JP2001347264A - 水処理装置及び水処理方法 - Google Patents
水処理装置及び水処理方法Info
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- JP2001347264A JP2001347264A JP2000170043A JP2000170043A JP2001347264A JP 2001347264 A JP2001347264 A JP 2001347264A JP 2000170043 A JP2000170043 A JP 2000170043A JP 2000170043 A JP2000170043 A JP 2000170043A JP 2001347264 A JP2001347264 A JP 2001347264A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水処理を、凝集剤を用いることなく低コスト
で、連続処理及び大量処理を行い、また、複数種の重金
属を同時処理する。 【解決手段】 重金属を凝集剤による共沈法を用いるこ
となく、ろ過によって吸着媒体に重金属を吸着させて処
理水の浄化を行うものであり、ろ過の前段階において処
理水のｐＨ値を調整して吸着効率を高めることによっ
て、凝集剤を用いることなく連続・大量処理を行い、ま
た、複数種の重金属を同時処理する。
で、連続処理及び大量処理を行い、また、複数種の重金
属を同時処理する。 【解決手段】 重金属を凝集剤による共沈法を用いるこ
となく、ろ過によって吸着媒体に重金属を吸着させて処
理水の浄化を行うものであり、ろ過の前段階において処
理水のｐＨ値を調整して吸着効率を高めることによっ
て、凝集剤を用いることなく連続・大量処理を行い、ま
た、複数種の重金属を同時処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水処理に関し、特
に水中に含まれる重金属を除去し浄化する装置及び方法
に関する。
に水中に含まれる重金属を除去し浄化する装置及び方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】工場排水などの排水中や、汚染土壌など
から外部に流れ出る流出水や、地下水、温泉等には有害
となる重金属が含まれている場合がある。従来、このよ
うな重金属を含んだ水から重金属を除去する方法とし
て、凝集沈殿による浄水操作が知られている。この凝集
沈殿では、処理水に例えばＡｌ（アルミニウム）やＦｅ
（鉄）等の正に帯電した金属水酸化物の凝集剤を加える
ことによって電荷を中和する凝集操作を行い、凝集後、
緩やかな攪拌のもとに凝固作用によって沈殿分離可能な
サイズまでフロック化させ、フィルターで物理的に分離
する。また、凝集剤として、金属イオンとキレート化合
物を形成するキレート剤が知られている。また、水中に
懸濁する不溶性の懸濁物質の内、沈降分離で除去できな
い微細粒子をろ過して分離する一方法として深層ろ過が
知られている。深層ろ過は、粒状材、プラスチック、繊
維等の、ろ材を充填した層に懸濁液を通過させ、ろ層空
隙内で懸濁物質を捕捉し、清澄化する方法である。
から外部に流れ出る流出水や、地下水、温泉等には有害
となる重金属が含まれている場合がある。従来、このよ
うな重金属を含んだ水から重金属を除去する方法とし
て、凝集沈殿による浄水操作が知られている。この凝集
沈殿では、処理水に例えばＡｌ（アルミニウム）やＦｅ
（鉄）等の正に帯電した金属水酸化物の凝集剤を加える
ことによって電荷を中和する凝集操作を行い、凝集後、
緩やかな攪拌のもとに凝固作用によって沈殿分離可能な
サイズまでフロック化させ、フィルターで物理的に分離
する。また、凝集剤として、金属イオンとキレート化合
物を形成するキレート剤が知られている。また、水中に
懸濁する不溶性の懸濁物質の内、沈降分離で除去できな
い微細粒子をろ過して分離する一方法として深層ろ過が
知られている。深層ろ過は、粒状材、プラスチック、繊
維等の、ろ材を充填した層に懸濁液を通過させ、ろ層空
隙内で懸濁物質を捕捉し、清澄化する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のキレート剤等の
薬剤を用いて重金属を除去する処理は、薬剤を用いるこ
とによる高コストの問題がある他、薬剤の投入操作や処
理条件の管理等の種々の処理操作が必要であるため、連
続処理や大量処理に適していないという問題がある。例
えば、凝集剤によって凝集・沈殿した重金属はフィルタ
ーを目詰まりさせるため、重金属の除去効率を維持する
にはフィルターを頻繁に交換する必要があり、連続処理
や大量処理に適さない。また、凝集剤は対象となる金属
毎に異なるため、複数の金属を同時に処理することが困
難であるという問題もある。
薬剤を用いて重金属を除去する処理は、薬剤を用いるこ
とによる高コストの問題がある他、薬剤の投入操作や処
理条件の管理等の種々の処理操作が必要であるため、連
続処理や大量処理に適していないという問題がある。例
えば、凝集剤によって凝集・沈殿した重金属はフィルタ
ーを目詰まりさせるため、重金属の除去効率を維持する
