JP2000301146A - 純水製造装置 - Google Patents
純水製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発電所用水、医薬品用水、液晶・半導体製造工
場用水など、高い純度の水質が要求される純水を必要と
する分野で、イオン交換樹脂の再生に使用した再生剤の
廃液を、逆浸透膜装置の給水のpH調整剤として再利用す
ることにより、酸、アルカリなどの薬剤の使用量を節減
することができる純水製造装置を提供する。 【解決手段】（Ａ）pH調整機構、（Ｂ）逆浸透膜装置及
び（Ｃ）イオン交換樹脂塔を有する純水製造装置におい
て、（Ｄ）アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ
廃液をpH調整機構に供給する機構を備えてなることを特
徴とする純水製造装置。
場用水など、高い純度の水質が要求される純水を必要と
する分野で、イオン交換樹脂の再生に使用した再生剤の
廃液を、逆浸透膜装置の給水のpH調整剤として再利用す
ることにより、酸、アルカリなどの薬剤の使用量を節減
することができる純水製造装置を提供する。 【解決手段】（Ａ）pH調整機構、（Ｂ）逆浸透膜装置及
び（Ｃ）イオン交換樹脂塔を有する純水製造装置におい
て、（Ｄ）アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ
廃液をpH調整機構に供給する機構を備えてなることを特
徴とする純水製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、純水製造装置に関
する。さらに詳しくは、本発明は、発電所用水、医薬品
用水、液晶・半導体製造工場用水など、高い純度の水質
が要求される純水を必要とする分野で、イオン交換樹脂
の再生に使用した再生剤の廃液を、逆浸透膜装置の給水
のpH調整剤として再利用することにより、酸、アルカリ
などの薬剤の使用量を節減することができる純水製造装
置に関する。
する。さらに詳しくは、本発明は、発電所用水、医薬品
用水、液晶・半導体製造工場用水など、高い純度の水質
が要求される純水を必要とする分野で、イオン交換樹脂
の再生に使用した再生剤の廃液を、逆浸透膜装置の給水
のpH調整剤として再利用することにより、酸、アルカリ
などの薬剤の使用量を節減することができる純水製造装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】逆浸透膜装置は、純水の製造に広く使用
されている。また、さらに純度の高い純水を得るため
に、逆浸透膜装置を複数段直列に配置し、前段の逆浸透
膜装置の透過水を後段の逆浸透膜装置に供給し、純度を
高める装置が用いられる場合が多い。最近になって、こ
の逆浸透膜装置の給水に酸又はアルカリを添加してpHを
調整し、特に、シリカやホウ素濃度を低減した水を得る
方法が発明されている。しかし、逆浸透膜装置の給水に
酸又はアルカリを添加することは、過剰なイオンが逆浸
透膜装置に入ることになり、これらの薬剤が逆浸透膜装
置で十分に除去されず、透過水に漏出してしまう場合が
ある。そこで、このようなイオン類を確実に除去する目
的で、逆浸透膜装置の後段にカチオン交換樹脂塔とアニ
オン交換樹脂塔を連続して、又は、混床式イオン交換樹
脂塔を設けることが一般的に行われている。イオン交換
樹脂は一定量の採水を経たのち、薬剤を通液して再生さ
れる。イオン交換樹脂の再生に使用される薬剤は、通常
は塩酸、硫酸などの酸や、水酸化ナトリウムなどのアル
カリが数重量％程度の水溶液として用いられ、かつ不純
物の少ない純度の高い薬剤が使用される。イオン交換樹
脂の再生に使用した薬剤の廃液は、中和処理されて廃棄
される場合が多い。逆浸透膜装置の後段に設置されるイ
オン交換樹脂塔は、ポリッシャー的に使用されるため
に、使用されるイオン交換樹脂は、特に十分に再生され
たものでなければならない。ところが、イオン交換樹脂
を十分に再生するには、多量の酸又はアルカリを必要と
し、このため濃度の高い、多量の酸又はアルカリ廃液が
排出される。このような酸やアルカリの廃液中には、複
数かつ多量のイオンが含まれていて再利用が難しいため
に、そのまま高濃度廃液として廃棄されるか、中和して
廃棄される場合が多い。これまでのイオン交換装置は、
中性の原水を処理することが多かったために、再生に使
用した酸廃液とアルカリ廃液を混合することにより中和
することができたが、前段に逆浸透膜装置のような異種
の処理装置を設置したり、pHの調整を行ったりすると、
給水のカチオン／アニオン量比が偏り、この結果廃液中
のイオンバランスも崩れることになる。このために、互
いの再生廃液のみでは中和ができなくなり、この中和の
ために余分な酸又はアルカリを消費することになる。ま
た、給水のpHを調整して通水する逆浸透膜装置を採用す
