JPH11207151A - Method for separating minerals in solution - Google Patents
Method for separating minerals in solutionInfo
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- JPH11207151A JPH11207151A JP10012283A JP1228398A JPH11207151A JP H11207151 A JPH11207151 A JP H11207151A JP 10012283 A JP10012283 A JP 10012283A JP 1228398 A JP1228398 A JP 1228398A JP H11207151 A JPH11207151 A JP H11207151A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】1価イオン及び多価イオンを含む溶液に残留す
るNaイオン及びClイオンの量を低減する。
【解決手段】湿式酸化処理尿である分離対象溶液1は、
Na,K,Clなどの1価イオンとCa,Mg,S
O4 ,PO4 などの多価イオンをミネラル成分として含
有する。分離対象溶液1は、混合槽3内で固体または水
溶液のKCl2と混合される。混合槽3内の分離対象溶
液1は、電気透析装置4に供給され、電気透析により、
1価イオンが除去された脱塩液5、及び1価イオン濃縮
液6に分離される。KClを添加して、脱塩液に残留す
るKの量を増やしてやればKCl添加前に比べて、多価
イオンの透過が始まる限界1価陽イオン濃度を下げるこ
とができる。これにより電気透析後のNaの残留量が減
ると同時に、溶液内の電気的中性条件を満足させるため
Clイオンが減少する。
(57) [Object] To reduce the amount of Na ions and Cl ions remaining in a solution containing monovalent ions and polyvalent ions. SOLUTION: A solution 1 to be separated, which is wet-oxidized urine,
Monovalent ions such as Na, K, Cl and Ca, Mg, S
Polyvalent ions such as O 4 and PO 4 are contained as mineral components. The solution 1 to be separated is mixed with a solid or an aqueous solution of KCl 2 in a mixing tank 3. The solution 1 to be separated in the mixing tank 3 is supplied to an electrodialysis device 4 and, by electrodialysis,
It is separated into a desalted solution 5 from which monovalent ions have been removed and a monovalent ion concentrate 6. If KCl is added to increase the amount of K remaining in the desalted solution, the limit monovalent cation concentration at which multivalent ion permeation starts can be reduced as compared to before KCl addition. As a result, the amount of Na remaining after electrodialysis is reduced, and at the same time, Cl ions are reduced in order to satisfy the electrically neutral condition in the solution.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ミネラル分離方法
に係り、特に閉鎖系での物質リサイクルを成立させるた
めに好適なミネラル分離方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for separating minerals, and more particularly to a method for separating minerals suitable for establishing material recycling in a closed system.
【0002】[0002]
【従来の技術】Na,K,Clなど1価イオン、及びC
a,Mg,SO4 ,PO4 などの多価イオンをミネラル
成分として含有する溶液(例えば人間の尿)から人間の
生存に必要なNaClと、植物の生育に必要なイオンを
分離・回収する方法としては、特開平7−39728号公報
に記載されたものがある。2. Description of the Related Art Monovalent ions such as Na, K and Cl, and C
a, a method for separating and recovering NaCl required for human survival and ions required for plant growth from a solution (for example, human urine) containing multivalent ions such as Mg, SO 4 , and PO 4 as a mineral component For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 7-39728 discloses a method.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、分離
対象となる溶液をそのまま電気透析することから、例え
ば人間の尿のように1価の陽イオンが1価の陰イオンに
比べて過剰であり、かつNaイオンがKイオンに比べて
非常に多い溶液からミネラルを分離・回収する場合に
は、以下のような問題が生じる。第一に、電気透析後の
分離対象溶液(以下脱塩液と呼ぶ)の中に大量のNaイ
オンとClイオンが残留することである。ここで、Na
とClを残留させないために長時間の電気透析を続ける
と2価イオンが1価イオンと共に除去されてしまう(図
10)。第二に、電気透析により生じた1価イオンの濃
縮液に植物の生育に必要なKイオンが含まれ、温度差晶
析によりKClの形で取り出されることである。In the prior art, since the solution to be separated is subjected to electrodialysis as it is, for example, monovalent cations are excessive in comparison with monovalent anions, such as human urine. In the case where minerals are separated and recovered from a solution having a large amount of Na ions as compared with K ions, the following problems occur. First, a large amount of Na ions and Cl ions remain in a solution to be separated after electrodialysis (hereinafter, referred to as a desalted solution). Where Na
If electrodialysis is continued for a long time so as not to leave Cl and Cl, divalent ions are removed together with monovalent ions (FIG. 10). Second, the monovalent ion concentrate generated by electrodialysis contains K ions necessary for plant growth, and is extracted in the form of KCl by temperature difference crystallization.
【0004】閉鎖系では、尿から1価イオンを除去した
脱塩液を通常そのまま植物栽培の養液として用いる。し
かし、脱塩液内にNaイオン及びClイオンが多量に存
在すると塩害を引き起こす。かといって、過剰な電気透
析により2価イオンが除去されてしまった脱塩液では、
植物の生長に不可欠なCa,Mg,S、及びPといった
ミネラル成分が不足してしまう。また、KClとして取
り出され、植物の生長に必要不可欠なミネラル成分であ
るKイオンを、塩害を起こさぬように植物栽培にリサイ
クル利用するには、KイオンとClイオンを分離する複
雑なプロセスが新たに必要になる。In a closed system, a desalted solution obtained by removing monovalent ions from urine is usually used as it is as a nutrient solution for plant cultivation. However, when a large amount of Na ions and Cl ions are present in the desalted solution, salt damage is caused. However, in a desalinated solution from which divalent ions have been removed by excessive electrodialysis,
Mineral components such as Ca, Mg, S, and P, which are indispensable for plant growth, are deficient. In order to recycle K ions, which are extracted as KCl and are essential minerals for plant growth, to plant cultivation without causing salt damage, a complex process for separating K ions and Cl ions is required. Is needed.
【0005】本発明の目的は、1価イオン及び多価イオ
ンを含む溶液に残留するNaイオン及びClイオンの量
を低減できる溶液中のミネラル回収方法を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a method for recovering minerals in a solution that can reduce the amount of Na ions and Cl ions remaining in a solution containing monovalent ions and polyvalent ions.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第1
発明の特徴は、1価イオン及び多価イオンをミネラル成
分として含有する溶液中の前記1価イオンと前記多価イ
オンを電気透析により分離する溶液中のミネラル分離方
法において、前記溶液中にKClを添加して前記電気透
析を行うことにある。1価イオンとしてはNa,K,C
lなどがあり、多価イオンとしてはCa,Mg,S
O4 ,PO4 などがある。A first aspect of the present invention for achieving the above object is as follows.
A feature of the invention is a method for separating minerals in a solution containing monovalent ions and polyvalent ions as a mineral component by electrodialysis of the monovalent ions and the polyvalent ions, wherein KCl is contained in the solution. And electrodialysis as described above. Na, K, C as monovalent ions
and polyvalent ions such as Ca, Mg, S
O 4 , PO 4 and the like.
