JP2020062584A - 有害物質含有排水の処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の処理方法が対象とする排水は、ホウ素を含有する排水であり、さらにフッ素、及び、亜鉛、砒素、セレン、溶解性鉄、溶解性マンガン、銅、鉛、六価クロムの重金属イオン或いは錯体を含んでいてもよい。
本発明の有害物質の処理方法は、このような排水に対し処理剤を投入するステップ(1)、反応ステップ(2)、固液分離ステップ(3)からなり、さらに固液分離後の固相成分を再利用するステップを含んでもよい。
本発明の処理は、主に二つの処理メカニズムにより進行する。一つは、消石灰とリン酸による下記の反応によって水酸化アパタイトを生成する過程で、水酸化アパタイト中にホウ素等有害物質を取り込む(包含プロセス)。もう一つは、生成した水酸化アパタイト表面に有害物質を吸着させる(吸着プロセス)。
模擬排水として、ホウ素濃度100mg/Lの排水試料を用意した。この排水試料250mL(温度20℃)をホモジナイザー(プライミクス社製)に入れ、消石灰(奥多摩工業社製、超特選消石灰)2.49g、リン酸(関東化学社製、特級:85%)1.77gを添加し、回転数1500rpmで攪拌しながら反応を行い、電気伝導度が一定(約5.5ms)になったところで処理を終了した。反応系の処理温度は25℃、処理時間(攪拌時間)は約25分であった。なお処理剤におけるCa/P比は2.2、処理系におけるP/B比は6.6である。
反応系の処理温度を50℃とした以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ模擬排水を処理した。処理後のろ液中のホウ素濃度はICP測定の結果、2.02mg/L(処理)であった。
模擬排水として、ホウ素濃度30mg/Lの排水を使用し、処理剤(消石灰+リン酸)の使用量を実施例1の使用量の約1/3にし(P/B比=7.0)、それ以外は実施例1と同じ模擬排水を処理した。処理後のろ液中のホウ素濃度はICP測定の結果、4.54mg/Lであった。
実施例1と同じ模擬排水を用い、処理剤として、リン酸の代わりにリン酸二水素ナトリウム(WAKO社製)4.9gを用いた以外は実施例1と同様の方法で処理したところ、処理後のろ液中のホウ素濃度はICP測定の結果、53.37mg/Lであった。なお、比較例1の処理剤におけるCa/P比は2.2、P/B比は33.9である。
実施例1と同じ模擬排水を用い、処理剤として、Ca/P比及びP/B比がそれぞれ実施例1と同じ(Ca/P2.2、P/B比6.6)になるように、塩化カルシウム(WAKO社)2.47g、比較例1と同様のリン酸二水素ナトリウム1.84g、及びアルカリ(消石灰)1.25gを用いて、実施例1と同様の方法で処理を行った。処理後のろ液中のホウ素濃度はICP測定の結果、27.66mg/Lであった。
実施例1と同じ模擬排水を用い、処理剤として、塩化カルシウム(WAKO社)2.47g、比較例1と同様のリン酸二水素ナトリウム1.84g、及びアルカリ(消石灰)1.25gを用い、P/B比を21.0にして、実施例1と同様の方法で処理を行った。処理後のろ液中のホウ素濃度はICP測定の結果、2.23mg/Lであった。
処理率(%)=([模擬排水のホウ素濃度]−[ろ液中のホウ素濃度])
×100/[模擬排水のホウ素濃度]
本発明の処理方法では汚泥自体が処理能力を維持していると考えられるため、汚泥を再利用した場合の処理率について検討した。
まず1回目の処理として、実施例1と同様に、ホウ素濃度100mg/Lの排水試料250mLに、消石灰2.49g及びリン酸1.50gを投入し、反応を行った。
1回目〜3回目のいずれにおいても、反応温度は25℃とし、攪拌時間は約25分であった。
模擬排水として、亜鉛濃度100mg/L、ホウ素濃度100mg/L、5%NH3水10mLを含む排水(NH3濃度:2000mg/L)を用意した。NH3水は、亜鉛を錯体とするために加えたものである。この模擬排水250mLに、実施例1と同様の処理剤(消石灰:2.49g、リン酸:1.50g)を投入し、実施例1と同様に処理を行った。P/B比は6.6、Ca/P比は2.2、NH3/P比は1.9である。
実施例5と同じ模擬排水を用いて、消石灰1.58g、塩化カルシウム3.13g、及びリン酸二水素ナトリウム3.02gを処理剤として用いて、実施例1と同様に処理を行った。P/B比は8.4、Ca/P比は2.2、NH3/P比は1.5である。
処理剤の量を、消石灰2.09g、塩化カルシウム4.15g、及びリン酸二水素ナトリウム4.00gとした以外は比較例4と同様に処理を行った(P/B比:11.1、Ca/P比:3.3)。
Claims (6)
- ホウ素を含む排水を処理し、排水中に含まれる有害物質を除去する処理方法であって、
前記排水に処理剤として消石灰及びリン酸を投入するステップ(1)、
前記処理剤を排水中の前記有害物質と反応させるステップ(2)、及び
反応後に固液分離し、固相成分を除去するステップ(3)を含む、有害物質含有排水の処理方法。 - 請求項1に記載の処理方法であって、
前記ステップ(2)において、細孔径10〜100nmに細孔容積のピークを有し、当該ピークにおける細孔容積が1cm3g以上の水酸化アパタイトを生成し、その際、当該水酸化アパタイトに有害物質を包含させるとともに、当該水酸化アパタイトに有害物質を吸着させることを特徴とする処理方法。 - 請求項1または2に記載の処理方法であって、
前記ステップ(1)において、前記処理剤として、さらにカルシウム化合物を添加することを特徴とする有害物質含有排水の処理方法。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の処理方法であって、
前記排水は、ホウ素の他にフッ素及び重金属の少なくとも一方とを含むことを特徴とする処理方法。 - 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の処理方法であって、
前記ステップ(2)は、前記排水の電気伝導度が所定の値あるいは電気伝導度の変化率が所定の値に達したときに反応を終了することを特徴とする処理方法。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の処理方法であって、
前記ステップ(1)は、前記ステップ(3)において固液分離後の固相成分を、排水中に投入するステップ(1−1)をさらに含むことを特徴とする処理方法。
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