Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4907585B2 - Water treatment apparatus and water treatment method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4907585B2 - Water treatment apparatus and water treatment method - Google Patents

Water treatment apparatus and water treatment method Download PDF

Info

Publication number
JP4907585B2
JP4907585B2 JP2008084911A JP2008084911A JP4907585B2 JP 4907585 B2 JP4907585 B2 JP 4907585B2 JP 2008084911 A JP2008084911 A JP 2008084911A JP 2008084911 A JP2008084911 A JP 2008084911A JP 4907585 B2 JP4907585 B2 JP 4907585B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
stage
treated
adsorption
water
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008084911A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008272742A (en
Inventor
昭浩 大森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Chemicals Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Chemicals Corp
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
Application filed by Asahi Kasei Chemicals Corp filed Critical Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority to JP2008084911A priority Critical patent/JP4907585B2/en
Publication of JP2008272742A publication Critical patent/JP2008272742A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4907585B2 publication Critical patent/JP4907585B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Water processing device and method are provided. When switching an absorption tower for communicating liquid, adjusting pH value of recycled processed water to maintain the pH in a standard of discharge, directly discharging. The device comprises three above absorption elements that fill an adsorbent absorbs materials contained in the processed water and set circularly in sequence; an element that connects any two towers in series in a sequence; an element that provides the processed liquid to a preceding stage of the two towers; a recycling element that recycles processed liquid that is absorbed and processed by the processed liquid of a backward stage; a switching element that takes the backward stage as the preceding stage in two new towers and the absorption element adjacent to the backward stage as the backward stage of the new two towers and switching repeatedly the two towers to the new two towers along penetration of the preceding stage; a back conveying component that recycles the processed liquid to the preceding stage of the two new towers before the processed liquid is supplied to the preceding stage of the two new towers and the processing liquid is supplied to the backward stage of the two new towers after penetration.

Description

本発明は、下水や、各種工場、例えば食品工場、化学工場からの工業廃水、家庭等からの生活廃水等、各種廃水を処理する水処理装置、及びこれを用いた水処理方法に関する。
さらに詳しくは、本発明は、水中のリン、ホウ素、ヒ素、フッ素イオンを選択的に吸着除去できる水処理装置または水処理方法に関する。
The present invention relates to a water treatment apparatus for treating various types of wastewater such as sewage, various factories such as industrial wastewater from food factories and chemical factories, and domestic wastewater from households, and a water treatment method using the same.
More specifically, the present invention relates to a water treatment apparatus or a water treatment method that can selectively adsorb and remove phosphorus, boron, arsenic, and fluorine ions in water.

近年、環境汚染、富栄養化に対応するため、飲料水、工業用水、工業廃水、下水道処理水、環境水中のリン、ホウ素、ヒ素、フッ素イオン等の環境基準が強化され、それらを除去する技術への要望が高まってきている。
例えば、リンは富栄養化の原因物質の一つであり、閉鎖系水域で規制が強まっており、具体的には、閉鎖系水域のリンの排水基準は0.5〜2mg/リットル以下に規制されている。
また、ホウ素は、植物の育成にとって必須の元素であるが、過剰に存在すると植物の成長に悪影響を及ぼすことが知られており、更には、人体に対しても、飲料水中に含まれると、健康への影響、特に生殖機能の低下等の健康障害を起こす可能性が指摘されている。
In recent years, in order to cope with environmental pollution and eutrophication, environmental standards such as phosphorus, boron, arsenic and fluoride ions in drinking water, industrial water, industrial wastewater, sewage treated water, environmental water have been strengthened, and technology to remove them The demand for is increasing.
For example, phosphorus is one of the causative substances of eutrophication, and regulations are increasing in closed water areas. Specifically, the discharge standard for phosphorus in closed water areas is regulated to 0.5-2 mg / liter or less. Has been.
In addition, boron is an essential element for plant growth, but it is known that if it is present in excess, it will adversely affect the growth of the plant. It has been pointed out that it may cause health problems, particularly health problems such as reduced reproductive function.

また、ヒ素は、非鉄金属精錬工業の排水や、地熱発電所の熱排水、また特定地域の地下水等に含まれている。ヒ素は、生体への蓄積性があり、慢性中毒、体重減少、知覚傷害、肝臓障害、皮膚沈着、皮膚がんなどを発症すると言われている。ヒ素は、排水基準で0.1mg/リットル以下に規制されている。
フッ素は、金属精錬、ガラス、電子材料工業等からの排水に多く含まれている。フッ素は、過剰に摂取すると、斑状歯、骨硬化症、甲状腺障害等の慢性フッ素中毒症等の人体への悪影響を引き起こすことが知られている。フッ素の水質基準は、水道水の場合には0.8mg/リットル以下とされている。
Arsenic is also contained in wastewater from nonferrous metal refining industry, thermal wastewater from geothermal power plants, and groundwater in specific areas. Arsenic accumulates in the living body and is said to cause chronic poisoning, weight loss, sensory injury, liver damage, skin deposition, skin cancer and the like. Arsenic is regulated to 0.1 mg / liter or less by the drainage standard.
A large amount of fluorine is contained in wastewater from metal refining, glass, electronic material industries, and the like. Fluorine is known to cause adverse effects on the human body such as chronic fluorine poisoning such as patchy teeth, osteosclerosis, and thyroid disorders when taken in excess. The water quality standard for fluorine is 0.8 mg / liter or less for tap water.

上記のような各種有害イオンを除去する技術として、下記特許文献1には、いわゆるメリーゴーランド方式で通水するイオン除去・回収システムが提案されている。
これは、無機イオン吸着体と有機高分子から構成される吸着剤が、3塔の固定床吸着塔(以下、これらを通液順に従ってA塔、B塔、C塔と称する)に充填された構成を有しているシステムである。
まずA塔とB塔とを直列に連通させた構成とし、A塔からB塔に通液して除去処理を行う。A塔が破過してA塔の吸着体の利用率が十分高くなった段階でA塔の使用を停止し、続いてB塔とC塔とを直列に連通させた構成とし、B塔からC塔に通液して除去処理を行って、その間にA塔の活性化処理を行う。
次に、B塔が破過したらC塔と活性化されたA塔とを直列に連通させた構成とし除去処理を行って、その間にB塔の活性化処理を行う。
このように、3塔を2塔ずつ直列に連通させ、あらかじめ定められた使用順序で循環的に用いることにより、連続的にかつ吸着体の利用率を高く維持したまま、破過による廃水への有害物の漏れがないようにして有害物除去処理を行うものである。
As a technique for removing various harmful ions as described above, Patent Document 1 below proposes an ion removal / recovery system that allows water to pass through a so-called merry-go-round system.
In this, an adsorbent composed of an inorganic ion adsorbent and an organic polymer was packed into three fixed bed adsorption towers (hereinafter referred to as A tower, B tower, and C tower in the order of liquid flow). A system having a configuration.
First, the tower A and the tower B are connected in series, and the removal treatment is performed by passing the liquid from the tower A to the tower B. When tower A breaks through and the utilization rate of the adsorbent in tower A is sufficiently high, the use of tower A is stopped, and then the tower B and tower C are connected in series. The removal treatment is performed by passing the solution through the C tower, and the activation treatment of the A tower is performed during that time.
Next, when the tower B breaks through, the tower C and the activated tower A are connected in series to perform the removal process, and the tower B is activated in the meantime.
In this way, two towers are communicated in series two by two, and are cyclically used in a predetermined order of use, so that the adsorbent utilization rate can be maintained continuously while maintaining a high utilization rate of the adsorbent. The hazardous substance removal process is performed so that no harmful substance leaks.

図11に、上述した従来システムの一例の模式的構成図を示す。
図11に示す水処理装置においては、まず、A塔とB塔とを直列に連通した構成として用いるとき、被処理液(図中の原水1)は、検出器D1→弁V1→吸着塔A→弁V8→検出器D3→吸着塔B→弁V5→ライン20→検出器D8の順に通過し、最終的に処理された状態の処理済み液(図中の処理水2)となる。
以下、B塔とC塔とを用いる場合、C塔とA塔とを用いる場合においても、ラインを切り替えることによって同様の通液が行われ、最終的に処理済み液(図中の処理水2)が得られる。
In FIG. 11, the typical block diagram of an example of the conventional system mentioned above is shown.
In the water treatment apparatus shown in FIG. 11, first, when the tower A and the tower B are used as a configuration in series, the liquid to be treated (raw water 1 in the figure) is detector D1 → valve V1 → adsorption tower A. It passes through the order of valve V8 → detector D3 → adsorption tower B → valve V5 → line 20 → detector D8, and finally becomes a treated liquid (treated water 2 in the figure) in a treated state.
Hereinafter, in the case of using the B tower and the C tower, also in the case of using the C tower and the A tower, the same liquid flow is performed by switching the line, and finally the treated liquid (treated water 2 in the figure) is used. ) Is obtained.

特開2006−346545号公報JP 2006-346545 A

しかしながら、上述したように各種有害イオンの除去を行う場合には、下記のような問題がある。
前工程で使用されていた2塔(例えば、上記A塔とB塔)から、新たに使用される2塔(例えば、上記のB塔とC塔)に切り替わった場合、吸着剤活性化のために過剰量に使用されている酸やアルカリが、新たに処理に加わった後段の塔(この場合、C塔)内に存在しているため、そのまま被処理液を塔内(B塔とC塔)に順送すると、処理済み液(処理水2)のpHが、前工程から急激に変化してしまい、環境基準を満たさなくなるという問題が生じた。
この問題に対応するためには、従来、処理済み液を更に中和するという操作を必要としていた。
特に、下水二次処理などの処理量が大量である場合、上述したシステムを適用すると、処理済液のpHを放流基準のpH5.8〜8.6にまで中和するためには、膨大な量の中和剤(酸またはアルカリ)が必要とされるため、コスト面、環境面の課題となっていた。
However, when various harmful ions are removed as described above, there are the following problems.
When switching from the two towers used in the previous process (for example, the above tower A and B tower) to the newly used two towers (for example, the above tower B and C), the adsorbent is activated. In this case, the acid or alkali used in an excessive amount is present in the later stage tower (in this case, C tower) newly added to the treatment, so that the liquid to be treated is directly put into the tower (B tower and C tower). ), The pH of the treated liquid (treated water 2) changes abruptly from the previous step, causing a problem that the environmental standard is not satisfied.
In order to cope with this problem, conventionally, an operation of further neutralizing the treated liquid has been required.
In particular, when the amount of treatment such as secondary treatment of sewage is large, applying the above-described system, in order to neutralize the pH of the treated liquid to the pH 5.8 to 8.6 of the discharge standard, it is enormous. Since an amount of neutralizing agent (acid or alkali) is required, it has been a problem in terms of cost and environment.

そこで本発明においては、上述した従来技術の問題点に鑑みて、いわゆるメリーゴーランド方式の水処理装置において、使用する吸着手段を切り替える際、回収される処理済み水(処理水)のpHが放流基準内に収まるように調整する構成を具備する水処理装置、及びこれを用いた水処理方法を提供することとした。   Therefore, in the present invention, in view of the above-mentioned problems of the prior art, when switching the adsorption means to be used in a so-called merry-go-round water treatment apparatus, the pH of the collected treated water (treated water) is within the discharge standard. A water treatment apparatus having a configuration that is adjusted so as to be within the range, and a water treatment method using the same.

第一の発明として、上述した従来技術の課題の解決を図るべく、下記構成を有する水処理装置を提案する。
被処理液に含有された物質を吸着しうる吸着剤が充填されており、あらかじめ使用順序が循環的に定められた3基以上の吸着手段と、前記吸着手段のうち、前記使用順序が連続する任意の2基を、前記使用順序に従って直列に接続し、かつ使用順序に従う方向に前記被処理液を移送する順送手段と、前記被処理液を、前記2基の吸着手段のうちの前段に供給する手段と、前記前段に続いて、前記2基の吸着手段のうちの後段を経由し、前記被処理液中の含有物質が吸着処理された処理済み液を回収する手段と、前記前段の破過に伴い、前記後段を、前記使用順序が連続する新たな2基の前段とし、かつ前記使用順序に従う前記後段に続く吸着手段を前記新たな2基の後段として、前記使用順序に従って吸着手段を繰り返し切り替える切り替え手段と、前記切り替え手段によって切り替えられた前記新たな2基の前段に前記被処理液を供給する前段階として、前記被処理液を前記新たな2基の後段に供給し、前記新たな2基の前段に移送して回収する逆送手段と、を具備する水処理装置を提供する。
逆送手段によって被処理液が新たな2基の前段に移送されることにより、新たな後段中に過剰にある吸着剤活性化用の酸またはアルカリが、新たな2基の前段中の吸着剤を再活性化する。
As a first invention, a water treatment apparatus having the following configuration is proposed in order to solve the above-described problems of the prior art.
The adsorbent capable of adsorbing the substance contained in the liquid to be treated is filled, and among the adsorbing means, the use order is continuous among three or more adsorbing means whose circulation order is determined in advance. Arbitrary two units are connected in series according to the order of use, and a forward feed means for transferring the liquid to be treated in a direction according to the order of use, and the liquid to be treated are disposed in the preceding stage of the two adsorption means. A means for supplying, a means for recovering the treated liquid in which the substance contained in the liquid to be treated has been adsorbed via the latter stage of the two adsorption means, following the former stage, and the former stage With the breakthrough, the rear stage is set as a front stage of two new units in which the use order is continued, and the suction means following the rear stage following the use order is set as the rear stage of the new two units, the suction means according to the order of use. Switching to switch repeatedly And a stage before supplying the liquid to be processed to the two previous stages switched by the switching means, the liquid to be processed is supplied to the subsequent stage of the two new groups, And a reverse feed means for transporting and recovering to the previous stage.
When the liquid to be treated is transferred to the front stage of the two new groups by the reverse feeding means, the acid or alkali for activating the adsorbent that is excessive in the new rear stage becomes the adsorbent in the new two previous stages. Reactivate

前記水処理装置は、前記順送手段によって前記被処理液の移送を行ったとき、および前記逆送手段によって前記被処理液の移送を行ったときの双方で、被処理液の水質を検知可能な水質検出手段を具備していることが好ましい。   The water treatment apparatus can detect the water quality of the liquid to be treated both when the liquid to be treated is transferred by the progressive means and when the liquid to be treated is transferred by the reverse means. It is preferable that a water quality detection means is provided.

前記吸着剤は、少なくとも無機イオン吸着体を含有しているものであることが好ましい。   It is preferable that the adsorbent contains at least an inorganic ion adsorbent.

前記無機イオン吸着体は、下記式(1)で表される金属酸化物を少なくとも一種含有していることが好ましい。
MNxOn・mH2O・・・・・・(1)
但し、式(1)中、xは0〜3、nは1〜4、mは0〜6である。MおよびNは、Ti、Zr、Sn、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Si、Cr、Co、Ga、Fe、Mn、Ni、V、Ge、Nb、及びTaからなる群から選ばれる金属元素であり、互いに異なるものとする。
The inorganic ion adsorbent preferably contains at least one metal oxide represented by the following formula (1).
MNxOn · mH 2 O (1)
However, in Formula (1), x is 0-3, n is 1-4, m is 0-6. M and N are Ti, Zr, Sn, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Al, Si, Cr, Co , Ga, Fe, Mn, Ni, V, Ge, Nb, and Ta are metal elements selected from the group consisting of different ones.

前記金属酸化物が、下記(a)〜(c)のいずれかの群から選ばれた1種又は2種以上の混合物であることが好ましい。
(a)水和酸化チタン、水和酸化ジルコニウム、水和酸化スズ、水和酸化セリウム、水和酸化ランタン、及び水和酸化イットリウム。
(b)チタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン、及びイットリウムからなる群から選ばれる金属元素と、アルミニウム、珪素、及び鉄からなる群から選ばれる金属元素との複合金属酸化物。
(c)活性アルミナ。
It is preferable that the metal oxide is one or a mixture of two or more selected from any of the following groups (a) to (c).
(A) hydrated titanium oxide, hydrated zirconium oxide, hydrated tin oxide, hydrated cerium oxide, hydrated lanthanum oxide, and hydrated yttrium oxide.
(B) A composite metal oxide of a metal element selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, cerium, lanthanum, and yttrium and a metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon, and iron.
(C) Activated alumina.

前記吸着剤は、少なくとも有機高分子樹脂及び前記無機イオン吸着体を含んでおり、外表面に開口する連通孔を有する多孔性成形体であり、前記連通孔を形成するフィブリルの内部に空隙を有し、当該空隙の少なくとも一部が前記フィブリルの表面で開孔しており、かつ前記フィブリルの外表面及び内部の空隙表面に、前記無機イオン吸着体が担持されているものであることが好ましい。   The adsorbent contains at least an organic polymer resin and the inorganic ion adsorbent, and is a porous molded body having communication holes that are open to the outer surface, and has voids inside the fibrils that form the communication holes. In addition, it is preferable that at least a part of the void is open at the surface of the fibril, and the inorganic ion adsorbent is supported on the outer surface and the inner void surface of the fibril.

また、第二の発明として、上記水処理装置を用いた水処理方法を提案する。
すなわち、まず、前記順送手段により前記被処理液を前記2基の吸着手段のうちの前段に供給し、前記2基の後段を経由した前記被処理液から前記物質が吸着処理された処理済み液を回収する工程を行う。前記前段の破過に伴い、前記後段を前記使用順序が連続する新たな2基の新たな前段とし、かつ前記使用順序に従って前記後段に続く吸着手段を新たな2基の後段として、前記使用順序に従って繰り返し切り替える工程を行う。続いて、前記逆送手段により、前記新たな2基の前段に前記被処理液を供給する前段階として、前記被処理液を前記新たな2基の後段に供給し、続いて前記新たな2基の前段に移送して回収する逆送工程を行う。
逆送工程によって被処理液が新たな2基の前段に移送されることにより、新たな後段中に過剰に存在している吸着剤活性化用の酸またはアルカリが新たな2基の前段中の吸着剤を再活性化する機能を発揮し、処理済み液のpHの調整を別途行う必要はなくなる。
Moreover, the water treatment method using the said water treatment apparatus is proposed as 2nd invention.
That is, first, the liquid to be treated is supplied to the preceding stage of the two adsorption means by the progressive means, and the substance has been adsorbed from the liquid to be treated via the latter two stages. A step of collecting the liquid is performed. With the breakthrough of the previous stage, the subsequent stage is set as two new previous stages in which the use order continues, and the adsorbing means following the subsequent stage in accordance with the use order is set as the new two subsequent stages. The process of switching repeatedly according to is performed. Subsequently, as a pre-stage for supplying the liquid to be processed to the previous stage of the two new units by the reverse feeding means, the liquid to be processed is supplied to the subsequent stage of the two new groups, and then the new two A reverse feed process is carried out in which it is transferred to the previous stage of the base and recovered.
Since the liquid to be treated is transferred to the front stage of the two new groups by the reverse feeding process, the adsorbent-activating acid or alkali that is excessively present in the new rear stage is contained in the new two front stages. The function of reactivating the adsorbent is exhibited, and there is no need to separately adjust the pH of the treated liquid.

なお、前記逆送工程は、前記新たな2基の前段から回収される被処理液の水質が、排出基準を満たしている状態で終了することが望ましい。
これにより、続いて行う順送工程で新たな2基となった吸着手段の機能を有効に利用することができる。
In addition, it is desirable that the reverse feeding process is completed in a state where the water quality of the liquid to be treated collected from the two previous stages satisfies the discharge standard.
Thereby, the function of the adsorption | suction means which became new 2 units | sets in the subsequent forwarding process performed succeedingly can be utilized.

