JPH029493A - 中性塩廃液の再生回収処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、中性塩廃液の再生回収処理方法に関し、詳細
には、バイポーラ膜を有するイオン交換Ｍ電気透析装置
を使用し、塩濃度が比較的高い中性塩廃液を再生回収処
理する方法に関する。

（従来の技術） 従来、中性塩廃液は、公共水域へ放流され、廃液処理さ
れていたが、この処理には環境保全面あるいは公害上で
の問題点がある９例えば、硝酸塩廃液の場合は、硝酸性
の窒素による公共水域の富栄養化を招くという問題点が
ある。

そこで、このような問題点を解決すべく、中性塩廃液処
理方法が各方面で検討されてきた。その結果、最近では
、第２図（原理の概要図）に示すように、バイポーラ膜
（陰陽複合イオン交換膜）を用いたイオン交換膜電気透
析装置を使用して電気透析し、酸とアルカリとに分離し
て回収する方法（以降、ＢＰ電気透析法という）が開発
され、実用されている。それは、例えば特表昭６２−５
０２６９５号公報に擾示されている。尚、第２図におい
て、［ＩＰはバイポーラ膜、Ａは陰イオン交換膜、Ｂは
陽イオン交換膜を示すものである。又、第２図は、Ｎａ
Ｎ０ｔ廃液を電気透析した場合のものである。

従来のＢＰ電気透析法方法の詳細を、以下説明する。従
来のＢＰＷ気透析法のフローチャートの概略を第３図に
示す、この図に示すように、中性塩廃液タンク（１）か
ら塩ｖ８環ライン（９）の途中に設けられた塩循環用タ
ンク（３）へ、中性塩廃液が断続的に導入され、又、後
述の塩循環ライン（９）で得られる脱塩水も導入され、
タンク（３）内の溶液は所定の塩濃度（略一定値）にな
るように調整される。それは、塩濃度が電気透析の効率
およびイオン交換膜の撰偏に大きな影響を及ぼすからで
ある。

上記塩濃度調整されたタンク（３）内溶液は、塩循環ラ
イン（９）により電気透析装置の本体（７）に導入され
て循環される。該循環溶液は電気透析され、酸ライン（
＋（Ｄには酸成分、アルカリライン（８）にはアルカリ
成分が得られ、各々が分離して得られる。

一方、塩循環ライン（９）には脱塩水が得られ、該脱塩
水は塩循環用タンク（３）へ導入され、前記塩濃度調整
に使用される。尚、余分の脱塩水は、オーバフローさせ
て脱塩水タンク０りへ導入され、該脱塩水はそのまま公
共水域へ放流される。

上記の如＜、ＢＰ電気透析法は、再使用可能な酸とアル
カリとを別々に得られるという利点がある、かかる点か
ら、ＢＰ？！気透析法が実用されるようになってきた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のＢＰ電気透析法は、塩循環用タンク（
３）への中性塩廃液の断続的導入、及び脱塩水の循環・
導入により、タンク（３）内溶液の塩濃度調整が行われ
るので、中性塩廃液の塩濃度が比較的高い場合は、タン
ク（３）内溶液の液量が次第に減少して水位が低下し、
最終的には塩Ｗ４環ライン（９）への導入・循環用溶液
が無くなり、そのため廃液処理しようとする中性塩廃液
が残っているのに、運転ができなくなるという問題点が
ある。

例えば、中性塩廃液が４０χＮａＮＯｓ、塩循環用タン
ク〔３）内溶液の所定塩濃度を５χとし、今電気透析装
置の本体（７）に１０Ｋｇ（ＮａＮｏｓ：５００ｇ、　
ＨｚＯ：９．５Ｋｇ）が導入され、塩循環ライン（９）
をｗ１環したとする。この導入時点より１５　Ａ　Ｉ＋
の電気量を通電した後には、アルカリライン（８）にＨ
ａ”　：６９に、ＬＯ：３６３ｇが移行、酸ライン０（
ＤにＮＯコイオン：１８６ｇ　、　ＨｚＯ：３６３ｇが
移行した結果、ＮａＮｏ３：２５５ｇ、　Ｈ，Ｏニア２
６ｇが電気透析で消費された事になる。又、これは）ｌ
ａＮｏｓとして濃度換算すると２６χであるので、５χ
ＮａＮｏ３から２６ＸＮａＮｏｓが消費された事に相当
する。

