JP2010082497A - Water treating agent and method for treating water - Google Patents

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博人 今井
Yumi Kashiwamura
有美 柏村
Hiroaki Umezawa
宏明 梅澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water treating agent which can remove a toxic substance easily and efficiently from toxic substance-containing water and can be separated easily from the water where the concentration of the toxic substance is decreased satisfactorily and to provide a method for treating water, in which the toxic substance can be removed efficiently by using a simple apparatus, by a simple operation of the simple apparatus and by a small amount of chemicals and the water treating agent can be separated easily from the water where the concentration of the toxic substance is decreased satisfactorily. <P>SOLUTION: The water treating agent contains (A) at least one of calcium aluminate and a material obtained by heating a hydrate of calcium aluminate and (B) sulfate. The water treating agent is used in the method for treating water. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、水処理剤、及び水処理方法に関する。より詳細には、有害物質含有水(例えば、産業廃水)中から有害物質を簡便かつ効率的に除去することができ、かつ、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる水処理剤、及び、簡単な装置、操作により、少ない薬剤量で効率よく有害物質を除去することができ、かつ、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる水処理方法に関する。   The present invention relates to a water treatment agent and a water treatment method. More specifically, harmful substances can be easily and efficiently removed from water containing harmful substances (for example, industrial wastewater), and water and water treatment agents with sufficiently reduced concentrations of harmful substances can be easily separated. Water treatment agent that can be removed, and simple equipment and operations can remove harmful substances efficiently with a small amount of chemicals, and water and water treatment agents with sufficiently reduced concentrations of harmful substances can be easily obtained. The present invention relates to a water treatment method that can be separated.

様々な製品の製造工程や、燃焼ガスの洗煙工程、汚染土壌の浄化工程等から生じる産業廃水には、セレン、銅、クロム、モリブデン、アンチモン、鉛、ヒ素、亜鉛、カドミウム、ニッケル、マンガン、鉄、スズ、コバルト等の重金属類や、ホウ素等種々の有害物質が含まれることがある。これらの有害物質は動植物に悪影響を及ぼすことがあるため、上記廃水は、これらの有害物質を除去した後、河川、湖沼や海域等の公共用水域へ放流することが法律で義務付けられている。   Industrial wastewater generated from various product manufacturing processes, combustion gas smoke cleaning processes, contaminated soil purification processes, selenium, copper, chromium, molybdenum, antimony, lead, arsenic, zinc, cadmium, nickel, manganese, It may contain heavy metals such as iron, tin and cobalt, and various harmful substances such as boron. Since these harmful substances may adversely affect animals and plants, it is required by law that the wastewater is discharged into public waters such as rivers, lakes and marshes after removing these harmful substances.

中でも、ホウ酸、ホウ酸ナトリウムに代表されるホウ素化合物は、ガラス工業をはじめ医薬品、化粧品、染料などの原料、石鹸工業、合金や半導体材料の成分、電気メッキなどの種々の工業用途で利用され、これらの製造工程などから生じる廃水は、ホウ素化合物を含有している。また、発電所から発生する廃水やゴミ焼却場における洗煙廃水、埋立処分場浸出廃水などにもホウ素化合物が含まれることが多い。また温泉を営む旅館業の廃水中にもホウ素化合物が含まれることがある。このようにホウ素化合物は種々の廃水に含有されている。一方、ホウ素化合物は動物や植物にとって必須微量元素であるが、過剰の摂取は植物の成長阻害や動物の生殖阻害毒性や神経・消化器系の障害が懸念される。そこで2001年に水質汚濁防止法施行令の一部が改正され、河川、湖沼など海域以外の公共用水域におけるホウ素及びその化合物の排水基準が10mg/L以下に定められた。   Among these, boron compounds represented by boric acid and sodium borate are used in various industrial applications such as glass industry, pharmaceuticals, cosmetics, raw materials such as dyes, soap industry, components of alloys and semiconductor materials, and electroplating. The waste water generated from these production processes and the like contains a boron compound. In addition, boron compounds are often contained in wastewater generated from power plants, smoke washing wastewater in garbage incineration plants, landfill disposal site leachate wastewater, and the like. Boron compounds may also be contained in the wastewater of the inn business that runs hot springs. Thus, the boron compound is contained in various wastewaters. On the other hand, boron compounds are essential trace elements for animals and plants. However, excessive intake may cause plant growth inhibition, animal reproductive inhibition toxicity, and nerve / digestive system disorders. Therefore, a part of the Enforcement Order for Water Pollution Control Law was revised in 2001, and the drainage standard for boron and its compounds in public water areas such as rivers and lakes was set to 10 mg / L or less.

一般にホウ素(有害物質)含有水中からホウ素を除去する方法としては、凝集沈殿法、イオン吸着法、溶媒抽出法、蒸発濃縮法、逆浸透膜法などが知られている。しかし、凝集沈殿法にはホウ素を十分に除去するためには大量の薬剤を用いる必要があり、薬剤使用量の増大や汚泥発生量の増大を招くという問題がある。また排水中に塩化物イオンが共存していると除去率が低下するという問題もある。イオン吸着法は比較的高濃度のホウ素を含有する廃水を処理するためには使用する樹脂に負荷がかかるため効率が悪く、また樹脂そのもののコストだけでなく再生処理にもコストがかかるという問題がある。溶媒抽出法には抽出剤である有機溶媒がホウ素を除去した処理水へ溶解するために、有機溶媒を除去することが必要であり、また薬剤損失によりコストが高くなるという問題がある。蒸発濃縮法は蒸発のために熱源が必要であり、ホウ素化合物を晶析させるために莫大なエネルギーが必要となり、逆浸透膜法はホウ素除去率が低く、膜の閉塞の問題もある。   In general, as a method for removing boron from water containing boron (hazardous substance), an aggregation precipitation method, an ion adsorption method, a solvent extraction method, an evaporation concentration method, a reverse osmosis membrane method, and the like are known. However, the coagulation-precipitation method has a problem that it is necessary to use a large amount of chemicals in order to sufficiently remove boron, resulting in an increase in the amount of chemicals used and an increase in the amount of sludge generated. There is also a problem that the removal rate decreases when chloride ions coexist in the waste water. The ion adsorption method is inefficient because it imposes a load on the resin used to treat wastewater containing a relatively high concentration of boron, and there is a problem that not only the cost of the resin itself but also the cost of regeneration treatment is high. is there. In the solvent extraction method, since the organic solvent as an extractant is dissolved in the treated water from which boron has been removed, it is necessary to remove the organic solvent, and there is a problem in that the cost is increased due to the loss of chemicals. The evaporation and concentration method requires a heat source for evaporation, enormous energy is required to crystallize the boron compound, and the reverse osmosis membrane method has a low boron removal rate and has a problem of membrane clogging.

これらの問題を解消するために、アルミニウム化合物及びカルシウム化合物を用いた凝集沈殿法とアニオン交換樹脂を用いたイオン吸着法とを組み合わせてホウ素含有水を処理する方法が提案されている(特許文献1、2)。しかしこの方法でも、多量の薬剤を添加する必要があり、発生汚泥量も多く、その処理が困難である。また、蒸発濃縮法と凝集沈殿法とを組み合わせてホウ素含有水を処理する方法(特許文献3)や蒸発濃縮法、凝集沈殿法及びイオン吸着法を組み合わせてホウ素含有水を処理する方法(特許文献4)も提案されている。しかし、これらの方法であっても、蒸発のために多くの熱量が必要であり、また装置が大規模になるとともに、処理工程も複雑となり、コストが高くなるという問題がある。また、廃液中のフッ素や汚泥中のリン酸イオンを除去する有害物質固定化材が提案されているが(特許文献5)、塩添加などによっても水溶液中で沈殿を生成しにくいホウ素について効果は知られていない。また、ホウ素を含んだ排水にアルミニウム塩、難溶性カルシウム塩、及び消石灰を添加しpHを調整する排水処理方法(特許文献6)やアルカリ土類金属とアルミニウム塩とを組み合わせてホウ素含有水を処理する方法も提案されているが(特許文献7)水中で生成されるカルシウムアルミネート水和物と難溶性カルシウム塩の組み合わせでは、十分なホウ素除去力は得られないという問題がある。   In order to solve these problems, a method of treating boron-containing water by combining an aggregation precipitation method using an aluminum compound and a calcium compound and an ion adsorption method using an anion exchange resin has been proposed (Patent Document 1). 2). However, even in this method, it is necessary to add a large amount of chemicals, the amount of generated sludge is large, and the treatment is difficult. Also, a method of treating boron-containing water by combining the evaporation concentration method and the coagulation precipitation method (Patent Document 3), or a method of treating the boron-containing water by combining the evaporation concentration method, the aggregation precipitation method and the ion adsorption method (Patent Document 3). 4) has also been proposed. However, even with these methods, there is a problem that a large amount of heat is required for evaporation, the apparatus becomes large-scale, the processing steps become complicated, and the cost increases. In addition, a harmful substance immobilization material that removes fluorine in waste liquid and phosphate ions in sludge has been proposed (Patent Document 5). unknown. Also, boron-containing water is treated by adding a wastewater treatment method (Patent Document 6) that adjusts pH by adding aluminum salt, sparingly soluble calcium salt, and slaked lime to boron-containing wastewater, and a combination of alkaline earth metal and aluminum salt. However, there is a problem that a sufficient boron removing power cannot be obtained by a combination of calcium aluminate hydrate produced in water and a hardly soluble calcium salt (Patent Document 7).

したがって、有害物質含有水中から有害物質を簡便かつ効率的に除去することができ、かつ、ホウ素濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる、優れた水処理剤の開発が、未だ望まれているのが現状である。   Therefore, an excellent water treatment agent that can easily and efficiently remove harmful substances from harmful substance-containing water and that can easily separate water and water treatment agents having sufficiently reduced boron concentration. Development is still desired.

特開昭57−81881号公報JP-A-57-81881 特開昭57−180493号公報JP-A-57-180493 特開平7−323292号公報JP 7-323292 A 特開平10−314798号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-314798 特開2000−93927号公報JP 2000-93927 A 特開2004−283731号公報JP 2004-283731 A 特開2005−262186号公報JP 2005-262186 A

本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、有害物質含有水中から有害物質を簡便かつ効率的に除去することができ、かつ、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる水処理剤、及び、簡単な装置、操作により、少ない薬剤量で効率よく有害物質を除去することができ、かつ、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる水処理方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention provides a water treatment that can easily and efficiently remove harmful substances from water containing harmful substances and that can easily separate water and a water treatment agent having a sufficiently reduced concentration of harmful substances. Water that can efficiently remove harmful substances with a small amount of chemicals and can sufficiently separate the water treatment agent from water whose concentration of harmful substances has been sufficiently reduced by a simple agent and operation. An object is to provide a processing method.

