JP3229277B2 - 廃水の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃水の処理方法に関
する。更に詳しくは、フッ素とホウ素が結合することに
より形成されるホウフッ化物などを含有する廃水に、水
酸化アルミニウム等を添加し、特にホウフッ化物を、極
めて短時間で、且つ安全に分解することができる廃水の
処理方法に関する。また、この水酸化アルミニウムとし
ては、通常は埋め立て処分されている水酸化アルミニウ
ムを含有する脱水汚泥を使用することができる。また、
その他の添加成分等にも廃棄物を利用することができ、
従来の方法では浄化が困難である廃水を処理することが
できる。更に、本発明は、このホウフッ化物に加え、鉛
等及びヒ素等の有害成分を同時に含有する廃水であって
も、効率よくこれらを除去し、廃水を浄化することので
きる廃水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体産業等の発展に伴い、フッ
素を含有した廃水が大量に排出されるようになった。一
般に、半導体工場から排出される廃水の約３０％にフッ
素が含有されているものとされている。このうちフッ化
物はカルシウム成分を添加し、難溶性のフッ化カルシウ
ムとして分離除去することができる。しかし、めっき浴
及び金属表面処理剤等に含まれるホウフッ化物、ドライ
エッチング及び不純物の熱拡散等に用いられる三フッ化
ホウ素等のホウ素とフッ素との化合物が含まれる廃水を
短時間で大量に浄化することは未だ困難である。また、
近年、環境問題の深刻化に伴い、このような化学物質を
含有する廃水等をより効率的に、短時間で処理すること
ができる方法の開発が急務である。

【０００３】これらホウフッ化物を含有する廃水からフ
ッ素及びフッ化物を除去するには、通常、大きく分けて
３つの工程が必要とされている。その第１工程はホウフ
ッ化物をフッ素成分とホウ素成分に分解する工程であ
り、第２工程は水溶液中のフッ素成分をフルオロアルミ
ニウム酸化合物等として安定化する工程であり、第３工
程は安定化させたフッ素成分を難溶性のフッ化カルシウ
ム等に固定化する工程である。

【０００４】この第１工程を酸性に保つことでホウフッ
化物の分解が進む。例えば、テトラフルオロホウ酸の場
合は、下記の〜の４段階の一般式に従い分解が進む
ものと考えられている。 ＨＢＦ₄＋Ｈ₂Ｏ → ＨＢＦ₃（ＯＨ）＋ＨＦ ＨＢＦ₃（ＯＨ）＋Ｈ₂Ｏ → ＨＢＦ₂（ＯＨ）₂＋
ＨＦ ＨＢＦ₂（ＯＨ）₂＋Ｈ₂Ｏ → ＨＢＦ（ＯＨ）₃＋
ＨＦ ＨＢＦ（ＯＨ）₃ → Ｈ₃ＢＯ₃＋ＨＦ

【０００５】しかし、上記一般式〜の反応は酸性水
溶液中における平衡反応である。従って、一般式から
へ反応が進行していくためには、各一般式における右
辺のフッ化水素が反応系外へ除去される必要がある。除
去を行わない場合は、上記一般式で表される、後段の反
応へ進行しない。このため、アルミニウム化合物を添加
し、溶解させることで、下記一般式のようにフッ化水
素をヘキサフルオロアルミニウム酸として安定化させ、
実質的に反応系外へ除去することがなされている。 ６ＨＦ＋Ａｌ³⁺＋３ＯＨ^- → Ｈ₃ＡｌＦ₆＋３Ｈ₂
Ｏ このように、ホウフッ化物に含まれているフッ素成分を
一時的にヘキサフルオロアルミニウム酸として安定化さ
せた後、カルシウムイオン等を添加することで、ヘキサ
フルオロアルミニウム酸中のフッ素から難溶性のフッ化
カルシウムを生成させることができ、分離除去は容易と
なる。

