JPH07973A - 重金属及び放射性汚染要因物の除去方法 - Google Patents
重金属及び放射性汚染要因物の除去方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可溶性及び不溶性の重金属、放射性汚染要因
物等を含む溶液の除染方法を提供する。 【構成】 汚染されている溶液流から酸化剤を除去し、
この溶液流を硫酸鉄(II)水溶液で処理して汚染要因物
を還元させると共に、或いは沈殿させる。次に、溶液流
を有効な量の水酸化物溶液で処理して、沈殿物、汚染要
因物、及び/又は第一鉄イオンが水酸化物イオンと共沈
物を生じさせるようにし、この共沈物は溶液流中で実質
的に不溶である。次に、共沈物を凝集剤で処理し、凝集
した共沈物を分離して清浄な流れを得る。溶液流は、地
下水、浸出溶液、土壌洗浄抽出溶液、飲料水、廃水(又
は、流出液)のうち少なくとも一つから選択される。溶
液流は、少なくとも一つの放射性汚染要因物を含む。
物等を含む溶液の除染方法を提供する。 【構成】 汚染されている溶液流から酸化剤を除去し、
この溶液流を硫酸鉄(II)水溶液で処理して汚染要因物
を還元させると共に、或いは沈殿させる。次に、溶液流
を有効な量の水酸化物溶液で処理して、沈殿物、汚染要
因物、及び/又は第一鉄イオンが水酸化物イオンと共沈
物を生じさせるようにし、この共沈物は溶液流中で実質
的に不溶である。次に、共沈物を凝集剤で処理し、凝集
した共沈物を分離して清浄な流れを得る。溶液流は、地
下水、浸出溶液、土壌洗浄抽出溶液、飲料水、廃水(又
は、流出液)のうち少なくとも一つから選択される。溶
液流は、少なくとも一つの放射性汚染要因物を含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、種々の汚染要因
物、例えば重金属、放射性の化合物、及び有機化合物で
汚染された種々の溶液を、各種処理段階の組合せを用い
て除染するための沈殿・凝集方法に関する。本発明は特
に、硫酸第一鉄又は硫酸鉄(II)水溶液及び水酸化物水
溶液を凝集剤と併用して汚染要因物を沈殿させ、最終的
にはこれら汚染要因物を溶液から分離する各種溶液の除
染方法に関する。
物、例えば重金属、放射性の化合物、及び有機化合物で
汚染された種々の溶液を、各種処理段階の組合せを用い
て除染するための沈殿・凝集方法に関する。本発明は特
に、硫酸第一鉄又は硫酸鉄(II)水溶液及び水酸化物水
溶液を凝集剤と併用して汚染要因物を沈殿させ、最終的
にはこれら汚染要因物を溶液から分離する各種溶液の除
染方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決する課題】スピル、即ち放
射性物質の偶発的な放出、漏れ、採鉱の各種工程、処分
作業の不手際に起因して世界の給水施設内における無機
汚染要因物レベル及び有機汚染要因物レベルの上昇によ
り生じる危険性に対し、ますます大きな関心が向けられ
ている。大抵の重金属及び有機汚染要因物は、あらゆる
生物にとり幾分かは有毒であり、水生植物群及び水生動
物群に対し悪影響を及ぼす場合がある。人間に関して
は、有毒な重金属の作用により、神経組織に深刻な障害
が生じることがあり、死に至る場合もある。
射性物質の偶発的な放出、漏れ、採鉱の各種工程、処分
作業の不手際に起因して世界の給水施設内における無機
汚染要因物レベル及び有機汚染要因物レベルの上昇によ
り生じる危険性に対し、ますます大きな関心が向けられ
ている。大抵の重金属及び有機汚染要因物は、あらゆる
生物にとり幾分かは有毒であり、水生植物群及び水生動
物群に対し悪影響を及ぼす場合がある。人間に関して
は、有毒な重金属の作用により、神経組織に深刻な障害
が生じることがあり、死に至る場合もある。
【0003】更に、飲料水、地下水、土壌洗浄抽出溶
液、及び浸出溶液の汚染は、一般に多量の溶液が影響を
受け、処理が特に問題になる点で一段と深刻な問題を提
示している。この問題は水が供給不足である特定の地理
的な場所で深刻であり、再生処理の必要性が非常に高
い。
液、及び浸出溶液の汚染は、一般に多量の溶液が影響を
受け、処理が特に問題になる点で一段と深刻な問題を提
示している。この問題は水が供給不足である特定の地理
的な場所で深刻であり、再生処理の必要性が非常に高
い。
【0004】可溶性及び不溶性の重金属、放射性汚染要
因物、及び有機汚染要因物を、一種類又は組み合わせて
含む多量の溶液を処理し、汚染要因物を清浄な溶液から
効果的に分離すると共に扱い易い少量の濃縮廃棄物流中
の汚染物質を濃縮する単純で操作が容易な方法が要望さ
れている。更に、土壌の洗浄作業で用いられた抽出溶液
から汚染要因物を効果的に回収でき、抽出溶液の再生処
理を可能にし、機材の量を必要最小限にすると共に操作
が経済的であり、しかも回収した汚染要因物、例えば金
属または他の売れる鉱物の処理を可能にする方法が要望
されている。本発明の目的の一つは、かかる方法を提供
することにある。
因物、及び有機汚染要因物を、一種類又は組み合わせて
含む多量の溶液を処理し、汚染要因物を清浄な溶液から
効果的に分離すると共に扱い易い少量の濃縮廃棄物流中
の汚染物質を濃縮する単純で操作が容易な方法が要望さ