【0007】NaとKを1価陽イオン選択性透過膜を用
いて電気透析で透過させる場合、Naに比べてKの方
が、多価イオンに対して透過性が高い。即ちNaであれ
ば多価イオンも膜を透過してしまうほど、多価のイオン
が比較的多く存在するような条件下でも、Kが選択的に
膜を透過しやすい。このためKClを添加して、脱塩液
に残留するKの量を増やしてやればKCl添加前に比べ
て、多価イオンの透過が始まる限界1価陽イオン濃度を
下げることができる。1価陽イオン選択性透過膜と1価
陰イオン選択性透過膜を用いた本発明で使用する電気透
析法では、これにより電気透析後のNa等の1価陽イオ
ンの残留量が減ると同時に、溶液内の電気的中性条件を
満足するため1価陽イオンの残留量の減少に見合う分の
1価の陰イオン即ちClイオンが、1価陰イオン選択性
透過膜を透過することから電気透析後に残留する1価イ
オンの量を減らすことができる。When Na and K are permeated by electrodialysis using a monovalent cation selective permeable membrane, K has higher permeability to polyvalent ions than Na. In other words, if Na is used, K easily penetrates the membrane selectively, even under conditions where polyvalent ions are present in a relatively large amount, so that multivalent ions permeate the membrane. Therefore, if KCl is added to increase the amount of K remaining in the desalted solution, the limit monovalent cation concentration at which multivalent ions start to permeate can be reduced as compared to before KCl addition. In the electrodialysis method used in the present invention using a monovalent cation-selective permeable membrane and a monovalent anion-selective permeable membrane, the amount of residual monovalent cations such as Na after electrodialysis is reduced. In order to satisfy the electric neutral condition in the solution, a monovalent anion, that is, Cl ion corresponding to the decrease in the residual amount of the monovalent cation passes through the monovalent anion-selective permeable membrane. The amount of monovalent ions remaining after dialysis can be reduced.
【0008】上記目的を達成する第2発明の特徴は、1
価イオン及び多価イオンをミネラル成分として含有する
溶液中の前記1価イオンと前記多価イオンを電気透析に
より分離し、前記電気透析後に取り出されるNaイオン
及びKイオンを含む溶液からKとNaをKClとNaC
lの形で分離・回収する溶液中のミネラル回収方法にお
いて、回収されたKClを、1価イオンと多価イオンを
電気透析により分離する手段にリサイクルさせることに
ある。[0008] The features of the second invention for achieving the above object are as follows.
The monovalent ions and the polyvalent ions in the solution containing a valence ion and a polyvalent ion as a mineral component are separated by electrodialysis, and K and Na are separated from a solution containing Na ions and K ions taken out after the electrodialysis. KCl and NaC
In a method for recovering a mineral in a solution to be separated and recovered in the form of 1, the recovered KCl is recycled to means for separating monovalent ions and polyvalent ions by electrodialysis.
【0009】回収されたKClを再利用するので、電気
透析を行う上記溶液に添加する新たなKClの量を低減
できる。Since the recovered KCl is reused, the amount of new KCl to be added to the solution for electrodialysis can be reduced.
【0010】上記目的を達成する第3発明の特徴は、前
記溶液中に添加するKCl量を、前記回収されるKCl
量と等しくすることにある。A third feature of the present invention that achieves the above object is that the amount of KCl added to the solution is determined by the amount of the recovered KCl.
Is to make it equal to the quantity.
【0011】溶液中に添加されるKClは全て回収され
たKClとなるので、外部から新たに添加するKClが
不要となる。Since KCl added to the solution is all recovered KCl, KCl newly added from the outside becomes unnecessary.
【0012】上記目的を達成する第4発明の特徴は、1
価イオン及び多価イオンをミネラル成分として含有する
溶液中の前記1価イオンと前記多価イオンを電気透析に
より分離する溶液中のミネラル回収方法において、前記
溶液を電気透析した後の残留溶液中にKClを添加して
さらに電気透析を行うことにある。[0012] The features of the fourth invention for achieving the above object are as follows.
In the method for recovering a monovalent ion and a polyvalent ion in a solution containing a valence ion and a polyvalent ion as a mineral component in a solution in which the monovalent ion and the polyvalent ion are separated by electrodialysis, the residual solution after the solution is electrodialyzed It is to perform electrodialysis further by adding KCl.
【0013】残留溶液は脱塩液であり、この残留溶液に
KClを添加して電気透析を行うことにより、この電気
透析により得られた脱塩液に含まれるNaイオンの量が
著しく少なくなる。The residual solution is a desalted solution. By adding KCl to the residual solution and performing electrodialysis, the amount of Na ions contained in the desalted solution obtained by the electrodialysis is significantly reduced.
【0014】上記目的を達成する第5発明の特徴は、そ
れぞれの透析により生じた1価イオンの濃縮された溶液
を、KClとNaClに分離・回収し、回収されたKC
lの一部を、前記残留溶液に添加するKClとして利用
することにある。A fifth feature of the present invention to achieve the above object is that a concentrated solution of monovalent ions generated by each dialysis is separated and recovered into KCl and NaCl, and the recovered KC
Part of 1 is used as KCl added to the residual solution.
【0015】第5発明は、第2発明と同じ作用効果を生
じる。The fifth invention has the same function and effect as the second invention.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】(実施例1)湿式酸化処理された
溶液(尿)は、微量の多価イオン(Ca2+,Mg3+,SO4
2-,PO4 3-等)及び多量の1価イオン(Na+,K+,
Cl-等)が含まれている。Na+とCl-のモル濃度は
ほぼ等しい。この湿式酸化処理された尿からNaClを
除去するシステムに本発明を適用して得られる好適な一
実施例である溶液中のミネラル分離方法を図1を用いて
説明する。湿式酸化処理尿である分離対象溶液1は、混
合槽3内で固体または水溶液のKCl2と混合される。
混合槽3内の分離対象溶液1は、電気透析装置4に供給
され、電気透析により、1価イオンが除去された脱塩液
5、及び1価イオン濃縮液6に分離される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Example 1) A solution (urine) subjected to wet oxidation treatment contains trace amounts of polyvalent ions (Ca 2+ , Mg 3+ , SO 4).
2- , PO 4 3-, etc.) and a large amount of monovalent ions (Na + , K + ,
Cl - etc.). Na + and Cl - molar concentration of substantially equal. A method for separating minerals in a solution, which is a preferred embodiment obtained by applying the present invention to a system for removing NaCl from urine subjected to wet oxidation treatment, will be described with reference to FIG. The solution 1 to be separated, which is wet-oxidized urine, is mixed with a solid or aqueous solution of KCl 2 in the mixing tank 3.
The solution 1 to be separated in the mixing tank 3 is supplied to an electrodialysis device 4 and separated into a desalted solution 5 from which monovalent ions have been removed and a monovalent ion concentrate 6 by electrodialysis.
【0017】電気透析装置4は、例えば図2に示される
ように、交互に配置された1価陽イオン選択性透過膜4
1及び1価陰イオン選択性透過膜42によって仕切られ
た複数の溶液室45及び46を有する。これらの溶液室
45及び46は交互に配置される。各溶液室46は、入
口側配管23及び出口側配管24によって混合槽3に接
続される。循環ポンプ22が、入口側配管23に設置さ
れる。各溶液室45は、入口側配管26及び出口側配管
27によってタンク21に接続される。循環ポンプ25
が、入口側配管26に設置される。バルブ32を備える
脱塩液排出管31が、混合槽3に接続される。バルブ3
4を備える1価イオン濃縮液排出管33が、タンク21
に接続される。As shown in FIG. 2, for example, the electrodialysis apparatus 4 comprises monovalent cation-selective permeable membranes 4 arranged alternately.