【０００６】このような一般的な処理方法は特公昭６０
−１１７号公報等の多くの文献に開示されている。例え
ば、特公平５−５１３５９号公報においては、アルミニ
ウム成分として水溶性の硫酸アルミニウムを添加する技
術が開示されている。また、特公平８−１１２３１号公
報には、水酸化アルミニウムを鉄分と共に溶解させる方
法が開示されている。しかし、これらはいずれも、水酸
化アルミニウムのみを使用し、これを溶解させることで
フッ素成分を安定化させる技術ではない。このように理
論反応式の上では水酸化アルミニウムのみを添加すれば
よいにも関わらず、これまで水酸化アルミニウムのみを
溶解させる技術が知られていないのは、この水酸化アル
ミニウムが比較的難溶性であるために、廃水に大量に、
短時間で且つ十分に溶解させることが困難なためであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム成分の溶解を促進するための何らの化合物等の添加を
要することなく、廃水に大気を吹き込み曝気することに
より、極めて短時間で、廃水中のホウフッ化物、ホウ素
化合物及びフッ素化合物を十分に除去することができる
廃水の処理方法を提供することを目的とする。更に、本
発明では、アルミニウム成分として従来は廃棄物として
埋め立て処理されていた含水率の高い水酸化アルミニウ
ムを含有する脱水汚泥（以下、単に水酸化アルミニウム
含有脱水汚泥という。）に含有されているものを使用す
ることができ、更に、鉄化合物及びマグネシウム化合物
等についても同様に廃棄物中を直接利用することがで
き、資源の有効活用を図ることのできる廃水の処理方法
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の廃水の処理方法
は、少なくともホウフッ化物及び鉛イオンを含有するｐ
Ｈ６以下の廃水に、該廃水中のフッ素元素１モルに対し
て、アルミニウム元素が０．１モル以上となるように水
酸化アルミニウム及び水酸化アルミニウムを含有する脱
水汚泥のうちの少なくとも一方を添加し、その後、曝気
し、次いで、石灰系アルカリ剤を添加して中和し、鉄化
合物及び鉄化合物を含有する廃棄物のうちの少なくとも
一方とマグネシウム化合物とを添加し、その後、ｐＨを
８以上に保持する工程を備えることを特徴とする。

【０００９】上記「廃水」は上記「ホウフッ化物」を含
有する廃水であれば特に限定されない。従って、ホウ素
化合物を含有する廃水と、フッ素化合物を含有する廃水
とを混合した廃水であってもよく、このような混合廃水
においては、通常ホウフッ化物が生成される。尚、この
廃水には、これらホウフッ化物以外にも、フッ素化合
物、ホウ素化合物、フッ素及びホウ素のイオン、単体等
が含有されていてもよく、更に、重金属、セレン及びヒ
素等、他の元素のイオン、化合物及び単体等の他、各種
の有機化合物等が含有されていてもよい。

【００１０】このホウフッ化物は、ホウ素とフッ素が結
合し生成する化合物等を意味する。本発明の処理方法
は、特に、ホウ素とフッ素が共有結合することにより強
固に結合した化合物を含有するものに対して有効であ
る。このようなホウフッ化物としては、ＢＦ₃、ＢＦ₂Ｃ
ｌ、ＢＦ₄ ^-、ＨＢＦ₃（ＯＨ）、ＨＢＦ₂（ＯＨ）₂及び
ＨＢＦ（ＯＨ）₃等を挙げることができる。

【００１１】アルミニウム化合物としては、水酸化アル
ミニウムを使用することが好ましく、また、硫酸アルミ
ニウム、ポリ硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム及び
ポリ塩化アルミニウム等を使用することができる。この
アルミニウム化合物は、排水中のフッ素元素１モルに対
して、アルミニウム元素が０．１モル以上となるように
添加する。

【００１２】このアルミニウム元素の量は０．１５〜１
０モルであるとより好ましく、０．１６〜５モルである
と更に好ましい。前記の式のように、１モルのアルミ
ニウム元素に対して最大で６モルのフッ素元素を結合さ
せることができ、アルミニウム化合物が上記範囲であれ
ば十分に廃水中のフッ素元素をヘキサフルオロアルミニ
ウム酸等として安定化させることができる。

