(57)【要約】【課題】バイポーラ膜を有する電気透析装置によって無機塩含有廃液を処理した際に生成する酸溶液の少なくとも一部から、凝集剤等として利用可能な酸溶液を製造することができる無機塩含有廃液の処理方法を提供する。【解決手段】無機塩含有廃液をバイポーラ膜を有する電気透析装置に供給して酸溶液及びアルカリ溶液を取り出す無機塩含有廃液の処理方法において、該酸溶液の少なくとも一部を金属又は金属化合物と接触させて凝集処理用金属塩溶液を生成させることを特徴とする無機塩含有廃液の処理方法。金属又は金属化合物の金属としては、鉄及び／又はアルミニウムが好適である。電気透析装置への供給液から多価金属イオンを除去してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機塩含有廃液をバイポーラ膜を有する電気透析装置に供給して酸溶液及びアルカリ溶液を取り出す無機塩含有廃液の処理方法において、
該酸溶液の少なくとも一部を金属又は金属化合物と接触させて凝集処理用金属塩溶液を生成させることを特徴とする無機塩含有廃液の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記電気透析装置に供給される液を濃縮処理することを特徴とする無機塩含有廃液の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記電気透析装置に供給される液を多価金属イオン除去処理することを特徴とする無機塩含有廃液の処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記電気透析装置に供給される液を固形分除去処理することを特徴とする無機塩含有廃液の処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記電気透析装置からの酸を濃縮した後、前記金属又は金属化合物と接触させることを特徴とする無機塩含有廃液の処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記金属又は金属化合物の金属が鉄及び／又はアルミニウムであることを特徴とする無機塩含有廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無機塩含有廃液の処理方法に係り、特に無機塩含有廃液をバイポーラ膜を有する電気透析装置で処理して酸溶液及びアルカリ溶液を取り出す工程を有する無機塩含有廃液の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子産業分野、特に半導体製造・液晶パネル製造プロセスにおいては、超純水の使用量が多いため、製造プロセス内で使用した水を、水質に応じた処理を行い、回収、再利用している。例えば、プロセスからの排水を凝集処理、濾過処理、生物処理、ＲＯ膜処理などを行い、回収水中の不純物を除去し、処理水を超純水製造プロセスに戻す。
【０００３】
凝集処理ではポリ塩化アルミニウムや塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄、硫酸アルミニウムなどの無機凝集剤・凝結剤は一般的に用いられており、処理を安定化させるため、ｐＨ調整用の酸やアルカリも注入されている。また、生物処理でも、処理安定性を高めるためのｐＨ調整用酸やアルカリが注入されている。
【０００４】
排水中の有機物は生物処理でＣＯ２まで分解され、除去されるが、酸やアルカリ、無機凝集剤由来の無機イオンは除去することができないため、ＲＯ膜処理後の濃縮水は無機物主体の排水となる。
【０００５】
従来では、ＲＯ膜の濃縮水は排水として直接放流するか、さらに濃縮処理を行い、濃縮塩スラリーを産業廃棄物として処理している。前者の直接放流は、環境負荷が高く好ましくない。後者の産業廃棄物として処理する方法は莫大な処理費用がかかっている。そこで、これら無機排水を回収し、再利用することにより産業廃棄物量を削減することが求められている。
【０００６】
無機塩を含む廃液を処理する方法として、バイポーラ膜を備えた電気透析装置で電気透析処理して廃液から酸およびアルカリを回収する方法が公知である（特許文献１，２）。なお、特許文献１には、バイポーラ膜を使用した電気透析においては、溶液中に含まれるカルシウム、マグネシウム等の多価カチオンがカチオン交換膜内で析出し、膜破壊を生じるおそれがあることが記載されている。
【０００７】
