JP4374636B2 - 重金属錯体含有排液の処理方法 - Google Patents

重金属錯体含有排液の処理方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は重金属錯体を含む排水から重金属を分離する処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
キレート剤を含む重金属排水は重金属が錯体を形成していて処理が困難である。従来、重金属錯体を含む排水の処理としては、消石灰、塩化カルシウム等のカルシウム塩を添加してアルカリ性で凝集沈殿処理する方法、塩化鉄、硫酸鉄等の鉄塩を添加してアルカリ性で凝集沈殿する方法、あるいはジエチルカルバミン酸塩系等の重金属捕集剤と鉄またはアルミニウム塩を併用する方法などがある。
しかしながら、以上のような処理方法は処理効率が悪く、キレート剤の種類によっては効果がない場合があること、鉄塩が処理水中に残留する場合があることなどの問題点がある。
【0003】
このような点を改善する処理方法として、重金属錯体を含む排水にマグネシウム化合物を添加しpH10〜12で固液分離する方法が提案されている(特開昭61−192386号)。この方法は前記方法に比べれば少ない薬剤使用量で効率よく重金属を分離でき、重金属およびキレート剤の種類に関係なく、安定した処理を行うことができる。しかしながら高pH領域で処理するため、pH調整するためのアルカリ剤を多量に必要とし、また放流するために再度酸で中和する必要が生じ、必ずしも効率的とはいえない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、低いpH領域で処理を行うことができ、これにより少ない薬剤使用量で効率よく重金属を分離することが可能で、処理後の中和も不要となるほか、相乗効果も得られる重金属錯体含有排液の処理方法を得ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、銅、クロムおよびマンガンから選ばれる1以上の重金属および有機酸を重金属錯体として含む排水に、マグネシウムイオンを遊離するマグネシウム化合物を重金属錯体との反応当量以上添加し、さらに第二鉄イオンを遊離する鉄化合物および/またはアルミニウムイオンを遊離するアルミニウム化合物を50〜5000mg/l添加し、pH5.5〜9.5で、鉄および/またはアルミニウムの水酸化物と重金属の水酸化物が共沈する不溶性物を固液分離することを特徴とする重金属錯体含有排液の処理方法である。
【0006】
本発明の処理対象とする排水は、銅、クロムおよびマンガンから選ばれる1以上の重金属およびキレート剤としての有機酸を重金属錯体として含む排水であり、例えばメッキ排水などがある。重金属としては、銅、クロムおよびマンガンから選ばれる1以上のものであり、2または3のものでもよい。キレート剤としての有機酸としてはグルコン酸、クエン酸、酒石酸、マロン酸などの有機酸がある。
【0007】
これらの排水に添加するマグネシウム化合物としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなど、マグネシウムイオンを遊離する化合物であればよい。これらのマグネシウム化合物は重金属錯体に対して反応当量以上(一般的にはMgとして20〜500mg/l)、好ましくは反応当量の1〜3倍添加する。
【0008】
また鉄化合物としては、塩化第二鉄、硫酸第二鉄等の第二鉄塩やポリ鉄のほか、塩化第一鉄、硫酸第一鉄等の第一鉄塩と酸化剤の組合せなど、第二鉄イオンを遊離する化合物であればよい。これらの鉄化合物は排水に対して50〜5000mg/l、好ましくは200〜3000mg/l添加する。
【0009】
アルミニウム化合物としては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)等のアルミニウムイオンを遊離する化合物が使用できる。これらのアルミニウム化合物は排水に対して50〜5000mg/l、好ましくは200〜3000mg/l添加する。
【0010】
本発明の処理方法は、銅、クロムおよびマンガンから選ばれる1以上の重金属および有機酸を重金属錯体として含む排水に、攪拌下にマグネシウムイオンを遊離するマグネシウム化合物を添加し、さらに第二鉄イオンを遊離する鉄化合物および/またはアルミニウムイオンを遊離するアルミニウム化合物を添加後、pH5.5〜9.5、好ましくは6〜9に調整し、鉄および/またはアルミニウムの水酸化物と重金属の水酸化物が共沈する不溶性物を固液分離する。マグネシウム化合物を添加したのち鉄化合物および/またはアルミニウム化合物を添加するのが好ましいが、場合によっては同時または逆の順序で添加してもよい。
【0011】
これらの添加により上記pH範囲になるときはpH調整剤を添加しなくてもよいが、上記範囲から外れる場合はpH調整剤を添加する。pH調整剤としては一般に水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ剤が使用できるが、必要により塩酸、硫酸等の酸も使用できる。
【0012】
固液分離に際しては、ジエチルジチオカルバミン酸塩系等の重金属捕集剤、その他の添加剤を添加してもよく、また高分子凝集剤を添加して凝集沈殿を行ってもよい。固液分離手段としては、沈降分離、浮上分離、遠心分離、濾過など、通常の固液分離手段を使用できる。
