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JP3241374B2 - 高密度スラッジの改良した再循環を用いる廃水処理方法 - Google Patents

高密度スラッジの改良した再循環を用いる廃水処理方法

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JP3241374B2
JP3241374B2 JP50323391A JP50323391A JP3241374B2 JP 3241374 B2 JP3241374 B2 JP 3241374B2 JP 50323391 A JP50323391 A JP 50323391A JP 50323391 A JP50323391 A JP 50323391A JP 3241374 B2 JP3241374 B2 JP 3241374B2
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stream
sludge
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エイチ． ウェンツラー，トマス
ケイ． ミシラ，スレンドラ
エヌ． クスト，ロジャー
サベージ，イー．スチュアート
Original Assignee
テトラ、テクノロジーズ、インコーポレーテッド
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Publication date
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/12—Inert solids used as ballast for improving sedimentation
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、再循環高密度スラッジを用いて廃水から溶
存金属を除去するための改良法に関する。更に具体的に
は、本発明はスラッジ分離段階の前に再循環バイパス流
を用いて、スラッジ分離段階における固形物荷重を減少
させる。本発明は、廃水から沈澱した小さめの固形物粒
子を優先的に再循環させ、廃水から沈澱した大きめの粒
子を廃棄する固形物分類段階をも包含する。
廃水流からの溶存金属の除去が、多くの工業的応用面
で望まれている。溶存金属には、鉄、アルミニウム、マ
グネシウム、亜鉛およびマンガンが挙げられる。典型的
には、溶存金属は廃水中では塩化物および硫酸塩として
存在する。例えば、鉄は塩化第一鉄（FeCl2）、塩化第
二鉄（FeCl3）、硫酸第一鉄（FeSO4）および硫酸第二鉄
［Fe2（SO4）２］として存在することができる。溶存金
属の塩化物および硫酸塩は、これらの塩が解離してイオ
ン型となることにより廃水中に酸性環境を生じる。例え
ば、塩化第二鉄（FeCl3）は水に溶解して、３価の鉄イ
オン（Fe3+）とクロリドイオン（Cl-）を形成する。
溶存金属を含有する廃水は、数多くの工業的プロセス
において生じる。例えば、溶存鉄を含む酸鉱業排水は、
採鉱作業の結果として生じる。溶存金属を含む廃水の既
知の処理法は、廃水を水酸化ナトリウムのようなアルカ
リ性物質と接触させることから成っている。水酸化物化
合物が溶存金属を対応する金属水酸化物化合物として沈
澱させるのである。この反応の一例は、 Fe2（SO4）３＋3Ca（OH）２→2Fe（OH）２＋3CaSO4 である。
前記のように、硫酸第二鉄［Fe2（SO4）２］は廃水中
で３価の鉄イオン（Fe3+）とスルフェートイオン（SO4
2-）を形成する。水酸化第二鉄［Fe（OH）３］は通常は
不溶性であり、沈澱を形成する。金属水酸化物沈澱は、
シックナーのような沈降装置によって水から分離され
る。この沈降装置は、溶存物質を含むスラッジと、比較
的固形物と溶存金属が少ない排出水とを生じるのであ
る。
この方法を用いる既知法、特にコステンバーダー（Ko
stenbader）の方法（米国特許第3,738,932号明細書）
は、沈澱したスラッジ物質を部分的に再循環することに
