JP2011104454A - 排水処理装置及び排水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フッ素イオンの溶出を防止し、排水中のフッ化水素を更に効率良く処理することが可能な排水処理装置及び排水処理方法を提供する。
【解決手段】本実施の形態に係る排水処理装置１０は、ＨＦを含有する排水１１ＡにＣａ化合物１２を添加し、閉鎖空間でＣａＦ₂を生成する反応管１３と、この反応管１３の直後に配置され、反応管１３で生成されるＣａＦ₂を排水１１Ｂ中から除去するろ過管１４−１〜１４−３と、排水１１Ｃ中に排水１１Ｃ中のＦ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を除去する吸着材１５を備えた吸着管１６−１〜１６−３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水中のフッ化水素（ＨＦ）を効率良く処理するのに有効なＨＦを含有する排水の排水処理装置及び排水処理方法に関する。

太陽電池工場、液晶パネル工場、半導体製造工場、金属表面処理工場など各種の工場からＨＦを含有する排水（ＨＦ含有排水）が排出されるため、このＨＦ含有排水を放流するにあたってＨＦ含有排水中に含まれるフッ素（Ｆ）をスクラバに通してＨＦとして処理し、排水中のフッ素濃度（Ｆ濃度）を所定の排水基準値（例えば約８ｐｐｍ）以下にする必要がある。

従来、ＨＦ含有排水からＨＦを処理する方法として、例えばフッ化カルシウム（ＣａＦ₂）沈殿法が一般に用いられている。ＣａＦ₂沈殿法とは、ＨＦ含有排水に水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）等のカルシウム塩を添加して難溶性のＣａＦ₂として沈殿させ、回収する方法である。ＣａＦ₂沈殿法によりＨＦは下記式のように反応してＣａＦ₂となり、回収される。このＣａＦ₂沈殿法は、バッチ式、連続式の何れでも行うことができる。
２ＨＦ ＋ Ｃａ（ＯＨ）₂ →ＣａＦ₂↓ ＋ ２Ｈ₂Ｏ ・・・（I）

図６は、従来のＣａＦ₂沈殿法を用いた従来の排水処理装置を簡略に示す図である。図６に示すように、排水処理装置１００は、ＨＦを含有する排水１０１Ａ中にカルシウム化合物１０２、ｐＨ調整剤１０３を添加してＣａＦ₂を生成するＣａＦ₂反応槽１０４と、ＣａＦ₂を含む排水１０１Ｂに凝集沈殿剤１０５を添加する凝集槽１０６と、ＣａＦ₂が除去された処理水１０７とＣａＦ₂を含む沈殿物１０８とを分離して回収する沈殿槽１０９とを有している（例えば、特許文献１、２参照）。

排水処理装置１００では、ＨＦを含有する排水１０１ＡをＣａＦ₂反応槽１０４に送給し、ＣａＦ₂反応槽１０４内にカルシウム化合物１０２としてＣａ（ＯＨ）₂などを添加し、ＣａＦ₂を生成する。このＣａＦ₂反応槽１０４において排水１０１ＡのＦ濃度を規制値以下にする。生成したＣａＦ₂は軽く、微粒子として排水１０１Ｂ中に存在し、沈殿し難いため、ＣａＦ₂を含む排水１０１Ｂは凝集槽１０６において排水１０１Ｂ中に凝集沈殿剤１０５としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等を加えてＣａＦ₂を凝集させる。その後、凝集したＣａＦ₂の沈殿物１０８を含む排水１０１Ｃを沈殿槽１０９に送給し、沈殿槽１０９において処理水１０７とＣａＦ₂を含む沈殿物１０８とに分離する。処理水１０７は沈殿槽１０９の上澄み液として排出され、ＣａＦ₂を含む沈殿物１０８は沈殿槽１０９の塔底部から抜き出され、スラリー脱水器などで脱水された後、産業廃棄物として廃棄処理される。

排水処理装置１００により排水１０１Ａが処理された後の処理水１０７のＦ濃度は例えば約８ｐｐｍ程度である。また、処理水１０７中のＦ濃度が１サイクルで所定の濃度にまで下げられない場合には、２又は３サイクルで複数行い、排水１０１Ａ中のＣａＦ₂の処理を行う。

特開平０８−１９７０７０号公報 特開平０９−１０５４８号公報

ここで、近年では、環境保全の立場から処理水１０７中のＦ濃度は排水基準値として８ｍｇ／ｌ以下まで処理する必要があるが、排水処理装置１００では、排水１０１Ａ中のＨＦ濃度によってはＣａＦ₂反応槽１０４において排水１０１Ａ中のフッ素イオン（Ｆ^-）の溶解量が変動し、安定して処理水１０７中のＦ濃度を低下させることができない場合がある、という問題がある。

