JP2019069399A - Processor and processing method for silica-containing water - Google Patents

Processor and processing method for silica-containing water Download PDF

Info

Publication number
JP2019069399A
JP2019069399A JP2017195580A JP2017195580A JP2019069399A JP 2019069399 A JP2019069399 A JP 2019069399A JP 2017195580 A JP2017195580 A JP 2017195580A JP 2017195580 A JP2017195580 A JP 2017195580A JP 2019069399 A JP2019069399 A JP 2019069399A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
water
silica
liquid separation
sludge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017195580A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7108392B2 (en
Inventor
徹 中野
Toru Nakano
徹 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Japan Organo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Organo Corp, Japan Organo Co Ltd filed Critical Organo Corp
Priority to JP2017195580A priority Critical patent/JP7108392B2/en
Priority to SG11202000889QA priority patent/SG11202000889QA/en
Priority to PCT/JP2018/028126 priority patent/WO2019054062A1/en
Priority to CN201880051366.8A priority patent/CN111051253A/en
Priority to TW107129377A priority patent/TWI771476B/en
Publication of JP2019069399A publication Critical patent/JP2019069399A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7108392B2 publication Critical patent/JP7108392B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

To provide a processor and processing method for silica-containing water, capable of reducing use amount of a magnesium compound in silica processing of a silica-containing water.SOLUTION: The processor 1 for a silica-containing water is equipped with: a reaction tank 12 for insolubilization of silica at a pH of 10 or over by adding a magnesium compound to a silica-containing water to be processed or by using magnesium in a water to be processed; a sedimentation tank 18 as first solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the obtained insolubilized product; a sludge regeneration tank 20 as acid addition means for adding an acid to at least a part of the sludge separated by using the sedimentation tank 18; an acid addition pipe 58; a sludge separation tank 22 as second solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the acid-added sludge; and a solid-liquid separated water return pipe 44 as return means for returning at least a part of the second solid-liquid separated water separated by using the sludge separation tank 22 to a pre-stage of the sedimentation tank 18.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シリカ含有水の処理装置および処理方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for treating silica-containing water.

近年では、工場等から排出される排水量をできる限り減らすことが行われており、逆浸透膜等を用いて排水を濃縮し、透過水を回収して排水を減容化する方法が取られている。水回収率はできる限り高める傾向にあり、中には、逆浸透膜の濃縮水をさらに逆浸透膜で処理したり、蒸発濃縮等の方法によって濃縮したりする方法が行われ、ほぼ全量を水回収し、不純物を固形化して排出するZLD(Zero Liquid Discharge)まで行われている工場等も増えている。   In recent years, it has been carried out to reduce the amount of drainage discharged from factories etc. as much as possible, and a method of concentrating the drainage using a reverse osmosis membrane etc., recovering permeated water and reducing the volume of drainage is taken. There is. The water recovery rate tends to increase as much as possible, and in some cases, the concentrated water of the reverse osmosis membrane is further treated with a reverse osmosis membrane or concentrated by a method such as evaporation and concentration. Factories and the like are being carried out until ZLD (Zero Liquid Discharge), which recovers, solidifies and discharges impurities.

このように、逆浸透膜装置や蒸発濃縮装置での濃縮倍率を高くすると、その分、排水中の硬度成分、シリカ等によるスケーリングのリスクが高くなる。スケールが発生すると、逆浸透膜が閉塞して透過水量が減少したり、蒸発濃縮の伝熱面がスケールで覆われて伝熱効率が低下したりする。   As described above, when the concentration ratio in the reverse osmosis membrane device or the evaporative concentration device is increased, the risk of scaling due to the hardness component in the waste water, silica, etc. correspondingly increases. When scale is generated, the reverse osmosis membrane may be clogged to reduce the amount of permeated water, or the heat transfer surface of evaporative concentration may be covered by the scale to reduce the heat transfer efficiency.

そこで、逆浸透膜処理の前に排水中のシリカをできるだけ低減することが望ましい。シリカを含む排水を処理する方法として、特許文献1にあるように、アルカリ条件下でマグネシウム塩を添加して除去する方法が知られている。   Therefore, it is desirable to reduce the amount of silica in the drainage as much as possible before the reverse osmosis membrane treatment. As a method of treating waste water containing silica, as described in Patent Document 1, a method of removing by adding a magnesium salt under alkaline conditions is known.

このマグネシウム塩等のマグネシウム化合物を用いるシリカの除去方法では、マグネシウム塩の添加量がシリカ濃度の数倍〜十倍程度以上必要であり、薬品コストがかかる他、汚泥発生量が増大するという課題があった。また、被処理水中にマグネシウムが元々含まれる場合があるが、通常は被処理水中に元々含まれるマグネシウムだけではシリカを除去するに十分な量とはならないことがほとんどであり、この場合も別途マグネシウム化合物を添加する必要があり、薬品コストおよび汚泥発生量が増大するという同様の課題があった。   In this method of removing silica using a magnesium compound such as a magnesium salt, the addition amount of the magnesium salt is required to be several times to ten times or more of the silica concentration, which increases the cost of chemicals and increases the amount of sludge generated. there were. Moreover, although magnesium may be originally contained in the water to be treated, it is usually the case that magnesium originally contained in the water to be treated alone is not a sufficient amount for removing silica, and in this case also magnesium is separately separately It is necessary to add a compound, and there is a similar problem that the chemical cost and the amount of sludge generation increase.

特開平4−367783号公報JP-A-4-367783

本発明の目的は、シリカ含有水のシリカ処理において、マグネシウム化合物の使用量を削減することができる、シリカ含有水の処理装置および処理方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an apparatus and method for treating silica-containing water, which can reduce the amount of magnesium compound used in the silica treatment of silica-containing water.

本発明は、シリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、前記被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してpH10以上でシリカを不溶化するための反応槽と、得られた不溶化物を固液分離する第1固液分離手段と、前記第1固液分離手段により分離した汚泥の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段と、前記酸を添加した汚泥を固液分離する第2固液分離手段と、前記第2固液分離手段により分離した第2固液分離水の少なくとも一部を前記第1固液分離手段の前段に返送する返送手段と、を備える、シリカ含有水の処理装置である。   The present invention adds a magnesium compound to water to be treated containing silica, or a reaction vessel for insolubilizing silica at pH 10 or more using magnesium contained in the water to be treated, and the obtained insoluble matter A first solid-liquid separation means for solid-liquid separation, an acid addition means for adding an acid to at least a part of the sludge separated by the first solid-liquid separation means, and a second for solid-liquid separation of the sludge to which the acid is added Silica-containing water comprising: solid-liquid separation means; and return means for returning at least a portion of the second solid-liquid separated water separated by the second solid-liquid separation means to the front stage of the first solid-liquid separation means. It is a processing device.

前記シリカ含有水の処理装置において、前記酸を添加して、前記分離した汚泥のpHを4〜9の範囲に調整することが好ましい。   In the treatment apparatus for silica-containing water, it is preferable to adjust the pH of the separated sludge to a range of 4 to 9 by adding the acid.

前記シリカ含有水の処理装置において、前記第1固液分離手段の後段に、第1固液分離水を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理装置をさらに備えることが好ましい。   The apparatus for treating silica-containing water further comprises a reverse osmosis membrane treatment apparatus for obtaining permeated water and concentrated water by passing the first solid-liquid separated water through the reverse osmosis membrane at a stage subsequent to the first solid-liquid separation means. Is preferred.

また、本発明は、シリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、前記被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してpH10以上でシリカを不溶化する不溶化工程と、得られた不溶化物を固液分離する第1固液分離工程と、前記第1固液分離工程により分離した汚泥の少なくとも一部に酸を添加する酸添加工程と、前記酸を添加した汚泥を固液分離する第2固液分離工程と、前記第2固液分離工程により分離した第2固液分離水の少なくとも一部を前記第1固液分離工程の前段に返送する返送工程と、を含む、シリカ含有水の処理方法である。   In the present invention, an insolubilizing step of adding a magnesium compound to water to be treated containing silica, or insolubilizing silica at a pH of 10 or more using magnesium contained in the water to be treated, and the obtained insoluble matter A first solid-liquid separation step of solid-liquid separation, an acid addition step of adding an acid to at least part of the sludge separated in the first solid-liquid separation step, and a second solid-liquid separation of the sludge to which the acid is added A silica-containing water comprising: a solid-liquid separation step; and a return step of returning at least a portion of the second solid-liquid separated water separated in the second solid-liquid separation step to a stage preceding the first solid-liquid separation step. It is a processing method.

