(57)【要約】【課題】チタン酸系吸着剤造粒体を充填してなる充填層に多価金属イオンを含む原水を通水して処理するに当たり、長時間処理を継続してもチタン酸系吸着剤造粒体の崩壊や固着の問題がなく、また、多価金属イオンの吸着能を高く維持して効率的な処理を行える方法を提供する。【解決手段】チタン酸塩に粘土鉱物を含むバインダーと水を加えて造粒した後、焼成することにより得られたチタン酸系吸着剤造粒体を充填してなる充填層に、多価金属イオンを含む原水を通水して、原水中の多価金属イオンを吸着除去するに当たり、ｐＨ７〜１２に調整した原水をチタン酸系吸着剤造粒体の充填層に通水する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン酸塩に粘土鉱物を含むバインダーと水を加えて造粒した後、焼成することにより得られたチタン酸系吸着剤造粒体を充填してなる充填層に、多価金属イオンを含む原水を通水して、該原水中の多価金属イオンを吸着除去する多価金属イオン含有水の処理方法において、該原水のｐＨが７〜１２であることを特徴とする多価金属イオン含有水の処理方法。
【請求項２】
前記原水のｐＨが７〜１０であることを特徴とする請求項１に記載の多価金属イオン含有水の処理方法。
【請求項３】
前記原水は多価金属としてＭｇを含むものであり、該原水のｐＨを１１．５以上に調整してＭｇを水酸化マグネシウムとして分離した後、ｐＨを７〜１０に調整して前記充填層に通水することを特徴とする請求項２に記載の多価金属イオン含有水の処理方法。
【請求項４】
前記原水は多価金属としてＳｒを含むものであり、該原水のｐＨを１１以上、かつ炭酸濃度を原水中のＳｒ濃度の１．０〜２．０当量に調整してＳｒを炭酸ストロンチウムとして分離した後、ｐＨを７〜１０に調整して前記充填層に通水することを特徴とする請求項２または３に記載の多価金属イオン含有水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン酸塩に粘土鉱物を含むバインダーと水を加えて造粒した後、焼成することにより得られたチタン酸系吸着剤造粒体を充填してなる充填層に、多価金属イオンを含む原水を通水して、該原水中の多価金属イオンを吸着除去する多価金属イオン含有水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン酸系吸着材は、Ｓｒの吸着能が高いことから、核燃料再処理における群分離のためのＳｒ吸着材としての利用が検討されている。
【０００３】
チタン酸系Ｓｒ吸着材を用いるＳｒの吸着処理については、従来、いくつかの報告がなされており、非特許文献１には、チタン酸をバインダーで造粒した場合に分配係数Ｋｄや吸着速度が小さくなることが記載されている。
また、特許文献１には、放射性ストロンチウムを吸着するチタン酸ナトリウムイオン交換体の製造方法として、含水酸化チタンをアルコールと水酸化ナトリウムからなる液でスラリー化させて加熱し、濾過・乾燥した後に破砕・分級してナトリウム／チタンモル比が０．６以下の顆粒状のチタン酸ナトリウムを製造する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
非特許文献１には、バインダーで造粒したチタン酸によるガラスカラム試験の記載はあるが、その最適条件についての記載はない。
