JPH0557280A - 重金属除去方法 - Google Patents
重金属除去方法Info
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- JPH0557280A JPH0557280A JP21869491A JP21869491A JPH0557280A JP H0557280 A JPH0557280 A JP H0557280A JP 21869491 A JP21869491 A JP 21869491A JP 21869491 A JP21869491 A JP 21869491A JP H0557280 A JPH0557280 A JP H0557280A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 処理水中に含有される重金属を繊維状キレー
ト高分子と接触させることにより除去する方法。 【構成】 キレート高分子が弱酸性のキレート官能基を
塩型にした繊維状キレート高分子から構成され、このキ
レート高分子から成る充填層に重金属含有被処理水を通
水することにより重金属を除去する。その際に処理後の
液のｐＨが上昇するので、処理装置の前又は後において
強酸性高分子、又は強酸性高分子と強塩基性高分子を用
いて中和処理を行う。
ト高分子と接触させることにより除去する方法。 【構成】 キレート高分子が弱酸性のキレート官能基を
塩型にした繊維状キレート高分子から構成され、このキ
レート高分子から成る充填層に重金属含有被処理水を通
水することにより重金属を除去する。その際に処理後の
液のｐＨが上昇するので、処理装置の前又は後において
強酸性高分子、又は強酸性高分子と強塩基性高分子を用
いて中和処理を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水中の重金属の除去に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、「水処理技術 ｖｏｌ．２３、
Ｎｏ．１ １９８２ ｐ３」に記載がある様に １）不溶性重金属塩や水酸化物として沈殿させる方法 ２）蒸発濃縮する方法 ３）吸着剤によって吸着除去する方法 ４）膜分離する方法 ５）溶媒によって抽出する方法 ６）電気化学的に電極に析出させる方法 などがある。
Ｎｏ．１ １９８２ ｐ３」に記載がある様に １）不溶性重金属塩や水酸化物として沈殿させる方法 ２）蒸発濃縮する方法 ３）吸着剤によって吸着除去する方法 ４）膜分離する方法 ５）溶媒によって抽出する方法 ６）電気化学的に電極に析出させる方法 などがある。
【０００３】重金属含有排水の処理方法では処理水質が
安定してかなり良質であることが要求される。
安定してかなり良質であることが要求される。
【０００４】しかし現在量も広く用いられている１）の
水酸化物等の沈殿方法では、生成スラッジの後処理や回
収、再利用が難しいこと、ｐＨを上げすぎた場合に両性
物質の再溶解が起ること、錯塩等の除去が困難なことな
どの問題がある。
水酸化物等の沈殿方法では、生成スラッジの後処理や回
収、再利用が難しいこと、ｐＨを上げすぎた場合に両性
物質の再溶解が起ること、錯塩等の除去が困難なことな
どの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】その点３）の吸着法の
なかでもキレート樹脂吸着法は、これらの問題点を解決
する方法広く利用されてきている。
なかでもキレート樹脂吸着法は、これらの問題点を解決
する方法広く利用されてきている。
【０００６】その適用分野も排水処理への応用として １）工場排水処理への応用 非鉄金属精練工場、メッキ工場、金属表面処理工場 水銀法食塩電解工場、電池工場等 ２）大学、病院等の排水処理への応用 ３）ごみ埋め立て場、ごみ焼却場排水処理 等がある。
【０００７】カルボキシル基をキレート基として有する
ものを例にとると、Ｎａ型のキレート樹脂で排水を処理
すると処理水ｐＨが上昇し、Ｈ型では逆にｐＨは低下す
る。そのため、処理水の中和処理が必要になる。
ものを例にとると、Ｎａ型のキレート樹脂で排水を処理
すると処理水ｐＨが上昇し、Ｈ型では逆にｐＨは低下す
る。そのため、処理水の中和処理が必要になる。
【０００８】しかし後述の実施例でも明らかな様に、コ
バルトの様な遷移金属を除去しようとする場合、Ｈ型で
処理するよりもＮａ型で処理する方が能力的に優れてい
ることがわかる。
バルトの様な遷移金属を除去しようとする場合、Ｈ型で
処理するよりもＮａ型で処理する方が能力的に優れてい
ることがわかる。
【０００９】これはＮａ塩型の方がカルボキシル基が解
離しているためである。
離しているためである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】従ってＮａ型のキレート
樹脂を用い、装置内の処理水側、もしくは装置外の下流
に強酸性樹脂、もしくは強酸性樹脂と強塩基性樹脂から
成る中和機能を設けるのが重金属除去を考えると最も適
していると言える。
樹脂を用い、装置内の処理水側、もしくは装置外の下流
に強酸性樹脂、もしくは強酸性樹脂と強塩基性樹脂から
成る中和機能を設けるのが重金属除去を考えると最も適
