JPS591379B2 - 陰イオン交換体の再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、未処理水から強酸の陰イオンを除去するため
に使用された水性懸濁液中に存在する陰イオン交換体を
炭酸水素塩の形で再生する方法に関し、この場合イオン
交換体を再生処理後再生物から分離除去し、再使用に供
するものである。

従来陰イオン交換体を再生するには一般的にアルカリ溶
液、例えば苛性ソーダ、炭酸ナトリウム又は水酸化アン
モニウム溶液が使用されてきた。

弱塩基性陰イオン交換体を再生する場合におけるこの方
法の欠点を除去するために、再生試薬として１〜５重量
係の水酸化カルシウム懸濁液を使用することは提案され
ている（西ドイツ特許出願公開第２５３０６７７号公報
）。

この場合再生剤を下方から上方に向けて粒状イオン交換
体の塊に通し、その後除去し、イオン交換体は水で洗浄
する。

その時点で弱塩基性陰イオン交換体は再びヒドロキシル
の形になり、再使用可能である。

未処理水から弱酸の陰イオン例えば塩素イオン、硫酸イ
オン又は硝酸イオンを除去する場合、炭酸水素塩の形の
陰イオン交換体が良好な効果をもたらすことは実証され
ている。

完全な脱塩処理では陰イオン交換体はこの炭酸水素塩の
形で陽イオン交換体と組み合わされる。

米国特許第３６９１１０９号明細書には脱塩系の樹脂を
再生する方法が開示されており、この場合水中の脱塩処
理で使用した弱酸性陽イオン交換体と弱塩基性陰イオン
交換体との混合物はイオン交換体の塊を三原装置で使用
し尽した後再生された。

この場合弱酸性の陽イオン交換体を再生するためまたそ
のナトリウム形を遊離酸の形に戻すため、ガス状の二酸
化炭素が使用されるが、これは陽イオン交換体床に０．
３５ＭＰａ〜６．８９ＭＰ ａの範囲の圧力で導入され
た。

その際生じた炭酸水素ナトリウム及び遊離の炭酸を含む
再生物は脱ガス化、すなわち二酸化炭素を除去され、こ
うして得られた溶液は弱塩基性陰イオン交換体の再生に
使用された。

再生されたイオン交換体は脱塩処理すべき水により向流
で付勢され、その際弱塩基性陰イオン交換体を有する第
３床がまず陰イオンを未処理水から除去し、次いで第２
床でカルシウムイオン及びマグネシウムイオンか、付加
された水酸化カルシウム懸濁液によりＭｇ（ＯＨ）２ま
たはＣａＣＯ３として沈澱し、その後に初めて第１床で
一価の陽イオンが弱酸性陽イオン交換体により消去され
た。

イオン交換体を使用し尽した後再生処理のこのサイクル
が新たに開始される。

二酸化炭素で飽和された水は０．５〜１．０ＭＰａの範
囲内での二酸化炭素圧で約３．３のｐＨ値を有し、この
場合弱酸性の陽イオン交換体は一価及び二価のイオンに
対して無視し得る作用力を有することか認められた。

しかし二酸化炭素圧は０．７〜２．０ＭＰａの間にある
のが特に有利である。

それというのもこの条件で該方法は一層効果的に作動す
るからである。

米国特許第３６９１１０９号明細書に記載された方法は
、完全な脱塩処理で使用されたイオン交換性の塊を再生
するサイクルに関しまたこの再生処理に際しての、弱酸
性陽イオン交換体−弱性塩基性陰イオン交換体の混合物
に関し、一般には使用できない。

この方法は極めて複雑な装置で実施し得るにすぎず、ま
たカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去する
には高価な試薬、すなわちＣａ（ＯＨ）２又はＣａＯが
必要である。

エプスタイン（Ａ、Ｃ０Ｅｐｓｔｅｉｎ）及びイエリガ
ー（Ｍ、Ｂ、Ｙｅｌｉｇｅｒ）（”Ｉｏｎ Ｅｘｅｈａ
ｎｇｅ ａｎｄＭ ｅｍｂ ｒ ａｎｇｅ”１９７３年
第１巻第１５９〜１７０頁）は水の脱塩処理に対する４
つのイオン交換装置について論及している。

三原装置の一方法であるいわゆるデザール法（Ｄｅｓａ
ｌ−Ｐｒｏｚｅｓｓ）では、第１の塔で炭酸水素塩の形
の弱塩基性陰イオン交換体を、第２の塔で遊離酸の形の
弱酸性陽イオン交換体をまた第３の塔で再びヒドロキシ
ル形の弱塩基性陰イオン交換体を使用する。

