イオン交換装置の再生システム
【課題】 この発明が解決しようとする課題は、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することである。
【解決手段】 被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置２へ再生剤供給手段７から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システム１であって、前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段８を備え、この通液温度検出手段８の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保できる再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段７を制御することを特徴とする。
【解決手段】 被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置２へ再生剤供給手段７から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システム１であって、前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段８を備え、この通液温度検出手段８の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保できる再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段７を制御することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置の再生システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中の硬度成分や硝酸性窒素などの有害物質を除去するための装置として、被処理水中に存在する特定のイオンを、イオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置が知られている。このイオン交換装置は、たとえばボイラ，温水器，あるいは冷却器等の冷熱機器内でのスケール付着を防止するために、これらの冷熱機器への給水ラインに接続され、被処理水に含まれる硬度成分を除去するための軟水化装置として用いられている。
【０００３】
前記軟水化装置は、ナトリウム型またはカリウム型のイオン交換樹脂を使用し、被処理水中に含まれる硬度成分，すなわちカルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイオンまたはカリウムイオンと置換させることにより、軟水を得るものである。ところで、前記イオン交換樹脂は、所定の処理水量に達すると、イオン交換基が硬度成分でほぼ飽和状態になり、イオン交換能力を失う状態，すなわち破過状態となる。そこで、前記軟水化装置では、前記イオン交換樹脂が破過状態となる前に、このイオン交換樹脂へ再生剤として、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの塩類を水に溶解させた塩水を供給する再生作動を行うようにしている。この再生作動では、塩水に含まれているナトリウムイオンやカリウムイオンと前記イオン交換樹脂に吸着している硬度成分とを逆置換させることにより、イオン交換能力を回復させる。
【０００４】
再生作動時における再生剤消費量，すなわち再生塩消費量は、処理水が所定の水質で維持され，かつ前記イオン交換樹脂のイオン交換能力（すなわち、除去可能硬度質量）が所定の値まで回復する量に設定されている。そして、前記冷熱機器の設置場所における被処理水の硬度と前記除去可能硬度質量とに基づいて、前記冷熱機器へ処理水を供給可能な処理水量を予め求めておき、この処理水量に達したとき、再生作動を開始するようにしている。あるいは、前記冷熱機器の設置場所における被処理水の硬度と前記除去可能硬度質量とに基づいて、前記冷熱機器へ処理水を供給可能な処理時間を予め求めておき、この処理時間に達したとき、再生作動を開始するようにしている。
【０００５】
ここで、被処理水，とくに地下水の水質は、地域的や季節的な要因によって変動する。前記冷熱機器へ供給可能な処理水量や処理時間は、被処理水の水質，たとえば全イオン量やこの全イオン量に占める一価イオンの割合などによって変化する。具体的には、全イオン量が多い場合や、全イオン量に占める一価イオンの割合が多い場合には、前記イオン交換樹脂のイオン選択性が小さくなり、処理水質が悪くなる（すなわち、硬度漏れを起こしやすくなる。）。このため、従来、所定水質の処理水を確保することができるように、予め被処理水の水質が悪い状態を想定し、前記再生塩消費量を増加させる側，すなわち安全側に設定しておくのが一般的であった。
【０００６】
しかしながら、前記再生塩消費量を安全側に設定する前記軟水化装置では、被処理水の水質が良好な場合には、必要以上の再生塩が無駄に消費されることになる。そこで、本願出願人は、再生塩を節約するため、被処理水の水質に基づいて、前記再生塩消費量を調節する軟水化装置の再生制御方法を提案している（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１９５２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、処理水の水質は、前記軟水化装置における水温によっても変化する。一般に、水温が低くなるほど、前記イオン交換樹脂のイオン選択性が小さくなり、処理水の水質が悪くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に多くなる。逆に、水温が高くなるほど、前記イオン交換樹脂のイオン選択性が大きくなるので、処理水の水質が良くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に少なくなる。
【０００８】
また、処理水の水質は、前記軟水化装置における通水速度によっても変化する。一般に、通水速度が速くなるほど、前記イオン交換樹脂とイオンとの接触時間が短くなるので、処理水の水質が悪くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に多くなる。逆に、通水速度が遅くなるほど、前記イオン交換樹脂とイオンとの接触時間が長くなるので、処理水の水質が良くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に少なくなる。
【０００９】
ところが、従来の軟水化装置では、前記再生塩消費量を設定する際に、前記イオン交換樹脂に適用される水温や通水速度について考慮されておらず、水温が低い状態や通水速度が速い状態（たとえば、水圧が高い状態）で使用されると、前記冷熱機器へ水質の悪い処理水，具体的には硬度漏れを起こした処理水が供給される可能性があった。また、水温が高い状態や通水速度が遅い状態で使用されると、必要以上の再生塩が無駄に消費されている場合があった。このため、種々の使用条件において、所定水質の処理水の確保と再生剤の節約とを両立できるイオン交換装置が望まれていた。
【００１０】
この発明が解決しようとする課題は、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段を備え、この通液温度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、前記通液温度検出手段によって検出された通液温度に基づいて、前記再生剤消費量が算出される。そして、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤が前記イオン交換装置へ供給されるように、前記再生剤供給手段が制御される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段を備え、この通液速度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記通液速度検出手段によって検出された通液速度に基づいて、前記再生剤消費量が算出される。そして、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤が前記イオン交換装置へ供給されるように、前記再生剤供給手段が制御される。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、被処理液の液質検出手段をさらに備え、前記液質検出手段の検出値と、前記通液温度検出手段または前記通液速度検出手段の検出値とに基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、前記液質検出手段によって検出された液質と、前記通液温度検出手段によって検出された通液温度または前記通液速度検出手段によって検出された通液速度とに基づいて、前記再生剤消費量が算出される。そして、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤が前記イオン交換装置へ供給されるように、前記再生剤供給手段が制御される。