JP2981077B2 - Mineral recovery method and mineral recovery device - Google Patents
Mineral recovery method and mineral recovery deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種ミネラルを含んだ
溶液から特定のミネラル成分を回収する方法に係わり、
特に尿排水からNaClを回収するのに好適なミネラル
回収方法及びミネラル回収装置に関する。The present invention relates to a method for recovering a specific mineral component from a solution containing various minerals,
Particularly, the present invention relates to a mineral recovery method and a mineral recovery apparatus suitable for recovering NaCl from urine wastewater.
【0002】[0002]
【従来の技術】無機栄養素であるミネラルは、生命の最
も基本的なプロセスに係わっている。ミネラルは、N
a,K,Mg,Ca,P,S,Clの主要元素と、その
他Cu、Zn等の微量元素とがあり、おもに食品や医薬
品に含まれる形で人間の体内に摂取される。BACKGROUND OF THE INVENTION Minerals, which are inorganic nutrients, are involved in the most basic processes of life. Mineral is N
There are main elements of a, K, Mg, Ca, P, S, and Cl, and other trace elements such as Cu and Zn, which are mainly taken into the human body in a form contained in foods and pharmaceuticals.
【0003】例えば、この中でNaとClとは、食品用
の食塩にNaClとして多量に含まれており、この食塩
を生成する方法はいわゆる製塩技術として従来より多数
考案されてきた。その一例として、海水から食塩を製造
する方法がある。海水中にはミネラルであるNa,K,
Mg,Ca,Cl等が成分として含まれており、その中
でもNaとClが最も多く、海水にはNaClの形で約
3.4%含まれている。海水からの製塩方法は、このN
aClをなるべく高純度で回収することを目的とし、主
に塩田法(蒸発濃縮法)・電気透析法等により行われ
る。For example, among them, Na and Cl are contained in a large amount in food salt as NaCl, and many methods for producing this salt have been devised as so-called salt production techniques. One example is a method for producing salt from seawater. In seawater, minerals Na, K,
Mg, Ca, Cl, etc. are contained as components, of which Na and Cl are the most numerous, and seawater contains about 3.4% in the form of NaCl. The method of salt production from seawater uses this N
For the purpose of recovering aCl with as high a purity as possible, it is mainly performed by a salt field method (evaporation concentration method), an electrodialysis method, or the like.
【0004】塩田法は、古来からある方法であり、南に
面して傾斜した粘土の地盤あるいはビニールシートの上
に砂を敷き、海水を徐々に流してNaClが8%程度に
なるまで濃縮し、次に木の枝で作った枝篠架の上から降
らせて16%程度まで濃縮後、通常は多重効用缶で煮つ
め、高純度のNaClを含む食塩を生成するものであ
る。The Shioda method is an ancient method, in which sand is laid on a clay ground or a vinyl sheet inclined toward the south, and seawater is gradually flown to concentrate NaCl to about 8%. Then, it is allowed to fall from the top of a branch made of tree branches and concentrated to about 16%, and usually boiled in a multi-effect can to produce salt containing high-purity NaCl.
【0005】また最近は、イオン交換膜を用いた電気透
析法によって海水を濃縮する方法が多く用いられてい
る。電気透析法においては、陽イオン交換膜と陰イオン
交換膜とを交互に数百枚並べた室に海水を入れて両端の
極から電流を流す。このとき濃縮室ではNaClは12
〜18%となり、一方希釈室の水のNaClは2%程度
となって排出される。この濃縮塩水は蒸気加圧法や多重
効用法によってさらに煮つめ、高純度のNaClを含む
食塩が採集されるものである。Recently, a method of concentrating seawater by an electrodialysis method using an ion exchange membrane has been widely used. In the electrodialysis method, seawater is poured into a chamber in which several hundred cation exchange membranes and anion exchange membranes are alternately arranged, and current is passed from both ends of the chamber. At this time, NaCl is 12
1818%, while the NaCl in the dilution chamber is discharged at about 2%. This concentrated salt water is further boiled by a steam pressurization method or a multiple effect method, and salt containing high-purity NaCl is collected.
【0006】なお、上記方法においてはいずれも、Na
Clを精製する過程でやはりミネラルの主要元素である
K+がKClの形で回収される。海水からの製塩方法に
関する公知例としては、例えば「最近の膜処理技術とそ
の応用」フジテクノシステムp.554等がある。[0006] In each of the above methods, Na
In the process of purifying Cl, K +, which is also a main element of minerals, is recovered in the form of KCl. A well-known example of a method for producing salt from seawater is, for example, Fuji Techno System p.554, "Recent Membrane Processing Technology and Its Application".
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、有
害物質取扱施設・宇宙空間等の閉鎖環境系における物質
のリサイクルシステムにおいては、排水を浄化して何ら
かの形で再利用することが必要となる。ここにおいて、
下水・シャワー水・植物栽培液等の種々の排水の中でも
尿が最も塩分を多く含むことから、尿を湿式酸化処理し
て生成した排水であるミネラル溶液(以下適宜、尿排水
という)からNaClを回収することが考えられてい
る。しかしながら、上記製塩方法における公知技術を尿
排水からNaClの回収に適用する場合には、以下の問
題点が存在する。By the way, for example, in a material recycling system in a closed environment system such as a toxic substance handling facility and outer space, it is necessary to purify wastewater and reuse it in some form. put it here,
Among various wastewaters such as sewage, shower water, plant cultivation liquid, etc., since urine contains the most salt, NaCl is converted from a mineral solution (hereinafter referred to as urine wastewater as appropriate) generated by wet oxidation of urine. It is considered to be recovered. However, when the known technique in the above salt production method is applied to the recovery of NaCl from urine wastewater, the following problems exist.
【0008】上記公知技術における製塩方法では、特に
特定のミネラル成分の分離・除去を行わず、海水をその
まま濃縮してNaClほかのミネラル成分を全て回収す
る方法をとっている。これは海水中のミネラル成分の大
部分がNaClであるからである。海水の成分を図7に
示す。図7において、海水中にはミネラルの主要元素で
あるNa,K,Mg,Ca,P,S,Clが含まれてお
り、その中でも特にNaとClが大量に含まれているこ
とが分かる。[0008] In the salt production method in the above-mentioned known technology, a method is employed in which seawater is directly concentrated and all mineral components such as NaCl are recovered without particular separation or removal of specific mineral components. This is because most of the mineral components in seawater are NaCl. FIG. 7 shows the components of seawater. In FIG. 7, it can be seen that seawater contains Na, K, Mg, Ca, P, S, and Cl, which are the main elements of minerals, and in particular, Na and Cl are contained in large amounts.
【0009】また一方、閉鎖環境系のリサイクルシステ
ムで想定されている尿排水の成分を図8に示す。図8に
おいて、尿排水には、海水と同様にミネラルの主要元素
であるNa,K,Mg,Ca,P,S,Clが含まれて
いることがわかるが、図7と比較すると、尿排水におい
ては回収すべきNaとClの濃度が小さいことがわか
る。すなわち、尿排水には回収したいNaClのほかに
様々な他のミネラル成分が含まれているので、これら他
のミネラル成分を分離して除去した後にNaClを回収
する必要があり、上記公知技術はそのままでは適用でき
ない。本発明の目的は、尿排水からNaClを回収する
ことができるミネラル回収方法及びミネラル回収装置を
提供することである。On the other hand, FIG. 8 shows components of urine drainage assumed in a closed environment recycling system. In FIG. 8, it can be seen that the urine drainage contains the main elements of minerals, like Na, K, Mg, Ca, P, S, and Cl, like seawater. Shows that the concentrations of Na and Cl to be recovered are small. That is, since urine wastewater contains various other mineral components in addition to NaCl to be recovered, it is necessary to recover NaCl after separating and removing these other mineral components. Is not applicable. An object of the present invention is to provide a mineral recovery method and a mineral recovery apparatus capable of recovering NaCl from urine wastewater.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、少なくともナトリウムイオンと、
カリウムイオンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル
成分を有するミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと
前記カリウムイオンと前記塩素イオンとを分離し、その
ナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから
塩化ナトリウムを回収するミネラル回収方法において、
一価選択性を有するイオン交換膜を使用した電気透析法
によって前記ナトリウムイオンと前記カリウムイオンと
前記塩素イオンとを前記ミネラル溶液から分離すること
を特徴とするミネラル回収方法が提供される。To achieve the above object, according to the solution to ## according to the present invention, the sodium ion even without low,
And potassium ions, from the mineral solution having a plurality of mineral components containing chlorine ions and the sodium ions and the potassium ions and the chloride ions are separated and recovered sodium chloride and the sodium ions and potassium ions and chloride ions In the mineral recovery method,
Electrodialysis using ion exchange membrane with monovalent selectivity
The sodium ion and the potassium ion
A mineral recovery method is provided, wherein the method separates the chlorine ions from the mineral solution .
【0011】[0011]
【0012】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、少なくともナトリウムイオンと、カリウムイオ
ンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有する
ミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリウム
イオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウ
ムを回収するミネラル回収方法において、前記ミネラル
溶液から分離されたナトリウムイオンとカリウムイオン
と塩素イオンとから塩化カリウムと塩化ナトリウムとの
溶解度差を利用した濃縮晶析法によって塩化ナトリウム
を回収することを特徴とするミネラル回収方法が提供さ
れる。In order to achieve the above object, the present invention provides
According to at least sodium ion and potassium ion
And a plurality of mineral components including chlorine ions
The sodium ion and the potassium from the mineral solution
Ion and the chloride ion are separated and the sodium ion is separated.
Sodium chloride from on, potassium ion and chloride ion
A mineral recovery method for recovering sodium chloride by recovering sodium chloride from sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated from the mineral solution by a concentrated crystallization method using a solubility difference between potassium chloride and sodium chloride. A method for recovering minerals is provided.
【0013】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、少なくともナトリウムイオンと、カリウムイオ
ンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有する
ミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリウム
イオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウ
ムを回収するミネラル回収方法において、前記ミネラル
溶液から分離されたナトリウムイオンとカリウムイオン
と塩素イオンとからイオン吸着剤を備えたイオン分離カ
ラムを用いたクロマト分離法によって塩化ナトリウムを
回収することを特徴とするミネラル回収方法が提供され
る。In order to achieve the above object, the present invention provides
According to at least sodium ion and potassium ion
And a plurality of mineral components including chlorine ions
The sodium ion and the potassium from the mineral solution
Ion and the chloride ion are separated and the sodium ion is separated.
Sodium chloride from on, potassium ion and chloride ion
A method for recovering sodium chloride, wherein sodium chloride is recovered from sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated from the mineral solution by a chromatographic separation method using an ion separation column equipped with an ion adsorbent. And a method for recovering minerals.
【0014】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、少なくともナトリウムイオンと、カリウムイオ
ンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有する
ミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリウム
イオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウ
ムを回収するミネラル回収方法において、一価選択性を
有するイオン交換膜を使用した電気透析法によって前記
ナトリウムイオンと前記カリウムイオンと前記塩素イオ
ンとを前記ミネラル溶液から分離し、そのナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとを混合した溶液か
ら塩化ナトリウムと塩化カリウムとの溶解度差を利用し
た濃縮晶析法によって塩化ナトリウムを回収することを
特徴とするミネラル回収方法が提供される。In order to achieve the above object, the present invention provides
According to at least sodium ion and potassium ion
And a plurality of mineral components including chlorine ions
The sodium ion and the potassium from the mineral solution
Ion and the chloride ion are separated and the sodium ion is separated.
Sodium chloride from on, potassium ion and chloride ion
In the method of recovering minerals, the sodium ions, the potassium ions, and the chloride ions are separated from the mineral solution by electrodialysis using an ion exchange membrane having monovalent selectivity, and the sodium ions and potassium ions are separated. There is provided a mineral recovery method characterized by recovering sodium chloride from a mixed solution of ions and chloride ions by a concentrated crystallization method utilizing a difference in solubility between sodium chloride and potassium chloride.
【0015】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、少なくともナトリウムイオンと、カリウムイオ
ンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有する
ミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリウム
イオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウ
ムを回収するミネラル回収方法において、一価選択性を
有するイオン交換膜を使用した電気透析法によって前記
ナトリウムイオンと前記カリウムイオンと前記塩素イオ
ンとを前記ミネラル溶液から分離し、ナトリウムイオン
とカリウムイオンとを含む第1の濃縮液と塩素イオンを
含む第2の濃縮液とを生成させた後、イオン吸着剤を備
えたイオン分離カラムを用いたクロマト分離法によって
前記第1の濃縮液に含まれた前記ナトリウムイオンと前
記カリウムイオンとを分離し、該ナトリウムイオンと前
記第2の濃縮液に含まれていた前記塩素イオンとを混合
して塩化ナトリウムを回収することを特徴とするミネラ
ル回収方法が提供される。Further, in order to achieve the above object, the present invention
According to at least sodium ion and potassium ion
And a plurality of mineral components including chlorine ions
The sodium ion and the potassium from the mineral solution
Ion and the chloride ion are separated and the sodium ion is separated.
