JPH0975717A - ヒ酸イオンの除去方法 - Google Patents

ヒ酸イオンの除去方法

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JPH0975717A
JPH0975717A JP22937195A JP22937195A JPH0975717A JP H0975717 A JPH0975717 A JP H0975717A JP 22937195 A JP22937195 A JP 22937195A JP 22937195 A JP22937195 A JP 22937195A JP H0975717 A JPH0975717 A JP H0975717A
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誠一 浜野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便かつ廉価に、除去効果の優れた水中から
のヒ酸イオンの除去方法を提供する。 【解決手段】 Na2 O含有量が0.3重量%以下で、
かつ磨耗率が1%以下の球状活性アルミナよりなる吸着
剤を、ヒ酸イオンを含む水と接触させ該水中よりヒ酸イ
オンを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中からのヒ酸イ
オン除去方法に関する。より詳細にはヒ酸イオンを含有
する工場排水、家庭排水、工業用水、水道用水等よりヒ
酸イオンを吸着除去する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各種の化学形態のヒ酸イオンを含
有する浄水中、あるいは排水中よりヒ素濃度を高度に低
減すべく、凝集沈殿法、石灰軟化法、吸着法、生物濃縮
法、逆浸透法などの種々の方法が検討されている。この
うち吸着法は、広い処理場面積を要しないこと、廃泥等
を発生せず、面倒な濾過操作がないことから、特に中小
規模の施設においては有利であると考えられる。該吸着
法に用いる吸着剤としては活性炭、活性アルミナ、マグ
ネシア、マグネシア修飾スラグ、チタニア修飾活性炭、
陰イオン交換樹脂、赤泥粒等が知られているが、就中、
活性アルミナが安価で安全な吸着剤として適用されてい
る。
【0003】ヒ酸の吸着に活性アルミナを用いた例とし
ては Environmental Progress 誌第6巻第3号第150
頁に記載の M.M.Ghosh氏およびJ.R.Yuan氏の論文があ
る。該論文においては、Na2 O含有量が0.9重量
%、BET表面積が218m2 /gで粒径が28〜48
メッシュの破砕状活性アルミナ塊状物をカラムに充填
し、これに低濃度のヒ酸イオンを含有した水を通水し、
ヒ酸を吸着除去する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし吸着剤として破
砕状活性アルミナをそのままカラムに充填し用いる場合
には、通水後の水が白濁するため、充填前に該活性アル
ミナを懸濁洗浄しダストを除去しなければならず、作業
が煩雑となるばかりか、白濁洗浄水の処理が必要とな
る。また吸着剤として活性アルミナ単独で吸着能力が不
足する場合に被処理水のpHを制御する併用方法が教示
されているがこの場合には水処理コストが高くなる。他
方、活性アルミナ以外の吸着剤の適用も紹介されてはい
るが、高価であったり、吸着剤自身から好ましくない成
分が漏出する等、吸着剤として価格、取扱性、処理効果
を全て満足し得るものは未だ見られない。かかる状況下
に鑑み,本発明者らは簡便かつ廉価で効率的な水中から
のヒ酸イオン除去方法を見いだすことを目的として鋭意
研究を重ねた結果,本発明を完成するに到った.
