JP5808638B2 - Method and apparatus for treating wastewater containing high concentration calcium and alkali - Google Patents
Method and apparatus for treating wastewater containing high concentration calcium and alkali Download PDFInfo
- Publication number
- JP5808638B2 JP5808638B2 JP2011222518A JP2011222518A JP5808638B2 JP 5808638 B2 JP5808638 B2 JP 5808638B2 JP 2011222518 A JP2011222518 A JP 2011222518A JP 2011222518 A JP2011222518 A JP 2011222518A JP 5808638 B2 JP5808638 B2 JP 5808638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pellets
- calcium
- alkali
- pellet
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
本発明は、排水中に高濃度のカルシウムが含まれｐＨが高い排水に適用できる処理方法及び処理装置に関する。ｐＨが高く、カルシウムを高濃度に含む排水としては、例えば、高炉スラグ排水、セメント排水などが考えられ、それらの排水のｐＨを低下させ、排水中のカルシウムに対して効率よく晶析反応を行う排水の処理方法及び処理装置に関する。 The present invention relates to a treatment method and a treatment apparatus that can be applied to wastewater containing a high concentration of calcium in wastewater and having a high pH. Examples of wastewater with high pH and high calcium concentration include blast furnace slag wastewater and cement wastewater, which lower the pH of the wastewater and efficiently perform crystallization reaction on calcium in the wastewater. The present invention relates to a wastewater treatment method and a treatment apparatus.
現在、高炉スラグ排水は塩酸で中和され、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）によって凝集処理が行われ、沈殿、放流されている。安価な硫酸でなく高価な塩酸を用いるのは、硫酸の中和ではカルシウムが析出して設備の沈殿物が増加、あるいは配管等を閉塞させるためである。しかしながら、塩酸による中和においても、他の工程からの硫化物や空気中の炭酸ガス、海水の混入などにより、炭酸イオン、硫酸イオンが排水中に持ち込まれ、流量調整槽や沈殿槽で多量の汚泥を発生させる原因となっている。
炭酸ガスを用いた中和設備も開発されているが、上記塩酸が炭酸ガスに変更になっただけで、発生するカルシウム汚泥はＰＡＣで凝集し、沈殿処理を行う必要があり、コスト削減につながらない。
また、発生した汚泥には他の成分も含まれるため、廃棄物扱いとなり、有価物にならない。
At present, blast furnace slag wastewater is neutralized with hydrochloric acid, coagulated with PAC (polyaluminum chloride), precipitated and discharged. The reason why expensive hydrochloric acid is used instead of inexpensive sulfuric acid is that neutralization of sulfuric acid causes calcium to precipitate, resulting in an increase in equipment deposits or blockage of piping and the like. However, even in neutralization with hydrochloric acid, carbonate ions and sulfate ions are brought into the wastewater due to the inclusion of sulfides from other processes, carbon dioxide in the air, and seawater. This is the cause of sludge generation.
A neutralization facility using carbon dioxide gas has also been developed, but the calcium sludge generated only by changing the hydrochloric acid into carbon dioxide gas needs to be agglomerated by PAC and subjected to precipitation treatment, which does not lead to cost reduction. .
In addition, since the generated sludge contains other components, it is treated as waste and is not a valuable resource.
晶析塔として現在までに、リン回収用の造粒脱リン塔や浄水場における硬度除去用のカルシウム除去塔がある。リン回収は特許文献１（特開平１−１１９３９２号公報）に公告されているＭＡＰ粒子へリン酸性リンを析出、成長させる方法である。ＭＡＰの引き抜きは定期的に行われるが、引き抜き過ぎによる処理の悪化や晶析物の貯め過ぎによる粒子の漏れなどの問題があった。 To date, there are granulation dephosphorization towers for phosphorus recovery and calcium removal towers for removing hardness in water purification plants as crystallization towers. Phosphorus recovery is a method for precipitating and growing phosphoric acid phosphorus on MAP particles, which is published in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 1-111992). Although the MAP is periodically extracted, there are problems such as deterioration of the treatment due to excessive extraction and leakage of particles due to excessive storage of crystallized substances.
