JP2022008913A - Processing method of liquid to be treated of and processing apparatus of liquid to be treated - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理液の処理方法及び被処理液の処理装置に関し、特に、被処理液中に含まれるリンなどの被除去イオンを晶析反応により析出させて除去するための被処理液の処理方法及び被処理液の処理装置に関する。 The present invention relates to a method for treating a liquid to be treated and a device for treating the liquid to be treated, and in particular, a liquid to be treated for precipitating and removing ions to be removed such as phosphorus contained in the liquid to be treated by a crystallization reaction. The present invention relates to a treatment method and a treatment apparatus for a liquid to be treated.
リン酸イオンを含有する被処理物とマグネシウム化合物とを反応させて、被処理物中のリンをリン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)結晶の固体粒子として回収するための反応槽が知られている。 A reaction tank is known for reacting an object to be treated containing a phosphate ion with a magnesium compound to recover phosphorus in the object to be treated as solid particles of magnesium ammonium phosphate (MAP) crystals.
例えば、特開2016-175083号公報(特許文献1)には、反応塔の内部に筒状の反応筒体を設けた二重筒構造を備え、上向流となっている内筒部へ被処理液を投入し、反応筒体上部から注入されるマグネシウム塩及びアルカリ剤とともに被処理液を循環させることにより、反応筒内でMAP結晶を造粒することが記載されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-175083 (Patent Document 1) has a double-cylinder structure in which a tubular reaction cylinder is provided inside the reaction tower, and covers the inner cylinder portion which is an upward flow. It is described that MAP crystals are granulated in the reaction cylinder by charging the treatment liquid and circulating the treatment liquid together with the magnesium salt and the alkaline agent injected from the upper part of the reaction cylinder.
特許第4101506号公報(特許文献2)には、流動層式晶析反応槽の下部から被処理水、被除去イオンと反応するイオン(ここではマグネシウムイオン)を含む液及び処理水の一部の循環水を供給し、被処理水中の被除去イオンを除去する構造が記載されている。 In Japanese Patent No. 4101506 (Patent Document 2), water to be treated, a liquid containing ions that react with ions to be removed (here, magnesium ions), and a part of the treated water are described from the lower part of the fluidized bed type crystallization reaction tank. A structure for supplying circulating water and removing ions to be removed in the water to be treated is described.
特開平11-267665号公報(特許文献3)では、原水を反応塔下部へ導入し、処理水を反応槽上部より取り出すとともに、循環手段により反応塔の上部から処理水の一部を反応塔の下部へ循環させる脱リン装置において、反応塔の下部に反応塔の水平断面積よりも小さい水平断面積を有した貯留部を設け、貯留部に対し、循環手段により水を循環させるようにした脱リン装置の例が記載されている。 In JP-A-11-267665 (Patent Document 3), raw water is introduced into the lower part of the reaction tower, the treated water is taken out from the upper part of the reaction tank, and a part of the treated water is taken out from the upper part of the reaction tower by a circulation means. In the derinsing device that circulates to the lower part, a storage section having a horizontal cross-sectional area smaller than the horizontal cross-sectional area of the reaction tower is provided at the lower part of the reaction tower, and water is circulated to the storage section by a circulation means. Examples of phosphorus devices are described.
しかしながら、特許文献1に記載される反応槽を用いた場合は、被処理液とマグネシウム塩及びアルカリ剤の適正な混合が難しい。混合状態を良好にするために上向流流速を上げると未反応の被処理水が外部へ流出することが懸念される。
However, when the reaction tank described in
特許文献2に記載された発明は流動床式晶析反応槽に被処理水および被除去イオンと反応するイオンを含む液(ここではマグネシウムイオンを含む液)および処理水の一部の循環水を供給する構造となっている。被処理水と被除去イオンと反応するイオンを含む液がともに反応槽下部から流入され、結晶粒子を流動させながら結晶粒子表面でMAPを結晶化させるため、被処理水とマグネシウムイオンを含む液が混合されやすく、被処理水が未反応のまま流出するというリスクを低減できる。
In the invention described in
しかしながら、特許文献2に記載されるような反応槽を用いた場合、被処理水と被除去イオンと反応するイオンを含む液とが反応槽内に供給された直後に混合されるため、結晶が回収に適した大きさまで成長できずに微細な粒子のまま装置外部へ流出する懸念がある。また、反応槽において結晶粒子が適切に流動しないと結晶粒子同士が固着し、被処理水と被除去イオンと反応するイオンを含む液が粒子表面で反応できずに短絡流として反応槽外に流出する懸念もある。
However, when a reaction vessel as described in
特許文献3に記載された発明では、反応槽の底部にある貯留部に対して処理水の一部を循環することにより、貯留されたMAP粒子が固形化して反応塔の底部から引き抜きやすくすることが記載又は示唆されているが、特許文献1と同じで、そもそもこの方式は被処理液とマグネシウム塩及びアルカリ剤の適正な混合が難しく、混合のために上向流の流速を上げると未反応の被処理液が流出する場合がある。
In the invention described in
上記課題を鑑み、本発明は、短絡流の発生を抑制して反応槽内の流動状態をより均一にすることができ、未反応の被処理液及び微細な結晶粒子の装置外部への流出を抑制しながら難溶性塩の結晶粒子を回収に適した大きさにまで成長させることが可能な被処理液の処理方法及び被処理液の処理装置を提供する。 In view of the above problems, the present invention can suppress the generation of a short-circuit flow to make the flow state in the reaction vessel more uniform, and prevent the unreacted liquid to be treated and fine crystal particles from flowing out to the outside of the apparatus. Provided are a method for treating a liquid to be treated and a device for treating the liquid to be treated, which can grow crystal particles of a poorly soluble salt to a size suitable for recovery while suppressing the pressure.
