ヒ素中毒：イオン交換樹脂を用いた飲料水中のヒ素汚染の除去
ヒ素の化学的性質と危険性
ヒ素は半金属元素で、一般に三酸化ヒ素として知られ、毒性の強い物質です。2019年7月23日、ヒ素とその化合物は有毒で危険な水質汚染物質のリスト（第1弾）に追加されました。
地表水のヒ素含有量は比較的安全で、5 µg/L を超える地表水源はほとんどありません。ただし、地下水のヒ素濃度はより高いレベルに達する可能性があります。飲料水に地下水源を使用する水処理施設では、水から過剰なヒ素を除去するために適切な処理プロセスを採用する必要があります。「飲料水品質基準」(GB5749-2006) によると、飲料水のヒ素含有量は 0.01 mg/L 未満である必要があります。
地下水中のヒ素過剰の原因と危険性
天然の地下水と表層水の両方にヒ素が含まれている可能性がありますが、地下水は通常、表層水よりもヒ素濃度が高くなります。表層水のヒ素含有量は比較的安全で、5 µg/L を超える水源はほとんどありません。ただし、地下水にはそれよりはるかに高いレベルのヒ素が含まれる場合があります。飲料水源として地下水を使用する給水施設では、過剰なヒ素を除去するために適切な処理プロセスを採用する必要があります。「飲料水品質基準」(GB5749-2006) によると、飲料水のヒ素含有量は 0.01 mg/L 未満である必要があります。
水質基準と制限
| インジケータ | 制限値 |
|---|---|
| 微生物学的指標 | |
| 大腸菌群数
(MPN/100mL または CFU/100mL) | 検出されない |
| 耐熱性大腸菌
細菌（MPN/100mLまたは CFU/100mL) | 検出されない |
| 糞便性大腸菌
(MPN/100mL または CFU/100mL) | 検出されない |
| 総細菌数（CFU/mL） | 100 |
| 毒性指標 | |
| ヒ素（mg/L） | 0.01 |
| カドミウム（mg/L） | 0.005 |
| 六価クロム（mg/L） | 0.05 |
| 鉛（mg/L） | 0.01 |
| 水銀（mg/L） | 0.001 |
| セレン（mg/L） | 0.01 |
| シアン化物（mg/L） | 0.05 |
| フッ化物（mg/L） | 1.0 |
| 硝酸塩（窒素として、mg/L） | 10（地下水源の場合は20） |
| その他の化学指示薬 | |
| トリクロロメタン (mg/L) | 0.06 |
| テトラクロロメタン (mg/L) | 0.002 |
| クロラミン（Cl2として、mg/L） | 0.01 |
| クロロフェノール（Cl2として、mg/L） | 0.9 |
| 亜塩素酸塩（塩素を使用する場合）
消毒用二酸化炭素、mg/L) | 0.7 |
| 塩素酸塩（使用する場合
結合二酸化塩素 消毒、mg/L) | 0.7 |
表: 地下水の水質指標
地下水中のヒ素過剰の原因と危険性
産業情報源
工業生産は、特に非鉄金属の冶金および採鉱において、ヒ素汚染の大きな発生源です。ヒ素を含む鉱物、例えば硫砒鉄鉱、鶏冠石、黄黄、硫砒石は、他の非鉄金属鉱物と並んでよく見られます。自然放出および人間の活動、特に低品位鉱石の大規模な採掘および使用により、非鉄金属の採掘および製錬で大量のヒ素含有廃棄物および副産物が生成されます。これには、乾式冶金からのヒ素を含んだ粉塵および湿式冶金からの精製残留物が含まれます。さらに、硫酸製造、化学染料および農薬製造、木材加工、ガラスおよびセラミックス産業からの廃水には、高濃度のヒ素が含まれることがよくあります。
健康への影響
ヒ素は呼吸器、食物、皮膚接触を通じて人体に入り、肝臓、腎臓、骨、髪などの臓器や組織に蓄積します。消化器系や神経系にダメージを与える可能性があります。高ヒ素水を長期にわたって摂取すると、角化症や色素沈着などの皮膚疾患、ブラックフット病、神経障害、血管損傷、心臓病のリスク増加につながる可能性があります。中国の内モンゴル、新疆、台湾などの地域では、飲料水中のヒ素濃度が0.2～2.0 mg/Lと記録されており、0.05 mg/L未満の国家飲料水基準を大幅に上回っています。これが風土病的なヒ素中毒につながっています。飲料水からヒ素を除去することは、風土病的なヒ素中毒を予防および制御するための重要な対策です。
ヒ素除去方法
現在、国内外で報告されているヒ素除去方法には以下のものがあります。
