JPS62210097A - 電解質の除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電解質の陽イオンおよび陰・イオンを、それぞ
れ水素イオンおよび水酸イオンに置換することによって
、速やかに電解質を除去する方法に関するものである。

〈従来の技術〉 電解質溶液から電解質を除去する手段としてイオン交換
樹脂を用いる方法があり、その取扱いの簡便さから一般
的に使用されている。

また、イオン交換膜を用いた電気透析による脱塩方法も
知られている。即ち、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜
とを交互に配設して処理室を形成し、処理室に処理原水
をｍ人すると共に上記膜と直交方向から直流電場を印加
することによって、イオン濃度の高い処理室とイオン濃
度の低い処理室に電解質を分配し、後者の処理室より処
理水を回収することによって脱塩水を得るという方法で
あり、高い除去率を示すものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、イオン交換樹脂を用いる方法では樹脂の断続的
な再生作業が必要であり連続的な操作が行いがたいとい
う問題があった。

一方、イオン交換膜を用いた電気透析による脱塩方法に
おいても、電極部でガスが発生したり、イオン交換膜が
低い処理原水を処理する場合には、電流密度が小さくな
るので脱塩効率が低下するなどの問題点があった。

〈問題点を解決するための手段〉 そこで、木発明者らは上記問題点に鑑み鋭意検討を重ね
た結果、イオン交換プロセスによるドナン透析を利用し
た特定の方法を用いることによって、電解質中の陽イオ
ンは陽イオン交換能を有する隔壁を通して水素イオンと
交換され、また同時に電解質中の陰イオンは陰イオン交
換能を有する隔壁を通して水酸イオンと交換されるので
処理原液のｐ　ｌ−１を変動させることなく、電解質が
効率良く除去されることを見い出した。

即ち、本発明は陽イオン交換能を有する隔壁と、陰イオ
ン交換能を有する隔壁を対向させて、その間に処理室を
形成すると共に、前者隔壁の外側に酸性溶液通路を形成
し、且つ後者隔壁の外側にアルカリ性溶液通路を設けて
、上記処理室に電解質を含む原液を導入することを特徴
とする電解質の除去方法を提供することにある。

以下に、本発明を図面によって説明する。

第１図は本発明の電解質の除去方法によるイオンの１１
に、）送状況を示した原理図であり、第１図（ａ＋は一
対のイオン交換１１９、第１図（ｂｌは三対のイオン交
ｌ桑ＩＩりを使用して膜面積を３倍に増大させたセルの
模式図である。

第１図において、ｌは陰イオン交換能を有する隔壁を、
２は陽イオン交換能を有する隔壁を示しており、通路Ｂ
には水酸化すトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化テトラアルキルアンモニウムなどのアル−
カリ性ン容；夜を、また通路へには塩酸、硝酸、硫酸、
酢酸などの酸性溶液を流通させて、前記イオン交１！！
！！膜によって隔離された処理室りに塩化カリウドの如
きＭ″Ｌ−で表される電解質を含む処理原液を４大する
。本発明の方法によれば、電解質中のＭ゛は酸性溶液中
のＩＩ”と、またＬ”　はアルカリ溶液中の○ＩＩ−と
同時にイオン交換されるので、電解質は処理原水から速
やかに除去され、且つ処理原液のｐ　ＩＩの変動も起ご
さないものである。また、第１図（ｂ）の如き構造のセ
ルを使用した場合は膜面積が大きいので、除去速度は極
めて増大し短時間での処理が可能となるものである。

本発明の方法に用いられるイオン交換能を有する隔壁は
処理原液と酸性溶液またはアルカリ性溶液とを隔離し、
隔壁を通してイオン交換を起こすものであれば特に使用
する素材に制限はなく、有機高分子であっても、無機質
であってもよい。また隔壁として機能すればよいので、
形状は平板状や円筒状など任意に選択することができる
。

