JPS5850155B2

JPS5850155B2 - 改良された廃液処理法

Info

Publication number: JPS5850155B2
Application number: JP51092760A
Authority: JP
Inventors: 保道山越; 晃山口; 哲夫山根
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1976-08-05
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1983-11-09
Also published as: JPS5318470A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、陰イオン交換膜を用いた電解法による廃液の
処理方法の改良に関する。

最近、産業生活廃水等の規制が厳しくなり、重金属イオ
ン、放射性イオン等、環境を汚染するような不純物イオ
ンを含む、廃水等を処理する、経済的分離回収技術の確
立が車重れてかり、その１つとして、イオン交換樹脂に
よる、廃液処理の方法がある。

これに関連して、特願昭５０−９４７０７、特開昭５２
−１８４７９（陽イオン交換樹脂再生廃液の処理方法）
には、陽イオン交換樹脂の再生廃液より、酸を電解によ
り、精製分離し、回収する方法が提案されている。

この不純物陽イオンを含む、陽イオン交換樹脂再生廃液
の電解処理にかいて、電解槽の陰極板面上への金属の析
出は、再生廃液中の酸の中に含１れる、不純物金属陽イ
オンが、陰極で放電し、金属となって析出するためであ
る。

この析出物は、運転を継続するうちに、累積して大きく
なり、陰極室内の再生廃液の流れ分布を悪くしたり、陰
極室への通液孔の出入口を、閉鎖したり、イオン交換膜
面を損傷したりする。

その結果、電流効率の低下、回収率の低下等の問題を起
すばかりでなく、膜の損傷は、運転を不可能なものにす
る。

電解槽の運転に際して、陰極板上に析出する、不純物金
属イオンの還元物が、電解槽の安定運転に支障を来さな
いようにするため、陰極板上の析出物を簡単に溶解、除
去する方法に関して既に特願昭５０−１２２８８１、特
開昭５２−４７５７４（電解槽の運転方法）で非酸化性
酸、酸化性酸、あるいは酸化剤を含んだ酸を陰極室に循
環、通液することにより不純物を除去する方法が提案さ
れている。

本発明は、更に簡便で有効な手段を提供するものである
。

すなわち、アニオン膜を界して、陽極室、陰極室より成
る電解槽の、陰極室に再生廃液を供給循環し、陽極室に
は、酸を供給循環する。

そして両電極間に、直流電圧を印加し、電流を通ずると
、再生廃液中の酸は、陽極室へ、精製回収され、電解の
進行に従い、再生廃液中の酸は減少していく。

そしてその酸の大部分、例えば９０〜９５係程度が陽極
室側へ回収されたとき、両電極間への直流電圧の印加を
止め、陰極室への廃液の供給、循環のみを継続する。

すると電解中、陰極板上に析出した不純物は再び廃液中
に溶出し、溶解限度以上のものは、廃液の陰極板面での
撹乱効果により、固体の１ｘ廃液中へ除去されて行く。

従って洗浄用の特別な附加設備なくして、簡単に不純物
を除去することが可能である。

陽イオン交換樹脂の再生剤か硫酸Ｈ２ＳＯ４の場合を例
にとり、本発明の詳細な説明する。

第１図に示すように陰イオン交換膜３で隔てた陽極室４
及び陽極板１と、陰極室５及び陰極板２で構成される電
解槽の、陰極室５に陽イオン交換樹脂再生廃液（硫酸及
び不純物陽イオン、Ｆｅ＋＋＋。

ｃｏ＋＋、Ｎｉ＋＋ｓＮａ十等を含む）を廃液タンク
７より廃液循環ポンプ９で供給、循環し、陽極室４には
、精製液タンク６より精製液循環ポンプ８で硫酸Ｈ２Ｓ
Ｏ４を供給、循環し、陽極板１、陰極板２間に直流電圧
を印加し電流を流す。

