(57)【要約】【課題】安価な設備で、厳しい排水基準値にも確実に適用でき、かつ発生する汚泥量が少ないホウ素化合物を含む排水の処理方法を提供する。【解決手段】ホウ素化合物を含有する排水の処理方法であって、排水を過酸化物によって処理した後に、ヒドロキシ多価カルボン酸およびアルカリ土類金属化合物の共存下において沈殿物を析出させたのち、該沈殿物を排水中から分離することによって、排水中のホウ素濃度を低下させることを特徴とする排水処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素化合物を含有する排水の処理方法であって、排水を過酸化物によって処理した後に、ヒドロキシ多価カルボン酸およびアルカリ土類金属化合物の共存下で沈殿物を析出させたのち、該沈殿物を排水中から分離することによって、排水中のホウ素濃度を低下させることを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
過酸化物が、過酸化水素あるいは水中で反応して過酸化水素を生成する過酸化物である請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
排水中に共存させるヒドロキシ多価カルボン酸の量がホウ素の量に対して２モル当量以上であって、排水中に共存させるアルカリ土類金属化合物の量がヒドロキシ多価カルボン酸の量に対して１モル当量以上である請求項１あるいは２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
沈殿物を析出させる際のｐＨが８．５〜１０．５の範囲にある請求項１〜３のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ素化合物を含有する排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホウ素は、人の健康に影響を与えることが明らかとなっていることから、現在においては排出規制が実施されている。たとえば、ホウ素の排水基準は河川及び湖沼において１０ｍｇ／リットル以下である。ホウ素化合物は、例えば、ガラス製品、医薬品、化粧品、半導体、めっき製品等の製造に使用され、その製造排水中に含まれている。また、火力発電所排水、排煙脱硫排水、ゴミ焼却施設排水、一部の温泉水、その他の工場排水にも含まれている場合が多い。このため、これらの排水処理においては、排水中に含まれているホウ素化合物を排水から除去しなければならない。
【０００３】
排水中のホウ素を除去する方法として、例えば、イオン交換樹脂により吸着させて除去する方法（特許文献１参照）やアルミニウム化合物およびカルシウム化合物を使用して不溶性の沈殿物を形成させて除去する凝集沈殿法（特許文献２参照）等が用いられてきた。他方、アルカリ土類金属の水酸化物を添加し、亜臨界条件下にて処理する方法が知られている（特許文献３参照）。
【０００４】
しかし、イオン交換樹脂によってホウ素を除去する方法はホウ素を吸着したイオン交換樹脂に対して再生処理をおこなう必要があり、再生処理のコストがかかる上に、再生処理によって発生した高濃度のホウ素を含む再生廃液の処理が必要となるとの問題点がある。
【０００５】
アルミニウム化合物およびカルシウム化合物を使用してホウ素を除去する方法は硫酸バンドおよび消石灰を使用する場合以外ではホウ素を除去する能力が不十分であり、硫酸バンドおよび消石灰を使用した場合においても、排水中のホウ素化合物を排水基準以下にまで除去するには多量の薬剤が必要となるとともに、大量の汚泥が発生するとの問題があった。
【０００６】
アルカリ土類金属の水酸化物を添加し亜臨界条件下にて処理する方法は、反応条件として亜臨界条件を必要とすることから、上記のホウ素排水に対して連続的に処理を施せない、処理に大きなエネルギーを必要とする等の問題があった。
【０００７】
非特許文献１には、排水からのホウ素除去法としてではないが、特定のホウ素を含有する水溶液に塩化アンモニウム、酒石酸、塩化バリウムおよびアンモニア水を加えることで、ホウ素を含有する化合物を定量的に形成し沈殿として得る方法が示されている。