にはフィルターを頻繁に交換する必要があり、連続処理
や大量処理に適さない。また、凝集剤は対象となる金属
毎に異なるため、複数の金属を同時に処理することが困
難であるという問題もある。
【０００４】また、投与した薬剤自体によって処理液に
新たな汚染が発生するおそれがあるという問題もある。
重金属を含む処理液は、個々の使用条件にも依存するが
一般に金属元素を溶解するために酸性の状態にある。一
方、金属が凝縮できる条件はアルカリ性である。そのた
め、酸性の処理液中に溶解する金属を凝縮して除去する
ために、凝集剤を添加する前の段階、あるいは凝集剤の
添加の段階において、カセイソーダ等のｐＨ調整剤を多
量に添加して強アルカリ性の状態としている。また、凝
集・沈殿した後の処理液は強アルカリ性となるため、外
部に排出するには排出基準に沿うように中和処理が必要
となる。したがって、従来の水処理では、凝集剤、連続
処理及び大量処理、及び複数種の重金属の同時処理等の
点で問題がある。
新たな汚染が発生するおそれがあるという問題もある。
重金属を含む処理液は、個々の使用条件にも依存するが
一般に金属元素を溶解するために酸性の状態にある。一
方、金属が凝縮できる条件はアルカリ性である。そのた
め、酸性の処理液中に溶解する金属を凝縮して除去する
ために、凝集剤を添加する前の段階、あるいは凝集剤の
添加の段階において、カセイソーダ等のｐＨ調整剤を多
量に添加して強アルカリ性の状態としている。また、凝
集・沈殿した後の処理液は強アルカリ性となるため、外
部に排出するには排出基準に沿うように中和処理が必要
となる。したがって、従来の水処理では、凝集剤、連続
処理及び大量処理、及び複数種の重金属の同時処理等の
点で問題がある。
【０００５】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、凝集剤を用いることなく連続処理及び大量処理
を行うことができる水処理装置及び水処理方法を提供す
ることを目的とし、また、凝集剤を用いることなく複数
種の重金属を同時処理することができる水処理装置及び
水処理方法を提供することを目的とし、また、低コスト
の水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とす
る。
解決し、凝集剤を用いることなく連続処理及び大量処理
を行うことができる水処理装置及び水処理方法を提供す
ることを目的とし、また、凝集剤を用いることなく複数
種の重金属を同時処理することができる水処理装置及び
水処理方法を提供することを目的とし、また、低コスト
の水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、重金属を凝集
剤による共沈法を用いることなく、従来微細粒子のろ過
に用いていた深層ろ過の原理をイオン、分子に拡大応用
し、ろ過によって吸着媒体に重金属を吸着させて処理水
の浄化を行うものであり、ろ過の前段階において処理水
のｐＨ値を調整して吸着効率を高めることによって、凝
集剤を用いることなく連続・大量処理を行い、また、複
数種の重金属を同時処理する。凝集剤の添加及びフィル
タの交換が不要であるため、低コストとすることができ
る。本発明は、吸着媒体に吸着される重金属の吸着効率
にｐＨ値に対して依存性が存在することをはじめて見出
し、この吸着効率のｐＨ値に対する依存性を利用して、
処理水中に含まれる重金属を凝集剤を用いることなく効
率良く分離するものである。
剤による共沈法を用いることなく、従来微細粒子のろ過
に用いていた深層ろ過の原理をイオン、分子に拡大応用
し、ろ過によって吸着媒体に重金属を吸着させて処理水
の浄化を行うものであり、ろ過の前段階において処理水
のｐＨ値を調整して吸着効率を高めることによって、凝
集剤を用いることなく連続・大量処理を行い、また、複
数種の重金属を同時処理する。凝集剤の添加及びフィル
タの交換が不要であるため、低コストとすることができ
る。本発明は、吸着媒体に吸着される重金属の吸着効率
にｐＨ値に対して依存性が存在することをはじめて見出
し、この吸着効率のｐＨ値に対する依存性を利用して、
処理水中に含まれる重金属を凝集剤を用いることなく効
率良く分離するものである。
【０００７】図１（ｂ）は重金属の吸着効率のｐＨ値に
対する依存性、及び該依存性を用いた重金属の選択的吸
着を概略的に示している。ある重金属の吸着効率は、例
えば、ｐＨ値ａにおける吸着効率は２０％であるのに対
してｐＨ値ｂにおける吸着効率はほぼ１００％となる。
したがって、処理水のｐＨ値を重金属の吸着効率がほぼ
１００％となるｐＨ値ｂとし、この状態でろ過すること
によって処理水中の重金属をろ材に効率よく吸着し分離
することができる。したがって、本発明によれば、凝集
剤やフィルタが不要であり、吸着による浄化であるた
め、凝集や沈殿によるフィルタの目詰まりがなく連続処
理、大量処理を可能とする。また、本発明を応用した適
用例として、吸着効率のｐＨ値に対する依存性が重金属
毎に異なることを利用して、複数種の重金属を分離し、
同時処理することもできる。
対する依存性、及び該依存性を用いた重金属の選択的吸
着を概略的に示している。ある重金属の吸着効率は、例
えば、ｐＨ値ａにおける吸着効率は２０％であるのに対
