JP5414169B2 - Crystallization reactor and crystallization reaction method - Google Patents

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Description

本発明は、液中の晶析対象物質に晶析剤を添加して難溶性塩を晶析させ、結晶として処理、回収する晶析反応装置及び晶析反応方法に関する。例えば、フッ酸含有原水中のフッ素をカルシウム剤と反応させてフッ化カルシウムを回収したり、リン酸含有原水中のリン酸とカルシウム剤とを反応させてリン酸カルシウムを回収する等の晶析対象物質と昌析剤とを反応させる晶析法を用いて難溶性塩を回収する回収技術に関する。   The present invention relates to a crystallization reaction apparatus and a crystallization reaction method in which a crystallization agent is added to a crystallization target substance in a liquid to crystallize a hardly soluble salt, which is treated and recovered as a crystal. For example, substances to be crystallized such that fluorine in hydrofluoric acid-containing raw water reacts with calcium agent to recover calcium fluoride, or phosphoric acid in calcium-containing raw water reacts with calcium agent to recover calcium phosphate. The present invention relates to a recovery technique for recovering a hardly soluble salt using a crystallization method in which a crystallization agent is reacted with a crystallization agent.

従来、液中のフッ素、リン等の晶析対象物質にカルシウム剤等の晶析剤を添加してフッ化カルシウム、リン酸カルシウム等の難溶性塩を晶析させ、結晶として処理、回収する技術が提案されている。例えば、晶析対象物質としてフッ素を含有する原水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムを回収し再利用するには、種晶が充填された晶析反応槽内にフッ素含有原水と晶析剤であるカルシウム剤とを注入し、種晶表面にフッ化カルシウムを析出させて、フッ化カルシウム結晶を得る方法等が提案されている。
2HF + CaCl2 → CaF2↓ + 2HCl
Conventionally, a technique has been proposed in which a crystallization agent such as calcium agent is added to the crystallization target substance such as fluorine and phosphorus in the liquid to crystallize insoluble salts such as calcium fluoride and calcium phosphate, and are treated and recovered as crystals. Has been. For example, in order to recover and reuse calcium fluoride by adding a calcium agent to raw water containing fluorine as a crystallization target substance, the fluorine-containing raw water and the crystallizer are contained in a crystallization reaction tank filled with seed crystals. A method of obtaining calcium fluoride crystals by injecting a calcium agent and depositing calcium fluoride on the seed crystal surface has been proposed.
2HF + CaCl 2 → CaF 2 ↓ + 2HCl

例えば、液を晶析反応槽に上向流で供給して、晶析反応槽内の難溶性塩の結晶を流動させながら処理する流動床式晶析装置(特許文献1)等が提案されている。   For example, a fluidized bed crystallizer (Patent Document 1) or the like has been proposed in which a liquid is supplied to a crystallization reaction tank in an upward flow, and a crystal of a hardly soluble salt in the crystallization reaction tank is flowed. Yes.

このような装置では、晶析反応槽内の結晶がある程度大きく成長すると、晶析反応槽内から一部の結晶を引抜く引抜操作と、引抜いた結晶よりも小粒径の種晶を新たに補充する補充操作を繰り返し行うことで、連続的に結晶を得るような方法が採用される。このとき用いられる種晶としては、得ようとする難溶性塩の粒子を用いるのが一般的であり、例えば、フッ化カルシウムの種晶としては鉱物である蛍石を、リン酸カルシウムの種晶としては鉱物であるリン鉱石を粉砕したものを用いるのが一般的である。   In such an apparatus, when the crystals in the crystallization reaction tank grow to a certain extent, a drawing operation for drawing a part of the crystals from the crystallization reaction tank and a seed crystal having a smaller particle diameter than the drawn crystals are newly made. A method of continuously obtaining crystals by repeatedly performing a replenishment operation for replenishment is employed. As the seed crystal used at this time, it is common to use particles of a hardly soluble salt to be obtained. For example, as a seed crystal of calcium fluoride, a mineral fluorite, and as a seed crystal of calcium phosphate, In general, a pulverized mineral ore is used.

図8に従来の晶析反応装置の一例の概略構成図を示す。晶析反応装置100は、晶析反応槽102と、種晶添加装置104と、結晶スラリ槽106とを備える。晶析反応装置100において、フッ素含有原水等の晶析対象物質を含有する原水、カルシウム剤等の晶析剤、pH調整剤が晶析反応槽102に添加され、また種晶が種晶添加装置104から晶析反応槽102内に添加されて難溶性塩の結晶が生成される。晶析反応槽102内の結晶がある程度大きく成長すると、晶析反応槽102内から一部の結晶が引抜かれる。引抜かれた結晶はスラリ状であり、結晶スラリ槽106に貯留され、その後、結晶を含むスラリはフィルタプレス型、遠心脱水型等の脱水装置により脱水され、回収結晶が得られる。   FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of an example of a conventional crystallization reaction apparatus. The crystallization reaction apparatus 100 includes a crystallization reaction tank 102, a seed crystal addition apparatus 104, and a crystal slurry tank 106. In the crystallization reaction apparatus 100, raw water containing a crystallization target substance such as fluorine-containing raw water, a crystallization agent such as a calcium agent, and a pH adjuster are added to the crystallization reaction tank 102, and a seed crystal is added to the seed crystal addition apparatus. From 104, it is added into the crystallization reaction tank 102 to produce crystals of a hardly soluble salt. When the crystal in the crystallization reaction tank 102 grows to some extent, a part of the crystal is extracted from the crystallization reaction tank 102. The drawn crystal is in the form of a slurry and is stored in the crystal slurry tank 106. Thereafter, the slurry containing the crystal is dehydrated by a dehydrating apparatus such as a filter press type or a centrifugal dehydration type to obtain a recovered crystal.

結晶の引抜きは通常、晶析反応槽102内の結晶が大きくなってくると晶析反応槽102の反応域108と連通した沈殿域110の結晶の界面112が上昇してくるので、沈殿部110に設置した界面計等によりその界面112を検知し、晶析反応槽102の下部のバルブ114から引抜く操作を行う方法が用いられる。   Usually, when the crystals in the crystallization reaction tank 102 become larger, the crystal interface 112 in the precipitation area 110 communicating with the reaction area 108 in the crystallization reaction tank 102 rises. A method is used in which the interface 112 is detected by an interface meter or the like installed on the crystallization reaction tank 102 and is extracted from the valve 114 below the crystallization reaction tank 102.

種晶の補給の時期は常時でもよいが、通常、間欠的に補充し、例えば、平均20μm程度の種晶を補充し、平均70〜80μm程度に成長させて引抜く操作を繰り返す。   The seed crystal may be replenished at any time, but is usually intermittently replenished. For example, the seed crystal having an average of about 20 μm is supplemented, and the seed crystal is grown to an average of about 70 to 80 μm.

種晶を補充しない場合でも、晶析反応槽102内で自然に発生する微細な結晶粒子を核として一部の結晶は成長するが、自然発生する結晶の粒子の量は、原水中の晶析対象物質濃度やpHや共存イオンなど諸々の反応条件によって変化するので、一定の粒径の結晶を得ることが困難である。特に、自然に発生して結晶の核となる微細結晶が少ない場合は、晶析反応が十分に起こらなくなり、回収率が低下するなどの問題があるため、種晶添加装置104によって種晶を補充するのが一般的である。   Even if seed crystals are not replenished, some crystals grow with fine crystal particles that naturally occur in the crystallization reaction tank 102 as nuclei, but the amount of naturally occurring crystal particles is the same as the amount of crystallization in the raw water. Since it varies depending on various reaction conditions such as the concentration of the target substance, pH, and coexisting ions, it is difficult to obtain crystals with a certain particle size. In particular, when there are few fine crystals that are generated naturally and become the core of the crystal, there is a problem that the crystallization reaction does not occur sufficiently and the recovery rate is lowered. It is common to do.

晶析反応槽102内の結晶の粒径分布は、ある一定の範囲内であることが望まれる。粒径が粗大になると反応性に乏しくなって回収率が悪化し、粒径が微細になると補給する種晶量が増加してコスト的に不利となる。   It is desirable that the crystal grain size distribution in the crystallization reaction tank 102 be within a certain range. When the particle size becomes coarse, the reactivity becomes poor and the recovery rate deteriorates. When the particle size becomes fine, the amount of seed crystals to be replenished increases, which is disadvantageous in terms of cost.

また、結晶の粒径分布がある一定の範囲内で常時引抜かれることによって、引抜き結晶の再利用が容易になる。例えばフッ酸製造の原料としてフッ化カルシウムを回収する場合、粒径が粗大であると硫酸に溶解しにくいなどの問題があり、微細であると飛散しやすく取り扱いが困難であるなどのフッ酸製造上の問題があるため、鉱物原料の蛍石と同程度の粒径を持つフッ化カルシウムの結晶が要求される。   In addition, since the crystal grain size distribution is always drawn within a certain range, the drawn crystal can be easily reused. For example, when recovering calcium fluoride as a raw material for hydrofluoric acid production, if the particle size is large, there is a problem that it is difficult to dissolve in sulfuric acid, and if it is fine, hydrofluoric acid production is likely to be scattered and difficult to handle. Due to the above problems, calcium fluoride crystals having the same particle size as the mineral raw material fluorite are required.

特開2003−225680号公報JP 2003-225680 A

上記晶析反応装置において、種晶を補充したとしても、晶析対象物質濃度が変動したり、共存イオン濃度が変動したりすると、処理水水質が変化するとともに、結晶化して回収される回収結晶の量も変動するので、得られる回収結晶の粒径が一定とならない問題がある。また、補充する種晶は幅広い粒径分布をもつことが多く、常時一定重量の種晶を補給する方法では、最適な粒径分布で運転し、最適な粒径の回収結晶を得ることは困難である。   In the above crystallization reactor, even if the seed crystal is replenished, if the concentration of the crystallization target substance fluctuates or the concentration of coexisting ions fluctuates, the quality of the treated water changes and the recovered crystals that are crystallized and recovered This also causes a problem that the grain size of the recovered crystals is not constant. In addition, the replenished seed crystals often have a wide particle size distribution, and it is difficult to obtain a recovered crystal with the optimum particle size by operating with the optimum particle size distribution by the method of constantly replenishing a constant weight of seed crystals. It is.

本発明は、回収した難溶性塩の結晶の粒径、粒径分布等を制御することができる晶析反応装置及び晶析反応方法である。   The present invention relates to a crystallization reaction apparatus and a crystallization reaction method capable of controlling the particle size, particle size distribution, and the like of the recovered hardly soluble salt crystals.

本発明は、晶析対象物質を含む原水に晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させる晶析反応装置であって、前記原水に前記晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させるための撹拌式の晶析反応槽と、種晶を前記晶析反応槽に添加する種晶添加手段と、前記晶析反応槽において生成した結晶の少なくとも一部を引抜く引抜手段と、前記引抜いた結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布、ならびに前記晶析反応槽内の結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布のうち少なくとも1つを測定する粒径測定手段と、前記測定した値に基づいて、前記添加する種晶の量を調整する結晶量調整手段と、を有する晶析反応装置である。 The present invention is a crystallization reaction apparatus for generating a crystal of a hardly soluble salt by adding a crystallization agent to raw water containing a substance to be crystallized, wherein the crystallization agent is added to the raw water to form a hardly soluble salt. A stirring-type crystallization reaction tank for generating crystals, seed crystal addition means for adding seed crystals to the crystallization reaction tank, and drawing means for extracting at least part of the crystals generated in the crystallization reaction tank And at least one of the volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the drawn crystal, and volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the crystal in the crystallization reaction tank. It is a crystallization reaction apparatus having a particle diameter measuring means for measuring and a crystal amount adjusting means for adjusting the amount of the seed crystal to be added based on the measured value.

