JP2003094049A - ホウ素含有排水の処理方法 - Google Patents
ホウ素含有排水の処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Caなどの陽イオンを含有するホウ
素含有排液からCaなどの夾雑物の含有量が極めて少ない
溶離液を得られるホウ素含有排水の処理方法、特に通液
の際にN-メチルグルカミン基を有するホウ素選択吸着樹
脂にCaなどの陽イオンが吸着し難いホウ素含有排水の処
理方法を提案する。 【解決手段】 N-メチルグルカミン基を有するホ
ウ素選択吸着樹脂を充填したホウ素吸着処理塔に通液し
てホウ素の除去を行うに当たり、前記ホウ素含有排水の
pHを前記ホウ素吸着処理塔に通液する前に8.2以下に調
整する。
素含有排液からCaなどの夾雑物の含有量が極めて少ない
溶離液を得られるホウ素含有排水の処理方法、特に通液
の際にN-メチルグルカミン基を有するホウ素選択吸着樹
脂にCaなどの陽イオンが吸着し難いホウ素含有排水の処
理方法を提案する。 【解決手段】 N-メチルグルカミン基を有するホ
ウ素選択吸着樹脂を充填したホウ素吸着処理塔に通液し
てホウ素の除去を行うに当たり、前記ホウ素含有排水の
pHを前記ホウ素吸着処理塔に通液する前に8.2以下に調
整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、N-メチルグルカミ
ン基を有するホウ素選択吸着樹脂を充填したホウ素吸着
処理塔にホウ素含有排水を通液してホウ素の除去を行う
ホウ素含有排水の処理方法に関し、特にホウ素含有排水
がCa、Mgなどの陽イオンを含有する場合のホウ素含有排
水の処理方法に関する。
ン基を有するホウ素選択吸着樹脂を充填したホウ素吸着
処理塔にホウ素含有排水を通液してホウ素の除去を行う
ホウ素含有排水の処理方法に関し、特にホウ素含有排水
がCa、Mgなどの陽イオンを含有する場合のホウ素含有排
水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にニッケルメッキ液あるいはアルミ
表面処理液中にはホウ素化合物（ホウ酸等）が含まれて
おり、これらを扱う工場ではホウ素を含有する洗浄排水
が発生する。また、ガラス、釉薬、アルミコンデンサー
等ホウ素を使用する工場においてもホウ素を含む工場排
水が発生する。さらにごみ焼却場、石炭火力発電所等に
おいてもホウ素を含む排水が発生する。
表面処理液中にはホウ素化合物（ホウ酸等）が含まれて
おり、これらを扱う工場ではホウ素を含有する洗浄排水
が発生する。また、ガラス、釉薬、アルミコンデンサー
等ホウ素を使用する工場においてもホウ素を含む工場排
水が発生する。さらにごみ焼却場、石炭火力発電所等に
おいてもホウ素を含む排水が発生する。
【０００３】ホウ素は植物にとっては必須微量元素であ
り、海水には4〜5mg/l程度含まれていることは周知であ
る。一方、ホウ素はある濃度以上に存在すると、植物の
成長を阻害したり、動物に対して神経障害を起こすおそ
れがあるといわれている。さらに人体に与える影響は必
ずしも明確ではないものの低濃度の継続摂取において生
殖機能の低下などの健康障害を起こす可能性が指摘され
ている。平成11年2月、ホウ素の環境基準として1mg/l以
下が告示され、平成13年6月に排水基準が公布、7月1日
より施行されているため、これらのホウ素を含む工場排
水中のホウ素除去処理が必要となってきている。
り、海水には4〜5mg/l程度含まれていることは周知であ
る。一方、ホウ素はある濃度以上に存在すると、植物の
成長を阻害したり、動物に対して神経障害を起こすおそ
れがあるといわれている。さらに人体に与える影響は必
ずしも明確ではないものの低濃度の継続摂取において生
殖機能の低下などの健康障害を起こす可能性が指摘され
ている。平成11年2月、ホウ素の環境基準として1mg/l以
下が告示され、平成13年6月に排水基準が公布、7月1日
より施行されているため、これらのホウ素を含む工場排
水中のホウ素除去処理が必要となってきている。
