JPS5933004B2 - 電気透析方法 - Google Patents
電気透析方法Info
- Publication number
- JPS5933004B2 JPS5933004B2 JP52048214A JP4821477A JPS5933004B2 JP S5933004 B2 JPS5933004 B2 JP S5933004B2 JP 52048214 A JP52048214 A JP 52048214A JP 4821477 A JP4821477 A JP 4821477A JP S5933004 B2 JPS5933004 B2 JP S5933004B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dialysis
- chamber
- concentration
- tank
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な電気透析方法、特にイオン交換膜を用い
る電気透析脱塩装置の運転に際して透析効率を低下させ
ることなく比較的小さな装置でより高い濃縮率を得るこ
とができる電気透析方法に関する。
る電気透析脱塩装置の運転に際して透析効率を低下させ
ることなく比較的小さな装置でより高い濃縮率を得るこ
とができる電気透析方法に関する。
一組の陽極と陰極との間に多数の陽イオン交換膜と陰イ
オン交換膜とを交互に配して、直流電流のもとに電解質
溶液の濃縮あるいは脱塩を行なう電気透析法は例えばメ
ッキ水洗水の処理再生、海水の淡水化等各種用途が開発
され、既にその多くが実用化されている。
オン交換膜とを交互に配して、直流電流のもとに電解質
溶液の濃縮あるいは脱塩を行なう電気透析法は例えばメ
ッキ水洗水の処理再生、海水の淡水化等各種用途が開発
され、既にその多くが実用化されている。
この種の電気透析法には各種方式があるが夫々に一長一
短があり、設備、費用、効率のいずれにもすぐれたもの
がなかった。
短があり、設備、費用、効率のいずれにもすぐれたもの
がなかった。
従来の代表的な電気透析脱塩方式を第１〜３図について
説明すれば、第１図の方式は回分式又はバッチ式である
。
説明すれば、第１図の方式は回分式又はバッチ式である
。
この場合、原波処理溶液貯槽Ｒから一定量の原波処理溶
液が透析槽の希釈室Ａに流され、ここで濃縮液貯槽Ｃか
ら透析槽の濃縮室Ｂに流されてきた濃縮液と接して電気
透析脱塩され、元の貯槽Ｒに戻り処理水Ｓとして回収さ
れる。
液が透析槽の希釈室Ａに流され、ここで濃縮液貯槽Ｃか
ら透析槽の濃縮室Ｂに流されてきた濃縮液と接して電気
透析脱塩され、元の貯槽Ｒに戻り処理水Ｓとして回収さ
れる。
かかる方式は小規模に適し、脱塩効率は高いが、電槽を
流れる電流の変動が大きい。
流れる電流の変動が大きい。
又轟然間欠的な運転であり、大きな貯槽を必要とする。
第２図の方式が内部循環連続式と呼ばれるものであり、
原波処理溶液Ｑは連続的に同溶液槽Ｒに供給され、希釈
室Ａに送られる。
原波処理溶液Ｑは連続的に同溶液槽Ｒに供給され、希釈
室Ａに送られる。
一方濃縮液槽Ｃかも濃縮室Ｂに送られた濃縮液に接して
脱塩されて一部は処理水Ｓとして回収され、一部は原波
処理溶液槽Ｒに戻され、前記溶液Ｑに加えられ、更に透
析処理に供せられる。
脱塩されて一部は処理水Ｓとして回収され、一部は原波
処理溶液槽Ｒに戻され、前記溶液Ｑに加えられ、更に透
析処理に供せられる。
濃縮液も連続的に循環使用される。
このような方式は中規模以上に適し、連続運転が可能で
あり、原水貯槽も小さくてよい。
あり、原水貯槽も小さくてよい。
又透析電流も一定している。
しかじ脱塩率な高くとる場合は脱塩能率は劣る。
第３図は一過流通多段連続式と呼ばれる方式であり、図
