JP4883495B2 - Fluorine-containing wastewater treatment method and fluorine-containing wastewater treatment equipment - Google Patents
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本発明は、フッ素含有排水を処理する方法、及びこの処理を行うための装置に関する。 The present invention relates to a method for treating fluorine-containing wastewater and an apparatus for carrying out this treatment.
半導体製造工場やその関連工場等では、フッ酸やフッ化アンモニウムを主成分とするフッ素含有排水が排出される。この様なフッ素含有排水は従来、当量の数倍もの水酸化カルシウム等のカルシウム塩を添加することで難溶性のフッ化カルシウムを生成させ、凝集沈殿等の処理が行われてきた。しかし、難溶性のフッ化カルシウムを生成させてフッ素を除去する方法は、沈降性に乏しい大量の汚泥が発生するという問題があり、この汚泥発生量の低減が課題とされている。 In semiconductor manufacturing factories and related factories, fluorine-containing wastewater mainly containing hydrofluoric acid or ammonium fluoride is discharged. Conventionally, such fluorine-containing wastewater has been subjected to a treatment such as coagulation precipitation by generating a hardly soluble calcium fluoride by adding calcium salt such as calcium hydroxide several times the equivalent. However, the method of removing fluorine by generating poorly soluble calcium fluoride has a problem that a large amount of sludge having poor sedimentation properties is generated, and reduction of this sludge generation amount is a problem.
一方、この汚泥発生量の低減策として、フッ素含有排水を炭酸カルシウム充填塔に通水してフッ素を粒状のフッ化カルシウムに転換することでフッ素含有排水からフッ素を取り除き、炭酸カルシウム充填塔からはフッ化カルシウムを回収するという方法が知られている。この方法において、炭酸カルシウムをフッ化カルシウムへほぼ完全に転換させるためには、炭酸カルシウム充填塔内の液中フッ素濃度がフッ素含有排水(原水)とほぼ同一になるまで通水を継続する必要がある。フッ素濃度の変化を見極める手段として、炭酸カルシウム充填塔の入口と出口にPH計やフッ素濃度計を設置することが知られている(例えば特許文献1参照)。
しかし、フッ素含有排水はアルカリ成分(フッ化アンモニウム、アンモニア等)や酸成分(硫酸や硝酸等)を含有することが多く、濃度も一定ではない。そして、アルカリ成分は炭酸カルシウム充填塔から流出する処理水の水質を不安定にし、酸成分は充填塔内の炭酸カルシウムを溶かしてしまう。さらに、これらの酸成分やアルカリ成分はPHに影響を与えるため、炭酸カルシウム充填塔内の液中フッ素濃度の変化を検出する際の障害となる。即ち、フッ素含有排水のPHは、酸成分やアルカリ成分の含有量により変動する。このため、炭酸カルシウム充填塔の入口側PHと出口側のPHが同一になることでフッ化カルシウムへの転換完了を検知させると、回収物であるフッ化カルシウムの純度は不安定になる可能性がある。また場合によっては、炭酸カルシウムからフッ化カルシウムへの転換が既にほぼ完全に成されているにも係わらず、必要以上に通水が続けられることにもなりかねない。 However, fluorine-containing wastewater often contains alkali components (such as ammonium fluoride and ammonia) and acid components (such as sulfuric acid and nitric acid), and the concentration is not constant. Then, the alkaline component destabilizes the quality of the treated water flowing out from the calcium carbonate packed tower, and the acid component dissolves the calcium carbonate in the packed tower. Furthermore, since these acid components and alkali components affect the pH, it becomes an obstacle to detecting changes in the fluorine concentration in the liquid in the calcium carbonate packed tower. That is, the pH of the fluorine-containing waste water varies depending on the contents of acid components and alkali components. For this reason, if the completion of conversion to calcium fluoride is detected by the same pH at the inlet and outlet of the calcium carbonate packed tower, the purity of the recovered calcium fluoride may become unstable. There is. In some cases, even though the conversion from calcium carbonate to calcium fluoride has already been almost completely completed, water may continue to flow more than necessary.
これに対し、炭酸カルシウム充填塔の入口と出口にフッ素濃度計を設置した場合には、高純度のフッ化カルシウムの回収を安定的に行うことができるようになる。しかしこの場合、フッ素含有排水に含有するアルカリ成分や酸成分により、炭酸カルシウム充填塔から流出する処理水の水質が不安定になることは解消されない。 In contrast, when fluorine concentration meters are installed at the inlet and outlet of the calcium carbonate packed tower, high-purity calcium fluoride can be recovered stably. However, in this case, it cannot be solved that the quality of the treated water flowing out from the calcium carbonate packed tower becomes unstable due to the alkali component or acid component contained in the fluorine-containing waste water.
また、炭酸カルシウム充填塔にて安定的に処理が成された処理水の炭酸濃度は高い。このため、特許文献1に開示されているようなメリーゴーランド方式では、後段の炭酸カルシウム充填塔において、フッ素除去に寄与しないまま溶け出してしまう炭酸カルシウムが多くなり、効率が悪いという問題がある。 Moreover, the carbonate concentration of the treated water stably processed in the calcium carbonate packed tower is high. For this reason, in the merry-go-round system as disclosed in Patent Document 1, there is a problem in that the calcium carbonate that dissolves without contributing to fluorine removal increases in the latter-stage calcium carbonate packed tower, resulting in poor efficiency.
そこで本発明では、フッ素含有排水の処理を行うにあたり、高純度のフッ化カルシウムを安定して回収でき、安定した処理水水質を得ることが可能で、さらに炭酸カルシウムの無駄な流出を防止することができるフッ素含有排水の処理方法、及びこれを実施するための装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, when treating fluorine-containing wastewater, it is possible to stably recover high-purity calcium fluoride, obtain a stable treated water quality, and prevent wasteful discharge of calcium carbonate. It aims at providing the processing method of the fluorine-containing waste water which can perform, and the apparatus for implementing this.
上記目的を達成するための本発明に係るフッ素含有排水の処理方法は、複数の炭酸カルシウム充填塔を有するフッ素含有排水の処理装置を用いたフッ素含有排水の処理方法であって、フッ素含有排水のPHを調整して原水を生成するPH調整工程と、PH調整が行われた前記原水を第1の炭酸カルシウム充填塔に通水して、前記原水のフッ素除去を行い処理水として排出する一次単一塔処理工程と、前記第1の炭酸カルシウム充填塔から排出される処理水のPHが通水初期における処理水のPHよりも低下してフッ素残留処理水となった後に、前記第1の炭酸カルシウム充填塔における処理を高純度フッ化カルシウム生成に切り替え、前記フッ素残留処理水を第2の炭酸カルシウム充填塔に通水して前記フッ素残留処理水からフッ素除去を行うことで処理水を生成する多段塔処理工程と、前記第1の炭酸カルシウム充填塔から排出された前記フッ素残留処理水のPHが低下して前記原水のPHに近似または同一となった後に、前記第1の炭酸カルシウム充填塔への通水を停止させて前記原水を前記第2の炭酸カルシウム充填塔へ通水させることで処理水を生成する二次単一塔処理工程とを有し、前記二次単一塔処理工程の後に他の一の炭酸カルシウム充填塔を用いた多段処理工程と、二次単一塔処理工程とを順次繰り返すと共に、通水を停止させた炭酸カルシウム充填塔からフッ化カルシウムを引抜くと共に、フッ化カルシウムを引抜いた炭酸カルシウム充填塔に新たな炭酸カルシウムを充填することを特徴とする。 The fluorine-containing wastewater treatment method according to the present invention for achieving the above object is a fluorine-containing wastewater treatment method using a fluorine-containing wastewater treatment apparatus having a plurality of calcium carbonate packed towers. A pH adjustment step for adjusting the pH to generate raw water, and passing the raw water subjected to PH adjustment to a first calcium carbonate packed tower to remove fluorine from the raw water and discharge it as treated water. After the one tower treatment step and the treated water PH discharged from the first calcium carbonate packed tower is lower than the treated water PH in the initial stage of water flow to become fluorine residual treated water, the first carbonate The treatment in the calcium packed tower is switched to high purity calcium fluoride production, and the fluorine residual treated water is passed through the second calcium carbonate packed tower to remove fluorine from the fluorine residual treated water. A multi-stage tower treatment step for producing treated water, and after the fluorine residual treated water discharged from the first calcium carbonate packed tower is lowered to be close or equal to the pH of the raw water, A secondary single tower treatment step of generating treated water by stopping water flow to the first calcium carbonate packed tower and allowing the raw water to flow to the second calcium carbonate packed tower, After the secondary single tower treatment process, the multistage treatment process using another calcium carbonate packed tower and the secondary single tower treatment process are sequentially repeated, and the water is stopped from the calcium carbonate packed tower where water flow is stopped. It is characterized by extracting calcium calcium and filling calcium carbonate packed tower from which calcium fluoride is extracted with new calcium carbonate.
