(57)【要約】【課題】セレン濃度を環境基準値以下に容易に低減することができるセレン含有汚染水の処理方法および処理剤を提供する。【解決手段】汚染水を鉄粉微粒子に接触させて汚染水に含まれる重金属類を還元し析出させて除去する処理方法において、アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子を用い、この鉄粉微粒子にセレンを含有する汚染水を接触させてセレンを還元析出させて除去することを特徴とするセレン含有汚染水の処理方法であり、好ましくは、密閉反応槽の非酸化性雰囲気下および弱酸性下で、セレンを含有する汚染水を上記鉄粉微粒子に接触させる処理方法、および上記鉄粉微粒子からなる水処理剤。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染水を鉄粉微粒子に接触させて汚染水に含まれる重金属類を還元し析出させて除去する処理方法において、アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子を用い、この鉄粉微粒子にセレンを含有する汚染水を接触させてセレンを還元析出させて除去することを特徴とするセレン含有汚染水の処理方法。
【請求項２】
アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子に、密閉反応槽の非酸化性雰囲気下および弱酸性下で、セレンを含有する汚染水を接触させる請求項１に記載するセレン含有汚染水の処理方法。
【請求項３】
処理前のセレン濃度０.０５〜０.５mg/Lのセレン含有汚染水について、処理後のセレン濃度を環境基準値（０.０１mg/L）以下に低減する請求項１または２に記載するセレン含有汚染水の処理方法。
【請求項４】
アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子からなる水処理剤。
【請求項５】
アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有し、５０％累積粒子径が３０〜８０μm、および最頻粒子径が３０〜１５０μmである鉄粉微粒子からなる請求項４の水処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場排水や下水、河川水など各種の汚染水に含まれるセレンを鉄粉等に接触させて還元し、析出除去する処理方法において、セレンの還元析出効果に優れており、処理後のセレン濃度を環境基準値以下に容易に低減することができるセレン含有汚染水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セレンは環境汚染物質であり、従来から排水中のセレンを除去する方法が知られている。例えば、特開平０７−２５０２号公報（特許文献１）には、セレンおよび(または)セレン化合物を含む排液を鉄または鉄系金属に接触させて、鉄または鉄系金属の表面にセレンを析出させて排液中のセレン濃度を低減するセレンおよび(または)セレン化合物含有排液の処理方法が記載されている。
【０００３】
また、特願平０９−４７７９０号公報（特許文献２）には、排煙脱硫水を鉄、マンガン、ニッケル、および銅から選ばれた少なくとも１種の金属に接触させることによって、排水中の酸化性物質およびセレンを沈殿化して除去する処理方法が記載されている。
【特許文献１】特開平０７−２５０２号公報
【特許文献２】特願平０９−４７７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の処理方法では、純鉄に限らず、鉄系金属としてクロム含有量が１２.５％以下の鉄クロム合金を用いることが示されているが、その他の合金成分については記載されていない。また、特許文献２の処理方法では、鉄以外に、マンガン、ニッケル、および銅を用いることが記載されているが、その他の金属については言及されておらず、さらに、何れの処理方法においても、鉄に含有される他の金属成分の種類および含有量とセレンの除去効果との関係は知られていない。さらに、特許文献２の処理方法では排水の酸性が強いとマンガンやニッケル、銅が可溶化するので、これらの金属による汚染を生じる問題がある。
【０００５】