本発明によれば、被処理液中に含有されている有害物質等を、良好な状態となるまで確実に除去でき、回収された処理済液に対して別途中和する工程を必要とせず、放流基準内に調整でき、従来必要とされていた中和用の薬剤の量を大幅に低減化できた。
更に、逆送工程において、新たな後段となった吸着塔から溶出した活性化薬剤が前段の吸着剤を再活性化し、吸着能力を高めることができた。
According to the present invention, harmful substances and the like contained in the liquid to be treated can be reliably removed until a good state is obtained, and a separate neutralization step is not required for the collected treated liquid, The amount of the neutralizing agent that has been required in the past can be greatly reduced by adjusting within the discharge standard.
Furthermore, in the reverse feeding process, the activated chemical eluted from the adsorption tower which was a new latter stage reactivated the previous stage adsorbent, and was able to increase the adsorption capacity.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、発明の実施の形態)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々変形して実施することができる。   The best mode for carrying out the present invention (hereinafter, an embodiment of the present invention) will be described in detail below. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention.

本実施の形態において用いられる水処理装置の一例の概略構成図を図1に示す。
図1の水処理装置は、吸着手段として3塔の吸着塔(A塔、B塔、C塔)が配置された構成を有している。
なお、吸着塔の数は3塔以上であれば、循環的に切り替えて連続的に使用できるが、いわゆるメリーゴーランド方式の機能や、設備構成の簡易化の観点から、3塔構成が好適である。
4塔以上とする場合であっても、使用順序を維持して2塔ずつ以上を直列に使用し、同時に少なくとも1塔が休止状態となるようにしておけば、さらに1塔あたりの吸着剤の利用率を高めることができる。
下記においては、図1に従って3塔の吸着塔が配列された構成の水処理装置を例として説明する。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an example of a water treatment apparatus used in the present embodiment.
The water treatment apparatus of FIG. 1 has a configuration in which three adsorption towers (A tower, B tower, C tower) are arranged as adsorption means.
In addition, if the number of adsorption towers is three or more, it can be used continuously by switching cyclically, but the three tower configuration is preferable from the viewpoint of the function of the so-called merry-go-round method and the simplification of the equipment configuration.
Even when the number of towers is four or more, if the order of use is maintained and two or more towers are used in series, and at least one tower is in a dormant state at the same time, the adsorbent per tower is further reduced. The utilization rate can be increased.
In the following, a water treatment apparatus having a configuration in which three adsorption towers are arranged according to FIG. 1 will be described as an example.

吸着塔A〜Cには、被処理液(原水1)に含有されている有害物質や不要物等を吸着する機能を備えた吸着剤が充填されている。
この吸着剤は、上記物質を吸着する機能を有する材料であればよいが、有害イオンを除去するためには、所定のイオン交換体であることが必要である。
イオン交換体を活性化させるためには、酸またはアルカリによる処理が必要とされる。このため、水処理装置のライン上には、水質検出手段(以下、単に検出器と言うこともある)として、pH検出器や、被処理液(原水1)からの除去対象である有害イオンの濃度を測定するための濃度計を、配置することが好適である。
The adsorption towers A to C are filled with an adsorbent having a function of adsorbing harmful substances and unnecessary substances contained in the liquid to be treated (raw water 1).
The adsorbent may be a material having a function of adsorbing the substance, but in order to remove harmful ions, it needs to be a predetermined ion exchanger.
In order to activate the ion exchanger, treatment with acid or alkali is required. For this reason, on the line of the water treatment apparatus, as a water quality detection means (hereinafter, also simply referred to as a detector), a pH detector or harmful ions that are to be removed from the liquid to be treated (raw water 1). It is preferable to arrange a densitometer for measuring the concentration.

以下、吸着剤がイオン交換体としての機能を具備しているものとして説明する。
3塔の吸着塔は、A塔→B塔→C塔→A塔(以下、繰り返し)の順に、使用順序が定められているものとする。
原水1の処理は、使用順序が連続する任意の2塔ずつを用いるものとし、上記の使用順序に従う。
具体的には、A塔とB塔とを直列に連通させて使用→B塔とC塔とを直列に連通させて使用→C塔とA塔とを直列に連通させて使用→A塔とB塔とを直列に連通させて使用、というように、1塔ずつ循環的に切り替えて処理を行う。
Hereinafter, description will be made assuming that the adsorbent has a function as an ion exchanger.
The order of use of the three adsorption towers is determined in the order of A tower → B tower → C tower → A tower (hereinafter, repeated).
The treatment of the raw water 1 uses any two towers in the order of use and follows the order of use described above.
Specifically, the tower A and the tower B are used in series communication → the tower B and the tower C are used in series communication → the tower C and the tower A are used in series communication → the tower A Processing is performed by cyclically switching one tower at a time, such as using the tower B in series.

この水処理装置においては、使用順序が連続する任意の2基を、前記使用順序に従って直列に接続し、当該使用順序に従って前記被処理液を移送する機能を備えた順送手段が設けられている。
順送手段について具体的に説明する。
吸着塔Aの出口ライン21から弁V8と検出器D3を経由して吸着塔Bの入り口ライン12に至る順送用のライン41、吸着塔Bの出口ライン22から弁V10と検出器D5を経由して吸着塔Cの入り口ライン13に至る順送用のライン42、及び、吸着塔Cの出口ライン23から弁V12と検出器D7を経由して吸着塔Aの入り口ライン11に至る順送用のライン43が順送手段を構成している。
このようなライン構成とすることにより、いわゆるメリーゴーランド方式が有効に機能する。
In this water treatment apparatus, there is provided a sequential feeding means having a function of connecting any two units in the order of use in series according to the order of use and transferring the liquid to be treated according to the order of use. .
The progressive means will be specifically described.
From the outlet line 21 of the adsorption tower A to the inlet line 12 of the adsorption tower B via the valve V8 and the detector D3, the line 41 for the forward feed, from the outlet line 22 of the adsorption tower B to the valve V10 and the detector D5 Then, a progressive line 42 leading to the inlet line 13 of the adsorption tower C, and a progressive line leading from the outlet line 23 of the adsorption tower C to the inlet line 11 of the adsorption tower A via the valve V12 and the detector D7. The line 43 constitutes the progressive means.
By adopting such a line configuration, the so-called merry-go-round method functions effectively.

本実施の形態における水処理装置においては、所定の供給手段によって、被処理液(原水1)は、直列に連通した2基の吸着塔のうちの前段に供給されるようになされている。
前段に原水1を供給する供給手段としては、系外から原水1を水処理装置に導入し、検出器D1を経由して各吸着塔の入り口配管の弁V1、V2、V3に到達するライン10が設けられている。
なお、弁V1、V2、V3の開閉を適宜切り替えることによって、吸着塔A〜Cのうちの目的とする塔に供給できるようになされている。
また、吸着塔のうち、定められた使用順序に従って順送の場合に順序が前のものを「前段」といい、後のものを「後段」と称する。
In the water treatment apparatus in the present embodiment, the liquid to be treated (raw water 1) is supplied to the front stage of the two adsorption towers communicating in series by a predetermined supply means.
As supply means for supplying the raw water 1 to the previous stage, a line 10 that introduces the raw water 1 from outside the system into the water treatment device and reaches the valves V1, V2, V3 of the inlet pipes of the respective adsorption towers via the detector D1. Is provided.
The valves V1, V2, and V3 can be supplied to a target tower among the adsorption towers A to C by appropriately switching the opening and closing of the valves V1, V2, and V3.
Further, among the adsorption towers, the ones in the order in the case of sequential feeding in accordance with the determined order of use are referred to as “front stage”, and the ones after the order are referred to as “back stage”.

本実施の形態における水処理装置においては、前記前段に続いて後段を経由した後の処理済み液を回収する手段が設けられているものとする。
この処理済み液(処理水2)を回収する手段としては、各吸着塔の下部の出口配管であるライン21、22、23から、各々弁V4、V5、V6を経て、放流出口前の検出器D8に至るライン20が設けられている。
検出器D8によって放流基準(水質環境基準)が満たされていると判定されると、処理水2は系外に放流される。
In the water treatment apparatus according to the present embodiment, it is assumed that a means for collecting the treated liquid after passing through the subsequent stage is provided following the preceding stage.
As a means for recovering this treated liquid (treated water 2), detectors before the discharge outlet from the lines 21, 22, and 23, which are outlet pipes at the bottom of each adsorption tower, respectively, via valves V4, V5, and V6, respectively. A line 20 leading to D8 is provided.
If it is determined by the detector D8 that the discharge standard (water quality environmental standard) is satisfied, the treated water 2 is discharged out of the system.

本実施の形態における水処理装置は、前段の破過に伴い、前記後段を前記使用順序が連続する新たな2基の前段とし、かつ前記使用順序に従って前記後段に続く吸着手段を前記新たな2基の後段とするようにして、前記2基を新たな2基に使用順序に従って繰り返して切り替える切り替え手段を具備している。
この切り替え手段としては、弁V1〜V6、V8、V10、V12、検出器D3、D5、D7が、それぞれ設けられている。
その際、切り替え前に使用していた2基のうちの後段の吸着塔を、新たな2基の前段とし、かつ使用順序に従ってそれまで使用していた後段に続く吸着塔を新たな2基の後段とするように、各弁の開閉を行う。このような操作により、新たな2基に切り替わる。
In the water treatment apparatus according to the present embodiment, with the breakthrough of the previous stage, the rear stage is set to two new front stages in which the order of use continues, and the adsorbing means that follows the rear stage according to the order of use is the new 2 A switching means for switching the two groups to new two groups in accordance with the order of use is provided so as to be the latter stage of the group.
As this switching means, valves V1 to V6, V8, V10, V12 and detectors D3, D5, D7 are provided, respectively.
At that time, the adsorption tower at the rear stage of the two units used before switching is made the former stage of the new two units, and the adsorption tower following the latter stage that has been used up to now according to the order of use is replaced with two new adsorption towers. Each valve is opened and closed so as to be the latter stage. By such an operation, it switches to two new units.

図2に、A塔とB塔とが直列に連通された構成とし、原水1から有害物質等を吸着除去する場合の装置構成図を示す。
弁V1、V8、V5が開となり、その他の弁は閉となっている。図中の実線のラインに沿って矢印方向に原水1が流れていく。具体的には、検出器D1、弁V1、吸着塔A、弁V8、検出器D3、吸着塔B、弁V5、検出器D8の順に通水される。
なお、図2中の破線のラインは液が流れていない状態であり、吸着塔Cは、活性化処理を受けているか、または休止中であることを意味する。以下においても同様である。
FIG. 2 shows an apparatus configuration diagram in which the tower A and the tower B are connected in series, and harmful substances and the like are removed from the raw water 1 by adsorption.
Valves V1, V8, and V5 are open, and the other valves are closed. The raw water 1 flows in the direction of the arrow along the solid line in the figure. Specifically, water is passed through the detector D1, the valve V1, the adsorption tower A, the valve V8, the detector D3, the adsorption tower B, the valve V5, and the detector D8 in this order.
In addition, the broken line in FIG. 2 is a state in which no liquid flows, which means that the adsorption tower C has undergone an activation process or is at rest. The same applies to the following.

水処理装置を図2に示す構成とし、原水1の通水を行い、吸着処理をしばらく行うと、吸着塔Aの吸着機能が低下していき、検出器D3で吸着対象である有害イオンが検出されるようになる。
しかしながら、有害イオンが検出された初期段階では、まだ吸着塔Aの中に有害イオンを吸着していない吸着剤がそれなりに残存した状態であるので、そのまま有害イオン濃度が、定められた基準値に到達するまで吸着塔Aの使用を継続する。そして、基準値に到達した段階で、吸着塔Aが破過した状態となったと判断し、使用を停止する。
When the water treatment apparatus is configured as shown in FIG. 2 and the raw water 1 is passed through and the adsorption treatment is performed for a while, the adsorption function of the adsorption tower A decreases, and the harmful ions that are the objects of adsorption are detected by the detector D3. Will come to be.
However, at the initial stage where harmful ions are detected, the adsorbent that has not adsorbed harmful ions still remains in the adsorption tower A, so that the concentration of harmful ions is kept at a predetermined reference value. Use of the adsorption tower A is continued until it reaches. Then, when the reference value is reached, it is determined that the adsorption tower A is in a breakthrough state, and use is stopped.

上述のように前段が破過した後、切り替え手段によって、新たな2基の処理塔が直列に連通する構成に組み替えるようにする。
本実施の形態における水処理装置は、新たな前段となった処理塔に原水1(被処理液)を供給する前段階として、原水1(被処理液)を、新たな後段となった処理塔に供給し、新たな前段の処理塔に移送して回収する機能を有する逆送手段を具備している。
この逆送手段は、新たな2基の吸着塔に切り替えて通常の吸着処理を開始する際に、処理水のpHが急激に変化し、放流するための水質の排出基準を超えないようにする機能を有している。
なおここで、「逆送」とは、あらかじめ定められた使用順序、すなわち被処理液の通液方向に対して逆の方向に液送する意味である。
図1の例における逆送手段としては、吸着塔Aの出口ライン21から弁V7を通るように分岐し、検出器D2を経由して吸着塔Cの入り口ライン13に至るライン51、吸着塔Bの出口ライン22から弁V9を通るように分岐し、検出器D4を経由して吸着塔Aの入り口ライン11に至るライン52、また、吸着塔Cの出口ライン23から弁V11を通るように分岐し、検出器D6を経由して吸着塔Bの入り口ライン12に至るライン53が、該当する。
After the previous stage breaks through as described above, the switching means is reconfigured so that two new processing towers communicate in series.
In the water treatment apparatus according to the present embodiment, the raw water 1 (liquid to be treated) is used as a pre-stage for supplying the raw water 1 (liquid to be treated) to the treatment tower that is a new previous stage. And a reverse feeding means having a function of transferring to a new upstream processing tower and collecting it.
This reverse feed means that when switching to two new adsorption towers and starting normal adsorption treatment, the pH of the treated water changes rapidly and does not exceed the water quality discharge standard for discharge. It has a function.
Here, “reverse feeding” means that the liquid is fed in a predetermined order of use, that is, in the direction opposite to the liquid passing direction of the liquid to be treated.
As the reverse feeding means in the example of FIG. 1, a line 51 that branches from the outlet line 21 of the adsorption tower A to the valve V7 and reaches the inlet line 13 of the adsorption tower C via the detector D2, the adsorption tower B Branching from the outlet line 22 of the adsorption tower A through the valve V9, branching through the detector D4 to the inlet line 11 of the adsorption tower A, and from the outlet line 23 of the adsorption tower C through the valve V11. The line 53 that reaches the inlet line 12 of the adsorption tower B via the detector D6 corresponds to this.

吸着塔Aと吸着塔Bとが直列に連通された構成で除去処理を行った後、前記切り替え手段によって新たな2基の処理塔に組み替え、処理塔Bが新たな前段となり、処理塔Cが新たな後段となる。
被処理液の逆送を行う工程について、図3を参照して説明する。
図3に示す構成の水処理装置においては、弁V3、V11、V5が開となり、他の弁が閉となっており、図中の矢印方向に被処理液(原水1)が流れている。
具体的には、検出器D1、弁V3、吸着塔C、弁V11、検出器D6、吸着塔B、弁V5、検出器D8の順に流れている。この場合、吸着塔Cは新しく使用が開始された吸着塔(新たな後段)である。
この吸着塔Cをそのまま使用すると、吸着塔Cの吸着剤の活性化処理に過剰に用いた酸またはアルカリが流出し、流出液のpHは、放流するための水質の排出基準を超えてしまう。
しかし、本実施の形態における水処理装置においては、ライン53を経由して吸着塔Bに通液されるようになされている。
このように逆送を行うことにより、吸着塔Cから流出した酸またはアルカリが、吸着塔Bの吸着剤を活性化する。
なお、この逆送工程においては、吸着塔Bの出口ライン22から放出される被処理液が、放流水質基準を満たしていることを確認することが必要である。これにより、吸着塔Bの吸着剤の有効利用が図られ、かつ回収される逆送した被処理液の水質の排出基準も満たすようになる。
After the removal treatment is performed in a configuration in which the adsorption tower A and the adsorption tower B are communicated in series, the switching means is replaced with two new treatment towers, the treatment tower B becomes a new front stage, and the treatment tower C It becomes a new latter stage.
A process of performing reverse feeding of the liquid to be treated will be described with reference to FIG.
In the water treatment apparatus having the configuration shown in FIG. 3, the valves V3, V11, and V5 are open, the other valves are closed, and the liquid to be treated (raw water 1) flows in the direction of the arrow in the figure.
Specifically, it flows in the order of detector D1, valve V3, adsorption tower C, valve V11, detector D6, adsorption tower B, valve V5, and detector D8. In this case, the adsorption tower C is a newly used adsorption tower (new rear stage).
If this adsorption tower C is used as it is, the acid or alkali used excessively for the activation treatment of the adsorbent in the adsorption tower C will flow out, and the pH of the effluent will exceed the water quality discharge standard for discharge.
However, in the water treatment apparatus in the present embodiment, the liquid is passed through the adsorption tower B via the line 53.
By performing reverse feeding in this way, the acid or alkali that has flowed out of the adsorption tower C activates the adsorbent in the adsorption tower B.
In this reverse feed step, it is necessary to confirm that the liquid to be treated discharged from the outlet line 22 of the adsorption tower B satisfies the discharged water quality standard. As a result, the adsorbent of the adsorption tower B is effectively used, and the water quality discharge standard of the reversely processed liquid to be recovered is also satisfied.

上述した逆送工程において回収される被処理液のpHがほぼ均一になってきたことを確認した段階で、新たな前段の吸着塔内の過剰量の酸またはアルカリが消費されたものと判断される。
この後、図4に示すように、各弁を切り替えて、吸着塔B(前段)と吸着塔C(後段)を直列に連通させた構成とし、この順序に従って被処理液(原水1)を順送し、通常の吸着除去工程の2段目を行う。
すなわち、図4においては、弁V2、V10、V6が開となり、その他の弁が閉となって図中の矢印に従って液流れが行われる。これにより原水中の有害イオンが吸着除去される。なお、吸着塔Bと吸着塔Cが稼動している間は、吸着塔Aは活性化処理を受けて休止した状態となって、後の使用に備えられる。
At the stage where it was confirmed that the pH of the liquid to be treated recovered in the above-mentioned reverse feed process became almost uniform, it was determined that excessive acid or alkali in the new upstream adsorption tower was consumed. The
Thereafter, as shown in FIG. 4, the respective valves are switched so that the adsorption tower B (front stage) and the adsorption tower C (back stage) communicate with each other in series, and the liquid to be treated (raw water 1) is ordered in this order. The second stage of the normal adsorption removal process is performed.
That is, in FIG. 4, the valves V2, V10, V6 are opened and the other valves are closed, and the liquid flow is performed according to the arrows in the figure. Thereby, harmful ions in the raw water are removed by adsorption. In addition, while the adsorption tower B and the adsorption tower C are operating, the adsorption tower A is in a state of being stopped after receiving the activation process, and is prepared for later use.

