JP2004223368A

JP2004223368A - シアン成分の除去方法

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Publication number: JP2004223368A
Application number: JP2003012688A
Authority: JP
Inventors: Shojiro Osumi; 大隅省二郎
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】シアン成分を含む被処理液から、簡便かつ効率よくシアン成分を除去する。
【解決手段】少なくともシアン成分を含有する被処理液にアルカリを添加して前記被処理液のｐＨをアルカリ性（ｐＨ１０〜１４）にする第１のｐＨ調整工程１と、この第１のｐＨ調整工程で生成した析出物を分離する分離工程２と、この分離工程からの被処理液に、酸を添加してｐＨを中性又は酸性（ｐＨ２〜７）にする第２のｐＨ調整工程３と、この第２のｐＨ調整工程からの被処理液を活性炭に接触させてシアン成分を除去する工程４とにより、被処理液からシアン成分を効率よく除去する。第１のｐＨ調整工程に供する被処理液は、通常、無機シアン化合物（金属シアノ錯体など）及び金属成分などを含んでいてもよい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シアン成分で汚染された被処理液（排水、地下水など）からシアン成分を除去する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シアン化合物で汚染された排水等（被処理液）からのシアン成分の除去には、主にアルカリ塩素法や電解酸化法による酸化分解が用いられている。しかし、被処理液が、安定なシアン錯化合物（特に、鉄等とのシアン錯化合物など）を含む場合、上記のような酸化分解法ではシアン錯化合物を分解することは非常に困難である。そのため、被処理液からシアン成分を除去するのが困難である。
【０００３】
そこで、被処理液が安定なシアン錯化合物を含む場合、一般に、紺青法、亜鉛白法等などの凝集沈殿法により、シアン錯化合物を分離、除去している。これらの方法は、前記シアン錯化合物と反応して沈殿を生成する金属イオン（鉄や亜鉛イオン等）を添加し、ｐＨ条件等を調整することにより、シアン成分を含む沈殿を析出させ、汚泥として被処理液から分離する方法である。しかし、凝集沈殿法を用いる場合、大規模な設備及びスペースが必要となるため、狭い場所で発生する被処理液や、短期間に少量だけ発生する被処理液に適用するのは困難である。
【０００４】
一方、有機物を含有する被処理液からの有機物の除去には、活性炭を用いた吸着除去法も知られている。この方法は、被処理液の発生量が少ない場合や、除去すべき対象物質の濃度が低い場合等に、有効である。しかし、シアン化合物を含む被処理液を活性炭で直接吸着処理しても、一般にシアン化合物は活性炭に吸着されない。吸着除去法に関して、シアン化合物を含む被処理液のｐＨを２〜４．５に調整した後活性炭で処理することによりシアン化合物を除去する方法が開示されている（特公昭５５−４０３１５号公報、及び文献；斎藤勇「活性炭による重金属錯体の吸着（その４）−鉄シアノ錯イオンの処理−」、公害資源研究所彙報１３巻第１号、昭和５８年）。これらの方法では、純水にシアン化合物を溶解させた水溶液からはシアン成分を除去できるものの、シアン化合物と共に他の共存成分を多く含む地下水を処理すると、シアン化合物が活性炭にほとんど吸着されない。
【０００５】
なお、被処理液中のシアン成分、例えば、鉄シアノ錯体などの濃度が低濃度の場合には、日光により光分解して、遊離のシアン化水素が発生することが知られている。