JPS599237B2 - 固相難溶性化合物を含む排水の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は都市ゴミ焼却場などの焼却灰残渣の洗浄排水、
排煙洗浄排水、電気集塵機、マルチサイクロンなどから
排出する飛灰の洗浄排水、あるいは、中和凝集沈澱法に
より沈澱させた水酸化物スラツジなどの難溶性化合物を
固相物質として含む排水の処理方法に関するものである
。

上記のような洗浄排水中には、溶解した金属イオンの他
に、灰成分として、カーボン系物質、シリカを始めとす
る金属酸化物、炭酸塩などの難溶性金属塩を成分とする
固相物質が多量に浮遊または沈澱している。

従来、これらの排水は中和・凝集沈澱法によって処理さ
れ、溶解重金属イオンは水酸化物にして、前記固相物質
とともに沈降分離して排水中から除去し、処理排水は放
流されている。

しかし、この方法によって生成した重金属水酸化物は水
に溶解しやすく、再溶出による二次公害の危険性が非常
に高いはかりでなく、浮遊又は沈澱していた固相物質の
中にも酸化銅、酸化鉛、酸化水銀などの酸化物、炭酸銅
、炭酸亜鉛、炭酸マンガンなどの炭酸塩、硫酸鉛などの
硫酸塩あるいは塩化水銀などの塩化物のように難溶性無
機化合物ではあるが、溶解性のある物質も含まれ、水酸
化物と同様に二次公害の危険性がある。

このため、このような重金属の難溶性化合物を固相物質
として含む重金属水酸化物の投棄にはセメントなどで固
型化して不溶化した後、投棄も行なわれはじめているが
これもまだ完全な方法とはいえない。

さらに、各種重金属の水酸化物混合物の再利用は、工業
的にはほとんど行なイつれていす、有効利用されずに投
棄されているのが現状である。

本発明は上記のような従来の弊害を改善し、難溶性化合
物を固相物質として含有する排水を有効に処理する方法
を提供することを目的とするものである。

本発明は排水中に溶解している重金属イオンと同時に固
相物質として存在する重金属の水酸化物、硫化物、酸化
物、炭酸塩のような難容性化合物を不啓性化合物である
フエライト沈澱物にかえ、重金属の不溶化をおこなうと
同時に、生成化合物の再利用を可能にすることを特徴と
する。

すなわち本発明は、重金属イオンと同時に、固相の難溶
性化合物を含有する排水に、排水中に含まれる総重金属
のモル数の２〜１００倍に相当する第一鉄塩を加え、溶
解し、さらに第一鉄イオンの加えられた排水中に存在す
る遊離の酸根に対して約１当量（好ましくは０．９から
１。

２当量）のアルカリ性物質またはその水溶液を加えた後
、４０゜Ｃ以上の温度に加算し、温度維持しながら非通
気性の状態で攪拌し、最終的に既存の重金属イオンおよ
び難溶性化合物中の重金属イオンを結晶格子中に取り込
んだフエライト沈澱結晶粒子を生成する難溶性化合物含
有排水の処理方法を提供するものである。

本発明の実施により生成される有害重金属を組み込んだ
フエライトは水に対して不溶性であるため、再溶解によ
る二次公害の危険性はきわめて小さい。

さらにフエライトは強磁性体であるため、フエライト磁
石の原料、電波吸収材料、磁性材料用原料などとして再
利用が可能であり、このため本発明による処理方法は廃
棄的か有効利用できる好ましい処理方法である。

なお、本発明によって生成するフエライトに容易に組み
込まれる重金属はＭｎ，Ｚｎなどであり、Ｆｅに対して
約３３％迄容易に組み込まれる。

従って排水中のこれら重金属に対して、モル数にして２
倍のＦｅイオンを添加すれば充分フエライトに組み込ま
れ、排水中から重金属を除去することができる。

一方Ｈｇ，Ｐｂなどは多量に組み込むことは困難である
が、しかしＦｅに対して１％迄は組み込まれる。

したがってこれらの重金属の場合には１００倍のＦｅイ
オンを添加すれは十分除去できる。

一般に、前記のような重金属の難溶性化合物は溶解度が
小さく、このためフエライト化反応速度が遅く、排水処
理時間が長くなる。

処理時間を短くするためには溶解度の大きい方が好まし
く、このためフエライト反応促進には排水温度の上昇が
有効である。

４０℃以上で十分その効果が得られるが、好ましくは６
０〜８０℃が望ましい。

通気性攪拌を行ないながらフエライト反応を進行させる
と酸化反応の速度の方が、難溶性化合物の溶解速度より
大きいために通気攪拌を行なうと、系内の溶存酸素濃度
が高くなり、二価の鉄の酸化反応が進行して三価の鉄の
存在比率が高くなるためフエライト生成の収率が低下し
、水酸化鉄側やオキシ水酸化鉄が生成する。

