JP2014200743A - Method of treating waste liquid containing boron fluoride ion and apparatus of treating waste liquid containing boron fluoride ion - Google Patents

Method of treating waste liquid containing boron fluoride ion and apparatus of treating waste liquid containing boron fluoride ion Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of treating a waste liquid containing boron fluoride ions capable of effectively treating a waste liquid containing boron fluoride ions.SOLUTION: There is provided a method of treating a waste liquid containing boron fluoride ions, the method comprising: a decomposition step of decomposing boron fluoride ions by adding an aluminum compound to the waste liquid containing boron fluoride ions; a solidification step of solidifying the boron fluoride ions by adding a calcium compound to decomposition treatment water containing boron fluoride ions generated in the decomposition step; and a solid-liquid separation step of solid-liquid separating a sludge generated in the solidification step. The decomposition step comprises: a first decomposition step of performing reaction at a pH of 2 or more; and a second decomposition step of reacting the first decomposition treatment water obtained in the first decomposition step at a pH of 2 to 4.

Description

本発明は、ホウフッ化物イオン含有排水の処理方法およびホウフッ化物イオン含有排水の処理装置に関する。   The present invention relates to a method for treating borofluoride ion-containing wastewater and a treatment apparatus for borofluoride ion-containing wastewater.

ホウフッ化物イオンを含む排水の処理方法として、アルミニウム化合物を添加し、加温してpH5以下でホウフッ化物イオンを分解する方法が提案されている。   As a method for treating wastewater containing borofluoride ions, a method has been proposed in which an aluminum compound is added and heated to decompose borofluoride ions at pH 5 or lower.

例えば、特許文献1には、pH5以下に調整したホウフッ化物を含む廃液に水酸化アルミニウムを添加し、20〜100℃の温度範囲で反応させてホウフッ化物をホウ酸とアルミニウムフッ化物とに分解し、次いでその処理液にカルシウム化合物を添加し、アルミニウムフッ化物をフッ化カルシウムとして固定する方法が記載されている。   For example, in Patent Document 1, aluminum hydroxide is added to a waste liquid containing borofluoride adjusted to pH 5 or lower, and reacted in a temperature range of 20 to 100 ° C. to decompose the borofluoride into boric acid and aluminum fluoride. Then, a method is described in which a calcium compound is added to the treatment liquid to fix aluminum fluoride as calcium fluoride.

特許文献2には、原水を60℃以上に加熱するとともにAl(SOを添加してホウフッ化物をpH2〜4の酸性領域において熱分解させ、Ca(OH)によりアルカリ側にpH調整してフッ化物を分解させ、40℃以下に冷却して凝集剤を加えて第1段の凝沈を行わせ、その上澄液を分離した後、上澄液に常温でAl(SOとCa(OH)を加え、さらに凝集剤を添加して第2段の凝沈を行わせ、この操作を複数回繰り返す方法が記載されている。 In Patent Document 2, raw water is heated to 60 ° C. or higher, and Al 2 (SO 4 ) 3 is added to thermally decompose borofluoride in an acidic region of pH 2 to 4, and the pH is increased to the alkali side with Ca (OH) 2. Adjust to decompose fluoride, cool to 40 ° C. or lower, add a flocculant to cause the first stage of precipitation, separate the supernatant, and then add Al 2 (SO 2) to the supernatant at room temperature. 4 ) A method is described in which 3 and Ca (OH) 2 are added, a flocculant is further added to cause the second stage of precipitation, and this operation is repeated a plurality of times.

特許文献3には、ホウフッ化物イオンを含む廃液にpH3以下で多価金属イオンを添加し35℃以上に加熱してホウフッ化物イオンをホウ素イオンとフッ素イオンに分解した後、消石灰を添加してpH10以上でフッ素イオンをフッ化カルシウムにして不溶化し、35℃以下に冷却してから凝集剤として硫酸アルミニウムを添加し、生じた凝集物を濾過除去する方法が記載されている。   In Patent Document 3, polyvalent metal ions are added to a waste liquid containing borofluoride ions at a pH of 3 or less, heated to 35 ° C. or more to decompose the borofluoride ions into boron ions and fluorine ions, and then added with slaked lime to a pH of 10 A method is described in which fluorine ions are insolubilized with calcium fluoride, cooled to 35 ° C. or lower, aluminum sulfate is added as a flocculant, and the resulting aggregate is filtered off.

