JP2017213553A - Harmful ion removal method, harmful ion removal apparatus and harmful ion adsorbent - Google Patents

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勝 湯原
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雄生 山下
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Nagayoshi Ichikawa
長佳 市川
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Masaaki Kaneko
昌章 金子
宮本 真哉
Masaya Miyamoto
真哉 宮本
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Eiichi Murata
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寛史 岡部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a harmful ion removal method and removal apparatus for drinking water, allowing for removal of a harmful ion and suppression of an increase in pH of the drinking water.SOLUTION: The harmful ion removal method for drinking water comprises: a step S1 of bringing water to be treated containing a harmful ion into contact with a hydrotalcite-like compound to remove the harmful ion in the water to be treated; and a step S2 of bringing the water to be treated having contacted with the hydrotalcite-like compound into contact with a pH adjustment member to adjust pH of the water to be treated having contacted with the hydrotalcite-like compound.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、飲用水用の有害イオン除去方法、有害イオン除去装置及び有害イオン吸着材に関する。   Embodiments described herein relate generally to a method for removing harmful ions for drinking water, a harmful ion removing device, and a harmful ion adsorbing material.

従来、人体に対して健康被害を与えない安全な水の供給が求められている。人体に対して健康被害を与える有害元素として、ヒ素やフッ素などがある。   Conventionally, there has been a demand for safe water supply that does not cause health damage to the human body. Arsenic and fluorine are examples of harmful elements that cause health damage to the human body.

ところが、地域によっては、天然の地層中に上記のような有害元素が含まれており、地層中から地下水中に溶出する場合がある。また、鉱山の開発などによって、上記有害元素を含む廃液が発生すると、この廃液中の有害元素が地下水中に流出する場合がある。そのため、このような地下水を飲用水とする際には水中の有害元素の除去が必要となる。   However, depending on the region, the above-mentioned harmful elements are contained in the natural strata and may be eluted from the strata into the groundwater. In addition, when waste liquid containing the above harmful elements is generated due to development of a mine or the like, the harmful elements in the waste liquid may flow into the groundwater. Therefore, when such groundwater is used as drinking water, it is necessary to remove harmful elements in the water.

有害元素であるヒ素やフッ素は水中で陰イオンとして存在する。そのため、飲用水用の有害元素を、陰イオン吸着特性を持つ材料に吸着させて除去する方法が考えられる。例えば、優れた陰イオン吸着性能を持つ材料として、ハイドロタルサイト様化合物等のMg-Al系の鉱物が知られている。   Harmful elements arsenic and fluorine exist as anions in water. Therefore, a method of removing harmful elements for drinking water by adsorbing them on a material having anion adsorption characteristics can be considered. For example, Mg—Al based minerals such as hydrotalcite-like compounds are known as materials having excellent anion adsorption performance.

特開2009−178682号公報JP 2009-178682 A 特開2006−334456号公報JP 2006-334456 A

しかしながら、ハイドロタルサイト様化合物と接触した水は、pHが上昇するという問題があった。このようなpHの上昇した水は、アルカリ性になるため、飲用水に適さない。   However, water in contact with the hydrotalcite-like compound has a problem that the pH increases. Such water with increased pH becomes alkaline and is not suitable for drinking water.

本発明は、有害イオンを除去するとともに、飲用水のpHの上昇を抑制することのできる、飲用水用の有害イオン除去方法、有害イオン除去装置及び有害イオン吸着材を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for removing harmful ions for drinking water, a harmful ion removing device, and a harmful ion adsorbing material capable of removing harmful ions and suppressing an increase in pH of drinking water. .

実施の形態の飲用水用の有害イオン除去方法は、有害イオンを含む処理対象水を、ハイドロタルサイト様化合物と接触させて前記処理対象水中の前記有害イオンを除去する工程と、前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材と接触させて、前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整する工程とを具備する。   The method for removing harmful ions for drinking water according to an embodiment includes the step of contacting the water to be treated containing harmful ions with a hydrotalcite-like compound to remove the harmful ions in the water to be treated, and the hydrotalcite And a step of bringing the water to be treated in contact with the like compound into contact with a pH adjuster to adjust the pH of the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound.

実施の形態の飲用水用の有害イオン除去装置は、有害イオンを含む処理対象水とハイドロタルサイト様化合物を接触させて前記処理対象水中の前記有害イオンを除去する有害イオン除去部と、前記有害イオン除去部で前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材と接触させて前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整するpH調整部とを具備する。   The harmful ion removing device for drinking water according to the embodiment includes a harmful ion removing unit that removes the harmful ions in the water to be treated by bringing the water to be treated and the hydrotalcite-like compound into contact with each other. A pH adjusting unit that adjusts the pH of the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound by bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound in contact with the hydrotalcite-like compound.

実施の形態の飲用水用の有害イオン吸着材は、有害イオンを含む処理対象水中の有害イオンを吸着するハイドロタルサイト様化合物と、前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整するpH調整材が混合されてなる。   The harmful ion adsorbent for drinking water of the embodiment adjusts the pH of the hydrotalcite-like compound that adsorbs harmful ions in the water to be treated containing harmful ions, and the water to be treated that comes into contact with the hydrotalcite-like compound. The pH adjusting material to be mixed is mixed.

有害イオンを除去するとともに、飲用水のpHの上昇を抑制することのできる、飲用水用の有害イオン除去方法、有害イオン除去装置及び有害イオン吸着材を提供することができる。   It is possible to provide a harmful ion removal method, a harmful ion removal device, and a harmful ion adsorbent for drinking water that can remove harmful ions and suppress an increase in pH of drinking water.

第1の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去方法を表すフロー図である。It is a flowchart showing the harmful ion removal method for drinking water which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置を概略的に表す図である。It is a figure which represents roughly the harmful ion removal apparatus for drinking water which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置を構成する有害イオン除去塔およびpH調整塔を概略的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents roughly the harmful ion removal tower and pH adjustment tower which comprise the harmful ion removal apparatus for drinking water which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置を概略的に表す図である。It is a figure which represents roughly the harmful ion removal apparatus for drinking water which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置を概略的に表す図である。It is a figure which represents roughly the harmful ion removal apparatus for drinking water which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置を概略的に表す図である。It is a figure which represents roughly the harmful ion removal apparatus for drinking water which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置を概略的に表す図である。It is a figure which represents roughly the harmful ion removal apparatus for drinking water which concerns on 6th Embodiment. ハイドロタルサイト様化合物とメタカオリンの質量比と、浸漬液のpHの関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between the mass ratio of a hydrotalcite-like compound and metakaolin, and the pH of immersion liquid. ハイドロタルサイト様化合物とケイ酸アルミニウムの質量比と、浸漬液のpHの関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between the mass ratio of a hydrotalcite-like compound and aluminum silicate, and the pH of immersion liquid. ハイドロタルサイト様化合物と強酸性陽イオン交換樹脂の質量比と、浸漬液のpHの関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between the mass ratio of a hydrotalcite-like compound and a strongly acidic cation exchange resin, and the pH of immersion liquid. ハイドロタルサイト様化合物の積算洗浄水量と浸漬液のpHの関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between the accumulated washing water amount of the hydrotalcite-like compound and the pH of the immersion liquid. NaCl水溶液に浸漬させたハイドロタルサイト様化合物の蛍光X線(XRF)分析結果を表わすグラフである。It is a graph showing the X-ray fluorescence (XRF) analysis result of the hydrotalcite-like compound immersed in NaCl aqueous solution. 合成で得られたハイドロタルサイト様化合物のX線回折(XRD)分析結果を表わすグラフである。It is a graph showing the X-ray-diffraction (XRD) analysis result of the hydrotalcite-like compound obtained by the synthesis | combination. ハイドロタルサイト様化合物による、水中のヒ素の除去性能を表わすグラフである。It is a graph showing the removal performance of arsenic in water by a hydrotalcite-like compound. ハイドロタルサイト様化合物による、水中のフッ素の除去性能を表わすグラフである。It is a graph showing the removal performance of the fluorine in water by a hydrotalcite-like compound. 通液後の模擬処理水のpHと、模擬処理水の通液時間との関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between the pH of the simulated treated water after passing and the passing time of the simulated treated water. 浸漬後の模擬処理水のpHと、pH調整材の浸漬時間との関係を表わすグラフである。It is a graph showing the relationship between the pH of the simulated treated water after immersion and the immersion time of the pH adjusting material.

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1に示すように、第1の実施形態に係る有害イオン除去方法は、有害イオンを含む処理対象水を、ハイドロタルサイト様化合物と接触させて処理対象水中の有害イオンを除去する工程S1と、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材と接触させて、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整する工程S2とを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the harmful ion removal method according to the first embodiment includes a step S1 of removing harmful ions in the treatment target water by bringing the treatment target water containing the harmful ions into contact with the hydrotalcite-like compound. The process target water that has contacted the hydrotalcite-like compound is brought into contact with the pH adjuster to adjust the pH of the process target water that has contacted the hydrotalcite-like compound.

本実施形態における処理対象水は、人体に健康被害をもたらす有害元素をイオンとして含む。本実施形態の有害イオン除去方法によって処理された処理対象水は、飲用水として用いられる。有害元素としては、ヒ素、フッ素、硝酸、硫酸、ホウ酸、セレン等が挙げられるが、これらに限定されない。処理対象水に含まれる有害元素は1種であっても2種以上であってもよい。なかでも、本実施形態の有害イオン除去方法では、処理対象水が、有害元素としてヒ素、フッ素を含む場合に多大な効果を得ることができる。   The water to be treated in the present embodiment contains harmful elements that cause health damage to the human body as ions. The treatment target water treated by the harmful ion removal method of this embodiment is used as drinking water. Examples of harmful elements include, but are not limited to, arsenic, fluorine, nitric acid, sulfuric acid, boric acid, selenium, and the like. The harmful element contained in the water to be treated may be one type or two or more types. Especially, in the harmful ion removal method of this embodiment, a great effect can be obtained when the water to be treated contains arsenic and fluorine as harmful elements.

本実施形態の有害イオン除去方法において、上記のような有害元素からなるイオン(有害イオン)を含む処理対象水を、ハイドロタルサイト様化合物に接触させる(S1)。これにより、処理対象水中の有害イオンがハイドロタルサイト様化合物に吸着されて除去される。   In the harmful ion removal method of the present embodiment, water to be treated containing ions (harmful ions) composed of harmful elements as described above is brought into contact with the hydrotalcite-like compound (S1). Thereby, harmful ions in the water to be treated are adsorbed and removed by the hydrotalcite-like compound.

ハイドロタルサイト様化合物は、MgとAlを含有する基材を層とした層状構造を有しており、層間に、陰イオンを取り込んで吸着することができる。ハイドロタルサイト様化合物は、Mg及びAl以外に、不純物として、アルカリ金属やアルカリ土類金属、例えば、カルシウム(Ca)等を含むことがある。ハイドロタルサイト様化合物を処理対象水と接触させると、ハイドロタルサイト様化合物に含まれるCaイオン等の不純物が処理対象水中に溶脱し、処理対象水のpHを上昇させる。   The hydrotalcite-like compound has a layered structure in which a base material containing Mg and Al is used as a layer, and can take in and adsorb an anion between the layers. In addition to Mg and Al, the hydrotalcite-like compound may contain an alkali metal or an alkaline earth metal such as calcium (Ca) as impurities. When the hydrotalcite-like compound is brought into contact with the water to be treated, impurities such as Ca ions contained in the hydrotalcite-like compound are leached into the water to be treated, thereby increasing the pH of the water to be treated.

そのため、本実施形態の有害イオン除去方法においては、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材と接触させる。処理対象水をpH調整材と接触させることで、処理対象水中に溶脱した上記不純物イオンが除去される。このため、処理対象水のpHの上昇を抑制し、飲用に適したpHに調整することができる。   Therefore, in the harmful ion removal method of this embodiment, the water to be treated that has contacted the hydrotalcite-like compound is brought into contact with the pH adjuster. By bringing the water to be treated into contact with the pH adjuster, the impurity ions leached into the water to be treated are removed. For this reason, the raise of pH of process target water can be suppressed and it can adjust to pH suitable for drinking.

pH調整材は、陽イオン吸着性能を有するものである。pH調整材は、ハイドロタルサイト様化合物から溶脱するCa等の陽イオンを吸着することで、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHの上昇を抑制する。pH調整材は、例えば、陽イオン交換樹脂、メタカオリン、ケイ酸アルミニウム等であるが、これらに限定されない。pH調整材は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。   The pH adjusting material has cation adsorption performance. The pH adjuster adsorbs a cation such as Ca that is leached from the hydrotalcite-like compound, thereby suppressing an increase in pH of the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound. Examples of the pH adjusting material include a cation exchange resin, metakaolin, and aluminum silicate, but are not limited thereto. A pH adjuster may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

本実施形態の飲用水用の有害イオン除去方法においては、ハイドロタルサイト様化合物を処理対象水と接触させる前に、ハイドロタルサイト様化合物を水で洗浄する工程をさらに具備することが好ましい。ハイドロタルサイト様化合物を洗浄水としての水で洗浄することで、水のpHを上昇させる不純物を洗浄水中に溶出させて除去することができる。これにより、ハイドロタルサイト様化合物と接触させた処理対象水のpHの上昇抑制効果を向上させることができる。   In the harmful ion removal method for drinking water of this embodiment, it is preferable to further comprise a step of washing the hydrotalcite-like compound with water before bringing the hydrotalcite-like compound into contact with the water to be treated. By washing the hydrotalcite-like compound with water as washing water, impurities that raise the pH of the water can be eluted and removed in the washing water. Thereby, the raise inhibitory effect of the water for process made to contact with a hydrotalcite-like compound can be improved.

