JP2012196630A - Treatment equipment and treatment method of acid liquid - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and economically treat a non-ionic/cationic water-soluble compound such as a monoethanolamine-containing dilute hydrochloric acid wastewater that is discharged during regeneration of condensate desalination devices used in nuclear power plants and thermal power plants.SOLUTION: A non-ionic/cationic water-soluble compound is passed through a raw water chamber 22 of a neutralization dialysis device 2 that is partitioned into the raw water chamber 22 and an alkali solution chamber 23 by an anion-exchange membrane 21, and an alkali solution is passed through the alkali solution chamber 23 to neutralize and desalinize the acid liquid. An alkali wastewater produced by neutralization and desalinization treatment is subject to catalytic oxidation treatment in a catalytic oxidation device 10.

Description

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。   The present invention relates to a processing apparatus and method for efficiently neutralizing and desalting or reducing the volume of an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound. Specifically, an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound such as a monoethanolamine-containing dilute hydrochloric acid liquid discharged during the regeneration of a condensate demineralizer of a nuclear power plant or a thermal power plant can be efficiently and The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for economically neutralizing desalting or neutralizing desalting.

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。   In the condensate process of nuclear power generation and thermal power generation, amines such as monoethanolamine (MEA) are used as anticorrosives for steam generation lines. Usually, these amines are captured by the cation exchange resin of a condensate demineralizer (hereinafter sometimes referred to as “condemi”) provided in the line and regenerated when the condensate demineralizer is regenerated. It is contained in the waste liquid and discharged. The discharged amines become COD sources and eutrophication sources and contaminate rivers and lakes, so it is necessary to treat them.

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。   Since this condemi regeneration waste liquid is a liquid with high COD and nitrogen load, it is generally treated by thermal decomposition or submerged combustion. However, in order to use the condemi regeneration waste liquid as it is for thermal decomposition or submerged combustion apparatus, Since the amount is large and the processing cost is high, the volume reduction is desired.

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)。
The present applicant has previously proposed the following (1) and (2) as a technique for efficiently and economically treating an acidic liquid such as a waste condensate regeneration liquid.
(1) An acidic liquid containing a nitrogen compound is passed through the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber, and an alkaline solution is passed through the other chamber. A method and an apparatus for neutralizing and desalting the acidic liquid and concentrating the nitrogen compound in the obtained neutralized and desalted liquid (Patent Document 1).
(2) A nonionic or cationic water-soluble compound is allowed to flow through the acidic liquid into the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber, and into the other chamber. A method and apparatus for neutralizing desalting and reducing the volume of an acidic solution by passing an alkaline solution having an osmotic pressure higher than that of the acidic solution (Patent Document 2).

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。   If it is processing technology of patent documents 1 and 2, it can treat acid liquids, such as waste liquid of waste condensies economically and efficiently, but in neutralization desalination processing or neutralization desalination volume reduction of acid liquid Since 3-30% of organic substances such as ethanolamine and nitrogen components pass through the anion exchange membrane and move to the alkaline solution side from the acidic solution, the alkali after neutralization desalting or neutralization desalting volume reduction treatment The solution (hereinafter, the used alkaline solution may be referred to as “alkaline waste liquid”) requires treatment of COD and N (nitrogen) components.

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。   Conventionally, COD and N treatment techniques include biological treatment techniques, submerged combustion techniques, accelerated oxidation techniques using ultraviolet rays, ozone, and persulfuric acid, and catalytic oxidation techniques.

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。
NH +2O→NO +2H+HO(酸が発生するためアルカリで中和する必要がある)
6NO +5CHOH→3N+5CO+6OH+7HO(アルカリが発生するため酸で中和する必要がある)
In biological treatment, COD and N components can be removed by organic matter decomposition and nitrification denitrification, but there are the following problems. That is, in the biological treatment, it is necessary to adjust the pH in the system to a neutral region, while the alkaline waste liquid becomes alkaline after the neutralization and desalting treatment in order to keep the deoxidation rate high. Prior to this, it is necessary to add an acid to the alkaline waste liquid to neutralize it. In addition, since N treatment by living organisms has an optimum pH, strict pH adjustment is essential, but when biodegradation decomposes and nitrifies alkali amines and N components in the following reaction, the pH decreases. Therefore, in order to maintain neutrality, it is necessary to add an alkali this time. Then, when denitrification occurs, the pH rises, so it is necessary to add an acid in order to maintain neutrality.
NH 4 + + 2O 2 → NO 3 + 2H + + H 2 O (Because an acid is generated, it is necessary to neutralize with an alkali)
6NO 3 - + 5CH 3 OH → 3N 2 + 5CO 2 + 6OH - + 7H 2 O ( alkali must be neutralized with an acid to generate)

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
In addition, the biological treatment facility is composed of a tank such as an organic matter decomposition tank, a nitrification tank, a denitrification tank, a re-aeration tank, and a sedimentation tank, and requires a lot of labor for maintenance in order to stably maintain the respective facilities and organisms.
In general, the upper limit of the salt concentration that can be biologically treated is about 3% by weight, which is the salt concentration of seawater. Therefore, in order to adjust the salt concentration of the alkaline waste liquid to several percent or less so that biological treatment is possible, dilution is performed. It is necessary to dilute with water. That is, when the alkaline waste liquid is an alkaline solution of about 0.5 N or more, the salt concentration becomes 3% by weight (the generated salt is NaCl) or more as calculated by the following formula, so that dilution is necessary. When the alkaline waste liquid is diluted, the amount of water to be treated increases, and it is necessary to increase the size of all treatment facilities.
0.5N × 58.5 = about 30g / L

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。   On the other hand, the submerged combustion technology is suitable for high-concentration waste liquid treatment at a percent level. However, COD and TN in the alkaline waste liquid have a concentration of about several tens to 1,000 mg / L, so that moisture is combusted. Therefore, the fuel cost is excessive and inefficient.

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。   Ultraviolet oxidation and accelerated oxidation technology using ozone and persulfuric acid are expensive generators for ultraviolet rays and ozone, which are oxidants, and nitrogen components are oxidized to nitric acid. Is inefficient because it is required separately.

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。   On the other hand, catalytic oxidation is excellent in that there is no problem as described above, but it is necessary to consider the applicability of the water to be treated to catalytic oxidation.

特願2010−262511Japanese Patent Application No. 2010-262511 特願2010−262506Japanese Patent Application No. 2010-262506

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。   The present invention provides an acidic liquid treatment apparatus and treatment method for industrially advantageously treating the alkaline waste liquid generated in the neutralization desalination or neutralization desalination volume reduction treatment described in Patent Documents 1 and 2. This is the issue.

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。
As a result of various investigations on the treatment technology of alcal waste liquid generated in the above neutralization desalting or neutralization desalting and volume reduction treatment, the present inventors have found that this alkaline waste liquid can be subjected to catalytic oxidation treatment with other COD, It was found that this is the simplest method for obtaining water quality that can be discharged compared to N treatment technology.
The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[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。 [1] An apparatus for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound, wherein the acidic liquid is introduced into the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber. The neutralization and desalination apparatus that neutralizes and desalinates the acidic solution by passing an alkaline solution through the other chamber while passing water, and used for neutralization and desalting in the neutralization and desalination apparatus An acidic liquid treatment apparatus comprising: a catalytic oxidation apparatus for catalytic oxidation of an alkaline liquid.

[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。 [2] The apparatus according to [1], further comprising a concentrating device for concentrating the neutralized and desalted treatment solution neutralized and desalted by the neutralizing and desalting device, wherein the diluted liquid generated in the concentrating device A processing apparatus for an acidic liquid, wherein the apparatus is subjected to catalytic oxidation by a catalytic oxidation apparatus together with an alkaline liquid used for desalting.

