JP2769975B2 - 励起酸素発生機廃液の再生方法 - Google Patents
励起酸素発生機廃液の再生方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ性過酸化水素
水溶液と塩素ガスとの化学反応により励起酸素を発生さ
せる励起酸素発生機から排出される廃液を再生する方法
に関するものである。
水溶液と塩素ガスとの化学反応により励起酸素を発生さ
せる励起酸素発生機から排出される廃液を再生する方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、化学励起酸素よう素レーザ（ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｉｏｄｉｎｅ ｌａｓｅ
ｒ：ＣＯＩＬ）の研究がなされ、１．３１５μm 波長の
高出力レーザ発振に成功している。このＣＯＩＬはレー
ザ発振のためのポンピング源として電気エネルギを必要
とせず、化学物質でレーザ発振でき比較的簡単な構造で
あるという利点を有している。
ｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｉｏｄｉｎｅ ｌａｓｅ
ｒ：ＣＯＩＬ）の研究がなされ、１．３１５μm 波長の
高出力レーザ発振に成功している。このＣＯＩＬはレー
ザ発振のためのポンピング源として電気エネルギを必要
とせず、化学物質でレーザ発振でき比較的簡単な構造で
あるという利点を有している。
【０００３】ＣＯＩＬの基本原理は、例えば、Ｓｏｖ．
Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、２１（７）Ｊ
ｕｌｙ １９９１の第７４７頁〜第７５３頁“Ｈｉｇｈ
ｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｊｅｔ Ｏ2 （1 Δ） ｇｅ
ｎｅｒａｔｏｒ”に記載されているように、下記の数式
１によるエネルギ移乗反応である。
Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、２１（７）Ｊ
ｕｌｙ １９９１の第７４７頁〜第７５３頁“Ｈｉｇｈ
ｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｊｅｔ Ｏ2 （1 Δ） ｇｅ
ｎｅｒａｔｏｒ”に記載されているように、下記の数式
１によるエネルギ移乗反応である。
【０００４】
【数１】
【０００５】数式１で左辺から右辺への反応が速いた
め、効率良くポンピングが行われＩ*（2 Ｐ1/2 ）が生
成される。このＩ* （2 Ｐ1/2 ）がレーザ媒質となり、
誘導放出により下記の数式２のように、波長１．３１５
μm のレーザ光を発生する。
め、効率良くポンピングが行われＩ*（2 Ｐ1/2 ）が生
成される。このＩ* （2 Ｐ1/2 ）がレーザ媒質となり、
誘導放出により下記の数式２のように、波長１．３１５
μm のレーザ光を発生する。
【０００６】
【数２】
【０００７】ここで最も重要なことは、ポンピング源で
あるＯ2 * （1 Δ）をいかに効率よく、かつ高圧で発生
させるかである。現在知られている最も効率のよい方法
は、下記の数式３又は数式４で示す過酸化水素の分解反
応である。
あるＯ2 * （1 Δ）をいかに効率よく、かつ高圧で発生
させるかである。現在知られている最も効率のよい方法
は、下記の数式３又は数式４で示す過酸化水素の分解反
応である。
【０００８】
【数３】
【０００９】
【数４】
【００１０】高濃度過酸化水素水溶液に水酸化ナトリウ
ム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を加えアルカリ性に
した上で、この混合溶液中に塩素ガスをバブリングする
ことによりＯ2 * （1 Δ）は容易に発生する。
ム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を加えアルカリ性に
した上で、この混合溶液中に塩素ガスをバブリングする
ことによりＯ2 * （1 Δ）は容易に発生する。
【００１１】従来、アルカリ性過酸化水素水溶液と塩素
ガスとの化学反応により励起酸素を発生させる際には、
過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）やＮａＯＨ、ＫＯＨ等のアルカ
リ成分、及び反応副生成物のＮａＣｌ、ＫＣｌを含む廃
液は、そのまま又は中和処理されて廃棄されるのが一般
的である。
ガスとの化学反応により励起酸素を発生させる際には、
過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）やＮａＯＨ、ＫＯＨ等のアルカ
リ成分、及び反応副生成物のＮａＣｌ、ＫＣｌを含む廃
液は、そのまま又は中和処理されて廃棄されるのが一般
的である。
【００１２】特開昭６３−２４９３８８号公報には、ア
ルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガスとの化学反応によ
り励起酸素を発生させる酸素発生方法において、反応生
成物として得られる廃液をそのまま電気分解して塩素ガ
スを再生し、この塩素ガスを循環使用する方法が記載さ
れている。
ルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガスとの化学反応によ
