JP2005103518A - Heavy metal wastewater treatment system and heavy metal wastewater treatment method - Google Patents

Heavy metal wastewater treatment system and heavy metal wastewater treatment method Download PDF

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Yasunori Otsuka
保則 大塚
Yoko Hakata
葉子 博多
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晃一 森
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一郎 秀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heavy metal treatment system capable of efficiently removing a heavy metal ion component contained in heavy metal wastewater containing heavy metal ions, reducing environmental load caused by post treatment of concentrated water and adsorbent, and having excellent recycling efficiency, and to provide a heavy metal treatment method. <P>SOLUTION: The heavy metal treatment system 1 is provided with a heavy metal adsorption device 2 housing a ferrous adsorbent for adsorbing the heavy metal ions and adsorbing the ion component in the heavy metal wastewater to the ferrous adsorbent, a CDT 3 removing the heavy metal ion component remaining in the heavy metal wastewater from which the heavy metal ion component is adsorbed by the heavy metal adsorption device 2, and discharging cleaned water from which the heavy metal ion component is removed and discharging the concentrated water in which the heavy metal ion component is concentrated, and a circulation means (controller 4, second communication pipe 6b, second opening and closing valve 7b, and concentrated water discharge passage 8) returning the concentrated water from the CDT 3 to the heavy metal adsorption device 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えばヒ素、鉛、カドミウム、クロム、セレン、水銀等の重金属を含有する重金属排水中に含まれる重金属を除去する重金属排水処理装置および重金属排水処理方法に関するものである。   The present invention relates to a heavy metal wastewater treatment apparatus and a heavy metal wastewater treatment method for removing heavy metals contained in heavy metal wastewater containing heavy metals such as arsenic, lead, cadmium, chromium, selenium, and mercury.

近年、産業廃棄物の最終処分場や工場等を中心にヒ素、鉛、カドミウム、クロム、セレン、水銀等の重金属を含有する重金属排水による土壌汚染や廃棄物汚染が各地で見出されており、このため、重金属排水中に含まれる重金属イオン成分を除去する研究が進められるようになっている。   In recent years, soil pollution and waste pollution due to heavy metal drainage containing heavy metals such as arsenic, lead, cadmium, chromium, selenium, mercury have been found in various places mainly in industrial waste final disposal sites and factories, For this reason, research for removing heavy metal ion components contained in heavy metal wastewater has been advanced.

このような重金属排水には有害なものが多く、大気、水質、土壌等の環境全体に与える汚染の影響は大きい。このため、一般廃棄物や産業廃棄物の焼却処理によって発生する廃ガスの処理等に関しては、大気汚染防止法や悪臭防止法、水質汚濁防止法等の公害規制値が定められ、かかる数値の遵守が要求されている。   Many of these heavy metal wastewaters are harmful, and the influence of pollution on the entire environment, such as air, water quality, and soil, is significant. For this reason, pollution control values such as the Air Pollution Control Law, Odor Control Law and Water Pollution Control Law have been established for the treatment of waste gas generated by incineration of general waste and industrial waste. Is required.

また、上記重金属排水は、塩類やDXNs類やその他の有機ハロゲン化合物、各種内分泌攪乱性物質、その他の難分解性化合物を含有することが知られている。有機ハロゲン化合物の中でも、ダイオキシン類(以下、DXNs類ともいう)の問題が最近注目されている。   The heavy metal waste water is known to contain salts, DXNs, other organic halogen compounds, various endocrine disrupting substances, and other persistent compounds. Among organic halogen compounds, the problem of dioxins (hereinafter also referred to as DXNs) has recently attracted attention.

そこで、塩類と難分解性化合物を含む排水を効率的に処理する排水の処理装置として、例えば、下記の特許文献1に示すものが提案されている。この装置は、塩類と難分解性化合物を含有する排水を前処理する前処理手段と、上記前処理手段で前処理された排水を逆浸透膜処理して透過液と濃縮液に分離する逆浸透装置と、上記逆浸透装置で濃縮された濃縮液中の難分解性化合物を活性化学種により吸着酸化分解処理する吸着酸化分解装置と、上記吸着酸化分解装置で処理後に脱塩処理する脱塩処理装置を有するものである。
特開2003−10867号公報
Then, what is shown, for example in the following patent document 1 is proposed as a waste water treatment apparatus which processes waste water containing salts and a hardly decomposable compound efficiently. This apparatus comprises a pretreatment means for pretreating wastewater containing salts and a hardly decomposable compound, and reverse osmosis for separating the wastewater pretreated by the pretreatment means into a permeate and a concentrate by reverse osmosis membrane treatment. Apparatus, adsorptive oxidative decomposition apparatus that performs oxidative decomposition treatment of the hard-to-decompose compounds in the concentrate concentrated by the reverse osmosis apparatus with active chemical species, and desalination treatment that performs desalination after the treatment by the adsorptive oxidative decomposition apparatus It has a device.
JP 2003-10867 A

しかしながら、上記のようなものでは、透過液と濃縮液に分離する逆浸透膜装置からの濃縮液を更に処理し、その一部を逆浸透膜装置の入口側に戻してはいるものの、最終的には濃縮水が排出されるのであり、濃縮水の後処理が避けられない。また、各処理装置において重金属イオン成分を吸着した吸着材(例えば触媒担持多孔質体)の処理も必要である。したがって、濃縮水や吸着材の後処理に設備コストやランニングコストが必要となるうえ、これらの後処理による環境負荷も避けられないのが実情である。   However, in the above, the concentrated solution from the reverse osmosis membrane device that separates the permeate and the concentrated solution is further processed, and a part thereof is returned to the inlet side of the reverse osmosis membrane device. Since concentrated water is discharged, post-treatment of the concentrated water is inevitable. In addition, it is necessary to treat an adsorbent (for example, a catalyst-supporting porous body) that adsorbs a heavy metal ion component in each treatment apparatus. Therefore, the actual situation is that the post-treatment of the concentrated water and the adsorbent requires equipment costs and running costs, and the environmental burden due to these post-treatments cannot be avoided.

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、重金属イオンを含有する重金属排水中に含まれる重金属イオン成分を効率的に除去することができるうえ、濃縮水や吸着材の後処理による環境負荷を解消し、リサイクル性にも優れた重金属排水処理装置および重金属排水処理方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and can efficiently remove heavy metal ion components contained in heavy metal wastewater containing heavy metal ions, and also by post-treatment of concentrated water and adsorbents. The purpose is to provide a heavy metal wastewater treatment device and a heavy metal wastewater treatment method that eliminates environmental burdens and has excellent recyclability.

上記目的を達成するため、本発明の重金属排水処理装置は、重金属イオンを含有する重金属排水中に含まれる重金属イオン成分を除去する重金属排水処理装置であって、上記重金属イオン成分を吸着する鉄系吸着材が収容され、上記重金属排水中のイオン成分を上記鉄系吸着材に吸着する重金属吸着装置と、上記重金属吸着装置で重金属イオン成分が吸着された重金属排水中に残存する重金属イオン成分をさらに除去し、当該重金属イオン成分が除去された浄水と上記除去された重金属イオン成分が濃縮された濃縮水とを排出する脱イオン装置と、上記脱イオン装置から排出された濃縮水を上記重金属吸着装置に戻す循環手段とを備えたことを要旨とする。   In order to achieve the above object, the heavy metal wastewater treatment apparatus of the present invention is a heavy metal wastewater treatment apparatus that removes heavy metal ion components contained in heavy metal wastewater containing heavy metal ions, and is an iron-based material that adsorbs the heavy metal ion components. A heavy metal adsorption device that contains an adsorbent and adsorbs the ionic components in the heavy metal wastewater to the iron-based adsorbent, and a heavy metal ion component that remains in the heavy metal wastewater in which the heavy metal ion components are adsorbed by the heavy metal adsorption device. A deionizer that removes the purified water from which the heavy metal ion component has been removed and the concentrated water from which the removed heavy metal ion component has been concentrated, and the concentrated metal discharged from the deionizer to the heavy metal adsorption device The gist of the present invention is that it is provided with a circulation means for returning to the above.

また、上記目的を達成するため、本発明の重金属排水処理方法は、重金属イオンを含有する重金属排水中に含まれる重金属イオン成分を除去する重金属排水処理方法であって、上記重金属イオン成分を吸着する鉄系吸着材が収容された重金属吸着装置により上記重金属排水中のイオン成分を上記鉄系吸着材に吸着し、上記重金属吸着装置において上記重金属イオン成分が吸着された重金属排水中に残存する重金属イオン成分を脱イオン装置でさらに除去し、当該重金属イオン成分が除去された浄水と上記除去された重金属イオン成分が濃縮された濃縮水とを排出し、上記脱イオン装置から排出された濃縮水を上記重金属吸着装置に戻すことを要旨とする。   In order to achieve the above object, the heavy metal wastewater treatment method of the present invention is a heavy metal wastewater treatment method for removing heavy metal ion components contained in heavy metal wastewater containing heavy metal ions, and adsorbs the heavy metal ion components. The heavy metal adsorber containing the iron-based adsorbent adsorbs the ion component in the heavy metal wastewater to the iron-based adsorbent, and the heavy metal ion remaining in the heavy metal wastewater in which the heavy metal ion component is adsorbed in the heavy metal adsorber The component is further removed by a deionizer, and the purified water from which the heavy metal ion component is removed and the concentrated water from which the removed heavy metal ion component is concentrated are discharged, and the concentrated water discharged from the deionizer is discharged from the deionizer. The gist is to return to the heavy metal adsorption device.

すなわち、本発明の重金属排水処理装置および方法によれば、脱イオン装置は、上記重金属吸着装置で重金属イオン成分が吸着された重金属排水中に残存する重金属イオン成分をさらに除去し、当該重金属イオン成分が除去された浄水と上記除去された重金属イオン成分が濃縮された濃縮水とを排出する。そして、上記脱イオン装置から排出された濃縮水は、上記重金属吸着装置に戻されて濃縮された重金属イオン成分が鉄系吸着材に吸着され、脱イオン処理が行なわれる。   That is, according to the heavy metal wastewater treatment apparatus and method of the present invention, the deionization apparatus further removes the heavy metal ion component remaining in the heavy metal wastewater on which the heavy metal ion component is adsorbed by the heavy metal adsorption device, and the heavy metal ion component And the concentrated water in which the removed heavy metal ion component is concentrated is discharged. Then, the concentrated water discharged from the deionizer is returned to the heavy metal adsorber and the concentrated heavy metal ion component is adsorbed by the iron-based adsorbent, and deionization is performed.

