JP2001269664A - Treatment method of contaminant to make it almost insoluble - Google Patents
Treatment method of contaminant to make it almost insolubleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は汚染物質の浄化処理
法に係り、殊に産業廃棄物・都市廃棄物・鉱工業の生産
工程中に発生する汚染物質・排水・下水・残土・肥料・
農薬などに起因する有害な重金属の陽イオン及び／又は
陰イオンによる複合的な汚染物質の難溶化処理法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying contaminants, and more particularly to contaminants, wastewater, sewage, residual soil, fertilizer, and the like generated during the production process of industrial waste, municipal waste, and mining industry.
The present invention relates to a method for insolubilizing complex pollutants with cations and / or anions of harmful heavy metals caused by pesticides and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】産業の発展とあいまって、多くの化学物
質が生産され、その結果人体に有害な重金属や有機化合
物を含む汚染物質が不可避的に発生するようになった。
これらの物質は土壌、堆積物、汚泥、残土、鉱滓、廃棄
物等の中に存在する。また、これらの物質は地質中より
水中に溶出したり、或いは何らの方法によって拡散した
りする。現在、これらの汚染物質については、水質汚濁
防止法にもとづく地下水の水質汚濁に係る環境基準、公
害対策基本法にもとづく土壌の汚染に係る環境基準とし
て指定されている物質だけでも重金属等９物質、有機塩
素化合物等１４物質、その他３物質の計２６物質に上っ
ている。これらの物質のうち、重金属等のなかで水に容
易に溶出するものについてはその拡散を防止することを
目的として厳しい基準が設定されており、そのため当該
物質の溶出抑制・難溶化や水中の有害な陽イオン・陰イ
オンの除去が重要な課題となっていた。2. Description of the Related Art With the development of industry, many chemical substances have been produced, and consequently pollutants including heavy metals and organic compounds harmful to the human body have been inevitably generated.
These substances are present in soil, sediment, sludge, surplus soil, slag, waste and the like. In addition, these substances are eluted into water from the ground or diffused by any method. At present, only 9 substances such as heavy metals and organic substances are designated as environmental standards for water pollution of groundwater based on the Water Pollution Control Law and environmental standards for soil pollution based on the Basic Law on Pollution Control. There are a total of 26 substances including 14 substances such as chlorine compounds and 3 other substances. Of these substances, strict standards have been set to prevent the diffusion of heavy metals that easily elute in water. Removal of cations and anions has been an important issue.
【０００３】従来から用いられてきた汚染物質の浄化・
難溶化技術は大きく分けて、現地での浄化処理と処分場
等への持ち出し処理に区分される。しかし、今日では処
分場等の確保が極めて困難になってきたこととあいまっ
て、持ち出し処理は極めてコストがかかり、しかも汚染
の拡散につながりかねないことから、現地処理が主流と
なりつつある。現地処理のなかでも大別して次ぎの３種
類の方法がある。 （１）物理的方法（固化、封じ込め、熱処理、洗浄、覆
土、その他） （２）化学的方法（キレート剤や各種薬剤による難溶
化、石灰処理、その他） （３）物理化学的方法（イオン交換、吸着、電気化学的
処理、その他）[0003] The purification of pollutants that have been used in the past
Refractory technology can be broadly divided into on-site purification and take-out to disposal sites. However, nowadays it is becoming extremely difficult to secure a disposal site and the like, and take-out treatment is extremely costly and may lead to the spread of contamination. Therefore, on-site treatment is becoming mainstream. There are three main types of on-site treatment: (1) Physical methods (solidification, containment, heat treatment, washing, earth covering, etc.) (2) Chemical methods (solubilization with chelating agents and various chemicals, lime treatment, etc.) (3) Physicochemical methods (ion exchange , Adsorption, electrochemical treatment, etc.)
