JP2002086139A - Water treating method, water treating agent and regenerating method of water treating agent - Google Patents

Water treating method, water treating agent and regenerating method of water treating agent

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JP2002086139A
JP2002086139A JP2000278925A JP2000278925A JP2002086139A JP 2002086139 A JP2002086139 A JP 2002086139A JP 2000278925 A JP2000278925 A JP 2000278925A JP 2000278925 A JP2000278925 A JP 2000278925A JP 2002086139 A JP2002086139 A JP 2002086139A
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JP
Japan
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water
water treating
slag
hydroxide
oxide
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Japanese (ja)
Inventor
Kanta Ishii
幹太 石井
Tomoo Fukuda
知生 福田
Osamu Hamamoto
修 浜本
Masahiro Saito
政宏 斎藤
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water treating method, a water treating agent and a method for regenerating the water treating agent which eliminate restrictions on operations and materials by using no corrosive acid and which have high dephosphorization efficiency. SOLUTION: The water treating method is distinguished by bringing water to be treated in contact with the water treating agent which is produced by blending a mixture containing at least one kind among Si-Al-Ca compound oxides or Si-Fe-Ca compound oxides with an aqueous solution, powder or a suspension of oxide or hydroxide or basic salt of an alkali metal and/or oxide or hydroxide or basic salt of an alkali earth metal. The water treating agent is obtained by blending slug containing at least one kind among Si-Al-Ca compound oxides or Si-Fe-Ca compound oxides generated in a steel blast furnace or in a converter with the aqueous solution, powder or the suspension of oxide or hydroxide or basic salt of the alkali metal and/or oxide or hydroxide or basic salt of the alkali earth metal. The method for regenerating the water treating agent is distinguished by that phosphoric acid in the water to be treated is adsorbed and then is brought into contact with water containing an alkali metal and/or an alkali earth metal to elute the phosphoric acid in the water treating method described above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理方法、水処
理剤及び水処理剤の再生方法に関し、詳しくは脱リン効
果等が高い水処理方法、水処理剤及び水処理剤の再生方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water treatment method, a water treatment agent and a method for regenerating a water treatment agent, and more particularly, to a water treatment method having a high dephosphorization effect, a water treatment agent and a method for regenerating a water treatment agent. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、産業廃水、生活廃水または富栄養
化が生じ易い閉鎖性の水域での水や海水等に含まれてい
るリンの除去は、地球環境保全を図るための重要な要素
となってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, the removal of phosphorus contained in water or seawater in closed water bodies where industrial wastewater, domestic wastewater or eutrophication tends to occur is an important factor for global environmental protection. It has become to.

【0003】従来、このようなリンの除去は、塩化アル
ミニウム、硫酸アルミニウム又は水酸化アルミニウムな
どのアルミニウム塩、塩化鉄、硫酸鉄又は水酸化鉄など
の鉄塩等の金属塩と、リンとを反応させて、難溶性リン
酸塩として凝集沈澱する方法、リン鉱石や骨炭等の核と
なる物質にヒドロキシアパタイトの形でリンを晶析させ
る方法、嫌気および/または好気条件下での活性汚泥を
利用する生物学的方法などにより行われている。しか
し、常時安定してリン等を除去するには、注意深いプロ
セスの管理が必要であった。
Conventionally, such phosphorus removal involves reacting phosphorus with a metal salt such as an aluminum salt such as aluminum chloride, aluminum sulfate or aluminum hydroxide, or an iron salt such as iron chloride, iron sulfate or iron hydroxide. By coagulation and precipitation as a poorly soluble phosphate, a method of crystallizing phosphorus in the form of hydroxyapatite on a core substance such as phosphate rock or bone charcoal, and a method of removing activated sludge under anaerobic and / or aerobic conditions. It is performed by using biological methods. However, careful control of the process was necessary to stably remove phosphorus and the like at all times.

【0004】凝集沈澱する方法、ヒドロキシアパタイト
の形でリンを晶析させる方法や生物学的方法では、ある
捕捉率を確実に得るために、凝集剤やリン鉱石などを過
剰に添加しなければならないため、未反応添加物やスラ
ッジなどの汚泥が多量に発生するという問題がある。
In a method of coagulating sedimentation, a method of crystallizing phosphorus in the form of hydroxyapatite, and a biological method, an excessive amount of a coagulant, phosphate rock, or the like must be added in order to reliably obtain a certain capture rate. Therefore, there is a problem that a large amount of sludge such as unreacted additives and sludge is generated.