上述したように、吸着塔Bと吸着塔Cを組み合わせた構成による吸着除去工程を継続して行うと、吸着塔B(前段)が破過し、検出器D5が所定の基準濃度以上の有害イオンを検知するようになる。
この段階で吸着塔Bの使用を停止し、再び上述した操作と同様にして吸着塔の切り替えと逆送工程とを行う。この場合の水処理装置の構成と逆送工程の液流れを図5に示す。
図5においては、吸着塔C(前段)と吸着塔A(後段)が直列に連通するようになっており、逆送工程においては、弁V1、V7、V6が開となり、その他の弁が閉となって、図中の矢印に従って被処理液(原水1)が流れるようになされている。
ここで、吸着塔Aは、上記休止状態において活性化処理が施されているため、吸着塔Aから流出する処理液には活性化のために過剰に使用された酸またはアルカリが含まれた状態となっている。そこで逆送工程によって吸着塔Aから吸着塔Cに移送を行うことにより、吸着塔Cの吸着剤を活性化し、かつpHが放出水質基準内に制御される。
As described above, if the adsorption removal process with the combination of the adsorption tower B and the adsorption tower C is continuously performed, the adsorption tower B (previous stage) breaks through and the detector D5 has harmful ions having a predetermined reference concentration or more. Will be detected.
At this stage, the use of the adsorption tower B is stopped, and the adsorption tower switching and the reverse feeding process are performed again in the same manner as described above. The structure of the water treatment apparatus in this case and the liquid flow in the reverse feeding process are shown in FIG.
In FIG. 5, the adsorption tower C (front stage) and the adsorption tower A (rear stage) communicate with each other in series, and in the reverse feed process, the valves V1, V7, V6 are opened and the other valves are closed. Thus, the liquid to be treated (raw water 1) flows according to the arrows in the figure.
Here, the adsorption tower A is activated in the above-described resting state, so that the treatment liquid flowing out from the adsorption tower A contains an acid or alkali that is excessively used for activation. It has become. Therefore, by transferring from the adsorption tower A to the adsorption tower C by the reverse feeding step, the adsorbent of the adsorption tower C is activated, and the pH is controlled within the discharged water quality standard.

上述した逆送工程を継続して行い、処理済み液(処理水2)のpHが安定化したら、吸着塔Cと吸着塔Aとをあらかじめ定められた使用順序に対して順方向になるように弁を開閉し、図2、図4の場合と同様にして3段目の吸着除去工程を行う。
この場合の液流れの状態を図6の矢印に示す。図6においては、弁V3、V12、V4が開となり、その他の弁が閉となって吸着除去工程が行われる。吸着塔Aと吸着塔Cが稼動している間は、吸着塔Bは休止中となり、活性化処理を受ける。
When the pH of the treated liquid (treated water 2) is stabilized by continuously performing the above-described reverse feeding process, the adsorption tower C and the adsorption tower A are set in a forward direction with respect to a predetermined order of use. The valve is opened and closed, and the third stage adsorption removal step is performed in the same manner as in FIGS.
The state of the liquid flow in this case is shown by the arrow in FIG. In FIG. 6, the valves V3, V12, and V4 are opened, and the other valves are closed to perform the adsorption removal process. While the adsorption tower A and the adsorption tower C are operating, the adsorption tower B becomes inactive and undergoes an activation process.

上述したように吸着塔Cと吸着塔Aを用いた吸着除去工程を継続して行うと、やがて吸着塔Cが破過し、検出器D7が所定の基準濃度以上の有害イオンを検知するようになる。この段階で吸着塔Cの使用を停止し、再び上述した操作と同様にして吸着塔の切り替えと逆送工程とを行う。この場合の液流れの状態を図7の矢印に示す。図7においては、弁V2、V9、V4が開となり、その他の弁が閉となっており、吸着塔Bから排出される処理水のpHが安定するまで逆送工程を行う。
処理済み液(処理水2)のpHが安定化したら、順方向に液流れを切り替えて、図2に示したように、吸着塔Aと吸着塔Bとを順方向に直列に接続して状態として吸着除去工程を行う。
以下同様に、図2から図7に示した装置構成として、被処理液に対する有害物質の除去を繰り返し行う。
As described above, if the adsorption removal process using the adsorption tower C and the adsorption tower A is continuously performed, the adsorption tower C eventually breaks through, and the detector D7 detects harmful ions having a predetermined reference concentration or more. Become. At this stage, the use of the adsorption tower C is stopped, and the adsorption tower switching and the reverse feeding process are performed again in the same manner as described above. The state of the liquid flow in this case is shown by the arrow in FIG. In FIG. 7, the valves V2, V9, and V4 are opened, the other valves are closed, and the reverse feed process is performed until the pH of the treated water discharged from the adsorption tower B is stabilized.
When the pH of the treated liquid (treated water 2) is stabilized, the liquid flow is switched in the forward direction, and the adsorption tower A and the adsorption tower B are connected in series in the forward direction as shown in FIG. As shown in FIG.
Similarly, in the apparatus configuration shown in FIGS. 2 to 7, the removal of harmful substances from the liquid to be treated is repeated.

上述したように、順送工程による吸着除去工程、適用する吸着塔の切り替え、及び逆送工程によるpH調整を繰り返して行うことにより、処理済み液(処理水2)が所定の放流基準を外れることなく、有害イオンの除去を長期に亘って連続的に行うことが可能になる。   As described above, the treated liquid (treated water 2) deviates from the predetermined discharge standard by repeatedly performing the adsorption removal process by the progressive feeding process, the switching of the adsorption tower to be applied, and the pH adjustment by the reverse feeding process. Therefore, it is possible to continuously remove harmful ions over a long period of time.

次に、上述した水処理装置を構成する吸着塔A〜Cから排出される処理済み液に対し、所定の測定を行う機能を有する検出器D1〜D7は、該当箇所の水質を測定可能な機能を有していれば特に限定されるものではない。
例えば、pH計、酸化還元電位計、伝導度計、濁度計、溶存酸素計、各種のイオン測定手段が挙げられる。
イオン測定手段としては、処理対象とするイオン種類によって適宜選択可能である。具体的には、リン酸イオン濃度計、フッ素イオン濃度計、ホウ酸イオン濃度計等があげられる。リン酸イオンを処理対象とする場合には、全リン濃度計を使用することもできる。特に、処理水のpHを直接的に管理できる点で、水質検出手段にはpH計を含めるのが好ましい。また、これらの測定状態はオンラインで監視することには限定されず、オフラインでサンプリングした処理水を、例えばICP発光分析法や比色法等を用いて適宜検査し管理するようにしてもよい。
また、吸着塔の切り替えのタイミングについては、検出器によって吸着塔内の吸着済み処理水の容量を検出することにより判断してもよいが、通水時間を計測することによって判断するようにしてもよい。
Next, the detectors D1 to D7 having a function of performing a predetermined measurement on the treated liquid discharged from the adsorption towers A to C constituting the water treatment apparatus described above are functions capable of measuring the water quality at the corresponding location. If it has, it will not specifically limit.
Examples thereof include a pH meter, a redox potential meter, a conductivity meter, a turbidity meter, a dissolved oxygen meter, and various ion measuring means.
The ion measuring means can be appropriately selected depending on the type of ions to be processed. Specific examples include a phosphate ion concentration meter, a fluorine ion concentration meter, and a borate ion concentration meter. When phosphate ions are to be treated, a total phosphorus concentration meter can also be used. In particular, it is preferable to include a pH meter in the water quality detection means in that the pH of the treated water can be directly managed. These measurement states are not limited to being monitored online, and the treated water sampled offline may be appropriately inspected and managed using, for example, an ICP emission analysis method or a colorimetric method.
The timing of switching the adsorption tower may be determined by detecting the capacity of treated water in the adsorption tower by a detector, but may be determined by measuring the water passage time. Good.

また、上述した水処理装置おいては、直列に用いる吸着塔数を2とした場合について説明したが、吸着塔数は適宜変更が可能である。
吸着塔数が増加すると、有害イオンの処理能力は上昇するが、一方においては、水処理装置としてのイニシャルコストが高額になる。
よって、直列に連通した状態として稼動させる吸着塔の最小数は2であり、最大数は、水処理装置が具備している吸着塔総数よりも1少ない数となる。
Moreover, in the water treatment apparatus mentioned above, although the case where the number of adsorption towers used in series was 2 was demonstrated, the number of adsorption towers can be changed suitably.
As the number of adsorption towers increases, the treatment capacity for harmful ions increases, but on the other hand, the initial cost as a water treatment device increases.
Therefore, the minimum number of adsorption towers operated in a state of being connected in series is 2, and the maximum number is one less than the total number of adsorption towers provided in the water treatment apparatus.

次に、吸着塔内に充填される吸着剤について説明する。
吸着剤は被処理液に含有されている物質を吸着する機能を有するものであり、特に限定されるものでない。
例えば、下水、食品工場、化学工場、家庭などから発生する廃水に含まれる有害イオンを吸着する機能を有するものとしては、無機イオン吸着体が好適である。
なお、無機イオン吸着体とは、イオン吸着現象またはイオン交換現象を示す無機物質をいうものとする。
例えば、天然物ではゼオライトやモンモリロナイト、各種の鉱物性物質があり、合成物系では金属酸化物等がある。天然物としてはアルミノケイ酸塩で単一層格子をもつカオリン鉱物、2層格子構造の白雲母、海緑石、鹿沼土、パイロフィライト、タルク、3次元骨組み構造の長石、ゼオライト等が挙げられ、合成物系では、金属酸化物、多価金属の塩、不溶性のヘテロポリ酸塩、不溶性ヘキサシアノ鉄酸塩等が挙げられる。
Next, the adsorbent filled in the adsorption tower will be described.
The adsorbent has a function of adsorbing a substance contained in the liquid to be treated, and is not particularly limited.
For example, an inorganic ion adsorbent is suitable as a material having a function of adsorbing harmful ions contained in wastewater generated from sewage, food factories, chemical factories, homes, and the like.
In addition, an inorganic ion adsorbent refers to an inorganic substance that exhibits an ion adsorption phenomenon or an ion exchange phenomenon.
For example, natural products include zeolite, montmorillonite, and various mineral substances, and synthetic products include metal oxides. Natural products include kaolin minerals with aluminosilicate and single layer lattice, bilayer lattice muscovite, sea green stone, Kanuma earth, pyrophyllite, talc, three-dimensional framework feldspar, zeolite, etc. In the composite system, metal oxide, polyvalent metal salt, insoluble heteropoly acid salt, insoluble hexacyanoferrate and the like can be mentioned.

上記多価金属の塩としては、下記式(2)のハイドロタルサイト系化合物が挙げられる。
2+(1−X)M3+x(OH-)(2+x−y)(An-)y/n・・・(2)
但し、式(2)中、M2+はMg2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+及びCu2+からなる群から選ばれる少なくとも1種の二価の金属イオンを示し、M3+はAl3+及びFe3+からなる群から選ばれる少なくとも1種の三価の金属イオンを示し、An-はn価のアニオンを示し、0.1≦x≦0.5であり、0.1≦y≦0.5であり、nは1または2である。
Examples of the polyvalent metal salt include hydrotalcite compounds represented by the following formula (2).
M 2+ (1-X) M 3 + x (OH ) (2 + xy) (A n− ) y / n (2)
However, in the formula (2), M 2+ is at least one divalent metal ion selected from the group consisting of Mg 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ca 2+ and Cu 2+. are shown, M 3+ represents at least one trivalent metal ion selected from the group consisting of Al 3+ and Fe 3+, a n- represents an n-valent anion, 0.1 ≦ x ≦ 0 .5, 0.1 ≦ y ≦ 0.5, and n is 1 or 2.

上記金属酸化物は、下記式(1)により表されるものである。
MNxOn・mH2O・・・(1)
但し、式(1)中、xは0〜3、nは1〜4、mは0〜6であり、MおよびNは、Ti、Zr、Sn、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Si、Cr、Co、Ga、Fe、Mn、Ni、V、Ge、Nb及びTaからなる群から選ばれる金属元素であり、互いに異なるものとする。
The metal oxide is represented by the following formula (1).
MNxOn · mH 2 O (1)
However, in Formula (1), x is 0-3, n is 1-4, m is 0-6, M and N are Ti, Zr, Sn, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd , Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Al, Si, Cr, Co, Ga, Fe, Mn, Ni, V, Ge, Nb, and Ta It is a metal element and is different from each other.

上記金属酸化物は、上記式(1)中のmが0で表せる未水和(未含水)の金属酸化物であってもよいし、mが0以外の数値で表せる水和(含水)金属酸化物であってもよい。   The metal oxide may be an unhydrated (non-hydrated) metal oxide in which m in the formula (1) can be represented by 0, or a hydrated (hydrated) metal in which m can be represented by a numerical value other than 0. It may be an oxide.

また、上記式(1)中のxが、0以外の数値である場合は、含有される各金属元素が規則性を持って酸化物全体に均一に分布しているものとする。例えば、ペロブスカイト構造、スピネル構造等を形成しており、ニッケルフェライト(NiFe24)、ジルコニウムの含水亜鉄酸塩(Zr・Fe24・mH2O mは0.5〜6)のように金属酸化物に含有される各金属元素の組成比が一定に定まった化学式で表される複合金属酸化物となっている。 Further, when x in the above formula (1) is a numerical value other than 0, it is assumed that each metal element contained is distributed uniformly throughout the oxide with regularity. For example, a perovskite structure, a spinel structure, etc. are formed, and nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ), zirconium hydrous ferrite (Zr · Fe 2 O 4 · mH 2 O m is 0.5 to 6) Thus, the composite metal oxide is represented by a chemical formula in which the composition ratio of each metal element contained in the metal oxide is fixed.

吸着剤を無機イオン吸着体とするときには、リン、ホウ素、フッ素、ヒ素の吸着性能に優れている点から、水和酸化チタン、水和酸化ジルコニウム、水和酸化スズ、水和酸化セリウム、水和酸化ランタン、水和酸化イットリウム;チタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン、イットリウムからなる群から選ばれる金属元素と、アルミニウム、珪素、鉄からなる群から選ばれる金属元素との複合金属酸化物、および活性アルミナからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属酸化物を適用することが好ましい。また、硫酸アルミニウム添着活性アルミナ、硫酸アルミニウム添着活性炭等も好ましい。
なお、上記式(1)で表される金属酸化物は、M、N以外の金属元素が固溶した状態となっていてもよい。例えば、式(1)に則ってZrO2・mH2Oという式で表される水和酸化ジルコニウムである場合、鉄が固溶した水和酸化ジルコニウムであってもよい。
また、無機イオン吸着体は、式(1)で表される金属酸化物を複数種含有したものであってもよい。
When the adsorbent is an inorganic ion adsorbent, hydrated titanium oxide, hydrated zirconium oxide, hydrated tin oxide, hydrated cerium oxide, hydrated from the point of excellent adsorption performance of phosphorus, boron, fluorine, arsenic Lanthanum oxide, hydrated yttrium oxide; a composite metal oxide of a metal element selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, cerium, lanthanum, and yttrium and a metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon, and iron, and It is preferable to apply at least one metal oxide selected from the group consisting of activated alumina. Also preferred are aluminum sulfate-added activated alumina, aluminum sulfate-added activated carbon, and the like.
In addition, the metal oxide represented by the above formula (1) may be in a state in which a metal element other than M and N is dissolved. For example, in the case of the hydrated zirconium oxide represented by the formula ZrO 2 · mH 2 O in accordance with the formula (1), the hydrated zirconium oxide in which iron is dissolved may be used.
Moreover, the inorganic ion adsorbent may contain a plurality of types of metal oxides represented by the formula (1).

無機イオン吸着体における金属酸化物の分布状態は、特に制限されるものではない。しかし、金属酸化物の特性を有効活用し、コストパフォーマンスに優れる無機イオン吸着体とするためには、特定の金属酸化物の周りを他の金属酸化物が覆った混合体構造となっていることが好ましい。このような構造としては、例えば、四三酸化鉄の周りを水和酸化ジルコニウムが覆った構造が挙げられる。   The distribution state of the metal oxide in the inorganic ion adsorbent is not particularly limited. However, in order to make effective use of the properties of metal oxides and to provide an inorganic ion adsorbent with excellent cost performance, it must have a mixed structure in which a specific metal oxide is surrounded by another metal oxide. Is preferred. Examples of such a structure include a structure in which hydrated zirconium oxide covers the periphery of triiron tetroxide.

また、金属酸化物には他の元素を固溶している金属酸化物も含むものとし、例えば、ジルコニウムが固溶した四三酸化鉄の周りを鉄が固溶した水和酸化ジルコニウムが覆った構造も好適なものとして挙げられる。
水和酸化ジルコニウムは、リン、ホウ素、フッ素、ヒ素等のイオンに対する吸着性能や繰り返し使用に対する耐久性能は高いがコスト高である。
一方、四三酸化鉄は、水和酸化ジルコニウムに比較してリン、ホウ素、フッ素、ヒ素等のイオンに対する吸着性能や繰り返し使用に対する耐久性能は低いが、非常に安価である。
従って、四三酸化鉄の周りを水和酸化ジルコニウムで覆った構造にした場合、イオンの吸着に関与する無機イオン吸着体の表面付近は、吸着性能、耐久性能が高い水和酸化ジルコニウムになる一方、吸着に関与しない内部は安価な四三酸化鉄になるため、高吸着性能、高耐久性能で、かつ低価格の、コストパフォーマンスに極めて優れる吸着剤として利用することができる。
In addition, metal oxides include metal oxides in which other elements are dissolved, for example, a structure in which hydrated zirconium oxide in which iron is dissolved covers the periphery of triiron tetroxide in which zirconium is in solid solution. Are also preferred.
Hydrated zirconium oxide has high adsorption performance for ions such as phosphorus, boron, fluorine and arsenic and durability for repeated use, but is expensive.
On the other hand, triiron tetroxide has a low adsorption performance for ions such as phosphorus, boron, fluorine, and arsenic and a durability performance for repeated use, but is very inexpensive.
Therefore, when the structure around iron tetroxide is covered with hydrated zirconium oxide, the surface of the inorganic ion adsorbent that is involved in the adsorption of ions becomes hydrated zirconium oxide with high adsorption performance and durability. Since the inside which does not participate in the adsorption is made of inexpensive iron trioxide, it can be used as an adsorbent having high adsorption performance, high durability performance, low cost and extremely excellent cost performance.

リン、ホウ素、フッ素、ヒ素等の環境や健康に有害なイオンの吸着除去に対して、コストパフォーマンスに優れる吸着剤を得るという観点から、無機イオン吸着体は、式(1)中のMおよびNの少なくとも一方が、アルミニウム、珪素、鉄から選ばれる金属元素でありこれらの金属酸化物の周りを、式(1)中のMおよびNの少なくとも一方が、チタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン、イットリウムからなる群から選ばれる金属元素の酸化物で覆われた構造とすることが好ましい。   From the viewpoint of obtaining an adsorbent with excellent cost performance for adsorption and removal of ions harmful to the environment and health such as phosphorus, boron, fluorine and arsenic, the inorganic ion adsorbent is represented by M and N in the formula (1). At least one of these is a metal element selected from aluminum, silicon, and iron, and around these metal oxides, at least one of M and N in formula (1) is titanium, zirconium, tin, cerium, lanthanum, A structure covered with an oxide of a metal element selected from the group consisting of yttrium is preferable.

上記の場合、無機イオン吸着体中の、アルミニウム、珪素、鉄からなる群から選ばれる金属元素の含有比率に関しては、アルミニウム、珪素、鉄からなる群から選ばれる金属元素と、チタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン、イットリウムからなる群から選ばれる金属元素との合計モル数をT、アルミニウム、珪素、鉄からなる群から選ばれる金属元素のモル数をFとした場合、F/T(モル比)が、0.01〜0.95の範囲であることが好ましく、0.1〜0.90の範囲であることがより好ましく、0.2〜0.85であることがさらに好ましく、0.3〜0.80であることが特に好ましい。
F/T(モル比)の値が過大であると、吸着性能、耐久性能が低くなる傾向があり、小さくなると低価格化に対する効果が小さくなるためである。
In the above case, regarding the content ratio of the metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon and iron in the inorganic ion adsorbent, the metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon and iron, and titanium, zirconium and tin When the total number of moles of the metal element selected from the group consisting of cerium, lanthanum and yttrium is T, and the number of moles of the metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon and iron is F, F / T (molar ratio) ) Is preferably in the range of 0.01 to 0.95, more preferably in the range of 0.1 to 0.90, still more preferably 0.2 to 0.85. Particularly preferred is 3 to 0.80.
This is because if the value of F / T (molar ratio) is excessive, the adsorption performance and durability performance tend to be low, and if the value is small, the effect on cost reduction is small.

