JP2016187789A - Method for neutralizing alkali solution, neutralization device, water treatment method and water treatment device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably neutralize an alkali solution discharged through a treatment of radioactive liquid waste etc., within a range of pH 3-10, without injecting chemicals.SOLUTION: Treatment-target water is sequentially passed through an alkali type titanic acid adsorbent column 1 and a hydrogen type titanic acid adsorbent column 2. When the water passes through the alkali type titanic acid adsorbent column 1, an alkaline component is eluted and the pH of the treatment water increases. However, by passing the obtained alkali solution through the hydrogen type titanic acid adsorbent column 2 in the subsequent stage, an ionic exchange occurs between an alkali metal ion and a hydrogen ion, and the alkali metal ion is absorbed and the hydrogen ion is discharged, so that the pH can be lowered.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アルカリ液を薬液注入することなく中和する方法及び装置に関する。本発明はまた、この中和技術を利用した水処理方法と水処理装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for neutralizing an alkaline solution without injecting a chemical solution. The present invention also relates to a water treatment method and a water treatment apparatus using this neutralization technique.

処理対象液をpH調整する場合、通常、塩酸や苛性ソーダといった酸、アルカリを時分割比例制御やON−OFF制御により薬注することで目的pHに調整することが行われている。
このように、薬注によってpH調整した場合、薬注した薬液分だけ排水量が増え、また、中和用の薬液タンクや薬注装置等の設置スペースが必要となるという課題がある。
When adjusting the pH of the solution to be treated, adjustment to the target pH is usually performed by pouring an acid or alkali such as hydrochloric acid or caustic soda by time-division proportional control or ON-OFF control.
Thus, when pH is adjusted by chemical injection, there is a problem that the amount of drainage is increased by the amount of chemical solution that has been injected, and a space for installing a chemical solution tank, a chemical injection device, etc. for neutralization is required.

排水の種類によって、例えば、放射性廃液の処理では、排水量を増やすことは好ましくなく、排水量を増やすことのない、無薬注のpH調整が求められている。
例えば、特許文献1,2に記載されるチタン酸塩を使用した放射性Sr含有水の処理方法では、以下の通りpH調整が必要となるが、このpH調整は無薬注で行うことが望まれる。
Depending on the type of wastewater, for example, in the treatment of radioactive liquid waste, it is not preferable to increase the amount of wastewater, and no chemical injection pH adjustment is required without increasing the amount of wastewater.
For example, in the method for treating radioactive Sr-containing water using titanate described in Patent Documents 1 and 2, pH adjustment is required as follows, but this pH adjustment is desired to be performed without chemical injection. .

即ち、特許文献1,2に記載されるようなチタン酸アルカリ金属塩を使用した放射性Srのイオン交換による除去は、プロセスがシンプルかつ高い除去効果を示すが、チタン酸塩からのカリウムやナトリウム等のアルカリ金属イオンとSrイオンとのイオン交換によりアルカリ成分が溶出するので、処理水は一般的にpH10〜13のアルカリ性となる。この処理水は、後段プロセスの処理や保管時の取扱性の改善のため、中性域に中和しなければならない場合があるが、この場合において、薬注による中和を行うと放射性廃液量が増加するので、廃液量を増やすことなくアルカリ液を中和する技術が求められる。
また、放射性廃液処理のプロセスはシンプルであることが好ましく、無薬注として、薬注設備などの制御設備を簡略化できることは、運転管理面で優位となる。この観点からも無薬注での中和が望まれる。
That is, the removal of radioactive Sr by ion exchange using alkali metal titanate as described in Patent Documents 1 and 2 shows a simple and high removal effect, but potassium and sodium from titanate, etc. Since the alkali component is eluted by ion exchange between the alkali metal ions and Sr ions, the treated water is generally alkaline with a pH of 10 to 13. This treated water may need to be neutralized in the neutral zone for the purpose of improving the handling of the subsequent process and storage, but in this case, the amount of radioactive liquid waste is neutralized by chemical injection. Therefore, a technique for neutralizing the alkaline liquid without increasing the amount of waste liquid is required.
Moreover, it is preferable that the process of the radioactive liquid waste treatment is simple, and it is advantageous in terms of operation management that control equipment such as chemical injection equipment can be simplified as non-chemical injection. From this point of view, neutralization without chemical injection is desired.

なお、無薬注でpH調整する方法として、H型陽イオン交換樹脂を用いる方法が知られているが、H型陽イオン交換樹脂によるpH調整では、後掲の比較例1に示されるように、pHが大きく低下してしまい、中性域にpH調整することは難しい。   In addition, as a method of adjusting the pH without chemical injection, a method using an H-type cation exchange resin is known. However, in pH adjustment using an H-type cation exchange resin, as shown in Comparative Example 1 described later. The pH is greatly reduced, and it is difficult to adjust the pH to a neutral range.

特開2013−246145号公報JP 2013-246145 A 特許第4428541号公報Japanese Patent No. 4428541

本発明は、放射性廃液の処理等で排出されるアルカリ液を、薬液注入することなく、pH3〜10の範囲に安定に中和する方法及び装置と、この技術を利用した水処理方法及び水処理装置を提供することを課題とする。   The present invention relates to a method and apparatus for stably neutralizing an alkaline liquid discharged in the treatment of radioactive waste liquid or the like into a pH range of 3 to 10 without injecting a chemical solution, and a water treatment method and a water treatment using this technique. It is an object to provide an apparatus.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、水素型チタン酸吸着剤を用いることにより、pH3〜10の中性域に安定的にpH調整することができることを見出した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the pH can be stably adjusted to a neutral range of pH 3 to 10 by using a hydrogen-type titanate adsorbent.
The present invention has been achieved based on such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] アルカリ液を水素型チタン酸吸着剤に接触させることを特徴とするアルカリ液の中和方法。 [1] A method for neutralizing an alkaline liquid, comprising contacting the alkaline liquid with a hydrogen titanate adsorbent.

[2] [1]において、前記アルカリ液が、被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤に接触させることにより得られたものであることを特徴とするアルカリ液の中和方法。 [2] The method for neutralizing an alkaline liquid according to [1], wherein the alkaline liquid is obtained by bringing water to be treated into contact with an alkaline titanate adsorbent.

[3] [1]又は[2]において、前記水素型チタン酸吸着剤が、二チタン酸カリウムのカリウム原子を水素原子と置換して得られた水素型チタン酸を含むことを特徴とするアルカリ液の中和方法。 [3] In [1] or [2], the hydrogen-type titanic acid adsorbent contains hydrogen-type titanic acid obtained by replacing the potassium atom of potassium dititanate with a hydrogen atom. Liquid neutralization method.

[4] [1]ないし[3]のいずれかにおいて、前記アルカリ液をpH3〜10の範囲に中和することを特徴とするアルカリ液の中和方法。 [4] The method for neutralizing an alkaline liquid according to any one of [1] to [3], wherein the alkaline liquid is neutralized in a pH range of 3 to 10.

[5] 被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤に接触させた後、水素型チタン酸吸着剤に接触されることを特徴とする水処理方法。 [5] A water treatment method comprising contacting water to be treated with an alkaline titanate adsorbent and then contacting with a hydrogen titanate adsorbent.