特許文献１には、酸化チタンをスラリー状でチタネート化させて、乾燥させた後破砕して顆粒とした吸着剤において、ｐＨ１０以上において良好な吸着量が得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４２８５４１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「群分離法の開発：バインダで造粒したチタン酸へのＳｒの吸着挙動」ＪＡＥＲＩ−Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ９８−０２６，１９９８年５月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載される方法で製造された顆粒状のチタン酸ナトリウムは、一次粒子の凝集体であるため、強度が弱く、輸送中等に加えられる振動や衝撃等で粉砕されて微粉化したり、水中に投入すると凝集体の崩壊で一次粒子が脱落してしまう。このため、この微粉化した粒子や一次粒子が、吸着塔のストレーナーを閉塞させたり、吸着塔ストレーナーを通過して、放射線を帯びた微粉が吸着塔からリークしてしまうという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、チタン酸塩と粘土鉱物を適当量の水とともに混合して造粒し、造粒物を乾燥・焼成したところ、強度の高い吸着剤造粒体が得られることを見出した。しかし、この吸着剤造粒体について、種々の条件下で吸着平衡試験とカラム試験を実施したところ、長時間の通水で吸着剤造粒体が崩壊したり、固着したり、所期の吸着能を達成し得ないなど、実用化には課題が残されていた。
吸着剤造粒体が崩壊すると、前述のように、脱落した吸着剤粒子により吸着塔が閉塞したり、吸着塔からのリークの問題がある。また、吸着剤造粒体が固着すると、通水不良となり、処理後、吸着塔から吸着剤造粒体を排出するのが困難となる。また、吸着剤造粒体の吸着能の低下は、吸着効率の低下につながる。
【０００９】
本発明は、チタン酸系吸着剤造粒体を充填してなる充填層に多価金属イオンを含む原水を通水して処理するに当たり、長時間処理を継続してもチタン酸系吸着剤造粒体の崩壊や固着の問題がなく、また、多価金属イオンの吸着能を高く維持して効率的な処理を行える方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、チタン酸系吸着剤造粒体の吸着能および充填材としての耐性の点で、チタン酸系吸着剤造粒体充填層に通水する原水のｐＨが重要なファクターであることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
【００１１】
［１］  チタン酸塩に粘土鉱物を含むバインダーと水を加えて造粒した後、焼成することにより得られたチタン酸系吸着剤造粒体を充填してなる充填層に、多価金属イオンを含む原水を通水して、該原水中の多価金属イオンを吸着除去する多価金属イオン含有水の処理方法において、該原水のｐＨが７〜１２であることを特徴とする多価金属イオン含有水の処理方法。
【００１２】
［２］  前記原水のｐＨが７〜１０であることを特徴とする［１］に記載の多価金属イオン含有水の処理方法。
【００１３】
［３］  前記原水は多価金属としてＭｇを含むものであり、該原水のｐＨを１１．５以上に調整してＭｇを水酸化マグネシウムとして分離した後、ｐＨを７〜１０に調整して前記充填層に通水することを特徴とする［２］に記載の多価金属イオン含有水の処理方法。
【００１４】
［４］  前記原水は多価金属としてＳｒを含むものであり、該原水のｐＨを１１以上、かつ炭酸濃度を原水中のＳｒ濃度の１．０〜２．０当量に調整してＳｒを炭酸ストロンチウムとして分離した後、ｐＨを７〜１０に調整して前記充填層に通水することを特徴とする［２］または［３］に記載の多価金属イオン含有水の処理方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、チタン酸塩に粘土鉱物を含むバインダーと水を加えて造粒した後、焼成することにより得られたチタン酸系吸着剤造粒体を充填した充填層に、多価金属イオンを含有する原水を通水して処理するに当たり、原水ｐＨを最適なｐＨ範囲に調整することにより、長期に亘り、多価金属イオンの吸着能を高く維持して、また、吸着剤造粒体の崩壊や固着の問題もなく、安定かつ効率的な処理を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】チタン酸系吸着剤造粒体の吸着能（分配係数Ｋｄ）のｐＨ依存性を示すグラフである。
