JP7690189B2 - Method for producing an anion treatment agent, and method for regenerating an anion treatment agent - Google Patents
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Description
本発明は、河川水・湖沼水などの地表水、井戸水および生活排水・工場廃水に含まれるフッ素、窒素、リン化合物などのアニオンを除去するために用いるアニオン処理剤の製造方法、アニオン処理後の再生方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an anion treatment agent used to remove anions such as fluorine, nitrogen and phosphorus compounds contained in surface water such as river water and lake water, well water, and domestic and industrial wastewater, and a method for regenerating the agent after anion treatment .
アニオン処理剤として、例えば、層状複水酸化物であるハイドロタルサイト粉末とバインダーであるポリアクリルアミドのアミノ化物等の高分子化合物の混合物に有機溶剤を添加して混錬した後、造粒機で形成した成形体を乾燥、硬化させて得たハイドロタルサイト造粒物や、そのハイドロタルサイト粉末とバインダーの混錬物を、ゼオライト粒子で成る芯材の表面に粉末層として被装して乾燥、硬化させた構造のものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As anion treatment agents, for example, hydrotalcite granules obtained by adding an organic solvent to a mixture of hydrotalcite powder, which is a layered double hydroxide, and a polymeric compound such as aminated polyacrylamide, which is a binder, and then kneading the mixture, which is then formed in a granulator, and drying and hardening the resulting molded product, and a structure in which the kneaded mixture of hydrotalcite powder and binder is applied as a powder layer to the surface of a core material made of zeolite particles, and then dried and hardened, have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、アニオン処理剤のアニオン交換能は、含有する層状複水酸化物の量に比例するため、前述の特許文献1のアニオン処理剤は、いずれも層状複水酸化物粉末とバインダーの混合物をゼオライト粒子で成る芯材の表面に乾燥硬化させて製造するため、ゼオライト粒子で成る芯材が造粒体の主を成すことになり、アニオン交換能に限界があるという問題があった。
However, since the anion exchange capacity of an anion treatment agent is proportional to the amount of layered double hydroxide contained therein, the anion treatment agents in the above-mentioned
また、前述の特許文献1のアニオン処理剤では、バインダーとしてポリアクリルアミドなどの高分子化合物を用いるため、高分子化合物自体もしくは高分子化合物をバインダーとして所定濃度まで有機溶剤で希釈する必要があるが、その希釈に使用する有機溶剤がアニオン処理剤中に透過液として溶出する場合がある。この場合、アニオン処理剤で処理した水を例えば水道用として利用すると、関連する水道水質基準におけるTOC(全有機炭素)や水道用資機材の適合基準で問題視される揮発性有機化合物、アクリル酸などの有害有機物に該当する恐れが高く、高分子化合物およびその希釈に使用する有機溶剤を利用することは避けるべきである。
In addition, the anion treatment agent of the
そこで、本発明は、このような課題に着目してなされたもので、高分子化合物やその希釈に使用する有機溶剤を利用せずにアニオン交換能を向上させて層状複水酸化物を原料としたアニオン処理剤の前記欠点を除去することができるアニオン処理剤の製造方法、アニオン処理後の再生方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made with a focus on these problems, and aims to provide a method for producing an anion treatment agent that can improve the anion exchange capacity without using a polymer compound or an organic solvent used for diluting it, and eliminate the above-mentioned drawbacks of anion treatment agents made from layered double hydroxides as a raw material , and a method for regenerating the anion treatment agent after anion treatment .
