JPS6018476B2 - 重金属イオンを含む廃水の処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は重金属イオンを含む廃水の処理法に関し、特
に２価の重金属イオン例えばＺｎ＋十、Ｃｄ十十、Ｍｎ
Ｈ、Ｃｒ十十、Ｆｅ十十、Ｓｎ＋＋、Ａｓ＋＋、Ｎｉ＋
＋、ＨｇＨ、Ｐｂ＋＋およびＣｕ＋十等を含む廃水に第
１鉄イオン（Ｆで十）を添加し、廃水のｐＨをアルカリ
性としてから空気または酸化性ガスを吹き込みフェライ
ト化反応を行わせる廃水処理法の改良であって、第１鉄
イオンの添加を２回以上に分割して行うことを特徴とす
る方法に関している。

各種の廃水例えば金属処理工場、メッキ工場水、都市ゴ
ミ焼却場の電気集塵機リーチング液、大学・研究所より
排出される廃液、鉱山廃水等には環境汚染の原因となる
重金属イオンが含まれ、これを効率よくかつ低コストで
除去する必要性は近時特に増大している。２個の重金属
イオンは２価の第１鉄イオンとアルカリの存在下に空気
または酸化性ガスを吹き込むことにより、主として次の
式に示すように反応してフェライトの沈澱を生成するこ
とは公知である：Ｍ十２十がｅ十２十２０２ 一 Ｍ０
・Ｆｅ２０３（式中Ｍ＋２は２価の重金属イオン例えば
上託したものである）。

理論的には重金属イオン１モルに対し第１鉄イオン２モ
ルを用いればこの反応は完結するが、実際には大量の第
１鉄イオンを用いる必要がある。この発明では２価重金
属イオンのフェライト化処理を２回以上に分割して実施
することを特徴としている。

例えば各種の重金属塩水溶液にそれぞれ硫酸第１鉄を添
加後、アルカリによりｐＨを１０〜１２の範囲で各イオ
ンの当量点附近に調節し、約６０ｑｏで空気を吹き込み
約９０分間酸化処理を行う。

次いで塩酸により溶液のｐＨを１に調節し、完全にフェ
ライト化していない不安定な重金属を溶出する。炉過に
より沈澱を分離し、炉液中の重金属イオン濃度〔Ｂ〕を
測定する。原廃水中の重金属イオン濃度を〔Ａ〕とする
。そして第１鉄イオンと重金属イオンとのモル比Ｑ＝〔
Ｆｅ十５〕／〔Ｍ＋５〕およびフェライト化生成物の安
定性り＝（〔Ａ〕−〔Ｂ〕／〔Ａ〕の関係を第１表に示
す。第１表 第１表より明らかなように、第一鉄塩のモル比を増加す
ると生成するフェライトの安定性は向上し重金属イオン
の除去率は改善されるがその程度は添加量増加とは比例
せずフェライト化率の大中な向上には極めて多量の第１
鉄塩を必要とする。

これは廃水処理を経済的でなくする。この発明は第１鉄
イオンの少量の使用によってしかも効率よく廃水中の２
価重金属イオンを除去する方法を提供することを目的と
している。

この発明は２価重金属イオンを含む廃水をフェライト化
処理する方法において、第１鉄塩の添加を２回以上行う
ことを特徴とする方法である。この多段フェライト化処
理を実施するには、次のような方法がある。方法 １ 第１段フェライト化： ２価重金属イオンを含む廃水に第１鉄塩、例えば硫酸第
一鉄を添加後、アルカリ例えば苛性ソ−ダを添加し、ｐ
Ｈを１０〜１２の範囲に調節し、例えば６０ｑｏの温度
で空気を吹込みによりェアレーションを例えば９０分間
行いフェライト化を行う。

この場合、過剰に用いた第１鉄イオンはマグネタィム（
Ｆｅ３０４）およびオキシ水酸化鉄〔Ｆｅ○・（ＯＨ）
〕に酸化され沈澱する。第２段フェライト化： 硫酸第１鉄、斑調節およびヱァレーションを第１段フェ
ライト化に準じて行う。

方法 ２ 第１段フェライト化を方法１に準じて行い、次い‐で例
えば塩酸または硫酸を添加し舟を約１に調節し、引き続
第２段フェライト化を方法１に準じて行う。

以上２段フェライト化について説明したが、さらに第３
段フェライト化を行い得ることは勿論である。

しかし、一般に３段以上のフェライト化処理による処理
時間の長期化、余分の装置の必要からくる不利益の方が
大きいため、特別の目的を有するとき以外は２段処理で
充分である。フェライト化を２回に分割して行う利点は
次の通りである。

