JP4647640B2 - 晶析反応装置及び晶析反応方法 - Google Patents
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Description
2HF + CaCl2 → CaF2↓ + 2HCl
3Ca2+ + 2PO4 3− → Ca3(PO4)2↓
5Ca2+ + OH− + 3PO4 3− → Ca5OH(PO4)3↓
(1)原水フッ素濃度10000mg−F/L未満のとき、レベルスイッチ40によるL7からL1までの原水を濃度調整槽36へ送水、
(2)原水フッ素濃度10000mg−F/L以上20000mg−F/L未満のとき、L7からL2までの原水を濃度調整槽36へ送水、
(3)原水フッ素濃度20000mg−F/L以上30000mg−F/L未満のとき、L7からL3までの原水を濃度調整槽36へ送水、
(4)原水フッ素濃度30000mg−F/L以上40000mg−F/L未満のとき、L7からL4までの原水を濃度調整槽36へ送水、
(5)原水フッ素濃度40000mg−F/L以上50000mg−F/L未満のとき、L7からL5までの原水を濃度調整槽36へ送水、
(6)原水フッ素濃度50000mg−F/L以上のとき、L7からL6までの原水を濃度調整槽36へ送水、
のような6段階で移送量を調整することができる。このフッ素含有原水の移送量の調整方法は一例であって、フッ素含有原水の含有フッ素量、含有フッ素濃度の変動幅等に応じて適宜設定することができ、特に限定するものではない。
希釈水量[L]={[(測定F濃度)/(設定F濃度)]−1}×単位移送量[L]×n・・・(1)
ここで、測定F濃度:供給フッ素量調整槽34にて測定したF濃度
設定F濃度:晶析反応槽16に供給する目標F濃度
単位移送量:レベルスイッチ1段分の移送量
原水フッ素濃度50000mg−F/L以上のときn=1、
原水フッ素濃度50000mg−F/L未満〜40000mg−F/L以上のときn=2、
原水フッ素濃度40000mg−F/L未満〜30000mg−F/L以上のときn=3、
原水フッ素濃度30000mg−F/L未満〜20000mg−F/L以上のときn=4、
原水フッ素濃度20000mg−F/L未満〜10000mg−F/L以上のときn=5、
原水フッ素濃度10000mg−F/L未満〜5000mg−F/L以上のときn=6、
とすることができる。この供給する希釈水量の決定方法は一例であって、フッ素含有原水の含有フッ素量、含有フッ素濃度の変動幅等に応じて適宜設定することができ、特に限定するものではない。
図1の晶析反応装置1を用いて、以下の条件でフッ素含有原水の処理を行った。カルシウム濃度測定手段として導電率計(FOXBORO製、873RS)を用い、カルシウム溶液のカルシウム濃度を測定して、測定したカルシウム濃度に基づいてカルシウム溶液を添加した。回収率の推移を図5に示す。なお、ここでいう処理水のフッ素濃度は、非溶解性のフッ素(=フッ化カルシウム)と溶解性のフッ素を含む全フッ素濃度である。
晶析反応槽16の容量:100L(直径:440mmφ×高さ:620mmH)
フッ素含有原水のフッ素濃度:5000mg−F/L及び20000mg−F/L
フッ素含有原水流量:50L/hr
pH調整剤:NaOHでpH2.3±0.2に調整
カルシウム剤:消石灰5重量%スラリを、塩酸で溶解したカルシウム溶液(pH4.0)
通水時間:50hr
図2の晶析反応装置3を用いて、以下の条件でフッ素含有原水の処理を行った。計測手段としてレベルスイッチ(東京計装製、FP−4000)を用いて、前述のように6段階でバッチ形式で移送量を調整した。また、フッ素濃度測定手段として導電率計(FOXBORO製、875EC)を用いた。供給する希釈水量は上述のように前記計算式(1)によって、n=1〜6として決定した。
供給フッ素量調整槽34の容量:65L
濃度調整槽36の容量:200L
調整原水槽38の容量:200L
晶析反応槽16の容量:100L(直径:440mmφ、高さ:620mmH)
フッ素含有原水のフッ素濃度:10000〜50000mg−F/Lで変動
フッ素含有原水流量:25L/hr
目標調整原水フッ素濃度:10000mg−F/L
カルシウム剤:消石灰5重量%スラリを、塩酸で溶解したカルシウム溶液(pH4.0)
pH調整剤:NaOHでpH2.3±0.2に調整
通水時間:50hr
図4の晶析反応装置7を用いて、以下の条件でフッ素含有原水の処理を行った。
晶析反応槽16の容量:100L
フッ素含有原水のフッ素濃度:5000mg−F/L
フッ素含有原水流量:50L/hr
pH調整剤:NaOHでpH2.3±0.2に調整
カルシウム剤:消石灰5重量%スラリから分離した飽和溶液、及び塩酸で溶解したカルシウム溶液(pH4.0)
カルシウム溶液のカルシウム濃度を測定せずにカルシウム溶液を添加した以外は実施例1と同様にしてフッ素含有原水の処理を行った。回収率の推移を図5に示す。
Claims (9)
- フッ素を含む原水にカルシウム剤を添加して難溶塩の結晶を生成させる晶析反応装置であって、
前記原水中のフッ素濃度を測定するフッ素濃度測定手段と、