ると、このpH調整のためにさらに酸やアルカリなどの薬
剤が必要となり、薬剤の使用量も増えることになる。
されている。また、さらに純度の高い純水を得るため
に、逆浸透膜装置を複数段直列に配置し、前段の逆浸透
膜装置の透過水を後段の逆浸透膜装置に供給し、純度を
高める装置が用いられる場合が多い。最近になって、こ
の逆浸透膜装置の給水に酸又はアルカリを添加してpHを
調整し、特に、シリカやホウ素濃度を低減した水を得る
方法が発明されている。しかし、逆浸透膜装置の給水に
酸又はアルカリを添加することは、過剰なイオンが逆浸
透膜装置に入ることになり、これらの薬剤が逆浸透膜装
置で十分に除去されず、透過水に漏出してしまう場合が
ある。そこで、このようなイオン類を確実に除去する目
的で、逆浸透膜装置の後段にカチオン交換樹脂塔とアニ
オン交換樹脂塔を連続して、又は、混床式イオン交換樹
脂塔を設けることが一般的に行われている。イオン交換
樹脂は一定量の採水を経たのち、薬剤を通液して再生さ
れる。イオン交換樹脂の再生に使用される薬剤は、通常
は塩酸、硫酸などの酸や、水酸化ナトリウムなどのアル
カリが数重量％程度の水溶液として用いられ、かつ不純
物の少ない純度の高い薬剤が使用される。イオン交換樹
脂の再生に使用した薬剤の廃液は、中和処理されて廃棄
される場合が多い。逆浸透膜装置の後段に設置されるイ
オン交換樹脂塔は、ポリッシャー的に使用されるため
に、使用されるイオン交換樹脂は、特に十分に再生され
たものでなければならない。ところが、イオン交換樹脂
を十分に再生するには、多量の酸又はアルカリを必要と
し、このため濃度の高い、多量の酸又はアルカリ廃液が
排出される。このような酸やアルカリの廃液中には、複
数かつ多量のイオンが含まれていて再利用が難しいため
に、そのまま高濃度廃液として廃棄されるか、中和して
廃棄される場合が多い。これまでのイオン交換装置は、
中性の原水を処理することが多かったために、再生に使
用した酸廃液とアルカリ廃液を混合することにより中和
することができたが、前段に逆浸透膜装置のような異種
の処理装置を設置したり、pHの調整を行ったりすると、
給水のカチオン／アニオン量比が偏り、この結果廃液中
のイオンバランスも崩れることになる。このために、互
いの再生廃液のみでは中和ができなくなり、この中和の
ために余分な酸又はアルカリを消費することになる。ま
た、給水のpHを調整して通水する逆浸透膜装置を採用す
ると、このpH調整のためにさらに酸やアルカリなどの薬
剤が必要となり、薬剤の使用量も増えることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、発電所用
水、医薬品用水、液晶・半導体製造工場用水など、高い
純度の水質が要求される純水を必要とする分野で、イオ
ン交換樹脂の再生に使用した再生剤の廃液を、逆浸透膜
装置の給水のpH調整剤として再利用することにより、
酸、アルカリなどの薬剤の使用量を節減することができ
る純水製造装置を提供することを目的としてなされたも
のである。
水、医薬品用水、液晶・半導体製造工場用水など、高い
純度の水質が要求される純水を必要とする分野で、イオ
ン交換樹脂の再生に使用した再生剤の廃液を、逆浸透膜
装置の給水のpH調整剤として再利用することにより、
酸、アルカリなどの薬剤の使用量を節減することができ
る純水製造装置を提供することを目的としてなされたも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、pH調整機構、逆
浸透膜装置及びイオン交換樹脂塔を有する純水製造装置
において、アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ
廃液をpH調整機構に供給する機構を設け、該アルカリ廃
液を被処理水のpH調整に再利用することにより、製造さ
れる純水の水質の低下を招くことなく、アルカリ剤の使
用量を節減することが可能となることを見いだし、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、（１）（Ａ）pH調整機構、（Ｂ）逆浸透膜装
置及び（Ｃ）イオン交換樹脂塔を有する純水製造装置に
おいて、（Ｄ）アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアル
カリ廃液をpH調整機構に供給する機構を備えてなること
を特徴とする純水製造装置、及び、（２）（Ａ）被処理
水のpHを９.２以上に調整するpH調整機構、（Ｂ）pHが
調整された被処理水が通水される逆浸透膜装置及び
（Ｃ）逆浸透膜装置の透過水が通水されるイオン交換樹
脂塔を有する第(１)項記載の純水製造装置、を提供する
ものである。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、pH調整機構、逆
