特許 6247968 イオン交換樹脂再生装置、および、イオン交換樹脂再生システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6247968

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】イオン交換樹脂再生装置、および、イオン交換樹脂再生システム

(51)【国際特許分類】

   B01J 49/00 20170101AFI20171204BHJP

   C02F 1/62 20060101ALI20171204BHJP

   C02F 1/461 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   B01J49/00

   C02F1/62 Z

   C02F1/46 101B

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-53346(P2014-53346)

(22)【出願日】2014年3月17日

(65)【公開番号】特開2015-174047(P2015-174047A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2017年1月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144418

【氏名又は名称】株式会社三進製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100060690

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 秀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100070002

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100110733

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥野 正司

(74)【代理人】

【識別番号】100173978

【弁理士】

【氏名又は名称】朴 志恩

(72)【発明者】

【氏名】柳下 幸一

【審査官】 菊地 寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４８−０９５３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８０５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７９１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２８４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−１３３９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４３３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０２２３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１６３７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６６１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ４９／００

Ｃ０２Ｆ １／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気体及び液体から選ばれる少なくとも１つの流体を送る複数の送気液配管、
可搬式で外部から搬入される、イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔に前記送気液配管を着脱可能に接続させる少なくとも２つの接続部、
少なくとも１つの前記接続部を通じて前記イオン交換樹脂塔内に水及び攪拌用気体を送る送気液手段、
少なくとも１つの前記接続部を通じて前記イオン交換樹脂塔内に前記イオン交換樹脂を再生するための再生薬液を送液する送液手段、
前記イオン交換樹脂塔から排出される再生廃液を処理する再生廃液処理部、及び、
前記再生廃液処理部へ前記再生廃液を送出する送排液手段、
を有することを特徴とするイオン交換樹脂再生装置。

【請求項2】

前記再生廃液処理部が、前記再生廃液中の少なくとも一部の金属成分を電析させる電析装置を有することを特徴とする請求項１に記載のイオン交換樹脂再生装置。

【請求項3】

前記電析装置により前記金属成分の少なくとも一部が電析されて除去された前記再生廃液を前記再生薬液として前記送液手段へ送出する再利用再生薬液送液手段を有することを特徴とする請求項２に記載のイオン交換樹脂再生装置。

【請求項4】

前記再生廃液処理部が、前記再生廃液中の少なくとも一部の金属成分を不溶化させる金属不溶化手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のイオン交換樹脂再生装置。

【請求項5】

前記再生廃液処理部が、前記再生廃液を濃縮する再生廃液濃縮手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のイオン交換樹脂再生装置。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のイオン交換樹脂再生装置を有し、可搬式で外部から搬入される、イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔を再生するシステムであることを特徴とするイオン交換樹脂再生システム。

【請求項7】

前記イオン交換樹脂塔が、金属表面処理ラインの水洗水の浄化に用いられたものであることを特徴とする請求項６に記載のイオン交換樹脂再生システム。

【請求項8】

前記金属表面処理ラインが、
金属表面処理槽、
少なくとも１つの、前記金属表面処理槽で金属表面処理された金属表面処理品の水洗を行う水洗槽、及び、
前記水洗槽の水を金属表面処理槽に移送する回収ラインを有し、かつ、
前記回収ラインに前記水洗槽の水を濃縮する濃縮装置を有する金属表面処理ラインであることを特徴とする請求項７に記載のイオン交換樹脂再生システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオン交換樹脂を再生するイオン交換樹脂再生装置、及び、イオン交換樹脂再生システムに関する。

【背景技術】

【0002】

イオン交換樹脂は、めっき処理品等の金属表面処理品洗浄水の浄化、公害防止、資源の回収、あるいは、高純度水の製造等、多くの産業で用いられている。

【0003】

イオン交換樹脂は一般に、イオン交換樹脂塔に収納されて使用される。イオン交換樹脂は、イオン交換処理ラインで使用されると、そのイオン交換能が低下し、再生が必要となる。イオン交換樹脂の再生は、固定式のイオン交換樹脂塔が用いられている場合には、イオン交換樹脂は再生処理用容器に移され、その容器内で再生処理した後に再度イオン交換樹脂塔へ戻される（特許文献１）か、あるいは、イオン交換樹脂塔内で再生される。

【0004】

上記の再生方法では、酸性、及び／または、アルカリ性の排水が生じ、これを処理するために排水処理施設が必要とされるので、排水処理施設が併設されていない場合には、再生専業者へのイオン交換樹脂の再生処理の委託が一般に行われている。

【0005】

このとき、固定式のイオン交換樹脂塔が用いられている場合には、イオン交換樹脂は搬送容器に移されて再生専業者に引き渡され（特許文献２）、再生専業者によって再生されたイオン交換樹脂は再度、イオン交換樹脂塔へ充填される。