すると陽極室４では水の分解反応で、酸素ガス、０２が
発生し、水素イオン、Ｈ＋ができる。

一方陰極室５から陰イオン交換膜３を通って硫酸イオン
、５Ｏ４−一が移ってきて、水素イオン、Ｈ＋と共に硫
酸Ｈ２ＳＯ４として回収される。

陰極室５では、水素イオンＨ＋が放電して、水素ガスＨ
２となる。

再生廃液中に含１れる不純物は、すべて陽イオンである
ため、移動の方向は陰極板２の方向であり、陰イオン交
換膜３を通って陽極室５に移るということはない。

以上の結果から、再生廃液中の硫酸Ｈ２ＳＯ４は、減少
し、陽極室へ精製回収されていく。

廃液中硫酸の９０〜９５係を回収し終ったら、陽極板１
、陰極板２間の直流電圧の印加を止め、精製液循環ポン
プ８をストップし、廃液循環ポンプ９のみを回し電解槽
内の陰極室を洗浄する。

この場合、直流電圧の印加を止めたら、直ちに洗浄を開
始する。

廃液中の酸を回収し終った後、運転をストップし、時間
を置いて洗浄を開始すると、その効果が悪くなる。

従って、直流電圧の印加を止めたら、精製液循環ポンプ
をストップし、それ以外は、電解運転中と同じ状態で、
洗浄を行う。

精製液ポンプも同時に運転していると、拡散で精製した
硫酸が再び廃液中に移動してくるので好１しくない。

以上のように本発明の方法によれば、金属イオン及び酸
を含む廃液、特に陽イオン交換樹脂の再生廃液から酸を
電解により精製回収する場合、電解槽の陰極板上に析出
する金属を容易に除去でき洗浄用の特別な設備を設ける
ことたく、電解槽の長期にわたる安定運転を遂行するこ
とができる。

実施例１硫酸（Ｈ２ＳＯ４）２７．６ｆｆ／Ｌ不純物として鉄（
Ｆｅ）２９６ｙｎｇ／ｌ、亜鉛（Ｚｎ）１６９η
／ｌ、ニッケル（Ｎｉ）ｉ２■／ｌを含む酸廃液
３５．７１を第１図に示すような、有効膜面積４ｄｍ２
を有する電解装置の、廃液タンク７に入れ、精製液タン
ク６には、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）３４１／ｌを含む液を入
れる。

陰イオン交換膜３で隔てた電解槽の陰極室５に、酸廃液
、陽極室４に硫酸をそれぞれ廃液、精製液循環ポンプで
室内線速度１０ｃｍ／ｓｅｃで供給、循環し、陽極板１
、陰極板２間に、直流電圧を印加し、電解を行い、廃液
中のＨ２ＳＯ４を精製回収する。

この間精製液タンク６にに、水を添加し、Ｈ２ＳＯ４濃
度を一定に保った。

廃液中のＨ２ＳＯ４濃度が１．４７ｒ／ｌ（回収率９５
係）になる迄、２４時間電解を続げた。

この時、陰極板上に析出した、不純物の量は廃液中の濃
度変化より、１１０８０７ｒＩで酸廃液中に最初に含１
れていた、全不純物量の６．３係が析出していた。

又精製液中へのＨ２ＳＯ４回収の電流効率は７８．４
％であった。

この時点で直流電圧の印加を止め、精製液循環ポンプを
ストップし、廃液循環ポンプのみを回して、電解槽の陰
極室内を３時間洗浄した。

その後電解槽を解体して陰極板及びイオン交換膜面を検
査したが、何ら析出物はなく、完全に洗浄されたことが
確認できた。

同様の条件で１０回の繰返し運転を行ったが、Ｈ２ＳＯ
４の回収率９３〜９７係の範囲で不純物の析出量１０４
０〜１５８０η（６，１〜９．３係）、Ｈ２ＳＯ４回収
の電流効率７７〜８２係と安定して訃り何ら異常が認め
られなかった。

