JP2000084307A

JP2000084307A - ろ過装置及びろ過方法

Info

Publication number: JP2000084307A
Application number: JP10256367A
Authority: JP
Inventors: Hiroji Ushikubo; ▲ひろ▼二牛窪
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】石油精製工場、化学工場等から排出される懸
濁物質を含む酸性廃液から懸濁物質を除去して酸性液を
取り出す簡易な構造のろ過装置及びろ過方法を提供する
こと。【解決手段】ろ過材としてイオン交換樹脂を充填した
ろ過床２を有するろ過塔１と、ろ過床２に懸濁物質を含
む酸性廃液を導入する被処理液導入手段３と、ろ過床２
に逆洗用の水を導入する逆洗水導入手段４とを備えたろ
過装置１０であって、ろ過装置１０の少なくとも前記酸
性廃液との接触部は耐酸処理されたろ過装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろ過材としてイオ
ン交換樹脂を用いて、懸濁物質を含む酸性廃液をろ過す
るろ過装置及びろ過方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石油精製工場、化学工場等から排出され
る懸濁物質を含む酸性廃液は、その廃液処理の困難性及
び酸性液の有効利用の観点から懸濁物質を除去して、酸
性液のみを回収したい場合がある。

【０００３】従来、水処理におけるろ過装置としては、
砂、アンスラサイト等の粒状ろ過材を充填してろ過床を
形成し、このろ過床に被処理水を通水してろ過を行い懸
濁物質等を除去するようにしたものが使用されている。
しかしながら、懸濁物質を含む塩酸、硫酸等の強酸の水
溶液のろ過に前記水処理用のろ過装置を用いると、砂、
アンスラサイト等の粒状ろ過材が強酸に溶けてしまい懸
濁物質を効率的に除去できない。また、ろ過材からの溶
出物がろ液に移行しろ過された酸性液を汚染する。

【０００４】一方、ろ過材に砂、アンスラサイト以外の
ものを使用するろ過装置も開示されている。例えば、特
開平８−７１３１８号公報には、濾材として廃イオン交
換樹脂を充填した濾床を有する濾過塔と、前記濾床に逆
洗用の水および／または空気を導入する逆洗水および／
または空気導入手段と、前記濾床に酸および／またはア
ルカリ洗浄液を導入する洗浄液導入手段とを備える濾過
装置が記載され、また、特開平１０−８０６０７号公報
には、濾材としてイオン交換樹脂を充填した濾床を有す
る濾過槽と、前記濾床に逆洗用の水および／または空気
を導入する逆洗水および／または空気導入手段と、前記
濾床に塩溶液からなる洗浄液を導入する洗浄液導入手段
とを備える濾過装置が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ろ
過装置はいずれも水処理に利用されるものであり、高度
の耐酸処理が施されていないため、強酸の水溶液のろ過
処理には腐食等の問題が生じ使用できない。また、該ろ
過装置はろ過材のイオン交換樹脂のイオン交換能やその
他の電気化学的な作用によりＳＳ捕捉力を高めたもので
あり、ろ過材の回復においては、イオン交換樹脂の再生
を図るため酸、アルカリ及び塩溶液等の洗浄液導入手段
をわざわざ設けている。そこで、懸濁物質を含有する酸
性廃液をろ過することができると共に、洗浄薬液導入手
段を必要としない簡易な構造のろ過装置及びこれを用い
るろ過方法が求められている。

【０００６】従って、本発明の目的は、石油精製工場、
化学工場等から排出される懸濁物質を含む酸性廃液から
懸濁物質を除去して酸性液を取り出す簡易な構造のろ過
装置及びろ過方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、強酸性廃液から懸濁物
質を除去するためのろ過材に、従来の水処理用に汎用さ
れている安価なイオン交換樹脂が使用できること、更
に、該イオン交換樹脂はろ過材として使用するため、イ
オン交換能を回復させるための洗浄薬液等の導入手段を
必要としないこと等を見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００８】すなわち、本発明は、ろ過材としてイオン
交換樹脂を充填したろ過床を有するろ過塔と、前記ろ過
床に懸濁物質を含む酸性廃液を導入する被処理液導入手
段と、前記ろ過床に逆洗用の水を導入する逆洗水導入手
段とを備えたろ過装置であって、前記ろ過装置の少なく
とも前記酸性廃液との接触部は耐酸処理されたことを特
徴とするろ過装置を提供するものである。また、本発明
は、ろ過材としてイオン交換樹脂を充填したろ過床に懸
濁物質を含む酸性廃液を通液して、前記酸性廃液から懸
濁物質を除去することを特徴とするろ過方法を提供する
ものである。また、本発明は、ろ過材としてイオン交換
樹脂を充填したろ過床に懸濁物質を含む酸性廃液を通液
して、前記酸性廃液から懸濁物質を除去するろ過工程
と、前記ろ過床を有するろ過塔内の酸性廃液を水に置換
するスイートニングオフ工程と、前記ろ過材に捕捉され
た懸濁物質を除去する逆洗工程とを有することを特徴と
するろ過方法を提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において、ろ過材として使
用されるイオン交換樹脂としては、特に制限されず、カ
チオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂が挙げられる。こ
れらのイオン交換樹脂は単独又は混合して使用してもよ
い。また、該イオン交換樹脂は、ろ過材としての機能が
あればよいことから、新品又はイオン交換能が低下した
使用済のものであってもよい。ろ過材として使用される
イオン交換樹脂の粒径としては、０．３〜０．８mmのも
のが好ましい。

