(57)【要約】【課題】原子力発電所や火力発電所の復水脱塩装置の再生時に排出されるモノエタノールアミン含有希塩酸廃液等の非イオン／カチオン性水溶性化合物を効率的かつ経済的に処理する。【解決手段】アニオン交換膜２１によって原水室２２とアルカリ溶液室２３とに隔てられた中和透析装置２の原水室２２に非イオン／カチオン性水溶性化合物を通水すると共に、アルカリ溶液室２３にアルカリ溶液を通水して該酸性液を中和及び脱塩処理する。中和脱塩処理で発生するアルカリ廃液は触媒酸化装置１０で触媒酸化処理する。【選択図】図１
2012196630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理装置であって、
アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室にアルカリ溶液を通水して該酸性液を中和及び脱塩する中和脱塩装置と、
該中和脱塩装置で中和及び脱塩に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化装置とを有することを特徴とする酸性液の処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記中和脱塩装置で中和及び脱塩された中和脱塩処理液を濃縮する濃縮装置を有し、該濃縮装置で発生した希薄液が前記中和及び脱塩に使用されたアルカリ液と共に触媒酸化装置で触媒酸化されることを特徴とする酸性液の処理装置。
【請求項３】
請求項２において、前記濃縮装置が、蒸留濃縮装置、電気脱イオン装置及び電気透析装置のいずれかであることを特徴とする酸性液の処理装置。
【請求項４】
非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理装置であって、
アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室に該酸性液よりも浸透圧の高いアルカリ溶液を通水して、該酸性液を中和脱塩及び減容化する中和脱塩減容化装置と、
該中和脱塩減容化装置で中和脱塩及び減容化に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化装置とを有することを特徴とする酸性液の処理装置。
【請求項５】
非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理方法であって、
アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室にアルカリ溶液を通水して該酸性液を中和及び脱塩する中和脱塩工程と、
該中和脱塩工程で中和及び脱塩に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化工程とを有することを特徴とする酸性液の処理方法。
【請求項６】
請求項５において、前記中和脱塩工程で中和及び脱塩された中和脱塩処理液を濃縮する濃縮工程を有し、該濃縮工程で発生した希薄液を前記中和及び脱塩に使用されたアルカリ液と共に触媒酸化工程で触媒酸化することを特徴とする酸性液の処理方法。
【請求項７】
請求項６において、前記濃縮工程が、蒸留濃縮装置、電気脱イオン装置及び電気透析装置のいずれかによる工程であることを特徴とする酸性液の処理方法。
【請求項８】
非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理方法であって、
アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室に該酸性液よりも浸透圧の高いアルカリ溶液を通水して、該酸性液を中和脱塩及び減容化する中和脱塩減容化工程と、
該中和脱塩減容化工程で中和脱塩及び減容化に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化工程とを有することを特徴とする酸性液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液を、効率的に中和脱塩又は中和脱塩減容化する処理装置と方法に関する。詳しくは原子力発電所や火力発電所の復水脱塩装置の再生時に排出されるモノエタノールアミン含有希塩酸性液等の非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液を、効率的かつ経済的に中和脱塩又は中和脱塩減容化する処理装置と処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電や火力発電の復水工程では、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）などのアミン類が蒸気生成ラインの防食剤として用いられている。通常、これらのアミン類は、ライン中に設けられた復水脱塩装置（以下「コンデミ」と称す場合がある。）のカチオン交換樹脂に捕捉され、復水脱塩装置の再生の際に再生廃液に含まれて排出される。排出されたアミン類は、ＣＯＤ源や富栄養化源となって河川や湖沼を汚染するため、これを処理する必要がある。
【０００３】
このコンデミ再生廃液は、ＣＯＤ及び窒素負荷の高い液であるため、一般に熱分解又は液中燃焼などにより処理されているが、コンデミ再生廃液をそのまま熱分解又は液中燃焼装置に供するには、廃液量が多く処理コストが高くつくことから、その減容化が望まれる。
【０００４】
本出願人は、先に、コンデミ再生廃液等の酸性液を効率的かつ経済的に処理する技術として、次の（１），（２）を提案した。
（１）  窒素化合物を含有する酸性液を、アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に通水すると共に、前記他方の室にアルカリ溶液を通水して該酸性液を中和及び脱塩処理し、得られた中和脱塩処理液中の窒素化合物を濃縮する方法及び装置（特許文献１）。
（２）  非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を、アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた該一方の室に該酸性液を通水するとともに、該他方の室に該酸性液よりも浸透圧の高いアルカリ溶液を通水して該酸性液を中和脱塩及び減容化する方法及び装置（特許文献２）。
【０００５】
特許文献１，２の処理技術であれば、コンデミ再生廃液等の酸性液を経済的かつ効率的に処理することができるが、酸性液の中和脱塩処理又は中和脱塩減容化においては、酸性液からエタノールアミンなどの有機物や窒素成分の３〜３０％がアニオン交換膜を通過してアルカリ溶液側に移行するため、中和脱塩又は中和脱塩減容化処理後のアルカリ溶液（以下、使用後のアルカリ溶液を「アルカリ廃液」と称す場合がある。）は、ＣＯＤ、及びＮ（窒素）成分の処理が必要となる。
【０００６】
従来、ＣＯＤ，Ｎ処理技術としては、生物処理技術と、液中燃焼技術と、紫外線やオゾン、過硫酸を用いた促進酸化技術、触媒酸化技術などがある。
【０００７】