本実施形態の飲用水用の有害イオン除去方法においては、ハイドロタルサイト様化合物を処理対象水と接触させる工程の前に、ハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させる工程をさらに具備してもよい。   In the harmful ion removal method for drinking water of the present embodiment, the method further comprises the step of adsorbing anions on the hydrotalcite-like compound before the step of bringing the hydrotalcite-like compound into contact with the water to be treated. Good.

ここで、ハイドロタルサイト様化合物は、水に浸漬するとpH緩衝性を発揮する性質を有する。ハイドロタルサイト様化合物を水に浸漬すると、ハイドロタルサイト様化合物の基材を構成するMg、Alが陽イオンとなって水中へ溶出する現象と、溶出したMg、Alの陽イオンが基材中に析出する現象が同時に生じる。同様にハイドロタルサイト様化合物の層間に存在するイオン(以下、層間イオンと呼称する。)についても、水中への溶出と層間への析出が同時に生じる。基材由来の陽イオン及び層間イオンの溶出と析出が平衡するため、ハイドロタルサイト様化合物は水に浸漬するとpH緩衝性を発揮する。なお、pH緩衝域はハイドロタルサイト様化合物の層間イオンの種類によって異なる。   Here, the hydrotalcite-like compound has a property of exhibiting pH buffering properties when immersed in water. When the hydrotalcite-like compound is immersed in water, Mg and Al constituting the base material of the hydrotalcite-like compound are dissolved into water as cations, and the eluted cations of Mg and Al are in the base material. The phenomenon of precipitation occurs simultaneously. Similarly, for ions existing between layers of a hydrotalcite-like compound (hereinafter referred to as interlayer ions), elution into water and precipitation between layers occur simultaneously. Since elution and precipitation of cations and interlayer ions derived from the substrate are balanced, the hydrotalcite-like compound exhibits pH buffering properties when immersed in water. The pH buffer range varies depending on the type of interlayer ions of the hydrotalcite-like compound.

つまり、ハイドロタルサイト様化合物の層間に陰イオンを吸着させることで、基材由来の陽イオン及び層間の陰イオンの溶出と析出が平衡するため、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHの上昇を抑制することができる。以下、ハイドロタルサイト様化合物の層間に人為的に吸着させた陰イオンを交換陰イオンと呼称する。交換陰イオンは、例えば塩化物イオン(Cl)であるが、これに限定されない。 In other words, by adsorbing anions between the layers of the hydrotalcite-like compound, the elution and precipitation of the cations derived from the base material and the anions between the layers are balanced, so the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound An increase in pH can be suppressed. Hereinafter, the anion artificially adsorbed between the layers of the hydrotalcite-like compound is referred to as an exchange anion. The exchange anion is, for example, chloride ion (Cl ), but is not limited thereto.

ハイドロタルサイト様化合物に交換陰イオンを吸着させる方法としては、交換陰イオンを溶解した水溶液にハイドロタルサイト様化合物を浸漬する方法や、交換陰イオンを生じるガスにハイドロタルサイト様化合物を接触させる方法等がある。交換陰イオンがClである場合には、塩化ナトリウム(NaCl)の水溶液にハイドロタルサイト様化合物を浸漬する方法や、塩素ガスにハイドロタルサイト様化合物を接触させる方法で、ハイドロタルサイト様化合物の層間にClを吸着させることができる。 As a method of adsorbing the exchange anion on the hydrotalcite-like compound, a method of immersing the hydrotalcite-like compound in an aqueous solution in which the exchange anion is dissolved, or contacting the hydrotalcite-like compound with a gas that generates the exchange anion There are methods. Replacement anions Cl - in the case of the sodium chloride or a method of immersing the aqueous hydrotalcite-like compounds (NaCl), in a manner of contacting the hydrotalcite-like compound in chlorine gas, hydrotalcite-like compound Cl can be adsorbed between these layers.

ハイドロタルサイト様化合物は、天然に産出する鉱物であってもよく、合成により得られたものであってもよい。ハイドロタルサイト様化合物を合成する場合、マグネシウム塩とアルミニウム塩の混合金属塩水溶液とアルカリ性水溶液を混合することで、沈殿物としてハイドロタルサイト様化合物を得ることができる。具体的には、塩化マグネシウム(MgCl)と塩化アルミニウム(AlCl)の混合金属塩水溶液に、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液を混合、撹拌することで、ハイドロタルサイト様化合物の沈殿物を得ることができる。この際、NaOH水溶液は、例えば、添加後の水溶液のpHが10程度となるように添加する。なお、上記のように、Mg及びAlの塩化物から合成したハイドロタルサイト様化合物を用いることで、上述した層間にClを吸着させた場合と同様の効果が得られる。このため、処理対象水のpHの上昇抑制効果を向上させることができる。 The hydrotalcite-like compound may be a naturally occurring mineral or may be obtained by synthesis. When synthesizing a hydrotalcite-like compound, a hydrotalcite-like compound can be obtained as a precipitate by mixing a mixed metal salt aqueous solution of magnesium salt and aluminum salt and an alkaline aqueous solution. Specifically, a hydrotalcite-like compound precipitate is obtained by mixing and stirring a sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution in a mixed metal salt aqueous solution of magnesium chloride (MgCl 2 ) and aluminum chloride (AlCl 3 ). be able to. At this time, the NaOH aqueous solution is added, for example, so that the pH of the aqueous solution after the addition is about 10. As described above, by using the hydrotalcite-like compound synthesized from the chlorides of Mg and Al, the same effect as that obtained when Cl is adsorbed between the above-described layers can be obtained. For this reason, the increase suppression effect of pH of process target water can be improved.

また、本実施形態の飲用水用の有害イオン除去方法においては、ハイドロタルサイト様化合物を処理対象水と接触させる工程の前に、ハイドロタルサイト様化合物の組成(Mg/Alモル比)を調整する工程をさらに具備してもよい。上述したハイドロタルサイト様化合物のpH緩衝域は、ハイドロタルサイト様化合物を構成するMg及びAlの割合によっても変化する。そのため、処理対象水と接触させるハイドロタルサイト様化合物の組成(Mg/Alモル比)を調整することで、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを適切に調整することができる。ハイドロタルサイト様化合物の組成を調整する場合、優れたpH上昇抑制効果を得る点で、ハイドロタルサイト様化合物の組成を、Mg/Alで表されるモル比で、2〜4に調整することが好ましい。ハイドロタルサイト様化合物の組成は、ハイドロタルサイト様化合物を合成する際の混合金属塩水溶液中のMg/Alを変えることによって調整することができる。   Moreover, in the harmful ion removal method for drinking water of this embodiment, the composition (Mg / Al molar ratio) of the hydrotalcite-like compound is adjusted before the step of bringing the hydrotalcite-like compound into contact with the water to be treated. You may further comprise the process to do. The pH buffer region of the hydrotalcite-like compound described above also varies depending on the ratio of Mg and Al constituting the hydrotalcite-like compound. Therefore, by adjusting the composition (Mg / Al molar ratio) of the hydrotalcite-like compound that is brought into contact with the water to be treated, the pH of the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound can be appropriately adjusted. When adjusting the composition of the hydrotalcite-like compound, the composition of the hydrotalcite-like compound is adjusted to 2 to 4 in terms of a molar ratio expressed by Mg / Al, in order to obtain an excellent pH increase inhibiting effect. Is preferred. The composition of the hydrotalcite-like compound can be adjusted by changing Mg / Al in the mixed metal salt aqueous solution when synthesizing the hydrotalcite-like compound.

ハイドロタルサイト様化合物は、処理対象水と接触させる前に、加熱処理されることが好ましい。ハイドロタルサイト様化合物は層間に炭酸イオンを取り込みやすい。ハイドロタルサイト様化合物の加熱処理を行うことで、この炭酸イオンを二酸化炭素ガスとして層間から放出させることにより、ハイドロタルサイト様化合物の陰イオン吸着性能を向上させることができる。加熱処理の条件は、例えば、500℃で3時間程度である。   The hydrotalcite-like compound is preferably heat-treated before being brought into contact with the water to be treated. Hydrotalcite-like compounds tend to take up carbonate ions between layers. By performing the heat treatment of the hydrotalcite-like compound, the carbonate ions are released from the interlayer as carbon dioxide gas, whereby the anion adsorption performance of the hydrotalcite-like compound can be improved. The conditions for the heat treatment are, for example, about 500 ° C. for about 3 hours.

処理対象水とハイドロタルサイト様化合物の接触(工程S1)は、連続式で行っても、バッチ式で行ってもよい。連続式で行う場合、カラム式の吸着塔の内部にハイドロタルサイト様化合物を充填して、処理対象水を、この吸着塔に通流させて、ハイドロタルサイト様化合物に接触させることができる。バッチ式で行う場合、処理対象水にハイドロタルサイト様化合物を浸漬して、その後、固液分離することで、液相として、有害イオンの除去された処理対象水を得ることができる。処理対象水にハイドロタルサイト様化合物を浸漬する際の液固比(処理対象水(mL)/ハイドロタルサイト様化合物(g))は、例えば20mL/g程度である。   The contact between the water to be treated and the hydrotalcite-like compound (step S1) may be performed continuously or batchwise. In the case of a continuous method, the hydrotalcite-like compound can be filled inside the column-type adsorption tower, and the water to be treated can be passed through the adsorption tower and brought into contact with the hydrotalcite-like compound. In the case of performing the batch process, the hydrotalcite-like compound is immersed in the water to be treated, and then subjected to solid-liquid separation, whereby the water to be treated from which harmful ions are removed can be obtained as a liquid phase. The liquid-solid ratio (treatment target water (mL) / hydrotalcite like compound (g)) when the hydrotalcite-like compound is immersed in the treatment target water is, for example, about 20 mL / g.

処理対象水とpH調整材の接触(工程S2)は、連続式で行っても、バッチ式で行ってもよい。連続式で行う場合、カラム式の吸着塔の内部にpH調整材を充填して、この吸着塔に処理対象水を通流させて、処理対象水を、pH調整材に接触させることができる。バッチ式で行う場合、処理対象水にpH調整材を浸漬して、その後、固液分離することで、液相として、pHの調整された処理対象水を得ることができる。処理対象水にpH調整材を浸漬する際の液固比(処理対象水(mL)/pH調整材(g))は、例えば20mL/g程度である。   The contact between the water to be treated and the pH adjuster (step S2) may be performed continuously or batchwise. In the case of performing continuously, the column-type adsorption tower is filled with a pH adjusting material, and the water to be treated is allowed to flow through the adsorption tower so that the water to be treated can be brought into contact with the pH adjusting material. When performing by a batch type, the pH adjustment material can be obtained as a liquid phase by immersing the pH adjusting material in the treatment target water and then performing solid-liquid separation. The liquid-solid ratio (processing target water (mL) / pH adjusting material (g)) at the time of immersing the pH adjusting material in the processing target water is, for example, about 20 mL / g.

処理対象水を、ハイドロタルサイト様化合物と接触させる工程S1と、処理対象水をpH調整材と接触させる工程S2は、順に行ってもよく、同時に行ってもよい。   The step S1 of bringing the water to be treated into contact with the hydrotalcite-like compound and the step S2 of bringing the water to be treated into contact with the pH adjuster may be performed sequentially or simultaneously.

工程S1と、工程S2を同時に行う場合、ハイドロタルサイト様化合物にpH調整材を添加して、その後、カラム式の吸着塔等の内部に充填して、上記同様に、処理対象水を接触させればよい。この場合、例えば、ハイドロタルサイト様化合物にpH調整材を添加した後、これらを混合する。混合された、ハイドロタルサイト様化合物とpH調整材を造粒して、有害イオン吸着材を得る。その後、得られた有害イオン吸着材を処理対象水と接触させる。そのため、混合を容易にする点から、pH調整材は、ハイドロタルサイト様化合物と同様の形状であることが好ましい。   When performing step S1 and step S2 at the same time, a pH adjuster is added to the hydrotalcite-like compound and then filled into a column-type adsorption tower or the like, and the water to be treated is brought into contact in the same manner as described above. Just do it. In this case, for example, after adding a pH adjuster to the hydrotalcite-like compound, they are mixed. The mixed hydrotalcite-like compound and the pH adjusting material are granulated to obtain a harmful ion adsorbing material. Thereafter, the obtained harmful ion adsorbent is brought into contact with the water to be treated. Therefore, from the viewpoint of facilitating mixing, the pH adjuster preferably has the same shape as the hydrotalcite-like compound.

ハイドロタルサイト様化合物と接触させる工程S1の後に、pH調整材と接触させる工程S2を経て、pHの調整された処理対象水のpHは、5.8〜8.6であると、飲用水として適している。   After the step S1 of bringing into contact with the hydrotalcite-like compound, the pH of the water to be treated whose pH has been adjusted through the step S2 of bringing into contact with the pH adjusting material is 5.8 to 8.6. Is suitable.

(第2の実施形態)
次に、上記した実施形態の飲用水用の有害イオン除去方法を実現する飲用水用の有害イオン除去装置の実施形態について説明する。図2は、本実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置1を模式的に示す図である。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment of a harmful ion removing apparatus for drinking water that realizes the method for removing harmful ions for drinking water according to the above-described embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing the harmful ion removing apparatus 1 for drinking water according to this embodiment.

