JP2003154373A - 硫酸イオン含有水の処理方法 - Google Patents
硫酸イオン含有水の処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】有機物濃度や、他の無機イオン濃度が高い排水
中から、硫酸イオンを選択的に除去して、生物処理の原
水として適当な水質とすることができる硫酸イオン含有
水の処理方法を提供する。 【解決手段】水中に含有される硫酸イオンを、アルミン
酸カルシウム化合物と、pH１０〜１３で反応させること
を特徴とする硫酸イオン含有水の処理方法。
中から、硫酸イオンを選択的に除去して、生物処理の原
水として適当な水質とすることができる硫酸イオン含有
水の処理方法を提供する。 【解決手段】水中に含有される硫酸イオンを、アルミン
酸カルシウム化合物と、pH１０〜１３で反応させること
を特徴とする硫酸イオン含有水の処理方法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫酸イオン含有水
の処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、有機
物濃度や、他の無機イオン濃度が高い排水中から、硫酸
イオンを選択的に除去して、生物処理の原水として適当
な水質とすることができる硫酸イオン含有水の処理方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体工場、医薬品工場、食品製造加工
工場、飲料水製造工場、製紙工場、繊維紡績工場などか
ら排出されるプロセス排水、総合排水は、その水質に応
じて、放流基準や自主管理基準、あるいは、回収再利用
に要求される水質を満足するように、凝集処理、沈殿処
理、生物処理、酸化分解、ろ過、蒸発、イオン交換、電
気透析などの方法を、単独に又は組み合わせて処理され
る。近年、放流水質基準が厳しくなったり、地域によっ
ては水資源の枯渇、製造コストに占める上下水道費用の
高騰、環境ＩＳＯへの取り組みなどから、工場内での水
の再利用が進んでいる。生物処理は、水中の比較的濃度
の高い有機物を分解処理するのに適しており、好気性処
理、嫌気性処理などを組み合わせてＣＯＤ成分の低減
や、窒素成分の除去に幅広く用いられている。嫌気性処
理は、汚泥の発生量が少ないために、好気性処理と比較
して、高い有機物濃度の排水の処理に適している。しか
し、嫌気性処理を行う場合に、水中の硫酸イオンが多い
と、硫酸イオンに含まれる酸素が消費され、その結果、
悪臭が強く、有毒かつ危険な硫化水素が発生するという
問題があった。このために、排水中に含まれる硫酸イオ
ン濃度を低減することができる処理方法の開発が要望さ
れていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機物濃度
や、他の無機イオン濃度が高い排水中から、硫酸イオン
を選択的に除去して、生物処理の原水として適当な水質
とすることができる硫酸イオン含有水の処理方法を提供
することを目的としてなされたものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、硫酸イオン含有
水にアルミン酸カルシウム化合物を添加し、pH１０〜１
３で反応させることにより、カルシウムとアルミニウム
の水化硫酸塩を形成して、水中より硫酸イオンを選択的
に除去し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。すなわち、本発明は、（１）水
中に含有される硫酸イオンを、アルミン酸カルシウム化
合物と、pH１０〜１３で反応させることを特徴とする硫
酸イオン含有水の処理方法、を提供するものである。さ
らに、本発明の好ましい態様として、（２）硫酸イオン
とアルミン酸カルシウム化合物の反応により生成した固
形物を回収し、アルミン酸カルシウム化合物として再利
用する第１項記載の硫酸イオン含有水の処理方法、
（３）回収された硫酸イオンとアルミン酸カルシウム化
合物の反応により生成した固形物を、加熱、乾燥して再
利用する第２項記載の硫酸イオン含有水の処理方法、
（４）加熱温度が、７００〜１,５００℃である第３項
記載の硫酸イオン含有水の処理方法、（５）加熱温度
が、１,０００〜１,３００℃である第４項記載の硫酸イ
オン含有水の処理方法、（６）処理により得られる水
が、生物処理の原水である第１項記載の硫酸イオン含有
