KR20070022854A - 액체의 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 액체의 처리장치는, 음극(7)을 가진 음극실(4)과, 양극(6)을 가진 양극실(1)과, 음극실(4)과 양극실(1) 사이에 배치되고, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 음극실(4) 또는 양극실(1)로부터 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실(2)과, 음극실(4)과 양극실(1) 사이에 배치되고, 탈이온실(2)과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 양극실(1) 또는 음극실(4)로부터 받아 들인 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 중화실(3)을 구비한다.

Description

액체의 처리장치{LIQUID TREATMENT DEVICE}

본 발명은, 수중에서 구리 이온 또는 암모늄 이온 등의 양이온 또는 불소이온 또는 황산 이온 등의 음이온을 분리하는 액체의 처리장치에 관한 것이다. 또 본 발명은, 이와 같은 액체의 처리장치를 사용하여 불소를 처리하는 불소처리시스템에 관한 것이다.

반도체장치 제조공정 폐수 등의 공장폐수의 처리에 있어서는, 원료의 재활용의 관점에서 금속 이온 또는 암모늄 이온 등의 양이온 또는 불소 이온 또는 황산 이온 등의 음이온의 제거 또는 회수가 요구되는 경우가 있다.

예를 들면, 최근 반도체 집적회로 등의 반도체의 제조에 있어서, 미세화에대한 요구가 한층 더 심해지는 것에 따라, 배선저항에 의한 신호지연이 문제가 되고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 알루미늄이나 텅스텐 등 대신에 구리배선이 사용되게 되고, 반도체장치 제조공정에서의 전해 또는 무전해 도금법에 의한 구리 도금 공정이나, 집적회로 마이크로칩의 화학기계연마(CMP) 또는 전해연마(ECP)공정에서는, 구리 이온을 함유하는 폐수가 대량으로 발생한다. 구리이온 농도의 배수 기준값은, 일본에서는 최대 농도가 3.0 mg/L(리터) 이하, 미국의 일례로서는 최대 농도가 2.7 mg/L 이하, 1일당의 평균 농도가 1.0 mg/L 이하, 1년당의 평균 농도가 0.4 mg/L 이하라는 것이 있다.

CMP 프로세스 폐수나 구리 도금 폐수 중의 구리농도는 통상 100 mg/L 이하 이기 때문에, 지금까지는 이들 폐수로부터의 구리의 회수처리에는, 운전전압이 높아, 운전 불가능이라는 문제로부터 전기투석법 또는 전해석출법은 사용하고 있지 않았다. 이온교환수지법에서는, 구리는 구리 이온으로서 이온교환수지에 흡착되어 회수되고, 또 응집침전법에서는 구리는 수산화물 또는 산화물의 형태로 침전·회수되기 때문에, 어느 것이나 회수된 구리를 재이용할 때에는, 더 한층의 처리가 필요하다. 또한 이온교환수지법에서는 이온교환수지의 교환빈도가 높아진다는 번거로움이 있었다. 이상에 의하여 폐수로부터 구리 등의 양이온을 재활용하기 쉬운 농축한 형태로 효율좋게 회수 가능한 장치가, 환경보호 및 자원 절약의 관점에서 요구되고 있다고 할 수 있다.

또, 반도체의 제조공정에서는 불산 함유 배수 또는 버퍼드 불산(불산 + 플루오르화 암모늄) 함유 배수가 발생하고 있다. 이들 불소 함유 배수는 지금까지 응집침전장치에 의하여 처리되어 왔다. 그러나 플루오르화 칼슘 및 플루오르화 칼슘을 응집시키기 위한 응집제를 주체로 하는 오니가 대량으로 발생하는 것, 및 오니가 재활용이 용이한 형태가 아닌 것이 문제였다. 불소는 중국 및 몽골 등에 편재하는 희소한 자원이기도 하기 때문에, 불소의 재활용이 가능한 장치가 요구되고 있다고 할 수 있다. 또, 버퍼드 불산을 대상으로 하는 경우는, 불필요한 암모니아의 제거에 의하여 처리수인 불산의 재이용이 가능해지기 때문에, 암모니아를 선택적으로 제거하는 장치도 요구되고 있다.

또, 반도체의 제조공정, 전자부품의 제조공정 또는 전극의 제조공정에서는 황산계의 도금액이 사용되고 있다. 이들 제조공정에서 얻어지는 도금 피막의 두께나 성상은 사용목적에 따라 도금욕의 조건을 선택함으로써 행하여지고 있다. 생성 도금 피막의 성상이 금속이온 농도 뿐만 아니라 황산 농도와 상관이 있는 것은 당업자 사이에서는 잘 알려져 있다. 도금 조작시에 도금성분인 금속 이온은 도금물 표면에 석출하여 소비되기 유리한 황산농도가 상대적으로 높아져 도금 효율과 도금 품위가 저하한다. 이 때문에 연속적 도금 조작에서는 일반적으로 도금욕의 성분분석을 정기적으로 행하고, 여러가지의 조정을 하여 도금액의 관리를 하고 있다. 농도가 높아진 황산 이온을 제거할 수 있으면 도금액의 관리가 용이해지기 때문에 도금액으로부터 과잉이 된 황산 이온을 선택적으로 제거하는 장치가 요구되고 있다.

상기한 예에 한정하지 않고, 농축수 등의 형태로 회수된 것 또는 불필요한 성분을 제거한 처리수를 재이용할 때에는, 공존 불순물 농도가 작은 것이 재활용 비용적으로 유리하다. 따라서 가능한 한 불순물의 혼입 또는 농축을 피하면서 목적 물질만을 제거 또는 농축하는 장치가 요구되고 있다.

이점, 종래의 전기투석장치에서는 탈염실과 농축실이 교대로 구성되어 있기 때문에 탈염실에 도입된 피처리수 중의 음이온과 양이온의 양쪽이 농축실로 이행하여 농축되어, 목적물질만을 선택적으로 제거 또는 농축할 수 없었다. 또 극액(極液)으로서 전해질성분을 함유하는 것을 사용하지 않으면 안되었기 때문에, 극액의 전해질성분에 유래하는 양이온 또는 음이온이 처리수 또는 농축수에 혼입하여 농축 되는 경우가 있는 것이 문제였다. 또 운전 전압을 적정하게 유지하기위해서는 극액의 이온 농도의 관리·조정이 필요하여, 운전관리가 번잡하다는 문제가 있었다.

이상에 의하여 고농도로부터 저농도의 광범위에 걸치는 양이온 또는 음이온 함유 폐수로부터 양이온 또는 음이온을 선택적으로 분리하여 불순물이 혼입하지 않은 상태에서 회수 가능하게 하는 장치가 요구되고 있다.

본 발명은, (1) 고농도 뿐만 아니라 저농도의 음이온 함유 배수 또는 양이온 함유 배수에도 적용 가능한 것, (2) 원수 이외의 액체에 유래하는 불순물의 혼입 또는 농축을 수반하지 않는 것, (3) 극액로서 사용하는 약액의 농도조정 등의 번잡한 작업을 수반하지 않는 음이온 또는 양이온의 제거 또는 회수를 할 수 있는 액체의 처리장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 전기투석장치를 사용하여 효과적으로 불소를 처리하는 불소처리시스템을 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 전기투석수단과 이온교환체를 효과적으로 조합시킴으로써 극액으로서 사용하는 약품의 농도조정 등의 번잡한 작업 및 원수 이외에 유래하는 불순물의 농축을 수반하지 않고 폐수 중의 음이온 또는 양이온을 효율적으로 제거 또는 회수할 수 있는 것을 발견하였다.

즉, 본 발명의 일 형태에 의하면 전기투석조작에 이온 교환체를 조합한 액체의 처리장치가 제공된다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액체의 처리장치는, 음극을 가진 음극실과, 양극을 가진 양극실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온(애나이언) 또는 양이온(카티온)을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실에서 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 받아 들인 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하고, 상기 음극실 및 양극실의 적어도 한쪽에 이온 교환체를 가진다.

본 발명의 액체의 처리장치의 다른 형태에 의하면, 액체의 처리장치는, 음극을 가진 음극실과, 양극을 가진 양극실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실에서 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 공급된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온을 받아 들여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하고, 상기 음극실 및 양극실의 적어도 한쪽에 이온 교환체를 가진다.

본 발명의 액체의 처리장치의 다른 형태에 의하면, 액체의 처리장치는, 음극을 가진 음극실과, 양극을 가진 양극실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실에서 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과, 상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되고, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이 되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 받아 들인 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하여, 상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 순수가 공급된다.

