JPS6146194B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は各種金属イオン及びアンモニウムイオ
ン含有する廃水の処理方法にかんする。さらに詳
しくは各種金属イオン及びアンモニウムイオンを
含有する廃水を浄化すると共にアンモニウムイオ
ンを回収する廃水の処理方法にかんする。 アンモニア製造工場、硫安製造工場等におい
て、各種工程から発生するアンモニアガスを除去
する方法の一つに該ガスを水に吸収させて除去す
る方法があるが、このような方法で得られるアン
モニウムイオン含有廃水中には、使用する水に由
来するナトリウム、カルシウム、マグネシウム、
鉄等の金属イオンが含有されている。 従来このようなアンモニウムイオンを含有する
廃水を処理する方法として (イ)ストリツピング法による処理方法、(ロ)生物処
理による浄化方法あるいは、(ハ)イオン交換樹脂に
よる吸着除去方法等が採用されている。しかし乍
ら、ストリツピング法による処理方法は大気温度
が０℃以下では効率よく運転することができない
ことや、ストリツピング塔の充填材にスケールが
生成することによる効率低下等の欠点があり、使
用上制限されることがしばしばあつた。 又生物処理による上記アンモニウムイオン含有
廃水の浄化は浄化微生物に対するアンモニウムイ
オンの影響がかなり大であるため、安定した浄化
処理のためにはアンモニウムイオンの濃度を一定
に保持しなければならない欠点があつた。さらに
イオン交換樹脂による吸着除去方法は、存在する
イオン物質全体をまとめて吸着除去する方法とし
ては好ましい方法であるが、従来おこなわれてい
た単一のイオン交換樹脂により廃水中に含有され
るイオンを総体的に除去する方法では、再生に際
しイオン物質の分別をおこなうことが出来ずアン
モニウムイオンのような再利用可能な物質を得る
ためにはさらに精製を必要とするものであつた。 本発明者らはこのような各種金属イオン及びア
ンモニウムイオンを含有する廃水を浄化する方
法、さらにアンモニウムイオンのような有用物質
の回収をも同時におこなうことができる処理方法
を種々検討し、本発明を完成した。 すなわち、本発明の要旨は、２価以上の金属イ
オンおよびアンモニウムイオンを含有する被処理
水をイオン交換樹脂で処理する方法において、上
記被処理水をＨ型弱酸性陽イオン交換樹脂と接触
させて２価以上の金属イオンを除去した後、次い
でＨ型強酸性陽イオン交換樹脂と接触させて、該
強酸性陽イオン交換樹脂にアンモニウムイオンを
吸着させる工程と、アンモニウムイオンを吸着し
た強酸性陽イオン交換樹脂を鉱酸によつて再生
し、流出する再生廃液はアンモニウム塩として回
収する工程を有することからなる水処理方法に存
する。 本発明に使用する弱酸性陽イオン交換樹脂とし
てはアクリル酸系、メタクリル酸系等のカルボン
酸基を交換基とする弱酸性陽イオン交換樹脂を挙
げることが出来る。 又強酸性陽イオン交換樹脂としてはスルホン酸
基を交換基とする一般の強酸性陽イオン交換樹脂
を挙げることが出来る。 さらに本発明で使用するイオン交換樹脂はゲル
状、多孔状、あるいは巨大網目状等のものを挙げ
ることができるが、多孔性あるいは巨大網目状の
ものは好ましく使用できる。 本発明の実施の一方法として、弱酸性陽イオン
交換樹脂（以下単にWK樹脂と記す）及び強酸性
陽イオン交換樹脂（以下単にSK樹脂と記す）
各々の２塔づつ合計４塔を使用した場合につき説
明する。すなわちＨ型WK樹脂を充填した第１塔
及び第２塔とＨ型SK樹脂を充填した第３塔及び
第４塔の４個の塔で基本的に構成されたイオン交
換樹脂塔系を使用する。そしてマグネシウム、カ
ルシウム、鉄等の２価以上の金属イオン及びナト
リウム、アンモニウム等の１価のイオンを含有す
る廃水（以下単に廃水と記す）を上記第１塔乃至
第４塔に直列に導入する。 廃水の導入を継続すると、第１塔においては主
として２価以上のイオンが交換吸着され、１価の
イオンはそのまま或は２価イオンと交換されて第
１塔から排出される。第１塔における２価イオン
が第１塔中のイオン交換樹脂の交換基のほゞ全体
に結合すると、第１塔流出液中に２価以上の金属
イオンが漏出し始める。第１塔の流出液中に２価
以上の金属イオンが漏出した後、第２塔の流出液
中に２価以上の金属イオンが漏出するまでに系か
ら第１塔を切離し、廃水導入を第２塔入口に連結
し、そして該第２塔の出口にＨ型WK樹脂を充填
した新たな床の入口を連結し、さらに該Ｈ型WK
樹脂を充填した新たな床の出口を第３塔（Ｈ型
SK樹脂を充填した最初の床）の入口へ連結す
る。このようにしてさらに廃水の導入を継続す
る。 上述の操作により切離された第１塔は鉱酸で通
常の再生をおこなう。一方通液を継続することに
より第１塔及び第２塔を通過したナトリウム及び
アンモニウムイオンはSKが充填されている第３
塔及び第４塔に到達し、該第３及び４塔に遂次交
換吸着される。しかしアンモニウムイオンとナト
リウムイオンの１価のイオンはアンモニウムイオ
ンの方がSK樹脂に対する選択吸着力が大きく、
アンモニウムイオンが優先的に吸着される。した
がつて通液を継続することにより第３塔の交換基
のほゞ全体がアンモニウムイオンと結合し遂には
第３塔の流出液中にアンモニウムイオンが漏出し
始める。流出液中にアンモニウムイオンが漏出し
た後、第４塔の流出液中にアンモニウムイオンが
漏出するまでに系から第３塔を切離し、Ｈ型WK
樹脂を充填した最後の床（第２塔）の出口を第４
塔の入口に連結し、該第４塔の出口にＨ型SK樹
脂を充填した新たな床の入口を連結する。 本樹脂塔系から切離された第３塔は鉱酸により
通常の再生をおこない、該第３塔から純度の高い
アンモニウム塩が回収される。 本発明方法により第４塔から得られる流出液は
不純物としてナトリウムイオン或は陰イオンを含
有する処理水であるため第４塔の後部へOH型弱
塩基性陰イオン交換樹脂を充填した床、又はOH
型強基性陰イオン交換樹脂を充填した床を接続す
ることにより、容易に陰イオンを除去することが
でき、そして１価金属イオンを含有する軟水を得
ることができる。 このようにして本発明を実施することにより、
各種金属イオン及びアンモニウムイオンを含有す
る廃水から、２価金属イオン、１価金属イオン及
びアンモニウムイオンを各々分離して回収すする
ことができ、さらに継続して得られた高純度の処
理水は工場用水として再使用することが出来る。 次に実施例を挙げて本発明を説明するが本発明
は以下の実施例に限定されるものではない。 実施例 １ 次に示す(イ)、(ロ)及び(ハ)のイオン交換樹脂を、第
１表に示すガラス製イオン交換樹脂塔に同表に示
す量を充填した。 (イ) Ｈ型弱酸性陽イオン交換樹脂：“ダイヤイオ
ン”WK20 (ロ) Ｈ型強酸性陽イオン交換樹脂：“ダイヤイオ
ン”SK1B (ハ) OH型弱アルカリ性陰イオン交換樹脂：“ダ
イヤイオン”WA30 なお上記イオン交換樹脂は三菱化成工業株式会
社の製造するイオン交換樹脂であり“ダイヤイオ
ン”は登録商標である。 （以下単に“ダイヤイオン”と記す）

