特開 2023-149145 被処理水の処理方法、超純水の製造方法、複層床式の樹脂塔及び超純水製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023149145

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】被処理水の処理方法、超純水の製造方法、複層床式の樹脂塔及び超純水製造装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/42 20230101AFI20231005BHJP

   B01J 49/05 20170101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

C02F1/42 B

B01J49/05

C02F1/42 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022057557

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000245531

【氏名又は名称】野村マイクロ・サイエンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 克美

【テーマコード（参考）】

4D025

【Ｆターム（参考）】

4D025AA04

4D025BA08

4D025BA13

4D025BA22

4D025BB02

4D025BB03

4D025BB04

4D025BB07

4D025BB09

4D025BB15

4D025BB16

4D025BB18

4D025CA10

4D025DA01

4D025DA03

4D025DA04

4D025DA05

4D025DA10

(57)【要約】

【課題】複層床式の樹脂塔において流通する被処理水の水質の低下を防止できる被処理水の処理方法を提供する。
【解決手段】被処理水の処理方法は、筒状の塔体３１の内側に被処理水と接触する第１の樹脂粒子４１Ａを含む第１充填層４１を形成し、透水性を有する仕切り部材５０であって、第１の樹脂粒子４１Ａとは異なる第２の樹脂粒子４２Ａの重量に応じて弾性変形可能な程度の柔軟性を有する素材で形成された仕切り部材５０を、第１充填層４１の上に塔体３１に対して非拘束状態で配置し、仕切り部材５０の上に第２の樹脂粒子４２Ａを含む第２充填層４２を形成し、塔体３１の内側で被処理水を上側から下側に流通させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の塔体の内側に被処理水と接触する第１の樹脂粒子を含む第１充填層を形成し、
透水性を有する仕切り部材であって、前記第１の樹脂粒子とは異なる第２の樹脂粒子の重量に応じて弾性変形可能な程度の柔軟性を有する素材で形成された仕切り部材を、前記第１充填層の上に前記塔体に対して非拘束状態で配置し、
前記仕切り部材の上に第２の樹脂粒子を含む第２充填層を形成し、
前記塔体の内側で被処理水を上側から下側に流通させることを特徴とする、
被処理水の処理方法。

【請求項2】

前記第１の樹脂粒子又は前記第２の樹脂粒子は、イオン交換樹脂であり、非再生式で用いられることを特徴とする、
請求項１に記載の被処理水の処理方法。

【請求項3】

外縁に枠部材を有する前記仕切り部材を配置することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の被処理水の処理方法。

【請求項4】

複数の前記仕切り部材が互いに重ね合わせ可能、及び、同一面内で展開可能に連結された仕切り部材連結体であって複数の前記仕切り部材が重ね合わせられた状態の前記仕切り部材連結体を前記塔体の内側に搬送し、
搬送された複数の前記仕切り部材を前記塔体の内側で展開し、
展開された状態の前記仕切り部材連結体を前記第１充填層の上に配置することを特徴とする、
請求項３に記載の被処理水の処理方法。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の被処理水の処理方法によって処理された被処理水を用いて超純水を製造することを特徴とする、
超純水の製造方法。

【請求項6】

筒状の塔体と、
前記塔体の内側に充填され被処理水と接触する第１の樹脂粒子を含む第１充填層と、
第１の樹脂粒子とは異なる第２の樹脂粒子を含み前記塔体の内側で前記第１充填層の上側に充填された第２充填層と、
透水性を有する仕切り部材であって、前記第１充填層と前記第２充填層との境界に前記塔体に対して非拘束状態で配置され、第２の樹脂粒子の重量に応じて弾性変形可能な程度の柔軟性を有する素材で形成された仕切り部材と、
を備えることを特徴とする複層床式の樹脂塔。

【請求項7】

原水に前処理が施される前処理部と、
前記前処理部によって処理された原水が濾過される一次純水製造部と、
前記一次純水製造部によって処理された一次純水の純度を高めることによって超純水を製造する二次純水製造部と、
前記前処理部と前記一次純水製造部と前記二次純水製造部とのうち少なくともいずれかに設けられた請求項６に記載の複層床式の樹脂塔と、
を備えることを特徴とする超純水製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理水の処理方法、超純水の製造方法、複層床式の樹脂塔及び超純水製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、超純水製造装置の一次純水製造部や二次純水製造部等に設置される樹脂塔として、特許文献１及び特許文献２のようなイオン交換樹脂塔が知られている。イオン交換樹脂塔の内側には、特定のイオン成分を吸着する樹脂粒子が充填された充填層が床として設けられる。１つの樹脂塔の内側に配置される床としては、１つの充填層のみが用いられる単層床と、２つ以上の充填層が上下方向に沿って積層される複層床とがある。

【0003】

超純水製造時には、被処理水が、イオン交換樹脂塔内を上側から下側に流通する。イオン交換樹脂塔内で充填層を通過した被処理水は、イオン交換樹脂塔の後段に設置された所定の処理設備を通過することによって、最終的に超純水へと処理される。なお、超純水製造時には、被処理水が、イオン交換樹脂塔内を下側から上側に流通する場合もあるが、その場合には、樹脂層が乱れないように特別な工夫をする。

【0004】

一方、イオン交換等の処理に伴い、樹脂粒子のイオン成分の吸着性能は低下する。また、樹脂粒子のイオン成分の吸着性能の低下に伴って、樹脂粒子は収縮もしくは膨張する。低下したイオン成分の吸着性能を回復する方法として、特許文献１及び特許文献２では、被処理水の通水終了時、塩酸や苛性ソーダ等の薬品を含む再生液を塔内で下側から上側に流通させ、かつ、充填層を再生液に接触させることによって吸着性能を逆洗・再生する方法（以下、単に「再生式」とも称する。）が開示されている。

【0005】

一般的に、逆洗、もしくは再生の際に、樹脂は、上向きの水流によって、展開（浮遊して対流を起こす状態）する。そのため、処理後には樹脂層が少なからず乱れた状態となることは避けられない。また、樹脂層の乱れは処理水の水質の悪化の原因となる。一方、このような再生処理を行わない樹脂塔は「非再生式」と称し、この場合には、逆洗や再生による樹脂層の乱れは起きず、この操作による水質の悪化は起きない。

【0006】

複層床の樹脂塔の方式としては、特許文献１～３が例示される。特許文献１は、２床を直接積層させるものである。これは、構造がシンプルであるが、２層が混合することが常に問題となる方法である。特に逆洗や再生を行う際、混合の可能性が高くなる。通常は、上層に粒子の細かい、かつ／または、比重の小さいイオン交換樹脂を用いて、下層には粒子の大きい、かつ／または、比重の大きい樹脂を用いることによって、混合を避けるようにしているが、完全に２層を分けておくことは難しい。また、塔高が高くなる問題がある。

【0007】

また、特許文献２や特許文献３は、２床の間に固定式の多孔板を設置するものである。これは、実質的に、単層床の２塔式と同じである。この場合２層が混ざる恐れはないが、特に塔高が高くなる問題や塔の構造が複雑となる問題がある。

【0008】

また、単層床式の樹脂塔では、層間の混合の問題は起きないが、それでも、逆洗もしくは再生時の樹脂層の乱れが問題となる場合がある。そこで、この対策として、パックトベッド方式を採用することがある。これは、イオン交換樹脂塔内部の隙間をできるだけ少なくした方式で、逆洗、もしくは再生時の樹脂層の乱れは抑制されるが、逆洗による樹脂層内に混入した異物を排出することができないため再生が不十分となる懸念がある。