また、金属によっては、金属元素の酸化数が異なる複数の形態の金属酸化物が存在するが、無機イオン吸着体中で安定に存在できるものであれば、その形態に制限はない。
例えば、鉄の酸化物である場合は、空気中での酸化安定性の問題から、水和酸化第二鉄(FeO1.5・mH2O)、または水和四三酸化鉄(FeO1.33・mH2O)が好適である。
Also, depending on the metal, there are a plurality of forms of metal oxides with different oxidation numbers of the metal elements, but the form is not limited as long as it can exist stably in the inorganic ion adsorbent.
For example, in the case of an iron oxide, hydrated ferric oxide (FeO 1.5 · mH 2 O) or hydrated iron tetroxide (FeO 1.33 · mH 2 ) is considered due to the problem of oxidation stability in air. O) is preferred.

なお、無機イオン吸着体には、その製造工程中に不純物元素が混入する場合があるが、無機イオン吸着剤としての機能を害さない範囲において支障はない。
混入する可能性がある不純物元素としては、例えば、窒素(硝酸態、亜硝酸態、アンモニウム態)、ナトリウム、マグネシウム、イオウ、塩素、カリウム、カルシウム、銅、亜鉛、臭素、バリウム、ハフニウム等が挙げられる。
In addition, although an impurity element may mix in an inorganic ion adsorbent during the manufacturing process, there is no problem in the range which does not impair the function as an inorganic ion adsorbent.
Examples of impurity elements that may be mixed include nitrogen (nitrate, nitrite, ammonium), sodium, magnesium, sulfur, chlorine, potassium, calcium, copper, zinc, bromine, barium, hafnium, and the like. It is done.

また、無機イオン吸着体に関しては、比表面積が吸着性能や耐久性能に影響する。このため、比表面積が一定の範囲内に規定することが好ましい。
具体的には、窒素吸着法により求められるBET比表面積が20〜1000m2/gの範囲であることが好ましく、30〜800m2/gであることがより好ましく、50〜600m2/gであることがさらに好ましく、60〜500m2/gであることが特に好ましい。
無機イオン吸着体のBET比表面積が小さすぎると、吸着性能が低下し、大きすぎると酸やアルカリに対する溶解性が大きくなり、その結果繰り返し使用に対する耐久性能が低下する。
As for the inorganic ion adsorbent, the specific surface area affects the adsorption performance and durability performance. For this reason, it is preferable to define the specific surface area within a certain range.
Specifically, it is preferable that the BET specific surface area determined by a nitrogen adsorption method is in the range of 20~1000m 2 / g, more preferably 30~800m 2 / g, is 50 to 600 m 2 / g Is more preferable, and it is especially preferable that it is 60-500 m < 2 > / g.
If the BET specific surface area of the inorganic ion adsorbent is too small, the adsorption performance is reduced. If the BET specific surface area is too large, the solubility in acids and alkalis is increased, and as a result, durability against repeated use is reduced.

上記式(1)により表される金属酸化物は、下記の方法により製造できる。
例えば、当該金属塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩等の塩類水溶液中に、アルカリ水溶液を添加して得られた沈殿物をろ過、洗浄した後、乾燥することにより得られる。
なお、乾燥工程は、風乾で行うか、もしくは約150℃以下、好ましくは約90℃以下の温度条件で約1〜20時間程度の処理を行う。
The metal oxide represented by the above formula (1) can be produced by the following method.
For example, it can be obtained by filtering, washing and drying a precipitate obtained by adding an alkaline aqueous solution to an aqueous salt solution of the metal hydrochloride, sulfate, nitrate or the like.
In addition, a drying process is performed by air drying or a process for about 1 to 20 hours on the temperature conditions of about 150 degrees C or less, Preferably about 90 degrees C or less.

次に、上記式(1)中のMおよびNの少なくとも一方がアルミニウム、珪素、鉄からなる群から選ばれる金属元素である金属酸化物の周りを、式(1)中のMおよびNの少なくとも一方がチタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン、イットリウムからなる群から選ばれる金属元素である金属酸化物で覆った構造とした無機イオン吸着体の製造方法について説明する。
下記の例においては、四三酸化鉄の周りを酸化ジルコニウムによって覆った構造とした無機イオン吸着体を製造する場合について説明する。
Next, at least one of M and N in the formula (1) is around at least one of M and N in the formula (1) around a metal oxide which is a metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon, and iron. A method for producing an inorganic ion adsorbent having a structure in which one side is covered with a metal oxide that is a metal element selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, cerium, lanthanum, and yttrium will be described.
In the following example, a case where an inorganic ion adsorbent having a structure in which the periphery of triiron tetroxide is covered with zirconium oxide will be described.

まず、ジルコニウムの塩化物、硝酸塩、硫酸塩等のジルコニウムの塩と、鉄の塩化物、硝酸塩、硫酸塩等の鉄の塩とを、上述のF/T(モル比)が所望の値になるように混合した塩類水溶液を作製する。
その後、アルカリ水溶液を添加して、pHを8〜9.5、好ましくは8.5〜9に調整し、沈殿物を生成する。
この後、水溶液の温度を30〜80℃、好ましくは40〜60℃に調整し、また、pHを8〜9.5、好ましくは8.5〜9に保ちながら、酸化性ガス、例えば空気を吹き込み、液相に第一鉄イオンが検出できなくなるまで、酸化処理を行う。
これにより生じた沈澱を濾別し、水洗した後、乾燥処理を施す。乾燥処理は風乾するかもしくは約150℃以下、好ましくは約90℃以下で約1〜20時間程度の熱処理を行う。
乾燥後の含水率は、約6〜30重量%の範囲内であることが好ましい。
First, zirconium salt such as zirconium chloride, nitrate and sulfate and iron salt such as iron chloride, nitrate and sulfate have the desired F / T (molar ratio) described above. A mixed aqueous salt solution is prepared.
Thereafter, an alkaline aqueous solution is added to adjust the pH to 8 to 9.5, preferably 8.5 to 9, thereby generating a precipitate.
Thereafter, the temperature of the aqueous solution is adjusted to 30 to 80 ° C., preferably 40 to 60 ° C., and an oxidizing gas such as air is supplied while maintaining the pH at 8 to 9.5, preferably 8.5 to 9. Blowing is performed and oxidation is performed until ferrous ions cannot be detected in the liquid phase.
The resulting precipitate is filtered off, washed with water and then dried. The drying treatment is either air drying or a heat treatment at about 150 ° C. or lower, preferably about 90 ° C. or lower, for about 1 to 20 hours.
The moisture content after drying is preferably in the range of about 6 to 30% by weight.

前記製造工程において用いられるジルコニウムの塩としては、具体的に、オキシ塩化ジルコニウム(ZrOC12)、四塩化ジルコニウム(ZrC14)、硝酸ジルコニウム(Zr(NO34)、硫酸ジルコニウム(Zr(SO42)等が挙げられる。これらは例えばZr(SO42・4H2O等のような含水塩であってもよい。これらの金属塩は、通常、1リットル中に約0.05〜2.0モルの溶液状で用いられる。
また、前記製造工程において用いられる鉄の塩としては、硫酸第一鉄(FeSO4)、硝酸第一鉄(Fe(NO32)、塩化第一鉄(FeC12)等の第一鉄塩が挙げられる。これらもFeSO4・7H2Oなどの含水塩であってもよい。これらの第一鉄塩は通常、固形物で加えられるが、溶液状で加えてもよい。
Specific examples of the zirconium salt used in the production process include zirconium oxychloride (ZrOC1 2 ), zirconium tetrachloride (ZrC1 4 ), zirconium nitrate (Zr (NO 3 ) 4 ), zirconium sulfate (Zr (SO 4 )). ) 2 ) etc. These may be hydrated salts such as Zr (SO 4 ) 2 .4H 2 O. These metal salts are usually used in the form of a solution of about 0.05 to 2.0 mol per liter.
Examples of iron salts used in the production process include ferrous sulfates such as ferrous sulfate (FeSO 4 ), ferrous nitrate (Fe (NO 3 ) 2 ), and ferrous chloride (FeC 1 2 ). Is mentioned. These may also be hydrated salts such as FeSO 4 .7H 2 O. These ferrous salts are usually added as solids, but may be added in the form of a solution.

また、前記製造工程において用いられるアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、炭酸ナトリウム等が挙げられる。アルカリ水溶液は、約5〜20重量%の水溶液とすることが好ましい。
酸化性ガスを吹き込む場合、その時間は、酸化性ガスの種類等によって異なるが、通常約1〜10時間程度である。酸化剤としては、たとえば過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム等が用いられる。
Moreover, as an alkali used in the said manufacturing process, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, ammonia, sodium carbonate etc. are mentioned, for example. The alkaline aqueous solution is preferably an aqueous solution of about 5 to 20% by weight.
When the oxidizing gas is blown, the time varies depending on the kind of the oxidizing gas and the like, but is usually about 1 to 10 hours. As the oxidizing agent, for example, hydrogen peroxide, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite and the like are used.

上記のようにして作製した無機イオン吸着体は、そのままの状態でも吸着塔内に充填して使用することができるが、通常、粒度が小さく、カラム等に充填して通液すると圧力損失が大きくなることが多い。そこで、所定のバインダ等を用いて造粒し、粒度を調整することが好ましい。   The inorganic ion adsorbent prepared as described above can be used as it is packed in an adsorption tower, but usually has a small particle size and large pressure loss when packed in a column or the like and passed through. Often becomes. Therefore, it is preferable to adjust the particle size by granulating using a predetermined binder or the like.

次に、吸着剤として好適な形態について説明する。
吸着塔に充填する吸着剤の形態は、多孔性成形体であることが好ましい。
多孔性成形体は、有機高分子樹脂及び無機イオン吸着体を含み、連通孔を有し、多孔質な構造を有するものとする。さらに、外表面にはスキン層が無く、表面の開口性に優れている。
さらに、連通孔を形成するフィブリル内部にも空隙を有し、その空隙の少なくとも一部はフィブリル表面で開孔しているものとする。
Next, a suitable form as an adsorbent will be described.
The adsorbent filled in the adsorption tower is preferably a porous molded body.
The porous molded body includes an organic polymer resin and an inorganic ion adsorbent, has communication holes, and has a porous structure. Furthermore, there is no skin layer on the outer surface, and the surface has excellent openability.
Furthermore, it is assumed that there are voids in the fibrils forming the communication holes, and at least a part of the voids are opened on the fibril surface.

なお、上記吸着剤を構成する多孔性成形体の外表面開口率は、走査型電子顕微鏡で表面を観察した視野の面積中に占める全ての孔の開口面積の和の割合をいうものとする。具体的には、10000倍で成形体表面を観察し外表面開口率を実測したところ、表面開口率の範囲が10〜90%であることが好ましく、特に15〜80%の範囲であることが好ましい。
表面開口率が10%未満であると、リン等の吸着対象物質の成形体内部への拡散速度が遅くなる。一方において90%を超えると、成形体の力学的強度が不足するという問題を生じる。このため、上記数値範囲とすることが好ましい。
成形体の外表面開口径は、上記のように走査型電子顕微鏡で表面を観察して求められる。
孔が円形の場合はその直径、円形以外の場合は、同一面積を有する円の円相当直径を用いる。
孔の表面開口径の好適な範囲は、0.005μm〜100μmであり、特に0.01μm〜50μmが望ましい。0.005μm未満であると、リン等の吸着対象物質の成形体内部への拡散速度が遅くなりやすく、一方、100μmを超えると成形体の強度が不足しやすいためである。
In addition, the outer surface opening ratio of the porous molded body constituting the adsorbent refers to the ratio of the sum of the opening areas of all the holes in the area of the visual field when the surface is observed with a scanning electron microscope. Specifically, when the outer surface aperture ratio was measured by observing the surface of the molded body at 10000 times, the range of the surface aperture ratio is preferably 10 to 90%, and particularly preferably 15 to 80%. preferable.
When the surface opening ratio is less than 10%, the diffusion rate of the substance to be adsorbed such as phosphorus into the molded body becomes slow. On the other hand, if it exceeds 90%, there arises a problem that the mechanical strength of the compact is insufficient. For this reason, it is preferable to set it as the said numerical range.
The outer surface opening diameter of the molded body is obtained by observing the surface with a scanning electron microscope as described above.
When the hole is circular, the diameter is used. When the hole is not circular, the equivalent circle diameter of a circle having the same area is used.
The preferable range of the surface opening diameter of the hole is 0.005 μm to 100 μm, and particularly preferably 0.01 μm to 50 μm. If the thickness is less than 0.005 μm, the diffusion rate of the substance to be adsorbed such as phosphorus into the molded body tends to be slow, whereas if it exceeds 100 μm, the strength of the molded body tends to be insufficient.

上記吸着剤を構成する多孔性成形体は、連通孔を形成するフィブリル内部にも空隙を有し、かつ、その空隙の少なくとも一部はフィブリルの表面で開孔しているものとする。上述した無機イオン吸着体は、このフィブリルの外表面及びフィブリル内部の空隙表面に担持されているものとする。フィブリル自体も多孔質であるため、内部に埋め込まれた吸着基質である無機イオン吸着体も、リンのような吸着対象物質と接触でき、有効に吸着剤として機能する。
多孔性成形体は、吸着基質の微細な吸着サイトがバインダで塞がれることが少なく、吸着基質の機能が有効に発揮されるという利点を有している。
なお、上記フィブリルとは、有機高分子樹脂からなり、成形体の外表面及び内部に三次元的に連続した網目構造を形成する繊維状の構造体を意味する。
フィブリル内部の空隙及びフィブリル表面の開孔の状態は、走査型電子顕微鏡で成形体の割断面を観察することにより判定でき、フィブリルの断面には空隙があり、フィブリルの表面は開孔していることがわかる。
さらに、無機イオン吸着体の粉末が、フィブリルの外表面及び内部の空隙表面に担持されている様子が観察できる。
フィブリルの太さは、0.01μm〜50μmが好ましい。フィブリル表面の開孔径は、0.001μm〜5μmが好ましい。
The porous molded body constituting the adsorbent has voids in the fibrils forming the communication holes, and at least a part of the voids is open on the surface of the fibrils. The inorganic ion adsorbent described above is carried on the outer surface of the fibril and the void surface inside the fibril. Since the fibril itself is also porous, an inorganic ion adsorbent that is an adsorption substrate embedded inside can also come into contact with a substance to be adsorbed such as phosphorus, and effectively functions as an adsorbent.
The porous molded body has an advantage that the fine adsorption site of the adsorption substrate is hardly blocked by the binder, and the function of the adsorption substrate is effectively exhibited.
In addition, the said fibril means the fibrous structure which consists of organic polymer resin, and forms the network structure continuous three-dimensionally on the outer surface and inside of a molded object.
The state of voids in the fibrils and the opening of the fibril surface can be determined by observing the cut section of the molded body with a scanning electron microscope. There are voids in the cross section of the fibril, and the surface of the fibril is open. I understand that.
Furthermore, it can be observed that the powder of the inorganic ion adsorbent is supported on the outer surface of the fibril and the inner void surface.
The thickness of the fibril is preferably 0.01 μm to 50 μm. The pore diameter on the fibril surface is preferably 0.001 μm to 5 μm.

多孔性成形体は、連通孔が成形体表面付近に最大孔径層を有していることが好ましい。
ここで、最大孔径層とは、多孔性成形体の表面から内部に至る連通孔の孔径分布中で最大の部分をいうものとする。
多孔性成形体にボイドと称される円形又はだ円形(指状)の大きな空隙がある場合には、ボイドが存在する層が最大孔径層となる。
上記成形体表面付近とは、外表面から中心部へ向かって、成形体の割断径の25%までの内側を意味する。最大孔径層が成形体表面付近にあると、吸着対象物質の内部への拡散を速める効果が発揮される。すなわちリンのような吸着対象物質を素早く成形体内部に取り込み、処理水中から除去できる。
最大孔径及び最大孔径層の位置は、成形体の表面及び割断面を走査型電子顕微鏡で観察して求められる。連通孔の孔径は、孔が円形の場合はその直径、円形以外の場合は、同一面積を有する円の円相当直径を用いる。
多孔性成形体の形態としては、特に限定されるものではないが、例えば、粒子状、糸状、シート状、中空糸状、円柱状、中空円柱状等の任意の形態とすることができる。特に、成形体を水処理分野において吸着剤として使用する場合には、カラム等に充填して通水する際の圧力損失、接触面積の有効性の点、取り扱い易さの点から粒子状が好ましく、特に球状粒子(真球状のみならず、楕円球状であってもよい)が好ましい。
In the porous molded body, the communication holes preferably have a maximum pore diameter layer in the vicinity of the surface of the molded body.
Here, the maximum pore diameter layer refers to the largest portion in the pore diameter distribution of the communication holes extending from the surface of the porous molded body to the inside.
If the porous molded body has large voids called voids or circular or oval (finger-like), the layer in which voids are present is the maximum pore diameter layer.
The vicinity of the surface of the molded body means the inside of the cleaved diameter of the molded body up to 25% from the outer surface toward the center. When the maximum pore diameter layer is in the vicinity of the surface of the molded body, the effect of accelerating the diffusion of the substance to be adsorbed into the inside is exhibited. That is, a substance to be adsorbed such as phosphorus can be quickly taken into the molded body and removed from the treated water.
The positions of the maximum pore diameter and the maximum pore diameter layer are determined by observing the surface and the fractured surface of the molded body with a scanning electron microscope. As the hole diameter of the communication hole, the diameter is used when the hole is circular, and the equivalent circle diameter of a circle having the same area is used when the hole is not circular.
Although it does not specifically limit as a form of a porous molded object, For example, it can be set as arbitrary forms, such as a particulate form, a thread form, a sheet form, a hollow fiber form, a column shape, a hollow column shape. In particular, when the molded body is used as an adsorbent in the field of water treatment, a particulate form is preferable from the viewpoint of pressure loss when the water is filled in a column or the like, the effectiveness of the contact area, and the ease of handling. In particular, spherical particles (not only spherical but may be elliptical) may be preferable.

多孔性成形体が球状であるときの平均粒子径は、レーザー光による回折の散乱光強度の角度分布から求めた球相当径のモード径(最頻度粒子径)であるものとする。平均粒子径は、100〜2500μmが好ましく、特に200〜2000μmが好ましい。平均粒径が100μm未満であるとカラムやタンク等に充填した際に圧力損失が大きくなりやすく、一方において平均粒径が2500μmより大きくなると、カラムやタンクに充填したときの表面積が小さくなり、処理効率が低下する。   The average particle diameter when the porous molded body is spherical is assumed to be the mode diameter (most frequent particle diameter) of the sphere equivalent diameter obtained from the angular distribution of the scattered light intensity of diffraction by laser light. The average particle size is preferably from 100 to 2500 μm, particularly preferably from 200 to 2000 μm. When the average particle size is less than 100 μm, the pressure loss tends to increase when the column or tank is filled. On the other hand, when the average particle size is larger than 2500 μm, the surface area becomes smaller when the column or tank is filled, and the processing is performed. Efficiency is reduced.