また、上記のような特徴を有するフッ素含有排水の処理方法では、前記炭酸カルシウム充填塔からのフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填は、前記二次単一塔処理工程中に開始し、前記炭酸カルシウムの充填が終了するまでに繰り返される前記多段処理工程の回数に基づいて、フッ素含有排水の処理に用いる炭酸カルシウム充填塔の塔数を定めるようにすると良い。このような方法でフッ素含有排水の処理に用いる炭酸カルシウム充填塔の塔数を定めることにより、フッ素含有排水の処理を滞らせることが無くなる。また、このような方法で炭酸カルシウム充填塔の塔数を定めることにより、フッ素含有排水の処理工程中において無駄な炭酸カルシウム充填塔が無くなる。 Further, in the method for treating fluorine-containing wastewater having the characteristics as described above, the extraction of calcium fluoride from the calcium carbonate packed tower and the filling of calcium carbonate are started during the secondary single tower treatment step, It is preferable to determine the number of calcium carbonate packed towers used for the treatment of fluorine-containing waste water based on the number of the multistage treatment steps repeated until the filling of calcium carbonate is completed. By determining the number of calcium carbonate packed towers used for the treatment of fluorine-containing wastewater by such a method, the treatment of fluorine-containing wastewater is not delayed. Further, by determining the number of calcium carbonate packed towers by such a method, useless calcium carbonate packed towers are eliminated during the treatment process of fluorine-containing waste water.
また、上記のような特徴を有するフッ素含有排水の処理方法では、前記炭酸カルシウム充填塔は2塔とし、前記第2の炭酸カルシウム充填塔による二次単一塔処理工程が行われている間に前記第1の炭酸カルシウム充填塔からのフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填を行い、前記第1の炭酸カルシウム充填塔による二次単一塔処理工程が行われている間に前記第2の炭酸カルシウム充填塔からのフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填を行うことで、2つの炭酸カルシウム充填塔により前記二次単一塔処理工程と前記多段塔処理工程とを繰り返すようにすることもできる。このような方法でフッ素含有排水の処理を行うことによれば、最少の炭酸カルシウム充填塔の塔数で効率良くフッ素含有排水の処理を行うことができる。 Moreover, in the processing method of the fluorine-containing waste water which has the above characteristics, the said calcium carbonate packed tower is made into 2 towers, While the secondary single tower processing process by the said 2nd calcium carbonate packed tower is performed Pulling out calcium fluoride from the first calcium carbonate packed tower and filling calcium carbonate, and the second single tower treatment step by the first calcium carbonate packed tower is being performed. The secondary single tower treatment step and the multistage tower treatment step may be repeated with two calcium carbonate packed towers by extracting calcium fluoride from the calcium carbonate packed tower and filling with calcium carbonate. it can. By treating the fluorine-containing wastewater by such a method, it is possible to efficiently treat the fluorine-containing wastewater with the minimum number of towers packed with calcium carbonate.
さらに、上記のような特徴を有するフッ素含有排水の処理方法では、前記フッ素残留処理水をフッ素残留処理水貯留槽に排出し、当該フッ素残留処理水貯留槽から前記第2の炭酸カルシウム充填塔への通水を能動的に行うようにすると良い。第2の炭酸カルシウム充填塔への通水を能動的に行うようにすることで、炭酸カルシウム充填塔に直接、あるいは炭酸カルシウム充填塔の極近傍にフッ素残留処理水を提供することが可能となり、凝集反応に起因するSS(浮遊物質濃度:Suspended Solids)の増加を抑制することができる。 Furthermore, in the method for treating fluorine-containing wastewater having the above-described features, the fluorine residual treated water is discharged to a fluorine residual treated water storage tank, and the fluorine residual treated water storage tank is transferred to the second calcium carbonate packed tower. It is better to actively carry out water flow. By actively performing water flow to the second calcium carbonate packed tower, it becomes possible to provide fluorine residual treated water directly to the calcium carbonate packed tower or in the immediate vicinity of the calcium carbonate packed tower, An increase in SS (Suspended Solids) due to the aggregation reaction can be suppressed.
また、上記目的を達成するための本発明に係るフッ素含有排水の処理装置は、複数の炭酸カルシウム充填塔を有するフッ素含有排水の処理装置であって、前記炭酸カルシウム充填塔に通水させる原水のPHを調整するPH調整手段と、前記複数の炭酸カルシウム充填塔のそれぞれに備えられ、当該炭酸カルシウム充填塔から排出される処理水のPHを計測するPH計と、前記原水を供給する炭酸カルシウム充填塔を定める原水供給バルブと、処理水を系外へ排出する排出路と前記炭酸カルシウム充填塔の排出口とを接続する処理水排出バルブと、一の炭酸カルシウム充填塔から排出されたフッ素残留処理水を他の炭酸カルシウム充填塔へ供給するフッ素残留処理水排出バルブと、前記PH計により計測された値に基づいて、前記原水供給バルブ、処理水排出バルブ、及びフッ素残留処理水排出バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、前記原水を任意の炭酸カルシウム充填塔へ送水する原水供給ポンプとを有し、前記バルブ制御手段は、前記一の炭酸カルシウム充填塔への原水供給バルブを開にしている時、当該一の炭酸カルシウム充填塔に接続された前記処理水排出バルブを開、前記フッ素残留処理水排出バルブを閉とし、前記一の炭酸カルシウム充填塔に接続されたPH計によって計測されるPHの値が低下した場合に前記処理水排出バルブを閉、前記フッ素残留処理水排出バルブを開、前記他の炭酸カルシウム充填塔に接続された前記処理水排出バルブを開、前記フッ素残留処理水排出バルブを閉とし、前記一の炭酸カルシウム充填塔に接続されたPH計によって計測されるPHの値が調整された前記原水のPHに近似または同一となった場合に前記一の炭酸カルシウム充填塔への前記原水供給バルブを閉、前記他の炭酸カルシウム充填塔への前記原水供給バルブを開に制御することを特徴とする。 In addition, a fluorine-containing wastewater treatment apparatus according to the present invention for achieving the above object is a fluorine-containing wastewater treatment apparatus having a plurality of calcium carbonate packed towers, and the raw water to be passed through the calcium carbonate packed towers PH adjusting means for adjusting PH, PH meter for measuring PH of treated water discharged from the calcium carbonate packed tower, each provided in each of the plurality of calcium carbonate packed towers, and calcium carbonate packed to supply the raw water A raw water supply valve that defines a tower, a treated water discharge valve that connects a discharge path for discharging treated water to the outside of the system, and a discharge port of the calcium carbonate packed tower, and a residual treatment of fluorine discharged from one calcium carbonate packed tower Based on the value measured by the fluorine residual treatment water discharge valve for supplying water to another calcium carbonate packed tower and the PH meter, the raw water supply valve , Treated water discharge valve, valve control means for controlling the opening and closing of the fluorine residual treated water discharge valve, and raw water supply pump for feeding the raw water to an optional calcium carbonate packed tower, the valve control means, When the raw water supply valve to one calcium carbonate packed tower is open, the treated water discharge valve connected to the one calcium carbonate packed tower is opened, the fluorine residual treated water discharge valve is closed, and the one When the PH value measured by the PH meter connected to the calcium carbonate packed tower is lowered, the treated water discharge valve is closed, the fluorine residual treated water discharge valve is opened, and connected to the other calcium carbonate packed tower The treated water discharge valve is opened, the fluorine residual treated water discharge valve is closed, and measured by a PH meter connected to the one calcium carbonate packed tower. When the PH value is close or equal to the adjusted PH of the raw water, the raw water supply valve to the one calcium carbonate packed tower is closed, and the raw water supply valve to the other calcium carbonate packed tower is closed. It is characterized by controlling to open.
また、上記のような特徴を有するフッ素含有排水の処理装置は、前記一の炭酸カルシウム充填塔から排出されたフッ素残留処理水を貯留するフッ素残留処理水貯留槽と、前記フッ素残留処理水貯留槽から前記他の炭酸カルシウム充填塔へ前記フッ素残留処理水を供給するフッ素残留処理水供給バルブと、前記フッ素残留処理水貯留槽から前記フッ素残留処理水を前記他の炭酸カルシウム充填塔へ送水するポンプとを設け、前記バルブ制御手段は、前記フッ素残留処理水排出バルブの開閉タイミングに同期させて前記フッ素残留処理水供給バルブを開閉させるようにすると良い。このような構成とすることで、他の炭酸カルシウム充填塔に直接、あるいは他の炭酸カルシウム充填塔の極近傍にフッ素残留処理水を提供することが可能となり、凝集反応に起因するSSの増加を抑制することができる。 In addition, the fluorine-containing wastewater treatment apparatus having the above-described features includes a fluorine residual treated water storage tank that stores fluorine residual treated water discharged from the one calcium carbonate packed tower, and the fluorine residual treated water storage tank. A fluorine residual treated water supply valve for supplying the fluorine residual treated water to the other calcium carbonate packed tower, and a pump for feeding the fluorine residual treated water from the fluorine residual treated water storage tank to the other calcium carbonate packed tower The valve control means may open and close the fluorine residual treated water supply valve in synchronization with the opening and closing timing of the fluorine residual treated water discharge valve. By adopting such a configuration, it becomes possible to provide fluorine residual treated water directly to other calcium carbonate packed towers or in the immediate vicinity of other calcium carbonate packed towers, and to increase SS due to agglomeration reaction. Can be suppressed.
