JP2017051908A - 浄化処理方法及び浄化処理剤 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、当該浄化処理方法に用いる浄化処理剤について説明する。
上記合金鋼粉は、その表面にフッ素及び重金属を吸着する。フッ素及び重金属は水中でフッ化物イオン及び重金属イオンとして存在しており、これらのイオンと合金鋼粉とを反応させることでフッ素及び重金属が不溶化して合金鋼粉の表面付近に析出する。その結果、合金鋼粉はその表面にフッ素及び重金属を吸着できる。
当該浄化処理剤が浄化する汚染水又は汚染土壌はフッ素を含む。この汚染水又は汚染土壌は、重金属又は重金属含有化合物をさらに含んでもよい。
フッ素は、汚染水又は汚染土壌溶出液中ではフッ化物イオンの状態で存在し、汚染水又は汚染土壌溶出液中に溶解している。
上記重金属又は重金属化合物は、汚染水又は汚染土壌溶出液中では重金属イオン又は重金属化合物イオンとして存在し、汚染水又は汚染土壌溶出液中に溶解している。この重金属又は重金属含有化合物中の重金属のうち、特に除去されることが望ましいものとして、ヒ素、セレン、鉛、カドミウム、クロム又はこれらの組合せが挙げられる。
次に、本発明の浄化処理方法の実施形態について詳説する。
本工程では、汚染水又は汚染土壌溶出液のpHが6.5以下となるようpH調整剤を添加する。
pH調整剤としては、汚染水又は汚染土壌溶出液のpHを上記範囲内とでき、かつ当該浄化処理剤の働きを阻害しないものであれば特に限定されないが、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、蟻酸、酢酸、シュウ酸等の有機酸などが挙げられる。これらの中で、無機酸が好ましく、塩酸がより好ましい。また、pH調整剤の形状としては、固体、液体等を適宜選択し使用できる。
本工程では、当該浄化処理剤とpHを調整した汚染水又は汚染土壌溶出液とを接触させる。この接触方法には特に限定は無く、例えば当該浄化処理剤を適当な容器に充填し、この容器中に汚染水又は汚染土壌溶出液を連続的に通過させる方法、当該浄化処理剤を汚染水又は汚染土壌溶出液に添加し撹拌等する方法等が挙げられる。
内容積500mLのポリエチレン製容器に、和光純薬製のフッ化ナトリウムをイオン交換水でフッ素濃度が5mg/Lとなるよう調整した水溶液250mLを汚染水として投入した。この溶液に固体/液体比(g/mL)が1:1000となるよう表1に示す合金鋼粉0.25mgを浄化処理剤として添加した。ここで「固体/液体比」とは、上記浄化処理剤と汚染水との混合物における全固体量(g)の全液体量(mL)に対する比である。また、各実施例及び比較例で用いた合金鋼粉の種類は後述の通りである。その後、表1に示すpH調整剤を添加し、この溶液のpHを表1に示す値に調整した。なお、塩酸としては和光純薬製のものを用いた。pHの調製後、水平振とう機を用い、温度25℃、回転数140rpm、振とう幅4cmの条件下で、上記浄化処理剤と汚染水との混合物を24時間振とうし、攪拌した。振とう後、pHを測定した後、混合液を孔径0.45μmのメンブレンフィルタで吸引ろ過し、処理後汚染水の残留フッ素濃度をICP発光分光分析法にて測定した。この結果を表1に示す。なお、JIS−G−3101(2010)に規定されるSS400を代表とする鋼材が、硫黄成分及びリン成分が共に0.05%以下とされているように、硫黄及びリンは完全に取り去ることができないため、硫黄及びリンの含有量が0.05質量%未満の鉄粉を純鉄粉とみなす。
A:純鉄粉(アトマイズ鉄粉、硫黄含有量0.009質量%、リン含有量0.014質量%)
B:硫黄含有量が1質量%のアトマイズ合金鋼粉
C:リン含有量が2質量%のアトマイズ合金鋼粉
内容積500mLのポリエチレン製容器に、和光純薬製のフッ化ナトリウムをイオン交換水でフッ素濃度が5mg/Lとなるよう調整した水溶液250mLを汚染水として投入した。この溶液に固体/液体比(g/mL)が1:1000となるよう合金鋼粉0.25mgを浄化処理剤として添加した。各実施例で用いた合金鋼粉の種類は上述のCとした。その後、表2に示すpH調整剤を添加し、この溶液のpHを表2に示す値に調整した。pHの調製後、上記実施例1〜10及び比較例1〜5と同様の撹拌、濾過及び各測定を行った。この結果を表2に示す。
