JPH09239245A - 電気透析法および不均質イオン交換膜 - Google Patents
電気透析法および不均質イオン交換膜Info
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- JPH09239245A JPH09239245A JP8048990A JP4899096A JPH09239245A JP H09239245 A JPH09239245 A JP H09239245A JP 8048990 A JP8048990 A JP 8048990A JP 4899096 A JP4899096 A JP 4899096A JP H09239245 A JPH09239245 A JP H09239245A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】塩類の混合溶液から、多価カチオンまたはホウ
酸イオンを容易に除去する。 【解決手段】他のイオンに比べ、多価カチオンまたはホ
ウ酸イオンとキレート結合をつくりやすい、Ｎ、Ｓ、
Ｏ、Ｐから選ばれる元素を含んだ孤立電子対を有するキ
レート形成型官能基を有する不均質イオン交換膜を用
い、ｐＨを調整して電気透析を行う。
酸イオンを容易に除去する。 【解決手段】他のイオンに比べ、多価カチオンまたはホ
ウ酸イオンとキレート結合をつくりやすい、Ｎ、Ｓ、
Ｏ、Ｐから選ばれる元素を含んだ孤立電子対を有するキ
レート形成型官能基を有する不均質イオン交換膜を用
い、ｐＨを調整して電気透析を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気透析法を用い
て、塩類の共存する溶液から多価カチオンまたはホウ酸
イオン等のイオンを除去する方法、および多価カチオン
またはホウ酸イオン等のイオンを透過させる不均質イオ
ン交換膜に関する。
て、塩類の共存する溶液から多価カチオンまたはホウ酸
イオン等のイオンを除去する方法、および多価カチオン
またはホウ酸イオン等のイオンを透過させる不均質イオ
ン交換膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気透析法による脱塩プロセス
は、多価イオンよりも１価イオンをいかに効率的に脱塩
するかという方向で発展してきた。したがって、イオン
交換膜の基本設計は、多価イオンがイオン交換膜に進入
しにくいように、膜表面に緻密な層をつくって篩い分け
効果を持たせたり、反対電荷層をつくり電気的反発層を
形成する方法がとられてきた。
は、多価イオンよりも１価イオンをいかに効率的に脱塩
するかという方向で発展してきた。したがって、イオン
交換膜の基本設計は、多価イオンがイオン交換膜に進入
しにくいように、膜表面に緻密な層をつくって篩い分け
効果を持たせたり、反対電荷層をつくり電気的反発層を
形成する方法がとられてきた。
【０００３】一方、水溶液の精製工程において、種々の
イオンを効率よく脱塩する方法が要求されている。多価
イオンの除去は、電気透析法、蒸発法、逆浸透法等によ
る飲料水製造工程における前処理である軟水化プロセ
ス、ボイラー供給水の前処理である軟水化プロセス、工
業廃水処理分野での重金属除去プロセス等様々な分野に
わたっている。また、ホウ酸イオンの除去は、逆浸透法
による海水淡水化プロセスで製造される飲料水の精製に
おいて必要とされている。従来、これらの多価イオンや
ホウ酸イオンの除去を目的としたプロセスは、イオン交
換樹脂を使用した軟化プロセスが一般に用いられてき
た。
イオンを効率よく脱塩する方法が要求されている。多価
イオンの除去は、電気透析法、蒸発法、逆浸透法等によ
る飲料水製造工程における前処理である軟水化プロセ
ス、ボイラー供給水の前処理である軟水化プロセス、工
業廃水処理分野での重金属除去プロセス等様々な分野に
わたっている。また、ホウ酸イオンの除去は、逆浸透法
による海水淡水化プロセスで製造される飲料水の精製に
