JP3015486B2 - 廃液の処理方法 - Google Patents

廃液の処理方法

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JP3015486B2 JP3057677A JP5767791A JP3015486B2 JP 3015486 B2 JP3015486 B2 JP 3015486B2 JP 3057677 A JP3057677 A JP 3057677A JP 5767791 A JP5767791 A JP 5767791A JP 3015486 B2 JP3015486 B2 JP 3015486B2
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政明 中島
文夫 花田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis

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  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硫酸塩のアルカリ性廃
液を再生、回収処理方法に関する。詳しくは、本発明
は、例えば水酸化鉄の生成及び、製造工程等において排
出されるNa2 SO4 、NaOHなどを含む廃液等の如
き硫酸塩のアルカリ性廃液からアルカリ及び、硫酸を再
生し、回収する、硫酸塩のアルカリ性廃液を処理する方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に硫酸鉄(II)などの食品にアルカリ
を加える水酸化鉄の生成及び、製造工程等において排出
されるNa2 SO4 、NaOHなどを含む廃液等の如き
硫酸塩のアルカリ性廃液は、一般に、中和処理されてい
る、即ち、該廃液に酸を添加して中和し、得られた中和
水溶液を公共水域へ放流するなどの処理が行なわれてい
る。又、バイポーラ膜を用いたイオン交換膜電気透析装
置により、芒硝など種々の塩類溶液を酸とアルカリとに
分離する技術が、例えば特公昭32ー3962号公報に
示される様に、古くから知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
した様な従来技術の中和処理法では、廃液の中和に多量
の酸を要するばかりでなく、放出する中和水溶液が環境
を害する問題がある。又、バイポーラ膜を用いたイオン
交換膜の電気透析装置により酸とアルカリとに分離する
方法では、処理するアルカリ性廃液をそのまま供給した
場合に、陰イオン交換膜が早く劣化するばかりでなく、
電流効率が極めて悪い為、実施が困難な問題があった。
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、上記し
た硫酸塩のアルカリ性廃液の処理において、従来技術の
問題点を解決し、同時に該廃液から再利用できるアルカ
リ及び酸を再生回収する省資源、経済性等の面に優れた
処理法を提供するものである。
【0005】即ち、本発明によれば、陽イオン交換膜と
耐アルカリ性の1価陰イオン選択透過性膜とを組み合せ
てなるイオン交換膜電気透析装置(A)において、硫酸
塩のアルカリ性廃液を処理して脱アルカリした後、次い
で陽イオン交換膜とバイポーラ膜と陰イオン交換膜とを
順次に組み合せてなるイオン交換膜電気透析装置(B)
において、該脱アルカリした硫酸塩の廃液を処理して酸
とアルカリとに分離、回収することを特徴とする廃液の
処理方法が提供される。
【0006】本発明は、先ず、イオン交換膜電気透析装
置(A)において、硫酸塩のアルカリ性廃液を処理して
脱アルカリすることが必要であり、次に、イオン交換膜
電気透析装置(B)において該廃液を処理して特に陰イ
オン交換膜を損うことなく、良好に酸とアルカリを分
離、回収することができる。
【0007】本発明におけるイオン交換膜電気透析装置
(A)の構成、その透析方法などは、従来の公知技術に
準じて特に制限されないが、陰イオン交換膜として、耐
アルカリ性の1価陰イオン選択透過性膜を用いることが
重要である。このような耐アルカリ性の1価陰イオン選
択透過性膜としては、陰イオン交換基の導入に敵した官
能基を有するモノマー、架橋剤及び重合開始剤を主たる
成分とする混合物に粒径が10μm以下である球状ポリ
エチレン微粉体を含有させたペースト状物を、ポリエチ
レン製の布状基材に付着して重合した後、少なくとも片
