JPH0768187A - 強酸性カチオン交換樹脂の再生方法 - Google Patents
強酸性カチオン交換樹脂の再生方法Info
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Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 強酸性カチオン交換樹脂を水酸化ナトリウム
水溶液と反応させた後、更に硫酸または塩酸で再生する
ことを特徴とする強酸性カチオン交換樹脂の再生方法。 【効果】 本発明によれば、従来の再生法を採用した場
合より多価イオンの除去を効率よく行うことができ、多
価イオンの吸着蓄積によるイオン交換容量の低下を著し
く抑制することができる。高濃度の酸を使用しても難溶
性塩類の析出がなく、再生剤の減量と再生廃液の減少を
図ることができる。
水溶液と反応させた後、更に硫酸または塩酸で再生する
ことを特徴とする強酸性カチオン交換樹脂の再生方法。 【効果】 本発明によれば、従来の再生法を採用した場
合より多価イオンの除去を効率よく行うことができ、多
価イオンの吸着蓄積によるイオン交換容量の低下を著し
く抑制することができる。高濃度の酸を使用しても難溶
性塩類の析出がなく、再生剤の減量と再生廃液の減少を
図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は強酸性カチオン交換樹脂
を効率よく再生する方法に関する。さらに詳しくは、強
酸性カチオン交換樹脂を、硫酸カルシウム等を析出させ
ることなく再生することのできる方法に関する。
を効率よく再生する方法に関する。さらに詳しくは、強
酸性カチオン交換樹脂を、硫酸カルシウム等を析出させ
ることなく再生することのできる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】強酸性カチオン交換樹脂の再生剤として
使用されているのは塩酸や硫酸が一般的であり、特に工
業的には安価な硫酸が多く使用されている。しかし、Ｃ
ａ2+やＭｇ2+を多く含んだ水溶液を脱塩処理した樹脂を
再生する場合、硫酸で再生すると、溶離したＣａ2+やＭ
ｇ2+がＳＯ4 2− と反応して難溶性の硫酸塩（ＣａＳＯ
4、ＭｇＳＯ4）を樹脂層で生成、析出して、最後に硫酸
が通液できなくなる問題がおこる。これを防ぐ方法とし
て硫酸濃度を最初低く抑えて、順次濃度を上げながら再
生する方法がある。これは、最初１〜２％の低濃度の硫
酸溶液を高流速で流してＣａ2+やＭｇ2+を一部除去し、
除去した量に対応して硫酸濃度を上げて最終的には４〜
５％の濃度で再生を行う方法であるが、多量の硫酸が必
要となり再生効率は低くなる。このため、安価な硫酸を
使用しても再生剤費用はそれほど低くならない欠点があ
る。また、硫酸はＣａ2+等の除去効果が低いため、部分
再生を繰り返すと、強酸性カチオン交換樹脂に多量のＣ
ａ2+の蓄積を生じ、本来のイオン交換樹脂の目的である
イオン交換反応を阻害する問題も無視できない。このた
め従来よりカチオン交換樹脂の再生方法についていろい
ろ研究されており、その一つの方法として特開昭52-745
87号では最初に塩酸を通液してＣａ2+やＭｇ2+を一部除
去した後、４％の硫酸溶液で再生を行うことで再生効率
を上げている。しかし、塩酸の腐食性に耐える設備が別
に必要であるほか、２種類の酸が混じり合うと危険であ
るため取り扱いに注意が必要などの問題点がある。
使用されているのは塩酸や硫酸が一般的であり、特に工
業的には安価な硫酸が多く使用されている。しかし、Ｃ
ａ2+やＭｇ2+を多く含んだ水溶液を脱塩処理した樹脂を
再生する場合、硫酸で再生すると、溶離したＣａ2+やＭ
ｇ2+がＳＯ4 2− と反応して難溶性の硫酸塩（ＣａＳＯ
4、ＭｇＳＯ4）を樹脂層で生成、析出して、最後に硫酸
が通液できなくなる問題がおこる。これを防ぐ方法とし
て硫酸濃度を最初低く抑えて、順次濃度を上げながら再
生する方法がある。これは、最初１〜２％の低濃度の硫
酸溶液を高流速で流してＣａ2+やＭｇ2+を一部除去し、
除去した量に対応して硫酸濃度を上げて最終的には４〜
５％の濃度で再生を行う方法であるが、多量の硫酸が必
要となり再生効率は低くなる。このため、安価な硫酸を
使用しても再生剤費用はそれほど低くならない欠点があ
る。また、硫酸はＣａ2+等の除去効果が低いため、部分
再生を繰り返すと、強酸性カチオン交換樹脂に多量のＣ
ａ2+の蓄積を生じ、本来のイオン交換樹脂の目的である
イオン交換反応を阻害する問題も無視できない。このた
め従来よりカチオン交換樹脂の再生方法についていろい
ろ研究されており、その一つの方法として特開昭52-745
87号では最初に塩酸を通液してＣａ2+やＭｇ2+を一部除
去した後、４％の硫酸溶液で再生を行うことで再生効率
を上げている。しかし、塩酸の腐食性に耐える設備が別
に必要であるほか、２種類の酸が混じり合うと危険であ
るため取り扱いに注意が必要などの問題点がある。
【０００３】また、初めにＮａＣｌ溶液を通液してＣａ
2+やＭｇ2+をＮａ+ と交換した後に５〜６％の硫酸溶液
で再生する方法も知られている。さらに、特公昭58-357
41号では、向流式のカチオン交換樹脂の再生方法におい
て、硫酸通液時に樹脂層の中間部に重合リン酸塩、ホス
ホン酸塩、低分子ポリマーなど、硫酸カルシウムの析出
抑制剤を添加することで、硫酸カルシウムの析出を抑え
ながら再生を行っている。しかし、これらの方法では再
生剤として硫酸の他にＮａＣｌや硫酸カルシウム析出抑
制剤を使用することから、再生剤の費用が増大する。さ