Sodium chloride from on, potassium ion and chloride ion
In the method of recovering minerals, the sodium ions, the potassium ions, and the chloride ions are separated from the mineral solution by electrodialysis using an ion exchange membrane having monovalent selectivity, and sodium ions and potassium ions are separated. And a second concentrated solution containing chloride ions, and then contained in the first concentrated solution by a chromatographic separation method using an ion separation column equipped with an ion adsorbent. The sodium ion and the potassium ion are separated, and the sodium ion is mixed with the chloride ion contained in the second concentrated solution to recover sodium chloride. Provided.
【0016】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、少なくともナトリウムイオンと、カリウムイオ
ンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有する
ミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリウム
イオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウ
ムを回収するミネラル回収方法において、前記ミネラル
溶液を第1の溶液と第2の溶液とに分流し、イオンを吸
着剤を備えたイオン分離カラムを用いたクロマト分離法
によって前記第1の溶液から前記ナトリウムイオンと前
記カリウムイオンとを分離するとともに前記第2の溶液
から前記塩素イオンを分離した後、前記第1の溶液から
分離されたナトリウムイオンと前記第2の溶液から分離
された塩素イオンとを混合して塩化ナトリウムを回収す
ることを特徴とするミネラル回収方法が提供される。In order to achieve the above object, the present invention provides
According to at least sodium ion and potassium ion
And a plurality of mineral components including chlorine ions
The sodium ion and the potassium from the mineral solution
Ion and the chloride ion are separated and the sodium ion is separated.
Sodium chloride from on, potassium ion and chloride ion
In the method for recovering minerals, the mineral solution is separated into a first solution and a second solution, and ions are separated from the first solution by a chromatographic separation method using an ion separation column provided with an adsorbent. After separating the sodium ions and the potassium ions and separating the chlorine ions from the second solution, the sodium ions separated from the first solution and the chloride ions separated from the second solution To recover sodium chloride.
【0017】[0017]
【0018】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、人間の尿を処理して生成されたミネラル溶液か
らナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとを
分離する分離手段と、その分離したナトリウムイオンと
カリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウムを回
収する回収手段とを有するミネラル回収装置において、
前記分離手段は、直流電圧が印加される陽極及び陰極
と、前記陽極及び前記陰極に対向する位置に配置された
それぞれ2枚ずつの第1の陽イオン交換膜及び第1の陰
イオン交換膜と、前記第1の陽イオン交換膜と前記第1
の陰イオン交換膜との間に交互に配列された第2の陽イ
オン交換膜及び第2の陰イオン交換膜とを有する電気透
析手段であることを特徴とするミネラル回収装置が提供
される。According to the present invention, there is provided a separation means for separating sodium ions, potassium ions, and chloride ions from a mineral solution produced by treating human urine. In a mineral recovery apparatus having a recovery means for recovering sodium chloride from sodium ions, potassium ions, and chloride ions,
The separation means includes an anode and a cathode to which a DC voltage is applied, and two first cation exchange membranes and two first anion exchange membranes, each of which is disposed at a position facing the anode and the cathode. , The first cation exchange membrane and the first cation exchange membrane.
And a second cation exchange membrane and a second anion exchange membrane alternately arranged between the mineral collection apparatus and the mineral collection apparatus.
【0019】さらに上記目的を達成するために、本発明
によれば、人間の尿を処理して生成されたミネラル溶液
からナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンと
を分離する分離手段と、その分離したナトリウムイオン
とカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウムを
回収する回収手段とを有するミネラル回収装置におい
て、前記回収手段は、供給された溶液を加熱する手段を
備えた高温槽と、前記高温槽の下流に配置され溶液中に
析出した固体を分離する第1のフィルターと、前記第1
のフィルターの下流に配置され前記溶液を冷却する手段
を備えた低温槽と、前記低温槽の下流に配置され該溶液
中に析出した固体を分離する第2のフィルターと、前記
第2のフィルターから前記高温層へと導く配管とを備え
た循環系と、前記高温槽で発生する蒸気が導かれ凝縮さ
れる凝縮手段とを有する濃縮晶析手段であることを特徴
とするミネラル回収装置が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a separation means for separating sodium ions, potassium ions, and chloride ions from a mineral solution produced by treating human urine, and the separated means. In a mineral recovery apparatus having recovery means for recovering sodium chloride from sodium ions, potassium ions, and chloride ions, the recovery means includes: a high-temperature tank provided with a means for heating a supplied solution; and a downstream of the high-temperature tank. A first filter disposed in the first filter for separating solids precipitated in the solution;
A low-temperature tank provided downstream of the filter and provided with a means for cooling the solution; a second filter disposed downstream of the low-temperature tank to separate solids precipitated in the solution; and A mineral recovery apparatus, comprising: a circulating system including a pipe leading to the high-temperature layer; and a condensing crystallization unit having a condensing unit that guides and condenses steam generated in the high-temperature tank. You.
【0020】好ましくは、前記ミネラル回収装置におい
て、前記濃縮晶析手段は、前記凝縮手段で生成した凝縮
水を前記第1のフィルター及び第2のフィルターへ供給
する第1の配管と、前記凝縮水を前記第1のフィルター
及び第2のフィルターから前記循環系の外へ取り出す第
2の配管とを有することを特徴とするミネラル回収装置
が提供される。Preferably, in the mineral recovery apparatus, the concentration and crystallization means includes a first pipe for supplying condensed water generated by the condensing means to the first filter and the second filter, And a second pipe for taking out of the circulating system from the first filter and the second filter to the outside of the circulation system.
【0021】以上のように構成した本発明においては、
尿より生成し複数のミネラル成分を有するミネラル溶液
からナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンと
を分離した後に、そのナトリウムイオンとカリウムイオ
ンと塩素イオンとから塩化ナトリウムを回収することに
より、尿排水から塩化ナトリウムを回収する。 In the present invention configured as described above,
After separating sodium ions, potassium ions, and chloride ions from a mineral solution formed from urine and having a plurality of mineral components, the sodium chloride is recovered from the sodium ions, potassium ions, and chloride ions, so that chloride from urine wastewater is recovered. It recovers the sodium.
【0022】そしてそのとき、一価選択性を有するイオ
ン交換膜を使用した電気透析法を用い、一価選択性を有
するイオン交換膜を交互に設置しその両端から直流通電
してイオンを移動させ、イオン交換膜の片側でイオンの
濃縮を行い反対側では希釈を行うことにより、複数のミ
ネラル成分を含むミネラル溶液から一価のイオンである
ナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとを選
択的に分離することができる。さらに、塩化カリウムと
塩化ナトリウムとの溶解度差を利用した濃縮晶析法を用
い、前記ミネラル溶液から分離された前記ナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとを含む濃縮液を加
熱し析出した塩化ナトリウムを分離し、分離された後の
濃縮液を冷却し析出した塩化カリウムを分離し、分離さ
れた後の濃縮液を循環させて再度加熱・冷却し分離を繰
り返すことにより、複数のミネラル成分を含むミネラル
溶液から予め分離されたナトリウムイオンとカリウムイ
オンと塩素イオンとから塩化ナトリウムを回収すること
ができる。また、イオン吸着剤を備えたイオン分離カラ
ムを使用したクロマト分離法を用い、イオン分離カラム
内に備えられた吸着材の吸着性の差による保持時間の差
を利用することにより、複数のミネラル成分を含むミネ
ラル溶液から予め分離されたナトリウムイオンとカリウ
ムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウムを回収する
ことができる。さらに、一価選択性を有するイオン交換
膜を使用した電気透析法を用い、一価選択性を有するイ
オン交換膜を交互に設置しその両端から直流通電してイ
オンを移動させ、イオン交換膜の片側でイオンの濃縮を
行い反対側では希釈を行うことにより、複数のミネラル
成分を含むミネラル溶液から一価のイオンであるナトリ
ウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとを選択的に
分離することができ、かつ、塩化カリウムと塩化ナトリ
ウムとの溶解度差を利用した濃縮晶析法を用い、その分
離された前記ナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素
イオンとを含む濃縮液を加熱し析出した塩化ナトリウム
を分離し、分離された後の濃縮液を冷却し析出した塩化
カリウムを分離し、分離された後の濃縮液を循環させて
再度加熱・冷却し分離を繰り返すことにより塩化ナトリ
ウムを回収することができる。また、一価選択性を有す
るイオン交換膜を使用した電気透析法を用い、一価選択
性を有するイオン交換膜を交互に設置しその両端から直
流通電してイオンを移動させ、イオン交換膜の片側でイ
オンの濃縮を行い反対側では希釈を行うことにより、複
数のミネラル成分を含むミネラル溶液から一価のイオン
であるナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオン
とを選択的に分離してナトリウムイオンとカリウムイオ
ンとを含む第1の濃縮液と塩素イオンを含む第2の濃縮
液とを生成させることができ、かつイオン吸着剤を備え
たイオン分離カラムを用いたクロマト分離法を用い、イ
オン分離カラム内に備えられた吸着材の吸着性の差によ
る保持時間の差を利用することにより、第1の濃縮液に
含まれたナトリウムイオンと前記カリウムイオンとを分
離し、ナトリウムイオンと第2の濃縮液に含まれていた
塩素イオンとを混合して塩化ナトリウムを回収すること
ができる。さらに、前記ミネラル溶液を第1の溶液と第
2の溶液とに分流して、この第1の溶液及び第2の溶液
に対しイオン吸着剤を備えたイオン分離カラムを使用し
たクロマト分離法を用い、イオン分離カラム内に備えら
れた吸着材の吸着性の差による保持時間の差を利用し
て、前記第1の溶液からナトリウムイオンとカリウムイ
オンとを分離するとともに前記第2の溶液から塩素イオ
ンを分離することにより、第1の溶液から分離されたナ
トリウムイオンと第2の溶液から分離された塩素イオン
とを混合し塩化ナトリウムを回収することができる。At that time , an ion exchange membrane having a monovalent selectivity is used by using an electrodialysis method, and ion exchange membranes having a monovalent selectivity are alternately installed. By selectively concentrating ions on one side of the ion exchange membrane and diluting them on the other side, monovalent sodium, potassium and chloride ions can be selectively separated from a mineral solution containing multiple mineral components. can do. Further, using a concentration crystallization method utilizing the solubility difference between potassium chloride and sodium chloride, heating the concentrated solution containing sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated from the mineral solution to precipitate sodium chloride, Separated, the separated concentrated solution is cooled to separate the precipitated potassium chloride, and the separated concentrated solution is circulated, heated and cooled again, and the separation is repeated to obtain a mineral containing a plurality of mineral components. Sodium chloride can be recovered from sodium ions, potassium ions, and chloride ions previously separated from the solution. In addition, by using the chromatographic separation method using an ion separation column equipped with an ion adsorbent and utilizing the difference in retention time due to the difference in the adsorbability of the adsorbent provided in the ion separation column, multiple mineral components can be used. Sodium chloride can be recovered from sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated in advance from a mineral solution containing Furthermore, using an electrodialysis method using an ion exchange membrane having a monovalent selectivity, ion exchange membranes having a monovalent selectivity are alternately installed, and a direct current is applied from both ends to move ions, thereby forming an ion exchange membrane. By performing ion concentration on one side and dilution on the other side, monovalent sodium ions, potassium ions, and chloride ions, which are monovalent ions, can be selectively separated from a mineral solution containing a plurality of mineral components, And, using a concentration crystallization method utilizing the solubility difference between potassium chloride and sodium chloride, the separated sodium chloride is separated by heating the concentrated solution containing the separated sodium ion, potassium ion, and chloride ion, The separated concentrated solution is cooled to separate the precipitated potassium chloride, and the separated concentrated solution is circulated, heated and cooled again, and the separation is repeated. It can be recovered sodium chloride by the. In addition, using an electrodialysis method using an ion exchange membrane having a monovalent selectivity, ion exchange membranes having a monovalent selectivity are alternately installed, and a direct current is applied from both ends thereof to move the ions, thereby forming an ion exchange membrane. By concentrating ions on one side and diluting on the other side, sodium ions, potassium ions, and chloride ions, which are monovalent ions, are selectively separated from a mineral solution containing a plurality of mineral components to form sodium ions. An ion separation column capable of producing a first concentrated solution containing potassium ions and a second concentrated solution containing chloride ions, and using a chromatographic separation method using an ion separation column provided with an ion adsorbent. By utilizing the difference in the retention time due to the difference in the adsorptivity of the adsorbent provided in the inside, the sodium ion and the potassium ion contained in the first concentrated liquid are used. It can be a separate, by mixing the sodium ions and chlorine ions contained in the second concentrate to recover sodium chloride. Further, the mineral solution is divided into a first solution and a second solution, and the first solution and the second solution are subjected to a chromatographic separation method using an ion separation column provided with an ion adsorbent. Using a difference in retention time due to a difference in adsorbability of an adsorbent provided in an ion separation column to separate sodium ions and potassium ions from the first solution, and separate chlorine ions from the second solution. Is separated, sodium ions separated from the first solution and chloride ions separated from the second solution can be mixed to collect sodium chloride.
