JPH07251037A - 電気透析処理方法 - Google Patents
電気透析処理方法Info
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- JPH07251037A JPH07251037A JP6046793A JP4679394A JPH07251037A JP H07251037 A JPH07251037 A JP H07251037A JP 6046793 A JP6046793 A JP 6046793A JP 4679394 A JP4679394 A JP 4679394A JP H07251037 A JPH07251037 A JP H07251037A
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- Japan
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- electrodialysis
- ion
- membrane
- treatment method
- soln
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Abstract
(57)【要約】
【構成】電気透析装置は電気透析セル１，脱塩液タンク
２１，二価イオン濃縮タンク２２，濃縮液タンク２３，
脱塩液ポンプ２４，濃縮液ポンプ２５から構成される。
Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液３１を電気透析セル
１に送り、セル１内の一価イオン選択透過性イオン交換
膜１２，１３に吸着しているＣａとＮａ,ＳＯ4とＣｌを
交換し、膜にＮａ，Ｃｌを吸着させる。Ｃａ，ＳＯ4 の
濃縮液３３は二価イオン濃縮タンク２２に回収される。
同様に混合液３１を電気透析セル１に送り、一価イオン
選択透過性イオン交換膜１２，１３によりＮａ，Ｃｌを
選択的に透過することにより高純度のＮａＣｌ溶液３８
を回収する。 【効果】Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液から純度の
高いＮａＣｌを分別回収することができる。
２１，二価イオン濃縮タンク２２，濃縮液タンク２３，
脱塩液ポンプ２４，濃縮液ポンプ２５から構成される。
Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液３１を電気透析セル
１に送り、セル１内の一価イオン選択透過性イオン交換
膜１２，１３に吸着しているＣａとＮａ,ＳＯ4とＣｌを
交換し、膜にＮａ，Ｃｌを吸着させる。Ｃａ，ＳＯ4 の
濃縮液３３は二価イオン濃縮タンク２２に回収される。
同様に混合液３１を電気透析セル１に送り、一価イオン
選択透過性イオン交換膜１２，１３によりＮａ，Ｃｌを
選択的に透過することにより高純度のＮａＣｌ溶液３８
を回収する。 【効果】Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液から純度の
高いＮａＣｌを分別回収することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は脱塩液を処理して必要な
無機成分を得るための電気透析処理方法に係り、特に、
脱塩液がＮａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 等の一価及び二価イ
オンの混合液から純度の高いＮａＣｌを回収するための
処理方法に関する。
無機成分を得るための電気透析処理方法に係り、特に、
脱塩液がＮａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 等の一価及び二価イ
オンの混合液から純度の高いＮａＣｌを回収するための
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気透析法は海水の淡水化，海水の濃縮
による製塩，各種電解質の脱塩，濃縮が工業的に実施さ
れ、各産業分野で利用されている。電気透析による海水
中のＮａＣｌの濃縮では、海水中に含まれている多価イ
オン（Ｃａ，Ｍｇ，ＳＯ4等)もイオン交換膜を透過して
ＮａＣｌと同時に濃縮される。このように多価イオンが
濃縮されると純度の高いＮａＣｌが得られない。これを
防止するために一価イオン（Ｎａ，Ｋ，Ｃｌ）を選択的
に透過する一価イオン選択透過性膜が開発された。従
来、この一価イオン選択透過性膜を用いた電気透析装置
により多価イオンの透過を阻止し、海水を濃縮してＮａ
Ｃｌを製造している。
による製塩，各種電解質の脱塩，濃縮が工業的に実施さ