また、ＣａＦ₂は、下記式のように、時間の経過と共に大気中のＣＯ₂を取り込み、生成したＣａＦ₂のＣａがＣＯ₂と反応するため、Ｆ^-が再度排水中に溶出してしまう、という問題がある。
ＣａＦ₂ ＋ ＣＯ₂＋ Ｈ₂Ｏ → ＣａＣＯ₃ ＋ ２ＨＦ・・・（II）

また、このＣａＦ₂は微細であるため効率よく凝集して回収するのは困難である、という問題がある。

更に、処理槽を設置するために大きな場所を確保することが必要である、という問題がある。

本発明は、前記問題に鑑み、フッ素イオンの再溶出を防止し、排水中のフッ化水素を更に効率良く処理することが可能な排水処理装置及び排水処理方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、フッ化水素を含有する排水にカルシウム化合物を添加し、閉鎖空間でフッ化生成物を生成させる反応部と、該反応部の直後に配置され、前記反応部で生成されるフッ化生成物を前記排水中から除去するろ過部、又は、前記排水中のフッ素を吸着する吸着材を備えた吸着部のいずれか一方又は両方を有することを特徴とする排水処理装置である。

第２の発明は、第１の発明において、前記ろ過部、前記吸着部の何れか一方又は両方を少なくとも２つ有し、前記ろ過部同士及び前記吸着部同士が、各々並列に配置されることを特徴とする排水処理装置である。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記反応部が、その内部に少なくとも１つ以上の邪魔板を有することを特徴とする排水処理装置である。

第４の発明は、第３の発明において、前記邪魔板が、前記カルシウム化合物、クリーニング剤の何れか一方又は両方を噴霧する噴霧孔を有することを特徴とする排水処理装置である。

第５の発明は、第１乃至４の何れか一つの発明において、前記ろ過部、前記吸着部の何れか一方又は両方の後流側に設けられ、排水中のフッ素濃度を検出するフッ素濃度測定部を有することを特徴とする排水処理装置である。

第６の発明は、第５の発明において、前記ろ過部から排出される排水、前記吸着部から排出される排水の何れか一方又は両方を前記反応部の上流側に還流させる排水還流手段を有することを特徴とする排水処理装置である。

第７の発明は、第１乃至６の何れか一つの発明において、前記排水が、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排水であることを特徴とする排水処理装置である。

第８の発明は、フッ化水素を含有する排水を送給する排水路内にカルシウム化合物を添加し、フッ化生成物を生成する反応工程と、前記反応工程後の排水中にフッ化生成物が生成された直後からフッ化生成物を除去するろ過工程と、前記ろ過工程後の排水中から吸着剤によりフッ素イオン、フッ化水素、フッ化生成物を吸着・除去する吸着工程と、を有することを特徴とする排水処理方法である。

第９の発明は、第８の発明において、前記ろ過工程、前記吸着工程の何れか一方又は両方を少なくとも２つ有し、前記ろ過工程同士及び前記吸着工程同士が、各々並列で処理されることを特徴とする排水処理方法である。

第１０の発明は、第８又は９の発明において、前記反応工程が、前記排水路内の邪魔板の噴霧孔を介して前記カルシウム化合物、クリーニング剤の何れか一方又は両方を噴霧することを特徴とする排水処理方法である。

第１１の発明は、第８乃至１０の何れか一つの発明において、前記ろ過工程、前記吸着工程の何れか一方又は両方の後流側で排水中のフッ素濃度を検出するフッ素濃度測定工程を有することを特徴とする排水処理方法である。

第１２の発明は、第１１の発明において、前記フッ素濃度測定工程で検出される排水中のフッ素濃度が所定値を超えた場合、前記排水を前記反応管の上流側に還流させることを特徴とする排水処理方法である。

第１３の発明は、第８乃至１２の何れか一つの発明において、前記排水が、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排水であることを特徴とする排水処理方法である。

