JP2002292202A

JP2002292202A - 晶析反応成分回収手段を備えた晶析反応装置

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Publication number: JP2002292202A
Application number: JP2001100175A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Shimizu; 和彦清水
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-08
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP4669625B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排出される処理水中の晶析対象成分が低減さ
れると共に、該晶析対象成分を再利用できる晶析反応装
置を提供する。【解決手段】内部に種晶２が充填され、原水から晶析
対象成分を除去する晶析反応を行う晶析反応糟１と、該
原水を晶析反応糟１に供給する原水供給手段と、晶析用
薬液を晶析反応糟１に供給する晶析用薬液供給手段と、
晶析反応糟１から排出される処理水の少なくとも一部を
晶析反応糟１に返送する処理水循環手段とを具備する晶
析反応装置において、該処理水から、該処理水中に残存
する該晶析反応成分を回収する晶析反応成分回収手段
と、該晶析反応成分回収手段によって回収された晶析反
応成分を再生晶析用薬液とし、該再生晶析用薬液を晶析
反応糟に供給する再生晶析用薬液供給手段とをさらに具
備する前記晶析反応装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原水中のフッ素、
リンおよび重金属をはじめとする晶析対象成分を晶析除
去する晶析反応装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場などからの排水の水質については厳
しい制限がなされているが、その規制は年々厳しくなる
傾向にある。電子産業（特に半導体関連）、発電所、ア
ルミニウム工業などから排出される原水中には、フッ
素、リンまたは重金属類という、近年厳しい排水基準が
設けられている元素が含まれている場合が多い。このた
め、これらを排水から効率良く除去することが求められ
ており、フッ素、リン、重金属等を除去する従来の技術
としては、凝集沈殿法、晶析法等が知られている。

【０００３】フッ素の除去技術としては、フッ素を含む
原水に、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）、塩化カ
ルシウム（ＣａＣｌ_２）、炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ_３）をはじめとするカルシウム化合物を添加し、式
（Ｉ）に示されるように、難溶性のフッ化カルシウムを
生じさせることを基本とする。Ｃａ^２＋＋２Ｆ⁻→ ＣａＦ_２↓ （Ｉ）最も多く用いられているフッ化カルシウム沈殿法では、
硫酸バン土、ポリ塩化アルミニウム、高分子凝集剤等を
添加することにより、式（Ｉ）の反応により生成された
フッ化カルシウムをフロック化し、沈殿槽で固液分離を
することにより、原水からのフッ素除去を行っている。
この沈殿法は、沈殿槽の設置面積が大きいこと、生成さ
れた沈殿汚泥の量が多いこと、汚泥の脱水性が良くない
こと等が問題となっている。

【０００４】フッ化カルシウムの生成を利用した他のフ
ッ素除去技術としては、特願昭５９−６３８８４号（特
開昭６０−２０６４８５号）に示されるように、フッ素
とカルシウムを含有する種晶を充填した反応糟にフッ素
含有原水をカルシウム剤と共に導入して、種晶上にフッ
化カルシウムを析出させる、いわゆるフッ化カルシウム
晶析法がある。この晶析法においては、一般的に、反応
糟の底部から原水を導入し、種晶を流動化させながら上
向流で通水して処理を行い、必要に応じて反応糟からの
流出水を循環している。この方法の長所としては装置設
置面積を低減できること、汚泥発生量が少ないこと等が
挙げられる。なお、反応糟内に充填される種晶として
は、フッ素とカルシウムを含有する粒子が一般的である
が、必ずしもこれに限定されるものではなく、砂や活性
炭などの微細粒子が用いられる場合もある。

