JP2001232373A - フッ素含有排水の処理方法 - Google Patents
フッ素含有排水の処理方法Info
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Abstract
を含む排水原液中のフッ素を選択的に分離回収すること
のでき、製錬工程への繰り返し処理による工程内でのフ
ッ素の濃縮を防止しすると共に、排水処理のコストを低
減する。 【解決手段】 第1は反応槽1内の排水原液に消石灰等
の中和剤のスラリーをpH5〜6となるように添加し、
生成した中和生成物を含むスラリーをシックナー4で濃
縮して、スラリー濃度180〜250g/lの濃縮スラ
リーを抜き出し、中和剤のスラリーと攪拌混合して第1
反応槽1に繰り返す。シックナー4の下部から高フッ素
含有汚泥を回収すると共に、その上部から処理排水を得
る。
Description
排出される重金属とフッ素を含む排水の処理方法であっ
て、特にフッ素を高フッ素含有汚泥として選択的に分離
回収する排水の処理方法に関する。
される重金属を含有する酸性の排水の処理方法として、
石灰等の中和剤のスラリーを添加し、重金属を澱物とし
て回収する処理方法が知られている。
る亜硫酸ガスを含む高温燃焼ガスを洗浄して廃酸とし、
この廃酸から石膏の中和処理回収並びに重金属の硫化処
理回収を行う。このようにして得られるpH2〜3程度
の酸性の排水は、炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等ど
の中和剤のスラリーを添加して、残留している重金属を
水酸化物等の澱物として沈殿分離することにより処理さ
れる。
ば特公昭61−156号公報に記載されるように、排水
中の汚泥粒子をキャリヤーとして利用し、石灰等の中和
剤をキャリヤー表面に吸着させて排水に混合し、混合物
のpHを約8.4〜10.6の範囲として高濃度の汚泥懸
濁液を得て、これを沈降分離することにより、含水率が
低く且つ容積も小さい澱物を得るHDS法がある。この
HDS法によれば、澱物中のFe等の構成分子から結晶
水を脱水する効果や、凝集性の向上による固液分離工程
での脱水性の向上による効果で、澱物容積を削減するこ
とができる。
は上記HDS法の効果が得られず、澱物の生成量が膨大
となり、処理コストが増大するという問題があった。更
に、汚泥懸濁液中の澱物濃度を高くすると、通常の消石
灰で中和する排水処理と比べて澱物の沈降速度が遅くな
り、処理排水の水質悪化や、凝集剤の単位使用量の増
大、沈降分離設備の大型化等が必要になる等の欠点があ
った。
では、澱物処理コスト削減のために、分離回収した澱物
を乾燥した後、製錬工程に繰り返して加熱溶解処理する
ことが一般に行われている。しかし、このような製錬工
程からの排水原液はフッ素を含有することが多いが、上
記HDS法等の中和剤を用いる従来の排水処理方法で
は、フッ素を効果的に分離回収することができなかっ
た。
繰り返すことにより、工程内でフッ素の濃縮を起こす結
果となっている。従来から一般的に耐酸材料として製錬
設備に用いられているステンレス、FRP、耐酸煉瓦、
鉛ライニング、ガラス類といった殆どのものは、低濃度
でもフッ素に対しては耐食性が殆ど無いため、上記のご
とく濃縮されたフッ素により腐食され、設備の故障等を
招く大きな要因となっていた。
従来の事情に鑑み、銅製錬工程等から排出される重金属
とフッ素を含む排水を処理する際に、特別な薬剤や高温
・高圧等の特殊な反応条件を用いることなく、排水中の
フッ素を選択的に分離回収することのできる排水処理方
法を提供することを目的とする。
汚泥として分離回収し、製錬工程への繰り返し処理によ
る工程内でのフッ素の濃縮を防止しすると共に、排水処
理のコストを低減することを目的とする。
め、本発明が提供する排水の処理方法は、フッ素と重金
属を含有する酸性の排水原液に中和剤のスラリーを添加
し、生成した中和生成物を含むスラリーを沈降分離装置
で濃縮して、スラリー濃度180〜250g/lの濃縮
スラリーを沈降分離装置から抜き出し、前記中和剤のス
ラリーと攪拌混合して前記反応槽に繰り返すことによ
り、前記沈降分離装置の下部から高フッ素含有汚泥を回
収すると共に、その上部から処理排水を得ることを特徴
とする。
5〜6となるように、前記中和剤のスラリー又は前記濃
縮スラリーと混合した該中和剤のスラリーを添加するこ
とを特徴とする。また、本発明方法では、前記排水原液
中のフッ素の70重量%以上を高フッ素含有汚泥として
回収する。
降分離装置の上部からの処理排水を系外の排水処理工程
に供給し、回収した重金属及び石膏を主に含有する最終
スラッジを加熱溶解処理することを特徴する。
えば銅製錬工程より排出されるフッ素と重金属を含む排
水原液を、反応槽で中和剤スラリーと混合し、中和生成
物としてフッ化カルシウムのようなフッ素化合物や石膏
等の金属化合物を生成析出させ、この中和生成物のスラ
リーをシックナー等の沈降分離装置で沈殿濃縮する。
尚、中和剤としては、重金属を含む排水の中和処理に従
来から使用されているもので、特にフッ素を不溶性の化
合物として析出させ得るもの、例えば炭酸カルシウム、
消石灰、生石灰等を用いることができる。
物のスラリーを沈降分離装置で濃縮しながら、スラリー
濃度180〜250g/lの高濃度スラリーを一部抜き
取り、中和剤スラリーと混合した後、反応槽に返送す
る。抜き取る際のスラリー濃度は、フッ素の回収率と密
接に関係しており、スラリー濃度が高いほど回収される
高フッ素含有汚泥中のフッ素量が増加し、フッ素の回収
率が向上することが見出された。
80g/l以上とすることにより、排水原液中のフッ素
