JP2001070954A - 重金属処理方法及び重金属処理剤 - Google Patents
重金属処理方法及び重金属処理剤Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薬剤を不要とし、処理剤の投入等の能動的な
処理を不要として、連続処理や大量処理に適した低コス
トの重金属処理を行う。 【解決手段】 酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を含む砂、
あるいは砂鉄を含む砂と接触させることにより水中に溶
存する重金属を除去するものであり、酸化鉄、水酸化鉄
の鉄化合物を主成分とする重金属処理剤、あるいは砂鉄
を含を主成分とする重金属処理剤を用いる。重金属は、
カドミニュウム、クロム、鉛の少なくともいずれか一つ
とすることができる。
処理を不要として、連続処理や大量処理に適した低コス
トの重金属処理を行う。 【解決手段】 酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を含む砂、
あるいは砂鉄を含む砂と接触させることにより水中に溶
存する重金属を除去するものであり、酸化鉄、水酸化鉄
の鉄化合物を主成分とする重金属処理剤、あるいは砂鉄
を含を主成分とする重金属処理剤を用いる。重金属は、
カドミニュウム、クロム、鉛の少なくともいずれか一つ
とすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中に含まれる重
金属を除去する方法及び除去処理剤に関する。
金属を除去する方法及び除去処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】工場排水などの排水中や、汚染土壌など
から外部に流れ出る流出水や、地下水、温泉等には有害
となる重金属が含まれている場合がある。従来、このよ
うな重金属を含んだ水から重金属を除去する方法とし
て、金属イオンとキレート化合物を形成するキレート剤
を用いる方法が知られている。また、水に含まれる砒素
を砂層を通過させ、水と砂層の分子の密度の差を利用し
て、水に含まれる砒素を砂層側に吸着させる処理法（例
えば、特開平６−１０６１５９号公報参照）や、常磁性
・強磁性複合鉄酸化物と接触させ、水に含まれる砒素を
常磁性・強磁性複合鉄酸化物に吸着させる処理法や、磁
力による引き付けで分離される砂鉄と接触させ、砂鉄の
多孔性を利用して、水に含まれる砒素を砂鉄に吸着させ
る処理法（例えば、特開平７−２４６３９０号公報参
照）なども提案されている。
から外部に流れ出る流出水や、地下水、温泉等には有害
となる重金属が含まれている場合がある。従来、このよ
うな重金属を含んだ水から重金属を除去する方法とし
て、金属イオンとキレート化合物を形成するキレート剤
を用いる方法が知られている。また、水に含まれる砒素
を砂層を通過させ、水と砂層の分子の密度の差を利用し
て、水に含まれる砒素を砂層側に吸着させる処理法（例
えば、特開平６−１０６１５９号公報参照）や、常磁性
・強磁性複合鉄酸化物と接触させ、水に含まれる砒素を
常磁性・強磁性複合鉄酸化物に吸着させる処理法や、磁
力による引き付けで分離される砂鉄と接触させ、砂鉄の
多孔性を利用して、水に含まれる砒素を砂鉄に吸着させ
る処理法（例えば、特開平７−２４６３９０号公報参
照）なども提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のキレート剤等の
薬剤を用いて重金属を除去する処理は、薬剤を用いるこ
とによる高コストの問題がある他、薬剤の投入操作や処
理条件の管理等の種々の処理操作が必要であるため、連
続処理や大量処理に適していないという問題がある。ま
た、投与した薬剤自体によって処理液に新たな汚染が発
生するおそれがあるという問題もある。従来の砂層に砒
素を吸着させる処理法は、砒素の除去効率から見て水と
砂層間における砒素濃度の平衡状態を利用するものであ
るため、砒素濃度の平衡状態の変化によっては、十分な
砒素の除去が望めない場合があり、水中の砒素濃度が低
下したり砂層内の砒素の濃度が上昇した場合には、砒素
が砂層から水側に流出するおそれがあるという問題があ
る。
薬剤を用いて重金属を除去する処理は、薬剤を用いるこ
とによる高コストの問題がある他、薬剤の投入操作や処
理条件の管理等の種々の処理操作が必要であるため、連
続処理や大量処理に適していないという問題がある。ま
た、投与した薬剤自体によって処理液に新たな汚染が発
生するおそれがあるという問題もある。従来の砂層に砒
素を吸着させる処理法は、砒素の除去効率から見て水と
砂層間における砒素濃度の平衡状態を利用するものであ
るため、砒素濃度の平衡状態の変化によっては、十分な
砒素の除去が望めない場合があり、水中の砒素濃度が低
下したり砂層内の砒素の濃度が上昇した場合には、砒素
が砂層から水側に流出するおそれがあるという問題があ
る。
【０００４】また、従来の常磁性・強磁性複合鉄酸化物
や砂鉄等の磁性体との接触によって砒素を除去する処理
法では、除去効率を高めるには常磁性・強磁性複合鉄酸
化物や砂鉄等の磁性体の含有率を高める必要があり、処
理コストが高くなるという問題がある。また、上記で提
案されるものは砒素を除去するものであり、他の重金属