れ、各産業分野で利用されている。電気透析による海水
中のＮａＣｌの濃縮では、海水中に含まれている多価イ
オン（Ｃａ，Ｍｇ，ＳＯ4等)もイオン交換膜を透過して
ＮａＣｌと同時に濃縮される。このように多価イオンが
濃縮されると純度の高いＮａＣｌが得られない。これを
防止するために一価イオン（Ｎａ，Ｋ，Ｃｌ）を選択的
に透過する一価イオン選択透過性膜が開発された。従
来、この一価イオン選択透過性膜を用いた電気透析装置
により多価イオンの透過を阻止し、海水を濃縮してＮａ
Ｃｌを製造している。
【０００３】このような装置には、例えば、中垣正幸、
清水博編“膜処理技術大系（上）”ｐ６１３〜６２８が
挙げられる。
清水博編“膜処理技術大系（上）”ｐ６１３〜６２８が
挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、ＮａＣｌは一価
イオン選択透過性膜を用いた電気透析装置による海水の
濃縮によって製造されている。しかし、この一価イオン
選択透過性膜は膜内に吸着しているイオンを透過し原水
中のイオンを吸着透過する機構をとるため、連続処理の
場合、膜内のイオン濃度は常に平衡状態であるため問題
はないが、バッチ処理の場合には膜に二価イオンが吸着
した状態で終了し、その後、電気透析操作を行うと初め
に膜に吸着している二価イオンが濃縮側に透過する。こ
のため、純度の高いＮａＣｌが得られないという問題が
起こる。
イオン選択透過性膜を用いた電気透析装置による海水の
濃縮によって製造されている。しかし、この一価イオン
選択透過性膜は膜内に吸着しているイオンを透過し原水
中のイオンを吸着透過する機構をとるため、連続処理の
場合、膜内のイオン濃度は常に平衡状態であるため問題
はないが、バッチ処理の場合には膜に二価イオンが吸着
した状態で終了し、その後、電気透析操作を行うと初め
に膜に吸着している二価イオンが濃縮側に透過する。こ
のため、純度の高いＮａＣｌが得られないという問題が
起こる。
【０００５】本発明の目的は、Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ
4 の混合液から純度の高いＮａＣｌを分別回収する方法
を提供することにある。
4 の混合液から純度の高いＮａＣｌを分別回収する方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電気透析処理方法におい
て、一価イオン選択透過性イオン交換膜にＮａ、もしく
はＣｌを吸着させ、Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液
から一価イオン選択透過性イオン交換膜によりＮａ，Ｃ
ｌを選択的に透過させることで解決できる。
て、一価イオン選択透過性イオン交換膜にＮａ、もしく
はＣｌを吸着させ、Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液
から一価イオン選択透過性イオン交換膜によりＮａ，Ｃ
ｌを選択的に透過させることで解決できる。
【０００７】
【作用】電気透析装置での分離濃縮操作において、イオ
ンは膜に吸着し、そのイオンの透過しやすさである輸率
によって脱塩側から濃縮側に透過する。連続処理の場合
膜内のイオン濃度は常に平衡状態であるため問題はない
が、バッチ処理の場合には膜に二価イオンが吸着した状
態で終了し、次にその膜を使用して電気透析操作を行う
と初めに膜に吸着している二価イオンが濃縮側に透過す
る。このため、Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液から
電気透析操作でＮａＣｌ溶液を得る場合、膜内の二価イ
オンが濃縮側に透過しＮａＣｌの純度が低下する。これ
より、初めに膜に吸着していた二価イオンが透過してく
る間の溶液をＮａＣｌの濃縮液とは別に採取し、イオン
交換膜にＮａ、もしくはＣｌを吸着させる。この膜を用
いてＮａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液からＮａＣｌを
分別回収する。
ンは膜に吸着し、そのイオンの透過しやすさである輸率
によって脱塩側から濃縮側に透過する。連続処理の場合
膜内のイオン濃度は常に平衡状態であるため問題はない
が、バッチ処理の場合には膜に二価イオンが吸着した状
態で終了し、次にその膜を使用して電気透析操作を行う
と初めに膜に吸着している二価イオンが濃縮側に透過す
る。このため、Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液から
電気透析操作でＮａＣｌ溶液を得る場合、膜内の二価イ
オンが濃縮側に透過しＮａＣｌの純度が低下する。これ
