JP4167512B2 - 廃液の処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工ゼオライト製造工場において、その製造工程で発生した廃液等を処理する廃液の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
人工ゼオライト製造工場の製造工程で発生する廃液(以下、ゼオライト廃液ともいう)は、Na2O、Al2O3、SiO2などの成分を多量に含んでおり、SiやAlの苛性ソーダの溶液であり、水ガラスのようなものである。また、廃液には約5%程度の蒸発残留物が含まれており、pHも13.2と高い値を示す。
【0003】
かかる廃液を中和すると、pH9でゲル化してしまい、水が抜けない状態になり、固液分離が困難となる問題がある。
【0004】
ゼオライト廃液は1.2%強の非常に高いSi濃度となり、脱水が困難となる。
【0005】
また、As、B、F、Se等も多く含有するため、高度な技術を要する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、かかる処理の困難な廃液を効果的に除去するゼオライト廃液及び珪酸ソーダ含有廃液を処理する方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明に係るゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分を含む廃液の処理方法は、ゼオライト成分を含み、珪酸ソーダを含むSiやAlの苛性ソーダ溶液であり、砒素又はセレンから選ばれる金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物の少なくとも1種を含有し、pHが10以上の廃液を処理する廃液の処理方法において、
塩化カルシウムのカルシウムイオンと前記廃液中のゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分とを反応させて、ゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分を分離する塩化カルシウム反応工程と、
分離したゼオライト成分、珪酸ソーダ成分のゲル化を防止するためにpH調整を行う塩酸反応工程と、
pH調整後の廃液を脱水する脱水工程と、
脱水ろ液にアルカリ土類金属元素を含む含水アルミノ珪酸塩鉱物からなる無機質ミネラル剤を50〜500mg/lの範囲で添加した後、曝気して含有する前記砒素又はセレンから選ばれる金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物を酸化する酸化処理工程と、
前記金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物を吸着、固定するポリ鉄反応工程と、
吸着、固定された前記金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物を固液分離する固液分離工程とを有することを特徴とする。
【0008】
好ましい態様は、(1)廃液が、人工ゼオライト製造工場の製造工程で発生する廃液であること、(2)固液分離工程で分離されたスラリーを前記脱水工程で脱水処理すること、(3)固液分離工程で分離された処理水をキレート処理するキレート反応工程を有することである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1は処理フローの概念図であり、同図において、1はゼオライト廃液、珪酸ソーダ廃液を貯留する原水槽、100は原水ポンプである。人工ゼオライト製造工程、珪酸ソーダ使用設備において発生した廃液は汲み上げられて、原水槽1に移送される。原水槽1の容量は、原水を1〜2日程度貯留できる容量が好ましい。
【0011】
原水には、Na2O、Al2O3、SiO2などの成分を多量に含んでおり、また砒素、ホウ素、セレンなどの金属イオン又は金属化合物を多量に含む。本発明ではこれらの金属イオン又は金属化合物の少なくとも1種を含有していればよく、好ましくは砒素、ホウ素の金属イオン又は金属化合物を含むことである。
本発明の廃液のpHは10以上であればよい。
【0012】
本発明において、原水の蒸発残留分(溶解性塩類:約250℃で乾燥し、残留した塩類)濃度は限定されるわけではないが、5%を越えると処理が安定しないことがあるので、原水希釈によって1〜5%程度に調整して本発明処理を行うことも好ましい態様である。