【０００４】これらの対策のうちで（１）が現在最も汎
用されているが、この対策は当面の応急対策として有効
であっても、長期にわたる劣化や破壊による漏出のリス
クはまぬがれず、本質的な対策とは言えない。さらに、
土地の再利用についても制限が生まれる。（２）も多用
される浄化対策であるが、人工的な化学物質を用いると
いう点で、環境負荷を増大させるという結果につながる
こと、特定の汚染物質に対して特定の化学処理を行うと
いうことが前提であるため、複合的な汚染サイトに対し
ては非常に複雑な化学処理を行わねばならず、副作用と
もいうべき二次的な化学反応のために適用が事実上不可
能になることもあり、汎用性に難点がある。（３）は
（２）の化学的方法に比べ汎用的であるが、主として重
金属の陽イオンに対して有効（イオン交換法、吸着法、
電気化学法）であるが、砒素、セレン、六価クロムとい
った溶出時に生成する陰イオンが対策の対象となる場合
には効果が期待できない。同様の理由で、陽イオンと陰
イオンの混在する組み合わせにおいても、汎用性がなく
なる。このため、（２）にのべた方法を併用することが
多いが、その場合（２）の難点であるところの環境負荷
が増大し、かつコストも多大となる。しかして、工業活
動によって生じた人為的な汚染現場、例えば工場跡地、
廃棄物処分場、ごみ焼却場などに一般的に認められる
「複合的な重金属等汚染」による陽イオンと陰イオンの
混在する汚染が多く、したがって、このような複合汚染
の浄化対策は極めて重要な問題である。[0004] Of these measures, (1) is currently the most widely used, but even if this measure is effective as an immediate emergency measure, the risk of leakage due to long-term deterioration or destruction is inevitable, and it is essential. This is not an appropriate measure. further,
There are also restrictions on land reuse. (2) is also a purification measure that is often used, but the use of artificial chemicals leads to an increase in the environmental load, and the use of specific chemical treatments for specific pollutants. As a prerequisite, complex contaminated sites must be subjected to very complex chemical treatments, which can be virtually impossible to apply due to secondary chemical reactions, which can be side effects. Yes, there is a difficulty in versatility. (3) is more versatile than the chemical method of (2), but is effective mainly for cations of heavy metals (ion exchange method, adsorption method,
Electrochemical method), but the effect cannot be expected when anions such as arsenic, selenium, and hexavalent chromium, which are generated at the time of elution, are targeted for countermeasures. For the same reason, versatility is lost even in a combination of cations and anions. For this reason, the method described in (2) is often used together, but in that case, the environmental load, which is a difficulty in (2), increases, and the cost also increases. Thus, artificial pollution sites caused by industrial activities, such as factory sites,
Many cations and anions are mixed due to "composite heavy metal contamination" commonly found in waste disposal sites and refuse incineration plants. It is a problem.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は従
来技術におけるような制約を有さず、実施が容易であり
且つ環境負荷の小さい物質による汎用性の高い浄化処理
方法について種々検討した結果、本発明を完成したもの
で、本発明の目的は環境基準に定める重金属等が環境基
準を超えて有害な陽イオン及び／又は陰イオンとして溶
出する汚染物質を実施が容易であり且つ環境負荷の小さ
い物質による汎用性の高い処理方法を提供することにあ
る。Therefore, the present inventor has conducted various studies on a highly versatile purification method using a substance which does not have the limitations in the prior art, is easy to carry out, and has a small environmental load. The object of the present invention is to make it easy to implement pollutants in which heavy metals and the like specified in the environmental standard exceed the environmental standard and elute as harmful cations and / or anions, and reduce the environmental burden. An object of the present invention is to provide a highly versatile treatment method using a small substance.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は環境基準
に定める重金属等が環境基準を超えて有害な陽イオン及
び／又は陰イオンとして溶出する汚染物質について、陰
イオン交換性を有する粘土もしくは粘土状物質と陽イオ
ン交換性を有する粘土もしくは粘土状物質とを混合使用
することを特徴とする重金属等汚染物質の難溶化処理方
法である。特に、環境基準に定める重金属等が、環境基
準を超えて有害な陽イオン及び陰イオンとして複合的に
溶出する汚染物質に対して、陰イオン交換性を有する粘
土もしくは粘土状物質（単に陰イオン交換性物質とい
う）であるハイドロタルサイトと、陽イオン交換性を有
する粘土もしくは粘土状物質（単に陽イオン交換性物質
という）であるベントナイト・粘土鉱物・ゼオライトの
いずれかもしくは複数の物質を、混合処理することによ
って汚染物質を同時に難溶化処理することが好ましい。
即ち、本発明は陰イオン交換性に優れた物質であるハイ
ドロタルサイトと、陽イオン吸着・交換性に優れる陽イ
オン交換性物質であるベントナイト・粘土鉱物・ゼオラ
イトとを組み合わせ処理することにより、汚染物質中の
重金属の陽イオン及び陰イオンの溶出を抑制し、難溶化
し、環境基準を達成するのである。更に、対象が有害重
金属等が陽イオン及び陰イオンとして溶存する汚染水で
ある場合、この被処理水に陰イオン交換性を有するハイ
ドロタルサイトと陽イオン交換性を有するゼオライト等
を加え、有害重金属等のイオンをハイドロタルサイト・
ゼオライト等に吸着回収して環境基準を達成するのであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a pollutant having an anion-exchange property for a pollutant in which heavy metals or the like specified in the environmental standards exceed the environmental standards and elute as harmful cations and / or anions. A method for insolubilizing contaminants such as heavy metals, which comprises mixing and using a clay-like substance and a clay or a clay-like substance having cation exchange properties. In particular, clay or clay-like substances that have an anion-exchange property (simply anion-exchanged) are used for pollutants in which heavy metals and the like specified in the environmental standards exceed the environmental standards and are eluted as harmful cations and anions. Treatment of hydrotalcite, which is a cation-exchange material, and one or more of bentonite, clay minerals, and zeolites, which are cation-exchangeable clays or clay-like materials (hereinafter, simply referred to as cation-exchange materials) Thus, it is preferable that the contaminants are simultaneously subjected to the insolubility treatment.