においては三つの透析槽が連結され、原波処理溶液Ｑは
連続的に第一、第二、第三の透析槽の希釈室Ａを経て脱
塩されて処理水Ｓとして回収され、一方濃縮液は同液槽
Ｃから順次三つの透析槽の濃縮室Ｂを通り、再度液槽Ｃ
に戻り循環使用される。
においては三つの透析槽が連結され、原波処理溶液Ｑは
連続的に第一、第二、第三の透析槽の希釈室Ａを経て脱
塩されて処理水Ｓとして回収され、一方濃縮液は同液槽
Ｃから順次三つの透析槽の濃縮室Ｂを通り、再度液槽Ｃ
に戻り循環使用される。
この方式は大規模な操業に適し、連続運転が可能であり
、又透析電流が一定している。
、又透析電流が一定している。
しかじ脱塩率を大きくとる場合、脱塩能率は回分式と同
じであるが、段数を必要とする。
じであるが、段数を必要とする。
上記三方式の改良方法が各種提案されているが、それら
の方法では、原波処理溶液中の電解質濃度によっても影
響されるものの、一般的に希釈水中電解質濃度の下限は
３００ｐｐｍ程度で、それ以上低い濃度のものは利用で
きないとされている。
の方法では、原波処理溶液中の電解質濃度によっても影
響されるものの、一般的に希釈水中電解質濃度の下限は
３００ｐｐｍ程度で、それ以上低い濃度のものは利用で
きないとされている。
これは、濃縮液と脱塩水の塩分濃度差による電解質の逆
拡散、水の電気浸透などの物質バランスのすれに起因す
る透析効率の低下のためである。
拡散、水の電気浸透などの物質バランスのすれに起因す
る透析効率の低下のためである。
回収された処理水又は脱塩水を工業用水として使用しよ
うとする場合でも、上水並み（２５℃における導電率は
１５０〜３００μ０／ｃｍ、以下、ＴＤＳとして８０〜
１．５０ｐｐｍ程度）の水質が要求される場合が多い。
うとする場合でも、上水並み（２５℃における導電率は
１５０〜３００μ０／ｃｍ、以下、ＴＤＳとして８０〜
１．５０ｐｐｍ程度）の水質が要求される場合が多い。
かつ、上水並とするために脱塩を行なった場合、濃縮液
の濃度は高く、その再利用が要求される場合が多い。
の濃度は高く、その再利用が要求される場合が多い。
従来このように電解質の濃度が低い被処理液を脱塩する
技術として電気透析法を適用しても、経済性が悪く、効
率的でなく、濃縮液中塩濃度も再利用できるまでに至ら
なかった。
技術として電気透析法を適用しても、経済性が悪く、効
率的でなく、濃縮液中塩濃度も再利用できるまでに至ら
なかった。
本発明者は上記要求を満足させる電気透析法の改良法を
提供することを目的として種々実験、研究を重ねた結果
、濃縮液中塩濃度が５０００ｐｐｍ以下であれば、脱塩
水中塩濃度が５０ｐｐｍ程度までは次式に従うことを実
験的に確認し、本発明に至った。
提供することを目的として種々実験、研究を重ねた結果
、濃縮液中塩濃度が５０００ｐｐｍ以下であれば、脱塩
水中塩濃度が５０ｐｐｍ程度までは次式に従うことを実
験的に確認し、本発明に至った。
即ち、膜単位面積邑すの脱塩量は、濃度の低下とともに
減少するが、回収水利用の面で有効であり、透析電力効
率は上記濃度範囲ではかわらないのである。
減少するが、回収水利用の面で有効であり、透析電力効
率は上記濃度範囲ではかわらないのである。
Ｃτ−Ｃｅ−にτ
ここに
Ｃτ ：透析時間τ後における脱塩水中塩分濃度Ｃｏ：
原波処理溶液中塩分濃度 ｅ：自然数 に：透析槽加電圧、温度、液流速、装置の特性により定
まる定数 τ：透析槽中滞留時間 本発明はこの知見に基づくものであって、電極室、希釈
室及び濃縮室を有する二つ又はそれ以上の電気透析槽を
連結し、各透析槽各室ごとに液の循環を行ないながら透
析処理を行ない、第一段又はそれ以降の段の濃縮室に通
す濃縮水を更に次の段の希釈室にも通すことにより、塩
分濃度の比較的低い液の脱塩を行ない、かつより高濃度
の濃縮液を得ることを特徴とするものである。
