JPS6034415B2

JPS6034415B2 - 脱塩方法

Info

Publication number: JPS6034415B2
Application number: JP53136283A
Authority: JP
Inventors: 忠義中川
Original assignee: MORU ENJINIARINGU KK
Current assignee: MORU ENJINIARINGU KK
Priority date: 1978-11-07
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1985-08-08
Also published as: JPS5564844A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、比較的低濃度の塩類を含有する水溶液の脱塩
処理方法に関する。

下水、雑用水等のビル排水又は工場廃水等を、例えば生
物学的処理工程又は凝集沈澱処理−ろ過処理−吸着処理
等の処理工程により、浄化処理した後、これらの処理水
を、中水として、水洗トイレ用水又は工業用水等に再利
用されることがある。

このようなビル排水等の再循環システムにおいては、１
サイクル当り‘こ回収される排水中に含まれる化学的な
塩類の濃度は、例えば５００ｐｐｍ（ＴＤＳとして）以
下と比較的低いので、従来の排水の浄化処理には、脱塩
処理工程を含まないものが多かつた。

しかし、脱塩処理を行なわない場合、排水の回収−浄化
一再利用をくり返すことにより、排水中に化学的な塩類
が漸次蓄積し、配管や給水装置等に悪影響をもたらす恐
れがある。

そのため、上述のような脱塩処理を行なわない従来型再
循環システムにおいては、浄化処理した処理水に、適度
の割合で上水を加えて再利用することにより、排水中の
塩類を希釈化し、塩類濃度が高くなるのを防止していた
が、これでは、排水のほぼ全量を完全に再利用するいわ
ゆるクロースド型の再循環システムとはならず、排水の
再利用という意義が半減することとなる。

したがって、このようなビル排水等の再循環システムに
おいても、排水の浄化処理工程の一環として、脱塩処理
を行なうことが望ましいが、従来の脱塩方法では、この
ような比較的低濃度の塩類を含有する大量の水溶液を、
効率よくかつ経済的に脱塩処理することは、比較的困難
であった。

例えば、従来の電気透析法により脱塩する場合、塩類濃
度が数１０００ｐｐｍ〜数１００ｐｐｍ（ＴＤＳとして
）の範囲内にあるときは、比較的経済的に処理できるが
、塩類濃度がそれ以下の場合、極端にエネルギー消費が
増大し、不経済となる欠点がある。また、従来の電気透
析法、イオン交換樹脂法、限外ろ過法、逆浸透法等にお
いては、イオン交換樹脂や分離膜の有機物汚染という現
象が付随するため、被処理水の前段階での処理により、
確実に有機物を除去しておかなければならず、しかもこ
の有機物除去処理は、極めて面倒であるなどの欠点があ
る。

さらに、これらの従来の脱塩方法では、低濃度の塩類含
有水溶液の脱塩は可能であるが、経済的に大量処理する
ことは不可能であったり、大量処理は可能であるが、塩
類濃度が低い場合には脱塩効率が悪いなどの一長一短が
あり、いずれの方法でも、上述のようなビル排水等の再
循環システムに使用するには不適である。

本発明は、比較的低濃度の塩類を含有する水溶液を、効
率よくかつ経済的に脱塩し得る新規な脱塩方法を提供す
ることを目的とするもので、その特徴とするところは、
電解槽内を陽極室と陰極室と中間室との３室に分け、陽
極室と中間室との間には陰イオン交換膜を、かつ陰極室
と中間室との間には陽イオン交換膜を、それぞれ設け、
被処理水を陽極室、陰極室、中間室の順に流通させるこ
とにより、被処理水の脱塩を行なうことにしたことにあ
る。

また、本発明の特徴は、上述の脱塩方法において、陽極
室と陰極室とには、導電性材料を粒子を浮遊せしめるこ
とにより、導電性流動床を形成し、かつ中間室には、半
導体粒子を浮遊せしめることにより、半導体流動床を形
成したことにある。

その処理要領を添付図面について説明すれば、次のとお
りである。

１は電解槽で、この電解槽１内は、垂直隔膜２，３によ
り、陽極室４と、陰極室５と、それらの中間における中
間室６との３室に分けられ、陽極室４内には十電極７が
、かつ陰極室５内には−電極８が、それぞれ設けられて
いる。

陽極室４と中間室６との間の隔膜２は、陰イオン交換膜
により形成されるとともに、陰極室５と中間室６との間
の隔膜３は、陽イオン交換膜により形成されている。

陽極室４内には、例えばグラフアィト粒子又はカーボン
粒子などの導電性材料の粒子を充填又は浮遊せしめるこ
とにより、導電性の流動床９が形成され、陰極室５内に
は、導電性金属粒子を充填又は浮遊せしめることにより
、導電性の流動床１０が形成されている。

また、中間室６内には、例えばゲルマニウム、シリコン
、炭化ケイ素などの半導体粒子を充填又は浮遊せしめる
ことにより、半導体の流動床１１が形成されている。

１２は、被処理水を陽極室４に送給するための送入管、
１３は、陽極室４内を通過した被処理水を陰極室５に送
給するための導水管、１４は、陰極室５内を通過した被
処理水を中間室６内に送給するための導水管、１５は、
中間室６内を通過し、脱塩処理の終った被処理水を取出
すための流出管である。