That is, the present invention combines hydrotalcite, which is a substance excellent in anion exchange property, and bentonite, clay mineral, and zeolite, which are cation exchange substances, which are excellent in cation adsorption and exchange properties, to contaminate. It suppresses elution of cations and anions of heavy metals in the substance, makes it hardly soluble, and achieves environmental standards. Further, when the target is contaminated water in which harmful heavy metals and the like are dissolved as cations and anions, harmful heavy metals are added by adding hydrotalcite having anion exchangeability and zeolite having cation exchangeability to the water to be treated. Ions such as hydrotalcite
It achieves environmental standards by adsorption and recovery on zeolites and the like.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に述べ
る。即ち、本発明の被処理物である環境基準に定める重
金属等が環境基準を超えて有害な陽イオン・陰イオンと
して溶出する汚染地質とは例えば水銀、砒素、カドミウ
ム、銅、鉛、セレン、六価クロム等の重金属イオンが環
境基準を超えて溶出もしくは溶出のおそれがある汚染さ
れた地質をいうのである。具体的には被処理物とは土
壌、堆積物、汚泥、残土、鉱さい、廃棄物、地層、岩盤
等にとどまらず、これらの地質における地下水或いはこ
れらの地質の表流水もしくは排水等をも総称する。従っ
て、本発明ではこのような汚染物を被処理物とするので
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. That is, the contaminated geology in which heavy metals and the like specified in the environmental standards, which are the objects to be treated of the present invention, elute as harmful cations and anions exceeding the environmental standards includes, for example, mercury, arsenic, cadmium, copper, lead, selenium, and hexagonal. It refers to contaminated geology in which heavy metal ions such as valent chromium elute or exceed the environmental standards. Specifically, the to-be-processed material is not limited to soil, sediment, sludge, surplus soil, mine tail, waste, stratum, bedrock, and the like, but also refers to groundwater in these geological features or surface water or drainage of these geological features. . Therefore, in the present invention, such contaminants are treated.
【０００８】本発明は上記のような被処理物を、陰イオ
ン交換性物質と陽イオン交換性物質とを混合使用する。
陰イオン交換性物質としては、ハイドロタルサイトが、
陽イオン交換性物質としてはベントナイトが好ましい。
ハイドロタルサイト及びベントナイトが、天然鉱物とし
て産出するものも、工業的に合成されるものの何れでも
良い。ベントナイトについては少なくとも一部が他の陽
イオン吸着・交換性のある粘土鉱物（モンモリロナイ
ト、ハロイサイト、カオリン、雲母粘土鉱物）もしくは
ゼオライトと代替していてもよい。[0008] In the present invention, the object to be treated is mixed with an anion exchangeable substance and a cation exchangeable substance.
As an anion exchangeable substance, hydrotalcite is
Bentonite is preferred as the cation exchangeable substance.
Hydrotalcite and bentonite may be produced as natural minerals, or may be produced industrially. Bentonite may be at least partially replaced by another cation-adsorbing / exchangeable clay mineral (montmorillonite, halloysite, kaolin, mica clay mineral) or zeolite.
