JP2002210475A - ホウ素含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホウ素含有排水の処理方法を提供する。 【解決手段】 硫酸酸性ホウ素含有排水にバリウム化合
物および／またはストロンチウム化合物を添加し、排水
中の硫酸イオンを硫酸バリウムおよび／または硫酸スト
ロンチウムとして沈殿させることにより、硫酸イオンが
低減されたホウ酸含有溶液、固体ホウ酸または固体ホウ
素化合物を得ることが可能となる。また、バリウム化合
物、ストロンチウム化合物として、水酸化バリウム、水
酸化ストロンチウム等、特定の化合物を使用することに
より、排水中の硫酸イオンを直接測定する必要なく、ｐ
Ｈ、電気伝導率など測定の容易なパラメータを指標とし
て最適な添加量を決定できるという、簡易な方法で高純
度のホウ酸含有溶液、固体ホウ酸、固体ホウ素含有化合
物を得ることを可能にする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硫酸酸性ホウ素含
有排水から、硫酸イオンが低減されたホウ素含有溶液、
固体ホウ酸、または固体ホウ素化合物を回収可能な排水
処理方法に関し、特に、ホウ素吸着剤の再生排水の前記
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホウ素化合物は、染料、顔料、医薬、化
粧品原料、防腐剤、写真、ガラス、めっき等の分野で幅
広く使用されており、これらの製造工程から排出される
排水中にはホウ素化合物が含まれている。また、原子力
発電所から発生する放射性排水、地熱発電排水、火力発
電所の排煙脱硫排水、灰捨地排水、ゴミ焼却洗煙排水な
どにもホウ素化合物が含まれている。ホウ素は、植物に
とって必須の元素とされながらも、過剰な投与はその生
長を阻害することが知られており、また、人体への毒性
についても問題視されてきている。このため、国内にお
いては、ホウ素の排水基準として、１〜２ｍｇ／Ｌ以下
という極めて厳しい基準を条例により設定しているとこ
ろもあり、また、平成１１年度には、環境基準健康項目
に基準値１．０ｍｇ／Ｌという基準が追加された。

【０００３】従来、ホウ素含有排水の処理方法として
は、消石灰と硫酸アルミニウムによりホウ素を不溶性沈
殿物として除去する方法や、例えば、特公平３−１０３
７８号公報に開示されている、Ｎ−メチルグルカミン型
のホウ素選択性アニオン交換樹脂等のようなホウ素吸着
樹脂によりホウ素を吸着除去する方法、溶媒抽出により
ホウ素を抽出除去する方法（特公平１−５０４７６号公
報）、硫化物薬剤とマグネシウム薬剤によりホウ素を不
溶性沈殿物として除去する方法（特公平２−５２５５８
号公報）等が知られている。この中で、ホウ素選択性吸
着樹脂を用いる処理法は、ホウ素含有水からホウ素のみ
を除去する方法として利用されているが、樹脂の再生操
作が必要であり、再生操作で排出される高濃度のホウ素
を含有する再生排水を処理するために、凝集沈殿法、溶
媒抽出法などが組み合わされる。