膜面の表面における陰イオン交換基の導入可能な官能基
を強塩基性陰イオン交換基が導入できない様に変換した
後、内部に四級塩基型イオン交換基を導入して得られる
陰イオン交換膜が特に好ましい。勿論、陽イオン交換膜
も、一般の耐アルカリ性の陽イオン交換膜を用いる方が
好ましい。
【0008】本発明におけるイオン交換膜電気透析装置
(A)の代表的な態様を電気透析のフローと供に第1図
に模式的に示した。即ち、第1図においては、陽極3と
陰極4との間に陽イオン交換膜1と耐アルカリ性の1価
陰イオン選択透過性膜2とが組み合せて形成され、室5
に硫酸塩(Na2 SO4 )のアルカリ性(NaOH)水
溶液を供給して電気透析し、室5から脱アルカリしたN
2 S04 水溶液、室6からNaOH水溶液を得る。
【0009】次に、脱アルカリした硫酸塩の廃液を処理
するイオン交換膜電気透析装置(B)としては、例えば
前記した特公昭32ー3962号公報に記載された様な
公知技術が採用される。この様なイオン交換膜電気透析
装置(B)に用いられる陽イオン交換膜、バイポーラ膜
及び、陰イオン交換膜は各々公知のもので特に制限され
ない。一般に陽イオン交換膜としては、特に高いPHの
液に対して安定な耐アルカリ性の陽イオン交換膜が好ま
しく例えば、ネオセプタCMH(商品名、徳山曹達社
製)などが適用される。又、陰イオン交換膜としては、
水素イオンの拡散性が低い超低拡散性の酸濃縮用陰イオ
ン交換膜、例えばネオセプタACM(商品名、徳山曹達
社製)などが適用される。更に又、バイポーラ膜として
は、例えばカバーフィルムが部分的に被覆し、カバーフ
ィルムの接触していない方の表面をスルホン化してカチ
オン交換基を導入した後、カバーフィルムを剥離し、剥
離した表面にアニオン交換基を導入したバイポーラ膜
(特開昭55ー86821号、特開昭55ー99927
号)、アニオン交換膜とカチオン交換膜との界面を無機
化合物で処理し、両膜を接合したバイポーラ膜(特開昭
59ー47235号)、部分クロロメチル化ポリスチレ
ンにアミンを反応させアニオン交換膜を作り、微粒子状
のカチオン交換樹脂を塗布、その上に、一部スルホン化
されたポリスチレンと水素化されたブタジエンブロック
コポリマーによってカチオン交換膜を形成したバイポー
ラ膜(特開平1ー502673号)など、あるいは、膜
内に重金属イオンを存在させた陽イオン交換膜の表面に
陰イオン交換膜(層)を形成させたバイポーラ膜が低電
圧で水分解し得るため好適である。
【0010】本発明におけるイオン交換膜電気透析装置
(B)の代表的な態様を酸及びアルカリの生成フローと
供に、第2図に模式的に示した。第1図において、陽極
16と陰極17との間でバイポーラ膜10、陽イオン交
換膜11及び陰イオン交換膜12の組み合せが1単位と
なる。陽イオン交換膜11と陰イオン交換膜12との間
に形成される室14に硫酸塩の廃液(Na2 SO4)を
供給し、バイポーラ膜10と陰イオン交換膜12との間
に形成される室13に薄い硫酸水溶液(H2 SO4 )も
供給され、又バイポーラ膜10と陽イオン交換膜11と
の間に形成される室15に薄い水酸化アルカリ水溶液
(NaOH)を供給する。この様な多室式電解透析によ
り、各々室13から生成した酸(H2 SO4 )と室15
からアルカリ(NaOH)とを得る。
【0011】
【効果】本発明によれば、硫酸塩のアルカリ性廃液を廃
棄することなく、該廃液から酸とアルカリとに良好に分
離、回収することができる。即ち、本発明においては、
耐アルカリ性の陰イオン交換膜を用いたイオン交換膜電
気透析装置により、硫酸塩のアルカリ性廃液を予め脱ア
ルカリ処理する為に、次いでバイポーラ膜を用いた従来
のイオン交換膜電気透析装置において、特に陰イオン交
換膜の劣化を伴うことなく、該廃液から酸とアルカリと
を良好に、分離、回収できる。勿論、得られる酸及びア
ルカリは、それぞれ再利用に供することができる。従っ
て、本発明は、硫酸塩のアルカリ性廃液の処理方法とし
て、環境保全、省エネルギー源、経済性など工業的に極
めて有用である。
【0012】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明は、これに制限されるものでない。
【0013】尚、本実施例に用いた耐アルカリ性の1価
陰イオン選択透過性膜は、次の製造方法により得た。即
ち、クロルメチルスチレン70重量部、ジビニルベンゼ
ン15重量部、ベンジルパーオキサイド2重量部及び、