본 발명의 액체의 처리장치의 다른 형태에 의하면, 액체의 처리장치는 음극을 가진 음극실과, 양극을 가진 양극실과, 상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되고, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실에서 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되고, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 공급된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온을 받아 들여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하고, 상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 순수가 공급된다.

본 발명의 액체의 처리장치의 다른 형태에 의하면, 액체의 처리장치는, 음극을 가진 음극실과, 양극을 가진 양극실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되고, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실에서 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되고, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 받아 들인 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하여 상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 비전해질의 수용액이 공급된다.

본 발명의 액체의 처리장치의 다른 형태에 의하면, 액체의 처리장치는, 음극을 가진 음극실과, 양극을 가진 양극실과, 상기 음극실과 상기 양극실 사이에 배치되고, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실에서 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과, 상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되고, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 공급된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온을 받아 들여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하고, 상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 비전해질의 수용액이 공급된다.

또, 상기 탈이온실과 상기 중화실의 적어도 한쪽에는 이온 교환체가 설치되어 있어도 좋다.

또, 상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에는 순수가 공급되어도 좋다.

또, 상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에는 비전해질의 수용액이 공급되어도 좋다.

본 발명에 의한 액체의 처리장치를 사용함으로써, (1) 고농도 뿐만 아니라 저농도의 음이온 함유 배수 또는 양이온 함유 배수로부터 음이온 또는 양이온을 제거 또는 회수 가능하게 하는 것, (2) 원수 이외의 액체에 유래하는 불순물의 혼입 또는 농축을 수반하지 않는 것, (3) 극액으로서 사용하는 약액의 농도조정 등의 번잡한 작업을 수반하지 않는 것이 가능해진다. 이것에 의하여 얻어진 처리수 또는 농축액은 회수 또는 재이용이 용이해져, 환경보호 및 자원보호의 양쪽의 관점에서 매우 유용성이 높은 것이다.

또, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기한 액체의 처리장치와, 상기 액체의 처리장치로부터 얻어지는 불소 농축수를 플루오르화 칼슘으로서 회수하는 불소 재자원화장치를 구비한 불소처리시스템이 제공된다.

또, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기한 액체의 처리장치와, 상기 액체의 처리장치에서 얻어진 불소 농축수의 적어도 일부를 함유하는 물을 응집침전처리하는 응집침전장치를 구비한 불소처리시스템이 제공된다.

또, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기한 액체의 처리장치와, 상기 액체의 처리장치로부터 얻어지는 처리수를 원수로 하여 순수를 제조하는 순수 제조장치를 구비한 물 재활용 시스템이 제공된다.

또, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기한 액체의 처리장치와, 제해장치와, 상기 제해장치의 배수를 상기 액체의 처리장치에 공급하는 경로와, 상기 액체의 처리장치에서 얻어지는 처리수의 일부를 상기 제해장치에 공급하는 경로를 구비한 물 재활용 시스템이 제공된다.

또, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기한 액체의 처리장치와, 적어도 불소를 함유하는 배수의 고액분리를 행하는 고액 분리수단과, 상기 고액 분리수단에 의하여 고액분리가 이루어진 배수를 상기 액체의 처리장치에 공급하는 경로를 구비한 불소처리시스템이 제공된다.

또, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기한 액체의 처리장치와, 적어도 불소를 함유하는 배수의 유기물 분리를 행하는 유기물 분리수단과, 상기 유기물 분리수단에 의하여 유기물 분리가 이루어진 배수를 상기 액체의 처리장치에 공급하는 경로를 구비한 불소처리시스템이 제공된다.

도 1은 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 일례를 나타내는 도,

도 2는 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 도,

도 3은 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 도,

도 4는 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 도,

도 5는 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 도,

도 6은 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 도,

도 7은 본 발명에 관한 액체의 처리장치와 불소 재자원화 장치를 조합한 불소처리시스템의 일례를 나타내는 개념도,

도 8은 본 발명에 관한 액체의 처리장치와 CaF₂ 치환장치를 조합한 불소처리시스템의 일례를 나타내는 개념도,

도 9는 본 발명에 관한 액체의 처리장치와 CaF₂ 정석장치를 조합한 불소처리시스템의 일례를 나타내는 개념도,

도 10은 본 발명에 관한 액체의 처리장치와 응집침전장치를 조합한 불소처리시스템의 일례를 나타내는 개념도,

도 11은 본 발명에 관한 액체의 처리장치와 제해장치를 조합한 불소처리시스템의 일례를 나타내는 개념도,

도 12는 본 발명에 관한 액체의 처리장치와 활성탄 흡착층을 조합한 불소처리시스템의 일례를 나타내는 개념도,

도 13은 본 발명에 관한 액체의 처리장치와 감압 증류장치를 조합한 불소처리시스템의 일례를 나타내는 개념도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 각종 형태를 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 일례를 나타내는 처리 플로우도이다.

도 1에 나타내는 처리 플로우는, 원수(피처리수)로부터 양이온을 선택적으로 분리 농축하여, 양이온의 농도가 낮추어진 처리수와 양이온이 농축된 농축수를 얻는 경우이다. 도 1에 나타내는 액체의 처리장치는, 양극실(1), 탈이온실(2), 중화실(3), 음극실(4)의 4개의 챔버를 구비하고 있다. 양극실(1)에는 양극(6)이 배치되고, 음극실(4)에는 음극(7)이 배치되어 있다. 또한 탈이온실(2)은, 피처리수로부터 선택적으로 양이온만을 제거하여 양이온 농도가 저하한 처리수를 인출하는 챔버이다. 중화실(3)은, 탈이온실(2)로부터 받아 들인 양이온을 음극실(4)로부터 공 급되는 수산화물 이온으로부터 전기적으로 중화하는 챔버이다. 양극실(1)과 탈이온실(2)은 양이온 교환막(C)으로 칸막이되고, 탈이온실(2)과 중화실(3)은 양이온 교환막(C)으로 칸막이되며, 또한 중화실(3)과 음극실(4)은 음이온 교환막(A)으로 칸막이되어 있다. 원수는 양이온 교환막(C, C)의 사이에 설치된 탈이온실(2)에 공급되고, 탈이온실(2)의 내부에 설치된 양이온 교환체에 의하여 포착된다.

양 극의 사이에는 직류전압이 인가되어 있고, 양극실(1)에서 전기분해에 의하여 발생한 수소 이온이 음극측으로 이동함과 동시에, 탈이온실(2) 내의 양이온 교환체에 포착된 양이온이 양이온 교환막(C)을 거쳐 중화실(3)로 이동한다. 음극실(4)에서는 전기분해에 의하여 발생한 수산화물 이온이 양극측으로 이동하고, 음이온 교환막(A)을 거쳐 중화실(3)로 이동한다. 이 결과, 중화실(3)에는 양이온이 농축된 액이 얻어진다. 이 경우에서의 운전 전압은, 원수의 양이온 농도가 수백 mg/L(리터) 오더 이하로 희박하여도 낮은 값으로, 5∼30 V의 범위로 유지가능하다.

이 저전압화 효과는, 양극실(1) 내의 전극 표면으로부터 중화실(3)의 내벽에 걸쳐서 모두가 양이온 교환 부직포(11), 양이온 교환 스페이서(12) 또는 양이온 교환막(C) 등의 양이온 교환체가 연속하여 배치되어 있고, 양극에서 발생한 수소 이온이 원수 중의 양이온 농도의 영향을 거의 받는 일 없이 중화실(3)에 도달하는 구조인 것에 기인한다. 또한, 탈이온실(2)에 양이온이 존재하는 경우는, 이온 교환반응에 의하여 수소 이온과 교대로 포착된 원수 중 양이온이, 수소 이온 대신에 중화실(3)에 도달한다.

저전압화 효과는, 또, 음극실(4) 내의 전극 표면으로부터 중화실(3)의 내벽에 걸쳐서 모두가 음이온 교환 부직포(13), 음이온 교환 스페이서(14) 또는 음이온 교환막(A) 등의 음이온 교환체가 연속하여 배치되어 있고, 음극실(4)에서 발생한 수산화물 이온이 음이온 교환체의 표면 및 내부를 이온 전도하여 중화실(3)까지 도달 가능한 구조인 것에도 기인하고 있다.

