JPH03254889A - クロム含有廃水の処理方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はクロム含有廃水の処理方法に係り、特に、６価
クロム含有廃水に第一鉄イオンを添加して還元処理する
方法の改良に関する。

［従来の技術］ ６価クロムを含有する廃水から６価クロムを除去する方
法としては、６価クロムを３価クロムに還元し、不溶性
化合物として沈殿除去する方法が行なわれている。従来
、このような処理方法においては、亜硫酸塩還元法が一
般的である。この理白としては、ｐＨ２〜２．５での還
元当量の亜硫酸塩注入制御が可能なこと、生成する汚泥
量が少ないこと、亜硫酸塩が液体で人手でき操作性が良
いことなどが挙げられる。

一方、硫酸第一鉄等の第一鉄塩を使用する還元法もある
。第一鉄塩による方法は、汚泥発生■が多いという欠点
を有するが、硫酸第一鉄は安価であり、酸性側、アルカ
リ側いずれのｐＨでも還元が可能であるという特長を有
する。第一鉄イオンによる還元反応は下記反応式で示さ
れる。

０１（− Ｃｒ”＋　３Ｆｅ”−＋Ｃｒ”＋　３Ｆｅ’″″−−ｍ
ｃｒ　（ＯＨ）　、↓＋３Ｆｅ　（ＯＨ）　ｓ　　↓［
発明が解決しようとする課題］ 第一鉄塩による還元法の最大の欠点は、酸化還元電位（
以下、ｒＯＲＰＪと略す。）計等を利用した薬注制御が
できないことであった。還元反応条件をｐＨ１程度の強
酸域とすれば、還元反応に対応したＯＲＰ変曲点が得ら
れるため、ＯＲＰ計による薬注制御が可能であるが、こ
の場合には、ｐＨ調整に多量の酸を必要とする。このた
め、硫酸第一鉄のＯＲＰ制御による薬注は実用的ではな
い。

本発明は上記従来の問題点を解決し、第一鉄塩を用いる
６価クロム含有廃水の処理方法において、薬注制御を容
易かつ効率的に行なうことにより、高い処理効率にて高
水質の処理水を得ることができるクロム含有廃水の処理
方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のクロム含有廃水の処理方法は、６価クロムを含
有する廃水に、第一鉄イオンを添加して６価クロムを３
価クロムに還元処理する方法において、前記廃水のｐＨ
を４以上に調整して、溶存酸素が２　ｍ　ｇ　／　Ｉｌ
以下になるように第一鉄イオンを添加することを特徴と
する。

即ち、本発明者らは、６価クロムを第一鉄イオンにより
還元する方法を改良するべく、第一鉄イオンと溶存酸素
（以下、ｒＤＯＪと略す。）とはｐＨ中性以上では容易
に反応することに着目し、第一鉄イオン添加量と溶存酸
素濃度と６価りロム濃度との関係について検討した結果
、第一鉄イオンの添加量制御にＤＯ計が通用できるとの
知見を得、本発明を完成させた。

以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のクロム含有廃水の処理方法の一実施方
法を示す系統図である。

本実施例の方法においては、原水を、まず、攪拌機１１
、ｐＨ計１２、Ｄｏ計１３を備える還元中和槽１に導入
し、第一鉄塩、必要に応じてｐＨ調整剤、凝集剤（ポリ
マー）等を添加して、ｐＨ４以上、好ましくは８〜１３
、Ｄ　Ｏ２ｍ　ｇ　／　Ｊ２以下、好ましくは０．５〜
１．５ｍｇ／ｆｌとなるように調整して反応させる。

即ち、後述の［作用コの項で述べるように、ｐＨ４以上
でＤ○が２　ｍ　ｇ　／　Ｉｔ以下となるような条件で
あれば、６価クロムは３価クロムへの還元が終了した状
態であるため、本発明においてはｐＨ４以上、Ｄ　０２
　ｍ　ｇ　／　Ｉｔ以下となるように制御する。

ここで、還元をｐＨ８以上のアルカリ域で行なうことに
より、３価クロム、第一鉄イオン、第二鉄イオン、その
他の共存重金属イオンを、還元反応と同時に水酸化物と
して沈殿させることが可能となるため、別途、中和操作
を行なうことは不要となる。即ち、第１図に示す如く、
別途中和槽を設けることなく、還元処理水は沈殿槽２に
導入し、各種金属イオンの沈殿物を除去し、処理水を得
ることができる。

なお、本発明の方法は連続処理、バッチ処理のいずれで
も実施することができ、ｐＨ計及びり。

計の検出値に基いて、第一鉄イオン、ｐＨ調整剤及び凝
集剤の添加量を制御する制御装置を用いて、自動的に実
施することができる。

本発明力°法で用いる第一鉄塩の種類には、特に限定は
なく、例えば、硫酸第一鉄が最も一般的であるが、他に
塩化第一鉄、硫酸第一鉄アンモニウム、硝酸第一鉄、水
酸化第−鉄等を使用できる。

また、これらの純粋溶液に限らず、これらの第鉄塩を含
有する一般廃液、例えば製鉄工業等の酸洗廃液、非鉄金
属の製錬廃水等も使用できる。

ｐＨ調整剤としては、カセイソーダ、消石灰、ソーダ灰
等のアルカリを用いることができ、凝集剤としては、各
種有機ポリマーを用いることができる。

［作用］ 第一鉄イオン（Ｆｅ２＋）は溶存酸素で酸化され、第二
鉄イオン（Ｆ　ｅ　３　＋　）に変化することは周知の
事実である。この反応はｐＨ４付近より顕著となり、中
性以上では瞬時の反応となる。ｐＨ３未満の酸性では、
酸化反応は起き難い。

