JP2014161802A - Apparatus and method for removing selenium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント焼成工程で発生した塩素バイパスダストを水洗して得られたろ液等のセレンを含む排水からセレンを除去する装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for removing selenium from waste water containing selenium such as filtrate obtained by washing chlorine bypass dust generated in a cement firing step.
セレン及びセレン化合物は、例えばガラス製品、半導体材料、太陽電池、映画用フィルム、赤外線偏光子、顔料、増感剤、脱水素剤、起泡剤等の様々な工業製品の製造に多用されている。 Selenium and selenium compounds are widely used in the production of various industrial products such as glass products, semiconductor materials, solar cells, movie films, infrared polarizers, pigments, sensitizers, dehydrogenating agents, foaming agents, and the like. .
しかし、このようなセレン及びセレン化合物を用いる工業製品の製造工場等からは、不可避的に溶存セレンを含むセレン含有排水が排出され、また、石炭火力発電所の排煙脱硫排水、銅精錬所排水、石油精製工場排水等は、セレンを含有する場合があるため、環境汚染の懸念がある。そのため、セレンに対する規制が行われ、水質汚濁防止法に基づくセレンの一律排水基準は、0.1mg/Lと定められている。 However, selenium-containing wastewater containing dissolved selenium is inevitably discharged from manufacturing factories of industrial products using such selenium and selenium compounds, and flue gas desulfurization wastewater from copper-fired power plants and wastewater from copper refineries. Oil refinery wastewater, etc., may contain selenium, which may cause environmental pollution. Therefore, selenium is regulated, and the uniform drainage standard for selenium based on the Water Pollution Control Law is set to 0.1 mg / L.
そこで、例えば、セメント製造設備に付設された塩素バイパスシステムにて回収した塩素バイパスダストを脱塩処理するにあたって、排水中のセレン濃度を安全とされる基準以下にするため、特許文献1に記載のセレンの除去方法では、排水をイオン交換樹脂に通過させ、SO4とセレンとを同時に排水から分離する。
Therefore, for example, when desalinating chlorine bypass dust collected by a chlorine bypass system attached to a cement production facility, the selenium concentration in the waste water is set to be equal to or lower than a safe standard, as described in
また、特許文献2には、塩素バイパスダストを含むスラリーを浮遊選鉱した際に発生する浮遊選鉱排水等のpHを調整した後、排水等に含まれる重金属類及びセレンを沈殿化し、さらにフッ素を沈殿化し、スラリー中の固形分を固液分離機で除去し、キレート樹脂塔で重金属類及びセレン等を吸着除去する排水処理方法が記載されている。 Patent Document 2 discloses that after adjusting the pH of the flotation wastewater generated when the slurry containing chlorine bypass dust is subjected to flotation, heavy metals and selenium contained in the wastewater are precipitated, and fluorine is further precipitated. A wastewater treatment method is described in which solid content in the slurry is removed by a solid-liquid separator, and heavy metals and selenium are adsorbed and removed by a chelate resin tower.
しかし、上記従来の技術においては、排水中に存在する重金属イオン及び共存塩が樹脂によるセレンの吸着を阻害し、樹脂の寿命を著しく低下させるため、実用化には至っていない。 However, in the above prior art, heavy metal ions and coexisting salts present in the wastewater hinder the adsorption of selenium by the resin and significantly reduce the life of the resin, so that it has not been put into practical use.
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、セレンの吸着に樹脂等を用い、低コストで排水等からセレンを除去することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is to use selenium for adsorption of selenium and to remove selenium from waste water or the like at a low cost.
上記目的を達成するため、本発明は、セレン除去の前処理装置であって、セレン含有排水に硫化剤を添加して該セレン含有排水に含まれる重金属類を硫化物として不溶化する硫化物法反応槽と、該硫化物法反応槽から排出された排水にバリウム塩を添加して硫酸イオン、セレン酸イオン及び亜セレン酸イオンを不溶化するバリウム塩反応槽と、該バリウム塩反応槽から排出された排水を固液分離する固液分離機とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a pretreatment apparatus for removing selenium, comprising adding a sulfiding agent to selenium-containing wastewater to insolubilize heavy metals contained in the selenium-containing wastewater as sulfides. A barium salt reaction tank for adding barium salt to the waste water discharged from the sulfide method reaction tank to insolubilize sulfate ions, selenate ions, and selenite ions, and the barium salt reaction tank. And a solid-liquid separator that separates waste water into solid and liquid.