生物処理では、ＣＯＤとＮ成分を有機物分解、硝化脱窒により除去できるが、次のような問題がある。即ち、生物処理は、系内のｐＨを中性領域に調整する必要がある一方で、アルカリ廃液は、脱酸速度を高く保つために中和脱塩処理後もアルカリ性となるため、生物処理に先立ち、アルカリ廃液に酸を添加して中和処理する必要がある。また、生物によるＮ処理は、最適なｐＨがあるために、厳密なｐＨ調整が必須であるが、生物分解により、以下の反応でアルカリであるアミンやＮ成分が分解・硝化するとｐＨが低下するため、中性を保つために今度はアルカリを添加する必要がある。そして、その後、脱窒が起こると、ｐＨは上昇するため、中性に保つために酸を添加する必要がある。
ＮＨ４＋＋２Ｏ２→ＮＯ３−＋２Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ（酸が発生するためアルカリで中和する必要がある）
６ＮＯ３−＋５ＣＨ３ＯＨ→３Ｎ２＋５ＣＯ２＋６ＯＨ−＋７Ｈ２Ｏ（アルカリが発生するため酸で中和する必要がある）
【０００８】
また、生物処理設備は、有機物分解槽、硝化槽、脱窒槽、再曝気槽、沈殿槽といった槽から構成され、それぞれの設備と生物を安定的に維持するためのメンテナンスに多くの労力を要する。
また、一般に、生物処理可能な塩類濃度の上限は海水の塩類濃度である３重量％程度であるため、生物処理が可能なようにアルカリ廃液の塩類濃度を数パーセント以下に調整するために、希釈水で希釈することが必要となる。すなわちアルカリ廃液が約０．５Ｎ以上のアルカリ溶液である場合は、下記式で算出されるように塩類濃度が３重量％（生成塩がＮａＣｌとして）以上となるため、希釈が必要となる。アルカリ廃液の希釈を行うと被処理水量が増大し、処理設備のすべてを大型化することが必要となる。
０．５Ｎ×５８．５＝約３０ｇ／Ｌ
【０００９】
一方、液中燃焼技術は、パーセントレベルの高濃度廃液処理に適した技術であるが、アルカリ廃液中のＣＯＤ、Ｔ−Ｎは数１０〜１０００ｍｇ／Ｌ程度の濃度であるため、水分を燃焼するための燃料費が過大となり非効率である。
【００１０】
紫外線酸化や、オゾン、過硫酸を用いた促進酸化技術は、酸化剤である紫外線やオゾンの発生器が高価であることや、窒素成分が酸化されて硝酸となるので、生物処理の脱窒設備が別に必要となるために、非効率である。
【００１１】
これに対して、触媒酸化であれば、上述のような問題はない点において優れているが、被処理水の触媒酸化への適用性を考慮する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特願２０１０−２６２５１１
【特許文献２】特願２０１０−２６２５０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、特許文献１，２に記載される中和脱塩或いは中和脱塩減容化処理で発生するアルカリ廃液を工業的に有利に処理する酸性液の処理装置及び処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記の中和脱塩或いは中和脱塩減容化処理で発生するアルカル廃液の処理技術について種々検討した結果、このアルカリ廃液は、触媒酸化処理することが、その他のＣＯＤ，Ｎ処理技術と比較し、最も簡易に放流可能な水質を得る方法であることを見出した。
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【００１５】
［１］  非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理装置であって、アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室にアルカリ溶液を通水して該酸性液を中和及び脱塩する中和脱塩装置と、該中和脱塩装置で中和及び脱塩に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化装置とを有することを特徴とする酸性液の処理装置。
【００１６】
［２］  ［１］において、前記中和脱塩装置で中和及び脱塩された中和脱塩処理液を濃縮する濃縮装置を有し、該濃縮装置で発生した希薄液が前記中和及び脱塩に使用されたアルカリ液と共に触媒酸化装置で触媒酸化されることを特徴とする酸性液の処理装置。
【００１７】
［３］  ［２］において、前記濃縮装置が、蒸留濃縮装置、電気脱イオン装置及び電気透析装置のいずれかであることを特徴とする酸性液の処理装置。
【００１８】
［４］  非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理装置であって、アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室に該酸性液よりも浸透圧の高いアルカリ溶液を通水して、該酸性液を中和脱塩及び減容化する中和脱塩減容化装置と、該中和脱塩減容化装置で中和脱塩及び減容化に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化装置とを有することを特徴とする酸性液の処理装置。
【００１９】
［５］  非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理方法であって、アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室にアルカリ溶液を通水して該酸性液を中和及び脱塩する中和脱塩工程と、該中和脱塩工程で中和及び脱塩に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化工程とを有することを特徴とする酸性液の処理方法。
【００２０】
［６］  ［５］において、前記中和脱塩工程で中和及び脱塩された中和脱塩処理液を濃縮する濃縮工程を有し、該濃縮工程で発生した希薄液を前記中和及び脱塩に使用されたアルカリ液と共に触媒酸化工程で触媒酸化することを特徴とする酸性液の処理方法。
【００２１】
［７］  ［６］において、前記濃縮工程が、蒸留濃縮装置、電気脱イオン装置及び電気透析装置のいずれかによる工程であることを特徴とする酸性液の処理方法。
【００２２】
［８］  非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液の処理方法であって、アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた前記一方の室に該酸性液を通水すると共に、前記他方の室に該酸性液よりも浸透圧の高いアルカリ溶液を通水して、該酸性液を中和脱塩及び減容化する中和脱塩減容化工程と、該中和脱塩減容化工程で中和脱塩及び減容化に使用されたアルカリ液を触媒酸化する触媒酸化工程とを有することを特徴とする酸性液の処理方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を含有する酸性液（以下、非イオン性又はカチオン性の水溶性化合物を「非イオン／カチオン性水溶性化合物」と称し、これを含有する酸性液を「非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液」又は「原水」と称す場合がある。）の中和脱塩或いは中和脱塩減容化処理で発生するアルカリ廃液を触媒酸化することにより、容易かつ効率的に、簡易な装置で放流可能な水質に処理することができる。
【００２４】
