JP2009082843A

JP2009082843A - ホウ素の除去方法

Info

Publication number: JP2009082843A
Application number: JP2007257048A
Authority: JP
Inventors: Akira Cho; 亮張
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-10-01
Also published as: JP4857235B2

Abstract

【課題】不溶解物の生成効率に優れるとともに固液分離性にも優れ、低コストで排水中からホウ素を除去することができるホウ素の除去方法を提供する。
【解決手段】ホウ素を含有した排水にマグネシウム化合物及びケイ酸化合物を添加するとともに、アルカリでｐＨ１０．５〜１１．５に調整し、共沈法によってホウ素、ケイ素及びマグネシウムを含む不溶解物を生成させ、該不溶解物を固液分離することにより、前記排水中からホウ素を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホウ素の除去方法に係り、詳しくは、メッキ排水等の産業排水や地下水に含まれるホウ素を効果的に除去するホウ素の除去方法に関する。

従来、メッキ排水中に含まれるホウ素を除去する方法として、メッキ排水にニッケルイオン及びマグネシウムイオンを含む溶液を添加し、水酸化ナトリウム溶液でｐＨ９．５〜１１に調節して、共沈法によってホウ素、ニッケル及びマグネシウムの不溶解物を生成させ、これを固液分離することによりホウ素の除去処理を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３３６０２５５号公報

しかし、従来の方法は、一般的に凝集沈殿効率が悪いため、処理設備の建設コストが嵩むという問題があった。

そこで本発明は、不溶解物の生成効率に優れるとともに固液分離性にも優れ、低コストで排水中からホウ素を除去することができるホウ素の除去方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のホウ素の除去方法は、マグネシウム化合物及びケイ酸化合物を添加するとともに、アルカリでｐＨ１０．５〜１１．５に調整し、共沈法によってホウ素、ケイ素及びマグネシウムを含む不溶解物を生成させ、該不溶解物を固液分離して前記排水中からホウ素を除去することを特徴とし、特に、前記マグネシウム化合物の添加量を、添加後の水中のマグネシウム量が前記ホウ素量に対して重量比で１０〜３０倍に設定するとともに、前記ケイ酸化合物の添加量を、添加後の水中のケイ素量が前記ホウ素量に対して重量比で２〜１５倍に設定することを特徴としている。

本発明のホウ素の除去方法によれば、メッキ排水等に含有された高濃度のホウ素を効率的に除去することができ、処理コストの低減を図ることができる。

本発明のホウ素の除去方法は、ホウ素を含有した排水、例えば、メッキ排水、ごみ焼却場洗煙排水、釉薬ライン処理水等の産業排水や温泉等の地下水中に含まれるホウ素を共沈法によって分離除去するものであって、前記排水にマグネシウム化合物及びケイ酸化合物を添加するとともに、アルカリでｐＨ１０．５〜１１．５に調整し、共沈法によってホウ素、ケイ素及びマグネシウムを含む不溶解物を生成させ、生成した不溶解物を固液分離することにより、前記排水中からホウ素を除去するものである。

前記マグネシウム化合物は、水溶性で排水に添加したときにマグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）を生成するものであればよく、例えば、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム等のマグネシウム塩や水酸化マグネシウムを用いることができるが、通常は塩化マグネシウムが最適である。また、前記ケイ酸化合物も水溶性を有するものであって、排水中に添加したときにケイ酸イオン（ＳｉＯ_４ ^４−）を生成するものであればよく、例えば、メタケイ酸やケイ酸ナトリウムを用いることができるが、通常はケイ酸ナトリウムが最適である。ｐＨ調整に使用するアルカリは、任意のアルカリを使用可能であるが、一般的な水酸化ナトリウムを使用することが好ましい。

生成した不溶解物の分離除去は、従来から周知の固液分離法を採用することができる。例えば、不溶解物の分離性を向上させるために周知の凝集剤を添加して不溶解物を凝縮させてから沈殿分離や膜分離を行うことにより、排水中から不溶解物を容易に分離することができる。なお、凝集剤は、ホウ素除去を行う前後のいずれの段階で添加してもよい。

処理対象となる排水（原水）には、塩化カルシウム，ポリ塩化アルミニウム，高分子凝集剤が添加された釉薬ライン処理水を使用した。まず、ブランク実験として、原水を水酸化ナトリウムにてｐＨ１１に調整したのみのもの、水中のマグネシウム量が２００ｐｐｍとなるように塩化マグネシウムを添加したのみのもの、水中のケイ素量が６０ｐｐｍとなるようにケイ酸ナトリウムを添加したのみのもの、の３種類を用意し、それぞれについて、毎分３０回転で１時間撹拌した後、孔径０．４５μｍのろ過膜でろ過処理を行った。原水及び各処理水中のホウ素濃度を測定した結果を表１に示す。