【図２】実施例１，２におけるカラム通水試験の処理水Ｓｒ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】本発明における多価金属イオンの粗取り後にチタン酸系吸着剤造粒体の充填層（吸着塔）に原水を通液する態様を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではなく、本発明はその要旨を超えない範囲において、以下の実施形態に開示される各要素を種々変更して実施することができる。
【００１８】
［原水ｐＨ］
本発明においては、チタン酸塩に粘土鉱物を含むバインダーと水を加えて造粒した後、焼成することにより得られたチタン酸系吸着剤造粒体を充填した充填層に、ｐＨ７〜１２、好ましくはｐＨ７〜１０の多価金属イオンを含有する原水を通水する。
本発明で用いるチタン酸系吸着剤造粒体の製造方法については後述する。
【００１９】
本発明において、チタン酸系吸着剤造粒体の充填層に通水する原水のｐＨを７〜１２、好ましくは７〜１０とする理由は以下の通りである。
【００２０】
後述の通り、本発明で用いるチタン酸系吸着剤造粒体の焼成工程では、チタン酸塩の融点を超えないようにするため、９００℃を超える温度で焼成することができない。しかし、バインダーとして用いた粘土鉱物を完全に焼結させるためには、１２００〜１３００℃の高温で焼成する必要があるため、９００℃以下で焼成した後の吸着剤造粒体内では、粘土鉱物が焼結されていない状態で存在しているものと考えられる。そのような状態で、酸性の原水を通水すると、粘土鉱物が少しずつ溶解し、吸着剤造粒体が崩壊する。従って、原水のｐＨは７以上とする必要がある。
また、上記のとおり、完全に焼結されていない粘土鉱物から溶出したＳｉがコロイダル化し、充填層が固結して、通水を阻害したり、充填層からの吸着剤造粒体の排出が困難となったりするが、原水のｐＨを１２以下と、するとこの固着の程度を小さくすることができ、ｐＨ１０以下、すなわちｐＨ７〜１０とすることにより、固着を全く生じることなく、長時間の通水が可能となる。
【００２１】
なお、本発明に適用される多価金属イオン含有原水のｐＨ以外の水質としては特に制限はないが、例えばＳｒを０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ、Ｍｇを０．０１〜１００ｍｇ／Ｌ、Ｃａを０．０１〜１００ｍｇ／Ｌ含有する排水が挙げられる。これらの排水のｐＨが上記好適ｐＨを外れる場合には、通水に先立ち、ＨＣｌ等の酸又はＮａＯＨ等のアルカリを添加してｐＨ調整を行えばよい。
【００２２】
［通水条件］
本発明において、チタン酸系吸着剤造粒体の充填層への原水の通水条件としては特に制限はなく、常法に従って行うことができる。通常の場合、通水ＳＶは５〜５０／ｈｒ、ＬＶは１〜６０ｍ／ｈｒとして処理を行うことが、処理効率、吸着効率の面から好ましい。
【００２３】
［多価金属イオンの粗取り］
本発明では、図３に示すように、チタン酸系吸着剤造粒体を充填した充填層を設けた吸着塔３に原水を通水する前に、多価金属イオンを凝集・固液分離により粗取りすることにより、チタン酸系吸着剤造粒体の長寿命化を図ることができる。
即ち、原水にＭｇを含む場合には、チタン酸系吸着剤造粒体の充填層を設けた吸着塔３への通水に先立ち、反応槽１にて必要に応じてｐＨ調整剤を添加してｐＨを１１．５以上、好ましくは１２〜１３．５に調整することにより、Ｍｇを水酸化マグネシウムとして析出させて、これを沈降分離や膜分離等の固液分離手段２で固液分離することにより当該水酸化マグネシウムを分離することにより、吸着塔３に供給されるＭｇを大幅に減少させることができ、チタン酸系吸着剤造粒体の長寿命化を図ることができる。