[6] [5]において、被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤を充填した吸着層に通水した後、水素型チタン酸吸着剤を充填した吸着層に通水することを特徴とする水処理方法。 [6] The water according to [5], wherein water to be treated is passed through an adsorption layer filled with an alkali-type titanate adsorbent and then passed through an adsorption layer filled with a hydrogen-type titanate adsorbent. Processing method.

[7] 水素型チタン酸吸着剤を充填した吸着容器又は吸着塔を有するアルカリ液の中和装置。 [7] An alkali liquid neutralizing apparatus having an adsorption vessel or adsorption tower filled with a hydrogen-type titanate adsorbent.

[8] [7]において、前記水素型チタン酸吸着剤が、二チタン酸カリウムのカリウム原子を水素原子と置換して得られる水素型チタン酸を含むことを特徴とするアルカリ液の中和装置。 [8] In [7], the hydrogen-type titanic acid adsorbent contains hydrogen-type titanic acid obtained by substituting the potassium atom of potassium dititanate with a hydrogen atom. .

[9] アルカリ型チタン酸吸着剤を充填した吸着容器又は吸着塔と、水素型チタン酸吸着剤を充填した吸着容器又は吸着塔とを有し、被処理水がこの順で直列に通水されることを特徴とする水処理装置。 [9] An adsorption vessel or adsorption tower filled with an alkaline titanate adsorbent and an adsorption vessel or adsorption tower filled with a hydrogen titanate adsorbent, and water to be treated are passed in series in this order. A water treatment apparatus.

[10] [9]において、前記アルカリ型チタン酸吸着剤が二チタン酸カリウムを含み、前記水素型チタン酸吸着剤が二チタン酸カリウムのカリウム原子を水素原子と置換して得られる水素型チタン酸を含むことを特徴とするアルカリ液の中和方法。 [10] The hydrogen-type titanium obtained in [9], wherein the alkali-type titanate adsorbent contains potassium dititanate, and the hydrogen-type titanate adsorbent replaces the potassium atom of potassium dititanate with a hydrogen atom. A method for neutralizing an alkaline solution comprising an acid.

[11] [9]又は[10]において、前記吸着容器又は吸着塔の形状が円筒状であることを特徴とする水処理装置。 [11] The water treatment apparatus according to [9] or [10], wherein the adsorption vessel or the adsorption tower has a cylindrical shape.

[12] [11]において、前記円筒状吸着容器又は吸着塔内に形成された前記吸着剤の充填層の高さ/直径比が1〜10であることを特徴とする水処理装置。 [12] The water treatment apparatus according to [11], wherein a height / diameter ratio of the packed bed of the adsorbent formed in the cylindrical adsorption vessel or adsorption tower is 1 to 10.

[13] [9]ないし[12]のいずれかにおいて、前記吸着容器又は吸着塔内の上部及び/又は下部に多孔板を有することを特徴とする水処理装置。 [13] The water treatment apparatus according to any one of [9] to [12], wherein a perforated plate is provided in an upper part and / or a lower part in the adsorption vessel or the adsorption tower.

[14] [13]において、前記多孔板が格子状又は細隙状構造であることを特徴とする水処理装置。 [14] The water treatment device according to [13], wherein the perforated plate has a lattice-like or slit-like structure.

[15] [15]において、前記多孔板の格子間隔又は細隙間隔が0.1〜0.5mmであることを特徴とする水処理装置。 [15] The water treatment device according to [15], wherein the perforated plate has a lattice interval or a narrow gap interval of 0.1 to 0.5 mm.

[16] [9]ないし[15]のいずれかに記載の水処理装置に被処理水を通水することを特徴とする水処理方法。 [16] A water treatment method comprising passing water to be treated through the water treatment apparatus according to any one of [9] to [15].

本発明によれば、薬液注入することなく、従って、廃液量を増やすことなく、アルカリ液をpH3〜10の範囲の所望のpHに安定的に中和することができる。
本発明によれば、薬液を用いて中和する場合に必要な薬注設備や薬注制御が不要となり、プロセスの簡略化を図ることができる。
According to the present invention, the alkaline liquid can be stably neutralized to a desired pH in the range of pH 3 to 10 without injecting the chemical liquid and therefore without increasing the amount of waste liquid.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the chemical injection equipment and chemical injection control required when neutralizing using a chemical | medical solution become unnecessary, and simplification of a process can be aimed at.

本発明の水処理装置の実施の形態の一例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows an example of embodiment of the water treatment apparatus of this invention. 参考例1、比較例1及び実施例1の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the reference example 1, the comparative example 1, and Example 1. FIG.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<メカニズム>
アルカリ性の液を水素型チタン酸吸着剤と接触させると、液中のアルカリ金属イオンと水素型チタン酸吸着剤の水素イオンとのイオン交換が起こり、アルカリ金属イオンが水素型チタン酸吸着剤に吸着され、代りに水素型チタン酸吸着剤から水素イオンが放出されることでpHを下げることができる。
アルカリ液がアルカリ型チタン酸吸着剤による処理でアルカリ性となったものである場合は、アルカリ型チタン酸吸着剤による処理で、アルカリ型チタン酸吸着剤からアルカリ成分が溶出して処理水pHは上昇するが、その後、水素型チタン酸吸着剤と接触させることで、アルカリ金属イオンと水素イオンとのイオン交換が起こり、アルカリ金属イオンが吸着されて水素イオンが放出されるため、pHを下げることができる。
<Mechanism>
When an alkaline liquid is brought into contact with a hydrogen titanate adsorbent, ion exchange occurs between the alkali metal ions in the liquid and the hydrogen ions of the hydrogen titanate adsorbent, and the alkali metal ions are adsorbed on the hydrogen titanate adsorbent. Instead, the pH can be lowered by releasing hydrogen ions from the hydrogen-type titanate adsorbent.
If the alkaline solution is made alkaline by the treatment with the alkaline titanate adsorbent, the alkaline component is eluted from the alkaline titanate adsorbent and the pH of the treated water is increased by the treatment with the alkaline titanate adsorbent. However, after that, contact with a hydrogen titanate adsorbent causes ion exchange between alkali metal ions and hydrogen ions, and alkali metal ions are adsorbed and hydrogen ions are released, so that the pH can be lowered. it can.

なお、本発明において「中和」とは、アルカリ液のpHを下げる広義の中和を意味し、本発明による中和処理で得られる処理水のpHは、一般的にpH3〜10の範囲において、中和処理水の用途(中和処理の後段の処理の種類)により適宜決定される。
例えば、後段でアニオン交換処理を行う場合は、pHが低い方が好適であり、通常の場合、pH3〜7程度に中和処理する。また、中和処理水を公共水域へ放流する場合は、水質汚濁防止法で定める排水基準を遵守する必要があり、当該基準は海域以外でpH5.8〜8.6、海域でpH5.0〜9.0であるので、このようなpH値に中和処理することが必要となる。
In the present invention, “neutralization” means broad neutralization to lower the pH of the alkaline solution, and the pH of the treated water obtained by the neutralization treatment according to the present invention is generally in the range of pH 3-10. It is appropriately determined depending on the use of the neutralized water (the type of treatment subsequent to the neutralization treatment).
For example, when anion exchange treatment is performed in the latter stage, it is preferable that the pH is lower, and in general, neutralization is performed to about pH 3 to 7. In addition, when discharging neutralized treated water to public water areas, it is necessary to comply with the drainage standards stipulated in the Water Pollution Control Law, and these standards are pH 5.8 to 8.6 outside the sea area, and pH 5.0 to 8.6 in the sea area. Since it is 9.0, it is necessary to neutralize to such a pH value.

