JPS6352955B2

JPS6352955B2 -

Info

Publication number: JPS6352955B2
Application number: JP54135891A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Uchida; Isao Etsuno
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1979-10-23
Publication date: 1988-10-20
Also published as: JPS5660684A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は酸性液とアルカリ性液の中和方法に関
するものであり、酸性液配管とアルカリ性液配管
をエゼクタなどの混合器に接続し、両配管にそれ
ぞれの酸性液とアルカリ性液を通流させ、混合器
の流出側のPHが中性付近になるように、酸性液あ
るいはアルカリ性液の流量を流量調節弁で調節し
ながら混合中和する従来のいわゆる瞬間混合中和
方法の改良に関するものである。

従来において、たとえば純水製造装置から排出
される酸性廃液とアルカリ性廃液を中和する場
合、中和処理液に懸濁物質を生成させない中和方
法としてエゼクタなどの混合器を用いて両廃液を
瞬間的に混合する方法が提案されている。この従
来の瞬間混合中和方法のひとつの態様を第１図を
用いて説明すると、まず陽イオン交換樹脂の再生
の際の通薬、押出、洗浄などの工程から排出され
る酸性廃液１と陰イオン交換樹脂の再生の際の通
薬、押出、洗浄などの工程から排出されるアルカ
リ性液廃液２をそれぞれ酸性廃液受槽３およびア
ルカリ性廃液受槽４に別々に受け、そして両廃液
を各槽内において充分に混合したのち酸性廃液ポ
ンプ５を用いて一定量の酸性廃液１を酸性液配管
６に通流するとともに、アルカリ性廃液ポンプ７
を用いてアルカリ性廃液２をアルカリ液配管８に
通流し、両廃液をエゼクタなどの混合器９で瞬間
的に混合する。なお混合にあたつては混合器９の
流出側のPHをPH検出器１０で測定し、当該混合器
９の流出側のPHが放流可能な中性付近たとえば６
ないし９の範囲に入るようにPH指示調節計１１と
連動した流量調節弁１２によつてアルカリ性廃液
の流量を調節しながら混合する。PH指示調節計１
１と流量調節弁１２の働きは、測定点のPHがPH指
示調節計１１にあらかじめ入力した中和点である
任意の設定PHの値をより低くなつた時は流量調節
弁１２の開度を大とし、またその逆の時は流量調
節弁１２の開度を小とする働きをするもので、通
常設定PHとしては7.0前後とする。また一般に計
装的な遅れから中和開始直後から流量調節弁１２
の開度が適正な開度とならず、そのため中和開始
直後から約２分間ぐらいは中和処理液のPHが放流
可能なPH範囲に入らないことが多い。したがつて
PH検出器１０以降の中和処理液配管１３に循環配
管１４を分岐し、中和処理液のPHが放流可能な値
となるまでPH指示調節計１１と連動した自動弁１
５を開口して中和処理液を酸性廃液受槽３に循環
させ、中和処理液のPHが放流可能な値となつたら
自動弁１５を閉じるとともに自動弁１６を開口し
て中和処理液を放流するようにしている。

このように両廃液を瞬間的に混合して中和する
と、炭酸カルシウムあるいは重合シリカなどに起
因する懸濁物質が生成しないので、近年において
特に純水製造装置の再生廃液の中和に第１図に示
したフローに準ずる、いわゆる瞬間混合中和方法
が多く採用されている。ところで第１図に示した
中和フローは流量調節弁１２を１台設け、この１
台の流量調節弁のみで一方の液の流量を調節しな
がら中和するので当該流量調節弁の作動精度と、
被中和液同志の中和滴定曲線が重要なポイントと
なる。第２図に２床３塔式の純水製造装置から排
出される酸性廃液とアルカリ性廃液の典型的な中
和滴定曲線、すなわち一定量の酸性廃液にアルカ
リ性廃液を徐々に添加した場合の混合液のPHの変
化を示したが、当該アルカリ性廃液には一般にあ
る程度の炭酸イオンおよび炭酸水素イオンが含ま
れており、これらのイオンがPH緩衝性物質として
働くので、第２図に示したように適定曲線の勾配
が比較的緩やかとなる。このような滴定曲線を描
く廃液を、たとえば中和処理液のPHを６ないし９
の範囲で中和処理する場合、第２図に示したよう
にPH６までに要するアルカリ性廃液の添加量T₁
とPH９までに要するアルカリ性廃液の添加量T₂
の差が比較的大きい。また一般に流量調節弁の作
動は全リフト範囲に対して約１％前後の作動誤差
があるが、両廃液の適定曲線が第２図に示したよ
うに比較的緩やかな場合は、この作動誤差が充分
にT₂−T₁の範囲内に入るので、たとえ流量調節
弁が１台であつたとしても、中和処理を何の障害
もなく安定に行なうことができる。

