JP2001347264A - Water treatment equipment and water treatment method - Google Patents
Water treatment equipment and water treatment methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水処理に関し、特
に水中に含まれる重金属を除去し浄化する装置及び方法
に関する。The present invention relates to water treatment, and more particularly to an apparatus and a method for removing and purifying heavy metals contained in water.
【0002】[0002]
【従来の技術】工場排水などの排水中や、汚染土壌など
から外部に流れ出る流出水や、地下水、温泉等には有害
となる重金属が含まれている場合がある。従来、このよ
うな重金属を含んだ水から重金属を除去する方法とし
て、凝集沈殿による浄水操作が知られている。この凝集
沈殿では、処理水に例えばAl(アルミニウム)やFe
(鉄)等の正に帯電した金属水酸化物の凝集剤を加える
ことによって電荷を中和する凝集操作を行い、凝集後、
緩やかな攪拌のもとに凝固作用によって沈殿分離可能な
サイズまでフロック化させ、フィルターで物理的に分離
する。また、凝集剤として、金属イオンとキレート化合
物を形成するキレート剤が知られている。また、水中に
懸濁する不溶性の懸濁物質の内、沈降分離で除去できな
い微細粒子をろ過して分離する一方法として深層ろ過が
知られている。深層ろ過は、粒状材、プラスチック、繊
維等の、ろ材を充填した層に懸濁液を通過させ、ろ層空
隙内で懸濁物質を捕捉し、清澄化する方法である。2. Description of the Related Art In some cases, harmful heavy metals are contained in wastewater such as factory wastewater, run-off water flowing out from contaminated soil and the like, groundwater, hot springs and the like. Conventionally, as a method for removing heavy metals from water containing such heavy metals, a water purification operation by coagulation and sedimentation is known. In this coagulation precipitation, for example, Al (aluminum) or Fe
A coagulation operation is performed to neutralize the charge by adding a coagulant of a positively charged metal hydroxide such as (iron).
The floc is flocculated to a size that enables sedimentation by coagulation under gentle stirring, and physically separated by a filter. As a coagulant, a chelating agent which forms a chelate compound with a metal ion is known. Further, depth filtration is known as one method of filtering and separating fine particles that cannot be removed by sedimentation separation from insoluble suspended substances suspended in water. Depth filtration is a method in which a suspension is passed through a layer filled with a filter medium, such as a granular material, plastic, or fiber, to trap and clarify suspended substances in pores of the filter layer.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来のキレート剤等の
薬剤を用いて重金属を除去する処理は、薬剤を用いるこ
とによる高コストの問題がある他、薬剤の投入操作や処
理条件の管理等の種々の処理操作が必要であるため、連
続処理や大量処理に適していないという問題がある。例
えば、凝集剤によって凝集・沈殿した重金属はフィルタ
ーを目詰まりさせるため、重金属の除去効率を維持する
にはフィルターを頻繁に交換する必要があり、連続処理
や大量処理に適さない。また、凝集剤は対象となる金属
毎に異なるため、複数の金属を同時に処理することが困
難であるという問題もある。The conventional treatment for removing heavy metals by using a chemical such as a chelating agent involves the problem of high cost due to the use of a chemical, and also involves a chemical injection operation and management of processing conditions. Since various processing operations are required, there is a problem that it is not suitable for continuous processing or mass processing. For example, heavy metals that have been agglomerated and precipitated by the flocculant clog the filter, and the filter must be replaced frequently to maintain the heavy metal removal efficiency, which is not suitable for continuous processing or mass processing. In addition, since the coagulant differs for each target metal, there is also a problem that it is difficult to treat a plurality of metals simultaneously.
【0004】また、投与した薬剤自体によって処理液に
新たな汚染が発生するおそれがあるという問題もある。
重金属を含む処理液は、個々の使用条件にも依存するが
一般に金属元素を溶解するために酸性の状態にある。一
方、金属が凝縮できる条件はアルカリ性である。そのた
め、酸性の処理液中に溶解する金属を凝縮して除去する
ために、凝集剤を添加する前の段階、あるいは凝集剤の
添加の段階において、カセイソーダ等のpH調整剤を多
量に添加して強アルカリ性の状態としている。また、凝
集・沈殿した後の処理液は強アルカリ性となるため、外
部に排出するには排出基準に沿うように中和処理が必要
となる。したがって、従来の水処理では、凝集剤、連続
処理及び大量処理、及び複数種の重金属の同時処理等の
点で問題がある。There is also a problem that the treatment liquid itself may cause new contamination by the administered medicine itself.