[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。 [3] The acidic liquid treatment apparatus according to [2], wherein the concentration apparatus is any one of a distillation concentration apparatus, an electrodeionization apparatus, and an electrodialysis apparatus.

[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。 [4] An apparatus for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound, wherein the acidic liquid is introduced into the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber. A neutralization and desalting and volume reducing device for passing water and passing an alkaline solution having a higher osmotic pressure than the acidic solution into the other chamber to neutralize and desalt and reduce the volume of the acidic solution; An apparatus for treating an acidic liquid, comprising: a catalytic oxidation apparatus that catalytically oxidizes an alkaline liquid used for neutralization and desalting and volume reduction in the neutralization and desalting and volume reducing apparatus.

[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。 [5] A method for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound, wherein the acidic liquid is introduced into the one chamber separated from the one chamber by the anion exchange membrane. The neutralization and desalting step of neutralizing and desalting the acidic solution by passing an alkaline solution through the other chamber while passing water, and used for neutralization and desalting in the neutralization and desalting step A method for treating an acidic liquid, comprising a catalytic oxidation step of catalytically oxidizing an alkaline liquid.

[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。 [6] In [5], the method includes a concentration step of concentrating the neutralized and desalted solution neutralized and desalted in the neutralization and desalting step, and the dilute solution generated in the concentration step is neutralized and dehydrated. A method for treating an acidic liquid, characterized by catalytic oxidation in a catalytic oxidation step together with an alkaline liquid used for desalting.

[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。 [7] The method for treating an acidic liquid according to [6], wherein the concentration step is a step using any one of a distillation concentration device, an electrodeionization device, and an electrodialysis device.

[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。 [8] A method for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound, wherein the acidic liquid is applied to the one chamber separated from the other chamber by an anion exchange membrane. A neutralization and desalting and volume reducing step of passing an alkaline solution having an osmotic pressure higher than that of the acidic solution into the other chamber to neutralize and desalinate and reduce the volume of the acidic solution; And a catalytic oxidation step of catalytically oxidizing the alkaline solution used for neutralization desalting and volume reduction in the neutralization desalting and volume reduction step.

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。   According to the present invention, an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound (hereinafter referred to as a “nonionic / cationic water-soluble compound” is referred to as “nonionic / cationic water-soluble compound”). The acidic liquid contained may be referred to as “non-ionic / cationic water-soluble compound-containing acidic liquid” or “raw water”). By oxidizing, it can be processed easily and efficiently into water quality that can be discharged with a simple device.

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。   That is, the present inventor has found that in the catalytic oxidation treatment, it is most efficient that the pH of the water to be treated is alkaline of about 10 to 12. Alkaline waste liquid generated by neutralization desalting or neutralization desalting and volume reduction treatment of nonionic / cationic water-soluble compound-containing acidic liquid usually has a pH of about 10 to 14, so that a slight pH adjustment is performed as necessary. It can be applied to catalytic oxidation only, and no dilution water is required. Moreover, if it is catalytic oxidation treatment, nitrogen components such as amine and ammonia in the alkaline waste liquid can be efficiently decomposed, and good water quality with COD <10 mg / L and TN <20 to 60 mg / L. Treated water can be obtained. This is water quality that sufficiently satisfies the drainage standards of the sea area. In addition, since the pH is lowered due to decomposition of amine, ammonia, etc., the amount of acid necessary for neutralization is greatly reduced even in pH adjustment during discharge.

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。It is a systematic diagram which shows embodiment of the processing apparatus and method of the acidic liquid of this invention. 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。It is a systematic diagram which shows other embodiment of the processing apparatus and method of the acidic liquid of this invention. 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。It is typical sectional drawing which shows schematic structure of an example of an electrodeionization apparatus suitable as a concentration apparatus which concerns on this invention. 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。It is typical sectional drawing which shows schematic structure of the other example of the electrodeionization apparatus suitable as a concentration apparatus which concerns on this invention. 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。1 is a system diagram showing a configuration of a neutralization dialysis apparatus employed in Example 1. FIG.

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。   Embodiments of an acidic liquid treatment apparatus and treatment method of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

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SO 2−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。 In this specification, the nonionic / cationic water-soluble compound-containing acidic liquid to be treated in the present invention contains hydrochloric acid (HCl) as an acid, and such acidic liquid is used as an alkaline solution by using a sodium hydroxide aqueous solution. The present invention will be described by exemplifying the case of neutralization desalting and volume reduction treatment. However, the acid contained in the acidic liquid to be treated in the present invention is not limited to hydrochloric acid, but other acids such as sulfuric acid. There may be. When the acid contained in the nonionic / cationic water-soluble compound-containing acidic solution is another acid such as sulfuric acid, in the following description, the Cl ion is an anion that forms a H + pair of an acid such as SO 4 2- ion. In addition, when an alkaline solution other than an aqueous sodium hydroxide solution is used as the alkaline solution, in the following description, Na + ions are cations that form a pair of alkali OH such as K + ions.

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。
1 and 2 are system diagrams showing an embodiment of the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 is a process liquid circulation of an electrodeionization apparatus 4 that also serves as a raw water tank 1, a neutralization dialysis apparatus 2, and a relay tank. The tank 3, the electrodeionization apparatus 4, the treated water tank 5, and the catalytic oxidation apparatus 10 are mainly configured.
2 mainly includes a raw water tank 1, a neutralization dialysis apparatus 2, a distillation concentration apparatus 6, a submerged combustion apparatus 7, and a catalytic oxidation apparatus 10.

[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
[Nonionic / cationic water-soluble compound-containing acidic solution]
Although there is no restriction | limiting in particular as a nonionic / cationic water-soluble compound containing acidic liquid used as the process target of this invention, For example, the following (1)-(3) is mentioned.
(1) Nitrogen compound-containing acidic liquid (2) Metal ion-containing acidic liquid (3) Surfactant, detergent-containing acidic liquid

(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。   (1) As a nitrogen compound-containing acidic liquid, for example, in a thermal power plant or a pressurized water nuclear power plant, a condensate demineralizer (condemi) containing an organic amine such as monoethanolamine (MEA) or morpholine as an anticorrosive agent is used. And an acidic waste liquid regenerated from the cation exchange resin used in the above (hereinafter sometimes referred to as “condemi-regenerated acidic waste liquid”).

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。   Since acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are used to regenerate the cation exchange resin, the dehydrated acid waste solution contains organic amines that have been desorbed (accurately, acid salts of organic amines) and regenerated chemicals such as hydrochloric acid and sulfuric acid. In addition to acid, it contains trace amounts of copper ions, iron ions, and ammonia, which is a decomposition product of organic amines.

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。   The concentration and pH of the organic amine and other water quality components in such a condensate regeneration acidic waste liquid vary depending on the type of the waste liquid, but have the following water quality, for example.

Figure 2012196630
Figure 2012196630

(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。   (2) Examples of the metal ion-containing acidic liquid include a metal-dissolved acid drainage discharged from a pickling process using a volatile acid in an iron factory, a metal material processing factory, or the like.