【0006】

イオン交換処理ラインでのイオン交換容量の要求量が比較的小さい場合には、可搬式のイオン交換樹脂塔が用いられる。そして、イオン交換樹脂の再生が必要となったときに、イオン交換樹脂塔は、イオン交換処理ラインから外されて再生専業者に引き渡され、再生専業者によりその事業所で再生が行われた後に客先に納品されてイオン交換処理ラインに再度、接続される。

【0007】

このような再生専業者は、客先から回収されたイオン交換樹脂塔の内部のイオン交換樹脂を取り出し、洗浄し、必要に応じて陰イオン樹脂と陽イオン樹脂とを比重などを利用して分離した後、酸性水溶液、あるいは、アルカリ性水溶液を用いて再生し、洗浄後に、再度、前記のイオン交換樹脂塔に充填し、これを搬送して客先に納品する。

【0008】

このような、可搬式のイオン交換樹脂塔を再生するイオン交換樹脂再生システムは、確立された後、長い期間継続されていたが、より手間のかからない再生方法がつねに求められていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平０９−２４８５６７号公報

【特許文献2】特開２００２−６６３４１号公報

【特許文献3】特開２００８−１７８８００号公報

【特許文献4】特開２００４−３４４７００号公報

【特許文献5】特開２０１３−１６６９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、前記した従来の問題点を改善する、すなわち、可搬式で、処理ライン等の使用環境から移動でき、再生後に利用箇所に再度設置でき、再利用できる可搬式のイオン交換樹脂塔の再生において、必要な手間を省き、再生コストを低廉なものとすることができるイオン交換樹脂再生装置、及び、このようなイオン交換樹脂再生装置を用いるイオン交換樹脂再生システム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】

【0011】

本発明のイオン交換樹脂再生装置は、前記課題を解決するため、気体及び液体から選ばれる少なくとも１つの流体を送る複数の送気液配管、可搬式で外部から搬入される、イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔に前記送気液配管を着脱可能に接続させる少なくとも２つの接続部、少なくとも１つの前記接続部を通じて前記イオン交換樹脂塔内に水及び攪拌用気体を送る送気液手段、少なくとも１つの前記接続部を通じて前記イオン交換樹脂塔内に前記イオン交換樹脂を再生するための再生薬液を送液する送液手段、前記イオン交換樹脂塔から排出される再生廃液を、当該再生廃液を処理する再生廃液処理部、及び、前記再生廃液処理部へ前記再生廃液を送出する送排液手段、を有することを特徴とする。

【0012】

本発明においてイオン交換樹脂再生装置は、前記構成に加え、前記再生廃液処理部が、前記再生廃液中の少なくとも一部の金属成分を電析させる電析装置を有するものとすることができる。

【0013】

本発明においてイオン交換樹脂再生装置は、前記構成に加え、前記電析装置により前記金属成分の少なくとも一部が電析されて除去された前記再生廃液を前記再生薬液として前記送液手段へ送出する再利用再生薬液送液手段を有することができる。

【0014】

また、本発明において、前記構成に加え、前記再生廃液処理部が、前記再生廃液中の少なくとも一部の金属成分を不溶化させる金属不溶化手段を有するものとすることができる。

【0015】

また、本発明において、前記構成に加え、前記再生廃液処理部が、前記再生廃液を濃縮する再生廃液濃縮手段を有するものとすることができる。

【0016】

一方、本発明のイオン交換樹脂再生システムは、前記のいずれか１つのイオン交換樹脂再生装置を有し、可搬式で外部から搬入される、イオン交換樹脂が充填された可搬式のイオン交換樹脂塔を再生するイオン交換樹脂再生システムであることを特徴とする。

【0017】

また、本発明のイオン交換樹脂再生システムにおいては、前記構成に加え、前記イオン交換樹脂塔が、金属表面処理ラインの水洗水の浄化に用いられたものとすることができる。

【0018】

本発明のイオン交換樹脂再生システムにおいて、前記構成に加え、前記金属表面処理ラインが、金属表面処理槽、少なくとも１つの、前記金属表面処理槽で金属表面処理された金属表面処理品の水洗を行う水洗槽、及び、前記水洗槽の水を金属表面処理槽に移送する回収ラインを有し、かつ、前記回収ラインに前記水洗槽の水を濃縮する濃縮装置を有するものとすることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明のイオン交換樹脂再生装置によれば、要再生イオン交換樹脂をイオン交換樹脂塔から再生用容器へ移さなくても再生処理することができる。このために、再生に必要な手間が少なくなるとともに短時間で再生処理が終了するので作業効率も向上し、また、再生用の容器が不要となるので装置自体が安価となり、かつ、コンパクトとなって設置面積が小さくて済む場合がある。さらに、イオン交換樹脂が物理的な損傷を受けることが少なくなるのでその寿命を長くすることも可能となり、さらに、互いに異なるプロセスで使われていたイオン交換樹脂同士を取り違える、あるいは、混合してしまうなどの誤作業が未然に防止されやすいなど、数多くの効果が得られる。