第１塔の再生処理は水酸化アンモニウム溶液及び第２塔
の排水からの軟化された未処理水を用いて行ない、弱塩
基性陰イオン交換体をヒドロキシル形に変える。

第２塔内の弱酸性陽イオン交換体は稀硫酸で再生され、
第３塔内の弱塩基性陰イオン交換体は二酸化炭素を導入
することによってその大部分を重炭酸塩の形に、また僅
少部分をヒドロキシル形に変える。

その後３つの塔を次の脱塩処理のために再び準備するが
、これは逆の順序で実施される（この場合未処理水は第
３の塔に供給される）。

この方法はエプスタイン等によればほとんど効果がない
。

また第１塔に炭酸カルシウムが沈澱する可能性があり、
これは許容することができない。

なぜなら該沈澱物は陰イオン交換体の作用力を減少させ
、二酸化炭素を消費し、ポンプに対する費用を高め、樹
脂床内での流動比を損なうからである。

もう一つのデテール法は工法装置で行なわれる。

この方法では三原法の第３塔は脱炭酸塩装置によって代
えられている。

この方法の場合未処理水の脱塩処理に際して、弱酸性陽
イオン交換体樹脂を有する第２塔からの排水は二酸化炭
素を除去するため脱炭酸塩装置に導かれる。

弱塩基性イオン交換体及び弱酸性イオン交換体の再生処
理は三原装置で記載した処理法に類似する。

もちろん弱塩基性陰イオン交換体は水酸化アンモニウム
溶液及び軟化した未処理水での再生処理により交換体の
遊離塩基の形に変え、また二酸化炭素での処理により炭
酸水素塩の形に変える必要がある。

この交換には長い時間が必要とされることから、一層多
くの樹脂及び一層長い塔を使用することが要求される。

工法並びに三原デテール法では水酸化アンモニウム溶液
が再生剤として使用されるが、これは多くの場合例えば
飲料水の後処理に対してはまったく不適当である。

更にエプスタイン等は、弱酸性樹脂を水素の形で有する
塔と弱塩基性樹脂を硫酸塩の形で有する後続塔とから成
る工法装置で実施されるいわゆる５ＵＬ−ｂｉ ＳＵ
Ｌ法について記載している。

未処理水を脱塩処理した後陽イオン交換体は陽イオンで
負荷されており、陰イオン交換体は塩化物又は硫酸水素
塩の形で存在する。

陰イオン交換体塔からの排水はこの場合にも脱炭酸塩装
置中で二酸化炭素を除去される。

再生処理のため陽イオン交換体は稀硫酸で処理し、塩化
物並びに硫酸水素塩の形で存在する陰イオン交換体は未
処理水で処理する。

これにより硫酸塩／硫酸水素塩の平衡は、交換体が再び
硫酸塩の形に変わるまで逆転する。

５ＵＬ−ｂｉ ＳＵＬ法の主要な欠点は、硫酸塩対塩
化物の割合が９：１又はそれ以上である水に限定される
ことである。

更に双方の交換体樹脂の作用力はこの方法の場合比較的
低い。

長い塔を使用するか又は屡々再生処理を実施する必要が
あることもまた欠点として作用する。

未処理水での再生処理は、硫酸を含む廃水を多量に生じ
、従ってこれを中和する必要がある。

最後にエプスタイン等はＲＤＩ法について報告している
。

この方法は菌床法で実施され、これは強塩基性樹脂を重
炭酸塩の形で有する第１塔、弱酸性交換体の塊を水素の
形で有する第２塔、強酸性樹脂を水素の形で有する第３
塔及び弱塩基性樹脂を遊離塩基の形で有する第４塔から
成り、また第４塔には脱炭酸塩装置が接続されている。

脱塩処理に際して第１塔は塩素イオン及び硫酸イオンで
負荷され、第２塔は陽イオンを引留める。

これにより第２塔からの排水は炭酸を含み、これは第３
塔及び第４塔を通過し、脱炭酸塩装置内で除去される。

第１塔及び第２塔を更に流過する中性塩に第３塔内で加
水分解され、ここで生じた鉱酸は弱塩基性樹脂を遊離塩
基の形で有する第４塔内で吸着される。

再生処理のため強酸性陽イオン交換体は下方から上方へ
向けて硫酸を流され、その除虫じる再生物は、弱酸性陽
イオン交換体を再生するため上方から第２塔に供給され
る。

負荷された強塩基性陰イオン交換体は炭酸水素ナトＩＪ
ウム溶液で処理され、その除虫じる再生物は弱塩基性陰
イオン交換体を再生するため下方から上方に向けて第４
塔に流される。