(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、H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H分解性能が低下し、活性炭吸着塔から流出したHが、弱塩基性アニオン樹脂塔の樹脂をH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H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。
(3) Examples of the surfactant and the cleaning agent-containing acidic liquid include rinse waste water discharged from a semiconductor manufacturing plant.
That is, the semiconductor from the manufacturing plant, PH2.5~3.5, in concentration of H 2 O 2 10 to 30 ppm, the surfactant as TOC component, acetone, isopropanol, rinsed for 1~3ppm containing a carboxylic acid such as acetic acid Waste water is discharged. Conventionally, such semiconductor rinsing waste water is obtained by using a first activated carbon adsorption tower, a weakly basic anion exchange resin tower, a strongly acidic cation exchange resin tower, a strongly basic anion exchange resin tower, a reverse osmosis membrane treatment apparatus, and a high-pressure ultraviolet irradiation apparatus. The second activated carbon adsorption tower, the vacuum degassing tower, and the mixed bed type ion exchange resin tower are sequentially passed through the water, and in such a conventional method for treating semiconductor rinse wastewater, the pH is 2.5 to Since the acidic rinse wastewater of 3.5 is treated, the performance of the first activated carbon adsorption tower is deteriorated with time, the H 2 O 2 decomposition performance of the first activated carbon adsorption tower is lowered, and it flows out from the activated carbon adsorption tower. H 2 O 2 degrades the weak base anion resin tower resin by oxidation with H 2 O 2 and reduces the performance of the weak base anion exchange resin tower; H 2 O 2 of the first activated carbon adsorption tower Rinse when degradation performance deteriorates However, according to the present invention, such an acidic liquid can be efficiently treated. However, according to the present invention, there is a problem that the adsorption performance of the surfactant in water is also lowered and the performance of the latter strongly basic anion exchange resin tower is lowered. can do.

[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。
[Neutralization desalination treatment]
In the neutralization desalination treatment according to the present invention, first, a nonionic / cationic water-soluble compound-containing acidic liquid as raw water is passed through one chamber separated by an anion exchange membrane into one chamber and the other chamber. While watering, the alkali solution is passed through the other chamber to neutralize and desalinate the raw water.

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。   A neutralization dialysis apparatus (diffusion dialysis apparatus) 2 using an anion exchange membrane is preferably used as the apparatus used for the neutralization and desalting treatment of the raw water.

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P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Pによりアルカリ溶液が導入される。 FIG. 1 shows an example in which a neutralization dialysis device (diffusion dialysis device) 2 is used for the neutralization and desalting treatment of raw water. The raw water in the raw water tank 1 is separated by a pre-filter 11 by a pump P 1. After the removal, the inside is introduced into the raw water chamber 22 of the neutralization dialysis apparatus 2 which is partitioned into the raw water chamber 22 and the alkaline solution chamber 23 by the anion exchange membrane 21. Here, the pre-filter 11 is provided as necessary. On the other hand, the alkaline solution chamber 23, from the alkali solution tank 24, the alkali solution is introduced by a pump P 2.

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。   As this alkaline solution, an aqueous solution of a soluble alkali compound such as sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium carbonate or the like can be used.

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。
In order to separate the mixed bed resin of the anion exchange resin and the cation exchange resin in the condemi, using a technique of separating by utilizing a specific gravity difference between the anion exchange resin and the cation exchange resin using a 16 wt% NaOH aqueous solution. In other locations, the alkaline waste liquid used for the separation is separately discharged.
As described above, an alkaline waste liquid may be excessively discharged at a condensate regeneration site. In the present invention, an alkaline waste liquid such as such a condemi regeneration alkaline waste liquid may be used as an alkaline solution.
As the alkaline solution, an alkaline waste liquid discharged from another facility may be used.

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。 In the neutralization dialysis device 2, the Cl ions in the raw water introduced into the raw water chamber 22 pass through the anion exchange membrane 21 and move to the alkaline solution chamber 23, and are desalted. The raw water is neutralized by OH ions permeating the anion exchange membrane 21 and moving to the raw water chamber 22. The effluent from the raw water chamber 22 is returned to the raw water tank 1 and the raw water is circulated. On the other hand, the effluent from the alkaline solution chamber 23 is also returned to the alkaline solution storage tank 24 and circulated.

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。   In such neutralization and desalting treatment by the neutralization dialysis apparatus 2, it is preferable to adopt the following aspect.

(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。 (1) As the anion exchange membrane 21, a membrane excellent in acid resistance and alkali resistance is used. Further, the wetted surface of the neutralization dialysis apparatus 2 is also preferably made of a material having excellent corrosion resistance. For example, a lining made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene is preferable.

(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P及びアルカリ溶液ポンプP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。 (2) A concentration polarization layer is formed on the surface of the anion exchange membrane, and this becomes the diffusion limiting rate of the substance, and the permeation transfer rate of Cl ions, OH ions and water is limited. In order to prevent this and increase the permeation transfer speed, it is preferable to increase the membrane surface flow velocity in order to reduce the concentration polarization in the vicinity of the anion exchange membrane surface, specifically, the raw water chamber 22 side and the alkaline solution chamber 23 side. It is preferable that the film surface flow velocity is 0.1 cm / sec or more, for example, 1 to 8 cm / sec. If the membrane surface flow rate is low, the movement speed of Cl - ions and OH - ions cannot be increased, and it takes a long time to obtain a desired neutralized desalting solution. However, excessively increasing the membrane surface flow velocity is not realistic in terms of the device configuration. To obtain such a film surface velocity, as the raw water pump P 1 and the alkaline solution pump P 2, it is preferable to use a high velocity liquid feed capable diaphragm pump.

(3) アルカリ溶液としては、中和に必要な酸消費の総量(mg−CaCO)が、原水のアルカリ消費の総量(mg−CaCO)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198.3Scm・mol−1、76.35Scm・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。
(3) As the alkaline solution, a solution having a total amount of acid consumption (mg-CaCO 3 ) required for neutralization more than 1 times the total amount of alkali consumption of raw water (mg-CaCO 3 ) is used.
Note that the migration rate of Cl and OH − in the anion exchange membrane is determined by the ease of ion migration represented by the ultimate molar conductivity, and the ultimate molar conductivity of Cl and OH is 198.3 Scm, respectively. 2 · mol −1 , 76.35 Scm 2 · mol −1 . Therefore, it can be seen that OH can easily move 2.6 times as much as Cl . Therefore, in order to maintain a high transfer rate of Cl from the acidic solution to the alkaline solution side, the OH concentration of the alkaline solution should be at least 1 / 2.6 times the Cl concentration of the acidic solution. Is desirable.
When the alkali (NaOH) concentration is increased, the osmotic pressure of the alkaline solution becomes higher than the osmotic pressure of the raw water, the water in the raw water passes through the anion exchange membrane and moves to the alkaline solution side, and the raw water is concentrated. It becomes like this.

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。   Accordingly, in the case where an alkaline waste solution such as the above-mentioned condemi regeneration alkaline waste solution is used as the alkaline solution, when the alkali concentration is insufficient, it is preferable to adjust the concentration by adding an alkali such as NaOH as necessary.

(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。
(4) The neutralization and desalination treatment is completed when the pH of the resulting neutralization and desalination treatment solution (the effluent from the raw water chamber 22) becomes neutral, for example, about 5 to 9, and the obtained The Japanese desalting solution is preferably subjected to the subsequent concentration treatment.
If the pH of the neutralization desalting treatment solution is less than 3, the neutralization desalting treatment is insufficient, and the effect of the present invention by performing the neutralization desalting treatment prior to the concentration treatment cannot be sufficiently obtained. . When the pH of the neutralization desalting treatment solution is excessively increased, the amount of Na + ions that pass through the anion exchange membrane 21 from the alkaline solution chamber 23 side and migrate to the raw water chamber 22 side increases (as described below, anion Even in the exchange membrane, there is a slight amount of permeation of the cation component.), The total ion amount in the subsequent concentration process is increased, which is inefficient.

