JPH10216741A - 用水中の塩素イオン除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の用水の脱塩素イオンは、添加薬剤のコ
スト及び残留、高価なイオン交換樹脂等の使用などの理
由により満足できる脱塩素イオンレベル及び経済性で用
水の脱塩素イオン処理を行ない得なかった。本発明は電
解処理を利用して、脱塩素イオンに使用する銀イオンの
回収を効率良く行なうことにより、用水の脱塩素イオン
処理を実施できる方法を提供することを目的とする。 【構成】 用水中の塩素イオンを硝酸銀と反応させて難
溶性の塩化銀に変換しこれを除去することにより脱塩素
イオンを行ない、前記塩化銀の電解液を電解して金属銀
をアルミ板等の銀回収陰極板上に付着させ回収する。硝
酸銀添加による塩素イオンの難溶性塩である塩化銀への
変換と、該塩化銀を添加前の硝酸銀に電解により変換す
る工程を組み合わせることにより、従来は困難であった
用水の脱塩素イオンを低コストで確実に行なうことが可
能になる。本発明による処理済水中には銀イオンが残存
し、該銀イオンは藻発生防止及びレジオネラ菌増殖防止
等の殺菌力を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器冷却水等の用
水中に含まれる塩素イオン濃度を許容限度まで低減させ
るための用水中の塩素イオン除去方法に関し、より詳細
には用水中の塩素イオンを硝酸銀を使用して除去すると
ともに電解を使用して銀を回収し経済的に用水中の塩素
イオンを除去する方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】地下水を用水として使用する
際の該用水の従来の浄化処理（例えば除鉄、除マンガ
ン、除濁及び脱色等）では、海岸線に近い地域での地下
水の塩水化、除鉄の際の次亜塩素酸ナトリウムの使用、
及びＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）による除濁処理後
の用水中の塩化物の存在等用水処理には不利になる要素
が多い。水産農工用水の塩素イオン濃度の法規上の許容
限度は50〜200 mg／リットルであるが、実際に製品や加
工に使用される用水の塩素イオン濃度は５〜50mg／リッ
トル程度を確保することが必要で、この濃度範囲を超え
ると何らかの障害が起こり、用水としての価値が失わ
れ、有効な利用が図られない。前記塩素イオン濃度の範
囲の用水を得るためには脱塩処理が必須となるが、塩化
ナトリウム系塩の溶解度は大きく、脱塩処理や塩の除去
工程は簡単には行なえない。この脱塩処理として従来は
イオン交換樹脂法、イオン交換膜法、蒸留法等が使用さ
れ、これらの方法は濃厚溶液の脱塩法としては経済的に
成立するが、数十mg／リットル程度の希釈溶液の脱塩用
としては経済性が伴わず、現状では実用的な方法が全く
存在しない。

【０００３】この他に例えば熱交換器用冷却水は多数回
循環して使用されるが、使用を継続すると蒸散水に伴っ
てその中の塩素イオン濃度が上昇して腐食性を帯び、循
環パイプの腐食等を招くことがある。この腐食性を帯び
た冷却水は多くの場合廃棄され、新たな水道水等を供給
して熱交換が継続される。しかし近年の環境対策の一環
として各種消耗品の本格的リサイクルの促進が叫ばれ、
水もその対象であり、一過性排出を抑えて再利用する技
術と安く資源として有効に利用できる処理システムの確
立が求められている。これらの脱塩工程を経済的にかつ
効率的に行なうためには、前述したイオン交換法や蒸留
法は不適切であり、より安価で確実な方法が必要にな
る。

【０００４】

【発明の目的】従って本発明は、従来技術の上述の欠点
を解消し、硝酸銀を使用して用水中の塩素イオンを塩化
銀として沈澱させ除去するとともに沈澱した塩化銀を低
コストで硝酸銀として回収、変換及び反復使用すること
により経済的にかつ効率的に用水中の塩素イオン除去を
行ない得る方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は、塩素イオン
を含む用水に硝酸銀溶液を添加して前記塩素イオンを塩
化銀として沈澱させて前記用水から塩素イオンを除去
し、前記塩化銀を該塩化銀可溶性溶液に溶解し、該溶液
を電解液とし、陰極である銀回収板及び不溶性陽極間に
通電して該銀回収板上に前記電解液中の銀イオンを金属
銀として電着させて回収することを特徴とする用水中の
塩素イオン除去方法である。