即ち、本発明者は、触媒酸化処理においては、被処理水のｐＨは１０〜１２程度のアルカリ性であることが最も効率が良いことを見出した。非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液の中和脱塩或いは中和脱塩減容化処理で発生するアルカリ廃液は、通常ｐＨ１０〜１４程度であるため必要に応じて若干のｐＨ調整を行うのみで触媒酸化に適用可能であり、希釈水も不要である。しかも、触媒酸化処理であれば、アルカリ廃液中のアミンやアンモニア等の窒素成分を効率的に分解することができ、ＣＯＤ＜１０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ＜２０〜６０ｍｇ／Ｌ程度の良好な水質の処理水を得ることができる。これは、海域の排水基準を十分に満たす水質である。しかも、アミンやアンモニア等の分解によりｐＨが低下するため、放流に際してのｐＨ調整においても中和のために必要な酸量は、大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の酸性液の処理装置及び方法の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明の酸性液の処理装置及び方法の他の実施の形態を示す系統図である。
【図３】本発明に係る濃縮装置として好適な電気脱イオン装置の一例の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明に係る濃縮装置として好適な電気脱イオン装置の他の例の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図５】実施例１で採用した中和透析装置の構成を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の酸性液の処理装置及び処理方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
なお、本明細書では、本発明で処理する非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液が、酸として塩酸（ＨＣｌ）を含み、このような酸性液をアルカリ溶液として水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和脱塩及び減容化処理する場合を例示して、本発明を説明するが、本発明で処理対象とする酸性液に含まれる酸は、塩酸に限らず、硫酸等の他の酸であってもよい。非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液に含まれる酸が硫酸等の他の酸の場合、以下の説明において、Ｃｌ−イオンはＳＯ４２−イオン等の酸のＨ＋の対となるアニオンであり、また、アルカリ溶液として水酸化ナトリウム水溶液以外のアルカリ溶液を用いた場合、以下の説明において、Ｎａ＋イオンはＫ＋イオン等のアルカリのＯＨ−の対となるカチオンである。
【００２８】
図１，２は、本発明の実施の形態を示す系統図であり、図１の装置は、原水槽１、中和透析装置２、中継槽を兼ねた電気脱イオン装置４の被処理液循環槽３、電気脱イオン装置４、処理水槽５、及び触媒酸化装置１０で主に構成される。
図２の装置は、原水槽１、中和透析装置２、蒸留濃縮装置６、液中燃焼装置７、及び触媒酸化装置１０で主に構成される。
【００２９】
［非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液］
本発明の処理対象となる非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液としては、特に制限はないが、例えば、以下の（１）〜（３）が挙げられる。
（１）  窒素化合物含有酸性液
（２）  金属イオン含有酸性液
（３）  界面活性剤、洗浄剤含有酸性液
【００３０】
（１）窒素化合物含有酸性液としては、例えば火力発電所や加圧水型原子力発電所などにおいて、防食剤としてモノエタノールアミン（ＭＥＡ）やモルホリンなどの有機アミンを添加した復水の脱塩装置（コンデミ）に用いられるカチオン交換樹脂を再生した酸性廃液（以下「コンデミ再生酸性廃液」と称す場合がある。）を挙げることができる。
【００３１】
カチオン交換樹脂の再生には、塩酸や硫酸等の酸が用いられるため、このコンデミ再生酸性廃液には脱着した有機アミン（正確には有機アミンの酸塩）と再生薬品としての塩酸や硫酸などの酸のほか、微量の銅イオン、鉄イオン、また有機アミンの分解物であるアンモニアなどが含まれている。
【００３２】
このようなコンデミ再生酸性廃液の有機アミンやその他の水質成分の濃度やｐＨは、その廃液の種類によって異なるが、例えば以下のような水質である。
【００３３】
【表１】
2012196630.tif 000003
【００３４】
（２）金属イオン含有酸性液としては、製鉄工場や金属材加工工場などにおける揮発性酸による酸洗工程から排出される金属溶解酸排液などが挙げられる。
【００３５】
（３）界面活性剤、洗浄剤含有酸性液としては、例えば、半導体製造プラントから排出されるリンス排水などが挙げられる。
即ち、半導体製造プラントからは、ｐＨ２．５〜３．５、Ｈ２Ｏ２濃度１０〜３０ｐｐｍで、ＴＯＣ成分として界面活性剤、アセトン、イソプロパノール、酢酸等のカルボン酸などを１〜３ｐｐｍ含有するリンス排水が排出される。従来、このような半導体リンス排水は、第１の活性炭吸着塔、弱塩基性アニオン交換樹脂塔、強酸性カチオン交換樹脂塔、強塩基性アニオン交換樹脂塔、逆浸透膜処理装置、高圧紫外線照射装置、第２の活性炭吸着塔、真空脱気塔、混床式イオン交換樹脂塔に順次通水して処理されているが、このような従来の半導体リンス排水の処理方法においては、ｐＨ２．５〜３．５の酸性のリンス排水を処理するため、第１の活性炭吸着塔の性能が経時により低下して、第１の活性炭吸着塔のＨ２Ｏ２分解性能が低下し、活性炭吸着塔から流出したＨ２Ｏ２が、弱塩基性アニオン樹脂塔の樹脂をＨ２Ｏ２による酸化で劣化させ、弱塩基性アニオン交換樹脂塔の性能を低下させる；第１の活性炭吸着塔のＨ２Ｏ２分解性能が低下すると、リンス排水中の界面活性剤の吸着性能も低下し、後段の強塩基性アニオン交換樹脂塔の性能低下を引き起こす；といった問題があったが、本発明によれば、このような酸性液を効率的に処理することができる。
【００３６】
［中和脱塩処理］
本発明に係る中和脱塩処理においては、まず、アニオン交換膜によって一方の室と他方の室とに隔てられた一方の室に原水である非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液を通水すると共に、他方の室にアルカリ溶液を通水して原水を中和及び脱塩する。
【００３７】
この原水の中和脱塩処理に用いる装置としては、アニオン交換膜を用いた中和透析装置（拡散透析装置）２が好適に使用される。
【００３８】
図１は、原水の中和脱塩処理に、中和透析装置（拡散透析装置）２を用いた例を示し、原水槽１内の原水は、ポンプＰ１により、プレフィルター１１で微粒子成分が除去された後、内部がアニオン交換膜２１で原水室２２とアルカリ溶液室２３とに仕切られた中和透析装置２の原水室２２に導入される。ここでプレフィルター１１は必要に応じて設けられるものである。一方、アルカリ溶液室２３には、アルカリ溶液貯槽２４から、ポンプＰ２によりアルカリ溶液が導入される。
【００３９】
このアルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム等の溶解性アルカリ化合物の水溶液を用いることができる。