上記目的を達成するために、本発明者らが鋭意検討した結果、反応槽内から処理水を引き抜くとともに、引き抜いた処理水を塔内循環液とし、反応槽内に旋回流を発生させるように、塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を、反応槽の下部から反応槽の横断面に対して接線方向に供給することが有効な手段の一つであることがわかった。 As a result of diligent studies by the present inventors in order to achieve the above object, the treated water is withdrawn from the reaction vessel, and the drawn treated water is used as the circulating fluid in the column to generate a swirling flow in the reaction vessel. It is one of the effective means to supply the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the liquid containing ions that react with the ions to be removed from the lower part of the reaction tank in the tangential direction with respect to the cross section of the reaction tank. I understand.
以上の知見を基礎として完成した本発明の実施の形態に係る被処理液の処理方法は一側面において、被処理液を上向流で反応槽内に通水し、反応槽内で流動する粒子と接触させることにより、被処理液中の被除去イオンを難溶性塩の結晶として析出させることと、反応槽内の処理水の一部を引き抜くことと、反応槽内から引き抜いた処理水を塔内循環液とし、反応槽内に旋回流を発生させるように、塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を、反応槽の下部から反応槽の横断面に対して接線方向に供給することを含む被処理液の処理方法である。 The method for treating the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention completed based on the above findings is one aspect in which the liquid to be treated is passed through the reaction vessel by an upward flow and the particles flow in the reaction vessel. By contacting with, the ions to be removed in the liquid to be treated are precipitated as crystals of a sparingly soluble salt, a part of the treated water in the reaction tank is withdrawn, and the treated water drawn from the reaction tank is drawn from the column. A liquid containing ions that react with the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the ions to be removed is applied from the lower part of the reaction tank to the cross section of the reaction tank so as to be an internal circulating liquid and generate a swirling flow in the reaction tank. This is a method for treating a liquid to be treated, which includes supplying the liquid in the tangential direction.
本発明の実施の形態に係る被処理液の処理方法は一実施態様において、塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液のうち、流速の大きい液から順に旋回流の上流側へ供給することと、塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液の流速の合計が、反応槽の横断面の外周の長さよりも大きくなるように各流速を調整することとを含む。 In one embodiment, the method for treating the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention is a swirling flow in order from the liquid containing the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the liquid containing ions that react with the ions to be removed, in descending order of the flow velocity. So that the total flow velocity of the liquid containing the ions that react with the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the ions to be removed is larger than the length of the outer circumference of the cross section of the reaction tank. Includes adjusting the flow velocity.
本発明の実施の形態に係る被処理液の処理方法は別の一実施態様において、反応槽として、塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を受け入れて結晶を生成させるための反応部と、反応部の上方に位置し、反応部で生成した結晶を反応部へと沈降させて分離する沈降分離部とを備える反応槽を用いることを含み、反応槽内の処理水の一部を引き抜くことが、沈降分離部の最下端又は最下端から上方に向かって3割以内の高さから処理水を引き抜くことを含む。 In another embodiment of the method for treating the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention, as a reaction tank, a circulating liquid in a column, a liquid to be treated, and a liquid containing ions that react with ions to be removed are received to form crystals. Including the use of a reaction vessel having a reaction section for generation and a sedimentation separation section located above the reaction section and separating crystals generated in the reaction section by precipitating them into the reaction section. Extracting a part of the treated water includes extracting the treated water from a height of 30% or less from the lowermost end or the lowermost end of the sedimentation separation portion upward.
本発明の実施の形態に係る被処理液の処理方法は更に別の一実施態様において、沈降分離部の上方から得られる反応槽内の処理水の上澄液を引き抜き、被除去イオンと反応するイオンを含む液と混合して反応部へ循環させることを更に含む。 In still another embodiment, the method for treating the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention draws out the supernatant of the treated water in the reaction tank obtained from above the sedimentation separation portion and reacts with the ions to be removed. It further includes mixing with a liquid containing ions and circulating it to the reaction part.
本発明の実施の形態に係る被処理液の処理方法は更に別の一実施態様において、反応部の通水速度を25~60m/Hとすることを含む。 In still another embodiment, the method for treating the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention includes setting the water flow rate of the reaction section to 25 to 60 m / H.
本発明の実施の形態に係る被処理液の処理方法は更に別の一実施態様において、反応槽を2槽以上備え、第1の反応槽で得られた難溶性塩の結晶からなる粒子を第2の反応槽以降の反応槽へ導入し、第2の反応槽以降の反応槽で得られる難溶性塩の結晶からなる粒子を第1の反応槽へ返送することを含む。 In still another embodiment, the method for treating the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention includes two or more reaction tanks, and particles made of crystals of a sparingly soluble salt obtained in the first reaction tank are the first. This includes introducing the particles into the reaction tanks after the second reaction tank and returning the particles composed of the crystals of the sparingly soluble salt obtained in the reaction tanks after the second reaction tank to the first reaction tank.
本発明の実施の形態に係る被処理液の処理装置は一側面において、被処理液を上向流で通水し、内部で流動する粒子と接触させることにより、被処理液中の被除去イオンを難溶性塩の結晶として析出させる反応槽と、反応槽内の処理水の一部を引き抜く引き抜き手段と、反応槽内から引き抜いた処理水を塔内循環液とし、反応槽内に旋回流を発生させるように、塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を、反応槽の下部から反応槽の横断面に対して接線方向に供給する複数の供給管とを備える。 The treatment device for the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention has one side surface, in which the liquid to be treated is passed by an upward flow and brought into contact with particles flowing inside, so that the ions to be removed in the liquid to be treated are formed. A reaction tank that precipitates as crystals of poorly soluble salt, a drawing means for drawing out a part of the treated water in the reaction tank, and the treated water drawn out from the reaction tank as a circulating fluid in the column, and a swirling flow is created in the reaction tank. A plurality of supply pipes that supply the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the liquid containing ions that react with the ions to be removed from the lower part of the reaction tank in a tangential direction with respect to the cross section of the reaction tank so as to generate the liquid. Be prepared.