上記課題を解決するため、本発明に係るアニオン処理剤の製造方法は、アニオン交換能を有する層状複水酸化物と、アルミノケイ酸塩を主成分とする三次元構造のテクトケイ酸塩の一種である長石をすりつぶし、5μm以下の粉状とした長石粘土とを混合して転動造粒して成形し、300℃乃至600℃で乾燥させた後に分級してアニオン処理剤を製造することを特徴とする。
また、本発明に係るアニオン処理剤の製造方法は、アニオン交換能を有する層状複水酸化物と、アルミノケイ酸塩を主成分とする三次元構造のテクトケイ酸塩の一種である長石をすりつぶし、5μm以下の粉状とした長石粘土とを混合して転動造粒して成形し、分級した後に300℃乃至600℃で乾燥させてアニオン処理剤を製造すると共に、成形および分級選別から外れた原料を再利用することを特徴とする。
また、本発明に係るアニオン処理剤の再生方法は、アニオン交換能を有する層状複水酸化物と、アルミノケイ酸塩を主成分とする三次元構造のテクトケイ酸塩の一種である長石をすりつぶし、5μm以下の粉状とした長石粘土とを混合して転動造粒し、300℃乃至600℃で乾燥させた後に分級して製造したアニオン処理剤に、塩化物イオンを含む再生剤を添加することによってアニオン処理剤を再生させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the method for producing an anion treatment agent according to the present invention is characterized in that it comprises mixing a layered double hydroxide having an anion exchange capacity with feldspar clay which is prepared by grinding feldspar, a type of three-dimensional tectosilicate mainly composed of aluminosilicate, into a powder of 5 μm or less, tumbling and granulating the mixture, drying the mixture at 300° C. to 600° C., and classifying the mixture to produce an anion treatment agent.
The method for producing an anion treatment agent according to the present invention is characterized in that it comprises mixing a layered double hydroxide having an anion exchange capacity with feldspar clay which is prepared by grinding feldspar, a type of three-dimensional tectosilicate mainly composed of aluminosilicate, into a powder of 5 μm or less, tumbling and granulating the mixture to form the mixture, classifying the mixture, and then drying the mixture at 300° C. to 600° C. to produce an anion treatment agent, and reusing the raw materials that were not subjected to the molding and classification selection.
The method for regenerating an anion treatment agent according to the present invention is characterized in that the anion treatment agent is produced by grinding a layered double hydroxide having an anion exchange capacity and feldspar, which is a type of three-dimensional tectosilicate mainly composed of aluminosilicate, and mixing them with feldspar clay in a powder form of 5 μm or less , tumbling and granulating them, drying them at 300° C. to 600° C. , and then classifying them, and then adding a regenerating agent containing chloride ions to the anion treatment agent, thereby regenerating the anion treatment agent.
本発明に係るアニオン処理剤は、アニオン交換能を有する層状複水酸化物と、アルミノケイ酸塩を主成分とする三次元構造のテクトケイ酸塩の一種である長石をすりつぶし、5μm以下の粉状とした長石粘土とを混合して転動造粒して成形し、乾燥して製造しているため、従来のようにゼオライト粒子等で構成した芯材を使用しない。そのため、造粒体における層状複水酸化物の割合を高くとることが可能となり、アニオン交換能を向上させることができる。
また、ゼオライト粒子等で構成した芯材を使用しないため、層状複水酸化物のバインダーとしてポリアクリルアミドなどの高分子化合物およびその高分子化合物を希釈するための有機溶剤が不要となり、有機溶剤が地下水等に溶け出して環境に悪影響を与えることを確実に防止することができる。
その結果、層状複水酸化物を原料としたアニオン処理剤の欠点である、アニオン交換能の限界と、芯材の生成に必要な高分子化合物およびその希釈に使用する有機溶剤の利用とを除去することができる。
また、本発明に係るアニオン処理剤では、層状複水酸化物の粉状から粒状に加工することで、容易に再生が行うことができる利点も有する。
The anion treatment agent according to the present invention is manufactured by mixing layered double hydroxide having anion exchange capacity with feldspar clay, which is made by grinding feldspar, a type of three-dimensional tectosilicate mainly composed of aluminosilicate, into powder of 5 μm or less, tumbling and granulating it, forming it into a shape, and drying it, and therefore does not use a core material made of zeolite particles or the like as in the past. Therefore, it is possible to increase the proportion of layered double hydroxide in the granules, and the anion exchange capacity can be improved.
Furthermore, since a core material composed of zeolite particles or the like is not used, there is no need for a polymer compound such as polyacrylamide as a binder for the layered double hydroxide, and an organic solvent for diluting the polymer compound. This makes it possible to reliably prevent the organic solvent from dissolving into groundwater, etc., and causing adverse effects on the environment.
As a result, it is possible to eliminate the drawbacks of anion treatment agents made from layered double hydroxides, such as the limited anion exchange capacity and the need for polymer compounds necessary to produce the core material and organic solvents used to dilute them.
