JPH08257572A - 中和剤および中和処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中和反応を効率良く、しかも安定した状態で
行うことができるとともに、処理液が濁ったり、中和剤
が流出したりすることなく、容易に中和反応を行うこと
ができる中和剤および中和処理方法を提供する。 【構成】 中和反応槽１１の底部には中和剤としての消
石灰の造粒物１３が沈められる。攪拌装置１４は、中和
反応槽１１内の処理液を攪拌して中和反応を促進させ
る。酸性廃水槽１６は酸性廃水１７が満たされ、配管１
８を介して廃水１７が中和反応槽１１内に供給される。
処理水槽２０は、中和反応槽１１からオーバーフローし
た処理水２１が配管２２を介して受入れられる。ｐＨ測
定装置２３の測定電極２５は処理水槽２０内に浸漬され
て処理水２１のｐＨを測定し、自動記録計２４はｐＨの
変化を自動的に記録する。そして、中和された処理水２
１が処理水槽２０からオーバーフローされ、排出管２７
を介して排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば工場の酸性廃
水や焼却炉からの酸性排ガスを水に吸収させた被処理液
を中和処理するための中和剤および中和処理方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の酸性廃水を中和処理する
中和剤としては、粉末状の消石灰〔水酸化カルシウム、
Ｃａ（ＯＨ）₂ 〕が知られている。そして、中和処理槽
内に酸性廃水を注入するとともに、粉末状の消石灰をス
ラリー状にし、そのスラリーを廃水の酸性度や流量に応
じて中和処理槽内に供給する。そして、それらを攪拌
し、廃水中の酸性成分を消石灰と反応させて中和し、中
和された処理水を処理槽から排出していた。また、粉末
状の消石灰を直接廃水に添加する方法が採用される場合
がある。

【０００３】また、別の中和剤として、水酸化ナトリウ
ム水溶液が知られており、その水溶液を廃水の酸性度に
応じて所定量供給し中和反応を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の中和
剤では、その量が少ないと廃水中の酸性成分を中和する
ことができず、多いと廃水が濁ったり、スラリーを供給
する配管が詰まったり、さらには排出口より消石灰の流
出が生じるという問題があった。また、消石灰の供給量
にばらつきが生じやすく、処理水のｐＨ変動が大きくな
るという問題があった。しかも、粉末状の消石灰を直接
廃水に添加する場合には、粉末状の消石灰が水になじみ
にくいため、中和反応が不安定になるという欠点があっ
た。

【０００５】加えて、粉末状の消石灰をスラリーにし、
廃水の酸性度や流量に応じて中和処理槽に投入できるよ
うにするための装置が必要であることから、処理装置が
過大となるという問題があった。さらに、粉末状の消石
灰を取り扱う場合には、粉塵が発生しやすく、防塵対策
が必要であるという問題もあった。

【０００６】一方、後者の中和剤である水酸化ナトリウ
ムは、アルカリ性が非常に強いことから、処理水のｐＨ
変動が大きく、安定した中和反応を行うのが難しいとい
う問題があった。しかも、水酸化ナトリウムは劇物であ
り、その取扱いには特別な配慮が必要になるという問題
があった。

【０００７】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、中和反応を効率良く、しかも安定した状態
で行うことができる中和剤および中和処理方法を提供す
ることにある。

【０００８】また、他の目的とするところは、廃水が濁
ったり、中和剤が流出したりすることなく、しかも容易
な操作で中和反応を行うことができる中和剤および中和
処理方法を提供することにある。

【０００９】さらに、他の目的とするところは、中和剤
を投入するための過大な装置を必要とせず、防塵対策の
必要のない中和剤および中和処理方法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ために、請求項１に記載の中和剤の発明では、酸性の被
処理液または被処理ガスを中和反応により処理する中和
剤であって、消石灰を主成分とし、造粒化されたもので
ある。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、さらに反応制御剤を含有するもので
ある。請求項３に記載の中和処理方法の発明では、中和
反応槽内に、消石灰を主成分とし、造粒化された中和剤
を配置し、酸性の被処理液を中和反応槽内に導入して所
定時間中和剤と接触させた後、排出するものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明においては、中和剤が消
石灰を主成分とする造粒化されたものであることから、
例えば反応槽に所定量の中和剤を配置し、そこへ被処理
液または被処理ガスを供給して中和処理すればよい。こ
のため、中和反応を効率良く、しかも急激なｐＨ変動を
少なくして安定した状態で中和反応を行うことができ
る。