この方法の主要な欠点は炭酸水素す） ＩＪウムが高価
なことである。

陽イオン交換体及び陰イオン交換体を組合わせて使用す
る上記の各完全脱塩法では、再生処理に二酸化炭素を使
用した場合その再生効果は小さく、またイオン交換は極
めて緩慢に進行する。

本発明は、未処理水から強酸の陰イオンを除去するため
に使用される陰イオン交換体の再生法を提供することを
目的とし、この場合該方法は公知技術水準に属する方法
の欠点を有さず、特に再生過程でイオン交換体が遊離塩
基の形に移行するのを阻止し、また最も簡単な実施可能
性で出来るだけ高度に交換体能力を回復させるものでな
ければならない。

再生処理法はすべてのイオン交換法で重要である。

それというのもその経済性は再生に必要な費用、例えば
装置の運転費及び投資額によって決定的に左右されるか
らである。

この方法は例えば塩素イオン、硝酸イオン又は硫酸イオ
ン等で負荷された交換体樹脂を最小の仕事量及び経費で
出来るだけ十分に再び炭酸水素塩の形に変え得るもので
なければならない。

この目的は本発明によれば、 ａ）固体形状の炭酸カルシウムとガス状の二酸化炭素又
は二酸化炭素含有ガスを同時に水性懸濁液に添加し、 ｂ）二酸化炭素の導入中イオン交換体・水・懸濁液上の
二酸化炭素の部分圧が５ Ｘ １０−３ＭＰａ〜１、Ｏ
ＭＰ ａの間に調整され、また再生処理期間中この範囲
内に維持され、 Ｃ）炭酸カルシウムの添加量を、二酸化炭素の導入によ
り生じる５〜７のｐＨ値で再生処理期間中炭酸カルシウ
ムの液底体が存在するように規定する。

ことによって達成される。

本発明方法の優れた実施例では、懸濁液上のＣＯ□部分
圧は０．０１ ＭＰ ａ〜０．２ＭＰ ａの範囲にある
。

炭酸カルシウムは粉末形で、ＣＯ２含有ガスが流過する
負荷されたイオン交換体の水性懸濁液に添加され、再生
処理後、再生されたイオン交換体から洗浄により除去さ
れ、再使用される。

炭酸カルシウムとして、弱酸性陽イオン交換体の再生処
理時に生じるものを使用した場合には、更に経費を減少
させることができる。

本発明方法の他の有利な実施例では、再生処理を同じイ
オン交換体で何回も繰返すが、この場合最終工程でのみ
新鮮な水を使用し、その前の工程では最も僅少に陰イオ
ンを負荷されている再生物を、その前の工程では先より
も高い陰イオン負荷再生物を使用し、最初の工程で最も
高い陰イオン負荷再生物を使用する。

陰イオン交換体の選択度に応じて樹脂材料は硫酸イオン
及びこれより少ない硝酸イオンを富化され、これに対し
重炭酸イオン及び塩素イオンを放出することが判明した
。

この理由から硫酸塩で負荷されている場合あまり良好で
なく、硝酸塩での負荷の場合これに比して僅かに改良さ
れ、また塩化物負荷の場合量も良好であるＣ ａ ＣＯ
ｓ及びＣＯ２での再生効率を更に改良する試みがなされ
た。

この目的は本発明によれば、再生すべき陰イオン交換体
を処理工程ａ）の前に、Ｃ１−濃度が０．５モル／ｌ−
１，０モル／ｌの範囲内にあるＣａＣｌ２溶液で塩化物
の形に変えることにより達成される。

次の陰イオン交換体の再生処理は上記のようにして行な
う。

公知技術水準に属するイオン交換法では陰イオン交換体
の再生処理において固相を出来るだけ避けるか、本発明
方法では固体ＣａＣＯ３を添加し、次式で記載した平衡
反応を利用する。

Ｒ＋Ｃｌ ＋Ｈ２０十ＣＯ２＋ＣａＣ０３（ｓ）：Ｒ＋
ＨＣＯ３＋Ｖ２ＣａＣ１３２＋し’２Ｃａ（ＨＣＯ３）
２負荷されたイオン交換体の懸濁液にＣＯ２を導入す
ることによって、この平衡反応は右側の式に進行する。