【０００４】しかし、再生排水を凝集沈殿する方法は、
多量の薬剤を必要とするためコスト高となる上に、多量
のホウ素含有汚泥を生じさせる。この汚泥自体は何らか
の用途への使用に適しているわけでもなく、また、汚泥
から有用物質を回収するのも困難であるため、埋め立て
等により廃棄されているのが現状であるが、この汚泥に
は多量のホウ素が含まれているため、廃棄するにも制限
があるという問題を有している。また、溶媒抽出により
ホウ素を回収する方法においては、溶媒への抽出、溶媒
からアルカリ水溶液への逆抽出といった操作が必要にな
り、処理工程を全体として複雑化することとなり、ま
た、溶媒による環境および作業者への影響も問題とな
る。さらに、溶媒抽出法では、処理水中への溶媒の混入
により、処理水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）の上昇が
あることから、溶媒抽出の後段でＣＯＤ処理を行う必要
性が生じ、結果的にさらに複雑な処理工程が必要とな
る。また、上記弊害を防止するために、高濃度のホウ素
を含有する再生排水をそのまま加熱操作などによって蒸
発濃縮し、ホウ素をホウ酸の形態で回収することが考え
られる。しかし、ホウ素吸着剤からホウ素を溶出するた
めには、酸が使用されることとなるが、一般に、１〜５
％の硫酸が使用されることが多く、この場合には、硫酸
による腐蝕性のためにそのまま加熱濃縮することは困難
である。さらに、加熱濃縮においては、含まれる硫酸に
よって濃縮過程で沸点上昇が起こり、濃縮効率が低下す
るという問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、ホウ素によ
り環境を汚染することなく、簡易な処理方法でホウ素含
有排水を処理でき、また、ホウ素含有排水から、単に廃
棄するためにホウ素を回収するのではなく、再利用可能
な形態でホウ素化合物を回収できる排水処理方法が望ま
れている。特に、近年、ホウ素含有水からホウ素のみを
除去する優れた方法として利用されている、ホウ素選択
性吸着剤を用いる処理法における、吸着剤の再生操作に
より生じた高濃度のホウ素含有再生排水を処理するため
の方法が望まれている。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、本発明は、硫酸酸性ホウ素含有排水に
バリウム化合物および／またはストロンチウム化合物を
添加し、排水中の硫酸イオンを硫酸バリウムおよび／ま
たは硫酸ストロンチウムとして沈殿させることにより、
その後の処理が容易であって、かつ不純物の少ないホウ
酸またはホウ素化合物を回収できる、硫酸イオンが低減
されたホウ酸含有溶液を得ることが可能な、ホウ素含有
排水の処理方法を提供することを目的とする。また、本
発明は、硫酸酸性ホウ素含有排水に添加されるバリウム
化合物および／またはストロンチウム化合物の量を調節
することにより、前記化合物由来のイオンを共存させず
に、硫酸イオンが低減されたホウ酸含有溶液を得ること
ができる前記処理方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、水酸化バリウム、水酸化ストロンチウム
等を使用することにより、ｐＨをモニタリングするなど
簡易な方法で、硫酸イオンをはじめとする共存物質が低
減されたホウ酸含有溶液を得ることができる前記処理方
法を提供することを目的とする。また、前記排水処理方
法において、さらに、アルカリ性化合物を添加すること
により、不純物の少ない、ホウ酸塩などのホウ素化合物
を回収できる前記処理方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は請求項１とし
て、硫酸酸性ホウ素含有排水にバリウム化合物および／
またはストロンチウム化合物を添加して硫酸イオンを沈
殿処理し、生じた沈殿を固液分離処理し、硫酸イオンが
低減されたホウ酸含有溶液を得ることを特徴とする、硫
酸酸性ホウ素含有排水の処理方法を提供する。本発明は
請求項２として、バリウム化合物および／またはストロ
ンチウム化合物が硫酸イオンに対してほぼ当量となるよ
うに、硫酸酸性ホウ素含有排水に添加されることを特徴
とする請求項１記載の方法を提供する。本発明は請求項
３として、硫酸酸性ホウ素含有排水にバリウム化合物お
よび／またはストロンチウム化合物以外のアルカリ性化
合物をさらに添加することを特徴とする請求項１または
２記載の方法を提供する。本発明は請求項４として、バ
リウム化合物が水酸化バリウムであり、ストロンチウム
化合物が水酸化ストロンチウムである請求項１〜３の何
れか１項記載の方法を提供する。本発明は請求項５とし
て、請求項１〜４の方法により生じたホウ酸含有溶液か
ら、固体ホウ酸または固体ホウ素化合物を回収する処理
をさらに含む、硫酸酸性ホウ素含有排水の処理方法を提
供する。本発明は請求項６として、固体ホウ酸または固
体ホウ素化合物の回収処理が、ホウ酸含有溶液を蒸発濃
縮することにより行われ、またはホウ酸含有溶液からホ
ウ酸もしくはホウ素化合物を析出させて分離する晶析法
により行われる、請求項５記載の方法を提供する。本発
明は請求項７として、硫酸酸性ホウ素含有排水がセルロ
ース系ホウ素吸着剤、またはＮ−メチルグルカミン型の
ホウ素選択性アニオン交換樹脂の再生排水である請求項
１〜６の何れか１項記載の方法を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の方法において処理の対象
となる硫酸酸性ホウ素含有排水は、硫酸およびホウ素を
含むものであれば如何なる由来の排水であっても良く、
例えば、セルロース系ホウ素吸着剤、Ｎ−メチルグルカ
ミン型のホウ素選択性アニオン交換樹脂等の再生排水；
染料、顔料、医薬、化粧品原料、防腐剤、写真、ガラ
ス、めっき等の産業において排出される排水；火力発電
所の排煙脱硫排水、原子力発電所から発生する放射性排
水、地熱発電排水、灰捨地排水、ゴミ焼却洗煙排水等の
排水等が挙げられるがこれらに限定されるものではな
い。本発明においては、硫酸酸性ホウ素含有排水は硫酸
およびホウ素以外の不純物を含んでいても良いが、該排
水が不純物を含む場合には、最終的に回収されたホウ酸
含有溶液中に不純物が含まれることとなる。このため、
本発明において処理される硫酸酸性ホウ素含有排水にお
いて許容される不純物の量および種類は、最終的に回収
されるホウ酸含有溶液、固体ホウ酸、または固体ホウ素
化合物として望まれる純度に応じて決定されることとな
る。不純物の少ないホウ酸含有溶液を回収するとの観点
から、前記硫酸酸性ホウ素含有排水は硫酸およびホウ素
以外の不純物が少ないものが好ましく、不純物を含まな
いものがより好ましい。セルロース系ホウ素吸着剤、Ｎ
−メチルグルカミン型のホウ素選択性アニオン交換樹脂
等のホウ素吸着剤は、ホウ素以外を吸着しないので、再
生処理においてもホウ素しか溶出せず、また、再生処理
において不純物の少ない硫酸溶液を使用する限りは、ホ
ウ素および硫酸以外の不純物の量を低減させることがで
きる。よって、硫酸酸性ホウ素含有排水として前記ホウ
素吸着剤の再生排水が使用される場合には、最終的に回
収されるホウ素含有溶液、固体ホウ酸、または固体ホウ
素化合物として、純度の高いものが得られることとな
る。