水の処理方法、及び、（７）生物処理が、嫌気性処理で
ある第６項記載の硫酸イオン含有水の処理方法、を挙げ
ることができる。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明の硫酸イオン含有水の処理
方法においては、水中に含有される硫酸イオンを、アル
ミン酸カルシウム化合物と、pH１０〜１３で反応させ
る。本発明方法に用いるアルミン酸カルシウム化合物と
しては、アルミン酸カルシウム、エトリンジャイト型化
合物など、一般式ｘＣａＯ・ｙＡｌ2Ｏ3・ｚＣａＳＯ4
・ｗＨ2Ｏで表される物質を挙げることができる。アル
ミン酸カルシウムは、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3（ＣａＡｌ
2Ｏ4）、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3（Ｃａ3Ａｌ2Ｏ6）のほ
か、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3の割合が異なる物質や、さらにＣ
ａＳＯ4やＨ2Ｏが付加した物質などを挙げることができ
る。エトリンジャイト型化合物は、カルシウムとアルミ
ニウムの水化硫酸塩であり、カルシウムとアルミニウム
のケイ酸塩が変質した二次鉱物として産出されるほか、
本発明方法により、硫酸イオンとアルミン酸カルシウム
化合物を反応させて生成したカルシウムとアルミニウム
の水化硫酸塩もエトリンジャイト型化合物として使用す
ることができる。これらの中で、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・
６Ｈ2Ｏを特に好適に用いることができる。 【０００６】本発明方法において、水中に含まれる硫酸
イオンをアルミン酸カルシウム化合物と反応させる方法
に特に制限はなく、例えば、硫酸イオン含有水にアルミ
ン酸カルシウム化合物を連続的に添加することができ、
あるいは、硫酸イオン含有水に過剰のアルミン酸カルシ
ウム化合物を間欠的に添加することもできる。また、ア
ルミン酸カルシウム化合物が懸濁状態にある反応槽へ、
硫酸イオン含有水を連続的に導入して、硫酸イオンとア
ルミン酸カルシウム化合物を反応させ、反応処理水を下
流に設けた沈殿、ろ過、膜分離、遠心分離などの固液分
離槽へ導き、処理水と固形物とを分離することができ
る。分離された固形物は、未反応のアルミン酸カルシウ
ム化合物と反応生成物とを含み、この固形物を回収し
て、硫酸イオンとの反応に再利用することもできる。さ
らに、アルミン酸カルシウム化合物が懸濁状態にある反
応槽へ、硫酸イオン含有水を間欠的に導入し、反応終了
後沈殿分離し、上澄水を処理水として排出することもで
きる。反応槽に残留する固形物に反応能力が残存してい
るときは、残存能力に合わせた量の硫酸イオン含有水を
導入し、反応を継続することができ、あるいは、反応に
より消費されたアルミン酸カルシウム化合物を追加し
て、前回と同量の硫酸イオン含有水を処理することもで
きる。 【０００７】本発明方法を適用する硫酸イオン含有水の
硫酸イオン濃度に特に制限はないが、硫酸イオン濃度が
５０mgSO4 2-／Ｌ以上であることが好ましく、２００mgS
O4 2-／Ｌ以上であることがより好ましく、１,０００mgS
O4 2-／Ｌであることがさらに好ましい。硫酸イオン濃度
が５０mgSO4 2-／Ｌ未満の排水は、生物処理を行っても
通常は問題となる量の硫化水素は発生しない。本発明方
法においては、硫酸イオンをアルミン酸カルシウム化合
物と、pH１０〜１３で、好ましくはpH１１〜１２.５
で、より好ましくはpH１１.５〜１２.３で反応させる。
pHが１０未満であると、硫酸イオンとアルミン酸カルシ
ウム化合物の反応速度が遅く、硫酸イオン含有水中の硫
酸イオンが十分に除去されないおそれがある。pHが１３
を超えると、水中に溶出したカルシウムイオンが難溶性
の炭酸カルシウム、水酸化カルシウムなどになって、硫
酸イオンとの反応に関与しなくなるおそれがある。本発
明方法を適用するにあたっては、処理すべき硫酸イオン
含有水と使用するアルミン酸カルシウム化合物について
予備試験を行い、処理水の硫酸イオン濃度が最も低くな
るpHを実験的に求めることが好ましい。硫酸イオンとア
ルミン酸カルシウム化合物は、pH１０〜１３で効率よく
反応し、カルシウムとアルミニウムの水化硫酸塩を生成
し、固形物として析出する。この固形物には、反応して
