(57)【要約】【課題】排水から効率よく、かつ経済性よく重金属を除去する浄化処理材とその処理方法を提供する。【手段】繊維状物質の表面を硫化鉄によって被覆し、該硫化鉄を繊維状物質に担持させてなることを特徴とする排水浄化処理材であり、例えば、スラグウールやガラスウールなどを硫酸第一鉄水溶液に浸し、硫化ナトリウムを添加して繊維状物質表面に硫化鉄を沈積させてなり、排水に接触することによって、排水に含まれる重金属イオンを硫化物沈澱にして排水から除去する排水浄化処理材、および該処理材を用いた処理方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物質の表面を硫化鉄によって被覆し、該硫化鉄を繊維状物質に担持させてなることを特徴とする排水浄化処理材。
【請求項２】
繊維状物質を２価鉄の塩類を含む水溶液に浸し、硫化物を添加して繊維状物質表面に硫化鉄を析出させてなる請求項１の排水浄化処理材。
【請求項３】
繊維状物質が、石英ウール、ガラスウール、ロックウール、セラミックウール、スチールウール、またはスラグウールなどの無機繊維、あるいは有機繊維である請求項１または請求項２の何れかに記載する排水浄化処理材。
【請求項４】
排水を通じる容器に請求項１〜請求項３の何れかに記載する排水浄化処理材を充填してなる排水浄化処理材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載する排水浄化処理材を容器に充填し、該容器に排水を通じて上記排水浄化処理材に接触させることによって、排水に含まれる水銀、銀、カドミウム、鉛、銅、スズ、亜鉛、ニッケルの何れか１種または２種以上を除去する排水浄化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水に含まれる重金属の除去効果と経済性に優れた排水浄化処理材と、この処理材を用いた浄化処理方法に関する。より詳しくは、常温で使用され、使用方法が簡単であって排水に含まれる重金属の除去効果と経済性に優れた排水浄化処理材と、この処理材を用いた浄化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水中の重金属を除去する手段として、キレート剤に重金属を吸着させる方法や、水酸化物や硫化物の沈澱を生成させ、この沈澱に重金属を取り込ませて共沈させる方法、排水に鉄粉を加えて重金属を沈澱させる方法などが知られている。しかし、キレート剤を用いる方法はキレート剤が高価であるため経済性に劣る、また、キレート剤は還元性がないため重金属の無害化が不十分である。さらにキレート剤が処理水中に残留する可能性がある。
【０００３】
一方、水酸化物や硫化物の沈澱を生成させる方法は、凝集剤を必要とし、シックナーによる凝集沈降分離や、スラッジの脱水処理などの負担が大きい。また、良好な固液分離を行うために共沈剤を必要とするためにスラッジ量が増大すると云う問題がある。また、澱物の脱水性が悪いために澱物処理の負担が大きいと云う問題がある。
【０００４】
水酸化物沈澱を利用する他の方法として、繊維状の基材表面に金属水酸化物のゲル状沈殿物を保持させた付着材を充填した層に排水等を通じて、排水等に含まれる微粒子を吸着させる処理方法が知られている（特許文献１：特開平５−２９３３１６号公報）。この方法によれば、排水等に含まれる一部の溶存成分、例えば、カドミウム、ヒ素、水銀等の有害金属イオンや高分子凝集剤なども吸着できると説明されている。しかし、この方法では配位結合的な吸着力を利用しているため吸着力ないし吸着容量が十分ではないと云う問題がある。
【特許文献１】特開平５−２９３３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の排水処理方法における上記問題を解決したものであり、排水等に含まれる重金属の除去効果に優れており、かつメンテナンスが容易であって経済性に優れた排水浄化処理材とその処理方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の構成からなる排水浄化処理材とその処理方法に関する。
（１）繊維状物質の表面を硫化鉄によって被覆し、該硫化鉄を繊維状物質に担持させてなることを特徴とする排水浄化処理材。
（２）繊維状物質を２価鉄の塩類を含む水溶液に浸し、硫化物を添加して繊維状物質表面に硫化鉄を析出させてなる上記(1)の排水浄化処理材。
（３）繊維状物質が、石英ウール、ガラスウール、ロックウール、セラミックウール、スチールウール、またはスラグウールなどの無機繊維、あるいは有機繊維である上記(1)または上記(2)の何れかに記載する排水浄化処理材。
（４）排水を通じる容器に上記(1)〜上記(3)の何れかに記載する排水浄化処理材を充填してなる排水浄化処理材。
（５）上記(1)〜上記(4)の何れかに記載する排水浄化処理材を容器に充填し、該容器に排水を通じて上記排水浄化処理材に接触させることによって、排水に含まれる水銀、銀、カドミウム、鉛、銅、スズ、亜鉛、ニッケルの何れか１種または２種以上を除去する排水浄化処理方法。
