JPS59173188A - 亜鉛廃水の濃縮のための前処理方法 - 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、固形實、懸濁物質、アルミニウム。

鉄等の不純物を含有する含亜鉛廃水を、）１！！浸透脱
法等で亜鉛成分を濃縮する際の該液の前処理方法に関す
るものでめる。

亜鉛を主成分とする酸性廃水は、鉱山やメッキ工場等、
亜鉛を取扱う工場等から排出される。これらの廃水には
、通常、砂、炭素粒等の懸濁物質や、鉄、アルミニウム
、その他の微量の重金属類のイオンが含まれる事が多い
。

従来、これらの廃水は、亜鉛の水酸化物の溶解度の最も
小さいＰＨＩＯ付近にて、他の金属水板化物と共に、沈
殿分離し、汚泥は脱水後、廃棄処分されることが多かっ
た。この処理方法では、ＰＨ４以下の廃水をＰｌ（１０
まで高めるのに、まず、多量のアルカリ剤が必要でｓｂ
、さらに、亜鉛、鉄、アルミニウム、その他の金属イオ
ンが水酸化物となる時にも、化学量論的に多量のアルカ
リ剤を消費し、かつ、共存不純物の存在のために、高価
な亜鉛の回収、循環使用を妨げていた。アルカリ剤とし
ては、安価で入手しやすい事から、従来法では水酸化カ
ルシウム、カーノ（イト滓、または、水酸化ナトリウム
を用いるのが通例でめったが、このうち、凝集フロック
の沈降分離性や沈降物の脱水を濾過性の点からカーバイ
ト滓または水酸化カルシウムが用いられることが多い。

しかし、水酸化カルシウムの場合には、ＰＨ調製用とし
て〕１−ンＩＩ４ 加えた水酸化カルシウムのうち、−の水ば比色ルシウム
が汚泥に混入するため、含亜鉛屏来物の汚泥発生−が増
大する欠点がめった。また、水酸化ナトリウムτ用いた
場合にｔよ、汚泥発生量は少なくてすむが、水ｒ疲化カ
ルシ２ムの１ポな、凝集及び脱水の助Ｍとしての効果が
少ない／こめｐｃ、発生した汚泥は、金属水酸化物が大
半の沈降分離性。

脱水性の悪いものとなる。このため、沈殿分離槽は大き
な水１１１］槓が必要で、ｂす、かつ、脱水速度がおそ
いため、汚泥の濾過脱水設備が犬さくなる欠点があった
◎ 以上の様に、従来の方法で処理した場合には多数のアル
カリ剤が必繭となり、がっ、発生する汚泥の処分費また
は処理設備に費用ががさむなど重大な欠点がめった。

本発明の目的は、これらの従来法の欠点に対して、使用
アルカリ剤？少なくし、同時に汚泥発生鼠を減少させる
事によって、薬剤費、汚泥処分費、汚泥脱水設幽費用を
節減する方法を提供する事に必る。

近時、環境上、資礫再利用などの点から廃水中の金属イ
オンを回収、再利用することが多くなったが、一般＋Ｃ
，霊属イオン化譲２緒する方法として蒸発法、冷凍濃縮
法、イオン交換法、−気透析法、抽出法、逆浸透法があ
るが、最近、所要エネルギーが低く、液、を加圧するだ
けで、他に薬剤を使用することが少すく、操作が間車で
必る等から、逆浸透膜法による濃縮法に関心が待たれて
いる。

逆浸冴法濃＾で最も重要な間層は、膜の目詰りでめる。

すなわち、膜面への液中の４濁物質の付着及び溶解成分
よシ析出するスケールによる汚染でりる。これらの膜面
汚染防止に対して薬品ニヨる目詰り成分の溶Ｍ況−１水
流によるフラッシング洗浄、スポンジや気泡による物損
的洗浄が用いられているが、いずれも完全なものはなく
、膜汚染によって透過水値が極端に、減少した場合には
、膜交侠にたよらざるを得ない状況であり、膜“ｌ汚染
が起きないように未然に防ぐ事が重要となる。

水処理において、憑−物質を除くノｉ合ＶＣは、ｊ墨機
系の硫ｖｌＩ第一鉄、ポリ塩化第二鉄、硫酸アルミニウ
ム、ポリ塩化アルミニウム等の敲集犀１　ｋ　６Ｊ≦カ
ロ、さらに、ＰＨ調製をなし、破属水Ｍ化物のλ合体ン
形成するルで懸濁物貞と共に一果さｔて、固液分にシｒ
Ｏのが遣しＩＩでう、６゜ 本発明の曲の目的は、亜鉛廃水）Ｃきまれる共存並属イ
オンの江貝を巧壱にル用することで、凝集Ｊ１すを新た
シて冷加する争なく、Ｐｋｉ調顯だけＣ１己瀾鉋質等の
不１ｊｌｌ　’吻を縦来し、固成分離させ、さらには、
スケールの発生しｌい績＾１ｄロエ能なＱＹ安価に作る
方法を提供する事し′こめる。

