JP2017114705A - 次亜塩素酸ソーダの製造方法及び次亜塩素酸ソーダの製造装置 - Google Patents
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高塩類含有廃水由来の脱塩濃縮水を軟化処理してカルシウム濃度を低下させる軟化処理装置A(5,6,7,8,12,13)と、軟化処理装置A(5,6,7,8,12,13)で軟化処理された脱塩濃縮水から、イオン交換膜法を用いて苛性ソーダと塩素ガスを生成する電解装置B(17,18)と、電解装置B(17,18)で生成された苛性ソーダと塩素ガスとから次亜塩素酸ソーダを合成する次亜塩素酸ソーダ合成装置C(24)とを備え、軟化処理装置Aは(5,6,7,8,12,13)、脱塩濃縮水に対して沈殿法でカルシウム濃度を低下させる第1軟化処理装置A1(5,6,7,8)と、第1軟化処理装置A1の後にキレート吸着法でカルシウム濃度を1mg/L以下に低下させる第2軟化処理装置A2(12,13)を含む。
脱塩処理工程で排出された脱塩濃縮水は、脱塩濃縮水貯留槽1に貯留され、原料塩溶解槽に定量供給されて原料塩が投入されて飽和処理される。
ある市の一般廃棄物最終処分場の脱塩濃縮水に同じ濃縮水の乾燥塩を溶解させた飽和塩水を原水に用いてライムソーダ法による第1軟化処理工程の実験を行なった。図3に第1軟化処理工程の条件が示されているように、脱塩濃縮水のカルシウム濃度は210mg/Lである。
図4に示すように、まず試料を1L採取しpH調整を行ない、これをジャーテスターにセットして、撹拌をスタートした。最初に炭酸ソーダを注入し10分間急速撹拌を行ない、炭酸カルシウムを析出させた。
pH12では、炭酸ソーダ注入率モル比2で処理水Ca濃度を10mg/L以下にすることができた。pH11では、炭酸ソーダ注入率モル比2で処理水Caを20mg/L位下に、モル比5で10mg/L以下にすることができた。pH10では、炭酸ソーダ注入率モル比5で20mg/L以下に、モル比10で10mg/Lにすることができた。
原水として、カルシウム濃度を10mg/L以下に処理したライムソーダ法処理水を用いた。図6にライムソーダ法の実験条件が示されている。
実験条件は以下の通りである。
Ca 10mg/L,pH12,SV10
キレート樹脂として、官能基がアミノリン酸基(-NH-CH2-PO3Na)の樹脂を用いた。
SV=10で実験を行った結果、目標濃度である200ppb以下を達成することができた。この時の処理水Ca濃度は、130〜180ppbの範囲内であった。また、キレート樹脂量1L当たりの通液量が1,000Lを超えても200μg/L以下を維持することができることが確認された。この時のカルシウム吸着量は10g/L・R(Rはキレート樹脂を示す)であった。
(10mg/L−0.15mg/L)×1,000L≒10g/L・R
以上より、目標である200μg/Lを達成することができ、隔膜電解実験の目途がついた。また、キレート樹脂剤のカルシウム吸着量もある程度把握することができた。
上述のキレート吸着実験でカルシウム濃度を200μg/L以下にすることができ、この処理水を用いて隔膜電解実験を行ない、連続して次亜塩素酸ソーダを生成できるか否かの確認を行なった。
カルシウム濃度が1mg/Lと高い値であれば、イオン交換膜にスケールが析出するため、図12中に破線で示したように、数十時間で電解電圧が8V程度に上昇して装置が停止するが、カルシウム濃度を低く200μg/Lに調整した結果、約1ヶ月間連続運転を行なっても電解電圧の上昇は殆どなく、安定して運転することが確認された。
実験手順は以下の通りである。
先ず飽和塩水を1L採水し、シュウ酸および苛性ソーダを注入し、300min−1、30分の急速撹拌を行なった。シュウ酸の注入率及びpHを異ならせて3回の実験を行なった。それぞれに有機系凝集剤である凝集助剤を1mg/L注入し、60min−1、20分の緩速撹拌を行ない、その後ろ紙でろ過した。
その結果、処理水Ca濃度を20mg/L以下にすることができた。
A1:第1軟化処理装置
A2:第2軟化処理装置
B:電解装置
C:次亜塩素酸ソーダ合成装置
Claims (12)