【0020】

また、前記構成に加え、前記再生廃液処理部に、前記再生廃液中の金属成分を電析させる電析装置を有することにより、金属として回収できる上に、再生廃液の排水処理を容易にすることが可能となる。

【0021】

また、再生薬液が塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸溶液であり、かつ、前記金属成分が銅であるか銅が主成分である場合、再生廃液はｐＨ調整せずに、すなわち、酸性のままで、その金属成分の電析処理が可能である。このために金属成分の一部ないし全部を電析により除去した再生廃液は酸性であり、再度、再生薬液として利用可能である。

【0022】

このとき、前記電析装置により前記金属成分の少なくとも一部が電析されて除去された前記再生廃液を前記再生薬液として前記送液手段へ送出する再利用再生薬液送液手段を有することにより、再生薬液コストを低減させることができるとともに、中和処理などの排水処理の手間が不要となる。

【0023】

また、前記構成に加え、前記再生廃液処理部に、前記再生廃液中の金属成分を不溶化させる金属不溶化手段を有することにより、金属成分を固形物（スラッジ）として回収できる上に、再生廃液の排水処理を容易とすることが可能となる。

【0024】

また、前記構成に加え、前記再生廃液処理部に、前記再生廃液を濃縮する再生廃液濃縮手段を有することにより、金属成分の回収を容易とすることができる。

【0025】

本発明のイオン交換樹脂再生システムは、前記のいずれか１つのイオン交換樹脂再生装置を有し、外部から搬入される、イオン交換樹脂が充填された可搬式のイオン交換樹脂塔を再生するイオン交換樹脂再生システムであることにより、きわめて効率の高いイオン交換樹脂再生システムとすることが可能となる。

【0026】

前記構成に加え、前記イオン交換樹脂塔が、金属表面処理ラインの水洗水の浄化に用いられたものであると、純度の高い金属成分回収が可能となる。

【0027】

前記構成に加え、前記金属表面処理ラインが、金属表面処理槽、少なくとも１つの、前記金属表面処理槽で金属表面処理された金属表面処理品の水洗を行う水洗槽、及び、前記水洗槽の水を金属表面処理槽に移送する回収ラインを有し、かつ、前記回収ラインに前記水洗槽の水を濃縮する濃縮装置を有する金属表面処理ラインであると、イオン交換樹脂の再生頻度を少なくすることができ、イオン交換樹脂の再生に要するコストの低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、金属表面処理ライン１で使用されている可搬式のイオン交換樹脂塔２が、金属表面処理ラインから取り外され、搬送され、イオン交換樹脂再生装置の一例５に接続されて再生される、本発明のイオン交換樹脂再生システムのフローを示す概略図である。

【図2】図２は本発明のイオン交換樹脂再生装置の一例５の概要を示すモデル図である。

【図3】図３は本発明のイオン交換樹脂再生装置５によるイオン交換樹脂の再生処理のバブリング洗浄工程の状態を示すモデル図である。

【図4】図４は本発明のイオン交換樹脂再生装置５によるイオン交換樹脂の再生処理の逆洗工程の状態を示すモデル図である。

【図5】図５は本発明のイオン交換樹脂再生装置５によるイオン交換樹脂の再生処理の再生工程の状態を示すモデル図である。

【図6】図６は本発明のイオン交換樹脂再生装置５によるイオン交換樹脂の再生処理の順水洗工程の状態を示すモデル図である。

【図7】図７はイオン交換樹脂再生装置５に備えられた、電析装置の一例６ｄを示すモデル図である。

【図8】図８はイオン交換樹脂再生装置５に備えられた、金属不溶化手段の一例を示すモデル図である

【図9】図９はイオン交換樹脂再生装置５に備えられた、再生廃液を濾過して夾雑物を除去した後、金属成分を濃縮する濾過・濃縮手段の一例を示すモデル図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１に、金属表面処理工場１内の金属表面処理ラインで使用されている可搬式のイオン交換樹脂塔２が、金属表面処理ラインから取り外され、搬送され、本発明のイオン交換樹脂再生装置の例５に接続されて再生される、本発明のイオン交換樹脂再生システムの一例のフローを概略図で示す。

【0030】

破線で囲まれている部分（符号１）は、金属表面処理ラインを有する金属表面処理工場を示す。

【0031】

水洗槽１１ａで金属表面処理前の水洗が行われた被金属表面処理品は金属表面処理槽１２で金属表面処理された後、金属表面処理品（金属表面処理済み品）として第１水洗槽（回収槽とも呼ばれることがある）１３に搬送されて水洗されるとともに金属表面処理品に付着した金属表面処理液が回収される。金属表面処理品は、さらに第２水洗槽（前記第１水洗槽を回収槽と呼ぶときには第１水洗槽と呼ばれる）１４及び第３水洗槽（前記第１水洗槽を回収槽と呼ぶときには第２水洗槽と呼ばれる）１５に順次搬送されて水洗された後、仕上げ水洗槽１６で最終的に水洗される。

