(57)【要約】【課題】両性イオン交換樹脂の安定した分離性能を維持する。【解決手段】カルシウムイオン及び塩素イオンを含む溶液を、カルシウムイオン濃度の高い溶液Ｌ２と、カルシウムイオン濃度の低い溶液Ｌ１とに分離する両性イオン交換樹脂７の制御方法であって、両性イオン交換樹脂から排出される溶液の塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度に応じて、両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を調整する。塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以上となった際、又は塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以下となった際に警報を発することができる。両性イオン交換樹脂から排出される溶液の塩素イオン濃度が所定の値となったことを、該溶液の電気伝導度を測定して判断することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウムイオン及び塩素イオンを含む溶液を、カルシウムイオン濃度の高い溶液と、カルシウムイオン濃度の低い溶液とに分離する両性イオン交換樹脂の制御方法であって、
該両性イオン交換樹脂から排出される溶液の塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度に応じて、前記両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を調整することを特徴とする両性イオン交換樹脂の制御方法。
【請求項２】
前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以上となった際に、前記両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の両性イオン交換樹脂の制御方法。
【請求項３】
前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以下となった際に、前記両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載の両性イオン交換樹脂の制御方法。
【請求項４】
前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以上となった際、又は前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以下となった際に警報を発することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の両性イオン交換樹脂の制御方法。
【請求項５】
前記両性イオン交換樹脂から排出される溶液の塩素イオン濃度が所定の値となったことを、該溶液の電気伝導度を測定して判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の両性イオン交換樹脂の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両性イオン交換樹脂の制御方法に関し、特に、カルシウムイオン及び塩素イオンを含む溶液をカルシウムイオン濃度の高い溶液と、カルシウムイオン濃度の低い溶液とに分離する両性イオン交換樹脂の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、最終処分場の浸出水を処理するにあたって、最終処分場の浸出水を、両性イオン交換樹脂を用い、Ｃａ2+濃度が低く、Ｎａ+濃度及びＳＯ42-濃度が高い第１の溶液と、Ｃａ2+濃度が高く、Ｎａ+濃度及びＳＯ42-濃度が低い第２の溶液とに分離し、該第１及び第２の溶液を別々に処理する最終処分場の浸出水の処理方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のような目的で使用される両性イオン交換樹脂では、樹脂内に液の偏流が生じることなどが原因でカルシウムイオンの分離性能が低下する虞があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の両性イオン交換樹脂における問題点に鑑みてなされたものであって、安定した分離性能を継続して発揮させることのできる両性イオン交換樹脂の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、カルシウムイオン及び塩素イオンを含む溶液を、カルシウムイオン濃度の高い溶液と、カルシウムイオン濃度の低い溶液とに分離する両性イオン交換樹脂の制御方法であって、該両性イオン交換樹脂から排出される溶液の塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度に応じて、前記両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を調整することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、両性イオン交換樹脂から排出される溶液の塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度に応じて、両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を調整するため、両性イオン交換樹脂の分離性能に応じて溶液の供給量を調整することができ、安定した分離性能を継続して発揮させることができる。
【０００８】
上記両性イオン交換樹脂の制御方法において、前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以上となった際に、前記両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を減少させることができる。
【０００９】
また、前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以下となった際に、前記両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を増加させることができる。
【００１０】
さらに、前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以上となった際、又は前記塩素イオン濃度が所定の値となった際のカルシウムイオン濃度が所定の値以下となった際に警報を発することができ、両性イオン交換樹脂への溶液の供給量を手動で調整している場合に注意を促すことができる。
【００１１】
また、前記両性イオン交換樹脂から排出される溶液の塩素イオン濃度が所定の値となったことを、該溶液の電気伝導度を測定して判断することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係る両性イオン交換樹脂の制御方法によれば、両性イオン交換樹脂に安定した分離性能を継続して発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】最終処分場の浸出水処理システムの一例を示すフローチャートである。