【０００４】排水中のホウ素を除去する方法には種々の
方法があるが、ホウ素を含有する排水をホウ素選択吸着
樹脂に吸着させ、それにより排水を浄化するとともに、
樹脂に吸着したホウ素を酸やアルカリを用いて溶離し、
溶離液から陰イオンである酸根やアルカリを除いて純度
の高いホウ素含有水を得る方法が、除去されたホウ素を
再資源化でき、また、使用薬剤が少なく、かつ発生汚泥
も少ない方法として注目を浴びている。
方法があるが、ホウ素を含有する排水をホウ素選択吸着
樹脂に吸着させ、それにより排水を浄化するとともに、
樹脂に吸着したホウ素を酸やアルカリを用いて溶離し、
溶離液から陰イオンである酸根やアルカリを除いて純度
の高いホウ素含有水を得る方法が、除去されたホウ素を
再資源化でき、また、使用薬剤が少なく、かつ発生汚泥
も少ない方法として注目を浴びている。
【０００５】この方法では、ホウ素含有排水からホウ素
を除去する樹脂としてN-メチルグルカミン基を有するホ
ウ素選択吸着樹脂を用い、これに排水を通液してホウ素
を吸着させ、しかる後、鉱酸によるホウ素溶離を行い、
さらにNaOH溶液を通液して上記樹脂を遊離型に変換して
再使用できる状態に再生する。
を除去する樹脂としてN-メチルグルカミン基を有するホ
ウ素選択吸着樹脂を用い、これに排水を通液してホウ素
を吸着させ、しかる後、鉱酸によるホウ素溶離を行い、
さらにNaOH溶液を通液して上記樹脂を遊離型に変換して
再使用できる状態に再生する。
【０００６】しかしこの方法で、CaやMgなどの陽イオン
を含んだ排水を処理すると、ホウ素選択吸着樹脂にこれ
らのイオン種が吸着あるいは付着（以下、単に「吸着」
という）し、鉱酸によるホウ素の溶離の際にこれらイオ
ン種も溶離し、得られたホウ素含有溶液を処理して得ら
れるホウ酸の夾雑物となって、それを精製濃縮して得ら
れるホウ素の純度を低下させるという問題があり、ホウ
素の再資源化のコストを大きくする。
を含んだ排水を処理すると、ホウ素選択吸着樹脂にこれ
らのイオン種が吸着あるいは付着（以下、単に「吸着」
という）し、鉱酸によるホウ素の溶離の際にこれらイオ
ン種も溶離し、得られたホウ素含有溶液を処理して得ら
れるホウ酸の夾雑物となって、それを精製濃縮して得ら
れるホウ素の純度を低下させるという問題があり、ホウ
素の再資源化のコストを大きくする。
【０００７】この問題を解決するために、本発明者等は
先に特願2001-32590において、ホウ素を含む排水を処理
して得られたN-メチルグルカミン基を有するホウ素選択
吸着樹脂に鉱酸を通液してホウ素を回収するに当たり、
前記回収を行う期間を少なくとも２以上に分割し、夾雑
物の少ない期間の溶離液のみをホウ素回収用溶液とする
という提案をなし、これによって夾雑物の少ないホウ酸
を回収できるようにしている。また、特願2000-165559
では、ホウ素選択吸着樹脂を充填した処理塔に通液する
際、ホウ素含有排水のpHを7.0〜9.5、好ましくは8.0〜
9.0にすることによってホウ素吸着量を最大とするとい
う提案をしている。
先に特願2001-32590において、ホウ素を含む排水を処理
して得られたN-メチルグルカミン基を有するホウ素選択
吸着樹脂に鉱酸を通液してホウ素を回収するに当たり、
前記回収を行う期間を少なくとも２以上に分割し、夾雑
物の少ない期間の溶離液のみをホウ素回収用溶液とする
という提案をなし、これによって夾雑物の少ないホウ酸
を回収できるようにしている。また、特願2000-165559
では、ホウ素選択吸着樹脂を充填した処理塔に通液する
際、ホウ素含有排水のpHを7.0〜9.5、好ましくは8.0〜
9.0にすることによってホウ素吸着量を最大とするとい
う提案をしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
願2001-32590において提案した方法では、夾雑物の多い
溶離液は、たとえ相当量のホウ素を含有していても再利
用することができず、また、溶離工程における処理液の
回収を２以上の期間に分けなければならないなど、工程