多孔性成形体の空孔率Pr(%)は、成形体の含水時の重量W1(g)、乾燥後の重量W0(g)、及び成形体の比重をρとしたとき、下記式(3)により表される。
Pr=(W1−W0)/(W1−W0+W0/ρ)×100・・・(3)
The porosity Pr (%) of the porous molded body is expressed by the following formula (3) when the weight W1 (g) of the molded body when it contains water, the weight W0 (g) after drying, and the specific gravity of the molded body is ρ. ).
Pr = (W1-W0) / (W1-W0 + W0 / ρ) × 100 (3)

上記空孔率Pr(%)は、50%〜90%であることが好ましく、特に60〜85%が好ましい。50%未満であるとリン等の吸着対象物質と吸着基質である無機イオン吸着体との接触頻度が不十分となりやすい。一方において90%を超えると成形体の強度が不十分となる。   The porosity Pr (%) is preferably 50% to 90%, particularly preferably 60 to 85%. If it is less than 50%, the contact frequency between the adsorption target substance such as phosphorus and the inorganic ion adsorbent as the adsorption substrate tends to be insufficient. On the other hand, if it exceeds 90%, the strength of the molded product becomes insufficient.

多孔性成形体における無機イオン吸着体の担持量は、成形体の乾燥時の重量をWd(g)、灰分の重量Wa(g)とするとき、下記式(4)により表される。
担持量(%)=Wa/Wd×100・・・(4)
The carrying amount of the inorganic ion adsorbent in the porous molded body is represented by the following formula (4), where the weight of the molded body when dried is Wd (g) and the weight of ash Wa (g).
Load (%) = Wa / Wd × 100 (4)

ここで、灰分は、成形体を800℃で2時間焼成したときの残分をいう。担持量は、30〜95%が好ましく、さらに好ましくは40〜90%であり、特に65〜90%が好ましい。無機イオン吸着体の担持量が30%未満であると、リン等の吸着対象物質と吸着基質である無機イオン吸着体との接触頻度が不十分となるおそれがあり、一方において担持量が95%を超えると、多孔質成形体の強度が不十分となるおそれがある。
吸着基質と有機高分子樹脂を練り込んで成形を行うことにより、担持量を多く保ちかつ強度の強い成形体を得ることができる。
Here, the ash content is the residue when the molded body is baked at 800 ° C. for 2 hours. The supported amount is preferably 30 to 95%, more preferably 40 to 90%, and particularly preferably 65 to 90%. If the supported amount of the inorganic ion adsorbent is less than 30%, the contact frequency between the adsorption target substance such as phosphorus and the inorganic ion adsorbent as the adsorption substrate may be insufficient, while the supported amount is 95%. If it exceeds 1, the strength of the porous molded body may be insufficient.
By kneading the adsorbing substrate and the organic polymer resin and molding, it is possible to obtain a molded body that maintains a large amount of support and has high strength.

多孔性成形体の比表面積は、下記式(5)により定義される。
比表面積(m2/cm3)=SBET×かさ比重(g/cm3)・・・(5)
但し、SBETとは、成形体の単位重量あたりの比表面積(m2/g)である。
The specific surface area of the porous molded body is defined by the following formula (5).
Specific surface area (m 2 / cm 3 ) = SBET × bulk specific gravity (g / cm 3 ) (5)
However, SBET is a specific surface area (m 2 / g) per unit weight of the molded body.

比表面積は、成形体を室温で真空乾燥した後、BET法を用いて測定することができる。
かさ比重は、粒子状、円柱状、中空円柱状等の形状が短いものは、湿潤状態の成形体を、メスシリンダー等を用いて、みかけの体積を測定し、その後、室温で真空乾燥して重量を求めることにより得られる。
糸状、中空糸状、シート状等、形状が長いものについては、湿潤時の断面積と長さを測定して、両者の積から体積を算出し、その後、室温で真空乾燥して重量を求めることにより得られる。
The specific surface area can be measured using the BET method after vacuum drying the molded body at room temperature.
The bulk specific gravity is short in the form of particles, cylinders, hollow cylinders, etc., the wet volume is measured using an graduated cylinder etc., and the apparent volume is measured and then vacuum dried at room temperature. Obtained by determining the weight.
For long shapes such as thread, hollow fiber, and sheet, measure the cross-sectional area and length when wet, calculate the volume from the product of both, and then vacuum dry at room temperature to determine the weight Is obtained.

多孔性成形体の比表面積は、5m2/cm3〜500m2/cm3の範囲であることが好ましい。比表面積が5m2/cm3未満であると、吸着基質の担持量及び吸着性能が不十分となりやすい。一方、比表面積が500m2/cm3を超えると、成形体の強度が不足しやすい。 The specific surface area of the porous molded body is preferably in a range of 5m 2 / cm 3 ~500m 2 / cm 3. When the specific surface area is less than 5 m 2 / cm 3 , the amount of adsorption substrate supported and the adsorption performance tend to be insufficient. On the other hand, if the specific surface area exceeds 500 m 2 / cm 3 , the strength of the molded body tends to be insufficient.

一般的に、吸着基質である無機イオン吸着体の吸着性能(吸着容量)は、無機イオン吸着体の比表面積に比例する場合が多い。多孔性成形体の単位体積あたりの無機イオン吸着体の表面積が小さいと、カラムやタンクに充填したときの吸着容量、吸着性能が小さく、高速処理を達成することが困難となるおそれがある。   Generally, the adsorption performance (adsorption capacity) of an inorganic ion adsorbent that is an adsorption substrate is often proportional to the specific surface area of the inorganic ion adsorbent. If the surface area of the inorganic ion adsorbent per unit volume of the porous molded body is small, the adsorption capacity and adsorption performance when packed in a column or tank are small, and it may be difficult to achieve high-speed processing.

多孔性成形体は、フィブリルが複雑に絡み合った三次元網目構造を有しているものが好ましい。
この場合、フィブリル自体も空隙を有しているため、表面積が大きくなる。これに、更に大きい比表面積をもつ吸着基質(無機イオン吸着体)を担持させると、単位体積あたりの表面積もより大きくなり、吸着剤としての機能が高くなる。
The porous molded body preferably has a three-dimensional network structure in which fibrils are intricately intertwined.
In this case, since the fibril itself also has voids, the surface area becomes large. If an adsorption substrate (inorganic ion adsorbent) having a larger specific surface area is supported on this, the surface area per unit volume is also increased, and the function as an adsorbent is enhanced.

次に、多孔性成形体の製造方法について説明する。
多孔性成形体は、有機高分子樹脂とその良溶媒と無機イオン吸着体と水溶性高分子とを混合した後、成形し、貧溶媒中で凝固させることにより得られる。
有機高分子樹脂としては、特に限定されるものではないが、湿式相分離による多孔化手法に適用可能な材料が好ましい。たとえば、ポリスルホン系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン系ポリマー、ポリ塩化ビニリデン系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー、ポリメタクリル酸メチル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、セルロース系ポリマー、エチレンビニルアルコール共重合体系ポリマー等、多種類が挙げられる。特に、水中での非膨潤性と耐生分解性、さらに製造の容易さから、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリスルホン(PS)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)が好ましく、さらに親水性と耐薬品性を兼ね備えている点で、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)が好ましい。
Next, the manufacturing method of a porous molded object is demonstrated.
The porous molded body is obtained by mixing an organic polymer resin, a good solvent thereof, an inorganic ion adsorbent, and a water-soluble polymer, and then molding and coagulating in a poor solvent.
Although it does not specifically limit as an organic polymer resin, The material applicable to the porosity-izing method by wet phase separation is preferable. For example, polysulfone polymer, polyvinylidene fluoride polymer, polyvinylidene chloride polymer, acrylonitrile polymer, polymethyl methacrylate polymer, polyamide polymer, polyimide polymer, cellulose polymer, ethylene vinyl alcohol copolymer polymer, etc. There are many types. In particular, ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyacrylonitrile (PAN), polysulfone (PS), and polyvinylidene fluoride (PVDF) are preferable from the viewpoint of non-swelling property and biodegradability in water and ease of production. Furthermore, an ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH) is preferable because it has both hydrophilicity and chemical resistance.

良溶媒としては、有機高分子樹脂及び水溶性高分子を共に溶解する材料であればよく、特に限定されるものではない。例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチル−2ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド(DMAC)、ジメチルホルムアミド(DMF)等が挙げられる。
これらの良溶媒は、単独で用いてもよく、混合溶媒としてもよい。
有機高分子樹脂の良溶媒中における含有率は、特に限定されるものではないが、5〜40重量%が好ましく、さらには、7〜30重量%が好ましい。
有機高分子樹脂の良溶媒中における含有率が5重量%未満であると、最終的に得られる成形体の強度が不十分となるおそれがある。
また、40重量%を超えると、空孔率の高い多孔性成形体が得られにくい。
The good solvent may be any material that can dissolve both the organic polymer resin and the water-soluble polymer, and is not particularly limited. For example, dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAC), dimethylformamide (DMF), etc. are mentioned.
These good solvents may be used alone or as a mixed solvent.
The content of the organic polymer resin in the good solvent is not particularly limited, but is preferably 5 to 40% by weight, and more preferably 7 to 30% by weight.
If the content of the organic polymer resin in the good solvent is less than 5% by weight, the strength of the finally obtained molded article may be insufficient.
On the other hand, when it exceeds 40% by weight, it is difficult to obtain a porous molded body having a high porosity.

上記水溶性高分子としては、上述した有機高分子樹脂と相溶性のあるものであれば特に限定されない。
例えば、天然高分子としては、グアーガム、ローカストビーンガム、カラーギナン、アラビアゴム、トラガント、ペクチン、デンプン、デキストリン、ゼラチン、カゼイン、コラーゲン等が挙げられる。また、半合成高分子では、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、メチルデンプン等が挙げられる。さらに、合成高分子では、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、カルボキシビニルポリマー、ポリアクリル酸ナトリウム、さらに、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール等のポリエチレングリコール類が挙げられる。
これらの水溶性高分子の中でも、耐生分解性を有する点で合成高分子が好ましい。
The water-soluble polymer is not particularly limited as long as it is compatible with the organic polymer resin described above.
Examples of natural polymers include guar gum, locust bean gum, carrageenan, gum arabic, tragacanth, pectin, starch, dextrin, gelatin, casein, collagen and the like. Examples of the semisynthetic polymer include methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl starch, and methyl starch. Furthermore, examples of the synthetic polymer include polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, carboxyvinyl polymer, sodium polyacrylate, and polyethylene glycols such as tetraethylene glycol and triethylene glycol.
Among these water-soluble polymers, a synthetic polymer is preferable in that it has biodegradability resistance.

また、水溶性高分子としては、連通孔を形成するフィブリル内部にも空隙を有する構造を発現する効果が高いという観点から、ポリビニルピロリドンが特に好ましい。
ポリビニルピロリドンの重量平均分子量は、2000〜2000000の範囲が好ましく、2000〜1000000の範囲がより好ましく、2000〜100000の範囲がさらに好ましい。
上記重量平均分子量が2000未満であると、フィブリル内部に空隙を有する構造を発現させる効果が低くなる傾向があり、2000000を超えると、成形する時の粘度が上昇して、成形が困難となる傾向がある。
Further, as the water-soluble polymer, polyvinylpyrrolidone is particularly preferable from the viewpoint that the effect of developing a structure having voids inside the fibrils forming the communication holes is high.
The range of 2000-2 million is preferable, the range of 2000-1 million is more preferable, and the range of 2000-100000 is further more preferable for the weight average molecular weight of polyvinylpyrrolidone.
When the weight average molecular weight is less than 2,000, the effect of developing a structure having voids inside the fibril tends to be low. When the weight average molecular weight exceeds 2,000,000, the viscosity at the time of molding tends to increase and the molding tends to be difficult. There is.

多孔性成形体における水溶性高分子の含有量は、成形体の乾燥時の重量をWd(g)、成形体から抽出した水溶性高分子の重量をWs(g)とするとき、下記式(6)により表される。
含有量(%)=Ws/Wd×100・・・(6)
The content of the water-soluble polymer in the porous molded body is expressed by the following formula (Wd (g) when the weight of the molded body is dried and Ws (g) is the weight of the water-soluble polymer extracted from the molded body. 6).
Content (%) = Ws / Wd × 100 (6)

水溶性高分子の含有量は、水溶性高分子の種類、分子量に左右されるが、0.001〜10%が好ましく、0.01〜1%がより好ましい。
上記含有率が0.001%未満であると、多孔性成形体の表面を開口させる効果が十分に得られないおそれがあり、一方において10%を超えると相対的にポリマー濃度が薄くなり、実用上十分な強度が得られないおそれがある。
Although content of water-soluble polymer is influenced by the kind and molecular weight of water-soluble polymer, 0.001 to 10% is preferable and 0.01 to 1% is more preferable.
If the content is less than 0.001%, the effect of opening the surface of the porous molded body may not be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 10%, the polymer concentration becomes relatively thin and practical. In addition, sufficient strength may not be obtained.

上記多孔性成形体中の水溶性高分子の重量Wsは、次のようにして測定することができる。
まず、乾燥した成形体を乳鉢等で粉砕した後、この粉砕物から水溶性高分子の良溶媒を用いて水溶性高分子を抽出し、次いで該抽出液を蒸発乾固して、抽出した水溶性高分子の重量を求める。
抽出した蒸発乾固物の同定と、フィブリル中に残存して抽出されなかった水溶性高分子の有無の確認は、赤外吸収スペクトル(IR)等により行うことができる。
さらに、フィブリル中に残存して抽出されなかった水溶性高分子がある場合は、多孔性成形体を、有機高分子樹脂と水溶性高分子の両方の良溶媒で溶解後、無機イオン吸着体をろ過して除いた液を作成し、次いで、該液体をGPC等を用いて分析して水溶性高分子の含有量を定量することができる。
The weight Ws of the water-soluble polymer in the porous molded body can be measured as follows.
First, after the dried molded body is pulverized in a mortar or the like, the water-soluble polymer is extracted from the pulverized product using a good solvent for the water-soluble polymer, and then the extract is evaporated to dryness to extract the extracted water-soluble polymer. The weight of the conducting polymer is determined.
Identification of the extracted evaporated and dried product and confirmation of the presence or absence of the water-soluble polymer remaining in the fibril and not extracted can be performed by infrared absorption spectrum (IR) or the like.
Furthermore, if there is a water-soluble polymer that remains in the fibrils and is not extracted, dissolve the porous molded body in a good solvent for both the organic polymer resin and the water-soluble polymer, and then remove the inorganic ion adsorbent. A liquid removed by filtration can be prepared, and then the liquid can be analyzed using GPC or the like to quantify the content of the water-soluble polymer.

上述した多孔性成形体における水溶性高分子の含有量は、水溶性高分子の分子量、有機高分子樹脂とその良溶媒の組み合わせを変えることにより、適宜調整可能である。
例えば、分子量の高い水溶性高分子を使用すると、有機高分子樹脂との分子鎖の絡み合いが強固になり、成型時に貧溶媒側に移行しにくくなり、含有量が高くなる。
The content of the water-soluble polymer in the porous molded body described above can be appropriately adjusted by changing the molecular weight of the water-soluble polymer and the combination of the organic polymer resin and the good solvent.
For example, when a water-soluble polymer having a high molecular weight is used, the entanglement of the molecular chain with the organic polymer resin becomes strong, it becomes difficult to shift to the poor solvent side during molding, and the content becomes high.

上記貧溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール等のアルコール類、エーテル類、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類等の有機高分子樹脂を溶解しない液体を適用できる。特に水が好適である。
また、上記貧溶媒中に有機高分子樹脂の良溶媒を若干量添加することにより、凝固速度を制御できる。
水中に混合する良溶媒の割合は、0〜40%が好ましく、0〜30%がより好ましい。
混合比が40%を超えると、凝固速度が遅くなるため、液滴等に成形したポリマー溶液が、貧溶媒中への突入する時及び貧溶媒中を移動中に、貧溶媒と成形体の間で摩擦低抗の影響を受けて、形状が歪になる傾向がある。
As the poor solvent, for example, a liquid that does not dissolve organic polymer resins such as water, alcohols such as methanol and ethanol, ethers, and aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane can be used. Water is particularly preferred.
The coagulation rate can be controlled by adding a small amount of a good solvent for the organic polymer resin to the poor solvent.
0-40% is preferable and, as for the ratio of the good solvent mixed in water, 0-30% is more preferable.
When the mixing ratio exceeds 40%, the coagulation rate becomes slow. Therefore, when the polymer solution formed into droplets enters the poor solvent and moves in the poor solvent, it is between the poor solvent and the molded body. The shape tends to be distorted by the influence of friction resistance.

貧溶媒の温度に関しては、特に限定されるものではないが、−30℃〜90℃の範囲が好ましく、より好ましくは0℃〜90℃、さらに好ましくは0℃〜80℃である。
貧溶媒の温度が90℃を超えたり、又は−30℃未満であると、貧溶媒中の成形体の状態が安定しにくくなったりするからである。
Although it does not specifically limit regarding the temperature of a poor solvent, The range of -30 degreeC-90 degreeC is preferable, More preferably, it is 0 degreeC-90 degreeC, More preferably, it is 0 degreeC-80 degreeC.
This is because if the temperature of the poor solvent exceeds 90 ° C. or is less than −30 ° C., the state of the molded body in the poor solvent becomes difficult to stabilize.

多孔性成形体を製造する際、無機イオン吸着体は、微粒子であることが好ましい。この場合、粒子径は0.01μm〜100μmが好ましく、0.01μm〜50μmがより好ましく、さらには0.01μm〜30μmの範囲であることが好ましい。
無機イオン吸着体の粒子径が0.01μmより小さいと、多孔性成形体製造時におけるスラリー粘度が上昇し、成形が困難となる傾向がある。一方、100μmより大きいと、無機イオン吸着体の比表面積が小さくなるため、吸着性能が低下する傾向がある。
なお、ここでいう粒子径とは、一次粒子と、一次粒子が凝集した二次粒子の両方、または混合物の粒子径をいう。
無機イオン吸着体の粒子径は、レーザー光による回折の散乱光強度の角度分布から求めた球相当径のモード径(最頻度粒子径)である。
When producing a porous molded body, the inorganic ion adsorbent is preferably a fine particle. In this case, the particle diameter is preferably 0.01 μm to 100 μm, more preferably 0.01 μm to 50 μm, and further preferably in the range of 0.01 μm to 30 μm.
When the particle size of the inorganic ion adsorbent is smaller than 0.01 μm, the slurry viscosity at the time of producing the porous molded body tends to increase, and molding tends to be difficult. On the other hand, when it is larger than 100 μm, the specific surface area of the inorganic ion adsorbent becomes small, so that the adsorption performance tends to be lowered.
In addition, the particle diameter here refers to the particle diameter of both the primary particles and the secondary particles in which the primary particles are aggregated, or a mixture.
The particle diameter of the inorganic ion adsorbent is a sphere equivalent diameter (most frequent particle diameter) obtained from the angular distribution of the scattered light intensity of diffraction by laser light.

次に、上述した多孔性成形体を吸着塔に充填し、吸着剤とした場合のイオンの処理方法について説明する。
多孔性成形体は、液体と接触させて水中に存在するイオンを吸着除去する機能を有している。
吸着対象イオンは、限定されるものではなく、陰イオン、陽イオンのいずれもが対象となる。
例えば、陰イオンでは、リン(リン酸イオン)、フッ素(フッ化物イオン)、ヒ素(ヒ酸イオン、亜ヒ酸イオン)、ホウ素(ホウ酸イオン)、ヨウ素イオン、塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、及び酢酸等の各種有機酸のイオンが挙げられる。
陽イオンでは、ナトリウム、カリウム、カルシウム、カドミウム、鉛、クロム、コバルト、ストロンチウム、及びセシウム等が挙げられる。
Next, an ion processing method in the case where the above-described porous molded body is filled in an adsorption tower and used as an adsorbent will be described.
The porous molded body has a function of adsorbing and removing ions present in water by contacting with a liquid.
The adsorption target ions are not limited, and both anions and cations are targeted.
For example, in the anion, phosphorus (phosphate ion), fluorine (fluoride ion), arsenic (arsenate ion, arsenite ion), boron (borate ion), iodine ion, chlorine ion, sulfate ion, nitrate ion , Nitrite ions, and ions of various organic acids such as acetic acid.
Examples of the cation include sodium, potassium, calcium, cadmium, lead, chromium, cobalt, strontium, cesium, and the like.

