JPS58153584A - 水中に溶解するマグネシウムの分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マグネシア系吸着剤を用いて水中に含まれる
有機及び／又は無機物質を該吸着剤に吸着させて水中か
ら分離する方法において、吸着処理後の処理水中に溶解
する啼グネシ各ムの分離方法に関するものである。

従来、水中に含まれる有機物質や無機物質を分離除去す
る丸めに、吸着処理剤としてマグネシア系吸着剤を用い
ることは知られている。例えば、特開昭５３−４８３５
２号公報にはマグネシア系吸着剤を用いて有機物質を吸
着除去することが示され、特開昭５３−１１４７９１号
公報にはマグネシア系吸着剤を用いて無機物質を吸着除
去することが示され、特開昭５３−１１４７９２号公報
にはマグネシア系吸着剤を用いて界面活性剤を吸着分離
する方法が示され、特開昭５３−４５０５４号公報には
、マグネシア系吸着剤を用いて、吸着工程、吸着剤分離
工程及び吸着剤再生工程を含む一連の結合された工程で
無機及び有機物質を含む排水を処理する方法が示されて
いる。さらに、マグネシア系吸着剤は、糖液やステビア
抽出液中から着色不純物を除去するための吸着剤として
も適用されている。

ところで、前記のようにマグネシア系吸着剤を用いて原
水中に含まれる有機物質や無機物質を吸着分離する場合
に、得られた処理水中には相当量のマグネシウムが溶解
されている。そして、このような処理水に対するマグネ
シウムの溶解は、使用するマグネシア系吸着剤の損失を
招来するばかりでなく、処理水を放流したり、再使用し
たり、あるいは後続処理する場合に、汚染原因や不純物
となって種々の不都合を生じる。従って処理水から溶解
マグネシウムを分離回収することは、経済的意味及びマ
グネシウム汚染を回避する意味で望ましいことは明らか
である。処理水中からのマグネシウムの除去としては、
イオン交換樹脂処理法等があるが、このような方法は大
量の処理水を処理する場合に、は経済的な方法とはいえ
ない。

本発明者らは、吸着処理後の処理水中に溶解するマグネ
シウムを分離回収する方法を開発すべ、く種々研究を重
ねた結果、意外にも、処理水に対してアルカリ性物質を
加えて、処理水のｐＨを吸着処理後の処理水のｐＨよシ
も高めることによって、その目的を達成し得ることを見
出し、本発明を完成するに到った。

即ち、本発明によれば、マ１、グ、ネシア系吸着剤を用
いて水中に含まれる有機及び・／又は無機物質を該吸着
剤に吸着させて水中から分離する方法において、該吸着
剤を用いて原水を実質的に処理した後、該処理水に対し
て、アルカリ性物質を添加して処理水のｐＨを上昇させ
、処理水中に溶解するマグネシウムを沈殿させることを
特徴とする処理水中に溶解するマグネシウムの分離方法
が提供されるＯ 本発明において用いるマグネシア系吸着剤は前記したよ
うに公知であり、水酸化マグネシウムや、炭酸マグネシ
ウム、塩基性炭酸マグネシウム（ヒドロオキシ炭酸マグ
ネシウム）などの熱分解によりマグネシア形成可能のマ
グネシウム化合物を４００〜７００℃で熱分解して形成
されるマグネシアを吸着剤主成分として含むものである
。即ち、このようなマグネシア単独からなるもの、及び
このマグネシアに対してアルミナ、シリカ、カオリン、
酸化第２鉄、酸化カルシウム、パーライト、ゼオライト
、ベントナイト、ケイソウ土などの無機微粒子を適当量
、通、４５０重量％以下配合したものを用いることかで
９きる。マグネシア系吸着剤は　、粉末、一般に−は、
粒度３０〜２００メツシユ、好ましくは６０〜９０メツ
シユで用いられるが、必要に応じて、ペレット状で用い
ることもできる゛。

マグネシア系吸着剤を用いて水中に含まれる有機及び／
又は無機物質を吸着分離するには、原水をマグネシア系
吸着剤と接触させればよい。この場合の接触法としては
、カラム法なども採用されるが、一般的には、原水に対
して吸着剤粉末を添加混合する方法が採用される。この
場合、吸着剤は粉末のまま添加することができる他、５
〜５０重量−のスラリーとして添加することができる。