The processing solution containing a heavy metal is generally in an acidic state to dissolve the metal element, though it depends on the individual use conditions. On the other hand, the conditions under which metals can be condensed are alkaline. Therefore, in order to condense and remove the metal dissolved in the acidic treatment liquid, a large amount of a pH adjuster such as caustic soda is added at the stage before adding the flocculant or at the stage of adding the flocculant. It is in a strongly alkaline state. In addition, since the treatment liquid after coagulation / precipitation becomes strongly alkaline, a neutralization treatment is required to discharge to the outside so as to meet the discharge standard. Therefore, the conventional water treatment has problems in terms of coagulant, continuous treatment and mass treatment, simultaneous treatment of plural types of heavy metals, and the like.
【0005】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、凝集剤を用いることなく連続処理及び大量処理
を行うことができる水処理装置及び水処理方法を提供す
ることを目的とし、また、凝集剤を用いることなく複数
種の重金属を同時処理することができる水処理装置及び
水処理方法を提供することを目的とし、また、低コスト
の水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とす
る。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of performing continuous treatment and mass treatment without using a flocculant. An object of the present invention is to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of simultaneously treating a plurality of types of heavy metals without using a coagulant, and to provide a low-cost water treatment apparatus and a water treatment method. Aim.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、重金属を凝集
剤による共沈法を用いることなく、従来微細粒子のろ過
に用いていた深層ろ過の原理をイオン、分子に拡大応用
し、ろ過によって吸着媒体に重金属を吸着させて処理水
の浄化を行うものであり、ろ過の前段階において処理水
のpH値を調整して吸着効率を高めることによって、凝
集剤を用いることなく連続・大量処理を行い、また、複
数種の重金属を同時処理する。凝集剤の添加及びフィル
タの交換が不要であるため、低コストとすることができ
る。本発明は、吸着媒体に吸着される重金属の吸着効率
にpH値に対して依存性が存在することをはじめて見出
し、この吸着効率のpH値に対する依存性を利用して、
処理水中に含まれる重金属を凝集剤を用いることなく効
率良く分離するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention expands the principle of deep-layer filtration, which has been conventionally used for filtering fine particles, to ions and molecules without using heavy metals for co-precipitation with a flocculant. It purifies treated water by adsorbing heavy metals to the adsorption medium.By adjusting the pH value of treated water in the pre-filtration stage to increase adsorption efficiency, continuous and large-scale treatment can be performed without using a flocculant. In addition, multiple types of heavy metals are simultaneously treated. Since addition of a flocculant and replacement of a filter are unnecessary, the cost can be reduced. The present invention has found for the first time that there is a dependency on the pH value in the adsorption efficiency of heavy metals adsorbed on the adsorption medium, utilizing the dependence of the adsorption efficiency on the pH value,
It is intended to efficiently separate heavy metals contained in the treated water without using a flocculant.
【0007】図1(b)は重金属の吸着効率のpH値に
対する依存性、及び該依存性を用いた重金属の選択的吸
着を概略的に示している。ある重金属の吸着効率は、例
えば、pH値aにおける吸着効率は20%であるのに対
してpH値bにおける吸着効率はほぼ100%となる。
したがって、処理水のpH値を重金属の吸着効率がほぼ
100%となるpH値bとし、この状態でろ過すること
によって処理水中の重金属をろ材に効率よく吸着し分離
することができる。したがって、本発明によれば、凝集
剤やフィルタが不要であり、吸着による浄化であるた
め、凝集や沈殿によるフィルタの目詰まりがなく連続処
理、大量処理を可能とする。また、本発明を応用した適
用例として、吸着効率のpH値に対する依存性が重金属
毎に異なることを利用して、複数種の重金属を分離し、
同時処理することもできる。FIG. 1 (b) schematically shows the dependence of the adsorption efficiency of heavy metals on the pH value, and the selective adsorption of heavy metals using the dependence. Regarding the adsorption efficiency of a certain heavy metal, for example, the adsorption efficiency at a pH value a is 20%, while the adsorption efficiency at a pH value b is almost 100%.
Accordingly, the pH value of the treated water is set to a pH value b at which the adsorption efficiency of the heavy metal becomes almost 100%, and by filtering in this state, the heavy metal in the treated water can be efficiently adsorbed to the filter medium and separated. Therefore, according to the present invention, a coagulant or a filter is unnecessary, and purification is performed by adsorption. Therefore, continuous processing and large-scale processing can be performed without clogging of the filter due to aggregation or sedimentation. In addition, as an application example of the present invention, utilizing the fact that the dependence of the adsorption efficiency on the pH value differs for each heavy metal, a plurality of types of heavy metals are separated,
They can be processed simultaneously.