【００１３】また、中和剤が粒状物であるため、水中に
分散したり、浮遊したりすることがなく、廃水が濁った
り、中和剤が流出したりするのを防止することができ
る。また、請求項２に記載の発明では、中和剤に反応制
御剤が含有されていることから、中和反応の速度を容易
に調整することができる。

【００１４】加えて、請求項３に記載の発明では、中和
反応槽内に、消石灰を主成分とする造粒化された中和剤
が配置される。そして、酸性の被処理液が中和反応槽内
に導入されて所定時間中和剤と接触される。その後、処
理液が中和反応槽から排出される。従って、中和反応を
容易な操作で、効率良く、しかも安定した状態で行うこ
とができる。その上、予め中和剤のスラリーを調製する
ための過大な装置を必要とせず、造粒物であるため防塵
対策の必要もない。

【００１５】

【実施例】以下に、この発明を具体化した第１実施例を
図１および図２に基づいて説明する。

【００１６】図１に示すように、中和反応槽１１は箱状
に形成され、内部に所定量の水１２が満たされている。
中和剤としての消石灰の造粒物１３は、中和反応槽１１
内の底部に沈められている。この実施例では中和剤とし
て、４〜５mmの消石灰の造粒物を、約３時間の反応に足
る分用いた。この造粒物１３は、常法に従い攪拌造粒機
を使用し、消石灰の粉末に少量の水を加えて混合した
後、乾燥させることにより所定の粒子径を有するものが
得られる。このようにして得られる造粒物１３は、ほぼ
球形をなし、流動性が良く、粉塵が発生しないため、取
扱いが容易である。

【００１７】この消石灰の造粒物１３の粒子径は、処理
液を濁らせることなく、中和反応を効率良く行うため
に、０．５〜３０mmの範囲内であることが望ましく、２
〜６mmの範囲内であることがさらに望ましい。この範囲
内で粒子径を小さくしてその表面積を大きくすれば、中
和反応の速度を速くすることができ、逆に粒子径を大き
くしてその表面積を小さくすれば、中和反応の速度を遅
らせることができる。

【００１８】また、中和反応槽１１内の水１２は、８０
０mlとした。攪拌装置１４は、攪拌羽根１５を備え、所
定の回転速度で回転して中和反応槽１１内の処理液を攪
拌して中和反応を促進させる。攪拌羽根１５の回転速度
は、この実施例では５００ｒｐｍである。

【００１９】酸性廃水槽１６は酸性廃水１７が満たさ
れ、配管１８に設けられたバルブ１９を開くことによ
り、所定流量の廃水１７が中和反応槽１１内に供給され
る。この実施例では、廃水１７としてｐＨ１．５の塩酸
（ＨＣｌ）水溶液３リットルを用いた。

【００２０】処理水槽２０は、中和反応槽１１で中和処
理され、オーバーフローした処理水２１が配管２２を介
して受入れられる。ｐＨ測定装置２３は、自動記録計２
４と測定電極２５が接続線２６で接続されて構成され
る。測定電極２５は処理水槽２０内に浸漬されて処理水
２１のｐＨを測定し、自動記録計２４はｐＨの変化を自
動的に記録する。そして、一定のｐＨを有する中和状態
の処理水２１が処理水槽２０からオーバーフローされ、
排出管２７を介して排出される。

【００２１】さて、攪拌装置１４により攪拌羽根１５を
回転させながら、１時間に１リットルの割合で酸性廃水
槽１６から中和反応槽１１へ酸性廃水１７を供給した。
そして、処理水槽２０において、測定電極２５により処
理水２１のｐＨを測定した。その結果を図２に示した
〔図中、曲線（ａ）〕。なお、比較のために、水酸化ナ
トリウム水溶液を滴下して中和反応を行った場合〔図
中、曲線（ｂ）〕と、消石灰の粉末を供給して中和反応
を行った場合〔図中、曲線（ｃ）〕とについて示した。

