(57)【要約】【課題】シアン化合物で汚染された水を浄化するにあたって、高価なキレート剤を用いることなく、比較的安価な材料の組み合わせで吸着剤を構成することができ、かつ、シアノ錯体の不溶化能力を長く保つことができる方法を提供することを目的とする。【解決手段】シアン化合物で汚染された水を、シアン化合物処理剤を備えた浄化設備により浄化する汚染水浄化方法であって、前記シアン化合物処理剤は、徐放性酸性剤、吸着剤、および鉄を含有することを特徴とする、汚染水浄化方法。なお、一形態として、前記シアン化合物処理剤において、鉄は、前記徐放性酸性剤または吸着剤のいずれかに含有されているものであってもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアン化合物で汚染された水を、シアン化合物処理剤を備えた浄化設備により浄化する汚染水浄化方法であって、前記シアン化合物処理剤は、徐放性酸性剤、吸着剤、および鉄を含有することを特徴とする、汚染水浄化方法。
【請求項２】
前記シアン化合物処理剤において、鉄は、前記徐放性酸性剤または吸着剤のいずれかに含有されているものであることを特徴とする、請求項１記載の汚染水浄化方法。
【請求項３】
前記浄化設備は、土壌に含まれる地下水を浄化するための設備であって、前記地下水が流れる下流側に設けられた、前記シアン処理剤を混合させた浄化壁を有し、前記浄化壁は、壁中を透過する前記地下水中のシアン化合物を前記シアン処理剤によって吸着除去することを特徴とする、請求項１または２記載の汚染水浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染水浄化方法、具体的には、シアン化合物で汚染された汚染水の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シアン化合物は、土壌対策汚染法においては第二種特定有害物質に分類されるものであり、シアン化カリウム（いわゆる青酸）等を代表とする、非常に毒性の強い化合物である。
【０００３】
工場などで発生するシアン化合物は、土壌中の鉄と結合し、シアノ錯体を形成する。シアノ錯体は、土壌中に鉄イオンなどの金属塩があれば、塩沈殿物を形成して不溶化することができる。一方、塩沈殿物に至らずに土壌環境中に残存するシアノ錯体も存在する（非特許文献１参照）。
【０００４】
そして、残存したシアノ錯体が土壌から浸み出して地下水を汚染し、汚染された地下水が敷地外に流れ出ることによって、深刻な環境汚染を発生させる結果となる。
【０００５】
地下水の汚染を防ぐためには、地下水の下流側に浄化壁を設ける方法や、浄化壁の成分としてキレート剤を使用することによって、シアノ錯体をトラップする方法が知られている。
【０００６】
しかしながら、キレート剤は高価である。また、地下水中の鉄等の溶存物質によって消費され、あるいは劣化するため、浄化壁におけるシアノ錯体の除去能力が落ちるという課題があった。この場合に、キレート剤を含有する浄化壁を再度施工し直すことが考えられるが、それには、多額のコストがかかるという課題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】公害防止の技術と法規編集委員会，”五訂  公害防止の技術と法規「水質編」”，（社）産業環境管理協会，平成７年５月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような課題を踏まえ、高価なキレート剤を用いることなく、かつ、シアノ錯体の除去能力を長く保つことができる、汚染水浄化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】
本発明者は、前述の目的を達成するため、鋭意検討の結果、本発明にかかる浄化方法に想到した。
【００１０】
すなわち本発明は、シアン化合物で汚染された水を、シアン化合物処理剤を備えた浄化設備により浄化する汚染水浄化方法であって、前記シアン化合物処理剤は、徐放性酸性剤、吸着剤、および鉄を含有することを特徴とする、汚染水浄化方法である。
【００１１】
前記シアン化合物処理剤において、鉄は、前記徐放性酸性剤または吸着剤のいずれかに含有されているものであってもよい。
【００１２】
前記浄化設備は、土壌に含まれる地下水を浄化するための設備であって、前記地下水が流れる下流側に設けられた、前記シアン化合物処理剤を混合させた浄化壁を有し、前記浄化壁は、壁中を透過する前記地下水中のシアン化合物を前記シアン化合物処理剤によって吸着除去することを特徴とする、汚染水浄化方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の汚染水浄化方法を用いることによって、高価なキレート剤を使用することなく、かつ、シアノ錯体の除去能力を長く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のシアン汚染水浄化方法の一形態を示す図である。