【０００５】また、原水からのリンの除去方法として
は、物理化学的な方法や生物学的な方法があるが、生物
学的なリン除去法は下水処理での利用が主であり、上述
のような産業排水の処理においては、カルシウム化合物
やアルミニウム化合物を用いた物理化学的なリン除去法
が採用されることが多い。カルシウム化合物によるリン
除去技術としては、リンを含む原水に、水酸化カルシウ
ム（Ｃａ（ＯＨ）_２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）
をはじめとするカルシウム化合物を添加し、式（ＩＩ）
および（ＩＩＩ）に示されるように、難溶性のリン酸カ
ルシウムおよびリン酸ヒドロキシアパタイト（以下、リ
ン酸カルシウム等という）を生じさせることを基本とす
る。３Ｃａ^２＋＋２ＰＯ_４ ^３−→Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２↓ （ＩＩ）５Ｃａ^２＋＋ＯＨ⁻＋３ＰＯ_４ ^３−→Ｃａ_５ＯＨ（ＰＯ_４）_３↓ （ＩＩＩ）最も多く用いられている凝集沈殿法では、硫酸バン土、
ポリ塩化アルミニウム、高分子凝集剤等を添加すること
により、式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）の反応により生成され
たリン酸カルシウム等をフロック化し、これを沈殿槽で
固液分離することによって、原水からリンが除去され
る。この方法は沈殿槽の設置面積が大きいこと、生成さ
れた沈殿汚泥の量が多いこと、汚泥の脱水性が良くない
こと等が問題となっている。

【０００６】リン酸カルシウムの生成を利用した他のリ
ン除去技術としては、リンとカルシウムを含有する種
晶、または砂や活性炭などの微細粒子を充填した反応糟
に、リン含有原水をカルシウム剤と共に導入して、種晶
上にリン酸カルシウムを析出させる、いわゆるリン酸カ
ルシウム晶析法が提案されている。この方法の長所とし
ては、装置設置面積を低減できること、汚泥発生量が少
ないこと等が挙げられる。しかし、いわゆる下水処理の
場合には、原水中のリンの濃度がそれほど高くない場合
が多いことや、きわめて多量の原水の処理が要求される
場合が多いことから、現時点ではあまり実用化されてい
ない。

【０００７】さらに、銅、鉄、鉛などの重金属を原水か
ら除去する技術としては、水酸化ナトリウムなどの添加
によりｐＨを上昇させ、金属水酸化物の不溶体を生じさ
せることにより、凝集沈殿あるいは晶析除去する技術が
代表的なものとして知られている。

【０００８】上述の様に、フッ素、リンおよび／または
重金属を含む原水からこれらを除去するために晶析処理
を利用することができ、該晶析処理に使用される従来の
晶析反応装置の概略図を図４に示す。図４の態様におい
ては、晶析反応装置は、内部に種晶２が充填され、原水
中の晶析対象成分を晶析反応により除去する晶析反応糟
１と、原水を該晶析反応糟１に供給する原水供給手段
と、晶析用薬液を該晶析反応糟１に供給する晶析用薬液
供給手段と、該晶析反応糟１から排出される処理水の少
なくとも一部を該晶析反応糟１に返送する処理水循環手
段とを具備している。晶析用薬液供給手段は、晶析用薬
液を貯留する晶析用薬液タンク６、該晶析用薬液タンク
６と晶析反応糟１とを連結する晶析用薬液供給ライン７
を具備し、晶析用薬液供給ラインにはポンプが介装され
ている。晶析反応糟１で得られる処理水は該晶析反応糟
１の上部から処理水排出ライン８を通って排出され、該
処理水排出ライン８には処理水貯留タンク１０、および
逆浸透膜装置９が介装されている。図４の態様において
は、処理水循環手段として、処理水貯留タンク１０と晶
析反応糟１を連結する処理水循環ライン１１が設けられ
ており、該処理水循環ライン１１には処理水移送のため
のポンプが介装されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】晶析反応を利用して晶
析対象成分を除去する、図４に示されるような晶析反応
装置においては、排出される処理水中の晶析対象成分を
一定濃度以下にするために、過剰量の晶析反応成分（例
えば、フッ化カルシウムの生成における「Ｃａ」等）が
添加され、その結果、処理水中には多量の晶析反応成分
が残存することとなる。例えば、排水中のフッ素濃度が
５００ｍｇ／Ｌならば、排水に対してカルシウムとして
８００ｇｍ／Ｌが添加され、処理水中に３００ｍｇ／Ｌ
以上のカルシウムがリークするように運転しなければな
らず、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）や消石灰（Ｃａ
（ＯＨ）_２）等のカルシウム剤が無駄になるという問題
があった。