前記シリカ含有水の処理方法において、前記酸を添加して、前記分離した汚泥のpHを4〜9の範囲に調整することが好ましい。   In the method for treating silica-containing water, it is preferable to adjust the pH of the separated sludge to a range of 4 to 9 by adding the acid.

前記シリカ含有水の処理方法において、前記第1固液分離工程の後段に、第1固液分離水を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理工程をさらに含むことが好ましい。   The method for treating silica-containing water further includes a reverse osmosis membrane treatment step of obtaining a permeated water and a concentrated water by passing the first solid-liquid separated water through the reverse osmosis membrane at a stage subsequent to the first solid-liquid separation step. Is preferred.

本発明では、シリカ含有水のシリカ処理において、マグネシウム化合物の使用量を削減することができる。   In the present invention, the amount of magnesium compound used can be reduced in the silica treatment of silica-containing water.

本発明の実施形態に係るシリカ含有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 silica containing water which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るシリカ含有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 silica containing water which concerns on embodiment of this invention. 実施例1における汚泥再生pHに対する溶出Mg濃度(mg/L)またはSiO濃度(mg/L)を示すグラフである。It is a graph which shows elution Mg concentration (mg / L) or SiO 2 concentration (mg / L) to sludge regeneration pH in Example 1. FIG. 実施例2、比較例1におけるMg(新品)の添加量(mg−Mg/L)に対する、処理水のSiO濃度(mg/L)を示すグラフである。Example 2 is a graph showing the Mg in Comparative Example 1 amount of (new) (mg-Mg / L) for, SiO 2 concentration in the treated water (mg / L).

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. The present embodiment is an example for implementing the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment.

本発明の実施形態に係るシリカ含有水の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。   The outline of an example of the treatment apparatus of the silica containing water which concerns on embodiment of this invention is shown in FIG. 1, and the structure is demonstrated.

シリカ含有水の処理装置1は、シリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してpH10以上でシリカを不溶化するための反応槽12と、得られた不溶化物を固液分離する第1固液分離手段として沈殿槽18と、第1固液分離手段である沈殿槽18により分離した汚泥の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段として汚泥再生槽20、酸添加配管58と、酸を添加した汚泥を固液分離する第2固液分離手段として汚泥分離槽22と、第2固液分離手段である汚泥分離槽22により分離した第2固液分離水の少なくとも一部を沈殿槽18の前段に返送する返送手段として固液分離水返送配管44と、を備える。シリカ含有水の処理装置1は、被処理水を貯留するための被処理水槽10と、反応槽12で得られた反応液に無機凝集剤を添加して凝集反応を行うための凝集槽14と、高分子凝集剤を添加して高分子凝集反応を行うための高分子反応槽16と、をさらに備えてもよい。   The treatment apparatus 1 for silica-containing water is obtained by adding a magnesium compound to water to be treated containing silica, or using a reaction tank 12 for insolubilizing silica at pH 10 or more using magnesium contained in the water to be treated, Sludge as the first solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the insolubilised material, and sludge as the acid addition means for adding an acid to at least a part of the sludge separated by the precipitation tank 18 which is the first solid-liquid separation means The second separation is performed by the regeneration tank 20, the acid addition piping 58, the sludge separation tank 22 as a second solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the sludge to which the acid is added, and the sludge separation tank 22 as a second solid-liquid separation means A solid-liquid separated water return pipe 44 is provided as a return means for returning at least a part of the solid-liquid separated water to the front stage of the precipitation tank 18. The apparatus 1 for treating silica-containing water comprises a treated water tank 10 for storing treated water, and an aggregation tank 14 for adding an inorganic coagulant to the reaction liquid obtained in the reaction tank 12 to carry out an aggregation reaction. And a polymer reaction tank 16 for adding a polymer coagulant to carry out a polymer aggregation reaction.

図1のシリカ含有水の処理装置1において、被処理水槽10の出口と反応槽12の被処理水入口とは、ポンプ24を介して配管30により接続されている。反応槽12の出口と凝集槽14の入口とは、配管32により接続されている。凝集槽14の出口と高分子反応槽16の入口とは、配管34により接続されている。高分子反応槽16の出口と沈殿槽18の入口とは、配管36により接続されている。沈殿槽18の固液分離水出口には、処理水配管38が接続されている。沈殿槽18の下部の汚泥出口と汚泥再生槽20の入口とは、ポンプ26を介して汚泥返送配管40により接続されている。汚泥再生槽20の出口と汚泥分離槽22の入口とは、再生汚泥配管42により接続されている。汚泥分離槽22の固液分離水出口と反応槽12の固液分離水入口とは、固液分離水返送配管44により接続されている。汚泥分離槽22の下部の汚泥出口には、ポンプ28を介して汚泥配管46が接続されている。反応槽12には、マグネシウム化合物添加手段としてマグネシウム化合物添加配管48と、pH調整剤添加手段としてpH調整剤添加配管50とが接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置60が設置されている。凝集槽14には、無機凝集剤添加手段として無機凝集剤添加配管52と、pH調整剤添加手段としてpH調整剤添加配管54とが接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置62が設置されている。高分子反応槽16には、高分子凝集剤添加手段として高分子凝集剤添加配管56が接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置64が設置されている。汚泥再生槽20には、酸添加手段として酸添加配管58が接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置66が設置されている。   In the treatment apparatus 1 for treating silica-containing water in FIG. 1, the outlet of the treated water tank 10 and the treated water inlet of the reaction vessel 12 are connected by a pipe 30 via a pump 24. The outlet of the reaction tank 12 and the inlet of the coagulation tank 14 are connected by a pipe 32. The outlet of the coagulation tank 14 and the inlet of the polymer reaction tank 16 are connected by a pipe 34. The outlet of the polymer reaction tank 16 and the inlet of the precipitation tank 18 are connected by a pipe 36. A treated water pipe 38 is connected to the solid-liquid separated water outlet of the settling tank 18. The sludge outlet in the lower part of the settling tank 18 and the inlet of the sludge regeneration tank 20 are connected by a sludge return pipe 40 via a pump 26. The outlet of the sludge regeneration tank 20 and the inlet of the sludge separation tank 22 are connected by a reclaimed sludge pipe 42. The solid-liquid separated water outlet of the sludge separation tank 22 and the solid-liquid separated water inlet of the reaction tank 12 are connected by a solid-liquid separated water return pipe 44. A sludge pipe 46 is connected to the lower sludge outlet of the sludge separation tank 22 via a pump 28. A magnesium compound addition pipe 48 as a magnesium compound addition means, and a pH adjuster addition pipe 50 as a pH adjuster addition means are connected to the reaction tank 12, and a stirring device 60 provided with a stirring blade as a stirring means is installed . An inorganic coagulant addition pipe 52 as an inorganic coagulant addition means and a pH adjuster addition pipe 54 as a pH control agent addition means are connected to the coagulation tank 14, and a stirring device 62 equipped with a stirring blade as a stirring means is installed ing. A polymer coagulant addition pipe 56 is connected to the polymer reaction tank 16 as a polymer coagulant addition means, and a stirring device 64 provided with a stirring blade is installed as a stirring means. In the sludge regeneration tank 20, an acid addition pipe 58 is connected as an acid addition means, and a stirring device 66 provided with a stirring blade as a stirring means is installed.

本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法およびシリカ含有水の処理装置1の動作について説明する。   The processing method of the silica containing water which concerns on this embodiment, and operation | movement of the processing apparatus 1 of silica containing water are demonstrated.

