JPS5853958B2 - シユウジンスイノ シヨリホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は集塵水の処理方法に関する。

高炉、転炉、焼結等の排ガスの浄化には、湿式集塵器が
利用されている。

これから排出される集塵水には酸化鉄、酸化カルシウム
、酸化亜鉛等の金属酸化物の粒子又はそれらの金属イオ
ンを多量に含有している。

この水は最近では系外に廃棄せずに再利用されるように
なった。

そのため適当な前処理つまり水をアルカリ性にして凝集
沈澱処理を施し酸化鉄、水酸化鉄、亜鉛化合物等を取除
いている。

しかし処理後の水には硬度成分が存在し、時には異常な
高濃度に達し、硬度成分によるスケールが発生する。

そのような障害を防止するため通常分散剤といわれる添
加剤を加え再循環している。

従来そのような処理には、重合リン酸塩や比較的低分子
のポリアクリル酸及びそのアルカリ塩が使用せられてい
る。

しかし重合リン酸塩は有効ではあるが、加水分解されて
オルＩ−ＩＪン酸塩となる恐れが多く、スケール抑制力
に永続性が無い。

加えてリン酸系は、排水規制によって排出が規制されよ
うとしており、それに対応するうえで含リン化合物であ
る重合リン酸塩はその使用量を制限しなければならない
。

一方ポリアクリル酸又はその塩を使用する場合、リンを
含有していないこと、冷却水系統に用いられるときは重
合リン酸と同等の効力を持っていること等、種々の長所
が認められているが、金属化合物特にその水酸化物が多
く存在する系では、そのスケール抑制力に問題がある。

なぜならばポリアクリル酸は、金属水酸化物に対して沈
澱促進作用を発揮することが判明しているからである。

工業用水第１９７巻、第２号、３６頁に記載されている
ように、ポリアクリル酸は、溶解されている金属イオン
でさえその作用により水酸化物として析出せしめる。

そのためそのような化合物が多く存在する系では、沈澱
促進作用に一部のポリアクリル酸が消費され、期待され
る効果が得られない場合がある。

前記集塵水は無論予め凝集沈澱処理を施しかなりの程度
、鉄、亜鉛の化合物は除かれるのであるが、しかし例え
ばアルカリ処理によって生じた鉄、亜鉛の水酸化物は軽
質で十分沈降せずオーバーフローによって排出されたり
、また排ガスと接触して含有する炭酸ガスと金属イオン
とが反応して生ずる重炭酸化合物はかなりの溶解性をも
つのでやはり凝集沈殿によって捕促されず以後の行程に
持ち出されるため、又その他種々の理由でなお無祝でき
ない量の鉄、亜鉛等の化合物が処理水に含有されること
がある。

そのような場合にはポリアクリル酸が金属水酸化物の沈
降を助長しやはり効力が少ないものになってしまう。

かくしてポリアクリル酸は系によっては有用な時とそう
でない時があり、その効果に一貫性がない。

更に、硬度成分であるカルシウムイオンの濃度が高くな
るとクービデイテイ・リジョン（濁り領域）といわれる
濃度領域に入る。

いわゆる分散剤と言われるものには多くその領域を持っ
ているが、化合物によって早く達する場合とそうでない
場合とがある。

ポリアクリル酸はそれに達するのが比較的早い化合物で
ある。

そして極端な場合は濁りより沈澱を生ずる恐れがある。

高炉、転炉等の排ガス集塵水には、排ガス中に多くの生
石灰が含まれるため多量のカルシウムイオンが含まれて
いることがしばしばであり、そのために強い濁りや沈殿
を生ずる危険もありうることである。

かかる状況において本発明者らはリンを含まず金属水酸
化物に対する沈澱促進作用をもたず、しかも容易にター
ビデイテイ・リジョンに達しない高炉、転炉等の排ガス
集塵水に適したスケール防止剤の探索を行った結果、ア
クリル酸・フマル酸共重合物の利用を見出すに到ったも
のである。

この場合類似の化合物であり、ボイラーのスケール防止
剤としてＵＳＰ−２７２３９５６で公知のアクリル酸・
マレイン酸の共重合体では、以下の実施例に示されるご
とく水酸化亜鉛を早く沈澱させてしまうこと、またター
ビデイテイ・リジョンも比較的低濃度で達してしまい不
適当である。

かくして、この発明によれば高炉、転炉等の排ガ乙の浄
化に用いられる湿式集塵器から排出された集塵水を凝集
沈澱処理し、この処理水に分子量ｉ、ｏｏｏ〜１０，０
００で実質的に水溶性のアクリル酸・フマル酸共重合物
を添加してスケール析出を防止することにより集塵水を
循環使用することを可能にする方法が提供される。

ここで集塵水を凝集沈澱処理するとは、通常の処理、例
えば集塵水にアルカリ剤を加えて集塵水をアルカリ性に
し、これに酸化鉄、水酸化鉄、酸化亜鉛等をフロックと
して沈澱除去するごとき処理を含むものである。