本発明によれば、硫化剤の添加により、排水中の各種重金属イオンを硫化物として沈殿させ、さらにバリウム塩の添加により、硫酸イオン等を不溶化し、これらの操作により得られた処理液を固液分離することで、主な吸着阻害因子を取り除くことができ、後段のセレンの吸着工程での吸着剤に対する負荷を軽減し、吸着剤の長時間の使用を可能とすることができる。 According to the present invention, various heavy metal ions in the wastewater are precipitated as sulfides by adding a sulfurizing agent, and sulfate ions are insolubilized by adding barium salt, and the treatment liquid obtained by these operations is solidified. By separating the liquid, main adsorption-inhibiting factors can be removed, the load on the adsorbent in the subsequent selenium adsorption step can be reduced, and the adsorbent can be used for a long time.
前記固液分離機で分離されたろ液に含まれる硫酸イオンの濃度に応じて前記バリウム塩反応槽に添加するバリウム塩の添加量を制御する薬注制御装置を備えることができ、これによって、適切な量のバリウム塩を添加することができ、バリウム塩を過剰に用いてコスト高を引き起こすことを防止することができると共に、バリウム塩の添加量が少な過ぎることにより不溶化しない硫酸イオン等が存在し、セレンの吸着を阻害することを防止できる。 A chemical injection control device that controls the amount of barium salt added to the barium salt reaction tank according to the concentration of sulfate ions contained in the filtrate separated by the solid-liquid separator can be provided. A large amount of barium salt can be added, and it is possible to prevent an increase in cost due to excessive use of barium salt, and there is a sulfate ion that does not insolubilize due to an excessive amount of barium salt added. Inhibiting the adsorption of selenium can be prevented.
また、本発明は、セレン除去装置であって、上記いずれかの前処理装置の固液分離機で分離されたろ液に残留するセレンを選択的に吸着する樹脂塔を備えることを特徴とする。本発明によれば、上記硫酸イオン等の吸着阻害因子が除去された排水に残留するセレンを樹脂で吸着除去することで、樹脂の長時間の使用が可能となり、低コストでセレンを取り除くことができる。 In addition, the present invention is a selenium removal apparatus, comprising a resin tower that selectively adsorbs selenium remaining in the filtrate separated by the solid-liquid separator of any of the pretreatment apparatuses described above. According to the present invention, the selenium remaining in the waste water from which the adsorption inhibitory factor such as sulfate ion is removed is adsorbed and removed with the resin, so that the resin can be used for a long time, and selenium can be removed at low cost. it can.
上記セレン除去装置において、前記樹脂塔にイオン交換樹脂又はキレート樹脂を充填することができ、イオン交換能が高い樹脂を用いて効率よくセレンを除去することができる。 In the selenium removal apparatus, the resin tower can be filled with an ion exchange resin or a chelate resin, and selenium can be efficiently removed using a resin having a high ion exchange capacity.
前記セレン含有排水を、セメント焼成工程で発生した塩素バイパスダストを水洗して得られたろ液とすることができ、このろ液から低コストでセレンを除去することができる。 The selenium-containing wastewater can be made into a filtrate obtained by washing the chlorine bypass dust generated in the cement firing step with water, and selenium can be removed from this filtrate at low cost.
また、本発明は、セレン除去の前処理方法であって、セレン含有排水に硫化剤を添加して該セレン含有排水に含まれる重金属類を硫化物として不溶化し、該排水にさらにバリウム塩を添加して硫酸イオン、セレン酸イオン及び亜セレン酸イオンを不溶化し、該排水を固液分離することを特徴とする。本発明によれば、硫化剤の添加により、排水中の各種重金属イオンを硫化物として沈殿させ、バリウム塩の添加により、硫酸イオン等を不溶化し、これらの操作により得られた処理液を固液分離することで、主な吸着阻害因子を取り除き、後段のセレンの吸着工程での吸着剤に対する負荷を軽減し、吸着剤の長時間の使用を可能とすることができる。 The present invention also relates to a pretreatment method for removing selenium, which comprises adding a sulfiding agent to selenium-containing wastewater to insolubilize heavy metals contained in the selenium-containing wastewater as sulfides, and further adding barium salt to the wastewater. Then, sulfate ion, selenate ion and selenite ion are insolubilized, and the waste water is separated into solid and liquid. According to the present invention, by adding a sulfurizing agent, various heavy metal ions in waste water are precipitated as sulfides, and by adding barium salt, sulfate ions and the like are insolubilized. By separating, main adsorption inhibition factors can be removed, the load on the adsorbent in the subsequent selenium adsorption step can be reduced, and the adsorbent can be used for a long time.