被処理水であるシリカ含有水は、必要に応じて被処理水槽10に貯留され、ポンプ24により配管30を通して反応槽12へ送液される。添加すべきマグネシウム化合物の量は、目標とする処理水のシリカ濃度等に応じて変わるため明確に規定できないが、一例として処理水のシリカ濃度を10mg/L以下とする場合、以下のようになる。例えば、被処理水のpHが10以上であって、被処理水中にマグネシウムが含まれていない場合、または被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量(1モル)に対して0.5モル未満である場合、反応槽12において、シリカ含有水に、マグネシウム化合物添加配管48を通してマグネシウム化合物が添加されてシリカが不溶化される(不溶化工程)。例えば、被処理水のpHが10未満であって、被処理水中にマグネシウムが含まれていない場合、または被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量(1モル)に対して0.5モル未満である場合、反応槽12において、シリカ含有水に、マグネシウム化合物添加配管48を通してマグネシウム化合物が添加され、pH調整剤添加配管50を通してpH調整剤が添加されて被処理水のpHが10以上とされ、シリカが不溶化される(不溶化工程)。例えば、被処理水のpHが10未満であって、被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量(1モル)に対して0.5モル以上である場合、反応槽12において、シリカ含有水に、pH調整剤添加配管50を通してpH調整剤が添加されて被処理水のpHが10以上とされ、シリカが不溶化される(不溶化工程)。例えば、被処理水のpHが10以上であって、被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量(1モル)に対して0.5モル以上である場合、そのまま次の凝集槽14へ送液される。反応槽12では撹拌装置60により反応液が撹拌されてもよい。   The silica-containing water, which is the water to be treated, is stored in the water tank 10 to be treated, if necessary, and is sent to the reaction vessel 12 through the pipe 30 by the pump 24. The amount of magnesium compound to be added can not be specified clearly because it changes according to the target silica concentration etc. of treated water, but when the silica concentration of treated water is 10 mg / L or less as an example, it becomes as follows . For example, when the pH of the water to be treated is 10 or more and magnesium is not contained in the water to be treated, or the content of magnesium in the water to be treated is 0.5 relative to the content of silica (1 mole) If it is less than the mole, the magnesium compound is added to the silica-containing water through the magnesium compound addition pipe 48 in the reaction tank 12 to insolubilize the silica (insolubilization step). For example, when the pH of the water to be treated is less than 10 and magnesium is not contained in the water to be treated, or the content of magnesium in the water to be treated is 0.5 with respect to the content of silica (1 mol) If less than the molar amount, the magnesium compound is added to the silica-containing water through the magnesium compound addition pipe 48 in the reaction tank 12, the pH adjuster is added through the pH adjuster addition pipe 50, and the pH of the water to be treated is 10 or more And the silica is insolubilized (insolubilization step). For example, when the pH of the water to be treated is less than 10 and the content of magnesium in the water to be treated is 0.5 mol or more with respect to the content (1 mol) of silica, the silica contained in the reaction tank 12 The pH adjuster is added to water through the pH adjuster addition pipe 50 to make the pH of the water to be 10 or higher, and the silica is insolubilized (insolubilization step). For example, when the pH of the water to be treated is 10 or more and the content of magnesium in the water to be treated is 0.5 mol or more with respect to the content (1 mol) of silica, the water is directly transferred to the next aggregation tank 14 It is delivered. In the reaction tank 12, the reaction solution may be stirred by the stirring device 60.

不溶化工程で得られた反応液が反応槽12から配管32を通して凝集槽14へ送液される。凝集槽14において、必要に応じて、反応液に、無機凝集剤添加配管52を通して無機凝集剤が添加されて凝集反応が行われる(凝集工程)。凝集槽14において、必要に応じて、pH調整剤添加配管54を通してpH調整剤が添加されてもよい。凝集槽14では撹拌装置62により凝集液が撹拌されてもよい。   The reaction liquid obtained in the insolubilization step is sent from the reaction tank 12 to the coagulation tank 14 through the pipe 32. In the flocculation tank 14, an inorganic flocculant is added to the reaction liquid through the inorganic flocculant addition pipe 52 as necessary to carry out a flocculation reaction (flocculation step). In the coagulation tank 14, a pH adjuster may be added through the pH adjuster addition pipe 54 as needed. In the coagulation tank 14, the coagulated liquid may be stirred by the stirring device 62.

凝集工程で得られた凝集反応液が凝集槽14から配管34を通して高分子反応槽16へ送液される。高分子反応槽16において、必要に応じて、凝集反応液に、高分子凝集剤添加配管56を通して高分子凝集剤が添加されて高分子凝集反応が行われる(高分子凝集工程)。高分子反応槽16では撹拌装置64により凝集反応液が撹拌されてもよい。   The aggregation reaction liquid obtained in the aggregation step is sent from the aggregation tank 14 to the polymer reaction tank 16 through the pipe 34. In the polymer reaction tank 16, as necessary, a polymer flocculant is added to the coagulation reaction liquid through the polymer flocculant addition pipe 56 to carry out a polymer flocculation reaction (polymer flocculating step). In the polymer reaction tank 16, the aggregation reaction liquid may be stirred by the stirring device 64.

高分子凝集工程で得られた高分子凝集液が高分子反応槽16から配管36を通して沈殿槽18へ送液される。沈殿槽18において、得られた不溶化物が自然沈降等により固液分離される(第1固液分離工程)。   The polymer aggregation liquid obtained in the polymer aggregation step is sent from the polymer reaction tank 16 to the precipitation tank 18 through the pipe 36. In the precipitation tank 18, the obtained insolubilized material is subjected to solid-liquid separation by natural sedimentation or the like (first solid-liquid separation step).

第1固液分離工程で得られた第1固液分離水は、沈殿槽18から処理水配管38を通して、処理水として排出される。   The first solid-liquid separated water obtained in the first solid-liquid separation step is discharged from the settling tank 18 through the treated water pipe 38 as treated water.

第1固液分離により分離された汚泥の少なくとも一部は、ポンプ26により汚泥返送配管40を通して汚泥再生槽20に送られる。汚泥再生槽20において、汚泥に、酸添加配管58を通して酸が添加されて汚泥が再生される(酸添加工程)。   At least a part of the sludge separated by the first solid-liquid separation is sent to the sludge regeneration tank 20 through the sludge return pipe 40 by the pump 26. In the sludge regeneration tank 20, an acid is added to the sludge through the acid addition pipe 58 to regenerate the sludge (acid addition step).

再生された汚泥は、再生汚泥配管42を通して、汚泥分離槽22へ送液される。汚泥分離槽22において、不溶化物が自然沈降等により固液分離される(第2固液分離工程)。   The regenerated sludge is sent to the sludge separation tank 22 through the regenerated sludge pipe 42. In the sludge separation tank 22, the insolubilized material is solid-liquid separated by natural sedimentation or the like (second solid-liquid separation step).

第2固液分離工程で得られた第2固液分離水は、固液分離水返送配管44を通して沈殿槽18(第1固液分離工程)の前段である反応槽12に返送される(返送工程)。第2固液分離により分離された汚泥は、汚泥分離槽22からポンプ28により汚泥配管46を通して排出される。   The second solid-liquid separated water obtained in the second solid-liquid separation step is returned through the solid-liquid separated water return pipe 44 to the reaction tank 12 at the front stage of the precipitation tank 18 (first solid-liquid separation step) Process). The sludge separated by the second solid-liquid separation is discharged from the sludge separation tank 22 by the pump 28 through the sludge pipe 46.

このように、本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置では、シリカ含有水にマグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してpH10以上でシリカを不溶化し、固液分離を行って処理し(第1固液分離工程)、分離した汚泥の少なくとも一部に酸を添加して、固液分離を行って処理し(第2固液分離工程)、分離した第2固液分離水の少なくとも一部を第1固液分離工程の前段に返送する。   Thus, in the method and apparatus for treating silica-containing water according to this embodiment, a magnesium compound is added to the silica-containing water, or the silica is insolubilized at pH 10 or more using magnesium contained in the water to be treated, Solid-liquid separation was carried out and treated (first solid-liquid separation step), acid was added to at least a part of the separated sludge, solid-liquid separation was carried out and treated (second solid-liquid separation step), separated At least a portion of the second solid-liquid separated water is returned to the previous stage of the first solid-liquid separation step.

この方法によると、汚泥に酸を添加することによって、汚泥中に含まれるマグネシウムとシリカとの化合物が溶解され、マグネシウムをイオンとして溶出させることができる。このとき、シリカも共に溶出されてくるが、シリカの溶解度は通常低いため(例えば、pH4〜9、25℃では120mg/L程度)、溶解度を超える分はゲル化して析出する。通常、シリカのゲル化には長い時間(数十時間以上)がかかるが、本方法によれば、シリカは一度固形化しているため、30分程度の反応時間でも十分にゲル化させることができると考えられる。   According to this method, by adding an acid to the sludge, the compound of magnesium and silica contained in the sludge is dissolved, and magnesium can be eluted as ions. At this time, silica is also eluted together, but since the solubility of silica is usually low (for example, about 120 mg / L at pH 4 to 9 at 25 ° C.), the amount exceeding the solubility gels and precipitates. In general, gelation of silica takes a long time (several tens of hours), but according to this method, since silica is solidified once, gelation can be sufficiently achieved even with a reaction time of about 30 minutes. it is conceivable that.