本発明によれば、排水中のフッ化水素（ＨＦ）を閉鎖空間でフッ化生成物とし、フッ化生成物が生成された直後にろ過しているため、フッ素イオンの溶出を防止し、排水中のＨＦを短時間に効率良く処理することができる。排水中のフッ素濃度を更に低くすることができ、排出される排水のフッ素濃度の排水基準値を確実に満たして排出することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る排水処理装置の構成を示す概略図である。 図２は、反応管内の構成の一部を切り欠いた斜視図である。 図３は、反応管内の他の形状の場合の構成を切り欠いた斜視図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態に係る排水処理装置の構成の一部のみを簡略に示す図である。 図５は、本発明の第３の実施の形態に係る排水処理装置の構成を簡略に示す図である。 図６は、従来のＣａＦ₂沈殿法を用いた従来の排水処理装置を簡略に示す図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１の実施の形態］
本発明による第１の実施の形態に係る排水処理装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る排水処理装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る排水処理装置１０は、フッ化水素（ＨＦ）を含有する排水１１Ａにカルシウム化合物（Ｃａ化合物）１２を添加し、閉鎖空間でフッ化生成物としてフッ化カルシウム（ＣａＦ₂）を生成する反応管（反応部）１３と、この反応管１３の直後に配置され、反応管１３で生成されるＣａＦ₂を排水１１Ｂ中から除去するろ過管（ろ過部）１４−１〜１４−３と、排水１１Ｃ中のフッ素イオン（Ｆ^-）、ＨＦ、ＣａＦ₂を除去する吸着材１５を備えた吸着管（吸着部）１６−１〜１６−３と、を有するものである。
また、反応管１３の上流側は排水供給管１７と連結され、反応管１３とろ過管１４−１〜１４−３との間は排水供給管１８で連結され、ろ過管１４−１〜１４−３と吸着管１６−１〜１６−３との間は排水供給管１９で連結され、吸着管１６−１〜１６−３の下流側は排水供給管２０と連結されている。

本実施の形態に係る排水処理装置１０は、以下の２つの工程からなるものである。
１）ＨＦを含有する排水１１Ａを送給する反応管（排水路）１３内にＣａ化合物１２を添加し、ＣａＦ₂を生成する反応工程Ｉ
２）排水１１Ａ中に生成されたＣａＦ₂を反応管１３の直後に配置されたろ過管１４−１〜１４−３において排水１１Ｂ中から除去するろ過工程ＩＩ

更に好ましくは、ろ過工程ＩＩの後に下記工程を設けるようにしてもよい。また、ろ過工程ＩＩに代えて吸着工程ＩＩＩを用いるようしてもよい。
３）排水１１Ｃ中のＦ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を吸着する吸着材１５を備えた吸着管１６−１〜１６−３において除去する吸着工程ＩＩＩ

（反応工程Ｉ）
排水１１Ａは太陽電池工場、液晶パネル工場などから排出されるＨＦを含む使用済み排水であり、排水供給管１７を介して反応管１３に送給される。排水１１Ａの供給割合はポンプ２２により調整される。反応管１３には、その上流側にＣａ化合物１２を反応管１３内に供給するカルシウム（Ｃａ）化合物供給管２３が連結されている。Ｃａ化合物１２は、カルシウム（Ｃａ）化合物供給部２４よりＣａ化合物供給管２３を介して反応管１３内に供給される。排水１１ＡにＣａ化合物１２を添加することで、排水１１Ａ中のＨＦのＦ^-は反応管１３内に供給されたＣａ化合物１２と下記式（１）のように反応し、ＣａＦ₂を生成する。尚、排水１１ＡのｐＨ調整の必要がある場合には、ｐＨ調整剤を添加して調整する。ｐＨ調整剤としては、例えば水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等が挙げられる。
２Ｆ^- ＋ Ｃａ²⁺ → ＣａＦ₂ ・・・（１）

反応管１３の直後にろ過管１４−１〜１４−３が配置されているため、反応管１３に送給された排水１１Ａは、後述のように、反応管１３でＣａＦ₂が生成された直後に３つのろ過管１４−１〜１４−３に送給される。よって、反応管１３内で生成されたＣａＦ₂を含む排水１１Ｂをろ過管１４−１〜１４−３に送給することで、反応管１３内で生成されたＣａＦ₂は生成された直後にろ過管１４−１〜１４−３でろ過することができる。
また、本発明において、直後とは、反応管１３とろ過管１４−１〜１４−３との距離が反応管１３内でＨＦがＣａ化合物１２と反応してＣａＦ₂を生成し、直ちにろ過管１４−１〜１４−３に送給できる距離をいう。最短時間としてはフッ化生成物ができる反応時間であり、最長時間としてはフッ化生成物が大気と反応してＦが溶出し出す時間までをいう。反応管１３の直後にろ過管１４−１〜１４−３が配置されることで、排水１１Ａが反応管１３内に送給されてからろ過管１４−１〜１４−３に到達するまでに要する時間（Ｔ）は、反応管１３の径と流量にもよるが、例えば、反応管１３の直径が１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下の場合、流速が０．１ｍ／ｓｅｃ、滞留時間が１００秒とすると、時間（Ｔ）は３０秒から１分程度となり、反応管１３の長さは１０ｍ程度となる。