特許文献4には、ホウフッ化物含有水にアルミニウム化合物を添加し、pH2〜4でホウフッ化物を分解する第一工程と、分解により生じたフッ素を処理するためにカルシウム化合物を添加し、pH9〜10で固液分離する第二工程と、固液分離により得た液にアルミニウム塩を添加し、pH6〜7として固液分離によりアルミニウムを含む殿物を得る第三工程と、を含み、第三工程で得たアルミニウムを含む殿物をアルミニウム化合物として、第一工程におけるホウフッ化物含有水の分解に用いる方法が記載されている。   In Patent Document 4, an aluminum compound is added to borofluoride-containing water, a first step of decomposing borofluoride at pH 2 to 4, a calcium compound is added to treat fluorine generated by decomposition, and pH 9 to 10 And a third step of adding an aluminum salt to the liquid obtained by solid-liquid separation to obtain a porcelain containing aluminum by solid-liquid separation at pH 6-7, and a third step The method of using the residue containing aluminum obtained in step 1 as an aluminum compound for the decomposition of borofluoride-containing water in the first step is described.

ホウフッ化物イオンをフッ素とホウ素に分解する反応速度は非常に遅いため、放流基準を満たすことのできる処理水を得るためには、大量にアルミニウム化合物を添加するか、過大なエネルギを使って加温する等して反応速度を速める方法を採用する必要があった。   The reaction rate of breaking borofluoride ions into fluorine and boron is very slow, so in order to obtain treated water that can meet the discharge standard, a large amount of aluminum compound is added, or excessive energy is used for heating. Therefore, it was necessary to adopt a method for increasing the reaction rate.

特公昭54−005628号公報Japanese Patent Publication No.54-005628 特公平5−051359号公報Japanese Patent Publication No. 5-051359 特許第4338705号公報Japanese Patent No. 4338705 特許第4954131号公報Japanese Patent No. 4954131

本発明の目的は、効率的にホウフッ化物イオンを含む排水を処理することが可能なホウフッ化物イオン含有排水の処理方法および処理装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the processing method and processing apparatus of the wastewater containing a borofluoride ion which can process the wastewater containing a borofluoride ion efficiently.

本発明は、ホウフッ化物イオンを含む排水にアルミニウム化合物を添加し、前記ホウフッ化物イオンを分解する分解工程と、前記分解工程で生成したフッ化物イオンを含む分解処理水にカルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化する固形化工程と、前記固形化工程で生成した汚泥を固液分離する固液分離工程と、を含み、前記分解工程は、pH2以下で反応させる第1分解工程と、前記第1分解工程で得られた第1分解処理水をpH2〜4でさらに反応させる第2分解工程と、を含むホウフッ化物イオン含有排水の処理方法である。   The present invention adds an aluminum compound to waste water containing borofluoride ions, decomposes the borofluoride ions, adds a calcium compound to the decomposition treated water containing fluoride ions generated in the decomposition step, A solidification step for solidifying fluoride ions, and a solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the sludge generated in the solidification step, wherein the decomposition step is a first decomposition step for reacting at pH 2 or lower, And a second decomposition step in which the first decomposition treatment water obtained in the first decomposition step is further reacted at a pH of 2 to 4.

また、前記ホウフッ化物イオン含有排水の処理方法において、前記排水がさらにフッ化物イオンを含み、前記ホウフッ化物イオンおよびフッ化物イオンを含む排水に対して、カルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化した後、ホウフッ化物イオンの処理を行うことが好ましい。   Further, in the treatment method of the borofluoride ion-containing wastewater, the wastewater further contains fluoride ions, a calcium compound is added to the wastewater containing the borofluoride ions and fluoride ions, and the fluoride ions are solidified. It is preferable to carry out treatment with borofluoride ions after conversion.

また、前記ホウフッ化物イオン含有排水の処理方法において、前記固液分離工程において固液分離した汚泥の少なくとも一部を前記第2分解工程に返送する返送工程をさらに含むことが好ましい。   The borofluoride ion-containing wastewater treatment method preferably further includes a return step of returning at least part of the sludge solid-liquid separated in the solid-liquid separation step to the second decomposition step.

また、本発明は、ホウフッ化物イオンを含む排水にアルミニウム化合物を添加し、前記ホウフッ化物イオンを分解する分解手段と、前記分解手段で生成したフッ化物イオンを含む分解処理水にカルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化する固形化手段と、前記固形化手段で生成した汚泥を固液分離する固液分離手段と、を備え、前記分解手段は、pH2以下で反応させる第1分解手段と、前記第1分解工程で得られた第1分解処理水をpH2〜4でさらに反応させる第2分解手段と、を備えるホウフッ化物イオン含有排水の処理装置である。   In the present invention, an aluminum compound is added to waste water containing borofluoride ions, a decomposition means for decomposing the borofluoride ions, and a calcium compound is added to decomposition water containing fluoride ions generated by the decomposition means. And a solidification means for solidifying the fluoride ions, and a solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the sludge generated by the solidification means, wherein the decomposition means is a first decomposition means for reacting at a pH of 2 or less. And a second decomposition means for further reacting the first decomposition treated water obtained in the first decomposition step at a pH of 2 to 4, and a borofluoride ion-containing wastewater treatment apparatus.