よってこの方法の改良を試みた。第１図について説明す
れば、コステンバーダーの方法の段階流れ図が示されて
いる。溶存金属を含む廃水流１を沈澱反応槽２中でヒド
ロキシル（OH-）を含む再循環粒子と接触させて、再循
環粒子の表面に金属水酸化物を沈澱させる。処理された
廃水流３は、水排出流５とスラッジ流６とを生じる分離
装置４に送られる。水排出流５は、溶存金属と分離した
金属水酸化物とのいずれもが比較的少ない。
スラッジ流６の一部を廃スラッジ８として排出し、一
部は再循環スラッジ流７として再循環して、沈澱反応槽
２用の再循環粒子を提供する。再循環スラッジ流７を、
アルカリ性試薬10と共に吸着反応槽９に送り、そこでア
ルカリ性試薬10はヒドロキシルイオン（OH-）を形成し
て、再循環スラッジ流７中の再循環粒子の表面に吸着す
るのである。吸着したヒドロキシル基（OH-）を有する
再循環粒子を含む吸着反応槽９からの流れ11を、次に沈
澱反応槽２に送るのである。任意の特定の再循環流が金
属水酸化物沈澱粒子として出発し、これは次にヒドロキ
シル（OH-）イオン、次いで連続的に再循環を行うとき
に粒子表面に加えられる金属水酸化物沈澱の積層によっ
て連続的に成長することを理解すべきである。
典型的には、分離装置４はシックナーである。本質的
には、シックナーは大容積を提供して、そこで、水より
も密度が高い金属水酸化物沈澱が重力によってシックナ
ーの底部へと沈降し、シックナーの上部には比較的透明
で固形物を含まない水のゾーンが残るのである。金属水
酸化物沈澱の沈降速度は、水の密度に対する沈澱の密
度、沈澱粒子の大きさおよびシックナーの表面積のよう
な多重因子によって変化する。シックナーの要する表面
積は分離される沈澱粒子の種類および量によって変化す
ることを理解すべきである。例えば、沈降する沈澱粒子
の量の増加には、シックナーの表面積の増加が必要であ
る。
コステンバーター（Kostenbader）の特許明細書は、
好ましくは20〜30ポンドの沈澱を含むスラッジ流を廃水
供給流中の溶存金属１ポンド毎に再循環させることを教
示している（第５欄、49〜52行目；第３欄、37〜40行
目）。コステンバーダーの特許明細書に記載の方法の主
要な利益は、他の非再循環法が固形分１または２重量％
でしかないスラッジを生じるのとは対照的に15〜50重量
％の固形分を含む高密度スラッジを生成することである
（第１欄、42〜44行目）。
コステンバーダーの特許明細書に記載されている再循
環法では沈澱を行う溶存固形物それぞれ１ポンド当たり
多量の再循環固形物を用いるので、この方法は、大表面
積を有するシックナー（この用途に最も普通に用いられ
る分離装置）を必要とする。そのため、廃水供給流が高
濃度の溶存金属を有するときには、再循環固形物の量を
増加しなければならないので、シックナーの表面積を増
加しなければならない。したがって、コステンバーダー
の方法では、廃水供給流が高濃度の溶存金属を有すると
きには、多数のシックナーまたは非現実的な大きさのシ
ックナーを必要とすることがある。それ故、コステンバ
ーダーの方法は、高濃度の溶存金属を有する廃水流から
溶存金属を除去するには一般的に効力がないかまたは現
実的でない。
実施例１ スチールパイプ清掃作業から得られ、二価鉄（Fe2+）
42グラム／リットル（0.53ポンド／ガロン）および3.5
重量％の遊離硫酸を含む酸洗い廃液を、コステンバーダ
ーの特許明細書の教示（第１図を参照）にしたがって水
酸化ナトリウムを沈澱剤として用い、吸着反応槽の下流
のシックナーからスラッジを再循環させて処理した。空
気を沈澱反応槽に注入して、二価の鉄イオン（Fe2+）を
三価（Fe3+）の型に酸化した。沈澱反応槽の酸化電位を
白金電極で観察して、＋200mVに維持して、二価の鉄イ
オンが完全に酸化されるようにした。廃水供給流中の溶
存金属に対する再循環される沈澱固形物の比率は、25/1
であった。最初は、この方法は、十分な固形物が展開さ
れて、再循環比率が25/1になるまで、スラッジを完全に
再循環することから開始した。その後、適量のスラッジ
を再循環させて、25/1の固形物再循環比率を達成し、残
りのスラッジを廃棄した。
40時間作業を行った後、沈澱は沈降して固形分が29.5