より、初めに膜に吸着していた二価イオンが透過してく
る間の溶液をＮａＣｌの濃縮液とは別に採取し、イオン
交換膜にＮａ、もしくはＣｌを吸着させる。この膜を用
いてＮａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の混合液からＮａＣｌを
分別回収する。
【０００８】
【実施例】図１に本発明の電気透析処理方法の一実施例
を示す。電気透析装置は電気透析セル１，脱塩液タンク
２１，二価イオン濃縮タンク２２，濃縮液タンク２３，
脱塩液ポンプ２４，濃縮液ポンプ２５，二価イオン濃縮
タンクコック２６、及び濃縮液タンクコック２７から構
成される。電気透析セル１は直流電源１１、及び一価イ
オン選択透過性イオン交換膜１２，１３から構成されて
いる。脱塩液タンク２１中のＮａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4
の混合液３１は脱塩液ポンプ２４により脱塩液循環系に
入り、電気透析セル１に送られる。電気透析セル１内は
陽極側から一価イオン選択透過性陽イオン交換膜１２，
一価イオン選択透過性陰イオン交換膜１３と配列し、こ
れに直流電圧１１を印加する。これより脱塩室１４，１
６に送られた混合液３１中のＮａは一価イオン選択透過
性陽イオン交換膜１２に吸着しているＣａと交換し、Ｃ
ａは濃縮室１５に入る。ＮａＣｌ液中のＣｌは一価イオ
ン選択透過性陰イオン交換膜１３に吸着しているＳＯ4
と交換し、ＳＯ4 は濃縮室１５に入る。Ｃａ，ＳＯ4 が
濃縮された二価イオン濃縮液３３は濃縮液ポンプ２５で
濃縮液循環系に入り二価イオン濃縮タンク２１に回収さ
れる。他方、脱塩室１４，１６から出た脱塩液３２は脱
塩液循環系に戻り、再び電気透析セル１に送る。この操
作により、膜に吸着していた二価イオンを回収すること
が可能である。
を示す。電気透析装置は電気透析セル１，脱塩液タンク
２１，二価イオン濃縮タンク２２，濃縮液タンク２３，
脱塩液ポンプ２４，濃縮液ポンプ２５，二価イオン濃縮
タンクコック２６、及び濃縮液タンクコック２７から構
成される。電気透析セル１は直流電源１１、及び一価イ
オン選択透過性イオン交換膜１２，１３から構成されて
いる。脱塩液タンク２１中のＮａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4
の混合液３１は脱塩液ポンプ２４により脱塩液循環系に
入り、電気透析セル１に送られる。電気透析セル１内は
陽極側から一価イオン選択透過性陽イオン交換膜１２，
一価イオン選択透過性陰イオン交換膜１３と配列し、こ
れに直流電圧１１を印加する。これより脱塩室１４，１
６に送られた混合液３１中のＮａは一価イオン選択透過
性陽イオン交換膜１２に吸着しているＣａと交換し、Ｃ
ａは濃縮室１５に入る。ＮａＣｌ液中のＣｌは一価イオ
ン選択透過性陰イオン交換膜１３に吸着しているＳＯ4
と交換し、ＳＯ4 は濃縮室１５に入る。Ｃａ，ＳＯ4 が
濃縮された二価イオン濃縮液３３は濃縮液ポンプ２５で
濃縮液循環系に入り二価イオン濃縮タンク２１に回収さ
れる。他方、脱塩室１４，１６から出た脱塩液３２は脱
塩液循環系に戻り、再び電気透析セル１に送る。この操
作により、膜に吸着していた二価イオンを回収すること
が可能である。
【０００９】次に、二価イオン濃縮タンクコック２７を
閉め、脱塩液タンクコック２８，濃縮液タンクコック２
９を開ける。混合液３１は脱塩液ポンプ２４により脱塩
液循環系に入り、電気透析セル１に送られる。同様に脱
塩室１４，１６に送られた混合液３１中のイオンは一価
イオン選択透過性イオン交換膜１２，１３に吸着，移動
して濃縮室１５に入る。このとき膜は一価イオン選択透
過性であるからＣａ，ＳＯ4 よりＮａ，Ｃｌが選択的に
透過し、濃縮室１５ではＮａＣｌが濃縮される。濃縮液
３５は濃縮液ポンプ２５で濃縮液循環系に入り濃縮タン
ク２３で回収される。他方、脱塩室１４，１６から出た
脱塩液３２は脱塩液循環系に戻り、再び電気透析セル１
に送る。この操作により、高純度のＮａＣｌを回収する
ことが可能である。
閉め、脱塩液タンクコック２８，濃縮液タンクコック２
９を開ける。混合液３１は脱塩液ポンプ２４により脱塩
液循環系に入り、電気透析セル１に送られる。同様に脱
塩室１４，１６に送られた混合液３１中のイオンは一価
イオン選択透過性イオン交換膜１２，１３に吸着，移動
して濃縮室１５に入る。このとき膜は一価イオン選択透
過性であるからＣａ，ＳＯ4 よりＮａ，Ｃｌが選択的に
透過し、濃縮室１５ではＮａＣｌが濃縮される。濃縮液
３５は濃縮液ポンプ２５で濃縮液循環系に入り濃縮タン
ク２３で回収される。他方、脱塩室１４，１６から出た
脱塩液３２は脱塩液循環系に戻り、再び電気透析セル１