内容積500mLのポリエチレン製容器に、和光純薬製のフッ化ナトリウム及びヒ酸水素二ナトリウムをイオン交換水でフッ素濃度が5mg/L及びヒ素濃度が1mg/Lとなるよう調整した水溶液250mLを汚染水として投入した。この溶液に固体/液体比(g/mL)が1:1000となるよう表3に示す合金鋼粉0.25mgを浄化処理剤として添加した。各実施例で用いた合金鋼粉又は鉄粉の種類は上述のA、B又はCとした。その後、塩酸をpH調整剤として添加し、この溶液のpHを表3に示す値に調整した。pHの調製後、上記実施例1〜10及び比較例1〜5と同様の撹拌、濾過及び各測定を行った。
内容積500mLのポリエチレン製容器に、和光純薬製のフッ化ナトリウム及びセレン酸ナトリウムをイオン交換水でフッ素濃度が5mg/L及びセレン濃度が1mg/Lとなるよう調整した水溶液250mLを汚染水として投入した。この溶液に固体/液体比(g/mL)が1:1000となるよう表3に示す合金鋼粉0.25mgを浄化処理剤として添加した。各実施例で用いた合金鋼粉の種類は上述のBとした。その後、塩酸をpH調整剤として添加し、この溶液のpHを表3に示す値に調整した。pHの調製後、上記実施例1〜10及び比較例1〜5と同様の撹拌、濾過及び各測定を行った。
内容積500mLのポリエチレン製容器に、和光純薬製のフッ化ナトリウム及び硝酸鉛をイオン交換水でフッ素濃度が5mg/L及び鉛濃度が1mg/Lとなるよう調整した水溶液250mLを汚染水として投入した。この溶液に固体/液体比(g/mL)が1:1000となるよう表3に示す合金鋼粉0.25mgを浄化処理剤として添加した。各実施例で用いた合金鋼粉の種類は上述のBとした。その後、塩酸をpH調整剤として添加し、この溶液のpHを表3に示す値に調整した。pHの調製後、上記実施例1〜10及び比較例1〜5と同様の撹拌、濾過及び各測定を行った。
内容積500mLのポリエチレン製容器に、和光純薬製のフッ化ナトリウム及び硝酸カドミウムをイオン交換水でフッ素濃度が5mg/L及びカドミウム濃度が1mg/Lとなるよう調整した水溶液250mLを汚染水として投入した。この溶液に固体/液体比(g/mL)が1:1000となるよう表3に示す合金鋼粉0.25mgを浄化処理剤として添加した。各実施例で用いた合金鋼粉の種類は上述のBとした。その後、塩酸をpH調整剤として添加し、この溶液のpHを表3に示す値に調整した。pHの調製後、上記実施例1〜10及び比較例1〜5と同様の撹拌、濾過及び各測定を行った。
内容積500mLのポリエチレン製容器に、和光純薬製のフッ化ナトリウム及び二クロム酸カリウムをイオン交換水でフッ素濃度が5mg/L及びクロム濃度が1mg/Lとなるよう調整した水溶液250mLを汚染水として投入した。この溶液に固体/液体比(g/mL)が1:1000となるよう表3に示す合金鋼粉0.25mgを浄化処理剤として添加した。各実施例で用いた合金鋼粉の種類は上述のBとした。その後、塩酸をpH調整剤として添加し、この溶液のpHを表3に示す値に調整した。pHの調製後、上記実施例1〜10及び比較例1〜5と同様の撹拌、濾過及び各測定を行った。
Claims (7)
- 汚染水又は汚染土壌からフッ素を除去する浄化処理方法であって、
上記汚染水又は上記汚染土壌から溶出した溶出液にpHが6.5以下になるようpH調整剤を添加する工程と、
硫黄、リン又はこれらの組合せを含む合金鋼粉を含有する浄化処理剤を上記汚染水又は上記汚染土壌と接触させる工程と
を備えることを特徴とする浄化処理方法。 - 上記pH調整剤を添加する工程で、汚染水又は汚染土壌から溶出した溶出液のpHを3以上5以下とする請求項1に記載の浄化処理方法。
- 上記pH調整剤が塩酸を含む請求項1又は請求項2に記載の浄化処理方法。
- 上記合金鋼粉がアトマイズ合金鋼粉である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の浄化処理方法。
- 上記合金鋼粉の硫黄含有量が0.05質量%以上5質量%以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の浄化処理方法。
- 上記合金鋼粉のリン含有量が0.05質量%以上5質量%以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の浄化処理方法。
- 汚染水又は汚染土壌からフッ素を除去する浄化処理剤であって、
硫黄、リン又はこれらの組合せを含む合金鋼粉を含有し、
pHが6.5以下に調整された上記汚染水又は上記汚染土壌から溶出した溶出液に接触させて用いられることを特徴とする浄化処理剤。
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