JP4068532B2 - Method for treating sewage containing hazardous substances - Google Patents

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本発明は、有害物質捕集材及び有害物質を含む汚水の処理方法、特に、クロム、セレン、ヒ素、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類等の有害物質を含む汚水中に含まれる有害物質を捕集して低減する処理方法に関する。なお、本発明における部や%は特に規定しない限り質量基準で示す。   The present invention relates to a hazardous substance collecting material and a method for treating sewage containing harmful substances, particularly harmful substances contained in sewage containing harmful substances such as volatile organic compounds such as chromium, selenium, arsenic, trichlorethylene and tetrachloroethylene. It is related with the processing method which collects and reduces. In the present invention, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

環境問題が顕在化している。特に、汚水中の有害物質、例えば、クロム、セレン、ヒ素等の重金属、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、フッ素、ホウ素、ダイオキシン類、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類等は、環境基本法に基づく環境基準が定められ、この基準値以下の水準を保つことが好ましいとされている。   Environmental problems are becoming apparent. In particular, hazardous substances in sewage such as heavy metals such as chromium, selenium and arsenic, nitrate nitrogen and nitrite nitrogen, fluorine, boron, dioxins, volatile organic compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene, etc. Environmental standards based on the above are defined, and it is preferable to maintain a level below this standard value.

これらの有害物質の中でも、クロム、セレン、及びヒ素を含む化合物は毒性がきわめて高く、たとえ微量であっても公害病等、社会に深刻な被害をもたらす物質として広く認知されているものである。トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類は使用量が多く、発ガン性がある等、深刻な環境被害をもたらすものである。硝酸態窒素、亜硝酸態窒素、フッ素、ホウ素、ダイオキシン類等の有害物質も環境中に放出すると、環境汚染の原因となる。   Among these harmful substances, compounds containing chromium, selenium, and arsenic are extremely toxic and are widely recognized as substances that cause serious damage to society, such as pollution diseases, even in trace amounts. Volatile organic compounds such as trichlorethylene and tetrachlorethylene are used in large quantities and cause carcinogenicity, causing serious environmental damage. If harmful substances such as nitrate nitrogen, nitrite nitrogen, fluorine, boron, and dioxins are released into the environment, they may cause environmental pollution.

これらの有害物質を捕集する材料としては、活性炭を用いる方法(例えば、特許文献1〜2等参照)、ゼオライト類を用いる方法(特許文献3等参照)、ハイドロタルサイト類を用いる方法(特許文献4等参照)、還元性鉄粉により還元や分解して処理する方法(特許文献5等参照)、硫酸第一鉄を用いる方法(特許文献6〜7等参照)、アパタイト類を用いる方法(特許文献8等参照)、カルシウムサルホアルミネート水和物やカルシウムアルミネート水和物の加熱脱水物を用いる方法(特許文献9等参照)、アルミン酸アルカリ金属塩やアルミン酸カルシウム等のアルミニウム化合物と、水酸化カルシウム等を用いてハイドロカルマイトを生成させて硝酸イオン、重金属イオン等を除去する方法(特許文献10〜12等参照)、アニオン捕集材(特許文献13参照)等が知られている。   As materials for collecting these harmful substances, a method using activated carbon (see, for example, Patent Documents 1 and 2), a method using zeolite (see, for example, Patent Document 3), and a method using hydrotalcites (Patent) Reference 4), a method of reducing and decomposing with reducing iron powder (see Patent Document 5, etc.), a method using ferrous sulfate (see Patent Documents 6-7, etc.), a method using apatites ( Patent Document 8 etc.), a method using calcium sulfoaluminate hydrate or a heated dehydrated calcium aluminate hydrate (see Patent Document 9 etc.), an aluminum compound such as alkali metal aluminate or calcium aluminate , A method for removing nitrate ions, heavy metal ions, etc. by generating hydrocalumite using calcium hydroxide or the like (see Patent Documents 10-12, etc.), anion Atsumarizai (Patent Document 13 reference) are known.

活性炭を用いる方法は、有害物質を単に吸着するものであり、有害物質の固定化力の観点から充分なものではなかった。   The method using activated carbon simply adsorbs harmful substances, and is not sufficient from the viewpoint of immobilization of harmful substances.

ゼオライト類を用いる方法は、吸着とともにイオン交換反応も呈し、カドミウムや鉛等を捕集することができるものであるが、クロム、セレン、ヒ素等の重金属、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、フッ素、ホウ素等の捕集能力はほとんど期待できないという課題があった。   The method using zeolite exhibits adsorption and ion exchange reaction and can collect cadmium, lead, etc., but heavy metals such as chromium, selenium, arsenic, nitrate nitrogen, nitrite nitrogen, fluorine There was a problem that almost no ability to collect boron and the like was expected.