無機イオン吸着体は、ある特定のイオンに対して特異的な選択性を示すため、下水や産業排水のように雑多なイオンが共存する中から、リン等の特定のイオンを除去することを目的とした場合に好適である。
具体的には、リン、ホウ素、フッ素、ヒ素イオンの除去には、無機イオン吸着体として、下記(a)〜(c)のいずれかの群から選ばれた1種又は2種以上の混合物を選択するのが好ましい。
(a)水和酸化チタン、水和酸化ジルコニウム、水和酸化スズ、水和酸化セリウム、水和酸化ランタン、及び水和酸化イットリウム。
(b)チタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン及びイットリウムからなる群から選ばれる金属元素と、アルミニウム、珪素、及び鉄からなる群から選ばれる金属元素との複合金属酸化物。
(c)活性アルミナ。
Since the inorganic ion adsorbent exhibits specific selectivity for certain ions, the purpose is to remove specific ions such as phosphorus from the presence of various ions such as sewage and industrial wastewater. It is suitable for the case.
Specifically, in order to remove phosphorus, boron, fluorine, and arsenic ions, one or a mixture of two or more selected from the following groups (a) to (c) is used as the inorganic ion adsorbent. It is preferable to select.
(A) hydrated titanium oxide, hydrated zirconium oxide, hydrated tin oxide, hydrated cerium oxide, hydrated lanthanum oxide, and hydrated yttrium oxide.
(B) A composite metal oxide of a metal element selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, cerium, lanthanum, and yttrium, and a metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon, and iron.
(C) Activated alumina.

なお、上記実施形態においては吸着塔を代表させた「吸着手段」については、何ら限定されるものではなく、吸着剤と被処理液とを接触させる構成を具備していればよい。
吸着剤を所定の容器内に充填して用いる場合、その容器の形状や多孔性成形体の充填層の形状については、多孔性成形体と被処理液が接触できればよく、例えば、円筒状、円柱状、多角柱状、箱型等の容器が適用できる。
但し、カラムや図1〜図7に示すような吸着塔内に充填して、被処理液を通液して接触させていく方式が、多孔性成形体の特徴である接触効率の高さを充分に引き出せるという点において優れている。
また、上述した容器から多孔性成形体が流出しないように、固液分離機構、例えば目皿やメッシュ等を具備していることが好ましい。
容器の材質は、特に限定されるものではないが、ステンレス、FRP(ガラス繊維入り強化プラスチック)、ガラス、各種プラスチック等が適用でいる。耐酸性を付与するために、内面をゴムやフッ素樹脂ライニングしてもよい。
In the above-described embodiment, the “adsorption means” typified by the adsorption tower is not limited at all, and may be configured to contact the adsorbent and the liquid to be treated.
When the adsorbent is filled in a predetermined container and used, the shape of the container and the shape of the packed layer of the porous molded body need only be able to contact the porous molded body and the liquid to be treated. Columnar, polygonal columnar, box-shaped containers can be applied.
However, the method of filling the column or adsorption tower as shown in FIGS. 1 to 7 and bringing the liquid to be treated into contact with each other increases the contact efficiency that is a characteristic of the porous molded body. It is excellent in that it can be pulled out sufficiently.
Moreover, it is preferable to provide a solid-liquid separation mechanism, for example, an eye plate or a mesh so that the porous molded body does not flow out of the container described above.
The material of the container is not particularly limited, but stainless steel, FRP (reinforced plastic with glass fiber), glass, various plastics, and the like are applied. In order to impart acid resistance, the inner surface may be lined with rubber or fluororesin.

上述した多孔性成形体と被処理液との接触方式についても、特に限定されるものではない。
例えば、吸着剤(多孔性成形体)の充填層を固定床とする場合には、円柱状、多角柱状、箱型の多孔性成形体の充填層に上昇流または下降流で通水する方式や、円筒状の多孔性成形体の充填層に円周方向外側から内筒へ通水する外圧方式や、その逆方向に通水する内圧方式や、箱型の充填層に水平方向に通水する方式等が適用できる。
また、多孔性成形体の充填層を流動床方式としてもよい。
The contact method between the porous molded body and the liquid to be treated is not particularly limited.
For example, when a packed bed of an adsorbent (porous molded body) is used as a fixed bed, a method of passing water in an upward flow or a downward flow through a packed bed of a cylindrical, polygonal, box-shaped porous molded body, , An external pressure system that allows water to flow from the outside in the circumferential direction to the inner cylinder in the packed layer of the cylindrical porous molded body, an internal pressure system that allows water to flow in the opposite direction, and a horizontal flow through the box-shaped packed bed A method etc. are applicable.
The packed bed of the porous molded body may be a fluidized bed system.

本実施の形態における水処理装置は、前処理として水中の縣濁物質を固液分離する手段を具備した構成とすることが好ましい。
あらかじめ水中の縣濁物質を除去しておくことにより、多孔性成形体の表面の閉塞を防止でき、吸着性能を十分発揮できる。
例えば、凝集沈殿、沈降分離、砂ろ過、膜分離が、上記固液分離する手段の例として挙げられる。
特に、設置面積が少なく、清澄なろ過水が得られる膜分離技術を取り入れた構成とすることが好ましい。
膜分離技術としては、逆浸透膜(RO)、限外ろ過膜(UF)、精密ろ過膜(MF)等が挙げられる。膜の形態は、平膜、中空糸、プリーツ、スパイラル、チューブ等、各種適用でき、特に限定されるものではない。
It is preferable that the water treatment apparatus in the present embodiment includes a unit for solid-liquid separation of suspended substances in water as pretreatment.
By removing suspended substances in water in advance, the surface of the porous molded body can be prevented from being blocked, and the adsorption performance can be sufficiently exhibited.
For example, coagulation sedimentation, sedimentation separation, sand filtration, and membrane separation are examples of the means for solid-liquid separation.
In particular, it is preferable to adopt a configuration that incorporates a membrane separation technique that requires a small installation area and provides clear filtered water.
Examples of membrane separation techniques include reverse osmosis membrane (RO), ultrafiltration membrane (UF), and microfiltration membrane (MF). The form of the membrane is not particularly limited, and can be variously applied, such as a flat membrane, a hollow fiber, a pleat, a spiral, and a tube.

また、被処理液(原水)のpHは、水処理装置に供給する前に、吸着対象イオンと、無機イオン吸着体の組み合わせとを考慮して好適な範囲に調整しておくことが好ましい。
例えば、液中のリンを吸着対象とし、水和酸化ジルコニウムまたは四三酸化鉄を水和酸化ジルコニウムで覆った構造の無機イオン吸着体を適用する場合には、pH範囲は、pH1.5〜10に調整することが好ましく、さらにはpH2〜7の範囲とすることが好ましい。
また、液中のホウ素を吸着対象とし、水和酸化セリウムまたは四三酸化鉄を水和酸化セリウムで覆った構造の無機イオン吸着体を適用する場合には、pH範囲は、pH3〜10に調整することが好ましく、さらには、pH5〜8の範囲とすることが好ましい。
Further, the pH of the liquid to be treated (raw water) is preferably adjusted to a suitable range in consideration of the combination of ions to be adsorbed and the inorganic ion adsorbent before being supplied to the water treatment apparatus.
For example, in the case of applying an inorganic ion adsorbent having a structure in which phosphorus in a liquid is to be adsorbed and hydrated zirconium oxide or iron tetroxide is covered with hydrated zirconium oxide, the pH range is pH 1.5 to 10. It is preferable to adjust to pH 2-7.
In addition, when applying an inorganic ion adsorbent having a structure in which boron in the liquid is to be adsorbed and hydrated cerium oxide or iron trioxide is covered with hydrated cerium oxide, the pH range is adjusted to pH 3-10. Preferably, the pH is preferably in the range of 5-8.

また、フッ素を吸着対象とし、水和酸化セリウムまたは四三酸化鉄を水和酸化ジルコニウムで覆った構造の無機イオン吸着体を適用する場合には、pH範囲は、pH1〜7に調整しておくことが好ましく、更には、pH2〜5の範囲に調整することが好ましい。
また、ヒ素を吸着対象とし、水和酸化セリウムまたは四三酸化鉄を水和酸化セリウムで覆った構造の無機イオン吸着体を適用する場合には、pH範囲はpH3〜12に調整することが好ましく、更には、pH5〜9の範囲に調整することが好ましい。
In addition, when applying an inorganic ion adsorbent having a structure in which fluorine is to be adsorbed and hydrated cerium oxide or iron tetroxide is covered with hydrated zirconium oxide, the pH range is adjusted to pH 1-7. It is preferable to adjust the pH to a range of 2 to 5.
When applying an inorganic ion adsorbent having a structure in which arsenic is adsorbed and hydrated cerium oxide or iron tetroxide is covered with hydrated cerium oxide, the pH range is preferably adjusted to pH 3-12. Furthermore, it is preferable to adjust the pH within the range of 5-9.

なお、多孔性成形体(吸着剤)は、所定の脱着液と接触させて吸着した陰イオンを脱離させ、続いて酸性水溶液で処理することにより、再利用可能となる。
このように再利用することにより、コストの低減化が図られ、廃棄物量を減らすこともできる。
また、多孔性成形体は、耐久性に優れているため、繰り返し使用に適している。
The porous molded body (adsorbent) can be reused by contacting with a predetermined desorption liquid to desorb the adsorbed anions and subsequently treating with an acidic aqueous solution.
By reusing in this way, the cost can be reduced and the amount of waste can be reduced.
Moreover, since the porous molded object is excellent in durability, it is suitable for repeated use.

上記脱着液としては、アルカリ性溶液が用いられる。
このアルカリ性溶液のpHは、pH10以上であれば陰イオンを脱離させる効果が得られるが、pH12以上とすることが好ましく、pH13以上とすることがより好ましい。
アルカリ濃度は、0.1wt%〜30wt%の範囲が好ましく、さらには0.5〜20wt%の範囲が好ましい。アルカリ濃度が0.1wt%未満であると、陰イオンを脱離させる効果が十分に得られなくなる。一方、30wt%を越えると、脱離効果に変化がなくなり、薬剤コストが高くなる。
An alkaline solution is used as the desorption liquid.
If the pH of the alkaline solution is pH 10 or higher, an effect of desorbing anions can be obtained, but it is preferably pH 12 or higher, more preferably pH 13 or higher.
The alkali concentration is preferably in the range of 0.1 wt% to 30 wt%, and more preferably in the range of 0.5 to 20 wt%. If the alkali concentration is less than 0.1 wt%, the effect of desorbing anions cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if it exceeds 30 wt%, there will be no change in the desorption effect and the drug cost will increase.

上記脱着液であるアルカリ性水溶液を通液させる速度については、特に制限されることはないが、通常流速SV0.5〜15(1/hr)の範囲が好ましい。
SV0.5よりも遅いと、脱着工程が長時間となり、効率的に実用的でなくなる。
一方、SV15よりも高速であると、多孔性成形体とアルカリ水溶液との接触時間が短くなりすぎ、脱着効率が低下する。
The speed at which the alkaline aqueous solution as the desorption liquid is passed through is not particularly limited, but a normal flow rate SV of 0.5 to 15 (1 / hr) is preferable.
If it is slower than SV0.5, the desorption process takes a long time and is not practically efficient.
On the other hand, when the speed is higher than SV15, the contact time between the porous molded body and the alkaline aqueous solution becomes too short, and the desorption efficiency is lowered.

また、上記脱着液の成分については、特に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化アンモニウム等の無機アルカリ、及び有機アミン類等が挙げられる。特に、廃水中のリンイオンを吸着した多孔性成形体を、水酸化ナトリウムで脱着した場合、脱着液中に含まれるリン酸ナトリウムは、溶解度が比較的小さいという観点から、脱着液としては水酸化ナトリウムが好適である。   The components of the desorption liquid are not particularly limited, and examples thereof include an inorganic alkali such as a sodium hydroxide aqueous solution, a potassium hydroxide aqueous solution, and ammonium hydroxide, and organic amines. In particular, when a porous molded body adsorbing phosphorus ions in wastewater is desorbed with sodium hydroxide, sodium phosphate contained in the desorbed liquid is sodium hydroxide as a desorbed liquid from the viewpoint of relatively low solubility. Is preferred.

脱着液であるアルカリ水溶液は再利用され、脱着されたイオンは回収される。
具体的には、イオンを吸着した多孔性成形体にアルカリ水溶液を接触させ、アルカリ液中にイオンを溶離させる。続いて、イオン溶離液に、対象とするイオンと沈殿を生じ得る晶析薬剤を添加し、沈殿を生成させ、これを除去する。
これにより、アルカリ水溶液は再利用可能なものとなり、イオンは沈殿物として回収できる。
The alkaline aqueous solution as the desorption liquid is reused, and the desorbed ions are collected.
Specifically, an alkaline aqueous solution is brought into contact with the porous molded body that has adsorbed ions, and ions are eluted in the alkaline liquid. Subsequently, a target ion and a crystallization agent capable of causing precipitation are added to the ion eluent to generate a precipitate, which is removed.
As a result, the alkaline aqueous solution becomes reusable and ions can be recovered as a precipitate.

上記晶析薬剤としては、金属の水酸化物が挙げられる。
金属の水酸化物は、リン、ホウ素、フッ素、ヒ素といった陰イオンと結合して金属塩を生成し沈殿物となる。
また水酸化物が脱着液のアルカリ源となるため、再生液を回収、リサイクルすることによりクローズな系とすることができる。
晶析薬剤の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムが挙げられる。
Examples of the crystallization agent include metal hydroxides.
Metal hydroxides combine with anions such as phosphorus, boron, fluorine, and arsenic to form metal salts and become precipitates.
Further, since the hydroxide becomes an alkali source of the desorption liquid, a closed system can be obtained by collecting and recycling the regenerated liquid.
Specific examples of the crystallization agent include sodium hydroxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide.

上記晶析薬剤としては、難溶性沈殿物すなわち溶解度の低い沈殿が得られるという観点から、多価金属の水酸化物が好ましい。
上記の中でも、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムが特に好ましく、コストの観点からは水酸化カルシウムが好ましい。
例えば、溶離液中にフッ素がフッ化ナトリウムとして存在する場合に、下記反応式(7)に従い、高濃度のアルカリが回収できる。
2NaF+Ca(OH)2→2NaOH+CaF2↓・・・(7)
The crystallization agent is preferably a polyvalent metal hydroxide from the viewpoint of obtaining a hardly soluble precipitate, that is, a precipitate having low solubility.
Among the above, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide are particularly preferable, and calcium hydroxide is preferable from the viewpoint of cost.
For example, when fluorine is present as sodium fluoride in the eluent, high-concentration alkali can be recovered according to the following reaction formula (7).
2NaF + Ca (OH) 2 → 2NaOH + CaF 2 ↓ (7)

同様に、溶離液中にリン酸ナトリウムとして存在している場合には、下記反応式(8)に従い、アルカリが回収できる。
さらに、晶析したリン酸カルシウムは、肥料等に再資源化が可能である。
6Na3PO4+10Ca(OH)2→18NaOH+Ca10(OH)2(PO46↓・・・(8)
Similarly, when it exists as sodium phosphate in the eluent, alkali can be recovered according to the following reaction formula (8).
Furthermore, the crystallized calcium phosphate can be recycled into fertilizers and the like.
6Na 3 PO 4 + 10Ca (OH) 2 → 18NaOH + Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 ↓ (8)

上記晶析薬剤としての、金属の水酸化物の添加量は、対象とするイオンに対して1〜4倍当量とすることが好ましい。この添加量が等モル以下であると、沈殿除去効率が劣化し、4倍当量を超えると、除去効率はほとんど変わらないのでコスト的に不利となる。
沈殿を除去する工程における液のpHは6以上であることが好ましく、更にアルカリ水溶液を回収して、再利用することを考慮すると、pH12以上、さらにはpH13以上に保持することが好ましい。なお、pHが6未満であると、沈殿物の溶解度が大きくなり、沈殿効率が低下する。沈殿を除去する工程においては、金属の水酸化物の他に、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等の無機系凝集剤や、高分子凝集剤を併用してもよい。
The amount of metal hydroxide added as the crystallization agent is preferably 1 to 4 times equivalent to the target ion. When the amount added is equal to or less than the equimolar amount, the precipitation removal efficiency is deteriorated. When the amount exceeds 4 times the equivalent, the removal efficiency is hardly changed, which is disadvantageous in terms of cost.
The pH of the liquid in the step of removing the precipitate is preferably 6 or more, and considering that the aqueous alkaline solution is recovered and reused, it is preferably maintained at pH 12 or more, more preferably pH 13 or more. In addition, when pH is less than 6, the solubility of a precipitate will become large and precipitation efficiency will fall. In the step of removing the precipitate, in addition to the metal hydroxide, an inorganic flocculant such as aluminum sulfate or polyaluminum chloride, or a polymer flocculant may be used in combination.

さらに、上記のように、脱着したイオンを回収する工程においては、イオンを脱着した脱着液を冷却して、沈殿物を晶析させて除去することが好ましい。
このような脱着液を冷却する工程は、特に、リン酸イオンを吸着した多孔性成形体を、水酸化ナトリウムを用いて脱着した場合に好適である。
冷却手段に関しては、特に限定されるものではなく、通常のチラーや熱交換機等が適用できる。
冷却温度は、脱着したイオンを晶析できる温度であれば、特に制限されるものではないが、例えば、5〜25℃の範囲が好ましく、5〜10℃の範囲がさらに好ましい。
5℃未満であると、コスト的に不利となり、10℃を超えると、沈殿物を晶析させる効果が十分に得られないおそれがある。
また、冷却によるリン酸ナトリウムの晶析を効果的に行うためには、新たに水酸化ナトリウムを加えて、脱着液中の水酸化ナトリウム濃度を上昇させてもよい。
Furthermore, as described above, in the step of recovering the desorbed ions, it is preferable to cool the desorbed liquid from which the ions have been desorbed to crystallize and remove the precipitate.
Such a step of cooling the desorption liquid is particularly suitable when the porous molded body adsorbing phosphate ions is desorbed using sodium hydroxide.
The cooling means is not particularly limited, and a normal chiller or heat exchanger can be applied.
The cooling temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which desorbed ions can be crystallized. For example, the temperature is preferably 5 to 25 ° C, and more preferably 5 to 10 ° C.
If it is less than 5 ° C, it is disadvantageous in cost, and if it exceeds 10 ° C, the effect of crystallizing the precipitate may not be sufficiently obtained.
In order to effectively crystallize sodium phosphate by cooling, sodium hydroxide may be newly added to increase the concentration of sodium hydroxide in the desorption liquid.

