JP2004321876A

JP2004321876A - ホウ素含有排水の処理方法

Info

Publication number: JP2004321876A
Application number: JP2003117064A
Authority: JP
Inventors: Sachiko Ochi; 佐智子大地
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】ホウ素含有排水からホウ素を効率よく除去することができ、さらに、スラッジの沈降性を高めることのできるホウ素含有排水の処理方法を提供する。
【解決手段】ホウ素含有排水を稀土類元素溶液とアルミニウム塩溶液との共存下に処理して沈殿を生成させ、生じた沈殿を固液分離してホウ素を除去する方法において、希土類元素溶液の有効成分Ｒ２Ｏ３とアルミニウム塩溶液中の有効成分Ａｌ２Ｏ３の共存比が、Ａｌ２Ｏ３／Ｒ２Ｏ３＝０．０５〜０．５となること特徴とするホウ素処理方法。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホウ素含有排水からホウ素を除去するための処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ホウ素化合物は、染料、顔料、医薬、化粧品原料、防腐剤、写真、石鹸、ガラス、メッキ等の分野で幅広く用いられており、これらの製造工程から排出される排水中にはホウ素化合物が含まれている。また、原子力発電所から発生する放射性廃液や地熱発電水、あるいは石炭火力発電所の排煙脱硫排水、ごみ焼却洗煙排水等にもホウ素化合物が含まれている。
【０００３】
ホウ素は、植物にとって必須の元素とされながらも、過剰の付与は、その生長を阻害することが知られており、国内でも１〜２ｍｇ／Ｌ以下という極めて厳しい排水基準を条例により制定しているところもある。
【０００４】
このようなホウ素含有排水を処理する方法としては、従来より硫酸アルミニウムや消石灰等により不溶性沈殿物として除去する方法（第１の方法）、アニオン交換樹脂やホウ素選択イオン交換樹脂により吸着する方法（第２の方法）、逆浸透膜により処理する方法（第３の方法）が知られている。
【０００５】
また、凝集沈殿法と陰イオン交換樹脂またはホウ素選択性イオン交換樹脂によるホウ素除去を組み合わせた方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、低濃度のホウ素排水を希土類元素の含水酸化物を用いることによって処理する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５８−１９３７８６号公報
【特許文献２】
特公平３−２２２３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の技術においてはそれぞれ以下のような問題点があった。第１の方法においては、ホウ素の除去効率が低いため、処理液中のホウ素濃度を低く抑えるためには、硫酸アルミニウム等の凝集剤の添加量を増加させる必要があり、大量のスラッジが発生するという問題があった。
【０００９】
第２の方法においては、ホウ素選択イオン交換樹脂は高価で、一般に再生して繰り返し利用されるが、樹脂を再生して使用する場合、その再生廃液の処理は第１の方法で行われるため、第１の方法と同様の問題が発生していた。
【００１０】
さらに、第３の方法においては、一般に使用されている逆浸透膜では、ホウ素化合物に対する除去率が５０〜６０％と低く、排水規制値以下に処理するには多段の装置を必要とし、イニシャルコストが過大になる等の問題点があった。
【００１１】
凝集沈殿法と樹脂を組み合わせる方法においても初段の凝集沈殿法での除去効率が低いため、後段の吸着樹脂への負荷が高くなり、廃液の処理量が十分ではないという問題点があった。また、樹脂の再生廃液処理に凝集沈殿法を用いた場合にも、再生廃液処理水は高濃度のホウ素を含んでいるため、この処理水を再度樹脂塔へ戻して処理する必要があった。このため、この方法においても、設備が大きくなる等の問題が残っており、何れの方法においても凝集沈殿法でのホウ素の除去効率を高める必要があった。
【００１２】
希土類元素の含水酸化物を用いる方法では、含水酸化物という水不溶性の固体を用いているため、処理効率が悪く、ホウ素を低濃度まで処理するには大量添加または長時間の反応（攪拌）が必要であり、発生スラッジの沈降性が悪いという問題点があった。
【００１３】
本発明は、ホウ素含有排水からホウ素を効率よく除去することができ、さらに、スラッジの沈降性を高めることのできるホウ素含有排水の処理方法を目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このような課題を解決するために、鋭意検討した結果、希土類元素溶液とアルミニウム塩溶液との共存下に処理して沈殿を生成させることで、短時間で効率よくホウ素を除去することが可能で、しかも得られるスラッジの濾布離れが良いなど取り扱いが容易にできることを見出し、本発明に到達した。
【００１５】
すなわち本発明は、ホウ素含有排水を稀土類元素溶液とアルミニウム塩溶液との共存下に処理して沈殿を生成させ、生じた沈殿を固液分離してホウ素を除去する方法において、希土類元素溶液の有効成分Ｒ２Ｏ３とアルミニウム塩溶液中の有効成分Ａｌ２Ｏ３の共存比が、Ａｌ２Ｏ３／Ｒ２Ｏ３＝０．０５〜０．５となること特徴とするホウ素処理方法を要旨とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のホウ素含有排水の処理方法について説明する。