同様に、原水がＣａやＳｒを含む場合には、チタン酸系吸着剤造粒体の充填層を設けた吸着塔３への通水に先立ち、反応槽１にて必要に応じてｐＨ調整剤を添加してｐＨを１１以上、好ましくはｐＨ１１．５〜１３．５に調整するとともに、必要に応じて炭酸塩を添加して炭酸濃度を原水中のＣａやＳｒ濃度の１．０〜２．０当量に調整することにより、ＣａやＳｒを炭酸カルシウムや炭酸ストロンチウムとして析出させて、沈降分離や膜分離等の固液分離手段２で固液分離することにより析出物を分離することにより、吸着塔３に供給されるＣａやＳｒを大幅に減少させることができ、吸着剤の長寿命化を図ることができる。
【００２４】
なお、いずれの場合も、通常、固液分離手段２で分離された汚泥の一部は系外へ排出され、残部は反応槽１に返送濃縮水として返送される。
【００２５】
上記の処理を行った後の原水のｐＨがｐＨ７〜１２を外れる場合には、ＨＣｌ等の酸を添加してｐＨ７〜１２、好ましくはｐＨ７〜１０に調整してチタン酸系吸着剤造粒体の充填層に通水する。
【００２６】
［チタン酸系吸着剤造粒体］
以下に、本発明で用いるチタン酸系吸着剤造粒体の製造方法について説明する。
ただし、以下に説明するチタン酸系吸着剤造粒体の製造方法は、本発明で用いるチタン酸系吸着剤造粒体の製造方法の一例にすぎず、本発明は何ら以下の方法に限定されるものではない。
【００２７】
本発明で用いるチタン酸系吸着剤造粒体は、以下に説明するように、チタン酸塩と水と粘土鉱物を含むバインダーを混合し、得られた混練物を放熱させた後造粒し、次いで、造粒物を整粒、乾燥した後分級し、焼成を行って、製造することが、強度の高い吸着剤造粒体を得ることができることから好ましい。
【００２８】
＜チタン酸塩＞
チタン酸系吸着剤造粒体の吸着成分として用いるチタン酸塩は、Ｍ２ＴｉｎＯ２ｎ＋１（ｎ＝１〜９）またはＭ４ＴｉｎＯ２ｎ＋2（ｎ＝１，３，５，９）で表される。Ｍとしては、ナトリウム、カリウム、アンモニウムが好ましいが、吸着能の点でナトリウムまたはカリウムであることがより好ましい。
チタン酸塩は、１種を単独で用いてもよく、カチオンＭや組成式の異なる２種以上を併用してもよい。
【００２９】
＜混練水＞
チタン酸塩と混合して混練物を得るための水は、得られる混練物中の含水率が２０〜６０質量％、特に３０〜５０質量％となるように添加することが好ましい。この混練水量は放熱工程後の混練物においても、混練物の含水率として維持されていることが好ましい。なお、混練物の含水率は、加熱乾燥・質量測定方式の水分計で測定することができる。
混練物の含水率が上記下限未満であっても、上記上限を超えても、良好な造粒物を得ることができない場合がある。
【００３０】
＜バインダー＞
バインダーとしては、粘土鉱物が用いられる。
【００３１】
粘土鉱物としては、例えば、ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、アロフェン、ハロイサイト、イモゴライト、カオリナイト等の１種又は２種以上を用いることができる。粘土鉱物は天然物であり、後述のその他のバインダーであるケイ酸塩化合物よりも安価であり、実用化に有利である。粘土鉱物の中でも、得られる粒状物の機械的強度の点で、アタパルジャイトやセピオライト等の繊維状の粘土鉱物を用いることが好ましい。
【００３２】
なお、バインダーとしては、粘土鉱物以外のものを併用してもよく、この場合、その他のバインダーとしては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カルシウム、メタケイ酸マグネシウム、メタケイ酸アルミン酸ナトリウム、メタケイ酸アルミン酸カルシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウムなどのケイ酸塩化合物の１種又は２種以上を用いることができる。
