JP2009286639A - Apparatus and method for recovering fluorine and ammonia - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フッ素およびアンモニアを含む原水からフッ素およびアンモニアを回収する回収装置ならびに回収方法に関する。 The present invention relates to a recovery apparatus and a recovery method for recovering fluorine and ammonia from raw water containing fluorine and ammonia.
半導体、液晶表示装置などの電子製品やその部品などの製造工程、その他の産業などから、フッ素およびアンモニアを含む排水が排出されることがある。このような排水については、一般に、フッ素およびアンモニアを含む排水に水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤を添加後、蒸発濃縮し、アンモニア水とフッ化ナトリウム水とに分別した後、アンモニア水は蒸留塔で濃縮して回収する。この方法では、フッ素を除去するために蒸発濃縮装置を用いるが、蒸発濃縮装置では蒸気や薬剤を大量に使用しなければならず、回収に要するコストが膨大である。一方、フッ化ナトリウム水は凝集沈殿処理などで処理している。 Wastewater containing fluorine and ammonia may be discharged from manufacturing processes of electronic products such as semiconductors and liquid crystal display devices and parts thereof, and other industries. For such wastewater, in general, after adding an alkali agent such as sodium hydroxide to wastewater containing fluorine and ammonia, evaporating and concentrating it, separating it into ammonia water and sodium fluoride water, Concentrate and collect. In this method, an evaporative concentration apparatus is used to remove fluorine. However, the evaporative concentration apparatus must use a large amount of steam and chemicals, and the cost required for recovery is enormous. On the other hand, sodium fluoride water is treated by a coagulation sedimentation treatment or the like.
この排水処理に際して発生するフッ化ナトリウムを含有する汚泥は、脱水機などにより脱水後、脱水ケーキとなり、廃棄物として処理しているのが現状である。その量は多く、環境負荷を増大させている。また、アンモニア蒸留塔から排出される排水はそのまま微生物を用いた排水処理装置などで処理している。 The sludge containing sodium fluoride generated during the wastewater treatment is dehydrated by a dehydrator or the like to become a dehydrated cake and is treated as waste. The amount is large, increasing the environmental load. In addition, wastewater discharged from the ammonia distillation tower is directly processed by a wastewater treatment apparatus using microorganisms.
また、フッ素含有水の処理については、各種提案がされている(例えば、特許文献1〜3)。 Various proposals have been made for the treatment of fluorine-containing water (for example, Patent Documents 1 to 3).
このように、フッ素およびアンモニアを含む原水からフッ素とアンモニアを共に回収する回収装置ならびに回収方法は知られていなかった。 Thus, a recovery apparatus and a recovery method for recovering both fluorine and ammonia from raw water containing fluorine and ammonia have not been known.
本発明は、フッ素およびアンモニアを含む原水からフッ素とアンモニアを共に回収する回収装置ならびに回収方法である。 The present invention is a recovery apparatus and recovery method for recovering both fluorine and ammonia from raw water containing fluorine and ammonia.
本発明は、フッ素およびアンモニアを含む原水からフッ素およびアンモニアを回収する回収装置であって、前記原水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムの結晶を生成させるための晶析反応槽と、前記カルシウム剤を前記原水に添加するカルシウム剤添加手段と、前記晶析反応槽においてフッ素が除去された晶析処理水に含まれるアンモニアを濃縮するアンモニア濃縮手段と、を備えるフッ素およびアンモニアの回収装置である。 The present invention is a recovery device for recovering fluorine and ammonia from raw water containing fluorine and ammonia, comprising a crystallization reaction tank for generating calcium fluoride crystals by adding a calcium agent to the raw water, and the calcium Fluorine and ammonia recovery device comprising calcium agent addition means for adding an agent to the raw water and ammonia concentration means for concentrating ammonia contained in the crystallization treated water from which fluorine has been removed in the crystallization reaction tank .
また、前記フッ素およびアンモニアの回収装置において、前記カルシウム剤添加手段によるカルシウム剤の添加量を制御する制御手段を備え、前記原水に含まれるフッ素濃度の化学当量以下のカルシウム剤を添加することが好ましい。 Further, in the fluorine and ammonia recovery apparatus, it is preferable that a control means for controlling the amount of calcium agent added by the calcium agent addition means is provided, and a calcium agent having a chemical equivalent to or less than the fluorine concentration contained in the raw water is added. .
また、前記フッ素およびアンモニアの回収装置において、前記晶析処理水にpH調整剤を添加する晶析処理水pH調整剤添加手段を備え、前記晶析処理水のpHを12〜13の範囲に調整することが好ましい。 The fluorine and ammonia recovery device further includes a crystallization treatment water pH adjuster addition means for adding a pH adjustment agent to the crystallization treatment water, and adjusts the pH of the crystallization treatment water to a range of 12-13. It is preferable to do.
また、前記フッ素およびアンモニアの回収装置において、前記アンモニア濃縮手段の前段に、前記晶析処理水からアンモニアを蒸発濃縮するアンモニア蒸発濃縮手段を備えていてもよい。 In the fluorine and ammonia recovery apparatus, an ammonia evaporating and concentrating means for evaporating and concentrating ammonia from the crystallization treated water may be provided before the ammonia concentrating means.
また、本発明は、フッ素およびアンモニアを含む原水からフッ素およびアンモニアを回収する回収方法であって、前記原水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムの結晶を生成させる晶析反応工程と、前記晶析反応工程においてフッ素が除去されたアンモニア含有水に含まれるアンモニアを濃縮するアンモニア濃縮工程と、を含むフッ素およびアンモニアの回収方法である。 Further, the present invention is a recovery method for recovering fluorine and ammonia from raw water containing fluorine and ammonia, comprising a crystallization reaction step of adding calcium agent to the raw water to produce calcium fluoride crystals; And an ammonia concentration step of concentrating ammonia contained in the ammonia-containing water from which fluorine has been removed in the precipitation reaction step.
また、前記フッ素およびアンモニアの回収方法において、前記晶析反応工程において、前記原水に含まれるフッ素濃度の化学当量以下のカルシウム剤を添加することが好ましい。 In the method for recovering fluorine and ammonia, in the crystallization reaction step, it is preferable to add a calcium agent having a chemical equivalent to or less than the fluorine concentration contained in the raw water.
また、前記フッ素およびアンモニアの回収方法において、前記晶析処理水のpHを12〜13の範囲に調整するpH調整工程を含むことが好ましい。 The fluorine and ammonia recovery method preferably includes a pH adjustment step of adjusting the pH of the crystallization treated water to a range of 12-13.
また、前記フッ素およびアンモニアの回収方法において、前記アンモニア濃縮工程の前段に、前記晶析処理水からアンモニアを蒸発濃縮するアンモニア蒸発濃縮工程を含んでもよい。 In the method for recovering fluorine and ammonia, an ammonia evaporating and concentrating step of evaporating and concentrating ammonia from the crystallization treated water may be included before the ammonia concentrating step.
