小型装置による重金属含有廃液の処理
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(2) 80. ないことが判る。これは濃度が非常に高い場合は反応 沈 澱 剤. 液が粘稠になり，刀工が幾分不充分になるためと，わ. 匪工管下⇔鶴. 廃 液. 且・・計. ずかの未反応物質が残っても濃度が非常に高いので，. 影響が大きいためであろう。一方，廃液の濃度が非常 に低いと，游紙上の沈澱が少なすぎて，游過時の園液. 分離の効率が悪くなることも影響するものと思われ. ⇔ 空気. 反 応 槽. る。. 以下の実験はすべて新型装置を粥いておこなった。. 且炉 過 槽. つぎに反応液量の影響についてしらべた。. 銅として！，000ppmを含む5∼50 Zの液をそれぞ 一 、 “. Xフッン. れ同様に処理した結果を図3に示す。 ＝』・‘・占9』’L−；・漏・繭」6ら＝漏・引」・漏’幽‘」幽島L隔絶」」．」‘「．. 炉 液. 0．6. z 着槽. 0．5. 仁 空気. 中 和 槽. 0，4. II一 ＿ ＿ ＿ ＿ 一r＿. L＿＿＿＿＿＿＿＿. 雲 § 0．3. 図1廃液処理工程図. δ. 0．2. 0。1. L6. 0 0. T. lA. ’. 露 δ. 50. 反応液壁 （￠）. I 1．2. 10 20 30 40. 図3 炉一中の銅濃度におよぼす反応液量の影響. ’ ’. いずれも排水基準以下になっているが，反応液量の. 0．8 ノ. δ. 多い方が源液中の重金属濃度が低い。. ！. したがって，ある程度まで廃液が貯留してから処理. ノ. 0，4. した方が人手もはぶけて有利だと考えられる。. ノ. ＼、 1／ ●r」駒一. G. 10. B. 王00 王，000 10，000 100，000. 反慈液濃度 （ppm）. 3．2 銅含有廃液の処理におよぼすpHの影響. 1，000pplnの銅を含む硫酸銅溶液を種々のpHで 反応させたところ図4のようになり，pH：11附近に おいて源野中の銅濃度が最低になり，pH 12になる. A；旧型反応槽. と増大することが判った。このような特性は沈澱生成. B；新型反応槽. 過程におけるCuO22一の生成以外に演過過程において. 図2炉液中の銅濃度におよぼす反応液濃度の影響. もpHが微妙な影響をおよぼすものと推察される。 3．3 永酸化銅沈澱の沖過特性. 液中の銅含有量がかなり少ない。これは主として反応. 銅として1，000ppmを含む硫酸銅溶液15 Zを. 槽の撹群を良くし，未反応の液が残らないように改良. pH 11で1時間反応させてから，一台の二二槽で游. したことが効果的であったものと思われる。. 過を開始し，流出する四丁を順次別々に採取して分析. また㈹，⑬いずれの場余も廃液濃度が非常に高い場. し，洒液中銅濃度の経時変化を求めた。結果を図5に. 合または低い場合に，浜液中の重金属含量が低くなら. 示す。.