また、本発明は、晶析対象物質を含む原水に晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させる晶析反応方法であって、撹拌式の晶析反応槽において、前記原水に前記晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させる晶析反応工程と、種晶を前記原水に添加する種晶添加工程と、前記晶析反応工程において生成した結晶の少なくとも一部を引抜く引抜工程と、前記引抜いた結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布、ならびに前記晶析反応工程において生成した結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布のうち少なくとも1つを測定する粒径測定工程と、前記測定した値に基づいて、前記添加する種晶の量を調整する結晶量調整工程と、を含む晶析反応方法である。 The present invention also relates to a crystallization reaction method in which a crystallizing agent is added to raw water containing a substance to be crystallized to form a hardly soluble salt crystal , wherein the raw water is mixed with the raw water in the crystallization reaction tank. At least a part of the crystals generated in the crystallization reaction step, a crystallization reaction step of adding a crystallization agent to form crystals of a hardly soluble salt, a seed crystal addition step of adding seed crystals to the raw water, and the crystallization reaction step. Of the drawing step, the volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the drawn crystal, and the volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the crystal produced in the crystallization reaction step It is a crystallization reaction method including a particle size measuring step for measuring at least one and a crystal amount adjusting step for adjusting the amount of the seed crystal to be added based on the measured value.

本発明では、晶析対象物質を含む原水に晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させる晶析反応装置及び晶析反応方法において、晶析反応工程において生成した結晶の少なくとも一部を引抜き、その引抜いた結晶の粒径に関する値及び晶析反応工程において生成した結晶の粒径に関する値のうち少なくとも1つを測定し、その測定した値に基づいて、添加する種晶の量及び引抜く結晶の量のうち少なくとも1つを調整することにより、回収した難溶性塩の結晶の粒径、粒径分布等を制御することができる。   In the present invention, in a crystallization reaction apparatus and a crystallization reaction method in which a crystallizer is added to raw water containing a substance to be crystallized to form a hardly soluble salt crystal, at least a part of the crystal generated in the crystallization reaction step. And at least one of a value related to the particle size of the extracted crystal and a value related to the particle size of the crystal formed in the crystallization reaction step is measured, and based on the measured value, the amount of seed crystals to be added and By adjusting at least one of the amount of crystals to be drawn, the particle size, particle size distribution, etc. of the recovered hardly soluble salt crystals can be controlled.

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.

本発明の実施形態に係る晶析反応装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。図1の晶析反応装置1は、晶析反応槽10と、種晶貯槽12と、結晶スラリ槽14とを備える。   An outline of an example of a crystallization reaction apparatus according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. The crystallization reaction apparatus 1 of FIG. 1 includes a crystallization reaction tank 10, a seed crystal storage tank 12, and a crystal slurry tank 14.

図1の晶析反応装置1において、晶析反応槽10には、原水添加配管18、晶析剤添加配管16、pH調整剤添加配管22、処理水排出配管24が接続されており、モータを備える撹拌手段である撹拌羽根等の撹拌装置30が設置されている。また、晶析反応槽10には、種晶貯槽12からの種晶添加配管20が種晶添加手段としての種晶補給装置42を介して接続されている。種晶補給装置42は結晶量調整手段としてのモータ40を備える。結晶スラリ槽14には、晶析反応槽10からのスラリ排出配管26が引抜手段としてのバルブ34を介して接続されており、撹拌装置32が設置されている。結晶スラリ槽14には、スラリ排出配管28がポンプ36を介して接続されている。スラリ排出配管28は脱水装置に接続されているが、途中で分岐して結晶スラリ槽14にも接続されている。また、粒径測定手段としての粒径測定装置38がスラリ排出配管28の分岐点下流の結晶スラリ槽14側の途中に接続されている。粒径測定装置38は制御部としての機能も有し、モータ40に電気的等に接続されている。制御部は粒径測定装置38とは別に設けてもよい。   In the crystallization reaction apparatus 1 of FIG. 1, a raw water addition pipe 18, a crystallization agent addition pipe 16, a pH adjuster addition pipe 22, and a treated water discharge pipe 24 are connected to the crystallization reaction tank 10. A stirring device 30 such as a stirring blade, which is a stirring means, is provided. In addition, a seed crystal addition pipe 20 from the seed crystal storage tank 12 is connected to the crystallization reaction tank 10 via a seed crystal supply device 42 as a seed crystal addition means. The seed crystal replenishing device 42 includes a motor 40 as crystal amount adjusting means. A slurry discharge pipe 26 from the crystallization reaction tank 10 is connected to the crystal slurry tank 14 via a valve 34 as a drawing means, and a stirring device 32 is installed. A slurry discharge pipe 28 is connected to the crystal slurry tank 14 via a pump 36. The slurry discharge pipe 28 is connected to the dehydrating device, but is branched halfway and connected to the crystal slurry tank 14. Further, a particle size measuring device 38 as a particle size measuring means is connected to the crystal slurry tank 14 side downstream of the branch point of the slurry discharge pipe 28. The particle size measuring device 38 also has a function as a control unit, and is electrically connected to the motor 40. The control unit may be provided separately from the particle size measuring device 38.

本実施形態に係る晶析反応方法及び晶析反応装置1の動作について説明する。   The operation of the crystallization reaction method and 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晶析対象物質含有原水(以下、単に「原水」と呼ぶ場合がある。)が原水貯槽等から原水添加配管18を通して晶析反応槽10に添加される。また、カルシウム剤等の晶析剤が晶析剤貯槽等から晶析剤添加配管16を通して晶析反応槽10に添加される。さらに、種晶44が種晶貯槽12からモータ40により駆動される種晶補給装置42により種晶添加配管20を通して晶析反応槽10に添加される(種晶添加工程)。晶析反応槽10において、原水に含まれる晶析対象物質と、晶析剤とが種晶を核として反応して難溶性塩の結晶が生成される(晶析反応工程)。晶析反応槽10において、必要に応じてpH調整剤添加配管22からpH調整剤が添加されて晶析反応液のpH調整が行われてもよいし、晶析反応液は撹拌装置30によって撹拌されてもよい。   Raw material water containing crystallization target substances containing crystallization target substances such as fluorine and phosphorus (hereinafter sometimes simply referred to as “raw water”) is added to the crystallization reaction tank 10 from the raw water storage tank through the raw water addition pipe 18. The Further, a crystallization agent such as a calcium agent is added to the crystallization reaction tank 10 through the crystallization agent addition pipe 16 from the crystallization agent storage tank or the like. Further, the seed crystal 44 is added from the seed crystal storage tank 12 to the crystallization reaction tank 10 through the seed crystal addition pipe 20 by the seed crystal supply device 42 driven by the motor 40 (seed crystal addition process). In the crystallization reaction tank 10, the crystallization target substance contained in the raw water and the crystallization agent react with the seed crystal as a nucleus to produce a hardly soluble salt crystal (crystallization reaction step). In the crystallization reaction tank 10, the pH adjusting agent may be added from the pH adjusting agent addition pipe 22 as necessary to adjust the pH of the crystallization reaction solution, and the crystallization reaction solution is stirred by the stirring device 30. May be.

晶析反応槽10内の難溶性塩の結晶がある程度大きく成長すると、バルブ34が開状態とされ、晶析反応槽10内からスラリ排出配管26を通して難溶性塩の結晶の少なくとも一部が引抜かれる(引抜工程)。引抜かれた結晶はスラリ状であり、結晶スラリ槽14に貯留される。結晶スラリ槽14において、引抜スラリは撹拌装置32によって撹拌されてもよい。その後、結晶を含む引抜スラリはポンプ36によってスラリ排出配管28を通して脱水装置に送液され、脱水装置において脱水される(脱水工程)。脱水された結晶は必要に応じて水等の溶媒等により洗浄され(洗浄工程)、必要に応じて再び脱水されて回収結晶が得られる。   When the hardly soluble salt crystal in the crystallization reaction tank 10 grows to a certain extent, the valve 34 is opened, and at least a part of the hardly soluble salt crystal is drawn from the crystallization reaction tank 10 through the slurry discharge pipe 26. (Drawing process). The drawn crystal is in a slurry form and is stored in the crystal slurry tank 14. In the crystal slurry tank 14, the drawn slurry may be stirred by the stirring device 32. Thereafter, the drawn slurry containing the crystals is sent to the dehydrator through the slurry discharge pipe 28 by the pump 36, and dehydrated in the dehydrator (dehydration step). The dehydrated crystal is washed with a solvent such as water as necessary (washing step), and dehydrated again as necessary to obtain a recovered crystal.

このとき、スラリ排出配管28において、粒径測定装置38により引抜スラリ中の結晶の粒径に関する値が測定される。そして制御部により、測定した値に基づいて、モータ40によって駆動される種晶補給装置42により晶析反応槽10へ添加される種晶の量が調整される(結晶量調整工程)。   At this time, in the slurry discharge pipe 28, a value relating to the particle size of the crystal in the drawn slurry is measured by the particle size measuring device 38. Based on the measured value, the control unit adjusts the amount of the seed crystal added to the crystallization reaction tank 10 by the seed crystal replenishing device 42 driven by the motor 40 (crystal amount adjusting step).

本発明の実施形態に係る晶析反応装置の他の例の概略を図2〜図4に示す。図2の晶析反応装置3において、粒径測定装置38がスラリ排出配管28の分岐点下流の結晶スラリ槽14側の途中に接続されている。粒径測定装置38は制御部としての機能も有し、結晶量調整手段としてのバルブ34に電気的等に接続されている。制御部は粒径測定装置38とは別に設けてもよい。   The outline of the other example of the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention is shown in FIGS. In the crystallization reaction device 3 of FIG. 2, a particle size measuring device 38 is connected to the crystal slurry tank 14 side downstream of the branch point of the slurry discharge pipe 28. The particle size measuring device 38 also has a function as a control unit, and is electrically connected to a valve 34 as crystal amount adjusting means. The control unit may be provided separately from the particle size measuring device 38.

晶析反応装置3においては、スラリ排出配管28において、粒径測定装置38により引抜スラリ中の結晶の粒径に関する値が測定される。そして制御部により、測定した値に基づいて、バルブ34により晶析反応槽10内から結晶スラリ槽14へ引抜かれる結晶の量が調整される(結晶量調整工程)。   In the crystallization reaction device 3, a value related to the particle size of the crystal in the drawn slurry is measured by the particle size measuring device 38 in the slurry discharge pipe 28. Based on the measured value, the control unit adjusts the amount of crystals drawn from the crystallization reaction tank 10 to the crystal slurry tank 14 by the valve 34 (crystal amount adjustment step).

図3の晶析反応装置5において、スラリ排出配管28は脱水装置に接続されている。また、反応液排出配管52が晶析反応槽10の下部にポンプ54を介して晶析反応槽10の上部に接続されている。粒径測定装置38は反応液排出配管52の途中に接続されている。粒径測定装置38は制御部としての機能も有し、結晶量調整手段としてのモータ40に電気的等に接続されている。制御部は粒径測定装置38とは別に設けてもよい。   In the crystallization reaction apparatus 5 of FIG. 3, the slurry discharge pipe 28 is connected to a dehydrator. A reaction solution discharge pipe 52 is connected to the lower part of the crystallization reaction tank 10 via the pump 54 and to the upper part of the crystallization reaction tank 10. The particle size measuring device 38 is connected in the middle of the reaction liquid discharge pipe 52. The particle size measuring device 38 also has a function as a control unit, and is electrically connected to a motor 40 as crystal amount adjusting means. The control unit may be provided separately from the particle size measuring device 38.

晶析反応装置5においては、反応液排出配管52において、粒径測定装置38により反応液中の結晶の粒径に関する値が測定される。そして制御部により、測定した値に基づいて、モータ40によって駆動される種晶補給装置42により晶析反応槽10へ添加される種晶の量が調整される(結晶量調整工程)。   In the crystallization reaction device 5, a value related to the particle size of crystals in the reaction solution is measured by the particle size measurement device 38 in the reaction solution discharge pipe 52. Based on the measured value, the control unit adjusts the amount of the seed crystal added to the crystallization reaction tank 10 by the seed crystal replenishing device 42 driven by the motor 40 (crystal amount adjusting step).