重量％のスラッジを形成した。このスラッジを真空フィ
ルター上で濾過したところ、フィルターケーキは48重量
％の固形物を含んでいた。石灰スラリー（すなわち、水
酸化カルシウム）ではなく水酸化ナトリウムを沈澱剤と
して用いたので、沈澱は酸化鉄のみを含んでいた。この
状況において水酸化カルシウムを沈澱剤として用いる
と、硫酸カルシウムが沈澱し、シックナーによって除去
しなければならない固形分が増加する。
毎分200ガロンの供給流の流速に基づいて設計され、
前記の構成を有するフルスケールプラントでは、96.4ト
ン／日の沈澱を生成することになる。沈澱固形物対廃水
供給流中の溶存固形物の再循環比率が25/1では、これ
は、シックナー中で分離しなければならない固形物の総
量は2506トン／日に対応する。典型的には、シックナー
の大きさは１日当たり沈降する固形物１トン当たり30平
方フィートに基づいて計算される。更に、シックナーの
面積は33％だけ増加させて、不測の事態を補償するよう
になっている。したがって、2506トン／日の固形物を扱
うには、面積が約100,000平方フィートのシックナーが
必要である。この面積は、直径が356フィートの１基の
シックナー、直径がそれぞれ252フィートの２基のシッ
クナー、または直径がそれぞれ206フィートの３基のシ
ックナーに対応する。
本発明は、分離段階における固形物荷重（loading）
を最少限にすることにより且つ比較的小さな再循環粒子
の沈澱上に金属水酸化物の沈澱の蓄積を強調することに
より、廃水からの溶存金属の分離に関する問題点に対処
する。前記のように、廃水を水酸化カルシウムまたはナ
トリウムのようなアルカリ性試薬で処理して、溶存金属
を含む廃水から溶存金属を沈澱させることは、当該技術
分野において一般に行われていることである。次に、生
成する混合物を分離して、スラッジと水排水とし、スラ
ッジの一部をアルカリ性試薬で処理した後、沈澱段階へ
再循環させることができる。
本発明の一つの態様では、溶存金属を含む廃水を再循
環粒子で処理し、再循環粒子の表面に溶存金属を沈澱さ
せる。新たに沈澱した金属水酸化物をその表面に付着し
た再循環粒子を含む処理済み廃水流の一部を更にアルカ
リ性試薬で処理して、ヒドロキシルイオンを有する再循
環流の表面を活性化し、再循環粒子を再度再循環させ
て、新たな廃水を処理するのである。再循環粒子表面に
付着した沈澱金属水酸化物を含む処理済み廃水の残りの
部分を再循環粒子と溶存金属を余り含まない水成分と、
再循環粒子と水とを含むスラッジ成分とに分離する。次
に、スラッジ成分の一部をアルカリ性試薬で処理して、
新たな廃水を処理するのに用いることができる再循環粒
子を更に再循環させることができる。
本発明のもう一つの態様は、金属水酸化物沈澱の比較
的微細な粒子をそれがスラッジ分離段階に供給される前
にアルカリ性試薬で優先的に処理することから成る方法
から成っている。処理済みの微細な粒子を、次に沈澱段
階に再循環する。好ましい態様では、ハイドロサイクロ
ンまたは他の分類段階を沈澱段階とスラッジ分離段階と
の間に間挿し、金属水酸化物沈澱を含む廃水をハイドロ
サイクロンまたは他の分離装置を通過させる。分類段階
では、比較的小さな沈澱粒子を優先的に含む比較的に水
に富む流れがオーバーフローとして排出され、比較的大
きな沈澱粒子を優先的に含むスラッジが底流として排出
される。小さめの粒子を含む画分を処理して沈澱段階へ
戻すときには、粒子は全段階の効率並びにスラッジの密
度を増加する。
沈澱の比較的小さな粒子は、本発明の固形物分類段階
からのオーバーフローおよび底流のいずれにも通常は含
まれる。これらの流れの両方の幾分かを処理して、沈澱
段階に再循環させることができる。スラッジ分類段階か
らのスラッジの再循環も行うことができる。全体的な目
的は、沈澱段階におけるスラッジの比較的微細な粒子と
スラッジ成分の比率を増加させることである。
本発明の方法のメカニズムは、完全に解明されまたは
明らかになってはいない。しかしながら、このメカニズ
ムは、粒子の大きさ、表面効果、吸着力およびイオン反
応の相互作用を伴うものと思われる。したがって、沈澱