原水に対して添加する吸着剤量は、原水の種類や処理程
度によって異なるが、一般的には、原水中に含まれる有
機及び無機物質に対して、１〜２０重量倍、経済的には
３〜７重量倍の添加量を採用するのがよい。また、原水
の種類によっては、必要に応じて、凝集剤を添加するの
がよい。この場合、凝集剤としては、慣用のもの、例え
ば、高分子凝集剤が適用され、その量は、通常、吸着剤
に対して重量で１／１００００〜１１５００の範囲であ
る。吸着処理は、バッチ方式及び連続方式のいずれも採
用することができ、また一段又は多段方式で行うことが
できる。

本発明においては、前記のようにして吸着処理された後
の処理水に対して、アルカリ性物質を添加して、その処
理水のｐＨを高める。この場合、吸着処理後の処理水の
ｐＨよりも少なくとも０．５、好ましくは、１〜２の値
だけ高くするのがよい。この場合、アルカリ性物質とし
ては、処理水に溶解し得るものであればよく、例えば、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム
などがあるが、通常は水酸化す）　ＩＪウムが適用され
る。

アルカリ性物質は、一般的には、吸着処理が実質上終了
した時点、即ち、吸着処理の終段あるいは吸着終了後の
吸着剤の沈降分離工程における処理水に添加することが
できるし、吸着剤を分離した稜の処理水に添加すること
ができる。このアルカリ性物質の添加により、処理水の
ｐＨは上昇し、その結果、処理水中に溶解していたマグ
ネシウム分は不溶化され、沈殿する。なお、処理水中に
溶解されるマグネシウム分は、通常、マグネシウム溶解
度以上になっているが、これは、処理水中にはマグネシ
ウムイオンとしてだけではなく、水中に溶解している有
機物や無機物質との間で錯体を形成して溶解することに
よるものと考えられる。

吸着処理後ρ吸着剤は、吸着剤濃度５〜５０重量％のス
ラリー状で処理水から分離されるが、このものは、必要
に応じ、その一部を吸着工程へ循環することができる。

処理水から分離されたスラリー状吸着剤は、脱水処理し
、含水率３０〜７０重量％、好ましくは３０〜５０重量
％のケーキ状物となした後、再生炉へ搬送され、ここで
４００〜７００℃、好ましくは５００〜６５０℃で焼成
し、再生する。この再生における焼成は、空気中で実施
することもできるが、好ましくは、最初の１０〜３０分
は酸素が少ない雰囲気中（酸素濃度０〜１０容量チ）、
次いで酸素が充分な雰囲気（酸壽濃度１０〜２５容量チ
）で各々１０〜３０分間焼成することが望ましい。

このようにして再生された吸着剤は、使用前の状゛　態
にほぼ完全に復帰したものである。この再生された吸着
剤は冷却・機、貯留ホッパーを経て、再び吸着剤として
再使用される。

次に本発明の好ましい実施態様を図面により説明する。

第１図において、１１〜１ｎは吸着槽、２は沈降分離槽
、３は急速かきまぜ槽、４は緩速かきまぜ楢、５は凝集
沈殿槽、６は脱水機、７は再生炉を各々示す。

原水は導管２１から吸着槽１へ導入される。新鮮な吸着
剤は適当な搬送手段２３により吸着剤貯留槽１１で貯留
されたのち、その適当量が自動供給機１２から吸着槽１
に粉末状で導入される。また吸着剤をスラリー状で吸着
槽１１に導入するには、自動供給機１２からの適当量を
搬送手段２５から導管２２からの水と共にスラリー化装
置１３に移し、ここでスラリー化したのち、導管２６か
ら吸着槽１に導入される。

吸着槽に導入された吸着剤と排水は順次吸着槽１・・１
・・・・・・・・・・１ｏを通過しこア′□間各吸着槽
においてがきまぜられ、原水中の有機及び無機成分が吸
着剤に吸着される。

また、最終段の吸着槽１ｎ又はその前段の吸着槽１ｏ−
１にはホッパー１４からの高分子凝集剤が必要に応じて
溶解槽１５で溶解された溶液として導管２８又は２９か
ら導入される。