また、排水１１Ａ中のＨＦは反応管１３内で反応しているため、ＨＦがＣａ化合物１２と反応して生成されるＣａＦ₂が大気と接触するのを防止することができる。このため、大気中のＣＯ₂によりＣａＦ₂が下記式（２）のように反応し、再溶解するのを防ぐことができる。
ＣａＦ₂ ＋ ＣＯ₂ ＋ Ｈ₂Ｏ → ＣａＣＯ₃ ＋ ２ＨＦ ・・・（２）

また、添加するＣａ化合物１２としては、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等が挙げられる。Ｃａ化合物１２の添加量としては、排水の水質によるが、通常、排水中のフッ素（Ｆ）の重量に対して、例えば、約１．５倍程度である。

また、Ｃａ化合物１２は反応管１３の上流側に供給するようにしているが、これに限定されるものではなく、Ｃａ化合物１２は反応管１３の全長にわたって供給するようにしてもよいし、中流域に供給するようにしてもよい。

また、反応管１３内には、複数の邪魔板２５が設けられている。図２は、反応管内の構成の一部を切り欠いた斜視図である。図２に示すように、邪魔板２５は反応管１３内の内壁に対向して所定間隔をもって排水１１Ａの流れ方向に複数配置され、それらの邪魔板２５同士が交互に入り込みつつ配設されている。よって、反応管１３内に邪魔板２５同士を交互に入り込みつつ配設することで、反応管１３内を流れる排水１１ＡとＣａ化合物１２との混合を促進することができると共に、反応管１３内を流れる排水１１Ａの流れを乱し、反応管１３内で乱流とすることができるため、排水１１Ａ中のＨＦのＦ^-とＣａ化合物１２との反応を促進することができる。

また、反応管１３の構成は図２に示すように筒状の場合に限定されるものではなく、他の形状でもよい。図３は、反応管内の他の形状の場合の構成を切り欠いた斜視図である。図３に示すように、反応管１３が円筒形状においても同様に、邪魔板２５は反応管１３内の内壁に対向して所定間隔をもって排水１１Ａの流れ方向に邪魔板２５同士が交互に入り込んで配設される。

また、反応管１３内には邪魔板２５が７つ設けられているが、これに限定されるものではなく、邪魔板２５は１つでもよいし、２つ以上設けるようにしてもよい。

（ろ過工程ＩＩ）
反応管１３に送給された排水１１Ａは反応管１３でＣａＦ₂が生成された後、反応管１３で生成したＣａＦ₂を含む排水１１Ｂは、排水供給管１８を通過して分岐管２６−１〜２６−３を介して３つのろ過管１４−１〜１４−３に送給される。ろ過管１４−１〜１４−３には、排水１１Ｂ中のＣａＦ₂をろ過するフィルタ２７が設けられている。ろ過管１４−１〜１４−３は反応管１３の直後に配置されているため、ろ過管１４−１〜１４−３に送給された排水１１Ｂ中のＣａＦ₂は、反応管１３で生成された直後にフィルタ２７で除去することができる。

フィルタ２７は、排水１１ＢからＣａＦ₂をろ過することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルカリ土類金属の各種塩類、又は、水酸化物若しくは酸化物の１種又はこれらの混合物の１種以上をフィルタ状に形成したものなどが用いられる。フィルタ２７としては、例えば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ₃）等の炭酸塩、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ₄）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ₄）、硫酸ストロンチウム（ＳｒＳＯ₄）等の硫酸塩、硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ₃）₂）、硝酸バリウム（Ｂａ(ＮＯ₃)₂）、硝酸マグネシウム（Ｍｇ(ＮＯ₃)₂）、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ₃）₂）等の硝酸塩、蓚酸カルシウム（（ＣＯＯ）₂Ｃａ）、蓚酸バリウム（（ＣＯＯ）₂Ｂａ）、蓚酸マグネシウム（（ＣＯＯ）₂Ｍｇ）、蓚酸ストロンチウム（（ＣＯＯ）₂Ｓｒ）等の蓚酸塩、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）、水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）₂）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂）、水酸化ストロンチウム（Ｓｒ（ＯＨ）₂）等の水酸化物、あるいは、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）等の酸化物等が挙げられる。

