重金属処理剤、重金属含有液の処理方法、及び重金属の回収方法
【課題】重金属含有廃水や重金属により汚染された地下水などの重金属含有液から重金属を効率良く除くことを可能とする重金属処理剤及び重金属含有液の処理方法を提供すること。
【解決手段】リグニンを含有する重金属処理剤、または、重金属含有液に、前記重金属処理剤を添加する工程、を有する重金属含有液の処理方法。
【解決手段】リグニンを含有する重金属処理剤、または、重金属含有液に、前記重金属処理剤を添加する工程、を有する重金属含有液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属処理剤、並びに重金属処理剤を用いた重金属含有液の処理方法及び重金属の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロムなどを含む重金属含有廃水の処理方法として、塩基性条件下で重金属を凝集沈殿させ、凝集沈殿した重金属を含むスラッジを回収する方法が知られている。具体的には、この方法では、アルカリを添加することによって重金属含有廃水を高ｐＨにし、重金属を水酸化物として沈殿させている。
【０００３】
この方法において、例えば、アルカリとして水酸化カルシウムを用いた場合には、重金属をほぼ残留させることなく、廃水中から重金属を除去することが可能である。しかしながら、水酸化カルシウムを用いて重金属を除去する場合には、大量の無機系スラッジが発生する。この無機系スラッジは、産業廃棄物として再処理される。このスラッジの処理には莫大な費用と労力を伴う。さらには、最終処分場の不足が差し迫った問題となっている（例えば、非特許文献１参照）。また、近年、回収した重金属の再利用が検討されているが、生じた無機系スラッジはカルシウムを多く含むものであるため、無機系スラッジからカルシウムを除去し重金属を回収するには、さらに費用と労力を伴うこととなる。
【０００４】
上記の方法において、アルカリとして水酸化ナトリウムを用いた場合には、無機系スラッジの発生量は低いものの、処理後の廃水中には重金属が残留することが多い。この場合には、高分子凝集剤や吸着樹脂などによる二次処理が必要とされている。しかしながら、高分子凝集剤や吸着樹脂の多くは廃棄物処理用としては高価であり、低コストで選択性の高い処理剤の開発が要望されている。
【０００５】
また、吸着剤を用いた処理方法として、炭化物などの安価な有機資材に、廃水中の重金属を吸着させる方法が知られている。この方法で生じるスラッジは有機系であるため、焼却することにより重金属を容易に回収することが可能である。
【０００６】
このような技術として、具体的には、金属線を含む廃タイヤを原料として製造される活性炭を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は、処理資材重量あたりの吸着量や除去効率に難があり、必ずしも有効な解決手段とはなっていない。
【０００７】
また、ペーパースラッジを原料として製造される活性炭を用いる方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法では、スラッジがカオリンクレー、炭酸カルシウム、タルクなどの無機成分を５０％以上含むため、スラッジから重金属を回収するには困難を伴う。
【０００８】
さらに、市販のタンニンを用いた金属元素吸着剤の製造方法および吸着材による金属元素の吸着分離法（例えば、特許文献３参照）や、ホルムアルデヒド処理した樹木による重金属の除去方法（例えば、特許文献４参照）が提案されている。しかし、これらの方法では、いずれもホルムアルデヒドを使用するため安全性に問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３２８４３４号公報
【特許文献２】特開２００５−３４９３４９号公報
【特許文献３】特開平５−６６２９１号公報
【特許文献４】特開平６−１５２５６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】古賀弘毅、外１名、「電気めっき廃水の金属分離（Ｚｎ）に関する研究」、福岡県工業技術センター研究報告、Ｎｏ．１５（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題の少なくともいずれかを解決し、重金属含有廃水や重金属により汚染された地下水などの重金属含有液から重金属を効率良く除くことを可能とする重金属処理剤及び重金属含有液の処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は、重金属含有液から重金属を効率良く回収することを可能とする重金属の回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、リグニンを含有する重金属処理剤に関する。本発明において、リグニンとして、例えば、酸リグニンを用いることが可能であり、酸リグニンとしては硫酸リグニンが好ましく用いられる。
また、本発明は、重金属含有液に、上記のリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程を有する重金属含有液の処理方法に関する。本発明の重金属含有液の処理方法は、さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程を有することも可能である。
さらに、本発明は、重金属含有液に、上記のリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程、重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程、を有する重金属の回収方法に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の重金属処理剤、また、本発明の重金属含有液の処理方法によれば、重金属含有液から重金属を効率良く除くことが可能である。また、本発明の重金属の回収方法によれば、重金属含有液から重金属を効率良く回収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の重金属処理剤を用い、クロム含有モデル廃水を処理し、クロムを回収する工程を示すスキームである。
【図２】本発明の重金属処理剤（実施例）又はアルカリ（比較例）を用い、クロム含有モデル廃水を処理した後のモデル廃水中の残留クロム濃度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の重金属処理剤は、リグニンを含有することを特徴とする。
本発明において、リグニンとしては、酸リグニン、水熱処理リグニン等が挙げられ、中でも酸リグニンを用いることが好ましい。酸リグニンとしては、例えば、硫酸リグニン、塩酸リグニン、硝酸リグニン、リン酸リグニン等が挙げられ、硫酸リグニン、塩酸リグニンが好ましく用いられる。安価で装置の腐食も少ないという観点から、硫酸リグニンが特に好ましい。
【００１６】