【０００８】
この方法は、排水中のホウ素を除去する方法ではなく、排水中のホウ素濃度を分析する手法である。この方法では、ホウ素を含有する不溶性化合物を定量的に形成することで、排水中からホウ素を分離する。この方法を使用して排水中のホウ素を除去する場合、大量の薬剤を必要とする。そのため、排水中のホウ素を除去する方法として使用するには問題があった。
【特許文献１】特開平９−３１４１３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６５６２号公報
【特許文献３】特開２００５−２７９４６８号公報
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｇ  １２２７（１９６３）  ４．８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、以上のような状況から、安価な設備で、厳しい排水基準値にも確実に適用でき、かつ発生する汚泥量が少ないホウ素化合物を含む排水の処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のホウ素化合物を含有する排水処理方法は、過酸化物、ヒドロキシ多価カルボン酸およびアルカリ土類金属化合物の共存下において沈殿物を析出させたのち、沈殿物を排水中から分離することによって、排水中のホウ素濃度を低下させることを特徴とする。
【００１１】
すなわち本発明は、以下の排水処理法を提供するものである。
１．ホウ素化合物を含有する排水の処理方法であって、排水を過酸化物によって処理した後に、ヒドロキシ多価カルボン酸およびアルカリ土類金属化合物の共存下で沈殿物を析出させたのち、該沈殿物を排水中から分離することによって、排水中のホウ素濃度を低下させることを特徴とする排水処理方法。
２．過酸化物が、過酸化水素あるいは水中で反応して過酸化水素を生成する過酸化物である前記１に記載の排水処理方法。
３．排水中に共存させるヒドロキシ多価カルボン酸の量がホウ素の量に対して２モル当量以上であって、排水中に共存させるアルカリ土類金属化合物の量がヒドロキシ多価カルボン酸の量に対して１モル当量以上である前記１あるいは２に記載の排水処理方法。
４．沈殿物を析出させる際のｐＨが８．５〜１０．５の範囲にある前記１〜３のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ホウ素化合物を含有する排水に対し、安価な設備で確実に排水基準値（ホウ素として１０ｍｇ／リットル以下）にまで、ホウ素を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明はホウ素化合物を含有する排水の処理方法に関するものであり、対象となる排水は特に限定されないが、例えば前述のガラス製品、医薬品、化粧品、半導体、めっき製品等の製造排水、火力発電所排水、排煙脱硫排水、ごみ焼却施設排水、一部の温泉水、その他の工場や研究施設からの排水、一般家庭からの排水などが含まれる。
【００１４】
本発明において、上記の排水を過酸化物によって処理する必要があるが、排水中に過酸化物が予め含まれている場合は、排水中に含まれている過酸化物を利用してもよく、さらに過酸化物を添加してもよい。
【００１５】
本発明において、排水を過酸化物によって処理する必要があるが、使用する過酸化物に特に制限はない。例えば、過酸化水素、過酸化リチウム、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化マグネシウム、過酢酸、過硫酸、過炭酸等が使用でき、その中では取扱いの容易さから過酸化水素を使用することが好ましい。
【００１６】
本発明において、上記の排水中にヒドロキシ多価カルボン酸を存在させる必要があるが、ヒドロキシ多価カルボン酸が排水中に予め含まれている場合は、排水中に含まれているヒドロキシ多価カルボン酸を利用してもよく、さらにヒドロキシ多価カルボン酸を添加してもよい。
