JP3653786B2 - カドミウム及び鉛イオン含有廃液の処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カドミウムイオンと鉛イオンとを含む廃液の処理方法に関し、特にカドミウムイオンと鉛イオンを難溶性沈澱として分離除去する前記廃液の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カドミウムイオンと鉛イオンとを共に含有する廃液の処理方法としては、廃液のｐＨを調整することにより、これらのイオンを難溶性の沈澱として分離する中和沈澱法が利用されている。
【０００３】
しかしながら、カドミウムイオンは通常ｐＨ１１.０付近で沈澱し、ｐＨが１３.０以上になると沈澱が再溶解するのに対して、鉛イオンは通常ｐＨ９.３付近で沈澱し、ｐＨが１１.０を越えると沈澱が再溶解するため、廃液に含まれるカドミウムイオンと鉛イオンを同時に沈澱させ、一括して分離除去することは困難であった。
【０００４】
このため従来は、カドミウムイオンと鉛イオンとを共に含む廃液を処理するにあたり、まず廃液のｐＨを約９.３に調整して鉛イオンを沈澱させ、これを分離除去した後、残った廃液のｐＨを約１１.０〜１３.０に調整してカドミウムイオンを沈澱させ、この沈澱を分離除去することが行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとく、中和沈澱法による従来のカドミウム及び鉛イオン含有廃液の処理方法では、カドミウムイオンと鉛イオンとを別々に分離除去していたので、処理工程が多く且つ用いる装置も多くなり、そのため処理コストが高くなるという欠点があった。
【０００６】
また、平成５年１２月に排水基準が改訂され、処理液中のカドミウムイオン及び鉛イオンの含有量が従来の１ｍｇ／ｌ以下から０.１ｍｇ／ｌ以下に強化された。この結果、前記した従来の廃液処理方法では、この改訂された新しい排水基準を満たすために必ずしも十分とは言えない現状であった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の事情に鑑み、カドミウム及び鉛イオン含有廃液を少ない処理工程並びに少ない装置で処理でき、簡便で経済的であると同時に、改訂された新しい排水基準を十分満たし得る高度な排水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】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究の結果、カドミウム及び鉛イオン含有廃液にケイ酸イオンをＳｉ／Ｐｂの重量濃度比が１以上となるように添加することにより、廃液中のカドミウムイオンが沈澱するｐＨでも鉛の沈澱の再溶解を防止できることを見いだし、本発明に至ったものである。
【０００９】
即ち、本発明のカドミウム及び鉛イオン含有廃液の処理方法は、ｐＨ調整によりカドミウムイオン及び鉛イオンを沈澱として分離する中和沈澱法を利用するものであり、廃液にケイ酸イオンをＳｉ／Ｐｂの重量濃度比が１以上となるように添加した後、ｐＨを調整することによりカドミウムイオンと鉛イオンを同時に沈澱させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のカドミウム及び鉛イオン含有廃液の処理方法は、更に具体的には、カドミウム及び鉛イオン含有廃液に、ケイ酸イオンをＳｉ／Ｐｂの重量濃度比が１以上となるように添加した後、この廃液のｐＨを１１以上１２未満に調整してカドミウムイオンと鉛イオンを同時に沈澱させ、生成した沈澱を分離除去することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明方法において、廃液にケイ酸イオンを添加するためのケイ酸源は、廃液に溶解してケイ酸イオンを生成する物質であれば良く、例えばケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩を用いることができる。また、廃液のｐＨを調整するために使用するｐＨ調整剤としては、水酸化アルカリが好ましいが、経済性を考慮すると水酸化カルシウム又は水酸化ナトリウムが望ましい。
【００１２】
【作用】
液中に共存するカドミウムイオンと鉛イオンのｐＨに対する挙動を実際に検討したところ、下記表１の結果が得られた。即ち、２０ｍｇ／ｌのカドミウムイオンと１２ｍｇ／ｌの鉛イオンとを共に含有する液を始液とし、この液を撹拌しながら水酸化カルシウム乳を添加して、鉛の沈澱が生成するｐＨ９.０からカドミウムの沈澱が生成するｐＨ１２.０までｐＨを変化させ、液のｐＨ値と液中に溶解しているカドミウムイオンと鉛イオンを定量した。
【００１３】
【表１】

【００１４】
表１の結果から、鉛イオンを沈澱させるための最適ｐＨ値は９.９５であることが分かるが、このｐＨ値ではカドミウムイオンは４.６ｍｇ／ｌの濃度で液中に存在する。一方、カドミウムイオンを沈澱させるための最適ｐＨ値は１２.０となるが、このｐＨ値では一旦沈澱した鉛が再溶解していることが分かる。
【００１５】
次に、鉛イオンのみを１２ｍｇ／ｌ含有する液を始液とし、この液にケイ酸源としてケイ酸ナトリウムを加え、Ｓｉ／Ｐｂの重量濃度比を０.９１及び１.５０とした後、それぞれ水酸化カルシウム乳を添加してｐＨを上記と同様に変化させた。各ｐＨ値において、液中に溶解している鉛イオンを定量し、Ｓｉ／Ｐｂの重量濃度比ごとに結果を表２及び表３に示した。
【００１６】
【表２】