本発明は、工場排水や下水、河川水など各種の排水等に含まれているセレンを鉄粉等に接触させて還元析出させる処理方法において、使用する鉄粉等の成分に注目し、アルミニウム等を少量含有する鉄粉等のセレン除去効果が優れていることを見い出し、この知見に基づいてセレン含有水の処理効果を高めたものであり、マンガンやニッケル、銅などによる二次的な金属汚染を生じる懸念がなく、セレンの除去効果に優れた処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の構成を有するセレン含有汚染水の処理方法に関する。
（１）汚染水を鉄粉微粒子に接触させて汚染水に含まれる重金属類を還元し析出させて除去する処理方法において、アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子を用い、この鉄粉微粒子にセレンを含有する汚染水を接触させてセレンを還元析出させて除去することを特徴とするセレン含有汚染水の処理方法。
（２）アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子に、密閉反応槽の非酸化性雰囲気下および弱酸性下で、セレンを含有する汚染水を接触させる上記(１)に記載するセレン含有汚染水の処理方法。
（３）処理前のセレン濃度０.０５〜０.５mg/Lのセレン含有汚染水について、処理後のセレン濃度を環境基準値（０.０１mg/L）以下に低減する上記(１)または上記(２)に記載するセレン含有汚染水の処理方法。
（４）アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子からなる水処理剤。
（５）アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有し、５０％累積粒子径が３０〜８０μm、および最頻粒子径が３０〜１５０μmである鉄粉微粒子からなる上記(４)の水処理剤。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の処理方法によれば、工場排水や下水、河川水など各種の汚染水に含まれるセレンの除去効果を高めることができる。具体的には、例えば、処理前のセレン濃度０.０５〜０.５mg/Lのセレン含有汚染水について、処理後のセレン濃度を環境基準値（０.０１mg/L）以下に低減することができる。
【０００８】
本発明の処理方法は、特定量のアルミニウム、カルシウム、およびチタンを含有する鉄粉微粒子にセレンを含有する汚染水を接触させてセレンを還元処理する方法であるので、特別な装置を必要とせず、また、常温で処理することができるので、容易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の処理方法は、汚染水を鉄粉微粒子に接触させて汚染水に含まれる重金属類を還元し析出させて除去する処理方法において、アルミニウム０.１重量％以上、カルシウム０.０５重量％以上、およびチタン０.０５重量％以上を含有する鉄粉微粒子を用い、この鉄粉微粒子にセレンを含有する汚染水を接触させてセレンを還元析出させて除去することを特徴とするセレン含有汚染水の処理方法である。
【００１０】
本発明の処理方法において、汚染水とは重金属類を含む水を広く意味し、自然発生的および人為的に生じた各種の廃水や排水等を含み、例えば、工場排水や下水、海水、河川水、沼や湖池の水、地表の溜り水、河川等の堰止域の水、地下の流水や溜り水、暗渠の水などであって重金属類を含有するものを云う。なお、汚染水を排水等と云う場合がある。
【００１１】
また、本発明において重金属類とは、例えば、セレン、カドミウム、六価クロム、鉛、亜鉛、銅、ニッケル、ヒ素、アンチモンなどの重金属元素や金属元素などを云う。セレン含有汚染水とは重金属類としてセレンを含む汚染水を云う。
【００１２】
通常、排水等に含まれているセレンは亜セレン酸イオン[SeO32-]（４価セレン）や、セレン酸イオン[SeO42-]（６価セレン）の形態で存在している。本発明の処理対象である汚染水はセレンの他に、セレンの還元を大きく妨げない限り他の重金属金属イオン等を含有するものでも良い。
【００１３】
本発明の処理方法において用いる鉄粉微粒子は、アルミニウムを０.１重量％以上、カルシウムを０.０５重量％以上、およびチタンを０.０５重量％以上含有する鉄粉、鉄微粒子、鉄片、鉄切削屑などである。なお、鉄粉、鉄微粒子、鉄片、鉄切削屑などを含めて鉄粉微粒子と云う。汚染水に接触した鉄粉微粒子から還元性の第一鉄イオンが溶出し、これがセレンイオンや他の重金属イオンを還元して析出させる。鉄粉に含まれているアルミニウム、カルシウム、チタンはセレンの還元を促進する作用を有すると考えられる。