に送る。この操作により、高純度のＮａＣｌを回収する
ことが可能である。
【００１０】また、一価イオン選択透過性陽イオン交換
膜１２，一価イオン選択透過性陰イオン交換膜１３を一
セットとし、これを数セット組み合わせることにより多
量の混合液の取扱いが可能となり、混合液から効率よく
高純度のＮａＣｌを分別回収できる。
膜１２，一価イオン選択透過性陰イオン交換膜１３を一
セットとし、これを数セット組み合わせることにより多
量の混合液の取扱いが可能となり、混合液から効率よく
高純度のＮａＣｌを分別回収できる。
【００１１】さらに、イオン交換膜はここで使用してい
る一価イオン選択透過性膜だけではなく、いくつかの一
価イオン（多価イオン）が含まれる混合液からある特定
の一価イオン（多価イオン）を選択的に透過させる膜に
ついてもこの方法は有効である。
る一価イオン選択透過性膜だけではなく、いくつかの一
価イオン（多価イオン）が含まれる混合液からある特定
の一価イオン（多価イオン）を選択的に透過させる膜に
ついてもこの方法は有効である。
【００１２】電気透析操作において、図１の操作を行い
Ｎａ、もしくはＣｌを吸着した膜と図１の操作を行わな
い膜を使用し、濃縮側に透過するＣａのモル濃度を測定
した。このとき原水は０.５％ＮａＣｌ−０.０５％Ｃａ
ＳＯ4 混合液、電流密度0.52（Ａ／ｄｍ），膜面積１
１.５(ｄｍ），流量０.５（ｌ／min）で電気透析実験を
行った。この結果を図２に示す。図２は直流電圧印加時
間と濃縮液のＣａモル濃度を示したものである。１は図
１の操作を行わない膜を使用し、２は図１の操作を行い
膜にＮａ、もしくはＣｌを吸着した膜を使用した。この
結果、１は初めの１０分間で原水中の初Ｃａモル数に対
して３０％のＣａが透過し、その後、徐々に透過してい
き５０分には６０％のＣａが透過した。２は５０分で３
０％のＣａが透過し、１に比べて半分のＣａの透過に抑
えられた。従って、膜にＮａ、もしくはＣｌを吸着させ
ることにより、濃縮液中のＣａ濃度を図１の操作を行わ
ない膜を使用する場合と比較して、５０％低減すること
ができる。これより一価イオン選択透過性イオン交換膜
にＮａ，Ｃｌを吸着させ、電気透析操作を行うことでＮ
ａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 混合液から高純度のＮａＣｌを
回収することが可能である。
Ｎａ、もしくはＣｌを吸着した膜と図１の操作を行わな
い膜を使用し、濃縮側に透過するＣａのモル濃度を測定
した。このとき原水は０.５％ＮａＣｌ−０.０５％Ｃａ
ＳＯ4 混合液、電流密度0.52（Ａ／ｄｍ），膜面積１
１.５(ｄｍ），流量０.５（ｌ／min）で電気透析実験を
行った。この結果を図２に示す。図２は直流電圧印加時
間と濃縮液のＣａモル濃度を示したものである。１は図
１の操作を行わない膜を使用し、２は図１の操作を行い
膜にＮａ、もしくはＣｌを吸着した膜を使用した。この
結果、１は初めの１０分間で原水中の初Ｃａモル数に対
して３０％のＣａが透過し、その後、徐々に透過してい
き５０分には６０％のＣａが透過した。２は５０分で３
０％のＣａが透過し、１に比べて半分のＣａの透過に抑
えられた。従って、膜にＮａ、もしくはＣｌを吸着させ
ることにより、濃縮液中のＣａ濃度を図１の操作を行わ
ない膜を使用する場合と比較して、５０％低減すること
ができる。これより一価イオン選択透過性イオン交換膜
にＮａ，Ｃｌを吸着させ、電気透析操作を行うことでＮ
ａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 混合液から高純度のＮａＣｌを
回収することが可能である。
【００１３】図３に発明の電気透析処理方法の一実施例
を示す。これは図１における二価イオン濃縮液３３から
二価イオンを除去して混合液に戻し、膜に吸着している
二価イオンと同時に透過したＮａＣｌを再び回収するも
のである。脱塩室１４，１６に送られた混合液３１中の
Ｎａ，Ｃｌは一価イオン選択透過性イオン交換膜１２，
１３に吸着しているＣａ，ＳＯ4と各々交換し、Ｃａ，
ＳＯ4は濃縮室１５に入る。Ｃａ，ＳＯ4 が濃縮された
二価イオン濃縮液３３は濃縮液循環系に入り二価イオン
濃縮タンク２２に回収される。このＣａ，ＳＯ4 濃縮液
に補助液タンク４１からＨ2ＳＯ4又はＣａＣｌを加え、
ＣaＳＯ4を析出させる。これをＣaＳＯ4フィルタ４２で
ＣａＳＯ4 の析出物を除去し、ろ液４３は脱塩液タンク
２１に戻す。この操作により今まで回収されなかったＣ
ａ，ＳＯ4 濃縮液中のＮａ，Ｃｌを再び電気透析で回収
することができ、ＮａＣｌ回収装置でのＮａＣｌの回収
率アップに有効である。
を示す。これは図１における二価イオン濃縮液３３から
