JP2012016673A - よう素・ほう素含有液の処理装置およびよう素・ほう素含有液の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】よう素およびほう素を含有する溶液からよう素とほう素を効率的に除去することが可能なよう素・ほう素含有液の処理装置を提供する。
【解決手段】よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液について陽イオン交換樹脂により処理するための陽イオン交換樹脂処理手段と、陽イオン交換樹脂により処理された陽イオン交換樹脂処理液について弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理するための弱塩基性陰イオン交換樹脂処理手段と、弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理された弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液について強塩基性陰イオン交換樹脂により処理するための強塩基性陰イオン交換樹脂処理手段と、を有するよう素・ほう素含有液の処理装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液の処理装置ならびによう素・ほう素含有液の処理方法に関する。

よう素は、半導体分野における液晶ディスプレイの偏光フィルムや、医療分野におけるＸ線造影剤や殺菌剤の原料として用いられているほか、有機化合物合成時の触媒として用いられるなど、様々な分野で用いられており、極めて貴重な資源である。

一方、ほう素は種々の分野で使用されているが、比較的安価な化合物であるため、回収されずに廃棄されることが多い。しかし、２００１年水質汚濁防止法の改正により、ほう素を一般河川に流入させる場合の排水基準が１０ｐｐｍと定められた。そのため、１０ｐｐｍ以上のほう素を含む排液は、何らかの処理を施して、ほう素を取り除く必要がある。

偏光フィルム製造工場等の半導体分野における工場等では、よう素、ほう素、カリウム等を含む排液が生じることがある。これらの排液については、通常、よう素およびほう素やその他の物質を排水基準値以下にした後、工業排水として排出するか、または濃縮によって減容化した後、産業廃棄物として処理される。

よう素およびほう素を含む排液の処理方法としては、例えば、凝集沈殿法およびろ過法（例えば、特許文献１参照）、電気透析法（例えば、特許文献２参照）等が知られている。

特許文献１のような凝集沈殿法およびろ過法では、処理液のよう素およびほう素の濃度を排水基準値以下とするのは難しく、基準値以下にできない場合には後段に処理装置を追加する必要がある。また、処理対象液のよう素およびほう素の含有濃度が低い場合には処理の効率が悪く、多量の薬品が必要となることがある。

特許文献２のような電気透析法では、電気透析の前にｐＨ制御を行う必要がある。一般に、偏光フィルム等の製造排液には、成分および濃度が異なる複数種の物質が混合されていることが多く、各成分の濃度も一定ではないため、ｐＨ制御が困難になりやすいと言える。

また、ほう素を含む排液の処理方法としては、吸着法（例えば、特許文献３参照）が知られているが、希土類元素の含水酸化物を担持した吸着体のように、特別な処理を施した特有の吸着剤を用いる必要がある。そういった吸着剤は非常に高価であり、実用的な処理方法であるとは言えない。

これらに対し、イオン交換樹脂法では、一般に安定した処理が可能である。また、適切な再生条件でイオン交換樹脂の再生を行うことで、処理対象成分を高濃度で濃縮回収することができ、廃棄物量の減容化も可能である。

よう素の処理にイオン交換樹脂を用いた例としては、よう素を含む排液を酸化または還元し、遊離よう素分子とし、酸性下で強塩基性陰イオン交換樹脂によう素を吸着させる方法（例えば、特許文献４，５参照）や、酸性下で弱塩基性樹脂によう素を吸着させる方法（例えば、特許文献６参照）が提案されている。ほう素を含む排液の処理にイオン交換樹脂を利用した例としては、ほう素を含む排液を強塩基性陰イオン交換樹脂（例えば、特許文献７，８参照）、あるいはほう素選択性樹脂（例えば、特許文献９参照）によって吸着させる方法が提案されている。

特許文献４，５に記載されている方法では、強塩基性陰イオン交換樹脂へのよう素の選択性が高いため、強塩基性陰イオン交換樹脂からよう素を溶離させるのに、高濃度のアルカリ、例えば１０％ＮａＯＨを使用しなければ十分に溶離することができない。