【００１０】また、半導体基板の洗浄にフッ酸を用いる
電子工業では、排水を回収することが求められており、
上記晶析反応装置で処理された、高濃度のカルシウムを
含む処理水の脱塩が必要となる場合がある。このとき、
図４の態様のように、逆浸透膜装置によって脱塩しよう
とすると、逆浸透膜の濃縮液側でカルシウムが濃縮され
て高濃度になり、同様に濃縮されたＦ⁻、ＳＯ_４ ^２−と
反応して結晶化し、逆浸透膜装置を閉塞させるという問
題がある。上述のような晶析反応における、高濃度の晶
析反応成分が要求されるのは、晶析対象成分がフッ素以
外のリン、重金属などの場合の晶析処理においても同じ
である。また、処理水中に存在する晶析反応成分を逆浸
透膜装置で脱塩する場合における、不溶性の塩の形成は
カルシウムだけでなく、ストロンチウム、バリウム、マ
グネシウムなどの晶析反応成分が用いられた場合にも起
こりうる。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、フッ素、リンおよび／または重金属を
はじめとする晶析対象成分を含む原水を晶析処理する晶
析反応装置において、晶析処理後の処理水中の晶析反応
成分を回収することにより、その後段で使用される逆浸
透膜装置の閉塞を無くし、さらに、回収した晶析反応成
分を晶析用薬液として再利用することにより、晶析用薬
液の消費量を低減できる晶析反応装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は請求項１とし
て、内部に種晶が充填された晶析反応糟であって、原水
中の晶析対象成分と、晶析用薬液に含まれる晶析反応成
分との反応物が該種晶の上に析出することにより、該原
水中の該晶析対象成分が低減された処理水を排出する該
晶析反応糟と、該原水を該晶析反応糟に供給する原水供
給手段と、該晶析反応成分を含む該晶析用薬液を該晶析
反応糟に供給する晶析用薬液供給手段と、該晶析反応糟
から排出される処理水の少なくとも一部を該晶析反応糟
に返送する処理水循環手段とを備える晶析反応装置にお
いて、該処理水から、該処理水中に残存する該晶析反応
成分を回収する晶析反応成分回収手段をさらに具備する
晶析反応装置を提供する。本発明は請求項２として、晶
析反応成分回収手段によって回収された晶析反応成分を
再生晶析用薬液として、晶析反応糟に供給する再生晶析
用薬液供給手段をさらに具備する請求項１記載の晶析反
応装置を提供する。本発明は請求項３として、晶析反応
成分回収手段が、処理水中の晶析反応成分を吸着するイ
オン交換手段、該処理水中の該晶析反応成分を種晶上に
晶析させる晶析手段および該処理水中の該晶析反応成分
を凝集沈殿させるスラリー形成手段から選択される少な
くとも１つの手段である請求項１または２記載の晶析反
応装置を提供する。本発明は請求項４として、晶析反応
成分回収手段がイオン交換手段であって、再生晶析用薬
液が晶析反応成分を吸着したイオン交換体の再生排液で
あることを特徴とする請求項３記載の晶析反応装置を提
供する。本発明は請求項５として、晶析反応成分回収手
段が晶析手段であって、再生晶析用薬液が該晶析手段に
おいて得られる生成結晶の酸による溶解液であることを
特徴とする請求項３記載の晶析反応装置を提供する。本
発明は請求項６として、晶析反応成分回収手段がスラリ
ー形成手段であって、再生晶析用薬液が該スラリー形成
手段において得られるスラリーの酸による溶解液である
ことを特徴とする請求項３記載の晶析反応装置を提供す
る。本発明は請求項７として、晶析反応成分回収手段の
後段に逆浸透膜装置をさらに具備することを特徴とする
請求項１〜６のいずれか１項記載の晶析反応装置を提供
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に本発明の晶析反応装置の一
態様を示し、以下、詳述する。本発明の晶析反応装置
は、内部に種晶２が充填された晶析反応糟１であって、
原水中の晶析対象成分と、晶析用薬液に含まれる晶析反
応成分との反応物が該種晶２の上に析出することによ
り、該原水中の該晶析対象成分が低減された処理水を排
出する該晶析反応糟１と、該原水を晶析反応糟１に供給
する原水供給手段と、晶析用薬液を晶析反応糟１に供給
する晶析用薬液供給手段と、該晶析反応糟から排出され
る処理水の少なくとも一部を晶析反応糟１に返送する処
理水循環手段とを具備する晶析反応装置において、該処
理水から、該処理水中に残存する該晶析反応成分を回収
する晶析反応成分回収手段をさらに具備することを特徴
とする。晶析反応成分回収手段は、晶析反応糟１から排
出される処理水から晶析反応成分を回収できるものであ
れば任意の態様が可能であり、特に限定されるものでは
ない。好ましくは、晶析反応成分回収手段としては、図
１に示されるような処理水中の晶析反応成分を吸着する
イオン交換手段、図２に示されるような該処理水中の該
晶析反応成分を種晶上に晶析させる晶析手段、および図
３に示されるような該処理水中の該晶析反応成分を凝集
沈殿させるスラリー形成手段が挙げられる。本発明の装
置においては、これらの複数の手段を設けることも可能
である。本発明の晶析反応装置においては、晶析反応成
分回収手段を具備することにより、晶析反応成分を高濃
度で含む処理水から該晶析反応成分を低減できる。ま
た、本発明の晶析反応装置は晶析反応成分回収手段の後
段に、任意に、逆浸透膜装置９を設置することができ、
この場合に、該逆浸透膜装置９の閉塞を回避できるとい
う利点がある。