らに、ＮａＣｌや硫酸カルシウム析出抑制剤溶液の廃液
も生じるため、廃液処理費用を増加させる欠点がある。
2+やＭｇ2+をＮａ+ と交換した後に５〜６％の硫酸溶液
で再生する方法も知られている。さらに、特公昭58-357
41号では、向流式のカチオン交換樹脂の再生方法におい
て、硫酸通液時に樹脂層の中間部に重合リン酸塩、ホス
ホン酸塩、低分子ポリマーなど、硫酸カルシウムの析出
抑制剤を添加することで、硫酸カルシウムの析出を抑え
ながら再生を行っている。しかし、これらの方法では再
生剤として硫酸の他にＮａＣｌや硫酸カルシウム析出抑
制剤を使用することから、再生剤の費用が増大する。さ
らに、ＮａＣｌや硫酸カルシウム析出抑制剤溶液の廃液
も生じるため、廃液処理費用を増加させる欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来のカチオン交換樹脂の再生方法における問題点
を改善するもので、塩酸または硫酸を用いた強酸性カチ
オン交換樹脂の再生方法において、水酸化ナトリウム水
溶液またはアニオン交換樹脂を再生処理した後の水酸化
ナトリウムを含む再生廃液を利用することで、再生剤費
用や廃水処理費用を増加させることなく再生効率を向上
させる方法を提供することを課題とする。
うな従来のカチオン交換樹脂の再生方法における問題点
を改善するもので、塩酸または硫酸を用いた強酸性カチ
オン交換樹脂の再生方法において、水酸化ナトリウム水
溶液またはアニオン交換樹脂を再生処理した後の水酸化
ナトリウムを含む再生廃液を利用することで、再生剤費
用や廃水処理費用を増加させることなく再生効率を向上
させる方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、水酸化ナトリ
ウム水溶液と反応させた後、更に硫酸または塩酸で再生
することを特徴とする強酸性カチオン交換樹脂の再生方
法である。水酸化ナトリウム水溶液としては、アニオン
交換樹脂を水酸化ナトリウム水溶液で再生処理した後の
再生廃液を用いることができる。
ウム水溶液と反応させた後、更に硫酸または塩酸で再生
することを特徴とする強酸性カチオン交換樹脂の再生方
法である。水酸化ナトリウム水溶液としては、アニオン
交換樹脂を水酸化ナトリウム水溶液で再生処理した後の
再生廃液を用いることができる。
【０００６】一般に強酸性カチオン交換樹脂の再生方法
においては、Ｃａ2+やＭｇ2+のように多価イオン形より
Ｎａ+ やＫ+ のような一価イオン形の方が再生されやす
く、特にその傾向は強酸性カチオン交換樹脂程強くな
る。したがって、脱塩処理した後のＣａ2+やＭｇ2+を吸
着している強酸性カチオン交換樹脂を一旦Ｎａ形に置換
した後に更に塩酸や硫酸で再生すると、再生効率は極め
て良くなる。特に、硫酸で再生する場合は、硫酸カルシ
ウム等の析出も抑制されるため、最初から高濃度の硫酸
溶液を通液することが可能となる。通常はＮａ形に置換
する方法としてＮａＣｌ溶液を使用するが、本発明では
水酸化ナトリウム水溶液を使用する。特に、アニオン交
換樹脂を水酸化ナトリウム水溶液で再生処理した際に排
出される再生廃液にＮａ+ が多量に含まれることに着目
すると、経済的な見地から、この廃液を利用することが
最も好ましい。水酸化ナトリウム水溶液は強酸性カチオ
ン交換樹脂と反応させ、多価イオン形の交換基を一旦Ｎ
ａ形に変換させる。このような置換反応は、液中のＮａ
+ 濃度と総量、反応温度、反応時間が効率に非常に影響
を与える。
においては、Ｃａ2+やＭｇ2+のように多価イオン形より
Ｎａ+ やＫ+ のような一価イオン形の方が再生されやす
く、特にその傾向は強酸性カチオン交換樹脂程強くな
る。したがって、脱塩処理した後のＣａ2+やＭｇ2+を吸
着している強酸性カチオン交換樹脂を一旦Ｎａ形に置換
した後に更に塩酸や硫酸で再生すると、再生効率は極め
て良くなる。特に、硫酸で再生する場合は、硫酸カルシ
ウム等の析出も抑制されるため、最初から高濃度の硫酸
溶液を通液することが可能となる。通常はＮａ形に置換
する方法としてＮａＣｌ溶液を使用するが、本発明では
水酸化ナトリウム水溶液を使用する。特に、アニオン交
換樹脂を水酸化ナトリウム水溶液で再生処理した際に排
出される再生廃液にＮａ+ が多量に含まれることに着目
すると、経済的な見地から、この廃液を利用することが
最も好ましい。水酸化ナトリウム水溶液は強酸性カチオ
ン交換樹脂と反応させ、多価イオン形の交換基を一旦Ｎ
ａ形に変換させる。このような置換反応は、液中のＮａ
+ 濃度と総量、反応温度、反応時間が効率に非常に影響
を与える。
【０００７】水酸化ナトリウム水溶液中のＮａ+ 濃度が
高いほど置換効果は高くなる。そのため、アニオン交換
樹脂を再生処理した再生廃液を使用するときは、アニオ
ン交換樹脂の再生処理にはできるだけ高い濃度の水酸化
ナトリウム水溶液を利用するのが理想的である。しか
し、水酸化ナトリウム濃度が高すぎると、アニオン交換
樹脂を劣化させて樹脂寿命を短くするので、通常３〜９
重量％で、60〜300 ｇのＮａＯＨ／Ｌ−Ｒを通液する。
高いほど置換効果は高くなる。そのため、アニオン交換
樹脂を再生処理した再生廃液を使用するときは、アニオ
ン交換樹脂の再生処理にはできるだけ高い濃度の水酸化
ナトリウム水溶液を利用するのが理想的である。しか
し、水酸化ナトリウム濃度が高すぎると、アニオン交換
樹脂を劣化させて樹脂寿命を短くするので、通常３〜９
重量％で、60〜300 ｇのＮａＯＨ／Ｌ−Ｒを通液する。
【０００８】こうして得たアニオン交換樹脂を再生処理
した水酸化ナトリウムの再生廃液、または水酸化ナトリ
