JPH0824897A

JPH0824897A - 過酸化水素及びクロムイオンを含有する排水の処理方法

Info

Publication number: JPH0824897A
Application number: JP6167760A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Kashiwagi; 亮一柏木; Satoshi Hayakawa; 智早川
Original assignee: Nippon Denko Co Ltd
Current assignee: Nippon Denko Co Ltd
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【構成】過酸化水素及びクロムイオンを含有する排水
は、粒状酸化マンガン（IV）を充填した過酸化水素分解
塔５にアップフローで通流され、粒状酸化マンガン（I
V）の触媒作用によりその中の過酸化水素が分解され
て、その濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下にされる。過酸化水
素が分解された排水は、引き続いてイオン交換樹脂塔
６，７にダウンフローで通流され、クロムイオンが吸着
されて排水から除去される。【効果】過酸化水素及びクロムイオンを含有する排水か
らクロム分を有効に回収することができ、処理水を無害
化して再使用することができる、過酸化水素及びクロム
イオンを含有する排水の処理方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鞣製後の毛皮を脱色す
る工程などで発生する過酸化水素、６価クロムイオン
（クロム（VI））、３価クロムイオン（クロム (III)）
を含有する排水からクロム（VI）、クロム (III)を回収
して再使用可能とする過酸化水素及びクロムイオンを含
有する排水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロム (III)を主成分とするクロム鞣し
を行った直後の毛皮は、毛がクロム(III) により青みを
帯びた色になっている。そこでクロム鞣し後の毛皮に
は、毛皮を漂白する目的で過酸化水素による脱色が施さ
れる。この脱色工程から発生する排水に以下の物質が含
有されている。

【０００３】（ａ）毛皮から溶出したクロム (III) （ｂ）クロム (III)と過酸化水素との反応により発生し
たクロム（VI）（ｃ）余剰の過酸化水素（ｄ）その他のイオンこのうち（ａ）のクロム (III)と（ｂ）のクロム（VI）
は、水質汚濁防止法での排水規制物質であるため、これ
らが規制値を超える量で含有している排水は、無処理で
放流することはできない。

【０００４】また、クロムをはじめとする重金属イオン
が含まれているため、無処理のままで工程水として再利
用することもできない。そこで、従来は、この排水を無
害化すべく、以下に示す（１）及び（２）の処理方法が
採用されているが、共存する過酸化水素の作用により、
以下に示すような不都合が生じているのが現状である。

【０００５】（１）中性であるこの排水に、例えば硫酸
のような酸を加え、排水のｐＨを低下させる。次いで、
例えば亜硫酸ナトリウムのような還元剤を加えてクロム
（VI）をクロム (III)に還元する。還元反応後、例えば
水酸化ナトリウムのような塩基を加えてｐＨを５〜８の
範囲に戻す。これにより、クロム (III)をはじめとする
重金属イオンは水酸化物のスラッジとなるので、これを
フィルタープレス等で濾過し分離する。分離後、スラッ
ジは回収され、クロム及び／又は他の重金属源としてリ
サイクルするか産業廃棄物として処理し、処理水は排水
規制値をクリアしている場合には放流することができ
る。

【０００６】しかしながら、このような排水処理方法で
は、排水のｐＨが６以上になると排水中に含まれる過酸
化水素が酸化剤として作用することから、クロム（VI）
をクロム (III)に還元した後、液を中和する段階で下記
式に示すような反応を生じ、排水からクロムイオンを有
効に分離することができない。

【０００７】

【化１】

【０００８】すなわち、クロム (III)は過酸化水素の存
在下ではその一部が過酸化水素により酸化され、クロム
（VI）及び水素イオンになる。この式における左辺と右
辺とは平衡状態にあるため、一旦還元されたクロム (II
I)の一部が酸化されてクロム（VI）として存在している
ことが確認されている。再酸化されたクロム（VI）は、
ｐＨを５〜８にしてもスラッジ化されないため、分離さ
れずに排水中に残留してしまう。上述したようにクロム
は排水規制物質であるため、このようにして排水中に残
留したクロムイオンが規制値を上回る場合にはやはり排
水を放流することができず、上述した問題点が残存して
しまう。