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。   For the purpose of pH control, a flow-through pH meter is installed in the outflow pipe of the raw water chamber 22 of the neutralization dialysis apparatus 2 to monitor the pH of the effluent in the raw water chamber 22, and this pH value reaches a predetermined value. Then, you may make it switch the liquid supply of the effluent of the raw | natural water chamber 22 from the raw | natural water tank 1 to the to-be-processed liquid circulation tank 3 of the electrodeionization apparatus 4. FIG.

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。   The flow direction of the raw water in the raw water chamber 22 and the flow direction of the alkaline solution in the alkaline solution chamber 23 in the neutralization dialysis apparatus 2 may be cocurrent or countercurrent. In order to make the outlet water quality close to neutral by making a difference in the acid consumption of the alkaline liquid, it is preferable to use counter-flow water as shown in FIG.

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。
In addition, the raw water and the alkaline solution can be passed through in a transient manner, but generally, neutralization dialysis cannot be performed sufficiently in a transient manner as shown in FIG. Circulating water is preferable.
When continuous treatment is performed instead of batch processing, raw water is introduced into the raw water tank 1 and the neutralized desalting treatment liquid returned from the raw water chamber 22 of the neutralization dialysis apparatus 2 is received by the raw water tank 1. It is preferable to take out a part of the liquid in the tank from the raw water tank 1 and use it for the next concentration treatment.

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。   In FIG. 1, the neutralization dialysis apparatus 2 has a raw water chamber 22 and an alkaline solution chamber 23 each formed by a single anion exchange membrane 21. There is no limitation, and for example, a plurality of anion exchange membranes such as an alkali solution chamber / anion exchange membrane / raw water chamber / anion exchange membrane / alkali solution chamber / alkali exchange membrane / raw water chamber / anion exchange membrane / alkaline solution chamber. Thus, a plurality of raw water chambers and alkaline solution chambers may be alternately formed.

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。 According to the present invention, by neutralization and desalting using such a neutralization dialysis apparatus, the raw water is neutralized to neutral pH 5-9, such as pH 6-8 (about pH 7) as described above. , preferably Cl - ion concentration raw water Cl - can be obtained neutralization desalting solution was reduced to 30-50% of the ion concentration. In addition, when this neutralization desalination treatment liquid is concentrated with an electrodeionization apparatus or an electrodialysis apparatus, a cation such as a nitrogen compound in the neutralization desalination treatment liquid is required in order to secure the ion concentration of the liquid to be treated for energization. The concentration of the active compound is preferably 1000 mg / L or more, particularly about 5000 to 20000 mg / L.

[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。
[Catalytic oxidation treatment]
It is generally known that even the anion exchange membrane 21 permeates a cation component and a nonionic component, and an alkali is obtained by the neutralization desalting treatment as described above or the neutralization desalting volume reduction treatment described later. Movement of cation components (for example, Na + ions of NaOH) and nonionic components from the solution 23 side to the raw water chamber 22 is also caused by nonionic / cationic water-soluble compounds from the raw water chamber 22 side to the alkaline solution chamber 23. There is a movement of cationic and nonionic components.

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。
Therefore, the alkaline solution (alkaline waste solution) used for neutralization desalting or neutralization desalting reduction treatment of raw water contains Cl ions dialyzed from the raw water, and neutralizes the raw water (OH to the raw water chamber). A weakly alkaline liquid whose pH is decreased and the liquid volume is increased by the movement of the water from the raw water and a certain amount of nonionic / cationic water solution that has permeated the anion exchange membrane 21 from the raw water chamber 22. It contains a chemical compound.
However, since the concentration of the nonionic / cationic water-soluble compound is low, in the present invention, this alkaline waste liquid is treated with a nonionic / cationic water-soluble compound such as a nitrogen compound in the catalytic oxidation apparatus 10 as shown in FIG. After decomposition, neutralize with acid and discharge.

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。   The COD components that are decomposed and removed by this catalytic oxidation treatment are organic acids of acidic organic substances, amines and amides of basic organic substances, and the like. The N component is an organic nitrogen component capable of catalytic oxidation such as amine and amide, hydrazine, ammonia and the like among the above-mentioned COD components.

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。   As the catalyst used for the catalytic oxidation treatment, a metal peroxide catalyst carrying a metal that becomes a peroxide can be suitably used. For example, there is a material in which Ni or Co is supported on granular zeolite having a cation exchange capacity by an ion exchange operation, and then these metals are converted into oxides (peroxides) by an activation treatment.

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。   As the catalyst oxidation apparatus 10, a catalyst packed tower having a packed bed filled with such a catalyst is used, and an alkaline waste liquid is passed through the catalyst packed tower in a downward flow or an upward flow for catalytic oxidation treatment. preferable.

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:
NH +3/2NaClO→1/2N+3/2NaCl+3/2HO+H
ヒドラジンの場合:
+2NaClO→N+2NaCl+2H
As the oxidizing agent, sodium hypochlorite, or one or more of hydrogen peroxide, persulfuric acid, ozone and the like can be used if denitrification is not required. Since sodium hypochlorite causes not only organic oxidation but also the following denitrogenation reaction, COD and N can be treated.
For ammonia:
NH 4 + +3/2 NaClO → 1 / 2N 2 +3/2 NaCl + 3 / 2H 2 O + H +
For hydrazine:
N 2 H 4 + 2NaClO → N 2 + 2NaCl + 2H 2 O

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。   The addition amount of the oxidizing agent is appropriately adjusted depending on the contents of the COD component and N component in the alkaline waste liquid. In general, it is preferable to be about 1 to 2 times the theoretically required amount, particularly about 1.2 to 1.5 times.

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。   As the conditions for the catalytic oxidation treatment, the treatment can be performed with an alkaline pH of 10 to 13, preferably 11 to 12, and the temperature is 30 to 80 ° C, preferably 40 to 60 ° C.

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。
Usually, since the alkaline waste liquid after neutralization desalting treatment has a pH of about 10 to 14, it can be subjected to catalytic oxidation treatment with almost no pH adjustment.
Moreover, about temperature, what is necessary is just to heat an alkaline waste liquid as needed, and to make it flow through a catalytic oxidation packed tower.

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。   The catalytic oxidation treatment liquid obtained by the catalytic oxidation apparatus is a liquid having a pH of about 8 to 13 in which the COD component and N component in the alkaline waste liquid are sufficiently decomposed and removed, and the pH is slightly lowered by the decomposition of amine and ammonia. Therefore, it is possible to add acid such as hydrochloric acid to adjust the pH to neutral and discharge it. However, the amount of acid added at that time is much larger than that when the alkaline waste solution is adjusted to pH and discharged. Reduced to

[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。
[Concentration treatment]
In FIG. 1, the neutralized desalting treatment solution of raw water obtained by the neutralization dialysis apparatus 2 is then subjected to a concentration treatment.

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。   This concentration treatment can be performed by distillation concentration, or by using an electrodeionization apparatus or an electrodialysis apparatus. In particular, an electrodeionization apparatus or an electrodialysis apparatus can be preferably used, and in particular, an electrodeionization apparatus. Is preferably used.

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NH 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。 An electrodeionization apparatus or an electrodialysis apparatus includes an anode and a cathode, and a dilution chamber and a concentration chamber partitioned by an ion-permeable membrane between the anode and the cathode, and applies a DC voltage between the anode and the cathode. In this way, ions derived from cationic water-soluble compounds such as organic amines and NH 4 + and ions derived from acids and alkalis such as Na + and Cl in the neutralization desalting treatment liquid introduced into the dilution chamber The ion-permeable membrane is permeated and separated and collected in the concentration chamber.

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P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。 FIG. 1 shows an example in which the electrodeionization device 4 is used for concentration, and the neutralization demineralization treatment liquid that has flowed out from the raw water chamber 22 of the neutralization dialysis device 2 is treated liquid circulation tank 3 of the electrodeionization device 4. Then, after the fine particle component is removed by the prefilter 12 by the pump P 3 , it is introduced into the electrodeionization device 4. Here, the pre-filter 12 is provided as necessary.