り励起酸素を発生させる酸素発生方法において、反応生
成物として得られる廃液をそのまま電気分解して塩素ガ
スを再生し、この塩素ガスを循環使用する方法が記載さ
れている。
【００１３】また、Ｆｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ ｖｏｌ．１２、Ｎｏｖ．１９８７の第４９６頁〜第
４９７頁には、アルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガス
とを化学反応させる励起酸素発生機からの廃液中の過酸
化水素成分を触媒等を利用して分解した後、残留するＮ
ａＣｌ又はＫＣｌを２室電解槽で電気分解して、ＮａＯ
Ｈ又はＫＯＨと塩素ガスとを生成させ、励起酸素発生原
料として再利用する方法が記載されている。
ｙ ｖｏｌ．１２、Ｎｏｖ．１９８７の第４９６頁〜第
４９７頁には、アルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガス
とを化学反応させる励起酸素発生機からの廃液中の過酸
化水素成分を触媒等を利用して分解した後、残留するＮ
ａＣｌ又はＫＣｌを２室電解槽で電気分解して、ＮａＯ
Ｈ又はＫＯＨと塩素ガスとを生成させ、励起酸素発生原
料として再利用する方法が記載されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】励起酸素発生の化学反
応は、前記の（３）式又は（４）式で示される。この反
応は、ＮａＯＨ又はＫＯＨを含むＨ2 Ｏ2 水溶液中に塩
素ガスを吹き込むことで進行するが、励起酸素Ｏ2 * と
ともに生成されるＮａＣｌ又はＫＣｌが増加し、連続的
に励起酸素を発生させるためには、ＮａＣｌ又はＫＣｌ
を連続的に排出することが必要である。そのため、従来
の方式では、励起酸素を発生した後のアルカリ性過酸化
水素水溶液はその中に未反応のＨ2 Ｏ2 を大量に残して
いるにかかわらず、廃却又は分解し、新たに励起酸素の
発生に必要な、Ｈ2 Ｏ2 濃度２０〜３０wt％、ＮａＯＨ
又はＫＯＨ濃度１〜５mol ／l を追加していた。この結
果、反応に必要とする５〜１５倍程度のＨ2 Ｏ2 、Ｎａ
ＯＨ又はＫＯＨを必要としていた。
応は、前記の（３）式又は（４）式で示される。この反
応は、ＮａＯＨ又はＫＯＨを含むＨ2 Ｏ2 水溶液中に塩
素ガスを吹き込むことで進行するが、励起酸素Ｏ2 * と
ともに生成されるＮａＣｌ又はＫＣｌが増加し、連続的
に励起酸素を発生させるためには、ＮａＣｌ又はＫＣｌ
を連続的に排出することが必要である。そのため、従来
の方式では、励起酸素を発生した後のアルカリ性過酸化
水素水溶液はその中に未反応のＨ2 Ｏ2 を大量に残して
いるにかかわらず、廃却又は分解し、新たに励起酸素の
発生に必要な、Ｈ2 Ｏ2 濃度２０〜３０wt％、ＮａＯＨ
又はＫＯＨ濃度１〜５mol ／l を追加していた。この結
果、反応に必要とする５〜１５倍程度のＨ2 Ｏ2 、Ｎａ
ＯＨ又はＫＯＨを必要としていた。
【００１５】ＮａＣｌ又はＫＣｌを含むアルカリ性過酸
化水素水溶液をそのまま電気分解する特開昭６３−２４
９３８８号公報に記載されたような方法では、過酸化水
素が電極金属と反応することによってほとんど分解する
ため、これを回収することができなかった。また、廃液
中の過酸化水素成分を触媒等を利用して分解した後、残
留するＮａＣｌ又はＫＣｌを２室電解槽で電気分解し、
ＮａＯＨ又はＫＯＨと塩素とを製造し、励起酸素発生原
料として使用するＦｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｖｏｌ．１２、Ｎｏｖ．１９８７記載の方法でも、電
解に不都合な過酸化水素を予め分解するので、過酸化水
素を回収することはできなかった。
化水素水溶液をそのまま電気分解する特開昭６３−２４
９３８８号公報に記載されたような方法では、過酸化水
素が電極金属と反応することによってほとんど分解する
ため、これを回収することができなかった。また、廃液
中の過酸化水素成分を触媒等を利用して分解した後、残
留するＮａＣｌ又はＫＣｌを２室電解槽で電気分解し、
ＮａＯＨ又はＫＯＨと塩素とを製造し、励起酸素発生原
料として使用するＦｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｖｏｌ．１２、Ｎｏｖ．１９８７記載の方法でも、電
解に不都合な過酸化水素を予め分解するので、過酸化水
素を回収することはできなかった。
【００１６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、励起酸素発生機の廃液から反応副
生成物であるＮａＣｌ又はＫＣｌを分離除去し、Ｈ2 Ｏ
2 を多量に含む残留溶液を励起酸素発生原料として再利
用するとともに、分離除去したＮａＣｌ又はＫＣｌを電
気分解してＮａＯＨ又はＫＯＨと塩素ガスとを生成さ
せ、これらを励起酸素発生原料として再利用することに
より、原料利用率のきわめて高い再生方法を提供するこ
とにある。
で、本発明の目的は、励起酸素発生機の廃液から反応副
生成物であるＮａＣｌ又はＫＣｌを分離除去し、Ｈ2 Ｏ
2 を多量に含む残留溶液を励起酸素発生原料として再利
用するとともに、分離除去したＮａＣｌ又はＫＣｌを電
気分解してＮａＯＨ又はＫＯＨと塩素ガスとを生成さ
せ、これらを励起酸素発生原料として再利用することに
より、原料利用率のきわめて高い再生方法を提供するこ
とにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明の励起酸素発生機廃液の再生方法
は、図１に示すように、アルカリ性過酸化水素水溶液と
塩素ガスとの化学反応により励起酸素を発生させる励起
酸素発生機１０から排出される、アルカリ金属水酸化
物、アルカリ金属塩化物及び過酸化水素を含有する廃液
を、少なくとも３室（図１では３室の場合を示してい
る）で一対を構成するイオン交換膜電解槽１２の中間室
１６に流入させ、電気透析により廃液中のアルカリ金属
塩化物濃度を低減せしめ、過酸化水素を励起酸素発生原
料として再利用するとともに、電気分解により発生する
アルカリ金属水酸化物及び塩素ガスを励起酸素発生原料
として再利用することを特徴としている。アルカリ金属
としては、ナトリウム及びカリウムの少なくとも一方が
用いられるが、図１はナトリウムを用いる場合を示して
いる。
成するために、本発明の励起酸素発生機廃液の再生方法
は、図１に示すように、アルカリ性過酸化水素水溶液と
塩素ガスとの化学反応により励起酸素を発生させる励起
酸素発生機１０から排出される、アルカリ金属水酸化
物、アルカリ金属塩化物及び過酸化水素を含有する廃液
を、少なくとも３室（図１では３室の場合を示してい
る）で一対を構成するイオン交換膜電解槽１２の中間室
１６に流入させ、電気透析により廃液中のアルカリ金属
塩化物濃度を低減せしめ、過酸化水素を励起酸素発生原
料として再利用するとともに、電気分解により発生する
アルカリ金属水酸化物及び塩素ガスを励起酸素発生原料
として再利用することを特徴としている。アルカリ金属
としては、ナトリウム及びカリウムの少なくとも一方が
用いられるが、図１はナトリウムを用いる場合を示して
いる。
【００１８】また、図２に示すように、４室で一対を構
成するイオン交換膜電解槽１２ａを用いることもある。
この場合は、励起酸素発生機１０を出た廃液は電解槽１
２ａの陰極室１４に隣接する第１中間室１６ａへ入る。
そして、０〜５０℃、好ましくは０〜４０℃に温度設定
された電解槽１２ａの両端に電圧を印加することで、Ｎ
ａ+ イオン又はＫ+ イオンを陰極室１４へ、Ｃｌイオン
を第２中間室１６ｂから陽極室１８へ移動させて、廃液
中のＮａＣｌ濃度又はＫＣｌ濃度を低下させる。なお、
第２中間室１６ｂは温度制御のために設けられたもので
あり、図１に示すように特に設けなくてもよい。この第
２中間室１６ｂには電解質を含む水が供給される。図２
はアルカリ金属がナトリウムの場合を示している。
成するイオン交換膜電解槽１２ａを用いることもある。
この場合は、励起酸素発生機１０を出た廃液は電解槽１
２ａの陰極室１４に隣接する第１中間室１６ａへ入る。
そして、０〜５０℃、好ましくは０〜４０℃に温度設定
された電解槽１２ａの両端に電圧を印加することで、Ｎ
ａ+ イオン又はＫ+ イオンを陰極室１４へ、Ｃｌイオン
を第２中間室１６ｂから陽極室１８へ移動させて、廃液
中のＮａＣｌ濃度又はＫＣｌ濃度を低下させる。なお、
第２中間室１６ｂは温度制御のために設けられたもので
あり、図１に示すように特に設けなくてもよい。この第
２中間室１６ｂには電解質を含む水が供給される。図２
はアルカリ金属がナトリウムの場合を示している。
【００１９】励起酸素発生機１０からの廃液は、アルカ
リ金属水酸化物を０．１〜２０wt％、アルカリ金属塩化
物を５〜３０wt％及び過酸化水素を１０〜３０wt％含有
している。本発明の方法では、上記の廃液を３室又は４
室を単一電解槽とするイオン交換膜電解槽１２又は１２
ａの陰極室１４の隣室（中間室）１６又は１６ａに導入
し、直流電圧を印加することによってＮａ+ イオン又は
Ｋ+ イオンを陰極室１４に、Ｃｌ- イオンを陽極室１８
又は第２中間室１６ｂに移動させる（以上は電気透
析）、これによって、廃液中のＮａＣｌ濃度又はＫＣｌ
濃度を低下させ、同時に廃液中の過酸化水素はイオン交
換膜によって仕切られた中間室を通過するため、電極に
接触させないことで、ほとんど分解させることなく回収
することができる。ただし、過酸化水素は電気透析によ
って加熱されたイオン交換膜に接触して多少の分解が起
きるため、電流密度１〜１００A ／dm2 、温度０〜５０
℃の範囲、好ましくは電流密度５〜３０A ／dm2 、温度
０〜４０℃で電気分解することが望ましい。
リ金属水酸化物を０．１〜２０wt％、アルカリ金属塩化
物を５〜３０wt％及び過酸化水素を１０〜３０wt％含有
している。本発明の方法では、上記の廃液を３室又は４
室を単一電解槽とするイオン交換膜電解槽１２又は１２
ａの陰極室１４の隣室（中間室）１６又は１６ａに導入
し、直流電圧を印加することによってＮａ+ イオン又は
Ｋ+ イオンを陰極室１４に、Ｃｌ- イオンを陽極室１８
又は第２中間室１６ｂに移動させる（以上は電気透
析）、これによって、廃液中のＮａＣｌ濃度又はＫＣｌ
濃度を低下させ、同時に廃液中の過酸化水素はイオン交
換膜によって仕切られた中間室を通過するため、電極に
接触させないことで、ほとんど分解させることなく回収
することができる。ただし、過酸化水素は電気透析によ
って加熱されたイオン交換膜に接触して多少の分解が起
きるため、電流密度１〜１００A ／dm2 、温度０〜５０
℃の範囲、好ましくは電流密度５〜３０A ／dm2 、温度
０〜４０℃で電気分解することが望ましい。
【００２０】陰極室１４へ移動したＮａ+ イオン又はＫ
+ イオンは、陰極反応によってＮａＯＨ又はＫＯＨを生
成し、陽極室１８に移動したＣｌ- イオンは陽極反応で