<アルカリ液>
本発明において、中和処理に供するアルカリ液は、好ましくは、水素イオンとイオン交換されるアルカリ金属イオンを含有するものであり、特に、本発明による中和処理は、アルカリ型チタン酸吸着剤による処理でアルカリ金属イオンを含み、pH10〜13程度のアルカリ性となったアルカリ液の中和に好適である。
<Alkaline solution>
In the present invention, the alkali liquid to be subjected to the neutralization treatment preferably contains an alkali metal ion that is ion-exchanged with hydrogen ions. In particular, the neutralization treatment according to the present invention is performed using an alkaline titanate adsorbent. It is suitable for neutralizing an alkaline solution containing alkali metal ions and having become alkaline with a pH of about 10 to 13 in the treatment.

以下、本発明のアルカリ液の中和方法及び中和装置を、アルカリ型チタン酸吸着剤による処理で得られるアルカリ液の中和に適用した場合を例示して説明するが、本発明により中和処理するアルカリ液は、何らアルカリ型チタン酸吸着剤による処理で得られたものに限定されるものではない。   Hereinafter, the neutralization method and neutralization apparatus of the present invention will be described by exemplifying the case where it is applied to neutralization of an alkaline liquid obtained by treatment with an alkaline titanate adsorbent. The alkaline solution to be treated is not limited to those obtained by treatment with an alkaline titanate adsorbent.

<アルカリ型チタン酸吸着剤>
アルカリ型チタン酸吸着剤としては、イオン交換能を有する二チタン酸カリウム(KTi)や四チタン酸カリウム(KTi)、三チタン酸ナトリウム(NaTi)等のチタン酸アルカリ金属塩が好ましく、その平均粒子径は1〜150μmであることが好ましい。
また、取り扱い性の面から、アルカリ型チタン酸吸着剤は、上記のチタン酸アルカリ金属塩をバインダーを用いて粒径150〜3000μmの範囲に成形したものが好ましい。
<Alkali type titanate adsorbent>
Examples of the alkali type titanate adsorbent include potassium dititanate (K 2 Ti 2 O 5 ), potassium tetratitanate (K 2 Ti 4 O 9 ), and sodium trititanate (Na 2 Ti 3 O) having ion exchange ability. 7 ) etc. are preferable, and it is preferable that the average particle diameter is 1-150 micrometers.
Further, from the viewpoint of handleability, the alkali type titanate adsorbent is preferably obtained by molding the above alkali metal titanate salt into a particle size range of 150 to 3000 μm using a binder.

バインダーとしては、例えば、ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、アロフェン、ハロイサイト、イモゴライト、カオリナイト等の粘土鉱物;ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カルシウム、メタケイ酸マグネシウム、メタケイ酸アルミン酸ナトリウム、メタケイ酸アルミン酸カルシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウムなどのケイ酸塩化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
これらのうち、バインダーとしては、化成品であるケイ酸塩化合物よりも天然物である粘土鉱物を用いる方が安価に製造できる点で好ましく、さらに、粘土鉱物の中でも粒状体の機械的強度の点でアタパルジャイトやセピオライト等の繊維状の粘土鉱物を用いることが好ましい。
Examples of the binder include clay minerals such as bentonite, attapulgite, sepiolite, allophane, halloysite, imogolite, kaolinite; sodium silicate, calcium silicate, magnesium silicate, sodium metasilicate, calcium metasilicate, magnesium metasilicate, metasilicate Examples thereof include silicate compounds such as sodium acid aluminate, calcium aluminate metasilicate, and magnesium aluminate metasilicate. These may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
Among these, as the binder, it is preferable to use a natural clay mineral rather than a chemical silicate compound because it can be produced at a low cost, and among the clay minerals, the mechanical strength of the granular material is also preferred. It is preferable to use fibrous clay minerals such as attapulgite and sepiolite.

また、成形時には、造粒に必要な塑性を与える可塑剤も同様に添加することが好ましい。上記可塑剤としては、例えば、デンプン、コーンスターチ、糖蜜、乳糖、セルロース、セルロース誘導体、ゼラチン、デキストリン、アラビアゴム、アルギン酸、ポリアクリル酸、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、水、メタノール、エタノール等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。   Moreover, it is preferable to add the plasticizer which gives the plasticity required for granulation similarly at the time of shaping | molding. Examples of the plasticizer include starch, corn starch, molasses, lactose, cellulose, cellulose derivatives, gelatin, dextrin, gum arabic, alginic acid, polyacrylic acid, glycerin, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol (PVA), and polyvinyl pyrrolidone (PVP). , Water, methanol, ethanol and the like. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

チタン酸アルカリ金属塩とバインダーと可塑剤を所定の混合比で混合した後、造粒成形し、乾燥させた後、焼成することで、機械的強度が向上し、輸送中等に加えられる振動や衝撃等による破砕や、水に投入したときの一次粒子の脱落を抑制することができる。   After mixing the alkali metal titanate, binder, and plasticizer at a predetermined mixing ratio, granulated and dried, and then fired, the mechanical strength is improved and vibration and impact applied during transportation, etc. It is possible to suppress crushing due to the like, and dropping of primary particles when thrown into water.

バインダーの使用量は、特に限定されるものではなく、チタン酸アルカリ金属塩粉末1質量部に対し、0.1〜0.5質量部であることが好ましい。バインダーの使用量が少な過ぎると、得られる粒状体の強度が弱く、輸送中等に加えられる振動や衝撃等によって破砕したり、水に投入したときに一次粒子が脱落したりするおそれがある。バインダーの使用量が多過ぎると、カチオン交換の活性部位であるチタン酸アルカリ金属塩の割合が小さくなるため、カチオン交換容量(放射性物質吸着量)が小さくなってしまう。   The usage-amount of a binder is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1-0.5 mass part with respect to 1 mass part of alkali metal titanate powder. When the amount of the binder used is too small, the strength of the obtained granular material is weak, and there is a possibility that the primary particles may fall off when crushed by vibrations or impacts applied during transportation or the like, or when poured into water. When the amount of the binder used is too large, the proportion of the alkali metal titanate that is the active site for cation exchange becomes small, so that the cation exchange capacity (radioactive material adsorption amount) becomes small.

可塑剤の使用量は、特に限定されるものではなく、チタン酸アルカリ金属塩粉末1質量部に対し0.01〜0.1質量部であることが好ましい。可塑剤の使用量が上記範囲内であれば、チタン酸アルカリ金属塩粉末を効果的に成形することができる。   The usage-amount of a plasticizer is not specifically limited, It is preferable that it is 0.01-0.1 mass part with respect to 1 mass part of alkali metal titanate powder. If the amount of the plasticizer used is within the above range, the alkali metal titanate powder can be effectively molded.

