JPS5817678B2 - イオンコウカンソウチノ サイセイハイエキノ ニダンチユウワシヨリホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン交換樹脂の再生廃液の二段中和処理法に
関するものである。

従来、イオン交換装置のカチオン交換樹脂の酸性再生廃
液とアニオン交換樹脂のアルカリ性再生廃液は、これを
混合して中和する方法を用いていた。

これら両再生廃液は混合すると一般にアルカリ性になり
、水酸化物、炭酸塩、ケイ酸塩等の種々なる沈殿物を生
成する。

これに酸を添加していくと、これらの沈殿物は大部分溶
解するが、液のｐＨが中性付近になると、シリカのゲル
状沈殿物が新たに沈殿として生成する。

これら沈殿物は沈降性、濾過性が非常に悪く、固液分離
手段で除去することが困難である。

本発明はこれら再生廃液の中和処理に当り沈殿物の生成
を未然に防止しようとするものである。

イオン交換装置、特に純水装置のカチオン交換樹脂の酸
性再生廃液（以下に廃液と記す）とアニオン交換樹脂の
アルカリ性再生廃液（以下Ａ廃液と記す）を中和するに
際し、再生廃液を酸性側から中和点にもっていけば、こ
れらの沈殿物の生成は未然に防止できることは知られて
いる。

しかしに廃液にＡ廃液を添加、あるいはに廃液とＡ廃液
を混合中和するとき、特にこれを貯槽で実施する場合、
局所的にアルカｌＪｔ’ｌＥになる部分が出来て、ここ
に沈殿が生成する。

即ち、イオン交換装置の再生廃液の中和に際し、Ｋ廃液
とＡ廃液を混合する場合、局所的にもアルカ１ＪｔｌＥ
にならない混合中和方法が沈殿生成を防止する上で車重
れることになる。

イオン交換装置、特に純水装置の再生廃液の中和法に関
し、沈殿物の生成を防止する中和方法としては、たとえ
ば、特開昭４９−１７３６８号、「イオン交換樹脂の酸
性およびアルカＩＪＰＪＥ再生廃液のｐＨを３〜５に保
ちながら混合した後、アルカリ剤を添加して中和する方
法」が提案されている。

しかしこの方法には次のような問題がある。

即ち、Ｋ廃液とＡ廃液を混合する場合、廃液の量が□多
くなり（一般には５０は以上）混合手段が非常にむづか
しく、混合を充分に行っても局所的にアルカＩＪＩにな
る部分が出来て沈殿を生ずる。

甘た第一段目でそのｐＨを３〜５に調整した後、アルカ
リ剤を添加して中和する場合も同様に局所的にア、ルカ
ＩＪＩになる部分が出来て沈殿が生成する。

このため、アルカリ剤を添加して中和するについては、
アルカリ剤として重炭酸ソーダのような緩衝作用のある
薬液が好せしいと提案している。

重炭酸ソーダで中和する場合、中和液のｐＨは全炭酸に
対する遊離炭酸のモル比で決するので、重炭酸ソーダの
使用量が非常に多くなりコスト高になる。

これらの従来法の中和処理方法の欠点を解消するため、
本発明者等は種々実験検討した結果、Ｋ廃液とＡ廃液を
混合中和する場合、両液を各々一定量づつ瞬間的に混合
処理すると、その処理液のｐＨが局所的にもアルカ’Ｊ
１１にならず、かつ、沈殿物の生成を防止できること
を見いだし、本発明を構成するにいたった。

この一定量づつ瞬間的に混合させる手段としては、たと
えば、多成分を瞬時に均一に混合する機能をもつライン
くキサ−を使用することが車重しいが、その他の混合手
段で同様の作用を持つものであればどのようなものでも
よい（たとえば、エゼクタ−など）。

Ｋ廃液とＡ廃液を一定量づつラインミキサーへ供給混合
すると同時に、ラインミキサー処理液側に設けたｐＨ計
で、処理液のｐＨを検出し、このｐＨ値に応じ、Ａ廃液
の流量を自動的に調節する方法で、中和処理をすると、
中和点付近においてはにまたはＡ廃液の流量がわずかに
変動しても、処理液のｐＨはアルカリ性または酸性側に
ある程度振れる。

そして、処理液のｐＨがアルカＩＪ（ｑになる度毎に沈
殿物の生成が認められた。

従ってラインミキサーでの混合処理工程でのｐＨは７以
上に納めることが必要である。

即ち、Ａ廃液の混合流量を調節してラインミキサーでの
混合処理工程（以下、第一工程と記す）における処理液
のｐＨを７以下、たとえば、３〜７に調整すると、沈殿
物の生成は全くなかった。

以上のように、第一工程の処理液は酸性であるためにさ
らに中和処理をする必要があるが、たとえば、苛性ソー
ダをこの第一工程処理液を攪拌しながら添加すると、そ
の都度、局所的にアルカＩＪ ｉを示し沈殿物の生成が
あるために問題かあ。