特許文献６に記載されている方法では、よう素のみしか除去できず、よう素とほう素の両方を除去することはできない。また、処理液のほう素濃度が１０ｐｐｍ以上の場合は、水質汚濁防止法の排出基準を満たすことができないため、新たにほう素処理装置を設けなければならない。

特許文献７，８に記載されている方法では、ほう素のみしか除去できず、よう素とほう素の両方を除去することはできない。

特許文献９に記載されている方法では、強塩基性陰イオン交換樹脂へのよう素の選択性が高いため、強塩基性陰イオン交換樹脂からよう素を溶離させるのに、高濃度のアルカリ、例えば１０％ＮａＯＨを使用しなければ十分に溶離することができない。

このように、よう素およびほう素を含有する溶液からよう素とほう素の両方を効率的に除去する方法は知られていない。

特開２００６−２３１３２５号公報 特開２００９−２２９２１号公報 特許第４２９７６６３号公報 特開平６−６３５４７号公報 特開平６−１５７００８号公報 特開２００９−１４２７６４号公報 特許第３７２７２１２号公報 特開２００５−２９６９５３号公報 特許第３９１３９３９号公報

本発明の目的は、よう素およびほう素を含有する溶液からよう素とほう素を効率的に除去することが可能なよう素・ほう素含有液の処理装置および処理方法を提供することである。

本発明は、よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液について陽イオン交換樹脂により処理するための陽イオン交換樹脂処理手段と、前記陽イオン交換樹脂により処理された陽イオン交換樹脂処理液について弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理するための弱塩基性陰イオン交換樹脂処理手段と、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理された弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液について強塩基性陰イオン交換樹脂により処理するための強塩基性陰イオン交換樹脂処理手段と、を有するよう素・ほう素含有液の処理装置である。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理装置において、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理された弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液の電気伝導率を測定する電気伝導率測定手段を有することが好ましい。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理装置において、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂および前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、よう素およびほう素を溶離させるための陰イオン交換樹脂再生手段と、前記再生処理した再生処理液を回収するための回収手段と、を有することが好ましい。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理装置において、前記陰イオン交換樹脂再生手段は、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、よう素を溶離させるための弱塩基性陰イオン交換樹脂再生手段と、前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、ほう素を溶離させるための強塩基性陰イオン交換樹脂再生手段と、を有することが好ましい。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理装置において、前記陰イオン交換樹脂再生手段は、まず前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により処理した後、その再生処理液により前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について処理して、ほう素およびよう素を溶離させるものであることが好ましい。

また、本発明は、よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液について陽イオン交換樹脂により処理する陽イオン交換樹脂処理工程と、前記陽イオン交換樹脂により処理した陽イオン交換樹脂処理液について弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理する弱塩基性陰イオン交換樹脂処理工程と、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理した弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液について強塩基性陰イオン交換樹脂により処理する強塩基性陰イオン交換樹脂処理工程と、を含むよう素・ほう素含有液の処理方法である。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理方法において、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理した弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液の電気伝導率を測定する電気伝導率測定工程を含むことが好ましい。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理方法において、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂および前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により処理して、よう素およびほう素を溶離させる陰イオン交換樹脂再生工程と、前記再生処理した再生処理液を回収する回収工程と、を含むことが好ましい。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理方法において、前記陰イオン交換樹脂再生工程は、前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、よう素を溶離させる弱塩基性陰イオン交換樹脂再生工程と、前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、ほう素を溶離させる強塩基性陰イオン交換樹脂再生工程と、を含むことが好ましい。

また、前記よう素・ほう素含有液の処理方法において、前記陰イオン交換樹脂再生工程において、まず前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理した後、その再生処理液により前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について再生処理して、ほう素およびよう素を溶離させることが好ましい。

本発明によれば、よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液について、陽イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂の順序で処理することにより、よう素・ほう素含有液から効率的によう素とほう素を除去することが可能なよう素・ほう素含有液の処理装置および処理方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るよう素・ほう素含有液の処理装置の一例の概略構成を示す図である。 実施例１における、再生液量とよう素回収率およびほう素回収率の関係を示す図である。 実施例２における、再生液量とよう素回収率およびほう素回収率の関係を示す図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

