[发明专利]含有重金属类的污染水的处理剂及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及从被砷、硒、铅、镉及铬(尤其六价铬)的重金属类污染的地下水、河川水、湖沼水、各种工业排水等效率良好地除去重金属类的方法、使用于其的处理剂。还有，在本发明中，“砷、硒、铅、镉及铬的重金属类”的意思包括砷、硒、铅、镉及铬的单体金属、化合物(尤其氧化物)、盐及离子。

背景技术

砷、硒、铅、镉及铬等重金属类对人体有害，导致健康障碍，因此，这些重金属类引起的环境污染成为问题。重金属类含在地下水、河川水、湖沼水、各种工业排水等中，决定环境基准、排水基准。在水中的重金属类超过这些的水质基准的情况下，需要从水中除去这些重金属类。

作为将被这些重金属类污染的水(以下，有时称为“污染水”)连续地净化处理的方法，提出有使用吸附剂、吸附除去重金属类的各种方法(吸附法)。在该吸附法中，使含有重金属类的污染水连续地向填充有吸附剂的吸附塔通水，使污染水与吸附剂接触而吸附除去。

作为在如上所述的吸附法中使用的吸附剂，知道有活性炭、活性氧化铝、沸石、钛酸、氧化锆水合物等。在使用这些吸附剂的方法中，通过根据重金属类的种类，选择吸附剂的种类，能够实现优越的除去效率，但这些吸附剂通常为高价，因此，存在处理成本变高的缺点。

可是，在使用吸附剂的方法中，从设备成本或运行效率方面来说，期望吸附剂的向填充层的通水阻力低。因此，作为吸附剂，不使用微粉末，使用造粒加工为一定以上的粒径的吸附剂的情况居多。

作为与造粒化的吸附剂有关的技术，例如，在专利文献1中提出有“使包括纤维质活性炭、具有重金属吸附性能的粒径：0.1～90μm的微粒无机化合物及粘合剂的混合物模塑而成的活性炭成形体”。在该技术中，作为粘合剂，使用微小原纤维化纤维、热熔融纤维、热熔敷树脂粉末或热固化性树脂粉末，将纤维着状活性炭和微粒无机化合物作为颗粒物模塑。

在这样的技术中，通过使用粘合剂来得到强度高的颗粒物(造粒物)，但存在污染水向在颗粒物内部存在的吸附剂浸透不足的倾向，吸附剂和污染水的接触效率差，导致不能效率良好地实现重金属的除去的问题。另外，在使用了如上所述的粘合剂的情况下，存在这些粘合剂被覆吸附剂的表面的倾向，阻碍吸附剂和污染水的接触，导致重金属的吸附效率降低的问题。

作为与造粒化的吸附剂有关的其他技术，例如，还提出有专利文献2之类的技术。在该技术中，形成为“将能够交换的总阳离子量的10摩尔％以上为镁离子，且60摩尔％以上由镁离子和钙离子置换的合成沸石和活性炭以2∶98～50∶50的重量比含有的水中重金属除去剂”。另外，在该技术中，公开了“合成沸石优选使用适当的粘合剂来将粉末合成沸石模塑并粉碎的合成沸石”，“活性炭优选以椰子壳为原料，将其形成为粉碎状的活性炭”等。

在这样的技术中，也关于沸石，产生与上述技术相同的问题。另外，关于活性炭，也存在粒子内部为止的水的进入不充分的问题。

另外，使用了粘合剂的颗粒物在水中的长期使用中，发生粘合剂的劣化或与吸附剂的剥离，还发生吸附剂颗粒物微粉化的情况。微粉化的吸附剂在吸附剂填充塔内成为堵塞的原因，对连续的通行运行带来故障。另外，还知道有不使用粘合剂，以颗粒状成形的吸附剂颗粒物，但在这样的颗粒物中，强度低，由于长期的使用，导致微粉化。

针对如上所述的问题，还考虑不进行造粒，使用粉末状的吸附剂，提高与污染水的接触效率的方法。然而，在采用了这样的方法的情况下，预想向吸附剂填充层的通水阻力变得过大，设备/运行成本增大，发生难以以实用的通水速度处理的其他问题。

作为不进行造粒，调节向吸附剂填充层的通水阻力的技术，例如，提出有专利文献3之类的技术。在该技术中，公开有“使含重金属排水通过具备混合了沸石、和比该沸石大的粒径的粒度调节材料的吸附剂的过滤层，使所述沸石和含重金属排水接触的处理方法”。另外，在该技术中，就沸石来说，其粒径小，仅由沸石构成过滤层的情况下，其透水性低，因此，通过将比沸石大的粒径的粒度调节材料混合于沸石，提高过滤层的透水性(通水速度)，提高含重金属排水的处理能力。

在该技术中，作为粒度调节材料，例示了硅砂等，通过使用这样的粒度调节材料，能够期待透水性的提高，但吸附填充物中所占的吸附剂的比率变小，因此，相对于寻求的重金属除去性能，吸附塔变得过大即存在不能实现设备的紧凑化的问题。

如上所述，在通过吸附法，从污染水除去重金属类时，对吸附剂要求高的吸附效率、实用的装置规模、通水条件及长期耐久性等要求特性，但实情是通过至今提出的吸附剂，不能实现能够满足这些要求特性的全部的吸附剂。