【０００９】ハイドロタルサイト(hydrotalcite)は、２
価(Cu2+,Mg2+など)及び３価(Al3+など)の金属元素、及
び陰イオン（OH-, CO3 2-, Cl-, SO4 2-）からなり、一般
化学式 [M2+ xM3+ x(OH)2]X+[An- X/nH2O]X- の形で表さ
れる2重層状結晶構造を有する水酸化物（Layered Doubl
e Hydroxides）である（ここでMは金属元素、An-はn価
の陰イオンを示す）。蛇紋岩などの変成岩にともなって
天然鉱物として産出するほか、粘土や海水など天然の材
料を原料として合成できることが知られている。ハイド
ロタルサイトの特徴の一つは、その結晶中の陰イオン
（CO3 2-等）が陰イオン交換性をもつ事である。この交
換性陰イオンは、外部からもたらされる陰イオンと交換
して、有害な陰イオンをハイドロタルサイト内に固定す
る働きをする。従って、環境基準に定められている有害
重金属のうち溶出時に陰イオンとして存在する砒素(AsO
4 3-)、六価クロム（CrO4 2-，Cr2O7 2-）、セレン（SeO4
2-）といった物質や、濃度によっては有害性が懸念され
ているフッ素イオン(F-)、硝酸イオン(NO3 -)、リン酸イ
オン(PO4 3-)、硫酸イオン(SO4 2-)といった陰イオンをイ
オン交換して固定することに応用できる。また、結晶構
造中にOH-を含むため、アルカリ化剤としての性質を有
し、酸を中和する性質があるため、中和作用によって酸
性環境で溶出しやすくなる重金属類の溶出を抑制するこ
とにも用いることができる。Hydrotalcite is 2
It consists of trivalent (Cu 2+ , Mg 2+ etc.) and trivalent (Al 3+ etc.) metal elements and anions (OH − , CO 3 2− , Cl − , SO 4 2− ). M2 + x M 3+ x (OH) 2 ] X + [A n− X / n H 2 O] A hydroxide having a double layered crystal structure represented by the form X- (Layered Doubl
a e hydroxides) (wherein M represents a metal element, A n-represents an n-valent anion). It is known that it can be produced as a natural mineral with metamorphic rocks such as serpentine, and can also be synthesized using natural materials such as clay and seawater as raw materials. One feature of the hydrotalcite anionic its crystal (CO 3 2-like) is that having an anion-exchange properties. The exchangeable anion serves to fix harmful anions in the hydrotalcite by exchanging with externally provided anions. Therefore, arsenic (AsO) which exists as an anion at the time of elution among harmful heavy metals specified in environmental standards
4 3- ), hexavalent chromium (CrO 4 2- , Cr 2 O 7 2- ), selenium (SeO 4
2) material and such, fluorine hazard is concerned by the concentration ion (F -), nitrate ion (NO 3 -), phosphate ion (PO 4 3-), sulfate ion (SO 4 2-) It can be applied to fix anion by ion exchange. In addition, since OH - is contained in the crystal structure, it has properties as an alkalizing agent and has the property of neutralizing acids, thereby suppressing the elution of heavy metals that are easily eluted in an acidic environment due to the neutralizing action. It can also be used for things.
【００１０】なお、対象が強酸性でハイドロタルサイト
のみでは中和・ｐＨ調整が困難な場合、必要に応じて石
灰を投入しても良い。この場合、石灰は金属陽イオンと
反応して難溶性の水酸化物を形成するという利点、ハイ
ドロタルサイトへの触媒効果としてイオン交換性がより
活発になるという利点を併せ持つ。しかし、セレンやシ
アンなど、アルカリ性の環境下で条件によっては溶出が
活発になる物質が含まれる場合は、石灰の添加は避ける
べきである。[0010] If the target is strongly acidic and it is difficult to neutralize and adjust the pH only with hydrotalcite alone, lime may be added as needed. In this case, lime has an advantage that it reacts with metal cations to form a hardly soluble hydroxide, and has an advantage that the ion exchangeability becomes more active as a catalytic effect on hydrotalcite. However, when a substance such as selenium or cyanide, which elutes actively under an alkaline environment depending on conditions, is contained, the addition of lime should be avoided.