【0009】

また、特許文献４では、イオン交換樹脂の充填層が、イオン交換樹脂塔の内部の下側に配置されると共に、イオン交換樹脂の充填層の上に不活性樹脂粒子の充填層が配置される。そして、不活性樹脂粒子の充填層の上には、透水性を有するメッシュディスクが配置される。メッシュディスクの上には、ガラスビーズの充填層が配置される。ガラスビーズの充填層は、再生液が塔内を上昇する際、不活性樹脂粒子の充填層を押さえる押え層として働く。特許文献４によれば、再生処理の際、収縮もしくは膨張したイオン交換樹脂に再生液を通しても、イオン交換樹脂の充填層の下部の展開（流動化）に起因する充填層の乱れが、メッシュディスクによって抑制されるとされている。

【0010】

また、特許文献５では、特許文献４と同様、イオン交換樹脂の充填層が、イオン交換樹脂塔の内部の下側に配置されると共に、イオン交換樹脂の充填層の上に不活性樹脂粒子の充填層が配置される。そして、不活性樹脂粒子の充填層の上には、透水性を有する可動プレートが配置される。可動プレートの上には、再生液が塔内を上昇する際、不活性樹脂粒子の充填層を押さえる押え水が配置される。特許文献５によれば、特許文献４と同様、再生処理の際、収縮もしくは膨張したイオン交換樹脂に再生液を通しても、イオン交換樹脂の充填層の下部の展開（流動化）に起因する充填層の乱れが、可動プレートによって抑制されるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００６－１９２３５４号公報

【特許文献2】特開昭６２－２１００９５号公報

【特許文献3】特開２０００－２０２４４０号公報

【特許文献4】特開２０１５－０８０７４９号公報

【特許文献5】特開２０１５－０８０７５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

ある現場の超純水製造装置の非再生式の複層床式のイオン交換樹脂塔に実際に通水したところ、著しく水質が悪い問題が発生するケースがあった。そこで、この現場の樹脂塔を詳細に確認したところ、樹脂層が図１１の第１充填層４１のように乱れていた。また、この原因を調査したところ、次の現象が起きることが判明した。

【0013】

樹脂塔の内側に、水と接触していない樹脂粒子を含む第１充填層４１と第２充填層４２とが配置された後、配置された充填層に対して最初に通水する際（本願においては、以下、水はり工程という）、塔内の下側の第１充填層４１の樹脂粒子の間に存在した空気が、結合して気泡が発生する。発生した気泡は、下側の第１充填層４１の層中を上昇する。上昇した気泡が塔内の下層の第１充填層４１と上層の第２充填層４２の境に到達し、さらに上層へ上昇していく際、下側の第１充填層４１の第１の樹脂粒子４１Ａを伴いながら気泡は上昇していくので、下層の第１の樹脂粒子４１Ａと上側の第２充填層４２の第２の樹脂粒子４２Ａとが混合する。もしくは、部分的に上層の第２充填層４２の樹脂層が薄くなってしまう（図１１中の状態ｂ）。場合によっては、第２充填層４２の樹脂層が消失してしまう（図１１中の状態ａ）。

【0014】

すると、複層床を流通する被処理水に対する処理能力の均一性の低下を伴い、結果、被処理水の水質が低下するという問題が生じる。すなわち、図１１中の状態ａのような乱れがあると、例えば、第２充填層４２が還元性樹脂の場合には、被処理水に含まれる過酸化物が直接第１充填層４１のイオン交換樹脂と接触し、酸素が発生する。そのため、処理水の酸素濃度（ＤＯ）が増加する。また、図１１中の状態ｂのような乱れがあると、図１１中の状態ｂの直上の第２充填層４２のイオン交換樹脂の層高は低くなっているので、通水を継続すると、図１１中の状態ｂの直上の第２充填層４２のイオン交換樹脂が失活し、過酸化物が図１１中の状態ｂの直上の第２充填層４２を通過し、第１充填層４１のイオン交換樹脂と接触する。そのため、処理水の酸素濃度(ＤＯ)が増加する。

【0015】

単層床式の樹脂塔における充填層の混合を防止する手段として、上下方向で隣接する充填層の境界に、特許文献４のメッシュディスク又は特許文献５の可動プレートのような部材を、仕切り部材として配置する方法が考えられる。しかし、特許文献４のメッシュディスクは、再生処理時に用いられる押え部材であるため、非再生式の複層床式の樹脂塔の内側で隣接する充填層の境界に配置されることは、検討されていない。また、再生処理時でない通常の水処理の際、特に樹脂充填後の水はり時における、効果も検討されていない。また、不活性樹脂層やガラスビーズ層が必要となる為、塔が高くなってしまう問題がある。

【0016】

また、特許文献５の可動プレートも、上記と同様であるとともに、プレート自体の高さが必要であるため、塔が高くなってしまう問題がある。一般的に樹脂塔は高さが必要であるという弱点があり、純水装置の設置において常に問題となる。特に、特許文献４や特許文献５では、塔径の２５％以上高くなるので、樹脂塔の設置場所が限定される問題が生じ、超純水装置の設置における大きな問題となる。

【0017】

加えて、特許文献４では、メッシュディスクが水平状態を保ったまま上下動するためのガイドプレートを固定するリングを、メッシュの外縁部に設ける必要がある。このため、仕切り部材としての重量が増えると共に製造コストが嵩むという問題も生じ得る。また、特許文献５では、可動プレートが水平状態を保ったまま上下動するための棒状の連結体を目板の外縁部に固定する必要がある。このため、特許文献４の場合と同様、仕切り部材としての重量が増えると共に製造コストが嵩むという問題が生じ得る。

【0018】

また、複層床式の樹脂塔においては、特許文献１のメッシュディスク又は特許文献２の可動プレートのような部材を充填層同士の境界に仕切り部材として仮に配置した場合、仕切り部材と樹脂層の間に空間が形成され、これが問題の原因となる懸念がある。具体的には、超純水の製造処理において、被処理水の流通によって樹脂粒子が収縮もしくは膨張することにより、上記の空間が生じ、これが樹脂層の乱れと同様に水質の悪化を発生させる可能性がある。

【0019】

ここで、下層の充填層の最上部のイオン交換樹脂は、仕切り部材の下面と接触している。通水によって、下層のイオン交換樹脂が収縮すると、収縮は、完全に均一におきることはないので、部分的の収縮が激しい箇所があると、この部分において、樹脂層の最上部と仕切り部材の間に空間が生じてしまう。

【0020】

結果、下層の充填層の最上部の表面と仕切り部材の下面との間の隙間が生じる。なお、以下、下層の充填層の上部の表面と仕切り部材の下面との間の隙間を、単に「仕切り部材の下面側の隙間」とも称する。隙間の体積が増加すると、充填層を通り抜ける被処理水の水みち（換言すると「チャネル」）の領域が拡がるため、水質の悪化の原因ともなり得る。

【0021】

本発明は、上記の問題に着目して為されたものであって、複層床式の樹脂塔における複数のイオン交換樹脂の混合を抑制することにより、複層床式の樹脂塔において流通する被処理水の水質の低下を防止できる、被処理水の処理方法、この被処理水の処理方法を用いた超純水の製造方法、複層床式の樹脂塔、及び、この複層床式の樹脂塔を備える超純水製造装置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】