塩素を発生するため、励起酸素発生に要するＮａＯＨ又
はＫＯＨ、及び塩素も上記の過酸化水素回収と同時に同
一電解槽で回収することが可能となる。上記の電気透析
及び電気分解を行うためには、予め陽極室１８、陰極室
１４、４室電解の第２中間室１６ｂに電解質を含む水を
入れておく必要があり、これらの水は常時循環されるこ
とが望ましい。
+ イオンは、陰極反応によってＮａＯＨ又はＫＯＨを生
成し、陽極室１８に移動したＣｌ- イオンは陽極反応で
塩素を発生するため、励起酸素発生に要するＮａＯＨ又
はＫＯＨ、及び塩素も上記の過酸化水素回収と同時に同
一電解槽で回収することが可能となる。上記の電気透析
及び電気分解を行うためには、予め陽極室１８、陰極室
１４、４室電解の第２中間室１６ｂに電解質を含む水を
入れておく必要があり、これらの水は常時循環されるこ
とが望ましい。
【００２１】電解質としては次のものが用いられる。 （１） 陽極室においては、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＨＣｌ
の単一物あるいは混合物を５〜３０wt％の濃度、好まし
くは１０〜３０wt％の濃度、特に好ましくは２０〜３０
wt％の濃度としたものが用いられる。 （２） 陰極室においては、ＮａＣｌ電解では、ＮａＯ
Ｈ、ＮａＣｌの混合物あるいは単一物を０．１〜１０wt
％の濃度、好ましくは０．１〜５wt％の濃度、特に好ま
しくは０．１〜２wt％の濃度としたものであり、ＫＣｌ
電解では、ＫＯＨ、ＫＣｌの混合物あるいは単一物を
０．１〜１０wt％の濃度、好ましくは０．１〜５wt％の
濃度、特に好ましくは０．１〜２wt％の濃度としたもの
が用いられる。また、電解質の種類も、好ましくは、Ｎ
ａＣｌ電解ではＮａＯＨ、ＫＣｌ電解ではＫＯＨであ
る。 （３） ４室電解の場合の陽極室隣の第２中間室におい
ては、電解質の種類にかかわらず可能であるが、好まし
くはＮａＣｌ電解ではＮａＣｌ、ＫＣｌ電解ではＫＣｌ
である。このときの濃度については、０．１〜１０wt
％、好ましくは０．１〜５wt％、特に好ましくは０．１
〜２wt％である。 図１及び図２において、２０は再生液貯蔵タンク、２２
は塩素ガス分離器、２４は水素ガス分離器である。
の単一物あるいは混合物を５〜３０wt％の濃度、好まし
くは１０〜３０wt％の濃度、特に好ましくは２０〜３０
wt％の濃度としたものが用いられる。 （２） 陰極室においては、ＮａＣｌ電解では、ＮａＯ
Ｈ、ＮａＣｌの混合物あるいは単一物を０．１〜１０wt
％の濃度、好ましくは０．１〜５wt％の濃度、特に好ま
しくは０．１〜２wt％の濃度としたものであり、ＫＣｌ
電解では、ＫＯＨ、ＫＣｌの混合物あるいは単一物を
０．１〜１０wt％の濃度、好ましくは０．１〜５wt％の
濃度、特に好ましくは０．１〜２wt％の濃度としたもの
が用いられる。また、電解質の種類も、好ましくは、Ｎ
ａＣｌ電解ではＮａＯＨ、ＫＣｌ電解ではＫＯＨであ
る。 （３） ４室電解の場合の陽極室隣の第２中間室におい
ては、電解質の種類にかかわらず可能であるが、好まし
くはＮａＣｌ電解ではＮａＣｌ、ＫＣｌ電解ではＫＣｌ
である。このときの濃度については、０．１〜１０wt
％、好ましくは０．１〜５wt％、特に好ましくは０．１
〜２wt％である。 図１及び図２において、２０は再生液貯蔵タンク、２２
は塩素ガス分離器、２４は水素ガス分離器である。
【００２２】また、本発明の方法は、図３及び図４に示
すように、アルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガスとの
化学反応により励起酸素を発生させる励起酸素発生機１
０から排出される、反応副生成物としてアルカリ金属塩
化物を含有する廃液にアルカリ金属水酸化物を添加し
て、廃液中のアルカリ金属イオン濃度を高くし、アルカ
リ金属塩化物を沈澱分離することによって、アルカリ性
過酸化水素水溶液を再生し励起酸素発生原料として再利
用し、沈澱したアルカリ金属塩化物を電気分解してアル
カリ金属水酸化物と塩素ガスとに分解し、このアルカリ
金属水酸化物を前記の廃液添加用のアルカリ金属水酸化
物として用い、この塩素ガスを励起酸素発生原料として
再利用することを特徴としている。なお、図３及び図４
ではアルカリ金属水酸化物としてＫＯＨを用いる場合を
示している。この場合、図３に示すように、廃液を濃縮
するとともに水を分離した後、濃縮廃液にアルカリ金属
水酸化物を添加して、廃液中のアルカリ金属イオン濃度
を高くし、アルカリ金属塩化物を沈澱分離することが好
ましい。この場合、分離された水は、電解槽からのＫＯ
Ｈ希釈用の水として用いることが好ましい。
すように、アルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガスとの
化学反応により励起酸素を発生させる励起酸素発生機１
０から排出される、反応副生成物としてアルカリ金属塩
化物を含有する廃液にアルカリ金属水酸化物を添加し
て、廃液中のアルカリ金属イオン濃度を高くし、アルカ
リ金属塩化物を沈澱分離することによって、アルカリ性
過酸化水素水溶液を再生し励起酸素発生原料として再利
用し、沈澱したアルカリ金属塩化物を電気分解してアル
カリ金属水酸化物と塩素ガスとに分解し、このアルカリ
金属水酸化物を前記の廃液添加用のアルカリ金属水酸化
物として用い、この塩素ガスを励起酸素発生原料として
再利用することを特徴としている。なお、図３及び図４