【0032】

このような金属表面処理ラインにおいて、金属表面処理槽１２で金属表面処理された金属表面処理品が第１水洗槽１３に移される際に金属表面処理液が第１水洗槽１３へくみ出され、以下同様に、第１水洗槽１３の一部の水洗水は第２水洗槽１４へ、第２水洗槽１４の一部の水洗水は第３水洗槽１５へ、そして、第３水洗槽１５の一部の水洗水は仕上げ水洗槽１６へくみ出される。このようにして、金属表面処理液の成分が仕上げ水洗槽１６の中へ混入する。

【0033】

仕上げ水洗槽１６内の水は、オーバフロー部１６ａでオーバフローして、仕上げ水洗水浄化ライン（配管）１６ｃを通じてポンプ１６ｂによりイオン交換樹脂（陽イオン交換樹脂）が充填された、可搬式のイオン交換樹脂塔２に供給されて陽イオン交換されて浄化された後、再度、仕上げ水洗槽１６に供給される。このような循環により、仕上げ水洗槽１６中の金属表面処理液成分が仕上げ水洗槽１６中の洗浄水から除去されるとともに、仕上げ水洗槽１６による金属表面処理品の水洗効果が高いものとなる。

【0034】

なお、上記のイオン交換樹脂塔２の内部に充填されたイオン交換樹脂の再生は、後述するようにイオン交換樹脂塔２から出さずに再生する。このために、イオン交換樹脂塔の接液部（配管やストレーナー等も含む）はすべて、再生に用いられる再生薬液に対して耐性を有するもの、例えば各種樹脂やステンレス等により構成する。

【0035】

また、図１では図示を省略しているが、このライン１６ｃに陰イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔も備えられており、仕上げ水洗槽１６内の水は、陽イオンのみならず、陰イオンについても浄化されている。以下、主として、イオン交換樹脂塔２の再生について説明する。

【0036】

このように使用されるイオン交換樹脂のイオン交換能の低下は、例えば処理水の電気伝導度などをチェックすることにより検知され、所定の条件となると再生が行われる。

【0037】

充填されたイオン交換樹脂の再生が望まれる状態となったイオン交換樹脂塔２は、仕上げ水洗水浄化ライン１６ｃから外されるとともに、代わりに再生済みまたは新規のイオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔２が、仕上げ水洗水浄化ライン１６ｃに接続される。

【0038】

図１に示された例では、金属表面処理槽１２の金属表面処理液は、蒸発により金属表面処理液成分の濃度が高くなる。このために水により希釈を行うことが必要となるが、その際、第１水洗槽１３の水洗水が回収ラインポンプ１７ｂにより回収ライン１７ａを通じて回収送液される。このとき、金属表面処理品の移動に伴って金属表面処理槽１２から第１水洗槽１３へくみ出された上述の金属表面処理液成分は、第１水洗槽１３から金属表面処理槽１２へ回収される。そして、第１水洗槽１３へは第２水洗槽１４の水洗水が図示しない送液ラインにより送液されて第１水洗槽１３内の水洗水が所定量に保たれ、さらに、第２水洗槽１４へは第３水洗槽１５の水洗水が図示しない送液ラインにより送液されて第２水洗槽１４内の水洗水が所定量に保たれる。さらに第３水洗槽１５には新規の水（補給水）が補給されてその水洗水が所定量に保たれる。このようにして、これら水洗槽内の金属表面処理液成分は、金属表面処理品移動方向に対して上流側の槽へそれぞれ回収される。

【0039】

図１に示された例では、回収ライン１７ａに濃縮装置１７が備えられており、第１水洗槽１３の水洗水を金属表面処理槽１２へ回収送液する際に、濃縮処理を行っている。

【0040】

このような濃縮処理により、濃縮処理なしの場合に比べて、より多くの金属表面処理液成分が第１水洗槽１３から金属表面処理槽１２へ回収される。さらに、こうして水洗水量が多く減った第１水洗槽１３には、第２水洗槽１４の水洗水とともに、より多くの金属表面処理液成分が回収され、同様に、第２水洗槽１４には、第３水洗槽１５から、その水洗水とともに、より多くの金属表面処理液成分が回収されるとともに、第３水洗槽１５には新規の水（補給水）が給水ライン１５ａにより補給され、その水洗水が所定量に保たれる。

