JP5139376B2 - Crystallization reaction method, crystallization reaction apparatus and calcium agent - Google Patents

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Description

本発明は、フッ素、リン等の晶析対象物質含有原水の晶析対象物質を難溶性カルシウム塩として処理、回収する晶析反応方法、晶析反応装置、カルシウム剤に関する。   The present invention relates to a crystallization reaction method, a crystallization reaction apparatus, and a calcium agent for treating and recovering a crystallization target substance containing raw material for crystallization, such as fluorine and phosphorus, as a hardly soluble calcium salt.

従来、フッ素、リン等の晶析対象物質を含有する原水を処理するには、カルシウム剤及び凝集剤を添加する凝集沈殿法が一般的に用いられる。但し、この方法で生成されるフッ化カルシウム、リン酸カルシウム汚泥は純度が低いため、原料として回収することができない。   Conventionally, in order to treat raw water containing crystallization target substances such as fluorine and phosphorus, a coagulation precipitation method in which a calcium agent and a coagulant are added is generally used. However, since calcium fluoride and calcium phosphate sludge produced by this method have low purity, they cannot be recovered as raw materials.

生成物を回収再利用する方法としては、種晶が充填された反応槽に晶析対象物質含有原水とカルシウム剤を注入し、種晶表面に難溶性塩を析出させて、結晶生成物を得る方法等が提案されている。   As a method for recovering and reusing the product, the raw material water containing the crystallization target and the calcium agent are injected into the reaction tank filled with the seed crystal, and a hardly soluble salt is precipitated on the seed crystal surface to obtain a crystal product. Methods have been proposed.

例えば、本発明者らは、特許文献1において、流動床型の晶析装置により晶析対象物質含有原水を上向流で通水し、pH3〜11で晶析する装置を提案している(図7に示す)。   For example, in the patent document 1, the present inventors have proposed a device for allowing crystallization target substance-containing raw water to flow upward by a fluidized bed type crystallizer and crystallizing at pH 3 to 11 ( As shown in FIG.

また、例えば、本発明者らは、特許文献2において、原水中の晶析対象成分が高濃度の場合は、ドラフトチューブおよび撹拌機付きの晶析反応槽でpH2〜3で晶析する装置を提案している(図8に示す)。   In addition, for example, in Patent Document 2, when the crystallization target component in the raw water has a high concentration, the present inventors set up an apparatus for crystallization at pH 2 to 3 in a crystallization reaction tank equipped with a draft tube and a stirrer. Proposed (shown in FIG. 8).

特開2003−225680号公報JP 2003-225680 A 特開2008−86840号公報JP 2008-86840 A

上記の方法で用いられるカルシウム剤としては、塩化カルシウム、消石灰等がある。消石灰は、塩化カルシウムに比べて非常に安価であるが、市販の消石灰をカルシウム剤としてそのまま用いると、晶析反応が安定せず、難溶性カルシウム塩の回収率にバラツキが生じるという問題があった。   Examples of calcium agents used in the above method include calcium chloride and slaked lime. Although slaked lime is very cheap compared to calcium chloride, when commercially available slaked lime is used as a calcium agent as it is, there is a problem that the crystallization reaction is not stable and the recovery rate of the hardly soluble calcium salt is varied. .

そこで、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、消石灰に含まれる硫黄分、消石灰の粒度分布が、晶析反応性、難溶性カルシウム塩の回収率に影響を及ぼすことを見出した。   Thus, as a result of intensive studies, the present inventors have found that the sulfur content contained in slaked lime and the particle size distribution of slaked lime affect the crystallization reactivity and the recovery rate of poorly soluble calcium salts.

そこで、本発明の目的は、カルシウム剤として消石灰を用いても、難溶性カルシウム塩の安定した回収率を確保することができる晶析反応方法、晶析反応装置を提供することにある。   Then, the objective of this invention is providing the crystallization reaction method and the crystallization reaction apparatus which can ensure the stable collection | recovery rate of a hardly soluble calcium salt, even if it uses slaked lime as a calcium agent.

本発明は、晶析対象物質を含有する原水に消石灰を添加して、難溶性カルシウム塩の結晶を生成させる晶析反応方法であって、前記消石灰中の硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるように前記消石灰を洗浄する洗浄工程と、前記洗浄した消石灰と原水とを混合して難溶性カルシウム塩の結晶を生成させる晶析反応工程と、を備える。 The present invention is a crystallization reaction method in which slaked lime is added to raw water containing a substance to be crystallized to produce crystals of a hardly soluble calcium salt, and the sulfur content in the slaked lime is 0.003 in terms of SO 3 . A washing step of washing the slaked lime so as to be 1% or less, and a crystallization reaction step of mixing the washed slaked lime with raw water to form crystals of a hardly soluble calcium salt.

また、前記晶析反応方法において、前記消石灰を洗浄した洗浄排水と前記晶析反応工程により排出される処理水とを混合し、処理水のpHを調整するpH調整工程を備えることが好ましい。   Further, the crystallization reaction method preferably includes a pH adjustment step of adjusting the pH of the treated water by mixing the washing waste water from which the slaked lime has been washed and the treated water discharged by the crystallization reaction step.

また、前記晶析反応方法において、前記洗浄工程では、消石灰中の硫黄含有率を測定し、測定した含有率に基づいて、前記消石灰中の硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるように前記消石灰を洗浄することが好ましい。 In the crystallization reaction method, in the washing step, the sulfur content in slaked lime is measured, and based on the measured content, the sulfur content in the slaked lime is 0.1% or less in terms of SO 3. It is preferable that the slaked lime is washed.

また、前記晶析反応方法において、前記洗浄工程前又は後に、前記消石灰の粒度分布が、53μm以下が90%以上となるように分級する分級工程を備えることが好ましい。   The crystallization reaction method preferably includes a classification step of classifying the slaked lime so that the particle size distribution of the slaked lime is 90% or more before or after the washing step.

また、本発明は、晶析対象物質を含有する原水に消石灰を添加して、難溶性カルシウム塩の結晶を生成させる晶析反応装置であって、前記原水と前記消石灰とを混合して難溶性カルシウム塩の結晶を生成させるための晶析反応槽と、前記消石灰中の硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるように前記消石灰を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄した消石灰を前記晶析反応槽に添加する消石灰添加手段と、を備える。 Further, the present invention is a crystallization reaction apparatus for adding a slaked lime to raw water containing a substance to be crystallized to produce crystals of a hardly soluble calcium salt, wherein the raw water and the slaked lime are mixed and hardly soluble. A crystallization reaction tank for generating calcium salt crystals, a washing means for washing the slaked lime so that the sulfur content in the slaked lime is 0.1% or less in terms of SO 3 , and the washed slaked lime Slaked lime addition means for adding to the crystallization reaction tank.

また、前記晶析反応装置において、前記消石灰を洗浄した洗浄排水を前記晶析反応槽から排出される処理水に添加して、処理水のpHを調整するpH調整手段を備えることが好ましい。   Further, the crystallization reaction apparatus preferably includes a pH adjusting means for adjusting the pH of the treated water by adding the washing waste water from which the slaked lime has been washed to the treated water discharged from the crystallization reaction tank.

また、前記晶析反応装置において、前記洗浄手段の前段又は後段に、前記晶析反応槽に添加される消石灰の粒度分布が、53μm以下が90%以上となるように分級する分級手段を備える。   The crystallization reaction apparatus further includes classification means for classifying the slaked lime added to the crystallization reaction tank so that the particle size distribution of 53 μm or less is 90% or more before or after the washing means.

また、本発明は、晶析対象物質を含有する原水と反応して、難溶性カルシウム塩の結晶を生成させるためのカルシウム剤であって、前記カルシウム剤は、硫黄含有率がSO換算で0.1%以下である消石灰である。 The present invention is also a calcium agent for reacting with raw water containing a substance to be crystallized to form a hardly soluble calcium salt crystal, and the calcium agent has a sulfur content of 0 in terms of SO 3. 0.1% or less slaked lime.

本発明によれば、カルシウム剤として消石灰を用いても、難溶性カルシウム塩の安定した回収率を確保することができる。   According to the present invention, even when slaked lime is used as the calcium agent, a stable recovery rate of the hardly soluble calcium salt can be ensured.