してｐＨ値ｂにおける吸着効率はほぼ１００％となる。
したがって、処理水のｐＨ値を重金属の吸着効率がほぼ
１００％となるｐＨ値ｂとし、この状態でろ過すること
によって処理水中の重金属をろ材に効率よく吸着し分離
することができる。したがって、本発明によれば、凝集
剤やフィルタが不要であり、吸着による浄化であるた
め、凝集や沈殿によるフィルタの目詰まりがなく連続処
理、大量処理を可能とする。また、本発明を応用した適
用例として、吸着効率のｐＨ値に対する依存性が重金属
毎に異なることを利用して、複数種の重金属を分離し、
同時処理することもできる。
【０００８】そこで、本発明の水処理装置（図１（ａ）
中の符号１で示す）は、処理水のｐＨ値を調整するｐＨ
調整手段（図１（ａ）中の符号２で示す）と、ｐＨ調整
後の処理水を深層ろ過するろ過手段（図１（ａ）中の符
号３で示す）とを備えた構成とし、ｐＨ調整手段によっ
て、処理水に含まれる重金属の吸着効率をろ過前に調整
し、ろ過手段による重金属の吸着分離の選択性を形成す
る。また、本発明の水処理方法は、処理水をｐＨ調整し
処理水に含まれる重金属の吸着効率を調整する工程と、
ｐＨ調整後の処理水を深層ろ過して、重金属を吸着分離
する工程を含む処理方法であり、処理水中に含まれる重
金属を分離して水を浄化する。なお、図１は本発明の水
処理装置及び水処理方法を説明するための概略図を示し
ている。
中の符号１で示す）は、処理水のｐＨ値を調整するｐＨ
調整手段（図１（ａ）中の符号２で示す）と、ｐＨ調整
後の処理水を深層ろ過するろ過手段（図１（ａ）中の符
号３で示す）とを備えた構成とし、ｐＨ調整手段によっ
て、処理水に含まれる重金属の吸着効率をろ過前に調整
し、ろ過手段による重金属の吸着分離の選択性を形成す
る。また、本発明の水処理方法は、処理水をｐＨ調整し
処理水に含まれる重金属の吸着効率を調整する工程と、
ｐＨ調整後の処理水を深層ろ過して、重金属を吸着分離
する工程を含む処理方法であり、処理水中に含まれる重
金属を分離して水を浄化する。なお、図１は本発明の水
処理装置及び水処理方法を説明するための概略図を示し
ている。
【０００９】ここで、処理水は、重金属を含む処理対象
の水であり、例えば、工業排水等である。この重金属を
含む処理水は、重金属を水中に溶解した状態で処理する
ために強い酸性であることが多い。ｐＨ調整手段は、ア
ルカリあるいは酸を処理水に添加することによって、処
理水のｐＨ値を所定のｐＨ値とする手段であり、処理水
中にｐＨ調整剤を導入する導入手段と、ｐＨ値を測定す
る測定手段と、測定したｐＨ値に基づいてｐＨ調整剤を
制御する制御手段を備えた構成とすることによって、処
理水を所定のｐＨ値に自動調整することができる。
の水であり、例えば、工業排水等である。この重金属を
含む処理水は、重金属を水中に溶解した状態で処理する
ために強い酸性であることが多い。ｐＨ調整手段は、ア
ルカリあるいは酸を処理水に添加することによって、処
理水のｐＨ値を所定のｐＨ値とする手段であり、処理水
中にｐＨ調整剤を導入する導入手段と、ｐＨ値を測定す
る測定手段と、測定したｐＨ値に基づいてｐＨ調整剤を
制御する制御手段を備えた構成とすることによって、処
理水を所定のｐＨ値に自動調整することができる。
【００１０】ｐＨ調整におけるｐＨの設定条件は、重金
属に対して高い吸着効率を示すｐＨ値であることの他
に、吸着媒体（ろ材）を破壊しないｐＨ値であること、
及び排水がアルカリ性となることによる沈殿の生成がな
いことがある。本発明のろ過手段は深層ろ過を行うもの
であり、粒状材、プラスチック、繊維などのろ材を充填
した層に処理水を通過させ、ろ層空隙内で重金属を捕捉
する。ろ材として砂を用いた砂ろ過を用いることができ
る。
属に対して高い吸着効率を示すｐＨ値であることの他
に、吸着媒体（ろ材）を破壊しないｐＨ値であること、
及び排水がアルカリ性となることによる沈殿の生成がな
いことがある。本発明のろ過手段は深層ろ過を行うもの
であり、粒状材、プラスチック、繊維などのろ材を充填
した層に処理水を通過させ、ろ層空隙内で重金属を捕捉
する。ろ材として砂を用いた砂ろ過を用いることができ
る。
【００１１】本発明によって分離する重金属は、例え
ば、Ｃｄ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｈｇがあり、処理
水はこの重金属を単独あるいは複数種含むものとするこ
とができる。重金属の吸着効率のｐＨ値に対して依存性
は各重金属で異なり、調整するｐＨ値によって重金属の
吸着分離の選択性を形成することができる。Ｃｄ、Ｐ
ｂ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｈｇの中では、Ｃｄが吸着効率
のｐＨ値に対して最も強い依存性を示し、ＰｂやＣｒの
依存性は小さい。この依存性は、酸性からアルカリ性に
向かって吸着効率が高くなる傾向を示し、Ｃｄ、Ｐｂ、
Ａｓ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｈｇの重金属では、ほぼｐＨ値が４
〜７で１００％に近い吸着効率を示す。