【００３３】
ただし、バインダーとして粘土鉱物を用いたチタン酸系吸着剤造粒体に適用する本発明の効果を有効に得る上で、その他のバインダーを用いる場合は、その他のバインダーは、全バインダー成分中の１０質量％以下とすることが好ましい。
【００３４】
また、バインダーと共に、造粒に必要な塑性を与える可塑剤も同様に添加することが好ましい。
可塑剤としては、例えば、デンプン、コーンスターチ、糖蜜、乳糖、セルロース、セルロース誘導体、ゼラチン、デキストリン、アラビアゴム、アルギン酸、ポリアクリル酸、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、メタノール、エタノール等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００３５】
チタン酸塩とバインダーと可塑剤を所定の混合比で混合した後、放熱後、造粒成形し、乾燥させた後、焼成することで、より一層機械的強度の高いチタン酸系吸着剤造粒体を得ることができる。
【００３６】
バインダーの使用量は、特に限定されるものではなく、チタン酸塩１質量部に対し、０．１〜０．５質量部であることが好ましい。バインダーの使用量が多いほど得られる造粒物の強度が強くなるが、バインダーの量が多すぎるとチタン酸塩の純分量が減り、得られるＳｒ吸着材のＳｒ吸着量が小さくなり、好ましくない。
また、可塑剤の使用量は、特に限定されるものではなく、チタン酸塩１質量部に対し０．０１〜０．１質量部であることが好ましい。可塑剤の使用量が上記範囲内であれば、チタン酸塩を効果的に造粒することができる。
【００３７】
＜混合工程＞
混合工程は、水分が放出されない密閉系内で、強いせん断力をかけて、チタン酸塩と水と粘土鉱物を含むバインダー、好ましくは更に可塑剤を混合することにより、十分に発熱させる工程であることが好ましい。
【００３８】
このように、強いせん断力をかけて混合するための混合機としては、高速底部撹拌式、ドラム回転式、単軸リボン形、複軸パドル形、回転鋤形、二軸遊星撹拌式、円錐遊星スクリュー形、連続回転円盤形、連続高速パドル形、固定パン式ローラ形、容器底部揺動式のものなどを使用することができ、特に高速底部撹拌式混合機を用いることにより、強いせん断力を与えることができる。
【００３９】
混合工程では、チタン酸塩と水と粘土鉱物を含むバインダーの混練物、好ましくは更に、可塑剤が混合された混練物が、６０℃以上の温度となるまで混合することが好ましい。混合時に６０℃以上まで温度が上昇していれば、後の造粒工程や整粒工程で再度温度が上昇して水分が蒸発して得られるチタン酸系吸着剤造粒体の強度が低下する現象を防ぐことができる。
この混合工程での上昇温度は、より好ましくは６５℃以上であるが、密閉系内の圧力上昇を防止するために、１００℃以下であることが好ましい。
【００４０】
＜放熱工程＞
混合工程後には、混練物の温度を低下させる放熱工程を行うことが好ましい。
放熱工程は、例えば、容器内で混練物を放置して放熱させることにより行うことができる。この際、混合機内で混練物を放置しても、混合機から別の放熱容器に混練物を移送して放置してもよい。いずれの場合であっても、温度の上昇した混練物から水分が上昇しないように、容器は密閉状態とすることが好ましい。ただし、混合機または放熱容器の内圧が上がらないように、適度な空気穴や隙間をあけておくことが好ましい。また、混合機または放熱容器に冷媒管を設置し、混合機または放熱容器を冷却できるようにすると、放熱の時間が短縮でき、混合、放熱、造粒、整粒の流れの中で放熱工程が律速となることを防ぐことができる。
【００４１】