本発明の実施形態に係る晶析反応装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る晶析反応装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the crystallization reaction apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 消石灰中の硫黄含有率(SO換算)と処理水中のフッ素濃度との関係を示す。It shows the relationship between the sulfur content in the slaked lime and (SO 3 conversion) and the fluorine concentration in the treated water. 消石灰中の53μm以上の粒子割合(%)と処理水中のフッ素濃度との関係を示す。The relationship between the particle | grain ratio (%) of 53 micrometers or more in slaked lime and the fluorine concentration in treated water is shown. 消石灰中の硫黄含有率(SO換算)と処理水中のリン濃度との関係を示す。Sulfur content in lime showing the relationship between the (SO 3 conversion) processing the phosphorus concentration in the water. 消石灰中の53μm以上の粒子割合(%)と処理水中のリン濃度との関係を示す。The relationship between the particle | grain ratio (%) of 53 micrometers or more in slaked lime and the phosphorus concentration in a treated water is shown. 従来の晶析反応装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the conventional crystallization reaction apparatus. 従来の晶析反応装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the conventional crystallization reaction apparatus.

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.

図1は、本発明の実施形態に係る晶析反応装置の一例を示す模式図である。図1に示すように、晶析反応装置1は、消石灰サイロ10、洗浄手段である洗浄槽12、溶解槽14、晶析反応槽16、種晶サイロ18、中和槽20を備えている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a crystallization reaction apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the crystallization reaction apparatus 1 includes a slaked lime silo 10, a cleaning tank 12 that is a cleaning means, a dissolution tank 14, a crystallization reaction tank 16, a seed crystal silo 18, and a neutralization tank 20.

消石灰サイロ10と洗浄槽12との間は、消石灰第1添加配管22が接続されており、洗浄槽12と溶解槽14との間は、ポンプ23を介して消石灰第2添加配管26が接続されており、溶解槽14と晶析反応槽16との間は、消石灰添加手段であるポンプ24を介して消石灰第3添加配管28が接続されている。また、晶析反応槽16には、原水貯槽(不図示)からの原水添加配管30が接続されており、種晶サイロ18からの種晶添加配管32が接続されている。晶析反応槽16の処理水出口には、処理水排出配管34が接続されており、晶析反応槽16の難溶性塩排出口には、難溶性塩排出配管36が接続されている。   A slaked lime first addition pipe 22 is connected between the slaked lime silo 10 and the cleaning tank 12, and a slaked lime second addition pipe 26 is connected between the cleaning tank 12 and the dissolution tank 14 via a pump 23. In addition, a slaked lime third addition pipe 28 is connected between the dissolution tank 14 and the crystallization reaction tank 16 via a pump 24 which is a slaked lime addition means. In addition, a raw water addition pipe 30 from a raw water storage tank (not shown) is connected to the crystallization reaction tank 16, and a seed crystal addition pipe 32 from a seed crystal silo 18 is connected. A treated water discharge pipe 34 is connected to the treated water outlet of the crystallization reaction tank 16, and a hardly soluble salt discharge pipe 36 is connected to the hardly soluble salt discharge port of the crystallization reaction tank 16.

また、洗浄槽12には、洗浄水添加配管38が接続されている。洗浄槽12の洗浄水出口には、pH調整手段である洗浄水排出配管40が接続されている。なお、洗浄水排出配管40にはポンプが介装されていてもよい。また、消石灰第3添加配管28には、返送配管43が接続されており、消石灰第3添加配管28を通る消石灰の一部を溶解槽14に返送できるようになっている。また、中和槽20には、晶析反応槽16からの処理水排出配管34が接続されており、洗浄槽12からの洗浄水排出配管40が接続されている。   Further, a cleaning water addition pipe 38 is connected to the cleaning tank 12. A cleaning water discharge pipe 40 serving as a pH adjusting means is connected to the cleaning water outlet of the cleaning tank 12. Note that a pump may be interposed in the cleaning water discharge pipe 40. Moreover, the return piping 43 is connected to the slaked lime 3rd addition piping 28, and a part of slaked lime which passes along the slaked lime 3rd addition piping 28 can be returned to the dissolution tank 14. FIG. The neutralization tank 20 is connected to a treated water discharge pipe 34 from the crystallization reaction tank 16 and is connected to a wash water discharge pipe 40 from the cleaning tank 12.

本実施形態における洗浄手段は、消石灰中の硫黄含有率を下記に説明する範囲となるように洗浄することができるものであれば、洗浄槽12のような槽式に限定されるものではなく、例えば、所定の長さを有する配管を洗浄手段として、その配管中で水と消石灰とを混合して洗浄してもよい。   The cleaning means in the present embodiment is not limited to a tank type like the cleaning tank 12 as long as it can be cleaned so that the sulfur content in the slaked lime falls within the range described below. For example, a pipe having a predetermined length may be used as a cleaning means, and water and slaked lime may be mixed and cleaned in the pipe.

晶析反応槽16には、モータおよび晶析反応槽16内の流体を撹拌する撹拌翼42を備える撹拌手段である撹拌装置44、ドラフトチューブ46を備える。撹拌装置44の撹拌翼42は、ドラフトチューブ46内に配置され、撹拌軸を介して伝達されるモータが発生する回転力によって回転する。また、溶解槽14及び中和槽20にも同様の撹拌装置44が設けられている。   The crystallization reaction tank 16 includes a stirring device 44 and a draft tube 46 which are stirring means including a motor and a stirring blade 42 for stirring the fluid in the crystallization reaction tank 16. The stirring blade 42 of the stirring device 44 is disposed in the draft tube 46 and is rotated by a rotational force generated by a motor transmitted through the stirring shaft. A similar stirring device 44 is also provided in the dissolution tank 14 and the neutralization tank 20.

本実施形態に係る晶析反応装置1の動作について説明する。   The operation of the crystallization reaction apparatus 1 according to this embodiment will be described.

フッ素、リン等の晶析対象物質を含有する原水(以下、単に「原水」と呼ぶ場合がある。)が原水添加配管30を通して晶析反応槽16に添加される。   Raw water containing a substance to be crystallized such as fluorine or phosphorus (hereinafter sometimes simply referred to as “raw water”) is added to the crystallization reaction tank 16 through the raw water addition pipe 30.

また、モータ48により消石灰サイロ10中の消石灰が消石灰第1添加配管22を通して、洗浄槽12に添加され、また純水、超純水等の洗浄水が洗浄水添加配管38を通して、洗浄槽12に添加される。そして、洗浄槽12において、消石灰が洗浄され、消石灰中の硫黄含有率がSO換算で0.1%以下とされる。ここで、洗浄槽12内の消石灰の硫黄含有率を測定し、該測定値に基づいて消石灰を洗浄することが好ましい。但し、消石灰中の硫黄含有率が予め特定されている場合は、消石灰中の硫黄含有率と洗浄時間との関係を予め測定しておき、該測定データに基づいて、消石灰の洗浄時間を決定し、洗浄を行ってもよい。 Further, slaked lime in the slaked lime silo 10 is added to the cleaning tank 12 by the motor 48 through the first slaked lime addition pipe 22, and cleaning water such as pure water or ultrapure water is supplied to the cleaning tank 12 through the cleaning water addition pipe 38. Added. Then, in the cleaning tank 12, slaked lime is washed, sulfur content in the slaked lime is 0.1% or less converted to SO 3. Here, it is preferable to measure the sulfur content of slaked lime in the washing tank 12 and wash the slaked lime based on the measured value. However, when the sulfur content in the slaked lime is specified in advance, the relationship between the sulfur content in the slaked lime and the washing time is measured in advance, and the washing time of the slaked lime is determined based on the measurement data. Cleaning may be performed.

