JP3881976B2 - Treatment method of artificial dialysis treatment waste liquid - Google Patents
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Description
本発明は、人工透析治療廃液の処理方法に関し、特に、病院等から排出される様々な人工透析治療廃液を処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for treating artificial dialysis treatment waste liquid , and more particularly to a method for treating various artificial dialysis treatment waste liquid discharged from a hospital or the like .
病院等から排出される様々な人工透析治療廃液に対する処理方法を考案することが必須とされてきた。具体的にいうと、例えば、医療現場等で大量に排出される人工透析治療廃液を、河川放流或いは下水放流可能にするには、有機物の分解処理をしてＢＯＤ等の値を下げなければ成らない。 It has become essential to devise treatment methods for various dialysis treatment waste liquids discharged from hospitals and the like . Specifically, for example, in order to make it possible to discharge artificial dialysis treatment waste liquid discharged in large quantities at medical sites, etc. into rivers or sewage, it is necessary to decompose organic matter and lower the value of BOD etc. Absent.
この有機物の分解処理をする方法としてルチル型二酸化チタンが有効であることが、公知である（非特許文献１参照）。 It is known that rutile titanium dioxide is effective as a method for decomposing organic substances (see Non-Patent Document 1).
しかしながら、効果的と思われたアナターゼ型二酸化チタンで人工透析治療廃液を処理したが、思ったほど有効ではなかった。例えば、所定のブドウ糖含有量にまで低下させるには長時間かかり、有機物処理の効率が向上しないという問題がある。 However, were treated with artificial dialysis treatment waste liquid appeared to effectively anatase titanium dioxide, was not as effective as expected. For example, there is a problem that it takes a long time to reduce the content of glucose to a predetermined glucose content, and the efficiency of organic matter treatment is not improved.
本発明は、このような従来の問題点を解消し、有機物処理の効率を向上させることができる人工透析治療廃液の処理方法を提供することをその課題とする。 This invention makes it the subject to provide the processing method of the artificial dialysis treatment waste liquid which can eliminate such a conventional problem and can improve the efficiency of organic substance processing.
本発明は、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属が、有機物の処理をするための光触媒の触媒毒となるという知見に基づいて得られたものである。 The present invention has been obtained based on the knowledge that alkali metals and / or alkaline earth metals are catalyst poisons for photocatalysts for treating organic substances.
上記課題を解決するために、本発明の人工透析治療廃液の処理方法は、人工透析治療廃液そのものを陽イオン交換樹脂に流通させて人工透析治療廃液からアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去する前処理工程と、前記前処理工程を経た前記人工透析治療廃液に対して、前記人工透析治療廃液に含まれるブドウ糖を光触媒により分解する光触媒処理工程とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the treatment method of the artificial dialysis treatment waste liquid of the present invention removes alkali metals and / or alkaline earth metals from the artificial dialysis treatment waste liquid by circulating the artificial dialysis treatment waste liquid itself through a cation exchange resin. And a photocatalyst treatment step of decomposing glucose contained in the artificial dialysis treatment waste solution with a photocatalyst with respect to the artificial dialysis treatment waste solution that has undergone the pretreatment step.
本発明によれば、有機物の処理をするための光触媒の触媒毒となるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を予め、前処理工程で除去するので、有機物処理の効率を向上させることができる人工透析治療廃液の処理方法を提供することができる。 According to the present invention, in advance of an alkali metal and / or alkaline earth metal as a catalyst poison of the photocatalyst for the treatment of organic matter, so removed in the pretreatment step, it is possible to improve the efficiency of the organic matter treatment artificial A method for treating a dialysis treatment waste liquid can be provided.
［人工透析治療廃液の処理方法］
本発明の一実施形態に係る人工透析治療廃液の処理方法は、図１に示されるように、人工透析治療廃液から陽イオン交換樹脂によりアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去する前処理工程（Ｓ１０）と、前記前処理工程を経た前記人工透析治療廃液に対して、前記人工透析治療廃液に含まれるブドウ糖を光触媒により分解する光触媒処理工程（Ｓ２０）とを備える。
[Method of treating dialysis treatment waste liquid]
As shown in FIG. 1, the treatment method of the artificial dialysis treatment waste liquid according to one embodiment of the present invention is a pretreatment step of removing alkali metal and / or alkaline earth metal from the artificial dialysis treatment waste liquid with a cation exchange resin. (S10) and a photocatalytic treatment step (S20) for decomposing glucose contained in the artificial dialysis treatment waste solution with a photocatalyst with respect to the artificial dialysis treatment waste solution that has undergone the pretreatment step.