【０００９】本発明において処理される硫酸酸性ホウ素
含有排水の硫酸濃度は、一般的には、０．５〜８重量％
であり、好ましくは、１〜５重量％である。また、ホウ
素濃度は、８００〜５０００ｍｇ／Ｌであり、好ましく
は、１０００〜３５００ｍｇ／Ｌである。ホウ酸溶液に
塩化バリウムまたは塩化ストロンチウムを滴下した場合
に、ホウ素濃度５０００ｍｇ／Ｌにおいてもホウ酸バリ
ウムまたはホウ酸ストロンチウムの沈殿は形成しない。
よって、上述の範囲内のホウ素濃度であれば、バリウム
化合物またはストロンチウム化合物を排水に添加して
も、ホウ素はホウ酸バリウムまたはホウ酸ストロンチウ
ムとして沈殿画分に混入しない。なお、一般的なホウ素
吸着剤の再生排水における硫酸濃度は１〜５重量％であ
り、ホウ素濃度は８００〜５０００ｍｇ／Ｌである。本
発明においては、不純物の少ないホウ酸溶液を得るため
には、処理される硫酸酸性ホウ素含有排水中のホウ素濃
度が、上記再生排水中の一般的濃度範囲において、硫酸
イオンの濃度に対して高いことが望ましい。ホウ素と硫
酸イオンの比率を適切なものとする方法として、ホウ素
吸着剤再生排水が使用される場合には、該排水の希薄部
分と濃厚部分を分画し、一部を再利用する方法（特公平
３−１０３８７）が挙げられるが、これに限定されるも
のではなく、任意の方法によって調節可能である。

【００１０】本発明において使用可能なバリウム化合物
としては、硫酸酸性ホウ素含有排水に可溶性であり、バ
リウム化合物から生じるバリウムイオンが該排水中の硫
酸イオンと結合して難溶性の硫酸バリウムの沈殿を形成
するものであれば、任意の化合物を使用できる。例え
ば、水酸化バリウム、酸化バリウム、水素化バリウム、
塩化バリウム、臭化バリウム、フッ化バリウム、ヨウ化
バリウム、硝酸バリウム等の可溶性の化合物が挙げられ
るがこれらに限定されるものではない。塩化バリウム、
臭化バリウム、フッ化バリウム、ヨウ化バリウム、硝酸
バリウム等が使用される場合には、副生成物として、そ
れぞれ、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、ヨウ化水素
酸、硝酸が生じる。よって、これらの場合には、硫酸イ
オンは除去されるが、得られるホウ酸含有溶液は前記副
生成物を含み、該溶液からは、純粋なホウ酸ではなく、
硫酸イオンを含まないホウ素化合物が得られることとな
る。これに対して、水酸化バリウム、酸化バリウム、水
素化バリウムが使用される場合には、回収されるホウ酸
含有溶液中に該化合物由来の共存イオンが含まれず、ほ
ぼ純粋なホウ酸含有溶液を得ることができる。また、水
酸化バリウム、酸化バリウム、水素化バリウムが使用さ
れる場合には、バリウム化合物の添加量の調節を、排水
のｐＨをモニタリングすることにより容易に行うことが
でき、溶液の中和を同時に行うことができるので、バリ
ウム化合物としては水酸化バリウム、酸化バリウム、水
素化バリウムが好ましい。取り扱いの容易さという観点
から、より好ましくは、水酸化バリウムである。