比較例実施例−１と同じ廃液を同一の条件で電解を行い、電解
槽の陰極室を洗浄することなくして繰返し運転を行った
結果は、次表のようであった。

表中不純物析出量は各回運転終了時迄に陰極板面上に析
出した量を示し、回を追う毎に堆積していることがはっ
きりしている。

Ｈ２ＳＯ４回収の電流効率も４回目、５回目で明ら、か
に落ちてきている。

５回目終了後電解槽を解体点検したところ、陰極板には
不純物金属の析出物の堆積があり、１部陰イオン交換膜
面迄到達している点が３点はどあった。

又この部分の陰イオン交換膜面ば変質して卦り、電流効
率低下の原因となったことが明らかである。

実施例２硫酸（Ｈ２ＳＯ４）２９．６ｙ／ｌ、不純物トシテ鉄（
Ｆｅ）３１５ｍｇ／ｌ、ナトリウＡ（Ｎａ）５
２７７ｎ’！／ｌ、カドミウム（ｃｄ）２８１１１ｇ／
ｌ、コバルト（ｃｏ）３ｍｇ／ｌを含む酸廃液２０１を
、第２図に示すような、有効膜面積１ｄｍ２を有し、陽
極室４、陰極室５、各３室より戒る複極式電解槽の陰極
室５に廃液タンク７より廃液循環ポンプ９で室内線速度
１０ｃｒｎ／ｓｅｃとなるように、供給、循環する。

一方陽極室４には、精製液タンク６より精製液循環ポン
プ８で硫酸（濃度３４ｆ／７）を室内線速度１０ｃｒｒ
Ｌ／Ｓｅｃとなるように供給、循環する。

次いで陽極板１、陰極板２間に直流電圧を印加し電解を
行い、廃液中のＨ２ＳＯ４を精製回収する。

廃液中のＨ２ＳＯ４濃度が２．０Ｙ／ｌｃ回収率９３係
）になる迄、電解を続げた。

（所用時間は約１９時間）この間精製液タンク６には水
を添加し、Ｈ２ＳＯ４濃度を一定に保った。

この時陰極板上に析出した不純物の量は、廃液中の濃度
変化より求め５７０■で酸廃液中に最初に含１れていた
全不純物量の３．３係であった。

又、精製液中へのＨ２ＳＯ４回収の電流効率は８０．５
％であった。

この時点で直流電圧の印加を止め精製液循環ポンプをス
トップし、廃液循環ポンプのみを回して電解槽の陰極室
内を、３時間洗浄した。

その後電解槽を解体して、陰極板及び陰イオン交換膜面
を検査しため！−１何ら析出物はなく、完全に洗浄され
たことが確認できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するために用いられる電解槽の→
ｌの概略図を示す。第２図は複極式電解槽の一例の概略図を示す。１：陽極板、２：陰極板、３：陰イオン交換膜、４：陽
極室、５二陰極室、６二精製液タンク、７：廃液タンク
、８：精製液循環ポンプ、９：廃液循環ポンプ、１０：
水、１１：複極板。

Claims

【特許請求の範囲】１金属イオン及び酸を含有する廃液を電解槽の陰極室
に導き、陰イオン交換膜を用いて電解し、酸を陽極室に
回収する方法に於て、電解操作の後で該廃液中の酸を回
収した残液を陰極室に供給循環することにより、陰極板
上に析出する金属を溶解除去する洗浄操作を行うことを
特徴とする廃液の処理方法。２廃液が、不純物陽イオンを吸着した陽イオン交換樹
脂を酸で再生した際に得られる再生廃液である特許請求
の範囲１の方法。３酸回収率が９０％以上になった後に洗浄操作を行う
特許請求の範囲１又は２の方法。４酸が硫酸である特許請求の範囲１〜３いずれかの方
法。５洗浄操作を直流電圧の印加を中止した後直ちに行う
特許請求の範囲１〜４いずれかの方法。６直流電圧の印加の中止と同時に陽極室に回収された
酸の循環を中止した状態で洗浄操作を行う特許請求の範
囲５の方法。