【００１３】本発明では、廃水のｐＨは６以下にする。
この水酸化アルミニウムはｐＨを６以下に保持すること
でより溶解し易く、更にはｐＨ５以下、特にｐＨ４以下
に保持することが好ましい。また、ヘキサフルオロアル
ミニウム酸及びそのイオンは、酸性溶液中において安定
であるとされている。このため、このヘキサフルオロア
ルミニウム酸イオン等が形成される時の廃液は酸性であ
ればよいが、ｐＨは４以上６以下に保持することが好ま
しく、ｐＨ３〜５に保持することがより好ましく、ｐＨ
３〜４に保持することが特に好ましい。尚、水酸化アル
ミニウムは、ｐＨを調整した後に廃水に添加してもよい
し、ｐＨを調整する前に添加してもよい。

【００１４】通常、廃水にフッ素化合物、ホウ素化合
物、三フッ化ホウ素及び／又はフルオロホウ酸等が含有
される場合、この廃水は酸性を呈するが、このｐＨが高
すぎたり又は低すぎたりするために適当でない場合は、
アルカリ性溶液及び酸性溶液を用いることにより調整す
ることができる。アルカリ性溶液は特に限定されない
が、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウ
ム水溶液等を使用することができる。酸性溶液も特に限
定されないが、硫酸、塩酸及び硝酸等を使用することが
でき、これらは、廃酸及び廃アルカリを使用することも
できる。

【００１５】また、水酸化アルミニウムとしては、水酸
化アルミニウム含有脱水汚泥中の水酸化アルミニウムを
使用することが好ましく、廃水に直接この汚泥を添加し
て使用することができる。この水酸化アルミニウム含有
脱水汚泥には、比較的多くのアルミニウム成分を含有す
る高品位なものと、アルミニウム成分の含有量が０．５
〜２０重量％（以下、単に重量％という。）の低品位な
ものがあり、このうち高品位な水酸化アルミニウム含有
脱水汚泥は、通常、アルミニウム原料として再利用され
る。本発明では、この高品位なものばかりでなく、これ
まで、通常、埋め立て処理されている低品位なアルミニ
ウム含有脱水汚泥も使用することができる。このアルミ
ニウム含有脱水汚泥は、アルミニウム製品を製造する際
にアルミニウム製品の表面を酸性溶液及び／又はアルカ
リ性溶液により処理することで排出される廃液を中和
し、脱水することにより得られるものである。具体的に
は、アルミサッシの製造に伴い排出される汚泥、アルミ
ニウム缶の製造に伴い排出される汚泥及びアルミニウム
管の製造に伴い排出される汚泥等、各種のものを使用す
ることができる。

【００１６】また、本発明の廃水の処理方法において、
水酸化アルミニウム及び／又は水酸化アルミニウム含有
脱水汚泥（特に、アルミニウム成分の含有量が０．５〜
２０％である低品位のもの）を廃水に溶解させる時の廃
水の温度は常温であってもよいが、より高温においてこ
れらの溶解速度を大きくすることができる。

【００１７】また、ホウフッ化物の分解は、本発明の工
程によると常温であっても十分に行えるが、より高温に
おいてこの分解は促進されるものとも考えられる。従っ
て、ホウフッ化物を分解させる時の廃水の温度は、４０
〜１００℃（より好ましくは４０〜８０℃、更に好まし
くは５０〜７０℃）に保持することが好ましい。この温
度が４０℃未満であるとホウフッ化物が分解される速度
が小さくなり好ましくなく、９０℃を超えると処理槽等
に特殊材料を用いる必要がある。

【００１８】この水酸化アルミニウム等の溶解により生
成されたアルミニウムイオンと結合することのできるフ
ッ素イオンは、ホウフッ化物の分解により生成するフッ
素イオンだけでなく、廃水中に含有されるあらゆるフッ
素イオン等と結合させることができる。また、水酸化ア
ルミニウム含有脱水汚泥としては、前記の低品位なもの
を用いることで資源の有効利用が可能である。