従って、このような低濃度の被処理液においても、シアン成分を有効に分離できる方法の開発が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、被処理液が他の共存成分を含んでいても、効率よくシアン成分を除去できる方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、被処理液中で安定なシアン化合物であっても、簡便かつ効率よくシアン成分を除去できる方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、シアン成分の濃度が低濃度であったり、少量の被処理液であっても、小さなスペース、かつ安価な装置で、シアン成分を効率よく除去できる方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を達成するため、活性炭を用いてシアン成分を除去する方法について鋭意検討した結果、シアン成分とともに他の共存成分を含む被処理液（地下水、排水など）を一旦アルカリ性にして沈殿物を除去した後、被処理液を中性又は酸性にして、活性炭処理すると、他の共存成分を多く含有する被処理液であっても、効率よくシアン成分を除去できることを見い出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明のシアン成分の除去方法は、少なくともシアン成分を含有する被処理液にアルカリを添加して前記被処理液のｐＨをアルカリ性にする第１のｐＨ調整工程と、
この第１のｐＨ調整工程で生成した析出物を分離する分離工程と、
この分離工程からの被処理液に、酸を添加してｐＨを中性又は酸性にする第２のｐＨ調整工程と、
この第２のｐＨ調整工程からの被処理液を活性炭素材に接触させてシアン成分を除去する工程とで構成されている。前記第１のｐＨ調整工程に供する被処理液は、無機シアン化合物（金属シアノ錯体など）と金属成分（多価金属成分など）とを含有していてもよい。前記第１のｐＨ調整工程において、アルカリを添加して被処理液のｐＨを１０以上に調整してもよく、第２のｐＨ調整工程において、酸を添加して被処理液のｐＨを２〜５（例えば、２〜４．５）程度に調整してもよい。
【００１１】
本発明には、少なくともシアン成分を含有する被処理液にアルカリを添加して前記被処理液のｐＨをアルカリ性にするための第１のｐＨ調整ユニットと、
この第１のｐＨ調整ユニットで生成した析出物を分離するための分離ユニットと、
この分離ユニットからの被処理液に、酸を添加してｐＨを中性又は酸性にするための第２のｐＨ調整ユニットと、
この第２のｐＨ調整ユニットからの被処理液を活性炭素材に接触させてシアン成分を除去するためのユニットとで構成されたシアン成分の除去装置も含まれる。
【００１２】
なお、本明細書において、「被処理液」とは、少なくともシアン成分を含む溶液、分散液（又は懸濁液）などの液状物を意味し、通常、シアン成分とともに、他の共存成分、例えば、夾雑物（金属成分など）を含んでいる。「被処理液」は、シアン成分を含む液体を意味し、活性炭素材により処理された被処理液を「処理液」という。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、必要に応じて添付図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明のシアン成分の除去方法を説明するための工程図である。図１に示すように、本発明の方法は、シアン成分（フェロシアン化カリウムなどの鉄シアン錯化合物など）を含有する地下水や浸出水などの被処理液のｐＨをアルカリ性にする第１のｐＨ調整工程１と、この第１のｐＨ調整工程１で生成した析出物を分離する分離工程２と、この分離工程２からの被処理液のｐＨを酸性にする第２のｐＨ調整工程３と、この第２のｐＨ調整工程３からの被処理液を活性炭処理してシアン成分を除去する工程４とで構成されている。
【００１５】
（第１のｐＨ調整工程）
第１のｐＨ調整工程では、鉄シアン錯化合物などを含有する地下水に水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加することにより、地下水のｐＨを１０以上のアルカリ性に調整する。このようにアルカリ性にｐＨを調整することにより、地下水中に含まれる金属成分（多価金属成分など）が水酸化物として析出する。この析出物は、後続の分離工程で除去する。
【００１６】
なお、フェロシアン化カリウムなどの鉄シアン錯化合物は、水溶液中で安定であり、通常、アルカリを添加しても析出物を生成しない。このように、被処理液のｐＨを一旦アルカリ性にすることにより、被処理液中に含まれる金属成分を水酸化物として析出させ、除去することができるので、後続の工程において、シアン成分の吸着除去が金属成分の共存により妨害されることがなく、効率よくシアン成分を活性炭素材に吸着させることができる。