図4の晶析反応装置7において、スラリ排出配管28は脱水装置に接続されている。また、反応液排出配管52が晶析反応槽10の下部にポンプ54を介して晶析反応槽10の上部に接続されている。粒径測定装置38は反応液排出配管52の途中に接続されている。粒径測定装置38は制御部としての機能も有し、結晶量調整手段としてのバルブ34に電気的等に接続されている。制御部は粒径測定装置38とは別に設けてもよい。   In the crystallization reaction apparatus 7 of FIG. 4, the slurry discharge pipe 28 is connected to a dehydrator. A reaction solution discharge pipe 52 is connected to the lower part of the crystallization reaction tank 10 via the pump 54 and to the upper part of the crystallization reaction tank 10. The particle size measuring device 38 is connected in the middle of the reaction liquid discharge pipe 52. The particle size measuring device 38 also has a function as a control unit, and is electrically connected to a valve 34 as crystal amount adjusting means. The control unit may be provided separately from the particle size measuring device 38.

晶析反応装置7においては、反応液排出配管52において、粒径測定装置38により反応液中の結晶の粒径に関する値が測定される。そして制御部により、測定した値に基づいて、バルブ34により晶析反応槽10内から結晶スラリ槽14へ引抜かれる結晶の量が調整される(結晶量調整工程)。   In the crystallization reaction device 7, a value related to the particle size of crystals in the reaction solution is measured by the particle size measurement device 38 in the reaction solution discharge pipe 52. Based on the measured value, the control unit adjusts the amount of crystals drawn from the crystallization reaction tank 10 to the crystal slurry tank 14 by the valve 34 (crystal amount adjustment step).

結晶の引抜きは通常、晶析反応槽10内の結晶が大きくなってくると晶析反応槽10の反応域46と連通した沈殿域48の結晶の界面50が上昇してくるので、沈殿部48に設置した界面計等によりその界面50を検知し、晶析反応槽10の下部のバルブ34から引抜く操作を行う方法が用いられる。   Usually, when the crystal in the crystallization reaction tank 10 becomes larger, the crystal drawing of the crystal 50 in the precipitation area 48 communicating with the reaction area 46 of the crystallization reaction tank 10 rises. A method is used in which the interface 50 is detected by an interface meter or the like installed on the crystallization reaction tank 10 and is extracted from the valve 34 at the bottom of the crystallization reaction tank 10.

本実施形態において、晶析反応工程において生成した結晶の少なくとも一部を引抜き、その引抜いた結晶の粒径に関する値及び晶析反応工程において生成した結晶の粒径に関する値のうち少なくとも1つを測定し、その測定した値に基づいて、添加する種晶の量及び引抜く結晶の量のうち少なくとも1つを調整することにより、回収した難溶性塩の結晶の粒径、粒径分布等を制御することができる。   In the present embodiment, at least a part of the crystal generated in the crystallization reaction step is drawn, and at least one of a value relating to the particle size of the drawn crystal and a value relating to the particle size of the crystal generated in the crystallization reaction step is measured. Then, based on the measured value, the particle size, particle size distribution, etc. of the recovered hardly soluble salt crystals are controlled by adjusting at least one of the amount of seed crystals to be added and the amount of crystals to be extracted. can do.

本明細書において、「粒径に関する値」とは、体積平均粒径、数平均粒径、粒径分布等を指す。粒径測定装置38としては、レーザ回折式、光散乱式、画像解析式、電気抵抗式など粒径、粒径分布を測定する粒径測定装置が採用される。通常は、引抜いた結晶の粒径に関する値あるいは晶析反応槽10内の結晶の粒径に関する値のいずれかを測定すればよいが、引抜いた結晶の粒径に関する値及び晶析反応槽10内の結晶の粒径に関する値の両方を測定して、それらの測定値に基づいて、添加する種晶の量及び引抜く結晶の量のうち少なくとも1つを調整してもよい。   In the present specification, “value relating to particle size” refers to volume average particle size, number average particle size, particle size distribution, and the like. As the particle size measuring device 38, a particle size measuring device for measuring particle size and particle size distribution such as laser diffraction type, light scattering type, image analysis type, and electric resistance type is adopted. Usually, either a value relating to the particle size of the drawn crystal or a value relating to the particle size of the crystal in the crystallization reaction tank 10 may be measured. Both the crystal grain size values may be measured, and at least one of the amount of seed crystals to be added and the amount of crystals to be drawn may be adjusted based on the measured values.

種晶添加手段である種晶補給装置42としては、種晶を粉体として移送する粉体供給機や種晶をスラリ状として移送するポンプ等が挙げられるがこれらに限られない。   Examples of the seed crystal replenishing device 42 as seed crystal addition means include, but are not limited to, a powder feeder that transfers the seed crystal as a powder and a pump that transfers the seed crystal as a slurry.

結晶量調整手段としては、種晶を連続的に添加して種晶の添加量を増減させる結晶量調整手段や、間欠的に添加して種晶の添加量を変化させる結晶量調整手段等が挙げられるがこれらに限られない。   As the crystal amount adjusting means, there are a crystal amount adjusting means for continuously adding seed crystals to increase or decrease the amount of seed crystals added, or a crystal amount adjusting means for intermittently adding seed crystals to change the amount of seed crystals added. Examples include but are not limited to these.

引抜き手段としては、晶析反応槽10からバルブ34の開閉により重力で引抜く方法や、ポンプで引抜く方法等が挙げられる。   Examples of the drawing means include a method of drawing from the crystallization reaction tank 10 by gravity by opening and closing the valve 34 and a method of drawing by a pump.

結晶量調整手段としては、バルブ34の開閉時間やポンプの稼動時間で引抜き量を変化させる結晶量調整手段等が挙げられるがこれらに限られない。   Examples of the crystal amount adjusting means include, but are not limited to, a crystal amount adjusting means for changing the drawing amount according to the opening / closing time of the valve 34 and the operating time of the pump.

種晶の添加量あるいは引抜結晶の引抜量の制御方法としては、要求される粒径、粒径分布等より測定値が小さい場合は、結晶量調整手段により種晶の添加量及び引抜結晶の引抜量のうち少なくとも1つを減少させ、要求する粒径、粒径分布等より測定値が大きい場合は、結晶量調整手段により種晶の添加量及び引抜結晶の引抜量のうち少なくとも1つを増加させることで、所望の粒径、粒径分布等を有する結晶を得ることができる。   As a method for controlling the amount of seed crystal added or the amount of drawn crystal drawn, if the measured value is smaller than the required particle size, particle size distribution, etc., the amount of seed crystal added and the drawn crystal drawn by the crystal amount adjusting means Decrease at least one of the amounts, and if the measured value is larger than the required particle size, particle size distribution, etc., increase at least one of the added amount of seed crystals and the drawn amount of drawn crystals by the crystal amount adjusting means By making it, the crystal | crystallization which has a desired particle size, a particle size distribution, etc. can be obtained.

原水、晶析剤、pH調整剤の晶析反応槽10への添加、引抜スラリの結晶スラリ槽14への添加は、原水、晶析剤、pH調整剤、引抜スラリを晶析反応槽10、結晶スラリ槽12に添加できるものであれば任意の態様が可能である。   Addition of raw water, crystallization agent and pH adjusting agent to the crystallization reaction tank 10 and addition of the drawing slurry to the crystal slurry tank 14 are performed by adding the raw water, the crystallization agent, the pH adjusting agent and the drawing slurry to the crystallization reaction tank 10, Any mode that can be added to the crystal slurry tank 12 is possible.

脱水装置としては、フィルタプレス型、遠心脱水型などが採用されるが、生成する結晶粒子の粒径は数十μmと大きく脱水性が良いので、遠心力、圧力などのほか重力を利用したろ過式脱水装置(不織布など)なども採用される。脱水した結晶は洗浄水等で洗浄してもよい。また、脱水工程の前段において、引抜スラリを中和してもよい(中和工程)。   Filter press type, centrifugal dehydration type, etc. are adopted as the dehydration device, but the generated crystal particles have a large particle size of several tens of μm and good dehydration. Therefore, filtration using gravity in addition to centrifugal force, pressure, etc. A type dehydrator (such as non-woven fabric) is also employed. The dehydrated crystals may be washed with washing water or the like. Further, the drawing slurry may be neutralized before the dehydration step (neutralization step).

本実施形態における晶析対象物質含有原水は、晶析処理により除去される晶析対象物質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 material water containing the target substance for crystallization in the present embodiment may be any source water as long as it contains the target substance for crystallization to be removed by the crystallization process. Examples include, but are not limited to, raw water discharged from industries, power plants, aluminum industries, and the like.

原水中の晶析対象物質としては、晶析反応により晶析し、原水中から除去可能である任意の元素が挙げられ、特に限定されるものではない。また、晶析対象物質となる元素の種類は1種類であっても良いし、2種類以上であっても良い。特に、原水中における存在が問題となるという観点から、本実施形態における晶析対象物質としては、フッ素、リンおよび重金属元素、カルシウム並びにこれらの混合物が挙げられる。また、重金属元素としては、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、Cd、Hg、Sn、Pb、Te等が挙げられるが、これに限定されるものではない。好ましくは、晶析対象物質はフッ素である。   The crystallization target substance in the raw water includes any element that can be crystallized by crystallization reaction and removed from the raw water, and is not particularly limited. Moreover, the kind of element used as a crystallization target substance may be one, and may be two or more kinds. In particular, from the viewpoint that existence in raw water becomes a problem, examples of the crystallization target substance in the present embodiment include fluorine, phosphorus, heavy metal elements, calcium, and mixtures thereof. Examples of heavy metal elements include V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, Cd, Hg, Sn, Pb, and Te, but are not limited thereto. . Preferably, the substance to be crystallized is fluorine.

晶析対象物質となる元素は、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。晶析対象物質がイオン化した状態としては、例えば、F-、Cu2+等をはじめとする原子がイオン化したもの、メタリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、三リン酸、四リン酸、亜リン酸等をはじめとする晶析対象物質を含む化合物がイオン化したもの、また、重金属等の錯イオン等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。 The element to be crystallized can be present in the raw water in any state as long as it is 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. Examples of the ionized state of the crystallization target substance include those in which atoms such as F and Cu 2+ are ionized, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, orthophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, and phosphorous acid. Examples thereof include compounds obtained by ionizing a compound containing a substance to be crystallized such as, etc., and complex ions such as heavy metals, but are not limited thereto.

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、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).

原水に含まれる晶析対象物質の量は、特に限定されるものではないが、例えば、晶析対象物質がフッ素の場合、5000mg/L〜100000mg/Lの範囲、リンの場合、500mg/L〜5000mg/Lの範囲である。   The amount of the crystallization target substance contained in the raw water is not particularly limited. For example, when the crystallization target substance is fluorine, a range of 5000 mg / L to 100,000 mg / L, and for phosphorus, 500 mg / L to The range is 5000 mg / L.

晶析対象物質がフッ酸含有原水中のフッ素であり、晶析剤であるカルシウム剤と反応させてフッ化カルシウムを回収する場合や、晶析対象物質がリン酸含有原水中のリンであり、晶析剤であるカルシウム剤と反応させてリン酸カルシウムを回収する場合、晶析剤としては塩化カルシウム、消石灰等が用いられる。   The substance to be crystallized is fluorine in hydrofluoric acid-containing raw water, and when calcium fluoride is recovered by reacting with a calcium agent that is a crystallizing agent, or the substance to be crystallized is phosphorus in phosphoric acid-containing raw water, In the case of recovering calcium phosphate by reacting with a calcium agent that is a crystallizing agent, calcium chloride, slaked lime, or the like is used as the crystallizing agent.