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、Na2
O含有量が0.3%以下で、かつ磨耗率が1%以下の球
状活性アルミナよりなる吸着剤を、ヒ酸イオンを含む水
と接触させ該水中よりヒ酸イオンを吸着除去することを
特徴とする水中のヒ酸イオンの除去方法を提供するにあ
る。また本発明の第2は、酸成分を被着させて成る、8
0℃の水に浸積したときの水のpHが3ないし6の値を
呈する請求項1の活性アルミナを、ヒ酸イオンを含む水
と接触させ該水中よりヒ酸イオンを吸着除去することを
特徴とする水中のヒ酸イオン除去方法を提供するにあ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明方法の実施に際し、ヒ酸イオンの吸着に使用する
吸着剤は、Na2 O含有量が約0.3重量%以下、好ま
しくは約0.2重量%以下、より好ましくは約0.1重
量%以下で、かつ耐粉化性の指標である磨耗率が約1%
以下、好ましくは約0.8%以下の球状活性アルミナで
あることを必須とする。磨耗率が約1%を越える場合、
またその形状が粉状や破砕により得た塊状品は、吸着処
理後の水に濁りが発生し、フィルターつまりや粉発生が
しやすいので好ましくない。また、活性アルミナ中のN
2 O(全ソーダ)量が約0.3重量%を越えると活性
アルミナ周囲の水中のpHが上昇し、ヒ酸イオンの吸着
が阻害される。
【0007】水中に含有されるヒ酸イオンの吸着剤とし
ては上記低Na2 O含量、耐粉化性に優れる球状活性ア
ルミナを用ることにより、かなり優れた効果を挙げるこ
とができるが、より優れたヒ酸イオンの吸着効果を付与
せしめる方法として、上記物性を有する球状活性アルミ
ナに特定量の酸成分、即ち「80℃の水100mlに酸
処理後の吸着剤10gを30分保持し、その後該水中よ
り吸着剤を濾過・分離した場合、該水のpHが3〜6の
値を呈する量」を被着・含浸させて成る球状活性アルミ
ナを吸着剤として用いる除去法が推奨される。該方法に
おいて酸成分の被着・含浸量が多く、上記処理による処
理水のpHが3未満となる場合にはヒ酸の吸着効果が低
下すると伴に、処理後の水の中和処理剤が多量必要とな
るので好ましくない。他方pHが6を越える場合には、
酸性分被着処理を行わない場合に較べてヒ酸の吸着向上
が殆ど見られない。
【0008】本発明でいう活性アルミナとは、当該分野
で通常呼称される公知のものであればよく、所謂αアル
ミナ以外のアルミニウム酸化物(遷移アルミナ)をい
う。本発明方法において、磨耗率が1%以下の球状活性
アルミナの製法は、とくに限定されないが、再水和性ア
ルミナを経由する方法が大きいBET表面積と強度を持
つ吸着剤が得易いことから推奨される。すなわち、ギブ
サイト等の水酸化アルミニウムを500〜1200℃の
熱風気流中で0.1秒〜数分瞬間仮焼し、次いで分離・
冷却することで再水和性を有する活性アルミナ粉末(以
下、再水和性アルミナと呼ぶ)が得られる。この再水和
性アルミナをそのままで、或いは粉砕後、球状に成形す
る。 得られた成形体は次いで成形体自体の機械的強度
を高めるために再水和に足る時間、室温〜120℃、好
ましくは50〜90℃の水、水蒸気または水蒸気含有ガ
ス中で保持・熟成され再水和される。再水和は一般に1
分ないし1週間行われる。再水和された成形体は続いて
焼成し、成形体中の付着水分及び結晶水を除く。焼成温
度は通常300〜900℃、好ましくは300〜500
℃であり、焼成時間は約10分〜約100時間である。
球状活性アルミナに含有される全Na2 Oを0.3重量
%にするには、公知の方法であればよく、特に制限され
ないが簡単には原料である水酸化アルミニウムとして全
Na2 O含量が0.3重量%以下のもの、より好ましく
は0.1重量%のものを用いればよい。但し、球状活性
アルミナに酸成分を被着・含浸せしめる処理を行う場合
には、原料である水酸化アルミニウム中の全Na2 O含
量は高くてもよく、酸処理後の球状活性アルミナ中に含