【００１７】
第１のｐＨ調整工程に供する被処理液は、少なくともシアン成分を含んでいればよく、通常、金属成分などの夾雑物又は共存物を含んでいる。このような被処理液に含まれる夾雑物又は共存物（金属成分など）は、被処理液をそのまま（又は酸性にして）活性炭素材で処理した場合に、活性炭素材に優先的に吸着されて、シアン成分が活性炭素材に吸着するのを妨害するようである。
【００１８】
このような被処理液としては、前記地下水に限らず、シアン成分を含有する種々の溶液、例えば、シアン成分を含有する工業廃水又は廃液（産業廃液）、埋立地の浸出水などが例示できる。例えば、連続的に湧出又は揚水される地下水を被処理液として連続的に用いてもよい。
【００１９】
被処理液に含まれるシアン成分としては、例えば、金属シアン化物などの無機シアン化合物（金属シアン化物、例えば、シアン化鉄などの周期表第８族金属シアン化物、シアン化コバルトなどの周期表第９族金属シアン化物、シアン化ニッケルなどの周期表第１０族金属シアン化物、シアン化銅などの周期表第１１族金属シアン化物などの遷移金属シアン化物など）、特に、金属シアノ錯体が挙げられる。金属シアノ錯体としては、遷移金属シアノ錯体、例えば、鉄シアノ錯体（フェロシアン化カリウム、フェリシアン化カリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸テトラエチルアンモニウムなど）などの周期表第８族金属シアノ錯体；コバルトシアノ錯体（ペンタシアノコバルト（ＩＩ）テトラエチルアンモニウム、ヘキサシアノコバルト（ＩＩＩ）酸カリウムなど）などの周期表第９族金属シアノ錯体；ニッケルシアノ錯体（テトラシアノニッケル（ＩＩ）酸カリウムなど）などの周期表第１０族金属シアノ錯体；金シアノ錯体（ジシアノ金（Ｉ）酸ナトリウム、テトラシアノ金（ＩＩＩ）酸カリウムなど）、銀シアノ錯体（前記金シアノ錯体に対応する銀シアノ錯体など）などの周期表第１１族金属シアノ錯体などが例示できる。本発明の方法では、安定性が高く、酸化分解法などによる除去が困難な難分解性の金属シアノ錯体（例えば、鉄シアノ錯体、コバルトシアノ錯体、金シアノ錯体など）であっても効率よく除去することができる。
【００２０】
被処理液に添加するアルカリとしては、水酸化ナトリウムに限らず、種々の有機塩基又は無機塩基が使用できるが、汚染物質の除去の点からは、汚染性の低い塩基、例えば、アルカリ又はアルカリ土類金属水酸化物（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなど）、アルカリ又はアルカリ土類金属炭酸塩（炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウムなど）などの無機塩基が好ましい。前記アルカリは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。前記アルカリは、固体の形態で添加してもよいが、安全性及びｐＨ調整の簡便性の点から、通常、水溶液として被処理液に添加できる。
【００２１】
第１のｐＨ調整工程では、アルカリの添加により、被処理液中の夾雑物（共存物質）が水酸化物として析出するようである。第１のｐＨ調整工程におけるｐＨは、７以上であってもよいが、効率よく夾雑物を除去するため、ｐＨを９以上（例えば、９〜１４程度）、特に１０以上（例えば、１０〜１４程度）、好ましくは１０．５以上（例えば、１０．５〜１４程度）、さらに好ましくは１１以上（例えば、１１〜１４程度）に調整するのが好ましい。このように被処理液のｐＨをアルカリ性に調整することにより、被処理液に含まれる金属成分（特に多価金属成分）などの夾雑物を析出物（水酸化物など）として析出させることができる。そのため、シアン成分除去工程における活性炭への夾雑物の吸着を防止又は低減でき、シアン成分を効率よく除去することができる。
【００２２】