Ｚｎ＋２を含む廃水を、Ｆｅ十２／Ｚｎ十２＝８のモル
比で硫酸第１鉄でフェライト化を行えば第１表に示すよ
うにフェライトの安定性り＝０．８１２である。一方、
先ずＦｅ十２／Ｚｎ＋２＝４のモル比で硫酸第１鉄を添
加して第１段フェライト化を行えばそのときの安定性り
＝０．６０７である。次いで同量硫酸第１鉄を添加すれ
ばＦｅ＋２／Ｚｎ＋２＝４／（１−０．６０７）＝１０
の極めて高いモル比でフェライト化が行われ、このとき
の安定性はＱ＝８のときの０８１２より高くなる。した
がって、２段フェライト化全体としての安耐性りは０．
６０７十（１−０．６０７）ＸＯ．８１２＝０．９２６
よりも高くなり、同量の硫酸第１鉄を使用しても１段フ
ェライト化よりも２段フェライト化は２価重金属イオン
除去効率は向上する。

フェライト化反応は連続式、回分式の何れででも実施で
きる。

フェライト化反応進行中は系内の溶存酸素濃度は０に近
く、反応終了とともに溶存酸素濃度は急激に上昇するの
で、この時点でェアレーションを中止する。次にこの発
明を実施例によりされに具体的に説明する。

実施例第１段フェライト化： 原廃水としてＺｎ＋２５８８血、Ｃが２９００脚および
Ｍｎ＋２４４■血を含むのを用い、これを６０００の温
度に保ち苛性ソーダを添加してｐＨ１２に調節してから
硫酸第１鉄の０．１モル／そ水溶液をＦｅ＋２／Ｍ＋２
＝４となるような量で加え、空気を吹込みェアレーショ
ンを９４分間行った。

第２段フェライト化： 実験 Ａ（方法１） 苛性ソーダでｐＨを１２に調節してから第１段フェライ
ト化と同量の硫酸第１鉄水溶液を加え、６０ｏｏでエア
レーシヨンを行った。

実験 Ｂ（方法２） 塩酸を添加してｐＨを１に調節して不安定な沈澱物を再
溶解し、引き続き実験Ａに準じてフェライト化を行った
。

第２表 上記の結果を第１表の結果と比較すると、次のことが判
明する。

【１｝ 同量の硫酸第１鉄を使用したとき、第２段フェ
ライト化の方が第１段フェライト化に比してより安定化
したフェライトを大量に生じ、除去効率は向上する。

■ 処理水中の重金属イオン濃度と同じにするには、第
２段フェライト化の方が第１段フェラィト化よりも硫酸
第１鉄および苛性ソーダの量は少量でよい。

糊 比較的フェライト化困難なＣｄ十２でも、２段フェ
ライト化により比較的少量の硫酸第１鉄で充分に除去で
きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２価の重金属イオンを含む廃水に第１鉄塩を添加す
   るとともに廃水のｐＨををアルカリ性に調節し、空気ま
   たは酸化性ガスを吹き込みフエライト化反応を行わせる
   廃水処理法において、第１鉄塩の添加によるフエライト
   化処理を２回以上に分割して行うことを特徴とする方法
   。 ２ 第１段フエライト化処理終了後、第１鉄塩を添加す
   るとともにｐＨをアルカリ性に調節し、空気または酸化
   性ガスを吸込み第２段フエライト化処理を行うことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 第１鉄塩が硫酸第１鉄であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 苛性ソーダを添加して廃水のｐＨを１０〜１２に調
   節することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ５ ２価の重金属イオンを含む廃水に第１鉄塩を添加す
   るとともに廃水のｐＨをアルカリ性に調節し、空気また
   は酸化性ガスを吹き込みフエライト化反応を行わせる廃
   水処理法において、第１段の第１鉄塩の添加によるフエ
   ライト化処理終了後、酸を添加してｐＨを約１に調節し
   、引き続き第１鉄塩を添加するとともにｐＨをアルカリ
   性に調節し、空気または酸化性ガスを吹込み第２段フエ
   ライト化処理を行うことを特徴とする方法。