ウム水溶液と強酸性カチオン交換樹脂を反応させる方法
として、カラム通液式とカラム内で一定時間攪拌混合す
る回分式とがある。カラム通液式は、操作が簡単で、短
時間で多量の水酸化ナトリウム水溶液とカチオン交換樹
脂を反応させることができるため有効である。しかし、
アニオン交換樹脂を再生処理した再生廃液中にＯＨ- 等
が多く、強酸性カチオン交換樹脂と反応中に水酸化カル
シウム等の析出が生じる場合は、通液できなくなる問題
がある。また回分式の場合は、一度に多量の水酸化ナト
リウム水溶液と反応させるために攪拌強度や反応温度、
更にはカラム容量等に工夫が必要であるが、沈澱物が析
出しても逆洗で簡単に取り除くことができる。また、強
酸性カチオン交換樹脂表面に形成された難溶性塩類のス
ケールも、攪拌時にこすり落とされるため、スケールを
発生しやすい多価イオンの除去効果は非常に高い。した
がって、どちらの方式を利用するかは水酸化ナトリウム
水溶液の量やイオン組成等で判断する必要がある。ちな
みに、食品の脱塩、特にホエーの脱塩に使用した樹脂の
場合は、アニオン交換樹脂を再生処理した再生廃液中に
ＳＯ4 2− 、ＣＯ3 2− 、ＯＨ- が含まれている上、強
酸性カチオン交換樹脂に多量のＣａ2+が吸着しているこ
とから、回分式が効果的である。また、反応時間はカラ
ム通液式と回分式で異なり、一応の目安として反応温度
が60℃のとき、通液式ではＳＶ＝１〜５Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈ
ｒ、回分式では20〜60分程度とする。
した水酸化ナトリウムの再生廃液、または水酸化ナトリ
ウム水溶液と強酸性カチオン交換樹脂を反応させる方法
として、カラム通液式とカラム内で一定時間攪拌混合す
る回分式とがある。カラム通液式は、操作が簡単で、短
時間で多量の水酸化ナトリウム水溶液とカチオン交換樹
脂を反応させることができるため有効である。しかし、
アニオン交換樹脂を再生処理した再生廃液中にＯＨ- 等
が多く、強酸性カチオン交換樹脂と反応中に水酸化カル
シウム等の析出が生じる場合は、通液できなくなる問題
がある。また回分式の場合は、一度に多量の水酸化ナト
リウム水溶液と反応させるために攪拌強度や反応温度、
更にはカラム容量等に工夫が必要であるが、沈澱物が析
出しても逆洗で簡単に取り除くことができる。また、強
酸性カチオン交換樹脂表面に形成された難溶性塩類のス
ケールも、攪拌時にこすり落とされるため、スケールを
発生しやすい多価イオンの除去効果は非常に高い。した
がって、どちらの方式を利用するかは水酸化ナトリウム
水溶液の量やイオン組成等で判断する必要がある。ちな
みに、食品の脱塩、特にホエーの脱塩に使用した樹脂の
場合は、アニオン交換樹脂を再生処理した再生廃液中に
ＳＯ4 2− 、ＣＯ3 2− 、ＯＨ- が含まれている上、強
酸性カチオン交換樹脂に多量のＣａ2+が吸着しているこ
とから、回分式が効果的である。また、反応時間はカラ
ム通液式と回分式で異なり、一応の目安として反応温度
が60℃のとき、通液式ではＳＶ＝１〜５Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈ
ｒ、回分式では20〜60分程度とする。
【０００９】一般に強酸性カチオン交換樹脂において、
Ｃａ2+やＭｇ2+の選択係数はＮａ+より２〜３倍高いた
め、Ｃａ形やＭｇ形からＮａ形に完全置換するには、高
濃度かつ多量のＮａ+ 含有溶液が必要となる。この選択
係数の差を小さくする要素として、反応温度が挙げられ
る。そして、反応温度が高いほど置換効率は増加する
が、反応性と装置の耐性を考慮すると、40〜100 ℃、好
ましくは50〜80℃の温度が望ましい。この反応温度は反
応時間と密接に関係するため、工程上、片方の条件の制
御が難しい場合、他方の条件を制御することで、最適の
反応条件を得ることができる。
Ｃａ2+やＭｇ2+の選択係数はＮａ+より２〜３倍高いた
め、Ｃａ形やＭｇ形からＮａ形に完全置換するには、高
濃度かつ多量のＮａ+ 含有溶液が必要となる。この選択
係数の差を小さくする要素として、反応温度が挙げられ
る。そして、反応温度が高いほど置換効率は増加する
が、反応性と装置の耐性を考慮すると、40〜100 ℃、好
ましくは50〜80℃の温度が望ましい。この反応温度は反
応時間と密接に関係するため、工程上、片方の条件の制
御が難しい場合、他方の条件を制御することで、最適の
反応条件を得ることができる。
【００１０】このようにして強酸性カチオン交換樹脂の
ほとんどの交換基をＮａ形にしたのち、純水による押し
出しを行い、続いて塩酸または硫酸溶液を強酸性カチオ
ン交換樹脂にＳＶ＝３〜７Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで通液して
再生する。ここで通液する硫酸溶液は５〜12重量％の濃
度、また塩酸の場合は２〜９重量％の濃度の溶液を使用
することが好ましく、通常よりも再生剤量を30重量％以
上減少させることができる。
ほとんどの交換基をＮａ形にしたのち、純水による押し
出しを行い、続いて塩酸または硫酸溶液を強酸性カチオ
ン交換樹脂にＳＶ＝３〜７Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで通液して
再生する。ここで通液する硫酸溶液は５〜12重量％の濃
度、また塩酸の場合は２〜９重量％の濃度の溶液を使用
することが好ましく、通常よりも再生剤量を30重量％以