酸リグニンは、例えば、木化した植物体またはそれから得られる原料（以下、単に「木化した植物体」という。）を酸で処理することにより植物体中に含まれる無機成分を除去し、かつ、植物体中に含まれる炭水化物を加水分解することにより得ることができる。これにより、酸リグニンは不溶分として得られる。得られた酸リグニンは、水洗、乾燥される。
【００１７】
酸による処理には、希酸を用いる希酸法と、濃酸を用いる濃酸法とがある。濃酸法は、一般的には、濃酸による膨潤処理（一段目）、及びそれに引き続く比較的低濃度の酸による加水分解処理（二段目）から構成される。
【００１８】
木化した植物体としては、例えば、木材、タケ、ワラ、バガス、コーンコブ等が挙げられる。本発明においては、リグニンの含有率が高いという観点から木材が好ましく、木材としては、スギ、マツ、ブナ、ナラ、カバ等が挙げられる。
【００１９】
木化した植物体の形状は、特に限定されないが、粒状、粉末として使用すると、加水分解反応が均一に進行するため好ましい。本発明においては、粉末が好ましく、例えば、木材粉末は、製材工場等からオガ粉として入手することができる。
【００２０】
酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸を用いることが可能である。好ましくは硫酸、塩酸であり、より好ましくは硫酸である。
【００２１】
木化した植物体を酸で処理する方法としては、具体的には、酸を含む水溶液に木化した植物体を加える方法、木化した植物体に酸を含む水溶液を加える方法など、木化した植物体と酸を含む水溶液とを接触させる方法を用いればよい。木化した植物体が粒状または粉末の場合は、木化した植物体と酸を含む水溶液とを接触させた後、通常、撹拌する。
【００２２】
酸で処理する際の条件は酸の種類によって異なり、また、同じ酸であっても希酸法と濃酸法では異なる。
【００２３】
水溶液中の酸の濃度について、希酸法では０.０１〜２０重量％が好ましく、０．０５〜１０重量％がより好ましく、０．１〜５重量％がさらに好ましい。
【００２４】
また、濃酸法では、通常、好ましくは硫酸が用いられる。濃酸法では酸の濃度を変えた２段階の処理が行われる。一段目の処理において、原料を膨潤させるために高濃度の酸を用いるが、二段目の処理では、一段目の処理で得られた木化した植物体と水溶液とを含む組成物に、水を加えて希釈することにより酸の濃度を調整することができる。
【００２５】
特に硫酸の場合は、希酸法では水溶液中の濃度は、０.０１〜２０重量％が好ましく、０．０５〜１０重量％がより好ましく、０．１〜５重量％がさらに好ましい。濃酸法では、一段目の硫酸濃度は５０〜９９重量％が好ましく、６０〜９０重量％がより好ましく、７０〜８０重量％がさらに好ましい。二段目の硫酸濃度は１〜６０重量％が好ましく、３〜５０重量％がより好ましく、３０〜４０重量％がさらに好ましい。
【００２６】
木化した植物体を酸で処理する際、木化した植物体と酸を含む水溶液との割合は、木化した植物体１００重量部に対し、酸を含む水溶液が１００〜５０００重量部であることが好ましく、２００〜２０００重量部であることがより好ましく、４００〜１０００重量部であることがさらに好ましい。酸を含む水溶液の量が前記範囲より多いと設備容積あたりの処理量が減少することになり、少ないと反応が不完全となる傾向がある。
【００２７】
処理する際の酸を含む水溶液の温度は、希酸法では１２０〜２００℃、濃酸法では一段目は室温でよく、二段目は８０〜１２０℃とすることができる。また、処理時間は希酸法では５〜３００分、濃酸法では一段目・二段目をそれぞれ６０〜１２０分とすることができる。ただし、処理温度及び処理時間ともにこれらに限定されるものではない。
【００２８】
木化した植物体を酸で処理した後、得られた不溶分（酸リグニン）を回収し水洗し、乾燥させる。本発明においては、この不溶分として得られた酸リグニンを重金属処理剤として用いる。不溶分には、酸リグニンの他に、通常、抽出成分の変性物が含まれる。本発明の重金属処理剤には、特に除去しない限りこれらが含まれる。
【００２９】
次に、本発明の重金属含有液の処理方法は、重金属含有液に、リグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程を有する。この工程により、重金属含有液に含まれる重金属が重金属処理剤に吸着する。重金属が吸着した重金属処理剤は沈殿物となるため、重金属含有液に含まれる重金属を沈殿物（スラッジ）として除去することが可能となる。
【００３０】
本発明の重金属含有液の処理方法は、任意の工程として、さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程を有することも可能である。この工程により、リグニン表面の負電荷が中和されてリグニンが凝集し、重金属の除去効率をさらに高めることができる。
【００３１】
本発明の処理方法により処理される重金属含有液は、特に限定されるものではないが、例えば、重金属により汚染された地下水、汚染土壌からの滲出水、重金属含有廃水などが挙げられる。重金属含有廃水としては、例えば、メッキ廃水、鉱山廃水等がある。
【００３２】
また、重金属含有液に含まれる重金属としても、特に限定されるものではないが、例えば、クロム（Ｃｒ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等がある。本発明の処理方法は、特に、クロム（Ｃｒ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）を効率よく除去できる方法である。
【００３３】
重金属処理剤の添加量は、重金属含有液中に含まれる重金属の濃度に応じて適宜設定することが可能である。重金属処理剤が多すぎると処理剤を必要以上に消費することとなり、少なすぎると所望の効果が得られない場合がある。本発明においては、以下に限定されるものではないが、例えば、重金属含有液における重金属処理剤の濃度が０．００１〜１０重量％となる量、好ましくは０．００５〜５重量％となる量、より好ましくは０．０１〜１重量％となる量とすることができる。
【００３４】
例えば、三価クロムを含有する塩酸水溶液２００ｍＬ（クロム濃度１００ｐｐｍ、全クロム量２０ｍｇ、０．０１Ｎ塩酸）を重金属処理剤で処理する場合、重金属処理剤の添加量は、塩酸水溶液中の重金属処理剤の濃度が０．０１〜５重量％となる量であることが好ましく、０．１〜２重量％となる量であることがより好ましく、０．５〜１重量％となる量であることがさらに好ましい。この添加量を参考に、重金属含有液への重金属処理剤の添加量を決めることもできる。
【００３５】
重金属含有液に重金属処理剤を添加後、通常は、撹拌し、その後静置する。この際の温度は室温でよく、撹拌時間は０．５〜６０分、静置時間は１〜４８時間とすることができる。ただし、温度、撹拌時間、及び静置時間はこれらに限定されるものではない。また、後述する凝集剤を用いる場合には、この段階での静置を省略することも可能である。
【００３６】