の粒子を沈澱段階に再循環させることにより、新たな沈
澱が形成することができる表面積を提供するのである。
大きめの粒子より優先的に比較的小さめの粒子再循環さ
せることにより、表面積の量を最大にする。更に、再循
環粒子をアルカリ性沈澱剤と混合することにより、再循
環粒子は周囲の媒質に含まれるヒドロキシル基に成核部
位として働くものと思われる。これらの成核部位は他の
ヒドロキシル基を引付けまたは吸着し、ヒドロキシル基
は次に媒質中の金属イオンと反応する。
次に、全般的な効果は、沈澱の小さな粒子を連続的に
生成し、再循環させ、これらの粒子に更に沈澱を蓄積さ
せることである。粒子が十分に大きくなると、それらを
再循環系から分離段階へ取り出して、その水性キャリヤ
ーから分離する。分離段階は比較的大きな粒子を選択的
に取り扱っているので、この工率は、それによって増進
される。このメカニズムを、第２図により説明する。
第２図の段階１は、再循環粒子の表面からの楔型部分
であって、表面が暴露された位置に鉄（Fe）基およびヒ
ドロキシル（OH-）イオンを含むものを示している。遊
離のヒドロキシルイオン（OH-）は、吸着反応におい
て、再循環粒子の表面に吸着する。第２図の段階２は、
溶解した鉄イオン（Fe3+）と反応して、水酸化鉄（FeOH
2）を再循環粒子表面に沈澱する、吸着したヒドロキシ
ル基を有する再循環粒子表面を示す。
このメカニズムは、常時、再循環粒子が再循環され、
粒子の大きさは、再循環粒子の表面に更に金属水酸化物
沈澱を加えるので大きくなることを示している。また、
大きな粒子は、シックナー中で一層効率的に且つ速やか
に沈降して一層密度の高いスラッジを形成する。
前記のように、このメカニズムの性質は、完全には理
解されていない。沈澱の一層細かな粒子を選択的に再循
環させ、大きめの粒子を除くことが好ましいものと思わ
れる。小さめの粒子は、等重量の大きめの粒子が提供す
るよりも一層大きな表面積であって、溶存金属と反応す
る吸着したヒドロキシル基を有するものを提供するの
で、少なくとも部分的には溶存重金属を沈澱するのに一
層効果的であるものと思われる。同時に、大きめの粒子
は、その性状により、一層効率的に分離することができ
且つ小さめの粒子よりも容易に脱水することができるの
で、廃水流出液から大きめの粒子を容易に分離すること
ができる。
第１図は、従来の廃水処理設備の流れ図である。
第２図は、再循環粒子表面で起こる吸着および沈澱反
応の略図である。
第３図は、再循環シックナーバイパス流を有する本発
明の一つの態様の流れ図である。
第４図は、ハイドロサイクロンを有する本発明の一つ
の態様の流れ図である。
第３図について説明すれば、沈降段階の前に吸着反応
槽に直接流出する沈澱反応槽の部分再循環を有する段階
の流れ図を表わしている。この配置の主なる利点は、沈
澱固形物の一部は沈降段階を通ることはないことであ
る。したがって沈降段階に用いる装置、典型的にはシッ
クナーは、これらの固形物を収容するように設計する必
要がなく、同じ大きさの沈降装置を用いて一層高い溶存
金属濃度を有する廃水流に用いることができ、再循環固
形物対溶存金属の効果的な比率を保持したままにするこ
とができる。
第３図では、溶存金属を含む廃水流20を沈澱反応槽20
に送り込み、そこで溶存金属が再循環固形物の粒子と反
応し、粒子の表面に沈澱する。沈澱反応槽21からの流れ
22を、次にシックナー23に送るが、この流れ22の一部
は、シックナーバイパス流31として再循環される。
シックナー23は、水排出流24とスラッジ流25とを生じ
る。水排出流24は、溶存金属および沈澱をほとんど含ん
でいない。スラッジ流25は水および実質的に総ての沈澱
を含んでいる。スラッジ流25の一部を再循環スラッジ流
26として再循環させ、スラッジ流の残りの部分を廃スラ
ッジ流27として排出する。
再循環スラッジ流26およびシックナーバイパス流31
を、吸着反応槽28でアルカリ性試薬29と混合する。アル
カリ性試薬29は、水酸化カルシウム［Ca（OH）２］また
は水酸化ナトリウム（NaOH）のような水酸化物化合物を
含んでいる。水酸化物化合物は再循環スラッジ流26とシ
ックナーバイパス流の水に溶解し、ヒドロキシルイオン