また、前記ホウフッ化物イオン含有排水の処理装置において、前記排水がさらにフッ化物イオンを含み、前記ホウフッ化物イオンおよびフッ化物イオンを含む排水に対して、カルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化した後、ホウフッ化物イオンの処理を行うことが好ましい。   Further, in the borofluoride ion-containing wastewater treatment apparatus, the wastewater further contains fluoride ions, a calcium compound is added to the wastewater containing the borofluoride ions and fluoride ions, and the fluoride ions are solidified. It is preferable to carry out treatment with borofluoride ions after conversion.

また、前記ホウフッ化物イオン含有排水の処理装置において、前記固液分離手段において固液分離した汚泥の少なくとも一部を前記第2分解手段に返送する返送手段をさらに備えることが好ましい。   The borofluoride ion-containing wastewater treatment apparatus preferably further comprises a return means for returning at least a part of the sludge separated by solid-liquid separation in the solid-liquid separation means to the second decomposition means.

本発明では、ホウフッ化物イオンを分解する分解工程をpH2以下で反応させる第1分解工程と、pH2〜4でさらに反応させる第2分解工程との2段階反応とすることにより、効率的にホウフッ化物イオンを含む排水を処理することが可能なホウフッ化物イオン含有排水の処理方法および処理装置を提供することができる。   In the present invention, the borofluoride is efficiently produced by making the decomposition step of decomposing borofluoride ions into a two-step reaction of a first decomposition step of reacting at pH 2 or lower and a second decomposition step of further reacting at pH 2-4. A borofluoride ion-containing wastewater treatment method and treatment apparatus capable of treating wastewater containing ions can be provided.

本発明の実施形態に係るホウフッ化物イオン含有排水の処理装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the processing apparatus of the borofluoride ion containing waste_water | drain which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るホウフッ化物イオン含有排水の処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the processing apparatus of the borofluoride ion containing waste_water | drain which concerns on embodiment of this invention.

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.

本発明の実施形態に係るホウフッ化物イオン含有排水処理装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。排水処理装置1は、分解手段としての第1分解槽10および第2分解槽12と、固形化手段としての固形化槽14と、固液分離手段としての沈殿槽16と、を備える。   The outline of an example of the borofluoride ion containing waste water treatment equipment concerning the embodiment of the present invention is shown in Drawing 1, and the composition is explained. The waste water treatment apparatus 1 includes a first decomposition tank 10 and a second decomposition tank 12 as decomposition means, a solidification tank 14 as solidification means, and a precipitation tank 16 as solid-liquid separation means.

図1の排水処理装置1において、第1分解槽10の入口には原水配管18が接続され、第1分解槽10の出口と第2分解槽12の入口は第1分解処理水配管20により接続され、第2分解槽12の出口と固形化槽14の入口は第2分解処理水配管22により接続され、固形化槽14の出口と沈殿槽16の入口は固形化処理水配管24により接続され、沈殿槽16の上部出口には処理水配管26が接続されている。第1分解槽10、第2分解槽12および固形化槽14には、撹拌手段としての撹拌羽根を備える撹拌装置28,30,32がそれぞれ設置されていてもよい。   1, the raw water pipe 18 is connected to the inlet of the first decomposition tank 10, and the outlet of the first decomposition tank 10 and the inlet of the second decomposition tank 12 are connected by the first decomposition water pipe 20. The outlet of the second decomposition tank 12 and the inlet of the solidification tank 14 are connected by a second decomposition water pipe 22, and the outlet of the solidification tank 14 and the inlet of the precipitation tank 16 are connected by a solidification water pipe 24. A treated water pipe 26 is connected to the upper outlet of the sedimentation tank 16. The first decomposition tank 10, the second decomposition tank 12, and the solidification tank 14 may be provided with stirring devices 28, 30, and 32 having stirring blades as stirring means.

本実施形態に係るホウフッ化物イオン含有排水の処理方法および排水処理装置1の動作について説明する。   An operation of the borofluoride ion-containing wastewater treatment method and wastewater treatment apparatus 1 according to this embodiment will be described.

原水であるホウフッ化物イオン(BF4−)を含むホウフッ化物イオン含有排水が、原水配管18を通して第1分解槽10へ送液され、第1分解槽10においてアルミニウム化合物が添加され、ホウフッ化物イオン含有排水に含まれるホウフッ化物イオンがホウ素イオンとフッ化物イオンとに分解される分解反応がpH2以下で行われる(第1分解工程)。第1分解槽10において、撹拌装置28により内容物が撹拌されてもよい。 Borofluoride ion-containing wastewater containing borofluoride ions (BF 4− ), which is raw water, is sent to the first decomposition tank 10 through the raw water pipe 18, and an aluminum compound is added in the first decomposition tank 10 to contain borofluoride ions. A decomposition reaction in which borofluoride ions contained in the waste water are decomposed into boron ions and fluoride ions is performed at a pH of 2 or less (first decomposition step). In the first decomposition tank 10, the contents may be stirred by the stirring device 28.