本発明によれば、短絡流の発生を抑制して反応槽内の流動状態をより均一にすることができ、未反応の被処理液及び微細な結晶粒子の装置外部への流出を抑制しながら難溶性塩の結晶粒子を回収に適した大きさにまで成長させることが可能な被処理液の処理方法及び被処理液の処理装置が提供できる。 According to the present invention, the generation of a short-circuit flow can be suppressed to make the flow state in the reaction vessel more uniform, and the unreacted liquid to be treated and fine crystal particles can be suppressed from flowing out to the outside of the apparatus. It is possible to provide a method for treating a liquid to be treated and an apparatus for treating the liquid to be treated, which can grow crystal particles of a sparingly soluble salt to a size suitable for recovery.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals. It should be noted that the embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention describes the structure, arrangement, etc. of the components as follows. It is not specific to things.
(第1の実施の形態)
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る被処理液2の処理装置は、反応槽1と、反応槽1の途中に設けられ、反応槽1内の処理水の一部を引き抜く引き抜き手段16と、反応槽1内から引き抜いた処理水を塔内循環液とし、反応槽1内に旋回流を発生させるように、塔内循環液、被処理液2及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を、反応槽1の下部から反応槽1の横断面に対して接線方向に供給する複数の供給管21、22とを備える。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the treatment apparatus for the liquid to be treated 2 according to the embodiment of the present invention is provided in the middle of the
反応槽1は、被処理液2を上向流で通水し、反応槽1内で流動する粒子と接触させることにより、被処理液2中の被除去イオンを難溶性塩の結晶として析出させる反応槽である。反応槽1内には、被除去イオンをその表面で結晶化させるための粒子(種晶)及び被除去イオンと反応するためのイオンを含む薬剤が装入されており、図示しないpH計などにより、反応槽1内が晶析反応に好適な条件に維持されている。難溶性塩の結晶は、反応槽1の底部に接続された配管24を介して外部へ排出することができる。
The
反応槽1としては、例えば、被処理液を上向流で通水する流動層方式の晶析反応槽が用いられる。反応槽1における晶析反応によって、被処理液2中に含まれる所望の被除去イオン、例えば、リン酸イオン、カルシウムイオン、フッ素イオン、炭酸イオン、硫酸イオン等が除去される。
As the
反応槽1は、被処理液2と、被処理液2中の被除去イオンと反応するイオンを含む液と、引き抜き手段16から引き抜かれた処理水の一部である塔内循環液を受け入れて難溶性塩の結晶を生成させるための反応部11と、反応部11の上方に位置し、反応部11で生成した結晶を反応部11へと沈降させて分離する沈降分離部12とを備える。ここで「塔内循環液」とは、反応槽1から引き抜かれた処理水を直接、反応槽1へと戻す態様を表す。なお、必要に応じて、塔内循環液に対して、pH調整剤5等の薬剤を添加してもよい。
The
なお、図1の例では、反応部11は、反応槽1の上部へ向けてその断面積が次第に大きくなるテーパー状部分とテーパー状部分に連続する円管状の管状部分を備える。沈降分離部12は反応部11の管状部分と連続し、反応槽1の上部に向けてその断面積が次第に大きくなるテーパー部分とテーパー部分に連続する円管状の管状部分を備える。
In the example of FIG. 1, the
引き抜き手段16は、沈降分離部12の最下端Bとなる反応部11の管状部分と沈降分離部のテーパー部分の境界部分、又は沈降分離部12の最下端Bを0%、最上端Tを100%とした場合に、最下端Bから反応槽1の上方に向かって3割(30%)以内の高さに接続されることが好ましい。このような位置に引き抜き手段16が接続されることにより、引き抜き手段16が、晶析反応はほぼ完了しているが、晶析反応で得られた難溶性の結晶の沈降分離が完了していない処理水を塔内循環水として引き抜くことができる。このような処理水を塔内循環水として用いることで、反応槽1下部の晶析反応を阻害することなく、且つ反応槽1下部の通水速度を増大させることができるようになる。
In the pulling
即ち、引き抜き手段16は、沈降分離部12の最下端B又は最下端Bから上方に向かって3割以内の高さから反応槽1内の処理水をポンプ61により引き抜くように構成されている。引き抜き手段16の引き抜き位置を適切にすることにより、塔内循環液の循環流量を大きくしても沈降分離部12を大きく変更することなく、反応槽1の上部から未反応の被処理液及び微細な結晶粒子の装置外部への流出を抑制でき、且つ難溶性塩の結晶粒子を回収に適した大きさにまで成長させることができる。
That is, the extraction means 16 is configured to extract the treated water in the
引き抜き手段16による処理水の引き抜き位置が低すぎると、反応部11に挿入された種晶を引き抜いてしまい、引き抜き手段16ないしポンプ61に閉塞等のトラブルを起こす懸念が生じる場合がある。一方、引き抜き手段16による処理水の引き抜き位置が高すぎると、沈降分離部12に昇向する流量が増加し、それらを最適に沈降分離するために沈降分離部12の形状を大きくする必要があり、装置コストの増大に繋がる懸念が生じる場合がある。引き抜き手段16による処理水の引き抜き位置は、沈降分離部12の最下端Bから20%の範囲の高さに接続されていることがより好ましく、沈降分離部12の最下端Bの高さとすることが更に好ましい。
If the drawing position of the treated water by the drawing means 16 is too low, the seed crystals inserted in the
反応槽1の反応部11の下部には、複数の供給管21、22が接続されている。図2の例では、塔内循環液、被処理液2及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を反応槽1内へ供給するための3本の供給管21、22、23が反応槽1の下部に接続されており、旋回流の上流側から順に供給管21、供給管22、供給管23が接続されている。塔内循環液、被処理液2及び被除去イオンと反応するイオンを含む液は、流速の大きい液から順に旋回流の上流側の供給管21、22、23へ接続されるようになっている。
A plurality of
塔内循環液、被処理液2及び被除去イオンと反応するイオンを含む液のうち、流速の大きい液から順に旋回流の上流側の供給管21、22、23へ接続されることにより、旋回流の流れをより長時間持続させることができ、反応槽1の反応部11内を流動する粒子をより均一に流動させることができる。
