JP2007144405A - ホウ素含有廃水の処理方法および処理剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リン酸塩析出を利用した新規なホウ素除去方法であり、ホウ素含有廃水に、リン酸またはリン酸塩と、可溶性カルシウム塩、水酸化カルシウムおよび酸化カルシウムから選ばれる少なくとも1種のカルシウム化合物とを添加し、pH8以上の条件で反応させた後、固液分離する。
【選択図】 なし
Description
アルカリ土類金属の水酸化物および酸化物は、反応系のpH調整剤としても機能するとともにリン酸塩と反応し、リン酸塩を生成する。一般にアルカリ土類金属の酸化物は水に添加することにより水と反応し水酸化物を生成するので、水酸化物に代えて或いは加えて酸化物を用いることも可能である。酸化物は、結果として水酸化物として作用するので、以下、両者をまとめて水酸化物という。
<実施例1>
原子吸光分析用ホウ素標準液を希釈し、ホウ素濃度約100ppm、約50ppm、約10ppmの模擬廃液を作製した。この模擬廃液200cm3(室温25℃)に、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、および第一リン酸ナトリウムを、表1に示す割合で添加し、10分間撹拌して反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表1に示す。
実施例1と同様の模擬廃液(約10ppm)を使用し、この模擬廃液200cm3(室温25℃)に、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、および第一リン酸ナトリウムを表1に示す割合で添加し、10分間撹拌して反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表1に示す。
表1に示す結果からわかるように、ホウ素濃度が低い廃水においても、カルシウム化合物の添加量をホウ素とのモル比で100以上とすることにより、90%以上の高いホウ素除去率が達成できた。
実施例1と同様の模擬廃液(約10ppm)を使用し、この模擬廃液200cm3(室温25℃)に、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、および第一リン酸ナトリウムを、Ca/B=20、P/B=7の割合で添加し、反応温度の異なる条件(10℃、30℃、50℃、70℃)でそれぞれ反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表1に示す。
表1に示す結果からわかるように、ホウ素濃度が低い廃水で且つリン酸塩の添加量がP/B=7の場合でも、反応温度を上げることによりホウ素除去率を高めることができ、反応温度を70℃とすることにより80%近くの除去率が達成できた。
実施例1と同様の模擬廃液(約10ppm)を使用し、この模擬廃液200cm3(室温25℃)に、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、および第一リン酸ナトリウムを、Ca/B=20、P/B=7の割合で添加し、反応時間を10分、30分、60分に変えて反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表1に示す。
表1に示す結果からわかるように、反応時間が長いほうがホウ素除去率は高く、反応時間30分で60%以上の除去率となった。ただし30分経過後はほぼ一定となった。したがって処理時間は30分程度で十分である。
実施例1と同様の模擬廃液(約20ppm、200cm3、室温25℃)を使用し、カルシウム塩の種類のみを異ならせて、表1に示す反応条件(反応時間10分)で反応させた。表1に示す結果からわかるように、可溶性カルシウム塩として、硝酸カルシウムを用いた場合にも、塩化カルシウムを用いた場合と同様の結果が得られた。
温泉の廃水(ホウ素含有量23.0ppm、pH=6.9)200cm3を使用し、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、および第一リン酸ナトリウムを、Ca/B=22.6、P/B=7の割合で添加し、反応温度25℃で30分反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表1に示す。表1に示す結果からもわかるように、実廃水に適用した場合にも高い除去率でホウ素を除去することができた。
蒸留水(25℃)200Lに、塩化カルシウム4.5g、水酸化カルシウム4.75g、および第一リン酸ナトリウム5gを投入し、30分間撹拌して反応させた。生成した沈殿物を回収し、105℃で乾燥し約13gの白色の粉末を得た。これをホウ素含有廃液の処理剤Aとした。
実施例1と同様の模擬廃液(約10ppm)を使用し、この模擬廃液200cm3(室温25℃)に、上記処理剤1gを添加し、反応時間10分、30分で、それぞれ反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表2に示す。
蒸留水(100℃)200Lに、塩化カルシウム4.5g、水酸化カルシウム4.75g、および第一リン酸ナトリウム5gを投入し、30分間撹拌して反応させた。生成した沈殿物を回収し、105℃で乾燥し約13gの白色の粉末を得た。これをホウ素含有廃液の処理剤Bとした。
上記処理剤を用いて実施例6と同様に模擬廃液を処理し、処理後の濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表2に示す。
表2に示す結果からわかるように、処理剤の合成温度が高い場合には、ホウ素除去率が低かった。これは処理剤を高温で合成した場合には生成物の結晶度が高く、ホウ素を取り込みにくくなるためと考えられる。
難溶性のアパタイト(市販の水酸アパタイト(HAP)0.35gおよび水酸化カルシウム0.2gを用いて、実施例6と同様に模擬廃液を処理し、処理後の濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表2に示す。
リン酸カルシウム(α―TCP))0.35gおよび水酸化カルシウム0.2gを用いて、実施例6と同様に模擬廃液を処理し、処理後の濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表2に示す。
表2に示す結果からわかるように、結晶度の高いアパタイトを用いた場合には、殆どホウ素を除去することができなかった。
ホウ素標準液(和光純薬工業社製:ホウ素濃度1000ppm)を蒸留水で50倍に希釈し、ホウ素濃度20ppmの模擬廃液を作製した。この模擬廃液200cm3(室温20℃)に、水酸化ナトリウム、第一リン酸ナトリウム(リン酸二水素ナトリウム)および塩化カルシウムを、表3に示す割合で添加し、30分間撹拌して反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表3に示す。
実施例9と同じ模擬廃液を用意し、この模擬廃液200cm3(室温20℃)に、塩化カルシウム、水酸化ナトリウム、および第二リン酸ナトリウム(リン酸水素二ナトリウム)を、表4に示す割合で添加し、30分間撹拌して反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表4に示す。
実施例9と同じ模擬廃液を用意し、この模擬廃液200cm3(室温20℃)に、塩化カルシウム、水酸化ナトリウム、およびリン酸を、表5に示す割合で添加し、30分間撹拌して反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表5に示す。
実施例9と同じ模擬廃液を用意し、この模擬廃液200cm3(室温20℃)に、水酸化カルシウム(奥多摩工業社製:超特選消石灰)およびリン酸を、表6に示す割合で添加し、30分間撹拌して反応させた。反応後、濾過し固液分離し、濾液中のホウ素濃度をICPで測定した。結果を表6に示す。
Claims (7)
- ホウ素含有廃水中に、リン酸及び/またはリン酸塩と、前記リン酸及び/またはリン酸塩と反応して難溶性リン酸塩を生成するアルカリ土類金属イオンとを共存させて、難溶性リン酸塩を生成せしめ、固液分離することを特徴とするホウ素含有廃水処理方法。
- 前記アルカリ土類金属イオンが、カルシウムイオンである請求項1記載のホウ素含有廃水処理方法。
- 前記リン酸塩が、第一リン酸または第二リン酸のアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のホウ素含有廃水処理方法。
- リン酸及び/またはリン酸塩と、アルカリ土類金属イオン(M)との割合が、元素比(M/P)で2以上であることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項に記載のホウ素含有廃水処理方法。
- 処理時の廃水温度が20℃以上であることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項に記載のホウ素含有廃水処理方法。
- 処理時のpHが8.0以上であることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載のホウ素含有廃水処理方法。
- リン酸及び/またはリン酸塩、可溶性アルカリ土類金属塩、およびアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を水溶液中で反応させることにより生成した沈殿物からなるホウ素含有廃水の処理剤。
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