JPS5815193B2 - ホウ素含有水の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はホウ素含有水の処理方法、特にホウ素を濃縮
したのち、効率的に除去することのできる処理方法に関
するものである。

ホウ素化合物は医薬用、化粧品原料、石ケン工業、電気
メッキなど種々の用途に使用され、これらの製造工程等
から生ずる廃水はホウ素化合物を含有している。

このほか原子力発電所から発生する放射性廃液、地熱発
電廃水、あるいは排煙脱硫廃水等にもホウ素化合物が含
まれている。

ホウ素含有廃水の処理方法としてはイオン交換樹脂によ
り吸着させるものと、硫酸アルミニウムにより不溶性沈
殿物とするものがあるが、いずれも効率的な方法とはい
えなかった。

この発明はホウ素含有水をイオン交換樹脂で濃縮するこ
とにより濃厚ホウ素含有水を得、これをアルミニウム化
合物およびカルシウム化合物の存在下に不溶性の沈殿物
を生成させることにより、極めて効率的にホウ素を除去
することのできるホウ素含有水の処理方法を提案するこ
とを目的としている。

この発明はホウ素含有水をアニオン交換樹脂層に通水し
てホウ素を樹脂層に濃縮した後、樹脂層に再生剤を通液
してホウ素を溶離し、生成した高濃度ホウ素を含有する
再生廃液から、アルミニウム化合物およびカルシウム化
合物の存在下であって、かつｐＨ９以上の条件下で不溶
性沈殿物を生成させ、次いで固液分離することを特徴と
するホウ素含有水の処理方法である。

ホウ素含有水は、前述の種々の工程から排出される廃水
、その他のホウ素化合物を含む水であり、通常ＢＯ３−
の形でホウ素を含んでいる（なおこの発明ではホウ素が
ホウフッ化物の形で含まれていてもよい）。

このようなホウ素含有水に直接硫酸アルミニウムおよび
水酸化カルシウムを添加して不溶性沈殿物を生成させる
こともできるが、後述の実験例に示すように、予めホウ
素含有水を濃縮してホウ素化合物の濃度を高めておくこ
とにより、極めて効率的にホウ素を除去できることがわ
かつた。

すなわち、ホウ素の濃度が高いほど、単位アルミニウム
量あたりのホウ素除去量が多くなり、従って除去ホウ素
量に対するアルミニウムの添加量が少なくてよいことに
なる。

このため本発明では不溶性沈殿物の生成に先立って、予
めホウ素含有水をアニオン交換樹脂で濃縮してホウ素含
有量を高くする。

アニオン交換樹脂としては弱塩基性、強塩基性いずれで
もよいが、弱塩基性の方が再生効率は良い。

またホウ素の吸着量を高めた特別の樹脂を使用してもよ
い。

アニオン交換樹脂はＳ０４形またはＯＨ形とし、樹脂層
にホウ素含有水を通水してホウ素を交換吸着させ濃縮す
る。

ＳＯ４形の樹脂は硫酸または硫酸アルミニウムで再生す
ることにより、またＯＨ形の樹脂は硫酸または硫酸アル
ミニウムで再生したのち水酸化ナトリウムを通液するこ
とによりそれぞれ得られる。

アニオン交換樹脂がホウ素で飽和した後、樹脂層を逆洗
し、再生剤を通液して交換吸着したホウ素を溶離させる
。

再生剤としては硫酸および／または硫酸アルミニウムが
望ましく、特に次工程におけるアルミニウムイオンの添
加を省略するためには、硫酸アルミニウムまたはこれと
硫酸の併用が望ましい。

再生剤の通液によりホウ素が溶離し高濃度ホウ素を含有
する再生廃液が発生する。

ホウ素の溶離を終った樹脂は、必要により水酸化ナトリ
ウムでＯＨ形にした後、再びホウ素の濃縮に入る。

再生廃液は、次の工程としてアルミニウム化合物および
カルシウム化合物の存在下にｐＨ９以上、好ましくはｐ
Ｈ１０以上、さらに好ましくはｐＨ１２以上にすること
により不溶性沈殿物を生成させる。