【００１０】本発明では前記イオン交換樹脂をろ過塔に
充填してろ過床を形成し、ろ過装置が構成される。該ろ
過装置では、懸濁物質を含む酸性廃液を被処理液とし、
これをろ過床に通液してろ過が行われる。懸濁物質を含
む酸性廃液としては、例えば、石油精製工場、化学工場
等から排出される懸濁物質を含む塩酸、硫酸等の強酸の
水溶液が挙げられる。酸濃度は、特に制限されないが、
１〜７０％である。また、懸濁物質としては、酸に不溶
の種々の有機物質又は無機物質であり、特に制限されな
い。懸濁物質の濃度は、特に制限されないが、１〜５０
mg/lである。５０mg/lを超えると、急速に差圧が上昇
し、逆洗を頻繁に行うこととなり好ましくない。従っ
て、懸濁物質を高濃度で含む酸性廃液をろ過する場合
は、ろ液又は水で希釈した後に通液することが好まし
い。

【００１１】上記ろ過塔において、被処理液の流通速度
は１〜２０m/h 、好ましくは３〜１５m/h である。ろ過
の継続により差圧が上昇すると、ろ過床の逆洗が行われ
るが、本発明においては、この逆洗の前処理として、ろ
過塔内の酸性廃液を水で置換するスイートニングオフが
行われる。このスイートニングオフを行うことにより後
工程の逆洗排水の処理が容易となる。

【００１２】上記スイートニングオフによりろ過塔内が
水で満たされると、ろ過材に捕捉された懸濁物質を除去
するためろ過床の逆洗が行われる。逆洗は通常、ろ過床
の下部から逆洗用水を導入し、上向流でろ過床を展開さ
せて行われる。また、逆洗を強力に行うために、ろ過床
の内部に逆洗用水を直接導入するようにしてもよく、更
に、逆洗用水導入配管又は別途の配管でろ過床の下部又
は内部に逆洗用空気を導入するようにしてもよい。かか
るろ過床の逆洗により、イオン交換樹脂は上昇して水中
に展開され、ろ過材に付着していた懸濁物質が除去され
る。これにより、ろ過能力は回復する。また、確実に不
純物を除去するために、逆洗用水に酸、アルカリ、塩類
等の薬液を添加してもよい。

【００１３】逆洗の後は、沈静状態に保つことにより逆
洗により上昇したイオン交換樹脂を沈めることが好まし
い。沈静時間としては、ろ過塔及びろ過材の容量、逆洗
の程度により異なるが、数分〜数十分間確保すれば充分
である。沈静後は更にろ過塔内を洗浄水で洗浄すること
が好ましい。この状態で通液を再開すると、被処理液中
の懸濁物質はろ過床に捕捉されてろ過が行われる。

【００１４】本発明のろ過装置は、そのろ過装置の少な
くとも前記酸性廃液との接触部が耐酸処理されたもので
ある。これにより、酸による腐食が防止できろ過を継続
して行うことができる。耐酸処理としては、特に制限さ
れないが、炭素鋼に耐酸性ゴム又はテフロンをライニン
グ加工したものが好ましい。

【００１５】本発明のろ過装置は、複数のろ過装置を直
列に配列して使用してもよい。この場合、前段のろ過塔
に充填されるイオン交換樹脂は粒径の粗いものを、後段
のろ過塔に充填されるイオン交換樹脂は粒径の細かいも
のが使用される。

【００１６】次に、本発明の実施の形態におけるろ過装
置及びろ過方法を図１を参照して説明する。図１は本発
明のろ過方法を実施するためのろ過装置の一例を示す概
略構成図である。図中、ろ過塔１内にはイオン交換樹脂
が充填されたろ過床２が形成され、ろ過塔頂部には上流
側の圧力を表示する圧力計５ａを備える被処理液導入管
３及び逆洗水排出管６が連接されている。被処理液導入
管３からは洗浄水流入管３１が分岐されている。また、
ろ過塔底部には下流側の圧力を表示する圧力計５ｂを備
える逆洗水流入管４及び処理液排出管９が連接され、処
理液排出管９から洗浄水排出管７、スイートニング液排
出管８が分岐されている。２１〜２８はバルブ（弁）で
ある。ろ過装置１０を構成する全ての塔、配管は炭素鋼
に耐酸性ゴム又はテフロンをライニング加工したものが
使用され、バルブは鋳鉄に耐酸性ゴム又はテフロンをラ
イニング加工したものが使用される。

