JPH1147765A - ヒ素（ｖ）イオンの除去方法 - Google Patents
ヒ素（ｖ）イオンの除去方法Info
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- JPH1147765A JPH1147765A JP21276197A JP21276197A JPH1147765A JP H1147765 A JPH1147765 A JP H1147765A JP 21276197 A JP21276197 A JP 21276197A JP 21276197 A JP21276197 A JP 21276197A JP H1147765 A JPH1147765 A JP H1147765A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 沈殿法によって、より広いｐＨ領域で少量の
処理剤でヒ素イオンを除去できる方法を提供する。 【解決手段】 ヒ素（Ｖ）イオンを含有する被処理水に
ランタン化合物の水溶液を加えてヒ酸ランタンを沈殿さ
せ、これを除去し、被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残
留濃度を排水基準以下とする水処理方法。
処理剤でヒ素イオンを除去できる方法を提供する。 【解決手段】 ヒ素（Ｖ）イオンを含有する被処理水に
ランタン化合物の水溶液を加えてヒ酸ランタンを沈殿さ
せ、これを除去し、被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残
留濃度を排水基準以下とする水処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば木材防腐処
理、ガラス製造、電子部品製造工程等からの排水や地熱
水中に溶存するヒ素（Ｖ）イオンを効率よく水中から除
去し、さらに用いた処理剤を再利用する方法に関するも
のである。
理、ガラス製造、電子部品製造工程等からの排水や地熱
水中に溶存するヒ素（Ｖ）イオンを効率よく水中から除
去し、さらに用いた処理剤を再利用する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】水中に溶存するヒ素を除去するために
は、原水の性状、処理量、処理水の用途、ヒ素の存在形
態、経済性等を考慮して最適の方法を選択すべきであ
る。水中に溶存するヒ素を溶解度の低いヒ素化合物の沈
殿として除去したり、あるｐＨ領域で生成した難溶性の
金属水酸化物のフロックに捕捉して除去する共沈法は操
作が簡単であり、大容量の水処理に適していることから
広範に実施されている。この中で、沈殿法によるヒ素
（Ｖ）処理剤として、従来、鉄（III)塩、ポリ塩化アル
ミニウム（ＰＡＣ）、カルシウム塩が使用されている。
これらに処理剤による０．２５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオン
の除去例をそれぞれ図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示
す。鉄（III)（硫酸塩、塩化物）は石炭火力発電所、浄
水場や半導体製造工場での水処理や汚染地下水の修復等
に最も広く使用されている。図７（Ａ）に示すように、
等モル濃度の鉄（III)の添加によりｐＨ約３〜４の狭い
領域でヒ素（Ｖ）濃度は約０．０６ｍＭまで低下する
が、ヒ素（Ｖ）の除去は不完全である。多くの浄水場で
使われているＰＡＣや硫酸アルミニウムによってもヒ素
（Ｖ）が除去されている。図７（Ｂ）に示すように、等
モル濃度のＰＡＣの添加により、ｐＨ約５〜６の狭い領
域で、ヒ素（Ｖ）濃度は約０．１２ｍＭまで低下するに
とどまる。このほか沈殿剤としてカルシウム塩も有効で
あるとされているが、図７（Ｃ）の例に示すように、ｐ
Ｈ２〜１２でヒ素（Ｖ）はカルシウム塩によってほとん
ど除去されないことが認められる。実際には、２．６ｍ
Ｍ以上の高濃度のカルシウム塩を添加し、またｐＨを１
０〜１１に調節する必要があるとされている。図７
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から分かるように、従来使用さ
れている沈殿処理剤のうち、鉄（III)塩がヒ素（Ｖ）イ
オンの除去に最も有効であるといえる。しかし、０．２
５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオンに対して等モルの鉄（III)イ
オン添加量ではヒ素（Ｖ）の除去は不完全であり、排水
基準（ｏ．１ｐｐｍ≒０．００１３ｍＭ）を満たさない
という欠点がある。そこで鉄（III)塩の添加量をあげる
ことが必要となる。図８（Ａ）、（Ｂ）に鉄（III)塩の
初濃度を０．７５及び２．５ｍＭに増加した場合を示
す。鉄（III)塩初濃度を０．７５ｍＭ及び２．５ｍＭに
増加することで、それぞれｐＨ領域５〜６及び５〜７で
ヒ素（Ｖ）イオン残留濃度は０．００１ｍＭ以下に低下
することが認められる。しかし、この様に、排水基準を
満たすためには鉄（III)濃度は３倍以上のモル濃度が必
