(57)【要約】【課題】各種製造工程等から出る排水やゴミ焼却場の洗煙排水や排煙脱硫排水等の排水から効率よくホウ素を除去することができるホウ素を含んだ排水の処理方法を提供する。【解決手段】ホウ素を含んだ排水に、アルミニウム塩、難溶性のカルシウム塩及び消石灰を添加しｐＨが８以上となるように調整する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素を含んだ排水に、アルミニウム塩、難溶性のカルシウム塩、及び消石灰を添加しｐＨが８以上となるように調整することを特徴とするホウ素を含んだ排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種製造工程等から出る排水やゴミ焼却場の洗煙排水や排煙脱硫排水等の排水から効率よくホウ素を除去することができるホウ素を含んだ排水の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】「朝田裕之、恵藤良弘：用水と排水」Ｖｏｌ．２９  ＮＯ．４（ｐ．２８３−２８９）２０００年
【０００３】
最近では、排水の規制強化に伴いホウ素も環境基準健康項目に移行されたため、各種製造工程等から出る排水やゴミ焼却場の洗煙排水や排煙脱硫排水等のホウ素を含有した排水もホウ素の基準をクリヤするように除去処理する必要が生じてきた。このホウ素の除去方法としては、非特許文献１に示されるように、（１）硫酸バンドと消石灰を用いる凝集沈殿法、（２）イオン交換樹脂を用いるイオン交換法、（３）有機溶媒を用いる溶媒抽出法、（４）逆浸透（ＲＯ）処理法等が知られている。
【０００４】
しかしながら、凝集沈殿法では汚泥発生量が多いという問題点があり、イオン交換法ではホウ素の選択性が低いため除去率に劣るとともに処理コストが高くなるという問題点があった。また、溶媒抽出法では溶媒の漏出による汚染の危険性があるとともに処理コストが高くなるという問題点があり、逆浸透（ＲＯ）処理法ではホウ素の除去率に劣るという問題点があった。更に、排水中にはホウ素の他フッ素も含まれている場合があり、ホウ素とフッ素を同時に除去処理する有効な技術は存在しておらず、その開発が待たれているのが現状であった。
【０００５】
【発明のが解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、排水から効率よくホウ素を除去することができるとともに、汚泥発生量が少なくかつ処理コストも低減することができ、更にはホウ素とフッ素の２つを同時に除去処理することができるホウ素を含んだ排水の処理方法を提供することを目的して完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のホウ素を含んだ排水の処理方法は、ホウ素を含んだ排水に、アルミニウム塩、難溶性のカルシウム塩及び消石灰を添加しｐＨが８以上となるように調整することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい形態を示す。
本発明では、ホウ素を含んだ排水にアルミニウム塩、難溶性カルシウム塩及び消石灰を添加することでｐＨ８以上に調整する。
ホウ素は水中においては、ホウ酸あるいはフルオロホウ酸になっている場合が多い。また、ホウ酸はｐＨによって形が変わり、高ｐＨの場合はＢ（ＯＨ）４−になるといわれている。また、ｐＨ６〜１１では低濃度の場合、Ｈ３ＢＯ３あるいはＢ（ＯＨ）４−で存在し、高濃度の場合、Ｂ３Ｏ３（ＯＨ）４−、Ｂ５Ｏ６（ＯＨ）−、Ｂ３Ｏ３（ＯＨ）５２−、Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４２−のようにポリマーが形成される。本発明では、これらの様々な形態をとるホウ素を、アルカリ性域でアルミニウム塩と消石灰により生成される各種のアルミン酸カルシウム（ｘＣａＯ・ｙＡｌ２Ｏ３・ｚＨ２Ｏ：ｘ，ｙ，ｚ＞０）に吸着させることにより凝集沈殿除去する。
なお、アルミニウム塩としては塩化アルミニウムのような塩素化合物より硫酸バンドが効果的である。これは、塩化物イオンの共存（５０００ｍｇ／Ｌ程度以上）が悪影響を及ぼすためと考えられる。
【０００８】
また、従来のアルミニウム塩と消石灰を添加することでｐＨをアルカリ性域に調整する方法でもホウ素はある程度除去可能であるが、本発明では、さらに難溶性のカルシウム塩を添加する事を特徴とする。この難溶性のカルシウム塩の添加により、上記のホウ素を吸着するアルミン酸カルシウムの沈降性を向上させることができる。しかも、消石灰の添加量を少なくすることができることから、汚泥発生量を削減でき、かつ発生する汚泥の含水率を従来より低いものとすることができる。
【０００９】
第一の理由は、難溶性カルシウム塩を添加することで、上記のアルミン酸カルシウムの見かけの比重が大きくなり、従来法である添加なしでは沈殿させることが出来なかったアルミン酸カルシウムの微細な結晶をも沈殿・除去させることが可能となるため、結果としてホウ素除去率の向上がはかられ、また沈殿した汚泥の含水率を低くすることが出来るので、発生汚泥量（含水分）を低減させることが出来る。