いないアルミン酸カルシウム化合物が混在しているの
で、これを回収再利用することにより、使用するアルミ
ン酸カルシウム化合物の量を減少し、かつ沈殿分離を効
率よく行うことができる。この固形物は、そのまま反応
槽に返送して添加することができるが、固液分離し、い
ったん乾燥したり、加熱してから再使用することもでき
る。加熱、乾燥することにより、固形物の含水率を下げ
ることができるので、反応槽の容積を増やす必要がな
く、再添加する量の制御も容易である。 【０００８】本発明方法においては、硫酸イオンとアル
ミン酸カルシウム化合物の反応により生成した固形物
を、７００〜１,５００℃で加熱することが好ましく、
１,０００〜１,３００℃で加熱することがより好まし
い。７００℃以上に加熱することにより、固形物中に混
在する炭酸カルシウムを解離し、水酸化カルシウムを脱
水して、いずれも酸化カルシウムに変化させ、硫酸イオ
ンと反応する物質に変換して、固形物の反応性を向上す
ることができる。また、１,０００℃以上に加熱するこ
とにより、固形物に付着又は吸着している有機物を燃焼
して除去し、固形物の反応性を向上することができる。
加熱温度が１,５００℃を超えると、アルミン酸カルシ
ウム化合物が脆くなり、取り扱いが困難になるおそれが
ある。本発明方法において、アルミン酸カルシウム化合
物を再利用する場合、硫酸イオンとの反応が終わってい
る部分がアルミン酸カルシウム化合物の粒子表面に多く
を占めると、未反応部分が残っていても反応速度が低下
するおそれがある。そこで、前回の反応で生成した固形
物のみを用いて硫酸イオン含有水を処理する場合は、予
め予備実験を行って必要な反応時間を設定し、これに適
した水量で処理することが好ましい。なお、この方法は
アルミン酸カルシウム化合物の利用率を向上させるには
都合がよいが、硫酸イオンとの反応性は低下する。その
ために、必要な処理水量を確保し、処理時間を短縮させ
る目的で、未使用のアルミン酸カルシウム化合物を添加
することができる。この場合にも、あらかじめ予備実験
を行って、反応を円滑に進めるために必要な量のアルミ
ン酸カルシウム化合物を添加することが好ましい。 【０００９】図１は、本発明方法の実施の一態様の工程
系統図である。本態様においては、反応槽１に硫酸イオ
ン含有水が供給され、運転の開始に際してアルミン酸カ
ルシウム化合物が反応槽に添加される。反応槽にはpH計
２が備えられ、pH計からの信号により薬注ポンプ３が作
動し、反応槽内の水のpHが所定の値になるようにアルカ
リ貯槽４からアルカリが供給される。反応槽から溢流し
た水は、沈殿槽５へ送られ、固液分離される。沈殿槽の
上澄水は、処理水としてさらに後段の生物処理などの処
理工程に送られる。沈殿槽で沈殿した固形物は、ポンプ
６により引き抜かれ反応槽に返送される。本発明方法に
より硫酸イオン含有水を処理すると、硫酸イオンは固体
化されて系外に排出され、処理水中にはごく微量の硫酸
イオンしか残存しないので、処理水をさらに生物処理し
ても問題となる量の硫化水素は発生しない。このため
に、本発明方法により処理した処理水は、生物処理の原
水として好適に用いることができ、硫化水素の発生が問
題となりやすい嫌気性生物処理に特に好適に用いること
ができる。 【００１０】 【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、実施例においては、原水
として、製紙工場におけるプロセス排水を、凝集、加圧
浮上及び脱インク処理した水を用いた。この原水は、pH
が４.９であり、硫酸イオン濃度が１,８００mgSO4 2-／
Ｌであり、ＣＯＤが４３５mgO／Ｌであった。また、ア
ルミン酸カルシウム化合物として、アルミン酸カルシウ
ム［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・６Ｈ2Ｏ、平均粒径２０μ
ｍ］を用いた。硫酸イオン濃度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０２
４１.３イオンクロマトグラフ法に準じて測定した。 実施例１ ６個のビーカーに原水１００mLずつを取り、０.１モル
／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pHを１０、１
０.５、１１、１１.５、１２、１２.５に調整した。次
いで、それぞれのビーカーにアルミン酸カルシウム１.