중화실(3) 내부의 이온 교환체의 배열은, 양극측으로부터 순서대로 양이온교환 부직포(11), 양이온 교환 스페이서(12), 음이온 교환 부직포(13)로 되어 있다. 여기서, 양이온 교환 부직포(11)와 음이온 교환 부직포(13)에 끼워진 부분은 음이온 교환 스페이서(14) 등의 다른 종류의 이온 교환체이어도 좋다.

음극실(4) 및 양극실(1)에도 각각의 전극 및 이온 교환막에 접하도록 배치된 음이온 교환체 또는 양이온 교환체가 존재하고 있기 때문에, 극간전압은 극액의 이온 농도의 영향을 받지 않는다. 극액은 순수가 바람직하다. 이것에 의하여 양극실(1)에 존재하는 양이온은 수소 이온만이 되기 때문에, 처리수 또는 농축수 중에는 원수 중에 존재하는 양이온 이외의 양이온류가 혼입하여 축적될 가능성은 전무하다고 할 수 있다. 또 음극실(4)에 존재하는 음이온은 수산화물 이온만이 되기 때문에, 농축수 중에, 원수 중에 존재하는 음이온 이외의 음이온류가 혼입하여 축적될 가능성은 전무하다고 할 수 있다.

도 2는, 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 처리 플로우도이다. 도 2에 나타내는 처리 플로우는, 원수(피처리수)로부터 음이온을 선택적으로 분리 농축하여 음이온의 농도가 낮추어진 처리수와 음이온이 농축된 농축수 를 얻는 경우이다. 도 1에 나타내는 액체의 처리장치에서는 탈이온실(2)을 양극실(1)에 인접하여 설치하였으나, 도 2에 나타내는 액체의 처리장치에서는 탈이온실(2)을 음극실(4)에 인접하여 설치하고, 중화실(3)을 양극실(1)에 인접하여 설치하고 있다. 그리고 양극실(1)과 중화실(3)은 양이온 교환막(C)으로 칸막이되고, 중화실(3)과 탈이온실(2)은 음이온 교환막(A)으로 칸막이되며, 또한 탈이온실(2)과 음극실(4)은 음이온 교환막(A)으로 칸막이되어 있다. 또한 탈이온실(2)은, 피처리수로부터 선택적으로 음이온만을 제거하여, 음이온 농도가 저하한 처리수를 인출하는 챔버이다. 중화실(3)은, 탈이온실(2)로부터 받아 들인 음이온을 양극실(1)로부터 공급되는 수소 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 챔버이다. 원수는음이온 교환막(A, A) 사이에 설치된 탈이온실(2)에 공급되어 내부에 설치된 음이온 교환체에 의하여 포착된다.

양 극의 사이에는 직류전압이 인가되어 있고, 음극실(4)에서 전기분해에 의하여 발생한 수산화물 이온이 양극측으로 이동함과 동시에, 탈이온실(2) 내의 음이온 교환체에 포착된 음이온이 음이온 교환막(A)를 거쳐 중화실(3)로 이동한다. 양극실(1)에서는, 전기분해에 의하여 발생한 수소 이온이 음극측으로 이동하여, 양이온 교환막(C)을 거쳐 중화실(3)로 이동한다. 이 결과, 중화실(3)에는 음이온이 농축된 액이 얻어진다. 이 경우에서의 운전 전압은, 원수의 음이온 농도가 수백 mg/L 오더 이하로 희박하여도 낮은 값이며, 5∼30 V의 범위로 유지 가능하다.

이 저전압화 효과는, 음극실(4) 내의 전극 표면으로부터 중화실(3)의 내벽에 걸쳐서 모두가 음이온 교환 부직포(13), 음이온 교환 스페이서(14) 또는 음이온 교 환막(A) 등의 음이온 교환체가 연속하여 배치되어 있고, 음극에서 발생한 수산화물 이온이 원수 중 음이온 농도의 영향을 받는 일 없이 중화실(3)에 도달하는 구조인 것에 기인한다. 또한 탈이온실(2)에 음이온이 존재하는 경우는, 이온 교환반응에 의하여 수산화물 이온과 교대로 포착된 원수 중 음이온이, 수산화물 이온 대신에 중화실(3)에 도달한다.

저전압화 효과는, 또, 양극실(1) 내의 전극 표면으로부터 중화실(3)에 걸쳐서 모두가 양이온 교환 부직포(11), 양이온 교환 스페이서(12) 또는 양이온 교환막(C) 등의 양이온 교환체가 연속하여 배치되어 있고, 양극실(1)에서 발생한 수소 이온이 양이온 교환체의 표면 및 내부를 이온 전도하여 중화실(3)까지 도달 가능한 구조인 것에도 기인하고 있다.

또한, 음이온을 농축하는 경우에서도 극액은 순수가 바람직하다. 이에 의하여 양극실(1)에 존재하는 양이온은 수소 이온만이 되기 때문에, 처리수 또는 농축수 중에 원수 중에 존재하는 양이온 이외의 양이온류가 혼입하여 축적될 가능성은 전무하다고 할 수 있다. 또한 음극실(4)에 존재하는 음이온은 수산화물 이온만이 되기 때문에, 원수 중에 존재하는 음이온 이외의 음이온이 처리수 또는 농축수 중에 혼입하여 축적될 가능성은 전무하다고 할 수 있다.

도 3은 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 처리 플로우도이다. 도 3에 나타내는 액체의 처리장치에서는 음극실(4)과 중화실(3) 사이에 음이온 교환막(A, A)으로 칸막이된 음이온 공급실(10)을 설치하고 있다.

또한, 금속 이온인 양이온을 농축하는 경우에서, 수산화물 이온 농도가 높은 경우에 액체의 처리장치의 운전 그 자체에 악영향을 미칠 가능성이 있다.

예를 들면 금속 수산화물의 석출 등이 있는 경우는, 음극실(4)과 중화실(3) 사이에, 음이온 교환막(A, A)으로 칸막이된 음이온 공급실(10)을 설치하고, 황산 이온 등의 수산화물 이온 이외의 음이온을 함유하는 액체를 공급하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 중화실(3)로 도입되는 음이온을, 수산화물 이온 이외의음이온으로 하여, 금속 수산화물의 생성을 방지하는 것이 가능해진다.

예를 들면, Cu를 분리 농축하는 경우에서는 음극실(4)과 중화실(3) 사이에 황산수용액을 통수하는 음이온 공급실(10)을 설치함으로써, 음극실(4)에서 발생한 OH^-가 직접적으로 중화실(3)로 유입되어, Cu(OH)²가 중화실(3) 내에 석출되는 현상을 방지하여 이온 교환체 및 이온 교환막이 Cu(OH)²로 피복되어 이온 교환기능이 손상된다는 단점을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 처리 플로우도이다. 도 4에 나타내는 액체의 처리장치에서는, 양극실(1)과 중화실(3)의 사이에 양이온 교환막(C, C)으로 칸막이된 양이온 공급실(20)을 설치하고 있다.

염의 형태로 음이온을 농축하는 경우는, 양극실(1)과 중화실(3)의 사이에, 양이온 교환막(C, C)으로 칸막이된 양이온 공급실(20)을 설치하여, 나트륨 이온 등의 수소 이온 이외의 양이온을 함유하는 액체를 공급한다. 이와 같이 함으로써 중화실(3)에 도입되는 양이온을, 수소 이온 이외의 양이온으로 하여, 피처리수로부터 제거한 음이온을 염의 형태로 농축하는 것이 가능해진다.

이상에 의하여 본 장치에 있어서는 운전 전압이 원수 중의 양이온 또는 음이온의 농도 및 전극실의 수질의 영향을 실질적으로 배제하는 것이 가능해지고, 및 원수 중의 양이온 또는 음이온 농도가 수백 mg/L로 낮은 경우에서도 낮은 운전전압 및 높은 제거성능을 가능하게 하고 있다.

도 5는, 본 발명에 관한 액체의 처리장치의 다른 일례를 나타내는 처리 플로우도이다. 도 5에 나타내는 액체의 처리장치에서는 탈이온실을 인접하여 2실 설치하고, 직렬로 연결하여 각각 탈이온실(2A, 2B)로 하였다.

양이온 또는 음이온의 분리성능을 더욱 높이고 싶은 경우에는, 원수가 통수되는 탈이온실을 서로 인접하는 2실 이상으로 하여 원수를 직렬로 통수하여도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 전단의 탈이온실(2A)로부터 새어 나온 양이온 또는 음이온을 후단의 탈이온실(2B)에서 포착 제거하고, 전위 구배에 의하여 전단의 탈이온실(2A)을 거쳐 최종적으로 중화실(3)로 이동시킬 수 있어, 양이온 또는 음이온이 고도로 분리된 처리수를 얻을 수 있다.