本発明者らは、よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液を、陽イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂の順に連続して通液することで、よう素とほう素を吸着させ、効率的に除去することができることを見出した。また、通液後に、弱塩基性陰イオン交換樹脂および強塩基性陰イオン交換樹脂に再生液を通液し、よう素およびほう素を溶離させることで、経済的で高収率に、よう素およびほう素を回収することができる。

すなわち、よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液を、陽イオン交換樹脂に通液して、陽イオン成分を除去することで酸性溶液とし、次いで弱塩基性陰イオン交換樹脂に通液することで主によう素を吸着し、最後に強塩基性陰イオン交換樹脂に通液することで主にほう素を吸着する。

陽イオン交換樹脂によって陽イオン成分が取り除かれた陽イオン交換樹脂処理液は酸性となっており、よう素はよう化水素酸として存在していると考えられる。弱塩基性陰イオン交換樹脂は、酸を吸着することができ、吸着された酸はアルカリ溶液等で容易に溶離することができるという性質を有している。よって、よう素・ほう素含有液を陽イオン交換樹脂に通液した後、弱塩基性陰イオン交換樹脂に通液することで、よう素をよう化水素酸として吸着することができると考えられる。

また、分子状態で存在しているほう素は、弱塩基性陰イオン交換樹脂にはほとんど吸着しないと考えられる。それに対し、強塩基性陰イオン交換樹脂は、弱塩基性陰イオン交換樹脂に比べて塩基性度が高いため、ほう素をほう酸イオンとして吸着することができる。そのため、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着されなかったほう素を、強塩基性陰イオン交換樹脂で吸着することができると考えられる。

強塩基性陰イオン交換樹脂の前段側で陽イオン交換樹脂に通液することで、陽イオン交換樹脂による陽イオン交換樹脂処理液が弱塩基性陰イオン交換樹脂を経て、強塩基性陰イオン交換樹脂に通液される。そのため、強塩基性陰イオン交換樹脂には陽イオン成分がほとんど流入せず、強塩基性陰イオン交換樹脂による処理における処理対象液はアルカリ性（ＮａＯＨ等の存在により）とならないため、ほう素除去性能が増し、処理水質が良くなると考えられる。

また、通液後、水酸化ナトリウム溶液のようなアルカリ性溶液を再生液として、強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂を個別に再生することで、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生液中にほう素を、弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生液中によう素を、別々に分離して回収することができる。これにより、よう素およびほう素を濃縮回収することができ、廃棄物量を減容化することが可能である。

さらに、この再生液を通液するときに、よう素とほう素を別々に分離して回収する必要がない場合は、最初に強塩基性陰イオン交換樹脂、次に弱塩基性陰イオン交換樹脂の順序で一貫して再生液を通液することで、よう素およびほう素を溶離させ、回収することができる。強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂のそれぞれ個々に再生液を通液した場合に比べ、再生液量を約３０％削減することができる。イオン交換樹脂法の場合、通常、再生薬剤のコストがランニングコストの大部分を占めており、再生液量を約３０％削減できるということは大きなメリットになる。

本発明の実施形態に係るよう素・ほう素含有液の処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。処理装置１は、陽イオン交換樹脂処理手段としての陽イオン交換樹脂塔１２と、弱塩基性陰イオン交換樹脂処理手段としての弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４と、強塩基性陰イオン交換樹脂処理手段としての強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを備える。

図１の処理装置１において、貯槽タンク１０の出口側が陽イオン交換樹脂塔１２の入口側に、陽イオン交換樹脂塔１２の出口側が弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の入口側に、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の出口側が強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の入口側に、強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の出口側が精製タンク３０に、配管等によりバルブ等を介して接続されている。弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の出口側には電気伝導率測定手段としての電気伝導率計３２が設置されていてもよい。