飲用水用の有害イオン除去装置1は、カラム式吸着塔等の内部にハイドロタルサイト様化合物が充填された有害イオン除去塔11(有害イオン除去部)と、カラム式吸着塔等の内部にpH調整材が充填されたpH調整塔12(pH調整部)とを備えている。有害イオン除去塔11は、有害イオンを含む処理対象水とハイドロタルサイト様化合物を接触させて、処理対象水中の有害イオンを除去する。また、pH調整塔12は、有害イオン除去塔11でハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材と接触させて、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整する。   The harmful ion removal apparatus 1 for drinking water includes a harmful ion removal tower 11 (hazardous ion removal section) in which a hydrotalcite-like compound is packed inside a column type adsorption tower and the like, and a pH inside the column type adsorption tower and the like. And a pH adjusting tower 12 (pH adjusting unit) filled with the adjusting material. The harmful ion removal tower 11 removes harmful ions in the water to be treated by bringing the water to be treated containing the harmful ions into contact with the hydrotalcite-like compound. Further, the pH adjusting tower 12 adjusts the pH of the water to be treated that has contacted the hydrotalcite-like compound by bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound in the harmful ion removal tower 11 into contact with the pH adjuster. To do.

有害イオン除去塔11の上部には、有害イオン除去塔11に処理対象水を供給する第1の供給管14が接続されている。有害イオン除去塔11の壁面下部と、pH調整塔12の上部は、処理対象水をpH調整塔12に供給する第2の供給管15によって接続されている。なお、図2では、有害イオン除去部とpH調整部を別々の塔で構成しているが、ハイドロタルサイト様化合物とpH調整材を混合して、一つの吸着塔内に充填し、有害イオン除去部とpH調整部を同一塔内に構成してもよい。   A first supply pipe 14 that supplies water to be treated to the harmful ion removal tower 11 is connected to the upper portion of the harmful ion removal tower 11. The lower part of the wall surface of the harmful ion removing tower 11 and the upper part of the pH adjusting tower 12 are connected by a second supply pipe 15 that supplies water to be treated to the pH adjusting tower 12. In FIG. 2, the harmful ion removing unit and the pH adjusting unit are configured as separate towers, but the hydrotalcite-like compound and the pH adjusting material are mixed and packed in one adsorption tower, You may comprise a removal part and a pH adjustment part in the same tower.

井戸13からポンプ16によって汲み上げられた有害イオンを含む処理対象水は、第1の供給管14を介して有害イオン除去塔11に供給される。処理対象水が有害イオン除去塔11を下降流で通流し、その過程で有害イオンがハイドロタルサイト様化合物に吸着されて除去される(S1)。ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、第2の供給管15を介してpH調整塔12に供給される。その後、処理対象水は、pH調整塔12を下降流で通流し、その過程で処理対象水中の不純物イオンがpH調整材に吸着される。これにより処理対象水のpHが調整される(S2)。pHが調整された処理対象水は例えば、pH調整塔12と貯水槽17とを接続する第3の供給管17aを介して、貯水槽17に貯留され、飲用水として供給される。   The water to be treated containing harmful ions pumped from the well 13 by the pump 16 is supplied to the harmful ion removing tower 11 through the first supply pipe 14. The water to be treated flows through the harmful ion removal tower 11 in a downward flow, and harmful ions are adsorbed and removed by the hydrotalcite-like compound in the process (S1). The water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is supplied to the pH adjusting tower 12 via the second supply pipe 15. Thereafter, the water to be treated flows through the pH adjusting tower 12 in a downward flow, and impurity ions in the water to be treated are adsorbed on the pH adjusting material in the process. Thereby, pH of process target water is adjusted (S2). For example, the water to be treated whose pH is adjusted is stored in the water storage tank 17 via the third supply pipe 17a connecting the pH adjustment tower 12 and the water storage tank 17, and supplied as drinking water.

ここで、有害イオン除去塔11で行われる処理対象水中の有害イオンを除去する処理時間(以下、有害イオン除去時間ともいう)に比べて、pH調整塔12で行われるハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整する処理時間(pH調整時間ともいう)は、非常に長い。そのため、pH調整塔12は、有害イオン除去塔11における処理対象水とハイドロタルサイト様化合物とを接触させる時間に比べて、ハイドロタルサイト様化合物に接触した処理対象水とpH調整材とを接触させる時間が長い構成を有することが好ましい。   Here, compared with the treatment time (hereinafter also referred to as harmful ion removal time) for removing harmful ions in the water to be treated, which is carried out in the harmful ion removal tower 11, it is in contact with the hydrotalcite-like compound carried out in the pH adjustment tower 12. The treatment time for adjusting the pH of the treated water (also referred to as pH adjustment time) is very long. Therefore, the pH adjustment tower 12 contacts the water to be treated and the pH adjuster in contact with the hydrotalcite-like compound as compared to the time for bringing the water to be treated and the hydrotalcite-like compound in the harmful ion removal tower 11 into contact with each other. It is preferable to have a configuration in which the time is long.

図3は、第2の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置1を構成する有害イオン除去塔11およびpH調整塔12を概略的に表す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the harmful ion removing tower 11 and the pH adjusting tower 12 constituting the harmful ion removing apparatus 1 for drinking water according to the second embodiment.

有害イオン除去塔11は、処理対象水とハイドロタルサイト様化合物を連続処理方式で接触させる連続式の有害イオン除去塔である。有害イオン除去塔11の内部には、図示しないハイドロタルサイト様化合物を内部に充填している管21が設けられている。管21の上流端は、第1の供給管14に接続され、管21の下流端は、第2の供給管15に接続される。管21は、例えば、円筒状の有害イオン除去塔11の中心軸に沿って、有害イオン除去塔11の上面と下面との間を往復するように設けられている。   The harmful ion removal tower 11 is a continuous harmful ion removal tower in which water to be treated and a hydrotalcite-like compound are brought into contact with each other in a continuous treatment system. Inside the harmful ion removal tower 11, a tube 21 filled with a hydrotalcite-like compound (not shown) is provided. The upstream end of the pipe 21 is connected to the first supply pipe 14, and the downstream end of the pipe 21 is connected to the second supply pipe 15. The tube 21 is provided, for example, so as to reciprocate between the upper surface and the lower surface of the harmful ion removal tower 11 along the central axis of the cylindrical harmful ion removal tower 11.

また、pH調整塔12は、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水をpH調整材と連続処理方式で接触させる連続式のpH調整塔である。pH調整塔12の内部には、図示しないpH調整材を内部に充填している管22が設けられている。管22の上流端は、第2の供給管15に接続され、管22の下流端は、第3の供給管17aに接続される。管22は、例えば、円筒状のpH調整塔12の中心軸に沿って、pH調整塔12の上面と下面との間を往復するように設けられている。   Moreover, the pH adjustment tower 12 is a continuous pH adjustment tower in which the water to be treated that has contacted the hydrotalcite-like compound is brought into contact with the pH adjuster in a continuous treatment manner. Inside the pH adjusting tower 12, a pipe 22 filled with a pH adjusting material (not shown) is provided. The upstream end of the pipe 22 is connected to the second supply pipe 15, and the downstream end of the pipe 22 is connected to the third supply pipe 17a. The tube 22 is provided so as to reciprocate between the upper surface and the lower surface of the pH adjustment tower 12 along the central axis of the cylindrical pH adjustment tower 12, for example.

有害イオン除去塔11の管21内でハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、第2の供給管15を介して、pH調整塔12内の管22に供給される。   The water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound in the pipe 21 of the harmful ion removal tower 11 is supplied to the pipe 22 in the pH adjustment tower 12 through the second supply pipe 15.

なお、処理対象水に含まれる有害イオンが管21内に充填しているハイドロタルサイト様化合物と反応することによって、有害イオンは処理対象水から除去される。そのため、管21の流路断面積および流路長は、有害イオンとハイドロタルサイト様化合物との反応時間を考慮して、適宜選択される。   In addition, harmful ions contained in the water to be treated react with the hydrotalcite-like compound filled in the tube 21 to remove harmful ions from the water to be treated. Therefore, the channel cross-sectional area and the channel length of the tube 21 are appropriately selected in consideration of the reaction time between harmful ions and the hydrotalcite-like compound.

また、処理対象水に含まれると共に処理対象水のpHを上昇させる不純物が管22内に充填しているpH調整材と反応することによって、不純物は処理対象水から除去される。そのため、管22の流路断面積および流路長は、不純物とpH調整材との反応時間を考慮して、適宜選択される。   Further, impurities that are contained in the water to be treated and increase the pH of the water to be treated react with the pH adjusting material that is filled in the pipe 22, whereby the impurities are removed from the water to be treated. Therefore, the channel cross-sectional area and the channel length of the tube 22 are appropriately selected in consideration of the reaction time between the impurities and the pH adjusting material.

また、図3に示すように、ここでは、管21が有害イオン除去塔11の上面および下面の間を往復するように設けられる一例について示したが、管21の形状は特に限定されるものではない。例えば、管21は、有害イオン除去塔11の中心軸に沿って螺旋状に設けられてもよい。また、管21と同様に、管22の形状についても、特に限定されるものではなく、pH調整塔12の中心軸に沿って螺旋状に設けられてもよい。   In addition, as shown in FIG. 3, an example in which the tube 21 is provided so as to reciprocate between the upper surface and the lower surface of the harmful ion removal tower 11 is shown here, but the shape of the tube 21 is not particularly limited. Absent. For example, the tube 21 may be provided in a spiral shape along the central axis of the harmful ion removal tower 11. Similarly to the tube 21, the shape of the tube 22 is not particularly limited, and may be provided spirally along the central axis of the pH adjusting tower 12.

上記したように、第2の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置1によれば、処理対象水とハイドロタルサイト様化合物とを連続処理方式で接触させる連続式の有害イオン除去塔11、および処理対象水とpH調整材とを連続処理方式で接触させる連続式のpH調整塔12を備える。そのため、有害イオンを含む処理対象水から有害イオンを連続的に除去することができる。また、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを連続的に調整することができる。   As described above, according to the harmful ion removing apparatus 1 for drinking water according to the second embodiment, the continuous harmful ion removing tower 11 for bringing the water to be treated and the hydrotalcite-like compound into contact with each other in a continuous treatment system, And a continuous pH adjusting tower 12 for bringing the water to be treated and the pH adjusting material into contact with each other by a continuous processing method. Therefore, harmful ions can be continuously removed from the water to be treated containing harmful ions. Moreover, the pH of the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound can be continuously adjusted.

(第3の実施形態)
図4は、第3の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置30を概略的に表す図である。第3の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置30において、pH調整材供給部38が追加されると共にpH調整塔32の構成が異なる以外は、第2の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。なお、以下に示す実施の形態において、第2の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置1の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a harmful ion removing device 30 for drinking water according to the third embodiment. In the harmful ion removal apparatus 30 for drinking water of the third embodiment, the harmful substance for drinking water of the second embodiment is different except that the pH adjusting material supply unit 38 is added and the configuration of the pH adjusting tower 32 is different. The configuration is basically the same as that of the ion removing apparatus 1. Therefore, here, the different configuration will be mainly described. In the embodiment described below, the same components as those in the harmful ion removing apparatus 1 for drinking water according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified. .

図4に示すように、飲用水用の有害イオン除去装置30は、有害イオン除去塔11およびpH調整塔32を備える。pH調整塔32は、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材とバッチ処理方式で接触させるバッチ式のpH調整塔である。ここでは、pH調整塔32が第1のpH調整塔32a、第2のpH調整塔32b、および第3のpH調整塔32cの3つの塔から構成される一例について説明するが、pH調整塔32を構成する塔の数は特に限定されるものではない。   As shown in FIG. 4, the harmful ion removing device 30 for drinking water includes a harmful ion removing tower 11 and a pH adjusting tower 32. The pH adjustment tower 32 is a batch-type pH adjustment tower in which water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is brought into contact with a pH adjuster in a batch treatment manner. Here, an example in which the pH adjustment tower 32 includes three towers of a first pH adjustment tower 32a, a second pH adjustment tower 32b, and a third pH adjustment tower 32c will be described. There are no particular restrictions on the number of towers that constitute the structure.

第2の供給管35は、有害イオン除去塔11およびpH調整塔32と接続している。具体的には、第2の供給管35の上流端は、有害イオン除去塔11と接続している。そして、第2の供給管35は、分岐部を有しており、第2の供給管35の下流端は、pH調整塔32a,32b,32cと接続している。   The second supply pipe 35 is connected to the harmful ion removing tower 11 and the pH adjusting tower 32. Specifically, the upstream end of the second supply pipe 35 is connected to the harmful ion removal tower 11. And the 2nd supply pipe | tube 35 has a branch part, and the downstream end of the 2nd supply pipe | tube 35 is connected with pH adjustment towers 32a, 32b, 32c.

