JP2014121709A - イオン交換樹脂のホウ素汚染防止方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イオン交換樹脂を再生剤と接触させて再生する方法において、再生に先立ち、該再生剤をホウ素除去手段で処理してホウ素を除去することを特徴とするイオン交換樹脂の再生方法。再生型イオン交換装置と、該再生型イオン交換装置に再生剤を供給する再生剤供給ラインとを有する超純水製造装置において、該再生剤供給ラインにホウ素除去手段が設けられていることを特徴とする超純水製造装置。
【選択図】図1
Description
・非再生型イオン交換装置でも除去し得ない不純物が残留し、超純水の要求水質を満たすことができない。
・非再生型イオン交換装置でこのような不純物を高度に除去しようとすると、非再生型イオン交換装置のBTC(Break through capacity:貫流交換容量)が非常に少なくなり、交換頻度が高くなる。
本発明のイオン交換樹脂の再生方法は、イオン交換樹脂を再生剤と接触させて再生するに当たり、再生に用いる再生剤をホウ素除去手段で処理してホウ素を除去することを特徴とするものである。
・カチオン交換膜を用いた電解装置
・連続式電気脱イオン装置
・アニオン交換樹脂
・アニオン交換フィルタ
・アニオン交換膜
アニオン交換樹脂100mLを清浄なポリプロピレン製容器に採取し、これに、高純度硝酸(4重量%)500mLを添加して1時間振とう(5ストローク/秒)させた後、硝酸中のホウ素濃度をICPMSにより測定し、以下の式から、アニオン交換樹脂中のホウ素濃度を算出した。
樹脂のホウ素含有量(μg/L−アニオン交換樹脂)
=[ICPMS分析値(μg/L)×硝酸量(0.5L)]/樹脂量(0.1L)
再生薬剤のNaOHを超純水(ホウ素濃度<1ng/L)で4重量%濃度に希釈して再生剤(以下「再生剤A」と称す。)とした。
再生剤Aのホウ素濃度を測定したところ20μg asB/L−4重量%NaOH水溶液であった。
この再生剤Aをホウ素選択性イオン交換樹脂(三菱化学(株)製ホウ素キレート樹脂「ダイヤイオン(登録商標)CRB03」)を充填したカラムにSV=10hr−1で通液してホウ素の除去処理を行った(ホウ素除去処理した再生剤Aを「再生剤B」と称す。)。
この再生剤Bのホウ素濃度は10μg asB/L−4重量%NaOH水溶液であった。
これらの結果を表1に示した。
実施例1において、再生剤Bの代りに再生剤Aを用いたこと以外は同様に再生後のアニオン交換樹脂の再生を行い、同様にアニオン交換樹脂のホウ素含有量を測定すると共に、アニオン交換樹脂充填カラムに超純水を通水して流出水中のホウ素濃度を測定し、結果を表1に示した。
図2に示すカチオン交換膜を用いた電解装置を用いて再生剤のホウ素除去処理を行った。
用いた電解装置(角型のセル)の各部の仕様は次の通りである。
有効面積:2dm2
陽極:Ti−Ptメッキ板
陰極:SUS316板
カチオン交換膜:ディユポン社製「ナフィオン(登録商標)112」
電流は2.0A、電圧は5Vで操作した。その結果、陰極室からはNaOH濃度24重量%、ホウ素濃度12μg asB/L(2μg asB/L−4重量%NaOH水溶液)のホウ素除去NaOH水溶液を得ることができ、陽極室からはNaOH24重量%、ホウ素濃度860μg asB/Lのホウ素が濃縮されたNaOH水溶液が得られた。
このアニオン交換樹脂を超純水(ホウ素濃度<1ng/L)で洗浄した後、500mLを秤り取り、H形転換率が99.95%以上のカチオン交換樹脂(ダウケミカル社製「モノスフィアCUPW(H)」)500mLと混合して、アクリル製カラム(直径40mm、高さ800mm)に充填して混床式イオン交換装置を作製した。
2 再生剤貯槽
4 ホウ素除去手段
5 再生薬剤貯槽
8 希釈水槽
10 電解セル
11 カチオン交換膜
12 陽極室
13 陰極室
・非再生型イオン交換装置でも除去し得ない不純物が残留し、超純水の要求水質を満たすことができない。
・非再生型イオン交換装置でこのような不純物を高度に除去しようとすると、非再生型イオン交換装置のBTC(Break through capacity:貫流交換容量)が非常に少なくなり、交換頻度が高くなる。
