TW200829517A - Method and apparatus for recovering phosphoric acid from phosphoric acid-containing water - Google Patents

Method and apparatus for recovering phosphoric acid from phosphoric acid-containing water Download PDF

Info

Publication number
TW200829517A
TW200829517A TW096136098A TW96136098A TW200829517A TW 200829517 A TW200829517 A TW 200829517A TW 096136098 A TW096136098 A TW 096136098A TW 96136098 A TW96136098 A TW 96136098A TW 200829517 A TW200829517 A TW 200829517A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phosphoric acid
water
reverse osmosis
acid
concentrate
Prior art date
Application number
TW096136098A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI428293B (zh
Inventor
Nobuhiro Orita
Naoto Hitotsuyanagi
Original Assignee
Kurita Water Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2006264640A external-priority patent/JP5135749B2/ja
Priority claimed from JP2007093943A external-priority patent/JP5277559B2/ja
Application filed by Kurita Water Ind Ltd filed Critical Kurita Water Ind Ltd
Publication of TW200829517A publication Critical patent/TW200829517A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI428293B publication Critical patent/TWI428293B/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/04Feed pretreatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/18Details relating to membrane separation process operations and control pH control
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/346Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from semiconductor processing, e.g. waste water from polishing of wafers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/40Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture or use of photosensitive materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

200829517 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於藉由逆滲透裝置,自含磷酸水回收磷酸 之方法及裝置,尤其是關於適合在從飩刻液晶基板、晶圓 其他電子機器後的含有磷酸之洗淨排水,回收磷酸等貴重 物質與處理水之純水的回收磷酸之方法及裝置。 【先前技術】 關於液晶基板或晶圓其他電子機器之蝕刻係使用含磷 酸之蝕刻液。在蝕刻步驟所產生之高濃度廢蝕刻液係回收 以再生利用,但是飩刻後之電子機器係以純水加以洗淨, 而大量地生成低濃度之洗淨排水。此種洗淨排水除了爲蝕 刻液成分之磷酸、硝酸、醋酸、其他酸成分等之外,尙含 有因蝕刻所溶出之金屬離子其他不純物,惟大部分爲純水。 此種鈾刻洗淨排水以往係與其他排水混合處理。一般 含磷酸或氟酸之排水的處理技術,可舉出凝集沈澱處理。 然而,進行磷酸或氟酸之凝集沈澱處理時,由於使用大量 之藥劑與產生大量的污泥,造成處理成本上昇、對環境的 負荷增加等成爲問題。此外,在凝集沈澱處理大量地添加 之藥劑導致水溶性離子增加,而在回收水時逆滲透膜製程 之操作壓力上昇,而導致動力成本的增大、處理水質惡化、 產生鍋垢,此外,離子交換法則使再生劑使用量增加。 在專利文獻1(日本國專利公開2006-75 820號)中係藉 由離子交換樹脂除去磷酸、硝酸等離子,進行純水及磷酸 鹽之回收。然而,該方法係成爲磷酸鹽(磷酸二氫鈉等)予 200829517 以回收,惟磷酸鹽幾乎沒有銷路,且由於磷酸之鈉鹽爲溶 解度小,故在液狀下磷酸的含量低,運送係爲困難,而若 爲鉀鹽則苛性鉀係價格昂貴。又已揭示爲了成爲磷酸二氫 鈉,在Η型陽離子樹脂進行通液之方法,但是有陽離子樹 脂的再生會消耗鹽酸等酸,在陰離子樹脂之再生所使用的 氫氧化鈉亦會被無用地排出等缺點。 【專利文獻1】日本國專利公開2 0 0 6 - 7 5 8 2 0號 【發明內容】 發明所欲解決之課穎 本發明之課題係提議一種回收磷酸之方法及裝置,其 係藉由簡單之構成與操作,可以用高濃度之液狀來搬運, 而能夠以低成本且效率良好地從含磷酸水回收有用之高純 度磷酸作爲回收物。 解決課題之手段 本發明爲以下之從含有磷酸離子的水回收磷酸之方法 及裝置。 (1) 一種回收磷酸之方法,其係自含磷酸水回收磷酸之方 法,其特徵在於 在ΡΗ3以下之條件下,將含磷酸水供給至逆滲透裝置 來進行逆滲透處理,使磷酸以外的酸與水一起透過至透過 液室側,在濃縮液室側濃縮磷酸,來回收磷酸濃縮液。 (2) —種回收磷酸之方法,其係自含磷酸水回收磷酸之方 法,其特徵在於 在ρ Η 3以下、且磷酸濃度1〜1 5重量%的條件下,將 200829517 含磷酸水供給至逆滲透裝置來進行膜分離處理,使磷酸以 外的酸與水一起透過至透過液室側,在濃縮液室側濃縮磷 酸,來回收磷酸濃縮液。 (3) 如(1)或(2)記載之方法,其係具有取出濃縮液室之濃縮 液,往濃縮液室進行循環之過程,且在循環之濃縮液 中加入被處理含磷酸水以進行逆滲透處理。 (4) 如(1)或(2)記載之方法,其係具有取出濃縮液室之濃縮 液’往濃縮液室進行循環之過程,且在循環之濃縮液 中加入稀釋水以進行膜分離處理。 (5) 如(1)或(2)記載之方法,其係在將含磷酸水供給至逆滲 透裝置前,進行去除含陽離子及/或陰離子之不純物當 作前處理。 (6) 如(1)或(2)記載之方法,其係自逆滲透裝置之透過水去 除含酸之不純物以回收純水。 (7) 如(6)記載之方法,其中去除不純物係藉由離子交換裝 置來進行。 (8) 如(1)或(2)記載之方法,其係自磷酸濃縮液藉由陰離子 交換來去除磷酸以外的酸。 (9) 如(1)或(2)記載之方法,其係將磷酸濃縮液蒸發濃縮, 將水及揮發性成分一起去除並濃縮。 (1 0) —種磷酸回收裝置,其係自含磷酸水回收磷酸之裝 置,其特徵在於具有: 逆滲透裝置,其係在PH3以下之條件下,將含磷酸水 進行膜分離處理’使磷酸以外的酸與水一起透過至透過液 200829517 室側,將磷酸在濃縮液室側予以濃縮、 原水供給部’其係在ρ Η 3以下之條件下,將含磷酸水 供給至逆滲透膜裝置的濃縮液室側、 透過液取出部,其係從逆滲透裝置的透過液室側取出 透過液、與 濃縮磷酸液取出部,其係從逆滲透裝置之濃縮液室側 取出濃縮磷酸液。 (1 1) 一種磷酸回收裝置,其係自含磷酸水回收磷酸之裝 • 置,其特徵在於具有: 逆滲透裝置’其係在ρΗ3以下且磷酸濃度1〜1 5重量 %之條件下’將含磷酸水進行膜分離處理,使磷酸以外的酸 與水一起透過至透過液室側,將磷酸在濃縮液室側予以濃 縮、 含磷酸水供給部,其係在ρ Η 3以下且磷酸濃度1〜1 5 重量%之條件下’將含磷酸水供給至逆滲透裝置的濃縮液室 側、 m ^ 透過液取出部,其係自逆滲透裝置的透過液室側取出 透過液、 濃縮磷酸液取出部,其係自逆滲透裝置的濃縮液室側 取出濃縮磷酸液、與 循環路徑’其係將自濃縮磷酸液取出部所取出之濃縮 磷酸液循環至濃縮液室側。 (12)如(10)或(1 1)記載之裝置,其係具有在循環路徑循環之 濃縮液中加入稀釋水之稀釋水供給部。 200829517 (1 3)如(1 0)或(11)記載之裝置,其係在原水供給部具有進行 去除含陽離子及/或陰離子之不純物的前處理裝置。 (14) 如(10)或(11)記載之裝置,其係具有自逆滲透裝置之透 過水去除含酸之不純物的不純物去除裝置。 (15) 如(14)記載之裝置.,其中不純物去除裝置爲離子交換 裝置。 (16) 如(10)或(11)記載之裝置,其係具有自磷酸濃縮液,藉 由陰離子交換,去除磷酸以外的酸之精製裝置。 • (17)如第(10)或(11)項記載之裝置,其係具有將磷酸濃縮液 蒸發濃縮,以將水及揮發性成分一起去除而濃縮之蒸 發濃縮裝置。 在本發明中,成爲處理對象之含磷酸水只要爲含有磷 酸之水,就沒有限制對象,惟較佳之處理對象係含有磷酸 離子50〜10000mg/L、尤其是含有50〜2000mg/L,pH爲3 以下、尤其是2.8以下,各種狀況下均在1以上、尤其是 1 · 8以上之酸性水;除了磷酸離子之外,亦可含硝酸離子、 ® 醋酸離子等酸成分、其他陰離子、及金屬離子等陽離子、 其他不純物。在本發明,特別適於從含硝酸離子、醋酸離 子等其他酸成分之含磷酸水除去硝酸離子、醋酸離子等其 他酸成分,回收純度高之磷酸。 作爲特佳處理對象的含磷酸水係··液晶基板或晶圓其 他電子機器之含有磷酸的蝕刻液在蝕刻後進行純水洗淨時 所產生的低濃度洗淨排水。作爲此類鈾刻後之洗淨排水的 實例,例如含有磷酸離子50〜2000mg/L、硝酸離子10〜 200829517 500mg/L'醋酸離子5〜300mg/L,且ρΗ1·8〜2·8之酸性水。 在本發明中,爲從含磷酸水回收磷酸,較佳爲在ρ Η 3 以下、且磷酸濃度1〜1 5重量%之條件下,將含磷酸水供給 至逆滲透膜裝置以進行膜分離處理。另外,本發明將含磷 酸水供給至逆滲透膜裝置之前,較佳係進行含陽離子及/或 陰離子之不純物的去除作爲前處理。此種情況下,可藉由 沈澱分離、過濾等除去固體物,並藉由陽離子交換樹脂去 除金屬離子等陽離子,以及藉由陰離子交換樹.脂去除過氯 ® 酸或鉬酸、有機酸錯合物等陰離子等。作爲在此等前處理 步驟所用之前處理裝置,可使用在上述目的所採用之一般 裝置。 在蝕刻後之洗淨排水中所含的銦、鐵、鋁等金屬離子 成爲膜分離步驟中逆滲透(RO)膜堵塞之原因,若過氯酸、 鉬酸等爲高濃度則成爲膜損傷之原因,因而較佳爲藉由除 去此等陽離子或陰離子,而可防止膜之堵塞或損傷等。作 爲陽離子交換樹脂,可用強酸性或弱酸性陽離子交換樹 ^ 脂,惟採用Η型之強酸性陽離子交換樹脂來交換去除此等 陽離子時,處理液係酸成分增加而可輕易地調整爲pH3以 下,因而較佳。陽離子交換樹脂亦可爲螯合樹脂。作爲陰 離子交換樹脂,可採用強鹼性或弱鹼性陽離子交換樹脂。 陰離子交換樹脂係藉由使用磷酸型等酸型,使磷酸、硝酸、 醋酸等順暢地通過,去除其他不純物陰離子。 在本發明膜分離步驟中的逆滲透裝置稱爲RO裝置, 係藉由逆滲透(RO)膜劃分爲透過液室與濃縮液室,在PH3 200829517 以下之條件下,更佳爲進一步使磷酸濃度爲1〜1 5重量% 的條件下,將含磷酸水供給至濃縮液室側,來進行逆滲透 膜處理,將磷酸以外的酸與水一起透過至透過液室側,同 時使磷酸在濃縮液室側濃縮的方式予以構成。逆滲透膜裝 置的濃縮液室側係形成有供給含磷酸水之含磷酸水供給 部、以及取出濃縮磷酸液之濃縮磷酸液取出部。逆滲透膜 裝置之透過液室側係形成有取出透過液之透過液取出部。 濃縮磷酸液取出部與含磷酸水供給部之間係形成有將自濃 ® .縮磷酸液取出部取出之濃縮磷酸液循環至濃縮液室側之循 環路徑。逆滲透膜係藉由滲透壓使水透過,或者是藉由加 壓成比逆滲透壓更爲高壓以供給被處理液,藉由逆滲透使 水透過,同時使鹽分、有機物、其他溶質不會透過之抑制 的半透膜。 作爲逆滲透膜之材質只要具有上述特性則無特別限 制,可舉出例如聚醯胺系透過膜、聚醯亞胺系透過膜、纖 維素系透過膜等,亦可爲非對稱逆滲透膜,惟較佳係在微 ® 多孔性支撐體上形成具有實質地選擇分離性之活性皮層之 複合逆滲透膜。逆滲透裝置只要爲具備此種逆滲透膜之物 即可,惟較佳爲具備逆滲透膜與支撐機構、集水機構等係 經一體化之膜模組者。膜模組並無特別限制,可舉出例如 管狀膜模組、平面膜模組、螺旋膜模組、中空絲膜模組等。 作爲具備此等之逆滲透裝置,可使用習知之物,較佳爲以 低壓操作之高透過性者。 在本發明之膜分離步驟中,係在pH3以下之條件下, 200829517 又更佳爲在磷酸濃度1〜15重量%之條件下,進一步; 2〜1 0重量%之條件下,將含磷酸水供給至逆滲透膜 進行膜分離(逆滲透)處理。含磷酸水係在PH3以下 時,可以原樣地不做pH調整而供給至逆滲透膜裝置 藉由視需要添加鹽酸、硝酸等pH調整劑作pH調整 理中,藉由以陽離子交換樹脂進行金屬離子等陽離 去,而調整爲PH3以下的情形亦相同。液晶基板或 在蝕刻後之洗淨排水通常係在PH3以下之狀態被得 此可以不做pH調整即供給至逆滲透膜裝置,即使 pH的情形,pH調整劑的添加量亦爲少。 含磷酸水係以磷酸濃度1〜1 5重量%而得時,可 地進行膜分離處理,藉由逆滲透進行分離,惟在磷 低於1重量%時,可藉由一邊通過循環路徑循環濃縮 邊進行膜分離處理,將磷酸濃度濃縮爲1重量%以上 藉由另外設置之RO裝置等濃縮裝置,進行預先濃 亦可、添加經回收之高濃度磷酸液亦可。 