【００１４】処理水中の晶析反応成分を吸着するイオン
交換手段としては、図１に示されるような、内部に陽イ
オン交換樹脂が充填されたイオン交換搭１２が処理水排
出ライン８に介装されており、その後段に任意に逆浸透
膜装置９が介装されるような態様が挙げられる。イオン
交換搭１２においては、処理水が該イオン交換搭１２を
通過することにより、陽イオンである晶析反応成分が陽
イオン交換樹脂に吸着される。一定量の処理水をイオン
交換処理した後に、該イオン交換搭１２は再生剤を通過
させることにより再生される。再生剤としては、ＮａＣ
ｌ等の塩を含む水溶液、または、ＨＣｌ等を含む酸性溶
液が使用されるが、吸着した晶析反応成分を溶出できる
のであれば、任意の再生剤を使用でき、特に限定される
ものではない。この再生により、晶析反応成分を高濃度
で含有する再生排液が得られ、該再生排液は再生晶析用
薬液として、再生晶析用薬液供給手段によって晶析反応
糟１に供給される。該再生晶析用薬液供給手段として
は、例えば、図１に示されるように、再生晶析用薬液を
貯留する貯留槽１３と、該貯留槽１３から晶析反応糟１
に再生晶析用薬液を供給する再生晶析用薬液供給ライン
１４とから構成されるが、これに限定されるものではな
い。また、図１では、再生晶析用薬液供給ライン１４は
晶析用薬液供給ライン７と接続されているが、これに限
定されるものではなく、再生晶析用薬液供給ライン１４
が直接に晶析反応糟１に接続されるような態様も可能で
ある。上述のように、晶析反応成分回収手段で回収した
晶析反応成分を溶解し、再生晶析用薬液として使用する
ことにより、晶析用薬液の消費量を低減することが可能
となる。

【００１５】処理水中の晶析反応成分を種晶上に晶析さ
せる晶析手段としては、図２に示されるような、晶析反
応成分を晶析させるための晶析反応糟１５と、該晶析反
応糟に晶析反応成分を晶析させる薬剤を供給する薬剤供
給手段１６と、処理水循環手段と、種晶上に晶析反応成
分の反応物が析出した粒子状の生成結晶を回収する生成
結晶回収手段１７とから構成される手段が挙げられる。
晶析反応成分を晶析させる薬剤としては、晶析反応成分
を晶析させるのであれば任意の薬剤が使用できるが、晶
析物の溶解度が低く、さらに、該晶析物が酸によって溶
解する性質を持つのが望ましいという観点から、Ｎａ_２
ＣＯ_３等の炭酸塩が好ましい。該晶析手段においては、
使用される薬剤、晶析させるべき目的物は異なるが、基
本的な技術的背景、運転方法は晶析反応糟１において説
明されるのと同じである。該晶析手段において回収され
た生成結晶が溶解糟１９内で酸により溶解され、再生晶
析用薬液が得られる。得られた再生晶析用薬液は再生晶
析用薬液供給手段によって晶析反応糟１に供給される。