It has a plurality of solution chambers 45 and 46 separated by a mono- and monovalent anion-selective permeable membrane 42. These solution chambers 45 and 46 are arranged alternately. Each solution chamber 46 is connected to the mixing tank 3 by an inlet pipe 23 and an outlet pipe 24. A circulation pump 22 is provided on the inlet side pipe 23. Each solution chamber 45 is connected to the tank 21 by an inlet pipe 26 and an outlet pipe 27. Circulation pump 25
Is installed in the inlet side pipe 26. A desalted liquid discharge pipe 31 having a valve 32 is connected to the mixing tank 3. Valve 3
The monovalent ion concentrate discharge pipe 33 provided with the
Connected to.
【0018】陰電極44が、図2において最も右側の溶
液室46内に配置される。図2において最も左側に位置
する1価陽イオン選択性透過膜41に接して、陽極室4
7が存在する。陽電極43が陽極室47内に配置され
る。陽極室47は、循環配管30によってタンク29に
接続される。循環ポンプ28が、循環配管30に設けら
れる。これらの溶液室45及び46は交互に配置され
る。A negative electrode 44 is disposed in a solution chamber 46 on the rightmost side in FIG. In contact with the monovalent cation selective permeable membrane 41 located on the leftmost side in FIG.
7 are present. A positive electrode 43 is arranged in the anode chamber 47. The anode chamber 47 is connected to the tank 29 by the circulation pipe 30. A circulation pump 28 is provided on the circulation pipe 30. These solution chambers 45 and 46 are arranged alternately.
【0019】分離対象溶液1及びKCl2が混合されて
混合槽3内に供給される。この混合溶液は、循環ポンプ
22の駆動により溶液室46に供給される。溶液室45
にはタンク21内の溶液が循環ポンプ25により供給さ
れる。直流電圧が陽電極43と陰電極44との間に印加
される。このため、混合溶液に含まれている1価陰イオ
ン(Cl- 等)は、1価陰イオン選択性透過膜42を透
過して陽電極側で隣接する溶液室45内に移行する。ま
た1価陽イオン(Na+ ,K+ 等)は、1価陽イオン選
択性透過膜43を透過して陰電極側で隣接する溶液室4
5内に移行する。溶液室46内の溶液から溶液室45内
の溶液に移行する1価陰イオン及び1価陽イオンのモル
数は同じである。溶液室46内の溶液は溶液室45と混
合槽3との間を循環し、溶液室45内の溶液は溶液室4
5とタンク21との間を循環する。溶液室46内の溶液
は、循環するうちに1価陰イオン及び1価陽イオンの濃
度を低下させ、相対的に多価イオンの濃度を増加させ
る。1価陰イオン及び1価陽イオンの濃度が低下した溶
液室46内の溶液は、脱塩液となる。一方、溶液室45
内の溶液は、循環するうちに1価陰イオン及び1価陽イ
オンの濃度を高める。選択性透過膜42を透過して陽電
極側で隣接する溶液室45内に移行する。The solution 1 to be separated and KCl 2 are mixed and supplied into the mixing tank 3. This mixed solution is supplied to the solution chamber 46 by driving the circulation pump 22. Solution chamber 45
, The solution in the tank 21 is supplied by the circulation pump 25. A DC voltage is applied between the positive electrode 43 and the negative electrode 44. Therefore, monovalent anions (such as Cl − ) contained in the mixed solution permeate through the monovalent anion-selective permeable membrane 42 and move into the solution chamber 45 adjacent on the positive electrode side. Further, monovalent cations (Na + , K +, etc.) permeate through the monovalent cation selective permeable membrane 43 and are adjacent to the solution chamber 4 on the negative electrode side.
Move to within 5. The number of moles of monovalent anions and monovalent cations transferred from the solution in the solution chamber 46 to the solution in the solution chamber 45 is the same. The solution in the solution chamber 46 circulates between the solution chamber 45 and the mixing tank 3, and the solution in the solution chamber 45 is
5 and the tank 21. The solution in the solution chamber 46 reduces the concentration of monovalent anions and monovalent cations while circulating, and relatively increases the concentration of polyvalent ions. The solution in the solution chamber 46 in which the concentrations of the monovalent anion and the monovalent cation are reduced becomes a desalted solution. On the other hand, the solution chamber 45
The solution within increases the concentration of monovalent anions and monovalent cations during circulation. The light passes through the selective permeable membrane 42 and moves into the adjacent solution chamber 45 on the positive electrode side.
【0020】1価陽イオン選択性透過膜41でのKとN
aの輸率をそれぞれtK とtNaとするとKのNaに対す
る相対輸率はtK /tNa(これをRとする)で表され
る。この相対輸率の値はKかNaのどちらかの濃度が十
分ある限りほぼ一定に保たれる。尚、輸率は1価陽イオ
ン選択性透過膜41であるイオンの輸率は、そのイオン
が1価陽イオン選択性透過膜41をどれだけ透過しやす
いかを表す指標である。相対輸率は比較の対象となるイ
オンに対してそのイオンがどれだけ膜を通りやすいかの
指標である。K and N at the monovalent cation selective permeable membrane 41
Assuming that the transport numbers of a are t K and t Na , respectively, the relative transport number of K to Na is represented by t K / t Na (this is R). The value of this relative transport number is kept almost constant as long as the concentration of either K or Na is sufficient. Note that the transport number is an index indicating how easily the ions permeate the monovalent cation selective permeable membrane 41. The relative transport number is an index of how easily the ion to be compared passes through the membrane with respect to the ion to be compared.
【0021】脱塩前の分離対象溶液1に含まれるKイオ
ンの量をNK0,Naイオンの量をNNa0 とすると、脱塩
された分離対象溶液1に含まれるKイオンとNaイオン
の総量がNとなったときのNaイオンのイオン量は、主
としてNK0とNNa0 とRによって変化し、NNa0 が一定
の時、NK0が大きくなるにつれて小さくなる。KClの添
加によってNK0が大きくなるので、KClの添加前後の
NNaをNが等しくなるようそれぞれ電気透析した後に比
較すると、KCl添加時の方がNNaは小さくなる。従っ
て、KClを添加することによって1価陽イオン選択性
透過膜41を透過するNaイオンの量が増加し、分離対
象溶液1から回収されるNaイオンの回収率が向上す
る。当然のことながら、分離対象溶液1中に残存するN
aイオン量はより減少する。 Assuming that the amount of K ions contained in the solution 1 to be separated before desalting is N K0 and the amount of Na ions is N Na0 , the total amount of K ions and Na ions contained in the desalted solution 1 to be separated When N becomes N, the ion amount of Na ion changes mainly with N K0 , N Na0 and R. When N Na0 is constant, it decreases as N K0 increases. Since N K0 increases by the addition of KCl, when comparing the N Na before and after the addition of KCl after each electrodialysis so that N is equal, it at KCl added N Na is reduced. Therefore, by adding KCl, the amount of Na ions permeating through the monovalent cation selective permeable membrane 41 is increased, and the recovery rate of Na ions recovered from the solution 1 to be separated is improved. Naturally, N remaining in the solution 1 to be separated
The amount of a ions decreases more.
