JPH1076279A - 重金属含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水中に共存する不溶性金属と溶解性金属を
簡単な操作で低濃度まで除去することができ、かつラン
ニングコストが低く経済性の優れた重金属含有排水の処
理方法を提供する。 【解決手段】 重金属含有排水１から金属を除去する排
水の処理方法において、前記排水中の金属酸化物を固液
分離２して除去する第１工程と、該第１工程水１１に金
属捕集剤１と無機凝集剤８を添加３して、残存する溶解
性重金属を不溶化した後、固液分離４して除去する第２
工程とからなる重金属含有排水の処理方法としたもので
あり、前記第１工程の固液分離は、単純沈殿、ろ過又は
凝集沈殿に行い、重金属含有排水中の両性金属の酸化
物、特に、鉛、クロム、亜鉛の酸化物を除去するのがよ
く、第２工程では、無機凝集剤としてポリ塩化アルミニ
ウムを用い、前記金属捕集剤と該ポリ塩化アルミニウム
の添加量を各々１〜５０ｐｐｍ、１０〜２００ｐｐｍと
するのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重金属含有排水の
処理方法に係り、特に、排水中に共存する不溶性金属と
溶解性金属を簡単な操作で除去することができる排水の
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、重金属含有排水の処理方法とし
て、高価な重金属捕集剤の使用量削減のために、重金属
捕集剤を添加する前の第１工程で、溶解性重金属をアル
カリ剤で水酸化物にした後、それを除去しておく方法が
提案されている（特開昭６３−２９４９８６号公報）。
それによると、第１工程における重金属の除去形態は水
酸化物である。前記の方法は、高価な重金属捕集剤の使
用量を削減するのに非常に有効な手段であるが、以下の
問題を有する。 （１）水酸化物で重金属を除去するために、金属によっ
ては水酸化物の生成ｐＨが異なる。 （２）第１工程での重金属分離形態は、水酸化物のため
に難脱水性である。

【０００３】（３）水酸化物の形では重金属の再溶出が
懸念され、二次汚染の可能性が高い。このため、脱水ケ
ーキの埋め立て処分における重金属の再溶出を防止する
ために、再度重金属捕集剤の添加が必要となり、結果的
に重金属捕集剤の削減にならない。（４）排水中の金属
イオンが１０ｐｐｍ以下の場合、その重金属だけで重力
分離で固液分離するのは難しく、無機系凝集剤の添加が
必要である。この場合、重金属の水酸化物の生成ｐＨ
と、無機系凝集剤からの水酸化物の生成ｐＨが大きく異
なる。重金属からの水酸化物生成を優先させると、無機
凝集剤の凝集性が劣る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点を解決し、排水中に共存する不溶性金属と溶
解性金属を、簡単な操作で低濃度まで除去することがで
き、かつランニングコストが低く経済性の優れた重金属
含有排水の処理方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、重金属含有排水から金属を除去する排
水の処理方法において、前記排水中の金属酸化物を固液
分離して除去する第１工程と、該第１工程水に金属捕集
剤と無機凝集剤を添加して、残存する溶解性重金属を不
溶化した後、固液分離して除去する第２工程とからなる
ことを特徴とする重金属含有排水の処理方法としたもの
である。前記重金属含有排水の処理方法において、第１
工程の固液分離は、単純沈殿、ろ過又は凝集沈殿で行
い、前記第１工程では、重金属含有排水中の両性金属の
酸化物、特に、鉛、クロム、亜鉛の酸化物を除去するの
がよく、また、第１工程での固液分離を凝集沈殿処理で
行う場合、凝集ｐＨは６〜７であるのがよい。さらに、
前記第２工程では、無機凝集剤としてポリ塩化アルミニ
ウムを用い、前記金属捕集剤と該ポリ塩化アルミニウム
の添加量を各々１〜５０ｐｐｍ、１０〜２００ｐｐｍと
するのがよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明の第１工程において、金属酸化物を含む排水（以
下、被処理水）の固液分離は、単純沈殿、ろ過あるいは
凝集沈殿により行い、金属酸化物を主に除去する。ここ
で、被処理水の金属酸化物が、その粒子径が大きく沈降
性が良い場合には単純沈殿、微細な金属酸化物の場合に
はろ過、また、金属酸化物が微細でかつ不溶性成分の濃
度が高いときは凝集沈殿、というように適宜処理法を選
択して行うのがよい。第１工程の固液分離を凝集沈殿で
行う場合、被処理水に無機凝集剤あるいはポリマーもし
くは無機凝集剤とポリマーを併用して、微細な金属酸化
物を凝集させて、重力分離にて固液分離することができ
る。この凝集沈殿の目的は、あくまで予め排水中に含有
している金属酸化物の固液分離である。第１工程で無機
凝集剤単独もしくは無機凝集剤とポリマーで凝集沈殿と
する場合、無機凝集剤の最適凝集ｐＨである６〜７にす
るのが良い。凝集ｐＨ６〜７で凝集沈殿処理するのは、
金属酸化物の除去を容易に行えるように条件を整えるた
めである。

