JP5502920B2 - フッ素の回収装置及びフッ素の回収方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係るフッ素の回収装置において、析出槽においてフッ化物イオンを含有する被処理水と反応させるカルシウム剤としては、例えば水酸化カルシウム(消石灰)、塩化カルシウム、炭酸カルシウムが挙げられる。これらのカルシウム剤は水中でイオンとなり、フッ素と反応してフッ化カルシウムとなり、析出する。なお、水に溶けにくい炭酸カルシウムなどは表面で反応して、炭酸カルシウムの表面にフッ化カルシウムが生成し、これが剥がれ落ちて水中に分散する場合もある。いずれにしても、フッ化カルシウムは非常に細かな粒子となって水中に分散する。
本実施形態に係る水平ろ過装置としては、フィルターが地面と水平なろ過器を使用する。このようなろ過器を用いると、ケーク層がフィルター上に均一に形成されるため処理水質が安定する。
前記フィルターは、処理水の要求水質により選択可能であり、通気度が30〜1500cc/cm2・minのものを用いる。ここで、通気度は、フラジール形法により測定されたものである。具体的には、フィルターが織物で構成されている場合は、株式会社安田精機製作所製のフラジール形通気度試験機(商品名)などにより測定することができる。例えばこのフィルターとしては脱水機用のろ布を全般的に用いることができ、その材料としては例えばポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミドが挙げられる。
最初に、カルシウム含有固体であるろ過助剤と分散媒とを混合しスラリーを調整する。分散媒は主に水を用いるが、適宜その他の分散媒を用いることができる。スラリー中のろ過助剤濃度は以下の操作によってプレコート層が形成できれば特に問わないが、例えば10000〜200000mg/L程度に調整する。
次いで、スラリーを水平ろ過装置のフィルターに通水し、スラリー中のろ過助剤をろ過して、フィルター上に残留させ、主としてろ過助剤が積層してなるろ過層、即ちプレコート層を形成する。なお、通水は加圧下で行われる。
(ろ過助剤の準備)
(ろ過助剤A)
炭酸カルシウム粒子(平均粒子径1.0μm)を準備した。
(ろ過助剤B)
炭酸カルシウム粒子(平均粒子径50.0μm)を準備した。
(ろ過助剤C)
炭酸カルシウム粒子(平均粒子径100.0μm)を準備した。
以下、比較例として以下のろ過助剤を使用した。
(ろ過助剤D)
炭酸カルシウム粒子(平均粒子径0.5μm)を準備した。
(ろ過助剤E)
炭酸カルシウム粒子(平均粒子径120μm)を準備した。
図1は、実施例1に係るフッ素の回収装置の概略図を示す。
析出槽1は、攪拌機2aを備えている。この析出槽1には、フッ素を含有する被処理水とカルシウム剤としての消石灰が供給できるようになっている。前記析出槽1では、前記被処理水と消石灰が反応してフッ化カルシウムが析出するようになっている。混合槽3は攪拌機2bを備え、ろ過助剤と一部再利用する処理水を混合してろ過助剤スラリーを作る機能を有する。
まず、被処理水として、フッ化物イオンを500mg/L含有するフッ化水素水溶液を準備した。また、処理水のフッ素濃度を10mg/Lに設定した。被処理水に消石灰(カルシウム化合物)を固形分で1000mg/Lとなるよう添加し、10分攪拌したところ、白い沈殿物が析出し、被処理水中のフッ化物イオン濃度が8mg/Lとなり設定値以下となった。この後、混合槽3から水平ろ過装置5にろ過助剤Aからなるスラリーを供給し、ろ過助剤のプレコート層を形成した後、析出槽1から水平ろ過装置5に被処理水を供給し、ろ過を行ったところろ過水(処理水)中のフッ素化合物(消石灰とフッ素イオンの反応物)の98%以上が回収されていることが確認できた。ろ過処理後、水平ろ過装置5のフィルター6の横から洗浄水を供給し、フィルター6上に形成されているケーク層を崩してケークを回収槽7に供給した。その後、回収槽7内の濃縮スラリーをフィルタープレス脱水機8に供給し脱水処理を行ったが、固形物として問題なく回収できた。
実施例1と同じ装置を用い、ろ過助剤Aの代わりにろ過助剤Bを用いたこと以外は、実施例1と同様に試験を行った。フッ素の回収率は約90%、処理水中フッ素濃度は10〜20mg/Lであった。実施例2によれば、実施例1と比較して水平ろ過装置5の通水速度がほぼ倍となったが、問題なく運転できた。
実施例1と同じ装置を用い、ろ過助剤Aの代わりにろ過助剤Cを用いたこと以外は、実施例1と同様に試験を行った。フッ素の回収率は約90%、処理水中フッ素濃度は30〜50mg/Lであった。実施例3によれば、実施例1と比較して水平ろ過装置5の通水速度がほぼ2.5倍となったが、問題なく運転できた。
実施例1と同じ装置を用い、ろ過助剤Aの代わりにろ過助剤Dを用いたこと以外は、実施例1と同様に試験を行った。フッ素の回収を行ったところ、途中で通水できなくなった。
実施例1と同じ装置を用い、ろ過助剤Aの代わりにろ過助剤Eを用いたこと以外は、実施例1と同様に試験を行った。フッ素の回収を行ったところ、処理水にフッ素化合物がほぼ全量流出していた。
Claims (4)
- フッ化物イオンを含有する被処理水とカルシウム剤を反応させてフッ化カルシウムを析出させる析出槽と、
水に不溶なカルシウム含有固体からなり,一次粒子径が1〜100μmであるろ過助剤と分散媒を混合してスラリーを作製する混合槽と、
フィルター上に前記スラリー中のろ過助剤を含むプレコート層を形成し、前記被処理水をろ過して、プレコート層上にフッ化カルシウムを含むケーク層を形成させ且つ前記フィルターの下にろ過液を生じさせる水平ろ過装置と、
前記水平ろ過装置の底部と前記水平ろ過器のうち前記フィルターより上部側の部分とを接続する配管を有し、前記ろ過液を用いて前記水平ろ過装置から前記ケーク層を除去する洗浄機構と、
前記洗浄機構によって除去されたケークを回収する回収槽と、
前記回収槽で回収したケークから水分を除去する脱水機と
を具備することを特徴とするフッ素の回収装置。 - ろ過助剤の一次粒子径が10〜60μmであることを特徴とする請求項1記載のフッ素の回収装置。
- フッ化物イオンを含有する被処理水とカルシウム剤を析出槽に導入してフッ化カルシウムを析出させる工程と、
混合槽内で水に不溶なカルシウム含有固体からなる,一次粒子径が1〜100μmであるろ過助剤と分散媒を混合してスラリーを作製する工程と、
水平ろ過装置のフィルター上にスラリー中のろ過助剤を含むプレコート層を形成する工程と、
フッ化カルシウムを含む被処理水をろ過処理して、前記プレコート層上にフッ化カルシウムを含むケーク層を形成し且つ前記フィルターの下にろ過液を生じさせる工程と、
前記ろ過液を用いて、水平ろ過装置からケーク層を除去する工程と、
除去されたケークを回収する工程と、
回収したケークから水分を除去する工程と
を具備することを特徴とするフッ素の回収方法。 - ろ過助剤の一次粒子径が10〜60μmであることを特徴とする請求項3記載のフッ素の回収方法。
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