要であり、過剰量の薬剤を使用する欠点がある。また、
最適ｐＨ領域もせまい。同様に、アルミニウム塩及びカ
ルシウム塩についても、有効ｐＨ領域がせまく、より多
量の薬剤の使用が必要である。
は、原水の性状、処理量、処理水の用途、ヒ素の存在形
態、経済性等を考慮して最適の方法を選択すべきであ
る。水中に溶存するヒ素を溶解度の低いヒ素化合物の沈
殿として除去したり、あるｐＨ領域で生成した難溶性の
金属水酸化物のフロックに捕捉して除去する共沈法は操
作が簡単であり、大容量の水処理に適していることから
広範に実施されている。この中で、沈殿法によるヒ素
（Ｖ）処理剤として、従来、鉄（III)塩、ポリ塩化アル
ミニウム（ＰＡＣ）、カルシウム塩が使用されている。
これらに処理剤による０．２５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオン
の除去例をそれぞれ図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示
す。鉄（III)（硫酸塩、塩化物）は石炭火力発電所、浄
水場や半導体製造工場での水処理や汚染地下水の修復等
に最も広く使用されている。図７（Ａ）に示すように、
等モル濃度の鉄（III)の添加によりｐＨ約３〜４の狭い
領域でヒ素（Ｖ）濃度は約０．０６ｍＭまで低下する
が、ヒ素（Ｖ）の除去は不完全である。多くの浄水場で
使われているＰＡＣや硫酸アルミニウムによってもヒ素
（Ｖ）が除去されている。図７（Ｂ）に示すように、等
モル濃度のＰＡＣの添加により、ｐＨ約５〜６の狭い領
域で、ヒ素（Ｖ）濃度は約０．１２ｍＭまで低下するに
とどまる。このほか沈殿剤としてカルシウム塩も有効で
あるとされているが、図７（Ｃ）の例に示すように、ｐ
Ｈ２〜１２でヒ素（Ｖ）はカルシウム塩によってほとん
ど除去されないことが認められる。実際には、２．６ｍ
Ｍ以上の高濃度のカルシウム塩を添加し、またｐＨを１
０〜１１に調節する必要があるとされている。図７
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から分かるように、従来使用さ
れている沈殿処理剤のうち、鉄（III)塩がヒ素（Ｖ）イ
オンの除去に最も有効であるといえる。しかし、０．２
５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオンに対して等モルの鉄（III)イ
オン添加量ではヒ素（Ｖ）の除去は不完全であり、排水
基準（ｏ．１ｐｐｍ≒０．００１３ｍＭ）を満たさない
という欠点がある。そこで鉄（III)塩の添加量をあげる
ことが必要となる。図８（Ａ）、（Ｂ）に鉄（III)塩の
初濃度を０．７５及び２．５ｍＭに増加した場合を示
す。鉄（III)塩初濃度を０．７５ｍＭ及び２．５ｍＭに
増加することで、それぞれｐＨ領域５〜６及び５〜７で
ヒ素（Ｖ）イオン残留濃度は０．００１ｍＭ以下に低下
することが認められる。しかし、この様に、排水基準を
満たすためには鉄（III)濃度は３倍以上のモル濃度が必
要であり、過剰量の薬剤を使用する欠点がある。また、
最適ｐＨ領域もせまい。同様に、アルミニウム塩及びカ
ルシウム塩についても、有効ｐＨ領域がせまく、より多
量の薬剤の使用が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は従来方法の
有効ｐＨ領域が狭く、多くの処理剤添加量が必要である
という欠点を克服し、より広いｐＨ領域で少量の処理剤
でヒ素イオンを除去できる方法を提供することを目的と
するものである。すなわち本発明は、被処理水中のヒ素
イオンを少量の処理剤で効率良く除去でき、排水基準以
下のヒ素イオンの残留濃度を容易に達成できる水処理方
法を提供することを目的とする。また、本発明は、水処
理に用いた処理剤を再生利用する方法を提供することを
目的とする。
有効ｐＨ領域が狭く、多くの処理剤添加量が必要である
という欠点を克服し、より広いｐＨ領域で少量の処理剤
でヒ素イオンを除去できる方法を提供することを目的と
するものである。すなわち本発明は、被処理水中のヒ素
イオンを少量の処理剤で効率良く除去でき、排水基準以
下のヒ素イオンの残留濃度を容易に達成できる水処理方
法を提供することを目的とする。また、本発明は、水処
理に用いた処理剤を再生利用する方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ヒ素イオン
の沈殿反応について鋭意研究を重ねた結果、ヒ素（Ｖ）
イオンと難溶性の化合物を形成するランタン化合物を用
いれば、広いｐＨ領域で少量の処理剤使用量でヒ素
（Ｖ）イオン濃度を減少させうることを見いだし、この
知見に基づいて本発明をなすに至った。すなわち、本発
明は、（１）ヒ素（Ｖ）イオンを含有する被処理水にラ
ンタン化合物の水溶液を加えてヒ酸ランタンを沈殿させ
て、これを除去し、被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残
留濃度を排水基準以下とすることを特徴とする水処理方
法、（２）被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残留濃度が