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれかにおいて、前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変される。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、前記イオン交換樹脂における通液温度の変動に対応して、再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を供給しながら、前記イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、前記イオン交換樹脂における通液速度の変動に対応して、再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、前記イオン交換樹脂における通液温度または通液速度に加え、被処理水の水質の変動に対応して、再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確実に確保しながら、再生剤の節約量を高めることができる。この結果、安定した液質の処理液を継続して供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを一層低減することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変されるので、処理液の液質を損なうことなく、最適なタイミングで前記イオン交換樹脂の再生を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
つぎに、この発明を実施するための最良の形態について説明する。この発明は、被処理液中に存在するイオンを樹脂筒内に充填したイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置において、前記イオン交換樹脂が破過状態になる前に、そのイオン交換能力を回復させる再生システムである。
【００２４】
まず、この発明の第一実施形態について説明する。この第一実施形態におけるイオン交換装置の再生システムは、前記イオン交換装置への再生剤供給手段を備え、さらに前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段と、前記再生剤供給手段を制御する制御部とを備えている。
【００２５】
前記制御部は、前記通液温度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量（前記再生剤供給手段から供給され、前記イオン交換樹脂の再生に消費される再生剤の量であり、以下単に「再生剤消費量」と云う。）を算出する。そして、前記制御部は、前記再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する。
【００２６】
前記通液温度検出手段は、被処理液，処理液，あるいは再生液の温度を検出する温度センサであって、この温度センサの検出値が前記制御部へ入力されるように構成されている。ここで、被処理液とは、前記イオン交換装置へ供給されるイオン交換処理される前の液体を云い、また処理液とは、前記イオン交換装置から採取されるイオン交換処理された後の液体を云い、さらに再生液とは、再生剤が溶解され、前記再生剤供給手段から前記イオン交換装置へ供給される液体を云う。
【００２７】
以下、第一実施形態に係る前記再生システムの作用について説明する。まず、被処理液を前記イオン交換装置へ供給しながら、イオン交換処理された処理液を採取する処理液採取作動時において、前記通液温度検出手段により、被処理液または処理液の温度が検出される。あるいは、処理液採取作動後の再生作動時において、前記通液温度検出手段により、再生液の温度が検出される。前記通液温度検出手段によるいずれかの検出値は、前記制御部へ入力され、この検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００２８】
このような第一実施形態のイオン交換装置の再生システムによれば、前記イオン交換樹脂における通液温度の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を確保しながら、イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００２９】
ここで、前記再生システムは、前記再生剤消費量をより適正な量に調節するため、液質検出手段を備えていてもよい。この液質検出手段は、処理液採取作動時における被処理液の液質を検出する測定機器であって、検出される液質としては、被処理液中の全イオン量や、被処理液中の全イオン量に占める一価イオンの割合などを挙げることができる。
【００３０】
このような構成においては、前記液質検出手段による検出値と前記通液温度検出手段による検出値とが前記制御部へ入力され、これらの検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００３１】
以上の構成によれば、前記イオン交換樹脂における通液温度に加え、被処理液の液質の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確実に確保しながら、再生剤の節約量を高めることができる。この結果、安定した液質の処理液を継続して供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを一層低減することができる。
【００３２】
また、前記のように、前記再生剤消費量を調節すると、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力，すなわち除去可能なイオン量が変わるため、前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御してもよい。具体的には、まず再生作動時において消費した再生剤の量に基づいて、次回の処理液採取作動時に除去可能なイオン量を算出する。つぎに、次回の処理液採取作動時において、被処理液の液質と処理液の採取量とに基づいて、前記イオン交換装置で除去したイオン量を経時的に算出する。そして、この除去したイオン量が除去可能なイオン量に達したとき、再生作動を開始するように制御する。
【００３３】
以上の構成によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変されるので、処理液の液質を損なうことなく、最適なタイミングでイオン交換樹脂の再生を行うことができる。
【００３４】
つぎに、この発明の第二実施形態について説明する。この第二実施形態のイオン交換装置の再生システムは、第一実施形態と同様、前記再生剤供給手段を備え、さらに前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段と、前記再生剤供給手段を制御する制御部とを備えている。
【００３５】
前記制御部は、前記通液速度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量を算出する。そして、前記通液速度検出手段の検出値に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する。
【００３６】
前記通液速度検出手段は、被処理液または処理液の流量を検出する流量センサと、この流量センサの検出値と、前記樹脂筒の断面積とから通液速度を演算する演算部とで構成されている。前記演算部は、前記制御部に設けられており、前記流量センサの検出値は、前記制御部へ入力されるようになっている。ここにおいて、通液速度とは、前記樹脂筒内を通過する液体の速度である。
【００３７】
以下、第二実施形態に係る前記再生システムの作用について説明する。まず、被処理液を前記イオン交換装置へ供給し、イオン交換処理された処理液を採取する処理液採取作動時において、前記通液速度検出手段により、被処理液または処理液の通液速度が検出され、この検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００３８】
このような第二実施形態のイオン交換装置の再生システムによれば、前記イオン交換樹脂における通液速度の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を供給しながら、前記イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００３９】
ここで、前記再生システムは、前記再生剤消費量をより適正な量に調節するため、液質検出手段を備えていてもよい。この液質検出手段は、処理液採取作動時における被処理液の液質を検出する測定機器であって、検出される液質としては、被処理液中の全イオン量や、被処理液中の全イオン量に占める一価イオンの割合などを挙げることができる。
【００４０】
このような構成においては、前記液質検出手段による検出値と前記通液速度検出手段による検出値とが前記制御部へ入力され、これらの検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００４１】
