JP5661266B2 - フッ素およびケイ素を含む排水の処理方法、およびフッ素含有排水処理設備 - Google Patents
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Description
第1工程では、フッ素およびケイ素を含む排水(原水)に水酸化ナトリウム(NaOH)を添加する。図1に示したように、フッ素およびケイ素を含む排水(原水)をpH調整槽1に供給するとともに、水酸化ナトリウム溶液をpH調整槽1に投入して、攪拌機1aで排水を攪拌する。
第2工程では、第1工程により析出したケイ酸ナトリウム(Na2SiO3)を固液分離する。図1に示すように、pH調整槽1で十分に攪拌された排水は、固液分離手段2に送られる。固液分離手段2により、排水中のケイ素はケイ酸ナトリウム(Na2SiO3)として系外に排出され、その後、産廃処理されることになる。なお、フッ素は、分離液中に溶解している状態である。分離液は、後段の反応槽3に送られる。
第3工程では、第2工程により得られた分離液に水溶性カルシウムを添加して、フッ化カルシウムとしてフッ素を回収する。図1に示すように、まず、固液分離手段2から反応槽3へ供給された分離液に、水溶性カルシウムおよびpH調整剤を添加して攪拌機3aで攪拌する。pH調整剤の添加により分離液のpHは下がる。このようにして酸性条件下で分離液と水溶性カルシウムとを反応させることにより、比較的粒径の大きなフッ化カルシウム(CaF2)を析出(晶析)させることができる。pH調整剤としては、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸などがある。
図2は、前記第1工程における最適pH検討実験結果を示すグラフである。具体的には、図2に示すグラフは、フッ素濃度が約8000mg/Lのフッ素およびケイ素を含む排水に、水酸化ナトリウム溶液を添加していったときの溶解性ケイ素濃度(S−Si)の変化をプロットしたものである。図2からわかるように、水酸化ナトリウム溶液を添加していき排水のpHを上げていくと、排水中の溶解性ケイ素濃度はまずは下がっていく。その後、いったん低下しなくなった後、溶解性ケイ素濃度は再び下がっていく傾向を示す。なお、pH6前後で曲線の傾きが変化していることがわかる。また、排水のpHが7付近を越えた後は、それ以上、溶解性ケイ素濃度は下がらない。逆に、pHが7付近を越えた後は若干ではあるがS−Siは上昇傾向を示している。なお、溶解性ケイ素濃度(S−Si)は、ケイ素がフッケイ酸(H2SiF6)の状態で排水中に存在することの指標となる。
図3は、前記第1工程における水酸化ナトリウム添加量確認実験結果を示すグラフである。ここでは、フッ素およびケイ素を含む排水に、どの程度の水酸化ナトリウム(NaOH)を添加すれば排水のpHを約7にすることができるか実験を行った。図3からわかるように、フッ素およびケイ素を含む排水のpHを約7にするためには、一価の陰イオンとなるフッ素と当量の一価の陽イオンとなるNa(ナトリウム)が必要である。すなわち、フッ素に対して1当量のNaが必要である。なお、当量とはモル当量のことをいう。モル当量は、物質量(単位:モル[mol])の比を表すものである。
フッ素濃度が約8000mg/Lのフッ素およびケイ素を含む排水に水酸化ナトリウム(NaOH)を添加し、排水のpHを約7にすると、図2に示したように、排水中の溶解性ケイ素濃度(S−Si)は約100mg/Lであった。一方、上記フッ素およびケイ素を含む排水にアンモニアを添加し、排水のpHを約7にすると、排水中の溶解性ケイ素濃度(S−Si)は、水酸化ナトリウム添加の場合と同様に約100mg/Lであった。これより、アンモニア添加でフッケイ酸の分解を行っても、水酸化ナトリウム添加の場合と同等の分解効果が得られることがわかる。
固液分離方法として、ろ過、遠心分離、遠心分離+遠心上澄み液静置(遠心上澄み液を静置して、その上澄み液を分離液とする)、またはフィルタープレス、という方法をとった場合のそれぞれの固液分離実験結果を以下に記載する。
2:固液分離手段
3:反応槽
4:沈殿槽
100:排水処理設備(フッ素含有排水処理設備)
Claims (3)
- フッケイ酸(H 2 SiF 6 )を含む排水にアルカリを添加する第1工程と、
前記第1工程により析出したケイ酸塩を固液分離する第2工程と、
を備え、
前記第1工程において、前記排水のpHを6以上、7未満に調整し、
前記アルカリは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであり、前記ケイ酸塩はケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムである、フッ素およびケイ素を含む排水の処理方法。 - 前記第1工程において、前記排水に含まれるフッ素と当量以上の前記アルカリを添加することを特徴とする、請求項1に記載のフッ素およびケイ素を含む排水の処理方法。
- フッケイ酸(H 2 SiF 6 )を含む排水にアルカリを添加してケイ酸塩を析出させる析出手段と、
前記析出させたケイ酸塩を固液分離して、フッ素を含む分離液を得る固液分離手段と、
を備え、
前記析出手段において、前記排水のpHが6以上、7未満に調整され、
前記アルカリは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであり、前記ケイ酸塩はケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムである、フッ素含有排水処理設備。
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