CN102471107A - 废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
相对于含有砷以及钒的废水，以使铁相对于该废水中的砷的摩尔比为20的方式添加三氯化铁，并且进而以使铁相对于钒的摩尔比为10～80的方式添加三氯化铁而进行反应，然后调整为pH5.8～8.6并进行固液分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有砷以及钒的废水的处理方法。
背景技术
在燃烧煤等并产生水蒸气的锅炉(boiler)(燃煤锅炉)中，为了除去废气中的氮氧化物，在废气线中具有脱硝催化剂。该脱硝催化剂在使用了规定时间之后，从上述废气线中取出，在清洗处理后，被重新利用。
由于在对这样的使用过的脱硝催化剂清洗处理的清洗水的废水中含有在废气中所含有并附着在脱硝催化剂中的砷(As)成分，所以，例如，如下述非专利文献1等中所述那样，在添加钙(Ca)、锰(Mg)、铁(Fe)、铝(Al)或锌(Zn)等的金属盐并与上述砷形成水难溶性盐之后进行固液分离(共沉法)，将所述砷浓度降低至规定值(0.1mg/升)以下后排出。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：日本特开2000-296400号公报
(非专利文献1)
非专利文献1：公害防止的技术和法规编集委员会编，《四订·公害防止的技术和法规<水质编)》，第五版(增补)，社团法人产业环境管理协会，平成6年6月30日，p.256-237
但是，当通过清洗水对所述那样的使用过的脱硝催化剂进行清洗处理时，该清洗水的废水变为深黄色。调查其原因发现是由于脱硝催化剂中的钒(V)成分混入到了废水中。该钒成分没有排出基准值，但是当存在于废水中时，废水的外观上的印象变差。
由此，本发明的目的在于提供一种废水处理方法，即使是含有砷以及钒的废水，也可以令砷浓度为规定值以下并且除去钒产生的染色。
用于解决所述的问题的第一个发明的废水处理方法的特征在于，相对于含有砷以及钒的废水，以使铁相对于该废水中的砷的摩尔比为20的方式添加铁盐，并且进而以使铁相对于钒的摩尔比为10～80的方式添加铁盐，然后调整为pH5.8～8.6并进行固液分离。
第二个发明的废水处理方法的特征在于，在第一个发明中，所述铁盐由铁(III)形成。
(发明效果)
根据本发明的废水处理方法，可以令砷浓度为规定值以下并且除去钒产生的染色。
具体实施方式
以下说明本发明的废水处理方法的实施方式，但是本发明不仅限定于以下的实施方式。
本实施方式的废水处理方法，相对于含有砷(As)以及钒(V)的废水，以使铁(Fe)相对于该废水中的砷(As)的摩尔比为20的方式添加铁盐，并且进而以使铁(Fe)相对于钒的摩尔比为10～80的方式添加铁盐，然后调整为pH5.8～8.6并进行固液分离。
作为含有砷(As)以及钒(V)的废水，例如，列举出对燃煤锅炉的废气线中所具有的脱硝催化剂清洗处理的清洗液等。这种对脱硝催化剂进行清洗处理的清洗液有对该脱硝催化剂粗清洗的水、对被粗清洗了的脱硝催化剂进行碱清洗的碱水溶液(例如，1N-氢氧化钠水溶液等)、对被碱清洗了的脱硝催化剂进行酸清洗的酸水溶液(例如，1N-硫酸水溶液等)。由于这些清洗液的废水分别含有砷以及钒，所以当混合并统一处理时，可以高效地进行，由此而优选。
所述砷(As)例如从煤的燃烧废气中附着在脱硝催化剂中，由此，伴随于上述清洗处理而存在于所述废水中。为了将这样的含有砷(As)的废水向外部排出而需要令该砷(As)浓度为规定值(0.1mg/升)以下。
