膜法による溶液中の残留塩素の除去および回収
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最近、ポリテトラフルオロエチレン製の中空繊維微多孔質撥水膜を用いて、塩化ナトリウム6%、シアヌル酸0.2%、有効塩素0.10～0.55%、pH=0.6～1.8の塩水に対する気相膜法による脱塩素の現場パイロット試験を行った。 その結果、気相膜プロセスによって残留塩素を初期値から約10mg/Lまで容易に低減でき、さらなる脱塩素が必要な場合は、少量の亜硫酸ナトリウムを加えればよいことがわかった。 いわゆる気相膜脱塩素プロセスとは、微多孔質の疎水性膜を用い、膜の一方側には遊離塩素を含む水溶液を、もう一方側には水酸化ナトリウム（または亜硫酸ナトリウム）のような反応性吸収剤を配置し、吸収液中の遊離塩素濃度を常に厳密にゼロに保つことで、最大限の物質移動駆動力を生み出し、遊離塩素を最大限に除去・回収するものである。理論的には、スラリーのpH値が十分に低ければ、スラリー中の遊離塩素濃度を1mg/L未満といった非常に低いレベルまで下げることができる。 理論的には、膜コンポーネントに入る液と出る液の遊離塩素濃度と、膜面積S、物質移動係数K、液の処理量との間には、次の関係が成り立つ：ln（C0/C1）= KS/Q。ここで、COは液が膜コンポーネントに入る際の遊離塩素濃度であり、C1は液が膜コンポーネントから出る際の遊離塩素濃度である。 したがって、原料液中の遊離塩素を100mg/Lから10mg/Lまで除去するのに必要な膜面積は、原料液中の遊離塩素を1000mg/Lから100mg/Lまで除去する場合と同じです。 したがって、10mg/Lから1.0mg/Lまで除去するには、少量の亜硫酸ナトリウムを加える方が良いでしょう。 装置は全フッ素樹脂で作られているため、腐食の心配はありません。 塩素アルカリ業界において、この気体膜法による脱塩素が有用かどうかを見てみましょう。このプロセスは電極の消費量が少ないです。
お客様のこの方法は、塩素アルカリ電解工程における脱塩素工程では適用できないかと思われます。なぜなら、いわゆる脱塩素とは実際には化学薬剤を用いて吸収するものであり、その吸収剤のコストは非常に高いからです。可能であれば、溶液から溶解した塩素を気体状態で取り出し、システム内で再利用することはできないでしょうか。そうすることによってのみ、塩素電解法に意味が生まれます。 しかし、この新しいコンセプトは素晴らしく、他の工業生産にも応用できるでしょう。
見せてもらった！ では、操作モードを変更し、気相膜プロセスを膜脱着プロセスに切り替えます。 つまり、同様に微多孔質の撥水膜の一方に塩素を含む薄塩水を流し、膜のもう一方側を真空状態にするのである。 特徴として、単位装置内の物質移動面積が比較的大きく、さらに液相は非常に薄い膜状を形成する。例えば、内径0.50mm（直径を指す）の中空繊維微多孔性撥水膜を使用し、液相を中空繊維膜の管路側を流れさせると、液相の等価厚さは0.55/3.66 = 0.15mmとなり、どんなに優れた充填塔でもこれほど薄く液相を圧縮することはできない。 脱塩素効果は間違いなく良いですが、コストパフォーマンスは通常の脱塩素装置と比べてどうなのかわかりません。 また、薄塩水に残留塩素がわずかにしか含まれておらず、硫酸ナトリウムを直接添加すると脱硝コストが上昇してしまう場合でも、気体膜装置を用いて膜の反対側で硫酸ナトリウムによって間接的に反応させ、膜の向こう側にある塩素ガスを吸収することができる。この時、吸着剤の消費量は多くありません。
間違っています。現行の工程における脱塩処理後の塩水の指標は＜10PPmであり、あなたが説明した気体膜方式による脱塩処理後の指標と全く同じです。この遊離塩素はすべて化学的な方法でしか除去できず、脱硝のコストは同じです。除去側に真空装置を追加する方法を採用すれば、現行の工程とほぼ変わらず、脱塩素塔を気相膜装置に置き換えるのと同等になる。 私の理解ではこうなんですが、そうでしょうか？
追伸ですが、現在の脱塩素塔も充填塔は使用されていません。
大体そうです。 あなたのその「希」硫酸による脱塩素の問題について考えているんです。考えさせられるね。
ご説明の廃液の成分からすると、シアンウレア酸塩の母液のようです。この種の廃液の最も理想的な処理方法は、消毒剤や漂白剤として直接販売することです。利点は廃水処理装置や処理費用が不要で、そのまま商品として販売できることです。欠点は、適切な顧客を見つけるのが難しいことです。最も合理的な処理方法は、廃液中に含まれる遊離塩素、活性塩素、シアンウレアを除去することであり、シアンウレアはナトリウム塩にして塩素化学工程に戻し再利用し、残った薄い食塩水は食塩水工程に戻して適格な食塩水を調製した後、再度電解して塩素ガスと苛性ソーダを生成し、それらを用いてシアンウレアの塩素化誘導体を生産することで、閉ループ型の循環プロセスが形成される。利点は、廃水を閉ループで循環利用するため排出がなく、元素の利用率が高いことです。欠点は、廃液処理のための工程や装置が複雑で、運用コストが高く、経済的に採算が合わない場合があることです。また、シアンウレア酸は完全に除去しにくく、高窒素物質として電解システムに混入すると通常の生産に支障をきたす可能性があり、さらには三塩化窒素の爆発事故を引き起こす危険もあります。