この結果、一方では９．０１９　Ｋｇの脱塩水が塩循環
用タンク（３）に残ることになる。このとき、中性塩廃
液の導入がなければ、タンク（３）内溶液は脱塩水で希
釈され、２．７χとなる。そこで、４０χの中性塩廃液
を導入添加し、５χになるように調整すると、塩循環用
タンク（３）内溶液量は９．６０７Ｋｇ（ＮａＮｏｚ：
４８０ｇ、）ＩｘＯ：９．１２７　Ｋｇ）になり、前記
電気透析前での１０Ｋｇより減少する。

このことから判るように、更に溶液を電気透析装置の本
体（７）に導入し、電気透析を続けると、その進行に応
じて次第に塩循環用タンク（３）内溶液量が次第に減少
して水位が低下し、最終的にはタンク（３）内溶液が無
くなり、その結果連続運転ができなくなる。

このように水位低下を生じる理由は、上記例からも判る
ように、塩循環用タンク（３）に導入される中性塩廃液
の塩濃度が、前記電気透析で消費されたＮａＮｏ５−１
１ｔｏの濃度換算値（前記例では２６χ）の如く、電気
透析で消費された塩の濃度換算値（以降、消費塩濃度と
いう）より高いことに基づくものであり、両者の塩濃度
の差が大きい程この水位低下の速度は大きい、尚、両者
の塩濃度が等しい場合は、水位低下を生じない。

従って、水位低下を防止するには、前記両者の塩濃度が
等しくなるようにすればよい。その方法として、最も簡
単には、中性塩廃液タンク（＋）内の廃液に水を添加し
て直接希釈し、希釈後の塩濃度を消費塩濃度に等しくす
る方法（以降、廃液直接希釈法という）が考えられる。

ところが、発生する中性塩廃液の塩濃度は必ずしも一定
しておらず、又、イオン交換膜の能力の低下等に対応し
消費塩濃度は変化する場合が多いので、廃液直接希釈法
による場合、前記両者の塩濃度を常時把握する必要があ
る。この消費塩濃度の常時把握は極めて困難である。又
、通常廃液タンク（＋１は容量が極めて大きいので、水
添加された時、暫くは濃度が不均一の状態にあるので、
タンク（１）内の塩濃度の正確な確認は困難である。従
って、廃液直接希釈法は容易に行い得るものでなく、又
、水位低下を確実に防止し得ないという問題点を有する
。