次に、洗浄された消石灰がポンプ23により消石灰第2添加配管26を通して溶解槽14に添加される。消石灰は溶解槽14の撹拌装置44によって撹拌され、均一な消石灰スラリとなる。そして、消石灰(スラリ)がポンプ24により消石灰第3添加配管28を通して晶析反応装置1に添加される。消石灰は、晶析反応槽16の撹拌翼42の近傍に添加されることが好ましい。より均一な消石灰スラリを得るために、消石灰第3添加配管28を通る消石灰スラリの一部を返送配管43から溶解槽14に返送してもよい。なお、本実施形態において、溶解槽14は必ずしも必要ではない。   Next, the washed slaked lime is added to the dissolution tank 14 through the slaked lime second addition pipe 26 by the pump 23. The slaked lime is stirred by the stirring device 44 of the dissolution tank 14 and becomes a uniform slaked lime slurry. Then, slaked lime (slurry) is added to the crystallization reaction apparatus 1 through the slaked lime third addition pipe 28 by the pump 24. The slaked lime is preferably added in the vicinity of the stirring blade 42 of the crystallization reaction tank 16. In order to obtain a more uniform slaked lime slurry, a part of the slaked lime slurry passing through the slaked lime third addition pipe 28 may be returned from the return pipe 43 to the dissolution tank 14. In the present embodiment, the dissolution tank 14 is not always necessary.

また、モータ50により種晶サイロ18中の種晶が種晶添加配管32を通して晶析反応槽16に添加されることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the seed crystal in the seed crystal silo 18 is added to the crystallization reaction tank 16 through the seed crystal addition pipe 32 by the motor 50.

そして、晶析反応槽16において、原水に含まれるフッ素、リン等の晶析対象物質が消石灰と反応して、フッ化カルシウム、リン酸カルシウム(難溶性カルシウム塩)が生成され、種晶表面に析出され、難溶性カルシウム塩の結晶が生成される。   In the crystallization reaction tank 16, the crystallization target substances such as fluorine and phosphorus contained in the raw water react with slaked lime to generate calcium fluoride and calcium phosphate (slightly soluble calcium salt), which are deposited on the seed crystal surface. A crystal of a poorly soluble calcium salt is produced.

本実施形態のように、硫黄含有率がSO換算で0.1%以下、好ましくは0.01%以下とされた消石灰をフッ素、リン等と反応させることにより、微細なフッ化カルシウム、リン酸カルシウム等の難溶性カルシウム塩の生成を抑制することができるため、処理水と共に晶析反応槽16外へ排出されることを抑制でき、難溶性カルシウム塩の回収率を向上させることができる。また、消石灰の硫黄含有率をSO換算で0.1%以下とすることにより、硫酸カルシウム等の複生成物の生成を抑制することができるため、フッ化カルシウム、リン酸カルシウム等の難溶性カルシウム塩の回収率を向上させることができる。 As in this embodiment, fine calcium fluoride and calcium phosphate are produced by reacting slaked lime with a sulfur content of 0.1% or less, preferably 0.01% or less in terms of SO 3 , with fluorine, phosphorus or the like. Therefore, it is possible to suppress the generation of the sparingly soluble calcium salt and the like to the outside of the crystallization reaction tank 16 together with the treated water, thereby improving the recovery rate of the sparingly soluble calcium salt. Further, by 0.1% or less of sulfur content of slaked lime converted to SO 3, it is possible to suppress the generation of multiple products such as calcium sulfate, calcium fluoride, sparingly soluble calcium salts such as calcium phosphate The recovery rate can be improved.

晶析反応槽16での晶析反応により、フッ素、リン等の晶析対象物質が低減された処理水は、処理水排出配管34を通して中和槽20に供給される。晶析反応により得られる処理水のpHは、酸性(およそpH1.5〜3)であるため、中和槽20により中和(pH調整)することが好ましい。ここで、処理水を中和する際に、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を中和槽20に添加して処理水を中和してもよいが、洗浄槽12から排出される洗浄水を洗浄水配管から中和槽20に添加して処理水を中和することが好ましい。これにより、処理コストを低減させることができる。   The treated water in which the crystallization target substance such as fluorine and phosphorus is reduced by the crystallization reaction in the crystallization reaction tank 16 is supplied to the neutralization tank 20 through the treated water discharge pipe 34. Since the pH of the treated water obtained by the crystallization reaction is acidic (approximately pH 1.5 to 3), it is preferably neutralized (pH adjusted) by the neutralization tank 20. Here, when neutralizing the treated water, an alkaline agent such as sodium hydroxide may be added to the neutralization tank 20 to neutralize the treated water, but the washing water discharged from the washing tank 12 is washed. It is preferable to add to the neutralization tank 20 from a water pipe to neutralize the treated water. Thereby, processing cost can be reduced.

晶析反応槽16内で生成したフッ化カルシウム、リン酸カルシウム等の難溶性カルシウム塩は、難溶性塩排出配管36から引き抜かれ、系外へ排出される。難溶性カルシウム塩の引き抜き方法は、特に制限されるものではないが、チューブポンプ等のスラリ用ポンプを用いて、晶析反応槽16から難溶性カルシウム塩を引き抜く方法でも良いし、図1に示すように難溶性塩排出配管36に弁を取り付け、単に重力によって晶析反応槽16から難溶性カルシウム塩を引き抜く方法でもよい。   Slightly soluble calcium salts such as calcium fluoride and calcium phosphate generated in the crystallization reaction tank 16 are extracted from the hardly soluble salt discharge pipe 36 and discharged out of the system. The method for pulling out the hardly soluble calcium salt is not particularly limited, but may be a method for pulling out the hardly soluble calcium salt from the crystallization reaction tank 16 using a slurry pump such as a tube pump, as shown in FIG. Thus, a method may be used in which a valve is attached to the hardly soluble salt discharge pipe 36 and the hardly soluble calcium salt is simply pulled out of the crystallization reaction tank 16 by gravity.

図2は、本発明の他の実施形態に係る晶析反応装置の一例を示す模式図である。図2に示す晶析反応装置2において、図1に示す晶析反応装置1と同様の構成については同一の符合を付し、その説明を省略する。図2の晶析反応装置2では、分級手段としての分級装置52が設けられている。本実施形態では、洗浄槽12の前段に分級装置52を設置しているが、洗浄槽12の後段に分級装置52を設置してもよい。   FIG. 2 is a schematic view showing an example of a crystallization reaction apparatus according to another embodiment of the present invention. In the crystallization reaction apparatus 2 shown in FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the crystallization reaction apparatus 1 shown in FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted. In the crystallization reaction apparatus 2 of FIG. 2, a classification device 52 as a classification means is provided. In the present embodiment, the classification device 52 is installed in the previous stage of the cleaning tank 12, but the classification apparatus 52 may be installed in the subsequent stage of the cleaning tank 12.

分級装置52としては、特に制限されるものではないが、例えば消石灰を上向流で通水させる筒型容器であってもよいし、サイクロン等の機械的手段により分級する装置であってもよい。分級装置52と洗浄槽12との間は、小粒径排出配管53が接続されている。また、分級装置52と洗浄水排出配管40との間(又は中和槽20との間)には、大粒径排出配管54が接続されている。   Although it does not restrict | limit especially as the classification apparatus 52, For example, the cylindrical container which allows slaked lime to flow by an upward flow may be sufficient, and the apparatus classified by mechanical means, such as a cyclone, may be sufficient. . A small particle size discharge pipe 53 is connected between the classification device 52 and the cleaning tank 12. Further, a large particle size discharge pipe 54 is connected between the classifier 52 and the washing water discharge pipe 40 (or between the neutralization tank 20).