【0013】
2は塩化カルシウム反応槽であり、3は塩酸反応槽である。
【0014】
塩化カルシウム反応槽2は、添加された塩化カルシウムのカルシウムイオンと原水中のゼオライト成分(Na2O、Al2O3、SiO2)及び珪酸ソーダ成分(Na2O、SiO2)とをイオン交換反応させて、ゼオライト成分、珪酸ソーダ成分を分離する。
【0015】
塩化カルシウム反応槽2における反応時間は、3〜10分程度が好ましく、より好ましくは4〜8分程度である。
【0016】
塩化カルシウムの添加量は、10%塩化カルシウム溶液として添加する場合、50〜200ml/l(原水)の範囲が好ましい。この添加量の設定においては、後の工程で中和してもゲル化しない範囲の添加量が好ましい。
【0017】
塩化カルシウムを添加するために、塩化カルシウムタンク200、塩化カルシウムポンプ201が設けられている。
【0018】
塩酸反応槽3は、分離したゼオライト成分、珪酸ソーダ成分のゲル化を防止するためにpH調整を行う槽であり、かかるpH調整のために、塩酸タンク300、塩酸ポンプ301が設けられている。塩酸は通常35%塩酸を用いることができる。
【0019】
塩化カルシウム反応槽2には反応槽攪拌機202が設置され、塩酸反応槽3には塩酸反応槽攪拌機302が設置されている。
【0020】
前記原水ポンプ100は、原水槽1に設けたフロート式レベルスイッチ101により自動的にON,OFFを行い、原水槽1内の原水を一定量ずつ塩化カルシウム反応槽2に移送する。原水の流量を一定にするために、流量計(分配計量槽)102が設けられている。
【0021】
塩化カルシウムポンプ201、塩酸ポンプ301及び塩酸反応槽攪拌機302は、原水槽1のレベルスイッチ101により同時にON,OFFの操作が行われるように制御される。
【0022】
pH調整後の液は自然流下によって貯留槽4に送られ、汚泥ポンプ400により脱水機5に送られる。脱水機5としては、フィルタープレスを好ましく用いることができる。
【0023】
発生する脱水ケーキは場外処分とし、ろ過水は、ろ液受水槽6に送られる。
【0024】
ろ液受水槽6のろ液は、ろ液ポンプ600により中継槽7に送られる。中継槽7内の液は中継ポンプ700により砒素、ホウ素の処理工程に送られる。
【0025】
砒素、ホウ素の処理工程には、酸化反応槽8、ポリ鉄(硫酸第二鉄)添加槽9、高分子反応槽10が設けられる。
【0026】
酸化反応槽8は、TRP(カルシウムマグネシウム混合物)を添加した後、曝気して酸化処理を行う。例えば、砒素は3価(亜砒酸)または5価(砒酸)の状態で存在し、5価の方がはるかに除去され易い。このため3価の亜砒酸を5価の砒酸に酸化処理するのが好ましい。かかる処理により、砒素やホウ素の化合物は酸化処理される。
【0027】
酸化反応槽8の反応時間は、2〜8分程度が好ましい。
【0028】
TRPを添加する手段としては、TRPタンク800、TRPポンプ801が設けられる。TRPは陽イオン交換容量の大きいアルカリ土類金属元素を含む含水アルミノ珪酸塩鉱物の無機質ミネラル剤で、重金属類の吸着、固定に優れる薬剤である。
【0029】
TRPの市販品としては、TRP、TRP−L(アステック社製)が挙げられる。
【0030】
TRPの添加量は、50〜500mg/lの範囲が好ましいが、より好ましくは70〜300mg/lの範囲である。
【0031】
酸化処理された液は、自然流下によりポリ鉄(硫酸第二鉄)反応槽9に送られる。ポリ鉄(硫酸第二鉄)反応槽9は、添加されたポリ鉄(硫酸第二鉄)から生じる水酸化物により、砒素やホウ素などの金属を吸着、固定する。
【0032】
ポリ鉄(硫酸第二鉄)反応槽9の反応時間は、2〜6分程度が好ましい。
【0033】
ポリ鉄(硫酸第二鉄)を添加する手段としては、ポリ鉄(硫酸第二鉄)タンク900、ポリ鉄(硫酸第二鉄)ポンプ901が設けられる。
【0034】
砒素が除去された液は、自然流下により高分子反応槽10に送られる。高分子反応槽10は、添加される高分子凝集剤によって凝集物のフロックを大きくして沈降分離を促進する。なお、前工程のポリ鉄(硫酸第二鉄)反応で凝集フロックが大きく形成されていれば、この高分子反応槽10は必ずしも設ける必要はない。高分子凝集剤を添加する手段としては、高分子凝集剤タンク11、高分子凝集剤ポンプ12が設けられる。
【0035】
高分子凝集剤によってフロックを大きくしたら、沈殿分離槽13に送り、固液分離する。沈殿したスラリーは、汚泥ポンプ14によって前述の貯留槽4に送られ、原水と合わせて脱水処理される。