ハイドロタルサイト類を用いる方法は、それ自体が高価な材料であり、経済性に乏しいばかりでなく、捕集できる有害物質が限定されるという課題があった。   The method using hydrotalcites itself is an expensive material, which is not only economical, but also has a problem that the harmful substances that can be collected are limited.

還元性鉄粉を用いる方法は即効性がなく、効果を得るまでに長い時間を要するという課題があった。硫酸第一鉄を用いる方法は、即効性はあるが、これが持つ硫酸イオンを系内に加えることになり、二次的な弊害が生じることや、対象となる有害物質が限られるという課題があった。   The method using reducing iron powder has no immediate effect, and there is a problem that it takes a long time to obtain the effect. Although the method using ferrous sulfate has an immediate effect, it involves adding sulfate ions that it has to the system, resulting in secondary problems and limiting the number of harmful substances. It was.

アパタイトを用いる方法は、ゼオライトと同様に、カドミウムや鉛等を捕集することができるものであるが、クロム、セレン、ヒ素等の重金属、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、ホウ素等の捕集能力はほとんど期待できないという課題があった。   The method using apatite, like zeolite, can collect cadmium, lead, etc., but it can collect heavy metals such as chromium, selenium, arsenic, nitrate nitrogen, nitrite nitrogen, boron, etc. There was a problem that the ability was hardly expected.

カルシウムサルホアルミネート水和物やカルシウムアルミネート水和物の加熱脱水物を用いる方法は、比表面積が高い上に水との反応性が高いため、汚水中の有害物質捕集に用いる際にはその水和反応熱が急激に発生するという課題がある。さらに、カルシウムサルホアルミネート水和物を用いる際には、系内へ硫酸成分が加えられるため、二次的な弊害を生じやすいという課題を有していた。   The method of using calcium sulfoaluminate hydrate or heated dehydrated calcium aluminate hydrate has a high specific surface area and high reactivity with water, so when used for collecting harmful substances in sewage There is a problem that the heat of hydration reaction is rapidly generated. Furthermore, when calcium sulfoaluminate hydrate is used, since a sulfuric acid component is added into the system, there has been a problem that secondary adverse effects are likely to occur.

アルミン酸アルカリ金属塩やアルミン酸カルシウム等のアルミニウム化合物と、水酸化カルシウム等を用いてハイドロカルマイト(4CaO・Al2O3・nH2O)を生成させて硝酸イオン、重金属イオン等を除去する方法が知られている(特許文献10〜12等参照)。ハイドロカルマイトの有害物質捕集能力は必ずしも充分なものではなく、より優れた収着能力を持つ有害物質捕集材の開発や効率的な汚水の処理方法の開発が強く望まれていた。 It produces hydrocalumite (4CaO ・ Al 2 O 3・ nH 2 O) using aluminum hydroxide such as alkali metal aluminate or calcium aluminate and calcium hydroxide to remove nitrate ions, heavy metal ions, etc. A method is known (see Patent Documents 10 to 12, etc.). Hydrocalmite's ability to collect harmful substances is not always sufficient, and there has been a strong demand for the development of a hazardous substance collection material with a better sorption capacity and the development of an efficient sewage treatment method.

特に、近年では、有害物質のうち、セレン、ヒ素、ダイオキシン類、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類等を効果的に捕集できる有害物質捕集材や汚水の処理方法が必要とされている。   In particular, in recent years, there has been a need for a harmful substance collection material and a method for treating sewage that can effectively collect selenium, arsenic, dioxins, volatile organic compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene among harmful substances. Yes.

本発明者はカルシウムアルミネート水和物の1種である2CaO・Al2O3・nH2Oの工業的な利用に鑑み、鋭意努力を重ねた結果、カルシウムアルミネート水和物2CaO・Al2O3・nH2Oが公害原因物質等としてきわめて重要なクロム、セレン、及びヒ素のほか、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類等の各種有害物質の捕集材として優れた性能を発揮すること、また、アルミン酸アルカリ金属塩と酸化カルシウム及び/又は水酸化カルシウムを用いて、2CaO・Al2O3・nH2Oを生成させる過程を利用しても同様の効果が得られることを知見し本発明を完成するに至った。 The present inventor has made extensive efforts in view of industrial utilization of 2CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O, which is a kind of calcium aluminate hydrate, and as a result, calcium aluminate hydrate 2CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O exhibits excellent performance as a trap for various harmful substances such as chromium, selenium, and arsenic, which are extremely important as pollution-causing substances, and volatile organic compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene. It is also found that the same effect can be obtained by using the process of generating 2CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O using alkali metal aluminate salt and calcium oxide and / or calcium hydroxide. The present invention has been completed.