０．１ｐｐｍ以下であることを特徴とする（１）項記載
の水処理方法、（３）分離したヒ酸ランタンをｐＨ約１
３で処理することによりランタンを再利用しうるように
したことを特徴とする（１）項記載の水処理方法、を提
供するものである。
の沈殿反応について鋭意研究を重ねた結果、ヒ素（Ｖ）
イオンと難溶性の化合物を形成するランタン化合物を用
いれば、広いｐＨ領域で少量の処理剤使用量でヒ素
（Ｖ）イオン濃度を減少させうることを見いだし、この
知見に基づいて本発明をなすに至った。すなわち、本発
明は、（１）ヒ素（Ｖ）イオンを含有する被処理水にラ
ンタン化合物の水溶液を加えてヒ酸ランタンを沈殿させ
て、これを除去し、被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残
留濃度を排水基準以下とすることを特徴とする水処理方
法、（２）被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残留濃度が
０．１ｐｐｍ以下であることを特徴とする（１）項記載
の水処理方法、（３）分離したヒ酸ランタンをｐＨ約１
３で処理することによりランタンを再利用しうるように
したことを特徴とする（１）項記載の水処理方法、を提
供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明において、希土類元素のう
ちでも最も安価なランタン化合物を沈殿剤として用いる
ことにより、水中のヒ素（Ｖ）をヒ酸ランタンとしてよ
り効果的に除去することができる。本発明に用いられる
ランタン化合物としては、水溶性のランタン化合物が用
いられ、具体的には、塩化ランタン、硝酸ランタンなど
が用いられる。その添加量は、ヒ素イオン濃度に応じて
最小量でよい。すなわち、ヒ素イオンの濃度に対して等
モル濃度のランタン化合物を添加することにより、ヒ素
イオンを効率良く沈殿、除去することができ、ランタン
化合物を過剰に用いれば、ヒ素イオンの残留濃度を、排
水基準以下の、さらに低いレベルとすることができる。
処理剤を添加する際の被処理水のｐＨは、好ましくは５
〜１２であり、より好ましくは５〜９である。ランタン
化合物を添加後沈殿したヒ酸ランタンを分離除去するこ
とにより、被処理水中のヒ素イオンの残留濃度を０．１
ｐｐｍ以下にできる。ヒ素（Ｖ）イオンとランタンイオ
ンとの反応は式（１）及び（２）で示される。 Ｈ2 ＡｓＯ4 - ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ ２Ｈ+ （１） ＨＡｓＯ4 2- ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ Ｈ2 （２） 分離されたヒ酸ランタンをｐＨ約１３で処理することに
より、ランタンとヒ素を分離しランタンを再利用するこ
とができる。すなわち、ｐＨ約１３ではヒ素（Ｖ）のみ
が溶出してランタンは固相に残る。したがってヒ素
（Ｖ）を濃縮された形で分離することで、ランタンを回
収して再利用することができる。
ちでも最も安価なランタン化合物を沈殿剤として用いる
ことにより、水中のヒ素（Ｖ）をヒ酸ランタンとしてよ
り効果的に除去することができる。本発明に用いられる
ランタン化合物としては、水溶性のランタン化合物が用
いられ、具体的には、塩化ランタン、硝酸ランタンなど
が用いられる。その添加量は、ヒ素イオン濃度に応じて
最小量でよい。すなわち、ヒ素イオンの濃度に対して等
モル濃度のランタン化合物を添加することにより、ヒ素
イオンを効率良く沈殿、除去することができ、ランタン
化合物を過剰に用いれば、ヒ素イオンの残留濃度を、排
水基準以下の、さらに低いレベルとすることができる。
処理剤を添加する際の被処理水のｐＨは、好ましくは５
〜１２であり、より好ましくは５〜９である。ランタン
化合物を添加後沈殿したヒ酸ランタンを分離除去するこ
とにより、被処理水中のヒ素イオンの残留濃度を０．１
ｐｐｍ以下にできる。ヒ素（Ｖ）イオンとランタンイオ
ンとの反応は式（１）及び（２）で示される。 Ｈ2 ＡｓＯ4 - ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ ２Ｈ+ （１） ＨＡｓＯ4 2- ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ Ｈ2 （２） 分離されたヒ酸ランタンをｐＨ約１３で処理することに
より、ランタンとヒ素を分離しランタンを再利用するこ
とができる。すなわち、ｐＨ約１３ではヒ素（Ｖ）のみ
が溶出してランタンは固相に残る。したがってヒ素
（Ｖ）を濃縮された形で分離することで、ランタンを回
収して再利用することができる。
【０００６】
【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。 実施例１ 図１に、初濃度がいずれも０．２５ｍＭになるように調
製したヒ素（Ｖ）及びランタン混合溶液について、４８
時間後のヒ素（Ｖ）及びランタン残留濃度を示す。ｐＨ
領域５〜８で、ヒ素（Ｖ）残留濃度は０．０１ｍＭ以下
に低下した。鉄（III)の結果（図７（Ａ））と比較する