浸透膜装置及びイオン交換樹脂塔を有する純水製造装置
において、アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ
廃液をpH調整機構に供給する機構を設け、該アルカリ廃
液を被処理水のpH調整に再利用することにより、製造さ
れる純水の水質の低下を招くことなく、アルカリ剤の使
用量を節減することが可能となることを見いだし、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、（１）（Ａ）pH調整機構、（Ｂ）逆浸透膜装
置及び（Ｃ）イオン交換樹脂塔を有する純水製造装置に
おいて、（Ｄ）アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアル
カリ廃液をpH調整機構に供給する機構を備えてなること
を特徴とする純水製造装置、及び、（２）（Ａ）被処理
水のpHを９.２以上に調整するpH調整機構、（Ｂ）pHが
調整された被処理水が通水される逆浸透膜装置及び
（Ｃ）逆浸透膜装置の透過水が通水されるイオン交換樹
脂塔を有する第(１)項記載の純水製造装置、を提供する
ものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の純水製造装置は、(Ａ)pH
調整機構、(Ｂ)逆浸透膜装置及び(Ｃ)イオン交換樹脂塔
を有する純水製造装置において、(Ｄ)アニオン交換樹脂
再生の際に生ずるアルカリ廃液をpH調整機構に供給する
機構を備えてなるものである。本発明装置において、pH
調整機構に特に制限はないが、被処理水のpHを９.２以
上に調整し得るものであることが好ましい。また、本発
明装置において、イオン交換樹脂塔の位置に特に制限は
ないが、逆浸透膜装置の後段に設置して、逆浸透膜装置
の透過水をイオン交換樹脂塔に通水することが好まし
い。本発明装置は、被処理水が、シリカを含有する水で
ある場合に、特に好適に用いることができる。本発明装
置は、必要に応じてその前段又は中間に公知の水処理設
備を付設して用いることができる。図１は、本発明装置
を用いる純水製造工程の一態様の工程系統図である。被
処理水は、活性炭充填塔１に通水され、水中の有機物や
残留塩素などが吸着除去される。活性炭充填塔の流出水
は、軟化装置２に通水され、水中の硬度成分が除去され
る。軟化装置の流出水は、脱気装置３に導かれ、水中に
溶解している二酸化炭素や酸素などが除去される。脱気
された水は、前段の逆浸透膜装置４に通水され、予備的
な不純物の除去が行われたのち、本発明の純水製造装置
に供給される。図１に示す態様においては、本発明装置
は、アルカリ貯槽５と薬注ポンプ６からなるpH調整機構
を有し、逆浸透膜装置７及びアニオン交換樹脂塔９を備
え、さらに、逆浸透膜装置とアニオン交換樹脂塔の中間
に、カチオン交換樹脂塔８が設けられている。
調整機構、(Ｂ)逆浸透膜装置及び(Ｃ)イオン交換樹脂塔
を有する純水製造装置において、(Ｄ)アニオン交換樹脂
再生の際に生ずるアルカリ廃液をpH調整機構に供給する
機構を備えてなるものである。本発明装置において、pH
調整機構に特に制限はないが、被処理水のpHを９.２以
上に調整し得るものであることが好ましい。また、本発
明装置において、イオン交換樹脂塔の位置に特に制限は
ないが、逆浸透膜装置の後段に設置して、逆浸透膜装置
の透過水をイオン交換樹脂塔に通水することが好まし
い。本発明装置は、被処理水が、シリカを含有する水で
ある場合に、特に好適に用いることができる。本発明装
置は、必要に応じてその前段又は中間に公知の水処理設
備を付設して用いることができる。図１は、本発明装置
を用いる純水製造工程の一態様の工程系統図である。被
処理水は、活性炭充填塔１に通水され、水中の有機物や
残留塩素などが吸着除去される。活性炭充填塔の流出水
は、軟化装置２に通水され、水中の硬度成分が除去され
る。軟化装置の流出水は、脱気装置３に導かれ、水中に
溶解している二酸化炭素や酸素などが除去される。脱気
された水は、前段の逆浸透膜装置４に通水され、予備的
な不純物の除去が行われたのち、本発明の純水製造装置
に供給される。図１に示す態様においては、本発明装置
は、アルカリ貯槽５と薬注ポンプ６からなるpH調整機構
を有し、逆浸透膜装置７及びアニオン交換樹脂塔９を備
え、さらに、逆浸透膜装置とアニオン交換樹脂塔の中間
に、カチオン交換樹脂塔８が設けられている。
【０００６】本発明装置における(Ａ)pH調整機構に特に
制限はなく、例えば、アルカリ水溶液を添加する装置な
どを挙げることができる。アルカリ水溶液を添加する装
置としては、例えば、撹拌機つきのpH調整槽を設けた
り、通水ラインにアルカリ水溶液注入口を設け、その下
流側にスタティックミキサーを設置することなどができ