第１のｐＨ調整工程において、被処理液とアルカリとの混合のための混合容器や器具としては、少なくともアルカリやアルカリ性の被処理液との接触面が、アルカリに対して耐性の材料、例えば、合成樹脂（エポキシ樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、フッ素含有樹脂、ポリ塩化ビニリデンなど）、コンクリート、金属（鉄板など）、ガラスなどの材料で形成された容器又は器具を用いることができる。
【００２３】
アルカリ（アルカリ水溶液）は、特に制限されず、マニュアル操作、例えば、滴下ロートなどの滴下手段により混合容器に添加してもよく、アルカリ水溶液貯留手段（貯留槽）と混合容器とをポンプを備えたチューブなどの連結管で接続し、混合容器に添加してもよい。また、自動的操作、例えば、被処理液を攪拌可能な混合容器にｐＨセンサーを備え、被処理液のｐＨを測定しつつ、ｐＨ制御装置により、ポンプを駆動させて、混合容器内の被処理液のｐＨを自動的に調整し、所定のｐＨに維持してもよい。なお、混合容器又は被処理液は、必要に応じて、ヒーター、ジャケットなどの加熱手段により加熱してもよく、冷却器や冷却ジャケットなどの冷却装置（冷却手段）により冷却してもよい。
【００２４】
（分離工程）
分離工程では、前記第１のｐＨ調整工程で生成した析出物を分離できればよく、慣用の分離方法、例えば、シックナーによる沈降分離、ろ過（フィルタープレス、吸引ろ過なども含む）、遠心分離、デカンテーションやこれらの組み合わせなどが利用できる。
【００２５】
分離工程では、必要に応じて、凝集剤、例えば、硫酸バンドなどの無機凝集剤や高分子凝集剤などを添加してもよい。なお、分離工程では、生成した析出物を、厳密に全量除去する必要はないため、凝集剤を用いることなく、シックナーによる沈降分離などを行えば十分である。
【００２６】
分離工程で使用する分離容器や器具（特に被処理液と接触する器具）としては、少なくとも被処理液との接触面が、前記第１のｐＨ調整工程の混合容器と同様のアルカリに対して耐性の材料で形成された容器又は器具が使用できる。
【００２７】
分離工程において分離された析出物は、シアン成分を実質的に含有しない場合が多い。従って、他の有害物質を含有しない場合には、通常の汚泥として排出できる。前記析出物は、そのまま排出してもよく、慣用の脱水手段、フィルタープレスや遠心分離などにより脱水した後、排出してもよい。
【００２８】
（第２のｐＨ調整工程）
第２のｐＨ調整工程では、分離工程からの被処理液に、酸を添加し、被処理液のｐＨを中性又は酸性に調整する。このように、ｐＨを中性又は酸性にすることにより、活性炭素材に対する吸着性を高めることができ、後続のシアン成分除去工程で、効率よくシアン成分を除去できる。
【００２９】
前記酸としては、種々の有機酸（カルボン酸など）又は無機酸が使用できるが、無機酸（塩酸、硫酸、硝酸、リン酸など）を使用するのが好ましい。前記酸は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。前記酸は、必要に応じて、水などで稀釈して用いてもよい。
【００３０】
第２のｐＨ調整工程では、分離工程からの被処理液のｐＨを中性（ｐＨ７）又は酸性（例えば、ｐＨ２〜７程度）に調整すればよい。特に、前記被処理液のｐＨを酸性、例えば、ｐＨ５以下（例えば、ｐＨ２〜５程度）、好ましくはｐＨ２〜４．５程度に調整すると、中性に調整した場合に比べて、シアン成分の除去工程において、シアン成分の除去率を改善することもできる。
【００３１】
第２のｐＨ調整工程では、被処理液と酸との混合のための混合容器や器具として、少なくとも酸や酸性の被処理液との接触面が、酸に対して耐性の材料、例えば、合成樹脂（エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、フッ素含有樹脂、ポリ塩化ビニリデンなど）、コンクリート、金属（鉄板など）、ガラスなどで形成された容器や器具を用いることができる。前記混合容器や器具としては、少なくとも酸や酸性被処理液との接触面がｐＨ１程度の酸性に対して耐性の材料で形成された容器や器具を用いるのが好ましい。
【００３２】
酸の添加及び混合容器内のｐＨの調整は、前記第１のｐＨ調整工程と同様の方法（マニュアル操作や自動的操作など）により行うことができる。なお、混合容器や被処理液は、必要に応じて、ヒーター、ジャケットなどの加熱手段などにより加熱してもよく、冷却器や冷却ジャケットなどの冷却装置により冷却してもよい。