上減少させることができる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の効果を明確にするために、実
施例および比較例（従来例）を示し本発明を詳細に説明
する。 実施例１ 本実施例においては、回分式でアニオン交換樹脂を水酸
化ナトリウムで再生処理した再生廃液と反応させたのち
に硫酸で再生した例を示す。
施例および比較例（従来例）を示し本発明を詳細に説明
する。 実施例１ 本実施例においては、回分式でアニオン交換樹脂を水酸
化ナトリウムで再生処理した再生廃液と反応させたのち
に硫酸で再生した例を示す。
【００１２】繰返しホエーの脱塩に使用して、脱塩飽和
した時点でカルシウムが24ｇ／Ｌ−Ｒ付着している強酸
性カチオン交換樹脂（デュオライトＣ−20、米国ローム
・アンド・ハース社の登録商標）を 1.0リットル、また
ホエーの脱塩に使用した強塩基性アニオン交換樹脂（ア
ンバーライトＩＲＡ−410、米国ローム・アンド・ハー
ス社の登録商標）を 1.0リットル、それぞれ内径６cmの
カラムに充填した。アニオン交換樹脂は６％のＮａＯＨ
溶液をＳＶ＝ 5.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで 1.4リットル通液
し、更に３リットルの純水で洗浄した。このとき、通液
開始後10〜33分間の廃液全量を回収して混合し、このう
ち1.4 リットルを80℃に加温し、強酸性カチオン交換樹
脂 1.0リットルが充填されたカラムに流し込み、15分毎
にエアーで攪拌しながら、45分間反応させた。次に純水
をカラムの下方から強酸性カチオン交換樹脂の樹脂層が
1.5倍に展開する速度で通液し、樹脂層中の懸濁物を十
分除いた。引き続き、６％硫酸をＳＶ＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ
×ｈｒで 1.7リットルを通液したのち、３リットルの純
水で洗浄を行った。こうして再生されたカチオン交換樹
脂の再生量は1.00eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は12.5
g/Ｌ−Ｒであった。また、同様にしてカチオン交換樹脂
のカラムにアニオン交換樹脂の再生廃液を流し込んだの
ち、カラムを加温することで反応温度を60℃に保った場
合、カチオン交換樹脂の再生量は1.09eq／Ｌ−Ｒ、カル
シウム付着量は10.8g/Ｌ−Ｒとなった。
した時点でカルシウムが24ｇ／Ｌ−Ｒ付着している強酸
性カチオン交換樹脂（デュオライトＣ−20、米国ローム
・アンド・ハース社の登録商標）を 1.0リットル、また
ホエーの脱塩に使用した強塩基性アニオン交換樹脂（ア
ンバーライトＩＲＡ−410、米国ローム・アンド・ハー
ス社の登録商標）を 1.0リットル、それぞれ内径６cmの
カラムに充填した。アニオン交換樹脂は６％のＮａＯＨ
溶液をＳＶ＝ 5.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで 1.4リットル通液
し、更に３リットルの純水で洗浄した。このとき、通液
開始後10〜33分間の廃液全量を回収して混合し、このう
ち1.4 リットルを80℃に加温し、強酸性カチオン交換樹
脂 1.0リットルが充填されたカラムに流し込み、15分毎
にエアーで攪拌しながら、45分間反応させた。次に純水
をカラムの下方から強酸性カチオン交換樹脂の樹脂層が
1.5倍に展開する速度で通液し、樹脂層中の懸濁物を十
分除いた。引き続き、６％硫酸をＳＶ＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ
×ｈｒで 1.7リットルを通液したのち、３リットルの純
水で洗浄を行った。こうして再生されたカチオン交換樹
脂の再生量は1.00eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は12.5
g/Ｌ−Ｒであった。また、同様にしてカチオン交換樹脂
のカラムにアニオン交換樹脂の再生廃液を流し込んだの
ち、カラムを加温することで反応温度を60℃に保った場
合、カチオン交換樹脂の再生量は1.09eq／Ｌ−Ｒ、カル
シウム付着量は10.8g/Ｌ−Ｒとなった。
【００１３】実施例２ 本実施例においては、カラム通液式でアニオン交換樹脂
を水酸化ナトリウムで再生処理した再生廃液と反応させ
たのちに硫酸で再生した例を示す。 (1) 実施例１と同様に樹脂を用意し、同じ条件でアニオ
ン交換樹脂を再生処理して再生廃液を得た。この再生廃
液の全量（1.76リットル）を60℃に加温しながら、強酸
性カチオン交換樹脂にＳＶ＝ 6.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで通
液し、３リットルの純水で洗浄した後、６％硫酸をＳＶ
＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで 1.7リットルを通液したの
ち、３リットルの純水で洗浄を行った。樹脂の再生量と
カルシウム吸着量を測定したところ、再生量は0.97eq／
Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は13.0g/Ｌ−Ｒであった。た
だし、再生廃液通液時には強酸性カチオン交換樹脂層中
に沈澱物が生成し、この沈澱物は硫酸で再生後も残って
いて逆洗を行わないと取り除けなかった。この結果は、
再生廃液がカチオン交換樹脂と反応して沈澱を生成する
場合、カラム通液式でアニオン交換樹脂再生廃液を反応
させるのは効果的でないことを示している。