【００２２】その結果、この実施例の場合には、排出可
能なｐＨ範囲、すなわちｐＨ５．８〜８．６の中性領域
内におけるｐＨ曲線の傾斜が緩やかで、その中性領域内
にある時間が長い。従って、この中性領域内に維持する
ためのｐＨ調整が容易である。これに対し、水酸化ナト
リウム水溶液や消石灰の粉末を使用した場合には、ｐＨ
曲線の傾斜が急で、中性領域内にある時間が短い。従っ
て、その中性領域内に維持するためのｐＨ調整が困難で
ある。しかも、水酸化ナトリウムは劇物で、取扱いに充
分な注意を要する。また、消石灰の粉末は処理液が濁る
とともに、取扱時に粉が舞い上がるため防塵設備が必要
になる。

【００２３】以上のように、この実施例では、中和剤と
して消石灰の造粒物１３を用い、この造粒物１３に被処
理液を接触させることにより、被処理液の酸性度に応じ
て造粒物１３が溶解して中和反応にあずかることから、
中和反応を効率良く、しかも安定した状態で行うことが
できる。この場合、廃水１７が濁ったり、中和剤１３が
流出したりするおそれもない。

【００２４】しかも、所定量の消石灰の造粒物１３を中
和反応槽１１に簡単に投入でき、造粒物１３をその底部
に沈めておくだけでよいことから、中和を簡単な操作で
行うことができる。加えて、中和剤をスラリー化して投
入するための過大な装置を必要とせず、また粉末を使用
しないので、防塵対策の必要もない。従って、装置のメ
ンテナンスも容易である。

【００２５】次に、この発明を具体化した第２実施例に
ついて、図３および図４に基づいて説明する。中和反応
槽１１は箱状をなし、内部に酸性廃水１７が満たされて
いる。この実施例では、廃水１７としてｐＨ１．５の塩
酸水溶液１リットルを用いた。中和剤としての消石灰の
造粒物１３は、中和反応槽１１内の底部に沈められてい
る。この実施例では、３種類の粒子径（３〜４mm、４〜
５mm、５〜６mm）を有するものをそれぞれ４４ｇ用い
た。攪拌装置１４は、攪拌羽根１５を備え、所定の回転
速度で回転して中和反応槽１１内の酸性廃水１７を攪拌
して中和反応を促進させる。ｐＨ測定装置２３は、自動
記録計２４と測定電極２５が接続線２６で接続されて構
成され、測定電極２５が中和反応槽１１内に浸漬され
る。そして、測定電極２５は処理水２１のｐＨを測定
し、自動記録計２４がｐＨの変化を記録する。

【００２６】さて、中和反応槽１１内へ酸性廃水１７を
１リットル満たした後、攪拌装置１４により攪拌羽根１
５を回転させながらバッチ式に中和反応を行う。同時
に、中和反応槽１１において、測定電極２５により酸性
廃水１７のｐＨを測定した。そして、酸性廃水１７のｐ
Ｈと経過時間との関係を図４に示した（図中曲線
（ｄ）、（ｅ）、（ｆ））。

【００２７】なお、比較のために、消石灰の粉末を供給
して中和反応を行った場合（図中曲線（ｇ））、消石灰
の粒子に反応制御剤としての水酸化ナトリウム水溶液
（１％）を混合したものを用いて中和反応を行った場合
（図中（ｈ））、消石灰の粒子に反応制御剤としての炭
酸カルシウムを５０％配合したものを用いて中和反応を
行った場合（図中（ｉ））、炭酸カルシウムの粉末を用
いて中和反応を行った場合（図中（ｊ））について示し
た。

【００２８】このグラフに示したように、中和剤として
消石灰の造粒物１３を使用した場合、中和反応が徐々に
進行して滑らかな中和曲線が得られる。そして、９〜１
６分ほどで中和領域に達する。このとき、造粒物１３の
粒子径が小さいほど中和反応は速く、短時間で中和領域
に達する。