放熱工程では、混練物の温度が５０℃以下になるまで放熱させることが好ましい。この放熱後の温度が５０℃よりも高いと、放熱工程を設けることによる強度向上効果を十分に得ることができない場合がある。
放熱工程における放置時間は、放熱効率にもよるが、自然放熱の場合には３０〜１２０分、冷媒等による冷却を行う場合には１０〜６０分とすることが好ましい。
また、放熱工程の放置時間は、次の造粒工程で得られる造粒物の含水率が２０〜６０質量％、特に３０〜５０質量％となるように調整することが好ましい。
なお、混合機内で放熱させる場合には、混合機の混合を停止させておくのが、省エネルギーの観点から好ましい。
【００４２】
このような放熱工程で、混練物の温度を３０〜５０℃程度に低下させることが、次の造粒工程で得られる造粒物の含水率を適度な範囲に調整しやすいことから好ましい。
【００４３】
＜造粒工程＞
放熱工程で温度を低下させた混練物は、次いで造粒工程で造粒する。
【００４４】
造粒工程における造粒方法としては、具体的には、ドラム型造粒機、皿型造粒機等を使用した転動造粒法；フレキソミックス、バーティカルグラニュレーター等を使用した混合撹拌造粒法；スクリュー型押出造粒機、ロール型押出造粒機、ブレード型押出造粒機、自己成形型押出造粒機等を使用した押出造粒法；打錠形造粒機、ブリケット形造粒機等を使用した圧縮造粒法；吹き上げる流体（主として空気）中にチタン酸塩粉末とバインダーを浮遊懸濁させた状態に保ちながら水やアルコール等のバインダーを噴霧して造粒する流動層造粒法等が挙げられるが、量産性を考慮すると、押出造粒法が好ましい。
【００４５】
このようにして得られるＳｒ吸着材造粒物の大きさは、粒径で１５０〜３０００μｍ、特に３００〜２０００μｍであることが好ましい。この造粒物の大きさが上記範囲よりも大きいと、表面積が小さくなってしまうため、Ｓｒ吸着能が低下し、小さいと吸着塔のストレーナーからリークする恐れがある。
なお、ここで、造粒物の粒径とは、造粒物が球状であればその直径に該当し、その他の形状の場合、当該造粒物を２枚の平行な板で挟んだとき、その板の間隔が最も大きくなる部位の長さ（２枚の板の間隔）をさす。
【００４６】
＜整粒・乾燥・分級・焼成工程＞
造粒工程で得られた造粒物は、必要に応じて整粒、乾燥、分級を行った後、空気雰囲気下で焼成することにより、水処理材として取扱性に優れたチタン酸系吸着剤造粒体とすることができる。ここで、乾燥は７０〜１５０℃で、焼成は５００〜９００℃で行うことが好ましい。
【００４７】
焼成処理において、焼成温度が５００℃未満であると、未焼結部位が残存して粒子強度が弱くなり、９００℃を超えるとチタン酸塩結晶の構造に影響を及ぼして吸着性能が低下してしまう。
【００４８】
焼成時間は、焼成温度、造粒物の大きさによっても異なるが、通常０．５〜１０時間程度である。
【実施例】
【００４９】
以下、実験例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００５０】
［実験例１，２］
チタン酸塩からなる吸着剤の吸着能（分配係数Ｋｄ）のｐＨ依存性を確認するため、ｐＨを振った吸着平衡試験を行った。
チタン酸カリウム０．０５ｇを模擬水（Ｎａ  １０，０００ｍｇ／Ｌ、Ｓｒ  １ｍｇ／Ｌ）５ｍＬに添加し、２４時間振とうした後、水中のＳｒ濃度から分配係数Ｋｄを求めた。なお、ｐＨは、所定ｐＨになるようにＨＣｌまたはＮａＯＨで調整した。
結果を図１に示す。
図１より、原水のｐＨが７〜１２の条件において、チタン酸塩のＳｒ吸着能が高まることが分かる。
【００５１】
［実施例１，２］
＜チタン酸系吸着剤造粒体の製造＞
チタン酸カリウム粉末３ｋｇと水２．８Ｌ、造粒助剤としてアタパルジャイト０．６ｋｇとＰＶＡ（前記水２．８Ｌに５質量％水溶液となるように溶解させた）を、ほぼ密閉された高速底部撹拌式混合機（空気孔を有するため、圧力上昇はなし）に投入し、１分間混合した。混合終了時の混練物の温度は６７℃であった。この混練物を、高速底部撹拌式混合機内で１時間放置して放熱させて４８℃まで温度を低下させ、温度低下後の混練物を、ダイス径０．６ｍｍのロール型押出造粒機に投入し、１２０ｒｐｍの負荷、１４０ｄｒｙ−ｋｇ/ｈｒの造粒速度で造粒を行った。
