JP3587952B2 - セレン含有廃液の処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は石炭火力発電所の排水などのセレン含有廃液中のセレン濃度を低減させるセレン含有廃液の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
排水中に含まれるセレンの処理方法としては、2価又は3価の鉄イオンによる共沈法が知られており、セレンと難溶解性の塩を生成するBa等の金属塩を添加し、更に可溶性鉄塩(3価)を添加し、pHを4〜5.5としてセレンをFe2 (SeO3 )3 として固定する方法(特開平5−78105号公報)や、FeSO4 を添加してセレンを固定し、そこに希硫酸と鉄粉を添加して濾過し、セレンを含むスラッジとFeSO4 溶液を分離し、FeSO4 を再使用する方法(特開平6−79286号公報)などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
排水中のセレンに対する規制は、1993年に発布されたため、その処理方法の検討も未だほとんどなされていないが、数少ない検討事例の中で最も広く検討され、文献も多いのが鉄イオンによる凝集沈殿法である。この方法の場合、その処理条件の検討結果の1例を図5(亀谷博他;懸濁電解による廃水処理に関する研究;金属材料技術研究所報告集,9 (1988) p207 )に示すように、共沈塩の濃度により処理性能が大きく異なり、処理性が不安定で必ずしもセレンの規制値である0.1mg/リットルを満足しない場合があった。
【0004】
当面のセレン処理の対象排水は、石炭火力発電所からの排水であり、この排水は高濃度の塩を含む場合が多々あることから、どのような塩濃度の廃液に対しても安定して規制値をクリアできる処理方法が求められていた。
【0005】
本発明は上記従来技術に鑑み、高濃度の塩が共存する条件下においても、安定してセレン濃度の低減が可能なセレン含有廃液の処理方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決する手段として次の(1)及び(2)の構成を採るものである。
【0007】
(1)4価のセレンイオン(Se4+)を含む廃液にアルミニウムイオンを50mg−Al/リットル以上となるように添加し、更にキレート形成基としてジチオカルバミン酸基及びチオール基を有する高分子金属捕集剤を0.02〜0.2ミリリットル/リットルとなるように添加し、この混合液を中和して凝集処理することにより液中のSe濃度を低減させることを特徴とするセレン含有廃液の処理方法。
【0008】
(2)4価のセレンイオン(Se4+)を含む廃液にアルミニウムイオンを50mg−Al/リットル以上となるように添加し、更にキレート形成基としてジチオカルバミン酸基のみを有する高分子金属捕集剤を0.05〜0.7ミリリットル/リットルとなるように添加し、この混合液を中和して凝集処理することにより液中のSe濃度を低減させることを特徴とするセレン含有廃液の処理方法。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法について図面を参照して説明する。図1は本発明の方法を実施するための装置構成の1例を示す図である。
図1のプロセスにおいては、廃液貯槽1から処理対象廃水を廃液供給ポンプ2によりpH調整槽3に供給し、pH調整槽3に入る前にアルミニウムイオン溶液及び金属捕集剤を添加する。
【0010】
本発明においては、金属捕集剤としてキレート形成基であるジチオカルバミン酸基、チオカルバミン酸基、チオール基、アミノ基、イミノ基、アミノカルボン酸基、イミノカルボン酸基、イミノジカルボン酸基、キサントゲン酸基、アミノアルキルリン酸基、イミノアルキルリン酸基、リン酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、チオウレイド基、アミドキシム基、イミドキシム基、酸ヒドラジン基、チオ尿素基などを有する金属捕集剤を使用することができる。
【0011】
これらの金属捕集剤の好ましい例として下記式(1)で表されるジチオカルバミン酸基又はジチオカルバミン酸基とチオール基(−S基)とを有する高分子金属捕集剤、ジチオカルバミン酸化合物系金属捕集剤、ザンセート類(−OCS2 基含有金属捕集剤)などを挙げることができる。中でもジチオカルバミン酸基又はジチオカルバミン酸基とチオール基とを有する高分子金属捕集剤は高分子効果により処理後の凝集性がよく、操作性が良好で、本発明の目的に好適な金属捕集剤である。
【化1】
【0012】