【００１１】ベントナイト（bentonite）は、層状の結
晶構造を持つ粘土鉱物であるモンモリロナイトを主成分
とし、石英・クリストバライト・ゼオライト・長石・他
の粘土鉱物などを含む天然粘土状物質の総称であり、モ
ンモリロナイトの層間イオンの種類によりNa型と、Ca型
またはMg型がある。このうちNa型は膨潤性が強い。ベン
トナイトの陽イオン吸着・交換性は、その中に含まれる
モンモリロナイトなど粘土粒子表面の負の電荷、及び正
の電荷をもつ層間イオンの陽イオン交換性に起因する。
この負の電荷による吸着及び陽イオン交換は、環境基準
に定められている有害重金属等のうち水への溶出時に一
般に陽イオンとして存在するカドミウム(Cd2+)、鉛(Pb
2+)、水銀(Hg2+)といった物質や、他の金属陽イオンの
物理化学的固定処理に適用することができ、これらの有
害金属イオンはベントナイトによって吸着・イオン交換
されて固定され、難溶化するのである。すでに述べたよ
うに、ベントナイト中には少量のゼオライト(zeolite)
が含まれていることがあるが、このゼオライトそのもの
にも顕著な陽イオン交換性が従来より知られており、よ
ってベントナイトの一部をゼオライトと代替することが
できる。ゼオライトは、化学的にはアルカリ金属または
アルカリ土類金属の結晶性含水アルミノケイ酸塩であ
り、分子レベルの微細な孔を発達させる結晶構造を呈す
る物質で、モルデナイトやクリノプチロライトなどはわ
が国から豊富に産出する天然鉱物としても知られる。天
然ゼオライトは NaxCa2yAlx+2ySi36-(x+2y）O72・24H2
O の一般化学式で表現される。またゼオライトは粘土
など天然の材料から工業的に容易に合成される物質とし
ても知られ、一般に MxAl2O3 mSiO2nH2Oの化学式で表
現される（ここでMは金属元素をさす）。ゼオライトの
特徴の一つはその陽イオン交換性にあり、上記化学式中
のNa,Caなどアルカリ金属・アルカリ土類金属が交換性
の陽イオンとして存在している。この交換性陽イオン
は、外部からもたらされる陽イオンと交換して、有害な
陽イオンをゼオライト内に固定する働きをする。従っ
て、環境基準に定められている有害重金属等のうち水へ
の溶出時に一般に陽イオンとして存在するカドミウム
（Cd2+）、鉛（Pb2+）、水銀（Hg2+）といった物質や、
他の金属陽イオンの物理化学的固定処理に適用すること
ができ、これまでにも多くの実践例がある。Bentonite is a general term for a natural clay-like substance mainly composed of montmorillonite, which is a clay mineral having a layered crystal structure, and including quartz, cristobalite, zeolite, feldspar, and other clay minerals. There are a Na type, a Ca type and a Mg type depending on the kind of interlayer ion. Among them, Na type has strong swelling property. The cation adsorption / exchangeability of bentonite is caused by the cation exchangeability of negative charges on the surface of clay particles such as montmorillonite contained therein and of interlayer ions having a positive charge.
Adsorption and cation exchange due to this negative charge are based on cadmium (Cd 2+ ), lead (Pb
2+ ), mercury (Hg 2+ ) and other metal cations can be applied to physicochemical fixation.These harmful metal ions are fixed by adsorption and ion exchange by bentonite. It will be solubilized. As already mentioned, small amounts of zeolite are present in bentonite
However, zeolite itself has been known for its outstanding cation exchange properties, so that part of bentonite can be replaced with zeolite. Zeolite is a crystalline hydrous aluminosilicate of an alkali metal or alkaline earth metal chemically, and has a crystal structure that develops fine pores at the molecular level.Mordenite and clinoptilolite, such as zeolites, are It is also known as an abundant natural mineral. Natural zeolite is Na x Ca 2y Al x + 2y Si 36- (x + 2y ) O 72・ 24H 2
O is represented by the general chemical formula. Zeolite is also known as a substance that is easily synthesized industrially from natural materials such as clay, and is generally represented by the chemical formula of M x Al 2 O 3 mSiO 2 nH 2 O (where M is a metal element) ). One of the characteristics of zeolites is their cation exchange properties, and alkali metals and alkaline earth metals such as Na and Ca in the above chemical formula are present as exchangeable cations. The exchangeable cations exchange with cations provided from the outside and serve to fix harmful cations in the zeolite. Therefore, substances such as cadmium (Cd 2+ ), lead (Pb 2+ ), and mercury (Hg 2+ ), which are generally present as cations at the time of elution into water among harmful heavy metals specified in environmental standards,
It can be applied to physicochemical fixation of other metal cations, and there are many practical examples so far.