また、飲用水用の有害イオン除去装置30は、第4の供給管38aを介して、pH調整塔32a,32b,32cにpH調整材を供給するpH調整材供給部38を備える。第4の供給管38aは、分岐部を有しており、第4の供給管38aの上流端は、pH調整材供給部38と接続し、第4の供給管38aの下流端は、pH調整塔32a,32b,32cと接続している。   Moreover, the harmful ion removing device 30 for drinking water includes a pH adjusting material supply unit 38 for supplying a pH adjusting material to the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c through a fourth supply pipe 38a. The fourth supply pipe 38a has a branch part, the upstream end of the fourth supply pipe 38a is connected to the pH adjusting material supply part 38, and the downstream end of the fourth supply pipe 38a is pH adjusted. The towers 32a, 32b, and 32c are connected.

pH調整塔32は、有害イオン除去塔11から供給されるハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水、およびpH調整材供給部38から供給されるpH調整材を収容する。pH調整塔32は、例えばタンクからなる。   The pH adjustment column 32 accommodates the water to be treated that has contacted the hydrotalcite-like compound supplied from the harmful ion removal column 11 and the pH adjustment material supplied from the pH adjustment material supply unit 38. The pH adjustment tower 32 is composed of a tank, for example.

また、飲用水用の有害イオン除去装置30は、pH調整塔32a,32b,32cを搬送可能なコンベヤーなどの搬送装置(図示しない)を備えてもよい。例えば、図示しない搬送装置は、処理対象水の供給場所である第2の供給管35の下流端、およびpH調整材の供給場所である第4の供給管38aの下流端に、pH調整塔32a,32b,32cを移動させて停止させる。そして、pH調整塔32a,32b,32cに第2の供給管35および第4の供給管38aを接続し、第2の供給管35を介したpH調整塔32a,32b,32cへの処理対象水の供給、および第4の供給管38aを介したpH調整塔32a,32b,32cへのpH調整材の供給が完了した後、pH調整塔32a,32b,32cから第2の供給管35および第4の供給管38aを取り外し、搬送装置は処理対象水およびpH調整材の供給場所からpH調整塔32a,32b,32cを移動させる。続いて、搬送装置は、新たなpH調整塔を処理対象水およびpH調整材の供給場所まで移動させて停止させる。そして、上述した一連の操作を繰り返す。   Moreover, the harmful ion removing device 30 for drinking water may include a transport device (not shown) such as a conveyor that can transport the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c. For example, the transport device (not shown) has a pH adjustment tower 32a at the downstream end of the second supply pipe 35 that is the supply location of the water to be treated and the downstream end of the fourth supply pipe 38a that is the supply location of the pH adjusting material. , 32b, 32c are moved and stopped. And the 2nd supply pipe | tube 35 and the 4th supply pipe | tube 38a are connected to the pH adjustment towers 32a, 32b, 32c, and the water to be processed to the pH adjustment towers 32a, 32b, 32c via the second supply pipe 35 And the supply of the pH adjusting material to the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c through the fourth supply pipe 38a are completed, the second adjusting pipe 35 and the second supplying pipe 35 and the second adjusting pipe are supplied from the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c. 4 is removed, and the transport device moves the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c from the supply location of the water to be treated and the pH adjusting material. Subsequently, the transport device moves the new pH adjusting tower to the supply location of the water to be treated and the pH adjusting material and stops it. Then, the series of operations described above are repeated.

次に、飲用水用の有害イオン除去装置30の処理の流れについて説明する。   Next, the process flow of the harmful ion removing device 30 for drinking water will be described.

井戸13からポンプ16によって汲み上げられた有害イオンを含む処理対象水は、第1の供給管14を介して、有害イオン除去塔11に供給される。有害イオンを含む処理対象水は、有害イオン除去塔11の管21内を流れる。このとき、有害イオンを含む処理対象水がハイドロタルサイト様化合物と接触することによって、処理対象水に含まれる有害イオンは、ハイドロタルサイト様化合物に吸着されて除去される。   The water to be treated containing harmful ions pumped from the well 13 by the pump 16 is supplied to the harmful ion removal tower 11 via the first supply pipe 14. The water to be treated containing harmful ions flows in the tube 21 of the harmful ion removing tower 11. At this time, when the water to be treated containing harmful ions comes into contact with the hydrotalcite-like compound, the harmful ions contained in the water to be treated are adsorbed and removed by the hydrotalcite-like compound.

続いて、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、第2の供給管35を介して、pH調整塔32a,32b,32cに供給される。なお、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、第2の供給管35に設けられる図示しない切替スイッチなどによって、第1のpH調整塔32a、第2のpH調整塔32b、または第3のpH調整塔32cに選択的に供給されてもよい。   Subsequently, the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is supplied to the pH adjusting towers 32 a, 32 b, and 32 c through the second supply pipe 35. It should be noted that the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is supplied to the first pH adjusting tower 32a, the second pH adjusting tower 32b, or the third by a not-shown changeover switch or the like provided in the second supply pipe 35. May be selectively supplied to the pH adjusting column 32c.

続いて、pH調整材供給部38から排出したpH調整材は、第4の供給管38aを介して、pH調整塔32a,32b,32cに貯留しているハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水に供給される。そして、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水がpH調整材と接触することによって、処理対象水のpHは調整される。なお、pH調整材は、第4の供給管38aに設けられる図示しない切替スイッチなどによって、第1のpH調整塔32a、第2のpH調整塔32b、または第3のpH調整塔32cに選択的に供給されてもよい。   Subsequently, the pH adjustment material discharged from the pH adjustment material supply unit 38 is in contact with the hydrotalcite-like compound stored in the pH adjustment towers 32a, 32b, and 32c via the fourth supply pipe 38a. Supplied to water. Then, the pH of the water to be treated is adjusted by bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound into contact with the pH adjuster. The pH adjusting material is selectively supplied to the first pH adjusting tower 32a, the second pH adjusting tower 32b, or the third pH adjusting tower 32c by a changeover switch (not shown) provided in the fourth supply pipe 38a. May be supplied.

また、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水がpH調整塔32a,32b,32cに供給される前に、pH調整材がpH調整塔32a,32b,32cに予め供給されてもよい。また、pH調整材供給部38からのpH調整材の供給に加えて、またはpH調整材供給部38からのpH調整材の供給ではなく、pH調整材をpH調整塔32a,32b,32c内に予め設置してもよい。   Moreover, before the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is supplied to the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c, the pH adjusting material may be supplied in advance to the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c. Further, in addition to the supply of the pH adjusting material from the pH adjusting material supply unit 38 or not the supply of the pH adjusting material from the pH adjusting material supply unit 38, the pH adjusting material is placed in the pH adjusting towers 32a, 32b, 32c. It may be installed in advance.

また、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水の供給場所とpH調整材の供給場所とが同じである一例について示したが、これらの供給場所は異なっていてもよい。   Moreover, although shown about the example which the supply place of the process target water which contacted the hydrotalcite-like compound and the supply place of the pH adjusting material were the same, these supply places may differ.

また、pH調整塔32a,32b,32c内の処理対象水は、図示しない撹拌装置によって撹拌されてもよい。処理対象水が撹拌されると、pH調整材が処理対象水中に均一に分散される。そのため、処理対象水のpHを上昇させる不純物とpH調整材との反応が促進され、処理対象水のpHを調整する時間は短縮する。   Further, the water to be treated in the pH adjusting towers 32a, 32b, 32c may be stirred by a stirring device (not shown). When the water to be treated is stirred, the pH adjusting material is uniformly dispersed in the water to be treated. Therefore, the reaction between the impurities that raise the pH of the water to be treated and the pH adjusting material is promoted, and the time for adjusting the pH of the water to be treated is shortened.

処理対象水のpHを調整した後、pH調整塔32a,32b,32cは、例えば家庭に配られ、pH調整された処理対象水は、飲料水として使用される。   After adjusting the pH of the water to be treated, the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c are distributed to homes, for example, and the water to be treated whose pH has been adjusted is used as drinking water.

上記したように、第3の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置30によれば、処理対象水とハイドロタルサイト様化合物とを連続処理方式で接触させる連続式の有害イオン除去塔11、および処理対象水とpH調整材とをバッチ処理方式で接触させるバッチ式のpH調整塔32を備える。そのため、有害イオンを含む処理対象水から有害イオンを連続的に除去することができる。また、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを各pH調整塔32a,32b,32cごとに個別に調整することができる。   As described above, according to the harmful ion removing device 30 for drinking water of the third embodiment, the continuous harmful ion removing tower 11 that makes the water to be treated and the hydrotalcite-like compound contact in a continuous treatment system, And a batch-type pH adjusting tower 32 for bringing the water to be treated and the pH adjusting material into contact with each other by a batch processing method. Therefore, harmful ions can be continuously removed from the water to be treated containing harmful ions. Moreover, the pH of the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound can be individually adjusted for each of the pH adjustment towers 32a, 32b, and 32c.

(第4の実施形態)
図5は、第4の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置40を概略的に表す図である。第4の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置40において、ハイドロタルサイト様化合物供給部49が追加されると共に有害イオン除去塔41の構成が異なる以外は、第2の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a harmful ion removing device 40 for drinking water according to the fourth embodiment. In the harmful ion removal apparatus 40 for drinking water of the fourth embodiment, the drinking water of the second embodiment is different except that a hydrotalcite-like compound supply unit 49 is added and the configuration of the harmful ion removal tower 41 is different. This is basically the same as the configuration of the harmful ion removal apparatus 1 for use. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.

図5に示すように、飲用水用の有害イオン除去装置40は、有害イオン除去塔41およびpH調整塔12を備える。有害イオン除去塔41は、処理対象水とハイドロタルサイト様化合物をバッチ処理方式で接触させるバッチ式の有害イオン除去塔である。ここでは、有害イオン除去塔41が第1の有害イオン除去塔41a、第2の有害イオン除去塔41b、および第3の有害イオン除去塔41cの3つの塔から構成される一例について説明するが、有害イオン除去塔41を構成する塔の数は特に限定されるものではない。   As shown in FIG. 5, the harmful ion removing device 40 for drinking water includes a harmful ion removing tower 41 and a pH adjusting tower 12. The harmful ion removal tower 41 is a batch-type harmful ion removal tower in which water to be treated and a hydrotalcite-like compound are brought into contact with each other by a batch treatment system. Here, an example in which the harmful ion removal tower 41 includes three towers of the first harmful ion removal tower 41a, the second harmful ion removal tower 41b, and the third harmful ion removal tower 41c will be described. The number of towers constituting the harmful ion removing tower 41 is not particularly limited.

第1の供給管44は、井戸13および有害イオン除去塔41と接続している。具体的には、第1の供給管44の上流端は、井戸13と接続している。そして、第1の供給管44は、分岐部を有しており、第1の供給管44の下流端は、有害イオン除去塔41a,41b,41cと接続している。   The first supply pipe 44 is connected to the well 13 and the harmful ion removal tower 41. Specifically, the upstream end of the first supply pipe 44 is connected to the well 13. The first supply pipe 44 has a branch portion, and the downstream end of the first supply pipe 44 is connected to harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c.

また、飲用水用の有害イオン除去装置40は、第5の供給管49aを介して、有害イオン除去塔41a,41b,41cにハイドロタルサイト様化合物を供給するハイドロタルサイト様化合物供給部49を備える。第5の供給管49aは、分岐部を有しており、第5の供給管49aの上流端は、ハイドロタルサイト様化合物供給部49と接続し、第5の供給管49aの下流端は、有害イオン除去塔41a,41b,41cと接続している。   Moreover, the harmful ion removal apparatus 40 for drinking water has a hydrotalcite-like compound supply unit 49 for supplying a hydrotalcite-like compound to the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c via the fifth supply pipe 49a. Prepare. The fifth supply pipe 49a has a branch part, the upstream end of the fifth supply pipe 49a is connected to the hydrotalcite-like compound supply part 49, and the downstream end of the fifth supply pipe 49a is It is connected to harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c.

有害イオン除去塔41は、井戸13から供給される有害イオンを含む処理対象水、およびハイドロタルサイト様化合物供給部49から供給されるハイドロタルサイト様化合物を収容する。有害イオン除去塔41は、例えばタンクからなる。   The harmful ion removal tower 41 accommodates the water to be treated containing harmful ions supplied from the well 13 and the hydrotalcite-like compound supplied from the hydrotalcite-like compound supply unit 49. The harmful ion removal tower 41 is composed of a tank, for example.

また、飲用水用の有害イオン除去装置40は、有害イオン除去塔41a,41b,41cを搬送可能なコンベヤーなどの搬送装置(図示しない)を備えてもよい。例えば、図示しない搬送装置は、処理対象水の供給場所である第1の供給管44の下流端、およびハイドロタルサイト様化合物の供給場所である第5の供給管49aの下流端に、有害イオン除去塔41a,41b,41cを移動させて停止させる。そして、有害イオン除去塔41a,41b,41cに第1の供給管44および第5の供給管49aを接続し、第1の供給管44を介した有害イオン除去塔41a,41b,41cへの処理対象水の供給、および第5の供給管49aを介した有害イオン除去塔41a,41b,41cへのハイドロタルサイト様化合物の供給が完了した後、有害イオン除去塔41a,41b,41cから第1の供給管44および第5の供給管49aを取り外し、搬送装置は処理対象水およびハイドロタルサイト様化合物の供給場所から有害イオン除去塔41a,41b,41cを移動させる。続いて、搬送装置は、新たな有害イオン除去塔を処理対象水およびハイドロタルサイト様化合物の供給場所まで移動させて停止させる。そして、上述した一連の操作を繰り返す。   Further, the harmful ion removing device 40 for drinking water may include a transport device (not shown) such as a conveyor capable of transporting the harmful ion removing towers 41a, 41b, 41c. For example, the transport device (not shown) has harmful ions at the downstream end of the first supply pipe 44 that is the supply location of the water to be treated and the downstream end of the fifth supply pipe 49a that is the supply location of the hydrotalcite-like compound. The removal towers 41a, 41b, 41c are moved and stopped. Then, the first supply pipe 44 and the fifth supply pipe 49a are connected to the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c, and the processing to the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c via the first supply pipe 44 is performed. After the supply of the target water and the supply of the hydrotalcite-like compound to the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c through the fifth supply pipe 49a are completed, the first from the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c. The supply pipe 44 and the fifth supply pipe 49a are removed, and the transfer device moves the harmful ion removal towers 41a, 41b, and 41c from the supply location of the water to be treated and the hydrotalcite-like compound. Subsequently, the transport device moves and stops the new harmful ion removal tower to the supply location of the water to be treated and the hydrotalcite-like compound. Then, the series of operations described above are repeated.