本発明においては、必要に応じて、重金属処理剤を加えた後の重金属含有液のｐＨ（好ましくは、静置時間における重金属含有液のｐＨ）が、３〜１３となるように調整することが望ましい。好ましくはｐＨ４〜１２であり、より好ましくはｐＨ５〜１１である。本発明においては、ｐＨを調整することにより重金属の除去効果を高めることができるため、好ましい。
【００３７】
ｐＨの調整は、重金属含有液に重金属処理剤を加える前に行っても、加えた後に行ってもよい。また、後述する凝集剤を用いる場合には、凝集剤を加えた後の重金属含有液のｐＨ（好ましくは、静置時間における重金属含有液のｐＨ）が上記の範囲内となるように調整することが望ましい。
【００３８】
ｐＨの調整には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリまたはその水溶液を用いることができ、スラッジ発生量を減少させる観点から、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはその水溶液、より好ましくは水酸化ナトリウムまたはその水溶液を用いる。また、水酸化カルシウムを用いた場合には、一般的にはスラッジ発生量が多くなる傾向があるが、スラッジ発生量が問題とならない場合や、スラッジの発生を低く抑えられる場合などに使用することが可能である。スラッジの発生を低く抑えられる場合とは、例えば、処理する重金属含有液の量が少量である場合、ｐＨの調整に多量の水酸化カルシウムを要しない場合などが挙げられる。本発明においてｐＨの調整にアルカリを用いた場合、従来のアルカリのみを用いた重金属含有廃水の処理方法に比べ、同程度のアルカリの使用量で重金属処理に対して高い効果が得られる。または、スラッジの発生量を抑え、高い重金属処理の効果を得ることができる。
【００３９】
本発明の重金属含有液の処理方法においては、重金属処理剤を添加した後の重金属含有液に、さらに凝集剤を加えてもよい。
【００４０】
凝集剤としては、リグニンを凝集させることが可能であれば、いずれの凝集剤を用いてもよい。例えば、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等を用いることが可能である。
【００４１】
凝集剤の添加量は、重金属処理剤の添加量に応じて設定すればよく、例えば、重金属含有液における重金属処理剤の濃度が０．００１〜１０重量％となる量、好ましくは０．００５〜５重量％となる量、より好ましくは０．０１〜１重量％となる量とすることができる。凝集剤が前記範囲より多いと凝集剤を必要以上に消費することとなり、少ないと所望の効果が得られない傾向がある。
【００４２】
重金属含有液に凝集剤を添加後、通常は、撹拌し、その後静置する。この際の温度は室温でよく、撹拌時間は０．５〜６０分、静置時間は１〜４８時間とすることができる。ただし、温度、撹拌時間、及び静置時間はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
重金属を含む沈殿物は、自然沈降、濾過、遠心分離等の通常の液体と固体とを分離する方法により、沈殿物を回収し、重金属含有液中から重金属を除去することができる。
【００４４】
また、回収された沈殿物は、有機物であるリグニンを主成分とするものであるため、焼却することで容量を大幅に減少させることができ、また、重金属を高含有率で含む灰分を得ることができる。焼却の方法としては、固形物用ボイラーによる熱利用を同時に行う等の方法を用いることができる。焼却前に沈殿物を乾燥させることが望ましく、また、焼却温度は、例えば、６００〜１０００℃とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００４５】
本発明の重金属含有液の処理方法は、重金属含有液に対し少なくとも１回行うことにより、重金属含有液中の重金属を沈殿物として回収し、重金属含有液中の重金属濃度を低下させ重金属含有液を浄化させる効果が得られる。ただし、重金属含有液の汚染の程度が高い場合、つまり、重金属含有液中に含まれる重金属の濃度が高い場合には、２回以上行うことも可能である。
【００４６】
本発明の重金属の回収方法は、重金属含有液に上述のリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程、重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程、を有する。
【００４７】
重金属含有液に重金属処理剤を添加し、沈殿物を得る工程により、重金属含有液に含まれる重金属が重金属処理剤に吸着する。重金属が吸着した重金属処理剤は沈殿物となるため、重金属含有液に含まれる重金属を沈殿物（スラッジ）として得ることが可能となる。
【００４８】
本発明の重金属の回収方法は、任意の工程として、さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程を有することも可能である。この工程により、リグニン表面の負電荷が中和されてリグニンが凝集し、重金属の回収効率をさらに高めることができる。
【００４９】
次いで、沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程により、重金属が高収率で回収される。本発明の重金属処理剤に含まれるリグニンは有機物であるため、得られる沈殿物を焼却することにより、重金属を灰分として効率よく回収することが可能である。
【００５０】
重金属含有液にリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程、重金属含有液に凝集剤を添加する工程、重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程については、上述の重金属含有液の処理方法に従って行うことができる。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
（重金属処理剤の調製）
硫酸リグニンは、濃酸法を用いて以下のように調製した。岩手大学演習林にて伐採されたスギ材の粉末５０ｇに７２重量％硫酸５００ｍＬを加え、撹拌しながら室温で２時間の１次加水分解及び無機成分の除去を行った。１次加水分解終了後、内容物に水を加えて硫酸濃度を３０重量％に調整し、オートクレーブにて１０５℃で２時間の２次加水分解を行った。内容物をガラスフィルターで濾過して残渣を水洗し、１０５℃のオーブンにて乾燥させた。得られた硫酸リグニンを、以下の工程において重金属処理剤として用いた。ホルムアルデヒドなどの有機試薬を用いることなく、安全に重金属処理剤を作製することができた。
【００５２】
（重金属含有液の処理）
