(57)【要約】【課題】全体として設置面積が小さく、処理液質も充分であり後段の精密濾過の負荷が小さく、塩水の一次精製法として好適に使用し得る塩水の精製方法を提供する。【解決手段】原塩水を粗除濁した後、長繊維濾過装置にて処理する。長繊維濾過装置としては、図１に示す様に、塔（１）内部に配置された上部支持体（２）と下部支持体（３）と間に複数の濾材（４）が上部吊り紐（７）と下部吊り紐（８）とによって懸垂状態で固定されて成り、そして、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間の距離、濾材（４）の長さ、上部吊り紐（７）の長さ、下部吊り紐（８）の長さが特定の関係を満足する様に規定されている濁質除去装置が好適に使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原塩水を粗除濁した後、長繊維濾過装置にて処理することを特徴とする塩水の精製方法。
【請求項２】
凝集沈殿処理により粗除濁を行う請求項１に記載の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩水の精製方法に関し、詳しくは、ソーダ工業における塩水の一次精製法として好適に使用し得る塩水の精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーダ工業は、原塩（海水を天日干した塩など）を溶解して塩水を調製し、これを電気分解し、苛性ソーダ、塩素ガス、水素ガスを製造する産業分野である。ここで使用される原塩には、濁質の他に、不純物として、カルシウム、マグネシウム等の硬度物が含まれている。硬度分は、ソーダ電解槽を破損させるため、電解槽入口で１０ｐｐｂ未満に除去する必要がある。
【０００３】
一般に、一次精製においては、濁質の除去の他、カルシウム、マグネシウム塩を析出させて硬度分の粗除去を行い、次いで、二次精製として、キレート樹脂塔において一次精製で取りきれなかった硬度分の精密除去を行っている。そして、一次精製の方法としては、通常、凝集沈殿、砂濾過（濾材層として砂粒を使用した濁質除去装置）、精密濾過を順次に組み合わせた方法が代表的であり（例えば非特許文献１）、通常、懸濁物質が１ｍｇ／ｌ未満に除去される。
【非特許文献１】「ソーダハンドブック」（１９９８年１２月２日、日本ソーダ工業会発行、第１４０〜１５０頁）
【０００４】
ところで、上記の砂濾過は、設置面積が大きく、処理液質も充分でないために後段の精密濾過の負荷が大きく、経済的に不利であるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、全体として設置面積が小さく、処理液質も充分であり後段の精密濾過の負荷が小さく、塩水の一次精製法として好適に使用し得る塩水の精製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明の要旨は、原塩水を粗除濁した後、長繊維濾過装置にて処理することを特徴とする塩水の精製方法に存する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、塩水の一次精製法として好適に使用し得る、工業的に有利な、塩水の精製方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明において原塩水は、従来法に従い、原塩（海水を天日干した塩など）を溶解して調製する。溶解水として、通常の水の他、電解槽から回収される淡ブラインが使用され、通常、濃度は飽和濃度とされる。
【０００９】
先ず、本発明においては、原塩水を粗除濁する。通常、粗除濁は凝集沈殿処理により行われる。すなわち、原塩水に、苛性ソーダと炭酸ソーダを加えてアルカリ性とすることにより、カルシウム、マグネシウム等の硬度不純物を不溶化させた後、不溶分を含むスラリーを沈降槽に送って不溶分を沈降分離する。この際、不溶分の沈降性を良くするためにポリアクリル酸ソーダ等の沈降促進剤を添加してもよい。
【００１０】
次いで、本発明においては、上記の粗除濁された塩水を長繊維濾過装置にて処理する。すなわち、沈降分離装置から上澄液（又はオーバーフロー液）として回収される塩水を長繊維濾過装置に供給することにより、粗除濁（沈降）されなかった不溶分を除去する。本発明においては、長繊維濾過装置による処理に先立ち、大部分（大粒径）の不溶分を除去するため、長繊維濾過装置における目詰まり等の問題を回避し、長繊維濾過装置の運転を長期に亘り安定化することが出来る。