【００２９】これに対し、消石灰の粉末を用いた場合、
中和反応は極めて速いため、処理水のｐＨを中和領域に
維持するための調整が困難である。その上、廃液が濁る
とともに、取扱時に粉が舞い上がるため防塵設備を必要
とする。消石灰の粒子に炭酸カルシウムや水酸化ナトリ
ウムなどの反応制御剤を配合した場合、消石灰の粒子の
みの場合に比べて中和反応を遅延させることができる。
これは、消石灰の粒子が緻密になり、水に溶けにくくな
るためと考えられる。

【００３０】この反応制御剤は、水酸化ナトリウムの場
合、アルカリ性が強いため中和剤中０〜５重量％、炭酸
カルシウムの場合アルカリ性が弱いため０〜５０重量％
の範囲内で含有させるのが望ましい。さらに、炭酸カル
シウムの粉末のみを用いた場合、中和反応は極めて遅
く、処理水は中性領域にまで達しない。

【００３１】次に、この発明を工場廃水の連続的な中和
処理に具体化した第３実施例について、図５に基づいて
説明する。箱状の容器２８は区画壁２９により中和反応
槽１１と処理水槽２０に区画形成されている。中和剤と
しての消石灰の造粒物１３は、中和反応槽１１の底部に
沈められている。攪拌装置１４は攪拌羽根１５を備え、
中和反応槽１１内の廃水１７を所定の回転速度で回転さ
せ、中和反応を促進させる。

【００３２】供給配管１８はその先端が中和反応槽１１
の上方に開口され、酸性廃水１７を中和反応槽１１内に
一定の供給速度で供給される。配管２２は区画壁２９に
設けられ、中和反応槽１１の廃水がオーバーフローされ
て処理水槽２０に供給される。排出管２７は処理水槽２
０に設けられ、処理水２１が処理水槽２０からオーバー
フローされて排出される。

【００３３】さて、この実施例では、酸性廃水１７のｐ
Ｈが３〜４で、供給量を約２ｍ³ ／hrとした。また、中
和剤としては、粒子径が３〜６mmの消石灰を約１０kg投
入した。そして、３日間連続して中和反応を行った。そ
の結果、処理水槽２０より排出された処理水２１のｐＨ
は６〜８の間で推移した。

【００３４】次に、この発明を焼却炉の廃ガスを吸収さ
せた水の連続的な中和処理に具体化した第４実施例につ
いて、図６に基づいて説明する。ガス吸収槽３０は密閉
され、内部に水が溜められるとともに、供給ガス管３１
の先端が水中に挿入され、焼却炉からの塩酸ガスが水に
吸収される。水中に吹き込まれた塩酸ガスは、図示しな
い攪拌装置により横方向へ渦巻き状に回転されて水中へ
効率良く吸収される。中和反応槽１１はガス吸収槽３０
の側壁内面に固着され、中和剤としての消石灰造粒物１
３が中和反応槽１１の底部に沈められる。通液孔３２は
中和反応槽１１の底部に設けられ、廃水がこの通液孔３
２から中和反応槽１１内に供給される。

【００３５】攪拌装置１４は攪拌羽根１５を備え、中和
反応槽１１内の廃水を所定の回転速度で回転させ、中和
反応を促進させる。排出管２７は中和反応槽１１の上部
に設けられ、処理後の処理水が外部へ排出される。この
中和反応槽１１で中和処理された処理水の一部がオーバ
ーフローしてガス吸収槽３０内へ循環される。排気管３
３はガス吸収槽３０の上壁に設けられ、ガス吸収槽３０
内の水に吸収されなかったガスを外部へ排気する。

