JP4813609B2 - 水酸化第2鉄含有含水中和スラッジを製造原料とする消臭剤及びその製造方法 - Google Patents
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Description
より詳しくは、都市下水又は工場廃水等の廃水処理施設又は付帯施設等において、悪臭物質である硫化水素を高濃度で発生させる濃縮汚泥貯留施設等に好適に使用することができる、金属処理工場等で排出される鉄化合物含有酸性水溶液を中和する際に生成する水酸化第2鉄含有含水中和スラッジを鉄の製造原料として用いる液体消臭剤及びその製造方法に関する。
本発明者らは、この視点から水酸化第2鉄含有含水中和スラッジを活用する路を開拓する可能性について着目し既に検討した。
そこで、高濃度の硫化水素を発生する濃縮汚泥に対して、特許文献2の消臭剤を用いて人間による簡便な消臭性能試験、すなわち人間による臭気感応試験を行ったところ僅かに臭気が感じれた。
その原因を調査すべく、まず液体消臭剤の組成を調査したところ、硫酸根(SO4)が相当量、すなわち2.4wt%という量で存在することが判明した。
このことから、特許文献2の消臭剤には水酸化第2鉄含有含水中和スラッジ由来の硫酸根が相当量残存し、その硫酸根が嫌気性雰囲気においては硫酸塩還元菌により還元されて硫化水素が生成するものと推測し、含有硫酸根の少ない消臭剤を使用して消臭性能を行ったところ消臭性能が向上するとの知見を得た。
より詳しくは、、本発明は、各種金属処理工場等で排出される鉄化合物含有酸性水溶液を中和する際に生成する水酸化第2鉄含有含水中和スラッジを製造原料として用いて製造される、すなわち廃棄物を有効活用して製造される液体消臭剤であるにもかかわらず、高濃度の硫化水素を発生する汚泥等の発生源に対して、優れた消臭性能を発揮する消臭剤及びその製造方法を提供することを発明の解決すべき課題とするものである。
また、その液体消臭剤は、第2鉄がFe2O3換算で9〜20wt%、NO3/Feモル比が3.5から5.5の範囲にあり、かつSO4濃度が0.8wt%以下であることが好ましい。
また、その際の硝酸濃度は50wt%以上、温度は75〜100℃、加熱溶解する時間は4〜12時間が好ましい。
また、本発明で用いる鉄原料の水酸化第2鉄含有含水中和スラッジは、SO4濃度が低いことから、濃度が高いものに比し溶解し難いと考えられていたが、それを効率的に溶解することを条件を見出したものであり、更なる廃棄物の有効活用に路を拓いたものである。
また、その際の硝酸濃度は50wt%以上、温度は75〜100℃、加熱溶解する時間は4〜12時間が好ましい。
このモル比については、好ましくは3.5から5.5であることがよい。
その結果、得られた液体消臭剤は、硝酸根の濃度が高く、NO3/Feモル比も高いものとなる。なお、前記したとおりであるから、特許文献2の製造方法に比し、溶解時の加熱温度が高くなり、溶解時間も長くなることは避けられない。
その製造された消臭剤においては、その中に含有されるSO4が濃度1.6wt%以下であることが必要であり、0.8wt%以下であることが好ましいのであるが、このSO4 、すなわち硫酸根は、鉄原料である水酸化第2鉄含有含水スラッジから由来するものであり、製造された液体消臭剤中に残存するものである。
すなわち、消臭剤中の硫酸根濃度を1.6wt%以下とするためには、前記スラッジ中の硫酸根濃度は、6.61wt%(乾燥ベースによる)であることが必要であり、消臭剤中の硫酸根濃度を0.8wt%以下とするためには、前記スラッジ中の硫酸根濃度は、3.96wt%(乾燥ベースによる)以下であることが必要である。
その結果、特許文献2に記載の製造方法に比し、硝酸により水酸化第2鉄含有含水スラッジの溶解する際の条件が厳しいものとなる。
また、加熱温度も同様に高い方が良く75℃以上が好ましい。さらに、溶解時間は硝酸濃度及び加熱温度が特許文献2と同様の場合には倍以上とするのがよく、具体的には4時間以上が好ましい。
その実施例については、実施例1として本発明の液体消臭剤の製造方法に関し複数の例を示し、また実施例2として製造された液体消臭剤を使用した消臭性能試験例を示す。
鉄原料の水酸化第2鉄含有含水スラッジとしては、半導体材料の製造過程において排出されたものを使用した。
その成分をまず分析したところ、その結果は表1に示すとおりであり、それに含有されるFe2O3及びSO4の含有量は、いずれも乾燥ベースでそれぞれ75.4wt%及び2.10wt%であり、これ以外に水39wt%が含有されていた。
製造例1と同じ水酸化第2鉄含有含水スラッジを用いて、溶解時のNO3/Feモル比が4.5になるように濃度60wt%硝酸量を82gに変更した以外は、製造例1と同一条件で溶解した。
その結果は、製造例1と同様に表2に示してあり、濾液中のT−Fe濃度9.6wt%(Fe2O3換算濃度13.7wt%)、NO3濃度43.8%、NO3/Feモル比4.1、SO4濃度0.5%であった。また、原料スラッジの溶解率は90%であった。
製造例1と同じ水酸化第2鉄含有含水スラッジを用いて、溶解時のNO3/Feモル比が6.0になるように濃度60wt%硝酸量を109gに変更した以外は、製造例1と同一条件で溶解した。
