JP2017177026A - ｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、塩基性廃水のｐＨの調整において、原廃水と調整の薬液のｐＨと量のモニタの必要性を除いた簡易な調整でもｐＨが中性以下にずれないｐＨの調整方法とその装置を提供することである。【解決手段】本発明のｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置では、塩基のｐＨ調整に酸を使用せずに、鉄バクテリアろ過材を使い、これに、塩基廃水を通過させることで、ＯＨ−が水溶液から減少するようにしたもので、ｐＨは中性に近づくが、酸性に行くことはなく、従って、ｐＨと量のモニタを不要としたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄バクテリアろ過体を使ったｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置に関するものである。

従来、ｐＨ調整方法又は装置として、酸又は塩基の中和の方法がよく知られている。その中で、塩基の酸による中和を取り上げてみると、図４に示すような方法又は装置でｐＨ調整が行われている。これを説明するに、中和槽４１０に塩基（塩基）を含む塩基廃液４２０とこれを中和するための酸４３０が導入され中和されてｐＨが中性付近になるように処理される。中性にするためには、もとになる塩基性廃液４２０のｐＨと液量と酸４３０のｐＨと液量が、ＯＨ−イオンとｈ＋イオンの量が当量になる必要があることは化学の常識であり、そのため、各々のｐＨと液量を計測モニタして、塩基性廃液４２０に対応するように酸４３０を加えなければならない。ｐＨと液量のモニタが間違っていると、処理後の廃液のｐＨが中性からずれることになる恐れがある。また、モニタの設置だけでなく、維持も面倒な対応を要求される。このような従来の中和装置として、多くの例があるが、特許文献１、特許文献２を掲げることができる。

特公平７−２９１０３ 特許第４５７７６０８号

本発明の課題は、以上のようなｐＨの調整をする場合に、ｐＨと液量のモニタの必要性を省いて簡易な調整でもｐＨが酸性側にはずれないｐＨの調整方法とその装置を提供することである。

本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置では、塩基のｐＨ調整に酸を使用せずに、鉄バクテリアろ過体を使い、これに、塩基性廃液を通過させる、又は、塩基性廃液に鉄バクテリアろ過体を投入することで、
鉄バクテリアの酸化作用（Ｆｅ^２＋→Ｆｅ^３＋＋ｅ⁻）で形成されたＦｅ^３＋が塩基性を示すＯＨ⁻イオンと結合して沈澱することで、ＯＨ⁻が廃液から減少するようにしたもので、ｐＨは中性に近づくが、酸を使った場合に比べて、酸性に行くことはなく、従って、ｐＨと液量のモニタが不要となる。
以下、請求項に沿って記述する。

請求項１記載の発明は、ｐＨ調整方法であって、
塩基性廃液の中性方向へのｐＨ調整において、前記塩基性廃液を、鉄材と鉄バクテリアろ過材の別体又は鉄材を一体に含む鉄バクテリアろ過材の形態をとった鉄バクテリアろ過体に通過させ、又は、逆に、前記塩基性廃液に前記鉄バクテリアろ過体を投入し、前記鉄バクテリアろ過材の有する鉄バクテリアに、前記鉄材由来の第一鉄を酸化させ第二鉄イオンを生成ししめ、前記第二鉄イオンが前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンと結合し沈澱を生じることで、前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンを減少させることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のｐＨ調整方法において、
前記ＯＨ⁻イオンを減少させることにおいて、酸の投入を伴わないことで、酸性側への移動がなく、よって、前記塩基性廃液のｐＨと液量と前記鉄バクテリアろ過材との厳密な量的関係の計測モニタを省いたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、ｐＨ調整装置であって、
塩基性廃液の中性方向へのｐＨ調整において、中和槽と、鉄材と鉄バクテリアろ過材の別体又は鉄材を一体に含む鉄バクテリアろ過材の形態をとった鉄バクテリアろ過体とを備え、
前記鉄バクテリアろ過材の有する鉄バクテリアが前記鉄材由来の第一鉄を酸化し、第二鉄イオンを生成し、前記中和槽において前記塩基性廃液と前記鉄バクテリアろ過体が接触したときに、前記第二鉄イオンが前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンと結合し沈澱を生じることで、前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンを減少させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載のｐＨ調整装置において、
前記ＯＨ⁻イオンを減少させることにおいて、酸の投入を伴わないことで、酸性側への移動がなく、よって、前記塩基性廃液のｐＨと液量と前記鉄バクテリアろ過材との厳密な量的関係の計測モニタ手段を省いたことを特徴とする。