尚、廃液直接希釈法の適用の仕方として、水を余分に添
加する方法が考えられる０例えば、消費塩濃度が最小と
なり、且つ発生する中性塩廃液の塩濃度が最大となる最
悪の時点を想定し、その時点に対応する添加水の量を設
定し、この設定層の水を常時添加する。このようにすれ
ば、水位低下は防止されるが、総合的に観ると、水が余
分に添加されるので、塩循環用タンクに導入される中性
塩廃液の塩濃度が消費塩濃度より低くなり、そのためタ
ンク（３）内の水位が上昇し、脱塩水がオーバフローす
る。従って、脱塩水タンクが必要であり、又、脱塩水は
公共水域へ放流されることになる、脱塩水は塩濃度が小
さくなっているが、それでも塩を含んでいるので公共水
域への放流は望ましいことではない。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を解
消し、バイポーラ膜を有するイオン交ｔＡ膜電気透析装
置を使用する中性塩廃液の再生回収処理方法であって、
中性塩廃液の塩？ａｔが消費塩濃度より高い場合におい
ても、水位低下およびオーバフロー脱塩水の発生を生し
る事なく、廃液処理しようとする中性塩廃液が無くなる
まで、イオン交換膜電気透析装置の塩循環ラインへの導
入・循環用溶液を常に有し、連続運転ができる中性塩廃
液の再生回収処理方法を促供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は次のような構成
の中性塩廃液の再生回収処理方法としている。即ち、本
発明は、バイポーラ膜、陰イオン交換膜及び陽イオン交
換膜を有し、且つ酸ライン、アルカリライン及び塩循環
用タンクをその途中に持つ塩循環ラインををするイオン
交換膜電気透析装置の該タンク内に中性塩廃液を断続的
に導入し、該タンク内溶液の塩濃度を略一定値に調整し
、咳タンク内溶液を塩循環ラインにより電気透析装置に
導入し、塩循環ラインを循環させ、電気透析を行って酸
とアルカリと脱塩水とを分離して得る中性塩廃液の再生
回収処理方法であって、該タンク内へ断続的に水を添加
して前記タンク内溶液の？ｌｉ！ｔｉＡ整を行い、且つ
導入中性塩廃液により該タンク内溶液の塩濃度の調整を
行うことを特徴とする中性塩廃液の再生回収処理方法。

（作　用） 上記の如く、本発明に係る中性塩廃液の再生回収処理方
法は、塩ｖＩｉ環用クンタンに中性塩廃液を断続的に導
入し、又、塩循環用タンク内に断続的に水を添加するよ
うにしているので、中性塩廃液は添加水で希釈されなが
ら導入されることになる、この希釈の程度は自由に変え
られる。故に、上記希釈されながら導入される中性塩廃
液の塩濃度は、概ね消費塩濃度の水準にし得る。従って
、該両者の塩濃度を常時確実に把握できれば、該両者の
塩濃度を常時確実に等しくし得、そのため水位低下を確
実に防止し得ることになる。尚、上記の希釈されながら
導入される中性塩廃液の塩濃度とは、導入される中性塩
廃液と添加される水とが混合されたとした場合に得られ
る混合体の塩濃度をいう。

ここで、発生する中性塩廃液の塩濃度および消費塩濃度
が一定の場合は、比較的容易に前記両者の塩１度を把握
し得、両者の塩４度を常時確実に等しくし得る。従って
、容易に水位低下の防止が図れることになる。

しかし、発生する中性塩廃液の塩ｆＡｆｆおよび消費塩
濃度は一定でない場合が多い、この場合は、前記両者の
塩濃度を常時確実にｌＩ！握する事が困難であるので、
両者の塩濃度を常時確実に等しくして水位低下の防止を
確実に達成する事は容易でない。

そこで、本発明に係る方法は、塩循環用タンク内へ中性
塩廃液を断続的に導入し、また、断続的に水を添加する
だけでなく、更に塩循環用タンク内溶液の塩濃度調整を
行い、且つ該タンク内溶液の液層の調整を行うようにし
ている。

ここで、上記塩循環用タンクは、各型が小さいものでよ
く、容重が小さいと、水添加後の濃度が均一になり易く
、タンク内の正確な塩濃度を確認し得る。また、水位は
、比較的容易に把握し得る、故に、塩循環用タンク内の
水位および塩濃度を蹟実に確認しながら、水および中性
塩廃液を導入し得る事になる。

このとき、塩循環用タンクに導入される中性塩廃液の塩
濃度が消費塩濃度より大であれば、水位低下を生じ、こ
の逆に小であれば、水位上昇を生じ、又、両者の濃度が
等しければ、水位が一定となる。これは、換言すると、
塩循環用タンクの水位および塩濃度が一定であれば、前
記両者の塩濃度が等しくなっている事を示している。従
って、塩循環用タンク内の水位および塩濃度が一定とな
るように、水で希釈しながら中性塩廃液を導入すれば、
前記両者の塩濃度を確実に等しくし得る。