Of the liquids containing the circulating liquid in the column, the liquid to be treated 2, and the ions that react with the ions to be removed, the liquids having the highest flow velocity are connected to the
供給管21、22、23は反応槽1に対してそれぞれ水平方向に実質的に同一な高さに接続されているが、多少上下にずれて接続されていても構わない。供給管21、22、23は、反応部11のテーパー部分に沈積する粗大な粒子を流動させることができるような位置に配置されていることが好ましい。これにより、反応部11の底部の粒子を流動させて粒子同士の固着を抑制することができる。
The
塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液の流速の合計は、供給管21、22、23が接続された反応槽1の横断面CS(図2参照)の外周の長さ(全長)よりも大きくなるように、各流速が調整されることが好ましい。反応槽1内に0.2~1.0mmの粒子を流動させる場合において塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を反応槽1内に水平方向に供給した場合、その水平方向の流れが失速して液流が上向流になる時間は、およそ0.1~0.3秒である。
The total flow velocity of the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the liquid containing the ions that react with the ions to be removed is the outer circumference of the cross-sectional CS (see FIG. 2) of the
反応槽1下部の水平方向の液流の失速時間を考慮すると、塔内循環液、被処理液2及び被除去イオンと反応するイオンを含む液の流速の合計が、横断面CSの外周の長さよりも大きくなるように、より好ましくは1~8倍、別の態様では1~2倍、更に別の態様では4倍~6倍となるように、各液の流速を調整することが好ましい。これにより、反応槽1内の液及び粒子が流動しないデッドゾーンを発生させることなく、より均一な流動状態を達成することができ、難溶性塩の結晶粒子を回収に適した大きさにまで成長させ、被処理液中の被除去イオンの除去率を向上させることが可能となる。
Considering the stall time of the horizontal liquid flow in the lower part of the
3本の供給管21、22、23は、それぞれ近接して配置されることが好ましい。以下に限定されるものではないが、旋回流の最も下流側に配置される供給管21の液の流入方向Xと、旋回流の最も上流側に配置される供給管23の液の流入方向Yとが、図2の実線で示される供給管21の場合のように180°異なるか、或いは、図2の点線で示される供給管21の場合のように、旋回流の最も下流側に配置される供給管21の液の流入方向Xと、Xから半時計方向側に配置した供給管23の液の流入方向Yとのなす角度θが180°以下であることが好ましく、より好ましくは150°以下であり、更に好ましくは120°以下、更には100°以下となるように、供給管21、22、23が互いに近接して配置されることが好ましい。供給管21、22、23を互いに近接させて配置することにより、各液の流入部分近傍において反応槽1の横断面の外周に沿って強い旋回流を発生させることができ、反応槽1内の液及び粒子が流動しないデッドゾーンを発生させることなく、より均一な流動状態を達成することができる。
It is preferable that the three
図1に示す処理装置においては、反応槽1の反応部11の通水速度が10~80m/Hとなるように、塔内循環液、被処理液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液の各流速を調整する。通水速度は、10~70m/Hとなるように調整することがより好ましく、更に好ましくは25~60m/Hであり、更に好ましくは25~40m/Hである。
In the treatment apparatus shown in FIG. 1, a liquid containing ions that react with the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the ions to be removed so that the water flow rate of the
被除去イオンと反応するイオンを含む液は、処理槽3内で調整されて、ポンプ62を介して供給管21、22、23(図1では供給管22)から反応槽1内へ供給される。処理槽3内には被除去イオンと反応するイオン4、例えば、反応槽1内で被処理液中のリンを除去したい場合には、マグネシウムイオンが図示しない添加手段を介して添加される。マグネシウムイオンは水酸化マグネシウム又は塩化マグネシウムとして添加することが好ましい。また、反応槽1内の液のpHを調整するためのpH調整剤5が図示しない添加手段を介して添加される。pH調整剤5は、被処理液2中に添加してもよいし、塔内循環液中に添加することもできる。
The liquid containing the ions that react with the ions to be removed is adjusted in the
図示していないが、反応槽1の下部へ気体を供給し、反応槽1の下部に沈降した難溶性塩の結晶からなる粒子を流動させることもまた可能である。粒径の大きな粒子は、沈降しやすく流動しにくいため、被処理水、塔内循環液及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を反応槽1の下部へ供給するだけでは、旋回流が十分得られない場合も考えられるため、反応槽1の下部から例えば圧縮空気などの気体を供給することで、反応槽1内に適切な旋回流及び粒子及び液の流動状態を作り出すことが容易になる。
Although not shown, it is also possible to supply a gas to the lower part of the
従来の晶析反応槽においては、図6に示すように、供給管211、221の反応槽1への接続位置が、反応槽1の高さ方向に垂直な断面に沿った円形状の反応槽断面の接線方向に対して垂直になるように接続されていた。そのため、従来の晶析反応槽内へ供給される液体は、晶析反応槽内部に供給された直後に混合され、微細な粒子が生成され、この微細な粒子が槽内部の上向流に乗って晶析反応槽の外部へ排出される場合があった。
In the conventional crystallization reaction tank, as shown in FIG. 6, the connection position of the
更に、従来の晶析反応槽においては、被処理水と被除去イオンと反応するイオンを含む液と晶析反応槽で処理することにより得られた上澄液を、反応槽1への循環水として反応槽1の下部より流入させ、反応槽1内が晶析に適したイオン積となるように希釈させるような手法をとってきた。
Further, in the conventional crystallization reaction tank, the liquid containing the water to be treated and the ion to be removed and the supernatant obtained by the treatment in the crystallization reaction tank are circulated to the