처리수량을 많게 하고 싶은 경우에는, 복극 구조로 하여도 좋다. 이 경우 에서의 복극실에는, 전극 및 이온 교환체를 함께 충전시키는 것이 바람직하다.

도 6은 복극구조로 함으로써 처리수량을 많게 할 수 있는 액체의 처리장치의 예를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이 복극실(5)을 중앙에 설치하고, 이 복극실(5)과 양극실(1)의 사이에 중화실(3) 및 탈이온실(2)을 설치하며, 복극실(5)과 음극실(4)의 사이에 중화실(3) 및 탈이온실(2)을 설치하고 있다. 그리고, 양극실(1)과 중화실(3)의 사이는 양이온 교환막(C)으로 칸막이하고, 중화실(3) 과 탈이온실(2)의 사이는 음이온 교환막(A)으로 칸막이하고, 탈이온실(2)과 복극실(5)의 사이는 음이온 교환막(A)으로 칸막이하고 있다. 또한 음극실(4)과 탈이온실(2) 사이는 음이온 교환막(A)으로 칸막이하고, 탈이온실(2)과 중화실(3) 사이는 음이온 교환막(A)으로 칸막이하며, 또한 중화실(3)과 복극실(5)의 사이는 양이온 교환막(C)으로 칸막이하고 있다. 또한 복극실은 인접하는 탈이온실에 수산화물 이온을 공급하고, 또한 중화실에 수소 이온을 공급하는 챔버이다.

이와 같이 복극구조로 함으로써 처리수량을 많게 할 수 있다.

본 장치에 서의 통전조건은, 정전류 운전 또는 저전압 운전이 바람직하고, 전류밀도는 3A/dm² 이하가 바람직하다. 이 경우의 전압은 30 V 이하이다. 탈이온실 및 중화실의 두께는 1∼10 mm, 바람직하게는 2∼4 mm로 한다.

전극(양극, 음극, 및 복극전극)재료로서는, 백금, 탄탈, 니오브, 다이아몬드, SUS 등을 사용할 수 있다. 전극의 형상은, 평판형상이어도 좋고 통수성 및 통가스성을 구비한 라스망(익스팬드메탈)형상 등이어도 좋다. 농축수 중의 농도에는 특별히 제한은 없다. 바람직하게는 양이온 또는 음이온 농도로서 100∼100000mg/L의 범위이다. 원수의 농도에는 특별히 제한은 없다. 바람직하게는 양이온 또는 음이온 농도로서 10∼500 mg/L의 범위이다. 이 경우에 얻어지는 처리수의 농도는 전류값 등의 운전조건을 설정함으로써 임의로 원하는 값을 얻을 수 있고, 양이온 또는 음이온 농도로서 0.01∼10 mg/L의 범위가 얻어진다.

양극실(1), 음극실(4) 및 복극실(5)에 통액하는 액체는 순수가 바람직하다. 사용할 수 있는 순수로서는 특별히 제약이 없고 당업자가 통상 사용하고 있는 순수 제조방법에 의하여 제조되는 순수가 모두 사용 가능하다. 예를 들면 RO(역침투막), 이온 교환법, 증류법, 전기식 탈염법 등의 공지의 기술 또는 그 조합에 의하여 제조한 순수 또는 그 순수의 순도를 더욱 높인 초순수를 사용할 수 있다. 순수 대신에 비전해질의 수용액을 사용하여도 좋다. 이 비전해질의 수용액으로서는 예를 들면 비전해질성분으로서 이소프로필알콜을 0.5 mg/L 정도 순수에 가한 것이 지장없이 적용 가능하다.

본 장치의 탈이온실(2), 중화실(3), 양극실(1), 음극실(4) 또는 복극실 중에 충전하는 이온 교환체로서는, 고분자 섬유 기재에 이온 교환기를 그라프트중합법에 의하여 도입한 것이 바람직하게 사용된다. 고분자 섬유로 이루어지는 그라프트화 기재는, 폴리올레핀계 고분자, 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 일종의 단섬유만이어도 좋고, 또 축심과 시스(sheath)부가 다른 고분자에 의하여 구성되는 복합 섬유이어도 좋다.

사용할 수 있는 복합 섬유의 예로서는, 폴리올레핀계 고분자, 예를 들면 폴리에틸렌을 시스성분으로 하고, 시스성분으로서 사용한 것 이외의 고분자, 예를 들면 폴리프로필렌을 코어성분으로 한 코어 시스구조의 복합섬유를 들 수 있다. 이와 같은 복합 섬유재료에, 이온 교환기를, 방사선 그라프트중합법을 이용하여 도입한 것이, 이온 교환능력이 우수하고, 두께를 균일하게 제조할 수 있기 때문에, 상기한 목적으로 사용되는 이온 교환 섬유재료로서 바람직하다. 이온 교환 섬유재료의 형태로서는, 직포, 부직포 등을 들 수 있다.

또, 사교망(斜交網) 등의 스페이서부재 형태의 이온 교환체로서는, 폴리올레핀계 고분자제 수지, 예를 들면 전기투석조에서 널리 사용되고 있는 폴리에틸렌제의 사교망(네트)을 기재로 하고, 이것에, 방사선 그라프트중합법을 사용하여 이온 교환기능을 부여한 것이, 이온 교환능력이 우수하고, 피처리수의 분산성이 우수하기 때문에, 바람직하다.

또한, 방사선 그라프트중합법이란, 고분자 기재에 방사선을 조사하여 라디칼을 형성시키고, 이것에 모노머를 반응시킴으로써, 모노머를 기재 중에 도입한다는 기법이다.

방사선 그라프트중합법에 사용할 수 있는 방사선으로서는, α선, β선, γ선, 전자선, 자외선 등을 들 수 있으나, 본 발명에서는 감마선이나 전자선을 바람직하게 사용한다. 방사선 그라프트중합법에는, 그라프트기재에 미리 방사선을 조사한 후, 그라프트 모노머와 접촉시켜 반응시키는 전조사 그라프트중합법과, 기재와 모노머의 공존하에 방사선을 조사하는 동시 조사 그라프트중합법이 있으나, 본 발명에서는 어느 방법도 사용할 수 있다.

또, 모노머와 기재와의 접촉방법에 의하여 모노머용액에 기재를 침지시킨 채로 중합을 행하는 액상 그라프트중합법, 모노머의 증기에 기재를 접촉시켜 중합을 행하는 기상 그라프트중합법, 기재를 모노머용액에 침지한 후 모노머용액으로부터 인출하여 기상 중에서 반응을 행하게 하는 함침 기상 그라프트중합법 등을 들 수 있으나, 어느 방법도 본 발명에서 사용할 수 있다.

부직포 등의 섬유기재나 스페이서기재에 도입하는 이온 교환기로서는, 특별 히 한정되지 않고 여러가지 양이온 교환기 또는 음이온 교환기 등을 사용할 수 있다. 예를 들면 양이온 교환기로서는, 술폰기 등의 강산성 양이온 교환기, 인산기 등의 중산성 양이온 교환기, 카르복실기 등의 약산성 양이온 교환기, 음이온 교환기로서는, 제 1 급∼제 3 급 아미노기 등의 약염기성 음이온 교환기, 제 4 암모늄기 등의 강염기성 음이온 교환기를 사용할 수 있고, 또는 상기 양이온 교환기및 음이온 교환기의 양쪽을 아울러 가지는 이온 교환체를 사용할 수도 있다.

또, 관능기로서 이미노디아세트산및 그 나트륨염으로부터 유도되는 관능기, 각종 아미노산, 예를 들면 페닐알라닌, 리신, 로이신, 발린 및 프로린 및 그 나트륨염으로부터 유도되는 관능기, 이미노디에탄올로부터 유도되는 관능기 등을 가지는 이온 교환체를 사용하여도 좋다.

이 목적에서 사용할 수 있는 이온 교환기를 가지는 모노머로서는, 아크릴산(AAc), 메타크릴산, 스티렌술폰산나트륨(SSS), 메탈릴술폰산나트륨, 아릴술폰산나트륨, 비닐술폰산나트륨, 비닐벤질트리메틸암모늄클로라이드(VBTAC), 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노프로필아크릴아미드 등을 들 수 있다.

