JPH02277594A - セメント含有水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセメント含有水の処理方法に関する。

〔従来の技術〕

六価クロムは酸化力が強く、環境に流出する場合はｆ！
腹上有害な物質として７境汚染を防止する各種の法令で
ｊＪ！制されている。

セメント中に製造工程から混入する形で微量ではあるが
六価クロムが含まれている。その六価クロムはセメント
に水が混入され固化（コンクリート化）した状態ではそ
の内部に固定され溶出されろことはないが、まだ固まら
ない状態で水と接触すると水中に溶解し、水とともに移
動する。したがって、その水を公の場に排出しようとす
る場合はその水から六価クロムを除去する必要が生しろ
場合がある。

従来その除去方法としては六価クロムがｐＨ３以下の酸
性側で強い酸化力を示し、反応性に富む性質を利用し、
六価クロムを含むセメント屁入水に酸を加えて　ｐｉを
３以下に７ＡＭＩＬ、た後、第一鉄イオンを含む溶液を
添加して、六価クロムを三価クロムイオンに還元し、更
にこの三価クロムイオンがｐｌ（７付近で水酸化物沈殿
となることを利用して、三価クロムイオンを含む液にア
ルカリを添加してｐＨ６〜８に中和ｔＲ監し、反応を熟
成させたのち、三価クロムを水酸化クロムとして沈殿除
去している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

セメント含有水はセメントの高いアルカリ性のため一般
に強いアルカリ性を示す。したがって従来法でＣよｐＨ
３めでの酸性化に多量の酸を必要としており、更にその
ｐＨ３の液を、公の場に排出するため及び水酸化クロム
を生成させるために行なうｐＨ６〜８　までの中和に多
量のアルカリを必要としている。

また第一鉄イオンによる六価クロムイオンへの酸化還元
反応はその速度が遅く、長い反応時間を必要とし、しい
ては大きい南瀦槽を必要とし、また水酸化クロムの沈殿
は膠状であるため沈降速度が小さく、沈殿除去に長い時
間と大きな沈殿除去槽を必要としている。

このように従来の六価クロム除去法は複雑な工程から成
るため経済的にも負担が大きく未処理のまま排出されて
いる場合も多くみられる。

本発明の目的はセメント含有水から、その中に含まれろ
六価クロムをｐＨの調整を行なうことなく除去する、簡
単で経済的に有利な、更に管理の容易な方法を提供しよ
うとするものであり、もって公害防止に寄与しようとす
るものである。

（１！１１１１点を解決するための方法〕本発明は六価
クロムを含む高アルカリ性のセメント含有水に、なんら
−を調整することなく水溶性バリウム化合物／または水
溶性のストロンチウム化合物を含む溶液のどちらか一方
を添加し、クロム酸イオンの形態の六価クロムをクロム
酸バリウムまたはクロム酸ストロンチウムという難溶解
性化合物の形にして処理する方法である。

六価クロムは一般的にはＣｒＯ４″°（クロム酸イオン
）とＣｒ、０７’”（璽クロム酸イオン）の形態で存在
し、両者のイオンの間には２Ｃｒ　　０４’−＋Ｈ”＝
Ｃｒ２０７２−＋Ｈ２０（１１の平　関係が存在する。

（１）式は六価クロムを含む排液のｐＨが高ければ高い
程、六価クロムの濃度が低ければ低い（希釈が進む）程
ルシャトリエの法則にしたがって、クロム酸イオンが安
定に存在することを示している。

一方セメント含有水はこのクロム酸イオンの安定条件を
充分に持っている。

っ≠り高いアルカリ性であり、且つ六価クロム濃度が１
０ｐｐｍ以下程度と非常に低く、希釈された状態にある
。したがって、セメントを含む水中の六価クロムはクロ
ム酸イオンとして存在している。

このようにセメント含有水から六価クロムを除去しよう
とする場合はその液性がアルカリ性であるがために、こ
れらの金属イオンとの結合反応が、ｐＨの調整をなんら
必要としないという理由により格段に有利であり、この
点が本発明の最も重要な点である。

