JP2000033387A - 水中砒素の除去方法 - Google Patents

水中砒素の除去方法

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JP2000033387A
JP2000033387A JP10206536A JP20653698A JP2000033387A JP 2000033387 A JP2000033387 A JP 2000033387A JP 10206536 A JP10206536 A JP 10206536A JP 20653698 A JP20653698 A JP 20653698A JP 2000033387 A JP2000033387 A JP 2000033387A
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water
arsenic
hydrotalcite
removing arsenic
adsorption
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Toshio Ashitani
俊夫 蘆谷
Tetsuo Fujita
哲夫 藤田
Toshifumi Katsuta
敏史 勝田
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 pH7超のアルカリ性である水から砒素を効
率良く除去する方法を提供する。 【解決手段】 吸着法による水中砒素の除去方法におい
て、pH7超のアルカリ性である水に、組成式Mg6
2(OH)16CO3・4H2O、又はMg4Al2(O
H)12CO3・3H2Oで示されるハイドロタルサイトを
接触させることを特徴とする水中砒素の除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中砒素の除去方
法に関する。詳細には、吸着法による水中砒素の除去方
法において、pH7超のアルカリ性である水にハイドロ
タルサイトを接触させることを特徴とする水中砒素の除
去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地下水、河川水、温泉水に含まれ
る微量の水中砒素の除去が要求されるようになってき
た。特に、地下水、河川水の多くの水のpHがpH7超
の弱アルカリ性である(日本水道協会発行の平成5年度
全国水道統計によれば、全国4171箇所の地下水、湖
沼水等の内、2552箇所の水がpH7超である)た
め、pH7超の弱アルカリ性である水に対して有効な水
中砒素の除去方法が切望されている。
【0003】従来、水中砒素の除去方法として、砒素
含有水に鉄塩又はアルミニウム塩又はカルシウム塩を添
加後、pH調整して生成する水酸化物沈殿に砒素を吸着
共沈させた後、該沈殿を固液分離する凝集沈殿法、砒
素含有水を逆浸透膜又は限外濾過膜に供してアニオンを
分離する膜濾過法、砒素含有水に吸着材に添加後、砒
素を吸着した吸着材を回収して砒素を除去する吸着法は
公知である。通常、吸着法は処理場面積が取れない中小
規模の処理場においては有用な処理方法である。
【0004】吸着法においては、活性アルミナ、二酸化
マンガン、酸化鉄、酸化セリウム、酸化第2鉄等が吸着
材として用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性ア
ルミナ、二酸化マンガン、酸化セリウム、酸化第2鉄
は、酸性の水に対しては適度な砒素除去性能を示すもの
の、pH7超のアルカリ性である水に対しては砒素除去
性能が十分でなかった。その為、処理すべき水を予め酸
性にした後、活性アルミナ、二酸化マンガン等を使って
水中砒素を除去する方法も提案されているが、前処理が
必要なこともあり実用になっていない。
【0006】この様な状況に鑑み、本発明者等は、かか
る問題点を解決すべく鋭意検討した結果、吸着法による
水中砒素の除去方法において、pH7超のアルカリ性で
ある水に特定の無機化合物を接触させる場合には、微量
の砒素を効率良く除去できることを見出し本発明を完成
するに至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】以下、本発明を更に詳細
に説明する。本発明は、吸着法による水中砒素の除去方
法において、pH7超のアルカリ性である水にハイドロ
タルサイトを接触させることを特徴とする水中砒素の除
去方法を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に使用するハイドロタルサ
イトは、組成式Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O、
又はMg4Al2(OH)12CO3・3H2Oで示されるも
のであれば、天然品、合成品の何れであってもよい。ま
た、ハイドロタルサイトの形状としては、特に制限はな
く、粉状、球状、樽状、板状、ハニカム、棒状、円筒
状、繊維状等各種のものが適用できる。合成ハイドロタ
ルサイトは、例えば、アルミニウム塩とマグネシウム塩
とを混合し、熟成する方法により得ることができる。
尚、ハイドロタルサイトは、その比表面積が高いものほ
ど砒素除去率が高くなる傾向にあることから、通常、B
ET比表面積として30m2/g以上、好ましくは50
2g以上、さらに好ましくは100m2/g〜350m
2/gである。
【0009】本発明に供する水は、砒素を含有する水で
あって、そのpHは7超のアルカリ性、好ましくは7.