In addition, the anion treatment agent according to the present invention has the advantage that it can be easily regenerated by processing the layered double hydroxide in a powder form into granules.
以下、本発明に係るアニオン処理剤の製造方法、アニオン処理剤の再生方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the method for producing an anion treatment agent and the method for regenerating an anion treatment agent according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aを拡大して示す図である。
図1に示すように、アニオン処理剤Aは、アニオン交換能を有する層状複水酸化物1の粒子と、長石粘土2との混錬物を造粒した粒状体であって、層状複水酸化物1と長石粘土2の混錬物を造粒し、乾燥・分級操作を行って製品としたものである。
FIG. 1 is an enlarged view of an anion treatment agent A according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the anion treatment agent A is a granular material obtained by granulating a mixture of particles of layered
(層状複水酸化物1)
層状複水酸化物1は、層内に含むアニオン種によって塩素型や炭酸型などが存在しており、本発明に係る実施の形態で提案するイオン性のフッ素、窒素、リン化合物のアニオン処理を目的とする場合には、アニオン交換選択性に優れる塩素型の層状複水酸化物を原料に用いることが望ましい。
(Layered double hydroxide 1)
Layered
(長石粘土2)
本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aでは、粒状成形を達成するために、乾燥することで水中でも形状を保持できる長石粘土2を使用する。長石粘土2は、例えば、図2に示すような組成であり、アルカリ金属およびアルカリ土類金属などのアルミノケイ酸塩を主成分とする三次元構造のテクトケイ酸塩の一種である長石をすりつぶし、5μm以下の粉状としたものである。尚、図2に示す組成では、割合が多い順に10種記載している。
(Feldspar clay 2)
In the anion treatment agent A according to the embodiment of the present invention, in order to achieve granular formation, feldspar
<層状複水酸化物1と長石粘土2の製造方法>
次に、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aを製造する際の層状複水酸化物1と長石粘土2の製造方法について説明する。
<Method of producing layered
Next, a method for producing the layered
(層状複水酸化物1と長石粘土2の混錬時の割合)
まず、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aにおいて、層状複水酸化物1と長石粘土2の混錬時の割合としては、重量比で10%:90%乃至90%:10%として混錬物を成すこととする。
(Ratio of layered
First, in the anion treatment agent A according to the embodiment of the present invention, the layered
造粒については、混錬物をそのまま粒体とすることで原料をすべて使用できる利点がある転動造粒にて行う。造粒時には原料を100%とした場合に重量比で10%乃至40%の水を加えて原料が粒の形状を保持できるようにする。 Granulation is carried out using rolling granulation, which has the advantage of allowing all of the raw materials to be used by turning the kneaded material into granules as is. When granulating, 10% to 40% water (by weight, assuming 100% raw materials) is added to allow the raw materials to maintain their granular shape.
転動造粒にて得られた造粒体は、0.1mm乃至2.0mmの間の異なる開き目を持つ2種のふるいで分級され、2つのふるいの間に残った造粒体は乾燥工程へ移る。 The granules obtained by rolling granulation are classified using two sieves with different openings between 0.1 mm and 2.0 mm, and the granules remaining between the two sieves are transferred to the drying process.
分級工程で発生する小さい開き目のふるい下分、および大きい開き目のふるいの残留分は乾燥させずにすりつぶし、5μm以下の粉状とすることで、次回製造時の原料とすることができる。 The material that falls through the sieve with small openings during the classification process and the material that remains on the sieve with large openings are ground without being dried, and turned into a powder of 5 μm or less, which can be used as raw material for the next production run.
長石粘土2を使用した造粒体製造時に発生する製品外部分は、乾燥工程を経ることで成形性がなくなり、再度の成形が不可能となるが、この方法では乾燥工程を経ていないため、再度の成型を可能とできる利点がある。
The outer parts of the product that are generated when granules are manufactured using
0.1mm乃至2.0mmの異なる開き目を持つ2種のふるいで分級され、2つのふるいの間に残った造粒体は、乾燥工程にて300℃乃至600℃で乾燥され、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aの製造が完了する。乾燥により粒体の強度が高まり、水に溶解しているアニオン処理を目的とした使用時に、水中でもアニオン処理剤の粒の形状を保持できるようになる。 The granules are classified using two types of sieves with different openings of 0.1 mm to 2.0 mm, and the granules remaining between the two sieves are dried at 300°C to 600°C in a drying process, completing the production of anion treatment agent A according to an embodiment of the present invention. Drying increases the strength of the granules, allowing them to retain the shape of the granules even in water when used to treat anions dissolved in water.
<アニオン処理剤Aのアニオン交換能についての試験>
本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aによる利点の一つに、アニオン交換能の向上がある。造粒体であるアニオン処理剤Aのアニオン交換能について調査した。塩素型の層状複水酸化物1と長石粘土2を重量比でそれぞれ50%ずつとして転動造粒し、0.3mmおよび1.0mmのふるいで分級し、500℃で乾燥させたアニオン処理剤Aの造粒体は、例えば、図3に示す写真のようになる。
<Test on anion exchange capacity of anion treatment agent A>
One of the advantages of the anion treatment agent A according to the embodiment of the present invention is the improvement of the anion exchange capacity. The anion exchange capacity of the anion treatment agent A in the form of a granule was investigated. The granules of anion treatment agent A, which were prepared by rolling granulation of a chlorine-type layered
このような本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aと、層状複水酸化物1の粉末とバインダーの混合物を芯材の表面に乾燥硬化させた従来の造粒体によるアニオン処理剤とで、次に示すような条件で試験を行ってアニオン交換能を比較すると、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aのアニオン交換能の向上を確認した。
When the anion exchange capacity of anion treatment agent A according to an embodiment of the present invention was compared with that of a conventional granulated anion treatment agent in which a mixture of layered
(試験条件)
試験条件は、カラムに本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aと、層状複水酸化物1の粉末とバインダーの混合物を芯材の表面に乾燥硬化させた従来の造粒体によるアニオン処理剤とをそれぞれ充填し、アニオンを溶解させた原水を一定のろ過速度、流量で通水させ、処理水のアニオンを分析することで、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aと従来の造粒体によるアニオン処理剤のアニオン交換能を確認した。
(Test conditions)
The test conditions were as follows: a column was filled with anion treatment agent A according to an embodiment of the present invention, and a conventional granulated anion treatment agent in which a mixture of layered
・処理アニオン:フッ化物イオン
・原水:精製水にフッ化ナトリウムを加えて、フッ化物イオンとして9.0~9.5mg/Lに調整
・ろ層厚:300mm
・ろ過速度:SV(空間速度)10h-1
・終点:処理水のフッ化物イオンが原水と同濃度を示すまで。
・上記条件で原水を通水させた際の、充填剤体積当たりのフッ素処理量と処理水フッ素濃度を図4にグラフとして示すと共に、終点に達した際の充填剤体積当たりのフッ素処理能および従来品と、本実施形態のアニオン処理剤Aのフッ素処理量(mg/mL)の増加率を図5に表として示す。
・Treated anion: Fluoride ion ・Raw water: Sodium fluoride was added to purified water to adjust the fluoride ion concentration to 9.0-9.5 mg/L ・Filter layer thickness: 300 mm
Filtration speed: SV (space velocity) 10h -1
-End point: Until the fluoride ion concentration in the treated water is the same as that in the raw water.
The fluorine treatment amount per packing volume and the fluorine concentration of the treated water when raw water was passed through under the above conditions are shown in a graph in FIG. 4, and the fluorine treatment capacity per packing volume when the end point was reached and the rate of increase in the fluorine treatment amount (mg/mL) of the conventional product and the anion treatment agent A of the present embodiment are shown in a table in FIG. 5.
図4および図5に示すように、バインダーの混合物を芯材の表面に乾燥硬化させた従来の造粒体である従来品の場合、フッ素樹脂量が約5.2mg/mLで止まるのに対し、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aでは、フッ素樹脂量が約9.4mg/mLであり、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aは、従来品と比較して180%のフッ化物イオンを処理していることになり、アニオン交換能の向上を証明できた。 As shown in Figures 4 and 5, in the case of the conventional product, which is a conventional granule in which a binder mixture is dried and hardened on the surface of a core material, the amount of fluororesin is only about 5.2 mg/mL, whereas in the anion treatment agent A of the embodiment of the present invention, the amount of fluororesin is about 9.4 mg/mL. This means that the anion treatment agent A of the embodiment of the present invention treats 180% more fluoride ions than the conventional product, proving the improvement of the anion exchange capacity.