【0008】そこで、本発明の水処理装置(図1(a)
中の符号1で示す)は、処理水のpH値を調整するpH
調整手段(図1(a)中の符号2で示す)と、pH調整
後の処理水を深層ろ過するろ過手段(図1(a)中の符
号3で示す)とを備えた構成とし、pH調整手段によっ
て、処理水に含まれる重金属の吸着効率をろ過前に調整
し、ろ過手段による重金属の吸着分離の選択性を形成す
る。また、本発明の水処理方法は、処理水をpH調整し
処理水に含まれる重金属の吸着効率を調整する工程と、
pH調整後の処理水を深層ろ過して、重金属を吸着分離
する工程を含む処理方法であり、処理水中に含まれる重
金属を分離して水を浄化する。なお、図1は本発明の水
処理装置及び水処理方法を説明するための概略図を示し
ている。Therefore, the water treatment apparatus of the present invention (FIG. 1A)
Is a pH for adjusting the pH value of the treated water.
It has a configuration including an adjusting means (indicated by reference numeral 2 in FIG. 1 (a)) and a filtration means (indicated by reference numeral 3 in FIG. 1 (a)) for deeply filtering the treated water after pH adjustment. The adjusting means adjusts the adsorption efficiency of heavy metals contained in the treated water before filtration, and forms selectivity for adsorption and separation of heavy metals by the filtering means. Further, the water treatment method of the present invention, a step of adjusting the pH of the treated water to adjust the adsorption efficiency of heavy metals contained in the treated water,
This is a treatment method including a step of deep-filtration of treated water after pH adjustment to adsorb and separate heavy metals, in which heavy metals contained in treated water are separated to purify the water. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a water treatment apparatus and a water treatment method of the present invention.
【0009】ここで、処理水は、重金属を含む処理対象
の水であり、例えば、工業排水等である。この重金属を
含む処理水は、重金属を水中に溶解した状態で処理する
ために強い酸性であることが多い。pH調整手段は、ア
ルカリあるいは酸を処理水に添加することによって、処
理水のpH値を所定のpH値とする手段であり、処理水
中にpH調整剤を導入する導入手段と、pH値を測定す
る測定手段と、測定したpH値に基づいてpH調整剤を
制御する制御手段を備えた構成とすることによって、処
理水を所定のpH値に自動調整することができる。Here, the treated water is water to be treated containing heavy metals, and is, for example, industrial wastewater. The treated water containing the heavy metal is often strongly acidic because it is treated in a state where the heavy metal is dissolved in the water. The pH adjusting means is a means for adjusting the pH value of the treated water to a predetermined pH value by adding an alkali or an acid to the treated water, and an introducing means for introducing a pH adjuster into the treated water, and measuring the pH value. By providing a measuring means for controlling the pH adjusting agent based on the measured pH value, the treated water can be automatically adjusted to a predetermined pH value.
【0010】pH調整におけるpHの設定条件は、重金
属に対して高い吸着効率を示すpH値であることの他
に、吸着媒体(ろ材)を破壊しないpH値であること、
及び排水がアルカリ性となることによる沈殿の生成がな
いことがある。本発明のろ過手段は深層ろ過を行うもの
であり、粒状材、プラスチック、繊維などのろ材を充填
した層に処理水を通過させ、ろ層空隙内で重金属を捕捉
する。ろ材として砂を用いた砂ろ過を用いることができ
る。[0010] The pH setting conditions in the pH adjustment include not only a pH value exhibiting high adsorption efficiency for heavy metals, but also a pH value which does not destroy the adsorption medium (filter medium).
In some cases, precipitation does not occur due to alkalinity of wastewater. The filtration means of the present invention is for performing deep-layer filtration, in which treated water is passed through a layer filled with a filter medium such as a granular material, plastic, or fiber, and heavy metals are captured in the filter layer gap. Sand filtration using sand as a filter medium can be used.
【0011】本発明によって分離する重金属は、例え
ば、Cd、Pb、As、Cr、Cu、Hgがあり、処理
水はこの重金属を単独あるいは複数種含むものとするこ
とができる。重金属の吸着効率のpH値に対して依存性
は各重金属で異なり、調整するpH値によって重金属の
吸着分離の選択性を形成することができる。Cd、P
b、As、Cr、Cu、Hgの中では、Cdが吸着効率
のpH値に対して最も強い依存性を示し、PbやCrの
依存性は小さい。この依存性は、酸性からアルカリ性に
向かって吸着効率が高くなる傾向を示し、Cd、Pb、
As、Cr、Cu、Hgの重金属では、ほぼpH値が4
〜7で100%に近い吸着効率を示す。The heavy metals to be separated according to the present invention include, for example, Cd, Pb, As, Cr, Cu, and Hg, and the treated water may contain one or more of these heavy metals. The dependence of the adsorption efficiency of heavy metals on the pH value differs for each heavy metal, and the pH value to be adjusted can form the selectivity of adsorption and separation of heavy metals. Cd, P
Among b, As, Cr, Cu, and Hg, Cd shows the strongest dependence of the adsorption efficiency on the pH value, and Pb and Cr have little dependence. This dependence shows that the adsorption efficiency tends to increase from acidic to alkaline, and Cd, Pb,
For heavy metals such as As, Cr, Cu and Hg, the pH value is almost 4
7 shows an adsorption efficiency close to 100%.