三価クロムを含有するモデル廃水（クロム濃度１００ｐｐｍ（０．０１重量％）、全クロム（Ｃｒ）量２０ｍｇ、０．０１Ｎ塩酸）２００ｍＬに、重金属処理剤を濃度が０．２５重量％となるように５００ｍｇ加えてから、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１０に調整して６０分間撹拌し、さらに凝集剤として硫酸バンドを濃度が５０ｐｐｍ（０．００５重量％）となるように１０ｍｇ加えてよく混合して、１８時間静置した。硫酸バンドを混合した後のｐＨは６であった。沈殿物（スラッジ）は容器下部に沈降した。上澄み液（１）１７７．１ｍＬを沈殿物が混入しないように回収し、クロム濃度を原子吸光光度計（株式会社日立製作所製、１７０−１０形）により測定したところ、１．１ｐｐｍ（０．０００１１重量％）であった。残った沈殿物（１）２２．９ｍＬをガラスフィルター（１Ｇ３）にて濾過し、濾液（１）と残渣（１）を得た。濾液（１）（１７．８ｍＬ）のクロム濃度を同様に測定したところ、２０．７ｐｐｍ（０．００２０７重量％）であった。この濾液（１）を、重金属処理剤５０ｍｇ、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液、及び硫酸バンド２ｍｇを用いて、再度、同様に処理した。回収した上澄み液（２）（１３．７ｍＬ）のクロム濃度は、１．０ｐｐｍ（０．０００１０重量％）であった。さらに沈殿物（２）４．０５ｍＬをガラスフィルター（１Ｇ３）にて濾過し、濾液（２）と残渣（２）を得た。濾液（２）（４．０ｍＬ）のクロム濃度を同様に測定したところ、７８．８ｐｐｍ（０．００７８８重量％）であった。モデル廃水中のクロム濃度を大幅に低下させることができた。
【００５３】
（重金属の回収）
上記において回収された廃水処理液、すなわち、上澄み液および濾液は、上澄み液（１）（１７７．１ｍＬ、クロム濃度１．１ｐｐｍ（０．０００１１重量％）、クロム（Ｃｒ）量０．１９ｍｇ）、上澄み液（２）（１３．７ｍＬ、クロム濃度１．０ｐｐｍ（０．０００１０重量％）、クロム（Ｃｒ）量０．０１ｍｇ）および濾液（２）（４．０ｍＬ、クロム濃度７８．８ｐｐｍ（０．００７８８重量％）、クロム（Ｃｒ）量０．３２ｍｇ）であった。これより、上澄み液（１）及び（２）と濾液（２）に含まれるクロム（Ｃｒ）量の総計は、０．５２ｍｇであり、したがって残渣（１）及び（２）中に含まれるクロム（Ｃｒ）量の合計は、１９．４８ｍｇであると計算された（回収率９７．４％）。
また、得られた残渣（１）及び（２）をそれぞれ乾燥機にて３７℃で乾燥させた後、電気炉にて６００℃で焼却し、灰分を回収した。灰分の合計重量は３２．８５ｍｇであった。また、残渣（１）及び（２）中に含まれるクロム（Ｃｒ）量１９．４８ｍｇから、灰分に含まれる酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）の量は、２８．４７ｍｇであると計算された。クロムを高含有率で含む灰分を回収することができた。図１に、モデル廃水の処理スキームを、表１に、モデル廃水処理におけるクロム収支を示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
クロムを含有する沈殿物（スラッジ）は、焼却することによりスラッジを大幅に減容することができた。さらに、焼却して得られた灰分には、高い含有率でクロムが含まれており、クロムを効率よく回収することができた。
【００５６】
（実施例２）
モデル廃水（クロム濃度１００ｐｐｍ（０．０１重量％）、全クロム（Ｃｒ）量２０ｍｇ、０．０１Ｎ塩酸）４０ｍＬに重金属処理剤を濃度が０．５重量％となるように２００ｍｇ加え、さらに１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００５７】
（実施例３）
実施例２で用いたモデル廃水と同様のモデル廃水に重金属処理剤を濃度が０．５重量％となるように２００ｍｇ加え、ついで１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、さらに硫酸バンドを濃度が５０ｐｐｍ（０．００５重量％）となるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００５８】
（比較例１）
実施例２で用いたモデル廃水と同様のモデル廃水に１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００５９】
（比較例２）
実施例２で用いたモデル廃水と同様のモデル廃水に飽和水酸化カルシウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００６０】
いずれの実施例及び比較例においても撹拌により沈殿物（スラッジ）が生じた。撹拌後、処理液を室温にて静置し、所定時間ごとに上澄み液中のクロム濃度を測定した(図２)。静置２４時間経過後の残留クロム濃度は、（実施例２）重金属処理剤による処理では９．８２ｐｐｍ、（実施例３）重金属処理剤及び硫酸バンドによる処理では３．２１ｐｐｍ、（比較例１）水酸化ナトリウム処理では３３．２０ｐｐｍ、（比較例２）水酸化カルシウム処理では０．４６ｐｐｍであった。本発明の重金属処理剤による処理により、水酸化ナトリウム処理よりも優れた浄化効果が得られ、さらに凝集剤と併用することで、水酸化カルシウム処理と同程度の浄化効果が得られた。
【００６１】
本発明の重金属処理剤は、作業性及び安全性に優れた方法により得ることが可能である。また、本発明の重金属処理剤を用いることにより、重金属含有液から重金属を効率良く除くことが可能であり、重金属を処理した後に生じるスラッジの処分や生じたスラッジからの重金属の回収を容易に行うことができる処理剤である。
また、本発明の重金属含有液の処理方法は、重金属含有液から重金属を効率良く除くことが可能であり、重金属を処理した後に生じるスラッジの処分や生じたスラッジからの重金属の回収を容易に行うことができる方法である。
さらに、本発明の重金属の回収方法は、重金属含有液から重金属を効率良く回収することが可能であり、重金属を処理した後に生じるスラッジからの重金属の回収を容易に行うことができる方法である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の重金属処理剤は、重金属吸着用資材として好適に用いられる。また、本発明の重金属含有液の処理方法は、例えば汚染廃水の浄化処理方法として好適に用いられる。さらに、本発明の重金属の回収方法は、重金属を再利用するために、例えば汚染廃水から重金属を回収する方法として好適に用いられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属処理剤、並びに重金属処理剤を用いた重金属含有液の処理方法及び重金属の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロムなどを含む重金属含有廃水の処理方法として、塩基性条件下で重金属を凝集沈殿させ、凝集沈殿した重金属を含むスラッジを回収する方法が知られている。具体的には、この方法では、アルカリを添加することによって重金属含有廃水を高ｐＨにし、重金属を水酸化物として沈殿させている。
【０００３】
