JPH0466187A

JPH0466187A - 重金属および有機物を含有する廃液の処理方法

Info

Publication number: JPH0466187A
Application number: JP2175965A
Authority: JP
Inventors: Fukuzo Todo; 藤堂　福蔵
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-03-02
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0763699B2

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、重金属および有機物を含有する廃水を、電解
を利用して処理する方法に関する。［従来の技術］原子力発電所から発生する廃液のうち、高電導度廃液と
よばれるものは、蒸発濃縮により減容してから同化処理
する。　この廃液は高濃度の塩を含み、放射性物質およ
び洗剤がその中に濃縮されている。　蒸気発生器やタン
クのような機器の除染を行なったときに発生する除染廃
液は、重金属のイオンとともに、ＥＤＴＡのようなキレ
ート剤、ギ酸、シュウ酸、クエン酸のような有機酸ある
いはそれらの塩を含有している。　この重金属には、放
射性核種が含まれていることが少なくない。そのほか、重金属で除染された土壌を除染処理したとき
にも、重金属イオンと有機物を含有する除染廃液が発生
する。放射性廃液は、最終的には蒸発濃縮した残渣を、セメン
ト固化などの手段で同化処理する。　ところが、キレー
ト剤や有ｉ酸が存在すると、同化体が水に接触したとき
に放射性核種が溶出しやすく、固化体の地中埋設処分の
ためにそれを防止することが望まれている。廃液に含有されている有機物を分解する方法として、出
願人は、触媒の存在下に過酸化水素を作用させて酸化分
解する方法を開発し、すでに開示した（特開昭６ｌ−１
０４２９９）。　この方法は、高価な過酸化水素を消費
することが許されるならば、安全かつ有用な処理方法で
あるが、廃液に触媒および酸化剤を加えるため廃棄物の
量を増大させるから、後続の蒸発濃縮工程の負荷が大き
い。　重金属が含まれている場合には、酸化分解工程の
後に不溶化する処理が必要である。［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、廃液処理に関する上述の問題に対する
ひとつの解決策として、電解を利用して、重金属の不溶
化と有機物の酸化分解とを同時に行ない、廃棄物を増量
させることなく、かつ高価な酸化剤を消費することなく
、重金属および有機物を含有する廃液を処理する方法を
提供することにある。［課題を解決するための手段］本発明の重金属および有機物を含有する廃液の処理方法
は、重金属のイオンおよび水溶性の有機物を含有してい
る廃液を、ＤＨ４〜９において直流電流により電解する
ことにより、陰極においては重金属イオンを金属または
水酸化物として析出させるとともに、陽極においては有
機物を酸化分解し、主として二酸化炭素および水に変え
ることからなる。（作　用］図面を参照して詳細に説明すると、第１図のフローチャ
ートにみるように、タンク（１）に受は容れた廃液を電
解槽（４）に供給して電解する。このとき、ｐＨを４〜９の範囲とする。　ｐＨは、金属
イオンを不溶化するためには４以上であること、また酸
素ガスの発生を抑制するためには９以下であることを要
する。　必要により、酸またはアルカリを、それぞれの
タンク（２，３）から添加する。　廃液（９）には硫酸
塩やアンモニウム塩が存在して、通常は電解に適した電
導度を示すが、塩類濃度が低くて電導度が小さすぎる場
合は、さらに電解質を加える。電極材の選択は、とくに陽極（５）に関して重要であっ
て、陽極において酸素ガスが発生すると酸化反応に役立
たないし、電極の溶出もできるだけ避けなければならな
いから、材料はこうした観点からえらぶ。　白金などの
重金属、酸化鉄（Ｆｅ３０４）、二酸化鉛（Ｐｂ０２　
）などが使用できるが、有機物の酸化のためにはＰｂＯ
２が有用である。　ＰｂＯ２は、チタンなどそれ自体不
溶性電極として使用できる材料に、電着その他の手段に
より担持させて使うとよい。　陰極（６）の材料は任意
であって、たとえばステンレス鋼などが使いやすい。電解の条件は、圧力はもちろん常圧が安全の点から好ま
しく、温度は常温ないし液の沸騰点までの温度とする。　高温の方が、有機物の酸化にとって有利である。　電
流密度は、１〜１０Ａ／６ｍ２が適当である。　あまり
に低い電流密度では電解の進行が遅く実用的でないし、
過大にしても電流効率が低下する。　電圧は液の電導度
や電流密度、電極間距離などの条件によって異なるが、
通常は４〜６Ｖ程度であろう。電解によって、陰極では、つぎの金属電着または水酸化
物の生成反応が起る。　２価の金属イオンに例をとると
、Ｍ　＋２０−　→ＭＭ　　＋２０Ｈ−→Ｍ（ＯＨ＞２一方、陽極では、つぎのようにして、有機物の酸化反応
が起る。２０ｔ−１−→町０＋Ｏ”　　＋２ｅＣＩＩＩＨｎ＋Ｏ”→ＣＯ２十Ｈ２（０”　は酸素原子をあられす。）。電解液が弱アルカリ性の場合、陽極側で金属イオンが酸
化されて酸化物になる（たとえばＭｎ＋＋からＭｎＯ２
が生成する）ことがある。　これを避けるには、カチオ
ンを通さない隔膜（図示してない）を両極間に設ければ
よい。電解操作は、回分式、連続式どちらでも実施できること
はもちろんであるが、回分式で、分解または電着除去の
度合とエネルギー効率の両方からみて最適の時間性なう
のが実際的といえよう。通常は数〜１０時間程度が適当である。電解後、必要があれば酸またはアルカリの中和剤を加え
て、電解液を中和する。　電解液中に、生成した金属や
酸化物が電極から剥離して懸濁しているような場合、後
続の工程への輸送に支障のないよう、フィルター（７）
で濾過するとよい。この濾過は、電解中にポンプ（８）で液を循環させなが
ら行なってもよい。［実施例１］アクリル樹脂系の電解槽に、陽極としてｌｉにＰｂＯ２
を電着させたもの、陰極としてステンレス鋼板を対立さ
せて置いた。　電極面積は、両極とも０．３ｄｍ２であ
る。Ｅ　ＤＴＡ　２５０１ｆｔｇ／ＲおよびＮａ２５０４１
３重量％を含有する液に、Ｃｏ（ＮＯ３）２をＧＯイオ
ン濃度が１００■／１となるように添加して模擬廃液と
し、Ｈ２ＳＯ２を加えてｐＨを約４に調整した。上記の電解槽にこの液を２００ｄ入れ、摺電圧４．０Ｖ
、電流１．５Ａの条件で電解した。　液の温度は３０℃
である。１時間ごとに液のＴＯＣ成分濃度およびＣｏイオン濃度
を測定して、第２図のグラフを得た。６時間後にＣＯイオン不溶化率８０％、ＥＤＴＡ分解率
８２％に達した。