イオン交換能を有する隔壁としては、例えば架橋ポリス
チレンやポリエチレンの如き高分子骨格にスルホン酸基
、カルボキシル基や四級アンモニウム基などを導入した
イオン交換膜、イオン交換能を有する高分子を均質膜に
したイオン交換膜や、逆浸透膜または限外濾過膜として
使用される半透膜のうち、膜の表面スキン層がイオン交
換能を有するスルホン化ポリスルホンの如きポリマーで
形成されている荷電性半透膜、クラウンエーテルの如き
イオンキャリヤーをクロロホルムのような疎水性溶剤に
溶解し、濾紙、ポリプロピレン多孔膜、ポリテトラフル
オロエチレン多孔膜、セラミック多孔体などの多孔性支
持体に充填した液膜などを挙げることができ、実用的な
強度の面でイオン交換膜を用いることが好ましいもので
ある。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の方法によれば、イオン交換能を
有する隔壁を通して処理原液中の陽イオンおよび陰イオ
ンを、同時に水素イオンおよび水酸イオンに置換するこ
とができるので、吸着によって除去するイオン交換樹脂
を用いる場合と比較して、断続的な樹脂再生が不要とな
り、ｐ　Ｈの変動もなく、連続的操作が必要な工業プロ
セスに好適なものとなる。

また、電気透析による方法と比べても、電解質濃度の低
い処理原液からも効率よく電解質を除去でき、また処理
中のガスの発生も生じないものである。

さらに、本発明によれば処理原液として水道水の如き低
濃度の電解質を含むものや、醤油の如き高濃度の電解質
を含むものの処理に応用することがてきるものである。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を示し、具体的に説明する。

実施例１ イオン交換能を有する隔壁としてイオン交換Ｈりを使用
し、第２図に示す構造の電解質除去用のセルを用いて塩
化カリウム水溶液の処理を行った。

陽イオン交換膜２（セレミオンＣＭＶ、旭硝子＠製）お
よび陰イオン交換膜１　（セレミオンＡＭＶ、旭硝子ａ
看製）の１模面積はＩｌ、３ｃＪであり、Ａ室には１１
のＯ，ｌ　Ｎ塩酸を、Ｂ室には１１の０．ＩＮ水酸化す
トリウム水溶液をポリテトラフルオロエチレン製チュー
ブによって循環し、Ｄ室（処理室）に処理原水として５
０　ｃ＋ａの１０　ｍｍｏｌ／　ｌ！の塩化カリウノ、
水ン容ン夜をポリテトラフルオロエチレン製チューブに
よって循環しながら導入した。

３０分毎に２ｍｌの溶液をＤ室よりサンプリングし、カ
リウムイオン濃度の経時変化を原子吸光光度計にて測定
し、結果を第３図に示した。

カリウノ、イオン４度は汀、￥間と共に速やか番こ減少
し、３時間後には約０．２　ｍｍｏｌ　／　（！となり
、ｐｌ＋も４．２とほとんど変化しなかった。

実施例２ 実施例１のセルを第１図（ｂｌに示すように、三対のイ
オン交＃Ａ膜からなるセルに換えて実施例１と同様の実
験を行った。但し、イオン交換膜の面積は３３．９　ｃ
Ａであった。

結果を第３図に示すが、Ｄ室中のカリウムイオン？農度
は初期に１０　ｍｍｏｌ　／　１であったが、３時間１
１　ｃこは約０．０６　ｐ　ｐ　ｍの濃度に減少し、ｐ
　Ｈであった・ 比較例 従来のドナン透析によって電解質の除去を行った。本発
明の方法と異なり、陽イオン交換膜のみを用いて酸性溶
液による陽イオン交換を行った。

即し、Ａ室およびＤ室のみで実施例１と同様の実験を行
い、その結果を第３図に示した。

Ｄ室中のカリウムイオン７；度は実施例１および２と比
較して減少速度は遅く、３時間後には処理液のｐ　ＩＩ
が２．４まで低下した。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の電解室の除去方法
によるイオンの輸送状況を示した原理図であり、第２図
は電解質除去用のセルの分解図、第３図は電解質の除去
結果を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽イオン交換能を有する隔壁と、陰イオン交換能
   を有する隔壁を対向させて、その間に処理室を形成する
   と共に、前者隔壁の外側に酸性溶液通路を形成し、且つ
   後者隔壁の外側にアルカリ性溶液通路を設けて、上記処
   理室に電解質を含む原液を導入することを特徴とする電
   解質の除去方法。
2. （２）陽イオン交換能を有する隔壁および陰イオン交換
   能を有する隔壁が、それぞれ開イオン交換膜および陰イ
   オン交換膜である特許請求の範囲第１項記載の電解質の
   除去方法。