JPS60227881A - 硫化鉄微粒子による廃水中のひ素及び重金属の除去法 - Google Patents

硫化鉄微粒子による廃水中のひ素及び重金属の除去法

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JPS60227881A
JPS60227881A JP7473784A JP7473784A JPS60227881A JP S60227881 A JPS60227881 A JP S60227881A JP 7473784 A JP7473784 A JP 7473784A JP 7473784 A JP7473784 A JP 7473784A JP S60227881 A JPS60227881 A JP S60227881A
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sulfide
arsenic
iron sulfide
iron
heavy metals
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JP7473784A
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Yoji Taguchi
洋治 田口
Michio Majima
真島 美智雄
Manabu Oizumi
大泉 学
Satoshi Koyanagi
聡 小柳
Shigetaka Shimizu
清水 隆貴
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/103Arsenic compounds

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  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

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】 ひ素は健康(二有害な物質であり1国の環境基準や排出
基準では0.05. Q 、5 ppmと厳しく規制さ
れている。鉱山廃水、電機及び電線等の各押工場廃液。
洗煙廃水中等(二ひ素の含有が認められる。又、地下水
を多量(二数み上げて利用している施設からも低濃度で
はあるがツひ素が排出されている場合も知られている。
低濃度であっても排水量が多いので将来問題をひき起こ
す可能性が十分考えられる。
このようC二排水量が多く、含有ひ素や重金属が低濃度
であるような場合のそれらの除去方法として本発明は有
効である。
一般(二廃液中の重金属除去方法には大別して・アルカ
リ凝集法、硫化物法、フェライト法やキレート樹脂吸呑
法が知られている。
これらの除去法のうちアルカリ凝集法は廃液をm−苛性
ソーダ等でアルカリ性側 にし1重金属を水酸化物(−変え、さらにm凝集剤等を
添加して水酸化物を凝集沈殿させる方法で、技術的には
簡便な方法であるが、pH1ld整が重要である。特に
廃液中に複数の重金属イオンが共存する場合、効果が十
分発揮できない一面がある。
硫化物法は重金属を含有する廃液をpH調整後。
硫化ソーダを添加し、硫化物として沈殿させる方法であ
る。通常過剰な硫化ソーダを除去するために塩化第1鉄
を入れ、さら(日高分子凝集剤を注入後プレコート1過
し、中和後処理水を放流する。
硫化物法では有害な硫化水素ガスの発生を伴なうので、
苛性ソーダ溶液による硫化本葉回収操作が必要である。
多硫化カルシウムを添加する方法もあるが原理的には硫
化ソーダ添加法と同一である。
硫化物法の長所は沈殿させる硫化物の溶解度が上記アル
カリ凝集法で得られる水酸化物と比べ小さいので除去率
が良い。短所は、■液中の過剰のS″が一度生成した硫
化物を再び溶解させる。■沈殿物の沈降性とコロイド化
しない適切なpHの設定が必要である。■pHが低いと
硫化水素ガスが発生し。
装置・材料の維持費が高くつく、■硫化物の添加の方法
の工夫が必要であるなどである。
フェライト法は廃液(二多量の硫酸第1鉄を加え。
液温を60〜70℃に昇温し、苛性ソーダでpHを上げ
、空気な吠き込みつつ空気酸化する方法で。
重金属を含むマダネタイトすなわちフェライトを生成さ
せる。フェライト化した酸化物中からは重金属が容易に
溶出せず、加えてフェライトには磁性があるので固液分
離が容易である。建設費や維持費が高くつくので、高濃
度廃液の処理に限られる。
キレート樹脂法では重金属キレート樹脂により重金属イ