【００１１】本発明において使用可能なストロンチウム
化合物としては、硫酸酸性ホウ素含有排水に可溶性であ
り、ストロンチウム化合物から生じるストロンチウムイ
オンが該排水中の硫酸イオンと結合して難溶性の硫酸ス
トロンチウムの沈殿を形成するものであれば、任意の化
合物を使用することができる。例えば、水酸化ストロン
チウム、酸化ストロンチウム、水素化ストロンチウム、
塩化ストロンチウム、臭化ストロンチウム、フッ化スト
ロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硝酸ストロンチウ
ム等の可溶性の化合物が挙げられるがこれらに限定され
るものではない。塩化ストロンチウム、臭化ストロンチ
ウム、フッ化ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、
硝酸ストロンチウム等が使用される場合には、副生成物
として、それぞれ、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、
ヨウ化水素酸、硝酸が生じる。よって、これらの場合に
は、硫酸イオンは除去されるが、得られるホウ酸含有溶
液は前記副生成物を含み、該溶液からは、純粋なホウ酸
ではなく、硫酸イオンを含まないホウ素化合物が得られ
ることとなる。これに対して、水酸化ストロンチウム、
酸化ストロンチウム、水素化ストロンチウムが使用され
る場合には、回収されるホウ酸含有溶液中に該化合物由
来の共存イオンが含まれず、ほぼ純粋なホウ酸含有溶液
を得ることができる。また、水酸化ストロンチウム、酸
化ストロンチウム、水素化ストロンチウムが使用される
場合には、ストロンチウム化合物の添加量の調節を、排
水のｐＨをモニタリングすることにより容易に行うこと
ができ、溶液の中和を同時に行うことができるので、ス
トロンチウム化合物としては水酸化ストロンチウム、酸
化ストロンチウム、水素化ストロンチウムが好ましい。
取り扱いの容易さという観点から、より好ましくは、水
酸化ストロンチウムである。

【００１２】本発明に使用可能な上記バリウム化合物お
よび上記ストロンチウム化合物は、水和物であっても良
いし、無水物であっても良い。また、バリウム化合物お
よび／またはストロンチウム化合物としては、１種類の
化合物が使用されても良いし、複数の化合物が混合して
使用されても良い。また、複数の化合物が使用される場
合には、複数のバリウム化合物の混合物、複数のストロ
ンチウム化合物の混合物、またはバリウム化合物とスト
ロンチウム化合物の混合物のいずれの混合物であっても
良い。本発明においては、バリウム化合物および／また
はストロンチウム化合物を、そのまま化合物として硫酸
酸性ホウ素含有排水に添加しても良いし、あらかじめ水
溶液にしてから添加しても良い。酸化バリウム、水素化
バリウム、酸化ストロンチウムまたは水素化ストロンチ
ウムの何れかが使用される場合には、その反応性を考慮
すると、あらかじめ水溶液にしてから添加するのが好ま
しい。水溶液として添加される場合には、使用される排
水処理系に応じて、適宜、任意の濃度の水溶液として添
加できる。

【００１３】本発明においては、硫酸酸性ホウ素含有排
水にバリウム化合物および／またはストロンチウム化合
物を添加することにより、排水中の硫酸イオンとバリウ
ムイオンおよび／またはストロンチウムイオンが反応し
て、硫酸バリウムおよび／または硫酸ストロンチウムが
生じる。硫酸バリウムの溶解度は２．３０ｍｇ／水１０
０ｇ（１８℃）であり、硫酸ストロンチウムの溶解度は
１１．４ｍｇ／水１００ｇ（１８℃）と非常に小さく、
これらは水中で沈殿を形成することとなる。これによ
り、前記排水中に存在する硫酸イオンが、添加されたバ
リウム化合物およびストロンチウム化合物の総量に応じ
て、沈殿として除去されることとなる。