おいて必要とされている。従来、これらの多価イオンや
ホウ酸イオンの除去を目的としたプロセスは、イオン交
換樹脂を使用した軟化プロセスが一般に用いられてき
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の樹脂法
プロセスでは、イオン交換樹脂の再生のための薬剤供
給、再生操作のための再生プロセス等煩わしい操作が要
求され、また再生薬剤によって総塩類量が増加し、樹脂
が劣化するという欠点があった。
プロセスでは、イオン交換樹脂の再生のための薬剤供
給、再生操作のための再生プロセス等煩わしい操作が要
求され、また再生薬剤によって総塩類量が増加し、樹脂
が劣化するという欠点があった。
【０００５】本発明は、再生という煩わしい操作が不要
な電気透析法を利用し、多種の塩類が共存する溶液より
多価カチオンまたはホウ酸イオン等のイオンを効率よく
除去する方法、および電気透析の際に好適な、目的イオ
ンを透過する不均質イオン交換膜を提供することを目的
とする。
な電気透析法を利用し、多種の塩類が共存する溶液より
多価カチオンまたはホウ酸イオン等のイオンを効率よく
除去する方法、および電気透析の際に好適な、目的イオ
ンを透過する不均質イオン交換膜を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、隔
膜を用いた電気透析装置を用いて溶液よりイオンを透過
させて除去する方法において、隔膜としてキレート形成
型官能基を有するイオン交換膜を使用し、かつ、濃縮室
側においてキレート形成型官能基のイオンが解離しやす
いように濃縮室の溶液のｐＨを希釈室内の溶液のｐＨに
対して差をつける電気透析法を提供する。
膜を用いた電気透析装置を用いて溶液よりイオンを透過
させて除去する方法において、隔膜としてキレート形成
型官能基を有するイオン交換膜を使用し、かつ、濃縮室
側においてキレート形成型官能基のイオンが解離しやす
いように濃縮室の溶液のｐＨを希釈室内の溶液のｐＨに
対して差をつける電気透析法を提供する。
【０００７】本発明はまた、イオン交換樹脂の粉末とバ
インダーポリマーから構成される不均質イオン交換膜で
あって、イオン交換樹脂がキレート形成型官能基を有す
る樹脂である不均質イオン交換膜を提供する。
インダーポリマーから構成される不均質イオン交換膜で
あって、イオン交換樹脂がキレート形成型官能基を有す
る樹脂である不均質イオン交換膜を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明でキレート形成型官能基と
は、イオンとキレート結合できる官能基であり、Ｎ、
Ｓ、Ｏ、Ｐから選ばれる元素を含んだ孤立電子対を有す
る官能基が好ましい。除去すべき目的のイオンによりそ
の官能基は選定される。多価カチオンを除去する場合、
イミノジ酢酸型−Ｎ（ＣＨ2 ＣＯＯ- ）2 や、ポリアミ
ン型、例えば−ＮＨ（ＣＨ2 ＣＨ2 ＮＨ）n Ｈ （ｎは
１以上の整数）で表される官能基が好ましい。前者はア
ルカリ金属に対するアルカリ土類金属や重金属の選択性
がきわめて大きく、後者はアルカリ金属やアルカリ土類
金属をほとんど吸着しないが重金属の選択性が強い。
は、イオンとキレート結合できる官能基であり、Ｎ、
Ｓ、Ｏ、Ｐから選ばれる元素を含んだ孤立電子対を有す
る官能基が好ましい。除去すべき目的のイオンによりそ
の官能基は選定される。多価カチオンを除去する場合、
イミノジ酢酸型−Ｎ（ＣＨ2 ＣＯＯ- ）2 や、ポリアミ
ン型、例えば−ＮＨ（ＣＨ2 ＣＨ2 ＮＨ）n Ｈ （ｎは
１以上の整数）で表される官能基が好ましい。前者はア
ルカリ金属に対するアルカリ土類金属や重金属の選択性
がきわめて大きく、後者はアルカリ金属やアルカリ土類
金属をほとんど吸着しないが重金属の選択性が強い。
【０００９】したがって、Ｃａ2+、Ｍｇ2+等の多価カチ
オンにはイミノジ酢酸型の官能基が好ましく、Ｆｅ2+、