【０００７】凝集沈殿の過程で、凝集のｐＨを６〜７に
調整することで、ある程度の溶解性重金属の除去も行う
ことは更に好ましい。本発明の第２工程では、第１工程
水に金属捕集剤と無機凝集剤を加えて溶解性金属を不溶
化した後、固液分離する。金属捕集剤単独では溶解性金
属を不溶化し固液分離することが難しく、重力分離やろ
過による分離をする場合でも、無機凝集剤の添加が不可
欠である。ｐＨ調整用のアルカリ剤は必要に応じて使う
ことができる。第２工程における固液分離方法は、前記
の重力分離でも、凝集ろ過でも、膜分離でも良い。ここ
で用いる金属捕集剤としては、金属と反応して錯体を形
成する官能基を有し、金属と反応した後に水に不溶性の
物質を生成するものであれば、いずれでも良い。

【０００８】金属捕集剤としては、キレート形成基とし
て、アミノ酸基、イミノプロピオン酸基、イミノジプロ
ピオン酸基、アミノアルキレンリン酸基、ジチオカルバ
ミン酸基、ジチオ酸基、チオール基、チオ尿素基、ポリ
アミノ基、オキシム基、アミドオキシム基等の少なくと
も１種を導入した、化合物類又は高分子量の水溶性又は
水分散性を有するキレート性化合物が挙げられる。市販
の重金属捕集剤として、スミフロックＨＭ−２０００、
スミフロックＨＭ−６０００（住友化学工業（株）
製）、ＵＬＭ−５０００（ユニチカ（株）製）、エポフ
ロックＬ−１（ミヨシ樹脂（株）製）等が挙げられ、こ
れらを単独あるいは混合して使用する。無機凝集剤とし
ては、ポリ塩化アルミニウム（以下、ＰＡＣ）、硫酸バ
ンド、塩化第２鉄等を用いることができる。ｐＨ調整剤
として、硫酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化カルシウム等を使用できる。

【０００９】また、高分子凝集剤としては、アニオン系
高分子凝集剤が主に用いられる。なお、本発明におい
て、金属とは、排水規制に挙げられるものであるが、本
発明の効果が高いのは、このうち両性金属であり更に
鉛、クロム、亜鉛である。本発明においては、重金属の
形態は金属酸化物と溶解性金属である。前述したよう
に、金属捕集剤は強力なキレート作用を有するために、
本来不溶性であるはずの金属の水酸化物でも錯塩として
溶解する。更に、水酸化物より水に対して不溶性である
金属酸化物に対しても、その強力なキレート作用により
溶解する。金属酸化物と溶解性金属が存在する排水に、
金属捕集剤を添加すると中性域においても、常に金属酸
化物を溶解する現象が見られる。本発明は、このような
金属酸化物の溶解を防ぐために、まず第１工程で金属酸
化物を除去することを主目的としたものである。

【００１０】次に、本発明を図面を参照して詳細に説明
する。図１に、本発明の処理方法に用いる装置の概略構
成図を示す。図１において、第１工程Ａでは、被処理水
１は第１沈殿池２にて、単純沈殿で被処理水中の金属酸
化物を固液分離する。第２工程Ｂでは、第１工程水１１
を混合槽３に流入させ、混合槽３において金属捕集剤７
と無機凝集剤であるＰＡＣ８を添加、１５分間攪拌す
る。次に、凝集槽４においてアニオンポリマー９を１ｍ
ｇ／リットル添加して、１５分間緩速攪拌して凝集さ
せ、フロックを生成させる。生成したフロックは沈殿池
５で固液分離され、処理水６を得る。