また、陽イオン交換樹脂を再生するための陽イオン交換樹脂再生手段として、陽イオン交換樹脂の再生液が充填された再生液槽１８が陽イオン交換樹脂塔１２の出口側に、陽イオン交換樹脂の再生処理液を回収するための陽イオン交換樹脂再生処理液回収手段として、回収槽２０が陽イオン交換樹脂塔１２の入口側に、配管等によりバルブ等を介して接続されている。陰イオン交換樹脂を再生するための陰イオン交換樹脂再生手段（弱塩基性陰イオン交換樹脂再生手段および強塩基性陰イオン交換樹脂再生手段）として、陰イオン交換樹脂の再生液が充填された再生液槽２４が弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４および強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の出口側に、配管等によりバルブ等を介して接続されている。回収手段として、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生処理液を回収するための強塩基性陰イオン交換樹脂再生処理液回収手段である回収槽２６が強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の入口側に、弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生処理液を回収するための弱塩基性陰イオン交換樹脂再生処理液回収手段である回収槽２８が弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の入口側に、配管等によりバルブ等を介してそれぞれ接続されている。洗浄手段として、陽イオン交換樹脂塔１２、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４および強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の洗浄を行うための洗浄水が充填された洗浄水槽２２が、陽イオン交換樹脂塔１２、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４および強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の出口側に配管等によりバルブ等を介してそれぞれ接続されている。

図１の処理装置１の例では、貯槽タンク１０と陽イオン交換樹脂塔１２とを接続する配管の途中に回収槽２０と陽イオン交換樹脂塔１２とを接続する配管がバルブ等を介して接続され、陽イオン交換樹脂塔１２と弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４とを接続する配管の途中に回収槽２８と弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４とを接続する配管がバルブ等を介して接続され、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４と強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを接続する配管の途中に回収槽２６と強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを接続する配管がバルブ等を介して接続されている。陽イオン交換樹脂塔１２と弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４とを接続する配管、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４と強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを接続する配管、強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６と精製タンク３０とを接続する配管の途中に、洗浄水槽２２と陽イオン交換樹脂塔１２とを接続する配管、洗浄水槽２２と弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４とを接続する配管、洗浄水槽２２と強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを接続する配管がバルブ等を介してそれぞれ接続されている。再生液槽１８と陽イオン交換樹脂塔１２とを接続する配管が、洗浄水槽２２と陽イオン交換樹脂塔１２とを接続する配管の途中に、再生液槽２４と弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４および強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを接続する配管が、洗浄水槽２２と弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４および強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを接続する配管の途中に、バルブ等を介してそれぞれ接続されている。回収槽２８と弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４とを接続する配管の途中と、回収槽２６と強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６とを接続する配管とは互いにバルブ等を介して接続されている。図１の処理装置１の構成は一例であって、この構成に限定されるものではない。

本実施形態に係るよう素・ほう素含有液の処理方法および処理装置１の動作について説明する。

＜通液工程＞
必要に応じて貯槽タンク１０に貯留された処理対象液であるよう素・ほう素含有液は、陽イオン交換樹脂塔１２に上部の入口側より流入され、陽イオン交換樹脂により陽イオン成分が吸着処理される（陽イオン交換樹脂処理工程）。陽イオン交換樹脂により処理された陽イオン交換樹脂処理液は、陽イオン交換樹脂塔１２の下部の出口側から弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４に送られ、上部の入口側より流入され、弱塩基性陰イオン交換樹脂により主によう素が吸着処理される（弱塩基性陰イオン交換樹脂処理工程）。弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理された弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液は、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の下部の出口側から強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６に送られ、上部の入口側より流入され、強塩基性陰イオン交換樹脂により主にほう素が吸着処理される（強塩基性陰イオン交換樹脂処理工程）。強塩基性陰イオン交換樹脂により処理されてよう素およびほう素が取り除かれた処理液は、強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の下部の出口側より流出され、精製タンク３０に送られる。

弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の下部の出口側に設けられた電気伝導率計３２により、運転の監視が行われ、弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液の電気伝導率が所定の値になった時点で、通液工程が終了されてもよい。すなわち、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の出口側において電気伝導率を監視することで、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４からのよう素の漏洩（破過）を制御し、その後段側の強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６へよう素を流入させない運転が可能となる。このように、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の出口側の電気伝導率を監視することで、通液工程から再生工程への移行を判断し、運転管理を容易にすることができる。例えば、通液工程を終了とする基準値を、０．１〜１０μＳ／ｃｍ程度とすればよい。