【0022】本実施例において、混合槽3と溶液室46
との間を循環する溶液に含まれる各陽イオンの透析時間
に対する濃度変化を、図3に示し、その溶液に含まれる
各陰イオンの透析時間に対する濃度変化を、図4に示
す。K,Na,Clともに透析時間にほぼ比例して濃度
が減少している。また、Naに比べてKの方が減少率が
高い。In this embodiment, the mixing tank 3 and the solution chamber 46
FIG. 3 shows a change in concentration of each cation contained in the solution circulating between and with respect to the dialysis time, and FIG. 4 shows a concentration change of each anion contained in the solution with respect to the dialysis time. The concentrations of K, Na and Cl all decreased almost in proportion to the dialysis time. Further, the reduction rate of K is higher than that of Na.
【0023】本実施例において、KClを分離対象溶液
1kgにつき5380mg添加して電気透析を行った場合
と、従来と同様にKClを添加せずに電気透析を行った
ときの、電気透析後に残留する1価イオン量の比較を図
5に示す。Kの残留量は従来の約3倍となるが、Naイ
オンとClイオンの量は従来の2/3と大幅に減少す
る。このNaイオン及びClイオンの削減効果は、KC
lの添加量を増加させればより大きく、減少させればよ
り小さくなる。また電気透析(脱塩処理)の終了に要する
時間は、電気透析装置4の構成が同じで流す電流量が等
しければ、KClの添加量と共に増加する。In the present embodiment, KCl is added to 5380 mg per 1 kg of the solution to be separated and electrodialysis is performed. In the same manner as in the prior art, electrodialysis is performed without adding KCl. FIG. 5 shows a comparison of the amount of monovalent ions. Although the residual amount of K is about three times that of the conventional case, the amounts of Na ions and Cl ions are greatly reduced to two thirds of the conventional case. The effect of reducing Na ions and Cl ions is as follows.
The larger the amount of 1 added, the larger and the smaller the added amount, the smaller. In addition, the time required for completing the electrodialysis (desalting treatment) increases with the addition amount of KCl, provided that the configuration of the electrodialysis device 4 is the same and the amount of current flowing is equal.
【0024】(実施例2)本発明の他の実施例である溶
液中のミネラル分離方法を図6を用いて説明する。本実
施例は、実施例1に温度差晶析装置7を設け、温度差晶
析装置7で分離解消されたKCl2が混合槽3に供給さ
れる。本実施例の他の構成は、実施例1と同じである。
本実施例における電気透析装置4は、図2の構成を有す
る。図2に示す1価イオン濃縮液排出管33が温度差晶
析装置7に接続される。(Embodiment 2) A method for separating minerals in a solution according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a temperature difference crystallization device 7 is provided in the first embodiment, and KCl 2 separated and eliminated by the temperature difference crystallization device 7 is supplied to the mixing tank 3. Other configurations of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
The electrodialysis device 4 in the present embodiment has the configuration shown in FIG. The monovalent ion concentrated solution discharge pipe 33 shown in FIG. 2 is connected to the temperature difference crystallization device 7.
【0025】本実施例も実施例1と同様に湿式酸化処理
尿である分離対象溶液1を処理する。本実施例は、実施
例1で得られた1価イオン濃縮液6を、温度差晶析装置
7を用いてKClとNaClとに分離し、KClを上記
したように再利用する。In the present embodiment, the separation target solution 1 which is wet-oxidized urine is treated similarly to the first embodiment. In the present example, the monovalent ion concentrate 6 obtained in Example 1 is separated into KCl and NaCl using a temperature difference crystallization apparatus 7, and KCl is reused as described above.
【0026】温度差晶析装置7で行われる1価イオン濃
縮液6の処理について以下に説明する。本実施例で得ら
れた1価イオン濃縮液6は、湿式酸化処理した尿をその
まま電気透析して得られた1価イオン濃縮液と異なり、
KClが過剰になっている。このような状態での温度差
晶析装置7の運転を図7を用いて述べる。The treatment of the monovalent ion concentrate 6 performed in the temperature difference crystallizer 7 will be described below. The monovalent ion concentrate 6 obtained in this example is different from a monovalent ion concentrate obtained by electrodialysis of wet-oxidized urine as it is,
KCl is in excess. The operation of the temperature difference crystallization apparatus 7 in such a state will be described with reference to FIG.
【0027】温度差晶析装置7内には、高温部(90
℃)と低温部(20℃)が存在する。高温部でKClを
析出させ、低温部でKClを析出させる。このため、図
7のa行程のように、高温部における1価イオン濃縮液
6に含まれるKCl及びNaClの濃度が高温部での共
晶点に対する飽和濃度に達するまでの間、低温部におい
てKClが析出する程度まで高温部で1価イオン濃縮液
6中の水分を蒸発させ、低温部でKClを析出させなが
ら、1価イオン濃縮液6を低温部と高温部との間で循環
させる。The high temperature section (90
° C) and a low temperature part (20 ° C). KCl is precipitated in a high temperature part and KCl is precipitated in a low temperature part. For this reason, as shown in step a of FIG. 7, the KCl and NaCl contained in the monovalent ion concentrate 6 in the high-temperature portion reach the saturation concentration with respect to the eutectic point in the high-temperature portion, and the KCl The monovalent ion concentrate 6 is circulated between the low temperature portion and the high temperature portion while evaporating the water in the monovalent ion concentrate 6 in the high temperature portion until KCl precipitates, and depositing KCl in the low temperature portion.
【0028】次の(1)〜(3)のプロセスで高温部にN
aClを析出させるので、KClを高温部で析出させな
いように高温部における1価イオン濃縮液6中の水分の
蒸発させすぎを防止しなければならない。In the following processes (1) to (3), N
Since aCl is deposited, it is necessary to prevent excessive evaporation of water in the monovalent ion concentrate 6 in the high temperature part so as not to precipitate KCl in the high temperature part.
【0029】(1)高温部でNaClを析出させなが
ら、1価イオン濃縮液6中のKClとNaClの濃度比
が、高温部での共晶点に対応する濃度比に達するまで水
分を蒸発させる。(1) While precipitating NaCl in the high temperature part, water is evaporated until the concentration ratio of KCl and NaCl in the monovalent ion concentrate 6 reaches the concentration ratio corresponding to the eutectic point in the high temperature part. .
【0030】(2)KClとNaClの濃度比が、高温
部での共晶点に対応する濃度比に達した濃縮液を低温部
に送ってKClを析出させた後、高温部へ送る(図7の
c行程)。(2) The concentrated solution in which the concentration ratio of KCl and NaCl reaches the concentration ratio corresponding to the eutectic point in the high temperature part is sent to the low temperature part to precipitate KCl, and then sent to the high temperature part (FIG. 7 c).