Ｃｕ2+、Ｚｎ2+、Ｃｄ2+、Ｆｅ3+、Ｃｒ3+、Ａｌ3+等の
多価カチオンにはポリアミン型の官能基が好ましい。
オンにはイミノジ酢酸型の官能基が好ましく、Ｆｅ2+、
Ｃｕ2+、Ｚｎ2+、Ｃｄ2+、Ｆｅ3+、Ｃｒ3+、Ａｌ3+等の
多価カチオンにはポリアミン型の官能基が好ましい。
【００１０】また、ホウ酸イオンを除去する際には、Ｎ
−メチルグルカミン基が他の陰イオンが共存する中でホ
ウ酸イオンを吸着する量が多いため、使用することが好
ましい。
−メチルグルカミン基が他の陰イオンが共存する中でホ
ウ酸イオンを吸着する量が多いため、使用することが好
ましい。
【００１１】キレート形成型官能基は、上述の官能基に
限定されず、１価のカチオンに比べて多価カチオンとキ
レート結合しやすい官能基、または他の陰イオンに比べ
てホウ酸イオンとキレート結合しやすい官能基であれ
ば、いずれも多価カチオン、またはホウ酸イオン選択透
過性イオン交換膜の官能基として利用できる。
限定されず、１価のカチオンに比べて多価カチオンとキ
レート結合しやすい官能基、または他の陰イオンに比べ
てホウ酸イオンとキレート結合しやすい官能基であれ
ば、いずれも多価カチオン、またはホウ酸イオン選択透
過性イオン交換膜の官能基として利用できる。
【００１２】本発明の電気透析法における隔膜は、具体
的にはキレート形成型官能基を有するイオン交換樹脂と
バインダーポリマーから構成される不均質イオン交換膜
が好ましい。キレート形成型官能基をイオン交換膜の重
合過程で導入し、均質膜とすることもできるが、重合、
架橋、活性基の導入という煩雑で敏感な工程を伴うた
め、コストがかかり高価なものとなりやすい。一方、不
均質イオン交換膜は、イオン交換樹脂とバインダーポリ
マーを混練、成形するという比較的簡便な工程により安
価に得られるので好ましい。
的にはキレート形成型官能基を有するイオン交換樹脂と
バインダーポリマーから構成される不均質イオン交換膜
が好ましい。キレート形成型官能基をイオン交換膜の重
合過程で導入し、均質膜とすることもできるが、重合、
架橋、活性基の導入という煩雑で敏感な工程を伴うた
め、コストがかかり高価なものとなりやすい。一方、不
均質イオン交換膜は、イオン交換樹脂とバインダーポリ
マーを混練、成形するという比較的簡便な工程により安
価に得られるので好ましい。
【００１３】不均質イオン交換膜を作製するためのイオ
ン交換樹脂としては、目的のイオンに応じて市販のいわ
ゆるキレート樹脂を使用できる。イオン交換樹脂は粉
砕、分級して樹脂の粒径を調節してから使用することが
好ましい。粒径が大きすぎると、成形性が低下したり、
表面の凹凸が大きくなるため、ピンホールが発生しやす
く好ましくない。
ン交換樹脂としては、目的のイオンに応じて市販のいわ
ゆるキレート樹脂を使用できる。イオン交換樹脂は粉
砕、分級して樹脂の粒径を調節してから使用することが
好ましい。粒径が大きすぎると、成形性が低下したり、
表面の凹凸が大きくなるため、ピンホールが発生しやす
く好ましくない。
【００１４】バインダーポリマーとしては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリイソブチレンなどのポリオレ
フィンの他、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リフッ化ビニリデンなどのポリハロゲン化オレフィン、
イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、
スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジ
エンゴム、エチレン−プロピレンゴムなどの合成ゴムや
天然ゴム、スチレン系熱可塑エラストマー、オレフィン
系熱可塑エラストマーなどを使用できる。
ン、ポリプロピレン、ポリイソブチレンなどのポリオレ