のほぼ70重量%以上を回収することができる。しか
し、沈降分離装置から澱物を抜き取らずに全量循環を続
けると、スラリー濃度が250g/lを越えると、オー
バーフローする処理排水の濁りが極端に増大し、凝集剤
の添加量を増やしても濁度が大きくなり、処理排水がタ
ンク等に沈降して運転が困難となる。
lの範囲に調整するには、沈降分離装置の下部からの澱
物の抜き出し濾過が必要になる。澱物の抜き出し濾過の
時期は、スラリー濃度を測定して判断する。しかし、ス
ラリーの乾燥重量の測定には時間を要するため、簡易法
としては、抜き取ったスラリーをシリンダー内に30分
程度放置し、沈降汚泥の占める割合から簡易的にスラリ
ー濃度の変動を知ることができる。
pHに関しては、pH4〜7の範囲ならば、pHに拘わ
らず70%以上のフッ素回収率が可能であるが、澱物の
発生量や残留金属濃度等を考慮すると、pH5〜6の範
囲が好ましい。即ち、pHが低いほど重金属の沈殿が完
全ではなく、特にpH5未満ではAsやCdの沈殿が不
完全になって、処理排水中や澱物の付着水中に残留す
る。そのため、回収した高フッ素含有汚泥をそのままで
は廃棄処理できず、更に脱水した後、濾過器内の澱物を
十分に洗浄して付着水中に溶解している重金属不純物を
除く必要があるため、次工程での処理水量が大幅に増加
するという問題がある。また、pH6を越えると、石膏
の生成量が増加するため澱物量が倍増する。
0重量%以上澱物中に沈殿させ、その余剰となる澱物は
沈降分離装置の下部から高フッ素含有汚泥として抜き取
り回収する。この高フッ素含有汚泥は、望ましくは更に
脱水した後、系外で廃棄処理される。一方、沈降分離装
置の上部からは、処理排水が上澄み液又はオーバーフロ
ー液として得られる。
は、必要に応じて高フッ素含有汚泥を脱水した濾液と共
に、系外の通常の排水処理工程に供給し、炭酸カルシウ
ム、消石灰、生石灰等の中和剤のスラリーを添加して、
残留する重金属等を完全に沈殿として分離回収する。こ
の2段目の排水処理工程で回収した最終スラッジは、重
金属及び石膏を主に含有し且つフッ素を殆ど含まないの
で、通常のごとく製錬工程に繰り返して加熱溶解処理し
ても工程内でフッ素が濃縮することがない。
るほど凝集性が悪化する傾向があるが、本発明方法によ
れば、HDS法でオーバーフローする程度の汚泥量であ
れば、2段目の排水処理工程にて完全に回収できるた
め、フッ素の分離回収工程での汚泥濃度を通常よりも高
く設定することが可能となる。
のフッ素と重金属を含む排水原液を処理した。即ち、第
1反応槽1には、排水原液槽2から排水原液を一定量供
給する。また、中和剤として消石灰を用い、中和剤槽3
で工水と混合してスラリーとした後、第1反応槽1内の
PHが常に5〜6となるように第1反応槽1に添加す
る。尚、反応温度は、スラリーの沈降性を考慮し、常温
にて運転した。
と共に、フッ素がフッ化カルシウムとして沈殿する。こ
のスラリーを沈降分離装置であるシックナー4に導き、
沈殿濃縮する。その際、沈降を促進させるため、スラリ
ーに凝集剤槽5から凝集剤を添加することもできる。シ
ックナー4では、沈降するスラリー濃度を管理し、高濃
度スラリーを一部抜き取った後、第2反応槽6で中和剤
である前記消石灰のスラリーと混合して第1反応槽1に
返送する。上記高濃度スラリーと消石灰スラリーとの混
合スラリーの返送量は、第1反応槽1に新たに供給する
排水原液中の汚泥の100倍以上とした。
開始時の0g/lから徐々に上昇するが、250g/l
を超えないように濃縮された余剰のスラリーを抜き出し
回収してスラリー濃度を一定に維持しながら、180〜
250g/lの濃度の高濃度スラリーを第1反応槽1に
返送する。尚、返送量はスラリー濃度とスラリー流量の
両方にて決められるが、ここではスラリー流量を一定と
してスラリー濃度を運転管理する方法が簡単であるため
採用した。また、抜き取る高濃度スラリーの濃度測定
は、シリンダー内に30分程度放置し、沈降汚泥の占め
る割合から簡易的なスラリー濃度の変動を知ることがで
きる。
スラリーのスラリー濃度と脱F率の関係を示した。脱F
率は排水原液中のF重量と、脱F処理後の処理排水中の
F重量との比で示しているが、スラリー濃度が180g
/l以上あれば70重量%以上の脱F率が得られている
ことが分かる。尚、高濃度スラリーの返送量と脱F率と
の間には重要な相関は認められなかった。また、この方
法によるSV値とスラリー濃度の関係を図3に示した
が、良く一致することが分かる。
は余剰の濃縮スラリーが高フッ素含有汚泥として間欠的
に抜き出され、フィルタープレス7で濾過脱水した後、
高フッ素含有量のスラッジとして回収される。一方、シ
ックナー4の上部からは処理排水が上澄み液又はオーバ
ーフロー液として得られ、フィルタープレス7の濾液と
共に濾液槽8に回収される。
外の通常の第2排水処理工程(図示せず)に供給して、
更に炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等の中和剤のスラ
リーを添加し、残留する重金属等を完全に沈殿として分
離回収する。
るスラリーの濃度が180〜250g/lの範囲であれ
ば、排水原液中のフッ素の70重量%以上を高フッ素汚
泥中に回収できることが確認された。また、高フッ素含
有汚泥と、上記第2排水処理工程から回収される重金属
及び石膏を主に含有する汚泥(最終スラッジ)とに分離
することができる。この第2排水処理工程からの最終ス
ラッジは高濃度のフッ素を含まないので、銅製錬工程等
の乾式製錬設備にて加熱溶解処理することができ、従っ
て高濃度のフッ素を含むために廃棄処理が必要な汚泥の
総量を従来の1/3以下に削減することが可能である。