【0031】(3)(1)および(2)の工程を1価イ
オン濃縮液6の量が設定量に以下なるまで繰り返す。(3) The steps (1) and (2) are repeated until the amount of the monovalent ion concentrate 6 becomes less than the set amount.
【0032】上記の処理を行った後に残った1価イオン
濃縮液6は、温度差晶析装置7に供給される1価イオン
濃縮液6に混合され、再び上記のように処理される。温
度差晶析装置7を用いることによってKCl2及びNa
Cl8が回収される。回収されたKCl2は、混合槽3
に導かれ1価イオン濃縮液6に混合されて再利用され
る。The monovalent ion concentrate 6 remaining after the above-mentioned treatment is mixed with the monovalent ion concentrate 6 supplied to the temperature difference crystallization device 7 and treated again as described above. By using the temperature difference crystallizer 7, KCl2 and Na
Cl8 is recovered. The recovered KCl2 is mixed in mixing tank 3
And mixed with the monovalent ion concentrate 6 for reuse.
【0033】混合槽3内で1価イオン濃縮液6にKCl
を添加する理由は2つある。第1の理由は、前述したよ
うに分離対象溶液1から回収されるNaイオンの回収率
を向上させ、分離対象溶液1中に残存するNaイオン量
を低減させることである。第2の理由は、分離対象溶液
1からのK及びNaの分別回収を効率良く行うためであ
る。NaとKは、分離が非常に困難であり、NaClと
KClを用いた温度差晶析以外に有効に分離できない。
また、分離対象となる溶液から1価の陽イオンと陰イオ
ンを共に除去するには1価の陽イオンと陰イオンが同じ
数存在することが望ましいので、K2SO4など2価の陰
イオンを含む塩の使用は不適当である。本実施例は、実
施例1と同様な効果を得ることができる。更に、本実施
例は、1価イオン濃縮液6から回収されたKCl2を再
利用するので、分離対象溶液1に新たに添加するKCl
の量を低減できる。KCl is added to the monovalent ion concentrate 6 in the mixing tank 3.
Is added for two reasons. The first reason is to improve the recovery rate of Na ions recovered from the solution 1 to be separated and reduce the amount of Na ions remaining in the solution 1 to be separated as described above. The second reason is to efficiently separate and recover K and Na from the solution 1 to be separated. Na and K are very difficult to separate and cannot be separated effectively except for temperature crystallization using NaCl and KCl.
In order to remove both monovalent cations and anions from the solution to be separated, it is desirable that the same number of monovalent cations and anions be present. Therefore, divalent anions such as K 2 SO 4 are preferable. The use of salts containing is inappropriate. In the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, KCl 2 recovered from the monovalent ion concentrate 6 is reused, so that KCl 2 newly added to the solution 1 to be separated is used.
Can be reduced.
【0034】(実施例3)本発明の他の実施例である溶
液中のミネラル分離方法を以下に説明する。本実施例
は、図6に示した実施例2において、混合槽3で分離対
象溶液1に添加するKClの量を、温度差晶析装置7で
回収されるKClの量と等しくなるように調整するもの
である。このような調整によって、脱塩液5中にはKイ
オンをCl抜きで残しておき、尿中に含まれるNaCl
のみを(見かけ上)回収することができる。例えば、分
離対象溶液1の1kg中にKイオンが1280mg含まれて
いるとき、電気透析装置4によって85%のKイオンが
1価イオン濃縮液6に移行し、温度差晶析装置7によっ
て95%のKイオンがKClとして低温部に析出したと
き、混合槽3で添加するKCl2を分離対象溶液1kgあ
たり10.25g とすれば、添加するKClと回収され
るKClが釣り合う。このとき、分離対象溶液1中に含
まれるKイオンの量が少なくなると回収されるKClは
少なくなり、逆にKイオンの量が多くなると、回収され
るKClは多くなる。しかし、その変化が日常的な運転
の中での一時的なものであれば、回収されるKClの量
は次第に元の状態に戻る。(Example 3) A method for separating minerals in a solution according to another embodiment of the present invention will be described below. In this embodiment, in the second embodiment shown in FIG. 6, the amount of KCl added to the solution 1 to be separated in the mixing tank 3 is adjusted so as to be equal to the amount of KCl recovered in the temperature difference crystallizer 7. Is what you do. By such adjustment, K ions are left in the desalting solution 5 without Cl, and NaCl contained in urine is removed.
Only (apparently) can be recovered. For example, when 1280 mg of K ions are contained in 1 kg of the solution 1 to be separated, 85% of K ions are transferred to the monovalent ion concentrate 6 by the electrodialyzer 4 and 95% by the temperature difference crystallization device 7. When the K ions are precipitated in the low temperature part as KCl, if the amount of KCl 2 added in the mixing tank 3 is 10.25 g per 1 kg of the solution to be separated, the added KCl and the recovered KCl are balanced. At this time, when the amount of K ions contained in the separation target solution 1 decreases, the amount of recovered KCl decreases, and when the amount of K ions increases, the amount of recovered KCl increases. However, if the change is temporary during daily operation, the amount of recovered KCl gradually returns to the original state.
【0035】本実施例は、実施例2と同じ効果を生じ
る。This embodiment has the same effect as the second embodiment.
【0036】本実施例を閉鎖系の物質サイクルを維持す
るシステムに適用すれば、脱塩液5には植物養液に戻す
必要のあるミネラル成分のみが、移送しやすい水溶液の
状態で存在すると同時に、動物の摂取する食塩は固体の
NaClとして存在するので、取り扱いが非常に容易に
なる。If this embodiment is applied to a system that maintains a closed material cycle, only the mineral components that need to be returned to the plant nutrient solution in the desalted solution 5 exist in the form of an aqueous solution that can be easily transferred. In addition, the salt consumed by animals is present as solid NaCl, which makes handling very easy.
【0037】(実施例4)本発明の他の実施例である溶
液中のミネラル分離方法を図8を用いて説明する。本実
施例は、図2の構成を有する電気透析装置4A及び4
B、温度差晶析装置7及び蒸発・濾過装置9を備える。(Embodiment 4) A method for separating minerals in a solution according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, electrodialysis apparatuses 4A and 4A having the configuration of FIG.
B, a temperature difference crystallization device 7 and an evaporation / filtration device 9 are provided.
【0038】本実施例も実施例1と同様に湿式酸化処理
尿である分離対象溶液1を処理する。本実施例でも、図
示されていないが、分離対象溶液1にKClを添加した
状態で電気透析装置4Aに供給する。このKClは、実
施例2と同様に、後述の温度差晶析装置7で回収された
KCl2の一部を用いてもよい。実施例1の電気透析装
置4と同様に、電気透析装置4Aによって分離対象溶液
1が処理され、1価イオン濃縮液6A及び脱塩液5Aを
得る。温度差晶析装置7は、実施例2と同様にしてNa
Cl8及びKCl2を回収する。回収されたKCl2は
脱塩液5Aと共に電気透析装置4Bに導かれる。電気透
析装置4Bに供給されるKClは、そのすべてが温度差
晶析装置7で回収されたKCl2である必要はなく、特
に処理を始める初期においては外部からKClを導入す
ることが望ましい。In this embodiment, the separation target solution 1, which is wet oxidized urine, is treated in the same manner as in the first embodiment. In this embodiment, though not shown, KCl is added to the solution 1 to be separated and supplied to the electrodialysis apparatus 4A. As KCl, a part of KCl2 recovered by a temperature difference crystallization apparatus 7 described later may be used as in Example 2. Similarly to the electrodialysis device 4 of the first embodiment, the separation target solution 1 is processed by the electrodialysis device 4A to obtain the monovalent ion concentrated solution 6A and the desalted solution 5A. The temperature-difference crystallization apparatus 7 is provided with Na
Recover Cl8 and KCl2. The recovered KCl2 is led to the electrodialysis device 4B together with the desalted solution 5A. All of the KCl supplied to the electrodialysis apparatus 4B does not need to be KCl2 recovered by the temperature difference crystallization apparatus 7, and it is desirable to introduce KCl from the outside especially at the beginning of the treatment.