フィンの他、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リフッ化ビニリデンなどのポリハロゲン化オレフィン、
イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、
スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジ
エンゴム、エチレン−プロピレンゴムなどの合成ゴムや
天然ゴム、スチレン系熱可塑エラストマー、オレフィン
系熱可塑エラストマーなどを使用できる。
【００１５】本発明の不均質イオン交換膜は、イオン交
換樹脂を乾燥、粉砕、分級して得られた粒子を上記バイ
ンダーポリマーと混練し、押し出し成形や加熱プレス成
形などの熱溶融成形により作製することが好ましい。
換樹脂を乾燥、粉砕、分級して得られた粒子を上記バイ
ンダーポリマーと混練し、押し出し成形や加熱プレス成
形などの熱溶融成形により作製することが好ましい。
【００１６】本発明において使用できる電気透析装置
は、具体的には次のような構成が好ましい。陽極を備え
る陽極室と陰極を備える陰極室との間に複数枚の陽イオ
ン交換膜と複数枚の陰イオン交換膜とを交互に配列し
て、陽極側が陰イオン交換膜で区画され、陰極側が陽イ
オン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側が陽イオン交
換膜で区画され、陰極側が陰イオン交換膜で区画された
濃縮室とを交互に多数組直列に配置する。脱塩室には供
給液を流し、濃縮室には濃縮された塩類を排出するため
に純水を流しながら電流を流すことにより、脱塩を行う
ことができる。
は、具体的には次のような構成が好ましい。陽極を備え
る陽極室と陰極を備える陰極室との間に複数枚の陽イオ
ン交換膜と複数枚の陰イオン交換膜とを交互に配列し
て、陽極側が陰イオン交換膜で区画され、陰極側が陽イ
オン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側が陽イオン交
換膜で区画され、陰極側が陰イオン交換膜で区画された
濃縮室とを交互に多数組直列に配置する。脱塩室には供
給液を流し、濃縮室には濃縮された塩類を排出するため
に純水を流しながら電流を流すことにより、脱塩を行う
ことができる。
【００１７】電気透析において、イミノジ酢酸型、また
はポリアミン型のキレート形成型官能基を有する不均質
イオン交換膜は、多価カチオンとキレート結合をつくり
やすく、陽イオン交換膜として使用できる。同時に用い
る陰イオン交換膜としては第１、２、３級のアミノ基、
第４級アンモニウム塩基、スルホニウム基等の官能基を
有する市販の陰イオン交換膜をいずれも使用できる。
はポリアミン型のキレート形成型官能基を有する不均質
イオン交換膜は、多価カチオンとキレート結合をつくり
やすく、陽イオン交換膜として使用できる。同時に用い
る陰イオン交換膜としては第１、２、３級のアミノ基、
第４級アンモニウム塩基、スルホニウム基等の官能基を
有する市販の陰イオン交換膜をいずれも使用できる。
【００１８】また、電気透析において、Ｎ−メチルグル
カミン基を有する不均質イオン交換膜は、ホウ酸イオン
とキレート結合をつくりやすく、陰イオン交換膜として
使用できる。同時に用いる陽イオン交換膜はスルホン基
（−ＳＯ3 Ｈ）、カルボン基（−ＣＯＯＨ）、ホスホン
基（−ＰＯ2 Ｈ）、およびそれらに容易に置換できる官
能基等を有する市販の陽イオン交換膜をいずれも使用で
きる。
カミン基を有する不均質イオン交換膜は、ホウ酸イオン
とキレート結合をつくりやすく、陰イオン交換膜として
使用できる。同時に用いる陽イオン交換膜はスルホン基
（−ＳＯ3 Ｈ）、カルボン基（−ＣＯＯＨ）、ホスホン
基（−ＰＯ2 Ｈ）、およびそれらに容易に置換できる官
能基等を有する市販の陽イオン交換膜をいずれも使用で
きる。
【００１９】キレート形成型の官能基に対するイオンの
結合および解離の状態は、溶液のｐＨや共存する他の金
属イオンの種類、イオン強度によって変化する。本発明