第1分解工程において分解処理された第1分解処理水は、第1分解処理水配管20を通して第2分解槽12へ送液され、第2分解槽12においてpH2〜4でさらに分解反応が行われる(第2分解工程)。第2分解槽12において、撹拌装置30により内容物が撹拌されてもよい。   The first decomposition treated water decomposed in the first decomposition step is sent to the second decomposition tank 12 through the first decomposition treated water pipe 20, and further decomposed at pH 2 to 4 in the second decomposition tank 12. (Second decomposition step). In the second decomposition tank 12, the contents may be stirred by the stirring device 30.

第1分解工程および第2分解工程(両者を合わせて「分解工程」と呼ぶ場合もある)を経由して生成したフッ化物イオンを含む第2分解処理水は、第2分解処理水配管22を通して固形化槽14へ送液され、固形化槽14においてカルシウム化合物が添加され、フッ化物イオンが固形化されてフッ化カルシウム(CaF)を含む汚泥が生成される(固形化工程)。固形化槽14において、撹拌装置32により内容物が撹拌されてもよい。 The second decomposition treated water containing fluoride ions generated through the first decomposition step and the second decomposition step (sometimes referred to as “decomposition step” together) passes through the second decomposition treatment water pipe 22. The solution is fed to the solidification tank 14, and a calcium compound is added in the solidification tank 14, and fluoride ions are solidified to produce sludge containing calcium fluoride (CaF 2 ) (solidification step). In the solidification tank 14, the contents may be stirred by the stirring device 32.

固形化工程で生成した汚泥を含む固形化処理水は、固形化処理水配管24を通して沈殿槽16へ送液され、沈殿槽16において沈降分離等により固液分離される(固液分離工程)。固液分離された処理水は、沈殿槽16の上部出口から処理水配管26を通して排出される。一方、固液分離された汚泥は、沈殿槽16の下部出口から排出される。   The solidified treated water containing the sludge generated in the solidification step is sent to the precipitation tank 16 through the solidified treatment water pipe 24 and is solid-liquid separated by sedimentation separation or the like in the precipitation tank 16 (solid-liquid separation step). The treated water subjected to the solid-liquid separation is discharged from the upper outlet of the sedimentation tank 16 through the treated water pipe 26. On the other hand, the sludge separated into solid and liquid is discharged from the lower outlet of the settling tank 16.

本実施形態に係るホウフッ化物イオン含有排水の処理方法および処理装置では、ホウフッ化物イオンの分解槽を多段にし、まずpH2以下で反応させた後、pH2〜4で反応させることによって、特に加温しなくても、例えば数時間の反応時間で放流基準を満たすことができる処理水質が得られる。単純にpH5以下の一定の条件で反応させるよりも、効果的にホウフッ化物イオンの濃度を低減することができる。   In the borofluoride ion-containing wastewater treatment method and treatment apparatus according to the present embodiment, the borofluoride ion decomposition tank is multi-staged, first reacted at pH 2 or lower, and then reacted at pH 2 to 4 for particularly warming. Even if it is not, the quality of the treated water that can satisfy the discharge standard can be obtained in a reaction time of several hours, for example. The concentration of borofluoride ions can be effectively reduced rather than simply reacting under a certain condition of pH 5 or lower.

その理由は明確ではないが、まずpH2以下の低pHで反応させることにより、ホウフッ化物イオンとアルミニウム化合物の反応が、阻害物質の影響が小さい条件下で効率よく行われる。分解反応が進むと、フッ化物イオン濃度が増加してくるため、ホウフッ化物イオンの分解効率が低下してくると考えられる。   The reason for this is not clear, but by first reacting at a low pH of 2 or less, the reaction between the borofluoride ion and the aluminum compound is efficiently carried out under conditions where the influence of the inhibitor is small. As the decomposition reaction proceeds, the fluoride ion concentration increases, and it is considered that the decomposition efficiency of borofluoride ions decreases.

また、液品ガラスの研磨工程等から排出される排水には、ホウフッ化物イオンのほか、ケイフッ化物やアルミニウム等を含む場合がある。こういった排水の場合は、pH2〜4付近でSiF 2−やAlF 3−やAlF 3−等の錯イオンの生成が進むため、単純にこの範囲でホウフッ化物イオンの分解を行うと、分解効率が低下することがある。まず錯イオンの生成されにくいpH2以下でホウフッ化物イオンの分解を行い、ホウフッ化物イオン濃度をある程度低減させた後にpHを上げることで、効率的にホウフッ化物イオンが分解できている可能性が考えられる。 Moreover, the waste water discharged | emitted from the grinding | polishing process etc. of liquid product glass may contain silicofluoride, aluminum, etc. other than a borofluoride ion. In the case of such wastewater, since complex ions such as SiF 6 2− , AlF 6 3−, and AlF 6 3− progress around pH 2−4 , borofluoride ions are simply decomposed within this range. Decomposition efficiency may decrease. First, borofluoride ions are decomposed at a pH of 2 or less at which complex ions are difficult to be generated, and the borofluoride ions may be efficiently decomposed by raising the pH after reducing the borofluoride ion concentration to some extent. .