と、より広いｐＨ領域でより低いヒ素（Ｖ）残留濃度が
得られた。ランタン初濃度のみを０．７５ｍＭに増加し
た場合図２に示すように、ｐＨ５〜９でヒ素（Ｖ）残留
濃度は０．００１ｍＭ以下に低下し、排水基準以下であ
った（図２（Ａ））。更に、ランタン初濃度を２．５ｍ
Ｍに増加するとｐＨ５〜１２の幅広い領域で、ヒ素
（Ｖ）残留濃度は０．００１ｍＭ以下に低下した（図２
（Ｂ））。ランタンとヒ素（Ｖ）との反応は両者の濃度
が高いほど効率よく進行し、図３及び図４に示すよう
に、初濃度が０．７５及び２．５ｍＭと高濃度のヒ素
（Ｖ）イオン溶液に等モル濃度のランタンを添加するこ
とにより、幅広いｐＨ領域でヒ素（Ｖ）イオンの除去が
可能であった。ヒ素（Ｖ）含有排水の処理において、ヒ
素（Ｖ）がどのような形態で除去されるかを知ることは
重要である。ヒ酸（Ｈ3 ＡｓＯ4 ）の酸解離定数の値か
ら、水中のヒ素（Ｖ）イオンはｐＨ４〜５及び９〜１０
付近でそれぞれＨ2 ＡｓＯ4 -、ＨＡｓＯ4 2- が優勢化学
種として存在することが知られている。ヒ素（Ｖ）イオ
ンとランタンイオンとの反応で生成する沈殿の組成を解
析するため、それぞれの初濃度が３５．７ｍＭのヒ素
（Ｖ）及びランタン混合溶液のｐＨをｐＨスタットで５
及び９に保持して得られた沈殿のＸ線回折図を図５
（Ａ）、（Ｂ）に示す。いずれもＪＣＰＤＳデータとの
比較からＬａＡｓＯ4 （１５−１７６）であることが同
定された。また、得られた沈殿を（１＋１）塩酸に溶解
して、Ａｓ及びＬａを定量した結果、Ａｓ：Ｌａ≒１：
１であることからもヒ素（Ｖ）イオンはランタンイオン
とＬａＡｓＯ4 を形成して沈殿除去されることが認めら
れた。
明する。 実施例１ 図１に、初濃度がいずれも０．２５ｍＭになるように調
製したヒ素（Ｖ）及びランタン混合溶液について、４８
時間後のヒ素（Ｖ）及びランタン残留濃度を示す。ｐＨ
領域５〜８で、ヒ素（Ｖ）残留濃度は０．０１ｍＭ以下
に低下した。鉄（III)の結果（図７（Ａ））と比較する
と、より広いｐＨ領域でより低いヒ素（Ｖ）残留濃度が
得られた。ランタン初濃度のみを０．７５ｍＭに増加し
た場合図２に示すように、ｐＨ５〜９でヒ素（Ｖ）残留
濃度は０．００１ｍＭ以下に低下し、排水基準以下であ
った（図２（Ａ））。更に、ランタン初濃度を２．５ｍ
Ｍに増加するとｐＨ５〜１２の幅広い領域で、ヒ素
（Ｖ）残留濃度は０．００１ｍＭ以下に低下した（図２
（Ｂ））。ランタンとヒ素（Ｖ）との反応は両者の濃度
が高いほど効率よく進行し、図３及び図４に示すよう
に、初濃度が０．７５及び２．５ｍＭと高濃度のヒ素
（Ｖ）イオン溶液に等モル濃度のランタンを添加するこ
とにより、幅広いｐＨ領域でヒ素（Ｖ）イオンの除去が
可能であった。ヒ素（Ｖ）含有排水の処理において、ヒ
素（Ｖ）がどのような形態で除去されるかを知ることは
重要である。ヒ酸（Ｈ3 ＡｓＯ4 ）の酸解離定数の値か
ら、水中のヒ素（Ｖ）イオンはｐＨ４〜５及び９〜１０
付近でそれぞれＨ2 ＡｓＯ4 -、ＨＡｓＯ4 2- が優勢化学
種として存在することが知られている。ヒ素（Ｖ）イオ
ンとランタンイオンとの反応で生成する沈殿の組成を解
析するため、それぞれの初濃度が３５．７ｍＭのヒ素
（Ｖ）及びランタン混合溶液のｐＨをｐＨスタットで５
及び９に保持して得られた沈殿のＸ線回折図を図５
（Ａ）、（Ｂ）に示す。いずれもＪＣＰＤＳデータとの
比較からＬａＡｓＯ4 （１５−１７６）であることが同
定された。また、得られた沈殿を（１＋１）塩酸に溶解
して、Ａｓ及びＬａを定量した結果、Ａｓ：Ｌａ≒１：
１であることからもヒ素（Ｖ）イオンはランタンイオン
とＬａＡｓＯ4 を形成して沈殿除去されることが認めら
れた。
【０００７】実施例２ 実施例１で沈殿除去により分離したヒ酸ランタンをｐＨ
の異なる水溶液中に分散させ溶解度を調べた。その結果
を図６に示した。ｐＨ５〜９ではヒ酸ランタンは安定で
あり、溶解しないことが分かる。ｐＨ５より低い酸性領
域では、ヒ酸ランタンは溶解して、ランタン及びヒ素
（Ｖ）が溶出する。しかし、ｐＨ９より高いアルカリ性
ｐＨ領域では、ヒ素（Ｖ）のみが溶出してランタンは固
相に残る。このことから、ヒ酸ランタンを例えばｐＨ約
１３のアルカリ溶液で処理することによりヒ素（Ｖ）を
濃縮された形で分離すると共に、ランタンを回収して再
利用することが可能である。
の異なる水溶液中に分散させ溶解度を調べた。その結果
を図６に示した。ｐＨ５〜９ではヒ酸ランタンは安定で
あり、溶解しないことが分かる。ｐＨ５より低い酸性領
域では、ヒ酸ランタンは溶解して、ランタン及びヒ素
（Ｖ）が溶出する。しかし、ｐＨ９より高いアルカリ性
ｐＨ領域では、ヒ素（Ｖ）のみが溶出してランタンは固
相に残る。このことから、ヒ酸ランタンを例えばｐＨ約
１３のアルカリ溶液で処理することによりヒ素（Ｖ）を
濃縮された形で分離すると共に、ランタンを回収して再
利用することが可能である。
【０００８】
【発明の効果】沈殿剤として塩化ランタンまたは硝酸ラ
ンタンを用いることによりより少量の添加量でかつより
広いｐＨ領域でヒ素（Ｖ）イオンを排水基準以下の濃度
まで除去することができる。特に、中性ｐＨ領域で有効
であるため、ヒ素（Ｖ）イオン除去後の処理水のｐＨを