る。

そこで本発明においては第一工程の処理液を弱電解質イ
オン交換樹脂、たとえば、弱酸性カチオン交換樹脂層へ
通液する中和工程（以下、第二工程と記す）を行うこと
により、処理液のｐＨは６〜７に納１す、沈殿物の生成
はなく透明な中和処理液が得られた。

一般に、弱酸注力チオン交換樹脂あるいは弱塩基性アニ
オン交換樹脂でイオン交換装置の再生廃液を中和する方
法は、酸せたはアルカリの負荷変動が大きくとも、この
変動の波を樹脂が消してし−ｔうので、有利な方法であ
るが、しかし、イオン交換樹脂は一定の交換容量しかな
いので、樹脂層に流入する酸、アルカリ量が多い場合は
、樹脂量が非常に多くなり、設備費が高くなる欠点があ
る。

そこで、本発明のように第一工程における混合中和とい
う荒中和した液をイオン交換樹脂で中和する場合は、そ
の樹脂量が少量で済み、かつ、その処理量が多くなる利
点がある。

また本発明においては、弱電解質イオン交換樹脂、たと
えば、弱酸性カチオン交換樹脂を用いて中和処理する場
合、酸形のＲ−Ｈ形樹脂（以下、Ｒ−Ｈと記す）塩形、
たとえば、Ｒ−Ｎａ形樹脂（以下、Ｒ−Ｎａと記す）の
混合比が中和処理液のｐＨを決定する因子になるが、（
これはＲ−Ｈと廃液の中性塩が若干中性塩分解反応を起
し、処理液を微酸性にするためである）このＲ−ＨとＲ
−Ｎａの比率が中和塔内で均一に、しかも一定の比率に
なるよう再生剤量を決め、再生後、空気で均一に混合す
ることが望ましい。

中和処理液のｐＨを６〜７に維持するためこの比率につ
いて、本発明者等が種々検討した結果、廃液中の中性塩
含有量により多少この比率は異なるが、一般にＲ−Ｎａ
分率ＣＲ−Ｎａ ／ （Ｒ−Ｎａ ＋ Ｒ−Ｈ） ）で
０．４〜０．９、好序しくは０５〜０．８の範囲が良い
。

本発明によるイオン交換装置の再生廃液を中和する場合
の処理工程を第１図に従って更に詳しく述べると以下の
通りである。

先ず、Ａ廃液を貯槽１、Ｋ廃液を貯槽２に別々に貯留し
、各廃液を均一に混合した後、Ｋ廃液の一定量をライン
ミキサー３に供給すると同時に、一定量のＡ廃液をライ
ンミキサー３に供給し、両廃液を瞬時に混合する。

ラインミキサー３の処理液の出口側にｐＨ計４を設け、
このｐＨ計４によって処理液のｐＨ値を検出し、これに
応じＡ廃液の流量を調節弁５で調整し、当該処理液のｐ
Ｈを７以下に調整する。

なお、Ｋ廃液が先になくなることもあるので、このよう
な場合にはに廃液の貯槽２が空になると同時に、別に付
設した酸貯槽６よりに廃液配管へに廃液と同一量の酸を
添加し、Ａ廃液の貯槽１が空になる甘でこの処理を続行
する。

以上が本発明のラインミキサー３による混合中和の第一
工程であるが、この第一工程処理液を中間槽１を介して
次に弱電解質イオン交換樹脂９を充填した中和塔８・＼
移送し、通液して第二工程の中和処理を行う。

この第二工程処理液のｐＨをｐＨ計１０によって測定し
、そのｐＨが６になると通液を停止し、当該樹脂を逆洗
した後、苛性ンーダ溶液（苛性ソーダ溶液の代りにＡ廃
液を使用することもできる）で樹脂を再生する。

再生剤量は一般に１１の樹脂に対し０．５〜０．７グラ
ム当量使用する。

再生後は空気で中和塔内の樹脂を均一に混合して再び中
和処理に供する。

本発明はイオン交換装置の再生廃液の中和処理について
長年の研究と実験結果にもとづいて構成された再生廃液
の中和法であり、前述のごとく既に提案された従来方法
に比べ、特に次の点に優れている。

■ イオン交換装置の再生廃液を中和する過程で、局所
的にもアルカリ性にすることがないので、沈殿物の生成
を完全に防止する。

２ 中和処理装置および操作が簡単で確実に処理出来る
上、処理費も安価である。

３ 従って設備費が安い。

捷た本発明においてに廃液とＡ廃液を混合する第一工程
の滞留時間は一般に０．５秒から２秒ぐらいの微少時間
であり、第二工程の樹脂量はに、Ａ廃液の全量に対し１
１５００から１／１０００量で良いという利点がある。