上記セレン除去の前処理方法において、硫化剤として水流化ソーダを用いることができ、より効率的に排水を硫化することができる。 In the pretreatment method for removing selenium, water soda can be used as a sulfiding agent, and waste water can be sulfidized more efficiently.
また、前記添加するバリウム塩の量を、前記硫酸イオンの濃度に対して0.5倍モル量以上5倍モル量以下とすることができ、この添加量により、硫酸イオン等を効果的に不溶化することができる。 Further, the amount of the barium salt to be added can be 0.5 to 5 times the molar amount of the sulfate ion concentration, and this addition amount effectively insolubilizes sulfate ions and the like. can do.
さらに、本発明は、セレン除去方法であって、上記いずれかの前処理方法の固液分離で分離されたろ液に残留するセレンを選択的に樹脂に吸着させることを特徴とする。発明によれば、上記硫酸イオン等の吸着阻害因子が除去された排水に残留するセレンを樹脂で吸着除去することで低コストでセレンを取り除くことができる。 Furthermore, the present invention is a selenium removal method, characterized in that selenium remaining in the filtrate separated by solid-liquid separation in any of the pretreatment methods is selectively adsorbed on a resin. According to the invention, it is possible to remove selenium at low cost by adsorbing and removing the selenium remaining in the waste water from which the adsorption inhibiting factor such as sulfate ion is removed with the resin.
前記セレン含有排水を、セメント焼成工程で発生した塩素バイパスダストを水洗して得られたろ液とすることができ、このろ液から低コストでセレンを除去することができる。 The selenium-containing wastewater can be made into a filtrate obtained by washing the chlorine bypass dust generated in the cement firing step with water, and selenium can be removed from this filtrate at low cost.
以上のように、本発明によれば、低コストで排水等からセレンを除去することができる。 As described above, according to the present invention, selenium can be removed from waste water or the like at low cost.
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は、これら実施形態によって何ら制限されない。 Next, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings, this invention is not restrict | limited at all by these embodiment.
図1は、本発明に係るセレン除去装置の一実施の形態を示し、このセレン除去装置1は、セレン含有排水Wを貯留する排水タンク3と、セレン含有排水W1に硫化剤Sを添加する硫化物法反応槽4と、硫化物法反応槽4から排出された排水W2にバリウム塩Bを添加するバリウム塩反応槽6と、バリウム塩反応槽6から排出された排水W3を固液分離する固液分離機8と、固液分離機8で分離されたろ液F1中の硫酸イオンの濃度を測定する硫酸イオン濃度計10と、ろ液F1に残留するセレンを吸着する樹脂塔11等で構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of a selenium removal apparatus according to the present invention. This
セレン含有排水W1は、例えば、セメント焼成工程で発生した塩素バイパスダストを水洗した際に生成されたスラリーをSO2やCO2を含むガスと反応させた後、固液分離して得られた排水等であり、この排水中には、硫酸イオン(SO4-)、セレン酸イオン(SeO4 2-)、亜セレン酸イオン(SeO3 2-)が含まれている。 The selenium-containing wastewater W1 is, for example, wastewater obtained by solid-liquid separation after reacting the slurry produced when the chlorine bypass dust generated in the cement firing process is washed with water with a gas containing SO 2 or CO 2. The waste water contains sulfate ions (SO 4− ), selenate ions (SeO 4 2− ), and selenite ions (SeO 3 2− ).