本実施形態では、分級装置52により、消石灰が分級される。具体的には、分級装置52により、小粒径排出配管53を通る消石灰の粒度分布、すなわち、洗浄槽12(晶析反応槽16側)に供給される消石灰の粒度分布が、53μm以下が90%以上となるように分級される。したがって、本実施形態では、粒径の細かい消石灰が晶析反応槽16に添加されることとなる(本実施形態では、洗浄槽12を介して晶析反応槽16に添加される)。そして、このように、粒径の細かい消石灰を晶析反応槽16に添加することにより、消石灰が溶け易くなるため、未溶分の消石灰とフッ素、リン等の晶析対象物質との急激な反応による微細な難溶性カルシウム塩の生成を抑制することができる。その結果、処理水と共に難溶性カルシウム塩が晶析反応槽16外へ排出されることを抑制でき、難溶性カルシウム塩の回収率を向上させることができる。   In the present embodiment, slaked lime is classified by the classification device 52. Specifically, the particle size distribution of slaked lime passing through the small particle size discharge pipe 53 by the classifier 52, that is, the particle size distribution of slaked lime supplied to the washing tank 12 (crystallization reaction tank 16 side) is 53 μm or less. It is classified so that it becomes more than%. Therefore, in this embodiment, slaked lime having a small particle size is added to the crystallization reaction tank 16 (in this embodiment, it is added to the crystallization reaction tank 16 via the cleaning tank 12). And since slaked lime becomes easy to melt | dissolve by adding slaked lime with a fine particle diameter to the crystallization reaction tank 16 in this way, rapid reaction with crystallization target substances, such as an undissolved slaked lime and fluorine, phosphorus, etc. The production | generation of the fine hardly soluble calcium salt by can be suppressed. As a result, the hardly soluble calcium salt can be prevented from being discharged out of the crystallization reaction tank 16 together with the treated water, and the recovery rate of the hardly soluble calcium salt can be improved.

また、本実施形態では、分級装置52により分級され、粒度分布が上記範囲外である消石灰(すなわち粒径の大きい消石灰)は、大粒径排出配管54(pH調整手段として機能する)から洗浄水排出配管40を通して、中和槽20に供給され、晶析反応槽16から排出される処理水の中和(pH調整)に使用されることが好ましい。これにより、処理コストを低減させることができる。なお、大粒径の消石灰は大粒径排出配管54から直接中和槽20に供給されてもよい。   In the present embodiment, slaked lime classified by the classifier 52 and having a particle size distribution outside the above range (that is, slaked lime having a large particle size) is washed from the large particle size discharge pipe 54 (functioning as pH adjusting means). It is preferably used for neutralization (pH adjustment) of the treated water supplied to the neutralization tank 20 through the discharge pipe 40 and discharged from the crystallization reaction tank 16. Thereby, processing cost can be reduced. The slaked lime having a large particle size may be supplied directly to the neutralization tank 20 from the large particle size discharge pipe 54.

また、図1及び2においては、原水添加配管30、消石灰第3添加配管28はそれぞれ1つであるが、これに限定されるものではなく、これらが複数設けられていてもよい。   Moreover, in FIG. 1 and 2, although the raw | natural water addition piping 30 and the slaked lime 3rd addition piping 28 are each one, it is not limited to this, These may be provided with two or more.

本実施形態において、消石灰の晶析反応槽16への添加(注入点)は、撹拌翼42の近傍に行われることが好ましい。消石灰を撹拌翼42の近傍に添加することにより、消石灰は、晶析反応槽16へ注入されると直ちに拡散せしめられ、その濃度が素早く低下する。このため、形成された塩が液中に直接析出することが少なくなり、晶析反応槽16内の粒状種晶上の難溶塩の結晶として液中の晶析対象物質(フッ素、リン等)をじっくり取り込むことができる。また、カルシウム剤が溶けやすくなり、未溶解のカルシウム剤とフッ素との急激な反応を抑制することもできる。これらの結果、粒子の均一性が高く、含水率の低いフッ化カルシウムの生成が可能となる。また、本実施形態において、原水の晶析反応槽16への添加(注入点)も撹拌翼42の近傍に行われることが好ましい。原水を撹拌翼42の近傍に添加することにより、原水は、晶析反応槽16へ注入されると直ちに拡散せしめられ、フッ素、リン等の晶析対象物質濃度が素早く低下する。このため、晶析反応槽16内の粒状種晶上の難溶塩の結晶として液中の晶析対象物質をよりじっくり取り込むことができる。その結果、より粒子の均一性が高く、より含水率の低いフッ化カルシウムの生成が可能となる。   In the present embodiment, the addition (injection point) of slaked lime to the crystallization reaction tank 16 is preferably performed in the vicinity of the stirring blade 42. By adding slaked lime in the vicinity of the stirring blade 42, the slaked lime is immediately diffused when injected into the crystallization reaction tank 16, and its concentration quickly decreases. For this reason, the formed salt is less likely to be precipitated directly in the liquid, and the crystallization target substance (fluorine, phosphorus, etc.) in the liquid as a hardly soluble salt crystal on the granular seed crystal in the crystallization reaction tank 16. Can be captured carefully. Moreover, it becomes easy to melt | dissolve a calcium agent and it can also suppress the rapid reaction with an undissolved calcium agent and a fluorine. As a result, it is possible to produce calcium fluoride with high particle uniformity and low water content. In the present embodiment, addition of raw water to the crystallization reaction tank 16 (injection point) is also preferably performed in the vicinity of the stirring blade 42. By adding the raw water in the vicinity of the stirring blade 42, the raw water is immediately diffused when injected into the crystallization reaction tank 16, and the concentration of substances to be crystallized such as fluorine and phosphorus is quickly reduced. For this reason, the crystallization target substance in the liquid can be more carefully taken in as the hardly soluble salt crystals on the granular seed crystals in the crystallization reaction tank 16. As a result, it is possible to produce calcium fluoride with higher particle uniformity and lower moisture content.

本実施形態では、原水中、消石灰中、又は晶析反応槽16に酸を添加する酸添加手段を設け、晶析反応槽16における晶析反応液のpHを0.8〜3の範囲とすることが好ましく、1〜1.5の範囲とすることがより好ましい。酸を添加して晶析反応槽16のpHを0.8〜3の範囲で運転することにより、処理水のフッ素、リン等の晶析対象物質濃度を低減させることができる。この理由としては、pH0.8〜3の範囲という低いpHで運転することで消石灰が溶けやすくなり、未溶解の消石灰と晶析対象物質との急激な反応を抑制する効果があると考えられる。   In this embodiment, acid addition means for adding an acid to raw water, slaked lime, or the crystallization reaction tank 16 is provided, and the pH of the crystallization reaction solution in the crystallization reaction tank 16 is in the range of 0.8 to 3. It is preferable that the range is 1 to 1.5. By adding an acid and operating the pH of the crystallization reaction tank 16 in the range of 0.8 to 3, the concentration of the substance to be crystallized such as fluorine and phosphorus in the treated water can be reduced. The reason for this is considered to be that slaked lime is easily dissolved by operating at a low pH in the range of 0.8 to 3, and that there is an effect of suppressing a rapid reaction between undissolved slaked lime and the substance to be crystallized.

本実施形態においては、図1及び2に示すように、晶析反応槽16の水面下に、筒内に撹拌装置44の撹拌翼42が位置するようにドラフトチューブ46を設置することが好ましい。このとき、撹拌翼42は下降流を形成するものであることが好ましい。このようにドラフトチューブ46を設置すると、チューブ下部に向けて下降流が生じ、拡散流速が比較的大きいゾーンが形成される。このため、原水や消石灰等をより素早く拡散させることができ、原水や消石灰の濃度が局所的に濃い領域同士が接触して、難溶性塩粒子の直接生成が生じることを極力抑制することが可能となる。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, it is preferable to install a draft tube 46 below the water surface of the crystallization reaction tank 16 so that the stirring blade 42 of the stirring device 44 is positioned in the cylinder. At this time, the stirring blade 42 preferably forms a downward flow. When the draft tube 46 is installed in this manner, a downward flow is generated toward the lower portion of the tube, and a zone having a relatively large diffusion flow rate is formed. For this reason, raw water, slaked lime, etc. can be diffused more quickly, and it is possible to suppress as much as possible that the regions where the concentrations of raw water and slaked lime are locally concentrated contact each other and direct generation of sparingly soluble salt particles occurs. It becomes.

また、上記のようにドラフトチューブ46および撹拌翼42を設置すると、チューブ外周部には流れのゆるやかな上向流ゾーンが形成される。このゾーンでは、粒子が分級されて小粒径の粒子はチューブ外側面に沿って上昇すると共に、チューブ上端からチューブ内部に再侵入して下降し、原水や消石灰等の注入点付近やその下部の撹拌ゾーンへと再循環する。これら小粒径の結晶が核となって晶析反応を促進せしめる。このため、粒径の大きな難溶性塩の結晶を安定的に形成せしめることが可能となり、回収率を向上させることができる。   Moreover, when the draft tube 46 and the stirring blade 42 are installed as described above, an upward flow zone having a gentle flow is formed on the outer periphery of the tube. In this zone, the particles are classified and the small particles rise along the outer surface of the tube and re-enter the tube from the upper end of the tube and descend.Then, near the injection point of raw water, slaked lime, etc. Recirculate to the agitation zone. These small-sized crystals serve as nuclei to promote the crystallization reaction. For this reason, it becomes possible to form stably the crystal | crystallization of a slightly soluble salt with a large particle size, and can improve a recovery rate.