このように、本発明の装置および方法では、重金属イオンを含有する重金属排水を処理する際に、重金属イオンが濃縮された濃縮水を全く排出しない。そして、濃縮水の後処理工程が全く不必要になって、濃縮水の後処理のための設備、設備のメンテナンス、それらに伴う作業等を完全に省略できる。したがって、重金属排水の処理コストを大幅に節減することができるとともに、濃縮水の後処理による環境負荷を大幅に低減できる。   Thus, in the apparatus and method of the present invention, when treating heavy metal wastewater containing heavy metal ions, concentrated water enriched with heavy metal ions is not discharged at all. And the post-treatment process of the concentrated water is completely unnecessary, and the equipment for the post-treatment of the concentrated water, the maintenance of the equipment, the work accompanying them, etc. can be omitted completely. Therefore, the treatment cost of heavy metal wastewater can be greatly reduced, and the environmental burden due to the post-treatment of the concentrated water can be greatly reduced.

しかも、重金属排水に含まれる重金属イオン成分は、重金属排水が重金属吸着装置と脱イオン装置を循環する間に、重金属吸着装置の鉄系吸着材に吸着される。このため、重金属イオンが吸着された吸着廃材は、製鋼の際に必要な鉄屑原料として利用し、溶解して鉄系材料として再生することができる。このように、吸着廃材の後処理工程が全く不必要になって、吸着材料の後処理のための設備、設備のメンテナンス、それらに伴う作業等を完全に省略できる。しかも、鉄系吸着材という比較的安価な吸着材を消耗材として使用し、しかもその消耗材をリサイクルすることができる。したがって、重金属排水の処理コストを大幅に節減することができるとともに、吸着廃材の後処理による環境負荷を大幅に低減でき、リサイクル性にも優れている。   Moreover, the heavy metal ion component contained in the heavy metal wastewater is adsorbed by the iron-based adsorbent of the heavy metal adsorption device while the heavy metal wastewater circulates through the heavy metal adsorption device and the deionization device. For this reason, the adsorption | suction waste material by which the heavy metal ion was adsorb | sucked can be utilized as an iron scrap raw material required in the case of steelmaking, can be melt | dissolved and it can reproduce | regenerate as an iron-type material. Thus, the post-treatment process of the adsorption waste material is completely unnecessary, and the equipment for post-treatment of the adsorbent material, the maintenance of the equipment, and the work accompanying them can be omitted completely. In addition, it is possible to use a relatively inexpensive adsorbent, such as an iron-based adsorbent, as a consumable, and to recycle the consumable. Therefore, the processing cost of heavy metal wastewater can be greatly reduced, the environmental load due to post-treatment of the adsorbed waste material can be greatly reduced, and the recyclability is excellent.

このように、本発明の装置および方法は、濃縮水の排出を完全になくし、重金属イオン成分を鉄系吸着材に吸着することから、重金属排水の処理コストを大幅に節減することができるとともに、濃縮水や吸着廃材の後処理による環境負荷を大幅に低減でき、リサイクル性にも優れたものである。   Thus, since the apparatus and method of the present invention completely eliminates the discharge of concentrated water and adsorbs heavy metal ion components to the iron-based adsorbent, the processing cost of heavy metal wastewater can be greatly reduced, It can greatly reduce the environmental burden due to post-treatment of concentrated water and adsorbed waste, and is excellent in recyclability.

本発明において、上記脱イオン装置は、重金属排水中に存在させた電極間に直流電圧を印加することにより、当該重金属排水中に残存する重金属イオン成分を上記両電極に吸着して重金属排水を浄水として排出する脱イオン処理と、上記両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか陽極側と陰極側とを短絡させるか、あるいは逆接続することにより、上記両電極に吸着された重金属イオン成分を当該重金属排水中に放出して重金属排水を濃縮水として排出する再生処理とを行なうものである場合には、上記脱イオン処理により重金属排水中に残存する重金属イオン成分を上記両電極に吸着して重金属排水を浄水として排出することができ、上記再生処理により上記両電極に吸着された重金属イオン成分を当該重金属排水中に放出して重金属排水を濃縮水として排出することができる。   In the present invention, the deionization device applies a DC voltage between the electrodes present in the heavy metal wastewater to adsorb the heavy metal ion component remaining in the heavy metal wastewater to the both electrodes, thereby purifying the heavy metal wastewater. As a result, the DC voltage applied during deionization between the two electrodes is released, the anode side and the cathode side are short-circuited, or reversely connected, so that they are adsorbed on both electrodes. When the heavy metal ion component is discharged into the heavy metal waste water and the heavy metal waste water is discharged as concentrated water, the heavy metal ion component remaining in the heavy metal waste water is removed by the deionization treatment. The heavy metal drainage can be discharged as purified water by being adsorbed on the electrode, and the heavy metal ion component adsorbed on both the electrodes by the regeneration treatment is put into the heavy metal drainage. It is possible to discharge the heavy metals wastewater as concentrated water out.

例えば、脱イオン装置において脱イオン処理を行なうことにより両電極に付着した重金属イオン成分が飽和し、重金属イオン成分を吸着する能力(吸着能)が低下した場合に上記再生処理を行なうことで、両電極に付着したイオン成分が放出されるため、吸着能を回復させることができる。このように、脱イオン装置において脱イオン処理を行なうことにより両電極に付着した重金属イオン成分が飽和し、吸着能の低下を防止する必要性から当該脱イオン装置において再生処理を行なっても、濃縮水が本装置の外部に排出されることなく重金属吸着装置に戻されるため、環境負荷を低減することができる。しかも、上記脱イオン装置では、脱イオン処理で吸着した重金属イオンを再生処理で完全に放出して濃縮水として排出する。そして、排出された濃縮水は重金属吸着装置において鉄系吸着材に吸着され除去される。したがって、このような重金属排水処理装置では、除去された重金属イオンを含む吸着廃材等は、重金属吸着装置で使用された鉄系吸着剤のみであり、それ以外の吸着廃材等は発生しないのである。そして、濃縮水が排出されることもなく、重金属イオンが吸着された吸着廃材は、溶解して鉄系吸着材として再生することができ、完全リサイクルを達成することができるのである。   For example, if the heavy metal ion component adhering to both electrodes is saturated and the ability to adsorb the heavy metal ion component (adsorption capacity) is reduced by performing the deionization process in the deionizer, both regeneration processes are performed. Since the ionic component adhering to the electrode is released, the adsorption ability can be recovered. In this way, the deionization process in the deionizer saturates the heavy metal ion components adhering to both electrodes, and it is necessary to prevent a reduction in adsorption capacity. Since water is returned to the heavy metal adsorption device without being discharged to the outside of the device, the environmental load can be reduced. Moreover, in the deionization apparatus, heavy metal ions adsorbed by the deionization process are completely released by the regeneration process and discharged as concentrated water. The discharged concentrated water is adsorbed and removed by the iron-based adsorbent in the heavy metal adsorption device. Therefore, in such a heavy metal wastewater treatment device, the adsorption waste material containing the removed heavy metal ions is only the iron-based adsorbent used in the heavy metal adsorption device, and no other adsorption waste material or the like is generated. Then, the adsorbed waste material on which the heavy metal ions are adsorbed can be dissolved and regenerated as an iron-based adsorbent without the concentrated water being discharged, and complete recycling can be achieved.

また、このような脱イオン装置であることにより、鉄系吸着材による吸着により、濃縮水が高いpH値を示していても吸着能が低下することなく、濃縮水中に残存する重金属イオン成分を除去することができる。したがって、鉄系吸着材との組合せにより適しているのであり、上述した完全リサイクルを十分に発揮する装置および方法となるのである。   In addition, such a deionization device removes heavy metal ion components remaining in the concentrated water without lowering the adsorptive capacity even if the concentrated water shows a high pH value due to adsorption by the iron-based adsorbent. can do. Therefore, it is more suitable for the combination with the iron-based adsorbent, and it becomes an apparatus and a method that sufficiently exhibit the above-mentioned complete recycling.

本発明において、上記脱イオン装置は、上記重金属吸着装置において重金属イオン成分が吸着された重金属排水を逆浸透膜で濾過することにより上記浄水と上記濃縮水に分離する逆浸透膜処理を行なうものである場合には、上記逆浸透膜処理でコンスタントに浄水と濃縮水に分離することができる。そして、この濃縮水は、重金属吸着装置に戻されるため、上述と同様に、本装置の外部に排出されないようにすることができる。   In the present invention, the deionizer performs a reverse osmosis membrane treatment in which the heavy metal wastewater adsorbed with the heavy metal ion component in the heavy metal adsorption device is filtered through a reverse osmosis membrane to separate the purified water and the concentrated water. In some cases, the reverse osmosis membrane treatment can be constantly separated into purified water and concentrated water. And since this concentrated water is returned to a heavy metal adsorption | suction apparatus, it can prevent being discharged | emitted outside this apparatus similarly to the above-mentioned.

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図1は、本発明の重金属排水処理装置の一実施の形態を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a heavy metal wastewater treatment apparatus of the present invention.

図1に示すように、本発明の重金属排水処理装置は、重金属イオンを含有する重金属排水中に含まれる重金属イオン成分を除去し、処理水として排出する重金属排水処理装置1である。   As shown in FIG. 1, the heavy metal wastewater treatment apparatus of the present invention is a heavy metal wastewater treatment apparatus 1 that removes heavy metal ion components contained in heavy metal wastewater containing heavy metal ions and discharges it as treated water.

上記重金属排水処理装置1は、重金属吸着装置2と、脱イオン装置である静電脱イオン装置(CDT)3と、CDT3や後述の第1,第2開閉弁7a,7bを制御する制御装置4とを有する。   The heavy metal wastewater treatment apparatus 1 includes a heavy metal adsorption apparatus 2, an electrostatic deionization apparatus (CDT) 3 that is a deionization apparatus, and a control apparatus 4 that controls the CDT 3 and first and second on-off valves 7a and 7b described later. And have.

上記重金属吸着装置2には、重金属イオン成分を吸着する鉄系吸着材が収容されている。この重金属吸着装置2では、それに収容された鉄系吸着材に重金属排水を接触させ、その重金属排水中の重金属イオン成分を上記鉄系吸着材に吸着させるようになっている。鉄系吸着材による重金属イオン成分の吸着は、鉄系吸着材との反応(基本的にはフェライト化反応と、金属鉄による酸化・還元反応、カルシウムによる不溶化反応が並行的に進行する反応)により実現される。   The heavy metal adsorption device 2 contains an iron-based adsorbent that adsorbs heavy metal ion components. In the heavy metal adsorbing device 2, heavy metal wastewater is brought into contact with the iron-based adsorbent accommodated therein, and heavy metal ion components in the heavy metal wastewater are adsorbed on the iron-based adsorbent. Adsorption of heavy metal ion components by iron-based adsorbents is based on reactions with iron-based adsorbents (basically, ferritization reactions, oxidation / reduction reactions with metallic iron, and insolubilization reactions with calcium proceed in parallel). Realized.