【0023】また、本発明においては、複数のミネラル
成分を有しカリウムイオンがナトリウムイオンより多く
含まれるミネラル溶液からナトリウムイオンとカリウム
イオンと塩素イオンとを分離した後に、そのナトリウム
イオンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリ
ウムを回収することにより、カリウムイオンがナトリウ
ムイオンより多く含まれるミネラル溶液から塩化ナトリ
ウムを回収することができる。In the present invention, sodium, potassium and chloride ions are separated from a mineral solution having a plurality of mineral components and containing more potassium ions than sodium ions. By recovering sodium chloride from chlorine ions, sodium chloride can be recovered from a mineral solution containing more potassium ions than sodium ions.
【0024】さらに、本発明においては、電気透析を行
う分離手段は、陽極及び陰極に対向する位置にそれぞれ
2枚ずつの第1の陽イオン交換膜及び第1の陰イオン交
換膜を有することにより、陽イオン交換膜を介しての塩
素イオンの漏れを低減し陽極における塩素ガスの発生を
防止でき、かつ陰イオン交換膜を解しての溶液中の水素
イオンの漏れを低減し陰極における水素ガスの発生を防
止できる。Further, in the present invention, the separation means for performing electrodialysis has two first cation exchange membranes and two first anion exchange membranes at positions opposed to the anode and the cathode, respectively. , The leakage of chlorine ions through the cation exchange membrane can be reduced, the generation of chlorine gas at the anode can be prevented, and the leakage of hydrogen ions in the solution through the anion exchange membrane can be reduced, and the hydrogen gas at the cathode can be reduced. Can be prevented.
【0025】また、本発明においては、濃縮晶析を行う
回収手段は、高温槽・その下流の第1のフィルター・低
温槽・その下流の第2のフィルター・第2のフィルター
から高温槽への配管とを備えた循環系と、前記高温槽で
発生する蒸気が導かれ凝縮される凝縮手段とを有するこ
とにより、高温槽に供給されたミネラル溶液を濃縮でき
る。In the present invention, the recovery means for performing the concentration crystallization includes a high-temperature tank, a first filter downstream thereof, a low-temperature tank, a second filter downstream thereof, and a second filter from the second filter to the high-temperature tank. By having a circulation system having a pipe and a condensing means for guiding and condensing the vapor generated in the high-temperature tank, the mineral solution supplied to the high-temperature tank can be concentrated.
【0026】さらに、第1の配管で前記凝縮手段で生成
した凝縮水を前記第1のフィルター及び第2のフィルタ
ーへ供給し、第2の配管で前記凝縮水を前記第1のフィ
ルター及び第2のフィルターから前記循環系の外へ取り
出すことにより、第1のフィルターで採取した塩化ナト
リウムを濃縮液の形で回収でき、第2のフィルターで採
取した塩化カリウムを濃縮液の形で排出できる。Further, the condensed water generated by the condensing means is supplied to the first filter and the second filter in a first pipe, and the condensed water is supplied to the first filter and the second filter in a second pipe. By taking out from the circulating system from the above filter, the sodium chloride collected by the first filter can be recovered in the form of a concentrated liquid, and the potassium chloride collected by the second filter can be discharged in the form of a concentrated liquid.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図6により説
明する。本発明の第1の実施例を図1により説明する。
本実施例のミネラル回収方法を実施するミネラル回収装
置を図1に示す。図1において、ミネラル回収装置は、
処理される尿排水が貯蔵される原液タンク101と、一
価のイオンを選択的に分離する電気透析部102と、K
ClとNaClとを分離してNaClを回収する濃縮晶
析部103とを有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a mineral recovery apparatus that performs the mineral recovery method of the present embodiment. In FIG. 1, the mineral recovery device is:
A stock solution tank 101 for storing urine wastewater to be treated, an electrodialysis unit 102 for selectively separating monovalent ions,
It has a concentrated crystallization section 103 for separating Cl and NaCl to recover NaCl.
【0028】原液タンク101に貯えられた図6に示し
た成分を含む尿排水は、電気透析部102に供給され
る。電気透析部102には一価の選択性を有するイオン
交換膜が4枚配置されており、その配置は陽極168側
から陰極178側へ向かって、陽イオン交換膜106、
陰イオン交換膜105、陽イオン交換膜106、陰イオ
ン交換膜105と交互に設置された形になっている。Urine drainage containing the components shown in FIG. 6 stored in the stock solution tank 101 is supplied to the electrodialysis unit 102. In the electrodialysis unit 102, four ion exchange membranes having monovalent selectivity are arranged, and the arrangement is such that the cation exchange membrane 106 is disposed from the anode 168 side to the cathode 178 side.
The anion exchange membrane 105, the cation exchange membrane 106, and the anion exchange membrane 105 are alternately provided.
【0029】尿排水は、中央の陰イオン交換膜105と
陽イオン交換膜106とに挟まれた脱塩室104に供給
される。このとき脱塩室104の陽極側が陰イオン交換
膜105、陰極側が陽イオン交換膜106であるので、
陽極168及び陰極178により生じる直流電流によっ
て尿排水中の一価の陽イオン(Na+,K+)は陽イオン
交換膜106を介して濃縮室107へ移動し、一価の陰
イオン(Cl-)は陰イオン交換膜105を介して濃縮
室108へ移動し、それぞれ尿排水から分離される。濃
縮室107を通過しNa+,K+が含まれた濃縮液109
aと濃縮室108を通過しCl-が含まれた濃縮液10
9bとは合流し混合されて濃縮液109となり、濃縮晶
析部103に送られる。一方これらの一価イオンが除か
れすなわち脱塩された尿排水はまとめられて系外に排出
される。また陽極室158、陰極室157においては電
解反応が起こることより、尿排水や濃縮液とは異なる極
液を別途循環させて使用する。さらに陽極室158の隔
膜には陽イオン交換膜が設置されていることより、尿排
水や濃縮液中のCl-が陽極室158に混入し電解ガス
として塩素ガスを発生することを防止する。The urine wastewater is supplied to a desalting chamber 104 sandwiched between a central anion exchange membrane 105 and a cation exchange membrane 106. At this time, the anode side of the desalting chamber 104 is the anion exchange membrane 105 and the cathode side is the cation exchange membrane 106,
Due to the direct current generated by the anode 168 and the cathode 178, monovalent cations (Na + , K + ) in the urine wastewater move to the concentration chamber 107 via the cation exchange membrane 106, and the monovalent anions (Cl −). ) Move to the concentration chamber 108 via the anion exchange membrane 105 and are separated from urine wastewater. Concentrate 109 passing through concentration chamber 107 and containing Na + and K +
passes through the concentrating compartments 108 and a Cl - concentrate 10 is included
9b is mixed and mixed to form a concentrated solution 109, which is sent to the concentrated crystallization unit 103. On the other hand, these monovalent ions are removed, that is, the desalted urine wastewater is collected and discharged out of the system. In addition, since an electrolytic reaction occurs in the anode chamber 158 and the cathode chamber 157, a polar liquid different from urine drainage and concentrated liquid is separately circulated and used. From the cation-exchange membrane is installed in the further diaphragm in the anode chamber 158, Cl urine drainage and concentrate in - to prevent the occurrence of chlorine gas as entrained electrolyte gas to the anode chamber 158.
【0030】濃縮晶析部103に入った濃縮液109
は、高温部110のヒータ111で加熱・濃縮されてN
aClを析出させ、このNaClをフィルター113で
回収する。またNaCl回収後の濃縮液115は低温部
114に送られて冷却されてKClを析出させ、このK
Clをフィルター116で回収する。また高温部110
において蒸発して発生した水蒸気117はコンデンサー
112に導かれて凝縮して復水し電気透析部102の濃
縮室107,108への原水として循環させ再使用す
る。このときさらにコンデンサー112は抽気系118
に接続され、高温部110での蒸発速度を増大させる。Concentrated liquid 109 in concentrated crystallization section 103
Is heated and concentrated by the heater 111 of the high temperature
aCl is precipitated, and the NaCl is collected by the filter 113. The concentrated liquid 115 after the recovery of NaCl is sent to the low temperature section 114 and cooled to precipitate KCl.
Cl is collected by the filter 116. In addition, high temperature section 110
The water vapor 117 generated by evaporation in the above is guided to the condenser 112, condensed and condensed, circulated and reused as raw water to the concentration chambers 107 and 108 of the electrodialysis unit 102. At this time, the condenser 112 further includes an extraction system 118.
To increase the evaporation rate in the high temperature section 110.
【0031】以上において、本実施例を実施するミネラ
ル回収装置の濃縮晶析部103で行うNaClとKCl
の分離・回収方法における作用について図2により説明
する。KCl−NaCl系の溶解度曲線を図2に示す。
図2において、太い実線はNaClの析出線、太い破線
はKClの析出線であり、それぞれ、90℃における線
と20℃における線とを示している。In the above, NaCl and KCl performed in the concentration crystallization section 103 of the mineral recovery apparatus according to the present embodiment are described.
The operation of the method for separating and recovering the above will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the solubility curve of the KCl-NaCl system.
In FIG. 2, a thick solid line is a NaCl precipitation line, and a thick dashed line is a KCl precipitation line, and show a line at 90 ° C. and a line at 20 ° C., respectively.
【0032】図2において、尿排水中に含まれ電気透析
部102で分離されたNa+,K+,Cl-は、図上原点
Oと点Aを結ぶ直線OA上に位置するような成分比とな
る。すなわち溶解しているNaCl:KCl≒2:1で
ある。いま例えば、高温部110に入った濃縮液109
の濃度比がOA上の(NaCl≒20g/100g
水、KCl≒10g/100g水)であるとする。濃縮
液109は、ヒータ111によって90℃以上に加熱さ
れるとともに発生した水蒸気117がコンデンサー11
2によって凝縮されることにより、濃度比一定で矢印の
方向にさらに濃縮され、やがてNaCl析出線(90
℃)とでぶつかる。In FIG. 2, Na + , K + , and Cl − contained in the urine drainage and separated by the electrodialysis unit 102 have component ratios such that they are located on a straight line OA connecting the origin O and the point A in the figure. Becomes That is, dissolved NaCl: KCl ≒ 2: 1. Now, for example, the concentrated solution 109 entering the high temperature section 110
Concentration on the OA (NaCl @ 20 g / 100 g)
Water, KCl ≒ 10 g / 100 g water). The concentrated solution 109 is heated to 90 ° C. or higher by the heater 111 and generated steam 117
2 and is further concentrated in the direction of the arrow at a constant concentration ratio, and the NaCl precipitation line (90
℃).
【0033】さらにこれ以上濃縮していくと、KCl濃
度はさらに上昇するが、NaCl濃度はこれ以上上昇せ
ずNaClの析出が始まる。この結果、溶液の濃度は
から方向には進まずにNaClの析出線上を矢印の方
向に進み(KClの濃度≒27.2%、NaClの濃
度≒29.2%)に至ったところで濃縮を停止する。こ
のときNaClの析出線とKClの析出線との接点B
(KClの濃度≒32.5%、NaClの濃度≒28.
3%)には至らないのでKClは依然として溶解範囲内
である。ここまでの濃縮操作により、→で示される
分のNaClが析出する。この析出したNaCl固体は
フィルター113によって分離され、濃縮液115は低
温部114に送られる。When the concentration is further increased, the KCl concentration further increases, but the NaCl concentration does not further increase and NaCl precipitation starts. As a result, the concentration of the solution does not advance in the negative direction but proceeds on the NaCl precipitation line in the direction of the arrow (KCl concentration ≒ 27.2%, NaCl concentration ≒ 29.2%), and the concentration is stopped. I do. At this time, the contact B between the NaCl deposition line and the KCl deposition line
(KCl concentration ≒ 32.5%, NaCl concentration ≒ 28.
3%), so KCl is still within the solubility range. By the concentration operation so far, NaCl in an amount indicated by → is precipitated. The precipitated NaCl solid is separated by the filter 113, and the concentrated solution 115 is sent to the low temperature section 114.