また、ろ過管１４−１〜１４−３は並列に３つ設けられ、ろ過管１４−１〜１４−３の上流側と連結する分岐管２６−１〜２６−３には、ＣａＦ₂を含む排水１１Ｂの流量を調整する調節弁Ｖ１１〜Ｖ１３が設けられている。調節弁Ｖ１１〜Ｖ１３により、ＣａＦ₂を含む排水１１Ｂのろ過管１４−１〜１４−３への供給量を調整することができる。このため、排水１１Ｂ中のＣａＦ₂を連続して回収しつつ、ろ過管１４−１〜１４−３を交換することができる。

（吸着工程ＩＩＩ）
ろ過管１４−１〜１４−３でＣａＦ₂がろ過された排水１１Ｃは、排水供給管１９を通過して分岐管２８−１〜２８−３を介して３つの吸着管１６−１〜１６−３に送給される。吸着管１６−１〜１６−３はその内部に吸着材１５が充填されているため、排水１１Ｃ中になお残存するＦ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を吸着材１５に吸着させることができる。
吸着管１６−１〜１６−３の上流側と連結する分岐管２８−１〜２８−３には、排水１１Ｃの送給量を調整する調節弁Ｖ２１〜Ｖ２３が設けられている。

吸着材１５としては、Ｆ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を吸着できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、日本板硝子（株）製の粒状の「アドセラ（商品名）」、あるいはスラリー状又は粉末状の「アドセラ（商品名）」を所定の粒径（例えば０．５ｍｍ以上）に成形したものなどの重金属吸着剤を挙げることができる。

また、吸着管１６−１〜１６−３は並列に３つ設けられ、ろ過管１４−１〜１４−３と各々の吸着管１６−１〜１６−３との間に設けた調節弁Ｖ２１〜Ｖ２３により吸着管１６−１〜１６−３への排水１１Ｃの流量を調整することができる。このため、排水１１Ｃ中に残留するＣａＦ₂を連続して回収しつつ、吸着管１６−１〜１６−３の何れかを交換することができる。

吸着管１６−１〜１６−３から排出された排水１１Ｄは、排水１１Ｄ中のＦ濃度を基準値以下としてポンプ２９により排出され、外部に放流される。これにより、排水１１Ｄ中に含まれるＦ濃度を１ｐｐｍ以下と基準値以下に抑えて、排水基準を確実に満たした状態で排出することができる。

また、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄは中性付近であるため、放流に際してあらためて中和処理をする必要がないが、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄ中にｐＨ調整剤３０を供給し、排水１１ＤのｐＨを調整するようにしてもよい。吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄ中にｐＨ調整剤３０を供給することで、排水１１Ｄの状態、排水基準などをより確実に満たした状態で排出することができる。

本実施の形態に係る排水処理装置１０を用いることにより、反応管１３に送給される排水１１Ａ中のＦ濃度が２００ｐｐｍ以上６０００ｐｐｍ以下のとき、ろ過管１４−１〜１４−３から排出されるＣａＦ₂を含む排水１１Ｃ中のＦ濃度が１０ｐｐｍ以下であり、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄ中のＦ濃度を１ｐｐｍ以下とすることができる。

このように、本実施の形態に係る排水処理装置１０によれば、排水１１Ａ中のＨＦを反応管１３の閉鎖空間でＣａＦ₂とし、ＣａＦ₂が生成された直後にろ過管１４−１〜１４−３でろ過しているため、ＣＯ₂に起因してＣａＦ₂が再溶解してＦ^-が溶出するのを防止し、排水１１Ａ中のＨＦを更に効率良く処理することができる。このため、吸着管１６−１〜１６−３から最終的に排出される排水１１ＤのＦ濃度を更に低くすることができ、１ｐｐｍ以下とすることができるため、排水基準を確実に満たした状態で排出することができる。

また、図６に示すような従来の排水処理装置１００では、ＣａＦ₂反応槽１０４、凝集槽１０６、沈殿槽１０９などの処理槽を各々設け、ＣａＦ₂反応槽１０４、凝集槽１０６、沈殿槽１０９に排水１０１Ａ〜１０１Ｃを各々貯留して処理するため、従来の排水処理装置１００は大きな設置場所が必要であり、処理に長時間を要する。本実施の形態に係る排水処理装置１０は、ＣａＦ₂の生成、ろ過、Ｆ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂の吸着を全て各々配管内で行なうことができ、排水１１Ａを反応管１３に順次送給し、ＣａＦ₂の生成、ろ過、Ｆ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂の吸着用の配管内を順次通過させるだけで行なうことができる。このため、本実施の形態に係る排水処理装置１０によれば、従来の排水処理装置１００に比べ排水に含まれるＨＦの処理用の設備の設置場所を削減することができ、装置の小型化を図ることができると共に、排水１１Ａ中のＨＦの処理を短時間で行なうことができる。
また、本実施の形態に係る排水処理装置１０は、図６に示すような従来の排水処理装置１００のように、凝集沈殿剤１０５を添加する必要がないため、凝集沈殿剤１０５を添加することで生じる産業廃棄物の発生を削減することができる。