硫化物法反応槽4は、排水タンク3から排出されたセレン含有排水W1に水硫化ソーダ(NaSH)等の硫化剤Sを添加し、セレン含有排水W1中の各種重金属イオンを不溶化するために備えられる。硫化剤Sとして水硫化ソーダ以外に、硫化ナトリウム(Na2S)等を用いることもできる。 The sulfide method reaction tank 4 is prepared to add a sulfiding agent S such as sodium hydrosulfide (NaSH) to the selenium-containing wastewater W1 discharged from the drainage tank 3 to insolubilize various heavy metal ions in the selenium-containing wastewater W1. It is done. In addition to sodium hydrosulfide, sodium sulfide (Na 2 S) or the like can be used as the sulfiding agent S.
バリウム塩反応槽6は、重金属イオンを不溶化させた排水W2に、水酸化バリウム、硝酸バリウム、炭酸バリウム、塩化バリウム等のバリウム塩を添加して排水W2中の硫酸イオン、セレン酸イオン、亜セレン酸イオンを不溶化させるために備えられる。上記バリウム塩のうち、コスト及びハンドリング性の両面から塩化バリウムを用いることが好ましい。 The barium salt reaction tank 6 adds barium salts such as barium hydroxide, barium nitrate, barium carbonate, and barium chloride to the wastewater W2 in which heavy metal ions are insolubilized, and sulfate ions, selenate ions, and selenium selenium in the wastewater W2. Provided to insolubilize acid ions. Among the barium salts, it is preferable to use barium chloride from the viewpoints of cost and handling properties.
固液分離機8は、バリウム塩反応槽6から排出された排水W3を固体と液体に分離するために備えられ、排水W3は、析出物Dとろ液F1とに分離される。
The solid-
硫酸イオン濃度計10は、固液分離機8で分離されたろ液F1中の硫酸イオンの濃度を測定するために備えられ、この硫酸イオン濃度計10によって測定された硫酸イオン濃度に応じてバリウム塩反応槽6に添加するバリウム塩の添加量を制御する薬注制御装置(不図示)を構成する。
The sulfate
樹脂塔11は、硫酸イオン濃度計10を通過したろ液F1に残留するセレン(セレン酸イオン、亜セレン酸イオン)を吸着するために備えられ、樹脂には、イオン交換樹脂やキレート樹脂等が用いられる。
The
次に、上記セレン除去装置1を用いた本発明に係るセレン除去方法について、図1を参照しながら説明する。
Next, a selenium removal method according to the present invention using the
排水タンク3に貯留したセレン含有排水W1を硫化物法反応槽4に供給し、硫化物法反応槽4において硫化剤Sを添加し、セレン含有排水W1に含まれる重金属類を硫化物として不溶化する。 The selenium-containing wastewater W1 stored in the drainage tank 3 is supplied to the sulfide method reaction tank 4, and the sulfide agent S is added in the sulfide method reaction tank 4, so that heavy metals contained in the selenium-containing wastewater W1 are insolubilized as sulfides. .
次に、硫化物法反応槽4から排水W2をバリウム塩反応槽6に供給し、バリウム塩反応槽6において、バリウム塩Bを添加して排水W2中の硫酸イオン、セレン酸イオン、亜セレン酸イオンを不溶化する。ここで、添加するバリウム塩Bの量を、硫酸イオンの濃度に対して0.5倍モル量以上5倍モル量以下とすることが好ましい。 Next, the waste water W2 is supplied from the sulfide method reaction tank 4 to the barium salt reaction tank 6, and in the barium salt reaction tank 6, the barium salt B is added to sulfate ions, selenate ions, selenite in the waste water W2. Insolubilizes ions. Here, it is preferable that the amount of the barium salt B to be added is 0.5 to 5 times the molar amount of the sulfate ion concentration.
表1は、排水W2に塩化バリウムを添加した際における、セレン及び硫酸イオンの濃度の変化を示す。同表に示すように、硫酸イオンのモル量に対して、0.5倍モル量、1倍モル量、2倍モル量の塩化バリウムを添加することで、排水中のセレンイオン(セレン酸イオン、亜セレン酸イオン硫酸イオン)及び硫酸イオンの濃度が大幅に低下していることが判る。特に、1倍モル量、2倍モル量の塩化バリウムを添加した場合の低下率が顕著である。 Table 1 shows changes in the concentrations of selenium and sulfate ions when barium chloride is added to the waste water W2. As shown in the same table, selenium ions (selenate ions in waste water) are added by adding 0.5 times mole amount, 1 times mole amount, and 2 times mole amount of barium chloride to the mole amount of sulfate ions. It can be seen that the concentration of selenite ion (sulfate ion) and sulfate ion is greatly reduced. In particular, the rate of decrease when a 1-fold molar amount and a 2-fold molar amount of barium chloride are added is remarkable.