しかしながら、上澄液の循環水量を多くすると、沈降分離部12において粒子の沈降処理が完全に終了していない処理水を引き抜いてしまう場合があり、結晶粒子の回収効率を十分に高くできない場合がある。一方で、沈降分離部12において粒子の沈降処理を完全に終了させることにより得られた上澄液を用いるとともに反応槽1の下部に旋回流を生じさせる程度の循環水量を確保するためには、沈降分離部12の容積を大きくしなければならないため、装置が大型化する。そのため、上澄液を反応槽1の下部に循環させるだけでは、反応槽1の下部を適切に流動させることが困難である。
However, if the amount of circulating water in the supernatant is increased, the treated water in which the sedimentation treatment of the particles has not been completely completed may be drawn out in the
本発明の第1の実施の形態に係る被処理液の処理方法及び処理装置によれば、反応槽1内から処理水を引き抜くとともに、引き抜いた処理水を塔内循環液とし、反応槽1内に旋回流を発生させるように、塔内循環液、被処理液2及び被除去イオンと反応するイオンを含む液を、反応槽1の下部から反応槽1の横断面に対して接線方向に供給するとともに、流速の大きい液から順に旋回流の上流側へ供給する。これにより、装置を大型化させることなく、反応槽1の反応部11により確実に旋回流を発生させて反応槽1の反応部11の液及び流動する粒子の流動状態を均一にすることができる。
According to the method for treating the liquid to be treated and the treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention, the treated water is withdrawn from the
更に、引き抜き手段16によって、特に反応槽1の晶析反応が進行する反応部11の直ぐ上方にある沈降分離部12の最下端B付近の処理水を引き抜くことによって、反応槽1の反応部11における粒子の均一な流動に必要な上向流の線速度(LV)を確保することができる。これにより、反応部11で生成される難溶性塩の結晶粒子を回収に適した大きさにまで成長させることができ、被処理液中の被除去イオンの除去率を向上させることができる。
Further, by drawing out the treated water near the lowermost end B of the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る被処理液の処理装置は、図3に示すように、沈降分離部12の上方から得られた上澄液を処理槽3へ循環させる循環手段25を更に備える点が、図1に示す処理装置と異なる。他は図1の処理装置と実質的に同様であるので記載を省略する。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 3, the treatment device for the liquid to be treated according to the second embodiment of the present invention includes a circulation means 25 for circulating the supernatant liquid obtained from above the
循環手段25により循環された上澄液の一部は処理槽3に供給され、ポンプ62を介して供給管21、22、23を介して反応槽1の下部へ再供給される。第2の実施の形態に係る被処理液の処理装置及び処理方法によれば、上澄み液を混合することにより被除去イオンと反応するイオンを含む液を希釈することができるため、被処理液2のリン濃度が高い場合などには処理槽3で希釈液を作製して反応槽1へ供給することができ、希釈水を新たに追加せずに処理を進めることができる。また、上澄液中に残存する未反応の被除去イオンをより確実に反応槽1内において除去することができるため、被除去イオンの回収効率が更に高まる。
A part of the supernatant liquid circulated by the circulation means 25 is supplied to the
処理槽3内に希釈水として供給される上澄液は、沈降分離部12において粒子の沈降処理がほぼ完全に終了しているため、反応槽1の下部へ旋回流を発生させるための循環水として利用することもできる。しかしながら、希釈水として供給される上澄液を処理槽3から反応部11へ循環させるだけでは、反応部11の下部に旋回流を発生させるためのLVを確保することは困難な場合がある。反応部11の下部に旋回流を発生させるのに十分なLVを上澄液で補うためには、希釈水として必要な量以上の上澄液を供給することが必要であり、すなわち沈降分離部12の大きさを大きくする必要があるが、装置が大型化し、かつ安定した沈降分離ができない場合がある。
The supernatant liquid supplied as diluted water into the
本発明の第2の実施の形態に係る被処理液の処理装置では、晶析反応は完了しているが沈降分離が未完了の処理水を引き抜き手段16によって引き抜いて塔内循環水として反応部11へ循環させるとともに、更に、循環手段25により循環された上澄液を処理槽3において被除去イオンと反応するイオンを含む液と混合し、その混合液を、ポンプ62を介して供給管21、22、23を介して反応槽1の下部へ再供給する。
In the treatment device for the liquid to be treated according to the second embodiment of the present invention, the treated water in which the crystallization reaction is completed but the sedimentation separation is not completed is drawn out by the drawing means 16 and used as the circulating water in the column. In addition to circulating to 11, the supernatant liquid circulated by the circulation means 25 is further mixed with a liquid containing ions that react with the ions to be removed in the
これにより、沈降分離部12の大型化を図ることなく反応部11のLVをより確実に確保することができ、沈降分離部12における処理水の沈降分離処理も安定的に行うことができる。なお、反応部11へ循環させる塔内循環水と、反応部11へ循環させる上記の上澄液を含めた被除去イオンと反応するイオンを含む液の供給量は、体積比で9:1~6:4となるように、より好ましくは9:1~7:3となるように調節して反応部11の下部へ供給することが好ましい。
As a result, the LV of the
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る被処理液の処理装置は、図4に示すように、引き抜き手段16が被処理液2を反応槽1へ供給する管に接続されており、引き抜き手段16により引き抜かれた塔内循環液を、反応槽1内に流入させる前に被処理液2と合流させることができるような構成になっている点が、図3に示す処理装置と異なる。他は図3の処理装置と実質的に同様であるので記載を省略する。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 4, in the device for treating the liquid to be treated according to the third embodiment of the present invention, the drawing means 16 is connected to a pipe for supplying the liquid to be treated 2 to the