さらに、上記のような特徴を有するフッ素含有排水の処理装置は、前記各炭酸カルシウム充填塔には、充填塔上部であって前記排出口よりも下部から前記充填塔の下部へ向けて送水する循環経路を備えるようにしても良い。このような構成とすることで、炭酸カルシウム充填塔内に充填された炭酸カルシウムの粒を浮遊させ、膨張床を形成することができる。膨張床の形成により、粒状の炭酸カルシウム同士の固着や炭酸カルシウムから排出される炭酸ガスが炭酸カルシウム充填塔内に蓄積することを防止することができ、反応の停止等を抑制することができる。 Further, in the fluorine-containing wastewater treatment apparatus having the above-described characteristics, each of the calcium carbonate packed towers circulates water at the upper part of the packed tower and from below the discharge port toward the lower part of the packed tower. A route may be provided. By setting it as such a structure, the particle | grains of the calcium carbonate with which it filled in the calcium carbonate packed tower can be floated, and an expanded bed can be formed. By forming the expanded bed, it is possible to prevent the granular calcium carbonates from sticking to each other and the carbon dioxide gas discharged from the calcium carbonate from being accumulated in the calcium carbonate packed tower, and the reaction stoppage can be suppressed.
本発明によるフッ素含有排水の処理方法によれば、フッ素含有排水から高純度のフッ化カルシウムを安定して回収できる。また、安定した水質の処理水を得ることができる。さらに、後段の炭酸カルシウム充填塔において、フッ素除去に寄与しないまま溶け出してしまう炭酸カルシウムの量を抑制することができる。 According to the method for treating fluorine-containing wastewater according to the present invention, high-purity calcium fluoride can be stably recovered from fluorine-containing wastewater. Moreover, the treated water of the stable water quality can be obtained. Furthermore, in the latter-stage calcium carbonate packed tower, the amount of calcium carbonate that dissolves without contributing to fluorine removal can be suppressed.
また、本発明によるフッ素含有排水の処理装置によれば、上記のような方法を実施することが可能となり、フッ素含有排水から高純度のフッ化カルシウムを安定して回収することができ、処理水の水質も安定させることが可能となり、炭酸カルシウムの無駄な流出も抑制することができる。 Further, according to the apparatus for treating fluorine-containing wastewater according to the present invention, the above-described method can be carried out, and high-purity calcium fluoride can be stably recovered from the fluorine-containing wastewater. It is possible to stabilize the water quality of the water, and it is possible to suppress wasteful outflow of calcium carbonate.
以下、本発明のフッ素含有排水の処理方法、及び装置に係る実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図1を参照して本実施形態に係るフッ素含有排水の処理装置(以下、単に処理装置100と称す)の構成について説明する。本実施形態に係る処理装置100は、複数(図1に示す形態では3つ)の炭酸カルシウム充填塔30(第1の炭酸カルシウム充填塔30a〜第3の炭酸カルシウム充填塔30c)と、PH調整槽12、及びフッ素含有排水貯留槽10を備える。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a method and apparatus for treating fluorine-containing wastewater of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a configuration of a fluorine-containing wastewater treatment apparatus (hereinafter simply referred to as a treatment apparatus 100) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The
炭酸カルシウム充填塔30には、粒状の炭酸カルシウムが充填されており、供給口から通水されるPH調整済みのフッ素含有排水(以下原水と称す)、またはフッ素残留処理水(フッ素が残留する処理水)が炭酸カルシウムと接触することで、フッ素と炭酸の置換反応が生じ、原水またはフッ素残留排水からフッ素が除去される。フッ素と炭酸の置換反応は粒状の炭酸カルシウムの表面から進行し、内部へと遷移する。このため炭酸カルシウムは炭酸カルシウム充填塔30への通水時間の経過と共にフッ化カルシウムへと転換されていく。この反応を化学式で示すと、化学式1のようになる。
なお、炭酸カルシウム充填塔30の内部では、フッ素と炭酸との置換反応と共に、原水中の酸成分による炭酸カルシウムの溶解と、溶解した炭酸カルシウムとフッ素の反応によるフッ化カルシウムの析出が生じていると考えられる。 In addition, in the inside of the calcium carbonate packed tower 30, together with the substitution reaction of fluorine and carbonic acid, dissolution of calcium carbonate by the acid component in the raw water and precipitation of calcium fluoride due to the reaction of the dissolved calcium carbonate and fluorine occur. it is conceivable that.
また、上記反応式によれば、フッ化水素(HF)がフッ化カルシウム(CaF2)と水(H2O)に変換されているため、処理水のPHは上昇するが、処理性能の低下、すなわち炭酸カルシウムとフッ素との反応が粒状の炭酸カルシウムの内部に進行することに従った変換効率の低下等に伴い、処理水のPHは低下する。このため、炭酸カルシウムとフッ素との反応が終了すると、処理水(フッ素残留処理水)のPHは、原水のPHとほぼ同一となる。 Further, according to the above reaction formula, since hydrogen fluoride (HF) is converted into calcium fluoride (CaF 2 ) and water (H 2 O), the pH of the treated water rises, but the treatment performance decreases. In other words, the pH of the treated water decreases as the conversion efficiency decreases as the reaction between calcium carbonate and fluorine proceeds into the granular calcium carbonate. For this reason, when the reaction between calcium carbonate and fluorine ends, the pH of the treated water (fluorine residual treated water) becomes substantially the same as the pH of the raw water.
なお、フッ素は、その濃度が高いほど炭酸カルシウムの粒の内部へと浸透できる。すなわち、原水のフッ素濃度が高いほど未利用の炭酸カルシウムを減らすことができ、純度の高いフッ化カルシウムを得ることができるのである。 Note that the higher the concentration of fluorine, the more the fluorine can penetrate into the calcium carbonate grains. That is, as the fluorine concentration in the raw water is higher, the unused calcium carbonate can be reduced, and calcium fluoride with higher purity can be obtained.
上記のように炭酸カルシウムが充填された第1の炭酸カルシウム充填塔30a〜第3の炭酸カルシウム充填塔30cにはそれぞれ、供給口、排出口、及び循環路口が設けられている。供給口は、炭酸カルシウム充填塔30の下部側に設けられ、原水やフッ素残留処理水、及び循環液などを炭酸カルシウム充填塔30に供給するために用いられる。排出口は炭酸カルシウム充填塔30の上部側に設けられ、原水からフッ素を除去した処理水や、処理性能の低下によりフッ素が残留することとなった処理水(以下、フッ素残留処理水と称す)を排出するために用いられる。循環路口は、炭酸カルシウム充填塔30の上部側であって排出口よりも下側に設けられる。循環路口には、前述した供給口へと接続された循環路32(32a〜32c)が接続されており、循環路32に設けられた循環ポンプ34(34a〜34c)により、炭酸カルシウム充填塔30内液を循環路口から供給口へと送水する。
Each of the first calcium carbonate packed
循環路32を通して供給口へ送水する循環流(循環液)により、炭酸カルシウム充填塔30内に充填された炭酸カルシウムの粒が浮遊して膨張床が形成される。膨張床の形成により、粒状の炭酸カルシウム同士の固着や炭酸カルシウムから排出される炭酸ガスが炭酸カルシウム充填塔30内に蓄積することを防止することができ、反応の停止等を抑制することができる。 By the circulating flow (circulating liquid) sent to the supply port through the circulation path 32, the calcium carbonate particles filled in the calcium carbonate packed tower 30 float and an expanded bed is formed. Formation of the expanded bed can prevent adhesion between granular calcium carbonates and accumulation of carbon dioxide gas discharged from calcium carbonate in the calcium carbonate packed tower 30 and can suppress reaction stoppage and the like. .