原波処理溶液中塩分濃度 ｅ：自然数 に：透析槽加電圧、温度、液流速、装置の特性により定
まる定数 τ：透析槽中滞留時間 本発明はこの知見に基づくものであって、電極室、希釈
室及び濃縮室を有する二つ又はそれ以上の電気透析槽を
連結し、各透析槽各室ごとに液の循環を行ないながら透
析処理を行ない、第一段又はそれ以降の段の濃縮室に通
す濃縮水を更に次の段の希釈室にも通すことにより、塩
分濃度の比較的低い液の脱塩を行ない、かつより高濃度
の濃縮液を得ることを特徴とするものである。
本発明を一実施例を示す第４図について更に詳しく説明
すれば、陰極１、陽極２を具え、その間に陰イオン交換
膜７、陽イオン交換膜８を複数個交互に設けて、電極室
３，４、濃縮室５、希釈室６を形成してなる二つの電気
透析槽Ｉ、ＩＩを連結して用いる。
すれば、陰極１、陽極２を具え、その間に陰イオン交換
膜７、陽イオン交換膜８を複数個交互に設けて、電極室
３，４、濃縮室５、希釈室６を形成してなる二つの電気
透析槽Ｉ、ＩＩを連結して用いる。
連続的に供給される原波処理溶液Ｑは同溶液貯槽Ｒに一
旦貯えられた後、第一透析槽■の希釈室６に送られる。
旦貯えられた後、第一透析槽■の希釈室６に送られる。
貯槽Ｃ１，Ｃ２，Ｅｌ、Ｅ２には必要に応じてあらかじ
め一定量の水が前記貯槽Ｒから供給される。
め一定量の水が前記貯槽Ｒから供給される。
貯槽Ｅ、 、 Ｅ２の水には適光な塩（望ましくはＮａ
２ＳＯ４のような電解されない塩）を加えて５０００ｐ
ｐｒｎ程度の濃度にしておく。
２ＳＯ４のような電解されない塩）を加えて５０００ｐ
ｐｒｎ程度の濃度にしておく。
Ｅ。の電極液は第一透析槽■の電極室３及び４に供給さ
れる。
れる。
Ｃ１の液は第一透析槽Ｉの濃縮室５に供給され、更にま
た第二透析槽の希釈室６に供給される。
た第二透析槽の希釈室６に供給される。
Ｅ２ の電極液は第二透析槽の電極室３及び４に供給さ
れる。
れる。
Ｃ２の液は第二透析槽■の濃縮室５に供給される。
第一、第二各透析槽Ｉ、ＩＩの各室毎に上記合液の循環
を行ないながら透析処理を受ける。
を行ないながら透析処理を受ける。
貯槽Ｒから第一透析槽Ｉの希釈室６に送られた原波処理
溶液Ｑ中の電解質は希釈室に移動して脱塩、希釈された
後、処理水乃至脱塩水貯槽りに送られ、処理水Ｓとして
回収される。
溶液Ｑ中の電解質は希釈室に移動して脱塩、希釈された
後、処理水乃至脱塩水貯槽りに送られ、処理水Ｓとして
回収される。
一方Ｃ１の液は第一透析槽■の濃縮室５にて前記溶液Ｑ
の電解質を受けて濃縮されて再び貯槽Ｃ１に戻るが、こ
の槽の液はまた第二透析槽の希釈室６にも送られて透析
処理を受けてその中の塩はその槽の濃縮室５に送られて
きた貯槽Ｃ２の液に移動して希釈される。
の電解質を受けて濃縮されて再び貯槽Ｃ１に戻るが、こ
の槽の液はまた第二透析槽の希釈室６にも送られて透析
処理を受けてその中の塩はその槽の濃縮室５に送られて
きた貯槽Ｃ２の液に移動して希釈される。
Ｃ２の液は第二透析槽■の濃縮室で濃縮されて後、濃縮
液Ｕとして取り出される。
液Ｕとして取り出される。
電極室の塩分が電気透析処理を続けるのに適しない種類
の成分になったり、また濃度に達したとき、この電極液
はＣ１又はＣ２に送られて処理されるか、又は別途に処
分される。
の成分になったり、また濃度に達したとき、この電極液
はＣ１又はＣ２に送られて処理されるか、又は別途に処
分される。
その結果、濃縮室の溶液は次第に濃縮され、また希釈室
の溶液は次第に希薄化される。
の溶液は次第に希薄化される。
そこで両透析槽■と■の脱塩量を同じにとれば、貯槽Ｃ
１の塩分は第一透析槽Ｉでは濃縮されるが、第二透析槽
では希釈されてその濃度が一定化される。
１の塩分は第一透析槽Ｉでは濃縮されるが、第二透析槽
では希釈されてその濃度が一定化される。