る。pHの調整をアルカリ添加により行う場合、pH調整機
構は、被処理水にアルカリを添加して、pH９.２以上に
調整し得るものであることが好ましく、pH９.５以上に
調整し得るものであることがより好ましい。本発明装置
における(Ｂ)逆浸透膜装置は、アルカリ性の被処理水が
供給される場合は、長期的にpH１０以上、より好ましく
はpH１１以上となっても劣化を受けない耐アルカリ性逆
浸透膜を備えたものであることが好ましい。この場合、
供給されるアルカリ性の被処理水のpHよりも、濃縮水の
方がpHが高くなるので、濃縮水のpHを考慮して耐アルカ
リ性逆浸透膜を選択することが好ましい。このような耐
アルカリ性逆浸透膜としては、例えば、pH１１まで長期
耐久性のあるものとして市販されている Ｆｉｌｍ Ｔｅ
ｃ社の ＦＩＬＭＴＥＣ Ｔｙｐｅ ＦＴ３０ などを挙げ
ることができる。また、pH１０まで長期耐久性のあるも
のとしては、日東電工(株)のＥＳ２０、ＥＳ１０、ＮＴ
Ｒ７５９、東レ(株)のＳＵ７００などのポリアミド系の
膜などを挙げることができる。
制限はなく、例えば、アルカリ水溶液を添加する装置な
どを挙げることができる。アルカリ水溶液を添加する装
置としては、例えば、撹拌機つきのpH調整槽を設けた
り、通水ラインにアルカリ水溶液注入口を設け、その下
流側にスタティックミキサーを設置することなどができ
る。pHの調整をアルカリ添加により行う場合、pH調整機
構は、被処理水にアルカリを添加して、pH９.２以上に
調整し得るものであることが好ましく、pH９.５以上に
調整し得るものであることがより好ましい。本発明装置
における(Ｂ)逆浸透膜装置は、アルカリ性の被処理水が
供給される場合は、長期的にpH１０以上、より好ましく
はpH１１以上となっても劣化を受けない耐アルカリ性逆
浸透膜を備えたものであることが好ましい。この場合、
供給されるアルカリ性の被処理水のpHよりも、濃縮水の
方がpHが高くなるので、濃縮水のpHを考慮して耐アルカ
リ性逆浸透膜を選択することが好ましい。このような耐
アルカリ性逆浸透膜としては、例えば、pH１１まで長期
耐久性のあるものとして市販されている Ｆｉｌｍ Ｔｅ
ｃ社の ＦＩＬＭＴＥＣ Ｔｙｐｅ ＦＴ３０ などを挙げ
ることができる。また、pH１０まで長期耐久性のあるも
のとしては、日東電工(株)のＥＳ２０、ＥＳ１０、ＮＴ
Ｒ７５９、東レ(株)のＳＵ７００などのポリアミド系の
膜などを挙げることができる。
【０００７】本発明装置における(Ｃ)イオン交換樹脂塔
に充填するアニオン交換樹脂に特に制限はなく、例え
ば、トリメチルアンモニウム基を有する強塩基性Ｉ型、
ジメチルヒドロキシエチルアンモニウム基を有する強塩
基性II型、ジメチルアミノ基を有する弱塩基型のいずれ
をも用いることができ、また、ゲル型、マクロポーラス
型のいずれをも用いることができる。これらの中で、架
橋度が４％程度のゲル型の強塩基性アニオン交換樹脂を
好適に用いることができる。このような強塩基性アニオ
ン交換樹脂としては、例えば、栗田工業(株)のＥＸ−Ａ
Ｇ、三菱化学(株)のＳＡＦ１２Ａ、バイエル社のＯＣ１
２４１などを挙げることができる。本発明装置における
(Ｃ)イオン交換樹脂塔は、アニオン交換樹脂塔とするこ
とができ、あるいは、混床式イオン交換樹脂塔とするこ
ともできる。イオン交換樹脂塔への通水方向と薬注方向
に特に制限はなく、上向流式、下向流式のいずれともす
ることができ、また、向流再生方式とすることもでき
る。本発明装置における(Ｄ)アニオン交換樹脂再生の際
に生ずるアルカリ廃液をpH調整機構に供給する機構に特
に制限はなく、例えば、アルカリ廃液を貯留するアルカ
リ貯槽とアルカリ廃液を送液する薬注ポンプより構成す
ることができる。本発明装置の図１に示す態様において
は、アルカリ貯槽５に貯留されたアルカリ廃液が、薬注
ポンプ６により、前段の逆浸透膜装置の透過水に添加さ
れ、pHが９.２以上に調整される。アルカリ廃液の添加
量は、後段の逆浸透膜装置の透過水又は濃縮水のpHが所
定の値となるように、薬注ポンプにより制御することが
できる。
に充填するアニオン交換樹脂に特に制限はなく、例え
ば、トリメチルアンモニウム基を有する強塩基性Ｉ型、
ジメチルヒドロキシエチルアンモニウム基を有する強塩
基性II型、ジメチルアミノ基を有する弱塩基型のいずれ
をも用いることができ、また、ゲル型、マクロポーラス
型のいずれをも用いることができる。これらの中で、架
橋度が４％程度のゲル型の強塩基性アニオン交換樹脂を
好適に用いることができる。このような強塩基性アニオ
ン交換樹脂としては、例えば、栗田工業(株)のＥＸ−Ａ
Ｇ、三菱化学(株)のＳＡＦ１２Ａ、バイエル社のＯＣ１
２４１などを挙げることができる。本発明装置における
(Ｃ)イオン交換樹脂塔は、アニオン交換樹脂塔とするこ
とができ、あるいは、混床式イオン交換樹脂塔とするこ