ではアルカリ金属水酸化物としてＫＯＨを用いる場合を
示している。この場合、図３に示すように、廃液を濃縮
するとともに水を分離した後、濃縮廃液にアルカリ金属
水酸化物を添加して、廃液中のアルカリ金属イオン濃度
を高くし、アルカリ金属塩化物を沈澱分離することが好
ましい。この場合、分離された水は、電解槽からのＫＯ
Ｈ希釈用の水として用いることが好ましい。
【００２３】励起酸素発生機１０からの廃液は、５〜３
０wt％のアルカリ金属塩化物を含有している。図３に示
す方法では、上記の廃液を廃液濃縮装置（例えば減圧蒸
留装置）３０に導入して所定の塩濃度、例えば１０〜３
０wt％まで濃縮する。その後、ＫＣｌ分離槽３２で高濃
度、例えば１０〜６０wt％のＫＯＨと混合してＫＣｌを
選択的に沈澱分離する。ＫＣｌ沈澱分離後の廃液は、過
酸化水素とＫＯＨを高濃度で含んでいるため、そのまま
再生液貯蔵タンク２０を介して励起酸素発生原料として
再利用する。このように、廃液濃縮装置３０とＫＣｌ分
離槽３２とでＨ2 Ｏ2 回収装置を構成している。一方、
ＫＣｌ分離槽３２のＫＣｌ沈澱部に２室電解槽３４の陽
極液を流入させてＫＣｌを溶解した後、陽極室１８に導
入して、電解部にてＫＯＨと塩素を生成させる。ここで
生成するＫＯＨはＫＣｌ分離槽３２に、また、塩素は励
起酸素発生機１０に移送して、それぞれ再利用する。
０wt％のアルカリ金属塩化物を含有している。図３に示
す方法では、上記の廃液を廃液濃縮装置（例えば減圧蒸
留装置）３０に導入して所定の塩濃度、例えば１０〜３
０wt％まで濃縮する。その後、ＫＣｌ分離槽３２で高濃
度、例えば１０〜６０wt％のＫＯＨと混合してＫＣｌを
選択的に沈澱分離する。ＫＣｌ沈澱分離後の廃液は、過
酸化水素とＫＯＨを高濃度で含んでいるため、そのまま
再生液貯蔵タンク２０を介して励起酸素発生原料として
再利用する。このように、廃液濃縮装置３０とＫＣｌ分
離槽３２とでＨ2 Ｏ2 回収装置を構成している。一方、
ＫＣｌ分離槽３２のＫＣｌ沈澱部に２室電解槽３４の陽
極液を流入させてＫＣｌを溶解した後、陽極室１８に導
入して、電解部にてＫＯＨと塩素を生成させる。ここで
生成するＫＯＨはＫＣｌ分離槽３２に、また、塩素は励
起酸素発生機１０に移送して、それぞれ再利用する。
【００２４】図３に示す方法では、励起酸素発生機１０
から排出される廃液を濃縮して所定の塩濃度とし、この
廃液に高濃度のＫＯＨ水溶液又はＮａＯＨ水溶液を混合
することによって、選択的にＫＣｌの結晶又はＮａＣｌ
の結晶を生成せしめ、沈澱を濾過又は遠心分離によって
副生成物の塩を除去する。塩を除去した後の水溶液はＨ
2 Ｏ2 とＫＯＨ又はＮａＯＨを高濃度に含んでおり、そ
のまま、あるいはＨ2 Ｏ2 の反応分を追加することによ
って、励起酸素発生用の原料として利用できる。沈澱を
濾過又は遠心分離によって分離したＫＣｌ又はＮａＣｌ
を陰極室１４と陽極室１８とからなる２室電解槽３４の
陽極液（５０〜９０℃）によって溶解し、電解槽３４に
移送することで廃液に混合するのに必要なＫＯＨ又はＮ
ａＯＨを生成する。同時に励起酸素発生に必要な塩素を
生成する。なお、電解槽を３室以上の室からなる電解槽
とすることも可能である。
から排出される廃液を濃縮して所定の塩濃度とし、この
廃液に高濃度のＫＯＨ水溶液又はＮａＯＨ水溶液を混合
することによって、選択的にＫＣｌの結晶又はＮａＣｌ
の結晶を生成せしめ、沈澱を濾過又は遠心分離によって
副生成物の塩を除去する。塩を除去した後の水溶液はＨ
2 Ｏ2 とＫＯＨ又はＮａＯＨを高濃度に含んでおり、そ
のまま、あるいはＨ2 Ｏ2 の反応分を追加することによ
って、励起酸素発生用の原料として利用できる。沈澱を
濾過又は遠心分離によって分離したＫＣｌ又はＮａＣｌ
を陰極室１４と陽極室１８とからなる２室電解槽３４の
陽極液（５０〜９０℃）によって溶解し、電解槽３４に
移送することで廃液に混合するのに必要なＫＯＨ又はＮ
ａＯＨを生成する。同時に励起酸素発生に必要な塩素を
生成する。なお、電解槽を３室以上の室からなる電解槽
とすることも可能である。
【００２５】図４は、廃液濃縮装置を設けない場合の方
法を示している。この場合は、廃液濃縮装置による水分
離ができないので、系全体の濃度が低くなる。これを防
ぐために、励起酸素発生機１０に高濃度のＨ2 Ｏ2 水溶
液を補給するようにしなければならない。
法を示している。この場合は、廃液濃縮装置による水分
離ができないので、系全体の濃度が低くなる。これを防
ぐために、励起酸素発生機１０に高濃度のＨ2 Ｏ2 水溶
液を補給するようにしなければならない。
【００２６】図３及び図４に示す方法において、アルカ
リ金属塩化物を沈澱分離するに際し、沈澱生成時に廃液
を冷却して液温を低下させることにより、アルカリ金属
塩化物の溶解度を小さくすることが好ましい。この場
合、冷却温度を−３０℃〜＋４０℃、好ましくは−２０
℃〜＋３０℃、特に好ましくは−１０℃〜＋２０℃とす
る。冷却温度がこれらの範囲未満の場合は、廃液の凍結
の可能性があり、また、冷却のための冷凍電力が高くな
る。一方、これらの範囲を超える場合は、アルカリ金属
塩化物の飽和濃度が非常に高いため、添加するアルカリ
金属水酸化物を多量に要する上、アルカリ金属塩化物を
高効率で除去することができなくなる。また、アルカリ
金属塩化物を沈澱分離するに際し、添加するアルカリ金
属水酸化物を高濃度水溶液とすることが好ましい。この
場合、アルカリ金属水酸化物の高濃度水溶液の濃度を、
１０〜６０wt％、好ましくは２０〜５０wt％、特に好ま