所述钒(V)例如为构成上述脱硝催化剂的成分，伴随于该脱硝催化剂的上述清洗处理而存在于所述废水中。这样的含有钒(V)的废水，虽然没有用于向外部排出的该钒(V)浓度的规定值，但是如之前说明那样，由于通过钒(V)成分而发生染色(黄色)，所以在排出时的外观上的印象变差。
相对于这样的含有砷(As)以及钒(V)的废水，以使铁(Fe)相对于该废水中的砷(As)的摩尔比为20的方式，例如添加三氯化铁(FeCl3)水溶液(例如，铁(Fe)为1mmol/毫升)，并且进而以使铁(Fe)相对于钒(V)的摩尔比为10～80的方式，例如，添加三氯化铁(FeCl3)水溶液(例如，铁(Fe)为1mmol/毫升)而进行反应，然后，当添加碱水溶液(例如，氢氧化钙(Ca(OH)2)浆)而调整为pH5.8～8.6时，产生如下述的式(1)所示那样的反应，该废水中的砷(As)成分以及钒(V)成分被吸附到下述沉淀物。
2FeCl3+3Ca(OH)2→Fe2O3·3H2O↓+3CaCl2 (1)
利用过滤等对这样产生的上述沉淀物进行固液分离后的液相，不仅砷(As)浓度达到规定值(0.1mg/升)以下，还变为无色(400nm波长中的光透射率为90％以上)。
在此，本发明者进行锐意研究，结果发现由铁(Fe)相对于上述废水中的砷(As)和钒(V)的合计量的摩尔比求出的铁盐的添加量和上述的效果之间不存在相关关系，即，存在即使铁(Fe)相对于砷(As)和钒(V)的合计量的摩尔比变小也可以得到上述的效果的情况，另一方面，存在即使铁(Fe)相对于砷(As)和钒(V)的合计量的摩尔比变大也不能得到上述的效果的情况。
其理由并不明确，但是，上述沉淀物不仅可以从废水中吸附砷(As)成分，也可以进一步从废水中吸附钒(V)成分，此时，推测可能是由于在钒(V)成分和砷(As)成分的吸附容易度上存在很大的不同。
因此，根据本实施方式的废水处理方法，由于即使是含有砷(As)以及钒(V)的废水也可以令砷(As)浓度为规定值(0.1mg/升)以下并且除去钒(V)产生的染色(黄色)(400nm波长中的光透射率为90％以上)，所以可以没有任何问题地排出该废水。
并且，作为所述铁(Fe)盐，以氯化铁为首，可以列举出硫酸铁或硝酸铁等的各种，但是由于当由铁(III)形成时，可以有效地除去砷(As)成分，所以优选。
此外，在废水中添加的所述铁盐的量，为铁(Fe)相对于该废水中的砷(As)的摩尔比为20的量和铁(Fe)相对于钒(V)的摩尔比为10～80(优选10～30)的量的合计量。原因在于，所述铁盐的量，当为铁(Fe)相对于砷(As)的摩尔比不足20的量和铁(Fe)相对于钒(V)的摩尔比不足10的量的合计量时，不仅不能令该废水中的砷(As)浓度为规定值(0.1mg/升)以下，也不能除去钒(V)产生的染色(黄色)(400nm波长中的光透射率为90％以上)，另一方面，当为铁(Fe)相对于砷(As)的摩尔比超过20的量和铁(Fe)相对于钒(V)的摩尔比超过80的量的合计量时，会无谓地消耗上述铁盐。
(实施例)
以下说明为了确认本发明的废水处理方法的效果而进行的确认实验，但是本发明不仅限定于以下说明的确认试验。
(脱硝催化剂的清洗处理)
将在燃煤锅炉中使用的如下述表1所示的蜂窝(honeycomb)形状的脱硝催化剂A～C浸入规定量(体积比3倍)的水中进行粗清洗(常温×3小时)，然后浸入规定量(体积比3倍)的1N-氢氧化钠(NaOH)水溶液中进行碱清洗(常温×2小时)，然后浸入规定量(体积比3倍)的1N-硫酸(H2SO4)水溶液中进行酸清洗(常温×1小时)，由此，分别清洗处理，并且得到上述清洗液的废水。
(表1)
(废水的组成分析)
