JP2005254158A - Apparatus and method for removing fluorine in waste water - Google Patents
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本発明は、排水中のフッ素除去装置及びフッ素除去方法に関する。 The present invention relates to a fluorine removing apparatus and a fluorine removing method in waste water.
従来、排水中のフッ素を除去するために、排水中にカルシウム剤を投入し、フッ素とカルシウム剤とを反応させ、その後、種晶として排水中に投入したフッ化カルシウムの表面に析出させる方法が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
ところで、上記方法において用いられている種晶としては、大粒径(100μm以上)のものやスラリー状(数μm以下)のものが知られている。このうち、大粒径種晶は反応槽中で滞留しているため長期的に使用可能であるという利点はあるが、単位重量当たりの表面積が小さいためフッ素の除去効率が悪いという問題がある。また、スラリー状の種晶は単位重量当たりの表面積が大きいためフッ素の除去効率は優れているが、スラリー状種晶のほとんどは回収することができないため、多量の種晶が必要であるという問題がある。 By the way, as a seed crystal used in the above method, one having a large particle diameter (100 μm or more) or a slurry form (several μm or less) is known. Among these, the large grain seed crystals have the advantage that they can be used for a long time because they remain in the reaction vessel, but there is a problem that the fluorine removal efficiency is poor because the surface area per unit weight is small. In addition, since the slurry-like seed crystals have a large surface area per unit weight, the removal efficiency of fluorine is excellent. However, since most of the slurry-like seed crystals cannot be recovered, a large amount of seed crystals is required. There is.
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、種晶を有効利用して排水中のフッ素を効率よく除去することが可能な、排水中のフッ素除去装置及びフッ素除去方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a fluorine removal apparatus and a fluorine removal method in wastewater that can efficiently remove fluorine in wastewater by effectively using seed crystals. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明に係る排水中のフッ素除去装置は、フッ素含有排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合した混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、前記凝集槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、前記沈殿槽によって分離された沈殿物から遠心力により種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を反応槽に添加する手段と、を備えることとする。 In order to solve the above problems, the apparatus for removing fluorine in wastewater according to the present invention is a coagulation tank for coagulating calcium fluoride in a mixed liquid in which fluorine-containing wastewater, calcium agent, seed crystal, and polymer flocculant are mixed. A sedimentation tank that precipitates and separates the liquid mixture sent from the coagulation tank, a separation means that separates and collects seed crystals from the precipitate separated by the precipitation tank, and a seed that is collected by the separation means Means for adding crystals to the reaction vessel.
また、本発明に係る排水中のフッ素除去装置は、フッ素含有排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合した混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、前記凝集槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、前記沈殿槽によって分離された沈殿物から粒径5〜100μmの範囲内のみの種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を反応槽に添加する手段と、を備えることとしてもよい。 Further, the apparatus for removing fluorine in waste water according to the present invention comprises a flocculent tank for aggregating calcium fluoride in a mixed liquid in which fluorine-containing waste water, calcium agent, seed crystal, and polymer flocculant are mixed, and the flocculant tank. A settling tank for settling and separating the sent mixed liquid; a separating means for separating and collecting seed crystals having a particle size of 5 to 100 μm from the precipitate separated by the settling tank; and collected by the separating means And means for adding seed crystals to the reaction vessel.
前記分離手段としては、例えば、液体サイクロン(ハイドロサイクロンや高性能ハイドロサイクロンなどを含む)等の遠心分離機、遠心沈降分離機、遠心濾過分離機、遠心脱水機、濾過機、圧搾脱水分離機などを用いることができる。なお、前記沈殿物から粒径5〜100μmの範囲内のみの種晶を分離回収する際には、例えば、液体サイクロン等の遠心分離機や遠心沈降分離機などを用いることができる。 Examples of the separation means include a centrifugal separator such as a hydrocyclone (including a hydrocyclone and a high performance hydrocyclone), a centrifugal sedimentation separator, a centrifugal filtration separator, a centrifugal dehydrator, a filter, a pressure dehydration separator, and the like. Can be used. In addition, when separating and recovering seed crystals having a particle size in the range of 5 to 100 μm from the precipitate, for example, a centrifugal separator such as a liquid cyclone or a centrifugal sedimentation separator can be used.