【００１７】次に、本発明のろ過方法を各工程毎に説明
する。（スイートニングオン工程）スイートニングオン工程開
始前の状態は、弁２１〜弁２８が全て閉である。この状
態においてはろ過塔１内は水で満たされている。この状
態からろ過塔１内の水を被処理液で置換するには、弁２
１、弁２５、及び弁２７を開く。次に、図では省略する
ポンプを作動して被処理液導入管３から被処理液をろ過
塔１に供給する。これにより、水はスイートニング液排
出管８から排出される。水が被処理液に置換されてろ過
塔１内に被処理液が満たされればスイートニングオン工
程は終了する。

【００１８】（ろ過工程）前工程終了の状態から弁２７
を閉じ、弁２８を開けることによりろ過が行われる。す
なわち、被処理液中の懸濁物質はろ過床２に捕捉され、
一方ろ過床を通過した酸性液は処理液排出管９から処理
液として排出され、再利用等に供される。ろ過の継続に
より被処理液のろ過が完了するか、または差圧（圧力計
５ａと圧力計５ｂの圧力差）の上昇により被処理液の供
給は停止され、ろ過工程は終了する。

【００１９】（スイートニングオフ工程）前工程終了の
状態から弁２１、弁２８を閉じ、弁２２及び弁２７を開
ける。次に、図では省略するポンプを作動して洗浄水流
入管３１から洗浄水をろ過塔１に供給する。これによ
り、被処理液はスイートニング液排出管８から排出され
る。被処理液が水に置換されてろ過塔１内に水が満たさ
れればスイートニングオフ工程は終了する。スイートニ
ングオフ工程により、ろ過塔内に酸性の被処理液が含ま
れることがないため、後工程の逆洗水の水処理が容易に
なる。

【００２０】（逆洗工程）前工程終了の状態から弁２
２、弁２５、弁２７、を閉じ、弁２４及び弁２３を開け
る。次に、図では省略するポンプを作動して逆洗水流入
管４から水をろ過塔１に上向流で供給することにより、
ろ過材は展開され捕捉物は水中に放出される。この捕捉
物を抱き込んだ水は逆洗水排出管６から外部へ排出され
る。この排出液は酸性液を含まないため、廃液処理が容
易である。逆洗水の供給を停止することにより逆洗工程
は終了する。

【００２１】（沈静工程）逆洗工程終了の状態から弁２
３、弁２４を閉じ、ろ過塔内を数分〜数十分間沈静状態
に保つ。これにより、逆洗で上昇したイオン交換樹脂が
沈静化する。

【００２２】（洗浄工程）沈静工程終了の状態から弁２
２、弁２５、弁２６を開ける。次に、図では省略するポ
ンプを作動して洗浄水流入管３１からろ過水をろ過塔１
に下向流で供給する。ろ過塔１内の水は洗浄水排出管２
６から排出されて所定時間の通水後には、ろ過塔１内は
洗浄水で完全に置換される。洗浄水で完全に置換された
後は、洗浄水の供給を停止して弁２２、弁２５、弁２６
を閉じる。この状態から再度のろ過を試みる場合は前記
工程と同様の方法で行い、これを繰り返して行えばよ
い。

【００２３】本実施の形態によれば、懸濁物質を含む酸
性廃液をイオン交換樹脂に通液することにより、酸性廃
液から懸濁物質を容易に除去できる。このため、酸性液
を再利用する等の有効利用が図れる。また、イオン交換
樹脂はろ過材として機能するため、イオン交換能の回復
を図るための薬剤等の供給は不要である。また、各工程
から排出される廃液の処理が容易である。特に、逆洗工
程から排出される排水は前工程のスイートニングオフ工
程で、酸性液をろ過塔から除去しており、酸性液による
汚染がないため廃液処置が容易となる。

【００２４】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限す
るものではない。実施例１下記仕様のろ過装置及び被処理液を用い、下記に示すろ
過条件によりろ過を行った。なお、懸濁物質の定量はJI
S K0102-1993に準拠した方法で行い、濾紙としては、孔
径1.00μm 、直径47mmの親水性PTFE型メンブランフィル
ター( 商品名「H100A047A 」東洋濾紙社製) を使用し
た。（ろ過条件）・被処理液；懸濁物質１０mg/lの１０％廃塩酸・ろ過装置；図１のろ過装置（内径1,600mm 、容積2.0m
³）・ろ過材；イオン交換樹脂（商品名「アンバーライト２
００Ｃ」）・ろ過材充填量；1,200l（ろ過床高さ600mm ）