金属捕集剤の添加量は廃液中に存在するセレンの濃度及び金属捕集剤の種類により異なり、処理条件に応じて適宜設定すればよいが、大まかな目安としては、キレート形成基としてジチオカルバミン酸基のみを有する高分子金属捕集剤の場合は0.05〜0.7ミリリットル/リットル、好ましくは0.1〜0.5ミリリットル/リットルであり、キレート形成基としてジチオカルバミン酸基に加えてチオール基(−S基)を有する高分子金属捕集剤の場合では0.02〜0.2ミリリットル/リットル、好ましくは0.05〜0.1ミリリットル/リットルを添加する。また、キレート形成基としてジチオカルバミン酸基を有する化合物の場合は40〜200mg/リットル、ザンセート類の場合は50〜300mg/リットル程度である。これらの金属捕集剤はそれぞれ単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
【0013】
前記ジチオカルバミン酸基を有する高分子金属捕集剤の代表例としては、ミヨシ油脂社製の商品名エポフロックL−1とエポフロックL−2があり、L−1がジチオカルバミン酸基とチオール基を持つのに対して、L−2はジチオカルバミン酸基のみである。双方の差は、イオンに対する選択性が異なっていることと、ジチオカルバミン酸基とチオール基の還元作用の差と考えられる。
【0014】
本発明においては上記金属捕集剤とともに無機系の硫化剤、例えば硫化水素ナトリウム、一硫化ナトリウム、二硫化ナトリウム、三硫化ナトリウム、四硫化ナトリウム、五硫化ナトリウム等の硫化ナトリウム類、硫化水素カリウム、二硫化カリウム、三硫化カリウム、四硫化カリウム、五硫化カリウム等の硫化カリウム類の1種又は2種以上を併用してもよい。これらの硫化剤の添加によりSeの除去性能が向上する効果がある。硫化剤のみでSeと錯体を形成させる場合には水溶性となる可能性があるが、金属捕集剤と併用することにより非水溶性となり、効率よくSeを除去することができる。更に水溶性高分子薬剤、例えば高分子凝集剤との併用も効果的である。
【0015】
アルミニウムイオン源の好ましい例としてはポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどがあり、添加量は廃液中での濃度がアルミニウム(Al)として50mg/リットル以上、好ましくは100mg/リットル以上となるようにする。なお、必要以上に添加するのは経済的でないので、好ましい範囲は50〜1000mg/リットル、特に50〜500mg/リットルである。
【0016】
アルミニウムイオンと金属捕集剤とを添加された廃液はpH調整槽3に送られ、攪拌機4により攪拌しながら中和剤(酸又はアルカリ)を添加して中和される。pH調整槽3からオーバーフローした液に高分子凝集剤を添加して凝集沈殿槽5に送り固液分離する。この操作により、処理対象廃液中のSe濃度がSe+4で20mg/リットル以下であれば、凝集沈殿槽5の上澄水中のSe濃度は規制値である0.1mg/リットル以下となり、放流可能となる。
【0017】
図1中の凝集沈殿槽5は、固液分離することが目的であり、フィルターによる分離や高速凝集沈殿法等、他の固液分離方法を組み合わせることも可能である。なお、この例では凝集処理として高分子凝集剤を添加して凝集沈殿を行っているがフィルターによる分離などで容易に固液分離ができるような場合には高分子凝集剤は不要である。
【0018】
【実施例】
Seは廃液中にセレン酸(SeO4 2− )と亜セレン酸(SeO3 2− )の形で存在し、例えば石炭火力排水ではほぼ亜セレン酸の形態で存在するため、亜セレン酸を除去することで全Seを規制値以下とすることが可能である。
ここでは、表1に示す組成の石炭火力発電所排水の模擬水(以下、単に廃液と記載する)を使用して処理試験を行った。
【0019】
【表1】
【0020】
(参考例)
前記組成の廃液にアルミニウムイオン溶液を段階的に添加し、pH7の条件で凝集操作を行い、上澄水中のSeを測定した。なお、アルミニウムイオン源としてはポリ塩化アルミニウム(PAC)を使用した。測定結果を図2に示す。図2に示すようにアルミニウム添加量の増加にともない処理水中Se濃度も低下するが、規制値である0.1mg/リットル以下とすることはできなかった。
【0021】
(実施例1)
前記組成の廃液にPAC(添加量:Alイオンとして100mg/リットル)と共に高分子にキレート官能基を付けた金属捕集剤を添加して効果を確認した。高分子金属捕集剤の代表例として前記ミヨシ油脂社製の商品名エポフロックL−1(ジチオカルバミン酸基とチオール基を有するもの)及びエポフロックL−2(ジチオカルバミン酸基のみを有するもの)を使用し、高分子金属捕集剤の添加量と処理水中のSe濃度との関係を調べた。図3に、L−1とL−2の添加濃度を変えて処理水中のSe濃度を測定した結果を示す。
【0022】
図3から明らかなように、L−1では0.02〜0.2ミリリットル/リットルの添加量において処理水中のSe濃度が規制値である0.1mg/リットル以下となり、また、L−2では0.05〜0.7ミリリットル/リットルの添加量において処理水中のSe濃度が規制値である0.1mg/リットル以下となる。
【0023】
(実施例2)
