JP3282648B2 - フッ素含有排水の処理方法 - Google Patents

フッ素含有排水の処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水酸化マグネシウムを
用いる排煙脱硫装置からのフッ素イオン含有排水の処理
方法、特にフッ素イオンの他にマグネシウムイオン又は
マグネシウムイオンと硫酸イオンを含む排水中のフッ素
イオンの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、石炭火力発電所で実施されている
排煙脱硫装置からの排水中にはフッ素イオン、硫酸イオ
ン、金属類及びＣＯＤが含まれている。又、廃棄物の燃
焼処理における燃焼排ガス中のフッ素及び硫黄酸化物も
問題となり、一般的にはアルカリ水で洗煙処理されてお
り、この際の排水中にもフッ素イオンと硫酸イオンが含
まれている。従来から排水中のフッ素イオンを除去する
方法としては、排水中にカルシウムイオンを添加して、
フッ素イオンをフッ化カルシウムとして沈澱除去する方
法が一般的に行われている（例えば、特公昭５８−１３
２３０号公報等参照）。この方法では、カルシウムイオ
ンを下記式に示す如くフッ素イオンの当量の数倍量添加
するが、通常３倍量使用すると排水中のフッ素イオンを
５０〜６０ｍｇ／ｌ程度までに除去することが出来る。
更に７倍量使用すると１５〜３０ｍｇ／ｌ程度までに除
去することが出来る。 ２Ｆ- ＋ Ｃａ2+ → ＣａＦ2
【０００３】しかしながら、この方法では排水中にマグ
ネシウムイオンや硫酸イオンが存在するとフッ素イオン
の除去率は極端に悪くなり、カルシウムイオンをフッ素
イオンの当量の７倍以上使用しても排水中のフッ素イオ
ンを１００ｍｇ／ｌ程度までしか除去することが出来な
いという問題がある。
【０００４】排煙脱硫法としては、従来から湿式石灰−
石膏法が主流であったが、この方法では生成する石膏の
処分が問題となり、石灰に代えて水酸化マグネシウムを
使用する方法が考え出された。この方法では、硫黄分を
石膏の様な固形物としてではなく、硫黄分を水への溶解
度が大きい硫酸マグネシウムとして捕捉するものであ
り、硫酸マグネシウムは溶解して排水と共に放流するこ
とが可能である。上記の様にフッ素イオンの他にマグネ
シウムイオン又はマグネシウムイオンと硫酸イオンを含
む排水中のフッ素イオンの除去は容易ではなく改善が要
望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、フッ素イオンの他にマグネシウムイオン又はマグネ
シウムイオンと硫酸イオンが含まれる水酸化マグネシウ
ムを用いる排煙脱硫装置からの排水中のフッ素イオンを
効率よく除去することが出来る排水処理方法の提供にあ
る。従来方法では、カルシウムイオンを添加して排水中
のフッ素イオンをフッ化カルシウムとして凝集沈澱させ
る最適のｐＨは６〜８と言われているが、フッ素イオン
の他にマグネシウムイオン又はマグネシウムイオンと硫
酸イオンが排水中に共存する場合には、このｐＨ範囲で
は残留フッ素イオンを１００ｍｇ／ｌ以下に除去するこ
とが出来ず、本発明者等は鋭意検討の結果、排水のｐＨ
を特定範囲に調整することにより、上記の如き排水であ
っても残留フッ素イオン濃度を著しく低下させ得ること
を見い出し本発明を完成するに至った。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明の上記の目的は、フ
ッ素イオンの他にマグネシウムイオン又はマグネシウム
イオンと硫酸イオンを含有する水酸化マグネシウムを用
いる排煙脱硫装置からの排水中のフッ素イオンをカルシ
ウムとして８００ｍｇ／ｌ以下のカルシウムイオンの添
加により沈澱除去するに際し、予め、カルシウムイオン
及び／又はアルミニウムイオンの存在下に前記排水のｐ
Ｈを５〜８．５に調整して沈澱を生成させ、生成した沈
澱を分離する工程を経ずに、直接、前記排水のｐＨを
９．４〜９．８に調整することを特徴とするフッ素含有
排水の処理方法を用いることにより達せられる。
【０００７】
【作用】フッ素イオンの他にマグネシウムイオン又はマ
グネシウムイオンと硫酸イオンを含有する排水中のフッ
素イオンをカルシウムイオンの添加により除去する場合
に、上記排水のｐＨを９．４〜９．８の特定範囲に調整
することにより、排水中の残留フッ素イオン濃度を著し
く低減させることが出来る。
【０００８】
【好ましい実施態様】以下に好ましい実施態様を挙げて
本発明を更に詳細に説明する。本発明は、フッ素イオン
の他にマグネシムイオン及び／又は硫酸イオンが共存し
ている水酸化マグネシウムを用いる排煙脱硫装置からの
排水を対象とするものである。本発明方法は、上記排水