【００１６】処理水中の晶析反応成分を凝集沈殿させる
スラリー形成手段としては、図３に示されるような、処
理水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段２０、インライ
ンミキサー２１、固液分離装置２２によって、凝集剤と
晶析反応成分との反応物のスラリーが得られ、該スラリ
ーを回収するという手段が挙げられる。該スラリー形成
手段によって得られるスラリーは、溶解糟１９内で酸に
より溶解され、再生晶析用薬液が得られる。得られた再
生晶析用薬液は再生晶析用薬液供給手段によって晶析反
応糟１に供給される。凝集剤としては任意の薬剤が使用
できるが、晶析物の溶解度が低く、さらに、該晶析物が
酸によって溶解する性質を持つのが望ましいという観点
から、Ｎａ_２ＣＯ_３等の炭酸塩、水酸化ナトリウムなど
のアルカリが好ましい。

【００１７】本発明の晶析反応装置においては、晶析反
応成分回収手段の後に晶析反応成分測定手段（図示しな
い）を介装して、該晶析反応装置の系外に排出される晶
析反応成分を測定し、系外に排出される量に応じて晶析
用薬液を供給するように運転することが効率的である。
また、該晶析反応成分測定手段は、再生晶析用薬液を貯
留する貯留槽１３もしくは溶解糟１９、または再生晶析
用薬液供給ライン１４に介装することも好ましい。これ
により、晶析反応糟１に供給される再生晶析用薬液での
晶析反応成分の濃度が明らかとなり、この濃度に合わせ
て、晶析用薬液供給手段からの晶析用薬液供給量を調節
し、晶析反応糟１に供給される晶析反応成分の総量を制
御できる。

【００１８】本発明における晶析反応糟１は、内部に種
晶２が充填されており、該種晶２の表面上に、原水に含
まれる晶析対象成分と、該晶析用薬液に含まれる晶析反
応成分との反応物が析出することにより、原水中の晶析
対象成分を低減させ、晶析対象成分の濃度が低下した処
理水を排出するものである。晶析反応糟１は前記機能を
有するものであれば、長さ、内径、形状などについて
は、任意の態様が可能であり、特に限定されるものでは
ない。

【００１９】晶析反応糟１に充填される種晶２の充填量
も、晶析対象成分を晶析反応により除去できるのであれ
ば特に限定されるものではなく、晶析対象成分の濃度、
種類、使用される晶析用薬液の種類、濃度、また、晶析
反応装置の運転条件等に応じて適宜設定される。本発明
の晶析反応装置においては、晶析反応糟１内に上向流を
形成し、該上向流によって種晶２が流動するような流動
床の晶析反応糟１が好ましいので、種晶２は流動可能な
量で晶析反応糟１に充填されるのが好ましい。種晶２
は、本発明の目的に反しない限りは、任意の材質が可能
であり、例えば、ろ過砂、活性炭、金属酸化物の１以上
からなる粒子、または、晶析対象成分と晶析反応成分が
反応して生じる化合物からなる粒子等が挙げられるが、
これらに限定されるものではない。種晶２の上で晶析反
応が起こりやすいという観点、また、種晶２の上に晶析
対象成分と晶析反応成分の反応物が析出して成長した粒
子から、より純粋な反応物を回収できるという観点か
ら、晶析反応により生じる化合物と同じ化合物、例え
ば、原水中の晶析対象成分がフッ素であり、晶析用薬液
がカルシウム化合物を含む薬液の場合には、フッ化カル
シウム（蛍石）が種晶２として使用されるのが好まし
い。