を水酸化ナトリウムで再生処理した再生廃液と反応させ
たのちに硫酸で再生した例を示す。 (1) 実施例１と同様に樹脂を用意し、同じ条件でアニオ
ン交換樹脂を再生処理して再生廃液を得た。この再生廃
液の全量（1.76リットル）を60℃に加温しながら、強酸
性カチオン交換樹脂にＳＶ＝ 6.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで通
液し、３リットルの純水で洗浄した後、６％硫酸をＳＶ
＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで 1.7リットルを通液したの
ち、３リットルの純水で洗浄を行った。樹脂の再生量と
カルシウム吸着量を測定したところ、再生量は0.97eq／
Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は13.0g/Ｌ−Ｒであった。た
だし、再生廃液通液時には強酸性カチオン交換樹脂層中
に沈澱物が生成し、この沈澱物は硫酸で再生後も残って
いて逆洗を行わないと取り除けなかった。この結果は、
再生廃液がカチオン交換樹脂と反応して沈澱を生成する
場合、カラム通液式でアニオン交換樹脂再生廃液を反応
させるのは効果的でないことを示している。
【００１４】ただし、再生廃液通液時に強酸性カチオン
交換樹脂層中に沈澱物が生成しない場合は次に示すよう
なカラム通液式が効果的であった。 (2) 強酸性カチオン交換樹脂（ダイヤイオンＳＫ−１
Ｂ、三菱化成 (株) 登録商標）の 1.0リットルと中塩基
性アニオン交換樹脂（アンバーライトＩＲＡ−60Ｅ、米
国ローム・アンド・ハース社の登録商標）の 1.0リット
ルを完全再生し、それぞれ内径４cmのカラムに充填し
た。そして、イオン濃度としてそれぞれＮａ+230mg/
Ｌ、Ｃａ2+ 32mg／Ｌ、Ｍｇ2+ 5.2mg／Ｌ、Ｃｌ- 400mg
／Ｌの原水を、強酸性カチオン交換樹脂からアニオン交
換樹脂の順に通液して脱塩を行った。脱塩飽和に達した
のち、アニオン交換樹脂は６％のＮａＯＨ溶液を、ＳＶ
＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで1.0 リットル通液し、更に３
リットルの純水で洗浄した。このとき、通液開始から25
分までのアニオン交換樹脂の再生廃液を、カラム出口か
ら直接70℃に加温しながら強酸性カチオン交換樹脂のカ
ラムに通液した。さらに強酸性カチオン交換樹脂のカラ
ムに残った再生廃液を純水１リットルで押し出したの
ち、６％の硫酸をＳＶ＝ 5.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ、1.7リ
ットル通液し、３リットルの純水で押し出し洗浄を行っ
た。そして、樹脂の再生量とカルシウム付着量を測定し
た。再生量は 1.2eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は 5.1
ｇ／Ｌ−Ｒであった。しかも、同様な操作で脱塩と再生
を繰り返し行っても、再生量とカルシウム吸着量に変化
はなかった。また、回分式で再生廃液を強酸性カチオン
交換樹脂と反応させた後、硫酸で再生を行った場合、再
生量は1.12eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は 6.4ｇ／Ｌ
−Ｒであった。さらに、従来の硫酸のみで再生を行った
場合は、再生量は0.98eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は
7.8ｇ／Ｌ−Ｒとなり、樹脂の繰り返し使用で再生量は
徐々に減少して、カルシウム付着量が増加して行った
（図１参照）。
交換樹脂層中に沈澱物が生成しない場合は次に示すよう
なカラム通液式が効果的であった。 (2) 強酸性カチオン交換樹脂（ダイヤイオンＳＫ−１
Ｂ、三菱化成 (株) 登録商標）の 1.0リットルと中塩基
性アニオン交換樹脂（アンバーライトＩＲＡ−60Ｅ、米
国ローム・アンド・ハース社の登録商標）の 1.0リット
ルを完全再生し、それぞれ内径４cmのカラムに充填し
た。そして、イオン濃度としてそれぞれＮａ+230mg/
Ｌ、Ｃａ2+ 32mg／Ｌ、Ｍｇ2+ 5.2mg／Ｌ、Ｃｌ- 400mg
／Ｌの原水を、強酸性カチオン交換樹脂からアニオン交
換樹脂の順に通液して脱塩を行った。脱塩飽和に達した
のち、アニオン交換樹脂は６％のＮａＯＨ溶液を、ＳＶ
＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで1.0 リットル通液し、更に３
リットルの純水で洗浄した。このとき、通液開始から25
分までのアニオン交換樹脂の再生廃液を、カラム出口か
ら直接70℃に加温しながら強酸性カチオン交換樹脂のカ
ラムに通液した。さらに強酸性カチオン交換樹脂のカラ
ムに残った再生廃液を純水１リットルで押し出したの
ち、６％の硫酸をＳＶ＝ 5.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ、1.7リ
ットル通液し、３リットルの純水で押し出し洗浄を行っ
た。そして、樹脂の再生量とカルシウム付着量を測定し
た。再生量は 1.2eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は 5.1
ｇ／Ｌ−Ｒであった。しかも、同様な操作で脱塩と再生
を繰り返し行っても、再生量とカルシウム吸着量に変化
はなかった。また、回分式で再生廃液を強酸性カチオン
交換樹脂と反応させた後、硫酸で再生を行った場合、再