第1分解工程におけるpHは、2以下であり、0.5〜2の範囲であることが好ましい。第1分解工程におけるpHが2を超えると、ホウフッ化物イオンの分解効率が悪くなる。   The pH in the first decomposition step is 2 or less, preferably in the range of 0.5-2. If the pH in the first decomposition step exceeds 2, the decomposition efficiency of borofluoride ions will deteriorate.

第2分解工程におけるpHは、2〜4以下の範囲であり、2〜3の範囲であることが好ましい。第2分解工程におけるpHが2未満または4を超えると、ホウフッ化物イオンの分解効率が悪くなる。   The pH in the second decomposition step is in the range of 2 to 4 and preferably in the range of 2 to 3. When the pH in the second decomposition step is less than 2 or exceeds 4, the decomposition efficiency of borofluoride ions is deteriorated.

pH調整に用いられる酸としては、特に制限はないが、塩酸、硫酸および硝酸等が挙げられ、アルカリとしては、特に制限はないが、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。   The acid used for pH adjustment is not particularly limited, and examples thereof include hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid. The alkali is not particularly limited, and examples thereof include calcium hydroxide and sodium hydroxide.

液品ガラスの研磨排水等、原水に予めフッ化物イオンも含む場合は、フッ化物イオンはホウフッ化物イオンの分解を阻害するため、前段でカルシウム化合物を添加してCaFを生成させて固形化してから、第1分解工程以降のホウフッ化物イオンの分解処理を行うとよい。このCaFは固液分離を行って分離してもよいし、そのまま第1分解槽10に流入させてもよい。 When the raw water also contains fluoride ions in advance, such as polishing wastewater for liquid glass, the fluoride ions inhibit the decomposition of the borofluoride ions, so the calcium compound is added in the previous stage to produce CaF 2 and solidify it. Therefore, the borofluoride ion decomposition treatment after the first decomposition step is preferably performed. This CaF 2 may be separated by solid-liquid separation, or may be allowed to flow into the first decomposition tank 10 as it is.

この場合、まずpH2以下の低pHで反応させ、ホウフッ化物イオンの一部が分解した排水をpH2〜4でさらに反応させることにより、ホウフッ化物イオンが分解したFと、液中のCaとが反応して、ちょうど適量のCaFが生成し、フッ化物イオン濃度が低下して、かつ微細なCaF粒子が核となってCaFの生成を促進させることで、ホウフッ化物の分解速度が上昇すると考えられる。 In this case, first, the reaction is carried out at a low pH of 2 or less, and the wastewater in which some of the borofluoride ions are decomposed is further reacted at pH 2 to 4, whereby F in which the borofluoride ions are decomposed reacts with Ca in the liquid. Then, when an appropriate amount of CaF 2 is generated, the fluoride ion concentration is decreased, and the fine CaF 2 particles are used as nuclei to promote the generation of CaF 2 , thereby increasing the decomposition rate of borofluoride. Conceivable.

pHが2以下であると、CaFの溶解度が高いため、CaFはほとんど生成せず、またpH4以上であるとホウフッ化物イオンの分解効率が著しく落ちてしまうため、pH2〜4の範囲がよい。 When the pH is 2 or less, because the high solubility of CaF 2, CaF 2 is hardly generated, and because the decomposition efficiency is the fluoroborate hydride ion at pH4 or falls remarkably, it is a range of pH2~4 .

処理対象である原水のホウフッ化物イオン含有排水中のホウフッ化物イオンの濃度は、特に制限はないが、例えば、10mg/L〜10000mg/Lの範囲である。   The concentration of borofluoride ions in the borofluoride ion-containing wastewater to be treated is not particularly limited, but is, for example, in the range of 10 mg / L to 10000 mg / L.

分解工程において用いられるアルミニウム化合物としては、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩等が挙げられる。   Examples of the aluminum compound used in the decomposition step include aluminum salts such as polyaluminum chloride (PAC), aluminum chloride, and aluminum sulfate.

分解工程におけるアルミニウム化合物の添加量は、処理対象のホウフッ化物イオン含有排水中のホウフッ化物イオン1モルに対して、例えば、アルミニウムとして3モル〜10モルの範囲である。アルミニウム化合物の添加量がホウフッ化物イオン1モルに対して3モル未満であると、分解速度が著しく減少する場合があり、10モルを超えると、コスト面で不利になる場合がある。   The amount of aluminum compound added in the decomposition step is, for example, in the range of 3 mol to 10 mol as aluminum with respect to 1 mol of borofluoride ions in the borofluoride ion-containing wastewater to be treated. When the addition amount of the aluminum compound is less than 3 mol per mol of the borofluoride ion, the decomposition rate may be remarkably reduced, and when it exceeds 10 mol, the cost may be disadvantageous.