特開平05-076619号公報JP 05-076619 A 特開2002-239347号公報JP 2002-239347 A 特開2001-238980号公報JP 2001-238980 特開平10-128313号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-128313 特開平07-108280号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-108280 特開平09-085224号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-085224 特開平10-034124号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-034124 特開平08-182984号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-182984 特開2001-70926号公報JP 2001-70926 特開平05-057289号公報JP 05-057289 A 特開2001-252648号公報JP 2001-252648 A 特開2001-252675号公報JP 2001-252675 A 特開平09-248449号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-248449

セレン、ヒ素を含む多様な有害物質を捕集することができ、しかも公知材料よりも有害物質捕集効果が顕著である有害物質を含む汚水の処理方法を提供する。 Selenium, arsenic can collect various harmful substances including, moreover harmful substances trapping effect than the known material to provide a method of processing sewage comprising hazardous substances Ru remarkable der.

本発明は、2CaO・Al2O38H2Oを汚水に添加することを特徴とする有害物質としてセレン、ヒ素を含む汚水の処理方法であり、アルミニウム化合物とカルシウム化合物を添加して2CaO・Al2O38H2O様水和物を生成させ、前記有害物質を捕集することを特徴とする有害物質を含む汚水の処理方法である。 The present invention is a method for treating sewage containing selenium and arsenic as harmful substances, characterized by adding 2CaO · Al 2 O 3 · 8 H 2 O to sewage, and adding 2CaO by adding an aluminum compound and a calcium compound A method for treating sewage containing harmful substances, characterized in that Al 2 O 3 · 8 H 2 O-like hydrates are produced and the harmful substances are collected.

本発明の有害物質捕集材は、多くの有害物質を捕集することができ、しかもその捕集能力が従来のハイドロカルマイトよりも大きく、また、アルミニウム化合物とカルシウム化合物を添加して化学式2CaO・Al2O38H2Oのカルシウムアルミネート水和物を生成させても同様の効果が得られる等の効果を奏するものである。 The hazardous substance collecting material of the present invention can collect a lot of harmful substances, and its collecting ability is larger than that of the conventional hydrocalumite, and the chemical formula 2CaO is obtained by adding an aluminum compound and a calcium compound. -Even if the calcium aluminate hydrate of Al 2 O 3 · 8 H 2 O is produced, the same effect can be obtained.

本発明でいう2CaO・Al2O3・nH2Oとは、カルシウムアルミネート水和物のうち、CaO/Al2O3モル比が2に近似される水和物を総称するものであり、通常、nの値は、およそ10以下の正数であり、その具体例としては、結晶性の化合物ではnの値が8である2CaO・Al2O3・8H2 Oが挙げられる。 In the present invention, 2CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O is a general term for calcium aluminate hydrates, and hydrates whose CaO / Al 2 O 3 molar ratio is close to 2 , normally, the value of n is a positive number of about 10 or less, and specific examples thereof include 2CaO · Al 2 O 3 · 8H 2 O value is 8 for n a crystalline compound.

2CaO・Al2O3・nH2Oは従来の有害物質捕集材であるハイドロカルマイトとは異なるカルシウムアルミネート水和物である。ハイドロカルマイトは、本発明のカルシウムアルミネートよりもカルシウム含有量が多い組成の水和物であり、化学式4CaO・Al2O3・nH2O等で表され、CaO/Al2O3モル比が4で近似される水和物を総称するものである。ハイドロカルマイトは有害物質の捕集効果に優れるものであるが、2CaO・Al2O3・nH2Oはハイドロカルマイトよりも有害物質の捕集効果に優れるものである。 2CaO ・ Al 2 O 3・ nH 2 O is a calcium aluminate hydrate that is different from hydrocalumite, which is a conventional material for collecting harmful substances. Hydrocalumite is a hydrate having a composition with a higher calcium content than the calcium aluminate of the present invention, represented by the chemical formula 4CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O, etc., and a CaO / Al 2 O 3 molar ratio. Is a generic term for hydrates approximated by 4. Hydrocalumite is excellent in collecting harmful substances, but 2CaO, Al 2 O 3 and nH 2 O are more effective in collecting harmful substances than hydrocalumite.