一方、６価クロム（Ｃｒ”）も第一鉄イオンと瞬時に反
応し、酸性、アルカリ性のいずれにおいても還元される
ため、この反応が廃水処理に通用されていることは前に
も述べた通りである。それぞれの反応式は下記の通りで
ある。

Ｃｒ”＋３Ｆｅ”−＋　　３Ｆｅ”’＋Ｃｒ”　　　　
　　　−＝■２Ｆｅ”＋　０＋　）１２０−＋　２Ｆｅ
”＋　２０８−　　−■ここで、■の反応が■の反応に
優先すれば、ＤＯ計によるＤｏの測定により、即ち、Ｄ
Ｏ計によるＤ○測定値が所定値以下となフたことを検知
したときが、６価クロムの還元反応が完結したときであ
るので、６価クロムの還元反応終了を検知することがで
き、第一鉄イオンのＤＯ計による薬注制御が可能となる
。

本発明者らは、上記■、■の反応の優先順位を実験によ
り検討した結果、ｐＨ４以上の反応条件において、■の
反応が優先することが確認され、ＤＯ計の薬注制御への
通用が可能であることが明らかとなった。

また、従来の亜硫酸塩還元法では、還元槽及び還元後の
中和のための、即ち、各金属イオンを水酸化物として沈
殿させるための中和槽が必要とされていたが、第一鉄塩
による方法では、アルカリ性域においても還元反応を行
なうことかできるため、例えば、ｐＨ８〜１３といフた
アルカリ性域において還元を行なうことにより、還元と
中和、沈殿、凝集を同時に行なえる。このため、中和槽
を省略して装置設備の簡易化を図ることも可能である。

［実施例コ 以下に実験例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより
具体的に説明する。説明の便宜上、まず比較例について
説明する。

比較例Ｉ Ｃｒ”：　３６０ｐｐｍ、Ｆｅ”：　１５０ｐｐｍを含
むメツキ廃水をｐＨ１，５又はｐＨ３にて第一鉄塩で還
元処理する場合に通常使用されるＯＲＰ計で、第一鉄塩
の添加量に対する電位変化を測定した。

その結果、ｐＨ１，５では微小のＯＲＰ変曲点が得られ
たが、ｐＨ３では○ＲＰ変曲点が認められず、ＯＲＰ計
による第一鉄塩の薬注制御は実用性に乏しいものである
ことが確認された。

実験例ｌ Ｆｅ２＋とＣｒ６“とを反応させた場合のＤｏの濃度変
化を隔膜電極ＤＯ計で測定し、結果を第２図に示した。

なお、反応条件は下記の通りである。

ｐＨ：ｆ。

Ｆｅ”：２００ｐｐｍ Ｃｒ”＋　　　３０ｐｐｍ 第２図より、ＤＯ計への応答時間はわずか約２分という
短時間であり、ＤＯ計が制御用電極として有効であるこ
とが実証された。

実験例２ 比較例１で使用したメツキ廃水を第一鉄塩で還元処理す
る場合の、第一鉄塩添加量に対するＣｒ”及びＤｏの濃
度変化を、ｐＨ５及びｐＨ１０にてそれぞれ測定し、結
果を第３図に示した。

第３図より、次のことが明らかである。即ち、第一鉄イ
オン（第一鉄塩）の添加量に比例して、ＤＯ及びＣｒ’
″）の濃度は減少するが、Ｃｒ’＋が０、Ｏ２ｐｐｍ以
下になった後、ＤＯは急速に減少して２ｐｐｍ以下とな
る。従って、ＤＯ計は第一鉄塩の薬注制御に適用できる
ことが明らかである。

実施例１ 廃水量２０　ｍ’　／　ｈ　ｒのＣｒ”：　２０〜１０
０ｐｐｍを含む廃水を第１図に示す処理フローで処理し
た。なお、設定ｐＨは８．５とし、第一鉄塩の注入制御
はＤＯ計によるＤｏ濃度の測定値が２ｐｐｍを超えると
薬注弁を開とし、２ｐｐｍ以下で薬注弁を閉として運転
した。還元中和槽での滞留時間は２０分である。

その結果、得られた処理水の木質は下記の通りであり、
極めて高水質であった。

ｐＨ：８．２〜８６ Ｃｒ”：Ｏ〜０．０２ｐｐｍ Ｔ−Ｆ　ｅ　：　２〜５　ｐ　ｐｍ ［発明の効果コ 以上詳述した通り、本発明のクロム含有廃水の処理方法
に従って、第一鉄塩の薬注制御をｐＨ４以上においてＤ
Ｏ濃度の検出値に基いて、Ｄｏが２　ｍ　ｇ　／　ｊ２
以下となるように行なうことにより、■　ＤＯ計の検出
値に基いて、８島かつ確実に薬注制御することができる
。

■　還元時にｐＨを過度に低くする必要がないため、硫
酸等の酸使用量の低減が図れる。

■　還元と共に、中和及び凝集も同時に行なうことが可
能であるため、設備の軽減が図れる。

等の効果を得ることができ、６価クロム含有廃水の処理
を容易かつ効率的に行なって、高水質の処理水を得るこ
とが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施方法を示す系統図、第２図は実
験例１の結果を示すグラフ、第３図は実験例２の結果を
示すグラフである。 １・・・還元中和槽、　　２・・・沈殿槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）６価クロムを含有する廃水に、第一鉄イオンを添
   加して６価クロムを３価クロムに還元処理する方法にお
   いて、 前記廃水のｐＨを４以上に調整して、溶存酸素が２ｍｇ
   ／ｌ以下になるように第一鉄イオンを添加することを特
   徴とする６価クロム含有廃水の処理方法。