れている。更に、土壌の洗浄作業で用いられた抽出溶液
から汚染要因物を効果的に回収でき、抽出溶液の再生処
理を可能にし、機材の量を必要最小限にすると共に操作
が経済的であり、しかも回収した汚染要因物、例えば金
属または他の売れる鉱物の処理を可能にする方法が要望
されている。本発明の目的の一つは、かかる方法を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的及び他の目的
は、汚染された流れから重金属と放射性汚染要因物の両
方、又はいずれか一方を除去する方法において、汚染さ
れた流れから酸化剤を除去する段階と、前記流れを硫酸
鉄(II)水溶液で処理して汚染要因物を還元させると共
に、或いは沈殿させる段階と、前記流れを有効量の水酸
化物溶液で処理して、沈殿物、汚染要因物及び/又は第
一鉄イオンが水酸化物イオンと共に、前記流れ中で実質
的に不溶の共沈物を生じるようにする段階と、共沈物を
凝集剤で処理する段階と、凝集した共沈物を清浄な流れ
から分離する段階とを有することを特徴とする除去方法
によって達成される。
は、汚染された流れから重金属と放射性汚染要因物の両
方、又はいずれか一方を除去する方法において、汚染さ
れた流れから酸化剤を除去する段階と、前記流れを硫酸
鉄(II)水溶液で処理して汚染要因物を還元させると共
に、或いは沈殿させる段階と、前記流れを有効量の水酸
化物溶液で処理して、沈殿物、汚染要因物及び/又は第
一鉄イオンが水酸化物イオンと共に、前記流れ中で実質
的に不溶の共沈物を生じるようにする段階と、共沈物を
凝集剤で処理する段階と、凝集した共沈物を清浄な流れ
から分離する段階とを有することを特徴とする除去方法
によって達成される。
【0006】本発明の沈殿凝集方法の実施に当り、処理
されるべき汚染流を沈殿剤による処理に先立って状態調
節することが肝要である。本明細書で用いる「状態調節
(conditioned)」手段という用語は、流れ中に存在して
いる酸化剤を除去し、可能な場合には、再使用のために
収集することを意味する。沈殿剤による処理に先立つ酸
化剤の制御された除去及び収集により、沈殿剤の消費量
及び廃棄物の生成量が最少量に抑えられることが判明し
た。処理に先立って酸化剤を除去しない場合、酸化剤
は、還元剤/沈殿剤に対する親和力が汚染要因物よりも
大きく、それにより汚染要因物の還元/沈殿が妨害され
る。その結果、多量の沈殿剤が用いられると共に多量の
廃棄物が生じ、しかもクリーンナップ費用が一層高くな
る。
されるべき汚染流を沈殿剤による処理に先立って状態調
節することが肝要である。本明細書で用いる「状態調節
(conditioned)」手段という用語は、流れ中に存在して
いる酸化剤を除去し、可能な場合には、再使用のために
収集することを意味する。沈殿剤による処理に先立つ酸
化剤の制御された除去及び収集により、沈殿剤の消費量
及び廃棄物の生成量が最少量に抑えられることが判明し
た。処理に先立って酸化剤を除去しない場合、酸化剤
は、還元剤/沈殿剤に対する親和力が汚染要因物よりも
大きく、それにより汚染要因物の還元/沈殿が妨害され
る。その結果、多量の沈殿剤が用いられると共に多量の
廃棄物が生じ、しかもクリーンナップ費用が一層高くな
る。
【0007】本発明は、種々の溶液、特に、可溶性及び
不溶性無機化学種(放射性物質を含む)及び有機化学種
で汚染されている土壌洗浄抽出溶液を処理するための方
法に関する。本発明は主として、重金属、例えば、鉛、
水銀、砒素、バリウム、硼素、カドミウム、クロム、
銀、セレン、ベリリウム、銅、ニッケル、アンチモン、
モリブデン、バナジウム、亜鉛、ウラン、ラジウム、ト
リウム、タリウム、セシウム、ストロンチウム、コバル
ト、プルトニウム、及びこれらの混合物等の除去に関連
して説明するが、本発明の方法は、他の有毒化学種、例
えば芳香族炭化水素や脂肪族炭化水素の除去を含む。
不溶性無機化学種(放射性物質を含む)及び有機化学種
で汚染されている土壌洗浄抽出溶液を処理するための方
法に関する。本発明は主として、重金属、例えば、鉛、
水銀、砒素、バリウム、硼素、カドミウム、クロム、
銀、セレン、ベリリウム、銅、ニッケル、アンチモン、
モリブデン、バナジウム、亜鉛、ウラン、ラジウム、ト
リウム、タリウム、セシウム、ストロンチウム、コバル
ト、プルトニウム、及びこれらの混合物等の除去に関連
して説明するが、本発明の方法は、他の有毒化学種、例
えば芳香族炭化水素や脂肪族炭化水素の除去を含む。
【0008】本明細書で用いる用語「流れ」は、汚染要
因物の見受けられる全ての形態の溶液、例えば地下水、
飲料水、土壌洗浄抽出溶液、浸出溶液、廃水(effluen
t:流出液と呼ばれる場合もある)等を含む。
因物の見受けられる全ての形態の溶液、例えば地下水、
飲料水、土壌洗浄抽出溶液、浸出溶液、廃水(effluen
t:流出液と呼ばれる場合もある)等を含む。
【0009】本明細書で用いる用語「酸化剤」は、汚染
要因物の酸化という結果をもたらす全ての形態の無機物
又は有機物を含む。例示の目的で挙げると、酸化剤の例
として、溶存酸素、過酸化水素、二酸化塩素、過マンガ
ン酸カリウム、二酸化マンガン、硝酸、次亜塩素酸ナト
リウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸マグネシウ
ム、次亜塩素酸カルシウムがある。一般に、酸化剤は、
達成目標に応じて、汚染要因物を酸化し、これらを多か
れ少なかれ抽出流体中で可溶性にすることにより、土壌
洗浄及び現場リーチング(溶脱)法を助けるのに用いら
れる。また、本発明の処理方法は、沈殿/除染操作を妨
害する場合のある還元剤、例えば水素、硫化水素、亜硫
酸水素ナトリウムを含む溶液をカバーし、これら溶液の
処理に適用できる。
要因物の酸化という結果をもたらす全ての形態の無機物
又は有機物を含む。例示の目的で挙げると、酸化剤の例
として、溶存酸素、過酸化水素、二酸化塩素、過マンガ
ン酸カリウム、二酸化マンガン、硝酸、次亜塩素酸ナト
リウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸マグネシウ
ム、次亜塩素酸カルシウムがある。一般に、酸化剤は、
達成目標に応じて、汚染要因物を酸化し、これらを多か
れ少なかれ抽出流体中で可溶性にすることにより、土壌
洗浄及び現場リーチング(溶脱)法を助けるのに用いら
れる。また、本発明の処理方法は、沈殿/除染操作を妨
害する場合のある還元剤、例えば水素、硫化水素、亜硫
酸水素ナトリウムを含む溶液をカバーし、これら溶液の
処理に適用できる。
【0010】本明細書で開示する発明に関連して用いら
れる「共沈」という用語は、陽イオン沈殿先駆物質、陰
イオン沈殿先駆物質、及び一又は二以上の共沈先駆物質
を含む溶液内で、陽イオン沈殿先駆物質と陰イオン沈殿
先駆物質は化学的に反応し、沈殿物粒子として溶液から
分離される化学現象を意味し、沈殿物粒子が生じている
ときに、共沈先駆物質は沈殿物の表面に吸着されると共
に、或いは沈殿物の内部に吸蔵されることにより溶液か
ら除去される。本明細書で用いる共沈という用語は更
に、一般に陰イオン及び陽イオン沈殿物先駆物質を含む
任意の沈殿反応を含む。本明細書で用いる「吸蔵」とい
う用語は、外部のイオンが、沈殿物の壁の中に物理的に
取り込まれることによると共に、或いは沈殿物組織内に
化学的に結合することにより沈殿物内に取り込まれるこ
とを意味する。
れる「共沈」という用語は、陽イオン沈殿先駆物質、陰
イオン沈殿先駆物質、及び一又は二以上の共沈先駆物質
を含む溶液内で、陽イオン沈殿先駆物質と陰イオン沈殿
先駆物質は化学的に反応し、沈殿物粒子として溶液から
分離される化学現象を意味し、沈殿物粒子が生じている
ときに、共沈先駆物質は沈殿物の表面に吸着されると共
に、或いは沈殿物の内部に吸蔵されることにより溶液か
ら除去される。本明細書で用いる共沈という用語は更
に、一般に陰イオン及び陽イオン沈殿物先駆物質を含む
任意の沈殿反応を含む。本明細書で用いる「吸蔵」とい
う用語は、外部のイオンが、沈殿物の壁の中に物理的に
取り込まれることによると共に、或いは沈殿物組織内に
化学的に結合することにより沈殿物内に取り込まれるこ
とを意味する。
【0011】本明細書で開示する発明の目的に関し、
「共沈物」は沈殿物を含み、又この逆の場合もいい、両
方の用語は溶液から沈殿した任意の物質を含むものとす
る。
「共沈物」は沈殿物を含み、又この逆の場合もいい、両
方の用語は溶液から沈殿した任意の物質を含むものとす
る。
【0012】本明細書で用いる用語「凝集剤」は、陰イ
オン、陽イオン、非イオン、ポリマ及び非ポリマ形態の
凝固剤を含む。
オン、陽イオン、非イオン、ポリマ及び非ポリマ形態の
凝固剤を含む。
【0013】本発明の方法は、必要であれば、処理され
るべき汚染された流れの中に存在する望ましくない酸化
剤を除去する段階で始められる。処理されるべき多くの
溶液、特に、土壌洗浄又はリーチング操作で用いられた
溶液は、酸化剤を含む。当然のことであるが、、必要で
あれば、本明細書に記載する方法を始める前に、酸化剤
の存在を判定すると共にこれを識別又は同定する段階を
実施する必要がある。酸化剤が存在していて、どういう
ものであるか分かっている場合、本発明の方法の最初の
段階は、かかる酸化剤を除去し、可能であればこれらを
再生処理及び再使用のために収集することである。任意
公知の物理的、化学的又は生物学的方法を用いて酸化剤
を除去できる(そして収集できる)。例えば、この溶液
を曝気すると共に、或いはpHを調節することにより、
或る特定の酸化剤、例えば次亜塩素酸ナトリウムを効果
的に除去できる。他の適当な技術として、加熱法や化学
物質の添加法が挙げられる。
るべき汚染された流れの中に存在する望ましくない酸化
剤を除去する段階で始められる。処理されるべき多くの
溶液、特に、土壌洗浄又はリーチング操作で用いられた
溶液は、酸化剤を含む。当然のことであるが、、必要で
あれば、本明細書に記載する方法を始める前に、酸化剤
の存在を判定すると共にこれを識別又は同定する段階を
実施する必要がある。酸化剤が存在していて、どういう
ものであるか分かっている場合、本発明の方法の最初の
段階は、かかる酸化剤を除去し、可能であればこれらを
再生処理及び再使用のために収集することである。任意
公知の物理的、化学的又は生物学的方法を用いて酸化剤
を除去できる(そして収集できる)。例えば、この溶液
を曝気すると共に、或いはpHを調節することにより、
或る特定の酸化剤、例えば次亜塩素酸ナトリウムを効果
