(57)【要約】【課題】  設置面積が小さくても取り付け可能な重金属類含有水処理設備及びその重金属類含有水処理方法を提供する。【解決手段】  長手方向の一端に供給口（５１ａ、５２ａ）が形成され、他端に排出口（５１ｂ、５２ｂ）が形成されて内部が気密に保たれた筒状の反応槽（５１、５２）と、この反応槽の上記供給口に接続されて重金属類含有水と還元性鉄化合物との混合液を上記反応槽内に供給する供給手段（Ａ）と、この供給手段から上記反応槽に供給する上記混合液に脈動を与えつつ、上記排出口へと移送する送液手段（４５ｂ）と、上記反応槽の排出口（５２ｂ）に接続され、上記反応槽内において還元・吸着された上記重金属類及び酸化された上記還元性鉄化合物により形成される澱物を分離して、上記重金属類含有水中から上記重金属類を排出する分離手段（Ｂ）とを備えてなる重金属類含有水処理設備とした。【選択図】  図１
2006305545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の一端に供給口が形成され、他端に排出口が形成されて内部が気密に保たれた筒状の反応槽と、この反応槽の上記供給口に接続されて重金属類含有水と還元性鉄化合物との混合液を上記反応槽内に供給する供給手段と、この供給手段から上記反応槽に供給する上記混合液に脈動を与えつつ、上記排出口へと移送する送液手段と、上記反応槽の排出口に接続され、上記反応槽内において還元・吸着された上記重金属類及び酸化された上記還元性鉄化合物により形成される澱物を分離して、上記重金属類含有水中から上記重金属類を分離する分離手段とを備えてなることを特徴とする重金属類含有水の処理設備。
【請求項２】
上記反応槽は、その内部に、上記混合液の流れを乱すじゃま板が、当該移送方向に対向するように直列的に複数枚配設されていることを特徴とする請求項１に記載の重金属類含有水の処理設備。
【請求項３】
上記反応槽は、上記長手方向を上下に向けて配設されており、上記供給口が下部に上記排出口が上部に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の重金属類含有水の処理設備。
【請求項４】
上記還元性鉄化合物は、第１鉄化合物であり、かつ、上記澱物の一部に、アルカリを添加して上記供給手段に再供給する戻り手段が設けられ、
上記供給手段は、上記反応槽の前段に、当該アルカリを含む再供給された澱物を、上記重金属類含有水と還元性鉄化合物とに混合して上記混合液にする混合槽及び上記反応槽の供給口におけるｐＨ値を８．５〜１１に調整するｐＨ調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の重金属類含有水の処理設備。
【請求項５】
上記請求項１ないし４のいずれか１項に記載の重金属類含有水の処理設備を用いた重金属類含有水の処理方法であって、
重金属類含有水と還元性鉄化合物との混合液を上記反応槽に供給する供給工程と、上記反応槽内において、この混合液に脈動を与えて混合反応させつつ、排出口へと移送する混合反応工程と、この混合反応工程において還元・吸着された重金属類及び酸化された上記還元性鉄化合物により形成される澱物を、上記重金属類含有水中から分離する分離工程と、上記澱物の一部を上記供給工程へ再供給する戻り工程とを備えてなり、かつ、
上記供給工程において、上記澱物を、上記重金属類含有水と還元性鉄化合物とに混合して上記混合液にして、上記反応槽に供給することを特徴とする重金属類含有水の処理方法。
【請求項６】
上記供給工程、混合反応工程、分離工程及び戻り工程の少なくとも１以上の工程において、上記混合液と大気中の酸素との接触面積を調整しながら重金属類含有水を処理することを特徴とする請求項５に記載の重金属類含有水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化還元反応を利用して排水等の重金属類含有水から重金属類を除去する重金属類含有水の処理設備及びその重金属類含有水の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水に還元性鉄化合物を添加して、重金属を還元することによって沈澱化させ、排水から重金属を除去する排水処理設備は、一般に、特許文献１に示すように、排水及び還元性鉄化合物を貯留して、混合させるための攪拌器を具備した反応槽が備えられている。