【0013】
攪拌混合は回転式の攪拌機による攪拌混合、ポンプによる攪拌混合、ラインミキサによる攪拌混合などによることができる。攪拌機の場合10〜300rpm、好ましくは20〜150rpmとするのが好ましい。
【0014】
上記の処理を有機酸の場合について説明すると、有機酸たとえばグルコン酸ナトリウムと金属イオンたとえば3価のクロムが共存する場合、これらは錯体を形成するためクロムの不溶性pH域(pH8〜9)にしても、水酸化クロムの沈殿物は形成されず、〔1〕式に示すように溶解状態を維持する。
【化1】
3+ + L3− → ML 〔1〕
金属イオン 有機酸 溶解状態
【0015】
これがアルカリ側では不安定になり、〔2〕式のように水酸化物を生成するが、この反応は極めて遅く排水処理にそのまま適用できない。
【化2】
ML + 3OH- → M(OH)3 + L3- 〔2〕
【0016】
一方、マグネシウムも有機酸と〔3〕式のように錯体を形成する。
【化3】
3Mg2+ + 2L3- → Mg32 〔3〕
【0017】
このためマグネシウムイオンの存在下にアルカリ性にすると、有機酸の受容体としてマグネシウムイオンが作用し、〔4〕式のように重金属の水酸化物の沈殿がすみやかに生じる。
【化4】
2ML+3Mg2++6OH- → Mg32+2M(OH)3↓ 〔4〕
マグネシウム化合物の添加量は〔4〕式における重金属錯体との反応当量ないし3倍当量が適当であり、原水ごとに実験的に確認することができる。
【0018】
〔4〕式の反応では、pH10〜12の領域において重金属の水酸化物の沈殿は急速に生じるが、それより低いpH領域では固液分離は困難である。これに対して、鉄および/またはアルミニウムイオンを共存させると、鉄および/またはアルミニウムの水酸化物と重金属の水酸化物が共沈するため、pH5.5〜9.5の比較的低pH領域でも固液分離が可能になる。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、銅、クロムおよびマンガンから選ばれる1以上の重金属および有機酸を重金属錯体として含む排水に、マグネシウムイオンを遊離するマグネシウム化合物と、第二鉄イオンを遊離する鉄化合物および/またはアルミニウムイオンを遊離するアルミニウム化合物とを添加してpH5.5〜9.5で、鉄および/またはアルミニウムの水酸化物と重金属の水酸化物が共沈する不溶性物を固液分離することにより、低いpH領域で処理を行うことができ、これにより少ない薬剤使用量で効率よく重金属を分離することが可能で、処理後の中和も不要となるほか、それぞれの化合物単独で処理する場合に比べて相乗効果が得られる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0021】
実施例1〜3、比較例1〜5
クロム(III)、銅、マンガンをそれぞれ50mg/lおよびグルコン酸を100mg/l含む溶液に、攪拌下に塩化マグネシウムを添加したのち塩化第二鉄を添加し、その後水酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウムでpH調整し、15分間反応させ沈殿分離した。上澄液の濾紙No.5A濾液分析結果を表1に示す。塩化マグネシウムを添加しない場合、および塩化マグネシウムだけを添加した場合を比較例として示す。
表1の結果より、グルコン酸錯体は鉄塩とカルシウム塩の添加だけでは処理効果が悪いが、マグネシウム塩および鉄塩を添加し、酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウムでpH調整することにより安定した処理効果が得られることがわかる。
【0022】
【表1】
Figure 0004374636
【0023】
実施例4〜8、比較例6〜9
電子部品のメッキ排水(pH2.2、Cu92mg/l、クエン酸100mg/l含有)を、従来ジエチルジチオカルバメート系重金属捕集剤と鉄塩またはアルミニウム塩とを添加し、水酸化ナトリウムでpH調整して凝集沈殿処理していたが、Cuの除去率が悪かった(比較例)。この系に鉄塩添加前に塩化マグネシウムを添加することにより、良好な除去効果が得られた。また処理pHは6〜9の範囲で安定した効果を示した。結果を表2に示す。
【0024】
【表2】
Figure 0004374636
【0025】
上記の結果より、マグネシウム化合物と鉄またはアルミニウム化合物とを併用する実施例のものはいずれも低いpH領域で優れた処理水質が得られており、それぞれの化合物単独で処理する比較例に比べて相乗効果が得られていることがわかる。

Claims (1)

  1. 銅、クロムおよびマンガンから選ばれる1以上の重金属および有機酸を重金属錯体として含む排水に、マグネシウムイオンを遊離するマグネシウム化合物を重金属錯体との反応当量以上添加し、さらに第二鉄イオンを遊離する鉄化合物および/またはアルミニウムイオンを遊離するアルミニウム化合物を50〜5000mg/l添加し、pH5.5〜9.5で、鉄および/またはアルミニウムの水酸化物と重金属の水酸化物が共沈する不溶性物を固液分離することを特徴とする重金属錯体含有排液の処理方法。
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