藉由一邊通過循環路徑循環濃縮液、一邊進行 處理,將磷酸濃度濃縮爲1重量%以上時,亦可進行 環低濃度之含磷酸水一邊濃縮,在將磷酸濃度濃縮 量%以上的時點交換循環液之批次式處理,惟較佳係 環經濃縮爲磷酸濃度1〜1 5重量%之濃縮液、一邊在 濃縮液中加入低濃度之被處理含磷酸水;一次取出 的濃縮液作爲磷酸濃縮液時,較佳爲進行表觀上單 式(one pass)之處理。取出濃縮液室之濃縮液往濃縮 佳爲 裝置以 之狀態 ,亦可 。前處 子之除 晶圓等 到,因 是調整 以原樣 酸濃度 液、一 .。或者 縮處理 膜分離 一邊循 爲1重 一邊循 循環的 一部份 向通過 液室循 200829517 環之過程中’藉由在循環的濃縮液中加入稀釋水可進行逆 滲透處理’可提高磷酸以外的酸之去除率。作爲稀釋水, 可使用從透過水除去不純物而成之回收水。 在pH3以下之條件下,將含磷酸水供給至逆滲透裝置 以進行膜分離處理時’硝酸、醋酸等磷酸以外的酸係與水 一起透過逆滲透膜移動到透過液室側,並從透過液室側被 取出。由於阻止磷酸之逆滲透膜透過,而殘留在濃縮液室 側被濃縮’故可由濃縮液室側作爲磷酸濃縮液予以回收。 濃縮液室側的濃縮液係可單向通過式地通過,另外亦可使 之循環而提高濃縮率。在PH3以下(且磷酸濃度低於1重量 %)之條件下’將含磷酸水供給至逆滲透裝置以進行膜分離 處理的情況下’供給至逆滲透裝置之含磷酸水的壓力可爲 0.3 〜3 Μ P a、較佳爲 〇 . 5 〜1. 5 Μ P a。 濃縮液中係殘留有少量之磷酸以外的酸,惟若在磷酸 濃度1〜1 5重量%之條件下進行膜分離處理,磷酸以外的酸 之阻止率(inhibition rate)變低、透過率變高,因而可回收 高純度的磷酸濃縮液。在PH3以下、且磷酸濃度1〜15重 量%之條件下,將含磷酸水供給至逆滲透裝置進行膜分離處 理的情況下,供給至逆滲透裝置之含磷酸水的壓力可爲0.3 〜5 Μ P a、較佳爲〇 . 5〜3 Μ P a。 若比較逆滲透膜之透過中離子性物質與非離子性物質 之透過,一般認爲逆滲透膜阻止率爲即使是相同程度之分 子量,相較於非離子性物質,離子性物質壓倒性地輕易被 阻止。然而本發明人等反覆硏究之結果,係與該常識相異’ 200829517 瞭解到在磷酸難以解離之pH3以下之條件下進行逆滲透膜 處理時,磷酸的阻止率係變得比硝酸或醋酸更壓倒性地 高,而可分別地回收硝酸或醋酸等磷酸以外的酸、與磷酸。 在低pH下磷酸強烈地被逆滲透膜所阻止的理由,推測應該 是磷酸爲重磷酸之形態則分子量變大,因而阻止率提升。 在PH3以下之條件下,硝酸、醋酸等磷酸以外的酸之 阻止率低,將一般含有磷酸的蝕刻液進行膜處理時,阻止 率爲1 %以下,惟若磷酸濃度相當高則磷酸以外的酸之阻止 ® 率變低,磷酸濃度1重量%以上則磷酸以外的酸之阻止率成 爲負値。此處所謂阻止率,係逆滲透膜阻止溶質透過的比 例,以下式(1)表示。 阻止率· C2)1/2)X 100 · · · (1) (式(1)中、Ci爲供給液入口之溶質濃度、c2爲濃縮液 出口之溶質濃度、C3爲透過液之溶質濃度。) 式(1)中,((CrCO1”)係表示幾何平均數,((^/(Ci.CO1/2) 係表示相對於濃縮液之溶質的(幾何)平均濃度而言,透過 液之溶質濃度的比。因此阻止率如此低時,顯示溶質係透 過至透過液側。通常的觀念,容易認爲阻止率不會成爲負 値,但在式(1)由式之構成,阻止率會有成爲負値的情形, 此時,透過液的溶質濃度比濃縮液的溶質濃度更高,顯示 溶質係以高透過率進行透過。 所謂在磷酸濃度1重量%以上,磷酸以外的酸之阻止率 成爲負値,係意味著磷酸濃度丨重量%以上、尤其是2重量 %以上,濃縮液中殘留之磷酸以外的酸濃度變低,而可得純 -14- 200829517 度高之磷酸濃縮液。濃縮液的磷酸濃度過高時,由於滲透 壓的關係會變得無法進行膜處理,故濃縮液之磷酸濃度的 上限爲1 5重量%、較佳爲1 0重量%。如此一邊循環磷酸濃 度之濃縮液、一邊在循環之濃縮液中加入被處理含磷酸 水,一次取出一部份的濃縮液作爲磷酸濃縮液以進行單向 通過式處理時,能夠維持上述磷酸濃度並以良好效率進行 處理。 一邊循環濃縮液一邊進行膜處理之際,濃縮液的循環 次數越多,則磷酸以外的酸與逆滲透膜相接觸而透過膜的 機會越多,而能夠使濃縮液中磷酸以外的酸之濃度進一步 地降低。此時,磷酸濃度若超過1 5重量%,滲透壓(操作壓) 變得過高,而無法進行膜處理,故藉由在濃縮液加入稀釋 水予以稀釋循環,以進行逆滲透處理,能夠進一步地降低 磷酸以外的酸之濃度,而可回收高純度之磷酸濃縮液。作 爲稀釋水,可以循環使用從透過水除去不純物而成之回收 水。 從透過液室側所取出之逆滲透膜裝置之透過水由於含 有透過之磷酸、硝酸、醋酸等酸,故可藉由從逆滲透膜裝 置之透過水,以不純物去除裝置除去該等酸其他不純物, 而可回收純水。此種情況下,作爲不純物去除裝置,可以 採用使用離子交換樹脂之離子交換裝置。藉由將透過水通 水至陰離子交換樹脂層,除去該等酸、其他陰離子,再藉 由通水至陽離子交換樹脂層及陰離子交換樹脂層、或此等 之混合床,除去醋酸或硝酸等磷酸以外的酸、其他陰離子、 -15- 200829517 以及殘留之陽離子,而能夠回收純水。作爲在此所用之陰 離子交換樹脂,較佳爲OH型強鹼性或弱鹼性陰離子交換 樹脂,又,作爲陽離子交換樹脂,較佳爲Η型強酸性陽離 子交換樹脂。 一般的離子交換裝置在離子交換樹脂之再生中,陽離 子交換樹脂之再生係以酸作爲再生劑使用、陰離子交換樹 脂之再生係以鹼作爲再生劑使用,惟此類再生方法必須要 再生劑,而有產生再生廢液等缺點,故較佳係採用電再生 ^ 式離子交換裝置。電再生式離子交換裝置係將離子交換樹 脂層區劃爲陽離子交換樹脂膜及陰離子交換樹膜,在兩端 部配置陰極及陽極而成之裝置,與電透析裝置同樣地,一 邊對陰極及陽極進行通電再生、一邊通液進行離子交換。 此種情形,不需再生用之特別操作及再生劑,而可連續取 出酸其他不純物並回收純水。在電再生式離子交換裝置所 用之離子交換樹脂係僅以除去酸其他陰離子爲目的時,可 僅充塡陰離子交換樹脂,惟亦以除去殘留之其他陽離子爲 ® 目的時,可充塡陽離子交換樹脂及陰離子交換樹脂之混合 床。藉由再生所排出之酸濃縮液係磷酸、硝酸、醋酸等濃 縮液,故可藉由生物脫氮法予以處理。 另一方面,從濃縮液室側取出的磷酸濃縮液係已除去 大部分之硝酸、醋酸等磷酸以外的酸,惟爲進一步除去該 等提高回收磷酸液之純度、濃度,可藉由後處理進行精製。 藉由後處理之精製,可藉由陰離子交換從磷酸濃縮液除去 磷酸以外的酸予以精製。此時,可設置陰離子交換裝置作 -16- 200829517 爲精製裝置,將濃縮液在陰離子交換樹脂層 濃縮液除去硝酸等強酸離子,回收幾乎不含 子之高濃度磷酸。逆滲透裝置係將濃縮液予 濃縮的情況下,精製裝置係可設於逆滲透裝 環管線上,較佳爲設置在從循環管線將濃i 線。陰離子交換樹脂較佳爲〇H型或PCU型之 交換樹脂。 在磷酸濃縮液中殘留有醋酸時,由於即 ^ 換樹脂也無法完全除去醋酸,故爲了除去醋 分而提高回收磷酸液之純度、濃度,可藉由 將磷酸濃縮液予以蒸發濃縮,與水一起將揮 並濃縮,而可回收幾乎不含醋酸等揮發性成 酸。作爲蒸發濃縮裝置,可使用旋轉式蒸發榜 根據上述所回收之磷酸係可作爲回收物 以高濃度之液狀來搬運,而且可以作爲高純 收。此種情形中,在pH3以下之條件下之逆 於通常係以 pH3以下之酸性狀態得到作爲 水,所以能夠藉由注入鹽酸等pH調整劑而^ 又,用以回收之方法及裝置係藉由簡 作,在PH3以下,視情況進一步在磷酸濃趕 之條件下,藉由逆滲透處理而可作爲磷酸 收。