JPS5946676B2 - 超濾過膜と逆浸透膜とを組合せて用いた金属イオン含有溶液の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超濾過膜と逆浸透膜とを組合せて用いた金属
イオン含有溶液の処理方法に関する。

近年、芳香族ポリアミド系、或は酢酸繊維系、更にはセ
ルロースエステル系から成る逆浸透膜や限外涙過膜等の
所謂透過膜と一般に呼ばれている膜を利用した溶液の処
理方法が注目されている。

これは、分子量の比較的大きな溶質の濃縮操作が効果的
、かつ経済的に行えること、またこの濃縮操作にさいし
て得られる濾過液が、洗浄水或は工業用水として再利用
できる等の理由からである。

しかしながら、電解処理、化成処理或はメッキ処理のよ
うに、処理対象の溶液中にアルミニウム、銅、鉛、亜鉛
、ニッケル、クロム等の金属イオンが比較的多く溶存し
ている場合には、前記金属イオンが短時間内に透過膜面
上に析出し、これによって膜の処理能力が著しく低下し
、場合によっては運転不能となるというような重大な問
題が夫々生じていた。

すなわち、この透過膜面上での溶存金属イオンの析出は
、すでに知られているように、この種の透過膜の劣化速
度が、言換るならば、膜の実質的な寿命が供給溶液のｐ
Ｈ値によって大きく影響を受けるため、膜の材質に応じ
、その供給溶液のｐＨ値や一規制されること、および前
記供給溶液のｐＨ値の変什が金属イオンの溶解度に直接
的に大きな影響を及ぼすことなどの理由によって起るも
のである。

特に、この傾向は、透過膜が逆浸透膜である場合に顕著
に認められていた。

したがって、前記各種の金属イオンを含有した溶液の透
過膜処理において、処理対象物がアルミニウムイオンの
如く、超濾過膜を実質的に通過してしまう場合には、必
然的に前記超濾過膜より溶質の透過阻止率の高い逆浸透
膜を用いなければならない実情からして、使用者側から
この問題の早急な解決が要望されていた。

なお、この種の金属イオンを含有した溶液の透過膜処理
においては、ランニングコスト及びメンテナンス等の面
が考慮され、前記超濾過膜を単に高分子溶質を阻止する
フィルターとして採用して、この超沢過膜を透過した濾
過液を逆浸透膜に供給し、これによって金属イオンを濃
縮分離し、そのさい必要に応じ有価成分が回収され、一
方、超濾過液は、水洗水として再利用される。

しかして、本発明者等は、前記問題を解決するために鋭
意研究を重ねた結果、金属イオン含有溶液な超濾過膜及
び逆浸透膜に供給するに先立ち、超濾過膜のｐＨ制限範
囲と逆浸透膜に供給される濾過液の物理的条件とを考慮
した上で、予めアルカリと酸、或は酸とアルカリという
ような組合せから成る２回のｐＨ調整を行うことによっ
て、透過膜面上への金属イオンの析出が何等膜に対し悪
影響を及ぼすことなく効果的、かつ確実に防止できると
いう顕著な事実を見出した。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
本発明によれば、金属イオン含有溶液を先ず超濾過膜に
より濾過処理し、次いでその濾過液を逆浸透膜により再
度沢過処理する様にした金属イオン含有溶液の処理方法
において、先ず前記金属イオン含有溶液にアルカリ又は
酸を添加して該溶液のｐＨ値を前記超濾過膜のｐＨ制限
範囲内で変化させ、該溶液中に溶存している金属イオン
を過飽和状態にさせて析出せしめ、該析出物を前記溶液
中から除去し、しかる後、前記金属イオンの析出物が除
去されて成る残存溶液を前記超濾過膜に供給して一次濾
過処理し、次いで、該−次濾過処理後の濾過液に前記手
順とは逆に酸又はアルカリを添加して、該濾過液のｐＨ
値を前記逆浸透膜のｐ−Ｈ制限範囲内で、かつ該濾過液
中に溶存している金属イオンが前記逆浸透膜を通過する
際不飽和状態に維持される範囲内で変化させて調整し、
しかる後、該ｐＨ調整された後の濾過液を前記逆浸透膜
に供給して二次濾過処理することを特徴とする超濾過膜
と逆浸透膜とを組合せて用いた金属イオン含有溶液の処
理方法が提供される。

