JP2003190948A - Method and apparatus for ion exchange treatment of vanadium-containing water - Google Patents

Method and apparatus for ion exchange treatment of vanadium-containing water

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JP2003190948A
JP2003190948A JP2001392032A JP2001392032A JP2003190948A JP 2003190948 A JP2003190948 A JP 2003190948A JP 2001392032 A JP2001392032 A JP 2001392032A JP 2001392032 A JP2001392032 A JP 2001392032A JP 2003190948 A JP2003190948 A JP 2003190948A
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ion exchange
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for the ion exchange treatment of vanadium-containing water, capable of efficiently removing vanadium and other ions and not deteriorate an ion exchange resin due to the catalystic action of vanadium. <P>SOLUTION: Vanadium-containing water is supplied to a vanadium removing column 1 and passed through zeolite 2 to remove vanadium and other ions. The treated water from the column 1 is passed through a cation exchange resin bed and an anion exchange resin bed 7 both of which are provided to a rear stage to remove residual ions. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はバナジウムを含有す
る被処理水からバナジウムやその他の不純物を除去する
バナジウム含有水のイオン交換方法および装置、特にゼ
オライトによりバナジウムやその他の不純物を除去する
バナジウム含有水のイオン交換方法および装置に関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ion exchange method and apparatus for vanadium-containing water for removing vanadium and other impurities from water to be treated containing vanadium, and in particular vanadium-containing water for removing vanadium and other impurities by zeolite. The present invention relates to an ion exchange method and device.

【0002】[0002]

【従来の技術】バナジウムは触媒として使用されてお
り、石炭、石油等の灰分中に含まれるほか、特定の天然
水中にも含まれている。バナジウム含有水はその起源に
応じていろいろな形のバナジウムを含んでいる。バナジ
ウムは−Iないし+Vの価数に応じて種々の化合物を形
成し、それぞれの化合物はバナジウムがカチオンに解離
するものとアニオンに解離するものとがある。可溶性塩
のようにイオンまたはイオン化可能状態でバナジウムを
含む場合には、イオン交換によりバナジウムを除去する
ことが可能である。
2. Description of the Related Art Vanadium is used as a catalyst and is contained not only in the ash of coal, petroleum, etc., but also in certain natural waters. Vanadium-containing water contains various forms of vanadium depending on its origin. Vanadium forms various compounds depending on the valence of -I to + V, and each compound includes one in which vanadium dissociates into cations and one in which vanadium dissociates into anions. When vanadium is contained in an ionic or ionizable state like a soluble salt, vanadium can be removed by ion exchange.

【0003】上記のバナジウム含有水で、含まれるバナ
ジウム化合物がカチオンに解離するものは、カチオン交
換によりバナジウムを除去することができる。火山灰地
の地下水にはカチオンに解離するバナジウム化合物を含
有するものがあり、このようなバナジウム化合物を含有
するバナジウム含有水はカチオン交換により、カチオン
に解離したバナジウムをイオン交換体に交換吸着させて
除去することが可能である。
In the above vanadium-containing water in which the vanadium compound contained therein is dissociated into cations, vanadium can be removed by cation exchange. Some groundwater in volcanic ash soil contains vanadium compounds that dissociate into cations, and vanadium-containing water containing such vanadium compounds is removed by cation exchange by adsorbing vanadium dissociated into cations onto an ion exchanger. It is possible to