さらに、晶析反応が進んで粒径が大きくなった結晶は、チューブ外周部の上向流によっては上昇せず、下に沈んで再びドラフトチューブ46内には入り込まないため、成長した結晶が撹拌翼42との衝突により破壊されてしまうことを防止することができる。このような利点も、粒径の大きな難溶性塩の結晶を安定的に得ることに寄与し、回収率の向上に寄与することができる。   Further, the crystal having a larger particle size due to the progress of the crystallization reaction does not rise by the upward flow at the outer periphery of the tube, sinks down and does not enter the draft tube 46 again. It can be prevented from being destroyed by the collision with the wing 42. Such an advantage also contributes to stably obtaining crystals of a hardly soluble salt having a large particle size, and can contribute to an improvement in the recovery rate.

チューブ下部に撹拌流速の比較的大きいゾーンを形成し、チューブ外周部に上向流を安定的に形成するためには、撹拌翼42が、チューブ内でチューブ下半分の何処かに位置することが好ましい。より好ましくは、チューブ下端より少し上方の位置がよい。このような配置とすれば、撹拌流速の大きなゾーンがチューブ下端付近に渦のように形成され、さらにそこから上向流がチューブ外周部に沿って安定的に形成される。従って、原水やカルシウム剤等の拡散や、粒子の分級を効果的に進めることできる。   In order to form a zone with a relatively large stirring flow velocity at the lower part of the tube and to stably form an upward flow at the outer periphery of the tube, the stirring blade 42 should be located somewhere in the lower half of the tube in the tube. preferable. More preferably, a position slightly above the lower end of the tube is good. With such an arrangement, a zone with a high stirring flow rate is formed like a vortex near the lower end of the tube, and an upward flow is stably formed along the outer periphery of the tube. Therefore, diffusion of raw water, calcium agent, etc. and particle classification can be effectively advanced.

ドラフトチューブ46を設ける場合、原水や消石灰の注入点は、これらをドラフトチューブ46内の下降流に乗せて素早く効果的に拡散させるために、ドラフトチューブ46の筒内に配することが好ましい。より好ましい位置は、ドラフトチューブ46の筒内かつ撹拌翼42の上方である。   When the draft tube 46 is provided, the injection points of the raw water and slaked lime are preferably arranged in the cylinder of the draft tube 46 in order to quickly and effectively diffuse them on the downward flow in the draft tube 46. A more preferable position is in the cylinder of the draft tube 46 and above the stirring blade 42.

本実施形態におけるフッ素、リン等の晶析対象物質含有原水は、晶析処理により除去されるフッ素、リンを含むものであれば、如何なる由来の原水であっても良く、例えば、半導体関連産業をはじめとする電子産業、発電所、アルミニウム工業等から排出される原水が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   The raw water containing crystallization target substances such as fluorine and phosphorus in the present embodiment may be raw water of any origin as long as it contains fluorine and phosphorus removed by crystallization treatment. Examples include, but are not limited to, raw water discharged from the electronics industry, power plant, aluminum industry and the like.

晶析対象物質となるフッ素、リン等は、晶析反応により晶析するのであれば、任意の状態で原水中に存在することが可能である。原水中に溶解しているという観点から、晶析対象物質はイオン化した状態であるのが好ましい。   Fluorine, phosphorus, and the like that are crystallization target substances can be present in the raw water in an arbitrary state as long as they are crystallized by a crystallization reaction. From the viewpoint that it is dissolved in the raw water, the crystallization target substance is preferably in an ionized state.

フッ素を含む原水は、アルミの電解精錬工程、製綱工程等からも排出されるが、特に半導体工場において大量に排出される。半導体シリコンウェーハの洗浄等に濃厚フッ酸が用いられ、フッ素含有量が%オーダーの濃厚フッ酸廃液として排出される。このとき、アンモニアや過酸化水素、リン酸等も洗浄剤として用いられるため、それらを含む排水となることがある。また、半導体シリコンウェーハ上に残存するフッ酸の洗浄、パーフルオロ化合物(PFCs)分解後のガスに含まれるHFの洗浄等に大量の水が使用され、希薄系のフッ素含有原水としても排出される。本方法は、特にフッ酸(フッ化水素)を含む原水中からフッ素を除去するために特に好適に適用しうる。   Raw water containing fluorine is also discharged from the aluminum electrolytic refining process, steelmaking process, etc., but in particular, it is discharged in large quantities at semiconductor factories. Concentrated hydrofluoric acid is used for cleaning a semiconductor silicon wafer, etc., and discharged as a concentrated hydrofluoric acid waste liquid with a fluorine content of the order of%. At this time, ammonia, hydrogen peroxide, phosphoric acid, and the like are also used as cleaning agents, and thus may become wastewater containing them. In addition, a large amount of water is used for cleaning hydrofluoric acid remaining on the semiconductor silicon wafer, cleaning HF contained in the gas after decomposition of perfluoro compounds (PFCs), etc., and is also discharged as dilute fluorine-containing raw water. . This method can be particularly suitably applied to remove fluorine from raw water containing hydrofluoric acid (hydrogen fluoride).

原水に含まれるフッ素又はリンの量は、特に限定されるものではないが、例えば、1000mg/L以上、特に5000mg/L以上である。   The amount of fluorine or phosphorus contained in the raw water is not particularly limited, but is, for example, 1000 mg / L or more, particularly 5000 mg / L or more.

本実施形態においては、カルシウム剤として消石灰が用いられるが、消石灰を添加する形態としては、粉末状態でもよいし、スラリ状態であってもよい。消石灰の添加の好ましい態様は、消石灰スラリとして添加する態様である。   In the present embodiment, slaked lime is used as the calcium agent, but the form in which slaked lime is added may be a powder state or a slurry state. The preferable aspect of addition of slaked lime is an aspect added as slaked lime slurry.

本実施形態では、消石灰を晶析反応槽16に添加する前に、洗浄、分級しているため、任意のグレードの消石灰を使用しても、難溶性塩カルシウムの安定した回収率を確保することができる。消石灰スラリの濃度は特に限定されるものではなく、一般的に用いられる1重量%〜20重量%の範囲でよい。   In this embodiment, since slaked lime is washed and classified before adding slaked lime to the crystallization reaction tank 16, even when any grade of slaked lime is used, a stable recovery rate of hardly soluble calcium salt is ensured. Can do. The density | concentration of slaked lime slurry is not specifically limited, The range of 1 to 20 weight% generally used may be sufficient.

カルシウム剤の注入量としては、カルシウムの化学当量としてフッ素、リンの0.8倍〜2倍、1倍〜2倍までがよいが、1倍〜1.2倍がよりよい。カルシウムの化学当量が原水のフッ素、リンの化学当量の2倍より多いとフッ化カルシウム、リン酸カルシウムが種晶上に析出せずに微粒子として生成しやすく、処理水にフッ化カルシウム、リン酸カルシウムが混入する場合があり、0.8倍より少ないと、原水中のフッ素、リンのうちフッ化カルシウム、リン酸カルシウムとならない割合が多くなり、処理水にフッ素、リンが混入する場合がある。   The injection amount of the calcium agent is preferably 0.8 to 2 times or 1 to 2 times that of fluorine or phosphorus as the chemical equivalent of calcium, but more preferably 1 to 1.2 times. When the chemical equivalent of calcium is more than twice the chemical equivalent of fluorine and phosphorus in the raw water, calcium fluoride and calcium phosphate are not easily deposited on the seed crystal and are easily formed as fine particles, and calcium fluoride and calcium phosphate are mixed into the treated water. If the ratio is less than 0.8 times, the proportion of fluorine and phosphorus in raw water that does not become calcium fluoride and calcium phosphate increases, and fluorine and phosphorus may be mixed into the treated water.