本発明に係る方法は、前記の如く、塩循環用タンク内の
水位および塩濃度を確実にｌＩＩ認しながら、水および
中性塩廃液を導入し得るので、塩循環用タンク内の水位
および塩濃度が一定となるように水で希釈しながら中性
塩廃液を導入し得る。故に、前記両者の塩濃度を確実に
等しくし得る。

このように、前記両者の塩′ａ廣を把握する事なく、容
易に両者の塩濃度を常時確実に等しくし得るので、発生
する中性塩廃液の塩濃度および消費塩濃度が一定でない
場合においても、容易に水位低下の防止が図れるように
なる。

又、確実に水位低下を防止し得るので、水を余分に添加
する必要な（、そのため脱塩水のオーバフローを生じな
いようにし得る。

（実施例） １１１隻Ｍ ３０２の４０！ＮａＮＯｓ廃液について、本発明に係る
方法により２５ＺＨｏｚとＢＸＮａＯＨとを分離して得
る再生回収処理を行った。第１図に、第１実施例に係る
４０χＮａＮＯｘ廃液の再生回収処理方法のフローシー
トの概略図を示す、この図に示すように、処理系は、こ
の系から廃液および処理液を全く出さないクローズドシ
ステムとした。第１図を参照しながら以下説明する。

第１図において、（７）はイオン交？Ａ膜電気透析装置
の本体であって、バイポーラ膜、陰イオン交換膜、陽イ
オン交換膜を一組とするセルを８セル有し、有効膜面積
１０ｄｍ”のものである。

塩循環用タンク（３）へ、中性塩廃液タンク（１）から
前記４０χＮａＮ０．廃液を導入すると共に、廃′ｌ＆
希釈用水タンク（２）から水を導入して、塩循環用タン
ク（３）内溶液の量を１０１１８．４度を所定塩濃度の
５ズに調整した。

この調整液を、塩循環ライン（９）により電気透析装置
（７）に導入し、循環した。一方、酸ラインＱＯ）に配
した酸ｖＩｉ環タンクＣ１１）内に水を入れ、接水を酸
ライン００）に循環した。また、アルカリライン（８）
に配したアルカリ循環タンク（５）へ、タンク（５）へ
の注水用水タンク〔４）から水を入れ、接水をアルカリ
ライン（８）に循環した。これらの準備の後、電気透析
を開始した。尚、この電気透析条件、即ち、電気透析装
置（７）の運転軸条件は、溶液の温度３０°Ｃ，電流密
ｆｆ１Ｏ＾／ｄｍ”　、膜面Ｖ＆環流速５ｃｍ／ｓｅｃ
とした０図中（６）は、アルカリオーバフロータンクで
ある。

電気透析の進行に伴い、酸ライン０［Ｄは再生されたＨ
ＮＯｓによりＨＮＯｚ溶液になり、アルカリライン（８
）は再生されたＮａＯＨによりＮａ０ｔ＋溶液になり、
それぞれの濃度が大きくなっていった。これらの溶液は
継続して循環した。一方、塩′Ｉ４環ライン（９）の溶
液は脱塩され、脱塩水になる。この脱塩水もｍ、続して
循環した。また、これらの変化に伴い、塩循環用タンク
（３）内溶液の塩濃度および水位が徐々に低下してきた
。

各溶液循環および電気透析を継続した状態の下、塩循環
用タンク（３）内溶液について濃度計による塩濃度の測
定および水位計による水位の測定を行いながら、塩循環
用タンク（３）へ、中性塩廃液タンク（１）から４０χ
ＮａＮ０．廃液を導入すると共に、廃液希釈用水タンク
（２）から水を導入して、塩循環用タンり（３）内溶液
の水位を所定水位に保った。また、溶液の塩濃度は常に
５χとなるようにした。尚、水位計（図中、ＬＩＣで示
される）は廃液希釈用水タンク（２）の弁と連動し、水
位が低下すると自動的に弁が問いて水が導入され、所定
水位になると弁が閉しるようにした。ａ度計（図中、Ｃ
ＩＧで示される）は中性塩廃液タンク（１）の弁と連動
し、濃度が低下すると自動的に弁が開いて廃液が導入さ
れ、所定４度になると弁が閉じるようにした。