【0022】

第一態様に係る被処理水の処理方法は、筒状の塔体の内側に被処理水と接触する第１の樹脂粒子を含む第１充填層を形成し、透水性を有する仕切り部材であって、前記第１の樹脂粒子とは異なる第２の樹脂粒子の重量に応じて弾性変形可能な程度の柔軟性を有する素材で形成された仕切り部材を、前記第１充填層の上に前記塔体に対して非拘束状態で配置し、前記仕切り部材の上に前記第２の樹脂粒子を含む第２充填層を形成し、前記塔体の内側で被処理水を上側から下側に流通させる。

【0023】

第一態様では、透水性を有する仕切り部材が、塔体の内側で第１充填層と第２充填層との境界に配置されるため、水張りの際の気泡による第１充填層と第２充填層との混合を防止できる。

【0024】

通水の際に、第１充填層中のイオン交換樹脂の収縮が起きた場合、第１充填層の最上面のイオン交換樹脂と仕切り部材の間に空間が生じる。すると、その空間の直上の第２の樹脂粒子がその空間を埋めるべく移動する。仕切り部材は弾性変形可能なため、それに応じて下側の第１充填層へ向かって変形する。このため、隙間の体積の増加に起因する第１充填層の乱れが抑制され、結果、複層床式の樹脂塔の処理能力の均一性の低下を抑制できる。

【0025】

よって、第一態様によれば、複層床式の樹脂塔において流通する被処理水の水質の低下を防止できる。

【0026】

第二態様では、前記第１の樹脂粒子又は前記第２の樹脂粒子は、イオン交換樹脂であり、非再生式で用いられる。

【0027】

第二態様では、イオン成分の吸着性能は、非再生式で用いられる。ここで、通常、非再生式で回復された処理能力の方が、再生式で回復された処理能力より高い。このため、超純水の水質をより向上できる。

【0028】

第三態様では、外縁に枠部材を有する前記仕切り部材を配置する。

【0029】

第三態様では、枠部材によって仕切り部材がめくれ難くなる、このため、第１充填層と第２充填層との混合をより効果的に抑制できる。

【0030】

第四態様では、複数の前記仕切り部材が互いに重ね合わせ可能、及び、同一面内で展開可能に連結された仕切り部材連結体であって複数の前記仕切り部材が重ね合わせられた状態の前記仕切り部材連結体を前記塔体の内側に搬送し、搬送された複数の前記仕切り部材を前記塔体の内側で展開し、展開された状態の前記仕切り部材連結体を前記第１充填層の上に配置する。

【0031】

第四態様では、仕切り部材連結体をコンパクトに折り畳めるので、例えば、塔体に設けられる作業孔が比較的小径であっても、作業孔を通過させることができる。そのため、設置作業を容易に行うことができる。

【0032】

第五態様に係る超純水の製造方法は、第一態様～第四態様のいずれかの被処理水の処理方法によって処理された被処理水を用いて超純水を製造する。

【0033】

第五態様では、超純水を水質の低下を防止して製造できる。

【0034】

第六態様に係る複層床式の樹脂塔は、筒状の塔体と、前記塔体の内側に充填され被処理水と接触する第１の樹脂粒子を含む第１充填層と、第１の樹脂粒子とは異なる第２の樹脂粒子を含み前記塔体の内側で前記第１充填層の上側に充填された第２充填層と、透水性を有する仕切り部材であって、前記第１充填層と前記第２充填層との境界に前記塔体に対して非拘束状態で配置され、第２の樹脂粒子の重量に応じて弾性変形可能な程度の柔軟性を有する素材で形成された仕切り部材と、を備える。

【0035】

第六態様では、第一態様と同様、複層床式の樹脂塔において流通する被処理水の水質の低下を防止できる。

【0036】

第七態様に係る超純水製造装置は、原水に前処理が施される前処理部と、前記前処理部によって処理された原水が濾過される一次純水製造部と、前記一次純水製造部によって処理された一次純水の純度を高めることによって超純水を製造する二次純水製造部と、前記前処理部と前記一次純水製造部と前記二次純水製造部とのうち少なくともいずれかに設けられた第六態様に記載の複層床式の樹脂塔と、を備える。

【0037】

第七態様では、第五態様と同様、超純水を水質の低下を防止して製造できる。

【発明の効果】

【0038】

本発明によれば、複層床式の樹脂塔において流通する被処理水の水質の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本実施形態に係る超純水製造装置を説明するブロック図である。

【図2】本実施形態に係る複層床式の樹脂塔を、一部を破断して説明する断面図である。

【図3】本実施形態に係る複層床式の樹脂塔の内側で、樹脂粒子が収縮する前における、仕切り部材によって隔てられた第１充填層と第２充填層との状態を説明する断面図である。

【図4】本実施形態に係る仕切り部材を説明する斜視図である。

【図5】図５（Ａ）は、本実施形態に係る複層床式の樹脂塔の非通水時のイオン交換樹脂の状態を模式的に説明する断面図であり、図５（Ｂ）は、樹脂塔の水はり時の樹脂塔内のイオン交換樹脂の状態を模式的に説明する断面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の水はりの工程がさらに進んだ際の樹脂塔内のイオン交換樹脂の状態を模式的に説明する断面図である。

【図6】本実施形態に係る複層床式の樹脂塔の内側で、樹脂粒子が収縮した後における、仕切り部材によって隔てられた第１充填層と第２充填層との状態を説明する断面図である。

【図7】図７（Ａ）は、実施例に係る複層床式の樹脂塔の内側で、被処理水が流通する前における、仕切り部材によって隔てられた第１充填層と第２充填層との状態を説明する写真であり、図７（Ｂ）は、実施例に係る複層床式の樹脂塔の内側で、被処理水が流通した後における、仕切り部材によって隔てられた第１充填層と第２充填層との状態を説明する写真である。

【図8】図８（Ａ）は、第１比較例に係る複層床式の樹脂塔の内側で、被処理水が流通する前における、仕切り部材によって隔てられた第１充填層と第２充填層との状態を説明する写真であり、図８（Ｂ）は、第１比較例に係る複層床式の樹脂塔の内側で、被処理水が流通した後における、仕切り部材によって隔てられた第１充填層と第２充填層との状態を説明する写真である。

【図9】第２比較例に係る複層床式の樹脂塔の内側で、樹脂粒子が収縮した後における、仕切り部材によって隔てられた第１充填層と第２充填層との状態を説明する断面図である。

【図10】図１０（Ａ）は、変形例に係る仕切り部材連結体の複数の仕切り部材が展開された状態を説明する平面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）中の９Ｂ－９Ｂ線断面図であり、図１０（Ｃ）は、変形例に係る仕切り部材連結体の複数の仕切り部材が重ね合わせられた状態を説明する断面図である。

【図11】第１比較例に係る複層床式の樹脂塔の内部のイオン交換樹脂の状態を模式的に説明する樹脂塔の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分及び類似の部分には、同一の符号又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

【0041】

＜超純水製造装置＞
図１に示すように、本実施形態に係る超純水製造装置１０は、前処理部１２、一次純水製造部１４、タンク１６及び二次純水製造部１８を備える。

【0042】

（前処理部）
前処理部１２には、原水として、市水、井水、工業用水等が導入される。本実施形態では、前処理部１２は、導入された原水の懸濁物質を除去することによって、前処理水を生成する。前処理部としては、原水に前処理が施される設備であれば、原水の水質等に応じて適宜構成できる。

