(57)【要約】【課題】無機塩を分散剤として使用した微粒子含有水溶液から酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する工程において発生する、無機塩が共存する比較的低濃度の塩酸等を含有する排水より、高品質の酸を回収し工程において再利用する酸回収システムを提供することにある。【解決手段】無機塩を分散剤として使用した樹脂微粒子含有水溶液から酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する工程において、排出される希薄な酸洗排水を濃縮装置により予備濃縮し、濃縮後の酸洗排水を蒸留装置により蒸留することにより、酸を回収し工程にて再利用することを特徴とする酸回収再利用システムである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機塩を分散剤として使用した樹脂微粒子含有水溶液から酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する工程において、排出される希薄な酸洗排水を濃縮装置により予備濃縮し、濃縮後の酸洗排水を蒸留装置により蒸留することにより、酸を回収し工程にて再利用することを特徴とする酸回収再利用システム。
【請求項２】
希薄な酸洗排水を予備濃縮する濃縮装置として、蒸留式濃縮装置、凍結濃縮装置、電気脱塩濃縮装置のいずれかを用いることを特徴とする請求項１に記載の酸回収再利用システム。
【請求項３】
水洗工程からの洗浄水を濃厚洗浄水と希薄洗浄水とに分別し、濃厚洗浄水を酸洗排水とともに酸回収を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の酸回収再利用システム。
【請求項４】
蒸留装置からの濃縮残渣を脱水装置により固形分を分離し、濾液中の酸を再度蒸留装置にて回収することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の酸回収再利用システム。
【請求項５】
酸が塩酸、硝酸、ふっ酸であ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酸回収再利用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機塩を分散剤として使用した微粒子含有水溶液から酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する工程において、酸およびその他の無機塩を含む排水から、酸を回収し再利用するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、懸濁重合法などの無機塩を分散剤として使用する樹脂粒子製造工程においては、重合工程において分散剤として添加した、りん酸カルシウム等の無機物を、酸洗工程にて塩酸等の酸を加えることにより溶解除去した後、洗浄水にて洗浄を行っている。このため、大量の希薄な塩酸等の酸とりん酸カルシウムや塩化ナトリウム等の無機塩を含む排水が排出される。これらの排水は中和等の排水処理を施した後放流したり、産業廃棄物として場外移動処分を行っている。
【０００３】
このような、希薄な塩酸等の酸を排出する工程では、排水処理の負荷低減と工程内で使用する塩酸等の酸の有効利用という観点から塩酸等の酸を回収し工程にて再利用する酸回収システムが望まれている。
【０００４】
酸排水より酸を回収する方法としては、これまでも種々の方法が提案されている。
【０００５】
例えば、エッチング処理工程等から排出される廃液から、有用性のある塩酸及び硫酸鉄を分離回収する方法として、塩酸と塩化鉄の混合物に蒸留の前処理として硫酸を添加し、析出する硫酸鉄を取り除いた後に硫酸と塩酸の共沸蒸留により塩酸を効率的に回収する方法が提案されている。この方法は例えば、特許文献１で既に知られている。
【０００６】
また、金属の酸洗浄などから排出される、約１００ｇ／Ｌ程度の高濃度塩酸廃液を対象とした蒸留により塩酸を回収する方法も特許文献２で既に提案されている。
【０００７】
さらに、低濃度の酸の蒸留による回収の方法として、多段の蒸留装置による方法が、特許文献３の実施例において提案されている。
【０００８】
しかし、上記のような樹脂粒子製造工程より排出される、塩酸等の酸を含んだ排水は、一般に酸濃度が低く、さらに、高濃度の塩化ナトリウム、りん酸カルシウム等の無機物や懸濁物質を含有する場合も多く、上記の従来より提案されている方法により効率よく塩酸等の酸を回収することが難しい。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１７１６０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９９２０４号公報
【特許文献３】