以降、このような各溶液の循環、電気透析、塩ｗｉ環用
タンク（３）内溶液の塩濃度および水位測定を継続して
行い、また、塩循環用タンク（３）への４０χＮａＮ１
１＋廃液および水の導入・添加による塩循環用タンク（
３）内溶液の水位および塩濃度調整を断続的に繰り返し
て行った。

その結果、塩循環用タンク（３）内溶液の極度な水位低
下を招くことなく、所定の塩濃度が確保された。そのた
め、途中運転を停止することなく、準備した３ＯＮの４
０χ％ａＮＯｓ廃液の全てを連続して廃液処理すること
ができた。

また、６７０Ａ＋１の電気盪で７０．５Ｎの８ＸＮａＯ
ＩＩ溶？＆ｈよび３５．５ｆｆｉの２５χＨＮＯｘ７８
液を再生して回収することができた。尚、消費した廃液
希釈用水は、１６．２２であった。

（発明の効果） 本発明に係る中性塩廃液の再生回収処理方法によれば、
中性塩廃液塩の濃度が消費塩濃度に比較して高い場合に
おいても、水位低下およびオーバフロー脱塩水の発生を
生じる事なく、廃液処理しようとする中性塩廃液が無く
なるまで、イオン交換膜電気透析装置の塩循環ラインへ
の導入・循環用溶液を常に有し、連続運転ができるので
、処理効率を向上し得るようになる。

また、この再生回収処理方法は、廃液処理されるだけで
な（、本来的に酸およびアルカリが分離して得られるも
のであり、更に上記の如くオーバフロー脱塩水の発生を
生じなくし得るので、処理液を全く出さないクローズド
システムにし得るようになる。

従って、環境保全、省資源、経済性等の面に優れた廃液
処理、並びに、廃液からの酸およびアルカリの再生回収
処理を、高い処理効率の下で行い得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係る４０χＮａＮ０．廃液の再生
回収処理方法のフローシートの概略図、第２図はＢＰＴ
ｉ、気透析法の原理の概要図、第３図は従来のＢＰ電気
透析法のフローチャートの概略図である。 （１）−中性塩廃液タンク （２）−廃液希釈用水タンク　（３）−塩循環用タンク
（４）−タンク（５）への注水用水タンク（５）−アル
カリ循環タンク （６）−アルカリオーバフロータンク （７）、−イオン交換膜電気透析装置の本体（８）−ア
ルカリライン　　（９）−塩循環ライン００、−酸ライ
ン　　　　　０１）−酸循環タンク０２１−説塩水タン
ク 特許出願人　　神鋼ファウドラー株式会社代　理　人　
　弁理士　　余光　章−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バイポーラ膜、陰イオン交換膜及び陽イオン交換
   膜を有し、且つ酸ライン、アルカリライン及び塩循環用
   タンクをその途中に持つ塩循環ラインを有するイオン交
   換膜電気透析装置の該タンク内に中性塩廃液を断続的に
   導入し、該タンク内溶液の塩濃度を略一定値に調整し、
   該タンク内溶液を塩循環ラインにより電気透析装置に導
   入し、塩循環ラインを循環させ、電気透析を行って酸と
   アルカリと脱塩水とを分離して得る中性塩廃液の再生回
   収処理方法であって、該タンク内へ断続的に水を添加し
   て前記タンク内溶液の液量調整を行い、且つ導入中性塩
   廃液により該タンク内溶液の塩濃度の調整を行うことを
   特徴とする中性塩廃液の再生回収処理方法。