【表】

【表】 上記“ダイヤイオン”WK20（Ｈ型）を充填し
た塔を２本“ダイヤイオン”SK1B型（Ｈ型）を
充填した塔を２本及び“ダイヤイオン”WA30
（OH型）を充填した塔１本を直列に連結し、先
端の塔“ダイヤイオン”WK20より順次第１塔乃
至第５塔と名付けた。各塔の排出口には試料採取
口及び導伝率測定用セルを挿入した。 次いで第２表に示す組成を有するアンモニア廃
水（以下廃水と記す）を紙により過した後、
上記５塔を一系列とする塔系に第１表に示す条件
で下向流で通液した。

【表】 上記廃水を通液し第１塔流出液中に２価以上の
金属イオンの漏出を認めたので、系から切離し廃
水を第２塔入口へ導入し第２塔と第３塔との間に
“ダイヤイオン”WK20（Ｈ型）を充填した新た
な塔を設置し、そして第１塔の切離と新たな塔の
設置とを繰返しおこない廃水の通液を継続した。
切離した第１塔は10％塩酸水溶液で第３表に示す
条件で再生した。

【表】 上記廃水の通液を継続し第３塔の流出液中にア
ンモニウムイオンの漏出を認めたので第３塔を系
から切離し“ダイヤイオン”SK1B（Ｈ型）を充
填した新たな塔を第４塔と第５塔の間に設置しか
かる第３塔の切離と新たな塔の設置を繰返し廃水
の通液を継続した。切離した第３塔は10％の硫酸
水溶液で第３表に示す条件で再生した。尚通液を
継続したとき第４塔の流出液中にアンモニウムイ
オンの漏出を認めたので第４塔を系から切離し
“ダイヤイオン”SK1B（Ｈ型）を充填した新た
な塔と取換えた。切離した第４塔は第３表に示す
条件で再生した。 このように操作することにより継続して連続的
に上記廃水を浄化することが出来た。得られた処
理水並びに再生廃液は第４表に示した。

【表】 すなわち、第１塔からは塩化カルシウム及び塩
化マグネシウムの混合液が、そして第３塔からは
純度の高い硫酸アンモニウム水溶液を回収するこ
とが出来た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２価以上の金属イオン及びアンモニウムイオ
   ンを含有する被処理水をイオン交換樹脂で処理す
   る方法において、上記被処理水をＨ型弱酸性陽イ
   オン交換樹脂と接触させて２価以上の金属イオン
   を除去した後、次いでＨ型強酸性陽イオン交換樹
   脂と接触させて、該強酸性陽イオン交換樹脂にア
   ンモニウムイオンを吸着させる工程と、アンモニ
   ウムイオンを吸着した強酸性陽イオン交換樹脂を
   鉱酸によつて再生し、流出する再生廃液はアンモ
   ニウム塩として回収する工程を有することを特徴
   とする水処理方法。 ２ 鉱酸が硫酸水溶液であり、アンモニウム塩が
   硫安であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の水処理方法。