藉此可減少再生劑之使用量、廢棄物之 低處理成本、回收高純度之濃縮磷酸及純水 發明效果 進行通水,從 硝酸等強酸離 以循環以進行 置之濃縮液循 縮液抽出之管 強鹼性陰離子 使是陰離子交 酸等揮發性成 蒸發濃縮裝置 發性成分除去 分之高濃度磷 I等習知裝置。 使用,且能夠 度濃縮磷酸回 滲透處理,由 原水之含磷酸 字易地調整。 單的構成與操 〔1〜15重量% 濃縮液予以回 .生成量、並降 -17 - .200829517 若根據如上之本發明,藉由在PH3以下之條件下將含 磷酸水供給至逆滲透裝置來進行逆滲透處理,使磷酸以外 的酸與水一起透過至透過液室側,將磷酸在濃縮液室側進 行濃縮,回收磷酸濃縮液,根據簡單的構成與操作,而可 從含磷酸水將能夠以高濃度之液狀來搬運、作爲回收物之 有用的高純度磷酸以低成本並且效率良好地回收。 另外,若根據本發明,藉由在PH3以下、且磷酸濃度 1〜1 5重量%之條件下將含磷酸水供給至逆滲透裝置,以進 ® 行逆滲透處理,將磷酸以外的酸與水一起透過至透過液室 側,將磷酸在濃縮液室側濃縮,以回收磷酸濃縮液,根據 簡單之構成與操作,而可從含磷酸水將能夠以高濃度之液 狀來搬運、作爲回收物之有用的高純度磷酸以低成本並且 效率良好地回收。 【實施方式】 實施發明之最佳形態 藉由第1圖説明本發明的一實施形態。第1圖爲一實 ® 施形態中磷酸回收裝置之流程圖。1爲原水槽,用以貯留 原水1 a。2爲陽離子交換塔,具有陽離子交換樹脂層2a。3 爲濃縮液槽,用以貯留濃縮液3 a。4爲逆滲透裝置,藉由 逆滲透膜4a區劃爲透過液室4b與濃縮液室4c。5爲陰離 子交換塔,具有陰離子交換樹脂層5a。7爲回收水槽,用 以貯留回收水7a。5b爲第2陰離子交換塔,具有陰離子交 換樹脂層5 c。8爲蒸發濃縮裝置,藉由蒸餾將揮發性成分 與水一起蒸發分離並濃縮磷酸液。9爲回收磷酸槽,用以 -18- 200829517 貯留回收磷酸液9 a。 第1圖中,P爲加壓泵,原水槽1、陽離子交換塔2及 濃縮液槽3 —起構成原水供給部,其中陽離子交換塔2係 構成前處理裝置。陰離子交換塔5及回收水槽7構成透過 液取出部,其中陰離子交換塔5構成不純物去除裝置。又, 第2陰離子交換塔5b、蒸發濃縮裝置8及回收磷酸槽9構 成濃縮磷酸液取出部,其中第2陰離子交換塔5b及蒸發濃 縮裝置8構成精製裝置。 在上述磷酸回收裝置,把經藉由沈澱分離、過濾等作 爲前處理步驟,去除不純物之原水1 a (含有磷酸離子的水) 從管線L1導入原水槽1。原水槽1之原水1 &係由管線L2 導入陽離子交換塔2並通水,在陽離子交換樹脂層2 a進行 陽離子交換以將原水中所含之鋁、銦、其他金屬離子等陽 離子進行交換吸附並除去。陽離子交換樹脂層2 a較佳係使 用Η型之強酸性陽離子交換樹脂。陽離子交換樹脂層2 a 成爲飽和時,從管線L3將含鹽酸等酸之再生劑予以通液以 進行再生,並從管線L4回收溶離之陽離子。 將陽離子交換塔2之處理水的脫陽離子水從管線L5導 入濃縮液槽3並貯留。通常係以PH3以下之酸性狀態得到 作爲原水之含磷酸水,此外,即使pH値高的情形,由於作 爲前處理之陽離子交換導致生成酸而成爲pH3以下之狀 態,故在PH3以下之條件所進行之逆滲透處理,亦可原樣 地供給至逆滲透裝置4。將pH高之原水做pH調整的情況’ 由於是在接近PH3之狀態得到含磷酸水,因而藉由將鹽酸 200829517 等pH調整劑注入管線L5或濃縮液槽3,而可容易地進行 調整。 濃縮液槽3之脫陽離子水(濃縮液3a)係以加壓泵p予 以加壓,從管線L6導入逆滲透裝置4之濃縮液室4c,並藉 由逆滲透膜4a進行逆滲透處理,將硝酸、醋酸等磷酸以外 的酸與水一起透過至透過液室4b側,將磷酸在濃縮液室4c 側予以濃縮。若將含磷酸水中和,以中性狀態進行逆滲透 處理,硝酸、醋酸等磷酸以外的酸之鹽、與磷酸之鹽均不 • 會透過逆滲透膜4a,而在濃縮液室4c側被濃縮。相對於 此,若不將含磷酸水中和、在pH 3以下之條件下導入逆滲 透裝置4進行逆滲透處理,磷酸係藉由逆滲透膜4a阻止其 透過而在濃縮液室4c側被濃縮,但硝酸、醋酸等磷酸以外 的酸係與水一起透過至透過液室4b側而分離。由於導入逆 滲透裝置4之含磷酸水係經脫陽離子,因此逆滲透膜4a不 會堵塞,而可以維持逆滲透處理之效率高。 經透過至逆滲透裝置4之透過液室4b的透過液係由管 ^ 線L7向陰離子交換塔5導入,並在陰離子交換樹脂層5 a 通水進行陰離子交換。藉此,將透過液中所含之硝酸、醋 酸等磷酸離子以外之陰離子藉由交換吸附予以除去並進行 精製’處理水係由管線L8往回收水槽7取出,作爲回收水 7 a予以貯留。陰離子交換塔5係使用充塡OH型強鹼性陰 離子交換樹脂而成之陰離子交換樹脂層5 a,惟亦可採用與 Η型陽離子交換樹脂之複數層或混合床式,以除去陰離子 以外之不純物。陰離子交換樹脂層5 a係以磷酸離子以外之 -2 0 - 200829517 陰離子飽和時,從管線L 9將含氫氧化鈉、氫氧化鉀等2〜 1 0重量%鹼水溶液之類的鹼的再生劑予以通液進行再生, 並從管線L· 1 0排出溶離的鹽。使用陽離子交換樹脂時,係 將含酸之再生劑予以通液進行再生。 在逆滲透裝置4之濃縮液室4c濃縮之濃縮液係從管線 L 1 1導入至第2陰離子交換塔5 b並通水,在陰離子交換樹 脂層5 c進行陰離子交換,並將殘留在濃縮液之硝酸、醋酸 等磷酸離子以外之陰離子予以交換吸附除去,進行精製。 此種情況下,陰離子交換樹脂層5c係使用OH型或P〇4型 之強鹼性陰離子交換樹脂。由於硝酸等磷酸離子以外之陰 離子對於陰離子父換樹脂的選擇性比在低pf{範圍之憐酸 離子更高,所以可容易地與磷酸離子分離。陰離子交換樹 脂層5 c係以磷酸離子以外之陰離子飽和時,從管線l 1 2通 液含鹼之再生劑予以再生,並將溶離之鹽從管線L 1 3排出。 在第2陰離子交換塔5 b將磷酸離子以外之陰離子除去 而成之磷酸溶液更含有醋酸等揮發性成分時,從管線L 1 4 導入蒸發濃縮裝置8並蒸餾,使揮發性成分與水一起蒸發 分離’並從管線L 1 5排出。在蒸發濃縮裝置8除去揮發性 成分並濃縮而成之磷酸濃縮液,係從管線L 1 6回收導入磷 酸槽9,並作爲回收磷酸液9 a貯留。作爲蒸發濃縮裝置8, 可使用旋轉式蒸發機等習知蒸發濃縮裝置。逆滲透裝置4 中濃縮液室4c的濃縮液係可從管線L 1 7或L 1 8朝向濃縮液 槽3循環以提高濃縮率,作爲濃縮液3 a貯留。 藉由上述方法所回收之磷酸液9 a係可作爲有用之回收 -21 - 200829517 物,並且由於係以高濃度之液狀回收在實用上可以搬運, 更且可作爲高純度之濃縮磷酸來回收。此種情形,在PH3 以下之條件下進行的逆滲透處理通常係以pH3以下之酸性 狀態得到作爲原水之含磷酸水,此外即使p Η爲高的情況 下,由於藉由作爲前處理之陽離子交換,而成爲ρΗ3以下 之狀態,故在ΡΗ3以下之條件進行的處理係亦可原樣地進 行供給,不需要特別做pH調整。酸、鹼等藥劑係限於陽離 子交換塔2中陽離子用之再生劑、與陰離子交換塔5及第 • 2陰離子交換塔5b中陰離子用之再生劑,作爲磷酸回收用 並非必要。又,用以回收之方法及裝置係藉由簡單的構成 與操作,藉由在pH3以下之條件下進行逆滲透處理,而可 回收磷酸濃縮液。藉此,能夠減少再生劑之使用量、廢棄 物之生成量%並降低處理成本,回收高純度之濃縮磷酸及 純水。 