PH調整槽12は、上述した炭酸カルシウム充填塔30に供給する原水のPHを調整する役割を担う。PH調整槽12には、PH調整前のフッ素含有排水(以下、排水と称す)が流入するフッ素含有排水貯留槽10が接続され、フッ素含有排水貯留槽10から供給された排水のPHを調整するためのPH調整手段14が設けられている。
The
本実施形態でいうPH調整手段14は、PH計26、塩酸貯留槽16、水酸化ナトリウム貯留槽20、塩酸供給ポンプ18、水酸化ナトリウム供給ポンプ22、及びPH調整制御装置24から成る。PH計26は、PH調整槽12内のPHを計測するPH計測手段である。また、塩酸貯留槽16は、PH調整槽12内に貯留された原水のPHを酸性側へシフトさせるための溶液としての塩酸を貯留するための貯留槽であり、塩酸供給ポンプ18は塩酸貯留槽16内に貯留された塩酸をPH調整槽12へ供給するためのポンプである。また、水酸化ナトリウム貯留槽20は、PH調整槽12内に貯留された原水のPHをアルカリ性側へシフトさせるための溶液としての水酸化ナトリウムを貯留する貯留槽であり、水酸化ナトリウム供給ポンプ22は水酸化ナトリウム貯留槽20内に貯留された水酸化ナトリウムをPH調整槽12へ供給するためのポンプである。さらに、PH調整制御装置24は、PH計26によって計測されたPHの値に基づいてPH調整槽12に貯留された原水のPHを酸性側またはアルカリ性側のいずれかへシフトさせることを判定し、塩酸供給ポンプ18または水酸化ナトリウム供給ポンプ22を稼動させる制御を行う。なお、PH調整槽12には、PH調整槽12内のPHを安定させるために、攪拌手段28を設けるようにしても良い。
The PH adjusting means 14 in this embodiment includes a
本実施形態では、PH調整槽12内のPHの値が2〜4程度となるように調整を行う。炭酸カルシウム充填塔30によるフッ素処理では、試薬のフッ化水素酸(フッ酸:HFaq)のフッ素濃度が排水のフッ素濃度と同じになるようにフッ化水素酸を水で希釈し、この時得られるフッ化水素酸のPHと同じになるように排水のPHを調整すると、処理水のフッ素濃度を十分に低下させることができることが知られている。またこの場合、処理水の水質をほぼ中性とすることができることも知られている。
In this embodiment, adjustment is performed so that the PH value in the
ここで、排水または原水のPHが上記範囲よりも高い場合、排水または原水を炭酸カルシウム充填塔30に供給すると、処理水の水質は弱アルカリ性となり、さらに高いPHではPHの上昇が頭打ちとなってフッ素除去が不十分なまま処理が終了することとなる。一方、排水または原水のPHが上記範囲よりも低い場合には、フッ素除去は十分に成されるものの、酸成分が炭酸カルシウムを溶解させ、フッ素除去に関与せずに処理水と共に流出してしまう炭酸カルシウムが増加することとなる。さらに酸性の液中においてカルシウムイオンが増えることによりフッ素含有排水中のフッ素と凝集反応を起こし易い状態となり、SS(浮遊物質濃度:Suspended Solids)が増加するといった問題が生ずる虞もある。 Here, when the pH of the wastewater or raw water is higher than the above range, if the wastewater or raw water is supplied to the calcium carbonate packed tower 30, the quality of the treated water becomes weakly alkaline, and the pH rises at a higher PH. The treatment ends with insufficient fluorine removal. On the other hand, when the pH of the waste water or raw water is lower than the above range, although the fluorine removal is sufficiently performed, the acid component dissolves calcium carbonate and flows out with the treated water without participating in the fluorine removal. Calcium carbonate will increase. Furthermore, an increase in calcium ions in the acidic liquid may cause a coagulation reaction with fluorine in the fluorine-containing wastewater, which may cause a problem that SS (Suspended Solids) increases.
また実験により図2に示すように、排水のPHが2.5〜3.5においてフッ素除去率が良好となる結果が得られている。ここで、排水A、排水B、排水Cはそれぞれフッ素濃度も含有するアルカリ成分、酸成分の濃度も異なる。各排水のフッ素濃度は、排水A、Bのフッ素濃度は排水Cに比べて高く、排水Cは排水A、Bに比べて1桁程度フッ素濃度が低い排水である。また排水の特性として、排水Aは排水Bに比べて電気伝導度が高い排水である。また、図2からも読み取れるように、フッ素含有排水の種別(性状)によりフッ素除去に最適となるPHは異なるものの上述したように、概ねPH2.5〜3.5の値において、高いフッ素除去率を示していることが解る。このため良好なPHの値として、酸性側、アルカリ性側にそれぞれ0.5のバッファを設けることで、排水の種別が増えた場合であっても、良好なフッ素除去を期待することができると考えられるため、本実施形態では原水のPHを2〜4としているのである。 Further, as shown in FIG. 2, the experiment shows that the fluorine removal rate is good when the pH of the wastewater is 2.5 to 3.5. Here, the drainage A, the drainage B, and the drainage C have different concentrations of alkali component and acid component that also contain fluorine concentration. The fluorine concentration of each waste water is higher than that of the waste water C, and the waste water C is a waste water whose fluorine concentration is about one digit lower than that of the waste water A and B. In addition, as a characteristic of drainage, drainage A is drainage having higher electrical conductivity than drainage B. Further, as can be seen from FIG. 2, although the optimum PH for fluorine removal differs depending on the type (characteristics) of fluorine-containing wastewater, as described above, a high fluorine removal rate at a value of approximately PH 2.5 to 3.5. It can be seen that For this reason, it is considered that good fluorine removal can be expected even when the type of wastewater is increased by providing 0.5 buffers on the acidic side and alkaline side as good PH values. Therefore, in this embodiment, the pH of the raw water is 2-4.
上記のようなPH調整槽12は、原水供給経路38を介して各炭酸カルシウム充填塔30に設けられた循環路32における循環ポンプ34の下流側(吐出側)に接続されている。原水供給経路38は基管40と分岐管42(42a〜42c)とから成り、PH調整槽12に接続された基管40から分岐された分岐管42が各循環路32に接続される。各分岐管42にはそれぞれ原水供給ポンプ46(46a〜46c)と原水供給バルブ44(44a〜44c)が備えられ、原水供給バルブ44の開閉と原水供給ポンプ46の稼動によって炭酸カルシウム充填塔30への原水の供給の有無を制御するようにしている。なお、本実施形態では原水供給ポンプ46(46a〜46c)を炭酸カルシウム充填塔30(30a〜30c)に対応させて個別に備えたが、原水供給経路38の分岐管42(42a〜42c)の手前、基管40に原水供給ポンプ46を(代表して)備え、原水供給バルブ44(44a〜44c)の開閉で、炭酸カルシウム充填塔30(30a〜30c)への原水の供給の有無を制御することもできる。
The
炭酸カルシウム充填塔30の排出口には排出路48(48a〜48c)が接続され、排出路48は処理水排出路50(50a〜50c)とフッ素残留処理水排出路56(56a〜56c)へと分岐されている。処理水排出路50は、炭酸カルシウム充填塔30にて原水に含まれるフッ素の除去が安定して成された処理水を排出する経路であり、フッ素残留処理水排出路56は、処理性能の低下に伴って処理水中にフッ素が残留するようになったフッ素残留処理水を排出する経路である。そして、処理水排出路50は基管排出路58に接続されており、フッ素残留処理水排出路56は他の炭酸カルシウム充填塔30に設けられた循環路32における循環ポンプ34の上流側(吸込み側)に接続され、循環ポンプ34の吸引圧を利用してフッ素残留処理水を炭酸カルシウム充填塔30へ送水可能としている。具体的には、第1の炭酸カルシウム充填塔30aの排出口に接続された排出路48aから分岐されたフッ素残留処理水排出路56aは、第2の炭酸カルシウム充填塔30bの循環路32bに接続され、第2の炭酸カルシウム充填塔30bの排出口に接続された排出路48bから分岐されたフッ素残留処理水排出路56bは、第3の炭酸カルシウム充填塔30cの循環路32cに接続される。そして、第3の炭酸カルシウム充填塔30cの排出口に接続された排出路48cから分岐されたフッ素残留処理水排出路56cは、第1の炭酸カルシウム充填塔30aの循環路32aに接続される。なお、本実施形態では炭酸カルシウム充填塔30を3つとしたためにこのような接続形態を採っているが、フッ素残留処理水排出路の接続形態は炭酸カルシウム充填塔の数により異なる。すなわち、炭酸カルシウム充填塔30の数が増えた場合には順次次段の炭酸カルシウム充填塔30の循環路に接続され、最終段の炭酸カルシウム充填塔のフッ素残留処理水排出路は一段目(第1の)炭酸カルシウム充填塔の循環路に接続するようにすれば良い。
A discharge passage 48 (48a to 48c) is connected to the discharge port of the calcium carbonate packed tower 30, and the discharge passage 48 is connected to the treated water discharge passage 50 (50a to 50c) and the fluorine residual treated water discharge passage 56 (56a to 56c). It is branched. The treated water discharge path 50 is a path for discharging treated water in which the removal of fluorine contained in the raw water is stably performed in the calcium carbonate packed tower 30, and the fluorine residual treated water discharge path 56 is deteriorated in treatment performance. This is a path for discharging the fluorine residual treated water in which fluorine remains in the treated water. The treated water discharge path 50 is connected to the base
各排出路48には、処理水、あるいはフッ素残留処理水のPHを計測するためのPH計測手段としてのPH計36(36a〜36c)が備えられる。また、処理水排出路50とフッ素残留排水排出路56とにはそれぞれ、処理水排出バルブ52(52a〜52c)と、フッ素残留処理水排出バルブ54(54a〜54c)とが設けられている。 Each discharge passage 48 is provided with a PH meter 36 (36a to 36c) as a PH measuring means for measuring the pH of treated water or fluorine residual treated water. The treated water discharge passage 50 and the fluorine residual drainage discharge passage 56 are respectively provided with treated water discharge valves 52 (52a to 52c) and fluorine residual treated water discharge valves 54 (54a to 54c).
