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よりおわくや
6 years ago
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1 第 50 回日本化学工業協会技術賞環境技術賞受賞講演 2018 年 7 月 26 日排水用重金属処理剤 TX-55 の開発東ソー株式会社有機材料研究所環境化学 G 1

東ソーの概要設立 1935 年 2 月 11 日資本金 552 億円売上高 (2018 年 3 月 ) [ 連結 ] 8,229

四日市事業所 ( 三重県四日市市 ) セクター事業部代表製品石油化学オレフィンエチレンプロピレン BTX キュメンポリマー PE

(TDI MDI HDI) 機能性ウレタンセメントセメント有機化成品臭素エチレンアミンウレタン触媒重金属処理剤有機 EL 材

2 東ソーの概要設立 1935 年 2 月 11 日資本金 552 億円売上高 (2018 年 3 月 ) [ 連結 ] 8,229 億円従業員 (2018 年 3 月 ) [ 連結 ] 12,595 人本社 ( 東京都港区 ) 南陽事業所 ( 山口県周南市 ) 四日市事業所 ( 三重県四日市市 ) セクター事業部代表製品石油化学オレフィンエチレンプロピレン BTX キュメンポリマー PE EVA 合成ゴムペースト塩ビ PPS 石油樹脂化学品苛性ソーダ塩素塩ビモノマー重曹クロルアルカリウレタンイソシアネート (TDI MDI HDI) 機能性ウレタンセメントセメント有機化成品臭素エチレンアミンウレタン触媒重金属処理剤有機 EL 材機能商品バイオサイエンス充填剤液クロ装置診断薬医療診断システム高機能材料ゼオライトジルコニア二酸化マンガン石英ターゲット材 2

3 東ソーの研究体制 [ 神奈川県 ] ウレタン研究所ウレタン関連製品 LS 研究所 AM 研究所バイオ医薬関連先端機能材料 ( 有機材料研究所 = 東研駐在 ) [ 三重県 ] 高分子研究所 FP 研究所高分子系材料光学石化製品有機材料研究所 [ 山口県周南市 ] 有機系機能材料無機材料研究所無機系機能材料 3

4 有機材料研究所アミン誘導体 G エチレンアミン類ウレタン発泡触媒環境エネルギー分野環境化学 G 重金属処理剤アルデヒド捕捉剤ファインケミカル G 導電性材料臭素誘導体情報電子分野有機 EL 材料 G 正孔輸送材電子輸送材 4

東ソーの重金属処理剤 (TS-300) 飛灰と混練し重金属を不溶化 ( 汚染防止 ) Pb 溶出量 [mg/l] M 重金属ゴミ焼却飛灰未処理 TS-300 M 管理型埋立場重金属溶出 40 20 0.

5 東ソーの重金属処理剤 (TS-300) 飛灰と混練し重金属を不溶化 ( 汚染防止 ) Pb 溶出量 [mg/l] M 重金属ゴミ焼却飛灰未処理 TS-300 M 管理型埋立場重金属溶出 ( ) 未処理 Pb 基準値 M M M 環境汚染 Pb 溶出量 [mg/l] 40 処理 M 不溶性錯体溶出なし〇 20 <0.01( 〇 ) 混練管理型埋立場 TS-300 処理 Pb 基準値汚染なし 5

6 本日の発表背景 TX-55 開発の背景開発 TX-55 の設計開発評価 TX-55 の有効性実証 6

7 本日の発表背景 TX-55 開発の背景開発 TX-55 の設計開発評価 TX-55 の有効性実証 7

8 重金属の排水規制近年重金属 (Zn,Cd,Hg) の排水規制が厳格化 Zn 排水基準強化 5 2mg/L 適用業種拡大適用業種拡大全業種適用 Cd 排水基準強化 mg/L 適用業種拡大全業種適用 Hg 水俣条約施行 Hg 管理厳格化 mg/L * 水俣条約 : 水銀及び水銀化合物の人為的排出から人及び環境を保護する条約 8

