JP2001198581A - ホウ素含有水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な装置と操作により、少ない薬剤量かつ
高除去率で効率よくホウ素を除去することができ、高水
質の処理水を得ることができるホウ素含有水の処理方法
を提案する。 【解決手段】 ホウ素含有水５を吸着塔１に導入してホ
ウ素選択吸着性樹脂２と接触させてホウ素を吸着し、再
生排液８を凝集槽３に導入し、アルミニウム化合物９お
よびｐＨ調整剤１１を加え、塩化物イオンを加えること
なく、ｐＨ５〜８に調整し、固液分離装置４で析出物を
分離してホウ素を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はホウ素含有水をイオ
ン交換により処理するホウ素含有水の処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ホウ素化合物は種々の分野で使用されて
おり、これらの分野から発生する排水、あるいは他の分
野で発生する排水にはホウ素化合物を含むものがある。
このような化合物は有害とされているため、ホウ素含有
水からホウ素を除去するための処理が行われている。

【０００３】ホウ素含有水の処理方法として、イオン交
換および凝集を組み合せる処理方法がある（特開昭５７
−８１８８１号）。この方法はホウ素含有水をアニオン
交換樹脂と接触させることによりホウ素を吸着させ、ア
ニオン交換樹脂を再生剤により再生し、再生排液をアル
ミニウム化合物およびカルシウム化合物の存在下にｐＨ
９以上で凝集処理することにより、ホウ素を高除去率で
除去する方法である。しかしこの方法ではｐＨ９以上で
凝集を行うため、薬剤使用量が多いという問題点があ
る。

【０００４】別の方法として、蒸発濃縮、凝集およびイ
オン交換を組合せる方法がある（特開平１０−３１４７
９８号）。この方法は蒸発濃縮によりホウ素濃度を高く
して凝集を行い、分離液をさらにホウ素吸着性樹脂と接
触させてホウ素を除去することにより、全体として高除
去率でホウ素を除去する方法である。しかしながらこの
方法では蒸発濃縮を行うため、多量の熱を必要として、
装置および操作が複雑であるという問題点がある。

【０００５】後者の方法ではホウ素吸着性樹脂の再生排
液を蒸発濃縮液と混合して凝集処理することができると
されており、この凝集処理にはアルミニウム化合物を用
い、ｐＨ５〜８で凝集を行うことが示されている。しか
しながらこの凝集によるホウ素除去率は３０〜６０％程
度と低く、後工程のホウ素吸着性樹脂に対する負荷が大
きくなるという問題点がある。

【０００６】このように従来はアルミニウム化合物を用
いるホウ素の凝集ではｐＨ５〜８ではホウ素除去率は３
０〜６０％と低く、ホウ素除去率を７０％以上にするた
めにはｐＨ９以上とする必要があり、薬剤費が高くなる
という問題点があった。その原因を調べたところ、塩化
物イオンを始めとする他の共存イオンが凝集を阻害して
いることがわかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、簡単
な装置と操作により、少ない薬剤量かつ高除去率で効率
よくホウ素を除去することができ、高水質の処理水を得
ることができるホウ素含有水の処理方法を提案すること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、次のホウ素含
有水の処理方法である。 （１） ホウ素含有水をホウ素選択吸着性樹脂と接着さ
せてホウ素を吸着させる吸着工程と、ホウ素選択吸着性
樹脂を再生する再生工程と、再生排液をアルミニウム化
合物の存在下、塩化物イオンを加えることなくｐＨ５〜
８で凝集させて析出物を分離する凝集工程とを含むホウ
素含有水の処理方法。 （２） ホウ素含有水が塩化物イオンを含有する上記
（１）記載の方法。

【０００９】本発明において処理の対象となるホウ素含
有水は通常オルトホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）の形でホウ素を含
有する水であるが、ホウ酸塩その他の形でホウ素を含む
ものでもよい。このようなホウ素含有水としては、医
薬、化粧品、石けん、金属、半導体、その他のホウ素化
合物を使用する製造工程排水、メッキ排水、原子力発電
所から発生する放射性排水、石炭火力発電所の排煙脱硫
排水、地熱発電排水、ゴミ焼却場の洗煙排水などがあげ
られる。

【００１０】これらのホウ素含有水は発生源あるいは発
生時期等によりホウ素含有量が異なる場合がある。例え
ばホウ酸を用いる金属や半導体の表面処理工程では表面
処理時に高濃度ホウ素含有水が生じ、その後の水洗工程
では低濃度ホウ素含有水が生じる。このほか別の発生源
から異なる濃度のホウ素含有水が生じる。これらのホウ
素含有水は異種のものを混合して処理することもでき、
また別々に処理することもできる。

【００１１】これらのホウ素含有水は塩化物イオンその
他の成分を含有していてもよい。塩化物イオンおよびあ
る種の他の成分は前述のようにホウ素の低ｐＨでの凝集
効率を低下させる性質を有するが、本発明ではこのよう
な阻害性の物質が含まれている場合でも、凝集効率を良
くし、低ｐＨでの凝集により高除去率でホウ素を除去す
ることができる。

