JP2019155216A - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents
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[マグネシウム剤の調製]
塩基性炭酸マグネシウム(和光純薬工業社製、重質)50gを600℃で30分、電気炉内で焼成した。焼成後、放冷し、得られたマグネシウム剤のBET比表面積を、JIS8830:2013に基づく方法により島津製作所社製の比表面積測定装置(ASAP2010)で測定した。
ここでは、被処理水として、純水にホウ酸を溶解したホウ素濃度500mg/Lのホウ素人工排水を用い、以下の手順でホウ素人工排水の処理を行った。
上記人工排水300mLをガラスビーカーに入れ、上記マグネシウム剤を3.5g/L添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。撹拌終了後、10分間静置して処理水と汚泥を固液分離し、汚泥を回収した。次に、上記人工排水300mLに上記マグネシウム剤を3.5g/L添加すると共に、回収した汚泥を全量添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。この反応工程のpHは10.5であり、汚泥添加量は140mL/Lであった。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、濾過液のホウ素濃度を分析した。また、残りの処理水は10分間静置して処理水と汚泥を固液分離し、汚泥を回収した。
上記人工排水300mLに上記マグネシウム剤を3.5g/L添加して、150rpmの回転速度で15分間撹拌した後に、実施例1で回収した上記汚泥を全量添加して、150rpmの回転速度で15分間撹拌した。この反応工程のpHは10.6であり、汚泥添加量は210mL/Lであった。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、濾過液のホウ素濃度を分析した。また、残りの処理水は10分間静置して処理水と汚泥を固液分離し、汚泥を回収した。
上記人工排水300mLに上記マグネシウム剤を3.5g/L添加して、150rpmの回転速度で15分間撹拌した後に、実施例3で回収した前記汚泥を全量添加して、150rpmの回転速度で15分間撹拌した。この反応工程のpHは10.5であり、汚泥添加量は280mL/Lであった。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、上記濾過液のホウ素濃度を分析した。
上記人工排水300mLに上記マグネシウム剤を3.5g/L添加すると共に、実施例2で回収した上記汚泥を全量添加して150rpmの回転速度で30分間撹拌した。この反応工程のpHは10.5であり、汚泥添加量は220mL/Lであった。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、上記濾過液のホウ素濃度を分析した。また、残りの処理水は10分間静置して処理水と汚泥を固液分離し、汚泥を回収した。
上記人工排水300mLに上記マグネシウム剤を3.5g/L添加すると共に、実施例5で回収した上記汚泥を全量添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。この反応工程のpHは10.5であり、汚泥添加量は290mL/Lであった。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、上記濾過液のホウ素濃度を分析した。
上記人工排水300mLをガラスビーカーに入れ、上記マグネシウム剤を3.5g/L添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。撹拌終了後、10分間静置して処理水と汚泥を固液分離し、汚泥を回収した(試験操作1)。次に、上記人工排水300mLに上記回収した汚泥を全量添加して、150rpmの回転速度で15分間撹拌した後、上記マグネシウム剤を3.5g/L添加して150rpmの回転速度で15分間撹拌した。撹拌終了後、10分間静置して処理水と汚泥を固液分離し、汚泥を回収した(試験操作2)。この試験操作2をさらに3回繰り返した。この操作により得られた処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、上記濾過液のホウ素濃度を分析した。最終反応工程のpHは10.5であり、汚泥添加量は270mL/Lであった。
上記人工排水300mLをガラスビーカーに入れ、上記マグネシウム剤を3.5g/L添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。この反応工程のpHは10.5であった。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、上記濾過液のホウ素濃度を分析した。
上記人工排水300mLをガラスビーカーに入れ、上記マグネシウム剤を5.0g/L添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。この反応工程のpHは10.6であった。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、上記濾過液のホウ素濃度を分析した。