しかしながら炭酸イオンあるいは炭酸水素イオ
ンなどのPH緩衝性物質の含有量が極めて少ない廃
液の場合は、その中和滴定曲線の勾配が第３図に
示したように急傾斜となり、このような滴定曲線
を描く廃液の場合は第１図に示したような流量調
節弁１２を１台しか用いない、いわゆる一段中和
ではうまく行なうことができない。すなわち中和
処理液のPHを６ないし９の範囲で中和処理する場
合、第３図に示したようにPH６までに要するアル
カリ性廃液の添加量T₁′とPH９までに要するアル
カリ性廃液の添加量T₂′の差が微少であり、した
がつて前述した流量調節弁１２の作動誤差が
T₂′−T₁′より大となつてしまい１台の流量調節弁
ではコントロール不能となつてしまう。したがつ
てPH緩衝性物質の含有量が極めて少ないいわゆる
強酸と強アルカリの中和処理においては従来は二
段中和方式が採用されている。すなわちPH検出器
およびPH指示調節計とそれに連動する流量調節弁
を２セツト用い、一段目である程度荒中和（たと
えばPH２ないし３、あるいは11ないし12）を行な
い、その後に二段目で精密中和（PH７前後）を行
なうものである。

しかし本方式は一段目の中和処理液のPHがハン
チングを起こすとその影響により二段目のPH調節
が不能となるため、一段中和と二段中和の間に緩
衝槽を設け、一段目の中和処理液のPHのハンチン
グを消去するなどの余分な操作と槽を必要とし、
かつ高価なPH検出器およびPH指示調節計とそれに
連動する流量調節弁を２セツトも要し、またエゼ
クタなどの混合器も２台必要とするため配管も複
雑となり、経済的負担が大きく好ましい処理方法
とは言い難い。

本発明は以上説明したようなPH緩衝性物質の含
有量が極めて少ない酸性液とアルカリ性液を瞬間
混合中和するにあたり、従来の処理方法の欠点を
除き、簡易な装置で安定した中和処理を行なうこ
とを目的とするもので、酸性液配管とアルカリ性
液配管を混合器に接続し、各配管にそれぞれの液
を通流させ、一方の液の流量を流量調節弁で調節
しながら両液を当該混合器で瞬時に混合して中和
する方法において、一方の配管を主管と従管に分
割するとともに、主管に主流量調節弁を、さらに
従管に副流量調節弁を付設した流路を構成し、他
方の配管に一定流量の他方の液を通流させるとと
もに、まず前記主管に一方の液を通流させ、そし
て主流量調節弁を用いて混合器の流出側のPHを、
両液を用いて中和滴定曲線を形成させた際に、PH
が急激に変化する手前の任意のPHに調節設定し、
次いで主流量調節弁の開度を当該任意のPHの設定
開度に固定し、ひき続き前記従管にも一方の液を
通流させ、混合器の流出側のPHが中性付近になる
ように副流量調節弁を用いて当該従管に通流する
一方の液の流量を調節しながら混合中和すること
を特徴とする酸性液とアルカリ性液の中和方法に
関するものである。

以下に本発明を図面にしたがつて詳細に説明す
る。

第４図は本発明の実施態様の一例のフローを示
す説明図で、酸性廃液受槽３とアルカリ性廃液受
槽４をそれぞれ設置し、酸性液配管６の一端を酸
性廃液受槽３に接続するとともに、酸性液配管６
の他端を酸性廃液ポンプ５を介して混合器９に接
続する。一方アルカリ液配管８の一端をアルカリ
性廃液受槽４に接続するとともに、アルカリ液配
管８にバイパス路を設けて主管１７と従管１８に
構成し、当該主管１７と当該従管１８を合流させ
てふたたび１本のアルカリ液配管８となし、この
アルカリ液配管８の他端を混合器９に接続する。
なおアルカリ液配管８とアルカリ性廃液受槽４の
接続点と、前記バイパス路分岐点の間にアルカリ
性廃液ポンプ７を設置し、また前記主管１７に主
流量調節弁１９を付設するとともに前記従管１８
に副流量調節弁２０を付設する。さらに混合器９
の流出側に中和処理液配管１３の一端を接続し、
他端を放流点（図示せず）に接続する。また混合
器９の直後の中和処理液配管１３にPH検出器１０
を付設し、PH検出器１０の付設以降の中和処理液
配管１３に循環配管１４の一端を分岐して連通
し、循環配管１４の他端を酸性廃液受槽３に接続
する。なお１５，１６は自動弁である。さらにPH
指示調節計１１を別に設置し、当該PH指示調節計
１１にPH検出器１０、自動弁１５および１６、副
流量調節弁２０を計装的に接続するとともに開度
設定器２１を介して主流量調節弁１９と計装的に
接続する。