沈殿物の固液分離方法については、特に限定されるものではないが、通常、沈降分離、遠心分離、ベルトプレス機、スクリュープレス機、膜分離法等が適用できる。
特に、設置面積が少なくて、清澄なろ過水を得ることができるという観点から、膜分離法が好ましい。
膜分離法には、例えば、限外ろ過膜(UF)、精密ろ過膜(MF)、透析膜等が適用できる。膜の形態は、例えば、平膜、中空糸、プリーツ、チューブ状等のいずれであってもよく、限定されるものではない。
上記膜分離法のうち、ろ過の速度と精度の観点から、限外ろ過膜(UF)、精密ろ過膜(MF)等が好ましい。
The solid-liquid separation method of the precipitate is not particularly limited, but usually, sedimentation separation, centrifugation, belt press machine, screw press machine, membrane separation method and the like can be applied.
In particular, the membrane separation method is preferred from the viewpoint that the installation area is small and clear filtered water can be obtained.
For the membrane separation method, for example, an ultrafiltration membrane (UF), a microfiltration membrane (MF), a dialysis membrane or the like can be applied. The form of the membrane may be any of a flat membrane, a hollow fiber, a pleat, a tube shape, etc., and is not limited.
Of the membrane separation methods, ultrafiltration membranes (UF), microfiltration membranes (MF) and the like are preferable from the viewpoint of filtration speed and accuracy.

上述したイオンの脱着工程が終了した後、多孔性成形体はアルカリ性となっている。
この状態では、再び被処理液中のイオンを吸着する能力は低くなっているため、酸性水溶液を用いて、多孔性成形体の周囲のpHを所定値に戻す操作、すなわち活性化処理を行う必要がある。
酸性水溶液は、特に限定されないが、硫酸、塩酸等の水溶液が用いられる。濃度は、0.001〜10wt%程度であればよい。濃度が0.001wt%未満であると、活性化終了までに時間がかかりすぎコスト的に不利となる。一方、濃度が10wt%を超えると、酸性水溶液の取り扱い上の危険性等の点で問題が生じるおそれがある。
酸性水溶液の通液速度については、特に制限はないが、SV0.5〜30(1/hr)の範囲が好ましい。SV0.5未満であると、活性化時間がかかりすぎ、他方において、SV30を超えると、多孔性成形体と酸性水溶液の接触時間が短くなり、十分な活性化効果が得られないおそれがある。
After the ion desorption process described above is completed, the porous molded body is alkaline.
In this state, since the ability to adsorb ions in the liquid to be treated again is low, it is necessary to perform an operation of returning the pH around the porous molded body to a predetermined value using an acidic aqueous solution, that is, an activation treatment. There is.
The acidic aqueous solution is not particularly limited, but an aqueous solution such as sulfuric acid and hydrochloric acid is used. The concentration may be about 0.001 to 10 wt%. If the concentration is less than 0.001 wt%, it takes too much time to complete the activation, which is disadvantageous in cost. On the other hand, when the concentration exceeds 10 wt%, there is a possibility that a problem may occur in terms of handling danger of the acidic aqueous solution.
Although there is no restriction | limiting in particular about the flow rate of acidic aqueous solution, The range of SV0.5-30 (1 / hr) is preferable. If the SV is less than 0.5, it takes too much activation time. On the other hand, if it exceeds SV30, the contact time between the porous molded body and the acidic aqueous solution is shortened, and a sufficient activation effect may not be obtained.

上記活性化処理においては、多孔性成形体がある吸着塔(あるいはカラム等の所定の空間)と、所定のpH調整槽との間で、活性化処理用の酸性水溶液が循環するようなシステムを適用することが好ましい。
このようなシステムとすることにより、イオン脱着工程を経てアルカリ側にシフトした多孔性成形体のpHを、無機イオン吸着体の耐酸性を考慮して、ゆるやかに所望のpHに戻すことができる。
例えば、酸化鉄はpH3以下では酸による溶解が著しいことが知られている。酸化鉄を多孔性成形体に担持した場合、従来の活性化方法は、先の鉄の溶解という問題があるため、pH3以上という薄い酸で処理するしか方法がなかった。しかし、大量の処理液を使用する必要があり、また処理時間も長時間必要となるという欠点があった。
このような問題に鑑み、多孔性成形体の活性化処理においては、多孔性成形体がある所定の空間とは別途にpH調整槽を設けておき、活性化液を循環させるようにすることが望ましい。これにより、装置の全体構成をコンパクト化でき、活性化液を有効に利用することができる。通液速度は、通常SV1〜200(1/hr)の範囲が好適であり、さらには、SV10〜100の範囲が好ましい。通液速度がSV1未満であると、活性化処理時間がかかりすぎ、一方においてSV200を超えると、ポンプ動力が必要でありコスト的に不利になる。
In the activation treatment, a system in which an acidic aqueous solution for activation treatment circulates between an adsorption tower (or a predetermined space such as a column) with a porous molded body and a predetermined pH adjustment tank. It is preferable to apply.
By setting it as such a system, the pH of the porous molded object which shifted to the alkali side through the ion desorption process can be gradually returned to a desired pH in consideration of the acid resistance of the inorganic ion adsorbent.
For example, it is known that iron oxide is remarkably dissolved by acid at pH 3 or lower. When iron oxide is supported on a porous molded body, the conventional activation method has a problem of dissolution of iron, and therefore, there is only a method of treating with a thin acid having a pH of 3 or more. However, there is a drawback in that it is necessary to use a large amount of processing liquid and a long processing time is required.
In view of such a problem, in the activation treatment of the porous molded body, it is possible to provide a pH adjusting tank separately from the predetermined space where the porous molded body is located so as to circulate the activation liquid. desirable. Thereby, the whole structure of an apparatus can be reduced in size and an activation liquid can be utilized effectively. In general, the range of SV1 to 200 (1 / hr) is preferable for the liquid passing speed, and further, the range of SV10 to 100 is preferable. If the flow rate is less than SV1, the activation process takes too much time. On the other hand, if it exceeds SV200, pump power is required, which is disadvantageous in terms of cost.

上述したイオンの脱着工程、及び活性化処理工程は、多孔性成形体に吸着剤が充填された状態で行うことができる。
すなわち、被処理液(原水)の吸着操作が終了した後、アルカリ性水溶液、酸性水溶液を順番に通液していくことにより、容易に再生させることができるのである。この場合、通液方向は、上向流、下向流のいずれであってもよい。
The ion desorption process and the activation process described above can be performed in a state where the porous molded body is filled with the adsorbent.
That is, after the operation of adsorbing the liquid to be treated (raw water) is completed, the alkaline aqueous solution and the acidic aqueous solution are passed in order, so that the liquid can be easily regenerated. In this case, the liquid flow direction may be either an upward flow or a downward flow.

多孔性成形体は、耐薬品性、強度に優れているため、この再生処理を数十回から数百回以上繰り返してもイオンの吸着性能はほとんど低下しない。   Since the porous molded body is excellent in chemical resistance and strength, even if this regeneration treatment is repeated several tens to several hundreds of times, the ion adsorption performance hardly decreases.

次に、具体的な実施例と比較例を挙げて説明する。
(実施例1)
まず、多孔性成形体を製造した。
エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH、日本合成化学工業(株)、ソアノールE3803(商品名))10g、ポリビニルピロリドン(PVP、BASFジャパン(株)、Luvitec K30 Powder(商品名))10g、ジメチルスルホキシド(DMSO、関東化学(株))80gを、セパラフラスコ中に投入し、60℃に加温して溶解し、均一なポリマー溶液を得た。
このポリマー溶液100gに対し、無機イオン吸着体として酸化ジルコニウム粉末(岩谷産業(株))60gを加え、よく混合して、複合高分子スラリーを得た。
Next, specific examples and comparative examples will be described.
Example 1
First, a porous molded body was manufactured.
10 g of ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH, Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Soarnol E3803 (trade name)), 10 g of polyvinyl pyrrolidone (PVP, BASF Japan Ltd., Luvitec K30 Powder (trade name)), dimethyl sulfoxide ( DMSO, Kanto Chemical Co., Ltd. (80 g) was put into a Separa flask, heated to 60 ° C. and dissolved to obtain a uniform polymer solution.
To 100 g of this polymer solution, 60 g of zirconium oxide powder (Iwatani Corporation) was added as an inorganic ion adsorbent and mixed well to obtain a composite polymer slurry.

上記複合高分子スラリーを40℃に加温し、側面に直径5mmのノズルを開けた円筒状回転容器の内部に供給し、この容器を回転させ、遠心力(15G)によりノズルから液滴を形成し、60℃の水からなる凝固浴槽中に吐出させ、複合高分子スラリーを凝固させた。その後、洗浄、分級を行い、平均粒径550μmの球状成形体を得た。この球状成形体を、pH3の硫酸酸性溶液に浸漬して活性化処理を行い、多孔性成形体である吸着剤を得た。   The composite polymer slurry is heated to 40 ° C., and supplied to the inside of a cylindrical rotating container having a nozzle with a diameter of 5 mm on the side surface. The container is rotated, and droplets are formed from the nozzle by centrifugal force (15 G). And it was made to discharge in the coagulation bath which consists of 60 degreeC water, and the composite polymer slurry was coagulated. Then, washing | cleaning and classification were performed and the spherical molded object with an average particle diameter of 550 micrometers was obtained. The spherical molded body was immersed in a sulfuric acid acidic solution having a pH of 3 to perform an activation treatment, thereby obtaining an adsorbent as a porous molded body.

この例においては、図1に示す構成の水処理装置を用いた。
まず、下水浄化センターにおける下水二次処理水を、あらかじめ、粒径0.6mmの珪砂と粒径1.5mmのアンスラサイトからなる砂ろ過床に速度SV40(1/hr)で通水し、SS(浮遊固形分)を除去し、これに、リン酸三ナトリウム(Na3PO4・12H2O)を溶解し、リン濃度1.0mg−P/リットルの液を調製した。これを図1中の原水1として使用した。原水のpHは7.8であった。
In this example, the water treatment apparatus having the configuration shown in FIG. 1 was used.
First, sewage secondary treated water at the sewage purification center is passed through a sand filtration bed composed of silica sand having a particle size of 0.6 mm and anthracite having a particle size of 1.5 mm at a speed of SV40 (1 / hr) in advance. (Floating solid content) was removed, and trisodium phosphate (Na 3 PO 4 .12H 2 O) was dissolved in the solution to prepare a solution having a phosphorus concentration of 1.0 mg-P / liter. This was used as raw water 1 in FIG. The pH of the raw water was 7.8.

上記により作製した多孔性成形体4mlを、内径10mmの吸着塔A、B、Cに各々充填した。
検出器D8としては、pH計(堀場製作所製、F−22)とリン濃度計(HACH社製、フォスファックス・コンパクト)を設置して、処理された後の処理水2の水質を測定した。
4 ml of the porous molded body produced as described above was packed in adsorption towers A, B and C each having an inner diameter of 10 mm.
As the detector D8, a pH meter (manufactured by Horiba, F-22) and a phosphorus concentration meter (manufactured by HACH, Phosfax Compact) were installed, and the quality of the treated water 2 after the treatment was measured.

まず、水処理装置を構成する各弁の状態を制御して、図2中の矢印に示す液流れとなるようにした。具体的には、弁V1−開、弁V5−開、弁V8−開とし、その他は閉とした。
この状態で、SV40(1/hr)の速度で通水を行った。
すなわち、原水1が、検出器D1、弁V1、吸着塔A、弁V8、検出器D3、吸着塔B、弁V5、検出器D8の順に通過するようにした。
この場合の、通水時間と処理済み液(処理水)のpH及びリン濃度との関係を、図8中のA→Bの領域に示す。
First, the state of each valve constituting the water treatment apparatus was controlled so that the liquid flow indicated by the arrow in FIG. Specifically, the valve V1-open, the valve V5-open, the valve V8-open, and the others were closed.
In this state, water was passed at a speed of SV40 (1 / hr).
That is, the raw water 1 is passed through the detector D1, the valve V1, the adsorption tower A, the valve V8, the detector D3, the adsorption tower B, the valve V5, and the detector D8 in this order.
In this case, the relationship between the water passage time and the pH and phosphorus concentration of the treated liquid (treated water) is shown in the region A → B in FIG.

続いて、検出器D8においてリン濃度が、0.3mg−P/リットル(ppm)を超過した時点で、弁の切り替えを行い、図3に示すような構成として、いわゆる逆送工程を行った。
具体的には、弁V1−閉、弁V2−閉、弁V3−開、弁V4−閉、弁V5−開、弁V6−閉、弁V7−閉、弁V8−閉、弁V9−閉、弁V10−閉、弁V11−開、弁V12−閉とした。この状態で、原水1が、検出器D1、弁V3、吸着塔C、弁V11、検出器D6、吸着塔B、弁V5、検出器D8の順に通過するようにした。
すなわち、後段に位置している吸着塔Cから、前段に位置している吸着塔Bに、あらかじめ定められた使用順序に対して逆方向になるように通水した。
この場合の、通水時間と処理済み液(処理水)のpH及びリン濃度との関係を、図8中のC→Bの領域に示す。
Subsequently, when the phosphorus concentration exceeded 0.3 mg-P / liter (ppm) in the detector D8, the valve was switched, and a so-called reverse feed process was performed as shown in FIG.
Specifically, valve V1-closed, valve V2-closed, valve V3-opened, valve V4-closed, valve V5-opened, valve V6-closed, valve V7-closed, valve V8-closed, valve V9-closed, Valve V10-closed, valve V11-opened, and valve V12-closed. In this state, the raw water 1 was passed through the detector D1, the valve V3, the adsorption tower C, the valve V11, the detector D6, the adsorption tower B, the valve V5, and the detector D8 in this order.
That is, water was passed from the adsorption tower C located at the rear stage to the adsorption tower B located at the front stage so as to be in the reverse direction with respect to the predetermined order of use.
In this case, the relationship between the water passage time and the pH and phosphorus concentration of the treated liquid (treated water) is shown in the region C → B in FIG.

図3に示す装置構成により行った逆送工程において得られた処理水2に対し、検出器D8でpHの測定及び監視を行った。pHが放流基準(pH5.8)に到達した段階で、流路の切り替えを行い、通水方向を順方向に戻して、2段目の吸着除去工程を行った。
この場合の各弁の状態を図4に示す。
具体的には、弁V1−閉、弁V2−開、弁V3−閉、弁V4−閉、弁V5−閉、弁V6−開、弁V7−閉、弁V8−閉、弁V9−閉、弁V10−開、弁V11−閉、弁V12−閉とした。この状態で、原水1を、検出器D1、弁V2、吸着塔B、弁V10、検出器D5、吸着塔C、弁V6、検出器D8の順に通過するようにした。
すなわち、前段に位置している吸着塔Bから、後段に位置している吸着塔Cに、順方向になるように通水した。
この場合の、通水時間と、処理水のpH及びリン濃度との関係を、図8中のB→Cの領域に示す。
With respect to the treated water 2 obtained in the reverse feeding step performed by the apparatus configuration shown in FIG. 3, the pH was measured and monitored by the detector D8. When the pH reached the discharge standard (pH 5.8), the flow path was switched, the water flow direction was returned to the forward direction, and the second adsorption removal step was performed.
The state of each valve in this case is shown in FIG.
Specifically, valve V1-closed, valve V2-opened, valve V3-closed, valve V4-closed, valve V5-closed, valve V6-opened, valve V7-closed, valve V8-closed, valve V9-closed, Valve V10-open, valve V11-closed, and valve V12-closed. In this state, the raw water 1 was passed through the detector D1, the valve V2, the adsorption tower B, the valve V10, the detector D5, the adsorption tower C, the valve V6, and the detector D8 in this order.
That is, water was passed from the adsorption tower B located at the front stage to the adsorption tower C located at the rear stage so as to be in the forward direction.
In this case, the relationship between the water flow time and the pH and phosphorus concentration of the treated water is shown in the region of B → C in FIG.

図8に示すように、処理済み液(処理水)のリン濃度は、0.5mg−P/L以下に保たれ、良好な処理状態が維持され、かつ処理水が放流基準(pH5.8)未満を満たしていることが確認された。   As shown in FIG. 8, the phosphorus concentration of the treated liquid (treated water) is maintained at 0.5 mg-P / L or less, a good treated state is maintained, and the treated water is released as a reference (pH 5.8). It was confirmed that less than

(比較例1)
図1に示す構成の水処理装置を用いたが、図3中の矢印に示すような逆送工程を行わなかった。すなわち、吸着塔を切り替えても、吸着除去工程のみを継続して行った。
その他の条件は、上述した実施例1と同様の方法により通水を行った。
この場合の処理水のpHとリン濃度変化を図9に示す。
この例によると、吸着塔A→吸着塔Bの通水から、吸着塔B→吸着塔Cへ流路を切り替えた際、処理水のpHが放流基準の下限値(pH5.8)を超過してしまった。これは、後段の吸着塔C中の吸着剤が過度に機能し、逆送による緩和が行われなかったためである。
(Comparative Example 1)
Although the water treatment apparatus of the structure shown in FIG. 1 was used, the reverse feed process as shown by the arrow in FIG. 3 was not performed. That is, even if the adsorption tower was switched, only the adsorption removal process was continued.
For other conditions, water was passed in the same manner as in Example 1 described above.
FIG. 9 shows changes in pH and phosphorus concentration of treated water in this case.
According to this example, when the flow path of the adsorption tower A → the adsorption tower B is switched to the adsorption tower B → the adsorption tower C, the pH of the treated water exceeds the lower limit (pH 5.8) of the discharge standard. I have. This is because the adsorbent in the latter adsorption tower C functions excessively and relaxation by reverse feeding is not performed.

(比較例2)
吸着塔Cに充填する吸着剤に対する活性化処理において、硫酸を用いてpH6となるようにし、意図的に活性不十分な状態とした。
その他の条件は上記比較例1と同様の方法により通水を行った。
この場合の処理水のpHとリン濃度変化を図10に示す。
この例によると、吸着塔A→吸着塔Bの通水から、吸着塔B→吸着塔Cへ流路を切り替えた際に、処理水のpHは低下するが、上記のように吸着塔Cの吸着剤の活性化を意図的に不十分なものとしたため、放流基準を超過することは防止された。
しかしながら、通水を継続していくと、処理水のリン濃度が直ぐに上昇してしまい、リン除去の効果という観点からは、実用上不十分なものとなった。
(Comparative Example 2)
In the activation treatment for the adsorbent packed in the adsorption tower C, the pH was adjusted to 6 using sulfuric acid to intentionally make the activity insufficient.
Other conditions were such that water was passed in the same manner as in Comparative Example 1 above.
The pH of the treated water and the change in phosphorus concentration in this case are shown in FIG.
According to this example, when the flow path is switched from the water passing through the adsorption tower A → the adsorption tower B to the adsorption tower B → the adsorption tower C, the pH of the treated water is lowered. Excessive activation was prevented because the adsorbent activation was intentionally inadequate.
However, if the water flow is continued, the phosphorus concentration of the treated water immediately rises, which is insufficient in practice from the viewpoint of the effect of removing phosphorus.