アルミニウムイオンまたはカルシウムイオンがすでに存
在している場合には外部から添加する必要はないが、不
足している場合には硫酸アルミニウム、水酸化カルシウ
ム等のアルミニウム化合物もしくはカルシウム化合物を
添加する。

アルミニウム化合物の必要量は原水および処理水中のホ
ウ素量により異なるが、原水中Ｂが５００ｍｇ／ｌ、処
理水中Ｂま１０ｍｇ／ｌの場合には、アルミニウムの添
加量は約１５００ｍｇ／ｌ、原水中Ｂが１００ｍｇ／ｌ
、処理水中Ｂが５ｍｇ／ｌの場合には、アルミニウムの
添加量は約４００ｍｇ／ｌが標準となる。

いずれの場合も後述の実験例の除去ホウ素量に対するア
ルミニウムの添加量を基準として算出することができる
。

カルシウム化合物の必要量は処理水中の残留アルミニウ
ムイオン量により変るが、上記の例の場合ではそれぞれ
約３％、約２％が標準となる。

ｐＨの調整は、必要によりアルカリ剤を添加して行う。

カルシウム剤として水酸化カルシウムを使用する場合に
は、新たにアルカリ剤を添加しなくてもよい場合が多い
。

アルミニウム化合物の添加、カルシウム化合物の添加お
よびｐＨ調整の順序は特に限定されない。

従って樹脂の再生廃液に水酸化カルシウムを添加してｐ
Ｈ９以上とした後、硫酸アルミニウムを添加し、もしｐ
Ｈが９未満になった場合には再度水酸化カルシウムを添
加してもよく、また先に硫酸アルミニウムを添加した後
、水酸化カルシウムを添加してｐＨ９以上に調整しても
よい。

このようにして生成する沈殿の形態は明瞭ではないが、
不溶性で沈降性が良く、自然沈降等により容易に固液分
離され、系列に除去される。

次に本発明の効果を示す実験例および実施例について説
明する。

実験例 Ｈ２ＢＯ３を蒸留水で溶解し、Ｂとして１０ｖ＊’ｔ。

５０ｍｇ／ｌおよび４９０■／ｌを含む溶液を作り、そ
の溶液に硫酸アルミニウムおよび水酸化カルシウムを表
１の所定量添加し、３０分間攪拌した後Ｎｏ、５Ａ濾紙
で濾過した。

結果を次の表１に示す。この実験例から、原水に含まれ
るホウ素量を一定量（この場合は約５ｐｐｍ）まで除去
するのに要する硫酸アルミニウムの量は、原水中のホウ
素含有量が増加すればするほど、より少ない硫酸アルミ
ニウムの添加量ですむことがわかる。

従ってホウ素含有水を予めイオン交換樹脂で濃縮する方
が有利となる。

またこの実験例から、たとえホウ素含有量が高いとして
も、ｐＨが９未満になるとアルミニウムの残留量が増加
し、その結果処理水中のホウ素残留量も増加することが
わかる。

従って本発明方法では、たとえ原水中のホウ素量が濃縮
されたとしても、以降の処理工程において、ｐＨが９未
満ではメリットがすくする。

実施例 １ アルカリ剤を加えた排煙脱硫排水（ｐＨ１１，７、ホウ
素含有量４２．４ｍｇ／ｌ ａｓ Ｂ）をＳＯ４形弱塩
基性アニオン交換樹脂層に通水したところ、処理水中の
ホウ素は９０Ｂｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ平均値で０．１５７
７ＩＩｉ／ｌとなった。