【0004】例えば、バナジウム含有水をカチオン交換
樹脂により処理すると、交換吸着によりバナジウムは樹
脂中に濃縮される。ところがバナジウム化合物は広く触
媒として使用されており、バナジウムの価数あるいは化
合物の種類によって活性に差があるが、多くのバナジウ
ム化合物は触媒活性を有している。そしてこのような触
媒活性を有するバナジウムがカチオン交換樹脂中に濃縮
されると、カチオン交換樹脂はその触媒作用により酸化
劣化を起こし、その結果カチオン交換樹脂の交換基を含
む比較的高分子の分解生成物(例えばポリスチレンスル
ホン酸)が処理水中に流出し、カチオン交換能が低下す
る。また流出するポリスチレンスルホン酸等の比較的高
分子の分解生成物は処理水質を悪化させ、後段にアニオ
ン交換樹脂がある場合にはその負荷となり、アニオン交
換樹脂の再生サイクルを短縮させるなどの問題点があ
る。
For example, when vanadium-containing water is treated with a cation exchange resin, vanadium is concentrated in the resin by exchange adsorption. However, the vanadium compound is widely used as a catalyst, and the activity varies depending on the valence of vanadium or the kind of the compound, but many vanadium compounds have catalytic activity. When vanadium having such a catalytic activity is concentrated in the cation exchange resin, the cation exchange resin undergoes oxidative deterioration due to its catalytic action, and as a result, decomposition and production of a relatively high polymer containing the exchange group of the cation exchange resin occurs. The substance (for example, polystyrene sulfonic acid) flows out into the treated water, and the cation exchange ability decreases. In addition, the relatively high-molecular-weight decomposition products such as polystyrene sulfonic acid that flow out deteriorate the quality of treated water, and if there is an anion exchange resin in the subsequent stage, it becomes a load and shortens the regeneration cycle of the anion exchange resin. There is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、バナ
ジウムおよび他のイオンを効率的に除去することができ
るとともに、バナジウムの触媒作用によるイオン交換体
の劣化も生じないバナジウム含有水のイオン交換方法お
よび装置を提案することである。
The object of the present invention is to ion-exchange vanadium-containing water which can efficiently remove vanadium and other ions and which does not cause deterioration of the ion exchanger due to the catalytic action of vanadium. It is to propose a method and an apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、次のバナジウ
ム含有水のイオン交換方法および装置である。 (1) バナジウム含有水を前段でゼオライトと接触さ
せてバナジウムを除去し、その処理水を後段のカチオン
交換樹脂および/またはアニオン交換樹脂と接触させて
残留イオンを除去するバナジウム含有水のイオン交換方
法。 (2) ゼオライトを充填したバナジウム除去塔と、バ
ナジウム除去塔の後段に設けられ、カチオン交換樹脂層
および/またはアニオン交換樹脂層が充填されたイオン
交換塔とを含むバナジウム含有水のイオン交換装置。
The present invention is the following method and apparatus for ion exchange of vanadium-containing water. (1) Ion-exchange method for vanadium-containing water in which vanadium-containing water is brought into contact with zeolite in the previous stage to remove vanadium, and the treated water is brought into contact with a cation-exchange resin and / or anion-exchange resin in the latter stage to remove residual ions . (2) An ion exchange device for vanadium-containing water, comprising a vanadium removal tower filled with zeolite, and an ion exchange tower provided at a subsequent stage of the vanadium removal tower and filled with a cation exchange resin layer and / or an anion exchange resin layer.

【0007】本発明で処理の対象となるバナジウム含有
水は、バナジウムをカチオン交換可能な状態で含む水で
あり、バナジウムをカチオンとして、またはカチオンに
解離可能な状態で含む水があげられるが、アニオンに解
離したバナジウム、アニオンに解離可能なバナジウム化
合物、イオン化しないバナジウム化合物、バナジウム以
外のカチオン、バナジウム以外のアニオン、あるいは他
の不純物を含んでいてもよい。本発明の処理の対象とな
るバナジウム含有水としてはカチオンに解離したバナジ
ウム、またはカチオンに解離可能なバナジウムを0.1
μg/L以上含有するものが処理に適している。本発明
で処理の対象となるバナジウム含有水の具体的なものと
しては、天然水、河川水、特に火山灰地の地下水、伏流
水、深井戸水などがあげられる。
The vanadium-containing water to be treated in the present invention is water containing vanadium in a state capable of cation exchange, and examples thereof include water containing vanadium as a cation or in a state capable of dissociating into a cation. It may contain vanadium dissociated into vanadium, a vanadium compound dissociable into anions, a vanadium compound not ionized, a cation other than vanadium, an anion other than vanadium, or other impurities. As the vanadium-containing water to be treated in the present invention, vanadium dissociated into cations or vanadium dissociable into cations is 0.1
Those containing more than μg / L are suitable for treatment. Specific examples of the vanadium-containing water to be treated in the present invention include natural water, river water, especially groundwater of volcanic ash ground, underground water, deep well water, and the like.

【0008】バナジウムは前述のように−I〜+Vの価
数の化合物を形成するが、このうち+IIから+Vまでが
一般的である。酸化数IIとIIIでは主としてカチオンと
して塩を形成するが、酸化数IVでは酸素と結合してVO
2+の塩を形成することが多い。酸化数VではVO3+やV
2 +の塩とともにメタバナジウム酸イオンVO3 -の塩を
形成する。触媒として広く利用されているV25は水に
溶けにくく両性で、酸に溶解するとVO2 +を生成し、ア
ルカリ性水溶液にはメタバナジウム酸イオンを生成して
アニオンに解離する。
Vanadium forms a compound having a valence of -I to + V as described above, of which + II to + V are common. At oxidation numbers II and III, a salt mainly forms as a cation, but at oxidation number IV, it combines with oxygen to form VO.
Often forms 2+ salts. When the oxidation number is V, VO 3+ or V
It forms a salt of the metavanadate ion VO 3 with the salt of O 2 + . V 2 O 5, which is widely used as a catalyst in the amphoteric slightly soluble in water, when dissolved in an acid to produce a VO 2 +, the alkaline aqueous solution dissociates into the anion generated metavanadate ions.