【特許文献１】特開平８−２６７０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種の反応槽にあっては、排水中に含まれる重金属を効率的に還元するために、排水を還元性鉄化合物に十分接触させる必要がある。
このため、反応槽には、上述のように内部の混合液を攪拌して、接触を促進させるための攪拌器が設けられている。
【０００４】
しかしながら、攪拌器は、反応槽の天井部に固定されるとともに、上記天井部から反応槽内に垂下された回転軸の下部に攪拌翼が取り付けられた、いわゆる片持ち構造であるために、強度上、回転軸の長さ寸法を大きくするには限度がある。このため、反応槽の高さ寸法にも制限が生じる。
【０００５】
一方、排水中の重金属を十分に還元・吸着させるためには、所定の滞留時間が必要となり、一度に大量の排水を処理する必要があるため、反応槽の容量が大きくならざるを得ない。このため、反応槽の高さ寸法の制限と相まって、設置スペースが大きくなる。
また、上述の反応槽１槽により排水を処理した場合は、バッチ処理となり、常時、一定量の排水を安定的に処理することができない。
【０００６】
このため、従来、攪拌器を設けた複数の反応槽を直列的に接続した排水処理設備が検討されていた。
この排水処理設備を用いた場合には、常時、一定量の排水を安定的に処理することができる。
【０００７】
ところが、上述の反応槽１槽設けた場合と同様、攪拌器の運転やメンテナンスに多くの手間を要するだけでなく、反応槽のための広大な設置スペースが必要になるという問題を解決することができない。
【０００８】
このため本発明は、設置面積が小さくても取り付け可能な排水等の重金属類含有水の処理設備及びその重金属類含有水の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、攪拌器に代わって脈動を与えて混合させつつ、混合液を移送する送液手段を用いることにより、構造が簡易になり、反応槽を任意の形状にできることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、長手方向の一端に供給口が形成され、他端に排出口が形成されて内部が気密に保たれた筒状の反応槽と、この反応槽の上記供給口に接続されて重金属類含有水と還元性鉄化合物との混合液を上記反応槽内に供給する供給手段と、この供給手段から上記反応槽に供給する上記混合液に脈動を与えつつ、上記排出口へと移送する送液手段と、上記反応槽の排出口に接続され、上記反応槽内において還元・吸着された上記重金属類及び酸化された上記還元性鉄化合物により形成される澱物を分離して、上記重金属類含有水中から上記重金属類を分離する分離手段とを備えてなることを特徴とする重金属類含有水の処理設備である。
【００１１】
ここで、上記重金属類とは、例えば、セレン、カドミウム、六価クロム、鉛、亜鉛、銅、ニッケル、ヒ素、アンチモンなどの各種重金属元素や金属元素を包含するものである。
そして、上記重金属類含有水とは、上記重金属類を含む水の総称であり、自然発生的および人為的に生じた各種の廃水や排水等を含み、例えば、工場排水や下水、海水、河川水、沼や湖池の水、地表の溜まり水、河川等の堰止域の水、地下の流水や溜まり水、暗渠の水等であって、上記重金属類を含有するものをいう。
【００１２】
上述の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の重金属類含有水の処理設備において、上記反応槽は、その内部に、上記混合液の流れを乱すじゃま板が、当該移送方向に対向するように直列的に複数枚配設されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上述の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の重金属類含有水の処理設備において、上記反応槽が、上記長手方向を上下に向けて配設されており、上記供給口が下部に、上記排出口が上部に位置することを特徴とするものである。