上述した原水供給バルブ44、処理水排出バルブ52、フッ素残留処理水排出バルブ54、及びPH計36,26は、バルブ制御手段60に接続されている。バルブ制御手段60は、PH計36,26によって計測されたPHの値に基づいて原水供給バルブ44、処理水排出バルブ52、及びフッ素残留処理水排出バルブ54をそれぞれ開閉させ、原水の処理、及び高純度フッ化カルシウムの生成を制御する。
The raw water supply valve 44, the treated water discharge valve 52, the fluorine residual treated water discharge valve 54, and the
上記のような構成の処理装置100を用いたフッ素含有排水の処理方法は、以下のような工程に沿って実施する(図3参照)。
本実施形態に係るフッ素含有排水の処理方法は、PH調整工程と、一次単一塔処理工程、多段塔処理工程、及び二次単一塔処理工程とより成る。
The fluorine-containing wastewater treatment method using the
The fluorine-containing wastewater treatment method according to this embodiment includes a PH adjustment step, a primary single tower treatment step, a multistage tower treatment step, and a secondary single tower treatment step.
PH調整工程とは、貯留槽10に貯留された排水をPH調整槽12に送水し、PH調整手段14を介して排水のPHを調整し、原水を生成する工程をいう。原水のPHとしては、2〜4に設定すると良い(S10)。
The PH adjustment step refers to a step of supplying raw water stored in the
一次単一塔処理工程は、第1の炭酸カルシウム充填塔30aのみで原水からのフッ素除去処理を行う工程をいう。具体的には、バルブ制御手段60によって原水供給バルブ44aが「開」に制御され、原水供給ポンプ46aが稼動されることにより循環路32aを介して供給口から第1の炭酸カルシウム充填塔30aへと原水が供給される(S20)。
The primary single tower treatment step refers to a step of performing fluorine removal treatment from raw water only by the first calcium carbonate packed
第1の炭酸カルシウム充填塔30aに通水された原水は、内部に充填された炭酸カルシウムによってフッ素が除去され、排出口から排水路48aへ処理水として排出される。排出路48aに排出された処理水はPH計36aにてPHが計測され、原水のPHと比較される。通水初期における処理水のPHは高く、上述したようなPH調整を行った原水を通水した場合には、ほぼ中性(PH7近傍)を示すこととなる。PH計36aによる計測値がこのような値を示した場合バルブ制御手段60では、処理が安定していると判断され、処理水排出路50aに設けられた処理水排出バルブ52aを「開」にし、処理水は基管排出路58を通過して高度処理へと送水される(S30:No)。
The raw water passed through the first calcium carbonate packed
多段塔処理工程は、第1の炭酸カルシウム充填塔30aと第2の炭酸カルシウム充填塔30bを用いて原水からのフッ素除去処理を行う工程をいう。上述した一次単一塔処理工程を継続すると、第1の炭酸カルシウム充填塔の処理性能は低下することとなる。第1の炭酸カルシウム充填塔30aの処理性能が低下すると、排出路48aに設けられたPH計36aにより計測される処理水のPHは原水側の値に傾くこととなる。本実施形態の場合、原水のPHを2〜4といった酸性に調整しているため、安定処理時にほぼ中性を示していた処理水のPHは下がる方向へと変化する。このPHの低下をバルブ制御手段60が検知すると、バルブ制御手段60は第1の炭酸カルシウム充填塔30aの処理性能が低下したと判断する。第1の炭酸カルシウム充填塔30aの処理性能が低下したと判断したバルブ制御手段60は、第1の炭酸カルシウム充填塔30aからの処理水(この場合は処理水中に残留するフッ素の濃度が高いため、フッ素残留処理水となる)を第2の炭酸カルシウム充填塔30bへ供給するために、フッ素残留処理水排出バルブ54aを「開」にし、処理水排出バルブ52aを「閉」に制御する。
The multistage tower treatment step refers to a step of performing a fluorine removal treatment from raw water using the first calcium carbonate packed
本実施形態の場合、処理水のPHの値が通水初期よりも1程度下がった時〜処理水のPHの値が原水のPHよりも1程度高い値にまで低下した時の範囲でバルブ制御手段60を稼動させるようにする。 In the case of this embodiment, valve control is performed in a range from when the PH value of the treated water is lowered by about 1 from the initial stage of water flow to when the PH value of the treated water is lowered to about 1 higher than the pH of the raw water. The means 60 is activated.
通水初期時における安定処理に対し、処理水のPHが1低下すると、処理水中のフッ素濃度は安定処理時のフッ素濃度に比べて明らかに上昇することが実験より明らかになっている。上昇する濃度の割合は排水の水質にもよるが、原水のフッ素濃度が低い場合には処理水のフッ素濃度が1.5倍程度に上昇し、高度処理の供給水(本実施形態における処理水)に用いるには不十分な値となる。一方、原水のフッ素濃度が高い場合、安定処理時の処理水のフッ素濃度が低く、処理水のPHが1低下しても処理水の水質は高度処理の供給水に用いるのに十分なものとなる。 Experiments have shown that when the pH of the treated water is decreased by 1 compared to the stable treatment at the initial stage of water flow, the fluorine concentration in the treated water is clearly higher than the fluorine concentration during the stable treatment. The proportion of the concentration that rises depends on the quality of the wastewater, but when the fluorine concentration of the raw water is low, the fluorine concentration of the treated water rises to about 1.5 times, and the treated water (the treated water in this embodiment) ) Is insufficient for use. On the other hand, when the fluorine concentration of raw water is high, the fluorine concentration of the treated water at the time of the stable treatment is low, and even if the pH of the treated water is decreased by 1, the quality of the treated water is sufficient to be used for the feed water for advanced treatment. Become.
これに対し、処理水のPHが原水のPHより1高い値にまで低下した場合、フッ素除去率は90%以下にまで処理性能が低下する。この場合において原水のフッ素濃度が高い場合には、高濃度のフッ素が処理水中に残留することとなり、高度処理の供給水に用いるには不適切なものとなる。また、原水のフッ素濃度が低い場合にも、炭酸カルシウムに対する原水の浸透率は低い為、一時的に処理水の水質は高度処理の供給水に用いるには不十分なものとなる。しかしこれを安定処理時の処理水と混合して希釈した場合には、後段の高度処理への影響を少なくすることもできる。このため、バルブ制御手段60を稼動させるためのPHの閾値の範囲としては上記範囲の中央値(原水のPHと処理水のPHの中間の値)が適正な設定値となるということができ、上記設定範囲としている。 On the other hand, when the pH of the treated water is lowered to a value one higher than that of the raw water, the treatment performance is lowered to 90% or less of the fluorine removal rate. In this case, when the fluorine concentration of the raw water is high, high concentration fluorine remains in the treated water, which is inappropriate for use in the feed water for advanced treatment. Even when the fluorine concentration of raw water is low, the permeability of the raw water with respect to calcium carbonate is low, so that the quality of the treated water is temporarily insufficient for use in the feed water for advanced treatment. However, when this is mixed with the treated water during the stable treatment and diluted, the influence on the advanced treatment in the subsequent stage can be reduced. For this reason, it can be said that the median value of the above range (the intermediate value between the raw water PH and the treated water PH) is an appropriate set value as the PH threshold range for operating the valve control means 60. The above setting range.
なお、この時の処理水の炭酸濃度は、安定処理時の約1/2に低下しているため、処理水を次塔に繋いでも炭酸カルシウムの溶解を軽減することができる。
上記のようにバルブ制御が成されることにより多段処理工程では、第1の炭酸カルシウム充填塔30aから排出されたフッ素残留処理水が第2の炭酸カルシウム充填塔30bへと供給されることとなる。このため多段処理工程では第2の炭酸カルシウム充填塔30bにおいて最終的なフッ素除去が行われ、第1の炭酸カルシウム充填塔30aでは実施的に高純度フッ化カルシウムの生成が成されることとなる(S30:Yes、S40、S50)。
In addition, since the carbonic acid density | concentration of the treated water at this time has fallen to about 1/2 of the time of a stable treatment, melt | dissolution of a calcium carbonate can be reduced even if it connects a treated water to the next tower.