なお、製造コストを考慮すると、使用する可塑剤は水であることが好ましく、さらには、水と接触すると増粘する性質を有し、その粘化作用により粒子同士の結合に寄与する物質と水とを併用することが好ましい。この点を考慮すると、可塑剤として、水とセルロース誘導体やPVA等とを併用することが好ましい。   In consideration of the production cost, the plasticizer used is preferably water, and further has a property of thickening when it comes into contact with water, and the substance that contributes to the bonding of the particles by its thickening action and water. It is preferable to use together. Considering this point, it is preferable to use water and a cellulose derivative, PVA or the like in combination as a plasticizer.

可塑剤として水とセルロース誘導体及び/又はPVAとを併用する場合、バインダーにおける水とセルロース誘導体及び/又はPVAとの配合比(質量基準)は、1000:1〜10:1であることが好ましい。配合比がこの範囲内であれば、チタン酸アルカリ金属塩粉末を効果的に成形することができる。   When water and a cellulose derivative and / or PVA are used in combination as a plasticizer, the blending ratio (mass basis) of water and the cellulose derivative and / or PVA in the binder is preferably 1000: 1 to 10: 1. If the blending ratio is within this range, the alkali metal titanate powder can be effectively molded.

バインダーと可塑剤を用いてチタン酸アルカリ金属塩の粉末を成形する方法としては、例えば、チタン酸アルカリ金属塩粉末とアタパルジャイト等のバインダーを混合し、可塑剤である水とセルロース誘導体等とを混合した粘性流体をチタン酸アルカリ金属塩とアタパルジャイトの混合粉末に添加しながら造粒成形する方法、アタパルジャイト等のバインダーとセルロース等の可塑剤を粉体のままチタン酸アルカリ金属塩粉末に混合し、水等の液体を添加しながら造粒成形する方法等が挙げられる。   As a method of forming an alkali metal titanate powder using a binder and a plasticizer, for example, an alkali metal titanate powder and a binder such as attapulgite are mixed, and water, which is a plasticizer, and a cellulose derivative are mixed. A method of granulating while adding the viscous fluid added to the mixed powder of alkali metal titanate and attapulgite, a binder such as attapulgite and a plasticizer such as cellulose are mixed with powder of alkali metal titanate and water A method of granulating and forming while adding a liquid such as the above.

この造粒成形法としては、具体的には、ドラム型造粒機、皿型造粒機等を使用した転動造粒法;フレキソミックス、バーティカルグラニュレーター等を使用した混合撹拌造粒法;スクリュー型押出造粒機、ロール型押出造粒機、ブレード型押出造粒機、自己成形型押出造粒機等を使用した押出造粒法;打錠形造粒機、ブリケット形造粒機等を使用した圧縮造粒法;吹き上げる流体(主として空気)中にチタン酸アルカリ金属塩粉末とバインダーを浮遊懸濁させた状態に保ちながら水やアルコール等のバインダーを噴霧して造粒する流動層造粒法等が挙げられるが、粒状体に成形することを考慮すると、転動造粒法又は混合撹拌造粒法が好ましい。   Specifically, as this granulation molding method, a rolling granulation method using a drum granulator, a dish granulator or the like; a mixed stirring granulation method using a flexo-mix, a vertical granulator or the like; Extrusion granulation method using screw type extrusion granulator, roll type extrusion granulator, blade type extrusion granulator, self-molding type extrusion granulator; tablet type granulator, briquette type granulator, etc. Compressive granulation method using a fluidized bed that granulates by spraying a binder such as water or alcohol while keeping the alkali metal titanate powder and binder suspended and suspended in the fluid to be blown up (mainly air) Although a granulation method etc. are mentioned, when considering shape | molding to a granule, a rolling granulation method or a mixing stirring granulation method is preferable.

このようにして得られるチタン酸アルカリ金属塩の粒状体の粒径は、通常150〜3000μm、好ましくは300〜2000μm、より好ましくは500〜2000μmである。この粒状体の粒径が上記範囲よりも大きいと、表面積が小さくなってしまうため、吸着能が低下し、小さいと後述の吸着容器又は吸着塔の多孔板からリークする恐れがある。
なお、ここで、粒状体の粒径とは、粒状体が球状であればその直径に該当し、その他の形状の場合、当該粒状体を2枚の平行な板で挟んだとき、その板の間隔が最も大きくなる部位の長さ(2枚の板の間隔)をさす。
The particle size of the alkali metal titanate thus obtained is usually 150 to 3000 μm, preferably 300 to 2000 μm, more preferably 500 to 2000 μm. When the particle size of the granular material is larger than the above range, the surface area becomes small, so that the adsorbing ability is lowered, and when it is small, there is a risk of leakage from a perforated plate of an adsorption vessel or an adsorption tower described later.
Here, the particle size of the granular material corresponds to the diameter if the granular material is spherical, and in the case of other shapes, when the granular material is sandwiched between two parallel plates, This refers to the length of the part where the distance is the largest (the distance between the two plates).

成形したチタン酸アルカリ金属塩の粒状体は、空気雰囲気下、500〜900℃で焼成することが好ましく、この焼成により、バインダー粉末とチタン酸アルカリ金属塩粉末とが焼結され、粒子強度が向上する。この焼成処理において、焼成温度が500℃未満であると、未焼結部位が残存して粒子強度が弱くなり、900℃を超えるとチタン酸アルカリ金属塩結晶の構造に影響を及ぼして吸着性能が低下してしまう。   The molded alkali metal titanate salt is preferably fired at 500 to 900 ° C. in an air atmosphere. By this firing, the binder powder and the alkali metal titanate powder are sintered, and the particle strength is improved. To do. In this calcination treatment, if the calcination temperature is less than 500 ° C., the unsintered portion remains and the particle strength becomes weak, and if it exceeds 900 ° C., the structure of the alkali metal titanate crystal is affected and the adsorption performance is reduced. It will decline.

焼成時間は、焼成温度、粒状体の大きさによっても異なるが、通常0.5〜10時間程度である。   The firing time varies depending on the firing temperature and the size of the granular material, but is usually about 0.5 to 10 hours.