【００１４】
上述の請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の重金属類含有水の処理設備において、上記還元性鉄化合物は、第１鉄化合物であり、かつ、上記澱物の一部にアルカリを添加して上記供給手段に再供給する戻り手段が設けられ、上記供給手段は、上記反応槽の前段に、当該アルカリを含む再供給された澱物を、上記重金属類含有水と還元性鉄化合物とに混合して上記混合液にする混合槽及び上記反応槽の供給口におけるｐＨ値を８．５〜１１に調整するｐＨ調整手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
上述の請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の重金属類含有水の処理設備を用いた重金属類含有水の処理方法であって、重金属類含有水と還元性鉄化合物との混合液を上記反応槽に供給する供給工程と、上記反応槽内において、この混合液に脈動を与えて混合反応させつつ、排出口へと移送する混合反応工程と、この混合反応工程において還元・吸着された重金属類及び酸化された上記還元性鉄化合物により形成される澱物を、上記重金属類含有水中から分離する分離工程と、上記澱物の一部を上記供給工程へ再供給する戻り工程とを備えてなり、かつ、上記供給工程において、上記澱物を、上記重金属類含有水と還元性鉄化合物とに混合して上記混合液にして、上記反応槽に供給することを特徴とする重金属類含有水の処理方法である。
【００１６】
上述の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の重金属類含有水の処理方法において、上記供給工程、混合反応工程、分離工程及び戻り工程の少なくとも１以上の工程において、上記混合液と大気中の酸素との接触面積を調整しながら重金属類含有水を処理することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
上述の請求項１に記載の発明によれば、重金属類含有水と還元性鉄化合物との混合液を反応槽に供給するに際し、送液手段を用いて脈動を与えるため、重金属類含有水と還元性鉄化合物とが効率的に接触して、混合液が攪拌されつつ反応槽の排出口へ移送される。このため、攪拌器を設ける必要がなく、構造が簡易になり、攪拌器の運転やメンテナンスに手間を要することなく、反応槽の形状を任意にすることができるため、設置面積を小さくすることができる。
さらに、長手方向の一端に供給口が形成され、他端に排出口が形成された筒状の反応槽を用いたため、重金属類含有水中に含まれる重金属類を還元・吸着するための十分な反応時間を得ることができる。
また、気密に保たれた反応槽を用いたため、重金属類含有水と大気とが接触して、大気中の酸素により重金属類の還元が阻害されない。さらにまた、重金属類含有水と大気中の酸素との接触面積を調整しつつ重金属類含有水と大気とを接触させる酸素調整手段を設けることにより、還元性鉄化合物の酸化速度を調整することができる。
【００１８】
上述の請求項２に記載の発明によれば、上記反応槽は、その内部に、上記混合液の流れを乱すじゃま板が、当該移送方向に対向するように直列的に複数枚配設されているため、反応槽内に混合溶液を均一になるように分散させて、反応槽の内容積全体を利用して、混合液の攪拌を促進させることができる。
【００１９】
上述の請求項３に記載の発明によれば、上記反応槽は、上記長手方向を上下に向けて配設されており、上記供給口が下部に、上記排出口が上部に位置するため、送液手段によって脈動を与えている瞬間に混合液が上方へ移送されるとともに、その間の脈動が与えられていない瞬間に混合液が浮遊して、混合液が攪拌される。その結果、供給口から排出口へ直接に常に移送される場合と比較して、反応槽内における反応時間を稼ぐことができる。