【0043】

本発明では、前処理部としては、原水に前処理が施される設備であれば、原水の水質等に応じて適宜構成できる。例えば、前処理部１２は、砂ろ過装置や精密ろ過装置等を備え、さらに必要に応じて被処理水の温度を調節するための熱交換器等を有してよい。

【0044】

（一次純水製造部）
一次純水製造部１４では、前処理部１２によって処理された原水、すなわち前処理水が濾過される。一次純水製造部１４は、前処理水中の有機成分、イオン成分、溶存ガス等を除去することによって一次純水を製造し、製造された一次純水をタンク１６に供給する。

【0045】

図示を省略するが、一次純水製造部１４は、例えば、活性炭装置（ＡＣ）、二床三塔型装置（２ベット３タワー，２Ｂ３Ｔ）、逆浸透膜装置（ＲＯ）、紫外線酸化装置（ＴＯＣ－ＵＶ）、混床式のイオン交換装置（ＭＢ）、脱気装置（ＤＧ）等の設備を備える。

【0046】

活性炭装置は、例えばヤシガラ活性炭等の活性炭を内部に備える活性炭塔である。活性炭装置は、被処理水中に含まれる有機物を活性炭に吸着させて除去する。二床三塔型装置は、第１のイオン交換装置と、脱炭酸装置と、第２のイオン交換装置とが、直列に配置された統合装置である。

【0047】

第１のイオン交換装置は、樹脂塔内にカチオン交換樹脂が収容された、例えば再生式単層床式もしくは再生式複層床式の陽イオン交換樹脂塔である。脱炭酸装置は、第１のイオン交換装置により処理された被処理水から炭酸成分を除去する。第２のイオン交換装置は、樹脂塔内にアニオン交換樹脂が収容された、例えば再生式単層床式もしくは再生式複層床式の陰イオン交換樹脂塔である。

【0048】

逆浸透膜装置は、二床三塔型装置で処理された被処理水中の不純物や塩類を、逆浸透膜（ＲＯ膜）により除去する。紫外線酸化装置は、逆浸透膜装置を通過した被処理水に紫外線を照射することによって、水中の微量有機物を分解除去する。イオン交換装置は、たとえば、樹脂塔内にカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが収容された混床式のイオン交換樹脂塔である。

【0049】

脱気装置は、イオン交換装置を通過した被処理水中に含まれる酸素等の気体成分を除去するための例えば膜脱気装置や真空脱気装置である。一次純水製造部１４によって製造された一次純水は、例えば全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が５μｇＣ／Ｌ以下、抵抗率が１７ＭΩ・ｃｍ以上である。

【0050】

（タンク）
タンク１６は、一次純水を貯留する。図示を省略するが、超純水製造装置１０を構成するそれぞれの設備には、それぞれの設備の動作を制御する制御装置が接続される。制御装置によって、タンク１６から、必要量の一次純水を二次純水製造部１８に供給できる。

【0051】

（二次純水製造部）
二次純水製造部１８は、一次純水製造部１４によって処理された一次純水の純度を高めることによって超純水を製造する。具体的には、二次純水製造部１８は、一次純水製造部１４により製造された一次純水中の不純物を除去することによって、二次純水を製造する。製造された二次純水は、超純水として、超純水の使用場所であるユースポイントＰＯＵ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｕｓｅ）に供給される。ユースポイントＰＯＵを通過した余剰分の超純水は、タンク１６によって回収される。

【0052】

図示を省略するが、二次純水製造部１８は、タンク１６の下流側に、例えば、熱交換器、紫外線酸化装置（ＴＯＣ－ＵＶ）、過酸化水素除去装置、脱気膜装置、樹脂塔等の設備を備える。熱交換器は、タンク１６から供給された一次純水の温度を調節する。紫外線酸化装置は、熱交換器で温度調節された一次純水に紫外線を照射して、水中の微量有機物を分解除去する。

【0053】

過酸化水素除去装置は、水中の過酸化水素を分解除去するための装置である。過酸化水素除去装置は、例えばパラジウム（Ｐｄ）担持樹脂によって過酸化水素を分解除去するパラジウム担持樹脂装置や、塩基性陰イオン交換樹脂に亜硫酸基及び／又は亜硫酸水素基を有する還元性樹脂を充填した還元性樹脂装置等である。

【0054】

脱気膜装置は、気体透過性を有する膜の二次側（すなわち、超純水の製造工程の下流測）を減圧して、一次側（すなわち、超純水の製造工程の上流測）を流通する水中の溶存ガスのみを二次側に透過させて除去する。

【0055】

本実施形態に係る樹脂塔は、第１充填層と第２充填層とを有する複層床式のイオン交換樹脂塔である。樹脂塔の内側に配置されたそれぞれの床は、ポリッシャーとして被処理水の中の微量の陽イオン成分又は陰イオン成分を吸着除去する。樹脂塔の内側には、本実施形態に係る仕切り部材が配置される。

【0056】

なお、本実施形態では、複層床式の樹脂塔が、二次純水製造部１８における最終段、すなわちユースポイントＰＯＵの直前の位置に設けられる限外ろ過膜装置（ＵＦ）の直前に設置する場合が例示される。本発明に係る樹脂塔は、例えば一次純水製造部１４の最終段等、二次純水製造部１８以外の設備の任意の位置に配置できる。本発明では、複層床式の樹脂塔は、前処理部１２と一次純水製造部１４と二次純水製造部１８とのうち少なくともいずれかの位置に設けられればよい。

【0057】

二次純水製造部において、例えば、脱気膜装置の後段に本発明に係るイオン交換樹脂塔が配置され、かつ、イオン交換樹脂塔の後段に限外ろ過膜装置（ＵＦ）が配置されてもよい。限外ろ過膜装置は、樹脂塔によって処理された被処理水を処理することにより、例えば粒子径５０ｎｍ以上（より好ましくは１０ｎｍ以上）の微粒子を除去して超純水（すなわち、二次純水）を製造する。

【0058】

本実施形態に係る超純水製造装置１０によって製造される超純水の水質としては、例えば粒子径５０ｎｍ以上の微粒子数が５０ｐｃｓ．／Ｌ以下、全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が１μｇＣ／Ｌ以下、抵抗率が１８ＭΩ・ｃｍ以上である。鉄（Ｆｅ）濃度が０．０５μｇ／Ｌ以下、溶存酸素（ＤＯ）濃度２μｇ／Ｌ以下である。

【0059】

なお、本発明では、超純水製造装置を構成する設備又は装置は、適宜設定できる。例えば、ユースポイントＰＯＵで使用された超純水を蓄えるタンク及びタンクに接続された廃水回収装置が設けられてもよい。廃水回収装置によって回収された排水としての超純水は、前処理部１２のライン中の所定の装置に被処理水として送り出されることによって、超純水製造装置のラインを再び流通してもよい。

【0060】

＜複層床式の樹脂塔＞
次に、本実施形態に係る複層床式の樹脂塔を、図２～図６を参照して具体的に説明する。図２に示すように、本実施形態に係る複層床式の樹脂塔２５は、塔体３１と、第１充填層４１と、第２充填層４２と、仕切り部材５０と、を備える。