この方法において、例えば、アルカリとして水酸化カルシウムを用いた場合には、重金属をほぼ残留させることなく、廃水中から重金属を除去することが可能である。しかしながら、水酸化カルシウムを用いて重金属を除去する場合には、大量の無機系スラッジが発生する。この無機系スラッジは、産業廃棄物として再処理される。このスラッジの処理には莫大な費用と労力を伴う。さらには、最終処分場の不足が差し迫った問題となっている（例えば、非特許文献１参照）。また、近年、回収した重金属の再利用が検討されているが、生じた無機系スラッジはカルシウムを多く含むものであるため、無機系スラッジからカルシウムを除去し重金属を回収するには、さらに費用と労力を伴うこととなる。
【０００４】
上記の方法において、アルカリとして水酸化ナトリウムを用いた場合には、無機系スラッジの発生量は低いものの、処理後の廃水中には重金属が残留することが多い。この場合には、高分子凝集剤や吸着樹脂などによる二次処理が必要とされている。しかしながら、高分子凝集剤や吸着樹脂の多くは廃棄物処理用としては高価であり、低コストで選択性の高い処理剤の開発が要望されている。
【０００５】
また、吸着剤を用いた処理方法として、炭化物などの安価な有機資材に、廃水中の重金属を吸着させる方法が知られている。この方法で生じるスラッジは有機系であるため、焼却することにより重金属を容易に回収することが可能である。
【０００６】
このような技術として、具体的には、金属線を含む廃タイヤを原料として製造される活性炭を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は、処理資材重量あたりの吸着量や除去効率に難があり、必ずしも有効な解決手段とはなっていない。
【０００７】
また、ペーパースラッジを原料として製造される活性炭を用いる方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法では、スラッジがカオリンクレー、炭酸カルシウム、タルクなどの無機成分を５０％以上含むため、スラッジから重金属を回収するには困難を伴う。
【０００８】
さらに、市販のタンニンを用いた金属元素吸着剤の製造方法および吸着材による金属元素の吸着分離法（例えば、特許文献３参照）や、ホルムアルデヒド処理した樹木による重金属の除去方法（例えば、特許文献４参照）が提案されている。しかし、これらの方法では、いずれもホルムアルデヒドを使用するため安全性に問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３２８４３４号公報
【特許文献２】特開２００５−３４９３４９号公報
【特許文献３】特開平５−６６２９１号公報
【特許文献４】特開平６−１５２５６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】古賀弘毅、外１名、「電気めっき廃水の金属分離（Ｚｎ）に関する研究」、福岡県工業技術センター研究報告、Ｎｏ．１５（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題の少なくともいずれかを解決し、重金属含有廃水や重金属により汚染された地下水などの重金属含有液から重金属を効率良く除くことを可能とする重金属処理剤及び重金属含有液の処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は、重金属含有液から重金属を効率良く回収することを可能とする重金属の回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、リグニンを含有する重金属処理剤に関する。本発明において、リグニンとして、例えば、酸リグニンを用いることが可能であり、酸リグニンとしては硫酸リグニンが好ましく用いられる。
また、本発明は、重金属含有液に、上記のリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程を有する重金属含有液の処理方法に関する。本発明の重金属含有液の処理方法は、さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程を有することも可能である。
さらに、本発明は、重金属含有液に、上記のリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程、重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程、を有する重金属の回収方法に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の重金属処理剤、また、本発明の重金属含有液の処理方法によれば、重金属含有液から重金属を効率良く除くことが可能である。また、本発明の重金属の回収方法によれば、重金属含有液から重金属を効率良く回収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の重金属処理剤を用い、クロム含有モデル廃水を処理し、クロムを回収する工程を示すスキームである。
【図２】本発明の重金属処理剤（実施例）又はアルカリ（比較例）を用い、クロム含有モデル廃水を処理した後のモデル廃水中の残留クロム濃度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の重金属処理剤は、リグニンを含有することを特徴とする。
本発明において、リグニンとしては、酸リグニン、水熱処理リグニン等が挙げられ、中でも酸リグニンを用いることが好ましい。酸リグニンとしては、例えば、硫酸リグニン、塩酸リグニン、硝酸リグニン、リン酸リグニン等が挙げられ、硫酸リグニン、塩酸リグニンが好ましく用いられる。安価で装置の腐食も少ないという観点から、硫酸リグニンが特に好ましい。
【００１６】
酸リグニンは、例えば、木化した植物体またはそれから得られる原料（以下、単に「木化した植物体」という。）を酸で処理することにより植物体中に含まれる無機成分を除去し、かつ、植物体中に含まれる炭水化物を加水分解することにより得ることができる。これにより、酸リグニンは不溶分として得られる。得られた酸リグニンは、水洗、乾燥される。
【００１７】
酸による処理には、希酸を用いる希酸法と、濃酸を用いる濃酸法とがある。濃酸法は、一般的には、濃酸による膨潤処理（一段目）、及びそれに引き続く比較的低濃度の酸による加水分解処理（二段目）から構成される。
【００１８】
木化した植物体としては、例えば、木材、タケ、ワラ、バガス、コーンコブ等が挙げられる。本発明においては、リグニンの含有率が高いという観点から木材が好ましく、木材としては、スギ、マツ、ブナ、ナラ、カバ等が挙げられる。
【００１９】
木化した植物体の形状は、特に限定されないが、粒状、粉末として使用すると、加水分解反応が均一に進行するため好ましい。本発明においては、粉末が好ましく、例えば、木材粉末は、製材工場等からオガ粉として入手することができる。
【００２０】
酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸を用いることが可能である。好ましくは硫酸、塩酸であり、より好ましくは硫酸である。
【００２１】
木化した植物体を酸で処理する方法としては、具体的には、酸を含む水溶液に木化した植物体を加える方法、木化した植物体に酸を含む水溶液を加える方法など、木化した植物体と酸を含む水溶液とを接触させる方法を用いればよい。木化した植物体が粒状または粉末の場合は、木化した植物体と酸を含む水溶液とを接触させた後、通常、撹拌する。
【００２２】
酸で処理する際の条件は酸の種類によって異なり、また、同じ酸であっても希酸法と濃酸法では異なる。
【００２３】
水溶液中の酸の濃度について、希酸法では０.０１〜２０重量％が好ましく、０．０５〜１０重量％がより好ましく、０．１〜５重量％がさらに好ましい。
【００２４】
また、濃酸法では、通常、好ましくは硫酸が用いられる。濃酸法では酸の濃度を変えた２段階の処理が行われる。一段目の処理において、原料を膨潤させるために高濃度の酸を用いるが、二段目の処理では、一段目の処理で得られた木化した植物体と水溶液とを含む組成物に、水を加えて希釈することにより酸の濃度を調整することができる。
【００２５】
特に硫酸の場合は、希酸法では水溶液中の濃度は、０.０１〜２０重量％が好ましく、０．０５〜１０重量％がより好ましく、０．１〜５重量％がさらに好ましい。濃酸法では、一段目の硫酸濃度は５０〜９９重量％が好ましく、６０〜９０重量％がより好ましく、７０〜８０重量％がさらに好ましい。二段目の硫酸濃度は１〜６０重量％が好ましく、３〜５０重量％がより好ましく、３０〜４０重量％がさらに好ましい。
【００２６】
木化した植物体を酸で処理する際、木化した植物体と酸を含む水溶液との割合は、木化した植物体１００重量部に対し、酸を含む水溶液が１００〜５０００重量部であることが好ましく、２００〜２０００重量部であることがより好ましく、４００〜１０００重量部であることがさらに好ましい。酸を含む水溶液の量が前記範囲より多いと設備容積あたりの処理量が減少することになり、少ないと反応が不完全となる傾向がある。
【００２７】
処理する際の酸を含む水溶液の温度は、希酸法では１２０〜２００℃、濃酸法では一段目は室温でよく、二段目は８０〜１２０℃とすることができる。また、処理時間は希酸法では５〜３００分、濃酸法では一段目・二段目をそれぞれ６０〜１２０分とすることができる。ただし、処理温度及び処理時間ともにこれらに限定されるものではない。
【００２８】
木化した植物体を酸で処理した後、得られた不溶分（酸リグニン）を回収し水洗し、乾燥させる。本発明においては、この不溶分として得られた酸リグニンを重金属処理剤として用いる。不溶分には、酸リグニンの他に、通常、抽出成分の変性物が含まれる。本発明の重金属処理剤には、特に除去しない限りこれらが含まれる。
【００２９】
次に、本発明の重金属含有液の処理方法は、重金属含有液に、リグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程を有する。この工程により、重金属含有液に含まれる重金属が重金属処理剤に吸着する。重金属が吸着した重金属処理剤は沈殿物となるため、重金属含有液に含まれる重金属を沈殿物（スラッジ）として除去することが可能となる。
【００３０】
本発明の重金属含有液の処理方法は、任意の工程として、さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程を有することも可能である。この工程により、リグニン表面の負電荷が中和されてリグニンが凝集し、重金属の除去効率をさらに高めることができる。
【００３１】
本発明の処理方法により処理される重金属含有液は、特に限定されるものではないが、例えば、重金属により汚染された地下水、汚染土壌からの滲出水、重金属含有廃水などが挙げられる。重金属含有廃水としては、例えば、メッキ廃水、鉱山廃水等がある。
【００３２】
また、重金属含有液に含まれる重金属としても、特に限定されるものではないが、例えば、クロム（Ｃｒ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等がある。本発明の処理方法は、特に、クロム（Ｃｒ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）を効率よく除去できる方法である。
【００３３】
重金属処理剤の添加量は、重金属含有液中に含まれる重金属の濃度に応じて適宜設定することが可能である。重金属処理剤が多すぎると処理剤を必要以上に消費することとなり、少なすぎると所望の効果が得られない場合がある。本発明においては、以下に限定されるものではないが、例えば、重金属含有液における重金属処理剤の濃度が０．００１〜１０重量％となる量、好ましくは０．００５〜５重量％となる量、より好ましくは０．０１〜１重量％となる量とすることができる。
【００３４】
例えば、三価クロムを含有する塩酸水溶液２００ｍＬ（クロム濃度１００ｐｐｍ、全クロム量２０ｍｇ、０．０１Ｎ塩酸）を重金属処理剤で処理する場合、重金属処理剤の添加量は、塩酸水溶液中の重金属処理剤の濃度が０．０１〜５重量％となる量であることが好ましく、０．１〜２重量％となる量であることがより好ましく、０．５〜１重量％となる量であることがさらに好ましい。この添加量を参考に、重金属含有液への重金属処理剤の添加量を決めることもできる。
【００３５】
重金属含有液に重金属処理剤を添加後、通常は、撹拌し、その後静置する。この際の温度は室温でよく、撹拌時間は０．５〜６０分、静置時間は１〜４８時間とすることができる。ただし、温度、撹拌時間、及び静置時間はこれらに限定されるものではない。また、後述する凝集剤を用いる場合には、この段階での静置を省略することも可能である。
【００３６】
本発明においては、必要に応じて、重金属処理剤を加えた後の重金属含有液のｐＨ（好ましくは、静置時間における重金属含有液のｐＨ）が、３〜１３となるように調整することが望ましい。好ましくはｐＨ４〜１２であり、より好ましくはｐＨ５〜１１である。本発明においては、ｐＨを調整することにより重金属の除去効果を高めることができるため、好ましい。
【００３７】
ｐＨの調整は、重金属含有液に重金属処理剤を加える前に行っても、加えた後に行ってもよい。また、後述する凝集剤を用いる場合には、凝集剤を加えた後の重金属含有液のｐＨ（好ましくは、静置時間における重金属含有液のｐＨ）が上記の範囲内となるように調整することが望ましい。
【００３８】
ｐＨの調整には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリまたはその水溶液を用いることができ、スラッジ発生量を減少させる観点から、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはその水溶液、より好ましくは水酸化ナトリウムまたはその水溶液を用いる。また、水酸化カルシウムを用いた場合には、一般的にはスラッジ発生量が多くなる傾向があるが、スラッジ発生量が問題とならない場合や、スラッジの発生を低く抑えられる場合などに使用することが可能である。スラッジの発生を低く抑えられる場合とは、例えば、処理する重金属含有液の量が少量である場合、ｐＨの調整に多量の水酸化カルシウムを要しない場合などが挙げられる。本発明においてｐＨの調整にアルカリを用いた場合、従来のアルカリのみを用いた重金属含有廃水の処理方法に比べ、同程度のアルカリの使用量で重金属処理に対して高い効果が得られる。または、スラッジの発生量を抑え、高い重金属処理の効果を得ることができる。