【００１２】本発明による汚染物質、即ち、汚染地質及
び汚染水の実際の処理実施方法について説明する。浄化
処理にあたってのハイドロタルサイトとベントナイトと
の混合・投入量は、汚染の質と量、汚染地質（汚染の
場）の性状によって異なる。そのため処理を実施するに
あたっては、まず汚染されている対象である被処理物、
被処理水の性状の把握、汚染物質の種類と濃度、分布範
囲、汚染源及び汚染機構の特定が不可欠である。汚染対
策にあたってはこの事前調査にもとづきハイドロタルサ
イト、ベントナイト、またはこれらの代替物質であるゼ
オライト、粘土鉱物等の種類と量を決定する。汚染濃度
及び対象物質の物理的化学的性質にもよるが、対策処理
しようとする汚染された物質（土または水）の重量に対
して５から３０％が適正な混合率である。決定した内容
に従って、サンプルを用いて浄化処理を実験室内で実施
し、この内容による処理効果を検証する。The method of actual treatment of pollutants, ie, polluted geology and polluted water, according to the present invention will be described. The mixing and input amounts of hydrotalcite and bentonite in the purification treatment vary depending on the quality and quantity of the pollution and the properties of the polluted geology (the site of the pollution). Therefore, when carrying out the treatment, first, the object to be contaminated,
It is essential to understand the properties of the water to be treated, and to identify the type and concentration of pollutants, the distribution range, the pollution source, and the pollution mechanism. For pollution control, the type and amount of hydrotalcite, bentonite, or zeolites, clay minerals, etc., which are alternatives to these, are determined based on this preliminary survey. Depending on the contaminant concentration and the physicochemical properties of the target substance, an appropriate mixing ratio is 5 to 30% based on the weight of the contaminated substance (soil or water) to be treated. According to the determined contents, a purification treatment is performed in a laboratory using a sample, and the processing effect by the contents is verified.
【００１３】処理効果の目標は、土壌・堆積物・汚泥・
残土・鉱さい・廃棄物においては、公定法溶出試験に定
める方法によって土壌の環境基準を満たすこととする。
また、地下水・表流水・排水においては公定法に定める
方法によって水質基準もしくは排水基準を満たすことと
する。汚染物質が汚染土である場合はハイドロタルサイ
トとベントナイトまたはこれらの代替物質との混合はバ
ックホー、自走式混合機、ミキシングプラントを用いて
現地混合し、原位置に埋め立てる。天水等の水の浸潤に
よる養生を約１ヶ月行い、その後試料を採取し公定法に
おいて効果確認の溶出試験を実施する。排水など汚染水
の浄化対策を目的とする場合は、ハイドロタルサイトと
ゼオライトの投入が物理的性状からみて妥当であり、こ
れらを条件に応じて処理池、揚水槽に投入し、処理すべ
き水が水質基準を満たしていることを確認して公共水域
に排出する。なお、投入したハイドロタルサイト・ゼオ
ライト等のイオン交換能力が低下した場合は、既存のハ
イドロタルサイト・ゼオライト等を回収除去し、酸によ
る洗浄後リサイクルできるほか、新たなハイドロタルサ
イト・ゼオライト等を投入するものとする。[0013] The target of the treatment effect is soil, sediment, sludge,
For surplus soil, mining tails and waste, the environmental standards for soil shall be satisfied by the method specified in the official dissolution test.
In addition, groundwater, surface water and drainage shall meet the water quality standards or drainage standards by the method specified in the Official Law. If the contaminant is contaminated soil, the hydrotalcite and bentonite or their alternatives are mixed on-site using a backhoe, self-propelled mixer, or mixing plant and landfilled in situ. Curing is performed for about one month by infiltration of water such as rain water, and then a sample is taken and a dissolution test for confirming the effect is performed by the official method. When purifying contaminated water such as wastewater, it is appropriate to add hydrotalcite and zeolite in view of the physical properties, and these should be charged to treatment ponds and pumping tanks according to the conditions, and the water to be treated should be treated. Make sure that water quality standards are met and discharge to public waters. If the ion exchange capacity of the added hydrotalcite / zeolite decreases, the existing hydrotalcite / zeolite can be recovered and removed, washed with acid and recycled, and new hydrotalcite / zeolite can be used. Shall be input.