晶析対象物質が水中の重金属であり、晶析剤と反応させて難溶性塩を回収する場合、晶析剤としては硫化ソーダ、炭酸ソーダ等が用いられる。晶析対象物質が水中のカルシウムであり、晶析剤と反応させて炭酸カルシウムを回収する場合、晶析剤としては炭酸ソーダ等が用いられる。   When the substance to be crystallized is a heavy metal in water and reacts with a crystallizing agent to recover a hardly soluble salt, sodium sulfide, sodium carbonate, or the like is used as the crystallizing agent. When the substance to be crystallized is calcium in water and is reacted with a crystallizing agent to recover calcium carbonate, sodium carbonate or the like is used as the crystallizing agent.

本実施形態においては、晶析用薬液として消石灰と酸とを混合したカルシウム溶液等が使用されてもよい。本明細書における「カルシウム溶液」とは、消石灰(水酸化カルシウム)に酸を添加して得られた液体であって、一定範囲のpHを有する液体である。「カルシウム溶液」は、消石灰が完全に溶解された溶液状態であっても良く、消石灰の固体粒子が含有されていても良い。消石灰への酸の添加は、消石灰に酸が添加されるのであれば任意の、公知の方法による添加が可能であり、例えば、消石灰スラリに酸を添加する態様、消石灰の乾燥固体に酸を添加する態様またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。消石灰への酸の添加の好ましい態様は、消石灰スラリに酸を添加する態様である。   In the present embodiment, a calcium solution in which slaked lime and an acid are mixed may be used as the crystallization chemical solution. The “calcium solution” in the present specification is a liquid obtained by adding an acid to slaked lime (calcium hydroxide) and having a certain range of pH. The “calcium solution” may be in a solution state in which slaked lime is completely dissolved, or may contain solid particles of slaked lime. The acid can be added to the slaked lime by any known method as long as the acid is added to the slaked lime. For example, the acid is added to the slaked lime slurry, and the acid is added to the dried slaked lime solid. Embodiments, or combinations thereof, but are not limited thereto. The preferable aspect of addition of the acid to slaked lime is an aspect which adds an acid to slaked lime slurry.

本明細書において、「消石灰スラリ」とは、消石灰の乾燥固体に水または水溶液を添加して形成されるスラリをいい、使用される水としては、蒸留水、精製水、水道水等任意のソースの水が可能であり、また、水溶液としては、前記水に、酸、アルカリ、これらの塩等任意の化合物が添加された水溶液が可能である。また、本明細書における「消石灰の乾燥固体」とは、前記消石灰スラリに対する概念を示すものであり、スラリを形成していない、粉体、顆粒、塊状物等の固体であれば良く、化合物としての無水物を意味するものではない。   In this specification, “slaked lime slurry” refers to a slurry formed by adding water or an aqueous solution to dry solids of slaked lime, and the water used is any source such as distilled water, purified water, tap water, etc. As the aqueous solution, an aqueous solution obtained by adding an arbitrary compound such as an acid, an alkali, or a salt thereof to the water can be used. In addition, “dry slaked lime solid” in the present specification indicates a concept for the slaked lime slurry, and may be any solid, such as powder, granule, or lump, that does not form a slurry, It does not mean the anhydride.

カルシウム溶液の調製に使用される消石灰としては、任意のグレードの消石灰を使用することができ、特に限定されるものではない。カルシウム溶液の調製に使用される酸としては、特に限定されるものではなく、任意の酸を使用可能である。好ましくは、カルシウムと難溶性の塩を形成させる成分を含まない任意の酸であり、例えば、塩酸等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。より好ましくは、酸は塩酸である。使用される酸は1種類であっても良いし、複数種類の酸が使用されても良い。使用される酸の濃度、添加量等は、カルシウム溶液が所望のpHとなるように適宜設定される。例えば、工場内の処々の設備で中和用等に使用される目的で、水と混合して工場内を循環している消石灰スラリを用いると利便性が良い。   As the slaked lime used for preparing the calcium solution, any grade of slaked lime can be used, and it is not particularly limited. It does not specifically limit as an acid used for preparation of a calcium solution, Arbitrary acids can be used. Preferably, it is an arbitrary acid that does not contain a component that forms a sparingly soluble salt with calcium, and examples thereof include hydrochloric acid, but are not limited thereto. More preferably, the acid is hydrochloric acid. One type of acid may be used, or a plurality of types of acids may be used. The concentration and amount of acid used are appropriately set so that the calcium solution has a desired pH. For example, it is convenient to use slaked lime slurry that is mixed with water and circulated in the factory for the purpose of neutralization in various facilities in the factory.

本実施形態における、カルシウム溶液のpH範囲は好ましくはpH9以下であり、より好ましくは、pH8以下であり、さらに好ましくは、pH8〜4の範囲であり、特に好ましくは、pH7〜5の範囲である。カルシウム溶液のpHを、上記範囲に調節することにより、消石灰をある程度溶解させることが可能となる。ここで、消石灰スラリが完全な溶解が達成されるような条件、すなわちpHが低い方が晶析処理において良好であると考えられる。しかし、本発明者らは、晶析処理によって得られる処理水中の晶析対象成分の濃度をより低減させるためには、カルシウム溶液のpHを所定の範囲に設定するのが有効であることを見出した。すなわち、カルシウム溶液のpHをpH4未満に低下させるよりも、上述のようにpH8〜4の範囲、さらには、pH7〜5の範囲にすることにより、処理水中の晶析対象成分の濃度を顕著に低減できる。上記至適pHの存在は、pHを一定範囲にすることにより消石灰の微粒子を完全に溶解させるのではなく、一定量の消石灰微粒子をカルシウム溶液中に残存させることにより、晶析反応槽内において、該微粒子によって晶析反応の反応面積を増大させて晶析反応効率を向上させ、処理水中の晶析対象成分の濃度を低減させるためであると考えられる。   In this embodiment, the pH range of the calcium solution is preferably pH 9 or less, more preferably pH 8 or less, still more preferably pH 8 to 4, and particularly preferably pH 7 to 5. . By adjusting the pH of the calcium solution to the above range, slaked lime can be dissolved to some extent. Here, it is considered that conditions under which slaked lime slurry is completely dissolved, that is, a lower pH is better in the crystallization treatment. However, the present inventors have found that it is effective to set the pH of the calcium solution within a predetermined range in order to further reduce the concentration of the crystallization target component in the treated water obtained by the crystallization treatment. It was. That is, rather than lowering the pH of the calcium solution to less than pH 4, the concentration of the crystallization target component in the treated water is remarkably increased by adjusting the pH to the range of 8 to 4 as described above, and further to the range of pH 7 to 5. Can be reduced. The existence of the optimum pH does not completely dissolve slaked lime fine particles by making the pH within a certain range, but by leaving a certain amount of slaked lime fine particles in the calcium solution, This is probably because the fine particles increase the reaction area of the crystallization reaction to improve the crystallization reaction efficiency and reduce the concentration of the crystallization target component in the treated water.

生成する難溶性塩としては、フッ素含有原水とカルシウム剤とを反応させて生成するフッ化カルシウムの他、例えば、リン含有原水とカルシウム剤とを反応させて生成するリン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト等や、フッ素及びリン含有原水とカルシウム剤とを反応させて生成するフルオロアパタイト等もこれに含まれる。   As the hardly soluble salt to be produced, in addition to calcium fluoride produced by reacting raw fluorine-containing water with a calcium agent, for example, calcium phosphate produced by reacting raw phosphorus-containing water with a calcium agent, hydroxyapatite, etc., fluorine In addition, fluoroapatite and the like produced by reacting raw phosphorus-containing water with a calcium agent are also included.

晶析反応槽10は、原水中の晶析対象物質と晶析剤とが反応して難溶性塩の結晶を析出させて、晶析対象物質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 10 is a reaction tank capable of producing a treated water in which the crystallization target substance in the raw water reacts with the crystallization agent to precipitate crystals of a hardly soluble salt, thereby reducing the crystallization target substance. The length, the inner diameter, the shape, and the like may be arbitrary, and are not particularly limited.

本実施形態においては、原水と晶析剤とを晶析反応槽10に添加する前に、あらかじめ、晶析反応槽10に種晶が存在していてもよいし、あらかじめ晶析反応槽10内に種晶が存在していなくても良い。安定した処理を行うためには、晶析反応槽10にあらかじめ種晶が存在していることが好ましい。晶析反応槽10に充填される種晶の充填量は、晶析対象物質を晶析反応により除去できるのであれば特に限定されるものではなく、原水中の晶析対象物質濃度、晶析剤の濃度、また、晶析反応装置1の運転条件等に応じて適宜設定される。   In this embodiment, before adding raw water and a crystallization agent to the crystallization reaction tank 10, seed crystals may exist in advance in the crystallization reaction tank 10, or in the crystallization reaction tank 10 in advance. The seed crystal may not exist. In order to perform a stable treatment, it is preferable that seed crystals exist in the crystallization reaction tank 10 in advance. The amount of seed crystals filled in the crystallization reaction tank 10 is not particularly limited as long as the crystallization target substance can be removed by the crystallization reaction. The concentration of the crystallization target substance in the raw water, the crystallization agent The concentration is appropriately set according to the operating conditions of the crystallization reaction apparatus 1 and the like.

種晶は、その表面に生成した難溶塩の結晶を析出させることができるものであれば良く、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、並びに、晶析反応による析出物である難溶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塩を含んで構成される粒子(例えばフッ化カルシウムの場合は蛍石)が好ましい。種晶の形状、粒径は、晶析反応槽10内の流速、晶析対象物質および晶析剤の濃度等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。   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 such as 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 more pure 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. The shape and particle size of the seed crystal are appropriately set according to the flow rate in the crystallization reaction tank 10, the crystallization target substance, the concentration of the crystallization agent, and the like, and are not particularly limited.

晶析反応槽10にあらかじめ種晶が充填されている場合は、例えば、原水へ晶析剤を晶析反応槽10において添加し、晶析反応槽10内で、種晶上に難溶性塩を析出させてペレットを形成させ、晶析対象物質が低減された処理水を生じさせる。これに対して、晶析反応槽10にあらかじめ種晶が存在していない場合には、原水へ晶析剤を添加することにより晶析反応槽10内で析出する難溶性塩がペレットを形成し、成長することとなる。いずれの場合も、晶析反応槽10内の結晶がある程度大きく成長すると、晶析反応槽10内から一部の結晶を引抜く引抜操作と、引抜いた結晶よりも小粒径の種晶を新たに補充する補充操作を繰り返し行うことで、連続的に結晶を得るような方法が採用される。   In the case where the seed crystal is filled in the crystallization reaction tank 10 in advance, for example, a crystallization agent is added to the raw water in the crystallization reaction tank 10, and the hardly soluble salt is formed on the seed crystal in the crystallization reaction tank 10. Precipitated to form pellets, resulting in treated water with reduced crystallization target substances. On the other hand, when seed crystals are not present in the crystallization reaction tank 10 in advance, the hardly soluble salt precipitated in the crystallization reaction tank 10 forms pellets by adding a crystallization agent to the raw water. Will grow. In any case, when the crystals in the crystallization reaction tank 10 grow to a certain extent, a drawing operation for drawing a part of the crystals from the crystallization reaction tank 10 and a seed crystal having a smaller particle diameter than the drawn crystals are newly added. A method is adopted in which crystals are continuously obtained by repeatedly performing a replenishment operation for replenishing.