［人工透析治療廃液］
対象となる人工透析治療廃液は、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属と有機物とを含有して成り、病院で使用される人工透析液等の廃液等が挙げられる。
[ Artificial dialysis treatment waste liquid ]
Dialysis treatment waste liquid of interest, Ri comprising an alkali metal and / or alkaline earth metals and organic material, waste etc. dialysis liquid or the like which are used in hospitals and the like.
人工透析治療廃液中のアルカリ金属としては、周期表第I族元素である、例えば、リチウムLi、ナトリウムNa、カリウムK、ルビジウムRb、セシウムCs、フランシウムFr等が挙げられる。また、人工透析治療廃液中のアルカリ土類金属としては、周期表第II族元素である、例えば、べリリウムBe、マグネシウムMg、カルシウムCa、ストロンチウムSr、バリウムBa、ラジウムRa等が挙げられる。 Examples of the alkali metal in the artificial dialysis treatment waste liquid include Group I elements of the periodic table, such as lithium Li, sodium Na, potassium K, rubidium Rb, cesium Cs, and francium Fr. Examples of the alkaline earth metal in the artificial dialysis treatment waste liquid include Periodic Table Group II elements such as beryllium Be, magnesium Mg, calcium Ca, strontium Sr, barium Ba, and radium Ra.
一方、人工透析治療廃液中の有機物としては、対象となる人工透析治療廃液に含まれる様々な有機物が挙げられる。この有機物としては、例えば、病院等で扱われる人工透析治療廃液中の有機物として、ブドウ糖、セルロース、ホルマリン等が挙げられる。 On the other hand, as the organic matter in the dialysis treatment effluent, it includes various organic materials contained in the dialysis treatment waste liquid of interest. Examples of the organic substance include glucose, cellulose, formalin and the like as the organic substance in the artificial dialysis treatment waste liquid handled in a hospital or the like .
［光触媒］
使用する光触媒としては、光触媒効果、すなわち、紫外線が照射されると、電子の移動により強力な酸化力を生ずる効果を奏するものであればよく、例えば、二酸化チタン、特に、アナターゼ型二酸化チタン等が採用できる。
[photocatalyst]
As the photocatalyst to be used, any photocatalytic effect may be used as long as the photocatalytic effect, that is, the effect of generating a strong oxidizing power by the movement of electrons when irradiated with ultraviolet rays, such as titanium dioxide, in particular, anatase type titanium dioxide, etc. Can be adopted.
［陽イオン除去手段］
陽イオン除去手段としては、前記アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去できればよく、例えば、イオン交換樹脂、イオン交換膜、他の化学的処理手段等が挙げられる。
[Cation removal means]
The cation removing means only needs to remove the alkali metal and / or alkaline earth metal, and examples thereof include an ion exchange resin, an ion exchange membrane, and other chemical treatment means.
ここで、イオン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂が挙げられる。この陽イオン交換樹脂は、母体樹脂に、酸性水酸基（−ＯＨ 酸性）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ 弱酸性）やスルホン基（−ＳＯ３Ｈ 強酸性）が結合している高分子酸の構造を有しているものが挙げられる。 Here, a cation exchange resin is mentioned as an ion exchange resin. The cation exchange resin, the matrix resin, acidic hydroxyl group (-OH acidic), have a structure of polymeric acids the carboxyl group (-COOH weakly acidic) and a sulfonic group (-SO 3 H strong acid) is bonded What you are doing.
