水完了（次の再生）まで連続通水し続けるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１７－１７０４１９号公報
特開２０１４－２１３２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の通り、従来の上向流式のイオン交換塔では、採水開始時にある所定以上の速度（高ＬＶ）で通水し、イオン交換樹脂の固定床を形成する。固定床形成後は一定の流速で原水が通水され、純水などの脱イオン水が製造されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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