酸添加工程で再生された再生汚泥をそのまま第1固液分離工程の前段に返送すると、イオン化したマグネシウムをシリカ除去剤であるマグネシウム化合物として再利用することができ、シリカはほとんどが自らゲル化して析出しているため、沈殿槽18にて再度分離されて汚泥として除去される。ただし、単独でゲル化したシリカは、第1固液分離工程の前段に返送すると少しずつ再溶解してくる。少量であればその影響は小さく、沈殿槽18にて速やかに汚泥として系外に引き抜けばほとんど問題ないが、汚泥を大量に再生して単独でゲル化するシリカの割合が多くなると、その影響が無視できなくなる。また、例えば処理装置が一時的に停止して、ゲル化したシリカが長時間系内に留まると、シリカの再溶解が進み、処理水のシリカ濃度が大幅に高くなる現象が見られる。そこで、本実施形態に係る処理方法および処理装置では、酸添加工程で再生された再生汚泥を固液分離(第2固液分離処理)することによって、ゲル化したシリカをできるだけ第1固液分離工程の前段に返送させずに、溶出させたマグネシウム(マグネシウムイオン)を第1固液分離工程の前段に返送して再利用することができ、マグネシウム化合物の使用量を削減することができる。また、少ないマグネシウム化合物の添加量で処理水のシリカ濃度を低減することができる。   When the regenerated sludge regenerated in the acid addition step is returned as it is to the former stage of the first solid-liquid separation step, the ionized magnesium can be reused as a magnesium compound which is a silica removing agent, and most of the silica is gelled by itself. Because it is deposited, it is separated again in the settling tank 18 and removed as sludge. However, the silica gelled alone is redissolved little by little when it is returned to the previous stage of the first solid-liquid separation step. If the amount is small, the effect is small, and there is almost no problem if it is quickly withdrawn as sludge in the sedimentation tank 18 outside the system, but if the proportion of silica that regenerates a large amount of sludge and gels alone increases, the effect Can not be ignored. Further, for example, when the treating apparatus is temporarily stopped and the gelled silica stays in the system for a long time, re-dissolution of the silica proceeds, and a phenomenon that the silica concentration of the treated water becomes significantly high can be observed. Therefore, in the treatment method and the treatment apparatus according to the present embodiment, solid-liquid separation (second solid-liquid separation treatment) is performed on the regenerated sludge regenerated in the acid addition step, thereby separating the gelled silica into the first solid-liquid separation as much as possible. The eluted magnesium (magnesium ion) can be returned to the front stage of the first solid-liquid separation process for reuse without being returned to the front stage of the process, and the amount of magnesium compound used can be reduced. In addition, the silica concentration of the treated water can be reduced with a small amount of the magnesium compound added.

このように、汚泥に含まれるマグネシウムとシリカとの化合物から溶出させたマグネシウムイオンをシリカ除去剤であるマグネシウム化合物として再利用できるため、再利用しない場合に比べてマグネシウム化合物の使用量を大幅に削減することができる。これにより、発生する汚泥の量を低減することができる。場合によっては、被処理水中に元々含まれるマグネシウムだけでもこのマグネシウムをシリカの不溶化に利用してシリカを除去することができる。被処理水中のシリカの濃度に対してマグネシウムの濃度が高い場合は、新たにマグネシウム化合物を添加しなくてもシリカの除去が可能である。また、溶出させたマグネシウムイオンを再利用することにより、再利用しない場合と同程度のマグネシウム化合物を使用すれば、処理水中のシリカの含有量をより低減することができ、処理水質をより向上することができる。そのため、第1固液分離装置の後段にさらに逆浸透膜処理装置等の処理装置を備える場合には、負荷を低減することができる。   As described above, since the magnesium ion eluted from the compound of magnesium and silica contained in the sludge can be reused as the magnesium compound which is a silica removing agent, the amount of the magnesium compound used is significantly reduced as compared to the case where it is not reused. can do. Thereby, the amount of generated sludge can be reduced. In some cases, even with magnesium originally contained in the water to be treated, this magnesium can be used to insolubilize the silica to remove the silica. When the concentration of magnesium is higher than the concentration of silica in the water to be treated, removal of the silica is possible without newly adding a magnesium compound. In addition, by reusing the eluted magnesium ion, if the same magnesium compound as that in the case of not using it is used, the content of silica in treated water can be further reduced, and the treated water quality is further improved. be able to. Therefore, when a processing apparatus such as a reverse osmosis membrane processing apparatus is further provided downstream of the first solid-liquid separator, the load can be reduced.

汚泥再生工程において、酸を添加して、分離した汚泥のpHを4〜9の範囲に調整することが好ましい。再生できるマグネシウムの量は、汚泥再生槽20に添加する酸の量によって決まり、多く入れるほど再生するマグネシウムの量も多くなる。シリカの溶解度はpH4〜9の範囲、25℃では120mg/L〜150mg/L程度であるため、溶解度を超える分のシリカはゲル化して析出すると考えられる。   In the sludge regeneration step, it is preferable to add an acid to adjust the pH of the separated sludge to a range of 4 to 9. The amount of magnesium that can be regenerated is determined by the amount of acid added to the sludge regeneration tank 20, and the more it is put, the larger the amount of magnesium to be regenerated. Since the solubility of silica is in the range of pH 4 to 9 and about 120 mg / L to 150 mg / L at 25 ° C., it is considered that the silica exceeding the solubility gels and precipitates.

汚泥再生工程においてpH9以下であればマグネシウムイオンが溶出してくる。pH4未満でもマグネシウムイオンは溶出するが、溶解してくるシリカがゲル化しにくくなるため、好ましいpH範囲はpH4〜9、より好ましくは4〜6である。   If the pH is 9 or less in the sludge regeneration process, magnesium ions are eluted. Even if the pH is less than 4, although magnesium ions are eluted, the dissolved silica is less likely to gel, so the preferred pH range is pH 4 to 9, more preferably 4 to 6.

汚泥の再生に用いられる酸としては、例えば、塩酸、硫酸等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から塩酸が好ましい。   As an acid used for regeneration of sludge, hydrochloric acid, a sulfuric acid, etc. are mentioned, for example. Among these, hydrochloric acid is preferable in terms of chemical cost and the like.

汚泥再生工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、15℃〜30℃の範囲である。汚泥再生工程における反応時間は、特に制限はないが、例えば、15分〜120分の範囲である。   The reaction temperature in the sludge regeneration step is not particularly limited, and is, for example, in the range of 15 ° C to 30 ° C. The reaction time in the sludge regeneration step is not particularly limited, and is, for example, in the range of 15 minutes to 120 minutes.

第1固液分離工程の前段に返送する第2固液分離水の循環量は、再生に必要なマグネシウムの量が十分に循環していればよいが、好ましくは被処理水の流量の2〜20%程度の範囲、より好ましくは5〜10%程度の範囲である。第2固液分離水の循環量が被処理水の流量の2%未満であると、再生に必要なマグネシウムの量が十分に供給されない場合があり、20%を超えると、被処理水の流量が増大して各反応槽での反応時間が短くなり、シリカの処理性が悪化したり、凝集性が悪くなったりする場合がある。   The circulation amount of the second solid-liquid separated water to be returned to the previous stage of the first solid-liquid separation step may be sufficient if the amount of magnesium necessary for regeneration is sufficiently circulated, but preferably 2 to 2 of the flow rate of the water to be treated It is in the range of about 20%, more preferably in the range of about 5 to 10%. If the circulation amount of the second solid-liquid separated water is less than 2% of the flow rate of the water to be treated, the amount of magnesium necessary for regeneration may not be sufficiently supplied, and if it exceeds 20%, the flow rate of the water to be treated As a result, the reaction time in each reaction vessel may be shortened, and the processability of the silica may be deteriorated or the cohesion may be deteriorated.

汚泥再生槽20に送る返送汚泥の濃度は濃い方が汚泥再生槽20での濃度が高くなり、溶出するマグネシウムイオンの量に対してゲル化するシリカの割合が増え、再生効率が良くなる。返送汚泥の濃度は、例えば、0.5〜5.0%の範囲であり、1.0〜3.0%の範囲であることが好ましい。   As the concentration of the returned sludge to be sent to the sludge regeneration tank 20 increases, the concentration in the sludge regeneration tank 20 increases, the ratio of silica gelling to the amount of eluted magnesium ions increases, and the regeneration efficiency improves. The concentration of the returned sludge is, for example, in the range of 0.5 to 5.0%, and preferably in the range of 1.0 to 3.0%.

汚泥濃度を濃くするために、また、再生した汚泥の固液分離性をよくするために、無機凝集剤を使用した上記凝集工程、および高分子凝集剤を使用した上記高分子凝集工程のうち少なくとも1つが行われることが好ましい。   In order to increase the sludge concentration and to improve the solid-liquid separation of the regenerated sludge, at least one of the above aggregation step using an inorganic coagulant and the above-mentioned polymer aggregation step using a polymer coagulant Preferably one is done.