【００３６】さて、この実施例では、ポリ塩化ビニル等
の廃プラスチックを焼却炉で焼却させたときに発生する
塩化水素ガスを供給ガス管３１を介して水に吸収させ、
その水を中和した。供給ガス量は５００ｍ³ ／hr、塩化
水素ガス濃度５０００ppm であった。また、消石灰の造
粒物の粒子径は４〜１０mm、中和反応槽１１内への投入
量は約２０kgとした。この中和剤の量は、約４kg／hrで
消費されるため、約５時間分の量に相当する。その結
果、中和反応期間中処理水のｐＨは６〜８で推移した。

【００３７】なお、この発明は、次のように変更して具
体化することも可能である。 （ａ）中和剤として、消石灰の造粒物を反応制御剤の溶
液に浸漬して、造粒物の表面に反応制御剤を被覆形成し
たものを使用すること。 （ｂ）反応管内に消石灰の造粒物を配置して、被処理ガ
スとしての酸性ガスをその反応管内に流通させ、造粒物
との接触により中和処理すること。 （ｃ）酸性の被処理液として、硫酸や硝酸などを含む工
場廃水を用いること。また、被処理ガスとして、亜硫酸
ガスや硫酸ガスなどを含む大気汚染の原因となるガスを
用いること。

【００３８】さらに、前記実施例より把握される技術的
思想について、以下に記載する。 （１）前記造粒物の粒子径が０．５〜３０mmである請求
項１に記載の中和剤。このように構成すれば、処理液を
濁らせることなく、中和反応を効率良く行うことができ
る。 （２）前記反応制御剤は、炭酸カルシウム、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウムまたはド
ロマイト〔ＣａＭｇ（ＣＯ₃ ）₂ 〕である請求項２に記
載の中和剤。この構成によって、中和反応を遅くした
り、速くしたりする中和反応の制御を効果的に行うこと
ができる。 （３）中和反応槽内に、消石灰を主成分とし、造粒化さ
れた中和剤を所定時間の反応に足る分だけ配置し、酸性
の被処理液を中和反応槽内に連続的に導入して中和剤と
接触させた後、処理液を連続的に排出する中和処理方
法。この方法によれば、廃水を効率良く、しかも安定し
た状態で、連続的に処理することができる。

【００３９】

【発明の効果】 この発明は、以上のように構成されて
いるため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の
発明によれば、中和反応を効率良く、しかも安定した状
態で行うことができる。また、廃水が濁ったり、中和剤
が流出したりすることなく、しかも容易な操作で中和反
応を行うことができる。加えて、中和剤を投入するため
の過大な装置を必要とせず、防塵対策の必要もない。

【００４０】また、請求項２に記載の発明によれば、中
和反応の速度を容易に調整することができる。加えて、
請求項３に記載の発明によれば、中和反応を効率良く、
しかも安定した状態で行うことができるとともに、予め
中和剤のスラリーを調製するための過大な装置を必要と
せず、造粒物であるため防塵対策の必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例における中和反応装置を示す概略
断面図。

【図２】 処理液のｐＨと経過時間との関係を示すグラ
フ。

【図３】 第２実施例における中和反応装置を示す概略
断面図。

【図４】 処理液のｐＨと経過時間との関係を示すグラ
フ。

【図５】 第３実施例における中和反応装置を示す概略
断面図。

【図６】 第４実施例における中和反応装置を示す概略
断面図。

【符号の説明】

１１…中和反応槽、１３…中和剤としての消石灰の造粒
物、１７…被処理液としての酸性廃水。

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 Ｂ０１Ｄ 53/40 Ｂ０１Ｊ 8/02 Ｚ 53/77 Ｂ０１Ｄ 53/34 １１８Ａ Ｂ０１Ｊ 8/02 (72)発明者 細川 宏 岐阜県大垣市赤坂町3751番地 上田石灰製 造 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸性の被処理液または被処理ガスを中和
   反応により処理する中和剤であって、消石灰を主成分と
   し、造粒化された中和剤。
2. 【請求項２】 さらに反応制御剤を含有する請求項１に
   記載の中和剤。
3. 【請求項３】 中和反応槽内に、消石灰を主成分とし、
   造粒化された中和剤を配置し、酸性の被処理液を中和反
   応槽内に導入して所定時間中和剤と接触させた後、排出
   する中和処理方法。