固液分離機8から排出されたろ液F1の硫酸イオンの濃度を硫酸イオン濃度計10で測定し、測定値に応じてバリウム塩反応槽6に添加するバリウム塩Bの添加量を制御する。すなわち、測定された硫酸イオン濃度が所定値より高い場合には、バリウム塩反応槽6に添加するバリウム塩Bの量を増加させ、測定された硫酸イオン濃度が所定値より低い場合には、バリウム塩反応槽6に添加するバリウム塩Bの量を減少させる。
The concentration of sulfate ion in the filtrate F1 discharged from the solid-
次に、固液分離機8から排出されたろ液F1を樹脂塔11に供給し、ろ液F1に残留するセレン酸イオン、亜セレン酸イオンを吸着する。上述のように、バリウム塩の添加により、ろ液F1中のセレン酸イオン、亜セレン酸イオン及び硫酸イオンが大幅に低下しているため、ろ液F1に含まれるセレン酸イオン、亜セレン酸イオンの濃度は低く、樹脂塔11の負荷を軽減し、吸着用樹脂の長時間の使用を可能とすることができる。樹脂塔11でセレン酸イオン及び亜セレン酸イオンが吸着されたろ液F2は、系外に放流する。
Next, the filtrate F1 discharged from the solid-
尚、上記実施の形態では、固液分離機8で分離されたろ液F1に残留するセレンを選択的に吸着する樹脂塔11を備える構成を示したが、樹脂塔11以外のセレンの吸着手段を用いることも可能であり、その際にも図1の排水タンク3〜固液分離機8の構成をセレン除去の前処理装置と捉え、予め各種重金属イオン、硫酸イオン、セレン酸イオン、亜セレン酸イオンを不溶化して排水から取り除くことで、吸着工程での吸着剤に対する負荷を軽減し、吸着剤の長時間の使用を可能とすることができる。
In the above-described embodiment, the configuration including the
また、セレン含有排水W1としてセメント焼成工程で発生した塩素バイパスダストを水洗した際に生じる排水を例示したが、その他のセレン及びセレン化合物を用いる工業製品の製造工場等からの排水を対象とすることもできる。 In addition, the selenium-containing wastewater W1 is exemplified as wastewater generated when the chlorine bypass dust generated in the cement firing process is washed with water, but wastewater from other industrial product manufacturing plants that use selenium and selenium compounds is targeted. You can also.
1 セレン除去装置
3 排水タンク
4 硫化物法反応槽
6 バリウム塩反応槽
8 固液分離機
10 硫酸イオン濃度計
11 樹脂塔
B バリウム塩
D 析出物
F1、F2 ろ液
S 硫化剤
W1〜W3 (セレン含有)排水
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該硫化物法反応槽から排出された排水にバリウム塩を添加して硫酸イオン、セレン酸イオン及び亜セレン酸イオンを不溶化するバリウム塩反応槽と、
該バリウム塩反応槽から排出された排水を固液分離する固液分離機とを備えることを特徴とするセレン除去の前処理装置。 A sulfide process reactor for adding a sulfurizing agent to selenium-containing wastewater to insolubilize heavy metals contained in the selenium-containing wastewater as sulfides;
A barium salt reaction vessel for adding barium salt to the waste water discharged from the sulfide method reaction vessel to insolubilize sulfate ions, selenate ions and selenite ions;
A selenium removal pretreatment apparatus comprising: a solid-liquid separator that separates the wastewater discharged from the barium salt reaction tank into a solid-liquid separator.
該排水にさらにバリウム塩を添加して硫酸イオン、セレン酸イオン及び亜セレン酸イオンを不溶化し、
該排水を固液分離することを特徴とするセレン除去の前処理方法。 Adding a sulfiding agent to selenium-containing wastewater to insolubilize heavy metals contained in the selenium-containing wastewater as sulfides,
Further adding a barium salt to the waste water to insolubilize sulfate ion, selenate ion and selenite ion,
A pretreatment method for removing selenium characterized by subjecting the waste water to solid-liquid separation.
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