晶析反応槽としては、図1のように晶析反応槽10内に、撹拌羽根等の撹拌装置30を設置し、該撹拌装置30により晶析反応槽10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が挙げられる。撹拌羽根は晶析反応槽10内で内容物を撹拌できるものであればよく、撹拌羽根の設置態様、撹拌羽根の大きさ等は特に限定されるものではない。   As the crystallization reaction tank, as shown in FIG. 1, a stirring device 30 such as a stirring blade is installed in the crystallization reaction tank 10, and the inside of the crystallization reaction tank 10 is stirred by the stirring device 30 to flow the pellets. A stirring type crystallization reaction tank may be mentioned. The stirring blade is not particularly limited as long as the contents can be stirred in the crystallization reaction tank 10 and the installation mode of the stirring blade, the size of the stirring blade, and the like are not particularly limited.

また、撹拌式の晶析反応槽10としては、晶析反応槽10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、処理水排出路の上部に処理水排出配管24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、処理水排出路の入口部分に複数枚のじゃま板で構成したバッファ板や、複数枚の整流板で構成したバッファ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。   In addition, as the stirring type crystallization reaction tank 10, an inner peripheral wall is disposed so as to face the peripheral wall of the crystallization reaction tank 10, and a space between the inner and outer peripheral walls is used as a treated water discharge path. 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 24 is connected to the upper part of the treated water discharge path is preferable. In addition, in this treated water discharge path, a buffer plate made up of a plurality of baffle plates and a buffer plate made up of a plurality of rectifying plates at the inlet of the treated water discharge path in order to improve the separation performance of the pellets May be located. 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.

また、晶析反応槽としては、晶析反応槽内で上向流を形成し、該上向流によってペレットが流動する流動床式の晶析反応槽も挙げられる。   Examples of the crystallization reaction tank include a fluidized bed type crystallization reaction tank in which an upward flow is formed in the crystallization reaction tank, and pellets flow through the upward flow.

カルシウム溶液等の晶析剤溶液中のカルシウム剤等の晶析剤の濃度は、原水の晶析対象物質濃度、晶析反応槽10の処理能力等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。晶析対象物質がフッ素でフッ化カルシウムを生成させる場合、カルシウム注入量としては、化学当量としてフッ素の1倍〜2倍までが良いが、1倍〜1.2倍がより良い。カルシウムの化学当量が原水のフッ素の化学当量の2倍より多いとフッ化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が混入する場合があり、1倍より少ないと原水中のフッ素の全量がフッ化カルシウムとならず、処理水にフッ素が混入する場合がある。同様に晶析対象物質がリンでリン酸カルシウムを生成させる場合、カルシウム注入量としては、化学当量としてリンの1倍〜2倍までが良いが、1倍〜1.2倍がより良い。   The concentration of the crystallization agent such as calcium agent in the crystallization agent solution such as calcium solution is appropriately set according to the concentration of the crystallization target substance of the raw water, the treatment capacity of the crystallization reaction tank 10 and the like, and is particularly limited. is not. When the crystallization target substance is fluorine and produces calcium fluoride, the amount of calcium injection is preferably 1 to 2 times that of fluorine as a chemical equivalent, but more preferably 1 to 1.2 times. If the chemical equivalent of calcium is more than twice the chemical equivalent of fluorine in raw water, calcium fluoride does not precipitate on the seed crystal and is easily formed as fine particles, and calcium fluoride may be mixed into the treated water. If it is less, the total amount of fluorine in the raw water will not be calcium fluoride, and fluorine may be mixed into the treated water. Similarly, when the substance to be crystallized is phosphorus and calcium phosphate is produced, the amount of calcium injection is preferably 1 to 2 times that of phosphorus as a chemical equivalent, but more preferably 1 to 1.2 times.

本実施形態においては、カルシウム剤を用いて晶析反応槽10内でpH2〜11の条件下で難溶性塩を析出させることが好ましい。フッ化カルシウムを析出させる場合には、pH2〜11、微粒子生成抑制等の点から好ましくはpH2〜3の条件下でフッ化カルシウムを析出させることが好ましい。フッ化カルシウムの生成反応に伴ってpHが変化する場合は、晶析反応槽10にpH調整剤を適宜添加しうるように構成することが望ましい。フッ化カルシウム析出の際のpHは、pHメータ等のpH測定手段を用いて、晶析反応槽10内の反応場のpHを測定し、測定されたpHに応じて、酸またはアルカリ等のpH調整剤を槽内に添加することにより、pHを制御することができる。pHメータは、フッ化カルシウム析出反応の反応場のpHをモニタできるのであれば、晶析反応槽10のいずれの部分に設置されても良く、原水の導入部付近、晶析反応槽10からの処理水の出口付近等特に限定されるものではない。同様にリン酸カルシウムを析出させる場合には、pH6〜13、微粒子生成抑制等の点からpH6〜8の条件下でリン酸カルシウムを析出させることが好ましい。   In this embodiment, it is preferable to deposit a hardly soluble salt in the crystallization reaction tank 10 under the conditions of pH 2 to 11 using a calcium agent. When precipitating calcium fluoride, it is preferable to precipitate calcium fluoride under conditions of pH 2 to 11, preferably from pH 2 to 3, from the viewpoint of suppressing fine particle formation. In the case where the pH changes with the calcium fluoride production reaction, it is desirable that the pH adjusting agent can be appropriately added to the crystallization reaction tank 10. The pH at the time of precipitation of calcium fluoride is determined by measuring the pH of the reaction field in the crystallization reaction tank 10 using pH measuring means such as a pH meter, and depending on the measured pH, the pH of acid or alkali or the like. The pH can be controlled by adding a regulator to the tank. The pH meter may be installed in any part of the crystallization reaction tank 10 as long as it can monitor the pH of the reaction field of the calcium fluoride precipitation reaction. There are no particular limitations on the vicinity of the outlet of the treated water. Similarly, when precipitating calcium phosphate, it is preferable to precipitate calcium phosphate under conditions of pH 6 to 8 from the viewpoint of pH 6 to 13 and suppression of fine particle formation.

pH調整剤を晶析反応槽10へ添加するpH調整剤添加手段は、pH調整剤を晶析反応槽10に添加できるものであれば任意の態様が可能である。pH調整剤貯留槽からpH調整剤添加配管を介して、pH調整剤が晶析反応槽10に添加されてもよい。pH調整剤添加手段としては、pH調整剤添加配管を晶析反応槽10の任意の部位に接続し、当該配管を介してpH調整剤を晶析反応槽10の任意の部位に直接添加する態様であっても良いし、原水添加配管または晶析剤添加配管の少なくとも1つにpH調整剤を添加する態様であっても良い。   The pH adjusting agent adding means for adding the pH adjusting agent to the crystallization reaction tank 10 can be in any form as long as the pH adjusting agent can be added to the crystallization reaction tank 10. The pH adjuster may be added to the crystallization reaction tank 10 from the pH adjuster storage tank via the pH adjuster addition pipe. As a pH adjuster addition means, a mode in which a pH adjuster addition pipe is connected to an arbitrary part of the crystallization reaction tank 10 and a pH adjuster is directly added to an arbitrary part of the crystallization reaction tank 10 through the pipe. It may be a mode in which a pH adjuster is added to at least one of the raw water addition pipe or the crystallization agent addition pipe.

pH調整剤としては、塩酸、硫酸等の酸または水酸化ナトリウム等のアルカリ等を用いることができる。   As the pH adjuster, an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid or an alkali such as sodium hydroxide can be used.

原水添加配管18、晶析剤添加配管16及びpH調整剤添加配管22は晶析反応槽10の任意の部分に接続することができる。図1のような撹拌式の晶析反応槽の場合は、原水添加配管18、晶析剤添加配管16及びpH調整剤添加配管22は、析出物およびペレットと処理水の分離という観点から、晶析反応槽10の上部に接続されるのが好ましい。また、図1においては、原水添加配管18、晶析剤添加配管16及びpH調整剤添加配管22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良い。流動床式の晶析反応槽の場合は、晶析反応槽内に上向流を形成すると効率的に晶析反応を行うことができるという観点から、原水添加配管、晶析剤加配管及びpH調整剤添加配管は晶析反応槽の下部、特に底部に接続されるのが好ましい。   The raw water addition pipe 18, the crystallization agent addition pipe 16, and the pH adjuster addition pipe 22 can be connected to any part of the crystallization reaction tank 10. In the case of a stirring type crystallization reaction tank as shown in FIG. 1, the raw water addition pipe 18, the crystallization agent addition pipe 16 and the pH adjuster addition pipe 22 are crystallized from the viewpoint of separation of precipitates and pellets and treated water. It is preferable to be connected to the upper part of the deposition reaction tank 10. Moreover, in FIG. 1, although the raw | natural water addition piping 18, the crystallization agent addition piping 16, and the pH adjuster addition piping 22 are each one, it is not limited to this, Even if these are provided with two or more good. In the case of a fluidized bed crystallization reaction tank, the raw water addition pipe, the crystallization agent addition pipe, and the pH from the viewpoint that the crystallization reaction can be efficiently performed by forming an upward flow in the crystallization reaction tank. It is preferable that the adjusting agent addition pipe is connected to the lower part of the crystallization reaction tank, particularly to the bottom part.

本実施形態において、種晶貯槽12から種晶を供給する代わりに、種晶生成槽を設けて原水の一部と晶析剤の一部を反応させて種晶を生成させ、生成した種晶を晶析反応槽10に添加することにより、良好な水質の処理水を得ることができる。   In this embodiment, instead of supplying a seed crystal from the seed crystal storage tank 12, a seed crystal generation tank is provided to cause a part of raw water and a part of a crystallization agent to react to generate a seed crystal. By adding to the crystallization reaction tank 10, treated water with good water quality can be obtained.

図5に本発明の実施形態に係る晶析反応装置の他の例の概略構成を示す。晶析反応装置9は、晶析剤貯槽56と、原水貯槽58と、晶析反応槽10と、原水の一部と晶析剤の一部を反応させて種晶を生成させるための種晶生成槽60と、結晶スラリ槽14とを備える。   FIG. 5 shows a schematic configuration of another example of the crystallization reaction apparatus according to the embodiment of the present invention. The crystallization reaction device 9 includes a crystallization agent storage tank 56, a raw water storage tank 58, a crystallization reaction tank 10, and a seed crystal for generating a seed crystal by reacting a part of raw water and a part of the crystallization agent. A generation tank 60 and a crystal slurry tank 14 are provided.

図5の晶析反応装置9において、晶析反応槽10には、晶析剤貯槽56からの晶析剤添加配管16が晶析剤添加手段としてのポンプ70を介して接続されており、原水貯槽58からの原水添加配管18が原水添加手段としてのポンプ74を介して接続されている。種晶生成槽60には、晶析剤貯槽56からの晶析剤添加配管62がポンプ68を介して接続されており、原水貯槽58からの原水添加配管64がポンプ72を介して接続されている。また、晶析反応槽10には、種晶生成槽60からの種晶添加配管66がバルブ80、生成した種晶を晶析反応槽に添加する種晶添加手段及び結晶量調整手段としてのポンプ82を介して接続されており、出口には処理水排出配管24が接続されている。種晶生成槽60及び晶析反応槽10には、pH調整剤添加配管78,22がそれぞれ接続されており、またモータを備える撹拌手段である撹拌羽根等の撹拌装置76,30がそれぞれ設置されている。結晶スラリ槽14には、晶析反応槽10からのスラリ排出配管26が引抜手段としてのバルブ34を介して接続されており、撹拌装置32が設置されている。結晶スラリ槽14には、スラリ排出配管28がポンプ36を介して接続されている。スラリ排出配管28は脱水装置に接続されているが、途中で分岐して結晶スラリ槽14にも接続されている。また、粒径測定手段としての粒径測定装置38がスラリ排出配管28の分岐点下流の結晶スラリ槽14側の途中に接続されている。粒径測定装置38は制御部としての機能も有し、ポンプ82に電気的等に接続されている。制御部は粒径測定装置38とは別に設けてもよい。   In the crystallization reaction apparatus 9 of FIG. 5, the crystallization reaction tank 10 is connected to a crystallization agent addition pipe 16 from the crystallization agent storage tank 56 via a pump 70 as a crystallization agent addition means. The raw water addition pipe 18 from the storage tank 58 is connected via a pump 74 as raw water addition means. A crystallization agent addition pipe 62 from the crystallization agent storage tank 56 is connected to the seed crystal generation tank 60 via a pump 68, and a raw water addition pipe 64 from the raw water storage tank 58 is connected via a pump 72. Yes. Further, in the crystallization reaction tank 10, a seed crystal addition pipe 66 from the seed crystal generation tank 60 is a valve 80, a seed crystal addition means for adding the generated seed crystal to the crystallization reaction tank, and a pump as a crystal amount adjustment means. The treated water discharge pipe 24 is connected to the outlet. The seed crystal production tank 60 and the crystallization reaction tank 10 are connected to pH adjusting agent addition pipes 78 and 22, respectively, and are equipped with stirring devices 76 and 30 such as stirring blades which are stirring means equipped with a motor. ing. A slurry discharge pipe 26 from the crystallization reaction tank 10 is connected to the crystal slurry tank 14 via a valve 34 as a drawing means, and a stirring device 32 is installed. A slurry discharge pipe 28 is connected to the crystal slurry tank 14 via a pump 36. The slurry discharge pipe 28 is connected to the dehydrating device, but is branched halfway and connected to the crystal slurry tank 14. Further, a particle size measuring device 38 as a particle size measuring means is connected to the crystal slurry tank 14 side downstream of the branch point of the slurry discharge pipe 28. The particle size measuring device 38 also has a function as a control unit, and is electrically connected to the pump 82. The control unit may be provided separately from the particle size measuring device 38.