的に除去できる。他の適当な技術として、加熱法や化学
物質の添加法が挙げられる。
【0014】処理されるべき流れが非溶解有機物を含ん
でいる場合、石鹸(例えば、当業者に周知の洗剤を含
む)を硫酸鉄(II)の添加前に加えるのが良い。石鹸を
加えると、流れの残留有機物レベルが低くなることが実
験的に分かっている。これは、石鹸が非溶解有機物と強
く会合し、硫酸鉄(II)の添加時に、鉄イオン(種々の
イオンの形態)が石鹸と反応して、石鹸と結合有機物を
含む不溶性共沈物を生成することによるものであると考
えられる。その結果、達成される残留有機物のレベル
は、硫酸鉄(II)及び水酸化物溶液だけを用いて達成で
きるレベルよりも非常に低くなる。石鹸を非溶解有機物
約1モル当たり約0.1〜10モルの割合で加えるのが
良く、好ましくはおおよそのお理論比、即ち非溶解有機
物1モル当り約1モルの割合で加えられる。
でいる場合、石鹸(例えば、当業者に周知の洗剤を含
む)を硫酸鉄(II)の添加前に加えるのが良い。石鹸を
加えると、流れの残留有機物レベルが低くなることが実
験的に分かっている。これは、石鹸が非溶解有機物と強
く会合し、硫酸鉄(II)の添加時に、鉄イオン(種々の
イオンの形態)が石鹸と反応して、石鹸と結合有機物を
含む不溶性共沈物を生成することによるものであると考
えられる。その結果、達成される残留有機物のレベル
は、硫酸鉄(II)及び水酸化物溶液だけを用いて達成で
きるレベルよりも非常に低くなる。石鹸を非溶解有機物
約1モル当たり約0.1〜10モルの割合で加えるのが
良く、好ましくはおおよそのお理論比、即ち非溶解有機
物1モル当り約1モルの割合で加えられる。
【0015】次に、酸化剤の無い汚染流を硫酸鉄(II)
水溶液で処理する。硫酸鉄(II)水溶液中の第一鉄イオ
ンは、汚染要因物を沈殿させると共に、或いは酸化状態
を化学的に還元し、かくして汚染要因物の溶解度を減
じ、それにより或る特定の汚染要因物を沈殿させる。好
ましくは、硫酸鉄(II)溶液は、硫酸鉄(II)(固体と
して加える)を約1重量%〜約100重量%含み、好ま
しくは、約10重量%〜約25重量%、最適には、約1
8重量%〜約22重量%、含む。
水溶液で処理する。硫酸鉄(II)水溶液中の第一鉄イオ
ンは、汚染要因物を沈殿させると共に、或いは酸化状態
を化学的に還元し、かくして汚染要因物の溶解度を減
じ、それにより或る特定の汚染要因物を沈殿させる。好
ましくは、硫酸鉄(II)溶液は、硫酸鉄(II)(固体と
して加える)を約1重量%〜約100重量%含み、好ま
しくは、約10重量%〜約25重量%、最適には、約1
8重量%〜約22重量%、含む。
【0016】硫酸鉄(II)溶液の添加量は、処理される
べき流れの状態で決まる。好ましくは、硫酸鉄(II)の
添加量は、第一鉄イオンによって化学的に還元できる実
質的に全ての汚染要因物を確実に還元するのに十分な量
であるべきである。
べき流れの状態で決まる。好ましくは、硫酸鉄(II)の
添加量は、第一鉄イオンによって化学的に還元できる実
質的に全ての汚染要因物を確実に還元するのに十分な量
であるべきである。
【0017】この段階で硫酸鉄(III)又は塩化鉄(III)
を使用できるが、硫酸鉄(II)が幾つかの理由により好
ましい。例えば、硫酸鉄(II)は汚染要因物を共沈させ
るだけでなくこれを還元するのにも役立ち、それにより
汚染要因物の溶解度を減少させてこれらを次の段階にお
ける処理にいっそう適するようにする。加えて、硫酸鉄
(II)は環境上及び安全上の理由で好ましい。例えば、
硫酸鉄(II)は塩化鉄(III)よりも腐食性が弱く、硫酸
鉄(III)よりも危険性が低い。
を使用できるが、硫酸鉄(II)が幾つかの理由により好
ましい。例えば、硫酸鉄(II)は汚染要因物を共沈させ
るだけでなくこれを還元するのにも役立ち、それにより
汚染要因物の溶解度を減少させてこれらを次の段階にお
ける処理にいっそう適するようにする。加えて、硫酸鉄
(II)は環境上及び安全上の理由で好ましい。例えば、
硫酸鉄(II)は塩化鉄(III)よりも腐食性が弱く、硫酸
鉄(III)よりも危険性が低い。
【0018】硫酸鉄(II)による処理は流れ中の汚染要
因物の溶解度を著しく減少させるが、一般に、汚染要因
物を環境上許容可能なレベルまで収集して除去すること
ができる程度に沈殿させるのには適していない。例え
ば、沈殿物の性状に起因して(沈澱物は、軽量であり、
沈殿が遅く非常に細かい傾向がある)、沈殿物を収集し
てこれを溶液から分離することは困難な場合がある。こ
の点に関し、次の段階で水酸化物溶液を加えると、結果
的に水酸化鉄(II)及び/又は水酸化鉄(III)が生じる
ことになり、これらは汚染要因物の除去を促進し、清浄
になった溶液からの沈殿物の分離及び収集を助ける。何
等かの理論に限定する意図はないが、水酸化鉄(II)及
び/又は水酸化鉄(III)は、流れ中の沈殿物、汚染物イ
オン及び/又は第二鉄イオンを共沈させ、吸蔵し、或い
は吸着させると考えられる。実質的に全ての汚染要因物
を沈殿させるようにするためには、水酸化物溶液を、流
れのpHを少なくとも約9、好ましくは約9〜12の間
に増大させるのに十分な量加えるべきである。
因物の溶解度を著しく減少させるが、一般に、汚染要因
