JP2016055245A - 中和処理方法及び中和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
初期注入段階における中和剤の注入流量:33L/min
初期注入段階における第1注入係数:0.6
初期注入段階から第2注入段階へ移行する注入時間(所定時間):5秒
第2注入段階における中和剤の注入流量:1.0L/min
第2注入段階における第2注入係数:1.0
第2注入段階から第3注入段階へ移行するpH閾値:4.8
第3注入段階における中和剤の注入流量:0.1L/min
第3注入段階における第3注入係数:12.0
排水の水量22.9m3、pH1.34の排水を、25%NaOH(分子量M=40、比重1,174)で中和する際に必要な理論中和剤量は131.8Lであった(計算内容は以下を参照)。
10−1.36mol/L×22.9m3×1000L/m3×40g/mol=39.98kg
39.98kg/0.25=159.9kg、25%NaOHでは131.8L
pH3.25の排水に対する理論中和剤量を求め、求めた理論中和剤量に第2注入係数1.0を乗じて、25%NaOHの注入量を算出した結果、1.64Lとなった。第2注入段階における25%NaOHの流入流量は1.0L/minであるから、注入時間は98秒となった。すなわち、排水に、注入量1.64L、注入流量1.0L/min、注入時間98秒で25%NaOHを注入した。
pH5.85の排水に対する理論中和剤量を求め、求めた理論中和剤量に第3注入係数12.0を乗じて、25%NaOHの注入量を算出した結果、0.008Lとなった。第3注入段階における25%NaOHの流入流量は0.1L/minであるから、注入時間は29秒となった。すなわち、排水に、注入量0.008L、注入流量0.1L/min、注入時間29秒で25%NaOHを注入した。第3注入段階を合計3サイクル繰り返したところ排水のpHは目標pHである6.2に達した。
Claims (10)
- pH緩衝作用を有する物質を含む酸性又はアルカリ性排水をバッチ式中和反応槽で中和処理する中和処理方法であって、
前記バッチ式中和反応槽に中和剤を所定の第1注入流量で注入する第1注入ステップと、
前記バッチ式中和反応槽に中和剤を前記第1注入流量より小さい所定の第2注入流量で注入する第2注入ステップと、
前記バッチ式中和反応槽に中和剤を前記第2注入流量より小さい所定の第3注入流量で注入する第3注入ステップと、を有し、
前記第1注入ステップは、前記排水のpH測定値を前記中和剤によって目標pHとするのに必要となる理論中和剤量に所定の第1注入係数a(a<1)を乗じて得られる第1注入量と前記第1注入流量とから算出される第1注入時間が所定時間以上の場合に、前記第1注入時間が前記所定時間未満となるまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第1注入流量及び前記第1注入時間で繰り返し注入するステップであり、
前記第2注入ステップは、前記第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記第1注入ステップにおける排水のpH測定値が前記pH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達していない場合に、前記第2注入ステップにおける排水のpH測定値が前記設定値に達するまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第2注入流量、及び前記排水のpH測定値を目標pHとするのに必要となる理論中和剤量に第2注入係数b(b>a)を乗じて得られる第2注入量と前記第2注入流量とから算出される第2注入時間で繰り返し注入するステップであり、
前記第3注入ステップは、前記第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記第1注入ステップにおける排水のpH測定値または前記第2注入ステップにおける排水のpH測定値が前記pH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達した場合に、前記第3注入ステップにおける排水のpH測定値が前記目標pHに達するまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第3注入流量、及び前記排水のpH測定値を目標pHとするのに必要な理論中和剤量に第3注入係数c(c>b)を乗じて得られる第3注入量と前記第3注入流量とから算出される第3注入時間で繰り返し注入するステップであることを特徴とする中和処理方法。 - 前記第1注入ステップは、前記排水のpH測定値を前記中和剤によって目標pHとするのに必要となる理論中和剤量に所定の第1注入係数a(a<1)を乗じて得られる第1注入量と前記第1注入流量とから算出される第1注入時間が所定時間以上の場合に、前記第1注入時間の算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の第1注入時間が前記所定時間未満となるまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第1注入流量で前記第1注入時間にわたり注入する第1注入をL−1回繰り返すステップであり、
前記第2注入ステップは、前記算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の時の排水のpH測定値がpH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達していない場合に、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第2注入流量で前記第2注入時間にわたり注入する第2注入を行い、前記第2注入後の排水のpHを測定することを、前記第2注入後のpH測定値が前記設定値に達するまでM回(Mは1以上の自然数)繰り返すステップであり、
前記第3注入ステップは、前記算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記第1注入におけるpH測定値または前記第2注入におけるpH測定値が、pH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達した場合に、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第3注入流量で前記第3注入時間にわたり注入する第3注入を行い、前記第3注入後の排水のpHを測定することを、前記第3注入後のpH測定値が前記目標pHに達するまでN回(Nは1以上の自然数)繰り返すステップであることを特徴とする請求項1記載の中和処理方法。 - 前記第1注入ステップによって、前記第1注入時間が前記所定時間未満となった場合、前記第2注入ステップ又は前記第3注入ステップに移行する前に、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第1注入流量及び前記所定時間で注入する追加ステップを備え、
