環境保護グレードの水酸化マグネシウム (マグネシウム(おお)₂)は、そのアルカリ性、緩衝能、沈殿能により、廃水処理に広く使用されている多用途で環境に優しい化学物質です。環境保護グレードの水酸化マグネシウムpH調整、重金属除去、リン除去、汚泥調整、臭気抑制など、複数の機能を備えています。石灰(カルシウム(おお)₂)や苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)などの従来の代替品と比較して、環境保護グレードの水酸化マグネシウムより安全な取り扱い、より安定したpH制御、腐食リスクの低減など、いくつかの利点があります。以下では、その主要な用途について詳しく説明します。
1. pH調整と中和
廃水には多くの場合、産業プロセス(鉱業、金属仕上げ、化学製品製造など)からの酸性汚染物質が含まれています。廃水処理グレードの水酸化マグネシウム安定した pH 範囲 (通常 7 ~ 9) を維持しながら酸性廃水を中和する効果的なアルカリ剤として機能します。
主な利点:
pH上昇の制御:急激なpH上昇を引き起こす可能性のある苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)とは異なり、廃水処理グレードの水酸化マグネシウム徐々に溶解し、過度のアルカリ性を防ぎ、追加の pH 補正の必要性を最小限に抑えます。
緩衝効果:廃水処理グレードの水酸化マグネシウム長期的な緩衝能力を提供し、pH の変動を減らし、排出規制への準拠を保証します。
非腐食性: 水酸化ナトリウム などの強アルカリに比べてパイプや機器に対して安全です。
2. 重金属除去
産業廃水には、鉛、カドミウム、銅、ニッケル、亜鉛などの有毒重金属が含まれることがよくあります。水酸化マグネシウムは、沈殿によってこれらの重金属を除去するのに役立ちます。
機構:
廃水に添加すると、無毒の水酸化マグネシウムpHが上昇し、溶解した金属イオンが不溶性の水酸化物沈殿物を形成する。
M2++2OH−→M(おお)2↓
(ここで、M²⁺ = 鉛²⁺、CD²⁺、銅²⁺ など)
これらの金属水酸化物は、その後、沈殿またはろ過によって除去できます。
石灰(カルシウム(おお)₂)に対する利点:
より細かい粒子の形成: 石灰に比べて、より密度が高く、沈殿しやすいスラッジを生成します。
汚泥量の削減: 沈殿効率が向上するため、汚泥処理コストが削減されます。
コンプライアンスの向上: 排水中の重金属に関する厳しい規制制限を満たすのに役立ちます。
3. リン除去(栄養管理)
廃水中の過剰なリンは、天然水域の富栄養化に寄与します。無毒の水酸化マグネシウム不溶性のリン酸マグネシウム化合物を形成することでリンの除去を助けます。
反応:
3Mg2++2PO43−→マグネシウム(PO4)2↓
用途:
都市下水処理場(リン排出制限を満たすため)。
農業および食品加工廃水(リン酸塩含有量が高い)。
4. 汚泥の調整と脱水
廃水汚泥は水分含有量が多い場合が多く、処分にコストがかかります。無毒の水酸化マグネシウム汚泥の脱水を改善します:
フロック構造の強化:汚泥粒子を強化し、ろ過効率を向上させます。
粘着性を軽減: ライムとは異なり、無毒の水酸化マグネシウム機器を詰まらせる可能性のある粘着性のあるカルシウムベースの沈殿物を形成しません。
汚泥量の削減: 脱水効率が向上するため、輸送コストと埋め立てコストが削減されます。
5. 臭気と硫化物の制御
廃水中の硫化水素 (H₂S) は悪臭、腐食、毒性リスクを引き起こします。無毒の水酸化マグネシウムpH を上げて硫化物を害の少ない形に変換することで、H₂S を効果的に中和します。
反応:
H2S+マグネシウム(おお)2→二酸化マグネシウム+2H2O
利点:
塩素や硝酸塩ベースの処理よりも安全:有害な副産物はありません。
長時間持続効果:初回処理後も臭いを抑え続けます。
6. 凝固・凝集助剤
無毒の水酸化マグネシウム廃水の凝固を次のように強化できます。
中和電荷: コロイド粒子の凝集を助けます。
浄化度の向上: 濁度が低減し、排水がより透明になります。