【0005】一方、脱リンをするための薬剤、吸着剤と
して鉄鋼系のスラグが利用されている。鉄鋼系のスラグ
は、金属の精錬を行うとき、鉱石中の不純物や精錬に使
う添加物が分離、または相互の反応によって生成し、溶
融金属上に浮き上がってくるものである。
On the other hand, steel-based slag is used as a dephosphorizing agent and an adsorbent. Iron and steel slag is generated when impurities in ore and additives used for smelting are separated or interact with each other during metal refining, and float on the molten metal.

【0006】しかし、従来のスラグを利用する脱リン方
法は、単にスラグ微粉末を被処理水に混入する等の方法
をとっており、脱リン効率が十分でないという問題があ
る。
However, the conventional dephosphorization method using slag is a method of simply mixing slag fine powder into the water to be treated, and has a problem that the dephosphorization efficiency is not sufficient.

【0007】かかるスラグを用いた脱リン方法の脱リン
効率を向上させるために、酸でスラグ表面を活性化させ
る方法が提案されているが、この方法は腐食性のある酸
を用いるため操作、材質上の制約が生じる上に、酸に対
する該スラグの溶解性や活性化度が小さいため、それほ
ど脱リン効率の向上は見られなかった。
[0007] In order to improve the dephosphorization efficiency of the dephosphorization method using such slag, a method of activating the slag surface with an acid has been proposed. In addition to the restrictions on the material, the solubility of the slag in acid and the degree of activation were small, so that the dephosphorization efficiency was not significantly improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、腐食
性のある酸を用いずに、操作や材質について制約をなく
し、且つ脱リン効率が高い水処理方法、水処理剤及び水
処理剤の再生方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a water treatment method, a water treatment agent and a water treatment agent having high efficiency of dephosphorization without using corrosive acids, eliminating restrictions on operation and materials. It is an object to provide a reproduction method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題は以下の発明に
よって解決される。
The above object is achieved by the following invention.

【0010】1.Si−Al−Ca系酸化物又はSi−Fe−Ca系
酸化物の少なくとも1種を含有する混合体に、アルカリ
金属の酸化物、水酸化物又は塩基性塩、及び/又はアル
カリ土類金属の酸化物、水酸化物又は塩基性塩の水溶
液、粉体又は懸濁液を混合してなる水処理剤に被処理水
を接触させることを特徴とする水処理方法。
[0010] 1. In a mixture containing at least one of Si-Al-Ca-based oxide or Si-Fe-Ca-based oxide, an alkali metal oxide, a hydroxide or a basic salt, and / or an alkaline earth metal A water treatment method comprising contacting water to be treated with a water treatment agent obtained by mixing an aqueous solution, powder or suspension of an oxide, hydroxide or basic salt.

【0011】2.前記混合体は、鉄鋼高炉又は転炉で生
じたスラグであり、且つ粉体状及び/又は塊状であるこ
とを特徴とする請求項1記載の水処理方法。
2. 2. The water treatment method according to claim 1, wherein the mixture is slag generated in a steel blast furnace or a converter, and is in a powdery and / or massive form. 3.

【0012】3.鉄鋼高炉又は転炉で生じたSi−Al−Ca
系酸化物又はSi−Fe−Ca系酸化物の少なくとも1種を含
有するスラグに、アルカリ金属の酸化物、水酸化物又は
塩基性塩、及び/又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸
化物又は塩基性塩の水溶液、粉体又は懸濁液を混合する
ことによって得られる水処理剤。
3. Si-Al-Ca generated in steel blast furnace or converter
Slag containing at least one of oxides based on silicon or Si-Fe-Ca, oxides, hydroxides or basic salts of alkali metals and / or oxides and hydroxides of alkaline earth metals Or a water treatment agent obtained by mixing an aqueous solution, powder or suspension of a basic salt.

【0013】4.請求項1記載の水処理方法において、
被処理水中のリン酸を吸着した後、アルカリ金属及び/
又はアルカリ土類金属含有水とを接触させ、リン酸を溶
出させることを特徴とする水処理剤の再生方法。
4. The water treatment method according to claim 1,
After adsorbing phosphoric acid in the water to be treated, the alkali metal and / or
Alternatively, a method for regenerating a water treatment agent, comprising contacting water containing an alkaline earth metal to elute phosphoric acid.

【0014】本発明によると、被処理水中からリンを除
去し、回収するという効果の他に、リンと共に捕捉され
る物質、例えば重金属やフミン等の有機物の除去も同時
に行える。
According to the present invention, in addition to the effect of removing and recovering phosphorus from the water to be treated, it is also possible to simultaneously remove substances trapped with phosphorus, for example, organic substances such as heavy metals and humin.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の水処理方法を実施するのに
好適な装置の一例を示す図であり、同図において、1は
被処理水(原水)と水処理剤を混合して被処理水中のリ
ン等の成分を吸着処理する混合槽、2は混合槽1から送
られる固形分と処理水を分離する沈降分離槽である。
FIG. 1 is a view showing an example of an apparatus suitable for carrying out the water treatment method of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a mixture of water to be treated (raw water) and a water treatment agent to be treated. A mixing tank 2 for adsorbing components such as phosphorus in water is a sedimentation separation tank 2 for separating solids sent from the mixing tank 1 and treated water.