【0009】このようにバナジウムは種々の価数の化合
物を形成する。天然水、特に火山灰地の地下水、伏流
水、深井戸水にはカチオンに解離するバナジウムを含む
ものが多い。またバナジウム触媒を使用する系から排出
される排水には、pHに応じてカチオンに解離するも
の、およびアニオンに解離するものがある。
As described above, vanadium forms compounds having various valences. Natural water, especially groundwater of volcanic ash ground, underground water, and deep well water, often contain vanadium that dissociates into cations. Wastewater discharged from a system using a vanadium catalyst includes one that dissociates into cations and one that dissociates into anions depending on the pH.

【0010】本発明では前段でバナジウム含有水をゼオ
ライトと接触させて、カチオンに解離したバナジウムを
ゼオライトに交換吸着させて除去する。この場合、ゼオ
ライトはイオン交換体として使用している。
In the present invention, vanadium-containing water is brought into contact with zeolite in the preceding stage, and vanadium dissociated into cations is exchange-adsorbed by zeolite to be removed. In this case, the zeolite is used as an ion exchanger.

【0011】本発明で用いるゼオライトはカチオン交換
能を有する公知のものが使用でき、天然ゼオライトであ
っても合成ゼオライトであってもよく、これらの粒状ま
たは粉末状のものが使用できる。本発明においてイオン
交換体として用いる粒状のゼオライトはH形またはNa
形で用いることができる。H形に整えるにはゼオライト
を塩酸、硫酸等で再生し、Na形に整えるにはNaCl
等で再生することにより行われる。またH形に再生する
には後段に設けた純水製造装置等のイオン交換塔で使用
したカチオン交換樹脂を再生した再生排液を通液して行
うこともできる。また、粉末ゼオライトは表面積が大き
く、吸着速度および吸着容量が大きく好ましいが、再生
使用は難しく、一般的には使用後廃棄される。
As the zeolite used in the present invention, known ones having a cation exchange ability can be used, and it may be natural zeolite or synthetic zeolite, and these granular or powdery ones can be used. The granular zeolite used as the ion exchanger in the present invention is H type or Na type.
Can be used in the form. To prepare it in the H form, regenerate the zeolite with hydrochloric acid, sulfuric acid, etc., and to prepare it in the Na form, NaCl
It is performed by playing back with etc. Regeneration to the H form can also be carried out by passing a regenerated effluent that regenerates the cation exchange resin used in the ion exchange column of the deionized water producing apparatus or the like provided in the subsequent stage. Further, although powdered zeolite has a large surface area and a large adsorption rate and adsorption capacity, it is preferable, but it is difficult to recycle, and it is generally discarded after use.

【0012】バナジウム含有水をゼオライトと接触させ
ると、バナジウムがゼオライトに交換吸着され、バナジ
ウム含有水からバナジウムが除去される。バナジウム含
有水にバナジウム以外の他のカチオンが含まれている場
合はそのカチオンも交換吸着される。例えば、Na形の
ゼオライトを用いた場合、Ca、Mg等の他のカチオン
も交換吸着される。
When the vanadium-containing water is brought into contact with the zeolite, vanadium is exchange-adsorbed by the zeolite and vanadium is removed from the vanadium-containing water. When the cation other than vanadium is contained in the vanadium-containing water, the cation is also exchange-adsorbed. For example, when Na type zeolite is used, other cations such as Ca and Mg are also exchange-adsorbed.