ば、Ｃｄ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｈｇがあり、処理
水はこの重金属を単独あるいは複数種含むものとするこ
とができる。重金属の吸着効率のｐＨ値に対して依存性
は各重金属で異なり、調整するｐＨ値によって重金属の
吸着分離の選択性を形成することができる。Ｃｄ、Ｐ
ｂ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｈｇの中では、Ｃｄが吸着効率
のｐＨ値に対して最も強い依存性を示し、ＰｂやＣｒの
依存性は小さい。この依存性は、酸性からアルカリ性に
向かって吸着効率が高くなる傾向を示し、Ｃｄ、Ｐｂ、
Ａｓ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｈｇの重金属では、ほぼｐＨ値が４
〜７で１００％に近い吸着効率を示す。
【００１２】したがって、例えば、ｐＨ値を４に調整す
ることによって、処理水の重金属を吸着によって分離す
ることができる。また、本発明を応用した適用例とし
て、酸性から順にｐＨ値をアルカリ性に調整しながらろ
過することによって、処理水に含まれる重金属を選択的
に分離することもできる。また、本発明によれば、処理
水から重金属を取り除いて水を浄化する他、ろ材に重金
属を吸着させることによって重金属を抽出することがで
きる。
ることによって、処理水の重金属を吸着によって分離す
ることができる。また、本発明を応用した適用例とし
て、酸性から順にｐＨ値をアルカリ性に調整しながらろ
過することによって、処理水に含まれる重金属を選択的
に分離することもできる。また、本発明によれば、処理
水から重金属を取り除いて水を浄化する他、ろ材に重金
属を吸着させることによって重金属を抽出することがで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しながら詳細に説明する。図２は、本発明の水処
理装置の一構成例を説明するための図である。図２にお
いて、水処理装置１は、ｐＨ調整手段２とろ過手段３を
備え、導入した処理水に含まれる重金属を除去し、重金
属を含まない水を排出する。ｐＨ調整手段２は、導入管
２７を通して処理水を導入するｐＨ調整槽２０と、酸性
のｐＨ調整剤を貯蔵する酸貯蔵槽２４と、アルカリ性の
ｐＨ調整剤を貯蔵するアルカリ貯蔵槽２５とを備える。
ｐＨ調整槽２０内に導入された処理水に対して、酸貯蔵
槽２４あるいはアルカリ貯蔵槽２５から導入管２８，２
９を通して酸性のｐＨ調整剤あるいはアルカリ性のｐＨ
調整剤を導入し、攪拌器２２で攪拌して処理水のｐＨ値
を調整する。
を参照しながら詳細に説明する。図２は、本発明の水処
理装置の一構成例を説明するための図である。図２にお
いて、水処理装置１は、ｐＨ調整手段２とろ過手段３を
備え、導入した処理水に含まれる重金属を除去し、重金
属を含まない水を排出する。ｐＨ調整手段２は、導入管
２７を通して処理水を導入するｐＨ調整槽２０と、酸性
のｐＨ調整剤を貯蔵する酸貯蔵槽２４と、アルカリ性の
ｐＨ調整剤を貯蔵するアルカリ貯蔵槽２５とを備える。
ｐＨ調整槽２０内に導入された処理水に対して、酸貯蔵
槽２４あるいはアルカリ貯蔵槽２５から導入管２８，２
９を通して酸性のｐＨ調整剤あるいはアルカリ性のｐＨ
調整剤を導入し、攪拌器２２で攪拌して処理水のｐＨ値
を調整する。
【００１４】ろ過手段３は、内部にろ材３２を収納した
ろ過リアクター３１を備え、ｐＨ調整槽２０からｐＨ調
整した処理水を導入し、重金属を除去した水を排出す
る。ろ材は、砂の他に、粒状材、プラスチック、繊維等
を用いることができる。また、ｐＨ調整手段２は、ｐＨ
調整槽２０内の処理水のｐＨ値を測定するセンサ２１及
びｐＨ計２３と、測定したｐＨ値に応じて酸貯蔵槽２４
あるいはアルカリ貯蔵槽２５を選択し、導入する酸性の
ｐＨ調整剤あるいはアルカリ性のｐＨ調整剤の量を制御
する制御装置２６を備えることができる。制御装置２６
は、予め設定したｐＨ値となるように導入する酸性のｐ
Ｈ調整剤あるいはアルカリ性のｐＨ調整剤の量を制御す
る。ｐＨ値を重金属の吸着効率に対応して設定すること
によって、目的とする重金属を選択的に自動除去するこ
とができる。
ろ過リアクター３１を備え、ｐＨ調整槽２０からｐＨ調
整した処理水を導入し、重金属を除去した水を排出す
る。ろ材は、砂の他に、粒状材、プラスチック、繊維等
を用いることができる。また、ｐＨ調整手段２は、ｐＨ
調整槽２０内の処理水のｐＨ値を測定するセンサ２１及
びｐＨ計２３と、測定したｐＨ値に応じて酸貯蔵槽２４
あるいはアルカリ貯蔵槽２５を選択し、導入する酸性の
ｐＨ調整剤あるいはアルカリ性のｐＨ調整剤の量を制御
する制御装置２６を備えることができる。制御装置２６
は、予め設定したｐＨ値となるように導入する酸性のｐ
Ｈ調整剤あるいはアルカリ性のｐＨ調整剤の量を制御す
る。ｐＨ値を重金属の吸着効率に対応して設定すること
によって、目的とする重金属を選択的に自動除去するこ
とができる。
【００１５】次に、本発明による処理水の重金属除去の
手順を図３のフローチャートを用いて説明する。工業排
水等の重金属を含む処理水をｐＨ調整槽２０内に導入し
（ステップＳ１）、導入した処理水にｐＨ値を調整する
（ステップＳ２）。ｐＨ調整は、以下の工程（ステップ