（OH-）を形成して、これが金属水酸化物沈澱粒子の表
面に吸着して再循環固形物粒子を形成する。追加の水を
吸着反応28に加えて水酸化物化合物が溶解してヒドロキ
シルイオンを形成するようにするのを助けることができ
る。吸着反応槽28からの流出液流30を沈澱反応槽21に送
り、廃水流20中の溶存金属を沈澱させるための再循環固
形物粒子を提供する。
沈澱反応槽21に送られる再循環固形物の量は、再循環
スラッジ流26およびシックナーバイパス流31の量を変化
させることによって調整することができる。再循環スラ
ッジ流26およびシックナーバイパス流31の流速を調整し
て、両流の再循環固形物の組み合わせた量を廃水供給液
中の溶存金属１ポンド当たり再循環固形物約10ポンドの
比率から廃水供給液中の溶存金属１ポンド当たり再循環
固形物100ポンドの比率まで変化させることができる。
廃水供給液中の溶存金属１ポンド当たり再循環固形物約
20〜30ポンドの比率を用いるのが好ましい。
任意の特定の廃水流についての廃水供給液流中の溶存
金属に対する再循環固形物粒子の再循環比率は、この流
れの特性によって変化し、最適のシックナー分離が達成
されるまで特定の用途における再循環比率を調節するこ
とによって決定することができる。同様に、シックナー
バイパス流31からの再循環固形物の量対再循環流26から
の量を変化させて、最適のシックナー分離を達成するこ
とができる。例えば、総ての再循環固形物がシックナー
バイパス流31から生じ、この場合に再循環スラッジ流26
がゼロとすることができる。シックナーバイパス流31か
らの再循環固形物の量を最大にして、再循環スラッジ流
26からの再循環固形物を最少にすると、シックナー中の
固形物荷重が最少限になるので、好ましい。
実施例２ 実施例１において処理した同じ廃液を第３図の段階で
処理し、シックナーバイパス流31を沈澱反応槽流出流22
から直接に取り出して、吸着反応槽28に供給した。空気
を沈澱反応槽21に注入して、二価のイオン（Fe2+）を三
価の形態（Fe3+）に酸化した。廃水供給液流20中の溶存
金属に対する再循環固形物の比率は、25:1であった。ス
ラッジ流25は廃スラッジ流27として完全に廃棄し、再循
環スラッジ流26はなかった。したがって、再循環固形物
は全てシックナーバイパス流31に由来した。56時間の操
作の後に、沈澱は沈降して28.9重量％の固形物を含むス
ラッジを形成した。このスラッジを真空フィルターで濾
過したところ、形成したケーキは47重量％の固形物を含
んでいた。
実施例１に用いたのと同じシックナーの大きさを計算
するための基本を用いて、第３図の方法に必要なシック
ナーの大きさをコステンバーダー法により必要とされる
シックナーの大きさと比較することができる。この比較
を、第１表に示す。 第１表 実施例１ 実施例２ 廃水中の溶存金属（トン／日） 96 96 再循環固形物（トン／日） 2,410 ０ シックナーへの総固形物 供給量（トン／日） 2,506 96 シックナーの面積（フィート２） 99,989 3,846 シックナーの直径（フィート） 356 70 第１表から、再循環シックナーバイパス流を用いてシ
ックナーの固形物荷重を減少させることによって、シッ
クナーの大きさは著しく減少し、それに伴いシックナー
のコストおよび操業経費も減少することが判る。
実施例３ もう一つの実験では、二価の鉄（Fe2+）10グラム／リ
ットル（0.083ポンド／ガロン）と遊離の硫酸８グラム
／リットルを含む廃液を、第３図の段階を用いて処理し
た。再循環固形物対廃水供給液流の溶存金属の比率は30
/1であった。実施例２と同様に、総ての再循環固形物は
シックナーバイパス流に由来し、再循環スラッジ流はゼ
ロであった。48時間の操作の後、沈澱固形物は沈降し
て、19.5重量％の固形物を含むスラッジを形成した。こ
のスラッジを真空フィルターで濾過したところ、形成し
たフィルターケーキは35重量％の固形物を含んでいた。
実施例１に用いたのと同じ基本を用いて、実施例３の
排水流を処理するためのシックナーの大きさを、実施例
１のコステンバーダー法にしたがって同じ排水流を処理
するのに要するシックナーと比較した。この比較を、第
