JPH0929267A - マンガン含有排水の処理方法 - Google Patents
マンガン含有排水の処理方法Info
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Abstract
いマンガン含有排水をKMnO4 法により安定かつ効率
的に処理して、高水質処理水を得る。 【解決手段】 マンガン含有排水に過マンガン酸塩を添
加してマンガンを不溶化した後、硫黄含有化合物を添加
して残留する過マンガン酸塩を不溶化し、次いで不溶化
物を固液分離する。 【効果】 排水中のMn2+濃度に対して過剰量の過マン
ガン酸塩を添加して排水中のMn2+をほぼ完全にMnO
2 に酸化した後、過剰量の過マンガン酸塩を硫黄含有化
合物で還元してMnO2 として不溶化する。過マンガン
酸塩の過少添加によるMn2+の残留、及び、過マンガン
酸塩の過剰添加による残留過マンガン酸塩由来のMn濃
度の増大を防止して、安定な処理を行える。
Description
処理方法に係り、特に、排煙脱硫排水等の、高濃度で濃
度変動の激しいマンガン含有排水に、過マンガン酸塩に
よるマンガンの不溶化処理法を適用して安定かつ効率的
な処理を行う方法に関する。
石炭や重油に由来するものであり、その濃度は炭種や水
の使用量の影響を受けて大きく変動する。特に、最近で
は水需要の逼迫から、排ガス処理において塩分は高濃縮
化傾向となっており、排煙脱硫排水中のマンガン濃度も
増加しつつある。
技術としては、従来、鉄塩や水酸化マグネシウム、水酸
化カルシウムを用いたアルカリ凝集沈殿法や、硫化物に
よる不溶化法が採用されてきた。
処理法としては、KMnO4 (過マンガン酸カリウム)
法、塩素法、マンガンゼオライト法などがある。
ち、アルカリ凝集沈殿法では、アルカリ剤やその処理水
を中和するための多量の薬剤を使用するため、処理コス
トの面で問題がある上に、共存するマグネシウムも不溶
化し、多量の汚泥を発生するという不都合がある。ま
た、硫化物法ではマンガン除去には効果が悪いなどの問
題があった。
た用水の処理技術であるが、マンガン含有量が低濃度で
かつ安定している場合でもKMnO4 の適正注入量を管
理するのは難しく、注入量不足のときは原水中のマンガ
ンが、逆に、注入量が過剰なときは過剰分のKMnO4
由来のマンガンが、それぞれ処理水中に検出され、安定
処理が難しい。従って、KMnO4 法は、排煙脱硫排水
のように高濃度で濃度変動の激しい排水に対しては、K
MnO4 注入量の制御が特に難しく、適用困難である。
しては注入量が多くなり、適正注入量管理が困難であ
り、また、マンガンゼオライト法は高濃度排水系では発
生濁質量が多いため、濾材の目詰りが起こり易く、その
再生に多大な労力を必要とする欠点があり、高濃度系排
水に対しては実用化に至っていない。
脱硫排水等の、高濃度で濃度変動の激しいマンガン含有
排水をKMnO4 法により安定かつ効率的に処理して、
高水質処理水を得る方法を提供することを目的とする。
排水の処理方法は、マンガン含有排水に過マンガン酸塩
を添加してマンガンを不溶化した後、硫黄含有化合物を
添加して残留する過マンガン酸塩を不溶化し、次いで、
不溶化物を固液分離することを特徴とする。
lから数10mg/lの範囲で大きく変動し、その大部
分はMn2+として存在する。本発明においては、排水中
のMn2+を、KMnO4 等の過マンガン酸塩で下記反応
によりMnO2 まで酸化して不溶化する。
倍のKMnO4 が必要となる。
において、必要量の過マンガン酸塩、例えば、Mn2+に
対して約1.92重量倍のKMnO4 の添加量制御を行
うことは困難である。
2+濃度に対して過剰量の過マンガン酸塩を添加して排水
中のMn2+をほぼ完全にMnO2 に酸化した後、過剰量
の過マンガン酸塩を硫黄含有化合物で還元してMnO2
として不溶化する。
よるMn2+の残留、及び、過マンガン酸塩の過剰添加に
よる残留過マンガン酸塩由来のMn濃度の増大を防止し
て、安定な処理を行える。
は、請求項1の方法において、過マンガン酸塩及び硫黄
含有化合物の添加量を前記排水の酸化還元電位に基いて
制御することを特徴とする。
た後、硫黄含有化合物を添加する方法において、過マン
ガン酸塩添加量及び硫黄含有化合物添加量は系内のOR
P測定値に基いて容易かつ適正に制御することが可能で
ある。
り具体的に説明する。
理方法の一実施例方法を示す系統図である。
排煙脱硫排水等のマンガン含有排水をまず配管11より
調整槽1に導入して、配管12よりNaOH等のアルカ
リを添加して液pHを8.0〜9.5、好ましくは8.