【００２０】
上述の請求項４に記載の発明によれば、上記還元性鉄化合物が第１鉄化合物であり、戻り手段により、上記澱物の一部にアルカリを添加して供給手段に再供給して、上記供給手段における、反応槽の前段に設けられた混合槽により、このアルカリを添加した澱物を、重金属類含有水と還元性鉄化合物とに混合して混合液にして、ｐＨ調整手段により、反応槽の供給口におけるｐＨ値を８．５〜１１に調整するため、反応槽で生成したグリーンラストにより重金属類が還元される。グリーンラストは、緩慢酸化して一部がフェライトになり、グリーンラストとフェライトとの混合沈澱に重金属類及び還元された重金属類が取り込まれて澱物が形成される。この澱物の一部を戻り手段により、供給手段に再供給することで、澱物に含まれるグリーンラストにより、重金属類含有水中に含まれる重金属類が澱物中に取り込まれるとともに、グリーンラストの酸化により、フェライトの割合が増加することによって、圧密性、沈降性の良好な澱物の形成量を増加させることができる。
【００２１】
上述の請求項５に記載の発明によれば、重金属類含有水と還元性鉄化合物との混合液を上記反応槽に供給する供給工程と、上記反応槽内において、この混合液に脈動を与えつつ混合反応させるとともに、排出口へと移送する混合反応工程と、還元・吸着された重金属類及び酸化された上記還元性鉄化合物により形成される澱物を、上記重金属類含有水中から分離する分離工程と、上記澱物の一部を上記供給工程へ再供給する戻り工程とを備え、かつ、上記供給工程において、上記澱物を、上記重金属類含有水と還元性鉄化合物に混合して上記混合液にして、上記反応槽に供給するため、還元された重金属類を吸着して、取り込むことにより、圧密性、沈降性の良好な澱物の形成量を増加させることができる。
特に、還元性鉄化合物として、第１鉄化合物を用いた場合には、グリーンラストとフェライトとの混合沈澱に還元・吸着された重金属類が取り込まれて形成される澱物の一部を、戻り工程により供給工程に再供給することで、澱物に含まれるグリーンラストが、重金属類含有水中に含まれる重金属類を還元して、澱物中に取り込むとともに、グリーンラストの酸化によってフェライトの割合が増加するため、圧密性、沈降性の良好な澱物の形成量を増加させることができる。
【００２２】
また、混合反応工程において、混合液に脈動を与えつつ混合反応させるため、混合液が攪拌されて、重金属類含有水と還元性鉄化合物の接触割合が高くなる。この結果、攪拌器を設ける必要がなく、内容積の小さい反応槽でも、重金属類を十分還元させて澱物を形成することにより、重金属類含有水中から重金属類を除去することができる。
【００２３】
上述の請求項６に記載の発明によれば、上記供給工程、混合反応工程、分離工程及び戻り工程の少なくとも１以上の工程において、上記混合液と大気中の酸素との接触面積を調整しながら重金属類含有水の処理するため、還元性鉄化合物の酸化速度を調整することができる。特に、還元性鉄化合物として、第１鉄化合物を用いた場合には、グリーンラストが緩慢に酸化されてフェライトになる速度を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る重金属類含有水の処理設備の一実施形態を、図１ないし図３を用いて説明する。
【００２５】
本実施形態における重金属類含有水の処理設備は、図１に示すように、２槽の直列に接続された反応槽５１、５２と、これらの反応槽５１、５２の前段に設けられ、Ｓｅ等の重金属類を含む重金属類含有水とＦｅＳＯ4（第１鉄化合物）との混合液を供給する供給手段Ａと、この供給手段Ａから反応槽５１、５２に供給する混合液に脈動を与えて、反応槽内において移送する送液手段とが備えられている。
【００２６】
ここで本実施形態においては、上記ＦｅＳＯ4を添加するが、本発明における還元性鉄化合物とは、ＦｅＳＯ4やＦｅＣｌ2等の第１鉄化合物の他、重金属類に対し還元性を示す鉄化合物を意味する。