【０００９】（２）排水をイオン交換樹脂塔に通液し、
排水中に含まれるクロムイオン及び他のイオンをイオン
吸着樹脂に通液し、排水中に含まれるクロムイオン及び
他ののイオンをイオン交換樹脂に吸着させることにより
除去する。処理後の水はイオン処理水として、工程中に
戻して再利用することができる。

【００１０】この方法では、排水処理のためイオン交換
樹脂塔を設置する必要があるものの、イオン交換樹脂に
吸着させたクロムを回収し、クロム源として容易に再利
用することができる。

【００１１】しかしながら、この方法の場合にも、過酸
化水素を含む排水の場合にはその影響を受け、以下のよ
うな不都合が生じる。イオン交換樹脂は、その種類によ
って吸着するイオンの種類や価数に選択性があり、排水
処理を目的として通常使用されているイオン交換樹脂で
は、その性質上、中性化学種は吸着されず、また価数の
高い陽イオンあるいは陰イオンは吸着されると溶離しに
くいという特徴がある。そのため、以下に示すような不
都合が生じる。

【００１２】（イ）クロムイオンの一部は中性化学種と
なり、イオン交換樹脂に吸着されずに処理水中に残留し
てしまう。従って、その量が基準値を超えると工程水と
しての再利用も放流することも困難である。

【００１３】（ロ）価数の高いイオンとなった一部のク
ロムは、イオン交換樹脂から溶離されにくいため、高価
なイオン交換樹脂の寿命が短くなり不経済である。また
クロムを資源として効率良く再利用することも困難であ
る。

【００１４】以上説明したように、（１）及び（２）の
方法共に、過酸化水素とクロムイオンが共存することに
より、排水からクロムイオンを有効に除去することがで
きないという克服し難い問題点を有していた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、その目的は、過酸化水素
及びクロムイオンを含有する排水からクロム分を有効に
回収することができ、処理水を無害化して再使用するこ
とができる、過酸化水素及びクロムイオンを含有する排
水の処理方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、過酸化水素及びクロムイオンを含有する
排水を、触媒を充填した過酸化水素分解塔に通液し、過
酸化水素をその濃度が１００ｍｇ／リットル以下になる
まで分解する第一工程と、過酸化水素が分解された排水
をイオン交換樹脂塔に通液し、クロムイオンを除去する
第二工程とを有し、これら第一工程及び第二工程を連続
して行うことを特徴とする過酸化水素及びクロムイオン
を含有する排水の処理方法を提供する。

【００１７】本発明の方法を実現するためには、過酸化
水素分解塔とイオン交換樹脂塔とを直列させた水処理装
置を用い、先ず過酸化水素分解塔に排水を通液し、次に
連続してイオン交換樹脂塔に通液する。これにより、過
酸化水素及びクロムイオンを含有する排水からクロム分
を有効に回収することができ、処理水を無害化して再使
用することができる。

【００１８】従来、過酸化水素及びクロムイオンを含有
する排水からクロムイオンを有効に除去することができ
なかったのは、上述したように排水中の過酸化水素が影
響しているからである。従って、クロムイオンを有効に
除去するためには、クロムイオンの除去に先立って、排
水に対し過酸化水素の影響を排除するための処理を施す
ことが有効である。そのために、本発明では第一工程に
おいてクロムイオン除去に先立って過酸化水素を分解す
る。

【００１９】過酸化水素を分解する方法としては、触媒
を使用して過酸化水素を水と酸素に分解する方法が一般
的であり、そのような触媒としては白金、金、銀等の金
属コロイドや、酸化マンガン（IV）、酸化コバルト(II
I) が用いられている。この方法により、他の共存イオ
ンに余り影響を与えることなく、かつ容易に過酸化水素
を分解することができる。

【００２０】このような触媒を用いて過酸化水素を分解
する場合には、従来は、これらの触媒を液中に直接投入
していたが、この場合には過酸化水素分解後、触媒を濾
過などにより処理液から取り除く操作を必要とする。

【００２１】本発明では、このような繁雑な操作を回避
するために、第一工程に触媒を充填した過酸化水素分解
塔を用い、これに過酸化水素及びクロムイオンを含有す
る排水を通液する。これにより排水中の過酸化水素が容
易に分解され、しかも濾過などの操作が不要となる。