の電気透析法では、濃縮室側において、キレート形成型
官能基とキレート結合したイオンが解離しやすいよう
に、濃縮室内の溶液のｐＨを希釈室内の溶液のｐＨに対
して差をつけることが重要である。すなわち、陽イオン
を除去する場合は濃縮室内の溶液のｐＨを希釈室内の溶
液のｐＨより小さくし、陰イオンを除去する場合は逆に
大きくする。ｐＨに差をつける手段としては、酸または
アルカリの添加が好ましい。
結合および解離の状態は、溶液のｐＨや共存する他の金
属イオンの種類、イオン強度によって変化する。本発明
の電気透析法では、濃縮室側において、キレート形成型
官能基とキレート結合したイオンが解離しやすいよう
に、濃縮室内の溶液のｐＨを希釈室内の溶液のｐＨに対
して差をつけることが重要である。すなわち、陽イオン
を除去する場合は濃縮室内の溶液のｐＨを希釈室内の溶
液のｐＨより小さくし、陰イオンを除去する場合は逆に
大きくする。ｐＨに差をつける手段としては、酸または
アルカリの添加が好ましい。
【００２０】具体的には、イミノジ酢酸型やポリアミン
型のキレート形成型官能基を有するイオン交換膜を用い
て多価カチオンを除去する場合は、濃縮室内の溶液のｐ
Ｈを５以下、好ましくは４以下にする。また、Ｎ−メチ
ルグルカミン基を有するイオン交換膜を用いてホウ酸イ
オンを除去する場合は、濃縮室の溶液のｐＨを１０以上
好ましくは１１以上にする。その範囲に設定することに
より、いずれの官能基も多価カチオンまたはホウ酸イオ
ンをより選択的に透過させることができる。
型のキレート形成型官能基を有するイオン交換膜を用い
て多価カチオンを除去する場合は、濃縮室内の溶液のｐ
Ｈを５以下、好ましくは４以下にする。また、Ｎ−メチ
ルグルカミン基を有するイオン交換膜を用いてホウ酸イ
オンを除去する場合は、濃縮室の溶液のｐＨを１０以上
好ましくは１１以上にする。その範囲に設定することに
より、いずれの官能基も多価カチオンまたはホウ酸イオ
ンをより選択的に透過させることができる。
【００２１】本発明の電気透析法を用いることにより、
水溶液の精製工程において、多価カチオンやホウ酸イオ
ンを容易に効率よく除去できる。
水溶液の精製工程において、多価カチオンやホウ酸イオ
ンを容易に効率よく除去できる。
【００２２】
【実施例】以下に本発明の実施例および比較例を説明す
る。実施例において、カチオンの選択透過比は、１価の
Ｎａ+ イオンを基準として次式のように表す。ただし、
数１においてＣX はＸn+イオン（ｎは２以上の整数）の
濃度（単位はｍｅｑ／ｌ）、ＣNaはＮａ+ イオンの濃度
（単位はｍｅｑ／ｌ）である。
る。実施例において、カチオンの選択透過比は、１価の
Ｎａ+ イオンを基準として次式のように表す。ただし、
数１においてＣX はＸn+イオン（ｎは２以上の整数）の
濃度（単位はｍｅｑ／ｌ）、ＣNaはＮａ+ イオンの濃度
（単位はｍｅｑ／ｌ）である。
【００２３】
【数１】
【００２４】［実施例１：Ｃａ2+、Ｍｇ2+イオン選択除
去プロセス］イオン交換樹脂としてイミノジ酢酸型の官
能基を有するキレート樹脂（三菱化学株式会社製、商品
名：ダイヤイオンＣＲ１１）を粉砕し、約５０μｍ以下
の粒径とした。この粉末樹脂を乾燥し、熱可塑性樹脂で
あるポリプロピレン樹脂と混練し、シート状に成形し
た。成形した不均質イオン交換膜の厚みは４００μｍ
で、濾紙検査でのピンホール検査ではピンホールは検出
されなかった。この不均質イオン交換膜とアニオン交換
膜（旭硝子株式会社製、商品名：セレミオンＡＭＴ）と
を３０対組み込み、電気透析槽を組み立てた。使用した
電気透析槽（旭硝子株式会社製、商品名：ＣＳ−０型
槽）は、１枚の有効膜面積１．７２ｄｍ2 、膜面間隔
０．７５ｍｍであった。
去プロセス］イオン交換樹脂としてイミノジ酢酸型の官
能基を有するキレート樹脂（三菱化学株式会社製、商品
名：ダイヤイオンＣＲ１１）を粉砕し、約５０μｍ以下
の粒径とした。この粉末樹脂を乾燥し、熱可塑性樹脂で