していると言える。
【００１１】即ち、本発明においては、処理水中の重金
属（イオン、コロイド）を除去するために弱酸性のキレ
ート官能基を塩型にした繊維状キレート高分子を用いる
ことを特徴としている。
属（イオン、コロイド）を除去するために弱酸性のキレ
ート官能基を塩型にした繊維状キレート高分子を用いる
ことを特徴としている。
【００１２】ここで、キレート高分子は高分子母体に金
属イオンとキレート結合する官能基を導入したもので、
弱酸性、または弱塩基性、または両性である。官能基は
表１の様に、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｐを用いたものが多い。
属イオンとキレート結合する官能基を導入したもので、
弱酸性、または弱塩基性、または両性である。官能基は
表１の様に、Ｎ、Ｓ、Ｏ、Ｐを用いたものが多い。
【００１３】
【００１４】また被処理液がアルカリ側に移行すると重
金属の形態もかわることが知られている。
金属の形態もかわることが知られている。
【００１５】日本原子力学会誌ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．９
（１９８７）のＰ７６、Ｐ７７にｐＨによるコバルトの
形態について、次の記載がある。
（１９８７）のＰ７６、Ｐ７７にｐＨによるコバルトの
形態について、次の記載がある。
【００１６】「錯体化学の知識によると、Ｃｏは酸性の
状態では８面体構造の〔Ｃｏ（Ｈ2Ｏ）6 〕2+として存
在し、中性に近づくと４面体構造の〔Ｃｏ（Ｈ2 Ｏ）〕
となり、アルカリ性になるとＨ2 ＯのかわりにＯＨ基が
ついた〔Ｃｏ（Ｈ2Ｏ）3 （ＯＨ）〕+ や非イオン状の
〔Ｃｏ（Ｈ2 Ｏ）2 （ＯＨ）2 〕となる。８面体構造の
Ｃｏは安定に溶存するが、４面体構造のＣｏは不安定で
ある。」しかしＮａ+ はキレート樹脂との結合力が弱
く、純水を通しただけでも容易にＨ+ と置換されてい
く。
状態では８面体構造の〔Ｃｏ（Ｈ2Ｏ）6 〕2+として存
在し、中性に近づくと４面体構造の〔Ｃｏ（Ｈ2 Ｏ）〕
となり、アルカリ性になるとＨ2 ＯのかわりにＯＨ基が
ついた〔Ｃｏ（Ｈ2Ｏ）3 （ＯＨ）〕+ や非イオン状の
〔Ｃｏ（Ｈ2 Ｏ）2 （ＯＨ）2 〕となる。８面体構造の
Ｃｏは安定に溶存するが、４面体構造のＣｏは不安定で
ある。」しかしＮａ+ はキレート樹脂との結合力が弱
く、純水を通しただけでも容易にＨ+ と置換されてい
く。
【００１７】Ｎａ型キレート樹脂の状態から出発し、一
部Ｈ+ 、一部重金属イオンと置換されながら重金属が吸
着していくが、キレート樹脂ではＨ型と他のイオン型と
は容積差が大きく、Ｈ型から他のイオン型にかわると樹
脂によっては容積が２倍位になることがある。従って容
器の破損の恐れや、樹脂が収縮する過程で必要以上に樹
脂層の差圧が上昇し、特に懸濁物質が多い時にその影響
が大きい。
部Ｈ+ 、一部重金属イオンと置換されながら重金属が吸
着していくが、キレート樹脂ではＨ型と他のイオン型と
は容積差が大きく、Ｈ型から他のイオン型にかわると樹
脂によっては容積が２倍位になることがある。従って容
器の破損の恐れや、樹脂が収縮する過程で必要以上に樹
脂層の差圧が上昇し、特に懸濁物質が多い時にその影響
が大きい。
【００１８】これに対し、樹脂のかわりに繊維を用いる
ことで重金属を除去する過程で充てん層の体積変動もな
く、差圧も安定していることが確認できた。官能基を付
与する方法としてはポリエチレンやポリプロピレンを基
材とした放射線グラフト重合を行う方法があり、本発明
には好適である。付与できる単量体としては、アクリル
酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸等がある。官
能基に転換可能なものとしてメタクリル酸グリシジル、
スチレン、クロロメチルスチレン等がある。
ことで重金属を除去する過程で充てん層の体積変動もな
く、差圧も安定していることが確認できた。官能基を付
与する方法としてはポリエチレンやポリプロピレンを基
材とした放射線グラフト重合を行う方法があり、本発明
には好適である。付与できる単量体としては、アクリル
酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸等がある。官
能基に転換可能なものとしてメタクリル酸グリシジル、
スチレン、クロロメチルスチレン等がある。
【００１９】繊維は単繊維、単繊維の集合体である織布
および不織布、それら加工品より選択して用いることが
できる。使用にあたっては繊維の特徴である表面積の大
きさ（したがって反応速度大）、および成形加工の容易
さを生かすことができる。単繊維としてはフィラメント
状やその切断したものを利用することができるが、あま
り短く切断すると取扱いが困難であるばかりでなく、充
てん層で使用した場合に差圧の上昇が早い。
および不織布、それら加工品より選択して用いることが
できる。使用にあたっては繊維の特徴である表面積の大
きさ（したがって反応速度大）、および成形加工の容易
さを生かすことができる。単繊維としてはフィラメント
状やその切断したものを利用することができるが、あま
り短く切断すると取扱いが困難であるばかりでなく、充