【００２２】この第一工程の好ましい例について示す。
先ず、粒状の酸化マンガン（IV）を触媒として充填した
過酸化水素分解塔にアップフローで過酸化水素及びクロ
ムイオンを含有する排水を通液する。この塔を通液する
間に排水中の過酸化水素は、酸化マンガン（IV）の触媒
作用により水と酸素に分解される。分解により生成した
酸素ガスは、排水がアップフローで通液されていること
から液とともに流され、塔内に滞留することなく排出さ
れる。そのため、酸化マンガン（IV）の粒子間に酸素が
残留することがないので、排水と酸化マンガン（IV）と
の接触及び過酸化水素の分解がスムーズに進行する。

【００２３】過酸化水素分解塔内の触媒は、過酸化水素
分解能力を有し化学的に安定なものであれば、酸化マン
ガン（IV）に限らず、白金、金、銀等の金属コロイド
や、酸化コバルト(III) のような他のものを用いてもか
まわない。

【００２４】この第一工程においては、過酸化水素を１
００ｍｇ／Ｌ（リットル）以下の濃度になるまで分解す
る。これは、第二工程においてクロムイオンやイオン交
換樹脂に悪影響を及ぼさないようにするためには、第一
工程において過酸化水素を１００ｍｇ／Ｌ以下の濃度に
なるまで分解する必要があることが本願発明者らの研究
により解明されたことに基づく。過酸化水素を１００ｍ
ｇ／Ｌ以下の濃度になるまで分解すると、過酸化水素の
影響は、イオン交換樹脂にやや着色が残る程度にまで減
ぜられる。さらに６０ｍｇ／Ｌ以下になるまで過酸化水
素を分解すると、クロムイオン及びイオン交換樹脂に対
する影響はほぼ完全に排除される。排水中の過酸化水素
の濃度が１００ｍｇ／Ｌを超える場合には、第二工程に
おいてイオン交換樹脂に吸着されたクロムを溶離するこ
とができないため、イオン交換樹脂の再生処理が困難と
なる。

【００２５】このように第一工程により過酸化水素をそ
の影響が現れない程度に分解した排水は、第二工程に供
される。第二工程では、第一工程に連続して排水をイオ
ン交換樹脂塔に通液する。イオン交換樹脂塔内におい
て、クロムイオン及び他のイオンは、イオン交換樹脂の
水素イオン及び水酸化物イオンと交換され、樹脂に吸着
される。この時、排水中の過酸化水素は既にその影響が
現れない程度に分解されているため、クロムイオン及び
他のイオンはほとんどが排水から除去される。従って、
処理後の水はイオン交換水として工程中で再利用するこ
とが可能であり、むしろ夾雑イオンが含まれる水道水よ
りも工程水として好ましい場合もある。

【００２６】また、陰イオン交換樹脂に吸着されたクロ
ムは、水酸化ナトリウムによる通常のイオン交換樹脂の
再生方法により、容易に樹脂から遊離されるので、回収
して資源として再利用することが可能である。

【００２７】次に、図１を参照して本発明の方法を実施
するための装置の一例について説明する。毛皮の脱色な
どの工程で発生した過酸化水素及びクロムイオンを含有
する排水は、放流配管１を経由して原水槽２に集められ
る。集められた排水は、原水ポンプ３及び通流配管４を
経由して、粒状酸化マンガン（IV）を充填した過酸化水
素分解塔５にアップフローで通流され、粒状酸化マンガ
ン（IV）の触媒作用によりその中の過酸化水素が分解さ
れて、その濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下にされる。

【００２８】過酸化水素が分解された排水は、引き続い
てイオン交換樹脂塔６，７にダウンフローで通流され
る。これらイオン交換樹脂塔６，７でクロムイオン及び
その他のイオンが吸着されて排水から除去される。これ
らのイオンが除去された処理水は、その後処理水槽８に
集められる。処理水は、必要に応じてここから処理水ポ
ンプ９及び工程への給水配管１０を経由して工程中に送
られ再利用される。