<本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aの効果>
以上説明したように、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aによれば、従来のアニオン処理剤よりフッ素やリンなどのアニオン交換能が優れた処理剤を提供でき、殊に層状複水酸化物1と長石粘土2との混錬物の造粒体であって、ゼオライト粒子等で構成した芯材を使用していないことから有機溶剤の透過液への流出の懸念を払拭することができる。
<Effects of the anion treatment agent A according to the embodiment of the present invention>
As described above, the anion treatment agent A of the embodiment of the present invention can provide a treatment agent that has better anion exchange capacity for fluorine, phosphorus, etc. than conventional anion treatment agents, and in particular, since the anion treatment agent A is a granule of a kneaded product of layered
また、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aは、ゼオライト粒子等で構成した芯材を使用しないため、造粒体における層状複水酸化物1の割合を高くとることが可能となり、アニオン交換能を向上させることができる。
In addition, the anion treatment agent A according to the embodiment of the present invention does not use a core material made of zeolite particles or the like, so it is possible to increase the proportion of layered
また、層状複水酸化物1の粉状から粒状に加工することで、容易に再生が行うことができる利点も有する。
In addition, by processing the layered
さらに、後述するように製造時に発生する製品外部分については再度原料として利用できるため、経済的かつ廃棄物が発生しないクリーンな造粒体製造方法である。アニオン交換後に再生操作を行うことで、繰り返しアニオン交換能を有することができる。 Furthermore, as described below, the non-product material generated during production can be reused as raw material, making this an economical and clean method for producing granules that does not generate waste. By carrying out a regeneration operation after anion exchange, the anion exchange capacity can be repeatedly maintained.
<アニオン処理剤の再生操作>
次に、本発明に係る実施形態のアニオン処理剤の再生操作について説明する。
<Regeneration operation of anion treatment agent>
Next, the regeneration operation of the anion treatment agent according to the embodiment of the present invention will be described.
層状複水酸化物1はその構造から相関にアニオンを有し、アニオン交換能を有していることが一般的に知られている。アニオンは種類によって交換されやすさ、いわゆる選択性が異なる。層状複水酸化物1に対して最も低い選択性を示すアニオンは塩化物イオンである。そのため、アニオン交換を目的として使用される場合は、いわゆる「塩素型層状複水酸化物」として使用されている。交換対象のアニオンと塩化物イオンが交換され、塩化物イオンは水中へ放出され、交換対象のアニオンは層状複水酸化物1の相関に取り込まれ、あたかも除去された状態となる。
It is generally known that layered
交換が進行すると、層状複水酸化物1中の塩化物イオンがなくなり、交換対象のアニオンで相関が満たされる。その状態となると、アニオン交換能がなくなってしまう。
As the exchange progresses, the chloride ions in layered
そこで再度アニオン交換能を有するように塩素型層状複水酸化物1に戻す操作、いわゆる再生操作が必要となる。
Therefore, a so-called regeneration operation is required to return the chlorine-type layered
しかし、層状複水酸化物1は粉体であり、処理後および再生後の回収が困難なことや、これまでは塩化物イオン型に再生する経済的な方法が無いため、使用後は廃棄せざるを得ない状況であった。回収に関しては粒状とすることで容易となった。
However, layered
安価な再生方法として、塩化物イオンを含む物質を利用した経済的な方法の検討を行った。 As a cheap regeneration method, we investigated an economical method that uses substances containing chloride ions.
検討概要は次の通りである。
つまり、塩化物イオンより選択性が高いアニオン(フッ化物イオン、硫酸イオン、イオン状シリカ、リン酸イオン、炭酸水素イオン、炭酸イオン)を含んだ水を、塩素型層状複水酸化物1と長石粘土2から成る本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aの造粒体を充填したカラムに通水させ、アニオンと塩化物イオンを交換し、アニオンがこれ以上交換できない状態とする。
The outline of the study is as follows:
In other words, water containing anions that are more selective than chloride ions (fluoride ions, sulfate ions, ionic silica, phosphate ions, bicarbonate ions, carbonate ions) is passed through a column packed with granules of anion treatment agent A of an embodiment of the present invention, which is composed of a chlorine-type layered
その状態で塩化物イオンを含む再生液を通水させ、再生操作を行う。アニオン交換が終了した実施形態のアニオン処理剤Aの再生操作は、次の(1)~(3)の3工程、つまり、
(1)処理水による洗浄工程
(2)再生液による再生工程
(3)処理水による押出洗浄工程
で行う。
In this state, a regenerating liquid containing chloride ions is passed through the anion treatment agent A to perform the regeneration operation. The regeneration operation of the anion treatment agent A after the anion exchange is completed includes the following three steps (1) to (3):
(1) A cleaning process using treated water; (2) A regeneration process using regenerated liquid; and (3) An extrusion cleaning process using treated water.