すなわち交換体樹脂が再生される。ＣａＣＯ３のみを添
加したのでは陰イオン交換体樹脂は再生されない。

水に溶解したＣＯ□を専ら使用した場合には、水中にお
けるＨＣＯ，−濃度が極めて小さいような低いｐＨ値を
もたらす。

第１図における曲線１の経過は、この再生効果が最小に
なることを示す。

これより高い濃度のＨＣＯｉ溶解、例えばＮａＨＣＯ３
を使用した場合、塩溶液が加水分解することから、強塩
基性交換体（ｐＨ＝９）は一部が望ましくない遊離塩基
の形に移行するという欠点が生じる。

従って特に能力及び化学的安定度の故に好ましい弱塩基
性交換体樹脂は、主として中性塩を分解し得ないＯＨ−
形にされる。

これに対して本発明方法で提案された水に溶解したＣＯ
□、と固体炭酸カルシウムとを組合わせて使用する方法
は、前記の欠点を有さずまた先に記載した諸方法の利点
を合せ持つ。

ＣＯ２部分圧の選択に応じてそのｐＨ値は５．０〜７．
０、すなわちＯＨ−イオンが過剰に存在しない範囲内に
留まる。

これにより驚くほど良好な再生効果が得られることが判
明した。

第１図の曲線２は、再生物溶液中における塩素イオン濃
度が過度に高くなるまでは３０〜５０係の機能回復度を
達成し得ることを示す。

この良好な作用効果はＣａＣ０Ｂ液底体の相当量が溶解
することにより、再生処理によって消費されたＨＣＯジ
オンが連続的に補充されることに帰因する。

再生処理中ＣＡ １当彊りＣａＣＯ３からＨＣｏ、１
当量が生じ、従ってＨＣｏ、４オンの濃度損失はほとん
ど生じない。

従ってＣ１、Ｎｏ３−又は５Ｏ１−イオン含有量とは無
関係に、固体炭酸カルシウムの存在での再生処理は一定
のＨＣＯ，濃度で進行する。

炭酸水素イオンの主量はＣａＣＯ３、すなわち最も廉価
な再生試薬から成る。

塩素イオン又は硝酸イオンで負荷された交換体樹脂の再
生に際して生じたカルシウム塩は良好な水溶性である。

すなわち再生物内で高濃度化が達成される。

しかし硫酸イオンで負荷された樹脂を再生する際に生じ
たＣａＳＯ４は難溶性の塩（溶解度：０．１９９％）で
ある。

この事情は再生処理に際して有利に利用できる。

ＣａＳＯ４が１１！当り約３５ミリモルの５ＯＩ−の最
大濃度を上回って固体状で沈澱することは、交換体の硫
酸塩が実際直ちに固体石膏に変化することを意味する。

生じたＣａＳＯ４量は再生平衡反応に影響を及ぼさない
。

更に再生効果は交換体／水の容量比とは無関係である。

すなわち再生処理には水はほとんど必要でない。

更に再生処理のために処理水を使用する必要のないこと
は利点である。

それというのも達成可能な再生物濃度は実際に常に未処
理水濃度を著しく上回り、従って使用に供する水はなお
濃縮可能であるからである。

再生処理液のＨＣＯ，−濃度が高いほど、作用力の回復
度は太きい。

ＨＣＯ，−濃度は、ＣＯ２の物理的溶解性の故にまた上
昇する部分圧及びｐＨ値で炭酸が解離平衡状態にあるこ
とから上昇する。

しかし両者の関連性は相反する。圧力上昇で溶液は一層
強酸になる。

すなわちｐＨ値及び全炭酸のＨＣＯニー量は減少する。

更に平衡状態はＣＯ２の部分圧とは非本質的に関連する
にすぎない。

最適範囲は０．０１〜０．２ＭＰａである。従って装置
を高価なものとする圧力装置は省くことができる。

再生速度は特に固体Ｃａ Ｃ０３の可溶性によって規定
されることから、ＣＯ２の部分圧を正しく維持するだけ
で十分である。

これはＣＯ□又はＣＯ２含有ガスを反応器内でポンプ循
環させる必要があるにすぎないことを意味する。

排水路には再生物と共に、未処理水中にすでに含まれて
いた塩（例えば未消化のＣａＣＯ３が同様に循環して導
かれない限り、環境を汚染しない石灰）、及び一部が貯
蔵可能の固体として生じることから未処理水に含まれて
いたよりも少ない量の硫酸塩がもたらされるにすぎない
。