【００１４】バリウム化合物およびストロンチウム化合
物の添加量は、硫酸酸性ホウ素含有排水に含まれる硫酸
イオンの量、および最終的に回収されるホウ酸含有溶液
において求められるホウ素の純度に応じて適宜設定され
る。好ましくは、バリウム化合物および／またはストロ
ンチウム化合物の添加量は、排水中に含まれる硫酸イオ
ンとほぼ当量である。この場合には、硫酸バリウムおよ
び／または硫酸ストロンチウムの溶解度を超える量に相
当する硫酸イオンが硫酸バリウムまたは硫酸ストロンチ
ウムとして沈殿し、排水から除去され、溶液中の硫酸イ
オンの量は、該化合物の溶解度未満の量に低減されるこ
ととなる。一方、バリウム化合物および／またはストロ
ンチウム化合物が、排水中の硫酸イオンのほぼ当量を超
えて添加される場合には、回収されるホウ素含有溶液中
に、共存物質として、バリウムイオンおよびストロンチ
ウムイオンが残存することとなり、得られるホウ酸含有
溶液、固体ホウ酸、または固体ホウ素化合物中の不純物
が増加する。また、バリウム化合物および／またはスト
ロンチウム化合物が、排水中の硫酸イオンのほぼ当量よ
り少ない量で添加される場合には、回収されるホウ素含
有溶液中に、硫酸イオンが残存することとなる。

【００１５】本明細書において、バリウム化合物および
ストロンチウム化合物の添加量として、「ほぼ当量」と
あるのは、硫酸酸性ホウ素含有排水に硫酸イオン、ホウ
素以外の不純物が含まれている場合を考慮したものであ
る。例えば、不純物がバリウムおよび／またはストロン
チウムと難溶性の塩を形成する物質の場合には、添加さ
れたバリウムイオン、ストロンチウムイオンの一部は不
純物との沈殿形成に消費され、硫酸イオンを充分に除去
できなくなる。よって、このような場合には、溶液中の
硫酸イオンを最も低減させるためには、不純物の量に応
じて、排水に含まれる硫酸イオンの当量より多くのバリ
ウム化合物および／またはストロンチウム化合物を添加
することとなる。この例に限らず、バリウム化合物およ
びストロンチウム化合物の添加量は不純物の量に応じ
て、適宜調節されることとなる。

【００１６】本発明における硫酸イオンの沈殿処理は、
排水中の硫酸イオンと、添加されたバリウム化合物およ
び／またはストロンチウム化合物に由来するバリウムイ
オンおよび／またはストロンチウムイオンが反応して沈
殿を形成するものであれば、任意の、公知の処理装置、
処理方法を使用することができる。例えば、前記排水お
よび前記化合物を反応槽に連続的に供給しつつ、反応後
の液体を連続的に固液分離処理するような連続法であっ
ても良いし、また、バッチ法で反応を行い、固液分離処
理するような方法でも良い。バリウム化合物および／ま
たはストロンチウム化合物の添加量調節に便利なので、
バッチ法が好ましい。また、撹拌装置等を備えたもので
あっても良い。

【００１７】バリウム化合物および／またはストロンチ
ウム化合物の添加量は、任意の、公知の方法、装置を使
用して制御可能である。例えば、ｐＨ計、電気伝導率計
を用いて、それぞれｐＨ、電気伝導率を指標として制御
する方法が挙げられ、また、イオンクロマトグラフ法、
クロム酸バリウム吸光光度法、重量法等によって、硫酸
イオン含量を定量し、これを指標として制御する方法が
挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、
上記方法および装置の複数を併用して制御することも可
能である。測定が簡易であるという観点から、ｐＨ、電
気伝導率を指標とする方法が好ましい。排水中に含まれ
る不純物の量および種類に応じてｐＨ、電気伝導率は変
化するので、これらを指標とする場合には、処理される
硫酸酸性ホウ素含有排水中の硫酸イオン濃度が最小とな
る時のｐＨ、電気伝導率をあらかじめ測定しておくこと
が好ましい。