9 重金属排水の処理方法重金属処理剤と凝集剤を添加し重金属を不溶化除去重金属処理剤無機凝集剤高分子凝集剤濾過上澄み汚泥放流重金属無し重金属排水重金属と不溶性錯体形成管理型埋立 9

10 従来の重金属処理剤排水用はポリアミン系が主流薬剤構造ポリアミン系 ( 排水用従来剤 ) TS-300 ( 飛灰用トップ剤 ) 1. 重金属処理性能飛灰 ( 不溶化 ) 排水 ( 不溶化 + 除去 ) 中 ( ) 良 ( ) 中 ( ) 悪 ( ) 2. 安全性 (H 2 S 発生 ) 悪 ( ) 良 ( ) 3. 化審法未登録成分含有 ( ) 不含 ( ) 10

11 従来剤の課題 ( 重金属処理性能 ) ポリアミン系 = 新基準対応不可 Hg 処理性能 [mg/l] Zn 処理性能 [mg/l] 0.1 原水 10 原水不合格不合格 Hg 0.01 Zn 濃度ポリアミン系旧基準濃度 5 ポリアミン系旧基準水俣条約対応 2 新基準処理剤添加量 [mg/ 排水 L] 処理剤添加量 [mg/l] 11

12 従来剤の課題 ( 安全性 ) ポリアミン系 = 安全性不十分 (H 2 S 発生 ) 安全性 (H 2 S 発生 ) ポリアミン系 H 2 S 発生 H 2 S 発生猛毒性悪臭 [ppm] 10 H 2 S 発生量 5 危険 8( ) 重金属排水腐食性 0 ポリアミン系目標濃度 (0.02ppm) 1 級アミンに分解 (H 2 S 発生 ) 分解分解 12

13 TS-300 の特徴重金属処理性能安全性 (H 2 S 発生 ) [mg/l] Zn 濃度 TS-300= 低重金属処理能だが安全性良好原水不合格 TS 処理剤添加量 [mg/l] 旧基準新基準 H 2 S 発生量 [ppm] 環状 2 級アミンには分解せず安定安全 <0.01( 〇 ) TS-300 安定目標濃度 (0.02ppm) 13

14 開発目標性能と安全性を両立する薬剤の開発薬剤ポリアミン系 ( 排水用従来剤 ) TS-300 ( 飛灰用トップ剤 ) TX-55 ( 開発目標 ) 1. 重金属処理性能 ( 新基準対応 ) 不可 ( ) 不可 ( ) 可 ( ) 2. 安全性 (H 2 S 発生 ) 悪 ( ) 良 ( ) 良 ( ) 重金属処理性能 [mg/l] 原水 10 安全性 (H 2 S 発生 ) [ppm] 10 Zn 濃度 TS-300 目標 TX 処理剤添加量 [mg/l] 新基準両立 H 2 S 発生量 5 0 安全 <0.01( 〇 ) TX-55 14

15 本日の発表背景 TX-55 開発の背景開発 TX-55 の設計開発評価 TX-55 の有効性実証 15

16 TX-55 の開発 ( アプローチ方法 ) フロックサイズに着目薬剤添加量 [g/m 3 ] TS フロック形成剤 a 凝集剤 PAC=1000g/m 3 高分子 =2g/m 3 中和 (ph7) 濾過 (7μm) 排水 Zn=10mg/L フロック体凝集体放流水フロックサイズ測定 Zn 濃度測定 ( 光回折散乱法 ) (ICP-AES 法 ) 18

17 TX-55 の開発 ( フロック増大効果 ) TX-55= 巨大フロックを形成 20

18 TX-55 の開発 ( フロック増大効果 ) 沈降速度向上 ( 凝集性向上 ) を確認重金属処理剤凝集剤中和濾過排水フロック体凝集体放流水凝集性評価凝集性 ( 沈降速度 ) 静置前ホリアミン系 TS-300 TX-55 TX-55 (TS-300+ 特殊アミン ) - 悪 ( ) 悪 ( ) 良 ( 〇 ) 外観遅遅速静置時間 0hr 1hr 1hr 1hr 21