を複雑にする。一方、上記特願2000-165559における提
案は、ホウ素含有排水から回収できるホウ素量を最大に
するものであるが、Caなどの夾雑物について配慮してい
ない。
願2001-32590において提案した方法では、夾雑物の多い
溶離液は、たとえ相当量のホウ素を含有していても再利
用することができず、また、溶離工程における処理液の
回収を２以上の期間に分けなければならないなど、工程
を複雑にする。一方、上記特願2000-165559における提
案は、ホウ素含有排水から回収できるホウ素量を最大に
するものであるが、Caなどの夾雑物について配慮してい
ない。
【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点を解決
し、Caなどの陽イオンを含有するホウ素含有排液からCa
などの夾雑物の含有量が極めて少ない溶離液を得られる
ホウ素含有排水の処理方法、特に通液の際にN-メチルグ
ルカミン基を有するホウ素選択吸着樹脂にCaなどの陽イ
オンが吸着し難いホウ素含有排水の処理方法を提案する
ことを目的とする。
し、Caなどの陽イオンを含有するホウ素含有排液からCa
などの夾雑物の含有量が極めて少ない溶離液を得られる
ホウ素含有排水の処理方法、特に通液の際にN-メチルグ
ルカミン基を有するホウ素選択吸着樹脂にCaなどの陽イ
オンが吸着し難いホウ素含有排水の処理方法を提案する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明ではホウ素含有排
水を、N-メチルグルカミン基を有するホウ素選択吸着樹
脂を充填したホウ素吸着処理塔に通液してホウ素の除去
を行うに当たり、前記ホウ素含有排水のpHを前記ホウ素
吸着処理塔に通液する前に8.2以下に調整する。この
際、ホウ素含有排水のpHを7.0〜8.0に調整することが好
ましい。また、ホウ素吸着処理塔におけるN-メチルグル
カミン基を有するホウ素選択吸着樹脂の遊離型に変換す
る再生処理のためのNaOH溶液の通液量は、NaOH溶液の通
液後、水洗及び逆洗浄を行った後にホウ素選択樹脂を取
り囲む溶液のpHが7.5〜8.5になるように行うのがよい。
水を、N-メチルグルカミン基を有するホウ素選択吸着樹
脂を充填したホウ素吸着処理塔に通液してホウ素の除去
を行うに当たり、前記ホウ素含有排水のpHを前記ホウ素
吸着処理塔に通液する前に8.2以下に調整する。この
際、ホウ素含有排水のpHを7.0〜8.0に調整することが好
ましい。また、ホウ素吸着処理塔におけるN-メチルグル
カミン基を有するホウ素選択吸着樹脂の遊離型に変換す
る再生処理のためのNaOH溶液の通液量は、NaOH溶液の通
液後、水洗及び逆洗浄を行った後にホウ素選択樹脂を取
り囲む溶液のpHが7.5〜8.5になるように行うのがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の基礎となったカラ
ムテストを含め、実施形態を具体的に説明する。
ムテストを含め、実施形態を具体的に説明する。
【００１２】本発明において処理対象となる排水は、ホ
ウ素とともにCa、Mg、Na等の陽イオンを含有するもので
ある。それらの量は、排水の起源、性質等によって異な
るが、排水中のホウ素に対してCa、Mg、Na等の陽イオン
が多く含まれているもの、たとえば排水1l当たりホウ素
を20mg/l、Caを300mg/l、Mgを25mg以上、Naを2,400mg以
上含んでいるものである。
ウ素とともにCa、Mg、Na等の陽イオンを含有するもので
ある。それらの量は、排水の起源、性質等によって異な
るが、排水中のホウ素に対してCa、Mg、Na等の陽イオン
が多く含まれているもの、たとえば排水1l当たりホウ素
を20mg/l、Caを300mg/l、Mgを25mg以上、Naを2,400mg以
上含んでいるものである。
【００１３】上記ホウ素含有排水を、N-メチルグルカミ
ン基を有するホウ素選択吸着樹脂を充填した処理塔に通
液してホウ素を樹脂に吸着させる。その際、本発明で