【００１７】
排水中に添加するヒドロキシ多価カルボン酸に特に制限はないが、たとえば酒石酸、メソ酒石酸、リンゴ酸、３−メチルリンゴ酸、クエン酸、アラバル酸、リバル酸、キシラル酸、アラル酸、アルトラル酸、グルカル酸、イダル酸、マンナル酸、粘液酸などがあげられる。好ましくは酒石酸、グルカル酸もしくは粘液酸が使用でき、特に好ましくは酒石酸が使用できる。
【００１８】
沈殿物を析出させるに際し、ヒドロキシ多価カルボン酸は排水中に溶解していればよい。予めヒドロキシ多価カルボン酸が排水中に沈殿として含まれている場合には、酸またはアルカリを添加することによって溶解させてもよい。
【００１９】
本発明の処理において排水中に添加するヒドロキシ多価カルボン酸の量は、排水中に予め含まれているヒドロキシ多価カルボン酸と本処理において添加されるヒドロキシ多価カルボン酸の和が、モル比において、排水中に含まれるホウ素に対し２モル当量以上であればよい。
【００２０】
本発明において、排水中に共存させるアルカリ土類金属化合物に特に制限はないが、たとえば、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、酢酸カルシウム、生石灰、消石灰、塩化バリウム、酢酸バリウム、硝酸バリウム、酸化バリウム、水酸化バリウム、塩化ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、酸化ストロンチウムなどが使用できる。但し、排水中に全部または一部が溶解してアルカリ土類金属イオンを生じるものであればよく、上記にあげた化合物に限るものではない。
【００２１】
本発明において排水中に共存させるアルカリ土類金属化合物として好ましくは、塩化バリウム、酢酸バリウム、硝酸バリウムが使用できる。
【００２２】
沈殿物を析出させるに際し、アルカリ土類金属化合物は排水中に溶解していればよい。予めアルカリ土類金属化合物が排水中に沈殿として含まれている場合には、酸またはアルカリを添加することによって溶解させてもよい。
【００２３】
本発明の処理において排水中に添加するアルカリ土類金属化合物の量は、排水中に予め含まれているアルカリ土類金属化合物と本処理において添加されるアルカリ土類化合物の和が、モル比において、排水中に含まれるヒドロキシ多価カルボン酸に対し１モル当量以上であればよい。
【００２４】
本発明の処理方法において、沈殿物を析出させる際の排水のｐＨは８．５〜１０．５の範囲にあればよい。この範囲外においてはホウ素を含有する沈殿物の析出が不十分となり、排水中のホウ素濃度を排水基準以下に保つことが困難となるか、あるいは沈殿物の析出に長時間を要し、排水の処理性が悪化する場合がある。
【００２５】
本発明の処理方法において、排水のｐＨを制御するために添加するｐＨ調整剤は特に制限はないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、硝酸、塩酸などが使用できる。
【００２６】
本発明の処理方法において、排水を過酸化物によって処理するのは、沈殿物を析出させる以前であれば特に制限はない。例えば、排水を過酸化物によって処理した後にヒドロキシ多価カルボン酸とアルカリ土類金属化合物を排水中に共存させてもよく、ヒドロキシ多価カルボン酸およびアルカリ土類金属化合物の一方または両方が排水中に存在する状態で過酸化物による処理をおこなってもよく、あるいは、過酸化物によって処理すると同時にヒドロキシ多価カルボン酸およびアルカリ土類金属化合物の一方または両方を共存させてもよい。
【００２７】
本発明における沈殿物の分離の方法に特に制限はないが、たとえば沈降分離、濾過や膜分離等が使用できる。沈殿物はスラッジやスラリーとして処理水の一部を含んでいる状態で分離されてもよく、沈殿物の分離後に得られる処理水は沈殿物の一部を含んでいてよい。処理水から分離された処理水の一部を含む沈殿物は、分離後に遠心濾過装置等によって沈殿物と処理水とを再分離するといった多段分離操作をおこなってもよい。また、これらの分離操作において、任意の無機凝集剤及び／又は有機凝集剤を使用してよい。