工程を含まない場合、排水処理量を600m3/日とし
た時における排水処理工程の澱物発生量の推定値は1日
当たり15wet tonであった。しかし、本発明の方法を
用いることにより、前記15wet tonの澱物のうち約1
0wet tonは最終スラッジとして熔錬炉等で処理するこ
とが可能となり、廃棄処理が必要な澱物量は従来の1/
3程度に削減される。
原液中に含まれるフッ素を選択的に高フッ素含有汚泥と
して、効率良く分離回収することができる。従って、高
いフッ素含有汚泥と分離して回収されるフッ素品位の低
い最終スラッジを製錬工程へ繰り返して加熱溶解処理し
ても、工程内でのフッ素の濃縮を防止できると共に、系
外で廃棄処理する澱物量を削減することができるので、
排水処理のコストを大幅に低減することができる。ま
た、系内のスラリー濃度や温度の管理が非常に簡単であ
り、変動の少ない安定操業が可能となった。
度と脱フッ素率の関係を示すグラフである。
度とSV値との関係を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 フッ素と重金属を含有する酸性の排水原
液に中和剤のスラリーを添加し、生成した中和生成物を
含むスラリーを沈降分離装置で濃縮して、スラリー濃度
180〜250g/lの濃縮スラリーを沈降分離装置か
ら抜き出し、前記中和剤のスラリーと攪拌混合して前記
反応槽に繰り返すことにより、前記沈降分離装置の下部
から高フッ素含有汚泥を回収すると共に、その上部から
処理排水を得ることを特徴とするフッ素含有排水の処理
方法。 - 【請求項2】 前記反応槽内のPHが5〜6となるよう
に、前記中和剤のスラリー又は前記濃縮スラリーと混合
した該中和剤のスラリーを排水原液に添加することを特
徴とする、請求項1に記載のフッ素含有排水の処理方
法。 - 【請求項3】 前記排水原液中のフッ素の70重量%以
上を高フッ素含有汚泥中に回収することを特徴とする、
請求項1又は2に記載のフッ素含有排水の処理方法。 - 【請求項4】 前記沈降分離装置の上部からの処理排水
を系外の排水処理工程に供給し、回収した重金属及び石
膏を主に含有する最終スラッジを加熱溶解処理すること
を特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のフッ素
含有排水の処理方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000047343A JP4016564B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | フッ素含有排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000047343A JP4016564B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | フッ素含有排水の処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001232373A true JP2001232373A (ja) | 2001-08-28 |
JP4016564B2 JP4016564B2 (ja) | 2007-12-05 |
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ID=18569603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000047343A Expired - Lifetime JP4016564B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | フッ素含有排水の処理方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP4016564B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105645626A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 废水处理方法 |
JP2020121910A (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | 住友金属鉱山株式会社 | フッ素を含有する溶液からのフッ素濃縮物の回収方法 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047343A patent/JP4016564B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN105645626A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 废水处理方法 |
JP2020121910A (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | 住友金属鉱山株式会社 | フッ素を含有する溶液からのフッ素濃縮物の回収方法 |
JP7275608B2 (ja) | 2019-01-31 | 2023-05-18 | 住友金属鉱山株式会社 | フッ素を含有する溶液からのフッ素濃縮物の回収方法 |
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JP4016564B2 (ja) | 2007-12-05 |
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