(3) 81. 0．4. 0，7. pH 11．5 0．6. 0．3. 雀. 3. 0。5. 0．2 δ. 璽. 30，4 0．王. δ. ノ1L。. 0．3. ／. 0. ／ノん・. ？. 89王01i 12 P脹. 0．2. 、. ＼. ㌔ ●一■一●8. 図4炉液中の銅濃度におよぼす反応液pHの影. 0．1. 響. r露丘：ニ一一。5 ／／. C一” 0. 0 1 2 3 4 5 反 寵二 β寺 闘 （hr） 1．4. 図6炉液中の銅濃度におよぼす反応液pHと 反応時間の影響 1．3. 0．3 雀. 3. G．4. 0．2 （3. ノ 0．3 曾. 0．1. 3. ／ ／. 0．2 δ. ／. 0. 0 5 10 15. o. ／1，00Gppm. ／ ．／. 0．1. 1戸逢瀬よりの流出液量 （の. ／ 10，000pp［轟. C一・〆ンρ. 図5炉液中の銅濃度におよぼす炉過槽よりの流 出時聞の影響. 炉＿＿＿一』一一一一一ゆ王00ppm. 0 0 1 2 3 4 5. 反応 ロ寺 間 （hr＞. 図5における初めの急激な濃度変化は瀕紙の目にス. 図ア 炉液中の銅濃度におよぼす反応液濃度と反. ラッジがつまってくると微細沈澱が良く保持されるよ. 応時間の影響. うになることによって容易に説明できる。また，後半 の濃度変化は，游過の後半において吸着能が低下した. して水酸化銅の沈澱が経蒔変化をおこすことは確かで. などのスラッジの性状変化を考えると説明しゃすい。. ある。. 3．4反三時問について. また，図7によるとpH 1！で反応させても1，000. 鋼として1，000ppmを含む30♂の溶液をpH. ppmよりさらに高濃度になると，反応時間が長すぎ. 9。0∼11．5のそれぞれの値で反応させた場合の反応時. るために炉液中の銅濃度が増大するという特異現象は. 闘の影響を図6に，反応液中の銅濃度が100∼10，000. 現われにくくなる。これは反応液中の銅濃度が増すと. ひpmでpHが11の場合の反応時間の影響を図7にそ. 大量のスラッジが生じ，その大量のスラッジの表面の. れぞれ示す。. みが福色に変化するだけで，スラッジ全体としてはか. 図6によるとpH 11以上では反応時間が長すぎる. なり長蒔間緑色のままでいることによると思われる。. とかえって瀕液中の銅濃度が高くなることが判る。そ. 一般にスラッジ董がほぼ等しいときには反応時の.
(4) 82 pHが高いほどスラッジの色が速く緑色〔Cu（0｝王）2〕. ム濃度は図9に示すように，pHの大きい方が低いの. から福色〔4CuO・H20〕へと変わることなどと合わ. で，源過時間が少々長くかかってもpH ll附近で反. せ考えて，これらの現象はスラッジの吸着能低下など. 応：をおこなう必要がある。. の」眺状変化およびCuO22一の生成反応などによるもの. 3．6 両性金属の沈澱沖過. と思われるがさらに検討を要する。. 亜鉛についての結果を図10および園Uに示す。図！0. 以上の結果から，本装置での反応時間は必ずしも長. をみるとpH 8．5附近からpH 12附近までかなり. い方が良いというのではなく，最適条件が存在するこ. 広い許容範囲があることが判る。これは亜鉛の沈澱は. とが判った。重金属の種類や濃度およびpHなどの. pH 9．5∼10附近になると樋めてやわらかい透明なも. 条件にもよるが，一応30分∼1時間が適当と思われ. のとなり，沈降分離法では溶液の分離がむずかしくな. る。. ることがあるのに，本実験の場合には済紙上にうまく. 3．5 カドミウムの沈澱・沖過. 沈澱がとらえられて游液中の亜鉛量がかえって滅少し. つぎにカドミウム1，000ppmを含む30∠溶液の. たわけであり，小型装遣の場合には厚手の済紙を用い. 反応をおこなった。結果を図8に示す。. カドミウムの場合，反応液のpHが8∼9ではス. Zn. ラッジ量は2．5∼3，0Zであるが， pH 11以上になる. 4. 80. と急激に減少していき’，pH12においてはスラッジ. ヘリ しの. o. 篶、・ 贔. 1. 〆’｛、. 曾 ε. _. 3. 3. 、 、. 40. 、. 1こ ＼. 勲20. ＼. 7戸過時間. よ 、. o. 、. 1 民 、. 源過時間 0 0. 8910111213 PH. 2 ご拓. 、. 叢. ！♂一●㌧、》. 1. Cd. 60. ・i！. ’ ＼、. 1￡20 スフツンこに. ρ陶、●一軸、. 、、 ’ 、＼ ノ. 逆にpHと共に増大する。一方，游過中のカドミウ. 3三. スフツン：唯. ε60. 量lZ以下という値になっている。しかし游過時間は. 、. 1驚. 図10 亜鉛1，000ppmを含む溶液の処理におけ るスラッジ量および炉過時間と反応液pHの 関係. 0 0. 8910111213. 謝1. pH. ？ 置. 薯. 図8カドミウム1，GOO ppmを含む溶液の処理 におけるスラヅジ量および炉過時間におよぼ. 56. すPHの影響. gと. 象 書. 1 ’. 12 尺. 40. 10. 、 、. ＼. 互. 、. 30. 、. し. e 8 爵 6. 曾3 彦 δ2. 4. 2 工. 0. 0. 8910111213 PH 図9炉液中のカドミウム濃度と反応蒋pHの関係. 89101112三3 P駐 図11亜鉛1，000ppmを含む溶液の処理におけ る炉液中亜鉛濃度とpHの関係.