(実施例2)
まず、多孔性成形体を製造する。
無機イオン吸着体として、酸化ジルコニウム粉末に替えて、酸化セリウム粉末(岩谷産業(株))を用いた。その他の条件は、上記実施例1における多孔性成形体の製造方法と同様として、平均粒径550μmの球状の多孔性成形体を得た。この多孔性成形体をpH3の塩酸酸性溶液に浸漬して活性化処理を行い、吸着剤とした。
この例においては、図1に示す構成の水処理装置を用いた。
まず、下水浄化センターにおける下水二次処理水に、フッ化ナトリウム(NaF)を溶解し、フッ素濃度8mg−F/Lの液を調製して原水1とした。
検出器は、イオンクロマトグラフ法によりフッ素濃度を測定する機能を有している装置(横河アナリティカルシステムズ製、IC−7000)を用いた。
その他の条件は、実施例1と同様として通水試験を行った。
すなわち、吸着塔A→吸着塔Bの順方向で通水を行い、続いて吸着塔C→吸着塔Bの方向に逆方向で通水を行い、続いて吸着塔B→吸着塔Cの順方向で通水を行った。
この例においては、順方向、及び逆方向の通水のいずれの状態においても、処理水2のフッ素濃度が0.5mg−F/L以下に保たれ、良好な処理状態が維持できていることが確認された。また、逆送工程により新たな後段となった吸着塔の活性状態が適切に緩和われたことにより、処理水のpHが放流基準(pH5.8)未満となり、望ましい状態で水処理が継続されていることが確認された。
(Example 2)
First, a porous molded body is manufactured.
As the inorganic ion adsorbent, cerium oxide powder (Iwatani Corporation) was used instead of zirconium oxide powder. Other conditions were the same as in the method for producing a porous molded body in Example 1, and a spherical porous molded body having an average particle size of 550 μm was obtained. This porous molded body was immersed in an acidic solution of hydrochloric acid having a pH of 3, and subjected to an activation treatment to obtain an adsorbent.
In this example, the water treatment apparatus having the configuration shown in FIG. 1 was used.
First, sodium fluoride (NaF) was dissolved in sewage secondary treated water at the sewage purification center to prepare a liquid having a fluorine concentration of 8 mg-F / L to be raw water 1.
The detector used was a device (IC-7000, manufactured by Yokogawa Analytical Systems) having a function of measuring the fluorine concentration by ion chromatography.
The other conditions were the same as in Example 1 and the water flow test was performed.
That is, water is passed in the forward direction of the adsorption tower A → the adsorption tower B, then water is passed in the reverse direction in the direction of the adsorption tower C → the adsorption tower B, and then the forward direction of the adsorption tower B → the adsorption tower C. The water was passed through.
In this example, the fluorine concentration of the treated water 2 is maintained at 0.5 mg-F / L or less in both the forward direction and the reverse direction, and a good treatment state can be maintained. Was confirmed. Moreover, since the active state of the adsorption tower which became a new latter stage by the reverse feeding process was appropriately relaxed, the pH of the treated water became less than the discharge standard (pH 5.8), and the water treatment was continued in a desirable state. It was confirmed that

本発明の水処理装置、及びこれを用いた水処理方法は、下水工場、食品工場、化学工場等から排出される各種工業廃水や、家庭等の生活排水等を処理するために広く利用可能である。   The water treatment apparatus of the present invention and the water treatment method using the same can be widely used to treat various industrial wastewater discharged from sewage factories, food factories, chemical factories, etc., domestic wastewater, etc. is there.

水処理装置の典型的な構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the typical structure of the water treatment apparatus. 一段目の吸着除去工程における液流れ状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid flow state in the adsorption removal process of the 1st step. 二段目の吸着除去工程の前工程として行う逆送工程における液流れ状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid flow state in the reverse sending process performed as a pre-process of the adsorption removal process of a 2nd step | paragraph. 二段目の吸着除去工程における液流れ状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid flow state in the 2nd adsorption removal process. 三段目の吸着除去工程の前工程として行う逆送工程における液流れ状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid flow state in the reverse feed process performed as a pre-process of the adsorption removal process of the 3rd step | paragraph. 三段目の吸着除去工程における液流れ状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid flow state in the 3rd step | paragraph adsorption removal process. 一段目の吸着除去工程の前工程として行う逆送工程の液流れ状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid flow state of the reverse feed process performed as a pre-process of the adsorption removal process of the 1st step | paragraph. 実施例1におけるpHの時間変化とリン濃度の時間変化とを示した図である。It is the figure which showed the time change of pH in Example 1, and the time change of phosphorus concentration. 比較例1におけるpHの時間変化とリン濃度の時間変化とを示した図である。It is the figure which showed the time change of pH in Comparative Example 1, and the time change of phosphorus concentration. 比較例2におけるpHの時間変化とリン濃度の時間変化とを示した図である。It is the figure which showed the time change of pH and the time change of phosphorus concentration in the comparative example 2. 従来の水処理装置の典型的な構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the typical structure of the conventional water treatment apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

V1〜V12 弁
D1〜D8 検出器
V1-V12 valve D1-D8 detector

Claims (8)

被処理液に含有された物質を吸着しうる吸着剤が充填されており、あらかじめ使用順序が循環的に定められた3基以上の吸着手段と、
前記吸着手段のうち、前記使用順序が連続する任意の2基を、前記使用順序に従って直列に接続し、かつ使用順序に従う方向に前記被処理液を移送する順送手段と、
前記被処理液を、前記2基の吸着手段のうちの前段に供給する手段と、
前記前段に続いて、前記2基の吸着手段のうちの後段を経由し、前記被処理液中の含有物質が吸着処理された処理済み液を回収する手段と、
前記前段の破過に伴い、前記後段を、前記使用順序が連続する新たな2基の前段とし、かつ前記使用順序に従う前記後段に続く吸着手段を前記新たな2基の後段として、前記使用順序に従って吸着手段を繰り返し切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段によって切り替えられた前記新たな2基の前段に前記被処理液を供給する前段階として、前記被処理液を前記新たな2基の後段に供給し、前記新たな2基の前段に移送して回収する逆送手段と、を具備する水処理装置。
Three or more adsorbing means that are filled with an adsorbent capable of adsorbing substances contained in the liquid to be treated and whose use sequence is cyclically determined;
Of the adsorbing means, any two units in which the order of use is continuous are connected in series according to the order of use, and the forward feeding means for transferring the liquid to be treated in a direction according to the order of use;
Means for supplying the liquid to be treated to the preceding stage of the two adsorption means;
Subsequent to the preceding stage, a means for recovering the treated liquid in which the substance contained in the liquid to be treated is adsorbed via the latter stage of the two adsorption means;
With the breakthrough of the previous stage, the subsequent stage is set to the two previous stages in which the order of use is continued, and the adsorbing means following the subsequent stage in accordance with the use order is set to be the subsequent stage of the new two units, the order of use. Switching means for repeatedly switching the adsorption means according to
As a pre-stage for supplying the liquid to be processed to the two previous stages switched by the switching means, the liquid to be processed is supplied to the subsequent stage of the two new units, A water treatment apparatus comprising: a reverse feeding means for transporting and collecting.
前記順送手段によって前記被処理液の移送を行ったとき、および前記逆送手段によって前記被処理液の移送を行ったときの双方で、前記被処理液の水質を検知する水質検出手段を具備している請求項1に記載の水処理装置。   Water quality detection means for detecting the water quality of the liquid to be treated both when the liquid to be treated is transferred by the progressive means and when the liquid to be treated is transferred by the reverse means. The water treatment apparatus according to claim 1. 前記吸着剤が、少なくとも無機イオン吸着体を含有している請求項1または2に記載の水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the adsorbent contains at least an inorganic ion adsorbent. 前記無機イオン吸着体が、下記式(1)で表される金属酸化物を少なくとも一種含有している請求項3に記載の水処理装置。
MNxOn・mH2O・・・・・・(1)
(但し、式(1)中、xは0〜3、nは1〜4、mは0〜6である。MおよびNは、Ti、Zr、Sn、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Si、Cr、Co、Ga、Fe、Mn、Ni、V、Ge、Nb、及びTaからなる群から選ばれる金属元素であり、互いに異なるものとする。)
The water treatment apparatus according to claim 3, wherein the inorganic ion adsorbent contains at least one metal oxide represented by the following formula (1).
MNxOn · mH 2 O (1)
(However, in Formula (1), x is 0-3, n is 1-4, m is 0-6. M and N are Ti, Zr, Sn, Sc, Y, La, Ce, Pr, From the group consisting of Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Al, Si, Cr, Co, Ga, Fe, Mn, Ni, V, Ge, Nb, and Ta (Selected metal elements and different from each other.)
前記金属酸化物が、下記(a)〜(c)のいずれかの群から選ばれた1種又は2種以上の混合物である請求項4に記載の水処理装置。
(a)水和酸化チタン、水和酸化ジルコニウム、水和酸化スズ、水和酸化セリウム、水和酸化ランタン、及び水和酸化イットリウム。
(b)チタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン、及びイットリウムからなる群から選ばれる金属元素と、アルミニウム、珪素、及び鉄からなる群から選ばれる金属元素との複合金属酸化物。
(c)活性アルミナ。
The water treatment apparatus according to claim 4, wherein the metal oxide is one or a mixture of two or more selected from any of the following groups (a) to (c).
(A) hydrated titanium oxide, hydrated zirconium oxide, hydrated tin oxide, hydrated cerium oxide, hydrated lanthanum oxide, and hydrated yttrium oxide.
(B) A composite metal oxide of a metal element selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, cerium, lanthanum, and yttrium and a metal element selected from the group consisting of aluminum, silicon, and iron.
(C) Activated alumina.
前記吸着剤は、少なくとも有機高分子樹脂及び前記無機イオン吸着体を含んでおり、外表面に開口する連通孔を有する多孔性成形体であり、
前記連通孔を形成するフィブリルの内部に空隙を有し、当該空隙の少なくとも一部が前記フィブリルの表面で開孔しており、かつ前記フィブリルの外表面及び内部の空隙表面に、前記無機イオン吸着体が担持されている請求項3乃至5のいずれか一項に記載の水処理装置。
The adsorbent contains at least an organic polymer resin and the inorganic ion adsorbent, and is a porous molded body having communication holes that open to the outer surface.
There is a void inside the fibril forming the communication hole, and at least a part of the void is open at the surface of the fibril, and the inorganic ion adsorption on the outer surface and the inner void surface of the fibril The water treatment apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein a body is supported.
被処理液に含有された物質を吸着しうる吸着剤が充填されており、あらかじめ使用順序が循環的に定められた3基以上の吸着手段と、
前記吸着手段のうち、前記使用順序が連続する任意の2基を、前記使用順序に従って直列に接続し、かつ使用順序に従う方向に前記被処理液を移送する順送手段と、
前記被処理液を、前記2基の吸着手段のうちの前段に供給する手段と、
前記前段に続いて、前記2基の吸着手段のうちの後段を経由し、前記被処理液中の含有物質が吸着処理された処理済み液を回収する手段と、
前記前段の破過に伴い、前記後段を、前記使用順序が連続する新たな2基の前段とし、かつ前記使用順序に従う前記後段に続く吸着手段を前記新たな2基の後段として、前記使用順序に従って吸着手段を繰り返し切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段によって切り替えられた前記新たな2基の前段に前記被処理液を供給する前段階として、前記被処理液を前記新たな2基の後段に供給し、前記新たな2基の前段に移送して回収する逆送手段と、を具備する水処理装置を用いる水処理方法であって、
前記順送手段により、前記被処理液を、前記2基の吸着手段のうちの前段に供給し、前記2基の後段を経由して吸着処理がなされた後の処理済み液を回収する工程と、
前記前段の破過に伴い、前記後段を、前記使用順序が連続する新たな2基の新たな前段とし、かつ前記使用順序に従って前記後段に続く吸着手段を新たな2基の後段として、前記使用順序に従って繰り返し切り替える工程と、
前記逆送手段により、前記新たな2基の前段に前記被処理液を供給する前段階として、前記被処理液を前記新たな2基の後段に供給し、続いて前記新たな2基の前段に移送して回収する逆送工程とを有する水処理方法。
Three or more adsorbing means that are filled with an adsorbent capable of adsorbing substances contained in the liquid to be treated and whose use sequence is cyclically determined;
Of the adsorbing means, any two units in which the order of use is continuous are connected in series according to the order of use, and the forward feeding means for transferring the liquid to be treated in a direction according to the order of use;
Means for supplying the liquid to be treated to the preceding stage of the two adsorption means;
Subsequent to the preceding stage, a means for recovering the treated liquid in which the substance contained in the liquid to be treated is adsorbed via the latter stage of the two adsorption means;
With the breakthrough of the previous stage, the subsequent stage is set to the two previous stages in which the order of use is continued, and the adsorbing means following the subsequent stage in accordance with the use order is set to be the subsequent stage of the new two units, the order of use. Switching means for repeatedly switching the adsorption means according to
As a pre-stage for supplying the liquid to be processed to the two previous stages switched by the switching means, the liquid to be processed is supplied to the subsequent stage of the two new units, A water treatment method using a water treatment device comprising a reverse feed means for transporting and collecting,
A step of supplying the liquid to be treated to a preceding stage of the two adsorption means by the sequential feeding means, and collecting a treated liquid after the adsorption process is performed via the two subsequent stages; ,
With the breakthrough of the preceding stage, the latter stage is used as two new preceding stages in the order of use, and the adsorbing means following the latter stage according to the order of use is set as the second stage of the new use. Switching repeatedly according to the order;
As a pre-stage of supplying the liquid to be processed to the two previous stages by the reverse feeding means, the liquid to be processed is supplied to the two subsequent stages of the new two groups, and then the two previous stages of the new two groups. The water treatment method which has a reverse feed process which transfers to and collects.
前記逆送工程は、前記新たな2基の前段から回収される被処理液が、排出基準を満たしている状態で終了することを特徴とする請求項7に記載の水処理方法。   8. The water treatment method according to claim 7, wherein the reverse feeding step is finished in a state where the liquids to be treated collected from the two previous stages satisfy the discharge standard.
JP2008084911A 2007-03-30 2008-03-27 Water treatment apparatus and water treatment method Expired - Fee Related JP4907585B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008084911A JP4907585B2 (en) 2007-03-30 2008-03-27 Water treatment apparatus and water treatment method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007090984 2007-03-30
JP2007090984 2007-03-30
JP2008084911A JP4907585B2 (en) 2007-03-30 2008-03-27 Water treatment apparatus and water treatment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008272742A JP2008272742A (en) 2008-11-13
JP4907585B2 true JP4907585B2 (en) 2012-03-28

Family

ID=39994701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008084911A Expired - Fee Related JP4907585B2 (en) 2007-03-30 2008-03-27 Water treatment apparatus and water treatment method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4907585B2 (en)
CN (1) CN101274786B (en)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8968430B2 (en) * 2009-02-27 2015-03-03 General Electric Company Dewatering system and process for increasing the combined cycle efficiency of a coal powerplant
JP4703737B2 (en) * 2009-03-13 2011-06-15 株式会社東芝 Water treatment equipment
JP2010249203A (en) * 2009-04-14 2010-11-04 Nsk Ltd Machine parts and rolling bearings
CN103782347A (en) * 2011-05-28 2014-05-07 株式会社津田 Method for decontaminating drinking water contaminated by radioactive substance, drinking water purification device, and internally cleansing drinking water
JP2014021074A (en) * 2012-07-23 2014-02-03 Toda Kogyo Corp Monitoring system of tap water contaminated with radioactive substance
CN103172134A (en) * 2013-03-05 2013-06-26 湖北大学 Process and device used for removing heavy metal in biogas slurry
JP6173788B2 (en) * 2013-06-14 2017-08-02 株式会社東芝 Radiocesium-contaminated fly ash treatment system and method
JP6204096B2 (en) * 2013-07-19 2017-09-27 株式会社タクマ System and method for removing cesium contained in waste
JP6276945B2 (en) * 2013-08-29 2018-02-07 水ing株式会社 Radioactive substance adsorbent decontamination treatment method and radioactive contamination water decontamination treatment equipment
JP6158014B2 (en) * 2013-09-24 2017-07-05 株式会社東芝 Radioactive material adsorbent, method for producing the same, and apparatus for producing the same
JP6359313B2 (en) * 2014-03-27 2018-07-18 三菱重工業株式会社 Waste liquid treatment system and waste liquid treatment method
CN104014496A (en) * 2014-06-04 2014-09-03 深圳市华星光电技术有限公司 Liquid drainage method and device for washing chamber
JP6612177B2 (en) * 2016-05-11 2019-11-27 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Water treatment system and water treatment method
JP6853061B2 (en) * 2017-02-15 2021-03-31 株式会社クボタ Water treatment method and water treatment system
CN109045773A (en) * 2018-08-20 2018-12-21 江苏甬金金属科技有限公司 A kind of acid precipitation process system and processing method
CN109081477B (en) * 2018-10-24 2023-12-29 长沙理工大学 An integrated energy-saving and emission-reducing rural water supply and purification system based on quality
JP7274379B2 (en) * 2019-07-23 2023-05-16 株式会社クボタ water treatment method
CN110342606A (en) * 2019-08-05 2019-10-18 周青英 A kind of medical waste water inorganic agent and preparation method thereof
CN111560288A (en) * 2020-06-09 2020-08-21 河北工业大学 A kind of water-soluble waste cutting fluid treatment method and treatment system applying the method
JP7370312B2 (en) * 2020-12-28 2023-10-27 株式会社日本海水 Hazardous substance remover, method for producing a hazardous substance remover, and method for treating hazardous substances using a hazardous substance remover
KR102509225B1 (en) * 2020-12-30 2023-03-10 연세대학교 원주산학협력단 Method for continuous removal of heavy metals and continuous bioreduction process including the same
CN115007104B (en) * 2022-08-10 2022-11-22 农业农村部环境保护科研监测所 A kind of preparation method and application of La-Ca/Fe-LDH modified adsorption material
CN115487785A (en) * 2022-09-22 2022-12-20 浙江工业大学 Resin-based lanthanum-cerium bimetallic nano-oxide composite material, preparation method thereof and application thereof in removing fluorinion in water
JP7290783B1 (en) 2022-11-14 2023-06-13 松田産業株式会社 metal recovery system
CN116474419B (en) * 2023-06-09 2025-07-18 焦作市华康糖醇科技有限公司 Continuous decolorizing system for xylose production and using method thereof
WO2025135047A1 (en) * 2023-12-19 2025-06-26 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Soluble-ion separation/recovery device and separation/recovery method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006297382A (en) * 2005-03-25 2006-11-02 Asahi Kasei Chemicals Corp High adsorption performance porous molded body and production method
JP5062973B2 (en) * 2005-06-14 2012-10-31 旭化成ケミカルズ株式会社 Water treatment apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN101274786A (en) 2008-10-01
CN101274786B (en) 2010-09-08
JP2008272742A (en) 2008-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4907585B2 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
JP4671419B2 (en) Porous molded body and method for producing the same
KR101005388B1 (en) Water treatment device and water treatment method
JP5062970B2 (en) Waste water treatment apparatus and method
Katsou et al. Industrial wastewater pre-treatment for heavy metal reduction by employing a sorbent-assisted ultrafiltration system
Gohari et al. Fabrication and characterization of novel PES/Fe–Mn binary oxide UF mixed matrix membrane for adsorptive removal of As (III) from contaminated water solution
JP5062973B2 (en) Water treatment apparatus and method
US20050288181A1 (en) High capacity adsorption media for separating or removing constituents, associated apparatus, and methods of producing and using the adsorption media
JP2008238132A (en) Adsorption apparatus and method
Lee et al. Efficient phosphorus removal from MBR effluent with heated aluminum oxide particles (HAOPs)
JP4646301B2 (en) Porous molded body and method for producing the same
JP5062974B2 (en) Ion processing apparatus and method
JP5062971B2 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
JP2005288363A (en) Arsenic adsorbent and method for producing the same
JP2007260561A (en) Ion processing apparatus and method
JP5062976B2 (en) Waste water treatment apparatus and waste water treatment method
JP5062975B2 (en) Water purification system and water purification method
KR100736428B1 (en) Nitrogen removal and recovery method for water and wastewater
JP2015192944A (en) Washing water treatment in electrodeposition chemical conversion process
JP2006346544A (en) Ion removal apparatus and ion removal method
CN222758075U (en) A chlorine-containing wastewater treatment device
Sum et al. 15 Water Reclamation and
Mukherjee et al. 6 Remediation of Arsenic Toxicity

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111221

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4907585

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees