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JP2010029833A - Method for removing and recovering halogen ion using adsorbent - Google Patents

Method for removing and recovering halogen ion using adsorbent Download PDF

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JP2010029833A
JP2010029833A JP2008197540A JP2008197540A JP2010029833A JP 2010029833 A JP2010029833 A JP 2010029833A JP 2008197540 A JP2008197540 A JP 2008197540A JP 2008197540 A JP2008197540 A JP 2008197540A JP 2010029833 A JP2010029833 A JP 2010029833A
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JP
Japan
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adsorbent
aqueous phase
ions
iodine
halogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008197540A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Kuramitsu
正起 倉光
Kozo Noda
幸三 野田
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
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Abstract

【課題】水相中にハロゲンイオンが存在する場合に、このハロゲンイオンを水相から効果的に除去し得る新規な方法を提供する。
【解決手段】ハロゲンイオン(例えばヨウ素イオン)を含有する被処理水に酸を添加して成る酸性の水相を、吸着材(好ましくは活性炭)に接触させて、該ハロゲンイオンの含有量が被処理水より低下した処理水を得る。
【選択図】図1
The present invention provides a novel method capable of effectively removing halogen ions from an aqueous phase when halogen ions are present in the aqueous phase.
An acidic aqueous phase obtained by adding an acid to water to be treated containing halogen ions (for example, iodine ions) is brought into contact with an adsorbent (preferably activated carbon) so that the content of the halogen ions is reduced. A treated water lower than the treated water is obtained.
[Selection] Figure 1

Description

本発明はハロゲンイオンの除去方法に関し、より詳細には吸着材を用いたハロゲンイオンの除去方法および回収方法に関する。   The present invention relates to a method for removing halogen ions, and more particularly to a method for removing and collecting halogen ions using an adsorbent.

工場などの廃水にはハロゲンイオン、特にヨウ素イオンが含まれることがある。ヨウ素イオンそれ自体に関する廃水規制は目下存在しない。しかし、ヨウ素イオン(I)が、例えば空気や光などにより酸化してヨウ素(I)を生じると呈色するため、着色レベルに関する廃水規制を十分満足するように、廃水中のヨウ素イオン濃度はなるべく小さいことが望ましい。 Wastewater from factories and the like may contain halogen ions, especially iodine ions. There is currently no wastewater regulation on iodine ions per se. However, since iodine ion (I ) is oxidized by, for example, air or light to produce iodine (I 2 ), the iodine ion concentration in the wastewater is sufficiently satisfied so as to sufficiently satisfy the wastewater regulations regarding the coloring level. Is preferably as small as possible.

従来、廃水中のヨウ素イオンの存在が懸念される場合、ヨウ素イオン濃度を測定および管理し、ヨウ素イオン濃度が所定値を超えると、典型的には希釈により処理して廃水を排出している。   Conventionally, when there is a concern about the presence of iodine ions in wastewater, the iodine ion concentration is measured and managed, and when the iodine ion concentration exceeds a predetermined value, the wastewater is typically discharged by dilution.

日本工業規格(JIS規格)K1474 活性炭試験方法Japanese Industrial Standard (JIS Standard) K1474 Activated Carbon Test Method

ところで、ヨウ素(I)は活性炭により吸着可能であることは、活性炭の液相における吸着能力を評価するために日本工業規格(JIS規格)で利用されている程に周知である(例えば非特許文献1を参照のこと)。 By the way, it is well known that iodine (I 2 ) can be adsorbed by activated carbon, as it is used in the Japanese Industrial Standard (JIS standard) to evaluate the adsorption ability of activated carbon in the liquid phase (for example, non-patent). (Ref. 1).

よって、廃水中のヨウ素イオンの存在が懸念される場合、ヨウ素イオンを酸化剤により積極的に酸化させてヨウ素(I)とし、生じたヨウ素を活性炭に吸着させて除去することが考えられる。 Therefore, when there is a concern about the presence of iodine ions in the wastewater, it is considered that iodine ions are actively oxidized with an oxidizing agent to form iodine (I 2 ), and the generated iodine is adsorbed on activated carbon and removed.

しかし、ヨウ素イオンを酸化するのに用いられ得る酸化剤(例えば塩素(Cl)、次亜塩素酸(HClO)および過酸化水素(H)など)は取扱いに注意を要するので、日常的に利用することは避けるほうが好ましい。また、酸化反応を起こさせる手間がかかること、および反応が進行し過ぎてヨウ素酸にまで酸化されることがあるなどの難点がある。 However, oxidants that can be used to oxidize iodine ions (eg, chlorine (Cl 2 ), hypochlorous acid (HClO), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), etc.) require careful handling and are therefore routine. It is better to avoid using it. In addition, there are drawbacks such as that it takes time and effort to cause an oxidation reaction and that the reaction proceeds excessively and may be oxidized to iodic acid.

本発明は、水相中にヨウ素イオンなどのハロゲンイオンが存在する場合に、このハロゲンイオンを水相から効果的に除去し得る新規な方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel method capable of effectively removing a halogen ion such as iodine ion from the aqueous phase when a halogen ion such as iodine ion is present in the aqueous phase.

本発明の第1の要旨によれば、ハロゲンイオンを含有する被処理水に酸を添加して成る酸性の水相を、吸着材に接触させて、接触前の水相に比べて該ハロゲンイオンの含有量が低下した処理水を得る方法が提供される。   According to the first aspect of the present invention, an acidic aqueous phase obtained by adding an acid to water to be treated containing halogen ions is brought into contact with an adsorbent, and the halogen ions are compared with the aqueous phase before contact. A method for obtaining treated water having a reduced content of is provided.

ハロゲンイオンを除去するにあたり、吸着材を用いることは従来検討されていない。   Conventionally, the use of an adsorbent for removing halogen ions has not been studied.

しかし、上記本発明においては、ハロゲンイオンを含有する被処理水に酸を添加し、得られた酸性の水相を吸着材に接触させており、これにより、接触後の処理水におけるハロゲンイオンの含有量が、接触前の水相におけるハロゲンイオンの含有量より低下する。本発明はいかなる理論にも拘束されないが、この理由は次のように考えられる。ハロゲンイオンは被処理水中で水素イオンと共に、ハロゲンイオンに対応するハロゲン化水素と以下の平衡状態   However, in the present invention, an acid is added to the water to be treated containing halogen ions, and the obtained acidic aqueous phase is brought into contact with the adsorbent, whereby the halogen ions in the treated water after the contact are brought into contact. The content is lower than the content of halogen ions in the aqueous phase before contact. The present invention is not bound by any theory, but the reason is considered as follows. Halogen ions, together with hydrogen ions in the water to be treated, are in equilibrium with the hydrogen halide corresponding to the halogen ions:

Figure 2010029833
(式中、Xはハロゲンイオン、Hは水素イオン、HXはハロゲン化水素である。)
にあると考えられる。これに酸を添加すると、上記平衡がハロゲン化水素生成方向(上記式(I)の右方向)にシフトして、ハロゲンイオン(X)はハロゲン化水素(HX)として存在し易くなる。生じたハロゲン化水素(HX)は分子状態であるので、ハロゲンイオン(X)に比べて吸着材に物理吸着され易く、この結果、水相中のハロゲンイオンが減少するものと考えられる。
Figure 2010029833
(In the formula, X is a halogen ion, H + is a hydrogen ion, and HX is a hydrogen halide.)
It is thought that there is. When an acid is added thereto, the equilibrium is shifted in the hydrogen halide production direction (the right direction of the formula (I)), and the halogen ion (X ) is likely to exist as hydrogen halide (HX). Since the generated hydrogen halide (HX) is in a molecular state, it is more likely to be physically adsorbed by the adsorbent than the halogen ions (X ), and as a result, the halogen ions in the aqueous phase are considered to decrease.

本発明の上記方法によれば、水相中にハロゲンイオンが存在する場合に、このハロゲンイオンを水相から効果的に除去することができる。   According to the above method of the present invention, when halogen ions are present in the aqueous phase, the halogen ions can be effectively removed from the aqueous phase.

尚、「処理」とはハロゲンイオンの除去を目的とした処理を言い、本発明においては吸着材との接触を意味する。また、「被処理水」とは処理対象の水相(水をベースとする液相)を意味し、処理後(本発明においては吸着材との接触後)の水相を「処理水」と言う。また、「酸」とはアレニウス酸、即ち水溶液中でプロトン(H)を生じる物質を意味する。 “Treatment” refers to treatment for the purpose of removing halogen ions, and in the present invention means contact with an adsorbent. Further, “treated water” means a water phase to be treated (liquid phase based on water), and the treated water phase (after contact with the adsorbent in the present invention) is called “treated water”. To tell. The “acid” means Arrhenius acid, that is, a substance that generates protons (H + ) in an aqueous solution.

吸着材は多孔質吸着材、とりわけ活性炭であることが好ましい。しかし本発明はこれに限定されず、酸性の水相中にて使用可能な吸着材、例えば活性白土、カオリン、タルク、ゼオライトなどを用いてもよい。   The adsorbent is preferably a porous adsorbent, especially activated carbon. However, the present invention is not limited to this, and an adsorbent that can be used in an acidic aqueous phase, such as activated clay, kaolin, talc, or zeolite, may be used.

吸着材には予めカウンターイオンが添着されたものを用いてもよい。本発明において「カウンターイオン」とは、除去対象であるハロゲンイオンと反対の極性、即ちプラスの極性を有するイオンを意味する。予めカウンターイオンが添着された吸着材を用いれば、上述のような物理吸着に加えて、ハロゲンイオンそのものを化学吸着し得るものと考えられ、物理吸着と化学吸着との相乗効果が期待できる。本発明において添着されるカウンターイオンとしては、例えばマグネシウムイオン(Mg2+)、カルシウムイオン(Ca2+)などの第2族金属(例えば、アルカリ土類金属)のイオンや、ナトリウムイオン(Na)およびK(K)などのアルカリ金属のイオンが挙げられる。 As the adsorbent, a material to which counter ions are attached in advance may be used. In the present invention, the “counter ion” means an ion having a polarity opposite to that of the halogen ion to be removed, that is, a positive polarity. If an adsorbent to which counter ions are previously added is used, it is considered that halogen ions themselves can be chemically adsorbed in addition to the above-described physical adsorption, and a synergistic effect between physical adsorption and chemical adsorption can be expected. Examples of counter ions that are attached in the present invention include ions of Group 2 metals (for example, alkaline earth metals) such as magnesium ions (Mg 2+ ) and calcium ions (Ca 2+ ), sodium ions (Na + ), and Examples thereof include alkali metal ions such as K (K + ).

ハロゲンは、物理吸着(主としてファンデルワールス力に起因する)をさせるためにはある程度大きな質量で、かつ吸着材に存在し得る孔の寸法によく適合することが好ましい。また、容易に入手可能な酸を用いて、上記平衡をハロゲン化水素生成方向(上記式(I)の右方向)にシフトさせ得るためには、ハロゲン化水素の酸としての強さは強すぎないほうがよい。このような観点から、ハロゲンは、好ましくはヨウ素、臭素および塩素からなる群より選択され得、より好ましくはヨウ素である。しかし、本発明はこれに限定されず、ハロゲンはフッ素でもよい。   The halogen is preferably of a somewhat large mass for physisorption (primarily due to van der Waals forces) and is well matched to the size of the pores that may be present in the adsorbent. In addition, the acid strength of hydrogen halide is too strong to be able to shift the equilibrium in the direction of hydrogen halide production (right direction of the above formula (I)) using an easily available acid. It is better not to. From this point of view, the halogen can preferably be selected from the group consisting of iodine, bromine and chlorine, more preferably iodine. However, the present invention is not limited to this, and the halogen may be fluorine.

被処理水に酸を添加することによって、水相のpHを5以下(但し、吸着材との接触前)とし得る。このようなpH範囲によれば、平衡状態をハロゲン化水素(HX)生成方向に効果的にシフトさせることができ、よって、ハロゲンイオンが効果的に除去された処理水を得ることができる。このような水相を吸着材と接触させると、用いる吸着材にもよるが、水相のpHが変化し得る。例えば吸着材として活性炭を用いる場合、吸着材との接触後の水相のpHは0〜7となり得る。   By adding an acid to the water to be treated, the pH of the aqueous phase can be 5 or less (but before contact with the adsorbent). According to such a pH range, the equilibrium state can be effectively shifted in the direction of hydrogen halide (HX) generation, and thus treated water from which halogen ions have been effectively removed can be obtained. When such an aqueous phase is brought into contact with the adsorbent, the pH of the aqueous phase may change depending on the adsorbent used. For example, when activated carbon is used as the adsorbent, the pH of the aqueous phase after contact with the adsorbent can be 0-7.

本発明の第2の要旨によれば、上記第1の要旨の方法に使用した吸着材を、中性またはアルカリ性の別の水相と接触させることによって、吸着材から該別の水相中にハロゲンイオンを回収する方法もまた提供される。   According to the second aspect of the present invention, the adsorbent used in the method of the first aspect is brought into contact with another neutral or alkaline aqueous phase from the adsorbent into the other aqueous phase. A method for recovering halogen ions is also provided.

上記本発明においては、使用済の吸着材を中性またはアルカリ性(pH7以上)の別の水相と接触させており、これにより、この水相中にハロゲンイオンが回収される。本発明はいかなる理論にも拘束されないが、この理由は次のように考えられる。使用済の吸着材を中性またはアルカリ性の水相と接触させると、上記の平衡が、酸の影響下にあったとき(ハロゲンイオンの吸着時)とは逆に、ハロゲンイオン生成方向(上記式(I)の左方向)にシフトして、吸着材に分子状態で吸着していたハロゲン化水素(HX)がハロゲンイオン(X)となり易く、物理吸着の力が弱まって、この結果、ハロゲンイオンが水相中に脱離(または脱着)するものと考えられる。 In the present invention, the used adsorbent is brought into contact with another neutral or alkaline (pH 7 or higher) aqueous phase, whereby halogen ions are recovered in this aqueous phase. The present invention is not bound by any theory, but the reason is considered as follows. When the used adsorbent is brought into contact with a neutral or alkaline aqueous phase, the above-mentioned equilibrium is under the influence of acid (at the time of adsorption of halogen ions). (Left direction of (I)), the hydrogen halide (HX) adsorbed in the molecular state on the adsorbent tends to be a halogen ion (X ), and the physical adsorption force is weakened. It is considered that ions are desorbed (or desorbed) into the aqueous phase.

本発明の上記方法によれば、被処理水に含まれていたハロゲンイオンを、吸着材から別の水相に回収することができる。   According to the above method of the present invention, halogen ions contained in the water to be treated can be recovered from the adsorbent into another water phase.

このような本発明の第2の要旨による方法は、吸着材からハロゲンイオンを脱離させ、吸着材のハロゲンイオンに対する見掛けの吸着能力を少なくとも部分的に回復させることができる。よって、本発明の第2の要旨による方法は、吸着材の再生方法としても理解され得る。   Such a method according to the second aspect of the present invention can desorb halogen ions from the adsorbent, and at least partially recover the apparent adsorption capacity of the adsorbent for halogen ions. Therefore, the method according to the second aspect of the present invention can be understood as a method for regenerating the adsorbent.

尚、吸着材の「ハロゲンイオンに対する見掛けの吸着能力」は、吸着材にハロゲンがいかなる形態(分子状態のハロゲン化水素の形態であると考えられるが、これに限定されない)で吸着されているかを問わず、見掛け上、水相中のハロゲンイオンを吸着し得る能力を言うものである。   In addition, the “apparent adsorption capacity for halogen ions” of the adsorbent indicates how the halogen is adsorbed to the adsorbent in any form (which is considered to be a form of molecular hydrogen halide, but is not limited thereto). Regardless, it means the ability to adsorb halogen ions in the water phase apparently.

上記別の水相は、中性であってもよいが、pH10以上のアルカリ性であることが好ましい。これにより、上記の平衡を、ハロゲンイオン生成方向(上記式(I)の左方向)により大きくシフトさせることができるものと考えられ、ハロゲンイオンの回収および吸着材の再生をより効果的に実施できる。   The other aqueous phase may be neutral, but is preferably alkaline having a pH of 10 or more. Thereby, it is considered that the above-described equilibrium can be greatly shifted in the halogen ion generation direction (the left direction of the above formula (I)), and the recovery of the halogen ions and the regeneration of the adsorbent can be performed more effectively. .

上記別の水相は、還元剤を含んでいてよい。これにより、ハロゲン化水素を還元剤でハロゲンイオンに還元できるものと考えられ得、ハロゲンイオンの回収をより効果的に実施できる。この別の水相は、アルカリ性であり、かつ還元剤を含むものであってよい。   The other aqueous phase may contain a reducing agent. Thereby, it can be considered that hydrogen halide can be reduced to a halogen ion by a reducing agent, and the recovery of the halogen ion can be more effectively performed. This other aqueous phase may be alkaline and contain a reducing agent.

本発明によれば、水相中にハロゲンイオン(特にヨウ素イオン)が存在する場合に、このハロゲンイオンを水相から効果的に除去し得る新規な方法が提供される。また、本発明によれば、使用済の吸着材からハロゲンイオンを回収する方法および/または使用済の吸着材を再生する方法もまた提供される。   According to the present invention, when a halogen ion (particularly iodine ion) is present in the aqueous phase, a novel method capable of effectively removing the halogen ion from the aqueous phase is provided. The present invention also provides a method for recovering halogen ions from a used adsorbent and / or a method for regenerating a used adsorbent.

本発明の実施形態について以下に詳述する。   Embodiments of the present invention are described in detail below.

まず、ハロゲンイオン(X)を含有する被処理水に酸を添加する。 First, an acid is added to the water to be treated containing halogen ions (X ).

ハロゲンイオン(X)は、例えばヨウ素、臭素または塩素などのイオンであってよく、好ましくはヨウ素イオンである。 The halogen ion (X ) may be an ion such as iodine, bromine or chlorine, and is preferably an iodine ion.

酸は、添加する量にもよるが、上記平衡をハロゲン化水素(HX)生成方向にシフトさせ得るものであればよい。そのような酸としては、例えば硫酸(HSO)、塩酸(HCl)、硝酸(HNO)などの無機酸、特に、強酸が挙げられる。 The acid may be any acid as long as it can shift the equilibrium in the direction of hydrogen halide (HX) production, depending on the amount to be added. Examples of such an acid include inorganic acids such as sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), and particularly strong acids.

被処理水のpHは、HX量に依存するが、一般に、8以下、例えば5以下、特に3以下である。被処理水のpHは、HX量を多量に含む場合には、1以下であることがある。被処理水は、ほぼ中性、例えばpH6〜8であることがある。
被処理水に酸を添加することによって、得られる水相のpHを5以下、好ましくは1以下(但し、吸着材との接触前)とし得る。具体的には、添加する酸の種類、濃度および量などを適宜選択することによって、水相のpHを調整することができる。
The pH of the water to be treated depends on the amount of HX, but is generally 8 or less, such as 5 or less, particularly 3 or less. The pH of the water to be treated may be 1 or less when it contains a large amount of HX. The treated water may be almost neutral, for example, pH 6-8.
By adding an acid to the water to be treated, the pH of the resulting aqueous phase can be 5 or less, preferably 1 or less (but before contact with the adsorbent). Specifically, the pH of the aqueous phase can be adjusted by appropriately selecting the type, concentration and amount of the acid to be added.

被処理水に酸を添加して得られる水相におけるハロゲンイオンの含有量は、添加する酸の量にもよるが、例えば約500〜100,000ppm(重量基準)である。   The halogen ion content in the aqueous phase obtained by adding an acid to the water to be treated is, for example, about 500 to 100,000 ppm (by weight), although it depends on the amount of acid to be added.

そして、このようにして得られた水相を吸着材に接触させる。   Then, the aqueous phase thus obtained is brought into contact with the adsorbent.

吸着材は、酸性条件下で水相中のハロゲンイオンを見掛け上(厳密には、これに由来する物質であればイオン形態に限定されない)吸着し得るものであればよい。そのような吸着材は、多孔質吸着材であってよく、例えば800〜2500m/gの比表面積(N、BET法)を有し得る。 The adsorbent may be any adsorbent that can adsorb apparently halogen ions in the aqueous phase under acidic conditions (strictly speaking, the substance is not limited to an ionic form as long as it is a substance derived therefrom). Such an adsorbent may be a porous adsorbent and may have, for example, a specific surface area (N 2 , BET method) of 800-2500 m 2 / g.

吸着材は好ましくは活性炭である。活性炭には任意の形状(ペレット状、粉末状、粒状、または繊維状など)を有し得、任意の原料(石炭、ヤシ殻、木炭など)および賦活方法などによるものを使用してよい。   The adsorbent is preferably activated carbon. The activated carbon may have any shape (pellet shape, powder shape, granular shape, fiber shape, etc.), and any raw material (coal, coconut shell, charcoal, etc.) and activation method may be used.

吸着材には、活性炭のほか、活性白土、カオリン、タルク、ゼオライトなどを使用してもよい。これらも任意の形状(ペレット状、粉末状、または粒状など)を有し得る。
吸着材は、0.01μm〜30mmの平均粒子径を有する粒子であってよい。活性炭は、0.05mm〜5mm、例えば0.07mm〜2mmの平均粒子径を有していてよい。カオリンやタルクは、0.1μm〜100μmの平均粒子径を有していてよい。ゼオライトは、0.01μm〜30mmの平均粒子径を有していてよい。
In addition to activated carbon, activated clay, kaolin, talc, zeolite or the like may be used as the adsorbent. These can also have any shape (such as pellets, powders, or granules).
The adsorbent may be particles having an average particle diameter of 0.01 μm to 30 mm. The activated carbon may have an average particle diameter of 0.05 mm to 5 mm, for example 0.07 mm to 2 mm. Kaolin and talc may have an average particle size of 0.1 μm to 100 μm. The zeolite may have an average particle size of 0.01 μm to 30 mm.

接触時の温度および圧力は適宜設定してよいが、簡便には常温(例えば10〜30℃)および常圧(例えば約0.1MPa)下とし得る。
接触時間は好ましくは5分〜20時間、例えば15分〜5時間であってよい。被処理水の供給方式は、バッチ式または連続式のいずれでもよい。
Although the temperature and pressure at the time of contact may be set as appropriate, it can be conveniently at ordinary temperature (for example, 10 to 30 ° C.) and normal pressure (for example, about 0.1 MPa).
The contact time may preferably be 5 minutes to 20 hours, for example 15 minutes to 5 hours. The supply method of the water to be treated may be either a batch type or a continuous type.

接触後に得られる処理水は、ハロゲンイオンの含有量が、接触前の水相におけるハロゲンイオンの含有量より小さくなっており、例えば約0〜20ppm(重量基準)である。接触後に得られる処理水のpHは、用いる吸着材により、接触前の水相のpHと異なり得る。例えば吸着材として活性炭を用いる場合、吸着材との接触前の水相のpH0〜5に対し、接触後の水相のpHは7以上となり得る。   The treated water obtained after contact has a halogen ion content smaller than the content of halogen ions in the aqueous phase before contact, and is, for example, about 0 to 20 ppm (weight basis). The pH of the treated water obtained after contact may differ from the pH of the aqueous phase before contact depending on the adsorbent used. For example, when activated carbon is used as the adsorbent, the pH of the aqueous phase after the contact can be 7 or more compared to the pH 0-5 of the aqueous phase before the contact with the adsorbent.

以上より、ハロゲンイオンが吸着材により見掛け吸着されて、効果的に除去された処理水を得ることができる。   From the above, it is possible to obtain treated water in which halogen ions are apparently adsorbed by the adsorbent and are effectively removed.

吸着材は使用するにつれて、ハロゲンイオンに対する見掛けの吸着能力が低下し得る。吸着能力が低下した使用済の吸着材は、中性またはアルカリ性の別の水相と接触させることによって、吸着材から別の水相中にハロゲンイオンを回収すると共に、吸着材の吸着能力を少なくとも部分的に回復させて再生することができる。   As the adsorbent is used, the apparent adsorption capacity for halogen ions can be reduced. The spent adsorbent with reduced adsorption capacity is brought into contact with another neutral or alkaline aqueous phase to recover halogen ions from the adsorbent into another aqueous phase, and at least the adsorption capacity of the adsorbent is reduced. It can be partially recovered and played back.

ハロゲンイオンの回収および吸着材の再生に用いる別の水相は中性またはアルカリ性(例えばpH7〜14)であり得るが、好ましくはpH10以上のアルカリ性である。アルカリ性とする場合、別の水相には、例えば一般式M(OH)(式中、MはNaおよびKなどのアルカリ金属、CaおよびMgなどの第2属元素またはアルカリ土類金属、Alなどの他の金属からなる群より選択される元素であり、nはMに応じた1以上の整数)の水溶液を用い得る。 Another aqueous phase used for halogen ion recovery and adsorbent regeneration can be neutral or alkaline (e.g., pH 7-14), but is preferably alkaline with a pH of 10 or higher. In the case of alkalinity, another aqueous phase includes, for example, the general formula M (OH) n (wherein M is an alkali metal such as Na and K, a second group element such as Ca and Mg, or an alkaline earth metal, Al An element selected from the group consisting of other metals such as n, where n is an integer of 1 or more according to M) can be used.

またこの別の水相は還元剤を含んでいてよい。還元剤には、例えば亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素塩などを用い得る。   The other aqueous phase may contain a reducing agent. As the reducing agent, for example, sulfite, sodium thiosulfate, hydrogen sulfite and the like can be used.

これにより再生した吸着材は再びハロゲンイオンの除去に利用でき、回収したハロゲンイオンは他の用途に使用してよい。   Thus, the regenerated adsorbent can be used again for removing halogen ions, and the recovered halogen ions may be used for other purposes.

以下、本発明を実験を通じて更に説明する。以下の実験において、%は、特記しない限り、重量%を意味する。
実験1〜3および実験5〜7では、吸着材として活性炭を使用し、かつ、ヨウ素イオンを含む被処理水に酸を添加して成る水相を調製して、ヨウ素イオンの吸着が起こるか否かを調べた。実験4では、実験1で使用した吸着材からヨウ素イオンの脱着が起こるか否かを調べた。
尚、いずれの実験においても、水相中のヨウ素イオン含有量(濃度)はイオンクロマトグラフ(島津製作所製、AT20型)を用いて分析測定した。
Hereinafter, the present invention will be further described through experiments. In the following experiments, “%” means “% by weight” unless otherwise specified.
In Experiments 1 to 3 and Experiments 5 to 7, whether activated carbon is used as an adsorbent and an aqueous phase is prepared by adding an acid to water to be treated containing iodine ions, and whether or not adsorption of iodine ions occurs I investigated. In Experiment 4, it was examined whether iodine ions desorbed from the adsorbent used in Experiment 1.
In any experiment, the iodine ion content (concentration) in the aqueous phase was analyzed and measured using an ion chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, model AT20).

(実験1:連続(流通)式ヨウ素イオン除去)
長さ400mmおよび内径20mmの樹脂製カラムに活性炭(三菱カルゴン社製、高賦活活性炭、比表面積2017m/g(N、BET法))を充填した。
(Experiment 1: Continuous (distribution) iodine ion removal)
A resin column having a length of 400 mm and an inner diameter of 20 mm was packed with activated carbon (manufactured by Mitsubishi Calgon, highly activated activated carbon, specific surface area 2017 m 2 / g (N 2 , BET method)).

ヨウ素イオンを含む被処理水に酸を添加して成る水相として、硫酸20重量%およびヨウ化水素3.2重量%の水溶液を調製した。この水溶液のヨウ素イオン含有量は32268ppm(重量基準)であった。   An aqueous solution of 20% by weight sulfuric acid and 3.2% by weight hydrogen iodide was prepared as an aqueous phase formed by adding acid to water to be treated containing iodine ions. The iodine ion content of this aqueous solution was 32268 ppm (weight basis).

図1を参照して、この水相をタンク1から、ポンプ2によって、上記カラム3に下方入口4から、線速度0.20m/hrとなるように、流量1.05cc/minで流通させた。カラム3の上方出口5より処理水を得た。   Referring to FIG. 1, this aqueous phase was circulated from tank 1 by pump 2 from above lower inlet 4 to column 3 at a flow rate of 1.05 cc / min so as to have a linear velocity of 0.20 m / hr. . Treated water was obtained from the upper outlet 5 of the column 3.

得られた処理水中のヨウ素イオン含有量を測定し、接触前の上記水相中のヨウ素イオン含有量を基準として吸着破過曲線を描き、活性炭のハロゲンイオンに対する見掛けの吸着能力を確認した。この結果、活性炭の完全破過まで(換言すれば、処理水中のヨウ素イオン含有量が、接触前の上記水相中のヨウ素イオン含有量に実質的に等しくなり、活性炭がヨウ素イオンを実質的に吸着しなくなるときまで、以下も同様)に、活性炭1g当り0.12gのヨウ素イオンが吸着したことがわかった。   The iodine ion content in the obtained treated water was measured, an adsorption breakthrough curve was drawn based on the iodine ion content in the aqueous phase before contact, and the apparent adsorption ability of activated carbon for halogen ions was confirmed. As a result, until the activated carbon is completely broken through (in other words, the iodine ion content in the treated water becomes substantially equal to the iodine ion content in the aqueous phase before contact, and the activated carbon substantially eliminates the iodine ions. It was found that 0.12 g of iodine ions per 1 g of activated carbon was adsorbed until the time when it was no longer adsorbed.

(実験2:連続(流通)式ヨウ素イオン除去)
長さ60mm、内径20mmの樹脂製カラムに、実験1と同様の活性炭を充填した。
(Experiment 2: Continuous (distribution) type iodine ion removal)
A resin column having a length of 60 mm and an inner diameter of 20 mm was packed with activated carbon as in Experiment 1.

ヨウ素イオンを含む被処理水に酸を添加して成る水相として、硫酸10重量%およびヨウ化水素4.5重量%の水溶液を調製した。この水溶液のヨウ素イオン含有量は44648ppm(重量基準)であった。   As an aqueous phase formed by adding acid to water to be treated containing iodine ions, an aqueous solution of 10% by weight sulfuric acid and 4.5% by weight hydrogen iodide was prepared. The iodine ion content of this aqueous solution was 44648 ppm (weight basis).

この水相を上記カラムに下方入口から、線速度0.1m/hrとなるように、流量0.52cc/minで流通させた。カラムの上方出口より処理水を得た。   This aqueous phase was circulated from the lower inlet to the column at a flow rate of 0.52 cc / min so that the linear velocity was 0.1 m / hr. Treated water was obtained from the upper outlet of the column.

実験1と同様に吸着能力を確認した結果、活性炭の完全破過までに、活性炭1g当り0.20gのヨウ素イオンが吸着したことがわかった。   As a result of confirming the adsorption ability in the same manner as in Experiment 1, it was found that 0.20 g of iodine ions was adsorbed per 1 g of activated carbon until the activated carbon was completely broken through.

(実験3:連続(流通)式ヨウ素イオン除去)
ヨウ素イオンを含む被処理水に酸を添加して成る水相として、硫酸35重量%およびヨウ化水素4.5重量%の水溶液を調製した(この水溶液のヨウ素イオン含有量は44648ppm(重量基準)であった)こと以外は、実験2と同様とした。
(Experiment 3: Continuous (distribution) iodine ion removal)
An aqueous solution containing 35% by weight sulfuric acid and 4.5% by weight hydrogen iodide was prepared as an aqueous phase formed by adding acid to water to be treated containing iodine ions (the iodine ion content of this aqueous solution was 44648 ppm (weight basis)). This was the same as Experiment 2.

本実験では、活性炭の完全破過までに、活性炭1g当り0.22gのヨウ素イオンが吸着したことがわかった。   In this experiment, it was found that 0.22 g of iodine ions were adsorbed per 1 g of activated carbon until the activated carbon completely broke through.

(実験4:連続(流通)式活性炭再生およびヨウ素イオン回収)
実験1で使用した後の上記樹脂製カラムに充填された活性炭をそのまま用いた。
(Experiment 4: Continuous (distribution) activated carbon regeneration and iodine ion recovery)
The activated carbon packed in the resin column after being used in Experiment 1 was used as it was.

別の水相として、水酸化ナトリウム1重量%水溶液を調製した。この水溶液はヨウ素イオンを含んでいなかった。   As another aqueous phase, a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was prepared. This aqueous solution did not contain iodine ions.

この別の水相を上記カラムに下方入口から、線速度0.05m/hrとなるように、流量0.26cc/minで流通させた。カラムの上方出口より、接触後の水相として回収水を得た。   This other aqueous phase was circulated through the column from the lower inlet at a flow rate of 0.26 cc / min so that the linear velocity was 0.05 m / hr. From the upper outlet of the column, recovered water was obtained as an aqueous phase after contact.

得られた回収水中のヨウ素イオン含有量を測定し、活性炭のハロゲンイオンに対する見掛けの脱着能力を確認した。上記別の水相(アルカリ水溶液)を748g流通させた結果、活性炭1g当り0.0015gのヨウ素イオンが脱着したことがわかった。これは、実験1で吸着したヨウ素イオンの98.8重量%を回収できたことを示している。   The iodine ion content in the obtained recovered water was measured to confirm the apparent desorption ability of activated carbon to halogen ions. As a result of circulating 748 g of the other aqueous phase (alkaline aqueous solution), it was found that 0.0015 g of iodine ions was desorbed per 1 g of activated carbon. This indicates that 98.8 wt% of the iodine ions adsorbed in Experiment 1 could be recovered.

以上の実験1〜4より、見掛け上、活性炭にヨウ素イオンを吸着させ得ること、そして活性炭に吸着したヨウ素イオンをそこから脱着させ得ることが確認された。   From the above experiments 1 to 4, it was confirmed that iodine ions can be adsorbed on activated carbon and iodine ions adsorbed on activated carbon can be desorbed therefrom.

実験5〜7において、50ccのガラス瓶に活性炭0.3gとヨウ素イオンが4.5%含有した水溶液を30cc入れて振とう機により活性炭が破過するまで振とうさせ、破過吸着量を算出する。平衡吸着量は原水と処理水中のヨウ素イオン濃度を比較し、活性炭へのヨウ素イオン吸着量を確認した。   In Experiments 5 to 7, 30 cc of an aqueous solution containing 0.3 g of activated carbon and 4.5% iodine ion in a 50 cc glass bottle was shaken until the activated carbon broke through a shaker, and the amount of breakthrough adsorption was calculated. . Equilibrium adsorption amount compared iodine ion concentration in raw water and treated water to confirm iodine ion adsorption amount on activated carbon.

(実験5:バッチ式ヨウ素イオン除去(硫酸10重量%))
原水のヨウ素イオン濃度は44842ppmから、活性炭処理後は42201ppmになっており、活性炭1gあたりヨウ素吸着量は264mg/gであった。活性炭への吸着率に換算すると26.4%となる。
(Experiment 5: Batch-type iodine ion removal (10% by weight sulfuric acid))
The iodine ion concentration of the raw water was from 44842 ppm to 42201 ppm after the activated carbon treatment, and the iodine adsorption amount per gram of activated carbon was 264 mg / g. In terms of adsorption rate to activated carbon, it is 26.4%.

(実験6:バッチ式ヨウ素イオン除去(pH=1))
原水のヨウ素イオン濃度は44842ppmから、活性炭処理後は44661ppmになっており、活性炭1gあたりヨウ素吸着量は18mg/gであった。活性炭への吸着率に換算すると1.8%となる。
(Experiment 6: Batch-type iodine ion removal (pH = 1))
The iodine ion concentration in the raw water was 44842 ppm, and after the activated carbon treatment was 44661 ppm, and the iodine adsorption per gram of activated carbon was 18 mg / g. When converted to the adsorption rate to activated carbon, it becomes 1.8%.

(実験7:バッチ式ヨウ素イオン除去(pH=7))
原水のヨウ素イオン濃度は44842ppmから、活性炭処理後は44842ppmになっており、活性炭への吸着はなかった。
(Experiment 7: Batch-type iodine ion removal (pH = 7))
The iodine ion concentration in the raw water was 44842 ppm, and after the activated carbon treatment was 44842 ppm, and there was no adsorption to the activated carbon.

本発明は、例えば工場などの廃水処理に利用して、廃水を外部に排出する前にハロゲンイオン、特にヨウ素イオンを除去することができ、よって、この廃水処理を経て排出される廃水は、着色レベルに関する廃水規制を十分満足するものとなる。
また、本発明に用いた吸着材は再生可能であり、上記廃水処理に繰り返し利用できる。
更に、再生の際に併せてハロゲンイオンを回収でき、回収したハロゲンイオンは他の用途に再利用できる。
The present invention can be used for, for example, wastewater treatment in factories and the like to remove halogen ions, particularly iodine ions, before discharging the wastewater to the outside. Therefore, wastewater discharged through this wastewater treatment is colored. The wastewater regulations regarding the level will be fully satisfied.
Moreover, the adsorbent used in the present invention is recyclable and can be used repeatedly for the above wastewater treatment.
Furthermore, the halogen ions can be recovered at the time of regeneration, and the recovered halogen ions can be reused for other purposes.

本発明の効果を確認する実験において用いた装置の概略図である。It is the schematic of the apparatus used in the experiment which confirms the effect of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 タンク
2 ポンプ
3 カラム(吸着材充填)
4 入口
5 出口
1 Tank 2 Pump 3 Column (packed with adsorbent)
4 entrance 5 exit

Claims (9)

ハロゲンイオンを含有する被処理水に酸を添加して成る酸性の水相を、吸着材に接触させて、接触前の水相に比べて該ハロゲンイオンの含有量が低下した処理水を得る方法。   A method for obtaining treated water having a reduced content of halogen ions compared to an aqueous phase before contact, by contacting an acidic aqueous phase obtained by adding an acid to water to be treated containing halogen ions with an adsorbent . 吸着材が活性炭である、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the adsorbent is activated carbon. 予めカウンターイオンが添着された吸着材を用いる、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein an adsorbent to which counter ions are preliminarily attached is used. ハロゲンがヨウ素、臭素および塩素からなる群より選択される、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。   4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the halogen is selected from the group consisting of iodine, bromine and chlorine. ハロゲンがヨウ素である、請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, wherein the halogen is iodine. 前記酸性の水相は吸着材との接触前にてpH5以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the acidic aqueous phase has a pH of 5 or less before contact with the adsorbent. 請求項1〜6のいずれかに記載の方法に使用した吸着材を、中性またはアルカリ性の別の水相と接触させることによって、吸着材から該別の水相中にハロゲンイオンを回収する方法。   A method for recovering halogen ions from an adsorbent into another aqueous phase by bringing the adsorbent used in the method according to any one of claims 1 to 6 into contact with another neutral or alkaline aqueous phase. . 別の水相がpH7以上である、請求項7に記載の方法。   8. A process according to claim 7, wherein the further aqueous phase is pH 7 or higher. 別の水相が還元剤を含む、請求項7または8に記載の方法。   9. A process according to claim 7 or 8, wherein the further aqueous phase comprises a reducing agent.
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