JPH09239377A - 排水中からのセレン酸イオンの除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多量の試薬を用いること無しに排水中に含ま
れているセレン酸イオンを固体状セレンないしガス状セ
レン化水素まで還元して液相より除去し、併せて処理水
に残留する試薬量を極力減らし、後工程の大幅な簡易化
と処理コストの低減化を達成する。 【解決手段】 排水中に含まれるセレン酸イオンを除去
する方法において、該排水に対し、半導体光触媒及び有
機環元剤の存在下で光を照射し、該セレン酸イオンを固
体状セレン及び／又はガス状セレン化水素にまで還元す
ることを特徴とする水中からのセレン酸イオンの除去方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水中に含まれて
いるセレン酸イオンの除去方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セレン酸イオンは水溶液中で極めて安定
で、これを還元するには塩酸を１０％以上の濃度まで加
えて煮沸加熱するか、或いは弱酸性にｐＨを調製し、鉄
や亜鉛などの粉末を大量に加える等の方法以外にはなか
った。しかし、これらの手法は主に分析法の一部として
検討された方法であるため、排水処理に適用するには以
下のような欠点があった。 （１）処理する排水に対して極めて多量の試薬の添加を
必要とし、処理コストが膨大になる。 （２）処理水に多量の塩酸や重金属イオン等が残留し、
再度それらを中和ないし除去する工程を経なければ排水
を放流できない。 （３）使用する試薬の量が多量であるため、残留成分の
濃度も著しく高く、それらの除去コストもまた膨大にな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、多量の試薬
を用いること無しに排水中に含まれているセレン酸イオ
ンを固体状セレンないしガス状セレン化水素まで還元し
て液相より除去し、併せて処理水に残留する試薬量を極
力減らし、後工程の大幅な簡易化と処理コストの低減化
を達成することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明によれば、排水中に含まれるセレ
ン酸イオンを除去する方法において、該排水に対し、半
導体光触媒及び有機環元剤の存在下で光を照射し、該セ
レン酸イオンを固体状セレン及び／又はガス状セレン化
水素にまで還元することを特徴とする水中からのセレン
酸イオンの除去方法が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で被処理原料として用いる
排水は、セレン酸イオン（ＳｅＯ₄ ^-2）を含む排水であ
る。このような排水としては、金属精錬や化学工程から
の排水が挙げられる。本発明で用いる半導体光触媒とし
ては、従来公知のもの、例えば、二酸化チタンや、三酸
化タングステン等が挙げられる。本発明で用いる有機還
元剤としては、活性水素を有する有機化合物、例えば、
蟻酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸等の有機カルボン酸；
メタノール、エタノール、グリコール、フェノール等の
ヒドロキシ有機化合物等が挙げられる。本発明で用いる
照射光としては、可視光〜紫外光が用いられるが、好ま
しくは波長が３００〜４００ｎｍ範囲の紫外光が用いら
れる。

【０００６】本発明により排水中のセレン酸イオンを除
去するには、排水に対し、半導体光触媒及び有機還元剤
の存在下で、光を照射する。有機還元剤の添加量は、セ
レン酸イオン１当量当り、活性水素を基準とした当量数
で、１当量以上、好ましくは５〜１０当量の割合であ
る。半導体光触媒は、粉末状や薄膜状等の形状で好まし
く用いられる。粉末状で用いる場合には、排水中に１〜
１０ｇ／Ｌの割合で添加し、懸濁させる。薄膜状で用い
る場合には、反応容器の内面にその薄膜を付着させれば
よい。このようにして排水を光照射処理するときには、
光触媒上に電子と正孔が生成し、この正孔は有機還元剤
の酸化分解に使用され、電子はセレン酸イオンの還元に
使用される。セレン酸イオンは、この還元により、亜セ
レン酸を経て不定形セレンや金属セレン等の０価の固体
状セレンとなり、さらに還元がすすむとガス状のセレン
化水素（Ｈ₂Ｓｅ）となる。

【０００７】前記のようにして本発明を実施する場合、
排水は酸性条件、好ましくは、ｐＨ１〜４に保持するの
がよい。これにより、セレン酸イオンの還元が促進さ
れ、セレン酸イオンのセレン化水素への還元が効率よく
起る。また、この場合、排水中には、窒素ガス等の不活
性ガスを吹込んでバブリングさせるのが好ましい。これ
により、セレン酸イオンの還元が促進されるとともに、
生成したセレン化水素は、その不活性ガスとともに、排
水から放出される。この排水から放出されたセレン化水
素を含むガスは、これを重金属塩の水溶液中に吸収させ
ることにより、セレン化水素は重金属のセレン化物の沈
澱として回収することができる。この場合の重金属塩と
しては、銅、鉄、マンガン、スズ、ニッケル、コバルト
等の重金属の無機酸塩（硫酸塩や塩酸塩等）や有機酸塩
（蟻酸塩や酢酸塩、クエン酸塩等）が用いられる。