以上の構成によれば、前記イオン交換樹脂における通液速度に加え、被処理液の液質の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確実に確保しながら、再生剤の節約量を高めることができる。この結果、安定した液質の処理液を継続して供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを一層低減することができる。
【００４２】
また、前記のように、前記再生剤消費量を調節すると、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力，すなわち除去可能なイオン量が変わるため、前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御してもよい。具体的には、まず再生作動時において消費した再生剤の量に基づいて、次回の処理液採取作動時に除去可能なイオン量を算出する。つぎに、次回の処理液採取作動時において、被処理液の液質と処理液の採取量とに基づいて、前記イオン交換装置で除去したイオン量を経時的に算出する。そして、この除去したイオン量が除去可能なイオン量に達したとき、再生作動を開始するように制御する。
【００４３】
以上の構成によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変されるので、処理液の液質を損なうことなく、最適なタイミングでイオン交換樹脂の再生を行うことができる。
【実施例】
【００４４】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施例では、イオン交換装置として、ナトリウム型のイオン交換樹脂を用い、被処理水中に含まれる硬度成分，すなわちカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンをナトリウムイオンと置換させることによって、軟水化処理を行う軟水化装置を具体例として挙げて説明する。
【００４５】
まず、この発明の第一実施例について説明する。図１は、第一実施例に係る再生システムの構成を示す概略的な説明図である。
【００４６】
この第一実施例の再生システム１は、軟水化装置２のイオン交換能力を再生させるためのシステムである。ここで、まず前記軟水化装置２の構成について説明すると、この軟水化装置２は、イオン交換樹脂（図示省略）を充填した樹脂筒３とコントロールバルブ４とを備えている。前記コントロールバルブ４には、前記軟水化装置２へ被処理水を供給する被処理水ライン５と、前記軟水化装置２からの軟水を採取する処理水ライン６とが接続されている。
【００４７】
前記再生システム１は、前記軟水化装置２への再生剤供給手段７，前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段８，制御部９，採水量検出手段１０および硬度漏れ検出手段１１を備えている。
【００４８】
前記再生剤供給手段７は、前記イオン交換樹脂の再生剤として塩水を貯留した塩水タンク１２を、塩水ライン１３を介して前記コントロールバルブ４と接続することにより構成されている。前記塩水ライン１３には、ポンプ１４が設けられており、このポンプ１４により、前記塩水タンク１２内に貯留された塩水が前記コントロールバルブ４へ供給されるようになっている。
【００４９】
前記コントロールバルブ４には、前記塩水ライン１３の接続側とは反対側にドレンライン１５が接続されており、前記再生剤供給手段７から供給されて前記イオン交換樹脂の再生に用いられた塩水を排出することができるようになっている。
【００５０】
前記通液温度検出手段８は、第一実施例において、被処理水の水温を検出するものであり、前記被処理水ライン５に設けられた温度センサ１６で構成されている。ここにおいて、前記通液温度検出手段８は、処理水や塩水の水温を検出するものであってもよく、前記処理水ライン６，あるいは前記塩水ライン１３に前記温度センサ１６を設けることにより構成されていてもよい（図示省略）。
【００５１】
前記採水量検出手段１０および前記硬度漏れ検出手段１１は、前記処理水ライン６に設けられている。前記採水量検出手段１０は、前記軟水化装置２からの採水量が所定値に達したときに再生開始信号を出力するものである。また、前記硬度漏れ検出手段１１は、処理水の硬度を測定して硬度漏れの有無を検出するためのものである。ここで、前記硬度漏れ検出手段１１は、再生剤の補給忘れなど不測の原因により、予定より早く前記イオン交換樹脂の処理限界を超えて硬度漏れをした場合のバックアップとして、前記処理水ライン６に設けたものである。
【００５２】
前記制御部９には、前記コントロールバルブ４，前記温度センサ１６，前記採水量検出手段１０，前記硬度漏れ検出手段１１および前記ポンプ１４が、それぞれ信号線１７を介して接続されている。前記制御部９は、前記ポンプ１４の作動を制御して塩水の供給を制御する。前記制御部９は、前記通液温度検出手段８の検出値に基づいて、所定水質の処理液を確保できる前記再生塩消費量（前記ポンプ１４により供給され、前記イオン交換樹脂の再生のために消費される塩水に含まれる再生塩の量であり、以下単に「再生塩消費量」と云う。すなわち、前記第一実施形態における「再生剤消費量」のことである。）を算出し、この量の再生塩が供給されるように、前記ポンプ１４の作動を制御する。
【００５３】
つぎに、前記構成の再生システム１の再生作動について説明する。前記制御部９は、前記採水量検出手段１０から再生が必要であるとの信号を受け取ると、再生作動を開始する。この再生作動にあたっては、まず前記制御部９は、前記温度センサ１６の検出値に基づいて、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。このイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量とは、前記再生システム１において、１回の再生作動を行うとき、イオン交換樹脂１リットルに対して、前記樹脂筒３内へ導入する再生塩の供給量であり、通常、その単位は、「ｇ／Ｌ−Ｒ」で表示する。前記再生塩消費量の算出のために用いる前記温度センサ１６の検出値としては、たとえば再生作動を行う直前の被処理水，処理水，あるいは塩水の検出温度や、前回の再生作動終了時点から、前記採水量検出手段１０の信号入力時点までの間における被処理水，あるいは処理水の検出温度の平均値または最低値などを用いる。
【００５４】
前記制御部９によって算出される前記再生塩消費量について、さらに説明する。この再生塩消費量は、再生後の通水作動時において、前記軟水化装置２により、漏れ硬度量が所定値以下の処理水を確保できる量である。ここで、前記再生塩消費量と処理水中の漏れ硬度量の関係について、図２を参照して説明する。図２は、通水水温が異なる場合における再生塩消費量と処理水中の漏れ硬度量との関係を示すグラフであり、この図２に示すグラフにおいて、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量と漏れ硬度量との関係を示している。これらの各曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ前記イオン交換樹脂に対する通水作動時の水温，すなわち通水水温が異なっており、前記各曲線Ａ，Ｂ，Ｃの順に通水水温が低くなっている。
【００５５】
また、前記各曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量が多くなるにつれて漏れ硬度量が少なくなっている。符号Ｄは、処理水中の最大許容漏れ硬度量を示しており、この最大許容漏れ硬度量Ｄは、前記した漏れ硬度量の所定値に該当し、通水作動時に目標とする処理水の水質である。すなわち、前記制御部９は、再生作動時において、前記最大許容漏れ硬度量Ｄに対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。ここで、前記各曲線Ａ，Ｂ，Ｃから、前記最大許容漏れ硬度量Ｄに対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量は、通水水温が低くなるにつれて多くなることが分かる。
【００５６】
以上のことを踏まえ、前記通液温度検出手段８の検出値に基づく前記再生塩消費量の算出について、具体的に説明する。図３は、通水水温とイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量の関係を示すグラフである。前記制御部９は、前記温度センサ１６で検出された通水水温に基づいて、内部に記憶されているデータから対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を決定する。たとえば、通水水温Ｅのときには、再生塩消費量Ｆとし、前記通水水温Ｅよりも高温である通水水温Ｇのときには、再生塩消費量Ｈとする。このようにして、前記制御部９は、通水水温に対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。
【００５７】
前記制御部９は、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出すると、この量に基づいて前記樹脂筒３内のイオン交換樹脂量に対応した前記再生塩消費量（すなわち、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量にイオン交換樹脂量を乗じた量）を演算し、さらにこの量の再生塩を含む塩水量を演算する。つぎに、この塩水量から前記ポンプ１４の作動時間を決定する。
