JP4869543B2 - 排水浄化方法 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば製鉄工程等で発生する廃熱と廃棄物を活用して高性能な排水脱リン・脱ヒ素剤・脱硫酸イオン剤を提供し、これを用いる排水浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農業排水の処理法は、一般に凝集沈殿と活性汚泥処理が行われているが、有機汚泥等の発生による環境負荷を解消できていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、製鉄プロセス等の廃熱と廃棄物を活用して、簡便かつ経済性に優れた、排水の脱リン剤、脱ヒ素剤、脱硫酸イオン剤、または、硝酸性窒素除去剤として排水を浄化する方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、製鉄プロセス等の廃熱と廃棄物を活用して適切な前処理を施すことにより、簡便かつ経済性に優れた排水浄化処理方法を見出したものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００５】
（１）鉄を含有するダスト、スラッジ、スケールの１種または２種以上を含む鉄廃棄物を酸処理して鉄含有溶液を製造し、該鉄含有溶液を加水分解した後、さらに焼成したのち、液体を保持できる飽和圧力以上の高圧水中で加熱処理することによって得られた排水処理剤を排水の脱リン剤およびまたは脱硫酸イオン剤およびまたは硝酸性窒素除去剤として使用することを特徴とする排水浄化方法。
（２）前記鉄含有溶液として製鉄工程から排出される鉄を含有するダスト、スラッジ、スケールの１種または２種以上を含む鉄廃棄物を酸処理して得られた鉄含有溶液を用いることを特徴とする（１）に記載の排水浄化方法。
（３）製鉄所内の廃酸を用いて酸処理することを特徴とする（１）または（２）に記載の排水浄化方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
まず、排水浄化剤の原料として、製鉄プロセスの各製造工程から排出される鉄を含有するダスト、スラッジまたはスケールの１種または２種以上を含む鉄廃棄物を利用する。
この鉄廃棄物に酸処理を行うことにより鉄分を含んだ水溶液が得られる。
ここに、ダストとは鉄分を含んだ粉塵をいい、スラッジとは圧延等で発生する鉄分を含む切り屑をいい、スケールとは鋼材の表面に発生する主として酸化鉄からなる皮膜をいう。
本発明においては、この酸処理に用いる酸の種類は問わず、鉄分を含む溶液ができればよいが、製鉄プロセスで発生する塩酸などの廃酸を用いることが、経済的であり好ましい。
【０００７】
次に、前記鉄分を含んだ水溶液を加水分解した後、さらに焼成することにより酸化鉄系排水浄化剤を得ることができる。
この加水分解および焼成により、表面積が大きいＦｅＯＯＨ等の酸化鉄を作ることができ、接触面積を大きくすることができ、性能を高めることができる。
本発明においては、加水分解および焼成方法は問わないが、例えば沸騰水に前記鉄水溶液を加えてウォーターバス中で水分除去した後に、真空乾燥することが好ましい。
このように、製鉄プロセスにおいて多量に発生する鉄を含有するダスト、スラッジ、スケールの１種または２種以上を含む鉄廃棄物と廃酸を活用することにより、簡易かつ経済的に排水浄化剤を製造でき、リンやヒ素を固定化することができるので、これを排水と接触させることにより脱リン剤、脱ヒ素または脱硫酸イオン剤として利用することができる。
また、前述の鉄を含有するダスト、スラッジ、スケールの１種または２種以上を含む鉄廃棄物を酸処理した鉄水溶液の代わりに、製鉄工程の鉄廃液を加水分解することにより、不要な鉄廃液を有効活用できるので、さらに経済的に排水浄化剤を製造することができる。
本発明では、焼成後、さらに高圧水中で加熱処理することによっても、排水浄化が可能となる。
これは、気体中で300℃まで加熱すると、単純に水酸化鉄中のＦｅとＯの結合が切断されてＦｅ2Ｏ3へと変化するが、250〜300℃の高圧水中で水酸化鉄を加熱した場合には、水の誘電率が室温の1/4程度と大きく減少し、Ｆｅ−Ｏ結合の酸化反応、加水分解反応が進行する。これによって、水酸化鉄が活性なＯＨ基を有した構造へ変化する。これにより、排ガス脱硫または排水浄化が可能となる。なお、この温度域では水の誘電率に対する圧力の影響はほとんどなく、液体を保持できる飽和圧力以上の圧力を、ここでは高圧力という。
【０００８】
【実施例１】
＜排水処理剤の製造方法＞
１）廃塩酸約５ｇを純水約２５ｍｌに溶解する。
２）の溶液を沸騰水２５０ｍｌにスポイドで少量ずつ加える。
３）２）の溶液をウォーターバス中で水分除去し、１９０℃、２２時間焼成する。
４）３）の焼成物を高圧水中で２７０〜３００℃、１８ＭＰａ、１０分間処理する。
＜実験＞
連続して20ppmの硝酸性窒素を含有した水溶液を２８０〜３００℃の条件で該排水処理剤層１ｇ中に滞留時間１分、１cc/minの流量で通過させると、硝酸性窒素をほぼ100％除去できた。
また、該排水処理剤は室温でリン、硫化水素除去能も優れていることも確認した。
これによって、これまでの排水処理（凝集沈殿＋活性汚泥）法に比較して、格段の環境負荷低減（無機、有機汚泥を出さない）に繋がる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、製鉄プロセス等の廃熱と廃棄物を活用して適切な前処理を施すことにより、格段の環境負荷低減に繋がる排水の浄化処理の方法を提供することができ、産業上有用な著しい効果を奏する。
Claims (3)
- 鉄を含有するダスト、スラッジ、スケールの１種または２種以上を含む鉄廃棄物を酸処理して鉄含有溶液を製造し、該鉄含有溶液を加水分解した後、さらに焼成したのち、液体を保持できる飽和圧力以上の高圧水中で加熱処理することによって得られた排水処理剤を排水の脱リン剤およびまたは脱硫酸イオン剤およびまたは硝酸性窒素除去剤として使用することを特徴とする排水浄化方法。
- 前記鉄含有溶液として製鉄工程から排出される鉄を含有するダスト、スラッジ、スケールの１種または２種以上を含む鉄廃棄物を酸処理して得られた鉄含有溶液を用いることを特徴とする請求項１に記載の排水浄化方法。
- 製鉄所内の廃酸を用いて酸処理することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水浄化方法。
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