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ENVIRONMENTAL DECONTAMINATING AGENT, ITS MANUFACTURING METHOD, AND METHOD FOR REMOVING HEXAVALENT CHROMIUM meetings

Patent code P110002264
File No. MU19-0011
Posted date Apr 11, 2011
Application number P2007-174298
Publication number P2009-011900A
Patent number P4747326
Date of filing Jul 2, 2007
Date of publication of application Jan 22, 2009
Date of registration May 27, 2011
Inventor
  • (In Japanese)金子 聡
  • (In Japanese)勝又 英之
  • (In Japanese)鈴木 透
  • (In Japanese)太田 清久
  • (In Japanese)今井 大蔵
  • (In Japanese)アハメド ハムウッド アハメド ダブワン
  • (In Japanese)加藤 忠哉
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人三重大学
Title ENVIRONMENTAL DECONTAMINATING AGENT, ITS MANUFACTURING METHOD, AND METHOD FOR REMOVING HEXAVALENT CHROMIUM meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new environmental decontaminating agent by which an object to be decontaminated, which is contaminated with hexavalent chromium, can be decontaminated at a low cost without producing harmful gasses such as SOx and which hardly arouses concern about a bad influence on the environment and to provide a method for manufacturing the environmental decontaminating agent advantageously and a method for removing hexavalent chromium by using the environmental decontaminating agent.
SOLUTION: A composition obtained by blending 46-62 wt.% dredged bottom mud to be obtained from the bottom of a water system, 6-18 wt.% wood chips and 25-37 wt.% sodium silicate in terms of solid content is sintered to obtain a sintered compact having a porous structure. The obtained sintered compact is used as the environmental decontaminating agent.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、人体や環境に与える六価クロムの悪影響が懸念され、金属の表面処理工程等においては、六価クロムフリーの三価クロメート処理が開発される等、六価クロムフリーの技術が急速に確立されつつある。この六価クロムは、酸化力が強く、人体に触れると皮膚や呼吸器官を刺激して、腫瘍や皮膚炎を発生させるおそれがあるため、生活環境への排出は厳しく制限されており、例えば、我が国の環境基準において、水道水に含まれる六価クロムは、その濃度が0.05ppm以下となるように規制されている。



このように、六価クロムの排出は厳しく制限されてはいるものの、既に使用された六価クロムを保持する重金属スラッジや電子機器、電子回路、六価クロメート処理が施された金属製品等が、自然界に投棄される可能性がなくなったわけではなく、また、場所によっては、それらが既に野積みされて、土壌汚染を惹起し、そして、雨水等によって、近隣の河川水、湖沼水、池の水、地下水等の陸水に、比較的に高濃度の六価クロムが浸出しているといった現状もある。



このような六価クロムの除去方法としては、従来より、還元水酸化物法とイオン交換樹脂法がよく知られている。ここで、前者の還元水酸化物法は、強酸性の条件下(例えば、pHが3以下)において、六価クロムを含む廃水に硫酸第一鉄や亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム等の還元剤を作用させて、六価クロムを三価クロムに還元した後、そこに、生石灰等の中和剤を添加することによって水酸化クロムを生成せしめて、沈殿させ、この沈殿物を濾過することにより、廃水から六価クロムを分離回収するものである。しかしながら、かかる方法では、硫酸鉄等の還元剤の使用によって、SOx等の有害ガスが発生するおそれがあると共に、還元剤が高価であるところから、処理コストが高騰するといった問題を内在している。加えて、この還元水酸化物法においては、六価クロムを完全に除去するために、還元剤が過剰に使用される傾向があり、この過剰の還元剤によって廃水のCOD値が上昇せしめられるといった新たな問題を惹起するおそれがある。



一方、後者のイオン交換樹脂法は、強塩基性アニオン交換樹脂を使用して、廃液中の六価クロムを吸着除去せしめるものであるが、廃液中に、塩素イオン等の陰イオン類が多量に共存している場合には、かかる陰イオンによって六価クロムの吸着が阻害されるため、廃液の種類によっては、六価クロムの除去効果が充分に得られない場合があり、また、六価クロムの酸化力によって、イオン交換樹脂の機能が低下し、安定的な六価クロムの処理を継続できないといった問題を内在している。更には、使用電力が大きいために、ランニングコストが高く、経済的ではないといった欠点もある。



従って、安価で、環境への影響が殆ど懸念されることのない、六価クロムの除去方法が強く求められているのである。



ところで、木材・木製品製造業やパルプ製造業等から大量に排出されるおがくず等の木屑は、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」により産業廃棄物として指定されており、この木屑を資源として有効に活用する方法の開発及び木屑の利用先の確保が、非常に重要になってきている。これまでにも、間伐材や廃材からの木質チップや、木材やパルプ製造工程で排出されるおがくずを利用して、六価クロムの吸着に応用した例が、幾つか報告されている。