次に本装置における中和処理を説明すると、ま
ず両廃液の受槽３および４にそれぞれ酸性廃液１
およびアルカリ性廃液２を受け入れた後、撹拌器
など（図示せず）で各槽内の液を充分に混合す
る。この混合を終了した後、自動弁１５を開口す
るとともに酸性廃液ポンプ５およびアルカリ性廃
液ポンプ７を駆動させ、酸性液配管６およびアル
カリ液配管８にそれぞれの廃液を通流させ、両廃
液を混合器９で瞬時に混合し、その混合液を循環
配管１４を経て酸性廃液受槽３に循環する。なお
アルカリ性廃液２を通流させるにあたつては副流
量調節弁２０を全閉し、主流量調節弁１９の開度
を開度設定器２１によつて徐々に開口しながらア
ルカリ性廃液２を主管１７のみに通流させ、混合
器９の流出側のPHが、両液を用いて中和滴定曲線
を形成させた際に、PHが急激に変化する手前の任
意の設定PHＳに達した時に当該流量調節弁１９の
開度を当該設定PHＳの開度に固定する。この設定
PHＳと開度設定器２１について以下にさらに詳し
く説明する。

本発明の実施にあたつては中和処理しようとす
る酸性廃液とアルカリ性廃液を用いて、あらかじ
め中和滴定曲線を作成しておく。この中和滴定曲
線の作成は公知の方法により作成する。たとえば
一定量の酸性廃液をビーカなどに受け、ビーカ内
の液を撹拌しながらここにアルカリ性廃液を徐々
に添加し、混合液のPHの変化を測定し、アルカリ
性廃液の添加量に対するPHの値をグラフ上にプロ
ツトする。

このようにして中和滴定し、たとえば第３図に
示すような中和滴定曲線が得られた場合、設定PH
Ｓを以下のように決定する。第３図においてPHが
急激に変化する点は酸性側においてはPH約３以上
であり、アルカリ性側においてはPH約10以下であ
る。換言すればPH３以下あるいはPH10以上におい
てはPHの変化は比較的緩慢となつている。

したがつて、たとえば第４図に示したようなフ
ロー、すなわち酸性廃液を一定流量通流し、アル
カリ性廃液の流量を調節しながら中和する場合は
PH３以下の任意のPHを設定PHＳとする。ただしあ
まり低いPHを設定PHＳとすると後で説明する副流
量調節弁２０の作動範囲が大となりすぎるので好
ましくなく、またPH3.0に近いPHを設定PHＳとす
ると主流量調節弁１９の作動誤差によつて中和点
を越え一挙にアルカリ性になることもあるので好
ましくない。したがつて第３図に示したような中
和滴定曲線が得られた場合は、第３図に示したよ
うに設定PHＳをPH2.0前後とすることが望ましい。

また本発明において中和するにあたつてアルカ
リ性廃液を一定流量通流し、酸性廃液の流量を調
節しながら中和する場合は、同じような理由によ
り第３図に示したように設定PHS′を11.5前後にす
るとよい。このように中和処理しようとする酸性
廃液とアルカリ性廃液を用いてあらかじめ中和滴
定曲線を作成し、設定PHＳを決定したら開度設定
器２１に当該設定PHＳを入力しておく。

次に開度設定器２１について説明すると、開度
設定器２１は主流量調節弁１９の開度をあらかじ
め設定されたプログラムにしたがつて、わずかず
つ開口させる機能を有し、かつ混合器９の流出側
のPHが前記した設定PHＳの値になつた点で主流量
調節弁１９の開度を固定するものである。このよ
うに開度設定器２１と主流量調節弁１９によつて
混合器９の流出側のPHをあらかじめ決定してある
前述の設定PHＳにする接作が終了したら、次いで
PH指示調節計１１に連動する副流量調節弁２０を
作動させ、アルカリ性廃液２を従管１８にも通流
し、混合器９の流出側のPHが中和付近になるよう
に副流量調節弁２０の開度を調節する操作を行な
う。

