(57)【要約】【課題】  河川等の原水中の有機物を除去する際に使用されたイオン交換樹脂を再生液で再生するときに発生するイオン交換樹脂再生廃液中の有機物を効率的に分解・除去することのできるイオン交換樹脂再生廃液の処理方法、および、上記処理方法に使用し得る電解装置を提供する。【解決手段】  原水中の有機物を除去するために使用されたイオン交換樹脂を再生液で再生するときに発生するイオン交換樹脂再生廃液から、電気分解法によって有機物を除去するイオン交換樹脂再生廃液の処理方法である。また、この処理方法に使用される電解装置において、陽極１として酸素発生用の電極を、陰極２として白金系貴金属をコーティングした電極２を夫々備え、無隔膜である電解装置である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水中の有機物を除去するために使用されたイオン交換樹脂を再生液で再生するときに発生するイオン交換樹脂再生廃液から、電気分解法によって有機物を除去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】
前記イオン交換樹脂再生廃液中のハロゲン化アルカリ金属塩の濃度が０．５〜５．４ｍｏｌ／ｌである請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の処理方法に使用される電解装置において、陽極として酸素発生用の電極を、陰極として白金系貴金属をコーティングした電極を夫々備え、無隔膜であることを特徴とする電解装置。
【請求項４】
クローズ系の外部循環型である請求項３記載の電解装置。
【請求項５】
機械的攪拌装置を備えた請求項３記載の電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川などの原水中の有機物を除去する際に使用されるイオン交換樹脂を再生液で再生する際に発生するイオン交換樹脂再生廃液（以下単に「再生廃液とも称する」）の処理方法およびこれに用いる電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川などの水を浄水して飲料水を作る際に、不純物を除去する方法として、膜ろ過、凝集剤の添加沈澱、活性炭、イオン交換樹脂などによる吸着除去法があることはよく知られたことである。
【０００３】
水の不純物除去にイオン交換樹脂を利用した場合には、そのイオン交換樹脂を再利用するために不純物を樹脂から取り除かなければならない。このときに使用する液が再生液であり、イオン交換樹脂に吸着された不純物を溶出させた後は再生廃液となる。現在、この再生廃液は液中の不純物濃度がある一定以上の値となると、廃液として廃棄されるが、この際、この再生廃液は、再生廃液のまま廃棄物処理業者で処理され、廃棄されているのが現状である。
【０００４】
また、飲料水用以外の水処理にもイオン交換樹脂は広く使用され、その再生廃液の処理も種々行われている。例えば、特許文献１には、イオン交換樹脂再生廃液の処理方法として、ポリエチレンテレフタレートの解重合溶液を脱イオン処理するときに使用したアニオン交換樹脂の再生処理で生じた、少なくともモノヒドロキシエチルテレフタレートのアルカリ塩を溶解している廃液の処理方法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、一般に難分解性のＣＯＤ成分を含む排水、特に、脱硫装置等から排出されるジチオ酸イオンを多量に含む排水は環境汚染を防止するためにイオン交換樹脂で吸着処理した後放流されるが、かかるイオン交換樹脂の再生廃液を電気集塵器に添加して該電気集塵器の集塵効率を向上させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２６６０８０号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようにイオン交換樹脂再生廃液の処理方法として、種々の技術が提案されてはいるが、河川などの水を浄水して飲料水を作る際にイオン交換樹脂を利用した場合、その再生時に生ずる再生廃液の有効な処理方法はこれまで存在せず、上述のように、再生廃液のまま廃棄物処理業者で処理され、廃棄されているのが現状である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、河川等の原水中の有機物を除去する際に使用されたイオン交換樹脂を再生液で再生するときに発生するイオン交換樹脂再生廃液中の有機物を効率的に分解・除去することのできるイオン交換樹脂再生廃液の処理方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記処理方法に使用し得る電解装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、原水中の有機物を除去するために使用されたイオン交換樹脂を再生液で再生するときに発生するイオン交換樹脂再生廃液から、電気分解法によって有機物を除去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方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、本発明の上記処理方法に使用される電解装置において、陽極として酸素発生用の電極を、陰極として白金系貴金属をコーティングした電極を夫々備え、無隔膜であることを特徴とする電解装置を提供する。
【００１０】
有機物の電気分解処理については既に公知の技術である。しかし、廃水の処理に、特に塩化アルカリ金属塩を含んだ溶液の廃水処理にこれまで電気分解法が利用されることはなかった。そこで本発明者らは、汚泥等の二次廃棄物量を可能な限り減らし、イオン交換樹脂再生廃液の再利用回数を上げることで環境に負荷を与えない方法として、電気分解法によって再生廃液中の有機物を、分解除去することを考え、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、河川などの原水中の有機物を除去する際に使用されたイオン交換樹脂を再生液で再生するときに発生するイオン交換樹脂再生廃液中の有機物を効率的に分解・除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態につき具体的に説明する。