特開２００２−６６２０２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、無機塩を分散剤として使用した微粒子含有水溶液から酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する工程において発生する、無機塩が共存する比較的低濃度の塩酸等を含有する排水より、高品質の酸を回収し工程において再利用する酸回収システム及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無機塩を分散剤として使用した樹脂微粒子含有水溶液から酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する工程において、排出される希薄な酸洗排水を濃縮装置により予備濃縮し、濃縮後の酸洗排水を蒸留装置により蒸留することにより、酸を回収し工程にて再利用することを特徴とする酸回収再利用システムに関する。
【００１２】
より具体的には、本発明は、無機塩を分散剤として使用した微粒子含有水溶液から塩酸、硝酸、ふっ酸等の酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する工程から発生する希薄な酸排水をクローズド処理する場合に、酸洗工程からのｐＨが１以上の希薄な酸排水を、前段濃縮装置として蒸留式濃縮装置、凍結濃縮装置、電気脱塩濃縮装置のいずれかを用いて予備濃縮を行ない、濃縮後の比較的濃度の高い酸排水を蒸留装置により蒸留し、蒸留装置より得た回収酸を工程にて再利用する酸回収システムを実現可能にすることを特徴とする。
【００１３】
また、水洗工程からの洗浄排水の濃厚排水部分を分別回収し、酸洗排水と合わせて酸回収を行うことにより、酸回収率のアップを実現可能とする酸回収システムを実現するものである。
【００１４】
さらに、蒸留装置からの濃縮残渣を脱水装置により固形分を分離し濾液中の酸を再度蒸留装置により酸回収を行うことによりさらなる酸回収率のアップを実現するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施の態様に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明を実施するための無機塩を分散剤として使用した樹脂微粒子含有水溶液から酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去し樹脂微粒子を製造する工程から排出される排水の酸回収再利用システムの一例を模式的に示したものである。無機分散剤を含有した樹脂微粒子含有水溶液は、酸洗工程１において無機酸と希釈水を加え酸性にすることにより無機分散剤を溶解除去する。この時、無機塩を溶解した酸性の酸洗排水が発生する。なお、ここで用いられる無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等があげられる。また、この酸洗工程１において使用する無機酸は、塩酸、硝酸、ふっ酸等の揮発酸があげられる。
【００１７】
次に、水洗工程等２において洗浄水により洗浄され、残存の無機酸および無機分散剤、無機塩を除去する。この水洗工程等２の初期においては、無機酸、無機分散剤及び無機塩を比較的多く含む濃厚洗浄排水を発生し、洗浄の後半部分においては、希薄な希薄洗浄排水を発生する。この酸洗排水と濃厚洗浄排水を混合した排水が、酸排水として前段濃縮装置３にて予備濃縮される。この前段濃縮装置３では、希薄水としてわずかな塩分を含む希薄水と無機酸および無機分散剤、無機塩が濃縮された濃縮液となる。
【００１８】
また、前段濃縮装置３からの無機酸、無機分散剤及び無機塩が濃縮された濃縮液は、蒸留装置４にてさらに蒸留される。この時、蒸留装置４では前段濃縮装置３にて無機酸が気相側に蒸発するに十分な濃度までに濃縮されているため、水蒸気と共に無機酸ガスが蒸発する。この、水蒸気及び無機酸ガスを冷却再凝縮させることにより、蒸留水側に高純度な回収無機酸を生じる。この回収無機酸は、再度酸洗工程に供給され無機酸として再利用される。
【００１９】
また、蒸留装置４にて蒸発せずに濃縮された濃縮残渣中の固形分は脱水装置５にて脱水され、固形分のみが固形残渣として系外に排出され、脱水装置５の濾液は、再度蒸留装置４に導入され濾液中に残留した無機酸分がさらに回収無機酸として回収される。
【００２０】
前段濃縮装置３からのわずかな塩分を含む希薄水は、水洗工程等から発生する希薄洗浄排水とともにクローズ排水処理装置６にて用水として再利用可能なレベルまで懸濁物質、イオン類及び有機物質を除去される。このとき除去した懸濁物質及び乾燥固形化された無機イオン類は、固形残渣として場外処分される。
【００２１】
以上のように本実施形態では、酸洗工程１において発生する酸洗排水と、水洗工程等２からの濃厚洗浄排水を酸排水として、前段濃縮装置により予備濃縮したのち、蒸留装置により無機酸を回収し、ここで得られた回収酸を酸洗工程１にて再利用する、これにより酸使用量を大幅に減少することができる。
【００２２】