オンをg&肴除失する方法である。樹脂は高価なため上
述の三方法で処理した後、この方法を併用する場合が多
く、あらかじめSS成分を十分除去した後に採用される
三次処理の方法である。
この方法は原理的には重金属イオンを100%除去可能
な方法であるが、実際面ではSS成分による目詰りゃそ
れに伴なうチャンネリング現象等のため硫化法に及ばな
い場合が生ずる。
不法で対象とする重金属廃液は、■その濃度が碧オーダ
ー以下である。■pHが7付近である。■排出される廃
液蓋が多量である場合令キ芒に有効であり、これら三つ
の条件を満足する廃液から東金^を除去又は回収する方
法として、破砕した硫化鉄粒子を添加し、硫化物として
過剰の硫化鉄粒子と供に沈殿除去することに本発明の特
徴がある。
不法は硫化物として沈殿除去する方法であるから、原理
的に優れた上述の硫化物法に分類されるが、硫化物法の
欠点を補い、かつ硫化物の添加の方法を改良したもので
ある。すなわち粒子状の硫化鉄を投入するので、pH7
付近では過剰な硫化鉄が溶出することがなく、一時的に
余分に溶解し反応にあずからない鉄は水酸化鉄となり凝
集剤として作用し、硫化鉄の微粒子と伴に容易にt過分
離が可能である。又、pH7付近の廃液を処理対象とす
るので硫化本葉ガスの発生が極カ押さえられる。
このように、硫化物法の欠点なほぼ完全に克服した方法
であるが、硫化鉄生成まで数時間がら数十時間かかるの
で9不法使用にあたってはこの点に注意する必要がある
。この欠点も添加硫化鉄の粒子径をさらに小さくするこ
とにより補える。
本発明の方法は、ひ素をはじめ重金属と呼ばれる水銀、
鉛、カドミウム及びクロム等を含有する廃液11に対し
て0.2から24に程度の微粒子を約j!’、:物とを
t過分離し、希薄濃度の重金属洗液からほぼ100%東
金属を除去すること:″−−特徴る。
pHがすでに7付近にある東金ha液液中二はひ素は通
常0.2〜1pIn程度の低I!ili度で含有する場
合が多い。又、その他の重金属では鉄、亜鉛、鉛が数十
卿から数百屏の濃度で含有し、これζ二重いて綱。
力、ドミウム、マンガン、クロムが10pIxI削後で
含有する場合がある。水龜はせいぜい数p2程度である
。か加する硫化鉄の箪は多くの重金属イオンは2価又は
3価のイオンで存在テるのでほぼ1対1のモノシ比で硫
化鉄l加えれば良いが、硫化鉄の溶解度\と粒子径とか
ら1屏の重金属廃液11(二対し10i!−程度の添加
が必要であり、接触時間として数時間を要す。したがっ
て数十μの高濃度重金廃液の処理には硫化鉄の像が多(
なるので不法は適当ではない。
添加時の硫化鉄の平均粒子径は約1−助後のものが良い
。攪拌槽等で液と十分接触させるため(二は粒子を完全
に浮遊させる必要があり、硫化鉄粒子は可能な限り微細
な粒子程良いし、又ひ累その他の重金属との反応を短時
間内で実施するため(二も微粒子であることが望ましい
。同一重量の硫化鉄の粒子径を半分の大きさC二すると
1表笛1積は2倍となるので、はぼ半分の処理時間で重
金属を除去でき、同一粒子径の硫化鉄の重量を倍に増や
した場合と同じ効果を発揮する。他方粒子が必要以上に
微細になりすぎると反応後の固液分離操作に困難な庄す
るので得策でない。これを容易にする(二は粒子の水中
での終末速度を最低1〜2%にとり、接触時間が多少長
くかかっても、固液分離の時間を短かくすること)二重
点を置く必要があるので、添加時の硫化鉄の平均粒子径
は1m前後が望ましい。さらに経済的な面から、1u以
下にまで衛生上好ましくない。
次に本発明法の実施例を示すと次の通りである。
実施例1 市販のヒ酸二水索カリウムの2,403fを1ノの水で
溶解し、これをひ紫の10009Pnの原液とする。こ
の原液の一部をさらに水で100倍に希釈し、その10
鞭を計り取り再度水で希釈し、苛性ソーダ又は硫酸でほ
ば所定のpHに調整し全量を17とする。この浴液中に
はひ素は0.1卿の割合で含まれ、再&pH測定を実施
し仕込時のpHとする。
次に市販の硫化水素発生用の塊状硫化鉄を破砕した後1
0〜32メツシユの標準篩で分級し、その10i!−を
秤量し、pH調整された各水浴液毎に1゜iずつ投入し
、48時時間上う機にかける。振とう後1’a5Cの1
紙でt過し、P液中のひ素の残留濃度を測定する。さら
にt液中の鉄の亀モONと同様原子吸光光度法により定
祉する。
第1図は上述のようにして得たr液中の残留ひ素と鉄の
濃度の仕込時のpH(二よる影會を示シタ。
この図からpHが8付近まではひ素がほぼ100%沈殿
除去されることが明らかで、8を超えると残留ひ素の濃
度が高くなり、pHl0付近では75%の除去率となる