- 生物学的方法
- 凝固法
- 降水量測定法
- 吸着法
- イオン交換法
これらの方法は、飲料水中のヒ素濃度を効果的に低減し、関連する健康リスクを軽減するために実施されます。
地下水と飲料水のヒ素除去プロセス
生物学的方法
生物学的手法の原理は、培養中に活性汚泥に似た物質を生成する特殊な細菌株を利用することです。これらの物質は凝集作用を利用してヒ素と結合し、沈殿物を形成してヒ素を除去します。しかし、これらの細菌株の培養サイクルは長く、厳しい環境条件が必要です。そのため、生物学的手法は一般に廃水中のヒ素除去に使用され、飲料水への応用はまれにしか報告されていません。
凝固法
凝集法の原理は、吸着能力の強い凝集剤を使用してヒ素を吸着し、沈殿物に変換することです。その後、この沈殿物を濾過などの手段で水から分離します。凝集法は、コスト効率が高く、操作が簡単で、ヒ素の除去効率が高く、産業廃水を効果的に処理して排出基準を満たし、飲料水が安全基準を満たすことを保証できます。そのため、凝集法は工業生産や飲料水の処理に広く使用されています。ただし、凝集法では大量の凝集剤が必要であり、処理が難しい大量のヒ素含有廃スラッジが発生し、時間が経つと二次汚染につながる可能性があるため、この方法の適用は制限されています。
降水量測定法
沈殿法の原理は、化学反応を利用してヒ素を沈殿物に変換し、それを濾過によって除去することです。沈殿法は、工業用高ヒ素廃水の予備処理には明らかな利点がありますが、飲料水中の微量ヒ素の処理には適していません。そのため、処理済みのヒ素含有廃水は、通常、排出基準を満たすために、深層処理のための追加の方法を必要とします。
吸着法
吸着法の原理は、比表面積が大きく不溶性の固体材料を吸着剤として使用することです。これらの吸着剤は、物理吸着、化学吸着、イオン交換などのメカニズムを使用して、水中のヒ素汚染物質を表面に固定し、ヒ素を除去します。吸着法の有効性は、有機物、pH レベル、水中のヒ素の形態と濃度、および他のイオンの存在と濃度によって左右されます。また、吸着剤の材料は高価であることが多いです。吸着剤を使用する前に多段階の濾過などの前処理手段を採用すると、吸着法の効率を高めることができます。
イオン交換法
イオン交換法の原理は、交換可能なイオンを持つ陰イオン交換樹脂を使用して水中のヒ素イオンと反応し、ヒ素を除去することです。この方法では、化学沈殿法と比較してスラッジの容積がわずか20％しか発生しないため、スラッジ処理コストが大幅に削減されます。さらに、イオン交換法は処理能力が大きく、操作が簡単で、再生が容易で、分離効率が良好です。厳しい排出基準を満たし、さまざまな貴重な成分の回収を容易にすることができます。そのため、ヒ素除去の有望な方法と考えられており、さまざまなヒ素除去シナリオでますます適用されています。
これらの方法は、地下水や飲料水からヒ素を安全に除去し、ヒ素汚染に伴う健康被害を防ぐために実施されます。
ヒ素除去方法の概要
| 方法 | 原理 | 利点 | デメリット | アプリケーション |
|---|---|---|---|---|
| 生物学的 | 特殊な細菌
物質を生成する 結合する ヒ素を形成する 沈殿します。 | 効果的
廃水ヒ素 除去。 | 長い栽培サイクル、
厳しい環境 要件。 | 廃水
処理 |
| 凝固 | 凝固剤は吸着する
ヒ素は、 沈殿物である その後フィルタリングされます。 | コスト効率が良く、簡単に
操作性、効率性に優れています。 | 大量に必要
凝固剤の、生成 大量の廃棄汚泥、 二次的な可能性 汚染。 | 産業および
飲料水 |
| 降水量 | 化学反応
ヒ素を 沈殿物である フィルタリングされました。 | 高出力に効果的
ヒ素産業 廃水。 | トレースには適していません
飲料水に含まれるヒ素 水。 | 産業
廃水 処理 |
| 吸着 | 固体材料
高い表面積 ヒ素を吸着する 物理的または 化学薬品 メカニズム。 | 様々な用途に効果的
ヒ素濃度、 事前に適応可能 治療措置。 | オーガニックの影響
物質、pH、その他 イオン、高価 吸着材。 | 飲酒と
廃水 処理 |
| イオン
交換 | 陰イオン交換
樹脂はイオンを交換する ヒ素イオンを含む 水。 | 汚泥生成量が少ない、
コスト効率が高く、大規模 処理能力、 操作が簡単、良い 分離。 | 再生が必要