本発明では、フッ素およびアンモニアを含む原水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムの結晶を生成させてフッ素を除去し、フッ素が除去された晶析処理水に含まれるアンモニアを濃縮することにより、フッ素およびアンモニアを含む原水からフッ素とアンモニアを共に回収することができる。 In the present invention, a calcium agent is added to raw water containing fluorine and ammonia to produce calcium fluoride crystals to remove fluorine, and by concentrating ammonia contained in the crystallization treated water from which fluorine has been removed, Both fluorine and ammonia can be recovered from raw water containing fluorine and ammonia.
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
本実施形態に係る回収方法では、フッ素およびアンモニアを含む原水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムの結晶を生成させてフッ素を除去し(晶析反応工程)、フッ素が除去された晶析処理水に含まれるアンモニアを濃縮する(アンモニア濃縮工程)ことにより、フッ素およびアンモニアを回収する。 In the recovery method according to the present embodiment, a calcium agent is added to raw water containing fluorine and ammonia to generate calcium fluoride crystals to remove fluorine (crystallization reaction step), and the crystallization treatment from which fluorine has been removed Fluorine and ammonia are recovered by concentrating ammonia contained in water (ammonia concentration step).
本発明の実施形態に係る回収装置の一例の概略構成を図1に示す。図1の回収装置1は、原水槽10と、pH調整槽12と、晶析反応槽14と、スラリ貯槽16と、脱水装置18と、晶析処理水槽20と、晶析処理水pH調整槽22と、アンモニア濃縮手段であるアンモニア蒸留装置24とを備える。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a recovery apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 includes a
図1の回収装置1において、pH調整槽12には、原水槽10からの原水配管がポンプ26を介して接続されている。晶析反応槽14には、pH調整槽12からのpH調整液配管がポンプ28を介して接続されている。晶析処理水槽20には、晶析反応槽14からの晶析処理水配管が接続されている。晶析処理水pH調整槽22には、晶析処理水槽20からの晶析処理水配管がポンプ36を介して接続されている。アンモニア蒸留装置24には、晶析処理水pH調整槽22からのpH調整液配管がポンプ38を介して接続され、アンモニア蒸留装置24の出口には、アンモニア水配管がポンプ40を介して接続されている。また、スラリ貯槽16には、晶析反応槽14の下部からのスラリ配管がポンプ30を介して接続されている。脱水装置18には、スラリ貯槽16からのスラリ配管がポンプ32を介して接続され、脱水装置18の出口には、ペレット配管がポンプ34を介して接続されている。pH調整槽12、晶析処理水pH調整槽22には、モータおよびpH調整槽12あるいは晶析処理水pH調整槽22内の流体を撹拌する撹拌翼を備える撹拌手段である撹拌装置44,54、pH測定手段であるpHメータ42,52がそれぞれ設置されている。晶析反応槽14には、モータおよび晶析反応槽14内の流体を撹拌する撹拌翼48を備える撹拌手段である撹拌装置46が設置されており、ドラフトチューブ50を備える。原水槽10、晶析処理水槽20には撹拌装置が設けられていてもよい。
In the recovery device 1 of FIG. 1, a raw water pipe from the
本実施形態に係るフッ素およびアンモニアの回収方法、回収装置1の動作について説明する。 The fluorine and ammonia recovery method and the operation of the recovery apparatus 1 according to this embodiment will be described.
フッ素およびアンモニアを含有するフッ素・アンモニア含有原水(以下、単に「原水」と呼ぶ場合がある。)が原水槽10からポンプ26により原水配管を通してpH調整槽12に送液される。pH調整槽12において、撹拌装置44によって撹拌されながら、pH調整剤がポンプなどのpH調整剤添加手段により添加され、所定の範囲のpHに調整される(pH調整工程)。pHメータ42により計測されるpH調整槽12内の液のpHに基づいてポンプなどを制御して、pH調整剤の添加量を調整してもよい。
Fluorine / ammonia-containing raw water containing fluorine and ammonia (hereinafter sometimes simply referred to as “raw water”) is fed from the
また、pH調整槽12において、撹拌装置44によって撹拌されながら、希釈水がポンプなどにより添加され、所定の範囲のフッ素濃度に調整される(フッ素濃度調整工程)。フッ素濃度計などのフッ素濃度計測手段によりフッ素濃度を計測して、計測されるpH調整槽12内の液のフッ素濃度に基づいてポンプなどを制御して、希釈水の添加量を調整してもよい。
Further, in the pH adjusting
pH調整槽12においてpHおよびフッ素濃度が調整されたpH調整液は、pH調整液配管を通して、ポンプ28により晶析反応槽14へ送液される。次に、カルシウム剤がポンプなどのカルシウム剤添加手段によりカルシウム剤配管を通して、晶析反応槽14に添加される(カルシウム剤添加工程)。晶析反応槽14において、原水に含まれるフッ素と、カルシウム剤とが反応してフッ化カルシウムの結晶が生成される(晶析反応工程)。晶析反応液は撹拌装置46によって撹拌される。
The pH adjusting liquid whose pH and fluorine concentration are adjusted in the pH adjusting
晶析反応槽14において晶析反応により生じる、フッ素が低減された晶析処理水は、晶析処理水配管を通して晶析処理水槽20へ送液される。
The crystallization treatment water with reduced fluorine generated by the crystallization reaction in the
晶析反応槽14内の晶析反応により生じるフッ化カルシウムの結晶がある程度大きく成長すると、晶析反応槽14内からスラリ配管を通してフッ化カルシウムを含むスラリの少なくとも一部がポンプ30により引抜かれる(引抜工程)。引抜かれた結晶はスラリ状であり、スラリ槽16へ送液されて貯留された後、ポンプ32によりスラリ配管を通して、脱水装置18へ送液され、脱水処理が行われる(脱水工程)。脱水処理が行われたフッ化カルシウムのペレットはポンプ34により、系外に排出され、フッ酸の原料などとして再利用される。スラリ槽16において、引抜スラリは撹拌装置によって撹拌されてもよい。
When calcium fluoride crystals generated by the crystallization reaction in the
脱水したフッ化カルシウムは洗浄水などで洗浄してもよい。洗浄および脱水は必要に応じて繰り返してもよい。また、脱水工程の前段において、引抜スラリを中和してもよい。 The dehydrated calcium fluoride may be washed with washing water or the like. Washing and dehydration may be repeated as necessary. Further, the drawing slurry may be neutralized before the dehydration step.