Ｓ２１〜ステップＳ２５）に従って行うことができる。
はじめに、ステップＳ２１において、除去する重金属に
応じたｐＨ値を予め設定する。ｐＨ調整におけるｐＨの
設定条件は、吸着媒体（ろ材）を破壊しないｐＨ値であ
る（設定条件１）、排水がアルカリ性となることによる
沈殿の生成を防止するｐＨ値である（設定条件２）、重
金属に対して高い吸着効率を示すｐＨ値である（設定条
件３）、がある。
手順を図３のフローチャートを用いて説明する。工業排
水等の重金属を含む処理水をｐＨ調整槽２０内に導入し
（ステップＳ１）、導入した処理水にｐＨ値を調整する
（ステップＳ２）。ｐＨ調整は、以下の工程（ステップ
Ｓ２１〜ステップＳ２５）に従って行うことができる。
はじめに、ステップＳ２１において、除去する重金属に
応じたｐＨ値を予め設定する。ｐＨ調整におけるｐＨの
設定条件は、吸着媒体（ろ材）を破壊しないｐＨ値であ
る（設定条件１）、排水がアルカリ性となることによる
沈殿の生成を防止するｐＨ値である（設定条件２）、重
金属に対して高い吸着効率を示すｐＨ値である（設定条
件３）、がある。
【００１６】図４はｐＨの設定条件を説明するための図
であり、ｐＨ値と吸着効率の関係を示している。設定条
件１は、強酸性によって吸着媒体（ろ材）を破壊しない
ための条件である。通常、工業排水では重金属を溶液中
に溶解するためにｐＨ値は強酸性となっている。強酸性
は、ろ過装置内に設置した砂等の吸着媒体（ろ材）を破
壊するため、ろ過装置に処理水を通すためには処理水の
ｐＨ値は吸着媒体（ろ材）を破壊しない程度のｐＨ値に
調整する必要がある。吸着媒体（ろ材）を破壊しないｐ
Ｈ値の最大値をとしたとき、の値より大きなｐＨ値
を満たすことが設定条件１となる。設定条件２は、排水
がアルカリ性となることによって沈殿することを防ぐた
めの条件である。一般に、アルカリ性は金属が凝縮でき
る一条件である。そのため、凝集剤を用いて処理液中に
溶解する重金属を凝縮して除去する方法では、カセイソ
ーダ等のｐＨ調整剤を多量に添加して強アルカリ性の状
態とすることによって、重金属を凝集・沈殿させてい
る。
であり、ｐＨ値と吸着効率の関係を示している。設定条
件１は、強酸性によって吸着媒体（ろ材）を破壊しない
ための条件である。通常、工業排水では重金属を溶液中
に溶解するためにｐＨ値は強酸性となっている。強酸性
は、ろ過装置内に設置した砂等の吸着媒体（ろ材）を破
壊するため、ろ過装置に処理水を通すためには処理水の
ｐＨ値は吸着媒体（ろ材）を破壊しない程度のｐＨ値に
調整する必要がある。吸着媒体（ろ材）を破壊しないｐ
Ｈ値の最大値をとしたとき、の値より大きなｐＨ値
を満たすことが設定条件１となる。設定条件２は、排水
がアルカリ性となることによって沈殿することを防ぐた
めの条件である。一般に、アルカリ性は金属が凝縮でき
る一条件である。そのため、凝集剤を用いて処理液中に
溶解する重金属を凝縮して除去する方法では、カセイソ
ーダ等のｐＨ調整剤を多量に添加して強アルカリ性の状
態とすることによって、重金属を凝集・沈殿させてい
る。
【００１７】本発明では、凝集・沈殿による重金属の除
去ではなく、吸着によって重金属を除去するため、処理
水がアルカリ性となって重金属が凝集・沈殿する必要は
なく、逆に重金属が凝集・沈殿すると目詰まりの原因と
なる。したがって、金属が凝集・沈殿するようなアルカ
リ性でないことが必要である。金属が凝集・沈殿するよ
うなｐＨ値の最小値をとしたとき、の値より小さな
ｐＨ値を満たすことが設定条件２となる。設定条件３
は、処理水中に溶解する重金属を効率良く吸着させるた
めの条件である。本発明は、前記１（ｂ）を用いた説明
で示したように、吸着媒体に吸着される重金属の吸着効
率がｐＨ値に依存するという特性を見出し、この吸着効
率のｐＨ値に対する依存性を利用して、処理水中に含ま
れる重金属を凝集剤を用いることなく効率良く分離する
ものであり、重金属の吸着効率が高くなるようなｐＨ値
に設定する。
去ではなく、吸着によって重金属を除去するため、処理
水がアルカリ性となって重金属が凝集・沈殿する必要は
なく、逆に重金属が凝集・沈殿すると目詰まりの原因と
なる。したがって、金属が凝集・沈殿するようなアルカ
リ性でないことが必要である。金属が凝集・沈殿するよ
うなｐＨ値の最小値をとしたとき、の値より小さな
ｐＨ値を満たすことが設定条件２となる。設定条件３
は、処理水中に溶解する重金属を効率良く吸着させるた
めの条件である。本発明は、前記１（ｂ）を用いた説明
で示したように、吸着媒体に吸着される重金属の吸着効
率がｐＨ値に依存するという特性を見出し、この吸着効
率のｐＨ値に対する依存性を利用して、処理水中に含ま
れる重金属を凝集剤を用いることなく効率良く分離する
ものであり、重金属の吸着効率が高くなるようなｐＨ値
に設定する。
【００１８】図４において、太線はｐＨ値と吸着効率と
の関係を示す特性曲線であり、この特性曲線において吸
着効率がほぼ１００％となる最小のｐＨ値をとしたと
き、の値より大きなｐＨ値を満たすことが設定条件３
となる。上記の設定条件１〜設定条件３を満足するｐＨ
値が求める設定ｐＨ値となる。設定条件１〜設定条件３
を満たすｐＨ値は、図４においてｐＨ値からｐＨ値