2CaO・Al2O3・nH2Oを得る方法としては、例えば、アルミン酸アルカリ金属塩と酸化カルシウム及び/又は水酸化カルシウムとを水の存在下で反応させる方法、塩化カルシウムとアルミン酸アルカリ金属塩とを水の存在下で反応させる方法、酸化カルシウム及び/又は水酸化カルシウムと水酸化アルミニウムやアルミニウムゲルを水の存在下で反応させる方法、カルシウムアルミネートを原料とし、必要に応じて酸化カルシウム及び/又は水酸化カルシウムの存在下で、カルシウムアルミネートを水和させる方法等が挙げられる。 Examples of the method for obtaining 2CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O include a method of reacting an alkali metal aluminate salt with calcium oxide and / or calcium hydroxide in the presence of water, calcium chloride and alkali metal aluminate. A method of reacting a salt with water, a method of reacting calcium oxide and / or calcium hydroxide with aluminum hydroxide or aluminum gel in the presence of water, using calcium aluminate as a raw material, and optionally calcium oxide And / or a method of hydrating calcium aluminate in the presence of calcium hydroxide.

2CaO・Al2O3・nH2Oを得る際、反応温度は30℃以下が好ましく、20℃以下がより好ましい。30℃を超えると、2CaO・Al2O3・nH2Oのほかに3CaO・Al2O3・6H2Oが副生し、有害物質捕集効果が低下する場合がある。 When obtaining 2CaO.Al 2 O 3 .nH 2 O, the reaction temperature is preferably 30 ° C. or lower, more preferably 20 ° C. or lower. Exceeds 30 ℃, 2CaO · Al 2 O 3 · nH 2 No addition to 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O in O by-harmful substances trapping effect is reduced in some cases.

本発明では、2CaO・Al2O38H2Oを有害物質捕集材として利用し、これを有害物質を含む汚水に加えて汚水処理を行うことができる。また、アルミニウム化合物とカルシウム化合物とを汚水に添加して、2CaO・Al2O38H2Oを生成させて有害物質を含む汚水を処理することもできる。 In the present invention, 2CaO · Al 2 O 3 · 8 H 2 O can be used as a hazardous substance collecting material, and this can be added to sewage containing the toxic substance to perform sewage treatment. Moreover, an aluminum compound and a calcium compound can be added to wastewater to produce 2CaO · Al 2 O 3 · 8 H 2 O to treat wastewater containing harmful substances.

アルミニウム化合物としては、アルミン酸アルカリ金属塩、水酸化アルミニウムやアルミニウムゲル、カルシウムアルミネート等が好適である。   As the aluminum compound, alkali metal aluminate, aluminum hydroxide, aluminum gel, calcium aluminate and the like are suitable.

アルミン酸アルカリ金属塩とは、R2O-Al2O3系化合物を総称するものであり、特に限定されるものではない。ここで、R2OはNa2OやK2Oを表す。その具体例としては、アルミン酸ナトリウムやアルミン酸カリウムが挙げられる。経済性の面からはナトリウム塩が好ましく、有害物質の捕集効果が優れる観点からはカリウム塩の使用が好ましい。本発明では、目的や用途に応じて、これらを組み合わせて使用することも可能である。 The alkali metal aluminate is a general term for R 2 O—Al 2 O 3 compounds and is not particularly limited. Here, R 2 O represents Na 2 O or K 2 O. Specific examples thereof include sodium aluminate and potassium aluminate. The sodium salt is preferable from the economical aspect, and the potassium salt is preferable from the viewpoint of an excellent effect of collecting harmful substances. In the present invention, these can be used in combination according to the purpose and application.

これらのアルミン酸アルカリ金属塩は、特定の組成を持たず、様々なR2O/Al2O3モル比を有するものが存在し、R2O/Al2O3モル比0.5〜2.0の範囲のものがよく知られている。アルミン酸アルカリ金属塩は無水塩や含水塩が存在する。含水塩の場合、その結晶水の比率は、Al2O31モルに対して10モル以内であることが多い。アルミン酸アルカリ金属塩は、いかなるR2O/Al2O3モル比や、結晶水数のものでも利用可能である。 These alkali metal aluminates do not have a specific composition, and there are various R 2 O / Al 2 O 3 molar ratios, and the R 2 O / Al 2 O 3 molar ratio ranges from 0.5 to 2.0. Are well known. Alkali metal aluminates include anhydrous salts and hydrated salts. In the case of a hydrated salt, the ratio of the crystal water is often within 10 mol with respect to 1 mol of Al 2 O 3 . The alkali metal aluminate can be used in any R 2 O / Al 2 O 3 molar ratio or in the number of water of crystallization.