再生すべきイオン交換体を、本発明方法の上記変法によ
り処理工程ａ）の前に塩化カルシウム溶液で処理した場
合、再生効率は最高になる。

再生物と共に排水路に達する残塩濃度は著しく減少され
る。

それというのも硫酸イオンは樹脂からＣａ Ｓ ０４と
して塩化物再生物中にすでに沈澱され、分離されるから
である。

このように再生された陰イオン交換体樹脂はすべての硫
酸塩及び実際にすべての硝酸塩を精製すべき未処理水か
ら除去する。

硫酸イオン及び硝酸イオンとの交換で樹脂は塩素イオン
及び重炭酸イオンを放出する。

これらのイオン特定物の割合は未処理水に応じてＣＩ−
ン有ＣＯ了−一１：１〜３：１である。

これにより中性塩含量は更に低下し、同時に有害な残硝
酸イオン及び硫酸イオンもほとんど完全に除去される。

従って本発明方法は、極めて廉価な化学試薬を用いて実
施し、余分な環境汚染をもたらさない方法を提供する。

次に本発明を図面及び実施例に基づき詳述する。

第１図はそれぞれ同じ塩化物の負荷状態で、０．１ＭＰ
ａの圧力下に専らＣ０２ガスで処理した陰イオン交換体
（曲線１）、及び０．１ＭＰａの圧力下にＣａＣＯ３液
底体及びＣＯ２ガスで処理した陰イオン交換体（曲線２
）での２種の再生処理実験結果を示すものである。

曲線１はＣＯ２単独の場合の不作用性を明らかに示すが
、曲線２からは唯一の工程で約３０係の作用力が回復さ
れることが見てとれる。

第２図は再生処理装置の一工程の例を示す銘水図である
。

不連続に実施した再生処理 不連続的な再生処理は懸濁反応器１中で実施することが
できる。

陰イオン交換体、ＣａＣｏ ３及び再生処理液は１種づ
つ反応器に導入される。

Ｃ０２又はＣＯ２含有ガスは多孔板又はノズル底を介し
て反応器に吹込み（４相系２）、反応器の頂部から再び
除去し、循環系に戻す。

吹込みによって生じた交換体材料の乱流は懸濁液を緊密
に混合させ、同時に生じるＣ ａ Ｓ ０４によって樹
脂体が塊状化するのを阻止する。

この装置はイオン交換体がＣ１−又はＮＯｉイオンで負
荷された際に必要となるような多段再生装置に特に適し
ている。

この場合第２工程、第３工程等の次第に少なくなる濃縮
再生物溶液は廃棄すべきではない。

なぜならこれを再使用し、再び濃縮することができるか
らである。

再生処理は前の再生処理での第２工程の排水で開始され
、第２工程は前の再生処理の第３工程の排水で開始し、
最後の工程で初めて新鮮な水が必要とされる。

従って多工程再生処理では極く僅少量の新鮮な水が再生
処理に必要とされるにすぎない。

この種再生処理の利点は第３図に銘水されている。

第４図は向流での連続再生処理の一実施例を示す銘水図
である。

交換体及び水に関する連続向流再生処理は目皿塔１内で
実施することができ、これは上方から負荷された交換体
及び粉末状ＣａＣＯ３をまた下方から水及びＣＯ２又は
ＣＯ２含有ガスを付勢される。

この場合にもガスはポンプ循環される。

濃縮された再生物は塔の上端部２から除去され、再生さ
れた交換体は塔の下端３から除去される。

水及び交換体流は、再生処理のための接触時間が十分で
あるように配量する必要がある。

例Ｉ Ａ 硝酸塩除去のための実験 完全に（能力の１００％）硝酸イオンで負荷された強塩
基性陰イオン交換体５１０ｍ１を８工程で再生した。

この場合一工程当りの水量は平均６５０７７１１１Ｃａ
Ｃ０３量は一工程当り１ｇであった。

二酸化炭素の導入は、懸濁液上に０．１ＭＰａのＣＯ２
圧が存在するように選択した。

個個の工程の再生物溶液において、イオン交換体から除
去した硝酸塩の量を硝酸塩濃度（ｃＮｏ）として測定し
た（ミリモル／ｌ）。

この結果次の数値が得られた。

工 程 ｃＮｏ （ミリモル／ｌ）１
２６．２５ ２ ２３．９６３
２０．５５４
１７．０５ ５ １６．９６ ６ １５．５４ ７ １３．４８８８．７３ これにより全体で９４．５ミｌＪモル（能力の２０優に
相当）の硝酸イオンがイオン交換体から除去された。