【0017】水処理剤の製造装置は、スラグ粉末ホッパ
ー3、アルカリタンク4及び活性化槽5によって少なく
とも構成される。
The apparatus for producing a water treatment agent is constituted by at least a slag powder hopper 3, an alkaline tank 4, and an activation tank 5.

【0018】スラグ粉末ホッパー3には、Si(ケイ素)
−Al(アルミニウム)−Ca(カルシウム)系酸化物又は
Si(ケイ素)−Fe(鉄)−Ca(カルシウム)系酸化物の
少なくとも1種を含有する混合体が投入される。
The slag powder hopper 3 contains Si (silicon)
-Al (aluminum) -Ca (calcium) -based oxide or
A mixture containing at least one of Si (silicon) -Fe (iron) -Ca (calcium) -based oxide is charged.

【0019】この混合体は、高炉スラグ、転炉スラグ、
電気炉スラグ等において生じる各種スラグを用いること
ができ、中でも鉄鋼高炉スラグ又は転炉スラグが好まし
い。かかるスラグの再利用化を図り、環境保護ができる
ため好ましい。鉄鋼高炉又は転炉で生じたスラグは取り
扱いが容易なために粉体状及び/又は塊状であることが
好ましい。
This mixture is made of blast furnace slag, converter slag,
Various slags generated in an electric furnace slag and the like can be used, and among them, a steel blast furnace slag or a converter slag is preferable. Such slag is preferable because it can be reused to protect the environment. The slag generated in the steel blast furnace or the converter is preferably in the form of powder and / or lump for easy handling.

【0020】混合体をスラグ粉末ホッパー3に投入する
手段としては、各種の粉体フィーダーを用いることがで
き、またホッパーには粉体の排出の便宜を考慮して振動
機を付属させてもよい。
As a means for introducing the mixture into the slag powder hopper 3, various powder feeders can be used, and a vibrator may be attached to the hopper for convenience of discharging the powder. .

【0021】アルカリタンク4にはアルカリ金属の酸化
物、水酸化物又は塩基性塩、及び/又はアルカリ土類金
属の酸化物、水酸化物又は塩基性塩の水溶液、粉体又は
懸濁液が入れられている。アルカリ金属の酸化物として
は酸化ナトリウム、酸化カリウム等が挙げられ、アルカ
リ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムなどが挙げられ、アルカリ金属の塩基性塩とし
ては、炭酸塩をはじめ、水と接して塩基性を呈する単独
及び/又は複合塩が挙げられる。
The alkaline tank 4 contains an aqueous solution, powder or suspension of an alkali metal oxide, hydroxide or basic salt and / or an alkaline earth metal oxide, hydroxide or basic salt. Has been put in. Examples of alkali metal oxides include sodium oxide and potassium oxide, and examples of alkali metal hydroxides include sodium hydroxide and potassium hydroxide.Examples of alkali metal basic salts include carbonates. First, a single and / or complex salt exhibiting basicity in contact with water may be mentioned.

【0022】アルカリ土類金属の酸化物としては酸化マ
グネシウム、酸化カルシウム等が挙げられ、アルカリ土
類金属の水酸化物としては水酸化マグネシウム、水酸化
カルシウム等が挙げられ、アルカリ土類金属の塩基性塩
としては、炭酸塩をはじめ、水と接して塩基性を呈する
単独及び/又は複合塩が挙げられる。
Examples of the alkaline earth metal oxide include magnesium oxide and calcium oxide, and examples of the alkaline earth metal hydroxide include magnesium hydroxide and calcium hydroxide. Examples of the basic salt include a carbonate and a simple and / or complex salt exhibiting basicity in contact with water.

【0023】アルカリ金属の酸化物、水酸化物又は塩基
性塩は単独でも2種以上を混合して使用してもよい。ま
たアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物又は塩基性塩は
単独でも2種以上を混合して使用してもよい。これらは
水溶液で使用しても、粉末のまま、あるいは懸濁液で使
用してもよい。
The oxides, hydroxides or basic salts of alkali metals may be used alone or as a mixture of two or more. The oxides, hydroxides or basic salts of alkaline earth metals may be used alone or in combination of two or more. These may be used in an aqueous solution, as a powder, or in a suspension.