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。   3 and 4 are schematic cross-sectional views showing a schematic configuration of an example of an electrodeionization apparatus suitably used as a concentrator in the present invention. In FIGS. 3 and 4, the members having the same functions are the same. The code | symbol is attached | subjected.

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。   The electrodeionization apparatus 4 in FIG. 3 includes a plurality of anion exchange membranes (A membranes) 43 and cation exchange membranes (C membranes) 44 arranged alternately between electrodes (anode 41, cathode 42), and a concentration chamber 45. The dilution chambers 46 are alternately formed.

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。   The dilution chamber 46 is filled with a cation exchange resin, which is a cation exchanger, or an anion exchange resin, which is an anion exchanger, and a cation exchange resin, which is a cation exchanger. In addition, as an ion exchanger, you may use not only an ion exchange resin but an ion exchange fiber or a graft exchanger. The ratio (volume ratio) between the anion exchanger and the cation exchanger filled in the dilution chamber 46 is preferably anion exchanger: cation exchanger = 95 to 0: 5 to 100. As described above, the reason why only the cation exchanger or the combination of the cation exchanger and the anion exchanger is used is that the cation exchanger is present in the cell serving as the flow path in the dilution chamber 46. This is because the removal efficiency can be improved.

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。   The concentration chamber 45, the anode chamber 47, and the cathode chamber 48 are also filled with a mixture of anion exchange resin and cation exchange resin as necessary. In addition to an ion exchanger such as an ion exchange resin, an electric conductor such as activated carbon or metal may be filled in the concentration chamber 45, the anode chamber 47, and the cathode chamber 48. As an electric conductor, in order to stabilize the electric resistance value in the concentration chamber, the anode chamber, and the cathode chamber, the electric resistance of the liquid to be treated or the dilution water can be lowered, and the water passage pressure of the cell is not increased. There is no particular limitation. However, materials that are susceptible to redox by directly touching the electrodes are not suitable.

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。   The anode chamber 47 is not filled with an anion exchange resin, and when filled, only the cation exchange resin is used. This is because anion exchange resins are susceptible to oxidative degradation.

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、NH 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。 A neutralization and desalination treatment liquid, which is a treatment liquid of the electrodeionization apparatus 4, is introduced into the dilution chamber 46, and pure water is introduced into the concentration chamber 45, the anode chamber 47, and the cathode chamber 48. While the liquid to be treated flows through the dilution chamber 46, cation components such as organic amine, NH 4 + ions, and Na + ions in the solution permeate the cation exchange membrane (C membrane) 44 and enter the concentration chamber 45. Then, the cation component is concentrated in the concentration chamber 45. Similarly, an anion component such as Cl ion permeates the anion exchange membrane (A membrane) 43, moves to the concentration chamber 45, and is concentrated in the concentration chamber 45.

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P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。 Some of the concentrate discharged from the concentrating chamber 45, in order to increase the concentration rate, the pump P 4 via the concentrated liquid circulation tank 49 is circulated to the inlet side of the concentrating compartment 45, the remainder being industrial waste receiving tank (industrial waste Receiving tank 13). Accordingly, pure water corresponding to the concentrated liquid discharged out of the system is introduced into the concentrating chamber 45 as makeup water.

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。   Of the concentrated liquid discharged from the concentrating chamber 45, the amount of the circulating liquid circulated to the inlet side of the concentrating chamber 45 is appropriately determined according to the target concentration and processing efficiency. It is preferable to make it about 1 to 20% of the total concentrated liquid discharged.

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P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。 The dilution water discharged from the dilution chamber 46 is obtained by separating and removing the cation component and the anion component in the neutralization desalination treatment liquid that is the liquid to be treated, and is discharged by the pump P 5 through the treatment water tank 5. However, in the present invention, this diluted water may be supplied to the catalytic oxidation device 10 and used for the catalytic oxidation treatment together with the alkaline waste liquid. Moreover, this dilution water can also be used as the electrode water of an electrodeionization apparatus (or electrodialysis apparatus) and / or the pure water introduce | transduced into a concentration chamber. Furthermore, it can also be used as pure water for preparing an alkaline solution used in the neutralization dialysis apparatus 2.

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。 Electrode chamber wastewater discharged from the anode chamber 47 and the cathode chamber 48 is mixed with anode water and cathode water, and then subjected to appropriate treatment as necessary, discharged and discharged, or reused for electrode chamber water supply. However, for the following reasons, when the electrode water is circulated and used in order to avoid intrusion of Cl ions into the anode chamber 47, only the anodic water is circulated without mixing the anode water and the cathode water. It is preferable to make it. The anode water may be pure water or an alkaline solution, for example, an alkaline aqueous solution such as NaOH of about 0.1 to 1N.

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。 In the electrodeionization apparatus or the electrodialysis apparatus, not only cations but also anion components are moved as ions to be removed, so Cl ions enter the concentration chamber. When the Cl ion comes into contact with the anode, it undergoes an anodic oxidation reaction and becomes hypochlorous acid having an oxidizing power, which degrades the ion exchange resin and the ion exchange membrane. When the Cl concentration in the neutralized desalting treatment solution is low, the influence is small. However, even in the neutralization desalting treatment solution subjected to the neutralization desalting treatment in the present invention, the Cl concentration is usually 10 to 10. It is still a high concentration of 20 g / L. For this reason, the anode chamber 47 and the concentrating chamber 45 or dilution chamber 46 adjacent to the anode chamber 47 are separated by a cation exchange membrane (may be a piper membrane), and an oxidizing substance or a substance that becomes oxidizing by anodizing. Therefore, it is preferable that the anode water does not contain such a substance. Therefore, the anode chamber 47 does not contain such a substance. When water or an alkaline solution is supplied and anodic water is circulated, it is preferable to circulate only in the anode chamber.

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。   FIG. 3 shows an example of an electrodeionization apparatus suitable as a concentrator in the present invention, and the electrodeionization apparatus used in the present invention is not limited to the illustrated one.

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、NH 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。 For example, the number and arrangement of the concentration chambers and dilution chambers are not particularly limited, and more concentration chambers and dilution chambers may be provided. Further, as shown in FIG. The electrodeionization apparatus 4A provided one by one may be used. Even in this electrodeionization apparatus 4A, as in the electrodeionization apparatus 4 of FIG. 3, organic amine, NH 4 + ions, Na + ions, etc. in the neutralization demineralization treatment solution introduced into the dilution chamber 46 The cation component passes through the cation exchange membrane (C membrane) 44 and moves into the concentration chamber 45, and the cation component is concentrated in the concentration chamber 45. Similarly, an anion component such as Cl ion permeates the anion exchange membrane (A membrane) 43, moves to the concentration chamber 45, and is concentrated in the concentration chamber 45.

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。   Further, as the concentrating device, an electrodialyzer having the same configuration as that of the electrodeionization device can be used except that the ion exchanger is not filled in the dilution chamber or the like instead of the electrodeionization device.

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。   In the electrodialysis apparatus and the electrodeionization apparatus, concentration is performed by the same mechanism based on ion migration. However, for the following reasons, in particular, when the concentration of ions to be removed in the neutralization demineralization treatment solution is low, It is more efficient to use the device.