あるポリプロピレン樹脂と混練し、シート状に成形し
た。成形した不均質イオン交換膜の厚みは４００μｍ
で、濾紙検査でのピンホール検査ではピンホールは検出
されなかった。この不均質イオン交換膜とアニオン交換
膜（旭硝子株式会社製、商品名：セレミオンＡＭＴ）と
を３０対組み込み、電気透析槽を組み立てた。使用した
電気透析槽（旭硝子株式会社製、商品名：ＣＳ−０型
槽）は、１枚の有効膜面積１．７２ｄｍ2 、膜面間隔
０．７５ｍｍであった。
【００２５】電気透析槽の脱塩室で脱塩された希釈液、
および濃縮室で濃縮された濃縮液はそれぞれ１時間あた
り２００リットル、および２０リットルの速度で循環し
た。希釈液の循環ラインには、表１の組成の供給液（ｐ
Ｈ＝７．０）を１時間あたり２リットル供給し、濃縮液
の循環ラインにはｐＨ＝３．８±０．１になるように塩
酸水溶液を１時間あたり０．５リットル供給した。極液
には供給液と同一組成の液を１時間あたり１０リットル
流した。
および濃縮室で濃縮された濃縮液はそれぞれ１時間あた
り２００リットル、および２０リットルの速度で循環し
た。希釈液の循環ラインには、表１の組成の供給液（ｐ
Ｈ＝７．０）を１時間あたり２リットル供給し、濃縮液
の循環ラインにはｐＨ＝３．８±０．１になるように塩
酸水溶液を１時間あたり０．５リットル供給した。極液
には供給液と同一組成の液を１時間あたり１０リットル
流した。
【００２６】この電気透析層に整流器より直流電流を供
給したところ、電圧は約６０Ｖで、電流値は０．４０Ａ
から０．４３Ａの範囲で変動した。約５時間運転後に電
流が安定したところで、希釈液および濃縮液の循環ライ
ンよりサンプリングし、それぞれの液組成の分析を行っ
た。表１に実験結果（数値の単位はｍｅｑ／ｌ、表２、
表３においても同じ）を示す。
給したところ、電圧は約６０Ｖで、電流値は０．４０Ａ
から０．４３Ａの範囲で変動した。約５時間運転後に電
流が安定したところで、希釈液および濃縮液の循環ライ
ンよりサンプリングし、それぞれの液組成の分析を行っ
た。表１に実験結果（数値の単位はｍｅｑ／ｌ、表２、
表３においても同じ）を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】Ｃｕ2+、Ｎｉ2+、Ａｌ3+イオンの選択透過
比は、９〜１１の範囲であったが、Ｃａ2+、Ｍｇ2+イオ
ンの選択透過比も４〜６と高い値が得られた。操作電圧
が高く、電流値が多少変動したものの、目的のＣａ2+、
Ｍｇ2+イオンを比較例の一般膜に比較して効率よく除去
できた。
比は、９〜１１の範囲であったが、Ｃａ2+、Ｍｇ2+イオ
ンの選択透過比も４〜６と高い値が得られた。操作電圧
が高く、電流値が多少変動したものの、目的のＣａ2+、
Ｍｇ2+イオンを比較例の一般膜に比較して効率よく除去
できた。
【００２９】［実施例２：Ｃｕ2+、Ｎｉ2+、Ａｌ3+イオ
ン選択除去プロセス］イオン交換樹脂としてポリアミン
型の官能基を有するキレート樹脂（三菱化学株式会社
製、商品名：ダイヤイオンＣＲ２０）を用いる以外は実
施例１と同様の方法でピンホールのない不均質イオン交
換膜を作製し、実施例１と同様の方法で、ｐＨを３．８
±０．１に保ちながら脱塩試験を行った。
ン選択除去プロセス］イオン交換樹脂としてポリアミン
型の官能基を有するキレート樹脂（三菱化学株式会社
製、商品名：ダイヤイオンＣＲ２０）を用いる以外は実
施例１と同様の方法でピンホールのない不均質イオン交
換膜を作製し、実施例１と同様の方法で、ｐＨを３．８
±０．１に保ちながら脱塩試験を行った。
【００３０】そのときの電圧は約４５Ｖで、電流値は
０．４Ａの値が得られた。約５時間運転後に電流が安定
したところで、希釈液および濃縮液の循環ラインよりサ
ンプリングし、液組成の分析を行った。表２に実験結果
を示す。
０．４Ａの値が得られた。約５時間運転後に電流が安定
したところで、希釈液および濃縮液の循環ラインよりサ
ンプリングし、液組成の分析を行った。表２に実験結果