樹脂の潜在的高 初期費用。 | 幅広い
アプリケーション |
イオン交換法は、その効率性、運用コストの低さ、厳しい環境基準を満たす能力に優れており、飲料水と工業用途の両方でヒ素を除去するための多用途の選択肢としてますます人気が高まっています。
イオン交換によるヒ素除去プロセス
図: ヒ素除去のためのイオン交換プロセス
1.酸化:
- 酸化剤：ヒ素を含む地下水に酸化剤が添加されます。
- 前酸化：このステップでは、ヒ素（III）をヒ素（V）に変換します。これは、イオン交換樹脂によってより簡単に除去できます。
2.前濾過：
- 水は、イオン交換樹脂を詰まらせる可能性のある粒子状物質を除去するために、事前ろ過工程を経ます。
3.イオン交換樹脂：
- イオン交換: 事前に濾過された水はイオン交換樹脂を通過し、そこでヒ素イオンが樹脂上の他のイオンと交換され、水からヒ素が効果的に除去されます。
4.逆洗排水：
- イオン交換システムは、樹脂に蓄積された汚染物質を除去するために定期的に逆洗されます。逆洗水は廃水として処理されます。
5.処理水：
- 処理された水はヒ素が除去され、使用可能な出力水として収集されます。
サンレジンのイオン交換ヒ素除去プロセス
サンレジンのイオン交換ヒ素除去プロセスを例に挙げると、SEPLITE
®特定のイオンを選択的に除去するヒ素除去樹脂「LAR714」を採用。この樹脂は吸着容量と吸着速度が高く、飲料水や地下水からヒ素化合物を効果的に除去します。
セプリテ
® LAR714
ヒ素除去樹脂は、官能基を持つポリマー樹脂の一種で、優れた物理的および化学的性質を誇ります。優れた強度指標を持ち、より高い樹脂層の高さの要件を満たしています。水、食品、砂糖溶液、その他の液体からヒ素を除去するために使用されます。樹脂は、樹脂1リットルあたり最大1.4gのヒ素を吸着でき、除去精度は最大5ppb以下です（吸着容量と除去精度は、供給溶液のヒ素含有量に依存します）。
BlueStar Sunresin は、ヒ素に対する樹脂の選択性を高めるために、特定の吸着機能を持つ官能基を樹脂構造に組み込んでいます。これにより、非常に高い選択性が得られ、95% を超えるヒ素の方向性吸着率を達成しています。さらに、特別なプロセスにより、官能基は並外れた堅牢性と耐久性を備えています。
の利点
セプリテ
® LAR714樹脂
現在、
セプリテ
® LAR714樹脂
化学、食品、飲料水分野で業界から高い評価を受けており、次のような利点があります。
- 選択的吸着: 樹脂の官能基の特殊な構造により、ヒ酸塩および亜ヒ酸塩に対して選択的に吸着します。
- 安定性と効率性: 処理された水のヒ素濃度は 5 ppb 未満に低減され、運転中に限度を超えるヒ素が検出されることはありません。吸着効率は通常 99% 以上です。
- 経済的で信頼性が高い: 樹脂は飽和および再生後も安定した交換容量を維持し、再利用が可能です。装置の稼働エネルギー消費は低くなります。
- 簡単な操作とメンテナンス: システムは高度に自動化されており、水の流れと再生プロセスを自動または手動で制御するオプションがあります。
- さまざまな機器仕様: 機器は水量に基づいてさまざまな仕様で設計できるため、さまざまな水量を簡単に処理できます。
- 省スペース: 装置の設置面積が小さいため、スペースを節約できます。
これらの特徴により、 セプリテ ® LAR714 樹脂は、複数の業界でヒ素を除去するための多用途で実用的なソリューションです。
セプリテ
® LAR714
樹脂ヒ素除去のケーススタディ
飲料水ヒ素除去事件
広西チワン族自治区の飲料水会社は、
セプリテ
® LAR714
処理水は、ヒ素含有量が約 80 ppb の水道水でした。システムは、流量 12.5 m2/h で 24 時間連続稼働するように設計されました。プロジェクトの特定の条件、ビジネス要件、および関連基準に基づいて、Sunresin はイオン交換ヒ素除去システムを採用しました。処理水のヒ素含有量は 10 ppb 未満に削減されました。システムで使用されている樹脂は、再生して再利用できます。
この事例は、
セプリテ
® LAR714
飲料水からヒ素を除去する樹脂を開発し、安全基準への準拠を確保し、継続的な運用のための信頼性の高いソリューションを提供します。
半導体産業におけるヒ素除去事例