【0039】電気透析装置4Bは、分離対象溶液1中の
1価イオンがほとんど除去された脱塩液5Aを、KCl
を添加した状態で電気透析する。このため、電気透析装
置4Bで得られる脱塩液5B中のNaイオン及びClイ
オンの量は、実施例1及び2で得られる脱塩液5よりも
更に低減される。電気透析装置4Bで得られた1価イオ
ン濃縮液6Bは、多量のKイオン及びClイオン、及び
僅かな量のNaイオンを含んでいる。この1価イオン濃
縮液6Bは、蒸発・濾過装置9に供給され、所定の温度
に加熱されることにより水分を蒸発させる。蒸発・濾過
装置9においては、NaClに比べてKClの溶解度が
小さいために、飽和濃度を超えるとKClのみが選択的
に析出する(図7参照)。1価イオン濃縮液6Bに含ま
れるKClが析出し、1価イオン濃縮液中のKCl濃度
とNaCl濃度が共晶点に近づいたところで蒸発・濾過
装置9における水分の蒸発を止める。蒸発・濾過装置9
から排出された残留溶液10は、温度差晶析装置7に供
給される。The electrodialysis apparatus 4B converts the desalted solution 5A, from which the monovalent ions in the solution 1 to be separated have been almost removed, with KCl
Is electrodialyzed with the addition of. For this reason, the amounts of Na ions and Cl ions in the desalted solution 5B obtained by the electrodialysis device 4B are further reduced as compared with the desalted solution 5 obtained in Examples 1 and 2. The monovalent ion concentrate 6B obtained by the electrodialysis device 4B contains a large amount of K ions and Cl ions and a small amount of Na ions. The monovalent ion concentrate 6B is supplied to the evaporating / filtering device 9, and is heated to a predetermined temperature to evaporate water. In the evaporator / filter 9, the solubility of KCl is lower than that of NaCl, so that only KCl selectively precipitates when the concentration exceeds the saturation concentration (see FIG. 7). When KCl contained in the monovalent ion concentrate 6B precipitates and the KCl concentration and the NaCl concentration in the monovalent ion concentrate approach the eutectic point, the evaporation of the water in the evaporator / filter 9 is stopped. Evaporation / filtration device 9
Solution 10 discharged from is supplied to the temperature difference crystallization device 7.
【0040】本実施例は、電気透析装置4A及び4Bに
供給するそれぞれの溶液にKClを添加している。この
効果について説明する。In this embodiment, KCl is added to each solution supplied to the electrodialysis devices 4A and 4B. This effect will be described.
【0041】KClを添加したことによって得られる効
果は、実施例1及び2のように分離対象溶液1に対して
一括してKClを添加したときだけではなく、本実施例
のように分離対象溶液の電気透析過程でKClを分割添
加しても得られる。これは、KCl添加時点でのNaイ
オン量をNNa0 と考えれば実施例1で述べた理由と同じ
理由で説明できる。ここで、一括添加の場合と異なるの
は、電気透析装置4Aでの処理段階で加えるKClの量
が少なくなることである。電気透析装置4Aで行う電気
透析の初期の段階では脱塩液中のNaイオンが多いた
め、KClを添加しても1価イオン総量に占めるNaイ
オンの割合を減らす効果は小さい。また、電気透析装置
4Aでの初期の透析段階では、KClの添加を少なくし
ても分離対象溶液1に含まれる1価イオンの総量が十分
あるので、1価イオンを添加して多価イオンの1価選択
性透過膜透過を防止する必要はない。電気透析が進むに
つれて脱塩液5Aに含まれるNaイオンの量は減少す
る。一回当たりのKCl添加量が同じであれば、KCl
添加時点のNaイオン量に対するKイオンの割合は次第
に大きくなる。従って、電気透析過程の後半、すなわち
1価イオンの総量が減少して電気透析装置4Bに供給さ
れる脱塩液5AにKClを更に添加することによって、
多価イオンの1価選択性透過膜の透過を防止しながら、
一括添加に比べて少ないKClの添加で脱塩液5B中の
Naイオンの量を減らせる。The effect obtained by the addition of KCl is not only when KCl is added to the solution 1 to be separated as in Examples 1 and 2 at once, but also as in this example. Can also be obtained by adding KCl in portions during the electrodialysis process. This can be explained for the same reason as described in Example 1 if the amount of Na ions at the time of KCl addition is considered to be N Na0 . Here, the difference from the case of batch addition is that the amount of KCl added in the processing stage in the electrodialysis apparatus 4A is reduced. In the initial stage of the electrodialysis performed by the electrodialysis apparatus 4A, since the amount of Na ions in the desalted solution is large, even if KCl is added, the effect of reducing the ratio of Na ions to the total amount of monovalent ions is small. In addition, in the initial dialysis stage in the electrodialysis apparatus 4A, the total amount of monovalent ions contained in the solution 1 to be separated is sufficient even if the addition of KCl is reduced, so There is no need to prevent permeation through the monovalent selective permeable membrane. As the electrodialysis proceeds, the amount of Na ions contained in the desalted solution 5A decreases. If the amount of KCl added at one time is the same, KCl
The ratio of K ions to the amount of Na ions at the time of addition gradually increases. Therefore, in the latter half of the electrodialysis process, that is, by further adding KCl to the desalted solution 5A supplied to the electrodialyzer 4B with the total amount of monovalent ions reduced,
While preventing permeation of multivalent ions through the monovalent selective permeable membrane,
The amount of Na ions in the desalted solution 5B can be reduced by adding less KCl than in the batch addition.
【0042】実施例4において、電気透析装置4Aに供
給する溶液1に添加するKClの量を零にしてもよい。
これは、実施例4のように電気透析装置4A及び4Bに
供給するそれぞれの溶液にKClを添加する場合の極端
なケースであり、電気透析装置4Aに供給する溶液1に
添加するKClを0とし、透析の最終段階に相当する電
気透析装置4Bに供給する溶液にKClを添加するもの
である。この場合における脱塩液5Bに含まれるNaの
量は、電気透析装置4Aに供給する溶液にKClを添加す
る場合に比べて著しく少なくなる。In the fourth embodiment, the amount of KCl added to the solution 1 supplied to the electrodialyzer 4A may be set to zero.