また、難溶性カルシウム塩を添加することで、従来よりも比重が大きく沈降性のよいアルミン酸カルシウム結晶を効率よく生成できるようになることから、従来の消石灰添加量よりも少ない添加量でホウ素除去が可能となる。なお、難溶性カルシウム塩を添加する代わりに、同じく難溶性カルシウム塩である消石灰自体を増量するとｐＨが１３程度まで上昇し、逆にホウ素除去率が減少するので効果はない。
【００１０】
次いで、第二の理由として、難溶性カルシウム塩として例えば硫酸カルシウム二水和物を用いた場合、アルミン酸カルシウムだけでなくエトリンガイド（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）等が生成し、これにホウ素を除去する効果がある事があげられる。すなわち、難溶性カルシウム塩を添加することにより、エトリンガイド等のアルミン酸カルシウム以外のホウ素除去物質が生成され、従来法よりもホウ素除去率が向上するのである。
なお、難溶性のカルシウム塩としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、硫酸カルシウム二水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フルオロアパタイト（Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｆ２）、ヒドロキシアパタイト（Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２）等を用いることができる。
【００１１】
さらに排水がフッ素を含んでいる場合には、一段目としてカルシウム塩の添加等によりフッ化カルシウム、もしくはフルオロアパタイトを生成させてフッ素を除去した後、その汚泥を二段目で、本発明における難溶性カルシウム塩として添加しホウ素除去に利用することで、二段目におけるホウ素除去率の向上が図られる。この結果、排水中に含まれたホウ素とフッ素の２つを同時に除去処理することができることとなりフッ素除去汚泥を有効にホウ素除去に利用することで、フッ素・ホウ素除去全体としても、フッ素、ホウ素を別々に処理するよりもさらに発生汚泥量を削減することが出来るのである。
なお、フッ素・ホウ素が共存する排水ではホウ素とフッ素が化合してフッ素の一部がフルオロホウ酸イオン（ＢＨ４−）の形態になっている場合があり、従来の凝集沈殿法では除去することができない。その場合はカルシウム塩および／またはアルミニウム塩を添加することにより、次式のようにフッ化カルシウムまたはフッ化アルミニウムとホウ酸に分解した後、本発明を適用することで除去可能となる。
【００１２】
【化１】
2004283731.tif 000002
【化２】
2004283731.tif 000003
【００１３】
【実施例】
ホウ素含有排水：７０ｍｇ−Ｂ／Ｌ：５００ｍｌに対して硫酸バンド（工業用８％）を５００ｍｇ−Ａｌ／Ｌ添加した後、難溶性カルシウム塩（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３））、硫酸カルシウム二水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フルオロアパタイト（Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｆ２）、ヒドロキシアパタイト（Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２）のいずれかを、それぞれ０．５ｇ／５００ｍｌ、１．０ｇ／５００ｍｌ、１．５ｇ／５００ｍｌ添加し、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）を２ｇ／５００ｍｌ添加した時の凝集沈殿結果を表１に示す。
なお、硫酸バンド（工業用８％）を５００ｍｇ−Ａｌ／Ｌ添加した後、消石灰のみを２ｇ／５００ｍｌ、および３ｇ／５００ｍｌした添加した時の凝集沈殿結果を比較例として示す。
凝集条件は、
急速撹拌１２０ｒｐｍ：５分間
緩速撹拌  ３０ｒｐｍ：３５分間
静置    ３０分間
である。
本発明の処理方法によればホウ素除去率はいずれも８０％以上であり、比較例の７０％前後であったのに比べて向上していることが判った。また、汚泥発生量についても、第１番目の比較例の場合を１００とすると、本発明の処理方法の場合はＣａＣＯ３、フルオロアパタイト、ヒドロキシアパタイト併用の３番目のデータを除いて他は全て減少していることが確認できた。
【００１４】
【表１】
2004283731.tif 000004
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は排水から効率よくホウ素を除去することができるとともに、汚泥発生量が少なくかつ処理コストも低減することができ、更にはホウ素とフッ素の２つを同時に除去処理することができるものである。
よって、本発明は従来の問題点を一掃したホウ素を含んだ排水の処理方法として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。