分解工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、10℃〜30℃の範囲である。反応温度が10℃未満であると、分解速度が著しく減少する場合があり、30℃を超えるためには加温が必要となり、コスト面で不利になる場合がある。   Although the reaction temperature in a decomposition process does not have a restriction | limiting in particular, For example, it is the range of 10 to 30 degreeC. If the reaction temperature is less than 10 ° C, the decomposition rate may be remarkably reduced, and if it exceeds 30 ° C, heating is required, which may be disadvantageous in terms of cost.

固形化工程において用いられるカルシウム化合物としては、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム等のカルシウム塩等が挙げられ、コスト面等の点から水酸化カルシウムが好ましい。   Examples of the calcium compound used in the solidification step include calcium salts such as calcium hydroxide, calcium carbonate, and calcium chloride, and calcium hydroxide is preferable from the viewpoint of cost.

固形化工程におけるカルシウム化合物の添加量は、処理対象のホウフッ化物イオン含有排水中のホウフッ化物イオン1モルに対して、例えば、2モル〜2.5モルの範囲である。カルシウム化合物の添加量がホウフッ化物イオン1モルに対して2モル未満であると、フッ素を十分に固形化することができない場合があり、2.5モルを超えると、コスト面で不利になる場合がある。   The addition amount of the calcium compound in the solidifying step is, for example, in the range of 2 mol to 2.5 mol with respect to 1 mol of borofluoride ions in the borofluoride ion-containing wastewater to be treated. When the amount of calcium compound added is less than 2 moles per mole of borofluoride ions, fluorine may not be solidified sufficiently, and when it exceeds 2.5 moles, the cost may be disadvantageous. There is.

固形化工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、10℃〜30℃の範囲である。   Although the reaction temperature in a solidification process does not have a restriction | limiting in particular, For example, it is the range of 10 to 30 degreeC.

固形化工程における反応pHは、7〜9の範囲であることが好ましい。固形化工程の反応pHが7未満であると、固形化反応が阻害される場合があり、9を超えると、コスト面で不利になる場合がある。   The reaction pH in the solidification step is preferably in the range of 7-9. If the reaction pH in the solidification step is less than 7, the solidification reaction may be inhibited. If it exceeds 9, the cost may be disadvantageous.

固液分離工程における分離方法は、特に制限はないが、自然沈降による沈降分離、加圧浮上、膜分離等が挙げられ、コスト面等の点から沈降分離が好ましい。   The separation method in the solid-liquid separation step is not particularly limited, and examples thereof include sedimentation separation by natural sedimentation, pressurized flotation, membrane separation and the like, and sedimentation separation is preferable from the viewpoint of cost.

本発明の実施形態に係るホウフッ化物イオン含有排水処理装置の他の例の概略構成を図2に示す。排水処理装置3は、図1の構成に加えて、沈殿槽16の下部出口と第2分解槽12とが返送手段としての返送配管34により接続されている。   The schematic structure of the other example of the borofluoride ion containing waste water treatment equipment which concerns on embodiment of this invention is shown in FIG. In the waste water treatment apparatus 3, in addition to the configuration of FIG. 1, the lower outlet of the sedimentation tank 16 and the second decomposition tank 12 are connected by a return pipe 34 as return means.

固液分離された汚泥の少なくとも一部は、返送配管34を通して第2分解槽12に返送される(返送工程)。固液分離工程で生成しCaFを含む汚泥を第二分解工程に返送することで、系内に適量のCaFを存在させ、ホウフッ化物イオンの分解を促進させる効果を得ることができると考えられる。 At least a part of the solid-liquid separated sludge is returned to the second decomposition tank 12 through the return pipe 34 (return process). By returning sludge produced in the solid-liquid separation step and containing CaF 2 to the second decomposition step, it is considered that an appropriate amount of CaF 2 can be present in the system and the effect of promoting the decomposition of borofluoride ions can be obtained. It is done.

返送工程における返送量は、例えば、沈降分離した汚泥のうち5〜30質量%の範囲である。返送量が、5質量%未満であると、返送量が不足して分解効率が低下する場合があり、30質量%を超えると、配管の閉塞等の機械的な問題等が生じる場合がある。   The return amount in the return step is, for example, in the range of 5 to 30% by mass in the sludge that has settled and separated. If the return amount is less than 5% by mass, the return amount may be insufficient and the decomposition efficiency may be reduced. If it exceeds 30% by mass, mechanical problems such as blockage of piping may occur.

本実施形態に係るホウフッ化物イオン含有排水の処理方法および処理装置は、例えば、排煙脱硫設備から排出されるホウフッ化物イオン含有排水、ガラスのエッチング工程から排出されるホウフッ化物イオン含有排水等の処理に好適に適用することができる。   The treatment method and treatment device for borofluoride ion-containing wastewater according to the present embodiment are, for example, treatment of borofluoride ion-containing wastewater discharged from flue gas desulfurization equipment, borofluoride ion-containing wastewater discharged from a glass etching step, and the like. It can be suitably applied to.