２表に示す。 第２表 実施例１ 実施例２ 廃水中の溶存金属（トン／日） 12 12 再循環固形物（トン／日） 361 361 シックナーへの総固形物 供給量（トン／日） 373 12 シックナーの面積（フィート２） 14,883 479 シックナーの直径（フィート） 69 12 比較的微細な固形物粒子を選択的に再循環することに
より、再循環される固形物１ポンド当たり活性な沈澱剤
の表面積が大きくなるという利点がある。これにより、
比較的大きな粒子がシックナーに送られるので、一層小
型のシックナーを用いることができ、大きな粒子は微細
粒子よりも効率的に沈降するので、一層小型のシックナ
ーを用いることができる。大きな粒子はシックナー中で
より効率的に沈降するので、シックナーからの水排出流
の固形物含量は少ない。
第４図について説明すると、溶存金属を含む廃水流40
が沈澱反応槽41に送り込まれて、そこで溶存金属が再循
環固形物の粒子と反応し、粒子の表面に沈澱する。沈澱
反応槽41からの流出液流42を次にハイドロサイクロン43
または同様な装置に送る。ハイドロサイクロン43は、流
れを比較的低濃度の粒子を有する水の多いオーバーフロ
ー流44と、比較的低濃度の水と高濃度の大きな粒子を有
する固形物の多い廃スラッジ流45とに分離する。ハイド
ロサイクロンは、粒子の大きさによって固形物を分類す
ることを理解すべきである。廃スラッジ流45は、フィル
ターのような従来の手法を用いて更に脱水して、廃棄さ
れる固形分と、廃棄するかまたは更に処理しても良い水
流とを生成することができる。
オーバーフロー流44はクラリファイアー46に入る。ク
ラリファイアー46はオーバーフロー流44中の粒子を重力
によって沈降させ、廃棄される水流出液47と再循環され
る再循環スラッジ流48とを生じる。
再循環スラッジ流48はアルカリ性試薬50と共に吸着反
応槽50に送られて、水と吸着したヒドロキシル基を含む
再循環固形分粒子とのスラッジ流51を形成する。スラッ
ジ流51は、沈澱反応槽40に送られる。
ハイドロサイクロンオーバーフロー流44の幾分かは、
再循環流53として吸着反応槽44に再循環してもよい。こ
れにより、最終的には廃棄される水流出液流47から固形
分粒子を取り除くのに必要なクラリファイアー46または
他の分離装置の大きさが減少する。この配置において、
クラリファイアー46によって生じるスラッジを再循環ス
ラッジ流48として再循環させ、または廃スラッジ54とし
て廃棄し、または部分的に再循環し且つ部分的に廃棄す
ることもできる。
ハイドロサイクロンは、所定の有効サイズで固形分粒
子を分離するように設計され、操作される任意の市販の
型でよい。例えば、粒子を分離するのに最も効果的な大
きさが５ミクロンであるとすると、これにより、主とし
て５ミクロン未満の粒子を含むオーバーフロー流44と、
主として５ミクロンを上回る粒子を含む底流45とを生じ
る。
実験室規模で行った実験で、処理した廃水流を分離す
るための有効性を示した。実験室ハイドロサイクロン
は、次のような特徴を有していた。
大きさ 0.5インチ、 入り口圧 54psi スラリー処理量 1.4g/分 先端直径 0.125インチ 渦巻ファインダー 0.125インチ 供給入り口面積 0.012平方インチ 実験室ハイドロサイクロンで３回行った実験の結果
を、第３表に示す。
下記の結果は、実験番号３のオーバーフローおよび底
流における固形物の粒子サイズ分析から得た。
これらの結果は、比較的微細な粒子はオーバーフロー
に濃縮され、比較的大きな粒子は底流に濃縮されること
を示している。例えば、オーバーフロー粒子の89.7容積
％は５ミクロンより小さく、底流の63.3容積％のみが５
ミクロンより小さかった。同様に、オーバーフロー粒子
の3.9容積％のみが、８ミクロンより大きく、底流粒子
の17.3容積％が８ミクロンより大きかった。
クラリファイアー46は、水から再循環固形物粒子を分
離するための他の従来の手法に置き換えることができ
る。例えば、クラリファイアーの代わりにハイドロサイ
クロンを用いて、固形物粒子が実質的に含まれないオー
バーフロー水流出液流と、水と再循環固形物粒子とから