【0061】

（塔体）
塔体３１は、円筒状の容器であると共に、樹脂塔２５の本体である。なお、本発明では、塔体の形状は円筒状に限定されず、角筒状等、他の筒状であってよい。塔体３１の筒の径は、例えば、３００ｍｍ～２０００ｍｍ程度である。樹脂塔２５の塔体３１の上部には、入口管３２が設けられる。入口管３２は、塔体３１の内側に入口水としての被処理水を導く。また、樹脂塔２５の塔体３１の下部には、出口管３４が設けられる。出口管３４は、出口水としての被処理水を塔体３１の外側に導く。

【0062】

（第１充填層及び第２充填層）
図３に示すように、第１充填層４１は、複数の第１の樹脂粒子４１Ａを含む。第２充填層４２は、複数の第２の樹脂粒子４２Ａを含む。第１充填層４１は、塔体３１の内側の内部空間における下側に充填されると共に、第２充填層４２は、塔体３１の内側で第１充填層４１の上側に充填される。

【0063】

（第１の樹脂粒子）
本実施形態では、第１充填層４１を形成する第１の樹脂粒子４１Ａは、被処理水との接触によって収縮することによって体積変化が生じるイオン交換樹脂の粒子である。なお、本発明では、樹脂粒子は、膨張してもよい。また、本発明では、第１の樹脂粒子４１Ａとしては、強酸性イオン交換樹脂（ＳＣ）、強塩基性イオン交換樹脂（ＳＡ）、強酸性イオン交換樹脂（ＳＣ）と強塩基性イオン交換樹脂（ＳＡ）との混合等を適宜採用できる。

【0064】

本実施形態に係る第１の樹脂粒子４１Ａの粒径Ｒ１は、例えば、０．４ｍｍ程度～０．５ｍｍ程度である。図３中に例示された粒径Ｒ１は、被処理水が第１充填層４１を流通する前、すなわち、第１の樹脂粒子４１Ａが収縮する前の大きさである。なお、本発明では、第１の樹脂粒子４１Ａの径は、これに限定されず適宜変更できる。また、本実施形態では、説明の便宜のため、すべての第１の樹脂粒子４１Ａが同じ粒径Ｒ１を有するように例示されているが、実際には第１の樹脂粒子４１Ａの粒径は、それぞれ異なる場合がある。

【0065】

（第２の樹脂粒子）
本実施形態では、第２充填層４２を形成する第２の樹脂粒子４２Ａは、第１の樹脂粒子４１Ａと同様、被処理水との接触によって収縮するイオン交換樹脂の粒子である。第２の樹脂粒子４２Ａの種類は、第１の樹脂粒子４１Ａの種類と異なる。

【0066】

第２の樹脂粒子４２Ａとしては、各種の強酸性イオン交換樹脂（ＳＣ）、シリカ除去用の強塩基性イオン交換樹脂（ＳＡ）、亜硫酸基及び／又は亜硫酸水素基を担持した強塩基性イオン交換樹脂樹脂（還元性樹脂）、Ｎ－グルカミン基等のホウ素選択性をもつ交換基ももつホウ素選択性樹脂（Ｂ）、貴金属触媒担持樹脂等を適宜採用できる。貴金属触媒担持樹脂の貴金属は、例えばパラジウム（Ｐｄ）又は白金（Ｐｔ）等を採用できる。

【0067】

本実施形態に係る第２の樹脂粒子４２Ａの粒径Ｒ１は、第１の樹脂粒子４１Ａと同様に、０．４ｍｍ程度～０．５ｍｍ程度である。図３中に例示された粒径Ｒ１は、第１の樹脂粒子４１Ａと同様、第２の樹脂粒子４２Ａが収縮する前の大きさである。なお、本発明では、第２の樹脂粒子４２Ａの径は、これに限定されず、適宜変更できる。また、第１の樹脂粒子４１Ａの場合と同様に、すべての第２の樹脂粒子４２Ａが同じ粒径Ｒ２を有するように例示されているが、実際には第２の樹脂粒子４２Ａの粒径は、それぞれ異なる場合がある。

【0068】

本実施形態に係る樹脂塔２５は、通常、同規模の複数並列の樹脂塔で構成される。また、再生時に超純水製造装置の運転停止を避けるため、予備の樹脂塔を備える場合もある。

【0069】

本実施形態に係る樹脂塔２５は非再生式の樹脂塔である。このため、第１充填層４１又は第２充填層４２のイオン交換能力が低下した場合は、装置を停止して、塔体３１の内側から取り外される。取り外された充填層は、例えば工場等、超純水製造装置とは別の場所で再生処理が施されることによって再利用できる。また、取り外された充填層が再利用されることなく、新たな充填層が、第１充填層４１又は第２充填層４２として、樹脂塔２５の内側に配置されてもよい。

【0070】

本発明の樹脂塔２５は非再生式のため、樹脂交換の頻度を下げるため、前段に再生式のイオン交換装置等の脱イオン装置を備える。例えば、本発明の樹脂塔２５が１次系に設置される場合、前段に、逆浸透装置、再生式イオン交換装置、２Ｂ３Ｔ装置、電気再生式イオン交換装置（ＥＤＩ）等の脱イオン装置が設置される。本発明の樹脂塔２５が２次系に設置される場合には、１次系に備えられた逆浸透装置、再生式イオン交換装置、２Ｂ３Ｔ装置、電気再生式イオン交換装置（ＥＤＩ）等がこの役目を担う。

【0071】

本発明は、イオン交換樹脂の充填の際に仕切り部材を設置するだけでよく、また樹脂層高さも変化しない。また、仕切り部材は既存の装置のマンホール塔から出し入れできるので、既存の単層床もしくは複層床の樹脂塔をなんら改造せずに適用することができる。なお、単層床の場合は、複層床に変更する際に採用可能である。また、本発明を用いると、イオン交換樹脂の粒径や比重の制限がなくなるので、イオン交換樹脂の選択が自由になる。そのため、例えば、最適な水質を得るに適した樹脂や低価格の樹脂を制限なく選ぶ等が可能となる。

【0072】

また、複層床の場合、下層には一般的な樹脂、すなわち、カチオンかアニオン、もしくは、その両方を全般的に除去する樹脂が充填され、上層には下層の樹脂層の機能を補う等の何か特別な機能を追加するための樹脂を充填する場合が多い。そのため、下層の樹脂層が厚く、上層の樹脂層が薄くなる傾向がある。したがって、本願の課題のような、樹脂層の乱れが起きる場合、薄い上層は特に樹脂層の乱れの影響を受けやすく、上層が担う機能が著しく低下する場合が多い。本発明を用いることにより、この問題を解決することができる。

【0073】

（仕切り部材）
図３に示したように、仕切り部材５０は、第１充填層４１と第２充填層４２との境界に配置される。図４に示すように、仕切り部材５０は、平面視で円形状である。仕切り部材５０は、網目部５２と枠部材５４とを有する。

【0074】

（網目部）
網目部５２は、面状であり、円形状の仕切り部材５０の中央に位置する。網目部５２には、第２充填層４２の荷重が、上側から加えられる。図６に示すように、網目部５２は、第２充填層４２が含む複数の第２の樹脂粒子４２Ａの重量に応じて弾性変形可能な程度の柔軟性を有する素材で形成される。