【0013】バナジウム含有水とゼオライトとの接触
は、例えば粒状または粉末状のゼオライトを充填したバ
ナジウム除去塔にバナジウム含有水を通水する方法など
があげられる。通水の条件は通常のイオン交換による処
理と同様とすることができる。通水速度はバナジウム含
有水のバナジウム濃度、水質処理目標値等により異なる
が、一般的には0.05〜50L/L−ゼオライト/h
r、好ましくは0.1〜5L/L−ゼオライト/hrと
することができる。通水の終了は処理水中にイオン等が
漏出するのを検知して判断することができる。この場
合、バナジウム含有水が天然水のようにバナジウムの他
にカルシウム等の他のカチオンを含む場合は、バナジウ
ムがリークを始めた時点で終了する。またバナジウム含
有水がバナジウムのみを含む場合もバナジウムがリーク
した時点で終了する。
The contact between the vanadium-containing water and the zeolite can be carried out by, for example, passing vanadium-containing water through a vanadium removing tower filled with granular or powdery zeolite. The conditions of water flow can be the same as in the ordinary ion exchange treatment. The water flow rate varies depending on the vanadium concentration of the vanadium-containing water, the water treatment target value, etc., but generally 0.05 to 50 L / L-zeolite / h.
r, preferably 0.1 to 5 L / L-zeolite / hr. The completion of water flow can be determined by detecting leakage of ions and the like into the treated water. In this case, when the vanadium-containing water contains other cations such as calcium in addition to vanadium like natural water, the vanadium ends when the vanadium starts to leak. Also, when the vanadium-containing water contains only vanadium, the process ends when the vanadium leaks.

【0014】通水の継続によりバナジウムはゼオライト
に交換吸着されて濃縮される。イオン等が漏出を始めた
時点で通水を停止し、再生することができる。ただし、
粉末ゼオライトの場合は廃棄し、新品と取り替える。再
生には前述のように塩酸、硫酸、NaCl等を再生剤と
して通水し、その後押出、水洗等を行って再生を終了す
る。また再生剤としては後段のイオン交換塔のカチオン
交換樹脂の再生排液を使用することもできる。再生によ
り、ゼオライトに吸着されたバナジウムやその他のカチ
オンは溶離して、ゼオライトは再生されることになる。
再生剤として塩酸、硫酸を使用した場合はH形、NaC
lを使用した場合はNa形に再生される。再生したゼオ
ライトは再使用され、通水再開によりイオン交換による
交換吸着が行われる。
By continuing the flow of water, vanadium is exchange-adsorbed by the zeolite and concentrated. Water can be stopped and regenerated at the time when ions etc. start to leak. However,
Discard the powdered zeolite and replace it with a new one. For regeneration, hydrochloric acid, sulfuric acid, NaCl or the like is passed as a regenerant as described above, and then extrusion, washing with water or the like is performed to complete the regeneration. Further, as the regenerant, it is also possible to use the regenerated drainage of the cation exchange resin of the ion exchange column in the latter stage. By the regeneration, vanadium and other cations adsorbed on the zeolite are eluted and the zeolite is regenerated.
When hydrochloric acid or sulfuric acid is used as a regenerant, H type, NaC
When 1 is used, it is regenerated to Na form. The regenerated zeolite is reused, and exchange adsorption by ion exchange is performed by restarting water flow.

【0015】後段のイオン交換塔はカチオン交換樹脂お
よび/またはアニオン交換樹脂を用いるものであり、両
者を用いる純水製造装置、超純水製造装置等が好まし
い。このような純水製造装置、超純水製造装置では、従
来はバナジウム除去のための前処理は行われていないの
で、バナジウム含有水を被処理水として通水すると、バ
ナジウムの活性によりイオン交換樹脂が酸化劣化し、処
理性能が低下していた。本発明ではバナジウム除去塔を
前処理装置として前段に設けているので、前段でバナジ
ウムおよび他のイオンが効率よく除去され、後段のイオ
ン交換塔ではバナジウムによるイオン交換樹脂の劣化が
防止され、イオン交換効率を高く維持してイオン交換す
ることができる。しかも、ゼオライトはバナジウムによ
り酸化劣化しないので、ゼオライト中にバナジウムが濃
縮しても分解生成物が流出することはなく、このためゼ
オライトの代わりにカチオン交換樹脂を用いてバナジウ
ムを除去した場合のように分解生成物が後段のアニオン
交換樹脂の負荷となるようなことはなく、後段のイオン
交換樹脂の再生サイクルを短縮させることもない。
The ion exchange column in the latter stage uses a cation exchange resin and / or an anion exchange resin, and a pure water producing apparatus, an ultrapure water producing apparatus using both of them is preferable. In such a pure water production apparatus and an ultrapure water production apparatus, pretreatment for vanadium removal has not been conventionally performed. Therefore, when vanadium-containing water is passed as water to be treated, the ion exchange resin is activated due to the activity of vanadium. Was deteriorated due to oxidation, and the processing performance was deteriorated. In the present invention, the vanadium removal tower is provided as a pretreatment device in the front stage, so vanadium and other ions are efficiently removed in the front stage, and the ion exchange resin in the post stage is prevented from deteriorating the ion exchange resin by vanadium, and the ion exchange resin is removed. Ion exchange can be performed while maintaining high efficiency. Moreover, since the zeolite does not undergo oxidative deterioration due to vanadium, the decomposition products do not flow out even if vanadium is concentrated in the zeolite, and therefore, as in the case of removing vanadium by using a cation exchange resin instead of the zeolite. The decomposition products do not load the anion exchange resin in the subsequent stage, and the regeneration cycle of the ion exchange resin in the subsequent stage is not shortened.