【００１１】
本発明で使用する長繊維濾過装置は、非膜濾過型濾過装置の１種であり、長繊維束を濾材にした濾過装置であって、数多くの構造のものが提案されている。本発明においては、使用する長繊維濾過装置の構造は限定されないが、例えば、特開２００３−３８９１３号公報にて本出願人が提案した「濁質除去装置」を使用するのが好ましい。
【００１２】
図１は、本発明において、長繊維濾過装置として好適に使用される特開２００３−３８９１３号公報に記載の「濁質除去装置」の模式的説明図であり、分図（ａ）は原水処理運転の説明図、分図（ｂ）は洗浄運転の説明図である。なお、上記の「原水」は、前述の、上記の粗除濁された塩水を指す。
【００１３】
上記の濁質除去装置は次の様な構造を備えている。すなわち、下向流形式で原水が供給され且つ上向流形式で洗浄水が供給される濁質除去装置であって、塔（１）の頂部にはバルブ付の原水供給配管と洗浄廃水排出配管とが設けられ、塔（１）の底部にはバルブ付の処理水排出配管と洗浄水供給配管と空気供給配管とが設けられ、塔内部には上部支持体（２）と下部支持体（３）とが配置され、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間には芯紐および当該芯紐の周側に突設された濁質捕捉材から成る複数の濾材（４）が当該濾材の端部の上部吊り紐（７）と下部吊り紐（８）とによって懸垂状態で固定され、濾材（４）の芯紐ならびに上部吊り紐（７）及び下部吊り紐（８）は流水方向に沿って屈曲変形可能に構成され、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間の距離（ＬＡ）、濾材（４）の長さ（ＬＢ）、上部吊り紐（７）の長さ（Ｌｂ１）、下部吊り紐（８）の長さ（Ｌｂ２）の関係が以下に規定する式（１）〜（３）を満足する。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
上記の濁質除去装置は、下向流形式で原水が供給され且つ上向流形式で洗浄水が供給される濁質除去装置である。従って、塔（１）の頂部にはバルブ付の原水供給配管と洗浄廃水排出配管とが設けられ、塔（１）の底部にはバルブ付の処理水排出配管と洗浄水供給配管と空気供給配管とが設けられている。図１に示す装置においては、原水処理運転および洗浄運転で使用される配管は共通しており、バルブ操作によって通水方向が変更される。
【００１６】
すなわち、原水処理運転の場合、バルブ（６１）及び（６２）のみが開状態とされ、濁質を含む原水は、バルブ（６１）、配管（５１）を経由して塔（１）内に供給される。この際、濾材（４）は後述する様に圧密状態を呈し、原水に同伴された濁質は濾材（４）によって捕捉される。濁質を含まない処理水は、配管（５２）、バルブ（６２）を経由して塔（１）から排出される（図１（ａ）参照）。
【００１７】
一方、洗浄運転の場合、原水処理運転時に開状態であったバルブ（６１）及び（６２）が閉止され、洗浄水は、バルブ（６４）、配管（５２）を経由して塔（１）内に供給される。また、空気は、バルブ（６３）、配管（５３）を経由して塔（１）内に供給される。濾材（４）は後述する様に圧密状態を解除し、濾材（４）から濁質が除去される。空気のバブリング作用により、濾材（４）が振動させられ、濾材（４）に付着した濁質の剥離が促進される。濁質を含む洗浄水は、配管（５１）、バルブ（６５）を経由して塔（１）から排出される（図１（ｂ）参照）。
【００１８】
塔（１）内部には上部支持体（２）と下部支持体（３）とが配置され、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間には複数の濾材（４）が当該濾材の端部の上部吊り紐（７）と下部吊り紐（８）とによって懸垂状態で固定されている。
【００１９】
上部支持体（２）及び下部支持体（３）の構造は、通水を妨げず且つ吊り紐（７）及び（８）によって濾材（４）を固定し得る構造である限り、特に制限されず、例えば、格子構造、目皿構造、編目構造などを適宜採用し得る。
【００２０】
