[发明专利]卤素吸附剂、水处理用罐及水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及卤素吸附剂、水处理用罐及水处理系统。

背景技术

卤族元素(氟、氯、溴、碘)显示较高的反应性、强的氧化作用及分子内的强的吸电子性，因此，不仅广泛利用于尖端材料及医药品，而且广泛利用于化学合成品的中间原料、通用材料等。然而，例如氟为环境标准中所规定的环境污染物质，在氟混入排水等的情况下，需要除去。氯在自来水的水质标准中作为氯离子规定为200mg/L以下，但比较标准值高，因此，通常不形成问题。溴或其化合物若放出至环境中，则成为水质污染的原因。溴所污染的水通过臭氧的高度处理产生具有高的致癌性的溴酸。溴酸的自来水质标准极低，为10μg/L，在原水被溴污染的情况下，事实上无法适用高度处理。碘的天然浓缩的资源少，近年来，由于环境规定增强，因此需要从排水回收、再利用。另外，放射性碘在原子能事故时被放出后，溶入雨水中，流入河川或湖沼。因此，放射性碘混入自来水中成为问题。另外，使用离子交换树脂可吸附卤素离子，但由于通常捕集全部阴离子，因此没有元素选择性，难以选择性地回收特定的卤素离子。

在氟的情况下，由于与钙形成难溶性的氟化钙(CaF₂)，因此，可选择性且廉价地除去。

氯的毒性取决于化学形态，例如废水中所含的氯离子的毒性低，通常不需要处理。另外，资源量也丰富，因此吸附、回收的必要性低。

对于溴，使用沉淀法或吸附剂的选择性的吸附、回收困难。另外，若被氧化而成为溴酸，则可以用金属氢氧化物吸附。

在碘的情况下，可通过使用担载了银的活性炭或沸石来选择性地吸附。然而，担载银的材料虽然具有碘离子选择性，但吸附容量不高。进而，载银活性炭可通过在含有银离子的溶液中浸渍活性炭来制造，但由于在水中银离子容易溶出，因此无法增多银的担载量。另外，由于担载银的沸石可通过阳离子交换来制造，因此在其它的阳离子存在下再次引起离子交换，银有可能溶出。此外，由于银为贵金属，因此也存在成本高这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-098083号公报

发明内容

发明所要解决的课题

寻求在卤素(特别是溴及碘)单独存在或其它阴离子共存于水中的环境下起作用、单位重量的卤素吸附量多的卤素吸附剂。

为了解决课题的装置

实施方式的卤素吸附剂的特征在于，其具有载体、与载体键合的螯合配位体、以及配位于螯合配位体的金属离子，螯合配位体具有-NR¹-(CH₂CH₂NR³)_n-R²所示的官能团，R¹、R²和R³均为氢原子，且上述n为1或2，或R¹、R²和R³中至少任一个为-CH₂CH₂CONR⁴R⁵所示的官能团，R⁴、R⁵为氢原子或具有碳数1～6的直链或侧链的烷基或烷基醚基，且n为0、1或2中的任一个。

附图说明

图1是使用实施方式的卤素吸附剂的水处理系统的概念图；

图2是与配管连接的实施方式的水处理罐的概念图；

图3是实施例9的卤素吸附剂、使氯离子、溴离子和碘离子分别吸附于卤素吸附剂的试样的UV-Vis光谱；

图4是将实施例9的卤素吸附剂浸渍于含有不同浓度的碘离子的溶液中的试样的UV-Vis光谱；

图5是在氯离子或者溴离子共存下，使碘离子吸附于实施例9的卤素吸附剂的试样的UV-Vis光谱。

附图标记

T1、T2：水处理用罐(柱)、P1：泵、M1、M2、M3：浓度测定装置、TM1、TM2：监测装置、C1：控制装置、W1：排水贮存罐、L1、L2、L4：排水供给管线、L3、L5、L6：排水排出管线、V1、V2、V3、V4、V5：阀、X1、X2：接触效率促进装置、1：卤素吸附剂、2：容器、3：挡板、4：配管

具体实施方式

实施方式的卤素吸附剂具有载体、与载体键合的螯合配位体、以及配位于螯合配位体的金属离子。

优选配位体具有下述化学式(1)所示的官能团。