本実施例では、上記鉄系吸着材は、金属鉄と、酸化鉄と、カルシウム化合物とを含む微粉状の金属鉄粉を採用している。上記重金属排水が高濃度の重金属等を含有する場合や、重金属等を含む排水が多量の場合には、必要に応じて、従来のフェライト化処理で用いる硫酸鉄や、塩化鉄、硝酸鉄等の可溶性の鉄塩を添加する方法を採ることで効果的に重金属イオン成分を除去することができる。さらに、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリおよび/またはアルカリ土類の水酸化物を添加し、60℃以上に加熱してもよい。鉄イオンや、水酸イオンが十分に供給されるので、高濃度の重金属等の重金属イオンはそれらと反応してフェライトを生成し、重金属等のイオンの状態で排出されることを防止することができる。   In this embodiment, the iron-based adsorbent employs finely divided metallic iron powder containing metallic iron, iron oxide, and a calcium compound. If the heavy metal wastewater contains a high concentration of heavy metals, etc., or if there is a large amount of wastewater containing heavy metals, etc., iron sulfate, iron chloride, iron nitrate, etc. The heavy metal ion component can be effectively removed by adopting a method of adding a soluble iron salt. Furthermore, alkali and / or alkaline earth hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide may be added and heated to 60 ° C. or higher. Since iron ions and hydroxide ions are sufficiently supplied, heavy metal ions such as heavy metals of high concentration react with them to generate ferrite, and are prevented from being discharged in the state of ions such as heavy metals. it can.

この鉄系吸着材において、金属鉄とカルシウム化合物に加えて酸化鉄を含有させることで、酸化鉄が含まれ、鉄系吸着材の固定化能力(鉛や6価クロムをフェライトとして固定化させる能力)が向上する。含有させる酸化鉄としては、マグネタイトが望ましい。マグネタイトを鉄系吸着材に混合することにより、重金属イオンと鉄イオンからフェライトを生成させる反応を常温でも頭著に進行させることができる。   This iron-based adsorbent contains iron oxide in addition to metallic iron and calcium compounds, so that iron oxide is included, and the iron-based adsorbent can be fixed (capability of fixing lead and hexavalent chromium as ferrite). ) Will improve. As iron oxide to be contained, magnetite is desirable. By mixing magnetite with an iron-based adsorbent, the reaction of generating ferrite from heavy metal ions and iron ions can be advanced at room temperature.

また、鉄系吸着材は、カルシウム化合物が共存することにより、金属鉄の溶解反応よりも卑な金属鉄の水酸イオンによる酸化反応を進行させることができる。その結果、金属鉄の溶解反応よりも卑な還元反応を行なわせることができるので、還元・無害化できる有害元素の種類が増加する。   Moreover, the iron-based adsorbent allows the oxidation reaction of the base metal iron with hydroxide ions to proceed more than the dissolution reaction of the metal iron when the calcium compound coexists. As a result, a reduction reaction that is less basic than the dissolution reaction of metallic iron can be performed, and the types of harmful elements that can be reduced and rendered harmless increase.

金属鉄とカルシウム化合物の混合比は、金属鉄/カルシウム化合物のモル比でl以上が好ましい。このようにすることにより、カルシウムは溶解度が小さくなり、しかもこの反応では金属鉄とカルシウム化合物とが系内に存在することにより、カルシウムが触媒的に作用して反応が進行するので、それに必要な量以上のカルシウム化合物を混合する必要がなくなる。   The mixing ratio of metallic iron and calcium compound is preferably 1 or more in terms of the molar ratio of metallic iron / calcium compound. By doing so, the solubility of calcium is reduced, and in this reaction, the presence of metallic iron and a calcium compound in the system causes the reaction of calcium to act catalytically. There is no need to mix more calcium compounds.

一方、酸化鉄の混合比率は、鉄系吸着材の全体量に対して10質量%未満であるのが望ましい。酸化鉄の含有量が10質量%以上になると、重金属等を鉄系化合物表面に吸着することはできても、フェライトとして鉄系吸着材に固定化することができにくくなることを防止することができる。   On the other hand, the mixing ratio of iron oxide is desirably less than 10% by mass with respect to the total amount of the iron-based adsorbent. When the content of iron oxide is 10% by mass or more, it is possible to prevent the heavy metal or the like from being adsorbed on the iron-based compound surface but difficult to be fixed to the iron-based adsorbent as ferrite. it can.

この鉄系吸着材は、一般的には、金属鉄、酸化鉄および上記のカルシウム化合物を上記所定の条件およびつぎに述べる条件(鉄の総質量が60質量%以上)を満たすように混合することによって得られる。その場合の粒径は、特に限定されないが、取扱いが容易で、鉄イオンや水酸イオンがわずかずつ持続して供給されるように、0.01〜10mm程度であるのが好ましい。   This iron-based adsorbent is generally mixed with metallic iron, iron oxide, and the above calcium compound so as to satisfy the above-mentioned predetermined conditions and the conditions described below (total mass of iron is 60 mass% or more). Obtained by. The particle size in that case is not particularly limited, but it is preferably about 0.01 to 10 mm so that handling is easy and iron ions and hydroxide ions are supplied little by little.

また、製鉄所等で発生する鉄系のダストを上記カルシウム化合物とともに溶融・還元して成形された還元鉄を用いることもできる。この還元鉄は、金属鉄、酸化鉄およびカルシウム化含物が混合した状態で成形されており、適度な粒径を有しているので、本発明で使用する鉄系吸着材として特に好適である。   It is also possible to use reduced iron formed by melting and reducing iron-based dust generated at an ironworks or the like together with the calcium compound. This reduced iron is molded in a state in which metallic iron, iron oxide, and calcium inclusions are mixed, and has an appropriate particle size, and thus is particularly suitable as an iron-based adsorbent used in the present invention. .

上記鉄系吸着材において、鉄の総質量(すなわち、金属鉄と、鉄量に換算した酸化鉄との合計量)が60質量%以上であることとすることで、例えば酸化鉄が比較的多量に含まれること等により鉄の総質量が60質量%未満である場合は、フェライト化反応に必要な鉄イオンの供給が確保できず、重金属等のフェライトとしての固定化ができにくくなることを防止することができる。また、固定化された金属を回収した後の鉄系吸着材(すなわち、鉄系化合物)を製鉄所等の高炉の鉄源として再利用する場合、鉄の含有量が少なく、再利用に際しての制約になることを防止することもできる。   In the iron-based adsorbent, the total mass of iron (that is, the total amount of metallic iron and iron oxide converted to the amount of iron) is 60% by mass or more, for example, a relatively large amount of iron oxide. If the total mass of iron is less than 60% by mass, the supply of iron ions necessary for the ferritization reaction cannot be ensured, and it is difficult to immobilize heavy metals as ferrite. can do. In addition, when the iron-based adsorbent (that is, iron-based compound) after recovering the immobilized metal is reused as the iron source for blast furnaces such as steelworks, the iron content is low and there are restrictions on the reuse. Can also be prevented.

上記重金属吸着装置2は、上記重金属排水と接触することにより重金属イオン成分が固定化された鉄系吸着材が取り出し可能に収容されるよう構成されている。これにより、重金属吸着装置2から重金属イオン成分が固定化された鉄系吸着材を取り出すことができ、容易に製鉄所等で再利用することができ、貴重な資源が有効利用される。   The heavy metal adsorbing device 2 is configured such that an iron-based adsorbent on which a heavy metal ion component is fixed is removably accommodated by contacting with the heavy metal drainage. Thereby, it is possible to take out the iron-based adsorbent in which the heavy metal ion component is immobilized from the heavy metal adsorbing device 2, and it can be easily reused in an ironworks or the like, and valuable resources are effectively used.

上記CDT3では、重金属排水中に存在させた電極間に直流電圧を印加することにより、当該重金属排水中に残存する重金属イオン成分を上記両電極に吸着して重金属排水を浄水として排出する脱イオン処理と、上記両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか陽極側と陰極側とを短絡させるか、あるいは逆接続することにより、上記両電極に吸着された重金属イオン成分を当該重金属排水中に放出して重金属排水を濃縮水として排出する再生処理とが行なわれる。   In the CDT3, by applying a DC voltage between the electrodes existing in the heavy metal waste water, the deionization treatment is performed in which the heavy metal ion components remaining in the heavy metal waste water are adsorbed on both electrodes and the heavy metal waste water is discharged as purified water. And removing the DC voltage applied during the deionization process between the two electrodes, short-circuiting the anode side and the cathode side, or reversely connecting them to thereby remove the heavy metal ion component adsorbed on the two electrodes. Regeneration processing is performed in which the heavy metal wastewater is discharged into the heavy metal wastewater and discharged as concentrated water.

上記重金属吸着装置2は、その導入口が導入管5と接続され、上記導入管5を通して重金属排水が導入される。そして、上記導入管5から導入された重金属排水中のイオン成分を内部に充填した鉄系吸着材に吸着させて、重金属吸着装置2の排出口に接続された第1連通管6aからCDT3に送り、上記重金属吸着装置で重金属イオン成分が吸着された重金属排水をCDT3に対して導入するようになっている。   The heavy metal adsorbing device 2 has an inlet connected to the introduction pipe 5, and heavy metal drainage is introduced through the introduction pipe 5. Then, the ionic components in the heavy metal drainage introduced from the introduction pipe 5 are adsorbed by the iron-based adsorbent filled inside, and sent to the CDT 3 from the first communication pipe 6a connected to the discharge port of the heavy metal adsorption device 2. The heavy metal waste water in which the heavy metal ion component is adsorbed by the heavy metal adsorption device is introduced into the CDT 3.

上記CDT3は、その排水導入口が上記第1連通管6aと接続され、この第1連通管6aを通して上記重金属吸着装置2で重金属イオン成分が吸着された重金属排水が導入される。そして、脱イオン処理して重金属イオン成分が除去された処理水を生成するようになっている。なお、この処理水は、重金属イオンが極めて微量に含まれている浄水や純水を含む趣旨である。   The drain of the CDT 3 is connected to the first communication pipe 6a, and heavy metal drainage in which heavy metal ion components are adsorbed by the heavy metal adsorption device 2 is introduced through the first communication pipe 6a. And the deionized process produces | generates the treated water from which the heavy metal ion component was removed. This treated water is intended to include purified water and pure water containing a very small amount of heavy metal ions.