【0041】

このようにして第３水洗槽１５の金属表面処理液成分の濃度が低くなるので、金属表面処理品の洗浄がより良好となると共に、第３水洗槽１５から仕上げ水洗槽１６へ移動する金属表面処理液成分も少なくなる。その結果、イオン交換樹脂塔２内に充填されたイオン交換樹脂の負担が減少し、その再生必要頻度を低減させることができる。なお、濃縮装置１７の例としては、特許文献３及び４に記載の濃縮装置が挙げられる。

【0042】

仕上げ水洗水浄化ライン１６ｃから外された、イオン交換樹脂の再生を行うイオン交換樹脂塔２は金属表面処理工場１から搬出されて、例えばトラック３などによりイオン交換樹脂再生装置５を有する再生センター４に搬入される。

【0043】

図２に、本発明のイオン交換樹脂再生装置の一例５の主要部分のモデル図を示す。

【0044】

イオン交換樹脂再生装置５は、流体として、この例では水、再生薬液、再生廃液、及び、攪拌用気体としてのエア（空気。ただし、窒素などの他の気体を用いてもよい）を送る２つの送気液配管５ａＬ及び５ｂＬ、イオン交換樹脂１０が充填されたイオン交換樹脂塔２に送気液配管５ａＬ及び５ｂＬのそれぞれの一方の端を着脱可能に接続させる少なくとも２つの接続部５ａ及び５ｂ、接続部５ａを通じてイオン交換樹脂塔２内に水及びエアを攪拌用気体として送る送気液手段、接続部５ｂを通じてイオン交換樹脂塔２内にイオン交換樹脂１０を再生するための再生薬液１１を送液する送液手段、及び、接続部５ａを通じてイオン交換樹脂塔２から排出される再生廃液を、この再生廃液を処理する再生廃液処理部（後処理部）へ送出する送排液手段を有する。

【0045】

再生センター４に搬入されたイオン交換樹脂塔２は、この例ではユニオン式着脱継手である接続部５ａ及び５ｂによって、イオン交換樹脂再生装置５に接続される。ここで、接続部としては例えば、ユニオン式着脱継手（逆止弁付）、ユニオン式着脱継手（逆止弁なし）等、さらに、カップラー方式（逆止弁付）、カップラー方式（逆止弁なし）、フランジ、フレキシブルジョイント、Ｖバンド方式、へルール方式、フランジ継手方式、ねじ込み継手方式、チューブ接続方式、あるいは、ホース接続方式の接続部も用いることができる。

【0046】

このイオン交換樹脂再生装置５には、外部から、水（工業用水道水）が水供給ライン５ｅＬに、イオン交換処理された脱塩水が脱塩水供給ライン５ｈＬに、そして、図示しないブロアによりエアが送気液配管５ａＬに、それぞれ供給されている。

【0047】

水供給ライン５ｅＬは、途中にバルブ５ｆＢを有する第１送水ライン５ｆＬにより送気液配管５ａＬと、途中にバルブ５ｄＢを有する第２送水ライン５ｄＬにより送気液配管５ｂＬと、にそれぞれ接続している。

【0048】

また、脱塩水ライン５ｈＬにはバルブ５ｈＢが設けられ、送気液配管５ｂＬに接続している。

【0049】

さらに、図示しないブロアに接続され、途中にバルブ５ｇＢを有するエア供給ライン５ｇＬは送気液配管５ａＬに接続されている。

【0050】

送気液配管５ａＬには第１送水ライン５ｆＬ及び送気液配管５ａＬよりも接続部５ａから遠い位置にバルブ５ａＢが備えられ、送気液配管５ａＬのその他方の端は図示しない後処理部へ（図面左側へ）向かっている。

【0051】

送気液配管５ｂＬの他方の端には、バルブ５ｂＢ、及び、送薬液ポンプ５ｂＰを介して再生薬液（この例では塩酸を用いている。イオン交換樹脂を再生できるものであれば、各種鉱酸、例えば硫酸、硝酸等でもよい。）１１を内容する再生薬液槽５ｂＴが接続されているとともに、バルブ５ｂＢよりも接続部５ｂに近い位置で分岐して、バルブ５ｃＢを有し図示しない後処理部へ（図面下方へ）向かう排気液ライン５ｃＬが備えられている。

【0052】

イオン交換樹脂塔２内には、上部に若干の空間を残してイオン交換樹脂１０が充填されているとともに、その底部近くに位置するストレーナ２ａ１に接続する樹脂塔内配管２ａと、前記空間内でかつイオン交換樹脂塔上端近くに位置するストレーナ２ｂ１に接続する樹脂塔内配管２ｂと、がそれぞれイオン交換樹脂塔２外部でフランジを介して上述の接続部５ａ及び５ｂに接続されている。

【0053】

このイオン交換樹脂塔２上端にはバルブ２ｅＢを有するエア抜きライン２ｅＬを有し、イオン交換樹脂塔２内部のエアを排出できるようになっている。また、その底部近くには、運搬時など、必要に応じて液抜きを行うためのドレン口２ｄを有している。