てん層で使用した場合に差圧の上昇が早い。
【００２０】単繊維の集合体である織布、不織布、撚糸
などはそのまま積層させて充てん層として用いてもよい
し、切断して充てんしてもよい。織布、不織布等を切断
し充てんする場合は最大幅を０．５〜５０ｍｍ、特に好
ましくは０．５〜５ｍｍ、長さを最大幅以上とするのが
好ましい。さらに、織布、不織布等をプリーツ状やスパ
イラル状に成形し、カートリッジフィルタとして使用す
ることも可能である。これは繊維の利点の取扱いがよ
く、コンパクトでしかも微粒子と金属イオンの同時除去
という、機能の複合化ができる好適な例である。通常の
繊維断面は円形であるが、星形や中空など異径断面の繊
維も用途や要求水質等により選択することができる。放
射線グラフトはこのような種々の形状の基材にキレート
官能基を付与できるので好適である。
などはそのまま積層させて充てん層として用いてもよい
し、切断して充てんしてもよい。織布、不織布等を切断
し充てんする場合は最大幅を０．５〜５０ｍｍ、特に好
ましくは０．５〜５ｍｍ、長さを最大幅以上とするのが
好ましい。さらに、織布、不織布等をプリーツ状やスパ
イラル状に成形し、カートリッジフィルタとして使用す
ることも可能である。これは繊維の利点の取扱いがよ
く、コンパクトでしかも微粒子と金属イオンの同時除去
という、機能の複合化ができる好適な例である。通常の
繊維断面は円形であるが、星形や中空など異径断面の繊
維も用途や要求水質等により選択することができる。放
射線グラフトはこのような種々の形状の基材にキレート
官能基を付与できるので好適である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例に基いて説明する。
【００２２】実施例１ 三井石油化学（株）製不織布シンテックス（材質：ポリ
プロピレン）を用い、放射線グラフト重合によりアクリ
ル酸（弱酸）、グリシン（弱酸、弱塩基）を反応させて
官能基を導入した。以降、反応させた繊維を単にそれぞ
れアクリル酸、グリシンと呼ぶ。官能基導入に先立って
γ線２０Ｍｒａｄを前照射し、その前者はその後アクリ
ル酸、後者はＧＭＡ（メタクリル酸グリシジル）を導入
後、２次反応としてグリシンを反応させた。得られた交
換容量は表２の通りであった。この不織布（Ｈ型、およ
びＮａ型）を巾１〜２ｍｍ、長さ５０〜１５０ｍｍにカ
ッターで切断して繊維状とし、図１に示すカラムに８ｃ
ｃ／ｇの充てん比容積で１０ｃｃ充てんし、図１の試験
装置で通水試験を実施した。重金属の代表としてコバル
トに着目し、硝酸コバルト水溶液を用いた。試験は常温
（約２０℃）で行い、比較的低濃度コバルト（０．３〜
０．４ｐｐｍで通水し、１０ｍ／ｈの通水条件とした。
アクリル酸、グリシンのＨ型、Ｎａ型について処理水の
コバルト濃度の経時変化を図２、ｐＨの変化を図３に示
す。これよりグリシンについてはＨ型が処理水コバルト
濃度は高いが他は低く維持されていることがわかる。グ
リシンにおいてＮａ型にすることでコバルト除去性能が
向上することがわかる。しかし処理水ｐＨはＮａ型にす
ることで上昇し、中和操作が必要となる。
プロピレン）を用い、放射線グラフト重合によりアクリ
ル酸（弱酸）、グリシン（弱酸、弱塩基）を反応させて
官能基を導入した。以降、反応させた繊維を単にそれぞ
れアクリル酸、グリシンと呼ぶ。官能基導入に先立って
γ線２０Ｍｒａｄを前照射し、その前者はその後アクリ
ル酸、後者はＧＭＡ（メタクリル酸グリシジル）を導入
後、２次反応としてグリシンを反応させた。得られた交
換容量は表２の通りであった。この不織布（Ｈ型、およ
びＮａ型）を巾１〜２ｍｍ、長さ５０〜１５０ｍｍにカ
ッターで切断して繊維状とし、図１に示すカラムに８ｃ
ｃ／ｇの充てん比容積で１０ｃｃ充てんし、図１の試験
装置で通水試験を実施した。重金属の代表としてコバル
トに着目し、硝酸コバルト水溶液を用いた。試験は常温
（約２０℃）で行い、比較的低濃度コバルト（０．３〜
０．４ｐｐｍで通水し、１０ｍ／ｈの通水条件とした。
アクリル酸、グリシンのＨ型、Ｎａ型について処理水の
コバルト濃度の経時変化を図２、ｐＨの変化を図３に示
す。これよりグリシンについてはＨ型が処理水コバルト
濃度は高いが他は低く維持されていることがわかる。グ
リシンにおいてＮａ型にすることでコバルト除去性能が
向上することがわかる。しかし処理水ｐＨはＮａ型にす
ることで上昇し、中和操作が必要となる。
【００２３】差圧は初期が約０．０３ｋｇ／ｃｍ2 に対
し、４８０時間の通水完了後も差圧上昇度は０〜０．０
２ｋｇ／ｃｍ2 であり、わずかであった。
し、４８０時間の通水完了後も差圧上昇度は０〜０．０
２ｋｇ／ｃｍ2 であり、わずかであった。
【００２４】
【００２５】実施例２ 実施例１と同じ仕様の繊維を用い、被処理水のコバルト
濃度を１ｐｐｍにあげて試験を行った。処理水のコバル
ト濃度変化を図４、ｐＨの変化を図５に示す。これよ
り、アクリル酸、グリシンともＮａ型の方がコバルト除
去性能は良好である。しかしｐＨはアルカリ例となり、
下段でｐＨ調整が必要となる。差圧の傾向は実施例１と
かわらなかった。
濃度を１ｐｐｍにあげて試験を行った。処理水のコバル
ト濃度変化を図４、ｐＨの変化を図５に示す。これよ