如上所述,在PH3以下之條件下將含磷酸水供給至逆 滲透裝置4,並藉由逆滲透膜4 a進行逆滲透處理,將磷酸 ® 以外的酸與水一起透過至透過液室4b側,在濃縮液室4c 側濃縮磷酸,藉由回收純水及磷酸濃縮液,根據簡單的構 成與操作,而能夠以可搬運之高濃度液狀、從含磷酸水以 低成本且效率良好地回收作爲回收物有用之高純度磷酸及 純水。 接著藉由第2圖説明本發明之其他實施形態。第2圖 爲其他實施形態中磷酸回收方法及裝置Ο流程圖。1爲原 水槽,用以貯留原水1 a。2爲陽離子交換塔,具有陽離子 -22 - 200829517 交換樹脂層2a。3爲濃縮液槽,用以貯留濃縮液3 a。4爲 逆滲透裝置,藉由逆滲透膜4a區劃爲透過液室4b與濃縮 液室4c。5爲陰離子交換塔,具有陰離子交換樹脂層5a。6 爲電再生式離子交換裝置,以陰離子交換膜6c區劃爲脫鹽 室6a與濃縮室6b,在脫鹽室6a的外側藉由陽離子交換膜 6d區劃陰極室6e,在濃縮室6b的外側藉由陽離子交換膜 6f區劃陽極室6g,在脫鹽室6a與濃縮室6b係設置有混合 床式離子交換層6h、6i,在陰極室6e係設有陰極(-)、在陽 ® 極室6g係設有陽極(+ )。7爲回收水槽,用以貯留回收水7a。 8爲蒸發濃縮裝置,藉由蒸餾使揮發性成分與水一起蒸發 分離,並濃縮磷酸液。9爲回收磷酸槽’甩以貯留回收磷 酸液9a。10爲生物脫氮裝置。 第2圖中,P爲加壓泵,原水槽1、陽離子交換塔2、 陰離子交換塔5及濃縮液槽4 一起構成原水供給部,其中 陽離子交換塔2及陰離子交換塔5構成前處理裝置。電再 生式離子交換裝置6及回收水槽7構成透過液取出部\其 ® 中電再生式離子交換裝置6構成不純物去除裝置。另外, 蒸發濃縮裝置8及回收磷酸槽9構成濃縮磷酸液取出部, 其中蒸發濃縮裝置8構成精製裝置。 在上述磷酸回收裝置’經藉由沈澱分離、過濾等作爲 前處理步驟,去除不純物而成之原水la(含有磷酸離子的 水)係從管線L2 1導入原水槽1。原水槽1之原水1 a係由管 線L22導入陽離子交換塔2並通水,在陽離子交換樹脂層 2a進行陽離子交換,將原水中所含之鋁、銦、其他金屬離 -23 - 200829517 子等陽離子予以交換吸附進彳了除去。陽離子交換樹脂層2a 較佳係使用Η型強酸性陽離子交換樹脂。陽離子交換樹脂 層2a成爲飽和時,從管線L23將含鹽酸等酸之再生劑通液 以進行再生,並從管線L24回收將溶離之陽離子。 從管線L25將陽離子交換塔2之處理水之脫陽離子水 導入陰離子交換塔5並通水,藉由陰離子交換樹脂層5a進 行陰離子交換,以將原水中所含之過氯酸、鉬酸、有機酸 錯合物等陰離子予以交換吸附進行除去。在陰離子交換樹 • 脂層5a較佳係使用磷酸型強鹼性陰離子交換樹脂。陰離子 交換樹脂層5 a成爲飽和時,從管線L26將含氫氧化鈉等鹼 之再生劑通液以再生,並從管線L27回收溶離之陰離子。 之後,從管線L26通液磷酸等酸,並使陰離子交換樹脂成 爲磷酸型。 將陰離子交換塔5之處理水從管線L28導入濃縮液槽 3。通常係在pH3以下之酸性狀態得到作爲原水之含磷酸 水,在pH3以下之條件進行之逆滲透處理係可原樣地供給 ® 至逆滲透裝置4。將pH値高的原水做pH調整時,由於係 在將近PH3的狀態得到含磷酸水,故可藉由將鹽酸等PH 調整劑注入管線L2 8或濃縮液槽3而容易地調整。 濃縮液槽3之含磷酸水係藉由加壓泵P予以加壓,從 管線L3 1導入逆滲透裝置4之濃縮液室4c,並藉由逆滲透 膜4a進行膜分離(逆滲透處理),使硝酸、醋酸等磷酸以外 的酸與水一起透過至透過液室4b側,將磷酸在濃縮液室4c 側予以濃縮。若將含磷酸水予以中和以中性狀態進行逆滲 -24 - 200829517 透處理’硝酸、醋酸等磷酸以外的酸之鹽、與磷酸鹽均不 會透過逆滲透膜4a,而在濃縮液室4c側被濃縮。相對於 此’若不將含磷酸水中和,在pH3以下之條件下導入逆滲 透裝置4進行逆滲透處理,經由逆滲透膜4a,磷酸透過被 阻止’而在濃縮液室4c側被濃縮,硝酸、醋酸等磷酸以外 的酸係與水一起透過至透過液室4 b側而分離。因爲導入逆 滲透裝置4之含磷酸水係經脫陽離子,故不會堵塞逆滲透 膜4a,可維持逆滲透處理之效率高。 以磷酸濃度丨〜15重量%得到作爲從管線L28所得之原 水之含磷酸水的情況下,可原樣地進行膜分離處理、藉由 逆滲透進行分離,惟在磷酸濃度低於丨重量%時,可以從濃 縮液室4c透過管線L3 2取^的濃縮液一邊從循環路徑之管 線L3 3循環至濃縮液槽3、——邊進行膜分離處理,將磷酸 濃度濃縮至1重量%以上。此種情形,亦可進行一邊循環低 濃度之含磷酸水一邊濃縮,在磷酸濃度濃縮爲1重量%以上 的時點’替換循環液之批次式處理;較佳爲一邊循環將磷 酸濃度濃縮至1〜1 5重量%而成之濃縮液、一邊將低濃度的 被處理含磷酸水加入循環之濃縮液,從管線L 3 4每次取出 一部份濃縮液作爲磷酸濃縮液,進行表觀上單向通過式處 理。 ·' 透過至逆滲透裝置4之透過液室4b之透過液係從管線 L35朝向電再生式離子交換裝置6之脫鹽室6a導入,並在 陽極(+ )與陰極(-)間施加電壓一邊進行電再生、一邊藉由離 子交換進行脫鹽。藉此,將透過液中所含的磷酸、硝酸、 -25- 200829517 醋酸等陰離子、以及殘留之陽離子藉由交換吸附予以除去 進行精製,處理水係由管線L36往回收水槽7取出,並作 爲回收水7a貯留。在脫鹽室6a,在混合床式離子交換層 6h所吸附之酸等陰離子係經由陰離子交換膜6c透過至濃 縮室6b,並吸附於混合床式離子交換層6ι,因此一邊從管 線L37將部分透過液朝濃縮室6b流通、一邊藉由再生使吸 附之陰離子溶離,並從管線L3 8送往生物脫氮裝置1 0以進 行生物脫氮處理。吸附於混合床式離子交換層6h之陽離子 • 係透過至陰極室6e,故將電極液從陽極室6g通過管線L39 流往陰極室6e,並從管線L40排出。 在逆滲透裝置4之濃縮液室4c濃縮、從管線L34取出 之濃縮液的一部份係導入至蒸發濃縮裝置8並蒸餾,使醋 酸等揮發性成分與水一起蒸發分離,並從管線L4 1排出。 在蒸發濃縮裝置8將揮發性成分除去並濃縮而成之磷酸濃 縮液係從管線L42導入至回收磷酸槽9,並當作回收磷酸 液9a貯留。作爲蒸發濃縮裝置8,可使用旋轉式蒸發機等 ®習知的蒸發濃縮裝置。 逆滲透裝置4中,藉由在含磷酸水爲pH3以下、且磷 酸濃度1〜15重量%之條件下進行膜分離(逆滲透處理),使 磷酸以外的酸以高透過率進行透過,可提高磷酸之純度, 惟爲了使濃縮液中磷酸以外的酸之濃度更低,可藉由循環 濃縮液以使膜分離的機會變多,來使該等酸透過的機會變 多來提高透過率。此種情形,由於亦發生水的透過,循環 液被濃縮。因此,藉由在循環之濃縮液中加入稀釋水進行 -26 - 200829517 逆滲透處理,可提高磷酸以外的酸之去除率。作爲稀釋水, 可使用從透過水除去不純物之回收水。 . 因此在第2圖,係藉由將來自回收水槽7之回收水7a 當作稀釋水,藉由泵P2通過管線L43供給往濃縮液槽3, 並將循環之濃縮液3a稀釋以進行逆滲透處理,而可進一步 地降低磷酸以外的酸之濃度,能夠回收高純度之磷酸濃縮 液。供給往濃縮液槽3之回收水7 a的量係將循環之濃縮液 維持在磷酸濃度1〜1 5重量%之條件的量。藉此,循環之濃 # 縮液係藉由高濃縮而防止磷酸以外的酸之透過效率降低, 而可提高濃縮液之磷酸純度。 藉由上述方法回收之回收磷酸液9a係可用於作爲回收 物,且以高濃度之液狀回收因此實用上爲能夠搬運,更且 可作爲高純度之濃縮磷酸回收。此種情形,在PH3以下之 條件下進行逆滲透處理,由於通常是在PH3以下之酸性狀 態得到作爲原水之含磷酸水,故可原樣地進行供給,不必 特別進行pH調整。