【0016】本発明のバナジウム含有水のイオン交換装
置は、前段にゼオライトを充填したバナジウム除去塔を
配置し、後段にカチオン交換樹脂層および/またはアニ
オン交換樹脂層を含むイオン交換塔を配置する。後段の
イオン交換塔は、通常純水製造装置、超純水製造装置な
どとして用いられているイオン交換塔が使用される。後
段に設けられるイオン交換塔の構成および操作、再生方
法などは公知のものが採用できる。使用するカチオン交
換樹脂およびアニオン交換樹脂は新品が用いられる。再
生剤は新しい酸、アルカリを用いることができる。
The vanadium-containing water ion exchange apparatus of the present invention has a vanadium removal column filled with zeolite in the front stage and an ion exchange column containing a cation exchange resin layer and / or an anion exchange resin layer in the rear stage. As the ion exchange tower in the latter stage, an ion exchange tower that is usually used as a pure water production apparatus, an ultrapure water production apparatus or the like is used. As for the configuration and operation of the ion exchange column provided in the subsequent stage, the regeneration method, and the like, known ones can be adopted. New cation exchange resins and anion exchange resins are used. A new acid or alkali can be used as the regenerant.

【0017】本発明のバナジウム含有水のイオン交換方
法および装置は、バナジウムを効率よく除去することが
できる。本発明で使用しているゼオライトはその中にバ
ナジウムが濃縮しても酸化劣化しないし、またゼオライ
トは再生により繰り返し使用することができる。また酸
化劣化によるポリスチレンスルホン酸などの分解物が溶
出しないので、後段のイオン交換樹脂に負荷を与えるこ
とはなく、後段のイオン交換樹脂の再生サイクルを短縮
させることはない。
The vanadium-containing water ion exchange method and apparatus of the present invention can efficiently remove vanadium. The zeolite used in the present invention does not undergo oxidative deterioration even if vanadium is concentrated therein, and the zeolite can be repeatedly used by regeneration. In addition, since decomposition products such as polystyrene sulfonic acid due to oxidative deterioration do not elute, no load is applied to the ion exchange resin in the subsequent stage, and the regeneration cycle of the ion exchange resin in the subsequent stage is not shortened.

【0018】本発明のバナジウム含有水のイオン交換方
法および装置はバナジウム含有水であれば、廃水処理に
も用水処理にも適用することができるが、ゼオライトに
よる処理の後段に、純水製造、超純水製造等のイオン交
換塔を設けた構成による純水製造方法または純水製造装
置として適用するのが好ましい。
The vanadium-containing water ion exchange method and apparatus of the present invention can be applied to wastewater treatment and effluent treatment as long as it is vanadium-containing water. It is preferably applied as a pure water production method or a pure water production apparatus having a configuration provided with an ion exchange tower for pure water production.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、前段でバナジウム含有
水をゼオライトと接触させてバナジウムおよび他のイオ
ンを除去するようにしたので、バナジウムおよび他のイ
オンを効率的に除去することができ、しかもバナジウム
の触媒作用による酸化劣化も起こらないのでゼオライト
は繰り返し使用することができ、また後段のイオン交換
樹脂の再生サイクルを短縮させることもない。
According to the present invention, vanadium-containing water is brought into contact with zeolite in the preceding stage to remove vanadium and other ions, so that vanadium and other ions can be efficiently removed, Moreover, since the oxidative deterioration due to the catalytic action of vanadium does not occur, the zeolite can be used repeatedly, and the regeneration cycle of the ion exchange resin in the subsequent stage is not shortened.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1は実施形態のバナジウム含有水の
イオン交換装置を示すフロー図である。図1において、
1はバナジウム除去塔であって、内部にゼオライト2が
充填されている。3はイオン交換塔(純水製造装置)で
あって、カチオン交換塔4およびアニオン交換塔5から
なり、それぞれH形のカチオン交換樹脂層6およびOH
形のアニオン交換樹脂層7が充填されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow chart showing an ion exchange apparatus for vanadium-containing water according to an embodiment. In FIG.
Reference numeral 1 is a vanadium removal tower, inside of which zeolite 2 is packed. Reference numeral 3 denotes an ion exchange tower (pure water producing apparatus), which is composed of a cation exchange tower 4 and an anion exchange tower 5, and has an H type cation exchange resin layer 6 and an OH, respectively.
The anion exchange resin layer 7 in the shape is filled.