5〜9である。水中砒素の形態としては、特に制限はな
く例えば砒酸イオンや、HAsO2、H3AsO3、H
3[As(OH)6]の亜砒酸等があり、好ましくは砒酸イ
オンがある。
【0010】本発明において、水とハイドロタルサイト
の接触は、従来公知の固定床流通法、粉末分散法等が適
用できる。固定床流通法は、例えば、粒子径約0.1〜
約10mm、好ましくは約0.3mm〜約6mmに成形
したハイドロタルサイトを固定床に充填し、空間速度
1.5〜10h-1で水を通水しハイドロタルサイトと接
触させることにより、水中砒素をハイドロタルサイト粒
子に吸着固定して、水中砒素を除去する方法である。粉
末分散法は、例えば、攪拌槽に水を入れた後、粒子径約
0.005〜約0.3mm、好ましくは約0.01〜約
0.1mmハイドロタルサイトを添加し攪拌することに
より、水とハイドロタルサイトを接触させて水中砒素を
ハイドロタルサイトに吸着させた後、濾過又は沈降分離
によりハイドロタルサイトを分離して、水中砒素を除去
する方法である。
【0011】本発明の水中砒素の除去方法の実施に際し
ては、ハイドロタルサイトと従来公知の吸着材である活
性アルミナ、二酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ジル
コニウム、酸化チタニウム、酸化第2鉄の群れから選ば
れた少なくとも1種の無機酸化物を併用してもよい。無
機酸化物の形状としては、特に制限はなく、粉状、球
状、樽状、板状、ハニカム、棒状、円筒状、繊維状等各
種のものが適用できる。ハイドロタルサイトと無機酸化
物を併用する場合には、粉末状のハイドロタルサイトと
粉末状の無機酸化物とを混練等により成形したものを用
いてもよい。
【0012】また、本発明の水中砒素の除去方法の実施
に際しては、凝集沈澱法、膜濾過法等の従来公知の吸着
法を組み合わせて行うことも勿論可能である。例えば、
砒素濃度が高い水に対しては、凝集沈殿法等により前処
理した後、本発明の水中砒素の除去方法を適用すれば、
効率的な処理が可能である。Fe,Mnの多い水に対し
ては、二酸化マンガンにより前処理した後、本発明の水
中砒素の除去方法を行うことが好ましい。
【0013】さらに、本発明の水中砒素の除去方法の実
施に際しては、水中砒素の形態が亜砒酸である水の場
合、従来公知の酸化剤(例えば、化学大辞典1、198
4年3月15日発行、第217頁)、好ましくは空気、
次亜塩素酸ナトリウム等を添加することにより、理由は
詳らかではないが、砒素除去率が高くなる傾向がある。
【0014】尚、酸性の地下水、河川水、温泉水であっ
ても、ハイドロタルサイトを接触させる処理工程におい
てpHが7超のアルカリ性である場合には、勿論、本発
明の水中砒素の除去方法が適用可能である。
【0015】
【発明の効果】以上詳述した様に、本発明は、吸着法に
よる水中砒素の除去方法において、pH7超のアルカリ
性である水に吸着材としてハイドロタルサイトを接触さ
せることを特徴とする水中砒素の除去方法を提供するも
のであり、かかる水中砒素の除去方法によれば、水中砒
素を効率良く除去可能であることから、その産業上の利
用価値は大なるものである。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はかかる実施例により制限を受けるも
のではない。尚、本発明において、粒子径、比表面積、
及びpHは以下の方法により測定した。
【0017】 粒子径(μm) : レーザー散乱式粒度分布計〔リード アンド ノー スラップ(LEED&NORTHRUP)社製マイクロトラックHRA〕により 、50重量%径を求めた。 比表面積(m2/g) : 窒素吸着によるBET法により測定した。 pH(−) : ガラス電極製pHメーターにより測定した。 砒素濃度 : 水素化合物発生−原子吸光法により測定した。
【0018】実施例10.1mol/lのAl(NO3)3
溶液2000mlと0.5mol/lのMg(NO3)2
液1200mlを10Lビーカーに入れ、混合した後、
予め0.5mol/l Na2CO3溶液200mlと1
mol/lNaOH溶液1600mlとを混合したアル
カリ水溶液1800mlを添加する。次いで、アルミニ
ウム・マグネシウム複合水和物沈殿スラリーを、水蒸気
冷却管を備えたセパラブルフラスコに入れ100℃で2
4時間熟成した。熟成後、セパラブルフラスコよりスラ
リーを取り出して、孔径0.45μmのミリポアー濾紙
にて濾過し、熟成液を除去した。得られたアルミニウム
・マグネシウム複合水和物沈殿506gを10Lビーカ
ーに入れ、水3Lを添加して30分間リパルプし、孔径
0.45μmのミリポアー濾紙にて濾過する操作を3回
繰り返した。次いで、洗浄したアルミニウム・マグネシ
ウム複合水和物沈殿を100℃で恒量となるまで乾燥
し、アルミニウム・マグネシウム複合水和物粉末を得
た。得られたアルミニウム・マグネシウム複合水和物粉
末物性を調べた結果、粒子径75μm、比表面積109
2/g、組成式Mg6Al2(OH)16CO3・4H2
で表されるハイドロタルサイト(X線回折により同定)
であった。
【0019】500mlの共栓付き三角フラスコに砒素
濃度0.269mg/lの砒酸イオン含有水250ml
を秤取し、先に合成したハイドロタルサイト25mgを
添加して20℃の恒温水槽付きシェーカーにセットして
24時間吸着させた。吸着終了後、吸着液を0.45μ
m濾紙で濾過し得られた濾液(処理水)の砒素濃度、p
Hを分析した。処理水の砒素濃度、砒素除去率、pHを
表1に示す。
【0020】実施例2 500mlの共栓付き三角フラスコに砒素濃度0.26
9mg/lの砒酸イオン含有水250mlを秤取し、粒
子径24μm、比表面積72m2/g、組成式Mg6Al
2(OH)16CO3・4H2Oのハイドロタルサイト粉末
(富田製薬株式会社製)25mgを添加して20℃の恒
温水槽付きシェーカーにセットして24時間吸着させ
た。吸着終了後、吸着液を0.45μm濾紙で濾過し得
られた濾液(処理水)の砒素濃度、pHを分析した。処
理水の砒素濃度、砒素除去率、pHを表1に示す。
【0021】比較例1 500mlの共栓付き三角フラスコに砒素濃度0.29
0mg/lの砒酸イオン含有水250mlを秤取し、粒
子径75μm、比表面積301m2/gの活性アルミナ
粉末25mgを添加して20℃の恒温水槽付きシェーカ
ーにセットして24時間吸着させた。吸着終了後、吸着
液を0.45μm濾紙で濾過し得られた濾液(処理水)
の砒素濃度、pHを分析した。処理水の砒素濃度、砒素
除去率、pHを表1に示す。
【0022】比較例2 500mlの共栓付き三角フラスコに砒素濃度0.28
5mg/lの砒酸イオン含有水250mlを秤取し、粒
子径64μm、比表面積23m2/gの二酸化マンガン
粉末25mgを添加して20℃の恒温水槽付きシェーカ
ーにセットして24時間吸着させた。吸着終了後、吸着
液を0.45μm濾紙で濾過し得られた濾液(処理水)
の砒素濃度、pHを分析した。処理水の砒素濃度、砒素
除去率、pHを表1に示す。
【0023】比較例3 500mlの共栓付き三角フラスコに砒素濃度0.29
0mg/lの砒酸イオン含有水250mlを秤取し、粒
子径71μm、比表面積37m2/gの酸化ジルコニウ
ム粉末25mgを添加して20℃の恒温水槽付きシェー
カーにセットして24時間吸着させた。吸着終了後、吸
着液を0.45μm濾紙で濾過し得られた濾液(処理
水)の砒素濃度、pHを分析した。処理水の砒素濃度、
砒素除去率、pHを表1に示す。
【0024】比較例4 500mlの共栓付き三角フラスコに砒素濃度0.29
0mg/lの砒酸イオン含有水250mlを秤取し、粒
子径86μm、比表面積1.6m2/gの酸化セリウム
粉末25mgを添加して20℃の恒温水槽付きシェーカ
ーにセットして24時間吸着させた。吸着終了後、吸着
液を0.45μm濾紙で濾過し得られた濾液(処理水)
の砒素濃度、pHを分析した。処理水の砒素濃度、砒素
除去率、pHを表1に示す。
【0025】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝田 敏史 愛媛県新居浜市惣開町5番1号 住友化学 工業株式会社内 Fターム(参考) 4D024 AA05 AA09 AB17 BA05 BA12 BA13 BB01 BC01 BC04 CA01 DB01 DB03 DB05 DB20 DB21 DB23 DB30 4D038 AA02 AB70 BA02 BB06 BB13 BB16 BB17 BB18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸着法による水中砒素の除去方法におい
    て、pH7超のアルカリ性である水にハイドロタルサイ
    トを接触させることを特徴とする水中砒素の除去方法。
  2. 【請求項2】 吸着法による水中砒素の除去方法におい
    て、pH7超のアルカリ性である水に、酸化剤を添加
    し、ハイドロタルサイトを接触させることを特徴とする
    水中砒素の除去方法。
  3. 【請求項3】 BET比表面積が30m2/g以上であ
    るハイドロタルサイトを用いることを特徴とする請求項
    1または2記載の水中砒素の除去方法。
  4. 【請求項4】 接触を、固定床流通法または粉末分散法
    で行うことを特徴とする請求項1から3いずれか記載の
    水中砒素の除去方法。
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