を示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】Ｃｕ2+、Ｎｉ2+、Ａｌ3+イオンの選択透過
比は、５〜７の範囲であったが、Ｃａ2+、Ｍｇ2+イオン
の選択透過比は１．２〜１．４と低い値であった。操作
電圧も低めで電流値も変動することなく安定に運転で
き、特にＣｕ2+、Ｎｉ2+、Ａｌ3+イオンを効率良く除去
できた。
比は、５〜７の範囲であったが、Ｃａ2+、Ｍｇ2+イオン
の選択透過比は１．２〜１．４と低い値であった。操作
電圧も低めで電流値も変動することなく安定に運転で
き、特にＣｕ2+、Ｎｉ2+、Ａｌ3+イオンを効率良く除去
できた。
【００３３】［比較例１］イオン交換樹脂としてスルホ
ン系強酸性陽イオン交換樹脂（三菱化学株式会社製、商
品名：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ）を用いる以外は実施例１
と同様の方法でピンホールのない不均質イオン交換膜を
作製し、実施例１と同様の方法で、ｐＨを３．８±０．
１に保ちながら脱塩試験を行った。
ン系強酸性陽イオン交換樹脂（三菱化学株式会社製、商
品名：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ）を用いる以外は実施例１
と同様の方法でピンホールのない不均質イオン交換膜を
作製し、実施例１と同様の方法で、ｐＨを３．８±０．
１に保ちながら脱塩試験を行った。
【００３４】このときの電圧は約４０Ｖで、電流値は
０．４Ａの値が得られた。約５時間運転後に電流が安定
したところで、希釈液および濃縮液の循環ラインよりサ
ンプリングし、液組成の分析を行った。表３に実験結果
を示す。
０．４Ａの値が得られた。約５時間運転後に電流が安定
したところで、希釈液および濃縮液の循環ラインよりサ
ンプリングし、液組成の分析を行った。表３に実験結果
を示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】Ｃｕ2+、Ｎｉ2+、Ａｌ3+イオンの選択透過
比は１．７〜２．２の範囲にあり、Ｃａ2+、Ｍｇ2+イオ
ンの選択透過比も１．１〜１．３の範囲でともに低い値
であった。操作電圧が低く安定して運転できたが、多価
カチオンを効率よく除去することはできなかった。
比は１．７〜２．２の範囲にあり、Ｃａ2+、Ｍｇ2+イオ
ンの選択透過比も１．１〜１．３の範囲でともに低い値
であった。操作電圧が低く安定して運転できたが、多価
カチオンを効率よく除去することはできなかった。
【００３７】
【発明の効果】本発明の電気透析法を行うことにより、
例えば水溶液の精製工程等において、イオン交換樹脂を
用いたプロセスのような再生や薬剤の供給といった煩わ
しい操作をすることなく、多価カチオンやホウ酸イオン
を容易に選択的に除去できる。
例えば水溶液の精製工程等において、イオン交換樹脂を
用いたプロセスのような再生や薬剤の供給といった煩わ
しい操作をすることなく、多価カチオンやホウ酸イオン
を容易に選択的に除去できる。
【００３８】また、本発明の不均質イオン交換膜は、重
合や反応という工程がなく、比較的簡便な工程により安
価に得られる。
合や反応という工程がなく、比較的簡便な工程により安
価に得られる。
Claims (6)
- 【請求項１】隔膜を用いた電気透析装置を用いて溶液よ
りイオンを透過させて除去する方法において、隔膜とし
てキレート形成型官能基を有するイオン交換膜を使用
し、かつ、濃縮室側においてキレート形成型官能基に結
合したイオンが解離しやすいように濃縮室の溶液のｐＨ
を希釈室内の溶液のｐＨに対して差をつける電気透析
法。 - 【請求項２】キレート形成型官能基がイミノジ酢酸型ま
たはポリアミン型であり、かつ、濃縮室内の溶液のｐＨ
が５以下である請求項１の電気透析法。 - 【請求項３】キレート形成型官能基がＮ−メチルグルカ
ミン基であり、かつ、濃縮室内の溶液のｐＨが１０以上