また、上記CDT3は、上記再生処理することで両電極に吸着された重金属イオン成分を重金属排水中(通液中)に放出するようになっている。このように、再生処理で放出された重金属イオン成分は、通液に回収され、重金属イオン成分を多量に含む濃縮水として排出される。   Further, the CDT 3 releases the heavy metal ion component adsorbed on both electrodes by the regeneration treatment into the heavy metal drainage (through the liquid). In this way, the heavy metal ion component released in the regeneration process is collected in a liquid flow and discharged as concentrated water containing a large amount of the heavy metal ion component.

上記CDT3は、その処理水出口が上記CDT3から処理水や濃縮水を排出する第2連通管6bと接続されている。上記第2連通管6bは、脱イオン処理後の処理水を排出する処理水排出路10と再生処理で放出された重金属イオン分を含む濃縮水を排出する濃縮水排出路8に分岐している。上記処理水排出路10には、脱イオン処理後の処理水の排出を開閉制御する第1開閉弁7aが設けられ、上記濃縮水排出路8には、再生処理で放出された重金属イオン分を含む濃縮水の排出を開閉制御する第2開閉弁7bが設けられている。   The treated water outlet of the CDT 3 is connected to a second communication pipe 6b that discharges treated water and concentrated water from the CDT 3. The second communication pipe 6b is branched into a treated water discharge passage 10 for discharging treated water after deionization treatment and a concentrated water discharge passage 8 for discharging concentrated water containing heavy metal ions released in the regeneration treatment. . The treated water discharge passage 10 is provided with a first on-off valve 7a for controlling the opening and closing of the treated water discharge after the deionization treatment, and the concentrated water discharge passage 8 contains the heavy metal ion content released by the regeneration process. A second on-off valve 7b that controls the opening and closing of the concentrated water discharge is provided.

すなわち、上記脱イオン装置3は、脱イオン処理後の処理水を排出する処理水排出路10を開閉する第1開閉弁7aと、再生処理で放出された重金属イオン成分を含む濃縮水を排出する濃縮水排出路8を開閉する第2開閉弁7bとを備える。   That is, the deionizer 3 discharges the first on-off valve 7a for opening and closing the treated water discharge passage 10 for discharging the treated water after the deionization process, and the concentrated water containing the heavy metal ion component released by the regeneration process. And a second on-off valve 7b for opening and closing the concentrated water discharge path 8.

このように、上記脱イオン装置3に上記第1開閉弁7aと上記第2開閉弁7bを設けることで、上記濃縮水と処理水の排出方向を分けることができる。   Thus, by providing the first on-off valve 7a and the second on-off valve 7b in the deionizer 3, the discharge directions of the concentrated water and the treated water can be separated.

上記濃縮水排出路8は、それを通る濃縮水が導入管5を通る重金属排水と合流するように、その下流端が導入管5と接続されている。これにより、再生処理による濃縮水を脱イオン装置3に戻して、再度重金属吸着装置2で重金属イオン成分を吸着させ、脱イオン処理による処理水を得ることができる。   The downstream end of the concentrated water discharge path 8 is connected to the introduction pipe 5 so that the concentrated water passing therethrough merges with the heavy metal drainage passing through the introduction pipe 5. Thereby, the concentrated water by the regeneration process is returned to the deionization apparatus 3, and the heavy metal ion component is again adsorbed by the heavy metal adsorption apparatus 2, whereby the treated water by the deionization process can be obtained.

上記制御装置4は、脱イオン処理を行なう際には、CDT3の第1開閉弁7aを開状態にするとともに、CDT3の第2開閉弁7bを閉状態にし、CDT3内の通液が処理水排出路10へ流れる状態となるよう弁の開閉制御を行なう。そして、CDT3の両電極間に直流電圧を印加する制御を行なう。一方、再生処理を行なう際には、上記制御装置4がCDT3の第1開閉弁7aを閉状態にするとともに、CDT3の第2開閉弁7bを開状態にし、CDT3内の通液が濃縮水排出路8へ流れる状態となるよう弁の開閉制御を行なう。そして、上記CDT3の両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか陽極側と陰極側とを短絡させるか、あるいは逆接続することにより、両電極に吸着されたイオン成分を通液中に放出させる制御を行なう。   When performing the deionization process, the control device 4 opens the first on-off valve 7a of the CDT 3 and closes the second on-off valve 7b of the CDT 3, and the liquid in the CDT 3 discharges the treated water. The opening / closing control of the valve is performed so that the flow to the passage 10 is achieved. And control which applies a DC voltage between both electrodes of CDT3 is performed. On the other hand, when the regeneration process is performed, the control device 4 closes the first on-off valve 7a of the CDT 3 and opens the second on-off valve 7b of the CDT 3, so that the liquid passing through the CDT 3 is discharged from the concentrated water. Valve opening / closing control is performed so that the flow to the path 8 is achieved. Then, the DC voltage applied during the deionization process between the electrodes of the CDT 3 is released, the anode side and the cathode side are short-circuited, or reversely connected, so that the ion component adsorbed on both electrodes is passed. Control to release into liquid.

すなわち、上記重金属排水処理装置1は、上記重金属イオン成分を吸着する鉄系吸着材が収容され、上記重金属排水中のイオン成分を上記鉄系吸着材に吸着する重金属吸着装置2と、上記重金属吸着装置2で重金属イオン成分が吸着された重金属排水中に残存する重金属イオン成分をさらに除去し、当該重金属イオン成分が除去された浄水と上記除去された重金属イオン成分が濃縮された濃縮水とを排出するCDT3と、上記CDT3から排出された濃縮水を上記重金属吸着装置2に戻す循環手段とを備えている。   That is, the heavy metal wastewater treatment apparatus 1 contains an iron-based adsorbent that adsorbs the heavy metal ion component, and adsorbs an ion component in the heavy metal wastewater to the iron-based adsorbent, and the heavy metal adsorption. The apparatus 2 further removes the heavy metal ion component remaining in the heavy metal waste water on which the heavy metal ion component is adsorbed, and discharges the purified water from which the heavy metal ion component has been removed and the concentrated water from which the removed heavy metal ion component has been concentrated. And a circulating means for returning the concentrated water discharged from the CDT 3 to the heavy metal adsorbing device 2.

上記循環手段は、上記CDT3の脱イオン処理および再生処理と上記第1,第2開閉弁7a,7bを制御する制御装置4と、上記第2連通管6bと、第2開閉弁7bと、濃縮水排出路8とで構成されている。上記制御装置4により、上記再生処理において上記第1開閉弁7aが閉状態にされ、上記第2開閉弁7bが開状態にされることで、上記循環手段としての機能が実現し、上記CDT3から排出された濃縮水を上記重金属吸着装置2に戻すことができる。   The circulation means includes a deionization process and a regeneration process for the CDT 3, a control device 4 for controlling the first and second on-off valves 7a and 7b, the second communication pipe 6b, a second on-off valve 7b, and a concentration unit. It consists of a water discharge channel 8. In the regeneration process, the control device 4 closes the first on-off valve 7a and opens the second on-off valve 7b, thereby realizing the function as the circulating means. The discharged concentrated water can be returned to the heavy metal adsorption device 2.

すなわち、CDT3は、上記重金属吸着装置2で重金属イオン成分が吸着された重金属排水中に残存する重金属イオン成分をさらに除去し、当該重金属イオン成分が除去された浄水と上記除去された重金属イオン成分が濃縮された濃縮水とを排出する。そして、上記CDT3から排出された濃縮水は、上記重金属吸着装置2に戻されて濃縮された重金属イオン成分が鉄系吸着材に吸着され、脱イオン処理が行なわれる。   That is, the CDT 3 further removes the heavy metal ion component remaining in the heavy metal waste water from which the heavy metal ion component is adsorbed by the heavy metal adsorption device 2, and the purified water from which the heavy metal ion component has been removed and the removed heavy metal ion component. The concentrated concentrated water is discharged. The concentrated water discharged from the CDT 3 is returned to the heavy metal adsorbing device 2 and the concentrated heavy metal ion component is adsorbed by the iron-based adsorbent, and deionized.

このように、本発明の重金属排水処理装置1および重金属排水処理方法では、重金属イオンを含有する重金属排水を処理する際に、重金属イオンが濃縮された濃縮水を全く排出しない。そして、濃縮水の後処理工程が全く不必要になって、濃縮水の後処理のための設備、設備のメンテナンス、それらに伴う作業等を完全に省略できる。したがって、重金属排水の処理コストを大幅に節減することができるとともに、濃縮水の後処理による環境負荷を大幅に低減できる。   Thus, in the heavy metal wastewater treatment apparatus 1 and the heavy metal wastewater treatment method of the present invention, when treating heavy metal wastewater containing heavy metal ions, concentrated water enriched with heavy metal ions is not discharged at all. And the post-treatment process of the concentrated water is completely unnecessary, and the equipment for the post-treatment of the concentrated water, the maintenance of the equipment, the work accompanying them, etc. can be omitted completely. Therefore, the treatment cost of heavy metal wastewater can be greatly reduced, and the environmental burden due to the post-treatment of the concentrated water can be greatly reduced.

しかも、重金属排水に含まれる重金属イオン成分は、重金属排水が重金属吸着装置2と脱イオン装置を循環する間に、重金属吸着装置2の鉄系吸着材に吸着される。このため、重金属イオンが吸着された吸着廃材は、製鋼の際に必要な鉄屑原料として利用し、溶解して鉄系材料として再生することができる。このように、吸着廃材の後処理工程が全く不必要になって、吸着材料の後処理のための設備、設備のメンテナンス、それらに伴う作業等を完全に省略できる。しかも、鉄系吸着材という比較的安価な吸着材を消耗材として使用し、しかもその消耗材をリサイクルすることができる。したがって、重金属排水の処理コストを大幅に節減することができるとともに、吸着廃材の後処理による環境負荷を大幅に低減でき、リサイクル性にも優れている。   Moreover, the heavy metal ion component contained in the heavy metal wastewater is adsorbed by the iron-based adsorbent of the heavy metal adsorption device 2 while the heavy metal wastewater circulates through the heavy metal adsorption device 2 and the deionization device. For this reason, the adsorption | suction waste material by which the heavy metal ion was adsorb | sucked can be utilized as an iron scrap raw material required in the case of steelmaking, can be melt | dissolved and it can reproduce | regenerate as an iron-type material. Thus, the post-treatment process of the adsorption waste material is completely unnecessary, and the equipment for post-treatment of the adsorbent material, the maintenance of the equipment, and the work accompanying them can be omitted completely. In addition, it is possible to use a relatively inexpensive adsorbent, such as an iron-based adsorbent, as a consumable, and to recycle the consumable. Therefore, the processing cost of heavy metal wastewater can be greatly reduced, the environmental load due to post-treatment of the adsorbed waste material can be greatly reduced, and the recyclability is excellent.