にカルシウムイオンを添加すると共にｐＨを調整して排
水に添加されたカルシウムイオンによりフッ素イオンを
フッ化カルシウムとし、これを水酸化マグネシウムに吸
着させて除去する方法である。
【０００９】上記の排水に添加するカルシウムイオン発
生源としてのカルシウム化合物は、フッ化カルシウム沈
澱法において従来から用いられている公知のカルシウム
化合物を使用することが出来、特に制約されないが、塩
化カルシウム、水酸化カルシウム（消石灰）、炭酸カル
シウム等が挙げられる。カルシウムイオンの添加量は排
水中のフッ素イオンの当量に対し等量乃至その３倍量が
好ましい。３倍量を越えても残留フッ素イオン濃度は変
わらず、不経済である。又、排水として石炭を燃料とす
る火力発電所等の排煙脱硫装置等からの硫酸イオンを多
量に含む排水を対象とする場合には、硫酸カルシウムの
沈澱に起因するスラッジ発生量を抑制する為に、カルシ
ウムイオンの添加量はカルシウムとして８００ｍｇ／ｌ
以下であることが望ましい。フッ素含有排水が、２００
０ｍｇ／ｌ以上のマグネシウムイオンと５０００ｍｇ／
ｌ以上の硫酸イオンとを同時に含有する排水である場合
に本発明の方法は特に有効である。
【００１０】次いで、カルシウムイオンが添加された排
水は、フッ素イオンの含有量や処理後の排水の使用目的
によって差異はあるが、ｐＨを９．４〜９．８の範囲に
調整する。このｐＨ調整はカルシウムイオンの添加と同
時に行ってもよい。ｐＨをこの範囲に調整することによ
って残留フッ素イオンの量を著しく低減させることが出
来ると共に、水酸化マグネシウムに起因するスラッジの
発生を抑制することが出来る。ｐＨが９．８を越えると
残留フッ素イオン濃度は更に減少するが、スラッジが多
量に発生するので好ましくない。ｐＨ調整は、公知のｐ
Ｈ調整剤であるアルカリ化合物を使用することが出来、
特に制約されないが、例えば、苛性ソーダ、ソーダ灰、
消石灰等が挙げられる。フッ素イオンの除去性の点か
ら、消石灰等のカルシウム系アルカリ剤の使用が好まし
い。又、カルシウムイオン源として塩化カルシウムを使
用し、苛性ソーダ等のアルカリ剤でｐＨを調整した場合
にも、排水中の残留フッ素イオン濃度の低減効果は同様
に大きい。
【００１１】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。 実施例１、参考例１、比較例１及び２ 表１に示す石炭火力発電施設の水酸化マグネシウムを用
いる排煙脱硫排水について、表２の条件で処理した。こ
の排煙脱硫排水１リットルをビーカーに採り、マグネチ
ックスターラーで攪拌しながら２５重量％の塩化カルシ
ウム水溶液を所定量添加し、次いでガラス電極ｐＨ計で
ｐＨを測定しながら１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を添加して、
ｐＨを所定値に調整した。ｐＨ調整後６０分間攪拌を継
続した後、３０分間静置して析出物を沈降分離によって
固液分離した後、ビーカーを静かに傾斜させて上澄水を
採取した。この上澄水の残留フッ素イオン濃度を表３に
示す。表３の結果から、排水のｐＨを７．５に調整した
従来の方法ではマグネシウムイオン及び硫酸イオンの共
存下には残留フッ素イオン濃度を低レベルに低減するこ
とが出来ないが、本発明法の実施例１及び参考例１では
マグネシウムイオン及び硫酸イオンが共存しても残留フ
ッ素イオン濃度を著しく低減させることが出来ることが
分かる。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【表３】
【００１４】実施例２ 表１の排水１リットルをビーカーに採り、マグネチック
スターラーで攪拌しながら２５重量％塩化カルシウム水
溶液をカルシウムイオン濃度が８００（ｍｇ／ｌ）とな
る様に添加し、次いでガラス電極ｐＨ計でｐＨを測定し
ながら１Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を添加して、ｐＨを８．０
〜１０．０に調整した。ｐＨ調整後６０分間攪拌を継続
した後、３０分間静置して析出物を沈降分離によって固
液分離した後、ビーカーを静かに傾斜させて上澄水を採
取した。この上澄水の水質ならびに固液分離前のＳＳ濃
度とｐＨとの関係を図１に示す。図１より、ｐＨが９．
８を越えても残留フッ素イオン濃度を著しく低減させる
ことが出来るが、ＳＳの発生量を考慮するとｐＨが９．
８が限度であり、ｐＨが９．８を越えるとＳＳの発生量
が増加し過ぎて実用的でないことがわかる。
【００１５】実施例３ 蒸留水にフッ化ナトリウム（ＮａＦ）を溶解してフッ素
イオン濃度２００ｍｇ／ｌの溶液を作成し、この溶液に
以下の成分を加えて疑似排水ａ〜ｄを作成した。 （１）塩化カルシウムをカルシウムイオンとして８００