しくは３０〜４５wt％とする。濃度がこれらの範囲未満
の場合は、高効率でアルカリ金属塩化物を分離除去する
ことができず、また、多量のアルカリ金属水酸化物水溶
液を要するため、回収液の過酸化水素濃度が低くなり、
追加する場合の過酸化水素量が多くなる傾向があり、一
方、これらの範囲を超える溶液の場合は、４０℃以下の
温度範囲では沈澱を発生するため取扱いができない状態
となる傾向がある。
リ金属塩化物を沈澱分離するに際し、沈澱生成時に廃液
を冷却して液温を低下させることにより、アルカリ金属
塩化物の溶解度を小さくすることが好ましい。この場
合、冷却温度を−３０℃〜＋４０℃、好ましくは−２０
℃〜＋３０℃、特に好ましくは−１０℃〜＋２０℃とす
る。冷却温度がこれらの範囲未満の場合は、廃液の凍結
の可能性があり、また、冷却のための冷凍電力が高くな
る。一方、これらの範囲を超える場合は、アルカリ金属
塩化物の飽和濃度が非常に高いため、添加するアルカリ
金属水酸化物を多量に要する上、アルカリ金属塩化物を
高効率で除去することができなくなる。また、アルカリ
金属塩化物を沈澱分離するに際し、添加するアルカリ金
属水酸化物を高濃度水溶液とすることが好ましい。この
場合、アルカリ金属水酸化物の高濃度水溶液の濃度を、
１０〜６０wt％、好ましくは２０〜５０wt％、特に好ま
しくは３０〜４５wt％とする。濃度がこれらの範囲未満
の場合は、高効率でアルカリ金属塩化物を分離除去する
ことができず、また、多量のアルカリ金属水酸化物水溶
液を要するため、回収液の過酸化水素濃度が低くなり、
追加する場合の過酸化水素量が多くなる傾向があり、一
方、これらの範囲を超える溶液の場合は、４０℃以下の
温度範囲では沈澱を発生するため取扱いができない状態
となる傾向がある。
【００２７】また、沈澱したアルカリ金属塩化物を分離
した後、５０〜１００℃の温水に溶解させることによっ
て溶解速度を高めるとともに、高温の状態で複数室電解
の電解槽に導入し、５０〜９０℃の電解最適温度を維持
することが好ましい。なお、廃液に添加するアルカリ金
属水酸化物として、固体状のものを用いることも可能で
ある。また、添加するアルカリ金属水酸化物を固体ＫＯ
Ｈとし、この固体ＫＯＨにＮａＯＨを加える場合もあ
る。この場合は、固体を添加するため、溶液中の水分が
増加されず、Ｈ2 Ｏ2 濃度が高く維持できる。又は、廃
液濃縮装置の水分離量を少なくすることができるという
利点がある。
した後、５０〜１００℃の温水に溶解させることによっ
て溶解速度を高めるとともに、高温の状態で複数室電解
の電解槽に導入し、５０〜９０℃の電解最適温度を維持
することが好ましい。なお、廃液に添加するアルカリ金
属水酸化物として、固体状のものを用いることも可能で
ある。また、添加するアルカリ金属水酸化物を固体ＫＯ
Ｈとし、この固体ＫＯＨにＮａＯＨを加える場合もあ
る。この場合は、固体を添加するため、溶液中の水分が
増加されず、Ｈ2 Ｏ2 濃度が高く維持できる。又は、廃
液濃縮装置の水分離量を少なくすることができるという
利点がある。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することが可能なもので
ある。 実施例１ 図１に示すフローに従い、ＮａＯＨ２０wt％、ＮａＣｌ
１９．４wt％、Ｈ2 Ｏ2 ２０．５wt％を含む励起酸素発
生機廃液１３．００kgを３室電解槽の中間室に導入し、
電気透析により廃液中のＮａＣｌ濃度を低減させ、Ｈ2
Ｏ2 を高濃度に含むＨ2 Ｏ2 水溶液を回収した。同時に
電気分解によりＮａＯＨ及びＣｌ2 を生成させた。電解
条件はつぎの通りであった。 電解面積：１８０cm2 陽極：Ｔｉ電極 陰極：Ｎｉ電極 陽イオン交換膜：Ｎａｆｆｉｏｎ−１１７（Ｄｕｐｏｎ
ｔ社製） 陰イオン交換膜：ＡＣＬＥ−５Ｐ（徳山曹達社製） 電解電流：３０A 廃液温度：２０℃ 電解時間：７Hr 結果は、表１に示すように、回収されたＨ2 Ｏ2 量は
２．５２kg、ＮａＯＨ生成量は０．２７kg、ＮａＣｌ除
去量は０．３９kg、Ｃｌ2 生成量は０．２４kgであっ
た。
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することが可能なもので
ある。 実施例１ 図１に示すフローに従い、ＮａＯＨ２０wt％、ＮａＣｌ
１９．４wt％、Ｈ2 Ｏ2 ２０．５wt％を含む励起酸素発
生機廃液１３．００kgを３室電解槽の中間室に導入し、
電気透析により廃液中のＮａＣｌ濃度を低減させ、Ｈ2
Ｏ2 を高濃度に含むＨ2 Ｏ2 水溶液を回収した。同時に
電気分解によりＮａＯＨ及びＣｌ2 を生成させた。電解
条件はつぎの通りであった。 電解面積：１８０cm2 陽極：Ｔｉ電極 陰極：Ｎｉ電極 陽イオン交換膜：Ｎａｆｆｉｏｎ−１１７（Ｄｕｐｏｎ
ｔ社製） 陰イオン交換膜：ＡＣＬＥ−５Ｐ（徳山曹達社製） 電解電流：３０A 廃液温度：２０℃ 電解時間：７Hr 結果は、表１に示すように、回収されたＨ2 Ｏ2 量は
２．５２kg、ＮａＯＨ生成量は０．２７kg、ＮａＣｌ除
去量は０．３９kg、Ｃｌ2 生成量は０．２４kgであっ
た。
【００２９】
【表１】
【００３０】実施例２ 図２に示すフローに従い、ＮａＯＨ２．０wt％、ＮａＣ
ｌ２０．０wt％、Ｈ2Ｏ2 ２０．０wt％を含む励起酸素
発生機廃液２５．００kgを４室電解槽の第１中間室（陰
極室に隣接する方の室）に導入し、電気透析により廃液
中のＮａＣｌ濃度を低減させ、Ｈ2 Ｏ2 を高濃度に含む