生量は1.12eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は 6.4ｇ／Ｌ
−Ｒであった。さらに、従来の硫酸のみで再生を行った
場合は、再生量は0.98eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は
7.8ｇ／Ｌ−Ｒとなり、樹脂の繰り返し使用で再生量は
徐々に減少して、カルシウム付着量が増加して行った
（図１参照）。
【００１５】実施例３ 本実施例においては、回分式でアニオン交換樹脂を水酸
化ナトリウムで再生処理した再生廃液と反応させたのち
に塩酸で再生した例を示す。 (1) 実施例１と同様に樹脂を用意し、同じ条件でアニオ
ン交換樹脂を再生処理して再生廃液を得た。この再生廃
液の 1.4リットルを80℃に加温し、強酸性カチオン交換
樹脂 1.0リットルが充填されたカラムに流し込み、15分
毎にエアーで攪拌しながら45分間反応させた。次に純水
をカラムの下方から強酸性カチオン交換樹脂の樹脂層が
1.5倍に展開する速度で通液し、樹脂層中の懸濁物を充
分除いた。引き続き、４％塩酸をＳＶ＝ 5.0Ｌ／Ｌ−Ｒ
×ｈｒで 1.8リットルを通液したのち、３リットルの純
水で洗浄を行った。こうして再生された強酸性カチオン
交換樹脂の再生量は1.28eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量
は10.5ｇ／Ｌ−Ｒであった。しかし、強酸性カチオン交
換樹脂にアニオン交換樹脂の再生廃液処理を施さない以
外は同様な条件で４％塩酸で再生を行った場合、強酸性
カチオン交換樹脂の再生量は1.10eq／Ｌ−Ｒ、カルシウ
ム付着量は13.4ｇ／Ｌ−Ｒとなった。
化ナトリウムで再生処理した再生廃液と反応させたのち
に塩酸で再生した例を示す。 (1) 実施例１と同様に樹脂を用意し、同じ条件でアニオ
ン交換樹脂を再生処理して再生廃液を得た。この再生廃
液の 1.4リットルを80℃に加温し、強酸性カチオン交換
樹脂 1.0リットルが充填されたカラムに流し込み、15分
毎にエアーで攪拌しながら45分間反応させた。次に純水
をカラムの下方から強酸性カチオン交換樹脂の樹脂層が
1.5倍に展開する速度で通液し、樹脂層中の懸濁物を充
分除いた。引き続き、４％塩酸をＳＶ＝ 5.0Ｌ／Ｌ−Ｒ
×ｈｒで 1.8リットルを通液したのち、３リットルの純
水で洗浄を行った。こうして再生された強酸性カチオン
交換樹脂の再生量は1.28eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量
は10.5ｇ／Ｌ−Ｒであった。しかし、強酸性カチオン交
換樹脂にアニオン交換樹脂の再生廃液処理を施さない以
外は同様な条件で４％塩酸で再生を行った場合、強酸性
カチオン交換樹脂の再生量は1.10eq／Ｌ−Ｒ、カルシウ
ム付着量は13.4ｇ／Ｌ−Ｒとなった。
【００１６】この結果は、交換されにくい（選択性の大
きい）イオンが吸着した強酸性カチオン交換樹脂を再生
する場合、難溶性塩類を生成しない再生剤であっても、
アニオン交換樹脂の再生廃液処理を行うと、再生効率が
16％近く向上することを示している。
きい）イオンが吸着した強酸性カチオン交換樹脂を再生
する場合、難溶性塩類を生成しない再生剤であっても、
アニオン交換樹脂の再生廃液処理を行うと、再生効率が
16％近く向上することを示している。
【００１７】実施例４ 本実施例においては、回分式で水酸化ナトリウムと反応
させたのちに硫酸で再生した例を示す。実施例１と同じ
強酸性カチオン交換樹脂 1.0リットルを同様にカラムに
充填し、このカラムに６％水酸化ナトリウム水溶液の
1.4リットルを80℃に加温して流し込み、15分毎にエア
ーで攪拌しながら45分間反応させた。次に純水をカラム
の下方から強酸性カチオン交換樹脂の樹脂層が 1.5倍に
展開する速度で通液し、樹脂層中の懸濁物を充分除い
た。引き続き、６％硫酸をＳＶ＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ
で 1.7リットルを通液したのち、３リットルの純水で洗
浄を行った。こうして再生された強酸性カチオン交換樹
脂の再生量は1.10eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は11.3
ｇ／Ｌ−Ｒであった。
させたのちに硫酸で再生した例を示す。実施例１と同じ
強酸性カチオン交換樹脂 1.0リットルを同様にカラムに
充填し、このカラムに６％水酸化ナトリウム水溶液の
1.4リットルを80℃に加温して流し込み、15分毎にエア
ーで攪拌しながら45分間反応させた。次に純水をカラム
の下方から強酸性カチオン交換樹脂の樹脂層が 1.5倍に
展開する速度で通液し、樹脂層中の懸濁物を充分除い
た。引き続き、６％硫酸をＳＶ＝ 4.0Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ
で 1.7リットルを通液したのち、３リットルの純水で洗
浄を行った。こうして再生された強酸性カチオン交換樹
脂の再生量は1.10eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム付着量は11.3
ｇ／Ｌ−Ｒであった。
【００１８】比較例１ 本比較例は、硫酸濃度を順次上げて行く再生方法の例を
示す。実施例１と同じ強酸性カチオン交換樹脂 1.0リッ
トルを内径６cmのカラムに充填し、順次、１％硫酸２リ