【００１８】排水のｐＨは、水酸化バリウム、酸化バリ
ウム、水素化バリウム、水酸化ストロンチウム、酸化ス
トロンチウム、水素化ストロンチウムのような、水に溶
解することによりアルカリ性を示す化合物が使用される
場合に、添加量の指標とすることが可能である。この場
合は、バリウム化合物および／またはストロンチウム化
合物の添加により排水のｐＨが上昇し、不純物の量、種
類にもよるが、排水がほぼ中和される時点の添加量が、
排水中の硫酸イオンのほぼ当量となる。例えば、ホウ素
吸着剤の再生排水が使用される場合には、ｐＨ６〜７．
５の範囲になるように添加量が調節されることとなる。
電気伝導率を指標とする場合には、一般的には、電気伝
導率１００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５０μＳ／ｃ
ｍ以下になるように、バリウム化合物および／またはス
トロンチウム化合物の添加量が制御されるが、上記値は
再生用薬品の希釈液に純水を用いた条件であり、これ以
外の上水、回収水を用いた場合、また、不純物の量、種
類に応じて値は変化する。電気伝導率を指標とする場合
には、排水に添加された場合に副生成物の発生がないた
め、バリウム化合物およびストロンチウム化合物として
は、水酸化バリウム、酸化バリウム、水素化バリウム、
水酸化ストロンチウム、酸化ストロンチウム、水素化ス
トロンチウムが好ましい。

【００１９】本発明においては、沈殿処理後、沈殿と溶
液が固液分離処理される。固液分離処理としては、沈殿
と溶液成分を分離できるものであれば、任意の公知の方
法を使用可能であり、例えば、凝集沈殿ろ過、遠心分
離、膜ろ過等が挙げられるがこれらに限定されるもので
はなく、また、上記複数の方法を組み合わせて処理する
ことも可能である。また、上記固液分離処理を補助する
ような方法、手段を同時に行うことも可能である。例え
ば、固液分離処理として凝集沈殿ろ過が行われる場合
で、固液分離が困難な場合には、塩化第２鉄やポリ塩化
アルミニウム等の無機凝集剤やポリアクリルアミド等の
有機高分子凝集剤を添加し、固液分離特性を改善するこ
ともできる。

【００２０】本発明の方法においては、排水中に含まれ
るホウ素はバリウムまたはストロンチウムと反応して沈
殿を形成しないので、固液分離処理により、ホウ素を含
まない、高純度の硫酸バリウムもしくは硫酸ストロンチ
ウム、またはこれらの混合物を得ることができる。固液
分離処理後の沈殿物を水洗等適当な処理を行うことによ
り、さらに沈殿物の純度を向上させることもできる。本
発明の方法により回収された硫酸バリウムは、例えば、
湿式石灰−石膏法の排煙脱硫装置がある石炭火力発電所
において、排煙を脱硫した際の副産物として産出される
石膏と混合して利用することができる。石炭火力発電所
から産出される石膏は建材用の石膏ボード材料として利
用されているが、本発明の方法で得られる硫酸バリウム
は石膏と類似部分が多い白色のアルカリ土類金属硫酸塩
であるため、石膏と混合することにより、石膏ボード原
料として利用することが可能である。よって、この石膏
と本発明を用いれば、汚泥量を削減でき、処理コストを
低減することが可能となる。また、本発明の方法により
回収された硫酸ストロンチウムは、例えば、炭酸ストロ
ンチウムの原料として利用することができる。

【００２１】本発明の方法においては、固液分離処理に
より沈殿物が除去されて、硫酸イオンが低減されたホウ
酸含有溶液が得られる。該溶液中の硫酸イオン濃度は、
数ｍｇ／Ｌレベルであり、純度の高いホウ酸含有溶液が
得られることとなる。このホウ酸含有溶液から、純度の
高い固体ホウ酸を回収することが可能である。固体ホウ
酸の回収方法としては、ホウ酸含有溶液から固体のホウ
酸を生じさせることが可能な、任意の、公知の方法を使
用できる。例えば、ホウ酸含有溶液の水分を各種濃縮
器、ドラムドライヤー等を用いて蒸発させて固体ホウ酸
とする方法、また、ホウ酸含有溶液から固体ホウ酸を析
出させて分離する晶析法等が挙げられるがこれらに限定
されるものではない。

【００２２】本発明の方法においては、硫酸酸性ホウ素
含有排水に、バリウム化合物および／またはストロンチ
ウム化合物以外のアルカリ性化合物（以下、「アルカリ
性化合物」という）を添加し、該排水のｐＨを調節する
ことが可能である。排水に添加可能なアルカリ性化合物
としては、水に可溶性で、アルカリ性を示す任意の化合
物を添加することができ、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等のアルカリ金属塩、アンモニア等が挙げられる
がこれらに限定されるものではない。アルカリ性化合物
は単独で使用されても良いし、複数の化合物を混合して
使用しても良い。アルカリ性化合物は、化合物としてそ
のまま添加しても良いし、水溶液としたものを添加して
も良い。