よって、例えば、６価セレン（ＳｅＯ42-）を含む重金属類含有水の場合には、上述の反応槽５１、５２等において、ＦｅＳＯ4の酸化により生成されたグリーンラスト（示性式の一例［Ｆｅ（ＩＩ）4Ｆｅ（ＩＩＩ）2（ＯＨ）12］2+［ＳＯ4ｎＨ2Ｏ］2-）が、６価セレン（ＳｅＯ42-）を４価セレン（ＳｅＯ32-）や金属セレン（Ｓｅ）に還元し、吸着する。さらに、グリーンラストは、緩慢に酸化されてフェライト（Ｆｅ3Ｏ4）となる。このグリーンラストとフェライトとにより生成される混合沈澱に、上記還元されたセレン等が取り込まれて、澱物が形成される。すなわち、酸化された還元性鉄化合物とは、グリーンラストとフェライトを意味するものである。
【００２７】
そして、上述の本実施形態における重金属類含有水の処理設備は、上記反応槽５１、５２の後段に、上記澱物を分離することにより重金属類含有水中からＳｅ等の重金属類を除去する分離手段Ｂと、この澱物の一部を供給手段Ａに再供給する戻り手段Ｃとがさらに備えられている。
【００２８】
この２槽の反応槽５１、５２は、上下に向けて配設された長尺円筒状のパルスカラムが用いられており、それぞれ長手方向の下端部に供給口５１ａ、５２ａ、上端部に排出口５１ｂ、５２ｂが各々位置している。また、供給口５１ａ、５２ａの近傍に、窒素供給管５１ｃ、５２ｃが接続されている。
【００２９】
また、反応槽５１、５２は、下部側面に加熱器１８が各々設けられており、保温材１５が各々巻かれている。
この加熱器１８としては、電気ヒータ、保温材１５としては、グラスウールが各々好適に用いられるが、これに限定されるものではない。
【００３０】
さらに、前段の反応槽５１の排出口５１ｂと、後段の反応槽５２の供給口５２ａとは、バルブ１２ｂを介装した連結管１２によって接続されている。この連結管１２は、加熱器１８及び保温材１５が配設されており、その下流側においてバルブ１６ｂを介装した接続枝配管１６が配設されている。
そして、後段に設けられた反応槽５２の排出口５２ｂ近傍には、熱電対１７が設けられており、熱電対１７により計測された混合液の温度が２０℃となるように、連結管１２及び反応槽５１、５２に設けられた加熱器１８によって加熱されるようになっている。
【００３１】
一方、反応槽５１、５２の内部には、図２に示すように、中心部の上部から下部に延在する支柱５３及びこの支柱５３によって支持された混合液の流れを乱す目皿５４が、複数枚（図では１１枚）各々配設されている。
【００３２】
この複数枚の目皿５４は、図３に示すように、中心部に支柱５３を介在させる穴５４ｍが設けられた円板であり、混合液の移送方向に対向するように直列的に配設されている。
また、半径２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍの同心円上に、直径５ｍｍの孔５４ｎが各々設けられている。このうち半径２０ｍｍの円上に８個、半径４０ｍｍ及び半径６０ｍｍの円上に１６個の孔５４ｎ各々が設けられており、外側に向けて孔５４ｎの個数が多くなるように設けられている。
【００３３】
これらの反応槽５１、５２は、支柱５３及び目皿５４を含め、材料としてＳＵＳ３０４が用いられている。
【００３４】
前記供給手段Ａは、図１に示すように、Ｓｅ等の重金属類を含む重金属類含有水を一時貯留する排水槽１と、ＦｅＳＯ4を一時貯留するＦｅＳＯ4貯槽２と、この排水槽１からの重金属類含有水とＦｅＳＯ4 貯槽２からのＦｅＳＯ4とを混合して、混合液にする混合槽３と、この混合液のｐＨを計測して混合槽３へのアルカリ添加量を決定するｐＨ調整槽４と、このｐＨ調整槽４内の混合液を反応槽５１へと供給する供給管４５とから概略構成されている。
【００３５】
上記排水槽１には、ポンプ１３ａ及びバルブ１３ｂを介装した配管１３が接続されており、この配管１３は、一部に保温材１５及び加熱器１８が設けられている。
一方、ＦｅＳＯ4貯槽２には、ポンプ２３ａを介装した配管２３が接続されており、この配管２３の他端が上記配管１３に接合されている。
【００３６】