5〜9.0に調整すると共に、散気管13より空気曝気
を行う。この空気曝気により、液中のMn2+を空気酸化
し、Mn2+濃度を低減してMn濃度変動の影響を小さく
することができる。この空気曝気に当り、液pHが8.
0より低いと空気酸化が円滑に進行せず、逆に、pHが
9.5を超えると共存イオン、例えばマグネシウムイオ
ンがMg(OH)2 となり、酸化を阻害する。このた
め、調整槽1におけるpHは上記範囲に調整する。
間、特に2〜4時間行うのが好ましく、これにより、M
n濃度50mg/lの原水であれば、Mn濃度を10〜
20mg/lにまで低減することができ、後工程におけ
るKMnO4 等の過マンガン酸塩添加量を低減すること
ができる。
槽2に導入され、配管15よりKMnO4 等の過マンガ
ン酸塩、更に必要に応じてアルミニウム化合物、アルカ
リが添加される。
するため、硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、ポリ塩化
アルミニウム(PAC)等のAl化合物を添加すると共
に、pHを6.0〜7.5に調整してフッ素を不溶化す
る。
すべきフッ素重量に対してAlとして1〜10倍重量程
度とするのが好ましい。
等の過マンガン酸塩を、処理する可溶性マンガン含有
量、即ち、Mn濃度に対して好ましくは2倍量(重量
比)以上の過剰添加とすることができ、これにより、原
水中のMn2+をほぼ完全に酸化して不溶化することがで
きる。
O4 、過マンガン酸ナトリウム(NaMnO4 )、過マ
ンガン酸アンモニウム(NH4 MnO4 )等を用いるこ
とができる。
置5の濃縮水が配管16,17を経て循環されている
が、このように濃縮水を循環することにより、第1反応
槽2における酸化反応は効果的に促進される。
より第2反応槽3に導入され、配管19より硫黄含有化
合物が添加される。
は、KMnO4 の還元と共に、CdやHg等の重金属の
固定も可能で、水中に共存するアルミニウム、鉄又は凝
集剤として添加した水酸化アルミニウムと共に不溶化す
ることにより、処理水中への流出の問題がないことか
ら、高分子硫黄化合物、硫化ナトリウム(Na2 S)、
硫化水素ナトリウム(NaHS)等、とりわけ高分子硫
黄化合物を用いるのが好ましい。即ち、排煙脱硫排水を
処理する場合、排煙脱硫排水中には鉄分含有量が少な
く、上記硫黄含有化合物の不溶化が十分に進行しない場
合があるが、高分子硫黄化合物であればフッ素の凝集剤
として添加したアルミニウム化合物から生成した水酸化
アルミニウムにより効率的に不溶化される。
過マンガン酸塩とほぼ当量(重量比)で反応し、過剰の
高分子硫黄化合物はCdやHg等の重金属類と化合する
と共に、水酸化アルミニウムと共沈して不溶化される。
従って、高分子硫黄化合物は、過剰のKMnO4 等の過
マンガン酸塩の同量(重量比)以上を添加するのが好ま
しい。
る活性水素を少なくとも1個と少なくとも1個の=C=
S基を有する硫黄含有化合物、少なくとも1個のチオー
ル基(−SH)を有する硫黄含有化合物、或いは、窒素
に結合する活性水素を少なくとも1個と少なくとも1個
のジチオカルバミン酸もしくはその塩類を有する硫黄含
有化合物などが挙げられる。このうち、窒素に結合する
活性水素を少なくとも1個及び少なくとも1個の=C=
S基を有する硫黄含有化合物としては、チオアセトアミ
ド、チオ尿素、ジチオオキサミド、ジフェニルチオ尿
素、ジメチルチオ尿素、ベンゾイルチオ尿素、チオセミ
カルバジドなどが挙げられる。
有する硫黄含有化合物としては、システアミン、システ
イン、エタンジチオール、ヘキサメチレンジチオール、
もしくは下記構造式のものなどが挙げられる。
及び少なくとも1個のジチオカルバミン酸もしくはその
塩類(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩)を有する
硫黄含有化合物としては、N−(ジチオカルボキシ)エ
チレンジアミン、N,N′−ビス(ジチオカルボキシ)
エチレンジアミン、N,N,N′−トリ(ジチオカルボ
キシ)エチレンジアミン、N−(ジチオカルボキシ)プ