【0012】したがって、例えば、pH値を4に調整す
ることによって、処理水の重金属を吸着によって分離す
ることができる。また、本発明を応用した適用例とし
て、酸性から順にpH値をアルカリ性に調整しながらろ
過することによって、処理水に含まれる重金属を選択的
に分離することもできる。また、本発明によれば、処理
水から重金属を取り除いて水を浄化する他、ろ材に重金
属を吸着させることによって重金属を抽出することがで
きる。Therefore, for example, by adjusting the pH value to 4, the heavy metals of the treated water can be separated by adsorption. Further, as an application example of the application of the present invention, heavy metals contained in the treated water can be selectively separated by filtering while adjusting the pH value to alkaline in order from acidic. Further, according to the present invention, in addition to removing heavy metals from the treated water to purify the water, the heavy metals can be extracted by adsorbing the heavy metals to the filter medium.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しながら詳細に説明する。図2は、本発明の水処
理装置の一構成例を説明するための図である。図2にお
いて、水処理装置1は、pH調整手段2とろ過手段3を
備え、導入した処理水に含まれる重金属を除去し、重金
属を含まない水を排出する。pH調整手段2は、導入管
27を通して処理水を導入するpH調整槽20と、酸性
のpH調整剤を貯蔵する酸貯蔵槽24と、アルカリ性の
pH調整剤を貯蔵するアルカリ貯蔵槽25とを備える。
pH調整槽20内に導入された処理水に対して、酸貯蔵
槽24あるいはアルカリ貯蔵槽25から導入管28,2
9を通して酸性のpH調整剤あるいはアルカリ性のpH
調整剤を導入し、攪拌器22で攪拌して処理水のpH値
を調整する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of the water treatment apparatus of the present invention. In FIG. 2, the water treatment apparatus 1 includes a pH adjusting means 2 and a filtering means 3, removes heavy metals contained in the introduced treated water, and discharges water free of heavy metals. The pH adjusting means 2 includes a pH adjusting tank 20 for introducing treated water through an introduction pipe 27, an acid storage tank 24 for storing an acidic pH adjuster, and an alkaline storage tank 25 for storing an alkaline pH adjuster. .
The treated water introduced into the pH adjusting tank 20 is fed from the acid storage tank 24 or the alkaline storage tank 25 to the introduction pipes 28 and 2.
Acidic pH adjuster or alkaline pH through 9
A regulator is introduced, and the pH value of the treated water is adjusted by stirring with a stirrer 22.
【0014】ろ過手段3は、内部にろ材32を収納した
ろ過リアクター31を備え、pH調整槽20からpH調
整した処理水を導入し、重金属を除去した水を排出す
る。ろ材は、砂の他に、粒状材、プラスチック、繊維等
を用いることができる。また、pH調整手段2は、pH
調整槽20内の処理水のpH値を測定するセンサ21及
びpH計23と、測定したpH値に応じて酸貯蔵槽24
あるいはアルカリ貯蔵槽25を選択し、導入する酸性の
pH調整剤あるいはアルカリ性のpH調整剤の量を制御
する制御装置26を備えることができる。制御装置26
は、予め設定したpH値となるように導入する酸性のp
H調整剤あるいはアルカリ性のpH調整剤の量を制御す
る。pH値を重金属の吸着効率に対応して設定すること
によって、目的とする重金属を選択的に自動除去するこ
とができる。The filtration means 3 includes a filtration reactor 31 containing a filter medium 32 therein, and introduces treated water whose pH has been adjusted from the pH adjustment tank 20 and discharges water from which heavy metals have been removed. As the filter medium, besides sand, granular materials, plastics, fibers and the like can be used. In addition, the pH adjusting means 2 has a pH
A sensor 21 and a pH meter 23 for measuring the pH value of the treated water in the adjustment tank 20, and an acid storage tank 24 according to the measured pH value.
Alternatively, a control device 26 for selecting the alkaline storage tank 25 and controlling the amount of the acidic pH adjuster or the alkaline pH adjuster to be introduced can be provided. Control device 26
Is the acidic pH introduced to reach a preset pH value.
The amount of the H adjuster or the alkaline pH adjuster is controlled. By setting the pH value in accordance with the heavy metal adsorption efficiency, the target heavy metal can be selectively and automatically removed.
