JP2015136672A - 溶液中の陰イオン種の除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工業廃水等の溶液に、ジルコニウム(4価)やセリウム(4価)等の4価の原子価を有する金属イオンを吸着又は担持した使用済み陽イオン交換樹脂の粉砕物の吸着剤と、凝集剤とを併用して混合することにより溶液中の希薄濃度のフッ化物イオン等の陰イオン種を吸着し除去する。
【選択図】 図2
Description
イオン交換樹脂は数100μm〜1mm程度の粒径のポリスチレン等のプラスチックの多孔性の粒子である。これらの樹脂は通常、吸着カラムに充填し、これに処理液を通液することにより吸着が行われる。しかしながら液中の溶質が樹脂の細孔中を拡散して樹脂内部の吸着サイトに到達するには時間を要する。このため、通液中に樹脂の吸着サイトの内で実際に吸着に供されるのは樹脂表面に限られ、樹脂内部の吸着サイトには未吸着のまま吸着操作が進行する。したがって吸着カラムを用いて吸着を行った場合の溶質の飽和吸着量はバッチ操作で吸着を行った場合のそれに比較してかなり低くなる。
このようなトラブルは樹脂の粒径を小さくし、拡散距離を短縮させることにより解消される。一方、粒径を小さくし、微粉体にすることは吸着カラム中を液が円滑に通液することの障害となるため、微細な粒子の吸着剤を吸着カラムに充填して通液操作することは困難である。
このような観点から本発明では数100μm〜1mm程度の粒径の使用済みの陽イオン交換樹脂を破砕し、微細な粉末状にしたものを使用する。
図1中、三角印はジルコニウム(4価)イオンを吸着・担持していない樹脂粉末を加えた場合の計測値、菱形印はジルコニウム(4価)イオンを予め吸着・担持した樹脂粉末を加えた場合の計測値、丸印はジルコニウム(4価)イオンを予め吸着・担持した樹脂粉末と凝集剤とを併用した場合の計測値である。
実験条件としては、水溶液量=10mL、加えた樹脂粉末重量=15mg、加えた凝集剤重量=3mg、フッ化物イオンの初濃度=9.5mg/L、振り混ぜ時間=24時間、温度=30℃、となっている。
図2中、丸印はジルコニウム(4価)イオンを吸着・担持した樹脂粉末に凝集剤を添加した場合の計測値、菱形印はジルコニウム(4価)イオンを吸着・担持した樹脂粉末のみを用いて吸着を行った場合の計測値、四角印は凝集剤のみの場合の計測値である。
実験条件としては、温度=30℃、pH=5、振り混ぜ時間=24時間、液体積=10mL、樹脂粉末重量=15mg、凝集剤の添加量=3mg、となっている。
図3中、菱形印はジルコニウム(4価)イオンを吸着・担持した粉体を用いて実際の電気メッキ廃液中からのフッ化物イオンの吸着を行った場合の計測値、丸印はジルコニウム(4価)イオンを吸着・担持した粉体と吸着剤の粉体重量に対して20重量%の凝集剤とを併用して同じ条件でフッ化物イオンの吸着を行った場合の計測値である。
実験条件としては、水溶液の体積=10mL、温度=30℃、フッ化物イオンの初濃度 = 12.2mg/L、振り混ぜ時間=24時間、pH=6.7、となっている。
図4中、丸印は10mg/Lの濃度のフッ化物イオンと10〜100mg/Lの濃度の塩化物イオンの場合の計測値、菱形印は10mg/Lの濃度のフッ化物イオンと10〜100mg/Lの濃度の硝酸イオンの場合の計測値、三角印は10mg/Lの濃度のフッ化物イオンと10〜100mg/Lの濃度の硫酸イオンの場合の計測値である。
実験条件としては、温度=30℃、フッ化物イオンの初濃度 =12.2mg/L、振り混ぜ時間=24時間、pH=5.7、となっている。
実験条件としては、水酸化ナトリウム水溶液の体積=10mL、フッ化物イオンを吸着させた凝集・沈殿物の乾燥重量=25mg、凝集・沈殿物中のフッ化物イオンの含有量=10.87mg/g、振り混ぜ時間=24時間、温度=30℃、となっている。
Claims (7)
- 溶液中から陰イオン種を除去する方法であって、
前記溶液に粉末状のイオン交換体と凝集剤とを混合することによって、
前記粉末状のイオン交換体に前記溶液中に含まれる前記陰イオン種を吸着させ、前記粉末状のイオン交換体を前記凝集剤によって凝集沈殿させて固液分離を行い前記溶液中の前記陰イオン種を除去することを特徴とする溶液中からの陰イオン種の除去方法。 - 請求項1に記載の溶液中からの陰イオン種の除去方法において、前記粉末状のイオン交換体に使用済みの陽イオン交換樹脂の破砕物を用いることを特徴とする溶液中からの陰イオン種の除去方法。
- 請求項1又は2に記載の溶液中からの陰イオン種の除去方法において、前記溶液に前記粉末状のイオン交換体と前記凝集剤とを混合する順番は、前記粉末状のイオン交換体を前記溶液に混合して前記溶液中に含まれる陰イオン種を前記粉末状のイオン交換体に吸着させた後に、前記凝集剤を前記溶液に混合することを特徴とする溶液中からの陰イオン種の除去方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶液中からの陰イオン種の除去方法において、前記粉末状のイオン交換体に予め3価又は4価の原子価を有する金属イオンが吸着・担持されていることを特徴とする溶液中からの陰イオン種の除去方法。
- 請求項4に記載の溶液中からの陰イオン種の除去方法において、前記4価の原子価を有する金属イオンに4価のジルコニウムイオン、または4価のセリウムイオンを用いることを特徴とする溶液中からの陰イオン種の除去方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の溶液中からの陰イオン種の除去方法において、前記凝集沈殿させた前記粉末状のイオン交換体と塩基性水溶液とを接触させることにより前記粉末状のイオン交換体に吸着した前記陰イオン種を前記塩基性水溶液中に溶離・回収するとともに、前記粉末状のイオン交換体を前記陰イオン種の再度の除去のために再生することを特徴とする溶液中からの陰イオン種の除去方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の溶液中からの陰イオン種の除去方法において、除去する前記陰イオン種がフッ化物イオン、またはリン酸イオン、または砒酸イオン、または亜砒酸イオン、またはアンチモン酸イオン、または亜アンチモン酸イオン、またはバナジン酸イオン、またはモリブデン酸イオン、またはタングステン酸イオン、またはレニウム酸イオンであることを特徴とする溶液中からの陰イオン種の除去方法。
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