特許文献２には、電気透析装置に供給される液を濾過処理して懸濁物質を除去したり、晶析により多価金属イオンを除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３１５１０４２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２００６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
工場等から排出される無機塩含有廃液を上記のようにバイポーラ膜を備えた電気透析装置によって処理して酸溶液及びアルカリ溶液を回収した場合、これらの酸溶液及びアルカリ溶液の全量を当該工場で使用できるならば、工場外への搬出が不要となる。しかしながら、工場内での酸溶液の需要量がバイポーラ膜電気透析装置からの生成量よりも少ないときには、酸溶液が過剰となる。
【００１０】
本発明は、バイポーラ膜を有する電気透析装置によって無機塩含有廃液を処理した際に生成する酸溶液の少なくとも一部から、凝集剤等として利用可能な酸溶液を製造することができる無機塩含有廃液の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無機塩含有廃液の処理方法は、無機塩含有廃液をバイポーラ膜を有する電気透析装置に供給して酸溶液及びアルカリ溶液を取り出す無機塩含有廃液の処理方法において、該酸溶液の少なくとも一部を金属又は金属化合物と接触させて凝集処理用金属塩溶液を生成させることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明では、電気透析装置に供給される液を濃縮処理、多価金属イオン除去処理、又は固形分除去処理してもよい。
【００１３】
本発明では、電気透析装置からの酸溶液を濃縮してから金属又は金属化合物と接触させてもよい。
【００１４】
この金属又は金属化合物の金属としては鉄及び／又はアルミニウムが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、バイポーラ膜を有する電気透析装置によって無機塩含有廃液を処理して生成した酸溶液の一部を金属又は金属化合物と接触させて金属塩溶液を生成させ、この金属塩溶液を凝集処理に使用する。そのため、この凝集処理用金属塩溶液を工場内で消費することにより、工場での酸溶液需要量が少ない場合でも、電気透析装置で生じた酸溶液を工場外へ搬出することが不要となる。
【００１６】
電気透析装置に供給される液から多価金属イオンを除去すると、電気透析装置内でのスケール生成が抑制される。また、電気透析装置への給液から懸濁物質を除去することにより、電気透析装置内の閉塞が抑制される。
【００１７】
金属又は金属化合物の金属として鉄及び／又はアルミニウムを用いると、凝集効果の高い凝集処理用溶液が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明方法の説明図である。
【図２】バイポーラ膜を有した電気透析装置の模式的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００２０】
本発明では、図１のように、無機塩含有廃液をバイポーラ膜を有する電気透析装置で処理する。このバイポーラ膜を有する電気透析装置は、図２に示すように、陽極と陰極の間にカチオン交換膜１、アニオン交換膜２、及びバイポーラ膜３を備えるセルが複数積層されたものであり、各種のものが利用できる。電気透析装置では、カチオン交換膜とアニオン交換膜との間に区画、形成される脱塩室に無機排水が導入される。カチオン、アニオンはそれぞれ、アニオン交換膜とバイポーラ膜で区画される酸室、カチオン交換膜とバイポーラ膜で区画されるアルカリ室に移動し、酸室、アルカリ室からそれぞれ酸溶液、アルカリ溶液が回収される。
【００２１】
電気透析装置の被処理液中に多価カチオン（多価金属イオン）が存在すると、電気透析装置内でスケールが生成し、処理ができなくなる恐れがある。そのため、多価カチオンの量が多量である場合は、イオン交換樹脂、キレート樹脂などを用いてあらかじめ除去した後、電気透析処理を行うことが好ましい。イオン交換樹脂を用いる場合は、弱カチオン交換樹脂を用いることが好ましく、キレート樹脂としては、イミノジ酢酸型、アミノリン酸型などを用いることができ、除去したい多価カチオンの種類により、適宜選択するのが好ましい。
【００２２】
また、電気透析装置は被処理液中に懸濁物質が存在すると、セル内部で閉塞する恐れがある。そのため、必要に応じて、ＭＦ膜やＵＦ膜を用い、懸濁物質を除去してから処理を行うのが好ましい。
【００２３】