更に、本実施の形態に係る排水処理装置１０は、ＣａＦ₂のろ過管１４−１〜１４−３、吸着管１６−１〜１６−３を各々並列に複数設置しているため、ＣａＦ₂のろ過、Ｆ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂の吸着を連続して行ないつつ、ろ過管１４−１〜１４−３、吸着管１６−１〜１６−３のメンテナンスや、ろ過材や吸着剤の交換を行なうことができる。

また、本実施の形態に係る排水処理装置１０においては、ろ過管１４−１〜１４−３、吸着管１６−１〜１６−３を各々３つ並列に配置しているが、これに限定されるものではなく、ろ過管、吸着管の何れか一方又は両方を１つだけ設けるようにしてもよいし、ろ過管、吸着管の何れか一方又は両方を２つ又は４つ以上を並列に設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る排水処理装置１０においては、ろ過管１４−１〜１４−３、吸着管１６−１〜１６−３の両方を設けるようにしているが、これに限定されるものではなく、ろ過管１４−１〜１４−３、吸着管１６−１〜１６−３の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る排水処理装置１０においては、反応管１３、ろ過管１４−１〜１４−３、吸着管１６−１〜１６−３を管状構造としているが、これに限定されるものではなく、何れも断面形状を排水供給管より所定形状大きくした容器としてもよい。

また、本実施の形態に係る排水処理装置１０においては、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出されるＨＦを含有する排水を対象として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体工場等のようにＨＦを含有する排水を含む施設、Ｆ濃度が比較的低い家庭用排水等にも用いることができる。

また、本実施の形態に係る排水処理装置１０は、ＨＦを含有する排水の処理用に用いるのに限定されるものではなく、ＨＦ以外のフッ素化合物を含有する排水の処理についても用いることができる。

［第２の実施の形態］
本発明による第２の実施の形態に係る排水処理装置について、図面を参照して説明する。
本実施の形態に係る排水処理装置は、図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る排水処理装置１０の構成と同様であるため、本実施例においては、反応管の一部の構成を示す図のみを用いて説明する。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る排水処理装置の構成の一部のみを簡略に示す図である。なお、第１の実施の形態と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図４に示すように、本実施の形態に係る排水処理装置は、図１に示す第１の実施の形態に係る排水処理装置１０の反応管１３が、その内部に邪魔板２５の噴霧孔２５ａを介してＣａ化合物１２を噴霧するようにしたものである。

Ｃａ化合物供給管２３には送給ポンプ３１が設けられ、Ｃａ化合物供給部２４から供給されるＣａ化合物１２を送給ポンプ３１により加圧して反応管１３を介して邪魔板２５に送給される。送給ポンプ３１でＣａ化合物１２を加圧して反応管１３の噴霧孔２５ａに送給することで、Ｃａ化合物１２を噴霧孔２５ａから反応管１３内に噴出させることができる。

Ｃａ化合物１２を邪魔板２５の噴霧孔２５ａから噴霧することで、排水１１ＡにＣａ化合物１２を効率よく供給することができるため、排水１１Ａ中のＨＦとＣａ化合物１２との反応を促進し、ＣａＦ₂の生成効率を向上させることができる。

また、反応管１３には、その内部に邪魔板２５の噴霧孔２５ａを介してクリーニング剤３２を供給するクリーニング剤供給管３３が連結されている。クリーニング剤供給部３４よりクリーニング剤３２を送給ポンプ３５により加圧して反応管１３を介して邪魔板２５に送給することで、邪魔板２５の噴霧孔２５ａから反応管１３内にクリーニング剤３２を噴霧することができる。これにより、フッ素に起因して生じる反応管１３の内壁、邪魔板２５の汚れを除去し、反応管１３の内壁、邪魔板２５を洗浄することができる。