次に、飲用水用の有害イオン除去装置40の処理の流れについて説明する。   Next, the process flow of the harmful ion removing device 40 for drinking water will be described.

井戸13からポンプ16によって汲み上げられた有害イオンを含む処理対象水は、第1の供給管44を介して、有害イオン除去塔41a,41b,41cに供給される。なお、有害イオンを含む処理対象水は、第1の供給管44に設けられる図示しない切替スイッチなどによって、第1の有害イオン除去塔41a、第2の有害イオン除去塔41b、または第3の有害イオン除去塔41cに選択的に供給されてもよい。   Water to be treated containing harmful ions pumped from the well 13 by the pump 16 is supplied to the harmful ion removal towers 41a, 41b, and 41c through the first supply pipe 44. It should be noted that the water to be treated containing harmful ions is removed from the first harmful ion removal tower 41a, the second harmful ion removal tower 41b, or the third harmful water by a switch (not shown) provided in the first supply pipe 44 or the like. You may selectively supply to the ion removal tower 41c.

続いて、ハイドロタルサイト様化合物供給部49から排出したハイドロタルサイト様化合物は、第5の供給管49aを介して、有害イオン除去塔41a,41b,41cに貯留している処理対象水に供給される。そして、有害イオンを含む処理対象水がハイドロタルサイト様化合物と接触することによって、処理対象水に含まれる有害イオンは除去される。なお、ハイドロタルサイト様化合物は、第5の供給管49aに設けられる図示しない切替スイッチなどによって、第1の有害イオン除去塔41a、第2の有害イオン除去塔41b、または第3の有害イオン除去塔41cに選択的に供給されてもよい   Subsequently, the hydrotalcite-like compound discharged from the hydrotalcite-like compound supply unit 49 is supplied to the treatment target water stored in the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c through the fifth supply pipe 49a. Is done. Then, when the treatment target water containing harmful ions comes into contact with the hydrotalcite-like compound, the harmful ions contained in the treatment target water are removed. The hydrotalcite-like compound is removed from the first harmful ion removal tower 41a, the second harmful ion removal tower 41b, or the third harmful ion removal by a changeover switch (not shown) provided in the fifth supply pipe 49a. It may be selectively supplied to the tower 41c.

また、有害イオンを含む処理対象水が有害イオン除去塔41a,41b,41cに供給される前に、ハイドロタルサイト様化合物が有害イオン除去塔41a,41b,41cに予め供給されてもよい。また、ハイドロタルサイト様化合物供給部49からのハイドロタルサイト様化合物の供給に加えて、またはハイドロタルサイト様化合物供給部49からのハイドロタルサイト様化合物の供給ではなく、ハイドロタルサイト様化合物を有害イオン除去塔41a,41b,41c内に予め設置してもよい。   In addition, the hydrotalcite-like compound may be supplied in advance to the harmful ion removal towers 41a, 41b, and 41c before the water to be treated containing harmful ions is supplied to the harmful ion removal towers 41a, 41b, and 41c. In addition to the supply of the hydrotalcite-like compound from the hydrotalcite-like compound supply unit 49 or the supply of the hydrotalcite-like compound from the hydrotalcite-like compound supply unit 49, You may install beforehand in the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c.

また、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水の供給場所とpH調整材の供給場所とが同じである一例について示したが、これらの供給場所は異なっていてもよい。   Moreover, although shown about the example which the supply place of the process target water which contacted the hydrotalcite-like compound and the supply place of the pH adjusting material were the same, these supply places may differ.

また、有害イオン除去塔41a,41b,41c内の処理対象水は、図示しない撹拌装置によって撹拌されてもよい。処理対象水が撹拌されると、ハイドロタルサイト様化合物が処理対象水中に均一に分散される。そのため、ハイドロタルサイト様化合物と有害イオンとの反応が促進され、処理対象水に含まれる有害イオンを除去する時間は短縮する。   Further, the water to be treated in the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c may be stirred by a stirring device (not shown). When the water to be treated is stirred, the hydrotalcite-like compound is uniformly dispersed in the water to be treated. Therefore, the reaction between the hydrotalcite-like compound and harmful ions is promoted, and the time for removing harmful ions contained in the water to be treated is shortened.

続いて、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、第2の供給管15を介して、pH調整塔12に供給される。そして、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水がpH調整材と接触することによって、処理対象水のpHは調整される。   Subsequently, the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is supplied to the pH adjustment tower 12 via the second supply pipe 15. Then, the pH of the water to be treated is adjusted by bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound into contact with the pH adjuster.

pHが調整された処理対象水は、例えば、第3の供給管17aを介して貯水槽17に貯留され、飲用水として使用される。   For example, the water to be treated whose pH is adjusted is stored in the water storage tank 17 through the third supply pipe 17a and used as drinking water.

上記したように、第4の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置40によれば、処理対象水とハイドロタルサイト様化合物とをバッチ処理方式で接触させるバッチ式の有害イオン除去塔41、および処理対象水とpH調整材とを連続処理方式で接触させる連続式のpH調整塔12を備える。そのため、有害イオンを含む処理対象水から有害イオンを各有害イオン除去塔41a,41b,41cごとに個別に除去することができる。また、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを連続的に調整することができる。   As described above, according to the harmful ion removing device 40 for drinking water of the fourth embodiment, the batch-type harmful ion removing tower 41 that makes the water to be treated and the hydrotalcite-like compound contact in a batch processing manner, And a continuous pH adjusting tower 12 for bringing the water to be treated and the pH adjusting material into contact with each other by a continuous processing method. Therefore, harmful ions can be individually removed from the water to be treated containing harmful ions for each of the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c. Moreover, the pH of the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound can be continuously adjusted.

(第5の実施形態)
図6は、第5の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置50を概略的に表す図である。第5の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置50において、ハイドロタルサイト様化合物供給部49およびpH調整材供給部38が追加されると共に、有害イオン除去塔41およびpH調整塔32の構成が異なる以外は、第2の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a harmful ion removing device 50 for drinking water according to the fifth embodiment. In the harmful ion removing device 50 for drinking water according to the fifth embodiment, a hydrotalcite-like compound supply unit 49 and a pH adjusting material supply unit 38 are added, and the harmful ion removing column 41 and the pH adjusting column 32 are configured. Except for the difference, the configuration is basically the same as the configuration of the harmful ion removing apparatus 1 for drinking water according to the second embodiment. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.

図6に示すように、飲用水用の有害イオン除去装置50は、有害イオン除去塔41(41a,41b,41c)およびpH調整塔32(32a,32b,32c)を備える。上記したように、有害イオン除去塔41は、処理対象水とハイドロタルサイト様化合物をバッチ処理方式で接触させるバッチ式の有害イオン除去塔であり、pH調整塔32は、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材とバッチ処理方式で接触させるバッチ式のpH調整塔である。   As shown in FIG. 6, the harmful ion removing apparatus 50 for drinking water includes a harmful ion removing tower 41 (41a, 41b, 41c) and a pH adjusting tower 32 (32a, 32b, 32c). As described above, the harmful ion removal tower 41 is a batch-type harmful ion removal tower in which the water to be treated and the hydrotalcite-like compound are brought into contact with each other by a batch treatment system, and the pH adjustment tower 32 is composed of a hydrotalcite-like compound and a hydrotalcite-like compound. It is a batch type pH adjusting tower in which the water to be treated is brought into contact with the pH adjusting material by a batch processing method.

また、飲用水用の有害イオン除去装置50は、第5の供給管49aを介して、有害イオン除去塔41a,41b,41cにハイドロタルサイト様化合物を供給するハイドロタルサイト様化合物供給部49を備える。また、飲用水用の有害イオン除去装置50は、第4の供給管38aを介して、pH調整塔32a,32b,32cにpH調整材を供給するpH調整材供給部38を備える。   Further, the harmful ion removing device 50 for drinking water has a hydrotalcite-like compound supply unit 49 for supplying a hydrotalcite-like compound to the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c via the fifth supply pipe 49a. Prepare. Moreover, the harmful ion removing apparatus 50 for drinking water includes a pH adjusting material supply unit 38 that supplies a pH adjusting material to the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c through a fourth supply pipe 38a.

次に、飲用水用の有害イオン除去装置50の処理の流れについて説明する。   Next, the process flow of the harmful ion removing device 50 for drinking water will be described.

上記のように、井戸13からポンプ16によって汲み上げられた有害イオンを含む処理対象水は、第1の供給管44を介して、有害イオン除去塔41a,41b,41cに供給される。続いて、ハイドロタルサイト様化合物供給部49から排出したハイドロタルサイト様化合物は、第5の供給管49aを介して、有害イオン除去塔41a,41b,41cに貯留している処理対象水に供給される。そして、有害イオンを含む処理対象水がハイドロタルサイト様化合物と接触することによって、処理対象水に含まれる有害イオンは除去される。   As described above, the water to be treated containing harmful ions pumped from the well 13 by the pump 16 is supplied to the harmful ion removing towers 41a, 41b, and 41c through the first supply pipe 44. Subsequently, the hydrotalcite-like compound discharged from the hydrotalcite-like compound supply unit 49 is supplied to the treatment target water stored in the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c through the fifth supply pipe 49a. Is done. Then, when the treatment target water containing harmful ions comes into contact with the hydrotalcite-like compound, the harmful ions contained in the treatment target water are removed.

続いて、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、第2の供給管35を介して、pH調整塔32a,32b,32cに供給される。pH調整材供給部38から排出したpH調整材は、第4の供給管38aを介して、pH調整塔32a,32b,32cに貯留しているハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水に供給される。そして、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水がpH調整材と接触することによって、処理対象水のpHは調整される。   Subsequently, the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is supplied to the pH adjusting towers 32 a, 32 b, and 32 c through the second supply pipe 35. The pH adjusting material discharged from the pH adjusting material supply unit 38 is supplied to the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound stored in the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c via the fourth supply pipe 38a. Is done. Then, the pH of the water to be treated is adjusted by bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound into contact with the pH adjuster.

処理対象水のpHを調整した後、pH調整塔32a,32b,32cは、例えば家庭に配られ、pH調整された処理対象水は、飲料水として使用される。   After adjusting the pH of the water to be treated, the pH adjusting towers 32a, 32b, and 32c are distributed to homes, for example, and the water to be treated whose pH has been adjusted is used as drinking water.

上記したように、第5の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置50によれば、処理対象水とハイドロタルサイト様化合物とをバッチ処理方式で接触させるバッチ式の有害イオン除去塔41、および処理対象水とpH調整材とをバッチ処理方式で接触させるバッチ式のpH調整塔32を備える。そのため、有害イオンを含む処理対象水から有害イオンを各有害イオン除去塔41a,41b,41cごとに個別に除去することができる。また、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを各pH調整塔32a,32b,32cごとに個別に調整することができる。   As described above, according to the harmful ion removing device 50 for drinking water of the fifth embodiment, the batch-type harmful ion removing tower 41 for bringing the water to be treated and the hydrotalcite-like compound into contact with each other in a batch processing manner, And a batch-type pH adjusting tower 32 for bringing the water to be treated and the pH adjusting material into contact with each other by a batch processing method. Therefore, harmful ions can be individually removed from the water to be treated containing harmful ions for each of the harmful ion removal towers 41a, 41b, 41c. Moreover, the pH of the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound can be individually adjusted for each of the pH adjustment towers 32a, 32b, and 32c.

(第6の実施形態)
図7は、第6の実施形態に係る飲用水用の有害イオン除去装置60を概略的に表す図である。第6の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置60において、塔61が追加されると共に有害イオン除去塔11およびpH調整塔12の構成が異なる以外は、第2の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a harmful ion removing device 60 for drinking water according to the sixth embodiment. In the harmful ion removing device 60 for drinking water of the sixth embodiment, a tower 61 is added and the constitution of the harmful ion removing tower 11 and the pH adjusting tower 12 is different, except for the drinking water of the second embodiment. This is basically the same as the configuration of the harmful ion removing apparatus 1. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.

図7に示すように、飲用水用の有害イオン除去装置60は、有害イオン除去塔11およびpH調整塔12を備える。飲用水用の有害イオン除去装置60では、有害イオン除去塔11とpH調整塔12とは、別々の塔内に設けられているのではなく、単一の塔61内に設けられている。有害イオン除去装置60は、人が容易に持ち運びできる大きさであってもよいし、人が持ち運びできない大きさであってもよい。例えば、塔61の外側の側部には、把持部61aが設けられている。   As shown in FIG. 7, the harmful ion removing device 60 for drinking water includes a harmful ion removing tower 11 and a pH adjusting tower 12. In the harmful ion removing device 60 for drinking water, the harmful ion removing tower 11 and the pH adjusting tower 12 are not provided in separate towers, but are provided in a single tower 61. The harmful ion removing device 60 may be a size that can be easily carried by a person or a size that cannot be carried by a person. For example, a gripping portion 61 a is provided on the outer side of the tower 61.