＜再生工程＞
［個別再生］
通液工程の終了後に、再生液槽１８から、陽イオン交換樹脂の再生液が陽イオン交換樹脂塔１２の下部の出口側より流入され、陽イオン交換樹脂が再生液により再生処理される（陽イオン交換樹脂再生工程）。陽イオン交換樹脂塔１２の上部の入口側から流出される再生処理液は、回収槽２０で回収される。

所定量の再生液が送液された後、洗浄水槽２２から純水等の洗浄水が、陽イオン交換樹脂塔１２の下部の出口側から流入され、洗浄が行われる（陽イオン交換樹脂洗浄工程）。陽イオン交換樹脂塔１２の上部の入口側から流出された洗浄液は、回収槽２０で回収される。

また、弱塩基性陰イオン交換樹脂および強塩基性陰イオン交換樹脂が再生液により処理されて、よう素およびほう素が溶離される（陰イオン交換樹脂再生工程）。

例えば、再生液槽２４から、陰イオン交換樹脂の再生液が強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の下部の出口側から流入され、強塩基性陰イオン交換樹脂が再生液により再生処理されて、ほう素が溶離される（強塩基性陰イオン交換樹脂再生工程）。強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の上部の入口側から流出され、ほう素を含む再生処理液は、回収槽２６で回収される（ほう素回収工程）。

所定量の再生液が送液された後、洗浄水槽２２から純水等の洗浄水が、強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の下部の出口側から流入され、洗浄が行われる（強塩基性陰イオン交換樹脂洗浄工程）。強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の上部の入口側から流出される洗浄液は、回収槽２６で回収される。

さらに、再生液槽２４から、陰イオン交換樹脂の再生液が弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の下部の出口側から流入され、弱塩基性陰イオン交換樹脂が再生液により再生処理されて、よう素が溶離される（弱塩基性陰イオン交換樹脂再生工程）。弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の上部の入口側から流出され、よう素を含む再生処理液は、回収槽２８で回収される（よう素回収工程）。

所定量の再生液が送液された後、洗浄水槽２２から純水等の洗浄水が、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の下部の出口側から流入され、洗浄が行われる（弱塩基性陰イオン交換樹脂洗浄工程）。弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の上部の入口側から流出される洗浄液は、回収槽２８で回収される。

各イオン交換樹脂の再生工程および洗浄工程が終了すれば、貯槽タンク１０に貯槽されたよう素・ほう素含有液が陽イオン交換樹脂塔１２、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４および強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６に流入され、通液工程が行われてもよい。以上のような通液工程と、再生工程および洗浄工程とが繰り返して行われればよい。

よう素およびほう素の含有量が排水基準値以下となった処理液は、必要に応じて、その他の物質を排水基準値以下にした後、工業排水として排出するか、または濃縮によって減容化した後、産業廃棄物として処理されればよい。また、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生処理液からほう素を、弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生処理液からよう素をそれぞれ分離して、回収、精製、再利用してもよい。

このように、通液工程終了後に、陰イオン交換樹脂再生工程において、強塩基性陰イオン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂が個別に再生されることで、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生処理液中にほう素が、弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生処理液中によう素が、それぞれ分離されて濃縮回収される。

［連続再生］
また、例えば、再生液槽２４から、陰イオン交換樹脂の再生液が、強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の下部の出口側から流入、上部の入口側から流出され、さらに弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の下部の出口側から流入されて、強塩基性陰イオン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂の順序で再生液により連続的に再生処理されて、ほう素およびよう素が溶離されてもよい。弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の上部の入口側から流出され、ほう素およびよう素を含む再生処理液は、回収槽２６あるいは回収槽２８で回収される（回収工程）。

所定量の再生液が送液された後、洗浄水槽２２から純水等の洗浄液が、強塩基性陰イオン交換樹脂塔１６の下部の出口側から流入、上部の入口側から流出され、さらに弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の下部の出口側から流入されて、洗浄処理が行われる（洗浄工程）。弱塩基性陰イオン交換樹脂塔１４の上部の入口側から流出された洗浄処理液は、回収槽２６あるいは回収槽２８で回収される。