- 高塩類含有廃水由来の脱塩濃縮水を軟化処理してカルシウム濃度を低下させる軟化処理工程と、
前記軟化処理工程で軟化処理された脱塩濃縮水から、イオン交換膜法を用いて苛性ソーダと塩素ガスを生成する電解工程と、
前記電解工程で生成された苛性ソーダと塩素ガスとから次亜塩素酸ソーダを合成する次亜塩素酸ソーダ合成工程とを備え、
前記軟化処理工程は、脱塩濃縮水に対して沈殿法でカルシウム濃度を低下させる第1軟化処理工程と、前記第1軟化処理工程の後にキレート吸着法でカルシウム濃度をさらに低下させる第2軟化処理工程を含む、
ことを特徴とする次亜塩素酸ソーダの製造方法。 - 前記第1軟化処理工程は、脱塩濃縮水をpH10以上に調整して、脱塩濃縮水に含有するカルシウム濃度に対して理論値より多い2〜10モルの炭酸ソーダを注入する工程を含む請求項1記載の次亜塩素酸ソーダの製造方法。
- 前記第1軟化処理工程は、脱塩濃縮水をpH10以上に調整して、脱塩濃縮水に含有するカルシウム濃度に対して1〜2モルのシュウ酸を注入する工程を含む請求項1記載の次亜塩素酸ソーダの製造方法。
- 第2軟化処理工程は、キレート吸着法でカルシウム濃度を1mg/L以下に低下させる工程である請求項1から3の何れかに記載の次亜塩素酸ソーダの製造方法。
- 前記軟化処理工程の前に高塩類含有廃水由来の脱塩濃縮水のカルシウム濃度を250mg/L以下に低下させる前置軟化処理工程と脱塩処理工程をさらに備えている請求項1から4の何れかに記載の次亜塩素酸ソーダの製造方法。
- 前記軟化処理工程の前に、高塩類含有廃水由来の脱塩濃縮水のカルシウム濃度を低下させる前置軟化処理工程と、生物処理工程と、凝集沈殿処理工程と、砂ろ過処理工程と、活性炭吸着処理工程と、キレート吸着処理工程とからなる群から選ばれる1以上の処理工程または2以上の処理工程の組合せからなる前処理工程を備えている請求項1から4の何れかに記載の次亜塩素酸ソーダの製造方法。
- 高塩類含有廃水由来の脱塩濃縮水を軟化処理してカルシウム濃度を低下させる軟化処理装置と、
前記軟化処理装置で軟化処理された脱塩濃縮水から、イオン交換膜法を用いて苛性ソーダと塩素ガスを生成する電解装置と、
前記電解装置で生成された苛性ソーダと塩素ガスとから次亜塩素酸ソーダを合成する次亜塩素酸ソーダ合成装置とを備え、
前記軟化処理装置は、脱塩濃縮水に対して沈殿法でカルシウム濃度を低下させる第1軟化処理装置と、前記第1軟化処理装置の後にキレート吸着法でカルシウム濃度を低下させる第2軟化処理装置を含む、
ことを特徴とする次亜塩素酸ソーダの製造装置。 - 前記第1軟化処理装置は、脱塩濃縮水をpH10以上に調整するとともに、脱塩濃縮水に含有するカルシウム濃度に対して理論値より多い2〜10モルの炭酸ソーダを注入する反応槽と、反応後にカルシウム塩を沈殿させる凝集沈殿機構を備えて構成されている請求項7記載の次亜塩素酸ソーダの製造装置。
- 前記第1軟化処理装置は、脱塩濃縮水をpH10以上に調整するとともに、脱塩濃縮水に含有するカルシウム濃度に対して1〜2モルのシュウ酸を注入する反応槽と、反応後にカルシウム塩を沈殿させる凝集沈殿機構を備えて構成されている請求項7記載の次亜塩素酸ソーダの製造装置。
- 第2軟化処理装置は、キレート吸着法でカルシウム濃度を1mg/L以下に低下させるキレート吸着機構を備えて構成されている請求項7から9の何れかに記載の次亜塩素酸ソーダの製造装置。
- 前記軟化処理装置の前段に高塩類含有廃水由来の脱塩濃縮水のカルシウム濃度を250mg/L以下に低下させる前置軟化処理装置と脱塩処理装置をさらに備えている請求項7から10の何れかに記載の次亜塩素酸ソーダの製造装置。
- 前記軟化処理装置の前段に、高塩類含有廃水由来の脱塩濃縮水のカルシウム濃度を低下させる前置軟化処理装置と、生物処理装置と、凝集沈殿処理装置と、砂ろ過処理装置と、活性炭吸着処理装置と、キレート吸着処理装置とからなる群から選ばれる1以上の処理装置または2以上の処理装置の組合せからなる前処理装置を備えている請求項7から10の何れかに記載の次亜塩素酸ソーダの製造装置。
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