【００３３】
（シアン成分除去工程）
シアン成分除去工程では、第２のｐＨ調整工程からの被処理液を、活性炭素材に接触させ、シアン成分を吸着除去し、シアン成分が除去された処理液が得られる。
【００３４】
活性炭素材としては、植物系活性炭［木材、鋸屑、植物殻（ヤシ殻、クルミ殻など）、果実種子、リグニンなどの植物系原料を用いた活性炭など］、鉱物系活性炭［泥炭、リグナイト（亜炭、褐炭）、瀝青炭（石炭など）、ピッチなどの鉱物系原料を用いた活性炭など］、ポリマー系活性炭［熱硬化性樹脂（フェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂など）、熱可塑性樹脂（アクリル系樹脂、ポリアクリロニトリル、塩化ビニリデン樹脂など）、セルロース（セルロース；レーヨン、ポリノジックなどの再生セルロースなど）などのポリマー系原料を用いた活性炭など］などが使用できる。活性炭素材は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００３５】
前記活性炭は、原料の炭素材を炭化、賦活化することにより得ることができる。賦活処理としては、ガス状賦活剤（酸素、水蒸気、二酸化炭素など）を用いて加熱処理（例えば、５００℃以上）するガス賦活法や、塩化亜鉛やリン酸等の賦活剤を用いて、加熱（例えば、４００℃以上）する化学的賦活法を利用できる。なお、炭素繊維は、賦活処理に先だって、不融化処理又は酸化処理してもよい。不融化処理又は酸化処理としては、例えば、不融化炉において、前記炭素繊維に酸化性気体（酸素やオゾンなどを含む気体、空気など）を供給し、１５０〜３５０℃で加熱する方法などを利用してもよい。
【００３６】
活性炭は、粉末活性炭、造粒活性炭、及び繊維状活性炭（すなわち、活性炭素繊維）のいずれであってもよい。通常、粉末状又は粒状の活性炭を使用する場合が多い。
【００３７】
活性炭の平均粒子径は、特に制限されず、例えば、０．１μｍ〜１００ｍｍ程度の広い範囲から選択できる。通常、粉末状活性炭の平均粒子径は、０．１〜５００μｍ程度であってもよく、粒状活性炭の平均粒子径は、０．５〜１００ｍｍ（例えば、０．５〜１０ｍｍ）程度であってもよい。また、活性炭素繊維の平均繊維径は、例えば、１〜１０００μｍ程度の範囲から選択でき、平均繊維長は、例えば、１０μｍ〜５ｍｍ、好ましくは２０μｍ〜３ｍｍ程度であってもよい。
【００３８】
活性炭の平均細孔半径は、例えば、０．５〜１５ｎｍ、好ましくは０．５〜１２ｎｍ、さらに好ましくは０．６〜１０ｎｍ（例えば、０．８〜５ｎｍ）、特に１〜２ｎｍ（例えば、１〜１．５ｎｍ）程度である。なお、前記平均細孔半径は、活性炭の細孔半径の分布において、ピークが上記の範囲にあることを意味する。
【００３９】
活性炭素材の比表面積は、特に制限されず、例えば、１０〜５０００ｍ^２／ｇ、好ましくは５０〜４０００ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは１００〜３０００ｍ^２／ｇ程度である。
【００４０】
シアン成分の除去工程では、前記のような活性炭素材に、前記第２のｐＨ調整工程からの被処理液を接触させるだけで、効率よくシアン成分を活性炭素材に吸着させることができ、シアン成分が除去された処理液を得ることができる。
【００４１】
接触方法は、活性炭素材との接触によりシアン成分を吸着除去できる限り、特に制限されず、例えば、接触ろ過法（粉末状活性炭を被処理液と混合して、フィルターなどによりろ過する接触ろ過法など）、固定層法（粒状活性炭や活性炭素繊維などを固定層として用い、被処理液を前記固定層に通過させる固定層法など）、移動層法（活性炭層と被処理液層とを相対的に移動させて被処理液を活性炭層に通過させる方法など）、流動層法（活性炭層を撹拌したり、活性炭を充填したカラムの下部から大きな流速で被処理液を供給することなどにより、活性炭の流動状態で被処理液を活性炭層に通過させる方法など）などが利用できる。
【００４２】
活性炭素材と第２のｐＨ調整工程からの被処理液との接触時間は、特に制限されず、例えば、シアン成分の種類、被処理液の状態、活性炭素材の種類又は形状などに応じて適宜選択できる。接触時間は、例えば、５〜２００分、好ましくは５〜１００分、さらに好ましくは１０〜６０分（例えば、１０〜３０分）程度であってもよい。