本発明者等はこれらの条件を満足する技術について種々
研究を重ねた結果本発明を感性するに至った。

すなわら本発明はセメント含有水を水溶性バリウム化合
物または水溶性ストロンチウム化合物で処理することを
特徴とするセメント含有水の処理方法である。

次に本発明をさらに詳細に説明するが、以下の発明にの
み限定されろものではない。

まず本発明に使用する水溶性バリウム化合物について説
明する。

バリウムイオンとクロム酸イオンとの反応は次のように
表され、その反応速度は非常に大きい。

Ｂａ’争＋ＣｒＯ４”＝ＢａＣｒＯａ＋２）この反応が
水中で起こっているときには、Ｂａ′＋とＣｒＯ４’−
の濃度の間に次の関係が成立している（溶解度Ｍ）。

（Ｂａ”）　・　（Ｃｒ　　０４”−）＝１．ｓｘＩ　
Ｑ−”　　　　　　（３１〔〕；濃度　■０９／兎 （日本分析化学会編　；分析化学データブックより）六
価クロムの水質汚染防止法排水基準は０．５ｍｇ／Ｑで
あり、セメント含有水中の六価クロムｙａ麿をＸ　ｍｇ
／ｇ　　とするとその含有量を０．５ｍｇ／を以下にす
るために必要なバリウムイオンの量を（２）、＋３１式
から次のように求めることが出来る。

（２）式から１を中に含まれろ六価クロム　；　Ｘ　ｍ
ｇ／４と反応するバリウムイオン量は、２．６４・Ｘｍ
ｇである。（３）式から１を中六価クロムを０．５ｍｇ
以下にするために、余分に添加しなければならないバリ
ウムイオンは２．２８・１０”ｍｇであり、その合計が
必要最尤量となる。つまり（２，６４Ｘ＋２．２８−１
０”１ｍｇ以上を１１ｚ対して添ｍｆれば、六価クロム
を０．５ｍｇ／Ｌ以下にすることが出来ろことにな９、
第２項殆ど無視出来るので含有量に比例する２、６４　
　Ｘｍｇ／ｇでほぼ決まってしまうことになる。

−ａ的にＸは１０ｍｇ／４Ｕ下であるので、除去に必要
なバリウムイオン量はセメントを含む水１４当たり２６
．４ｍｇ以下程度で良いことになる。

バリウムイオンは水溶液として添加されるが、そのよう
な溶液を作りゃすい塩として塩化バリウム（Ｂａ　ＣＬ
ｔ）が適している。しかし他のバリウム源であってもバ
リウムが水中でイオン化するものであり且つ、経済的に
みあうもの、公害上問題のないものであればさしつかえ
ない。

２６．４ｍｇ／４のバリウムイオンは３９．９ｍｇ／９
の塩化バリウム（Ｂａ　　ＣＩＪｔｌに相当し、この程
度の塩化バリウムを含む溶液量を添加することになる。

また水溶性ストロンチウム化合物についても　（２）式
のＢａ″＊をＳｒ”″に置きかえた反応（４）が成立し
、溶解度積については（５）式で示される。

Ｓｒ”＋ＣｒＯ４’−＝Ｓｒ　Ｃｒ　　０４　　　　　
　（４）（Ｓｒ”ｌ　　−（Ｃｒ　　０４！−１＝３．
６Ｘ１０−％　　　　　（５）バリウムの場合と同様に
、１０ｍｇ／４のクロムの濃度を０．５ｍｇ／Ｒ以下ま
で下げるために必要なストロンチウムイオン、塩化スト
ロンチウムの添加量を求めると溶液１え当たりそれぞれ
１７ｍｇ、３１ｍｇとなり、これらに相当する塩化スト
ロンチウムｍ液量を添加することになる。

一方塩化バリウム、塩化ストロンチウムとも固体の形で
添加することも可能であるが、それらが液中で溶解拡散
するのに時間を要し、その間反応が進まず、反応槽とし
て大きな容積が必要となり、（２）、（４）の反応速度
が大きいという利点が生かされなくなり、また添加量が
微量であるため、その計量、添加を工業的に精度良く行
なうことが難しい等の理由から、これら溶液状態で添加
する方が好ましい。

その溶液濃度には大きな制限はないが、高濃度側はそれ
ぞれの塩の飽和溶解度で決まり塩化バリウム、塩化スト
ロンチウムそれぞれに対して約１６３ｇ／込、１５７　
ｇ／あである。

次に本発明において使用する水溶性バリウム化合物とし
ては水液化バリウム、過塩素液バリウム、酸化バリウム
、臭化バリウム、硝酸バリウム、テトラシアノ白金酸バ
リウム四水和物等が挙げられ、また水溶性ストロンチウ
ム化合物としては硝酸ストロンチウム、酢酸ストロンチ
ウム、過塩素液ストロンチウム、臭化ストロンチウムな
どが挙げられろ。