一方、晶析処理水槽20へ送液された晶析処理水は、晶析処理水配管を通して、ポンプ36により晶析処理水pH調整槽22へ送液される。晶析処理水pH調整槽22において、撹拌装置54によって撹拌されながら、pH調整剤がポンプなどの晶析処理水pH調整剤添加手段により添加され、所定の範囲のpHに調整される(晶析処理水pH調整工程)。pHメータ52により計測される晶析処理水pH調整槽22内の液のpHに基づいてポンプなどを制御して、pH調整剤の添加量を調整してもよい。
On the other hand, the crystallization treatment water sent to the crystallization
晶析処理水pH調整槽22においてpH調整されたアンモニア含有pH調整液は、pH調整液配管を通して、ポンプ38によりアンモニア蒸留装置24へ送液される。アンモニア蒸留装置24において、アンモニア含有pH調整液からアンモニアが濃縮され、所定の濃度(例えば、20〜25重量%)の回収アンモニア含有水が得られ(アンモニア濃縮工程)、アンモニア水配管を通してポンプ40により系外へ排出され、再利用される。
The ammonia-containing pH adjusting liquid whose pH has been adjusted in the crystallization treated water pH adjusting
本発明の実施形態に係る回収装置の他の例の概略構成を図2に示す。図2の回収装置3は、原水槽10と、pH調整槽12と、晶析反応槽14と、スラリ貯槽16と、脱水装置18と、晶析処理水槽20と、晶析処理水pH調整槽22と、アンモニア蒸発濃縮手段である蒸発濃縮装置56と、アンモニア濃縮手段であるアンモニア蒸留装置24とを備える。
FIG. 2 shows a schematic configuration of another example of the recovery apparatus according to the embodiment of the present invention. The
図2の回収装置3において、蒸発濃縮装置56には、晶析処理水pH調整槽22からのpH調整液配管がポンプ38を介して接続され、アンモニア蒸留装置24には、蒸発濃縮装置56からのアンモニア水配管がポンプ58を介して接続されている。その他の構成は、図1の回収装置1と同様であるので、説明を省略する。
In the
フッ素およびアンモニアを含有するフッ素・アンモニア含有原水について、図1の回収装置と同様に、晶析反応工程による処理が行われ、晶析処理水が得られる。晶析処理水槽20へ送液された晶析処理水は、晶析処理水配管を通して、ポンプ36により晶析処理水pH調整槽22へ送液され、晶析処理水pH調整槽22において、撹拌装置54によって撹拌されながら、pH調整剤がポンプなどの晶析処理水pH調整剤添加手段により添加され、所定の範囲のpHに調整される(晶析処理水pH調整工程)。
The fluorine / ammonia-containing raw water containing fluorine and ammonia is treated in the crystallization reaction step in the same manner as in the recovery apparatus in FIG. 1 to obtain crystallization treated water. The crystallization treated water sent to the crystallization treated
晶析処理水pH調整槽22においてpH調整されたアンモニア含有pH調整液は、pH調整液配管を通して、ポンプ38により蒸発濃縮装置56へ送液される。蒸発濃縮装置56において、アンモニア含有pH調整液からアンモニアが蒸発濃縮され、アンモニア含有水と、フッ素含有水とに分別される(アンモニア蒸発濃縮工程)。
The ammonia-containing pH adjusting liquid whose pH has been adjusted in the crystallization treated water
蒸発濃縮装置56において分別されたアンモニア含有水は、アンモニア水配管を通して、ポンプ58によりアンモニア蒸留装置24へ送液される。アンモニア蒸留装置24の前段において、水酸化ナトリウムなどのアルカリなどのpH調整剤により、アンモニアのイオン化を促進するために、アンモニア含有水のpHを所定の範囲内に調整してもよい。図1の回収装置1と同様にして、アンモニアが濃縮され、所定の濃度(例えば、20〜25重量%)の回収アンモニア含有水が得られる(アンモニア濃縮工程)。フッ素含有水については、必要に応じて、凝集沈殿処理などの処理が行われてもよい。
The ammonia-containing water separated in the
本方法では、晶析反応法によって先に原水のフッ素除去を行うため、晶析処理水のフッ素濃度が例えば100mg−F/L未満となるので、図1の回収装置1のように蒸発濃縮装置56を省略することができ、設備コスト、運転コストなどを低減することができる。しかし、図2の回収装置3のように、晶析処理水pH調整槽22の後段で、かつアンモニア蒸留装置24の前段に、蒸発濃縮装置56を備えることにより、晶析処理水にフッ素が例えば100mg−F/L以上残存したとしても、アンモニアの濃縮を問題なく行うことができる。なお、原水がアンモニアを含有していても、晶析反応にはほとんど影響しないと考えられる。
In this method, since the fluorine of the raw water is first removed by the crystallization reaction method, the concentration of fluorine in the crystallization treatment water is, for example, less than 100 mg-F / L. Therefore, as in the recovery device 1 in FIG. 56 can be omitted, and equipment costs, operating costs, and the like can be reduced. However, as in the
本実施形態に係る図1および図2の回収装置1,3および回収方法では、フッ素およびアンモニアを含む原水について、晶析反応によりフッ素を回収した後、アンモニアを回収する。このため、後段の蒸発濃縮装置やアンモニア蒸留装置において、晶析反応で添加したカルシウム剤に起因するフッ化カルシウムや炭酸カルシウムなどのスケールが発生する場合がある。そこで、
(1)晶析反応において、添加するカルシウム剤の添加量を制御し、カルシウムの添加量をフッ素の化学当量以下に制御する。
あるいは、
(2)晶析処理水のpHを高アルカリ(pH12〜13)にする。
ことにより、スケールの発生を防止することができる。(1)と(2)の方法を組み合わせてもよい。
In the
(1) In the crystallization reaction, the addition amount of the calcium agent to be added is controlled, and the addition amount of calcium is controlled to be equal to or less than the chemical equivalent of fluorine.
Or
(2) The pH of the crystallization treated water is made high alkali (pH 12-13).
Thus, the generation of scale can be prevented. You may combine the method of (1) and (2).