最終段の吸着槽１゜から抜き出された混合物は、ライン
５０及び５２からのアルカリ性物質の水溶液と混合され
た後、沈降分離槽２に移され、ここで吸着剤のスラリー
７からなる下層と水相からなる上層との２層に分離され
る。まだライン５０からのアルカリ性物質の水溶液はラ
イン５０及び５１から、吸着槽１ｎに加えることもでき
る。分離された吸着剤スラリーの一部は導管３１から吸
着槽１１に返還され、残部吸着剤スラリーは導管３２か
ら脱水機６に移される。また水相は導管３３から急速か
きまぜ槽３に移され、と＼において硫酸パン土タンク１
６から導管３４を通２て導入される硫酸パン土にと共に
急速にかきま゛ぜられたのち、導管３５から緩速かきま
ぜ槽４に移され、ここで導管３６からの高分子凝集剤と
共にゆっくりがきまぜられる。このようにして凝集剤処
理された排水は導管３７から凝集沈殿槽５に移され、こ
こで凝集フロックと分離されたのち、導管３８から放流
される。

また、凝集沈殿槽５から抜き出された固形分は脱水機１
０で脱水されたのち投棄される。この場合、固形分量は
通常の凝集沈殿工程独により処理される場合に生成する
量に比して著しく少量であり、その投棄には格別の困難
はなく、また必要に応じてはその全部又は一部を搬送手
段４０によって脱水機６へ移し、導管３２からの吸着剤
スラリーと共に処理することも可能である。

なお、原水の種類によってはこの凝集沈殿工程が不用の
場合も多々あり、その場合には図面３以降の処理方式が
必要でない。

また、凝集沈殿工程の代りに標準的な活性汚泥法を用い
る場合もあり、そのときは凝集沈殿工程の代りに曝気槽
、沈殿槽等の標準的活性汚泥装置が実施される。

脱水機６で吸着剤スラリーを脱水して得られる脱水ケー
キは、再生炉７に移され、ここで４００〜７００℃で焼
成された後、冷却機８で冷却され、得られた再生吸着剤
は搬送手段２４から貯留槽１１に移される。排ガスは導
管４３を通り脱臭炉で処理されたのち排気される。脱水
機６からの口液は導管４６を通って吸着槽１１へ移され
る。ライン溶液により原水と同じ又は吸着処理に好適な
ｐＨに調整される。

本発明の方法における原水としては種々のものが用いら
れ、パルプ排水、染料排水、醗酵排水、し尿処理水、下
水処理水、洗浄剤含有排水などの各種の有機汚染物を含
有する排水の他、糖液やステビア抽出液などの着色不純
物を含む植物抽出液及び重金属含有廃水などがある。さ
らに、本発明で適用される原水としては、無機物質を含
むもの、例えば、リン酸イオン（ｐｏ４ｓつ、クロム酸
イオン（Ｏｒ　０４”つ、ヒ素イオン（Ａ　＊　Ｏ＠”
、Ａｓ０４’つ、シアノ錯イオン（Ａｇ　（ＯＮ）２−
１ｃｄ（ＯＮ）４３−１Ｏｏ　（ＯＮ）６”−１Ｆ龜（
ＯＮ＼４−など）、クロロ錯イオン（Ｈｒ（０／）４　
など）、フッ素イオン（Ｆ−）水酸化錯イオン（ＨＰ　
ｂ　Ｏ，″ＨＨ２ｎ　０２−ｅ排水又は水溶液等がある
。

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例　１ 市販のマグネシア系吸着剤（北海道曹達■製、水酸化マ
グネシウム８０重量部と水酸化アルミニウム２０重量部
の混合物を６００℃で２時間焼成したもの）を用いて、
下記に示すようにして下水の処理を行った。

原水としての下水２１を３／のビー力に入れ、マグネチ
ックスターラで攪拌しながら前記マグ木シア系吸着剤３
ｇを添加し、１時間攪拌した。次に、この処理水に７．
１６４規定の水酸化ナトリウム水溶液を、処理水１ｔに
対し、１．１　ｔｒｉの割合で添加し、エアレーション
（通気量１／／分）しながら攪拌を３０分間台、つた。

次いで、この処理物に陰イオン系高分子凝集剤を１〜２
ｗｔ−ｐｐｍ添加してフロックを形成させた後、真空口
過機で口過処理し、吸着剤スラッジと口液を回収した。

回収した吸着剤スラッジは乾燥後５２０℃で焼成し、再
生した。この再生吸着剤を用いて、再び前記と同様の処
理を行った。また比較のために、水酸化ナトリウムを添
加しない以外は同様にして試験を行った。