【００４０】
コンデミにおいて、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混床樹脂を分離するために、１６重量％のＮａＯＨ水溶液を用いてアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の比重差を利用して分離する技術を用いている現場では、別途、この分離に用いたアルカリ廃液が排出される。
このようにコンデミの再生現場では、アルカリ廃液が過剰に排出される場合があり、本発明においては、このようなコンデミ再生アルカリ廃液等のアルカリ廃液をアルカリ溶液として用いることもできる。
アルカリ溶液としては、更に他の施設から排出されるアルカリ廃液を用いてもよい。
【００４１】
中和透析装置２では、原水室２２に導入された原水中のＣｌ−イオンがアニオン交換膜２１を透過してアルカリ溶液室２３に移動することにより脱塩され、一方、アルカリ溶液室２３内のＯＨ−イオンがアニオン交換膜２１を透過して原水室２２に移動することにより原水が中和される。原水室２２の流出液は原水槽１に返送され、原水は循環処理される。一方、アルカリ溶液室２３からの流出液もアルカリ溶液貯槽２４に返送されて循環される。
【００４２】
このような中和透析装置２による中和脱塩処理においては、次のような態様を採用することが好ましい。
【００４３】
(1)  アニオン交換膜２１としては、耐酸性、耐アルカリ性に優れた膜を用いる。また、中和透析装置２の接液面も、耐腐食性に優れた材料で構成されていることが好ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂でライニングしたものが好ましい。
【００４４】
(2)  アニオン交換膜膜面には濃度分極層が形成され、これが物質の拡散律速となり、Ｃｌ−イオン、ＯＨ−イオン及び水の透過移動速度が制限される。これを防止して透過移動速度を高めるために、アニオン交換膜面近傍の濃度分極を低減するべく、膜面流速を高めることが好ましく、具体的には、原水室２２側及びアルカリ溶液室２３側の膜面流速をそれぞれ０．１ｃｍ／ｓｅｃ以上、例えば１〜８ｃｍ／ｓｅｃとすることが好ましい。膜面流速が低いとＣｌ−イオン及びＯＨ−イオンの移動速度を速くすることができず、所望の中和脱塩処理液を得るために長時間を要するようになる。ただし、膜面流速を過度に高くすることは、装置構成上現実的ではない。このような膜面流速を得るために、原水ポンプＰ１及びアルカリ溶液ポンプＰ２としては、高流速送液が可能なダイヤフラムポンプ等を用いることが好ましい。
【００４５】
(3)  アルカリ溶液としては、中和に必要な酸消費の総量（ｍｇ−ＣａＣＯ３）が、原水のアルカリ消費の総量（ｍｇ−ＣａＣＯ３）の１倍以上のものを用いる。
なお、アニオン交換膜でのＣｌ−とＯＨ−の移動速度は、極限モル伝導率で示されるイオンの移動のしやすさで決定され、Ｃｌ−とＯＨ−の極限モル伝導率はそれぞれ１９８．３Ｓｃｍ２・ｍｏｌ−１、７６．３５Ｓｃｍ２・ｍｏｌ−１である。したがって、ＯＨ−はＣｌ−の２．６倍移動しやすいことが分かる。このことより、酸性液からのＣｌ−のアルカリ溶液側への移動速度を高く維持するには、アルカリ溶液のＯＨ−濃度は少なくとも酸性液のＣｌ−濃度の１／２．６倍以上とすることが望ましい。
なお、アルカリ（ＮａＯＨ）の濃度を高くするとアルカリ溶液の浸透圧が原水の浸透圧よりも高くなり、原水中の水がアニオン交換膜を透過してアルカリ溶液側へ移動し、原水が濃縮されるようになる。
【００４６】
従って、前述のコンデミ再生アルカリ廃液等のアルカリ廃液をアルカリ溶液として用いる場合において、アルカリ濃度が不足する場合には、必要に応じてＮａＯＨ等のアルカリを添加してその濃度を調整することが好ましい。
【００４７】
(4)  中和脱塩処理は、得られる中和脱塩処理液（原水室２２からの流出液）のｐＨが中性、例えば５〜９程度になった時点で終了し、得られた中和脱塩処理液は次の濃縮処理に供することが好ましい。
この中和脱塩処理液のｐＨが３未満では、中和脱塩処理が不十分であり、濃縮処理に先立ち、中和脱塩処理を行うことによる本発明の効果を十分に得ることができない。中和脱塩処理液のｐＨを過度に上げると、アルカリ溶液室２３側からアニオン交換膜２１を透過して原水室２２側に移行するＮａ＋イオン量が増え（以下に記載するように、アニオン交換膜であっても若干量のカチオン成分の透過がある。）、後工程の濃縮処理における総イオン量が増加して非効率である。
【００４８】
このｐＨ管理の目的で、中和透析装置２の原水室２２の流出配管に通液型ｐＨ計を設置して、原水室２２の流出液のｐＨを監視し、このｐＨ値が所定値に達したら、原水室２２の流出液の送液を、原水槽１から電気脱イオン装置４の被処理液循環槽３に切り換えるようにしても良い。
【００４９】
なお、中和透析装置２における原水室２２の原水流通方向とアルカリ溶液室２３のアルカリ溶液の流通方向は、並流であっても向流であってもよいが、酸性液のアルカリ消費量とアルカリ性液の酸消費量に差をつけて、出口水質を中性に近づけるには、図１に示すように向流通水であることが好ましい。
【００５０】
また、原水及びアルカリ溶液は一過式で通水することも可能であるが、一般的には、一過式の通水では十分な中和透析を行えないことから、図１に示すような循環通水とすることが好ましい。
バッチ式ではなく、連続処理を行う場合には、原水槽１に原水を導入すると共に、中和透析装置２の原水室２２から返送された中和脱塩処理液を原水槽１に受け、この原水槽１から槽内液の一部を取り出して次の濃縮処理に供することが好ましい。
【００５１】
図１において、中和透析装置２には、１枚のアニオン交換膜２１により原水室２２とアルカリ溶液室２３とがそれぞれ１室ずつ形成されているが、中和透析装置２の構成はこれに何ら限定されず、例えば、アルカリ溶液室／アニオン交換膜／原水室／アニオン交換膜／アルカリ溶液室／アルカリ交換膜／原水室／アニオン交換膜／アルカリ溶液室というように、複数枚のアニオン交換膜により、複数の原水室とアルカリ溶液室とが交互に形成されたものであってもよい。
【００５２】
本発明によれば、このような中和透析装置を用いた中和脱塩処理により、原水を、前述の如く、ｐＨ５〜９、例えばｐＨ６〜８（ｐＨ７程度）の中性に中和すると共に、好ましくはＣｌ−イオン濃度が原水のＣｌ−イオン濃度の３０〜５０％にまで低減した中和脱塩処理液を得ることができる。なお、この中和脱塩処理液を電気脱イオン装置又は電気透析装置で濃縮する場合、通電のための被処理液のイオン濃度を確保する上で中和脱塩処理液の窒素化合物等のカチオン性化合物の濃度は１０００ｍｇ／Ｌ以上、特に５０００〜２００００ｍｇ／Ｌ程度であることが好ましい。
【００５３】
［触媒酸化処理］
アニオン交換膜２１であってもカチオン成分や非イオン成分を透過することは一般的に知られており、上述のような中和脱塩処理又は後述の中和脱塩減容化処理で、アルカリ溶液２３側から原水室２２へのカチオン成分（例えばＮａＯＨのＮａ＋イオン）や非イオン成分の移動が、また、原水室２２側からアルカリ溶液室２３への非イオン／カチオン性水溶性化合物由来のカチオン成分や非イオン成分の移動がある。
【００５４】