【0075】

換言すると、仕切り部材５０は、網目部５２の上に第２充填層４２が配置された状態で、被処理水の流通が実行される際に、弾性変形可能な柔軟性を有するように構成される。本実施形態の網目部５２は、例えばポリ塩化ビニリデン等の有機系の素材で作製されることによって、網目部５２が金属製である場合より、上下方向において、より柔軟に変形可能である。仕切り部材としては、サランネット(商品名)が好ましい。

【0076】

なお、図６中に例示された第１の樹脂粒子４１Ａの粒径Ｒ２は、被処理水が第１充填層４１を流通した後、すなわち、第１の樹脂粒子４１Ａが収縮した後の粒径である。同様に、第２の樹脂粒子４２Ａの粒径Ｒ２は、被処理水が第１充填層４１を流通した後、すなわち、第２の樹脂粒子４２Ａが収縮した後の粒径である。例えば、本発明では、網目部の柔軟性は、第２の充填層の層厚のうち一定の割合の厚みに応じた高さの分、下側に突出するように弾性変形可能であるように設定され得る。

【0077】

網目部５２は、収縮した後の粒径Ｒ２を有する第２の樹脂粒子４２Ａのうち、最も小さい粒径を有する第２の樹脂粒子４２Ａが網目を通過することを妨げられるように、網目の形状が設定される。具体的には、本実施形態では例えば、網目部５２のメッシュが６０程度であると共に、網目部５２の目開きは、０．３ｍｍ程度以下である。また、網目部５２の織り方は、水の通過抵抗が低くなる観点から平織が好ましいが、畳折であってもよい。なお、本発明ではメッシュ、線径及び目開き等の寸法並びに織り方等を含む網目部の仕様は、適宜変更できる。

【0078】

（枠部材）
枠部材５４は、図４に示したように、リング状である。枠部材５４は、仕切り部材５０の外縁に設けられる。枠部材５４は、例えばチタンやステンレス等の耐腐食性が比較的高い金属素材によって作製できる。なお、樹脂や動物の毛髪等の金属素材以外の素材によって作製されてもよい。なお、枠部材５４はなくてもかまわない。

【0079】

本実施形態では、枠部材５４は、塔体３１の内側で上下動可能な程度に塔体３１の内壁面との間に僅かな隙間を有して配置される。このため、仕切り部材５０は、塔体３１に対して非拘束状態で配置される。なお、非拘束状態とは塔の壁面等に固定しないことを意味する。本実施形態では、枠部材５４によって仕切り部材５０がめくれ難くなる。

【0080】

図４中には、見易さのため、上下方向に沿って一定の厚みを有し、かつ、平面視で帯状の枠部材５４が例示されているが、本実施形態では、枠部材５４の厚みは、実質的に無視できる程度に薄い。具体的には、例えば、網目部５２のメッシュを構成する線部材と同等程度の厚みを有する針金状の金属素材によって、枠部材５４を作製できる。枠部材５４の厚みを薄く設定することによって、仕切り部材５０の軽量化及びコスト低減を図ることができる。なお、本発明では、枠部材５４の厚みは、これに限定されず、適宜変更できる。

【0081】

本実施形態では、仕切り部材５０は、網目部５２が目開きを有することと、枠部材５４が上下動可能な程度に塔体３１の内壁面との間に僅かな隙間を有して配置されることとによって、透水性を有する。なお、本発明では、仕切り部材５０の透水性は、網目部５２が目開きを有することと、枠部材５４が上下動可能な程度に塔体３１の内壁面との間に僅かな隙間を有して配置されることのうちの一方のみによって実現されてもよい。また、例えば貫通孔等、目開き以外の水の通り道が形成されることによって、仕切り部材５０の透水性が実現されてもよい。

【0082】

＜被処理水の処理方法及び超純水の製造方法＞
次に、本実施形態に係る被処理水の処理方法を説明する。まず、本実施形態に係る樹脂塔２５を用意する。次に、樹脂塔２５の塔体３１の内側に第１充填層４１を形成する。次に、仕切り部材５０を、第１充填層４１の上に塔体３１に対して非拘束状態で配置する。次に、図５（Ａ）に示すように、仕切り部材５０の上に、第２充填層４２を形成する。そして、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すような水はり工程を経た後に、被処理水を上側から下側に流通させればよい。

【0083】

図５（Ｂ）中には、第１充填層４１の内部に蓄積された被処理水Ｗの内部で、気泡Ｂが生じた状態が例示されている。また、図５（Ｃ）中には、第１充填層４１の内部に蓄積された被処理水Ｗの内部で、気泡Ｂが上昇する状態と、気泡Ｂが仕切り部材５０を通過する状態と第２充填層４２の内部で気泡Ｂが上昇する状態が例示されている。

【0084】

また、本実施形態に係る樹脂塔２５は、非再生式である。このため、本実施形態に係る被処理水の処理方法では、イオン交換樹脂の吸着性能が低下した場合、第１の樹脂粒子４１Ａ又は第２の樹脂粒子４２Ａを塔体３１の内側から取り出す。そして、新品の樹脂を充填すればよい。

【0085】

上記の一連の処理によって、本実施形態に係る被処理水の処理方法を構成できる。また、本実施形態に係る被処理水の処理方法によって処理された被処理水が超純水製造装置１０の製造ラインで用いられることによって、高純度な超純水を製造することが可能になる。

【0086】

なお、本発明では、被処理水の処理方法としては、超純水の製造方法に限定されず、樹脂塔２５の内側で樹脂粒子を用いて処理が行われる方法であればよい。また、樹脂塔２５の内側で樹脂粒子を用いて処理が行われる方法であれば、処理の対象物としては水に限定されず、任意の液体、気体等の流体が用いられてよい。

【実施例0087】

次に、本実施形態に係る樹脂塔２５の試験例を実施例として説明する。透明なアクリル製の塔体３１を用意した。塔体３１の筒の内径は、約５０ｍｍであった。

【0088】

次に、塔体３１の内側に、第１の樹脂粒子４１Ａとして強塩基性陰イオン交換樹脂（商品名：ＤｕｏｌｉｔｅＡＧＰ，ローム アンド ハース社製）を、約２００ｍｌ充填することによって、第１充填層４１を形成した。次に、塔体３１の内側で第１充填層４１の上に、網目部５２がメッシュ５０のサランネット製の仕切り部材５０を装填した。

【0089】

次に、塔体３１の内側で仕切り部材５０の上に、第２の樹脂粒子４２Ａとして強酸性陽イオン交換樹脂（商品名：ダイヤイオンＳＫＴ１０Ｌ，三菱ケミカル社製）を約２００ｍｌ充填することによって、第２充填層４２を形成した。そして、図７（Ａ）に示すように、第１充填層４１の上側に仕切り部材５０を介して第２充填層４２が配置された、実施例に係る複層床式の樹脂塔２５を形成した。

【0090】

ここで、超純水製造装置では、通常、樹脂塔２５の塔内に最初に通水する際、第１充填層４１では、第１の樹脂粒子４１Ａの表面に付着していた空気が気泡として発生する。第１充填層４１で発生した気泡は、水中を上昇する。上昇した気泡が第２充填層４２に到達すると、第１充填層４１と第２充填層４２とが混合する。また、第２充填層４２の複数の第２の樹脂粒子４２Ａの配列に乱れが生じる。結果、第１充填層４１と第２充填層４２とを流通する被処理水の水質が低下する。