本発明において処理し得るイオン交換樹脂再生廃液は、河川などの原水中の有機物を除去する際に使用される既知のイオン交換樹脂を再生する際に発生する廃液であり、かかるイオン交換樹脂の種類は特に制限されず、陽イオン交換樹脂であっても陰イオン交換樹脂であってもよい。
【００１３】
本発明においては、既知のイオン交換樹脂をイオン交換樹脂再生液で再生する際に発生するイオン交換樹脂再生廃液から電気分解法によって有機物を分解・除去する。かかるイオン交換樹脂再生液として食塩等のハロゲン化アルカリ金属塩を用いることがあるが、その場合でも、塩をさほど損失することなく、有機物を分解、除去することができる。本発明においては、イオン交換樹脂再生廃液中のハロゲン化アルカリ金属塩の濃度が０．５〜５．４ｍｏｌ／ｌ程度の場合でも、再生廃液に対し電解処理が有効である点に特徴があり、この濃度範囲は実質的に海水濃度から飽和塩水濃度に対応する。また、電気分解法による電解処理にあたり、電流密度は、好ましくは０．２〜３．０ｋＡ／ｍ2である。さらに、処理時間は、好ましくは３時間〜１０時間である。
【００１４】
上記電気分解法に使用し得る本発明の一実施の形態に係る電解装置は、図１にその概略を示すように、電解槽３内に陽極１と陰極２とを夫々備えている。陽極１と陰極２とは直流電源４に接続されている。電解槽３内のイオン交換樹脂再生廃液を、再生廃液タンク５内とポンプ６を介してクローズ系にて外部循環させることにより、有機物の分解効率を高めることができる。
【００１５】
また、図示はしないが、電解槽３内に既知の機械的攪拌装置を設け、電解槽３内のイオン交換樹脂再生廃液を撹拌し続けることにより有機物の分解効率を高めることもできる。
【００１６】
ハロゲン化アルカリ金属塩を含むイオン交換樹脂再生廃液に利用される電解装置としては、陽極に塩素（ガス）などのハロゲンガスを発生しにくい酸素発生用の電極、例えば、二酸化マンガン系の電極やダイヤモンド電極を用い、陰極には塩水でも耐食性のある白金などの白金系貴金属をコーティングした電極を用いる。また、海水電解用の電極などを用いることもできる。
【００１７】
実際に塩濃度として１００ｇ／ｌ前後ある再生廃液を分解した場合、陽極に使用する電極に殆ど塩素（ガス）などのハロゲンガスを発生しない酸素発生用電極、例えば、二酸化マンガン系電極やダイヤモンド電極を使用すれば、再生廃液中の有機物が電解によって二酸化炭素や水などに分解され、電解後の有機物が減少することが確かめられている。また、この際、陰極からは水素が発生する。これらのことから、本発明によれば、再生廃液中の有機物が減少することでイオン交換樹脂の再生液の再利用回数が上がり、更には、再生液の利用回数の向上により、使用する塩の損失も減らすことができるという利点が得られる。
【００１８】
また、たとえ陽極において塩素（ガス）などのハロゲンガスが発生しても、本発明の電解装置では電解槽が無隔膜であるため、再生廃液のｐＨはアルカリ側となり、塩素（ガス）などのハロゲンガスが発生せず、次亜塩素酸等の形態となり、環境上の問題を生ずることがない。本発明の処理方法は、有機物の多い廃水を処理する程、その効果が顕著である。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
主に原水中の有機物や硫酸根を除去するのに用いられる陰イオン交換樹脂（オリカ（株）製、商品名：ＭＩＥＸ（登録商標）、平均粒径：１８０μｍ）の再生液で、利用回数が十数回になった再生液（以下「再生廃液」と称す）の液量の一部、５００ミリリットルをサンプルの液として、本発明にかかる電解処理を行った。この電解処理は、室温にて機械的攪拌を行いながら、無隔膜で、陽極に二酸化マンガン系の電極を、陰極に白金コーティングされたチタン電極を夫々使用し、行った。電流密度は２ｋＡ／ｍ2とし、電解時間は約５時間とした。電解処理の結果として、電解前後の有機物のトータル量を示すＴＯＣ濃度と、塩化ナトリウム濃度とを下記の表１に夫々示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に示す結果より、陽極に二酸化マンガン電極を使用しても十分再利用できる濃度まで有機物を除去でき、かつ塩化ナトリウム濃度は殆ど変化しないことが分かった。
【実施例２】
【００２２】
実施例１で使用した再生廃液と同様の再生廃液の液量の一部、５００ミリリットルをサンプルの液として電解を行った。この電解処理は、常温にて機械的攪拌を行いながら、無隔膜で、陽極にダイヤモンド電極を、陰極に白金コーティングされたチタン電極を夫々使用し、行った。電流密度は２ｋＡ／ｍ2とし、電解時間は約３時間とした。電解処理の結果として、電解前後の有機物のトータル量を示すＴＯＣ濃度と、塩化ナトリウム濃度とを下記の表２に夫々示す。
【００２３】
【表２】
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【００２４】
表２に示す結果より、陽極にダイヤモンド電極を使用しても十分再利用できる濃度まで有機物が除去でき、かつ塩化ナトリウム濃度は殆ど変化しないことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、河川などの水をイオン交換樹脂を用いて浄水して飲料水などを作る際に、かかるイオン交換樹脂を再利用するために使用する再生液の利用回数が上がり、経費の軽減が可能となる。また、再生液に食塩水を用いても、その食塩がさほど損失せず、この点からも経費の軽減が可能となり、イオン交換樹脂再生廃液の処理方法として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電解装置の概要図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  陽極
２  陰極
３  電解槽
４  直流電源
５  再生廃液タンク
６  ポンプ
【図１】
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