物を環境上許容可能なレベルまで収集して除去すること
ができる程度に沈殿させるのには適していない。例え
ば、沈殿物の性状に起因して(沈澱物は、軽量であり、
沈殿が遅く非常に細かい傾向がある)、沈殿物を収集し
てこれを溶液から分離することは困難な場合がある。こ
の点に関し、次の段階で水酸化物溶液を加えると、結果
的に水酸化鉄(II)及び/又は水酸化鉄(III)が生じる
ことになり、これらは汚染要因物の除去を促進し、清浄
になった溶液からの沈殿物の分離及び収集を助ける。何
等かの理論に限定する意図はないが、水酸化鉄(II)及
び/又は水酸化鉄(III)は、流れ中の沈殿物、汚染物イ
オン及び/又は第二鉄イオンを共沈させ、吸蔵し、或い
は吸着させると考えられる。実質的に全ての汚染要因物
を沈殿させるようにするためには、水酸化物溶液を、流
れのpHを少なくとも約9、好ましくは約9〜12の間
に増大させるのに十分な量加えるべきである。
【0019】流れを、例えば、アルカリ又はアルカリ金
属水酸化物の溶液を含む当業者に公知の任意適当な水酸
化物水溶液で処理するのが良い。好ましくは、流れを、
水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウ
ム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化マグ
ネシウム、これらの混合物から成る群から選択された水
酸化物溶液で処理する。水酸化ナトリウム、水酸化カル
シウム及び水酸化ナトリウム溶液がより好ましく、水酸
化ナトリウムが特に好ましい。
属水酸化物の溶液を含む当業者に公知の任意適当な水酸
化物水溶液で処理するのが良い。好ましくは、流れを、
水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウ
ム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化マグ
ネシウム、これらの混合物から成る群から選択された水
酸化物溶液で処理する。水酸化ナトリウム、水酸化カル
シウム及び水酸化ナトリウム溶液がより好ましく、水酸
化ナトリウムが特に好ましい。
【0020】水酸化ナトリウムのような水酸化物溶液で
処理すると、好ましくは溶液は、アルカリ金属水酸化物
(アルカリ金属を固体として加える)を約1重量%〜約
100重量%、好ましくは約10重量%〜約50重量
%、最適には約20重量%〜約30重量%含む。
処理すると、好ましくは溶液は、アルカリ金属水酸化物
(アルカリ金属を固体として加える)を約1重量%〜約
100重量%、好ましくは約10重量%〜約50重量
%、最適には約20重量%〜約30重量%含む。
【0021】水酸化物溶液は幾つかの理由で沈殿を促進
する。まず最初に、多くの金属水酸化物の溶解度は比較
的低い。第2に、水酸化物イオンは溶液中で鉄と一緒に
容易に沈殿し、これにより結果的に残りの汚染要因物も
共沈する。かくして、鉄/水酸化物沈殿反応は汚染要因
物の掃去剤としての役目を果たす。第3に、水酸化物溶
液を加えると、前段階で流れに加えた硫酸鉄(II)が十
分であったかどうかが良く分かるようになる。もし十分
な量の硫酸鉄(II)が加えられていれば、未処理の沈殿
物が水酸化物イオンの添加時に生じることとなる。従っ
て、水酸化物溶液の添加の際に未処理の沈殿物が見受け
られなければ、前段階を繰り返し行っていっそう多量の
硫酸鉄(II)を加えるべきである。
する。まず最初に、多くの金属水酸化物の溶解度は比較
的低い。第2に、水酸化物イオンは溶液中で鉄と一緒に
容易に沈殿し、これにより結果的に残りの汚染要因物も
共沈する。かくして、鉄/水酸化物沈殿反応は汚染要因
物の掃去剤としての役目を果たす。第3に、水酸化物溶
液を加えると、前段階で流れに加えた硫酸鉄(II)が十
分であったかどうかが良く分かるようになる。もし十分
な量の硫酸鉄(II)が加えられていれば、未処理の沈殿
物が水酸化物イオンの添加時に生じることとなる。従っ
て、水酸化物溶液の添加の際に未処理の沈殿物が見受け
られなければ、前段階を繰り返し行っていっそう多量の
硫酸鉄(II)を加えるべきである。
【0022】任意の種類の凝集剤を用いて、硫酸鉄(I
I)及び水酸化物溶液の添加によって生じる共沈物(そ
れ以前の段階で硫酸鉄(II)で生じた沈殿物を含む)を
容易に脱水する。凝集剤は市販のものであり、当業者に
は周知である。好ましくは、凝集剤の濃度は、約0.0
01重量%〜約5重量%、好ましくは約0.01重量%
〜約1重量%、より好ましくは約0.05重量%〜約
0.5重量%である。一般に、凝集剤を、共沈物1ポン
ド当り、約1×10-5〜約1×10-2ポンド、好ましく
は約1×10-4〜約1×10-2ポンド、より好ましくは
約5×10-4〜約5×10-3ポンド加える。
I)及び水酸化物溶液の添加によって生じる共沈物(そ
れ以前の段階で硫酸鉄(II)で生じた沈殿物を含む)を
容易に脱水する。凝集剤は市販のものであり、当業者に
は周知である。好ましくは、凝集剤の濃度は、約0.0
01重量%〜約5重量%、好ましくは約0.01重量%
〜約1重量%、より好ましくは約0.05重量%〜約
0.5重量%である。一般に、凝集剤を、共沈物1ポン