このように、本発明の重金属排水処理装置1および重金属排水処理方法は、濃縮水の排出を完全になくし、重金属イオン成分を鉄系吸着材に吸着することから、重金属排水の処理コストを大幅に節減することができるとともに、濃縮水や吸着廃材の後処理による環境負荷を大幅に低減でき、リサイクル性にも優れたものである。   As described above, the heavy metal wastewater treatment apparatus 1 and the heavy metal wastewater treatment method of the present invention completely eliminate the discharge of concentrated water and adsorb heavy metal ion components to the iron-based adsorbent, thereby greatly increasing the treatment cost of heavy metal wastewater. In addition to savings, it can greatly reduce the environmental burden due to post-treatment of concentrated water and adsorbed waste, and has excellent recyclability.

また、上記CDT3は、重金属排水中に存在させた電極間に直流電圧を印加することにより、当該重金属排水中に残存する重金属イオン成分を上記両電極に吸着して重金属排水を浄水として排出する脱イオン処理と、上記両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか陽極側と陰極側とを短絡させるか、あるいは逆接続することにより、上記両電極に吸着された重金属イオン成分を当該重金属排水中に放出して重金属排水を濃縮水として排出する再生処理とを行なうものである。このため、上記脱イオン処理により重金属排水中に残存する重金属イオン成分を上記両電極に吸着して重金属排水を浄水として排出することができ、上記再生処理により上記両電極に吸着された重金属イオン成分を当該重金属排水中に放出して重金属排水を濃縮水として排出することができる。   In addition, the CDT 3 applies a DC voltage between the electrodes existing in the heavy metal waste water, thereby adsorbing the heavy metal ion component remaining in the heavy metal waste water to the both electrodes and discharging the heavy metal waste water as purified water. Heavy metal ion components adsorbed on both electrodes by releasing the DC voltage applied between the electrodes and the deionization process, short-circuiting the anode side and the cathode side, or reversely connecting them. Is discharged into the heavy metal wastewater, and the regeneration treatment is performed to discharge the heavy metal wastewater as concentrated water. For this reason, the heavy metal ion component remaining in the heavy metal wastewater by the deionization treatment can be adsorbed on both electrodes and discharged as purified water, and the heavy metal ion component adsorbed on the two electrodes by the regeneration treatment Can be discharged into the heavy metal wastewater to discharge the heavy metal wastewater as concentrated water.

CDT3において脱イオン処理を行なうことにより両電極に付着した重金属イオン成分が飽和し、吸着能が低下した場合に上記再生処理を行なうことで、両電極に付着したイオン成分が放出されるため、吸着能を回復させることができる。このように、CDT3において脱イオン処理を行なうことにより両電極に付着した重金属イオン成分が飽和し、吸着能の低下を防止する必要性から当該CDT3において再生処理を行なっても、濃縮水が重金属排水処理装置1の外部に排出されることなく重金属吸着装置に戻されるため、環境負荷を低減することができる。しかも、上記CDT3では、脱イオン処理で吸着した重金属イオンを再生処理で完全に放出して濃縮水として排出する。そして、排出された濃縮水は重金属吸着装置2において鉄系吸着材に吸着され除去される。したがって、このような重金属排水処理装置1では、除去された重金属イオンを含む吸着廃材等は、重金属吸着装置2で使用された鉄系吸着剤のみであり、それ以外の吸着廃材等は発生しないのである。そして、濃縮水が排出されることもなく、重金属イオンが吸着された吸着廃材は、溶解して鉄系吸着材として再生することができ、完全リサイクルを達成することができるのである。   When the deionization process is performed in CDT3, the heavy metal ion components adhering to both electrodes are saturated and the adsorbing ability is reduced, so that the ion component adhering to both electrodes is released by performing the regeneration process. The ability can be restored. In this manner, heavy metal ion components adhering to both electrodes are saturated by performing deionization processing in CDT3, and concentrated water is discharged from heavy metal wastewater even if regeneration processing is performed in CDT3 because of the need to prevent a decrease in adsorption capacity. Since it is returned to the heavy metal adsorbing apparatus without being discharged outside the processing apparatus 1, it is possible to reduce the environmental load. Moreover, in the CDT 3, the heavy metal ions adsorbed by the deionization process are completely released by the regeneration process and discharged as concentrated water. The discharged concentrated water is adsorbed and removed by the iron-based adsorbent in the heavy metal adsorption device 2. Therefore, in such a heavy metal wastewater treatment device 1, the adsorption waste material including the removed heavy metal ions is only the iron-based adsorbent used in the heavy metal adsorption device 2, and no other adsorption waste material is generated. is there. Then, the adsorbed waste material on which the heavy metal ions are adsorbed can be dissolved and regenerated as an iron-based adsorbent without the concentrated water being discharged, and complete recycling can be achieved.

また、このようなCDT3であることにより、鉄系吸着材による吸着により、濃縮水が高いpH値を示していても吸着能が低下することなく、濃縮水中に残存する重金属イオン成分を除去することができる。したがって、鉄系吸着材との組合せにより適しているのであり、上述した完全リサイクルを十分に発揮する装置および方法となるのである。   Further, by using such CDT3, it is possible to remove heavy metal ion components remaining in the concentrated water without lowering the adsorptive capacity even if the concentrated water shows a high pH value due to adsorption by the iron-based adsorbent. Can do. Therefore, it is more suitable for the combination with the iron-based adsorbent, and it becomes an apparatus and a method that sufficiently exhibit the above-mentioned complete recycling.

なお、本実施例の再生処理では、上記逆電圧を印加することに限られず、脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除してもよいし、陽極側と陰極側とを短絡(ショート)させてもよい。また、上記第1開閉弁7aと上記第2開閉弁7bは、一体化していてもよい。この場合、例えば、上記脱イオン装置3に、脱イオン処理後の処理水を排出する処理水排出路10を開閉し、再生処理で放出されたイオン成分を含む濃縮水を排出する濃縮水排出路8を開閉する2方切替弁を設けてもよい。また、図示していないが、脱イオン装置3、制御装置4等の各装置には、所定の電圧が供給される。また、第1,第2開閉弁として、いわゆる電磁弁や空気制御弁を用いてもよい。   In the regeneration process of the present embodiment, the DC voltage applied during the deionization process may be canceled, or the anode side and the cathode side may be short-circuited (short-circuited). May be. The first on-off valve 7a and the second on-off valve 7b may be integrated. In this case, for example, the concentrated water discharge path that opens and closes the treated water discharge path 10 that discharges the treated water after the deionization process to the deionization apparatus 3 and discharges the concentrated water that contains the ionic components released in the regeneration process A two-way switching valve that opens and closes 8 may be provided. Although not shown, a predetermined voltage is supplied to each device such as the deionization device 3 and the control device 4. Further, so-called electromagnetic valves and air control valves may be used as the first and second on-off valves.

つぎに、図2を参照して、上記CDT3の脱イオン処理および再生処理の一例について説明する。図2(a)は、上記脱イオン処理を示し、図2(b)は、上記再生処理を示す。   Next, an example of the deionization process and regeneration process of the CDT 3 will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows the deionization process, and FIG. 2B shows the regeneration process.

図2(a)に示すように、電圧印加時において、流入水中(CDT3内を通液中)のナトリウムイオンは陰極側の集電極34に接する活性炭層33に電気的に吸着され、塩素イオンは陽極側の集電極34に接する活性炭層33に電気的に吸着される。このため、出口から得られる処理水は、その塩化ナトリウム濃度が著しく低下したものとなる。   As shown in FIG. 2A, when a voltage is applied, sodium ions in the inflow water (passing through the CDT 3) are electrically adsorbed on the activated carbon layer 33 in contact with the collector electrode 34 on the cathode side, and chlorine ions are It is electrically adsorbed by the activated carbon layer 33 in contact with the anode-side collector electrode 34. For this reason, the treated water obtained from the outlet has a significantly reduced sodium chloride concentration.

また、通水を長時間続けると、活性炭層33に対するイオンの吸着が飽和に近づくため、出口から得られる処理水の塩化ナトリウム濃度が高くなる。そこで、吸着飽和に達する前に陽極側と陰極側とを短絡(ショート)させるか、陽極側と陰極側の両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか、あるいは逆接続(逆電圧を印加)すれば、図2(b)に示すように活性炭層33に吸着されていたナトリウムイオンおよび塩素イオンが脱離し、流入水中の塩化ナトリウム濃度よりはるかに高濃度の塩化ナトリウムを含む流出水(濃縮水)が通液中に放出され出口より排出される。このときの流速を遅くすれば、少ない流水量で活性炭層に吸着された塩化ナトリウムを排出できるので好ましい。   Further, if water is continued for a long time, the adsorption of ions to the activated carbon layer 33 approaches saturation, so that the sodium chloride concentration of the treated water obtained from the outlet increases. Therefore, before reaching adsorption saturation, the anode side and the cathode side are short-circuited (short-circuited), the DC voltage applied during the deionization treatment between the electrodes on the anode side and the cathode side is canceled, or reverse connection ( If reverse voltage is applied), sodium ions and chlorine ions adsorbed on the activated carbon layer 33 are desorbed as shown in FIG. 2B, and contain sodium chloride at a concentration much higher than the sodium chloride concentration in the influent water. Outflow water (concentrated water) is discharged during the flow and discharged from the outlet. It is preferable to slow down the flow rate at this time because sodium chloride adsorbed on the activated carbon layer can be discharged with a small amount of flowing water.

本発明の重金属排水処理装置に用いる脱イオン装置(CDT3)に特に制限はないが、例えば次の二種類のものを代表例として挙げることができる。上記脱イオン装置として、電気絶縁性多孔質通液性シートからなるセパレータを挟んで、高比表面積導電体として高比表面積活性炭を主材とする活性炭層を配置し、その活性炭層の外側に集電極を配置し、さらにその集電極の外側に押え板を配置した構成を有する平板形状のものが挙げられる。フラットな活性炭層を用い、各部材を配置して圧締した平板形状の構造とすることにより、活性炭層を均等に圧縮でき、通液時の液の偏流を効果的に防止することができる。そのため、イオン性物質の除去率の安定化が図られ、しかもその除去率を極限にまで高めることができる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the deionization apparatus (CDT3) used for the heavy metal wastewater treatment apparatus of this invention, For example, the following two types can be mentioned as a representative example. As the deionizer, an activated carbon layer mainly composed of high specific surface area activated carbon is disposed as a high specific surface area conductor with a separator made of an electrically insulating porous liquid-permeable sheet interposed therebetween, and is collected outside the activated carbon layer. The thing of the flat plate shape which has the structure which has arrange | positioned an electrode and also has arrange | positioned the press plate on the outer side of the collector electrode is mentioned. By using a flat activated carbon layer and arranging the members into a flat plate structure that is pressed and pressed, the activated carbon layer can be evenly compressed and liquid drift during liquid passage can be effectively prevented. Therefore, the removal rate of the ionic substance can be stabilized and the removal rate can be increased to the limit.