調節することなく放流が可能である。また、除去された
ヒ酸ランタンをアルカリ溶液で処理することにより、ヒ
素（Ｖ）を濃縮された形で分離すると共に、ランタンを
回収して再利用することが可能である。
ンタンを用いることによりより少量の添加量でかつより
広いｐＨ領域でヒ素（Ｖ）イオンを排水基準以下の濃度
まで除去することができる。特に、中性ｐＨ領域で有効
であるため、ヒ素（Ｖ）イオン除去後の処理水のｐＨを
調節することなく放流が可能である。また、除去された
ヒ酸ランタンをアルカリ溶液で処理することにより、ヒ
素（Ｖ）を濃縮された形で分離すると共に、ランタンを
回収して再利用することが可能である。
【図１】ランタンによるヒ素（Ｖ）イオン除去特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図２】ランタンによるヒ素（Ｖ）イオン除去特性を示
すグラフである。 （Ａ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；ランタン初
濃度、０．７５ｍＭ （Ｂ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；ランタン初
濃度、２．５ｍＭ
すグラフである。 （Ａ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；ランタン初
濃度、０．７５ｍＭ （Ｂ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；ランタン初
濃度、２．５ｍＭ
【図３】ランタンによるヒ素（Ｖ）イオン除去特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】ランタンによるヒ素（Ｖ）イオン除去特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図５】本発明方法により得られた沈殿のＸ線回折図で
ある。 （Ａ）：ｐＨ５で得られた沈殿 （Ｂ）：ｐＨ９で得られた沈殿 （Ｃ）：ヒ酸ランタン（ＬａＡｓＯ4 ）
ある。 （Ａ）：ｐＨ５で得られた沈殿 （Ｂ）：ｐＨ９で得られた沈殿 （Ｃ）：ヒ酸ランタン（ＬａＡｓＯ4 ）
【図６】ヒ酸ランタンの溶解特性を示すグラフである。
【図７】鉄（III)塩、ＰＡＣ、カルシウム塩によるヒ素
（Ｖ）イオン除去特性を示すグラフである。（ヒ素
（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ） （Ａ）：鉄（III)初濃度、０．２５ｍＭ；（Ｂ）：ＰＡ
Ｃ初濃度、０．２５ｍＭ；（Ｃ）：カルシウム初濃度、
０．２５ｍＭ
（Ｖ）イオン除去特性を示すグラフである。（ヒ素
（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ） （Ａ）：鉄（III)初濃度、０．２５ｍＭ；（Ｂ）：ＰＡ
Ｃ初濃度、０．２５ｍＭ；（Ｃ）：カルシウム初濃度、
０．２５ｍＭ
【図８】鉄（III)塩によるヒ素（Ｖ）イオン除去特性を
示すグラフである。 （Ａ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；鉄（III)初
濃度、０．７５ｍＭ （Ｂ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；鉄（III)初
濃度、２．５ｍＭ
示すグラフである。 （Ａ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；鉄（III)初
濃度、０．７５ｍＭ （Ｂ）：ヒ素（Ｖ）初濃度、０．２５ｍＭ；鉄（III)初
濃度、２．５ｍＭ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１０月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】水中に溶存するヒ素を除去するために
は、原水の性状、処理量、処理水の用途、ヒ素の存在形
態、経済性等を考慮して最適の方法を選択すべきであ
る。水中に溶存するヒ素を溶解度の低いヒ素化合物の沈
殿として除去したり、あるｐＨ領域で生成した難溶性の
金属水酸化物のフロックに捕捉して除去する共沈法は操
作が簡単であり、大容量の水処理に適していることから
広範に実施されている。この中で、沈殿法によるヒ素
（Ｖ）処理剤として、従来、鉄（III)塩、ポリ塩化アル
ミニウム（ＰＡＣ）、カルシウム塩が使用されている。
これらに処理剤による０．２５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオン
の除去例をそれぞれ図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示
す。鉄（III)（硫酸塩、塩化物）は石炭火力発電所、浄
水場や半導体製造工場での水処理や汚染地下水の修復等
に最も広く使用されている。図７（Ａ）に示すように、
等モル濃度の鉄（III)の添加によりｐＨ約３〜４の狭い
領域でヒ素（Ｖ）濃度は約０．０６ｍＭまで低下する
が、ヒ素（Ｖ）の除去は不完全である。多くの浄水場で
