(57)【要約】【課題】原水と粉末状キレート材との接触効率を向上させることができ、反応槽一塔当たりの処理水量が大きく、スケールメリットを十分に発揮することができる粉末状キレート材を用いた排水処理装置を提供する。【解決手段】粉末状キレート材を用いて排水中の金属イオン又は類金属元素を含むイオンを除去するための排水処理装置であって、粉末状キレート材を投入した反応槽１１の下部に原水流入部１２を、上部に処理水流出部１３を設けるとともに、原水流入部の上方に粉末状キレート材１４を支持する支持体１５を設け、原水を上向流で粉末状キレート材と接触させる。さらに、反応槽における処理水流出部の下方に、粉末状キレート材が処理水と共に流出することを阻止するための阻止体を設けておくこともでき、反応槽の下流に、処理水と共に流出した粉末状キレート材を処理水から分離するためのろ過処理手段を設けておくこともできる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状キレート材を用いて排水中の金属イオン又は類金属元素を含むイオンを除去するための排水処理装置であって、粉末状キレート材を投入した反応槽の下部に原水流入部を、上部に処理水流出部を設けるとともに、前記原水流入部の上方に前記粉末状キレート材を支持する支持体を設け、原水を上向流で粉末状キレート材と接触させるように形成したことを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
前記反応槽における処理水流出部の下方に、前記粉末状キレート材が処理水と共に流出することを阻止するための阻止体を設けたことを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
前記反応槽の下流に、処理水と共に流出した粉末状キレート材を処理水から分離するためのろ過処理手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理装置に関し、詳しくは、排水（廃液）中に含まれる金属イオンや類金属（半金属）イオン、例えば、銅，亜鉛，ニッケル，コバルト等の重金属イオンや、硼素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、セレン、テルル等の類金属イオンのような有害又は有価金属イオン、類金属元素イオン及びホウ酸イオン等の類金属元素を含むイオンを除去するための排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業排水等に含まれている有害金属イオンや類金属元素を含むイオンを除去するため、これらのイオンを捕捉することができるイオン交換樹脂やキレート樹脂を利用した排水処理装置が従来から用いられており、特に、近年は、粉末状キレート材を用いた排水処理装置が注目されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３９３９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種の処理を行う一般的な反応槽として、粉末状キレート材等を充填した充填塔タイプの下向流反応槽が多く用いられているが、この充填塔タイプの反応槽では、一塔当たりの処理水量が限られており、処理水量が多いときには反応槽の数を増やすことで対応していた。さらに、反応槽の増加によってキレート材の使用量も増大するため、設備コストや運転コストにスケールメリットを生かすことができなかった。
【０００５】
そこで本発明は、原水と粉末状キレート材との接触効率を向上させることができ、反応槽一塔当たりの処理水量が大きく、スケールメリットを十分に発揮することができる粉末状キレート材を用いた排水処理装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、粉末状キレート材を用いて排水中の金属イオン又は類金属元素を含むイオンを除去するための排水処理装置であって、粉末状キレート材を投入した反応槽の下部に原水流入部を、上部に処理水流出部を設けるとともに、前記原水流入部の上方に前記粉末状キレート材を支持する支持体を設け、原水を上向流で粉末状キレート材と接触させるように形成したことを特徴としている。
【０００７】
さらに、前記反応槽における処理水流出部の下方に、前記粉末状キレート材が処理水と共に流出することを阻止するための阻止体を設けたこと、また、前記反応槽の下流に、処理水と共に流出した粉末状キレート材を処理水から分離するためのろ過処理手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一形態例を示す排水処理装置の系統図である。この排水処理装置は、反応槽１１の下部に原水流入部１２を、上部に処理水流出部１３を設けるとともに、前記原水流入部１２の上方に、反応槽内部に投入される粉末状キレート材１４を支持するための支持体１５を設けたものである。また、処理水流出部１３には、必要に応じてろ過処理手段１６を設けることもできる。
【０００９】
本発明で使用する粉末状キレート材１４は、粉末状で金属イオン又は類金属元素を含むイオンを吸着可能なものならば特に限定されるものではなく、処理対象排水である原水の性状や、除去（回収）対象とする金属の種類等の条件に応じて最適なものを使用することができる。例えば、特開２０００−１６９８２８号公報に記載された分子構造を有するものが好適であり、天然又は再生繊維にキレート官能基が導入されたものが好ましい。さらに、導入されたキレート官能基はイミノジ酢酸又はグルカミンであることが好ましい。なお、粉末状キレート材の形状は、粉、短繊維、糸切れ、顆粒及びビーズのいずれか、又はそれらの組み合わせである。