それらの処理結果を第１表に示す。

なお、第１表において、ＣＯＤは化学的酸素要求量及び
ＴＯＯは全有機炭素量を表わす。また、処理水Ａ　−０
は次の処理工程で得られたものである。

処理水Ａ・・・・・・・・・原水を吸着剤で処理した後
の処理水処理水Ｂ・・・・・・・・・原水を吸着剤で処
理した後、水酸化ナトリウムを添加し、攪拌を行った後
の 処理水 処理水Ｃ・・・・・・・・・原水を再生吸着剤で処理し
た後、水酸化ナトリウムを添加し、攪拌した後の 処理水 また、第２図に、前記処理において、水酸化ナトリウム
添加量に対するｐＨ値の変化（直線−１）及び処理水Ｂ
中の残存する溶解マグネシウム０１ｇ♂＋）の変化（曲
線−２）を示す。なお、ＮａＯＨ添加量は７．１６４規
定の水酸化す）　ＩＪウム水溶液としての添加量（ｍ／
）でありＭｇ１１＋残存率（チ）は、吸着剤処理後の処
理水中に残存する溶解マグネシウム（７０，２ｍｇ／！
”）に対する−で示されている。

実施例　２ 実施例１で示したマグネシア系吸着剤を用い、原水とし
ての亜硫酸塩セミケミカルパルプ洗浄廃水を以下のよう
にして処理した。

前記パルプ洗浄廃水２００　ｍ／に２ｇの吸着剤を加え
、１８０分間かきまぜた。次に、この処理水に５Ｎの水
酸化ナトリウム水溶液を加え、さらに３０分間かきまぜ
を行った。得られた処理水から口過によシ吸着剤を分離
し、処−水の性状を測定した。その結果を第２表に示す
。

なお、表中に示した処理水Ａ及びＢの内容は次の通りで
ある。

処理水Ａ・・・・・・・・・原水を吸着剤で処理した後
の処理水処理水Ｂ・・・・・−・・原水を吸着剤で処理
した後、水酸化ナトリウムを添加し、攪拌を行った後の 処理水 実施例　３ 実施例１で示したマグネシア系吸着剤を用い原水として
ふっ素イオンを含有するモデル水を以下のようにして処
理した。即ち、前記モデル水５００ｍ１に２．５ｇの吸
着剤を加え、９０分間かきまぜた。

次にこの処理水に５．８９６　Ｎの水酸化ナトリウム水
溶液を加え、さらに３０分間かきまぜを行なった。

得られた処理液から口過により吸着剤を分離し、処理水
の性状を測定した。その結果を第３表に示す。なお表中
に示した処理水ＡおよびＢの内容は次の通シである。

処理水Ａ　原水を吸着剤で処理した後の処理水処理水Ｂ
　原水を吸着剤で処理した後、水酸化ナトリウムを添加
し攪拌を行った後の処理水第　　３　　表 実施例　４ 実施例１で示したマグネシア吸着剤を用い、原水として
クロムイオンを含有するモデル水を以下のように処理し
た。即ち、前記モデル水５００　ｍｌに５ｇの吸着剤を
加え、９０分間かきまぜた。

次に、この処理水に５．８９６　Ｎの水酸化ナトリウム
水溶液を加え、さらに３０．分間かきまぜを行なった。

得られた処理液から口過により吸着剤を分離し、処理水
の性状を測定したａその結果を第４表に示す。なお表中
に示した処理水ＡおよびＢの内容は次の通りである。

処理水Ａ　原水を吸着剤で処理した後の処理水処理水Ｂ
　原水を吸着剤で処理した後、水酸化ナトリウムを添加
し、攪拌を行った後の処理水 第　　４　　表 前記第３表及び第４表に示された結果から、無機イオン
を含有する原水に対しても本発明は有効で、それに含ま
れるマグネシウムイオンを不溶化し得ることは明ら・あ
・である。

を

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する場合のフロシートの１
例を示し、第２図は処理水に対する水酸化ナトリウムの
添加効果を示すグラフである。第２図において、曲線１
はｐＨ上昇を示し、曲線２はＭｇ２＋残存率を示す。 特許出願人　工業技術院長　石　坂　誠　−（外２名）
復代理人　弁理士　池　浦　敏　明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　マグネシア系吸着剤を用いて水中に含まれる
   有機及び／又は無機物質を該吸着剤に吸着させて水中か
   ら分離する方法において、該吸着剤を用いて原水を実質
   的に処理した後、該処理水に対して、アルカリ性物質を
   添加して処理水のｐＨを上昇させ、処理水中に溶解する
   マグネシウムを沈殿させることを特徴とする処理水中に
   溶解するマグネシウムの分離方法。