返送手段による第2固液分離水の返送先は、沈殿槽18(第1固液分離工程)の前段であればよく、特に制限はない。例えば、被処理水槽10、反応槽12、凝集槽14、高分子反応槽16、配管30,32,34,36のうちの少なくとも1つに再生汚泥を返送すればよいが、反応槽12に返送することによって、反応槽12内でのマグネシウムイオン濃度が高くなり、マグネシウムとシリカの共沈反応を促進させることができるため、より好ましい。   The return destination of the second solid-liquid separated water by the return means may be a stage before the precipitation tank 18 (first solid-liquid separation step), and is not particularly limited. For example, the recycled sludge may be returned to at least one of the treated water tank 10, the reaction tank 12, the aggregation tank 14, the polymer reaction tank 16, and the pipes 30, 32, 34, and 36. By doing this, the magnesium ion concentration in the reaction tank 12 can be increased, and coprecipitation reaction between magnesium and silica can be promoted, which is more preferable.

処理対象となるシリカ含有水は、例えば、地下水、工業用水、工場排水等である。シリカ含有水中のシリカの量は、例えば、10〜400mg/Lである。シリカ含有水が硬度成分を含む場合、シリカ含有水中のカルシウム硬度成分の量は、例えば、50〜5000mg−CaCO/Lであり、マグネシウム硬度成分の量は、例えば、10〜1000mg−CaCO/Lである。 The silica-containing water to be treated is, for example, underground water, industrial water, industrial waste water, and the like. The amount of silica in the silica-containing water is, for example, 10 to 400 mg / L. If the silica containing water contains hardness components, the amount of calcium hardness component containing silica in water is, for example, a 50~5000mg-CaCO 3 / L, the amount of magnesium hardness components are, for example, 10 to 1000 mg-CaCO 3 / L

不溶化工程で用いられるマグネシウム化合物としては、例えば、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、塩化マグネシウム(MgCl)、酸化マグネシウム(MgO)等のマグネシウムの無機塩等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から水酸化マグネシウムが好ましい。マグネシウム化合物として水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウム等の水等に溶解しにくいものを用いる場合は、溶解槽を別途設けてマグネシウム化合物を水等に溶解させてから、反応槽12または汚泥再生槽20に添加してもよく、マグネシウム化合物をより溶解させるために、汚泥再生槽20に添加することが好ましい。 The magnesium compound used in the insolubilization process, for example, magnesium hydroxide (Mg (OH) 2), magnesium chloride (MgCl 2), inorganic salts such as magnesium such as magnesium oxide (MgO) and the like. Among these, magnesium hydroxide is preferable in terms of chemical cost and the like. When using a magnesium compound which is difficult to dissolve in water or the like such as magnesium hydroxide or magnesium oxide, a dissolution tank is separately provided to dissolve the magnesium compound in water or the like, and then added to the reaction tank 12 or the sludge regeneration tank 20 It is preferable to add to the sludge regeneration tank 20 in order to dissolve the magnesium compound more.

不溶化工程におけるマグネシウム化合物の添加量は、被処理水であるシリカ含有水中のシリカの量(1モル)に対して、マグネシウムが0.5モル〜5.0モルの範囲となる量であることが好ましく、1.0モル〜2.5モルの範囲となる量であることがより好ましい。不溶化工程におけるマグネシウム化合物の添加量がシリカ含有水中のシリカの量(1モル)に対して0.5モル未満となる量であると、不溶化反応が十分に進行しない場合があり、5.0モルを超える量となる量であると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。   The addition amount of the magnesium compound in the insolubilization step is such that the amount of magnesium is in the range of 0.5 mol to 5.0 mol with respect to the amount (1 mol) of silica in the silica-containing water which is the water to be treated The amount is preferably in the range of 1.0 mol to 2.5 mol, more preferably. When the addition amount of the magnesium compound in the insolubilization step is less than 0.5 mol with respect to the amount (1 mol) of silica in the silica-containing water, the insolubilization reaction may not proceed sufficiently, and it is 5.0 mol If the amount is more than the above, it may be disadvantageous in terms of drug cost and the like.

不溶化工程においてpH調整が行われる場合、反応槽12内のpHを10以上に調整し、10〜12の範囲に調整することがより好ましく、10〜11の範囲に調整することがさらに好ましい。反応槽12内のpHが10未満であると、マグネシウムの不溶化が不十分でシリカの除去性が低下し、12を超えると、シリカの溶解度が高くなってシリカの除去性が低下する場合がある。   When pH adjustment is performed in the insolubilization step, it is more preferable to adjust the pH in the reaction tank 12 to 10 or more and to adjust to a range of 10 to 12, and it is more preferable to adjust to a range of 10 to 11. When the pH in the reaction tank 12 is less than 10, the insolubilization of magnesium is insufficient and the removability of the silica decreases, and when it exceeds 12, the solubility of the silica may increase and the removability of the silica may decrease. .

pH調整で用いられるpH調整剤としては、例えば、塩酸、硫酸等の酸、または、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤が挙げられる。   Examples of pH adjusters used for pH adjustment include acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and alkali agents such as sodium hydroxide.

シリカ含有水が硬度成分を含む場合は、反応槽12において、または反応槽12の前段または後段に別の反応槽(第2反応槽)を設け、アルカリ剤および炭酸化合物のうち少なくとも1つを添加して硬度成分を不溶化し、上記固液分離工程により除去してもよい。硬度成分は、反応槽12の前段においてイオン交換樹脂等により除去してもよい。   When the silica-containing water contains a hardness component, another reaction tank (second reaction tank) is provided in the reaction tank 12 or at the front stage or rear stage of the reaction tank 12 and at least one of the alkali agent and the carbonate compound is added Then, the hardness component may be insolubilized and removed by the above solid-liquid separation step. The hardness component may be removed by an ion exchange resin or the like at the front stage of the reaction tank 12.

硬度成分の不溶化に用いられるアルカリ剤としては、例えば、水酸化カルシウム(Ca(OH))、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムが好ましい。硬度成分の不溶化に用いられる炭酸化合物としては、例えば、炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸水素ナトリウム(NaHCO)、炭酸ガス等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から炭酸ナトリウムが好ましい。 As an alkali agent used for insolubilization of a hardness component, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH) etc. are mentioned, for example. Among these, calcium hydroxide and sodium hydroxide are preferable in terms of chemical cost and the like. The carbonic compound used for insolubilization of hardness components, e.g., sodium carbonate (Na 2 CO 3), sodium bicarbonate (NaHCO 3), carbon dioxide, and the like. Among these, sodium carbonate is preferable in terms of drug cost and the like.

アルカリ剤および炭酸化合物の添加量は、被処理水中の硬度成分の量(1モル)に対して、1.0モル〜1.2モルの範囲であることが好ましく、1.0モル〜1.1モルの範囲であることがより好ましい。アルカリ剤および炭酸化合物の添加量が被処理水中の硬度成分の量(1モル)に対して1.0モル未満であると、不溶化反応が十分に進行しない場合があり、過剰に添加すると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。   The addition amount of the alkali agent and the carbonic acid compound is preferably in the range of 1.0 mol to 1.2 mol, preferably 1.0 mol to 1. mol, with respect to the amount (1 mol) of the hardness component in the water to be treated. More preferably, it is in the range of 1 mole. If the addition amount of the alkali agent and the carbonate compound is less than 1.0 mol with respect to the amount (1 mol) of the hardness component in the water to be treated, the insolubilization reaction may not sufficiently proceed, and when it is added excessively, It may be disadvantageous in terms of cost etc.

不溶化工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、15℃〜30℃の範囲である。   The reaction temperature in the insolubilization step is not particularly limited, and is, for example, in the range of 15 ° C to 30 ° C.

凝集工程で用いられる無機凝集剤としては、例えば、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の鉄系無機凝集剤、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)等のアルミニウム系無機凝集剤等が挙げられる。   Examples of the inorganic coagulant used in the aggregation step include iron-based inorganic coagulants such as ferric chloride and polyferric sulfate, and aluminum-based inorganic coagulants such as aluminum sulfate and polyaluminum chloride (PAC). Be

凝集工程における無機凝集剤の添加量は、30〜300mg/Lの範囲であることが好ましく、50〜100mg/Lの範囲であることがより好ましい。凝集工程における無機凝集剤の添加量が30mg/L未満であると、凝集反応が十分に進行しない場合があり、過剰に添加すると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。   The amount of the inorganic flocculant added in the aggregation step is preferably in the range of 30 to 300 mg / L, and more preferably in the range of 50 to 100 mg / L. If the addition amount of the inorganic coagulant in the aggregation step is less than 30 mg / L, the aggregation reaction may not proceed sufficiently, and if it is added excessively, it may be disadvantageous in terms of drug cost and the like.