図3は、かかる平板型の脱イオン装置(これを「平板型電気式脱イオン装置31」という)の分解図の一例を示したものであり、図4は、その組み立て図を示したものである。なお、図3と図4において、図2と共通する部品は同一符号を付して図示する。この平板型電気式脱イオン装置31のセパレータ32としては、ろ紙、多孔質高分子膜、織布、不織布など、液体の通過が容易でかつ電気絶縁性を有する有機質または無機質のシートからなるものが用いられる。セパレータ32の厚さは、0.01〜0.5mm程度、殊に0.02〜0.3mm程度が好ましい。   FIG. 3 shows an example of an exploded view of such a flat plate type deionization apparatus (referred to as “flat type electric deionization apparatus 31”), and FIG. 4 shows an assembly drawing thereof. is there. 3 and 4, parts that are the same as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. As the separator 32 of the flat plate type electric deionization device 31, a filter paper, a porous polymer membrane, a woven fabric, a non-woven fabric, or the like, which is made of an organic or inorganic sheet that easily allows liquid to pass therethrough and has electrical insulation properties. Used. The thickness of the separator 32 is preferably about 0.01 to 0.5 mm, particularly about 0.02 to 0.3 mm.

上記活性炭層33としては、高比表面積活性炭を主材とする層が用いられる。高比表面積活性炭とは、BET比表面積が好ましくは1000m2/g以上、より好ましくは1500m2/g以上、さらに好ましくは2000〜2500m2/gの活性炭を言う。BET比表面積が余りに小さいときは、イオン性物質を含む液体を通したときのイオン性物質の除去率が低下し易くなる。なおBET比表面積が余りに大きくなるとイオン性物質の除去率がかえって低下する傾向があるので、BET比表面積を必要以上に大きくするには及ばない。使用する活性炭の形状は、粉粒状、繊維状など任意である。粉粒状の場合には平板状またはシート状に成形して用い、繊維状の場合には布状に加工して用いることが好ましい。粉粒状活性炭を平板状またはシート状に成形して用いることは、繊維状の活性炭を布状に加工して用いる場合に比べて、コストの点からは格段に有利である。平板状またはシート状への成形は、たとえば、粉粒状活性炭をバインダー成分(ポリテトラフルオロエチレン、フェノール樹脂、カーボンブラック等)および/または分散媒(溶媒等)と混合して板状に成形してから、適宜熱処理することにより得られる。活性炭層33として平板状またはシート状のものを用いる場合は、必要に応じこれに穿孔加工を施しておくこともできる。なお、活性炭層33の厚さは、0.1〜3mm程度、殊に0.5〜2mm程度とすることが好ましいが、必ずしもこの範囲内に限られるものではない。   As the activated carbon layer 33, a layer mainly composed of high specific surface area activated carbon is used. The high specific surface area activated carbon refers to activated carbon having a BET specific surface area of preferably 1000 m 2 / g or more, more preferably 1500 m 2 / g or more, and still more preferably 2000 to 2500 m 2 / g. When the BET specific surface area is too small, the removal rate of the ionic substance when the liquid containing the ionic substance is passed tends to decrease. If the BET specific surface area becomes too large, the removal rate of the ionic substance tends to decrease, so that it is not necessary to increase the BET specific surface area more than necessary. The shape of the activated carbon to be used is arbitrary, such as granular or fibrous. In the case of powder, it is preferably formed into a flat plate or sheet, and in the case of fiber, it is preferably processed into a cloth. The use of powdered activated carbon formed into a flat plate shape or a sheet shape is markedly advantageous in terms of cost compared to the case where fiber activated carbon is processed into a cloth shape. For forming into a flat plate or sheet, for example, powdered activated carbon is mixed with a binder component (polytetrafluoroethylene, phenol resin, carbon black, etc.) and / or a dispersion medium (solvent, etc.) to form a plate. From the above, it is obtained by appropriately heat-treating. In the case of using a plate-like or sheet-like one as the activated carbon layer 33, it can be perforated if necessary. The thickness of the activated carbon layer 33 is preferably about 0.1 to 3 mm, particularly about 0.5 to 2 mm, but is not necessarily limited to this range.

上記集電極34等の電極としては、銅板、アルミニウム板、カーボン板、フォイル状グラファイトなどの電気良導体であって、活性炭層33との緊密な接触が可能なものが好ましい。集電極34の厚さに特に限定はないが、0.1〜0.5mm程度のものが好ましい。印加を容易にするため、集電極34には端子(リード)34aを設けるのが通常である。   The electrode such as the collector electrode 34 is preferably a good electrical conductor such as a copper plate, an aluminum plate, a carbon plate, or foil-like graphite and capable of intimate contact with the activated carbon layer 33. The thickness of the collector electrode 34 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 0.5 mm. In order to facilitate the application, the collector electrode 34 is usually provided with a terminal (lead) 34a.

上記押え板36としては、プラスチックス板などの電気絶縁性材料からできた変形しにくい平板が用いられる。この押え板36には、液入口37、液出口38、固定用ボルト孔39などを適宜設けることができる。集電極34と押え板36との間には、枠状のガスケット35を介在させることが望ましい。そのようなガスケット35を独立に設ける代りに、押え板36側にシール機能を有する部材を設けておくこともできる。上記の部材を用いて、図3に示すように、押え板36/(ガスケット35/)集電極34/活性炭層33/セパレータ32/活性炭層33/集電極34/(ガスケット35/)押え板36の構成を有する平板型電気式脱イオン装置31が組み立てられる。   As the presser plate 36, a flat plate made of an electrically insulating material such as a plastics plate which is not easily deformed is used. The holding plate 36 can be appropriately provided with a liquid inlet 37, a liquid outlet 38, a fixing bolt hole 39, and the like. It is desirable to interpose a frame-shaped gasket 35 between the collecting electrode 34 and the pressing plate 36. Instead of providing such a gasket 35 independently, a member having a sealing function can be provided on the holding plate 36 side. As shown in FIG. 3, using the above-described members, as shown in FIG. 3, presser plate 36 / (gasket 35 /) collector electrode 34 / activated carbon layer 33 / separator 32 / activated carbon layer 33 / collector electrode 34 / (gasket 35 /) presser plate 36. The flat plate type electric deionization apparatus 31 having the structure is assembled.

また、図5を参照して、上記脱イオン装置の一例として、多処理室型の電気式脱イオン装置(これを「多処理室型電気式脱イオン装置50」という)について模式的拡大断面図を用いて説明する。   Further, referring to FIG. 5, as an example of the above deionization apparatus, a schematic enlarged sectional view of a multi-treatment chamber type electric deionization apparatus (hereinafter referred to as “multi-treatment chamber type electric deionization apparatus 50”). Will be described.

この多処理室型電気式脱イオン装置50は、反対側に離間して設けられた二つの末端プレート51、52と、絶縁層53、54を挟んでそれぞれ隣接した、二つの片面末端電極55、56とを有している。それぞれの片面末端電極55、56は、チタンシートからなる集電極の片面に導電性エポキシ等のバインダで高比表面積の導電体の活性炭層64からなるシートが接合されている。二つの片面末端電極55、56の間に両面中間電極57〜63が、相互に等距離だけ離間して配設されている。それぞれの両面電極(例えば57)は、チタンシートからなる集電極の両側に活性炭層64として活性炭シートを接合したものである。この中間電極の数は限定されず、必要な容量が得られる表面積となるよう適宜調節する(図5は7つの両面中間電極57〜63だけが図示されている)。   This multi-treatment chamber type electric deionization apparatus 50 includes two end plates 51 and 52 that are spaced apart from each other and two single-sided terminal electrodes 55 that are adjacent to each other with insulating layers 53 and 54 interposed therebetween. 56. Each of the single-sided terminal electrodes 55 and 56 has a sheet made of an activated carbon layer 64 of a conductor having a high specific surface area bonded to one side of a collector electrode made of a titanium sheet with a binder such as conductive epoxy. Double-sided intermediate electrodes 57 to 63 are disposed between the two single-sided terminal electrodes 55 and 56 so as to be separated from each other by an equal distance. Each double-sided electrode (for example, 57) is obtained by bonding an activated carbon sheet as an activated carbon layer 64 to both sides of a collector electrode made of a titanium sheet. The number of the intermediate electrodes is not limited, and is adjusted as appropriate so as to obtain a surface area capable of obtaining a necessary capacity (FIG. 5 shows only seven double-sided intermediate electrodes 57 to 63).

このような構成の多処理室型電気式脱イオン装置50の各電極を交互にアノード、カソードとする。すなわち、例えば片面末端電極55、中間電極58,60,63をアノードとし、中間電極57,59,61,62および片面末端電極56をカソードとする。すると、それぞれ隣接した電極対(アノードおよびカソード)は、独立した処理室を形成する。   Each electrode of the multi-processing chamber type electric deionization apparatus 50 having such a configuration is used as an anode and a cathode alternately. That is, for example, the single-sided terminal electrode 55 and the intermediate electrodes 58, 60 and 63 are used as anodes, and the intermediate electrodes 57, 59, 61 and 62 and the single-sided terminal electrode 56 are used as cathodes. Then, each adjacent electrode pair (anode and cathode) forms an independent processing chamber.

したがって、この多処理室型電気式脱イオン装置50に重金属排水を導入すると、まず、矢印Aで示すように、第1の処理室81を通る重金属排水が、電極表面に対してほぼ平行に流れる。すると、両側の電極が分極されていることにより、イオンは重金属排水中から静電的に除去され、電極55および57の活性炭層64の表面に形成された電気二重層に保持される。   Therefore, when heavy metal wastewater is introduced into the multi-treatment chamber type electric deionization apparatus 50, first, as shown by an arrow A, heavy metal wastewater that passes through the first treatment chamber 81 flows substantially parallel to the electrode surface. . Then, since the electrodes on both sides are polarized, ions are electrostatically removed from the heavy metal drainage and are held in the electric double layer formed on the surfaces of the activated carbon layers 64 of the electrodes 55 and 57.