【実施例２】実施例１の模擬廃液に加えるＨ２ＳＯ４またはＮａＯＨ
の量を調節して、ｐＨがそれぞれ３．５゜５．０および
９．０の３種の液を用意した。上記と同じ条件で電解し、Ｃｏイオンの不溶化率を測定
した。　その結果を、実施例１のデータとともに、第３
図に示す。　図のグラフから、重金属の不溶化にとって
、ｐＨの高い方が有利なことがわかる。［実施例３］ＥＤＴＡ１０ｇ／、１！およびＮａ２　ｓｏ４３０ｇ／
ｇを含む廃液２００ｄを、上記の電解槽で、摺電圧４．
５〜５．０Ｖ、電流１．５Ａの条件で電解した。　液温
をそれぞれ３０’　、５０’および７０℃に保持して、
ＥＤＴＡの分解速度を比較した。　その間、液のｐＨは
５〜６の範囲にあった。各時間ごとに到達した分解率を、第４図に示す。液温の高い方が分解が進むことを、図のグラフは示して
いる。［発明の効果］本発明の方法によれば、重金属および有機物を含有する
廃液から、金属の電着除去と有機物の酸化分解とを同時
に行なうことができ、簡単な工程で処理が完了する。　
重金属中の放射性核種は、電着金属となって不溶化する
から、安全な処理が実現する。　有機物の分解も高度に
進み、無害な水と二酸化炭素になるうえ、酸化剤も触媒
も加える必要がないから、廃棄物量を増大させることは
ないし、コストも低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の処理方法を説明するための、装置の
フローチャートである。第２図ないし第４図は本発明の実施データであって、第
２図は電解時間に対する残存Ｃｏイオン濃度およびＴＯ
Ｃ濃度の変化を、第３図は電解時間に対するＣｏイオン
濃度の変化を異なるｐＨにおいて、そして第４図は電解
時間に対するキレート剤の分解率を異なる液温において
、それぞれ示すグラフである。１・・・廃液タンク　　　　２・・・酸タンク３・・・
アルカリタンク　　４・・・電解槽５・・・陽極　　　
６・・・陰極７・・・フィルター　　　　８・・・ポンプ９・・・廃
　液

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重金属のイオンおよび水溶性の有機物を含有して
いる廃液を、ｐＨ４〜９において直流電流により電解す
ることにより、陰極においては重金属イオンを金属また
は水酸化物として析出させるとともに、陽極においては
有機物を酸化分解し、主として二酸化炭素および水に変
えることからなる重金属および有機物を含有する廃液の
処理方法。
（２）廃液が放射性物質で汚染された機器類の除染廃液
であつて、重金属イオンとして放射性核種を含み、水溶
性有機物が有機酸、その塩またはキレート剤である請求
項１の処理方法。
（３）電解の陽極として二酸化鉛を使用し、温度は常温
ないし廃水の沸騰温度、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ＾２
の条件で実施する請求項１または２の処理方法。
（４）両極間に隔膜を置いて電解を行なう請求項１〜３
のいずれかの処理方法。