Ｈ2 Ｏ2 水溶液を回収した。同時に電気分解によりＮａ
ＯＨ及びＣｌ2 を生成させた。電解条件はつぎの通りで
あった。 電解面積：１８０cm2 陽極：Ｔｉ電極 陰極：Ｎｉ電極 陽イオン交換膜：Ｎａｆｆｉｏｎ−４５０（Ｄｕｐｏｎ
ｔ社製） 陰イオン交換膜：ＡＣＬＥ−５Ｐ（徳山曹達社製） 電解電流：２５A 廃液温度：２０℃ 電解時間：１５Hr 結果は、表２に示すように、回収されたＨ2 Ｏ2 量は
４．６０kg、ＮａＯＨ生成量は０．４４kg、ＮａＣｌ除
去量は０．６５kg、Ｃｌ2 生成量は０．３９kgであっ
た。
ｌ２０．０wt％、Ｈ2Ｏ2 ２０．０wt％を含む励起酸素
発生機廃液２５．００kgを４室電解槽の第１中間室（陰
極室に隣接する方の室）に導入し、電気透析により廃液
中のＮａＣｌ濃度を低減させ、Ｈ2 Ｏ2 を高濃度に含む
Ｈ2 Ｏ2 水溶液を回収した。同時に電気分解によりＮａ
ＯＨ及びＣｌ2 を生成させた。電解条件はつぎの通りで
あった。 電解面積：１８０cm2 陽極：Ｔｉ電極 陰極：Ｎｉ電極 陽イオン交換膜：Ｎａｆｆｉｏｎ−４５０（Ｄｕｐｏｎ
ｔ社製） 陰イオン交換膜：ＡＣＬＥ−５Ｐ（徳山曹達社製） 電解電流：２５A 廃液温度：２０℃ 電解時間：１５Hr 結果は、表２に示すように、回収されたＨ2 Ｏ2 量は
４．６０kg、ＮａＯＨ生成量は０．４４kg、ＮａＣｌ除
去量は０．６５kg、Ｃｌ2 生成量は０．３９kgであっ
た。
【００３１】
【表２】
【００３２】実施例３ 図４に示すフローのＫＣｌ分離槽３２において、Ｈ2 Ｏ
2 ２５g 、ＫＣｌ１５g 、ＫＯＨ１０g 、水分５０g を
含む励起酸素発生機廃液１００g （温度０℃）に濃度４
５wt％のＫＯＨを添加してＫＣｌを沈澱分離した。この
場合、ＫＯＨの添加量を３g 、７g 、１１g と変化させ
て実験した。ＫＣｌを沈澱分離することにより、Ｈ2 Ｏ
2 水溶液を再生し、沈澱したＫＣｌを２室電解槽で電気
分解してＫＯＨとＣｌ2 とに分解した。結果は表３に示
す通りであった。
2 ２５g 、ＫＣｌ１５g 、ＫＯＨ１０g 、水分５０g を
含む励起酸素発生機廃液１００g （温度０℃）に濃度４
５wt％のＫＯＨを添加してＫＣｌを沈澱分離した。この
場合、ＫＯＨの添加量を３g 、７g 、１１g と変化させ
て実験した。ＫＣｌを沈澱分離することにより、Ｈ2 Ｏ
2 水溶液を再生し、沈澱したＫＣｌを２室電解槽で電気
分解してＫＯＨとＣｌ2 とに分解した。結果は表３に示
す通りであった。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 励起酸素発生機廃液からＮａＯＨ又はＫＯＨ
と、Ｃｌ2 とを回収すると同時に、高価なＨ2 Ｏ2 をも
回収することができるので、原料利用率を向上させるこ
とができ、コストの低減化を図ることができる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 励起酸素発生機廃液からＮａＯＨ又はＫＯＨ
と、Ｃｌ2 とを回収すると同時に、高価なＨ2 Ｏ2 をも
回収することができるので、原料利用率を向上させるこ
とができ、コストの低減化を図ることができる。
【図１】本発明の励起酸素発生機廃液の再生方法の一実
施例を示すフローシートである。
施例を示すフローシートである。
【図２】本発明の方法の他の実施例を示すフローシート
である。
である。
【図３】本発明の方法の他の実施例を示すフローシート
である。
である。
【図４】本発明の方法のさらに他の実施例を示すフロー
シートである。
シートである。
１０ 励起酸素発生機 １２ ３室電解槽 １２ａ ４室電解槽 １４ 陰極室 １６ 中間室 １６ａ 第１中間室 １６ｂ 第２中間室 １８ 陽極室 ２０ 再生液貯蔵タンク ２２ 塩素ガス分離器 ２４ 水素ガス分離器 ３０ 廃液濃縮装置 ３２ ＫＣｌ分離槽 ３４ 電解槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−200686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−249388（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/095 H01S 3/22
Claims (13)
- 【請求項１】 アルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガス
との化学反応により励起酸素を発生させる励起酸素発生
機から排出される、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金
属塩化物及び過酸化水素を含有する廃液を、少なくとも
３室で一対を構成するイオン交換膜電解槽の中間室に流
入させ、電気透析により廃液中のアルカリ金属塩化物濃
度を低減せしめ、過酸化水素を励起酸素発生原料として
再利用するとともに、電気分解により発生するアルカリ
金属水酸化物及び塩素ガスを励起酸素発生原料として再
利用することを特徴とする励起酸素発生機廃液の再生方
法。 - 【請求項２】 廃液が、アルカリ金属水酸化物を０．１
〜２０wt％、アルカリ金属塩化物を５〜３０wt％及び過
酸化水素を１０〜３０wt％含有することを特徴とする請
求項１記載の励起酸素発生機廃液の再生方法。 - 【請求項３】 アルカリ性過酸化水素水溶液と塩素ガス
との化学反応により励起酸素を発生させる励起酸素発生
機から排出される、反応副生成物としてアルカリ金属塩