【００１４】[0014]
【実施例】次に実施例により本発明を更に具体的かつ詳
細に説明する。まず、試薬によって２．０ｍｇ／ｌの濃
度を有する標準的な汚染水を調整した。汚染物質として
用いたのは、水銀、砒素、カドミウム、銅、鉛、亜鉛、
セレン、六価クロムであり、土壌の環境基準によって厳
しく規制されている全ての有害重金属（砒素は厳密には
重金属ではないが、便宜上一括した。以下同様。）を包
括している。このうち砒素、クロム、セレンについては
陰イオン（AsO4）3-, （CrO4）2-，（Cr2O7）2-,（ SeO
4）2-の形態で溶出するよう調整した。このような汚染
水は重金属汚染土の分布地においてしばしば認められる
ものである。Next, the present invention will be described more specifically and in detail with reference to examples. First, standard contaminated water having a concentration of 2.0 mg / l was prepared with the reagent. Mercury, arsenic, cadmium, copper, lead, zinc,
It is selenium and hexavalent chromium, and includes all harmful heavy metals (arsenic is not strictly a heavy metal, but is grouped for convenience; the same applies hereinafter) that are strictly regulated by soil environmental standards. Of these, arsenic, chromium and selenium are anions (AsO 4 ) 3- , (CrO 4 ) 2- , (Cr 2 O 7 ) 2- , (SeO
4 ) Adjusted to elute in 2- form. Such contaminated water is often found in areas where heavy metal contaminated soil is distributed.
【００１５】この汚染水に対してハイドロタルサイト・
ベントナイト・ゼオライト（モルデナイトを使用）・石
灰をそれぞれ別々の組み合わせで重量比１０％づつ加え
てよく混合し吸着・イオン交換をはかり、それぞれの上
澄み液における重金属の濃度分析を行った。なお、石灰
によるｐＨ調整を行う場合はｐＨ９．２のアルカリ性と
なるようにした。その結果を表１に示した。[0015] Hydrotalcite
Bentonite, zeolite (using mordenite) and lime were separately added in a weight ratio of 10%, mixed well, adsorbed and ion-exchanged, and the concentration of heavy metals in each supernatant was analyzed. In addition, when performing pH adjustment with lime, it was made to be alkaline of pH 9.2. The results are shown in Table 1.
【００１６】[0016]
【表１】 [Table 1]
【００１７】各汚染物質（重金属）の濃度が低いものほ
ど、その物質に対してイオン交換及び吸着による難溶化
が混合後働いたことを示している。表１の結果から明ら
かなようにいずれの混合処理後においても多かれ少なか
れ有害重金属類の濃度の低減（難溶化）が認められる
が、以下のような特徴を有する。 （１）ベントナイトもしくはゼオライトの単体混合のみ
では陽イオンには有効であっても、陰イオンとして存在
しうる有害重金属（六価クロム、砒素、セレン）への吸
着・イオン交換能力が乏しいのに対して、本発明で提示
したハイドロタルサイトとベントナイトもしくはゼオラ
イトの混合処理においては、陰イオン・陽イオンの双方
に対して効果的（すなわち汎用的）である。 （２）汎用的な難溶化効果が認められたハイドロタルサ
イトとベントナイトもしくはゼオライトの混合処理のう
ち、ハイドロタルサイトとベントナイトの混合処理の方
がセレンを含む有害重金属の難溶化に対してより効果的
である。 （３）ハイドロタルサイトとベントナイトもしくはゼオ
ライト混合処理における石灰の添加によるアルカリ化
は、砒素及び水銀の難溶化に対してはわずかながら効果
を有するが、セレンに対しては逆効果（溶出が増大す
る）である。従って、汚染対策の対象がセレンを含有す
る場合、石灰の添加は適切ではない。The lower the concentration of each contaminant (heavy metal), the more insoluble the ion-exchange and adsorption by adsorbing the substance after mixing. As is evident from the results in Table 1, after any of the mixing treatments, the concentration of harmful heavy metals can be more or less reduced (insoluble), but has the following characteristics. (1) Although only a simple mixture of bentonite or zeolite is effective for cations, it has poor adsorption and ion exchange capacity for harmful heavy metals (hexavalent chromium, arsenic, selenium) that may exist as anions. Thus, the mixing treatment of hydrotalcite and bentonite or zeolite presented in the present invention is effective (ie, general-purpose) for both anions and cations. (2) Among the mixed treatments of hydrotalcite and bentonite or zeolite, which are generally recognized as having a poorly solubilizing effect, the mixed treatment of hydrotalcite and bentonite is more effective in insolubilizing harmful heavy metals including selenium. It is a target. (3) Alkalinization by addition of lime in the mixing treatment of hydrotalcite and bentonite or zeolite has a slight effect on the insolubilization of arsenic and mercury, but has an adverse effect on selenium (elution is increased) ). Therefore, if the target of pollution control contains selenium, the addition of lime is not appropriate.