【0021】バナジウム除去塔1に被処理水路L1が連
絡し、バナジウム除去塔1からカチオン交換塔4に移送
路L2が連絡し、カチオン交換塔4からアニオン交換塔
5に移送路L3が連絡し、アニオン交換樹脂塔5に処理
水路L4が連絡している。またバナジウム除去塔1に再
生剤路L6および再生排液路L7が連絡し、カチオン交
換塔4に再生剤路L8および再生排液路L9が連絡し、
アニオン交換塔5に再生剤路L10および再生排液路L
11が連絡している。また再生排液路L9から分岐して
再生剤路L6に連絡する再生排液移送路L12を設ける
こともできる。
The water passage L1 to be treated is connected to the vanadium removal tower 1, the transfer passage L2 is connected from the vanadium removal tower 1 to the cation exchange tower 4, the transfer passage L3 is connected from the cation exchange tower 4 to the anion exchange tower 5, The treatment water channel L4 communicates with the anion exchange resin tower 5. Further, the vanadium removal tower 1 is connected to the regenerant passage L6 and the regeneration drainage passage L7, and the cation exchange tower 4 is connected to the regenerant passage L8 and the regeneration drainage passage L9.
The regenerant line L10 and the regenerated drainage line L are connected to the anion exchange tower 5.
11 is in contact. It is also possible to provide a regeneration drainage transfer passage L12 that branches from the regeneration drainage passage L9 and communicates with the regeneration agent passage L6.

【0022】上記のイオン交換装置によるバナジウム含
有水のイオン交換方法は、被処理水路L1から被処理水
としてのバナジウム含有水をバナジウム除去塔1に供給
し、ゼオライト2を通過させることによりバナジウムお
よび他のイオンを交換吸着させる。イオン交換によりゼ
オライト2中にバナジウムが濃縮しても、ゼオライト2
は酸化劣化しない。バナジウム除去塔1の処理水は移送
路L2からイオン交換塔3のカチオン交換塔4に入り、
カチオン交換樹脂層6を通過することにより残留するカ
チオンが交換吸着して除去される。カチオン交換処理水
は移送路L3からアニオン交換塔5に入り、アニオン交
換樹脂層7を通過することによりアニオンが交換吸着さ
れ、処理水(純水)は処理水路L4から取り出される。
In the ion exchange method of vanadium-containing water by the above-mentioned ion exchange apparatus, vanadium-containing water as treated water is supplied from the treated water channel L1 to the vanadium removal tower 1 and passed through the zeolite 2 to remove vanadium and other substances. Exchange and adsorb the ions. Even if vanadium is concentrated in zeolite 2 by ion exchange,
Does not deteriorate due to oxidation. The treated water of the vanadium removal tower 1 enters the cation exchange tower 4 of the ion exchange tower 3 from the transfer path L2,
By passing through the cation exchange resin layer 6, the remaining cations are exchange-adsorbed and removed. The cation exchange-treated water enters the anion exchange tower 5 through the transfer passage L3, passes through the anion exchange resin layer 7, and the anions are exchange-adsorbed, and the treated water (pure water) is taken out through the treatment water passage L4.

【0023】上記の処理ではバナジウム除去塔1でバナ
ジウムおよび他のイオンが除去されるので、カチオン交
換樹脂層6においてバナジウムが吸着されることはな
く、このためカチオン交換樹脂層6がバナジウムによる
劣化を受けることはなく、また他のカチオンも除去され
ているので、イオン交換塔3のカチオン交換能は高く維
持される。しかもバナジウムがゼオライト2中に濃縮し
てもゼオライト2は酸化劣化しないので、バナジウム除
去塔1でゼオライト2が分解されてその分解物が後段の
イオン交換塔3に持ち込まれるということはなく、この
ため分解生成物がイオン交換塔3に流入して、カチオン
交換樹脂層6およびアニオン交換樹脂層7の性能が低下
するということはなく、また後段のカチオン交換樹脂層
6およびアニオン交換樹脂層7の再生サイクルを短縮さ
せることもない。
In the above treatment, vanadium and other ions are removed in the vanadium removing tower 1, so that vanadium is not adsorbed in the cation exchange resin layer 6 and therefore the cation exchange resin layer 6 is deteriorated by vanadium. Since it is not received and other cations are removed, the cation exchange capacity of the ion exchange column 3 is maintained high. Moreover, even if vanadium is concentrated in the zeolite 2, the zeolite 2 does not undergo oxidative deterioration, so that the zeolite 2 is not decomposed in the vanadium removal tower 1 and the decomposed product is not brought into the ion exchange tower 3 in the subsequent stage. The decomposition product does not flow into the ion exchange column 3 and the performances of the cation exchange resin layer 6 and the anion exchange resin layer 7 are not deteriorated, and the cation exchange resin layer 6 and the anion exchange resin layer 7 in the subsequent stage are regenerated. It does not shorten the cycle.