【０００７】
〔具体的な説明〕
本発明の排水浄化材は、繊維状物質の表面を硫化鉄によって被覆し、該硫化鉄を繊維状物質に担持させてなることを特徴とする排水浄化処理材である。該排水浄化処理材は、例えば、繊維状物質を２価鉄の塩類を含む水溶液に浸し、これに硫化物を添加して繊維状物質表面に硫化鉄を析出させることによって製造することができる。あるいは２価鉄の塩類を含む水溶液に硫化物を添加して硫化鉄沈殿物をあらかじめ作成し、ここに繊維状物質を含浸させ繊維状物質に担持させることによって製造することができる。２価鉄の塩類を含む水溶液としては硫酸第一鉄水溶液などを用いることができる。また、硫化物としては硫化ナトリウムなどを用いることができる。
【０００８】
繊維状物質としては、例えば、石英ウール、ガラスウール、ロックウール、セラミックウール、スチールウール、またはスラグウールなどの無機繊維を用いることができる。あるいは有機合成繊維を用いても良い。親水性で化学的に安定なものが好ましい。一般には直径１〜１００μmの繊維を用いることができるが、繊維状物質の太さ、密度、あるいは鉄系沈殿物と繊維状物質の重量割合などは使用環境に応じて適宜選択される。
【０００９】
本発明の排水浄化処理材は、例えば、排水を通じるカラム等の容器に該処理材を充填して使用することができる。本発明の排水浄化処理材をカラム等に充填したものは、繊維状物質を用いているので、球状の担体やブロック状の担体に比べて表面積が大きく、空隙率が高いので、繊維状物質と硫化鉄微粒子が相互に絡み合った状態になり、繊維状物質の表面に硫化鉄が安定に保持される。従って、カラム等に排水を通じた場合、硫化鉄が繊維状物質から脱落して流出する割合が少なく、安定な処理効果を得ることができる。
【００１０】
上記排水浄化処理材に排水を接触することによって、排水に含まれる水銀、銀、カドミウム、鉛、銅、スズ、亜鉛、ニッケルなどが繊維状物質表面の硫化鉄と反応して硫化物となり、澱物化して排水から除去される。具体的には、例えば、排水に含まれるカドミウムイオンは次式のように硫化鉄と反応して硫化物沈澱になる。
ＦｅＳ＋Ｃｄ2+  →  ＣｄＳ＋Ｆｅ2+
【００１１】
水銀、銀、鉛、銅、スズ、亜鉛、ニッケルなどのように硫化鉄(ＦｅＳ)よりも溶解度積の低い硫化物を形成する金属イオンはカドミウムと同様に繊維表面の硫化鉄と置換反応して硫化物沈澱となる。
【００１２】
上記排水浄化処理材に排水を繰り返し通液し、あるいは連続的に通液することによって処理効果が低下してきたら、該排水浄化処理材をカラム等から取り出して新しい排水浄化処理材に交換すれば良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の排水浄化処理材は、排水に含まれる重金属を硫化物沈澱として取り込むので、重金属を効果的に排水から除去することができる。また、本発明の排水浄化処理材を使用する場合には加熱する必要がなく、さらに、繊維状物質と一体に取り出して除去することができるので取り扱が容易であり、澱物の後処理の負担が少なく、経済性および取扱性に優れる。
【００１４】
繊維状物質として金属製錬の副産物であるスラグウールを用いることによって安価で環境負荷の低い排水処理が可能である。また、本発明の排水浄化処理材は中性〜弱アルカリ性下で使用することができ、ｐＨの調整が容易であり、単一充填層内で重金属の無害化と濃縮分離を達成することができる。例えば、重金属濃度が低い汚染排水を処理する場合、従来は塩化鉄などの共沈剤を用いるために大量のスラッジ量が発生し、シックナーなどの固液分離手段を必要とするが、本発明の浄化処理材によれば、従来のような固液分離手段を必要とせず、排水中の重金属は澱物となって繊維状物質に沈着するので、これを一体に取り出すことによってそのまま排水と分離することができ、後処理が格段に容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔実施例〕
硫酸第一鉄水溶液（５mM ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ）１０００mLに、スラグ繊維２０ｇを浸漬し、十分に攪拌して繊維をなじませる。この溶液に硫化ソーダ１.７ｇを滴下し、攪拌しながら硫化鉄を生成させ、スラグ繊維表面をこの硫化鉄によって被覆した。硫化鉄によって被覆したスラグ繊維を回収して、カラム（直径５cm×高さ７cm）に均一に充填した。このカラムの上部から排水を液線流速６０mm/minで内部に通液して流下させた。流下前の排水に含まれる重金属濃度と、流下後の重金属濃度を表１に示した。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１に示すように、本発明の排水浄化処理剤を通過した排水の重金属イオンは大幅に低減されており、この処理効果は流下量５００mLと２０００mLのいずれにおいても大きな違いはなく、排水の処理流量が増えても安定に重金属を除去できる。