ド当り、約1×10-5〜約1×10-2ポンド、好ましく
は約1×10-4〜約1×10-2ポンド、より好ましくは
約5×10-4〜約5×10-3ポンド加える。
【0023】凝集した固形物を、沈降法及び/又は濾過
法を含む当業者に公知の任意適当な技術を用いて清浄な
溶液から容易に分離する。
法を含む当業者に公知の任意適当な技術を用いて清浄な
溶液から容易に分離する。
【0024】本発明では、溶液中の無機及び有機汚染要
因物の量を環境上許容可能なレベルまで著しく低減する
ことが可能である。
因物の量を環境上許容可能なレベルまで著しく低減する
ことが可能である。
【0025】上述の段階は各々、処理方法の実施により
結果的に許容可能な汚染レベルの除染流が得られる限り
任意の順番で行うことが可能である。好ましい一実施例
では、流れからの酸化剤の除去を行い、次に硫酸鉄(I
I)溶液で処理し、次に水酸化物溶液で処理し、しかる
後、凝集剤による処理を行う。別な実施例では、硫酸鉄
(II)及び凝集剤による処理に先立って水酸化物溶液を
加える。更に別な実施例の流れは酸化剤をまったく含有
しておらず、従って、その場合には酸化物の除去段階は
完全に省くことができる。
結果的に許容可能な汚染レベルの除染流が得られる限り
任意の順番で行うことが可能である。好ましい一実施例
では、流れからの酸化剤の除去を行い、次に硫酸鉄(I
I)溶液で処理し、次に水酸化物溶液で処理し、しかる
後、凝集剤による処理を行う。別な実施例では、硫酸鉄
(II)及び凝集剤による処理に先立って水酸化物溶液を
加える。更に別な実施例の流れは酸化剤をまったく含有
しておらず、従って、その場合には酸化物の除去段階は
完全に省くことができる。
【0026】上述の方法は、オフサイトで且つ地面上に
て任意適当なバッチ操作(回分法)または連続流れ操作
で利用されるようになっている。例えば、本発明の方法
を一又は二以上の混合タンクと一緒に利用するのが良
い。即ち、操作全体を一つのタンク内で実施するのが良
く、変形例として異なるタンクを各処理段階について使
用しても良い。この方法は、種々の土壌洗浄操作で用い
られた抽出溶液の処理に最適である。本発明の方法は
又、サンドブラスチング方式クリーンアップシステム及
び塗料除去作業に起因して生じた汚染廃水または流出液
を処理するのに最適である。
て任意適当なバッチ操作(回分法)または連続流れ操作
で利用されるようになっている。例えば、本発明の方法
を一又は二以上の混合タンクと一緒に利用するのが良
い。即ち、操作全体を一つのタンク内で実施するのが良
く、変形例として異なるタンクを各処理段階について使
用しても良い。この方法は、種々の土壌洗浄操作で用い
られた抽出溶液の処理に最適である。本発明の方法は
又、サンドブラスチング方式クリーンアップシステム及
び塗料除去作業に起因して生じた汚染廃水または流出液
を処理するのに最適である。
【0027】本発明の方法、特に操作段階の新規な組合
わせを用いる溶液除染の達成能力を以下の実験例で立証
する。
わせを用いる溶液除染の達成能力を以下の実験例で立証
する。
【0028】実験例1 20g/L次亜塩素酸ナトリウム酸化体、14lppm
水銀及び62ppmウランを含む土壌洗浄抽出溶液を以
下に示す回分法で処理した。
水銀及び62ppmウランを含む土壌洗浄抽出溶液を以
下に示す回分法で処理した。
【0029】まず最初に、塩酸を用いて溶液のpHを約
1〜6の値に減少させ、次に溶液を約1〜24時間の
間、曝気して酸化体を追い出した。溶液をpHを減少さ
せればさせるほど、それだけいっそう曝気に必要な時間
が短くなった。
1〜6の値に減少させ、次に溶液を約1〜24時間の
間、曝気して酸化体を追い出した。溶液をpHを減少さ
せればさせるほど、それだけいっそう曝気に必要な時間
が短くなった。
【0030】次に、硫酸鉄(II)溶液(30重量%)を
加えてウラン及び水銀を還元させると共に、或いは沈殿
させた。加えた硫酸鉄(II)溶液の量は、抽出溶液1リ
ットル当り5〜50ミリリットルであった。以下の反応
がこの処理段階で生じたと考えられる。
加えてウラン及び水銀を還元させると共に、或いは沈殿
させた。加えた硫酸鉄(II)溶液の量は、抽出溶液1リ
ットル当り5〜50ミリリットルであった。以下の反応
がこの処理段階で生じたと考えられる。
【0031】 U+6+2Fe+2 <−−−> U+4(s) +2Fe+3 2Hg+2+2Fe+2 <−−−> Hg2 +2+2Fe+3 Hg2 +2+2Fe+2 <−−−> 2Hg(s) +2Fe
+3 次に、水酸化ナトリウム溶液(10重量%)を用いて溶
液のpHを約9〜12の値に調節した。以下の反応がこ
の処理段階で起きていると考えられる。
+3 次に、水酸化ナトリウム溶液(10重量%)を用いて溶
液のpHを約9〜12の値に調節した。以下の反応がこ
の処理段階で起きていると考えられる。
【0032】Hg+2+2OH −−−> HgO(s) +
Hg(s) +H2 O Hg+2+2OH −−−> HgO(s)+H2 O Fe+2+2OH- −−−> Fe(OH)2(s) Fe+3+3OH- −−−> Fe(OH)3(s) 次の段階では、凝集剤(0.2重量%)を固形物が迅速
に沈降するまで溶液に加えた。加えた凝集剤の量は、沈