【００１４】
後述の実施例および比較例に示すように、上記金属成分を含む鉄粉微粒子を用いた場合には９７％以上のセレン還元率を得ることができる。一方、アルミニウム、カルシウム、チタンの何れかが上記含有量より少ない鉄粉微粒子を用いた場合のセレン還元率は高くてもせいぜい５７％程度であり、処理効果が顕著に異なる。なお、上記アルミニウム、カルシウム、およびチタンの含有量は何れも１.０重量％より多くても、セレンの還元率は大差ないので、アルミニウム含有量は０.１〜１.０重量％、カルシウム含有量およびチタ含有量はおのおの０.０５〜１.０重量％であれば良い。
【００１５】
また、上記鉄粉微粒子は、上記含有量のアルミニウム、カルシウム、およびチタンを含むものであれば良く、炭素鋼に限らずクロムやマンガンなどの金属成分を含む各種の鉄鋼の鉄粉や鉄片、あるいは切削屑などを用いることができる。これらの鉄粉等は排水等との接触面積が大きいほど好ましいので、出来るだけ微細なものが良い。具体的には、５０％累積粒子径が３０〜８０μm、および最頻粒子径が３０〜１５０μmである鉄粉微粒子が好ましい。
【００１６】
鉄粉微粒子の使用量は、セレン濃度０.０５〜０.５mg/Ｌの排水等１Ｌに対して、１〜３ｇ/Ｌ程度であれば良い。また、密閉反応槽を用い、非酸化性雰囲気下および弱酸性下（例えば、ｐＨ＝３〜５）で、攪拌しながら排水等のセレンと鉄粉微粒子とを接触させるのが好ましい。排水等の温度は常温（１５℃〜２５℃）で良い。
【００１７】
汚染水に含まれるセレンイオンは鉄粉微粒子に接触して還元され、鉄粉表面に析出する。一方、弱酸性下で鉄粉微粒子の表面は僅かづつ溶けるので、鉄粉表面の析出したセレンは攪拌下で液中に離れて鉄粉表面は新鮮な状態となり、セレンイオンの還元が繰り返し進行する。
【００１８】
還元されて析出したセレンは液中で澱物化し、あるいは液中に懸濁しているので、これを固液分離してセレンを排水等から除去する。固液分離手段としては遠心分離またはシックナーなどを用いることができる。さらに、析出したセレンと鉄粉とを含む排水等を湿式サイクロンに導いて分離しても良い。
【００１９】
上記処理方法によれば、例えば、処理前のセレン濃度０.０５〜０.５mg/Lの排水等について、セレンイオンを還元除去することによって、処理後の排水等のセレン濃度を環境基準値（０.０１mg/L）以下に低減することができる。また、本発明の鉄粉微粒子を用いればセレンの他に還元される重金属類を析出して除去することができる。従って、本発明の鉄粉微粒子はセレンの処理に限らず、他の重金属類の処理に用いることができる。
【実施例】
【００２０】
処理槽（容量５Ｌ）にセレンおよびクロムを含有する汚染水（セレン濃度およびクロム濃度０.４０mg/L）を入れ、このセレンおよびクロムを含有する汚染水に表１に示す微量金属成分を含有する鉄粉１.０〜２.５g/Lを添加し、液温１５℃〜２５℃、ｐＨ＝３.５〜４.５、３００〜５００rpmの回転数で槽内を回転しながら９０分反応させ、セレンを還元析出させ後に析出したセレンを固液分離した。クロムは鉄粉に吸着したものを鉄粉ごと固液分離した。使用した鉄粉ごとの処理結果を表１に示した。なお、使用した鉄粉の粒度は５０％累積粒子径が３０〜８０μm および最頻度粒子径が３０〜１５０μｍである。
【００２１】
表１に示すように、本発明の鉄粉を用いて処理した汚染水（試料No.５、No.６）は何れもセレンの還元率が９７.５％以上であり、処理後のセレン濃度は環境基準値以下に低減されており、優れたセレン還元率（セレン除去率）が得られる。また、クロムについても本発明の鉄粉を用いて処理したものは除去率が９７.５％以上であり、除去率が高い。
【００２２】
一方、アルミニウム含有量、カルシウム含有量およびチタン含有量が本発明の範囲より少ない鉄粉を用いて処理した汚染水（試料No.１〜No.４）は、処理後の残留セレン濃度が０.１７mg/L以上（セレン除去率５７.５％以下）、処理後の残留クロム濃度は０.０２mg/L以上であり、セレンおよびクロムの残留濃度が何れも環境基準（０.０１mg/L）を上回る結果となっている。
【００２３】
【表１】
2007054818.tif 000002