【0015】次に、本発明による処理水の重金属除去の
手順を図3のフローチャートを用いて説明する。工業排
水等の重金属を含む処理水をpH調整槽20内に導入し
(ステップS1)、導入した処理水にpH値を調整する
(ステップS2)。pH調整は、以下の工程(ステップ
S21〜ステップS25)に従って行うことができる。
はじめに、ステップS21において、除去する重金属に
応じたpH値を予め設定する。pH調整におけるpHの
設定条件は、吸着媒体(ろ材)を破壊しないpH値であ
る(設定条件1)、排水がアルカリ性となることによる
沈殿の生成を防止するpH値である(設定条件2)、重
金属に対して高い吸着効率を示すpH値である(設定条
件3)、がある。Next, the procedure for removing heavy metals from treated water according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Treated water containing heavy metals such as industrial wastewater is introduced into the pH adjusting tank 20 (step S1), and the pH value of the introduced treated water is adjusted (step S2). The pH adjustment can be performed according to the following steps (Steps S21 to S25).
First, in step S21, a pH value corresponding to the heavy metal to be removed is set in advance. The pH setting conditions in the pH adjustment are a pH value that does not destroy the adsorption medium (filter medium) (setting condition 1), and a pH value that prevents generation of a precipitate due to alkalinization of wastewater (setting condition 2). PH value indicating high adsorption efficiency for heavy metals (setting condition 3).
【0016】図4はpHの設定条件を説明するための図
であり、pH値と吸着効率の関係を示している。設定条
件1は、強酸性によって吸着媒体(ろ材)を破壊しない
ための条件である。通常、工業排水では重金属を溶液中
に溶解するためにpH値は強酸性となっている。強酸性
は、ろ過装置内に設置した砂等の吸着媒体(ろ材)を破
壊するため、ろ過装置に処理水を通すためには処理水の
pH値は吸着媒体(ろ材)を破壊しない程度のpH値に
調整する必要がある。吸着媒体(ろ材)を破壊しないp
H値の最大値をとしたとき、の値より大きなpH値
を満たすことが設定条件1となる。設定条件2は、排水
がアルカリ性となることによって沈殿することを防ぐた
めの条件である。一般に、アルカリ性は金属が凝縮でき
る一条件である。そのため、凝集剤を用いて処理液中に
溶解する重金属を凝縮して除去する方法では、カセイソ
ーダ等のpH調整剤を多量に添加して強アルカリ性の状
態とすることによって、重金属を凝集・沈殿させてい
る。FIG. 4 is a diagram for explaining the conditions for setting the pH, and shows the relationship between the pH value and the adsorption efficiency. The setting condition 1 is a condition for preventing the adsorption medium (filter medium) from being destroyed by strong acidity. Usually, industrial wastewater has a strongly acidic pH value because heavy metals are dissolved in a solution. The strong acid destroys the adsorption medium (filter medium) such as sand installed in the filtration device. Therefore, in order to pass the treated water through the filtration device, the pH value of the treated water is such that the adsorption medium (filter material) is not destroyed. Need to adjust to the value. Does not destroy the adsorption medium (filter medium)
Assuming that the maximum value of the H value is set, the setting condition 1 is to satisfy a pH value larger than the value. The setting condition 2 is a condition for preventing the wastewater from being precipitated by becoming alkaline. Generally, alkalinity is one condition under which metals can condense. Therefore, in the method of condensing and removing heavy metals dissolved in the treatment liquid using a coagulant, a heavy alkali is added by adding a large amount of a pH adjuster such as caustic soda to coagulate and precipitate heavy metals. ing.
【0017】本発明では、凝集・沈殿による重金属の除
去ではなく、吸着によって重金属を除去するため、処理
水がアルカリ性となって重金属が凝集・沈殿する必要は
なく、逆に重金属が凝集・沈殿すると目詰まりの原因と
なる。したがって、金属が凝集・沈殿するようなアルカ
リ性でないことが必要である。金属が凝集・沈殿するよ
うなpH値の最小値をとしたとき、の値より小さな
pH値を満たすことが設定条件2となる。設定条件3
は、処理水中に溶解する重金属を効率良く吸着させるた
めの条件である。本発明は、前記1(b)を用いた説明
で示したように、吸着媒体に吸着される重金属の吸着効
率がpH値に依存するという特性を見出し、この吸着効
率のpH値に対する依存性を利用して、処理水中に含ま
れる重金属を凝集剤を用いることなく効率良く分離する
ものであり、重金属の吸着効率が高くなるようなpH値
に設定する。In the present invention, since the heavy metal is removed by adsorption instead of removal of the heavy metal by coagulation / precipitation, the treated water does not need to be alkaline to coagulate / precipitate the heavy metal. It may cause clogging. Therefore, it is necessary that the metal is not alkaline so as to aggregate and precipitate. Assuming that the minimum value of the pH value at which the metal aggregates and precipitates is set, the setting condition 2 is to satisfy a pH value smaller than the value. Setting condition 3
Is a condition for efficiently adsorbing heavy metals dissolved in the treated water. The present invention has found that the adsorption efficiency of heavy metals adsorbed on an adsorption medium depends on the pH value, as described in the explanation using the above item 1 (b). The pH value is set so as to efficiently separate heavy metals contained in the treated water without using a coagulant, and to increase the adsorption efficiency of heavy metals.