【０００８】また、前記のようにしてセレン酸イオンを
還元する場合、その還元により生成した固体状セレン
は、濾過等の固液分離法により排水から分離することが
できる。この場合、半導体光触媒として、粉末状のもの
を用いるときには、その生成した固体セレンは、その触
媒上に沈着するので、固液分離法により、その触媒とと
もに排水から分離することができる。

【０００９】本発明によれば、排水中に含まれるその濃
度が１００ｐｐｍ以上のセレン酸イオンを、１ｐｐｍ以
下、特に、０．１ｐｐｍ以下にまで除去することができ
る。

【００１０】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００１１】実施例１ ガラス容器に入れた全セレン濃度が１００ｐｐｍとなる
ように調製したセレン酸ナトリウム水溶液１００ｍｌに
対し、蟻酸２．５ｍｍｏｌ、二酸化チタン光触媒粉末約
０．１ｇを加え、撹拌懸濁させ、窒素バブリングしつつ
５００Ｗの超高圧水銀灯の全光を直接容器に照射した。
容器からの排ガスは硫酸銅水溶液へ通して放出した。光
照射開始後数分で懸濁液の色が白色から黄色に変わり始
め、十数分後には赤くなってくる。その後赤い色は暗く
濃くなってくるのに伴い、硫酸銅溶液内に黒色のセレン
化銅の沈澱を生じはじめた。光照射開始後５０〜８０分
で赤い色は薄れだし、懸濁液は黄色を経て白色に戻る。
懸濁液の色が白色に戻ったところで、光照射を停止し、
懸濁液をろ過して半導体光触媒粉末を分離除去した。こ
の操作により、処理水中の全セレン濃度は０．０３〜
０．０４ｐｐｍまで低減された。

【００１２】実施例２ ガラス容器に入れた全セレン濃度が１００ｐｐｍとなる
ように調製したセレン酸ナトリウム水溶液に硫酸ナトリ
ウムを１０ｍｍｏｌ／ｌ添加した溶液に対し、実施例１
と同様の操作を行った。この操作により処理水中の全セ
レン濃度は０．０６〜０．０７ｐｐｍ程度まで低減され
た。

【００１３】実施例３ 実施例１と同様のガラス容器に入れたセレン酸ナトリウ
ム水溶液１００ｍｌに対し、メタノールを２．５ｍｍｏ
ｌ添加し、さらに硫酸を０．５ｍｍｏｌ添加し、酸化チ
タン粉末を約０．１ｇ添加し、実施例１、２と同様に光
を照射した。光照射開始後５分程度で懸濁液の色が黄色
く変色し始め、３０〜４０分後より赤みがかってきた。
色が暗く濃くなってくるのに伴い、硫酸銅溶液内にセレ
ン化銅の沈澱を生じ始めた。その後赤い色は薄くなり、
黄色を経て、光照射開始後５時間程で白色へ戻った。白
色に戻ったところで光照射を停止し、懸濁液をろ過して
半導体光触媒粉末を分離除去した。この処理により処理
水中の全セレン濃度は０．２ｐｐｍ程度まで低減され
た。

【００１４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、半導体光
触媒の光化学反応を利用することで、排水に対して多量
の試薬を添加すること無しに、効果的にセレン酸イオン
を排水液中から除去することができる。また実施例２に
示した通り、硫酸根が共存する実排水に近い条件でも
０．１ｐｐｍ以下まで全セレン濃度を低減させることが
できる。そして、排水には、微量の有機還元剤や硫酸が
残留しているのみなので、簡単なＣＯＤ除去処理と中和
処理のみで放流することが可能である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排水中に含まれるセレン酸イオンを除去
   する方法において、該排水に対し、半導体光触媒及び有
   機環元剤の存在下で光を照射し、該セレン酸イオンを固
   体状セレン及び／又はガス状セレン化水素にまで還元す
   ることを特徴とする排水中からのセレン酸イオンの除去
   方法。
2. 【請求項２】 酸性条件に保持された排水中に不活性ガ
   スを吹込む請求項１の方法。
3. 【請求項３】 セレン酸イオンの還元により生成したセ
   レン化水素ガスを重金属塩の水溶液に吸収させ、重金属
   のセレン化物の沈澱を生成させる請求項１又は２の方
   法。
4. 【請求項４】 セレン酸イオンの還元により生成した固
   体状セレンを半導体光触媒上に付着させて排水中から除
   去する請求項１〜３のいずれかの方法。