【００４３】
シアン成分の除去工程で用いる容器又は器具（特に被処理液又は処理液と接触する容器又は器具など）としては、前記第２のｐＨ調整工程の混合容器と同様の耐酸性の材料で形成された容器又は器具が使用できる。
【００４４】
シアン成分除去工程からの処理液は、有毒なシアン成分を実質的に含まないため、そのまま排出することもできるが、通常は排出液のｐＨに関する規制に従って、ｐＨを適宜調整した後排出することが望ましい。
【００４５】
処理後の活性炭素材は、必要により、フィルターなどのろ過手段でろ過することにより分離、除去してもよい。
【００４６】
処理後の活性炭素材は、そのまま焼却などにより処理してもよく、加熱により吸着したシアン成分を分解した後再利用してもよい。
【００４７】
また、活性炭素材に吸着されたシアン化合物は、強アルカリ性の溶液（水酸化ナトリウムなどの前記例示のアルカリの水溶液など）と接触させることにより容易に脱着できる。そのため、処理に供した活性炭素材を強アルカリ性溶液で接触処理することにより前記活性炭素材を再生し、再利用することも可能である。なお、この場合には、処理後の強アルカリ溶液には高濃度のシアン成分が含まれることになるため、別途強アルカリ溶液の処理が必要となる。
【００４８】
本発明の除去方法を構成する上記の各工程は、バッチ式又はセミバッチ式で行ってもよく、連続式で行ってもよい。
【００４９】
各工程間への各被処理液の供給は、ポンプなどを用いて機械的に行ってもよく、手動により行ってもよい。また、オーバーフローなどにより被処理液を後続する工程へ供給してもよい。
【００５０】
各工程は、空気中で行ってもよく、不活性ガス（ヘリウム、窒素、アルゴンなど）中で行ってもよい。各工程は、加圧又は減圧下で行ってもよいが、通常、常圧下で行うことができる。
【００５１】
各工程の温度は特に制限されず、必要に応じて加熱又は冷却してもよいが、通常、室温又は常温であってもよい。なお、アルカリや酸の添加により発熱が起こる場合には、前記のように、適宜冷却してもよい。
【００５２】
本発明のシアン成分の除去装置は、前記シアン成分の除去方法の各工程に対応するユニット、すなわち、被処理液をアルカリに調整するための第１のｐＨ調整ユニットと、この第１のｐＨ調整ユニットで生成した析出物を分離するための分離ユニットと、被処理液のｐＨを中性又は酸性にするための第２のｐＨ調整ユニットと、被処理液を活性炭素材（活性炭など）に接触させてシアン成分を除去するためのユニットとで構成されている。
【００５３】
第１及び第２のｐＨ調整ユニットは、アルカリ又は酸を供給するための供給手段（滴下ロートやアルカリ又は酸貯溜手段に連結した供給管などの供給手段など）と、アルカリ又は酸と被処理液とを混合するための混合手段（撹拌子、撹拌棒、撹拌翼などを有する撹拌又は混合槽など）とを備えていればよい。また、前記ｐＨ調整ユニットは、必要により、冷却器、冷却ジャケットなどの冷却手段を備えていてもよい。また、アルカリ又は酸の供給と連動させて被処理液のｐＨを調整するためのｐＨ制御手段（ｐＨ制御装置）を備えてもよい。
【００５４】
第１のｐＨ調整ユニットは、地下水などの被処理液をこのユニットに供給するための供給手段を有している。また、第１のｐＨ調整ユニットと分離ユニットとは、第１のｐＨ調整ユニットから被処理液を排出し、この被処理液を分離ユニットに供給するための供給手段で連結されている。同様に、分離ユニットと第２のｐＨ調整ユニットとは、分離ユニットから析出物を分離した後の被処理液を排出し、この被処理液を第２のｐＨ調整ユニットに供給するための供給手段で連結されている。前記各供給手段は、例えば、必要によりポンプ機能を備えた供給管などで構成できる。
【００５５】
分離ユニットは、析出物と被処理液とを分離可能な分離手段（フィルターなどのろ過手段、遠心分離装置など）を備えていればよい。
【００５６】