濾材（４）は、芯紐および当該芯紐の周側に突設された濁質捕捉材から成る。濾材（４）の芯紐ならびに上部吊り紐（７）及び下部吊り紐（８）は流水方向に沿って屈曲変形可能に構成される。斯かる構成は、素材の種類、形態、太さ等の選択によって達成される。
【００２１】
上記の各要素は、通常、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニリデン等の合成樹脂素材にて構成される。また、上記の各紐は、組み、撚り、編み、織り、束ね、くけ又は裁断の各加工で得られた各種の紐の他、十分な強度を有する限り、単糸（モノフィラメント）も使用することが出来る。また、通常、濾材（４）の濁質捕捉材の形状はフィルム小片または糸状とされる。濾材（４）の一例としては、撚り加工された芯紐の周側に無数の糸状濁質捕捉材を放射状に突設した濾材が挙げられる。斯かる濾材は、特開平８−２９９７０７号に記載されて公知である。なお、濾材（４）の芯紐が長く濁質捕捉材の突設範囲の両端から突出している場合は、両端突出部の芯紐を上部吊り紐（７）及び下部吊り紐（８）として使用することも出来る。
【００２２】
上記の濁質除去装置においては、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間の距離（ＬＡ）、濾材（４）の長さ（ＬＢ）、上部吊り紐（７）の長さ（Ｌｂ１）、下部吊り紐（８）の長さ（Ｌｂ２）が以下に規定する式（１）〜（３）を満足する必要がある。
【００２３】
【数２】
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【００２４】
すなわち、式（１）に示す様に、上記の濁質除去装置において、濾材（４）と上部支持体（２）と下部支持体（３）の合計長さ（Ｌｂ１＋ＬＢ＋Ｌｂ２）は、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間の距離（ＬＡ）より長い。従って、上記の各要素の何れかは塔（１）内に弛んだ状態で存在する。
【００２５】
また、式（２）に示す様に、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間の距離（ＬＡ）は、濾材（４）の長さ（ＬＢ）より長い。従って、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間には流水方向に沿って濾材（４）が存在しない領域が形成されている。換言れば、流水方向に沿って濾材（４）の可動範囲が形成されている。なお、図１の模式的説明図では濾材（４）同士の間に隙間が存在しているが、実際は濾材（４）同士の間に隙間はなく、複数の濾材（４）は密状態となる様に懸垂される。従って、複数の濾材（４）の全体は、流水方向（上下方向）に沿ってのみ移動する。
【００２６】
更に、式（３）に示す様に、濾材（４）と上部吊り紐（７）との合計長さ（ＬＢ＋Ｌｂ１）は、濾材（４）と下部吊り紐（８）との合計長さ（ＬＢ＋Ｌｂ２）より長い。従って、下向流形式で原水が供給される原水処理運転時においては、図１（ａ）に示す様に、濾材（４）は下部支持体（３）に当接して下部吊り紐（８）と共に塔底部近傍で圧密状態となり、上向流形式で洗浄水が供給される洗浄運転時においては、図１（ｂ）に示す様に、濾材（４）は上部支持体（２）に当接せずに下部吊り紐（８）と共に塔内の上方に伸長した状態となる。
【００２７】
以上の結果、上記の濁質除去装置においては、原水処理運転時における濾材の圧密状態と洗浄運転時における濾材の圧密状態の解除とにより、濾材による濁質の捕捉と排出とが効率的に行われる。なお、上記の式（１）〜（３）で規定された各要素の大小関係の数値は、装置の経済性を考慮して決定された値である。
【００２８】
上記の濁質除去装置の前記した各要素の寸法は次の通りである。すなわち、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間の距離（ＬＡ）は１００〜４００ｃｍ、濾材（４）の長さ（ＬＢ）は７０〜３００ｃｍ、上部吊り紐（７）の長さ（Ｌｂ１）は１０〜２５０ｃｍ、下部吊り紐（８）の長さ（Ｌｂ２）は５〜２０ｃｍ、塔（１）の直径（内径）は２０〜３６０ｃｍである。
【００２９】
次に、上記の濁質除去装置の運転方法について説明する。濁質除去装置の運転方法は、原水処理運転と洗浄運転とを繰り返し行なう。
【００３０】
