JP6561448B2 - バナジウム含有水の電気脱イオン処理方法及び処理装置 - Google Patents
バナジウム含有水の電気脱イオン処理方法及び処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6561448B2 JP6561448B2 JP2014204875A JP2014204875A JP6561448B2 JP 6561448 B2 JP6561448 B2 JP 6561448B2 JP 2014204875 A JP2014204875 A JP 2014204875A JP 2014204875 A JP2014204875 A JP 2014204875A JP 6561448 B2 JP6561448 B2 JP 6561448B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vanadium
- electrodeionization
- water
- containing water
- orp
- 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.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 106
- 238000009296 electrodeionization Methods 0.000 title claims description 86
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims description 66
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 60
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 30
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims description 18
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 10
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 4
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- -1 sodium sulfite Chemical compound 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- WQEVDHBJGNOKKO-UHFFFAOYSA-K vanadic acid Chemical compound O[V](O)(O)=O WQEVDHBJGNOKKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
原水は、原水槽1を経て膜式前処理装置2で除濁処理された後、活性炭塔3で濾過処理され、次いで濾過水槽4を経て、RO膜装置5、膜脱気装置6、及び電気脱イオン装置7に順次通水されて処理される。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
原水由来のバナジウムは、例えば、電気脱イオン装置の前段にRO膜装置を設けた場合、RO膜で除去され、RO膜装置の透過水(電気脱イオン装置の給水)のバナジウム濃度は分析下限の1ppb未満となる。ただし、バナジウム濃度はゼロになることはなく、RO膜の除去性能にもよるが、0.5ppb程度存在する。このようなごく微量のバナジウムの存在下において、アニオン交換樹脂が酸化劣化することは、従来においては認識されていなかった。
しかし、電気脱イオン装置の給水中のバナジウムは、水中でバナジン酸(アニオン種)の形態で存在するため、電気脱イオン装置内で電気的に移動し、濃縮室に流入する。この濃縮室内のバナジウムの一部は濃縮水中に含まれて排出されるが、殆どのバナジウムは、濃縮室のアニオン交換樹脂に吸着されて蓄積する。
例えば、本発明者が検証したところ、バナジウム濃度<1ppbの給水を電気脱イオン装置で約2年通水処理すると、濃縮室のアニオン交換樹脂1L当たり1mgのバナジウムが吸着されることが判明した。
このため、たとえ、給水のバナジウム濃度が低くても、電気脱イオン装置の濃縮室のアニオン交換樹脂にあっては、局所的にバナジウム濃度の高い状態となり、給水のORPが330mV程度であってもバナジウムの酸化触媒機能でアニオン交換樹脂が酸化劣化して樹脂破砕に到り、濃縮室の差圧を上昇させる。
これにより、電気脱イオン装置の濃縮室の差圧上昇が抑制され、長期間の安定運転が可能となる。
このうち、水素ガスを用いる場合には、比抵抗やシリカ、ホウ素の除去率に影響する電気脱イオン装置の給水の塩類濃度の増加の問題はなく、塩類負荷を抑えて処理水質を維持ないしは向上させることができる。
また、還元剤は、電気脱イオン装置の脱塩室からの処理水の一部を濃縮室に送給する送液ラインに添加してもよい。
なお、電気脱イオン装置の給水中のDOは通常0.1〜1ppm程度であり、1ppm未満であればDOによる電気脱イオン装置の酸化劣化は抑制される。上記DOの範囲では、給水中のDOは十分に低減されており、DO除去によるORPの影響はほとんどない。
なお、イオン交換樹脂の代りにイオン交換体が充填されるものであってもよい。
なお、以下の実施例及び比較例では、RO膜装置、膜脱気装置及び電気脱イオン装置として以下のものを用いた。
日東電工(株)「KROA−2032」 8インチ、12本
<膜脱気装置>
ヘキスト社 「リキセルX−50」 10インチ、1本
<電気脱イオン装置>
栗田工業(株)「KCDI−UPz−100H」 処理量10m3/hr、1台
バナジウム濃度19ppb、ORP約330mVの市水を原水として、RO膜装置、膜脱気装置及び電気脱イオン装置に順次通水して処理した。
RO膜装置の透過水はバナジウム濃度1ppb未満、ORP約330mVで、濃縮水のバナジウム濃度は76ppbであった。このRO膜装置の透過水に重亜硫酸ソーダを添加して膜脱気装置で脱気処理し、バナジウム濃度<1ppb、DO<1ppm、ORP約260mVの脱気処理水を得た。
電気脱イオン装置では、ORP約260mVの脱気処理水を給水としてバナジウム濃度<1ppbの処理水と濃縮水を得た。
この処理を1年間継続して行ったが、電気脱イオン装置の濃縮室の差圧は運転開始時の0.06MPaに対して、1年後の差圧も0.08MPaであり、差圧の上昇は殆ど認められなかった。
実施例1において、RO膜装置の透過水に重亜硫酸ソーダを添加しなかったこと以外は、同様に処理を行ったところ、1年間の運転で、電気脱イオン装置の濃縮室の差圧は0.30MPaにまで上昇し、運転を継続することが困難となった。
この比較例1において、1年の運転後、電気脱イオン装置の濃縮室内を調べたところ、アニオン交換樹脂が酸化劣化して破砕されていることにより、濃縮室が閉塞していることが確認された。
2 膜式前処理装置
3 活性炭塔
4 濾過水槽
5 RO膜装置
6 膜脱気装置
7 電気脱イオン装置
Claims (4)
