JP2010082546A - 水処理装置および水処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フッ素含有被処理水にカルシウム剤を添加して第一の凝集分離処理を行い、次に、第一凝集分離処理水に炭酸塩含有剤を添加して第二の凝集分離処理を行い、さらにフッ素吸着剤に接触してフッ素吸着処理を行った後、あるいは、第一凝集分離処理水をフッ素吸着剤に接触してフッ素吸着処理を行い、さらに炭酸塩含有剤を添加して第二の凝集分離処理を行った後、逆浸透膜で処理する水処理装置および水処理方法である。
【選択図】図1
Description
第一凝集分離装置10では、図2に示すように、フッ素含有被処理水はカルシウム反応槽20に送液され、ここで撹拌羽根を備えた撹拌装置などにより撹拌されながら、カルシウム化合物を含むカルシウム剤が添加される。フッ素含有被処理水に含まれるフッ素とカルシウム剤に含まれるカルシウム化合物との反応により、フッ化カルシウム(CaF2)が生成される。
第二凝集分離装置12では、図3に示すように、第一凝集分離処理水は炭酸塩反応槽30に送液され、ここで撹拌羽根を備えた撹拌装置などにより撹拌されながら、炭酸塩を含む炭酸塩含有剤が添加される。第一凝集分離処理水に含まれるカルシウムと炭酸塩含有剤に含まれる炭酸塩との反応により、炭酸カルシウム(CaCO3)が生成される。
第二凝集分離処理水は、図1のフッ素吸着処理装置14でフッ素吸着剤に接触され、フッ素が除去される。フッ素吸着剤を用いたフッ素の吸着除去処理は、第二凝集分離処理水をフッ素吸着剤と接触させること、例えば、フッ素吸着剤が充填された反応槽に第二凝集分離処理水を通水することにより行われる。
フッ素吸着処理水は、図1の逆浸透膜処理16で逆浸透膜処理され、逆浸透膜を透過した透過水と、不純物が濃縮された濃縮水とが得られる。透過水および濃縮水は系外に排出され、透過水は脱塩水として回収される。得られる透過水のフッ素濃度は例えば0.001〜0.5mg/L程度、カルシウム濃度は例えば0.01〜0.5mg/L程度である。
図8に晶析処理装置18の構成の一例を示す。晶析処理装置18は、フッ素含有被処理水中のフッ素成分を晶析させるための反応槽40を備える。フッ素含有被処理水は、流入配管42から反応槽40へ送液される。カルシウム剤はカルシウム剤添加配管44を通して反応槽40に供給される。固体粒子が流動している晶析部46において、フッ素含有被処理水に含まれるフッ素とカルシウム剤に含まれるカルシウム化合物との反応により生成するフッ化カルシウムの晶析が固体粒子上で起こり、被処理水中のフッ素が除去され、晶析処理水は晶析処理水配管48を通して排出される。必要に応じて、反応部を流動させるためや、晶析に適したフッ素濃度、カルシウム濃度とするために、循環配管50を通して晶析処理水の少なくとも一部を反応槽40の下部に循環してもよい。晶析後の固体粒子などは引抜配管52から回収される。
フッ素濃度として200mg/Lのフッ化水素(HF)を含むフッ素含有排水を、中和槽(10m3、滞留時間10分)で水酸化ナトリウムを用いてpH6.0〜7.0に調整した水を、砂ろ過器(LV=10m/hで通水)で処理し、これを軟化器(イオン交換樹脂:ローム&ハース社製Amberjet1020(強酸性イオン交換樹脂)、SV=20m3/m3/h)で軟化処理を行った。その後、RO膜分離装置(RO膜:オルガノ(株)製OFR−420WJ8(スパイラル型超低圧膜)、供給水60m3/h、透過水40m3/h、濃縮水20m3/h)で透過水を脱塩水として回収する一方、濃縮水を得て、この濃縮水を以下の実施例および比較例でフッ素含有被処理水として用いた。
上記濃縮水をフッ素含有被処理水として、図1(実施例1)、図5(実施例2)、図6(実施例3)、図7(実施例4)に示す水処理装置および水処理方法で処理を行い、約2ヶ月間運転を行った。各装置の仕様および各処理部の流量は以下の通りとした。
<晶析処理装置>
オルガノ(株)製「エコクリスタ」を使用
流動床式反応槽(pH6):反応槽の直径2,600mm
カルシウム剤(塩化カルシウム)を残留カルシウム濃度が300mg/Lとなるように添加
固体粒子(蛍石)を反応槽に充填
カルシウム反応槽(pH10):消石灰を処理水残留Caが300mg/Lになるように理論量添加