晶析対象物質含有原水の一部が原水貯槽58からポンプ72により原水添加配管64を通して種晶生成槽60に添加される。また、晶析剤の一部が晶析剤貯槽56からポンプ68により晶析剤添加配管62を通して種晶生成槽60に添加される。種晶生成槽60において、原水に含まれる晶析対象物質と、晶析剤とが反応して種晶が生成される(種晶生成工程)。種晶生成槽60において、必要に応じてpH調整剤添加配管78からpH調整剤が添加されて反応液のpH調整が行われてもよいし、反応液は撹拌装置76によって撹拌されてもよい。   A part of the raw water containing the substance to be crystallized is added from the raw water storage tank 58 to the seed crystal generation tank 60 through the raw water addition pipe 64 by the pump 72. A part of the crystallization agent is added from the crystallization agent storage tank 56 to the seed crystal generation tank 60 through the crystallization agent addition pipe 62 by the pump 68. In the seed crystal generation tank 60, the crystallization target substance contained in the raw water reacts with the crystallization agent to generate a seed crystal (seed crystal generation step). In the seed crystal production tank 60, a pH adjuster may be added from the pH adjuster addition pipe 78 as necessary to adjust the pH of the reaction solution, or the reaction solution may be stirred by the stirring device 76. .

一方、原水の残りが原水貯槽58からポンプ74により原水添加配管18を通して晶析反応槽10に添加される。また、晶析剤の残りが晶析剤貯槽56からポンプ70により晶析剤添加配管16を通して晶析反応槽10に添加される。このとき、種晶生成槽60において生成された種晶がポンプ82により種晶添加配管66を通して晶析反応槽10に添加される(種晶添加工程)。晶析反応槽10において、原水に含まれる晶析対象物質と、晶析剤とが種晶を核として反応して難溶性塩の結晶が生成される(晶析反応工程)。晶析反応槽10において、必要に応じてpH調整剤添加配管22からpH調整剤が添加されて晶析反応液のpH調整が行われてもよいし、晶析反応液は撹拌装置30によって撹拌されてもよい。結晶量調整のために晶析反応槽10に添加される種晶は、晶析剤が添加される前の原水に添加されてもよいし、晶析剤が添加された後の原水に添加されてもよいし、晶析剤と共に原水に添加されてもよい。晶析反応槽10への種晶の添加は連続でも間欠でもよい。   On the other hand, the remaining raw water is added from the raw water storage tank 58 to the crystallization reaction tank 10 through the raw water addition pipe 18 by the pump 74. The remainder of the crystallization agent is added from the crystallization agent storage tank 56 to the crystallization reaction tank 10 through the crystallization agent addition pipe 16 by the pump 70. At this time, the seed crystals generated in the seed crystal generation tank 60 are added to the crystallization reaction tank 10 through the seed crystal addition pipe 66 by the pump 82 (seed crystal addition step). In the crystallization reaction tank 10, the crystallization target substance contained in the raw water and the crystallization agent react with the seed crystal as a nucleus to produce a hardly soluble salt crystal (crystallization reaction step). In the crystallization reaction tank 10, the pH adjusting agent may be added from the pH adjusting agent addition pipe 22 as necessary to adjust the pH of the crystallization reaction solution, and the crystallization reaction solution is stirred by the stirring device 30. May be. The seed crystals added to the crystallization reaction tank 10 for adjusting the amount of crystals may be added to the raw water before the crystallization agent is added, or added to the raw water after the crystallization agent is added. It may be added to the raw water together with the crystallizing agent. The seed crystal may be added to the crystallization reaction tank 10 continuously or intermittently.

晶析反応槽10内の難溶性塩の結晶がある程度大きく成長すると、バルブ34が開状態とされ、晶析反応槽10内からスラリ排出配管26を通して難溶性塩の結晶の少なくとも一部が引抜かれる(引抜工程)。引抜かれた結晶はスラリ状であり、結晶スラリ槽14に貯留される。結晶スラリ槽14において、引抜スラリは撹拌装置32によって撹拌されてもよい。その後、結晶を含む引抜スラリはポンプ36によってスラリ排出配管28を通して脱水装置に送液され、脱水装置において脱水される(脱水工程)。脱水された結晶は必要に応じて水等の溶媒等により洗浄され(洗浄工程)、必要に応じて再び脱水されて回収結晶が得られる。   When the hardly soluble salt crystal in the crystallization reaction tank 10 grows to a certain extent, the valve 34 is opened, and at least a part of the hardly soluble salt crystal is drawn from the crystallization reaction tank 10 through the slurry discharge pipe 26. (Drawing process). The drawn crystal is in a slurry form and is stored in the crystal slurry tank 14. In the crystal slurry tank 14, the drawn slurry may be stirred by the stirring device 32. Thereafter, the drawn slurry containing the crystals is sent to the dehydrator through the slurry discharge pipe 28 by the pump 36, and dehydrated in the dehydrator (dehydration step). The dehydrated crystal is washed with a solvent such as water as necessary (washing step), and dehydrated again as necessary to obtain a recovered crystal.

このとき、スラリ排出配管28において、粒径測定装置38により引抜スラリ中の結晶の粒径に関する値が測定される。そして制御部により、測定した値に基づいて、ポンプ82により晶析反応槽10へ添加される種晶の量が調整される(結晶量調整工程)。結晶量調整工程では、晶析反応槽10内の結晶の粒径に関する値を測定してもよいし、引抜いた結晶の粒径に関する値及び晶析反応槽10内の結晶の粒径に関する値の両方を測定してもよい。それらの測定値に基づいて、添加する種晶の量及び引抜く結晶の量のうち少なくとも1つを調整すればよい。これにより、良好な水質の処理水を得ることができる上に、種晶の補給量を最適な範囲に調節することができるため、種晶や晶析剤の使用量を低減することができコスト的に優位となるという効果が得られる。   At this time, in the slurry discharge pipe 28, a value relating to the particle size of the crystal in the drawn slurry is measured by the particle size measuring device 38. Then, based on the measured value, the control unit adjusts the amount of seed crystals added to the crystallization reaction tank 10 by the pump 82 (crystal amount adjusting step). In the crystal amount adjustment step, the value related to the particle size of the crystal in the crystallization reaction tank 10 may be measured, or the value related to the particle size of the drawn crystal and the value related to the particle size of the crystal in the crystallization reaction tank 10. Both may be measured. Based on these measured values, at least one of the amount of seed crystals to be added and the amount of crystals to be extracted may be adjusted. This makes it possible to obtain treated water with good water quality and to adjust the replenishment amount of seed crystals to the optimum range, thereby reducing the amount of seed crystals and crystallizer used and reducing the cost. The effect that it becomes dominant is obtained.

原水の種晶生成槽60への添加、晶析剤の種晶生成槽60への添加は、原水、晶析剤を種晶生成槽60に添加できるものであれば任意の態様が可能である。原水貯槽58、晶析剤貯槽56には撹拌装置が設けられていてもよい。   The addition of the raw water to the seed crystal production tank 60 and the addition of the crystallization agent to the seed crystal production tank 60 can be in any form as long as the raw water and the crystallization agent can be added to the seed crystal production tank 60. . The raw water storage tank 58 and the crystallization agent storage tank 56 may be provided with a stirring device.

種晶生成槽60で生成した種晶は通常5μm〜50μm程度に成長するが、鉱物を利用した種晶に比較して小粒径であっても、処理水に流出せず、良好な水質が得られる。この理由は明確ではないが、種晶生成槽60で生成した種晶のほうが鉱物を利用した種晶に比べて活性が高く、晶析反応槽10内の種晶及び晶析反応槽10に添加される晶析対象物質と晶析剤との反応で生成する難溶性塩結晶のうち少なくとも1つと結晶化しやすいため、粒径が大きいものが得られると考えられる。また、種晶生成槽60で生成した種晶のほうが鉱物を利用した種晶に比べて微細結晶が少ないためと考えられる。   The seed crystal generated in the seed crystal generation tank 60 usually grows to about 5 μm to 50 μm, but even if it has a small particle size compared to a seed crystal using minerals, it does not flow into the treated water and has good water quality. can get. The reason for this is not clear, but the seed crystals produced in the seed crystal production tank 60 are more active than the seed crystals using minerals, and are added to the seed crystals in the crystallization reaction tank 10 and the crystallization reaction tank 10. It is considered that a crystal having a large particle size can be obtained because it is easy to crystallize with at least one of the hardly soluble salt crystals produced by the reaction between the crystallization target substance and the crystallization agent. Further, it is considered that the seed crystal generated in the seed crystal generation tank 60 has fewer fine crystals than the seed crystal using the mineral.

種晶生成槽60に添加する原水の量は、晶析反応槽10に添加する原水量の0.1重量%〜5重量%の範囲が好ましく、0.3重量%〜3重量%の範囲がより好ましい。0.1重量%より少ないと種晶としての機能が充分でなく、処理水の水質が悪化する場合があり、5重量%より多くても処理水の水質の悪化を招く場合がある。   The amount of raw water added to the seed crystal production tank 60 is preferably in the range of 0.1% by weight to 5% by weight of the amount of raw water added to the crystallization reaction tank 10, and is in the range of 0.3% by weight to 3% by weight. More preferred. If the amount is less than 0.1% by weight, the function as a seed crystal is not sufficient, and the quality of the treated water may be deteriorated, and if it is more than 5% by weight, the quality of the treated water may be deteriorated.

種晶生成槽60における晶析対象物質と晶析剤の反応時間は所望の粒径の種晶が得られればよく特に制限はないが、3時間以上が好ましく、6時間以上がより好ましい。   The reaction time of the crystallization target substance and the crystallization agent in the seed crystal production tank 60 is not particularly limited as long as a seed crystal having a desired particle diameter can be obtained, but is preferably 3 hours or more, and more preferably 6 hours or more.

種晶生成槽60における晶析対象物質と晶析剤との反応液のpHは所望の種晶が得られればよく特に制限はないが、pH1〜4の範囲が好ましく、pH1〜2の範囲がより好ましい。pHが低い方が反応活性の高い種晶が得られる傾向にある。   The pH of the reaction solution of the crystallization target substance and the crystallization agent in the seed crystal production tank 60 is not particularly limited as long as a desired seed crystal can be obtained, but is preferably in the range of pH 1 to 4, more preferably in the range of pH 1 to 2. More preferred. A lower pH tends to yield a seed crystal with higher reaction activity.