【００２３】好ましくは、アルカリ性化合物はアルカリ
金属塩であり、より好ましくは、水酸化ナトリウムまた
は水酸化カリウムである。例えば、水酸化ナトリウムま
たは水酸化カリウムが使用された場合には、沈殿処理後
に回収される溶液中にナトリウムイオンまたはカリウム
イオンが共存し、この溶液に対してホウ素含有固体物質
の回収処理を行うと、ホウ酸ナトリウムまたはホウ酸カ
リウム等の固体ホウ素化合物が得られる。よって、排水
中のホウ酸を固体ホウ酸ではなく、固体ホウ酸塩などの
固体ホウ素化合物として得ることを目的とする場合に
は、アルカリ性化合物が添加されるのが好ましい。ホウ
酸溶液から固体ホウ素化合物を得るためには、上述のよ
うな、固体ホウ酸を得るための方法と同様の方法を使用
することができ、特に限定されるものではない。また、
アルカリ性化合物として、例えば、アンモニアが添加さ
れる場合には、アンモニアを含有するホウ酸溶液のｐＨ
をアルカリ側に調節し、曝気、加熱等を行い、ストリッ
ピング等により除去して、固体ホウ酸を得ることができ
る。また、アンモニアを除去しなければ、固体ホウ酸ア
ンモニウムを得ることができる。

【００２４】本発明の方法においては、アルカリ性化合
物は、本発明の方法の如何なる段階で添加されても良
く、例えば、硫酸バリウムおよび／または硫酸ストロン
チウムの沈殿処理前、沈殿処理と同時、もしくは沈殿処
理後、またはこれらの複数の段階で添加可能である。な
お、アルカリ性化合物が沈殿処理前または沈殿処理と同
時に添加される場合には、バリウム化合物、ストロンチ
ウム化合物の添加量調節にｐＨ、電気伝導率を指標とす
ることはできず、硫酸イオンを直接定量する必要が生じ
る。よって、バリウム化合物および／またはストロンチ
ウム化合物の添加量の指標としてｐＨまたは電気伝導率
が使用される場合には、沈殿処理後にアルカリ性化合物
が添加されることとなる。

【００２５】本発明の処理方法の一態様として、図１
に、ホウ素吸着剤の再生排水を本発明の方法で処理する
場合のフローシートを示すが、本発明はこの態様に限定
されるものではない。図１では、ホウ素吸着に供された
ホウ素吸着剤１が硫酸酸性である再生剤で処理され、硫
酸酸性ホウ素含有排水である再生排水が再生排水槽２に
貯留される。再生排水は再生排水槽２から反応槽３に移
送される。次いで、ｐＨ、電気伝導率などを測定しつ
つ、反応槽３に存在する硫酸イオンとほぼ当量になるよ
うに水酸化バリウムが反応槽３に供給され、硫酸バリウ
ムの沈殿を生じさせる。沈殿処理後、排水は凝集沈殿槽
４に移送され、沈殿物スラリーとホウ酸溶液に分けら
れ、沈殿物スラリーは脱水機５により脱水処理され、固
体硫酸バリウムが得られる。また、ホウ素溶液は蒸発濃
縮装置６により濃縮され、固体ホウ酸が得られる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例で本発明をより具体的に説明す
るが、本発明は実施例に限定されるものではない。 実施例１（ホウ酸含有溶液の回収） ホウ素濃度２０ｍｇ／Ｌのホウ素含有排水をホウ素選択
性吸着樹脂（アンバーライト（登録商標）ＩＲＡ７４
３：オルガノ（株）製）に通水し処理したところ、ホウ
素濃度０．５ｍｇ／Ｌ未満の処理水が得られた。通水を
続け、ホウ素選択性吸着樹脂の貫流容量に達し、処理水
質が２ｍｇ／Ｌまで上昇したところでホウ素選択性吸着
樹脂を５％硫酸によって再生したところ、ホウ素濃度１
２００ｍｇ／Ｌの再生排水が得られた。次いで、この再
生排水を撹拌しつつ水酸化バリウム無水物（和光純薬工
業株式会社製、試薬特級）を添加すると、白色の沈殿物
を生じた。水酸化バリウムの添加は、排水のｐＨが６．
２になるまで行った。生成した白色沈殿物を、定量ろ紙
（Ｎｏ．５Ｃ ろ紙）を用いてろ過し、ろ液中の硫酸イ
オンをイオンクロマトグラフ法（ＪＩＳ Ｋ０１０２）
で定量し、ホウ素濃度をアゾメチンＨ吸光光度法（ＪＩ
Ｓ Ｋ０１０２）で定量した。結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】本発明の方法で処理することにより、再生
排水中２４０００ｍｇ／Ｌであった硫酸イオン濃度は、
２０ｍｇ／Ｌ未満に低減された。また、ホウ素濃度は、
ほとんど変化していなかった。このことから、本発明の
方法は、硫酸酸性ホウ素含有排水における、硫酸イオン
とホウ素を精度良く分離できるものであることが明らか
となった。