(1)処理水による洗浄工程
処理水による洗浄工程は、アニオン交換処理水もしくは精製水を通水させる。通水方向は処理時の正方向、逆方向どちらでもよい。通水速度は線速度LVとして2~50m/hもしくは空間速度SVとして2~50h-1とする。特に線速度LV5~30m/hが適している。通水時間は5~60分とし、10~30分が適している。
(1) Washing process with treated water In the washing process with treated water, anion exchange treated water or purified water is passed through. The water may be passed in either the forward or reverse direction of the treatment. The water passing speed is 2 to 50 m/h as linear velocity LV or 2 to 50 h -1 as space velocity SV. A linear velocity LV of 5 to 30 m/h is particularly suitable. The water passing time is 5 to 60 minutes, with 10 to 30 minutes being suitable.
(2)再生液による再生工程
再生工程は、次の再生液を通水させる。再生液の濃度は10g/L~飽和濃度とし、特に20g/L以上が適している。通水方向は処理時の正方向、逆方向どちらでもよいが、逆方向が適している。通水速度は空間速度SVとして2~50h-1とし、特に2.5~20h-1が適している。通水時間は0.5h~10hとし、1~4hが適している。
(2) Regeneration process using regenerating liquid In the regeneration process, the following regenerating liquid is passed through. The concentration of the regenerating liquid should be between 10 g/L and the saturated concentration, with 20 g/L or more being particularly suitable. The water may be passed in either the forward or reverse direction of the treatment, but the reverse direction is suitable. The water passing speed should be 2 to 50 h -1 in terms of space velocity SV, with 2.5 to 20 h -1 being particularly suitable. The water passing time should be 0.5 to 10 hours, with 1 to 4 hours being particularly suitable.
(3)押出工程
押出工程は、アニオン交換処理水もしくは精製水を通水させる。通水方向は処理時の正方向、逆方向どちらでもよい。通水速度は空間速度SVとして2~50h-1とし、特に5~20h-1が適している。通水時間は5~60分とし、10~30分が適している。
(3) Extrusion process In the extrusion process, anion exchange treated water or purified water is passed through. The water may be passed in either the forward or reverse direction of the treatment. The water passing speed is 2 to 50 h -1 in terms of space velocity SV, with 5 to 20 h -1 being particularly suitable. The water passing time is 5 to 60 minutes, with 10 to 30 minutes being suitable.
押出工程の終了後、処理原水を流して再度アニオン交換工程へと移る。 After the extrusion process is completed, the treated raw water is passed through the anion exchange process again.
以下の要領で試験を行い、アニオン交換能の再生を確認した。再生無しの条件と、再生時の通水速度SVを3条件とした計4条件にて実施した。 The test was carried out as follows to confirm the regeneration of anion exchange capacity. It was carried out under four conditions in total, including no regeneration and three different water flow rates (SV) during regeneration.
尚、共通の条件は、次の通りである。
・通水カラム内径:13mm
・造粒体層厚:300mm
・充填造粒体量:40mL
The common conditions are as follows:
Water column inner diameter: 13 mm
・Granule layer thickness: 300mm
・Amount of filled granules: 40mL
(1)アニオン交換工程の条件
・原水:精製水にフッ化ナトリウムを溶解させた水
・原水濃度:フッ素として10mg/L
・流量:400mL/h
・通水速度:SV 10h-1
・終点:処理水のフッ素が原水と同等以上となった点。
(1) Conditions for the anion exchange process: Raw water: Purified water with sodium fluoride dissolved in it Raw water concentration: 10 mg/L as fluoride
・Flow rate: 400mL/h
・Water flow speed: SV 10h -1
-End point: The point at which the fluorine content of the treated water is equal to or greater than that of the raw water.