本実施形態においては、原水とカルシウム剤とを晶析反応槽16に添加する前に、あらかじめ、晶析反応槽16に種晶が存在していてもよいし、あらかじめ晶析反応槽16内に種晶が存在していなくてもよい。安定した処理を行うためには、晶析反応槽16にあらかじめ種晶が存在していることが好ましい。   In the present embodiment, before adding raw water and calcium agent to the crystallization reaction tank 16, seed crystals may exist in the crystallization reaction tank 16 in advance, or in the crystallization reaction tank 16 in advance. There may be no seed crystals. In order to perform a stable treatment, it is preferable that seed crystals exist in the crystallization reaction tank 16 in advance.

種晶は、その表面に生成した難溶性塩の結晶を析出させることができるものであればよく、任意の材質が選択可能であり、例えば、ろ過砂、活性炭、およびジルコンサンド、ガーネットサンド、サクランダム(商品名、日本カートリット株式会社製)などをはじめとする金属元素の酸化物を含んで構成される粒子、ならびに、晶析反応による析出物である難溶性塩を含んで構成される粒子等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。より純粋な難溶性塩をペレット等として入手できるという観点から、晶析反応による析出物である難溶性塩を含んで構成される粒子(フッ化カルシウムの場合は例えば蛍石)が好ましい。   The seed crystal may be any material as long as it can precipitate a hardly soluble salt crystal formed on the surface thereof, and any material can be selected. For example, filtered sand, activated carbon, zircon sand, garnet sand, Particles composed of oxides of metal elements including random (trade name, manufactured by Nihon Cartrit Co., Ltd.), and particles composed of hardly soluble salts that are precipitates by crystallization reaction However, it is not limited to these. From the viewpoint that a purer hardly soluble salt can be obtained as a pellet or the like, particles (for example, fluorite in the case of calcium fluoride) including a hardly soluble salt that is a precipitate by a crystallization reaction are preferable.

晶析反応槽16は、原水中のフッ素又はリンと消石灰とが反応して難溶性カルシウム塩の結晶を析出させて、フッ素、リンが低減された処理水を生じさせうる反応槽であればよく、長さ、内径、形状等については任意の態様が可能であり、特に限定されるものではない。   The crystallization reaction tank 16 may be any reaction tank that can generate treated water in which fluorine or phosphorus in raw water reacts with slaked lime to precipitate crystals of sparingly soluble calcium salt, thereby reducing fluorine and phosphorus. The length, the inner diameter, the shape, and the like can be arbitrarily selected and are not particularly limited.

晶析反応槽16としては、撹拌翼42等を備える撹拌装置44を設置し、該撹拌装置44により晶析反応槽16内を撹拌してペレットを流動させる撹拌式の晶析反応槽16が挙げられる。撹拌翼42は晶析反応槽16内で内容物を撹拌できるものであればよく、撹拌翼42の設置態様、撹拌翼42の大きさ等は特に限定されるものではない。   The crystallization reaction tank 16 includes a stirring type crystallization reaction tank 16 in which a stirring device 44 including a stirring blade 42 and the like is installed, and the inside of the crystallization reaction tank 16 is stirred by the stirring device 44 to flow pellets. It is done. The stirring blade 42 may be anything as long as the contents can be stirred in the crystallization reaction tank 16, and the installation mode of the stirring blade 42, the size of the stirring blade 42, and the like are not particularly limited.

また、撹拌式の晶析反応槽16としては、晶析反応槽16の周壁に対向させて内周壁を配置して、この内外周壁間を処理水排出路56とし、難溶性塩粒子と処理水との分離能を向上させ、処理水中に難溶性塩粒子が流出するのを防止する分離ゾーンを有するものであってもよい。この態様においては、処理水排出路56の上部に処理水排出配管34が接続されるような態様が好ましい。また、この処理水排出路56には、ペレットの分離能を向上させるために、処理水排出路56の入口部分に複数枚のじゃま板で構成したバッフル板や、複数枚の整流板で構成したバッフル板を位置させていてもよい。この態様の詳細は特開2005−230735号および特開2005−296888号に記載されており、これらの特許文献に記載される晶析反応槽も本実施形態において使用可能である。   Further, as the stirring type crystallization reaction tank 16, an inner peripheral wall is disposed so as to face the peripheral wall of the crystallization reaction tank 16, and the treated water discharge path 56 is formed between the inner and outer peripheral walls, and the hardly soluble salt particles and the treated water are disposed. It may have a separation zone that improves the separation ability and prevents the insoluble salt particles from flowing out into the treated water. In this aspect, an aspect in which the treated water discharge pipe 34 is connected to the upper part of the treated water discharge path 56 is preferable. In addition, in order to improve the separation performance of the pellet, the treated water discharge channel 56 is configured by a baffle plate formed by a plurality of baffle plates and a plurality of rectifying plates at the inlet portion of the treated water discharge channel 56. A baffle plate may be positioned. Details of this aspect are described in JP-A-2005-230735 and JP-A-2005-296888, and the crystallization reaction tank described in these patent documents can also be used in this embodiment.

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
実施例1では、図1に示す晶析反応装置を用い、以下の条件で、フッ素含有原水からフッ化カルシウムの回収を行った。実施例1では、工業用特号Aの消石灰を硫黄含有率がSO換算で0.1%となるまで洗浄したものをカルシウム剤として用いた。消石灰の洗浄はバッチ式で行った。消石灰に対し4倍重量の純水を注入し、5分間撹拌し、30分間静置沈降させ、上澄み水を捨てる方法で行った。
Example 1
In Example 1, the crystallization reaction apparatus shown in FIG. 1 was used, and calcium fluoride was recovered from the fluorine-containing raw water under the following conditions. In Example 1, what washed the slaked lime of the industrial special name A until the sulfur content rate was set to 0.1% in terms of SO 3 was used as a calcium agent. The slaked lime was washed by a batch method. Four times the weight of pure water was poured into slaked lime, stirred for 5 minutes, allowed to settle for 30 minutes, and the supernatant water was discarded.

<実験条件>
フッ素含有原水のフッ素濃度:10000mg/L
フッ素含有原水流量:25L/h
消石灰スラリ濃度:5重量%
酸:塩酸(5重量%)
晶析反応槽:100L(440mmφ×1000mmH)
撹拌翼直径:160mm
<Experimental conditions>
Fluorine concentration of raw water containing fluorine: 10000 mg / L
Fluorine-containing raw water flow rate: 25 L / h
Slaked lime slurry concentration: 5% by weight
Acid: hydrochloric acid (5% by weight)
Crystallization reaction tank: 100 L (440 mmφ × 1000 mmH)
Stirring blade diameter: 160mm

(実施例2)
実施例2では、工業用特号Bの消石灰を硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄したものをカルシウム剤として用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。
(Example 2)
In Example 2, the test was performed under the same conditions as in Example 1 except that slaked lime of industrial special name B was washed until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 and used as a calcium agent. Went.

(比較例1、2)
比較例1では、硫黄含有率がSO換算で0.5%である工業用特号Aの消石灰をカルシウム剤として洗浄無しで用い、比較例2では、硫黄含有率がSO換算で0.2%である工業用特号Bの消石灰をカルシウム剤として洗浄無しで用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。
(Comparative Examples 1 and 2)
In Comparative Example 1, the slaked lime of industrial special name A having a sulfur content of 0.5% in terms of SO 3 was used as a calcium agent without washing, and in Comparative Example 2, the sulfur content was 0.00 in terms of SO 3 . The test was performed under the same conditions as in Example 1 except that 2% of the industrial slaked lime slaked lime was used as a calcium agent without washing.

表1に、実施例1,2及び比較例1,2により得られた処理水中のフッ素濃度の結果をまとめた。また、図3は、消石灰中の硫黄含有率(SO換算)と処理水中のフッ素濃度との関係を示す。 Table 1 summarizes the results of the fluorine concentration in the treated water obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 3 shows the relationship between the sulfur content in slaked lime (in terms of SO 3 ) and the fluorine concentration in the treated water.