なお、母体樹脂は、多価フェノール類とホルムアルデヒドの縮合反応によるいわゆる縮重合型樹脂や、スチレン−ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）系の付加重合型樹脂である。その製造方法としては、例えば、前者では、縮重合前のフェノール類に官能基を導入した後、高分子化する方法が挙げられ、後者では、架橋高分子母体を製造し、これに官能器を導入したものである。 The base resin is a so-called condensation polymerization resin obtained by a condensation reaction of a polyhydric phenol and formaldehyde, or a styrene-divinylbenzene (DVB) -based addition polymerization resin. As the production method, for example, in the former, a method of introducing a functional group into phenols before polycondensation and then polymerizing can be mentioned, and in the latter, a crosslinked polymer matrix is produced, and a functional device is added thereto. It has been introduced.
イオン交換樹脂を陽イオン除去手段とする場合には、酸性水酸基（−ＯＨ 酸性）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ 弱酸性）やスルホン基（−ＳＯ３Ｈ 強酸性）等の基がイオン交換樹脂の表面にあって、人工透析治療廃液中のアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の陽イオンとＨを交換し、人工透析治療廃液中にＨ＋を放出する。 When the cation removing means an ion exchange resin, acidic hydroxyl group (-OH acidic), surface groups such as a carboxyl group (-COOH weakly acidic) and a sulfonic group (-SO 3 H strong acid) is an ion exchange resin there are, the exchange cations and H of the alkali metal and / or alkaline earth metal in the dialysis treatment waste, releasing H + during dialysis treatment effluent.
また、イオン交換膜は、前記イオン交換樹脂を膜状としたイオン交換樹脂膜である。イオン交換膜を陽イオン除去手段とする場合には、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に並べて透析槽をつくり、直流電流を流すことにより、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去するようになる。 The ion exchange membrane is an ion exchange resin membrane in which the ion exchange resin is formed into a film. When an ion exchange membrane is used as a cation removal means, a dialysis tank is formed by alternately arranging a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, and a direct current is applied to the alkali metal and / or alkaline earth metal. Come to be removed.
他の化学的処理手段としては、所定の陽イオンを選択的に吸着できる触媒等が挙げられる。 Examples of other chemical treatment means include a catalyst that can selectively adsorb a predetermined cation.
なお、前記前処理工程は、例えば、前処理工程による処理を済ませた人工透析治療廃液のｐＨ値を測定し、ｐＨ値が２以下になったところで終了するようにする。これは、例えば、人工透析治療廃液中のアルカリ金属としてのナトリウムと、陽イオン除去手段としての陽イオン交換樹脂中のＨが交換されて、人工透析治療廃液が十分に酸性になれば、ナトリウムの除去が終了したと判断できるためである。 In addition, the said pre-processing process measures the pH value of the artificial dialysis treatment waste liquid which finished the process by a pre-processing process , and is made to complete | finish , when pH value becomes 2 or less, for example. This is because, for example, if sodium as an alkali metal in an artificial dialysis treatment waste liquid is exchanged with H in a cation exchange resin as a cation removing means, the artificial dialysis treatment waste liquid becomes sufficiently acidic. This is because it can be determined that the removal is completed.
［処理装置］
一方、本実施形態に係る人工透析治療廃液の処理方法に使用する処理装置を図２に示す。処理装置１は、人工透析治療廃液を貯蔵する人工透析治療廃液用タンク（以下において、単に「タンク」と称することがある。）２と、タンク２の後段に設けられるポンプ３と、ポンプ３の後段に設けられる前処理部４と、前処理部４の後段に設けられる光触媒処理部５とを備えてなる。