本発明に係る排水中のフッ素除去方法は、フッ素含有排水にカルシウム剤を添加して前記フッ素含有排水中のフッ素と前記カルシウム剤に含まれるカルシウムとを反応させてフッ化カルシウムを生成させ、種晶と高分子凝集剤により前記フッ化カルシウムを種晶とともに沈殿させ、沈殿物を除去する排水中のフッ素除去方法において、前記沈殿物から種晶を遠心力により分離回収し、前記種晶を再利用することとする。 In the method for removing fluorine in wastewater according to the present invention, a calcium agent is added to fluorine-containing wastewater, and the fluorine in the fluorine-containing wastewater is reacted with calcium contained in the calcium agent to produce calcium fluoride. In the method for removing fluorine in waste water by precipitating the calcium fluoride together with the seed crystal using a crystal and a polymer flocculant and removing the precipitate, the seed crystal is separated and recovered from the precipitate by centrifugal force, and the seed crystal is recovered again. We will use it.
また、本発明に係る排水中のフッ素除去方法は、フッ素含有排水にカルシウム剤を添加して前記フッ素含有排水中のフッ素と前記カルシウム剤に含まれるカルシウムとを反応させてフッ化カルシウムを生成させ、種晶と高分子凝集剤により前記フッ化カルシウムを種晶とともに沈殿させ、沈殿物を除去する排水中のフッ素除去方法において、前記沈殿物から粒径5〜100μmの範囲内のみの種晶を分離回収し、前記種晶を再利用することとする。 Further, the method for removing fluorine in wastewater according to the present invention comprises adding a calcium agent to fluorine-containing wastewater, and reacting fluorine in the fluorine-containing wastewater with calcium contained in the calcium agent to produce calcium fluoride. In the method for removing fluorine in the waste water by precipitating the calcium fluoride together with the seed crystal by the seed crystal and the polymer flocculant, and removing the precipitate, the seed crystal having a particle diameter of 5 to 100 μm only from the precipitate. The seed crystal is separated and recovered and reused.
前記種晶は、例えば、液体サイクロン(ハイドロサイクロンや高性能ハイドロサイクロンなどを含む)等の遠心分離機、遠心沈降分離機、遠心濾過分離機、遠心脱水機、濾過機、圧搾脱水分離機などの装置を用いることにより前記沈殿物から分離回収することができる。なお、前記沈殿物から粒径5〜100μmの範囲内のみの種晶を分離回収する際には、例えば、液体サイクロン等の遠心分離機や遠心沈降分離機などの装置を用いることが好ましい。 The seed crystal is, for example, a centrifugal separator such as a hydrocyclone (including a hydrocyclone or a high performance hydrocyclone), a centrifugal sedimentation separator, a centrifugal filtration separator, a centrifugal dehydrator, a filter, a press dehydration separator, etc. By using an apparatus, the precipitate can be separated and recovered. In addition, when separating and recovering seed crystals having a particle size of 5 to 100 μm from the precipitate, it is preferable to use a device such as a centrifugal separator such as a liquid cyclone or a centrifugal sedimentation separator.
前記カルシウム剤としては、カルシウム又はその化合物であればどのようなものでもよいが、カルシウムの過剰注入によるスケーリングを防止することができる点で炭酸カルシウム(石灰岩、大理石など)、石膏、アパタイト、ハイドロキシアパタイト(骨粉)、リン酸カルシウムなどの難溶性のカルシウム剤を用いることが好ましい。また、前記高分子凝集剤としては、フッ化カルシウムを凝集させることができるものであればアニオン性、ノニオン性、カチオン性のいずれを用いてもよいが、フッ化カルシウムを効率よく凝集させることができる弱アニオン〜中アニオンのアニオン性凝集剤を用いることが好ましい。なお、高分子凝集剤として用いるアニオン性凝集剤としては、コロイド当量値が−0.7〜−7.0 meq/g の範囲内のものが好ましく、コロイド当量値が−0.7〜−2.8 meq/g の範囲内のものが特に好ましい。 As the calcium agent, any calcium or a compound thereof may be used, but calcium carbonate (limestone, marble, etc.), gypsum, apatite, hydroxyapatite is capable of preventing scaling due to excessive injection of calcium. It is preferable to use a poorly soluble calcium agent such as (bone powder) or calcium phosphate. The polymer flocculant may be anionic, nonionic or cationic as long as it can agglomerate calcium fluoride, but it can agglomerate calcium fluoride efficiently. It is preferable to use an anionic flocculant having a weak anion to a medium anion. The anionic flocculant used as the polymer flocculant preferably has a colloid equivalent value in the range of -0.7 to -7.0 meq / g, and the colloid equivalent value is -0.7 to --2. Those within the range of .8 meq / g are particularly preferred.