【００１９】上記「曝気」とは、廃水中に空気を吹き込
み、この空気を廃水に接触させることを意味する。本発
明においてこの空気は通常の大気であればよい。この曝
気により吹き込む空気の量は、添加するアルミニウム化
合物の種類及び性状等の他、諸条件によっても異なる
が、通常、廃水１ｍ³に対して、常温、常圧において
０．０１〜２０ｍ³／分（より好ましくは０．１〜１０
ｍ³／分、更に好ましくは１〜５ｍ³／分）の空気を吹き
込むことが好ましい。この曝気には送風機等を使用する
ことができる。

【００２０】この曝気を行う処理槽の形状は特に限定さ
れず、どのような処理槽を使用してもよい。通常、円筒
形又は直方体形の処理槽が使用される。これらの処理槽
を使用して曝気を行う場合、処理槽の上部からパイプ等
を引き込み、処理槽中に吹き出し口を設けることで、こ
のパイプを通して大気を送り込み、吹き出すことができ
る他、処理槽の側面及び底部から同様にパイプ等を引き
込み、吹き出し口を設けることもできる。この吹き出し
口は処理槽の底部近傍に設けることが好ましく、このよ
うにして底部から曝気を行うと、吹き出した大気によっ
て、より効率的に処理槽中の廃水を攪拌することができ
る。このような装置としては、例えば、小オリフィス散
気装置、大オリフィス散気装置、浸漬タービン曝気装置
及び機械式表面曝気装置等を使用することができる。こ
れらの処理槽及び装置等は腐食に耐えられるステンレス
鋼等により形成されることが好ましい。尚、曝気による
撹拌以外に、通常使用される攪拌機を併用してもよい。

【００２１】このように曝気を行った後に、カルシウム
成分及びマグネシウム成分等を含有する各種の化合物を
添加することにより、フッ素成分は難溶性乃至不溶性の
フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等の固形分とな
り固定化することができる。この固形分は、静置分離及
び濾過等により除去することができ、フッ素成分を浄化
することができる。

【００２２】このような固形分を生成させることのでき
る化合物としては、水酸化カルシウム、炭酸カルシウ
ム、水酸化マグネシウム等を使用することができる。特
に、水酸化カルシウムを含有する石灰乳を使用すること
が好ましい。また、これらのフッ化物等の沈殿を促進さ
せるために凝集剤等を添加することもできる。更に、こ
の難溶性乃至不溶性のフッ化物の形成及び濾過等を繰り
返すことによりフッ素成分の含有率を０ｐｐｍに近づけ
ることができる。

【００２３】また、ホウ素成分は、廃水中のホウ素元素
１モルに対して、マグネシウム元素を０．１モル以上と
なるようにマグネシウム化合物を添加することにより、
ホウ酸マグネシウムとして、沈殿させ、除去することが
できる。このマグネシウム化合物としては、特に限定さ
れず、水溶性のものであればよい。このような化合物と
しては、例えば、硫酸マグネシウム、硫酸マグネシウム
水和物、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム及び炭
酸マグネシウム等を使用することができる。この他、こ
れらの化合物等又はマグネシウムイオンを含有する廃液
及び廃棄物等を使用することもできる。また、このマグ
ネシウム化合物の添加量はマグネシウム元素換算で０．
１〜４０モルであることがより好ましく、１〜２０モル
であることが更に好ましく、５〜１５モルであることが
特に好ましい。この範囲であれば、十分にホウ素成分を
沈殿、除去することができる。