ロピレンジアミン、N,N′−ビス(ジチオカルボキ
シ)プロピレンジアミン、N,N,N′−トリ(ジチオ
カルボキシ)プロピレンジアミン、N−(ジチオカルボ
キシ)ヘキサメチレンジアミン、N,N′−ビス(ジチ
オカルボキシ)ヘキサメチレンジアミン、N,N,N′
−トリ(ジチオカルボキシ)ヘキサメチレンジアミン、
N−(ジチオカルボキシ)フェニレンジアミン、N,
N′−ビス(ジチオカルボキシ)フェニレンジアミン、
N,N,N′−トリ(ジチオカルボキシ)フェニレンジ
アミン、N−(ジチオカルボキシ)キシレンジアミン、
N,N′−ビス(ジチオカルボキシ)キシレンジアミ
ン、N,N,N′−トリ(ジチオカルボキシ)キシレン
ジアミン、N−(ジチオカルボキシ)ジエチレントリア
ミン、N,N″−ビス(ジチオカルボキシ)ジエチレン
トリアミン、N,N,N″−トリ(ジチオカルボキシ)
ジエチレントリアミン、N,N,N″,N″−テトラ
(ジチオカルボキシ)ジエチレントリアミン、N−(ジ
チオカルボキシ)トリエチレンテトラミン、N,N′″
−ビス(ジチオカルボキシ)トリエチレンテトラミン、
N,N,N′″−トリ(ジチオカルボキシ)トリエチレ
ンテトラミン、N,N,N,N′″,N′″−テトラ
(ジチオカルボキシ)トリエチレンテトラミン、N,
N,N′,N′″,N′″−ペンタ(ジチオカルボキ
シ)トリエチレンテトラミン、N−(ジチオカルボキ
シ)テトラエチレンペンタミン、N,N″″−ビス(ジ
チオカルボキシ)テトラエチレンペンタミン、N,N,
N″″−トリ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペン
タミン、N,N,N″″,N″″−テトラ(ジチオカル
ボキシ)テトラエチレンペンタミン、N,N,N′,
N″″,N″″−ペンタ(ジチオカルボキシ)テトラエ
チレンペンタミン、N,N,N′,N″,N″″,
N″″−ヘキサ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペ
ンタミン、N−(ジチオカルボキシ)ペンタエチレンヘ
キサミン、N,N′″″−ビス(ジチオカルボキシ)ペ
ンタエチレンヘキサミン、N,N,N′″″−トリ(ジ
チオカルボキシ)ペンタエチレンヘキサミン、N,N,
N′″″,N′″″−テトラ(ジチオカルボキシ)ペン
タエチレンヘキサミン、及びエチレンジアミン、プロピ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジ
アミン、キシレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチ
ル)シクロヘキサン、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエ
チレンヘキサミン、メラミン、アミノエチルピペラミ
ン、ピペラジン、N−アルキルエチレンジアミン、N−
アルキルプロピレンジアミン、N−アルキルヘキサメチ
レンジアミン、N−アルキルフェニレンジアミン、N−
アルキルキシレンジアミン、N−アルキルジエチレント
リアミン、N−アルキルトリエチレンテトラミン、N−
アルキルテトラエチレンペンタミン、N−アルキルペン
タエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミンなどのポリ
アミン類に二硫化炭素(CS2 )を付加して得られるポ
リアミノポリチオ酸もしくはこれらの塩類が挙げられ
る。
ジチオカルバミン酸基(−NH−CS2 Na)とチオー
ル基(−SNa)をキレート形成基として持つ平均分子
量8〜12万の高分子重金属捕集剤「ウエルクリン」
(栗田工業(株)製)を用いることができる。
中のアルミニウム、鉄、或いはフッ素の除去のために添
加したAl化合物に吸着して不溶化することにより処理
水中への流出が防止され、後工程への添加物の影響がな
く極めて有利である。
循環槽4、ポンプPを備える配管21を経て膜分離装置
5に導入され、不溶化物が分離除去される。膜分離装置
5の濃縮水は、配管16より抜き出され、一部は配管1
7より第1反応槽2に、また、残部は配管22より循環