【0054】

次に、このイオン交換樹脂再生装置５によるイオン交換樹脂塔２内のイオン交換樹脂１０の再生方法の一例について図３〜６を用いて説明する。

【0055】

図３に、その第１工程であるバブリング洗浄工程の模様をモデル的に示した。図３において当初はすべてのバルブが閉まっている状態である。

【0056】

まず、バルブ５ｆＢ、５ｇＢ及び５ｃＢが開かれ、図３中、太線で示したように洗浄水として水、及び、攪拌用気体としてエアが接続部５ａを通じて樹脂塔内配管２ａによりイオン交換樹脂塔２の底部付近に供給されて、バブリング洗浄が行われる。このときの気液の流れはイオン交換樹脂塔２が金属表面処理工場で用いられていたときとは逆の流れである。

【0057】

このバブリング洗浄により、後述する各工程で供給される洗浄水や再生薬液がイオン交換樹脂１０層全体に均一に接するように、イオン交換樹脂層がほぐされる。このとき、イオン交換樹脂塔２内部に存在する、ごみや浮遊物質等はエア及び洗浄水とともに、接続部５ｂを通じて、排気液ライン５ｃＬにより図示しない後処理部へ排出される。この第１工程及び後述の第２工程の排水は、例えば、排水処理設備へ導入される。

【0058】

次いで、図４に示すように第２工程として逆洗工程が実施される。すなわち、バルブ５ｇＢが閉められ、エアの送出が止められるが、洗浄水の供給は継続される。そして、ごみや浮遊物質等の排出が認められなくなったときに、この逆洗工程は終了される。

【0059】

第３工程として、再生工程が実施される。バルブ５ｆＢ及び５ｃＢが閉められ、バルブ５ｂＢ及び５ａＢが開かれるとともに、送薬液ポンプ５ｂＰが起動される。このとき、図５に太線で示すように、再生薬液１１が接続部５ｂを通じてイオン交換樹脂塔２に導入され、イオン交換樹脂塔２内部のイオン交換樹脂１０層をその上部から下部に向かって、すなわち、イオン交換樹脂塔２がイオン交換に用いられていたのと同じ流れの向きで、イオン交換樹脂１０を徐々に再生しながら、通過し、イオン交換樹脂塔２の底部から再生廃液として樹脂塔内配管２ａ、接続部５ａ、送気液配管５ａＬを通じて図示しない後処理部へ送られる。

【0060】

再生工程ではイオン交換樹脂塔２に充填されたイオン交換樹脂１０のイオン交換量に応じ、再生が十分に行われる量の再生薬液１１を通液した後、送薬液ポンプ５ｂＰが止められ、バルブ５ｂＢが閉められて再生工程は終了される。

【0061】

第４工程としてはイオン交換樹脂塔２内部の再生薬液を排出させ、イオン交換樹脂１０を洗浄する順水洗工程が行われる。図６に示すようにバルブ５ｈＢが開けられて、脱塩水が接続部５ｂを通じて、イオン交換樹脂塔２内に導入され、その底部から、廃液として接続部５ａ及び送気液配管５ａＬを通じて図示しない後処理部へ送られる。なお、この例では、順水洗工程では脱塩水を用いたが、これに代えて水道水、あるいは、工業用水等の清澄な水を使うこともできる。

【0062】

順水洗工程では、イオン交換樹脂塔２内部の再生薬液を十分に排出する量の脱塩水が送液され、その後、すべてのバルブは閉じられて、イオン交換樹脂１０の再生は終了する。

【0063】

前記の説明により理解されるように、水供給ライン５ｅＬ、開状態のバルブ５ｆＢを有する第１送水ライン５ｆＬ、開状態のバルブ５ｇＢを有するエア供給ライン５ｇＬ、及び、閉状態のバルブ５ａＢを有する送気液配管５ａＬは、接続部５ａを通じてイオン交換樹脂塔２内に水及びエアを攪拌用気体として送気液してバブリング洗浄工程を実施する送気液手段を構成しており、この送気液手段はバルブ５ｇＢを閉状態とすることにより、接続部５ａを通じてイオン交換樹脂塔２内に水を送液して逆洗工程を実施する逆洗用送液手段を構成している。

【0064】

さらに、閉状態のバルブ５ｂＢを有する送気液配管５ｂＬ、閉状態のバルブ５ｄＢを有する第２送水ライン５ｄＬ、及び、開状態のバルブ５ｃＢを有する排気液ライン５ｃＬは、バブリング洗浄工程及び逆洗工程時に、接続部５ｂを通じてイオン交換樹脂塔２内から排水、または、排水及び排気を再生廃液処理部（後処理部）へ送る、送排液及び送排気手段を構成している。