【００５８】
そして、前記制御部９は、前記コントロールバルブ４を駆動して前記処理水ライン６への処理水の供給を停止し、前記ポンプ１４を決定された作動時間だけ作動させる。前記塩水タンク１２内の塩水は、前記ポンプ１４によって前記塩水ライン１３を介して前記コントロールバルブ４へ送られた後、前記樹脂筒３内へ供給される。前記樹脂筒３内へ供給された塩水は、前記イオン交換樹脂を再生した後、再生排水として前記ドレンライン１５を介して系外へ排出される。
【００５９】
前記制御部９は、再生作動が完了すると、前記処理水ライン６への処理水の供給を再開するとともに、次回の再生のため、塩水を前記塩水タンク１２内において生成するように制御する。そして、前記制御部９は、再び前記採水量検出手段１０から再生が必要であるとの信号を受け取ると、前記温度センサ１６の検出値に基づいて、前記再生塩消費量を算出した後、この量に基づいて前記ポンプ１４を制御して再生を行う。
【００６０】
ここで、前記再生システム１において、前記制御部９でより適正な前記再生塩消費量を算出させるために、前記被処理水ライン５に液質検出手段（図示省略）が設けられていてもよい。この液質検出手段は、被処理水の水質を検出するものであって、検出される水質としては、被処理水中の全イオン量や、被処理水中の全イオン量に占める一価イオンの割合などを挙げることができる。ここにおいて、前記液質検出手段は、たとえば電気伝導率計などを使用することができる。このような構成では、前記制御部９は、前記通液温度検出手段８の検出値と前記液質検出手段の検出値とに基づいて、所定の計算式にしたがって前記再生塩消費量を算出する。
【００６１】
つぎに、この発明の第二実施例について説明する。図４は、第二実施例に係る再生システムの構成を示す概略的な説明図である。この図４において、前記第一実施例と同様の構成については同一の符号を付して示してあり、その説明を省略する。
【００６２】
この第二実施例の再生システム２０は、前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段２１が設けられている。この通液速度検出手段２１は、前記樹脂筒３内における通水速度，具体的には前記樹脂筒３内を流れる被処理水の速度を検出するものであって、前記処理水ライン６に設けられた流量センサ２２と、この流量センサ２２の検出値および前記樹脂筒３の断面積から通水速度を演算する演算部２３とで構成されている。前記流量センサ２２は、前記信号線１７を介して前記制御部９と接続されている。また、前記演算部２３は、前記制御部９に設けられている。
【００６３】
前記制御部９は、前記演算部２３で演算された通水速度に基づいて、漏れ硬度量が所定値以下の処理水を確保するための前記再生塩消費量を算出する。ここで、再生塩消費量と処理水中の漏れ硬度量の関係について、図５を参照して説明する。図５は、通水速度が異なる場合における再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示すグラフであり、この図５に示すグラフにおいて、曲線Ｉ，Ｊ，Ｋは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示している。これらの各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋは、それぞれ前記イオン交換樹脂に対する被処理水の速度，すなわち通水速度が異なっており、前記各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋの順に通水速度が速くなっている。
【００６４】
また、前記各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量が多くなるにつれて漏れ硬度量が少なくなっている。そして、前記各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋから、前記最大許容漏れ硬度量Ｄに対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量は、通水速度が速くなるにつれて多くなることが分かる。
【００６５】
以上のことを踏まえ、前記通液速度検出手段２１の検出値に基づく前記再生塩消費量の算出について、具体的に説明する。図６は、通水速度とイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量の関係を示すグラフである。前記制御部９は、前記流量センサ２２の検出流量から前記演算部２３で演算された通水速度に基づいて、内部に記憶されているデータから対応するイオン交換樹脂１リットルあたりの再生塩消費量を決定する。たとえば、通水速度Ｌのときには、再生塩消費量Ｍとし、前記通水速度Ｌよりも低速である通水速度Ｎのときには、再生塩消費量Ｐとする。このようにして、前記制御部９は、通水速度に対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。
【００６６】
そして、前記制御部９は、算出されたイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量から前記樹脂筒３内のイオン交換樹脂量に対応した前記再生塩消費量（すなわち、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量にイオン交換樹脂量を乗じた量）を演算し、さらにこの量の再生塩を含む塩水量を演算する。そして、この塩水量が供給されるように、前記第一実施例と同様にして前記ポンプ１４の作動時間を決定し、再生作動を制御する。
【００６７】
ここで、前記再生システム２０において、前記制御部９でより適正な前記再生塩消費量を算出させるために、前記第一実施例と同様、前記被処理水ライン５に液質検出手段（図示省略）が設けられていてもよい。このような構成では、前記制御部９は、前記通液速度検出手段２１の検出値と前記液質検出手段の検出値とに基づいて、所定の計算式にしたがって前記再生塩消費量を算出する。
【００６８】
その他、この発明は、その主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論であるが、前記制御部９は、前記第一実施例における前記通液温度検出手段８の検出値と、前記第二実施例における前記通液速度検出手段２１の検出値と、前記液質検出手段の検出値とに基づいて、所定の計算式にしたがって前記再生塩消費量を算出してもよい。
【００６９】
また、前記のように前記再生塩消費量を調節すると、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力，すなわち除去可能なイオン量が変わるため、前記再生塩消費量に基づいて、処理水の採水量を可変させるように制御してもよい。具体的には、まず再生作動時において消費した再生塩の量に基づいて、次回の通水作動時に除去可能な硬度量を算出する。つぎに、次回の通水作動時において、前記処理水ライン５に設けた原水硬度検出手段（図示省略）で検出された硬度と、前記採水量検出手段１０で算出された処理水の採水量とに基づいて、前記軟水化装置２で除去した硬度量を経時的に算出する。そして、この除去した硬度量が除去可能な硬度量に達したとき、再生作動を開始するように制御する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明に係るイオン交換樹脂の再生システムの第一実施例の構成を示す概略的な説明図である。
【図２】通水水温が異なる場合における再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示すグラフである。
【図３】通水水温と再生塩消費量の関係を示すグラフである。
【図４】この発明に係るイオン交換樹脂の再生システムの第二実施例の構成を示す概略的な説明図である。
【図５】通水速度が異なる場合における再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示すグラフである。
【図６】通水速度と再生塩消費量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１，２０ 再生システム
２ 軟水化装置（イオン交換装置）
７ 再生剤供給手段
８ 通液温度検出手段
９ 制御部
２１ 通液速度検出手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置の再生システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中の硬度成分や硝酸性窒素などの有害物質を除去するための装置として、被処理水中に存在する特定のイオンを、イオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置が知られている。このイオン交換装置は、たとえばボイラ，温水器，あるいは冷却器等の冷熱機器内でのスケール付着を防止するために、これらの冷熱機器への給水ラインに接続され、被処理水に含まれる硬度成分を除去するための軟水化装置として用いられている。
【０００３】