【0024】活性化槽5は上記のスラグ粉末ホーパー3
から送られる粉末及び又は塊状の混合体とアルカリタン
ク4からの水溶液、粉末又は懸濁液を混合して、スラグ
の表面を活性化し、水処理剤を製造する槽であり、該槽
5には攪拌機50が設けられている。
The activation tank 5 is provided with the slag powder hopper 3 described above.
Is a tank for mixing a powder and / or a lump mixture sent from the above with an aqueous solution, powder or suspension from the alkaline tank 4 to activate the surface of the slag and produce a water treatment agent. A stirrer 50 is provided.

【0025】前記混合体に混合するアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物若しくは塩基性塩
の水溶液又は懸濁液(以下、単にアルカリ水ともいう)
の濃度範囲は、乾重量ベースで0.1〜80wt%が好
ましく、より好ましくは飽和溶液近傍である。
An aqueous solution or suspension of an oxide, hydroxide or basic salt of an alkali metal or alkaline earth metal to be mixed with the mixture (hereinafter also referred to simply as alkaline water).
Is preferably 0.1 to 80% by weight on a dry weight basis, more preferably near a saturated solution.

【0026】前記混合体へのアルカリ水溶液、懸濁液の
混合量は、混合体に対して50%〜10倍量(重量比)
が好ましく、より好ましくは1〜3倍量である。粉末の
場合の混合量は1%以上が好ましく、より好ましくは1
0〜100%である。
The amount of the aqueous alkali solution and suspension mixed with the mixture is 50% to 10 times the weight of the mixture (weight ratio).
And more preferably 1 to 3 times. In the case of powder, the mixing amount is preferably at least 1%, more preferably 1%.
0 to 100%.

【0027】活性化槽5において製造された水処理剤
は、混合槽1に例えば定量ポンプ等により送られ、被処
理水(処理対象となる原水)と接触される。粉末の場合
も定量フィーダーなどで被処理水に混入される。
The water treatment agent produced in the activation tank 5 is sent to the mixing tank 1 by, for example, a metering pump or the like, and is brought into contact with the water to be treated (raw water to be treated). Powders are also mixed into the water to be treated by a quantitative feeder or the like.

【0028】水処理剤の添加量は、除去する物質の濃度
にもよるが、通常、対被処理水に対して、1mg/l〜1,00
0mg/lの範囲が好ましく、より好ましくは10mg/l〜100m
g/lの範囲である。
The amount of the water treatment agent to be added depends on the concentration of the substance to be removed.
The range is preferably 0 mg / l, more preferably 10 mg / l to 100 m
g / l range.

【0029】水処理剤と被処理水の混合槽1における接
触時間は、数秒〜数時間の範囲が好ましく、より好まし
くは10秒〜10分間の範囲で十分である。
The contact time of the water treatment agent and the water to be treated in the mixing tank 1 is preferably in the range of several seconds to several hours, more preferably in the range of 10 seconds to 10 minutes.

【0030】本発明では、水処理剤がアルカリを用いて
スラグ表面を活性化し、その活性化されたスラグが混合
槽1に送られ、被処理水と接触することにより、被処理
水中のリン成分等が吸着され、効率よくリン酸等が除去
される。
In the present invention, the water treatment agent activates the slag surface using an alkali, and the activated slag is sent to the mixing tank 1 and comes into contact with the water to be treated, whereby the phosphorus component in the water to be treated is increased. Is adsorbed, and phosphoric acid and the like are efficiently removed.

【0031】図1に示す装置において、沈降分離槽2で
分離された固形分(リン等の成分を含むスラッジ)はポ
ンプなどの引き抜き手段によって引き抜かれ、回収槽6
に送られる。回収槽6には攪拌機60が設けられてい
る。
In the apparatus shown in FIG. 1, the solid content (sludge containing components such as phosphorus) separated in the sedimentation separation tank 2 is drawn out by a drawing means such as a pump, and collected in a recovery tank 6.
Sent to The recovery tank 6 is provided with a stirrer 60.

【0032】回収槽6には、アルカリタンク4からアル
カリ水が供給され、混合攪拌後、回収液分離槽7におい
て、リン酸等を回収し、沈降したスラグは再度活性化槽
5に送られ、再利用される。沈降したスラグは脱水後、
系外に搬出し、別の処理系で利用することも可能であ
る。
Alkaline water is supplied from the alkaline tank 4 to the recovery tank 6, and after mixing and stirring, phosphoric acid and the like are recovered in the recovered liquid separation tank 7, and the settled slag is sent to the activation tank 5 again. Reused. The settled slag is dehydrated,
It is also possible to carry it out of the system and use it in another processing system.

【0033】次に、本発明の他の実施の形態を図2に基
づいて説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0034】図2に示す装置は、スラグ充填カラム10
を複数並設した例であり、処理の方法は図1の装置と同
様である。図示の場合、スラグ充填カラム10、11、
12を3基並設した例である。
The apparatus shown in FIG.
Are arranged in parallel, and the processing method is the same as that of the apparatus in FIG. In the case shown, the slag packed columns 10, 11,
This is an example in which three 12 are arranged in parallel.