前記組成の廃水にAlイオン(PAC)と高分子金属捕集剤(エポフロックL−1)を濃度を変えて添加し、pHを7としたのち、上澄液のSe濃度を測定した。その結果、図4に示すように、L−1の添加量が0.05と0.1ミリリットル/リットルの場合にはAlイオン添加量が50mg/リットル以上で処理水中のSe濃度が0.1mg/リットル以下となり、更にAlイオンの添加量を増やすと100mg/リットル以上で処理水中のSe濃度は定常となった。また、L−1の添加量が0.02ミリリットル/リットル未満の場合と、0.2ミリリットル/リットルを超える場合には、Alイオンの添加量を多くしても処理水中のSe濃度は0.1mg/リットル以下とはならなかった。
【0024】
(実施例3)
前記組成の廃水にAlイオン源として硫酸アルミニウムを用い、また、高分子金属捕集剤の代わりにジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム〔(C2 H5 )2 NCSSNa〕の20%水溶液を用いてSeの処理試験を行った。Alイオン添加量が100mg/リットル、pH7の条件下において、金属捕集剤水溶液を0.4ミリリットル/リットル添加した結果、上澄水のSe濃度は0.1mg/リットル以下となった。
【0025】
(実施例4)
前記組成の廃水にAlイオン源としてPACを用い、また、金属捕集剤としてジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム〔(C4 H9 )2 NCSSNa〕の40%水溶液を用いてSeの処理試験を行った。Alイオン添加量が100mg/リットル、pH7の条件下において、金属捕集剤水溶液を0.3ミリリットル/リットル添加した結果、上澄水のSe濃度は0.1mg/リットル以下となった。
【0026】
(実施例5)
前記組成の廃水にAlイオン源としてPACを用い、また、金属捕集剤としてエチルザンセート(C2 H5 OCSSNa)の40%水溶液を用いてSeの処理試験を行った。Alイオン添加量が120mg/リットル、pH7の条件下において、金属捕集剤水溶液を0.3ミリリットル/リットル添加した結果、上澄水のSe濃度は0.1mg/リットル以下となった。
【0027】
(実施例6)
前記組成の廃水にAlイオン源としてPACを用い、また、金属捕集剤としてイミノ基とジチオカルバミン酸基を有するジエチレントリアミン(1,3−ジチオカルボキシジエチレントリアミンのジカリウム塩)の40%水溶液を用いてSeの処理試験を行った。Alイオン添加量が105mg/リットル、pH6.5の条件下において、金属捕集剤水溶液を0.2ミリリットル/リットル添加した結果、上澄水のSe濃度は0.1mg/リットル以下となった。
【0028】
(実施例7)
表1に示した石炭火力発電所排水の模擬水の組成のうち、Se4+の濃度を18mg/リットルとし、Alイオン源としてPACを用い、金属捕集剤として高分子金属捕集剤のエポフロックL−1を用いてSeの処理試験を行った。Alイオン添加量が700mg/リットル、pH7の条件下において、金属捕集剤を0.4ミリリットル/リットル添加した結果、上澄水のSe濃度は0.1mg/リットル以下となった。
【0029】
このように、塩分が共存する廃液中のSeの処理にあたってはAlイオンと、金属捕集剤を併用し、その濃度を適切な範囲内に限定することにより、Se濃度を規制値以下とすることが可能である。
【0030】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、石炭火力発電所排水のように、高濃度の塩分が共存する廃液中のSe濃度を安定して規制値である0.1mg/リットル以下に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するための装置構成の1例を示す図。
【図2】Alイオン添加量と処理水中のSe濃度との関係を示す図。
【図3】Alイオン添加量が一定の場合の高分子金属捕集剤の添加量と処理水中のSe濃度との関係を示す図。
【図4】Alイオン添加量と高分子金属捕集剤添加量を変えた場合の処理水中のSe濃度変化を示す図。
【図5】SeのFe共沈法に関するpH及びNa2 SO4 の影響を示す図。
Claims (2)
- 4価のセレンイオン(Se 4+ )を含む廃液にアルミニウムイオンを50mg−Al/リットル以上となるように添加し、更にキレート形成基としてジチオカルバミン酸基及びチオール基を有する高分子金属捕集剤を0.02〜0.2ミリリットル/リットルとなるように添加し、この混合液を中和して凝集処理することにより液中のSe濃度を低減させることを特徴とするセレン含有廃液の処理方法。
- 4価のセレンイオン(Se 4+ )を含む廃液にアルミニウムイオンを50mg−Al/リットル以上となるように添加し、更にキレート形成基としてジチオカルバミン酸基のみを有する高分子金属捕集剤を0.05〜0.7ミリリットル/リットルとなるように添加し、この混合液を中和して凝集処理することにより液中のSe濃度を低減させることを特徴とするセレン含有廃液の処理方法。
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