예를 들면 스티렌술폰산나트륨을 모노머로서 사용하여 방사선 그라프트중합을 행함으로써, 기재에 직접, 강산성 양이온 교환기인 술폰기를 도입할 수 있고, 또, 비닐벤질트리메틸암모늄클로라이드를 모노머로서 사용하여 방사선 그라프트중합을 행함으로써 기재에 직접, 강염기성 음이온 교환기인 제 4급 암모늄기를 도입할 수 있다.

또, 이온 교환기로 전환 가능한 기를 가지는 모노머로서는, 아크릴로니트릴, 아크롤레인, 비닐피리딘, 스티렌, 클로로메틸스티렌, 메타크릴산 글리시딜(GMA) 등을 들 수 있다. 예를 들면 메타크릴산 글리시딜을 방사선 그라프트중합에 의하여 기재에 도입하고, 다음에 아황산나트륨 등의 술폰화제를 반응시킴으로써 강산성 양이온 교환기인 술폰기를 기재에 도입하거나, 또는 클로로메틸스티렌을 그라프트중합한 후에, 기재를 트리메틸아민수용액에 침지하여 4급 암모늄화를 행함으로써 강염기성 음이온 교환기인 제 4급 암모늄기를 기재에 도입할 수 있다.

또, 기재에 클로로메틸스티렌을 그라프트중합한 후, 술피드를 반응시켜 술포늄염으로 한 후, 이미노디아세트산나트륨을 반응시킴으로써, 관능기로서 이미노디아세트산나트륨기를 기재에 도입할 수 있다. 또는 먼저 기재에 클로로메틸스티렌을 그라프트중합한 후, 클로로기를 요오드로 치환하고, 다음에 이미노디아세트산디에틸에스테르를 반응시켜 요오드를 이미노디아세트산디에틸에스테르기로 치환하고, 다음에 수산화나트륨을 반응시켜 에스테르기를 나트륨염으로 변환함으로써 관능기로서 이미노디아세트산나트륨기를 기재에 도입할 수 있다.

상기한 각종 형태의 이온 교환체 중에서는, 부직포 또는 직포 등의 형태의 이온 교환 섬유재료가 특별히 바람직하다. 직포, 부직포 등의 섬유재료는, 수지 비즈나 사교망 등의 형태의 재료와 비교하여 표면적이 매우 크기 때문에, 이온 교환기의 도입량이 크고, 또 수지 비즈와 같이 비즈 내부의 미크로포어 또는 매크로포어 내에 이온 교환기가 존재한다는 일은 없으며, 모든 이온 교환기가 섬유의 표면상에 배치되기 때문에, 처리수 중의 금속 이온이 용이하게 이온 교환기의 근방으로 확산되고, 이온 교환에 의하여 흡착된다. 따라서 이온 교환 섬유재료를 사용하 면, 금속 이온의 제거·회수효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상기한 이온 교환 섬유재료 등 이외에도 공지의 이온 교환체 수지 비즈를 사용할 수도 있다. 예를 들면 폴리스티렌을 디비닐벤젠으로 가교한 비즈 등을 기재수지로서 사용하고, 이것을 황산이나 클로로술폰산과 같은 술폰화제로 처리하여 술폰화를 행하여 기재에 술폰기를 도입함으로써, 본 발명에서 사용할 수 있는 강산성 양이온 교환 수지 비즈를 얻을 수 있다.

이와 같은 제조방법은 해당 기술에서 주지이며, 또 이와 같은 방법에 의하여 제조된 양이온 교환수지 비즈로서는, 여러가지 상품명으로 시판되고 있는 것을 들 수 있다. 또 관능기로서 이미노디아세트산 및 그 나트륨염으로부터 유도되는 관능기, 각종 아미노산, 예를 들면, 페닐알라닌, 리신, 로이신, 발린 및 프롤린 및 그 나트륨염으로부터 유도되는 관능기, 이미노디에탄올로부터 유도되는 관능기 등을 가지는 수지 비즈를 사용하여도 좋다.

이하, 구체적인 실시형태를 설명한다.

도 1은 양이온을 농축하는 경우의 일례이다. 양극실(1)에는 라스망(익스팬드메탈)형상의 전극과 양이온 교환막(C) 사이에 양이온 교환 부직포(11)가 충전되어 있다. 탈이온실(2)에는 양이온 교환 부직포(11)가 충전되어 있다. 중화실(3)에는 양극측으로부터 순서대로 양이온 교환 부직포(11), 양이온 교환 스페이서(12) 및 음이온 교환 부직포(13)가 충전되어 있다. 여기서 양이온 교환 부직포(11)와 양이온 교환 부직포(11) 사이에 도입하는 것은 양이온 교환 스페이서(12)이외의 양이온 교환체 또는 음이온 교환체이어도 좋다. 음극실(4)에는 라스망형상의 전극과 음이온 교환막(A) 사이에 음이온 교환 부직포(13)가 충전되어 있다.

양극실(1) 및 음극실(4)에서는 라스망형상의 전극을 사용하고 있기 때문에, 전극반응에 의하여 생성한 수소가스 또는 산소가스가 전극의 빈 구멍을 통하여 배면측으로 배출된다. 절연체인 기체가 양이온 교환 부직포(11) 또는 음이온 교환 부직포(13)의 내부에 지체되는 일이 없기 때문에 통전저항의 상승을 억제할 수 있다.

도 2는 음이온을 농축하는 경우의 일례이다. 양극실(1)에는 라스망(익스팬드메탈)형상의 전극과 양이온 교환막(C) 사이에 양이온 교환 부직포(11)가 충전되어 있다. 중화실(3)에는 양극측으로부터 순서대로 양이온 교환 부직포(11), 양이온 교환 스페이서(12), 음이온 교환 스페이서(14) 및 음이온 교환 부직포(13)가 충전되어 있다. 여기서, 양이온 교환 부직포(11)와 양이온 교환 부직포(11) 사이에 도입하는 것은 양이온 교환체 또는 음이온 교환체이면 종류는 묻지 않는다. 탈이온실(2)에는 음이온 교환 부직포(13) 및 음이온 교환 스페이서(14)가 충전되어 있다. 음극실(4) 및 양극실(1)의 구성은 도 1과 동일하다.

도 3은 양이온을 수산화물 이외의 형태로 농축하는 경우의 일례이다. 원수 중의 구리를 황산구리로서 농축하는 경우이다. 음극실(4)과 중화실(3)의 사이에 음이온 교환막(A, A)에 끼워진 황산 이온을 함유하는 물을 통수하는 음이온 공급실(10)을 설치하고 있다. 실내에의 충전물은 음이온 교환 스페이서(14)로 하고 있으나, 이것 이외의 음이온 교환체 또는 이온 교환기능을 가지지 않는 스페이서이어도 좋다. 이와 같이 함으로써 수산화물 이온 대신에 황산 이온을 중화실(3)에 공 급할 수 있다.

도 4는 음이온을 산 이외의 형태로 농축하는 경우의 일례이다. 원수 중의 불소를 플루오르화 칼륨으로서 농축하는 경우이다. 양극실(1)과 중화실(3) 사이에 양이온 교환막(C, C)에 끼워진 칼륨 이온을 함유하는 물을 통수하는 양이온 공급실(20)을 설치하고 있다. 실내에의 충전물은 양이온 교환 스페이서(12)로 하고 있으나, 이것 이외의 양이온 교환체 또는 이온 교환 기능을 가지지 않은 스페이서이어도 좋다. 이와 같이 함으로써 수소 이온 대신에 칼륨 이온을 중화실(3)에 공급할 수 있다.

도 5는, 처리수의 양이온 농도를 더욱 낮게 하는 경우의 일례이다. 원수가 통수되는 탈이온실을 서로 인접하는 2실 이상으로 하여, 원수를 직렬로 통수하여도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 전단의 탈이온실로부터 누출된 양이온도 후단의 탈이온실에서 포착 제거하고, 전위 구배에 의하여 전단의 탈이온실을 거쳐 최종적으로 중화실(3)로 이동시킬 수 있다. 또한 처리수의 음이온 농도를 더욱 낮게 하는 경우에서도, 마찬가지로 탈이온실을 서로 인접하는 2실 이상으로하여 원수를 직렬로 통수함으로써 양이온의 경우와 동일한 효과가 얻어지는 것에 대해서는 말할 필요도 없다.