の除去の有用性については不明であり、砒素以外の重金
属に対する適用性の点でも問題がある。
や砂鉄等の磁性体との接触によって砒素を除去する処理
法では、除去効率を高めるには常磁性・強磁性複合鉄酸
化物や砂鉄等の磁性体の含有率を高める必要があり、処
理コストが高くなるという問題がある。また、上記で提
案されるものは砒素を除去するものであり、他の重金属
の除去の有用性については不明であり、砒素以外の重金
属に対する適用性の点でも問題がある。
【０００５】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、重金属処理において、薬剤を不要とすることを
目的とし、また、処理剤の投入等の能動的な処理が不要
であり、連続処理や大量処理に好適なものとすることを
目的とする。また、処理剤についても磁性特性等の考慮
を不要として、コストを低減することを目的とする。
解決し、重金属処理において、薬剤を不要とすることを
目的とし、また、処理剤の投入等の能動的な処理が不要
であり、連続処理や大量処理に好適なものとすることを
目的とする。また、処理剤についても磁性特性等の考慮
を不要として、コストを低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化鉄、水酸
化鉄の鉄化合物を含む砂、あるいは砂鉄を含む砂と接触
させることにより水中に溶存する重金属を除去するもの
であり、酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を主成分とする重
金属処理剤、あるいは砂鉄を含を主成分とする重金属処
理剤を用いる。本発明により除去される重金属は、カド
ミニュウム、クロム、鉛の少なくともいずれか一つとす
ることができる。本発明は、特に水中に溶存するカドミ
ニュウム、クロム、鉛、水銀等の有害な重金属を除去す
るものである。本発明による重金属の除去の原理は明ら
かではないが、酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を含む砂あ
るいは砂鉄を含む砂と接触させることにより、水中に溶
存する重金属を当該砂に取り込んで除去するものであ
る。
化鉄の鉄化合物を含む砂、あるいは砂鉄を含む砂と接触
させることにより水中に溶存する重金属を除去するもの
であり、酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を主成分とする重
金属処理剤、あるいは砂鉄を含を主成分とする重金属処
理剤を用いる。本発明により除去される重金属は、カド
ミニュウム、クロム、鉛の少なくともいずれか一つとす
ることができる。本発明は、特に水中に溶存するカドミ
ニュウム、クロム、鉛、水銀等の有害な重金属を除去す
るものである。本発明による重金属の除去の原理は明ら
かではないが、酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を含む砂あ
るいは砂鉄を含む砂と接触させることにより、水中に溶
存する重金属を当該砂に取り込んで除去するものであ
る。
【０００７】本発明は、処理剤と水との間の密度に比例
して重金属が分配されて達する平衡状態を利用して重金
属を処理剤側に集める従来処理や、処理剤の磁性を用い
て重金属を集める従来処理と異なるものであって、処理
対象水を酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物あるいは砂鉄に通
すことによって、水中に溶存する重金属は処理剤との間
で化学結合し、化学的に安定な状態で吸着し固定が行わ
れる。したがって、高い重金属の除去効率を得ることが
でき、また、処理剤内の重金属の濃度が上昇した場合で
あっても、処理剤に吸着された重金属の再流出を防止す
ることができる。また、本発明によれば、キレート剤等
の薬剤が不要である。したがって、処理剤の投入等の能
動的な処理が不要であり、連続処理や大量処理に好適な
ものとすることができる。また、使用する処理剤は、磁
性特性を問わないため、コストを低減することができ
る。
して重金属が分配されて達する平衡状態を利用して重金
属を処理剤側に集める従来処理や、処理剤の磁性を用い
て重金属を集める従来処理と異なるものであって、処理
対象水を酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物あるいは砂鉄に通
すことによって、水中に溶存する重金属は処理剤との間
で化学結合し、化学的に安定な状態で吸着し固定が行わ
れる。したがって、高い重金属の除去効率を得ることが
でき、また、処理剤内の重金属の濃度が上昇した場合で
あっても、処理剤に吸着された重金属の再流出を防止す
ることができる。また、本発明によれば、キレート剤等
の薬剤が不要である。したがって、処理剤の投入等の能
動的な処理が不要であり、連続処理や大量処理に好適な
ものとすることができる。また、使用する処理剤は、磁
性特性を問わないため、コストを低減することができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明を適用
することができる処理装置の一構成例を説明するための
図である。図１において、重金属を吸着する処理剤１は