上記重金属排水は、続いて、矢印Bで示すように孔80を通って次の処理室82の中に流れる。ここでは、中間電極57および58によって形成される処理室の分極により、重金属排水中のイオンがさらに除去される。そして、重金属排水は、矢印C〜Gに示すように残りの各処理室を連続的に通過させられ、イオンが除去される。その後、矢印Hで示すように、処理水は、片面末端電極56、絶縁層54等を通過し、導出口を介して多処理室型電気式脱イオン装置50から導出される。   The heavy metal waste water then flows through the hole 80 and into the next processing chamber 82 as indicated by arrow B. Here, the ions in the heavy metal drainage are further removed by the polarization of the processing chamber formed by the intermediate electrodes 57 and 58. Then, the heavy metal drainage is continuously passed through the remaining processing chambers as indicated by arrows C to G, and ions are removed. Thereafter, as shown by an arrow H, the treated water passes through the single-sided terminal electrode 56, the insulating layer 54, and the like, and is led out from the multi-treatment chamber type electric deionization apparatus 50 through the outlet.

このように、多処理室型電気式脱イオン装置50においても、上記平板型電気式脱イオン装置31と同様に、カルシウムやマグネシウム等の金属イオンをはじめとして各種の重金属イオンを重金属排水から除去することができる。そして、継続運転により、各種イオンが多孔性の炭素エアロゲルシートの如き活性炭層64の表面に蓄積され、脱イオン処理のための重金属イオン成分が飽和し、重金属排水に含有する各種イオンの除去が不可能となる。そこで、適当な時期をみて、[アノード]−[カソード]の各電極対をショートさせるか、これらの両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか、あるいは電極対に脱イオン処理時とは逆電圧を印加して、多孔性の活性炭層64の表面に蓄積された各種イオンを脱離させて再生する。そして、再生後、再度脱イオン処理に運転される。以後、引き続き各電極に印加する通電操作を繰り返して、脱イオン処理−再生処理を繰り返し行なって、継続運転するものである。   As described above, the multi-treatment chamber type electric deionization apparatus 50 also removes various heavy metal ions including metal ions such as calcium and magnesium from the heavy metal waste water as in the flat plate type electric deionization apparatus 31. be able to. Then, by continuous operation, various ions are accumulated on the surface of the activated carbon layer 64 such as a porous carbon airgel sheet, the heavy metal ion component for deionization treatment is saturated, and removal of various ions contained in the heavy metal drainage is not possible. It becomes possible. Therefore, at an appropriate time, each electrode pair of [Anode]-[Cathode] is short-circuited, the DC voltage applied at the time of deionization between these electrodes is released, or deionization is applied to the electrode pair. A reverse voltage is applied to that during the treatment, and various ions accumulated on the surface of the porous activated carbon layer 64 are desorbed and regenerated. Then, after regeneration, the deionization process is performed again. Thereafter, the energization operation continuously applied to each electrode is repeated, the deionization treatment-regeneration treatment is repeated, and the operation is continued.

かくして、上記した如き電気式脱イオン装置に重金属排水を通液して、集電極に通電することにより、重金属排水中のイオンを高比表面積の活性炭層に捕獲し、処理水として採取するものである。この間高比表面積活性炭や多孔性の炭素エアロゲル複合体等の活性炭層にはイオンが蓄積されてきて、重金属イオン成分が飽和してくるので、適宜上記集電極間をショートさせたり、印加された直流電圧を解除したり、逆電圧を印加して、高比表面積の活性炭層から、これに蓄積されたイオンを脱離させて装置外に排除させる再生処理をする。これらの操作を繰り返すことにより、継続して処理水を得るものである。   Thus, by passing heavy metal drainage through the electric deionizer as described above and energizing the collector electrode, the ions in the heavy metal drainage are captured in the activated carbon layer having a high specific surface area and collected as treated water. is there. During this time, ions accumulate in the activated carbon layer such as high specific surface area activated carbon or porous carbon airgel composite, and the heavy metal ion component is saturated. A regeneration process is performed in which the voltage is released or a reverse voltage is applied to desorb ions accumulated in the activated carbon layer having a high specific surface area and exclude the ions from the apparatus. By repeating these operations, treated water is continuously obtained.

なお、上記電極として、いわゆるカーボンエアロゲルを用いてもよい。また、上記活性炭層としてカーボンエアロゲル層を用いてもよい。これらを用いることにより、重金属イオン成分の吸着面積を大きくとることができ、電極が通液中に溶けることがない、また、再生処理によりガスが発生してもそのガスを吸着しないため、吸着能が低下しない等のメリットがある。   Note that a so-called carbon aerogel may be used as the electrode. A carbon airgel layer may be used as the activated carbon layer. By using these, the adsorption area of the heavy metal ion component can be increased, the electrode will not dissolve in the liquid flow, and even if gas is generated by the regeneration treatment, the gas will not be adsorbed. There are merits such as not decreasing.

本実施例では、重金属排水処理装置1は、上記脱イオン装置として、上記第1の実施例に示すCDT3に代えて逆浸透膜装置91を備えている。この逆浸透膜装置91は、上記重金属吸着装置2において重金属イオン成分が吸着された重金属排水を逆浸透膜で濾過することにより上記浄水と上記濃縮水に分離する逆浸透膜処理を行なうものである。   In the present embodiment, the heavy metal wastewater treatment device 1 includes a reverse osmosis membrane device 91 instead of the CDT 3 shown in the first embodiment as the deionization device. The reverse osmosis membrane device 91 performs a reverse osmosis membrane treatment in which the heavy metal drainage adsorbed with the heavy metal ion component in the heavy metal adsorption device 2 is filtered through a reverse osmosis membrane to separate the purified water and the concentrated water. .

上記第1連通管6aには、上記重金属吸着装置2において重金属イオン成分が吸着された重金属排水を加圧して上記逆浸透膜装置91に導入する高圧ポンプ93が設けられている。これにより、上記重金属排水を逆浸透膜装置91に連続的に供給することができる。また、上記処理水排出路10は、逆浸透膜装置91と接続され、上記逆浸透膜装置91の逆浸透膜処理で上記重金属排水から分離された浄水を処理水排出路10から排出するようになっている。また、上記濃縮水排出路8も逆浸透膜装置91と接続され、上記逆浸透膜装置91の逆浸透膜処理で上記重金属排水から分離された濃縮水を上記濃縮水排出路8から重金属吸着装置2に戻すようになっている。それ以外は、上記第1の実施例と同じであり、同様の部分には同じ符号を付している。   The first communication pipe 6 a is provided with a high-pressure pump 93 that pressurizes and introduces the heavy metal drainage from which the heavy metal ion component is adsorbed in the heavy metal adsorption device 2 into the reverse osmosis membrane device 91. Thereby, the heavy metal waste water can be continuously supplied to the reverse osmosis membrane device 91. The treated water discharge channel 10 is connected to the reverse osmosis membrane device 91 so that the purified water separated from the heavy metal wastewater by the reverse osmosis membrane treatment of the reverse osmosis membrane device 91 is discharged from the treated water discharge channel 10. It has become. The concentrated water discharge path 8 is also connected to the reverse osmosis membrane device 91, and the concentrated water separated from the heavy metal wastewater by the reverse osmosis membrane treatment of the reverse osmosis membrane device 91 is transferred from the concentrated water discharge path 8 to the heavy metal adsorption device. Return to 2. Other than that, the second embodiment is the same as the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same parts.

上記のような構成により、上記逆浸透膜装置91の逆浸透膜処理で上記重金属排水から分離された浄水は、上記逆浸透膜装置91に接続された処理水排出路10から排出され、上記逆浸透膜処理で上記重金属排水から分離された浄水は、上記逆浸透膜装置91に接続された濃縮水排出路8から重金属吸着装置2に戻される。   With the configuration as described above, the purified water separated from the heavy metal wastewater by the reverse osmosis membrane treatment of the reverse osmosis membrane device 91 is discharged from the treated water discharge passage 10 connected to the reverse osmosis membrane device 91, and the reverse The purified water separated from the heavy metal wastewater by the osmosis membrane treatment is returned to the heavy metal adsorption device 2 from the concentrated water discharge path 8 connected to the reverse osmosis membrane device 91.

すなわち、本実施例の脱イオン装置は、上記重金属吸着装置2において重金属イオン成分が吸着された重金属排水を逆浸透膜で濾過することにより上記浄水と上記濃縮水に分離する逆浸透膜処理を行なう逆浸透膜装置91であるため、上記逆浸透膜処理でコンスタントに浄水と濃縮水に分離することができる。そして、この濃縮水は、循環手段(本実施例では、濃縮水排出路8)により、重金属排水処理装置1の外部に排出されることなく重金属吸着装置2に戻されるため、環境に対して配慮することができる。   That is, the deionization apparatus of the present embodiment performs a reverse osmosis membrane treatment in which the heavy metal wastewater adsorbed with heavy metal ion components in the heavy metal adsorption device 2 is filtered through a reverse osmosis membrane to separate the purified water and the concentrated water. Since it is the reverse osmosis membrane apparatus 91, it can be separated into purified water and concentrated water constantly by the reverse osmosis membrane treatment. This concentrated water is returned to the heavy metal adsorbing device 2 without being discharged to the outside of the heavy metal wastewater treatment device 1 by the circulation means (in this embodiment, the concentrated water discharge passage 8). can do.

なお、上記逆浸透膜装置91として、いわゆるチューブラー型、プレートアンドフレーム型、スパイラル型、中空糸型等を用いてもよく、チューブラー型やプレートアンドフレーム型の逆浸透膜装置を用いることで、重金属イオンの濃度の高い重金属排水において効果的に浄水と濃縮水に分離することができる。また、逆浸透膜装置91として、スパイラル型の逆浸透膜装置を用いることで、重金属排水に含まれる重金属イオンの濃度の偏りを防止することができ、まんべんなく逆浸透膜で濾過することができる。また、逆浸透膜装置91として、中空糸型の逆浸透膜装置を用いることで、小さな容積で極めて大きな膜面積を確保することができる。   The reverse osmosis membrane device 91 may be a so-called tubular type, plate and frame type, spiral type, hollow fiber type, or the like. By using a tubular type or plate and frame type reverse osmosis membrane device. In heavy metal wastewater with a high concentration of heavy metal ions, it can be effectively separated into purified water and concentrated water. Further, by using a spiral type reverse osmosis membrane device as the reverse osmosis membrane device 91, it is possible to prevent the concentration of heavy metal ions contained in the heavy metal drainage from being biased, and it is possible to uniformly filter through the reverse osmosis membrane. Further, by using a hollow fiber type reverse osmosis membrane device as the reverse osmosis membrane device 91, an extremely large membrane area can be secured with a small volume.