第3の実施の形態に係る被処理液の処理装置及び処理方法によれば、図5に示すように、反応槽1へ供給する供給管21、22は2本で済むため、供給管21、22の数を少なくして装置の小型化及び簡略化を図ることができる。図5の例では、供給管21、22の供給方向が約180°異なる例を示しているが、反応槽1内でより大きい旋回流を確実に発生させるためには図2に示すように、供給管21、22を互いに近接させて配置してもよいことは勿論である。
According to the treatment apparatus and treatment method for the liquid to be treated according to the third embodiment, as shown in FIG. 5, since the
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係る被処理液の処理装置は、図7に示すように、反応槽1を2槽以上備える点が、図1~図5に示す処理装置と異なる。即ち、図7に示す処理装置は、2槽の反応槽1、7を備え、反応槽1(第1の反応槽)で得られた難溶性塩の結晶からなる粒子を反応槽7(第2の反応槽)へ導入し、反応槽7で得られる難溶性塩の結晶からなる粒子を反応槽1へ返送することができる。
(Fourth Embodiment)
As shown in FIG. 7, the treatment apparatus for the liquid to be treated according to the fourth embodiment is different from the treatment apparatus shown in FIGS. 1 to 5 in that it includes two or
反応槽7は、反応槽1と実質的に同様の構成を備えることができる。反応槽7の下部には、被処理液2と塔内循環液と被除去イオンと反応するイオンを含む液を供給するための供給管71、72を備えることができる。これら供給管71、72も、反応槽7の横断面に対して接線方向に接続されており、反応槽7の横断面に対して接線方向に被処理液2と塔内循環液と被除去イオンと反応するイオンを含む液を供給することができる。
The
反応槽7にも反応槽7の反応部からの処理水を引き抜くための引き抜き手段76が設けられている。ポンプ81を介して引き抜かれた処理水が、塔内循環水として反応槽7の下部から供給される。
The
反応槽7の上澄液は配管75を介して処理槽3へ供給されることができる。処理槽3では被除去イオンと反応するイオン4が添加されて、配管35を介して反応槽1、7の下部から反応槽1、7へ供給される。処理槽3で沈降した結晶粒子は配管34を介して反応槽7へ返送することができる。反応槽7で得られた結晶粒子は配管74を介して反応槽1へ供給することができる。第4の実施の形態に係る被処理液の処理装置及び処理方法によれば、反応槽1、7を2槽以上配置することにより、被除去イオンの除去率をより向上させることができる。
The supernatant liquid of the
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態に係る被処理液の処理装置は、図8に示すように、反応槽1、7にそれぞれ各反応槽1、7で得られる粒子を反応槽1、7の外部へ排出可能なエアリフト管50a、50bがそれぞれ配置されている。
(Fifth Embodiment)
As shown in FIG. 8, in the treatment apparatus for the liquid to be treated according to the fifth embodiment, the particles obtained in the
エアリフト管50a、50bは、エアリフト管50a、50bを洗浄するための洗浄水を受け入れる洗浄水受入部52a、52bと、洗浄水受入部52a、52bよりも下部に設けられたバルブと51a、51bと、洗浄水受入部よりも上部に設けられた気泡分離部53a、53bと、気泡分離部53a、53bに接続され、気泡分離部53a、53bにおいて気泡が分離された粒子を含む液体を反応槽1、7の外部へ排出するスラリー排出部54a、54bとを備える。
The
洗浄水受入部52a、52bには循環水返送管39が接続され、反応槽1、7の処理水の一部の循環水を洗浄水として利用することが可能である。或いは、洗浄水受入部52a、52bから清水を供給し、この静水洗浄水として供給するようにしてもよい。エアリフト管50bは、反応槽7で得られる粒子を反応槽1内へ供給することができる。エアリフト管50aは、反応槽1で得られる粒子を反応槽1の外部へ排出することができる。
A circulating
図8に示す被処理液の処理装置及び処理方法によれば、微細な結晶粒子の装置外部への流出を更に抑制することが更に可能となり、装置の洗浄及びメンテナンス作業も容易になる。 According to the treatment apparatus and treatment method for the liquid to be treated shown in FIG. 8, it is possible to further suppress the outflow of fine crystal particles to the outside of the apparatus, and the cleaning and maintenance work of the apparatus becomes easy.
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。本発明の実施の形態に係る被処理液の処理装置及び処理方法は本開示から種々の変形を加えることが可能であり、実施段階においては、その要旨を逸脱しない範囲において変形し具体化し得るものである。 Although the present invention has been described in accordance with the above embodiments, the statements and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting the invention. The treatment apparatus and treatment method for the liquid to be treated according to the embodiment of the present invention can be modified in various ways from the present disclosure, and can be modified and embodied in the implementation stage without departing from the gist thereof. Is.
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。 Examples of the present invention are shown below together with comparative examples, but these examples are provided for a better understanding of the present invention and its advantages, and are not intended to limit the invention.