【0065】

また、再生薬液槽５ｂＴ、開状態のバルブ５ｂＢ及び送薬液ポンプ５ｂＰを有する送気液配管５ｂＬ、閉状態のバルブ５ｄＢを有する第２送水ライン５ｄＬ、及び、閉状態のバルブ５ｃＢを有する排気液ライン５ｃＬは、再生工程時に、接続部５ｂを通じてイオン交換樹脂塔２内にイオン交換樹脂１０を再生するための再生薬液１１を送液する送液手段を構成している。

【0066】

また、開状態のバルブ５ａＢを有する送気液配管５ａＬ、閉状態のバルブ５ｇＢを有するエア供給ライン５ｇＬ、閉状態のバルブ５ｆＢを有する第１送水ライン５ｆＬは、再生工程時及び順水洗工程時に、再生廃液及び順水洗廃液を再生廃液処理部（後処理部）へ送出する送排液手段を構成している。

【0067】

さらに、脱塩水供給ライン５ｈＬ、閉状態のバルブ５ｂＢを有する送気液配管５ｂＬ、閉状態のバルブ５ｄＢを有する第２送水ライン５ｄＬ、閉状態のバルブ５ｃＢを有する排気液ライン５ｃＬ、及び、開状態のバルブ５ｈＢを有する脱塩水供給ライン５ｈＢは、順水洗工程時に、接続部５ｂを通じてイオン交換樹脂塔２内にイオン交換樹脂１０を順水洗するための順水洗用の脱塩水を送液する送順水洗用液手段を構成している。

【0068】

上述のように内部のイオン交換樹脂の再生が終了したイオン交換樹脂塔２は、再度、図１の金属表面処理工場１へ送られ、その金属表面処理ラインに再度、接続されて利用される。

【0069】

このようにイオン交換樹脂再生装置５によれば、イオン交換樹脂１０をイオン交換樹脂塔２から出すことなく、再生に必要なすべての処理を行うことができる。

【0070】

前記の第３工程で生じた再生薬液の廃液（再生廃液）には再利用可能な金属成分が含まれている場合がある。特に金属表面処理工場で用いられているイオン交換樹脂塔の場合、ニッケル、銅、亜鉛、あるいは、クロムなどの有価値な金属成分が、純度が高く、すなわち、他の金属が少ない状態で、かつ、比較的高い濃度で含有されていることが多い。このような金属成分を回収することは資源の有効活用の点で好ましく、一方、金属成分が回収された後には廃液の処理が容易となる点でも好ましい。

【0071】

このような再生廃液中の金属成分の回収方法としては、電析、沈殿（スラッジ形成）などが挙げられ、また、濾過や、濃縮を行うことにより金属成分の回収を容易にすることができる。

【0072】

図７には、イオン交換樹脂再生装置５に備えられた、再生廃液中の金属成分を電析させる電析装置の一例６ｄを示す。この電析装置６ｄは特許文献５で開示された技術によるものである。

【0073】

バブリング洗浄工程での廃液、再生工程の廃液、逆洗工程や順水洗工程の廃液は要処理液として、バルブ６Ｂを有する配管６Ｌにより送出される。このうち、金属成分の回収を行わない部分はバルブ６ａＢを有する分岐配管６ａＬを通じて排水処理設備へ送出されて、ｐＨ調整、沈殿成分の除去等が行われる。一方、金属成分を回収する部分の再生廃液は、一旦、廃液受けタンク６Ｔに貯蔵される。

【0074】

この廃液受けタンク６Ｔの再生廃液は、ポンプ６ｂＰと配管６ｂＬとによって、電析装置６ｄの循環槽６ｄＴに供給される。

【0075】

循環槽６ｄＴの上方には電析槽６ｄＳが備えられており、再生廃液は循環槽６ｄＴと電析槽６ｄＳとの間をポンプ６ｄＰ、オーバフロー部６ｄＯ及び配管によって循環送液される。循環槽６ｄＴには、攪拌装置６ｄＦや不図示のヒータが備えられており、電析処理対象の再生廃液の性状を均一に、かつ、電析処理に適した温度に、保つ。

【0076】

電析槽６ｄＳには図示しないモータにより回転駆動されるドラム状の電析電極６ｄＲと、有孔板状の対電極６ｄＣと、が備えられ、電析電極６ｄＲに摺擦して接する摺擦接点を介して両者の間には直流電圧が印加されている。このようにして、再生廃液中の金属成分は還元されて電析電極６ｄＲの表面に金属として析出して回収される。このような電析により回収される金属としては、ニッケルや銅、亜鉛が挙げられる。