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。   That is, since the electric conductivity is different between the liquid to be treated and the dilution water, when an electrodialyzer is used, a current density distribution occurs in the dilution chamber, and current does not easily flow on the outlet side with high resistance. Filling with an ion exchanger such as an ion exchange resin is effective in relaxing the current density distribution. In addition, when the concentration of ions to be removed in the liquid to be treated is low, only the ion exchange membrane surface becomes an adsorption site for ions to be removed in electrodialysis, and sufficient removal efficiency cannot be obtained. On the other hand, in the case of an electrodeionization apparatus, not only the membrane surface but also an ion exchanger such as an ion exchange resin filled in the dilution chamber also serves as an adsorption site for ions to be removed, and the ions to be removed in a wide area. Since it can adsorb | suck, highly efficient removal (dilution, concentration) is attained.

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。   Furthermore, a distillation concentrator can be used as the concentrator. In this case, it is preferable to concentrate the neutralized desalting solution to such an extent that no salt is precipitated.

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。   In addition, when concentrating neutralization demineralization processing liquid with an electrodeionization apparatus or an electrodialysis apparatus, the concentration of the cationic water-soluble compound in the neutralization demineralization process liquid that flows into the dilution chamber of the electrodeionization apparatus or electrodialysis apparatus Since the efficiency of the electrodeionization device or the electrodialysis device is reduced when the concentration of the cationic water-soluble compound in the neutralization demineralization treatment solution becomes 1000 mg / L or less, the treatment is interrupted. The desalting treatment liquid may be supplied to a catalytic decomposition treatment apparatus to decompose the cationic water-soluble compound.

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。   The concentrated liquid (concentrated liquid discharged from the concentration chamber of the electrodeionization apparatus or the electrodialysis apparatus) concentrated by such a concentration apparatus can be processed by thermal decomposition or in-liquid combustion treatment, but prior to that. If necessary, this concentrated solution may be further concentrated. The concentration means in this case is not particularly limited, but it is advantageous in terms of concentration efficiency to use a distillation concentration apparatus, particularly a vacuum distillation concentration apparatus.

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。   The degree of concentration of the concentrate is not particularly limited, but the concentration of the nonionic / cationic water-soluble compound in the concentrate subjected to thermal decomposition or in-liquid combustion treatment is 25% by weight or more, for example, 40 to 95%. It is preferable to concentrate so that it may become about%. When the nonionic / cationic water-soluble compound is monoethanolamine, it becomes a compound having a flash point when the concentration exceeds 70% by weight. Therefore, the upper limit is preferably 70% by weight from the viewpoint of handling. .

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。   The condensed water obtained by distillation concentration of the neutralized desalting solution or further concentration of the concentrated solution should be used as pure water to be introduced into the electrode chamber and / or the concentration chamber of the electrodeionization device or electrodialysis device. Can do.

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。   On the other hand, the dilution water (dilution water discharged from the dilution chamber of the electrodeionization apparatus or electrodialysis apparatus) obtained by concentrating the neutralization demineralization treatment solution with the electrodeionization apparatus or electrodialysis apparatus is The non-ionic / cationic water-soluble compound and other ionic components in the salt treatment solution are separated and removed. As described above, this diluted water is further introduced into the catalytic oxidation apparatus as necessary to form a catalyst. After the oxidation treatment, it can be neutralized and discharged.

[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。
[Neutralization and desalination reduction]
The apparatus shown in FIG. 2 uses an alkaline solution having a higher osmotic pressure than the acidic solution containing a nonionic / cationic water-soluble compound as an alkaline solution in the neutralization dialysis apparatus 2, Instead, the apparatus is different from the apparatus shown in FIG. 1 in that the volume reduction treatment is performed together with the neutralization and desalting treatment of the acidic liquid containing the nonionic / cationic water-soluble compound.

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。   The configuration of the neutralization dialysis apparatus (diffusion dialysis apparatus) 2 used for the neutralization desalting and volume reduction treatment of the raw water is the same as that shown in FIG.

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。 In the neutralization dialysis device 2, the Cl ions in the raw water introduced into the raw water chamber 22 pass through the anion exchange membrane 21 and move to the alkaline solution chamber 23, and are desalted. The raw water is neutralized by OH ions permeating the anion exchange membrane 21 and moving to the raw water chamber 22. When the osmotic pressure of the alkaline solution is high, dehydration and volume reduction of the raw water are simultaneously performed by transferring water from the raw water chamber 22 side to the alkaline solution chamber 23 side having a high osmotic pressure. The effluent from the raw water chamber 22 is returned to the raw water tank 1 and the raw water is circulated. On the other hand, the effluent from the alkaline solution chamber 23 is also returned to the alkaline solution storage tank 24 and circulated.

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。   In such neutralization desalination and volume reduction treatment by the neutralization dialysis apparatus 2, it is preferable to adopt the same mode as the neutralization desalination treatment in FIG. 1 except for the following points.

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−CaCO)が、前記酸性液のアルカリ消費の総量(mg−CaCO)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198.3Scm・mol−1、76.35Scm・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−CaCO/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−CaCO/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。
That is, an alkaline solution having a higher osmotic pressure than raw water is used.
As the alkali solution, the total amount of acid consumption needed to neutralize (mg-CaCO 3) may be one or more times of the total amount of the acidic solution alkaline consumption (mg-CaCO 3).
Note that the migration rate of Cl and OH − in the anion exchange membrane is determined by the ease of ion migration represented by the ultimate molar conductivity, and the ultimate molar conductivity of Cl and OH is 198.3 Scm, respectively. 2 · mol −1 , 76.35 Scm 2 · mol −1 . Therefore, it can be seen that OH can easily move 2.6 times as much as Cl . Therefore, in order to maintain a high transfer rate of Cl from the acidic solution to the alkaline solution side, the OH concentration of the alkaline solution should be at least 1 / 2.6 times the Cl concentration of the acidic solution. Is desirable.
Basically, in order to make the osmotic pressure of the alkaline solution higher than the osmotic pressure of the raw water by increasing the concentration of alkali (NaOH), the acid consumption of the alkaline solution in terms of calcium carbonate (mg-CaCO 3 / L) (Alkalinity) is a concentrated alkaline solution that is 1 or more times, especially about 2 to 6 times, especially 3 to 4 times the alkali consumption (mg-CaCO 3 / L) (acidity) in terms of calcium carbonate of raw water. Preferably there is. If the alkali concentration of the alkaline solution is low, an efficient volume reduction treatment cannot be performed. The higher the alkali concentration of the alkaline solution relative to the acid concentration of the raw water, the more smoothly the water moves and the concentration efficiency of the raw water improves. However, the alkaline solution is 6 times the alkali consumption in terms of its handleability. In the following, it is particularly preferable to set it to 4 times or less.

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。   Accordingly, in the case where an alkaline waste solution such as the above-mentioned condemi regeneration alkaline waste solution is used as the alkaline solution, when the alkali concentration is insufficient, it is preferable to adjust the concentration by adding an alkali such as NaOH as necessary.

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。
By making the alkali concentration of the alkaline solution high, the difference in osmotic pressure from the raw water can be made sufficiently large, and efficient desolubilization can be achieved. However, an excessively high concentration alkaline solution is easy to handle and anion exchange is used. There is a problem in obtaining the membrane.
Therefore, in the present invention, it is also preferable to increase the osmotic pressure difference from the raw water without dissolving the salt excessively in the alkaline solution and excessively increasing the alkali concentration.

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、NaSO、KCl、KSO、MgCl、MgSO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。 In this case, the salt to be added to the alkaline solution may be a salt that can be obtained at a low cost, and in particular, salts such as NaCl, Na 2 SO 4 , KCl, K 2 SO 4 , MgCl 2 , MgSO 4 , and mixtures thereof. It is done. These salts are suitable because they are not subject to wastewater standards, and are also salts that are not suitable for food and are disposed of as industrial waste.