上記混合槽３は、上下に向けて配設されたパルスカラムが用いられており、下端部に供給口３ａ、上端部に排出口３ｂが各々位置している。この供給口３ａには、上記配管１３、供給口３ａ近傍には、窒素供給管が各々接続されている。
また、混合槽３は、側面に加熱器１８が設けられ、保温材１５が巻かれている。
【００３７】
排出口３ｂ近傍には、熱電対１７が設けられており、この熱電対１７により計測される混合液の温度が２０℃となるように、配管１３及び混合槽３に設けられた加熱器１８によって混合液が加熱されるようになっている。
また、排出口３ｂには、重金属類含有水及びＦｅＳＯ4の混合液をｐＨ調整槽４に供給する配管３４が接続されている。
【００３８】
上記ｐＨ調整槽４は、窒素供給管が接続されるとともに、攪拌器４１、水位センサー４２及びｐＨメーター４７が設けられており、密閉されて内部が窒素雰囲気となり、気密性が保たれている。
このｐＨメーター４７によりｐＨ値を測定して、反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値を８．５〜１１に保つべく、後述するように水酸化ナトリウムを混合槽３に供給するようになっている。
【００３９】
上記供給管４５は、脈動ポンプ４５ａ（送液手段）及びバルブ４５ｂが介装されており、これらの間に加熱器１８が設けられ、反応槽５１の供給口５１ａに接続されている。この加熱器１８は、上述の排出口５２ｂ近傍に設けられた熱電対１７により計測される混合液の温度が２０℃となるように加熱するようになっている。
【００４０】
前記分離手段Ｂは、後段の反応槽５２の排出口５２ｂから排出される澱物を含む混合液を後段の工程へと供給する排出管５６と、この排出管５６に接続され、澱物を含む混合液を一時貯留するバッファー槽６と、このバッファー槽６から澱物を含む混合液を抜き出して、水分と澱物とを分離する遠心分離機７と、この遠心分離機７により分離された水分を貯留する清澄槽８及び澱物を貯留する澱物貯留槽９とから概略構成されている。
【００４１】
この排出管５６は、一部に加熱器１８及び保温材１５が設けられており、澱物を含む混合液の温度が１５℃〜２５℃に保たれるようになっている。
【００４２】
バッファー槽６は、攪拌器６１、水位センサー６２及び窒素供給管が設けられており、密閉されて内部が窒素雰囲気になっている。
このバッファー槽６には、ポンプ６７ａを介装した配管６７が接続されており、この配管６７の他端部は、遠心分離機７に接続されている。
【００４３】
この遠心分離機７は、重金属類含有水中の水分を排出する配水管７８及び水分を分離した澱物を排出する澱物排出管７９が接続されている。
この配水管７８は、バルブ７８ｂを介して清澄槽８に接続されている。また、バルブ７８ｂの下流側は、磁性体によって形成されており、その外周部には、この磁性体を着磁させる手段として交流電源に接続されたリング状の励磁コイル７８ｃが設けられている。
【００４４】
一方、澱物排出管７９は、澱物貯留槽９に接続されている。
この澱物貯留槽９は、攪拌器９１及び窒素供給管が設けられており、密閉されて内部が窒素雰囲気になっている。
【００４５】
前記戻り手段Ｃは、澱物貯留槽９から澱物を供給するポンプ９４ａを介装した澱物配管９４と、水酸化ナトリウム貯槽４４と、この貯槽４４から水酸化ナトリウムを供給するポンプ４９ａを介装した水酸化ナトリウム供給管４９と、この水酸化ナトリウム供給管４９及び上記澱物配管９４に接続されたミキサー９４ｂと、このミキサー９４ｂにより混合された水酸化ナトリウム及び澱物を、混合槽３に再供給する返泥管４３とが設けられている。
【００４６】
このミキサー９４ｂは、スタティックミキサーが用いられており、この返泥管４３は、バルブ４３ｂが介装されて、混合槽３の供給口３ａ近傍に接続されている。
【００４７】
そして、ポンプ４９ａによって、センサー４８により伝送される上述のｐＨメーター４７が計測したｐＨ値に基づいて、反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値が８．５〜１１に保たれるように水酸化ナトリウムをスタティックミキサー９４ｂに導入して、スタティックミキサー９４ｂによりこの水酸化ナトリウムと澱物とを混合して、返泥管４３により混合槽３に供給するようになっている。