本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、(A)カルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物を加熱処理することによって得られる物質の少なくともいずれかと、(B)硫酸塩とを含有する水処理剤が、有害物質除去力に優れ、かつ、有害物質除去後の凝集性(沈降性)にも優れることを見出し、本発明を完成した。また、本発明では上記水処理剤を用いる水処理方法も提供する。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have (A) calcium aluminate and at least one of substances obtained by heat-treating calcium aluminate hydrate, B) A water treatment agent containing sulfate was found to have excellent harmful substance removal power and excellent cohesiveness (sedimentability) after removal of harmful substances, thereby completing the present invention. The present invention also provides a water treatment method using the above water treatment agent.

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1> (A)カルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物を加熱処理することによって得られる物質の少なくともいずれかと、(B)硫酸塩とを含有することを特徴とする水処理剤である。
<2> (B)硫酸塩が、硫酸カルシウムである前記<1>に記載の水処理剤である。
<3> 更に、(C)炭酸塩を含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の水処理剤である。
<4> 前記<1>から<3>のいずれかに記載の水処理剤を用いることを特徴とする水処理方法である。
<5> 前記<1>から<3>のいずれかに記載の水処理剤を水に分散させた後、有害物質含有水の処理に用いる前記<4>に記載の有害物質含有水の処理方法である。
<6> 前記<1>から<3>のいずれかに記載の水処理剤を用いて有害物質含有水を処理した後、該処理後の液に(D)高分子凝集剤を添加し、前記処理後の液を前記水処理剤と有害物質が除去された水とに固液分離する前記<4>から<5>のいずれかに記載の水処理方法である。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A water treatment agent characterized by containing (A) calcium aluminate and at least one of substances obtained by heat-treating calcium aluminate hydrate and (B) sulfate. is there.
<2> (B) The water treatment agent according to <1>, wherein the sulfate is calcium sulfate.
<3> The water treatment agent according to any one of <1> to <2>, further comprising (C) a carbonate.
<4> A water treatment method using the water treatment agent according to any one of <1> to <3>.
<5> The method for treating toxic substance-containing water according to <4>, wherein the water treatment agent according to any one of <1> to <3> is dispersed in water and then used for treating toxic substance-containing water. It is.
<6> After treating harmful substance-containing water using the water treatment agent according to any one of <1> to <3>, (D) a polymer flocculant is added to the liquid after the treatment, The water treatment method according to any one of <4> to <5>, wherein the treated liquid is solid-liquid separated into the water treatment agent and water from which harmful substances have been removed.

本発明によれば、前記従来における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、有害物質含有水中から有害物質を簡便かつ効率的に除去することができ、かつ、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる水処理剤、及び、簡単な装置、操作により、少ない薬剤量で効率よく有害物質を除去することができ、かつ、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる水処理方法を提供することができる。   According to the present invention, the conventional problems can be solved, the object can be achieved, harmful substances can be easily and efficiently removed from harmful substance-containing water, and the concentration of harmful substances is sufficient. The water treatment agent that can easily separate the water and the water treatment agent, and simple equipment and operation, can remove harmful substances efficiently with a small amount of chemicals, and the concentration of harmful substances It is possible to provide a water treatment method capable of easily separating sufficiently lowered water and a water treatment agent.

(水処理剤)
本発明の水処理剤は、(A)カルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物を加熱処理することによって得られる物質の少なくともいずれかと、(B)硫酸塩とを含有してなり、好ましくは更に(C)炭酸塩を含有してなり、必要に応じて更にその他の成分を含有してなる。
なお、前記「(A)カルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物を加熱処理することによって得られる物質の少なくともいずれか」、前記「(B)硫酸塩」、前記「(C)炭酸塩」は、本明細書中において、それぞれ単に「(A)成分」、「(B)成分」、及び、「(C)成分」と称することがある。
(Water treatment agent)
The water treatment agent of the present invention comprises (A) calcium aluminate and at least one of substances obtained by heat-treating calcium aluminate hydrate, and (B) sulfate. (C) further contains a carbonate, and further contains other components as required.
In addition, “(A) Calcium aluminate and at least one of substances obtained by heat-treating calcium aluminate hydrate”, “(B) sulfate”, “(C) carbonate” "May be referred to simply as" (A) component "," (B) component ", and" (C) component ", respectively, in this specification.

<(A)成分>
前記(A)成分は、カルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物を加熱処理することによって得られる物質(本明細書中において、単に「カルシウムアルミネート水和物の加熱処理物」と称することがある)の少なくともいずれかである。
<(A) component>
The component (A) is a material obtained by heat-treating calcium aluminate and calcium aluminate hydrate (in this specification, simply referred to as “heat-treated product of calcium aluminate hydrate”). Or at least one of them).

−カルシウムアルミネート−
前記カルシウムアルミネートとは、CaOとAlを主体とする化合物の総称であり、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CaAl、CaAl、CaAl1219、CaAl、Ca12Al1433、CaAl14、CaAl1024、CaAlや、これらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、前記カルシウムアルミネートとしては、有害物質除去力を向上させることができる点で、Ca12Al1433、CaAlや、これらの混合物が好ましい。前記カルシウムアルミネートは、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
また、前記カルシウムアルミネートには不純物が含まれることがあるが、その種類及び含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば特に制限はなく、具体例としては、例えば、カルシウムアルミネート水和物、Fe、SiO、MgO、TiO、P、Cl等が挙げられる。また、前記カルシウムアルミネートは、結晶性の化合物であってもよいし、非結晶性の化合物であってもよく、また、合成品であってもよいし、天然に産出されるものであってもよい。また、その粒子径も特に制限はなく、例えば、取り扱い上の点から0.1μm以上が好ましい。
-Calcium aluminate-
The calcium aluminate is a general term for compounds mainly composed of CaO and Al 2 O 3 , and is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, CaAl 2 O 4 , CaAl 4 O 7 , CaAl 12 O 19 , Ca 3 Al 2 O 6 , Ca 12 Al 14 O 33 , Ca 5 Al 6 O 14 , Ca 9 Al 10 O 24 , Ca 2 Al 2 O 5, and mixtures thereof. Among these, as the calcium aluminate, Ca 12 Al 14 O 33 , Ca 3 Al 2 O 6, and mixtures thereof are preferable in that the ability to remove harmful substances can be improved. The said calcium aluminate can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types as appropriate.
The calcium aluminate may contain impurities, but the type and content thereof are not particularly limited as long as they do not impair the effects of the present invention. Specific examples include, for example, calcium aluminum sulphonate hydrate, Fe 2 O 3, SiO 2 , MgO, TiO 2, P 2 O 5, Cl , and the like. The calcium aluminate may be a crystalline compound, a non-crystalline compound, a synthetic product, or a product naturally produced. Also good. The particle diameter is not particularly limited, and is preferably 0.1 μm or more from the viewpoint of handling.

ここで、カルシウムアルミネートの水和物として、例えば、CaAl・6HO、CaAl・6HO、CaAl・13HO等が知られているが、前記カルシウムアルミネートとしてこれらの水和物を用いても、本発明において十分な有害物質除去力は得られない。また、例えば、アルミン酸ナトリウムと水酸化カルシウム、若しくは水酸化カルシウムや水酸化アルミニウムを用いて水中でカルシウムアルミネート水和物を生成させながら水処理を行っても、有害物質十分な除去力は得られない。したがって、本発明においては、水和物の状態でないカルシウムアルミネートを用いることが必要である。 Here, as hydrates of calcium aluminate, for example, Ca 2 Al 2 O 5 .6H 2 O, Ca 3 Al 2 O 6 .6H 2 O, Ca 4 Al 2 O 7 .13H 2 O, and the like are known. However, even if these hydrates are used as the calcium aluminate, sufficient harmful substance removing power cannot be obtained in the present invention. For example, even if water treatment is performed using sodium aluminate and calcium hydroxide or calcium hydroxide or aluminum hydroxide to produce calcium aluminate hydrate in water, sufficient removal of harmful substances can be obtained. I can't. Therefore, in the present invention, it is necessary to use calcium aluminate that is not in a hydrated state.

−−カルシウムアルミネートの合成−−
前記カルシウムアルミネートは、例えば、合成により得ることができ、前記合成は、特に制限はなく、公知の方法によって行うことができる。例えば、水中でカルシウム化合物とアルミニウム化合物とを混合してカルシウムアルミネート水和物を合成した後、高温(好ましくは60℃以上、より好ましくは100℃以上の温度)で焼成することにより合成することができるし、また、アルミニウム化合物とカルシウム化合物とを混合して1,000℃以上、好ましくは1,300℃以上の温度で高温焼成することにより合成する(固相法)こともできる。固相合成法の加熱時間の上限に特に制限はないが、24時間以内が好ましい。長時間焼成すると硬い結晶が生成するため、焼成時間は、10時間以内がより好ましく、5時間以内が特に好ましい。
前記焼成処理に用いる装置としても、特に制限はなく、例えば公知の熱風乾燥機、電気炉、恒温器、流動層乾燥機、真空乾燥機、スプレードライヤー、ロータリーキルン等を用いて行うことができる。このときのカルシウム化合物は、カルシウムを含有するものであれば特に制限はなく、例えば、水酸化カルシウム、硝酸カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム等やこれらの水和物等が挙げられ、これらを1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。アルミニウム化合物は、アルミニウムを含有するものであれば特に制限はなく、例えば、硝酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、炭酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等やこれらの水和物等が挙げられ、これらを1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。また、これらの原料は純品だけでなくアルミスラッジ等の不純物を含むものであっても使用することができる。
--Synthesis of calcium aluminate--
The calcium aluminate can be obtained, for example, by synthesis, and the synthesis is not particularly limited and can be performed by a known method. For example, a calcium aluminate hydrate is synthesized by mixing a calcium compound and an aluminum compound in water and then synthesized by firing at a high temperature (preferably a temperature of 60 ° C. or higher, more preferably a temperature of 100 ° C. or higher). It can also be synthesized by mixing an aluminum compound and a calcium compound and baking at a high temperature of 1,000 ° C. or higher, preferably 1,300 ° C. or higher (solid phase method). Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of the heating time of a solid-phase synthesis method, 24 hours or less are preferable. Since hard crystals are produced when fired for a long time, the firing time is more preferably within 10 hours, and particularly preferably within 5 hours.
There is no restriction | limiting in particular also as an apparatus used for the said baking process, For example, it can carry out using a well-known hot air dryer, an electric furnace, a thermostat, a fluidized bed dryer, a vacuum dryer, a spray dryer, a rotary kiln etc. The calcium compound at this time is not particularly limited as long as it contains calcium, and examples thereof include calcium hydroxide, calcium nitrate, calcium oxide, calcium carbonate, calcium chloride, and hydrates thereof. Can be used singly or in appropriate combination of two or more. The aluminum compound is not particularly limited as long as it contains aluminum. For example, aluminum nitrate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum chloride, polyaluminum chloride (PAC), aluminum carbonate, sodium aluminate, potassium aluminate, etc. And hydrates of these, and the like can be used singly or in appropriate combination of two or more. Further, these raw materials can be used not only as pure products but also as containing impurities such as aluminum sludge.