将清洗了脱硝催化剂A～C的上述粗清洗、上述碱清洗、上述酸清洗的各清洗液的废液分别以等量向该脱硝催化剂A～C混合从而得到试验体A～C。并且，求出这些试验体A～C中的砷(As)和钒(V)的浓度以及光透射率(波长：400nm)，并且目测确认染色状态。其结果如下述的表2所示。
(表2)
| 试验体 | As(mg/l) | V(mg/l) | 透射率(％) | 目测 |
| A | 386 | 74.3 | 0.5 | 深黄色 |
| B | 6.3 | 189 | 12.4 | 深黄色 |
| C | 1101 | 90.3 | 1.3 | 深黄色 |
(实验1)
以规定量分取上述试验体A～C，以下述的表3所示的量添加三氯化铁(FeCl3)水溶液(铁(Fe)浓度：1mmol/毫升)，然后搅拌并且添加氢氧化钙(Ca(OH)2)浆，达到pH7.1～7.4后，过滤进行固液分离，求出得到的滤液的砷(As)和钒(V)的浓度以及光透射率(波长：400nm)，并且目测确认染色状态。其结果如下述的表3所示。
(表3)
*α：与As的摩尔量(Asmol)对应地添加的Fe的摩尔量(Feαmol)的比例
β：与V的摩尔量(Vmol)对应地添加的Fe的摩尔量(Feβmol)的比例
γ：与As的摩尔量(Asmol)和V的摩尔量(Vmol)的合计量(Asmol+Vmol)相对的添加的Fe的合计摩尔量(Feαmol+Feβmol)的比例
由上述表3可知，在试验例5(γ＝10.2)中可以为无色，但是，在试验例1(γ＝15.6)中只能为浅黄色。由此可知，由铁(Fe)相对于砷(As)和钒(V)的合计量的摩尔比求出的铁盐的添加量和无色化之间没有相关关系。
并且，在试验例1、3、4(α＝20、β＜10)中没有为无色化，但是在试验例2、5～7(α＝20、β≥10)中可以确认为无色化。由此，如果以铁(Fe)相对于砷(As)的摩尔比为20的量和铁(Fe)相对于钒(V)的摩尔比为10以上的量的合计量来添加铁盐，不仅可以令砷(As)浓度为规定值(0.1mg/升)以下，还可以除去钒(V)产生的染色(黄色)(400nm波长中的光透射率为90％以上)。
(实验2)
其次，为了确认pH引起的效果的不同，以规定量分取上述试验体B，以与上述试验例5相同的量添加三氯化铁(FeCl3)水溶液(铁(Fe)浓度：1mmol/毫升)，然后搅拌并且添加氢氧化钙(Ca(OH)2)浆，达到如下述的表4所示的pH后，过滤进行固液分离，目测确认光透射率(波长：400nm)以及染色状态。其结果如下述的表4所示。
(表4)
| 试验体 | pH | 透射率(％) | 目测 |
| 8 | 5.8 | 95.7 | 无色 |
| 9 | 6.6 | 97.1 | 无色 |
| 10 | 8.6 | 98.0 | 无色 |
由上述表4可知，在pH5.8～8.6的范围，即可以向外部排出的范围内，确认了可以得到本发明产生的效果。
(工业上的利用可能性)
本发明的废水处理方法，由于即使是含有砷以及钒的废水也可以没有任何问题地排出，所以可以在工业上极其有益地利用。
Claims (2)
1.一种废水处理方法，其特征在于，
相对于含有砷以及钒的废水，以使铁相对于该废水中的砷的摩尔比为20的方式添加铁盐，并且进而以使铁相对于钒的摩尔比为10～80的方式添加铁盐而进行反应，然后调整为pH5.8～8.6并进行固液分离。
2.如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，
所述铁盐由铁(III)形成。
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