塩基性炭酸マグネシウム(和光純薬工業社製、重質)50gを1000℃で60分、電気炉内で焼成した。焼成後、放冷し、得られたマグネシウム剤のBET比表面積及び結晶子サイズを実施例1と同様の方法で測定した。比較例3のマグネシウム剤のBET比表面積は21m2/gであり、結晶子サイズは570Åであった。
ホウ素除去率(%)=(1−(濾過液のホウ素濃度/人工排水のホウ素濃度))×100
上記人工排水300mLをガラスビーカーに入れ、実施例1のマグネシウム剤を3.5g/L添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。撹拌終了後、5分間静置し、シリンジを用いて処理水の水面から上層水を100mL回収した。回収した上層水の濁度は濁度計(日本電色株式会社製、Water Analyzer 2000N)を用いて測定した。
上記人工排水300mLをガラスビーカーに入れ、比較例3のマグネシウム剤を3.5g/L添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。撹拌終了後、5分間静置し、シリンジを用いて処理水の水面から上層水を100mL回収した。回収した上層水の濁度を測定した。
実施例1のマグネシウム剤を7.7g/L添加したこと以外は、比較例1と同様に試験した。
実施例1のマグネシウム剤を純水に10%(重量パーセント濃度)となるように添加し、スターラーを用いて90分間撹拌してスラリを調製した。実施例1の人工排水300mLをガラスビーカーに入れ、上記スラリを77g/L添加して、150rpmの回転速度で30分間撹拌した。上記マグネシウム剤の固形分添加量は参考例1と同じ7.7g/Lである。撹拌終了後、処理水の一部を孔径0.45μmのシリンジフィルターを用いて濾過し、上記濾過液のホウ素濃度を分析した。
Claims (11)
- 除去対象物質を含む被処理水にマグネシウム剤を添加し、前記除去対象物質の不溶化物を生成する反応工程と、
前記反応工程で生成した前記不溶化物を含む汚泥を固液分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程で分離した前記汚泥の少なくとも一部を前記反応工程に返送する汚泥返送工程と、を有し、
前記マグネシウム剤は、マグネシウムと炭酸を主成分とする化合物又は水酸化マグネシウムのうち少なくとも1つの焼成物を含み、前記焼成物は、BET比表面積が85m2/g以上であり、結晶子サイズが110Å以下であることを特徴とする水処理方法。 - 前記反応工程は、直列2段の反応槽を含み、
前記汚泥返送工程では、1段目の反応槽及び2段目の反応槽のうち少なくともいずれか一方の反応槽に前記汚泥を返送することを特徴とする請求項1に記載の水処理方法。 - 前記反応工程では、粉体状態の前記マグネシウム剤を前記被処理水に添加することを特徴とする請求項1又は2に記載の水処理方法。
- 前記反応工程では、前記被処理水のpHが9以上となる量の前記マグネシウム剤を前記被処理水に添加することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記除去対象物質はホウ素、フッ素、シリカおよび重金属のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 除去対象物質を含む被処理水にマグネシウム剤を添加し、前記除去対象物質の不溶化物を生成する反応手段と、
前記反応手段で生成した前記不溶化物を含む汚泥を固液分離する固液分離手段と、
前記固液分離手段で分離した前記汚泥の少なくとも一部を前記反応手段に返送する汚泥返送手段と、を有し、
前記マグネシウム剤は、マグネシウムと炭酸を主成分とする化合物又は水酸化マグネシウムのうち少なくとも1つの焼成物を含み、前記焼成物は、BET比表面積が85m2/g以上であり、結晶子サイズが110Å以下であることを特徴とする水処理装置。 - 前記反応手段は、直列2段の反応槽を含み、
前記汚泥返送手段は、1段目の反応槽及び2段目の反応槽のうち少なくともいずれか一方の反応槽に前記汚泥を返送することを特徴とする請求項6に記載の水処理装置。 - 前記反応手段は、粉体状態の前記マグネシウム剤を前記被処理水に添加することを特徴とする請求項6又は7に記載の水処理装置。
- 前記反応手段は、前記被処理水のpHが9以上となる量の前記マグネシウム剤を前記被処理水に添加することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記除去対象物質はホウ素、フッ素、シリカおよび重金属のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記反応手段及び前記固液分離手段は、1つの回分式反応装置により構成され、
前記汚泥返送手段は、前記除去対象物質の不溶化物を生成する際の前記回分式反応装置に前記汚泥を返送することを特徴とする請求項6に記載の水処理装置。
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