電気透析装置への給水の濃度が過度に低いと、生成する酸溶液の濃度が過度に低くなることがあるので、この場合には、電気透析装置への給水を濃縮処理してもよい。この濃縮処理方法としてはＲＯ膜を用いた濃縮処理や、蒸発濃縮処理などを採用することができる。
【００２４】
電気透析装置から回収されるアルカリ溶液は工場で中和用などに用いることができる。また、電気透析装置の脱塩室から取り出される塩濃度の低い処理水は、例えば超純水用原水として、超純水製造プロセスに戻される。
【００２５】
電気透析装置から取り出される酸溶液は、工場内で中和用の酸として使用されるが、少なくとも一部の酸溶液を金属又は金属化合物と接触させて凝集処理用金属塩溶液を生成させる。
【００２６】
この金属又は金属化合物の金属としては、酸に溶解することにより凝集剤として利用可能な多価金属塩を生じさせるものであればよく、鉄及び／又はアルミニウムが好適である。
【００２７】
鉄を含む金属固体としては、酸化鉄粉末、鉄粉、鉄板、鉄くずなどが例示される。金属の形状は問わないが、鉄の含有量が高いほうが好ましい。銅、ニッケル、クロムなどの重金属は、処理装置や環境中への影響が問題となる可能性があるため、できるだけ少ないほうが好ましい。
【００２８】
金属化合物としては、酸化物、水酸化物などが好適である。
【００２９】
酸溶液と金属又は金属化合物とを接触させるには、金属又は金属化合物の固定床又は移動床を備えた接触槽に酸溶液を通液するのが好適である。酸溶液の通水方向は上向流でも下向流でもどちらでもよい。通水ＳＶとしては０．１〜１００であることが好ましい。接触中に加熱すると反応速度が高くなるため、必要に応じて接触槽を加熱することが好ましい。加熱する場合の加熱温度は４０〜１００℃が好ましく、さらに好ましくは５０〜８０℃である。また、反応時に亜硝酸塩などの酸化触媒の存在下で酸素ガス、空気などの酸素源を供給することにより、鉄が第二鉄となり、凝集効果が高まる。また、電気透析装置で回収した酸溶液を反応前に濃縮処理を行い、その濃度を高くすることにより反応性を向上させることができる。濃縮処理には、蒸発濃縮装置やＲＯ膜装置などの種々の手段を用いることができる。
【実施例】
【００３０】
［実施例１］
以下の水質を有した無機排水をバイポーラ膜を備えた電気透析装置で処理し、酸溶液及びアルカリ溶液を回収し、回収した酸溶液を金属接触槽に導入し、鉄溶解液を生成させた。生成した鉄溶解液について凝集作用の有無を確認した。
【００３１】
＜原水水質＞
Ｎａイオン      ５，０００ｍｇ／Ｌ
Ｃａイオン      ０．５ｍｇ／Ｌ
Ｍｇイオン      ０．１ｍｇ／Ｌ
Ｃｌイオン      １，０００ｍｇ／Ｌ
ＳＯ４イオン      ８，０００ｍｇ／Ｌ
ＮＯ３イオン      １００ｍｇ／Ｌ
ＴＯＣ          ３ｍｇ／Ｌ
【００３２】
＜電気透析装置＞
電気透析装置のアニオン交換膜として（株）アストム製アニオン交換膜「ネオセプタＡＨＡ」を用い、カチオン交換膜として（株）アストム製カチオン交換膜「ネオセプタＣＭＢ」を用いた。バイポーラ膜は（株）アストム製「ＢＰ−１Ｅ」を用いた。膜面積は０．４６ｄｍ２とした。陽極にはペルメレック社製Ｐｔ被覆Ｔｉ電極を用い、陰極にはステンレス３０４電極を用いた。
【００３３】
この電気透析装置として直流電源装置（菊水電子工業（株）コンパクト可変スイッチング電源ＰＡＫ３５−１０Ａ）を用い、２．５Ａの定電流設定で通電した。電流密度は５．４Ａ／ｄｍ２である。
【００３４】
原水の通水量は２００ｍＬ／ｍｉｎとし、循環運転で行った。酸室、アルカリ室には純水を満たし、２００ｍＬ／ｍｉｎで循環運転を行った。
【００３５】
＜凝集液生成装置＞
金属として水酸化鉄(III)（キシダ化学製）を用い、円筒状の接触槽（φ５０ｍｍ×高さ１００ｍｍ）に充填し、上下両側をメッシュではさみ、固定床とした。電気透析処理により得られた酸溶液をＳＶ＝１、上向流で通水し、硫酸第二鉄を主体とし、少量の塩化第二鉄を含んだ凝集処理用溶液を得た。この溶液中のＦｅ３＋の濃度は１００ｍｇ／Ｌであった。
【００３６】
＜凝集処理＞
凝集液生成装置から得られた鉄溶解液と、懸濁物質を１ｍｇ／Ｌ含む有機廃液とを１：１００の比率で混合し、ｐＨを６．５〜６．８の範囲に調整して凝集処理を行ったところ、処理後の上澄水の懸濁物質量は０．１ｍｇ／Ｌ以下となり、鉄溶解液が凝集処理を有することが確認できた。
【符号の説明】
【００３７】
１  カチオン交換膜
２  アニオン交換膜
３  バイポーラ膜
【図１】
2013188670.tif 000003
【図２】
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