槽4にそれぞれ循環される。膜分離装置5の透過水は、
原水中のマンガンの空気酸化及び過マンガン酸塩による
酸化で生成した不溶化物、及び、過剰の過マンガン酸塩
の硫黄含有化合物による還元で生成した不溶化物が膜分
離除去されたものであり、配管23より処理水として系
外へ排出される。
(精密濾過)膜又はUF(限外濾過)膜が望ましい。膜
材質には特に制限はなく、有機質、無機質のいずれも適
用可能である。
例方法を示し、図1に示す部材と同一機能を奏する部材
には同一符号が付してある。
2反応槽3に各々ORP(酸化還元電位)計2A,3A
が設けられており、ORP計2A,3Aの測定値に基い
て、各々、KMnO4 導入配管15に設けられたポンプ
15A、硫黄含有化合物導入配管19に設けられたポン
プ19Aの作動を制御するように構成されている。6は
KMnO4 貯槽、7は硫黄含有化合物貯槽である。
ず、原水を直接第1反応槽2及び第2反応槽3で処理す
ること以外は、図1に示す方法と同様に処理を行うが、
その際、第1反応槽2へのKMnO4 添加量及び第2反
応槽3への硫黄含有化合物添加量を、各々反応槽のOR
P測定値に基いて制御する。
0〜550mV、特に500mV程度となるようにKM
nO4 の添加量を調整する。
00mV、特に350mV程度となるように硫黄含有化
合物の添加量を調整する。
上記ORPによる添加量制御に当っては、第1反応槽2
のpHを6.0〜7.5の範囲の一定値に保持する必要
がある。また、第2反応槽3においても、pHを6.0
〜7.5の範囲の一定値に保持する必要がある。
であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示
の方法に限定されるものではない。
と同様、調整槽を設けて、原水を予め空気酸化しても良
い。
のためには、Al化合物の他、水酸化カルシウムを添加
しても良い。
理して除去しているが、不溶化物の除去は、沈殿又は浮
上処理によるものであっても良く、その場合、アニオン
系、ノニオン系、カチオン系等の高分子凝集助剤を添加
してフロック粒径を大きくすることにより、分離効率を
高めることができる。
濃度が高く、その濃度変動の激しい排煙脱硫排水の処理
に極めて有効である。
説明する。
水A,Bの連続通水処理を行った。
ル/日とし、膜分離装置には膜面積0.036m2 のM
F膜を用いた。
共に、空気曝気を行い又は行わず、表1に示す流出水を
得た。
MnO4 を添加すると共に、PAC(ポリ塩化アルミニ
ウム)を排水Aに対しては2000mg/l、排水Bに
対しては5000mg/l添加し、更にアルカリにより
いずれの場合もpH6.3に調整した。
ポクロックL−1を添加した。
なお、処理水のpHはいずれも6.4であり、F濃度は
排水Aの処理では3.0mg/l、排水Bの処理では
7.4mg/lであった。
ン含有量が異なる被処理水に対して、同じKMnO4 添
加量及びウエルクリン添加量で、マンガンを効果的に除
去できることが明らかである。
1〜18の場合において10〜40mg/lの範囲の様
々な値であるが、KMnO4 とウエルクリンとの併用
で、良好な処理結果が得られている。これに対して、ウ
エルクリンのみの添加ではマンガン除去効果は得られず
(No. 5,9,14,18)、KMnO4 のみの添加で
はMn濃度10mg/lの場合(No. 6)と12mg/
lの場合(No. 15)とで処理水Mn濃度は異なるもの
となり、Mn濃度が低いNo. 6の場合の方が、処理水M
n濃度が高い。これは、処理水中に過剰のKMnO4 が
混入することによるものと思われる。因みに、本発明に
従って、KMnO4 とウエルクリンとを併用した場合に
は、Mn濃度10〜16mg/lの範囲(No. 2〜4及
びNo. 11〜13)で処理水のMn濃度はいずれも1.
0mg/lに低く抑えられている。
度が高い場合において、KMnO4添加量を多くして、
高度処理を行うことも可能である(No. 8,17)。な
お、No. 1,7,10,16において処理水のMn濃度
が高いのは、KMnO4 添加量が必要量よりも少ないこ
とによる。