浄水場でのカルシウムの除去塔は特許文献２（特開２００１−５８１０２号公報）に示された晶析反応装置で流動床で使用されるものである。晶析物が塔全体を流動するように循環する。塔の側面に設けられた引き抜き装置により引き抜きが行われるが、引き抜かれる晶析物中には、流動床であるため種晶となる微細な粒径のものも含まれ、反応装置内の種晶が減少する。また、晶析物が塔全体を流動するように循環するので、反応塔の粒子すべてに晶析反応が起こり、すべての粒子が大きくなっていき、次第に晶析しにくくなる。そのため、微細な種晶を追加するプロセスや、晶析物全体を交換することが必要となり、晶析塔としては効率が悪いものと考えられる。 The calcium removal tower in the water purification plant is used in a fluidized bed in the crystallization reaction apparatus disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-58102). The crystallized product is circulated so as to flow through the entire column. Drawing is performed by a drawing device provided on the side of the column, but the crystallized material to be drawn includes a fluidized bed, so that it has a fine particle size that becomes a seed crystal. Decrease. Further, since the crystallized product circulates so as to flow through the entire tower, a crystallization reaction occurs in all the particles of the reaction tower, and all the particles become larger, and it becomes difficult to crystallize gradually. For this reason, it is necessary to add a fine seed crystal or to replace the entire crystallized product, which is considered to be inefficient as a crystallization tower.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、高濃度カルシウム、アルカリ含有排水のｐＨを低下させ、カルシウム濃度を効率よく低下することができ、更に排水から除去したカルシウムを有価物として再利用することができる高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and its purpose is to reduce the pH of high-concentration calcium and alkali-containing wastewater, and to efficiently reduce the calcium concentration. It is an object of the present invention to provide a method for treating wastewater containing high-concentration calcium and alkali that can reuse the calcium removed from the waste as a valuable resource.
本発明者らは、このような課題を解決するために、高濃度カルシウム、アルカリ含有排水を、炭酸カルシウムのペレットを充填した反応塔の下部から炭酸ガスを吹き込みながら上向流で供給し、排水中のカルシウム濃度とｐＨの低下を行うにあたって、処理水のｐＨを調整し、排水中のカルシウムを炭酸カルシウムとしてペレットに晶析させペレットを成長させながら、粒径により分離展開させることによって、再利用可能な炭酸カルシウム結晶物として回収でき、従来法で発生していた中和時の凝集汚泥、中和薬品を削減できることを見い出し本発明に至った。 In order to solve such problems, the present inventors supply high-concentration calcium and alkali-containing wastewater in an upward flow while blowing carbon dioxide gas from the lower part of the reaction tower filled with calcium carbonate pellets. In reducing the concentration and pH of calcium in the wastewater, the pH of the treated water is adjusted, and the calcium in the wastewater is crystallized into calcium pellets to grow into pellets. It was recovered as a possible calcium carbonate crystal, and found to be able to reduce the coagulated sludge and neutralizing chemicals that were generated by the conventional method at the time of neutralization, leading to the present invention.
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１） 高濃度カルシウム、アルカリ含有排水を、炭酸カルシウムのペレットを充填した反応塔の下部から、炭酸ガスを吹き込みながら上向流で供給し、排水中のカルシウム濃度及びｐＨを低下させる高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法であって、処理水のｐＨを調整し、排水中のカルシウムを炭酸カルシウムとしてペレットに晶析させペレットを成長させながら、かつ反応塔の上部に設けた沈殿分離部にて新たに析出した炭酸カルシウムの微細ペレットを種晶として処理水から沈殿分離させながら、ペレットを粒径により分離展開させ、ペレットの展開高さを測定し所定の展開高さに達したとき成長したペレットを反応塔の下部から引き抜くことを特徴とする高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
（２）前記ペレットを分離展開させるときの下記式で表されるペレットの展開率が６０〜１２０％であることを特徴とする前記（１）に記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
ペレットの展開率＝
（分離展開時のペレットの展開高さ−初期のペレットの充填高さ）÷（初期のペレットの充填高さ）×１００
（３）前記処理水のｐＨを８．８以上に調整することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
（４）前記反応塔に充填する炭酸カルシウムのペレットの粒径が０．３〜０．８ｍｍであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
（５）前記炭酸ガスとして、排ガスを用いることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
（６）前記反応塔下部に設けたペレット引き抜き手段により、成長させたペレットを引き抜き、ホッパーに受けて分離することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
（７）前記沈殿分離部の水面積負荷が１５〜２３ｍ／ｈｒであることを特徴とする前記（６）に記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
（８）前記引き抜きペレットの粒径が０．５〜１．０ｍｍであり、有価物として再利用できることを特徴とする前記（６）又は（７）に記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法。
（９）予め充填する炭酸カルシウムペレットを晶析成長させる反応塔を少なくとも有する晶析装置と、該反応塔の下部より高濃度カルシウム、アルカリ含有排水に炭酸ガスを吹き込みながら上向流で供給する排水供給管とを備えた高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理装置であって、前記反応塔は上部に処理水から新たに析出した微細炭酸カルシウムペレットを種晶として分離する沈殿分離部を備え、炭酸カルシウムペレットを晶析成長させながら、粒径により分離展開させる反応塔であり、かつ反応塔にはペレットを引き抜くタイミングを知るためのペレットの展開高さを測定するペレット界面計を備えることを特徴とする高濃度カルシウム、アルカリ含有排水処理装置。
（１０）前記晶析装置が、処理水のｐＨを測定するｐＨ測定器を備えることを特徴とする前記（９）に記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水処理装置。
（１１）前記反応塔の下部に晶析成長した炭酸カルシウムペレットを引き抜くペレット引き抜き手段を備えることを特徴とする前記（９）〜（１０）のいずれかに記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水処理装置。
（１２）前記ペレット引き抜き手段が、引き抜かれた炭酸カルシウムペレットを分離するホッパーを備えることを特徴とする前記（１１）に記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水処理装置。
（１３）前記晶析装置が、反応塔の流入部と上部の排水の差圧を測定できる差圧計を備えることを特徴とする前記（９）〜（１２）のいずれかに記載の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水処理装置。
That is, the present invention is as follows.