有される全Na2 O含量が0.3重量%以下であればよ
い。
【0009】活性アルミナへの酸成分の被着は、酸成分
被着後の活性アルミナを、80℃の水100mlに吸着
剤10gを30分保持した後、該水中より吸着剤を濾過
・分離した後の水のpHが3ないし6の値を呈する量で
被着せしめればよく、その被着方法としてはとくに制限
されないが、例えば(1)磨耗率が1%以下の球状活性
アルミナを酸成分を含有する水溶液と接触して得る。
(2)再水和性アルミナ粉末を水溶液と接触、成形し、
熟成して成形体強度を付与した後、該成形体に酸成分を
含有する水溶液を接触させ次いで焼成して得る、等の方
法が採用できる。
【0010】活性アルミナと酸性分含有水溶液の接触法
としては、活性アルミナを水溶液に含浸する、活性アル
ミナの吸水率分の水溶液を供給吸液させる等の方法があ
る。酸成分と接触後、水洗、濾過、乾燥あるいは焼成を
行っても良い。水洗、濾過を行うと活性アルミナ中のN
2 Oが減少するので好都合である。製法(1)の場
合、湿潤状態のまま吸着装置に充填して使用してもよ
い。
【0011】酸成分としては塩酸、フッ酸,硝酸、硫
酸、酢酸の少なくとも1種が適当である。酸成分を含有
する水溶液の酸成分の濃度は、通常、0.001N〜
0.5Nであるが、厳密には酸の種類、酸成分と活性ア
ルミナの重量比によって異なるので、80℃の水100
mlに吸着剤10gを30分保持した後、該水中より吸
着剤を濾過・分離した後の水のpHが3ないし6にする
ための条件を予備実験により決める必要がある。水溶液
の温度は約0〜100℃、接触時間は約1分以上、好ま
しくは常温〜80℃、接触時間は約10分〜24時間で
あればよい。
【0012】活性アルミナのBET表面積は、100m
2 /g以上、好ましくは200m2/g以上が好まし
い。吸着剤の形状は、粒径が小さい方が吸着速度は速い
が、通液抵抗が増加するので、粒径は約0.5〜約10
mmが適当である。
【0013】本発明の吸着剤のヒ酸イオンの平衡吸着量
は、平衡濃度0.1mg/lで約2mg−As/g以
上、好ましくは約5mg−As/g以上である。充填密
度は0.4〜1.0kg/l、耐圧強度は通常2kg以
上、細孔容積は0.3〜1.0cm3 /gである.本発
明の吸着剤に、ヒ酸浄化性能が低減しない範囲で他の機
能を持つ吸着剤や濾過剤を添加することができる。
【0014】本発明で得られた吸着剤は河川、湖あるい
は井戸水等の原料水浄化、各種産業排水等に適用でき
る。使用にあたっては、固定床、移動床、流動床、バッ
チ式等の形で被処理水の吸着浄化が行われる。通液速度
はSV値で約1〜100hr-1が適当である。バッチ式
の場合、1〜100時間の接触時間が適当である。被処
理水が亜ヒ酸イオンを含有する場合には、該被処理水
を、予め酸化処理しヒ酸イオンの形態にした後、吸着処
理を行えば良い。
【0015】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、Na2
O含有量が0.3重量%以下で、かつ磨耗率が1%以下
の球状活性アルミナよりなる吸着剤を、ヒ酸イオンを含
む水と接触させ該水中よりヒ酸イオンを吸着除去するこ
とを特徴とする水中のヒ酸イオンの除去方法、とくには
酸成分を被着させて成る、80℃の水に浸積したときの
水のpHが3ないし6の値を呈する活性アルミナを、ヒ
酸イオンを含む水と接触させ該水中よりヒ酸イオンを吸
着除去することを特徴とする請求項1記載の水中のヒ酸
イオンの除去方法を提供するものであり、かかる方法に
より従来法に比較し廉価かつ簡便な方法で高度なヒ酸イ
オン吸着除去効果を可能としたもので、その産業的価値
は頗る大である。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて、さらに詳細
に説明するが、本発明はかかる実施例によりその範囲を
制限されるものではない。なお、本発明に於いて、pH
値の測定、Asの分析、磨耗率の測定は下記の方法によ
った。
【0017】pH値:測定試料10gを80℃の水10