表１の結果から、ｐＨ調整、塩化マグネシウム添加、ケイ酸ナトリウム添加のいずれかのみを行っただけでは、原水中のホウ素は殆ど除去されないことが分かった。

次に、前記原水に、塩化マグネシウムとケイ酸ナトリウムとを添加するとともに、水酸化ナトリウムでｐＨ１１に調整し、毎分３０回転で１時間撹拌した後、同じろ過膜でろ過処理を行った。ケイ酸ナトリウム及び塩化マグネシウムの添加量を変えて実験を行い、各実験の処理水中のホウ素濃度を測定した結果を図１に示す。また、水中のケイ素量を６０ｐｐｍの一定にして塩化マグネシウムの添加量を変えたときの処理水中のホウ素濃度の変化を図２に示す。

ホウ酸に蒸留水を添加してホウ素濃度を１７ｐｐｍに調整した原水に、水中のマグネシウム量が３００ｐｐｍ、ケイ素量が６０ｐｐｍになるように塩化マグネシウムとケイ酸ナトリウムとをそれぞれ添加したもの（Ａ）と、水中のマグネシウム量が２００ｐｐｍ、ケイ素量が６０ｐｐｍになるように塩化マグネシウムとケイ酸ナトリウムとをそれぞれ添加したもの（Ｂ）とのそれぞれについて、水酸化ナトリウムでｐＨ１１に調整して毎分３０回転で１時間撹拌した後、凝集剤を添加しないでろ過処理を行った場合、凝集剤としてオルガノ（株）製：オルフロックＡＰ−１を０．６ｍｇ／Ｌ添加してからろ過処理を行った場合、凝集剤としてハイモ（株）製：ハイモロックＳＳ−１２０を０．６ｍｇ／Ｌ添加してからろ過処理を行った場合にそれぞれにおける処理水中のホウ素濃度を測定した。なお、各ろ過処理は前記両実施例と同じ条件で行った。結果を表２に示す。

ホウ酸に蒸留水を添加したホウ素濃度の異なる原水を調製し、各原水に水中のマグネシウム量が２００ｐｐｍ、ケイ素量が６０ｐｐｍになるように塩化マグネシウムとケイ酸ナトリウムとをそれぞれ添加し、水酸化ナトリウムでｐＨ１１に調整し、毎分３０回転で１時間撹拌した後、凝集剤（ＡＰ−１）を添加してからろ過膜でろ過処理を行った。原水及び処理水のホウ素濃度、ホウ素の除去量、ホウ素除去量に対するマグネシウム量及びケイ素量の重量比を表３に示す。

以上の各実施例の結果から、水中のケイ素量やマグネシウム量が多いほどホウ素除去量は増加するが、水中のケイ素量が６０ｐｐｍ以上になるとシリカスケールが多くなることから、水中のケイ素量は６０ｐｐｍ以下に抑えることが好ましい。また、撹拌時間（反応時間）は、２０分程度でも十分であるが、時間が短い場合には生成した不溶解物（汚泥）が気泡によって浮上することがあるため、撹拌時間は４０分以上とすることが好ましい。但し、１時間以上継続しても反応速度が遅くなるため不経済である。

撹拌時のｐＨは、ｐＨ１０．５未満では反応速度が遅くなり、ｐＨ１１．５を超えるとアルカリ使用量が増大するため、ｐＨ１１程度が最適である。さらに、１ｍｇのホウ素を除去するために必要なマグネシウム量は重量比で１０〜３０倍が適当であり、特に１４〜２５倍程度が最適である。同じくケイ素量は２〜１５倍が適当であり、４〜１０倍程度が最適である。

ケイ素添加量に応じて変化するホウ素濃度の変化を示す図である。マグネシウム添加量に応じて変化するホウ素濃度の変化を示す図である。

Claims

ホウ素を含有した排水にマグネシウム化合物及びケイ酸化合物を添加するとともに、アルカリでｐＨ１０．５〜１１．５に調整し、共沈法によってホウ素、ケイ素及びマグネシウムを含む不溶解物を生成させ、該不溶解物を固液分離して前記排水中からホウ素を除去することを特徴とするホウ素の除去方法。
前記マグネシウム化合物の添加量は、添加後の水中のマグネシウム量が前記ホウ素量に対して重量比で１０〜３０倍に設定するとともに、前記ケイ酸化合物の添加量は、添加後の水中のケイ素量が前記ホウ素量に対して重量比で２〜１５倍に設定することを特徴とする請求項１記載のホウ素の除去方法。