以上の様に構成されているので、本発明によれば、ｐＨ調整で酸性に行くことはなく、ｐＨと液量のモニタが不要であり、極めて処理が容易であり、装置構成も簡略化できる。

本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置の構成の一実施態様を示す図である。 本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置の適用の一実施態様を示す図である。 本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置の適用の別の実施態様を示す図である。 従来のｐＨ調整装置の例を示す図である。

本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置では、塩基を含む廃液の中和又はｐＨ調整に酸又は二酸化炭素を用いることなく、鉄バクテリアろ過体に廃液を通過させ、又は、逆に、廃液に鉄バクテリアろ過体を投入して、廃液中のＯＨ⁻イオンを第二鉄イオンが捕獲し、沈殿することで、ＯＨ⁻イオンを廃液中から除去するｐＨ調整方法であり、これを行うｐＨ調整装置である。上記の鉄バクテリアろ過体の仕様としては、鉄材と鉄バクテリアろ過材の別体又は鉄材を一体に含む鉄バクテリアろ過材の形態をとる。鉄バクテリアろ過材は、ろ過材に鉄バクテリアが付着したもの、又は、ろ過材に鉄バクテリアを含む鉄酸化物が付着したものである。ろ過材は、イオン交換樹脂、活性炭、ろ過砂、多孔質セラミックなどの市販のろ過材を使用可能である。
尚、鉄バクテリアは、鉄酸化バクテリアとしてよく知られている。
以下図に沿って説明する。

図１は、本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置の構成の一実施態様を示す図である。
中和槽１１０内には、上記の仕様の鉄バクテリアろ過体１２０が内包されている。塩基性廃液１３０が中和槽１１０内に導入され、鉄バクテリアろ過体１２０と接触する。前述したように、鉄バクテリアろ過体１２０の鉄バクテリアは、鉄材由来の第一鉄を酸化して第二鉄イオンを生成し、第二鉄イオンは、ＯＨ⁻イオンと合体して沈殿を作成する。そのため、廃液１３０中のＯＨ⁻イオンが減少し、廃液のｐＨは強い塩基性から中性に近づく。中性に近づいた廃液は、処理後廃液１４０として捨てられるか、又は、再利用される。
この説明で分かるように、ここでは、従来例と違って、塩基性廃液、及び酸のｐＨと液量とに関係は必要がなく、適度に多い鉄バクテリアろ過体１２０を投入しておけばよい。多くても酸性になる心配はない。従って、ｐＨと液量のモニタは本質的には不要となっている。
尚、中和槽を多段に構成する、鉄バクテリアろ過体１２０を撹拌する等は自由になされる。
尚、塩基性廃液、及び酸のｐＨと液量の関係はないので、必須ではないが、念の為に、処理後廃液のｐＨや処理の液量を計測モニタすることはしてもよいことは当然である。

図２は、本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置の適用の一実施態様を示す図である。コンクリート液槽２１０からの廃液が塩基性を示し、ｐＨ調整が必要なことがある。コンクリートは、炭酸カルシウムが基材になっているので、水に溶け出て、炭酸イオンとカルシウムイオンになるが、前者は弱酸であり、後者は強塩基であるので、結果として、廃液は、塩基性を呈することは常識的知見である。
このような場合のｐＨ調整に、本発明によるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置を適用したのが、図２である。コンクリート液槽２１０からの塩基性廃液１３０が、中和槽１１０内に導入され、鉄バクテリアろ過体１２０と接触し、ｐＨ調整が済んだ処理後廃液１４０が得られる。尚、ここでコンクリート液槽とは、廃液を貯めるコンクリート製の枡を言う。

