水处理装置的运转方法与流程

本发明涉及一种并列设置有多个离子交换树脂塔、活性碳塔等水处理器的水处理装置的运转方法。

背景技术：

锅炉用水等一般产业用纯水、发电厂所用的高度纯水、在半导体工厂、液晶工厂等作为晶片、基板的洗净水、冲洗水使用的超纯水，几乎全部通过将多个对被处理水中所含的杂质进行除去的水处理器组合使用的水处理系统来制造。作为水处理器，广泛使用的是离子交换树脂塔、活性碳塔、ro膜装置、uf膜装置、离子交换过滤器等。

作为此等水处理器的使用方法，除了重复杂质除去工序与再生工序而使用的方法以外，还有在使用至规定水平的阶段则更换成新品的短暂式使用方法等。不管是哪一种的情况，理想的是在保持所期望的处理水质的条件下长期维持杂质除去工序(通水工序)。

水处理器即便在处理水质的恶化倾向被确认的情况下，很多情况下仍然难以迅速地转移至再生或更新成新品。因此，实际上每隔规定的期间、或是每隔规定的处理量，计划性地进行再生、更新。

然而，被处理水的水质在一年中并非限于恒定，因此在每隔规定的期间、或是每隔规定的处理量进行再生、更新的情况下，以被处理水的水质严峻(应除去的杂质浓度高)的状态为前提来进行条件设定，结果大多是在有某种程度的宽裕的时刻才进行再生、更新。而且，若非如此则有不能确保所期望的水质的风险。

在专利文献1中记载有以下方法：与实际机器的离子交换树脂装置并列地设置小型的离子交换树脂填充塔，对该小型的离子交换树脂填充塔流通相同的原水(被处理水)并监视其处理水质，推定离子交换树脂装置的残余寿命。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1：日本特开2012-154634号公报。

在利用小型的离子交换树脂填充容器进行的寿命预测中，一般而言使sv、lv等尽量接近实际机器，且设置为稍严峻条件下的通水，但是难以正确反映出对实际机器的负荷状况，而且此处也有必要进行考虑了某种程度的宽裕量的处理。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种以使水处理器的水处理能力充分用尽的方式运转的水处理装置的运转方法。

本发明的要旨如下所述。

[1]一种水处理装置的运转方法，其是将具有并列设置的多个同种且同处理容量的水处理器的水处理装置进行运转的方法，对各水处理器通以相同的被处理水并将处理水进行采水，所述水处理装置的运转方法的特征在于，使对于一部分的水处理器a的通水较对于其他水处理器b的通水为高负荷，在该水处理器a的处理水发生水质恶化的情况下，根据至此为止的对于水处理器a的累积负荷来预测水处理器b的寿命，并基于此预测结果，控制以后对于各水处理器的通水量及通水时间。

[2]如[1]的水处理装置的运转方法，其中，截至上述水处理器发生水质恶化为止，将对于上述水处理器a的通水速度设为对于水处理器b的通水速度的1.05～1.3倍。

[3]如[1]或[2]的水处理装置的运转方法，其中，将截至水处理器a的处理水的水质恶化到规定值的时刻为止的对水处理器a的累积负荷设为寿命负荷，求得截至该时刻为止的对水处理器b的累积负荷与所述寿命负荷的差(以下，称为负荷差)，设定所述时刻以后的对水处理器b的通水速度及通水时间，以使在自所述时刻起至采水结束为止的期间施加于水处理器b的负荷成为所述负荷差。

[4]如[1]至[3]中任一项的水处理装置的运转方法，其中，上述时刻以后，停止对水处理器a的通水，将水处理装置整体的每单位时间的必要处理水量除以水处理器b的数目而得到的每单位时间的通水量，设为对各水处理器b的通水速度，