の間のｐＨ値となるが、通常重金属が溶解した処理水は
酸性であるため、酸性からアルカリ性の方向に向かって
ｐＨ調整を行うことが多いこと、及びコストや環境への
配慮等の要請からｐＨ調整剤の導入量が少ないことが求
められることから、ここでは、で示されるｐＨ値が設
定ｐＨ値として最適な値となる。
の関係を示す特性曲線であり、この特性曲線において吸
着効率がほぼ１００％となる最小のｐＨ値をとしたと
き、の値より大きなｐＨ値を満たすことが設定条件３
となる。上記の設定条件１〜設定条件３を満足するｐＨ
値が求める設定ｐＨ値となる。設定条件１〜設定条件３
を満たすｐＨ値は、図４においてｐＨ値からｐＨ値
の間のｐＨ値となるが、通常重金属が溶解した処理水は
酸性であるため、酸性からアルカリ性の方向に向かって
ｐＨ調整を行うことが多いこと、及びコストや環境への
配慮等の要請からｐＨ調整剤の導入量が少ないことが求
められることから、ここでは、で示されるｐＨ値が設
定ｐＨ値として最適な値となる。
【００１９】次に、センサ２１及びｐＨ計２３によって
処理水のｐＨ値を測定する（ステップＳ２２）。制御装
置２６は、設定したｐＨ値と測定したｐＨ値とを比較し
て、処理水中に導入するｐＨ調整剤を選択する。測定し
たｐＨ値が設定したｐＨ値よりも酸性側にある場合に
は、アルカリ貯蔵槽２５からアルカリ性のｐＨ調整剤を
選択し、逆に、測定したｐＨ値が設定したｐＨ値よりも
アルカリ側にある場合には、酸貯蔵槽２４から酸性のｐ
Ｈ調整剤を選択する（ステップＳ２３）。また、制御装
置２６は、設定したｐＨ値と測定したｐＨ値とを比較
し、ｐＨ値の差、各ｐＨ調整剤の濃度等を用いて、処理
水中に導入するｐＨ調整剤の量を算出する（ステップＳ
２４）。
処理水のｐＨ値を測定する（ステップＳ２２）。制御装
置２６は、設定したｐＨ値と測定したｐＨ値とを比較し
て、処理水中に導入するｐＨ調整剤を選択する。測定し
たｐＨ値が設定したｐＨ値よりも酸性側にある場合に
は、アルカリ貯蔵槽２５からアルカリ性のｐＨ調整剤を
選択し、逆に、測定したｐＨ値が設定したｐＨ値よりも
アルカリ側にある場合には、酸貯蔵槽２４から酸性のｐ
Ｈ調整剤を選択する（ステップＳ２３）。また、制御装
置２６は、設定したｐＨ値と測定したｐＨ値とを比較
し、ｐＨ値の差、各ｐＨ調整剤の濃度等を用いて、処理
水中に導入するｐＨ調整剤の量を算出する（ステップＳ
２４）。
【００２０】制御装置２６は、酸貯蔵槽２４あるいはア
ルカリ貯蔵槽２５に対して導入するｐＨ調整剤の導入量
を指令して、処理水中にｐＨ調整剤を導入する（ステッ
プＳ２５）。ステップＳ２のｐＨ調整工程によって吸着
効率が高められた処理水を、ろ過リアクター３１内に導
入して深層ろ過を行い、重金属を吸着媒体（ろ材）に吸
着させる（ステップＳ３）。
ルカリ貯蔵槽２５に対して導入するｐＨ調整剤の導入量
を指令して、処理水中にｐＨ調整剤を導入する（ステッ
プＳ２５）。ステップＳ２のｐＨ調整工程によって吸着
効率が高められた処理水を、ろ過リアクター３１内に導
入して深層ろ過を行い、重金属を吸着媒体（ろ材）に吸
着させる（ステップＳ３）。
【００２１】ろ過後の処理水は、ろ過リアクター３１か
ら外部に排出される。排出水には、重金属についての排
出基準とは別にｐＨ値についての排出基準があり、定め
られたｐＨ値以下であることが求められる。そこで、ろ
過後の処理水のｐＨ値が排出基準を満たしていない場合
には（ステップＳ４）、排出水のｐＨ値を排出基準内と
なるように中和処理を行った後（ステップＳ５）、排出
する（ステップＳ６）。また、本発明では、処理水中に
複数種の重金属が含まれている場合に、各重金属毎に異
なるｐＨ値−吸着効率特性を用いて、各重金属を選択的
に吸着し除去することができる。図５は、本発明による
複数種の重金属の選択的吸着を説明するための図であ
る。なお、図５において、α、β、γは各重金属を示し
ている。
ら外部に排出される。排出水には、重金属についての排
出基準とは別にｐＨ値についての排出基準があり、定め
られたｐＨ値以下であることが求められる。そこで、ろ
過後の処理水のｐＨ値が排出基準を満たしていない場合
には（ステップＳ４）、排出水のｐＨ値を排出基準内と
なるように中和処理を行った後（ステップＳ５）、排出
する（ステップＳ６）。また、本発明では、処理水中に
複数種の重金属が含まれている場合に、各重金属毎に異
なるｐＨ値−吸着効率特性を用いて、各重金属を選択的
に吸着し除去することができる。図５は、本発明による
複数種の重金属の選択的吸着を説明するための図であ
る。なお、図５において、α、β、γは各重金属を示し
ている。
【００２２】各重金属の吸着効率のｐＨ値に対する依存
性は、αが最も小さくγが最も大きいとすると、ｐＨ値
を各重金属に対応したｐＨ値とすることによって各重金
属を選択的に吸着させて除去することができる。例え
ば、ｐＨ値をｐＨａとすることによって重金属αの吸着
効率を１００％として重金属α、β、γから重金属αを
選択的に吸着させ、次に、ｐＨ値をｐＨｂとすることに
よって重金属βの吸着効率を１００％として重金属β、
γから重金属βを選択的に吸着させ、最後に、ｐＨ値を
ｐＨｃとすることによって重金属γの吸着効率を１００