成る底流の再循環スラリー流を生成することができる。
第４図に示される方法を最初に開始すると、大きな粒
子は通常は現れない。したがって、大きな粒子が現れて
廃スラッジを形成するまで総ての粒子を再循環させる。
これは、弁56をとじて、弁55を開くことによって、始動
再循環スラッジ流52として廃スラッジ流45を総て再循環
することによって行うことができる。一旦、始動再循環
スラッジ流52中の粒子が有効な大きさに達したならば、
この再循環を弁55を閉じて弁56を開くことによって停止
し、流を廃スラッジとして排出する。例えば、一旦、再
循環固形物粒子が約５ミクロンの大きさに達したなら
ば、再循環を停止することができる。
前記の方法および装置で本発明を説明しているが、他
の変更を本発明の範囲から離反することなく行うことが
できる。前記の詳細な説明および実施例は説明のための
ものであり、制限的な意味ではないと解釈されるべきで
あることが理解される。
フロントページの続き (72)発明者 クスト，ロジャー エヌ. アメリカ合衆国テキサス州、スプリン グ、クレセント、ウッド、レーン、8408 (72)発明者 サベージ，イー．スチュアート アメリカ合衆国ペンシルバニア州、ウェ 勤クスフォード、エメット、ロード、 240 (56)参考文献 特開 昭58−40192（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−21040（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/62

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】廃水から溶存金属を除去する方法であっ
    て、 （ａ） アルカリ性表面活性を有する有効量の粒子で廃
    水を処理して、粒子の表面に溶存金属を沈澱させ、 （ｂ） 段階（ａ）からの処理済み廃水の第一の部分を
    有効量のアルカリ性試薬で処理して、段階（ａ）からの
    処理済み廃水の一部に更なるアルカリ性表面活性を付与
    し、 （ｃ） 有効量のアルカリ性表面活性粒子を含む段階
    （ｂ）からのアルカリ処理した廃水の前記第一の部分
    を、段階（ａ）に再循環させ、 （ｄ） 段階（ｂ）で用いなかった段階（ａ）からの処
    理済みの廃水の第二の部分を分離して、粒子を実質的に
    含まない水成分と、粒子と水とから成るスラッジ成分と
    する、段階から成る方法。
  2. 【請求項２】段階（ａ）の粒子が更にヒドロキシル基と
    溶存金属の沈澱した水酸化物化合物とを含み、段階
    （ｄ）の分離が濃縮段階を含む、請求の範囲第１項に記
    載の方法。
  3. 【請求項３】更に、 （ｅ） 段階（ｄ）からのスラッジ成分の一部を有効量
    のアルカリ性試薬で処理して、粒子にアルカリ性表面活
    性を付与し、 （ｆ） アルカリ性表面活性粒子を含む段階（ｅ）から
    の処理済みのスラッジ成分の部分を段階（ａ）に再循環
    させる、段階を含んで成る請求の範囲第１項または第２
    項に記載の方法。
  4. 【請求項４】段階（ｂ）および（ｅ）のアルカリ性試薬
    が水に溶解してヒドロキシルイオンを形成する水酸化物
    化合物をも含む請求の範囲第３項に記載の方法。
  5. 【請求項５】両段階（ｂ）および（ｅ）において形成し
    た粒子対廃水中の溶存金属の重量比が約5:1〜100:1であ
    る、請求の範囲第３項に記載の方法。
  6. 【請求項６】廃水から溶存金属を除去する方法であっ
    て、 （a1） アルカリ性表面活性を有する有効量の粒子で廃
    水を処理して、粒子の表面に溶存金属を沈澱させ、 （b1） 処理済み廃水流を水が多い成分と固形物が多い
    成分とであって、水が多い成分は固形物が多い成分の粒
    子の平均粒子サイズよりも小さな平均粒子サイズの再循
    環粒子を有するものとに分離し、 （c1） 段階（b1）の水の多い成分をスラッジ成分と実
    質的に固形物を含まない水成分とに分離し、 （d1） スラッジ成分を有効量のアルカリ性試薬で処理