前記追加ステップによる前記中和剤の初回注入後、前記第1注入時間が前記所定時間未満である場合、前記第2注入ステップ又は前記第3注入ステップに移行することを特徴とする請求項1又は2記載の中和処理方法。 - 前記第1注入係数aは0.6〜0.8の範囲であり、前記第2注入係数bは0.8〜1.2の範囲であり、前記第3注入係数cは1〜20の範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の中和処理方法。
- 前記酸性又はアルカリ性排水は、イオン交換樹脂の再生処理において、前記イオン交換樹脂から排出される再生廃液であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の中和処理方法。
- pH緩衝作用を有する物質を含む酸性又はアルカリ性排水を中和処理するバッチ式中和反応槽と、
前記バッチ式中和反応槽に中和剤を所定の第1注入流量で注入する第1注入手段、前記バッチ式中和反応槽に中和剤を前記第1注入流量より小さい所定の第2注入流量で注入する第2注入手段、前記バッチ式中和反応槽に中和剤を前記第2注入流量より小さい所定の第3注入流量で注入する第3注入手段、を有する注入装置と、
前記排水のpH測定値を前記中和剤によって目標pHとするのに必要な理論中和剤量に所定の注入係数を乗じて得られる注入量と、前記第1注入流量、前記第2注入流量又は前記第3注入流量ととから注入時間を算出する算出部と、
前記第1注入手段、前記第2注入手段及び前記第3注入手段の稼働を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記算出部によって前記排水のpH測定値を前記中和剤によって目標pHとするのに必要となる理論中和剤量に所定の第1注入係数a(a<1)を乗じて得られる第1注入量と前記第1注入流量とから算出される第1注入時間が所定時間以上の場合に、前記算出部により求められる前記第1注入時間が前記所定時間未満となるまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第1注入流量及び前記注入時間で繰り返し注入されるように前記第1注入手段を稼働させ、
前記第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記第1注入手段の中和剤注入における排水のpH測定値が前記pH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達していない場合に、前記第2注入手段の中和剤注入における排水のpH測定値が前記設定値に達するまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第2注入流量、及び前記算出部によって前記排水のpH測定値を目標pHとするのに必要な理論中和剤量に第2注入係数b(b>a)を乗じて得られる第2注入量と前記第2注入流量とから算出される第2注入時間で繰り返し注入されるように前記第2注入手段を稼働させ、
前記第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記第1注入手段の中和剤注入における排水のpH測定値又は前記第2注入手段の中和剤注入における排水のpH測定値が前記pH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達した場合に、前記第3注入手段の中和剤注入における排水のpH測定値が前記目標pHに達するまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第3注入流量、及び前記算出部により前記排水のpHが目標pHとなるのに必要な理論中和剤量に第3注入係数c(c>b)を乗じて得られる第3注入量と前記第3注入流量とから算出される第3注入時間で繰り返し注入されるように前記第3注入手段を稼働させることを特徴とする中和装置。 - 前記排水のpHを測定するpH測定手段を備え、
前記制御手段は、
前記算出部によって前記排水のpH測定値を前記中和剤によって目標pHとするのに必要となる理論中和剤量に所定の第1注入係数a(a<1)を乗じて得られる第1注入量と前記第1注入流量とから算出される第1注入時間が所定時間以上の場合に、前記算出部により求められる前記第1注入時間の算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の第1注入時間が前記所定時間未満となるまで、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第1注入流量で前記第1注入時間にわたり注入する第1注入をL−1回繰り返し行われるように前記第1注入手段を稼働させ、
前記算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の時の排水のpH測定値がpH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達していない場合に、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第2注入流量で前記第2注入時間にわたり注入する第2注入を行い、前記第2注入後の排水のpHを測定することを、前記第2注入後のpH測定値が前記設定値に達するまでM回(Mは1以上の自然数)繰り返し行われるように前記第2注入手段及び前記pH測定手段を稼働させ、
前記第3注入ステップは、前記算出回数L回目(Lは1以上の自然数)の第1注入時間が前記所定時間未満であり、前記第1注入におけるpH測定値または前記第2注入におけるpH測定値が、pH緩衝作用を有する物質の影響を受けるpH範囲内で設定された設定値に達した場合に、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第3注入流量で前記第3注入時間にわたり注入する第3注入を行い、前記第3注入後の排水のpHを測定することを、前記第3注入後のpH測定値が前記目標pHに達するまでN回(Nは1以上の自然数)繰り返し行われるように前記第3注入手段及び前記pH測定手段を稼働させることを特徴とする請求項6記載の中和装置。 - 前記制御手段は、前記第1注入手段による前記中和剤の注入によって、前記第1注入時間が前記所定時間未満となった場合、前記第2注入手段又は前記第3注入手段による前記中和剤の注入の前に、前記中和剤を前記バッチ式中和反応槽に前記第1注入流量及び前記所定時間で注入されるように前記第1注入手段を稼働させ、
前記第1注入流量及び前記所定時間での前記中和剤の初回注入後、前記第1注入時間が前記所定時間未満である場合、前記第2注入手段又は前記第3注入手段を稼働させることを特徴とする請求項6又は7記載の中和装置。 - 前記第1注入係数aは0.6〜0.8の範囲であり、前記第2注入係数bは0.8〜1.2の範囲であり、前記第3注入係数cは1〜20の範囲であることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の中和装置。
- 前記注入装置は、中和剤としての酸を注入する1つの酸注入ポンプ、及び中和剤としてのアルカリを注入する1つのアルカリ注入ポンプを備えることを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の中和装置。
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