％として重金属βを吸着させる。
性は、αが最も小さくγが最も大きいとすると、ｐＨ値
を各重金属に対応したｐＨ値とすることによって各重金
属を選択的に吸着させて除去することができる。例え
ば、ｐＨ値をｐＨａとすることによって重金属αの吸着
効率を１００％として重金属α、β、γから重金属αを
選択的に吸着させ、次に、ｐＨ値をｐＨｂとすることに
よって重金属βの吸着効率を１００％として重金属β、
γから重金属βを選択的に吸着させ、最後に、ｐＨ値を
ｐＨｃとすることによって重金属γの吸着効率を１００
％として重金属βを吸着させる。
【００２３】図６及び表１は、本発明による一適用例を
示す図及び表である。なお、この例では重金属としてＡ
ｓ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｒの場合を示している。なお、各重
金属の濃度は２．１１ｍｇ／ｌ、２．１５ｍｇ／ｌ、
５．１４ｍｇ／ｌ、及び５．１２ｍｇ／ｌとし、吸着媒
体として砂を用いている。
示す図及び表である。なお、この例では重金属としてＡ
ｓ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｒの場合を示している。なお、各重
金属の濃度は２．１１ｍｇ／ｌ、２．１５ｍｇ／ｌ、
５．１４ｍｇ／ｌ、及び５．１２ｍｇ／ｌとし、吸着媒
体として砂を用いている。
【００２４】
【表１】Ａｓ（２．１１ｍｇ／ｌ） Ｃｄ（２．１５ｍｇ／ｌ） Ｃｒ（５．１４ｍｇ／ｌ） Ｐｂ（５．１２ｍｇ／ｌ）
【００２５】上記適用例によれば、Ａｓ及びＣｄは吸着
効率のｐＨ値に対する依存性は高く、ＡｓではｐＨ値が
２．５〜７の範囲で、ＣｄではｐＨ値が４〜９の範囲で
高い吸着効率を示している。また、Ｃｒ及びＰｂは吸着
効率のｐＨ値に対する依存性は低く、広いｐＨ値の範囲
で高い吸着効率を示している。したがって、前記した設
定条件を上記適用例に適応すると、設定条件１〜設定条
件３を満足するｐＨ値は４〜７の範囲となる。さらに、
このｐＨ値範囲において、少ないｐＨ調整剤の導入で同
等の吸着効率を得るには、ｐＨ値を４に設定することが
望ましい。
効率のｐＨ値に対する依存性は高く、ＡｓではｐＨ値が
２．５〜７の範囲で、ＣｄではｐＨ値が４〜９の範囲で
高い吸着効率を示している。また、Ｃｒ及びＰｂは吸着
効率のｐＨ値に対する依存性は低く、広いｐＨ値の範囲
で高い吸着効率を示している。したがって、前記した設
定条件を上記適用例に適応すると、設定条件１〜設定条
件３を満足するｐＨ値は４〜７の範囲となる。さらに、
このｐＨ値範囲において、少ないｐＨ調整剤の導入で同
等の吸着効率を得るには、ｐＨ値を４に設定することが
望ましい。
【００２６】なお、上記適用例には示していないが、Ｃ
ｕ及びＨｇの重金属についても吸着効率のｐＨ値に対し
て低い依存性を示し、本発明の水処理に適用することが
できる。したがって、上記適用例にＣｕ及びＨｇを含め
た場合についても、４〜７のｐＨ値の範囲とすることに
よって、高い吸着効率で重金属を吸着することができ
る。
ｕ及びＨｇの重金属についても吸着効率のｐＨ値に対し
て低い依存性を示し、本発明の水処理に適用することが
できる。したがって、上記適用例にＣｕ及びＨｇを含め
た場合についても、４〜７のｐＨ値の範囲とすることに
よって、高い吸着効率で重金属を吸着することができ
る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、凝集剤を用いるこ
となく連続処理及び大量処理を行うことができる。凝集
剤を用いることなく複数種の重金属を同時処理すること
ができる。また、水処理を低コストで行うことができ
る。
となく連続処理及び大量処理を行うことができる。凝集
剤を用いることなく複数種の重金属を同時処理すること
ができる。また、水処理を低コストで行うことができ
る。
【図１】本発明の水処理装置及び水処理方法を説明する
ための概略図である。
ための概略図である。
【図２】本発明の水処理装置の一構成例を説明するため
の図である。
の図である。
【図３】本発明による処理水の重金属除去の手順を説明
するためのフローチャートである。
するためのフローチャートである。
【図４】ｐＨの設定条件を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図５】本発明による複数種の重金属の選択的吸着を説
明するための図である。
明するための図である。
【図６】本発明による一適用例を示す図である。
１…水処理装置、２…ｐＨ調整手段、３…ろ過手段、２
０…ｐＨ調整槽、２１…センサ、２２…攪拌器、２３…
ｐＨ計、２４…酸貯蔵槽、２５…アルカリ貯蔵槽、２６
…制御装置、２７，２８，２９…導入管、３１…ろ過リ
アクター、３２…吸着媒体（ろ材）。
０…ｐＨ調整槽、２１…センサ、２２…攪拌器、２３…
ｐＨ計、２４…酸貯蔵槽、２５…アルカリ貯蔵槽、２６
…制御装置、２７，２８，２９…導入管、３１…ろ過リ