図７面を影照して本発明の詳細な説明すれば、第１図に
おいて、ＰＨ１、θ以下のＩＩＡ水は九人官１から撹拌
槽２に導入され、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤１こ
よって、濃縮を目的とする亜鉛の水酸化物が析出しない
で、アルミニウム及び鉄の水酸化物のみ析出するＰ　Ｈ
ａ’　５〜６．５の４囲内に予かしめ調製し、撹拌機３
によって撹拌する事で、新たに凝集剤を加える事なく凝
集させるｑｔができる。これは、ｊ）ル水−拒鉛排液中
に共存不メノロ物と雇で含まれている妖イオン笈びアル
ミニウムイオ）が水ト俊化物のＭ合体となって析出し、
原水に言まれ・る（１イ濁物買、また、スケールを形成
し易いシリカや一部の溶解物質を共沈させるためでめる
。場合によっては、攪拌槽２は原水とアルカリ剤を均一
に混合する事を目的とする急速攪拌槽と凝集フロックの
熟成を目的とする緩速撹拌槽の二種に分ける場合もめる
。

これらの凝集したフロックを含んだ原水は、導管４によ
って沈殿槽５に流入し、凝集したフロックは沈降し、上
澄水と分離される。本説明では、図に示した様な沈殿槽
５を用いて、沈殿分離を行ったが、他の高速凝゛集沈殿
槽等を用いても分離可ｆ１ヒでわる。沈殿槽５からの上
澄水は導管６によって、中間貯槽７に導入される。

この上澄液は、沈殿槽で分離し得なかった微小の固形物
が含まれて罫す、□さらに、１濾過によって清澄化する
必要がろる。そのため、上蛭水は中間貯４ｆ１７と導管
８を介して接銃された濾過ポンプ９によって導管１０よ
り濾過槽１１に４人され、ｌ濾過＋１１１内に光填嘔れ
た炉材１２にＬり濾過される。ＩＦ材１２は、通常、砂
又は砂とアンスラサイトゼ用いるが、原水中−Ｃマンガ
ンイオンが含まれる場合には、マンガンイオンの酸化吸
着除去のためにマンガン砂を砂の代シに用いても良い。

なお、ｔ濾過化１１を組方式の２濾過檜を用いて、沈殿
槽５からの上計水を専管６で直接濾過槽に導入しても１
１コ過し得る鴨曾にｅま、中間貯槽７．Ｐ液ポンプ９．
４看８，１０は省略することができる事は言うまでもな
い。また、本図では省略したが、濾過槽１１はに制約に
Ｖ過水によって逆洗するものである。

この様に、少ないアルカリ剤で亜鉛層水中の共存する鉄
イオン、アルミニウムイオンを利用して、連浸透膜法１
１Ｃて濃縮中に、膜面に付着しやすい懸濁物質、シリカ
や液中に析出する鉄イオン、アルミニウムイオンを極め
て経清的に、がっ、容易に除去することができる。

濾過水槽１４に貯留された１濾過水は、導管１５を通っ
てブースターポンプ１６によシ、４管１７を通って膜１
呆護のために用いる精密濾過器１８に供給される。この
＃′ｋ１７に塩酸等の酸をｂ１≦加し、ＰＨをさらに３
．５〜ａ５Ｖこ再調製する。これは亜鉛ｋｍ縮した時に
、膜面に亜鉛やその他の金属水酸化物層の形成や炭酸カ
ルシウム等のスケールの析出を防止するだめの配慮でろ
る。この時のＰＨ；直は、装置の耐蝕性の点からは、Ｐ
Ｈが中性であることが望ましいが、亜鉛の最終ａ縮濃度
によって、亜鉛の水酸化物が析出し、ｔいＰＨ値を設屋
したものである。

以上で、逆浸透法で濃縮するだめの前処理ｖ′ｉ児了し
、以後、精密濾過器１８と導Ｖ！１９にて連結する加圧
ポンプ２０により、２０〜６０〜程度加圧し、専管２１
を通って逆浸透膜２３を内蔵するモジニール２２に供給
され、濃縮水２５と膜透過水２４１ｃ分けられる。濃縮
水２５は、・この後、亜鉛の再利用及び回収に供される
。また、透過水は水質が良好で必れば、用水として再利
用も可能である。

なお、沈ａ横５で沈殿分離した汚泥は、導管２６によっ
て脱水段［２７に導かれ、脱水処理後、脱水ケーキ２８
として排出される。また、脱水ろ液は導ｖ２９によって
、専管１で原水と混合され再処理される。