化物を含有する廃液にアルカリ金属水酸化物を添加し
て、廃液中のアルカリ金属イオン濃度を高くし、アルカ
リ金属塩化物を沈澱分離することによって、アルカリ性
過酸化水素水溶液を再生し励起酸素発生原料として再利
用し、沈澱したアルカリ金属塩化物を電気分解してアル
カリ金属水酸化物と塩素ガスとに分解し、このアルカリ
金属水酸化物を前記の廃液添加用のアルカリ金属水酸化
物として用い、この塩素ガスを励起酸素発生原料として
再利用することを特徴とする励起酸素発生機廃液の再生
方法。 - 【請求項４】 廃液を濃縮するとともに水を分離した
後、濃縮廃液にアルカリ金属水酸化物を添加して、廃液
中のアルカリ金属イオン濃度を高くし、アルカリ金属塩
化物を沈澱分離することを特徴とする請求項３記載の励
起酸素発生機廃液の再生方法。 - 【請求項５】 廃液が、５〜３０wt％のアルカリ金属塩
化物を含有することを特徴とする請求項３又は４記載の
励起酸素発生機廃液の再生方法。 - 【請求項６】 アルカリ金属塩化物を沈澱分離するに際
し、沈澱生成時に廃液を冷却して液温を低下させること
により、アルカリ金属塩化物の溶解度を小さくすること
を特徴とする請求項３、４又は５記載の励起酸素発生機
廃液の再生方法。 - 【請求項７】 アルカリ金属塩化物を沈澱分離するに際
し、添加するアルカリ金属水酸化物を高濃度水溶液とす
ることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の励
起酸素発生機廃液の再生方法。 - 【請求項８】 冷却温度が−３０℃〜＋４０℃の範囲で
あることを特徴とする請求項６又は７記載の励起酸素発
生機廃液の再生方法。 - 【請求項９】 アルカリ金属水酸化物の高濃度水溶液の
濃度が、１０〜６０wt％の範囲であることを特徴とする
請求項７記載の励起酸素発生機廃液の再生方法。 - 【請求項１０】 沈澱したアルカリ金属塩化物を分離し
た後、５０〜１００℃の温水に溶解させることによって
溶解速度を高めるとともに、高温の状態で複数室電解の
電解槽に導入し、５０〜９０℃の電解最適温度を維持す
ることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載の励
起酸素発生機廃液の再生方法。 - 【請求項１１】 廃液に添加するアルカリ金属水酸化物
として、固体状のものを用いることを特徴とする請求項
３、４、５、６、８又は１０記載の励起酸素発生機廃液
の再生方法。 - 【請求項１２】 アルカリ金属が、ナトリウム及びカリ
ウムの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１
〜１１のいずれかに記載の励起酸素発生機廃液の再生方
法。 - 【請求項１３】 添加するアルカリ金属水酸化物を固体
ＫＯＨとし、この固体ＫＯＨにＮａＯＨを加えることを
特徴とする請求項１１記載の励起酸素発生機廃液の再生
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125751A JP2769975B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 励起酸素発生機廃液の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125751A JP2769975B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 励起酸素発生機廃液の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312451A JPH07312451A (ja) | 1995-11-28 |
| JP2769975B2 true JP2769975B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=14917913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6125751A Expired - Lifetime JP2769975B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 励起酸素発生機廃液の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769975B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006269499A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Miki Pulley Co Ltd | 化学励起酸素‐沃素レーザ装置用励起酸素発生装置 |
| KR102579673B1 (ko) * | 2018-08-17 | 2023-09-18 | 오씨아이 주식회사 | 과산화수소의 정제 방법 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP6125751A patent/JP2769975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07312451A (ja) | 1995-11-28 |
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