酸、鹼等藥劑係限於陽離子交換塔2 W 中陽離子用之再生劑、以及陰離子交換塔3中陰離子用之 再生劑,作爲磷酸回收用與透過水之精製用並非必要。另 外,用以回收之方法及裝置係藉由簡單的構成與操作,在 p Η 3以下、且磷酸濃度1〜1 5重量%之條件下進行逆滲透處 理,而可作爲磷酸濃縮液予以回收。藉此’能夠減少藥劑 之使用量、廢棄物之生成量,並降低處理成本’回收高純 度之濃縮磷酸及純水。 第2圖之磷酸回收方法及裝置係藉由在ΡΗ3以下、且 -27- •200829517 磷酸濃度1〜1 5重量%之條件下將含磷酸水供給至逆滲透 裝置4,藉由逆滲透膜4a進行逆滲透處理,將磷酸以外的 酸與水一起透過至透過液室4b側,將磷酸在濃縮液室4c 側濃縮,來回收純水及磷酸濃縮液,根據簡單之構成與操 作,能夠以可搬運之高濃度液狀,從含磷酸水以低成本、 且效率良好地回收作爲回收物之有用的高純度磷酸及純 水。 此外,本發明之實施形態並不限於第丨圖、第2圖, ® 例如,爲了使第2圖中回收磷酸液的純度變得更高,可在 管線L34之蒸發濃縮裝置8的前段設置第2陰離子交換 塔。又,在本實施形態,精製來自逆滲透裝置4之透過液 之電再生式離子交換裝置6係採用藉由陰離子交換膜6c劃 分爲脫鹽室6a與濃縮室6b之簡易電再生式離子交換裝 置,亦可採用在陰極室與陽極室之間交互配列陰離子交換 膜與陽離子交換膜而形成脫鹽室及濃縮室,並在該脫鹽室 塡充離子交換體而成之一般電脫離子裝置。 β【實施例】 以下,針對本發明之實施例加以説明。各例中,%除了 阻止率以外、以及特別指不以外係表不重量%。 〔實施例1、比較例1〕: * <逆滲透處理>: 將含磷酸5 50mg/L、硝酸50mg/L、醋酸50mg/L的導電 率122mS/m、pH2.4之原水,以0.7MPa通液至日東電工(股) 製之逆滲透膜ES-20,進行逆滲透處理,而得6倍濃縮之濃 -28- ‘200829517 縮液(鹽水(brine))(實施例1)。另一方面,在原水中注入氫 氧化鈉水溶液,調整爲PH6,同樣地進行試驗(比較例1)。 磷酸、硝酸、醋酸之阻止率的結果示於表1,惟應瞭解在 實施例1係除去磷酸,硝酸、醋酸則是透過、分離,相對 於此在比較例1則是全部除去,並無分離。 表1 去除率 實施例1 比較例1 pH 2.4 6 磷酸(%) 97.8 99.6 硝酸(%) 10 99.5 醋酸(%) 4 99.0 〔實施例2〕: <磷酸及純水之回收>: 將含磷酸550mg/L、硝酸50mg/L、醋酸50mg/L、銦 0.3mg/L、鈉lmg/L之導電率l22mS/m、pH2.4的液晶基板 蝕刻後之洗淨排水以第1圖之裝置處理,回收磷酸及純 水。陽離子交換塔2係塡充1 〇L的Ή型強酸性陽離子交換 樹脂(三菱化學(股)製、DiaionSKlB),以鹽酸進行再生。陰 離,子交換塔5係各自塡充l〇L的0H型強鹼性陰離子交換 樹脂(三菱化學(股)製、Diaion SA1 1 A),並以氫氧化鈉進行 再生。第2陰離子交換塔5b係塡充10L的P〇4型強鹼性陰 離子交換樹脂(三菱化學(股)製、Diaion SA1 1A),以氫氧化 -29- 200829517 _再生爲OH型後藉由磷酸濃縮液做成1>〇4型。作爲逆滲透 裝置4係具有日東電工(股)製逆滲透膜ES-20之螺旋膜模組 之裝置,以0.7MPa通液進行逆滲透處理,進行6倍濃縮。 作爲蒸發濃縮裝置8,係使用旋轉式蒸發機,將磷酸濃度 濃縮爲75%°各步驟中各成分之濃度示於表2。
表2 pH 磷酸 硝酸 醋酸 陽離子 單位 (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 原水la 2.4 550 50 50 1> 脫陽離子水(3a) 2.3 550 50 50 1> 透過液(L7) 2.4 20 45 47 1> 回收水7a 6.7 1> 1> 1> 1> 濃縮液(L11) 2.2 3300 45 47 1> 第2陰離子交換液(L14) 2.2 3300 0.3 47 1> 回收磷酸液9a 1.7 75(%) !000> !000> 100〉 〔參考例1、2〕: <逆滲透處理> : ' 將含磷酸5 5 0mg/L、硝酸5〇1^/[、醋酸5〇11^/1^之導電 率122mS/m、pH2.4之原水,以0.7MPa通液至曰東電工(股) 製之逆滲透膜ES-20,進行逆滲透處理,而得5倍濃縮之濃 縮液(鹽水)(參考例1)。另一方面,在原水注入氫氧化鈉水 溶液調整爲pH6,同樣地進行試驗(參考例2)。磷酸、硝 -30- 200829517 酸、醋酸之阻止率的結果示於表3,惟應瞭解在參考例1 係阻止磷酸,使硝酸、醋酸透過,相對於此,在參考例2 則是全部被阻止,沒有透過。 表3 阻止率 參考例1 參考例2 pH 2.3 6 磷酸(%) 97.8 99.6 硝酸(%) 小於1 99.5 醋酸(%) 小於1 9 9.0 〔實施例3〕: 參考例1中,將濃縮液之循環次數提高時濃縮液中磷 酸濃度的變化、與硝酸之阻止率的關係示於第3圖。 由第3圖’可瞭解藉由使濃縮液中磷酸濃度爲丨重量% 以上,硝酸之阻止率係成爲負値直線性地降低,尤其是磷 酸濃度爲2重量%以下、更進一步磷酸濃度爲4重量%以 下,可促進硝酸之透過。關於醋酸亦得到相同的結果。 〔實施例4、5〕: 第2圖之裝置中,使用與參考例丨同樣的逆滲透膜, 藉由塡充Η型強酸性陽離子交換樹脂(三菱化學(股)製、 DiaionSKlB)而成之陽離子交換塔、與塡充磷酸型弱鹼性陰 離子交換樹脂(三菱化學(股)製、DiaionWA30)而成之陰離子 交換塔處理與參考例1相同之含磷酸水後,供給至逆滲透 -31- ‘200829517 裝置不進行濃縮液之稀釋,一邊循環一邊進行膜分離,濃 縮1 00倍(實施例4),並且將藉由電再生式離子交換裝置將 透過液予以脫鹽之回收水作爲稀釋水供給至濃縮液槽(供 給原水量之20容量% ),將濃縮液稀釋並一邊循環一邊進行 膜分離,濃縮1 0 0倍(實施例5 )時之濃縮液中溶質濃度示於 表4。假設在參考例1所得之濃縮液藉由蒸餾,濃縮爲全 體之1 00倍,一倂記載藉由計算所求得溶質濃度作爲參考 例1 〇 • 表4 溶質濃度 實施例4 實施例5 參考例1 磷酸(%) 5.4 5.4 5.3 硝酸(mg/L) 160 30 3 10 醋酸(mg/L) 170 40 380 由表4可知,藉由以濃縮液中磷酸濃度成爲1重量% 以上之條件進行逆滲透處理,濃縮液中磷酸以外的酸濃度 係降低,並藉由進一步稀釋濃縮液一邊循環、一邊進行逆 滲透處理,濃縮液中磷酸以外的酸濃度係更爲降低,而可 回收高純度之磷酸濃縮液。 發明之可利用件 本發明爲從含磷酸水回收磷酸及純水之方法及裝置, 尤其是可利用於適合於從蝕刻液晶基板或晶圓其他電子機 器後之洗淨排水回收磷酸等貴重物與、處理水之純水之回 -32- ‘200829517 收磷酸之 【圖式簡 第] 圖。 第2 圖。
元件符
la 2 2a 3 3a 4
4a 4b 4c 5 5a 5b 5c 6 6a 方法及裝置。 單說明】 圖爲一實施形態中磷酸回收方法及裝置之流程 匱I爲其彳也實施形態中磷酸回收方法及裝置之流程 圖係表示實施例3之結果的曲線圖。 號說明】 原水槽 原水 陽離子交換塔 陽離子交換樹脂層 濃縮液槽 濃縮液 逆滲透裝置 逆滲透膜 透過液室 濃縮液室 陰離子交換槽 陰離子交換樹脂層 第二陰離子交換塔 陰離子交換樹脂層 電再生式離子交換裝置 脫鹽室 -33 - 200829517