(2)洗浄工程の条件
・洗浄水:精製水
・流量:2,000mL/h
・通水速度:LV 15m/h(SV 50h-1)
・洗浄工程時間:15分
(2) Conditions for the washing process Washing water: Purified water Flow rate: 2,000 mL/h
・Water flow speed: LV 15m/h (SV 50h -1 )
Cleaning process time: 15 minutes
(3)再生工程の条件(再生無し)
・再生液:精製水に塩化ナトリウムを溶解させた水
・再生液濃度:塩化物イオンとして180g/L(塩化ナトリウムとして300g/L)
・流量:400mL/h
・通水速度:Run-1 SV10h-1、Run-2 SV5h-1、Run-3 SV2.5h-1
・再生工程時間:Run-1 1h、Run-2 2h、Run-3 4h
(3) Conditions for the regeneration process (without regeneration)
Regenerated liquid: Purified water with sodium chloride dissolved in it Regenerated liquid concentration: 180g/L as chloride ions (300g/L as sodium chloride)
・Flow rate: 400mL/h
・Water flow rate: Run-1 SV10h -1 , Run-2 SV5h -1 , Run-3 SV2.5h -1
・Regeneration process time: Run-1 1h, Run-2 2h, Run-3 4h
(4)押出洗浄工程の条件
・押出液:精製水
・流量:400mL/h
・通水速度:SV 10h-1
・押出工程時間:30分
(4) Conditions for the extrusion washing process: Extrusion liquid: Purified water Flow rate: 400 mL/h
・Water flow speed: SV 10h -1
Extrusion process time: 30 minutes
(5)アニオン交換能の再生の確認工程の条件
・原水:精製水にフッ化ナトリウムを溶解させた水
・原水濃度:フッ素として10mg/L
・流量:400mL/h
・通水速度:SV 10h-1
・終点:処理水のフッ素が原水と同等以上となった点。
(5) Conditions for the process to confirm the regeneration of anion exchange capacity: Raw water: Purified water with sodium fluoride dissolved in it Raw water concentration: 10 mg/L as fluoride
・Flow rate: 400mL/h
・Water flow speed: SV 10h -1
-End point: The point at which the fluorine content of the treated water is equal to or greater than that of the raw water.
図6に再生無しのアニオン処理剤と、再生時の通水速度SVを3段階で変化させて本発明に係る実施形態のアニオン処理剤Aの再生方法によってアニオン交換能を再生したアニオン処理剤Aの再生前と再生後の通水倍量と処理水のフッ素濃度を測定した際の結果をグラフで示す。 Figure 6 shows the results of measuring the water flow rate and fluorine concentration of treated water before and after regeneration for an anion treatment agent without regeneration and for an anion treatment agent A whose anion exchange capacity was regenerated by a regeneration method for an anion treatment agent A according to an embodiment of the present invention, in which the water flow rate SV during regeneration was changed in three stages.
図6において丸は再生無し、三角はRun-1 SV10、四角はRun-2 SV5、ひし形はRun-3SV2.5で、再生前のプロットは塗り潰し、再生後のプロットは白抜きで示している。 In Figure 6, circles indicate no regeneration, triangles indicate Run-1 SV10, squares indicate Run-2 SV5, and diamonds indicate Run-3 SV2.5. The plots before regeneration are solid and the plots after regeneration are white.
丸で示す再生無しの条件では、再生工程後の処理水のフッ素濃度が高い値を示しているのに対し、再生を実施した三角や四角、ひし形で示す3条件(Run-1 SV10、Run-2 SV5およびRun-3SV2.5)では、再生後のフッ素処理の挙動が再生前のそれと同様となっている。このことから、アニオン処理能が再生したものと言える。 Under the conditions without regeneration, indicated by circles, the fluorine concentration of the treated water after the regeneration process was high, whereas under the three conditions where regeneration was performed, indicated by triangles, squares, and diamonds (Run-1 SV10, Run-2 SV5, and Run-3 SV2.5), the behavior of the fluorine treatment after regeneration was the same as that before regeneration. This indicates that the anion treatment capacity was regenerated.
A アニオン処理剤
1 層状複水酸化物
2 長石粘土
A
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