本発明のイオン交換樹脂のホウ素汚染防止方法は、イオン交換樹脂を再生剤と接触させて再生するに当たり、再生に用いる再生剤をホウ素除去手段で処理してホウ素を除去することを特徴とするものである。
・カチオン交換膜を用いた電解装置
・連続式電気脱イオン装置
・アニオン交換樹脂
・アニオン交換フィルタ
・アニオン交換膜
アニオン交換樹脂100mLを清浄なポリプロピレン製容器に採取し、これに、高純度硝酸(4重量%)500mLを添加して1時間振とう(5ストローク/秒)させた後、硝酸中のホウ素濃度をICPMSにより測定し、以下の式から、アニオン交換樹脂中のホウ素濃度を算出した。
樹脂のホウ素含有量(μg/L−アニオン交換樹脂)
=[ICPMS分析値(μg/L)×硝酸量(0.5L)]/樹脂量(0.1L)
再生薬剤のNaOHを超純水(ホウ素濃度<1ng/L)で4重量%濃度に希釈して再生剤(以下「再生剤A」と称す。)とした。
再生剤Aのホウ素濃度を測定したところ20μg asB/L−4重量%NaOH水溶液であった。
この再生剤Aをホウ素選択性イオン交換樹脂(三菱化学(株)製ホウ素キレート樹脂「ダイヤイオン(登録商標)CRB03」)を充填したカラムにSV=10hr−1で通液してホウ素の除去処理を行った(ホウ素除去処理した再生剤Aを「再生剤B」と称す。)。
この再生剤Bのホウ素濃度は10μg asB/L−4重量%NaOH水溶液であった。
これらの結果を表1に示した。
実施例1において、再生剤Bの代りに再生剤Aを用いたこと以外は同様に再生後のアニオン交換樹脂の再生を行い、同様にアニオン交換樹脂のホウ素含有量を測定すると共に、アニオン交換樹脂充填カラムに超純水を通水して流出水中のホウ素濃度を測定し、結果を表1に示した。
図2に示すカチオン交換膜を用いた電解装置を用いて再生剤のホウ素除去処理を行った。
用いた電解装置(角型のセル)の各部の仕様は次の通りである。
有効面積:2dm2
陽極:Ti−Ptメッキ板
陰極:SUS316板
カチオン交換膜:ディユポン社製「ナフィオン(登録商標)112」
電流は2.0A、電圧は5Vで操作した。その結果、陰極室からはNaOH濃度24重量%、ホウ素濃度12μg asB/L(2μg asB/L−4重量%NaOH水溶液)のホウ素除去NaOH水溶液を得ることができ、陽極室からはNaOH24重量%、ホウ素濃度860μg asB/Lのホウ素が濃縮されたNaOH水溶液が得られた。
このアニオン交換樹脂を超純水(ホウ素濃度<1ng/L)で洗浄した後、500mLを秤り取り、H形転換率が99.95%以上のカチオン交換樹脂(ダウケミカル社製「モノスフィアCUPW(H)」)500mLと混合して、アクリル製カラム(直径40mm、高さ800mm)に充填して混床式イオン交換装置を作製した。
2 再生剤貯槽
4 ホウ素除去手段
5 再生薬剤貯槽
8 希釈水槽
10 電解セル
11 カチオン交換膜
12 陽極室
13 陰極室
Claims (5)
- イオン交換樹脂を再生剤と接触させて再生する方法において、再生に先立ち、該再生剤をホウ素除去手段で処理してホウ素を除去することを特徴とするイオン交換樹脂の再生方法。
- 請求項1において、前記再生剤をホウ素除去手段で処理することにより、該再生剤のホウ素濃度を30μg asB/L−0.1Nアルカリ溶液以下とすることを特徴とするイオン交換樹脂の再生方法。
- 請求項1又は2において、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂であり、前記再生剤が水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とするイオン交換樹脂の再生方法。
- 再生型イオン交換装置と、該再生型イオン交換装置に再生剤を供給する再生剤供給ラインとを有する超純水製造装置において、該再生剤供給ラインにホウ素除去手段が設けられていることを特徴とする超純水製造装置。
- 請求項4において、前記再生剤供給ラインは、再生剤の希釈手段を有し、前記ホウ素除去手段は該希釈手段の下流側に設けられていることを特徴とする超純水製造装置。
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