[Processing equipment]
On the other hand, the processing apparatus used for the processing method of the artificial dialysis treatment waste liquid concerning this embodiment is shown in FIG. The
タンク２は、人工透析治療廃液を貯蔵することができればよく、公知のタンクを採用できる。ポンプ３は、人工透析治療廃液を前処理部４へ流動させることができ、流量を調節可能であればよく、公知のポンプを採用できる。
The
前処理部４は、前処理工程（Ｓ１０）を行う装置であり、詳しくは、図３に示されるように、円筒形状の処理部本体４Ａと、処理部本体４Ａ内部に充填された陽イオン除去手段としてのイオン交換樹脂４Ｂとを備えてなる。
The
光触媒処理部５は、光触媒処理工程（Ｓ２０）を行う装置であり、詳しくは、図４に示されるように、円筒形状の処理部本体６と、この処理部本体６の下側側面部に設けられた供給口７と、この処理部本体６の上側側面部に設けられた排出口８と、この処理部本体６の中央部軸方向に沿って設けられた中央管９と、この中央管９内部に設けられた紫外線照射ランプ１０と、この中央管９の外表面と処理部本体６の内壁との間に設けられた光触媒部１１とを備えて成る。
The
供給口７および排出口８には、人工透析治療廃液の流量を調節する流量調節手段、例えば、バルブ等が設けられてもよい。
The
中央管９は、内部の紫外線照射ランプ１０からの紫外線を透過できる材料であればよく、例えば、透明な石英ガラス等が挙げられる。また、紫外線照射ランプ１０は、所定の強さの紫外線を照射できるものであればよい。
The
光触媒部１１は、中央管９の外周表面側に設けられ、内部の紫外線照射ランプ１０からの紫外線が照射されるような構造であればよい。光触媒部１１としては、例えば、図４に示されるように、ビーズ状の光触媒を中央管９の外表面と処理部本体６の内壁との間の空間に充填してなる態様が挙げられる。他の態様としては、中央管９の外表面にビーズ状の光触媒（二酸化チタン）のゾルを塗布して成る塗膜状に形成されているものや、光触媒を含有した繊維シート等であってもよい。
The
以下に処理装置１を用いて、具体的に、人工透析治療廃液の処理方法を実施する際の手順および作用を示す。まず、タンク２に貯蔵された人工透析治療廃液をポンプ３を作動させることにより、前処理部４へ流す。ここで、陽イオン除去手段としてのイオン交換樹脂４Ｂに人工透析治療廃液が接触して、人工透析治療廃液中のアルカリ金属等が、除去される（Ｓ１０、前処理工程）。
The procedure and effect | action at the time of implementing the processing method of the artificial dialysis treatment waste liquid specifically using the
次に、前処理工程（Ｓ１０）を経た前記人工透析治療廃液が供給口７より光触媒処理部５に導入される。この際、紫外線照射ランプ１０を作動させ、所定の強さの紫外線を光触媒部１１に照射する。すると、紫外線を照射された光触媒部１１中の光触媒は、電子の移動により強力な酸化力を生ずるようになり、有機物が分解される。有機物が分解された人工透析治療廃液は、排出口８より処理装置１外へ排出され、捕集される（Ｓ２０、光触媒処理工程）。
Next, the said artificial dialysis treatment waste liquid which passed through the pre-processing process (S10) is introduce | transduced into the
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）有機物の処理をするための光触媒の触媒毒となるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を予め、前処理工程（Ｓ１０）で除去するので、有機物処理の効率を向上させることができる人工透析治療廃液の処理方法とすることができる。
According to this embodiment as described above, the following effects are obtained.
(1) Since the alkali metal and / or alkaline earth metal which becomes the catalyst poison of the photocatalyst for treating organic matter is removed in advance in the pretreatment step (S10), the artificial matter capable of improving the efficiency of treating the organic matter It can be set as the processing method of a dialysis treatment waste liquid .
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例の内容に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the content of the Example.
(実施例)
前記実施形態に係る人工透析治療廃液の処理方法を、以下の具体的手順で実施した。
ここで、人工透析治療廃液としては、人工透析液（ブドウ糖（有機物、１０００ｐｐｍ）と塩化ナトリウム（アルカリ金属、６０００ｐｐｍ）を含有している。）を用いた。
(Example)
The treatment method of the artificial dialysis treatment waste liquid according to the embodiment was carried out by the following specific procedure.
Here, as an artificial dialysis treatment waste liquid , an artificial dialysis liquid (containing glucose (organic matter, 1000 ppm) and sodium chloride (alkali metal, 6000 ppm)) was used.