である請求項１の電気透析法。 - 【請求項４】イオン交換膜が、イオン交換樹脂の粉末と
バインダーポリマーから構成される不均質イオン交換膜
である請求項１、２または３の電気透析法。 - 【請求項５】イオン交換樹脂の粉末とバインダーポリマ
ーから構成される不均質イオン交換膜であって、イオン
交換樹脂がキレート形成型官能基を有する樹脂である不
均質イオン交換膜。 - 【請求項６】キレート形成型官能基が、イミノジ酢酸
型、ポリアミン型、およびＮ−メチルグルカミン基から
選ばれるいずれかのキレート形成型官能基である請求項
５の不均質イオン交換膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8048990A JPH09239245A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 電気透析法および不均質イオン交換膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8048990A JPH09239245A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 電気透析法および不均質イオン交換膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239245A true JPH09239245A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12818674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8048990A Pending JPH09239245A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 電気透析法および不均質イオン交換膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239245A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505241A (ja) * | 2007-11-30 | 2011-02-24 | シーメンス ウォーター テクノロジース コーポレイション | 水処理のためのシステム及び方法 |
| JP2015195376A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電気透析装置と電気透析方法およびそれを用いたエッチング装置 |
| JP2020015007A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | オルガノ株式会社 | 電気式脱イオン水製造装置 |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP8048990A patent/JPH09239245A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505241A (ja) * | 2007-11-30 | 2011-02-24 | シーメンス ウォーター テクノロジース コーポレイション | 水処理のためのシステム及び方法 |
| JP2015195376A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電気透析装置と電気透析方法およびそれを用いたエッチング装置 |
| JP2020015007A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | オルガノ株式会社 | 電気式脱イオン水製造装置 |
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