【００１１】図２に本発明の処理方法に用いる他の装置
の概略構成図を示す。図２において、第１工程Ａは、被
処理水１にＰＡＣ８を加え、ＮａＯＨ１２でｐＨ６〜７
に調整後、ポリマー９で凝集させ、第１沈殿池２で固液
分離し、第１工程水１１を得る。第１工程Ａで凝集ｐＨ
６〜７とするのは、無機凝集剤の最適凝集ｐＨであり、
被処理水１に溶存する金属イオンを除去する意図ではな
い。第１工程Ａの主目的は金属酸化物の除去であり、こ
の金属酸化物の除去を容易に行えるように条件を整える
ために、第１工程ＡのｐＨを６〜７の最適凝集条件にす
るものである。また、第２工程Ｂは図１と同様に処理さ
れる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 図１と同じ実験装置を用いてテストした。金属酸化物と
して亜鉛（和光純薬（株）製／試薬一級）が１７３ｍｇ
／リットル、溶解性重金属として、亜鉛が３．５ｍｇ／
リットルとなるように、水道水中に溶解、分散したもの
を原水とした。原水を分離速度１０ｍｍ／分で単純沈殿
して、不溶性の亜鉛酸化物を予め分離除去し、その上澄
水に金属捕集剤エポフロックＬ−１（ミヨシ樹脂（株）
製）を２０ｍｇ／リットル、ＰＡＣを５０ｍｇ／リット
ル注入して、１５分間急速攪拌した。

【００１３】攪拌後ＮａＯＨを注入してｐＨを７に調整
して、アニオンポリマーを１ｍｇ／リットル注入して、
３分間緩速攪拌した後、分離速度３０ｍｍ／分で固液分
離して処理水を得た。処理水の亜鉛を原子吸光法により
測定したところ、処理水中の亜鉛は０．１ｍｇ／リット
ル以下となった。全体の汚泥発生量は、原水１リットル
あたり０．３１ｇであった。その発生した汚泥を、環境
庁告示１３号の方法にて溶出試験したところ、溶出した
亜鉛は０．１ｍｇ／リットル以下であった。

【００１４】比較例１ 実施例１と同様の原水をＮａＯＨでｐＨ７に調整後、ポ
リマー１ｍｇ／リットルで凝集させ、分離速度１０ｍｍ
／分で固液分離して上澄水を得た。この上澄水の亜鉛
は、２．５ｍｇ／リットルであり、水酸化物として除去
された溶解性亜鉛の量は、１ｍｇ／リットル程度であっ
た。次に、その上澄水に金属捕集剤エポフロックＬ−１
（ミヨシ樹脂（株）製）を２０ｍｇ／リットル、ＰＡＣ
を５０ｍｇ／リットル注入して、１５分間急速攪拌し
た。攪拌後、ＮａＯＨを注入してｐＨを７に調整して、
アニオンポリマーを１ｍｇ／リットル注入して、３分間
緩速攪拌した後、分離速度３０ｍｍ／分で固液分離して
処理水を得た。処理水の亜鉛を原子吸光法により測定し
たところ、処理水中の亜鉛は０．１ｍｇ／リットル以下
となった。全体の汚泥発生量は、原水１リットルあたり
０．２８ｇであった。その発生した汚泥を、環境庁告示
１３号の方法にて溶出試験したところ、溶出した亜鉛は
０．４ｍｇ／リットルであった。

【００１５】実施例２ 図２と同じ実験装置を用いてテストした。実施例１と同
じ原水にＰＡＣ１００ｍｇ／リットルを添加し、ＮａＯ
ＨでｐＨ６．５に調整した後、ポリマー１ｍｇ／リット
ルで凝集させた。分離速度３０ｍｍ／分で固液分離し
て、上澄水を得た。この上澄水の亜鉛は２．５ｍｇ／リ
ットルであり、水酸化物として除去された溶解性亜鉛の
量は１ｍｇ／リットル程度であった。この上澄水に金属
捕集剤２０ｍｇ／リットルと、ＰＡＣ５０ｍｇ／リット
ルを添加し、ポリマー１ｍｇ／リットルで凝集させて、
分離速度３０ｍｍ／分で固液分離した。処理水のＺｎは
０．１ｍｇ／リットル以下であった。全体の汚泥発生量
は、原水１リットルあたり０．３１ｇであった。その発
生した汚泥を、環境庁告示１３号の方法にて溶出試験し
たところ、溶出した亜鉛は０．４ｍｇ／リットルであっ
た。