また、上記各実施例において、上記重金属排水は、重金属等や有機化合物以外の汚染物質が含まれていてもよい。また、排水後のもののほか、排水前のものであってもよく、最終処分場(都市ごみや産業廃莱物などの固形の廃莱物を埋立処分した場所、種々の工場等を含む)からの浸出水などのように、重金属イオンを含有する様々な態様の水に適用することができる。例えば、重金属で汚染された地下水の浄化に使用しても同様の浄化効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, the heavy metal waste water may contain contaminants other than heavy metals and organic compounds. In addition to wastewater, it may be before wastewater, from the final disposal site (including landfills for solid waste such as municipal waste and industrial waste, various factories, etc.) It can be applied to various modes of water containing heavy metal ions, such as leached water. For example, the same purification effect can be obtained even when used for the purification of groundwater contaminated with heavy metals.

上記重金属排水が、例えばヒ素、鉛、カドミウム、クロム、セレン、水銀等の重金属、フッ素、ホウ素、シアンなどの有害な元素のうちの1種以上を含むものであれば、本発明の重金属排水処理装置1および重金属排水処理方法によって、これら汚染物質を効果的に固定化し、または還元、無害化することができる。また、有機塩素化合物等の、処理が困難で有害な有機化合物を含有するものであっても、本発明は有効で、効果的に還元、分解することができる。   If the heavy metal wastewater contains at least one of heavy metals such as arsenic, lead, cadmium, chromium, selenium and mercury, and harmful elements such as fluorine, boron and cyanide, the heavy metal wastewater treatment of the present invention By the apparatus 1 and the heavy metal wastewater treatment method, these contaminants can be effectively fixed, reduced, or rendered harmless. Moreover, even if it contains an organic compound that is difficult to treat and harmful, such as an organic chlorine compound, the present invention is effective and can be reduced and decomposed effectively.

本発明の第1の実施例の重金属排水処理装置を示す図である。It is a figure which shows the heavy metal waste water treatment equipment of 1st Example of this invention. 静電脱イオンの脱イオン処理と再生処理を示す図である。It is a figure which shows the deionization process and regeneration process of electrostatic deionization. 脱イオン装置の第1例の平板型電気式脱イオン装置の展開図である。It is an expanded view of the flat plate type electric deionization apparatus of the 1st example of a deionization apparatus. 平板型電気式脱イオン装置の断面図である。It is sectional drawing of a flat plate type electric deionization apparatus. 脱イオン装置の第2例の多処理室型電気式脱イオン装置の模式的拡大断面図である。It is a typical expanded sectional view of the multi-processing chamber type electric deionization apparatus of the 2nd example of a deionization apparatus. 第2の実施例の重金属排水処理装置を示す図である。It is a figure which shows the heavy metal waste water treatment equipment of a 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 重金属排水処理装置
2 重金属吸着装置
3 CDT
4 制御装置
5 導入管
6a 第1連通管
6b 第2連通管
7a 第1開閉弁
7b 第2開閉弁
8 濃縮水排出路
10 処理水排出路
31 平板型電気式脱イオン装置
32 セパレータ
33 活性炭層
34 集電極
34a 端子
35 ガスケット
36 押え板
37 液入口
38 液出口
39 固定用ボルト孔
50 多処理室型電気式脱イオン装置
51 末端プレート
52 末端プレート
53 絶縁層
54 絶縁層
55 片面末端電極
56 片面末端電極
57 両面中間電極
58 両面中間電極
59 両面中間電極
60 両面中間電極
61 両面中間電極
62 両面中間電極
63 両面中間電極
64 活性炭層
80 孔
81 処理室
82 処理室
91 逆浸透膜装置
93 高圧ポンプ
1 Heavy metal wastewater treatment equipment 2 Heavy metal adsorption equipment 3 CDT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Control apparatus 5 Introducing pipe 6a 1st communicating pipe 6b 2nd communicating pipe 7a 1st on-off valve 7b 2nd on-off valve 8 Concentrated water discharge path 10 Treated water discharge path 31 Flat plate type electric deionization apparatus 32 Separator 33 Activated carbon layer 34 Collecting electrode 34a Terminal 35 Gasket 36 Holding plate 37 Liquid inlet 38 Liquid outlet 39 Fixing bolt hole 50 Multi-treatment chamber type electric deionizer 51 End plate 52 End plate 53 Insulating layer 54 Insulating layer 55 Single-sided terminal electrode 56 Single-sided terminal electrode 57 double-sided intermediate electrode 58 double-sided intermediate electrode 59 double-sided intermediate electrode 60 double-sided intermediate electrode 61 double-sided intermediate electrode 62 double-sided intermediate electrode 63 double-sided intermediate electrode 64 activated carbon layer 80 hole 81 processing chamber 82 processing chamber 91 reverse osmosis membrane device 93 high pressure pump

Claims (6)

重金属イオンを含有する重金属排水中に含まれる重金属イオン成分を除去する重金属排水処理装置であって、
上記重金属イオン成分を吸着する鉄系吸着材が収容され、上記重金属排水中のイオン成分を上記鉄系吸着材に吸着する重金属吸着装置と、
上記重金属吸着装置で重金属イオン成分が吸着された重金属排水中に残存する重金属イオン成分をさらに除去し、当該重金属イオン成分が除去された浄水と上記除去された重金属イオン成分が濃縮された濃縮水とを排出する脱イオン装置と、
上記脱イオン装置から排出された濃縮水を上記重金属吸着装置に戻す循環手段とを備えたことを特徴とする重金属排水処理装置。
A heavy metal wastewater treatment device for removing heavy metal ion components contained in heavy metal wastewater containing heavy metal ions,
An iron-based adsorbent that adsorbs the heavy metal ion component, and a heavy metal adsorbing device that adsorbs the ion component in the heavy metal wastewater to the iron-based adsorbent;
Further removing the heavy metal ion component remaining in the heavy metal drainage where the heavy metal ion component is adsorbed by the heavy metal adsorption device, purified water from which the heavy metal ion component has been removed, and concentrated water from which the removed heavy metal ion component has been concentrated, A deionizer that discharges
A heavy metal wastewater treatment apparatus, comprising: circulating means for returning the concentrated water discharged from the deionizer to the heavy metal adsorption apparatus.
上記脱イオン装置は、重金属排水中に存在させた電極間に直流電圧を印加することにより、当該重金属排水中に残存する重金属イオン成分を上記両電極に吸着して重金属排水を浄水として排出する脱イオン処理と、上記両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか陽極側と陰極側とを短絡させるか、あるいは逆接続することにより、上記両電極に吸着された重金属イオン成分を当該重金属排水中に放出して重金属排水を濃縮水として排出する再生処理とを行なうものである請求項1記載の重金属排水処理装置。   The deionization apparatus applies a DC voltage between the electrodes present in the heavy metal wastewater to adsorb the heavy metal ion component remaining in the heavy metal wastewater to the electrodes and discharge the heavy metal wastewater as purified water. Heavy metal ion components adsorbed on both electrodes by releasing the DC voltage applied between the electrodes and the deionization process, short-circuiting the anode side and the cathode side, or reversely connecting them. The heavy metal waste water treatment apparatus according to claim 1, wherein the waste metal waste water is discharged into the heavy metal waste water and the heavy metal waste water is discharged as concentrated water. 上記脱イオン装置は、上記重金属吸着装置において重金属イオン成分が吸着された重金属排水を逆浸透膜で濾過することにより上記浄水と上記濃縮水に分離する逆浸透膜処理を行なうものである請求項1記載の重金属排水処理装置。   2. The deionization apparatus performs a reverse osmosis membrane treatment in which heavy metal wastewater adsorbed with heavy metal ion components in the heavy metal adsorption device is filtered through a reverse osmosis membrane to separate the purified water and the concentrated water. The heavy metal wastewater treatment equipment described. 重金属イオンを含有する重金属排水中に含まれる重金属イオン成分を除去する重金属排水処理方法であって、
上記重金属イオン成分を吸着する鉄系吸着材が収容された重金属吸着装置により上記重金属排水中のイオン成分を上記鉄系吸着材に吸着し、
上記重金属吸着装置において上記重金属イオン成分が吸着された重金属排水中に残存する重金属イオン成分を脱イオン装置でさらに除去し、当該重金属イオン成分が除去された浄水と上記除去された重金属イオン成分が濃縮された濃縮水とを排出し、
上記脱イオン装置から排出された濃縮水を上記重金属吸着装置に戻すことを特徴とする重金属排水処理方法。
A heavy metal wastewater treatment method for removing heavy metal ion components contained in heavy metal wastewater containing heavy metal ions,
By adsorbing the ionic component in the heavy metal wastewater to the iron-based adsorbent by a heavy metal adsorbing device containing an iron-based adsorbent that adsorbs the heavy metal ion component,
In the heavy metal adsorption device, the heavy metal ion component remaining in the heavy metal waste water on which the heavy metal ion component is adsorbed is further removed by a deionization device, and the purified water from which the heavy metal ion component has been removed and the removed heavy metal ion component are concentrated. Drained concentrated water,
A heavy metal wastewater treatment method, wherein the concentrated water discharged from the deionizer is returned to the heavy metal adsorption device.
上記脱イオン装置において、重金属排水中に存在させた電極間に直流電圧を印加することにより、当該重金属排水中に残存する重金属イオン成分を上記両電極に吸着して重金属排水を浄水として排出する脱イオン処理と、上記両電極間に脱イオン処理時に印加された直流電圧を解除するか陽極側と陰極側とを短絡させるか、あるいは逆接続することにより、上記両電極に吸着された重金属イオン成分を当該重金属排水中に放出して重金属排水を濃縮水として排出する再生処理とを行なう請求項1記載の重金属排水処理方法。   In the deionization apparatus, by applying a DC voltage between the electrodes present in the heavy metal wastewater, the heavy metal ion components remaining in the heavy metal wastewater are adsorbed on both electrodes and the heavy metal wastewater is discharged as purified water. Heavy metal ion components adsorbed on both electrodes by releasing the DC voltage applied between the electrodes and the deionization process, short-circuiting the anode side and the cathode side, or reversely connecting them. The heavy metal wastewater treatment method according to claim 1, wherein a regeneration treatment is performed in which the heavy metal wastewater is discharged into the heavy metal wastewater and discharged as concentrated water. 上記脱イオン装置は、上記重金属吸着装置において重金属イオン成分が吸着された重金属排水を逆浸透膜で濾過することにより上記浄水と上記濃縮水に分離する逆浸透膜処理を行なう請求項1記載の重金属排水処理方法。   2. The heavy metal according to claim 1, wherein the deionization device performs a reverse osmosis membrane treatment in which the heavy metal drainage adsorbed with the heavy metal ion component in the heavy metal adsorption device is filtered through a reverse osmosis membrane to separate the purified water and the concentrated water. Wastewater treatment method.
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