なお、ここでは、有害イオン除去塔11が連続式の有害イオン除去塔であり、pH調整塔12が連続式のpH調整塔である一例について説明するが、有害イオン除去塔11はバッチ式の有害イオン除去塔であってもよいし、pH調整塔12はバッチ式のpH調整塔であってもよい。例えば、有害イオン除去塔11が連続式の有害イオン除去塔であり、pH調整塔12がバッチ式のpH調整塔であってもよい。   Here, an example in which the harmful ion removing tower 11 is a continuous harmful ion removing tower and the pH adjusting tower 12 is a continuous pH adjusting tower will be described. However, the harmful ion removing tower 11 is a batch-type harmful tower. The ion removing tower may be used, and the pH adjusting tower 12 may be a batch type pH adjusting tower. For example, the harmful ion removing tower 11 may be a continuous harmful ion removing tower, and the pH adjusting tower 12 may be a batch type pH adjusting tower.

塔61内の上部には、有害イオン除去塔11が設けられる。塔61内の有害イオン除去塔11の下部には、pH調整塔12が設けられる。例えば、有害イオン除去塔11およびpH調整塔12は、塔61に対して取り外し可能に設けられてもよい。塔61内のpH調整塔12の下部には、pH調整された処理対象水を貯留する貯留部63が設けられる。有害イオン除去塔11の上部は、蓋65で閉じられていてもよいし、蓋65で閉じられずに開口していてもよい。また、有害イオン除去塔11は、第1の供給管14と連通していてもよい。   A harmful ion removal tower 11 is provided in the upper part of the tower 61. A pH adjusting tower 12 is provided below the harmful ion removing tower 11 in the tower 61. For example, the harmful ion removing tower 11 and the pH adjusting tower 12 may be provided so as to be removable from the tower 61. In the lower part of the pH adjusting tower 12 in the tower 61, a storage unit 63 for storing the water to be treated whose pH has been adjusted is provided. The upper part of the harmful ion removing tower 11 may be closed by a lid 65 or may be opened without being closed by the lid 65. Further, the harmful ion removing tower 11 may communicate with the first supply pipe 14.

有害イオン除去塔11の下面11aには、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水をpH調整塔12に供給する図示しない貫通孔が設けられている。また、pH調整塔12の下面12aには、pH調整された処理対象水を貯留部63に供給する図示しない貫通孔が設けられている。   On the lower surface 11 a of the harmful ion removal tower 11, a through hole (not shown) for supplying the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound to the pH adjustment tower 12 is provided. The lower surface 12 a of the pH adjusting tower 12 is provided with a through hole (not shown) that supplies the water to be treated whose pH has been adjusted to the reservoir 63.

塔61内の有害イオン除去塔11、pH調整塔12、および貯留部63以外の空間には、塔61の長手方向に沿って連結部64が延設される。連結部64は、有害イオン除去塔11の設けられていない塔61の上端部と貯留部63とを連通する。連結部64と連通している塔61の上部は、蓋65で閉じられていてもよいし、蓋65で閉じられずに開口していてもよい。なお、連結部64と連通している塔61の上部は、pH調整された処理対象水を流通させる第3の供給管17aと連通していてもよい。   In the space other than the harmful ion removal tower 11, the pH adjustment tower 12, and the storage section 63 in the tower 61, a connecting section 64 extends along the longitudinal direction of the tower 61. The connecting part 64 communicates the upper end part of the tower 61 where the harmful ion removing tower 11 is not provided and the storage part 63. The upper portion of the tower 61 communicating with the connecting portion 64 may be closed with a lid 65, or may be opened without being closed with the lid 65. In addition, the upper part of the tower 61 that communicates with the connection part 64 may communicate with the third supply pipe 17a that distributes the water to be treated whose pH has been adjusted.

次に、飲用水用の有害イオン除去装置60の処理の流れについて説明する。   Next, the process flow of the harmful ion removing device 60 for drinking water will be described.

有害イオンを含む処理対象水は、有害イオン除去塔11に供給される。例えば、その後、塔61の上部は、蓋65で閉じられる。有害イオンを含む処理対象水は、有害イオン除去塔11内でハイドロタルサイト様化合物と接触する。そして、処理対象水に含まれる有害イオンは、ハイドロタルサイト様化合物に吸着されて除去される。   The water to be treated containing harmful ions is supplied to the harmful ion removing tower 11. For example, thereafter, the upper portion of the tower 61 is closed with a lid 65. The water to be treated containing harmful ions comes into contact with the hydrotalcite-like compound in the harmful ion removal tower 11. Then, harmful ions contained in the water to be treated are adsorbed and removed by the hydrotalcite-like compound.

ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、重力によって、有害イオン除去塔11の下面11aに設けられる貫通孔を介して、pH調整塔12に供給される。ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水は、pH調整塔12内でpH調整材と接触する。そして、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHは調整される。   The water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound is supplied to the pH adjusting tower 12 by gravity through a through hole provided in the lower surface 11a of the harmful ion removing tower 11. The water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound comes into contact with the pH adjusting material in the pH adjusting tower 12. Then, the pH of the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound is adjusted.

pH調整された処理対象水は、重力によって、pH調整塔12の下面12aに設けられる貫通孔を介して、貯留部63に供給される。貯留部63に供給された処理対象水は、例えば人が把持部61aを把持して塔61を傾けることによって、塔61の上部端に設けられる注ぎ口61bを介して、貯留部63から塔61の外部に排出され、飲料水として供給される。   The water to be treated whose pH has been adjusted is supplied to the storage unit 63 by gravity through a through hole provided in the lower surface 12a of the pH adjusting tower 12. The water to be treated supplied to the storage unit 63 is supplied from the storage unit 63 to the tower 61 via a spout 61b provided at the upper end of the tower 61, for example, when a person grips the gripping part 61a and tilts the tower 61. It is discharged outside and supplied as drinking water.

例えば、飲用水用の有害イオン除去装置60を冷蔵庫などの冷所に入れた場合、飲用水用の有害イオン除去装置60で実施される工程が行われている間に、処理対象水が冷やされる。そのため、飲用水用の有害イオン除去装置60は、pH処理された処理対象水を冷たい飲料水として供給することができる。さらには、飲用水用の有害イオン除去装置60を家庭に配ることによって、飲用水用の有害イオン除去装置60は、pH処理された処理対象水を、各家庭で個別に製造することができる。   For example, when the harmful ion removing device 60 for drinking water is put in a cold place such as a refrigerator, the water to be treated is cooled while the process performed in the harmful ion removing device 60 for drinking water is performed. . Therefore, the harmful ion removing device 60 for drinking water can supply the treatment target water that has been subjected to the pH treatment as cold drinking water. Furthermore, by distributing the harmful ion removing device 60 for drinking water to the household, the harmful ion removing device 60 for drinking water can individually produce the treatment target water that has been subjected to the pH treatment.

上記したように、第6の実施形態の飲用水用の有害イオン除去装置60によれば、単一の塔61内に設けられている有害イオン除去塔11およびpH調整塔12を備える。有害イオン除去塔11およびpH調整塔12は、鉛直方向に配置されている。有害イオンを含む処理対象水が飲用水用の有害イオン除去装置60に供給されると、重力による下方の力が処理対象水に働く。そのため、有害イオンを含む処理対象水が有害イオン除去塔11に供給されると、飲用水用の有害イオン除去装置60は、放置していれば、飲料水を供給することができる。   As described above, the harmful ion removing device 60 for drinking water according to the sixth embodiment includes the harmful ion removing tower 11 and the pH adjusting tower 12 provided in the single tower 61. The harmful ion removing tower 11 and the pH adjusting tower 12 are arranged in the vertical direction. When the treatment target water containing harmful ions is supplied to the harmful ion removal device 60 for drinking water, a downward force due to gravity acts on the treatment target water. Therefore, when the water to be treated containing harmful ions is supplied to the harmful ion removing tower 11, the harmful ion removing device 60 for drinking water can supply drinking water if left untreated.

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ヒ素、フッ素、硝酸、硫酸、ホウ酸及びセレンから選ばれる少なくとも1種からなるイオンである有害イオンを除去するとともに、飲用水のpHの上昇を抑制することのできる、飲用水用の有害イオン除去方法、有害イオン除去装置及び有害イオン吸着材を提供することができる。   According to at least one embodiment described above, harmful ions that are ions composed of at least one selected from arsenic, fluorine, nitric acid, sulfuric acid, boric acid, and selenium are removed, and an increase in pH of drinking water is suppressed. It is possible to provide a method for removing harmful ions for drinking water, a device for removing harmful ions, and a harmful ion adsorbing material.

以下、実施例を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されない。   Hereinafter, a detailed description will be given with reference to examples. In addition, this invention is not limited at all by these Examples.

実施例1〜3では、ハイドロタルサイト様化合物が処理対象水と接触した際に溶脱する元素をpH調整材によって除去することで、処理対象水のpH上昇を抑制できることを確認した。また、pH調整材として、メタカオリン、ケイ酸アルミニウム又はスチレン−ジビニルベンゼン共重合体をイオン交換樹脂骨格とするH型の強酸性陽イオン交換樹脂を用いて、それぞれ次のように試験した。   In Examples 1 to 3, it was confirmed that an increase in pH of the water to be treated can be suppressed by removing an element that is leached when the hydrotalcite-like compound comes into contact with the water to be treated with a pH adjuster. Moreover, it tested as follows using the H-type strong acidic cation exchange resin which uses a metakaolin, aluminum silicate, or a styrene- divinylbenzene copolymer as an ion exchange resin frame | skeleton as a pH adjuster, respectively.

(実施例1)
加熱処理したハイドロタルサイト様化合物1gに対し、pH調整材としてメタカオリンを1g、3g、5g、それぞれ添加した。これを、20mLの純水に6日間浸漬させ、その後、浸漬液のpHを測定した。ハイドロタルサイト様化合物とメタカオリンの質量比と、浸漬液のpHの関係を図8のグラフに示す。ハイドロタルサイト様化合物の加熱処理条件は500℃、3時間である。
Example 1
1 g, 3 g, and 5 g of metakaolin as a pH adjuster were added to 1 g of the hydrotalcite-like compound that was heat-treated. This was immersed in 20 mL of pure water for 6 days, and then the pH of the immersion liquid was measured. The relationship between the mass ratio of the hydrotalcite-like compound and metakaolin and the pH of the immersion liquid is shown in the graph of FIG. The heat treatment conditions for the hydrotalcite-like compound are 500 ° C. and 3 hours.

浸漬液のpHは、メタカオリンを添加しない場合で11.57であり、メタカオリンが1gの場合に9.84であり、3gの場合に9.3であり、5gの場合に9であった。このことから、メタカオリンの量が多いほど、浸漬液のpHの上昇が抑制されたことが分かる。これは、不純物であるCaが水和して生成するCa(OH)と、メタカオリンがポゾラン反応することで、水中でのCa(OH)の電離によるpHの上昇を緩和させるためであると考えられる。 The pH of the immersion liquid was 11.57 when no metakaolin was added, 9.84 when metakaolin was 1 g, 9.3 when 3 g, and 9 when 5 g. From this, it can be seen that the higher the amount of metakaolin, the more the increase in the pH of the immersion liquid was suppressed. This is because Ca (OH) 2 produced by hydration of Ca, which is an impurity, and metakaolin undergo a pozzolanic reaction to alleviate an increase in pH due to ionization of Ca (OH) 2 in water. Conceivable.

(実施例2)
上記同様に加熱処理したハイドロタルサイト様化合物1gに対し、pH調整材としてケイ酸アルミニウムを1g、3gそれぞれ添加した。これを、20mLの純水に1日間浸漬させ、その後、浸漬液のpHをポータブルpH計によって測定した。ハイドロタルサイト様化合物とケイ酸アルミニウムの質量比と、浸漬液のpHの関係を図9のグラフに示す。
(Example 2)
1 g of aluminum silicate was added as a pH adjuster to 1 g of the hydrotalcite-like compound heat-treated in the same manner as described above. This was immersed in 20 mL of pure water for 1 day, and then the pH of the immersion liquid was measured with a portable pH meter. The relationship between the mass ratio of the hydrotalcite-like compound and aluminum silicate and the pH of the immersion liquid is shown in the graph of FIG.

浸漬液のpHは、ケイ酸アルミニウムを添加しない場合で11.57であり、ケイ酸アルミニウムが1gの場合に10.71であり、3gの場合に8.88であった。このことから、ケイ酸アルミニウムの量が多いほど、浸漬液のpH上昇が抑制されたことが分かる。   The pH of the immersion liquid was 11.57 when no aluminum silicate was added, 10.71 when the aluminum silicate was 1 g, and 8.88 when the aluminum silicate was 3 g. From this, it can be seen that the higher the amount of aluminum silicate, the more the pH of the immersion liquid was suppressed.