原水処理運転（図１（ａ）参照）においては、前述の様に、バルブ（６１）及び（６２）のみが開状態とされ、濁質を含む原水は、バルブ（６１）、配管（５１）を経由して塔（１）内に供給される。原水に同伴された濁質は濾材（４）によって捕捉される。濁質を含まない処理水は、配管（５２）、バルブ（６２）を経由して塔（１）から排出される。
【００３１】
そして、原水処理運転において、例えば、原水供給ポンプ（図示せず）の圧力測定、処理水の水質分析などの手段により、濁質除去装置の性能が低下した時点で原水処理運転を停止する。原水処理運転の停止は一定時間経過毎に自動的行なってもよい。その後、洗浄運転と原水処理運転への切替え工程とを行なう。
【００３２】
洗浄運転（図１（ｂ）参照）においては、前述の様に、原水処理運転時に開状態であったバルブ（６１）及び（６２）が閉止され、洗浄水は、バルブ（６４）、配管（５２）を経由して塔（１）内に供給される。一方、空気は、バルブ（６３）、配管（５３）を経由して塔（１）内に供給される。空気の供給は、洗浄水の供給と同時に始めてもよく、また、洗浄水の供給よりも遅れて始めてもよい。濁質を含む洗浄水は、配管（５１）、バルブ（６５）を経由して塔（１）から排出される。
【００３３】
洗浄運転は、少なくとも、下部吊り紐（８）及び濾材（４）が塔内の上方に伸長するまで行なう必要がある。しかしながら、濾材（４）の上部に濃縮された濁質が除去されるまでの長時間の洗浄運転は、多量の洗浄水を使用して不経済となるので行なう必要はない。
【００３４】
上記の濁質除去装置は、芯紐および当該芯紐の周側に突設された濁質捕捉材から成る複数の濾材（４）が塔（１）内で上部支持体（２）と下部支持体（３）との間に上部吊り紐（７）と下部吊り紐（８）とによって懸垂状態で固定され、そして、上部支持体（２）と下部支持体（３）との間の距離（ＬＡ）、濾材（４）の長さ（ＬＢ）、上部吊り紐（７）の長さ（Ｌｂ１）、下部吊り紐（８）の長さ（Ｌｂ２）が上記の様な特定の関係を満足する様に規定されているため、原水処理運転時と洗浄運転時における濾材（４）の圧密状態と伸長状態とを確実に制御でき、濁質の捕捉と排出とを一層効率的に行うことが出来る。
【００３５】
上記の様にして長繊維濾過装置にて処理された塩水は、通常、二次精製として、キレート樹脂で処理され、残存する硬度分が除去された後、電解槽に供給されて電気分解される。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３７】
電解プラント塩水精製用凝集沈殿処理塩水の一部を抜き出し、図１に示したのと同様の構造を備え且つ下記条件の長繊維濾過装置に通液した。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
そして、処理液中懸濁物質を次の測定方法で評価した。すなわち、先ず、乾燥重量既知のガラス繊維フィルタにて、サンプル水を濾過し、次いで、温純水で水洗し、塩分を除去した後、フィルタを乾燥後、重量を測定し、固形分量を算出する。
【００４０】
その結果、長繊維繊維濾過の処理水は平均０．７６ｍｇ／ｌとなり、精密濾過を要しない液質が得られた。後述の比較例に比し、水質が良く、濾過塔の設置面積が１／６に出来た。
【００４１】
比較例１：
電解プラント塩水精製用凝集沈殿処理塩水の一部を抜き出し、下記条件の砂濾過設備に通液した。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
そして、処理液中研濁物質を実施例と同様に評価した。その結果、繊維濾過の処理水は平均１．５８ｍｇ／ｌとなり、後段の塩水２次キレート樹脂塔に直接供給できる液質が得られず、カートリッジフィルター等の精密フィルターの設置を要した。更に、濾過塔の設置面積が実施例に比較して６倍となった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明において、長繊維濾過装置として好適に使用される特開２００３−３８９１３号公報に記載の「濁質除去装置」の模式的説明図
【符号の説明】
【００４５】
１：塔
２：上部支持体
３：下部支持体
４：濾材
７：上部吊り紐
８：下部吊り紐
５１〜５３：配管
６１〜６５：バルブ
【図１】
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