ｍｇ／ｌのみ加えて疑似排水ａを作成した。 （２）硫酸ナトリウムを硫酸イオンとして２００００ｍ
ｇ／ｌ加えた後、上記（１）と同量の塩化カルシウムを
加えて疑似排水ｂを作成した。 （３）塩化マグネシウムをマグネシウムイオンとして６
００ｍｇ／ｌ加えた後、上記（１）と同量の塩化カルシ
ウムを加えて疑似排水ｃを作成した。 （４）塩化マグネシウムをマグネシウムイオンとして６
０００ｍｇ／ｌ及び硫酸ナトリムを硫酸イオンとして２
００００ｍｇ／ｌ加えた後、上記（１）と同量の塩化カ
ルシウムを加えて疑似排水ｄを作成した。 以上の４種類の疑似排水を１リットルビーカーに採り、
水酸化ナトリウム溶液を加えてｐＨを８．５、９．０、
９．４、９．８の４段階に調整し、約１０分間電磁撹拌
機で撹拌した後、Ｎｏ．５Ａの濾紙で濾過した濾液のフ
ッ素イオン濃度を測定し下記表４に示す結果を得た。
【００１６】
【表４】
【００１７】
【発明の効果】本発明方法を実施することにより、フッ
素イオンの他にマグネシウムイオン又はマグネシウムイ
オンと硫酸イオンが共存する水酸化マグネシウムを用い
る排煙脱硫装置からの排水中の、従来のフッ化カルシウ
ム沈澱法では十分処理することが出来なかったフッ素イ
オンを容易に除去することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例２の処理排水中のフッ素イオン濃度及
びＳＳ発生量と排水のｐＨとの関係を示す。
フロントページの続き (72)発明者 野村 幸弘 東京都千代区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式會社内 (72)発明者 山本 忠秋 東京都千代区東神田２−５−12 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小山 修 東京都千代田区東神田２−５−12 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 村橋 照善 東京都千代田区東神田２−５−12 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古宮 紀之 東京都千代田区東神田２−５−12 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 横幕 豊一 東京都千代田区東神田２−５−12 環境 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−4987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−32364（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−25057（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−7490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−27191（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−129090（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/58 ZAB

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フッ素イオンの他にマグネシウムイオン
    又はマグネシウムイオンと硫酸イオンを含有する水酸化
    マグネシウムを用いる排煙脱硫装置からの排水中のフッ
    素イオンをカルシウムとして８００ｍｇ／ｌ以下のカル
    シウムイオンの添加により沈澱除去するに際し、予め、
    カルシウムイオン及び／又はアルミニウムイオンの存在
    下に前記排水のｐＨを５〜８．５に調整して沈澱を生成
    させ、生成した沈澱を分離する工程を経ずに、直接、前
    記排水のｐＨを９．４〜９．８に調整することを特徴と
    するフッ素含有排水の処理方法。
  2. 【請求項２】 ｐＨ調整を、カルシウム系アルカリ剤を
    使用して行う請求項１に記載のフッ素含有排水の処理方
    法。
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JP4140050B2 (ja) * 2002-03-26 2008-08-27 栗田工業株式会社 フッ素含有水の処理方法及びフッ素含有水処理装置
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