もちろんこの処理法に限定されるものでなく、この沈澱
化は通常工場では凝集沈澱槽（又は池）で完了される。

次いでこの処理水に上記のアクリル酸・フマル酸共重合
物が添加される。

その添加量は０．１〜１００ ｐｐｍの範囲が好ましく
、０．５〜２０ｐｐｒｎ程度がより好ましい。

なお、この共重合物を製造する原料にはアクリル酸の他
にそのアルカリ金属塩、更にアミドモジくはエステル体
であってもよい。

またフマル酸もアルカリ金属塩やエステル体であっても
よい。

しかしながら、この発明で使用される共重合物は、実質
的に水溶性である必要があり、原料物質の単量体として
アミド体もしくはエステル体を用いた場合は製造した共
重合物を部分的に加水分解して水溶性にして使用しても
よい。

なお、アクリル酸・フマル酸共重合物の分子量が１，０
００以下では、スケール抑制効果が不充分であり、１０
，０００を越えると金属酸化物に対して沈澱促進作用が
発揮されるとともにタービデイテイ・リジョンも比較的
低濃度で達してしまい不適当である。

かくして、この発明による処理をした集塵水は、これが
再使用される系でのスケール析出が防止され、もちろん
使用される系の器壁への付着も生じない。

次にこの発明を実施例を用いて説明する。

実施例 １ 卓上試験による水酸化亜鉛沈降テストを次のように行っ
た。

純水１００ｍ１をフラスコに入れ、マグネチツクスクー
ラーで一定に攪拌しつつ、テストサンプルを純水に対し
て５０及び１１００ｐｐ添加し、次に０．５モル濃度の
重炭酸すＩ−ＩＪウムを１６ｒｎｌ、更に０．５モル濃
度の硫酸亜鉛を０．８１ｒＬｌ添加し、１０秒攪拌して
１００ｍ７のシリンダーにうつす。

一般に溶液は初め微温又は透明で、次第に白濁し、つい
で綿のような水酸化亜鉛の沈澱を生ずる。

これは初め可溶性の重炭酸亜鉛を生じ、これが炭酸ガス
を発して水酸化亜鉛となる現象である。

この水酸化亜鉛の発生沈降速度を各薬剤について比較し
た。

その結果を表１に示す。実施例 ２ タービデイテイ・リジョンを調べる為、次のような実験
を行った。

純水を用いて硫酸カルシウムの４００．６００．８００
，１１０００ｐｐの各溶液を作り、その溶液釜１００７
７１１を比色管にとり、薬剤を少しずつ加えて行って液
が濁り始める時の薬剤濃度を肉眼で検べた。

結果を表２に示す。表１、表２で示されるように、アク
リル酸・フマル酸共重合体は亜鉛イオンに対する作用は
全く無く、又タービデイテイ・リジョンにも容易に達し
ない。

一方アクリル酸・マレイン酸共重合体はキレート力はホ
モポリマーより強いけれど不適当であることが分かる。

実施例 ３ 某製鉄所の高炉の排ガスは湿式集塵器を通り、排出され
た水は集塵水槽に集められ、ある程度重い粒子（大部分
が酸化鉄である）を沈降させ、その上澄液がポンプで沈
澱池に送られる。

その中間にて、水酸化ナトリウム及び凝集剤が添加され
化１澱池で大部分のダスト及び重金属の水酸化物等が除
かれる。

処理された水は、処理水槽に送られる。

処理前の水と処理後の水の水質分析をしたところ、次の
ような値が得られた。

（族３参照） 表３に示されるようにこの系では鉄化合物は十分に除か
れているが、亜鉛は十分除去されているとい＼難い。

この系に種々分散剤を添加してその有効性を調べた。

沈澱池から処理水槽に至る配管の中途にて、分散剤を添
加する。

添加された水は処理水槽より冷却塔を経てポンプで再び
集塵器に送られ循環再使用している。

スケールの最も多く発生する場所は冷却塔より集塵器に
いたる配管の部分である。

そこでその途中にテストチューブを設置し、テストサン
プルを１力月連続添加した後のテストチューブに付着す
るスケールの重量及びその分析を行って表４に示される
ような値を得た。

この表からポリアクリル酸ナトリウムは期待されるよう
な効果は発揮しえず、一方アクリル酸・フマル酸共重合
体のすｌ−ＩＪウム塩はへキサメタリン酸ソーダと同等
以上の有効性を示し、かつ濃度を増やしても亜鉛化合物
は増えていない。

又へキサメタリン酸ソーダも有効であるが、そのスケー
ルにはリン酸が多く含有されていることが示されオルト
リン酸に分解していることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 湿式集塵器より排出された集塵水を凝集沈澱処理し
   、分子量１，０００〜１０，０００で実質的に水溶性の
   アクリル酸・フマル酸共重合物を添加してスケール析出
   防止をすることを特徴とする集塵水の処理方法。