【0035】本実施の形態では、スラグ充填カラム1
0、11、12に同時に原水を通水することもできる
が、これに限定されない。
In this embodiment, the slag packed column 1
Raw water can be simultaneously passed through 0, 11, and 12, but is not limited thereto.

【0036】例えばその内の1基であるスラグ充填カラ
ム12を予備にしておいて、原水を通さない運転法も可
能である。その場合の処理はスラグ充填カラム10と1
1の2基で行う。スラグ充填カラム10と11のスラグ
の再生処理をする際に、スラグ充填カラム12に原水を
通す。このようにすれば再生処理を行っている場合でも
原水の脱リン処理が連続して行えるので好ましい。な
お、図2において、図1と同一の符号の部位は同一の構
成であるのでその説明を省略する。
For example, an operation method in which raw water is not passed is also possible by setting one of the slag packed columns 12 as a spare. In that case, the treatment is performed on slag packed columns 10 and 1
This is performed with two groups of 1. When regenerating the slag of the slag packed columns 10 and 11, raw water is passed through the slag packed column 12. This is preferable because the phosphorus removal treatment of raw water can be performed continuously even when the regeneration treatment is being performed. Note that, in FIG. 2, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG.

【0037】本発明の処理剤、処理法によると、リンの
吸着効率が向上するが、それ以外にヒ素等の重金属やフ
ミン等の有機物の除去効率が従来法に比べて向上する。
According to the treating agent and treating method of the present invention, the adsorption efficiency of phosphorus is improved, but in addition, the removing efficiency of heavy metals such as arsenic and organic substances such as humin is improved as compared with the conventional method.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、リンやヒ素等の吸着効
率が高い水処理方法、水処理剤及び水処理剤の再生方法
を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a water treatment method, a water treatment agent, and a method for regenerating a water treatment agent having high adsorption efficiency of phosphorus, arsenic, and the like.

【0039】[0039]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。なお本発明はかかる実施例によって何ら限定され
るものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The present invention is not limited by the embodiments.

【0040】実施例1 高炉水砕スラグ微粉末を用いて、リン酸水素ナトリウム
水溶液中のリン酸吸着および溶出試験を行った。試験に
用いた高炉水砕スラグの性状は以下の通りである。
Example 1 Using a granulated granulated blast furnace slag, an adsorption and elution test of phosphoric acid in an aqueous solution of sodium hydrogen phosphate was performed. The properties of the granulated blast furnace slag used in the test are as follows.

【0041】(高炉水砕スラグの性状) (1)化学組成 (主成分)SiO2:36wt% Al23:13〜15wt% CaO :38〜42wt% MgO :6wt%以下 (副成分元素)Ti、K、Mn、S、Na、Fe (微量成分元素)Cr、Zn、Mo、Ni、V(Properties of granulated blast furnace slag) (1) Chemical composition (main component) SiO 2 : 36 wt% Al 2 O 3 : 13 to 15 wt% CaO: 38 to 42 wt% MgO: 6 wt% or less (subcomponent element) Ti, K, Mn, S, Na, Fe (trace element) Cr, Zn, Mo, Ni, V

【0042】(2)結晶状態 X線回折分析の結晶は非晶質性が大きく、明瞭な回折ピ
ークは観察できない。これを200〜300℃に数分加
熱すると、カルシウム及び/またはアルミニウムのケイ
酸塩等の回折ピークが現れた。
(2) Crystal State X-ray diffraction analysis of the crystal is highly amorphous, and no clear diffraction peak can be observed. When this was heated to 200 to 300 ° C. for several minutes, diffraction peaks such as calcium and / or aluminum silicate appeared.

【0043】(3)粒径、細孔分布 本粉末の粒径は大きいもので200μm〜300μm、
微細なものは数μmで大きくばらついている。
(3) Particle Size and Pore Distribution The particle size of the present powder is as large as 200 μm to 300 μm,
Fine ones vary greatly by several μm.

【0044】また、BET比表面積測定法による平均的
な表面積は10m2-1程度であった。
The average surface area determined by the BET specific surface area measurement method was about 10 m 2 g −1 .

【0045】更に、水銀ポロシメータによる細孔分布は
104Å付近を中心とする103〜105Åの範囲に見ら
れた。
Further, the pore distribution by the mercury porosimeter was found in the range of 10 3 to 10 5 ° centered around 10 4 °.