凝集反応槽(pH7):ポリ塩化アルミニウム(PAC)を300mg/L添加
凝集槽:「オルフロックOA−23(ポリアクリルアミド系、弱アニオン性高分子凝集剤)」を2mg/L添加
汚泥再生槽(pH10):消石灰をpH10になるまで添加
汚泥返送率:原水基準で10容積%をカルシウム反応槽へ返送
沈殿槽:水面積負荷2m/hで沈降分離
炭酸塩反応槽(pH10):炭酸ナトリウムをpH10になるまで添加
凝集反応槽(pH10):塩化第二鉄を500mg/L添加
凝集槽:「オルフロックOA−23(ポリアクリルアミド系、弱アニオン性高分子凝集剤)」を2mg/L添加
沈殿槽:水面積負荷1m/hで沈降分離
フッ素吸着塔(流動床式)にオルガノ(株)製「オルライト−F(ジルコニウムの含水亜鉄酸塩および水和酸化物と、塩化ビニリデン単量体に由来するジクロロエチレン構造を有する重合体とを含有する組成物を硬化させたもの)」を充填
通水量:LV25m/hで通水(原水基準)
RO膜:オルガノ(株)製「OFR−420WJ8(スパイラル型超低圧膜)」
供給水:20m3/h
透過水:16m3/h
濃縮水:4m3/h
実施例1の装置において、フッ素吸着処理装置を用いずに実施例1と同様にして処理を行った。結果を図9〜図12に示す。比較例1では、図9からわかるように、約2週間で透過水量の低下が見られた。また、RO膜表面のスケールからはCaF2が検出された。
Claims (6)
- フッ素を含む被処理水を処理する水処理装置であって、
フッ素を含む被処理水にカルシウム剤を添加して第一の凝集分離処理を行う第一凝集分離手段と、
前記第一の凝集分離処理を行った第一凝集分離処理水に炭酸塩含有剤を添加して第二の凝集分離処理を行う第二凝集分離手段と、
前記第二の凝集分離処理を行った第二凝集分離処理水をフッ素吸着剤に接触してフッ素吸着処理を行うフッ素吸着処理手段と、
前記フッ素吸着処理を行ったフッ素吸着処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。 - フッ素を含む被処理水を処理する水処理装置であって、
フッ素を含む被処理水にカルシウム剤を添加して第一の凝集分離処理を行う第一凝集分離手段と、
前記第一の凝集分離処理を行った第一凝集分離処理水をフッ素吸着剤に接触してフッ素吸着処理を行うフッ素吸着処理手段と、
前記フッ素吸着処理を行ったフッ素吸着処理水に炭酸塩含有剤を添加して第二の凝集分離処理を行う第二凝集分離手段と、
前記第二の凝集分離処理を行った第二凝集分離処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。 - 請求項1または2に記載の水処理装置であって、
前記第一凝集分離手段の前段側に、フッ素を含む被処理水を晶析処理する晶析処理手段を備えることを特徴とする水処理装置。 - フッ素を含む被処理水を処理する水処理方法であって、
フッ素を含む被処理水にカルシウム剤を添加して第一の凝集分離処理を行う第一凝集分離工程と、
前記第一の凝集分離処理を行った第一凝集分離処理水に炭酸塩含有剤を添加して第二の凝集分離処理を行う第二凝集分離工程と、
前記第二の凝集分離処理を行った第二凝集分離処理水をフッ素吸着剤に接触してフッ素吸着処理を行うフッ素吸着処理工程と、
前記フッ素吸着処理を行ったフッ素吸着処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。 - フッ素を含む被処理水を処理する水処理方法であって、
フッ素を含む被処理水にカルシウム剤を添加して第一の凝集分離処理を行う第一凝集分離工程と、
前記第一の凝集分離処理を行った第一凝集分離処理水をフッ素吸着剤に接触してフッ素吸着処理を行うフッ素吸着処理工程と、
前記フッ素吸着処理を行ったフッ素吸着処理水に炭酸塩含有剤を添加して第二の凝集分離処理を行う第二凝集分離工程と、
前記第二の凝集分離処理を行った第二凝集分離処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。 - 請求項4または5に記載の水処理方法であって、
前記第一凝集分離工程の前段において、フッ素を含む被処理水を晶析処理する晶析処理工程を含むことを特徴とする水処理方法。
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