り、アクリル酸、グリシンともＮａ型の方がコバルト除
去性能は良好である。しかしｐＨはアルカリ例となり、
下段でｐＨ調整が必要となる。差圧の傾向は実施例１と
かわらなかった。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、液中の重金属を比較的低
差圧で効率よく除去することが可能となった。また処理
水のｐＨは上昇してしまうので装置内の処理水側、もし
くは下流に強酸性高分子、もしくは強酸性高分子と強塩
基性高分子からなる中和機能を設けたことにより、重金
属の除去とともにｐＨをほぼ中性付近におさえることが
可能となった。
差圧で効率よく除去することが可能となった。また処理
水のｐＨは上昇してしまうので装置内の処理水側、もし
くは下流に強酸性高分子、もしくは強酸性高分子と強塩
基性高分子からなる中和機能を設けたことにより、重金
属の除去とともにｐＨをほぼ中性付近におさえることが
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施において用いられるカラム試験装
置の液体フローを示す図である。
置の液体フローを示す図である。
【図２】処理水中のコバルト濃度に対するＨ型とＮａ型
のキレート繊維の相違による通水性能を比較した図であ
る。
のキレート繊維の相違による通水性能を比較した図であ
る。
【図３】処理水のｐＨに対するＨ型とＮａ型のキレート
繊維の相違による通水性能を比較した図である。
繊維の相違による通水性能を比較した図である。
【図４】処理水中のコバルト濃度に対するＨ型とＮａ型
のキレート繊維の相違による通水性能を比較した図であ
る。
のキレート繊維の相違による通水性能を比較した図であ
る。
【図５】処理水のｐＨに対するＨ型とＮａ型のキレート
繊維の相違による通水性能を比較した図である。
繊維の相違による通水性能を比較した図である。
１：ビーカー ２，３：流量計 ５：吸着材 ６：チューブラーポンプ ７：原液容器 ８：圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 邦夫 神奈川県横浜市戸塚区鳥が丘35−４ (72)発明者 村田 好和 神奈川県相模原市並木４−１−30 (72)発明者 関口 英明 千葉県市原市青葉台６−17−８
Claims (4)
- 【請求項１】 処理水中の重金属（イオン、コロイド）
を除去するため弱酸性のキレート官能基を塩型にした繊
維状キレート高分子を用いることを特徴とする重金属除
去方法。 - 【請求項２】 前記装置内の処理水側、もしくは装置外
の下流に弱酸性高分子、もしくは強酸性高分子と強塩基
性高分子から成る中和機能を設けたことを特徴とする請
求項１に記載の重金属除去方法。 - 【請求項３】 前記中和用高分子は繊維状である請求項
１又は２に記載の重金属除去方法。 - 【請求項４】 前記繊維は単繊維、単繊維の集合体であ
る織布および不織布、それらの加工品より選択される請
求項１、２又は３に記載の重金属除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21869491A JP3247704B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 重金属除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21869491A JP3247704B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 重金属除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557280A true JPH0557280A (ja) | 1993-03-09 |
| JP3247704B2 JP3247704B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=16723952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21869491A Expired - Lifetime JP3247704B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 重金属除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3247704B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6156075A (en) * | 1996-10-15 | 2000-12-05 | Chelest Corporation | Metal chelate forming fiber, process for preparing the same, and method of metal ion sequestration using said fiber |