０ｇずつを加え、３時間撹拌したのち、水中の硫酸イオ
ン濃度を測定した。硫酸イオン濃度は、pH１０のとき
１,５００mgSO4 2-／Ｌ、pH１２のとき１２７mgSO4 2-／
Ｌ、pH１２.５のとき１２９mgSO4 2-／Ｌであった。 実施例２ ４個のビーカーに原水１００mLずつを取り、０.１モル
／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pHを１２.１、
１２.２、１２.３、１２.４に調整した。次いで、それ
ぞれのビーカーにアルミン酸カルシウム１.０ｇずつを
加え、３時間撹拌したのち、水中の硫酸イオン濃度を測
定した。硫酸イオン濃度は、pH１２.２のときが最も低
く、８５.０mgSO4 2-／Ｌであった。実施例１〜２の結果
を、第１表に示す。 【００１１】 【表１】 【００１２】第１表に見られるように、原水のpHを１
２.２に調整したときに、硫酸イオンの濃度が最も低く
なる。 実施例３ 撹拌機とpH計を備えた容量１Ｌの反応槽に原水１.０Ｌ
を入れ、０.１モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を加え
てpHを１２.２に調整し、アルミン酸カルシウム１０ｇ
を添加し、６０rpmで３時間撹拌した。次いで、同じ撹
拌を続けながら、反応槽に原水を３００mL／ｈで送り込
み、反応槽から溢流した水を沈殿槽に送った。また、反
応槽内の水のpHが１２.２±０.２に保たれるように、反
応槽に０.１モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を添加
し、１２時間の運転を行った。１０分ごとに反応槽の溢
流水をサンプリングし、硫酸イオン濃度を測定した。硫
酸イオン濃度はほぼ９０mgSO4 2-／Ｌで安定していた
が、硫酸イオン濃度が上昇する傾向が見られたとき、反
応槽にアルミン酸カルシウム１０ｇを添加した。その結
果、アルミン酸カルシウムの添加は、原水の送水開始
３.５時間後、７.３時間後、１１.５時間後の３回行っ
た。図２に、反応槽の溢流水の硫酸イオン濃度と、処理
時間の関係を示す。図中の添加は、アルミン酸カルシウ
ムを添加したことを示す。図２に見られるように、硫酸
イオン濃度１,８００mgSO4 2-／Ｌの原水のpHを１２.２
±０.２に調整して、アルミン酸カルシウムと反応させ
ることにより、硫酸イオン濃度が約９０mgSO4 2 -／Ｌに
低下した処理水を安定して得ることができる。 【００１３】 【発明の効果】本発明の硫酸イオン含有水の処理方法に
よれば、有機物濃度や、他の無機イオン濃度が高い排水
中から、硫酸イオンを選択的に除去することができ、生
物処理を行っても硫化水素の発生するおそれがない水質
の原水を得ることができる。
の処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、有機
物濃度や、他の無機イオン濃度が高い排水中から、硫酸
イオンを選択的に除去して、生物処理の原水として適当
な水質とすることができる硫酸イオン含有水の処理方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体工場、医薬品工場、食品製造加工
工場、飲料水製造工場、製紙工場、繊維紡績工場などか
ら排出されるプロセス排水、総合排水は、その水質に応
じて、放流基準や自主管理基準、あるいは、回収再利用
に要求される水質を満足するように、凝集処理、沈殿処
理、生物処理、酸化分解、ろ過、蒸発、イオン交換、電
気透析などの方法を、単独に又は組み合わせて処理され
る。近年、放流水質基準が厳しくなったり、地域によっ
ては水資源の枯渇、製造コストに占める上下水道費用の
高騰、環境ＩＳＯへの取り組みなどから、工場内での水