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。
There is no restriction | limiting in particular in the addition amount of salts to an alkaline solution, The salt concentration of an alkaline solution is higher than the total solubility substance concentration of the acidic liquid which is raw | natural water, and it can use to the upper limit density | concentration which can melt | dissolve salts. There is no restriction | limiting in particular in the salt density | concentration of the alkaline solution containing salts, Although it changes also with kinds of used salt, it is about 10 to 30 weight% normally.
The alkaline solution containing salts may be prepared by dissolving salts in advance in the alkaline solution, or may be prepared by continuously or intermittently adding salts to the alkaline solution during the treatment.

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。
The neutralization desalination and volume reduction treatment are preferably performed until the pH of the resulting neutralization desalination volume reduction treatment liquid (the effluent from the raw water chamber 22) becomes neutral, for example, about 4 to 10.
If the pH of the neutralized desalting and volume reducing treatment solution is less than 3, the neutralizing desalting and volume reducing treatment is insufficient, and the effects of the present invention cannot be sufficiently obtained. When the pH of the neutralization and desalination volume reduction treatment solution is excessively increased, the amount of Na + ions that pass through the anion exchange membrane 21 from the alkaline solution chamber 23 side and transfer to the raw water chamber 22 side and anion exchange from the raw water chamber 22 side The amount of nonionic / cationic water-soluble compounds that permeate through the membrane 21 and transfer to the alkaline solution chamber 23 increases (as described below, even if an anion exchange membrane, a small amount of cation components and nonionic components are permeated. Is not preferable).

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。   For the purpose of pH control, a flow-through pH meter is installed in the outflow pipe of the raw water chamber 22 of the neutralization dialysis apparatus 2 to monitor the pH of the effluent in the raw water chamber 22, and this pH value reaches a predetermined value. Then, the feed of the effluent from the raw water chamber 22 may be switched from the raw water tank 1 to the distillation concentrating device 6.

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。   The flow direction of the raw water in the raw water chamber 22 and the flow direction of the alkaline solution in the alkaline solution chamber 23 in the neutralization dialysis apparatus 2 may be cocurrent or countercurrent. In order to make the outlet water quality close to neutral by making a difference in the acid consumption of the alkaline liquid, it is preferable to use counter-flow water as shown in FIG.

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。
Moreover, although raw water and an alkaline solution can be passed through in a transient manner, in general, sufficient neutralization and osmotic dialysis cannot be performed in a transient manner, and therefore, as shown in FIG. Such circulating water is preferable.
When continuous processing is performed instead of batch processing, raw water is introduced into the raw water tank 1 and the neutralized desalting and volume reducing treatment liquid returned from the raw water chamber 22 of the neutralization dialysis apparatus 2 is supplied to the raw water tank 1. It is preferable that a part of the liquid in the tank is taken out from the raw water tank 1 and used for the next distillation concentration treatment or the like.

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。   In FIG. 2, the neutralization dialysis apparatus 2 has one raw water chamber 22 and one alkaline solution chamber 23 each formed by a single anion exchange membrane 21. As shown in FIG. 2 below, a plurality of anion exchanges such as an alkaline solution chamber / anion exchange membrane / raw water chamber / anion exchange membrane / alkaline solution chamber / anion exchange membrane / raw water chamber are shown. A plurality of raw water chambers and alkaline solution chambers may be alternately formed by a membrane.

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。 According to the present invention, the neutralization desalting and volume reduction treatment using such a neutralization dialysis apparatus neutralizes the pH to 4 to 10 neutral as described above, and preferably the Cl ion concentration. It is possible to obtain a neutralized and desalted and volume-reduced treatment solution that is reduced to 20 to 50% of the Cl ion concentration of the raw water and whose volume is reduced to 40 to 80% with respect to the raw water.

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。   Alkaline waste liquid generated by such neutralization and desalting and volume reduction processing is supplied to the catalytic oxidation apparatus 10 and subjected to catalytic oxidation processing, as in the apparatus shown in FIG.

[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。
[Distillation concentration treatment]
The neutralized desalting and volume reducing treatment liquid of raw water (treatment liquid flowing out from the raw water chamber 22 of the neutralization dialysis device 2) is then used to decompose nonionic / cationic water-soluble compounds such as nitrogen compounds in the liquid. However, prior to that, if necessary, the neutralized desalting and volume reducing treatment solution may be further concentrated to increase the concentration of the nonionic / cationic water-soluble compound. The concentration means in this case is not particularly limited, but it is advantageous in terms of concentration efficiency to use a distillation concentration apparatus 6, particularly a vacuum distillation concentration apparatus as shown in FIG.
Moreover, the neutralization desalination volume reduction processing liquid of raw | natural water can also be concentrated by forward osmosis processing.

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。   The degree of concentration of the neutralized desalting and volume reducing treatment liquid is not particularly limited, but the concentration of the nonionic / cationic water-soluble compound in the obtained concentrated liquid is 25% by weight or more, for example, about 40 to 95% by weight. It is preferable to concentrate so that it becomes. When the nonionic / cationic water-soluble compound is monoethanolamine, it becomes a compound having a flash point when the concentration exceeds 70% by weight. Therefore, the upper limit is preferably 70% by weight from the viewpoint of handling. .

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。   In addition, the condensed water obtained by distillation concentration of the neutralization desalination volume reduction process liquid can be used as a pure water for alkali solution preparation.

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。
In FIG. 2, the concentrated liquid concentrated by the distillation concentration apparatus 6 is then fed to the in-liquid combustion apparatus 7 to decompose nonionic / cationic water-soluble compounds such as nitrogen compounds according to a conventional method.
This nonionic / cationic water-soluble compound is decomposed in a high-temperature oxidizing or reducing atmosphere, in addition to submerged combustion in which combustion gas is directly injected into waste liquid to perform heat exchange. It is also possible to carry out a fluidized bed combustion process in which a concentrated liquid is supplied and the concentrated liquid is evaporated and decomposed on the surface of the fluidized bed, or a direct combustion process with or without a combustion aid.

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。   In the case of concentrating the raw water neutralization desalination volume reduction treatment solution by forward osmosis treatment, for example, in the neutralization dialysis apparatus 2 shown in FIG. By switching to the solution and carrying out circulating water as it is, the neutralized desalting and volume reducing treatment solution of the raw water can be further concentrated. In this case, as the salts used in the high salt concentration solution, those exemplified as the salts to be added to the alkaline solution described above can be used, but other salts that can be separated from the liquid by deaeration such as ammonium carbonate are also suitable. Can be used. That is, when a high salt concentration solution in which ammonium carbonate is dissolved at high concentration is passed, water moves from the acidic solution (neutral water desalination and volume reduction treatment solution) side to the high salt concentration solution side by osmotic pressure. Then, along with the forward osmosis treatment of the raw water neutralization desalting and volume reducing treatment liquid, the ammonium carbonate in the liquid diluted by the movement of water can be easily separated as a gas by the degassing membrane. It can be used to prepare a salt concentration solution.

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。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.

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。   In the following, raw water (hereinafter referred to as “simulated raw water”) prepared by adjusting the cation resin regeneration simulated drainage of the condensate demineralizer to the composition shown in Table 2 below was used.

Figure 2012196630
Figure 2012196630

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。   Further, in the following, neutralization desalting treatment by the neutralization dialysis apparatus is performed by circulating the whole amount of raw water and alkaline solution, but the neutralization desalting treatment in the present invention is not performed at all. It is not limited to a process, You may circulate only a part of raw | natural water and an alkaline solution, and the whole amount may be passed in a transient manner.