そして貯槽Ｃ２の液の塩分は濃縮され、貯槽り中の処理
水は希釈化される。
水は希釈化される。
かくして本発明によれば、比較的塩分濃度の低い原波処
理溶液でも透析効率を低下させることなく脱塩を行なっ
て、その処理水を工業用水とじて再利用し、濃縮液を再
利用可能な濃度まで濃縮することが可能となる。
理溶液でも透析効率を低下させることなく脱塩を行なっ
て、その処理水を工業用水とじて再利用し、濃縮液を再
利用可能な濃度まで濃縮することが可能となる。
しかも第二透析槽の規模は第一透析槽の規模の約１０％
又はそれ以下で済み、比較的小さな装置で濃縮率を上げ
ることができて有利である。
又はそれ以下で済み、比較的小さな装置で濃縮率を上げ
ることができて有利である。
尚以上二つの透析装置を用（・て二段の透析処理を行な
う場合について述べてきたが、この段数は二段に限らず
、目的に応じて更に多段にすることができる。
う場合について述べてきたが、この段数は二段に限らず
、目的に応じて更に多段にすることができる。
次に本発明の実施例をあげる。
陰陽イオン交換膜（市販の標準膜、有効膜面積２ ｄ
ｒｒｊ ）を１％の間隔をあげて、白金メッキした暑チ
タン陽極およびステンレス陰極の間に交互に多数配夕ｌ
ルで、濃縮室、希釈室および電極室を形成した二つの電
気透析槽を構成し、各室毎に液を夫夫循環させながら種
々の濃度の食塩水について第４図のフローシートの如く
電気透析を行なう。
ｒｒｊ ）を１％の間隔をあげて、白金メッキした暑チ
タン陽極およびステンレス陰極の間に交互に多数配夕ｌ
ルで、濃縮室、希釈室および電極室を形成した二つの電
気透析槽を構成し、各室毎に液を夫夫循環させながら種
々の濃度の食塩水について第４図のフローシートの如く
電気透析を行なう。
第一透析槽■における滞留時間をτ１、脱塩速度をｖｌ
とし、第二透析槽■における滞留時間をτ２、脱塩速度
をｖ２ とする。
とし、第二透析槽■における滞留時間をτ２、脱塩速度
をｖ２ とする。
各透析槽は限界電流密度で操作し、貯槽Ｃ１の容量を希
釈室流量の１／１０としたときの実験値による各透析槽
規模の比較例を表１に示す。
釈室流量の１／１０としたときの実験値による各透析槽
規模の比較例を表１に示す。
この結果より、本発明の方法によれば、１段目の透析槽
の１０％以下の規模の２段目の透析槽を組合わせること
により、透析効率を低下させることな（、比較的低濃度
における連続脱塩を行なうことができ、かつ濃縮液を再
利用可能な濃度まで濃縮できることが判るであろう。
の１０％以下の規模の２段目の透析槽を組合わせること
により、透析効率を低下させることな（、比較的低濃度
における連続脱塩を行なうことができ、かつ濃縮液を再
利用可能な濃度まで濃縮できることが判るであろう。
本発明はこのような食塩水の脱塩処理のみでなく、例え
ば金属メッキの廃液処理にも有効に利用しうろこと勿論
である。
ば金属メッキの廃液処理にも有効に利用しうろこと勿論
である。
かくて本発明はこの種種電気透析法として誠に有効な方
法を提供しうるのである。
法を提供しうるのである。
図面第１〜３図は従来の電気透析方法の代表的な例のフ
ローシートであり、第４図は本発明の方法の一実施例を
示すフローシートである。 第１〜４図においてＡ・・・・・・希釈室、Ｂ・・・・
・・濃縮室、Ｃ・・・・・・濃縮液貯槽、Ｑ・・・・・
・原波処理溶液、Ｒ・・・・・・同溶液貯槽、Ｌ・・・
・・・処理水（脱塩水）貯槽、Ｅｌ、 Ｅ２・・・・・
・電極液貯槽、Ｃ１，Ｃ２・・・・・・濃縮液貯槽、Ｓ
・・・・・・処理水、Ｕ・・・・・・濃縮液。 第４図において１・・・・・・陰極、２・・・・・・陽
極、３・・・・・・陰極室、４・・・・・・陽極室、５
・・・・・・濃縮室、６・・・・・・希釈室（脱塩室）
、７・・・・・・陰イオン交換膜、８・・・・・・陽イ
オン交換膜。
