(57)【要約】【課題】ホウ素を含有する廃水から簡単かつ安全な方法で、効率よくホウ素を濾過分離する処理方法を提供する。【解決手段】ホウ素を含む廃水に、アルドン酸またはウロン酸から選ばれる少なくとも１種のカルボン酸化合物を添加し、次いで該カルボン酸化合物に対する吸着剤を加え、濾過分離することによりホウ素を除去する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素を含有する廃水に、アルドン酸またはウロン酸から選ばれる少なくとも１種のカルボン酸化合物を添加し、次いで該カルボン酸化合物に対する吸着剤を加えた後、濾過分離することによりホウ素を除去することを特徴とするホウ素含有廃水の処理方法。
【請求項２】
カルボン酸化合物がグルコン酸である請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
カルボン酸化合物に対する吸着剤が活性炭である請求項１記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ素含有廃水からホウ素を除くための処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業廃水には様々な有害イオンが含まれていることがあり、環境汚染防止の観点から、これらは廃水処理によって十分に除去される必要がある。また、河川水や地下水中に含まれる様々な成分の中には人体に悪影響を及ぼすものがあり、河川水や地下水を利用するに当たっては十分に配慮しなければならない。この中でホウ素は、自然界に広く分布しているが、その有害性が徐々に明らかになり、平成１１年２月には新たに環境基準物質に指定されている。
【０００３】
従来、ホウ素を含む廃水からホウ素を除去するために、種々の方法が提案されてきた。代表的な方法としては、ポリスチレン系樹脂の母体を用いたＮ−メチルグルカミン型キレート樹脂があり、広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。この樹脂のホウ素への吸着部位は、樹脂外辺部と内部細孔部に分布しており、内部細孔部へのホウ素イオンや再生剤の拡散速度が遅いため、吸着処理速度や再生速度が遅いという問題がある。再生に関しては、単に時間がかかるだけでなく、大量の再生廃水が生じるという事態にも至っている。樹脂外辺部の比率を高めるために粒径を小さくすると、通液圧力が大きくなってしまう。また、使用不能となった際の焼却処分が困難であるという問題もある。これに対して、セリウムの含水酸化物の表面を多孔質の高分子樹脂層でコートした吸着剤も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この吸着剤は効率よく吸着と再生が可能であるが、セリウム自体を大量入手することが難しいため製造コストを下げることが困難であり、汎用的に用いるに際しての障害となっている。
【０００４】
ホウ素を廃水から沈殿分離させる方法も種々提案されている。例えば、多価陰イオン性物質と希土類元素イオンを作用させる方法（例えば、特許文献３参照）がある。この方法はホウ素の除去率が高く沈殿の分離も容易であるものの、生成する沈殿物からのホウ素の分離除去が困難であり、後処理として埋め立てに頼らざるを得ないという問題がある。あるいは、フェノール性水酸基含有化合物を加えてホウ素錯体を形成させ、次いで不溶化剤を加えて沈殿分離させる方法（例えば、特許文献４参照）がある。この方法においては錯体形成のために大量のフェノール性水酸基化合物と不溶化剤を加える必要があり、実用性に欠ける。さらに別の方式として、ホウ素を過酸化物によって処理した後、多価金属化合物等と沈殿を形成させる方法（例えば、特許文献５および６参照）も提案されている。この方法においては沈殿物が過酸化物を含有しており、大量の廃水を処理するには不向きである。
【特許文献１】米国特許第２８１３８３８号明細書
【特許文献２】特開２００７−１６０２７１号公報
【特許文献３】特開２００４−９６３号公報
【特許文献４】特開２００７−２９９２５号公報
【特許文献５】特開２００７−２８３２１６号公報
【特許文献６】特開２００７−２８３２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その課題とするところは、ホウ素を含有する廃水から簡単かつ安全な方法で、効率よくホウ素を濾過分離する処理方法を提供することにある。また、本発明の別の課題は、濾過分離物が焼却により減容可能となる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】
【０００６】
本発明者は上記課題を鋭意研究し、ホウ素を含む廃水に、アルドン酸またはウロン酸から選ばれる少なくとも１種のカルボン酸化合物を添加し、次いで該カルボン酸化合物に対する吸着剤を加え、濾過分離することによりホウ素を除去することを特徴とするホウ素含有廃水の処理方法が、前記課題の解決に極めて有効なことを見出して本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の処理方法によれば、ホウ素を含む廃水に、アルドン酸またはウロン酸から選ばれる少なくとも１種のカルボン酸化合物を添加し、次いで該カルボン酸化合物に対する吸着剤を加えてから濾過するという、簡単かつ安全な方法により、高い除去率でホウ素を除去することができる。また、濾過分離物は多量の有機材料を含むので、焼却によりその容積を減らすことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で用いられるアルドン酸は、アルドースの主鎖末端のホルミル基がカルボキシル基に酸化された化合物であり、具体的には、グルコン酸、ガラクトン酸、マンノン酸等を挙げることができる。ウロン酸は、単糖の主鎖末端の第一級水酸基がカルボキシル基に酸化された化合物であり、具体的には、グルクロン酸、ガラクツロン酸、マンヌロン酸等を挙げることができる。これらの中では、ホウ素に対して高い錯体形成能を有し、容易に入手可能なグルコン酸が好ましい。