6b 濃 縮 室 6c 陰 離 子 交 換 膜 6d 陽 離 子 交 換 膜 6e 陰 極 室 6f 陽 離 子 交 換 膜 6g 陽 極 室 6h 混 合 床 式 離 子 交 換 層 6i 混 合 床 式 離 子 交 換 層 7 回 收 水 槽 7a 回 收 水 8 蒸 發 濃 縮 裝 置 9 回 收 磷 酸 槽 9a 回 收 磷 酸 液 10 生 物 脫 氮 裝 置 LI〜 LI 8 管 線 L21 ‘ 〜L28 管 線 L31 - 〜L43 管 線 P 加 壓 泵 -34-

Claims (1)

  1. 200829517 十、申請專利範圍: 1. 一種磷酸之回收方法,其係自含磷酸水回收磷酸之方 法,其特徵在於 在pH3以下之條件下,將含磷酸水供給至逆滲透裝置 來進行逆滲透處理,使磷酸以外的酸與水一起透過至透 過液室側’在濃縮液室側濃縮磷酸,而回收磷酸濃縮液。 2. —種磷酸之回收方法,其係自含磷酸水回收磷酸之方 法,其特徵在於 ® 在PH3以下且磷酸濃度1〜15重量%的條件下,將含磷 酸水供給至逆滲透裝置以進行膜分離處理,使磷酸以外 的酸與水一起透過至透過液室側,在濃縮液室側濃縮磷 酸,而回收磷酸濃縮液。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之方法,其係具有取出濃縮 液室之濃縮液,往濃縮液室進行循環之過程,且在循環 之濃縮液中加入被處理的含磷酸水以進行逆滲透處理。 4 ·如申請專利範圍第1或2項之方法,其係具有取出濃縮 ^ 液室之濃縮液,往濃縮液室進行循環之過程,且在循環 之濃縮液中加入稀釋水以進行膜分離處理。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之方法,其係在將含磷酸水 供給至逆滲透裝置前,進行去除含陽離子及/或陰離子之 不純物當作前處理。 6. 如申請專利範圍第1或2項之方法,其係自逆滲透裝置 之透過水去除含酸之不純物以回收純水。 7. 如申請專利範圍第6項之方法,其中去除不純物係藉由 -35- 200829517 離子交換裝置進行。 8 _如申請專利範圍第1或2項之方法,其係自磷酸濃縮液, 藉由陰離子交換,去除磷酸以外的酸而精製。 9.如申請專利範圍第1或2項之方法,其係將磷酸濃縮液 蒸發濃縮,將水及揮發性成分一起去除而濃縮。 10· —種磷酸回收裝置,其係自含磷酸水回收磷酸之裝置, 其特徵在於具有: 逆滲透裝置,其係在PH3以下之條件下,將含磷酸水 • 進行膜分離處理Μ吏磷酸以外的酸與水一起透過至透過 液室側,將磷酸在濃縮液室側進行濃縮之逆滲透裝置、 原水供給部’其係在ρΗ3以下之條件下,將含磷酸水 供給至逆滲透膜裝置的濃縮液室側之原水供給部、 透過液取出部,其係從逆滲透裝置的透過液室側取出 透過液之透過液取出部、與 濃縮磷酸液取出部,其係從逆滲透裝置之濃縮液室側 取出濃縮磷酸液之濃縮磷酸液取出部。 ® η· 一種磷酸回收裝置,其係自含磷酸水回收磷酸之裝置, 其特徵在於具有: 逆滲透裝置,其係在ΡΗ3以下且磷酸濃度1〜15重量% 之條件下’將含磷酸水進行膜分離處理,使磷酸以外的 酸與水一起透過至透過液室側,將磷酸在濃縮液室側濃 縮之逆滲透裝置、 含磷酸水供給部,其係在ρΗ3以下且磷酸濃度1〜15 重量%之條件下,將含磷酸水供給至逆滲透裝置的濃縮液 -36- 200829517 室側之含磷酸水供給部、 透過液取出部,其係自逆滲透裝置的透過液室側取出 透過液之透過液取出部、 濃縮磷酸液取出部,其係自逆滲透裝置的濃縮液室側 取出濃縮磷酸液之濃縮磷酸液取出部、與 循環路徑,其係將自濃縮磷酸液取出部所取出之濃縮 磷酸液循環至濃縮液室側之循環路徑。 1 2.如申請專利範圍% 1 0或1 1項之裝置’其係具有在循環 Φ 路徑循環之濃縮液加入稀釋水之稀釋水供給部。 1 3 .如申請專利範圍第1 〇或1 1項之裝置,其係在原水供給 部具有進行去除含陽離子及/或陰離子之不純物的前處理 裝置。 1 4 ·如申請專利範圍第1 〇或11項之裝置,其係具有自逆滲 透裝置之透過水去除含,酸之不純物的不純物去除裝置。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之裝置,其中不純物去除裝置爲 離子交換裝置。 ® 16.如申請專利範圍第10或11項之裝置,其係具有自磷酸 濃縮液,藉由陰離子交換’去除磷酸以外的酸之精製裝 置。 1 7 ·如申g靑專利範圍第1 〇或π項之裝置,其係具有將磷酸 濃縮液蒸發濃縮,將水及揮發性成分一起去除而濃縮之 蒸發濃縮裝置。 -37 -
TW096136098A 2006-09-28 2007-09-28 自含磷酸水回收磷酸之方法及裝置 TWI428293B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006264640A JP5135749B2 (ja) 2006-09-28 2006-09-28 リン酸含有水からリン酸を回収する方法および装置
JP2007093943A JP5277559B2 (ja) 2007-03-30 2007-03-30 リン酸含有水からリン酸を回収する方法および装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200829517A true TW200829517A (en) 2008-07-16
TWI428293B TWI428293B (zh) 2014-03-01

Family

ID=39230175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096136098A TWI428293B (zh) 2006-09-28 2007-09-28 自含磷酸水回收磷酸之方法及裝置

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101433104B1 (zh)
TW (1) TWI428293B (zh)
WO (1) WO2008038740A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170015568A1 (en) * 2014-03-10 2017-01-19 Evoqua Water Technologies Llc Phosphate Recovery by Acid Retardation
TWI570273B (zh) * 2014-09-17 2017-02-11 東芝股份有限公司 Processing apparatus and treatment liquid

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5239721B2 (ja) * 2008-10-08 2013-07-17 栗田工業株式会社 分離モリブデン化学種の製造方法
DE112010001432T5 (de) * 2009-03-31 2012-10-25 Kurita Water Industries, Ltd. Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung einer Ätzlösung