【図２】図１に示す最終処分場の浸出水処理システムに用いられる両性イオン交換樹脂の動作を説明するための概略図である。
【図３】図２に示す両性イオン交換樹脂の運転例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、本発明に係る制御方法を最終処分場に設置した両性イオン交換樹脂に適用した場合を例示する。
【００１５】
図１に示すように、最終処分場１では、調整槽２に貯留された浸出水Ｗからカルシウムや、有害な重金属を除去するために薬液反応槽３で炭酸ナトリウム等の薬剤を添加し、シックナー４でこれらを沈殿除去し、その後、ＣＯＤ処理装置５、懸濁物質除去装置６を経て、両性イオン交換樹脂７でＣａ2+濃度が低く、Ｃｌ-濃度が高いカルシウム除去水Ｌ１と、Ｃａ2+濃度が高く、Ｃｌ-濃度が低いカルシウム含有水Ｌ２とに分離し、カルシウム除去水Ｌ１を電気透析装置８に供給して脱塩を行い、カルシウム含有水Ｌ２を放流する。
【００１６】
電気透析装置８では、浸出水Ｗの水量１Ｑに対して１．１〜１．４Ｑの水量の脱塩水Ｄ、及び水量０．１Ｑの濃縮水Ｃが得られ、脱塩水Ｄを放流し、濃縮水Ｃを蒸発させて塩を回収する。また、両性イオン交換樹脂７の再生に、浸出水Ｗの水量１Ｑに対して３Ｑの工業用水ＩＷを用いる。
【００１７】
上記両性イオン交換樹脂７は、母体を架橋ポリスチレン等とし、同一官能基鎖中に四級アンモニウム基とカルボン酸基等を持たせて、陽イオン陰イオンの両方とイオン交換をさせる機能を持たせた樹脂である。例えば、三菱化学株式会社製の両性イオン交換樹脂、ダイヤイオン（登録商標）、ＡＭＰ０３を用いることができる。この両性イオン交換樹脂７は、水溶液中の電解質と非電解質の分離を行うことができると共に、電解質の相互分離を行うこともできる。
【００１８】
両性イオン交換樹脂７は、バッチ処理を連続的に行うものであって、図２に示すように、予め水を充填し（図２（ａ））、その後、図１に示した懸濁物質除去装置６より両性イオン交換樹脂７に浸出水Ｗを導入し、次に両性イオン交換樹脂７の再生を行うための再生水（工水）ＩＷを導入する（図２（ｂ））。すると、図２（ｃ）に示すように、まずカルシウム除去水Ｌ１が排出され、その後、カルシウム含有水Ｌ２が時間経過と共にこの順序で排出される。この浸出水Ｗと工水ＩＷの導入を繰り返すことで、カルシウム除去水Ｌ１とカルシウム含有水Ｌ２の排出が繰り返される。
【００１９】
次に、本発明に係る両性イオン交換樹脂の制御方法を上記両性イオン交換樹脂７に適用した場合について説明する。
【００２０】
両性イオン交換樹脂７として、上述の三菱化学株式会社製のダイヤイオンＡＭＰ０３を用い、最終処分場１の浸出水Ｗ、工水ＩＷを、一バッチあたりの投入量をＲとして、
バッチＡ：浸出水（Ｒ＝１．５）＋工水（Ｒ＝３．７５）
バッチＢ：浸出水（Ｒ＝１．２）＋工水（Ｒ＝３．０）
バッチＣ：浸出水（Ｒ＝１．０）＋工水（Ｒ＝２．５）
のバッチＡ、バッチＢ、バッチＣの順に両性イオン交換樹脂７を通過させた。すなわち、一バッチあたりの浸出水Ｗの投入量を徐々に低下させた。
【００２１】
図３において、グラフの上方欄外に記載した各バッチ（浸出水＋工水）の名称の下方のグラフが、両性イオン交換樹脂７に投入した当該バッチに対応する両性イオン交換樹脂７の処理水の関係を示している。例えば、バッチＢと記載された領域の直下のグラフが、両性イオン交換樹脂７に投入したバッチＢが処理された後の処理水の各成分の濃度を示している。
【００２２】
また、図３において破線で示すように、両性イオン交換樹脂７から排出された処理水のＣｌ-濃度が４０００ｍｇ／ｌとなった時、すなわち処理水の電気伝導度（ＥＣ）が１１．４ｍＳ／ｃｍとなった時点の前後でカルシウム除去水Ｌ１と、カルシウム含有水Ｌ２とに分離し、各々のＣａ2+濃度及びＣｌ-濃度を測定した。その結果を表１に示す。同表中の「−」はデータが存在しないことを示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
図３においてバッチＡでは、Ｃｌ-濃度が４０００ｍｇ／ｌとなった時（以下「切換時」という。）には、Ｃａ2+が８８０ｍｇ／ｌであり、バッチＢの切換時には、Ｃａ2+が５０７ｍｇ／ｌであり、バッチＣの切換時には、Ｃａ2+が１６７ｍｇ／ｌと、一バッチあたりの浸出水Ｗの投入量を低下させるに従って切換時のＣａ2+濃度が低下している。
【００２５】
また、表１に示すように、バッチＡでのカルシウム除去水Ｌ１の濃度データは存在しないが、図３のグラフからはカルシウム除去水Ｌ１にある程度の量のＣａ2+が含まれていることが判り、当初の浸出水ＷのＣａ2+濃度が７２０ｍｇ／ｌであったのが、バッチＢでは、カルシウム除去水Ｌ１のＣａ2+濃度が２０ｍｇ／ｌであり、バッチＣでは８ｍｇ／ｌと大幅に低下している。
【００２６】
このように、一バッチあたりの浸出水Ｗの投入量を低下させるに従って両性イオン交換樹脂７のカルシウム分離性能が向上していることが判る。
【００２７】
本発明は、上記結果に基づいてなされたものであって、Ｃａ2+及びＣｌ-を含む溶液を、Ｃａ2+濃度の高い溶液と、Ｃａ2+濃度の低い溶液とに分離するにあたり、両性イオン交換樹脂から排出される溶液のＣｌ-濃度が所定の値となった際（以下「切換時」という。）のＣａ2+濃度に応じて、両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を調整することを特徴とする。
【００２８】
ここで、切換時のＣａ2+濃度が所定の値以上となった際に、両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を減少させてもよく、切換時のＣａ2+濃度が所定の値以下となった際に、両性イオン交換樹脂に供給する次のバッチの溶液の供給量を増加させてもよい。
【００２９】
上記次のバッチの溶液の供給量の調整は、処理水の電気伝導度（ＥＣ）及びＣａ2+濃度等を測定して自動で行ってもよく、これらの測定値を用いて手動で行ってもよい。手動で行う場合を考慮して、切換時のＣａ2+濃度が所定の値以上又は以下となった際に警報を発するようにしてもよい。
【００３０】
また、次のバッチの溶液の供給量の調整を自動で行う場合には、切換時のＣａ2+濃度が所定の値以上となった際に、次のバッチの溶液の供給量を自動で設定した値の量だけ低下させたり、所定の割合で低下させたり種々の調整方法を採用することができる。切換時のＣａ2+濃度が所定の値以下となった場合には、逆に、次のバッチの溶液の供給量を自動で設定した値の量だけ増加させたり、所定の割合で上昇させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  最終処分場
２  調整槽
３  薬液反応槽
４  シックナー
５  ＣＯＤ処理装置
６  懸濁物質除去装置
７  両性イオン交換樹脂
８  電気透析装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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