19 TX-55 の開発 ( 製品情報 ) 成分主成分 : TS-300+ ジチオカルバミン酸塩特殊アミン ph : 13~14 ( 全て化審法登録成分 ) 比重粘度 : 1.2~1.3 : <10mPa s TX-55 引火点 : なし Ames : 陰性 LD50 : >2000mg/kg 22

20 本日の発表背景 TX-55 開発の背景開発 TX-55 の設計開発評価 TX-55 の有効性実証 23

21 実証試験 :Zn 処理能 ( メッキ排水 ) 高い Zn 処理能と安全性を確認 1Zn 処理能 [mg/l] 原水 10 Zn 高処理能濃 5 度ポリアミン系 2 TX-55 0 新基準処理剤添加量 [mg/l] 不合格〇合格 2H 2 S 発生量 [ppm] 20 15( ) H 2 S 発 10 生量高安全性 <0.01( 〇 ) 0 ポリアミン系 TX-55 処理評価条件 : 排水 ph=9 処理剤 = 変化無機凝集剤 (PAC)=800mg/L 高分子凝集剤 ( 弱アニオン )=2mg/L H 2 S 発生量評価 : 処理剤 =100mg/L 排水量 =0.5L 空間容積 =3.5L 24

22 実証試験 :Hg 処理能 ( 焼却場洗煙排水 ) 高い Hg 処理能と安全性を確認 1Hg 処理能 2H 2 S 発生量 [mg/l] [ppm] 0.1 原水 10 高処理能 8( ) Hg 0.01 濃度ポリアミン系 TX-55 不合格水俣条約対応 H 2 S 発生量 5 高安全性〇合格 0 <0.01( 〇 ) ポリアミン系 TX-55 処理剤添加量 [mg/ 排水 L] 処理評価条件 : 排水 ph=7 処理剤 = 変化無機凝集剤 (PAC)=1000mg/L 高分子凝集剤 ( 弱アニオン )=2mg/L H 2 S 発生量評価 : 処理剤 =60mg/L 排水量 =0.5L 空間容積 =3.5L 25

23 実証試験 :Hg 処理能 ( 発電所脱硫排水 ) 長期運転で水俣条約対応可能を確認 1Hg 処理能 2Cd 処理能 [mg/l] [mg/l] 0.01 原水不合格 0.09 Hg 濃度 Cd 濃度 0.06 原水不合格水俣条約対応 0.03 新基準 TX-55 処理水試験期間 ( 月 ) 〇合格 0 TX-55 処理水試験期間 ( 月 ) 〇合格処理評価条件 : 排水 ph=7 TX-55=10mg/L 無機凝集剤 (PAC)=1500mg/L 高分子凝集剤 ( 弱アニオン )=2mg/L 26

24 TX-55 の用途あらゆる産業の排水基準に対応可能石炭火力発電所ごみ焼却場土壌洗浄 Hg Cd Pb Hg Cd Pb Hg Cd Pb 金属加工各種工場 Cd Pb Zn Ni Cu Hg Cd Pb Zn Ni 27

25 まとめ高処理能で安全性の高い排水処理剤 TX-55 を開発 TX-55 は幅広い用途で市場獲得中 29

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<4D F736F F F696E74202D C A834C838C815B83678DDC CC434F D4E C F88979 浸出水処理技術に関する研究 (C) C1 キレート剤由来の COD T-N 処理の研究平成 27 年 6 月 5 日 1 メンバー C1 分科会メンバー主査松本真建設技術研究所副主査西村隆司水 ing 副主査福井久智鹿島建設オフサーハ - 上田豊神鋼環境ソリューション喜田昌良フソウ西史郎日立造船堀部英郎水 ing 吉田友之エイト日本技術開発一瀬正秋日立造船