【0018】図4において、太線はpH値と吸着効率と
の関係を示す特性曲線であり、この特性曲線において吸
着効率がほぼ100%となる最小のpH値をとしたと
き、の値より大きなpH値を満たすことが設定条件3
となる。上記の設定条件1〜設定条件3を満足するpH
値が求める設定pH値となる。設定条件1〜設定条件3
を満たすpH値は、図4においてpH値からpH値
の間のpH値となるが、通常重金属が溶解した処理水は
酸性であるため、酸性からアルカリ性の方向に向かって
pH調整を行うことが多いこと、及びコストや環境への
配慮等の要請からpH調整剤の導入量が少ないことが求
められることから、ここでは、で示されるpH値が設
定pH値として最適な値となる。In FIG. 4, the bold line is a characteristic curve showing the relationship between the pH value and the adsorption efficiency. In this characteristic curve, when the minimum pH value at which the adsorption efficiency becomes almost 100% is taken, the pH value is larger than the value. Satisfy the value is the setting condition 3
Becomes PH that satisfies the above set conditions 1 to 3
The value becomes the set pH value to be obtained. Setting conditions 1 to 3
The pH value that satisfies is a pH value between the pH value and the pH value in FIG. 4, but since the treated water in which the heavy metal is dissolved is generally acidic, it is possible to adjust the pH from the acidic to the alkaline direction. Since the amount is large and the amount of the pH adjuster introduced is required to be small due to demands such as cost and environmental considerations, the pH value shown here is the optimum value as the set pH value.
【0019】次に、センサ21及びpH計23によって
処理水のpH値を測定する(ステップS22)。制御装
置26は、設定したpH値と測定したpH値とを比較し
て、処理水中に導入するpH調整剤を選択する。測定し
たpH値が設定したpH値よりも酸性側にある場合に
は、アルカリ貯蔵槽25からアルカリ性のpH調整剤を
選択し、逆に、測定したpH値が設定したpH値よりも
アルカリ側にある場合には、酸貯蔵槽24から酸性のp
H調整剤を選択する(ステップS23)。また、制御装
置26は、設定したpH値と測定したpH値とを比較
し、pH値の差、各pH調整剤の濃度等を用いて、処理
水中に導入するpH調整剤の量を算出する(ステップS
24)。Next, the pH value of the treated water is measured by the sensor 21 and the pH meter 23 (step S22). The control device 26 compares the set pH value with the measured pH value, and selects a pH adjuster to be introduced into the treated water. If the measured pH value is more acidic than the set pH value, an alkaline pH adjuster is selected from the alkaline storage tank 25, and conversely, the measured pH value is more alkaline than the set pH value. In some cases, acidic p
The H adjuster is selected (Step S23). Further, the control device 26 compares the set pH value with the measured pH value, and calculates the amount of the pH adjuster to be introduced into the treated water, using the difference between the pH values, the concentration of each pH adjuster, and the like. (Step S
24).
【0020】制御装置26は、酸貯蔵槽24あるいはア
ルカリ貯蔵槽25に対して導入するpH調整剤の導入量
を指令して、処理水中にpH調整剤を導入する(ステッ
プS25)。ステップS2のpH調整工程によって吸着
効率が高められた処理水を、ろ過リアクター31内に導
入して深層ろ過を行い、重金属を吸着媒体(ろ材)に吸
着させる(ステップS3)。The controller 26 commands the amount of the pH adjuster to be introduced into the acid storage tank 24 or the alkali storage tank 25, and introduces the pH adjuster into the treated water (step S25). The treated water, the adsorption efficiency of which has been increased by the pH adjustment step of Step S2, is introduced into the filtration reactor 31 to perform deep-layer filtration, and the heavy metal is adsorbed on the adsorption medium (filter medium) (Step S3).