【００４８】
以下、上述の設備を用いた本発明に係る重金属類含有水の処理方法の一実施形態として、重金属を含む排水を処理する場合について図１を用いて説明する。
【００４９】
まず、重金属を含む排水が、排水槽１を介して配管１３へ供給され、加熱器１８及び保温材１５により１５℃〜２５℃に保たれながら、開口しているバルブ１３ｂを経由して、混合槽３へ供給される。この際、ＦｅＳＯ4がＦｅＳＯ4貯槽２からポンプ２３ａにより吸引されて、配管２３を介して配管１３へ供給されて、排水とともに混合槽３へ供給される。
【００５０】
すると、混合槽３において、排水及びＦｅＳＯ4に加えて、水酸化ナトリウム及び再供給された澱物が混合されて混合液となる。ここで、熱電対１７により計測された温度に基づき配管１３及び混合槽３に設けられた加熱器１８が放熱するため、混合液が１５℃〜２５℃に保たれるようになっている。
【００５１】
次に、混合液は、排出口３ｂから配管３４を介して、ｐＨ調整槽４へと供給される。すると、ｐＨ調整槽４において、攪拌器４１により混合されるとともに、ｐＨメーター４７によりｐＨ値が測定される。そして、計測された混合液のｐＨ値は、センサー４８により、ポンプ４９ａに送信される。このｐＨ値が８．５より低い場合には、水酸化ナトリウム供給量を増加して、ｐＨ値が１１より高い場合には、水酸化ナトリウム供給量を減少させる。
【００５２】
このようにして、ｐＨ調整槽４における混合液のｐＨ値に基づいて、反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値が８．５〜１１に保たれる。
【００５３】
次に、混合液は、脈動ポンプ４５ａにより、開口しているバルブ４５ｂを介して反応槽５１に供給される。このとき、ｐＨ調整槽４の水位が水位センサー４２により計測されているため、水位変動を抑えて反応槽５１に供給される（以上、供給工程）。
【００５４】
反応槽５１内に供給された混合液は、脈動による送液と停止とが繰り返されることにより間歇的に上昇し、脈動の停止により浮遊しつつ、脈動の送液による流れも目皿５４に乱されて、中央から周囲へと拡散されながら孔５４ｎから上昇し、攪拌される。
【００５５】
すると、混合液は、例えば、ＦｅＳＯ4の酸化により生成されたグリーンラストが、混合液中に含まれる６価セレンや６価クロム等のオキシアニオンを、４価セレンあるいは金属セレンや３価クロム等に還元する。他方、グリーンラストは、大気中の酸素と接触面積を調整しながら接触させることによりに、緩慢に酸化されて磁性物質であるフェライト（Ｆｅ3Ｏ4）となるとともに、上昇して、排出口５１ｂから連結管１２へと供給される。
【００５６】
次いで、混合液は、連結管１２内において前段の反応槽５１内よりも上述の反応が進行するとともに、開口しているバルブ１２ｂを介して、後段の反応槽５２内へ供給される。
なお、反応時間が短くても十分に澱物が形成される場合には、バルブ１６ｂを開口して、混合液をバッファー槽６へ供給する。
【００５７】
次いで、混合液は、前段の反応槽５１と同様にして、反応槽５２内を上昇しながら攪拌される。すると、上述の反応がさらに進行して、グリーンラスト及びフェライトの混合沈澱が形成され、この混合沈澱に上述のオキシアニオンや還元されたオキシアニオンが吸着されて澱物が形成され始める。また、混合液中に含まれるカドニウム、鉛、亜鉛、ニッケル、マンガン等の重金属イオンも、取り込まれて澱物を形成する。
【００５８】
この際、澱物の一部が混合槽３内において再供給されているため、澱物に含まれるグリーンラストにより、排水中に含まれる重金属が澱物中に取り込まれるとともに、グリーンラストの酸化により、フェライトの割合が増加して、圧密性、沈降性の良好な澱物が形成される。
【００５９】
また、反応槽５１、５２における上述の還元作用の進行や加水分解により、混合液のｐＨ値が低下し、残留溶存鉄が増加する。このため、上述のように予めアルカリ溶液を添加してｐＨ値を８．５〜１１に調整する。