Figure 0005139376
Figure 0005139376

表1から判るように、同じ工業用特号Aの消石灰を使用した実施例1と比較例1、同じ工業用特号Bの消石灰を使用した実施例2と比較例2とを比較すると、消石灰を洗浄した実施例1及び2の方が、比較例1及び2より処理水中のフッ素濃度が減少し、フッ化カルシウムの回収率も高かった。また、図3からも判るように、消石灰を洗浄して、消石灰中の硫黄分が減少するにつれて、処理水中のフッ素濃度も減少した。これらの結果から、少なくとも、消石灰を硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるまで洗浄することが必要であり、また、0.01%以下となるまで洗浄することが好ましいとわかった。 As can be seen from Table 1, when Example 1 and Comparative Example 1 using the same industrial special name A slaked lime are compared with Example 2 and Comparative Example 2 using the same industrial special name B slaked lime, In Examples 1 and 2 in which the sample was washed, the fluorine concentration in the treated water decreased and the recovery rate of calcium fluoride was higher than those in Comparative Examples 1 and 2. Further, as can be seen from FIG. 3, as the slaked lime was washed and the sulfur content in the slaked lime decreased, the fluorine concentration in the treated water also decreased. From these results, it is necessary to wash at least slaked lime until the sulfur content becomes 0.1% or less in terms of SO 3 , and it is preferable to wash until the slaked lime becomes 0.01% or less. It was.

(実施例3〜5)
実施例3〜5では、図1又は2に示す晶析反応装置を用い、フッ素含有原水からフッ化カルシウムの回収を行った。実施例3では、硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄した工業用特号Cを分級して、粒度分布が、53μm以上が10%となるように分級したものを用いた。実施例4では、硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄した工業用特号Cの消石灰を分級せずに用いた。工業用特号Cの粒度分布は、53μm以上が18%であった。実施例5では、硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄した工業用特号Dの消石灰を分級せずに用いた。工業用特号Dの粒度分布は、53μm以上が13%であった。
(Examples 3 to 5)
In Examples 3 to 5, calcium fluoride was recovered from fluorine-containing raw water using the crystallization reaction apparatus shown in FIG. 1 or 2. In Example 3, the industrial special number C washed until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 was classified, and the particle size distribution was classified so that 53 μm or more was 10%. It was. In Example 4, the slaked lime of industrial special name C washed until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 was used without classification. The particle size distribution of Industrial Special C was 18% at 53 μm or more. In Example 5, the slaked lime of industrial special name D washed until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 was used without classification. The particle size distribution of the industrial special code D was 13% at 53 μm or more.

表2に、実施例3〜5により得られた処理水中のフッ素濃度の結果をまとめた。また、図4は、消石灰中の53μm以上の粒子割合(%)と処理水中のフッ素濃度との関係を示す。   Table 2 summarizes the results of the fluorine concentration in the treated water obtained in Examples 3 to 5. Moreover, FIG. 4 shows the relationship between the particle | grain ratio (%) of 53 micrometers or more in slaked lime, and the fluorine concentration in treated water.

Figure 0005139376
Figure 0005139376

表2及び図4から判るように、消石灰中の硫黄含有率が同じであれば、粒径が小さいほど処理水中のフッ素濃度が減少し、フッ化カルシウムの回収率も高くなった。この結果から、消石灰の粒度分布が、53μm以下が90%以上となるように分級することにより、安定したフッ化カルシウムの回収率が得られることがわかった。   As can be seen from Table 2 and FIG. 4, if the sulfur content in the slaked lime is the same, the smaller the particle size, the lower the fluorine concentration in the treated water and the higher the calcium fluoride recovery rate. From this result, it was found that a stable recovery rate of calcium fluoride can be obtained by classifying the slaked lime particle size distribution so that 53 μm or less is 90% or more.

(実施例6)
実施例6では、図1に示す晶析反応装置を用い、以下の条件で、リン含有原水からリン酸カルシウムの回収を行った。実施例6では、工業用特号Aの消石灰を硫黄含有率がSO換算で0.1%となるまで洗浄したものをカルシウム剤として用いた。
(Example 6)
In Example 6, the crystallization reaction apparatus shown in FIG. 1 was used, and calcium phosphate was recovered from phosphorus-containing raw water under the following conditions. In Example 6, the slaked lime of Industrial Special A was washed until the sulfur content was 0.1% in terms of SO 3 , and used as a calcium agent.

<実験条件>
リン含有原水のリン濃度:4000mg/L
リン含有原水流量:25L/h
消石灰スラリ濃度:5重量%
酸:塩酸(5重量%)
晶析反応槽:100L(440mmφ×1000mmH)
撹拌翼直径:160mm
<Experimental conditions>
Phosphorus concentration of raw water containing phosphorus: 4000 mg / L
Phosphorus-containing raw water flow rate: 25 L / h
Slaked lime slurry concentration: 5% by weight
Acid: hydrochloric acid (5% by weight)
Crystallization reaction tank: 100 L (440 mmφ × 1000 mmH)
Stirring blade diameter: 160mm

(実施例7)
実施例7では、工業用特号Bの消石灰を硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄したものをカルシウム剤として用いたこと以外は、実施例6と同様の条件で試験を行った。
(Example 7)
In Example 7, the test was carried out under the same conditions as in Example 6 except that the slaked lime of Industrial Special Number B was washed until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 and used as a calcium agent. Went.

(比較例3,4)
比較例3では、硫黄含有率がSO換算で0.5%である工業用特号Aの消石灰をカルシウム剤として洗浄無しで用い、比較例4では、硫黄含有率がSO換算で0.2%である工業用特号Bの消石灰をカルシウム剤として洗浄無しで用いたこと以外は、実施例6と同様の条件で試験を行った。
(Comparative Examples 3 and 4)
In Comparative Example 3, the slaked lime of industrial special name A having a sulfur content of 0.5% in terms of SO 3 was used as a calcium agent without washing, and in Comparative Example 4, the sulfur content was 0.00 in terms of SO 3 . The test was carried out under the same conditions as in Example 6 except that 2% of the industrial special B slaked lime was used as a calcium agent without washing.

表3に、実施例6,7及び比較例3,4により得られた処理水中のリン濃度の結果をまとめた。また、図5は、消石灰中の硫黄含有率(SO換算)と処理水中のリン濃度との関係を示す。 Table 3 summarizes the results of the phosphorus concentration in the treated water obtained in Examples 6 and 7 and Comparative Examples 3 and 4. FIG. 5 shows the relationship between the sulfur content in slaked lime (in terms of SO 3 ) and the phosphorus concentration in the treated water.

Figure 0005139376
Figure 0005139376

表3から判るように、同じ工業用特号Aの消石灰を使用した実施例6と比較例3、同じ工業用特号Bの消石灰を使用した実施例7と比較例4とを比較すると、消石灰を洗浄した実施例6及び7の方が、比較例3及び4より処理水中のリン濃度が減少し、リン酸カルシウムの回収率も高かった。また、図5からも判るように、消石灰を洗浄して、消石灰中の硫黄分が減少するにつれて、処理水中のリン濃度も減少した。これらの結果から、リンの回収処理の場合も同様に、少なくとも、消石灰を硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるまで洗浄することが必要であり、また、0.01%以下となるまで洗浄することが好ましいとわかった。 As can be seen from Table 3, when Example 6 and Comparative Example 3 using the same industrial special name A slaked lime are compared with Example 7 and Comparative Example 4 using the same industrial special name B slaked lime, In Examples 6 and 7 in which the sample was washed, the phosphorus concentration in the treated water was decreased and the recovery rate of calcium phosphate was higher than those in Comparative Examples 3 and 4. Further, as can be seen from FIG. 5, the slaked lime was washed, and as the sulfur content in the slaked lime decreased, the phosphorus concentration in the treated water also decreased. From these results, in the case of phosphorus recovery treatment as well, it is necessary to wash at least slaked lime until the sulfur content is 0.1% or less in terms of SO 3 , and 0.01% or less It was found preferable to wash until

(実施例8〜10)
実施例8〜10では、図1又は2に示す晶析反応装置を用い、リン含有原水からリン酸カルシウムの回収を行った。実施例8では、硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄した工業用特号Cを分級して、粒度分布が、53μm以上が10%となるように分級したものを用いた。実施例9では、硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄した工業用特号Cの消石灰を分級せずに用いた。工業用特号Cの粒度分布は、53μm以上が18%であった。実施例10では、硫黄含有率がSO換算で0.01%となるまで洗浄した工業用特号Dの消石灰を分級せずに用いた。工業用特号Dの粒度分布は、53μm以上が13%であった。
(Examples 8 to 10)
In Examples 8 to 10, calcium phosphate was recovered from phosphorus-containing raw water using the crystallization reaction apparatus shown in FIG. 1 or 2. In Example 8, the special industrial grade C washed until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 was classified, and the particle size distribution was classified so that 53 μm or more was 10%. It was. In Example 9, the special slaked lime slaked until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 was used without classification. The particle size distribution of Industrial Special C was 18% at 53 μm or more. In Example 10, the slaked lime of industrial special name D washed until the sulfur content was 0.01% in terms of SO 3 was used without classification. The particle size distribution of the industrial special code D was 13% at 53 μm or more.