カルシウムアルミネートとしては、例えば、CaO・Al2O3、12CaO・7Al2O3、11CaO・7Al2O3・CaX2(Xはハロゲン)、3CaO・Al2O3、これら結晶性のカルシウムアルミネートのほか、さらに非晶質のカルシウムアルミネートを挙げることができ、これらの1種又は2種以上を併用できる。この場合、CaO/Al2O3モル比が2程度となるように、カルシウム化合物やアルミニウム化合物を併用する必要がある。例えば、CaO/Al2O3モル比が2よりも小さいCaO・Al2O3や12CaO・7Al2O3を用いる場合には、CaO/Al2O3モル比が2程度となるように、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物を併用して調整する必要があるし、CaO/Al2O3モル比が2よりも大きい3CaO・Al2O3を用いる場合には、水酸化アルミニウムやアルミン酸のアルカリ金属塩等のアルミニウム化合物を併用して、CaO/Al2O3モル比を2程度に調整する必要がある。 Examples of calcium aluminate include CaO · Al 2 O 3 , 12CaO · 7Al 2 O 3 , 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaX 2 (X is halogen), 3CaO · Al 2 O 3 , and these crystalline calcium aluminum Amorphous calcium aluminate can also be mentioned in addition to nates, and one or more of these can be used in combination. In this case, it is necessary to use a calcium compound or an aluminum compound together so that the CaO / Al 2 O 3 molar ratio is about 2. For example, when using CaO · Al 2 O 3 or 12CaO · 7Al 2 O 3 having a CaO / Al 2 O 3 molar ratio smaller than 2 , so that the CaO / Al 2 O 3 molar ratio is about 2, it must be adjusted in combination with the calcium compound such as calcium hydroxide, in the case of using a 3CaO · Al 2 O 3 greater than CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 2, aluminum hydroxide and aluminate It is necessary to adjust the CaO / Al 2 O 3 molar ratio to about 2 by using an aluminum compound such as an alkali metal salt in combination.

本発明では、反応性の面から、アルミニウム化合物としては、例えば水酸化アルミニウムやアルミニウムゲル等を使用することが好ましい。カルシウム化合物としては、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、塩化カルシウム等が挙げられ、いずれも使用可能であるが、系の温度を上げないこと、また、共存アニオンを系内へ添加しないですむことから、水酸化カルシウムを使用することが好ましい。   In the present invention, from the viewpoint of reactivity, it is preferable to use, for example, aluminum hydroxide or aluminum gel as the aluminum compound. Examples of calcium compounds include calcium oxide, calcium hydroxide, and calcium chloride, and any of them can be used, but it is not necessary to raise the temperature of the system, and it is not necessary to add a coexisting anion into the system. Therefore, it is preferable to use calcium hydroxide.

本発明でいう有害物質とは、特に限定されるものではないが、環境基準が定められている有害物質、例えば、クロム、セレン、ヒ素、カドミウム、鉛、水銀等の重金属、全シアン、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、フッ素、ホウ素、リン、さらに、有機系物質としては、ダイオキシン類、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類、PCB、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、ベンゼン、有機リン等が挙げられる。環境基準が定められていないものとしては、例えば、銅、亜鉛、モリブデン、アミン系化合物、各種の環境ホルモンや内分泌かく乱物質等が挙げられる。   The toxic substances referred to in the present invention are not particularly limited, but toxic substances for which environmental standards are established, for example, heavy metals such as chromium, selenium, arsenic, cadmium, lead, mercury, all cyan, nitrate Nitrogen, nitrite nitrogen, fluorine, boron, phosphorus, and organic substances include dioxins, volatile organic compounds such as trichloroethylene and tetrachloroethylene, PCB, dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1 1,1-dichloroethylene, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, benzene, organic phosphorus and the like. Examples of environmental standards not defined include copper, zinc, molybdenum, amine compounds, various environmental hormones, endocrine disrupting substances, and the like.

本発明の有害物質捕集材や有害物質を含む汚水の処理方法は、特に、セレン、ヒ素、クロム、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類等の捕集効果に優れている。   The toxic water collecting material and the method for treating sewage containing toxic substances of the present invention are particularly excellent in the collection effect of volatile organic compounds such as selenium, arsenic, chromium, trichlorethylene and tetrachloroethylene.