は、ホウ素含有排水のpHを8.2以下に調整する。以下、
その根拠についてカラムテストに基づいて説明する。
ン基を有するホウ素選択吸着樹脂を充填した処理塔に通
液してホウ素を樹脂に吸着させる。その際、本発明で
は、ホウ素含有排水のpHを8.2以下に調整する。以下、
その根拠についてカラムテストに基づいて説明する。
【００１４】内径20mm、高さ500mmのアクリル製カラム
を準備し、これにホウ素選択吸着樹脂（N-メチルグルカ
ミン基を有するホウ素選択吸着樹脂）を50ml充填し、10
%（質量比、以下同じ）NaOH水溶液をNaOH量に換算して1
1g/l-R、及び77g/l-Rになるように通液して遊離型に変
換した。得られた樹脂床にイオン交換水を流速500ml/h
で1h通液してイオン交換樹脂に残存する夾雑成分を洗浄
し、樹脂をアクリルカラムよりビーカーに移し、よく混
合し、アクリルカラムに戻した後、表１に示すホウ素と
ともに陽イオンを含む工場排水を通液した。通液に先立
ち塩酸又はNaOH溶液を添加してpHを所定の値に調整し
た。
を準備し、これにホウ素選択吸着樹脂（N-メチルグルカ
ミン基を有するホウ素選択吸着樹脂）を50ml充填し、10
%（質量比、以下同じ）NaOH水溶液をNaOH量に換算して1
1g/l-R、及び77g/l-Rになるように通液して遊離型に変
換した。得られた樹脂床にイオン交換水を流速500ml/h
で1h通液してイオン交換樹脂に残存する夾雑成分を洗浄
し、樹脂をアクリルカラムよりビーカーに移し、よく混
合し、アクリルカラムに戻した後、表１に示すホウ素と
ともに陽イオンを含む工場排水を通液した。通液に先立
ち塩酸又はNaOH溶液を添加してpHを所定の値に調整し
た。
【００１５】
【表１】
【００１６】上記通液をカラム出口側の処理液のホウ素
濃度が10mg/lに達するまで行い、その時点におけるホウ
素の単位体積当たりの積算吸着量をカラム入り口及び出
口側のホウ素濃度及び通液量から求めた。また、通液終
了後、抜水し、さらにイオン交換水を約100ml通水して
水洗し、続いて5%硫酸水溶液を約500ml通液してホウ素
溶離液を得た。得られた溶離液を分析してCa、Mg、Naの
吸着量を求めた。
濃度が10mg/lに達するまで行い、その時点におけるホウ
素の単位体積当たりの積算吸着量をカラム入り口及び出
口側のホウ素濃度及び通液量から求めた。また、通液終
了後、抜水し、さらにイオン交換水を約100ml通水して
水洗し、続いて5%硫酸水溶液を約500ml通液してホウ素
溶離液を得た。得られた溶離液を分析してCa、Mg、Naの
吸着量を求めた。
【００１７】結果は、処理に供した工場排水のpHを横軸
に取り、ホウ素吸着量及びCa吸着量を縦軸にとって図１
に示した。図１から遊離型への変換に使用したNaOH量が
11g/l-Rの場合には、工場排水のpHを8.2以下に調整する
と、樹脂に対するCa吸着量が実質的に認められず、一方
遊離型への変換に使用したNaOH量が77g/l-Rの場合に
は、工場排水のpHを8.0以下に調整すると、樹脂に対す
るCa吸着量が実質的に認められなくなることが分かる。
に取り、ホウ素吸着量及びCa吸着量を縦軸にとって図１
に示した。図１から遊離型への変換に使用したNaOH量が
11g/l-Rの場合には、工場排水のpHを8.2以下に調整する
と、樹脂に対するCa吸着量が実質的に認められず、一方
遊離型への変換に使用したNaOH量が77g/l-Rの場合に
は、工場排水のpHを8.0以下に調整すると、樹脂に対す
るCa吸着量が実質的に認められなくなることが分かる。
【００１８】表２は、上記と同様のカラムテストを行っ
た結果をMg、Naの吸着量を含めて示したものである。こ
こに示すように、Mg、Naについても排水のpHを8以下に
調整した場合にはホウ素選択吸着樹脂へのこれらイオン
の吸着量が極めて低くなっていることが明かである。
た結果をMg、Naの吸着量を含めて示したものである。こ
こに示すように、Mg、Naについても排水のpHを8以下に
調整した場合にはホウ素選択吸着樹脂へのこれらイオン