引続きイオン交換体を含む炉床を７分間にわたって１／
２１の水で洗浄した。

水の全必要量（再生処理のための水量士洗浄用水量）は
従って９１であった。

次いで再使用可能性を検査するためイオン交換体を、未
処理水から硝酸塩を除去するために再び使用した。

未処理水中の硝酸塩濃度は２ミリモル、＃（＝１２４■
／ｌ）であった。

これを１．ｌ／ｈの装入量で処理し、そのフィルタ速度
は１ｍ／ｈであった。

この場合最良の条件に調整されていなかったにもかかわ
らず、８０時間までに約４８係の硝酸塩が未処理水から
吸着され（排水中の硝酸塩濃度は１．０５ ミＩＪ−Ｅ
／し／ｌであった）、この運転時間抜次第にフィルタの
破損が認められた。

全実験期間は１２０時間であった。

８０時間で未処理水の１４４１（−２８２床容積）がフ
ィルタを通過した。

再生処理に必要な水量と未処理水から硝酸塩を除去する
ための水製入量との比は、１：１６を生じた。

Ｂ 塩素イオン及び硝酸イオンの濃度との関連において
模擬廃水からこれらのイオンを除去する際の各種の陰イ
オン交換体の有効性の検出実験：イオン交換体をまず塩
素イオン及び硝酸イオンで完全に負荷し、次いでＣａＣ
Ｏ３及びＣＯ□で再生した。

陰イオン交換体樹脂対前期イオン含有水の容量比はそれ
ぞれ樹脂１ ｍｌ：水１００ｍ１であった。

塩素イオン濃度及び硝酸イオン濃度はそれぞれ１０．５
ないし２．５ミリモル／ｌであった。

収着後における水中の濃度減少効果を次表にまとめる。

２種の強塩基性陰イオン交換体に対してそれぞれ模擬未
処理水の容量対イオン交換体樹脂の容量比を変え、次い
で除去すべきイオンの２種の濃度における濃度減少値を
記入した。

結果は次の通りであった。

例２ ａ）ＣＯ□及びＣａＣＯ３で再生処理前に交換体樹脂を
塩化物の形に変えることをしない。

塩素イオン、硝酸イオン及び硫酸イオンの消去 強塩基性陰イオン交換体５００ｍ１を使用した。

まず交換体樹脂に４０時間にわたって次の組成：Ｃｃｌ
＝２．７５ミリモル／１ ＣＮ０３＝１．５０ミリモル／１ Ｃ８Ｏ４＝１．２０ミリモル／ｌ の未処理水を平衡負荷されるまで２．４１／ｈの流れで
付勢した。

最初の再生処理 負荷されたイオン交換体を一個の容器内で同じ未処理水
４．８１７及びＣａｃＯ３２０ｇと混合した。

その間４時間以内にＣＯ２を２００〜３００１の装入量
で導入した（ＣＯ２を循環使用した場合には１０７が必
要とされたにすぎない）。

傾瀉処理した再生物中における交換体から除去すべきイ
オンの濃度は４時間の処理後次の通りであった。

ゞＣＯｌ ＝５．０８ミリモ
ル／１ ＣＮ０３＝１２．６９ミリモル／ｌ ｃ ５ｏ４＝ ９．０９ミリモル／ｌ 従って全体で次の量が除去された。

塩素イオン １１．１９ミリモル 硝酸イオン ５．７５ミリモル 硫酸イオン ３７９４ミリモル こうして前処理したイオン交換体樹脂を実験のため消去
し、引続き再生処理するため使用した。

第５図は実験期間内における塩素イオン、硝酸イオン及
び硫酸イオンの濃度経過を示すもので、実験期間は未処
理水から前記イオンを消去する時間２×２４時間と、交
換体の再生処理時間４時間とから成る未処理水の装入量
は２．４１／ｈであった。

最初の１０時間内に（置換効果のない純粋な消去範囲内
で）次の量が除去された。

塩素イオン ２４．９６ミリモル ＮＯ３イオン １７．０４ミリモル ＳＯ４イオン１７．８８ミリモル この時間でのイオン交換後における排水中の平均濃度は
次の通りであった。

