JP2001259657A - リンや重金属等の含有水の処理法 - Google Patents
リンや重金属等の含有水の処理法Info
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- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/488—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来凝集沈殿法やフェライト法で行われてい
た水中のリンや重金属の除去を磁気分離によって容易に
行う。 【解決手段】 常磁性微粒子化処理と、凝集化処理とを
順次に行って、リンや重金属等の含有水を処理する。常
磁性微粒子化処理は、水中に３価鉄塩を添加し、水中に
含まれるリンや重金属を常磁性微粒子３にする処理であ
り、凝集化処理は、常磁性微粒子化処理後の水中に強磁
性体微粒子１を添加し外部磁場２を印加することによっ
て、リンや重金属を含んだ沈殿物（微粒子）を磁気分離
可能な凝集塊４として磁気凝集する処理である。
た水中のリンや重金属の除去を磁気分離によって容易に
行う。 【解決手段】 常磁性微粒子化処理と、凝集化処理とを
順次に行って、リンや重金属等の含有水を処理する。常
磁性微粒子化処理は、水中に３価鉄塩を添加し、水中に
含まれるリンや重金属を常磁性微粒子３にする処理であ
り、凝集化処理は、常磁性微粒子化処理後の水中に強磁
性体微粒子１を添加し外部磁場２を印加することによっ
て、リンや重金属を含んだ沈殿物（微粒子）を磁気分離
可能な凝集塊４として磁気凝集する処理である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気分離法を用い
て工場、研究所などの施設から排出される産業廃水、あ
るいは河川、湖沼水中に含まれるリンや重金属の除去が
可能なリンや重金属含有水の処理法に関する。
て工場、研究所などの施設から排出される産業廃水、あ
るいは河川、湖沼水中に含まれるリンや重金属の除去が
可能なリンや重金属含有水の処理法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水中に含まれるリンや重金属を除去する
方法として、従来より、リンや重金属含有水中に鉄塩や
アルミニウム塩を加え、リンを不溶性の燐酸鉄や燐酸ア
ルミニウムに、また、重金属は金属水酸化物に変化さ
せ、これらを同時に生成する水酸化鉄や水酸化アルミニ
ウムで凝集沈殿させる方法や、生物にリンを栄養分とし
てとり込ませるいわゆる活性汚泥法による生物処理法が
知られている。
方法として、従来より、リンや重金属含有水中に鉄塩や
アルミニウム塩を加え、リンを不溶性の燐酸鉄や燐酸ア
ルミニウムに、また、重金属は金属水酸化物に変化さ
せ、これらを同時に生成する水酸化鉄や水酸化アルミニ
ウムで凝集沈殿させる方法や、生物にリンを栄養分とし
てとり込ませるいわゆる活性汚泥法による生物処理法が
知られている。
【０００３】しかし、これらの方法は、いずれにしても
沈降槽や膜を用いて有害物を含有する汚泥を水中から分
離しなければならず、施設に広い敷地面積を必要とし、
その維持管理には、多大の労力を要するといった問題が
ある。
沈降槽や膜を用いて有害物を含有する汚泥を水中から分
離しなければならず、施設に広い敷地面積を必要とし、
その維持管理には、多大の労力を要するといった問題が
ある。
【０００４】また、磁気を用いて水中の磁性物質を除去
する磁気分離法は、古くは、排水中に含まれる重金属を
強磁性体であるフェライトにして除去する方法（特公昭
５０−５１９７１号公報、特開昭５２−７７４５６）が
あり、そのほか、製鉄所排水や水道配管内の鉄分除去、
放射性廃液から強磁性金属イオンの除去に利用されてい
る。
する磁気分離法は、古くは、排水中に含まれる重金属を
強磁性体であるフェライトにして除去する方法（特公昭
５０−５１９７１号公報、特開昭５２−７７４５６）が
あり、そのほか、製鉄所排水や水道配管内の鉄分除去、
放射性廃液から強磁性金属イオンの除去に利用されてい
る。
【０００５】フェライトや鉄酸化物等の強磁性粒子を用
いた磁気分離法は、有機物粒子との表面電位（ζ電位）
差による吸着性による、アオコや活性汚泥などの非磁性
粒子の分離に利用され、さらに、非磁性物質に磁気分離
物質を拡大する方法として、強磁性体にイオン交換基を
担持させる方法（特開昭５１−１０１３６８号公報参
照）が提案されている。
いた磁気分離法は、有機物粒子との表面電位（ζ電位）
差による吸着性による、アオコや活性汚泥などの非磁性
粒子の分離に利用され、さらに、非磁性物質に磁気分離
物質を拡大する方法として、強磁性体にイオン交換基を
担持させる方法（特開昭５１−１０１３６８号公報参
照）が提案されている。
【０００６】磁気分離特性を改善するために、強力な磁
場をつくる超伝導磁石の開発が進められている。また分
離特性に寄与するのは磁性体周囲の磁気勾配であること
から、金属強磁性細線フィルターエレメントを用い、高
勾配磁気分離を行う装置が開発された（US patenｔ
3,567,026(1971)、US patenｔ 3,676,337(1972)参
照）。
場をつくる超伝導磁石の開発が進められている。また分
離特性に寄与するのは磁性体周囲の磁気勾配であること