以下に本発明の一具体例を添附図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、超濾過膜と逆浸透膜とを組合せて用いたアル
ミサツシ材の電解着色工程からの廃液を処理するための
方法を示す系統的説明図である。

この種のアルミサツシ材の電解着色工程からの廃液は、
周知の通り、電解液１から引上げられた物品を水洗処理
することによって生ずるものである。

本実施例の特徴は、電解浴１から引上げられた物品（図
示せず）を水洗処理するために設けられた水洗タンク２
内のアルミニウムイオン含有溶液の一部を第１のｐＨ調
整浴３に供給し、核子３において、先ず前記アルミニウ
ムイオン含有溶液にＮ ａ ＯＨ貯液槽６内のＮａＯＨ
を添加して該溶液のｐＨ値を最初の膜処理工程である超
濾過膜４のｐＨ制限範囲内で高くし、該溶液中に溶存し
ているアルミニウムイオンを過飽和状態にさせて析出せ
しめ、該析出物を前記溶液中から除去し、しかる後、前
記アルミニウムイオンの析出物が除去されて成る残存溶
液を前記超濾過膜４に供給して一次濾過処理を行い、次
いで、該−次濾過処理後の濾過液を第２のｐＨ調調整子
７供給し、核子７において、前記濾過液にＨ２ＳＯ４貯
液槽８内のＨ２ＳＯ４を適量添加して、該濾過液のｐＨ
値を後処理工程である逆浸透膜５のｐＨ制限範囲内で、
かつ該濾過液中に溶存しているアルミニウムイオンが前
記逆浸透膜５を通過する際、不飽和状態に維持される範
囲内で低くして調整し、しかる後、該ｐＨ調整された後
の濾過液を、前記逆浸透膜５Ｋ［給して二次濾過処理す
ることにある。

なお、本実施例において、前記逆浸透膜５にて得られる
漣過液は、水洗タンク２或は別の水洗タンク（図示せず
）に回収され再利用される また濃縮液はｐＨ調整され
ているために、直接電解浴１に戻せないので別に処理さ
れる。

本実施例において、第１のｐＨ調整にアルカリであるＮ
ａＯＨを添加したのは、この種のアルミニウムイオンが
溶存している水洗タンク２内の溶液のｐＨ値が一般に低
く、通常使用される超濾過膜の下限範囲を外れるためで
ある。

なお、前記水洗タンク２内の溶液のｐＨ値は常に７より
も小さく酸性であるというものではなく、７よりも太き
い、すなわちアルカリ性である場合が夫々にあり、した
がって、前記第１のｐＨ調整でアルカリを用いるか酸を
用いるかの選択は、処理対象の溶液の性質によって決め
られる。

そして、この操作に際しての重要なことは、溶液中に溶
存する金属イオン（本実施例においてはアルミニウムイ
オン）の少なくとも一部を溶液のｐＨ値を変化させる（
本実施例においては高くする）〔第１のｐＨ調整〕、こ
とにより過飽和状態にさせて析出させ（本実施例におい
ては水酸化物として析出さゼつ、該析出物を予め除去し
てから溶液を超瀘過工程により一次濾過処理し、更にそ
の濾過液のｐＨ値を前記手順とは逆に変化させる（本実
施例においては低くする）〔第２のｐＨ調整〕ことによ
り、超涙過工程の後工程である逆浸透膜工程で二次濾過
処理する際、逆浸透膜を通過する前記濾過液中忙溶存し
ている金属イオンを不飽和状態に維持し得るようにする
ことである。

即ち、第１のｐＨ調整と第２のｐＨ調整を組合せて行う
ことにより、逆浸透膜の種類によって種種要求され、る
第２のｐＨ調整値に合わせて第１のｐＨ調整を行えばよ
いので、第２のｐＨ調整に際しその調整に巾を持たせる
ことができ、その結果、第２のｐＨ調整の精度コントロ
ールが著しく容易化されるからである。

なお、このさいの添加量は、溶液濃度によって決められ
る。

本実施例におけるアルミニウムイオンの析出除去は、前
記第１のｐＨ調整浴３で行う。

なお、本実施例では、核子３でアルミニウムイオンが析
出されることによって形成される残存溶液を超濾過膜４
に供給する必要性から、浴３内を適宜に仕切部材９によ
って仕切っている。