使われているＰＡＣや硫酸アルミニウムによってもヒ素
（Ｖ）が除去されている。図７（Ｂ）に示すように、等
モル濃度のＰＡＣの添加により、ｐＨ約５〜６の狭い領
域で、ヒ素（Ｖ）濃度は約０．１２ｍＭまで低下するに
とどまる。このほか沈殿剤としてカルシウム塩も有効で
あるとされているが、図７（Ｃ）の例に示すように、ｐ
Ｈ２〜１２でヒ素（Ｖ）はカルシウム塩によってほとん
ど除去されないことが認められる。実際には、２．６ｍ
Ｍ以上の高濃度のカルシウム塩を添加し、またｐＨを１
０〜１１に調節する必要があるとされている。図７
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から分かるように、従来使用さ
れている沈殿処理剤のうち、鉄（III)塩がヒ素（Ｖ）イ
オンの除去に最も有効であるといえる。しかし、０．２
５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオンに対して等モルの鉄（III)イ
オン添加量ではヒ素（Ｖ）の除去は不完全であり、排水
基準（０．１ｐｐｍ≒０．００１３ｍＭ）を満たさない
という欠点がある。そこで鉄（III)塩の添加量をあげる
ことが必要となる。図８（Ａ）、（Ｂ）に鉄（III)塩の
初濃度を０．７５及び２．５ｍＭに増加した場合を示
す。鉄（III)塩初濃度を０．７５ｍＭ及び２．５ｍＭに
増加することで、それぞれｐＨ領域５〜６及び５〜７で
ヒ素（Ｖ）イオン残留濃度は０．００１ｍＭ以下に低下
することが認められる。しかし、この様に、排水基準を
満たすためには鉄（III)濃度は３倍以上のモル濃度が必
要であり、過剰量の薬剤を使用する欠点がある。また、
最適ｐＨ領域もせまい。同様に、アルミニウム塩及びカ
ルシウム塩についても、有効ｐＨ領域がせまく、より多
量の薬剤の使用が必要である。
は、原水の性状、処理量、処理水の用途、ヒ素の存在形
態、経済性等を考慮して最適の方法を選択すべきであ
る。水中に溶存するヒ素を溶解度の低いヒ素化合物の沈
殿として除去したり、あるｐＨ領域で生成した難溶性の
金属水酸化物のフロックに捕捉して除去する共沈法は操
作が簡単であり、大容量の水処理に適していることから
広範に実施されている。この中で、沈殿法によるヒ素
（Ｖ）処理剤として、従来、鉄（III)塩、ポリ塩化アル
ミニウム（ＰＡＣ）、カルシウム塩が使用されている。
これらに処理剤による０．２５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオン
の除去例をそれぞれ図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示
す。鉄（III)（硫酸塩、塩化物）は石炭火力発電所、浄
水場や半導体製造工場での水処理や汚染地下水の修復等
に最も広く使用されている。図７（Ａ）に示すように、
等モル濃度の鉄（III)の添加によりｐＨ約３〜４の狭い
領域でヒ素（Ｖ）濃度は約０．０６ｍＭまで低下する
が、ヒ素（Ｖ）の除去は不完全である。多くの浄水場で
使われているＰＡＣや硫酸アルミニウムによってもヒ素
（Ｖ）が除去されている。図７（Ｂ）に示すように、等
モル濃度のＰＡＣの添加により、ｐＨ約５〜６の狭い領
域で、ヒ素（Ｖ）濃度は約０．１２ｍＭまで低下するに
とどまる。このほか沈殿剤としてカルシウム塩も有効で
あるとされているが、図７（Ｃ）の例に示すように、ｐ
Ｈ２〜１２でヒ素（Ｖ）はカルシウム塩によってほとん
ど除去されないことが認められる。実際には、２．６ｍ
Ｍ以上の高濃度のカルシウム塩を添加し、またｐＨを１
０〜１１に調節する必要があるとされている。図７
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から分かるように、従来使用さ
れている沈殿処理剤のうち、鉄（III)塩がヒ素（Ｖ）イ
オンの除去に最も有効であるといえる。しかし、０．２
５ｍＭのヒ素（Ｖ）イオンに対して等モルの鉄（III)イ
オン添加量ではヒ素（Ｖ）の除去は不完全であり、排水
基準（０．１ｐｐｍ≒０．００１３ｍＭ）を満たさない
という欠点がある。そこで鉄（III)塩の添加量をあげる
ことが必要となる。図８（Ａ）、（Ｂ）に鉄（III)塩の
初濃度を０．７５及び２．５ｍＭに増加した場合を示
す。鉄（III)塩初濃度を０．７５ｍＭ及び２．５ｍＭに
増加することで、それぞれｐＨ領域５〜６及び５〜７で
ヒ素（Ｖ）イオン残留濃度は０．００１ｍＭ以下に低下
することが認められる。しかし、この様に、排水基準を
満たすためには鉄（III)濃度は３倍以上のモル濃度が必
要であり、過剰量の薬剤を使用する欠点がある。また、
最適ｐＨ領域もせまい。同様に、アルミニウム塩及びカ
ルシウム塩についても、有効ｐＨ領域がせまく、より多
量の薬剤の使用が必要である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明において、希土類元素のう
ちでも最も安価なランタン化合物を沈殿剤として用いる
ことにより、水中のヒ素（Ｖ）をヒ酸ランタンとしてよ
り効果的に除去することができる。本発明に用いられる