ともできる。イオン交換樹脂塔への通水方向と薬注方向
に特に制限はなく、上向流式、下向流式のいずれともす
ることができ、また、向流再生方式とすることもでき
る。本発明装置における(Ｄ)アニオン交換樹脂再生の際
に生ずるアルカリ廃液をpH調整機構に供給する機構に特
に制限はなく、例えば、アルカリ廃液を貯留するアルカ
リ貯槽とアルカリ廃液を送液する薬注ポンプより構成す
ることができる。本発明装置の図１に示す態様において
は、アルカリ貯槽５に貯留されたアルカリ廃液が、薬注
ポンプ６により、前段の逆浸透膜装置の透過水に添加さ
れ、pHが９.２以上に調整される。アルカリ廃液の添加
量は、後段の逆浸透膜装置の透過水又は濃縮水のpHが所
定の値となるように、薬注ポンプにより制御することが
できる。
【０００８】図２は、アニオン交換樹脂を水酸化ナトリ
ウムを用いて再生したときの再生効率を示すグラフであ
る。図２において、斜線の部分がアニオン交換樹脂の再
生に使用される量であり、その他の部分は使用されるこ
となく排出される水酸化ナトリウムの量に相当する。ア
ニオン交換樹脂の再生に使用される水酸化ナトリウム水
溶液の濃度は、通常２〜１０重量％であり、アニオン交
換樹脂塔をポリッシャーとして使用する場合は、再生レ
ベルは通常１００〜２００ｇＮａＯＨ／１−Ｒである。
したがって、再生レベルを高くとっているポリッシャー
の再生において、再生の後半に排出される廃液は、ほと
んどは水酸化ナトリウム水溶液であるといえる。被処理
水のpHを高めて通水する逆浸透膜装置を採用すると、後
段のイオン交換装置におけるアニオン樹脂へのイオン負
荷はほとんどない。したがって、アニオン交換樹脂の再
生廃液は、純度の高い水酸化ナトリウム水溶液となる。
すなわち、この水酸化ナトリウム廃液を回収することに
より、逆浸透膜装置へ通水する被処理水のpH調整に十分
足りる量と純度とを備えた水酸化ナトリウム水溶液を確
保することができる。イオン交換装置は、連続再生方式
がとられることもあるが、イオン交換樹脂塔がポリッシ
ャーとして使用される場合には、多くはイオン交換樹脂
塔への通水を停止し、イオン交換樹脂全体を再生するバ
ッチ式の再生方式がとられる。したがって、アルカリ廃
液の回収もバッチ的な回収となるので、アルカリ廃液を
タンクに受け、このタンクをpH調整のためのアルカリ貯
槽とすることができる。図２に見られるように、再生の
際に生ずるアルカリ廃液の濃度は、再生レベルにともな
って変化するが、回収したアルカリ廃液をアルカリ貯槽
に貯留し、窒素曝気又は機械的に撹拌することにより、
均一な濃度のアルカリ水溶液とすることができる。回収
したアルカリ廃液は、通常は被処理水のpHを９.２以上
に調整するためには十分な濃度を有しているが、必要に
応じてさらにアルカリを添加して濃度を高めることもで
きる。
ウムを用いて再生したときの再生効率を示すグラフであ
る。図２において、斜線の部分がアニオン交換樹脂の再
生に使用される量であり、その他の部分は使用されるこ
となく排出される水酸化ナトリウムの量に相当する。ア
ニオン交換樹脂の再生に使用される水酸化ナトリウム水
溶液の濃度は、通常２〜１０重量％であり、アニオン交
換樹脂塔をポリッシャーとして使用する場合は、再生レ
ベルは通常１００〜２００ｇＮａＯＨ／１−Ｒである。
したがって、再生レベルを高くとっているポリッシャー
の再生において、再生の後半に排出される廃液は、ほと
んどは水酸化ナトリウム水溶液であるといえる。被処理
水のpHを高めて通水する逆浸透膜装置を採用すると、後
段のイオン交換装置におけるアニオン樹脂へのイオン負
荷はほとんどない。したがって、アニオン交換樹脂の再
生廃液は、純度の高い水酸化ナトリウム水溶液となる。
すなわち、この水酸化ナトリウム廃液を回収することに
より、逆浸透膜装置へ通水する被処理水のpH調整に十分
足りる量と純度とを備えた水酸化ナトリウム水溶液を確
保することができる。イオン交換装置は、連続再生方式
がとられることもあるが、イオン交換樹脂塔がポリッシ
ャーとして使用される場合には、多くはイオン交換樹脂
塔への通水を停止し、イオン交換樹脂全体を再生するバ
ッチ式の再生方式がとられる。したがって、アルカリ廃
液の回収もバッチ的な回収となるので、アルカリ廃液を
タンクに受け、このタンクをpH調整のためのアルカリ貯
槽とすることができる。図２に見られるように、再生の
際に生ずるアルカリ廃液の濃度は、再生レベルにともな
って変化するが、回収したアルカリ廃液をアルカリ貯槽
に貯留し、窒素曝気又は機械的に撹拌することにより、
均一な濃度のアルカリ水溶液とすることができる。回収
したアルカリ廃液は、通常は被処理水のpHを９.２以上
に調整するためには十分な濃度を有しているが、必要に
応じてさらにアルカリを添加して濃度を高めることもで
きる。
【０００９】アルカリ貯槽は、窒素ガス雰囲気下に保つ