【0046】(4)ゼータ電位 中性(pH7)付近では、−20mV程度の値を示し、
等電点はpH5〜6の間に見られた。ポリ塩化アルミニ
ウムの凝集体が、pH8付近に等電点を有し、中性付近
では正のゼータ電位を持つのと対照的であった。
(4) Zeta potential In the vicinity of neutral (pH 7), the zeta potential shows a value of about -20 mV,
The isoelectric point was found between pH 5 and 6. In contrast to the aggregate of polyaluminum chloride having an isoelectric point near pH 8 and having a positive zeta potential near neutrality.

【0047】しかし、凝集助剤として使用されている活
性シリカは、等電点がpH5以下であり、通常の水中で
は大きく負に寄ったゼータ電位を有している。
However, active silica used as a coagulation aid has an isoelectric point of pH 5 or less and has a substantially negative zeta potential in ordinary water.

【0048】本粉末は、この活性シリカ凝集体とポリ塩
化アルミニウム凝集体との中間的な挙動をするものと考
えられた。
The present powder was considered to have an intermediate behavior between the activated silica aggregate and the polyaluminum chloride aggregate.

【0049】(試験)以上の性状の高炉スラグ微粉末1
gを、以下の各処理法によってリン酸を補足する試験を
行った。
(Test) Blast furnace slag fine powder 1 having the above properties
g was tested for supplementing phosphoric acid by the following treatment methods.

【0050】(比較処理1)そのまま被処理水に投与し
た。
(Comparative treatment 1) The solution was directly administered to the water to be treated.

【0051】(比較処理2)10N硫酸を添加し、混練
後に被処理水に投与した。
(Comparative treatment 2) 10N sulfuric acid was added, and the mixture was kneaded and administered to the water to be treated.

【0052】(実施例1)15N水酸ナトリウム水溶液
を添加し、混練後に被処理水に投与した。
Example 1 A 15N aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was kneaded and administered to the water to be treated.

【0053】被処理水として、0.01、10mg/l
−Pの濃度に調整したリン酸二水酸ナトリウム水溶液1
リットルを用いた。
As the water to be treated, 0.01, 10 mg / l
Aqueous solution of sodium dihydrogen phosphate adjusted to -P concentration 1
One liter was used.

【0054】投与後、撹拌して静置し、上澄水中のリン
酸濃度をリンモリブデン青法(吸光光度法)によって定
量した。懸濁部分は5Cろ紙でろ過した。
After the administration, the mixture was stirred and allowed to stand, and the concentration of phosphoric acid in the supernatant water was quantified by the phosphomolybdenum blue method (absorptiometry). The suspended part was filtered with 5C filter paper.

【0055】沈殿部に対して、実施例1の操作について
は、水酸化ナトリウム溶液を添加後、50℃に加温し、
混練し、静置後の上澄水部のリン酸濃度を定量した。こ
の沈殿部は再度、被処理水に添加して、リン酸捕捉性を
確認した。
In the operation of Example 1, the sodium hydroxide solution was added to the precipitation portion, and the mixture was heated to 50 ° C.
After kneading and standing, the concentration of phosphoric acid in the supernatant water portion was determined. This precipitation part was added again to the water to be treated, and the phosphoric acid trapping property was confirmed.

【0056】以上の一連の試験は室温(約18℃)にて
行った。
The above series of tests were performed at room temperature (about 18 ° C.).

【0057】また、実施例1の試験において、水酸化ナ
トリウムを混練する前に、スラグ粉末を被処理水に投与
後、回収したスラグ粉末、および、その後、水酸化ナト
リウムで再混練したときのスラグ粉末を水洗、乾燥後、
走査型電子顕微鏡(SEM)による観察を行い、またE
PMAにて表面分析を行った。
Also, in the test of Example 1, before mixing the sodium hydroxide, the slag powder was administered to the water to be treated, and then the recovered slag powder, and then the slag when remixed with sodium hydroxide. After washing the powder with water and drying,
Observation with a scanning electron microscope (SEM)
Surface analysis was performed with PMA.

【0058】以上の結果を表1に示す。Table 1 shows the above results.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】表1の結果より、水酸化ナトリウム水溶液
で混練した高炉スラグ粉末が、他に比べて、リン酸除去
性能が優れていることが明らかになった。
From the results shown in Table 1, it was clarified that the blast furnace slag powder kneaded with the aqueous solution of sodium hydroxide had excellent phosphoric acid removal performance as compared with the others.

【0061】比較処理1においては、スラグ粉末を被処
理水に投与する前後で、SEM像に変化は見られなかっ
た。何らかの処理を施さないスラグ粉末そのものは、特
にリン酸を強く吸着する機能はないものと考えられた。
In Comparative Processing 1, no change was observed in the SEM image before and after the slag powder was administered to the water to be treated. It was considered that the slag powder itself without any treatment did not have a function of strongly adsorbing phosphoric acid.