<水素型チタン酸吸着剤>
水素型チタン酸吸着剤に含まれる水素型チタン酸は、前述のアルカリ型チタン酸(チタン酸アルカリ金属塩)に含まれるアルカリ金属原子を水素原子に置き換えることで得ることができる。具体的には、二チタン酸カリウム(KTi)や四チタン酸カリウム(KTi)、三チタン酸ナトリウム(NaTi)等のチタン酸アルカリ金属塩に、塩酸や硝酸、硫酸等の酸水溶液に接触させて、カリウムやナトリウム等のアルカリ金属原子と水素原子をイオン交換することで得られる。このとき用いるチタン酸アルカリ金属塩は、特に限定しないが、二チタン酸カリウム(KTi)が好適である。二チタン酸カリウムは四チタン酸カリウムや三チタン酸ナトリウムよりチタン酸分子に占めるアルカリ金属物質量が多いので、化学量論的イオン交換容量が高く、多くの水素イオンを保持できるので好適である。
<Hydrogen titanate adsorbent>
The hydrogen-type titanic acid contained in the hydrogen-type titanate adsorbent can be obtained by replacing the alkali metal atom contained in the aforementioned alkali-type titanic acid (alkali titanate alkali metal salt) with a hydrogen atom. Specifically, alkali metal titanates such as potassium dititanate (K 2 Ti 2 O 5 ), potassium tetratitanate (K 2 Ti 4 O 9 ), and sodium trititanate (Na 2 Ti 3 O 7 ). In addition, it can be obtained by ion exchange of alkali metal atoms such as potassium and sodium with hydrogen atoms by contacting with an acid aqueous solution such as hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid. The alkali metal titanate used at this time is not particularly limited, but potassium dititanate (K 2 Ti 2 O 5 ) is suitable. Potassium dititanate is preferred because it has a higher amount of alkali metal in the titanate molecule than potassium tetratitanate or sodium trititanate, and therefore has a high stoichiometric ion exchange capacity and can hold many hydrogen ions.

二チタン酸カリウム等のチタン酸アルカリ金属塩と酸水溶液を接触させる方法は回分法でも流通法でも良いが、カラムに二チタン酸カリウム等のチタン酸アルカリ金属塩を充填して酸水溶液を通水する流通法が好ましい。回分法でアルカリ金属イオンと水素イオンをイオン交換する場合、複数回の処理が必要となり、水素イオン置換工程が煩雑になる。この置換工程に供する酸は特に限定しないが、塩酸、硝酸、硫酸等の強酸が好ましい。酢酸や有機酸のような弱酸は、残留すると特定の成分と錯体を形成したり、処理水TOCが増加する等、後段処理や全体プロセスに影響を及ぼす恐れがある。   The method of bringing the alkali metal titanate such as potassium dititanate into contact with the aqueous acid solution may be a batch method or a flow method, but the column is filled with an alkali metal titanate such as potassium dititanate and the aqueous acid solution is passed through. The distribution method is preferred. When ion exchange of alkali metal ions and hydrogen ions is performed by a batch method, a plurality of treatments are required, and the hydrogen ion replacement step becomes complicated. The acid used for this substitution step is not particularly limited, but strong acids such as hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid are preferred. When weak acid such as acetic acid or organic acid remains, it may affect a subsequent process or the whole process, such as forming a complex with a specific component or increasing the amount of treated water TOC.

本発明において、水素型チタン酸吸着剤は、上述のアルカリ型チタン酸吸着剤として好適に用いられるものを、水素型に変換して用いることが好ましい。
この水素型に変換する処理は、より具体的には、上述のアルカリ型チタン酸吸着剤を、カラムに充填し、0.01〜1mol/L程度の酸水溶液を空間速度(S.V.)5〜200/hrで通水する方法が好ましい。この場合、カラム出口水のpHが3以下、例えば1〜2程度になるまで酸水溶液を通水することで、水素型への変換を終了する。
In the present invention, the hydrogen titanate adsorbent is preferably converted from the hydrogen titanate adsorbent preferably used as the alkali titanate adsorbent.
More specifically, the treatment for conversion to the hydrogen type is performed by filling the column with the above-described alkaline titanic acid adsorbent and supplying an acid aqueous solution of about 0.01 to 1 mol / L with a space velocity (SV). A method of passing water at 5 to 200 / hr is preferable. In this case, the conversion to the hydrogen type is completed by passing the aqueous acid solution until the pH of the column outlet water is 3 or less, for example, about 1-2.

<水処理装置>
以下に、図1を参照して、被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤で処理して得られるアルカリ液を水素型チタン酸吸着剤で処理して中和するための本発明の水処理装置について説明する。
<Water treatment device>
In the following, referring to FIG. 1, the water treatment apparatus of the present invention for neutralizing an alkali liquid obtained by treating water to be treated with an alkali type titanate adsorbent with a hydrogen type titanate adsorbent. Will be described.

図1は、本発明の水処理装置の実施の形態の一例を示す系統図である。
図1中、1はアルカリ型チタン酸吸着剤1Aを充填したアルカリ型チタン酸吸着剤カラムであり、2は水素型チタン酸吸着剤2Aを充填した水素型チタン酸吸着剤カラムであり、被処理水はアルカリ型チタン酸吸着剤カラム1及び水素型チタン酸吸着剤カラム2に順次通水される。なお、カラム(円筒容器)の代りに吸着塔を用いてもよい。
FIG. 1 is a system diagram showing an example of an embodiment of a water treatment apparatus of the present invention.
In FIG. 1, 1 is an alkali type titanate adsorbent column packed with an alkali type titanate adsorbent 1A, and 2 is a hydrogen type titanate adsorbent column packed with a hydrogen type titanate adsorbent 2A. Water is sequentially passed through the alkali type titanate adsorbent column 1 and the hydrogen type titanate adsorbent column 2. An adsorption tower may be used instead of the column (cylindrical container).

図1の水処理装置では、被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤カラム1に通水して被処理水中のストロンチウム等のアルカリ土類金属イオンをアルカリ型チタン酸吸着剤1Aのカリウムやナトリウム等のアルカリ金属イオンとイオン交換し、得られたアルカリ性の流出水を、水素型チタン酸吸着剤カラム2に通水して水素型チタン酸吸着剤2Aとのイオン交換でpHを低下させる。   In the water treatment apparatus of FIG. 1, the water to be treated is passed through the alkaline titanate adsorbent column 1 and alkaline earth metal ions such as strontium in the treated water are passed through the alkaline titanate adsorbent 1A such as potassium or sodium. The resulting alkaline effluent water is passed through the hydrogen titanate adsorbent column 2 and the pH is lowered by ion exchange with the hydrogen titanate adsorbent 2A.

アルカリ型チタン酸吸着剤カラム1及び水素型チタン酸吸着剤カラム2への被処理水の通水速度については特に制限はないが、イオン交換による吸着効果と処理効率の観点から空間速度(S.V.)で5〜30/hrとすることが好ましい。   There is no particular limitation on the water flow rate of the water to be treated to the alkali type titanate adsorbent column 1 and the hydrogen type titanate adsorbent column 2, but the space velocity (S. V.) is preferably 5 to 30 / hr.

吸着剤を用いた吸着処理は、吸着塔あるいはカラムと呼ばれる円筒容器に吸着剤を充填し、当該円筒容器に被処理水を通水することで行われ、除去目的物質はカラム内に充填された吸着剤に吸着され、カラム出口から除去対象物質が除去された処理水が得られる。カラム上部から下部に通水する場合を下向流通水、カラム下部から上部へ通水することを上向流通水と呼ぶ。一般的には、図1の通り、下向流で通水することが多いが、本発明は、上向流と下向流のいずれの場合も適用できる。   Adsorption treatment using an adsorbent is performed by filling a cylindrical container called an adsorption tower or column with the adsorbent, and passing water to be treated into the cylindrical container, and the target substance to be removed is packed in the column. Treated water that is adsorbed by the adsorbent and from which the removal target substance is removed is obtained from the column outlet. Water flowing from the upper part to the lower part of the column is called downward flowing water, and passing water from the lower part of the column to the upper part is called upward flowing water. In general, as shown in FIG. 1, water is often passed in a downward flow, but the present invention can be applied to both an upward flow and a downward flow.

