(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩酸と苛性ソーダとによるイオン交換樹脂の再生工程で発生したイオン交換樹脂再生廃液の処理方法であって、前記再生廃液を陽イオン交換膜とバイポーラ膜と陰イオン交換膜とを有した電気透析装置に通水して塩酸と苛性ソーダとを分離し、これらが分離除去された電気透析処理水に凝集剤を添加して、電気透析処理水中に含まれる樹脂からの溶離物質を凝集剤により凝集沈殿させ、凝集沈殿物が分離された凝沈処理水を中和して処理水として導出するとともに、前記電気透析装置により分離した塩酸と苛性ソーダは前段へ返送して、イオン交換樹脂の再生もしくはｐＨ調整に再使用することを特徴とするイオン交換樹脂再生廃液の処理方法。
【請求項２】
再生廃液を、この再生廃液が接触する膜の特性に応じて中性または酸性にｐＨ調整することを特徴とする請求項１記載のイオン交換樹脂再生廃液の処理方法。
【請求項３】
再生廃液に、再生廃液中に含まれるＣａなどによって生じる膜汚染を防止する膜汚染防止剤を添加することを特徴とする請求項１記載のイオン交換樹脂再生廃液の処理方法。
【請求項４】
塩酸と苛性ソーダとによるイオン交換樹脂の再生工程で発生したイオン交換樹脂再生廃液の処理装置であって、陽イオン交換膜とバイポーラ膜と陰イオン交換膜とを有し、前記再生廃液を導入して電気透析により塩酸と苛性ソーダと電気透析処理水とに分離する電気透析装置と、ｐＨ調整手段と凝集剤添加手段とを有し、前記電気透析処理水を導入して樹脂からの溶離物質を凝集沈殿させ、凝集沈殿物が分離された凝沈処理水を中和して処理水とする凝集沈殿槽と、前記電気透析装置で分離された塩酸と苛性ソーダをそれぞれ、イオン交換樹脂の再生工程と凝集沈殿工程の少なくとも１工程へ供給する供給手段とを備えたことを特徴とするイオン交換樹脂再生廃液の処理装置。
【請求項５】
電気透析装置の前段に、再生廃液をｐＨ調整するｐＨ調整手段を備えたことを特徴とする請求項４記載のイオン交換樹脂再生廃液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン交換樹脂再生廃液の処理方法および処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、一般廃棄物や産業廃棄物を埋立てた廃棄物最終処分場の浸出水を処理する際には、浸出水中の夾雑物や砂等を除去し、マンガンなどの重金属やカルシウムを凝集剤により凝集沈殿させて分離し、凝沈処理水を生物処理してＢＯＤ物質や窒素分を分解除去し、生物処理水にさらに凝集剤を添加してＣＯＤ物質や浮遊物質などを凝集沈殿させている。その後、凝集沈殿物を分離した凝沈処理水を砂濾過して微細な浮遊物質を除去し、残存するＣＯＤ物質や色度成分などを活性炭吸着により除去し、なお残存するホウ素などを陰イオン交換樹脂などのイオン交換樹脂により吸着除去して、処理水としている。
【０００３】
そして、イオン交換樹脂が飽和に達した時には、図３に示したように、イオン交換樹脂塔１内に塩酸２を通液して樹脂に吸着したホウ素などを溶離させ、次いで苛性ソーダ３を通液して樹脂を再生させている。
【０００４】
このとき発生する再生廃液４はホウ素などの溶離物質を含んだ塩酸・苛性ソーダ混合液なので、凝集沈殿槽５へ導き、苛性ソーダ６などのｐＨ調整剤でｐＨ調整した後、消石灰７とアルミニウム系凝集剤８とを順次添加してホウ素などを凝集沈殿させ、凝集沈殿物９は引き抜き、凝沈処理水１０は硫酸１１などのｐＨ調整剤で中和して、処理水１２としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のイオン交換樹脂再生方法では、上記したように、樹脂の洗浄・再生用に塩酸２，苛性ソーダ３が必要であり、このとき発生した再生廃液４の処理にも苛性ソーダ６，硫酸１１などのｐＨ調整剤が必要なので、多量の薬品を扱わねばならず、コストも高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するもので、イオン交換樹脂再生廃液を効率よく処理することができ、処理コストを低減できるイオン交換樹脂再生廃液の処理方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明のイオン交換樹脂再生廃液の処理方法は、塩酸と苛性ソーダとによるイオン交換樹脂の再生工程で発生したイオン交換樹脂再生廃液の処理方法であって、前記再生廃液を陽イオン交換膜とバイポーラ膜と陰イオン交換膜とを有した電気透析装置に通水して塩酸と苛性ソーダとを分離し、これらが分離除去された電気透析処理水に凝集剤を添加して、電気透析処理水中に含まれる樹脂からの溶離物質を凝集剤により凝集沈殿させ、凝集沈殿物が分離された凝沈処理水を中和して処理水として導出するとともに、前記電気透析装置により分離した塩酸と苛性ソーダは前段へ返送して、イオン交換樹脂の再生もしくはｐＨ調整に再使用するようにしたものである。