さらに、酸排水に含まれる無機分散剤および無機塩類を、脱水装置５からの固形残渣として廃棄処理が可能となる。これにより、クローズド排水処理システムに入る無機酸および無機イオン類を大幅に削減することができ、クローズド排水処理システムにて使用する中和のためのアルカリ剤やその他の水処理薬剤を大幅に削減でき、さらに無機イオン類の削減により、クローズド排水処理システムの小型化とランニングコストの削減および省エネルギーにより効率的なクローズド排水処理システムの運転が可能となる。
【００２３】
【実施例】
本発明の効果を以下に具体的に構築した実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
＜実施例１＞
図１に示す酸回収システムにおいて、酸洗工程１に無機酸として塩酸及び希釈水を加えてｐＨ１．２の酸性とし、無機分散剤として用いたリン酸カルシウムを洗浄水中に溶解除去する。この酸洗工程１からは７．５ｋｇ／ｍ３の塩素イオンを含む水質の酸洗排水が排出される。また、次工程の水洗工程等２において酸洗工程１にて微粒子含有水溶液中に残留するイオン分を洗浄除去し、水洗工程等２の前半部分から、２．１ｋｇ／ｍ３の塩素イオンを含む水質の濃厚洗浄排水を排出し、水洗工程等２の後半部分からは、０．０６ｋｇ／ｍ３の塩素イオンを含む水質の希薄洗浄水を排出する。この時の、酸洗排水、濃厚洗浄排水、希薄洗浄排水の水量比は、７．２：１：１２．４であった。
【００２５】
酸洗排水と濃厚洗浄排水の混合排水を酸排水として、前段濃縮装置３に導入する。この時の前段濃縮装置としては蒸留装置を用いた。酸排水は、前段濃縮装置３において約１０倍に濃縮され、０．０１ｋｇ／ｍ３の塩素イオンを含む水質の蒸留水と濃縮液に分離される。この時の蒸留水と濃縮液の水量比は９：１であった。
【００２６】
前段濃縮装置３からの濃縮液は、蒸留装置５に導入され蒸留側に塩化水素を含んだ蒸気が発生し、冷却再凝縮により３％前後の塩酸が回収され、塩酸回収率として約４５％であった。この回収塩酸は、酸洗工程１にて全量再使用した。
【００２７】
＜実施例２＞
実施例１の条件にて、さらに塩酸回収率を上げる目的で、塩化ナトリウムやリン酸カルシウム等の固形分を含む蒸留装置４からの濃縮液を脱水装置５にて脱水することにより、塩酸分が残存する濾液を再度、蒸留装置４に導入することにより濾液への残留塩酸分を回収した。この時の塩酸回収率は７３％を達成した。
【００２８】
また、脱水装置５から塩化ナトリウムやリン酸カルシウム等の固形分を含む固形残渣が得られ場外に不要なイオンとして排出除去した。
【００２９】
さらに、水洗工程等３の後半部分からの希薄洗浄水は混合し、０．０４ｋｇ／ｍ３の塩素イオンと合計０．０４ｋｇ／ｍ３のナトリウムイオン、リン酸イオン、カルシウムイオンを含む水質の排水処理原水が発生した。この排水処理原水は、クローズド排水処理装置６にて、懸濁物質、イオン類及び有機物質を除去した後および濾過装置７により排水中に含まれるＳＳ分を除去した後、回収水として工程内の洗浄水や希釈水等の用水として再利用した。
【００３０】
ところで図２に示す塩酸を回収しない従来例による、クローズド排水処理の場合、酸洗工程１からの酸洗排水及び水洗工程等２からの前半部分からの濃厚洗浄排水と後半部分からの希薄洗浄水は全て混合され、２．７ｋｇ／ｍ３の塩素イオンと合計２．０ｋｇ／ｍ３のナトリウムイオン、リン酸イオン、カルシウムイオンを含む水質の排水処理原水が発生する。
【００３１】
さらに、この実施例２によれば、クローズド排水処理が必要な総イオン量は、塩酸を回収しない従来例に比べ約９８％削減することができた。また、最終的に場外に排出する固形残渣の合計量も従来例に比べ、約４０％削減することができた。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無機塩を分散剤として使用した樹脂微粒子含有水溶液に酸を添加して分散剤を溶解し、濾過及び洗浄により分散剤を除去する樹脂微粒子製造工程から排出される酸洗排水を前段濃縮装置により予備濃縮した後、蒸留装置により蒸留し無機酸を回収再利用することにより、無機酸購入量の大幅な削減を達成できる。
【００３３】
さらに、従来の無機酸を回収しない場合と比べクローズド排水処理装置の大部分のイオン負荷削減と、場外に排出する固形分の大幅な削減により、クローズド排水処理システムの小型化、省エネルギー、ランニングコストの低減が実現し、環境にやさしくかつ省資源で工場経営においても、合理的な無機酸回収およびクローズド排水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における樹脂微粒子製造工程からの無機酸回収システムの構成を示す図の一例である。
【図２】従来の樹脂微粒子製造工程において無機酸を回収しない場合の構成を示す図の一例である。
【符号の説明】
１  酸洗工程
２  水洗工程等
３  前段濃縮装置
４  蒸留装置
５  脱水装置
６  クローズド排水処理装置
【図１】
2004224664.tif 000003
【図２】
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