の再利用が進んでいる。生物処理は、水中の比較的濃度
の高い有機物を分解処理するのに適しており、好気性処
理、嫌気性処理などを組み合わせてＣＯＤ成分の低減
や、窒素成分の除去に幅広く用いられている。嫌気性処
理は、汚泥の発生量が少ないために、好気性処理と比較
して、高い有機物濃度の排水の処理に適している。しか
し、嫌気性処理を行う場合に、水中の硫酸イオンが多い
と、硫酸イオンに含まれる酸素が消費され、その結果、
悪臭が強く、有毒かつ危険な硫化水素が発生するという
問題があった。このために、排水中に含まれる硫酸イオ
ン濃度を低減することができる処理方法の開発が要望さ
れていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機物濃度
や、他の無機イオン濃度が高い排水中から、硫酸イオン
を選択的に除去して、生物処理の原水として適当な水質
とすることができる硫酸イオン含有水の処理方法を提供
することを目的としてなされたものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、硫酸イオン含有
水にアルミン酸カルシウム化合物を添加し、pH１０〜１
３で反応させることにより、カルシウムとアルミニウム
の水化硫酸塩を形成して、水中より硫酸イオンを選択的
に除去し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。すなわち、本発明は、（１）水
中に含有される硫酸イオンを、アルミン酸カルシウム化
合物と、pH１０〜１３で反応させることを特徴とする硫
酸イオン含有水の処理方法、を提供するものである。さ
らに、本発明の好ましい態様として、（２）硫酸イオン
とアルミン酸カルシウム化合物の反応により生成した固
形物を回収し、アルミン酸カルシウム化合物として再利
用する第１項記載の硫酸イオン含有水の処理方法、
（３）回収された硫酸イオンとアルミン酸カルシウム化
合物の反応により生成した固形物を、加熱、乾燥して再
利用する第２項記載の硫酸イオン含有水の処理方法、
（４）加熱温度が、７００〜１,５００℃である第３項
記載の硫酸イオン含有水の処理方法、（５）加熱温度
が、１,０００〜１,３００℃である第４項記載の硫酸イ
オン含有水の処理方法、（６）処理により得られる水
が、生物処理の原水である第１項記載の硫酸イオン含有
水の処理方法、及び、（７）生物処理が、嫌気性処理で
ある第６項記載の硫酸イオン含有水の処理方法、を挙げ
ることができる。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明の硫酸イオン含有水の処理
方法においては、水中に含有される硫酸イオンを、アル
ミン酸カルシウム化合物と、pH１０〜１３で反応させ
る。本発明方法に用いるアルミン酸カルシウム化合物と
しては、アルミン酸カルシウム、エトリンジャイト型化
合物など、一般式ｘＣａＯ・ｙＡｌ2Ｏ3・ｚＣａＳＯ4
・ｗＨ2Ｏで表される物質を挙げることができる。アル
ミン酸カルシウムは、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3（ＣａＡｌ
2Ｏ4）、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3（Ｃａ3Ａｌ2Ｏ6）のほ
か、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3の割合が異なる物質や、さらにＣ
ａＳＯ4やＨ2Ｏが付加した物質などを挙げることができ
る。エトリンジャイト型化合物は、カルシウムとアルミ
ニウムの水化硫酸塩であり、カルシウムとアルミニウム
のケイ酸塩が変質した二次鉱物として産出されるほか、