なお、前記したような、水中でカルシウムアルミネート水和物を合成する反応においては、pHは9以上とすることが好ましい。pHの調整が必要なときには、一般的なpH調整剤を使用することができる。pH調整剤は、特に制限はなく、例えば、炭酸ガス、塩酸、硝酸等の酸や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、アンモニア等のアルカリ剤を、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。また、前記カルシウムアルミネート水和物の合成反応においては、pH調整後、撹拌を実施してもよいし、しなくてもよい。撹拌は常温で実施しても、加温しながら実施してもよい。また、撹拌後は、熟成してもよいし、しなくてもよい。   In the reaction for synthesizing calcium aluminate hydrate in water as described above, the pH is preferably 9 or more. When pH adjustment is necessary, a general pH adjuster can be used. The pH adjuster is not particularly limited, and examples thereof include acids such as carbon dioxide, hydrochloric acid and nitric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, Alkaline agents such as potassium carbonate and ammonia can be used singly or in appropriate combination of two or more. In the synthesis reaction of the calcium aluminate hydrate, stirring may or may not be performed after pH adjustment. Stirring may be performed at room temperature or while heating. Moreover, after stirring, it may or may not be aged.

−カルシウムアルミネート水和物の加熱処理物−
前記カルシウムアルミネート水和物の加熱処理物は、前記カルシウムアルミネート水和物を更に加熱処理することにより得ることができる。カルシウムアルミネート水和物の加熱処理は、好ましくは60℃以上、より好ましくは100℃以上の温度で、10分間以上行うことが好ましく、30分間以上行うことがより好ましい。前記加熱温度の上限としては、特に制限はないが、1,600℃以下が好ましい。また、前記加熱時間の上限としても、特に制限はないが、24時間以内が好ましい。
前記加熱処理は、大気圧環境下で実施してもよいし、減圧しながら実施してもよい。また合成したカルシウムアルミネート水和物を乾燥した後に加熱処理を実施してもよいし、乾燥せずに加熱処理を実施してもよい。前記加熱処理に用いる装置としても、特に制限はなく、例えば公知の熱風乾燥機、電気炉、恒温器、流動層乾燥機、真空乾燥機、スプレードライヤー、ロータリーキルン等を用いて行うことができる。
-Heat treatment of calcium aluminate hydrate-
The heat-treated product of the calcium aluminate hydrate can be obtained by further heat-treating the calcium aluminate hydrate. The heat treatment of calcium aluminate hydrate is preferably performed at a temperature of 60 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher for 10 minutes or more, and more preferably 30 minutes or more. Although there is no restriction | limiting in particular as an upper limit of the said heating temperature, 1,600 degrees C or less is preferable. The upper limit of the heating time is not particularly limited, but is preferably within 24 hours.
The heat treatment may be performed under an atmospheric pressure environment or may be performed while reducing the pressure. Moreover, after drying the synthesized calcium aluminate hydrate, the heat treatment may be performed, or the heat treatment may be performed without drying. There is no restriction | limiting in particular as an apparatus used for the said heat processing, For example, it can carry out using a well-known hot air dryer, an electric furnace, a thermostat, a fluidized bed dryer, a vacuum dryer, a spray dryer, a rotary kiln etc.

前記カルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物の加熱処理物の少なくともいずれかの使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、処理対象である有害物質含有水量に対して、0.01〜10質量%となるような量で使用されることが好ましく、0.05〜3質量%となるような量で使用されることがより好ましい。前記使用量が、前記好ましい範囲内であると、より有害物質除去力を向上させることができる点で、有利である。
なお、前記カルシウムアルミネート、及び、前記カルシウムアルミネート水和物の加熱処理物は、いずれかを単独で前記(A)成分として使用してもよいし、両者を併用して前記(A)成分として使用してもよい。両者を併用する場合の、前記カルシウムアルミネートと前記カルシウムアルミネート水和物の加熱処理物との使用量比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of at least any one of the said calcium aluminate and the heat processing thing of a calcium aluminate hydrate, Although it can select suitably according to the objective, For example, it is a process target. It is preferably used in an amount of 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 3% by mass relative to the amount of harmful substance-containing water. When the amount used is within the preferable range, it is advantageous in that the ability to remove harmful substances can be further improved.
In addition, the calcium aluminate and the heat-treated product of the calcium aluminate hydrate may be used alone as the component (A), or both may be used in combination as the component (A). May be used as There is no restriction | limiting in particular as usage-amount ratio of the said calcium aluminate and the heat-processing thing of the said calcium aluminate hydrate when using both together, According to the objective, it can select suitably.

<(B)成分>
前記(B)成分は、硫酸塩である。
前記硫酸塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸銀、硫酸カルシウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸銅、硫酸マンガン、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウムカリウム等が挙げられる。また、前記硫酸塩としては、これらの水和物であってもよい。
これらの中でも、前記硫酸塩としては、より有害物質除去力を向上させることができる点で、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムが好ましく、中でも、硫酸カルシウムが特に好ましい。前記硫酸塩は、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
<(B) component>
The component (B) is a sulfate.
There is no restriction | limiting in particular as said sulfate, According to the objective, it can select suitably, For example, sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, silver sulfate, calcium sulfate, ferrous sulfate, ferric sulfate, sulfuric acid Examples include nickel, cobalt sulfate, magnesium sulfate, barium sulfate, copper sulfate, manganese sulfate, aluminum sulfate, sodium aluminum sulfate, and potassium aluminum sulfate. Further, the sulfate may be a hydrate thereof.
Among these, as the sulfate, calcium sulfate, sodium sulfate, and aluminum sulfate are preferable, and among them, calcium sulfate is particularly preferable in that the ability to remove harmful substances can be further improved. The said sulfate can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

なお、前記硫酸塩は、そのままの状態で使用してもよいし、水に溶解又は分散させた状態で使用してもよい。また、前記硫酸塩は、例えば、硫酸と対応する水酸化物とを水中で混合することにより生成することができる(例えば、硫酸と水酸化カルシウムで硫酸カルシウムを生成することができ、硫酸と水酸化ナトリウムで硫酸ナトリウムを生成することができる)が、この生成された硫酸塩を含む水溶液の状態で使用してもよい。   The sulfate may be used as it is, or may be used in a state dissolved or dispersed in water. In addition, the sulfate can be produced, for example, by mixing sulfuric acid and a corresponding hydroxide in water (for example, calcium sulfate can be produced with sulfuric acid and calcium hydroxide, and sulfuric acid and water can be produced. Sodium oxide can produce sodium sulfate), but it may also be used in the form of an aqueous solution containing this produced sulfate.

前記硫酸塩の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、処理対象である有害物質含有水量に対して、0.01〜10質量%となるような量で使用されることが好ましく、0.05〜3質量%となるような量で使用されることがより好ましい。前記使用量が、前記好ましい範囲内であると、より有害物質除去力を向上させることができる点で、有利である。   There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said sulfate, Although it can select suitably according to the objective, For example, it may be 0.01-10 mass% with respect to the harmful | toxic substance containing water amount which is a process target. It is preferably used in an amount such that it is 0.05 to 3% by mass. When the amount used is within the preferable range, it is advantageous in that the ability to remove harmful substances can be further improved.

<(A)成分/(B)成分>
前記水処理剤における、前記(A)成分、及び前記(B)成分の使用量比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、質量比で、(A)成分:(B)成分=20:80〜90:10となるように使用されることが好ましく、25:75〜75:25となるように使用されることがより好ましく、30:70〜70:30となるように使用されることが更に好ましい。前記使用量比が、前記好ましい範囲内であると、より有害物質除去力を向上させることができる点で、有利である。
<(A) component / (B) component>
There is no restriction | limiting in particular as usage-amount ratio of the said (A) component in the said water treatment agent, and the said (B) component, Although it can select suitably according to the objective, For example, by mass ratio, (A ) Component: (B) component = 20: 80 to 90:10 are preferably used, more preferably 25:75 to 75:25, and more preferably 30:70 to 70. : It is more preferable to use it so that it may become 30. It is advantageous in that the removal ratio of harmful substances can be further improved when the use amount ratio is within the preferable range.

<(C)成分>
前記(C)成分は、炭酸塩である。
前記炭酸塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸マグネシウムやこれらの水和物等が挙げられる。これらの中でも、前記炭酸塩としては、より有害物質除去力を向上させることができる点で、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムが好ましく、中でも、炭酸カルシウムが特に好ましい。前記炭酸塩は、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
<(C) component>
The component (C) is a carbonate.
There is no restriction | limiting in particular as said carbonate, According to the objective, it can select suitably, For example, calcium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate, sodium potassium carbonate, ammonium carbonate, hydrogencarbonate Examples include ammonium, magnesium carbonate, and hydrates thereof. Among these, as the carbonate, calcium carbonate, potassium carbonate, and sodium carbonate are preferable in that the ability to remove harmful substances can be further improved, and among these, calcium carbonate is particularly preferable. The said carbonate can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types as appropriate.

前記炭酸塩の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、処理対象である有害物質含有水量に対して、0.01〜10質量%となるような量で使用されることが好ましく、0.05〜3質量%となるような量で使用されることがより好ましい。前記使用量が、前記好ましい範囲内であると、より有害物質除去力を向上させることができる点で、有利である。   There is no restriction | limiting in particular as usage-amount of the said carbonate, Although it can select suitably according to the objective, For example, it will be 0.01-10 mass% with respect to the harmful | toxic substance containing water amount which is a process target. It is preferably used in an amount such that it is 0.05 to 3% by mass. When the amount used is within the preferable range, it is advantageous in that the ability to remove harmful substances can be further improved.