By performing valve control as described above, in the multistage treatment process, the fluorine residual treated water discharged from the first calcium carbonate packed
第2の炭酸カルシウム充填塔30bに通水されたフッ素残留処理水は、処理水として排出路48bへ排出される。排出路48bへ排出された処理水はPH計36bにてPHの値が計測され、バルブ制御手段60により、安定処理時には処理水排出バルブ52bが「開」とされて基管排出路58へ排出される(S50)。
The fluorine residual treated water passed through the second calcium carbonate packed
二次単一塔処理工程は、多段塔処理工程の後に行う単一の炭酸カルシウム充填塔のみで原水からのフッ素除去処理を行う工程をいう。具体的には、PH計36aにより計測されたPHの値が原水のPHと同程度となった場合に、第1の炭酸カルシウム充填塔30aへの原水の供給を止め、第2の炭酸カルシウム充填塔30bへ直接原水を供給するようにバルブの開閉を切替えるのである(S60)。
The secondary single tower treatment step refers to a step of performing a fluorine removal treatment from raw water using only a single calcium carbonate packed tower performed after the multistage tower treatment step. Specifically, when the PH value measured by the
PH計36aの計測値が原水と同等となった場合、バルブ制御手段60は第1の炭酸カルシウム充填塔30aでの高純度フッ化カルシウムの生成が終了したと判断する。この場合バルブ制御手段60は、原水供給バルブ44a、フッ素残留処理水排出バルブ54aを「閉」に切り替え、原水供給バルブ44bを「開」に切替えるように制御する(S70)。そして、原水供給ポンプ46bを稼動させることにより、PH調整槽12から供給される原水は直接、第2の炭酸カルシウム充填塔30bへと供給されることとなる(S80)。
When the measured value of the
第2の炭酸カルシウム充填塔30bへの通水開始後、第2の炭酸カルシウム充填塔30bに接続された排出路48bに設けられたPH計36bによる計測値が通水初期よりも低下した場合、バルブ制御手段60が稼動する。具体的には、処理水排出バルブ52bを「閉」、フッ素残留処理水排出バルブ54b、処理水排出バルブ52cを「開」に切替えるように制御するのである。このようなバルブ切り替えが成されることにより、第2の炭酸カルシウム充填塔30bから排出されるフッ素残留処理水は、他の一の炭酸カルシウム充填塔としての第3の炭酸カルシウム充填塔30cへと通水される(多段塔処理工程)。
After the start of water flow to the second calcium carbonate packed
第2の炭酸カルシウム充填塔30bと第3の炭酸カルシウム充填塔30cによる多段塔処理工程の後には、PH計36bの計測値に基づいてバルブの切り替えが成され、第3の炭酸カルシウム充填塔30cのみによる二次単一塔処理工程が成される。その後、第3の炭酸カルシウム充填塔30cと第1の炭酸カルシウム充填塔30aによる多段塔処理工程に移行し、以下次段の炭酸カルシウム充填塔との間で、二次単一塔処理工程と多段塔処理工程とを繰り返すことで原水のフッ素除去処理が成される。
After the multistage tower processing step by the second calcium carbonate packed
ここで、第2の炭酸カルシウム充填塔30bにより二次単一塔処理工程が行われている時、または第2の炭酸カルシウム充填塔30bと第3の炭酸カルシウム充填塔30cにより多段塔処理工程が行われている時に通水が停止されている第1の炭酸カルシウム充填塔30aは、生成した高純度フッ化カルシウムの引抜きと、新たな炭酸カルシウム粒の充填を行うようにする。このような手順でフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填を行うことで、処理装置を停止させる必要が無くなり、原水処理を滞らせることが無いからである(S90)。
Here, when the secondary single tower processing step is performed by the second calcium carbonate packed
上記のような処理装置100を用いて上記のような処理方法を実施した場合、炭酸カルシウム充填塔内30(30a〜30c)の液中フッ素濃度がフッ素含有排水とほぼ同一になるまで通水しているためにフッ素が粒状の炭酸カルシウムの深部にまで浸透して反応が成される。このため、高純度のフッ化カルシウムを安定して回収できるようになる。
When the above treatment method is carried out using the
また、原水のPHの調整作用により、系外へ排出する処理水の水質を安定したものとすることができる。
さらに、単一塔処理工程(一次、二次)と多段塔処理工程とをPHの値に基づいて順次切り替えて処理装置100を運転しているため、後段に流入するフッ素残留処理水中に含まれる炭酸等の酸成分の濃度を低くすることができ、フッ素除去に寄与せずに炭酸カルシウム充填塔30から流出する炭酸カルシウムの量を抑制し、炭酸カルシウムの無駄な流出を防止することができる。
Moreover, the quality of the treated water discharged out of the system can be stabilized by adjusting the pH of the raw water.
Furthermore, since the
次に、図4を参照して本発明のフッ素含有排水の処理方法、および装置に係る第2の実施形態について説明する。
本実施形態に係る処理装置の殆どの構成は、図1に示した第1の実施形態に係る処理装置100と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には図面に同一符号を付して、その詳細な説明は省略することとする。なお、図4に示す形態では、説明を簡単化するために炭酸カルシウム充填塔を2塔としている。
Next, a second embodiment of the method and apparatus for treating fluorine-containing wastewater according to the present invention will be described with reference to FIG.
Most of the configuration of the processing apparatus according to this embodiment is the same as that of the
第1の実施形態に係る処理装置100との相違点としては、第1の炭酸カルシウム充填塔30aと第2の炭酸カルシウム充填塔30bとをフッ素残留処理水排出路56にて直接接続することに替えてフッ素残留処理水貯留槽55を設けた点にある。
The difference from the
フッ素残留処理水貯留槽55を設けることにより、第1の炭酸カルシウム充填塔30aと第2の炭酸カルシウム充填塔30bは系を切り離されることとなる。具体的には、フッ素残留処理水貯留槽55に貯留されたフッ素残留処理水は、フッ素残留処理水貯留槽55と炭酸カルシウム充填塔30の循環路32とを接続するフッ素残留処理水供給路59(59a,59b)および原水・フッ素残留処理水供給路43(43a,43b)を通り、フッ素残留処理水供給路59に設けられたフッ素残留処理水供給バルブ57(57a,57b)と原水・フッ素残留処理水供給路43に設けられた原水・フッ素残留処理水供給ポンプ47(47a,47b)を介して任意の炭酸カルシウム充填塔30へ送水することが可能となるのである。
By providing the fluorine residual treated
ここで本実施形態の処理装置100aでは、フッ素残留処理水を原水・フッ素残留処理水供給ポンプ47を介して送水する構成としているため、循環路32に対する原水・フッ素残留処理水供給路43の接続を循環ポンプ34の下流側(吐出側)とすることができる。炭酸カルシウム充填塔30では、フッ素を処理することで充填塔内の炭酸カルシウムが一部溶解する。このため、膨張床を形成するための循環液(循環路を送水される水)にはカルシウムイオンが含有される。このような循環液にフッ素を含む原水やフッ素含有処理水を混合すると凝集反応によりSSが発生する。
Here, in the
しかしSSの発生は、原水やフッ素残留処理水を循環液と混合させた後速やかに炭酸カルシウムに接触させることで低減させることができる。これを実践するためには原水やフッ素残留処理水の供給先をできる限り炭酸カルシウム充填塔30の近傍に接続することが重要となる。 However, the occurrence of SS can be reduced by bringing raw water or fluorine residual treated water into contact with calcium carbonate immediately after mixing with circulating fluid. In order to practice this, it is important to connect the supply destination of raw water or fluorine residual treated water as close to the calcium carbonate packed tower 30 as possible.