本発明方法により、硫酸イオンとアルミン酸カルシウム
化合物を反応させて生成したカルシウムとアルミニウム
の水化硫酸塩もエトリンジャイト型化合物として使用す
ることができる。これらの中で、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・
６Ｈ2Ｏを特に好適に用いることができる。 【０００６】本発明方法において、水中に含まれる硫酸
イオンをアルミン酸カルシウム化合物と反応させる方法
に特に制限はなく、例えば、硫酸イオン含有水にアルミ
ン酸カルシウム化合物を連続的に添加することができ、
あるいは、硫酸イオン含有水に過剰のアルミン酸カルシ
ウム化合物を間欠的に添加することもできる。また、ア
ルミン酸カルシウム化合物が懸濁状態にある反応槽へ、
硫酸イオン含有水を連続的に導入して、硫酸イオンとア
ルミン酸カルシウム化合物を反応させ、反応処理水を下
流に設けた沈殿、ろ過、膜分離、遠心分離などの固液分
離槽へ導き、処理水と固形物とを分離することができ
る。分離された固形物は、未反応のアルミン酸カルシウ
ム化合物と反応生成物とを含み、この固形物を回収し
て、硫酸イオンとの反応に再利用することもできる。さ
らに、アルミン酸カルシウム化合物が懸濁状態にある反
応槽へ、硫酸イオン含有水を間欠的に導入し、反応終了
後沈殿分離し、上澄水を処理水として排出することもで
きる。反応槽に残留する固形物に反応能力が残存してい
るときは、残存能力に合わせた量の硫酸イオン含有水を
導入し、反応を継続することができ、あるいは、反応に
より消費されたアルミン酸カルシウム化合物を追加し
て、前回と同量の硫酸イオン含有水を処理することもで
きる。 【０００７】本発明方法を適用する硫酸イオン含有水の
硫酸イオン濃度に特に制限はないが、硫酸イオン濃度が
５０mgSO4 2-／Ｌ以上であることが好ましく、２００mgS
O4 2-／Ｌ以上であることがより好ましく、１,０００mgS
O4 2-／Ｌであることがさらに好ましい。硫酸イオン濃度
が５０mgSO4 2-／Ｌ未満の排水は、生物処理を行っても
通常は問題となる量の硫化水素は発生しない。本発明方
法においては、硫酸イオンをアルミン酸カルシウム化合
物と、pH１０〜１３で、好ましくはpH１１〜１２.５
で、より好ましくはpH１１.５〜１２.３で反応させる。
pHが１０未満であると、硫酸イオンとアルミン酸カルシ
ウム化合物の反応速度が遅く、硫酸イオン含有水中の硫
酸イオンが十分に除去されないおそれがある。pHが１３
を超えると、水中に溶出したカルシウムイオンが難溶性
の炭酸カルシウム、水酸化カルシウムなどになって、硫
酸イオンとの反応に関与しなくなるおそれがある。本発
明方法を適用するにあたっては、処理すべき硫酸イオン
含有水と使用するアルミン酸カルシウム化合物について
予備試験を行い、処理水の硫酸イオン濃度が最も低くな
るpHを実験的に求めることが好ましい。硫酸イオンとア
ルミン酸カルシウム化合物は、pH１０〜１３で効率よく
反応し、カルシウムとアルミニウムの水化硫酸塩を生成
し、固形物として析出する。この固形物には、反応して
いないアルミン酸カルシウム化合物が混在しているの
で、これを回収再利用することにより、使用するアルミ
ン酸カルシウム化合物の量を減少し、かつ沈殿分離を効
率よく行うことができる。この固形物は、そのまま反応
槽に返送して添加することができるが、固液分離し、い
ったん乾燥したり、加熱してから再使用することもでき
る。加熱、乾燥することにより、固形物の含水率を下げ
ることができるので、反応槽の容積を増やす必要がな
く、再添加する量の制御も容易である。 【０００８】本発明方法においては、硫酸イオンとアル
ミン酸カルシウム化合物の反応により生成した固形物
を、７００〜１,５００℃で加熱することが好ましく、