晶析反応におけるカルシウム添加量としては、フッ素の化学当量以下、例えば化学当量としてフッ素の好ましくは0.9倍〜1倍以下とすることができる。この範囲にカルシウム剤の添加量を制御することによって、晶析処理水にカルシウム分をほとんど残存させないことにより、蒸発濃縮装置56、アンモニア蒸留装置24などにおいてスケールなどが発生することを防止することができる。カルシウム剤の添加量が1倍以下であると原水中のフッ素の全量がフッ化カルシウムとならず、晶析処理水にフッ素が混入する場合があるが、フッ素濃度が好ましくは100mg/L以下であれば、後段の蒸発濃縮装置56を省略することができ、後段のアンモニア蒸留装置24により、アンモニア含有水へのフッ素の混入を防止することができる。したがって、設備コスト、運転コストなどを低減することができる。カルシウム添加量の調整は、ポンプなどのカルシウム剤添加手段によるカルシウム剤の添加量を制御する制御手段を設けて行ってもよい。
The amount of calcium added in the crystallization reaction can be not more than the chemical equivalent of fluorine, for example, preferably 0.9 to 1 times the fluorine equivalent of fluorine. By controlling the addition amount of the calcium agent within this range, it is possible to prevent scales and the like from being generated in the evaporating and concentrating
また、カルシウム添加量としては、化学当量としてフッ素の好ましくは1倍超〜2倍とし、より好ましくは1倍超〜1.2倍としてもよい。カルシウムの化学当量が原水のフッ素の化学当量の2倍より多いとフッ化カルシウムが微粒子として生成しやすく、処理水にフッ化カルシウムが混入する場合がある。カルシウム添加量を1倍超〜2倍とした場合は、晶析処理水中にカルシウムが残存することがあるため、アンモニア蒸留装置24の前段に図2に示すように、アンモニア蒸発濃縮手段である蒸発濃縮装置56を備えることが好ましい。また、晶析処理水pH調整槽22において、pHを12〜13の範囲に調整することにより、晶析処理水中にカルシウムが残存した場合でも、蒸発濃縮装置56、アンモニア蒸留装置24などにおいてスケールなどが発生することを防止することができる。
Further, the amount of calcium added is preferably more than 1 to 2 times, more preferably more than 1 to 1.2 times that of fluorine as a chemical equivalent. If the chemical equivalent of calcium is more than twice the chemical equivalent of fluorine in raw water, calcium fluoride is likely to be produced as fine particles, and calcium fluoride may be mixed into the treated water. When the amount of calcium added is more than 1 to 2 times, calcium may remain in the crystallization treated water. Therefore, as shown in FIG. A concentrating
このように、晶析反応においてカルシウム添加量を所定の範囲に制御し、あるいは晶析処理水のpHを所定の範囲に制御することにより、フッ素・アンモニア含有原水から、直接、晶析反応法によりフッ素を回収でき、晶析処理水からアンモニアを回収することができる。 In this way, by controlling the amount of calcium added in the crystallization reaction within a predetermined range, or by controlling the pH of the crystallization treated water within a predetermined range, the crystallization reaction method can be used directly from the raw water containing fluorine / ammonia. Fluorine can be recovered, and ammonia can be recovered from the crystallization water.
本実施形態におけるフッ素・アンモニア含有原水は、フッ素およびアンモニアを含むものであれば、如何なる由来の原水であってもよく、例えば、半導体、液晶表示装置などの電子製品やその部品などの製造工程、その他の産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。 The raw water containing fluorine / ammonia in the present embodiment may be raw water of any origin as long as it contains fluorine and ammonia, for example, a manufacturing process of electronic products such as semiconductors and liquid crystal display devices and parts thereof, Examples include raw water discharged from other industries, but are not limited thereto.
pH調整槽12のpH調整工程において、液のpHを、2〜3の範囲に調整することが好ましい。液のpHが、2未満であると、後段の晶析反応法によるフッ素回収工程において、原水中のフッ素のうち、フッ化カルシウムとならない割合が多くなり、晶析処理水中に溶解性フッ素が多く残存することになってフッ素の回収率が低下する場合があり、3を超えると、カルシウム剤が溶解しにくくなり、未溶分のカルシウム剤とフッ素との急激な反応により微細なフッ化カルシウムが生成する場合がある。
In the pH adjusting step of the
pH調整剤としては、塩酸、硫酸などの酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリなどを用いることができる。 As the pH adjuster, an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid or an alkali such as sodium hydroxide can be used.
フッ素濃度調整工程において、原水のフッ素濃度は、特に限定されるものではないが、例えば、1,000mg/L〜100,000mg/Lの範囲に調整することが好ましく、5,000mg/L〜20,000mg/Lの範囲に調整することがより好ましい。原水のフッ素濃度が5,000mg/L未満であると、後段の晶析反応法によるフッ素回収工程において回収率が低下する場合がある。また、20,000mg/Lを超えると、後段の晶析反応法によるフッ素回収工程において、微細なフッ化カルシウムの結晶が生成し、フッ素回収率が低下して、処理水の水質が悪化する場合がある。 In the fluorine concentration adjusting step, the fluorine concentration of the raw water is not particularly limited, but for example, it is preferably adjusted in the range of 1,000 mg / L to 100,000 mg / L, and 5,000 mg / L to 20 It is more preferable to adjust to the range of 000 mg / L. When the fluorine concentration of the raw water is less than 5,000 mg / L, the recovery rate may decrease in the fluorine recovery step by the subsequent crystallization reaction method. Further, when the amount exceeds 20,000 mg / L, fine calcium fluoride crystals are formed in the fluorine recovery step by the subsequent crystallization reaction method, the fluorine recovery rate is lowered, and the quality of the treated water is deteriorated. There is.
晶析反応工程において、晶析対象物質となるフッ素は、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。原水に溶解しているという観点から、晶析対象物質はイオン化した状態であるのが好ましい。晶析対象物質がイオン化した状態としては、例えば、F−などがイオン化したもの、フッ素を含む化合物がイオン化したものなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。 In the crystallization reaction step, fluorine as a crystallization target substance can be present in the raw water in any state as long as it is crystallized by the crystallization reaction. From the viewpoint of being dissolved in raw water, the crystallization target substance is preferably in an ionized state. Examples of the state in which the substance to be crystallized is ionized include, but are not limited to, those in which F − and the like are ionized and those in which a compound containing fluorine is ionized.
本実施形態においては、晶析剤として塩化カルシウム、消石灰などのカルシウム剤が用いられるが、カルシウム剤を添加する形態としては、粉末状態でもよいし、スラリ状態であってもよい。カルシウム剤の添加の好ましい態様は、カルシウム剤スラリとして添加する態様である。 In the present embodiment, calcium agents such as calcium chloride and slaked lime are used as the crystallization agent, but the form of adding the calcium agent may be a powder state or a slurry state. The preferable aspect of addition of a calcium agent is an aspect added as a calcium agent slurry.
本実施形態においては、晶析用薬液として消石灰と酸とを混合したカルシウム溶液などが使用されてもよい。本明細書における「カルシウム溶液」とは、消石灰(水酸化カルシウム)に酸を添加して得られた液体であって、一定範囲のpHを有する液体である。「カルシウム溶液」は、消石灰が完全に溶解された溶液状態であってもよく、消石灰の固体粒子が含有されていてもよい。消石灰への酸の添加は、消石灰に酸が添加されるのであれば任意の、公知の方法による添加が可能であり、例えば、消石灰スラリに酸を添加する態様、消石灰の乾燥固体に酸を添加する態様またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。消石灰への酸の添加の好ましい態様は、消石灰スラリに酸を添加する態様である。 In the present embodiment, a calcium solution in which slaked lime and an acid are mixed may be used as the crystallization chemical solution. The “calcium solution” in the present specification is a liquid obtained by adding an acid to slaked lime (calcium hydroxide) and having a certain range of pH. The “calcium solution” may be in a solution state in which slaked lime is completely dissolved, or may contain solid particles of slaked lime. The acid can be added to the slaked lime by any known method as long as the acid is added to the slaked lime. For example, the acid is added to the slaked lime slurry, and the acid is added to the dried slaked lime solid. Embodiments, or combinations thereof, but are not limited thereto. The preferable aspect of addition of the acid to slaked lime is an aspect which adds an acid to slaked lime slurry.