[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。
[Example 1]
The simulated raw water was neutralized and desalted by passing through a neutralization dialysis apparatus (manufactured by Astom Co., Ltd.) whose wetted surface was coated with polytetrafluoroethylene.
A system diagram of this neutralization dialysis machine is shown in FIG. In FIG. 5, members having the same functions as those shown in FIG.

この中和透析装置では、原水槽1内の被処理液をポンプP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。 In this neutralization dialysis apparatus, the liquid to be treated in the raw water tank 1 is introduced into the raw water chamber 22 by the pump P 1 and then circulated through the raw water tank 1 while the alkaline solution in the alkaline solution storage tank 24 is used as the alkaline solution. The water is circulated through the chamber 23.

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。
Neutralization dialysis was performed as follows.
As the anion exchange membrane 21, an anion exchange membrane “Neocepta AHA” manufactured by Astom Co., Ltd. having excellent acid resistance and alkali resistance was used.
5 L of simulated raw water is put into the raw water tank 1 and circulated through the raw water chamber 22. On the other hand, as an alkaline solution, an NaOH aqueous solution (pH> 14, HCl molar concentration of 0.5 M of raw water) is used as an alkaline solution. 0.6L was prepared, introduced into the alkaline solution chamber 23 of the neutralization dialysis apparatus 2, and circulated through the alkaline solution storage tank 24.

原水循環ポンプP及びアルカリ溶液循環ポンプP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。 A diaphragm pump was used as the raw water circulation pump P 1 and the alkaline solution circulation pump P 2 , and water was passed so that the membrane surface flow rates of the raw water chamber 22 and the alkaline solution chamber 23 were both 6 cm / sec.

原水ポンプP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。 On the outlet side of the raw water pump P1, a pre-filter (security filter) 11 having a pore diameter of 10 μm was provided to remove particulate components in the raw water.

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。   During this treatment, the pH of the liquid in the raw water tank 1 was measured, and when the pH dropped to 7.0, circulation water flow was stopped.

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。   Table 3 shows the water quality of the neutralization desalting treatment liquid and the water quality and amount of the alkali solution (alkali waste liquid) after the neutralization desalting treatment.

Figure 2012196630
Figure 2012196630

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。   The alkaline waste solution after the neutralization desalting treatment was adjusted to pH 11.5, then passed through a catalytic oxidation apparatus and subjected to catalytic oxidation treatment under the following conditions. Table 4 shows the quality and amount of the catalyst-oxidized water thus obtained.

<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
<Catalytic oxidation conditions>
Catalyst: Cobalt-supported catalyst Oxidant: Sodium hypochlorite added 16300mg / L Water temperature: 50 ° C
SV: 1.5
pH: 11.5

処理水の水質を表4に示す。   Table 4 shows the quality of the treated water.

[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。
[Comparative Example 1]
The alkaline waste liquid obtained by the neutralization desalting treatment of Example 1 was biologically treated under the following conditions. Table 4 shows the quality and amount of the obtained biologically treated water.

<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℃
<Biological treatment conditions>
Method: Floating method After adjusting to pH 7.2 by adding acid, dilute by adding water, decompose COD components in organic decomposition tank, then nitrify ammonia to nitric acid in nitrification tank, then denitrification tank Nitric acid is denitrified in the tank, then excess COD in the denitrification process is decomposed in the re-aeration tank, and then the floating sludge is settled and separated in the sedimentation tank, and the separated water is taken out as treated water, and the settled sludge is decomposed into organic substances. Returned to the tank.
pH adjustment: organic matter decomposition tank pH 7.2
Nitrification tank pH 7.2
Denitrification tank pH 7.2
MLSS: 4000mg / L
Water temperature: 25 ° C

Figure 2012196630
Figure 2012196630

[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。
[Discussion]
In Example 1, the catalytically oxidized treated water satisfied the seawater drainage standards shown in Table 5 below, whereas the biologically treated water of Comparative Example 1 met the nitrogen standards, but the COD component derived from the biological metabolite had The wastewater standard is not achieved. In Comparative Example 1, it is necessary to further remove the COD component with an apparatus such as coagulation, filtration and activated carbon.
Moreover, since the comparative example 1 requires dilution, the amount of discharged water is about 2.5 times as large as that of the example 1, and the number of facilities is also large. From the viewpoint of maintenance and space, the comparative example 1 is It is determined to be inferior to Example 1.

Figure 2012196630
Figure 2012196630

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw water tank 2 Neutralization dialysis apparatus 3 Processed liquid circulation tank 4,4A Electrodeionization apparatus 5 Processed water tank 6 Distillation concentration apparatus 7 Submerged combustion apparatus 10 Catalytic oxidation apparatus 13 Industrial waste receiving tank 21 Anion exchange membrane 22 Raw water chamber 23 Alkaline solution Chamber 24 Alkaline solution storage tank 41 Anode 42 Cathode 43 Anion exchange membrane (A membrane)
44 Cation exchange membrane (C membrane)
45 Concentration chamber 46 Dilution chamber 47 Anode chamber 48 Cathode chamber

Claims (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。
An apparatus for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound,
The acidic solution is passed through the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber, and the alkaline solution is passed through the other chamber to neutralize and remove the acidic solution. Neutralizing and desalting equipment for salting;
An apparatus for treating an acidic liquid, comprising: a catalytic oxidation apparatus for catalytically oxidizing an alkaline liquid used for neutralization and desalting in the neutralization and desalting apparatus.
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。   In Claim 1, it has a concentration apparatus which concentrates the neutralization desalination processing liquid neutralized and desalted by the neutralization desalination apparatus, and the diluted liquid generated in the concentration apparatus is used for the neutralization and desalination. A processing apparatus for acidic liquid, wherein the apparatus is subjected to catalytic oxidation by a catalytic oxidation apparatus together with an alkaline liquid used. 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。   3. The acidic liquid treatment apparatus according to claim 2, wherein the concentration apparatus is any one of a distillation concentration apparatus, an electrodeionization apparatus, and an electrodialysis apparatus. 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。
An apparatus for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound,
The acidic solution is passed through the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber, and an alkaline solution having a higher osmotic pressure than the acidic solution is passed through the other chamber. A neutralization desalting and volume reducing device for neutralizing and desalting the acidic liquid;
An apparatus for treating an acidic liquid, comprising: a catalytic oxidation apparatus that catalytically oxidizes an alkaline liquid used for neutralization and desalting and volume reduction in the neutralization and desalting and volume reducing apparatus.
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。
A method for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound,
The acidic solution is passed through the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber, and the alkaline solution is passed through the other chamber to neutralize and remove the acidic solution. Neutralizing and desalting step to salt;
And a catalytic oxidation step of catalytically oxidizing the alkaline solution used for neutralization and desalting in the neutralization and desalting step.
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。   6. The method according to claim 5, further comprising a concentration step of concentrating the neutralized and desalted treatment solution neutralized and desalted in the neutralization and desalting step, and diluting the liquid generated in the concentration step into the neutralization and desalting. A method for treating an acidic liquid, characterized by catalytic oxidation in a catalytic oxidation step together with an alkaline liquid used. 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。   7. The method for treating an acidic liquid according to claim 6, wherein the concentration step is a step using any one of a distillation concentration device, an electrodeionization device, and an electrodialysis device. 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。
A method for treating an acidic liquid containing a nonionic or cationic water-soluble compound,
The acidic solution is passed through the one chamber separated by the anion exchange membrane into one chamber and the other chamber, and an alkaline solution having a higher osmotic pressure than the acidic solution is passed through the other chamber. Neutralizing and desalting and reducing the volume of the acidic solution by neutralization and desalting;
And a catalytic oxidation step of catalytically oxidizing the alkaline solution used for neutralization desalting and volume reduction in the neutralization desalting and volume reduction step.
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