半導体製造工場での特別なヒ素除去プロジェクトでは、製造工程でガリウムヒ素 (GaAs) が使用されたため、処理が必要なヒ素含有廃水が発生しました。廃水のヒ素濃度は 11.287 ppm、pH は 7.69、無色透明の液体で、導電率は 464 碌S/cm でした。Blue Sky Technology は、ヒ素除去イオン交換樹脂プロセスを使用して、廃水中のヒ素濃度を 0.3 ppm 未満に下げ、顧客の要件を満たし、「表面水環境品質基準」で指定されたクラス III 水質基準を満たしました。さらに、処理された水は安定していました。
元の文書に含まれていない追加事項:
まとめ
の
セプリテ
® LAR714
Sunresin の樹脂は、飲料水などのさまざまな水源からのヒ素除去において優れた性能を発揮し、その高い効率、安定性、経済的実現可能性が業界で認められています。この樹脂の選択吸着特性と再生能力を組み合わせることで、さまざまな用途で連続運転を行うための信頼できる選択肢となります。
サンレジンの献身
サンレジンは革新的なソリューションを通じて環境問題に取り組むことに尽力しています。水処理技術の革新を推進するという当社の取り組みは、以下の開発に表れています。
セプリテ
® LAR714
樹脂。Sunresin は、高度な研究開発を活用して、安全な飲料水を確保し、公衆衛生を保護するための効果的で持続可能かつ経済的なソリューションを提供することを目指しています。
清潔で安全な飲料水をすべての人に提供するという私たちの使命にご参加ください。今すぐ Sunresin にご連絡いただき、当社の革新的なヒ素除去ソリューションの詳細と、水処理のニーズを満たすために当社がどのようにお手伝いできるかをご確認ください。一緒に取り組むことで、公衆衛生と環境に大きな影響を与えることができます。当社のチームにご相談いただき、より清潔で安全な未来への第一歩を踏み出してください。
無料見積もり
リソース
製品
応用
製品リスト
バイオ医薬品・ライフサイエンス
現代のバイオ医薬品技術では、通常、生物学的微生物発酵が使用されています...
化学産業
化学物質の精製は、ほとんどの産業プロセスにおいて重要な部分となっています。
飲料水処理
飲料水は生命維持に欠かせません。毎日、人間は水を飲み、食べ物を調理するために水を使用する必要があります。
食品・飲料業界
食は誰にとっても身近なものであり、食の完成は人々の飽くなき追求から生まれます...
湿式冶金
＆鉱業
湿式冶金は、3 つの一般的な領域を含む抽出冶金の技術です...
直接リチウム抽出（DLE）
サンレジンは、主に塩水や地熱塩水などからリチウムを高効率で抽出するために使用される、中国の主要なDLEリチウム吸着剤製造業者です。
産業用水処理
産業では水がさまざまな用途に使用され、ほとんどの場合、使用済みの水も処理して、...
植物抽出
植物抽出は、植物の組織から微量の生物活性化合物を収集するプロセスです。
VOC処理
業界で化学製品が広く使用されるようになり、有機製品がますます増えています...
廃水処理
廃水処理とは、廃水を排出可能な廃水に変換するプロセスである。
最新ニュース
30
2024 08
サンレジンが胡潤中国トップ500社リスト入り
胡潤研究院は最近、「2023年胡潤中国トップ500」リストを発表し、サンレジン社は優れた市場実績と革新能力が認められ、リスト入りした。中国の吸着分離材料業界でリスト入りした企業は同社のみである。
22
2024 06
展示会ハイライト | Sunresin が SIWW 2024 シンガポール国際水週間で展示
2024年6月19日から21日まで、シンガポールのマリーナベイサンズエキスポ＆コンベンションセンターでシンガポール国際水週間（SIWWウォーターエキスポ2024）が開催されました。サンレジンは同イベントで、世界をリードする製品と技術を展示しました。
10
2024 05
サンレジンとラテンアメリカ：1万マイルは依然として隣国
4月、徐一聡大使の著書『家族と国情 続章』の出版記念会が北京で盛大に開催されました。中国駐在のラテンアメリカ諸国の大使らが徐大使を祝福し、バンプサイクル副社長の翟鋒氏も出席して祝賀会を催しました。高躍静博士は重要ゲストの代表としてスピーチを行い、徐大使の新刊出版に心からの祝福を表明しました。
伝言を残す
ご質問がございましたら、お送りください。すぐにご返信いたします。
ファイルを選択
提出する