(実施例3)
上記同様に加熱処理したハイドロタルサイト様化合物1gに対し、pH調整材として上記強酸性陽イオン交換樹脂を1g、3gそれぞれ添加した。これを、20mLの純水に1時間浸漬させ、その後、浸漬液のpHを測定した。ハイドロタルサイト様化合物と強酸性陽イオン交換樹脂の質量比と、浸漬液のpHの関係を図10のグラフに示す。
(Example 3)
1 g and 3 g of the above strongly acidic cation exchange resin were added as a pH adjuster to 1 g of the hydrotalcite-like compound heat-treated as described above. This was immersed in 20 mL of pure water for 1 hour, and then the pH of the immersion liquid was measured. The relationship between the mass ratio of the hydrotalcite-like compound and the strongly acidic cation exchange resin and the pH of the immersion liquid is shown in the graph of FIG.

浸漬液のpHは、強酸性陽イオン交換樹脂を添加しない場合で11.57であり、強酸性陽イオン交換樹脂が1gの場合に8.19であり、3gの場合に7.45であった。このことから、強酸性陽イオン交換樹脂の量が多いほど、浸漬液のpH上昇が抑制されたことが分かる。   The pH of the immersion liquid was 11.57 when no strongly acidic cation exchange resin was added, 8.19 when the strongly acidic cation exchange resin was 1 g, and 7.45 when 3 g. . From this, it can be seen that as the amount of the strongly acidic cation exchange resin increases, the pH increase of the immersion liquid is suppressed.

ハイドロタルサイト様化合物を処理対象水と接触させることで、処理対象水中の陰イオンがハイドロタルサイト様化合物に吸着除去される一方で、ハイドロタルサイト様化合物の基材を構成するMgや、不純物であるCaが処理対象水中に溶脱することで処理対象水のpHが上昇すると考えられる。上記結果に示されるように、溶脱したCaやMgのイオンを吸着することのできる、メタカオリン、ケイ酸アルミニウム、H型の陽イオン交換樹脂をハイドロタルサイト様化合物に添加することで、処理対象水のpHの上昇を抑制できることが分かる。   By contacting the hydrotalcite-like compound with the water to be treated, the anions in the water to be treated are adsorbed and removed by the hydrotalcite-like compound. On the other hand, Mg and impurities constituting the base material of the hydrotalcite-like compound It is considered that the pH of the water to be treated rises due to the leaching of Ca, which is As shown in the above results, by adding metakaolin, aluminum silicate, and H-type cation exchange resin capable of adsorbing leached Ca and Mg ions to the hydrotalcite-like compound, It can be seen that the increase in pH of the can be suppressed.

(実施例4)
本実施例では、ハイドロタルサイト様化合物を水洗浄した場合の、処理対象水のpH上昇抑制効果を調べた。
Example 4
In the present Example, the pH increase inhibitory effect of the water to be treated when the hydrotalcite-like compound was washed with water was examined.

ハイドロタルサイト様化合物に含まれる不純物の除去を目的として、ハイドロタルサイト様化合物の水洗浄を次のように行った。液固比20(mL/g)で、純水に、上記と同様に加熱処理したハイドロタルサイト様化合物と、加熱処理しないハイドロタルサイト様化合物をそれぞれ浸漬させた。   For the purpose of removing impurities contained in the hydrotalcite-like compound, the hydrotalcite-like compound was washed with water as follows. At a liquid-solid ratio of 20 (mL / g), a hydrotalcite-like compound that was heat-treated as described above and a hydrotalcite-like compound that was not heat-treated were each immersed in pure water.

浸漬液のpH測定を行いながら1〜3日間静置し、浸漬液のpHが安定したところで、上澄み液を取り出し、新たに純水を加えて、上澄み液の交換を行った。この上澄み液の交換操作を繰り返した。単位質量あたりのハイドロタルサイト様化合物に対する洗浄水の総量(積算洗浄水量(mL/g−ハイドロタルサイト様化合物))と、浸漬液のpHの関係を、積算洗浄水量を横軸、浸漬液のpHを縦軸として、図11のグラフに示す。   While measuring the pH of the immersion liquid, it was allowed to stand for 1 to 3 days. When the pH of the immersion liquid was stabilized, the supernatant liquid was taken out and pure water was newly added to exchange the supernatant liquid. The operation of changing the supernatant was repeated. The relationship between the total amount of washing water per unit mass of hydrotalcite-like compound (cumulative washing water amount (mL / g-hydrotalcite-like compound)) and the pH of the immersion liquid, The graph of FIG. 11 shows the pH on the vertical axis.

図11のグラフに示されるように、加熱処理したハイドロタルサイト様化合物では、浸漬液のpHが浸漬初期の11.82から10.39まで低下されたことが分かる。これは、ハイドロタルサイト様化合物に含まれる不純物であるCaが浸漬液中に溶脱したためであると考えられる。また、この結果から、ハイドロタルサイト様化合物の水洗浄を行うことで、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpH上昇抑制効果が得られることが分かる。なお、加熱処理しないハイドロタルサイト様化合物では、図11のグラフに示されるように、浸漬初期のpHが8.73と、pHの上昇が小さいが、上述したように、有害イオンの吸着性能が加熱処理したハイドロタルサイト様化合物よりも小さい。   As shown in the graph of FIG. 11, in the hydrotalcite-like compound subjected to the heat treatment, it can be seen that the pH of the immersion liquid was lowered from 11.82 at the initial immersion to 10.39. This is presumably because Ca, which is an impurity contained in the hydrotalcite-like compound, was leached into the immersion liquid. Moreover, it turns out from this result that the pH increase inhibitory effect of the process target water which contacted the hydrotalcite-like compound is acquired by performing water washing of the hydrotalcite-like compound. In the hydrotalcite-like compound that is not heat-treated, as shown in the graph of FIG. 11, the pH at the initial stage of immersion is 8.73, and the increase in pH is small. Smaller than heat-treated hydrotalcite-like compound.

(実施例5)
本実施例では、ハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた場合の、処理対象水のpH上昇抑制効果を調べた。
(Example 5)
In this example, the effect of suppressing the increase in pH of the water to be treated when an anion was adsorbed to the hydrotalcite-like compound was examined.

液固比20(mL/g)で、上記と同様に加熱処理したハイドロタルサイト様化合物を、10質量%の塩化ナトリウム(NaCl)水溶液に1時間浸漬させ、その後、固相を回収した。回収した固相を乾燥させた後、液固比20(mL/g)で、純水に2日間浸漬させた。その後、浸漬液のpHを測定した。浸漬液のpHは7.5であった。また、NaCl水溶液浸漬前のハイドロタルサイト様化合物と、上記で得られた固相(NaCl水溶液浸漬後のハイドロタルサイト様化合物)のXRF分析を行った。XRF分析結果を図12に示す。   The hydrotalcite-like compound heat-treated in the same manner as described above at a liquid-solid ratio of 20 (mL / g) was immersed in a 10% by mass aqueous sodium chloride (NaCl) solution for 1 hour, and then the solid phase was recovered. The recovered solid phase was dried and then immersed in pure water for 2 days at a liquid-solid ratio of 20 (mL / g). Thereafter, the pH of the immersion liquid was measured. The pH of the immersion liquid was 7.5. Moreover, the XRF analysis of the hydrotalcite-like compound before immersion in NaCl aqueous solution and the solid phase obtained above (hydrotalcite-like compound after immersion in NaCl aqueous solution) was performed. The XRF analysis results are shown in FIG.

同様に、NaCl水溶液に浸漬させていないハイドロタルサイト様化合物を純水に浸漬させて、その後、浸漬液のpHを測定した。浸漬液のpHは11.6であった。   Similarly, the hydrotalcite-like compound not immersed in the NaCl aqueous solution was immersed in pure water, and then the pH of the immersion liquid was measured. The pH of the immersion liquid was 11.6.

この結果から、ハイドロタルサイト様化合物を処理対象水と接触させる前に、NaCl水溶液に浸漬することで、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHの上昇を抑制できることが分かる。また、図12のXRF分析結果によれば、NaCl水溶液に浸漬したハイドロタルサイト様化合物中のClの含有率が上昇している。このことから、ハイドロタルサイト様化合物をNaCl水溶液に浸漬することで、ハイドロタルサイト様化合物の層間にClが吸着され、Cl型ハイドロタルサイト様化合物に変わったことが分かる。 From this result, it is understood that an increase in the pH of the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound can be suppressed by immersing it in an aqueous NaCl solution before the hydrotalcite-like compound is brought into contact with the water to be treated. Further, according to the XRF analysis result of FIG. 12, the Cl content in the hydrotalcite-like compound immersed in the NaCl aqueous solution is increased. From this, it can be seen that by immersing the hydrotalcite-like compound in an aqueous NaCl solution, Cl was adsorbed between the layers of the hydrotalcite-like compound and changed to a Cl-type hydrotalcite-like compound.

(実施例6)
本実施例では、ハイドロタルサイト様化合物のMg/Alモル比を調整した場合の、処理対象水のpH上昇抑制効果を調べた。
(Example 6)
In the present Example, the pH increase inhibitory effect of the water to be treated when the Mg / Al molar ratio of the hydrotalcite-like compound was adjusted was examined.

MgCl水溶液とAlCl水溶液を混合し、さらに、pHが10となるようにNaOH水溶液を添加して撹拌した。固相を回収し、乾燥させて、XRD分析を行った。結果を図13に示す。図13のXRDピークから、得られた固相がハイドロタルサイト様化合物であることが確認された。この、乾燥後のハイドロタルサイト様化合物1gを純水20mLの純水に浸漬させ、その後、浸漬液のpHを測定した。 A MgCl 2 aqueous solution and an AlCl 3 aqueous solution were mixed, and an aqueous NaOH solution was further added and stirred so that the pH was 10. The solid phase was recovered, dried and subjected to XRD analysis. The results are shown in FIG. From the XRD peak of FIG. 13, it was confirmed that the obtained solid phase was a hydrotalcite-like compound. 1 g of this hydrotalcite-like compound after drying was immersed in 20 mL of pure water, and then the pH of the immersion liquid was measured.

上記MgClとAlClの量を変更して、Mg/Alモル比の異なる複数のハイドロタルサイト様化合物を合成した。合成したハイドロタルサイト様化合物のMg/Alモル比は、2.3と3である。浸漬液のpHは、Mg/Alモル比が3のハイドロタルサイト様化合物で7.5、Mg/Alモル比が2.3で5.7〜6.8であった。ここでは、Mg/Al比を変えた効果とCl型化の両方の効果が得られている。 A plurality of hydrotalcite-like compounds having different Mg / Al molar ratios were synthesized by changing the amounts of MgCl 2 and AlCl 3 . The synthesized hydrotalcite-like compound has a Mg / Al molar ratio of 2.3 and 3. The pH of the immersion liquid was 5.7 to 6.8 with a hydrotalcite-like compound having a Mg / Al molar ratio of 3 and a Mg / Al molar ratio of 2.3. Here, both the effect of changing the Mg / Al ratio and the effect of Cl-type are obtained.

このように、ハイドロタルサイト様化合物のMg/Alモル比を調整することで、処理対象水のpHの上昇を抑制できることが分かる。   Thus, it turns out that the raise of pH of process target water can be suppressed by adjusting Mg / Al molar ratio of a hydrotalcite-like compound.

(実施例7)
本実施例では、加熱処理したハイドロタルサイト様化合物のヒ素及びフッ素の吸着性能について調べた。模擬処理対象水として、フッ素を5mg/L、3価のヒ素(三酸化二ヒ素:As)を0.05mg/L含む水を用意した。模擬処理対象水に、液固比100mL/gで上記したのと同様に加熱処理したハイドロタルサイト様化合物を浸漬させて、浸漬初期(0日)、1日後、3日後、7日後の上澄み液中のヒ素濃度とフッ素濃度を測定した。ヒ素濃度はJIS K 0102 61.3(2013)に準じて、水素化物発生ICP発光分光分析法によって測定した。フッ素濃度は、JIS K 0102 34.4(2013)に準じて、流れ分析法によって測定した。結果を、各元素濃度を縦軸、浸漬期間を横軸として、ヒ素濃度を図14、フッ素濃度を図15のグラフに示す。
(Example 7)
In this example, the adsorption performance of the heat-treated hydrotalcite-like compound for arsenic and fluorine was examined. As the simulation target water, water containing 5 mg / L of fluorine and 0.05 mg / L of trivalent arsenic (arsenic trioxide: As 2 O 3 ) was prepared. A hydrotalcite-like compound that has been heat-treated in the same manner as described above at a liquid / solid ratio of 100 mL / g is immersed in the simulated treatment target water, and the supernatant liquid at the initial stage of immersion (0 days), 1 day, 3 days, and 7 days later The arsenic concentration and fluorine concentration were measured. The arsenic concentration was measured by hydride generation ICP emission spectroscopy in accordance with JIS K 0102 61.3 (2013). The fluorine concentration was measured by a flow analysis method according to JIS K 0102 34.4 (2013). The results are shown in the graph of FIG. 14 and the concentration of fluorine in the graph of FIG. 15 with the concentration of each element as the vertical axis and the immersion period as the horizontal axis.

(実施例8〜10)
フッ素とヒ素を以下の濃度で含む模擬処理対象水を用意し、それぞれ実施例7と同様に、加熱処理したハイドロタルサイト様化合物を浸漬させて、所定期間経過後の上澄み液中のヒ素濃度とフッ素濃度を実施例7と同様に測定した。結果を実施例7とあわせて、ヒ素濃度を図14、フッ素濃度を図15に示す。
(Examples 8 to 10)
Prepare water for simulation treatment containing fluorine and arsenic at the following concentrations, and immerse the heat-treated hydrotalcite-like compound in the same manner as in Example 7 to determine the arsenic concentration in the supernatant after a predetermined period of time. The fluorine concentration was measured in the same manner as in Example 7. The results are shown in FIG. 14 together with Example 7, and the arsenic concentration is shown in FIG.