【００６０】
さらにまた、熱電対１７により計測される温度に基づき供給管４５及び反応槽５１、５２に設けられた加熱器１８が放熱するため、混合液が１５℃〜２５℃に保たれ、例えば冬場であっても上述の反応が妨げられない（以上、混合反応工程）。
その後、混合液は、排出口５２ｂからバッファー槽６へと供給される。
【００６１】
次に、混合液は、バッファー槽６において、攪拌器６１により混合されつつ、ポンプ６７ａにより、遠心分離機７へと供給される。このように、バッファー槽６を設けたため、混合液は、脈動ポンプ４５ａによる影響を受けることなく、遠心分離機７に安定して供給される。この際、水位センサー６２により計測されているため、バッファー槽６内の排水が極端に少なくなったり、溢れたりすることはない。
【００６２】
次いで、混合液は、遠心分離機７において、水分と固形分（澱物）とに分離されて、水分が配水管７８へ排出されて、清澄槽８へ貯留される。この際、配水管７８は、励磁コイル７８ｃに電流を流して、磁性体に磁性物質である澱物を付着させることにより、混合液中から細かな澱物を取り去るため、排水から重金属が除去される。
また、配水管７８に付着した澱物は、バルブ７８ｂを閉口して、配水管７８の下端部を他の容器の内部に配設して、励磁コイルの電源を切り、バルブ７８ｂを開口することにより、混合液とともに排出させる。その後、バルブ７８ｂを閉口して、配水管７８の下端部を清澄槽８内部に配設して、バルブ７８ｂを開口することにより、上述のように水分が清澄槽８へ貯留される。
【００６３】
他方、澱物は、澱物排出管７９へ排出されて、澱物貯留槽９へ貯留される（以上、分離工程）。
この澱物は、一部ポンプ９４ａによりミキサー９４ｂへ供給される。また、センサー４８により送られたｐＨ調整槽４のｐＨ値に基づいて、前段の反応槽５１の供給口５１ａにおけるｐＨ値が８．５〜１１になるように供給量を換算して、ポンプ４９ａが水酸化ナトリウムを、水酸化ナトリウム貯槽４４から水酸化ナトリウム供給管４９を介してミキサー９４ｂに供給する。次いで、この水酸化ナトリウムと上記澱物とがミキサー９４ｂにより混合されて、返泥管４３を介して混合槽３に再供給される。
【００６４】
この際、澱物を澱物貯留槽９から混合槽３に再供給する割合は、澱物及び混合沈澱中の２価鉄イオンと全鉄イオンの比（Ｆｅ2+／全Ｆｅイオン）が０．４〜０．８となるように調整して、澱物中又は混合沈澱中に一部含まれるグリーンラストを酸化させ、フェライトの割合を増加させることによって、圧密性、沈降性の良好な澱物を形成する（以上、戻り工程）。
【００６５】
上述の実施形態においては、混合槽３、ｐＨ調整槽４、反応槽５１、５２、バッファー槽６及び澱物貯留槽９が密閉されて、窒素雰囲気下に保たれているため、大気中の酸素によりセレン等の重金属の還元が阻害されることを防止することができる。また、澱物及び混合沈澱中の２価鉄イオンと全鉄イオンの比が０．８を超える場合には、大気中の酸素を導入することができる。
【００６６】
なお、本発明の重金属類含有水の処理設備は、上述の実施の形態に限られない。例えば、反応槽５１、５２が、上下に連結されても、１槽であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の重金属類含有水の処理設備の一実施形態を示した概念全体模式図である。
【図２】本発明の重金属類含有水の処理設備に用いられる反応槽５１、５２の従断面図である。
【図３】本発明の反応槽５１、５２に用いられる目皿５４の正面図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ・・・供給手段
Ｂ・・・分離手段
Ｃ・・・戻り手段
４５ａ・・・脈動ポンプ（送液手段）
５１、５２・・・反応槽
５１ａ、５２ａ・・・供給口
５１ｂ、５２ｂ・・・排出口
【図１】
2006305545.tif 000003
【図２】
2006305545.tif 000004
【図３】
2006305545.tif 000005