第1の実施形態に係る処理装置100ではフッ素残留処理水排出路56を循環ポンプ32の吸込み側に接続して循環ポンプ32の吸引圧を利用して炭酸カルシウム充填塔30へのフッ素残留処理水の供給を行うようにしていた。これに対し本実施形態に係る処理装置100aでは、フッ素残留処理水貯留槽55から原水・フッ素残留処理水供給ポンプ47を介して炭酸カルシウム充填塔30へのフッ素残留処理水の供給を行うようにしたことで、原水・フッ素残留処理水供給路43を循環ポンプ34の吐出側に接続することを可能とした。このような構成としたことで、上記対策の実践が可能となり、SSの発生を低減することが可能となった。
In the
このような構成の本実施形態に係る処理装置100aによるフッ素含有排水の処理の流れも、上述した第1の実施形態に係るフッ素含有排水の処理方法と殆ど同じである。
相違点としては、PH計36a,36bによる計測値が低下した際におけるフッ素残留処理水の送水先をフッ素残留処理水貯留槽55とし、フッ素残留処理水貯留槽55から、原水・フッ素残留処理水供給路43を介して次段の炭酸カルシウム充填塔30へフッ素残留処理水を供給するようにした点である。
The flow of treatment of fluorine-containing wastewater by the
The difference is that the destination of fluorine residual treated water when the measured values of the
具体的には、第1の炭酸カルシウム充填塔30aの排出口に接続された排出路48aに設けられたPH計36aの計測値が低下した場合、バルブ制御手段60が処理水排出バルブ52を「閉」、フッ素残留処理水排出バルブ54aとフッ素残留処理水供給バルブ57bを「開」に切り替える。そして、原水・フッ素残留処理水供給路43bに設けられた原水・フッ素残留処理水供給ポンプ47bを稼動させることで、第2の炭酸カルシウム充填塔30bへフッ素残留処理水が供給されることとなる(形式的には多段塔処理工程)。
Specifically, when the measured value of the
なお、第2の炭酸カルシウム充填塔30bによる単一塔処理工程(二次単一塔処理工程)への移行時には、バルブ制御手段60が原水供給バルブ44a、フッ素含有処理水排出バルブ54a、フッ素含有処理水供給バルブ57bをそれぞれ「閉」に、原水供給バルブ44bを「開」に制御する。そしてこの状態で原水・フッ素残留処理水供給ポンプ47aを停止し、原水・フッ素残留処理水供給ポンプ47bを稼動させることで、原水が第2の炭酸カルシウム充填塔30bへ供給されることとなる。
At the time of shifting to the single tower treatment step (secondary single tower treatment step) by the second calcium carbonate packed
このような特徴を有するフッ素含有排水処理方法、および装置によれば上述したように、凝集反応によるSSの発生を低減することが可能となる。なお、その他の作用効果については、上述した第1の実施形態に係るフッ素含有排水の処理方法、および装置と同様である。 According to the fluorine-containing wastewater treatment method and apparatus having such characteristics, as described above, it is possible to reduce the occurrence of SS due to the aggregation reaction. In addition, about another effect, it is the same as that of the processing method and apparatus of the fluorine-containing waste_water | drain which concern on 1st Embodiment mentioned above.
なお、上記実施形態に係る処理装置100,100aではいずれも、フッ素含有排水貯留槽10とPH調整槽12とを別槽として設けているが、これらを合わせて1つの槽としても良い。この場合であっても、本発明に係るフッ素含有排水の処理方法を実施するにあたり支障が無く、槽を1つにまとめることで処理装置100,100aの設置スペースを低減することができるからである。
In addition, in both the
また上記実施形態では、フッ素含有排水のPH調整はPH調整槽12で行う旨示した。しかしながらPHの調整は、塩酸や水酸化ナトリウム等を送水ライン(原水供給路38)に直接注入して行うようにしても良い。このような構成とすることで、PH調整槽12を配置するスペースを削減することができるからである。
Moreover, in the said embodiment, it showed that PH adjustment of fluorine-containing wastewater was performed with the
さらにまた、上記実施形態ではフッ素含有排水のPH調整をPH調整槽12のみで行う旨示した。しかしながらPHの調整は次のように行っても良い。すなわち、PH調整槽12を兼ねたフッ素含有排水貯留槽10で1次PH調整を行い、炭酸カルシウム充填塔30への送水ラインにて2次PH調整を行うという段階的なPH調整を行う方法である。このような方法を採用した場合、PH調整槽12やフッ素含有排水貯留槽10の配置スペースを削減することができると共に、PH調整を高い精度で行うことが可能となる。
Furthermore, in the above embodiment, it has been shown that the pH adjustment of fluorine-containing wastewater is performed only in the
また、本発明に係るフッ素含有排水の処理方法は、図4に示したように、最少で2つの炭酸カルシウム充填塔30を備えることで実施することが可能となる。この場合、一方の炭酸カルシウム充填塔(例えば第2の炭酸カルシウム充填塔30b)が単一塔処理工程(二次)を実施している間に、他方の炭酸カルシウム充填塔(例えば第1の炭酸カルシウム充填塔30a)から高純度フッ化カルシウムを引抜き、新たな炭酸カルシウムを充填するようにすれば良い。このようなタイミングでフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填とを繰り返すことにより、処理装置に要するスペースを最少とすることができる。
Moreover, the method for treating fluorine-containing wastewater according to the present invention can be implemented by providing at least two calcium carbonate packed towers 30 as shown in FIG. In this case, while one calcium carbonate packed tower (for example, the second calcium carbonate packed
なお、炭酸カルシウム充填塔30からのフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填を行うために要する時間が長く、1回の二次単一塔処理工程を行う時間内に終了しない場合には、フッ化カルシウムの引抜き、および炭酸カルシウムの充填までに要する時間、あるいは多段塔処理工程と二次単一塔処理工程とが繰り返される回数に基づいて、炭酸カルシウム充填塔30の塔数を定めるようにすると良い。このようにして炭酸カルシウム充填塔30の塔数を定めることで、フッ素含有排水の処理を滞らせることなく継続して実施することが可能となるからである。 If the time required for drawing calcium fluoride from the calcium carbonate packed tower 30 and filling the calcium carbonate is long, and it does not end within the time for performing one secondary single tower treatment step, When the number of the calcium carbonate packed towers 30 is determined based on the time required for drawing out calcium chloride and filling the calcium carbonate, or the number of times the multistage tower processing step and the secondary single tower processing step are repeated. good. This is because, by determining the number of calcium carbonate packed towers 30 in this way, it is possible to continuously carry out the treatment of the fluorine-containing waste water.
また、炭酸カルシウム充填塔30の塔数が、フッ素含有排水を処理するサイクルに必要とされる塔数の2倍以上ある場合には、2つのフッ素除去サイクルを並列して実施することも可能となる。具体的には、2塔の炭酸カルシウム充填塔30でフッ素含有排水の処理を行う場合において炭酸カルシウム充填塔を4塔(第1の炭酸カルシウム充填塔〜第4の炭酸カルシウム充填塔)有する場合などである。この場合、一次単一塔処理工程を第1の炭酸カルシウム充填塔と第3の炭酸カルシウム充填塔、多段塔処理工程を第1の炭酸カルシウム充填塔と第2の炭酸カルシウム充填塔の組み合わせと第3の炭酸カルシウム充填塔と第4の炭酸カルシウム充填塔の組み合わせ、および二次単一塔処理工程を第2の炭酸カルシウム充填塔と第4の炭酸カルシウム充填塔というように、2つのサイクルとして並行して実施することができる。このような処理を実施することで、フッ素含有排水の処理効率を向上させることができる。 Further, when the number of columns of the calcium carbonate packed tower 30 is more than twice the number of towers required for the cycle for treating fluorine-containing wastewater, it is possible to carry out two fluorine removal cycles in parallel. Become. Specifically, in the case where the fluorine-containing wastewater is treated in the two towers filled with calcium carbonate 30, there are four towers filled with calcium carbonate (the first calcium carbonate packed tower to the fourth calcium carbonate packed tower). It is. In this case, the primary single tower treatment step is the first calcium carbonate packed tower and the third calcium carbonate packed tower, the multistage tower treatment step is the combination of the first calcium carbonate packed tower and the second calcium carbonate packed tower and the first 3 combined with a calcium carbonate packed tower and a fourth calcium carbonate packed tower, and a secondary single tower treatment step is performed in parallel as two cycles, such as a second calcium carbonate packed tower and a fourth calcium carbonate packed tower. Can be implemented. By performing such treatment, the treatment efficiency of fluorine-containing wastewater can be improved.