【0091】

このため、実施例では、第１の樹脂粒子４１Ａの表面に付着する空気によって形成される気泡の動きを観察し易くするため、一定量の空気を、実施例に係る複層床式の樹脂塔２５の下部から導入した。そして、試験用水を３［ｍ／時間］の流速で、下側から上側に向かって流通させ、第１充填層４１の内側に気泡を通過させた。試験用水の水温は、１６℃であった。なお、この際イオン交換樹脂層が展開すなわち、水流によって樹脂が対流することはなかった。

【0092】

実施例では、第１充填層４１の内側に通過させた気泡のほとんどは、仕切り部材５０の網目部５２に保持されることによって、上側の第２充填層４２への移動が抑制された。このため、図７（Ｂ）に示すように、実施例では、第１充填層４１の内側に気泡を通過させた後、第１充填層４１と第２充填層４２との境界が鮮明に観察できた。図７（Ａ）中で、塔体３１の外壁面に貼付された粘着部材に描かれた黒い横線の位置は、第１充填層４１と第２充填層４２との境界を示す。すなわち、第１充填層４１と第２充填層４２とが混合しなかった。また、第２充填層４２の複数の第２の樹脂粒子４２Ａの配列に乱れが生じなかった。

【0093】

なお、図７（Ｂ）中では、塔体３１の内側における第１充填層４１と第２充填層４２との境界の高さが、粘着部材に描かれた黒い横線の位置より低い。これは、通水によって第１の樹脂粒子４１Ａ間の空気が気泡として樹脂層外へ抜けたため、樹脂粒子同士が通水前より密に隣接した結果、第１充填層４１全体としての厚みが減少したためである。

【0094】

＜第１比較例＞
一方、図８（Ａ）に示すように、仕切り部材以外について実施例に係る樹脂塔２５の仕様と同じ仕様を有する樹脂塔を第１比較例として用意し、第１比較例に係る樹脂塔を用いて、実施例の試験条件と同じ試験条件で、第１比較例に係る試験例を実施した。

【0095】

第１比較例の場合、図８（Ｂ）に示すように、第１充填層４１の内側に通過させた気泡が上側の第２充填層４２へ移動することによって、第１充填層４１と第２充填層４２との境界が観察できなくなった。すなわち、第１充填層４１と第２充填層４２とが混合すると共に、第２充填層４２の複数の第２の樹脂粒子４２Ａの配列に乱れが生じた。なお、この例では樹脂層の境界面全体が乱れてしまい、図１１のような状態は観察できなかったが、これは、使用した試験用のカラムが径の小さいものであるためと考えられる。

【0096】

＜第２比較例＞
また、本実施形態に係る仕切り部材５０と異なり、柔軟性を有さない網目部を有する仕切り部材５０Ｚが設けられた場合の樹脂塔を、第２比較例として用意した。図９に示すように、第２比較例では、網目部が柔軟性を有さないため、仕切り部材５０Ｚの下面側では、第１の樹脂粒子４１Ａが縮小しても、網目部が隙間を埋めるように変形しない。このため、第２比較例では、通水を継続し、イオン交換樹脂の体積が変化する際に、仕切り部材５０Ｚの下面側の隙間Ｇの体積の増加は、被処理水の流通に伴い、拡大し続けることになる。この隙間は水質悪化の原因となるばかりか、通水を継続すると、仕切り部材５０は次第に水平を保ちにくくなり、傾いたり、転覆する恐れがある。

【0097】

本願発明の方法を用いると、イオン交換樹脂塔に新品のイオン交換樹脂を充填後に水はりを行う際に、下側の第１充填層４１で発生した気泡が上昇して、第１充填層４１と第２充填層４２を横切る際、仕切り部材５０によって、下側の第１の樹脂粒子４１Ａが気泡の上昇に伴って上側の第２充填層４２に移動することが防止される。このため、気泡の上昇に起因する、下側の第１の樹脂粒子４１Ａと上側の樹脂粒子との混合が抑制される。

【0098】

また、図５（Ａ）に示すように、初回に通水する際は、第１の樹脂粒子４１Ａ及び第２の樹脂粒子４２Ａのそれぞれの樹脂粒子間が水で満たされていないので、水の浮力は無い。また、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、被処理水Ｗの中を気泡Ｂが上昇する際も、樹脂層（第１充填層４１）の上部は水で満たされていないので、仕切り部材５０の重しとなるので、仕切り部材５０が転覆することはない。

【0099】

また、図５（Ｃ）に続き、通水を開始し、仕切り部材５０の上側に被処理水Ｗが貯まると、常に上からの水流で第２の樹脂粒子４２Ａも仕切り部材５０に押し付けられるので、そのままの状態が維持される。通水を停止しても、図５中の下側から上側に向かう逆洗をしなければ、そのままの状態を維持できる。

【0100】

＜その他の実施形態＞
本発明は下記の開示した実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものではない。

【0101】

＜変形例：仕切り部材連結体＞
本実施形態では、図１に示したように、塔体３１の内側に、平面視で円形状の１枚の仕切り部材５０が配置される場合が例示されたが、本発明では、これに限定されない。例えば、図１０（Ａ）に示す変形例に係る仕切り部材連結体６０のように、３つの仕切り部材が連結されることによって、平面視で円形状の１枚の仕切り部材連結体６０が形成されてもよい。

【0102】

変形例に係る仕切り部材連結体６０は、第１仕切り部材６０Ａと、第２仕切り部材６０Ｂと、第３仕切り部材６０Ｃと、第１連結具７０と、第２連結具７２とを備える。仕切り部材連結体６０の径ｄは、塔体３１の内径とほぼ等しい。また、第１仕切り部材６０Ａと、第２仕切り部材６０Ｂと、第３仕切り部材６０Ｃとは、図１０（Ａ）中で、それぞれ上下方向に沿って延びる。

【0103】

第１仕切り部材６０Ａは、網目部６２Ａと、網目部の外縁に設けられた枠部材６４Ａとを有する。第２仕切り部材６０Ｂは、網目部６２Ｂと、網目部の外縁に設けられた枠部材６４Ｂとを有する。第３仕切り部材６０Ｃは、網目部６２Ｃと、網目部の外縁に設けられた枠部材６４Ｃとを有する。なお、変形例に係る仕切り部材連結体６０のそれぞれの仕切り部材の網目部の構造と枠部材との構造については、図１中に例示された仕切り部材５０の場合と同様であるため、重複説明を省略する。

【0104】

第１仕切り部材６０Ａは、図１０（Ａ）中の仕切り部材連結体６０における左右方向の中央に位置する。第１仕切り部材６０Ａは、仕切り部材連結体６０の円の中心を含む部材である。第１仕切り部材６０Ａの外縁は、円の中心を挟んでそれぞれ、図１０（Ａ）中で上下方向に沿って延びる一対の直線部と、一対の直線部の上端同士を繋ぐ上側の円弧部と、一対の直線部の下端同士を繋ぐ下側の円弧部とを有する。第１仕切り部材６０Ａは、図１０（Ａ）中で、仕切り部材連結体６０の円の中心を挟んで、上下対称かつ左右対称である。