This is an extreme case in which KCl is added to each of the solutions supplied to the electrodialyzers 4A and 4B as in Example 4. The KCl added to the solution 1 supplied to the electrodialyzer 4A is set to 0. KCl is added to the solution supplied to the electrodialysis apparatus 4B corresponding to the final stage of dialysis. In this case, the amount of Na contained in the desalting solution 5B is significantly smaller than when KCl is added to the solution supplied to the electrodialyzer 4A.
【0043】本実施例は、実施例2と同様な効果を生じ
る。本実施例は、脱塩液5AをKClを添加した脱塩液5
Aを電気透析するので、NaClの濃度が著しく低い脱
塩液を得ることができる。また、得られるNaCl8も
高純度のものとなる。This embodiment has the same effect as the second embodiment. In this embodiment, the desalting solution 5A is prepared by adding KCl to the desalting solution 5A.
Since A is electrodialyzed, a desalted solution having a remarkably low concentration of NaCl can be obtained. Further, the obtained NaCl8 also has high purity.
【0044】(実施例5)本発明の他の実施例である溶
液中のミネラル分離方法を図9を用いて説明する。本実
施例は、実施例4の電気透析装置4A及び4Bを共用化
し、システムの簡素化を図ったものである。本実施例
は、電気透析装置4,温度差晶析装置7,蒸発・濾過装
置9及びバルブ11,12,13,14,15を備え
る。(Embodiment 5) A method for separating minerals in a solution according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the electrodialysis apparatuses 4A and 4B of the fourth embodiment are shared, and the system is simplified. This embodiment includes an electrodialysis device 4, a temperature difference crystallization device 7, an evaporation / filtration device 9, and valves 11, 12, 13, 14, and 15.
【0045】まず、バルブ12を閉じた状態でバルブ1
1を開いて、湿式酸化処理尿である分離対象溶液1を電
気透析装置4に供給する。バルブ15は閉じている。こ
の電気透析により、1価イオン濃縮液6及び脱塩液5が
生成される。1価イオン濃縮液6は、バルブ13を開く
ことにより温度差晶析装置7に導かれる。このとき、バ
ルブ14は閉じておく。1価イオン濃縮液6が温度差晶
析装置7へ導入された後、バルブ12,15を開ける。
バルブ11は閉じている。温度差晶析装置7で分離回収
されたKClは、脱塩液5と混合されて電気透析装置4
に供給される。KClを含む脱塩液5は、電気透析装置
4で電気透析される。脱塩液5中に残留していたNa及
びClは、添加したKClと共に1価イオン濃縮液6に
移行する。この1価イオン濃縮液(実施例4の1価イオ
ン濃縮液6Bに対応)は、バルブ14を開くことにより
蒸発・濾過装置9に供給される(バルブ13は閉)。蒸
発・濾過装置9は、実施例4と同様にKClを析出させ
て濾過する。蒸発・濾過装置9から排出された残留溶液
10は、温度差晶析装置7に送られて、次回処理される
分離対象溶液1の電気透析により得られた1価イオン濃
縮液に混合されて温度差晶析装置7で処理される。蒸発
・濾過装置9で析出したKClは、電気透析装置4に供
給される脱塩液5に添加されて使用される。First, with the valve 12 closed, the valve 1
1 is opened, and the solution 1 to be separated, which is wet-oxidized urine, is supplied to the electrodialysis device 4. Valve 15 is closed. By this electrodialysis, a monovalent ion concentrate 6 and a desalted solution 5 are generated. The monovalent ion concentrate 6 is guided to the temperature difference crystallizer 7 by opening the valve 13. At this time, the valve 14 is closed. After the monovalent ion concentrate 6 is introduced into the temperature difference crystallizer 7, the valves 12, 15 are opened.
Valve 11 is closed. The KCl separated and recovered by the temperature difference crystallizer 7 is mixed with the desalting solution 5 to form an electrodialysis device 4.
Supplied to The desalted solution 5 containing KCl is electrodialyzed by the electrodialysis device 4. Na and Cl remaining in the desalted solution 5 move to the monovalent ion concentrate 6 together with the added KCl. The monovalent ion concentrate (corresponding to the monovalent ion concentrate 6B of Example 4) is supplied to the evaporator / filter 9 by opening the valve 14 (the valve 13 is closed). The evaporating / filtering device 9 precipitates KCl and filters the same as in Example 4. The residual solution 10 discharged from the evaporation / filtration device 9 is sent to the temperature difference crystallization device 7 and mixed with the monovalent ion concentrate obtained by electrodialysis of the solution 1 to be separated next time to be treated. It is processed in the differential crystallization device 7. The KCl precipitated in the evaporator / filter 9 is added to the desalted liquid 5 supplied to the electrodialyzer 4 and used.
【0046】本実施例は、実施例4と同じ効果を生じ、
更に実施例4に比べて電気透析装置が一台で済むので構
成を単純化できる。This embodiment produces the same effect as the fourth embodiment.
Further, the configuration can be simplified since only one electrodialysis device is required as compared with the fourth embodiment.
【0047】本実施例において、バルブ13,14、及
び蒸発・濃縮装置9を設けず、温度差晶析装置7の運転
方法を変えることで蒸発・濃縮装置9の代用とすること
もできる。このとき、温度差晶析装置7は、分離対象溶
液1の電気透析により生じた1価イオン濃縮液のように
NaイオンがKイオンに対して多いときには、公知の温
度差晶析運転を行い、KCl添加後の脱塩液中の1価イ
オン濃縮液のようにKイオンがNaイオンに対して多い
ときには図7のa行程のような運転を行う。このような
構成とすれば、機器構成をさらにシンプルにすることが
でき、信頼性が増す。In this embodiment, the evaporation / concentration device 9 can be substituted by changing the operation method of the temperature difference crystallization device 7 without providing the valves 13 and 14 and the evaporation / concentration device 9. At this time, the temperature difference crystallization device 7 performs a known temperature difference crystallization operation when Na ions are larger than K ions, such as a monovalent ion concentrate generated by electrodialysis of the solution 1 to be separated, When the amount of K ions is larger than that of Na ions as in the case of the monovalent ion concentrate in the desalted solution after the addition of KCl, the operation is performed as shown in step a in FIG. With such a configuration, the device configuration can be further simplified, and the reliability increases.
【0048】実施例1乃至実施例5は、尿からのミネラ
ル分離・回収に適用した例であるが、同様の構成で同じ
く1価イオンと多価イオンから構成される生活排液や工
場廃液からのミネラルやイオンの回収にも適用可能であ
る。Embodiments 1 to 5 are examples applied to the separation and recovery of minerals from urine. The same configuration is used to separate domestic wastewater and factory wastewater also composed of monovalent ions and polyvalent ions. It can be applied to recovery of minerals and ions.
【0049】[0049]
【発明の効果】第1発明によれば、1価イオン及び多価
イオンを含む溶液に残留するNaイオン及びClイオン
の量を低減できる。According to the first invention, the amounts of Na ions and Cl ions remaining in the solution containing monovalent ions and polyvalent ions can be reduced.
【0050】第2発明及び第5発明によれば、回収され
たKClを再利用するので、電気透析を行う電気透析さ
れる溶液に添加する新たなKClの量を低減できる。According to the second and fifth aspects of the present invention, since the recovered KCl is reused, the amount of new KCl added to the electrodialyzed solution for performing electrodialysis can be reduced.