【００３９】
本発明の重金属含有液の処理方法においては、重金属処理剤を添加した後の重金属含有液に、さらに凝集剤を加えてもよい。
【００４０】
凝集剤としては、リグニンを凝集させることが可能であれば、いずれの凝集剤を用いてもよい。例えば、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等を用いることが可能である。
【００４１】
凝集剤の添加量は、重金属処理剤の添加量に応じて設定すればよく、例えば、重金属含有液における重金属処理剤の濃度が０．００１〜１０重量％となる量、好ましくは０．００５〜５重量％となる量、より好ましくは０．０１〜１重量％となる量とすることができる。凝集剤が前記範囲より多いと凝集剤を必要以上に消費することとなり、少ないと所望の効果が得られない傾向がある。
【００４２】
重金属含有液に凝集剤を添加後、通常は、撹拌し、その後静置する。この際の温度は室温でよく、撹拌時間は０．５〜６０分、静置時間は１〜４８時間とすることができる。ただし、温度、撹拌時間、及び静置時間はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
重金属を含む沈殿物は、自然沈降、濾過、遠心分離等の通常の液体と固体とを分離する方法により、沈殿物を回収し、重金属含有液中から重金属を除去することができる。
【００４４】
また、回収された沈殿物は、有機物であるリグニンを主成分とするものであるため、焼却することで容量を大幅に減少させることができ、また、重金属を高含有率で含む灰分を得ることができる。焼却の方法としては、固形物用ボイラーによる熱利用を同時に行う等の方法を用いることができる。焼却前に沈殿物を乾燥させることが望ましく、また、焼却温度は、例えば、６００〜１０００℃とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００４５】
本発明の重金属含有液の処理方法は、重金属含有液に対し少なくとも１回行うことにより、重金属含有液中の重金属を沈殿物として回収し、重金属含有液中の重金属濃度を低下させ重金属含有液を浄化させる効果が得られる。ただし、重金属含有液の汚染の程度が高い場合、つまり、重金属含有液中に含まれる重金属の濃度が高い場合には、２回以上行うことも可能である。
【００４６】
本発明の重金属の回収方法は、重金属含有液に上述のリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程、重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程、を有する。
【００４７】
重金属含有液に重金属処理剤を添加し、沈殿物を得る工程により、重金属含有液に含まれる重金属が重金属処理剤に吸着する。重金属が吸着した重金属処理剤は沈殿物となるため、重金属含有液に含まれる重金属を沈殿物（スラッジ）として得ることが可能となる。
【００４８】
本発明の重金属の回収方法は、任意の工程として、さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程を有することも可能である。この工程により、リグニン表面の負電荷が中和されてリグニンが凝集し、重金属の回収効率をさらに高めることができる。
【００４９】
次いで、沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程により、重金属が高収率で回収される。本発明の重金属処理剤に含まれるリグニンは有機物であるため、得られる沈殿物を焼却することにより、重金属を灰分として効率よく回収することが可能である。
【００５０】
重金属含有液にリグニンを含有する重金属処理剤を添加する工程、重金属含有液に凝集剤を添加する工程、重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、回収した沈殿物を焼却する工程については、上述の重金属含有液の処理方法に従って行うことができる。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
（重金属処理剤の調製）
硫酸リグニンは、濃酸法を用いて以下のように調製した。岩手大学演習林にて伐採されたスギ材の粉末５０ｇに７２重量％硫酸５００ｍＬを加え、撹拌しながら室温で２時間の１次加水分解及び無機成分の除去を行った。１次加水分解終了後、内容物に水を加えて硫酸濃度を３０重量％に調整し、オートクレーブにて１０５℃で２時間の２次加水分解を行った。内容物をガラスフィルターで濾過して残渣を水洗し、１０５℃のオーブンにて乾燥させた。得られた硫酸リグニンを、以下の工程において重金属処理剤として用いた。ホルムアルデヒドなどの有機試薬を用いることなく、安全に重金属処理剤を作製することができた。
【００５２】
（重金属含有液の処理）
三価クロムを含有するモデル廃水（クロム濃度１００ｐｐｍ（０．０１重量％）、全クロム（Ｃｒ）量２０ｍｇ、０．０１Ｎ塩酸）２００ｍＬに、重金属処理剤を濃度が０．２５重量％となるように５００ｍｇ加えてから、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１０に調整して６０分間撹拌し、さらに凝集剤として硫酸バンドを濃度が５０ｐｐｍ（０．００５重量％）となるように１０ｍｇ加えてよく混合して、１８時間静置した。硫酸バンドを混合した後のｐＨは６であった。沈殿物（スラッジ）は容器下部に沈降した。上澄み液（１）１７７．１ｍＬを沈殿物が混入しないように回収し、クロム濃度を原子吸光光度計（株式会社日立製作所製、１７０−１０形）により測定したところ、１．１ｐｐｍ（０．０００１１重量％）であった。残った沈殿物（１）２２．９ｍＬをガラスフィルター（１Ｇ３）にて濾過し、濾液（１）と残渣（１）を得た。濾液（１）（１７．８ｍＬ）のクロム濃度を同様に測定したところ、２０．７ｐｐｍ（０．００２０７重量％）であった。この濾液（１）を、重金属処理剤５０ｍｇ、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液、及び硫酸バンド２ｍｇを用いて、再度、同様に処理した。回収した上澄み液（２）（１３．７ｍＬ）のクロム濃度は、１．０ｐｐｍ（０．０００１０重量％）であった。さらに沈殿物（２）４．０５ｍＬをガラスフィルター（１Ｇ３）にて濾過し、濾液（２）と残渣（２）を得た。濾液（２）（４．０ｍＬ）のクロム濃度を同様に測定したところ、７８．８ｐｐｍ（０．００７８８重量％）であった。モデル廃水中のクロム濃度を大幅に低下させることができた。
【００５３】
（重金属の回収）