【０００８】
再生廃液のｐＨによっては、この再生廃液が接触する膜の特性に応じた中性または酸性側のｐＨに調整する。
再生廃液中に含まれるＣａなどの濃度が高い場合には、Ｃａなどによって生じる膜汚染を防止する膜汚染防止剤を再生廃液に添加する。
【０００９】
また本発明のイオン交換樹脂再生廃液の処理装置は、塩酸と苛性ソーダとによるイオン交換樹脂の再生工程で発生したイオン交換樹脂再生廃液の処理装置であって、陽イオン交換膜とバイポーラ膜と陰イオン交換膜とを有し、前記再生廃液を導入して電気透析により塩酸と苛性ソーダと電気透析処理水とに分離する電気透析装置と、ｐＨ調整手段と凝集剤添加手段とを有し、前記電気透析処理水を導入して樹脂からの溶離物質を凝集沈殿させ、凝集沈殿物が分離された凝沈処理水を中和して処理水とする凝集沈殿槽と、前記電気透析装置で分離された塩酸と苛性ソーダをそれぞれ、イオン交換樹脂の再生工程と凝集沈殿工程の少なくとも１工程へ供給する供給手段とを備えた構成としたものである。
【００１０】
電気透析装置の前段に、再生廃液をｐＨ調整するｐＨ調整手段を備えた構成としてもよい。
上記した構成によれば、再生廃液より分離した塩酸と苛性ソーダとを再使用して、イオン交換樹脂の再生や凝集沈殿のためのｐＨ調整を効率よく行うことができ、廃液の有効利用およびコスト低減を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態におけるイオン交換樹脂再生廃液の処理装置を示し、イオン交換樹脂塔２０は図３を用いて説明した従来のものと同様に、ホウ素吸着能を有する陰イオン交換樹脂を充填しており、イオン交換樹脂塔２０の下流に、塔内の陰イオン交換樹脂を再生した際の再生廃液を処理するためのｐＨ調整槽２１と電気透析装置２２と凝集沈殿槽２３とが設けられている。２４は、イオン交換樹脂塔２０へ被処理水や塩酸あるいは苛性ソーダなどの樹脂再生薬品を導入する導入管、２５はイオン交換樹脂塔２０からの再生廃液をｐＨ調整槽２１へ導出する再生廃液導出管である。
【００１２】
ｐＨ調整槽２１には、ｐＨ調整剤を添加する薬注管２６と槽内の再生廃液を電気透析装置２２へ導出する導出管２７が設けられている。
電気透析装置２２は、たとえば図２に示したようなものであり、一価のイオンを選択的に透過しうる陽イオン交換膜Ｃと陰イオン交換膜Ａとの間に、バイポーラ膜ＢＰを、陰イオン交換体層を陽極側（Ｅ＋）に向け、陽イオン交換体層を陰極側（Ｅ−）に向けて配置した多室構造となっている。そして、陽イオン交換膜Ｃと陰イオン交換膜Ａとの間に、上記導出管２７に連通した循環管２２Ａが連通し、陽イオン交換膜Ｃとバイポーラ膜ＢＰとの間に循環管２２Ｂが連通し、陰イオン交換膜Ａとバイポーラ膜ＢＰとの間に循環管２２Ｃが連通し、これら循環管２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃにさらに導出管２８，２９，３０が連通している。
【００１３】
凝集沈殿槽２３は、第１凝集剤混合室２３ｂと第２凝集剤混合室２３ｃと凝集沈殿室２３ｄとｐＨ調整室２３ｅとをこの順に配置して構成されている。第１凝集剤混合室２３ｂには、電気透析装置２２からの導出管３０が開口するとともに消石灰を添加する凝集剤添加手段３１が設けられ、第２凝集剤混合室２３ｃにはアルミニウム系凝集剤を添加する凝集剤手段３２が設けられ、ｐＨ調整室２３ｅにはｐＨ調整剤を注入する薬注管３３と槽内で処理された凝沈処理水を導出する凝沈処理水導出管３４が開口している。凝集沈殿室２３ｄの底部には、凝集沈殿物を引き抜く引抜管３５が設けられている。
【００１４】
上記した構成における作用を説明する。
イオン交換樹脂塔２０内のイオン交換樹脂が飽和に達した時に、塔２０内に導入管２４により塩酸が導入されて樹脂に吸着したホウ素などが溶離され、次いで導入管２４により苛性ソーダが導入されて樹脂が再生される。