ットルをＳＶ＝10Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ、２％硫酸 1.5リッ
トルをＳＶ＝10Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ、４％硫酸 1.2リット
ルをＳＶ＝５Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで通液して再生した。引
き続き、３リットルの純水で洗浄を行い、樹脂の再生量
とカルシウム付着量を測定した。この結果、再生量は0.
73eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム吸着量は17.2ｇ／Ｌ−Ｒであ
った。
示す。実施例１と同じ強酸性カチオン交換樹脂 1.0リッ
トルを内径６cmのカラムに充填し、順次、１％硫酸２リ
ットルをＳＶ＝10Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ、２％硫酸 1.5リッ
トルをＳＶ＝10Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒ、４％硫酸 1.2リット
ルをＳＶ＝５Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで通液して再生した。引
き続き、３リットルの純水で洗浄を行い、樹脂の再生量
とカルシウム付着量を測定した。この結果、再生量は0.
73eq／Ｌ−Ｒ、カルシウム吸着量は17.2ｇ／Ｌ−Ｒであ
った。
【００１９】比較例２ 本比較例は、ＮａＣｌ溶液を通液してＣａ2+やＭｇ2+を
Ｎａ+ と交換した後に硫酸溶液で再生する方法の例を示
す。比較例１と同じ強酸性カチオン交換樹脂 1.0リット
ルを同様にカラムに充填し、４％ＮａＣｌ溶液をＳＶ＝
４Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで1.5 リットル通液したのち、２リ
ットルの純水で洗浄し、５％硫酸をＳＶ＝７Ｌ／Ｌ−Ｒ
×ｈｒで 2.0リットルを通液して再生した。引き続き、
３リットルの純水で洗浄を行い、樹脂の再生量とカルシ
ウム付着量を測定した。この結果、再生量は1.05eq／Ｌ
−Ｒ、カルシウム付着量は10.3ｇ／Ｌ−Ｒであった。な
お、同様な処理条件で５％硫酸の通液速度をＳＶ＝５Ｌ
／Ｌ−Ｒ×ｈｒで行うと、硫酸カルシウムが析出し、再
生途中で通液不能となった。
Ｎａ+ と交換した後に硫酸溶液で再生する方法の例を示
す。比較例１と同じ強酸性カチオン交換樹脂 1.0リット
ルを同様にカラムに充填し、４％ＮａＣｌ溶液をＳＶ＝
４Ｌ／Ｌ−Ｒ×ｈｒで1.5 リットル通液したのち、２リ
ットルの純水で洗浄し、５％硫酸をＳＶ＝７Ｌ／Ｌ−Ｒ
×ｈｒで 2.0リットルを通液して再生した。引き続き、
３リットルの純水で洗浄を行い、樹脂の再生量とカルシ
ウム付着量を測定した。この結果、再生量は1.05eq／Ｌ
−Ｒ、カルシウム付着量は10.3ｇ／Ｌ−Ｒであった。な
お、同様な処理条件で５％硫酸の通液速度をＳＶ＝５Ｌ
／Ｌ−Ｒ×ｈｒで行うと、硫酸カルシウムが析出し、再
生途中で通液不能となった。
【００２０】
【発明の効果】本発明の強酸性カチオン交換樹脂の再生
方法を実施すると、従来の再生法を採用した場合より多
価イオンの除去を効率よく行うことができ、多価イオン
の吸着蓄積によるイオン交換容量の低下を著しく抑制す
ることができる。また、高濃度の硫酸を使用しても、硫
酸カルシウム等の難溶性塩類の析出なしに強酸性カチオ
ン交換樹脂を効率よく再生することができ、再生剤の減
量と再生廃液の減少を図ることができる。
方法を実施すると、従来の再生法を採用した場合より多
価イオンの除去を効率よく行うことができ、多価イオン
の吸着蓄積によるイオン交換容量の低下を著しく抑制す
ることができる。また、高濃度の硫酸を使用しても、硫
酸カルシウム等の難溶性塩類の析出なしに強酸性カチオ
ン交換樹脂を効率よく再生することができ、再生剤の減
量と再生廃液の減少を図ることができる。
【００２１】本発明は再生剤と難溶性塩類を生成するイ
オンを吸着した強酸性カチオン交換樹脂の再生に特に有
効であるが、これに限らず交換されにくいイオンを吸着
した強酸性カチオン交換樹脂の再生にも適用可能であ
る。
オンを吸着した強酸性カチオン交換樹脂の再生に特に有
効であるが、これに限らず交換されにくいイオンを吸着
した強酸性カチオン交換樹脂の再生にも適用可能であ
る。
【図１】図１は、実施例２における強酸性カチオン交換
樹脂の再生において、再生量と再生回数およびカルシウ
ム付着量の関係を示すグラフであり、△は本発明の再生
廃液をカラム通液法で利用した硫酸再生の結果の再生量
を示し、▲はカルシウム付着量を示す。○は従来法の硫
酸再生の結果の再生量を示し、●はカルシウム付着量を
示す。
樹脂の再生において、再生量と再生回数およびカルシウ
ム付着量の関係を示すグラフであり、△は本発明の再生
廃液をカラム通液法で利用した硫酸再生の結果の再生量
を示し、▲はカルシウム付着量を示す。○は従来法の硫
酸再生の結果の再生量を示し、●はカルシウム付着量を
示す。
Claims (4)
- 【請求項１】強酸性カチオン交換樹脂を水酸化ナトリウ
ム水溶液と反応させた後、更に硫酸または塩酸で再生す
ることを特徴とする強酸性カチオン交換樹脂の再生方
法。 - 【請求項２】水酸化ナトリウム水溶液として、アニオン
交換樹脂を水酸化ナトリウム水溶液で再生した再生廃液
を用いる、請求項１に記載の再生方法。 - 【請求項３】水酸化ナトリウム水溶液と強酸性カチオン