【００１７】
【表３】

【００１８】
上記の表２から、液にケイ酸イオンを添加すると、表１の場合に比較して高いｐＨ値まで鉛の沈澱の再溶解を遅らせることができるが、液中のＳｉ／Ｐｂの重量濃度比が０.９１では、ｐＨがほぼ１１以上に上昇するに伴って、一旦生成した鉛の沈澱が再溶解し始めることが分かる。しかし、表３に示すように、Ｓｉ／Ｐｂの重量濃度比を１.５とした場合には、ｐＨが上昇しても鉛の沈澱の再溶解が認められないことが分かった。
【００１９】
そこで、カドミウムイオンを２０ｍｇ／ｌ及び鉛イオンを１２ｍｇ／ｌの割合で含有する液を始液とし、この液にケイ酸源としてケイ酸ナトリウムを加えて、液のＳｉ／Ｐｂの重量濃度比を１.０及び１.５とした。これらの液に水酸化カルシウム乳を添加することでｐＨを変化させ、各液のｐＨ値とその液中に溶解しているカドミウムイオン及び鉛イオンを定量し、その結果をＳｉ／Ｐｂの重量濃度比ごとに表４及び表５に示した。
【００２０】
【表４】

【００２１】
【表５】

【００２２】
これらの結果から、ケイ酸イオンをＳｉ／Ｐｂの重量濃度比が１以上となるように添加することによって、液のｐＨをカドミウムの沈澱が効率良く生成するｐＨ、例えばｐＨ１１.０まで上昇させても、鉛の沈澱の再溶解を防止できることが分かり、従って液のｐＨ調整によりカドミウムイオンと鉛イオンとを同時に沈澱させ得ることが可能であることが判明した。
【００２３】
カドミウムイオンと鉛イオンとを同時に沈澱させ、しかも改訂された新しい排水基準を十分満たす高度な排水処理を達成するためには、上記表４及び表５の結果から液のｐＨを１１以上に調整することが好ましい。ただし、ｐＨが１２を越えると沈澱しているカドミウムが再溶解を開始するので、ｐＨ１２未満とすべきである。
【００２４】
【実施例】
実施例１
塩化ナトリウムを主成分とし、カドミウムイオンを３８ｍｇ／ｌ及び鉛イオンを２０ｍｇ／ｌの割合で含有する廃水に、Ｓｉ／Ｐｂの重量濃度比が１.０１となるようにケイ酸ナトリウム乳を添加し、続いてこの廃液にｐＨ調整剤として水酸化カルシウムを加え、ｐＨ値を１１.７５とする連続廃水処理試験を行った。
【００２５】
生成した沈澱を分離除去して連続的に得られた処理水中のカドミウムと鉛を定量したところ、カドミウムは０.０１ｍｇ／ｌ以下となり、鉛は０.０１ｍｇ／ｌとなった。
【００２６】
実施例２
カドミウム及び鉛イオンを含有する廃酸に、炭酸カルシウムを添加してｐＨ２で石膏を製造し、その後に残ったカドミウムイオンを２１ｍｇ／ｌ及び鉛イオンを０.８２ｍｇ／ｌ含有する廃酸に、Ｓｉ／Ｐｂの重量濃度比が１.０８となるようにケイ酸ナトリウムを添加し、続いて水酸化カルシウム乳を加えて液のｐＨ値を１１.９２とする連続廃水処理試験を行った。
【００２７】
生成した沈澱を分離除去して連続的に得られた処理水中のカドミウムと鉛を定量したところ、カドミウム及び鉛は共に０.０１ｍｇ／ｌ以下であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、カドミウム及び鉛イオンを含有する廃液に、ケイ酸イオンをＳｉ／Ｐｂの重量濃度比で１以上添加することにより、カドミウムが沈澱するｐＨ値であっても鉛の沈澱の再溶解を防止でき、よってカドミウムイオンと鉛イオンとを同時に沈澱させ、一括して分離除去することが可能である。
【００２９】
しかも、本発明方法により処理した処理液中のカドミウム及び鉛の含有量は、改訂された新しい排水基準を十分満たす水準にあり、カドミウム及び鉛イオン含有廃液から高水質の処理水を安定的に且つ経済的に得ることができる。

Claims (1)

1. カドミウム及び鉛イオン含有廃液のｐＨを調整することにより、カドミウム及び鉛イオンを沈澱として分離除去するカドミウム及び鉛イオン含有廃液の処理方法において、カドミウム及び鉛イオン含有廃液にケイ酸イオンをＳｉ／Ｐｂの重量濃度比が１以上となるように添加した後、この廃液のｐＨを１１以上１２未満に調整することによりカドミウムイオンと鉛イオンを同時に沈澱させ、生成した沈澱を分離除去することを特徴とするカドミウム及び鉛イオン含有廃液の処理方法。