本発明によれば、種晶を有効利用して排水中のフッ素を効率よく除去することが可能な、排水中のフッ素除去装置及びフッ素除去方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluorine removal apparatus and the fluorine removal method in waste_water | drain which can efficiently remove the fluorine in waste_water | drain can be provided effectively using a seed crystal.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
===排水中のフッ素除去装置の構成図===
図1は本発明の一実施例として説明する排水中のフッ素除去装置100の構成図を示す。なお、本実施の形態においては、分離手段がハイドロサイクロン70である場合について説明するが、これに限定されるものではない。
=== Schematic diagram of a device for removing fluorine in wastewater ===
FIG. 1 shows a configuration diagram of a
図1に示すように、本発明に係る排水中のフッ素除去装置100は、pH調整槽10、反応槽20、凝集槽30、沈殿槽40、ポンプ50、ハイドロサイクロン70などを備えている。
As shown in FIG. 1, the
pH調整槽10は、フッ素含有排水のpHを調整するためのものである。反応槽20は、攪拌機21によって攪拌しながら、pHを調整したフッ素含有排水にカルシウム剤、種晶としてのフッ化カルシウム、及び高分子凝集剤を混合し、混合液を調製するためのものである。なお、反応槽20では、混合液を高速で攪拌することにより化学反応を促進させている。凝集槽30は、反応槽20から送出された混合液を攪拌機31によって攪拌しながら、混合液中のフッ化カルシウムを凝集させるためのものである。なお、凝集槽30では、フッ化カルシウム(汚泥フロック)の凝集速度を促進させている。従って、凝集したフッ化カルシウムを壊さないようにするために、攪拌機31を低速で攪拌するように制御することが好ましい。沈殿槽40は、凝集槽30から送出された混合液から凝集したフッ化カルシウムを沈殿分離するためのものである。
The pH adjustment tank 10 is for adjusting the pH of the fluorine-containing waste water. The
ハイドロサイクロン70は、沈殿槽40からポンプ50によって供給された沈殿物を、遠心力によって汚泥とフッ素を除去するための薬品(例えば、カルシウム剤及び種晶など)とに分離するためのものである。ハイドロサイクロン70の分離性能によって、フッ素を除去するための薬品の粒径の大きさは決定されるが、通常は粒径5μm〜100μmの範囲内の薬品を用いることができ、フッ素の除去効率が高い点で粒径5μ〜30μmの範囲内の薬品を用いることが好ましく、ハイドロサイクロン70で確実に分離できる点で粒径10μm〜30μmの範囲内の薬品を用いることが特に好ましい。このように、ハイドロサイクロン70を用いることにより、沈殿物を高速に分離することが可能となる。なお、本実施の形態においては、ハイドロサイクロン70を用いることとしているが、その他の遠心分離機や、遠心沈降分離機、遠心濾過分離機、遠心脱水機、濾過機、圧搾脱水分離機などを用いることとしてもよい。
The
なお、本実施の形態においては、沈殿物は配管60を通してハイドロサイクロン70に供給されるように構成されている。また、ハイドロサイクロン70により分離回収されたフッ化カルシウム及びカルシウム剤は、反応槽20に添加されるように構成されている。
In the present embodiment, the precipitate is configured to be supplied to the
また、本実施の形態においては、フッ素含有排水のpHを調整する処理や、pHを調整したフッ素含有排水、カルシウム剤、種晶としてのフッ化カルシウム、及び高分子凝集剤などの混合し、混合液を調製する処理や、混合液からフッ化カルシウムを凝集させる処理や、混合液を沈殿分離させる処理などを、別々の槽で行うこととしているが、1つの槽でこれらの処理を行うようにしてもよいし、2又は3つの槽でこれらの処理を行うようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the treatment for adjusting the pH of the fluorine-containing wastewater, the fluorine-containing wastewater whose pH is adjusted, the calcium agent, calcium fluoride as a seed crystal, and the polymer flocculant are mixed and mixed. The process of preparing the liquid, the process of aggregating calcium fluoride from the mixed liquid, and the process of precipitating and separating the mixed liquid are performed in separate tanks, but these processes are performed in one tank. Alternatively, these processes may be performed in two or three tanks.