本発明で対象とするホウ素含有排水としては、前述の種々の工程から排出される排水、ホウ素を吸着した樹脂からの再生廃液、その他のホウ素化合物を含有する排水があげられる。本発明で処理することのできる排水中のホウ素濃度としては、特に限定されるものではないが、１０〜３００ｍｇ／Ｌ程度で最も本発明の効果が得られる。
【００１７】
本発明において使用する希土類元素溶液は、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、酢酸塩等を水に溶解したものである。水に不溶の場合でも、ＰＨを酸性にすれば溶解することができる。
希土類元素の種類には、ランタン、セリウム、ネオジム、サマリウムなどがあり、本発明に用いられる希土類としては、特にどれかに限定するものではないが、入手の容易さ、コスト等の観点から、ランタン、セリウムが望ましい。また、希土類はそれぞれの分離が困難であることから、これら希土類元素の混合溶液を用いてもよい。
希土類元素溶液の濃度は、特に規定するものではないが、Ｒ２Ｏ３として、１〜４０％が望ましく、さらには２〜３０％が好ましい。
【００１８】
本発明において使用するアルミニウム塩溶液は、市販のポリ塩化アルミニウム、硫酸バンドなどどのような溶液を使用しても良い。濃度については、特に規定するものではないが、ポリ塩化アルミニウムでは有効成分として酸化アルミニウムを１０〜１１％、硫酸バンドでは８〜１７％程度含有するものが市販されており、一般には、これをそのまま使用することが好ましい。もし、薬品を調製して使用する場合も、これらの濃度に準じた濃度にすることが好ましい。
【００１９】
ホウ素含有排水への希土類元素溶液の添加量は、大量に添加するほど処理精度は良くなるが、当然スラッジの発生量も多くなるので、通常は、ホウ素に対して０．０５〜１０当量添加するのが好ましく、０．１〜２当量の範囲で添加するのが適当である。
ここにアルミニウム塩溶液を希土類元素溶液の有効成分Ｒ２Ｏ３とアルミニウム塩溶液中の有効成分Ａｌ２Ｏ３の共存比が、Ａｌ２Ｏ３／Ｒ２Ｏ３（酸化物としての重量比）＝０．０５〜０．５となるように添加することによって、反応時間の短縮が可能で、処理精度も向上し、なおかつ、スラッジの沈降性の向上も図ることができる。
【００２０】
希土類元素溶液およびアルミニウム塩溶液の添加順序は、どちらが先でも良いし、同時でも良い。これらの溶液を添加しても、不溶性沈殿が発生しない場合には、アルカリ剤等を添加して、ＰＨを５〜１１、好ましくは６．５〜１０に調整して不溶性沈殿を生成させることができる。また、ホウ素含有排水のＰＨが酸性の場合には、予め排水のＰＨを調整してから、希土類元素溶液およびアルミニウム塩溶液を添加しても良い。用いるアルカリ剤としては、特に限定されるものではなく、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等があげられるが、取り扱いの容易さの観点から、水溶液が好ましい。
【００２１】
これらの反応時間は、１〜１２０分、好ましくは５〜６０分であるが、通常は３０分程度で十分である。
【００２２】
次に、このように生成した不溶性沈殿物を固液分離して除去する。固液分離の方法としては特に限定されるものではなく、一般に行われている方法で行えばよく、例えば、沈降分離、浮上分離、ろ過、遠心分離等があげられる。本発明による処理法で発生した不溶性沈殿物は、希土類元素溶液単独の処理法で発生した不溶性沈殿物に比較して安定しており、不溶性沈殿物の分離は、より容易に行うことができる。また、これら固液分離の際には、補助的に高分子凝集剤や無機凝集剤を補助的に併用することもできる。
【００２３】
【実施例】
実施例１
Ｒ２Ｏ３として１２．２％の有効成分を含む希土類元素溶液と市販のＰＡＣ溶液（Ａｌ２Ｏ３として１０．５％含有）を使用して、試験を行った。Ｒ２Ｏ３の添加量は、ホウ素に対して１．６当量で固定した。ホウ素５０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを含むモデル液に、Ａｌ２Ｏ３／Ｒ２Ｏ３が０〜０．４となるように上記２溶液を添加し、２規定の水酸化ナトリウム溶液でＰＨ９に調整した後、５分攪拌混合した。３０分静置した後、ろ紙（Ｎｏ．５Ｃ）によりろ過し、ろ過水中のホウ素濃度を分析した。
ホウ素の分析は、工業試験法ＪＩＳ．Ｋ０１０２．４７．２に規定されているアゾメチンＨ吸光光度法により行った。
【００２４】
試験結果を図１に示す。図１に示すように、希土類元素溶液単独（Ａｌ２Ｏ３／Ｒ２Ｏ３＝０）の場合にはホウ素の除去率は低いが、ＰＡＣを添加することにより除去率は劇的に改善した。また、希土類元素溶液単独の場合には、清澄な上澄水およびろ過水を得ることはできず、スラッジ界面の判別は困難であったが、ＰＡＣを添加することにより、清澄な上澄水およびろ液が得られ、ろ過速度も向上した。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、短時間で効率よくホウ素を除去することが可能で、しかも得られるスラッジの沈降性がよく、濾布離れが良いなど取り扱いが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホウ素除去率の効果を示す図である。

Claims

ホウ素含有排水を希土類元素溶液とアルミニウム塩溶液との共存下に処理して沈殿を生成させ、生じた沈殿を固液分離してホウ素を除去する方法において、希土類元素溶液の有効成分Ｒ２Ｏ３とアルミニウム塩溶液中の有効成分Ａｌ２Ｏ３の共存比が、Ａｌ２Ｏ３／Ｒ２Ｏ３＝０．０５〜０．５となること特徴とするホウ素処理方法。