도 6은 복극구조로 함으로써 처리수량을 많게 하는 경우의 예이다. 음이온을 농축하는 경우로 설명한다. 복극실(5)은, 전극의 양쪽에 음이온 교환 부직포 및 양이온 교환 부직포를 배치한 구조로 되어 있다. 복극실(5)에는 극액으로서 순수를 공급한다.

또, 상기한 액체의 처리장치는, 불소 재자원화 장치와 조합시켜 불소처리 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이 불소함유 배수를 상기한 액체의 처리장치(전기투석장치)로 처리하여, 액의 처리장치에서 얻어진 불소 농축수를 불소 재자원화 장치(500)에 공급하여, 배수 중의 불소를 플루오르화 칼슘(CaF₂)의 결정으로서 회수할 수 있다.

상기한 액체의 처리장치의 운전방법 또는 제어방법으로서는, 이하와 같은 방법이 있다. 먼저, 본 발명에 관한 액체의 처리장치로부터 얻어지는 처리수, 불소 농축수, 또는 원수의 불소 농도를 측정하는 불소 농도 측정수단(예를 들면, 도전율을 측정하는 도전율계나 이온 전극법에 의하여 불소 농도를 측정하는 불소 농도계)을 설치함으로써, 처리성능을 모니터링하는 것이 가능해진다. 또, 원수라인 및/또는 처리수 라인에 유량계를 설치함으로써, 불소 부하의 모니터링이 가능해진다.

또, 처리수의 불소 농도를 제어하는 불소 농도 제어수단을 설치하는 것이 바람직하고, 이 불소 농도 제어수단으로서는 원수, 처리수 또는 농축수의 불소 농도, 불소 부하, 또는 처리성능의 모니터링값에 의하여 액체의 처리장치에의 통전량을 자동적으로 조정하거나, 유량 조정 밸브에 의하여 원수의 유량을 자동적으로 조정하거나 하는 것이 좋다. 이것에 의하여 처리수의 불소 농도의 자동제어가 가능해진다. 또, 처리수의 불소 농도가 소정의 값보다 높은 경우에만 자동적으로 이온 교환 수지층에 통수하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는 처리수질의 안정성을 더욱 높이는 것이 가능해진다. 또한 불소 농축수의 농도가 소정값 미만으로 저하 되어 있는 것 또는 처리수의 농도가 소정값 이상으로 높아져 있는 것을 불소 농도 측정수단에 의하여 검지하여도 좋다. 이것에 의하여 전기 투석조 내부의 파손, 예를 들면 이온 교환막의 파손 등을 에러신호로서 출력하는 것이 가능해진다.

또, 불소 농축수의 2차적 처리수단[예를 들면, 불소 재자원화 장치(CaF₂ 정석장치, 불소를 탄산 칼슘과 반응시켜 불소를 회수하는 CaF₂ 치환장치), 응집침전장치, 감압 증류장치]의 종류에 관계 없이, 불소 농축수의 불소 농도를 안정된 농도로서 공급함으로써, 이들 2차적 처리를 행하는 장치의 성능을 안정된 것으로 할 수 있다.

불소 농축수의 불소 농도를 제어하는 수단으로서는, 불소 농축수가 흐르는 라인에 설치한 도전율계나 불소 농도계 등의 불소 농도 측정수단의 측정값에 의거하여 불소 농축수의 라인이나 농축수 탱크로부터의 불소 농축수 뽑아냄 수량(2차적 처리를 행하는 장치에의 불소 농축수의 송수량) 또는 불소 농축수의 라인이나 농축수 탱크에의 보급수량을 조정하는 것이 좋다. 또, 액체의 처리장치에서의 통전량이나 원수의 유량을 자동적으로 조정하는 것이어도 좋다.

여기서, 불소 농축수의 2차적 처리를 행하는 장치의 운전조건을 적성으로 하기 위해서는, 예를 들면 이하에 나타내는 바와 같은 구성을 생각할 수 있다. 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이 본 발명에 관한 액체의 처리장치를 불소 재자원화 장치로서의 CaF₂ 치환장치(501)와 조합하여 배수 중의 불소를 CaF₂ 결정으로서 회수하는 불소처리 시스템을 구성할 수 있다. 상기한 액의 처리장치에서 얻어진 불소 농축수의 pH 값 또는 α값(산성도의 값)의 측정수단을 설치하여, 이 값이 적성이 되도록 산이나 알칼리를 주입하여 조정하는 pH 값 또는 α값 조정수단(502)을 설치하는 것이 좋다. 이에 의하여 CaF₂ 치환장치(501)에서 사용하는 탄산 칼슘입자의 용해를 방지할 수 있다. 또, 얻어지는 CaF₂ 결정의 순도가 높아진다.

특히 제해 배수 중에는, 불산 이외에 염산, 황산, 질산 등이 혼재되어 있는 경우가 있고, 불산 이외의 산은, 탄산 칼슘을 용해시키는 성질이 있다. 본 발명에 관한 액체의 처리장치에 의하면, 이들 산도 불산과 함께 농축하는 경우가 있다. 따라서 예를 들면 제해장치 배수(제해 배수)의 불소 농축수를 대상으로 한 경우에서도 상기한 pH 값 또는 α값 조정수단(502)에 의하여 pH를 높게, 또는 산성도를 낮게 함으로써 탄산칼슘의 용해를 방지하는 것이 가능해진다. CaF₂ 치환장치(501)로부터 배출되는 잔액에 함유되는 불소는, 응집침전장치(504)에서 오니로서 분리 제거하는 것이 좋다.

본 발명에 관한 액체의 처리장치는, 처리수의 불소 농도가 배수 기준값 8m-F/L을 하회하도록 운전 조건을 설정하는 것이 가능하기 때문에, 이 처리수를 다시 응집 침전할 필요는 없다. 따라서 대규모의 응집 침전 처리시설을 필요로 하지 않고, 방류 또는 물의 재이용이 가능해진다. 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 액체의 처리장치로부터 배출된 처리수를 순수 제조장치(505)의 원수 등에 재이용함으로써, 시설의 물 사용량(물 구입량)을 줄이는 것이 가능해진다.

또, 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이 본 발명에 관한 액체의 처리장치 를 불소 재자원화 장치로서의 CaF₂ 정석장치(506)와 조합시켜, 배수 중의 불소를 CaF₂ 결정으로서 회수하는 불소처리 시스템을 구성할 수 있다. 이 경우에는, pH 값 또는 α값 조정수단(502)에 의하여 불소 농축수를 정석에 적합한 pH 또는 산성도로 조정할 수 있다.

또한 CaF₂ 정석장치(506)에서 첨가하는 칼슘화합물(예를 들면 염화 칼슘이나 수산화 칼슘)의 첨가량을 조정하는 칼슘화합물 첨가량 조정수단(507)을 설치하여, 불소 농축수의 불소 농도 측정수단으로 얻어지는 측정값에 따라 칼슘화합물의 첨가량이 적성이 되도록 조정할 수 있다. 이에 의하여 불소 농축수 중의 불소 농도의 변동이 생긴 경우에서도, 이것에 적응한 칼슘화합물의 첨가량으로 조정할 수 있어, 얻어지는 CaF₂ 결정의 순도 및 입자지름을 원하는 것으로 하는 것이 가능해진다. CaF₂ 정석장치(506)로부터 배출되는 잔액에 함유되는 불소는 응집 침전장치(504)에서 오니로서 분리 제거하는 것이 좋다.

또한 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같이 본 발명에 관한 액체의 처리장치를, 불소 농축수의 적어도 일부를 함유하는 물을 응집 침전처리하는 응집 침전처리장치(508)와 조합하여 불소 농축수 중의 불소를 CaF₂ 함유 오니로서 분리 제거할 수도 있다. 이 경우에는 불소함유 배수의 불소 농도가 매우 낮아 응집 침전처리에 적당하지 않은 경우이어도, 불소의 농도를 응집 침전처리에 적합한 농도까지 높일 수 있고, 또, 불소함유 배수의 수량보다 불소 농축수의 수량의 쪽이 적기 때문에 불소 함유 배수를 그대로 응집 침전처리하는 경우에 비하여, 응집제의 첨가량(예를 들면, 1일당의 사용량)을 적게 할 수 있고, 또 작은 규모의 처리시설에서 고액 분리하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 불소 함유 배수 중의 불소를 10배 농축하는 경우는, 응집 침전처리장치(508)의 처리수량을 10분의 1로까지 작게 하는 것이 가능해진다.