の吸着量が極めて低くなっていることが明かである。
【００１９】
【表２】
【００２０】本発明は、上記のカラムテストに基づいて
おり、ホウ素含有排水をN-メチルグルカミン基を有する
ホウ素選択吸着樹脂を充填したホウ素吸着処理塔に通液
する前にそのpHを8.2以下に調整する。pHの調整は硫酸
などの鉱酸、あるいはNaOH溶液を添加することにより行
えばよい。
おり、ホウ素含有排水をN-メチルグルカミン基を有する
ホウ素選択吸着樹脂を充填したホウ素吸着処理塔に通液
する前にそのpHを8.2以下に調整する。pHの調整は硫酸
などの鉱酸、あるいはNaOH溶液を添加することにより行
えばよい。
【００２１】なお、pHは8.2以下であれば上記目的を達
することができるが、その値があまりに低過ぎるときに
はホウ素選択吸着樹脂へのホウ素吸着量が低下するの
で、pHの調整はpHが7.0〜8.0の範囲にするのがよい。こ
れにより、ホウ素の吸着量をほぼ最大値に維持しながら
それから得られる溶離液中のCaなどの陽イオンを極めて
低く押さえることが可能になる。
することができるが、その値があまりに低過ぎるときに
はホウ素選択吸着樹脂へのホウ素吸着量が低下するの
で、pHの調整はpHが7.0〜8.0の範囲にするのがよい。こ
れにより、ホウ素の吸着量をほぼ最大値に維持しながら
それから得られる溶離液中のCaなどの陽イオンを極めて
低く押さえることが可能になる。
【００２２】また、本発明を実施するに当たっては、ホ
ウ素吸着処理塔におけるN-メチルグルカミン基を有する
ホウ素選択吸着樹脂の遊離型に変換する再生処理に注意
し、その終点を、再生処理後ホウ素選択吸着樹脂を取り
囲む溶液のpHが7.5〜8.5になった時点とするのがよい。
そのためには、樹脂の再生のためにNaOH溶液を通液した
後、洗浄及び逆洗浄を行い処理済の樹脂をよく混合した
時点でホウ素選択吸着樹脂を取り囲む溶液のpHが7.5〜
8.5になるようNaOH溶液の通液量を調整する。このNaOH
通液量の最適値はカラムテストを繰り返すなどの予備試
験により求めることができ、たとえば11g as NaOH/l-R
と決定することができる。
ウ素吸着処理塔におけるN-メチルグルカミン基を有する
ホウ素選択吸着樹脂の遊離型に変換する再生処理に注意
し、その終点を、再生処理後ホウ素選択吸着樹脂を取り
囲む溶液のpHが7.5〜8.5になった時点とするのがよい。
そのためには、樹脂の再生のためにNaOH溶液を通液した
後、洗浄及び逆洗浄を行い処理済の樹脂をよく混合した
時点でホウ素選択吸着樹脂を取り囲む溶液のpHが7.5〜
8.5になるようNaOH溶液の通液量を調整する。このNaOH
通液量の最適値はカラムテストを繰り返すなどの予備試
験により求めることができ、たとえば11g as NaOH/l-R
と決定することができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、上記のようにホウ素吸着処理
塔に通液する前に、ホウ素含有排水のpHを8.2以下に調
整するようにしたので、ホウ素選択吸着樹脂に対するCa
などの陽イオンの吸着をきわめて低く押さえることがで
き、それから鉱酸を用いて溶離されるホウ酸溶液の純度
を上げ、ひいては回収されたホウ素純度を極めて高くし
て高付加価値品とすることができるという優れた効果を
奏する。
塔に通液する前に、ホウ素含有排水のpHを8.2以下に調
整するようにしたので、ホウ素選択吸着樹脂に対するCa
などの陽イオンの吸着をきわめて低く押さえることがで
き、それから鉱酸を用いて溶離されるホウ酸溶液の純度
を上げ、ひいては回収されたホウ素純度を極めて高くし
て高付加価値品とすることができるという優れた効果を
奏する。
【図１】 ホウ素選択吸着樹脂に通液する排液のpHとホ
ウ素選択吸着樹脂に吸着されるホウ素及びCa量の関係を
示すグラフである。
ウ素選択吸着樹脂に吸着されるホウ素及びCa量の関係を
示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 早川 智
徳島県阿南市橘町幸野62番地１ 日本電工