から、金属強磁性細線フィルターエレメントを用い、高
勾配磁気分離を行う装置が開発された（US patenｔ
3,567,026(1971)、US patenｔ 3,676,337(1972)参
照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、水中の過剰
なリンは、河川や湖沼、海域の富栄養化を引き起こし、
アオコや赤潮発生の主要因となるばかりでなく、生態系
全般に影響を与え環境を悪化させる。このため、水質汚
濁防止法では、リンの公共水域への排出許容濃度を１６
ｍｇ／Ｌ（日平均８ｍｇ／Ｌ）に定めている。また水中
の重金属類は人の健康に著しい悪影響を与えることか
ら、水質汚濁防止法を制定して、各有害重金属元素毎に
排出許容濃度を厳しく定めている。
なリンは、河川や湖沼、海域の富栄養化を引き起こし、
アオコや赤潮発生の主要因となるばかりでなく、生態系
全般に影響を与え環境を悪化させる。このため、水質汚
濁防止法では、リンの公共水域への排出許容濃度を１６
ｍｇ／Ｌ（日平均８ｍｇ／Ｌ）に定めている。また水中
の重金属類は人の健康に著しい悪影響を与えることか
ら、水質汚濁防止法を制定して、各有害重金属元素毎に
排出許容濃度を厳しく定めている。
【０００８】環境保全の観点から、このような制度の運
用を実りあるものとするためにも、水中のリンや重金属
類を、簡便に素早く除去できる技術の開発が強く要望さ
れているのが実情である。
用を実りあるものとするためにも、水中のリンや重金属
類を、簡便に素早く除去できる技術の開発が強く要望さ
れているのが実情である。
【０００９】水中の有害物の除去に磁気分離を利用する
システムの利点は、設置面積が小さく、維持管理が容易
であると言う点である。（しかし、その適応可能対象
は、強磁性体粒子に限られる。）磁気分離のシステムを
利用して水中のリンを磁気分離するためには、非磁性体
のリン酸イオン類として溶解しているリンに磁性を付与
し、かつ分離可能な粒子に凝集させる必要がある。さら
に、水中の重金属イオンを磁気分離する有効な方法とし
て、いわゆる、フェライト法がある。
システムの利点は、設置面積が小さく、維持管理が容易
であると言う点である。（しかし、その適応可能対象
は、強磁性体粒子に限られる。）磁気分離のシステムを
利用して水中のリンを磁気分離するためには、非磁性体
のリン酸イオン類として溶解しているリンに磁性を付与
し、かつ分離可能な粒子に凝集させる必要がある。さら
に、水中の重金属イオンを磁気分離する有効な方法とし
て、いわゆる、フェライト法がある。
【００１０】フェライト法は、重金属イオン含有水に２
価鉄塩を加え、加熱酸化することによって強磁性体のス
ピネルフェライト化する、という方法である。スピネル
フェライト類は容易に磁気分離可能である。しかし、フ
ェライト法は反応時間が長く、多量の２価鉄塩を使用す
ると言う問題点がある。
価鉄塩を加え、加熱酸化することによって強磁性体のス
ピネルフェライト化する、という方法である。スピネル
フェライト類は容易に磁気分離可能である。しかし、フ
ェライト法は反応時間が長く、多量の２価鉄塩を使用す
ると言う問題点がある。
【００１１】本発明の目的は、従来凝集沈殿法やフェラ
イト法で行われていた水中のリンや重金属の除去を磁気
分離によって容易に行う方法を提供することにある。
イト法で行われていた水中のリンや重金属の除去を磁気
分離によって容易に行う方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるリンや重金属含有水の処理法において
は、常磁性微粒子化処理と、凝集化処理とを有するリン
や重金属等の含有水の処理法であって、常磁性微粒子化
処理は、水中に３価鉄塩を添加し、水中に含まれるリン
や重金属を常磁性微粒子にする処理であり、凝集化処理
は、常磁性微粒子化処理後の水中に強磁性体微粒子を添
加し外部磁場を印加することによって、リンや重金属を
含んだ沈殿物を磁気分離が可能な凝集塊として磁気凝集
する処理である。また、常磁性微粒子化処理における３
価鉄塩の添加量は、Ｆｅに換算してリンや重金属濃度と
同量から数倍程度である。また、常磁性微粒子化処理
は、水中に３価鉄塩を添加し、ＰＨを６〜１１に調整
し、沈殿物として常磁性体であるＦｅ（ＯＨ）3の重合
体（Ｆｅ（ＯＨ）3s）を水中に生成させる処理である。
め、本発明によるリンや重金属含有水の処理法において
は、常磁性微粒子化処理と、凝集化処理とを有するリン
や重金属等の含有水の処理法であって、常磁性微粒子化
処理は、水中に３価鉄塩を添加し、水中に含まれるリン
や重金属を常磁性微粒子にする処理であり、凝集化処理
は、常磁性微粒子化処理後の水中に強磁性体微粒子を添
加し外部磁場を印加することによって、リンや重金属を
含んだ沈殿物を磁気分離が可能な凝集塊として磁気凝集
する処理である。また、常磁性微粒子化処理における３
価鉄塩の添加量は、Ｆｅに換算してリンや重金属濃度と
同量から数倍程度である。また、常磁性微粒子化処理
は、水中に３価鉄塩を添加し、ＰＨを６〜１１に調整
し、沈殿物として常磁性体であるＦｅ（ＯＨ）3の重合
体（Ｆｅ（ＯＨ）3s）を水中に生成させる処理である。
【００１３】また、常磁性微粒子化処理は、水中に３価
鉄塩を添加し、ＰＨを６〜１１に調整し、沈殿物として