従って、原水の中和脱塩又は中和脱塩減容化処理に使用されたアルカリ溶液（アルカリ廃液）は、原水から透析したＣｌ−イオンを含み、原水の中和（原水室へのＯＨ−イオンの透析）と原水からの水の移動でｐＨが低下すると共に液量が増加した弱アルカリ性の液であると共に、原水室２２からアニオン交換膜２１を透過した若干量の非イオン／カチオン性水溶性化合物を含むものである。
ただし、この非イオン／カチオン性水溶性化合物濃度は低いことから、本発明においては、このアルカリ廃液は、図１に示す如く触媒酸化装置１０で窒素化合物等の非イオン／カチオン性水溶性化合物を分解した後、酸で中和して放流する。
【００５５】
この触媒酸化処理で分解除去されるＣＯＤ成分は、酸性有機物の有機酸や塩基性有機物のアミン、アミド等である。また、Ｎ成分は上述のＣＯＤ成分のうちのアミン、アミド等の触媒酸化可能な有機体窒素成分、ヒドラジン、アンモニア等である。
【００５６】
触媒酸化処理に用いる触媒としては、過酸化物となる金属を担持させた過酸化金属触媒を好適に利用することができる。例えば、ＮｉやＣｏを、陽イオン交換能を有する粒状ゼオライトにイオン交換操作で担持させた後、活性化処理する方法でこれらの金属を酸化物（過酸化物）に変換処理したものがある。
【００５７】
触媒酸化装置１０としては、このような触媒を充填した充填層を有する触媒充填塔を用い、この触媒充填塔にアルカリ廃液を下向流又は上向流で通液して触媒酸化処理することが好ましい。
【００５８】
酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウムや、脱窒素が不要であれば過酸化水素や過硫酸、オゾンなどの１種又は２種以上を利用することができる。次亜塩素酸ナトリウムでは有機物酸化のみならず以下に示す脱窒素反応が起こるため、ＣＯＤ及びＮの処理が可能である。
アンモニアの場合：
ＮＨ４＋＋３／２ＮａＣｌＯ→１／２Ｎ２＋３／２ＮａＣｌ＋３／２Ｈ２Ｏ＋Ｈ＋
ヒドラジンの場合：
Ｎ２Ｈ４＋２ＮａＣｌＯ→Ｎ２＋２ＮａＣｌ＋２Ｈ２Ｏ
【００５９】
酸化剤の添加量はアルカリ廃液中のＣＯＤ成分及びＮ成分の含有量によって適宜調整される。一般的には理論必要量の１〜２倍、特に１．２〜１．５倍程度とすることが好ましい。
【００６０】
触媒酸化処理条件としては、ｐＨ１０〜１３、好ましくは１１〜１２のアルカリ性で処理可能であり、温度は３０〜８０℃、好ましくは４０〜６０℃である。
【００６１】
通常、中和脱塩処理後のアルカリ廃液はｐＨ１０〜１４程度であるため、殆どｐＨ調整を要することなく触媒酸化処理に供することができる。
また、温度については、必要に応じてアルカリ廃液を加温して触媒酸化充填塔に通液すればよい。
【００６２】
触媒酸化装置で得られる触媒酸化処理液は、アルカリ廃液中のＣＯＤ成分、Ｎ成分が十分に分解除去され、かつ、アミンやアンモニアの分解でｐＨが若干低下し、ｐＨ８〜１３程度の液であるため、これに塩酸等の酸を添加してｐＨ中性にｐＨ調整して放流することができるが、その際の酸添加量は、アルカリ廃液をそのままｐＨ調整して放流する場合に比べて大幅に低減される。
【００６３】
［濃縮処理］
図１において、中和透析装置２で得られる原水の中和脱塩処理液は、次いで、濃縮処理に供する。
【００６４】
この濃縮処理は、蒸留濃縮、或いは電気脱イオン装置又は電気透析装置などを用いて行うことができるが、特に、電気脱イオン装置又は電気透析装置を好適に用いることができ、とりわけ電気脱イオン装置を用いるのが好ましい。
【００６５】
電気脱イオン装置又は電気透析装置は、陽極及び陰極と、陽極と陰極との間に、イオン透過性の隔膜により区画された希釈室及び濃縮室とを備え、陽極／陰極間に直流電圧を印加することにより、希釈室に導入された中和脱塩処理液中の有機アミン及びＮＨ４＋等のカチオン性水溶性化合物由来のイオンと、Ｎａ＋、Ｃｌ−などの酸、アルカリ由来のイオンをイオン透過性の隔膜を透過させて濃縮室内に分離回収する。
【００６６】
図１は、濃縮に電気脱イオン装置４を用いた例を示し、中和透析装置２の原水室２２から流出した中和脱塩処理液は、電気脱イオン装置４の被処理液循環槽３を経て、ポンプＰ３により、プレフィルター１２にて微粒子成分が除去された後、電気脱イオン装置４に導入される。ここでプレフィルター１２は必要に応じて設けられるものである。
【００６７】
図３，４は、本発明において、濃縮装置として好適に用いられる電気脱イオン装置の一例の概略構成を示す模式的な断面図であり、図３，４において、同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００６８】
図３の電気脱イオン装置４は、電極（陽極４１、陰極４２）の間に複数のアニオン交換膜（Ａ膜）４３及びカチオン交換膜（Ｃ膜）４４を交互に配列して濃縮室４５と希釈室４６とを交互に形成したものである。
【００６９】
この希釈室４６には、カチオン交換体であるカチオン交換樹脂のみ、或いは、アニオン交換体であるアニオン交換樹脂とカチオン交換体であるカチオン交換樹脂が混合もしくは複層状に充填されている。なお、イオン交換体としては、イオン交換樹脂に限らず、イオン交換繊維もしくはグラフト交換体等を用いてもよい。希釈室４６に充填されるアニオン交換体とカチオン交換体の比率（体積比）は、アニオン交換体：カチオン交換体＝９５〜０：５〜１００とすることが好ましい。このように、カチオン交換体のみか、或いは、カチオン交換体とアニオン交換体との併用とする理由は、希釈室４６内には、カチオン交換体が流路となるセル中に存在していれば、除去効率の向上を図ることができるとの理由による。
【００７０】
また、濃縮室４５と、陽極室４７及び陰極室４８にも、必要に応じてアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混合して充填されている。イオン交換樹脂などのイオン交換体のほか、活性炭又は金属等の電気伝導体が濃縮室４５、陽極室４７及び陰極室４８に充填されていてもよい。電気伝導体としては、これら濃縮室、陽極室及び陰極室における電気抵抗値を安定化させるため、被処理液又は希釈水の電気抵抗を低下させることができ、セルの通水圧力を高めないものであれば良く、特に制限はない。ただし、電極に直接触れることで酸化還元を受けやすい材料は不向きである。
【００７１】
陽極室４７には、アニオン交換樹脂を充填せず、充填する場合、カチオン交換樹脂のみとする。これは、アニオン交換樹脂が酸化劣化を受けやすいためである。
【００７２】
電気脱イオン装置４の被処理液である中和脱塩処理液は、希釈室４６に導入され、濃縮室４５、陽極室４７及び陰極室４８には純水が導入される。被処理液が希釈室４６内を流通する間に、液中の有機アミン、ＮＨ４＋イオン、Ｎａ＋イオン等のカチオン成分がカチオン交換膜（Ｃ膜）４４を透過して濃縮室４５内に移行し、カチオン成分が濃縮室４５内に濃縮される。同様に、Ｃｌ−イオン等のアニオン成分がアニオン交換膜（Ａ膜）４３を透過して濃縮室４５に移行し、濃縮室４５内に濃縮される。
【００７３】
濃縮室４５から排出された濃縮液の一部は、濃縮率を高めるために、濃縮液循環槽４９を経てポンプＰ４により濃縮室４５の入口側に循環され、残部は産廃受槽（産業廃棄物受槽）１３に貯留される。従って、濃縮室４５には系外へ排出される濃縮液に相当する分の純水が補給水として導入される。
【００７４】
濃縮室４５から排出される濃縮液のうち、濃縮室４５の入口側に循環される循環液量は、目的とする濃縮度や処理効率に応じて適宜決定されるが、通常、濃縮室４５から排出される全濃縮液の１〜２０％程度とすることが好ましい。