本明細書において、「消石灰スラリ」とは、消石灰の乾燥固体に水または水溶液を添加して形成されるスラリをいい、使用される水としては、蒸留水、精製水、水道水など任意のソースの水が可能であり、また、水溶液としては、前記水に、酸、アルカリ、これらの塩など任意の化合物が添加された水溶液が可能である。また、本明細書における「消石灰の乾燥固体」とは、前記消石灰スラリに対する概念を示すものであり、スラリを形成していない、粉体、顆粒、塊状物などの固体であればよく、化合物としての無水物を意味するものではない。 In this specification, “slaked lime slurry” refers to a slurry formed by adding water or an aqueous solution to dry solids of slaked lime, and the water used is any source such as distilled water, purified water, tap water, etc. As the aqueous solution, an aqueous solution in which an arbitrary compound such as an acid, an alkali, or a salt thereof is added to the water can be used. In addition, the “dry slaked lime solid” in the present specification indicates a concept for the slaked lime slurry, and may be any solid, such as powder, granule, or lump, that does not form a slurry. It does not mean the anhydride.
カルシウム溶液の調製に使用される消石灰としては、任意のグレードの消石灰を使用することができ、特に限定されるものではない。カルシウム溶液の調製に使用される酸としては、特に限定されるものではなく、任意の酸を使用可能である。好ましくは、カルシウムと難溶性の塩を形成させる成分を含まない任意の酸であり、例えば、塩酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。より好ましくは、酸は塩酸である。使用される酸は1種類であってもよいし、複数種類の酸が使用されてもよい。使用される酸の濃度、添加量などは、カルシウム溶液が所望のpHとなるように適宜設定される。例えば、工場内の処々の設備で中和用などに使用される目的で、水と混合して工場内を循環している消石灰スラリを用いると利便性がよい。 As the slaked lime used for preparing the calcium solution, any grade of slaked lime can be used, and it is not particularly limited. It does not specifically limit as an acid used for preparation of a calcium solution, Arbitrary acids can be used. Preferably, it is an arbitrary acid that does not contain a component that forms a sparingly soluble salt with calcium, such as hydrochloric acid, but is not limited thereto. More preferably, the acid is hydrochloric acid. One type of acid may be used, or a plurality of types of acids may be used. The concentration and addition amount of the acid used are appropriately set so that the calcium solution has a desired pH. For example, it is convenient to use slaked lime slurry that is mixed with water and circulated in the factory for the purpose of neutralization in various facilities in the factory.
本実施形態における、カルシウム溶液のpH範囲は好ましくはpH9以下であり、より好ましくは、pH8以下であり、さらに好ましくは、pH8〜4の範囲であり、特に好ましくは、pH7〜5の範囲である。カルシウム溶液のpHを、上記範囲に調節することにより、消石灰をある程度溶解させることが可能となる。ここで、消石灰スラリが完全な溶解が達成されるような条件、すなわちpHが低い方が晶析処理において良好であると考えられる。しかし、本発明者らは、晶析処理によって得られる処理水中の晶析対象成分の濃度をより低減させるためには、カルシウム溶液のpHを所定の範囲に設定するのが有効であることを見出した。すなわち、カルシウム溶液のpHをpH4未満に低下させるよりも、上述のようにpH8〜4の範囲、さらには、pH7〜5の範囲にすることにより、処理水中のフッ素の濃度を顕著に低減できる。上記至適pHの存在は、pHを一定範囲にすることにより消石灰の微粒子を完全に溶解させるのではなく、一定量の消石灰微粒子をカルシウム溶液中に残存させることにより、晶析反応槽内において、該微粒子によって晶析反応の反応面積を増大させて晶析反応効率を向上させ、処理水中のフッ素の濃度を低減させるためであると考えられる。 In this embodiment, the pH range of the calcium solution is preferably pH 9 or less, more preferably pH 8 or less, still more preferably pH 8 to 4, and particularly preferably pH 7 to 5. . By adjusting the pH of the calcium solution to the above range, slaked lime can be dissolved to some extent. Here, it is considered that conditions under which slaked lime slurry is completely dissolved, that is, a lower pH is better in the crystallization treatment. However, the present inventors have found that it is effective to set the pH of the calcium solution within a predetermined range in order to further reduce the concentration of the crystallization target component in the treated water obtained by the crystallization treatment. It was. That is, rather than lowering the pH of the calcium solution to less than pH 4, the concentration of fluorine in the treated water can be remarkably reduced by making the pH in the range of 8 to 4 as described above, and further in the range of pH 7 to 5. The existence of the optimum pH does not completely dissolve slaked lime fine particles by making the pH within a certain range, but by leaving a certain amount of slaked lime fine particles in the calcium solution, This is probably because the fine particles increase the reaction area of the crystallization reaction to improve the crystallization reaction efficiency and reduce the concentration of fluorine in the treated water.