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良い。種晶の形状、粒径は、晶析反応槽10内の流速、晶析対象物質および晶析剤の濃度等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。   The seed crystal should just be what can precipitate the crystal | crystallization of the hardly soluble salt produced | generated on the surface. The shape and particle size of the seed crystal are appropriately set according to the flow rate in the crystallization reaction tank 10, the crystallization target substance, the concentration of the crystallization agent, and the like, and are not particularly limited.

種晶生成槽60において生成される種晶の粒径は、体積頻度から算出した体積平均粒径で1μm〜50μmの範囲が好ましく、5μm〜20μmの範囲がより好ましい。種晶の体積平均粒径が1μmより小さいと処理水に流出して処理水の水質の悪化を招く場合があり、50μmより大きいと、種晶の効果がないばかりか晶析反応槽10の内部の結晶が晶析して成長することを妨げる場合がある。また、粒径分布の指標である均等係数が5以下であることが好ましく、均等係数が1であれば理想的である。   The particle diameter of the seed crystal generated in the seed crystal generation tank 60 is preferably in the range of 1 μm to 50 μm, more preferably in the range of 5 μm to 20 μm, as a volume average particle diameter calculated from the volume frequency. If the volume average particle diameter of the seed crystal is smaller than 1 μm, it may flow into the treated water and cause deterioration of the quality of the treated water. If the seed crystal is larger than 50 μm, not only the seed crystal effect but also the inside of the crystallization reaction tank 10 In some cases, the crystal of the crystal may be prevented from crystallizing and growing. Further, the uniformity coefficient, which is an index of the particle size distribution, is preferably 5 or less, and if the uniformity coefficient is 1, it is ideal.

種晶生成槽60に添加する晶析剤の量は、種晶生成槽60に添加する原水に含まれる晶析対象物質と化学当量として同量であることが好ましく、晶析剤が過剰に添加されると種晶の粒子が微細化し、これを晶析反応槽10に添加した場合に処理水の悪化を招く場合があるので、種晶生成槽60に添加する晶析対象物質の化学当量として1.2倍以下が好ましい。   The amount of the crystallization agent added to the seed crystal production tank 60 is preferably the same as the chemical equivalent of the crystallization target substance contained in the raw water added to the seed crystal production tank 60, and the crystallization agent is added in excess. Then, the seed crystal particles become finer, and when this is added to the crystallization reaction tank 10, the treated water may be deteriorated. Therefore, as the chemical equivalent of the crystallization target substance added to the seed crystal generation tank 60 1.2 times or less is preferable.

本実施形態において、晶析反応槽に反応槽内の流体を撹拌する撹拌羽根等を備える撹拌装置を設け、その撹拌流によって反応槽内に素早く拡散しうる領域に、原水及び晶析剤のうち少なくとも1つを注入することが好ましい。例えば、原水及び晶析剤のうち少なくとも1つの注入点が、撹拌羽根等による撹拌流速が大きい領域に設けられること、撹拌羽根等の近傍に設けられることが好ましい。特に、原水及び晶析剤のうち少なくとも1つの注入点の、撹拌羽根の回転軸方向の高さは、撹拌羽根の回転中心から、撹拌羽根の回転半径の2倍以内の距離であることが好ましい。また、撹拌羽根の回転径方向の位置は、撹拌羽根の回転中心から、撹拌羽根の回転半径の2倍以内の距離であることが好ましい。さらに、中心が撹拌羽根の回転中心であって、半径が撹拌羽根の回転半径の2倍である球状の領域内に設けられることが好ましい。これにより、晶析対象物質や晶析剤は、晶析反応槽内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、粒状種晶上の難溶性塩の結晶として液中の晶析対象物質をじっくりと取り込むことができる。したがって、処理水に混入する難溶性塩粒子の量を極めて少なくすることができ、粒径の大きな難溶性塩粒子を安定的に得て、晶析対象物質の回収率を大きく向上させることができる。   In this embodiment, the crystallization reaction tank is provided with a stirring device equipped with a stirring blade or the like for stirring the fluid in the reaction tank, and in the region where the stirring flow can quickly diffuse into the reaction tank, the raw water and the crystallization agent Preferably at least one is injected. For example, it is preferable that at least one injection point of the raw water and the crystallization agent is provided in a region where the stirring flow velocity by the stirring blade or the like is large, or provided in the vicinity of the stirring blade or the like. In particular, the height of at least one injection point of the raw water and the crystallization agent in the rotation axis direction of the stirring blade is preferably a distance within twice the rotation radius of the stirring blade from the rotation center of the stirring blade. . Moreover, it is preferable that the position of the rotation direction of the stirring blade is a distance within twice the rotation radius of the stirring blade from the rotation center of the stirring blade. Furthermore, it is preferable that the center is provided in a spherical region whose center is the rotation center of the stirring blade and whose radius is twice the rotation radius of the stirring blade. As a result, the crystallization target substance and the crystallization agent are immediately diffused when injected into the crystallization reaction tank, and the concentration thereof quickly decreases. For this reason, the formed salt is less likely to be precipitated directly in the liquid, and the substance to be crystallized in the liquid can be taken in carefully as crystals of a hardly soluble salt on the granular seed crystal. Therefore, the amount of the hardly soluble salt particles mixed in the treated water can be extremely reduced, the hardly soluble salt particles having a large particle diameter can be stably obtained, and the recovery rate of the substance to be crystallized can be greatly improved. .

また、pH調整剤の注入点も、撹拌羽根等による撹拌流によって反応槽内に素早く拡散しうる領域に設けることが好ましい。pH調整剤を水面へ滴下する等、撹拌流速の小さい領域にpH調整剤を注入すると、局所的にpHの高い領域が生じるため、その領域においてフッ化カルシウム等の難溶性塩微粒子の直接生成を促しやすい。しかしpH調整剤を注入後に素早く拡散せしめるようにすれば、局所的にpHの高い領域が生じることが極めて少なくなり、晶析反応によらない難溶性塩微粒子の直接生成を抑制することができる。従って、pH調整剤を撹拌流速が大きい領域へ吐出することで、晶析対象物質の回収率をさらに向上させることができる。   Moreover, it is preferable that the injection point of the pH adjusting agent is also provided in a region where it can be quickly diffused into the reaction vessel by the stirring flow by a stirring blade or the like. When a pH adjusting agent is injected into a region where the stirring flow rate is low, such as when a pH adjusting agent is dropped on the surface of the water, a region with a high pH is generated locally. Easy to encourage. However, if the pH adjusting agent is allowed to diffuse quickly after injection, a region having a high pH is extremely unlikely to be generated, and direct generation of hardly soluble salt fine particles not due to the crystallization reaction can be suppressed. Therefore, the recovery rate of the crystallization target substance can be further improved by discharging the pH adjuster to a region where the stirring flow rate is large.

晶析反応槽の水面下に、筒内に撹拌装置の撹拌羽根等が位置するようにドラフトチューブを設置することも好ましい。図6にドラフトチューブ84を備える晶析反応槽10の概略構成図を示す。撹拌装置30の撹拌羽根は、撹拌軸を介して伝達される撹拌機モータが発生する回転力によって回転する。   It is also preferable to install a draft tube below the water surface of the crystallization reaction tank so that the stirring blades of the stirring device and the like are located in the cylinder. FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of the crystallization reaction tank 10 including the draft tube 84. The stirring blades of the stirring device 30 are rotated by the rotational force generated by the stirrer motor transmitted through the stirring shaft.

このとき、撹拌羽根等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84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、原水や晶析剤等をより素早く拡散させることができ、原水や晶析剤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。   At this time, it is preferable that the stirring blades and the like form a downward flow. When the draft tube 84 is thus installed, 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, crystallization agent, etc. can be diffused more quickly, and the generation of poorly soluble salt particles is suppressed as much as possible by bringing the regions where the concentrations of raw water and crystallization agent are locally deep into contact with each other. It becomes possible to do.

また、上記のようにドラフトチューブ84及び撹拌羽根等を設置すると、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、原水や晶析剤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、晶析対象物質の回収率を向上させることができる。   Moreover, when the draft tube 84 and the stirring blade are installed as described above, an upward flow zone with a gentle flow is formed on the outer periphery of the tube. In this zone, the particles are classified so that small-sized particles rise along the outer surface of the tube, and re-enter from the upper end of the tube to the inside of the tube and descend, near the injection point of raw water, crystallization agent, etc. Recirculate to lower stirring zone. These small-sized crystals serve as nuclei to promote the crystallization reaction. For this reason, it becomes possible to stably form crystals of a hardly soluble salt having a large particle size, and the recovery rate of the crystallization target substance can be improved.

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84内には入り込まないため、成長した結晶が撹拌羽根等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、ひいては晶析対象物質の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 84 again. It can be prevented from being destroyed by collision with a blade or the like. Such an advantage also contributes to stably obtaining a crystal of a hardly soluble salt having a large particle size, which in turn can contribute to an improvement in the recovery rate of the crystallization target substance.

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、撹拌羽根等が、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、原水や晶析剤等の拡散や、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 bottom of the tube and to stably form an upward flow at the outer periphery of the tube, stirring blades, etc. must 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, a crystallization agent, etc., and particle classification can be effectively advanced.

ドラフトチューブ84を設ける場合、原水や晶析剤、さらにはpH調整剤の注入点は、これらをドラフトチューブ84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84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84の筒内且つ撹拌羽根等の上方である。   When the draft tube 84 is provided, the injection points of the raw water, the crystallization agent, and further the pH adjusting agent are placed in the cylinder of the draft tube 84 in order to quickly and effectively diffuse them on the downward flow in the draft tube 84. It is preferable to arrange in A more preferable position is in the cylinder of the draft tube 84 and above the stirring blade and the like.

晶析反応槽10内または処理水中の溶解性のフッ素濃度等の晶析対象物質濃度を測定するために、フッ素濃度計等の晶析対象物質濃度測定手段を晶析反応槽10または処理水排出配管24に設置してもよい。また、晶析反応槽10内または処理水中の溶解性カルシウム等の晶析剤濃度を測定するために、カルシウム濃度計等の晶析剤濃度測定手段を晶析反応槽10または処理水排出配管24に設置してもよい。晶析反応槽10内でのフッ素濃度計、カルシウム濃度計等の設置位置は特に限定されるものではないが、例えば、処理水中の濃度を測定する場合には、晶析反応槽10の出口付近に設置することができる。   In order to measure the concentration of the substance to be crystallized, such as the soluble fluorine concentration in the crystallization reaction tank 10 or in the treated water, the means for measuring the concentration of the substance to be crystallized, such as a fluorine concentration meter, is discharged from the crystallization reaction tank 10 or the treated water. You may install in the piping 24. FIG. Further, in order to measure the concentration of the crystallization agent such as soluble calcium in the crystallization reaction tank 10 or in the treated water, a crystallization agent concentration measuring means such as a calcium concentration meter is used as the crystallization reaction tank 10 or the treated water discharge pipe 24. You may install in. The installation position of the fluorine concentration meter, the calcium concentration meter, etc. in the crystallization reaction tank 10 is not particularly limited. For example, when measuring the concentration in the treated water, the vicinity of the exit of the crystallization reaction tank 10 Can be installed.

晶析反応槽10において晶析反応により生じる晶析対象物質が低減された処理水は晶析反応槽10の外部に排出される。処理水は、晶析反応槽10における液体の流れに従って任意の部分から排出されうる。図1では、晶析反応槽10の上部から排出される処理水は、処理水排出配管24を通って最終的に系外に排出される。また、流動床式の晶析反応槽内で上向流が形成される場合には、晶析反応槽の上部から処理水が排出される。晶析反応槽10の後段に処理水貯留槽を設置しても良い。   The treated water in which the crystallization target substance generated by the crystallization reaction in the crystallization reaction tank 10 is reduced is discharged to the outside of the crystallization reaction tank 10. The treated water can be discharged from any part according to the liquid flow in the crystallization reaction tank 10. In FIG. 1, the treated water discharged from the upper part of the crystallization reaction tank 10 is finally discharged out of the system through the treated water discharge pipe 24. Further, when an upward flow is formed in the fluidized bed type crystallization reaction tank, treated water is discharged from the upper part of the crystallization reaction tank. You may install a treated water storage tank in the back | latter stage of the crystallization reaction tank 10. FIG.