その結果は、製造例1、2と同様に表2に示してあり、濾液中のT−Fe濃度11.6wt%(Fe2O3換算濃度16.5wt%)、NO3濃度48.4%、NO3/Feモル比5.6、SO4濃度0.2%であった。また、原料スラッジの溶解率は94%であった。
鉄原料の水酸化第2鉄含有含水スラッジについては、現在までのところ製造例1ないし3において使用した半導体材料の製造過程において排出された硫酸含有量が比較的低いものと、特許文献2で使用した硫化鉄鉱山排水を中和沈殿する際に生成する硫酸根が高濃度で含有されているものの2種類しか入手できない。
そのため、これら両者の中間の硫酸根含有量を持つ液体消臭剤については、水酸化第2鉄含有含水スラッジから硝酸を用いて溶解することにより直接製造することはできない。
すなわち、製造例1の水酸化第2鉄含有含水スラッジに硫酸を添加、混合し、乾燥して硫酸根濃度を増加させたものを液体消臭剤を製造する際の鉄原料とした。
その結果は、製造例1ないし3と合わせて表2に示しており、濾液中のT−Fe濃度10.7wt%(Fe2O3換算濃度15.3wt%)、NO3濃度39.8%、NO3/Feモル比3.4、SO4濃度0.8%であった。
この製造例は製造例4と同様に液体消臭剤を製造した。すなわち製造例4と同じ水酸化第2鉄含有含水スラッジ100gに98%硫酸7.54gを添加して十分に攪拌混合し、1晩静置乾燥させた。その成分を分析したところ表3に示すとおりであり、それに含有されるFe2O3及びSO4の量は、いずれも乾燥ベースでそれぞれ74.4wt%及び6.61wt%であり、これ以外に水32.5wt%が含有されていた。
その結果は、濾液中のT−Fe濃度11.0wt%(Fe2O3換算濃度15.7wt%)、NO3濃度40.2%、NO3/Feモル比3.3、SO4濃度1.6%であった。
製造例1ないし3を対比すると、加熱溶解時の硝酸の使用量が多いほど水酸化第2鉄含有含水スラッジの溶解量が増加することがわかる。
すなわち、水酸化第2鉄含有含水スラッジの同一量(30g)に対し、硝酸の使用量は製造例1では54g、製造例2では82g、製造例3では109gであり、その使用量の増加と共に前記スラッジの溶解量も、76%、90%及び94%と増加しており、該スラッジ中の鉄分が液体消臭剤として有功に活用されることがわかる。
また、T−Fe濃度9.5wt(Fe2O3換算濃度13.5wt%)、%、NO3濃度31.8%、NO3/Feモル比3.0であることも分析して確認した。
その消臭性能試験方法に関し、以下において具体的に示す。
液体消臭剤を添加した後ポリ瓶を密閉し、静置した。そして添加直後、6時間静置後及び24時間静置後に各ポリ瓶を1分間振とうし、それぞれガス検知管にてポリ瓶中の硫化水素濃度を測定した。
それに対して、本発明の液体消臭剤を用いた場合には、ブランクの場合に比し、硫化水素発生量が極端に低減していることがわかる。すなわち、本発明の液体消臭剤を用いた場合には添加直後に半減し、24時間経過後には1/10前後に低下することがわかる。
なお、硫酸根ゼロの場合は、硫酸根の含有されていない市販の硝酸鉄を使用しており、水酸化第2鉄含有含水スラッジを鉄原料として製造したものではないので、本発明には該当せず参考例ではあるが、この場合には、消臭性能が最もよく、硫化水素発生量は添加直後であっても500ppmで、24時間経過後には50ppmまで低下することがわかる。
それは本発明の液体消臭剤と対比するために表4中に記載してはいるものの、あくまでも比較例であり、本発明の液体消臭剤は、いずれの硫酸根濃度の場合においても前記特許文献2に記載の消臭剤よりも消臭性能が優れており、そのことがこの性能試験結果からも明白である。
のであるから、廃棄物の低減に貢献し、それを有効活用するものである。
また、汚泥貯槽等の高濃度の硫化水素を発生する、下水、排水処理施設あるいはそれらの付帯施設において、硫化水素の発生抑制あるいは低減に大いに有効なもので、活用することができる。
Claims (4)
- 鉄化合物含有酸性廃液を中和した際に発生する水酸化第2鉄含有含水スラッジを原料として製造される液体消臭剤であって、第2鉄がFe2O3換算で7〜35wt%含有され、NO3/Feモル比が3.0から6.0の範囲内にあり、かつSO4濃度が1.6wt%以下の水溶液であることを特徴とする硫化水素の発生による悪臭を抑制する液体消臭剤。
- 第2鉄がFe2O3換算で9〜20wt%、NO3/Feモル比が3.5からの範囲にあり、かつSO4濃度が0.8wt%以下である請求項1に記載の硫化水素の発生による悪臭を抑制する液体消臭剤。
- 鉄化合物含有酸性廃液を中和した際に発生する水酸化第2鉄含有含水スラッジに、濃度20wt%以上の硝酸をNO3/Feのモル比が3.0から6.0において混合し、温度60〜100℃で1〜12時間加熱溶解させることを特徴する請求項1に記載の硫化水素の発生による悪臭を抑制する液体消臭剤の製造方法。
- 鉄化合物含有酸性廃液を中和した際に発生する水酸化第2鉄含有含水スラッジに、濃度50wt%以上の硝酸をNO3/Feのモル比が3.5から5.5において混合し、温度75〜100℃で4〜12時間加熱溶解させることを特徴する請求項3に記載の硫化水素の発生による悪臭を抑制する液体消臭剤の製造方法。
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