【0021】ろ過後の処理水は、ろ過リアクター31か
ら外部に排出される。排出水には、重金属についての排
出基準とは別にpH値についての排出基準があり、定め
られたpH値以下であることが求められる。そこで、ろ
過後の処理水のpH値が排出基準を満たしていない場合
には(ステップS4)、排出水のpH値を排出基準内と
なるように中和処理を行った後(ステップS5)、排出
する(ステップS6)。また、本発明では、処理水中に
複数種の重金属が含まれている場合に、各重金属毎に異
なるpH値−吸着効率特性を用いて、各重金属を選択的
に吸着し除去することができる。図5は、本発明による
複数種の重金属の選択的吸着を説明するための図であ
る。なお、図5において、α、β、γは各重金属を示し
ている。The treated water after filtration is discharged outside from the filtration reactor 31. The discharge water has a discharge standard for the pH value separately from the discharge standard for the heavy metals, and is required to be equal to or lower than a predetermined pH value. Then, when the pH value of the treated water after filtration does not satisfy the discharge standard (Step S4), after performing the neutralization treatment so that the pH value of the discharged water is within the discharge standard (Step S5), It is discharged (step S6). Further, in the present invention, when plural kinds of heavy metals are contained in the treated water, each heavy metal can be selectively adsorbed and removed by using a different pH value-adsorption efficiency characteristic for each heavy metal. FIG. 5 is a diagram for explaining selective adsorption of a plurality of types of heavy metals according to the present invention. In FIG. 5, α, β, and γ indicate heavy metals.
【0022】各重金属の吸着効率のpH値に対する依存
性は、αが最も小さくγが最も大きいとすると、pH値
を各重金属に対応したpH値とすることによって各重金
属を選択的に吸着させて除去することができる。例え
ば、pH値をpHaとすることによって重金属αの吸着
効率を100%として重金属α、β、γから重金属αを
選択的に吸着させ、次に、pH値をpHbとすることに
よって重金属βの吸着効率を100%として重金属β、
γから重金属βを選択的に吸着させ、最後に、pH値を
pHcとすることによって重金属γの吸着効率を100
%として重金属βを吸着させる。The dependence of the adsorption efficiency of each heavy metal on the pH value is such that, when α is the smallest and γ is the largest, each heavy metal is selectively adsorbed by setting the pH value to a pH value corresponding to each heavy metal. Can be removed. For example, by setting the pH value to pHa and setting the adsorption efficiency of heavy metal α to 100%, heavy metal α is selectively adsorbed from heavy metals α, β, and γ, and then the pH value is set to pHb to adsorb heavy metal β. Heavy metal β, with efficiency as 100%
The heavy metal β is selectively adsorbed from γ, and finally, the pH value is set to pHc, so that the adsorption efficiency of heavy metal γ is 100
% To adsorb heavy metal β.
【0023】図6及び表1は、本発明による一適用例を
示す図及び表である。なお、この例では重金属としてA
s、Cd、Pb、Crの場合を示している。なお、各重
金属の濃度は2.11mg/l、2.15mg/l、
5.14mg/l、及び5.12mg/lとし、吸着媒
体として砂を用いている。FIG. 6 and Table 1 are diagrams and tables showing one application example according to the present invention. In this example, A is used as the heavy metal.
The case of s, Cd, Pb, and Cr is shown. The concentration of each heavy metal was 2.11 mg / l, 2.15 mg / l,
5.14 mg / l and 5.12 mg / l, and sand is used as an adsorption medium.
【0024】[0024]
【表1】As(2.11mg/l) Cd(2.15mg/l) Cr(5.14mg/l) Pb(5.12mg/l) Table 1 As (2.11 mg / l) Cd (2.15 mg / l) Cr (5.14 mg / l) Pb (5.12 mg / l)
【0025】上記適用例によれば、As及びCdは吸着
効率のpH値に対する依存性は高く、AsではpH値が
2.5〜7の範囲で、CdではpH値が4〜9の範囲で
高い吸着効率を示している。また、Cr及びPbは吸着
効率のpH値に対する依存性は低く、広いpH値の範囲
で高い吸着効率を示している。したがって、前記した設
定条件を上記適用例に適応すると、設定条件1〜設定条
件3を満足するpH値は4〜7の範囲となる。さらに、
このpH値範囲において、少ないpH調整剤の導入で同
等の吸着効率を得るには、pH値を4に設定することが
望ましい。According to the above application example, As and Cd have a high dependence of the adsorption efficiency on the pH value, and As has a pH value in the range of 2.5 to 7, and Cd has a pH value in the range of 4 to 9 in Cd. It shows high adsorption efficiency. In addition, Cr and Pb have low dependence of the adsorption efficiency on the pH value, and exhibit high adsorption efficiency in a wide pH value range. Therefore, when the above setting conditions are applied to the above application example, the pH values satisfying the setting conditions 1 to 3 are in the range of 4 to 7. further,
In this pH value range, it is desirable to set the pH value to 4 in order to obtain the same adsorption efficiency with the introduction of a small pH adjusting agent.