図1に示す反応槽1を模した流動層方式の模擬晶析反応槽において、沈殿分離部の最下端部に引き抜き手段を接続して模擬晶析反応槽内から引き抜いた処理水を塔内循環液とし、リンを含む被処理液を処理した。
In a fluidized bed type simulated crystallization reaction tank imitating the
処理槽3内でマグネシウムイオンとpH調整剤を添加して、模擬晶析反応槽への供給に適切な液を作製し、0.2~1.0mmのリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子が流動する模擬晶析反応槽の側面下部から被処理液、マグネシウムイオンを含む液、及び塔内循環液をそれぞれ接線方向に供給した。
Magnesium ions and a pH adjuster are added in the
模擬晶析反応槽内の反応部の通水速度を表1に示すように変化させた。反応部への被処理液、マグネシウムイオンを含む液及び塔内循環液の供給は、流速が大きい順に、旋回流を発生させる方向に対して上流側となる供給管へ接続するようにした。模擬晶析反応槽内の流動状態を観察した。結果を表1に示す。 The water flow rate of the reaction part in the simulated crystallization reaction tank was changed as shown in Table 1. The liquid to be treated, the liquid containing magnesium ions, and the circulating liquid in the column were supplied to the reaction section in descending order of the flow velocity, so as to be connected to the supply pipe on the upstream side in the direction of generating the swirling flow. The flow state in the simulated crystallization reaction tank was observed. The results are shown in Table 1.
表1中、「△1」は、反応部に旋回流が発生せず、流入液が短絡流を起こした場合があった場合を示す。「△2」は、反応部に旋回流が発生したが、流入液が短絡流を僅かに起こした場合があった場合を示す。「○」は、反応部の流動は均一で適正となり、反応部に充填したリン酸マグネシウムの反応槽上層からの流出も抑制できたものの僅かにリン酸マグネシウムが上層から流出したことを示す。「◎」は反応槽の流動が均一で適正で且つ通水速度が適正で、反応部に充填したリン酸マグネシウムアンモニウムの流出が生じなかった状態を示す。 In Table 1, "Δ1" indicates a case where a swirling flow did not occur in the reaction section and the inflow liquid caused a short-circuit flow. “Δ2” indicates a case where a swirling flow was generated in the reaction section, but the inflow liquid slightly caused a short-circuit flow. “◯” indicates that the flow of the reaction part was uniform and appropriate, and the outflow of magnesium phosphate filled in the reaction part from the upper layer of the reaction tank could be suppressed, but a slight amount of magnesium phosphate flowed out from the upper layer. “⊚” indicates a state in which the flow of the reaction vessel is uniform and appropriate, the water flow rate is appropriate, and the outflow of magnesium ammonium phosphate filled in the reaction unit does not occur.
1…反応槽
2…被処理液
3…処理槽
5…pH調整剤
7…反応槽
11…反応部
12…沈降分離部
16…引き抜き手段
21、22、23…供給管
24…配管
25…循環手段
34…配管
35…配管
39…循環水返送管
50a、50b…エアリフト管
52a、52b…洗浄水受入部
53a、53b…気泡分離部
54a、54b…スラリー排出部
61、62…ポンプ
71…供給管
74、75…配管
76…引き抜き手段
1 ...
Claims (5)
前記沈降分離部の最下端又は前記最下端から上方に向かって3割以内の高さに接続され、前記反応槽内の処理水の一部を前記塔内循環液として引き抜く引き抜き手段と、
前記反応部に接続され、前記反応槽内に旋回流を発生させるように、前記塔内循環液、前記被処理液及び前記被除去イオンと反応するイオンを含む液を、前記反応槽の下部から前記反応槽の横断面に対して接線方向に供給する複数の供給管と、
前記沈降分離部の上方から得られる前記反応槽内の上澄液を引き抜き、前記被除去イオンと反応するイオンを含む液と混合して前記反応槽へ循環させる循環手段と
を備える被処理液の処理装置。 A seed crystal that accepts the liquid to be treated, the liquid containing ions that react with the ions to be removed in the liquid to be treated, and the circulating liquid in the column and passes water in an upward flow, and the liquid to be treated flows inside. The reaction section, which precipitates the ions to be removed in the liquid to be treated as crystals of a sparingly soluble salt by contacting with the contained particles, and the crystals located above the reaction section and generated in the reaction section are subjected to the reaction. A reaction vessel provided with a sedimentation separation section that is settled into a section and separated.
A drawing means connected to a height of 30% or less from the lowermost end of the sedimentation separation portion or upward from the lowermost end, and drawing out a part of the treated water in the reaction tank as the circulating liquid in the column.
A liquid containing the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the liquid containing ions that react with the ions to be removed is discharged from the lower part of the reaction tank so as to be connected to the reaction unit and generate a swirling flow in the reaction tank. A plurality of supply pipes that supply tangentially to the cross section of the reaction vessel,
A liquid to be treated provided with a circulation means for drawing out the supernatant liquid in the reaction tank obtained from above the sedimentation separation portion, mixing it with a liquid containing ions that react with the ions to be removed, and circulating the liquid in the reaction tank. Processing equipment.
前記沈降分離部の最下端又は前記最下端から上方に向かって3割以内の高さに接続され、前記反応槽内の処理水の一部を前記塔内循環液として引き抜く引き抜き手段と、
前記反応部に接続され、前記反応槽内に旋回流を発生させるように、前記塔内循環液、前記被処理液及び前記被除去イオンと反応するイオンを含む液を、前記反応槽の下部から前記反応槽の横断面に対して接線方向に供給する複数の供給管と、
前記塔内循環液に薬剤を供給するための添加手段と
を備える被処理液の処理装置。 A seed crystal that accepts the liquid to be treated, the liquid containing ions that react with the ions to be removed in the liquid to be treated, and the circulating liquid in the column and passes water in an upward flow, and the liquid to be treated flows inside. The reaction section, which precipitates the ions to be removed in the liquid to be treated as crystals of a sparingly soluble salt by contacting with the contained particles, and the crystals located above the reaction section and generated in the reaction section are subjected to the reaction. A reaction vessel provided with a sedimentation separation section that is settled into a section and separated.