【図２】本願の実施例の構成の概略図である。
【図３】本発明の実施例１および２の結果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例３および４の結果を示すグラフである。
【図５】本発明の比較例１および２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の形態について説明するが、本発明の範囲は、実施例を含めた当該記載に限定されるものではない。なお、本願において、「％」は、特にことわりのない限り、重量％を意味する。
【００１６】
＜シアン化合物＞
本発明の除去対象である汚染物質はシアン化合物である。シアン化合物としては、シアン化水素、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム等の有機シアン化合物が挙げられる。また、本発明でいう「シアン化合物」は、シアノ錯体、および、分解によって有機シアン化合物が発生する危険性を有する、金属原子と錯化合物を形成したフェリシアン、フェロシアン化合物といった無機シアン化合物も含むものとする。
【００１７】
＜シアン化合物処理剤＞
本発明にかかる汚染水浄化方法のメカニズムとしては、まずシアン化合物を、鉄イオンや、鉄塩などの鉄化合物によって不溶化し、つぎに鉄によって不溶化されたシアンを吸着剤で吸着することにより、汚染水からシアン化合物を除去するものであり、その目的のためにシアン化合物処理剤が用いられる。シアン化合物処理剤の組成は、徐放性酸性剤、吸着剤、および鉄を含有する。なお、鉄が、徐放性酸性剤、吸着剤のいずれかに含有されていてもよい。以下、徐放性酸性剤、吸着剤、および鉄について説明する。
【００１８】
＜徐放性酸性剤＞
徐放性酸性剤とは、汚染水の浄化に際し、浄化設備およびその付近の環境の酸性雰囲気を維持するための剤である。徐放性酸性剤は、長時間にわたって酸性雰囲気を維持することができるものであれば特に制限されないが、硫黄化合物（たとえば硫黄含有アルカリ土壌改良剤であるサンドセット）や活性白土（たとえば酸性処理土であるモンモリロナイト）、および硫酸鉄系の酸性剤（たとえばフェロサンド）などが挙げられる。徐放性酸性剤を使用することにより、長時間にわたって酸性雰囲気を維持することができる。その結果、以下で述べる鉄のシアン錯体を不溶化する能力を長く保つことができる。
【００１９】
＜吸着剤＞
吸着剤とは、鉄によって不溶化されたシアノ錯体を吸着するための剤である。鉄によって不溶化されたシアノ錯体を吸着することにより、シアン化合物の流出による環境汚染を阻止することができる。吸着剤としては、たとえば土系（粘土系）の鉱物が、吸着剤が機能する寿命を延ばす効果が大きい点で好ましいが、シアン化合物の吸着効果を有するものであれば、これらに限られるものではない。
【００２０】
＜鉄＞
鉄は、シアン錯体を不溶化するための剤である。
【００２１】
鉄は、鉄粉などの単体のみならず、硫酸鉄や硫化鉄などの鉄化合物もその範囲に含む。なお、鉄粉を用いる場合、当該鉄粉は吸着剤としても機能する。また、硫酸鉄などの鉄資材を用いた場合、当該鉄資材は、徐放性酸性剤としても機能する。
【００２２】
＜その他＞
また、本発明のシアン化合物処理剤に関し、徐放性酸性剤、吸着剤、および鉄以外にも、浄化性能を損なわない範囲で、色々な剤を含んでいてもよい。たとえば、通水性を確保するために珪砂を使用できる。また、徐放性酸性剤として硫酸鉄を用いた場合においては、地下水によって硫酸鉄が酸化された結果、徐放性酸性剤としての効力を失う場合がある。これに対して、上述のシアン化合物処理剤に徐放性有機物を添加することによって徐放性酸性剤としての効力を回復させることができる。徐放性有機物としては、たとえば乳化植物油などが挙げられる。その他、鉄粉の吸着効率を向上させたり、鉄粉を分離回収しやすくしたりするための、各種溶媒、添加剤などを使用することができる。
【００２３】
＜浄化設備＞
浄化設備は、シアン化合物によって汚染された汚染水を浄化する設備である。浄化設備では、上記のシアン化合物処理剤を用いて浄化作業を行う。浄化設備の一例としては、汚染された地下水が敷地外に流れ出ることを防ぐための浄化壁が挙げられる。
【００２４】