【００１８】以上の結果、本発明によるハイドロタルサ
イト・ベントナイト及びその代替物質による混合処理法
によって、有害重金属の陰イオン及び陽イオンの吸着・
イオン交換による固定及び難溶化が可能であり、とりわ
けハイドロタルサイト・ベントナイトの混合処理法が、
最も汎用的かつ効果的であることが確認できた。As a result, the method of mixing and treating hydrotalcite-bentonite and its substitute substance according to the present invention enables the adsorption and sorption of anions and cations of harmful heavy metals.
Fixation and insolubilization by ion exchange are possible, and especially the mixing treatment method of hydrotalcite and bentonite,
It was confirmed that it was the most versatile and effective.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明による有害重金属イオンの難溶化
処理法は、従来極めて困難であった陰イオン・陽イオン
の複合的な汚染土・水に対して、基本的には陰イオン交
換性と陽イオン交換性を有する２種類の粘土鉱物もしく
は粘土状物質を混合して処理するだけなので、実施が大
変容易である。また、いずれも天然に産出する鉱物であ
り環境負荷が小さく、且つ工業的にも容易に合成されて
いるため経済的にも安価である、という利点を有する。The method for insolubilizing harmful heavy metal ions according to the present invention basically has an anion-exchange property for complex polluted soil and water of anions and cations, which has been extremely difficult in the past. Since only two kinds of clay minerals or clay-like substances having cation exchange properties are mixed and processed, the implementation is very easy. In addition, each of them has the advantage that it is a naturally occurring mineral, has a low environmental load, and is economically inexpensive because it is easily synthesized industrially.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 41/10 Ｂ０１Ｊ 41/10 Ｆターム(参考） 4D017 AA01 BA13 CA05 CA17 DA07 4D025 AA09 AB21 AB22 AB23 AB24 AB25 AB26 AB27 AB28 BA03 BA05 DA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01J 41/10 B01J 41/10 F-term (Reference) 4D017 AA01 BA13 CA05 CA17 DA07 4D025 AA09 AB21 AB22 AB23 AB24 AB25 AB26 AB27 AB28 BA03 BA05 DA02
Claims (4)
超えて有害な陽イオン及び／又は陰イオンとして溶出す
る汚染物質について、陰イオン交換性を有する粘土もし
くは粘土状物質と陽イオン交換性を有する粘土もしくは
粘土状物質とを混合使用することを特徴とする重金属等
汚染物質の難溶化処理方法。1. Contaminants in which heavy metals and the like specified in environmental standards elute as harmful cations and / or anions exceeding environmental standards are determined to have a cation exchange property with a clay or clay-like substance having an anion exchange property. A method for insolubilizing contaminants such as heavy metals, characterized by mixing and using clay or clay-like substances.
は粘土状物質をハイドロタルサイトとし、前記陽イオン
交換性を有する粘土もしくは粘土状物質をベントナイト
とすることを特徴とする請求項１に記載の汚染物質の難
溶化処理方法。2. The method according to claim 1, wherein the clay or clay-like substance having an anion exchange property is hydrotalcite, and the clay or clay-like substance having a cation exchange property is bentonite. A method for insolubilizing pollutants.
イオン吸着・交換性のある粘土鉱物もしくはゼオライト
と代替え使用することを特徴とする請求項１〜２の何れ
かの項に記載の汚染物質の難溶化処理方法。3. The method according to claim 1, wherein at least a part of the bentonite is used in place of a clay mineral or zeolite capable of adsorbing and exchanging cations. Solubilization method.
は、石灰を添加使用することを特徴とする請求項１〜４
項の何れかの項に記載の汚染物質の難溶化処理方法。4. The method according to claim 1, further comprising adding lime to contaminants not containing selenium.
Item 6. The method for insolubilizing contaminants according to any one of the above items.
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