A drawing means connected to a height of 30% or less from the lowermost end of the sedimentation separation portion or upward from the lowermost end, and drawing out a part of the treated water in the reaction tank as the circulating liquid in the column.
A liquid containing the circulating liquid in the column, the liquid to be treated, and the liquid containing ions that react with the ions to be removed is discharged from the lower part of the reaction tank so as to be connected to the reaction unit and generate a swirling flow in the reaction tank. A plurality of supply pipes that supply tangentially to the cross section of the reaction vessel,
A device for treating a liquid to be treated, which comprises an addition means for supplying a drug to the circulating liquid in the column.
前記反応槽内の処理水の一部を引き抜くことと、
前記反応槽内から引き抜いた処理水を塔内循環液とし、前記反応槽内に旋回流を発生させるように、前記塔内循環液、前記被処理液及び前記被除去イオンと反応するイオンを含む液を、前記反応槽の下部から前記反応槽の横断面に対して接線方向に供給することと、
前記反応槽として、前記塔内循環液、前記被処理液及び前記被除去イオンと反応するイオンを含む液を受け入れて前記結晶を生成させるための反応部と、前記反応部の上方に位置し、前記反応部で生成した前記結晶を前記反応部へ沈降させて分離する沈降分離部とを備える反応槽を用いることと、
前記沈降分離部の上方から得られる前記反応槽内の上澄液を引き抜き、前記被除去イオンと反応するイオンを含む液と混合して前記反応部へ循環させることと、
を含み、
前記反応槽内の処理水の一部を引き抜くことが、前記沈降分離部の最下端又は前記最下端から上方に向かって3割以内の高さから前記処理水を引き抜くことを含み、
前記被除去イオンが、リン酸イオン、カルシウムイオン、フッ素イオン、炭酸イオン、硫酸イオンのいずれかを含む被処理液の処理方法。 By passing water through the reaction vessel having seed crystals in an upward flow and bringing it into contact with the particles flowing in the reaction vessel, the ions to be removed in the solution to be treated are used as crystals of a sparingly soluble salt. Precipitating and
By drawing out a part of the treated water in the reaction tank,
The treated water drawn out from the reaction vessel is used as the circulating fluid in the column, and contains the circulating fluid in the column, the liquid to be treated, and ions that react with the ions to be removed so as to generate a swirling flow in the reaction vessel. The liquid is supplied from the lower part of the reaction vessel in the tangential direction with respect to the cross section of the reaction vessel.
The reaction tank is located above the reaction section and a reaction section for receiving the circulating fluid in the column, the solution to be treated, and the solution containing ions that react with the ions to be removed to generate the crystals. Using a reaction vessel provided with a settling and separating section for precipitating and separating the crystals generated in the reaction section in the reaction section.
The supernatant liquid in the reaction vessel obtained from above the sedimentation separation part is drawn out, mixed with a liquid containing ions that react with the ion to be removed, and circulated to the reaction part.
Including
Extracting a part of the treated water in the reaction vessel includes extracting the treated water from the lowermost end of the sedimentation separation portion or from a height within 30% upward from the lowermost end.
A method for treating a liquid to be treated, wherein the ion to be removed contains any one of phosphate ion, calcium ion, fluorine ion, carbonate ion and sulfate ion.
前記反応槽内の処理水の一部を引き抜くことと、
前記反応槽内から引き抜いた処理水を塔内循環液とし、前記反応槽内に旋回流を発生させるように、前記塔内循環液、前記被処理液及び前記被除去イオンと反応するイオンを含む液を、前記反応槽の下部から前記反応槽の横断面に対して接線方向に供給することと、
前記反応槽として、前記塔内循環液、前記被処理液及び前記被除去イオンと反応するイオンを含む液を受け入れて前記結晶を生成させるための反応部と、前記反応部の上方に位置し、前記反応部で生成した前記結晶を前記反応部へ沈降させて分離する沈降分離部とを備える反応槽を用いることと、
前記塔内循環液に薬剤を添加することと
を含み、
前記反応槽内の処理水の一部を引き抜くことが、前記沈降分離部の最下端又は前記最下端から上方に向かって3割以内の高さから前記処理水を引き抜くことを含む被処理液の処理方法。 By passing water through the reaction vessel having seed crystals in an upward flow and bringing it into contact with the particles flowing in the reaction vessel, the ions to be removed in the solution to be treated are used as crystals of a sparingly soluble salt. Precipitating and
By drawing out a part of the treated water in the reaction tank,
The treated water drawn out from the reaction vessel is used as the circulating fluid in the column, and contains the circulating fluid in the column, the liquid to be treated, and ions that react with the ions to be removed so as to generate a swirling flow in the reaction vessel. The liquid is supplied from the lower part of the reaction vessel in the tangential direction with respect to the cross section of the reaction vessel.
The reaction tank is located above the reaction section and a reaction section for receiving the circulating fluid in the column, the solution to be treated, and the solution containing ions that react with the ions to be removed to generate the crystals. Using a reaction vessel provided with a settling and separating section for precipitating and separating the crystals generated in the reaction section in the reaction section.
Including adding a drug to the circulating fluid in the column,
Extracting a part of the treated water in the reaction vessel includes extracting the treated water from a height within 30% from the lowermost end of the sedimentation separation portion or the lowermost end upward. Processing method.
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