ランタン化合物としては、水溶性のランタン化合物が用
いられ、具体的には、塩化ランタン、硝酸ランタンなど
が用いられる。その添加量は、ヒ素イオン濃度に応じて
最小量でよい。すなわち、ヒ素イオンの濃度に対して等
モル濃度のランタン化合物を添加することにより、ヒ素
イオンを効率良く沈殿、除去することができ、ランタン
化合物を過剰に用いれば、ヒ素イオンの残留濃度を、排
水基準以下の、さらに低いレベルとすることができる。
処理剤を添加する際の被処理水のｐＨは、好ましくは５
〜１２であり、より好ましくは５〜９である。ランタン
化合物を添加後沈殿したヒ酸ランタンを分離除去するこ
とにより、被処理水中のヒ素イオンの残留濃度を０．１
ｐｐｍ以下にできる。ヒ素（Ｖ）イオンとランタンイオ
ンとの反応は式（１）及び（２）で示される。 Ｈ2 ＡｓＯ4 - ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ ２Ｈ+ （１） ＨＡｓＯ4 2- ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ Ｈ+ （２） 分離されたヒ酸ランタンをｐＨ約１３で処理することに
より、ランタンとヒ素を分離しランタンを再利用するこ
とができる。すなわち、ｐＨ約１３ではヒ素（Ｖ）のみ
が溶出してランタンは固相に残る。したがってヒ素
（Ｖ）を濃縮された形で分離することで、ランタンを回
収して再利用することができる。
ちでも最も安価なランタン化合物を沈殿剤として用いる
ことにより、水中のヒ素（Ｖ）をヒ酸ランタンとしてよ
り効果的に除去することができる。本発明に用いられる
ランタン化合物としては、水溶性のランタン化合物が用
いられ、具体的には、塩化ランタン、硝酸ランタンなど
が用いられる。その添加量は、ヒ素イオン濃度に応じて
最小量でよい。すなわち、ヒ素イオンの濃度に対して等
モル濃度のランタン化合物を添加することにより、ヒ素
イオンを効率良く沈殿、除去することができ、ランタン
化合物を過剰に用いれば、ヒ素イオンの残留濃度を、排
水基準以下の、さらに低いレベルとすることができる。
処理剤を添加する際の被処理水のｐＨは、好ましくは５
〜１２であり、より好ましくは５〜９である。ランタン
化合物を添加後沈殿したヒ酸ランタンを分離除去するこ
とにより、被処理水中のヒ素イオンの残留濃度を０．１
ｐｐｍ以下にできる。ヒ素（Ｖ）イオンとランタンイオ
ンとの反応は式（１）及び（２）で示される。 Ｈ2 ＡｓＯ4 - ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ ２Ｈ+ （１） ＨＡｓＯ4 2- ＋ Ｌａ3+ → ＬａＡｓＯ4 ＋ Ｈ+ （２） 分離されたヒ酸ランタンをｐＨ約１３で処理することに
より、ランタンとヒ素を分離しランタンを再利用するこ
とができる。すなわち、ｐＨ約１３ではヒ素（Ｖ）のみ
が溶出してランタンは固相に残る。したがってヒ素
（Ｖ）を濃縮された形で分離することで、ランタンを回
収して再利用することができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ヒ素（Ｖ）イオンを含有する被処理水に
ランタン化合物の水溶液を加えてヒ酸ランタンを沈殿さ
せ、これを除去し、被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残
留濃度を排水基準以下とすることを特徴とする水処理方
法。 - 【請求項２】 被処理水中のヒ素（Ｖ）イオンの残留濃
度が０．１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１
記載の水処理方法。 - 【請求項３】 分離したヒ酸ランタンをｐＨ約１３で処
理することによりランタンを再利用しうるようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09212761A JP3081910B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | ヒ素（ｖ）イオンの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09212761A JP3081910B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | ヒ素（ｖ）イオンの除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1147765A true JPH1147765A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3081910B2 JP3081910B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=16627973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09212761A Expired - Lifetime JP3081910B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | ヒ素（ｖ）イオンの除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3081910B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006514600A (ja) * | 2002-08-14 | 2006-05-11 | アルティアー ナノマテリアルズ インコーポレイテッド | 希土類金属化合物、製造方法及び該化合物を用いた方法 |