要するに、本発明はに廃液とＡ廃液を瞬間的に混合し、
荒中和する第一工程と、その処理液を弱電解質イオン交
換樹脂層に流し中和する第二工程とを巧みに二段に組み
合わせることにより、イオン交換装置の再生廃液を沈殿
物の生成を防止しながら効率よく中和処理することが可
能である。

実施例 １ ２床３塔型純水装置のに廃液とＡ廃液を別々の貯槽に受
は均一に攪拌した後、その組成を分析したところ、次の
ような組成であった。

これを下記に述べるような本発明の中和処理方法に従っ
て中和処理した結果は以下の通りである。

■ 廃液組成 に廃液 Ｃａ Ｉ−２３０Ｉ）Ｉｌｌｍａｓ Ｃ
ａＣＯ３Ｍｇ ６００ ／ＩＮａ
＋Ｋ ２２６０ ／１Ｍ酸度
３５００ ｎ ｐＨ１，１０ Ａ廃液 Ｃ１１２６０ｐ［）ｍａｓｃａｃＯ３ ＳＯ４９９０１１ ＨＣＯ３１２０ｔｔ ＳｉＯ□ １４００／／ Ｐ−アルカリ度 ５２２０ ｔｔ ｐＨ１３，０ ２中和 第一工程：上記に廃液を６化工業製ラインミキサー（商
品名・レカバイ）（内径２７．５１ｆ１ｍ、長さ１ｍの
円管）・＼１時間に１ばの割合で流入させると同時に、
Ａ廃液をこれに流入せしめ瞬間的に混合した。

ラインミキサー出口側にｐＨ計を設け、このｐＨとＡ廃
液の貯槽の流出側に設けた流量調節弁を連動させ、Ａ廃
液の流量を調節しながら、処理液のｐＨを７以下になる
ようにした。

Ｋ廃液がなくなった時には、酸貯槽よりに廃液ラインに
５％塩酸を１時間に７０クラム当量の割合で添加し、Ａ
廃液がなくなる丑でこの処理を続けた。

その結果、本工程の処理液のｐＨは４〜６．５に変動し
た。

寸た本処理液には沈殿は全く生じなかった。

第二工程：Ｒ−ＨとＲ−Ｎａの混合比率を３ニアに調整
した弱酸性カチオン交換樹脂アンバーライト（登録商標
）Ｉ ＲＣ−，８４（商品名）を３０１充填した中和塔
を設け、この中和塔へ第一工程処理液を順次１時間に１
．６５ｍ’の割合で流し、中和処理を行った。

その結果、第二工程処理液はそのｐＨが６〜７の範囲に
納１す、沈殿物の生成は全く認められなかった。

比較実験例 １ 実施例１のに廃液とＡ廃液を各１１づつを貯槽で混合し
たところ、そのｐＨは１２．３であった。

これに塩酸を添加してｐＨ７−４で中和した。

その結果、中和処理液中のＳＳ量は８４０ｐｐｍであっ
た。

比較実験例 ２ 実施例１のに廃液とＡ廃液を実施例１で使用したライン
ミキサー（本発明の第一工程）のみにより混合中和処理
をした。

その結果、中和処理液のｐＨは５．５からｐ）（９に変
動し、その液中のＳＳ量の平均値は４Ｏｐ所であった。

比較実験例 ３ 実施例１のに廃液とＡ廃液を、実施例１で使用したアン
バーライトＩＲ，Ｃ−８４に１時間に６００ｅの割合で
交互に流し中和処理を行った。

その結果、Ｋ廃液を３００Ｉ通液するとｐＨが低下し、
甘たＡ廃液は２１０ｅ流すとｐＨが高くなった。

甘たに廃液とＡ廃液の切替時に沈殿が多量に生成し、こ
のような方法では中和処理を続行することは出来なかっ
た。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるイオン交換装置の再生廃液の二段中
和方法のフローを示す説明図。 １・・・・・・アニオン交換樹脂のアルカｌＪｉ再生廃
液貯槽、２・・・・・・カナオン交換樹脂の酸性再生廃
液貯槽、３．、．８６．ラインミキザー、４・・・・・
・ｐＨ言」、５・・・・・・流量調節弁、６・・・・・
・酸貯槽、γ・・・・・・中間槽、８・・・・・・中和
塔、９・・・・・・弱電解質イオン交換樹脂、１０・・
・・・・ｐ）ｌ計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ イオン交換装置の酸性再生廃液とアルカリ性再生廃
   液を各々一定量づつ瞬間的に混合処理して、その処理液
   のｐＨを７以下に調整し、捷た前記混合処理においてア
   ルカＩＪ（’ＩＥ再生廃液が残った場合には、前記混合
   処理に引き続いて当該アルカリ性再生廃液に鉱酸を同様
   の方法で添加して混合処理してその処理液のｐＨを７以
   下に調整する第一工程と、第一工程の処理液を、弱電解
   質イオン交換樹脂層に通液して中和処理を行う第二工程
   よりなることを特徴とするイオン交換装置の再生廃液の
   二段中和処理法。