株式会社研究所内
(72)発明者 古荘 三郎
東京都豊島区南大塚３丁目43番11号 日本
錬水株式会社内
Ｆターム(参考） 4D024 AA09 AB14 BA17 BB01 BC01
CA01 DA07 DB20
4D025 AA09 AB33 BA07 BB07 CA03
CA10
4G066 AB13B CA21 DA08
Claims (3)
- 【請求項１】 ホウ素含有排水を、N-メチルグルカミン
基を有するホウ素選択吸着樹脂を充填したホウ素吸着処
理塔に通液してホウ素の除去を行うに当たり、前記ホウ
素含有排水のpHを前記ホウ素吸着処理塔に通液する前に
8.2以下に調整することを特徴とするホウ素含有排水の
処理方法。 - 【請求項２】 ホウ素含有排水のpHを7.0〜8.0に調整す
ることを特徴とする請求項１記載のホウ素含有排水の処
理方法。 - 【請求項３】 ホウ素吸着処理塔におけるN-メチルグル
カミン基を有するホウ素選択吸着樹脂の遊離型に変換す
る再生処理は、NaOH溶液の通液後、水洗及び逆洗浄を行
った後にホウ素選択樹脂を取り囲む溶液のpHが7.5〜8.5
になるように行うことを特徴とする請求項１又は２記載
のホウ素含有排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001288801A JP2003094049A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | ホウ素含有排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001288801A JP2003094049A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | ホウ素含有排水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003094049A true JP2003094049A (ja) | 2003-04-02 |
Family
ID=19111385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001288801A Pending JP2003094049A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | ホウ素含有排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003094049A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916586A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-27 | Unitika Ltd | ゴミ焼却場排水の処理方法 |
| JPH11695A (ja) * | 1997-06-13 | 1999-01-06 | Electric Power Dev Co Ltd | フッ素及びホウ素含有水の処理方法 |
| JP2001247305A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-09-11 | Nippon Rensui Co Ltd | ホウ素の回収方法 |
-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001288801A patent/JP2003094049A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS5916586A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-27 | Unitika Ltd | ゴミ焼却場排水の処理方法 |
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