ローシートであり、第４図は本発明の方法の一実施例を
示すフローシートである。 第１〜４図においてＡ・・・・・・希釈室、Ｂ・・・・
・・濃縮室、Ｃ・・・・・・濃縮液貯槽、Ｑ・・・・・
・原波処理溶液、Ｒ・・・・・・同溶液貯槽、Ｌ・・・
・・・処理水（脱塩水）貯槽、Ｅｌ、 Ｅ２・・・・・
・電極液貯槽、Ｃ１，Ｃ２・・・・・・濃縮液貯槽、Ｓ
・・・・・・処理水、Ｕ・・・・・・濃縮液。 第４図において１・・・・・・陰極、２・・・・・・陽
極、３・・・・・・陰極室、４・・・・・・陽極室、５
・・・・・・濃縮室、６・・・・・・希釈室（脱塩室）
、７・・・・・・陰イオン交換膜、８・・・・・・陽イ
オン交換膜。
Claims (1)
- １ 電極室、希釈室及び濃縮室を有する二つ又はそれ以
上の電気透析槽を連結し、各透析槽各室毎に液の循環を
行ないながら透析処理を行ない、第一段又はそれ以後の
段の透析槽の濃縮室に通す濃縮液を更に次の段の透析槽
の希釈室に通すことにより、塩分濃度の低い液の脱塩を
行ない、かつ高濃度の濃縮液を得ることを特徴とする電
気透析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52048214A JPS5933004B2 (ja) | 1977-04-26 | 1977-04-26 | 電気透析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52048214A JPS5933004B2 (ja) | 1977-04-26 | 1977-04-26 | 電気透析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53132481A JPS53132481A (en) | 1978-11-18 |
| JPS5933004B2 true JPS5933004B2 (ja) | 1984-08-13 |
Family
ID=12797150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52048214A Expired JPS5933004B2 (ja) | 1977-04-26 | 1977-04-26 | 電気透析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933004B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638106A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-13 | Kiyoteru Takayasu | Electrolytic method |
| JPS5638105A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-13 | Kiyoteru Takayasu | Electrolytic cell |
| JP7163274B2 (ja) * | 2019-12-27 | 2022-10-31 | 株式会社 東邦アーステック | ヨウ素系物質の取得方法 |
| JP7782598B2 (ja) * | 2024-02-27 | 2025-12-09 | 栗田工業株式会社 | ２段電気脱イオンシステムの運転方法 |
-
1977
- 1977-04-26 JP JP52048214A patent/JPS5933004B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53132481A (en) | 1978-11-18 |
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