このように、通液工程終了後に、陰イオン交換樹脂再生工程において、再生液が最初に強塩基性陰イオン交換樹脂、次に弱塩基性陰イオン交換樹脂の順序で一貫して通液されることで、再生液量が低減され、廃棄物量が減容化される。

本実施形態において、処理対象となるよう素・ほう素含有液中のよう素およびほう素の濃度としては、特に制限はないが、例えば、よう素の濃度は、１０〜２００，０００ｍｇ−Ｉ／Ｌの範囲であり、ほう素の濃度は、０．０１〜１０，０００ｍｇ−Ｂ／Ｌの範囲である。

陽イオン交換樹脂としては、特に制限はないが、強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂が挙げられ、ｐＨ０〜１４でイオン交換可能である強酸性陽イオン交換樹脂が好ましい。また、重合度、形状等は特に限定されず、樹脂の形状は、ゲル形であっても、ポーラス形であってもよい。本実施形態において用いることができる市販の強酸性陽イオン交換樹脂としては、例えば、アンバージェット１０２４（ローム・アンド・ハース・ジャパン社製）、アンバージェット１０２０（ローム・アンド・ハース・ジャパン社製）等が挙げられる。使用に際しては、酸溶液による再生処理を施し、Ｈ形としたものを用いる。

弱塩基性陰イオン交換樹脂としては、酸を吸着できるものであれば、特に制限はない。また、重合度、形状等は特に限定されず、樹脂の形状は、ゲル形であっても、ポーラス形であってもよい。本実施形態において用いることができる市販の弱塩基性陰イオン交換樹脂としては、例えば、アンバーライトＩＲＡ９６ＳＢ（ローム・アンド・ハース・ジャパン社製）、アンバーライトＩＲＡ９８（ローム・アンド・ハース・ジャパン社製）等が挙げられる。使用に際しては、アルカリ溶液による再生処理を施し、遊離塩基形としたものを用いる。

強塩基性陰イオン交換樹脂としては、ほう素を吸着できるものであれば、特に制限はない。また、重合度、形状等は特に限定されず、樹脂の形状は、ゲル形であっても、ポーラス形であってもよい。本実施形態において用いることができる市販の強塩基性陰イオン交換樹脂としては、例えば、アンバージェット４００２（ローム・アンド・ハース・ジャパン社製）、アンバージェット４４００（ローム・アンド・ハース・ジャパン社製）等が挙げられる。使用に際しては、アルカリ溶液による再生処理を施し、ＯＨ形としたものを用いる。

陽イオン交換樹脂の再生液としては、特に制限はないが、例えば、塩酸、硫酸等の酸溶液が用いられる。酸溶液の濃度は、例えば、０．１〜１０ｍｏｌ／Ｌ程度の濃度のものが用いられる。

陰イオン交換樹脂の再生液としては、特に制限はないが、例えば、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液が用いられる。アルカリ溶液の濃度は、例えば、０．１〜１０ｍｏｌ／Ｌ程度の濃度のものが用いられる。

洗浄液としては、特に制限はないが、例えば、純水等の水が用いられる。

処理対象となるよう素・ほう素含有液の通液速度は、特に制限はないが、例えば、ＳＶで、１０〜５００Ｌ／（Ｈ・Ｌ−Ｒ）の範囲である。

再生液の通液速度は、特に制限はないが、例えば、ＬＶで、２〜３０ｍ／ｈｒの範囲とすればよい。

洗浄液の通液速度は、特に制限はないが、例えば、ＬＶで、２〜３０ｍ／ｈｒの範囲とすればよい。

本実施形態に係るよう素・ほう素含有液の処理装置および処理方法により、例えば、８０〜９９％程度のよう素回収率、８０〜９９％程度のほう素回収率を達成することが可能である。

本実施形態に係るよう素・ほう素含有液の処理装置および処理方法により、例えば、よう素、ほう素ともに１５０〜５００倍程度の濃縮が可能であり、原水が低濃度の場合は、５００倍以上の高濃縮倍率を達成することが可能である。

