JP2002059174A - フッ素イオンの除去方法及び除去剤 - Google Patents
フッ素イオンの除去方法及び除去剤Info
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Abstract
められたスラッジ発生量で除去するための方法及びそれ
に用いるフッ素イオンの除去剤を提供する。 【解決手段】 被処理水中に含まれる溶存フッ素イオン
を除去する方法において、(i)アルミニウムイオンと
(ii)カルボキシル基含有親水性高分子物質及び/又は
その加水分解生成物の存在下で、pHを5〜9に調整す
ることによって、該溶存フッ素イオンを難溶性物質とし
て沈殿させることを特徴とするフッ素イオンの除去方法
及びそれに用いる除去剤。
Description
れる溶存フッ素イオンを除去する方法及びフッ素イオン
除去剤に関するものである。
イオンの除去方法としては、その水中に石灰又は消石灰
等を添加して、フッ素イオンをフッ化カルシウムとして
沈殿させるカルシウム凝集沈殿法が最も一般的に行われ
てきた。この方法では、被処理水中の高濃度(100m
g/L以上)のフッ素イオンを中濃度(10〜20mg
/L)になるまで除去することは可能であるものの、低
濃度(10mg/l以下)まで除去することは、大量の
カルシウム塩を使用しても殆んど不可能である。カルシ
ウム凝集沈殿法では、前記のようにフッ素イオンを10
mg/L以下には除去できないので、フッ素イオンを低
濃度に除去する方法としていくつかの方法が検討されて
いる。そのような方法として、吸着剤を用いる吸着法が
提案されているが、この方法の場合、吸着剤コストがか
なり高く、かつ処理条件の制約が厳しい上、吸着剤の再
生等の問題があり、ほとんど実用には供されていない。
また、水酸化アルミニウム形成剤を添加し、難水溶性の
ゲル状の水酸化アルミニウムを生成させるとともに、水
中のフッ素イオンをその水酸化アルミニウムゲルに吸着
除去するアルミニウム法があるが、この処理方法では大
量のアルミニウム化合物を加えなければならず、しかも
沈降性及び脱水性のよいフロックが得られないため、脱
水が困難であり、また大量のスラッジが発生する問題が
ある。
存フッ素イオンを効率よくかつ低められたスラッジ発生
量で除去するための方法及びそれに用いるフッ素イオン
の除去剤を提供することをその課題とする。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、被処理水中に含まれ
る溶存フッ素イオンを除去する方法において、(i)ア
ルミニウムイオンと(ii)カルボキシル基含有親水性高
分子物質及び/又はその加水分解生成物の存在下で、該
被処理水のpHを5〜9に調整することによって、該溶
存フッ素イオンを難溶性物質として沈殿させることを特
徴とするフッ素イオンの除去方法が提供される。また、
本発明によれば、被処理水中に含まれる溶存フッ素イオ
ンを除去する薬剤であって、(i)アルミニウム化合物
と(ii)カルボキシル基含有親水性高分子物質及び/又
はその加水分解生成物とからなることを特徴とするフッ
素イオン除去剤が提供される。
下、単に除去剤とも言う)は、(i)アルミニウム化合
物と(ii)カルボキシル基含有親水性高分子物質及び/
又はその加水分解生成物との混合物からなるものであ
る。アルミニウム化合物には、水中で加水分解してゲル
状の水酸化アルミニウムを生成するものであればよく、
従来公知の各種のものを用いることができる。このよう
なものとしては、例えば、塩化アルミニウムやポリ塩化
アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、
アルミン酸ソーダ等が挙げられる。
は、各種の水溶性高分子物質が包含される。このような
高分子物質としては、アルギン酸、ジエランガム、キサ
ンタンガム、ペクチン、ペクチン酸、ペクチニン酸、ア
ニオン化でんぷん、アルギン酸プロピレングリコールエ
ステル、カルボキシメチルセルロース、デンプングリコ
ール酸、繊維素グリコール酸等の多糖類及びそれらの金
属塩等が挙げられる。
やアルギン酸カルシウムの使用が好ましいが、このもの
を用いる場合には、アルギン酸を構成しているマンヌマ
ロン酸(M)とグルロン酸(G)の含有比率(モル比)
[M]/[G]が、0.1〜4.0、好ましくは0.1
〜3の範囲にあるものの使用が好ましい。グルロン酸の
含有比率が多いもの程、フロック形成性にすぐれてい
る。
記カルボキシル基含有親水性高分子物質は、単独又は混
合物の形態で用いることができる。混合物としては、ア
ルギン酸又はその塩を含有する混合物の使用が好まし
い。
記カルボキシル基含有親水性高分子物質の好ましい混合
物の具体例としては、(i)アルギン酸又はその塩と、
(ii)ジエランガム、キサンタンガム、ペクチン、ペク