【０００６】以下本発明を詳細に説明する。従来から塩
素イオンを含む溶液に硝酸銀を添加して前記塩素イオン
を塩化銀として沈澱させる方法は広く知られている。従
ってこの硝酸銀添加により用水の脱塩素イオンを行なう
ことも公知であるが、硝酸銀が非常に高価であるため、
工業的には行なわれていない。しかしながら塩化銀を硝
酸銀に低コストで変換し反復使用できれば前述したイニ
シアル分の硝酸銀添加による用水中の脱塩素イオンの工
業的実施、特に用水中の脱塩素イオンの連続的な工業的
実施が可能になる。本発明者らはこの点に着目し本発明
に到達したものである。

【０００７】まず本発明では塩素イオンを含む用水に硝
酸銀を添加して該塩素イオンを塩化銀として沈澱させ
る。本発明における用水には、熱交換器冷却水、養魚場
用水、薬剤希釈水、園芸用水、地下水、ボイラー水、食
品加工用水等が含まれる。前記硝酸銀の添加は容器中に
必要量の硝酸銀水溶液を攪拌しながら注入し、又は単に
注入すれば良く、これにより塩化銀の白色沈澱が生ず
る。この沈澱を濾過等で除去する。この濾液は用途によ
ってはそのまま使用しても支障はなく、通常Ｎ／1000程
度で硝酸イオンを除去する必要がある場合には常法によ
り除去した後、使用する。例えば熱交換器冷却水の場合
には硝酸イオンを含んだままで、薬剤希釈水としては硝
酸イオンを除去した後に使用する。次いで前述した塩化
銀の沈澱を該沈澱が可溶な溶液、例えばアンモニア水、
濃塩酸、シアン化カリウム溶液及びチオ硫酸ナトリウム
溶液等に溶解して塩化銀錯イオンを形成して溶解液とす
る。

【０００８】このハロゲン化銀溶液を電解液として、陰
極であるアルミ板等の銀回収板と不溶性陽極が設置され
た電解槽に注入し、両極間に通電すると、前記電解液中
の銀イオンが還元されて前記陰極表面に析出し、該陰極
が銀めっきされ該陰極上で箔状の銀が電着により得られ
る。通電を停止した後に銀めっき陰極を取り出し陰極表
面から剥離すると銀単体が得られる。この銀は他の用途
に使用しても好いが、通常は硝酸に溶解し元の硝酸銀と
する。これらの塩素イオンを含む用水への硝酸銀添加に
よる用水からの塩素イオンの除去、及び硝酸銀→塩化銀
→硝酸銀の循環サイクルに要するコストは、その殆どが
溶解した塩化銀を陰極表面に電解めっきする際の電力量
であり、原材料の銀相等のコストは不用である。この電
力量のコストは、脱塩素イオンされる用水の新たな水処
理コストより小さく、本発明は、脱塩素イオンせずにそ
の都度廃棄しその分の新たな水を使用する従来の用水使
用や他の水処理方法よりも経済的に必要な用水を確保で
きることになる。更に用水のリサイクル及び反復使用率
が上昇し、塩素イオンを含む用水をパージしたり廃棄す
る必要がないため、環境汚染を招くこともない。更に本
発明により処理された処理済水中には通常300ppm程度の
銀イオンが残存するが、この残存銀イオンは前記処理済
水の藻発生防止及びレジオネラ菌増殖防止等の殺菌用と
して有用であり、別途の操作を行なうことなく、前記処
理済水の殺菌処理が可能になる。本発明方法は用水のリ
サイクル用として特に有用であるが、これに限定される
ものではなく、例えば地下水を園芸用水として利用する
際の単独回の脱塩素イオンにも適用できる。