【００２４】上記各発明に係る廃液には、ホウフッ化物
並びにフッ素の化合物及びそのイオン、ホウ素の化合物
及びそのイオン等の他に、前記のように、重金属、セレ
ン及びヒ素等、他の元素のイオン、化合物及び単体等が
含有されていてもよい。これらの金属成分はアルカリ性
化合物を添加することで、難溶性の水酸化物等となり凝
集沈殿させることができる。より効率よくこれらの金属
成分を回収するためには各種の凝集剤を添加することが
好ましい。この凝集剤は、特に限定されないが、鉄及び
アルミニウムの塩化物、ポリ塩化物、硫酸化合物、ポリ
硫酸化合物等を使用することができる他、これらを含有
する廃液及び廃棄物等を使用することもできる。

【００２５】特に鉛成分が含有される場合は、廃水中の
鉛元素１モルに対して、鉄元素が０．１モル以上となる
ように鉄化合物及び鉄化合物を含有する廃棄物のうちの
少なくとも一方を添加することが好ましい。上記「鉄化
合物」としては、特に限定されないが、塩化鉄、硫酸鉄
及びポリ硫酸鉄等を使用することができる。また、上記
「鉄化合物を含有する廃棄物」としては、特に限定され
ないが、塩化鉄、硫酸鉄及びポリ硫酸鉄等を含有する廃
液及び／又は脱水汚泥等を使用することができる。この
鉄化合物の添加量は、鉄元素換算で０．１〜７０モルで
あることがより好ましく、５〜５０モルであることが更
に好ましく、１０〜３０モルであることが特に好まし
い。この範囲であれば、十分に鉛成分を鉄成分と共に共
沈させることができる。

【００２６】本発明の処理方法では、（１）ホウフッ化
物を分解し、フッ素を安定化させる工程、（２）安定化
させたフッ素を難溶性乃至不溶性の塩として固定し、除
去する工程、を行うことができ、更に、（３）ホウ素を
難溶性乃至不溶性の塩として固定し、除去する工程、
（４）鉛成分等の他の成分を、除去する工程を行うこと
ができる。これら４つの工程をすべて行う場合は（１）
の工程を行ない、その後、（２）の工程を行い、次い
で、（３）及び（４）のいずれかの工程を行うことが好
ましい。

【００２７】特に、（２）の工程は、（４）の工程の前
に行うことが好ましい。この工程を逆の順で行うと、鉛
成分等が廃水に含有される場合、フッ素成分の除去を十
分に行うことができない場合がある。例えば、３０００
０ｐｐｍのフッ素成分及び５０００ｐｐｍの鉛成分を含
有する水溶液において、（２）の工程を行った後に
（４）の工程を行った場合、フッ素成分を１０ｐｐｍ以
下に低下させることができる。これに対して、（４）の
工程を行った後に（２）の工程を行った場合フッ素成分
は１３５００ｐｐｍまでしか低下させることができない
場合がある。

【００２８】また、（１）及び（２）の工程を行った後
にマグネシウム化合物を添加することで、（２）の工程
で、十分に固定化されないフッ素成分をもフッ化マグネ
シウムとして固定化させることができる。

【００２９】上記「石灰系アルカリ剤」とは、通常、少
なくとも水酸化カルシウムを含有する粉末又は石灰乳等
の懸濁液等であり、酸化カルシウム及び炭酸カルシウム
等を含有していてもよい。

【００３０】本発明の工程によると、ホウフッ化物は検
出が不可能な濃度にまで分解させることができ、フッ素
は少なくともフッ化カルシウム及びフッ化マグネシウム
として沈殿させ、除去することができ、処理後の水中の
フッ素濃度は５ｐｐｍ以下（より好ましくは２ｐｐｍ以
下）とすることができる。また、ホウ素は少なくともホ
ウ酸マグネシウムとして沈殿させ、除去することがで
き、処理後の水中のホウ素濃度は５ｐｐｍ以下（より好
ましくは２ｐｐｍ以下）とすることができる。更に、鉛
イオンも水酸化物等として、水酸化鉄等と共沈させるこ
とができ、処理後の水中の鉛濃度は０．５ｐｐｍ以下
（０．０１ｐｐｍ以下）とすることができる。これら以
外にも、例えば、クロム、ニッケル、銅、ヒ素、セレ
ン、カドミニウム及び水銀等の、イオン、化合物、単体
等の他、鉛の化合物及び単体等が含有される場合も、同
様に水酸化物等として、水酸化鉄等と共沈させることが
できる。