【００１５】
このときイオン交換樹脂塔２０より排出される再生廃液は図示を省略した貯留槽へ送られて一旦貯留され、その後の適当時に再生廃液導出管２５によってｐＨ調整槽２１へ送られ、薬注管２６を通じて添加される苛性ソーダによって、陽イオン交換膜Ｃおよび陰イオン交換膜Ａの特性に適した中性または酸性側の適当ｐＨに調整され、再生廃液中に含まれるカルシウム等の濃度が高い場合には、カルシウム等の膜への付着・スケール化を防止する膜汚染防止剤を添加される。膜汚染防止剤としては、ポリアクリル酸（一部ナトリウム塩を形成していてもよい）など、再生廃液中のカルシウム等の析出抑制効果または結晶歪曲効果またはこれら両効果を有し、膜汚染を防止する薬剤が使用される。
【００１６】
ｐＨ調整された再生廃液は導出管２７，循環管２２Ａにより、Ｅ＋，Ｅ−極間に直流電流が負荷された電気透析装置２２の陽イオン交換膜Ｃと陰イオン交換膜Ａとの間に通水される。これにより、再生廃液中に含まれる樹脂からの溶離物たるホウ素やカルシウムなどの多価イオンは、陽イオン交換膜Ｃと陰イオン交換膜Ａとの間に留まり、Ｎａ＋  イオンは陽イオン交換膜Ｃを透過するもののバイポーラ膜ＢＰを透過せず、Ｃｌ−  イオンは陰イオン交換膜Ａを透過するもののバイポーラ膜ＢＰを透過せず、水分子はバイポーラ膜ＢＰでＨ＋  イオンとＯＨ−  イオンに解離する。その結果、陽イオン交換膜Ｃとバイポーラ膜ＢＰとの間でＮａＯＨが生成し、陰イオン交換膜Ａとバイポーラ膜ＢＰとの間でＨＣｌが生成し、ホウ素，カルシウムイオンなどは再生廃液中に残留する。再生廃液と苛性ソーダＮａＯＨと塩酸ＨＣｌはそれぞれ循環管２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃにより適当時間循環され、最終的に実用的に利用しうる濃度の塩酸、苛性ソーダとされるとともに、これらが分離除去された電気透析処理水とされる。
【００１７】
そして、電気透析処理水は循環管２２Ａに連通した導出管３０を通じて凝集沈殿槽２３へ送られ、苛性ソーダと塩酸はそれぞれ循環管２２Ｂ，２２Ｃに連通した導出管２８，２９により導出される。
【００１８】
凝集沈殿槽２３へ送られた電気透析処理水は、第１凝集剤混合室２３ｂ，第２凝集剤混合室２３ｃへ順次流入し、電気透析処理水中のホウ素などは、凝集剤添加手段３１，３２のそれぞれを通じて添加される消石灰とアルミニウム系凝集剤とにより凝集し、凝集沈殿室２３ｄで沈殿する。凝集沈殿室２３ｄ内の上澄水たる凝沈処理水はｐＨ調整室２３ｅへ導かれ、薬注管３３より添加される塩酸によって中和された後、凝沈処理水導出管３４を通じて装置外へ導出される。
【００１９】
導出管２８，２９により導出された塩酸と苛性ソーダは、薬品槽（図示せず）に一旦貯留された後にあるいは直ちに、導入管２４へ送られてイオン交換樹脂塔２０でイオン交換樹脂の再生に再使用されたり、あるいは薬注管２６，３３へ送られてｐＨ調整槽２１，凝集沈殿槽２３でｐＨ調整に再使用される。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、塩酸と苛性ソーダとを含んだイオン交換樹脂再生廃液を処理するに際し、従来のように凝集沈殿処理によって樹脂からの溶離物質を分離するだけでなく、バイポーラ膜を用いた電気透析処理によって塩酸と苛性ソーダとを分離回収し、回収した塩酸と苛性ソーダは再使用するようにしたので、イオン交換樹脂再生工程や凝集沈殿工程における薬品コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるイオン交換樹脂再生廃液の処理装置の概略全体構成を示した説明図である。
【図２】図１に示した処理装置の一部を構成する電気透析装置の概略全体構成を示した説明図である。
【図３】従来のイオン交換樹脂再生廃液の処理装置の概略全体構成を示した説明図である。
【符号の説明】
２０    イオン交換樹脂塔
２１    ｐＨ調整槽
２２    電気透析装置
２３    凝集沈殿槽
２４    導入管
２５    再生廃液導出管
２６    薬注管
２８，２９，３０    導出管
３１，３２    凝集剤添加手段
３３    薬注管
３４    凝沈処理水導出管
【図１】
0003630528.tif 000002
【図２】
0003630528.tif 000003
【図３】
0003630528.tif 000004