【００２９】

【作用】本発明においては、過酸化水素及びクロムイオ
ンを含有する排水を処理するにあたり、先ず過酸化水素
を触媒で分解し、次にクロムイオンをイオン交換樹脂に
よって吸着して排水から除去する。これにより、第一工
程により過酸化水素の影響を排除した後に、イオン交換
樹脂によりクロムイオンを吸着することができるので、
排水からクロム分を有効に回収することができ、しかも
処理水を無害化して再使用することができる。さらに、
触媒を充填した過酸化水素分解塔に排水を通液すること
により過酸化酸素を分解するので、第一工程と第二工程
とを連続して行うことができ極めて効率的であると共
に、触媒を液中に直接投入する場合に必須であった濾過
が不要となり省力化を図ることができる。さらに、クロ
ムをクローズドシステムで回収し、再利用化することが
できるので、環境汚染を低減することができると共に、
高価なクロムを再資源化することができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。（実施例１）粒径１〜５ｍｍの粒状酸化マンガン（IV）
２０ｇ、陽イオン交換樹脂２０ｍｌ、陰イオン交換樹脂
２０ｍｌをそれぞれ１４ｍｍφ×３００ｍｍのカラムに
充填し、直列に配置した。これらに表１に示す組成の排
水（処理原液）を２００ｍｌ／時間の流速で通液した。
この際に粒状酸化マンガンが充填されたカラム（過酸化
水素分解塔）にはアップフローで通液し、イオン交換樹
脂を充填したカラム（イオン交換樹脂塔）にはダウンフ
ローで通液した。処理後の液はクロムを含有しておらず
再利用可能な液質であった。また、通液後の陰イオン交
換樹脂は通常の樹脂の再生方法で再生することができ、
樹脂の能力低下は認められなかった。（比較例１）表１の処理原液１Ｌを硫酸でｐＨ２とした
後、亜硫酸ナトリウムを１００ｍｇ添加し、良く攪拌し
てクロム（VI）を還元した。その後、水酸化ナトリウム
にて中和し、濾過した。表１に示すように濾液にはクロ
ム（VI）が認められ、再利用あるいは放流困難な液質で
あった。（比較例２）実施例１の酸化マンガンの過酸化水素分解
塔を取り除き、他は実施例１と同様にした装置を用い、
実施例１と同一条件で通液した。表１に示すように処理
後の液はクロム(III) を含有しており、再利用が困難な
液質であった。また、通液中に陰イオン交換樹脂が次第
に黒色化した。通液後の陰イオン交換樹脂を通常の方法
で再生したが、クロムが樹脂に残留し、樹脂能力が低下
した。（実施例２）実施例１と同様、粒径１〜５ｍｍの粒状酸
化マンガン（IV）２０ｇ、陽イオン交換樹脂２０ｍｌ、
陰イオン交換樹脂２０ｍｌをそれぞれ充填した１４ｍｍ
φ×３００ｍｍのカラムを直列に配置した。表２に示す
処理原液を２００ｍｌ／時間の流速で通液した。この際
に粒状酸化マンガンが充填されたカラムにはアップフロ
ーで通液し、イオン交換樹脂を充填したカラムにはダウ
ンフローで通液した。表２に示すように、処理後の液は
再利用可能な液質を有していた。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
過酸化水素及びクロムイオンを含有する排水からクロム
分を有効に回収することができ、処理水を無害化して再
使用することができる、過酸化水素及びクロムイオンを
含有する排水の処理方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す模式図。

【符号の説明】

１…放流配管２…原水槽３…原水
ポンプ４…通流配管５…過酸化水素分解塔６，７…イオン交換樹脂８…処理水槽
９…処理水ポンプ１０…給水配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/58 ＺＡＢＨ 1/62 ＺＡＢＢ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過酸化水素及びクロムイオンを含有する
排水を、触媒を充填した過酸化水素分解塔に通液し、過
酸化水素をその濃度が１００ｍｇ／リットル以下になる
まで分解する第一工程と、過酸化水素が分解された排水
をイオン交換樹脂塔に通液し、クロムイオンを除去する
第二工程とを有し、これら第一工程及び第二工程を連続
して行うことを特徴とする過酸化水素及びクロムイオン
を含有する排水の処理方法。