【0077】

ただし、場合によっては、ニッケルや銅、亜鉛等の金属成分を、沈殿物（スラッジ）として回収してもよい。

【0078】

なお、上述したように電析処理に際して、ｐＨ調整を行わずに電析処理が可能な、例えば銅を主体とした金属成分を有する再生廃液では、その金属成分の少なくとも一部が電析されて除去された後には、再度、再生薬液として有効利用できる。そのために、電析装置６ｄの循環槽６ｄＴには、再利用再生薬液送液手段として、バルブ６ｄＢを有する再利用再生薬液送液送出ライン６ｄＬが接続されている。このライン６ｄＬに接続された図示しないポンプによって、この電析装置６ｄにより金属成分の少なくとも一部が電析されて除去された、再利用可能な再生廃液が再生薬液槽５ｂＴ（図２参照）へ送液される。

【0079】

図８には、イオン交換樹脂再生装置５に備えられた再生廃液中の金属成分を不溶化させて沈殿物とする金属不溶化手段の一例を、モデル的に示した。

【0080】

この金属不溶化手段は、沈殿槽７Ｔ及び沈殿剤供給ライン７ｂＬにより構成されている。

【0081】

廃液受けタンク６Ｔから、金属成分（この例では亜鉛成分について説明する。）が回収される再生廃液は、配管７ａＬと図示しないポンプによって沈殿槽７Ｔに移される。沈殿槽７Ｔの再生廃液には沈殿剤（例えば亜鉛成分を回収する場合には水酸化ナトリウム水溶液。）を添加するための沈殿剤供給ライン７ｂＬが備えられており、この沈殿剤の添加により、廃水中の亜鉛成分は水酸化亜鉛の沈殿（スラッジ）として回収される。

【0082】

この例では沈殿は、さらに乾燥機７Ｄにより乾燥され、スラッジ貯槽７Ｈに蓄えられ、適宜、フレキシブルコンテナバック７Ｆなどの可搬容器に移され、金属回収業者に渡され、そこで金属として回収される。これら乾燥機７Ｄやスラッジ貯槽７Ｈは、必要な機能を有する市販のものをそのまま用いることができる。

【0083】

クロム成分（六価クロム）などは、濾過・濃縮手段によって回収される。

【0084】

ここで、図９に、前記イオン交換樹脂再生装置５に備えられた、再生廃液を濾過して夾雑物を除去した後、金属成分を濃縮する濾過・濃縮手段の一例を、モデル的に示した。この濾過・濃縮手段は、濾過器８Ｆ及び濃縮装置８Ｃにより構成されている。

【0085】

再生廃液は、廃水受けタンク６Ｔから、ライン８ａＬと図示しないポンプとにより、濾過器８Ｆに送られ、次いで濃縮装置８Ｃにより濃縮された後、受けタンク８Ｔに保存され、その後、適宜、バルブ８Ｂを有する配管８Ｌにより可搬容器に移され、金属回収業者に渡されて、そこで金属として回収される。このように濾過及び濃縮を行うことで、可搬性を向上させ、かつ、金属成分含有液としての品質を高くすることができる。ここで、濾過器８Ｆや濃縮装置８Ｃは必要な機能を有する市販のものをそのまま用いることができる。

【0086】

なお、上述の図７〜９では、廃液受けタンク６Ｔとして、すべて共通のものを用いたが、複数の廃液受けタンクを用いることができ、例えば、廃液中に主として含有される金属成分ごとに、異なった廃液受けタンクを用いることもできる。

【0087】

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明のイオン交換樹脂再生装置、および、イオン交換樹脂再生システムは、上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、その他の金属表面処理に付随する水処理や液処理、廃液処理に用いられたイオン交換樹脂について用いてもよい。

【0088】

当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のイオン交換樹脂再生装置、および、イオン交換樹脂再生システムを適宜改変することができる。このような改変によってもなお本発明のイオン交換樹脂再生装置、および、イオン交換樹脂再生システムを具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0089】

１ 金属表面処理工場
２ （可搬式の）イオン交換樹脂塔
４ 再生センター
５ 本発明のイオン交換樹脂再生装置の一例
５ａ、５ｂ 接続部
５ａＬ、５ｂＬ 送気液配管
５ｂＴ 再生薬液槽
５ｃＬ 排気液ライン
５ｄＬ 第２送水ライン
５ｅＬ 水供給ライン
５ｆＬ 第１送水ライン
５ｇＬ エア供給ライン
６ｄ 電析装置の一例
６Ｔ 廃液受けタンク
６ｄＬ 再利用再生薬液送液送出ライン
７Ｔ 沈殿槽
７ｂＬ 沈殿剤供給ライン
７Ｄ 乾燥機
７Ｈ スラッジ貯槽
７Ｆ フレキシブルコンテナバック
８Ｆ 濾過器
８Ｃ 濃縮装置
８Ｔ 受けタンク
１０ イオン交換樹脂
１１ 再生薬液
１２ 金属表面処理槽
１３ 第１水洗槽
１４ 第２水洗槽
１５ 第３水洗槽
１６ 仕上げ水洗槽
１６ｃ 仕上げ水洗水浄化ライン
１７ 濃縮装置
１７ａ 回収ライン
１７ｂ 回収ラインポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】