【0034】次に、濃縮液115は低温部114に送ら
れて約20℃に冷却される。すると、NaClの溶解度
はほとんど変化せずにKClの溶解度のみが低下するこ
とにより、濃縮液115の濃度は20℃のKCl析出線
に向かって図上ほぼ水平左向きに進んで(KClの濃
度≒14.9%)へと変化する。このときはNaCl
の析出線とKClの析出線との接点C(KClの濃度≒
15.4%、NaClの濃度≒29.6%)にほぼ等し
く、この冷却によって→で示される分のKCl固体
が析出してくる。このKCl固体をフィルター116に
よって分離し、濃縮液119は再度高温部110に送ら
れて濃縮されに至り、以下同様に→→の処理が
繰り返される。Next, the concentrate 115 is sent to the low temperature section 114 and cooled to about 20 ° C. Then, only the solubility of KCl decreases without substantially changing the solubility of NaCl, so that the concentration of the concentrated solution 115 progresses almost horizontally to the left toward the KCl precipitation line at 20 ° C. (KCl concentration ≒ 14 .9%). At this time, NaCl
C (concentration of KCl ≒) between the deposition line of KCl and the deposition line of KCl
(15.4%, concentration of NaCl ≒ 29.6%), and this cooling causes precipitation of KCl solids indicated by →. This KCl solid is separated by the filter 116, and the concentrated solution 119 is sent to the high-temperature section 110 again to be concentrated, and the process of →→ is repeated in the same manner.
【0035】これらの操作を何度か繰り返し、析出した
NaClをフィルター113によってその都度回収し、
また析出したKClをフィルター116によってその都
度除去することにより、KClと完全に分離してNaC
lを回収することができる。These operations are repeated several times, and the precipitated NaCl is recovered by the filter 113 each time.
Further, by removing the precipitated KCl by the filter 116 each time, it is completely separated from KCl and
1 can be recovered.
【0036】本実施例によれば、電気透析法を用い一価
選択性を有する一価選択性を有する陽イオン交換膜10
6及び陰イオン交換膜105を交互に設置し陽電極16
8及び陰電極178から直流通電してイオンを移動さ
せ、イオン交換膜の片側でイオンの濃縮を行い反対側で
は希釈を行うので、尿から生成し複数のミネラル成分
(Na,K,Mg,Ca,P,S,Cl)を有する尿排
水から一価のイオンであるNa+とK+とCl-とを選択
的に分離することができ、かつ、その後にKClとNa
Clとの溶解度差を利用した濃縮晶析法を用い、その分
離されたNa+とK+とCl-とを含む濃縮液109を高
温槽110において加熱し析出したNaClをフィルタ
ー113で分離し、かつ分離された後の濃縮液115を
低温槽114において冷却し析出したKClをフィルタ
ー116で分離して分離された後の濃縮液を配管119
で循環させて再度加熱・冷却し分離を繰り返すのでNa
Clを回収することができる。また、濃縮晶析を行う濃
縮晶析装置103は、高温槽110で発生する水蒸気1
17が導かれコンデンサー112で凝縮されるので、高
温槽110に供給された濃縮液109を濃縮できる。According to this embodiment, the cation exchange membrane 10 having a monovalent selectivity using the electrodialysis method has a monovalent selectivity.
6 and the anion exchange membrane 105 are alternately installed, and the positive electrode 16
8 and the negative electrode 178 to move ions, and concentrate the ions on one side of the ion exchange membrane and dilute the ions on the other side. Therefore, a plurality of mineral components (Na, K, Mg, Ca, , P, S, Cl), the monovalent ions Na + , K +, and Cl − can be selectively separated from the urine wastewater, and then KCl and Na −
Using concentrated crystallization utilizing the difference in solubility of the Cl, the separated Na + and K + and Cl - separating the NaCl to concentrate 109 was heated precipitated at high temperature chamber 110 which includes a a filter 113, The separated concentrated solution 115 is cooled in a low-temperature tank 114 and the separated KCl is separated by a filter 116 and separated and separated into a pipe 119.
And repeat heating and cooling and separation again.
Cl can be recovered. In addition, the concentration crystallization device 103 that performs the concentration crystallization is provided with the steam 1 generated in the high-temperature tank 110.
Since the liquid 17 is introduced and condensed by the condenser 112, the concentrated liquid 109 supplied to the high-temperature tank 110 can be concentrated.
【0037】本発明の第2の実施例を図3により説明す
る。本実施例は第1の実施例において用いたミネラル回
収装置と異なる構成の電気透析部を有するミネラル回収
装置の実施例である。その他の点は第1の実施例で用い
たミネラル回収装置とほぼ同様である。本実施例のミネ
ラル回収装置の電気透析部202を図3に示す。図3に
おいて、電気透析部202は、直流電圧が印加される陽
極205及び陰極204と、陽極205に対向する位置
に配置された2枚の陽イオン交換膜206a,206b
と、陰極204に対向する位置に配置された2枚の陰イ
オン交換膜207a,207bと、その2枚の陽イオン
交換膜206a,206bと2枚の陰イオン交換膜20
7a,207bとの間に交互に配列された陽イオン交換
膜206c及び陰イオン交換膜207cとを有する。す
なわち、陽極205側から陰極204側へ向かって、陽
イオン交換膜206a、陽イオン交換膜206b、陰イ
オン交換膜207c、陽イオン交換膜206c…、…陰
イオン交換膜207c、陽イオン交換膜206c、陰イ
オン交換膜207b、陰イオン交換膜207aと設置さ
れた形になっている。またこれらのイオン交換膜はすべ
て一価の選択性を有するものである。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an embodiment of a mineral recovery apparatus having an electrodialysis unit having a different configuration from the mineral recovery apparatus used in the first embodiment. Other points are almost the same as those of the mineral recovery apparatus used in the first embodiment. FIG. 3 shows the electrodialysis unit 202 of the mineral recovery apparatus according to the present embodiment. In FIG. 3, the electrodialysis unit 202 includes an anode 205 and a cathode 204 to which a DC voltage is applied, and two cation exchange membranes 206a and 206b arranged at positions facing the anode 205.
And two anion exchange membranes 207a and 207b disposed at positions facing the cathode 204, the two cation exchange membranes 206a and 206b, and the two anion exchange membranes 20.
7a and 207b, and a cation exchange membrane 206c and an anion exchange membrane 207c alternately arranged. That is, from the anode 205 side to the cathode 204 side, the cation exchange membrane 206a, the cation exchange membrane 206b, the anion exchange membrane 207c, the cation exchange membrane 206c ... anion exchange membrane 207c, the cation exchange membrane 206c , An anion exchange membrane 207b, and an anion exchange membrane 207a. All of these ion exchange membranes have monovalent selectivity.
【0038】上記構成において、尿排水201は、電気
透析部202の脱塩室203に供給される。そこで陽極
205、陰極204によって生じる直流電流によって尿
排水201中の一価イオンNa+,K+,Cl-のうち、
陽イオンNa+,K+は陽イオン交換膜206b又は20
6cを通過して、また陰イオンCl-は陰イオン交換膜
207b又は207cを通過して、それぞれ濃縮室20
8に移動してくる。これらの一価イオンは濃縮室208
を流れる濃縮液に含まれて図示しない濃縮晶析部に送ら
れる。In the above configuration, the urine drainage 201 is supplied to the desalting chamber 203 of the electrodialysis unit 202. Then, of the monovalent ions Na + , K + , and Cl − in the urine drainage 201 due to the direct current generated by the anode 205 and the cathode 204,
The cations Na + and K + are the cation exchange membrane 206b or 20.
Through the 6c, also anions Cl - it is passed through an anion exchange membrane 207b or 207c, respectively concentrating chamber 20
Move to 8. These monovalent ions are supplied to the concentration chamber 208
And sent to a concentrated crystallization section (not shown).
【0039】また脱塩室203を通過して一価イオンが
除去された尿排水はまとめられ系外に排出されるが、そ
の一部が陰極室209の内側の室211及び陽極室21
0の内側の室212に供給される。なお第1の実施例と
同様、陰極室209、陽極室210には尿排水・濃縮液
とは異なる極液を別途循環させて使用することが望まし
い。The urine drainage from which monovalent ions have been removed by passing through the desalting chamber 203 is collected and discharged out of the system, and a part of the urine drainage is discharged to the inside of the cathode chamber 209 and the anode chamber 21.
0 is supplied to the chamber 212 inside. Note that, similarly to the first embodiment, it is desirable to use a separate circulating solution of the urine drainage / concentrate in the cathode chamber 209 and the anode chamber 210 separately.
【0040】以上において、第1の実施例では陽極16
8側に陽イオン交換膜106を設けて陽極室158を仕
切ることにより、Cl-が陽極168側に移動し陽極室
158に侵入するのを防止していた。しかしこのとき陽
イオン交換膜といってもその選択性は100%陰イオン
を防止できるわけではなく少量ながらCl-が陽極室1
58に混入してしまう。よってNaClとして回収する
Cl-が陽極205において塩素ガスとして放散してし
まい、その分NaClの回収量が少なくなってしまうお
それがあった。しかしながら本実施例においては、陽極
205側に2つの陽イオン交換膜206a,bを設置
し、かつこの2枚の陽イオン交換膜206a,206b
で挟まれた室212には脱塩室203…を通ってCl-
を回収除去した後の脱塩水213が流れることにより、
陽イオン交換膜206b,206aを介してのCl-の
漏れを低減し陽極205における塩素ガスの発生を防止
できる。さらにこのとき同様に陰イオン交換膜207
b,aを解しての溶液中のH+の漏れを低減し陰極20
4における水素ガスの発生を防止できる。As described above, in the first embodiment, the anode 16
By providing the cation exchange membrane 106 on the 8 side and partitioning the anode chamber 158, Cl − was prevented from moving to the anode 168 side and entering the anode chamber 158. However, this time the selectivity to say that cation exchange membrane small amount while not mean can prevent 100% anion Cl - anode chamber 1
58. Therefore, Cl − to be recovered as NaCl is diffused as chlorine gas at the anode 205, and the amount of recovered NaCl may be reduced accordingly. However, in this embodiment, two cation exchange membranes 206a and 206b are provided on the anode 205 side, and the two cation exchange membranes 206a and 206b are provided.
The chamber 212 enclosed by through desalting 203 ... Cl -
The demineralized water 213 after collecting and removing
Cation exchange membrane 206 b, the via 206a Cl - in the generation of chlorine gas in to reduce leakage anode 205 can be prevented. Further, at this time, similarly, the anion exchange membrane 207 is used.
The leakage of H + in the solution by reducing b and a is reduced and the cathode 20
4 can be prevented from generating hydrogen gas.
【0041】また脱塩水213は、主に植物の肥料とし
て使用されるが、その際にNaClが残存すると植物に
悪影響を与える。しかしながら本実施例においては、脱
塩水213の一部を再び室212を通じて循環させて再
度脱塩室203へ導かれて脱塩が行われるのでNaCl
の残存量を減少させることができる。The desalinated water 213 is mainly used as a fertilizer for plants, and if NaCl remains at that time, the plants are adversely affected. However, in the present embodiment, a part of the desalinated water 213 is circulated again through the chamber 212 and guided again to the desalination chamber 203 to perform desalination.
Can be reduced.
【0042】本実施例によれば、陽極205側に2つの
陽イオン交換膜206a,bを設けるので、陽極205
における塩素ガスの発生を防止し、NaClの回収量を
増加させることができる。また陰極204における水素
ガスの発生を防止できる。さらにNaClの残存量を減
少させることができるので、脱塩水213を植物の肥料
に使用しても悪影響を及ぼすことがない。According to this embodiment, since two cation exchange membranes 206a and 206b are provided on the anode 205 side,
Can prevent the generation of chlorine gas and increase the amount of recovered NaCl. Further, generation of hydrogen gas at the cathode 204 can be prevented. Furthermore, since the residual amount of NaCl can be reduced, there is no adverse effect even when the desalinated water 213 is used as a fertilizer for plants.
