水中の有機物を効率的に除去するオーガニック・スカベンジャー樹脂のご紹介

オーガニック・スカベンジャー樹脂

有機物の除去

河川水・湖沼水は産業用途の大切な水資源ですが、これらの天然水にはフミン酸やフルボ酸などの多くの溶解性有機物が含まれており、着色や濁度が高い原水ほど高い濃度で溶解しています。

軟化装置や脱塩装置を運転する際に、後段の逆浸透膜やイオン交換樹脂を安定的に稼働させるためには、膜や樹脂の表面に付着して目詰り(ファウリング:Fouling)の原因となるこれらの有機物を徹底的に除去する必要があります。

一般的には安価で入手し易い活性炭が用いられることが多いのですが、活性炭は強度が乏しく通水中に破砕物や粉砕物がリークして後段に影響するなど、 二次的な問題も発生します。そのため、強度の高い合成樹脂を活性炭の替わりに用いると、破砕物の無い安定した処理水を得られることが期待されます。

 

Purolite® A502PSとPurolite® A860

このような用途に適したスチレン系またはアクリル系母材の合成樹脂を「オーガニック・スカベンジャー樹脂」と称し、ピュロライト社が独自に開発した特殊マクロポーラス型・強塩基性アニオン交換樹脂「Purolite® A502PS(表1)」と「Purolite® A860(表2)」がこれに相当します。

表1 Purolite® A502PSの一般物性

ポリマー種別および母体 マクロポーラス型・スチレン系
外観 淡黄白色不透明球状
官能基 I型 4級アンモニウム基
イオン形(出荷時) Cl
見掛密度(概算値) 655 – 695 g/l
水分含有率(Cl形として) 66 – 72%
膨潤率(Cl形 → OH形) 25%以下
比重(Cl形、湿潤樹脂) 1.04
総交換容量(Cl形) 0.8 eq/l – 湿潤樹脂 以上
粒度範囲 425μm ∼ 1,180μm
耐用温度(Cl形) 100°C(OH形は60°C)
有効pH範囲 0 – 14

表2 Purolite® A860の一般物性

ポリマー種別および母体 マクロポーラス型・アクリル系
外観 球状
官能基 I型 4級アンモニウム基
イオン形(出荷時) Cl
見掛密度(概算値) 680 – 730 g/l
水分含有率(Cl形) 66 – 72%
膨潤率(Cl形 → OH形) 20%以下
比重(湿潤樹脂) 1.08
総交換容量(Cl形) 0.8 eq/l – 湿潤樹脂 以上
耐用温度(OH形) 40°C
有効pH範囲 0 – 14

 

有機物除去のプロセス

一般的に強塩基性アニオン交換樹脂は、母材の材質(スチレン系・アクリル系)を選ばず有機物を捕捉する性能をもっていますが、スチレン系樹脂は樹脂の再生(有機物の脱離)と再利用が難しい点があります。そのため、多くの場合、例えば前段にPurolite® A860(アクリル系)、後段にPurolite® A502PS(スチレン系)を組み合わせて、再生可能な前段アクリル系樹脂で大部分の有機物を捕集し、有機物の負荷の少ない後段スチレン系樹脂で、より低濃度に抑えるプロセスが採用されます。

有機物の除去性能を評価する指標として、例えば全有機炭素(TOC: Total Organic Carbon)濃度や化学的酸素要求量(COD: Chemical Oxygen Demand)があります。

活性炭と比べ、合成樹脂は強度と耐久性で優れているだけでなく、再生処理による長期間の繰り返し使用が実現できるため、運転コストの大幅な低減が期待できます。

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