また、クリーニング剤３２としては、反応管１３内を洗浄することができるものであればよく、例えば、塩酸（ＨＣｌ）などが挙げられる。

また、クリーニング剤３２は、Ｃａ化合物１２と同時に噴霧孔２５ａから反応管１３内に噴霧してもよいし、クリーニング剤３２のみを噴霧孔２５ａから反応管１３内に噴霧してもよい。

［第３の実施の形態］
本発明による第３の実施の形態に係る排水処理装置について、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る排水処理装置の構成を簡略に示す図である。なお、第１、２の実施の形態と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図５に示すように、本実施の形態に係る排水処理装置４０は、図１に示す第１の実施の形態に係る排水処理装置１０のろ過管１４−１〜１４−３の後流側に設けられ、排水１１Ｃ中のＦ濃度を検出する第１のフッ素（Ｆ）濃度測定部４１−１と、吸着管１６−１〜１６−３の後流側に設けられ、排水１１Ｄ中のＦ濃度を検出する第２のフッ素（Ｆ）濃度測定部４１−２とを有するものである。第１のＦ濃度測定部４１−１、第２のＦ濃度測定部４１−２は、排水供給管１９、２０内にセンサを投入し、第１のＦ濃度測定部４１−１は、ろ過管１４−１〜１４−３から排出される排水１１Ｃ中のＦ濃度を検出し、第２のＦ濃度測定部４１−２は、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄ中のＦ濃度を検出するようにしている。

第１のＦ濃度測定部４１−１、第２のＦ濃度測定部４１−２はＦ濃度検出用の検知センサを排水供給管１９、２０内にセンサを投入し、排水１１Ｃ、１１ＤのＦ濃度を測定するようしているが、これに限定されるものではなく、排水１１Ｃ、１１Ｄ中のＦ濃度を検出することができる方法であれば、他の方法を用いるようにしてもよい。例えば、イオンクロマトグラフ法（ＩＣ法）などを用いてもよい。

また、本実施の形態に係る排水処理装置４０は、ろ過管１４−１〜１４−３から排出される排水１１Ｃを反応管１３の上流側に還流させる排水還流手段として第１の排水還流管４２−１と、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄを反応管１３の上流側に還流させる排水還流手段として第２の排水還流管４２−２とを有している。よって、ろ過管１４−１〜１４−３から排出される排水１１Ｃ、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄの各々のＦ濃度が所定値を越えた場合には、反応管１３の上流側に還流させ、反応管１３に送給することで、排水１１Ｃ、１１Ｄ中に含まれるＦ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を処理することができる。

排水１１ＣのＦ濃度の所定値は排水１１Ａの性状にもよるが、例えば２００ｐｐｍ程度であり、吸着管１６−１〜１６−３のＦ濃度の所定値は、例えば１ｐｐｍ程度である。第１のＦ濃度測定部４１−１において、ろ過管１４−１〜１４−３から排出される排水１１Ｃ中のＦイオン濃度が２００ｐｐｍ程度を超えた場合には、第１の排水還流管４２−１よりろ過管１４−１〜１４−３から排出される排水１１Ｃを反応管１３の上流側に還流させ、再度、反応管１３で排水１１Ａ中に含まれるＦ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を処理する。

また、第２のＦ濃度測定部４１−２において、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄ中のＦイオン濃度が１ｐｐｍ程度を超えた場合には、第２の排水還流管４２−２より吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄを反応管１３の上流側に還流させ、再度、反応管１３で排水１１Ａ中に含まれるＦ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を処理する。

また、本実施の形態に係る排水処理装置４０においては、ろ過管１４−１〜１４−３から排出される排水１１Ｃ、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１Ｄを第１の排水還流管４２−１、第２の排水還流管４２−２を介して反応管１３の上流側に還流させるようにしているが、これに限定されるものではなく、生成されたＣａＦ₂を再度除去する程度の場合には、反応管１３とろ過管１４−１〜１４−３との間、或いはろ過管１４−１〜１４−３と吸着管１６−１〜１６−３との間に還流させるようにしてもよい。

よって、本実施の形態に係る排水処理装置４０によれば、第１のＦ濃度測定部４１−１、第２のＦ濃度測定部４１−２で、排水１１Ｃ、１１ＤのＦ濃度を検知し、排水１１Ｃ、１１ＤのＦ濃度に応じて第１の排水還流管４２−１、第２の排水還流管４２−２によりろ過管１４−１〜１４−３から排出される排水１１Ｃ、吸着管１６−１〜１６−３から排出される排水１１ＤのＦ濃度に応じて反応管１３で再度排水１１Ｃ、１１Ｄ中に含まれていたＦ^-、ＨＦ、ＣａＦ₂を処理することができる。従って、吸着管１６−１〜１６−３から最終的に排出される排水１１Ｄ中におけるＦ濃度は１ｐｐｍ以下とすることができるため、排水基準を確実に満たした状態で排出することができる。