本実施形態に係るよう素・ほう素含有液の処理装置および処理方法は、よう素およびほう素を含む液全般で利用可能であるが、特に液晶パネル製造等の偏光フィルム製造関連工場排液からのよう素およびほう素の除去、あるいは除去および回収に有効である。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
よう化カリウム、ほう酸を純水に溶解し、よう素濃度１００［ｍｇ−Ｉ／Ｌ］、ほう素濃度１０［ｍｇ−Ｂ／Ｌ］の水溶液を調整し、溶液Ａとした。陽イオン交換樹脂（アンバージェット１０２４、Ｈ形、ローム・アンド・ハース・ジャパン製）１０００ｍＬをアクリル製カラム（内径４６．５ｍｍ）に充填し、陽イオン交換樹脂塔を作製した。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂（アンバーライトＩＲＡ９６ＳＢ、遊離塩基形、ローム・アンド・ハース・ジャパン製）２００ｍＬをアクリル製カラム（内径２１．３ｍｍ）に充填し、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔を作製した。さらに、強塩基性陰イオン交換樹脂（アンバージェット４００２、ＯＨ形、ローム・アンド・ハース・ジャパン製）８００ｍＬをアクリル製カラム（内径２５．２ｍｍ）に充填し、強塩基性陰イオン交換樹脂塔を作製した。

溶液Ａを原水として、上記手順に従って、陽イオン交換樹脂塔、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔、強塩基性陰イオン交換樹脂塔の順序で通液工程を実施した。通液速度は、弱塩基性陰イオン交換樹脂の樹脂量を基準として、ＳＶ３０Ｌ／（Ｈ・Ｌ−Ｒ）で行った。弱塩基性陰イオン交換樹脂塔の出口には、電気伝導率計（フォックスボロ製８７５シリーズ）を設置し、１μＳ／ｃｍとなったところで、通液を終了した。通液量は、１８０Ｌであった。通液工程における、定常時のよう素およびほう素の濃度を表１に示した。

その後、上記手順に従って、弱塩基性陰イオン交換樹脂および強塩基性陰イオン交換樹脂を個別に再生する再生工程を実施した。陽イオン交換樹脂の再生には１ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ水溶液を用い、陰イオン交換樹脂の再生には１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を用いた。再生液の通液速度は、ＬＶ１２ｍ／ｈｒで行った。その後の純水洗浄も、ＬＶ１２ｍ／ｈｒで行った。

弱塩基性陰イオン交換樹脂塔から流出する再生処理液を回収し、再生処理液のよう素濃度を「ＪＩＳ Ｋ ０１０１ ３３．２ よう素滴定法」で測定した。強塩基性陰イオン交換樹脂塔から流出する再生処理液を回収し、再生処理液のほう素濃度を「ＪＩＳ Ｋ ０１０１ ４５．３ ＩＣＰ発光分光分析法」で測定した。弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生液量とよう素の回収率との関係、強塩基性陰イオン交換樹脂の再生液量とほう素の回収率との関係を、図２に示した。

なお、回収率は、以下のように計算した。
よう素回収率［％］
＝（再生工程で樹脂から溶離したよう素）／（通液工程で樹脂に通液したよう素）
ほう素回収率［％］
＝（再生工程で樹脂から溶離したほう素）／（通液工程で樹脂に通液したほう素）

また、濃縮率は、以下のように計算した。
濃縮率［％］＝（通液量）／（再生液量）

よう素回収率が９２％時点での濃縮率は、４５０倍であった。また、ほう素回収率が９９％時点での濃縮率は、１８０倍であった。

＜実施例２＞
通液工程は、実施例１と同様に行った。

その後、上記手順に従って、強塩基性陰イオン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂を連続通液により再生する再生工程を実施した。陽イオン交換樹脂の再生には１ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ水溶液を用い、陰イオン交換樹脂の再生には１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を用いた。再生液の通液速度は、ＬＶ１２ｍ／ｈｒで行った。その後の純水洗浄も、ＬＶ１２ｍ／ｈｒで行った。

強塩基性陰イオン交換樹脂塔を通って弱塩基性陰イオン交換樹脂塔から流出する再生処理液を回収し、再生処理液のよう素濃度およびほう素濃度を実施例１と同様の方法によりそれぞれ測定した。強塩基性陰イオン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生液量と、よう素およびほう素の回収率の関係を、図３に示した。回収率は、実施例１と同様にして計算した。濃縮率も、実施例１と同様にして計算した。