【００３１】本発明のような工程を、この工程順に備え
ることで、ホウフッ化物に加え、他の有害成分等を含有
する廃水であっても、１〜３０キロリットルの廃水を４
０分〜２時間（より好ましくは４０分〜１時間）という
短時間で、安定して、効率よく処理することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明する。

【００３３】実施例１（水酸化アルミニウム含有脱水汚
泥を添加して行う処理） （１）使用した廃水等 実施例１で使用した廃水及び水酸化アルミニウム含有脱
水汚泥等は以下に示すものである。 廃水Ａ：めっき廃液であり、主にホウフッ化スズとし
て、フッ素成分を３４００ｍｇ／リットル含有する。 脱水汚泥Ａ：３２％の水酸化アルミニウム、６８％の水
を含有する。

【００３４】（２）廃水の処理 １２キロリットルの廃水Ａを処理槽に投入し、石灰乳及
び硫酸を添加しｐＨを３〜４に調整し、更に、温度６０
〜７０℃に保持した。次いで、８８０ｋｇの脱水汚泥Ａ
を加え、０．５時間、吹き込む大気量が１ｍ³／分とな
るように曝気し、攪拌機を用いて攪拌した。その後、石
灰乳を添加しｐＨを４に保持し、１時間攪拌し、更に、
石灰乳で中和し、１５分間撹拌した後、フィルタープレ
スにより脱水を行った。この結果、ＪＩＳ Ｋ ０１０
２に従い測定した脱水濾液中のフッ素濃度は８ｐｐｍと
なった。

【００３５】実施例２（水酸化アルミニウム含有脱水汚
泥、石灰乳、塩化鉄廃液を添加して行う処理） （１）使用した廃水等 実施例２で使用した廃水及び水酸化アルミニウム含有脱
水汚泥等は以下に示すものである。 廃水Ｂ：ホウフッ化物を含有する半田めっき廃液であ
り、フッ素成分を３６００ｍｇ／リットル、鉛成分を１
３００ｍｇ／リットル含有する。 脱水汚泥Ａ：実施例１と同様。 塩化鉄含有廃液：鉄板の表面処理廃液であり、鉄成分を
１０％含有する。

【００３６】（２）廃水の処理 １０キロリットルの廃水Ｂを処理槽に投入し、温度６０
〜７０℃に保持した。但し、この廃水ＢはｐＨが１以下
であるためｐＨの調整は行わなかった。次いで、９００
ｋｇの脱水汚泥Ａを加え、０．５時間、吹き込む大気量
が５ｍ³／分となるように曝気し、攪拌機を用いて攪拌
した。その後、石灰乳を添加して中和し、１５分間撹拌
した後、塩化鉄廃液８００ｋｇを添加し、１５分間撹拌
し、次いで、石灰乳を添加してｐＨ９〜１０に調整した
後、フィルタープレスにより脱水を行った。この結果、
ＪＩＳ Ｋ ０１０２に従い測定した脱水濾液中のフッ
素濃度は５ｐｐｍ、鉛濃度は０．１ｐｐｍ以下となっ
た。

【００３７】実施例３（水酸化アルミニウム含有脱水汚
泥、石灰乳、塩化鉄廃液、硫酸マグネシウムを添加して
行う処理） （１）使用した廃水等実施例３ で使用した廃水及び水酸化アルミニウム含有脱
水汚泥等は以下に示すものである。 廃水Ｃ：ホウフッ化物を含有する半田めっき廃液であ
り、フッ素成分を１１００ｍｇ／リットル、ホウ素成分
を１５０ｍｇ／リットル、鉛成分を２１０ｍｇ／リット
ル含有する。 脱水汚泥Ｂ：１３％の水酸化アルミニウム、１２％の水
を含有する。 塩化鉄含有廃液：鉄板の表面処理廃液であり、鉄成分を
１０％含有する。