前記軟水化装置は、ナトリウム型またはカリウム型のイオン交換樹脂を使用し、被処理水中に含まれる硬度成分，すなわちカルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイオンまたはカリウムイオンと置換させることにより、軟水を得るものである。ところで、前記イオン交換樹脂は、所定の処理水量に達すると、イオン交換基が硬度成分でほぼ飽和状態になり、イオン交換能力を失う状態，すなわち破過状態となる。そこで、前記軟水化装置では、前記イオン交換樹脂が破過状態となる前に、このイオン交換樹脂へ再生剤として、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの塩類を水に溶解させた塩水を供給する再生作動を行うようにしている。この再生作動では、塩水に含まれているナトリウムイオンやカリウムイオンと前記イオン交換樹脂に吸着している硬度成分とを逆置換させることにより、イオン交換能力を回復させる。
【０００４】
再生作動時における再生剤消費量，すなわち再生塩消費量は、処理水が所定の水質で維持され，かつ前記イオン交換樹脂のイオン交換能力（すなわち、除去可能硬度質量）が所定の値まで回復する量に設定されている。そして、前記冷熱機器の設置場所における被処理水の硬度と前記除去可能硬度質量とに基づいて、前記冷熱機器へ処理水を供給可能な処理水量を予め求めておき、この処理水量に達したとき、再生作動を開始するようにしている。あるいは、前記冷熱機器の設置場所における被処理水の硬度と前記除去可能硬度質量とに基づいて、前記冷熱機器へ処理水を供給可能な処理時間を予め求めておき、この処理時間に達したとき、再生作動を開始するようにしている。
【０００５】
ここで、被処理水，とくに地下水の水質は、地域的や季節的な要因によって変動する。前記冷熱機器へ供給可能な処理水量や処理時間は、被処理水の水質，たとえば全イオン量やこの全イオン量に占める一価イオンの割合などによって変化する。具体的には、全イオン量が多い場合や、全イオン量に占める一価イオンの割合が多い場合には、前記イオン交換樹脂のイオン選択性が小さくなり、処理水質が悪くなる（すなわち、硬度漏れを起こしやすくなる。）。このため、従来、所定水質の処理水を確保することができるように、予め被処理水の水質が悪い状態を想定し、前記再生塩消費量を増加させる側，すなわち安全側に設定しておくのが一般的であった。
【０００６】
しかしながら、前記再生塩消費量を安全側に設定する前記軟水化装置では、被処理水の水質が良好な場合には、必要以上の再生塩が無駄に消費されることになる。そこで、本願出願人は、再生塩を節約するため、被処理水の水質に基づいて、前記再生塩消費量を調節する軟水化装置の再生制御方法を提案している（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１９５２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、処理水の水質は、前記軟水化装置における水温によっても変化する。一般に、水温が低くなるほど、前記イオン交換樹脂のイオン選択性が小さくなり、処理水の水質が悪くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に多くなる。逆に、水温が高くなるほど、前記イオン交換樹脂のイオン選択性が大きくなるので、処理水の水質が良くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に少なくなる。
【０００８】
また、処理水の水質は、前記軟水化装置における通水速度によっても変化する。一般に、通水速度が速くなるほど、前記イオン交換樹脂とイオンとの接触時間が短くなるので、処理水の水質が悪くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に多くなる。逆に、通水速度が遅くなるほど、前記イオン交換樹脂とイオンとの接触時間が長くなるので、処理水の水質が良くなる。この場合、所定水質の処理水を確保するために必要となる前記再生塩消費量は、相対的に少なくなる。
【０００９】
ところが、従来の軟水化装置では、前記再生塩消費量を設定する際に、前記イオン交換樹脂に適用される水温や通水速度について考慮されておらず、水温が低い状態や通水速度が速い状態（たとえば、水圧が高い状態）で使用されると、前記冷熱機器へ水質の悪い処理水，具体的には硬度漏れを起こした処理水が供給される可能性があった。また、水温が高い状態や通水速度が遅い状態で使用されると、必要以上の再生塩が無駄に消費されている場合があった。このため、種々の使用条件において、所定水質の処理水の確保と再生剤の節約とを両立できるイオン交換装置が望まれていた。
【００１０】
この発明が解決しようとする課題は、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段を備え、この通液温度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、前記通液温度検出手段によって検出された通液温度に基づいて、前記再生剤消費量が算出される。そして、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤が前記イオン交換装置へ供給されるように、前記再生剤供給手段が制御される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段を備え、この通液速度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記通液速度検出手段によって検出された通液速度に基づいて、前記再生剤消費量が算出される。そして、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤が前記イオン交換装置へ供給されるように、前記再生剤供給手段が制御される。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、被処理液の液質検出手段をさらに備え、前記液質検出手段の検出値と、前記通液温度検出手段または前記通液速度検出手段の検出値とに基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、前記液質検出手段によって検出された液質と、前記通液温度検出手段によって検出された通液温度または前記通液速度検出手段によって検出された通液速度とに基づいて、前記再生剤消費量が算出される。そして、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤が前記イオン交換装置へ供給されるように、前記再生剤供給手段が制御される。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれかにおいて、前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変される。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、前記イオン交換樹脂における通液温度の変動に対応して、再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を供給しながら、前記イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、前記イオン交換樹脂における通液速度の変動に対応して、再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、前記イオン交換樹脂における通液温度または通液速度に加え、被処理水の水質の変動に対応して、再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確実に確保しながら、再生剤の節約量を高めることができる。この結果、安定した液質の処理液を継続して供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを一層低減することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変されるので、処理液の液質を損なうことなく、最適なタイミングで前記イオン交換樹脂の再生を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
つぎに、この発明を実施するための最良の形態について説明する。この発明は、被処理液中に存在するイオンを樹脂筒内に充填したイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置において、前記イオン交換樹脂が破過状態になる前に、そのイオン交換能力を回復させる再生システムである。
【００２４】
まず、この発明の第一実施形態について説明する。この第一実施形態におけるイオン交換装置の再生システムは、前記イオン交換装置への再生剤供給手段を備え、さらに前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段と、前記再生剤供給手段を制御する制御部とを備えている。
【００２５】