凝集工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、15℃〜30℃の範囲である。   The reaction temperature in the aggregation step is not particularly limited, and is, for example, in the range of 15 ° C to 30 ° C.

高分子凝集工程で用いられる高分子凝集剤としては、例えば、アクリルアミド系、アクリル酸エステル系等の高分子凝集剤が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点からアクリルアミド系の高分子凝集剤が好ましい。   As a polymer coagulant | flocculant used at a polymer aggregation process, polymer coagulant | flocculants, such as an acrylamide type and an acrylic ester type, are mentioned, for example. Among these, acrylamide-based polymer flocculants are preferable in terms of drug cost and the like.

高分子凝集工程における高分子凝集剤の添加量は、0.5〜5.0mg/Lの範囲であることが好ましく、1〜2mg/Lの範囲であることがより好ましい。高分子凝集工程における高分子凝集剤の添加量が0.5mg/L未満であると、凝集反応が十分に進行しない場合があり、過剰に添加すると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。   The addition amount of the polymer flocculant in the polymer aggregation step is preferably in the range of 0.5 to 5.0 mg / L, and more preferably in the range of 1 to 2 mg / L. If the addition amount of the polymer coagulant in the polymer aggregation step is less than 0.5 mg / L, the aggregation reaction may not proceed sufficiently, and if it is added excessively, it may be disadvantageous in terms of drug cost etc. is there.

高分子凝集工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、15℃〜30℃の範囲である。   The reaction temperature in the polymer aggregation step is not particularly limited, and is, for example, in the range of 15 ° C to 30 ° C.

第1固液分離工程および第2固液分離工程における固液分離の方法は、特に制限はなく、例えば、自然沈降による沈殿槽の他に、砂ろ過、膜ろ過、サイクロン等の方法が挙げられる。これらのうち、設備費等の点から自然沈降による沈殿槽が好ましい。   The method of solid-liquid separation in the first solid-liquid separation step and the second solid-liquid separation step is not particularly limited, and examples thereof include methods such as sand filtration, membrane filtration, and cyclone other than sedimentation by natural sedimentation. . Among these, the settling tank by natural sedimentation is preferable from the point of equipment cost etc.

本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置により、第2固液分離水を第1固液分離工程の前段に返送しない場合に比べて、マグネシウム化合物の使用量を例えば1/2〜ゼロ程度にまで削減することができる。また、処理水中のシリカ含有量を、例えば、10mg/L以下程度にまで低減することができる。   Compared to the case where the second solid-liquid separated water is not returned to the previous stage of the first solid-liquid separation step, the amount of magnesium compound used is, for example, 1/2 to 6 by the method and apparatus for treating silica-containing water according to the present embodiment. It can be reduced to about zero. In addition, the silica content in the treated water can be reduced to, for example, about 10 mg / L or less.

本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置において、図2に示すように、沈殿槽18(第1固液分離工程)の後段に、第1固液分離処理水(処理水)を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理装置68をさらに備え、逆浸透膜処理を行うことが好ましい。   In the method and apparatus for treating silica-containing water according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first solid-liquid separated treated water (treated water) is disposed downstream of the settling tank 18 (first solid-liquid separation step). It is preferable to further include a reverse osmosis membrane treatment device 68 for passing water through the reverse osmosis membrane to obtain permeated water and concentrated water, and performing the reverse osmosis membrane treatment.

図2のシリカ含有水の処理装置3において、沈殿槽18(第1固液分離工程)で得られた第1固液分離処理水(処理水)は、逆浸透膜処理装置68において逆浸透膜に通水されて透過水および濃縮水が得られる(逆浸透膜処理工程)。透過水は、透過水配管70を通して排出され、濃縮水は、濃縮水配管72を通して排出される。第1固液分離処理水(処理水)のシリカの含有量が低減されているため、逆浸透膜処理装置におけるシリカによるスケーリングの発生等が抑制され、逆浸透膜の閉塞が抑制される。   The first solid-liquid separated treated water (treated water) obtained in the sedimentation tank 18 (first solid-liquid separation step) in the treatment apparatus 3 for silica-containing water in FIG. Water to obtain permeated water and concentrated water (reverse osmosis membrane treatment step). The permeated water is discharged through the permeated water pipe 70, and the concentrated water is discharged through the concentrated water pipe 72. Since the content of silica in the first solid-liquid separated treated water (treated water) is reduced, the occurrence of scaling or the like by the silica in the reverse osmosis membrane treatment device is suppressed, and the blockage of the reverse osmosis membrane is suppressed.

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, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
ジャーテストにて、汚泥再生のpHの影響を確認した。
Example 1
The effect of pH of sludge regeneration was confirmed by jar test.

(被処理水)
被処理水:純水製造ラインのRO濃縮水(シリカ含有)
SiO=95.7mg/L
(Water to be treated)
Water to be treated: RO concentrated water of pure water production line (containing silica)
SiO 2 = 95.7 mg / L

(汚泥作製方法)
被処理水50Lにマグネシウム化合物として塩化マグネシウム(MgCl)水溶液を200mg−Mg/L添加した。pH調整剤として水酸化ナトリウム(NaOH)を添加してpH11.0に調整し、30分間反応させた。高分子凝集剤としてオルフロックM−4216(オルガノ株式会社製)2mg/Lを添加した。静置沈降後、上澄み液を捨てて、4.4Lに濃縮した。上澄み液について、Mg、SiOの量を測定した。濃縮汚泥の一部を遠心分離で脱水した後、塩酸(HCl)を添加して溶解して、汚泥中のMg、SiOの量を測定した。結果を表1に示す。
(Sludge preparation method)
200 mg-Mg / L of magnesium chloride (MgCl 2 ) aqueous solution as a magnesium compound was added to 50 L of water to be treated. The pH was adjusted to 11.0 by addition of sodium hydroxide (NaOH) as a pH adjuster, and reaction was allowed to proceed for 30 minutes. 2 mg / L of Orfloc M-4216 (manufactured by Organo Corporation) was added as a polymer flocculant. After standing and settling, the supernatant was discarded and concentrated to 4.4 L. The amount of Mg and SiO 2 was measured for the supernatant. After partially dewatering the concentrated sludge by centrifugation, hydrochloric acid (HCl) was added to dissolve it, and the amounts of Mg and SiO 2 in the sludge were measured. The results are shown in Table 1.

なお、水中、汚泥中のMgの量は、イオンクロマトグラフィ装置(メトローム製、761Compact)を用いて測定した。水中、汚泥中のSiOの量は、吸光光度計(日立製作所製、U−2900)を用いて、JIS K 0101 モリブデン青吸光光度法で測定した。 The amount of Mg in the sludge in water was measured using an ion chromatography apparatus (manufactured by Metrome, 761 Compact). The amount of SiO 2 in the sludge in water was measured by JIS K 0101 molybdenum blue absorption photometry using an absorptiometer (manufactured by Hitachi, Ltd., U-2900).

(汚泥再生試験)
濃縮汚泥100mLに、酸として塩酸(HCl)を添加して表2に示す各pH(pH3〜10)に調整し、30分間反応させた。ろ紙(5C)でろ過後、ろ液中のMg、SiOの量を測定した。汚泥を吸引ろ過により脱水した後、105℃で2時間乾燥したものを、再度、純水100mL中に加え、塩酸(HCl)を添加して溶解して、汚泥中のMg、SiOの量を測定した。結果を表2、図3に示す。図3は、汚泥再生pHに対する溶出Mg濃度(mg/L)またはSiO濃度(mg/L)を示すグラフである。
(Sludge regeneration test)
Hydrochloric acid (HCl) as an acid was added to 100 mL of concentrated sludge to adjust each pH (pH 3 to 10) shown in Table 2 and reacted for 30 minutes. After filtration with filter paper (5C), the amounts of Mg and SiO 2 in the filtrate were measured. The sludge is dewatered by suction filtration, dried at 105 ° C. for 2 hours, added again to 100 mL of pure water, hydrochloric acid (HCl) is added and dissolved, and the amount of Mg and SiO 2 in the sludge is It was measured. The results are shown in Table 2 and FIG. FIG. 3 is a graph showing the eluted Mg concentration (mg / L) or the SiO 2 concentration (mg / L) with respect to the sludge regeneration pH.