例えば、特許文献1においては、六価クロムを含有する酸性溶液に、おがくずやパルプスラッジ等のセルロースを含む有機材を接触させて、六価クロムを三価クロムに還元し、六価クロムを除去する方法が提案されている。しかしながら、かかる特許文献1に記載の手法では、セルロースを二酸化炭素と水に分解せしめる反応によって、六価クロムを三価クロムに還元するようにしているところから、強酸性及び高温条件下において、浄化対象である被処理液とセルロースを含む有機材とを接触せしめる必要があり、このため、浄化に際して、被浄化液を所定の温度(50℃以上)まで加熱する必要がある。従って、かかる手法を、莫大な量の陸水の浄化に適用することは、現実的ではなく、ましてや、六価クロムを含有する廃棄物の設置場所の周辺等、将来的に六価クロムによる汚染が惹起され得る可能性のある、河川水や地下水等の汚染防止に、かかる手法を適用することは、不可能であったのである。



また、特許文献2には、安価で環境にやさしく、陰イオン吸着性に優れた陰イオン吸着炭素材料の製造装置が提案されており、かかる製造装置を用いて、木材チップ等の原料を炭化し、そして、生成された炭化物を酸溶液に接触させて、陰イオン吸着炭素材料を製造した後、これを、ペレット化又は粉砕して、製品としている。しかしながら、おがくず等の木屑を炭化させた場合、ペレット化又は粉砕された陰イオン吸着炭素材料は、何れも、水に浮いてしまう可能性が高く、河川や湖沼の底部や水中に設置して浄化を行うには、不向きなものとなっている。また、陰イオン吸着炭素材料をペレット化する場合には、工程が複雑となってコストが嵩むだけでなく、使用するバインダによっては、陰イオン吸着炭素材料自体の環境への影響も懸念される。



また一方、近年においては、閉鎖性海域の水質悪化に伴い、水系の底部に堆積した底泥を除去するために、浚渫事業が、公共事業の一環として行われているのであるが、産業廃棄物である浚渫底泥の埋め立て処分場の確保や費用等の問題から、今後、浚渫事業が継続して行われないおそれがある。このような状況の下、浚渫底泥を処理するための様々な処理技術が提案されており、例えば、特許文献3~5には、湖沼、海洋等からくみ上げた底泥に水ガラス(珪酸ナトリウム)等を添加して、底泥を固化せしめ、再利用可能な処理土とする方法が明らかにされている。



また、本願出願人のうちの一人は、先に、特許文献6において、産業廃棄物である浚渫底泥を、貝殻及び/又は蠣殻の粉砕物と混合し、更にこれにバインダとして、珪酸ナトリウム(水ガラス)を加えて得られた組成物を固化焼成してなる焼結体を提案し、これが、工場排水等の産業排水や生活排水の浄化に有効であることを明らかにした。しかし、この先に提案した水質浄化用焼結体にあっては、陽イオン形態で存在する重金属の除去には非常に効果的であったのであるが、前述せる如き六価クロム等の陰イオン形態で存在する重金属の除去には、その効果が有効に発現され得ないことが明らかとなったのである。



【特許文献1】
特開2001-58192号公報
【特許文献2】
特許3822894号公報
【特許文献3】
特開平11-61128号公報
【特許文献4】
特開平11-235600号公報
【特許文献5】
特開平2005-7335号公報
【特許文献6】
特開2006-239583号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、六価クロム吸着除去剤及びその製造方法、並びに六価クロムの除去方法に係り、特に、環境改善及び環境保全を充分に期待できる、六価クロムの吸着除去に有用な環境浄化剤、換言すれば六価クロム吸着除去剤と、それを有利に製造する方法、並びにそれを用いて、六価クロムを除去する方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
水系の底部から得られる浚渫底泥と木屑と珪酸ナトリウムとを、固形分重量比にて、それぞれ、46~62%と6~18%と25~37%の割合で配合してなる組成物を焼成して得られる多孔質構造の焼結体からなる六価クロム吸着除去剤において、該組成物を酸素の供給を遮断した状態下で400℃~700℃の温度で焼成し、さらに酸濃度が0.01M~10Mの酸性水溶液中に浸積処理され得られた焼結体からなることを特徴とする六価クロム吸着除去剤。

【請求項2】
 
前記木屑が、おがくずであることを特徴とする請求項1に記載の六価クロム吸着除去剤。

【請求項3】
 
水系の底部から得られる浚渫底泥と木屑と珪酸ナトリウムとを、固形分重量比にて、それぞれ、46~62%と6~18%と25~37%の割合で配合してなる組成物を調製した後、所定の大きさに成形し、その成形物を焼成して得られる多孔質構造の焼結体からなる六価クロム吸着除去剤の製造方法において、該成形物を酸素の供給を遮断した状態下で400℃~700℃の温度で焼成し、さらに酸濃度が0.01M~10Mの酸性水溶液中に浸積処理して、焼結体を得ることを特徴とする六価クロム吸着除去剤の製造方法。

【請求項4】
 
請求項1又は請求項2に記載の六価クロム吸着除去剤を、浄化対象である被浄化物に接触せしめて、該被浄化物中に含有される六価クロムを除去することを特徴とする六価クロムの除去方法。

【請求項5】
 
前記六価クロム吸着除去剤を、pHが2以上、5未満とされた前記被浄化物中に浸漬せしめることを特徴とする請求項4に記載の六価クロムの除去方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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