    して、段階（a1）で用いるアルカリ性表面活性を有する
    粒子を形成させ、 （e1） 段階（d1）のアルカリ処理したスラッジ成分
    を、段階（a1）に再循環させる、段階から成る方法。
  7. 【請求項７】段階（a1）の粒子が、ヒドロキシルイオン
    と溶存金属の沈澱水酸化物化合物をも含む、請求の範囲
    第６項に記載の方法。
  8. 【請求項８】段階（d1）のアルカリ性試薬が、水に溶解
    してヒドロキシルイオンを形成する水酸化物化合物をも
    含む、請求の範囲第６項に記載の方法。
  9. 【請求項９】段階（b1）の水の多い成分の一部をアルカ
    リ性試薬の有効量で処理して、段階（a1）で用いられる
    アルカリ性表面活性を有する粒子を形成させる段階をも
    含む、請求の範囲第６項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】段階（b1）をハイドロサイクロンで行
    う、請求の範囲第６項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】段階（b1）の固形物が多い成分を実質的
    に脱水する段階をも含む、請求の範囲第６項に記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】廃水から溶存金属を除去する方法であっ
    て、 （a2） 有効量の再循環粒子で廃水を処理して、再循環
    粒子の表面に溶存金属を沈澱させ、 （b2） 処理済み廃水流を水が多い成分と固形物が多い
    成分とに分離して、水が多い成分は固形物が多い成分の
    粒子の平均粒子サイズよりも小さな平均粒子サイズの再
    循環粒子を有するようにして、 （c2） 段階（b2）の水の多い成分をスラッジ成分と実
    質的に固形物を含まない水成分とに分離し、 （d2） 段階（c2）の再循環スラッジ成分の一部を有効
    量のアルカリ性試薬で処理して、段階（a2）で用いる再
    循環粒子を形成させ、段階（c2）の再循環スラッジ成分
    の一部を廃棄する、 段階から成る方法。
  13. 【請求項１３】スラッジ成分の少なくとも一部を段階
    （a2）に再循環させることをも含む、請求の範囲第12項
    に記載の方法。
  14. 【請求項１４】不溶性水酸化物を形成する溶存金属を含
    む廃水からこの溶存金属を除去する方法であって、 （a4） 廃水の流れを十分な量およびアルカリ度のアル
    カリ水で処理して、溶存金属を不溶性の金属水酸化物粒
    子として沈澱させ、 （b4） 処理済み流れの第一の部分であって、有効量
    の、比較的小さな粒子サイズの前記金属水酸化物粒子を
    含んで成る部分を、該金属水酸化物粒子の表面上に前記
    溶存金属を沈殿させる処理段階に再循環させ、 （c4） 処理済み流れの、比較的大きなサイズの前記金
    属水酸化物粒子を含んで成る第二の部分を不溶性の金属
    水酸化物を含んで成る第一の画分と清浄化した廃水を含
    んで成る第二の画分とに分離する、 段階から成る方法。
  15. 【請求項１５】第二の画分の一部を前記処理段階に再循
    環させる段階をも含む、請求の範囲第14項に記載の方
    法。
  16. 【請求項１６】比較的小さな粒子サイズの前記の金属水
    酸化物粒子を優先的に濃縮して、前記の第一の部分と
    し、比較的大きな粒子サイズの前記の粒子を前記第二の
    部分に濃縮する段階をも含む、請求の範囲第14項に記載
    の方法。
  17. 【請求項１７】優先的な分離段階が廃水の処理済み流を
    ハイドロクローニングすることから成る、請求の範囲第
    16項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記の再循環した第一の部分を、前記の
    処理段階の前に、前記のアルカリ水と混合する段階をも
    含む、請求の範囲第14項に記載の方法。
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