【0036】
固液分離によって分離された上澄み液は処理水となるが、ホウ素の基準値達成を確実にするために、キレート剤による吸着処理を行うために、キレート槽15に送られる。
【0037】
キレート剤としては、デュオライトES371N(住友化学工業社製)が挙げられる。
【0038】
【実施例】
以下に、実施例によって本発明の効果を例証する。
【0039】
実施例1
1) 原水条件
原水量:30m3/D
原水:Si、Alの苛性ソーダ溶液
原水水質 :表1に示す。
固形物(蒸発残留分) 約5w/v%
【0040】
2) 処理装置仕様
図1に示す処理装置を用いた。主となる各槽の反応時間(滞留時間)、機器仕様は以下に記した通りである。
【0041】
【0042】
3) 処理結果
処理結果は表1に示す通りであった。
【0043】
【表1】
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、処理の困難な廃液を効果的に除去するゼオライト廃液及び珪酸ソーダ廃液を処理する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理装置の一例を示すフロー図
【符号の説明】
1:原水槽
100:原水ポンプ
101:レベルスイッチ
102:流量計
2:塩化カルシウム反応槽
200:塩化カルシウムタンク
201:塩化カルシウムポンプ
202:反応槽攪拌機
3:塩酸反応槽
300:塩酸タンク
301:塩酸ポンプ
302:塩酸反応槽攪拌機
4:貯留槽
400:汚泥ポンプ
5:脱水機
6:ろ液受水槽
600:ろ液ポンプ
7:中継槽
700:中継ポンプ
8:酸化反応槽
800:TRPタンク
801:TRPポンプ
9:ポリ鉄(硫酸第二鉄)添加槽
900:ポリ鉄(硫酸第二鉄)タンク
901:ポリ鉄(硫酸第二鉄)ポンプ
10:高分子反応槽
11:高分子凝集剤タンク
12:高分子凝集剤ポンプ
13:沈殿分離槽
14:汚泥ポンプ
15:キレート槽
Claims (4)
- ゼオライト成分を含み、珪酸ソーダを含むSiやAlの苛性ソーダ溶液であり、砒素又はセレンから選ばれる金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物の少なくとも1種を含有し、pHが10以上の廃液を処理する廃液の処理方法において、
塩化カルシウムのカルシウムイオンと前記廃液中のゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分とを反応させて、ゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分を分離する塩化カルシウム反応工程と、
分離したゼオライト成分、珪酸ソーダ成分のゲル化を防止するためにpH調整を行う塩酸反応工程と、
pH調整後の廃液を脱水する脱水工程と、
脱水ろ液にアルカリ土類金属元素を含む含水アルミノ珪酸塩鉱物からなる無機質ミネラル剤を50〜500mg/lの範囲で添加した後、曝気して含有する前記砒素又はセレンから選ばれる金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物を酸化する酸化処理工程と、
前記金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物を吸着、固定するポリ鉄反応工程と、
吸着、固定された前記金属又はその金属化合物若しくはホウ素又はホウ素化合物を固液分離する固液分離工程とを有することを特徴とするゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分を含む廃液の処理方法。 - 廃液が、人工ゼオライト製造工場の製造工程で発生する廃液であることを特徴とする請求項1記載のゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分を含む廃液の処理方法。
- 固液分離工程で分離されたスラリーを前記脱水工程で脱水処理することを特徴とする請求項1又は2記載のゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分を含む廃液の処理方法。
- 固液分離工程で分離された処理水をキレート処理するキレート反応工程を有することを特徴とする請求項1、2又は3記載のゼオライト成分及び珪酸ソーダ成分を含む廃液の処理方法。
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