汚泥再生のときのpHを下げるとMgイオンが溶出してきている。このMgイオンはSiO除去剤として利用できる。一方、SiOも溶出してきているが、pH4〜9の範囲ではその溶出量は少なく、溶解度付近である。溶解度を超えて検出されている分は、反応時間が足りないためにゲル化していない分であると考えられる(pH3)。pH9の場合は、SiOはほとんど溶出してきていない。 When the pH during sludge regeneration is lowered, Mg ions are being eluted. This Mg ion can be used as a SiO 2 remover. On the other hand, SiO 2 has also been eluted, but in the range of pH 4 to 9, the elution amount is small and is near the solubility. The part detected above the solubility is considered to be the part not gelled due to the lack of reaction time (pH 3). In the case of pH 9, SiO 2 is hardly eluted.

<実施例2、比較例1>
(連続通水試験)
確認のため、図1に示すフローの実験設備にて、通水試験を行った。比較例1では、汚泥の循環は行ったが、汚泥再生槽に酸(塩酸)の添加は行わず、汚泥分離槽はバイパスして実験を行った。
Example 2, Comparative Example 1
(Continuous water flow test)
For the confirmation, a water flow test was performed in the experimental equipment of the flow shown in FIG. In Comparative Example 1, the sludge was circulated, but no acid (hydrochloric acid) was added to the sludge regeneration tank, and the sludge separation tank was bypassed to conduct the experiment.

(被処理水)
被処理水:純水製造ラインのRO濃縮水(シリカ含有)
SiO=100mg/L
(Water to be treated)
Water to be treated: RO concentrated water of pure water production line (containing silica)
SiO 2 = 100 mg / L

被処理水流量100L/hで反応槽(17L)へ通水した。反応槽において、pH調整剤として水酸化ナトリウム(NaOH)を添加してpH10.8〜11.0に調整し、マグネシウム化合物として塩化マグネシウム(MgCl)を50mg−Mg/L添加した。凝集槽(17L)において、無機凝集剤として35wt%塩化鉄(III)(FeCl)水溶液を100mg/L添加し、pH調整剤として水酸化ナトリウムを添加してpH10.8〜11.0に調整した。高分子反応槽(17L)において、高分子凝集剤としてオルフロックOA−3H(オルガノ株式会社製)2mg/Lを添加した。第1固液分離装置として沈殿槽により固液分離を行った。沈殿後の汚泥を被処理水流量の10容積%(約10L/h)で汚泥再生槽(5L)に返送し、汚泥再生槽において、酸として塩酸(HCl)を添加してpH5に調整した。再生後の再生汚泥を汚泥分離槽により固液分離した後、上澄み液(第2固液分離水)を反応槽へ返送した。通水開始後、24時間経過後の処理水のSiO濃度を測定した。結果を図4に示す。図4は、実施例2、比較例1におけるMg(新品)の添加量(mg−Mg/L)に対するSiO濃度(mg/L)を示すグラフである。 Water was fed to the reaction tank (17 L) at a flow rate of 100 L / h of treated water. In the reaction tank, sodium hydroxide (NaOH) was added as a pH adjuster to adjust the pH to 10.8 to 11.0, and 50 mg of magnesium chloride (MgCl 2 ) as a magnesium compound was added. In the coagulation tank (17 L), add 100 mg / L of 35 wt% iron (III) chloride (FeCl 3 ) aqueous solution as an inorganic flocculant, add sodium hydroxide as a pH adjuster, and adjust to pH 10.8 to 11.0. did. In a polymer reaction tank (17 L), 2 mg / L of Orfloc OA-3H (manufactured by Organo Corporation) was added as a polymer coagulant. Solid-liquid separation was performed by a settling tank as a first solid-liquid separator. The sludge after sedimentation was returned to the sludge regeneration tank (5 L) at 10% by volume (about 10 L / h) of the flow rate of the treated water, and in the sludge regeneration tank, hydrochloric acid (HCl) was added as an acid to adjust to pH5. After solid-liquid separation of the regenerated sludge after regeneration in the sludge separation tank, the supernatant liquid (second solid-liquid separated water) was returned to the reaction tank. The concentration of SiO 2 in treated water was measured 24 hours after the start of water flow. The results are shown in FIG. FIG. 4 is a graph showing the SiO 2 concentration (mg / L) relative to the addition amount (mg-Mg / L) of Mg (fresh) in Example 2 and Comparative Example 1.

また、実施例2、比較例1における、24時間後の処理水のSiO濃度と、実験装置を2時間停止し、再稼働後の処理水のSiO濃度を表3に示す。 Further, in Example 2, Comparative Example 1 shows the SiO 2 concentration in the treated water after 24 hours, the experimental apparatus was stopped 2 hours, the SiO 2 concentration in the treated water after re-activated in Table 3.

図4に示すように、実施例2では、酸による汚泥の再生、第2固液分離処理を行い、第2固液分離水の少なくとも一部を第1固液分離の前段に返送することによって、比較例1に比べてマグネシウム化合物(塩化マグネシウム)の添加量が少なくても処理水のSiO濃度が低減した。比較例1では、汚泥の再生を行わなかったため、マグネシウム化合物(塩化マグネシウム)の添加量が多くなった。 As shown in FIG. 4, in Example 2, the regeneration of sludge with acid and the second solid-liquid separation treatment are performed, and at least a portion of the second solid-liquid separated water is returned to the former stage of the first solid-liquid separation. Even when the amount of the magnesium compound (magnesium chloride) added was smaller than that of Comparative Example 1, the SiO 2 concentration in the treated water was reduced. In Comparative Example 1, since the sludge was not regenerated, the amount of the magnesium compound (magnesium chloride) added was large.

表3に示すように、実施例2では、処理装置を一時停止しても処理水のシリカ濃度はほとんど変わらなかった。比較例1では、処理装置を一時停止した場合、処理水のシリカ濃度が大幅に上昇した。   As shown in Table 3, in Example 2, the silica concentration of the treated water was hardly changed even if the treatment apparatus was temporarily stopped. In Comparative Example 1, when the treatment apparatus was temporarily stopped, the silica concentration of the treated water increased significantly.

このように、実施例の処理装置および処理方法により、シリカ含有水のシリカ処理において、マグネシウム化合物の使用量を削減することができた。   Thus, the amount of magnesium compound used in the silica treatment of silica-containing water could be reduced by the treatment apparatus and treatment method of the example.

1,3 シリカ含有水の処理装置、10 被処理水槽、12 反応槽、14 凝集槽、16 高分子反応槽、18 沈殿槽、20 汚泥再生槽、22 汚泥分離槽、24,26,28 ポンプ、30,32,34,36 配管、38 処理水配管、40 汚泥返送配管、42 再生汚泥配管、44 固液分離水返送配管、46 汚泥配管、48 マグネシウム化合物添加配管、50,54 pH調整剤添加配管、52 無機凝集剤添加配管、56 高分子凝集剤添加配管、58 酸添加配管、60,62,64,66 撹拌装置、68 逆浸透膜処理装置、70 透過水配管、72 濃縮水配管。   1,3 Treatment equipment for water containing silica, 10 treated water tanks, 12 reaction tanks, 14 coagulation tanks, 16 polymer reactors, 18 sedimentation tanks, 20 sludge regeneration tanks, 22 sludge separation tanks, 24, 26, 28 pumps, 30, 32, 34, 36 piping, 38 treated water piping, 40 sludge return piping, 42 regenerated sludge piping, 44 solid-liquid separated water return piping, 46 sludge piping, 48 magnesium compound addition piping, 50, 54 pH adjuster addition piping , 52 inorganic coagulant addition piping, 56 polymer coagulant addition piping, 58 acid addition piping, 60, 62, 64, 66 stirrer, 68 reverse osmosis membrane treatment unit, 70 permeate water piping, 72 concentrated water piping.