得られた造粒物（粒径６００μｍ，含水率４０質量％）を球形整粒器で整粒後、流動層乾燥機で１１０℃で乾燥した後、篩で分級し、マッフル炉で８００℃にて２時間焼成してチタン酸系吸着剤造粒体を製造した。
【００５２】
＜カラム通水試験＞
得られたチタン酸系吸着剤造粒体をガラスカラムに充填し、下記水質の原水を用いて、下記条件にてカラム通水試験を行い、処理水（カラム流出水）のＳｒ濃度の経時変化を調べ、結果を図２に示した。
・原水水質
ｐＨ：７（実施例１）又は１０（実施例２）
Ｓｒ：５０ｍｇ／Ｌ
Ｃａ：１０ｍｇ／Ｌ
Ｍｇ：１ｍｇ／Ｌ
ＮａＣｌ：１０，０００ｍｇ／Ｌ
・通水条件
カラム容量：１３ｍＬ
充填量：１９ｇ
ＳＶ：１０／ｈｒ
ＬＶ：１３０ｍＬ／ｈｒ
【００５３】
図２から明らかなように、実施例１，２ともに、３００ＢＶ以上の通水が可能であった。なお、このカラム通水試験において、カラム通水時の差圧の上昇はなく、試験後のチタン酸系吸着剤造粒体の取り出しもスムーズであった。
【００５４】
［比較例１］
ＨＣｌにより原水のｐＨを３に調整したものを通水したこと以外は実施例１と同様にカラム通水試験を行った結果、カラム内のチタン酸系吸着剤造粒体が崩壊し、差圧が上昇して１５０ＢＶで通水継続不可となった。
【００５５】
［比較例２］
ＮａＯＨにより原水のｐＨを１２．５に調整したものを通水したこと以外は実施例１と同様にカラム通水試験を行った結果、差圧が上昇して２５０ＢＶで通水継続不可となった。カラムからチタン酸系吸着剤造粒体を取り出そうとしたところ、吸着剤造粒体の粒子同士が固着し、塊状物となっていることが確認された。
【００５６】
以上の結果から、チタン酸系吸着剤造粒体の充填層に通水する原水ｐＨを７〜１２、特に７〜１０の範囲とすることにより、良好な処理を行えることが分かる。
【００５７】
［実験例３］
下記の水質の模擬海水中の多価金属塩を凝集により粗取りする試験を行った。
＜模擬海水水質＞
導電率：４４２０ｍＳ／ｍ
Ｃａ：４１７ｍｇ／Ｌ
Ｍｇ：１２６０ｍｇ／Ｌ
Ｓｒ：４．２８ｍｇ／Ｌ
ｐＨ：８．２
【００５８】
模擬海水に炭酸塩としてＮａ２Ｃｏ３を１２００ｍｇ／Ｌ添加すると共にＮａＯＨを添加してｐＨ１２に調整して１０分間反応させた後、アニオンポリマー（栗田工業（株）製「クリフロックＰＡ８２３」（アクリル酸系ポリマー））を３ｍｇ／Ｌ添加して５分間凝集処理し、その後３０分間静置して沈殿分離した。上澄水を孔径０．４５μｍのフィルターで濾過し、濾液を分析し、結果を表１に示した。
【００５９】
［実験例４］
実験例３において、模擬海水にＮａ２Ｃｏ３を添加しなかったこと以外は同様にして処理を行い、結果を表１に示した。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
表１より、吸着塔の前段で炭酸塩とアルカリを添加して凝集処理を行った実験例３は、模擬海水中のＳｒをＣａ、Ｍｇと共に効率的に除去できていることが分かる。一方、炭酸塩を添加していない実験例４では、炭酸塩を添加していないため、Ｓｒは殆ど除去されなかったが、ｐＨ１２としたことにより、Ｍｇは良好に除去され、Ｃａについても一部除去された。実験例３および４より、吸着塔の前段で凝集処理を行うことにより、吸着塔への負荷を大幅に低減可能であることが分かる。
【符号の説明】
【００６２】
１  反応槽
２  固液分離手段
３  吸着塔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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