【0024】上記の装置では洗浄(逆洗)用の洗浄水ま
たは空気の導入用、その他の配管、ポンプ、弁類、脱
気、脱炭酸装置等の付属設備が設けられているが、省略
して図示されている。ゼオライト2の再生は再生剤路L
6から再生剤(酸またはNaCl水溶液)をバナジウム
除去塔1に供給して再生し、その再生排液は再生排液路
L7から排出する。また再生排液移送路L12を設けた
場合は、再生排液路L9から排出される再生排液を再生
排液移送路L12を通して再生剤路L6からバナジウム
除去塔1に供給し、ゼオライト2の再生に用いることも
できる。カチオン交換樹脂層6の再生は再生剤路L8か
ら再生剤(酸)をカチオン交換塔4に供給してH形に再
生し、その再生排液は再生排液路L9から排出する。ア
ニオン交換樹脂層7の再生は再生剤路L10から再生剤
(アルカリ)をアニオン交換塔5に供給してOH形に再
生し、その再生排液は再生排液路L11から排出する。
逆洗、押出、洗浄等の操作は通常のイオン交換装置と同
様である。
Although the above-mentioned apparatus is provided with washing water or air for washing (backwashing) and other pipes, pumps, valves, deaeration and decarbonation equipments, they are omitted. Is illustrated. Regeneration of Zeolite 2 is regenerant path L
The regeneration agent (acid or NaCl aqueous solution) is supplied from 6 to the vanadium removal tower 1 to be regenerated, and the regenerated drainage is discharged from the regeneration drainage path L7. When the regeneration waste liquid transfer passage L12 is provided, the regeneration waste liquid discharged from the regeneration waste liquid passage L9 is supplied to the vanadium removal tower 1 from the regenerant passage L6 through the regeneration waste liquid transfer passage L12 to regenerate the zeolite 2. Can also be used for. The cation exchange resin layer 6 is regenerated by supplying a regenerant (acid) from the regenerant line L8 to the cation exchange column 4 to regenerate it into the H shape, and the regenerated drainage is discharged from the regenerated drainage line L9. The anion exchange resin layer 7 is regenerated by supplying a regenerant (alkali) from the regenerant line L10 to the anion exchange column 5 to regenerate it into an OH form, and the regenerated drainage is discharged from the regenerated drainage line L11.
Operations such as backwashing, extrusion, and washing are the same as those in a normal ion exchange apparatus.

【0025】上記イオン交換装置によれば、例えば天然
水などから、純水または超純水を効率よく製造すること
ができる。
According to the above ion exchange apparatus, pure water or ultrapure water can be efficiently produced from natural water, for example.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により説
明する。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to Examples and Comparative Examples.

【0027】実施例1 (供試ゼオライトの調製)X型ゼオライト(Na2O・
Al23・2SiO2)120gをガラスカラム(28
mmψ×500mmH)に充填した。その後、純水1L
を通水してカラムを洗浄した。
Example 1 (Preparation of sample zeolite) X-type zeolite (Na 2 O.
120 g of Al 2 O 3 .2SiO 2 ) was added to a glass column (28
mmφ × 500 mmH). Then, 1 L of pure water
The column was washed by passing water.

【0028】(被処理水の調製)硫酸酸化バナジウム
(VOSO4・nH2O)約13.0gおよび塩化カルシ
ウム(CaCl2・2H2O)約10.3gを純水20L
に溶解し、VイオンおよびCaイオンがそれぞれ140
mg/Lになるように調製した。
(Preparation of water to be treated) About 13.0 g of vanadium sulfate oxide (VOSO 4 .nH 2 O) and about 10.3 g of calcium chloride (CaCl 2 .2H 2 O) were added to 20 L of pure water.
Dissolved in water, and each of V ion and Ca ion is 140
It was adjusted to be mg / L.