【0062】比較処理2においては、硫酸によってスラ
グ粉末表面に硫酸カルシウム結晶が成長し、リン酸の吸
着が妨げられていることが、SEM像、EPMより明瞭
であった。
In the comparative treatment 2, it was clear from the SEM image and the EPM that calcium sulfate crystals grew on the surface of the slag powder by sulfuric acid and adsorption of phosphoric acid was hindered.

【0063】実施例2 高炉水砕スラグ数mm粒子を充填塔(カラム)に充填
し、リン酸の除去実験を行った。使用したスラグの化学
組成は実施例1と同様である。
Example 2 Particles of granulated blast furnace slag of several mm were packed in a packed tower (column), and an experiment for removing phosphoric acid was performed. The chemical composition of the slag used is the same as in Example 1.

【0064】充填塔は以下のものを用意した。The following packing columns were prepared.

【0065】比較充填塔1:未処理の高炉水砕スラグを
充填した。
Comparative packed tower 1: Untreated granulated blast furnace slag was packed.

【0066】比較充填塔2:カラムに10N硫酸を添加
し混練した。
Comparative packed tower 2: 10N sulfuric acid was added to the column and kneaded.

【0067】実施例2:カラムに15N水酸化ナトリウ
ム水溶液を混練した。
Example 2 A 15N aqueous sodium hydroxide solution was kneaded in a column.

【0068】上記のカラムに、10μg−P/lのリン
酸二水酸ナトリウム水溶液をカラム上端より流下し、流
出液中のリン酸濃度を定量した。定量結果を表2に示
す。
An aqueous solution of 10 μg-P / l sodium dihydrogen phosphate was allowed to flow from the upper end of the column into the above column, and the concentration of phosphoric acid in the effluent was determined. Table 2 shows the results of the quantification.

【0069】また実施例2の場合について再生実験を行
った。
A regeneration experiment was conducted for the case of the second embodiment.

【0070】その結果、リン酸を吸着したと見られるア
ルカリ混練(15N水酸化ナトリウム水溶液混練)した
スラグのカラムに15N−NaOH水溶液を流下させる
と、流出液よりリン酸が検出された。
As a result, when a 15N-NaOH aqueous solution was allowed to flow through a column of slag which had been kneaded with alkali (kneaded with a 15N aqueous sodium hydroxide solution), which was considered to have adsorbed phosphoric acid, phosphoric acid was detected from the effluent.

【0071】[0071]

【表2】 [Table 2]

【0072】実施例3 表3に示す性状の高炉水砕スラグ、転炉スラグを充填し
たカラムに、水酸化カルシウム懸濁液を混練し、10m
g/l市販カオリン微粉末および1mg/lリン酸二水
酸ナトリウム(2水塩)の混合液をカラム上端より流下
させて、流出液のカオリン濁度(比濁法)、リン酸濃度
(モリブデン青法)およびアルミニウム濃度(IPC−
AES)を定量した。
Example 3 A calcium hydroxide suspension was kneaded into a column filled with granulated blast furnace slag and converter slag having the properties shown in Table 3 and mixed with 10 m
A mixture of g / l commercially available kaolin fine powder and 1 mg / l sodium dihydrogen phosphate (dihydrate) was allowed to flow down from the top of the column, and the effluent kaolin turbidity (turbidimetric method) and phosphoric acid concentration (molybdenum) Blue method) and aluminum concentration (IPC-
AES) was quantified.

【0073】結果を表4に示す。Table 4 shows the results.

【0074】なお、吸着したリン酸に対しては、約5N
−Ca(OH)2水溶液で溶出することを確認した。
It should be noted that about 5 N
Elution with an aqueous solution of -Ca (OH) 2 was confirmed.

【0075】[0075]

【表3】 [Table 3]

【0076】[0076]

【表4】 [Table 4]

【0077】上記表から、転炉スラグではアルミニウム
の溶出が起こっていないことが判った。
From the above table, it was found that elution of aluminum did not occur in the converter slag.

【0078】実施例4 実施例3で使用した組成の転炉スラグに、5N−水酸化
ナトリウム水溶液を加えて混練し、カラムに充填した。
Example 4 A 5N aqueous sodium hydroxide solution was added to the converter slag having the composition used in Example 3, kneaded, and packed in a column.

【0079】一方、試験液として、ヒ酸ナトリウムを加
えて、ヒ素元素として0.52ppmの濃度の水道水を
調製した。
On the other hand, sodium arsenate was added as a test solution to prepare tap water having a concentration of 0.52 ppm as an arsenic element.