図１に、浄化設備として浄化壁を用いた場合の例を示す。工場敷地内５の地下には、シアン化合物によって汚染された地下水１が存在する。シアン化合物処理剤は、浄化壁を作製する際に内部に混入される。シアン化合物処理剤が混入された浄化壁２は、たとえば工場敷地内５と工場敷地外７との境界に、地下水１の全てが浄化壁２を通過するように、地中を掘削して設置される。地下水１が浄化壁２を通過する際、地下水１中のシアン化合物が浄化壁２によって吸着される。その結果、地下水１からシアン化合物が除去される。したがって、工場敷地外７には、シアン化合物を含まない清浄な地下水３が放出される。
【００２５】
なお、徐放性酸性剤として硫酸鉄を用いた際に、地下水などの影響で、経時によってその効力が落ちてしまう可能性がある。このような問題に対し、徐放性有機物を用いて、浄化設備およびその付近の環境の還元雰囲気を作ることにより、徐放性酸性剤の効力を回復することが考えられる。
【００２６】
浄化設備に対する徐放性有機物の供給は、たとえば、注入井戸により行う。注入井戸は、たとえば地下水の上流側に、任意の数を設置することができる。注入井戸に徐放性有機物を注入することにより、地下水の流れに沿って徐放性有機物が下流へと拡散し、浄化壁２に対して徐放性有機物を供給することができる。
【００２７】
なお、浄化壁２内にあらかじめ注入井戸を立て込んでおいて、浄化壁２に対して直接徐放性有機物を注入することもできる。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
＜試験方法の概略＞
（１）浄化設備として、シアン化合物処理剤が混入された浄化壁を用いたケースを想定した。また、浄化壁を模するものとして、シアン化合物処理剤を充填したカラムを用いた。概略図を図２に示したので、これに基づいて説明する。
【００３０】
（２）カラムは、内径１０ｃｍ、長さ３ｃｍのシアン化合物処理剤充填層１５を有するカラム２１、または、内径５ｃｍ、長さ２０ｃｍのシアン化合物処理剤充填層１５を有するカラム２３のいずれかを用いる。なお、充填層内のシアン化合物処理剤の流出を防止するため、充填層の両端には、充填層からみて順に、数ｃｍ程度のガラスビーズ層１６、および栓１７を用いて封をした。いずれのカラムを用いるかについては、後述する各実施例において明示する。
【００３１】
（３）シアン化合物で汚染された水を摸するものとして、水にフェロシアンカリウム（三水和物）を添加してなるフェロシアン水溶液１４を用いた。なお、フェロシアン水溶液１４のシアン濃度（全シアン濃度を指す、以下同じ。）は、１ｍｇ／Ｌである。
【００３２】
（４）フェロシアン水溶液１４は、第１管路１１を通じて、定量ポンプ１８へと運ばれ、定量ポンプ１８から、第２管路１２を通じて、浄化壁を模したカラム２１または２３に通水される。なお、フェロシアン水溶液１４の通水速度は、定量ポンプ１８によって、０．５〜２ｍＬ／分に制御される。
【００３３】
（５）カラムを通水した後のフェロシアン水溶液１４は、第３管路１３を通じて、サンプリング容器１９へ運ばれる。
【００３４】
（６）サンプリング容器１９へ運ばれたフェロシアン水溶液１４の通水量（以下、単に「通水量」とする）と、サンプリング容器１９内にたまった水のシアン濃度およびｐＨを、約１週間に１度、測定した。なお、シアン濃度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ０１０２（工場排水試験方法）の蒸留−ピリジン酸吸光光度法により行った。
【００３５】
（判定基準について）
「地下水の水質汚濁に係る環境基準について（環境庁告示）」で定められたシアン環境基準値である０．１ｍｇ／Ｌ（定量限界値）を上回る直前までの通水量を、「シアン環境基準値を満足できた通水量」とする。なお、カラムを通水した直後のフェロシアン水溶液は、シアン濃度の値が不安定であることから、「シアン環境基準値を満足できた通水量」の判定は、フェロシアン水溶液の通水量が５０Ｌに達した後に行うものとする。なお、上記フェロシアンの水溶液シアン濃度の値が不安定である理由としては、カラムの吸着力が安定しない等の理由が考えられる。
【００３６】
（実施例１）
鉄粉１００ｇ、徐放性酸性剤としてのサンドセット（日産アグリ社製  硫黄含有のｐＨ降下材）７ｇ、および珪砂３４０ｇからなるシアン化合物処理剤を、カラム２１に充填した。その後、フェロシアン水溶液をカラム２１に通水させ、サンプリング容器１９へ運ばれたフェロシアン水溶液１４に対して、上記通水量、濃度、およびｐＨ測定を行った。なお実施例１において、鉄粉は吸着剤としても用いられる。
【００３７】
（実施例２）
鉄粉９０ｇ、徐放性酸性剤としてのサンドセット１８ｇ、および吸着剤としての赤玉土（関東ローム層の造粒物、弱酸性粘土系土）１６０ｇからなるシアン化合物処理剤を、カラム２１に充填した。その後、フェロシアン水溶液をカラム２１に通水させ、サンプリング容器１９へ運ばれたフェロシアン水溶液１４に対して、上記通水量、濃度、およびｐＨ測定を行った。