１,０００〜１,３００℃で加熱することがより好まし
い。７００℃以上に加熱することにより、固形物中に混
在する炭酸カルシウムを解離し、水酸化カルシウムを脱
水して、いずれも酸化カルシウムに変化させ、硫酸イオ
ンと反応する物質に変換して、固形物の反応性を向上す
ることができる。また、１,０００℃以上に加熱するこ
とにより、固形物に付着又は吸着している有機物を燃焼
して除去し、固形物の反応性を向上することができる。
加熱温度が１,５００℃を超えると、アルミン酸カルシ
ウム化合物が脆くなり、取り扱いが困難になるおそれが
ある。本発明方法において、アルミン酸カルシウム化合
物を再利用する場合、硫酸イオンとの反応が終わってい
る部分がアルミン酸カルシウム化合物の粒子表面に多く
を占めると、未反応部分が残っていても反応速度が低下
するおそれがある。そこで、前回の反応で生成した固形
物のみを用いて硫酸イオン含有水を処理する場合は、予
め予備実験を行って必要な反応時間を設定し、これに適
した水量で処理することが好ましい。なお、この方法は
アルミン酸カルシウム化合物の利用率を向上させるには
都合がよいが、硫酸イオンとの反応性は低下する。その
ために、必要な処理水量を確保し、処理時間を短縮させ
る目的で、未使用のアルミン酸カルシウム化合物を添加
することができる。この場合にも、あらかじめ予備実験
を行って、反応を円滑に進めるために必要な量のアルミ
ン酸カルシウム化合物を添加することが好ましい。 【０００９】図１は、本発明方法の実施の一態様の工程
系統図である。本態様においては、反応槽１に硫酸イオ
ン含有水が供給され、運転の開始に際してアルミン酸カ
ルシウム化合物が反応槽に添加される。反応槽にはpH計
２が備えられ、pH計からの信号により薬注ポンプ３が作
動し、反応槽内の水のpHが所定の値になるようにアルカ
リ貯槽４からアルカリが供給される。反応槽から溢流し
た水は、沈殿槽５へ送られ、固液分離される。沈殿槽の
上澄水は、処理水としてさらに後段の生物処理などの処
理工程に送られる。沈殿槽で沈殿した固形物は、ポンプ
６により引き抜かれ反応槽に返送される。本発明方法に
より硫酸イオン含有水を処理すると、硫酸イオンは固体
化されて系外に排出され、処理水中にはごく微量の硫酸
イオンしか残存しないので、処理水をさらに生物処理し
ても問題となる量の硫化水素は発生しない。このため
に、本発明方法により処理した処理水は、生物処理の原
水として好適に用いることができ、硫化水素の発生が問
題となりやすい嫌気性生物処理に特に好適に用いること
ができる。 【００１０】 【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、実施例においては、原水
として、製紙工場におけるプロセス排水を、凝集、加圧
浮上及び脱インク処理した水を用いた。この原水は、pH
が４.９であり、硫酸イオン濃度が１,８００mgSO4 2-／
Ｌであり、ＣＯＤが４３５mgO／Ｌであった。また、ア
ルミン酸カルシウム化合物として、アルミン酸カルシウ
ム［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・６Ｈ2Ｏ、平均粒径２０μ
ｍ］を用いた。硫酸イオン濃度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０２
４１.３イオンクロマトグラフ法に準じて測定した。 実施例１ ６個のビーカーに原水１００mLずつを取り、０.１モル
／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pHを１０、１
０.５、１１、１１.５、１２、１２.５に調整した。次
いで、それぞれのビーカーにアルミン酸カルシウム１.