【0080】この試験液を転炉スラグカラム上に注ぎ、
流出液中のヒ素濃度を定量した。流出液中のヒ素濃度は
0.01mg/l−As以下であり、本試験液のヒ素濃
度に対して、転炉スラグ1g当たり約10リットルの液
を処理(出口As濃度1mg/l以下)することが可能
であった。
The test solution was poured onto a converter slag column,
The arsenic concentration in the effluent was determined. The arsenic concentration in the effluent is 0.01 mg / l-As or less, and about 10 liters of liquid per 1 g of converter slag is treated (outlet As concentration 1 mg / l or less) with respect to the arsenic concentration of the test solution. It was possible.

【0081】ヒ素吸着後の転炉スラグは酸、またはアル
カリ液を注ぐことによってヒ素を脱着することができ、
再度、5N−水酸化ナトリウム水溶液を注いで、ヒ素吸
着能を回復することができた。
The converter slag after adsorption of arsenic can desorb arsenic by pouring an acid or alkali solution.
Again, the 5N-sodium hydroxide aqueous solution was poured to recover the arsenic adsorption ability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の水処理方法を実施するのに好適な装置
の一例を示す図
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus suitable for carrying out a water treatment method of the present invention.

【図2】本発明の水処理方法を実施するのに好適な装置
の他の例を示す図
FIG. 2 is a diagram showing another example of an apparatus suitable for carrying out the water treatment method of the present invention.

【符号の説明】 1:混合槽 2:沈降分離槽 3:スラグ粉末ホッパー 4:アルカリタンク 5:活性化槽 6:回収槽 60:攪拌機 7:回収液分離槽 10,11,12:スラグ充填カラム[Description of Signs] 1: Mixing tank 2: Sedimentation separation tank 3: Slag powder hopper 4: Alkaline tank 5: Activation tank 6: Recovery tank 60: Stirrer 7: Recovery liquid separation tank 10, 11, 12: Slag packed column

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜本 修 東京都中央区築地5丁目6番4号 三井造 船株式会社内 (72)発明者 斎藤 政宏 東京都中央区築地5丁目6番4号 三井造 船株式会社内 Fターム(参考) 4D024 AA01 AA04 AA05 AB04 AB12 AB17 BA11 BA12 BA13 BA14 BB01 BC01 DA07 4G066 AA13A AA13B AA16A AA16B AA20A AA20B AA22A AA22B AA27A AA27B AA76A AA76B CA41 CA46 DA07 DA08 FA02 FA03 GA11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Hamamoto 5-6-4 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Saito 5-6-4 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Mitsui F-term (reference) in Shipbuilding Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Si−Al−Ca系酸化物又はSi−Fe−Ca系酸化
物の少なくとも1種を含有する混合体に、アルカリ金属
の酸化物、水酸化物又は塩基性塩、及び/又はアルカリ
土類金属の酸化物、水酸化物又は塩基性塩の水溶液、粉
体又は懸濁液を混合してなる水処理剤に被処理水を接触
させることを特徴とする水処理方法。
A mixture containing at least one of a Si-Al-Ca-based oxide and a Si-Fe-Ca-based oxide is mixed with an alkali metal oxide, hydroxide or basic salt, and / or A water treatment method comprising contacting water to be treated with a water treatment agent obtained by mixing an aqueous solution, powder or suspension of an oxide, hydroxide or basic salt of an alkaline earth metal.
【請求項2】前記混合体は、鉄鋼高炉又は転炉で生じた
スラグであり、且つ粉体状及び/又は塊状であることを
特徴とする請求項1記載の水処理方法。
2. The water treatment method according to claim 1, wherein the mixture is slag generated in a steel blast furnace or a converter, and is in a powdery and / or massive form.
【請求項3】鉄鋼高炉又は転炉で生じたSi−Al−Ca系酸
化物又はSi−Fe−Ca系酸化物の少なくとも1種を含有す
るスラグに、アルカリ金属の酸化物、水酸化物又は塩基
性塩、及び/又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物
又は塩基性塩の水溶液、粉体又は懸濁液を混合すること
によって得られる水処理剤。
3. A slag containing at least one of a Si-Al-Ca-based oxide or a Si-Fe-Ca-based oxide generated in a steel blast furnace or a converter, wherein an alkali metal oxide, hydroxide or A water treatment agent obtained by mixing an aqueous solution, powder or suspension of a basic salt and / or an alkaline earth metal oxide, hydroxide or basic salt.
【請求項4】請求項1記載の水処理方法において、被処
理水中のリン酸を吸着した後、アルカリ金属及び/又は
アルカリ土類金属含有水とを接触させ、リン酸を溶出さ
せることを特徴とする水処理剤の再生方法。
4. The water treatment method according to claim 1, wherein the phosphoric acid in the water to be treated is adsorbed, and then contacted with water containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal to elute the phosphoric acid. A method for regenerating a water treatment agent.
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