【００２０】また、晶析反応糟１内に上向流が形成され
る場合に、この上向流の流速が大きくなると、種晶２が
晶析反応糟１の外に流出してしまうことがある。よっ
て、晶析反応糟１内の上向流の流速を上げることができ
るという観点から、種晶２は比重が大きい粒子が好まし
い。さらに、本発明の晶析反応装置において処理される
原水はフッ酸をはじめとする、腐食性、酸性物質を含む
場合が多いので、種晶２は金属などの様に、酸によって
溶解される材質は好ましくない。腐食性でないとの観点
からは、種晶２はケイ素、チタン、アルミニウム、マグ
ネシウム、鉄、ジルコニウムなどをはじめとする金属元
素の酸化物からなる粒子が好ましい。比重も考慮する
と、ジルコンサンド、ガーネットサンド、サクランダム
（商品名、日本カートリット株式会社製）がより好まし
い。種晶２の形状、粒径は、晶析反応糟１内での流速、
晶析対象成分の濃度等に応じて適宜設定され、本発明の
目的に反しない限りは特に限定されるものではない。

【００２１】本発明の原水供給手段は、原水を晶析反応
糟１に供給できるものであれば任意の態様が可能であ
る。晶析用薬液供給手段は、晶析用薬液を晶析反応糟１
に供給できるものであれば任意の態様が可能である。図
１の態様においては、晶析用薬液供給手段は、晶析用薬
液を貯留する晶析用薬液タンク６、該晶析用薬液タンク
６と晶析反応糟１とを連結する晶析用薬液供給ライン７
を具備し、該晶析用薬液供給ライン７にはポンプが介装
されている。

【００２２】原水供給ライン４および晶析用薬液供給ラ
イン７は晶析反応糟１の任意の部分に接続することがで
きる。本発明の晶析反応装置においては、晶析反応糟１
内に上向流を形成して晶析処理を行う場合には、効率的
に反応を行うという観点から、原水供給ライン４および
晶析用薬液供給ライン７は晶析反応糟１の底部に接続さ
れるのが好ましい。

【００２３】晶析反応糟１は、晶析反応により生じた晶
析対象成分が低減された処理水を該晶析反応糟１の外部
に排出する。処理水は、晶析反応糟１における液体の流
れに従って任意の部分から排出される。晶析反応糟１内
で上向流が形成される場合には、晶析反応糟１の上部か
ら処理水が排出される。図１の態様では、該晶析反応糟
１の上部から排出される処理水は、処理水排出ライン８
を通って排出される。本発明の晶析反応装置は、晶析反
応糟１から排出される処理水の少なくとも一部を該晶析
反応糟１に返送する処理水循環手段を有する。処理水循
環手段としては、処理水の少なくとも一部を晶析反応糟
１に返送できるものであれば任意の態様が可能であり、
特に限定されるものではない。図１の態様においては、
処理水循環手段として、処理水貯留タンク１０から分岐
した処理水循環ライン１１が設けられている。処理水循
環手段は、処理水を晶析反応糟１に循環させることによ
り、晶析反応糟１内に供給された原水を希釈すると共
に、晶析用薬液と原水を混合し、さらに、晶析反応糟１
内で所定の流れ、特に上向流を形成させるものである。
よって、晶析反応糟１内で上向流が形成される場合に
は、図１のように、処理水循環ライン１１は晶析反応糟
１の底部に接続されるような態様が好ましい。