NBRゴム2重量部に融点110℃であり、平均粒径7
μmの球状である低密度ポリエチレン微粉末(商品名:
フロービーズLEー1080)70重量部を加えてペー
スト状物を得た。次いで、このペースト状物を補強剤で
ある高密度ポリエチレン製の100目の平織布(商品
名:ニップ強力網)に塗布し、テトロンフィルムを剥離
剤として被覆した後、105℃、8時間で重合した。更
に、この重合して得られた膜状高分子重合体からテトロ
ンフィルムを剥ぎとり、直ちにトリメチルアミン10重
量%およびアセトン20重量%の水溶液中に15時間浸
漬した。
【0014】実施例 1 水酸化鉄の生成及び製造工程から排出されたNa2 SO
4 142g/l及び、NaOH80g/lの組成を有す
る水溶液廃液について、本発明の方法による下記(1)
と(2)の処理を行った。 (1) 先ず、耐アルカリの1価陰イオン選択性の陰イ
オン交換膜と陽イオン交換膜を1組とするセルを10セ
ル有し、有効膜面積10dm2 のイオン交換膜電気透析
装置を用いて処理した。この運転条件は、溶液の温度3
0℃、電流密度5A/dm2 、膜面循環流速6cm/s
ecにより実施した。その結果、アルカリラインから2
00g/lのNaOHを100%回収することができ
た。電流効率は90%であった。 (2) 上記(1)においてアルカリを分解した中性の
Na2 SO4 水溶液を次の処理に供した。即ち、バイポ
ーラ膜、陰イオン交換膜及び、陽イオン交換膜を1組と
するセルを5セルから構成した有効膜面積が10dm2
のイオン交換膜電気透析装置を用い、処理した。この運
転条件は、溶液の温度30℃、電流密度10A/d
2 、膜面循環流速6cm/secとして実施し、アル
カリラインに再生されたNaOHはアルカリタンクへ、
又、酸ラインに再生されたH2 SO4 は酸タンクへ回収
した。その結果、アルカリラインから40g/lのNa
OH、酸ラインから50g/lのH2 SO4 を回収する
ことができた。電流効率は80%であった。
【0015】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のイオン交換膜電気透析装置
(A)を用いる廃液の処理法を示す摸式図である。
【図2】図2は本発明のイオン交換膜電気透析装置
(B)を用いる廃液の処理法を示す模式図である。
【符号の説明】
1 陽イオン交換膜 2 耐アルカリ性の1価陰イオン選択透過性膜 3 陽極 4 陰極 5 廃液の供給室→排出ライン 6 アルカリ回収室、回収ライン 10 バイポーラ膜 11 陽イオン交換膜 12 陰イオン交換膜 13 酸の回収室、回収ライン 14 脱アルカリした廃液の供給室 15 アルカリの回収室、回収ライン 16 陽極 17 陰極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 61/44 500 B01D 61/58 C02F 1/469

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽イオン交換膜と耐アルカリ性の1価陰
    イオン選択透過性膜とを組み合わせてなるイオン交換膜
    電気透析装置(A)において、硫酸塩のアルカリ性廃液
    を処理して脱アルカリした後、次いで陽イオン交換膜と
    バイポーラ膜と陰イオン交換膜とを順次に組み合せてな
    るイオン交換膜電気透析装置(B)において、該脱アル
    カリした硫酸塩の廃液を処理して酸とアルカリとに分
    離、回収することを特徴とする廃液の処理方法。
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TWI398412B (zh) * 2009-05-27 2013-06-11 Sasakura Eng Co Ltd Process and apparatus for treating waste liquid containing inorganic salt
CN110510714A (zh) * 2019-08-26 2019-11-29 北京廷润膜技术开发股份有限公司 一种电渗析装置和利用电渗析装置分离碱和盐的方法
CN110510713A (zh) * 2019-08-26 2019-11-29 北京廷润膜技术开发股份有限公司 一种电渗析装置和利用电渗析装置分离酸和盐的方法

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