【００３８】（２）廃水の処理 １０キロリットルの廃水Ｃを処理槽に投入し、温度６０
〜８０℃に保持した。但し、この廃水ＣはｐＨが１以下
であるためｐＨの調整は行わなかった。次いで、５０ｋ
ｇの脱水汚泥Ｂを加え、０．５時間、吹き込む大気量が
５０ｍ³／分となるように曝気し、攪拌機を用いて攪拌
した。その後、石灰乳を添加してｐＨ３〜４に保持し、
液温６０〜８０℃で１時間撹拌し、更に、石灰乳で中和
した後、塩化鉄廃液及び硫酸マグネシウムを、この液１
リットルに対して、各々１０ｇ及び１３ｇとなるように
添加し、３０分間撹拌した。次いで、石灰乳を添加して
ｐＨ９〜１０に調整し、その後、少量の高分子凝集剤を
添加した後、フィルタープレスにより脱水を行った。こ
の結果、ＪＩＳ Ｋ ０１０２に従い測定した脱水濾液
中のフッ素濃度は５ｐｐｍ、ホウ素濃度は２ｐｐｍ、鉛
濃度は０．１ｐｐｍ以下となった。

【００３９】比較例（曝気を行わない廃水の処理） （１）使用した廃水等 比較例で使用した廃水及び水酸化アルミニウム含有脱水
汚泥は以下に示すものである。 廃水Ａ：実施例１と同様。 脱水汚泥Ａ：実施例１と同様。

【００４０】 （２）廃水の処理１２リットルの廃水Ａを処理槽に投入
し、石灰乳及び硫酸を添加しｐＨを３〜４に調整し、更
に、温度６０〜７０℃に保持した。次いで、８８０ｇの
脱水汚泥Ａを加え、０．５時間、曝気せずに、攪拌機を
用いて攪拌したが、脱水汚泥Ａはほとんど溶解させるこ
とができなかった。以降、実施例１と同様に、石灰乳を
添加しｐＨを４に保持し、１時間攪拌し、更に、石灰乳
で中和し、１５分間撹拌した後、吸引濾過により脱水を
行った。この結果、ＪＩＳ Ｋ ０１０２に従い測定し
た脱水濾液中のフッ素濃度は２３００ｍｇ／リットルで
あった。

【００４１】試験例１（水酸化アルミニウムの溶解試
験） 室温において、６８％の硫酸水溶液５０ミリリットル
に、市販の水酸化アルミニウム粉末を添加しながら、撹
拌のみを行った場合、１０分間で溶解させることのでき
た水酸化アルミニウム粉末の量は７ｇ以下であった。同
様な条件において、撹拌に加えて、８００ミリリットル
／分で曝気を行った場合、１０分間に溶解させることの
できた水酸化アルミニウム粉末の量は４０ｇ以上であっ
た。

【００４２】試験例２（水酸化アルミニウム含有脱水汚
泥の溶解試験） 室温において、６８％の硫酸水溶液５０ミリリットル
に、含水率が８０％であり、アルミニウム成分の含有量
が約２０％である水酸化アルミニウム含有脱水汚泥を添
加しながら、撹拌のみを行った場合、３０分間で溶解さ
せることのできた水酸化アルミニウム含有脱水汚泥の量
は１０ｇ以下であった。同様な条件において、撹拌に加
えて、８００ミリリットル／分で曝気を行った場合、３
０分間に溶解させることのできた水酸化アルミニウム含
有脱水汚泥の量は７０ｇ以上であった。

