JPH02280891A - セメント含有水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセメント含有水の処理方法に関する。

〔従来の技術〕

六価クロムは酸化力が強く、環境に流出する場合は健康
上有害な物質として環境汚染を防止する各種の法令で規
制されている。

セメント中に製造工程から混入する形で微量ではあるが
六価り四ムが含まれている。その六価クロムはセメント
に水が混入され固化（コンクリート化）した状態ではそ
の内部に固定され溶出されることはないが、まだ固まら
なし１状態で水と接触すると水中に溶解し、水とともに
移動する。したがって、その水を公の場に排出しようと
する場合はその水から六価クロムを除去する必要が生じ
ろ場合がある。

従来その除去方法としては六価クロムがｐＨ３以下の酸
性側で強（１酸化力を示し、反応性に富む性質を利用し
、六価クロムを含むセメント混入水に酸を加えてｐＨを
３以下に調整した後、第一鉄イオンを含む溶液を添加し
て、六価クロムを三価クロムイオンに還元し、更にこの
三価クロムイオンがｐｔ＋７付近で水酸化物沈殿となる
ことを利用して、三価クロムイオンを含む液にアルカリ
を添加してｐＨ６〜８に中和ｍａｔ、、反応を熟成させ
たのち、三価クロムを水酸化クロムとして沈殿除去して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

セメント含有水はセメントの高いアルカリ性のため一般
に強いアルカリ性を示す。したがって従来法ではｐＨ３
での酸性化に多量の酸を必要としており、更にそのρ１
４３　の液を、公の場に排出するため及び水酸化クロム
を生成させるために行なうｐＩ（６〜８　までの中和に
多量のアルカリを必要としている。

また第一鉄イオンによる六価クロムイオンへの酸化還元
反応はその速度が遅く、長い反応時間を必要とし、しい
ては大きい難反応槽を必要とし、また水酸化クロムの沈
殿は膠状であるため沈降速度が小さく、沈殿除去に長い
時間と大きな沈殿除去槽を必要としている。

このように従来の六価クロム除去法は複雑な工程から成
るため経済的にも負担が大きく未処理のまま排出されて
いる場合も多くみられる。

本発明の目的はセメント含有水から、その中に含まれる
六価クロムをｐＨの調整を行なうことなく除去する、簡
単で経済的に有利な、更に管理の容易な方法を捷供しよ
うとするものであり、もって公害防止に寄与しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための方法〕 本発明は六価クロムを含む高アルカリ性のセメント含有
水に、なんらｐＨを調整することなく水溶性バリウム化
合物／または水溶性のストロンチウム化合物を含む溶液
のどちらか一方を添加し、クロム酸イオンの形態の六価
クロムをクロム酸バリウムまたはクロム酸ストロンチウ
ムという難溶解性化合物の形にして処理する方法である
。

六価クロムは一般的にはＣｒＯ４’−（クロム酸イオン
）とＣｒ　２０７”−ｆ重クロム酸イオン）の形態で存
在し、両者のイオンの間には２　Ｃｒ　　　０４”＋Ｈ
”＝Ｃｒ１０７”°＋Ｈ，ＯＴｌ）の平衡関係が存在す
る。

（１）式は六価クロムを含む排液のｐＨが高ければ高い
程、六価クロムの濃度が低ければ低い（希釈が進む）程
ルシャトリエの法則にしたがって、クロム酸イオンが安
定に存在することを示している。

一方セメント含有水はこのクロム酸イオンの安定条件を
充分に持っている。

つまり高いアルカリ性であり、且つ六価クロム濃度が１
０ｐｐｍ以下程度と非常に低く、希釈された状態にある
。したがって、セメントを含む水中の六価クロムはクロ
ム酸イオンとして存在している。

クロム酸イオンと金属イオンとの間には種々の難溶性イ
オンが存在する。

例えば、Ｓｒ　Ｃｒ　０４．Ｂａ　Ｃｒ　ｏ、、ｐｂ　
Ｃｒ　０４．Ｂｉｔ（ＣｒＯｓ　ｌ　Ｉ　＃　ＡｇｔＣ
ｒ　０４　＊　Ｈｇ　Ｃｒ　０４等がそれらに当たる。

したがって、セメントを含む水中にこれらの金属のイオ
ンを添加すれば六価クロムはこれらの金属のｌｌ溶性塩
の固体となり、それを沈降、濾過、その他の方法で分離
すれば排水中から六価クロムを除去出来ろことになる。

このようにセメント含有水から六価り党ムを除去しよう
とする場合はその液性がアルカリ性であるがために、こ
れらの金属イオンとの結合反応が、ｐＨのｒＲ整をなん
ら必要としないという理由により格段に有利であり、こ
の点が本発明の最も重要な点である。