シアン成分の除去ユニットは、活性炭素材で構成された吸着手段を少なくとも有していればよく、活性炭素材の種類又は形状（又は形態）などに応じて、処理済みの活性炭素材を除去するための分離手段（フィルターなどのろ過手段、遠心分離装置など）を備えていてもよい。前記除去ユニットと第２のｐＨ調整ユニットとは、第２のｐＨ調整ユニットから被処理液を排出し、この被処理液を前記除去ユニットに供給するための供給手段（必要によりポンプ機能を備えた供給管など）により連結されている。前記除去ユニットは、さらにこのユニットから活性炭素材で処理された処理液を排出するための排出手段（必要によりポンプ機能を備えた排出管など）を有しており、必要により活性炭素材の分離手段（フィルターなどのろ過手段など）を有していてもよい。
【００５７】
本発明のシアン成分の除去方法及び除去装置は、活性炭素材の吸着機構を利用するので、小型化できるとともに、被処理液の発生量が少なく、大規模な水処理設備の設置に適さない条件でも、被処理液を浄化するのに適している。例えば、短期間の工事期間中に発生する工事排水の処理や、毎日少量ずつ地下水を揚水して地下水の浄化を行う場所で利用するような場合などに非常に有効である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明では、シアン成分（通常、シアン成分と金属成分などの夾雑物又は共存成分）を含有する被処理水（地下水など）からシアン成分を除去する場合に、活性炭処理に先だって、被処理液を一旦アルカリ性にして夾雑物成分を析出させて分離し、残存する被処理液を中性又は酸性にするので、被処理液が他の共存成分を含んでいても、効率よくシアン成分を除去できる。また、被処理液中で安定なシアン化合物であっても、簡便かつ効率よくシアン成分を除去できる。さらに、シアン成分の濃度が低濃度であったり、少量の被処理液であっても小さなスペースかつ安価な装置でシアン成分を効率よく除去できる。
【００５９】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００６０】
なお、実施例及び比較例では、活性炭として太平化学産業（株）製、商品名「ブロコールＣＭ」を使用した。また、実験排水としては、ガス工場跡地から採取した地下水を使用した。地下水中の全シアン濃度は０．４３ｍｇ−ＣＮ／Ｌ、ｐＨは７であった。
【００６１】
溶液中の全シアン濃度は、ＪＩＳ−Ｋ０１０２「工場排水試験方法」３８．１．２全シアン（ｐＨ２以下で発生するシアン化水素）に従って溶液を蒸留し、全自動シアン測定装置（アナテック・ヤナコ製Ｔ−ＣＮ５０１）を使用して、３８．４イオン電極法に従い定量した。
【００６２】
比較例１
容積２００ｍＬのビーカーに、ｐＨ無調整（ｐＨ７）の実験排水１００ｍＬを添加し、この実験排水に４５μｍのふるいを通過させた活性炭０．１ｇを添加し、３０℃で３時間、スターラーを用いて攪拌した。その後、ろ紙（Ｎｏ．１）を用いて活性炭をろ過し、ろ液中の全シアン濃度を前記の方法で定量した。活性炭処理後の処理液の全シアン濃度は、０．３９ｍｇ−ＣＮ／Ｌであった。
【００６３】
比較例２
ｐＨ無調整の実験排水に代えて、この実験排水に塩酸を添加してｐＨ３に調整した実験排水１００ｍＬを用いる以外は、比較例１と同様に操作を行い、ろ液中の全シアン濃度を定量した。活性炭処理後の処理液の全シアン濃度は、０．３６ｍｇ−ＣＮ／Ｌであった。
【００６４】
比較例３及び４
蒸留水にフェロシアン化カリウム三水和物を全シアン濃度が１０ｍｇ−ＣＮ／Ｌになるように添加し、ｐＨ７（比較例３）及びｐＨ３（比較例４）に調整した模擬排水を調製した。
【００６５】
ｐＨ無調整の実験排水に代えて、前記模擬排水１００ｍＬを用いる以外は、比較例１と同様に操作を行い、ろ液中の全シアン濃度を定量した。活性炭処理後の処理液の全シアン濃度は、４．１ｍｇ−ＣＮ／Ｌ（比較例３）及び０．２ｍｇ−ＣＮ／Ｌ（比較例４）であった。
【００６６】
比較例１〜４の結果から明らかなように、蒸留水にフェロシアン化カリウムを単独で溶解させた被処理液（模擬排水）を活性炭と接触させると、被処理液のｐＨが７でもシアン成分の５９重量％が吸着され、ｐＨ３ではシアン成分の吸着性が９８重量％に向上するのに対し、実験排水の場合には、ｐＨ７及び３のいずれの場合にもシアン化合物は活性炭に吸着されなかった。
【００６７】
比較例５