<その他の成分>
また、本発明の水処理剤は、前記(A)成分、及び、前記(B)成分(好ましくは更に前記(C)成分のみからなるものであってもよいし、更に適宜その他の成分を含有してなるものであってもよい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、本発明の効果を損なわない範囲内で、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、原料として用いたカルシウム化合物や、酸やアルカリ等のpH調整剤などが挙げられる。なお、前記その他の成分の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<Other ingredients>
Moreover, the water treatment agent of the present invention may comprise only the component (A) and the component (B) (preferably further composed of the component (C), and further contains other components as appropriate. It may be made.
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose within a range not impairing the effects of the present invention. For example, calcium compounds used as raw materials, pH of acids, alkalis, and the like Examples thereof include regulators. In addition, there is no restriction | limiting in particular as usage-amount of the said other component, According to the objective, it can select suitably.

<製造、剤型>
本発明の水処理剤は、例えば、前記(A)成分、前記(B)成分、好ましくは更に前記(C)成分、並びに必要に応じてその他の成分を混合することにより、製造することができる。また、前記水処理剤は、塊状、粒状、粉状等、いずれの状態でも使用することができる。粒状、粉状の水処理剤は、例えば、粉砕することにより製造することができる。粉砕方法は特に制限はなく、公知の装置を用いて行うことができ、前記(A)成分、前記(B)成分、好ましくは更に前記(C)成分、並びに必要に応じてその他の成分のそれぞれを、混合する前に粉砕してもよいし、前記(A)成分、前記(B)成分、好ましくは更に前記(C)成分、並びに必要に応じてその他の成分を、混合した後に粉砕してもよい。
<Manufacturing, dosage form>
The water treatment agent of the present invention can be produced, for example, by mixing the component (A), the component (B), preferably the component (C), and other components as necessary. . Moreover, the said water treatment agent can be used in any states, such as lump shape, a granular form, and powder form. Granular and powdery water treatment agents can be produced, for example, by pulverization. The pulverization method is not particularly limited and can be performed using a known apparatus. Each of the component (A), the component (B), preferably the component (C), and other components as necessary. May be pulverized before mixing, or may be pulverized after mixing the component (A), the component (B), preferably the component (C), and other components as necessary. Also good.

なお、前記水処理剤としては、前記(A)成分、前記(B)成分、好ましくは更に前記(C)成分が予め混合された混合物を、有害物質含有水中に一度に添加して用いる態様のもののみに限定されず、例えば、前記(A)成分、前記(B)成分、好ましくは更に前記(C)成分、並びに必要に応じてその他の成分を、有害物質含有水中に別々に添加して用いる態様のものであってもよい。   In addition, as the water treatment agent, the component (A), the component (B), and preferably a mixture in which the component (C) is further mixed in advance are added to the harmful substance-containing water at one time. For example, the component (A), the component (B), preferably the component (C), and other components as necessary are separately added to the harmful substance-containing water. It may be in the form used.

<用途>
本発明の水処理剤は、有害物質含有水中から有害物質を簡便かつ効率的に除去することができ、かつ、有害物質除去後の凝集性(沈降性)にも優れるので、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる。そのため、本発明の水処理剤は、例えば後述する本発明の水処理方法に、好適に利用可能である。
<Application>
The water treatment agent of the present invention can remove harmful substances from harmful substance-containing water easily and efficiently, and also has excellent cohesiveness (sedimentation) after removal of harmful substances. It is possible to easily separate the water and the water treatment agent that have been reduced to a low level. Therefore, the water treatment agent of the present invention can be suitably used for, for example, the water treatment method of the present invention described later.

(水処理方法)
本発明の水処理方法は、前記した本発明の水処理剤を用いて行うことを特徴とする。
(Water treatment method)
The water treatment method of the present invention is performed using the above-described water treatment agent of the present invention.

<対象となる水>
本発明の水処理方法において処理対象となる水(処理対象水)としては、何らかの有害物質を含有する水であれば、特に制限はなく、例えば、様々な製品の製造工程や、燃焼ガスの洗煙工程、汚染土壌の浄化工程等から生じる産業廃水等が挙げられる。処理対象となる有害物質としても、特に制限はなく、例えば、セレン、銅、クロム、モリブデン、アンチモン、鉛、ヒ素、亜鉛、カドミウム、ニッケル、マンガン、鉄、スズ、コバルト等の重金属類や、ホウ素等が挙げられる。特に、本発明の水処理方法は、ホウ素含有水に適している。
前記ホウ素含有水は、通常オルトホウ酸(HBO)の形でホウ素を含有するが、ホウ酸塩やその他の形でホウ素を含むものであってもよい。このようなホウ素含有水としては、種々の工程、工場から排出される廃水などが挙げられる。また、本発明の水処理剤は、有害物質含有水のpHが2〜14の範囲で使用することができ、中でも、pH2〜13の範囲で使用することが好ましく、pH3〜12の範囲で使用することがより好ましい。なお、前記水処理剤は、有害物質含有水中に塩化物イオンなどの他のイオンが共存しても使用することができる。また、前記水処理剤に含まれるカルシウムアルミネートやカルシウムアルミネート水和物の加熱処理物がアルカリ性であるため、通常は、処理時のホウ素含有水は弱アルカリ性になる。有害物質含有水が強酸性溶液である場合には、必要に応じて、水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムを添加して、弱アルカリ性にすることができる。
<Target water>
The water to be treated in the water treatment method of the present invention (treatment target water) is not particularly limited as long as it contains water that contains some harmful substance. For example, the manufacturing process of various products and the washing of combustion gas The industrial wastewater etc. which arise from a smoke process, the purification process of contaminated soil, etc. are mentioned. There are no particular restrictions on the hazardous substances to be treated. For example, heavy metals such as selenium, copper, chromium, molybdenum, antimony, lead, arsenic, zinc, cadmium, nickel, manganese, iron, tin, cobalt, and boron Etc. In particular, the water treatment method of the present invention is suitable for boron-containing water.
The boron-containing water usually contains boron in the form of orthoboric acid (H 3 BO 4 ), but may contain borate or other forms of boron. Examples of such boron-containing water include wastewater discharged from various processes and factories. In addition, the water treatment agent of the present invention can be used in the range of pH 2 to 14 of harmful substance-containing water, and is preferably used in the range of pH 2 to 13 and used in the range of pH 3 to 12. More preferably. In addition, the said water treatment agent can be used even if other ions, such as a chloride ion, coexist in harmful substance containing water. Moreover, since the heat-treated product of calcium aluminate or calcium aluminate hydrate contained in the water treatment agent is alkaline, the boron-containing water during the treatment is usually weakly alkaline. When the harmful substance-containing water is a strongly acidic solution, sodium hydroxide or calcium hydroxide can be added to make it weakly alkaline as necessary.

<水処理剤による水処理方法>
本発明の水処理方法は、前記水処理剤が有害物質含有水と接触することができればよく、その方法に特に制限はない。例えば、有害物質含有水中に所定量の前記水処理剤を添加して有害物質を除去した後、前記水処理剤を固液分離により分離する方法(添加法)や、前記水処理剤を充填した充填塔へ有害物質含有水を通水させることによって有害物質を除去する方法(充填法)などが挙げられる。いずれの方法においても、効率的に有害物質を除去することが可能である。
<Water treatment method with water treatment agent>
The water treatment method of the present invention is not particularly limited as long as the water treatment agent can come into contact with harmful substance-containing water. For example, after adding a predetermined amount of the water treatment agent to harmful substance-containing water to remove the harmful substance, the water treatment agent is separated by solid-liquid separation (addition method) or the water treatment agent is filled. Examples thereof include a method (packing method) for removing harmful substances by passing water containing harmful substances through the packed tower. In either method, it is possible to efficiently remove harmful substances.

−添加法の処理条件−
添加法における水処理剤の添加量は、特に制限はなく、有害物質含有水の有害物質濃度に応じて適宜決定される。また、添加法における水処理剤の添加方法にも、特に制限はなく、例えば、廃水処理設備の配管などの流路や貯水槽に添加する方法などが挙げられる。また、添加法における処理時間にも、特に制限はなく、例えば10分間以上、好ましくは30分間以上とすることができる。また処理中に撹拌しても、しなくてもよい。撹拌するとき、装置、操作などは特に制限されず、従来公知である装置、操作を用いることができる。
-Treatment conditions for the addition method-
There is no restriction | limiting in particular in the addition amount of the water treatment agent in an addition method, According to the hazardous | toxic substance density | concentration of hazardous | toxic substance containing water, it determines suitably. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the addition method of the water treatment agent in an addition method, For example, the method of adding to flow paths, such as piping of a wastewater treatment facility, and a water tank. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the processing time in an addition method, For example, it is 10 minutes or more, Preferably it can be 30 minutes or more. Further, it may or may not be stirred during the treatment. When stirring, the apparatus and operation are not particularly limited, and conventionally known apparatus and operation can be used.

−−前処理工程−−
なお、前記添加法においては、前記水処理剤を予め水に分散させた(前処理工程)後、有害物質含有水の処理に用いることが好ましい。予め水に分散させた状態で水処理剤を使用することにより、低撹拌力条件下で有害物質含有水の処理を行った場合であっても、有害物質を効率的に除去することができる点で、有利である。前記水処理剤を水に分散させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、従来公知の撹拌装置を用いて行うことができる。また、前記水処理剤を分散させる際の水の使用量としても、特に制限はなく、例えば、水処理剤が、0.1〜20%となる量の水を使用することが好ましい。
--Pre-treatment process--
In the addition method, it is preferable that the water treatment agent is dispersed in water in advance (pretreatment step) and then used for treatment of harmful substance-containing water. By using the water treatment agent in a state of being dispersed in water in advance, it is possible to efficiently remove harmful substances even when the water containing harmful substances is treated under low stirring force conditions. It is advantageous. There is no restriction | limiting in particular as a method to disperse | distribute the said water treatment agent in water, According to the objective, it can select suitably, For example, it can carry out using a conventionally well-known stirring apparatus. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the water at the time of disperse | distributing the said water treatment agent, For example, it is preferable to use the quantity of water from which a water treatment agent will be 0.1 to 20%.