本発明はこのように主流量調節弁１９を用いて
酸性廃液とアルカリ性廃液を混合し、混合後のPH
を前記した設定PHＳまで上昇させてから副流量調
節弁２０を作動させるので、副流量調節弁２０に
前述した作動誤差があつたとしても、問題なく副
流量調節弁を作動させることができる。というの
は副流量調節弁２０を用いてたとえば中和処理液
のPHを６ないし９の範囲で中和処理する場合、副
流量調節弁２０の作動範囲は第３図に示したよう
にt₁ないしt₂となり、t₂−t₁とT₂′−T₁′の値が同じ
であつても、全体の作動範囲すなわちt₂と比較す
るとt₂−t₁は極めて大となり、よつてたとえ副流
量調節弁２０に作動誤差があつたとしてもこの誤
差は充分にt₂−t₁の範囲内に入り、まつたく問題
がなくなるのである。さらに主流量調節弁１９の
開度を設定PHＳになる点で固定するので、主流量
調節弁１９を固定した以後は主管１７に一定の流
量のアルカリ性廃液２を通流させることができ、
したがつてたとえ流量調節弁を２台用いたとして
も、従来行なわれている二段中和で生じているよ
うな一段目の流量調節弁のハンチング現象はまつ
たく起こらず、よつて副流量調節弁２０を効果的
に作動させることが可能となる。

なお以上のような操作により混合器９の流出側
のPHが放流可能なPH範囲に入つたならば、自動弁
１５を閉じるとともに自動弁１６を開口し、中和
処理液を放流することは言うまでもない。

以下の本発明の実施態様の外に、以下に本発明
の他の実施態様について説明すると、第５図はそ
の実施態様を示したフローの説明図であり、酸性
液配管６に直列に二段に混合器９を連通し、前段
の混合器９に主流量調節弁１９を付設したアルカ
リ液配管８の主管１７を、また後段の混合器９に
副流量調節弁２０を付設したアルカリ液配管８の
従管１８を接続したものである。そのほかに第５
図において第４図と同一部分は同符号を付けてそ
の説明を略す。本発明はこのようなフローでも同
じような作用・効果を奏するが、ただし第５図に
示したフローは混合器９を２台必要とするので第
４図に示したフローと比較すると設備費の面で若
干不利となる。

また第４図、第５図においては酸性廃液を一定
量通流し、アルカリ性廃液の流量を調節しながら
中和するものであるが、これとは逆にアルカリ性
廃液を一定量通流し、酸性廃液の流量を調節しな
がら中和してもさしつかえない。この場合は主流
量調節弁１９の設定PHは第３図に示したようにア
ルカリ性側に示したS′となる。

また本発明はアルカリ性廃液と酸性廃液を混合
して中和するだけでなく、アルカリ性廃液を酸水
溶液で、また酸性廃液をアルカリ水溶液で中和す
る場合も適用でき、さらにアルカリ性廃液と酸性
廃液を中和する際にあらかじめ酸水溶液あるいは
アルカリ水溶液をどちらか一方に添加しながら両
廃液を中和する場合にも適用できる。

本発明に使用する混合器９は両液を瞬間的に混
合し得る構造のものであれば何んでもよいが、好
ましくはエゼクタあるいはスタテイツクミキサ
（商標名）などを用いるとよい。また本発明に用
いるPH検出器１０、流量調節弁１９，２０、PH指
示調節計１１、開度設定器２１はいずれも公知の
ものを使用することができ、開度設定器２１は主
流量調節弁１９の開度をわずかずつ開けていく時
間を任意に調節し得る機構となつているものが望
ましい。以上説明したように本発明によりPH緩衝
性物質の含有量が極めて少量である被中和液を簡
易な手段で効果的に中和処理することができ、比
較的高価なPH検出器、PH指示調節計、および緩衝
槽、余分な配管など従来必要としていた二段中和
方式の種々の装置を大幅に昇略することができそ
の経済的利益は大きい。

以下に本発明の実施例を説明する。

実施例炭酸水素イオンの含有量がほとんどない原水を
被処理水としている純水製造装置の陽イオン交換
樹脂の再生の際に排出される酸性廃液と陰イオン
交換樹脂の再生の際に排出されるアルカリ性廃液
を中和処理するにあたり、まず両廃液同志で以下
のような中和滴定を行ない、中和滴定曲線を作成
した。