【００１２】本発明ではこのようなホウ素含有水をまず
吸着工程においてホウ素選択吸着性樹脂と接触させて、
樹脂にホウ素を吸着させる。ホウ素選択吸着性樹脂はホ
ウ素を選択的に吸着する樹脂であり、ホウ素の選択性を
高めたホウ素選択性イオン交換樹脂が一般的であるが、
ホウ素の吸着および再生により溶離が可能であれば、イ
オン交換によらない吸着、例えば物理吸着によるもので
もよい。このようなホウ素選択吸着性樹脂としてはＮ−
メチルグルカミン型樹脂などがあり、市販品を使用する
ことができる。

【００１３】このようなホウ素選択吸着性樹脂は硫酸形
など、その樹脂のホウ素選択吸着性が最も発揮する形で
使用することができる。ホウ素含有水を上記の樹脂と接
触させる方法はカラム通水法が一般的であるが、浸漬法
など他の方法でもよい。樹脂と接触させる際の原水のｐ
Ｈ、濃度等の条件もその樹脂のホウ素選択吸着性が最も
高くなる条件で接触させることができる。

【００１４】ホウ素含有水を上記樹脂と接触させると、
ホウ素含有水中のホウ素が樹脂に選択的に吸着され、ホ
ウ素濃度の低下した処理水が得られる。塩化物イオンそ
の他の成分も吸着工程の初期には一部吸着される場合が
あるが、ホウ素の吸着に伴って追い出される。従って樹
脂の吸着能が飽和する時点ではホウ素が選択的に樹脂に
吸着されて濃縮され、他の成分はほとんど含まれない状
態になる。

【００１５】樹脂の吸着能が飽和する時点で再生工程に
移り、ホウ素を吸着した樹脂を再生剤と接触させて再生
し、ホウ素を溶離させる。再生剤としては吸着されたホ
ウ素の溶離に適したものが使用され、例えば前記Ｎ−メ
チルグルカミン型樹脂の場合は硫酸が好ましい。再生剤
と接触させた樹脂は必要により他の再生剤、例えば水酸
化ナトリウム等によりホウ素の吸着に適した樹脂形に整
えて吸着工程に移ることができる。

【００１６】再生工程で生じる再生排液は凝集工程にお
いてアルミニウム化合物の存在下にｐＨ５〜８に調整し
て凝集を行い、析出物を分離する。アルミニウム化合物
としては硫酸アルミニウムのような塩化物を含まないア
ルミニウム塩が好ましいが、水酸化アルミニウムその他
のアルミニウム化合物でもよい。ｐＨ調整剤としては水
酸化カルシウム等のカルシウム化合物が好ましいが、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の他のアルカリ剤を
使用することもできる。酸を用いる場合は塩酸、硫酸な
どの鉱酸が好ましい。

【００１７】アルミニウム化合物の存在下にｐＨ５〜８
に調整することにより、アルミニウムの水酸化物を主体
とする析出物が析出するが、再生排液中のホウ素はこの
析出物に吸着され、析出物を分離することにより除去さ
れる。この凝集の際、塩化物イオンその他の不純物が存
在すると前述のように凝集効果が低下するが、本発明で
用いるホウ素選択吸着性樹脂の再生排液はホウ素を主成
分とし、塩化物イオンその他の成分をほとんど含まない
から、凝集に際して塩化物イオンを加えることなく凝集
を行うと、これらのイオンによる阻害は発生することな
く、効率よく凝集を行うことができる。凝集に際して塩
化物イオンは実質的に凝集を阻害しない程度に加えなけ
ればよく、凝集に影響を与えない程度の添加は許容され
る。凝集時における反応液中の塩化物イオンは１０００
０ｍｇ／ｌ以下、好ましくは５０００ｍｇ／ｌ以下であ
るのが好ましい。

【００１８】凝集により生じる析出物は汚泥として処理
され、場合によってはホウ素を回収することができる。
分離液はホウ素その他の成分を含んでいるため別途処理
を行うことができるが、原水と混合してホウ素選択吸着
性樹脂による処理を行ってもよい。この場合でもホウ素
濃度は低くなっているので、ホウ素負荷は低い。

【００１９】以上の処理において、吸着工程の前処理と
してホウ素含有水の濃縮その他の処理を行ってもよい
が、特に行わなくても効率よく処理を行うことができ
る。また各工程の操作条件は通常のイオン交換および凝
集で行われている操作条件がそのまま採用できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ホウ素含有水をホウ素
選択吸着性樹脂と接触させて処理し、その再生排液をア
ルミニウム化合物で凝集処理するようにしたので、塩化
物イオン等の阻害性イオンの存在しない状態で低ｐＨで
凝集を行うことができ、簡単な装置と操作により、少な
い薬剤量かつ高除去率で効率よくホウ素を除去すること
ができ、高水質の処理水を得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施形態のホウ素含有水の処理
方法を示すフロー図である。図１において、１は吸着
塔、２は充填されたホウ素選択吸着性樹脂層、３は凝集
槽、４は固液分離装置である。

【００２２】ホウ素含有水の処理方法は、先ず吸着工程
においてホウ素含有水５を吸着塔１に導入し、ホウ素選
択吸着性樹脂層２を通過させてホウ素を樹脂に吸着さ
せ、ホウ素の除去された処理水６を得る。処理水６はそ
のまま放流してもよく、また回収して再利用してもよ
い。樹脂層２がホウ素で飽和した段階で再生工程に移
り、再生剤７を吸着塔１に導入して樹脂層２を再生し、
吸着されたホウ素を溶離させる。

【００２３】凝集工程では、吸着塔１から排出される再
生排液８を凝集槽３に導入し、アルミニウム化合物９を
添加して攪拌機１０で撹拌混合し、必要によりｐＨ調整
剤１１を添加してｐＨ５〜８に調整して凝集を行う。ｐ
Ｈ調整により水酸化アルミニウムを主成分とする析出物
がホウ素を吸着した状態で析出し、ホウ素は除去され
る。凝集反応液１２は固液分離装置４に導入して固液分
離を行い、汚泥１３と分離液１４に分離する。汚泥は汚
泥処理工程に送られ、分離液は分離液処理工程に送って
後処理が行われる。

【００２４】上記の処理では吸着工程においてホウ素が
樹脂に吸着される際、塩化物イオン等の不純物は処理水
６中に流出し、樹脂に蓄積されないため、再生排液８中
には塩化物イオン等の阻害物質は含まれない。このよう
な再生排液を凝集槽３で凝集処理する際、外部から塩化
物イオン等の阻害物質を加えることなく凝集を行うこと
により凝集効率は高くなり、低ｐＨでも高除去率でホウ
素を除去することができる。このため薬剤使用量は少な
くなり、後処理工程におけるホウ素負荷も小さくなり、
処理装置および操作も簡素化し、処理コストも低くな
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２６】実施例１ ホウ素を１１０ｍｇ／ｌ、Ｃｌ^-６０００ｍｇ／ｌ含み
ｐＨ７．３の石炭火力排煙脱硫排水をＮ−メチルグルカ
ミン型ホウ素選択性イオン交換樹脂に通水したところ、
処理水中ホウ素濃度は２５ＢＶ平均値で０．１ｍｇ／ｌ
となった。その後原水の供給をやめ、イオン交換樹脂を
硫酸（濃度５０ｇ／ｌ）によりＳＶ１ｈｒ^-1で再生し
た。その結果、ホウ素２９２０ｍｇ／ｌを含む１ＢＶ分
の再生排液が得られた。次に、この再生排液に硫酸アル
ミニウムおよび水酸化カルシウムを添加し３０分間撹拌
して、ＮＯ．５Ａ濾紙濾過により固液分離した。結果を
表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】比較例１ 実施例１と同じ再生排液を用い、反応ｐＨをアルカリ性
にした以外は実施例１と同じ処理を行った。結果を表２
に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】比較例２ 脱硫排水を蒸発濃縮し、ホウ素３０１０ｍｇ／ｌ、Ｃｌ
^-３２０００ｍｇ／ｌの濃縮液を得、実施例１と同様に
凝集処理した。結果を表３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】以上の結果より、実施例１では低ｐＨ、少
ない薬剤添加量で高除去率でホウ素を除去できるのに対
し、高ｐＨで凝集を行う比較例１では凝集効率は改善さ
れず、また塩化物イオンが濃縮された比較例２ではホウ
素除去率が低下することがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のホウ素含有水の処理方法を示すフロ
ー図である。

【符号の説明】

１ 吸着塔 ２ ホウ素選択吸着性樹脂層 ３ 凝集槽 ４ 固液分離装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝田 裕之 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D015 BA04 BA19 BA23 BA24 BA26 BB06 CA04 CA07 CA20 DA02 DA06 DA09 DA24 EA04 EA13 EA14 EA15 EA17 EA19 EA32 FA01 FA22 4D025 AA09 AB33 BA08 BB02 BB07 DA10 4D038 AA08 AB25 BB06 BB08 BB13 BB17 BB18 4D062 BA04 BA19 BA23 BA24 BA26 BB06 CA04 CA07 CA20 DA02 DA06 DA09 DA24 EA04 EA13 EA14 EA15 EA17 EA19 EA32 FA01 FA22

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホウ素含有水をホウ素選択吸着性樹脂と
   接着させてホウ素を吸着させる吸着工程と、 ホウ素選択吸着性樹脂を再生する再生工程と、 再生排液をアルミニウム化合物の存在下、塩化物イオン
   を加えることなくｐＨ５〜８で凝集させて析出物を分離
   する凝集工程とを含むホウ素含有水の処理方法。
2. 【請求項２】 ホウ素含有水が塩化物イオンを含有する
   請求項１記載の方法。