非通気性状態で行なうと、難溶性化合物の溶解速度と酸
化速度の平衡がとれ、フエライト生成反応にとって望ま
しい。

このため溶解度の小さい難溶性化合物をフエライト化す
る場合には非通気性攪拌が効果的である。

以下に実施例により本発明についてさらに詳細に説明す
る。

実施例 １ 溶解している総重金属濃度約５０ｐｐｍ、カーボン系お
よび硫酸系浮遊物質を除いた重金属化合物系浮遊物質を
約１２００ｐｐｍ含有する、都市ゴミ焼却場より排出す
る灰残渣および電気集塵・マルチサイクロン排出飛灰の
洗浄排水に排水量Ｉｎ”当り１５ｋｇの硫酸第一鉄を加
え、溶解混合し、次に苛性ソーダーを加えて中和した。

中和後排水を６０℃迄加熱し、同温度に維持しながら、
６時間低速スターラーで攪拌を行った。

その結果、黒色のフエライトからなる強磁性沈澱物が得
られた。

反応終了後、排水を磁気分離機に通し、固液分離処理を
行った。

分離した処理水は無色透明であり浮遊物質等の固相物質
は認められなかった。

原排水および処理水の一部を採取し分析を行った。

結果を下記の表に示す。

さらに分離した沈澱物からの重金属の容出試験を環境庁
告示第１３号及び第２２号に基づいて行った結果も併せ
て示す。

尚金属濃度の分析は原子吸光光度法によった。

処理水、溶出試験ともいずれも排出規準を充分満たして
いる。

実施例 ２ 実施例１で示した排水を中和法によって処理し、浮遊物
質とともに生成した重金属水酸化物を沈澱分離した。

分離して得られたスラッジは９７％の含水率であった。

このスラツジを１ｋｇ採取し、３ｌ容量のボールミルに
充填し、更に硫酸第一鉄を０． ３ ６ ｋｇ苛性ソー
ダーを０． １ ２ ｋ９投入した。

その後ボールミルを加熱し、温度をほぼ６５℃に維持し
て１０時間攪拌した。

その結果黒色の強磁性沈澱物が得られた。

反応終了後含水スラッジをプレスフィルターにかけ固型
状スラツジを得た。

次に上記スラツジからの重金属の溶出試１験を環境庁告
示第２２号に基づいて行った。

結果は下記の通りであった。

これらは排出規準を大巾に下まわっている。

以上示したように難溶性化合物を化学反応により、フエ
ライト化することによって不溶性化合物として安定化で
きるとともに、有効利用できる物質に変換することがで
きる。

この場合、一般の処理方法に比較して処理に長時間を要
する欠点はあるが、その不利な点を補うに十分なスラツ
ジの有効利用が可能である。

なお、実施例ではアルカリとしてカセイソーダを用いた
が、本発明の方法ではそＧ他のアルカリすなわちアルカ
リ金属、アルカリ士類の水酸化物などの塩基性物質等を
用いても反応条件を選ぶことによって本発明の目的とす
る効果は全く変らずその選択に関しては経済性を基にし
て考えればよむ）。

また本発明において用いる第一鉄塩としては実施例に示
した硫酸第一鉄の他の第一鉄塩も用いることができるが
、鉄板の酸洗い、酸化チタン製造の際の副産物として大
量に生じる塩化第一鉄または硫酸第一鉄を用いるのが経
済的に好ましく、又産業廃棄物の有効オ１用という点か
らも望ましいと考えられる。

第一鉄塩がすでに充分に含まれている排水については添
加量を０または適当量に適宜調整すればよい。

また弱アルカリ性排水については第一鉄塩添加量に応じ
てアルカリ添加を行なってもよく、強アルカリ性排水に
ついてはアルカリ添加を省略することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重金属イオンおよび該重金属の水酸化物、硫化物、
   酸化物、または炭酸塩を含む排水に、排水中に含まれる
   総重金属のモル数の２〜１００倍に相当するモル数の第
   一鉄イオン及び第一鉄イオンの加えられた排水中の遊離
   の酸根に対して約１当量のアルカリ性物質を加え、４０
   ℃以上の温度に維持しながら非通気性の下に攪拌し、重
   金属を内部に取り込んだ不溶性フエライトを最終的に沈
   殿させることを特徴とする難溶性化合物を含む排水の処
   理方法。