【００２５】（スイートニングオン工程）図１中、弁２
１〜弁２８は全て閉である。まず、弁２１、弁２５及び
弁２７を開いた。次に、図では省略するポンプを作動し
て被処理液導入管３から被処理液をろ過塔１に流量２０
m³/h（ＬＶ１０m/h ）で供給した。水はスイートニング
液排出管８から約１１分間排出され、スイートニング液
排出管８から被処理液が流出する直前で弁２７を閉じる
と共に、弁２８を開状態としてろ過を開始した。

【００２６】（ろ過工程）被処理液の流量は前工程と同
様の流量２０m³/h（ＬＶ１０m/h ）で行った。ろ過時間
８時間後、差圧（圧力計５ａと圧力計５ｂの圧力差）が
上昇したため、被処理液の供給を停止した。なお、ろ液
の採取は１時間毎に行い、ろ液中の懸濁物質の量を定量
した。その結果、全ての採取においてろ過液の懸濁物質
は１mg/l以下であった。

【００２７】（スイートニングオフ工程）前工程終了の
状態から弁２１、弁２８を閉じ、弁２２及び弁２７を開
けた。次に、図では省略するポンプを作動して洗浄水流
入管３１から洗浄水をろ過塔１に流量１０m³/h（ＬＶ５
m/h ）で供給した。被処理液はスイートニング液排出管
８から１５分間排出され、スイートニング液排出管８か
ら水が流出する直後で洗浄水の供給を停止すると共に、
弁２２、弁２５、弁２７を閉じた。

【００２８】（逆洗工程）弁２４及び弁２３を開けた。
次に、図では省略するポンプを作動して逆洗水流入管４
から水をろ過塔１に上向流、流量３５m³/hで供給するこ
とにより、ろ過材を展開して捕捉物を水中に放出させ
た。捕捉物を抱き込んだ水は約１０分間、逆洗水排出管
６から外部へ排出させた。

【００２９】（沈静工程）逆洗工程終了の状態から弁２
３、弁２４を閉じ、ろ過塔内を５分間沈静状態に保っ
た。これにより、逆洗で上昇したイオン交換樹脂が沈静
化した。

【００３０】（洗浄工程）沈静工程終了の状態から弁２
２、弁２５、弁２６を開けた。次に、図では省略するポ
ンプを作動して洗浄水流入管３１から洗浄水をろ過塔１
に下向流、流量２０m³/hで約１５分間供給した。これに
より、ろ過塔１内は洗浄水で完全に置換され、その後、
洗浄水の供給を停止して弁２２、弁２５、弁２６を閉じ
た。

【００３１】実施例１より明らかなように、懸濁物質１
０mg/lの１０％廃塩酸はイオン交換樹脂によりろ過さ
れ、懸濁物質がほとんど除去された１０％塩酸を効率的
に得ることができた。また、ろ過材のイオン交換樹脂か
らの溶出物も検出されなかった。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、イオン交換樹脂はろ過
材として機能するため、イオン交換能の回復を図るため
の薬剤等の供給は不要であり、簡易なろ過装置とするこ
とができる。また、石油精製工場、化学工場等から排出
される懸濁物質を含む酸性廃液をイオン交換樹脂に通液
することにより、酸性廃液から懸濁物質を容易に除去で
きる。このため、酸性液を再利用する等の有効利用が図
れる。また、各工程から排出される廃液処理が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるろ過装置を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１ろ過塔２ろ過床３被処理液導入管４逆洗水流入管５ａ、５ｂ圧力計６逆洗水排出管７洗浄水排出管８スイートニング液排出管９処理液排出管１０ろ過装置２１〜２９バルブ（弁）３１洗浄水流入管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ろ過材としてイオン交換樹脂を充填した
ろ過床を有するろ過塔と、前記ろ過床に懸濁物質を含む酸性廃液を導入する被処理
液導入手段と、前記ろ過床に逆洗用の水を導入する逆洗水導入手段とを
備えたろ過装置であって、前記ろ過装置の少なくとも前
記酸性廃液との接触部は耐酸処理されたことを特徴とす
るろ過装置。
【請求項２】ろ過材としてイオン交換樹脂を充填した
ろ過床に懸濁物質を含む酸性廃液を通液して、前記酸性
廃液から懸濁物質を除去することを特徴とするろ過方
法。
【請求項３】ろ過材としてイオン交換樹脂を充填した
ろ過床に懸濁物質を含む酸性廃液を通液して、前記酸性
廃液から懸濁物質を除去するろ過工程と、前記ろ過床を有するろ過塔内の酸性廃液を水に置換する
スイートニングオフ工程と、前記ろ過材に捕捉された懸
濁物質を除去する逆洗工程とを有することを特徴とする
ろ過方法。