【0026】なお、上記適用例には示していないが、C
u及びHgの重金属についても吸着効率のpH値に対し
て低い依存性を示し、本発明の水処理に適用することが
できる。したがって、上記適用例にCu及びHgを含め
た場合についても、4〜7のpH値の範囲とすることに
よって、高い吸着効率で重金属を吸着することができ
る。Although not shown in the above application example, C
The heavy metals u and Hg also show a low dependence on the pH value of the adsorption efficiency and can be applied to the water treatment of the present invention. Therefore, even when Cu and Hg are included in the above application example, heavy metals can be adsorbed with high adsorption efficiency by setting the pH value in the range of 4 to 7.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、凝集剤を用いるこ
となく連続処理及び大量処理を行うことができる。凝集
剤を用いることなく複数種の重金属を同時処理すること
ができる。また、水処理を低コストで行うことができ
る。As described above, continuous processing and mass processing can be performed without using a flocculant. Multiple types of heavy metals can be simultaneously treated without using a coagulant. Further, water treatment can be performed at low cost.
【図1】本発明の水処理装置及び水処理方法を説明する
ための概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a water treatment apparatus and a water treatment method of the present invention.
【図2】本発明の水処理装置の一構成例を説明するため
の図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a water treatment device of the present invention.
【図3】本発明による処理水の重金属除去の手順を説明
するためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure for removing heavy metals from treated water according to the present invention.
【図4】pHの設定条件を説明するためのフローチャー
トである。FIG. 4 is a flowchart for explaining a setting condition of pH.
【図5】本発明による複数種の重金属の選択的吸着を説
明するための図である。FIG. 5 is a diagram for illustrating selective adsorption of a plurality of types of heavy metals according to the present invention.
【図6】本発明による一適用例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an application example according to the present invention.
1…水処理装置、2…pH調整手段、3…ろ過手段、2
0…pH調整槽、21…センサ、22…攪拌器、23…
pH計、24…酸貯蔵槽、25…アルカリ貯蔵槽、26
…制御装置、27,28,29…導入管、31…ろ過リ
アクター、32…吸着媒体(ろ材)。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water treatment apparatus, 2 ... pH adjustment means, 3 ... Filtration means, 2
0: pH adjustment tank, 21: Sensor, 22: Stirrer, 23:
pH meter, 24 acid storage tank, 25 alkaline storage tank, 26
... Control device, 27, 28, 29 ... Introductory tube, 31 ... Filtration reactor, 32 ... Adsorption medium (filter medium).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/62 C02F 1/62 E Z 1/66 510 1/66 510K 530 530Q 540 540A 540Z Fターム(参考) 4D024 AA04 AB16 BA17 BB01 BB02 BB05 DA03 DB03 DB20 4D038 AA08 AB65 AB68 AB70 AB71 AB73 AB74 BB06 BB13 BB17──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C02F 1/62 C02F 1/62 EZ 1/66 510 1/66 510K 530 530Q 540 540A 540Z F term (reference 4D024 AA04 AB16 BA17 BB01 BB02 BB05 DA03 DB03 DB20 4D038 AA08 AB65 AB68 AB70 AB71 AB73 AB74 BB06 BB13 BB17
Claims (5)
と、pH調整後の処理水を深層ろ過するろ過手段とを備
え、前記pH調整手段は、処理水に含まれる重金属の吸
着効率を調整し、ろ過手段による重金属の吸着分離の選
択性を形成することを特徴とする水処理装置。1. A method comprising: a pH adjusting means for adjusting a pH value of treated water; and a filtering means for deep-filtrating the treated water after the pH adjustment, wherein the pH adjusting means reduces the adsorption efficiency of heavy metals contained in the treated water. A water treatment apparatus, wherein the water treatment apparatus adjusts and forms selectivity of adsorption and separation of heavy metals by a filtration means.
整剤を導入する導入手段と、pH値を測定する測定手段
と、測定したpH値に基づいてpH調整剤を制御する制
御手段を備え、処理水を所定のpH値に自動調整するこ
とを特徴とする請求項1記載の水処理装置。2. The pH adjusting means includes an introducing means for introducing a pH adjusting agent into treated water, a measuring means for measuring a pH value, and a control means for controlling the pH adjusting agent based on the measured pH value. The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the treated water is automatically adjusted to a predetermined pH value.
Cu、Hgの少なくとも一つを含み、前記pH値は4〜
7であることを特徴とする請求項1,又は2記載の水処
理装置。3. The heavy metal is Cd, Pb, As, Cr,
It contains at least one of Cu and Hg, and the pH value is 4 to
The water treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein
金属の吸着効率を調整する工程と、pH調整後の処理水
を深層ろ過して、重金属を吸着分離する工程を備えるこ
とを特徴とする水処理方法。4. A process for adjusting the pH of treated water to adjust the adsorption efficiency of heavy metals contained in the treated water, and the process of deeply filtering the treated water after the pH adjustment to adsorb and separate heavy metals. Water treatment method.
Cu、Hgの少なくとも一つを含み、前記pH値は4〜
7であることを特徴とする請求項4記載の水処理方法。5. The heavy metal is Cd, Pb, As, Cr,
It contains at least one of Cu and Hg, and the pH value is 4 to
The water treatment method according to claim 4, wherein
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