【００２４】本発明の晶析反応装置で処理される原水
は、晶析処理により除去される晶析対象成分を含むもの
であれば、如何なる由来の原水であっても良く、例え
ば、半導体関連産業をはじめとする電子産業、発電所、
アルミニウム工業などから排出される原水が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。本発明における
原水中の晶析対象成分としては、晶析反応により晶析
し、原水中から除去可能であれば任意の元素が挙げら
れ、特に限定されるものではない。また、晶析対象成分
となる元素の種類は１種類であっても良いし、２種類以
上であっても良い。特に、原水中における存在が問題と
なるという観点から、本発明の晶析対象成分としては、
フッ素、リンおよび重金属元素、並びにこれらの混合物
が挙げられる。また、重金属元素としては、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃ
ｄ、Ｈｇ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｅが挙げられるが、これに限
定されるものではない。晶析対象成分となる元素は、晶
析反応により晶析するのであれば、任意の状態で原水中
に存在することが可能である。原水中に溶解していると
いう観点から、晶析対象成分はイオン化した状態である
のが好ましい。晶析対象成分がイオン化した状態として
は、例えば、Ｆ⁻、Ｃｕ^２＋等をはじめとする原子がイ
オン化したもの、メタリン酸、ピロリン酸、オルトリン
酸、三リン酸、四リン酸、亜リン酸等をはじめとする晶
析対象成分を含む化合物がイオン化したもの、また、重
金属等の錯イオンなどが挙げられるがこれらに限定され
るものではない。

【００２５】晶析用薬液としては、晶析対象成分と反応
して難溶性化合物を形成することにより、原水から晶析
対象成分を除去できる晶析反応成分を含むものであれ
ば、任意の化合物を含む薬液を使用することができ、除
去されるべき晶析対象成分に応じて適宜設定される。な
お、晶析反応成分とは、上述のように晶析対象成分と反
応して難溶性化合物を形成するものであり、例えば、カ
ルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム等
の元素またはイオンが挙げられるが、これらに限定され
るものではない。また、晶析用薬液に含まれる、晶析反
応成分は１種類であっても良いし、複数種類であっても
良い。また、薬液を構成する液体媒体としては、本発明
の目的に反しない限りは任意の物質が可能であり、好ま
しくは水である。例えば、晶析対象成分がフッ素の場合
には、晶析用薬液としては、水酸化カルシウム、塩化カ
ルシウム、炭酸カルシウムをはじめとするカルシウム化
合物、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウムをはじめと
するマグネシウム化合物、水酸化ストロンチウム、塩化
ストロンチウムをはじめとするストロンチウム化合物を
含む薬液、またはこれらの混合物を含む薬液が挙げられ
るがこれらに限定されるものではない。また、フッ素と
反応して形成されるフッ化物の溶解度が低いという観点
から、晶析用薬液としては、マグネシウム化合物および
／またはカルシウム化合物を含む薬液が好ましく、より
好ましくは、カルシウム化合物を含む薬液である。

【００２６】晶析対象成分がリン元素であり、原水中に
リン酸等のリン化合物として存在している場合には、晶
析用薬液としては、水酸化カルシウム、塩化カルシウム
をはじめとするカルシウム化合物、塩化バリウムをはじ
めとするバリウム化合物、塩化マグネシウムをはじめと
するマグネシウム化合物が挙げられるがこれらに限定さ
れるものではない。リン酸等の形態のリンと反応して形
成される化合物の溶解度が低いという観点から、晶析用
薬液としては、カルシウム化合物および／またはバリウ
ム化合物を含む薬液が好ましい。晶析対象成分が上述の
重金属である場合には、晶析用薬液としては、水酸化カ
ルシウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナ
トリウムをはじめとする、水に溶解された場合にアルカ
リ性を示すアルカリ化合物が好ましいが、これらに限定
されるものではない。

【００２７】晶析対象成分が原水中に複数種類存在し、
この中の全部もしくは２以上の成分の晶析除去が望まれ
る場合には、除去が望まれる晶析対象成分のいずれに対
しても難溶性塩を形成する晶析反応成分を含む晶析用薬
液が適宜選択される。例えば、晶析対象成分としてフッ
素とリン酸を含む場合には、晶析用薬液としては、フッ
素およびリン酸のいずれにも適した晶析反応成分である
カルシウムを含む晶析用薬液が使用されても良いし、ま
た、それぞれに適した複数の晶析反応成分を含む晶析用
薬液でも良い。また、晶析用薬液中の晶析反応成分の濃
度は、晶析反応糟の処理能力、循環される処理水量、晶
析対象成分の種類および濃度等に応じて適宜設定され
る。