アクター、３２…吸着媒体（ろ材）。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０２Ｆ 1/62 Ｃ０２Ｆ 1/62 Ｅ Ｚ 1/66 ５１０ 1/66 ５１０Ｋ ５３０ ５３０Ｑ ５４０ ５４０Ａ ５４０Ｚ Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB16 BA17 BB01 BB02 BB05 DA03 DB03 DB20 4D038 AA08 AB65 AB68 AB70 AB71 AB73 AB74 BB06 BB13 BB17
Claims (5)
- 【請求項１】 処理水のｐＨ値を調整するｐＨ調整手段
と、ｐＨ調整後の処理水を深層ろ過するろ過手段とを備
え、前記ｐＨ調整手段は、処理水に含まれる重金属の吸
着効率を調整し、ろ過手段による重金属の吸着分離の選
択性を形成することを特徴とする水処理装置。 - 【請求項２】 前記ｐＨ調整手段は、処理水中にｐＨ調
整剤を導入する導入手段と、ｐＨ値を測定する測定手段
と、測定したｐＨ値に基づいてｐＨ調整剤を制御する制
御手段を備え、処理水を所定のｐＨ値に自動調整するこ
とを特徴とする請求項１記載の水処理装置。 - 【請求項３】 前記重金属はＣｄ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｒ、
Ｃｕ、Ｈｇの少なくとも一つを含み、前記ｐＨ値は４〜
７であることを特徴とする請求項１，又は２記載の水処
理装置。 - 【請求項４】 処理水をｐＨ調整し処理水に含まれる重
金属の吸着効率を調整する工程と、ｐＨ調整後の処理水
を深層ろ過して、重金属を吸着分離する工程を備えるこ
とを特徴とする水処理方法。 - 【請求項５】 前記重金属はＣｄ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｒ、
Ｃｕ、Ｈｇの少なくとも一つを含み、前記ｐＨ値は４〜
７であることを特徴とする請求項４記載の水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170043A JP2001347264A (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 水処理装置及び水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170043A JP2001347264A (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 水処理装置及び水処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001347264A true JP2001347264A (ja) | 2001-12-18 |
Family
ID=18672811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000170043A Pending JP2001347264A (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 水処理装置及び水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001347264A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007260660A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-10-11 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 砒素含有体からの砒素除去方法、砒素除去装置及びその反応槽 |
| JP2009203600A (ja) * | 2009-06-08 | 2009-09-10 | Kagawa Prefecture | 抗菌機能を有する紙 |
| JP2013183722A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Waki Pharmaceutical Co Ltd | ミミズ養殖用床材の製造方法、及び、ミミズ養殖方法、並びに、ミミズ乾燥粉末の製造方法 |
| CN106830489A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-06-13 | 福建欣宇卫浴科技股份有限公司 | 含铬废水处理*** |
| KR101751111B1 (ko) | 2015-05-14 | 2017-07-12 | 연세대학교 원주산학협력단 | 발효폐기물로 제조한 섬유형 생체흡착제를 이용한 비소 제거 공정 |
| CN113800683A (zh) * | 2021-10-09 | 2021-12-17 | 深圳市蓝小天实业有限公司 | 一种纳米吸附型重金属废水处理装置 |
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-
2000
- 2000-06-07 JP JP2000170043A patent/JP2001347264A/ja active Pending
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