ことが好ましい。空気中には二酸化炭素が約０.０３容
量％含まれ、二酸化炭素が水に溶けると炭酸を生ずる。
水中の炭酸は、下式で示されるような平衡を保つ。 Ｈ2ＣＯ3 ＋ ＯＨ- ⇔ ＨＣＯ3 - ＋ Ｈ2Ｏ ＨＣＯ3 - ＋ ＯＨ- ⇔ ＣＯ3 2- ＋ Ｈ2Ｏ したがって、pHの高いアルカリ廃液中では、上式の平衡
は右へ移り、多量の二酸化炭素を溶解することになる。
一方、炭酸水溶液は緩衝溶液としても作用するので、逆
浸透膜装置のように局部的に水中のイオンが濃縮される
ような場合には、挙動の変化を引き起こすおそれがあ
る。このために、逆浸透膜にはできる限り炭酸成分を導
入しないことが好ましい。アルカリ貯槽を窒素ガス雰囲
気下に保つことにより、アルカリ廃液中への二酸化炭素
の溶解を防止することができる。本発明装置を用いるこ
とにより、アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ
廃液をpH調整剤として再利用し、薬剤の使用量を節減し
つつ高い水質を有する純水を製造することができ、さら
に処理すべき廃液の発生量を減少することができる。
ことが好ましい。空気中には二酸化炭素が約０.０３容
量％含まれ、二酸化炭素が水に溶けると炭酸を生ずる。
水中の炭酸は、下式で示されるような平衡を保つ。 Ｈ2ＣＯ3 ＋ ＯＨ- ⇔ ＨＣＯ3 - ＋ Ｈ2Ｏ ＨＣＯ3 - ＋ ＯＨ- ⇔ ＣＯ3 2- ＋ Ｈ2Ｏ したがって、pHの高いアルカリ廃液中では、上式の平衡
は右へ移り、多量の二酸化炭素を溶解することになる。
一方、炭酸水溶液は緩衝溶液としても作用するので、逆
浸透膜装置のように局部的に水中のイオンが濃縮される
ような場合には、挙動の変化を引き起こすおそれがあ
る。このために、逆浸透膜にはできる限り炭酸成分を導
入しないことが好ましい。アルカリ貯槽を窒素ガス雰囲
気下に保つことにより、アルカリ廃液中への二酸化炭素
の溶解を防止することができる。本発明装置を用いるこ
とにより、アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ
廃液をpH調整剤として再利用し、薬剤の使用量を節減し
つつ高い水質を有する純水を製造することができ、さら
に処理すべき廃液の発生量を減少することができる。
【００１０】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 比較例１ 図１に示す工程により、原水として野木町水を用いて純
水を製造した。なお、原水の電気伝導率は２５４μＳ／
cmである。原水を２ｍ3／ｈの速度で活性炭充填塔１に
供給して残留塩素を除去したのち、Ｈ型強酸性カチオン
交換樹脂を充填した軟化装置２に通水し、硬度成分を除
去した。次いで、軟化水を膜脱気装置３に送り脱炭酸を
行った。脱炭酸を行った水を前段の逆浸透膜［東レ
(株)、ＳＵ７００］装置４に導き、その透過水にアルカ
リ貯槽５より薬注ポンプ６により５重量％水酸化ナトリ
ウム水溶液を添加してpHを調整し、さらに後段の逆浸透
膜［Ｆｉｌｍ Ｔｅｃ社、ＦＩＬＭＴＥＣ Ｔｙｐｅ Ｆ
Ｔ３０］装置７に導いた。後段の逆浸透膜装置の透過水
のpHが９.８になるように、水酸化ナトリウム水溶液の
添加量を制御した。前段の逆浸透膜装置の透過水量は
１.５ｍ3／ｈ、後段の逆浸透膜装置透過水は流量１ｍ3
／ｈとした。後段の逆浸透膜装置透過水のシリカ濃度
は、５１μｇ／リットルであった。後段の逆浸透膜装置
透過水を、カチオン交換樹脂塔８、次いでアニオン交換
樹脂塔９に通水し、純水１００ｍ3を採水した。カチオ
ン交換樹脂塔には、カチオン交換樹脂［栗田工業(株)、
ＥＸ−ＣＧ］２０リットルを充填し、アニオン交換樹脂
塔には、アニオン交換樹脂［栗田工業(株)、ＥＸ−Ａ
Ｇ］４０リットルを充填している。通水は、下向流とし
て行った。１００ｍ3採水終了直前の純水のシリカ濃度
は、０.１μｇ／リットル以下であった。また、純水１
００ｍ3採水に要した５重量％水酸化ナトリウム水溶液
は、５.７リットルであった。 実施例１ 比較例１において、純水１００ｍ3を採水したのち、純
水の製造を中断してカチオン交換樹脂塔とアニオン交換
樹脂塔の再生を行った。カチオン交換樹脂塔の再生は、
樹脂１リットル当たり塩化水素１００ｇとなるように、
５重量％塩酸を２５℃で下向流として通液することによ
り行った。アニオン交換樹脂塔の再生は、樹脂１リット
ル当たり水酸化ナトリウム１２０ｇとなるように、４重
量％水酸化ナトリウム水溶液を、５０℃で下向流として
通液することにより行った。アニオン交換樹脂塔への薬
注開始後、アルカリ廃液１２０リットルを廃棄し、その
後のアルカリ廃液１０リットルを回収した。回収したア
ルカリ廃液は、アルカリ貯槽に貯留し、貯槽底部より窒
素ガスを導入して、貯槽内部を窒素ガス雰囲気とした。
回収したアルカリ廃液の水酸化ナトリウム濃度は、３.