前記制御部は、前記通液温度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量（前記再生剤供給手段から供給され、前記イオン交換樹脂の再生に消費される再生剤の量であり、以下単に「再生剤消費量」と云う。）を算出する。そして、前記制御部は、前記再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する。
【００２６】
前記通液温度検出手段は、被処理液，処理液，あるいは再生液の温度を検出する温度センサであって、この温度センサの検出値が前記制御部へ入力されるように構成されている。ここで、被処理液とは、前記イオン交換装置へ供給されるイオン交換処理される前の液体を云い、また処理液とは、前記イオン交換装置から採取されるイオン交換処理された後の液体を云い、さらに再生液とは、再生剤が溶解され、前記再生剤供給手段から前記イオン交換装置へ供給される液体を云う。
【００２７】
以下、第一実施形態に係る前記再生システムの作用について説明する。まず、被処理液を前記イオン交換装置へ供給しながら、イオン交換処理された処理液を採取する処理液採取作動時において、前記通液温度検出手段により、被処理液または処理液の温度が検出される。あるいは、処理液採取作動後の再生作動時において、前記通液温度検出手段により、再生液の温度が検出される。前記通液温度検出手段によるいずれかの検出値は、前記制御部へ入力され、この検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００２８】
このような第一実施形態のイオン交換装置の再生システムによれば、前記イオン交換樹脂における通液温度の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を確保しながら、イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００２９】
ここで、前記再生システムは、前記再生剤消費量をより適正な量に調節するため、液質検出手段を備えていてもよい。この液質検出手段は、処理液採取作動時における被処理液の液質を検出する測定機器であって、検出される液質としては、被処理液中の全イオン量や、被処理液中の全イオン量に占める一価イオンの割合などを挙げることができる。
【００３０】
このような構成においては、前記液質検出手段による検出値と前記通液温度検出手段による検出値とが前記制御部へ入力され、これらの検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００３１】
以上の構成によれば、前記イオン交換樹脂における通液温度に加え、被処理液の液質の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確実に確保しながら、再生剤の節約量を高めることができる。この結果、安定した液質の処理液を継続して供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを一層低減することができる。
【００３２】
また、前記のように、前記再生剤消費量を調節すると、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力，すなわち除去可能なイオン量が変わるため、前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御してもよい。具体的には、まず再生作動時において消費した再生剤の量に基づいて、次回の処理液採取作動時に除去可能なイオン量を算出する。つぎに、次回の処理液採取作動時において、被処理液の液質と処理液の採取量とに基づいて、前記イオン交換装置で除去したイオン量を経時的に算出する。そして、この除去したイオン量が除去可能なイオン量に達したとき、再生作動を開始するように制御する。
【００３３】
以上の構成によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変されるので、処理液の液質を損なうことなく、最適なタイミングでイオン交換樹脂の再生を行うことができる。
【００３４】
つぎに、この発明の第二実施形態について説明する。この第二実施形態のイオン交換装置の再生システムは、第一実施形態と同様、前記再生剤供給手段を備え、さらに前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段と、前記再生剤供給手段を制御する制御部とを備えている。
【００３５】
前記制御部は、前記通液速度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量を算出する。そして、前記通液速度検出手段の検出値に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する。
【００３６】
前記通液速度検出手段は、被処理液または処理液の流量を検出する流量センサと、この流量センサの検出値と、前記樹脂筒の断面積とから通液速度を演算する演算部とで構成されている。前記演算部は、前記制御部に設けられており、前記流量センサの検出値は、前記制御部へ入力されるようになっている。ここにおいて、通液速度とは、前記樹脂筒内を通過する液体の速度である。
【００３７】
以下、第二実施形態に係る前記再生システムの作用について説明する。まず、被処理液を前記イオン交換装置へ供給し、イオン交換処理された処理液を採取する処理液採取作動時において、前記通液速度検出手段により、被処理液または処理液の通液速度が検出され、この検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００３８】
このような第二実施形態のイオン交換装置の再生システムによれば、前記イオン交換樹脂における通液速度の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確保しながら、再生剤を節約することができる。この結果、安定した液質の処理液を供給しながら、前記イオン交換装置のランニングコストを低減することができる。
【００３９】
ここで、前記再生システムは、前記再生剤消費量をより適正な量に調節するため、液質検出手段を備えていてもよい。この液質検出手段は、処理液採取作動時における被処理液の液質を検出する測定機器であって、検出される液質としては、被処理液中の全イオン量や、被処理液中の全イオン量に占める一価イオンの割合などを挙げることができる。
【００４０】
このような構成においては、前記液質検出手段による検出値と前記通液速度検出手段による検出値とが前記制御部へ入力され、これらの検出値に基づいて、次回の処理液採取作動時に所定液質の処理液を確保するための前記再生剤消費量が算出される。そして、再生作動時において、前記制御部は、算出された前記再生剤消費量に対応する再生剤を前記イオン交換装置へ供給するように、前記再生剤供給手段を制御する。
【００４１】
以上の構成によれば、前記イオン交換樹脂における通液速度に加え、被処理液の液質の変動に対応して、前記再生剤消費量を調節しているので、所定液質の処理液を確実に確保しながら、再生剤の節約量を高めることができる。この結果、安定した液質の処理液を継続して供給しながら、イオン交換装置のランニングコストを一層低減することができる。
【００４２】
また、前記のように、前記再生剤消費量を調節すると、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力，すなわち除去可能なイオン量が変わるため、前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御してもよい。具体的には、まず再生作動時において消費した再生剤の量に基づいて、次回の処理液採取作動時に除去可能なイオン量を算出する。つぎに、次回の処理液採取作動時において、被処理液の液質と処理液の採取量とに基づいて、前記イオン交換装置で除去したイオン量を経時的に算出する。そして、この除去したイオン量が除去可能なイオン量に達したとき、再生作動を開始するように制御する。
【００４３】
以上の構成によれば、算出された前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量が可変されるので、処理液の液質を損なうことなく、最適なタイミングでイオン交換樹脂の再生を行うことができる。
【実施例】
【００４４】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施例では、イオン交換装置として、ナトリウム型のイオン交換樹脂を用い、被処理水中に含まれる硬度成分，すなわちカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンをナトリウムイオンと置換させることによって、軟水化処理を行う軟水化装置を具体例として挙げて説明する。
【００４５】
まず、この発明の第一実施例について説明する。図１は、第一実施例に係る再生システムの構成を示す概略的な説明図である。
【００４６】
この第一実施例の再生システム１は、軟水化装置２のイオン交換能力を再生させるためのシステムである。ここで、まず前記軟水化装置２の構成について説明すると、この軟水化装置２は、イオン交換樹脂（図示省略）を充填した樹脂筒３とコントロールバルブ４とを備えている。前記コントロールバルブ４には、前記軟水化装置２へ被処理水を供給する被処理水ライン５と、前記軟水化装置２からの軟水を採取する処理水ライン６とが接続されている。
【００４７】