ＣＯｌ ＝１．７１ミリモル／１ ＣＮＯ３＝０．７９ミリモル／！３ Ｃ８Ｏ４＝０．４６ミリモル／ｌ 第５図において曲線１は第１の消去過程における塩素イ
オンの量経過を、曲線２は硝酸イオンの、また曲線３は
硫酸イオンの量経過を示す。

相応する排出濃度は曲線４ＣＣ１−）、曲線５（ＮＯ，
−）及び曲線６ Ｃ８Ｏ；−） ｌｃヨッテ示されてい
る。

同様のことは第２消去過程の曲線１ａ〜６ａについても
いえる。

未処理水からのイオンの第１消去処理後に行なったこの
実験で決定的なイオン交換体の第２再生処理は、未処理
水容量４．３１７、同様にＣａ ＣＯａ ２０ ｊｉ及
び同量のＣＯ□装入量で行なった。

傾瀉除去した再生物中におけるイオン濃度は次の通りで
あった。

Ｃｏｄ ＝５．６５ ミリモル／１ ＣＮＯ＝３．１１ミリモル／１ ｃｓｏ ＝８．３６ミリモル／ｌ 従って全部で次の量が除去された。

Ｃｊ’ １２．４８ミリモル ＮＯ￥ ６．９５ミリモル Ｓ Ｏ，３０，８６ミリモル 第２消去過程は第１消去過程の場合と同じ条件下に実施
し、第５図に示したように実際に同じ結果を有していた
。

ｂ）先に交換体樹脂を塩化物の形に変え、引続きＣａＣ
Ｏ３及びＣＯ２で再生することによる硝酸イオン及び硫
酸イオンの消去 ａ）こおけると同じイオン交換体樹脂４１５ｍ１を使用
した。

イオン交換体を塩素イオンでその能力の９５係、また硫
酸イオンでその５係まで負荷した。

第１再生処理のため、負荷されたイオン交換体を組成 ｃｃｌ ＝１．５５ミリモル／ｌ ＣＮ０３＝ １．６６ミリモル／１ ｃｓｏ ＝１．１２ミリモル／ｌ の未処理水４．３１でａ）におけると同じＣａＣＯ３量
及び（ａｌに記載したのと同じＣＯ２装入量で処理した
。

傾瀉除去した再生物中におけるイオン濃度は次の通りで
あった。

ＣＯｌ＝ ２７、２５ミリモル／１ ＣＮＯ３＝ ０．３７ミリモル／１ ｃｓｏ４＝ ０．１４ミリモル／ｌ こうして前処理したイオン交換体を次の実験で使用した
。

実験時間は硝酸塩及び硫酸塩の第１消去処理２８時間、
循環して導かれたＣａＣＩｔ２溶液での交換体の処理約
２時間、交換体の第２再生処理４時間、及び硝酸イオン
及び硫酸イオンの第２消去処理６時間であった。

第６図は第１消去過程での濃度経過及び６時間中断した
後の第２消去過程での濃度経過を示す。

給水濃度は第１消去過程では曲線１ ｂ（ＣＡ−）、曲
線２ｂ（ＮＯ７）、曲線３ ｂ （ＳＣＦ’ｉ−）及び
曲線７ｂによって（給水中の陰イオン濃度の合計）また
第２消去過程では相応する曲線１０〜７ｃによって示す
。

塩素イオンの排水濃度は曲線４ｂ〜４Ｃを示し、硝酸イ
オンの排水濃度は曲線５ｂ及び５ｃから明らかであり、
硫酸イオンの排水濃度は全実験期中零線上にある曲線６
ｂ及び６ｃから明らかである。

排水中に顕著な硝酸塩濃度が生じるまで（約２０時間後
）は、塩化物濃度は樹脂通過後実際に陰イオン濃度の合
計（ＨＣＯニーを含まない）と等しい。

曲線経過は最初の１４時間で硫酸イオン及び硝酸イオン
の１／２〜１／３が炭素イオンによって代えられること
を示す（曲線４ｂから曲線７ｂまでの距離参照）。

従ってこの排水は極く僅かな中性塩を含むが、特に硫酸
はまったく含まず、また硝酸塩もほとんど含んでいない
。

すなわち不所望のイオンは除去された。イオン交換体の
第２再生処理 交換体を１１当り１モルの塩化物濃度の塩化カルシウム
溶液４．１７で処理した。

その後傾瀉除去した塩化カルシウム再生物中の硝酸及び
硫酸イオン濃度は次の通りであった。

ＣＮ０３＝ １８．６ミリモル／ｌ ｃｓ□ ＝１４．２ミリモル／１（ＣａＳＯ４の濃度
に相当する） その後再びＣａＣＯ３及びＣＯ２並びにすでに記載した
ように４．８１容量の前記未処理水で再生した。