【0105】

第２仕切り部材６０Ｂは、図１０（Ａ）中の第１仕切り部材６０Ａの左側に位置する。第２仕切り部材６０Ｂの外縁は、図１０（Ａ）中の第１仕切り部材６０Ａの左側の直線部と間を空けて平行に上下方向に沿って延びる直線部と、直線部の左側で直線部の上端と下端とを繋ぐ円弧部とを有する。すなわち、第２仕切り部材６０Ｂは、平面視で扇状であると共に、図１０（Ａ）中で、上下対称である。

【0106】

第３仕切り部材６０Ｃは、図１０（Ａ）中の第１仕切り部材６０Ａの右側に位置する。第３仕切り部材６０Ｃの外縁は、図１０（Ａ）中の第１仕切り部材６０Ａの右側の直線部と間を空けて平行に上下方向に沿って延びる直線部と、直線部の右側で直線部の上端と下端とを繋ぐ円弧部とを有する。すなわち、第３仕切り部材６０Ｃは、平面視で扇状であると共に、図１０（Ａ）中で、上下対称である。

【0107】

図１０（Ａ）中、第２仕切り部材６０Ｂと第３仕切り部材６０Ｃとは、左右対称に配置される。すなわち、第２仕切り部材６０Ｂと第３仕切り部材６０Ｃとを部品として共通化できるので、作製コストの低減や保管スペースの削減等の観点で有利である。

【0108】

変形例では、仕切り部材連結体６０が上下対称かつ左右対称であるように、３つの仕切り部材５０が配置される。なお、本発明では「仕切り部材」の個数は、３つに限定されず、２つ以上の部材によって構成されてよい。

【0109】

第１連結具７０は、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、可撓性を有するフレキシブル部材で作製されることによって伸縮自在である。変形例では、第１連結具７０は、第１仕切り部材６０Ａ及び第２仕切り部材６０Ｂの間と、第１仕切り部材６０Ａ及び第３仕切り部材６０Ｃの間とに、それぞれ６つずつ上下方向に互いに間を空けて配置される。なお、本発明では、第１連結具の素材、形状及び個数等については、これに限定されず、適宜変更できる。

【0110】

第２連結具７２は、図１０（Ａ）に示すように、平面視で帯状である。第２連結具７２は、図３中に例示された仕切り部材５０の網目部と同様の透水性及び柔軟性を有する素材によって作製される網目状の部材である。また、第２連結具７２の網目のメッシュは、塔体３１の内側で第２連結具７２の上側に位置する第２の樹脂粒子４２Ａの径よりも小さい。

【0111】

第２連結具７２は、第１仕切り部材６０Ａ及び第２仕切り部材６０Ｂの間と、第１仕切り部材６０Ａ及び第３仕切り部材６０Ｃの間とに、それぞれ１つずつ配置される。具体的には、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、左側の第２連結具７２は、互いに間を空けて配置された第１仕切り部材６０Ａの外縁と及び第２仕切り部材６０Ｂの外縁との両方に亘る程度の左右方向の幅を有する。

【0112】

また、図１０（Ｂ）中の左側の第２連結具７２は、第１仕切り部材６０Ａの上面と及び第２仕切り部材６０Ｂの上面とに接合される。変形例では、第１仕切り部材６０Ａ及び第２仕切り部材６０Ｂと第２連結具７２とは、縫い付けによって接合される。なお、本発明では、接合方法はこれに限定されず、熱溶接や接着剤による接合等、任意である。

【0113】

透水性及び柔軟性を有する第２連結具７２によって、第１仕切り部材６０Ａ及び第２仕切り部材６０Ｂの間の位置における、第１充填層４１と第２充填層４２との混合が防止されると共に、第２連結具７２の下面側で第１充填層４１との間に形成される隙間を小さくすることができる。なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）中の右側の第２連結具７２は、左側の第２連結具７２と左右対称に配置されると共に、左側の第２連結具７２と同様の構成を有する。

【0114】

図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示したように、仕切り部材連結体６０では、第１連結具７０と第２連結具７２とによって、第１仕切り部材６０Ａと第２仕切り部材６０Ｂと第３仕切り部材６０Ｃとが同一面内で展開可能に連結される。なお、本発明では、複数の仕切り部材の連結に際し、第１連結具７０と第２連結具７２との両方は必須ではなく、いずれか一方によってのみ、複数の仕切り部材が連結されてよい。

【0115】

また、図１０（Ｃ）に示すように、変形例に係る仕切り部材連結体６０では、第１連結具７０と第２連結具７２とによって、第１仕切り部材６０Ａと第２仕切り部材６０Ｂと第３仕切り部材６０Ｃとが互いに重ね合わせ可能である。なお、図１０（Ｃ）中では、第２仕切り部材６０Ｂと第３仕切り部材６０Ｃとが、いずれも第１仕切り部材６０Ａの上側に重ね合わせられた状態が例示されたが、本発明では、重ね合わせ状態は、これに限定されない。本発明では、第２仕切り部材６０Ｂと第３仕切り部材６０Ｃとが、いずれも第１仕切り部材６０Ａの下側に重ね合わせられてよいし、或いは、第１仕切り部材６０Ａを挟んで互いに反対側の面上に重ね合わせられてもよい。

【0116】

また、変形例では、３つの仕切り部材のそれぞれに枠部材が設けられた場合が例示されたが、本発明では、枠部材は、複数の仕切り部材において塔体３１の内壁面に対向する部分の外縁にのみ設けられてもよい。すなわち、枠部材は、互いに隣接する仕切り部材の外縁の直線部には設けられず、展開状態の仕切り部材連結体６０の円形の外縁を構成する部分にのみ設けられてよい。隣接する仕切り部材の外縁の直線部に枠部材が設けられないので、枠部材が設けられない部分においても、網目部の柔軟性を確保できる。

【0117】

変形例に係る仕切り部材連結体６０の使用方法としては、例えば図１０（Ｃ）に示すように、まず、複数の仕切り部材が重ね合わせられた状態の仕切り部材連結体６０を塔体３１の内側に搬送する。そして、搬送された複数の仕切り部材を塔体３１の内側で展開し、展開された状態の仕切り部材連結体６０を第１充填層４１の上に配置すればよい。

【0118】

また、仕切り部材を複数の部品としておいて、部品として塔内に持ち込み、塔内で結合させるようにしても良い。

【0119】

変形例では、仕切り部材連結体６０をコンパクトに折り畳めるので、例えば、塔体３１に設けられる作業孔が比較的小径であっても、作業孔を通過させることができる。

【0120】

また、図１～図１１中に例示した構成を部分的に組み合わせて、本発明を構成することもできる。以上のとおり本発明は、上記に記載していない様々な実施の形態等を含むとともに、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ定められるものである。

【符号の説明】

【0121】

１０ 超純水製造装置
１２ 前処理部
１４ 一次純水製造部
１６ タンク
１８ 二次純水製造部
２５ 樹脂塔
３１ 塔体
３２ 入口管
３４ 出口管
４１ 第１充填層
４１Ａ 第１の樹脂粒子
４２ 第２充填層
４２Ａ 第２の樹脂粒子
５０ 仕切り部材
５０Ｚ 仕切り部材
５２ 網目部
５４ 枠部材
６０ 仕切り部材連結体
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ 仕切り部材
６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ 網目部
６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ 枠部材
７０ 第１連結具
７２ 第２連結具
Ｂ 気泡
Ｇ 隙間
Ｈ 水位
ＰＯＵ ユースポイント
Ｒ１ 粒径
Ｒ２ 粒径
Ｗ 被処理水
ｄ 径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】