図３は、本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置の適用の別の実施態様を示す図である。鋳物加工では、型を中子砂と呼ばれる鋳砂を硬化剤で固める。硅酸ナトリウム（水ガラス）は硬化剤として知られている。鋳物加工工程３１０が済むと、鋳型バラシ行程３２０が行われる。鋳砂再生行程３３０では、再生の為に硬化剤と分離されるが、その際に、鋳砂３４０と再生処理廃液３５０に分かれる。鋳砂３４０は再利用に回される。一方、再生処理廃液３５０は、硅酸ナトリウムを含んだ処理水となり、硅酸イオンは弱酸であり、ナトリウムイオンは強塩基であるので、水溶液は、塩基性となる。
従って、図２の場合と同じく、再生処理廃液３５０は、中和槽１１０内に導入され、鉄バクテリアろ過体１２０と接触し、ｐＨ調整が済んだ処理後廃液１４０が得られる。
尚、処理後廃液１４０は、鋳砂再生行程３３０で使用する処理水として再利用が可能である。

以上のように本発明にかかるｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置では、ｐＨと量のモニタ行わなくともｐＨ調整で酸性に行くことはなく、極めて処理管理が容易であり、装置構成も簡略化できるので、産業上利用して極めて好都合である。

１１０、４１０ 中和槽
１２０ 鉄バクテリアろ過体
１３０、４２０ 塩基性廃液
１４０ 処理後廃液
２１０ コンクリート水槽
３１０ 鋳物加工工程
３２０ 鋳型バラシ行程
３３０ 鋳砂再生行程
３４０ 鋳砂
３５０ 再生処理廃液
４３０ 酸

Claims (4)

1. 塩基性廃液の中性方向へのｐＨ調整において、前記塩基性廃液を、鉄材と鉄バクテリアろ過材の別体又は鉄材を一体に含む鉄バクテリアろ過材の形態をとった鉄バクテリアろ過体に通過させ、又は、逆に、前記塩基性廃液に前記鉄バクテリアろ過体を投入し、前記鉄バクテリアろ過材の有する鉄バクテリアに、前記鉄材由来の第一鉄を酸化させ第二鉄イオンを生成ししめ、前記第二鉄イオンが前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンと結合し沈澱を生じることで、前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンを減少させることを特徴とするｐＨ調整方法。
2. 前記ＯＨ⁻イオンを減少させることにおいて、酸の投入を伴わないことで、酸性側への移動がなく、よって、前記塩基性廃液のｐＨと液量と前記鉄バクテリアろ過材との厳密な量的関係の計測モニタを省いたことを特徴とする請求項１に記載のｐＨ調整方法。
3. 塩基性廃液の中性方向へのｐＨ調整において、中和槽と、鉄材と鉄バクテリアろ過材の別体又は鉄材を一体に含む鉄バクテリアろ過材の形態をとった鉄バクテリアろ過体とを備え、
   前記鉄バクテリアろ過材の有する鉄バクテリアが前記鉄材由来の第一鉄を酸化し、第二鉄イオンを生成し、前記中和槽において前記塩基性廃液と前記鉄バクテリアろ過体が接触したときに、前記第二鉄イオンが前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンと結合し沈澱を生じることで、前記塩基性廃液中のＯＨ⁻イオンを減少させることを特徴とするｐＨ調整装置。
4. 前記ＯＨ⁻イオンを減少させることにおいて、酸の投入を伴わないことで、酸性側への移動がなく、よって、前記塩基性廃液のｐＨと液量と前記鉄バクテリアろ過材との厳密な量的関係の計測モニタ手段を省いたことを特徴とする請求項３に記載のｐＨ調整装置。

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