−−後処理工程−−
なお、本発明の水処理剤は凝集性(沈降性)に優れるため、凝集剤を添加しなくとも、容易に水処理剤と有害物質が除去された水とに固液分離することができるが、有害物質含有水の処理後、直ちに次工程に移行する必要がある場合や、例えば、前記のように、水処理剤を予め水に分散させた後、有害物質含有水の処理に用いたような場合(前処理工程を行った場合)では、水処理剤の凝集性(沈降性)はやや低下する。したがって、このような場合には、有害物質除去処理の後、処理後の液に、高分子凝集剤(本明細書中において、「(D)成分」と称することがある)を添加し(後処理工程)、水処理剤と有害物質が除去された水とを固液分離することが好ましい。前記高分子凝集剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤、両性系高分子凝集剤などが挙げられる。中でも、前記高分子凝集剤としては、アニオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤、両性系高分子凝集剤が好ましい。前記高分子凝集剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、処理対象とされた有害物質含有水量に対して、0.0001〜1質量%となるような量で使用されることが好ましく、0.005〜0.5質量%となるような量で使用されることがより好ましい。前記使用量が、前記好ましい範囲内であると、より水処理剤の凝集性を高めることができる点で、有利である。
--- Post treatment process-
In addition, since the water treatment agent of the present invention is excellent in cohesiveness (sedimentation property), it can be easily solid-liquid separated into water from which the water treatment agent and harmful substances have been removed without adding a coagulant. If it is necessary to immediately move to the next step after the treatment of harmful substance-containing water, for example, as described above, the water treatment agent is dispersed in water in advance and then used for treatment of harmful substance-containing water. In such a case (when the pretreatment step is performed), the coagulability (sedimentability) of the water treatment agent is slightly lowered. Therefore, in such a case, after the harmful substance removal treatment, a polymer flocculant (sometimes referred to as “component (D)” in this specification) is added to the treated liquid (afterwards). Treatment step), the water treatment agent and the water from which harmful substances have been removed are preferably subjected to solid-liquid separation. The polymer flocculant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, an anionic polymer flocculant, a nonionic polymer flocculant, a cationic polymer flocculant, an amphoteric polymer flocculant Examples thereof include a molecular flocculant. Among these, as the polymer flocculant, anionic polymer flocculants, nonionic polymer flocculants, and amphoteric polymer flocculants are preferable. There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said polymer flocculent, Although it can select suitably according to the objective, For example, 0.0001-1 mass% with respect to the harmful | toxic substance containing water amount made into the process target Is preferably used in such an amount that it is 0.005 to 0.5% by mass. It is advantageous in that the use amount is within the preferable range in that the coagulability of the water treatment agent can be further increased.

また、前記固液分離は、デカンテーション、濾過、遠心分離などの手段により通常の装置を用いて実施することができる。前記固液分離を行うことにより、有害物質含有水除去処理後の水処理剤を容易に回収することができ、回収された水処理剤は、例えば、適切な処理を施した後、再び有害物質含有水の水処理剤に用いることができる。具体的には、有害物質含有水除去処理後に回収される、水に不溶の物質(水処理剤)に加熱処理を施すことによって、得られた加熱処理物を再び有害物質含有水の水処理剤に用いることができる。この加熱処理物は、飽和有害物質吸着量に至るまでは、好適に有害物質含有水の水処理剤への再利用が可能である。   Further, the solid-liquid separation can be carried out by using a normal apparatus by means such as decantation, filtration, and centrifugation. By performing the solid-liquid separation, it is possible to easily recover the water treatment agent after the harmful substance-containing water removal treatment, and the recovered water treatment agent is, for example, a harmful substance again after performing an appropriate treatment. It can be used as a water treatment agent for contained water. Specifically, the heat treatment product obtained by subjecting the water-insoluble substance (water treatment agent) recovered after the removal process of the harmful substance-containing water to the water is treated again with the water treatment agent containing the harmful substance-containing water. Can be used. This heat-treated product can be suitably reused as a water treatment agent for water containing harmful substances until the saturated harmful substance adsorption amount is reached.

−充填法の処理条件−
充填法における充填塔への水処理剤の充填量は、特に制限はなく、充填塔の大きさや、有害物質含有水の通水速度などに応じて適宜決定される。
充填法における充填塔は、特に制限はなく、公知のものを用いることができ、またその数も特に制限はなく、例えば、充填塔1基のみを使用することもできるし、複数基の充填塔を直列につなぎ使用することもできる。
充填法における水処理剤の充填層への流入は上向流でも下向流でもよく、空間速度(SV)にも特に制限はないが、例えば1〜120hr−1、好ましくは5〜50hr−1とすることができる。
-Processing conditions for filling method-
The amount of the water treatment agent packed into the packed tower in the packing method is not particularly limited, and is appropriately determined according to the size of the packed tower, the water flow rate of harmful substance-containing water, and the like.
The packed tower in the packing method is not particularly limited, and known ones can be used, and the number thereof is also not particularly limited. For example, only one packed tower can be used, or a plurality of packed towers can be used. Can be connected in series.
The inflow of the water treatment agent into the packed bed in the filling method may be an upward flow or a downward flow, and the space velocity (SV) is not particularly limited, but is, for example, 1 to 120 hr −1 , preferably 5 to 50 hr −1. It can be.

<用途>
本発明の水処理方法によれば、簡単な装置及び操作により、少ない薬剤量(水処理剤量)で効率よく有害物質を除去することができ、かつ、有害物質濃度が十分に低下した水と水処理剤を容易に分離することができる。そのため、本発明の水処理方法は、例えば、各種産業廃水における有害物質除去(特に、ホウ素除去)に、好適に利用可能である。
<Application>
According to the water treatment method of the present invention, with a simple apparatus and operation, harmful substances can be efficiently removed with a small amount of chemical (amount of water treatment agent), and the concentration of harmful substances is sufficiently reduced. The water treatment agent can be easily separated. Therefore, the water treatment method of the present invention can be suitably used for removing harmful substances (particularly, boron removal) in various industrial wastewaters, for example.

以下、実施例、及び比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。また、以下の実施例、比較例中、「A−1」〜「A−5」、「B−1」〜「B〜6」、「C−1」、「C−2」、「D−1」〜「D−5」、「E−1」、「E−2」、「F−1」、「F−2」((E)成分と(F)成分は、(A)成分の比較成分)、「G−1」、「G−4」の各成分の詳細は、表1に示す通りである。
なお、「G−1」〜「G−4」の各成分は、「A−1」、「A−2」、「A−3」、「A−5」、「E−1」、「E−2」の各成分の合成に用いている。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples at all. In the following Examples and Comparative Examples, “A-1” to “A-5”, “B-1” to “B-6”, “C-1”, “C-2”, “D-” 1 ”to“ D-5 ”,“ E-1 ”,“ E-2 ”,“ F-1 ”,“ F-2 ”((E) component and (F) component are compared with component (A)) The details of each component of (component), “G-1”, “G-4” are as shown in Table 1.
The components “G-1” to “G-4” are “A-1”, “A-2”, “A-3”, “A-5”, “E-1”, “E”. -2 "for synthesis of each component.

なお、上記表1中、合成品として示した「A−1」、「A−2」、「A−3」、「A−5」、「E−1」、「E−2」の各成分については、以下の合成方法により、合成した。   In Table 1, each component of “A-1”, “A-2”, “A-3”, “A-5”, “E-1”, “E-2” shown as a synthetic product. Was synthesized by the following synthesis method.

<A−1、E−2の合成方法>
水1L中に水酸化アルミニウム(G−1)41.2gと水酸化カルシウム(G−2)58.8gとを混合し、100℃で12時間撹拌、24時間熟成し、反応させた。反応終了後、沈殿物を濾過、室温で乾燥し、不溶性固体(E−2)81.7gを得た。この固体E−2を500℃で3時間焼成して固体(A−1)59.5gを得た。それぞれの生成物を広角X線回折測定により分析し、固体A−1がCa12Al1433であり、固体E−2がCaAl・6HOであることを確認した。
<Synthesis Method of A-1 and E-2>
In 1 L of water, 41.2 g of aluminum hydroxide (G-1) and 58.8 g of calcium hydroxide (G-2) were mixed, stirred at 100 ° C. for 12 hours, and aged for 24 hours to be reacted. After completion of the reaction, the precipitate was filtered and dried at room temperature to obtain 81.7 g of an insoluble solid (E-2). This solid E-2 was calcined at 500 ° C. for 3 hours to obtain 59.5 g of a solid (A-1). Each product was analyzed by wide-angle X-ray diffractometry, solid A-1 is Ca 12 Al 14 O 33, solid E-2 was identified as Ca 3 Al 2 O 6 · 6H 2 O.

<A−2の合成方法>
水酸化アルミニウム(G−1)4.1gと水酸化カルシウム(G−2)5.9gを混合し、るつぼの中に入れ、焼成炉((株)モトヤマ製、SUPER BURN)を用いて1,400℃で7時間加熱し、硬い結晶性の固体7.0g得た。この固体を乳鉢で粉砕し、固体(A−2)7.0g得た。この固体A−2を広角X線回折測定により測定し、CaAlであることを確認した。
<Synthesis Method of A-2>
4.1 g of aluminum hydroxide (G-1) and 5.9 g of calcium hydroxide (G-2) are mixed, put in a crucible, and 1, using a baking furnace (manufactured by Motoyama Co., Ltd., SUPER BURN). Heating at 400 ° C. for 7 hours gave 7.0 g of a hard crystalline solid. This solid was pulverized in a mortar to obtain 7.0 g of solid (A-2). This solid A-2 was measured by wide-angle X-ray diffraction measurement and confirmed to be Ca 3 Al 2 O 6 .

<A−3の合成方法>
水酸化アルミニウム(G−1)4.1gと水酸化カルシウム(G−2)5.9gを混合し、るつぼの中に入れ、焼成炉((株)モトヤマ製、SUPER BURN)を用いて1,400℃で2時間加熱し、軟らかい固体を得た。この固体を乳鉢で粉砕し、固体(A−3)7.0gを得た。この固体A−3を広角X線回折測定により測定し、CaAlであることを確認した。
<Synthesis Method of A-3>
4.1 g of aluminum hydroxide (G-1) and 5.9 g of calcium hydroxide (G-2) are mixed, put in a crucible, and 1, using a baking furnace (manufactured by Motoyama Co., Ltd., SUPER BURN). Heating at 400 ° C. for 2 hours gave a soft solid. This solid was pulverized in a mortar to obtain 7.0 g of a solid (A-3). This solid A-3 was measured by wide-angle X-ray diffraction measurement and confirmed to be Ca 3 Al 2 O 6 .