次に本発明を実施例により説明する。

実施例 現場で発生する排水の量は時間に不規則なことが多いの
で一度貯留タンク４二受け、そのタンクから定量に流し
出して処理するのが装置全体が小型で済み有利であるが
、排水量が少量の場合は必ずしも必要としない。

流盪計１は流量に比例して水溶性バリウム化合物を添加
しなければならないので設備するものである。

次にセメント含有水は水溶性バリウム化合物との反応を
行なうため、例えば塩化バリウム溶液とともに混合、反
応槽７に導かれ攪拌を受ける。定量ポンプ２は１の流量
と六価クロム濃度の積に比例し、反応に最適なバリウム
イオン量がＦ＃加されるように塩化バリウムｍｗ！の流
量を制御するためのものである。この槽でクロム酸バリ
ウム結晶が形成されるが、反応槽に供給されろ水にはそ
の他に現場で発生する種々の固形物をも含んでいろ。し
たがって、それらを分離するため水は固形物とともに皮
酸分離槽３に導かれ静置されろ。

この槽は固液分離が目的であるから、その目的を達する
ために皮殻分離槽以外に各種の濾過装置、その他の分離
装置を用いろことも出来ろ。

この段階で六価クロムの除去が完了する。

固形物、クロム酸バリウムが除去された清澄水はｐＨが
まだ９〜１３程度を保っているので、放流するためには
酸による中和操作が必要であり、中和槽９に導かれｐｕ
　６〜８に中和調整された後、公の場に放流されろ。そ
れに用いろ酸は反応の完全を自差して余剰のパイラムイ
オン或いはストロンチウムイオンを反応槽に添加するよ
うな場合に出来るだけその余剰分を擬境にｆｉ流しない
ようにするため、これらのイオンが硫酸イオンと結合し
やすく、完全に無害な硫酸化合物とするため硫酸により
中和を行なうことが好ましい。

この中和（桑作は、固形物分群操作の前に置かれてもさ
しつかえない。１［１シその場合、誤操作等でｐＨが４
を切るようなことがあればクロム酸バリウム中のクロム
酸が（２）式により重クロム酸に変化し、溶解してしま
うことになるのでｐＨ制御は厳密でなければならない。

才だ固形物中にはセメント粒子も含まれるので、加える
酸とこの粒子との反応により、消費されろ酸の量が増す
乙とも考慮にいれておかねばならない。更に混合反応槽
７に前置きして一次沈殿槽を設け、その上澄水に水溶性
バリウム化合物を添加する方法でも良い。

以上はセメントを含む水を連続的に処理する工程の例に
ついて説明したものであっろが、水量が少ない場合に回
分操作で処理してもさしつかえない。

その場合には混合、反応槽７、沈降分離槽８を兼用して
同一槽とし、反応後にそれを沈降分離槽として用いろ乙
とも出来ろ。

また連続して処理する場合（２）、（４）式の反応速度
が非常に大きいので混合、反応槽７の替りにラインミキ
サーを用いろことも出来る。

次の図−２に本発明による六価クロム除去の例を示した
。図はｐＨを種々に変えた六価クロム１ｏｍｇ／４を含
むセメント水１！ｌに、バリウムイオン濃度１ｇ／ｅの
塩化バリウム溶液を２７ｍＱ＃加しくバリウムイオン２
７ｍｇに相当）、ｐＨ８まで中和した後、表面負荷２　
ｍ　’／　ｈ　ｒの条件で固形物を沈降分離し、上澄水
の六価クロム濃度を測定しグラフ化したものである。

ρＩ（が５息上に保持されれば上澄水中の六１クロム濃
度はその規制ｆ１１０．５ｍｇ／＠を充分に下回ること
を示している。

〔効　　果〕

本発明は、セメント含有水を水溶性バリウム化合物また
；よ水溶性ストロンチウム化合物で処理することによっ
て該セメント含有水のｐＨ１ｍを行なわなくとも高アル
カリ性側においても効果的に処理することができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための処理フローを示し
た図であり、第２図はセメント含有水の処理後、液のｐ
Ｈと六価クロム濃度を示しｔこ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント含有水を水溶性バリウム化合物または水溶性ス
   トロンチウム化合物で処理することを特徴とするセメン
   ト含有水の処理方法。