【0043】本発明の第3の実施例を図4により説明す
る。本実施例は第1の実施例において用いたミネラル回
収装置と異なる構成の濃縮晶析部を有するミネラル回収
装置の実施例である。その他の点は第1の実施例で用い
たミネラル回収装置とほぼ同様である。本実施例のミネ
ラル回収装置の濃縮晶析部を図4に示す。図4におい
て、濃縮晶析部は、高温部301、低温部302、フィ
ルタ303,304、及びコンデンサー305を有す
る。濃縮液の流れ自体は第1の実施例とほぼ同様であ
る。すなわち、図示しない電気透析部からの濃縮液30
6は、第1の実施例と同様に、まず高温部301に供給
されヒータ307による加熱と水蒸気308のコンデン
サー305による凝縮とにより濃縮されてNaClを析
出させ、またフィルター303を通った濃縮液309は
低温部302に送られて冷却されてKClの固体を析出
させ、フィルター304を通った後配管313を介して
再度高温部301に送られて循環され、同様の処理が繰
り返される。このときフィルター303,304にはそ
れぞれNaCl固体、KCl固体が残される。本実施例
はこれらの析出物を水に再溶解させて回収・排出するも
のである。以下、その詳細を説明する。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an embodiment of a mineral recovery apparatus having a concentrated crystallization section having a different configuration from the mineral recovery apparatus used in the first embodiment. Other points are almost the same as those of the mineral recovery apparatus used in the first embodiment. FIG. 4 shows a concentrated crystallization section of the mineral recovery apparatus of this embodiment. In FIG. 4, the concentrated crystallization section has a high temperature section 301, a low temperature section 302, filters 303 and 304, and a condenser 305. The flow of the concentrated liquid itself is almost the same as in the first embodiment. That is, the concentrate 30 from the electrodialysis unit (not shown)
6, as in the first embodiment, first supplied to the high temperature section 301, concentrated by heating by the heater 307 and condensation of the water vapor 308 by the condenser 305 to precipitate NaCl, and the concentrated liquid 309 passed through the filter 303. Is sent to the low temperature section 302 and cooled to precipitate KCl solids. After passing through the filter 304, it is again sent to the high temperature section 301 via the pipe 313 and circulated, and the same processing is repeated. At this time, solid NaCl and solid KCl are left on the filters 303 and 304, respectively. In the present embodiment, these precipitates are redissolved in water, collected and discharged. Hereinafter, the details will be described.
【0044】上記の晶析の手順において、高温部301
において発生した水蒸気308はコンデンサー305に
導かれて凝縮し復水され、凝縮水としてコンデンサー3
05内に貯えられる。またコンデンサー305は抽気系
312に接続され高温部301での蒸発速度が増大され
る。フィルター303,304内にある程度NaCl固
体・KCl固体が溜まってきたら、それまで濃縮液が循
環高温部301と低温部302とを循環する流路を形成
するような方向に開いていた三方弁351〜354が切
り換えられる。すなわち、三方弁351はA1方向から
A2方向へ、三方弁352はB1方向からB2方向へ、三
方弁353はC1方向からC2方向へ、三方弁354はD
1方向からD2方向への流路を形成するように切り換えら
れる。これによって濃縮液の流れは停止する。この後、
コンデンサー305で凝縮され蓄えられていた凝縮水が
供給系配管310,311によってそれぞれフィルター
303,304に供給される。これによってこの凝縮水
にそれぞれNaCl固体析出物及びKCl固体析出物が
再溶解して濃厚な液体となり、フィルター303,30
4の下流に接続された回収系配管350によって高温部
301→フィルター303→低温部302→フィルター
304→配管313→高温部301からなる循環系の外
へ取り出され回収・排出される。In the above-described crystallization procedure, the high-temperature portion 301
The water vapor 308 generated in the above is guided to the condenser 305 and is condensed and condensed.
Stored in 05. In addition, the condenser 305 is connected to the bleeding system 312 to increase the evaporation rate in the high temperature section 301. When a certain amount of NaCl solids and KCl solids accumulate in the filters 303 and 304, the three-way valves 351 to 351 which have been opened in such a direction as to form a flow path through which the concentrated liquid circulates between the circulating high-temperature section 301 and the low-temperature section 302. 354 is switched. That is, the three-way valve 351 moves from the A1 direction to the A2 direction, the three-way valve 352 moves from the B1 direction to the B2 direction, the three-way valve 353 moves from the C1 direction to the C2 direction, and the three-way valve 354 moves to D.
Switching is performed so as to form a flow path from the 1 direction to the D2 direction. This stops the flow of the concentrate. After this,
The condensed water that has been condensed and stored in the condenser 305 is supplied to the filters 303 and 304 by supply pipes 310 and 311, respectively. As a result, the NaCl solid precipitate and the KCl solid precipitate are re-dissolved in the condensed water to form a thick liquid, and the filters 303, 30
4 is taken out of the circulation system consisting of the high-temperature section 301 → the filter 303 → the low-temperature section 302 → the filter 304 → the pipe 313 → the high-temperature section 301 to be recovered / discharged by the recovery system pipe 350 connected downstream of 4.
【0045】以上において、図1に示す第1の実施例に
おいては、晶析したNaCl及びKClを固体としてフ
ィルターから取り出す構成であった。例えば宇宙空間等
の閉鎖環境系では装置の全ての機構が自動化されること
が望ましいが、この固体の取り出しを自動化することは
非常に困難である。しかしながら本実施例においては、
析出した固体を再溶解させ濃厚溶液として回収・排出す
ることにより、自動化することが容易となる。As described above, the first embodiment shown in FIG. 1 has a configuration in which the crystallized NaCl and KCl are taken out of the filter as solids. For example, in a closed environment system such as outer space, it is desirable that all the mechanisms of the apparatus be automated, but it is very difficult to automate the removal of this solid. However, in this embodiment,
Automation is facilitated by redissolving the precipitated solid and collecting and discharging it as a concentrated solution.
【0046】本実施例によれば、フィルター303,3
04に析出したNaCl及びKClにコンデンサー30
5からの凝縮水を加えて再溶解させて濃縮液の形でこれ
らを回収・排出するので、容易に装置の自動化を図れ
る。According to the present embodiment, the filters 303 and 3
Condenser 30 with NaCl and KCl precipitated on
Since the condensed water from Step 5 is added and redissolved and these are collected and discharged in the form of a concentrated liquid, the apparatus can be easily automated.
【0047】本発明の第4の実施例を図5により説明す
る。本実施例のミネラル回収方法を実施するミネラル回
収装置を図5に示す。本実施例のミネラル回収方法はク
ロマト分離法によりNaCl及びKClの分離と回収を
行うものである。図5において、ミネラル回収装置は、
陽イオン分離カラム401、陰イオン分離カラム40
2、陽イオンサプレッサー403、陰イオンサプレッサ
ー404、及び導電率測定器405,406を有する。
尿排水407はまず溶液407aと407bとの2系統
に分流され、溶液407aは溶離液ライン408を介し
て陽イオン分離カラム401に供給され、溶液407b
は溶離液ライン409を介して陰イオン分離カラム40
2に供給される。すると、陽イオン分離カラム401に
おいては、尿排水407aに含まれる陽イオンであるN
a+,K+,Ca2+,Mg2+がカラム内に備えられた吸着
剤に吸着され、また陰イオン分離カラム402において
は、カラム内に尿排水407bに含まれる陰イオンであ
るCl-,PO4 3-,SO4 2-がカラム内に備えられた吸
着剤に吸着される。これによってこれらのイオンは尿排
水407から分離されることになる。A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a mineral recovery apparatus that performs the mineral recovery method of the present embodiment. The mineral recovery method of the present embodiment is for separating and recovering NaCl and KCl by a chromatographic separation method. In FIG. 5, the mineral recovery device is:
Cation separation column 401, anion separation column 40
2. It has a cation suppressor 403, an anion suppressor 404, and conductivity measuring devices 405 and 406.
The urine drainage 407 is first split into two systems, a solution 407a and a solution 407b, and the solution 407a is supplied to the cation separation column 401 via an eluent line 408, and the solution 407b
Represents an anion separation column 40 via an eluent line 409
2 is supplied. Then, in the cation separation column 401, N, which is a cation contained in the urine drainage 407a,
a + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ are adsorbed by the adsorbent provided in the column, and in the anion separation column 402, Cl − which is an anion contained in the urine wastewater 407 b is contained in the column. , PO 4 3− and SO 4 2− are adsorbed on the adsorbent provided in the column. Thus these ions will be separated from the urine drainage 407.
【0048】その後一旦尿排水407の供給を止め、溶
離液ライン408,409から陽イオン分離カラム40
1及び陰イオン分離カラム402に溶離液を供給する。
このとき溶離液としては、各分離カラムの吸着剤に吸着
した陽・陰イオンの性質に応じそれらを脱離させるよう
な液を使用する。すなわち、陽イオン分離カラム401
では溶離液として酸が用いられ、陰イオン分離カラム4
02では溶離液として塩基が用いられる。Thereafter, the supply of the urine drainage 407 is temporarily stopped, and the cation separation column 40 is disconnected from the eluent lines 408 and 409.
The eluent is supplied to the 1 and anion separation column 402.
At this time, as the eluent, a liquid that desorbs cations and anions adsorbed on the adsorbent of each separation column in accordance with the properties thereof is used. That is, the cation separation column 401
Uses an acid as an eluent, and an anion separation column 4
In 02, a base is used as an eluent.
【0049】陽イオン分離カラム401に酸が供給され
ると一旦吸着した陽イオンが分離され放出されてくる
が、吸着剤へのイオンの吸着性の違いによりその放出の
態様が異なるので、供給する酸の濃度を調節することに
よりイオンを分離することができる。よって供給する酸
の濃度を低くして溶離能力を小さくすれば、Na+,
K+,Ca2+,Mg2+のうち一価のNa+,K+のみが放
出され、二価のCa2+,Mg2+は吸着剤に吸着したまま
放出されない。すなわちNa+,K+,Ca2+,Mg2+か
らNa+,K+が分離される。またこのときNa+,K
+は、最初にNa+が放出された後K+がやや遅れて放出
され、すなわち時間的に分離されて放出されてくる。こ
のNa+,K+を含む溶離液は下流のサプレッサー403
へ供給される。When the acid is supplied to the cation separation column 401, the cation once adsorbed is separated and released, but the release mode differs depending on the difference in the adsorption of the ion to the adsorbent. The ions can be separated by adjusting the concentration of the acid. Therefore, if the elution ability is reduced by lowering the concentration of the supplied acid, Na + ,
Among K + , Ca 2+ and Mg 2+ , only monovalent Na + and K + are released, and divalent Ca 2+ and Mg 2+ are not released while adsorbed on the adsorbent. That Na +, K +, Ca 2+ , Na + from Mg 2+, K + are separated. At this time, Na + , K
As for + , K + is released with a slight delay after Na + is first released, that is, it is released after being temporally separated. The eluent containing Na + and K + is supplied to the downstream suppressor 403.
Supplied to
【0050】サプレッサー403は陰イオン交換樹脂又
は陰イオン交換膜を有し、溶離液である酸に含まれる陰
イオン(例えば溶離液として塩酸を用いた場合はC
l-)を完全に除去する役割を果たす。その結果、サプ
レッサー403の出口ではNa+,K+だけがこの順番で
流出してくるので、この流出状態を導電率測定器515
で導電率を測定することにより検知し、そのタイミング
に合わせて三方弁410を切り換えることにより、先に
放出されてくるNa+をNaCl回収系430に供給
し、後に放出されてくるK+をK+排出系440に排出す
ることによりこれらの分離を行う。The suppressor 403 has an anion exchange resin or an anion exchange membrane, and an anion contained in an acid as an eluent (for example, when hydrochloric acid is used as an eluent, C
l -) serves to completely remove. As a result, at the outlet of the suppressor 403, only Na + and K + flow out in this order.
By detecting the conductivity by measuring the conductivity, and switching the three-way valve 410 in accordance with the timing, the previously released Na + is supplied to the NaCl recovery system 430, and the later released K + is K These are separated by discharging to + discharge system 440.
【0051】一方、陰イオン分離カラム402に塩基が
供給されると、一旦吸着した陰イオンが分離され放出さ
れてくるが、同様に、供給する塩基の濃度を低くして溶
離能力を小さくすれば、Cl-,PO4 3-,SO4 2-のう
ち一価のCl-のみが放出され、二価のSO4 2-、三価の
PO4 3-は吸着剤に吸着したまま放出されない。すなわ
ちCl-,PO4 3-,SO4 2-からCl-が分離される。こ
のCl-を含む溶離液は下流のサプレッサー404へ供
給される。On the other hand, when the base is supplied to the anion separation column 402, the anions once adsorbed are separated and released. Similarly, if the concentration of the supplied base is lowered to reduce the elution ability, , Cl − , PO 4 3− , and SO 4 2− , only monovalent Cl − is released, and divalent SO 4 2− and trivalent PO 4 3− are not released while adsorbed on the adsorbent. That Cl - is separated -, PO 4 3-, Cl from SO 4 2-. The Cl - eluent containing is fed to a downstream suppressor 404.