カルシウム溶液などのカルシウム剤溶液中のカルシウム剤の濃度は、原水のフッ素濃度、晶析反応槽14の処理能力などに応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。
The concentration of the calcium agent in the calcium agent solution such as a calcium solution is appropriately set according to the fluorine concentration of the raw water, the treatment capacity of the
本実施形態においては、pH調整液とカルシウム剤とを晶析反応槽14に添加する前に、あらかじめ、晶析反応槽14に種晶が存在していてもよいし、あらかじめ晶析反応槽14内に種晶が存在していなくてもよい。安定した処理を行うためには、晶析反応槽14にあらかじめ種晶が存在していることが好ましい。晶析反応槽14に充填される種晶の充填量は、フッ素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、原水中のフッ素濃度、カルシウムの濃度、また、晶析反応槽14の運転条件などに応じて適宜設定される。
In this embodiment, before adding the pH adjusting solution and the calcium agent to the
種晶は、その表面に生成した難溶性塩(フッ化カルシウム)の結晶を析出させることができるものであればよく、任意の材質が選択可能であり、例えば、ろ過砂、活性炭、およびジルコンサンド、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)などをはじめとする金属元素の酸化物を含んで構成される粒子、ならびに、晶析反応による析出物であるフッ化カルシウムを含んで構成される粒子などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。より純粋な難溶性塩をペレットなどとして入手できるという観点から、晶析反応による析出物である難溶性塩を含んで構成される粒子(フッ化カルシウムの場合は例えば蛍石)が好ましい。種晶の形状、粒径は、晶析反応槽14内の流速、フッ素およびカルシウムの濃度などに応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。
The seed crystal may be any material as long as it can precipitate a hardly soluble salt (calcium fluoride) crystal formed on the surface, and any material can be selected, for example, filtration sand, activated carbon, and zircon sand. , Including particles composed of oxides of metal elements such as garnet sand and sac random (trade name, manufactured by Nihon Cartrit Co., Ltd.), and calcium fluoride which is a precipitate by crystallization reaction However, it is not limited to these. From the viewpoint that a purer hardly soluble salt can be obtained as a pellet or the like, particles (for example, fluorite in the case of calcium fluoride) configured to contain a hardly soluble salt that is a precipitate by a crystallization reaction are preferable. The shape and particle size of the seed crystal are appropriately set according to the flow rate in the
晶析反応槽14にあらかじめ種晶が充填されている場合は、例えば、pH調整液へカルシウム剤を晶析反応槽14において添加し、晶析反応槽14内で、種晶上にフッ化カルシウムを析出させてペレットを形成させ、フッ素が低減された処理水を生じさせる。これに対して、晶析反応槽14にあらかじめ種晶が存在していない場合には、pH調整液へカルシウム剤を添加することにより晶析反応槽14内で析出するフッ化カルシウムがペレットを形成し、成長することとなる。いずれの場合も、晶析反応槽14内の結晶がある程度大きく成長すると、晶析反応槽14内から一部の結晶を引抜く引抜操作と、引抜いた結晶よりも小粒径の種晶を新たに補充する補充操作を繰り返し行うことで、連続的に結晶を得るような方法が採用される。
When the
晶析反応槽14は、原水中のフッ素とカルシウム剤とが反応して難溶性塩のフッ化カルシウムの結晶を析出させて、フッ素が低減された処理水を生じさせうる反応槽であればよく、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。
The
晶析反応槽としては、図1のように晶析反応槽14に、撹拌翼48などを備える撹拌装置46を設置し、該撹拌装置46により晶析反応槽14内を撹拌してペレットを流動させる撹拌式の晶析反応槽が挙げられる。撹拌翼48は晶析反応槽14内で内容物を撹拌できるものであればよく、撹拌翼の設置態様、撹拌翼の大きさなどは特に限定されるものではない。
As the crystallization reaction tank, as shown in FIG. 1, the
また、撹拌式の晶析反応槽14としては、晶析反応槽14の周壁に対向させて内周壁を配置して、この内外周壁間を処理水排出路とし、フッ化カルシウム粒子と晶析処理水との分離能を向上させ、晶析処理水中にフッ化カルシウム粒子が流出するのを防止する分離ゾーンを有するものであってもよい。この態様においては、晶析処理水排出路の上部に晶析処理水配管が接続されるような態様が好ましい。また、この晶析処理水排出路には、ペレットの分離能を向上させるために、晶析処理水排出路の入口部分に複数枚のじゃま板で構成したバッファ板や、複数枚の整流板で構成したバッファ板を位置させていてもよい。この態様の詳細は特開2005−230735号公報および特開2005−296888号公報に記載されており、これらの特許文献に記載される晶析反応槽も本実施形態において使用可能である。
Further, as the stirring type
また、晶析反応槽としては、晶析反応槽内で上向流を形成し、該上向流によってペレットが流動する流動床式の晶析反応槽も挙げられる。 Examples of the crystallization reaction tank include a fluidized bed type crystallization reaction tank in which an upward flow is formed in the crystallization reaction tank, and pellets flow through the upward flow.
本実施形態において、カルシウム剤の晶析反応槽14への添加は、撹拌翼48の近傍に行われることが好ましい。一方、原水(pH調整液)の晶析反応槽14への添加は、pH調整液を晶析反応槽14に添加できるものであれば任意の態様が可能であり、pH調整液配管は晶析反応槽14の任意の部分に接続することができる。図1のような撹拌式の晶析反応槽の場合は、pH調整液配管は、析出物と晶析処理水との分離という観点から、晶析反応槽14の上部に接続されるのが好ましい。また、図1においては、pH調整液配管およびカルシウム剤添加配管はそれぞれ1つであるが、これに限定されるものではなく、これらが複数設けられていてもよい。流動床式の晶析反応槽の場合は、晶析反応槽内に上向流を形成すると効率的に晶析反応を行うことができるという観点から、pH調整液配管およびカルシウム剤添加配管などは、晶析反応槽の下部、特に底部に接続されるのが好ましい。
In the present embodiment, the calcium agent is preferably added to the
この方法では、カルシウム剤を撹拌翼48の近傍に添加することにより、晶析処理水のフッ素濃度を低減させることができる。この理由としては、カルシウム剤スラリを撹拌翼48の近傍に添加することでカルシウム剤スラリが瞬時に拡散するため、カルシウム剤とフッ素との急激な反応を抑制し、微細なフッ化カルシウムの生成を低減できる効果があると考えられる。
In this method, the fluorine concentration of the crystallization water can be reduced by adding a calcium agent in the vicinity of the
