JP2010502436A - 浸漬限外ろ過膜又は精密ろ過膜を使用して産業廃水から重金属を除去するための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
「UF」とは、限外ろ過を意味する。
上述したように、本発明は、浸漬精密ろ過膜又は浸漬限外ろ過膜のいずれかの使用により、産業廃水から1種又は複数種の重金属を除去するための方法を提供する。
15ppmの銅、界面活性剤、及びキレート剤を含有する産業廃水を、回路基板製造会社から取得し、オーバーヘッドミキサを装備したタンクに収納した。硫酸でpHを3.0に調節した。その後、190ppmの硫酸第二鉄を添加し、2分間混合した。その後、25%の水酸化ナトリウムでpHを8.0に調節し、Nalco Company、1601 West Diehl Road、Naperville、ILから入手可能な、二硫化炭素で官能化された180ppmの二塩化エチレン−アンモニアポリマーを添加し、3分間混合した。その後、この処理済み廃水を膜タンクに収納した。始めは、より低い30LMHのフラックスを適用し、その間TMPをモニタした。10分後、フラックスを59LMHに増加させ、再びTMPを測定した。300LMHフラックスまで、この工程を続けた。これらの測定中は、透過液を供給タンクへ戻して再利用し濃縮物は取り除かなかったが、それは膜タンク中の金属濃度及び固形物濃度が一定だったことを意味する。各フラックスにおいて、透過液の金属濃度及び濁度も測定した。フラックス−TMPデータを図2に示す。透過液の濁度は、全フラックスにおいて0.09〜0.12NTUであった。透過液のCu++濃度は、この実験中、0.1〜1ppm間を維持した。これらの金属濃度は、水塊中への放出に望ましいか、又はそれより低い。
実施例1と同様の手順を使用したが、773ppmのCu並びに界面活性剤及びキレート剤も含有する産業廃水を用いた。この廃水も回路基板製造会社から取得した。この実施例で使用した硫酸第二鉄及び当該二塩化エチレン−アンモニアポリマーの投入量は、それぞれ3000ppm及び2100ppmだった。TMP−フラックスのデータを図3に示す。遥かに高いレベルの金属、他の付着物(foulants)及び処理用化学物質が存在するにも関わらず、限界フラックスは、300LMHフラックスで稼働させた後でさえ検出されなかった。透過液の濁度は、再び0.09〜0.12NTUであり、透過液のCu++は、0.09〜14ppmの間で推移した。より高フラックスで安定した稼働、つまり膜汚損がないことが可能になる一方で、773ppmから実に14ppmまでのCu++の低減は、98%を超えた低減であり、それは特筆すべきことである。
この実施例では、100ppmのCu++及び590ppmのEDTA−Na4(エチレンジアミン四酢酸の四ナトリウム塩)を含有する24Lの擬似廃水を、実施例1と同様の方法で処理した。硫酸第二鉄及び当該二塩化エチレン−アンモニアポリマーは、それぞれ1300ppm及び300ppmだった。ポリマー性キレート剤処理の後に、50モル%の陽イオン性電荷を有する、5ppmのDMAEA.MCQ−AcAmコポリマーを添加し、2分間混合した。ここでは、透過液及び廃棄物/濃縮物の両方を排出する一方で、処理済み供給液を膜タンクに絶えず添加して7Lのレベルを維持した。図4における最終濃縮ファクターとは、最初の供給体積(24L)/最終的な濃縮水の体積(7L)の率を意味し、つまり供給液中の固形物は、検査した両フラックスの各々において実験終了時には3.4倍に濃縮された。
Claims (18)
- 膜分離工程の使用により、産業廃水から1種又は複数種の重金属を除去するための方法であって、
a.重金属を含有する産業廃水を、前記産業廃水を保持するのに好適な容器に収集するステップと、
b.この系のpHを調節して、前記産業廃水中の前記重金属の水酸化物沈殿を形成するステップと、
c.約5から約50モルパーセントまでのジチオカルバマートソルト基を含有した約500から約10,000ダルトンまでの分子量を有する水溶性二塩化エチレンアンモニアポリマーの有効量を添加して、前記産業廃水系中の前記重金属と反応させるステップと、
d.浸漬膜を介して前記処理済み産業廃水を通過させるステップであり、前記浸漬膜が限外ろ過膜又は精密ろ過膜であるステップと、
e.自由選択的に前記膜を逆流洗浄し、前記膜の表面から固形物を除去するステップと
を含む方法。 - 前記水溶性二塩化エチレンアンモニアポリマーの前記有効量が、10ppmから約10,000ppmまである、請求項1に記載の方法。
- ステップaの後且つステップbの前に、前記産業廃水系のpHを調節して、もし存在する場合には前記廃水系中のキレート剤から金属を脱錯体化し、そのすぐ後に又は同時に1種又は複数種のキレート剤スカベンジャーを添加するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記処理済み産業廃水を前記浸漬膜を介して通過させるための推進力が正圧又は負圧である、請求項1に記載の方法。
- ステップcの後且つ前記浸漬膜を介して通過する前に、1種又は複数種の水溶性ポリマーで前記産業廃水を処理することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記水溶性二塩化エチレンアンモニアポリマーが、約2,000から約2,000,000ダルトンの分子量を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記水溶性ポリマーが、両性ポリマー、陽イオン性ポリマー、又はツビッターイオン性ポリマー、陰イオン性ポリマー及びその組み合わせからなる群から選択される、請求項5に記載の方法。
- 前記浸漬膜分離工程が、クロスフロー式膜分離工程、半デッドエンドフロー式膜分離工程、及びデッドエンドフロー式膜分離工程からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記膜からのろ過液を追加的な膜を介して通過させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記追加的な膜が逆浸透膜である、請求項9に記載の方法。
- 前記追加的な膜がナノろ過膜である、請求項9に記載の方法。
- 前記浸漬膜が、中空繊維構造、平板構造、又はその組み合わせからなる群から選択される構造を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記水溶性ポリマーが、100,000から約2,000,000ダルトンまでの分子量を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記産業廃水中の前記重金属が、Pb、Cu、Zn、Cd、Ni、Hg、Ag、Co、Pd、Sn、及びSb又はその組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記産業廃水が、半導体製造、回路基板産業、金属表面処理、金属めっき、電力産業、精錬業、自動車産業からなる群から選択される工業工程からのものである、請求項1に記載の方法。
- ステップbの後及びステップbの前での前記pH調整が4未満である、請求項3に記載の方法。
- 前記キレート剤スカベンジャーが、Ca若しくはMg又はAl若しくはFeを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記Feを含有するキレート剤スカベンジャーが、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、又はその組み合わせからなる群から選択される、請求項17に記載の方法。
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