前記再生システム１は、前記軟水化装置２への再生剤供給手段７，前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段８，制御部９，採水量検出手段１０および硬度漏れ検出手段１１を備えている。
【００４８】
前記再生剤供給手段７は、前記イオン交換樹脂の再生剤として塩水を貯留した塩水タンク１２を、塩水ライン１３を介して前記コントロールバルブ４と接続することにより構成されている。前記塩水ライン１３には、ポンプ１４が設けられており、このポンプ１４により、前記塩水タンク１２内に貯留された塩水が前記コントロールバルブ４へ供給されるようになっている。
【００４９】
前記コントロールバルブ４には、前記塩水ライン１３の接続側とは反対側にドレンライン１５が接続されており、前記再生剤供給手段７から供給されて前記イオン交換樹脂の再生に用いられた塩水を排出することができるようになっている。
【００５０】
前記通液温度検出手段８は、第一実施例において、被処理水の水温を検出するものであり、前記被処理水ライン５に設けられた温度センサ１６で構成されている。ここにおいて、前記通液温度検出手段８は、処理水や塩水の水温を検出するものであってもよく、前記処理水ライン６，あるいは前記塩水ライン１３に前記温度センサ１６を設けることにより構成されていてもよい（図示省略）。
【００５１】
前記採水量検出手段１０および前記硬度漏れ検出手段１１は、前記処理水ライン６に設けられている。前記採水量検出手段１０は、前記軟水化装置２からの採水量が所定値に達したときに再生開始信号を出力するものである。また、前記硬度漏れ検出手段１１は、処理水の硬度を測定して硬度漏れの有無を検出するためのものである。ここで、前記硬度漏れ検出手段１１は、再生剤の補給忘れなど不測の原因により、予定より早く前記イオン交換樹脂の処理限界を超えて硬度漏れをした場合のバックアップとして、前記処理水ライン６に設けたものである。
【００５２】
前記制御部９には、前記コントロールバルブ４，前記温度センサ１６，前記採水量検出手段１０，前記硬度漏れ検出手段１１および前記ポンプ１４が、それぞれ信号線１７を介して接続されている。前記制御部９は、前記ポンプ１４の作動を制御して塩水の供給を制御する。前記制御部９は、前記通液温度検出手段８の検出値に基づいて、所定水質の処理液を確保できる前記再生塩消費量（前記ポンプ１４により供給され、前記イオン交換樹脂の再生のために消費される塩水に含まれる再生塩の量であり、以下単に「再生塩消費量」と云う。すなわち、前記第一実施形態における「再生剤消費量」のことである。）を算出し、この量の再生塩が供給されるように、前記ポンプ１４の作動を制御する。
【００５３】
つぎに、前記構成の再生システム１の再生作動について説明する。前記制御部９は、前記採水量検出手段１０から再生が必要であるとの信号を受け取ると、再生作動を開始する。この再生作動にあたっては、まず前記制御部９は、前記温度センサ１６の検出値に基づいて、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。このイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量とは、前記再生システム１において、１回の再生作動を行うとき、イオン交換樹脂１リットルに対して、前記樹脂筒３内へ導入する再生塩の供給量であり、通常、その単位は、「ｇ／Ｌ−Ｒ」で表示する。前記再生塩消費量の算出のために用いる前記温度センサ１６の検出値としては、たとえば再生作動を行う直前の被処理水，処理水，あるいは塩水の検出温度や、前回の再生作動終了時点から、前記採水量検出手段１０の信号入力時点までの間における被処理水，あるいは処理水の検出温度の平均値または最低値などを用いる。
【００５４】
前記制御部９によって算出される前記再生塩消費量について、さらに説明する。この再生塩消費量は、再生後の通水作動時において、前記軟水化装置２により、漏れ硬度量が所定値以下の処理水を確保できる量である。ここで、前記再生塩消費量と処理水中の漏れ硬度量の関係について、図２を参照して説明する。図２は、通水水温が異なる場合における再生塩消費量と処理水中の漏れ硬度量との関係を示すグラフであり、この図２に示すグラフにおいて、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量と漏れ硬度量との関係を示している。これらの各曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ前記イオン交換樹脂に対する通水作動時の水温，すなわち通水水温が異なっており、前記各曲線Ａ，Ｂ，Ｃの順に通水水温が低くなっている。
【００５５】
また、前記各曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量が多くなるにつれて漏れ硬度量が少なくなっている。符号Ｄは、処理水中の最大許容漏れ硬度量を示しており、この最大許容漏れ硬度量Ｄは、前記した漏れ硬度量の所定値に該当し、通水作動時に目標とする処理水の水質である。すなわち、前記制御部９は、再生作動時において、前記最大許容漏れ硬度量Ｄに対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。ここで、前記各曲線Ａ，Ｂ，Ｃから、前記最大許容漏れ硬度量Ｄに対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量は、通水水温が低くなるにつれて多くなることが分かる。
【００５６】
以上のことを踏まえ、前記通液温度検出手段８の検出値に基づく前記再生塩消費量の算出について、具体的に説明する。図３は、通水水温とイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量の関係を示すグラフである。前記制御部９は、前記温度センサ１６で検出された通水水温に基づいて、内部に記憶されているデータから対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を決定する。たとえば、通水水温Ｅのときには、再生塩消費量Ｆとし、前記通水水温Ｅよりも高温である通水水温Ｇのときには、再生塩消費量Ｈとする。このようにして、前記制御部９は、通水水温に対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。
【００５７】
前記制御部９は、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出すると、この量に基づいて前記樹脂筒３内のイオン交換樹脂量に対応した前記再生塩消費量（すなわち、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量にイオン交換樹脂量を乗じた量）を演算し、さらにこの量の再生塩を含む塩水量を演算する。つぎに、この塩水量から前記ポンプ１４の作動時間を決定する。
【００５８】
そして、前記制御部９は、前記コントロールバルブ４を駆動して前記処理水ライン６への処理水の供給を停止し、前記ポンプ１４を決定された作動時間だけ作動させる。前記塩水タンク１２内の塩水は、前記ポンプ１４によって前記塩水ライン１３を介して前記コントロールバルブ４へ送られた後、前記樹脂筒３内へ供給される。前記樹脂筒３内へ供給された塩水は、前記イオン交換樹脂を再生した後、再生排水として前記ドレンライン１５を介して系外へ排出される。
【００５９】
前記制御部９は、再生作動が完了すると、前記処理水ライン６への処理水の供給を再開するとともに、次回の再生のため、塩水を前記塩水タンク１２内において生成するように制御する。そして、前記制御部９は、再び前記採水量検出手段１０から再生が必要であるとの信号を受け取ると、前記温度センサ１６の検出値に基づいて、前記再生塩消費量を算出した後、この量に基づいて前記ポンプ１４を制御して再生を行う。
【００６０】
ここで、前記再生システム１において、前記制御部９でより適正な前記再生塩消費量を算出させるために、前記被処理水ライン５に液質検出手段（図示省略）が設けられていてもよい。この液質検出手段は、被処理水の水質を検出するものであって、検出される水質としては、被処理水中の全イオン量や、被処理水中の全イオン量に占める一価イオンの割合などを挙げることができる。ここにおいて、前記液質検出手段は、たとえば電気伝導率計などを使用することができる。このような構成では、前記制御部９は、前記通液温度検出手段８の検出値と前記液質検出手段の検出値とに基づいて、所定の計算式にしたがって前記再生塩消費量を算出する。
【００６１】
つぎに、この発明の第二実施例について説明する。図４は、第二実施例に係る再生システムの構成を示す概略的な説明図である。この図４において、前記第一実施例と同様の構成については同一の符号を付して示してあり、その説明を省略する。
【００６２】
この第二実施例の再生システム２０は、前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段２１が設けられている。この通液速度検出手段２１は、前記樹脂筒３内における通水速度，具体的には前記樹脂筒３内を流れる被処理水の速度を検出するものであって、前記処理水ライン６に設けられた流量センサ２２と、この流量センサ２２の検出値および前記樹脂筒３の断面積から通水速度を演算する演算部２３とで構成されている。前記流量センサ２２は、前記信号線１７を介して前記制御部９と接続されている。また、前記演算部２３は、前記制御部９に設けられている。