【００７５】
希釈室４６から排出される希釈水は、被処理液である中和脱塩処理液中のカチオン成分及びアニオン成分が分離除去されたものであり、処理水槽５を経てポンプＰ５により排出されるが、本発明においては、この希釈水を触媒酸化装置１０に送給してアルカリ廃液と共に触媒酸化処理に供してもよい。また、この希釈水は、電気脱イオン装置（又は電気透析装置）の電極水及び／又は濃縮室に導入する純水として用いることもできる。更に、中和透析装置２に用いるアルカリ溶液調製のための純水として用いることもできる。
【００７６】
陽極室４７及び陰極室４８から排出される電極室排水は、陽極水と陰極水を混和した後、必要に応じて適切な処理を行い、放流排出したり、電極室給水に再利用したりすることができるが、以下の理由により、陽極室４７へのＣｌ−イオンの侵入を避けるべく、電極水を循環使用する場合は、陽極水と陰極水とを混合せずに、陽極水のみを循環させることが好ましい。この陽極水は純水であってもよく、アルカリ溶液、例えば、０．１〜１Ｎ程度のＮａＯＨ等のアルカリ水溶液であってもよい。
【００７７】
電気脱イオン装置又は電気透析装置においては、除去対象イオンとして、カチオンだけでなくアニオン成分も移動させるため、濃縮室にＣｌ−イオンが入り込む。そのＣｌ−イオンが陽極と接触すると陽極酸化反応を受けて、酸化力のある次亜塩素酸になり、イオン交換樹脂やイオン交換膜を劣化される。中和脱塩処理液中のＣｌ−濃度が低い場合はその影響は少ないが、本発明において中和脱塩処理を行った中和脱塩処理液であっても、通常Ｃｌ−濃度は１０〜２０ｇ／Ｌと未だ高濃度である。このため、陽極室４７とこれに隣接する濃縮室４５又は希釈室４６はカチオン交換膜（パイポーラ膜であってもよい。）で分離して、酸化性の物質や陽極酸化により酸化性となる物質の陽極室４７への侵入を防止することが好ましいことから、陽極水についても、このような物質を含まないことが好ましく、このため、陽極室４７には、このような物質を含まない、純水又はアルカリ溶液を供給し、陽極水を循環使用する場合には、陽極室のみで循環させることが好ましい。
【００７８】
なお、図３は本発明における濃縮装置として好適な電気脱イオン装置の一例を示すものであって、本発明で用いる電気脱イオン装置は、何ら図示のものに限定されるものではない。
【００７９】
例えば、濃縮室や希釈室の数や配置についても特に制限はなく、より多くの濃縮室及び希釈室を設けても良く、また、図４に示す如く、濃縮室４５及び希釈室４６を１室ずつ設けた電気脱イオン装置４Ａであっても良い。この電気脱イオン装置４Ａであっても、図３の電気脱イオン装置４と同様に、希釈室４６に導入された中和脱塩処理液中の有機アミン、ＮＨ４＋イオン、Ｎａ＋イオン等のカチオン成分がカチオン交換膜（Ｃ膜）４４を透過して濃縮室４５内に移行し、カチオン成分が濃縮室４５内に濃縮される。同様に、Ｃｌ−イオン等のアニオン成分がアニオン交換膜（Ａ膜）４３を透過して濃縮室４５に移行し、濃縮室４５内に濃縮される。
【００８０】
また、濃縮装置としては、電気脱イオン装置ではなく、希釈室等にイオン交換体が充填されていないこと以外は電気脱イオン装置と同様の構成とされた電気透析装置を用いることもできる。
【００８１】
電気透析装置及び電気脱イオン装置では、イオン移動による同様の機構で濃縮が行われるが、以下の理由により、特に中和脱塩処理液中の除去対象イオン濃度が低い場合には、電気脱イオン装置を用いるほうが効率的である。
【００８２】
即ち、被処理液と希釈水では電気伝導率が異なるため、電気透析装置を用いた場合は希釈室内に電流密度分布が起こり、抵抗の高い出口側で電流が流れにくくなる。その電流密度分布の緩和に、イオン交換樹脂等のイオン交換体の充填が有効である。また、被処理液中の除去対象イオン濃度が低い場合、電気透析ではイオン交換膜面のみが除去対象イオンの吸着サイトとなり、十分な除去効率が得られない。これに対して、電気脱イオン装置であれば、膜面だけではなく希釈室内に充填されているイオン交換樹脂等のイオン交換体も除去対象イオンの吸着サイトとなり、広範囲な領域で除去対象イオンを吸着することができるため、高効率な除去（希釈、濃縮）が可能となる。
【００８３】
更に、濃縮装置としては、蒸留濃縮装置を用いることもできる。この場合には、中和脱塩処理液を塩が析出しない程度に濃縮することが好ましい。
【００８４】
なお、中和脱塩処理液を電気脱イオン装置又は電気透析装置で濃縮する場合、電気脱イオン装置又は電気透析装置の希釈室へ流入させる中和脱塩処理液のカチオン性の水溶性化合物濃度が低くなると、電気脱イオン装置又は電気透析装置の効率が低下するため、中和脱塩処理液のカチオン性の水溶性化合物濃度が１０００ｍｇ／Ｌ以下になった場合は、処理を中断して中和脱塩処理液を触媒分解処理装置に供給してカチオン性の水溶性化合物を分解するようにすることもできる。
【００８５】
このような濃縮装置により濃縮された濃縮液（電気脱イオン装置又は電気透析装置の濃縮室から排出される濃縮液）は、熱分解又は液中燃焼処理等により処理することができるが、それに先立ち、必要に応じて、この濃縮液を更に濃縮しても良い。この場合の濃縮手段としては特に制限はないが、蒸留濃縮装置、特に減圧蒸留濃縮装置を用いるのが濃縮効率の面で有利である。
【００８６】
この濃縮液の濃縮の程度は、特に制限はないが、熱分解又は液中燃焼処理に供される濃縮液中の非イオン／カチオン性水溶性化合物濃度が２５重量％以上、例えば４０〜９５重量％程度となるように濃縮することが好ましい。なお、非イオン／カチオン性水溶性化合物がモノエタノールアミンである場合、濃度が７０重量％を超えると引火点を有する化合物となるため、その取り扱いの点から上限を７０重量％とすることが好ましい。
【００８７】
なお、中和脱塩処理液の蒸留濃縮又は濃縮液の更なる蒸留濃縮で得られる凝縮水は、電気脱イオン装置又は電気透析装置の電極室及び／又は濃縮室に導入する純水として用いることができる。
【００８８】
一方、中和脱塩処理液を電気脱イオン装置又は電気透析装置で濃縮した場合に得られる希釈水（電気脱イオン装置又は電気透析装置の希釈室から排出される希釈水）は、中和脱塩処理液中の非イオン／カチオン性水溶性化合物、その他のイオン成分が分離除去されたものであるが、前述の如く、必要に応じて、この希釈水を更に触媒酸化装置に導入して触媒酸化処理した後、中和、放流することもできる。
【００８９】
［中和脱塩減容化処理］
図２に示す装置は、中和透析装置２において、アルカリ溶液として、非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液よりも浸透圧の高いアルカリ溶液を用い、中和脱塩処理液の濃縮処理の代りに、非イオン／カチオン性水溶性化合物含有酸性液の中和脱塩処理と共に減容化処理を行う点が図１に示す装置と異なる。
【００９０】
この原水の中和脱塩及び減容化処理に用いる中和透析装置（拡散透析装置）２の構成は、図１に示すものと同一である。
【００９１】
中和透析装置２では、原水室２２に導入された原水中のＣｌ−イオンがアニオン交換膜２１を透過してアルカリ溶液室２３に移動することにより脱塩され、一方、アルカリ溶液室２３内のＯＨ−イオンがアニオン交換膜２１を透過して原水室２２に移動することにより原水が中和される。アルカリ溶液の浸透圧が高い場合には、同時に、原水室２２側から、浸透圧の高いアルカリ溶液室２３側へ水が移行することで、原水の脱水、減容化が行われる。原水室２２の流出液は原水槽１に返送され、原水は循環処理される。一方、アルカリ溶液室２３からの流出液もアルカリ溶液貯槽２４に返送されて循環される。