【０００９】
ホウ素を含む廃水に対するアルドン酸またはウロン酸の添加量は、ホウ素に対して等モル〜１０倍モル当量が好ましく、２倍モル〜５倍モル当量がさらに好ましい。添加量がこの範囲を下回るとホウ素の除去が不十分となることがあり、上回ると多量の吸着剤が必要になり、濾過分離操作の負担が増えることがある。
【００１０】
カルボン酸化合物に対する吸着剤としては、活性炭、活性白土、シリカ、アルミナ、ゼオライト等を挙げることができ、これらは単独で使用しても良いし、複数の種類を併用しても良い。これらの吸着剤の中では、カルボン酸化合物に対する吸着能力に優れ、かつ焼却によって減容が可能であるという点から、活性炭が好ましい。活性炭はその原料、賦活方法、製品形態等で種々のものがあるが、特に区別なく使用することができる。吸着剤の使用量は、カルボン酸化合物と等質量〜１０倍質量が好ましい。添加量がこの範囲を下回るとホウ素の除去が不十分となる場合があり、上回ると濾過分離操作の負担が増える場合がある。
【００１１】
吸着剤の使用方法は、カルボン酸化合物を添加したホウ素含有廃水に、吸着剤を加え、攪拌、濾過しても良いし、吸着剤の層を設けてそこに廃水を通過させる方式でも良い。廃水処理時には、ホウ素とカルボン酸化合物の相互作用を確保するために、廃水のｐＨを５〜１２、好ましくは６〜１１の範囲に調整するのが望ましい。
【実施例】
【００１２】
以下に本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでない。なお、実施例中の部数や百分率は、特にことわりのない場合、質量基準である。
【００１３】
実施例１
濃度９．１ｍｍｏｌ／リットルのホウ酸水溶液５０ｍｌに、５０％グルコン酸水溶液０．３６ｇを加え５分間攪拌後、活性炭（商品名：白鷺Ａ、日本エンバイロケミカルズ製）１．０ｇを加えてさらに１時間攪拌した。活性炭は濾紙を用いて極めてスムースに濾別できた。濾液中に残存するホウ素を誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により定量したところ、ホウ素濃度に換算して、処理前の濃度が１００ｐｐｍであったのに対して、処理後の濾液では３０ｐｐｍに低下していることが分かった。
【００１４】
実施例２
５０％グルコン酸水溶液の量を０．３６ｇから０．７２ｇに変更した以外は実施例１と同様に操作したところ、処理後の濾液中のホウ素濃度が１８ｐｐｍに低下していることが分かった。
【００１５】
実施例３
５０％グルコン酸水溶液０．３６ｇをガラクツロン酸０．１８ｇに変更した以外は実施例１と同様に操作したところ、処理後の濾液中のホウ素濃度が３５ｐｐｍに低下していることが分かった。
【００１６】
実施例４
５０％グルコン酸水溶液０．３６ｇを５０％グルコン酸水溶液０．１８ｇとガラクツロン酸０．０９ｇの混合物に変更した以外は実施例１と同様に操作したところ、処理後の濾液中のホウ素濃度が３２ｐｐｍに低下していることが分かった。
【００１７】
実施例５
活性炭１．０ｇをシリカゲル（商品名：ワコーゲルＣ１００、和光純薬工業製）１．０ｇに変更した以外は実施例１と同様に操作した。シリカゲルは濾紙により極めてスムースに濾別可能であり、処理後の濾液中のホウ素濃度が３５ｐｐｍに低下していることが分かった。
【００１８】
（比較例１）
５０％グルコン酸水溶液０．３６ｇを０ｇに変更した以外は実施例１と同様に操作したところ、処理後の濾液中のホウ素濃度は９３ｐｐｍにとどまり、ほとんど除去されていないことが分かった。
【００１９】
（比較例２）
活性炭１．０ｇを０ｇに変更した以外は実施例１と同様に操作したところ、処理後の濾液中のホウ素濃度は９８ｐｐｍにとどまり、ほとんど除去されていないことが分かった。
【００２０】
（比較例３）
濃度９．１ｍｍｏｌ／リットルのホウ酸水溶液５０ｍｌを１規定の水酸化カリウム水溶液でｐＨ９に調整し、タンニン（商品名：タンニン酸ＡＬ、富士化学工業製）０．４６ｇを水７０ｍｌに溶かした溶液を加えて１０分攪拌し、次いで塩化カルシウム３ｇを水７０ｍｌに溶かした溶液を加えてさらに１０分攪拌した。この溶液に１規定の水酸化カリウム水溶液を加えてｐＨ９にしたところ青白色の沈殿が大量に生成した。一部を濾過して濾液中に残存するホウ素濃度を、実施例１と同様にして測定したところ、処理前の濃度１００ｐｐｍに対して、処理後には４０ｐｐｍに低下しているものの、生成した沈殿は量が多い上に濾過性が悪く、固液分離作業が極めて困難であった。
【００２１】
実施例１〜５と比較例１〜３の結果から本発明によれば、アルドン酸またはウロン酸と吸着剤を併用し、攪拌と濾過という簡単かつ安全な方法により、ホウ素を含む廃水から効率よくホウ素を分離除去できることが確認された。特にグルコン酸を用いる方法によれば、ホウ素除去の効率が高い。吸着剤として活性炭を用いると、ホウ素除去効率を上げると同時に、固液分離作業が容易である。また、実施例１〜４の濾過物はほとんどすべてが有機物であり、実施例５の濾過物の一部も有機物であって、シリカゲルは焼却によって有害物に変化しないことから、焼却による減容が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によるホウ素含有廃水の処理方法は、工場排水、ごみ焼却場洗煙排水、地熱発電排水等の産業廃水や、河川、地下水中に含まれるホウ素の除去に利用可能である。