表4に、実施例8〜10により得られた処理水中のリン濃度の結果をまとめた。また、図6は、消石灰中の53μm以上の粒子割合(%)と処理水中のリン濃度との関係を示す。   Table 4 summarizes the results of phosphorus concentration in the treated water obtained in Examples 8 to 10. Moreover, FIG. 6 shows the relationship between the particle | grain ratio (%) of 53 micrometers or more in slaked lime, and the phosphorus concentration in treated water.

Figure 0005139376
Figure 0005139376

表4及び図6から判るように、消石灰中の硫黄含有率が同じであれば、粒径が小さいほど処理水中のリン濃度が減少し、リン酸カルシウムの回収率も高くなった。この結果から、消石灰の粒度分布が、53μm以下が90%以上となるように分級することにより、安定したリン酸カルシウムの回収率が得られることがわかった。   As can be seen from Table 4 and FIG. 6, if the sulfur content in the slaked lime is the same, the smaller the particle size, the lower the phosphorus concentration in the treated water and the higher the calcium phosphate recovery rate. From this result, it was found that a stable recovery rate of calcium phosphate can be obtained by classifying the slaked lime particle size distribution such that 53 μm or less is 90% or more.

1,2 晶析反応装置、10 消石灰サイロ、12 洗浄槽、14 溶解槽、16 晶析反応槽、18 種晶サイロ、20 中和槽、22 消石灰第1添加配管、23,24 ポンプ、26 消石灰第2添加配管、28 消石灰第3添加配管、30 原水添加配管、32 種晶添加配管、34 処理水排出配管、36 難溶性塩排出配管、38 洗浄水添加配管、40 洗浄水排出配管、42 撹拌翼、43 返送配管、44 撹拌装置、46 ドラフトチューブ、48,50 モータ、52 分級装置、53 小粒径排出配管、54 大粒径排出配管、56 処理水排出路。   1, 2 Crystallization reactor, 10 Slaked lime silo, 12 Washing tank, 14 Dissolution tank, 16 Crystallization reaction tank, 18 Seed silo, 20 Neutralization tank, 22 Slaked lime first addition pipe, 23, 24 Pump, 26 Slaked lime 2nd addition piping, 28 Slaked lime 3rd addition piping, 30 Raw water addition piping, 32 Seed addition piping, 34 Treated water discharge piping, 36 Insoluble salt discharge piping, 38 Washing water addition piping, 40 Washing water discharge piping, 42 Stirring Wings, 43 Return piping, 44 Stirrer, 46 Draft tube, 48, 50 Motor, 52 classifier, 53 Small particle size discharge piping, 54 Large particle size discharge piping, 56 Treated water discharge channel.

Claims (8)

晶析対象物質を含有する原水に消石灰を添加して、難溶性カルシウム塩の結晶を生成させる晶析反応方法であって、
前記消石灰中の硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるように前記消石灰を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄した消石灰と原水とを混合して難溶性カルシウム塩の結晶を生成させる晶析反応工程と、を備えることを特徴とする晶析反応方法。
A crystallization reaction method in which slaked lime is added to raw water containing a substance to be crystallized to produce crystals of a hardly soluble calcium salt,
A washing step of washing the slaked lime so that the sulfur content in the slaked lime is 0.1% or less in terms of SO 3 ;
And a crystallization reaction step of mixing the washed slaked lime with raw water to produce a hardly soluble calcium salt crystal.
請求項1記載の晶析反応方法であって、前記消石灰を洗浄した洗浄排水と前記晶析反応工程により排出される処理水とを混合し、処理水のpHを調整するpH調整工程を備えることを特徴とする晶析反応方法。   It is a crystallization reaction method of Claim 1, Comprising: The pH adjustment process which mixes the washing | cleaning waste water which wash | cleaned the said slaked lime, and the treated water discharged | emitted by the said crystallization reaction process is provided. A crystallization reaction method characterized by 請求項1記載の晶析反応方法であって、前記洗浄工程では、消石灰中の硫黄含有率を測定し、測定した含有率に基づいて、前記消石灰中の硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるように前記消石灰を洗浄することを特徴とする晶析反応方法。 2. The crystallization reaction method according to claim 1, wherein in the washing step, the sulfur content in slaked lime is measured, and based on the measured content, the sulfur content in the slaked lime is 0.003 in terms of SO 3 . A crystallization reaction method, wherein the slaked lime is washed so as to be 1% or less. 請求項1記載の晶析反応方法であって、前記洗浄工程前又は後に、前記消石灰の粒度分布が、53μm以下が90%以上となるように分級する分級工程を備えることを特徴とする晶析反応方法。   The crystallization reaction method according to claim 1, further comprising a classification step of classifying the slaked lime so that the particle size distribution of the slaked lime is not less than 53% and not less than 90% before or after the washing step. Reaction method. 晶析対象物質を含有する原水に消石灰を添加して、難溶性カルシウム塩の結晶を生成させる晶析反応装置であって、
前記原水と前記消石灰とを混合して難溶性カルシウム塩の結晶を生成させるための晶析反応槽と、
前記消石灰中の硫黄含有率がSO換算で0.1%以下となるように前記消石灰を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄した消石灰を前記晶析反応槽に添加する消石灰添加手段と、
を備えることを特徴とする晶析反応装置。
A crystallization reaction apparatus for adding slaked lime to raw water containing a substance to be crystallized to produce crystals of a hardly soluble calcium salt,
A crystallization reaction tank for mixing the raw water and the slaked lime to produce crystals of a sparingly soluble calcium salt;
A cleaning means for cleaning the slaked lime so that the sulfur content in the slaked lime is 0.1% or less in terms of SO 3 ;
Slaked lime addition means for adding the washed slaked lime to the crystallization reaction tank;
A crystallization reaction apparatus comprising:
請求項5記載の晶析反応装置であって、前記消石灰を洗浄した洗浄排水を前記晶析反応槽から排出される処理水に添加して、処理水のpHを調整するpH調整手段を備えることを特徴とする晶析反応装置。   6. The crystallization reaction apparatus according to claim 5, further comprising pH adjusting means for adjusting the pH of the treated water by adding the washing waste water from which the slaked lime has been washed to the treated water discharged from the crystallization reaction tank. A crystallization reaction apparatus characterized by 請求項5記載の晶析反応装置であって、前記洗浄手段の前段又は後段に、前記消石灰の粒度分布が、53μm以下が90%以上となるように分級する分級手段を備えることを特徴とする晶析反応装置。   6. The crystallization reaction apparatus according to claim 5, further comprising a classifying unit that classifies the slaked lime so that the particle size distribution of the slaked lime is 90% or more at a stage before or after the cleaning unit. Crystallization reactor. 晶析対象物質を含有する原水と反応して、難溶性カルシウム塩の結晶を生成させるためのカルシウム剤であって、
前記カルシウム剤は、硫黄含有率がSO換算で0.1%以下の消石灰であることを特徴とするカルシウム剤。
A calcium agent for reacting with raw water containing a substance to be crystallized to produce crystals of sparingly soluble calcium salt,
The calcium agent is a slaked lime having a sulfur content of 0.1% or less in terms of SO 3 .
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