【0052】サプレッサー404は陽イオン交換樹脂又
は陽イオン交換膜を有し、溶離液である塩基に含まれる
陽イオン(例えば溶離液として水産化ナトリウムを用い
た場合はNa-)を完全に除去する役割を果たす。その
結果、サプレッサー404の出口ではCl-だけが流出
してくるので、この流出状態を導電率測定器406で導
電率を測定することにより検知し、これに対して三方弁
411を切り換えることによりNaCl回収系430と
Cl-排出系445とに適宜Cl-を分配して供給する。The suppressor 404 has a cation exchange resin or a cation exchange membrane, and completely removes cations contained in a base as an eluent (for example, Na − when using sodium hydrate as an eluent). Play a role. As a result, only Cl − flows out at the outlet of the suppressor 404, and this outflow state is detected by measuring the conductivity with the conductivity measuring device 406, and by switching the three-way valve 411, the NaCl is discharged. a recovery system 430 Cl - supplies and distributes the - appropriate Cl in the discharge system 445.
【0053】したがって、NaCl回収系430にはN
a+とCl-が供給されるので、このNa+とCl-を混合
してNaClを回収することができる。Therefore, the NaCl recovery system 430 contains N
Since a + and Cl - are supplied, Na + and Cl - can be mixed to recover NaCl.
【0054】以上において、人間の食べる食塩中にあま
りNaCl以外の不純物が含まれると人体に悪影響を与
えるので、なるべく高純度でNaClを分離・回収する
必要がある。しかしながら第1〜第3の実施例において
は、一価選択性の陽・陰イオン交換膜により電気透析法
で分離したNa+,K+,Cl-をそのまま溶解度差利用
の濃縮晶析法により回収する。ところがイオン交換膜の
性能は厳密には完全ではなく、微量ではあるが一価でな
いその他のイオンCa2+,Mg2+やPO4 3-,SO4 2-が
含まれるおそれがある。本実施例においては、電気透析
法を用いず、クロマト分離法を用いて完全にNa+,
K+,Cl-を分離するので、上記のような混入のおそれ
がなく、純度の高いNaClを回収することができる。In the above description, if impurities other than NaCl are contained in salt that human beings eat too much, the human body is adversely affected. Therefore, it is necessary to separate and recover NaCl with as high purity as possible. However, in the first to third embodiments, Na + , K + , and Cl − separated by electrodialysis using a monovalent selective cation / anion exchange membrane are directly recovered by a concentration crystallization method using a difference in solubility. I do. However, the performance of the ion exchange membrane is not strictly perfect, and may contain other ions Ca 2+ , Mg 2+ , PO 4 3− , and SO 4 2− which are traces but are not monovalent. In the present embodiment, Na + ,
Since K + and Cl − are separated, high-purity NaCl can be recovered without the risk of contamination as described above.
【0055】以上のように構成した本実施例によれば、
尿排水407を溶液407aと407bとに分流して、
イオン吸着剤を備えた陽イオン分離カラム401及び陰
イオン分離カラム402を使用したクロマト分離法を用
い、陽イオン分離カラム401及び陰イオン分離カラム
402を内に備えられた吸着材の吸着性の差による保持
時間の差を利用して、溶液407aからNa+とK+とを
分離するとともに溶液407bからCl-を分離するの
で、溶液407aから分離されたNa+と溶液407b
から分離されたCl-とを混合しNaClを回収するこ
とができる。またクロマト分離法では完全にNa+、
K+、Cl-が分離され、イオン交換膜を用いた場合に生
じる膜による選択の不完全性に基づく他のイオン(Ca
2+,So42-等)の混入のおそれがないので、純度の高
いNaClを回収することができる。According to the present embodiment configured as described above,
Urine drainage 407 is divided into solutions 407a and 407b,
Using a chromatographic separation method using a cation separation column 401 and an anion separation column 402 equipped with an ion adsorbent, the difference in adsorptivity of the adsorbent provided inside the cation separation column 401 and the anion separation column 402 Is used to separate Na + and K + from the solution 407a and Cl − from the solution 407b, so that Na + and the solution 407b are separated from the solution 407a.
Cl separated from - and can be mixed to recover NaCl. In the chromatographic separation method, Na + ,
K + , Cl - are separated and other ions (Ca
2+, since there is no risk of contamination of So4 2-like), it can be recovered with high purity NaCl.
【0056】本発明の第5の実施例を図6により説明す
る。本実施例のミネラル回収方法を実施するミネラル回
収装置を図6に示す。本実施例のミネラル回収方法は、
電気透析法とクロマト分離法を併用してNaClとKC
lの分離と回収とを行うものである。ミネラル回収装置
は、第1の実施例のミネラル回収装置の電気透析部10
2とほぼ同様の構成である電気透析部501と、クロマ
ト分離部502とを有する。電気透析部501における
溶液の流れは第1の実施例と同様である。すなわち、尿
排水が脱塩室503に供給され、尿排水中のNa+,K+
は陽イオン交換膜505を介し陽イオン濃縮室506へ
移動して尿排水から分離され、また尿排水中のCl-は
陰イオン交換膜507を介し陰イオン濃縮室508へ移
動して尿排水から分離され、Na+,K+を含んだ陽イオ
ン濃縮液509及びCl-を含んだ陰イオン濃縮液51
0はそれぞれ別個にクロマト分離部502に送られる。A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a mineral recovery apparatus for performing the mineral recovery method of this embodiment. The method for recovering minerals of this embodiment is as follows.
NaCl and KC using electrodialysis and chromatographic separation
1 for separation and recovery. The mineral collecting device is an electrodialysis unit 10 of the mineral collecting device of the first embodiment.
2 has an electrodialysis unit 501 and a chromatographic separation unit 502 having substantially the same configuration as that of the second embodiment. The flow of the solution in the electrodialysis unit 501 is the same as in the first embodiment. That is, urine wastewater is supplied to the desalination chamber 503, and Na + , K +
Moves to the cation concentration chamber 506 via the cation exchange membrane 505 and is separated from the urine wastewater, and Cl − in the urine wastewater moves to the anion concentration chamber 508 via the anion exchange membrane 507 to be separated from the urine wastewater. Separated cation concentrate 509 containing Na + and K + and anion concentrate 51 containing Cl −
0 are separately sent to the chromatographic separation unit 502.
【0057】クロマト分離部502は、陽イオン分離カ
ラム511、陰イオン分離カラム512、陽イオンサプ
レッサー513、陰イオンサプレッサー514、及び導
電率測定器515,516を有する。陽イオン濃縮液5
09及び陰イオン濃縮液510は、溶離液ライン517
又は518を介しそれぞれ陽イオン分離カラム511又
は陰イオン分離カラム512に供給される。すると、陽
イオン分離カラム511においては、陽イオン濃縮液5
09に含まれるNa+,K+が吸着され、また陰イオン分
離カラム512においては、陰イオン濃縮液510に含
まれるCl-が吸着される。The chromatographic separation unit 502 has a cation separation column 511, an anion separation column 512, a cation suppressor 513, an anion suppressor 514, and conductivity measuring devices 515 and 516. Cation concentrate 5
09 and the anion concentrate 510 are supplied to the eluent line 517.
Or 518 via the cation separation column 511 or the anion separation column 512, respectively. Then, in the cation separation column 511, the cation concentrate 5
Na + contained in 09, K + is adsorbed, and in the anion separation column 512, Cl contained in the anion concentrate 510 - is adsorbed.
【0058】その後一旦陽イオン濃縮液509、陰イオ
ン濃縮液510の供給を止め、溶離液ライン517,5
18から陽イオン分離カラム511及び陰イオン分離カ
ラム512に溶離液を供給する。このとき溶離液として
は、第4の実施例と同様、陽イオン分離カラム511で
は酸を、陰イオン分離カラム512では塩基を用いる。Thereafter, the supply of the cation concentrate 509 and the anion concentrate 510 is temporarily stopped, and the eluent lines 517, 5
From 18, the eluent is supplied to the cation separation column 511 and the anion separation column 512. At this time, as the eluent, an acid is used in the cation separation column 511 and a base is used in the anion separation column 512, as in the fourth embodiment.
【0059】第4の実施例と同様にあらかじめ所定の濃
度に調整された酸が陽イオン分離カラム511に供給さ
れると、吸着剤へのイオンの吸着性の違いにより一旦吸
着したNa+,K+がこの順番で時間的に分離されて放出
される。またこのとき電気透析部501の陽イオン交換
膜505を介し陽イオン濃縮液509中にわずかに混入
したCa2+,Mg2+は吸着したまま放出されない。Na
+,K+を含む溶離液は下流のサプレッサー513へ供給
される。When an acid adjusted to a predetermined concentration in advance is supplied to the cation separation column 511 in the same manner as in the fourth embodiment, Na + and K once adsorbed due to the difference in the adsorbability of ions to the adsorbent. + Are released temporally in this order. At this time, Ca 2+ and Mg 2+ slightly mixed into the cation concentrate 509 via the cation exchange membrane 505 of the electrodialysis unit 501 are not released while being adsorbed. Na
The eluent containing + and K + is supplied to the downstream suppressor 513.
【0060】サプレッサー513は陰イオン交換樹脂又
は陰イオン交換膜を有し、溶離液である酸に含まれる陰
イオンを完全に吸着除去し、サプレッサー513の出口
ではNa+,K+だけがこの順番で時間的に分離されて流
出してくる。この流出状態を導電率測定器515で導電
率を測定することにより検知し、そのタイミングに合わ
せて三方弁550を切り換えることにより、先に放出さ
れてくるNa+をNaCl回収系530に供給し、後に
放出されてくるK+をKCl排出系540に供給する。The suppressor 513 has an anion exchange resin or an anion exchange membrane and completely adsorbs and removes anions contained in the eluent acid. At the outlet of the suppressor 513, only Na + and K + are in this order. And separated out temporally. This outflow state is detected by measuring the conductivity with a conductivity measuring device 515, and by switching the three-way valve 550 in accordance with the timing, the previously released Na + is supplied to the NaCl recovery system 530, The K + released later is supplied to the KCl discharge system 540.
【0061】一方、第4の実施例と同様にあらかじめ所
定の濃度に調整された塩基が陰イオン分離カラム512
に供給されると、一旦吸着したCl-が分離されて放出
され、電気透析部501の陰イオン交換膜507を介し
陰イオン濃縮液510中にわずかに混入したPO4 3-,
SO4 2-は吸着したまま放出されない。分離したCl-を
含む溶離液は下流のサプレッサー514へ供給される。On the other hand, in the same manner as in the fourth embodiment, the base adjusted to a predetermined concentration in advance is replaced with an anion separation column 512.
When supplied to, Cl once adsorbed - is released is separated, PO 4 3- slightly mixed into the anionic concentrate 510 through the anion exchange membrane 507 of the electrodialysis unit 501,
SO 4 2- is not released while adsorbed. It separated Cl - eluent containing is fed to a downstream suppressor 514.
【0062】サプレッサー514は陽イオン交換樹脂又
は陽イオン交換膜を有し、溶離液である塩基に含まれる
陽イオン完全に吸着除去し、サプレッサー513の出口
ではCl-だけが流出してくる。この流出状態を導電率
測定器516で導電率を測定することにより検知し、こ
れに対して三方弁550を切り換えることによりNaC
l回収系530とKCl排出系540とに適宜Cl-を
分配して供給・排出する。The suppressor 514 has a cation exchange resin or a cation exchange membrane, completely adsorbs and removes the cation contained in the base as the eluent, and only Cl − flows out at the outlet of the suppressor 513. This outflow state is detected by measuring the conductivity with a conductivity measuring device 516, and by switching the three-way valve 550, NaC is detected.
appropriate Cl in the l recovery system 530 and KCl discharge system 540 - that is partitioned by supplying and discharging.
【0063】したがって、NaCl回収系530にはN
a+とCl-が供給されるので、これを混合してNaCl
を回収することができる。Therefore, the NaCl recovery system 530 contains N
a + and Cl - are supplied.
Can be recovered.
【0064】以上において、第4の実施例においては、
クロマト法のみで尿排水からNaClを回収することが
可能であったが、陽イオン分離カラム401に入ったC
l-、陰イオン分離カラム402に入ったNa+は、サプ
レッサー403,404によって分離・除去されてしま
って回収できず、NaClの回収率は半分以下になって
しまうというという難点があった。しかしながら本実施
例においては、電気透析法とクロマト法を併用すること
によりかかる難点を解消することができるので、回収率
を向上することができる。In the above, in the fourth embodiment,
Although it was possible to recover NaCl from urine wastewater only by the chromatographic method, C
l − , Na + entering the anion separation column 402 was separated and removed by the suppressors 403 and 404 and could not be recovered, and the recovery rate of NaCl was reduced to less than half. However, in the present embodiment, such a difficulty can be solved by using the electrodialysis method and the chromatographic method in combination, so that the recovery rate can be improved.