実施例8…フッ素を10mg/L、3価のヒ素を0.1mg/L含む模擬処理対象水
実施例9…フッ素を5mg/L、5価のヒ素(ヒ酸:HAsO)を0.05mg/L含む模擬処理対象水
実施例10…フッ素を10mg/L、5価のヒ素を0.1mg/L含む模擬処理対象水
Example 8: Simulated treatment target water containing 10 mg / L of fluorine and 0.1 mg / L of trivalent arsenic Example 9: 5 mg / L of fluorine and 0 of pentavalent arsenic (arsenic acid: H 3 AsO 4 ) Simulated treatment target water containing 05 mg / L Example 10 Simulated treatment target water containing 10 mg / L of fluorine and 0.1 mg / L of pentavalent arsenic

図14、15より、加熱処理したハイドロタルサイト様化合物によって、処理対象水中のヒ素濃度を0.005mg/L未満、フッ素濃度を0.1mg/L未満に低減できることが分かる。   14 and 15, it can be seen that the heat-treated hydrotalcite-like compound can reduce the arsenic concentration in the water to be treated to less than 0.005 mg / L and the fluorine concentration to less than 0.1 mg / L.

(実施例11)
実施例11では、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水をpH調整材と連続処理方式で接触させたときに、処理対象水のpH上昇を抑制できることを調べた。
(Example 11)
In Example 11, it was investigated that when the water to be treated that was in contact with the hydrotalcite-like compound was brought into contact with the pH adjuster in a continuous treatment manner, an increase in the pH of the water to be treated could be suppressed.

有害な陰イオンを除去した後の処理対象水、すなわちハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水では、アルカリイオンによってpHが上昇している。そのため、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を模擬するために、pHを10に調整したCa(OH)水溶液(以下、模擬処理水という)を用意した。 In the water to be treated after removing harmful anions, that is, the water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound, the pH is increased by alkali ions. Therefore, in order to simulate the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound, a Ca (OH) 2 aqueous solution (hereinafter referred to as simulated treated water) adjusted to pH 10 was prepared.

そして、常温下で、pH調整材としてケイ酸アルミニウムを充填させたカラムの上部から、模擬処理水を一定速度で通液させ、通液後の模擬処理水のpHをpHメータで測定した。図16は、通液後の模擬処理水のpHと、模擬処理水の通液時間との関係を表わすグラフである。縦軸は、通液後の模擬処理水のpHであり、横軸は、模擬処理水の通液時間である。また、図16には、比較例として、ケイ酸アルミニウムを充填させなかったカラムに通液させた模擬処理水のpHを測定した結果も示す。   Then, simulated treated water was passed at a constant rate from the top of a column filled with aluminum silicate as a pH adjuster at room temperature, and the pH of the simulated treated water after passing was measured with a pH meter. FIG. 16 is a graph showing the relationship between the pH of simulated treated water after passing and the passing time of simulated treated water. The vertical axis represents the pH of simulated treated water after passing through, and the horizontal axis represents the passing time of simulated treated water. FIG. 16 also shows the results of measuring the pH of simulated treated water that was passed through a column not filled with aluminum silicate, as a comparative example.

図16に示すように、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水をpH調整材と連続処理方式で接触させることによって、模擬処理水のpHを6.5以上8.5以下である水質基準内に調整できたことが分かる。   As shown in FIG. 16, a water quality standard in which the pH of the simulated treated water is 6.5 or more and 8.5 or less by bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound into contact with the pH adjuster in a continuous treatment manner. It turns out that it was able to adjust in.

(実施例12)
実施例12では、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水をpH調整材とバッチ処理方式で接触させたときに、処理対象水のpH上昇を抑制できることを調べた。
(Example 12)
In Example 12, it was investigated that when the water to be treated that was in contact with the hydrotalcite-like compound was brought into contact with the pH adjuster in a batch treatment manner, an increase in the pH of the water to be treated could be suppressed.

実施例11と同様に調整した模擬処理水に、常温下で、pH調整材としてケイ酸アルミニウムを液固比50:50で浸漬させた。そして、撹拌した模擬処理水と撹拌しなかった模擬処理水とについて、pH調整材を浸漬させた後の模擬処理水のpHをpHメータで測定した。図17は、浸漬後の模擬処理水のpHと、pH調整材の浸漬時間との関係を表わすグラフである。縦軸は、浸漬後の模擬処理水のpHであり、横軸は、pH調整材の浸漬時間である。   Aluminum silicate was immersed in simulated treated water prepared in the same manner as in Example 11 as a pH adjuster at a liquid-solid ratio of 50:50 at room temperature. Then, the pH of the simulated treated water after the pH adjusting material was immersed in the simulated treated water that was stirred and the simulated treated water that was not stirred was measured with a pH meter. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the pH of simulated treated water after immersion and the immersion time of the pH adjusting material. The vertical axis is the pH of simulated treated water after immersion, and the horizontal axis is the immersion time of the pH adjusting material.

図17に示すように、ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水をpH調整材とバッチ処理方式で接触させることによって、模擬処理水のpHを6.5以上8.5以下に調整できたことが分かる。また、処理対象水とpH調整材とをバッチ処理方式で接触させているときに、模擬処理水を撹拌することによって、模擬処理水のpHを水質基準内に調整する時間を短縮できた。また、模擬処理水の撹拌を行わなくても、1日程度で模擬処理水のpHを水質基準内に調整できた。   As shown in FIG. 17, the pH of the simulated treated water could be adjusted to 6.5 or more and 8.5 or less by bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound into contact with the pH adjuster in a batch process. I understand that. Moreover, when the water to be treated and the pH adjusting material were brought into contact with each other by a batch treatment method, the time for adjusting the pH of the simulated treated water within the water quality standard could be shortened by stirring the simulated treated water. Further, the pH of the simulated treated water could be adjusted within the water quality standard within about one day without stirring the simulated treated water.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1,30,40,50,60…有害イオン除去装置、11,41…有害イオン除去塔、11a…下面、12,32…pH調整塔、12a…下面、13…井戸、14,44…第1の供給管、15,35…第2の供給管、16…ポンプ、17…貯水槽、17a…第3の供給管、21,22…管、32…pH調整塔、32a…第1のpH調整塔、32b…第2のpH調整塔、32c…第3のpH調整塔、38…pH調整材供給部、38a…第4の供給管、41…有害イオン除去塔、41a…第1の有害イオン除去塔、41b…第2の有害イオン除去塔、41c…第3の有害イオン除去塔、49…ハイドロタルサイト様化合物供給部、49a…第5の供給管、61…塔、61a…把持部、61b…注ぎ口、63…貯留部、64…連結部、65…蓋。   1, 30, 40, 50, 60 ... harmful ion removing device, 11, 41 ... harmful ion removing tower, 11a ... lower surface, 12, 32 ... pH adjusting tower, 12a ... lower surface, 13 ... well, 14, 44 ... first Supply pipe, 15, 35 ... second supply pipe, 16 ... pump, 17 ... water tank, 17a ... third supply pipe, 21, 22 ... pipe, 32 ... pH adjustment tower, 32a ... first pH adjustment Tower 32b second pH adjusting tower 32c third pH adjusting tower 38 pH adjusting material supply unit 38a fourth supply pipe 41 harmful ion removing tower 41a first harmful ion Removal tower, 41b ... second harmful ion removal tower, 41c ... third harmful ion removal tower, 49 ... hydrotalcite-like compound supply section, 49a ... fifth supply pipe, 61 ... tower, 61a ... gripping section, 61b ... Spout, 63 ... Storage part, 64 ... Connection part, 65 ... Lid.

Claims (13)

有害イオンを含む処理対象水を、ハイドロタルサイト様化合物と接触させて前記処理対象水中の前記有害イオンを除去する工程と、
前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材と接触させて、前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整する工程と
を具備する飲用水用の有害イオン除去方法。
A step of contacting the water to be treated containing harmful ions with a hydrotalcite-like compound to remove the harmful ions in the water to be treated;
A step of bringing the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound into contact with a pH adjuster, and adjusting the pH of the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound. Removal method.
前記pH調整材は、メタカオリン、ケイ酸アルミニウム及び陽イオン交換樹脂から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の飲用水用の有害イオン除去方法。   The method for removing harmful ions for drinking water according to claim 1, wherein the pH adjusting material is at least one selected from metakaolin, aluminum silicate, and a cation exchange resin. 前記処理対象水とハイドロタルサイト様化合物を接触させる工程の前に、
前記ハイドロタルサイト様化合物を水で洗浄する工程をさらに具備する請求項1又は2に記載の飲用水用の有害イオン除去方法。
Before the step of contacting the water to be treated and the hydrotalcite-like compound,
The method for removing harmful ions for drinking water according to claim 1 or 2, further comprising a step of washing the hydrotalcite-like compound with water.
前記処理対象水とハイドロタルサイト様化合物を接触させる工程の前に、
前記ハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させる工程をさらに具備する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の飲用水用の有害イオン除去方法。
Before the step of contacting the water to be treated and the hydrotalcite-like compound,
The method for removing harmful ions for drinking water according to any one of claims 1 to 3, further comprising the step of adsorbing anions on the hydrotalcite-like compound.
前記処理対象水とハイドロタルサイト様化合物を接触させる工程の前に、
前記ハイドロタルサイト様化合物の組成を調整する工程をさらに具備する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の飲用水用の有害イオン除去方法。
Before the step of contacting the water to be treated and the hydrotalcite-like compound,
The method for removing harmful ions for drinking water according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of adjusting the composition of the hydrotalcite-like compound.
前記ハイドロタルサイト様化合物の組成を調整する工程で、前記ハイドロタルサイト様化合物の組成をMg/Alで表されるモル比で、2〜4に調整する請求項5に記載の飲用水用の有害イオン除去方法。   The pot for drinking water according to claim 5, wherein in the step of adjusting the composition of the hydrotalcite-like compound, the composition of the hydrotalcite-like compound is adjusted to 2 to 4 in a molar ratio represented by Mg / Al. How to remove harmful ions. 前記有害イオンは、ヒ素、フッ素、硝酸、硫酸、ホウ酸及びセレンから選ばれる少なくとも1種からなるイオンである請求項1乃至6のいずれか1項に記載の飲用水用の有害イオン除去方法。   The method for removing harmful ions for drinking water according to any one of claims 1 to 6, wherein the harmful ions are ions composed of at least one selected from arsenic, fluorine, nitric acid, sulfuric acid, boric acid and selenium. 有害イオンを含む処理対象水とハイドロタルサイト様化合物を接触させて前記処理対象水中の前記有害イオンを除去する有害イオン除去部と、
前記有害イオン除去部で前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、pH調整材と接触させて前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整するpH調整部と
を具備する飲用水用の有害イオン除去装置。
A harmful ion removing unit that removes the harmful ions in the water to be treated by bringing the water to be treated and a hydrotalcite-like compound into contact with each other.
A pH adjusting unit that adjusts the pH of the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound by contacting the water to be treated in contact with the hydrotalcite-like compound in the harmful ion removing unit; A harmful ion remover for drinking water.
前記有害イオン除去部は、前記処理対象水と前記ハイドロタルサイト様化合物を連続処理方式で接触させる連続式の有害イオン除去部である請求項8に記載の飲用水用の有害イオン除去装置。   The harmful ion removing device for potable water according to claim 8, wherein the harmful ion removing unit is a continuous harmful ion removing unit that brings the water to be treated and the hydrotalcite-like compound into contact with each other by a continuous treatment method. 前記有害イオン除去部は、前記処理対象水と前記ハイドロタルサイト様化合物をバッチ処理方式で接触させるバッチ式の有害イオン除去部である請求項8に記載の飲用水用の有害イオン除去装置。   The harmful ion removing device for potable water according to claim 8, wherein the harmful ion removing unit is a batch type harmful ion removing unit that brings the water to be treated and the hydrotalcite-like compound into contact with each other by a batch processing method. 前記pH調整部は、前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、前記pH調整材と連続処理方式で接触させる連続式のpH調整部である請求項8乃至10のいずれか1項に記載の飲用水用の有害イオン除去装置。   The said pH adjustment part is a continuous-type pH adjustment part which makes the process target water which contacted the said hydrotalcite-like compound contact with the said pH adjustment material by a continuous treatment system. The harmful ion removal apparatus for drinking water as described. 前記pH調整部は、前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水を、前記pH調整材とバッチ処理方式で接触させるバッチ式のpH調整部である請求項8乃至10のいずれか1項に記載の飲用水用の有害イオン除去装置。   The said pH adjustment part is a batch-type pH adjustment part which makes the process target water which contacted the said hydrotalcite-like compound contact with the said pH adjuster by a batch processing system. The harmful ion removal apparatus for drinking water as described. 有害イオンを含む処理対象水中の有害イオンを吸着するハイドロタルサイト様化合物と、前記ハイドロタルサイト様化合物と接触した処理対象水のpHを調整するpH調整材が混合されてなる飲用水用の有害イオン吸着材。   Harmful for drinking water, which is a mixture of a hydrotalcite-like compound that adsorbs harmful ions in water to be treated containing harmful ions and a pH adjuster that adjusts the pH of water to be treated that has come into contact with the hydrotalcite-like compound. Ion adsorbent.
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