불소 함유 배수가 현탁물질이나 분체 등의 고체를 포함하는 경우는, 이들고체를 미리 분리함으로써, 이와 같은 배수로부터도 불소의 분리 농축을 행하는 것이 가능해진다. 이와 같은 배수의 예로서는 제해 배수가 있다. 제해장치에서는 PFC 가스 외에 실리카 함유 가스도 도입되기 때문에, 제해장치에 의한 가스분해처리후에 실리카 분말이 대량으로 발생하고, 이것이 배수에 혼입된다. 제해장치로서는 연소식, 가열식 등 가동시에 배수를 발생하는 것을 들 수 있다.

이와 같은 제해장치를 사용하는 경우에는, 예를 들면 도 11에 나타내는 바와 같이 침강 분리조(550) 등의 고액 분리수단을 거쳐 불소 함유 배수를 액체의 처리장치에 도입하는 불소처리시스템이 적합하다. 도 11에서는 배수에 함유되는 고체를 침강시켜, 오니층(552)으로서 분리하고 있다. 또 상등수(554)를 액체의 처리장치에 도입하고 있다. 이 경우에 있어서, 상층수(554)에는 부유성의 고체가 미량으로 포함되어 있는 경우가 있기 때문에, 다시 보안 필터를 거쳐 액체의 처리장치에 도입하는 것이 좋다. 또 배수에 유기물이 포함되는 것이 염려되는 경우는, 액체의 처리장치 내의 이온 교환의 유기물에 의한 오염을 회피하기 위하여 다시 활성탄 처리층을 거쳐 액의 처리장치에 도입하는 것이 좋다.

고액 분리수단으로서는, 공지의 모든 수단, 예를 들면 침강 분리조(550) 외에, 공지의 막(필터) 분리수단이나 원심 분리수단 등을 사용할 수 있다. 배수에 함유되는 고형 물량이 대량인 경우에는, 고액 분리수단으로서 침강 분리조(550)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 도 11에서는 오니(52)의 후단으로의 유출방지 및 수류의 우회를 목적으로 하여, 복수의 칸막이판(56)이 설치되어 있다. 또한, 제해장치 내부에도 거칠고 큰(粗大) 입자의 고형물을 분리하기 위한 수단, 예를 들면 고액 분리조나, 필터가 설치되어 있는 경우가 있으나, 상기 고액 분리수단은, 이 후단측에 따로 설치하는 것이 바람직하다.

액체의 처리장치의 처리수는, 불소 농도가 충분히 저감되어 있기 때문에, 제해장치(558)의 공급수로서 순환시킬 수 있어, 물 사용량의 삭감을 하는 것도 가능해진다. 또, 액체의 처리장치의 처리수의 일부를 배수함으로써 시스템 내에의 미량 물질의 축적방지도 가능해진다.

불소 함유 배수가 계면활성제 등의 유기물을 함유하는 경우는, 이들 유기물을 미리 분리함으로써, 이와 같은 배수로부터도 불소의 분리농축을 행하는 것이 가능해진다. 이와 같은 배수의 예로서는, 계면활성제를 함유하는 불산 또는 버퍼드 불산(NH₄F)에 유래하는 배수, 및 미량의 유기물을 함유하는 공업 용수가 급수되는 제해장치로부터의 배수를 들 수 있다.

이와 같은 경우에서도, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이 활성탄 흡착(560) 등의 유기물 분리수단을 거쳐 불소 함유 배수를 액체의 처리장치에 도입하 는 불소처리시스템이 적합하다. 유기물 분리수단으로서는, 활성탄 흡착층 외에, 공지의 유기물 분리수단, 예를 들면 막 분리수단 등을 사용할 수 있다. 또 공지의 유기물 분해수단 등도 사용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

또, 도 13에 나타내는 바와 같이 본 발명에 관한 액체의 처리장치에서 얻어지는 불소 농축수를 다시 감압 증류장치(562) 등의 물 증발수단으로 불소 농도를 높이는 것도 가능하다. 이 경우는 농축수 농도가 1000∼10000 mg/L 정도의 경우에서도 불소 농도를 1∼10% 이상으로까지 더욱 용이하게 높일 수 있기 때문에, 철강업계에서의 스테인리스 산세 용도로 사용할 수 있는 등, 재이용의 용도가 확대된다.

이하의 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예의 기재는, 본 발명의 일 구체예를 설명하는 것으로, 본 발명은 이들 기재에 의하여 한정되는 것이 아니다.

(실시예 1)

도 1에 나타내는 구성의 장치를 사용하여 실험을 행하였다. 원수는 반도체공장으로부터 배출되는 플루오르화물 이온 및 암모늄 이온 함유 배수(100 mg-F/L (리터), 40 mg-N/L)로 하였다. 피농축수로서는 순수를 순환시키는 구성으로 하였다. 양극실(1) 및 음극실(4)의 극액으로서는 순수를 사용하였다. 전류밀도는 2 A/dm²로 하였다. SV는 원수, 피농축수, 양이온 함유수 및 순수 모두 50∼100 [1/hr]로 하였다.

이 결과, 처리수의 암모늄 이온 농도는 1∼3 mg/L까지 저감되었다. 운전 전압은 18 V로 낮은 값에서 안정되었다. 원수 중의 암모늄 이온은 암모니아수로서 1000 mg/L 이상으로 농축되었다. 또 암모늄 이온 농도가 저감된 불산 수용액(100 mg-F/L)이 얻어졌다.

· 양이온 교환 부직포 : 기재는 폴리에틸렌제 부직포. 관능기는 술폰기. 그라프트중합법에 의하여 작성.

· 음이온 교환 부직포 : 기재는 폴리에틸렌제 부직포. 관능기는 4급 암모늄기. 그라프트중합법에 의하여 작성.

· 양이온 교환 스페이서 : 기재는 폴리에틸렌제 사공망. 관능기는 술폰기. 그라프트중합법에 의하여 작성.

· 음이온 교환 스페이서 : 기재는 폴리에틸렌제 사공망. 관능기는 4급 암모늄기. 그라프트중합법에 의하여 작성.

· 양극 : 티탄에 백금도금을 실시한 것. 라스망형상

· 음극 : SUS304. 라스망형상.

· 양이온 교환막 : 아스톰제 CMB

· 음이온 교환막 : 아스톰제 AHA

(실시예 2)

도 2에 나타내는 구성의 장치를 사용하여 실험을 행하였다. 양이온 교환 부직포(11), 음이온 교환 부직포(13), 양이온 교환 스페이서(12), 음이온 교환 스페이서(14), 양극(6), 음극(7), 양이온 교환막(C) 및 음이온 교환막(A)은 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 원수는, 반도체공장으로부터 배출되는 플루오르화물 이온 함유 배수(500 mg-F/L)로 하였다. 피농축수로서는 순수를 순환시키는 구성으로 하였다. 양극실(1) 및 음극실(4)의 극액으로서는 순수 사용하였다. 전류밀도는 3 A/dm²으로 하였다. SV는 원수, 피농축수, 음이온 함유수 및 순수 모두 50∼100 [1/hr]로 하였다.

이 결과, 처리수의 불소농도는 1∼3 mg/L 가 얻어졌다. 운전 전압은 17V로 낮은 값에서 안정되었다. 원수 중의 플루오르화물 이온은 플루오르화 수소로하여 10000 mg/L 이상으로 농축되었다.

(실시예 3)

도 3에 나타내는 구성의 장치를 사용하여 실험을 행하였다. 양이온 교환 부직포(11), 음이온 교환 부직포(13), 양이온 교환 스페이서(12), 음이온 교환 스페이서(14), 양극(6), 음극(7), 양이온 교환막(C) 및 음이온 교환막(A)은 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 원수는 반도체공장으로부터 배출되는 구리함유 배수(50 mg-Cu/L)로 하였다. 음이온 함유액으로서는 pH 1.5의 황산수용액을 사용하였다. 피농축수로서는 pH 1.5의 황산수용액을 순환시키는 구성으로 하였다. 양극실(1) 및 음극실(4)의 극액으로서는 순수를 이용하였다. 전류밀도는 2 A/dm²으로 하였다. SV는 원수 , 피농축수, 음이온 함유수 및 순수 모두 100 [1/hr]로 하였다.

이 결과, 처리수의 구리농도는 2∼3 mg/L 가 얻어졌다. 운전 전압은 2 V로 낮은 값에서 안정되었다. 원수 중의 구리는 황산구리수용액으로서 5000 mg/L 이상 으로 농축되었다. 이에 의하여 음극에 있어서 순수의 전기분해에 의해 발생하는 수산화물 이온을 황산 이온으로 치환하여 농축 가능한 것이 확인되었다.