【００２９】実施例２（固体ホウ酸の回収） 実施例１で得られたろ液を蒸発皿で加熱し、水分を蒸発
させたところ白色粉末が得られた。この粉末を標準品で
あるホウ酸（和光純薬工業株式会社製、試薬特級）と同
じ重量秤量し、純水に溶解して濃度を測定した。測定結
果より、次式： ホウ酸純度（％）＝（白色粉末溶液ホウ酸濃度／標準品
ホウ酸濃度）×１００ を用いてホウ酸純度を決定した。

【００３０】測定の結果、実施例２で得られた白色粉末
溶液のホウ素濃度は、標準品のホウ酸の９５％の濃度を
示した。よって、実施例２で得られた白色粉末のホウ酸
含有率は９５％であることが確認された。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明は、硫酸
酸性ホウ素含有排水にバリウム化合物および／またはス
トロンチウム化合物を添加し、排水中の硫酸イオンを硫
酸バリウムおよび／または硫酸ストロンチウムとして沈
殿させ、また、任意にアルカリ性化合物を添加すること
により、硫酸イオンが低減されたホウ酸含有溶液、固体
ホウ酸または固体ホウ素化合物を得ることが可能とな
る。また、バリウム化合物および／またはストロンチウ
ム化合物の添加量を硫酸イオンとほぼ当量にすることに
より、硫酸イオンを低減させるだけでなく、バリウム化
合物、ストロンチウム化合物由来の共存物質を低減させ
ることも可能となる。また、本発明は、水酸化バリウ
ム、水酸化ストロンチウム等、アルカリ性のバリウム化
合物、ストロンチウム化合物を使用することにより、排
水中の硫酸イオンを直接測定する必要なく、ｐＨ、電気
伝導率など測定の容易なパラメータを指標として最適な
添加量を決定できるという、簡易な方法で高純度のホウ
酸含有溶液、固体ホウ酸、固体ホウ素含有化合物を得る
ことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、ホウ素吸着剤の再生排水を本発明の
方法で処理する場合のフローシートである。

【符号の説明】

１ ホウ素吸着剤 ２ 再生排水槽 ３ 反応槽 ４ 凝集沈殿槽 ５ 脱水機 ６ 蒸発濃縮装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫酸酸性ホウ素含有排水にバリウム化合
   物および／またはストロンチウム化合物を添加して硫酸
   イオンを沈殿処理し、生じた沈殿を固液分離処理し、硫
   酸イオンが低減されたホウ酸含有溶液を得ることを特徴
   とする、硫酸酸性ホウ素含有排水の処理方法。
2. 【請求項２】 バリウム化合物および／またはストロン
   チウム化合物が硫酸イオンに対してほぼ当量となるよう
   に、硫酸酸性ホウ素含有排水に添加されることを特徴と
   する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 硫酸酸性ホウ素含有排水にバリウム化合
   物および／またはストロンチウム化合物以外のアルカリ
   性化合物をさらに添加することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の方法。
4. 【請求項４】 バリウム化合物が水酸化バリウムであ
   り、ストロンチウム化合物が水酸化ストロンチウムであ
   る請求項１〜３の何れか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の方法により生じたホウ酸
   含有溶液から、固体ホウ酸または固体ホウ素化合物を回
   収する処理をさらに含む、硫酸酸性ホウ素含有排水の処
   理方法。
6. 【請求項６】 固体ホウ酸または固体ホウ素化合物の回
   収処理が、ホウ酸含有溶液を蒸発濃縮することにより行
   われ、またはホウ酸含有溶液からホウ酸もしくはホウ素
   化合物を析出させて分離する晶析法により行われる、請
   求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 硫酸酸性ホウ素含有排水がセルロース系
   ホウ素吸着剤、またはＮ−メチルグルカミン型のホウ素
   選択性アニオン交換樹脂の再生排水である請求項１〜６
   の何れか１項記載の方法。