傾瀉除去した再生物中のイオン濃度は次の通りであった
。

ＣＯｌ ＝４３．３ミリモル／ｌ ＣＮ ０３＝ １．３７ミリモル／ｌ ｃ ８０４＝ ０．０７ミリモル／ｌ 硝酸イオン及び硫酸イオンの第２消去処理で同じ未処理
水の同じ装入量（２，４１／時）を使用した。

第６図から明らかな濃度経過が示すように、この排水は
同様に硫酸塩を含まず、またほとんど硝酸塩を含んでい
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は２種の陰イオン交換体での再生処理実験結果を
示すグラフ、第２図は再生装置の一工程の例を示す略本
図、第３図は不連続再生処理の過程を示す略本図、第４
図は向流での連続再生処理の一実施例を示す略本図、第
５図は塩素、硝酸及び硫酸イオンの濃度経過を示す図、
第６図は第１消去過程での濃度経過及び６時間中断した
後の第２消去過程での濃度経過を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 未処理の水から強酸の陰イオンを除去するために使
   用された水性懸濁液中に存在する陰イオン交換体を炭酸
   水素塩の形で再生し、再生処理後再生物から分離して再
   使用に供するようにした陰イオン交換体の再生方法にお
   いて、 ａ）固体形状の炭酸カルシウムとガス状の二酸化炭素又
   は二酸化炭素含有ガスを同時に水性懸濁液に添加し、 ｂ）二酸化炭素の導入中イオン交換体・水・懸濁液上の
   二酸化炭素の部分圧が５ Ｘ １０−３ＭＰａ〜１．０
   ＭＰａの間に調整され、また再生処理期間中この範囲内
   に維持され、 Ｃ）炭酸カルシウムの添加量を、二酸化炭素の導入によ
   り生じる５〜７のｐＨ値で再生処理期間中炭酸カルシウ
   ムの液底体が存在するように規定する。 ことを特徴とする陰イオン交換体の再生方法。 ２ 懸濁液上の二酸化炭素の部分圧が０． ＯＩＭＰａ
   〜０．２ ＭＰ ａの範囲内にあることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 粉末状の炭酸カルシウムを二酸化炭素含有ガスによ
   り通流される水性懸濁液に添加し、再生処理後再洗浄に
   より再生されたイオン交換体から分離し、再使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 炭酸カルシウムとして弱酸性陽イオン交換体の再生
   処理時に生じるものを使用することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ５ 同一のイオン交換体の再生処理を伺回もの工程で繰
   返し、その際最終工程でのみ新鮮な水を使用し、その前
   の工程では陰イオン負荷の最も少ない再生物を、更にそ
   の前の工程では陰イオン負荷が次に高い再生物を使用し
   、順次このようにして最初の工程で陰イオン負荷が最も
   高い再生物を使用することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ６ 未処理の水から強酸の陰イオンを除去するために使
   用された水性懸濁液中に存在する陰イオン交換体を炭酸
   水素塩の形で再生し、再生処理後再生物から分離して再
   使用に供するようにした陰イオン交換体の再生方法にお
   いて、 ａ）再生すべき陰イオン交換体を炭酸カルシウムと接触
   させる前にＣ１−濃度が０．５モル／１１．０モル／ｌ
   の範囲内にあるＣａＣＡ’２溶液を用いて塩化物の形に
   変え、 ｂ）固体形状の炭酸カルシウムとガス状の二酸化炭素又
   は二酸化炭素含有ガスを同時に水性懸濁液に添加し、 Ｃ）二酸化炭素の導入中イオン交換体・水・懸濁液上の
   二酸化炭素の部分圧が５×１０−３ＭＰｆ−１，０ＭＰ
   ａの間に調整され、また再生処理期間中この範囲内に維
   持され、 ｄ）炭酸カルシウムの添加量を、二酸化炭素の導入によ
   り生じる５〜７のｐＨ値で再生処理期間中炭酸カルシウ
   ムの液底体が存在するように規定する ことを特徴とする陰イオン交換体の再生方法。