導水管１３及び導水管１４の適所には、それぞれ、適宜
のフィルター６，１７が設けられている。

なお各管１２〜１５には、必要に応じてポンプ（図示せ
ず）が設けられ、被処理水を所望の方向に流通し得るよ
うになっている。

本発明は、上述のような装置を用いて、被処理水を、送
入管１２−陽極室４−導水管１３−陰極室５−導水管１
４−中間室６一流出管１５の順に流通させることにより
、被処理水の脱塩を行なうようにしたもので、以下被処
理水の流れに従って、各段階での作用について説明する
。

陽極室４内においては、送入管１２により送り込まれた
被処理水は、十電極７および流動床９に接触し、被処理
水中の陰イオン、および中間室６より隔膜２を透過して
きた陰イオンは、十電極７において放電し、酸化される
。

しかしてその一部は、ガスとして放散するとともに、他
部は十電極７等に吸着されたまま陽極室４内に残留する
。この場合、陽極室４内における導電性の流動床９の存
在により、陽極室４内全体はいわゆる流動床電極となり
、同室内での酸化が助長される。陽極室４を出た被処理
水は、導水管１３の途中に設けられたフィル夕１６によ
り、その含有固体分が分離、除去された後、導水管１３
を通って陰極室５に送給される。陰極室５においては、
彼処理水中の陽イオン、および中間室６より隔膜３を透
過してきた陽イオンは、一電極８に還元電着される。

なお、陰極室５内においても、導電性の流動床１０の存
在により、同室内全体はいわゆる流動床電極となり、還
元が助長される。

陰極室５を出た被処理水は、導水管１４の途中に設けら
れたフィル夕１７により、含有固体分を分離、除去され
た後、導水管１４を通って中間室６に送給される。

中間室６内においては、導水管１４より送給された被処
理水中の陰イオンは、上述のように隔膜２を介して十電
極７に引き寄せられるとともに、被処理水中の陽イオン
も、上述のように、隔膜３を介して一電極８に引き寄せ
られる。

そのため、陽極室４内での酸化および陰極室５内での還
元によっても捕捉されないまま、被処理水中に残留した
塩類も、この中間室６において、再び各隔膜２，３を介
して陽極室４および陰極室５に夫々復帰し、中間室６内
の被処理水は、極めて純度の高い水、すなわち脱塩水と
なる。

この場合、中間室６内における半導体の流動床１１は、
触媒的作用をなすとともに、中間室６内における通電性
を向上する作用をなす。

すなわち、この半導体の流動床１１の存在により、中間
室６内の電解が促進されるとともに、電極が存在せず、
しかも塩類濃度の極めて低い水溶液しか貯留されていな
い中間室６内において、本来通電性が低下するべきとこ
ろを、この半導体の流動床１１の存在により、適度の通
電性を維持することができるのである。

このように半導体の触媒作用および通電作用については
、横川書房発行「半導体触媒作用の電子論」Ｆ．Ｆ．ボ
リケンシティン著、佐藤市三郎訳等によりすでに公知で
あるので、その詳細な説明は省略する。

以上から明らかなように、本発明の脱塩方法によると、
陽極室における酸化および陰極室における還元により、
被処理水中の塩類の大部分は捕捉されるとともに、それ
らによって捕捉されないまま被処理水中に残留した塩類
も、中間室内においてほぼ完全に除去されるので、極め
て効率よく脱塩を行なうことができ、非常に有意義であ
る。

また、本発明においては、陽極室および陰極室に導電性
の流動床を形成するとともに、中間室に半導体の流動床
を形成してあるので、通電性が極めてよく、特に、電極
が存在しない中間室内における被処理水中の塩類濃度が
著しく低くなっても、従来方法におけるようにエネルギ
ー消費が増大することはなく、しかもこれらの流動床に
より、陽極室内での酸化、陰極室内での還元、中間室内
での電解作用等が助長されるので好都合である。さらに
本発明においては、被処理水中に有機物が含まれていて
も、これらの有機物は、陽極室内における流動床等に吸
着されるので、隔膜２，３が有機物汚染される恐れはほ
とんどなく、脱塩処理に先立って、被処理水から有機物
を除去する必要がないなどの利点もある。

なお、本発明は、前述したビル排水等の再循環システム
における排水の浄化処理の一環として使用することを目
的としてなされたものであるが、例えば地下水からの中
水の製造のように、比較的低濃度の塩類を含有する大量
の水溶液を脱塩処理する場合等にも、好適に使用できる
ことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す概略縦断正面図である。１・・・・・・電解槽、２，３・・…・隔腰、４・・・
・・・陽極室、５・・・・・・陰極室、６・・…・中間
室、７・・・・・・十電極、８・・・・・・−電極、９
，１０，１１・・・・・・流動床、１２・・・・・・送
入管、１３，１４…・・・導水管、１５・・・・・・流
出管、１６，１７・・・・・・フィル夕。

Claims

【特許請求の範囲】

１電解槽内を、陽極室を陰極室と中間室との３室に分
けるとともに、陽極室と中間室との間には、陰イオン交
換膜を、かつ陰極室と中間室との間には、陽イオン交換
膜をそれぞれ配設し、前記陽極室および陰極室には、導
電性材料の粒子を浮遊せしめることにより、導電性の流
動床を形成し、かつ前記中間室内には、半導体粒子を浮
遊せしめることにより、半導体の流動床を形成し、被処
理水を前記陽極室、陰極室、中間室の順に流通させるこ
とにより、被処理水の脱塩をなわせるようにしたことを
特徴とする脱塩方法。