【００１６】比較例２ 実施例２と同様の原水にＰＡＣ１００ｍｇ／リットルを
添加し、溶解性亜鉛を水酸化物の形態で除去するために
ＮａＯＨでｐＨ１０に調整後、ポリマー１ｍｇ／リット
ルで凝集させたところ、実施例２で生成したような大き
なフロックは生成せず分離速度３０ｍｍ／分では、固液
分離できなかった。

【００１７】実施例３ 図２と同じ実験装置を用いてテストした。水道水に酸化
鉛（和光純薬（株）製、試薬一級）５０ｍｇ／リットル
（Ｐｂ４３．３ｍｇ／リットル）、塩化鉛５ｍｇ／リッ
トル（Ｐｂ３．８ｍｇ／リットル）となるように調製し
たものを原水とした。原水にＰＡＣ１００ｍｇ／リット
ルを添加し、ＮａＯＨでｐＨ６．５に調整した後、ポリ
マー１ｍｇ／リットルで凝集させた。分離速度３０ｍｍ
／分で固液分離して上澄水を得た。この上澄水はＰｂは
３．６ｍｇ／リットルであり、水酸化物として除去され
た溶解性鉛の量は、０．２ｍｇ／リットル程度であっ
た。

【００１８】このＰｂ３．６ｍｇ／リットルの上澄水
を、金属捕集剤２０ｍｇ／リットルとＰＡＣ５０ｍｇ／
リットルを添加し、ポリマー１ｍｇ／リットルで凝集さ
せて、分離速度３０ｍｍ／分で固液分離した。処理水の
Ｐｂは０．１ｍｇ／リットル以下であった。全体の汚泥
発生量は、原水１リットルあたり０．９５ｇであった。
その発生した汚泥を、環境庁告示１３号の方法にて溶出
試験したところ、溶出した鉛は０．１ｍｇ／リットル以
下であった。

【００１９】比較例３ 実施例３と同様の原水にＰＡＣ１００ｍｇ／リットルを
添加し、溶解性鉛を水酸化物の形態で除去するために、
ＮａＯＨでｐＨ９に調整後、ポリマー１ｍｇ／リットル
で凝集させたところ、実施例２で生成したような大きな
フロックは生成せず、固液分離できなかった。

【００２０】前記実施例及び比較例の実験結果を表１に
まとめて記載する。

【表１】 ＊ ２４時間後のＳＶ ＊＊ 環境庁告示１３号の方法による。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。 （１）金属含有排水中の金属酸化物と溶解性金属を効率
よくかつ完全に除去することができる。 （２）汚泥処理における２次汚染の懸念が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理方法に用いる装置の概略構成図。

【図２】本発明の処理方法に用いる他の装置の概略構成
図。

【符号の説明】

１：被処理水、２：第１沈殿池、３：混合槽、４：凝集
槽、５：第２沈殿池、６：処理水、７：金属捕集剤、
８：ＰＡＣ、９：ポリマー、１０：攪拌機、１１：第１
工程水、１２：ＮａＯＨ、Ａ：第１工程、Ｂ：第２工程

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重金属含有排水から金属を除去する排水
   の処理方法において、前記排水中の金属酸化物を固液分
   離して除去する第１工程と、該第１工程水に金属捕集剤
   と無機凝集剤を添加して、残存する溶解性重金属を不溶
   化した後、固液分離して除去する第２工程とからなるこ
   とを特徴とする重金属含有排水の処理方法。
2. 【請求項２】 前記第１工程の固液分離は、単純沈殿、
   ろ過又は凝集沈殿により行うことを特徴とする請求項１
   記載の重金属含有排水の処理方法。
3. 【請求項３】 前記第１工程では、重金属含有排水中の
   鉛、クロム、亜鉛の酸化物を除去することを特徴とする
   請求項１記載の重金属含有排水の処理方法。
4. 【請求項４】 前記第１工程での固液分離を凝集沈殿処
   理で行う場合、凝集ｐＨは６〜７であることを特徴とす
   る請求項１記載の重金属含有排水の処理方法。
5. 【請求項５】 前記第２工程では、無機凝集剤としてポ
   リ塩化アルミニウムを用い、前記金属捕集剤と該ポリ塩
   化アルミニウムの添加量を各々１〜５０ｐｐｍ、１０〜
   ２００ｐｐｍとすることを特徴とする請求項４記載の重
   金属含有排水の処理方法。