本発明で用いる吸着容器又は吸着塔の形状は円筒状であることが好ましい。円筒状であれば通水したときに水流の滞留領域がなく、吸着剤の有効利用率を向上させることができる。   The shape of the adsorption vessel or adsorption tower used in the present invention is preferably cylindrical. If it is cylindrical, there will be no stay area | region of a water flow when water flows, and the effective utilization factor of adsorption agent can be improved.

また、円筒状吸着容器又は吸着塔に充填された吸着剤の充填層の高さ/直径比は1〜10であることが好ましい。即ち、円筒状容器に吸着剤を充填して吸着除去対象液を通水する方法において、当該円筒状容器は、化学工学分野における押し出し流れ反応器に相当する。押し出し流れ反応器においては吸着剤と除去対象物質との吸着速度、吸着容量及び流体の流速等によって、充填層内に吸着帯(物質移動帯)と呼ばれる流れ方向に拡がる吸着分布を形成する。吸着帯は反応器入口方向から通水と共に少しずつ出口方向へ拡がり、やがて吸着帯が反応器出口に達すると除去対象物質のリーク(漏洩)が始まる。これを破過と呼ぶ。従って、円筒状吸着容器又は吸着塔内に形成される吸着剤の充填層の長さ(高さ)は少なくとも吸着帯より長い必要があり、破過までの時間を長くするためには円筒状吸着容器又は吸着塔内の吸着剤の充填層の高さは高ければ高いほど良い。しかし、高くしすぎると転倒防止のための補強コストが大きくなるので、高さを確保したい場合、円筒状吸着容器又は吸着塔を直列に複数個接続して、高さを確保するように設計するのが一般的である。
このような理由から、本発明の円筒状吸着容器又は吸着塔における吸着剤の充填層の高さ/直径比には適切な範囲があり、この高さ/直径比は1〜10、特に2〜5が好適である。
Moreover, it is preferable that the height / diameter ratio of the packed bed of the adsorbent packed in the cylindrical adsorption container or the adsorption tower is 1-10. That is, in the method of filling a cylindrical container with an adsorbent and passing the adsorption / removal target liquid, the cylindrical container corresponds to an extrusion flow reactor in the chemical engineering field. In the extrusion flow reactor, an adsorption distribution that spreads in the flow direction, called an adsorption zone (mass transfer zone), is formed in the packed bed depending on the adsorption speed of the adsorbent and the substance to be removed, the adsorption capacity, the flow velocity of the fluid, and the like. The adsorption zone gradually expands from the inlet direction of the reactor to the outlet direction along with water flow, and when the adsorption zone eventually reaches the outlet of the reactor, the substance to be removed starts to leak. This is called breakthrough. Therefore, the length (height) of the packed bed of adsorbent formed in the cylindrical adsorption vessel or adsorption tower must be at least longer than the adsorption zone, and in order to increase the time until breakthrough, the cylindrical adsorption The higher the height of the packed bed of the adsorbent in the container or adsorption tower, the better. However, if it is too high, the reinforcement cost for preventing overturning will increase, so if you want to ensure the height, connect multiple cylindrical adsorption vessels or adsorption towers in series and design to ensure the height It is common.
For this reason, the height / diameter ratio of the packed bed of adsorbent in the cylindrical adsorption vessel or adsorption tower of the present invention has an appropriate range, and this height / diameter ratio is 1-10, especially 2-2. 5 is preferred.

また、本発明で用いる吸着容器又は吸着塔は、散水器又は集水器に相当する多孔板を有することが好ましい。図1において、カラム1,2の入口側である上部の多孔板11,21は散水器に相当し、出口側の下部の多孔板12,22は集水器に相当し、吸着剤の充填層はこれらの間に形成される。
散水器は流入水を均一な流れに整流する役割を有し、集水器は吸着剤が吸着容器又は吸着塔から漏出するのを防ぐ役割を有する。
Moreover, it is preferable that the adsorption container or adsorption tower used by this invention has a porous plate corresponded to a water sprinkler or a water collector. In FIG. 1, upper porous plates 11 and 21 on the inlet side of columns 1 and 2 correspond to a sprinkler, and lower porous plates 12 and 22 on the outlet side correspond to a water collector, and a packed bed of adsorbent. Is formed between them.
The water sprinkler has a role of rectifying the incoming water into a uniform flow, and the water collector has a role of preventing the adsorbent from leaking out of the adsorption vessel or the adsorption tower.

この散水器又は集水器としての多孔板は、格子状又は細隙状(スリット状)構造であることが好ましい。散水器を格子状又は細隙状構造とすると流れ方向への抵抗が生まれて整流作用が働く。また、集水器を格子状又は細隙状構造とすることで吸着剤を捕捉し、吸着剤が吸着容器又は吸着塔から漏出するのを防ぐことができる。   The perforated plate as the watering device or the water collecting device preferably has a lattice-like or slit-like (slit-like) structure. When the sprinkler has a lattice-like or slit-like structure, resistance in the flow direction is generated and a rectifying action works. Further, the adsorbent can be captured by making the water collector into a lattice-like or slit-like structure, and the adsorbent can be prevented from leaking out from the adsorption vessel or the adsorption tower.

また、散水器又は集水器としての多孔板の格子間隔又は細隙(スリット)間隔は、0.1〜0.5mmであることが好ましい。散水器の格子間隔又は細隙間隔が大きいと流体の抵抗が小さく、整流効果も小さくなり、格子間隔又は細隙間隔が小さいと流体の抵抗が大きく、通水時の圧力損失が大きくなり、ポンプ動力の負荷が大きくなる。一方、集水器の格子間隔又は細隙間隔が大きいと吸着剤が漏出してしまい、格子間隔又は細隙間隔が小さいと流体の抵抗が大きく、通水時の圧力損失が大きくなり、ポンプ動力の負荷が大きくなる。   Moreover, it is preferable that the lattice space | interval or slit (slit) space | interval of the porous plate as a water sprinkler or a water collector is 0.1-0.5 mm. If the grid spacing or narrow gap of the sprinkler is large, the fluid resistance will be small and the rectification effect will be small. If the grid spacing or narrow gap is small, the fluid resistance will be large and the pressure loss during water flow will increase. The load of power increases. On the other hand, if the grid interval or narrow gap of the water collector is large, the adsorbent leaks, and if the grid gap or narrow gap is small, the resistance of the fluid is large and the pressure loss during water flow increases and the pump power The load of increases.