その後原水の供給をやめアニオン交換樹脂層を逆洗後、
硫酸（１００ｇ／ｌをＳＶ２で通液した。

その結果、この樹脂層からはホウ素１，４６０■／ｌを
含む再生液が得られた（ホウ素溶離率１００％）。

次にこの廃液に硫酸アルミニウム４５，０００ｍｇ／ｌ
を添加し、攪拌下に消石灰スラリーを１５０１添加した
ところ、ｐＨは１２．５となった。

沈殿を含む処理液を沈殿槽で固液分離した結果、ホウ素
含有量が３０■／ｌの処理水が得られた。

実施例 ２ 実施例１と同条件下で排煙脱硫排水をイオン交換樹脂層
に通水した後、この樹脂層に硫酸（２０ｇ／ｌ）と硫酸
アルミニウム（５０ｇ／ｌ）の混合液をＳＶ２で通液し
た（ホウ素溶離率９５％）。

再生廃液を十分に攪拌しながら消石灰スラリーを６７ｇ
／ｌ添加した。

その結果、ｐＨは１１．７になった。

次いでこの廃液を沈殿槽に供給して固液分離したところ
、ホウ素含有量１８ｍｇ／ｌの処理水が得られた。

実施例 ３ 実施例１と同条件下で排煙脱硫排水をイオン交換樹脂層
に通水した後、この樹脂層に硫酸アルミニウム（１００
ｇ／Ａ） をＳｖ２で通液した（ホウ素溶離率８０％
）。

再生廃液に攪拌上消石灰スラリーを１０４ｇ／ｌ加え、
ｐＨを１２．５に調整した後沈殿槽で固液分離した。

その結果、ホウ素含有量３．０ｍｇ／ｌの処理水が得ら
れた。

以上の実施例１〜３から明らかなように、ホウ素を吸着
したイオン交換樹脂は、硫酸や硫酸アルミニウム単独で
も、あるいはそれらの混合液でも実用上十分に再生可能
であることがわかる。

しかもこのようにして樹脂で濃縮されたホウ素含有液は
、カルシウムイオンとアルミニウムイオンの存在下、か
つｐＨ９以上の条件下に十分処理され、残留ホウ素量は
極めて僅かとなる。

比較例 実施例１と同条件下に得られた再生廃液に硫酸アルミニ
ウムを４５．ｏ００ｙｔｙ’を添加し、同時ｌこｐＨが
１３．１となるように水酸化ナトリウムを添加したが、
沈殿物は全く生成しなかった。

以上のとおり、本発明によれば、ホウ素含有水を濃縮し
た後、アルミニウム化合物およびカルシウム化合物によ
り不溶性沈殿物を生成させるので、単位アルミニウム量
あたりのホウ素除去量が多くなり、効率的な処理を行う
ことができる。

そして濃縮にアニオン交換樹脂を使用することにより高
濃縮が可能であり、これを硫酸、備酸アルミニウム等に
より再生すると高濃度のホウ素濃縮液が得られ、簡単な
操作でホウ素を高濃縮することができ、これにより後工
程におけるホウ素除去効率を高くすることができる効果
がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホウ素含有水をアニオン交換樹脂層に通水してホウ
   素を樹脂層に濃縮した後、樹脂層に再生剤を通液してホ
   ウ素を溶離し、生成した高濃度ホウ素を含有する再生廃
   液から、アルミニウム化合物およびカルシウム化合物の
   存在下であって、かつｐＨ９以上の条件下で不溶性沈殿
   物を生成させ、次いで固液分離することを特徴とするホ
   ウ素含有水の処理方法。 ２ 再生剤は硫酸および／または硫酸アルミニウムであ
   る特許請求の範囲第１項記載のホウ素含有水の処理方法
   。 ３ アルミニウム化合物は硫酸アルミニウムである特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のホウ素含有水の処
   理方法。 ４ カルシウム化合物は水酸化カルシウムである特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のホウ素
   含有水の処理方法。 ５ ｐＨは１２以上である特許請求の範囲第１項ない
   し第４項のいずれかに記載のホウ素含有水の処理方法。