次に、本実施の形態における排水中のフッ素除去装置の処理手順の一例について説明する。 Next, an example of the processing procedure of the apparatus for removing fluorine in waste water in the present embodiment will be described.
例えば、半導体関連産業等の電子産業、発電所、アルミニウム工業などから排出されるフッ素含有排水は、pH調整槽1110でアルカリ薬剤(苛性ソーダなど)によってフッ化カルシウムの溶解度が低いpH7〜pH10の範囲内に調整されるが、中性のpH(pH7〜8)に調整することが好ましい。これにより、フッ化カルシウムが溶解せずに、効率よくフッ素を除去することが可能となる。また、中性から弱アルカリ性の範囲内では、難溶性のカルシウム剤は低い溶解度でしか排水中に溶解しないので、排水中には低濃度のカルシウムイオンしか含まれないこととなり、処理水に対するカルシウムイオンの流出を防止できる。従って、カルシウムが多量に溶出することにより生じる配管でのスケーリングを防止することが可能となり、軟化処理によりカルシウムを除去する操作が不要となる。なお、必要であれば、硫酸バンド等の無機凝集剤を用いることとしてもよい。この無機凝集剤を用いることにより、汚泥の発生量を削減することが可能となる。なお、この無機凝集剤の添加は、pH調整する前に行うことが好ましい。 For example, fluorine-containing wastewater discharged from electronic industries such as semiconductor-related industries, power plants, aluminum industries, etc. is in the pH 7 to pH 10 range where the solubility of calcium fluoride is low in the pH adjusting tank 1110 by alkali chemicals (caustic soda, etc.). However, it is preferable to adjust to a neutral pH (pH 7 to 8). Thereby, it becomes possible to efficiently remove fluorine without dissolving calcium fluoride. In addition, in the range from neutral to weakly alkaline, sparingly soluble calcium agents dissolve in the wastewater only with low solubility, so the wastewater contains only a low concentration of calcium ions. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent scaling in the piping caused by a large amount of calcium eluting, and an operation for removing calcium by the softening treatment becomes unnecessary. If necessary, an inorganic flocculant such as a sulfuric acid band may be used. By using this inorganic flocculant, it becomes possible to reduce the generation amount of sludge. In addition, it is preferable to add this inorganic flocculant before pH adjustment.