常磁性体であるＦｅＰＯ4ｓを生成させる処理である。
鉄塩を添加し、ＰＨを６〜１１に調整し、沈殿物として
常磁性体であるＦｅＰＯ4ｓを生成させる処理である。
【００１４】また、水中に含まれた重金属イオンは、同
時に水酸化物Ｍ（ＯＨ）2になり、この水酸化物をＦｅ
（ＯＨ）3sに吸着される処理を含むものである。
時に水酸化物Ｍ（ＯＨ）2になり、この水酸化物をＦｅ
（ＯＨ）3sに吸着される処理を含むものである。
【００１５】また、凝集化処理において、添加する強磁
性体は、マグネタイトや強磁性のスピネル化合物微粒子
である。
性体は、マグネタイトや強磁性のスピネル化合物微粒子
である。
【００１６】また、凝集化処理において、マグネタイト
や強磁性のスピネル化合物微粒子の粒子は、直径１０ｎ
ｍ以下の微粒子を含み、局所磁気勾配を大きくするもの
である。
や強磁性のスピネル化合物微粒子の粒子は、直径１０ｎ
ｍ以下の微粒子を含み、局所磁気勾配を大きくするもの
である。
【００１７】また、リンや重金属を含有する水中に３価
の鉄塩と、強磁性微粒子を添加し、ＰＨを水酸化第２鉄
沈殿物の生成領域に調整して磁気分離を行う水中のリン
や重金属を除去する方法であって、３価の鉄塩は、リン
や重金属を常磁性沈殿物にするために添加するものであ
り、強磁性微粒子は、外部磁場の基微粒子近傍に形成さ
れる局所磁気勾配の効果により、常磁性沈殿物を磁気凝
集して水中から分離するために添加するものである。
の鉄塩と、強磁性微粒子を添加し、ＰＨを水酸化第２鉄
沈殿物の生成領域に調整して磁気分離を行う水中のリン
や重金属を除去する方法であって、３価の鉄塩は、リン
や重金属を常磁性沈殿物にするために添加するものであ
り、強磁性微粒子は、外部磁場の基微粒子近傍に形成さ
れる局所磁気勾配の効果により、常磁性沈殿物を磁気凝
集して水中から分離するために添加するものである。
【００１８】磁界Ｈの中で微粒子に働く磁気力Ｆは以下
の式（１）で表すことができる。 磁気力Ｆ ＝ＫＶ（ｍ−ｍ’）∇Ｈ…… （１） 但し、 Ｋは比例定数 Ｖは微粒子の体積 ｍは微粒子の磁化 ｍ’は溶媒の磁化 Ｈは磁界（∇Ｈは磁気勾配を表す）
の式（１）で表すことができる。 磁気力Ｆ ＝ＫＶ（ｍ−ｍ’）∇Ｈ…… （１） 但し、 Ｋは比例定数 Ｖは微粒子の体積 ｍは微粒子の磁化 ｍ’は溶媒の磁化 Ｈは磁界（∇Ｈは磁気勾配を表す）
【００１９】リンや重金属を水中から磁気分離するため
には、リンや重金属を磁化ｍを持った磁性体粒子にする
こと、それらの粒子を大きな磁気勾配（∇Ｈ）中に置く
こと、大きな粒子に凝集させることが条件である。
には、リンや重金属を磁化ｍを持った磁性体粒子にする
こと、それらの粒子を大きな磁気勾配（∇Ｈ）中に置く
こと、大きな粒子に凝集させることが条件である。
【００２０】本発明ではこれらの条件を満たすために常
磁性微粒子化処理と、凝集化処理とを順次又は同時に行
う。常磁性微粒子化処理においては、リンや重金属を含
有する水に３価鉄塩を添加してＰＨを調整する。する
と、リンは、式（２）のように直接３価鉄イオンと反応
して不溶性の磁性体ＦｅＰＯ4の沈殿物になる。
磁性微粒子化処理と、凝集化処理とを順次又は同時に行
う。常磁性微粒子化処理においては、リンや重金属を含
有する水に３価鉄塩を添加してＰＨを調整する。する
と、リンは、式（２）のように直接３価鉄イオンと反応
して不溶性の磁性体ＦｅＰＯ4の沈殿物になる。
【００２１】 Ｆｅ3+＋ＰＯ4 3-＝ＦｅＰＯ4→ＦｅＰＯ4ｓ （２） また、重金属イオン類（Ｍ2+）は、３価鉄が水中で形成
する磁性体Ｆｅ（ＯＨ）3の沈殿物に吸着され、式
（３）によって磁性体沈殿物を形成する。
する磁性体Ｆｅ（ＯＨ）3の沈殿物に吸着され、式
（３）によって磁性体沈殿物を形成する。
【００２２】 Ｍ2+＋２ＯＨ-＝Ｍ（ＯＨ）2 Ｆｅ3+＋３ＯＨ-＝Ｆｅ（ＯＨ）3→Ｆｅ（ＯＨ）3ｓ Ｆｅ（ＯＨ）3ｓ＋Ｍ（ＯＨ）2＝Ｆｅ（ＯＨ）3ｓ…Ｍ（ＯＨ）2 （３）
【００２３】ＦｅＰＯ4ｓやＦｅ（ＯＨ）3ｓ…Ｍ（Ｏ
Ｈ）2は、磁性微粒子であるが、磁化が弱く、また粒子
径が小さいので、このままでは、磁性体沈殿物を磁気分
離することは困難である。
Ｈ）2は、磁性微粒子であるが、磁化が弱く、また粒子
径が小さいので、このままでは、磁性体沈殿物を磁気分
離することは困難である。
【００２４】凝集化処理においては、図１に示すよう
に、強磁性体の微粒子１を常磁性微粒子化処理を行った
水中に添加して、磁場２を印加する。外部磁場２が印加
された条件の下で、強磁性体微粒子１の近傍には強い局
所磁気勾配が形成される。強い局所磁気勾配が形成され
ると、式（１）において、∇Ｈが大きくなる。
に、強磁性体の微粒子１を常磁性微粒子化処理を行った
水中に添加して、磁場２を印加する。外部磁場２が印加
された条件の下で、強磁性体微粒子１の近傍には強い局
所磁気勾配が形成される。強い局所磁気勾配が形成され
ると、式（１）において、∇Ｈが大きくなる。
【００２５】図１において、磁性体粒子３は、その磁気
勾配によって次々と強磁性体微粒子１に吸引され磁気凝
集していく。そして、式（１）においてＶが大きくな
り、その結果、その凝集塊４は容易に磁気分離できる。
勾配によって次々と強磁性体微粒子１に吸引され磁気凝
集していく。そして、式（１）においてＶが大きくな
り、その結果、その凝集塊４は容易に磁気分離できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を説明す
る。本発明においては、常磁性微粒子化処理と、凝集化
処理とを順次又は同時に行って水中からリンや重金属を
磁気分離するものである。
る。本発明においては、常磁性微粒子化処理と、凝集化
処理とを順次又は同時に行って水中からリンや重金属を
磁気分離するものである。
【００２７】常磁性微粒子化処理は、水中に３価鉄塩を
添加し、水中に含まれるリンや重金属を常磁性微粒子に
する処理である。水中に添加する３価鉄塩としては、硫
酸第２鉄、塩化第二鉄、硝酸第二鉄などが使用できる。
３価鉄塩の添加量は、多いほうがリンや重金属の除去率
から見れば好ましいが、スラッジ量が増すことになるの
で実用的には、Ｆｅに換算してリンや重金属濃度と同量
から数倍程度が適当である。
添加し、水中に含まれるリンや重金属を常磁性微粒子に
する処理である。水中に添加する３価鉄塩としては、硫
酸第２鉄、塩化第二鉄、硝酸第二鉄などが使用できる。
３価鉄塩の添加量は、多いほうがリンや重金属の除去率
から見れば好ましいが、スラッジ量が増すことになるの
で実用的には、Ｆｅに換算してリンや重金属濃度と同量
から数倍程度が適当である。
【００２８】鉄塩を添加してＰＨを６〜１１に調整する
と、常磁性体であるＦｅ（ＯＨ）3の重合体（Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）3s）が沈殿物として生成する。水中にリンが含まれ
ている場合には、やはり常磁性体ＦｅＰＯ4の沈殿物
（ＦｅＰＯ4ｓ）が生成する。
と、常磁性体であるＦｅ（ＯＨ）3の重合体（Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）3s）が沈殿物として生成する。水中にリンが含まれ
ている場合には、やはり常磁性体ＦｅＰＯ4の沈殿物
（ＦｅＰＯ4ｓ）が生成する。
【００２９】また、水中に含まれた重金属イオンは、同
時に水酸化物Ｍ（ＯＨ）2になるが、この水酸化物はＦ
ｅ（ＯＨ）3sに容易に吸着される。すなわち、常磁性微
粒子化処理によって、リンや重金属は常磁性である３価
Ｆｅを含んだ沈殿物（微粒子）に変換される。
時に水酸化物Ｍ（ＯＨ）2になるが、この水酸化物はＦ
ｅ（ＯＨ）3sに容易に吸着される。すなわち、常磁性微
粒子化処理によって、リンや重金属は常磁性である３価
Ｆｅを含んだ沈殿物（微粒子）に変換される。
【００３０】凝集化処理は、常磁性微粒子化処理後の水
中に強磁性体微粒子を添加し、外部磁場を印加すること
によって、リンや重金属を含んだ沈殿物（微粒子）を磁
気凝集する処理である。添加する強磁性体はマグネタイ
トや強磁性のスピネル化合物微粒子である。局所磁気勾
配を大きくするためには、マグネタイトや強磁性のスピ
ネル化合物微粒子の粒子は、直径１０ｎｍ以下の微粒子
を含むことが好ましい。
中に強磁性体微粒子を添加し、外部磁場を印加すること
によって、リンや重金属を含んだ沈殿物（微粒子）を磁
気凝集する処理である。添加する強磁性体はマグネタイ
トや強磁性のスピネル化合物微粒子である。局所磁気勾
配を大きくするためには、マグネタイトや強磁性のスピ
ネル化合物微粒子の粒子は、直径１０ｎｍ以下の微粒子
を含むことが好ましい。
【００３１】強磁性体微粒子添加量は、多いほうが除去
率は良くなるが、スラッジ量が増すので、前述のように
リンや重金属濃度と同量から数倍になるよう添加する。
強磁性体微粒子の添加量を増すと除去率が向上するの
は、直接強磁性体がリンや重金属イオンを吸着する効果
があるからである。
率は良くなるが、スラッジ量が増すので、前述のように
リンや重金属濃度と同量から数倍になるよう添加する。
強磁性体微粒子の添加量を増すと除去率が向上するの
は、直接強磁性体がリンや重金属イオンを吸着する効果
があるからである。
【００３２】強磁性体微粒子は、常磁性微粒子化処理に
おいて、３価鉄塩と同時に添加しその後にＰＨ調整を行
っても良い。凝集した強磁性体微粒子の塊４が大きいほ
ど容易に磁気分離できる。
おいて、３価鉄塩と同時に添加しその後にＰＨ調整を行
っても良い。凝集した強磁性体微粒子の塊４が大きいほ
ど容易に磁気分離できる。
【００３３】
【実施例】以下に実施例に基づき本発明の説明を行う。 （実施例１）リン含有水処理の実施例を述べる。リン酸
ナトリウムをイオン交換水に溶解後、リン酸イオン濃度
が５．０ｍｇ／ｌとなるように調整し、これを標準液と
した。この標準液をそれぞれ１００ｍｌ採取した試料１
から試料４までの４試料について、以下の操作を行っ
た。
ナトリウムをイオン交換水に溶解後、リン酸イオン濃度
が５．０ｍｇ／ｌとなるように調整し、これを標準液と
した。この標準液をそれぞれ１００ｍｌ採取した試料１
から試料４までの４試料について、以下の操作を行っ
た。
【００３４】試料１（比較例その１） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として１５ｍｇ／ｌとなるように
加え、ＰＨを６．５に調整し、窒素気流曝気により５分
攪拌した。次にスチールウールを磁気勾配フィルターと
し０．８Ｔの磁束密度を形成する磁気分離器で、窒素曝
気攪拌しながら２分間磁気分離した。分離液中のリン酸
イオン濃度分析値は４．０ｍｇ／ｌであった。
加え、ＰＨを６．５に調整し、窒素気流曝気により５分
攪拌した。次にスチールウールを磁気勾配フィルターと
し０．８Ｔの磁束密度を形成する磁気分離器で、窒素曝
気攪拌しながら２分間磁気分離した。分離液中のリン酸
イオン濃度分析値は４．０ｍｇ／ｌであった。
【００３５】試料２（比較例その２） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として２０ｍｇ／ｌとなるように
加え、以下と同様の操作を行った。分離液中のリン酸
イオン濃度は３．９ｍｇ／ｌであった。
加え、以下と同様の操作を行った。分離液中のリン酸
イオン濃度は３．９ｍｇ／ｌであった。
【００３６】試料３（実施例その１） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として１５ｍｇ／ｌを加え（常磁
性微粒子化処理）、更に強磁性体のマグネタイト（Ｆｅ
3Ｏ4）微粒子を５ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を
行った。分離液中のリン酸イオン濃度分析値は２．７ｍ
ｇ／ｌであった。尚、加えたマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）
微粒子は関東化学（株）製のもので、Ｘ線回折線の半値
幅から算出した結晶子の大きさは６３ｎｍであった。
性微粒子化処理）、更に強磁性体のマグネタイト（Ｆｅ
3Ｏ4）微粒子を５ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を
行った。分離液中のリン酸イオン濃度分析値は２．７ｍ
ｇ／ｌであった。尚、加えたマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）
微粒子は関東化学（株）製のもので、Ｘ線回折線の半値
幅から算出した結晶子の大きさは６３ｎｍであった。
【００３７】試料４（実施例その２） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として１５ｍｇ／ｌを加え、更に
湿式フェライト合成法で合成した（Ｆｅ3Ｏ4）を主成分
とする強磁性体微粒子を５ｍｇ／ｌ加え、以下と同様
の操作を行った。分離液中のリン酸イオン濃度分析値は
０．３６ｍｇ／ｌであった。尚、この強磁性体は、窒素
ガスで曝気したイオン交換水に硫酸第１鉄と塩化第２鉄
をそれぞれＦｅ（II）５０ｍｇ／ｌ、Ｆｅ（III）１０
０ｍｇ／ｌとなるように加え、ＮａＯＨでＰＨ１２に調
整して合成した。Ｘ線回折線の半値幅から算出した結晶
子の大きさは８ｎｍであった。
湿式フェライト合成法で合成した（Ｆｅ3Ｏ4）を主成分
とする強磁性体微粒子を５ｍｇ／ｌ加え、以下と同様
の操作を行った。分離液中のリン酸イオン濃度分析値は
０．３６ｍｇ／ｌであった。尚、この強磁性体は、窒素
ガスで曝気したイオン交換水に硫酸第１鉄と塩化第２鉄
をそれぞれＦｅ（II）５０ｍｇ／ｌ、Ｆｅ（III）１０
０ｍｇ／ｌとなるように加え、ＮａＯＨでＰＨ１２に調
整して合成した。Ｘ線回折線の半値幅から算出した結晶
子の大きさは８ｎｍであった。
【００３８】結果を表１にまとめて示す。鉄塩と強磁性
体微粒子を加えた場合にリン酸イオンが良好に分離され
た。またより微細な合成強磁性体粒子を加えることによ
って分離性は向上した。尚、本実施例において磁気分離
に際して曝気攪拌しているのは、バッチ処理なので液を
流動させる必要があるからである。連続処理で磁気勾配
フィルターに液が流入できる場合は攪拌する必要はな
い。
体微粒子を加えた場合にリン酸イオンが良好に分離され
た。またより微細な合成強磁性体粒子を加えることによ
って分離性は向上した。尚、本実施例において磁気分離
に際して曝気攪拌しているのは、バッチ処理なので液を
流動させる必要があるからである。連続処理で磁気勾配
フィルターに液が流入できる場合は攪拌する必要はな
い。
【００３９】
【表１】
【００４０】（実施例２）重金属としてＣｄを含有する
水の処理実施例を述べる。硝酸カドミウムをイオン交換
水に溶解後、Ｃｄイオン濃度が５．０ｍｇ／ｌとなるよ
うに調整し、これを標準液とした。この標準液をそれぞ
れ１００ｍｌ採取した試料１と試料２とについて以下の
操作を行った。
水の処理実施例を述べる。硝酸カドミウムをイオン交換
水に溶解後、Ｃｄイオン濃度が５．０ｍｇ／ｌとなるよ
うに調整し、これを標準液とした。この標準液をそれぞ
れ１００ｍｌ採取した試料１と試料２とについて以下の
操作を行った。
【００４１】試料１（比較例１） Ｃｄを含有する水中に、塩化第２鉄をＦｅ濃度として３
０ｍｇ／ｌとなるように加え、ＰＨを１０に調整し窒素
気流曝気により５分攪拌した。次にスチールウールを磁
気勾配フィルターとし０．８Ｔの磁束密度を形成する磁
気分離器で、窒素曝気攪拌しながら２分間磁気分離し
た。分離液中のＣｄイオン濃度分析値は４．６ｍｇ／ｌ
であった。
０ｍｇ／ｌとなるように加え、ＰＨを１０に調整し窒素
気流曝気により５分攪拌した。次にスチールウールを磁
気勾配フィルターとし０．８Ｔの磁束密度を形成する磁
気分離器で、窒素曝気攪拌しながら２分間磁気分離し
た。分離液中のＣｄイオン濃度分析値は４．６ｍｇ／ｌ
であった。
【００４２】試料２（実施例） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として２０ｍｇ／ｌとなるように
加え、更に実施例１のと同様の湿式フェライト合成法
で合成した（Ｆｅ3Ｏ4）を主成分とする強磁性体微粒子
を１０ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を行った。以
下と同様の操作を行った。分離液中のＣｄイオン濃度
は０．０８ｍｇ／ｌであった。
加え、更に実施例１のと同様の湿式フェライト合成法
で合成した（Ｆｅ3Ｏ4）を主成分とする強磁性体微粒子
を１０ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を行った。以
下と同様の操作を行った。分離液中のＣｄイオン濃度
は０．０８ｍｇ／ｌであった。
【００４３】実施例２における結果を表２にまとめる。
鉄塩と合成強磁性体微粒子を加えた場合にＣｄイオンが
良好に分離できた。
鉄塩と合成強磁性体微粒子を加えた場合にＣｄイオンが
良好に分離できた。
【００４４】
【表２】
【００４５】（実施例３）実施例３は、多種重金属含有
水の処理例である。塩化マンガン，硫酸銅，硫酸亜鉛，
硝酸カドミウム，硝酸鉛をイオン交換水に溶解し、各重
金属（Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｐｂ）イオン濃度が
５．０ｍｇ／ｌとなるよう調整し標準液とした。この標
準液をそれぞれ１００ｍｌ採取した〜の３試料に以
下の操作を行った。
水の処理例である。塩化マンガン，硫酸銅，硫酸亜鉛，
硝酸カドミウム，硝酸鉛をイオン交換水に溶解し、各重
金属（Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｐｂ）イオン濃度が
５．０ｍｇ／ｌとなるよう調整し標準液とした。この標
準液をそれぞれ１００ｍｌ採取した〜の３試料に以
下の操作を行った。
【００４６】試料１（実施例その１） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として２０ｍｇ／ｌとなるように
加え、更に実施例１のと同じ湿式フェライト合成法で
合成したＦｅ3Ｏ4を主成分とする強磁性体微粒子を１０
ｍｇ／ｌ加え、ＰＨを１０に調整し、窒素気流曝気によ
り５分攪拌した。次にスチールウールを磁気勾配フィル
ターとし０．８Ｔの磁束密度を形成する磁気分離器で、
窒素曝気攪拌しながら２分間磁気分離した。分離液中の
重金属イオン濃度を表３に示す。
加え、更に実施例１のと同じ湿式フェライト合成法で
合成したＦｅ3Ｏ4を主成分とする強磁性体微粒子を１０
ｍｇ／ｌ加え、ＰＨを１０に調整し、窒素気流曝気によ
り５分攪拌した。次にスチールウールを磁気勾配フィル
ターとし０．８Ｔの磁束密度を形成する磁気分離器で、
窒素曝気攪拌しながら２分間磁気分離した。分離液中の
重金属イオン濃度を表３に示す。
【００４７】試料２（実施例その２） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として５０ｍｇ／ｌとなるように
加え、更に実施例１のと同様の湿式フェライト合成法
で合成したＦｅ3Ｏ4を主成分とする強磁性体微粒子を５
ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を行った。分離液中
の重金属イオン濃度を表３に示す。
加え、更に実施例１のと同様の湿式フェライト合成法
で合成したＦｅ3Ｏ4を主成分とする強磁性体微粒子を５
ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を行った。分離液中
の重金属イオン濃度を表３に示す。
【００４８】試料３（実施例その３） 塩化第２鉄をＦｅ濃度として３０ｍｇ／ｌとなるように
加え、更に実施例１のと同様の湿式フェライト合成法
で合成したＦｅ3Ｏ4を主成分とする強磁性体微粒子を２
５ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を行った。分離液
中の重金属イオン濃度を表３に示す。
加え、更に実施例１のと同様の湿式フェライト合成法
で合成したＦｅ3Ｏ4を主成分とする強磁性体微粒子を２
５ｍｇ／ｌ加え、以下と同様の操作を行った。分離液
中の重金属イオン濃度を表３に示す。
【００４９】本実施例の結果を表３にまとめて示す。
の実施例その２はに比較して３価鉄塩濃度を増加させ
ているが、磁気分離特性が良くない。その原因は、強磁
性体微粒子による磁気凝集が不足しているものと思われ
る。の実施例その３においては、各重金属は排水基準
値以下に処理されている。
の実施例その２はに比較して３価鉄塩濃度を増加させ
ているが、磁気分離特性が良くない。その原因は、強磁
性体微粒子による磁気凝集が不足しているものと思われ
る。の実施例その３においては、各重金属は排水基準
値以下に処理されている。
【００５０】
【表３】
【００５１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、水中の
リンや重金属を少量の薬品で短時間に磁気分離法で容易
に処理することができ、しかも大規模な沈降槽や反応槽
を使わないので大量の排水を狭い敷地で処理できる。ま
た処理薬品量が少ないので発生スラッジ量が少ない。超
伝導磁石を利用した強力な磁場を利用すれば、更に容易
に処理することが可能である。
リンや重金属を少量の薬品で短時間に磁気分離法で容易
に処理することができ、しかも大規模な沈降槽や反応槽
を使わないので大量の排水を狭い敷地で処理できる。ま
た処理薬品量が少ないので発生スラッジ量が少ない。超
伝導磁石を利用した強力な磁場を利用すれば、更に容易
に処理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】常磁性微粒子化処理後の水中に強磁性体微粒子
を添加し、外部磁場を印加することによって、リンや重
金属を含んだ沈殿物（微粒子）を磁気凝集する処理要領
を示す図である。
を添加し、外部磁場を印加することによって、リンや重
金属を含んだ沈殿物（微粒子）を磁気凝集する処理要領
を示す図である。
１ 強磁性体の微粒子 ２ 磁場 ３ 磁性体粒子 ４ 凝集塊
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/62 Ｃ０２Ｆ 1/62 Ａ Ｃ Ｅ Ｚ 1/64 1/64 Ｚ Ｆターム(参考） 4D015 BA04 BA22 BB08 BB16 CA17 CA18 DA13 DA15 DA17 DC04 EA04 EA40 4D038 AA02 AA08 AB46 AB49 AB65 AB68 AB69 AB71 AB74 AB85 AB88 BA02 BB11 4D061 DA02 DA08 DB15 DB18 DC13 DC20 DC22 DC23 DC25 DC28 EA17 EC02 EC04 FA14 4D062 BA04 BA22 BB16 CA17 CA18 DA13 DA15 DA17 DC04 EA04 EA40
Claims (8)
- 【請求項１】 常磁性微粒子化処理と、凝集化処理とを
有するリンや重金属等の含有水の処理法であって、 常磁性微粒子化処理は、水中に３価鉄塩を添加し、水中
に含まれるリンや重金属を常磁性微粒子にする処理であ
り、 凝集化処理は、常磁性微粒子化処理後の水中に強磁性体
微粒子を添加し外部磁場を印加することによって、リン
や重金属を含んだ沈殿物を磁気分離可能な凝集塊として
磁気凝集する処理であることを特徴とするリンや重金属
等の含有水の処理法。 - 【請求項２】 常磁性微粒子化処理における３価鉄塩の
添加量は、Ｆｅに換算してリンや重金属濃度と同量から
数倍程度であることを特徴とする請求項１に記載のリン
や重金属等の含有水の処理法。 - 【請求項３】 常磁性微粒子化処理は、水中に３価鉄塩
を添加し、ＰＨを６〜１１に調整し、沈殿物として常磁
性体であるＦｅ（ＯＨ）3の重合体（Ｆｅ（ＯＨ）3s）
を水中に生成させる処理であることを特徴とする請求項
１に記載のリンや重金属等の含有水の処理法。 - 【請求項４】 常磁性微粒子化処理は、水中に３価鉄塩
を添加し、ＰＨを６〜１１に調整し、沈殿物として常磁
性体であるＦｅＰＯ4ｓを生成させる処理であることを
特徴とするリンや重金属等の含有水の処理法。 - 【請求項５】 水中に含まれた重金属イオンは、同時に
水酸化物Ｍ（ＯＨ） 2になり、この水酸化物をＦｅ（Ｏ
Ｈ）3sに吸着される処理を含むものであることを特徴と
する請求項３に記載のリンや重金属等の含有水の処理
法。 - 【請求項６】 凝集化処理において、添加する強磁性体
は、マグネタイトや強磁性のスピネル化合物微粒子であ
ることを特徴とする請求項１に記載のリンや重金属等の
含有水の処理法。 - 【請求項７】 凝集化処理において、マグネタイトや強
磁性のスピネル化合物微粒子の粒子は、直径１０ｎｍ以
下の微粒子を含み、局所磁気勾配を大きくすることを特
徴とする請求項６に記載のリンや重金属等の含有水の処
理法。 - 【請求項８】 リンや重金属を含有する水中に３価の鉄
塩と、強磁性微粒子を添加し、ＰＨを水酸化第２鉄沈殿
物の生成領域に調整して磁気分離を行う水中のリンや重
金属を除去する方法であって、 ３価の鉄塩は、リンや重金属を常磁性沈殿物にするため
に添加するものであり、 強磁性微粒子は、外部磁場の基微粒子近傍に形成される
局所磁気勾配の効果により、常磁性沈殿物を磁気凝集し
て水中から分離するために添加するものであることを特
徴とするリンや重金属含有水の処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078471A JP2001259657A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | リンや重金属等の含有水の処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078471A JP2001259657A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | リンや重金属等の含有水の処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001259657A true JP2001259657A (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18595880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000078471A Pending JP2001259657A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | リンや重金属等の含有水の処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001259657A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004002901A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Veracon Metal Ltd. | Method for the removal of contaminant metal ions from waste water |
| JP2007534459A (ja) * | 2004-04-28 | 2007-11-29 | 株式会社荏原製作所 | 有機性排水及び汚泥の処理方法及び処理装置 |
| CN102648161A (zh) * | 2009-10-14 | 2012-08-22 | 富风股份有限公司 | 使用涂布有超微粒强磁性铁氧体的纳米过滤件的饮用水净化方法、使用涂布有超微粒强磁性铁氧体的纳米过滤件对含于饮用水的有害细菌类进行的杀菌方法以及使用涂布有超微粒强磁性铁氧体的纳米过滤件将饮用水的有害物除去/杀菌的改良方法 |
| CN105601021A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 广西壮族自治区环境保护科学研究院 | 重金属废水的处理方法 |
| CN111825260A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-10-27 | 西北矿冶研究院 | 调控碳纳米管从废水中选择性吸附Cu2+、Pb2+、Zn2+的方法 |
| US20210387875A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Methods of separating ultrafine pollutant particles from aqueous suspension |
| CN114477600A (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含磷废水的处理方法 |
-
2000
- 2000-03-21 JP JP2000078471A patent/JP2001259657A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004002901A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Veracon Metal Ltd. | Method for the removal of contaminant metal ions from waste water |
| JP2007534459A (ja) * | 2004-04-28 | 2007-11-29 | 株式会社荏原製作所 | 有機性排水及び汚泥の処理方法及び処理装置 |
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| CN105601021A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 广西壮族自治区环境保护科学研究院 | 重金属废水的处理方法 |
| CN111825260A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-10-27 | 西北矿冶研究院 | 调控碳纳米管从废水中选择性吸附Cu2+、Pb2+、Zn2+的方法 |
| CN111825260B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-06-24 | 西北矿冶研究院 | 调控碳纳米管从废水中选择性吸附Cu2+、Pb2+、Zn2+的方法 |
| US20210387875A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Methods of separating ultrafine pollutant particles from aqueous suspension |
| US11866353B2 (en) * | 2020-06-12 | 2024-01-09 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Methods of separating ultrafine pollutant particles from aqueous suspension |
| CN114477600A (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含磷废水的处理方法 |
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|---|---|---|---|
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