【００２８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の晶析反
応装置は、フッ素、リンおよび／または重金属をはじめ
とする晶析対象成分を含む原水を晶析処理する晶析反応
装置において、晶析反応成分回収手段を具備することに
より、処理水中に高濃度で含まれるカルシウムをはじめ
とする晶析反応成分を低減させることができ、後段に逆
浸透膜装置が設けられた場合に、該逆浸透膜装置内にお
ける該晶析反応成分の反応物の析出による閉塞を防止す
ることができる。また、晶析反応成分回収手段によって
回収した晶析反応成分を溶解し、再生晶析用薬液として
使用することにより、晶析用薬液の消費量を低減するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の晶析反応装置の一態様を示
す概略図である。

【図２】図２は、本発明の晶析反応装置の一態様を示
す概略図である。

【図３】図３は、本発明の晶析反応装置の一態様を示
す概略図である。

【図４】図４は、従来の晶析反応装置を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１晶析反応糟２種晶４原水供給ライン６晶析用薬液タンク７晶析用薬液供給ライン８処理水排出ライン９逆浸透膜装置１０処理水貯留タンク１１処理水循環ライン１２イオン交換搭１３貯留槽１４再生晶析用薬液供給ライン１５晶析反応糟１６薬剤供給手段１７生成結晶回収手段１９溶解糟２０凝集剤添加手段２１インラインミキサー２２固液分離装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０８Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０８６１５６１５Ａ６１９６１９Ｚ６２２６２２ 61/02 ５００ 61/02 ５００ 61/04 61/04 Ｃ０２Ｆ 1/42 Ｃ０２Ｆ 1/42 ＡＥ 1/44 1/44 Ｅ 1/58 1/58 ＭＳＦターム(参考） 4D006 GA03 PA04 PB08 PB28 PC01 PC31 4D025 AA09 AB15 BA08 BB05 DA10 4D038 AA08 AB40 AB43 AB44 AB45 AB48 AB50 AB63 AB64 AB65 AB66 AB67 AB68 AB69 AB71 AB72 AB73 AB74 BB08 BB18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に種晶が充填された晶析反応糟であ
って、原水中の晶析対象成分と、晶析用薬液に含まれる
晶析反応成分との反応物が該種晶の上に析出することに
より、該原水中の該晶析対象成分が低減された処理水を
排出する該晶析反応糟と、該原水を該晶析反応糟に供給する原水供給手段と、該晶析反応成分を含む該晶析用薬液を該晶析反応糟に供
給する晶析用薬液供給手段と、該晶析反応糟から排出される処理水の少なくとも一部を
該晶析反応糟に返送する処理水循環手段とを備える晶析
反応装置において、該処理水から、該処理水中に残存する該晶析反応成分を
回収する晶析反応成分回収手段をさらに具備する晶析反
応装置。
【請求項２】晶析反応成分回収手段によって回収され
た晶析反応成分を再生晶析用薬液として、晶析反応糟に
供給する再生晶析用薬液供給手段をさらに具備する請求
項１記載の晶析反応装置。
【請求項３】晶析反応成分回収手段が、処理水中の晶
析反応成分を吸着するイオン交換手段、該処理水中の該
晶析反応成分を種晶上に晶析させる晶析手段および該処
理水中の該晶析反応成分を凝集沈殿させるスラリー形成
手段から選択される少なくとも１つの手段である請求項
１または２記載の晶析反応装置。
【請求項４】晶析反応成分回収手段がイオン交換手段
であって、再生晶析用薬液が晶析反応成分を吸着したイ
オン交換体の再生排液であることを特徴とする請求項３
記載の晶析反応装置。
【請求項５】晶析反応成分回収手段が晶析手段であっ
て、再生晶析用薬液が該晶析手段において得られる生成
結晶の酸による溶解液であることを特徴とする請求項３
記載の晶析反応装置。
【請求項６】晶析反応成分回収手段がスラリー形成手
段であって、再生晶析用薬液が該スラリー形成手段にお
いて得られるスラリーの酸による溶解液であることを特
徴とする請求項３記載の晶析反応装置。
【請求項７】晶析反応成分回収手段の後段に逆浸透膜
装置をさらに具備することを特徴とする請求項１〜６の
いずれか１項記載の晶析反応装置。