次に、pH調整されたフッ素含有排水は反応槽20に移される。そして、添加されたカルシウム剤のカルシウムとフッ素含有排水中のフッ素とを反応させ、反応物であるフッ素カルシウム(フロック)を形成させる。
Next, the pH-adjusted fluorine-containing wastewater is transferred to the
また、反応槽20では、種晶としてのフッ化カルシウムと高分子凝集剤とを添加し、凝集槽30において攪拌機31で攪拌することにより、種晶を核とした重いフロックを形成させる。これにより、フロックの沈降速度を高め、沈殿槽40においてフロックを迅速に分離することが可能となる。なお、沈殿槽40において凝集沈殿される沈殿物には、上記フロック以外に、種晶や未反応のカルシウム剤が含まれている。本実施の形態においては、沈殿物に含まれている種晶や未反応のカルシウム剤を再利用するために、ハイドロサイクロン70によって沈殿物から粒径の大きな種晶及び未反応のカルシウム剤を分離回収することとしている。なお、粒径が小さなフロックはハイドロサイクロン70によって分離され、汚泥として排出される。このように、ハイドロサイクロン70を用いて種晶及び未反応のカルシウム剤を分離し循環利用することにより、長期的に種晶を使用することや、未反応のカルシウム剤を有効利用することができるようになる。従って、種晶やカルシウム剤などの薬品の使用量や汚泥の発生量を削減させることができ、トータル運転コストの低減を図ることが可能となる。
In the
以上のように、本発明に係る排水中のフッ素除去装置やフッ素除去方法を用いることにより、種晶を有効利用して排水中のフッ素を効率よく除去することが可能となる。また、従来、フッ素処理において用いていた硫酸バンドの使用量を最小限に抑えることができ、廃棄物の少ないフッ素処理が可能となる。 As described above, by using the apparatus for removing fluorine in waste water and the method for removing fluorine according to the present invention, it is possible to efficiently remove fluorine in waste water by effectively using seed crystals. Further, the amount of sulfuric acid band used in the conventional fluorination treatment can be minimized, and the fluorination treatment with less waste can be performed.
以下に実施例を示して、本発明を具体的に説明する。
[実施例1]
脱塵塔処理排水原水を10% NaOHでpH7に調整し、粒径20μmのフッ化カルシウム5000mgと、粒径20μmの石灰石1000mgと、0.1% 高分子凝集剤(イオン性:アニオン)1mlとを添加した。その後、140rpm×40秒で急速攪拌し、1時間静置させて凝集沈殿させ、上澄み液のフッ素濃度を測定した。その結果、上記処理により、脱塵塔処理排水原水のフッ素濃度は520mg/lから26mg/lに減少し、効率よくフッ素を除去できることが明らかとなった。
The present invention will be specifically described below with reference to examples.
[Example 1]
The raw water from the dedusting tower was adjusted to pH 7 with 10% NaOH, 5000 mg of calcium fluoride having a particle size of 20 μm, 1000 mg of limestone having a particle size of 20 μm, and 1 ml of 0.1% polymer flocculant (ionic: anion) Was added. Thereafter, the mixture was rapidly stirred at 140 rpm × 40 seconds, allowed to stand for 1 hour for aggregation and precipitation, and the fluorine concentration of the supernatant was measured. As a result, it has been clarified that the above-described treatment reduces the fluorine concentration of the raw water from the dedusting tower treatment waste water from 520 mg / l to 26 mg / l, and can efficiently remove fluorine.
10 pH調整槽
20 反応槽
21 攪拌機
30 凝集槽
31 攪拌機
40 沈殿槽
50 ポンプ
60 配管
70 ハイドロサイクロン
100 排水中のフッ素除去装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (7)
前記沈殿物から種晶を遠心力により分離回収し、前記種晶を再利用することを特徴とする排水中のフッ素除去方法。 A calcium agent is added to the fluorine-containing wastewater, and the fluorine in the fluorine-containing wastewater is reacted with calcium contained in the calcium agent to generate calcium fluoride. In the method of removing fluorine in wastewater, which precipitates together with seed crystals and removes the precipitate,
A method for removing fluorine from wastewater, wherein seed crystals are separated and recovered from the precipitate by centrifugal force, and the seed crystals are reused.
前記沈殿物から粒径5〜100μmの範囲内のみの種晶を分離回収し、前記種晶を再利用することを特徴とする排水中のフッ素除去方法。 A calcium agent is added to the fluorine-containing wastewater, and the fluorine in the fluorine-containing wastewater is reacted with calcium contained in the calcium agent to generate calcium fluoride. In the method of removing fluorine in wastewater, which precipitates together with seed crystals and removes the precipitate,
A method for removing fluorine in waste water, wherein seed crystals having a particle size of 5 to 100 μm are separated and recovered from the precipitate, and the seed crystals are reused.
The method for removing fluorine in waste water according to any one of claims 4 to 6, wherein the calcium agent is a sparingly soluble calcium agent.
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