すなわち酸性廃液50mlをビーカに採り、よく撹
拌しながらそこにアルカリ性廃液を徐々に添加
し、アルカリ性廃液の添加量に対するPHの変化を
測定した。そして縦軸にPH、横軸にアルカリ性廃
液の添加量をとり、アルカリ性廃液の添加量に対
するPHの関係をプロツトし、第６図に示したよう
な中和滴定曲線を作成した。次に両廃液を第４図
に示した装置を用いて本発明方法の中和処理を行
なつた。なお開度設定器２１の設定PHＳを第６図
からPHが急激に変化する手前のPHすなわち2.5と
し、またアルカリ液配管８の主管１７の主流量調
節弁１９の開度を初期に20％開口し、そこから
徐々に開口し、約５分間で混合器９の流出側のPH
が2.5になるように設定し、さらにPH指示調節計
１１の設定PHは7.3とした。

酸性液配管６を経て酸性廃液を20m³／Ｈで一定
流量通流し、同時にアルカリ液配管８を径てアル
カリ性廃液を通流させるが、初期に20％開口した
主流量調節弁１９はその開度が徐々に開口した主
管１７に通流するアルカリ性廃液の流量が徐々に
増加し、主管１７に通流するアルカリ性廃液の流
量が26m³／Ｈの点で混合器９の流出側のPHは2.5
となり、以後は主流量調節弁１９が開度が固定
し、主管１７に通流するアルカリ性廃液の流量を
26m²／Ｈに維持し、次いで副流量調節弁２０が開
口しPH指示調節計１１から発する信号により副流
量調節弁２０の開度を調節し、中和処理液はPH
7.5前後で安定に処理できた。なお従管１８には
約４m³／Ｈのアルカリ性廃液が通流した。

一方比較のために第１図に示したような従来の
フローで中和を行なつたところ流量調節弁１２が
ハンチングを起こし、中和処理液が６から９の範
囲に入らず中和処理することが不可能であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一段中和のフローを示す説明図
であり、第２図、第３図は酸性廃液をアルカリ性
廃液で中和した場合の中和滴定曲線を示したグラ
フであり、縦軸にPH、横軸にアルカリ性廃液の添
加量を示したものであり、第４図は本発明の実施
態様の一例を示すフローの説明図であり、第５図
は本発明の他の実施態様のフローを示す説明図で
あり、第６図は本発明の実施例における酸性廃液
をアルカリ性廃液で中和した場合の中和滴定曲線
を示したグラフであり、縦軸にPH、横軸にアルカ
リ性廃液の添加量を示したものである。１……酸性廃液、２……アルカリ性廃液、３…
…酸性廃液受槽、４……アルカリ性廃液受槽、５
……酸性廃液ポンプ、６……酸性液配管、７……
アルカリ性廃液ポンプ、８……アルカリ液配管、
９……混合器、１０……PH検出器、１１……PH指
示調節計、１２……流量調節弁、１３……中和処
理液配管、１４……循環配管、１５……自動弁、
１６……自動弁、１７……主管、１８……従管、
１９……主流量調節弁、２０……副流量調節弁、
２１……開度設定器、Ｓ……設定PH。

Claims

【特許請求の範囲】１酸性液配管とアルカリ性液配管を混合器に接
続し、各配管にそれぞれの液を通流させ、一方の
液の流量を流量調節弁で調節しながら両液を当該
混合器で瞬時に混合して中和する方法において、
一方の配管を主管と従管に分割するとともに、主
管に主流量調節弁を、さらに従管に副流量調節弁
を付設した流路を構成し、他方の配管に一定流量
の他方の液を通流させるとともに、まず前記主管
に一方の液を通流させ、そして主流量調節弁を用
いて混合器の流出側のPHを、両液を用いて中和滴
定曲線を形成させた際に、PHが急激に変化する手
前の任意のPHに調節設定し、次いで主流量調節弁
の開度を当該任意のPHの設定開度に固定し、ひき
続き前記従管にも一方の液を通流させ、混合器の
流出側のPHが中性付近になるように副流量調節弁
を用いて当該従管に通流する一方の液の流量を調
節しながら混合中和することを特徴とする酸性液
とアルカリ性液の中和方法。２ひとつの混合器に酸性液配管とアルカリ性配
管を接続し、混合器に至るまでの一方の配管を主
管とし、当該主管に従管をバイパス状に設け、当
該主管に主流量調節弁を、さらに当該従管に副流
量調節弁を付設した流路を構成して中和すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸性液
とアルカリ性液の中和方法。