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1〜8、比較例1〜6>
図2に示す処理装置を用いて、ホウフッ化物イオン:200mg/L、フッ化物イオン:2000mg/L、pH2のガラスエッチング排水について、予めカルシウム化合物として水酸化カルシウム(Ca(OH))を5000mg/L添加し、pH9で10分間反応してフッ化物イオンを固形化し、静置沈殿後の上澄み液を原水として下記の条件で実験を行った。
<Examples 1-8, Comparative Examples 1-6>
Using the processing apparatus shown in FIG. 2, borofluoride ions: 200 mg / L, fluoride ions: 2000 mg / L, and pH 2 glass etching wastewater, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) as a calcium compound in advance to 5000 mg / L was added, reacted at pH 9 for 10 minutes to solidify fluoride ions, and the supernatant liquid after stationary precipitation was used as raw water for the experiment under the following conditions.

[原水濃度]
ホウフッ化物イオン:200mg/L
フッ化物イオン:15mg/L
pH7
[Raw water concentration]
Boron fluoride ion: 200 mg / L
Fluoride ion: 15mg / L
pH 7

[実験条件]
(1)第1分解工程
添加するアルミニウム化合物:10%ポリ塩化アルミニウム(PAC)水溶液
アルミニウム化合物の添加量:8000mg/L
反応pH:表1の通り(塩酸で所定のpHに調整)
流量:1L/h
反応温度:20℃
滞留時間:4時間
(2)第2分解工程
反応pH:表1の通り(塩酸で所定のpHに調整)
流量:1L/h
反応温度:20℃
滞留時間:4時間
(3)固形化工程
添加するカルシウム化合物:水酸化カルシウム(Ca(OH)
反応pH9
反応温度:20℃
滞留時間:60分
(4)固液分離工程
固液分離方法:沈降分離
pH7
(5)返送工程
返送の有無:表1の通り
返送量:30質量%
[Experimental conditions]
(1) First decomposition step Aluminum compound to be added: 10% polyaluminum chloride (PAC) aqueous solution Addition amount of aluminum compound: 8000 mg / L
Reaction pH: as shown in Table 1 (adjusted to a predetermined pH with hydrochloric acid)
Flow rate: 1L / h
Reaction temperature: 20 ° C
Residence time: 4 hours (2) Second decomposition step Reaction pH: As shown in Table 1 (adjusted to a predetermined pH with hydrochloric acid)
Flow rate: 1L / h
Reaction temperature: 20 ° C
Residence time: 4 hours (3) Solidification step Calcium compound to be added: Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 )
Reaction pH 9
Reaction temperature: 20 ° C
Residence time: 60 minutes (4) Solid-liquid separation step Solid-liquid separation method: Sedimentation separation pH 7
(5) Return process Presence / absence of return: as shown in Table 1 Return amount: 30% by mass

実施例1〜8、比較例1〜6について、得られた処理水の全フッ素濃度(全F)を全フッ素測定装置(Auto AnalyzerIII、BRAN+LUEBBE製)を用いて測定した。結果を表1に示す。なお、処理水の全フッ素濃度とは、ホウフッ化物イオンのフッ素とフッ化物イオンのフッ素の合計値である。   About Examples 1-8 and Comparative Examples 1-6, the total fluorine density | concentration (total F) of the obtained treated water was measured using the total-fluorine measuring apparatus (Auto AnalyzerIII, BRAN + LUEBBE product). The results are shown in Table 1. The total fluorine concentration of the treated water is the total value of fluorine of borofluoride ions and fluorine of fluoride ions.

Figure 2014200743
Figure 2014200743

このようにホウフッ化物イオンを分解する分解工程をpH2以下で反応させる第1分解工程と、pH2〜4でさらに反応させる第2分解工程との2段階反応とすることにより、効率的にホウフッ化物イオンを含む排水を処理することができた。また、固液分離した汚泥の少なくとも一部を第2分解工程に返送することにより、より効率的にホウフッ化物イオンを含む排水を処理することができた。   Thus, the borofluoride ions are efficiently produced by the two-step reaction of the decomposition step for decomposing borofluoride ions at a pH of 2 or less and the second decomposition step for further reaction at pH 2-4. It was possible to treat wastewater containing. Moreover, waste water containing borofluoride ions could be treated more efficiently by returning at least a part of the sludge separated into solid and liquid to the second decomposition step.

1,3 排水処理装置、10 第1分解槽、12 第2分解槽、14 固形化槽、16 沈殿槽、18 原水配管、20 第1分解処理水配管、22 第2分解処理水配管、24 固形化処理水配管、26 処理水配管、28,30,32 撹拌装置、34 返送配管。   1,3 Wastewater treatment equipment, 10 First decomposition tank, 12 Second decomposition tank, 14 Solidification tank, 16 Precipitation tank, 18 Raw water pipe, 20 First decomposition water pipe, 22 Second decomposition water pipe, 24 Solid Treated water piping, 26 treated water piping, 28, 30, 32 agitator, 34 return piping.