10………フッ素含有排水貯留槽、12………PH調整槽、14………PH調整手段、16………塩酸貯留槽、18………塩酸供給ポンプ、20………水酸化ナトリウム貯留槽、22………水酸化ナトリウム供給ポンプ、24………PH調整制御装置、26………PH計、28………攪拌手段、30(30a〜30c)………炭酸カルシウム充填塔(第1の炭酸カルシウム充填塔〜第3の炭酸カルシウム充填塔)、32(32a〜32c)………循環路、34(34a〜34c)………循環ポンプ、36(36a〜36c)………PH計、38………原水供給経路、40………基管、42(42a〜42c)………分岐管、44(44a〜44c)………原水供給バルブ、46(46a〜46c)………原水供給ポンプ、48(48a〜48c)………排出路、50(50a〜50c)………処理水排出路、52(52a〜52c)………処理水排出バルブ、54(54a〜54c)………フッ素残留処理水排出バルブ、56(56a〜56c)………フッ素残留処理水排出路、58………基管排出路、60………バルブ制御手段、100………フッ素含有排水の処理装置(処理装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
フッ素含有排水のPHを調整して原水を生成するPH調整工程と、
PH調整が行われた前記原水を第1の炭酸カルシウム充填塔に通水して、前記原水のフッ素除去を行い処理水として排出する一次単一塔処理工程と、
前記第1の炭酸カルシウム充填塔から排出される処理水のPHが通水初期における処理水のPHよりも低下してフッ素残留処理水となった後に、前記第1の炭酸カルシウム充填塔における処理を高純度フッ化カルシウム生成に切り替え、前記フッ素残留処理水を第2の炭酸カルシウム充填塔に通水して前記フッ素残留処理水からフッ素除去を行うことで処理水を生成する多段塔処理工程と、
前記第1の炭酸カルシウム充填塔から排出された前記フッ素残留処理水のPHが低下して前記原水のPHに近似または同一となった後に、前記第1の炭酸カルシウム充填塔への通水を停止させて前記原水を前記第2の炭酸カルシウム充填塔へ通水させることで処理水を生成する二次単一塔処理工程とを有し、
前記二次単一塔処理工程の後に他の一の炭酸カルシウム充填塔を用いた多段処理工程と、二次単一塔処理工程とを順次繰り返すと共に、通水を停止させた炭酸カルシウム充填塔からフッ化カルシウムを引抜くと共に、フッ化カルシウムを引抜いた炭酸カルシウム充填塔に新たな炭酸カルシウムを充填することを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。 A fluorine-containing wastewater treatment method using a fluorine-containing wastewater treatment apparatus having a plurality of calcium carbonate packed towers,
PH adjustment step for adjusting raw material wastewater by adjusting PH of fluorine-containing wastewater;
A primary single tower treatment step of passing the raw water adjusted for pH through a first calcium carbonate packed tower, removing the fluorine of the raw water and discharging it as treated water;
After the treated water PH discharged from the first calcium carbonate packed tower is lower than the treated water PH in the initial stage of water flow to become fluorine residual treated water, the treatment in the first calcium carbonate packed tower is performed. Switching to high-purity calcium fluoride production, passing the fluorine residual treated water through a second calcium carbonate packed tower and removing fluorine from the fluorine residual treated water to produce treated water,
After the pH of the fluorine residual treated water discharged from the first calcium carbonate packed tower decreases and becomes close to or equal to the pH of the raw water, the water flow to the first calcium carbonate packed tower is stopped. And having a secondary single tower treatment step of generating treated water by passing the raw water through the second calcium carbonate packed tower,
After the secondary single tower treatment step, the multistage treatment step using another calcium carbonate packed tower and the secondary single tower treatment step are sequentially repeated, and from the calcium carbonate packed tower in which water flow is stopped. A method for treating fluorine-containing wastewater, wherein calcium fluoride is pulled out and new calcium carbonate is filled in a calcium carbonate packed tower from which calcium fluoride has been pulled out.
前記炭酸カルシウムの充填が終了するまでに繰り返される前記多段処理工程の回数に基づいて、フッ素含有排水の処理に用いる炭酸カルシウム充填塔の塔数を定めることを特徴とする請求項1に記載のフッ素含有排水の処理方法。 Withdrawing calcium fluoride and filling with calcium carbonate from the calcium carbonate packed tower begins during the secondary single tower treatment step,
2. The fluorine according to claim 1, wherein the number of towers filled with calcium carbonate used for the treatment of fluorine-containing wastewater is determined based on the number of the multistage treatment steps repeated until the filling of the calcium carbonate is completed. Treatment method of contained wastewater.
前記第2の炭酸カルシウム充填塔による二次単一塔処理工程が行われている間に前記第1の炭酸カルシウム充填塔からのフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填を行い、
前記第1の炭酸カルシウム充填塔による二次単一塔処理工程が行われている間に前記第2の炭酸カルシウム充填塔からのフッ化カルシウムの引抜きと炭酸カルシウムの充填を行うことで、
2つの炭酸カルシウム充填塔により前記二次単一塔処理工程と前記多段塔処理工程とを繰り返すことを特徴とする請求項1に記載のフッ素含有排水の処理方法。 The calcium carbonate packed tower is two towers,
While the secondary single tower treatment step by the second calcium carbonate packed tower is being performed, drawing out calcium fluoride from the first calcium carbonate packed tower and filling with calcium carbonate,
By performing extraction of calcium fluoride from the second calcium carbonate packed tower and filling of calcium carbonate while the secondary single tower treatment step by the first calcium carbonate packed tower is performed,
The method for treating fluorine-containing wastewater according to claim 1, wherein the secondary single tower treatment step and the multistage tower treatment step are repeated by two calcium carbonate packed towers.
前記炭酸カルシウム充填塔に通水させる原水のPHを調整するPH調整手段と、
前記複数の炭酸カルシウム充填塔のそれぞれに備えられ、当該炭酸カルシウム充填塔から排出される処理水のPHを計測するPH計と、
前記原水を供給する炭酸カルシウム充填塔を定める原水供給バルブと、
処理水を系外へ排出する排出路と前記炭酸カルシウム充填塔の排出口とを接続する処理水排出バルブと、
一の炭酸カルシウム充填塔から排出されたフッ素残留処理水を他の炭酸カルシウム充填塔へ供給するフッ素残留処理水排出バルブと、
前記PH計により計測された値に基づいて、前記原水供給バルブ、処理水排出バルブ、及びフッ素残留処理水排出バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
前記原水を任意の炭酸カルシウム充填塔へ送水する原水供給ポンプとを有し、
前記バルブ制御手段は、前記一の炭酸カルシウム充填塔への原水供給バルブを開にしている時、当該一の炭酸カルシウム充填塔に接続された前記処理水排出バルブを開、前記フッ素残留処理水排出バルブを閉とし、前記一の炭酸カルシウム充填塔に接続されたPH計によって計測されるPHの値が低下した場合に前記処理水排出バルブを閉、前記フッ素残留処理水排出バルブを開、前記他の炭酸カルシウム充填塔に接続された前記処理水排出バルブを開、前記フッ素残留処理水排出バルブを閉とし、前記一の炭酸カルシウム充填塔に接続されたPH計によって計測されるPHの値が調整された前記原水のPHに近似または同一となった場合に前記一の炭酸カルシウム充填塔への前記原水供給バルブを閉、前記他の炭酸カルシウム充填塔への前記原水供給バルブを開に制御することを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。 A fluorine-containing wastewater treatment apparatus having a plurality of calcium carbonate packed towers,
PH adjusting means for adjusting the pH of raw water to be passed through the calcium carbonate packed tower;
A PH meter that is provided in each of the plurality of calcium carbonate packed towers and measures the PH of treated water discharged from the calcium carbonate packed tower;
A raw water supply valve for defining a calcium carbonate packed tower for supplying the raw water;
A treated water discharge valve for connecting a discharge path for discharging treated water out of the system and a discharge port of the calcium carbonate packed tower;
A fluorine residual treated water discharge valve for supplying residual fluorine treated water discharged from one calcium carbonate packed tower to another calcium carbonate packed tower;
Valve control means for controlling the opening and closing of the raw water supply valve, the treated water discharge valve, and the fluorine residual treated water discharge valve based on the value measured by the PH meter;
A raw water supply pump for feeding the raw water to an optional calcium carbonate packed tower,
When the raw water supply valve to the one calcium carbonate packed tower is opened, the valve control means opens the treated water discharge valve connected to the one calcium carbonate packed tower, and discharges the fluorine residual treated water. The valve is closed, and when the PH value measured by the PH meter connected to the one calcium carbonate packed tower is lowered, the treated water discharge valve is closed, the fluorine residual treated water discharge valve is opened, the other The treated water discharge valve connected to the calcium carbonate packed tower is opened, the residual fluorine treated water discharge valve is closed, and the PH value measured by the PH meter connected to the one calcium carbonate packed tower is adjusted. The raw water supply valve to the one calcium carbonate packed tower is closed when the PH of the raw water is close to or the same as the PH of the raw water, Processor of fluorine-containing waste water and controlling the raw water supply valve to open.
前記フッ素残留処理水貯留槽から前記他の炭酸カルシウム充填塔へ前記フッ素残留処理水を供給するフッ素残留処理水供給バルブと、
前記フッ素残留処理水貯留槽から前記フッ素残留処理水を前記他の炭酸カルシウム充填塔へ送水するポンプとを設け、
前記バルブ制御手段は、前記フッ素残留処理水排出バルブの開閉タイミングに同期させて前記フッ素残留処理水供給バルブを開閉させることを特徴とする請求項5に記載のフッ素含有排水の処理装置。 A fluorine residual treated water storage tank for storing fluorine residual treated water discharged from the one calcium carbonate packed tower;
A fluorine residual treated water supply valve for supplying the fluorine residual treated water from the fluorine residual treated water storage tank to the other calcium carbonate packed tower;
A pump for feeding the fluorine residual treated water from the fluorine residual treated water storage tank to the other calcium carbonate packed tower;
6. The fluorine-containing wastewater treatment apparatus according to claim 5, wherein the valve control means opens and closes the fluorine residual treated water supply valve in synchronization with the opening and closing timing of the fluorine residual treated water discharge valve.
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