測定したフッ素濃度に基づいて後段への前記原水の移送量を調整するフッ素量調整手段と、
前記測定したフッ素濃度に基づいて前記移送された移送原水を希釈するための希釈水を供給する希釈水供給手段と、
前記移送原水と前記希釈水とを混合する混合手段と、
消石灰と酸とを混合してカルシウム溶液を生成させるためのカルシウム溶液生成槽と、
前記カルシウム溶液のカルシウム濃度を測定するカルシウム濃度測定手段と、
前記カルシウム濃度に基づいて前記カルシウム溶液をカルシウム剤として前記希釈水によりフッ素濃度が調整された調整原水に添加するカルシウム剤添加手段と、
前記原水に前記カルシウム剤を添加して難溶塩の結晶を生成させるための晶析反応槽と、
を有することを特徴とする晶析反応装置。 - 請求項1に記載の晶析反応装置であって、
前記カルシウム溶液生成槽の前段に、供給された消石灰の過飽和溶液を未溶解の消石灰スラリと消石灰飽和溶液とに分離する飽和溶液分離手段を有し、
前記消石灰スラリを前記カルシウム溶液生成槽で酸と混合してカルシウム溶液とし、前記消石灰飽和溶液のカルシウム濃度及び前記カルシウム溶液のカルシウム濃度に基づいて、前記消石灰飽和溶液及び前記カルシウム溶液を前記原水に添加することを特徴とする晶析反応装置。 - 晶析対象物質を含む原水にカルシウム剤を添加して難溶塩の結晶を生成させる晶析反応装置であって、
供給された消石灰の過飽和溶液を未溶解の消石灰スラリと消石灰飽和溶液とに分離する飽和溶液分離手段と、
前記消石灰スラリと酸とを混合してカルシウム溶液を生成させるためのカルシウム溶液生成槽と、
前記カルシウム溶液のカルシウム濃度を測定するカルシウム濃度測定手段と、
前記消石灰飽和溶液のカルシウム濃度及び前記カルシウム濃度に基づいて前記消石灰飽和溶液及び前記カルシウム溶液をカルシウム剤として前記原水に添加するカルシウム剤添加手段と、
前記原水に前記カルシウム剤を添加して難溶塩の結晶を生成させるための晶析反応槽と、
を有することを特徴とする晶析反応装置。 - 請求項3に記載の晶析反応装置であって、
前記原水中の晶析対象物質濃度を測定する晶析対象物質濃度測定手段を有し、
前記カルシウム剤添加手段は、前記晶析対象物質濃度、前記消石灰飽和溶液のカルシウム濃度及び前記カルシウム濃度に基づいて前記カルシウム溶液を前記原水に添加することを特徴とする晶析反応装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の晶析反応装置であって、
前記カルシウム濃度測定手段が、導電率を測定し、前記測定した導電率に基づいてカルシウム濃度を算出することを特徴とする晶析反応装置。 - フッ素を含む原水にカルシウム剤を添加して難溶塩の結晶を生成させる晶析反応方法であって、
前記原水中のフッ素濃度を測定するフッ素濃度測定工程と、
測定したフッ素濃度に基づいて後段への前記原水の移送量を調整するフッ素量調整工程と、
前記測定したフッ素濃度に基づいて前記移送された移送原水を希釈するための希釈水を供給する希釈水供給工程と、
前記移送原水と前記希釈水とを混合する混合工程と、
消石灰と酸とを混合してカルシウム溶液を生成させるカルシウム溶液生成工程と、
前記カルシウム溶液のカルシウム濃度を測定するカルシウム濃度測定工程と、
前記カルシウム濃度に基づいて前記カルシウム溶液をカルシウム剤として前記希釈水によりフッ素濃度が調整された調整原水に添加して難溶塩の結晶を生成させる晶析反応工程と、
を含むことを特徴とする晶析反応方法。 - 請求項6に記載の晶析反応方法であって、
前記カルシウム溶液生成工程の前段に、供給された消石灰の過飽和溶液を未溶解の消石灰スラリと消石灰飽和溶液とに分離する飽和溶液分離工程を含み、
前記消石灰スラリを前記カルシウム溶液生成工程で酸と混合してカルシウム溶液とし、前記消石灰飽和溶液のカルシウム濃度及び前記カルシウム溶液のカルシウム濃度に基づいて、前記消石灰飽和溶液及び前記カルシウム溶液を前記原水に添加することを特徴とする晶析反応方法。 - 晶析対象物質を含む原水にカルシウム剤を添加して難溶塩の結晶を生成させる晶析反応方法であって、
供給された消石灰の過飽和溶液を未溶解の消石灰スラリと消石灰飽和溶液とに分離する飽和溶液分離工程と、
前記消石灰スラリと酸とを混合してカルシウム溶液を生成させるためのカルシウム溶液生成工程と、
前記カルシウム溶液のカルシウム濃度を測定するカルシウム濃度測定工程と、
前記消石灰飽和溶液のカルシウム濃度及び前記カルシウム濃度に基づいて前記消石灰飽和溶液及び前記カルシウム溶液をカルシウム剤として前記原水に添加するカルシウム剤添加工程と、
前記原水に前記カルシウム剤を添加して難溶塩の結晶を生成させるための晶析反応工程と、
を含むことを特徴とする晶析反応方法。 - 請求項8に記載の晶析反応方法であって、
前記原水中の晶析対象物質濃度を測定する晶析対象物質濃度測定工程を含み、
前記カルシウム剤添加工程において、前記晶析対象物質濃度、前記消石灰飽和溶液のカルシウム濃度及び前記カルシウム濃度に基づいて前記カルシウム溶液を前記原水に添加することを特徴とする晶析反応方法。
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