本発明では、公知の水処理材を併用することが可能である。その具体例としては、カルシウムアルミノフェライト類、カルシウムフェライト類、カルシウムアルミノシリケート類、各種ポルトランドセメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント(エコセメント)、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ、フライアッシュ、転炉スラグ、電気炉還元期スラグ、電気炉酸化期スラグ等の粉末や、これらの粉末に含まれる水硬性材料や潜在水硬性物質やポゾラン物質から生成するあらゆる水和物類、酸化マグネシウムや水酸化マグネシウムやドロマイトやハイドロタルサイト類等のマグネシウム化合物、活性炭等の炭素質物質、モンモリロナイトやカオリナイト等に代表される層状化合物であるベントナイト類、ゼオライト類、セピオライト、アパタイトやリン酸ジルコニウム等のリン酸塩、活性炭、多硫化物や硫化物やチオ硫酸塩類や亜硫酸塩類等のイオウ化合物、チオ尿素、アマルガム、還元鉄粉、硫酸第一鉄、塩化第一鉄等の鉄化合物、セルロース類やポリビニルアルコール、キトサン等の水溶性高分子類、ジアルキルジチオカルバミン酸類、キノリン化合物類、ポリアミン類、糖類等のうちの1種又は2種以上を本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用可能である。   In the present invention, a known water treatment material can be used in combination. Specific examples include calcium aluminoferrites, calcium ferrites, calcium aluminosilicates, various portland cements, filler cements mixed with limestone powder, etc. Type cement (eco-cement), granulated blast furnace slag, blast furnace slow-cooled slag, fly ash, converter slag, electric furnace reduction period slag, electric furnace oxidation period slag, etc., and hydraulic materials contained in these powders Represented by all hydrates generated from latent hydraulic materials and pozzolanic materials, magnesium compounds such as magnesium oxide, magnesium hydroxide, dolomite and hydrotalcite, carbonaceous materials such as activated carbon, montmorillonite and kaolinite Bentonites and zeolites that are layered compounds , Sepiolite, phosphates such as apatite and zirconium phosphate, activated carbon, sulfur compounds such as polysulfides, sulfides, thiosulfates and sulfites, thiourea, amalgam, reduced iron powder, ferrous sulfate, ferric chloride The object of the present invention is to use one or more of iron compounds such as ferrous iron, water-soluble polymers such as celluloses, polyvinyl alcohol and chitosan, dialkyldithiocarbamic acids, quinoline compounds, polyamines and saccharides. They can be used in combination as long as they are not substantially inhibited.

上記の水処理材は本発明の有害物質捕集材と併用しても良いし、別々に使用しても何ら支えない。本発明の有害物質捕集材で一次処理を行った後、二次処理を前記の材料で行うことも可能である。このように、複数の有害物質の処理を施すことは、有害物質を多面的に、かつ、確実に捕集する観点から好ましい。   The water treatment material described above may be used in combination with the harmful substance collection material of the present invention, or may be used separately. It is also possible to perform the secondary treatment with the above-mentioned material after performing the primary treatment with the hazardous substance collecting material of the present invention. As described above, it is preferable to treat a plurality of harmful substances from the viewpoint of collecting the harmful substances in a multifaceted and reliable manner.

カルシウムアルミネート水和物(2CaO・Al2O3・nH2O)の比表面積は、特に限定されるものではないが、通常、BET比表面積値で5〜100m2/gの範囲にあり、10〜50cm2/g程度のものが多い。5m2/g未満では有害物質の捕集効果が充分でない場合があり、100m2/gを超えるようなものは取扱いが困難な場合がある。 The specific surface area of calcium aluminate hydrate (2CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O) is not particularly limited, but is usually in the range of 5 to 100 m 2 / g as a BET specific surface area value, Many are about 10-50 cm 2 / g. If it is less than 5 m 2 / g, the effect of collecting harmful substances may not be sufficient, and if it exceeds 100 m 2 / g, handling may be difficult.

本発明の有害物質捕集材の使用方法は特に限定されるものではない。例えば、水処理に用いる場合であれば、粉末状で使用し、その後固液分離しても良いし、ペレットやカラム等に加工して処理水を流水させて用いても良く、フィルターとして加工して利用することも可能である。   The method of using the hazardous substance collecting material of the present invention is not particularly limited. For example, if it is used for water treatment, it may be used in powder form and then separated into solid and liquid, or it may be processed into pellets, columns, etc., and the treated water may be run and used as a filter. Can also be used.

ペレットやフィルターの製造方法としては、例えば、本発明の有害物質捕集材を加圧成形する方法や、前駆体、すなわち、カルシウムアルミネートを基材とする材料を水和硬化させる工程で成形する方法等が挙げられる。この際、他の水硬性材料、例えば、各種ポルトランドセメント等とともに水和硬化させても良い。   As a method for producing pellets and filters, for example, the method for pressure-molding the harmful substance-collecting material of the present invention, or the precursor, that is, the step of hydrating and curing the material based on calcium aluminate is used. Methods and the like. At this time, it may be hydrated and hardened together with other hydraulic materials such as various Portland cements.