<A−5、E−1の合成方法>
水1L中に硝酸アルミニウム・9水和物(G−3)14.1gと、硝酸カルシウム・4水和物(G−4)26.6gとを混合し、水酸化ナトリウムでpHを12に調整した後、室温で1時間撹拌し、反応させた。反応終了後、沈殿物を濾過、室温で乾燥し、不溶性固体(E−1)10.9gを得た。この固体を広角X線回折測定により測定し、CaAl・6HOであることを確認した。また、この固体E−1を500℃で3時間焼成して固体(A−5)を得た。
<Method for synthesizing A-5 and E-1>
Mix 14.1 g of aluminum nitrate nonahydrate (G-3) and 26.6 g of calcium nitrate tetrahydrate (G-4) in 1 L of water, and adjust the pH to 12 with sodium hydroxide. Then, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to be reacted. After completion of the reaction, the precipitate was filtered and dried at room temperature to obtain 10.9 g of an insoluble solid (E-1). This solid was measured by wide-angle X-ray diffraction measurement, and confirmed to be Ca 2 Al 2 O 5. 6H 2 O. Moreover, this solid E-1 was baked at 500 degreeC for 3 hours, and solid (A-5) was obtained.

なお、以下の実施例、比較例における、(1)ホウ素除去力の評価方法、(2)凝集性(沈降性)の評価方法、(3)有害物質除去力の評価、(4)高分子添加による凝集性(沈降性)の評価、(5)固液分離の評価方法は、それぞれ以下の通りである。   In the following Examples and Comparative Examples, (1) Evaluation method of boron removal power, (2) Evaluation method of cohesiveness (precipitation), (3) Evaluation of harmful substance removal power, (4) Addition of polymer Evaluation methods for cohesiveness (precipitation) by (5) and (5) solid-liquid separation are as follows.

(1)ホウ素除去力の評価方法(実施例1〜35、比較例1〜15)
得られた実施例1〜35、比較例1〜15の水処理剤について、下記表2〜5に示す条件でホウ素含有水を処理したときのホウ素除去率を算出することにより、ホウ素除去力を評価した。具体的には、75mLの市販のマヨネーズ瓶に、ホウ素含有水50.0gと、所定量の水処理剤(ホウ素除去剤)を添加し、5時間以上激しく撹拌した後、10分間静置した。処理液を濾過し、必要に応じて純水で希釈した後、ICP発光分析装置((株)パーキンエルマージャパン製、optima5300DV)を用いてホウ素濃度を測定した。ホウ素除去率は下記式(1)により算出した。なお、前記ホウ素除去率は100%に近い方が、ホウ素除去力が高いことを示す。本発明では、60%以上をホウ素除去率の合格レベルとした。結果を表2〜5に示す。
[式]
ホウ素除去率(%)=(1−C/C)×100 ・・・式(1)
:処理後のホウ素濃度(mg/L)
:処理前の初期ホウ素濃度(mg/L)
(1) Evaluation method of boron removing power (Examples 1 to 35, Comparative Examples 1 to 15)
About the obtained water treatment agent of Examples 1-35 and Comparative Examples 1-15, boron removal power is calculated by calculating the boron removal rate when the boron-containing water is treated under the conditions shown in Tables 2 to 5 below. evaluated. Specifically, 50.0 g of boron-containing water and a predetermined amount of water treatment agent (boron removal agent) were added to a 75 mL commercial mayonnaise bottle, and the mixture was stirred vigorously for 5 hours or more and then allowed to stand for 10 minutes. The treatment liquid was filtered and diluted with pure water as necessary, and then the boron concentration was measured using an ICP emission analyzer (manufactured by PerkinElmer Japan, optima 5300 DV). The boron removal rate was calculated by the following formula (1). The boron removal rate closer to 100% indicates higher boron removal power. In the present invention, 60% or more was regarded as a pass level for the boron removal rate. The results are shown in Tables 2-5.
[formula]
Boron removal rate (%) = (1−C 1 / C 0 ) × 100 (1)
C 1 : Boron concentration after treatment (mg / L)
C 0 : Initial boron concentration before treatment (mg / L)

(2)水処理剤の凝集性(沈降性)の評価(実施例1〜35、比較例1〜15)
また、実施例1〜35、比較例1〜15の水処理剤について、ホウ素除去後の凝集性(沈降性)を、以下のようにして評価した。75mLの市販のマヨネーズ瓶に、ホウ素含有水50.0gと、所定量の水処理剤を添加し、5時間以上激しく撹拌した後、静置した。10分後、気液界面の高さと固液界面の高さを測定し、下記式(2)により凝集率(沈降率)を算出した(図1参照)。なお、凝集率は100%に近い方が、凝集性が良好であることを示すが、凝集率が100%の場合は、水処理剤がホウ素含有水に溶解したことを示し、凝集性に優れることの指標とはならない(比較例7、8、10)。本発明では、50%以上(かつ100%未満)を凝集率の合格レベルとした。結果を表2〜5に示す。
[式]
凝集率(%)=(1−b/a)×100 ・・・式(2)
a:気液界面の高さ(mm)
b:固液界面の高さ(mm)
(2) Evaluation of cohesiveness (precipitation) of water treatment agent (Examples 1 to 35, Comparative Examples 1 to 15)
Moreover, about the water treatment agent of Examples 1-35 and Comparative Examples 1-15, the cohesiveness (precipitation property) after boron removal was evaluated as follows. To a 75 mL commercial mayonnaise bottle, 50.0 g of boron-containing water and a predetermined amount of water treatment agent were added and stirred vigorously for 5 hours or more, and then allowed to stand. After 10 minutes, the height of the gas-liquid interface and the height of the solid-liquid interface were measured, and the aggregation rate (sedimentation rate) was calculated by the following formula (2) (see FIG. 1). In addition, although the aggregation rate is closer to 100%, the aggregation property is better. However, when the aggregation rate is 100%, the water treatment agent is dissolved in boron-containing water, and the aggregation property is excellent. This is not an indicator of this (Comparative Examples 7, 8, and 10). In the present invention, 50% or more (and less than 100%) is regarded as the acceptable level of the aggregation rate. The results are shown in Tables 2-5.
[formula]
Aggregation rate (%) = (1−b / a) × 100 (2)
a: Height of gas-liquid interface (mm)
b: Height of solid-liquid interface (mm)

なお、表中、「添加濃度」とは、処理対象となるホウ素含有水に対する各成分の濃度(質量%)を示す。 In the table, “addition concentration” indicates the concentration (mass%) of each component with respect to the boron-containing water to be treated.

なお、表中、「添加濃度」とは、処理対象となるホウ素含有水に対する各成分の濃度(質量%)を示す。 In the table, “addition concentration” indicates the concentration (mass%) of each component with respect to the boron-containing water to be treated.

なお、表中、「添加濃度」とは、処理対象となるホウ素含有水に対する各成分の濃度(質量%)を示す。 In the table, “addition concentration” indicates the concentration (mass%) of each component with respect to the boron-containing water to be treated.

なお、表中、「添加濃度」とは、処理対象となるホウ素含有水に対する各成分の濃度(質量%)を示す。 In the table, “addition concentration” indicates the concentration (mass%) of each component with respect to the boron-containing water to be treated.

(3)有害物質(ニッケル、亜鉛、鉄、銅、鉛、マンガン)除去力の評価(実施例24〜35)
得られた実施例24〜35の水処理剤について、下記表6に示す条件で、ホウ素とホウ素以外の有害物質(ニッケル、亜鉛、鉄、銅、鉛、マンガン)含有水(処理対象水)を処理したときのホウ素除去率と有害物質除去率を算出することにより、ホウ素と有害物質除去力を評価した。具体的には、75mLの市販のマヨネーズ瓶に、ホウ素と有害物質含有水(処理対象水)50.0gと、所定量の水処理剤を添加し、所定の時間激しく撹拌した後、10分間静置した。処理液を濾過し、必要に応じて純水で希釈した後、ICP発光分析装置((株)パーキンエルマージャパン製、optima5300DV)、又は、イオン電極(サーモエレクトロン(株)製、Orion370)を用いてホウ素と有害物質濃度を測定した。有害物質濃度は、前記ICP発光分析装置を用いて測定した。ホウ素除去率は、上記式(1)、有害物質除去率は下記式(3)により算出した。なお、前記有害物質除去率は100%に近い方が、有害物質除去力が高いことを示す。本発明では、50%以上を有害物質除去率の合格レベルとした。結果を表6に示す。
[式]
有害物質除去率(%)=(1−C’/C’)×100 ・・・式(3)
C’:処理後の有害物質濃度(mg/L)
C’:処理前の初期有害物質濃度(mg/L)
(3) Evaluation of removal ability of harmful substances (nickel, zinc, iron, copper, lead, manganese) (Examples 24-35)
About the water treatment agent of obtained Examples 24-35, on the conditions shown in the following Table 6, water containing harmful substances (nickel, zinc, iron, copper, lead, manganese) other than boron and boron (treatment target water) Boron and harmful substance removal ability was evaluated by calculating boron removal rate and harmful substance removal rate when treated. Specifically, boron and harmful substance-containing water (treatment target water) 50.0 g and a predetermined amount of water treatment agent were added to a 75 mL commercially available mayonnaise bottle, and after vigorous stirring for a predetermined time, I put it. After the treatment liquid is filtered and diluted with pure water as necessary, an ICP emission analyzer (manufactured by PerkinElmer Japan, optima5300DV) or an ion electrode (manufactured by Thermoelectron, Orion 370) is used. Boron and toxic substance concentrations were measured. The harmful substance concentration was measured using the ICP emission spectrometer. The boron removal rate was calculated by the above formula (1), and the harmful substance removal rate was calculated by the following formula (3). The harmful substance removal rate closer to 100% indicates higher harmful substance removal power. In the present invention, 50% or more is regarded as an acceptable level of the harmful substance removal rate. The results are shown in Table 6.
[formula]
Hazardous substance removal rate (%) = (1−C ′ 1 / C ′ 0 ) × 100 (3)
C ′ 1 : Concentration of harmful substances after treatment (mg / L)
C ′ 0 : Initial harmful substance concentration before treatment (mg / L)

なお、表中、「添加濃度」とは、処理対象となるホウ素とホウ素以外の有害物質(ニッケル、亜鉛、鉄、銅、鉛、マンガン)含有水に対する各成分の濃度(質量%)を示す。 In the table, “addition concentration” indicates the concentration (% by mass) of each component with respect to boron to be treated and water containing harmful substances other than boron (nickel, zinc, iron, copper, lead, manganese).