【００９２】
このような中和透析装置２による中和脱塩及び減容化処理においては、図１における中和脱塩処理と、以下の点以外は同様の態様を採用することが好ましい。
【００９３】
即ち、アルカリ溶液としては、原水よりも浸透圧の高いものを用いる。
また、アルカリ溶液としては、中和に必要な酸消費の総量（ｍｇ−ＣａＣＯ３）が、前記酸性液のアルカリ消費の総量（ｍｇ−ＣａＣＯ３）の１倍以上であればよい。
なお、アニオン交換膜でのＣｌ−とＯＨ−の移動速度は、極限モル伝導率で示されるイオンの移動のしやすさで決定され、Ｃｌ−とＯＨ−の極限モル伝導率はそれぞれ１９８．３Ｓｃｍ２・ｍｏｌ−１、７６．３５Ｓｃｍ２・ｍｏｌ−１である。したがって、ＯＨ−はＣｌ−の２．６倍移動しやすいことが分かる。このことより、酸性液からのＣｌ−のアルカリ溶液側への移動速度を高く維持するには、アルカリ溶液のＯＨ−濃度は少なくとも酸性液のＣｌ−濃度の１／２．６倍以上とすることが望ましい。
基本的にアルカリ（ＮａＯＨ）の濃度を高くすることでアルカリ溶液の浸透圧を原水の浸透圧よりも高くするためには、アルカリ溶液の炭酸カルシウム換算の酸消費量（ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ）（アルカリ度）が、原水の炭酸カルシウム換算のアルカリ消費量（ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌ）（酸度）に対して１倍以上、特に２〜６倍程度、とりわけ３〜４倍の濃厚アルカリ溶液であることが好ましい。このアルカリ溶液のアルカリ濃度が低いと、効率的な減容化処理を行えない。原水の酸濃度に対するアルカリ溶液のアルカリ濃度が高い程、水の移動が円滑に進行し、原水の濃縮効率が向上するが、アルカリ溶液は、その取り扱い性等の面で、アルカリ消費量の６倍以下、とりわけ４倍以下とすることが好ましい。
【００９４】
従って、前述のコンデミ再生アルカリ廃液等のアルカリ廃液をアルカリ溶液として用いる場合において、アルカリ濃度が不足する場合には、必要に応じてＮａＯＨ等のアルカリを添加してその濃度を調整することが好ましい。
【００９５】
アルカリ溶液のアルカリ濃度を高濃度とすることにより、原水との浸透圧差を十分に大きくして、効率的な減溶化を行えるが、過度に高濃度のアルカリ溶液は、その取り扱い性、用いるアニオン交換膜の入手の面で問題がある。
従って、本発明においては、アルカリ溶液に、塩を溶解させて、アルカリ濃度を過度に高めることなく、原水との浸透圧差を高めることも好ましく採用される。
【００９６】
この場合、アルカリ溶液に添加する塩類としては、安価に入手できる塩類であればよく、特にＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＭｇＳＯ４などの塩類やその混合物が挙げられる。これらの塩類は、排水基準の対象物質とならず、また食品向けなどに適さず産廃処分とされている塩でもあり、安価に入手できるため好適である。
【００９７】
アルカリ溶液への塩類の添加量には特に制限はなく、アルカリ溶液の塩類濃度が、原水である酸性液の全溶解性物質濃度よりも高く、塩類を溶解できる上限濃度まで用いることができる。塩類を含むアルカリ溶液の塩類濃度には特に制限はなく、用いる塩類の種類によっても異なるが、通常１０〜３０重量％程度である。
塩類を含むアルカリ溶液は、アルカリ溶液に予め塩類を溶解させて調製してもよく、また、処理の途中でアルカリ溶液に連続的に又は間欠的に塩類を添加して調製してもよい。
【００９８】
中和脱塩及び減容化処理は、得られる中和脱塩減容化処理液（原水室２２からの流出液）のｐＨが中性、例えば４〜１０程度になるまで行うことが好ましい。
この中和脱塩減容化処理液のｐＨが３未満では、中和脱塩及び減容化処理が不十分であり、本発明の効果を十分に得ることができない。中和脱塩減容化処理液のｐＨを過度に上げると、アルカリ溶液室２３側からアニオン交換膜２１を透過して原水室２２側に移行するＮａ＋イオン量及び原水室２２側からアニオン交換膜２１を透過してアルカリ溶液室２３に移行する非イオン／カチオン性水溶性化合物量が増え（以下に記載するように、アニオン交換膜であっても若干量のカチオン成分や非イオン成分の透過がある。）、好ましくない。
【００９９】
このｐＨ管理の目的で、中和透析装置２の原水室２２の流出配管に通液型ｐＨ計を設置して、原水室２２の流出液のｐＨを監視し、このｐＨ値が所定値に達したら、原水室２２の流出液の送液を、原水槽１から蒸留濃縮装置６に切り換えるようにしても良い。
【０１００】
なお、中和透析装置２における原水室２２の原水流通方向とアルカリ溶液室２３のアルカリ溶液の流通方向は、並流であっても向流であってもよいが、酸性液のアルカリ消費量とアルカリ性液の酸消費量に差をつけて、出口水質を中性に近づけるには、図２に示すように向流通水であることが好ましい。
【０１０１】
また、原水及びアルカリ溶液は一過式で通水することも可能であるが、一般的には、一過式の通水では十分な中和、浸透透析を行えないことから、図２に示すような循環通水とすることが好ましい。
バッチ式ではなく、連続処理を行う場合には、原水槽１に原水を導入すると共に、中和透析装置２の原水室２２から返送された中和脱塩減容化処理液を原水槽１に受け、この原水槽１から槽内液の一部を取り出して次の蒸留濃縮処理等に供することが好ましい。
【０１０２】
図２において、中和透析装置２には、１枚のアニオン交換膜２１により原水室２２とアルカリ溶液室２３とがそれぞれ１室ずつ形成されているが、中和透析装置２の構成はこれに何ら限定されず、後掲の図２に示されるように、アルカリ溶液室／アニオン交換膜／原水室／アニオン交換膜／アルカリ溶液室／アニオン交換膜／原水室というように、複数枚のアニオン交換膜により、複数の原水室とアルカリ溶液室とが交互に形成されたものであってもよい。
【０１０３】
本発明によれば、このような中和透析装置を用いた中和脱塩及び減容化処理により、前述の如く、ｐＨ４〜１０の中性に中和すると共に、好ましくはＣｌ−イオン濃度が原水のＣｌ−イオン濃度の２０〜５０％にまで低減し、また、液量が原水に対して４０〜８０％に減容化された中和脱塩減容化処理液を得ることができる。
【０１０４】
このような中和脱塩減容化処理で発生するアルカリ廃液は、図１に示す装置と同様に、触媒酸化装置１０に送給されて触媒酸化処理される。
【０１０５】
［蒸留濃縮処理］
原水の中和脱塩減容化処理液（中和透析装置２の原水室２２から流出する処理液）は、次いで、液中の窒素化合物等の非イオン／カチオン性水溶性化合物の分解処理に供するが、それに先立ち、必要に応じて、この中和脱塩減容化処理液を更に濃縮して、非イオン／カチオン性水溶性化合物の濃度を高めても良い。この場合の濃縮手段としては特に制限はないが、図２に示すように蒸留濃縮装置６、特に減圧蒸留濃縮装置を用いるのが濃縮効率の面で有利である。
また、原水の中和脱塩減容化処理液は、正浸透処理により濃縮することもできる。
【０１０６】
