三菱ケミカルンアクア・ソリューションズ株式会社

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イオン交換膜を用いた 電気透析法 分離プロセスの解説

電気透析装置の特長

電気透析装置(Electrodialyzer=EDと略称)は、脱塩と濃縮を同時に行ない得る装置であります。
EDを使用したプロセスは、すでに産業の多方面において実用化されておりますが、近年その応用分野は急速にひろがっています。
わが国においては海水の濃縮による食塩の製造がその発端となりましたが、欧米では地下水、河川水などの脱塩による飲料水の製造が主な用途として開発されてきました。

EDは、原液濃度1,000ppm(0.1%)から200,000ppm(20%)程度までの液を脱塩することが可能です。
EDは、前記のように高濃度液の脱塩ができますが、脱塩処理水の濃度が200~500ppmでやめるのが経済的です。これ以下の水質を要求される時は、イオン交換樹脂の領域になります。また、濃縮液は、塩が析出しない範囲であれば20%近くまで濃縮できます。

EDの通常運転では、脱塩処理水々質との関係で濃縮限界を決めます。
EDは、RO(逆浸透装置)と比較される場合がありますが、

1. 全塩量(TDS)3,000ppm以下の場合。
2. 濃縮倍率が高い場合。
3. 有機物中の脱塩の場合 等。

上記の項目については、EDプロセスが最も適しております。

電気透析の原理

イオン交換膜は、ビニールシートのように膜状に成形した基材に、イオン交換基を導入したもので、陽イオン交換膜(カチオン膜)と、陰イオン交換膜(アニオン膜)の2種類があります。
イオン交換樹脂との基本的な違いは、膜にイオンを吸着するのではなく、両端の電極に直流電圧を通じることにより、イオンが選択的に膜を透過するため、イオン交換樹脂における再生操作がないことであります。

右図のように、カチオン膜(C)とアニオン膜(A)とを交互に並べて多室電気透析槽をつくり、塩水を供給しながら直流電圧を通じると、電位差により陽イオンは陰極側に、陰イオンは陽極側に移動するので、図のようにイオンの濃縮室と脱塩室(希釈室)が交互に生じます。電極室の陽極に塩素(酸性)、陰極に水素(塩基性)が発生し、その影響を小さくするため、多室槽とします。

電気透析の原理

電気透析装置の実用例

項目
内容
項目
内容
1. 海水濃縮による製塩 濃縮 11. ジュース液の精製 濃縮
2. 塩水より飲料水(工業用水)の製造 脱塩 12. 無機薬品の製造 脱塩・濃縮
3. 酵素蛋白溶液の精製 脱塩 13. 有機薬品の処理造 脱塩
4. ビタミン類の精製 脱塩 14. メッキ系廃水の処理 脱塩・濃縮
5. アミノ酸溶液の精製 脱塩 15. 硫酸と硫酸ニッケルの分離 透析
6. 糖類溶液の精製 脱塩 16. 工業用硫酸、廃硫酸の精製 透析
7. 抗生物質等薬液の精製 脱塩 17. ピックリング廃硫酸からの硫酸回収 透析
8. 乳製品の処理 脱塩 18. アルミエッチング廃酸からの酸回収 透析
9. 減塩醤油の製造 脱塩 19. 希土類と塩酸の分離 透析
10. 有機酸の精製 脱塩

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