殿物1ポンド当り約5×10-4〜約5×10-3ポンドで
あった。
Hg(s) +H2 O Hg+2+2OH −−−> HgO(s)+H2 O Fe+2+2OH- −−−> Fe(OH)2(s) Fe+3+3OH- −−−> Fe(OH)3(s) 次の段階では、凝集剤(0.2重量%)を固形物が迅速
に沈降するまで溶液に加えた。加えた凝集剤の量は、沈
殿物1ポンド当り約5×10-4〜約5×10-3ポンドで
あった。
【0033】最後の段階で固形物を溶液から迅速に濾過
した。清浄になった溶液に含まれる水銀とウランの量は
それぞれ1ppm未満であった。
した。清浄になった溶液に含まれる水銀とウランの量は
それぞれ1ppm未満であった。
【0034】実験例2 20g/L次亜塩素酸ナトリウム酸化体及び3〜13p
pmのクロムを含有する土壌洗浄抽出溶液を以下のよう
に処理した。
pmのクロムを含有する土壌洗浄抽出溶液を以下のよう
に処理した。
【0035】まず最初に、溶液のpHを塩酸を用いて約
6以下、約1以上の値に下げ、次に溶液を約1〜24時
間の間、曝気して酸化体を追い出した。溶液のpHを下
げれば下げるほど、曝気に必要な時間が短くなった。
6以下、約1以上の値に下げ、次に溶液を約1〜24時
間の間、曝気して酸化体を追い出した。溶液のpHを下
げれば下げるほど、曝気に必要な時間が短くなった。
【0036】次に、硫酸鉄(II)溶液(50重量%)を
加えてクロムを沈殿させた。加えた硫酸鉄(II)溶液の
量は抽出溶液1リットル当り1〜6ミリリットルであっ
た。以下の反応がこの処理段階で生じたと考えられる。
加えてクロムを沈殿させた。加えた硫酸鉄(II)溶液の
量は抽出溶液1リットル当り1〜6ミリリットルであっ
た。以下の反応がこの処理段階で生じたと考えられる。
【0037】 Cr+6+Fe+2+2e- −−−> Cr+3+Fe+3 又は CrO4 -2(aq)+3Fe+2(aq)+4H2 O −−−
> Cr+3(aq)+3Fe+3(aq)+8OH- 次に、水酸化ナトリウム溶液(10重量%)を用いてp
Hを約9〜12の値に調節した。以下の反応がこの処理
段階で生じている。
> Cr+3(aq)+3Fe+3(aq)+8OH- 次に、水酸化ナトリウム溶液(10重量%)を用いてp
Hを約9〜12の値に調節した。以下の反応がこの処理
段階で生じている。
【0038】Cr+3+3OH- −−−> Cr(O
H)3(s) 次の段階では、凝集剤(0.2重量%)を固
形物が迅速に沈降するまで溶液に加えた。加えた凝集剤
の量は沈殿物1ポンド当り約1×10-3〜約3×10-3
ポンドであった。
H)3(s) 次の段階では、凝集剤(0.2重量%)を固
形物が迅速に沈降するまで溶液に加えた。加えた凝集剤
の量は沈殿物1ポンド当り約1×10-3〜約3×10-3
ポンドであった。
【0039】最後の段階で固形物を溶液から迅速に濾過
した。清浄になった溶液は1ppm未満のクロムを含有
していた。
した。清浄になった溶液は1ppm未満のクロムを含有
していた。
【0040】上述のことから、本発明は、無機化学種及
び放射性核種で汚染された溶液を処理するための簡単で
効率の高い方法が提供されていることが理解できよう。
本発明の方法は、汚染要因物の除去を最大限にし、廃棄
物の量を最少量に抑え、再生可能な溶液及び扱い易い廃
棄物の流れを生じさせる新規な各種段階の組み合わせを
利用する。加うるに、本発明の方法を用いると、処理及
び清浄な溶液からの分離が容易な沈殿物が得られること
になる。また、本発明は空気によって運ばれる汚染の恐
れを小さくする。従って、本発明の方法は環境上安全で
且つ経済的にも魅力のあるものである。
び放射性核種で汚染された溶液を処理するための簡単で
効率の高い方法が提供されていることが理解できよう。
本発明の方法は、汚染要因物の除去を最大限にし、廃棄
物の量を最少量に抑え、再生可能な溶液及び扱い易い廃
棄物の流れを生じさせる新規な各種段階の組み合わせを
利用する。加うるに、本発明の方法を用いると、処理及
び清浄な溶液からの分離が容易な沈殿物が得られること
になる。また、本発明は空気によって運ばれる汚染の恐
れを小さくする。従って、本発明の方法は環境上安全で
且つ経済的にも魅力のあるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード ジーン ラホダ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ ワシントンストリート 116 (72)発明者 チン−ユー リン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 モン ロービル マウンテンビュードライブ 1768 (72)発明者 フランシス トーコ アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ノー スハンティングドン バターフィールドド ライブ 583
Claims (12)
- 【請求項1】 汚染された流れから重金属と放射性汚染
要因物の両方、又はいずれか一方を除去する方法におい
て、汚染された流れから酸化剤を除去する段階(a)
と、前記流れを硫酸鉄(II)水溶液で処理して汚染要因