本発明により発生する汚泥は、亜鉛以外の不純物で、特
に、礒粒砂、炭素賀の懸濁物質、鉄イオン、アルミニウ
ムイオンが主体となるたりに、廃水中の不純物に対する
亜鉛の比率が多ければ多い程、従来のＰ）１１０にて、
ｌｌＩ！鉛イオンを含めた全電をｌケ泥として処理する
方法に比べ、汚泥発生比率が少なくｆＬす、アルカリ剤
の消費量はもちろんの事、汚泥処理凌用が少なくなり、
叱鉛の濃縮。

回収メリットも大さくなる。

なふ・、他の実施例として原水中に含まれる鉄イオンに
２価の鉄イオンが含まれる場合には、酸化する必要があ
り、この場合には、攪拌槽２に、次亜塩素酸ソーダまた
は坦素等の酸化剤を添加する事によって、容易に３価の
鉄イオンとする事ができ、鉄イオンを沈＝槽ＳＶｃて完
全に分離することができる。

また、原水中にカルシウムイオンが含まれる場合には、
濃縮時にカルシウム系のスケールが発生する場合がめる
ので、導管１７にカルシウムイオンのイオン封鎖剤とし
てポリリン酸等のキレート剤を添加すれば、スケール発
生を防止する事かでき　　る　。

以上に述べたようＫ、本発明は固形質、懸濁物質やアル
ミニウムイオン、鉄イオンが共存する亜鉛廃水を予じめ
、特定のｐ　ＨＫ　ｅＡ節する簡単な操作だけで、逆浸
透膜を用いる亜鉛の濃縮法が可能となったもので、主成
分の亜鉛を汚泥化しないために、ＰＨ調製剤の虚が少な
く、発生汚泥盪も少なくなるので処理費用が安く、また
、亜鉛の濃縮水は比較的不純物が少なくなって、循環利
用も可能で、付加価値の高い方法を確立し得たのでろる
。まだ、廃水中の亜鉛イオン濃度が高い程、従来法では
処理費が高くなるが、本発明では、亜鉛イオンの濃縮の
メリットが高くな９、非常に有用な方法でりる。

次に、本発明の実験例をもとに説明する。

実施例 某工場より排出さ扛る亜鉛廃水を水酸化ナトリウムでＰ
　ＨＡ定を行うと、弔２図のよりｌ結果を得ノこ・ この廃水には、亜鉛イオｙ１５０１Ｊｐ、アルミニウム
イオンＩＵＦ、ｍイオン２１　ｗｍ　、　ＭＷｌ性シリ
カｌＩ：２０＋ｙｍ　、　ｈ！ｉｉ濁Ｗ賞を１１−よん
ご２シ、Ｐｈは２．．５であった・ ｆＪＪ２図カラ、ｔ　Ｊ）　廃水をＰ　Ｍ　６．５　ｒ
’ｃするには水ば化ナトリウムが３５０Ｆ必要で必シ、
Ｐ　Ｈ１０゜０にするには１６５０１４ｍ必要でめった
。

この結果より、本発明では、使米法に比ベア贋カリ剤が
約１１５で良い事がわかった。

実施例 実験例１と同様の１泉水を水【援化ナトリウムでＰＨ６
，５とし、４１′Ｔ出したフロックを沈殿分離し、上澄
水をアンスラサイトと砂を充填した一通信でＰ遇し、そ
の彼、塩猷でＰ　Ｈ４，Ｑに調節すると、亜鉛１４００
％、アルミニウム０．　Ｉ　Ｐ以下、鉄０，１−以下、
溶解性シリカ７、０　Ｆ　ｌ懸濁物質０，１胛以下とな
り非常に渭蛯な液を得ることができた。

この萌処理液を、膜面積０．７Ｈの逆浸透膜をモジュー
ル化した逆浸透装置を用い、圧力５０餉で鍵縮を行った
結果、膜透過水量は平均５５１７ｙｄ七で、亜鉛濃度１
１０００Ｆまで濃縮する事ができた。この時の亜鉛の回
収率は、原水σ）曲給址に対して７８．５９６であった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前処理方法と逆８！透膜装置による（
護縮法を組合せたフローシートでおる。第２図は某工場
廃水を苛性ソーダでＰＨ滴定を行った時のＰＨ，！：＠
性ソーダ必要量との関係を示すグラフである◎ 符号説明 ２　攪拌槽　　　五　沈殿槽　　　７．　中間貯槽９、
ｆ濾過ポンプ　　　ＩＬＦｉ４稽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１１ＰＪ（４以下のアルミニウムイオンを含む、強酸
   性亜鉛廃水から亜鉛成分を製靴するに際して、まず、該
   廃水をアルカリ剤でＰ　、Ｈ’Ｉ　ＥＬ　５〜Ｌ５に調
   製し、発生するフロック状の固形物を分離除去した後、
   さらに、該液のＰＨを３．５〜＆５に再調製して、亜鉛
   成分を濃縮する、亜鉛廃水の濃縮のだめの前処理方法。