かくして、本実施例においては、前記超濾過膜４部に供
給される残存溶液が水或はアルミニウムイオンの如き低
分子物質（濾過液）と、ゴミ或は着色顔料等の如き高分
子物質（濃縮液）とに分離処理され（即ち一次濾過処理
され）、かつ濾過液を第２のｐＨ調調整子７、また濃縮
液を前記第１（７）ｐＨ調整浴３に各々送給するように
なっている。

そして、前記濾過液は、第２のｐＨ調調整子７おいて、
該濾過液ＯｐＨ値を後処理工程である逆浸透膜５のｐＨ
制限範囲内で、かつ該濾過液中に溶存しているアルミニ
ウムイオンが前記逆浸透膜５を通過する際不飽和状態に
維持されるようＨ２ＳＯ４貯液槽８内のＨ２ＳＯ４が適
量添加されて、調整され、しかる後、逆浸透膜５に供給
されて二次濾過処理される。

通常、逆浸透膜のｐＨ制限範囲は、膜の質材によって予
め決定されているものであって、代表的なものとしてそ
のｐＨ制限範囲が、３〜７，４〜６．４〜１１，５〜９
などのものが主として使用されている。

なお、前記沢過液が逆浸透膜５部にて処理されることに
よって得られる濾過液は水洗水として再利用するために
水洗タンク２に戻され、寸た濃縮液は別の回収槽１０に
回収されて処理される。

しかして、超濾過膜と逆浸透膜とを組合せて用いた金属
イオン含有溶液の処理において、前述の通り、金属イオ
ン含有溶液のこれら膜への供給に先立ち、超濾過膜のｐ
Ｈ制限範囲と逆浸透膜に供給される濾過液の物理的条件
とを考慮した上で、先ず前記容液にアルカリまたは酸を
適量添加して、該溶液のｐＨ値を変化させ、これによっ
て溶液中の金属イオンの一部を予め析出させるという第
１のｐＨ調整と、次の超渥過膜処理によって得られる濾
過液のｐＨ値を、逆浸透膜のｐＨ制限範囲に維持させ、
かつそのさいの濾過液中に溶存する金属イオンが充分に
不飽和状態に維持されるよう酸またはアルカリを前記手
順とは逆にして添加して、該濾過液ＯｐＨ値を適宜に調
整させるという第２のｐＨ調整とを行うことによって、
従来その解決が困難とされた逆浸透膜面上への金属イオ
ンの析出を効果的かつ確実に防止できた。

また本発明方法は、既設のラインを特別改造することな
く安価で、かつ簡単な設備を取付るだけで充分にその目
的が達成でき、更に、操作にさいしては自動化が可能で
ある等の、産業上顕著な効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を示す系統的説明図であって、 １は電解浴、２は水洗タンク、３は第１のｐＨ調整浴、
４は超濾過膜、５は逆浸透膜、６はＮａＯＨ貯液槽、７
は第２のｐＨ調整浴、８はＨ２ＳＯ４貯液槽を夫々表わ
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属イオン含有溶液を先ず超濾過膜により濾過処理
   し、次いでその濾過液を逆浸透膜により再度涙過処理す
   る様にした金属イオン含有溶液の処理方法において、 先ず前記金属イオン含有溶液にアルカリ又は酸を添加し
   て該溶液のｐＨ値を前記超濾過膜のｐＨ制限範囲内で変
   化させ、該溶液中に溶存している金属イオンを過飽和状
   態にさせて析出せしめ、該析出物を前記溶液中から除去
   し、しかる後、前記金属イオンの析出物が除去されて成
   る残存溶液を前記超濾過膜に供給して一次濾過処理し、
   次いで、該−次濾過処理後の濾過液に前記手順とは逆に
   酸又はアルカリを添加して、該濾過液のｐＨ値を前記逆
   浸透膜のｐＨ制限範囲内で、かつ該濾過液中に溶存して
   いる金属イオンが前記逆浸透膜を通過する際不飽和状態
   に維持される範囲内で変化させて調整し、しかる後、該
   ｐＨ調整された後の濾過液を前記逆浸透膜に供給して二
   次濾過処理することを特徴とする超濾過膜と逆浸透膜と
   を組合ゼて用いた金属イオン含有溶液の処理方法。