物を還元させると共に、或いは沈殿させる段階(b)
と、前記流れを有効量の水酸化物溶液で処理して、沈殿
物、汚染要因物及び/又は第一鉄イオンが水酸化物イオ
ンと共に、前記流れ中で実質的に不溶の共沈物を生じる
ようにする段階(c)と、共沈物を凝集剤で処理する段
階(d)と、凝集した共沈物を清浄な流れから分離する
段階(e)とを有することを特徴とする除去方法。 - 【請求項2】 前記流れは、地下水、浸出溶液、土壌洗
浄抽出溶液、飲料水、及び廃水のうち少なくとも一つか
ら選択されることを特徴とする請求項1の除去方法。 - 【請求項3】 前記流れは、少なくとも一種類の放射性
汚染要因物を含むことを特徴とする請求項1の除去方
法。 - 【請求項4】 前記段階(a)は、前記流れのpHを減
じると共に、或いは前記流れを曝気する段階を含むこと
を特徴とする請求項1の除去方法。 - 【請求項5】 前記段階(a)は、流れのpHを約7以
下に下げると共に、或いは前記流れを約1〜約24時間
の間、曝気する段階を含むことを特徴とする請求項4の
除去方法。 - 【請求項6】 前記段階(b)は、前記段階(c)で水
酸化物イオンを加えたとき、未処理の沈殿物を生じさせ
るのに十分な濃度で前記硫酸鉄(II)水溶液を加える段
階を含むことを特徴とする請求項1の除去方法。 - 【請求項7】 硫酸鉄(II)水溶液は、約10重量%〜
約25重量%の硫酸鉄(II)を含むことを特徴とする請
求項1の除去方法。 - 【請求項8】 前記段階(c)は、水酸化物溶液を、前
記流れのpHを少なくとも約9まで大きくするのに十分
な量加える段階を含むことを特徴とする請求項1の除去
方法。 - 【請求項9】 前記段階(c)は、前記流れを、水酸化
ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸
化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム
又はこれらの混合物から成る群から選択された溶液で処
理する段階を含むことを特徴とする請求項1の除去方
法。 - 【請求項10】 前記段階(d)は、凝集剤を、共沈物
1ポンドにつき約1×10-4〜約5×10-3ポンドの
量、加える段階を含むことを特徴とする請求項1の除去
方法。 - 【請求項11】 凝集した共沈物を沈降法と濾過法の両
方、又はいずれか一方により清浄な流れから分離するこ
とを特徴とする請求項1の除去方法。 - 【請求項12】 前記段階(a)〜(d)を順番に実施
し、前記段階(a)を先ず最初に実施することを特徴と
する請求項1の除去方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/032,362 US5330658A (en) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | Solution decontamination method using precipitation and flocculation techniques |
| US08/032362 | 1993-03-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07973A true JPH07973A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=21864560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6074134A Pending JPH07973A (ja) | 1993-03-17 | 1994-03-17 | 重金属及び放射性汚染要因物の除去方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5330658A (ja) |
| EP (1) | EP0621241A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07973A (ja) |
| CA (1) | CA2119193A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2011135871A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 三菱重工業株式会社 | 廃水処理方法 |
| JP2013202521A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | セレン含有排水の処理方法 |
| WO2019130635A1 (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | オルガノ株式会社 | 水処理方法及び装置 |
| CN113716747A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-30 | 南京大学 | 一种高锰酸钾联合次氯酸钠降解废水中二苯甲酮-3的方法 |
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