交換樹脂とを反応させる際に、４０℃以上１００℃以下
の温度範囲で行う、請求項１または２に記載の再生方
法。 - 【請求項４】水酸化ナトリウム水溶液と強酸性カチオン
交換樹脂とを反応させる際に、通液式または回分式によ
り行う、請求項１、２または３に記載の再生方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24221793A JP3216027B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 強酸性カチオン交換樹脂の再生方法 |
| NZ250754A NZ250754A (en) | 1993-09-03 | 1994-01-26 | Method for regenerating acid cation exchange resin using sodium hydroxide and sulphuric or hydrochloric acid |
| AU54763/94A AU655132B1 (en) | 1993-09-03 | 1994-01-28 | Regeneration of strong acid cation exchange resin by preliminary treatment with sodium hydroxide solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24221793A JP3216027B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 強酸性カチオン交換樹脂の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0768187A true JPH0768187A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3216027B2 JP3216027B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=17085988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24221793A Expired - Fee Related JP3216027B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 強酸性カチオン交換樹脂の再生方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3216027B2 (ja) |
| AU (1) | AU655132B1 (ja) |
| NZ (1) | NZ250754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220012717A (ko) * | 2020-07-23 | 2022-02-04 | 한국전력공사 | 혼산폐액으로부터 산을 회수하는 장치 및 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113024696B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-12-02 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种制备强酸性钠型树脂的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5753245A (en) * | 1980-09-18 | 1982-03-30 | Shigeru Chiaki | Method and apparatus for automatically regenerating ion exchange resin for preparing pure water |
| JP3348109B2 (ja) * | 1992-01-02 | 2002-11-20 | コノコ・インコーポレーテッド | 水酸化ナトリウムで陽イオン交換樹脂からアルカノールアミンを選択的に再生するためのモニターおよび制御システム |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP24221793A patent/JP3216027B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-26 NZ NZ250754A patent/NZ250754A/en unknown
- 1994-01-28 AU AU54763/94A patent/AU655132B1/en not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220012717A (ko) * | 2020-07-23 | 2022-02-04 | 한국전력공사 | 혼산폐액으로부터 산을 회수하는 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3216027B2 (ja) | 2001-10-09 |
| AU655132B1 (en) | 1994-12-01 |
| NZ250754A (en) | 1995-03-28 |
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