以使由该通水速度与自上述时刻起至采水结束为止的通水时间的积求得的负荷成为上述负荷差的方式，设定该通水时间。

[5]如[1]至[4]中任一项的水处理装置的运转方法，其中，上述水处理器具备：容器、填充于该容器的离子交换树脂、活性碳、离子交换过滤器、螯合树脂或催化剂。

发明效果

本发明中，将一部分(1个或少数个)的水处理器a作为用以检测处理水质低下的试验用，对其以较对于其他水处理器b稍高的负荷(例如高通水速度)通水，根据该试验用的水处理器的处理水的水质恶化的征兆，预测水处理器的寿命。然后，设定之后的通水条件，以使各水处理器使用至最后寿命将尽。

由此，对于一般的水处理系统，能够在无需追加设置特别的测定机器、控制机器等的情况下维持所期望的水质，且将各水处理器使用至最后寿命将尽为止。即使在被高负荷通水的一部分水处理器中检测到水质恶化的征兆的情况下，由于不会立刻达到水处理装置整体的寿命，因此能够使水处理器的再生、更新的对应在准备达成后无困难地进行。

附图说明

图1是应用本发明方法的水处理装置的构成图。

具体实施方式

以下，参照图1，针对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在此实施方式的说明中，水处理器虽设为离子交换树脂塔，但也可为活性碳塔、螯合树脂塔、催化剂塔、离子交换过滤器、mf膜装置、uf膜装置、ro膜装置等。优选可举例为寿命明确的离子交换树脂塔、离子交换过滤器、螯合树脂塔、活性碳塔、催化剂塔等。另外，除了为了制造超纯水而去除水中杂质的水处理以外，还能够应用于纯水制造以外的液体中杂质的除去。

如图1所示，水处理装置中并列设置有多个离子交换树脂塔3。各离子交换树脂塔3具备：相同形状及相同容积的容器、以及在该容器内以相同量填充的相同种类的离子交换树脂。对于各离子交换树脂塔3，可经由配管1及阀2通以被处理水，处理水可经由阀4及配管5流出。对于各离子交换树脂塔3的通水量以流量计(省略图示)测定，各离子交换树脂塔3的处理水的水质通过水质测定器6测定。作为水质测定器，能够使用导电率计、浊度计、残留氯浓度计、ph计、电阻率计等，但不限于此。可适当选择适于水处理器的种类的水质测定器。

多个离子交换树脂塔3之中，将一部分(图1中，最左侧的1个塔)a作为试验用塔a，在该塔a中以较其他塔b稍严酷的条件(此情况下为高流速条件)进行通水。而且，对离子交换树脂塔a的处理水的水质连续或断续地监视，掌握从稳定状态恶化的征兆。需要说明的是，其间对于塔a的通水sv，优选为对于塔b的通水sv的1.05～1.3倍左右。

对于塔a的通水sv较对于塔b的通水sv大，因此塔a与塔b相比更早期失效(处理水质恶化)。

对于塔a中处理水的水质恶化的征兆，在塔b的处理水的水质恶化之前予以掌握后，为了将塔a、b的整体能力充分(即，至寿命将尽)利用，预测塔b的残余寿命来进行流量调整，以使至采水结束为止，能够最大限度地获得优良水质的处理水。也即，针对塔a减少通水流量，或是停止通水，将对于此塔a的通水量的减少部分(或是停止部分)追加于对于其他塔b的通水量。对于各塔b的通水量可设为均等，也可将塔b中的一部分的塔(塔c)的流量的追加部分设为较其他塔b稍高，并监视塔c的处理水质的恶化征兆而预测其余塔b的残余寿命(记号c省略图标)。

通过以上方法，对于一般的水处理系统，能够在不需追加设置特别的测定机器、控制机器的条件下，维持目标处理水水质，且针对所有的离子交换树脂塔通水至寿命将尽为止。由于即便是在塔a(或塔c)检测出水质恶化征兆的情况下，也不会立刻到达水处理装置整体的寿命，因此能够使水处理器的再生、更新在准备达成后无困难地进行。