【００３８】
（実施例３）
鉄粉１００ｇ、徐放性酸性剤としてのモンモリロナイト（酸性白土を熱処理することにより得た活性白土）３０ｇ、および吸着剤としての赤玉土１７０ｇからなるシアン化合物処理剤を、カラム２３に充填した。その後、フェロシアン水溶液をカラム２３に通水させ、サンプリング容器１９へ運ばれたフェロシアン水溶液１４に対して、上記通水量、濃度、およびｐＨ測定を行った。
【００３９】
（実施例４）
徐放性酸性剤としてのフェロサンド（石原テクノ社製  硫酸鉄を主成分とする資材）８０ｇ、および吸着剤としての赤玉土２４０ｇからなるシアン化合物処理剤を、カラム２３に充填した。その後、フェロシアン水溶液をカラム２３に通水させ、サンプリング容器１９へ運ばれたフェロシアン水溶液１４に対して、上記通水量、濃度、およびｐＨ測定を行った。
【００４０】
（比較例１）
鉄粉１００ｇ、および珪砂３３５ｇからなるシアン化合物処理剤を、カラム２１に充填した。その後、フェロシアン水溶液をカラム２１に通水させ、サンプリング容器１９へ運ばれたフェロシアン水溶液１４に対して、上記通水量、濃度、およびｐＨ測定を行った。
【００４１】
（比較例２）
鉄粉５６ｇ、および珪砂５６０ｇからなるシアン化合物処理剤を、カラム２３に充填した。その後、フェロシアン水溶液をカラム２３に通水させ、サンプリング容器１９へ運ばれたフェロシアン水溶液１４に対して、上記通水量、濃度、およびｐＨ測定を行った。
【００４２】
＜実験結果＞
上記実施例および比較例の結果を、グラフとして図３−５に示す。各図に示した上段のグラフについて、ｘ軸は通水量（Ｌ）であり、ｙ軸はシアン濃度（ｍｇ／Ｌ）である。次に下段のグラフについて、ｘ軸は通水量であり、ｙ軸はｐＨである。
【００４３】
図５に示した通り、比較例１は、通水量５０Ｌの段階で、シアン環境基準値を超えた。その後、通水量約７５Ｌ〜約１１０Ｌの段階においては、シアン濃度がシアン環境基準値を下回ったものの、通水量約１１０Ｌで再びシアン環境基準値を超えた。
【００４４】
比較例２は、通水量５０Ｌの段階でシアン環境基準値付近にまでシアン濃度が上昇しているものの、その後、シアン濃度が低下した。しかしながら、通水量約８０Ｌで再びシアン濃度が上昇し、通水量約１０５Ｌでシアン環境基準値を超えた。
【００４５】
図３に示した通り、実施例１は、通水量約１７０Ｌでシアン環境基準値を超えたが、再びシアン濃度が低下し、通水量約２７５Ｌまでシアン環境基準値を超えることはなかった。すなわち、実施例１と用いたカラムが類似である比較例１と比較してみると、一旦シアン濃度が低下したことを考慮しても、通水量約１１０Ｌでシアン環境基準値を超えてしまっている比較例１よりも、シアン濃度の低い水を多く得られることがわかる。また、そもそも比較例１は通水量５０Ｌの段階でシアン環境基準値を超えていることから、安定性に問題があると判断される。
【００４６】
実施例２は、通水量約３２０Ｌで初めてシアン環境基準値を超えた。すなわち、実施例１と比較してさらにシアン濃度の低い水を多く得ることができた。吸着能力の点で、珪砂よりも粘土系の赤玉土を用いた方が好ましかったものと考えられる。
【００４７】
実施例３は、少なくとも通水量約１３５Ｌまではシアン環境基準値を上回ることはなかった。すなわち、実施例３と用いたカラムが類似である比較例２と比較してみると、一旦シアン濃度が低下したことを考慮しても、通水量約１０５Ｌでシアン環境基準値を超えてしまっている比較例２よりも、通水量が多いことがわかる。
【００４８】
実施例４は、少なくとも通水量約２５０Ｌまではシアン環境基準値を上回ることはなく、用いたカラムが類似である比較例２に対して、シアン環境基準値を満足できた通水量は大幅に増加させることができた。また、フェロサンドによる、長時間にわたるｐＨ低下の効果が顕著に認められた。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・シアン化合物によって汚染された地下水
２・・・浄化壁
３・・・浄化された清浄な地下水
５・・・工場敷地内
７・・・工場敷地外
１１・・・第１管路
１２・・・第２管路
１３・・・第３管路
１４・・・フェロシアン水溶液
１５・・・シアン化合物処理剤充填層
１６・・・ガラスビーズ層
１７・・・栓
１８・・・定量ポンプ
１９・・・サンプリング容器
２１・・・内径１０ｃｍ、長さ３ｃｍのシアン化合物処理剤充填層を有するカラム
２３・・・内径５ｃｍ、長さ２０ｃｍのシアン化合物処理剤充填層を有するカラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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