の排煙脱硫排水に液体バンド(硫酸アルミニウム)20
00mg/lを加え、NaOHでpH6.5とした時の
ORPは220mVであった。この排水(液体バンドを
添加したもの)に、pHを6.5に保持しつつ、KMn
O4 を100mg/l添加した時の液のORPは490
mVに上昇した。この液を濾紙で濾過したところ、濾液
は、わずかにピンク色を呈し、そのMn濃度は2.5m
g/lであった。
pHを6.5に保持しつつ、ウエルクリンを液のORP
が350mVになるまで添加した。この液を濾紙で濾過
したところ、得られた濾液のMn濃度は0.1mg/l
であった。
エルクリン添加量をORPに基いて制御することができ
ることが明らかである。
含有排水の処理方法によれば、Mn濃度が変動する排水
の処理においても、過マンガン酸塩の過少添加及び過剰
添加による処理水質の悪化を防止して、安定かつ効率的
な処理を行って、高水質処理水を得ることができる。
において、過マンガン酸塩及び硫黄含有化合物の適正添
加量をORP測定値に基いて容易に制御することがで
き、過マンガン酸塩及び硫黄含有化合物の過剰添加を防
止して、処理水質の安定化及び処理コストの低減並びに
省力化を図ることができる。
例方法を示す系統図である。
理方法の一実施例方法を示す系統図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 マンガン含有排水に過マンガン酸塩を添
加してマンガンを不溶化した後、硫黄含有化合物を添加
して残留する過マンガン酸塩を不溶化し、次いで、不溶
化物を固液分離することを特徴とするマンガン含有排水
の処理方法。 - 【請求項2】 過マンガン酸塩及び硫黄含有化合物の添
加量を前記排水の酸化還元電位に基いて制御することを
特徴とする請求項1に記載のマンガン含有排水の処理方
法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18706595A JP3921695B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | マンガン含有排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0929267A true JPH0929267A (ja) | 1997-02-04 |
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ID=16199536
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000069545A1 (fr) * | 1999-05-17 | 2000-11-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Procede et systeme de desulfuration de gaz de combustion |
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JP2001226121A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-21 | Taki Chem Co Ltd | 硫酸第二鉄溶液中のマンガンの除去方法 |
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-
1995
- 1995-07-24 JP JP18706595A patent/JP3921695B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP1134195A2 (en) * | 1999-05-17 | 2001-09-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Flue gas desulphurisation |
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