【0051】第3発明によれば、外部から新たに添加す
るKClが不要となる。According to the third aspect, KCl newly added from the outside becomes unnecessary.
【0052】第4発明によれば、脱塩液である残留溶液
にKClを添加して電気透析を行うことにより、この電
気透析により得られた脱塩液に含まれるNaイオンの量
が著しく少なくなる。According to the fourth aspect of the present invention, the amount of Na ions contained in the desalted solution obtained by the electrodialysis is significantly reduced by adding KCl to the residual solution as the desalted solution and performing electrodialysis. Become.
【図1】本発明の好適な一実施例である溶液中のミネラ
ル分離方法を適用する溶液中のミネラル分離装置の構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for separating minerals in a solution to which a method for separating minerals in a solution according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
【図2】図1の電気透析装置の詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the electrodialysis apparatus of FIG.
【図3】KClを添加した分離対象溶液の電気透析時間
に対する陽イオン濃度の変化を示した特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in cation concentration with respect to an electrodialysis time of a solution to be separated to which KCl is added.
【図4】KClを添加した分離対象溶液の電気透析時間
に対する陽イオン濃度の変化を示した特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in cation concentration with respect to an electrodialysis time of a solution to be separated to which KCl is added.
【図5】電気透析後の脱塩液に残留する1価イオン量の
比較を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a comparison of the amount of monovalent ions remaining in a desalted solution after electrodialysis.
【図6】本発明の他の実施例である溶液中のミネラル分
離方法を適用する溶液中のミネラル分離装置の構成図で
ある。FIG. 6 is a configuration diagram of a device for separating minerals in a solution to which a method for separating minerals in a solution according to another embodiment of the present invention is applied.
【図7】図6の温度差晶析装置内で行われる温度差晶析
の行程を説明するKCl−NaClの溶解度曲線図である。FIG. 7 is a KCl-NaCl solubility curve illustrating a process of temperature difference crystallization performed in the temperature difference crystallizer of FIG.
【図8】本発明の他の実施例である溶液中のミネラル分
離方法を適用する溶液中のミネラル分離装置の構成図で
ある。FIG. 8 is a configuration diagram of an apparatus for separating minerals in a solution to which a method for separating minerals in a solution according to another embodiment of the present invention is applied.
【図9】本発明の他の実施例である溶液中のミネラル分
離方法を適用する溶液中のミネラル分離装置の構成図で
ある。FIG. 9 is a configuration diagram of an apparatus for separating minerals in a solution to which a method for separating minerals in a solution according to another embodiment of the present invention is applied.
【図10】湿式酸化処理した尿中の陽イオン濃度の電気
透析に伴う変化を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a change in cation concentration in urine subjected to wet oxidation treatment with electrodialysis.
3…混合槽、4,4A,4B…電気透析装置、7…温度
差晶析装置、9…蒸発・濾過装置、11,12,13,
14,15…バルブ、41…1価陽イオン選択性透過
膜、42…1価陰イオン選択性透過膜、43…陽極、4
4…陰極、45,46…溶液室。3: Mixing tank, 4, 4A, 4B: Electrodialyzer, 7: Temperature difference crystallization device, 9: Evaporation / filtration device, 11, 12, 13,
14, 15 ... valve, 41 ... monovalent cation selective permeable membrane, 42 ... monovalent anion selective permeable membrane, 43 ... anode, 4
4: Cathode, 45, 46: Solution chamber.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 隆行 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 近藤 政義 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 菅原 敏 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 新田 慶治 東京都東久留米市八幡町一丁目7番23号 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takayuki Matsumoto 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within the Power & Electricity Development Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masayoshi Kondo Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 7-2-1, Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72) Inventor Satoshi Sugawara 3-1-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Hitachi Plant, Hitachi Ltd. (72) Inventor New Keiji Ta 7-23, Hachimancho, Higashikurume-shi, Tokyo
Claims (5)
として含有する溶液中の前記1価イオンと前記多価イオ
ンを電気透析により分離する溶液中のミネラル分離方法
において、 前記溶液中にKClを添加して前記電気透析を行うこと
を特徴とする溶液中のミネラル分離方法。1. A method for separating minerals from a solution containing monovalent ions and polyvalent ions as a mineral component by electrodialysis, wherein KCl is added to the solution. A method for separating minerals in a solution, wherein the method further comprises performing the electrodialysis after addition.
として含有する溶液中の前記1価イオンと前記多価イオ
ンを電気透析により分離し、前記電気透析後に取り出さ
れるNaイオン及びKイオンを含む溶液からKとNaを
KClとNaClの形で分離・回収する溶液中のミネラ
ル回収方法において、 回収されたKClを、1価イオンと多価イオンを電気透
析により分離する手段にリサイクルさせることを特徴と
する溶液中のミネラル分離方法。2. The method according to claim 1, wherein said monovalent ion and said polyvalent ion in a solution containing monovalent ions and polyvalent ions as mineral components are separated by electrodialysis, and include Na ions and K ions extracted after said electrodialysis. A method for recovering minerals in a solution for separating and recovering K and Na from the solution in the form of KCl and NaCl, wherein the recovered KCl is recycled to means for separating monovalent ions and polyvalent ions by electrodialysis. A method for separating minerals in a solution.
収されるKCl量と等しくする請求項2の溶液中のミネ
ラル分離方法。3. The method for separating minerals in a solution according to claim 2, wherein the amount of KCl added to the solution is equal to the amount of KCl recovered.
として含有する溶液中の前記1価イオンと前記多価イオ
ンを電気透析により分離する溶液中のミネラル回収方法
において、 前記溶液を電気透析した後の残留溶液中にKClを添加
してさらに電気透析を行うことを特徴とする溶液中のミ
ネラル分離方法。4. A method for recovering minerals from a solution containing monovalent ions and polyvalent ions as a mineral component, wherein the monovalent ions and the polyvalent ions are separated by electrodialysis, wherein the solution is electrodialyzed. A method for separating minerals in a solution, wherein KCl is added to the remaining solution after that and electrodialysis is further performed.
濃縮された溶液を、KClとNaClに分離・回収し、回
収されたKClの一部を、前記残留溶液に添加するKC
lとして利用する請求項4の溶液中のミネラル分離方
法。5. A concentrated solution of monovalent ions generated by each dialysis is separated and recovered into KCl and NaCl, and a part of the recovered KCl is added to the residual solution.
5. The method for separating minerals in a solution according to claim 4, which is used as l.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012283A JPH11207151A (en) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Method for separating minerals in solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012283A JPH11207151A (en) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Method for separating minerals in solution |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11207151A true JPH11207151A (en) | 1999-08-03 |
Family
ID=11801044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10012283A Pending JPH11207151A (en) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Method for separating minerals in solution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11207151A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116354431A (en) * | 2023-04-07 | 2023-06-30 | 南京工业大学 | A method for incremental recovery of salt in high-salt wastewater |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP10012283A patent/JPH11207151A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116354431A (en) * | 2023-04-07 | 2023-06-30 | 南京工业大学 | A method for incremental recovery of salt in high-salt wastewater |
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