本明細書において、撹拌翼48の「近傍」とは、撹拌翼48の撹拌流によって晶析反応槽14内の晶析反応液が素早く拡散しうる領域を意味する。例えば、カルシウム剤の注入点が、撹拌翼48による撹拌流速が大きい領域に設けられることが好ましい。特に、カルシウム剤の注入点の、撹拌翼48の回転軸方向の高さは、撹拌翼48の回転中心から、撹拌翼48の回転半径の2倍以内の距離であることが好ましい。また、撹拌翼48の回転径方向の位置は、撹拌翼48の回転中心から、撹拌翼48の回転半径の2倍以内の距離であることが好ましい。さらに、中心が撹拌翼48の回転中心であって、半径が撹拌翼48の回転半径の2倍である球状の領域内に設けられることが好ましい。これにより、カルシウム剤は、晶析反応槽14内へ注入されると直ちに拡散せしめられ、その濃度が素早く低下する。このため、カルシウム剤が溶けやすくなり、未溶分のカルシウム剤とフッ素との急激な反応を抑制し、微細なフッ化カルシウムの生成を低減できる。さらに、形成されたフッ化カルシウムが液中に直接析出することが少なくなり、粒状種晶上の難溶性塩(フッ化カルシウム)の結晶として液中のフッ素をじっくりと取り込むことができる。したがって、晶析処理水に混入する微細なフッ化カルシウムの量を極めて少なくすることができ、粒径の大きなフッ化カルシウムを安定的に得て、フッ素の回収率を大きく向上させることができる。
In this specification, “near” the
本実施形態においては、図1,3に示すように、晶析反応槽14の水面下に、筒内に撹拌装置20の撹拌翼48が位置するようにドラフトチューブ50を設置することが好ましい。このとき、撹拌翼48は下降流を形成するものであることが好ましい。このようにドラフトチューブ50を設置すると、チューブ下部に向けて下降流が生じ、拡散流速が比較的大きいゾーンが形成される。このため、pH調整液やカルシウム剤などをより素早く拡散させることができ、pH調整液やカルシウム剤の濃度が局所的に濃い領域同士が接触して、フッ化カルシウムの直接生成が生じることを極力抑制することが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, it is preferable to install a
また、上記のようにドラフトチューブ50および撹拌翼48を設置すると、チューブ外周部には流れのゆるやかな上向流ゾーンが形成される。このゾーンでは、粒子が分級されて小粒径の粒子はチューブ外側面に沿って上昇すると共に、チューブ上端からチューブ内部に再侵入して下降し、pH調整液やカルシウム剤などの注入点付近やその下部の撹拌ゾーンへと再循環する。これら小粒径の結晶が核となって晶析反応を促進せしめる。このため、粒径の大きなフッ化カルシウムの結晶を安定的に形成させることが可能となり、フッ素の回収率を向上させることができる。
Moreover, when the
さらに、晶析反応が進んで粒径が大きくなった結晶は、チューブ外周部の上向流によっては上昇せず、下に沈んで再びドラフトチューブ50内には入り込まないため、成長した結晶が撹拌翼48との衝突により破壊されてしまうことを防止することができる。このような利点も、粒径の大きなフッ化カルシウムの結晶を安定的に得ることに寄与し、ひいてはフッ素の回収率の向上に寄与することができる。
Further, the crystal having a larger particle size due to the progress of the crystallization reaction does not rise by the upward flow at the outer periphery of the tube, sinks down and does not enter the
チューブ下部に撹拌流速の比較的大きいゾーンを形成し、チューブ外周部に上向流を安定的に形成するためには、撹拌翼48が、チューブ内でチューブ下半分の何処かに位置することが好ましい。より好ましくは、チューブ下端より少し上方の位置がよい。このような配置とすれば、撹拌流速の大きなゾーンがチューブ下端付近に渦のように形成され、さらにそこから上向流がチューブ外周部に沿って安定的に形成される。したがって、pH調整液やカルシウム剤などの拡散や、粒子の分級を効果的に進めることできる。
In order to form a zone with a relatively large stirring flow velocity at the lower part of the tube and to stably form an upward flow at the outer periphery of the tube, the stirring
ドラフトチューブ50を設ける場合、pH調整液やカルシウム剤の注入点は、これらをドラフトチューブ50内の下降流に乗せて素早く効果的に拡散させるために、ドラフトチューブ50の筒内に配することが好ましい。より好ましい位置は、ドラフトチューブ50の筒内かつ撹拌翼48の上方である。
When the
本実施形態においては、カルシウム剤を用いて晶析反応槽14内でpH2〜11の条件下でフッ化カルシウムを析出させることが好ましい。微粒子生成抑制などの点から好ましくはpH2〜3の条件下でフッ化カルシウムを析出させることが好ましい。フッ化カルシウムの生成反応に伴ってpHが変化する場合は、晶析反応槽14にpH調整剤を適宜添加しうるように構成することが好ましい。フッ化カルシウム析出の際のpHは、pHメータなどのpH測定手段を用いて、晶析反応槽14内の反応場のpHを測定し、測定されたpHに応じて、酸またはアルカリなどのpH調整剤を槽内に添加することにより、pHを制御することができる。pHメータは、フッ化カルシウム析出反応の反応場のpHをモニタできるのであれば、晶析反応槽14のいずれの部分に設置されてもよく、pH調整液の導入部付近、晶析反応槽14からの晶析処理水の出口付近など、特に限定されるものではない。
In the present embodiment, it is preferable to deposit calcium fluoride under the conditions of pH 2 to 11 in the
また、晶析反応槽14内で10℃〜30℃程度の室温で反応させてもよいが、高純度かつ粒度の大きい結晶を得られる点で、40℃〜70℃の範囲の温度で反応させてもよい。
In addition, the reaction may be performed at a room temperature of about 10 ° C. to 30 ° C. in the
晶析反応槽14内または晶析処理水中の溶解性のフッ素濃度を測定するために、フッ素濃度計などのフッ素濃度測定手段を晶析反応槽14または晶析処理水配管に設置してもよい。また、晶析反応槽14内または晶析処理水中の溶解性カルシウムなどのカルシウム濃度を測定するために、カルシウム濃度計などのカルシウム濃度測定手段を晶析反応槽14または晶析処理水配管に設置してもよい。晶析反応槽14内でのフッ素濃度計、カルシウム濃度計などの設置位置は特に限定されるものではないが、例えば、晶析処理水中の濃度を測定する場合には、晶析反応槽14の出口付近に設置することができる。
In order to measure the soluble fluorine concentration in the
得られる晶析処理水において、例えばフッ素濃度は、フッ化カルシウムなどの非溶解性フッ素を含む全フッ素として通常500mg−F/L以下、溶解性のフッ素イオンとして通常50mg−F/L以下程度である。カルシウム濃度は、pH2〜3で、溶解性のカルシウムイオンとして通常50mg−Ca/L程度であるが、これらに限定されるものではない。 In the obtained crystallization treated water, for example, the fluorine concentration is usually about 500 mg-F / L or less as total fluorine including insoluble fluorine such as calcium fluoride, and usually about 50 mg-F / L or less as soluble fluorine ions. is there. The calcium concentration is pH 2-3, and is usually about 50 mg-Ca / L as soluble calcium ions, but is not limited thereto.
原水を処理して得られた晶析処理水をさらに沈殿槽において処理してもよい。沈殿槽においては、例えば、pHを3〜12、好ましくは4〜11とすることでフッ化カルシウムを生成させて、フッ素を沈殿除去することにより、さらにフッ素濃度が低減された晶析処理水を得ることができる。 Crystallized water obtained by treating raw water may be further treated in a precipitation tank. In the precipitation tank, for example, the crystallization treated water having a further reduced fluorine concentration is obtained by generating calcium fluoride by adjusting the pH to 3 to 12, preferably 4 to 11, and precipitating and removing fluorine. Obtainable.