图1中，将1个离子交换树脂塔设为试验用塔a，但在并列设置有大量塔的系统中，为了使残余寿命预测的精度更为提高，可设置多个以略严酷条件通水的试验用塔a，且使相对于标准条件的严酷程度(高流速的程度)具有差值。

[实施例]

将本发明的一例更详细地叙述如下。

通常，对于离子交换树脂等水处理功能材料的寿命而言，只要流量(sv等)等通水条件在适当范围内，由负荷量即要除去的被处理水中的杂质浓度、与累积通水流量的积大致决定。

如图1所示，在并列设置有10个离子交换树脂塔的水处理装置中，在通水开始最初，对于1台塔a，以较标准高10％的流速通水，而针对其他塔b，以将其余部分均等分割后的流速通水。也即，以对水处理装置的每单位时间的总通水量的11％的通水速度对塔a通水。针对其余的9台塔b，分别以将每单位时间的总通水量的89％均等分摊后的通水速度(每单位时间的水处理装置整体的总通水量的分别为9.89％的通水速度)通水(89/9＝9.89)。

在截至塔a的流出水的水质显示出恶化征兆的时刻为止的通水时间为100天的情况下，截至第100天为止的对塔a的累积通水量，较标准条件(将总通水量的10％均等地通水至各塔的条件)的累积通水量多10％。因此，在对于塔3以该标准条件通水的情况下，截至处理水质开始恶化为止的通水时间(寿命)能够推定为110天。

因此，第100天以后，以确保1台塔a与其他9台塔b为合计10台的量的总通水量的方式，减少(或停止)塔a的通水量且增加塔b的通水量，并以使塔a、b中的任一者均是累积负荷(通水开始～采水结束的期间的累积负荷)分别成为标准条件通水情况下的110天的量的负荷的方式，设定对于各者的通水天数。

例如，处理水的水质要求严苛，在即使稍许征兆以上的杂质也不容许的情况下，针对上述1台塔a，在此阶段(第100天)设为通水结束。针对其他9台塔b，则设为将标准条件10台量的单位时间通水量9等分后的通水速度，具体而言，设为标准条件通水速度增加11.1％的通水速度(100％/9＝11.1％)。

在100天时刻的塔b的累积负荷，换算成标准条件通水的情况为98.9天的量，在标准条件通水的情况下有11.1天的量的残存容量。因此，以增加11.1％的通水速度，以成为此标准条件11.1天的量的累积负荷的方式，设定第100天以后的通水天数。此情况下，通过之后进行10天的通水，成为此累积负荷。因此，就塔b而言，可采水至第110天为止。

通过利用以上的要领进行寿命预测及通水量控制，能够最大限度地有效利用各塔a、b的寿命。

在运转上也可将1台的塔a进行增加20％的高流速通水，将另1台塔a进行增加10％的高流速通水，将其余8台塔b设为均等通水。

塔a可以不是始终相同的塔，可每隔规定的期间进行更换。例如，在并列设置有3台的塔a、b、c的水处理装置中，将标准通水速度设为k的情况下，一个例子中，将塔a、b的通水速度设为1.0k，将塔c设为1.2k，在塔c显示水质恶化的征兆时，将塔a、b的通水速度设为1.1k，将塔c的通水速度设为0.8k，而将各塔a、b、c的寿命使用至最后。在其他一例中，也可将塔a、b的通水速度设为1.0k，将塔c的通水速度设为1.2k，在塔c显示水质恶化的征兆时，将塔a的通水速度设为1.0k，将塔b的通水速度设为1.2k，将塔c的通水速度设为0.8k，使塔b较塔a为高负荷而监视塔b的处理水水质。

虽使用特定的方式详细说明了本发明，但本领域技术人员知晓，在不脱离本发明的意图与范围内能进行各种各样的变更。

本申请以2017年1月10日申请的日本专利申请2017-001990号为基础，其全部内容通过引用而援用于此。

附图标记说明

2、4：阀；

3：离子交换树脂塔。