本発明者等はこれらの条件を満足する技術について種々
研究を重ねた結果本発明を完成するに至った。

すなわち本発明はセメント含有水を水溶性バリウム化合
物または水溶性ストロンチウム化合物で処理することを
特徴とするセメント含有水の処理方法である。

次に本発明をさらに詳細に説明するが、以下の発明にの
み限定されるものではない。

まず本発明に使用する水溶性バリウム化合物について説
明する。

バリウムイオンとクロム酸イオンとの反応は次のように
表され、その反応速度は非常に大きい。

Ｂａ”＋Ｃｒ　０４”＝Ｂａ　Ｃｒ　０４　　　　　　
（２）この反応が水中で起こっているときには、Ｂｍ”
とＣｒＯ４’−の濃度の間に次の関係が成立している（
溶解度積）。

［Ｂａ”］　・（Ｃｒ　０４！−）　＝１，６Ｘ１Ｇ“
嘗・　　　　　（３）〔〕；濃度　−Ｏｔ／Ｌ （日本分析化学会編　；分析化学データブックより）六
価り四ムの水質汚染防止法排水基準は０−５ｍｇ／４で
あり、セメント含有水中の六価クロム濃度をＸ　ｍｇ／
Ｒ，とするとその含有量を０．５ｍｇ／Ｌ以下にするた
めに必要なバリウムイオンの量を（２）、（３）式から
次のように求めることが出来る。

（２）式からＩＬ中に含まれる六価クロム　；　Ｘ　ｍ
ｇ／４と反応するバリウムイオン量は、２．６４・Ｘｍ
ｇである。（３）式から１名中六価クロムを０．５ｍｇ
以下にするために、余分に添加しなければならないバリ
ウムイオンは２．２８・１０”ｍｇであり、その合計が
必要最低量となる。つまり（２，６４Ｘ＋２．２８−１
０”ｌ　ｍｇ以上を１ｆｆｉに対して添加すれば、六価
クロムを０．５ｍｇ／ｇ以下にすることが出来ることに
なり、第２項殆ど無視出来るので含有量に比例する２、
６４　　Ｘｍｇ／ｇでほぼ決まってしまうことになる。

一般的にＸは１０ｍｇ／ｆＪｉＪ下であるので、除去に
必要なバリウムイオン量はセメントを含む水１を当たり
２６．４ｍｇ以下程度で良いことになる。

バリウムイオンは水溶液として添加されるが、そのよう
な溶液を作りやすい塩として塩化バリウム（Ｂａ　　Ｃ
ｊＬｔ）が適している。しかし他のバリウム源であって
もバリウムが水中でイオン化するものであり且つ、経済
的にみあうもの、公害上問題のないものであればさしつ
かえない。

２６．４ｍｇ／ｉのバリウムイオンは３９．９ｍｇ／ｇ
の塩化バリウム（Ｂａ　Ｃｔりに相当し、この程度の塩
化バリウムを含む溶液量を添加することになる。

まｔ工水溶性ストロンチウム化合物についても　（２）
式のＢａ１をＳｒ’◆に置きかえた反応（４）が成立し
、溶解度積については（５）式で示されろ。

Ｓｒ’令＋ＣｒＯ４’−＝＝Ｓｒ　　　Ｃｒ　　　０４
　　　　　　　　　　　　（４）（Ｓｒ”）−（Ｃｒ　
０４”ｌ　＝３．５ｘｔｏ−％　　　　　（５）バリウ
ムの場合と同様に、１０ｍｇ／ｇのクロムの濃度を０．
５ｍｇ／ｇ以下まで下げるために必要なストロンチウム
イオン、塩化ストロンチウムの添加量を求めろと溶液１
応当たりそれぞれ１７ｍｇ、３１ｍｇとなり、これらに
相当する塩化ストロンチウム溶液量を添加することにな
る。

一方塩化バリウム、塩化ストロンチウムとも固体の形で
添加することも可能であるが、それらが液中で溶解拡散
するのに時間を要し、その間反応が進まず、反応槽とし
て大きな容積が必要となり、（２）、（４）の反応速度
が大きいという利点が生かされなくなり、また添加量が
微量であるため、その計量、添加を工業的に精度良く行
なうことが難しい等の理由から、これら溶液状態で添加
する方が好ましい。

そのｍｇｍ度には大きな制限はないが、高濃度側はそれ
ぞれの塩の飽和溶解度で決まり塩化バリウム、塩化スト
ロンチウムそれぞれに対して約１６３ｇ／Ｑ、Ｉ　Ｓ７
ｇ／ｇである。