以上のように、本発明に係る排水処理装置は、排水中のＨＦを効率的に除去することができるため、太陽電池工場、液晶パネル工場など各種工場から排出されるＨＦを含有する排水を処理する排水処理装置に用いるのに適している。

１０、４０ 排水処理装置
１１Ａ〜１１Ｄ 排水
１２ カルシウム化合物
１３ 反応管（反応部）
１４−１〜１４−３ ろ過管（ろ過部）
１５ 吸着材
１６−１〜１６−３ 吸着管（吸着部）
１７、１８、１９、２０ 排水供給管
２２、２９ ポンプ
２３ Ｃａ化合物供給管
２４ Ｃａ化合物供給部
２５ 邪魔板
２６ａ 噴霧孔
２６−１〜２６−３、２８−１〜２８−３ 分岐管
２７ フィルタ
３０ ｐＨ調整剤
３１、３５ 送給ポンプ
３２ クリーニング剤
３３ クリーニング剤供給管
３４ クリーニング剤供給部
４１−１ 第１のフッ素濃度測定部
４１−２ 第２のフッ素濃度測定部
４２−１ 第１の排水還流管
４２−２ 第２の排水還流管
Ｖ１１〜Ｖ１３、Ｖ２１〜Ｖ２３ 調節弁

Claims (13)

1. フッ化水素を含有する排水にカルシウム化合物を添加し、閉鎖空間でフッ化生成物を生成させる反応部と、
   該反応部の直後に配置され、前記反応部で生成されるフッ化生成物を前記排水中から除去するろ過部、又は、前記排水中のフッ素を吸着する吸着材を備えた吸着部のいずれか一方又は両方を有することを特徴とする排水処理装置。
2. 請求項１において、
   前記ろ過部、前記吸着部の何れか一方又は両方を少なくとも２つ有し、前記ろ過部同士及び前記吸着部同士が、各々並列に配置されることを特徴とする排水処理装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記反応部が、その内部に少なくとも１つ以上の邪魔板を有することを特徴とする排水処理装置。
4. 請求項３において、
   前記邪魔板が、前記カルシウム化合物、クリーニング剤の何れか一方又は両方を噴霧する噴霧孔を有することを特徴とする排水処理装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一つにおいて、
   前記ろ過部、前記吸着部の何れか一方又は両方の後流側に設けられ、排水中のフッ素濃度を検出するフッ素濃度測定部を有することを特徴とする排水処理装置。
6. 請求項５において、
   前記ろ過部から排出される排水、前記吸着部から排出される排水の何れか一方又は両方を前記反応部の上流側に還流させる排水還流手段を有することを特徴とする排水処理装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一つにおいて、
   前記排水が、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排水であることを特徴とする排水処理装置。
8. フッ化水素を含有する排水を送給する排水路内にカルシウム化合物を添加し、フッ化生成物を生成する反応工程と、
   前記反応工程後の排水中にフッ化生成物が生成された直後からフッ化生成物を除去するろ過工程、又は、前記ろ過工程後の排水中から吸着剤によりフッ素イオン、フッ化水素、フッ化生成物を吸着・除去する吸着工程のいずれか一方又は両方を有することを特徴とする排水処理方法である。
9. 請求項８において、
   前記ろ過工程、前記吸着工程の何れか一方又は両方を少なくとも２つ有し、前記ろ過工程同士及び前記吸着工程同士が、各々並列で処理されることを特徴とする排水処理方法。
10. 請求項８又は９において、
    前記反応工程が、前記排水路内の邪魔板の噴霧孔を介して前記カルシウム化合物、クリーニング剤の何れか一方又は両方を噴霧することを特徴とする排水処理方法。
11. 請求項８乃至１０の何れか一つにおいて、
    前記ろ過工程、前記吸着工程の何れか一方又は両方の後流側で排水中のフッ素濃度を検出するフッ素濃度測定工程を有することを特徴とする排水処理方法。
12. 請求項１１において、
    前記フッ素濃度測定工程で検出される排水中のフッ素濃度が所定値を超えた場合、前記排水を前記反応管の上流側に還流させることを特徴とする排水処理方法。
13. 請求項８乃至１２の何れか一つにおいて、
    前記排水が、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排水であることを特徴とする排水処理方法。

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