各種のカルシウムアルミネート水和物1gを用い、表1に示す有害物質を含有する溶液50mlに入れ、5分間攪拌した後、固液分離した。そして、液相中に残存する有害物質の濃度を測定し、有害物質の低減率を求めた。結果を表1に併記する。   1 g of various calcium aluminate hydrates were put into 50 ml of a solution containing the harmful substances shown in Table 1, stirred for 5 minutes, and then separated into solid and liquid. And the density | concentration of the harmful substance which remains in a liquid phase was measured, and the reduction rate of the harmful substance was calculated | required. The results are also shown in Table 1.

<使用材料>
水酸化カルシウム:試薬1級
アルミン酸ナトリウム:試薬1級
2CaO・Al2O3・8H2O:1モルのアルミン酸ナトリウムと1モルの水酸化カルシウムを室温(25℃)に保ちながら純水1,000cc中で反応させて合成。BET比表面積31m2/g。
4CaO・Al2O3・13H2O:1モルのC3Aと1モルの水酸化カルシウムを混合し、50℃の環境下で水/粉体比100%で水和させて合成。BET比表面積19m2/g、ハイドロカルマイトを主体。
3CaO・Al2O3・6H2O:0.5モルのアルミン酸ナトリウムと1モルの水酸化カルシウムを50℃に加温しながら純水1,000cc中で反応させて合成。BET比表面積5m2/g。
有害物質Cr :クロム標準溶液、クロム濃度1,000mg/リットル溶液、関東化学製
有害物質Se :セレン標準溶液、セレン濃度1,000mg/リットル溶液、関東化学製
有害物質As :ヒ素標準溶液、ヒ素濃度1,000mg/リットル溶液、関東化学製
有害物質F :フッ化ナトリウム、粉末状、試薬1級、和光純薬製
有害物質B :ホウ酸、粉末状、試薬1級、和光純薬製
有害物質NO3:硝酸ナトリウム、試薬1級、和光純薬製
有害物質P :オルトリン酸ナトリウム(Na3PO3)、粉末状、試薬1級、和光純薬製
有害物質TCE(トリクロロエチレン):試薬1級、和光純薬製
<Materials used>
Calcium hydroxide: Reagent grade 1 Sodium aluminate: Reagent grade 1
2CaO ・ Al 2 O 3・ 8H 2 O: synthesized by reacting 1 mol of sodium aluminate and 1 mol of calcium hydroxide in 1,000 cc of pure water while keeping at room temperature (25 ° C). BET specific surface area 31 m 2 / g.
4CaO · Al 2 O 3 · 13H 2 O: Synthesized by mixing 1 mol of C 3 A and 1 mol of calcium hydroxide and hydrating them at a water / powder ratio of 100% in an environment of 50 ° C. BET specific surface area 19m 2 / g, mainly hydrocalumite.
3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O: synthesized by reacting 0.5 mol of sodium aluminate and 1 mol of calcium hydroxide in 1,000 cc of pure water while heating to 50 ° C. BET specific surface area 5 m 2 / g.
Hazardous substance Cr: Chrome standard solution, chromium concentration 1,000mg / liter solution, Kanto Chemical's hazardous substance Se: Selenium standard solution, selenium concentration 1,000mg / liter solution, Kanto Chemical's hazardous substance As: Arsenic standard solution, arsenic concentration 1,000mg / L solution, Kanto Chemical's hazardous substance F: Sodium fluoride, powder, reagent grade 1, Wako Pure Chemical's hazardous substance B: Boric acid, powder, reagent grade 1, Wako Pure Chemical's hazardous substance NO 3 : Nitric acid Sodium, reagent grade 1, Wako Pure Chemical's hazardous substance P: Sodium orthophosphate (Na 3 PO 3 ), powder, reagent grade 1, Wako Pure Chemical's hazardous substance TCE (trichloroethylene): reagent grade 1, Wako Pure Chemical

<測定方法>
有害物質の濃度:環境庁告示第46号に従って測定した。
有害物質の低減率:環境庁告示第46号に基づき測定した有害物質の濃度をもとに、以下の式により算出した。
有害物質の低減率(%) =C / C0 ×100
ただし、C0:有害物質捕集材を添加しない場合の有害物質溶出量の合計、C:有害物質捕集材を添加した場合の有害物質溶出量の合計。
<Measurement method>
Hazardous substance concentration: Measured according to Environmental Agency Notification No. 46.
Hazardous substance reduction rate: Calculated by the following formula based on the concentration of harmful substances measured based on Environmental Agency Notification No. 46.
Hazardous substance reduction rate (%) = C / C 0 × 100
However, C 0 : Total amount of harmful substance elution when no hazardous substance collector is added, C: Total amount of harmful substance elution when a hazardous substance collector is added.