【００２８】
本発明において、添加した薬剤を混合するために排水に対して混合操作を施すことが好ましい。混合の方法に特に制限はないが、例えば撹拌機を使用して混合する方法や、ラインミキサーによる混合、空気等を使用した曝気混合が使用できる。
【００２９】
過酸化物による処理、沈殿物の析出および沈殿物の分離はそれぞれ複数回おこなってもよい。それぞれの回数は異なってもよく、最終的に析出した沈殿物を排水から分離すれば特に制限はない。例えば、過酸化物による処理、沈殿物の析出および沈殿物の分離をそれぞれ一回ずつおこなってもよく、過酸化物による処理とそれに続く沈殿物を析出させる工程を複数回繰り返した後に、沈殿物の分離をおこなってもよく、過酸化物による処理を一回のみおこない、沈殿物の析出を複数回おこなったのち、沈殿物の分離をおこなってもよい。
【００３０】
本発明において処理されるホウ素化合物を含有する排水は、多段処理の一部として、公知のホウ素排水処理法によって処理が施されたものであってもよい。また、本発明の処理方法によって得られた処理水に対して本発明の処理方法または公知のホウ素排水処理法を再度施してもよい。たとえばイオン交換樹脂を使用する等の他のホウ素処理法を本発明の処理方法と組み合わせて施してもよい。このような多段処理を施すことで処理水のホウ素濃度をさらに低下させることができる。
【００３１】
本発明の処理方法の実施においては、バッチ処理装置、連続処理装置のいずれを使用してもよい。
【実施例】
【００３２】
次に実施例を示して、本発明を更に具体的に説明する。但し本発明は以下の実施例により制限されるものではない。
【００３３】
実施例１
ホウ酸を純水に溶解させ、ホウ素濃度が１００ｍｇ／リットルの溶液を調製した。ｐＨは５．２であった。この水溶液を１００ｇ分取し、過酸化水素の３５重量％水溶液１．１３ｇを加え、よく攪拌した。次いで、Ｌ−酒石酸の２０重量％水溶液１．７４ｇを加え、よく攪拌した。次いで、塩化バリウム二水和物の２３．５重量％水溶液２．８９ｇを加え、よく攪拌した。さらに、水酸化ナトリウムの２０重量％水溶液を加えて処理水のｐＨを９．１とし、よく攪拌した。水酸化ナトリウムを加えた後、３０分間経過した時点で生成した沈殿と処理水とをデカンテーションにて分離し、６０分間経過時点で再度同様の分離をおこなった。処理水のホウ素濃度を測定したところ、９．７ｍｇ／リットルであり、ホウ素濃度を１０ｍｇ／リットル以下に低下させることができた。
【００３４】
ホウ素濃度はＩＣＰ発光分析装置を用いて測定した。以下、排水中のホウ素濃度の測定はすべてこの方法によっておこなった。デカンテーションで分離した沈殿の乾燥重量を測定したところ、乾燥重量は０．３７ｇであった。
【００３５】
比較例１
実施例１で使用したものと同じホウ酸水溶液を１００ｇ分取し、硫酸バンド１８水塩０．８０ｇを加え、よく攪拌し溶解させた。次いで、粉末消石灰１．６０ｇを加え、浴攪拌した。生成した沈殿と処理水とをデカンテーションにて分離し、処理水のホウ素濃度を測定したところ、ホウ素濃度は１３．７ｍｇ／リットルであった。デカンテーションで分離した沈殿の乾燥重量を測定したところ、乾燥重量は１．８５ｇであった。
【００３６】
比較例２
実施例１で使用したものと同じホウ酸水溶液を１００ｇ分取し、次いで、Ｌ−酒石酸の２０重量％水溶液１．７４ｇを加え、よく攪拌した。次いで、塩化バリウム二水和物の２３．５重量％水溶液２．８８ｇを加え、よく攪拌した。さらに、水酸化ナトリウムの２０重量％水溶液を加えて処理水のｐＨを９．０とし、よく攪拌した。水酸化ナトリウムを加えた後、３０分間経過した時点で生成した沈殿と処理水とをデカンテーションにて分離し、６０分間経過時点で再度同様の分離をおこなった。処理水のホウ素濃度を測定したところ、２３．５ｍｇ／リットルであった。
実施例および比較例の処理水のホウ素濃度および沈殿の乾燥重量を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2007283217.tif 000002