得られる処理水において、例えばフッ素濃度はフッ化カルシウム等の非溶解性フッ素を含む全フッ素として通常500mg−F/L以下、溶解性のフッ素イオンとして通常50mg−F/L以下程度であり、リン濃度はリン酸カルシウム等の非溶解性リンを含む全リンとして通常50mg−P/L以下、溶解性のリン酸イオンとして通常5mg−P/L以下程度である。カルシウム濃度は、晶析対象物質がフッ素の場合はpH2〜3で、溶解性のカルシウムイオンとして通常50mg−Ca/L程度であり、晶析対象物質がリンの場合はpH6〜8で、溶解性のカルシウムイオンとして通常10mg−Ca/L程度であるが、これらに限定されるものではない。   In the treated water to be obtained, for example, the fluorine concentration is usually about 500 mg-F / L or less as total fluorine including insoluble fluorine such as calcium fluoride, and usually about 50 mg-F / L or less as soluble fluorine ions. The concentration is usually about 50 mg-P / L or less as total phosphorus including insoluble phosphorus such as calcium phosphate, and usually about 5 mg-P / L or less as soluble phosphate ions. The calcium concentration is pH 2 to 3 when the crystallization target substance is fluorine, and is usually about 50 mg-Ca / L as soluble calcium ion, and is pH 6 to 8 when the crystallization target substance is phosphorus and is soluble. The calcium ion is usually about 10 mg-Ca / L, but is not limited thereto.

原水を処理して得られた処理水をさらに沈殿槽において処理してもよい。沈殿槽においては、例えば晶析対象物質がフッ素の場合、pHを3〜12、好ましくは4〜11とすることでフッ化カルシウムを生成させて、フッ素を沈殿除去することにより、さらにフッ素濃度が低減された上澄水を得ることができる。例えば晶析対象物質がリンの場合、pHを8〜13、好ましくは9〜12とすることでリン酸カルシウムを生成させて、リンを沈殿除去することにより、さらにリン濃度が低減された上澄水を得ることができる。   The treated water obtained by treating the raw water may be further treated in a precipitation tank. In the precipitation tank, for example, when the substance to be crystallized is fluorine, by adjusting the pH to 3 to 12, preferably 4 to 11, calcium fluoride is generated and the fluorine is precipitated and removed, thereby further increasing the fluorine concentration. Reduced supernatant water can be obtained. For example, when the substance to be crystallized is phosphorus, the pH is adjusted to 8 to 13, preferably 9 to 12, calcium phosphate is generated, and phosphorus is precipitated and removed to obtain supernatant water with further reduced phosphorus concentration. be able to.

本実施形態に係る晶析反応装置及び晶析反応方法により、晶析反応槽10内で難溶性塩の結晶を析出させることにより、原水中の晶析対象物質が難溶性塩の結晶として回収され、晶析対象物質が低減された処理水が生じる。本実施形態においては、晶析対象物質素の回収率(1−(処理水中の晶析対象物質量/原水中の晶析対象物質量))として、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらにより好ましくは90%以上を達成できる。   By crystallization of a hardly soluble salt in the crystallization reaction tank 10 by the crystallization reaction apparatus and the crystallization reaction method according to the present embodiment, the crystallization target substance in the raw water is recovered as the hardly soluble salt crystal. As a result, treated water with reduced crystallization target substances is produced. In the present embodiment, the recovery rate of the crystallization target substance element (1- (amount of crystallization target substance in treated water / amount of crystallization target substance in raw water)) is preferably 80% or more, more preferably 85%. As described above, even more preferably, 90% or more can be achieved.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail more concretely, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
原水:フッ酸含有排水
晶析剤:塩化カルシウム
晶析反応槽直径:440mmφ
晶析反応槽高さ:620mmH
晶析反応槽pH:2.5±0.5
pH調整剤:水酸化ナトリウム
フッ酸含有原水のフッ素濃度:5000〜20000mg/L
フッ酸含有原水流量:25L/H
目標粒径:70μm
Example 1
Raw water: Hydrofluoric acid-containing waste water Crystallizer: Calcium chloride Crystallization reactor diameter: 440 mmφ
Crystallization reactor height: 620 mmH
Crystallization reactor pH: 2.5 ± 0.5
pH adjuster: Sodium hydroxide Fluorine concentration of hydrofluoric acid-containing raw water: 5000-20000 mg / L
Hydrofluoric acid-containing raw water flow rate: 25 L / H
Target particle size: 70 μm

実験は、図1に示す晶析反応装置を用いて、上記の条件で行った。粒径の測定には、LASENTEC社製インライン式モニタリングシステムLASENTEC D600Lを用いた。表1に示すように、測定した体積平均粒径に応じて0,300,600,900,1200g/dayで変動させた。600時間通水後の生成ペレットの粒径分布を図7に示す。   The experiment was performed using the crystallization reaction apparatus shown in FIG. For the measurement of the particle size, an in-line monitoring system LASENTEC D600L manufactured by LASENTEC was used. As shown in Table 1, it was varied at 0, 300, 600, 900, 1200 g / day according to the measured volume average particle diameter. The particle size distribution of the produced pellets after 600 hours of water flow is shown in FIG.

Figure 0005414169
Figure 0005414169

(比較例1)
種晶補給量を600g/dayの一定量添加とし、フッ酸含有原水のフッ素濃度を20000〜90000mg/Lとした以外は実施例1と同様にして実験を行った。結果を図7に示す。
(Comparative Example 1)
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the seed crystal replenishment amount was a fixed amount of 600 g / day and the fluorine concentration of hydrofluoric acid-containing raw water was 20000 to 90000 mg / L. The results are shown in FIG.

(比較例2)
種晶補給量を600g/dayの一定量添加とし、フッ酸含有原水のフッ素濃度を5000〜20000mg/Lとした以外は実施例1と同様にして実験を行った。結果を図7に示す。
(Comparative Example 2)
The experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the seed crystal replenishment amount was a fixed amount of 600 g / day and the fluorine concentration of hydrofluoric acid-containing raw water was 5000 to 20000 mg / L. The results are shown in FIG.

図7から分かるように、晶析反応工程において生成した結晶の少なくとも一部を引抜き、その引抜いた結晶の体積平均粒径を測定し、その測定した粒径に基づいて、添加する種晶の量を調整することにより、回収した難溶性塩の結晶の粒径が小さくかつ粒径分布が狭くなるように制御することができた。   As can be seen from FIG. 7, at least a part of the crystal formed in the crystallization reaction step is drawn, the volume average particle size of the drawn crystal is measured, and the amount of seed crystal to be added based on the measured particle size It was possible to control the particle size distribution of the recovered sparingly soluble salt crystals to be small and the particle size distribution to be narrowed.

本発明の実施形態に係る晶析反応装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る晶析反応装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る晶析反応装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る晶析反応装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る晶析反応装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る晶析反応装置における晶析反応槽の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the crystallization reaction tank in the crystallization reaction apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例における600時間通水後の生成ペレットの粒径分布を示す図である。It is a figure which shows the particle size distribution of the production | generation pellet after 600-hour water flow in the Example of this invention. 従来の晶析反応装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the conventional crystallization reaction apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,3,5,7,9,100 晶析反応装置、10,102 晶析反応槽、12 種晶貯槽、14,106 結晶スラリ槽、16,62 晶析剤添加配管、18,64 原水添加配管、20,66 種晶添加配管、22,78 pH調整剤添加配管、24 処理水排出配管、26,28 スラリ排出配管、30,32,76 撹拌装置、34,80,114 バルブ、36,54,68,70,72,74,82 ポンプ、38 粒径測定装置、40 モータ、42 種晶補給装置、44 種晶、46,108 反応域、48,110 沈殿域、50,112 界面、52 反応液排出配管、56 晶析剤貯槽、58 原水貯槽、60 種晶生成槽、84 ドラフトチューブ、104 種晶添加装置。   1,3,5,7,9,100 Crystallization reactor 10,102 Crystallization reaction tank, 12 seed crystal storage tank, 14,106 Crystal slurry tank, 16,62 Crystallizer addition pipe, 18,64 Raw water addition Pipe, 20, 66 Seed addition pipe, 22, 78 pH adjuster addition pipe, 24 treated water discharge pipe, 26, 28 slurry discharge pipe, 30, 32, 76 stirring device, 34, 80, 114 valve, 36, 54 , 68, 70, 72, 74, 82 Pump, 38 Particle size measuring device, 40 Motor, 42 Seed crystal replenishment device, 44 Seed crystal, 46, 108 Reaction zone, 48, 110 Precipitation zone, 50, 112 interface, 52 reaction Liquid discharge piping, 56 crystallizer storage tank, 58 raw water storage tank, 60 seed crystal generation tank, 84 draft tube, 104 seed crystal addition apparatus.

Claims (2)

晶析対象物質を含む原水に晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させる晶析反応装置であって、
前記原水に前記晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させるための撹拌式の晶析反応槽と、
種晶を前記晶析反応槽に添加する種晶添加手段と、
前記晶析反応槽において生成した結晶の少なくとも一部を引抜く引抜手段と、
前記引抜いた結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布、ならびに前記晶析反応槽内の結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布のうち少なくとも1つを測定する粒径測定手段と、
前記測定した値に基づいて、前記添加する種晶の量を調整する結晶量調整手段と、
を有することを特徴とする晶析反応装置。
A crystallization reaction apparatus that generates a crystal of a hardly soluble salt by adding a crystallization agent to raw water containing a substance to be crystallized,
A stirring crystallization reaction tank for adding the crystallization agent to the raw water to form crystals of a hardly soluble salt;
Seed crystal addition means for adding seed crystals to the crystallization reaction tank;
A drawing means for drawing at least part of the crystals generated in the crystallization reaction tank;
Measure at least one of the volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the drawn crystal, and volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the crystal in the crystallization reaction tank. Particle size measuring means;
Crystal amount adjusting means for adjusting the amount of the seed crystal to be added based on the measured value;
A crystallization reaction apparatus characterized by comprising:
晶析対象物質を含む原水に晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させる晶析反応方法であって、
撹拌式の晶析反応槽において、前記原水に前記晶析剤を添加して難溶性塩の結晶を生成させる晶析反応工程と、
種晶を前記原水に添加する種晶添加工程と、
前記晶析反応工程において生成した結晶の少なくとも一部を引抜く引抜工程と、
前記引抜いた結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布、ならびに前記晶析反応工程において生成した結晶の体積平均粒径、数平均粒径及び粒径分布のうち少なくとも1つを測定する粒径測定工程と、
前記測定した値に基づいて、前記添加する種晶の量を調整する結晶量調整工程と、
を含むことを特徴とする晶析反応方法。
A crystallization reaction method in which a crystal of a hardly soluble salt is formed by adding a crystallization agent to raw water containing a crystallization target substance,
In a stirring-type crystallization reaction tank, a crystallization reaction step in which the crystallizer is added to the raw water to form crystals of a hardly soluble salt;
A seed crystal addition step of adding seed crystals to the raw water;
A drawing step of drawing at least a part of the crystals generated in the crystallization reaction step;
Measure at least one of the volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the drawn crystal, and volume average particle size, number average particle size and particle size distribution of the crystal produced in the crystallization reaction step. A particle size measuring step to perform,
Based on the measured value, a crystal amount adjusting step for adjusting the amount of the seed crystal to be added,
A crystallization reaction method comprising:
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