JP4982425B2 - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents
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Description
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態は、本発明に係る水処理装置に用いられる電気脱塩装置11に関する。
電気脱塩装置11は、図1に示すように被処理水12の導入経路と、不純物脱塩処理水13の排出経路を有し、電気脱塩装置11筐体に、1対の等間隔に配置される隔膜14と、隔膜外側に配される直流印加のための電極17と、隔膜間に形成された脱塩部15と、各隔膜と各電極間に形成された濃縮部16と、から構成され、アンモニアが濃縮された被処理水12は脱塩部15に導入され、脱塩処理水13として排出し、濃縮部16からは不純物濃縮排水19として除去不純物の濃縮水が排出される。
[評価試験条件]
電気脱塩セル
電極面積 79cm2
脱塩部体積 47cm3
脱塩部幅 0.6cm
被処理水給水量 6600g/h
印加電圧 60V
不純物濃縮排水量 極微量(ほぼ0g/h)
処理時間 60分
25℃下での水素イオン濃度pH9及びpH10に調整したアンモニア水にナトリウムイオン、硫酸イオンを20〜30μg/L添加し、脱塩処理した結果を図2に示す。
図2に示すように、pH9及びpH10環境下では、100℃以上の高温下では、アンモニア除去率が10%以下となった。つまり、処理水中にアンモニアが90%以上残存した処理水を得ることができた。
常温下と比べ、100℃以上の高温下では、アンモニアに対するナトリウムイオンと硫酸イオン除去選択率が高くなる結果を得た。
NH3+H2O=NH4 ++OH- (式1)
式1において、高温になるほど水(H2O)の密度が低下し、アンモニウムイオン割合が小さくなること(非特許文献2)、及びpH上昇に伴い、高温効果同様に、アンモニウムイオン割合が小さくなり、被処理水中では大部分がアンモニアとして存在するため、電気的に除去されるアンモニウムイオン割合が小さくなり、結果としてアンモニア除去を抑制することができる。
図4から、高温・高濃度になるほど、アンモニウムイオン割合は低下することと、図2に示したpH9におけるアンモニア除去率低下傾向は同様の傾向を示すことがわかる。
本発明に係る水処理装置の第2の実施形態を図5を用いて説明する。
この実施形態の水処理装置を説明するにあたり、図1〜図4に示される第の1実施形態に係る水処理装置と同じ構成及び作用には、同一符号を付して重複説明を省略あるいは簡素化する。
図5は第1の実施形態における、硫酸イオン成分の除去特性を示す図である。なお、図5中に示したpHは、25℃下での水素イオン濃度である。
H2SO4=H++HSO4 - (式2)
HSO4 -=H++SO4 2- (式3)
このため、例えば、脱塩処理時の温度範囲を、pH9下では100℃以上200℃以下、pH10以下では100℃以上250℃以下の範囲で運用することが望ましい。
A/T2+B/T+C=0 ; T:温度(K) (式4)
A=91416314×pH−1117340318 (式5)
B=−514858×pH+6080973 (式6)
C=698.38×pH−8021.1 (式7)
本発明の第3の実施形態に係る水処理装置を図6を用いて説明する。
図6は、本発明の第3の実施形態に係る水処理装置の構成図である。
この実施形態の水処理装置を説明するに当り、図1〜図5に示される水処理方法及び装置と同じ構成及び作用には、同一符号を付して重複説明を省略あるいは簡素化する。
本発明の第4の実施形態に係る水処理装置を図7を用いて説明する。
図7は、本発明の第4の実施形態に係る水処理装置の構成図である。
この実施形態の水処理装置を説明するに当り、図1〜図6に示される水処理装置と同じ構成及びその機能には、同一符号を付して重複説明を省略あるいは簡素化する。
Claims (7)
- アンモニアを含有するpH9以上の被処理水を、一対の隔膜と前記一対の隔膜の外側に対向配置される電極に直流電圧を印加する脱塩装置により処理する水処理方法において、前記被処理水を100℃以上で処理することにより、不純物イオン成分が除去されたアンモニアが濃縮された処理水を得ることを特徴とする水処理方法。
- 前記被処理水中のアンモニア濃度が1mg/L以上である請求項1記載の水処理方法。
- 前記被処理水の処理温度を前記被処理水のpHによって決定することを特徴とする請求項1又は2記載の水処理方法。
- 被処理水が発電システムの蒸気発生器のブローダウン水であることを特徴とする、請求項1乃至3いずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記発電システムが、加圧水型原子力発電プラントであることを特徴とする請求項4記載の水処理方法。
- 前記脱塩装置から排出された処理水を前記蒸気発生器の給水系統に返送することを特徴とする、請求項4又は5記載の水処理方法。
- アンモニアを含有する蒸気発生器ブローダウン水からなるpH9以上の被処理水を、一対の隔膜と前記一対の隔膜の外側に対向配置される電極に直流電圧を印加する脱塩装置により処理し、蒸気発生器の給水源に再利用する水処理装置において、前記被処理水を100℃以上で処理することにより、不純物イオン成分が除去されたアンモニアが濃縮された処理水を得ることを特徴とする水処理装置。
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