【0065】本実施例によれば、電気透析法を用い、一
価選択性を有する陽イオン交換膜505及び陰イオン交
換膜507を交互に設置し陽極及び陰極から直流通電し
てイオンを移動させ、イオン交換膜の片側でイオンの濃
縮を行い反対側では希釈を行うので、複数のミネラル成
分を含む尿排水から一価のイオンであるNa+とK+とC
l-とを選択的に分離しNa+とK+とを含む陽イオン濃
縮液509とCl-を含む陰イオン濃縮液510とを生
成させることができ、かつクロマト分離法を用い、陽イ
オン分離カラム511及び陰イオン分離カラム512内
に備えられた吸着材の吸着性の差による保持時間の差を
利用するので、陽イオン濃縮液509に含まれたNa+
とK+とを分離し、Na+と陰イオン濃縮液510に含ま
れていたCl-とを混合してNaClを回収することが
できる。また電気透析部501で予め分離した陽イオン
濃縮液509と陰イオン濃縮液510とをクロマト分離
部502へ供給してNaClを回収するので、予め分離
を行わずクロマト分離法を用いる場合に比し回収率を向
上することができる。According to the present embodiment, cation exchange membranes 505 and anion exchange membranes 507 having a monovalent selectivity are alternately installed by using an electrodialysis method, and direct current is applied from the anode and the cathode to move the ions. Since ions are concentrated on one side of the ion exchange membrane and diluted on the other side, monovalent ions Na + , K + and C are extracted from urine wastewater containing a plurality of mineral components.
l - and selectively separated cations concentrate 509 and Cl comprising the Na + and K + to - can be generated and anion concentrate 510 containing, and using a chromatographic separation method, the cation separation Since the difference in retention time due to the difference in adsorbability of the adsorbents provided in the column 511 and the anion separation column 512 is used, the Na + contained in the cation concentrate 509 is used.
And K + are separated, and Na + can be recovered by mixing Na + and Cl − contained in the anion concentrate 510. In addition, since the cation concentrate 509 and the anion concentrate 510 separated in advance in the electrodialysis unit 501 are supplied to the chromatographic separation unit 502 to recover NaCl, compared with the case where the chromatographic separation method is used without performing the separation in advance. Recovery rate can be improved.
【0066】[0066]
【発明の効果】本発明によれば、尿より生成し複数のミ
ネラル成分を有するミネラル溶液からナトリウムイオン
とカリウムイオンと塩素イオンとを分離した後に、その
ナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから
塩化ナトリウムを回収することができる。According to the present invention, sodium, potassium and chloride ions are separated from a mineral solution formed from urine and having a plurality of mineral components, and then separated from the sodium, potassium and chloride ions. Sodium can be recovered.
【0067】また、一価選択性を有するイオン交換膜を
使用した電気透析法を用いるので、一価のイオンである
ナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとをミ
ネラル溶液から選択的に分離することができる。さら
に、塩化カリウムと塩化ナトリウムとの溶解度差を利用
した濃縮晶析法を用いるので、予め分離されたナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナト
リウムを回収することができる。また、イオン吸着剤を
備えたイオン分離カラムを使用したクロマト分離法を用
いるので、予め分離されたナトリウムイオンとカリウム
イオンと塩素イオンとから塩化ナトリウムを回収するこ
とができる。さらに、一価選択性を有するイオン交換膜
を使用した電気透析法を用いるので、複数のミネラル成
分を含むミネラル溶液から一価のイオンであるナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとを選択的に分
離することができ、かつ、塩化カリウムと塩化ナトリウ
ムとの溶解度差を利用した濃縮晶析法を用いるので、分
離されたナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオ
ンとから塩化ナトリウムを回収することができる。ま
た、一価選択性を有するイオン交換膜を使用した電気透
析法を用いるので、複数のミネラル成分を含むミネラル
溶液から一価のイオンを選択的に分離してナトリウムイ
オンとカリウムイオンとを含む第1の濃縮液と塩素イオ
ンを含む第2の濃縮液とを生成させることができ、かつ
イオン吸着剤を備えたイオン分離カラムを用いたクロマ
ト分離法を用いるので、第1の濃縮液に含まれたナトリ
ウムイオンと前記カリウムイオンとを分離し、ナトリウ
ムイオンと第2の濃縮液に含まれていた塩素イオンとを
混合して塩化ナトリウムを回収することができる。また
予め電気透析法で第1の濃縮液と第2の濃縮液とに分離
してからクロマト分離法により塩化ナトリウムを回収す
るので、予め分離を行わずクロマト分離法を用いる場合
に比し回収率を向上することができる。Since the electrodialysis method using an ion exchange membrane having a monovalent selectivity is used, it is possible to selectively separate monovalent sodium ions, potassium ions and chloride ions from a mineral solution. it can. Furthermore, since the concentration crystallization method using the solubility difference between potassium chloride and sodium chloride is used, sodium chloride can be recovered from sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated in advance. Further, since a chromatographic separation method using an ion separation column provided with an ion adsorbent is used, sodium chloride can be recovered from sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated in advance. Furthermore, since the electrodialysis method using an ion exchange membrane having monovalent selectivity is used, sodium ions, potassium ions and chloride ions, which are monovalent ions, are selectively separated from a mineral solution containing a plurality of mineral components. Since the concentration crystallization method using the solubility difference between potassium chloride and sodium chloride is used, sodium chloride can be recovered from the separated sodium ion, potassium ion, and chloride ion. Further, since an electrodialysis method using an ion exchange membrane having monovalent selectivity is used, monovalent ions are selectively separated from a mineral solution containing a plurality of mineral components to selectively contain sodium ions and potassium ions. Since the first concentrated solution and the second concentrated solution containing chloride ions can be generated and the chromatographic separation method using an ion separation column provided with an ion adsorbent is used, the first concentrated solution is contained in the first concentrated solution. The sodium ions can be separated from the potassium ions and the sodium ions can be mixed with the chloride ions contained in the second concentrate to recover sodium chloride. Further, since the sodium chloride is recovered by the chromatographic separation method after being separated into the first concentrated liquid and the second concentrated liquid by the electrodialysis method in advance, the recovery rate is higher than when the chromatographic separation method is used without performing the separation in advance. Can be improved.
【0068】さらに、第1の溶液及び第2の溶液に対し
イオン吸着剤を備えたイオン分離カラムを使用したクロ
マト分離法を用い、第1の溶液からナトリウムイオンと
カリウムイオンとを分離するとともに第2の溶液から塩
素イオンを分離するので、第1の溶液から分離されたナ
トリウムイオンと第2の溶液から分離された塩素イオン
とを混合して塩化ナトリウムを回収することができる。
またクロマト分離法では完全にナトリウムイオン、カリ
ウムイオン、塩素イオンが分離され、イオン交換膜を用
いた場合に生じる膜による選択の不完全性に基づく他の
イオン混入のおそれがないので、純度の高い塩化ナトリ
ウムを回収することができる。Further, the first solution and the second solution are separated by a chromatographic separation method using an ion separation column equipped with an ion adsorbent from the first solution to separate sodium ions and potassium ions from the first solution and the second solution. Since the chloride ions are separated from the solution 2, the sodium ions separated from the first solution and the chloride ions separated from the second solution can be mixed to collect sodium chloride.
In addition, in the chromatographic separation method, sodium ions, potassium ions, and chloride ions are completely separated, and there is no risk of other ions being mixed due to incomplete selection by the membrane that occurs when using an ion exchange membrane, so that the purity is high. Sodium chloride can be recovered.
【0069】また、本発明によれば、複数のミネラル成
分を有しカリウムイオンがナトリウムイオンより多く含
まれるミネラル溶液からナトリウムイオンとカリウムイ
オンと塩素イオンとを分離した後に、そのナトリウムイ
オンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウ
ムを回収することができる。According to the present invention, sodium, potassium and chloride ions are separated from a mineral solution having a plurality of mineral components and containing more potassium ions than sodium ions. And chloride ions to recover sodium chloride.
【0070】さらに、本発明によれば、電気透析を行う
分離手段は陽極及び陰極に対向する位置にそれぞれ2枚
ずつの第1の陽イオン交換膜及び第1の陰イオン交換膜
を有するので、陽イオン交換膜を介しての塩素イオンの
漏れを低減し陽極における塩素ガスの発生を防止でき、
かつ陰イオン交換膜を解しての溶液中の水素イオンの漏
れを低減し陰極における水素ガスの発生を防止できる。
また、塩化ナトリウムの残存量を減少させることができ
るので、処理後の尿排水を植物の肥料に使用しても悪影
響を及ぼすことがない。Further, according to the present invention, the separation means for performing electrodialysis has two first cation exchange membranes and two first anion exchange membranes at positions opposed to the anode and the cathode, respectively. Chlorine ion leakage through the cation exchange membrane can be reduced, preventing the generation of chlorine gas at the anode,
In addition, leakage of hydrogen ions in the solution through the anion exchange membrane can be reduced, and generation of hydrogen gas at the cathode can be prevented.
Further, since the residual amount of sodium chloride can be reduced, there is no adverse effect even if the treated urine wastewater is used as a plant fertilizer.
【0071】また、本発明によれば、高温槽で発生する
蒸気を凝縮手段に導いて凝縮するので、高温槽に供給さ
れたミネラル溶液を濃縮できる。Further, according to the present invention, since the vapor generated in the high-temperature tank is guided to the condensing means and condensed, the mineral solution supplied to the high-temperature tank can be concentrated.
【0072】さらに、凝縮水を前記第1のフィルター及
び第2のフィルターへ供給した後循環系の外へ取り出す
ので、採取した塩化ナトリウムを濃縮液の形で回収で
き、また塩化カリウム濃縮液の形で排出できる。よって
この装置の自動化が容易となる。Further, since the condensed water is supplied to the first filter and the second filter and then taken out of the circulation system, the collected sodium chloride can be recovered in the form of a concentrated solution, and the concentrated sodium chloride can be recovered in the form of a concentrated solution. Can be discharged. Therefore, automation of this device becomes easy.
【0072】さらに、凝縮水を前記第1のフィルター及
び第2のフィルターへ供給した後循環系の外へ取り出す
ので、採取した塩化ナトリウムを濃縮液の形で回収で
き、また塩化カリウム濃縮液の形で排出できる。よって
この装置の自動化が容易となる。Further, since the condensed water is supplied to the first filter and the second filter and then taken out of the circulation system, the collected sodium chloride can be recovered in the form of a concentrated solution, and the concentrated sodium chloride can be recovered in the form of a concentrated solution. Can be discharged. Therefore, automation of this device becomes easy.
【図1】本発明の第1の実施例のミネラル回収方法を実
施する装置の全体構造図である。FIG. 1 is an overall structural diagram of an apparatus for performing a mineral recovery method according to a first embodiment of the present invention.
【図2】KCl−NaCl系の溶解度曲線を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a solubility curve of a KCl-NaCl system.
【図3】本発明の第2の実施例のミネラル回収装置の電
気透析部を示す図である。FIG. 3 is a view showing an electrodialysis unit of a mineral recovery apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例のミネラル回収装置の濃
縮晶析部を示す図である。FIG. 4 is a view showing a concentration crystallization section of a mineral recovery apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施例のミネラル回収方法を実
施する装置の全体構造図である。FIG. 5 is an overall structural view of an apparatus for performing a mineral recovery method according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施例のミネラル回収方法を実
施する装置の全体構造図である。FIG. 6 is an overall structural view of an apparatus for performing a mineral recovery method according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】海水の成分を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing components of seawater.
【図8】尿排水の成分を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing components of urine drainage.