- バナジウム含有水を逆浸透膜装置で処理した後、電気脱イオン装置で処理する方法において、該電気脱イオン装置は、濃縮室にアニオン交換樹脂が充填された電気脱イオン装置であり、
該逆浸透膜装置の透過水に還元剤を添加することにより該電気脱イオン装置に導入する該バナジウム含有水のORPを300mV以下に調整することを特徴とするバナジウム含有水の電気脱イオン処理方法。 - 請求項1において、前記還元剤が重亜硫酸塩、亜硫酸塩、及び水素ガスよりなる群から選択される1種又は2種以上であることを特徴とするバナジウム含有水の電気脱イオン処理方法。
- バナジウム含有水を処理する逆浸透膜装置と、該逆浸透膜装置の透過水を処理する電気脱イオン装置とを有する装置において、該電気脱イオン装置は、濃縮室にアニオン交換樹脂が充填された電気脱イオン装置であり、該電気脱イオン装置に導入される該バナジウム含有水のORPを300mV以下に調整するORP調整手段を備え、
該ORP調整手段が、該逆浸透膜装置の透過水に還元剤を添加する還元剤添加手段であることを特徴とするバナジウム含有水の処理装置。 - 請求項3において、前記還元剤が重亜硫酸塩、亜硫酸塩、及び水素ガスよりなる群から選択される1種又は2種以上であることを特徴とするバナジウム含有水の処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014204875A JP6561448B2 (ja) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | バナジウム含有水の電気脱イオン処理方法及び処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014204875A JP6561448B2 (ja) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | バナジウム含有水の電気脱イオン処理方法及び処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016073902A JP2016073902A (ja) | 2016-05-12 |
JP6561448B2 true JP6561448B2 (ja) | 2019-08-21 |
Family
ID=55950494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014204875A Active JP6561448B2 (ja) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | バナジウム含有水の電気脱イオン処理方法及び処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6561448B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7052461B2 (ja) * | 2018-03-22 | 2022-04-12 | 栗田工業株式会社 | 電気再生式脱イオン装置の運転制御方法および水処理装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001191086A (ja) * | 2000-01-07 | 2001-07-17 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理装置 |
JP2012206008A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Kurita Water Ind Ltd | 酸化剤含有水の処理方法及び水処理装置 |
CN103421953A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-12-04 | 大连博融新材料有限公司 | 一种钒、钼深度分离的方法 |
-
2014
- 2014-10-03 JP JP2014204875A patent/JP6561448B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016073902A (ja) | 2016-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5733351B2 (ja) | ホウ素含有水の処理方法及び装置 | |
JP5617231B2 (ja) | イオン交換樹脂の精製方法及び精製装置 | |
KR20180131347A (ko) | 복합 폐수 처리시스템 및 이를 이용한 복합 폐수 처리방법 | |
JP2009028695A (ja) | 純水製造装置及び純水製造方法 | |
JP7289206B2 (ja) | ホウ素除去装置及びホウ素除去方法、並びに、純水製造装置及び純水の製造方法 | |
JP3864934B2 (ja) | 純水製造装置 | |
JP2014000575A (ja) | 純水製造装置及び純水製造方法 | |
JP2007307561A (ja) | 高純度水の製造装置および方法 | |
JP3137831B2 (ja) | 膜処理装置 | |
JP2013063372A (ja) | 淡水化システム | |
WO2021131360A1 (ja) | 純水製造方法、純水製造システム、超純水製造方法及び超純水製造システム | |
JP2018001072A (ja) | 電気脱イオン装置の洗浄方法 | |
JP5257619B2 (ja) | 純水製造装置 | |
JP6561448B2 (ja) | バナジウム含有水の電気脱イオン処理方法及び処理装置 | |
JP2001191080A (ja) | 電気脱イオン装置及びそれを用いた電気脱イオン化処理方法 | |
JP5285135B2 (ja) | 水処理システム及び水処理方法 | |
JP2010036173A (ja) | 水処理システム及び水処理方法 | |
WO2021235107A1 (ja) | ホウ素除去装置及びホウ素除去方法、並びに、純水製造装置及び純水の製造方法 | |
JP2009160500A (ja) | 超純水製造方法及び装置 | |
WO2020184044A1 (ja) | 純水製造装置および純水の製造方法 | |
JP5782675B2 (ja) | 水処理方法及び超純水製造方法 | |
JP3259557B2 (ja) | 有機物の除去方法 | |
JP5604913B2 (ja) | 水処理方法及び超純水製造方法 | |
JP2021171678A (ja) | 排水処理方法、超純水製造方法及び排水処理装置 | |
CN112424128A (zh) | 纯水制造***及纯水制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170925 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190625 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6561448 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |