JP2002066548A - 排水の処理方法 - Google Patents
排水の処理方法Info
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- JP2002066548A JP2002066548A JP2000260158A JP2000260158A JP2002066548A JP 2002066548 A JP2002066548 A JP 2002066548A JP 2000260158 A JP2000260158 A JP 2000260158A JP 2000260158 A JP2000260158 A JP 2000260158A JP 2002066548 A JP2002066548 A JP 2002066548A
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- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実用的に無理のないコストで実現できるよう
な簡単な装置と、容易に再生利用できる材料とを用いる
ことによって、アニオンを工業的に有利に除去すること
ができる排水処理方法を提供すること。 【解決手段】 排水に、岩塩型構造を持つ複合金属酸化
物を接触させて、該複合金属酸化物にアニオンを固定す
る排水処理工程；上記排水処理工程でアニオンを固定し
た複合金属酸化物を焼成し、アニオンをガス状化合物に
変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複合金属酸化物と
して回収する複合金属酸化物回収工程；次いで、上記複
合金属酸化物回収工程で回収した複合金属酸化物を前記
と同じ排水処理工程で使用する排水処理方法。
な簡単な装置と、容易に再生利用できる材料とを用いる
ことによって、アニオンを工業的に有利に除去すること
ができる排水処理方法を提供すること。 【解決手段】 排水に、岩塩型構造を持つ複合金属酸化
物を接触させて、該複合金属酸化物にアニオンを固定す
る排水処理工程；上記排水処理工程でアニオンを固定し
た複合金属酸化物を焼成し、アニオンをガス状化合物に
変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複合金属酸化物と
して回収する複合金属酸化物回収工程；次いで、上記複
合金属酸化物回収工程で回収した複合金属酸化物を前記
と同じ排水処理工程で使用する排水処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水の処理方法に
関し、さらに詳しくは、排水に含まれている塩化物イオ
ン、硝酸イオン、フッ化物イオン、及び硫酸イオンなど
のアニオンを効率的に固定除去することが可能な排水の
処理方法に関するものである。
関し、さらに詳しくは、排水に含まれている塩化物イオ
ン、硝酸イオン、フッ化物イオン、及び硫酸イオンなど
のアニオンを効率的に固定除去することが可能な排水の
処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ごみ焼却施設やフロン分解処理
工場、半導体製造工場から排出される塩酸、硝酸、フッ
酸、及び硫酸などの無機酸を含む酸性排水は、従来よ
り、水酸化カルシウムなどのアルカリ処理剤により中和
処理された後、河川などの公共水域へ放流されている。
また、酸性排水の中和処理により生成した中和反応生成
物（例：塩化カルシウム）は、埋立て処分場にて埋立処
分されるか、排水に溶解している状態のまま河川などの
公共水域へ放流されている。
工場、半導体製造工場から排出される塩酸、硝酸、フッ
酸、及び硫酸などの無機酸を含む酸性排水は、従来よ
り、水酸化カルシウムなどのアルカリ処理剤により中和
処理された後、河川などの公共水域へ放流されている。
また、酸性排水の中和処理により生成した中和反応生成
物（例：塩化カルシウム）は、埋立て処分場にて埋立処
分されるか、排水に溶解している状態のまま河川などの
公共水域へ放流されている。
【０００３】ただし、上記のような中和処理だけでは、
排水中の塩化物イオンなどのアニオン（無機イオン）を
完全に除去することは難しく、溶解度の高い中和反応生
成物は、そのほとんどが公共水域に放出されている。公
共水域に放出された排水に、塩化物イオンなどのアニオ
ンが含まれていると、水稲などの農作物の発育が阻害さ
れたり、生態系にまで影響が及ぶことがあるといわれて
いる。例えば、近年、山間部の河川に海藻類似の汽水性
のけい藻（アンフィプローラ・アターラ）が出現したと
いう報告がなされている。このような理由から、排水に
含まれているアニオンを効率的に固定除去することが可
能な排水処理方法の開発が望まれる。
排水中の塩化物イオンなどのアニオン（無機イオン）を
完全に除去することは難しく、溶解度の高い中和反応生
成物は、そのほとんどが公共水域に放出されている。公
共水域に放出された排水に、塩化物イオンなどのアニオ
ンが含まれていると、水稲などの農作物の発育が阻害さ
れたり、生態系にまで影響が及ぶことがあるといわれて
いる。例えば、近年、山間部の河川に海藻類似の汽水性
のけい藻（アンフィプローラ・アターラ）が出現したと
いう報告がなされている。このような理由から、排水に
含まれているアニオンを効率的に固定除去することが可
能な排水処理方法の開発が望まれる。
【０００４】排水に含まれているアニオンを除去する方
法としては、電気透析法、逆浸透法、蒸発法、及びイオ
ン交換樹脂を用いたイオン交換法などが知られている。
しかしながら、電気透析法、逆浸透法、蒸発法では、そ
の方法の実施に必要な設備のコストが高いため、安価で
あることが望まれる排水の処理方法としては実用的な方
法ということはできない。一方、イオン交換樹脂を用い
たイオン交換法は、比較的安価な設備で実施することが
できる。しかしながら、イオン交換樹脂を再利用可能に
再生する際には、一旦吸着されたアニオンをより高濃度
で含むアルカリ性水溶液が排水として発生するため、別
の場所にアニオンを吸着したイオン交換樹脂を輸送して
再生しなければならず、その再生処理に必要なコストが
高くなるため、塩化物イオンなどの安価なアニオンを除
去するには必ずしも実用的とはいえない。
法としては、電気透析法、逆浸透法、蒸発法、及びイオ
ン交換樹脂を用いたイオン交換法などが知られている。
しかしながら、電気透析法、逆浸透法、蒸発法では、そ
の方法の実施に必要な設備のコストが高いため、安価で
あることが望まれる排水の処理方法としては実用的な方
法ということはできない。一方、イオン交換樹脂を用い
たイオン交換法は、比較的安価な設備で実施することが
できる。しかしながら、イオン交換樹脂を再利用可能に
再生する際には、一旦吸着されたアニオンをより高濃度
で含むアルカリ性水溶液が排水として発生するため、別
の場所にアニオンを吸着したイオン交換樹脂を輸送して
再生しなければならず、その再生処理に必要なコストが
高くなるため、塩化物イオンなどの安価なアニオンを除
去するには必ずしも実用的とはいえない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、実用
的に無理のないコストで実現できるような簡単な装置
と、アニオンを固定可能で、かつ容易に再生利用できる
材料とを用いることによって、アニオンを工業的に有利
に固定除去することができる排水の処理方法を提供する
ことにある。
的に無理のないコストで実現できるような簡単な装置
と、アニオンを固定可能で、かつ容易に再生利用できる
材料とを用いることによって、アニオンを工業的に有利
に固定除去することができる排水の処理方法を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、塩化物イオ
ン、硝酸イオン、及びフッ化物イオンのうちの少なくと
も一種のアニオンを含む排水に、下記の化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 （但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５を示す）で表され、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を接触させて、該複合金属酸化物にア
ニオンを固定する排水処理工程；上記排水処理工程でア
ニオンを固定した複合金属酸化物を焼成し、アニオンを
ガス状化合物に変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複
合金属酸化物として回収する複合金属酸化物回収工程；
次いで、上記複合金属酸化物回収工程で回収した複合金
属酸化物を前記と同じ排水処理工程で使用することによ
り、新たに排水を発生させないことを特徴とする排水処
理方法にある。
ン、硝酸イオン、及びフッ化物イオンのうちの少なくと
も一種のアニオンを含む排水に、下記の化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 （但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５を示す）で表され、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を接触させて、該複合金属酸化物にア
ニオンを固定する排水処理工程；上記排水処理工程でア
ニオンを固定した複合金属酸化物を焼成し、アニオンを
ガス状化合物に変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複
合金属酸化物として回収する複合金属酸化物回収工程；
次いで、上記複合金属酸化物回収工程で回収した複合金
属酸化物を前記と同じ排水処理工程で使用することによ
り、新たに排水を発生させないことを特徴とする排水処
理方法にある。
【０００７】また、本発明は、塩化物イオン、硝酸イオ
ン、フッ化物イオン、及び硫酸イオンのうちの少なくと
も一種のアニオンを含む排水に、下記の化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 （但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５を示す）で表され、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を接触させて、該複合金属酸化物にア
ニオンを固定する排水処理工程；上記排水処理工程で上
記アニオンを固定した複合金属酸化物に炭酸イオンを接
触させて、上記アニオンを炭酸イオンに置換するアニオ
ン置換工程；上記アニオン置換工程で炭酸イオンを固定
した複合金属酸化物を焼成し、炭酸イオンを二酸化炭素
に変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複合金属酸化物
として回収する複合金属酸化物回収工程；次いで、上記
複合金属酸化物回収工程で回収した複合金属酸化物を前
記と同じ排水処理工程で使用することを特徴とする排水
処理方法にもある。
ン、フッ化物イオン、及び硫酸イオンのうちの少なくと
も一種のアニオンを含む排水に、下記の化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 （但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５を示す）で表され、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を接触させて、該複合金属酸化物にア
ニオンを固定する排水処理工程；上記排水処理工程で上
記アニオンを固定した複合金属酸化物に炭酸イオンを接
触させて、上記アニオンを炭酸イオンに置換するアニオ
ン置換工程；上記アニオン置換工程で炭酸イオンを固定
した複合金属酸化物を焼成し、炭酸イオンを二酸化炭素
に変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複合金属酸化物
として回収する複合金属酸化物回収工程；次いで、上記
複合金属酸化物回収工程で回収した複合金属酸化物を前
記と同じ排水処理工程で使用することを特徴とする排水
処理方法にもある。
【０００８】本発明の排水処理方法においては、複合金
属酸化物回収工程で発生するガス状化合物あるいは二酸
化炭素ガスを、通常のガス吸収塔などを用いて回収して
もよい。
属酸化物回収工程で発生するガス状化合物あるいは二酸
化炭素ガスを、通常のガス吸収塔などを用いて回収して
もよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】初めに、本発明の排水処理方法に
用いられる複合金属酸化物について、説明する。本発明
の排水処理方法に用いられる複合金属酸化物は、下記の
化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 ［但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５（好ましくは０．２〜０．３３）を
示す］で表され、岩塩型構造を呈し、アニオンを吸着・
固定して層状構造に構造が変化するものであることが好
ましい。
用いられる複合金属酸化物について、説明する。本発明
の排水処理方法に用いられる複合金属酸化物は、下記の
化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 ［但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５（好ましくは０．２〜０．３３）を
示す］で表され、岩塩型構造を呈し、アニオンを吸着・
固定して層状構造に構造が変化するものであることが好
ましい。
【００１０】上記の一般式で表される岩塩型構造を持つ
複合金属酸化物は、例えば、下記の化学式： ［Ｍ2+ 1-XＭ3+ X（ＯＨ）2］Ａn- x/n・ｍＨ2０ （但し、Ｍ2+、Ｍ3+、及びＸは前記と同じであり、Ａn-
はｎ価のアニオン、ｎは１以上の自然数、ｍは０〜１を
示す）で表されるハイドタルサイト構造を持つハイドロ
タルサイト様化合物を３００〜８５０℃の温度にて焼成
させることにより得ることができる。
複合金属酸化物は、例えば、下記の化学式： ［Ｍ2+ 1-XＭ3+ X（ＯＨ）2］Ａn- x/n・ｍＨ2０ （但し、Ｍ2+、Ｍ3+、及びＸは前記と同じであり、Ａn-
はｎ価のアニオン、ｎは１以上の自然数、ｍは０〜１を
示す）で表されるハイドタルサイト構造を持つハイドロ
タルサイト様化合物を３００〜８５０℃の温度にて焼成
させることにより得ることができる。
【００１１】上記の一般式において、Ａn-の例として
は、水酸化物イオン（ＯＨ-）、フッ化物イオン
（Ｆ-）、塩化物イオン（Ｃｌ-）、臭化物イオン（Ｂｒ
-）、硝酸イオン（ＮＯ3 -）などの一価のアニオンや、
炭酸イオン（ＣＯ3 2-）、硫酸イオン（ＳＯ4 2-）などの
二価のアニオンを挙げることができる。
は、水酸化物イオン（ＯＨ-）、フッ化物イオン
（Ｆ-）、塩化物イオン（Ｃｌ-）、臭化物イオン（Ｂｒ
-）、硝酸イオン（ＮＯ3 -）などの一価のアニオンや、
炭酸イオン（ＣＯ3 2-）、硫酸イオン（ＳＯ4 2-）などの
二価のアニオンを挙げることができる。
【００１２】本発明の排水処理方法においては、上記の
一般式で表される複合金属酸化物の中でも、Ｍ2+がマグ
ネシウムイオンであって、Ｍ3+がアルミニウムイオンで
ある複合金属酸化物（以下、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化
物という）を使用することが好ましい。
一般式で表される複合金属酸化物の中でも、Ｍ2+がマグ
ネシウムイオンであって、Ｍ3+がアルミニウムイオンで
ある複合金属酸化物（以下、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化
物という）を使用することが好ましい。
【００１３】本発明の排水処理方法は、排水に含まれる
アニオンを複合金属酸化物に固定させる排水処理工程
と、アニオンを固定した複合金属酸化物を焼成して、ア
ニオンをガス状化合物に変えて除去し、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を回収する複合金属酸化物回収工程と
からなる。以下、本発明の排水処理方法における排水処
理工程及び複合金属酸化物回収工程について、複合金属
酸化物にＭｇ−Ａｌ型複合金属酸化物を用いて、排水に
含まれる塩酸（塩化物イオン）を除去する場合を中心に
説明する。
アニオンを複合金属酸化物に固定させる排水処理工程
と、アニオンを固定した複合金属酸化物を焼成して、ア
ニオンをガス状化合物に変えて除去し、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を回収する複合金属酸化物回収工程と
からなる。以下、本発明の排水処理方法における排水処
理工程及び複合金属酸化物回収工程について、複合金属
酸化物にＭｇ−Ａｌ型複合金属酸化物を用いて、排水に
含まれる塩酸（塩化物イオン）を除去する場合を中心に
説明する。
【００１４】排水処理工程では、排水に岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を接触させて、排水に含まれているア
ニオンを複合金属酸化物に固定する。ここで、Ｍｇ−Ａ
ｌ型複合金属酸化物が排水中のアニオンを固定除去する
反応機構について説明する。
つ複合金属酸化物を接触させて、排水に含まれているア
ニオンを複合金属酸化物に固定する。ここで、Ｍｇ−Ａ
ｌ型複合金属酸化物が排水中のアニオンを固定除去する
反応機構について説明する。
【００１５】純水とＭｇ−Ａｌ型複合金属酸化物とを接
触させると、下記に示す反応式（１）に表されている反
応より水酸化物型ハイドロタルサイト様化合物｛［Ｍｇ
1-XＡｌX（ＯＨ）2］（ＯＨ）x｝が生成することが知ら
れている。
触させると、下記に示す反応式（１）に表されている反
応より水酸化物型ハイドロタルサイト様化合物｛［Ｍｇ
1-XＡｌX（ＯＨ）2］（ＯＨ）x｝が生成することが知ら
れている。
【００１６】 Ｍｇ1-XＡｌXＯ(2+x)/2＋（２＋ｘ）／２Ｈ2Ｏ→ ［Ｍｇ1-XＡｌX（ＯＨ）2］（ＯＨ）x・・・（１）
【００１７】なお、上記の反応式（１）に示されている
反応は、ハイドロタルサイト様化合物を焼成して得た複
合金属酸化物が、ハイドロタルサイト様化合物に再生す
ることから再生反応と呼ばれている反応である。
反応は、ハイドロタルサイト様化合物を焼成して得た複
合金属酸化物が、ハイドロタルサイト様化合物に再生す
ることから再生反応と呼ばれている反応である。
【００１８】本発明の排水処理工程においても、この複
合金属酸化物の再生反応を利用して、排水中のアニオン
を固定除去することができる。例えば、塩酸を含む排水
とＭｇ−Ａｌ型複合金属酸化物とを接触させると、下記
に示す反応式（２）に表されている反応より塩酸を除去
固定することができる。
合金属酸化物の再生反応を利用して、排水中のアニオン
を固定除去することができる。例えば、塩酸を含む排水
とＭｇ−Ａｌ型複合金属酸化物とを接触させると、下記
に示す反応式（２）に表されている反応より塩酸を除去
固定することができる。
【００１９】 Ｍｇ1-XＡｌXＯ(2+x)/2＋ｘＨＣｌ＋（２−ｘ）／２Ｈ2Ｏ→ ［Ｍｇ1-XＡｌX（ＯＨ）2］Ｃｌx・・・（２）
【００２０】上記の反応式（２）に示されている反応に
より生成される化合物｛［Ｍｇ1-XＡｌX（ＯＨ）2］Ｃ
ｌx｝は、ハイドロタルサイト構造を持つハイドロタル
サイト様化合物であり、塩化物イオンはこの化合物の主
骨格（ホスト層）にインターカレートされている。な
お、本発明においては、処理の対象となる排水は酸性に
限定されるものではなく中性であってもアルカリ性であ
ってもよい。
より生成される化合物｛［Ｍｇ1-XＡｌX（ＯＨ）2］Ｃ
ｌx｝は、ハイドロタルサイト構造を持つハイドロタル
サイト様化合物であり、塩化物イオンはこの化合物の主
骨格（ホスト層）にインターカレートされている。な
お、本発明においては、処理の対象となる排水は酸性に
限定されるものではなく中性であってもアルカリ性であ
ってもよい。
【００２１】排水処理工程において、排水と複合金属酸
化物とを接触させる方法には、特に制限はない。例え
ば、複合金属酸化物の粉末及び／又は顆粒物が充填され
た円筒状の管（カラム）やろ過床に排水を流し込む方
法、あるいは撹拌槽と沈殿槽とを組み合わせて用いる方
法などを挙げることができる。複合金属酸化物に接触さ
せる時の排水の温度には特には制限はないが、通常は、
１０〜８０℃の範囲内、好ましくは２０〜６０℃の範囲
内である。また、複合金属酸化物と排水との接触時間は
１分以上、好ましくは５分以上、さらに好ましくは１０
分以上である。また、接触時間の上限には特には制限は
ないが、通常は５時間以下である。
化物とを接触させる方法には、特に制限はない。例え
ば、複合金属酸化物の粉末及び／又は顆粒物が充填され
た円筒状の管（カラム）やろ過床に排水を流し込む方
法、あるいは撹拌槽と沈殿槽とを組み合わせて用いる方
法などを挙げることができる。複合金属酸化物に接触さ
せる時の排水の温度には特には制限はないが、通常は、
１０〜８０℃の範囲内、好ましくは２０〜６０℃の範囲
内である。また、複合金属酸化物と排水との接触時間は
１分以上、好ましくは５分以上、さらに好ましくは１０
分以上である。また、接触時間の上限には特には制限は
ないが、通常は５時間以下である。
【００２２】次に、複合金属酸化物回収工程について説
明する。複合金属酸化物回収工程では、アニオンを固定
した複合金属酸化物を焼成し、アニオンをガス状化合物
に変えて除去し、岩塩型構造を持つ複合金属酸化物を回
収する。例えば、塩化物イオンを固定したＭｇ−Ａｌ型
複合金属酸化物（以下、塩化物型ハイドロタルサイト様
化合物という）を５５０〜８００℃の温度で焼成する
と、下記に示す反応式（３）に表されている反応より、
排水処理工程に使用した岩塩型構造のＭｇ−Ａｌ型複合
金属酸化物が回収でき、水（水蒸気）及び塩化水素ガス
が発生する。
明する。複合金属酸化物回収工程では、アニオンを固定
した複合金属酸化物を焼成し、アニオンをガス状化合物
に変えて除去し、岩塩型構造を持つ複合金属酸化物を回
収する。例えば、塩化物イオンを固定したＭｇ−Ａｌ型
複合金属酸化物（以下、塩化物型ハイドロタルサイト様
化合物という）を５５０〜８００℃の温度で焼成する
と、下記に示す反応式（３）に表されている反応より、
排水処理工程に使用した岩塩型構造のＭｇ−Ａｌ型複合
金属酸化物が回収でき、水（水蒸気）及び塩化水素ガス
が発生する。
【００２３】 ［Ｍｇ1-XＡｌX（ＯＨ）2］Ｃｌx→ Ｍｇ1-XＡｌXＯ(2+x)/2＋（２−ｘ）／２Ｈ2Ｏ＋ｘＨＣｌ・・・（３）
【００２４】複合金属酸化物回収工程で発生するガス状
化合物は、複合金属酸化物に固定されているアニオンの
種類や複合金属酸化物の焼成の温度や雰囲気により異な
ることは言うまでもない。例えば、硝酸イオンを固定し
た複合金属酸化物（硝酸型ハイドロタルサイト様化合
物）を４５０〜８００℃の温度で焼成すれば、水（水蒸
気）と窒素酸化物とが発生する。また、フッ化物イオン
を固定した複合金属酸化物（フッ化物型ハイドロタルサ
イト様化合物）を５００〜８００℃の温度で焼成すれ
ば、水（水蒸気）とフッ化水素ガスとが発生する。
化合物は、複合金属酸化物に固定されているアニオンの
種類や複合金属酸化物の焼成の温度や雰囲気により異な
ることは言うまでもない。例えば、硝酸イオンを固定し
た複合金属酸化物（硝酸型ハイドロタルサイト様化合
物）を４５０〜８００℃の温度で焼成すれば、水（水蒸
気）と窒素酸化物とが発生する。また、フッ化物イオン
を固定した複合金属酸化物（フッ化物型ハイドロタルサ
イト様化合物）を５００〜８００℃の温度で焼成すれ
ば、水（水蒸気）とフッ化水素ガスとが発生する。
【００２５】複合金属酸化物回収工程において、発生す
るガス状化合物の回収を行う場合には、複合金属酸化物
の表面に付着している排水中の有機物や、複合金属酸化
物中の結晶水をあらかじめ１００〜３００℃の温度で仮
焼して除去しておくことが好ましい。こうすることによ
り不純物の少ない高濃度のガスを得ることができ、ガス
の回収効率が大幅に高くなる。
るガス状化合物の回収を行う場合には、複合金属酸化物
の表面に付着している排水中の有機物や、複合金属酸化
物中の結晶水をあらかじめ１００〜３００℃の温度で仮
焼して除去しておくことが好ましい。こうすることによ
り不純物の少ない高濃度のガスを得ることができ、ガス
の回収効率が大幅に高くなる。
【００２６】複合金属酸化物回収工程において、塩化水
素ガスなどの酸性ガスの発生が設備などの都合上好まし
くない場合、硫酸イオンのように、複合金属酸化物に固
定されている状態で焼成すると、複合金属酸化物と反応
するようなアニオンを含む場合には、アニオンを固定し
た複合金属酸化物に炭酸イオンを接触させて、上記アニ
オンを炭酸イオンに置換してもよい。複合金属酸化物に
固定されているアニオンを炭酸イオンに置換する操作
は、複合金属酸化物を炭酸イオンを含む水に接触させる
ことにより行うことができる。
素ガスなどの酸性ガスの発生が設備などの都合上好まし
くない場合、硫酸イオンのように、複合金属酸化物に固
定されている状態で焼成すると、複合金属酸化物と反応
するようなアニオンを含む場合には、アニオンを固定し
た複合金属酸化物に炭酸イオンを接触させて、上記アニ
オンを炭酸イオンに置換してもよい。複合金属酸化物に
固定されているアニオンを炭酸イオンに置換する操作
は、複合金属酸化物を炭酸イオンを含む水に接触させる
ことにより行うことができる。
【００２７】炭酸イオンを固定した複合金属酸化物（炭
酸型ハイドロタルサイト様化合物）は、４００〜８００
℃の温度で焼成すれば、水（水蒸気）と二酸化炭素が発
生し、岩塩型構造を持つ複合金属酸化物を回収すること
ができる。
酸型ハイドロタルサイト様化合物）は、４００〜８００
℃の温度で焼成すれば、水（水蒸気）と二酸化炭素が発
生し、岩塩型構造を持つ複合金属酸化物を回収すること
ができる。
【００２８】複合金属酸化物回収工程において、アニオ
ンを固定した複合金属酸化物の焼成方法に特に制限はな
く、通常の電気炉や、外熱（あるいは外燃）式ロータリ
ーキルンなどを使用して焼成することができる。
ンを固定した複合金属酸化物の焼成方法に特に制限はな
く、通常の電気炉や、外熱（あるいは外燃）式ロータリ
ーキルンなどを使用して焼成することができる。
【００２９】本発明の排水処理方法においては、複合金
属酸化物回収工程で回収された複合金属酸化物を前記の
排水処理工程で再度使用する。複合金属酸化物回収工程
で回収した複合金属酸化物を排水処理工程で使用するこ
とを一回もしくは二回以上行うことにより、排水処理に
必要なコストが大幅に低減するとともに、排水処理にと
もなう廃棄物の発生量が少なくなる。
属酸化物回収工程で回収された複合金属酸化物を前記の
排水処理工程で再度使用する。複合金属酸化物回収工程
で回収した複合金属酸化物を排水処理工程で使用するこ
とを一回もしくは二回以上行うことにより、排水処理に
必要なコストが大幅に低減するとともに、排水処理にと
もなう廃棄物の発生量が少なくなる。
【００３０】複合金属酸化物回収工程で回収した複合金
属酸化物は、繰り返し排水処理工程で使用することは可
能であるが、実用上好適に複合金属酸化物を繰り返し排
水処理工程で使用することができる回数は５〜６回であ
る。
属酸化物は、繰り返し排水処理工程で使用することは可
能であるが、実用上好適に複合金属酸化物を繰り返し排
水処理工程で使用することができる回数は５〜６回であ
る。
【００３１】繰り返しの使用により複合金属酸化物のア
ニオン固定能力が低下した場合には、複合金属酸化物の
一部（通常は１５〜２０質量％）を抜き出し、これに代
えて別に用意したアニオン固定能力の高い複合金属酸化
物を加えて、アニオン固定能力を上げることにより、さ
らに繰り返し使用することができる。また、アニオン固
定能力が低下した複合金属酸化物は、酸（例：硝酸、塩
酸）に溶解して、そのままハイドロタルサイト様化合物
の原料として使用することができ、こうして合成された
ハイドロタルサイト様化合物を焼成して得た複合金属酸
化物もまた再度排水処理に使用することができる。
ニオン固定能力が低下した場合には、複合金属酸化物の
一部（通常は１５〜２０質量％）を抜き出し、これに代
えて別に用意したアニオン固定能力の高い複合金属酸化
物を加えて、アニオン固定能力を上げることにより、さ
らに繰り返し使用することができる。また、アニオン固
定能力が低下した複合金属酸化物は、酸（例：硝酸、塩
酸）に溶解して、そのままハイドロタルサイト様化合物
の原料として使用することができ、こうして合成された
ハイドロタルサイト様化合物を焼成して得た複合金属酸
化物もまた再度排水処理に使用することができる。
【００３２】なお、前記の複合金属酸化物回収工程で回
収した複合金属酸化物は、長期間にわたって安定にアニ
オンを固定することができるので、複合金属酸化物を再
度、排水処理工程で使用しない場合はアニオンを固定し
ている状態で埋立て処理することができる。
収した複合金属酸化物は、長期間にわたって安定にアニ
オンを固定することができるので、複合金属酸化物を再
度、排水処理工程で使用しない場合はアニオンを固定し
ている状態で埋立て処理することができる。
【００３３】
【実施例】［実施例１］ （１）ハイドロタルサイト様化合物の製造 硝酸マグネシウム・６水和物［Ｍｇ（ＮＯ3）2．６Ｈ2
Ｏ］と硝酸アルミニウム・９水和物［Ａｌ（ＮＯ3）3．
９Ｈ2Ｏ］とが、それぞれモル比で７：２になるように
混合されている混合水溶液に、４０℃に加温した炭酸ナ
トリウム水溶液を、炭酸イオンとアルミニウムイオンと
がモル比（［ＣＯ3 2-］／［Ａｌ3+］）で１．５になる
まで添加した。炭酸ナトリウム水溶液の添加時に、混合
水溶液のｐＨを１０に調整するために、炭酸ナトリウム
水溶液の添加と同時に濃度が２モル／リットルの水酸化
ナトリウム水溶液を滴下した。添加終了後、液温を４０
℃に維持しながら４時間撹拌した後、混合水溶液中に生
成したハイドロタルサイト様化合物｛［Ｍｇ0.78Ａｌ
0.22（ＯＨ）2］（ＣＯ3）0.11・ｍＨ2Ｏ（ｍは０〜
１）｝をろ過し、水洗した後、乾燥機中１０５℃で１日
乾燥した。
Ｏ］と硝酸アルミニウム・９水和物［Ａｌ（ＮＯ3）3．
９Ｈ2Ｏ］とが、それぞれモル比で７：２になるように
混合されている混合水溶液に、４０℃に加温した炭酸ナ
トリウム水溶液を、炭酸イオンとアルミニウムイオンと
がモル比（［ＣＯ3 2-］／［Ａｌ3+］）で１．５になる
まで添加した。炭酸ナトリウム水溶液の添加時に、混合
水溶液のｐＨを１０に調整するために、炭酸ナトリウム
水溶液の添加と同時に濃度が２モル／リットルの水酸化
ナトリウム水溶液を滴下した。添加終了後、液温を４０
℃に維持しながら４時間撹拌した後、混合水溶液中に生
成したハイドロタルサイト様化合物｛［Ｍｇ0.78Ａｌ
0.22（ＯＨ）2］（ＣＯ3）0.11・ｍＨ2Ｏ（ｍは０〜
１）｝をろ過し、水洗した後、乾燥機中１０５℃で１日
乾燥した。
【００３４】（２）Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化物の製造 上記（１）で製造したハイドロタルサイト様化合物を５
００℃で１時間焼成して、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化物
（Ｍｇ0.78Ａｌ0.22Ｏ1.11）を製造した。
００℃で１時間焼成して、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化物
（Ｍｇ0.78Ａｌ0.22Ｏ1.11）を製造した。
【００３５】（３）塩酸水溶液中の塩化物イオンの除去
処理 塩酸水溶液（濃度：０．５モル／リットル）１０ミリリ
ットルが注液されているねじ口試験管（径：２５ｍｍ、
長さ：１００ｍｍ）に、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化物を
１．６８ｇ加え、６０℃に設定されている恒温槽中で１
８０分間振とうした。次いで、塩酸水溶液をろ過し、ろ
液中の塩化物イオン量をイオンクロマトグラフィ［装
置：イオンクロマトグラフＱＩＣ、ＤＩＯＮＥＸ（株）
製、カラム：無機カラムＡＳ−３、感度：１０μＳ］を
用いて測定した結果、塩化物イオンは、検出されなかっ
た。
処理 塩酸水溶液（濃度：０．５モル／リットル）１０ミリリ
ットルが注液されているねじ口試験管（径：２５ｍｍ、
長さ：１００ｍｍ）に、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化物を
１．６８ｇ加え、６０℃に設定されている恒温槽中で１
８０分間振とうした。次いで、塩酸水溶液をろ過し、ろ
液中の塩化物イオン量をイオンクロマトグラフィ［装
置：イオンクロマトグラフＱＩＣ、ＤＩＯＮＥＸ（株）
製、カラム：無機カラムＡＳ−３、感度：１０μＳ］を
用いて測定した結果、塩化物イオンは、検出されなかっ
た。
【００３６】（４）塩化物イオンを固定したＭｇ−Ａｌ
型複合金属酸化物（塩化物型ハイドロタルサイト様化合
物）の再生 前記（３）の塩酸水溶液中の塩化物イオンの除去処理で
生成した塩化物イオンを固定したＭｇ−Ａｌ型複合金属
酸化物（塩化物型ハイドロタルサイト様化合物）を、５
５０℃にて１時間焼成し、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化物
を得た。
型複合金属酸化物（塩化物型ハイドロタルサイト様化合
物）の再生 前記（３）の塩酸水溶液中の塩化物イオンの除去処理で
生成した塩化物イオンを固定したＭｇ−Ａｌ型複合金属
酸化物（塩化物型ハイドロタルサイト様化合物）を、５
５０℃にて１時間焼成し、Ｍｇ−Ａｌ型複合金属酸化物
を得た。
【００３７】［評価］前記（４）で得られたＭｇ−Ａｌ
型複合金属酸化物１．６８ｇを、塩酸水溶液（濃度：
０．５モル／リットル）１０ミリリットルが注液されて
いるねじ口試験管（径：２５ｍｍ、長さ：１００ｍｍ）
に入れて、前記（３）と同様の操作を行って塩酸水溶液
中の塩化物イオンを除去処理した結果、塩酸水溶液に含
まれている塩化物イオンをほぼ全量除去できた。
型複合金属酸化物１．６８ｇを、塩酸水溶液（濃度：
０．５モル／リットル）１０ミリリットルが注液されて
いるねじ口試験管（径：２５ｍｍ、長さ：１００ｍｍ）
に入れて、前記（３）と同様の操作を行って塩酸水溶液
中の塩化物イオンを除去処理した結果、塩酸水溶液に含
まれている塩化物イオンをほぼ全量除去できた。
【００３８】
【発明の効果】本発明の排水処理方法によれば、実用的
に無理のないコストで実現できる簡単な装置を利用しな
がらも、排水に含まれているアニオンの除去と、アニオ
ンの固定除去に使用する岩塩型構造を持つ複合金属酸化
物の再生利用とを行うことができ、これによって排水に
含まれるアニオンを工業的に有利に固定除去することが
できる。
に無理のないコストで実現できる簡単な装置を利用しな
がらも、排水に含まれているアニオンの除去と、アニオ
ンの固定除去に使用する岩塩型構造を持つ複合金属酸化
物の再生利用とを行うことができ、これによって排水に
含まれるアニオンを工業的に有利に固定除去することが
できる。
【００３９】特に、本発明の排水処理方法において、一
旦複合金属酸化物に固定されたアニオンを炭酸イオンに
置換しない場合には、再利用を目的とした岩塩型構造を
持つ複合金属酸化物再生工程で新たな排水を発生させる
ことがないので、工業的に有利である。
旦複合金属酸化物に固定されたアニオンを炭酸イオンに
置換しない場合には、再利用を目的とした岩塩型構造を
持つ複合金属酸化物再生工程で新たな排水を発生させる
ことがないので、工業的に有利である。
───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｂ０１Ｊ 20/04 Ｂ０１Ｊ 20/04 Ｃ Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB11 AB13 BA11 BA12 BA13 BA14 BB01 BC01 BC04 DA10 DB19 4D025 AA09 AB06 AB07 AB11 AB14 BA02 BA22 CA10 4G066 AA16B AA17B AA19B AA25B AA27B AA43A AA53A BA32 CA28 CA31 DA08 FA05 FA22 GA01 GA11 GA40
Claims (4)
- 【請求項１】 塩化物イオン、硝酸イオン、及びフッ化
物イオンのうちの少なくとも一種のアニオンを含む排水
に、下記の化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 （但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５を示す）で表され、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を接触させて、該複合金属酸化物にア
ニオンを固定する排水処理工程；上記排水処理工程でア
ニオンを固定した複合金属酸化物を焼成し、アニオンを
ガス状化合物に変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複
合金属酸化物として回収する複合金属酸化物回収工程；
次いで、上記複合金属酸化物回収工程で回収した複合金
属酸化物を前記と同じ排水処理工程で使用することを特
徴とする排水の処理方法。 - 【請求項２】 前記複合金属酸化物回収工程で発生する
ガス状化合物を回収する工程を含むことを特徴とする請
求項１に記載の排水の処理方法。 - 【請求項３】 塩化物イオン、硝酸イオン、フッ化物イ
オン、及び硫酸イオンのうちの少なくとも一種のアニオ
ンを含む排水に、下記の化学式： Ｍ2+ 1-XＭ3+ XＯ(2+x)/2 （但し、Ｍ2+は２価のカルシウムイオン又はマグネシウ
ムイオンを、Ｍ3+は３価のアルミニウムイオン、鉄イオ
ン、及びクロムイオンのうちのいずれか一種を表し、Ｘ
は０．２〜０．３５を示す）で表され、岩塩型構造を持
つ複合金属酸化物を接触させて、該複合金属酸化物にア
ニオンを固定する排水処理工程；上記排水処理工程で上
記アニオンを固定した複合金属酸化物に炭酸イオンを接
触させて、上記アニオンを炭酸イオンに置換するアニオ
ン置換工程；上記アニオン置換工程で炭酸イオンを固定
した複合金属酸化物を焼成し、炭酸イオンを二酸化炭素
に変えて除去し、前記岩塩型構造を持つ複合金属酸化物
として回収する複合金属酸化物回収工程；次いで、上記
複合金属酸化物回収工程で回収した複合金属酸化物を前
記と同じ排水処理工程で使用することを特徴とする排水
の処理方法。 - 【請求項４】 前記複合金属酸化物回収工程で発生する
二酸化炭素ガスを回収する工程を含むことを特徴とする
請求項３に記載の排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260158A JP2002066548A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260158A JP2002066548A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 排水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002066548A true JP2002066548A (ja) | 2002-03-05 |
Family
ID=18748211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000260158A Withdrawn JP2002066548A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002066548A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007237075A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Kyowa Chem Ind Co Ltd | フッ素イオンを含有する排水の処理方法および排水処理剤 |
| JP4945765B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2012-06-06 | 国立大学法人佐賀大学 | 淡水製造方法 |
| JP2020127914A (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-27 | 栃木県石灰工業協同組合 | マイエナイトを用いた産業廃水中の高濃度硝酸イオンの除去技術 |
-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000260158A patent/JP2002066548A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4945765B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2012-06-06 | 国立大学法人佐賀大学 | 淡水製造方法 |
| JP2007237075A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Kyowa Chem Ind Co Ltd | フッ素イオンを含有する排水の処理方法および排水処理剤 |
| JP2020127914A (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-27 | 栃木県石灰工業協同組合 | マイエナイトを用いた産業廃水中の高濃度硝酸イオンの除去技術 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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