【００１０】
また、本発明では、２種以上の粉末状キレート材を適宜混合して用いることもできる。２種以上を混合する場合は、少なくとも同じｐＨ範囲で吸着能を有するものを使用すべきである。このように複数種の粉末状キレート材を使用することにより、一つの装置で複数の金属イオン又は類金属元素を含むイオンを同時に除去することができるので、装置の小型化や装置コストの低減が図れる。
【００１１】
前記支持体１５は、上述のような粉末状キレート材１４を支持体上面に支持するとともに、槽内全体に満遍なく原水を上昇させるためのものであって、網、パンチングメタル等の通水可能なものを使用することができる。また、支持体１５の上に、砂利や樹脂成形体からなる支持層を必要に応じて設けるようにしてもよい。
【００１２】
また、前記ろ過処理手段１６は、処理水と共に流出した粉末状キレート材を処理水から分離可能なものであればよく、例えば、砂等を充填したろ過槽、網状フィルター、分離膜等を用いることができる。
【００１３】
このように形成した排水処理装置において、金属イオンや類金属元素を含むイオンを含む原水は、原水流入部１２から反応槽１１の下部に流入し、支持体１５を通過して反応槽内を上向きに流れながら、水流によって支持体上で浮遊状態となった粉末状キレート材１４に接触する。これにより、原水中の金属イオンや類金属元素を含むイオンが粉末状キレート材１４に捕捉されて水中から除去される。これらのイオンを除去した後の処理水は、反応槽上部の処理水流出部１３から流出し、必要に応じて設けられたろ過処理手段１６を経て次工程に送られる。
【００１４】
この反応槽１１における流速（線速度）は、粉末状キレート材の性状により異なるが、通常は、５０〜５００ｍ／ｄａｙの範囲が好ましい。流速が５０ｍ／ｄａｙ未満だと粉末状キレート材が十分に浮上せず、流速が５００ｍ／ｄａｙを超えると粉末状キレート材が流出しやすくなる。したがって、通常の運転状態では、粉末状キレート材１４の性状に対応した流速に設定することにより、粉末状キレート材１４が処理水流出部１３から流出することはほとんどない。
【００１５】
上述のように、原水と粉末状キレート材との接触を上向流で行うことにより、一般的な下向流反応槽に比べて粉末状キレート材の圧密による圧力損失が小さくなるので、流速を大きくすることが可能となり、処理水量を増大させることができる。特に、粉末状キレート材の中でも、短繊維状のものは比重が小さいため、このような上向流反応槽に最適である。
【００１６】
すなわち、上向流で原水と粉末状キレート材とを接触させて原水の流速を高めることにより、反応槽一塔当たりの処理水量を従来よりも増加させることが可能となるので、処理水量が多い場合でも、少数の反応槽で十分な処理を行うことができる。さらに、従来よりも反応槽の設置数を少なくできるので、粉末状キレート材の使用量も少なくすることができ、設備コストや運転コストの削減を図ることができ、スケールメリットを生かした効率のよい排水処理を行うことができる。
【００１７】
図２は、本発明の排水処理装置の他の形態例を示す系統図である。なお、前記形態例に示した排水処理装置と同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１８】
本形態例に示す排水処理装置は、前記形態例と同様に形成した反応槽１１における処理水流出部１３の下方に、網等からなる阻止体２１を設け、粉末状キレート材１４が処理水と共に処理水流出部１３から下流側に流出することを阻止するようにしている。このような阻止体２１を設けることにより、上向流に伴われて上昇する粉末状キレート材１４を阻止体２１の下方で充填層状態にすることができるので、充填密度を大きくして反応速度を向上させることができ、処理水量を更に多くすることができる。
【００１９】
本形態例に示した構造の反応槽１１における流速も、前記同様に、粉末状キレート材の性状により異なるが、通常は、５０〜１０００ｍ／ｄａｙの範囲が好ましい。流速が５０ｍ／ｄａｙ未満だと粉末状キレート材が十分に浮上せず、流速が１０００ｍ／ｄａｙを超えると圧力損失が増大し、また、滞留時間が十分に取れなくなるという問題が出てくる。
【００２０】
なお、このように阻止体２１を設けた場合でも、運転状態によっては小さな粉末状キレート材が処理水と共に反応槽１１の下流側に流出するおそれがあるので、前記同様のろ過処理手段１６を処理水流出部１３に設けておくことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の排水処理装置によれば、従来に比べて高速処理が可能となり、反応槽一塔当たりの処理水量を増加させることができ、反応速度の向上も図れるので、粉末状キレート材の使用量も削減することができる。したがって、排水中の金属イオンや類金属元素を含むイオンの除去に要するコストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態例を示す排水処理装置の系統図である。
【図２】本発明の排水処理装置の他の形態例を示す系統図である。
【符号の説明】
１１…反応槽、１２…原水流入部、１３…処理水流出部、１４…粉末状キレート材、１５…支持体、１６…ろ過処理手段、２１…阻止体
【図１】
2004216310.tif 000003
【図２】
2004216310.tif 000004