０ｇずつを加え、３時間撹拌したのち、水中の硫酸イオ
ン濃度を測定した。硫酸イオン濃度は、pH１０のとき
１,５００mgSO4 2-／Ｌ、pH１２のとき１２７mgSO4 2-／
Ｌ、pH１２.５のとき１２９mgSO4 2-／Ｌであった。 実施例２ ４個のビーカーに原水１００mLずつを取り、０.１モル
／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pHを１２.１、
１２.２、１２.３、１２.４に調整した。次いで、それ
ぞれのビーカーにアルミン酸カルシウム１.０ｇずつを
加え、３時間撹拌したのち、水中の硫酸イオン濃度を測
定した。硫酸イオン濃度は、pH１２.２のときが最も低
く、８５.０mgSO4 2-／Ｌであった。実施例１〜２の結果
を、第１表に示す。 【００１１】 【表１】 【００１２】第１表に見られるように、原水のpHを１
２.２に調整したときに、硫酸イオンの濃度が最も低く
なる。 実施例３ 撹拌機とpH計を備えた容量１Ｌの反応槽に原水１.０Ｌ
を入れ、０.１モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を加え
てpHを１２.２に調整し、アルミン酸カルシウム１０ｇ
を添加し、６０rpmで３時間撹拌した。次いで、同じ撹
拌を続けながら、反応槽に原水を３００mL／ｈで送り込
み、反応槽から溢流した水を沈殿槽に送った。また、反
応槽内の水のpHが１２.２±０.２に保たれるように、反
応槽に０.１モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を添加
し、１２時間の運転を行った。１０分ごとに反応槽の溢
流水をサンプリングし、硫酸イオン濃度を測定した。硫
酸イオン濃度はほぼ９０mgSO4 2-／Ｌで安定していた
が、硫酸イオン濃度が上昇する傾向が見られたとき、反
応槽にアルミン酸カルシウム１０ｇを添加した。その結
果、アルミン酸カルシウムの添加は、原水の送水開始
３.５時間後、７.３時間後、１１.５時間後の３回行っ
た。図２に、反応槽の溢流水の硫酸イオン濃度と、処理
時間の関係を示す。図中の添加は、アルミン酸カルシウ
ムを添加したことを示す。図２に見られるように、硫酸
イオン濃度１,８００mgSO4 2-／Ｌの原水のpHを１２.２
±０.２に調整して、アルミン酸カルシウムと反応させ
ることにより、硫酸イオン濃度が約９０mgSO4 2 -／Ｌに
低下した処理水を安定して得ることができる。 【００１３】 【発明の効果】本発明の硫酸イオン含有水の処理方法に
よれば、有機物濃度や、他の無機イオン濃度が高い排水
中から、硫酸イオンを選択的に除去することができ、生
物処理を行っても硫化水素の発生するおそれがない水質
の原水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明方法の実施の一態様の工程系統
図である。 【図２】図２は、反応槽の溢流水の硫酸イオン濃度と、
処理時間の関係を示すグラフである。 【符号の説明】 １ 反応槽 ２ pH計 ３ 薬注ポンプ ４ アルカリ貯槽 ５ 沈殿槽 ６ ポンプ
図である。 【図２】図２は、反応槽の溢流水の硫酸イオン濃度と、
処理時間の関係を示すグラフである。 【符号の説明】 １ 反応槽 ２ pH計 ３ 薬注ポンプ ４ アルカリ貯槽 ５ 沈殿槽 ６ ポンプ
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フロントページの続き
(72)発明者 埜村 誠
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） 4D038 AA08 AB36 BA06 BB13 BB19
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】水中に含有される硫酸イオンを、アルミン
酸カルシウム化合物と、pH１０〜１３で反応させること
を特徴とする硫酸イオン含有水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356083A JP2003154373A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 硫酸イオン含有水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356083A JP2003154373A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 硫酸イオン含有水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003154373A true JP2003154373A (ja) | 2003-05-27 |
Family
ID=19167671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356083A Pending JP2003154373A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 硫酸イオン含有水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003154373A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008120732A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Lion Corporation | 水処理剤及び水処理方法 |
| RU2641930C2 (ru) * | 2015-07-16 | 2018-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Способ очистки воды от сульфатов реагентным методом |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356083A patent/JP2003154373A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008120732A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Lion Corporation | 水処理剤及び水処理方法 |
| CN102276041A (zh) * | 2007-03-30 | 2011-12-14 | 狮王株式会社 | 水处理剂以及水处理方法 |
| JP5878278B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2016-03-08 | ライオン株式会社 | ホウ素除去用水処理剤及び水処理方法 |
| RU2641930C2 (ru) * | 2015-07-16 | 2018-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Способ очистки воды от сульфатов реагентным методом |
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