0ml中に30分保持し、濾過し、冷却後の濾液のpH
を堀場製作所F8型、pHメーターにより測定した。 As分析:JIS−K0102により測定した。 磨耗率:JIS−K1464に準じて測定した。
【0018】実施例1 〔浄化剤の製法〕バイヤー工程から得られたギブサイト
(アルミナ三水和物)を約700℃の熱ガス中に投入し
瞬間仮焼し、灼熱原料は5%,平均粒子径15μの主と
してχおよびρの結晶形態よりなる再水和性アルミナを
得た。このようにして得られた再水和性アルミナ1kg
に対し水約0.5kgを加え、皿型造粒機で直径1〜2
mmの球状に成形した後,該成形体を蓋付容器に入れ密
閉して80℃の温度で16時間保持して再水和せしめ
た.この成形体を電気炉に入れ1時間で380℃まで昇
温し3時間保持し,活性アルミナAを得た.活性アルミ
ナ成形体AのNa2 O含有量は0.25%、充填密度は
0.75kg/l、磨耗率は0.1%、耐圧強度は6k
g、BET表面積は303m2 /g、細孔容積は0.4
2cm3 /g、pHは9.8であった.
【0019】ついで活性アルミナAの成形体1.2kg
を0.3%塩酸溶液4.3リットル中に16時間含浸
し、水洗・濾過した後、電気炉に入れ250℃で4時間
保持し活性アルミナBを得た。 活性アルミナ成形体B
のNa2 O含有量は0.06%、充填密度は0.76k
g/l、磨耗率は0.1%、 耐圧強度は4kg、BE
T表面積は312m2 /g、細孔容積は0.38cm3
/g、pHは4.0であった。
【0020】〔除去テスト〕As換算2.4mg/lの
Na2 HAsO4 水溶液を作成し、被処理液サンプルと
した。この液0.5リットルを三角フラスコに入れ、上
記実施例で得られた成形体約0.2gを吸着剤として添
加し、シェーカーにより7日間、30℃で撹拌し吸着処
理を行った。処理後の液中のAs濃度を調べた結果活性
アルミナA、Bとも検出下限(0.005mg/l)以
下であった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Na2 O含有量が0.3重量%以下で、
    かつ磨耗率が1%以下の球状活性アルミナよりなる吸着
    剤を、ヒ酸イオンを含む水と接触させ該水中よりヒ酸イ
    オンを除去することを特徴とするヒ酸イオンの除去方
    法。
  2. 【請求項2】 吸着剤が、Na2 O含有量が0.3重量
    %以下でかつ磨耗率が1%以下の球状活性アルミナに、
    80℃の水に浸漬したときの水のpHが3〜6の値を呈
    する酸成分を被着させたものであることを特徴とする請
    求項1記載のヒ酸イオンの除去方法。
  3. 【請求項3】 酸成分が塩酸、フッ化水素酸、硝酸、硫
    酸および酢酸の少なくとも1種であることを特徴とする
    請求項2記載のヒ酸イオンの除去方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002509801A (ja) * 1998-04-01 2002-04-02 アルキャン・インターナショナル・リミテッド 水処理用生成物およびその製法
JP2002234724A (ja) * 2001-02-01 2002-08-23 Sumitomo Chem Co Ltd 水中有害イオン除去用活性アルミナ粒子及びその製造方法
JP2002263636A (ja) * 2001-03-13 2002-09-17 Sumitomo Chem Co Ltd 水中燐酸イオンの除去方法
JP2002361238A (ja) * 2001-06-01 2002-12-17 Sumitomo Chem Co Ltd 水中有害物イオンの除去方法
KR101337984B1 (ko) * 2011-03-23 2013-12-06 (주)선진환경 재활용 산화알루미늄 폐기물을 이용한 수처리용 여재 및 그의 제조방법

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