【００６３】
前記制御部９は、前記演算部２３で演算された通水速度に基づいて、漏れ硬度量が所定値以下の処理水を確保するための前記再生塩消費量を算出する。ここで、再生塩消費量と処理水中の漏れ硬度量の関係について、図５を参照して説明する。図５は、通水速度が異なる場合における再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示すグラフであり、この図５に示すグラフにおいて、曲線Ｉ，Ｊ，Ｋは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示している。これらの各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋは、それぞれ前記イオン交換樹脂に対する被処理水の速度，すなわち通水速度が異なっており、前記各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋの順に通水速度が速くなっている。
【００６４】
また、前記各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋは、いずれもイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量が多くなるにつれて漏れ硬度量が少なくなっている。そして、前記各曲線Ｉ，Ｊ，Ｋから、前記最大許容漏れ硬度量Ｄに対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量は、通水速度が速くなるにつれて多くなることが分かる。
【００６５】
以上のことを踏まえ、前記通液速度検出手段２１の検出値に基づく前記再生塩消費量の算出について、具体的に説明する。図６は、通水速度とイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量の関係を示すグラフである。前記制御部９は、前記流量センサ２２の検出流量から前記演算部２３で演算された通水速度に基づいて、内部に記憶されているデータから対応するイオン交換樹脂１リットルあたりの再生塩消費量を決定する。たとえば、通水速度Ｌのときには、再生塩消費量Ｍとし、前記通水速度Ｌよりも低速である通水速度Ｎのときには、再生塩消費量Ｐとする。このようにして、前記制御部９は、通水速度に対応するイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量を算出する。
【００６６】
そして、前記制御部９は、算出されたイオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量から前記樹脂筒３内のイオン交換樹脂量に対応した前記再生塩消費量（すなわち、イオン交換樹脂１リットル当たりの再生塩消費量にイオン交換樹脂量を乗じた量）を演算し、さらにこの量の再生塩を含む塩水量を演算する。そして、この塩水量が供給されるように、前記第一実施例と同様にして前記ポンプ１４の作動時間を決定し、再生作動を制御する。
【００６７】
ここで、前記再生システム２０において、前記制御部９でより適正な前記再生塩消費量を算出させるために、前記第一実施例と同様、前記被処理水ライン５に液質検出手段（図示省略）が設けられていてもよい。このような構成では、前記制御部９は、前記通液速度検出手段２１の検出値と前記液質検出手段の検出値とに基づいて、所定の計算式にしたがって前記再生塩消費量を算出する。
【００６８】
その他、この発明は、その主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論であるが、前記制御部９は、前記第一実施例における前記通液温度検出手段８の検出値と、前記第二実施例における前記通液速度検出手段２１の検出値と、前記液質検出手段の検出値とに基づいて、所定の計算式にしたがって前記再生塩消費量を算出してもよい。
【００６９】
また、前記のように前記再生塩消費量を調節すると、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力，すなわち除去可能なイオン量が変わるため、前記再生塩消費量に基づいて、処理水の採水量を可変させるように制御してもよい。具体的には、まず再生作動時において消費した再生塩の量に基づいて、次回の通水作動時に除去可能な硬度量を算出する。つぎに、次回の通水作動時において、前記処理水ライン５に設けた原水硬度検出手段（図示省略）で検出された硬度と、前記採水量検出手段１０で算出された処理水の採水量とに基づいて、前記軟水化装置２で除去した硬度量を経時的に算出する。そして、この除去した硬度量が除去可能な硬度量に達したとき、再生作動を開始するように制御する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明に係るイオン交換樹脂の再生システムの第一実施例の構成を示す概略的な説明図である。
【図２】通水水温が異なる場合における再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示すグラフである。
【図３】通水水温と再生塩消費量の関係を示すグラフである。
【図４】この発明に係るイオン交換樹脂の再生システムの第二実施例の構成を示す概略的な説明図である。
【図５】通水速度が異なる場合における再生塩消費量と漏れ硬度量の関係を示すグラフである。
【図６】通水速度と再生塩消費量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１，２０ 再生システム
２ 軟水化装置（イオン交換装置）
７ 再生剤供給手段
８ 通液温度検出手段
９ 制御部
２１ 通液速度検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、
前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段を備え、
この通液温度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する
ことを特徴とするイオン交換装置の再生システム。
【請求項２】
被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、
前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段を備え、
この通液速度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する
ことを特徴とするイオン交換装置の再生システム。
【請求項３】
被処理液の液質検出手段をさらに備え、
前記液質検出手段の検出値と、前記通液温度検出手段または前記通液速度検出手段の検出値とに基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のイオン交換装置の再生システム。
【請求項４】
前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のイオン交換装置の再生システム。
【請求項１】
被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、
前記イオン交換樹脂の通液温度検出手段を備え、
この通液温度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する
ことを特徴とするイオン交換装置の再生システム。
【請求項２】
被処理液中に存在するイオンをイオン交換樹脂を使用して吸着除去するイオン交換装置へ再生剤供給手段から再生剤を供給するイオン交換装置の再生システムであって、
前記イオン交換樹脂の通液速度検出手段を備え、
この通液速度検出手段の検出値に基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する
ことを特徴とするイオン交換装置の再生システム。
【請求項３】
被処理液の液質検出手段をさらに備え、
前記液質検出手段の検出値と、前記通液温度検出手段または前記通液速度検出手段の検出値とに基づいて、所定液質の処理液を確保するための再生剤消費量を算出し、この再生剤消費量に基づいて、前記再生剤供給手段を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のイオン交換装置の再生システム。
【請求項４】
前記再生剤消費量に基づいて、処理液の採取量を可変させるように制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のイオン交換装置の再生システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２８１０１５（Ｐ２００６−２８１０１５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１００８３４（Ｐ２００５−１００８３４）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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