充填する吸着剤の平均粒径は0.5〜2.0mmの範囲であることが多く、従って、格子間隔又は細隙間隔は0.5mm以下が好適である。また前述の如く、格子間隔又は細隙間隔が小さいと通水時の圧力損失が大きくなることから、格子間隔又は細隙間隔は0.1mm以上、特に0.15〜0.3mmの範囲が好ましい。   The average particle diameter of the adsorbent to be filled is often in the range of 0.5 to 2.0 mm. Therefore, the lattice interval or the fine gap interval is preferably 0.5 mm or less. Further, as described above, if the grid interval or the narrow gap is small, the pressure loss at the time of water flow increases, so the grid gap or the narrow gap is preferably 0.1 mm or more, particularly preferably in the range of 0.15 to 0.3 mm. .

このような本発明の水処理は、特許文献1に記載されるような放射性ストロンチウムを含有する海水等の放射性廃液の処理に有効であるが、これに限らず、核燃料再処理工場で発生する低レベル放射性廃液等の処理にも好適に用いることができる。   Such water treatment of the present invention is effective for the treatment of radioactive liquid waste such as seawater containing radioactive strontium as described in Patent Document 1, but is not limited to this, and low water generated in a nuclear fuel reprocessing plant. It can be suitably used for the treatment of level radioactive liquid waste.

以下に実施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.

なお、以下において、水素型チタン酸吸着剤の調製や、通水試験は、いずれも、散水器及び集水器として、それぞれ格子間隔0.25mmの多孔板を具備した内径14.8mmの円筒状ガラスカラム(以下、単に「円筒状ガラスカラム」と称す。)を用い、下向流通水とした。   In the following, the preparation of the hydrogen-type titanate adsorbent and the water flow test are both cylindrical and cylindrical with an inner diameter of 14.8 mm each having a perforated plate with a lattice spacing of 0.25 mm as a water sprinkler and a water collector. A glass column (hereinafter simply referred to as “cylindrical glass column”) was used as downward flowing water.

[調製例1:水素型チタン酸吸着剤の調製]
円筒状ガラスカラムに、特許文献1の実施例1と同様にして合成した二チタン酸カリウム吸着剤(粒径300〜1180μm)を、層高100mmで充填し、この吸着剤充填カラムに0.1mol/Lの塩酸水溶液を空間速度(S.V.)10/hrで通水した。出口水を一定間隔でサンプリングして、pHが1に達するまで通水し、カリウムイオンと水素イオンを置換して、水素型チタン酸吸着剤を調製した。
[Preparation Example 1: Preparation of hydrogen-type titanate adsorbent]
A cylindrical glass column was packed with a potassium dititanate adsorbent (particle size: 300 to 1180 μm) synthesized in the same manner as in Example 1 of Patent Document 1 at a layer height of 100 mm, and 0.1 mol was added to the adsorbent-filled column. / L hydrochloric acid aqueous solution was passed at a space velocity (SV) of 10 / hr. The outlet water was sampled at regular intervals, water was passed until the pH reached 1, and potassium ions and hydrogen ions were substituted to prepare a hydrogen-type titanate adsorbent.

[参考例1:ブランク試験]
円筒状ガラスカラムに、特許文献1の実施例1と同様にして合成した二チタン酸カリウム吸着剤(粒径300〜1180μm)を、層高100mmで充填し、この吸着剤充填カラムに1/5希釈海水を空間速度(S.V.)10/hrで通水した。海水は人工海水(マリンアートSF−1、富田製薬製)を使用した。
[Reference Example 1: Blank test]
A cylindrical glass column was packed with a potassium dititanate adsorbent (particle size: 300 to 1180 μm) synthesized in the same manner as in Example 1 of Patent Document 1 at a layer height of 100 mm, and this adsorbent packed column was 1/5. Diluted seawater was passed at a space velocity (SV) of 10 / hr. Artificial seawater (Marine Art SF-1, manufactured by Tomita Pharmaceutical) was used as the seawater.

出口水を一定間隔でサンプリングして、吸着剤充填体積に対する通水量の体積比(B.V.)とpHをプロットした結果を図2に示す。
図2からわかるように、通水初期はpH12.9とアルカリ性を呈しており、通水と共にpHは直線的に低下するものの、60B.V.においてもpHは11.7と高いアルカリ性を呈していた。
FIG. 2 shows the results of sampling the outlet water at regular intervals and plotting the volume ratio (BV) of the water flow rate to the adsorbent filling volume and the pH.
As can be seen from FIG. 2, pH 12.9 and alkalinity are exhibited at the initial stage of water flow, and the pH decreases linearly with water flow. V. The pH was 11.7 and the alkalinity was high.

[比較例1]
円筒状ガラスカラムに、特許文献1の実施例1と同様にして合成した二チタン酸カリウム吸着剤(粒径300〜1180μm)を、層高100mmで充填した(この吸着剤充填カラムを「カラム1」と称す。)。また、円筒状ガラスカラムに、H型陽イオン交換樹脂(DOWEX MONOSPHERE 650C(H)、ダウケミカル社製)を層高100mmで充填した(この陽イオン交換樹脂充填カラムを「カラム2」と称す。)。カラム1とカラム2を直列に接続して、1/5希釈海水を参考例1のブランク試験と同様の条件で通水した。
[Comparative Example 1]
A cylindrical glass column was packed with a potassium dititanate adsorbent (particle size: 300 to 1180 μm) synthesized in the same manner as in Example 1 of Patent Document 1 at a layer height of 100 mm (this adsorbent-filled column was referred to as “column 1 "). A cylindrical glass column was packed with an H-type cation exchange resin (DOWEX MONOSSPHERE 650C (H), manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) at a layer height of 100 mm (this cation exchange resin packed column is referred to as “column 2”). ). Column 1 and column 2 were connected in series, and 1/5 diluted seawater was passed under the same conditions as in the blank test of Reference Example 1.

カラム2の出口水を一定間隔でサンプリングして、吸着剤充填体積に対する通水量の体積比(B.V.)とpHをプロットした結果を図2に示す。
図2からわかるように、本比較例では、通水直後からpHは大きく低下し、10B.V.においてpH1.1と強酸性を呈した。
陽イオン交換樹脂はイオン交換速度が速いため、海水由来の高濃度カチオン成分と水素イオンが速やかにイオン交換し、カチオン濃度が高い分、pHが大きく低下したと考えられる。
FIG. 2 shows the results of sampling the outlet water of the column 2 at regular intervals and plotting the volume ratio (BV) of the water flow rate to the adsorbent filling volume and the pH.
As can be seen from FIG. 2, in this comparative example, the pH greatly decreased immediately after water flow, and 10B. V. PH 1.1 and strong acidity were exhibited.
Since the cation exchange resin has a high ion exchange rate, it is considered that the high concentration cation component derived from seawater and the hydrogen ion rapidly exchanged ions, and the pH was greatly lowered due to the high cation concentration.