この中和脱塩減容化処理液の濃縮の程度は、特に制限はないが、得られる濃縮液中の非イオン／カチオン性水溶性化合物濃度が２５重量％以上、例えば４０〜９５重量％程度となるように濃縮することが好ましい。なお、非イオン／カチオン性水溶性化合物がモノエタノールアミンである場合、濃度が７０重量％を超えると引火点を有する化合物となるため、その取り扱いの点から上限を７０重量％とすることが好ましい。
【０１０７】
なお、中和脱塩減容化処理液の蒸留濃縮で得られる凝縮水は、アルカリ溶液調製のための純水として用いることができる。
【０１０８】
図２においては、蒸留濃縮装置６で濃縮された濃縮液は、次いで液中燃焼装置７に送給して常法に従って窒素化合物等の非イオン／カチオン性水溶性化合物を分解処理する。
この非イオン／カチオン性水溶性化合物の分解処理は、高温の酸化性もしくは還元性雰囲気下で分解し、燃焼ガスを廃液中に直接噴射して熱交換を行う液中燃焼処理の他、流動床内に濃縮液を供給して、流動床の表面で濃縮液を蒸発、分解させる流動床燃焼処理、助燃剤を用いた、もしくは用いない直接燃焼処理等で行うこともできる。
【０１０９】
原水の中和脱塩減容化処理液を正浸透処理により濃縮する場合は、例えば、図２に示す中和透析装置２において、アルカリ溶液室２３に通水する液をアルカリ溶液から高塩類濃度溶液に切り換えて、そのまま循環通水を行うことにより原水の中和脱塩減容化処理液を更に濃縮することができる。この場合、高塩類濃度溶液に用いる塩類としては、前述のアルカリ溶液に添加する塩類として例示したものを用いることができるが、その他、炭酸アンモニウムのような脱気により液から分離できる塩類も好適に用いることができる。すなわち、炭酸アンモニウムを高濃度に溶解した高塩類濃度溶液を通水すると、浸透圧により酸性液（原水の中和脱塩減容化処理液）側から水が高塩類濃度液側に移動する。その後、原水の中和脱塩減容化処理液の正浸透処理に伴い、水の移動で希釈された液中の炭酸アンモニウムは脱気膜でガスとして容易に分離が可能であり、再度、高塩類濃度溶液の調製に利用することが可能である。
【実施例】
【０１１０】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【０１１１】
なお、以下において、復水脱塩装置のカチオン樹脂再生模擬排液を下記表２に示す組成に調整したものを原水（以下「模擬原水」と称す。）として用いた。
【０１１２】
【表２】
2012196630.tif 000004
【０１１３】
また、以下において、中和透析装置による中和脱塩処理は、原水及びアルカリ溶液の全量を循環通水することによって行われているが、本発明における中和脱塩処理は何ら全量循環通水処理に限定されるものではなく、原水、アルカリ溶液の一部のみを循環通水するものであってもよく、また、全量を一過式で通水するものであってもよい。
【０１１４】
［実施例１］
模擬原水を、接液面がポリテトラフルオロエチレンでコーティングされた中和透析装置（（株）アストム製）に通して中和脱塩処理した。
この中和透析装置の系統図を図５に示す。図５において、図１に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【０１１５】
この中和透析装置では、原水槽１内の被処理液をポンプＰ１で原水室２２に導入した後、原水槽１に循環通水する一方で、アルカリ溶液貯槽２４内のアルカリ溶液をアルカリ溶液室２３に循環通水するように構成されている。
【０１１６】
中和透析は、以下のように実施した。
アニオン交換膜２１としては、耐酸、耐アルカリ性に優れた（株）アストム製アニオン交換膜「ネオセプタＡＨＡ」を用いた。
模擬原水５Ｌを原水槽１に入れて原水室２２に循環通水し、一方、アルカリ溶液としては、ＮａＯＨ濃度２５０ｇ／ＬのＮａＯＨ水溶液（ｐＨ＞１４、原水のＨＣｌモル濃度０．５Ｍに対して約１２．５倍）を０．６Ｌ準備し、中和透析装置２のアルカリ溶液室２３に導入し、アルカリ溶液貯槽２４を経て循環通水した。
【０１１７】
原水循環ポンプＰ１及びアルカリ溶液循環ポンプＰ２としては、ダイヤフラムポンプを用い、原水室２２及びアルカリ溶液室２３の膜面流速がいずれも６ｃｍ／ｓｅｃとなるように通水した。
【０１１８】
原水ポンプＰ１の出口側には、孔径１０μｍのプレフィルター（保安フィルター）１１を設けて原水中の微粒子成分を除去した。
【０１１９】
この処理中に、原水槽１内の液ｐＨを測定し、ｐＨが７．０まで低下したときに、循環通水を停止した。
【０１２０】
中和脱塩処理液の水質と、中和脱塩処理後のアルカリ溶液（アルカリ廃液）の水質及び水量を表３に示した。
【０１２１】
【表３】
2012196630.tif 000005
【０１２２】
中和脱塩処理後のアルカリ廃液は、ｐＨを１１．５に調整した後、触媒酸化装置に通水して以下の条件で触媒酸化処理した。得られた触媒酸化処理水の水質と水量を表４に示す。
【０１２３】
＜触媒酸化条件＞
触媒：コバルト担持触媒
酸化剤：次亜塩素酸ナトリウム  １６３００ｍｇ／Ｌ添加
水温：５０℃
ＳＶ：１．５
ｐＨ：１１．５
【０１２４】
処理水の水質を表４に示す。
【０１２５】
［比較例１］
実施例１の中和脱塩処理で得られたアルカリ廃液を以下の条件で生物処理した。得られた生物処理水の水質と水量を表４に示す。
【０１２６】
＜生物処理条件＞
方式：浮遊法
酸を添加してｐＨ７．２に調整した後、水を加えて希釈し、有機物分解槽にてＣＯＤ成分を分解し、次いで硝化槽にてアンモニアを硝酸まで硝化し、次いで脱窒槽にて硝酸を脱窒し、次いで再曝気槽にて脱窒処理における余剰ＣＯＤを分解し、その後沈殿槽にて浮遊汚泥を沈降分離し、分離水を処理水として取り出すと共に、沈降汚泥を有機物分解槽に返送した。
ｐＨ調整：有機物分解槽ｐＨ７．２
硝化槽ｐＨ７．２
脱窒槽ｐＨ７．２
ＭＬＳＳ：４０００ｍｇ／Ｌ
水温    ：２５℃
【０１２７】
【表４】
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【０１２８】
［考察］
実施例１では、触媒酸化処理水が下記表５に示す海域の排水基準を満たしたのに対し、比較例１の生物処理水は窒素の基準は満たしているものの生物代謝産物由来のＣＯＤ成分が高く、排水基準を達成できていない。比較例１では、さらに凝集、濾過及び活性炭などの装置でＣＯＤ成分の除去が必要である。
また、比較例１は希釈が必要であるため、放流水量も実施例１の約２．５倍と多くなっている上に、設備点数も多く、メンテナンス性、スペースの観点からも比較例１は実施例１に劣ると判定される。
【０１２９】
【表５】
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【符号の説明】
【０１３０】
１  原水槽
２  中和透析装置
３  被処理液循環槽
４，４Ａ  電気脱イオン装置
５  処理水槽
６  蒸留濃縮装置
７  液中燃焼装置
１０  触媒酸化装置
１３  産廃受槽
２１  アニオン交換膜
２２  原水室
２３  アルカリ溶液室
２４  アルカリ溶液貯槽
４１  陽極
４２  陰極
４３  アニオン交換膜（Ａ膜）
４４  カチオン交換膜（Ｃ膜）
４５  濃縮室
４６  希釈室
４７  陽極室
４８  陰極室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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