次に本発明において使用する水溶性バリウム化合物とし
ては水液化バリウム、過塩素液バリウム、酸化バリウム
、臭化バリウム、硝酸バリウム、テトラシアノ白金酸バ
リウム四水和物等が挙げられ、また水溶性ストロンチウ
ム化合物としては硝酸ストロンチウム、酢酸ストロンチ
ウム、過塩素液ストロンチウム、臭化ストロンチウムな
どが挙げられる。

次に本発明を実施例により説明する。

実施例 現場で発生する排水の量は時間に不規則なことが多いの
で濃度貯留タンク４に受け、そのタンクから定量に流し
出して処理するのが装置全体が小型で済み有利であるが
、排水量が少量の場合は必ずしも必要としない。

流量計１は流量に比例して水溶性バリウム化合物を添加
しなければならないので設備するものである。

次にセメント含有水は水溶性バリウム化合物との反応を
行なうため、例えば塩化バリウム溶液とともに混合、反
応槽７に導かれ攪拌を受ける。定量ポンプ２は１の流量
と六価クロム濃度の積に比例し、反応に最適なバリウム
イオン社が添加されるように塩化バリウム溶液の流量を
制御するためのものである。この檜でクロム酸バリ９ム
結晶が形成されるが、反応槽に供給されろ水にはその他
に現場で発生する種々の固形物をも含んでいる。したが
って、それらを分離するため水は固形物とともに沈殿分
離槽３に導かれ静置される。

この槽は固液分離が目的であるから、その目的を達する
ために沈殿分離槽以外に各種の濾過装置、その他の分離
装置を用いることも出来る。

この段階で六価クロムの除去が完了する。

固形物、クロム酸バリウムが除去された清澄水はｐｉｔ
がまｔ！９〜１３程度を保っているので、放流するため
には酸による中和操作が必要であり、中和槽９に導かれ
ｐＨ６〜８に中和調整された後、公の場に放流される。

それに用いる酸は反応の完全を自差して余剰のバリウム
イオン或いはストロンチュームイオンを反応槽に添加す
るような場合に出来るだけその余剰分を環境に放流しな
いようにするため、これらのイオンが硫酸イオンと結合
しやすく、完全に無害な硫酸化合物とするため硫酸によ
り中和を行なうことが好ましい。

この中和操作は、固形物分離操作の的に置かれてもさし
つかえない。但しその場合、誤操作等でｐＨが４を切る
ようなことがあればクロム酸バリウム中のクロム酸が（
２）式により重クロム酸に変化し、溶解してしまうこと
になるのでｐＨ制−は厳密でなければならない。また固
形物中にはセメント粒子も含まれるので、加える酸とこ
の粒子との反応により、消費されろ酸の量が増すことも
考慮にいれておかねばならない。更に混合反応槽７に前
置きして一次沈殿槽を設け、その上澄水に水溶性バリウ
ム化合物を添加する方法でも良い。

以上はセメントを含む水を連続的に処理する工程の例に
ついて説明したものであっろが、水量が少ない場合１と
回分操作で処理してもさしつかえない。

その場合には混合、反応槽７、沈降分離槽８を兼用して
同一槽とし、反応後にそれを沈降分離槽として用いろこ
とも出来る。

また連続して処理する場合（２）、（４）式の反応速度
が非常に大きいので混合、反応槽７の替りにラインミキ
サーを用いろことも出来ろ。

次の図−２に本発明による六価クロム除去の例を示した
。図はｐＨを種々に変えた六価クロム１ｏｍｇ／４を含
むセメント水１ｔに、バリウムイオン１度１ｇ／４の塩
化バリウム溶液を２７ｍ９添加しくバリウムイオン２７
ｍｇに相当）、ρＩ（８まで中和した後、表面負荷２ｍ
’／ｈｒ程度の沈降条件で固形物を沈降分離し、上澄水
の六価クロム濃度を測定しグラフ化したものである。ｐ
Ｈが５以上に保持されれば上澄水中の六価クロムａ度は
そのｔｉｉｗ値０．５ｍｇ／４を充分に下回ることを示
している。

〔効　　果〕

本発明は、セメント含有水を水溶性バリウム化合物また
は水溶性ストロンチウム化合物で処理することによって
該セメント含有水のｐＨ調監を行なわなくとも高アルカ
リ性側においても効果的に処理することができろ利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための処理フローを示し
た図であり、第２図はセメント含有水の処理後、液のｐ
Ｈと六価クロム濃度を示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント含有水を水溶性バリウム化合物または水溶性ス
   トロンチウム化合物で処理することを特徴とするセメン
   ト含有水の処理方法。