。−万I)H4以下では顕著な硫化水素の発庄が認めら
れ、溶液中の鉄の量も増加し。
本法適用範囲外となるので割愛した。なお使用した水は
すべてイオン交換水であり、処理は丁べて室温で実施し
た。
実施例2 硫化鉄は粒状であるゆえ、硫化鉄が水中に溶出後、ひ葉
と反応し、硫化物として沈殿が生成するのに時間を要す
る。液中のひ素の経時変化の一例を次に示す。
用いたひ葉は実施例1と同じ原液で、その5mlを計り
取り、1)H7に調整後全量を11とする。再度声を測
定し7であることを確認する。このようにひ累の濃度が
5碧、 pH7c調整された鞠を1゜個用意する。この
うちの5個の液中に実施例1で使用したものと同一の硫
化鉄粒子を5ノすり、残りの5個の液中には10.Pず
つ添加し振とうする。
同一時間後にそれぞれ振どう機から外し、A5Cの1紙
でfi透過後f″液中び累の濃度を測定した結果を第2
図に示T。
この図より5/添加の場合で8時間後、10?添加の場
合でも3時間後(二はぼ100%ひ累が除去できる。当
然のことながら添加硫化鉄の量を増せばより早く100
%除去出来、又逆にひ業濃度が低いと沈殿平衡に到する
時間が短縮される。
実施例3 破砕硫化鉄の粒子の大小により、硫化物生成割付が異な
ることが考えられるので、さらに細かい目開きの標準篩
で分級し、その微粒子を添加して残留ひ素濃度をめた。
用いたひ素は実施例2と同一で、濃度5pp、pH7,
体私11の溶液である。
この溶液に上述の如く、10〜12メツシユ、12〜1
4メンシユ、14〜16メツシユ等トいう間隔で篩別し
た微粒子を各々10i!−ずつ添加し、60時間振とう
する0振とう後の液をA5Cの1紙で1過し、P液中の
ひ葉の濃度を測定し、その結果を第3図(二示T0横軸
の粒子径はたとえば10〜12メツシユ間の粒子に対し
ては、10メツシユと12メツシユの目開きの算術平均
値とする。
この図より、より小さな微粒子を使った方が残留ひ葉濃
度が下がり効果的である。振とぅ直後の上澄液を観察す
ると1粒子径の大きい側では薄い青緑色が残っており2
価の鉄イオンの存在が認められ1粒子径が0.5 vn
付近ではほぼ無色透明に近増加し、ひ素を還元し、硫化
鉄(二変えると同時に過剰の水酸化第2鉄の共沈作用が
鋤らき、残留ひ葉の濃度を下げていることが推定される
。この事は仕込時のpHからの下げ巾が微粒子を添加し
た場合の方が大きいことからも裏付けられる。粒子径の
大きい側では未だ十分平衡状態に到していないことも懸
念されるが、仮に平衡に達していると考えると1粒子表
面の鉄が一部酸化され、硫化鉄の溶出を阻止しているも
のと考えられる。
実施例4 ひ素以外の正金風を含有する廃液の場合の処理結果の例
をひ素の場合も含め%1表に示す。水銀。
鉛、カドミウム及びクロムがそれぞれ単独に1]中に0
.1 、 10.0 、5,0 、1.0麻の各濃度で
含有し、 pHが7.+1 、 6.5 、6.5 、
6.6に調整された液を準(liilする。この水溶液
に10〜32メツシュl!−i]で篩別した硫化鉄の微
粒子をそれぞれ10y′ずつが加し、48時間振とう後
、茄5Cの1紙でiI−”過し 1−j液中の各重金属
を定量した結果である。国の排出基準を十分満足する結
果であフたので、ひ素以外の重金属処理にも本処理方法
は有効である。
第1衣 その他の重金属処理 第1図はpH(−よる残留ひ紮と鉄への影蕃の図。
第2図は残留ひ累の振とう時間(二よる1暢の図。
第3図は添加粒子径による残留ひ素への1蕃の図である
昭和59年4月12日 tB願人 1) 口 洋 治 発明者 1) 口 洋 泊 同 真 島 美智 雄 同 大 泉 字 間 小 柳 聡 同 清 水 隆 貴 〉/い 六?rの 1后 Vちclル1自 l仁ハ 空3へさ 才力ず註)ブ全 (71mう

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ひ素や重金属が低濃度で含有するI)H7付近の廃液又
    は廃水に粒子径が0.2〜2.0′ILIIL程度の破
    砕硫化鉄の微粒子を加え、ひ素等の重金属を硫化物とし
    、この硫化物を溶出した過剰の鉄及び残留硫化鉄で共沈
    させ、共沈物と液を濾過分離し、ひ素等の重金属を除去
    する方法。
JP7473784A 1984-04-12 1984-04-12 硫化鉄微粒子による廃水中のひ素及び重金属の除去法 Pending JPS60227881A (ja)

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