Claims (6)

ホウフッ化物イオンを含む排水にアルミニウム化合物を添加し、前記ホウフッ化物イオンを分解する分解工程と、
前記分解工程で生成したフッ化物イオンを含む分解処理水にカルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化する固形化工程と、
前記固形化工程で生成した汚泥を固液分離する固液分離工程と、
を含み、
前記分解工程は、pH2以下で反応させる第1分解工程と、前記第1分解工程で得られた第1分解処理水をpH2〜4でさらに反応させる第2分解工程と、を含むことを特徴とするホウフッ化物イオン含有排水の処理方法。
A decomposition step of adding an aluminum compound to waste water containing borofluoride ions and decomposing the borofluoride ions;
A solidification step of solidifying the fluoride ions by adding a calcium compound to the decomposition-treated water containing fluoride ions generated in the decomposition step;
A solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the sludge produced in the solidification step;
Including
The decomposition step includes a first decomposition step for reacting at a pH of 2 or less, and a second decomposition step for further reacting the first decomposition treated water obtained in the first decomposition step at a pH of 2 to 4. To treat wastewater containing borofluoride ions.
請求項1に記載のホウフッ化物イオン含有排水の処理方法であって、
前記排水がさらにフッ化物イオンを含み、
前記ホウフッ化物イオンおよびフッ化物イオンを含む排水に対して、カルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化した後、ホウフッ化物イオンの処理を行うことを特徴とするホウフッ化物イオン含有排水の処理方法。
A method for treating borofluoride ion-containing wastewater according to claim 1,
The waste water further contains fluoride ions;
Treatment of borofluoride ion-containing wastewater characterized by adding a calcium compound to the wastewater containing borofluoride ions and fluoride ions, solidifying the fluoride ions, and then treating the borofluoride ions Method.
請求項1または2に記載のホウフッ化物イオン含有排水の処理方法であって、
前記固液分離工程において固液分離した汚泥の少なくとも一部を前記第2分解工程に返送する返送工程をさらに含むことを特徴とするホウフッ化物イオン含有排水の処理方法。
A method for treating borofluoride ion-containing wastewater according to claim 1 or 2,
A method for treating borofluoride ion-containing wastewater, further comprising a returning step of returning at least a part of the sludge separated in the solid-liquid separation step to the second decomposition step.
ホウフッ化物イオンを含む排水にアルミニウム化合物を添加し、前記ホウフッ化物イオンを分解する分解手段と、
前記分解手段で生成したフッ化物イオンを含む分解処理水にカルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化する固形化手段と、
前記固形化手段で生成した汚泥を固液分離する固液分離手段と、
を備え、
前記分解手段は、pH2以下で反応させる第1分解手段と、前記第1分解工程で得られた第1分解処理水をpH2〜4でさらに反応させる第2分解手段と、を備えることを特徴とするホウフッ化物イオン含有排水の処理装置。
A decomposition means for adding an aluminum compound to wastewater containing borofluoride ions and decomposing the borofluoride ions;
A solidifying means for solidifying the fluoride ions by adding a calcium compound to the decomposition treated water containing fluoride ions generated by the decomposition means;
Solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the sludge produced by the solidification means;
With
The decomposing means comprises first decomposing means for reacting at a pH of 2 or less, and second decomposing means for further reacting the first decomposing water obtained in the first decomposing step at pH 2 to 4. Wastewater treatment equipment containing borofluoride ions.
請求項4に記載のホウフッ化物イオン含有排水の処理装置であって、
前記排水がさらにフッ化物イオンを含み、
前記ホウフッ化物イオンおよびフッ化物イオンを含む排水に対して、カルシウム化合物を添加し、前記フッ化物イオンを固形化した後、ホウフッ化物イオンの処理を行うことを特徴とするホウフッ化物イオン含有排水の処理装置。
A treatment apparatus for borofluoride ion-containing wastewater according to claim 4,
The waste water further contains fluoride ions;
Treatment of borofluoride ion-containing wastewater characterized by adding a calcium compound to the wastewater containing borofluoride ions and fluoride ions, solidifying the fluoride ions, and then treating the borofluoride ions apparatus.
請求項4または5に記載のホウフッ化物イオン含有排水の処理装置であって、
前記固液分離手段において固液分離した汚泥の少なくとも一部を前記第2分解手段に返送する返送手段をさらに備えることを特徴とするホウフッ化物イオン含有排水の処理装置。
A treatment apparatus for borofluoride ion-containing wastewater according to claim 4 or 5,
An apparatus for treating borofluoride ion-containing wastewater, further comprising a return means for returning at least a part of the sludge solid-liquid separated in the solid-liquid separation means to the second decomposition means.
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