농축수 중에는 수산화물 이온 및 황산 이온 이외의 음이온은 확인되지 않았다.

(실시예 4)

도 5에 나타내는 구성의 장치를 사용하여 실험을 행하였다. 양이온 교환부직포(11), 음이온 교환 부직포(13), 양이온 교환 스페이서(12), 음이온 교환 스페이서(14), 양극(6), 음극(7), 양이온 교환막(C) 및 음이온 교환막(A)은 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 원수는 반도체공장으로부터 배출되는 구리함유 배수(50 mg-Cu/L)로 하였다. 음이온 함유액으로서는 pH 1.5의 황산수용액을 사용하였다. 피농축수로서는 pH 1.5의 황산수용액을 순환시키는 구성으로 하였다. 양극실(1) 및 음극실(4)의 극액으로서는 순수를 이용하였다. 전류밀도는 2 A/dm²으로 하였다. SV는 원수에서 50 [1/hr]로 하였다. 또, 피농축수, 음이온 함유수 및 순수의 SV는 모두 100 [1/hr] 로 하였다.

그 결과, 처리수의 구리농도는 0.1 mg/L 미만이 얻어졌다. 운전 전압은 23 V로 낮은 값에서 안정되었다. 원수 중의 구리는 황산구리 수용액으로서 5000 mg/L 이상으로 농축되었다. 이것에 의하여 탈이온실을 2실로 하여 원수를 직렬로 통수함으로써 처리성능이 더욱 높아지는 것을 분명하게 하였다. 또한 농축수 중에는 수산화물 이온 및 황산 이온 이외의 음이온은 확인되지 않았다.

(실시예 5)

도 6에 나타내는 복극식의 구성의 장치를 사용하여 실험을 행하였다. 양이온 교환 부직포(11), 음이온 교환 부직포(13), 양이온 교환 스페이서(12), 음이온 교환 스페이서(14), 양극(6), 음극(7), 양이온 교환막(C) 및 음이온 교환막(A)은 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 원수는 반도체공장에서 배출되는 플루오르화물 이온함유 배수(500 mg-F/L)로 하였다. 피농축수로서는 순수를 순환시키는 구성으로 하였다. 양극실(1), 음극실(4) 및 복극실의 극액으로서는 순수를 이용하였다. 복극실에는 양극측으로부터 음이온 교환 부직포(A), 라스망형상 전극 및 양이온 교환 부직포(11)를 순서대로 충전하였다. 또 라스망형상 전극의 재질은 티탄에 백금도금을 한 것으로 하였다. 전류밀도는 3 A/dm²로 하였다. SV는 원수 , 피농축수, 음이온 함유수 및 순수 모두 50∼100 [1/hr]로 하였다.

이 결과, 처리수의 암모늄 이온 농도는 1∼3 mg/L 가 얻어졌다. 운전 전압은 40 V로 낮은 값에서 안정되었다. 원수 중의 플루오르화물 이온은 플루오르화물로서 10000 mg/L 이상으로 농축되었다. SV가 동일한 조건에서, 실시예 2의 경우의 2배의 처리유량이 얻어졌다.

(실시예 6)

도 2에 나타내는 구성의 장치를 사용하여 실험을 행하였다. 양이온 교환부직포(11), 음이온 교환 부직포(13), 양이온 교환 스페이서(12), 음이온 교환 스페이서(14), 양극(6), 음극(7), 양이온 교환막(C) 및 음이온 교환막(A)은 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 원수는, 백금 도금액(황산농도 약 150 g-H₂SO₄/L, 백금 농도 약 5 g/L)으로 하였다. 피농축수로서는 순수를 순환시키는 구성으로 하였다. 양극실(1) 및 음극실(4)의 극액으로서는 순수를 사용하였다. 전류밀도는 2 A/dm²으로 하였다. SV는 원수, 피농축수, 음이온 함유수 및 순수 모두 50 [1/hr]로 하였다.

그 결과, 피농축수 중의 황산농도는 5%까지 상승하였다. 이것으로부터 본 장치는 백금도금액으로부터 황산을 분리하는 경우에도 적용 가능한 것이 확인되었다.

본 발명은, 수중에서 구리 이온 또는 암모늄 이온 등의 양이온 또는 불소이온 또는 황산 이온 등의 음이온을 분리하는 액체의 처리장치에 이용 가능하다.

Claims (15)

1. 음극을 가진 음극실과,

   양극을 가진 양극실과,

   상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실로부터 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과,

   상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 받아 들인 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하며,

   상기 음극실 및 양극실의 적어도 한쪽에 이온 교환체를 가지는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
2. 음극을 가진 음극실과,

   양극을 가진 양극실과,

   상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실로부터 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과,

   상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극 실로부터 공급된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온을 받아 들여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하고,

   상기 음극실 및 양극실의 적어도 한쪽에 이온 교환체를 가지는 것을 특징으로 하는 액의 처리장치.
3. 음극을 가진 음극실과,

   양극을 가진 양극실과,

   상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실로부터 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과,

   상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 받아 들인 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하며,

   상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 순수가 공급되는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
4. 음극을 가진 음극실과,

   양극을 가진 양극실과,

   상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실로부터 선택적으 로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과,

   상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 공급된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온을 받아 들여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하고,

   상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 순수가 공급되는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
5. 음극을 가진 음극실과,

   양극을 가진 양극실과,

   상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실로부터 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과,

   상기 음극실과 상기 양극실의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 받아 들인 이온에 의하여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하며,

   상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 비전해질의 수용액이 공급되는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
6. 음극을 가진 음극실과,

   양극을 가진 양극실과,

   상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되어, 피처리수로부터 음이온 또는 양이온을 선택적으로 탈리시킴과 동시에 상기 음극실 또는 양극실로부터 선택적으로 탈리된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온이 공급되는 탈이온실과,

   상기 음극실과 상기 양극실과의 사이에 배치되어, 탈이온실과는 이온 교환막으로 칸막이되어 상기 탈리시킨 이온을 받아 들이고, 또한 상기 양극실 또는 음극실로부터 공급된 이온과 동종의 전하를 가지는 이온을 받아 들여 전기적으로 중화하는 중화실을 구비하며,

   상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에 비전해질의 수용액이 공급되는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 탈이온실과 상기 중화실의 적어도 한쪽에는 이온 교환체가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
8. 제 1항, 제 2항, 제 5항, 제 6항 또는 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에는 순수가 공급되는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
9. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항 또는 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 양극실 및 음극실의 적어도 한쪽에는 비전해질의 수용액이 공급되는 것을 특징으로 하는 액체의 처리장치.
10. 적어도 불소를 함유하는 배수를 처리하는 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재한 액체의 처리장치와,

    상기 액체의 처리장치로부터 얻어지는 불소 농축수를 플루오르화 칼슘으로서 회수하는 불소 재자원화 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 불소처리시스템.
11. 적어도 불소를 함유하는 배수를 처리하는 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재한 액체의 처리장치와,

    상기 액체의 처리장치에서 얻어진 불소 농축수의 적어도 일부를 함유하는 물을 응집침전처리하는 응집 침전처리장치를 구비한 것을 특징으로 하는 불소처리시스템.
12. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재한 액체의 처리장치와,

    상기 액체의 처리장치로부터 얻어지는 처리수를 원수로 하여 순수를 제조하는 순수 제조장치를 구비한 것을 특징으로 하는 물 재활용시스템.
13. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재한 액체의 처리장치와,

    제해장치,

    상기 제해장치의 배수를 상기 액체의 처리장치에 공급하는 경로와,

    상기 액체의 처리장치에서 얻어지는 처리수의 일부를 상기 제해장치에 공공급하는 경로를 구비한 것을 특징으로 하는 물 재활용시스템.
14. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재한 액체의 처리장치와,

    적어도 불소를 함유하는 배수의 고액분리를 행하는 고액 분리수단과,

    상기 고액 분리수단에 의하여 고액분리가 이루어진 배수를 상기 액체의 처리장치에 공급하는 경로를 구비한 것을 특징으로 하는 불소처리시스템.
15. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재한 액체의 처리장치와,

    적어도 불소를 함유하는 배수의 유기물 분리를 행하는 유기물 분리수단과,

    상기 유기물 분리수단에 의하여 유기물 분리가 이루어진 배수를 상기 액체의 처리장치에 공급하는 경로를 구비한 것을 특징으로 하는 불소처리시스템.

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