[実施例1]
円筒状ガラスカラムに、特許文献1の実施例1と同様にして合成した二チタン酸カリウム吸着剤(粒径300〜1180μm)を、層高100mmで充填した(この吸着剤充填カラムを「カラム1」と称す。)。また、円筒状ガラスカラムに、調製例1で調製した水素型チタン酸吸着剤を層高100mmで充填した(この吸着剤充填カラムを「カラム3」と称す。)。カラム1とカラム3を直列に接続して、1/5希釈海水を参考例1のブランク試験と同様の条件で通水した。
[Example 1]
A cylindrical glass column was packed with a potassium dititanate adsorbent (particle size: 300 to 1180 μm) synthesized in the same manner as in Example 1 of Patent Document 1 at a layer height of 100 mm (this adsorbent-filled column was referred to as “column 1 "). A cylindrical glass column was filled with the hydrogen titanate adsorbent prepared in Preparation Example 1 with a layer height of 100 mm (this adsorbent-filled column is referred to as “column 3”). Column 1 and column 3 were connected in series, and 1/5 diluted seawater was passed under the same conditions as in the blank test of Reference Example 1.

カラム3の出口水を一定間隔でサンプリングして、吸着剤充填体積に対する通水量の体積比(B.V.)とpHをプロットした結果を図2に示す。
図2からわかるように、本実施例では、通水直後はpH3.6と低いものの、pHは緩やかに上昇して40B.V.においてpH9.1となり、その後は安定したpHを保持した。水素型チタン酸は陽イオン交換樹脂よりも海水成分のカチオンとのイオン交換速度が遅く、水素イオンの除放作用が働いたため、pH3〜10で安定して保持できたと考えられる。
FIG. 2 shows the results of sampling the outlet water of the column 3 at regular intervals and plotting the volume ratio (BV) of the water flow rate to the adsorbent filling volume and the pH.
As can be seen from FIG. 2, in this example, although the pH was as low as 3.6 immediately after passing water, the pH gradually increased to 40B. V. At pH 9.1, and thereafter a stable pH was maintained. Hydrogen-type titanic acid has a slower ion exchange rate with cations of seawater components than cation exchange resin, and it has been considered that hydrogen-type titanic acid could be stably held at pH 3 to 10 because of its action of releasing hydrogen ions.

1 アルカリ型チタン酸吸着剤カラム
1A アルカリ型チタン酸吸着剤
2 水素型チタン酸吸着剤カラム
2A 水素型チタン酸吸着剤
11,12,21,22 多孔板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Alkaline type titanate adsorbent column 1A Alkali type titanate adsorbent 2 Hydrogen type titanate adsorbent column 2A Hydrogen type titanate adsorbent 11, 12, 21, 22 Perforated plate

Claims (16)

アルカリ液を水素型チタン酸吸着剤に接触させることを特徴とするアルカリ液の中和方法。   A method for neutralizing an alkaline liquid, comprising contacting the alkaline liquid with a hydrogen titanate adsorbent. 請求項1において、前記アルカリ液が、被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤に接触させることにより得られたものであることを特徴とするアルカリ液の中和方法。   The method for neutralizing an alkaline liquid according to claim 1, wherein the alkaline liquid is obtained by bringing the water to be treated into contact with an alkaline titanate adsorbent. 請求項1又は2において、前記水素型チタン酸吸着剤が、二チタン酸カリウムのカリウム原子を水素原子と置換して得られた水素型チタン酸を含むことを特徴とするアルカリ液の中和方法。   3. The method for neutralizing an alkaline liquid according to claim 1, wherein the hydrogen-type titanate adsorbent contains hydrogen-type titanate obtained by substituting potassium atoms of potassium dititanate with hydrogen atoms. . 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記アルカリ液をpH3〜10の範囲に中和することを特徴とするアルカリ液の中和方法。   4. The method for neutralizing an alkaline liquid according to claim 1, wherein the alkaline liquid is neutralized in a pH range of 3 to 10. 5. 被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤に接触させた後、水素型チタン酸吸着剤に接触されることを特徴とする水処理方法。   A water treatment method comprising contacting water to be treated with an alkaline titanate adsorbent and then contacting with a hydrogen titanate adsorbent. 請求項5において、被処理水をアルカリ型チタン酸吸着剤を充填した吸着層に通水した後、水素型チタン酸吸着剤を充填した吸着層に通水することを特徴とする水処理方法。   6. The water treatment method according to claim 5, wherein water to be treated is passed through an adsorption layer filled with an alkali-type titanate adsorbent and then passed through an adsorption layer filled with a hydrogen-type titanate adsorbent. 水素型チタン酸吸着剤を充填した吸着容器又は吸着塔を有するアルカリ液の中和装置。   An alkaline liquid neutralizing device having an adsorption vessel or adsorption tower filled with a hydrogen-type titanate adsorbent. 請求項7において、前記水素型チタン酸吸着剤が、二チタン酸カリウムのカリウム原子を水素原子と置換して得られる水素型チタン酸を含むことを特徴とするアルカリ液の中和装置。   8. The alkaline liquid neutralizing apparatus according to claim 7, wherein the hydrogen type titanate adsorbent contains hydrogen type titanate obtained by substituting a hydrogen atom for a potassium atom of potassium dititanate. アルカリ型チタン酸吸着剤を充填した吸着容器又は吸着塔と、水素型チタン酸吸着剤を充填した吸着容器又は吸着塔とを有し、被処理水がこの順で直列に通水されることを特徴とする水処理装置。   It has an adsorption vessel or adsorption tower filled with an alkali-type titanic acid adsorbent and an adsorption vessel or adsorption tower filled with a hydrogen-type titanic acid adsorbent, and the treated water is passed in series in this order. A water treatment device characterized. 請求項9において、前記アルカリ型チタン酸吸着剤が二チタン酸カリウムを含み、前記水素型チタン酸吸着剤が二チタン酸カリウムのカリウム原子を水素原子と置換して得られる水素型チタン酸を含むことを特徴とするアルカリ液の中和方法。   In Claim 9, the said alkaline type titanate adsorbent contains potassium dititanate, and the said hydrogen type titanate adsorbent contains the hydrogen type titanic acid obtained by substituting the potassium atom of potassium dititanate for the hydrogen atom. A method for neutralizing an alkaline solution. 請求項9又は10において、前記吸着容器又は吸着塔の形状が円筒状であることを特徴とする水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 9 or 10, wherein the adsorption vessel or adsorption tower has a cylindrical shape. 請求項11において、前記円筒状吸着容器又は吸着塔内に形成された前記吸着剤の充填層の高さ/直径比が1〜10であることを特徴とする水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 11, wherein a height / diameter ratio of the packed bed of the adsorbent formed in the cylindrical adsorption vessel or adsorption tower is 1 to 10. 請求項9ないし12のいずれか1項において、前記吸着容器又は吸着塔内の上部及び/又は下部に多孔板を有することを特徴とする水処理装置。   The water treatment apparatus according to any one of claims 9 to 12, further comprising a perforated plate in an upper part and / or a lower part in the adsorption container or the adsorption tower. 請求項13において、前記多孔板が格子状又は細隙状構造であることを特徴とする水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 13, wherein the perforated plate has a lattice shape or a slit-like structure. 請求項15において、前記多孔板の格子間隔又は細隙間隔が0.1〜0.5mmであることを特徴とする水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 15, wherein a lattice interval or a narrow gap interval of the porous plate is 0.1 to 0.5 mm. 請求項9ないし15のいずれか1項に記載の水処理装置に被処理水を通水することを特徴とする水処理方法。   A water treatment method, wherein water to be treated is passed through the water treatment device according to any one of claims 9 to 15.
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