【0029】(通水試験)上記被処理水を約3L/L−
ゼオライト/hrの通水速度で、ゼオライト充填ガラス
カラムに通水し、カラム処理水のVおよびCaイオンを
分析し、吸着性能を確認した。また再生確認として、p
H4に調整した塩酸溶液で薬液注入速度約2L/L−ゼ
オライト/hrで再生し、再生後の吸着性能を確認し
た。結果を表1に示す。
(Water flow test) About 3 L / L-
Water was passed through a zeolite-filled glass column at a water flow rate of zeolite / hr, and V and Ca ions of the column-treated water were analyzed to confirm the adsorption performance. Also, as playback confirmation, p
Regeneration was performed with a hydrochloric acid solution adjusted to H4 at a chemical injection rate of about 2 L / L-zeolite / hr, and the adsorption performance after regeneration was confirmed. The results are shown in Table 1.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】表1の結果からわかるように、バナジウム
イオンおよびカルシウムイオンは共にX型ゼオライトに
吸着され(カルシウムイオンの方が選択性は強いが)、
また塩酸によるpH4(弱酸性)で十分ではないが再生
され、再使用できる。
As can be seen from the results shown in Table 1, both vanadium ion and calcium ion are adsorbed on the X-type zeolite (calcium ion is more selective),
Moreover, pH 4 (weakly acidic) with hydrochloric acid is not sufficient, but it is regenerated and can be reused.

【0032】比較例1 バナジウムイオンおよびカルシウムイオンがそれぞれ5
0mg/lになるように調製した被処理水を強酸性カチ
オン交換樹脂(モノプラスS100、バイエル社製、商
標)のみを用いて、SV≒7.6の通水条件で樹脂カラ
ムに通水して試験を行った。処理水中のカルシウムイオ
ン濃度は0.1〜0.3mg/l、バナジウムイオン濃
度は0.2〜0.6mg/l、通水倍数200以上のポ
リスチレンスルホン酸(PSA)は3.5〜6.5mg
/l、TOCは1.5〜3.0mg/lとなった。
Comparative Example 1 Vanadium ion and calcium ion were each 5
The water to be treated prepared so as to be 0 mg / l was passed through the resin column only under strong water cation exchange resin (Monoplus S100, manufactured by Bayer Co., Ltd.) under the water flow condition of SV≈7.6. I did the test. The calcium ion concentration in the treated water is 0.1 to 0.3 mg / l, the vanadium ion concentration is 0.2 to 0.6 mg / l, and the polystyrene sulfonic acid (PSA) having a water passage ratio of 200 or more is 3.5 to 6. 5 mg
/ L, TOC became 1.5 to 3.0 mg / l.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態のバナジウム含有水のイオン交換装置
を示すフロー図である。
FIG. 1 is a flow diagram showing an ion exchange apparatus for vanadium-containing water according to an embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バナジウム除去塔 2 ゼオライト 3 イオン交換塔 4 カチオン交換塔 5 アニオン交換塔 6 カチオン交換樹脂層 7 アニオン交換樹脂層 1 Vanadium removal tower 2 Zeolite 3 ion exchange tower 4 Cation exchange tower 5 Anion exchange tower 6 Cation exchange resin layer 7 Anion exchange resin layer

フロントページの続き (72)発明者 益戸 光和 東京都新宿区西新宿三丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 Fターム(参考) 4D025 AA01 AA03 AA04 AA09 AB21 BA03 BA08 BA11 BA13 BA22 BB02 BB09 Continued front page    (72) Inventor Mitsukazu Masudo             Kurita, 3-4-3 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo             Industry Co., Ltd. F-term (reference) 4D025 AA01 AA03 AA04 AA09 AB21                       BA03 BA08 BA11 BA13 BA22                       BB02 BB09

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バナジウム含有水を前段でゼオライトと
接触させてバナジウムを除去し、その処理水を後段のカ
チオン交換樹脂および/またはアニオン交換樹脂と接触
させて残留イオンを除去するバナジウム含有水のイオン
交換方法。
1. An ion of vanadium-containing water for removing vanadium by bringing vanadium-containing water into contact with zeolite in the former stage to remove vanadium, and then bringing the treated water into contact with a cation-exchange resin and / or anion-exchange resin in the latter stage to remove residual ions. method of exchange.
【請求項2】 ゼオライトを充填したバナジウム除去塔
と、 バナジウム除去塔の後段に設けられ、カチオン交換樹脂
層および/またはアニオン交換樹脂層が充填されたイオ
ン交換塔とを含むバナジウム含有水のイオン交換装置。
2. Ion exchange of vanadium-containing water, comprising a vanadium removal tower filled with zeolite, and an ion exchange tower provided after the vanadium removal tower and filled with a cation exchange resin layer and / or an anion exchange resin layer. apparatus.
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