チン酸、ペクチニン酸及びそれらの塩の中から選ばれる
少なくとも1種の親水性高分子物質との混合物を挙げる
ことができる。その混合比を示すと、例えば、アルギン
酸ナトリウムと他のアニオン基含有親水性高分子物質と
の混合物を用いる場合、アルギン酸ナトリウム(A)と
他のアニオン基含有親水性高分子物質(B)との重量比
[A]/[B]は、1〜100、好ましくは2〜50で
ある。
先ず、カルボキシル基を含有する親水性高分子物質を水
に溶かすが、よく溶けない場合は、アルカリ物質を含む
水中において加熱し、加水分解させるとともに水中に溶
解させる。例えば、アルカリ性物質としての水酸化ナト
リウムを含む水中にアルギン酸ナトリウムを存在させ、
加熱し、そのアルギン酸ナトリウムを溶解させる。この
ときの加熱温度は、沸騰しない70℃以上から100℃
未満が好ましく、より好ましくは、75℃から90℃、
さらに好ましくは80℃から85℃である。加熱時間
は、カルボキシル基含有親水性物質が溶解すればよく、
特に限定されないが、0.5時間から2時間程度で十分
である。次に、得られたカルボキシル基含有親水性高分
子物質及び/又はその加水分解生成物を含有する水溶液
にアルミニウム化合物を混合することにより本発明の除
去剤を製造することが出来る。
はその加水分解生成物とアルミニウム化合物の割合は、
特に制約されないが、一般的には、アニオン基含有親水
性高分子物質及び/又はその加水分解生成物1重量部に
対して、アルミニウム化合物1〜10000重量部、好
ましくは5〜5000重量部、より好ましくは、5〜1
000重量部の割合である。
除去するには、除去剤の存在下でpHを5〜9に調整す
ればよい。
するフッ素イオンを除去する場合、その被処理水が酸性
やアルカリ性の場合、除去剤の添加後、沈殿が生じるよ
うにpHを調整するのが好ましい。そのpHは、一般的
には、5〜9の範囲、好ましくは6〜8の範囲である。
合、pH調節剤が用いられるが、このようなpH調節剤
としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、水酸化カルシウム等のアルカ
リ性物質、もしくは塩酸、硫酸、硝酸等の酸性物質が用
いられる。
するのが好ましい。この場合の凝集剤は、フロックの凝
集に用いられているものであり、このようなものには、
ポリアクリルアミドのカチオン化変性物、ポリアクリル
酸ジメチルアミノエチルエステル、ポリメタクリル酸ジ
メチルアミノエチルエステル、ポリエチレンイミン、キ
トサン等のカチオン性有機系凝集剤、ポリアクリルアミ
ド等のノニオン性有機系凝集剤、ポリアクリル酸、アク
リルアミドとアクリル酸との共重合体及びその塩等のア
ニオン性有機系凝集剤が包含される。凝集剤の使用量
は、水中における濃度で、1〜20mg/L、好ましく
は3〜10mg/Lである。
被処理水は、固液分離処理される。この場合の固液分離
方法としては、慣用の方法、例えば、濾過分離、遠心分
離、沈降分離等が挙げられる。
オン(F-)を含むものであり、各種の工場排水が用い
られる。被処理水中のフッ素イオン濃度は、フッ素原子
(F)として、10mg/L以上、特に15mg/L以
上である。その上限値は50mg/L程度である。
の水中に含まれる溶存フッ素イオンを、効率よくかつ低
められたスラッジ発生量で除去することができる。本発
明によれば、被処理水中のフッ素イオンを低められたス
ラッジ量でほぼ完全に除去することができ、フッ素イオ
ンを除去した後の処理水に含まれる溶存フッ素イオンは
10ppm以下、好ましくは8ppm以下である。
する。
30gのアルギン酸ナトリウムを添加した後、75℃〜
85℃に加熱し30分以上1時間以内の時間攪拌する。
攪拌し終わった溶液を常温(25〜35℃)まで放冷し
た後、10Lのビーカーで、前記常温のアルギン酸ナト
リウム溶液300mlとアルミン酸ソーダ(Al2O3
19.7〜20.3%)5700mlを混合した。この
ようにして本発明の除去剤を得た。
工場排水に対して以下の処理を施した。 (1)既存処理A 硫酸を添加してpH7.5に調整後、塩化カルシウムを
500mg/L添加して3分攪拌し、次ぎに硫酸バンド
0.57mg/L添加し3分攪拌をした。これに水酸化
ナトリウムを加えてpH7.5に調整し、高分子凝集剤
を24mg/L添加して生成したスラッジの抜き取りを
行った。得られた処理水に硫酸バンド0.57mg/L
添加し3分間攪拌後水酸化ナトリウムでpHを7.5に
調整し、これに高分子凝集剤を6mg/L添加し、最終
的な処理水を得た。処理水のフッ素濃度をイオンクロマ
トグラフで分析したところ、その濃度は8.81mg/
Lで得られたスラッジは292.5mg/Lであった。 (2)本発明処理 上記工場排水に本発明除去剤を0.3ml/L添加し3
分間攪拌後、硫酸でpH7に調整した。これに高分子凝
集剤を6mg/L添加し、最終処理水を得た。処理水の