【０００９】

【実施例】次に本発明に係わる用水中の塩素イオン除去
方法に関する実施例を記載するが、本実施例は本発明を
限定するものではない。

【００１０】

【実施例１】水道水１リットル（水道水中の塩素イオン
濃度は58mg／ｌ）に食塩１ｇを溶解して試験用水とし
た。この用水に硝酸酸性で硝酸銀水溶液（５％）を攪拌
しながら新しい白濁が生じないようになるまで添加し、
室温で20分間放置した。その後この用水を濾過しグーチ
ルツボで乾燥後、2.64ｇの白色の塩化銀が得られた（水
道水中の塩素イオンを含めなければ回収率は108 ％、含
めると99.0％）。この塩化銀をチオ硫酸ナトリウム水溶
液（８％）に溶解し、中央に直径２cmの丸棒状の貴金属
酸化物電極（75％酸化イリジウム−25％酸化タンタル）
をその周囲に離間して円筒状のアルミ板（直径９cm、厚
さ１mm）を設置した高さ150 mm直径100 mmの円筒状の電
解槽中に注入した。その後、0.1 A/dm² 程度の電流密度
になるように両極間に２時間通電した。通電停止後、前
記電解槽から銀箔が表面に付着した陰極を取り出し、表
面から銀箔を剥離して重量を測定したところ、1.86ｇ
（回収率93.6％）であった。通電量は0.5 ＡＨ（換算す
ると約12.5円／ｍ³ ）であり、試験用水に使用した水道
水（約200 円／ｍ³ ）より安価であった。

【００１１】

【比較例１】実施例１の試験用水をイオン交換カラムに
注水して脱塩素イオンを行なった。二床式で行なわない
と長時間の処理が必要であった。又再生に５〜10％の塩
酸、４〜10％の水酸化ナトリウムが必要であり、カラム
の洗浄に莫大な水道水が必要であった。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、塩素イオンを含む用水に硝酸
銀溶液を添加して前記塩素イオンを塩化銀として沈澱さ
せて前記用水から塩素イオンを除去し、前記塩化銀を該
塩化銀可溶性溶液に溶解し、該溶液を電解液とし、陰極
である銀回収板及び不溶性陽極間に通電して該銀回収板
上に前記電解液中の銀イオンを金属銀として電着させて
回収することを特徴とする用水中の塩素イオン除去方法
（請求項１）である。

【００１３】本発明方法では、硝酸銀添加により塩素イ
オンを塩化銀として沈澱除去して用水中の塩素イオンを
除去し、かつこれに使用した高価な前記硝酸銀を電解的
に回収するようにしている。該電解回収に要するコスト
は、新たな水道水のコストよりも小さく、経済的である
とともに環境汚染も招来することがなく、従来は実質的
に不可能であった用水のリサイクルによる連続使用をも
可能にしている。更に本発明により処理された処理済水
中には銀イオンが残存し、別途の操作を行なうことな
く、前記処理済水の殺菌処理を可能にし、藻発生防止及
びレジオネラ菌増殖防止等の殺菌用として効果がある。
本発明における塩化銀の溶解は、該塩化銀を溶解でき、
かつ電解に悪影響を与えなければ任意の溶媒を使用でき
るが、アンモニア水、濃塩酸、シアン化カリウム溶液及
びチオ硫酸ナトリウム溶液を使用することが望ましい
（請求項２）。前記銀回収板上の金属銀を硝酸溶液に溶
解させ硝酸銀とすると（請求項３）、用水中の脱塩素イ
オンに用いる硝酸銀はイニシアルのみであって反復使用
が可能になり、経済的に低コストで、かつ効率的に用水
を処理し、パージや廃棄の必要のない環境保全に適した
方法となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩素イオンを含む用水に硝酸銀溶液を添
   加して前記塩素イオンを塩化銀として沈澱させて前記用
   水から塩素イオンを除去し、前記塩化銀を該塩化銀可溶
   性溶液に溶解し、該溶液を電解液とし、陰極である銀回
   収板及び不溶性陽極間に通電して該銀回収板上に前記電
   解液中の銀イオンを金属銀として電着させて回収するこ
   とを特徴とする用水中の塩素イオン除去方法。
2. 【請求項２】 塩化銀可溶性溶液がアンモニア水、濃塩
   酸、シアン化カリウム溶液及びチオ硫酸ナトリウム溶液
   から選択される請求項１に記載の用水中の塩素イオン除
   去方法。
3. 【請求項３】 回収された金属銀を硝酸溶液に溶解さ
   せ、硝酸銀とする請求項１に記載の用水中の塩素イオン
   除去方法。