図２の概略図に示すように、実験排水５をポンプ７によりガラス製供給管６を通じて、活性炭を充填したカラム８（カラム内径２．８ｃｍ，長さ２２ｃｍ）に流速２ｍＬ／分の供給速度で供給し、カラム８を通過して、ガラス製排出管９を通じて処理液１０を排出した。処理液１０中の全シアン濃度を前記の方法に従って定量した。なお、カラムには、活性炭４０ｇを充填した。活性炭処理後の処理液１０中の全シアン濃度は、０．３６ｍｇ−ＣＮ／Ｌであり、被処理液（実験排水）中に含まれるシアン成分の１６重量％しか吸着除去できなかった。
【００６８】
実施例１及び比較例６
実験排水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを１０に調整し、析出した沈殿をろ紙（Ｎｏ．１）を用いて除去し、得られたろ液に塩酸を添加し、ろ液のｐＨを７に調整した。
【００６９】
このようにして得られたろ液を実験排水に代えて用いる以外は比較例５と同様に操作を行った。活性炭処理後の処理液中の全シアン濃度は、０．０４ｍｇ−ＣＮ／Ｌであり、実験排水中に含まれるシアン成分の９１重量％を吸着除去することができた（実施例１）。
【００７０】
なお、水酸化ナトリウムの添加により生成した沈殿を除去した後のろ液中の全シアン濃度は、０．４２ｍｇ−ＣＮ／Ｌであった（比較例６）。すなわち、このろ液の全シアン濃度は、実験排水中の全シアン濃度とほぼ同じであり、前記沈殿中には、シアン成分はほとんど含まれていなかった。
【００７１】
実施例２
析出した沈殿を除去して得られたろ液に塩酸を添加し、ろ液のｐＨを３に調整する以外は、実施例１と同様に操作を行った。活性炭処理後の処理液中の全シアン濃度は、０．０１ｍｇ−ＣＮ／Ｌであり、実験排水中に含まれるシアン成分の９８重量％を吸着除去することができた。
【００７２】
比較例７
析出した沈殿を除去して得られたろ液（ｐＨ１０）を、塩酸を添加することなく活性炭処理に供する以外は、実施例１と同様に操作を行った。活性炭処理後の処理液中の全シアン濃度は、０．４２ｍｇ−ＣＮ／Ｌであり、実験排水中に含まれるシアン成分はほとんど除去できなかった。
【００７３】
上記実施例１〜２及び比較例６〜７の結果から明らかなように、被処理液をアルカリ性にして析出物を除去した後、ｐＨを中性又は酸性にすることにより、被処理液中のシアン化合物を効果的に吸着除去でき、このような効果は析出物除去後の被処理液のｐＨを酸性にすることにより、さらに改善された。実施例及び比較例の結果を表１にまとめた。
【００７４】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のシアン成分の除去方法を説明するための工程図である。
【図２】図２は比較例５のシアン成分の除去方法を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１…第１のｐＨ調整工程
２…分離工程
３…第２のｐＨ調整工程
４…シアン成分の除去工程

Claims

少なくともシアン成分を含有する被処理液にアルカリを添加して前記被処理液のｐＨをアルカリ性にする第１のｐＨ調整工程と、
この第１のｐＨ調整工程で生成した析出物を分離する分離工程と、
この分離工程からの被処理液に、酸を添加してｐＨを中性又は酸性にする第２のｐＨ調整工程と、
この第２のｐＨ調整工程からの被処理液を活性炭素材に接触させてシアン成分を除去する工程とで構成されているシアン成分の除去方法。
第１のｐＨ調整工程に供する被処理液が、無機シアン化合物と金属成分とを含有する請求項１記載の方法。
第１のｐＨ調整工程に供する被処理液が、金属シアノ錯体と多価金属成分とを含有する請求項１記載の方法。
第１のｐＨ調整工程において、アルカリを添加して被処理液のｐＨを１０以上に調整し、第２のｐＨ調整工程において、酸を添加して被処理液のｐＨを２〜５に調整する請求項１記載の方法。
酸添加後の被処理液のｐＨが２〜４．５である請求項４記載の方法。
少なくともシアン成分を含有する被処理液にアルカリを添加して前記被処理液のｐＨをアルカリ性にするための第１のｐＨ調整ユニットと、
この第１のｐＨ調整ユニットで生成した析出物を分離するための分離ユニットと、
この分離ユニットからの被処理液に、酸を添加してｐＨを中性又は酸性にするための第２のｐＨ調整ユニットと、
この第２のｐＨ調整ユニットからの被処理液を活性炭素材に接触させてシアン成分を除去するためのユニットとで構成されているシアン成分の除去装置。