【００４３】実施例１と比較例１を比較することで、実
施例１では曝気を行ったために、短時間で、効率的にホ
ウフッ化物を分解し、フッ素をフッ化カルシウムとして
沈殿させ、結果としてフッ素濃度を８ｐｐｍにまで低下
させることができたこと分かる。また、実施例２では、
更に、塩化鉄廃液を添加することで、鉛イオン等を水酸
化鉄等と共に共沈させることができ、フッ素濃度に加
え、鉛濃度をも極めて低い濃度にまで低下させることが
できることが分かる。更に、実施例３によると、更に、
硫酸マグネシウムを添加することで、ホウ素をホウ酸マ
グネシウムとして沈殿させることができ、また、フッ素
もフッ化マグネシウムとして沈殿させることができるた
めに、低い鉛濃度に加え、フッ素濃度及びホウ素濃度も
更に、低下させることができることが分かる。

【００４４】このように、実施例、比較例及び試験例等
より、曝気することにより、結果としてホウフッ化物を
極めて短時間で、安定して、且つ効率よく除去すること
ができることが分かる。この曝気を行いホウフッ化物を
含有する廃水を処理することで、上記のような結果が得
られる理由は定かではないが、水酸化アルミニウム等の
溶解が促進される以外に、ホウフッ化物の分解も促進さ
れていること等も考えられる。

【００４５】尚、本発明においては、上記の具体的実施
例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の
範囲内で種々変更した実施例とすることができる。ま
た、参考例として、アルミニウム化合物、特に水酸化ア
ルミニウム等を、水又は水を含む液体に溶解させる場合
にも、曝気を行うことで容易に溶解させることができ
る。尚、この水酸化アルミニウム等も廃液及び廃棄物等
に含有されるものであってもよい。この水又は水を含む
液体にアルミニウム化合物を溶解させる場合には、前記
と同様に、これらの液体の温度は、常温であっても十分
溶解させることができるが、この温度を上昇させること
により溶解速度を大きくすることができ、５０〜９０℃
に保持することが好ましい。また、このときのｐＨは６
以下にすることが好ましい。更にその際、この水又は液
体１ｍ³に対して、０．０１〜２０ｍ³／分（より好まし
くは０．１〜１０ｍ³／分、更に好ましくは１〜５ｍ³／
分）の空気を曝気により吹き込むことが好ましい。

【００４６】また、このアルミニウムイオンを含有する
水又は水を含む液体を、ホウフッ化物を含有する廃水に
添加し、この廃水の処理を行うこともできる。例えば、
フッ素の濃度で９０００〜１２０００ｐｐｍのホウフッ
化物を含有する１リットルの廃水に、予め、上記のよう
な条件において、０．５〜２時間曝気し、１０〜２０ｇ
の水酸化アルミニウムを溶解させた１リットルの水溶液
を添加し、その後、前記実施例と同様な処理を行った場
合、フッ素の濃度を１５ｐｐｍ以下（より好ましくは１
３ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以下）にす
ることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の廃水の処理方法によれば、アル
ミニウム化合物のみを添加し、曝気することで、極めて
短時間で、効率よく廃水中に含有されるホウフッ化物を
分解、除去することができる。更に、このアルミニウム
化合物としては、廃棄物である水酸化アルミニウム含有
脱水汚泥を直接添加することにより、ホウフッ化物の除
去のために工業薬品としての水酸化アルミニウムを添加
することなく処理することができる。この他に添加する
ことのできる、鉄化合物、マグネシウム化合物等も廃棄
物に含有されるものを有効に利用することができ、ホウ
フッ化物に加え、鉛等及びヒ素等の有害成分を同時に含
有する廃水であっても、効率よくこれらを除去し、廃水
を浄化することができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともホウフッ化物及び鉛イオンを
   含有するｐＨ６以下の廃水に、該廃水中のフッ素元素１
   モルに対して、アルミニウム元素が０．１モル以上とな
   るように水酸化アルミニウム及び水酸化アルミニウムを
   含有する脱水汚泥のうちの少なくとも一方を添加し、そ
   の後、曝気し、次いで、石灰系アルカリ剤を添加して中
   和し、鉄化合物及び鉄化合物を含有する廃棄物のうちの
   少なくとも一方とマグネシウム化合物とを添加し、その
   後、ｐＨを８以上に保持する工程を備えることを特徴と
   する廃水の処理方法。