上記において回収された廃水処理液、すなわち、上澄み液および濾液は、上澄み液（１）（１７７．１ｍＬ、クロム濃度１．１ｐｐｍ（０．０００１１重量％）、クロム（Ｃｒ）量０．１９ｍｇ）、上澄み液（２）（１３．７ｍＬ、クロム濃度１．０ｐｐｍ（０．０００１０重量％）、クロム（Ｃｒ）量０．０１ｍｇ）および濾液（２）（４．０ｍＬ、クロム濃度７８．８ｐｐｍ（０．００７８８重量％）、クロム（Ｃｒ）量０．３２ｍｇ）であった。これより、上澄み液（１）及び（２）と濾液（２）に含まれるクロム（Ｃｒ）量の総計は、０．５２ｍｇであり、したがって残渣（１）及び（２）中に含まれるクロム（Ｃｒ）量の合計は、１９．４８ｍｇであると計算された（回収率９７．４％）。
また、得られた残渣（１）及び（２）をそれぞれ乾燥機にて３７℃で乾燥させた後、電気炉にて６００℃で焼却し、灰分を回収した。灰分の合計重量は３２．８５ｍｇであった。また、残渣（１）及び（２）中に含まれるクロム（Ｃｒ）量１９．４８ｍｇから、灰分に含まれる酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）の量は、２８．４７ｍｇであると計算された。クロムを高含有率で含む灰分を回収することができた。図１に、モデル廃水の処理スキームを、表１に、モデル廃水処理におけるクロム収支を示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
クロムを含有する沈殿物（スラッジ）は、焼却することによりスラッジを大幅に減容することができた。さらに、焼却して得られた灰分には、高い含有率でクロムが含まれており、クロムを効率よく回収することができた。
【００５６】
（実施例２）
モデル廃水（クロム濃度１００ｐｐｍ（０．０１重量％）、全クロム（Ｃｒ）量２０ｍｇ、０．０１Ｎ塩酸）４０ｍＬに重金属処理剤を濃度が０．５重量％となるように２００ｍｇ加え、さらに１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００５７】
（実施例３）
実施例２で用いたモデル廃水と同様のモデル廃水に重金属処理剤を濃度が０．５重量％となるように２００ｍｇ加え、ついで１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、さらに硫酸バンドを濃度が５０ｐｐｍ（０．００５重量％）となるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００５８】
（比較例１）
実施例２で用いたモデル廃水と同様のモデル廃水に１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００５９】
（比較例２）
実施例２で用いたモデル廃水と同様のモデル廃水に飽和水酸化カルシウム水溶液をｐＨ１０になるように加え、６０分間撹拌し、その後２４時間静置した。
【００６０】
いずれの実施例及び比較例においても撹拌により沈殿物（スラッジ）が生じた。撹拌後、処理液を室温にて静置し、所定時間ごとに上澄み液中のクロム濃度を測定した(図２)。静置２４時間経過後の残留クロム濃度は、（実施例２）重金属処理剤による処理では９．８２ｐｐｍ、（実施例３）重金属処理剤及び硫酸バンドによる処理では３．２１ｐｐｍ、（比較例１）水酸化ナトリウム処理では３３．２０ｐｐｍ、（比較例２）水酸化カルシウム処理では０．４６ｐｐｍであった。本発明の重金属処理剤による処理により、水酸化ナトリウム処理よりも優れた浄化効果が得られ、さらに凝集剤と併用することで、水酸化カルシウム処理と同程度の浄化効果が得られた。
【００６１】
本発明の重金属処理剤は、作業性及び安全性に優れた方法により得ることが可能である。また、本発明の重金属処理剤を用いることにより、重金属含有液から重金属を効率良く除くことが可能であり、重金属を処理した後に生じるスラッジの処分や生じたスラッジからの重金属の回収を容易に行うことができる処理剤である。
また、本発明の重金属含有液の処理方法は、重金属含有液から重金属を効率良く除くことが可能であり、重金属を処理した後に生じるスラッジの処分や生じたスラッジからの重金属の回収を容易に行うことができる方法である。
さらに、本発明の重金属の回収方法は、重金属含有液から重金属を効率良く回収することが可能であり、重金属を処理した後に生じるスラッジからの重金属の回収を容易に行うことができる方法である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の重金属処理剤は、重金属吸着用資材として好適に用いられる。また、本発明の重金属含有液の処理方法は、例えば汚染廃水の浄化処理方法として好適に用いられる。さらに、本発明の重金属の回収方法は、重金属を再利用するために、例えば汚染廃水から重金属を回収する方法として好適に用いられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リグニンを含有する重金属処理剤。
【請求項２】
リグニンが酸リグニンを含む請求項１記載の重金属処理剤。
【請求項３】
リグニンが硫酸リグニンを含む請求項１又は２記載の重金属処理剤。
【請求項４】
重金属含有液に、請求項１〜３いずれかに記載の重金属処理剤を添加する工程、を有する重金属含有液の処理方法。
【請求項５】
さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程、を有する請求項４記載の重金属含有液の処理方法。
【請求項６】
重金属含有液に、請求項１〜３いずれかに記載の重金属処理剤を添加する工程、
重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、
回収した沈殿物を焼却する工程、
を有する重金属の回収方法。
【請求項１】
リグニンを含有する重金属処理剤。
【請求項２】
リグニンが酸リグニンを含む請求項１記載の重金属処理剤。
【請求項３】
リグニンが硫酸リグニンを含む請求項１又は２記載の重金属処理剤。
【請求項４】
重金属含有液に、請求項１〜３いずれかに記載の重金属処理剤を添加する工程、を有する重金属含有液の処理方法。
【請求項５】
さらに、重金属含有液に凝集剤を添加する工程、を有する請求項４記載の重金属含有液の処理方法。
【請求項６】
重金属含有液に、請求項１〜３いずれかに記載の重金属処理剤を添加する工程、
重金属処理剤を添加することにより生じた沈殿物を回収する工程、及び、
回収した沈殿物を焼却する工程、
を有する重金属の回収方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−６０００（Ｐ２０１２−６０００Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６５７０（Ｐ２０１０−１４６５７０）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（５０４１６５５９１）国立大学法人岩手大学 (222)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（５０４１６５５９１）国立大学法人岩手大学 (222)
【Ｆターム（参考）】
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