| JP2006231163A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Kurita Water Ind Ltd | 希土類含有排水の処理方法 |
| US8715603B2 (en) | 2002-05-24 | 2014-05-06 | Spectrum Pharmaceuticals, Inc. | Rare earth metal compounds, methods of making, and methods of using the same |
| US8961917B2 (en) | 2010-05-12 | 2015-02-24 | Spectrum Pharmaceuticals, Inc. | Lanthanum carbonate hydroxide, lanthanum oxycarbonate and methods of their manufacture and use |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP09212761A patent/JP3081910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8715603B2 (en) | 2002-05-24 | 2014-05-06 | Spectrum Pharmaceuticals, Inc. | Rare earth metal compounds, methods of making, and methods of using the same |
| US8852543B2 (en) | 2002-05-24 | 2014-10-07 | Spectrum Pharmaceuticals, Inc. | Rare earth metal compounds, methods of making, and methods of using the same |
| US9511091B2 (en) | 2002-05-24 | 2016-12-06 | Spectrum Pharmaceuticals, Inc. | Rare earth metal compounds, methods of making, and methods of using the same |
| JP2006514600A (ja) * | 2002-08-14 | 2006-05-11 | アルティアー ナノマテリアルズ インコーポレイテッド | 希土類金属化合物、製造方法及び該化合物を用いた方法 |
| JP2006231163A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Kurita Water Ind Ltd | 希土類含有排水の処理方法 |
| JP4525380B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2010-08-18 | 栗田工業株式会社 | 希土類含有排水の処理方法 |
| US8961917B2 (en) | 2010-05-12 | 2015-02-24 | Spectrum Pharmaceuticals, Inc. | Lanthanum carbonate hydroxide, lanthanum oxycarbonate and methods of their manufacture and use |
| US10350240B2 (en) | 2010-05-12 | 2019-07-16 | Spectrum Pharmaceuticals, Inc. | Lanthanum carbonate hydroxide, lanthanum oxycarbonate and methods of their manufacture and use |
| US11406663B2 (en) | 2010-05-12 | 2022-08-09 | Unicycive Therapeutics, Inc. | Lanthanum carbonate hydroxide, lanthanum oxycarbonate and methods of their manufacture and use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3081910B2 (ja) | 2000-08-28 |
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