| WO2002033135A1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Johnson Matthey Public Limited Company | Precious metal scavenging from a liquid medium with a functionalised polymer fiber |
| WO2002060824A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Chubu Chelest Co., Ltd. | Procede de traitement d'une solution contenant du metal et/ou un metalloide |
| EP2422878A1 (en) * | 2009-04-23 | 2012-02-29 | Nippon Filcon Co., Ltd. | Metal adsorbent containing chelating polymer |
| JP2012240029A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Nippon Rensui Co Ltd | 脱イオン装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5940313B2 (ja) | 2012-01-27 | 2016-06-29 | 日本フイルコン株式会社 | 高分子吸着体 |
| JP5924807B2 (ja) | 2012-02-14 | 2016-05-25 | 日本フイルコン株式会社 | ゲル状金属吸着材およびゲル状金属吸着材担持吸着体 |
| JP5954823B2 (ja) | 2012-09-05 | 2016-07-20 | 日本フイルコン株式会社 | 繊維状金属吸着材 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21869491A patent/JP3247704B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6156075A (en) * | 1996-10-15 | 2000-12-05 | Chelest Corporation | Metal chelate forming fiber, process for preparing the same, and method of metal ion sequestration using said fiber |
| WO2002033135A1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Johnson Matthey Public Limited Company | Precious metal scavenging from a liquid medium with a functionalised polymer fiber |
| US7083731B2 (en) * | 2000-10-18 | 2006-08-01 | Johnson Matthey Public Limited Company | Precious metal scavenging from a liquid medium with a functionalised polymer fiber |
| WO2002060824A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Chubu Chelest Co., Ltd. | Procede de traitement d'une solution contenant du metal et/ou un metalloide |
| JPWO2002060824A1 (ja) * | 2001-01-31 | 2004-06-03 | 中部キレスト株式会社 | 金属および／または類金属含有溶液の処理法 |
| JP4683820B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2011-05-18 | 中部キレスト株式会社 | 金属および／または類金属含有溶液の処理法 |
| EP2422878A1 (en) * | 2009-04-23 | 2012-02-29 | Nippon Filcon Co., Ltd. | Metal adsorbent containing chelating polymer |
| EP2422878A4 (en) * | 2009-04-23 | 2013-01-09 | Nippon Filcon Kk | METAL ADSORPTION AGENTS WITH CHELATING POLYMER |
| JP2012240029A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Nippon Rensui Co Ltd | 脱イオン装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3247704B2 (ja) | 2002-01-21 |
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