フッ素濃度をイオンクロマトグラフで分析したところ、
その濃度は7.35mg/Lで得られたスラッジは21
4.0mg/Lであった。
0mg/L、pH3.1のモデル排水に本発明除去剤を
0.2ml/L添加し3分間攪拌後、硫酸でpH7に調
整した。これに高分子凝集剤を6mg/L添加し、最終
処理水を得た。処理水のフッ素濃度をイオンクロマトグ
ラフで分析したところ、その濃度は4.4mg/Lであ
った。
Lを添加し、水酸化ナトリウムでpH12.7に調整し
たところ、得られた処理水のフッ素濃度は13.5mg
/Lであった。
/Lを添加し、pH12.9に調整したところ、得られ
た処理水のフッ素濃度は13.7mg/Lであった。
を調製し、これをポリ塩化アルミニウム溶液(Al2O3
10%)と容積比1:8で混合し攪拌したところ均一に
分散した。この混合液を除去剤(II)とした。
L添加し、水酸化ナトリウムでpH8に調整した。10
分間攪拌した後、アニオン性高分子凝集剤5mg/L添
加し、固液分離した。得られた処理水のフッ素濃度は
6.7mg/Lであった。
Claims (5)
- 【請求項1】 被処理水中に含まれる溶存フッ素イオン
を除去する方法において、(i)アルミニウムイオンと
(ii)カルボキシル基含有親水性高分子物質及び/又は
その加水分解生成物の存在下で、該被処理水のpHを5
〜9に調整することによって、該溶存フッ素イオンを難
溶性物質として沈殿させることを特徴とするフッ素イオ
ンの除去方法。 - 【請求項2】 該カルボキシル基含有親水性高分子物質
が、(i)アルギン酸もしくはその塩又は(ii)アルギ
ン酸もしくはその塩と他のアニオン基含有親水性高分子
物質との混合物からなる請求項1の除去方法。 - 【請求項3】 凝集剤を添加する請求項1〜2のいずれ
かの除去方法。 - 【請求項4】 被処理水中に含まれる溶存フッ素イオン
を除去する薬剤であって、(i)アルミニウム化合物と
(ii)カルボキシル基含有親水性高分子物質及び/又は
その加水分解生成物とからなることを特徴とするフッ素
イオン除去剤。 - 【請求項5】 該カルボキシル基含有親水性高分子物質
が、(i)アルギン酸もしくはその塩又は(ii)アルギ
ン酸もしくはその塩と他のアニオン基含有親水性高分子
物質との混合物からなる請求項4の除去剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252746A JP2002059174A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | フッ素イオンの除去方法及び除去剤 |
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| JP2000252746A JP2002059174A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | フッ素イオンの除去方法及び除去剤 |
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|---|---|
| JP2002059174A true JP2002059174A (ja) | 2002-02-26 |
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| JP2000252746A Pending JP2002059174A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | フッ素イオンの除去方法及び除去剤 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002059174A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2003080519A1 (fr) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Procede de traitement des eaux usees |
| KR101082714B1 (ko) | 2003-09-16 | 2011-11-15 | 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 | 불소 이온을 함유하는 폐수의 처리 방법 |
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2000
- 2000-08-23 JP JP2000252746A patent/JP2002059174A/ja active Pending
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