(4)高分子添加による凝集性(沈降性)の評価(実施例36〜47)
ホウ素処理後の処理液の入ったビーカーを、ジャーテスター(宮本製作所、MJS−2)にセットした。120rpmで撹拌しながら、必要に応じて高分子凝集剤((D)成分)含有水溶液を添加し、120rpmで5分間撹拌後、30rpmで2分間撹拌した。3分間静置後、上澄み溶液をサンプリングし、日本電色工業(株)Water Analyzer 2000Nを用いて濁度を測定した。なお、濁度の値が小さい程、水処理剤の凝集性(沈降性)が高いことを示し、濁度の値は、30ド以下であることが好ましい。
(4) Evaluation of cohesiveness (precipitation) by addition of polymer (Examples 36 to 47)
The beaker containing the treatment liquid after the boron treatment was set in a jar tester (Miyamoto Seisakusho, MJS-2). While stirring at 120 rpm, a polymer flocculant (component (D))-containing aqueous solution was added as necessary, stirred at 120 rpm for 5 minutes, and then stirred at 30 rpm for 2 minutes. After standing for 3 minutes, the supernatant solution was sampled, and turbidity was measured using a water analyzer 2000N from Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. In addition, it shows that the cohesiveness (settability) of a water treatment agent is so high that the value of turbidity is small, and it is preferable that the value of turbidity is 30 or less.

(5)固液分離の評価方法(実施例36〜47)
直径240mmのろ紙(東洋濾紙社、No.5B)をロートにセットし、ホウ素処理後の処理液(又は、ホウ素処理と高分子凝集剤処理とを行った後の処理液)を注ぎ、ろ過を行った。10分後のろ液重量を測定した。なお、ろ液重量の値が大きい程、固液分離が良好に行われたことを示し、ろ液重量は、150g以上であることが好ましい。
(5) Evaluation method of solid-liquid separation (Examples 36 to 47)
A filter paper having a diameter of 240 mm (Toyo Roshi Kaisha, No. 5B) is set in a funnel, and a treatment liquid after boron treatment (or a treatment liquid after boron treatment and polymer flocculant treatment) is poured and filtered. went. The filtrate weight after 10 minutes was measured. In addition, it shows that solid-liquid separation was performed favorably, so that the value of filtrate weight is large, and it is preferable that filtrate weight is 150 g or more.

[実施例36〜38:前処理工程なしで処理した場合の実施例]
(実施例36)
500mLのビーカーに、ホウ素濃度30mg/L(pH6)のホウ素溶液水350g、A−3(CaAl)0.70gとB−1(硫酸カルシウム・2水和物)0.70gを添加し、ビーカーの底から1.5cmに撹拌羽根(60mm×19×4t、撹拌棒(直径8mm))をセットし、スリーワンモーター(Fine社、FBL1200)を用い、400rpmで5時間撹拌して、ホウ素処理を行った。ホウ素処理後の処理液について、ホウ素除去力を評価した結果、ホウ素除去率は、97.1%であり、ホウ素を効率的に除去できることがわかった。
ホウ素処理後の処理液の入った500mLビーカーをジャーテスターにセットし、120rpmで撹拌しながら0.1%高分子(D−1)水溶液7.0gを添加し、120rpmで5分撹拌後、30rpmで2分間撹拌した。3分間静置した後、上澄み溶液をサンプリングし、濁度を測定し、残りは、ろ液重量測定に用いた。固液分離性を評価した結果、濁度は、5ド、ろ液重量は、305gとなり固液分離性は良好であった。
[Examples 36 to 38: Examples when processing was performed without a pretreatment step]
(Example 36)
In a 500 mL beaker, 350 g of boron solution water with a boron concentration of 30 mg / L (pH 6 ), 0.70 g of A-3 (Ca 3 Al 2 O 6 ) and 0.70 g of B-1 (calcium sulfate dihydrate) Add a stirring blade (60 mm x 19 x 4 t, stirring rod (diameter 8 mm)) to 1.5 cm from the bottom of the beaker, and stir at 400 rpm for 5 hours using a three-one motor (Fine, FBL1200). Boron treatment was performed. As a result of evaluating the boron removing power of the treatment liquid after the boron treatment, the boron removal rate was 97.1%, and it was found that boron can be removed efficiently.
A 500 mL beaker containing a treatment solution after boron treatment was set in a jar tester, 7.0 g of 0.1% polymer (D-1) aqueous solution was added while stirring at 120 rpm, stirred at 120 rpm for 5 minutes, and then 30 rpm. For 2 minutes. After standing for 3 minutes, the supernatant solution was sampled and the turbidity was measured, and the rest was used for the filtrate weight measurement. As a result of evaluating the solid-liquid separability, the turbidity was 5 dos, the filtrate weight was 305 g, and the solid-liquid separability was good.

(実施例37)
B−1(硫酸カルシウム・2水和物)の添加量を0.70gから0.55gに変え、また、C−1(炭酸カルシウム)0.15gを添加したこと以外は、実施例36と同様にして、ホウ素処理を行った。ホウ素処理後の処理液について、ホウ素除去力を評価した結果、ホウ素除去率は、99.5%であり、ホウ素を効率的に除去できることがわかった。
また、このホウ素処理後の処理液の固液分離性を実施例36と同様の方法により評価した結果、濁度は、5ド、ろ液重量は、300gとなり固液分離性は良好であった。
(Example 37)
The same as Example 36 except that the amount of B-1 (calcium sulfate dihydrate) added was changed from 0.70 g to 0.55 g and 0.15 g of C-1 (calcium carbonate) was added. Then, boron treatment was performed. As a result of evaluating the boron removing power of the treatment liquid after the boron treatment, the boron removal rate was 99.5%, and it was found that boron can be efficiently removed.
Moreover, as a result of evaluating the solid-liquid separability of the treatment liquid after the boron treatment by the same method as in Example 36, the turbidity was 5 dos, the filtrate weight was 300 g, and the solid-liquid separability was good. .

(実施例38)
初期のホウ素濃度を100mg/L(pH6)にしたことと、A−3(CaAl)0.70gに代えてA−1(Ca12Al1433)1.75gを用いたこと、B−1(硫酸カルシウム・2水和物)の添加量を0.70gから1.75gに変えたこと以外は、実施例36と同様にして、ホウ素処理を行った。ホウ素処理後の処理液について、ホウ素除去力を評価した結果、ホウ素除去率は、92.1%であり、ホウ素を効率的に除去できることがわかった。
また、このホウ素処理後の処理液の固液分離性の評価は、0.1%高分子(D−1)水溶液の添加量を17.5gに変えたこと以外は、実施例36と同様の方法により評価した結果、濁度は、8ド、ろ液重量は、295gとなり固液分離性は良好であった。
(Example 38)
The initial boron concentration was set to 100 mg / L (pH 6), and A-1 (Ca 12 Al 14 O 33 ) 1.75 g was used instead of A-3 (Ca 3 Al 2 O 6 ) 0.70 g. The boron treatment was performed in the same manner as in Example 36 except that the amount of B-1 (calcium sulfate dihydrate) added was changed from 0.70 g to 1.75 g. As a result of evaluating the boron removing power of the treatment liquid after the boron treatment, the boron removal rate was 92.1%, and it was found that boron can be efficiently removed.
In addition, the evaluation of the solid-liquid separability of the treatment solution after the boron treatment was the same as in Example 36 except that the addition amount of the 0.1% polymer (D-1) aqueous solution was changed to 17.5 g. As a result of evaluation by the method, the turbidity was 8 dos, the filtrate weight was 295 g, and the solid-liquid separation was good.

[実施例39:前処理工程なし、低撹拌速度で処理した場合の実施例]
(実施例39)
撹拌速度を400rpmに変えて150rpmにしたこと以外は、実施例38と同様にホウ素処理を行った結果、ホウ素除去率は、72.2%であり、ホウ素を効率的に除去できることがわかった。
また、このホウ素処理後の処理液の固液分離性を実施例38と同様の方法により評価した結果、濁度は、7ド、ろ液重量は、302gとなり固液分離性も良好であった。
[Example 39: Example in which treatment was performed at a low stirring speed without a pretreatment step]
(Example 39)
Except that the stirring speed was changed to 400 rpm and 150 rpm, the boron treatment was performed in the same manner as in Example 38. As a result, the boron removal rate was 72.2%, and it was found that boron could be removed efficiently.
In addition, as a result of evaluating the solid-liquid separability of the treatment liquid after the boron treatment by the same method as in Example 38, the turbidity was 7 dos, the filtrate weight was 302 g, and the solid-liquid separability was also good. .

[実施例40:前処理工程を行い、低撹拌速度で処理した場合の実施例]
(実施例40)
500mLのビーカーに、水175g、A−1(Ca12Al1433)1.75gとB−1(硫酸カルシウム・2水和物)1.75gを添加し、ビーカーの底から1.5cmに前記撹拌羽根をセットしたスリーワンモーターを用い、400rpmで20時間撹拌して、水処理剤の分散液を調製した(前処理工程)。
前記分散液のスリーワンモーターの撹拌速度を150rpmに設定し、ここに200mg/Lのホウ素水溶液(pH6)175gを添加(初期ホウ素濃度;100mg/L)し、150rpmで5時間撹拌し、ホウ素処理を行った。
ホウ素処理後の処理液について、ホウ素除去力を評価した結果、ホウ素除去率は、91.9%であり、前処理工程を行うことにより、撹拌力が小さい条件下でもホウ素を効率的に除去できることがわかった。
また、このホウ素処理後の処理液の固液分離性を実施例38と同様の方法により評価した結果、濁度は、9ド、ろ液重量は、295gとなり固液分離性は良好であった。
[Example 40: Example in which a pretreatment step is performed and treatment is performed at a low stirring speed]
(Example 40)
To a 500 mL beaker, add 175 g of water, 1.75 g of A-1 (Ca 12 Al 14 O 33 ) and 1.75 g of B-1 (calcium sulfate dihydrate), and add 1.5 cm from the bottom of the beaker. Using a three-one motor with the stirring blade set, stirring was performed at 400 rpm for 20 hours to prepare a dispersion of a water treatment agent (pretreatment step).
The stirring speed of the three-one motor of the dispersion was set to 150 rpm, and 175 g of a 200 mg / L aqueous boron solution (pH 6) was added thereto (initial boron concentration: 100 mg / L), and the mixture was stirred at 150 rpm for 5 hours to perform boron treatment. went.
As a result of evaluating the boron removal power of the treatment liquid after the boron treatment, the boron removal rate is 91.9%, and by performing the pretreatment process, boron can be efficiently removed even under a low stirring force. I understood.
Moreover, as a result of evaluating the solid-liquid separability of the treatment liquid after the boron treatment by the same method as in Example 38, the turbidity was 9 dos and the filtrate weight was 295 g, and the solid-liquid separability was good. .