CN109942408A (zh) * 2019-03-24 2019-06-28 雒晓兵 一种废蚀刻混酸溶液的废物利用方法
CN110937727B (zh) * 2019-12-26 2022-05-24 河南省科学院化学研究所有限公司 一种proban阻燃废水处理方法
WO2023083958A1 (en) 2021-11-12 2023-05-19 Takhim For Technology And Business Services Process for the production of a purified phosphoric acid solution and/or dicalcium phosphate salts
CN116621136B (zh) * 2023-07-25 2023-10-20 杭州永洁达净化科技有限公司 一种含磷抛光废酸的磷酸回收工艺和系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910430B2 (ja) * 1976-04-19 1984-03-08 日本ペイント株式会社 リン酸塩皮膜化成処理方法
JPS60264314A (ja) * 1984-06-14 1985-12-27 Japan Organo Co Ltd リン酸または硝酸の濃縮方法
JP4449092B2 (ja) 1998-12-28 2010-04-14 栗田工業株式会社 純水製造装置および方法
JP4490565B2 (ja) * 2000-09-19 2010-06-30 日本ペイント株式会社 金属表面処理水洗水中の処理剤成分の回収方法
DE10056629C1 (de) * 2000-11-15 2002-04-04 Henkel Kgaa Verfahren zur Aufbereitung von nickelhaltigem Abwasser bei der Phosphatierung
JP4728503B2 (ja) * 2001-05-07 2011-07-20 日本ペイント株式会社 リン酸塩皮膜化成処理の水洗水の処理方法及び処理装置
WO2002101115A1 (de) * 2001-06-08 2002-12-19 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Verhinderung von membranverblockung bei der abwasseraufbereitung bei der phosphatierung
JP4973902B2 (ja) * 2001-06-19 2012-07-11 栗田工業株式会社 ガリウム含有廃水の処理方法及び該方法に用いる装置
JP4179772B2 (ja) * 2001-11-15 2008-11-12 拓夫 川原 廃酸溶液の酸回収方法
JP4096576B2 (ja) 2002-02-22 2008-06-04 栗田エンジニアリング株式会社 化学洗浄方法
KR20040095151A (ko) * 2003-05-06 2004-11-12 류광현 인산의 정제방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170015568A1 (en) * 2014-03-10 2017-01-19 Evoqua Water Technologies Llc Phosphate Recovery by Acid Retardation
TWI570273B (zh) * 2014-09-17 2017-02-11 東芝股份有限公司 Processing apparatus and treatment liquid
US9718710B2 (en) 2014-09-17 2017-08-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Treatment apparatus and method for reusing treatment liquid

Also Published As

Publication number Publication date
TWI428293B (zh) 2014-03-01
KR20090071552A (ko) 2009-07-01
KR101433104B1 (ko) 2014-08-22
WO2008038740A1 (fr) 2008-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5135749B2 (ja) リン酸含有水からリン酸を回収する方法および装置
TWI428293B (zh) 自含磷酸水回收磷酸之方法及裝置
JP4648307B2 (ja) 連続式電気脱イオン装置および方法
JP5873771B2 (ja) 有機性廃水の処理方法及び処理装置
KR102047155B1 (ko) 붕소 함유수의 처리 방법 및 장치
AU2004261474A1 (en) Solvent removal process
JP2015029931A (ja) 淡水化装置及び淡水化方法、並びに淡水の製造方法、淡水、塩及び有価物の併産方法
WO2011065222A1 (ja) 窒素化合物含有酸性液の処理装置および処理方法
JP3800450B2 (ja) 高濃度の塩類を含有する有機性廃水の処理方法及び装置
US20130277308A1 (en) Water Treatment System and Method for Continuous Forward Osmosis Process Using Osmotically Active Compound with Phase Transition
JP5277559B2 (ja) リン酸含有水からリン酸を回収する方法および装置
JP3800449B2 (ja) 高濃度の塩類を含有する有機性廃水の処理方法及び装置
JP5115271B2 (ja) リン酸含有水からリン酸を回収する方法および装置
JP3137831B2 (ja) 膜処理装置
JP2008081791A (ja) リン酸イオン含有水からリン酸を回収する方法および装置
KR20100044397A (ko) 나노막필터를 이용한 에칭액의 재생 장치 및 그 재생방법
JP3773187B2 (ja) 脱塩排水の処理方法及び装置
JP5995747B2 (ja) 水処理システム及び海水からの有価物製造方法
JP2017217596A (ja) 酸性イオン交換体の再生廃液からの酸性溶液の回収装置及びこれを用いた回収方法
WO2021215099A1 (ja) 排水処理方法、超純水製造方法及び排水処理装置
JP2010036160A (ja) 排水から水を回収する方法および装置
KR101621835B1 (ko) 인산함유수로부터 인산을 회수하는 방법 및 인산 회수 장치
JP7228492B2 (ja) 水処理装置および水処理方法
JPH11114576A (ja) 脱イオン水製造装置
JPH09294974A (ja) 水処理システム