まず、タンク２に貯蔵された人工透析治療廃液を、ポンプ３を作動させることにより、前処理部４へ、流量５mL/minで流した。ここで、陽イオン除去手段としては、市販されている陽イオン交換樹脂（ダウコーニング株式会社製、商品名 ダウエックス）を用いた。そして、陽イオン除去手段としてのイオン交換樹脂４Ｂに人工透析治療廃液が接触して、人工透析治療廃液中のアルカリ金属等が、除去される（Ｓ１０、前処理工程）。
First, the dialysis treatment waste liquid stored in the
なお、前処理工程は、人工透析治療廃液のｐＨ値を測定し、ｐＨ値が２以下になったところで終了した。これは、人工透析治療廃液中のナトリウムと陽イオン交換樹脂中のＨが交換されて、人工透析治療廃液が十分に酸性になれば、ナトリウムの除去が終了したと判断できるためである。 The pretreatment step was completed when the pH value of the artificial dialysis treatment waste solution was measured and the pH value became 2 or less. This is sodium and H cation exchange resin in the dialysis treatment waste liquid are exchanged, if the dialysis treatment waste liquid is sufficiently acidic, because it can be determined that the removal of sodium is finished.
次に、前処理工程（Ｓ１０）を経た前記人工透析治療廃液を供給口７より光触媒処理部５に導入した。なお、光触媒処理部５の光触媒としては、（株）光触媒研究所製のアナターゼ型二酸化チタン（商品名 ガラスビーズ ＢＬ２．５ＤＸ）を用いた。
Next, the said artificial dialysis treatment waste liquid which passed through the pre-processing process (S10) was introduce | transduced into the
この際、紫外線照射ランプ１０を作動させ、所定の強さの紫外線を光触媒部１１に照射する。すると、紫外線を照射された光触媒部１１中の光触媒は、電子の移動により強力な酸化力を生ずるようになり、有機物が分解される。有機物が分解された人工透析治療廃液を、排出口８より処理装置１外へ排出し、捕集した（Ｓ２０、光触媒処理工程）。
At this time, the
(比較例)
比較例は、実施例とは、前処理工程を実施しなかった点が異なる。すなわち、比較例では、人工透析治療廃液に対して、すぐに光触媒で、光触媒処理を行った。
(Comparative example)
The comparative example is different from the example in that the pretreatment process was not performed. That is, in the comparative example, the artificial dialysis treatment waste liquid was immediately photocatalyzed with a photocatalyst.
[評価方法および評価結果]
各実施例、比較例に係る人工透析治療廃液の処理方法を複数回実施した後、ブドウ糖濃度を各回数ごとに、測定した。測定結果を図５に示す。
[Evaluation methods and results]
After implementing the treatment method of the artificial dialysis treatment waste liquid concerning each Example and a comparative example several times, glucose concentration was measured for every frequency. The measurement results are shown in FIG.
[ブドウ糖濃度の測定方法]
日本ダイオネクス（株）製、ＤＸｃ−５００イオンクロマトグラフシステムを使用して、ブドウ糖濃度を測定した。
[Measurement method of glucose concentration]
The glucose concentration was measured using a DXc-500 ion chromatograph system manufactured by Nippon Dionex Co., Ltd.
以上の実施例、比較例によれば、実施例の方が、比較例よりも、ブドウ糖濃度が低く、効率良く、ブドウ糖を分解できたことがわかった。 According to the above examples and comparative examples, it was found that the glucose concentration was lower in the example and the glucose was efficiently decomposed than in the comparative example.
１ 処理装置
２ 人工透析治療廃液用タンク
３ ポンプ
４ 前処理部
５ 光触媒処理部
６ 処理部本体
７ 供給口
８ 排出口
９ 中央管
１０ 紫外線照射ランプ
１１ 光触媒部
４Ａ 処理部本体
４Ｂ イオン交換樹脂
Ｓ１０ 前処理工程
Ｓ２０ 光触媒処理工程
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記前処理工程を経た前記人工透析治療廃液に対して、前記人工透析治療廃液に含まれるブドウ糖を光触媒により分解する光触媒処理工程と
を備えることを特徴とする人工透析治療廃液の処理方法。 A pretreatment step of removing the alkali metal and / or alkaline earth metal from the artificial dialysis treatment waste liquid by circulating the artificial dialysis treatment waste liquid itself through the cation exchange resin ;
A treatment method for an artificial dialysis treatment waste liquid, comprising: a photocatalyst treatment step for decomposing glucose contained in the artificial dialysis treatment waste liquid with a photocatalyst with respect to the artificial dialysis treatment waste liquid that has undergone the pretreatment step.
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