Claims (6)

シリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、前記被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してpH10以上でシリカを不溶化するための反応槽と、
得られた不溶化物を固液分離する第1固液分離手段と、
前記第1固液分離手段により分離した汚泥の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段と、
前記酸を添加した汚泥を固液分離する第2固液分離手段と、
前記第2固液分離手段により分離した第2固液分離水の少なくとも一部を前記第1固液分離手段の前段に返送する返送手段と、
を備えることを特徴とする、シリカ含有水の処理装置。
A reaction vessel for adding a magnesium compound to water to be treated containing silica, or insolubilizing silica at a pH of 10 or more using magnesium contained in the water to be treated;
First solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the obtained insolubilized material;
An acid addition means for adding an acid to at least a part of the sludge separated by the first solid-liquid separation means;
Second solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the sludge to which the acid is added;
Return means for returning at least a portion of the second solid-liquid separated water separated by the second solid-liquid separation means to a front stage of the first solid-liquid separation means;
An apparatus for treating silica-containing water, comprising:
請求項1に記載のシリカ含有水の処理装置であって、
前記酸を添加して、前記分離した汚泥のpHを4〜9の範囲に調整することを特徴とする、シリカ含有水の処理装置。
The apparatus for treating silica-containing water according to claim 1, wherein
The apparatus for treating silica-containing water, characterized in that the pH of the separated sludge is adjusted to a range of 4 to 9 by adding the acid.
請求項1または2に記載のシリカ含有水の処理装置であって、
前記第1固液分離手段の後段に、第1固液分離水を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理装置をさらに備えることを特徴とする、シリカ含有水の処理装置。
The apparatus for treating silica-containing water according to claim 1 or 2, wherein
A silica-containing water, further comprising a reverse osmosis membrane treatment device for passing the first solid-liquid separated water through the reverse osmosis membrane to obtain permeated water and concentrated water at a stage subsequent to the first solid-liquid separation means. Processing unit.
シリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、前記被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してpH10以上でシリカを不溶化する不溶化工程と、
得られた不溶化物を固液分離する第1固液分離工程と、
前記第1固液分離工程により分離した汚泥の少なくとも一部に酸を添加する酸添加工程と、
前記酸を添加した汚泥を固液分離する第2固液分離工程と、
前記第2固液分離工程により分離した第2固液分離水の少なくとも一部を前記第1固液分離工程の前段に返送する返送工程と、
を含むことを特徴とする、シリカ含有水の処理方法。
An insolubilizing step of adding a magnesium compound to the water to be treated containing silica, or insolubilizing the silica at a pH of 10 or more using magnesium contained in the water to be treated;
A first solid-liquid separation step of solid-liquid separation of the obtained insoluble matter;
An acid addition step of adding an acid to at least a part of the sludge separated in the first solid-liquid separation step;
A second solid-liquid separation step of solid-liquid separation of said acid-added sludge;
Returning at least a portion of the second solid-liquid separated water separated in the second solid-liquid separation step to a stage preceding the first solid-liquid separation step;
A method of treating silica-containing water, comprising:
請求項4に記載のシリカ含有水の処理方法であって、
前記酸を添加して、前記分離した汚泥のpHを4〜9の範囲に調整することを特徴とする、シリカ含有水の処理方法。
The method for treating silica-containing water according to claim 4,
A method of treating silica-containing water, characterized in that the pH of the separated sludge is adjusted to a range of 4 to 9 by adding the acid.
請求項4または5に記載のシリカ含有水の処理方法であって、
前記第1固液分離工程の後段に、第1固液分離水を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理工程をさらに含むことを特徴とする、シリカ含有水の処理方法。
The method for treating silica-containing water according to claim 4 or 5,
The silica-containing water further comprising a reverse osmosis membrane treatment step of passing the first solid-liquid separated water through the reverse osmosis membrane to obtain permeated water and concentrated water at a stage subsequent to the first solid-liquid separation step. How to handle
JP2017195580A 2017-09-12 2017-10-06 Silica-containing water treatment apparatus and treatment method Active JP7108392B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017195580A JP7108392B2 (en) 2017-10-06 2017-10-06 Silica-containing water treatment apparatus and treatment method
SG11202000889QA SG11202000889QA (en) 2017-09-12 2018-07-26 Apparatus and method for treating silica-containing water
PCT/JP2018/028126 WO2019054062A1 (en) 2017-09-12 2018-07-26 Apparatus and method for treating silica-containing water
CN201880051366.8A CN111051253A (en) 2017-09-12 2018-07-26 Apparatus and method for treating silica-containing water
TW107129377A TWI771476B (en) 2017-09-12 2018-08-23 Processing device and processing method for silica-containing water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017195580A JP7108392B2 (en) 2017-10-06 2017-10-06 Silica-containing water treatment apparatus and treatment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019069399A true JP2019069399A (en) 2019-05-09
JP7108392B2 JP7108392B2 (en) 2022-07-28

Family

ID=66440280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017195580A Active JP7108392B2 (en) 2017-09-12 2017-10-06 Silica-containing water treatment apparatus and treatment method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7108392B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7028358B1 (en) * 2021-01-13 2022-03-02 Jfeエンジニアリング株式会社 Water treatment equipment, water treatment methods, chemicals, and methods for manufacturing chemicals

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106493A (en) * 1989-09-20 1991-05-07 Kurita Water Ind Ltd Treating waste water
JPH0490888A (en) * 1990-08-01 1992-03-24 Tohoku Electric Power Co Inc Treatment of fluoride-containing solution
JPH04367783A (en) * 1991-06-14 1992-12-21 Shin Nippon Kagaku Kogyo Co Ltd Removing silica
JP2000254659A (en) * 1999-03-12 2000-09-19 Kurita Water Ind Ltd Treatment of cmp waste liquid
JP2001239273A (en) * 2000-03-01 2001-09-04 Kurita Water Ind Ltd Method of treating water containing boron and fluorine
JP2003300069A (en) * 2002-04-09 2003-10-21 Toray Ind Inc Fresh water generating method and fresh water generator
JP2004141799A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Silica-containing waste water treatment method
WO2016205726A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Nanostone Water Inc. Ceramic membrane system for silica removal and related methods

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3106493B2 (en) 1990-10-31 2000-11-06 日本電気株式会社 Semiconductor device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106493A (en) * 1989-09-20 1991-05-07 Kurita Water Ind Ltd Treating waste water
JPH0490888A (en) * 1990-08-01 1992-03-24 Tohoku Electric Power Co Inc Treatment of fluoride-containing solution
JPH04367783A (en) * 1991-06-14 1992-12-21 Shin Nippon Kagaku Kogyo Co Ltd Removing silica
JP2000254659A (en) * 1999-03-12 2000-09-19 Kurita Water Ind Ltd Treatment of cmp waste liquid
JP2001239273A (en) * 2000-03-01 2001-09-04 Kurita Water Ind Ltd Method of treating water containing boron and fluorine
JP2003300069A (en) * 2002-04-09 2003-10-21 Toray Ind Inc Fresh water generating method and fresh water generator
JP2004141799A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Silica-containing waste water treatment method
WO2016205726A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Nanostone Water Inc. Ceramic membrane system for silica removal and related methods

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7028358B1 (en) * 2021-01-13 2022-03-02 Jfeエンジニアリング株式会社 Water treatment equipment, water treatment methods, chemicals, and methods for manufacturing chemicals
WO2022153976A1 (en) * 2021-01-13 2022-07-21 Jfeエンジニアリング株式会社 Water treatment device, water treatment method, chemical agent, and production method for chemical agent

Also Published As

Publication number Publication date
JP7108392B2 (en) 2022-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7020821B2 (en) Treatment equipment and treatment method for water containing hardness components
JP4880656B2 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
JP4650384B2 (en) Treatment method for fluorine-containing wastewater
JP2004141799A (en) Silica-containing waste water treatment method
JP2012196614A (en) Method and system for wastewater treatment
WO2015198438A1 (en) Method and device for treating fluoride-containing water
JP7084704B2 (en) Silica-containing water treatment equipment and treatment method
JP4858449B2 (en) Treatment method for fluorine-containing wastewater
JP2019069399A (en) Processor and processing method for silica-containing water
JP2007175673A (en) Treatment method of ammonia-containing drain
WO2019054062A1 (en) Apparatus and method for treating silica-containing water
JP6912192B2 (en) Silica-containing water treatment equipment and treatment method
JP2020058963A (en) Water treatment device and water treatment method
JP7137393B2 (en) Method and apparatus for treating water containing silica/hardness components
JP6045966B2 (en) Fluorine-containing wastewater treatment method and fluorine-containing wastewater treatment equipment
JP2019198806A (en) Water treatment method, and water treatment device
JP7149129B2 (en) Silica-containing water treatment method and treatment apparatus
JP5142945B2 (en) Phosphoric acid-containing water treatment apparatus and phosphoric acid-containing water treatment method
JP4347096B2 (en) Fluorine removal apparatus and method for removing fluorine in waste water
JP2019126784A (en) Silica-containing water treatment apparatus and treatment method
JP4376135B2 (en) Wastewater treatment method
JP6723057B2 (en) Water treatment method and water treatment system
JP6723058B2 (en) Water treatment method and water treatment system
JP2019042646A (en) Treatment device and treatment method of silica-containing water
JP5057955B2 (en) Sludge concentration method and sludge concentration apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200804

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210727

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220715

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7108392

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150