(57)【要約】【課題】  河川等の原水中の有機物等の不純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不純物を効率的に沈殿・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。【解決手段】  原水中の不純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、凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用いた凝集沈殿法によって有機物および硫酸塩を除去するイオン交換樹脂再生廃液の処理方法である。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水中の不純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、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムを用いた凝集沈殿法によって有機物および硫酸塩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】
前記凝集沈殿法におけるポリ塩化アルミニウムの添加量を、前記イオン交換樹脂再生廃液１Ｌに対し、Ａｌ2Ｏ3として１０％以上の濃度で１８ｇ〜３８ｇとする請求項１または２記載の処理方法。
【請求項４】
前記ポリ塩化アルミニウム添加後に、前記イオン交換樹脂再生廃液の室温２０〜２５℃におけるｐＨを４〜７の範囲に調整して、凝集沈殿およびろ過を順次行う請求項１〜３のうちいずれか一項記載の処理方法。
【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不純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」と称する）の処理方法に関する。
【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、凝集剤の添加沈殿、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ている。
【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。
【０００６】
さらに  特許文献３には、有機炭素の吸着されたイオン交換樹脂を塩化ナトリウム溶液等のブラインを用いて再生する工程を含む、溶解された有機炭素を水から除去するための水処理方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２６６０８０号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７０２号公報
【特許文献３】特表平１０−５０４９９５号公報（特許請求の範囲、発明の詳細な説明）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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は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。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、河川等の原水中の有機物等の不純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不純物を、効率的に沈殿・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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、原水中の不純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、凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用いた凝集沈殿法によって有機物および硫酸塩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を提供する。
【００１０】
河川などの原水中の微小なコロイドを凝集させるためにＰＡＣを用いた凝集沈殿法を利用することは、既に公知の技術である。しかし、イオン交換樹脂などを再生する際に生ずる、塩化ナトリウムを初めとするハロゲン化アルカリ金属塩を含有する廃水の処理には、これまでＰＡＣ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、凝集剤としてＰＡＣを用いた凝集沈殿法により、再生廃液中の不純物としての有機物および硫酸塩を沈殿、除去することができることを見出して、本発明を完成するに至ったのである。
【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不純物としての有機物および硫酸塩を、効率的に沈殿・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。
本発明の処理方法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不純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液で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、凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用いた凝集沈殿法によって、有機物および硫酸塩を沈殿、除去する。かかるイオン交換樹脂再生液として食塩（塩化ナトリウム）等のハロゲン化アルカリ金属塩を用いることがあるが、本発明によれば、その場合でも、処理前後、即ち、沈殿ろ過前後において溶液量のみならずハロゲン化アルカリ金属塩濃度にも殆ど変化はない。従って、再生液および塩をいずれもさほど損失することなく有機物を沈殿、除去することが可能である。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。
【００１４】
また、本発明に係る凝集沈殿法におけるＰＡＣの好適添加量は、再生廃液１Ｌに対し、Ａｌ2Ｏ3として１０％以上の濃度で１８ｇ〜３８ｇであり、これは、Ａｌとして１〜５ｇに相当する。特には、Ａｌとして１〜２ｇの添加量範囲が好適である。また、凝集沈殿を行う際の再生廃液のｐＨは、室温２０〜２５℃においてｐＨ４〜７の範囲、特にはｐＨ４．５〜７．０の範囲に調整することが好ましい。上記適切な添加量にてＰＡＣを添加した後、再生廃液のｐＨを上記範囲に調整して、凝集沈殿およびろ過を順次行うことで、有機物および硫酸塩の除去を最も効率よく行うことが可能となる。
【００１５】
実際に塩濃度として１００ｇ／ｌ前後ある再生廃液にＰＡＣを添加した場合、酸またはアルカリで再生廃液のｐＨを調整し、攪拌を行って沈殿を生じさせた後、沈殿物と液とをろ過によって分離すれば、ろ液中の有機物が大きく減少するとともに、硫酸塩も減少することが確認されている。なお、硫酸塩については、凝集剤としてＰＡＣを用いて除去できるとの知見はこれまで得られていなかった。これらのことから、本発明によれば、再生廃液中の有機物および硫酸塩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、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ある。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
（比較例１および実施例１〜５）
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、本発明に係る凝集剤としてＰＡＣを用いた凝集沈殿を、再生廃液のｐＨを変えて行った。
【００１７】
操作順序としては、まず、５００ミリリットルの再生廃液に約１９ｇのＰＡＣ（Ａｌ2Ｏ3として１０％以上のものを使用）を攪拌しながら添加し、次に、塩酸および水酸化ナトリウム溶液を攪拌しながら適宜添加することにより、再生廃液のｐＨを下記表１に示す値にそれぞれ調整した。なお、このときの室温は２０℃前後であった。約２４時間後にメンブランフィルターを用いて吸引ろ過を行い、沈殿物と溶液とを分離した。その後、得られたろ液、即ち、処理液を分析した結果、有機物のトータル量を示すＴＯＣ濃度、硫酸イオン（ＳＯ42-）濃度、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）濃度のそれぞれにつき、下記の表１に示すような値が得られた。実施例１〜５は、それぞれ再生廃液のｐＨを変えて沈殿、ろ過を行った場合である。また、比較のため、比較例１として、ＰＡＣ添加前の各値を併せて示す。
【００１８】
【表１】
2005296756.tif 000002
【００１９】
上記表１の結果より、再生廃液のｐＨを４〜７程度とした実施例２〜４、特には、４．５〜７．０の範囲とした実施例３、４において、ＴＯＣ濃度および硫酸根濃度の双方を最も良好に低減できることがわかる。
【００２０】
（実施例６〜９）
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、本発明に係る凝集剤としてＰＡＣを用いた凝集沈殿を、ＰＡＣの添加量を変えて行った。
【００２１】
操作順序としては、まず、５００ミリリットルの再生廃液に、ＰＡＣ（Ａｌ2Ｏ3として１０％以上のものを使用）を、それぞれ下記の表２中に示す添加量にて攪拌しながら添加し、次に、塩酸および水酸化ナトリウム溶液を攪拌しながら適宜添加することにより、再生廃液のｐＨを４．５〜７に調整した。なお、このときの室温は２０℃前後であった。約２４時間後にメンブランフィルターを用いて吸引ろ過を行い、沈殿物と溶液とを分離した。その後、得られたろ液、即ち、処理液を分析した結果、有機物のトータル量を示すＴＯＣ濃度、硫酸根（ＳＯ42-）濃度、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）濃度のそれぞれにつき、下記の表２に示すような値が得られた。実施例６〜９は、それぞれＰＡＣの添加量を変えて沈殿、ろ過を行った場合である。また、比較のため、表１の場合と同様に、比較例１として、ＰＡＣ添加前の各値を併せて示す。
【００２２】
【表２】
2005296756.tif 000003
【００２３】
ＰＡＣの添加量を多くした実施例７においては、ＰＡＣ添加のみでは沈殿は生じず、水酸化ナトリウム溶液にて再生廃液のｐＨを調整する必要があった。また、沈殿量が非常に多く、さらに、処理後の液量も大幅に減少してしまった。
【００２４】
この結果から、本発明の処理方法におけるＰＡＣの最適添加量は、再生廃液１Ｌに対してＡｌとして１ｇ以上、特には１〜２ｇの範囲が最適であることが確認された。これは、再生廃液の処理コストの面からも最適な添加量であるといえる。
【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。特に、本発明は、再生廃液中の有機物、さらには硫酸塩の濃度が高い場合に、より有効である。