８重量％であった。なお、廃棄したアルカリ廃液１２０
リットルは、薬液に満たされる前にアニオン交換樹脂塔
に入っていた純水の押し出し分と、再生レベル樹脂１リ
ットル当たり水酸化ナトリウム１００ｇまでの分に相当
する。カチオン交換樹脂塔及びアニオン交換樹脂塔の再
生を完了したのち、純水の製造を再開した。pH調整にア
ニオン交換樹脂塔の再生の際に回収したアルカリ廃液を
用いた以外は、比較例１と同じ操作を行った。後段の逆
浸透膜装置透過水のシリカ濃度は、５２μｇ／リットル
であった。純水１００ｍ3採水終了直前の純水のシリカ
濃度は、０.１μｇ／リットル以下であった。また、純
水１００ｍ3採水に使用したアルカリ廃液は、７.５リッ
トルであった。比較例１及び実施例１の結果を、第１表
に示す。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 比較例１ 図１に示す工程により、原水として野木町水を用いて純
水を製造した。なお、原水の電気伝導率は２５４μＳ／
cmである。原水を２ｍ3／ｈの速度で活性炭充填塔１に
供給して残留塩素を除去したのち、Ｈ型強酸性カチオン
交換樹脂を充填した軟化装置２に通水し、硬度成分を除
去した。次いで、軟化水を膜脱気装置３に送り脱炭酸を
行った。脱炭酸を行った水を前段の逆浸透膜［東レ
(株)、ＳＵ７００］装置４に導き、その透過水にアルカ
リ貯槽５より薬注ポンプ６により５重量％水酸化ナトリ
ウム水溶液を添加してpHを調整し、さらに後段の逆浸透
膜［Ｆｉｌｍ Ｔｅｃ社、ＦＩＬＭＴＥＣ Ｔｙｐｅ Ｆ
Ｔ３０］装置７に導いた。後段の逆浸透膜装置の透過水
のpHが９.８になるように、水酸化ナトリウム水溶液の
添加量を制御した。前段の逆浸透膜装置の透過水量は
１.５ｍ3／ｈ、後段の逆浸透膜装置透過水は流量１ｍ3
／ｈとした。後段の逆浸透膜装置透過水のシリカ濃度
は、５１μｇ／リットルであった。後段の逆浸透膜装置
透過水を、カチオン交換樹脂塔８、次いでアニオン交換
樹脂塔９に通水し、純水１００ｍ3を採水した。カチオ
ン交換樹脂塔には、カチオン交換樹脂［栗田工業(株)、
ＥＸ−ＣＧ］２０リットルを充填し、アニオン交換樹脂
塔には、アニオン交換樹脂［栗田工業(株)、ＥＸ−Ａ
Ｇ］４０リットルを充填している。通水は、下向流とし
て行った。１００ｍ3採水終了直前の純水のシリカ濃度
は、０.１μｇ／リットル以下であった。また、純水１
００ｍ3採水に要した５重量％水酸化ナトリウム水溶液
は、５.７リットルであった。 実施例１ 比較例１において、純水１００ｍ3を採水したのち、純
水の製造を中断してカチオン交換樹脂塔とアニオン交換
樹脂塔の再生を行った。カチオン交換樹脂塔の再生は、
樹脂１リットル当たり塩化水素１００ｇとなるように、
５重量％塩酸を２５℃で下向流として通液することによ
り行った。アニオン交換樹脂塔の再生は、樹脂１リット
ル当たり水酸化ナトリウム１２０ｇとなるように、４重
量％水酸化ナトリウム水溶液を、５０℃で下向流として
通液することにより行った。アニオン交換樹脂塔への薬
注開始後、アルカリ廃液１２０リットルを廃棄し、その
後のアルカリ廃液１０リットルを回収した。回収したア
ルカリ廃液は、アルカリ貯槽に貯留し、貯槽底部より窒
素ガスを導入して、貯槽内部を窒素ガス雰囲気とした。
回収したアルカリ廃液の水酸化ナトリウム濃度は、３.
８重量％であった。なお、廃棄したアルカリ廃液１２０
リットルは、薬液に満たされる前にアニオン交換樹脂塔
に入っていた純水の押し出し分と、再生レベル樹脂１リ
ットル当たり水酸化ナトリウム１００ｇまでの分に相当
する。カチオン交換樹脂塔及びアニオン交換樹脂塔の再
生を完了したのち、純水の製造を再開した。pH調整にア
ニオン交換樹脂塔の再生の際に回収したアルカリ廃液を
用いた以外は、比較例１と同じ操作を行った。後段の逆
浸透膜装置透過水のシリカ濃度は、５２μｇ／リットル
であった。純水１００ｍ3採水終了直前の純水のシリカ
濃度は、０.１μｇ／リットル以下であった。また、純
水１００ｍ3採水に使用したアルカリ廃液は、７.５リッ
トルであった。比較例１及び実施例１の結果を、第１表
に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】第１表に見られるように、pH調整に水酸化
ナトリウム水溶液を用いた比較例１と、本発明装置を用
いてpH調整に比較例１で回収したアルカリ廃液を再利用
した実施例１では、後段の逆浸透膜透過水のシリカ濃度
も、イオン交換樹脂塔に通水して得られた純水のシリカ
濃度も同じであり、得られる純水の水質に差はない。一
方、比較例１においては、純水１００ｍ3を採水する間
に、前段の逆浸透膜透過水のpH調整に高純度の水酸化ナ
トリウム３００ｇを消費しているのに対して、本発明装
置を用いた実施例１では、前段の逆浸透膜透過水のpH調
整に新しく水酸化ナトリウムを消費する必要がなく、原
材料を節減するとともに、処理すべき廃液発生量を減少
することができる。
ナトリウム水溶液を用いた比較例１と、本発明装置を用
いてpH調整に比較例１で回収したアルカリ廃液を再利用
した実施例１では、後段の逆浸透膜透過水のシリカ濃度
も、イオン交換樹脂塔に通水して得られた純水のシリカ
濃度も同じであり、得られる純水の水質に差はない。一
方、比較例１においては、純水１００ｍ3を採水する間
に、前段の逆浸透膜透過水のpH調整に高純度の水酸化ナ
トリウム３００ｇを消費しているのに対して、本発明装
置を用いた実施例１では、前段の逆浸透膜透過水のpH調
整に新しく水酸化ナトリウムを消費する必要がなく、原
材料を節減するとともに、処理すべき廃液発生量を減少
することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明装置を用いることにより、アニオ
ン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ廃液をpH調整剤と
して再利用し、薬剤の使用量を節減しつつ高い水質を有
する純水を製造することができ、さらに処理すべき廃液
の発生量を減少することができる。
ン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ廃液をpH調整剤と
して再利用し、薬剤の使用量を節減しつつ高い水質を有
する純水を製造することができ、さらに処理すべき廃液
の発生量を減少することができる。
【図１】図１は、本発明装置を用いる純水製造工程の一
態様の工程系統図である。
態様の工程系統図である。
【図２】図２は、アニオン交換樹脂を水酸化ナトリウム
を用いて再生したときの再生効率を示すグラフである。
を用いて再生したときの再生効率を示すグラフである。