102 電気透析部 103 濃縮晶析部 105 陰イオン交換膜 106 陽イオン交換膜 109a,b 濃縮液 201 尿排水 202 電気透析部 204 陰電極 205 陽電極 206a〜c 陽イオン交換膜 207a〜c 陰イオン交換膜 301 高温槽 302 低温槽 303 フィルター 304 フィルター 305 コンデンサー 306 濃縮液 307 ヒータ 310 供給系配管(第1の配管) 311 供給系配管(第1の配管) 313 配管 350 回収系配管(第2の配管) 401 陽イオン分離カラム 402 陰イオン分離カラム 403 陽イオンサプレッサー 404 陰イオンサプレッサー 407 尿排水 501 電気透析部 505 陽イオン交換膜 507 陰イオン交換膜 509 陽イオン濃縮液 510 陰イオン濃縮液 511 陽イオン分離カラム 512 陰イオン分離カラム 513 陽イオンサプレッサー 514 陰イオンサプレッサー 102 Electrodialysis section 103 Concentration and crystallization section 105 Anion exchange membrane 106 Cation exchange membrane 109a, b Concentrate 201 Urine drainage 202 Electrodialysis section 204 Negative electrode 205 Positive electrode 206a-c Cation exchange membrane 207a-c Anion exchange Membrane 301 High-temperature tank 302 Low-temperature tank 303 Filter 304 Filter 305 Condenser 306 Concentrate 307 Heater 310 Supply system piping (first piping) 311 Supply system piping (first piping) 313 piping 350 Recovery piping (second piping) 401 Cation separation column 402 Anion separation column 403 Cation suppressor 404 Anion suppressor 407 Urine drainage 501 Electrodialysis unit 505 Cation exchange membrane 507 Anion exchange membrane 509 Cation concentrate 510 Anion concentrate 511 Cation separation column 512 anion separation column 513 cation suppressor 514 anion suppressor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C01D 3/14 C01D 3/14 C02F 1/42 C02F 1/42 B 1/469 1/46 103 (72)発明者 沢 俊雄 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株式会社 日立製作所 エネルギー研究 所内 (56)参考文献 特開 昭50−81993(JP,A) 特開 昭51−78553(JP,A) 特開 昭57−35989(JP,A) 特開 昭58−205501(JP,A) 特開 昭54−77281(JP,A) 特開 昭52−32880(JP,A) 特開 平7−232983(JP,A) 特公 昭42−14699(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 61/44 - 61/54 B01D 9/02 B01D 15/08 C01D 3/04 - 3/16 C01D 3/14 - 3/16 C02F 1/42 - 1/469 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C01D 3/14 C01D 3/14 C02F 1/42 C02F 1/42 B 1/469 1/46 103 (72) Inventor Toshio Sawa Ibaraki 7-2-1, Omika-cho, Hitachi, Japan Hitachi Energy Co., Ltd. Energy Research Laboratory (56) Reference JP-A-50-81993 (JP, A) JP-A-51-78553 (JP, A) JP-A-57- 35989 (JP, A) JP-A-58-205501 (JP, A) JP-A-54-77281 (JP, A) JP-A-52-32880 (JP, A) JP-A-7-232983 (JP, A) JP-B-42-14699 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B01D 61/44-61/54 B01D 9/02 B01D 15/08 C01D 3/04-3 / 16 C01D 3/14-3/16 C02F 1/42-1/469
Claims (9)
イオンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有
するミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリ
ウムイオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナト
リウムを回収するミネラル回収方法において、 一価選択性を有するイオン交換膜を使用した電気透析法
によって前記ナトリウムイオンと前記カリウムイオンと
前記塩素イオンとを前記ミネラル溶液から分離すること
を特徴とするミネラル回収方法 。A sodium ion as claimed in claim 1] even without low, and potassium ions, from said mineral solution having a plurality of mineral components containing chlorine ions and the sodium ions and the potassium ions by separating the chlorine ions, and the sodium ion in Rumi Neraru recovery method to recover sodium chloride and potassium ions and chloride ions, an electrodialysis method using an ion exchange membrane having a monovalent selectivity
The sodium ion and the potassium ion
Separating the chloride ions from the mineral solution
A method for recovering minerals .
イオンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有
するミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリ
ウムイオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナト
リウムを回収するミネラル回収方法において、 前記ミネラル溶液から分離されたナトリウムイオンとカ
リウムイオンと塩素イオンとから塩化カリウムと塩化ナ
トリウムとの溶解度差を利用した濃縮晶析法によって塩
化ナトリウムを回収することを特徴とするミネラル回収
方法。2. At least sodium ion and potassium
Has multiple mineral components including ions and chloride ions.
The sodium ion and the potassium
Sodium ion and the chlorine ion
Nato chloride from muon, potassium ion and chloride ion
In a mineral recovery method for recovering lithium, recovering sodium chloride by a concentrated crystallization method using a solubility difference between potassium chloride and sodium chloride from sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated from the mineral solution. Characteristic mineral recovery method.
イオンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有
するミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリ
ウムイオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナト
リウムを回収するミネラル回収方法において、 前記ミネラル溶液から分離されたナトリウムイオンとカ
リウムイオンと塩素イオンとからイオン吸着剤を備えた
イオン分離カラムを用いたクロマト分離法によって塩化
ナトリウムを回収することを特徴とするミネラル回収方
法。3. At least sodium ion and potassium
Has multiple mineral components including ions and chloride ions.
The sodium ion and the potassium
Sodium ion and the chlorine ion
Nato chloride from muon, potassium ion and chloride ion
In a mineral recovery method for recovering lithium, sodium chloride is recovered from sodium ions, potassium ions, and chloride ions separated from the mineral solution by a chromatographic separation method using an ion separation column provided with an ion adsorbent. Mineral recovery method.
イオンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有
するミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリ
ウムイオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと 塩素イオンとから塩化ナト
リウムを回収するミネラル回収方法において、 一価選択性を有するイオン交換膜を使用した電気透析法
によって前記ナトリウムイオンと前記カリウムイオンと
前記塩素イオンとを前記ミネラル溶液から分離し、その
ナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとを混
合した溶液から塩化ナトリウムと塩化カリウムとの溶解
度差を利用した濃縮晶析法によって塩化ナトリウムを回
収することを特徴とするミネラル回収方法。4. At least sodium ion and potassium
Has multiple mineral components including ions and chloride ions.
The sodium ion and the potassium
Sodium ion and the chlorine ion
Nato chloride from muon, potassium ion and chloride ion
In a mineral recovery method for recovering lithium, the sodium ion, the potassium ion, and the chloride ion are separated from the mineral solution by an electrodialysis method using an ion exchange membrane having monovalent selectivity, and the sodium ion and the potassium ion are separated. A mineral recovery method, comprising recovering sodium chloride from a mixed solution of ions and chloride ions by a concentrated crystallization method utilizing a difference in solubility between sodium chloride and potassium chloride.
イオンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有
するミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリ
ウムイオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナト
リウムを回収するミネラル回収方法において、 一価選択性を有するイオン交換膜を使用した電気透析法
によって前記ナトリウムイオンと前記カリウムイオンと
前記塩素イオンとを前記ミネラル溶液から分離し、ナト
リウムイオンとカリウムイオンとを含む第1の濃縮液と
塩素イオンを含む第2の濃縮液とを生成させた後、イオ
ン吸着剤を備えたイオン分離カラムを用いたクロマト分
離法によって前記第1の濃縮液に含まれた前記ナトリウ
ムイオンと前記カリウムイオンとを分離し、該ナトリウ
ムイオンと前記第2の濃縮液に含まれていた前記塩素イ
オンとを混合して塩化ナトリウムを回収することを特徴
とするミネラル回収方法。5. At least sodium ion and potassium
Has multiple mineral components including ions and chloride ions.
The sodium ion and the potassium
Sodium ion and the chlorine ion
Nato chloride from muon, potassium ion and chloride ion
In a mineral recovery method for recovering lithium, the sodium ions, the potassium ions, and the chloride ions are separated from the mineral solution by electrodialysis using an ion exchange membrane having monovalent selectivity, and sodium ions and potassium ions are separated. And a second concentrated solution containing chloride ions, and then contained in the first concentrated solution by a chromatographic separation method using an ion separation column equipped with an ion adsorbent. Separating the sodium ions and the potassium ions, and mixing the sodium ions with the chloride ions contained in the second concentrated solution to recover sodium chloride.
イオンと、塩素イオンとを含む複数のミネラル成分を有
するミネラル溶液から前記ナトリウムイオンと前記カリ
ウムイオンと前記塩素イオンとを分離し、そのナトリウ
ムイオンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナト
リウムを回収するミネラル回収方法において、 前記ミネラル溶液を第1の溶液と第2の溶液とに分流
し、イオンを吸着剤を備えたイオン分離カラムを用いた
クロマト分離法によって前記第1の溶液から前記ナトリ
ウムイオンと前記カリウムイオンとを分離するとともに
前記第2の溶液から前記塩素イオンを分離した後、前記
第1の溶液から分離されたナトリウムイオンと前記第2
の溶液から分離された塩素イオンとを混合して塩化ナト
リウムを回収することを特徴とするミネラル回収方法。6. At least sodium ion and potassium
Has multiple mineral components including ions and chloride ions.
The sodium ion and the potassium
Sodium ion and the chlorine ion
Nato chloride from muon, potassium ion and chloride ion
In a mineral recovery method for recovering lithium, the mineral solution is divided into a first solution and a second solution, and ions are separated from the first solution by a chromatographic separation method using an ion separation column provided with an adsorbent. After separating the sodium ion and the potassium ion and separating the chloride ion from the second solution, the sodium ion separated from the first solution and the second ion are separated from the second solution.
And recovering sodium chloride by mixing with chloride ions separated from the solution.
液からナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオン
とを分離する分離手段と、その分離したナトリウムイオ
ンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウム
を回収する回収手段とを有するミネラル回収装置におい
て、 前記分離手段は、直流電圧が印加される陽極及び陰極
と、前記陽極及び前記陰極に対向する位置に配置された
それぞれ2枚ずつの第1の陽イオン交換膜及び第1の陰
イオン交換膜と、前記第1の陽イオン交換膜と前記第1
の陰イオン交換膜との間に交互に配列された第2の陽イ
オン交換膜及び第2の陰イオン交換膜とを有する電気透
析手段であることを特徴とするミネラル回収装置。7. Separation means for separating sodium ions, potassium ions and chloride ions from a mineral solution produced by treating human urine, and separating sodium chloride from the separated sodium ions, potassium ions and chloride ions. In a mineral recovery apparatus having a recovery means for recovering, the separation means comprises: an anode and a cathode to which a DC voltage is applied; and two first anodes each of which is disposed at a position facing the anode and the cathode. An ion exchange membrane, a first anion exchange membrane, the first cation exchange membrane, and the first
A mineral collection device, characterized in that the device is an electrodialysis unit having a second cation exchange membrane and a second anion exchange membrane alternately arranged between the anion exchange membrane and the anion exchange membrane.
液からナトリウムイオンとカリウムイオンと塩素イオン
とを分離する分離手段と、その分離したナトリウムイオ
ンとカリウムイオンと塩素イオンとから塩化ナトリウム
を回収する回収手段とを有するミネラル回収装置におい
て、 前記回収手段は、供給された溶液を加熱する手段を備え
た高温槽と、前記高温槽の下流に配置され溶液中に析出
した固体を分離する第1のフィルターと、前記第1のフ
ィルターの下流に配置され前記溶液を冷却する手段を備
えた低温槽と、前記低温槽の下流に配置され該溶液中に
析出した固体を分離する第2のフィルターと、前記第2
のフィルターから前記高温層へと導く配管とを備えた循
環系と、前記高温槽で発生する蒸気が導かれ凝縮される
凝縮手段とを有する濃縮晶析手段であることを特徴とす
るミネラル回収装置。8. A separation means for separating sodium ions, potassium ions and chloride ions from a mineral solution produced by treating human urine, and sodium chloride from the separated sodium ions, potassium ions and chloride ions. In a mineral recovery apparatus having a recovery means for recovering, the recovery means is provided with a high-temperature tank provided with a means for heating the supplied solution, and a second means disposed downstream of the high-temperature tank and separating a solid precipitated in the solution. A first filter, a low-temperature tank provided downstream of the first filter and provided with a means for cooling the solution, and a second filter disposed downstream of the low-temperature tank and separating solids precipitated in the solution. And the second
A mineral collection device, comprising: a circulating system including a pipe leading from the filter to the high-temperature layer; and a condensing unit that guides and condenses steam generated in the high-temperature tank. .
て、前記濃縮晶析手段は、前記凝縮手段で生成した凝縮
水を前記第1のフィルター及び第2のフィルターへ供給
する第1の配管と、前記凝縮水を前記第1のフィルター
及び第2のフィルターから前記循環系の外へ取り出す第
2の配管とを有することを特徴とするミネラル回収装
置。9. The mineral recovery apparatus according to claim 8 , wherein the concentration crystallization means supplies a condensed water generated by the condensation means to the first filter and the second filter, A second pipe for taking out the condensed water from the first filter and the second filter to the outside of the circulating system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5091294A JP2981077B2 (en) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Mineral recovery method and mineral recovery device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5091294A JP2981077B2 (en) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Mineral recovery method and mineral recovery device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739728A JPH0739728A (en) | 1995-02-10 |
| JP2981077B2 true JP2981077B2 (en) | 1999-11-22 |
Family
ID=14022458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5091294A Expired - Fee Related JP2981077B2 (en) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Mineral recovery method and mineral recovery device |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2981077B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
| US8158411B2 (en) | 2006-08-21 | 2012-04-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of separating microorganism using nonplanar solid substrate and device for separating microorganism using the same |
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| CN104587835B (en) * | 2015-01-12 | 2016-04-13 | 太原理工大学 | A kind of continuous synchronization Selective Separation reclaims the device and method of anions and canons in weak solution |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP5091294A patent/JP2981077B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0739728A (en) | 1995-02-10 |
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