脱水装置18としては、フィルタプレス型、遠心脱水型などが採用されるが、生成する結晶粒子の粒径は数十μmと大きく脱水性がよいので、遠心力、圧力などのほか重力を利用したろ過式脱水装置(不織布など)なども採用される。
As the dehydrating
このように、晶析反応槽14内で難溶性塩のフッ化カルシウムの結晶を析出させることにより、原水中のフッ素が難溶性塩の結晶として回収される。本実施形態においては、フッ素の回収率(1−(処理水中のフッ素量/原水中のフッ素量))として、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらにより好ましくは90%以上を達成できる。また、純度が90%〜98%のフッ化カルシウムを得ることができる。
Thus, by precipitating the calcium fluoride crystals of the hardly soluble salt in the
晶析処理水pH調整槽22において、アンモニアのイオン化を促進するため、pHをアルカリ性の範囲に調整することが好ましく、上記の通り、特に晶析反応におけるカルシウム添加量がフッ素の化学当量を超える場合には、pH12〜13の範囲に調整することがより好ましい。pHが7未満であると、後段のアンモニア濃縮工程において回収率が低下する場合がある。pHを12〜13の範囲に調整することにより、アンモニア蒸留装置24などにおいてスケールなどが発生することを防止することができる。pH13を超えると、アンモニア蒸留装置24などにおいてスケールが発生する場合がある。
In the crystallization treated water
アンモニア蒸留装置24としては、アンモニア含有pH調整液からアンモニアを濃縮するものであればよく特に制限はない。
The
アンモニア蒸留装置24における温度は、例えば、90℃〜100℃の範囲である。
The temperature in the
蒸発濃縮装置56を用いた場合、アンモニア蒸留装置24の前段において、アンモニアのイオン化を促進するために、アンモニア含有水のpHを11〜13の範囲内に調整してもよい。
When the
アンモニア蒸留装置24において、フッ素およびアンモニア含有量が低減された排水が生成する。この排水のpHは通常11〜13の範囲であり、水温は通常、常温〜70℃の範囲であり、アンモニア含有量は通常100mg/L以下である。また、フッ素濃度は、例えば、フッ化カルシウムなどの非溶解性フッ素を含む全フッ素として通常500mg−F/L以下、溶解性のフッ素イオンとして通常50mg−F/L以下程度である。この排水は、例えば、凝集沈殿法により処理することができる。
In the
蒸発濃縮装置56としては、アンモニア含有pH調整液からアンモニアを蒸発濃縮し、アンモニア含有水と、フッ素含有水とに分別するものであればよく特に制限はないが、例えば、蒸気を装置内へ導入し、減圧下でアンモニアを蒸発濃縮する蒸発濃縮装置などが挙げられる。
The
蒸発濃縮装置56における温度および圧力は、アンモニアが蒸発する条件であればよく特に制限はない。
The temperature and pressure in the
1,3 回収装置、10 原水槽、12 pH調整槽、14 晶析反応槽、16 スラリ貯槽、18 脱水装置、20 晶析処理水槽、22 晶析処理水pH調整槽、24 アンモニア蒸留装置、26,28,30,32,34,36,38,40,58 ポンプ、42,52 pHメータ、44,46,54 撹拌装置、48 撹拌翼、50 ドラフトチューブ、56 蒸発濃縮装置。 1,3 recovery device, 10 raw water tank, 12 pH adjustment tank, 14 crystallization reaction tank, 16 slurry storage tank, 18 dehydration apparatus, 20 crystallization treatment water tank, 22 crystallization treatment water pH adjustment tank, 24 ammonia distillation apparatus, 26 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 58 Pump, 42, 52 pH meter, 44, 46, 54 Stirrer, 48 Stirrer blade, 50 Draft tube, 56 Evaporative concentrator.
Claims (8)
前記原水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムの結晶を生成させるための晶析反応槽と、
前記カルシウム剤を前記原水に添加するカルシウム剤添加手段と、
前記晶析反応槽においてフッ素が除去された晶析処理水に含まれるアンモニアを濃縮するアンモニア濃縮手段と、
を備えることを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収装置。 A recovery device for recovering fluorine and ammonia from raw water containing fluorine and ammonia,
A crystallization reaction tank for adding calcium agent to the raw water to produce calcium fluoride crystals;
Calcium agent addition means for adding the calcium agent to the raw water;
Ammonia concentration means for concentrating ammonia contained in the crystallization water from which fluorine has been removed in the crystallization reaction tank;
A fluorine and ammonia recovery apparatus comprising:
前記カルシウム剤添加手段によるカルシウム剤の添加量を制御する制御手段を備え、
前記原水に含まれるフッ素濃度の化学当量以下のカルシウム剤を添加することを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収装置。 The fluorine and ammonia recovery device according to claim 1,
Control means for controlling the amount of calcium agent added by the calcium agent addition means,
An apparatus for recovering fluorine and ammonia, wherein a calcium agent having a chemical equivalent or less of a fluorine concentration contained in the raw water is added.
前記晶析処理水にpH調整剤を添加する晶析処理水pH調整剤添加手段を備え、前記晶析処理水のpHを12〜13の範囲に調整することを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収装置。 The fluorine and ammonia recovery device according to claim 1,
Fluorine and ammonia recovery characterized by comprising crystallization treatment water pH adjustment agent addition means for adding a pH adjustment agent to the crystallization treatment water, and adjusting the pH of the crystallization treatment water to a range of 12-13. apparatus.
前記アンモニア濃縮手段の前段に、前記晶析処理水からアンモニアを蒸発濃縮するアンモニア蒸発濃縮手段を備えることを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収装置。 The fluorine and ammonia recovery device according to any one of claims 1 to 3,
An apparatus for recovering fluorine and ammonia, comprising ammonia evaporating and concentrating means for evaporating and concentrating ammonia from the crystallization treated water in a preceding stage of the ammonia concentrating means.
前記原水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムの結晶を生成させてフッ素を除去する晶析反応工程と、
前記晶析反応工程においてフッ素が除去された晶析処理水に含まれるアンモニアを濃縮するアンモニア濃縮工程と、
を含むことを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収方法。 A recovery method for recovering fluorine and ammonia from raw water containing fluorine and ammonia,
A crystallization reaction step of adding calcium agent to the raw water to produce calcium fluoride crystals and removing fluorine;
An ammonia concentration step of concentrating ammonia contained in the crystallization treated water from which fluorine has been removed in the crystallization reaction step;
A method for recovering fluorine and ammonia.
前記晶析反応工程において、前記原水に含まれるフッ素濃度の化学当量以下のカルシウム剤を添加することを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収方法。 A method for recovering fluorine and ammonia according to claim 5,
In the crystallization reaction step, a calcium agent having a chemical concentration equal to or less than the chemical concentration of fluorine contained in the raw water is added.
前記晶析処理水のpHを12〜13の範囲に調整する晶析処理水pH調整工程を含むことを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収方法。 A method for recovering fluorine and ammonia according to claim 5,
A method for recovering fluorine and ammonia, comprising a crystallization treatment water pH adjustment step of adjusting the pH of the crystallization treatment water to a range of 12 to 13.
前記アンモニア濃縮工程の前段に、前記晶析処理水からアンモニアを蒸発濃縮するアンモニア蒸発濃縮工程を含むことを特徴とするフッ素およびアンモニアの回収方法。 A method for recovering fluorine and ammonia according to any one of claims 5 to 7,
A method for recovering fluorine and ammonia, comprising an ammonia evaporating and concentrating step of evaporating and concentrating ammonia from the crystallized water before the ammonia concentrating step.
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