収納容器２内に収納する。内の一方はポンプ５を介して
液槽４に接続され、他方は排出側に接続される。液槽４
には処理対象水３が溜められており、処理対象水３はポ
ンプ５に収納容器２内に給水される。収納容器２内の処
理剤１は、送り込まれた処理対象水３中に溶存する重金
属を吸着する。重金属が除去された処理水６は、収納容
器２外に排出される。なお、排出側はその後の処理を行
なう装置に接続することも、あるいは処理水を溜める容
器を配置することもできる。
を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明を適用
することができる処理装置の一構成例を説明するための
図である。図１において、重金属を吸着する処理剤１は
収納容器２内に収納する。内の一方はポンプ５を介して
液槽４に接続され、他方は排出側に接続される。液槽４
には処理対象水３が溜められており、処理対象水３はポ
ンプ５に収納容器２内に給水される。収納容器２内の処
理剤１は、送り込まれた処理対象水３中に溶存する重金
属を吸着する。重金属が除去された処理水６は、収納容
器２外に排出される。なお、排出側はその後の処理を行
なう装置に接続することも、あるいは処理水を溜める容
器を配置することもできる。
【０００９】処理剤１は、酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物
を含む砂、あるいは砂鉄を含む砂を用いる。本発明に用
いる砂は、石英や長石やその他の鉱物を含む通常の砂と
することができ、例えば粒径が０．２ｍｍ〜２．０ｍｍ
の細砂や粗砂を用いることができ、微砂や粘土、あるい
は礫を含むものとすることができる。また、川砂や山砂
を問わず用いることができる。
を含む砂、あるいは砂鉄を含む砂を用いる。本発明に用
いる砂は、石英や長石やその他の鉱物を含む通常の砂と
することができ、例えば粒径が０．２ｍｍ〜２．０ｍｍ
の細砂や粗砂を用いることができ、微砂や粘土、あるい
は礫を含むものとすることができる。また、川砂や山砂
を問わず用いることができる。
【００１０】
【実施例】以下、重金属として砒素（Ａｓ）、鉛（Ｐ
ｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）の場合
について、本発明を適用した実験例を説明する。図２
は、本発明を適用した実験装置の構成例を示す図であ
る。図２において、実験装置は、処理対象水１３を収納
する処理対象水用容器１４と、処理剤１１を収納する吸
着リアクター１２と、処理後の処理水１６を収納する処
理水容器１７とを接続して、処理対象水用容器１４を上
方とし処理対象水用容器１４を下方として垂直方向に支
持し、処理対象水１３を重力によって滴下させる。な
お、各構成の一例として、吸着リアクター１２は、アク
リライトの材質を用いて内径１８ｍｍ、外径２０ｍｍ、
有効長２４０ｍｍで先端部を綿栓づめとし、２×２ｍｍ
のふるいで小石を取り除いて粒子をそろえた砂３０ｇを
収納したものを用いた。処理剤１１の砂は、吸着リアク
ター１２において容積２５ｍｌ、濾過経路長約２００ｍ
ｍをしめる。
ｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）の場合
について、本発明を適用した実験例を説明する。図２
は、本発明を適用した実験装置の構成例を示す図であ
る。図２において、実験装置は、処理対象水１３を収納
する処理対象水用容器１４と、処理剤１１を収納する吸
着リアクター１２と、処理後の処理水１６を収納する処
理水容器１７とを接続して、処理対象水用容器１４を上
方とし処理対象水用容器１４を下方として垂直方向に支
持し、処理対象水１３を重力によって滴下させる。な
お、各構成の一例として、吸着リアクター１２は、アク
リライトの材質を用いて内径１８ｍｍ、外径２０ｍｍ、
有効長２４０ｍｍで先端部を綿栓づめとし、２×２ｍｍ
のふるいで小石を取り除いて粒子をそろえた砂３０ｇを
収納したものを用いた。処理剤１１の砂は、吸着リアク
ター１２において容積２５ｍｌ、濾過経路長約２００ｍ
ｍをしめる。
【００１１】実験に用いた処理対象水は、砒素（Ａ
ｓ）、鉛（Ｐｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロム
（Ｃｒ）の各元素毎に、２ｐｐｍの濃度の疑似汚染水１
０００ｍｌを作成し、金属の沈殿を防止するために、砒
素（Ａｓ）には塩素（Ｃｌ）を、鉛（Ｐｂ）、カドミニ
ュウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）には硝酸（ＨＮＯ3 ）
をそれぞれ０．２ｍｌ添加している。実験は、蒸留水１
０００ｍｌを滴下して得た濾過液をサンプリングして前
洗浄液を採取し、約２ｐｐｍの疑似汚染水をサンプリン
グして原液を採取し、約２ｐｐｍの疑似汚染水１０００
ｍｌを滴下して得た濾過液をサンプリングして処理水を
採取し、吸着操作が終了した後速やかに蒸留水１０００
ｍｌを滴下して得た濾過液をサンプリングして濾過後洗
浄液を採取する。なお、各サンプリングでは約２０ｍｌ
を採取する。なお、１０００ｍｌの液の滴下には、平均
約２時間を要した。
ｓ）、鉛（Ｐｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロム
（Ｃｒ）の各元素毎に、２ｐｐｍの濃度の疑似汚染水１
０００ｍｌを作成し、金属の沈殿を防止するために、砒
素（Ａｓ）には塩素（Ｃｌ）を、鉛（Ｐｂ）、カドミニ
ュウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）には硝酸（ＨＮＯ3 ）
をそれぞれ０．２ｍｌ添加している。実験は、蒸留水１
０００ｍｌを滴下して得た濾過液をサンプリングして前
洗浄液を採取し、約２ｐｐｍの疑似汚染水をサンプリン
グして原液を採取し、約２ｐｐｍの疑似汚染水１０００
ｍｌを滴下して得た濾過液をサンプリングして処理水を
採取し、吸着操作が終了した後速やかに蒸留水１０００
ｍｌを滴下して得た濾過液をサンプリングして濾過後洗
浄液を採取する。なお、各サンプリングでは約２０ｍｌ
を採取する。なお、１０００ｍｌの液の滴下には、平均
約２時間を要した。
【００１２】上記サンプリングで採取された各液及び処
理水について、前洗浄液中の鉄の測定、各元素の吸着効
率の測定、各元素の処理水中の鉄濃度の測定、及び濾過
後の洗浄液中の溶出金属の測定、の各測定を原子吸光法
で行い、以下の結果を得た。 １．前洗浄液中の鉄濃度の測定結果：各元素の吸着リア
クター用の前洗浄液中の鉄濃度の測定は、原子吸光収測
定の感度から１００ｐｐｂ以下と推定される。 ２．各元素の吸着効率の測定結果：測定結果を以下の表
１に示す。
理水について、前洗浄液中の鉄の測定、各元素の吸着効
率の測定、各元素の処理水中の鉄濃度の測定、及び濾過
後の洗浄液中の溶出金属の測定、の各測定を原子吸光法
で行い、以下の結果を得た。 １．前洗浄液中の鉄濃度の測定結果：各元素の吸着リア
クター用の前洗浄液中の鉄濃度の測定は、原子吸光収測
定の感度から１００ｐｐｂ以下と推定される。 ２．各元素の吸着効率の測定結果：測定結果を以下の表
１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】なお、原液濃度、及び処理水濃度は各元素
に最適な手法で濃度定量した測定結果であり、砒素（Ａ
ｓ）は水素化物還元法を用いて測定し、鉛（Ｐｂ）、カ
ドミニュウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）はグラファイト
チューブによるファーネス法を用いて測定し一点検量線
法によって定量している。濃度範囲が不適切な試料につ
いては希釈して測定した。
に最適な手法で濃度定量した測定結果であり、砒素（Ａ
ｓ）は水素化物還元法を用いて測定し、鉛（Ｐｂ）、カ
ドミニュウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）はグラファイト
チューブによるファーネス法を用いて測定し一点検量線
法によって定量している。濃度範囲が不適切な試料につ
いては希釈して測定した。
【００１５】３．各元素の処理水中の鉄濃度の測定結
果：各元素の処理水中の鉄濃度の測定は、原子吸光収測
定の感度から１００ｐｐｂ以下と推定される。 ４．濾過後の洗浄液中の溶出金属の測定結果：各元素の
吸着効率の測定と同じ手法によって、濾過後の洗浄液中
の溶出される各金属元素について定量測定した。測定結
果は表１の洗浄水の欄に示している。
果：各元素の処理水中の鉄濃度の測定は、原子吸光収測
定の感度から１００ｐｐｂ以下と推定される。 ４．濾過後の洗浄液中の溶出金属の測定結果：各元素の
吸着効率の測定と同じ手法によって、濾過後の洗浄液中
の溶出される各金属元素について定量測定した。測定結
果は表１の洗浄水の欄に示している。
【００１６】上記の各測定結果から、以下の点が確認、
及び推察される。 ａ．表１中の吸収効率の測定結果に見るように、砒素
（Ａｓ）、鉛（Ｐｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロ
ム（Ｃｒ）の各金属元素に対して本発明を適用すること
によって、９９％以上の高い効率で重金属を除去するこ
とが確認される。 ｂ．表１中の洗浄水中の各金属元素の濃度結果から、本
発明の処理剤にいったん吸着された重金属は洗浄水と接
触しても再流出しないことが確認される。 ｃ．上記３．の各元素の処理水中の鉄濃度の測定結果と
４．の濾過後の洗浄液中の溶出金属の測定結果とを比較
すると、いずれも１００ｐｐｂ以下の濃度と推定され、
処理前後において鉄濃度に変化は見られない。このこと
から、金属元素の吸着は処理在中の鉄元素との置換によ
るものではないことが推察される。
及び推察される。 ａ．表１中の吸収効率の測定結果に見るように、砒素
（Ａｓ）、鉛（Ｐｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロ
ム（Ｃｒ）の各金属元素に対して本発明を適用すること
によって、９９％以上の高い効率で重金属を除去するこ
とが確認される。 ｂ．表１中の洗浄水中の各金属元素の濃度結果から、本
発明の処理剤にいったん吸着された重金属は洗浄水と接
触しても再流出しないことが確認される。 ｃ．上記３．の各元素の処理水中の鉄濃度の測定結果と
４．の濾過後の洗浄液中の溶出金属の測定結果とを比較
すると、いずれも１００ｐｐｂ以下の濃度と推定され、
処理前後において鉄濃度に変化は見られない。このこと
から、金属元素の吸着は処理在中の鉄元素との置換によ
るものではないことが推察される。
【００１７】そして、上記実験結果によれば、本発明を
適用することによって、各金属元素の排水基準（０．１
ｐｐｍ〜０．５ｐｐｍ）の約１００倍程度の高濃度の汚
染水に対して２０ｃｍ程度の短い流路を用いて排水基準
を満たす濃度まで除去することが予想される。上記実験
によれば、本発明の処理剤３０ｇで１０００ｍｌの処理
対象水を長くとも３時間で処理する能力を示しており、
大量処理に適用した場合、例えば３ｔｏｎの処理剤を用
いることによって１日に８００ｔｏｎの処理対象水を処
理することが可能となり、コンパクトで高効率な処理手
段となる。
適用することによって、各金属元素の排水基準（０．１
ｐｐｍ〜０．５ｐｐｍ）の約１００倍程度の高濃度の汚
染水に対して２０ｃｍ程度の短い流路を用いて排水基準
を満たす濃度まで除去することが予想される。上記実験
によれば、本発明の処理剤３０ｇで１０００ｍｌの処理
対象水を長くとも３時間で処理する能力を示しており、
大量処理に適用した場合、例えば３ｔｏｎの処理剤を用
いることによって１日に８００ｔｏｎの処理対象水を処
理することが可能となり、コンパクトで高効率な処理手
段となる。
【００１８】上記した本発明により得られる特徴点につ
いて、以下の測定によって検討した。上記ａ．の金属の
吸収効率（除去効率）の評価で示したように、本発明の
処理剤は金属元素の高い吸収効率を示している。そこ
で、蛍光Ｘ線分析によって処理剤中の金属組成を測定
し、吸着における金属元素の振る舞いを検討する。蛍光
Ｘ線分析による測定は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析
装置を用い、得られた測定データは、ファンダメンタル
パラメータ法によるデータ処理を適用し、スペクトルピ
ーク面積からエネルギー値に対応する含有元素を重量比
率で算出する。重量比率は検出された元素の総重量を１
００％として算出し、酸素、窒素などの蛍光Ｘ線を出さ
ない元素の存在量は無視している。
いて、以下の測定によって検討した。上記ａ．の金属の
吸収効率（除去効率）の評価で示したように、本発明の
処理剤は金属元素の高い吸収効率を示している。そこ
で、蛍光Ｘ線分析によって処理剤中の金属組成を測定
し、吸着における金属元素の振る舞いを検討する。蛍光
Ｘ線分析による測定は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析
装置を用い、得られた測定データは、ファンダメンタル
パラメータ法によるデータ処理を適用し、スペクトルピ
ーク面積からエネルギー値に対応する含有元素を重量比
率で算出する。重量比率は検出された元素の総重量を１
００％として算出し、酸素、窒素などの蛍光Ｘ線を出さ
ない元素の存在量は無視している。
【００１９】検出された構成元素の中から、砒素（Ａ
ｓ）、鉛（Ｐｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロム
（Ｃｒ）の各金属元素と鉄元素の重量比を算出する。な
お、鉄元素の磁性と吸着効率の関係を検討するために磁
石による分離を行ない、未分離の処理剤と、磁石で吸着
され処理剤と、磁石で吸着されない処理剤の各処理剤の
金属元素と鉄元素の重量比を算出している。
ｓ）、鉛（Ｐｂ）、カドミニュウム（Ｃｄ）、クロム
（Ｃｒ）の各金属元素と鉄元素の重量比を算出する。な
お、鉄元素の磁性と吸着効率の関係を検討するために磁
石による分離を行ない、未分離の処理剤と、磁石で吸着
され処理剤と、磁石で吸着されない処理剤の各処理剤の
金属元素と鉄元素の重量比を算出している。
【００２０】砒素（Ａｓ）については、未分離の処理剤
では Ａｓ重量／Ｆｅ重量＝０．１５１／６５．３８８＝０．
００２３ 磁石で吸着され処理剤では Ａｓ重量／Ｆｅ重量＝０．１９９／７０．８７７＝０．
００２８ 磁石で吸着されない処理剤では Ａｓ重量／Ｆｅ重量＝０．１０５／３３．３５９＝０．
００３１ である。
では Ａｓ重量／Ｆｅ重量＝０．１５１／６５．３８８＝０．
００２３ 磁石で吸着され処理剤では Ａｓ重量／Ｆｅ重量＝０．１９９／７０．８７７＝０．
００２８ 磁石で吸着されない処理剤では Ａｓ重量／Ｆｅ重量＝０．１０５／３３．３５９＝０．
００３１ である。
【００２１】カドミニュウム（Ｃｄ）については、未分
離の処理剤では Ｃｄ重量／Ｆｅ重量＝０．２２６／６５．５７６＝０．
００３４ 磁石で吸着され処理剤では Ｃｄ重量／Ｆｅ重量＝０．２６４／７０．６５２＝０．
００３７ 磁石で吸着されない処理剤では Ｃｄ重量／Ｆｅ重量＝０．３６９／２６．５５３＝０．
０１３９ である。
離の処理剤では Ｃｄ重量／Ｆｅ重量＝０．２２６／６５．５７６＝０．
００３４ 磁石で吸着され処理剤では Ｃｄ重量／Ｆｅ重量＝０．２６４／７０．６５２＝０．
００３７ 磁石で吸着されない処理剤では Ｃｄ重量／Ｆｅ重量＝０．３６９／２６．５５３＝０．
０１３９ である。
【００２２】鉛（Ｐｂ）については、未分離の処理剤で
は Ｐｂ重量／Ｆｅ重量＝０．１５３／３７．２６２＝０．
００４１ 磁石で吸着され処理剤では Ｐｂ重量／Ｆｅ重量＝０．２０９／５２．８７６＝０．
００３９ 磁石で吸着されない処理剤では Ｐｂ重量／Ｆｅ重量＝０．１３２／１２．９２４＝０．
０１０２ である。
は Ｐｂ重量／Ｆｅ重量＝０．１５３／３７．２６２＝０．
００４１ 磁石で吸着され処理剤では Ｐｂ重量／Ｆｅ重量＝０．２０９／５２．８７６＝０．
００３９ 磁石で吸着されない処理剤では Ｐｂ重量／Ｆｅ重量＝０．１３２／１２．９２４＝０．
０１０２ である。
【００２３】クロム（Ｃｒ）については、未分離の処理
剤では Ｃｒ重量／Ｆｅ重量＝０．１８１／３５．４８４＝０．
００５１ 磁石で吸着され処理剤では Ｃｒ重量／Ｆｅ重量＝０．２７６／５９．１６５＝０．
００４７ 磁石で吸着されない処理剤では Ｃｒ重量／Ｆｅ重量＝０．１１４／１８．５０６＝０．
００６２ である。
剤では Ｃｒ重量／Ｆｅ重量＝０．１８１／３５．４８４＝０．
００５１ 磁石で吸着され処理剤では Ｃｒ重量／Ｆｅ重量＝０．２７６／５９．１６５＝０．
００４７ 磁石で吸着されない処理剤では Ｃｒ重量／Ｆｅ重量＝０．１１４／１８．５０６＝０．
００６２ である。
【００２４】上記した蛍光Ｘ線分析の結果、酸素元素及
び窒素元素を対象外とすると、処理剤中には鉄元素が重
量比率で６０％含まれている。なお、蛍光Ｘ線分析の特
性から、１ｍｍ程度の深さに分布する元素を検出対象と
している。本発明の処理剤は鉄化合物を主成分としてお
り、酸化鉄、水酸化鉄の状態で存在していると想定され
る。なお、本発明の処理剤をＸ線回折分析による鉱物的
解析結果によれば、少量のシリカ，斜長石，カリ長石、
及び微量の緑泥石等の珪酸塩鉱物の他、酸化鉄鉱物であ
る磁鉄鉱が検出され、酸化鉄状態の鉄化合物が存在する
ことが確認される。
び窒素元素を対象外とすると、処理剤中には鉄元素が重
量比率で６０％含まれている。なお、蛍光Ｘ線分析の特
性から、１ｍｍ程度の深さに分布する元素を検出対象と
している。本発明の処理剤は鉄化合物を主成分としてお
り、酸化鉄、水酸化鉄の状態で存在していると想定され
る。なお、本発明の処理剤をＸ線回折分析による鉱物的
解析結果によれば、少量のシリカ，斜長石，カリ長石、
及び微量の緑泥石等の珪酸塩鉱物の他、酸化鉄鉱物であ
る磁鉄鉱が検出され、酸化鉄状態の鉄化合物が存在する
ことが確認される。
【００２５】また、金属元素と鉄元素の比率データか
ら、磁性を備えるものと備えないものとが混合状態にあ
る処理剤と磁性体を備える処理剤とでは、処理対象金属
と鉄の比率はほぼ等しく、鉄または磁性体と共存する構
造が推定される。また、磁性体を含まない処理剤中で
は、金属と鉄の比率は他の処理剤よりも大きいという特
性を示し、磁性体の鉄の含有率が少ない部分も有効な吸
着力を示すことが証明されている。したがって、本発明
の処理剤は、磁性を問わず金属元素を吸着する特性を示
し、磁性体であることを必要としていない。そのため、
磁性体のものを選出する操作が不要であるため、吸着処
理及び処理剤のコストを低減することができる。また、
上記ｂ．及びｃ．の金属元素の再流出評価で示したよう
に、本発明によれば、金属元素は処理剤に安定した状態
で吸着されていると推定される。そこで、以下の測定に
よって、処理剤中の金属元素の分子的結合状態を検証し
た。
ら、磁性を備えるものと備えないものとが混合状態にあ
る処理剤と磁性体を備える処理剤とでは、処理対象金属
と鉄の比率はほぼ等しく、鉄または磁性体と共存する構
造が推定される。また、磁性体を含まない処理剤中で
は、金属と鉄の比率は他の処理剤よりも大きいという特
性を示し、磁性体の鉄の含有率が少ない部分も有効な吸
着力を示すことが証明されている。したがって、本発明
の処理剤は、磁性を問わず金属元素を吸着する特性を示
し、磁性体であることを必要としていない。そのため、
磁性体のものを選出する操作が不要であるため、吸着処
理及び処理剤のコストを低減することができる。また、
上記ｂ．及びｃ．の金属元素の再流出評価で示したよう
に、本発明によれば、金属元素は処理剤に安定した状態
で吸着されていると推定される。そこで、以下の測定に
よって、処理剤中の金属元素の分子的結合状態を検証し
た。
【００２６】分子的結合状態の測定では、各金属ごと
に、吸着及び洗浄操作を行なった処理剤について、ＸＰ
Ｓ（Ｘ線光電子分光法）によって金属の結合エネルギー
状態を測定して行ない、各元素に関係する構造及びエネ
ルギー値と既知データと、測定データとを比較して、対
象金属元素の処理剤中での存在状態を推定した。この測
定結果から得られる各金属の結合エネルギーによれば、
砒素（Ａｓ）は３d に由来するピーク値の対比から３価
に近い酸化物と推定され、カドミニュウム（Ｃｄ）はＣ
ｄＭ4Ｎ45Ｎ45 のオージェピークの対比から硫化物また
は酸化物の状態で存在すると推定され、鉛（Ｐｂ）は４
f に由来するピーク値の対比から価数は特定できないも
のの、純粋金属状態にないことは明らかであり、クロム
（Ｃｒ）は２p に由来するタブレットピークが明瞭に観
察され、２p3/2 に対応するピーク値の対比から３価の
クロムであることがわかる。
に、吸着及び洗浄操作を行なった処理剤について、ＸＰ
Ｓ（Ｘ線光電子分光法）によって金属の結合エネルギー
状態を測定して行ない、各元素に関係する構造及びエネ
ルギー値と既知データと、測定データとを比較して、対
象金属元素の処理剤中での存在状態を推定した。この測
定結果から得られる各金属の結合エネルギーによれば、
砒素（Ａｓ）は３d に由来するピーク値の対比から３価
に近い酸化物と推定され、カドミニュウム（Ｃｄ）はＣ
ｄＭ4Ｎ45Ｎ45 のオージェピークの対比から硫化物また
は酸化物の状態で存在すると推定され、鉛（Ｐｂ）は４
f に由来するピーク値の対比から価数は特定できないも
のの、純粋金属状態にないことは明らかであり、クロム
（Ｃｒ）は２p に由来するタブレットピークが明瞭に観
察され、２p3/2 に対応するピーク値の対比から３価の
クロムであることがわかる。
【００２７】上記測定結果から、本発明により処理剤に
吸着された金属元素は化学的結合状態にあり、洗浄水と
接触しても再流出しないという特性が裏付けられる。
吸着された金属元素は化学的結合状態にあり、洗浄水と
接触しても再流出しないという特性が裏付けられる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の重金属処
理方法及び重金属処理剤によれば、重金属処理において
薬剤を不要とし、処理剤の投入等の能動的な処理を不要
として、連続処理や大量処理に適したものとすることが
できる。また、磁性特性等の考慮を不要としてコストを
低減することができる。
理方法及び重金属処理剤によれば、重金属処理において
薬剤を不要とし、処理剤の投入等の能動的な処理を不要
として、連続処理や大量処理に適したものとすることが
できる。また、磁性特性等の考慮を不要としてコストを
低減することができる。
【図１】本発明を適用することができる処理装置の一構
成例を説明するための図である。
成例を説明するための図である。
【図２】本発明を適用した実験装置の構成例を示す図で
ある。
ある。
１，１１…処理剤、２…収納容器、３，１３…処理対象
水、４…液槽、５…ポンプ、６，１６…処理水、１２…
吸着リアクター、１４…処理対象水用容器、１７…処理
水容器。
水、４…液槽、５…ポンプ、６，１６…処理水、１２…
吸着リアクター、１４…処理対象水用容器、１７…処理
水容器。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB16 BA01 BB01 BC01 CA01 DB03 4D038 AA08 AB63 AB65 AB70 AB71 AB74 BA02 BB06 BB17
Claims (6)
- 【請求項１】 酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を含む砂と
接触させることにより、水中に溶存する重金属を除去す
ることを特徴とする重金属処理方法。 - 【請求項２】 砂鉄を含む砂と接触させることにより、
水中に溶存する重金属を除去することを特徴とする重金
属処理方法。 - 【請求項３】 前記重金属は、カドミニュウム、クロ
ム、鉛の少なくともいずれか一つであることを特徴とす
る請求項１，又は２に記載の重金属処理方法。 - 【請求項４】 酸化鉄、水酸化鉄の鉄化合物を主成分と
し重金属と間で化学結合を行って、重金属を除去するこ
とをことを特徴とする重金属処理剤。 - 【請求項５】 砂鉄を含む砂を主成分とし、重金属を除
去することを特徴とする重金属処理剤。 - 【請求項６】 前記重金属は、カドミニュウム、クロ
ム、鉛の少なくともいずれか一つであることを特徴とす
る請求項４，又は５に記載の重金属処理剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25545799A JP2001070954A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 重金属処理方法及び重金属処理剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25545799A JP2001070954A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 重金属処理方法及び重金属処理剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001070954A true JP2001070954A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17279040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25545799A Pending JP2001070954A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 重金属処理方法及び重金属処理剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001070954A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030073321A (ko) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | 한국지질자원연구원 | 폐산화철 촉매를 이용한 중금속 함유 폐수의 연속처리방법 |
| JP2006205152A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | 重金属処理材及びそれを用いた重金属処理方法 |
| KR100652680B1 (ko) | 2005-07-27 | 2006-12-01 | (주) 엘지환경연구원 | 비소 오염수의 비소산화여과방법 및 장치 |
| US7399416B2 (en) | 2002-12-04 | 2008-07-15 | Idaho Research Foundation, Inc. | Reactive filtration |
| US7445721B2 (en) * | 2003-12-03 | 2008-11-04 | Idaho Research Foundation, Inc. | Reactive filtration |
| US7713426B2 (en) | 2008-01-11 | 2010-05-11 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment |
| US8071055B2 (en) | 2002-12-04 | 2011-12-06 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment techniques |
| US8080163B2 (en) | 2002-12-04 | 2011-12-20 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment method |
| US8741154B2 (en) | 2008-10-17 | 2014-06-03 | Remembrance Newcombe | Water denitrification |
-
1999
- 1999-09-09 JP JP25545799A patent/JP2001070954A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030073321A (ko) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | 한국지질자원연구원 | 폐산화철 촉매를 이용한 중금속 함유 폐수의 연속처리방법 |
| US7713423B2 (en) | 2002-12-04 | 2010-05-11 | Idaho Research Foundation, Inc. | Reactive filtration |
| US7399416B2 (en) | 2002-12-04 | 2008-07-15 | Idaho Research Foundation, Inc. | Reactive filtration |
| US7744764B2 (en) | 2002-12-04 | 2010-06-29 | Idaho Research Foundation, Inc. | Reactive filtration |
| US8071055B2 (en) | 2002-12-04 | 2011-12-06 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment techniques |
| US8080163B2 (en) | 2002-12-04 | 2011-12-20 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment method |
| USRE44570E1 (en) | 2002-12-04 | 2013-11-05 | Board Of Regents Of The University Of Idaho | Reactive filtration |
| US7445721B2 (en) * | 2003-12-03 | 2008-11-04 | Idaho Research Foundation, Inc. | Reactive filtration |
| JP2006205152A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | 重金属処理材及びそれを用いた重金属処理方法 |
| KR100652680B1 (ko) | 2005-07-27 | 2006-12-01 | (주) 엘지환경연구원 | 비소 오염수의 비소산화여과방법 및 장치 |
| US7713426B2 (en) | 2008-01-11 | 2010-05-11 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment |
| US8741154B2 (en) | 2008-10-17 | 2014-06-03 | Remembrance Newcombe | Water denitrification |
| US9670082B2 (en) | 2008-10-17 | 2017-06-06 | Nexom (Us), Inc. | Water denitrification |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040812 |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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