Figure 0004068532
注:(1)有害物質のTCEはトリクロロエチレン
(2)C2AH8は2CaO・Al2O3・8H2O、C3AH6は3CaO・Al2O3・6H2O、C4AH13は4CaO・Al2O3・13H2Oである。
Figure 0004068532
Note: (1) TCE of hazardous substances is trichlorethylene
(2) C 2 AH 8 is 2CaO · Al 2 O 3 · 8H 2 O, C 3 AH 6 is 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, C 4 AH 13 is 4CaO · Al 2 O 3 · 13H 2 O It is.

水酸化カルシウムとアルミン酸ナトリウムを使用して有害物質を含有する汚水の処理を行った。2CaO・Al2O38H2Oが生成するように、表2に示す有害物質を含有する溶液50mlに対し、CaO/Al2O3モル比を1とした水酸化カルシウムとアルミン酸ナトリウムの混合物1gを使用した。結果を表2に示す。 Wastewater containing harmful substances was treated using calcium hydroxide and sodium aluminate. Calcium hydroxide and sodium aluminate with a CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 1 for 50 ml of a solution containing the hazardous substances shown in Table 2 so that 2CaO · Al 2 O 3 · 8 H 2 O is formed. 1 g of the mixture was used. The results are shown in Table 2.

Figure 0004068532
注:(1)有害物質のTCEはトリクロロエチレン
(2)C2AH8は2CaO・Al2O3・8H2 Oである。
Figure 0004068532
Note: (1) TCE of hazardous substances is trichlorethylene
(2) C 2 AH 8 is 2CaO · Al 2 O 3 · 8H 2 O.

アルミン酸ナトリウムの代わりに、アルミン酸カリウムを使用したこと以外は実施例2の実験No.2-11と同様に行った。結果を表3に示す。   The experiment was conducted in the same manner as in Experiment No. 2-11 of Example 2 except that potassium aluminate was used instead of sodium aluminate. The results are shown in Table 3.

<使用材料>
アルミン酸カリウム:試薬1級
<Materials used>
Potassium aluminate: Grade 1 reagent

Figure 0004068532

注:(1)有害物質のTCEはトリクロロエチレン
(2)C4AH13は4CaO・Al2O3・13H2Oである。
Figure 0004068532

Note: (1) TCE of hazardous substances is trichlorethylene
(2) C 4 AH 13 is 4CaO · Al 2 O 3 · 13H 2 O.

本発明の有害物質捕集材は、化学産業、電子産業、医療施設、及び各種研究施設から廃棄される、クロム、セレン、ヒ素、揮発性有機化合物類等の有害物質を、その種類によらず、迅速かつ効率良く捕集することができる等の効果を奏する。
The hazardous material collection material of the present invention is a hazardous material such as chromium, selenium, arsenic, volatile organic compounds, etc., which is discarded from the chemical industry, electronics industry, medical facilities, and various research facilities, regardless of the type. The effect is that it can be collected quickly and efficiently.

Claims (3)

2CaO・Al2O38H2Oを汚水に添加する有害物質を含む汚水の処理方法において、前記有害物質としてセレン、ヒ素の1種または2種を含む汚水を処理することを特徴とする汚水の処理方法。 In a method for treating sewage containing harmful substances, wherein 2CaO · Al 2 O 3 · 8 H 2 O is added to sewage, the sewage containing one or two of selenium and arsenic is treated as the harmful substance. Wastewater treatment method. 汚水にアルミニウム化合物とカルシウム化合物を添加して2CaO・Al2O38H2Oを生成させ、有害物質を捕集する汚水の処理方法において、前記有害物質としてセレン、ヒ素の1種または2種を含む汚水を処理することを特徴とする汚水の処理方法。 In the wastewater treatment method for collecting toxic substances by adding aluminum compound and calcium compound to sewage to produce 2CaO ・ Al 2 O 38 H 2 O, one or two of selenium and arsenic as the toxic substances A method for treating sewage, comprising treating sewage containing seeds. アルミニウム化合物とカルシウム化合物がそれぞれアルミン酸アルカリ金属塩と水酸化カルシウムであることを特徴とする請求項2記載の汚水の処理方法。   The method for treating sewage according to claim 2, wherein the aluminum compound and the calcium compound are alkali metal aluminate and calcium hydroxide, respectively.
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