(5) 83 た沈澱・游過法が優れているといえる。. 類についてはpH 7。5以上で処理した場合には瀕液. 3．7鉛の沈澱・沖過. 中の重金属濃度は排水基準以下であることが判る。し. 鉛は空気撹継しながらアルカジ剤で処理した場合，. かし，ニッケルおよびマンガンはpHを9．0以上，カ. 塩基性炭酸鉛として沈澱する。しかし，比較的多量の. ドミウムについては10．0以上にする必要がある。ヒ素. 鉛を含む廃液を処理した場合には游液が中和槽内で次. は基準値（0．5ppm）の約2倍で，水銀は最適条件で. 第に白濁してくることがある。このような場合には中. もQ．02ppm程度であったので，これら有害物質の. 利剤を入れずにそのまましばらく空気撹梓を続行して. 濃度をさらに下げるには活性炭またはキレート樹脂に. から再濟過すると，図12に示すように，比較的良好な. よる吸差処理の併用が望ましい。. 藷果が得られることを晃出した。 8 駄. 80. lM・. Ni ！. 、. 、. 7. 、 、. 70. l t. 、 、. 6. 、. ｝. 璽 50. §. 5. ｛ ｝. 葺・・. 4. 1 I. 雷30. 3. 襲. 20. 2. 10. 1. 0. l. i. A・ 1. 0. 789101112. る、H、8 9 10 1王 12. pH. Cr PH. 図12 鉛1，000ppmを含む溶液のアルカリ処理. 図13 10種混合モデル廃液の処理. 後の炉液を空気撹拝し静置後の上澄液中の鉛. 含有量と反応液中のpHの関係. （B） 9種混合モデル排液の処理. 単独では水酸化カルシウムを沈澱剤として用いても. 3．8 6価クロムの処理. 沈澱生成が充分でないといわれているヒ素が㈲の！0種. クロム混酸のモデル廃液として6価クロム1，000. 混合の場合にはかなり良い処理ができた。その理由の. ppmを含むpH 2．5の硫酸酸性溶液30 Zを重亜硫. 1つとして鉄イオンの共存によってヒ酸鉄（FeAsO3）. 酸ソーダを用いて反応槽中の気泡が完全に暗緑色にな. が沈澱したためと思われるので，鉄以外の9種の重金. るまで還元してから，1Nか性ソーダを用いてpH. 属を含むモデル廃液を作り水酸化カルシウムを沈澱剤. 約8．0で1時間反応さぜて游過したところ，浜山中の. としてpHg．5で処理をおこなった。その結果，図. 全クロムは約0．O！ppmであった。. 14に示すごとく輸液中のヒ素の含有量は10種混合の場. 3．9重金属混合廃液の処理. 合よりかなり大きく6．Oppmであった。しかしその. ㈹ 10種混合モデル廃液の処理. 他の8種類の重金属については鉄共存の効果はあまり. 鉄，亜鉛，鋼，クロム，鉛，ニッケル，マンガン，. 大きくなかった。. カドミウム，ヒ素および水銀をそれぞれ金属として. （C） 6種混合モデル廃液の処理. ！00ppmずつ含む10種混合溶液30♂を水酸化カル. 実験・研究室においては通常力iごミウムやヒ素など. シウムを沈澱剤として1時間反応させてから済過し，. はあまり使われないので廃液中に含まれることは比較. 沸液中の各金属を分析した結果をまとめて図13に示. 的まれである。そこで重金属モデル廃液として，鉄，. す。園！3をみると，鉄，亜鉛，銅，クPム，鉛の5種. 亜鉛，銅，クロム，鉛およびニッケルをそれぞれ.