[実施例41:前処理工程を行い、撹拌無しで処理した場合の実施例]
実施例40と同様にして、前処理工程を行い、水処理剤の分散液を調製した。
次いで、撹拌速度を150rpmに変え、ここに200mg/Lのホウ素水溶液(pH6)175gを添加(初期ホウ素濃度;100mg/L)し、1分間撹拌した後、5時間静置し、ホウ素処理を行った。
ホウ素処理後の処理液について、ホウ素除去力を評価した結果、ホウ素除去率は、80.5%であり、前処理工程を行うことにより、撹拌力を付与できない条件下でもホウ素を効率的に除去できることがわかった。
また、このホウ素処理後の処理液の固液分離性を実施例38と同様の方法により評価した結果、濁度は、8ド、ろ液重量は、288gとなり固液分離性は良好であった。
[Example 41: Example in which the pretreatment step was performed and the treatment was performed without stirring]
A pretreatment step was performed in the same manner as in Example 40 to prepare a dispersion of a water treatment agent.
Next, the stirring speed was changed to 150 rpm, and 175 g of a 200 mg / L aqueous boron solution (pH 6) was added thereto (initial boron concentration: 100 mg / L), stirred for 1 minute, and then allowed to stand for 5 hours for boron treatment. It was.
As a result of evaluating the boron removal power of the treatment liquid after the boron treatment, the boron removal rate is 80.5%. By performing the pretreatment process, boron can be efficiently removed even under conditions where stirring power cannot be applied. I knew it was possible.
Moreover, as a result of evaluating the solid-liquid separability of the treatment liquid after the boron treatment by the same method as in Example 38, the turbidity was 8 dos, the filtrate weight was 288 g, and the solid-liquid separability was good. .

[実施例42〜47:前処理工程、及び、後処理工程を行った場合の実施例]
A−1(Ca12Al1433)1.75gに代えてA−3(CaAl)0.44gを用いたこと、また、B−1(硫酸カルシウム・2水和物)の添加量を1.75gに変えて0.44gとしたこと以外は、実施例40と同様にして前処理工程を行い、水処理剤の分散液を調製した。
ここに40mg/Lのホウ素水溶液(pH9)175gを入れ(初期ホウ素濃度20mg/L)、400rpmで3時間撹拌し、ホウ素処理を行った。
ホウ素処理後の処理液の入った500mLビーカーを、ジャーテスター(宮本製作所、MJS−2)にセットした。120rpmで撹拌しながら、表7に示す(D)成分(高分子凝集剤)を添加し(実施例42を除く)、120rpmで5分間撹拌後、30rpmで2分間撹拌し、高分子凝集剤処理を行った(後処理工程)。
上記のようにして、(1)ホウ素除去力、(2)凝集性(沈降性)、(3)固液分離性をそれぞれ評価した。結果を表7示す。
[Examples 42 to 47: Examples in which pre-processing and post-processing steps are performed]
Instead of 1.75 g of A-1 (Ca 12 Al 14 O 33 ), 0.44 g of A-3 (Ca 3 Al 2 O 6 ) was used, and B-1 (calcium sulfate dihydrate) A pretreatment step was carried out in the same manner as in Example 40 except that the amount of addition of 1.75 g was changed to 0.44 g to prepare a dispersion of a water treatment agent.
Boron treatment was performed by adding 175 g of 40 mg / L boron aqueous solution (pH 9) (initial boron concentration 20 mg / L) and stirring at 400 rpm for 3 hours.
A 500 mL beaker containing a treatment solution after boron treatment was set in a jar tester (Miyamoto Seisakusho, MJS-2). While stirring at 120 rpm, the component (D) (polymer flocculant) shown in Table 7 was added (excluding Example 42), stirred at 120 rpm for 5 minutes, and then stirred at 30 rpm for 2 minutes to treat the polymer flocculant. (Post-processing step).
As described above, (1) boron removal power, (2) cohesiveness (sedimentation), and (3) solid-liquid separation were each evaluated. Table 7 shows the results.

なお、表中、「添加濃度」とは、処理対象となるホウ素含有水に対する各成分の濃度(質量%)を示す。 In the table, “addition concentration” indicates the concentration (mass%) of each component with respect to the boron-containing water to be treated.

表7の結果、前処理工程(水処理剤を予め水に分散させる工程)のみならず、後処理工程(ホウ素処理後に(D)高分子凝集剤を添加する工程)を行うことにより、ホウ素処理後の水処理剤の凝集性を高めることができ、水処理剤と処理後の水との固液分離を効率的に行えるようになることが示された。中でも、(D)高分子凝集剤として、アニオン系高分子凝集剤であるD−1、D−2、ノニオン系高分子凝集剤であるD−3、両性系高分子凝集剤であるD−4を使用した場合に、特にホウ素処理後の水処理剤の凝集性を高めることができ、水処理剤と処理後の水との固液分離を効率的に行えるようになることが示された。   As a result of Table 7, boron treatment is performed by performing not only a pretreatment step (step of dispersing a water treatment agent in water in advance) but also a post treatment step (step of adding a polymer flocculant after boron treatment). It has been shown that the coagulability of the subsequent water treatment agent can be increased, and the solid-liquid separation between the water treatment agent and the treated water can be efficiently performed. Among them, (D) as the polymer flocculant, D-1 and D-2 which are anionic polymer flocculants, D-3 which is a nonionic polymer flocculant, and D-4 which is an amphoteric polymer flocculant In particular, it was shown that the coagulability of the water treatment agent after the boron treatment can be enhanced, and the solid-liquid separation between the water treatment agent and the water after the treatment can be performed efficiently.

[比較例15(水中でカルシウムアルミネート水和物が生成される系において硫酸カルシウムを添加した場合)]
75mLの市販のマヨネーズ瓶に、ホウ素含有水(ホウ素濃度105mg/L、pH9)50.0gとナトリウムアルミネート(F−1)0.5質量%と水酸化カルシウム(G−2)0.5質量%、硫酸カルシウム・2水和物(B−1)0.5質量%を添加して、5時間撹拌し、ホウ素処理を実施した。ホウ素除去率は20.1%であり、ホウ素濃度はやや低減されたが、その効果は低かった。
この系では、水中でカルシウムアルミネート水和物が生成されたと考えられるが、このカルシウムアルミネート水和物と、添加した硫酸カルシウムとでは、ホウ素除去力が低く、本発明におけるカルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物を加熱処理することによって得られる物質の少なくともいずれかを用いた実施例1〜23よりも、ホウ素除去率が劣っている。
また、この時の凝集率は、72%であった。
[Comparative Example 15 (when calcium sulfate is added in a system in which calcium aluminate hydrate is produced in water)]
In a 75 mL commercial mayonnaise bottle, 50.0 g of boron-containing water (boron concentration 105 mg / L, pH 9), 0.5 mass% of sodium aluminate (F-1) and 0.5 mass of calcium hydroxide (G-2) %, Calcium sulfate dihydrate (B-1) 0.5 mass% was added and stirred for 5 hours to carry out boron treatment. The boron removal rate was 20.1%, and the boron concentration was slightly reduced, but the effect was low.
In this system, it is considered that calcium aluminate hydrate was produced in water. However, the calcium aluminate hydrate and the added calcium sulfate have low boron removal power, and the calcium aluminate in the present invention, and The boron removal rate is inferior to those of Examples 1 to 23 using at least one of substances obtained by heat treating calcium aluminate hydrate.
Further, the aggregation rate at this time was 72%.

本発明の水処理剤及び水処理方法は、例えば、有害物質(例えば、ホウ素)の排水基準を満たすことを目的とした、各種産業廃水における有害物質除去に非常に有用である。   The water treatment agent and water treatment method of the present invention are very useful for removing harmful substances in various industrial wastewaters, for example, for the purpose of satisfying wastewater standards for harmful substances (for example, boron).

図1は、水処理剤の凝集性(沈降性)の評価方法を示した図である(a:気液界面の高さ(mm)、b:固液界面の高さ(mm)を示す)。FIG. 1 is a view showing a method for evaluating the cohesiveness (sedimentability) of a water treatment agent (a: height of gas-liquid interface (mm), b: height of solid-liquid interface (mm)). .

Claims (6)

(A)カルシウムアルミネート、及び、カルシウムアルミネート水和物を加熱処理することによって得られる物質の少なくともいずれかと、(B)硫酸塩とを含有することを特徴とする水処理剤。   A water treatment agent comprising (A) at least one of calcium aluminate and a substance obtained by heat-treating calcium aluminate hydrate, and (B) a sulfate. (B)硫酸塩が、硫酸カルシウムである請求項1に記載の水処理剤。   (B) The water treatment agent according to claim 1, wherein the sulfate is calcium sulfate. 更に、(C)炭酸塩を含有する請求項1から2のいずれかに記載の水処理剤。   Furthermore, the water treatment agent in any one of Claim 1 to 2 containing (C) carbonate. 請求項1から3のいずれかに記載の水処理剤を用いることを特徴とする水処理方法。   A water treatment method using the water treatment agent according to claim 1. 請求項1から3のいずれかに記載の水処理剤を水に分散させた後、有害物質含有水の処理に用いる請求項4に記載の水処理方法。   The water treatment method according to claim 4, wherein the water treatment agent according to any one of claims 1 to 3 is dispersed in water and then used for treating harmful substance-containing water. 請求項1から3のいずれかに記載の水処理剤を用いて有害物質含有水を処理した後、該処理後の液に(D)高分子凝集剤を添加し、前記処理後の液を前記水処理剤と有害物質が除去された水とに固液分離する請求項4から5のいずれかに記載の水処理方法。   After treating the harmful substance-containing water using the water treatment agent according to any one of claims 1 to 3, (D) a polymer flocculant is added to the treated liquid, and the treated liquid is added to the treated liquid. The water treatment method according to any one of claims 4 to 5, wherein solid-liquid separation is performed between the water treatment agent and water from which harmful substances have been removed.
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