１ 活性炭充填塔 ２ 軟化装置 ３ 脱気装置 ４ 逆浸透膜装置 ５ アルカリ貯槽 ６ 薬注ポンプ ７ 逆浸透膜装置 ８ カチオン交換樹脂塔 ９ アニオン交換樹脂塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/66 ５４０ Ｃ０２Ｆ 1/66 ５４０Ｄ ５４０Ｃ 9/00 ５０２ 9/00 ５０２Ｈ ５０２Ｊ ５０２Ｚ ５０２Ｆ ５０３ ５０３Ｂ ５０４ ５０４Ｂ ５０４Ｅ Ｆターム(参考） 4D006 GA03 KA01 KA02 KA03 KA52 KA55 KA56 KA57 KA69 KA71 KA72 KB11 KB12 KB17 KD17 KE15Q MC54 PB06 PB23 PC03 4D025 AA01 AA07 AB05 BA08 BA14 BB02 BB04 DA01 DA03 DA05
Claims (2)
- 【請求項１】（Ａ）pH調整機構、（Ｂ）逆浸透膜装置及
び（Ｃ）イオン交換樹脂塔を有する純水製造装置におい
て、（Ｄ）アニオン交換樹脂再生の際に生ずるアルカリ
廃液をpH調整機構に供給する機構を備えてなることを特
徴とする純水製造装置。 - 【請求項２】（Ａ）被処理水のpHを９.２以上に調整す
るpH調整機構、（Ｂ）pHが調整された被処理水が通水さ
れる逆浸透膜装置及び（Ｃ）逆浸透膜装置の透過水が通
水されるイオン交換樹脂塔を有する請求項１記載の純水
製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112465A JP2000301146A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 純水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112465A JP2000301146A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 純水製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301146A true JP2000301146A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14587331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11112465A Pending JP2000301146A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 純水製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000301146A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010082610A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-15 | Miura Co Ltd | 純水の製造方法、及び純水製造システム |
| JP2011098267A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Japan Organo Co Ltd | 純水製造システムおよび純水製造方法 |
| JP2012183487A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Miura Co Ltd | 水処理方法及び水処理システム |
| JP2012183483A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Miura Co Ltd | 水処理方法及び水処理システム |
| CN107117678A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-01 | 西安建筑科技大学 | 一种曝气装置及地下水处理工艺 |
| JP2020040001A (ja) * | 2018-09-07 | 2020-03-19 | 株式会社東芝 | 水処理システム及び水処理方法 |
| JP2022053969A (ja) * | 2020-09-25 | 2022-04-06 | オルガノ株式会社 | 純水製造装置及び純水製造方法 |
-
1999
- 1999-04-20 JP JP11112465A patent/JP2000301146A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010082610A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-15 | Miura Co Ltd | 純水の製造方法、及び純水製造システム |
| JP2011098267A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Japan Organo Co Ltd | 純水製造システムおよび純水製造方法 |
| JP2012183487A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Miura Co Ltd | 水処理方法及び水処理システム |
| JP2012183483A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Miura Co Ltd | 水処理方法及び水処理システム |
| CN107117678A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-01 | 西安建筑科技大学 | 一种曝气装置及地下水处理工艺 |
| JP2020040001A (ja) * | 2018-09-07 | 2020-03-19 | 株式会社東芝 | 水処理システム及び水処理方法 |
| JP7118823B2 (ja) | 2018-09-07 | 2022-08-16 | 株式会社東芝 | 水処理システム及び水処理方法 |
| JP2022053969A (ja) * | 2020-09-25 | 2022-04-06 | オルガノ株式会社 | 純水製造装置及び純水製造方法 |
| JP7610380B2 (ja) | 2020-09-25 | 2025-01-08 | オルガノ株式会社 | 純水製造装置及び純水製造方法 |
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