(6) 84. 唖 0．20. 0．03. 0．6. 0．15 0．02. O．5 君. 釜. o．4. だ. ＼く 、、 Cd. 3. e 鍵. 黛 ＆. 、、 、叉 、喚. 0．10）. 8. 訴、 0，01. 、、、 0．05. 細 0．3. e. Hg. 呉 0．2. 0. 0. 0 1 2 3 9 10 カートリッジ通液嗣数 （回〉 0．1. 図15 活性炭による吸着処理 く1）. 〔カートリッヂ！本の場合〕 o. Fe Zn Cu Cr Pb Ni Mn Cd As ｝｛g. □ll圏. 0．06. 10幸重 9手重 6毒璽 6季重. 0．02. pH9．5 p｝｛9．5 pH9．5 pH8．5. 竃. 図14炉液中の重金属濃度におよぼす共存重金属. ∂. の影響. ぎ. 。・04窟. 3 8. θ．01. G．02. 100ppmずつ含む6種混合溶液を作り，その処理を 水酸化カルシウムを用いてpH8．5とpH g．5でお こなった。結果を図14にまとめて示す。鴎14によると. 消液中の重金属濃度はいずれも排水規準以下であっ. た。反応液pH 8．5という値はpH調整をせずに漢. 0 0 0 1 2 3. カートリッジ通液回数 （回）. 液を排繊でき’る点で有利である。. 図16 活性炭による吸着処理 ②. 3．10 水銀含有廃液の処理. 〔77一トリッジ2本の場合〕. 排水規準の特に厳しい水銀などを含有する廃液の処 理をおこなうには通常の沈澱・游過後の済液をさらに. うな物質が残らないので，その後の処理は3，10までの. 活性炭などで吸着処理をおこなうことが望ましい。そ. 重金属含有廃液の処理によって所期の目的を達するこ. こで3．9㈹と同様に10種混合溶液を作り，か性ソーダ. とが出来ると思われる。しかし難分解性のシアン錯塩. によってpH 9．0で反応させた源液の活性炭カート. の存在は問題となるであろう。. リッジ1本による吸着処理結果を図！5に，2本による. 有機物含有廃液は有機物の種類が非常に多く，なか. 結果を図16にそれぞれ示す。. には沈澱生成を妨害するものもあるので，紫外線やオ. 活性炭カートリッジによって水銀がかなり選択的に. ゾンなどによる酸化分解が必要と思われるが，これら. 吸着除去されることが判った。特にカートリッジ2本. については今後機会をみて検討したい。. を直列で充分所期の目的を達することが出来た。なお. 1嗣の通液時間はカートリッジ1本の場合が約2分間 2本の場合が約5分間であった。. 4． 結. 言. 容量約50ごの合成樹脂製の反応槽，沸過槽および中. 3．11その他の廃液の処理. 和槽などからなる小型の廃液処理装羅を試作し，重金. 遊離のシアン塩含有廃液は次亜塊素酸ソーダなどに. 属含有モデル廃液の処理実験をおこない種々検討をお. よって充分に分解すれば，液中には沈澱を紡害するよ. こなった。その結果，6樋クロム系，ヒ素系，水銀.
(7) 85. 系，その他の一般重金属混合系およびシアン系の5種. 術開発センター所長周藤i義郎氏に感謝の意を表すると. 類に収集区分をすれば，特別な場合を除き，凝集剤を. 共に，実験の一部を担当いただいた天和子氏に対し. 郡いることなく，比較的簡単に廃液の発生源処理をお. ても感謝する。. こないうることが判った。. 文. なお，スラッジの無公害処理や再利用については全. 献. くふれなかったが，これらについても機会をみて検討. 1）. 通産省編，「公害の測定と防！と」水質編，（1974）. したい。. 2）. 藤本良雄，化学と工業，27，828（1974）．. 3）. 上田栄造，PPM 6， No．1，49（1975）．. 4）. JIS K：0102 （1971）．. 小型装置の試作にご協力いただいたヤマト科学㈱技 ∋.
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