二価イオンを除去して混合液に戻し、膜に吸着している
二価イオンと同時に透過したＮａＣｌを再び回収するも
のである。脱塩室１４，１６に送られた混合液３１中の
Ｎａ，Ｃｌは一価イオン選択透過性イオン交換膜１２，
１３に吸着しているＣａ，ＳＯ4と各々交換し、Ｃａ，
ＳＯ4は濃縮室１５に入る。Ｃａ，ＳＯ4 が濃縮された
二価イオン濃縮液３３は濃縮液循環系に入り二価イオン
濃縮タンク２２に回収される。このＣａ，ＳＯ4 濃縮液
に補助液タンク４１からＨ2ＳＯ4又はＣａＣｌを加え、
ＣaＳＯ4を析出させる。これをＣaＳＯ4フィルタ４２で
ＣａＳＯ4 の析出物を除去し、ろ液４３は脱塩液タンク
２１に戻す。この操作により今まで回収されなかったＣ
ａ，ＳＯ4 濃縮液中のＮａ，Ｃｌを再び電気透析で回収
することができ、ＮａＣｌ回収装置でのＮａＣｌの回収
率アップに有効である。
【００１４】
【発明の効果】本発明によると、電気透析処理方法にお
いてバッチ処理の間に一価イオン選択透過性イオン交換
膜に吸着しているＣａ，ＳＯ4をＮａ，Ｃｌと交換して
ＮａＣl濃縮液中に混入しないよう除去し、膜にＮａ，
Ｃｌを吸着させることで、Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の
混合液から純度の高いＮａＣｌを分別回収することがで
きる。
いてバッチ処理の間に一価イオン選択透過性イオン交換
膜に吸着しているＣａ，ＳＯ4をＮａ，Ｃｌと交換して
ＮａＣl濃縮液中に混入しないよう除去し、膜にＮａ，
Ｃｌを吸着させることで、Ｎａ，Ｃａ，Ｃｌ，ＳＯ4 の
混合液から純度の高いＮａＣｌを分別回収することがで
きる。
【図１】本発明の電気透析処理方法の一実施例のブロッ
ク図。
ク図。
【図２】濃縮液中のＣａモル濃度と直流電圧印加時間の
関係を示す特性図。
関係を示す特性図。
【図３】本発明の電気透析処理方法の他の一実施例の系
統ブロック図。
統ブロック図。
１…電気透析セル、２１，２２，２３…タンク、２４，
２５…ポンプ、３１…混合液、３２…脱塩液、３３，３
４，３５，３６…濃縮液。
２５…ポンプ、３１…混合液、３２…脱塩液、３３，３
４，３５，３６…濃縮液。
Claims (5)
- 【請求項１】電気透析装置を用いバッチ式でイオンの脱
塩，濃縮を行う場合に、バッチ処理の間に一価イオン選
択透過性イオン交換膜に一価イオンを吸着させる前処理
を行うことを特徴とする電気透析処理方法。 - 【請求項２】請求項１において、脱塩液にＮａＣｌ，Ｃ
ａＳＯ4 の混合液を使用する電気透析処理方法。 - 【請求項３】請求項１において、前記処理方法は一価イ
オン選択透過性イオン交換膜を用いて電気透析操作を行
い、膜にＮａ、もしくはＣｌを吸着させる電気透析処理
方法。 - 【請求項４】請求項３において、前記処理後の二価イオ
ン濃縮液は混入したＣａＳＯ4 を除去し、再び脱塩液に
戻す電気透析処理方法。 - 【請求項５】請求項１において、前記脱塩液が動物から
の排液である電気透析処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046793A JPH07251037A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 電気透析処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046793A JPH07251037A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 電気透析処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07251037A true JPH07251037A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12757221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046793A Pending JPH07251037A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 電気透析処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07251037A (ja) |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP6046793A patent/JPH07251037A/ja active Pending
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