よう素回収率が８９％、ほう素回収率が９９％時点での濃縮率は、１８０倍であった。

図２および図３からわかるように、よう素回収率が９０％程度、ほう素回収率が９９％以上となる場合の再生液量は、実施例１の１５００ｍＬ（よう素回収の場合５００ｍＬ、ほう素回収の場合１０００ｍＬ）に比べて、実施例２では１０００ｍＬとなり、再生液量が低減された。

１ 処理装置、１０ 貯槽タンク、１２ 陽イオン交換樹脂塔、１４ 弱塩基性陰イオン交換樹脂塔、１６ 強塩基性陰イオン交換樹脂塔、１８ 再生液槽、２０，２６，２８ 回収槽、２２ 洗浄水槽、２４ 再生液槽、３０ 精製タンク、３２ 電気伝導率計。

Claims (10)

1. よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液について陽イオン交換樹脂により処理するための陽イオン交換樹脂処理手段と、
   前記陽イオン交換樹脂により処理された陽イオン交換樹脂処理液について弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理するための弱塩基性陰イオン交換樹脂処理手段と、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理された弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液について強塩基性陰イオン交換樹脂により処理するための強塩基性陰イオン交換樹脂処理手段と、
   を有することを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理装置。
2. 請求項１に記載のよう素・ほう素含有液の処理装置であって、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理された弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液の電気伝導率を測定する電気伝導率測定手段を有することを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理装置。
3. 請求項１または２に記載のよう素・ほう素含有液の処理装置であって、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂および前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、よう素およびほう素を溶離させるための陰イオン交換樹脂再生手段と、
   前記再生処理した再生処理液を回収するための回収手段と、
   を有することを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理装置。
4. 請求項３に記載のよう素・ほう素含有液の処理装置であって、
   前記陰イオン交換樹脂再生手段は、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、よう素を溶離させるための弱塩基性陰イオン交換樹脂再生手段と、
   前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、ほう素を溶離させるための強塩基性陰イオン交換樹脂再生手段と、
   を有することを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理装置。
5. 請求項３に記載のよう素・ほう素含有液の処理装置であって、
   前記陰イオン交換樹脂再生手段は、
   まず前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理した後、その再生処理液により前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について再生処理して、ほう素およびよう素を溶離させるものであることを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理装置。
6. よう素およびほう素を含有するよう素・ほう素含有液について陽イオン交換樹脂により処理する陽イオン交換樹脂処理工程と、
   前記陽イオン交換樹脂により処理した陽イオン交換樹脂処理液について弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理する弱塩基性陰イオン交換樹脂処理工程と、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理した弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液について強塩基性陰イオン交換樹脂により処理する強塩基性陰イオン交換樹脂処理工程と、
   を含むことを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理方法。
7. 請求項６に記載のよう素・ほう素含有液の処理方法であって、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂により処理した弱塩基性陰イオン交換樹脂処理液の電気伝導率を測定する電気伝導率測定工程を含むことを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理方法。
8. 請求項６または７に記載のよう素・ほう素含有液の処理方法であって、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂および前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、よう素およびほう素を溶離させる陰イオン交換樹脂再生工程と、
   前記再生処理した再生処理液を回収する回収工程と、
   を含むことを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理方法。
9. 請求項８に記載のよう素・ほう素含有液の処理方法であって、
   前記陰イオン交換樹脂再生工程は、
   前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、よう素を溶離させる弱塩基性陰イオン交換樹脂再生工程と、
   前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理して、ほう素を溶離させる強塩基性陰イオン交換樹脂再生工程と、
   を含むことを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理方法。
10. 請求項８に記載のよう素・ほう素含有液の処理方法であって、
    前記陰イオン交換樹脂再生工程において、まず前記強塩基性陰イオン交換樹脂について再生液により再生処理した後、その再生処理液により前記弱塩基性陰イオン交換樹脂について再生処理して、ほう素およびよう素を溶離させることを特徴とするよう素・ほう素含有液の処理方法。

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