(1) High-concentration calcium and alkali-containing wastewater is supplied from the lower part of the reaction tower filled with calcium carbonate pellets in an upward flow while blowing carbon dioxide gas, and the high-concentration calcium reduces the calcium concentration and pH in the wastewater. , A method for treating alkali-containing wastewater, wherein the pH of the treated water is adjusted, the calcium in the wastewater is crystallized into pellets as calcium carbonate, and the pellets are grown, and the precipitate separation unit provided at the top of the reaction tower While the newly precipitated calcium carbonate fine pellets were precipitated and separated from the treated water as seed crystals , the pellets were separated and developed according to the particle size , and the developed height of the pellets was measured and grown when the specified developed height was reached. A method for treating wastewater containing high-concentration calcium and alkali, wherein the pellets are extracted from the lower part of the reaction tower .
(2) The method for treating high-concentration calcium and alkali-containing wastewater according to (1) above, wherein the development rate of the pellets represented by the following formula when separating and developing the pellets is 60 to 120% .
Pellet development rate =
(Development height of pellets during separation development-initial pellet filling height) / (initial pellet filling height) × 100
(3) The method for treating high-concentration calcium and alkali-containing waste water according to (1) or (2), wherein the pH of the treated water is adjusted to 8.8 or more.
(4) The high-concentration calcium and alkali according to any one of (1) to (3) above, wherein the particle size of the calcium carbonate pellets packed in the reaction tower is 0.3 to 0.8 mm. Treatment method of contained wastewater.
(5) The method for treating high-concentration calcium and alkali-containing wastewater according to any one of (1) to (4), wherein exhaust gas is used as the carbon dioxide gas.
The pellets withdrawal means provided in the lower part (6) before Kihan応塔, pull the grown pellets, above, wherein the separating by receiving the hopper (1) to (5) of the high of any one Concentration calcium, alkali-containing wastewater treatment method.
(7) The water concentration load of the said precipitation separation part is 15-23 m / hr, The processing method of the high concentration calcium and alkali containing waste water as described in said (6) characterized by the above-mentioned.
(8) The treatment of the high-concentration calcium and alkali-containing waste water according to (6) or (7), wherein the drawn pellet has a particle size of 0.5 to 1.0 mm and can be reused as a valuable resource. Method.
(9) A crystallization apparatus having at least a reaction tower for crystallizing and growing calcium carbonate pellets to be filled in advance, and wastewater supplied in an upward flow while blowing carbon dioxide into high concentration calcium and alkali-containing wastewater from the lower part of the reaction tower high concentration calcium example Bei a supply pipe, a treatment apparatus of an alkali-containing wastewater, the reaction column is provided with a precipitate separating unit that separates the newly precipitated fine calcium carbonate pellets from treated water at the top as a seed crystal, carbonate while crystallization grow calcium pellets, Ri reactor der separating expanded by particle size, and the reaction tower Rukoto comprises a pellet surface that measures the expansion height of the pellet to know when to withdraw the pellets High-concentration calcium and alkali-containing wastewater treatment equipment.
(10) The high-concentration calcium and alkali-containing wastewater treatment apparatus according to (9), wherein the crystallization apparatus includes a pH measuring device that measures the pH of the treated water.
( 11 ) The high-concentration calcium and alkali-containing wastewater treatment according to any one of (9) to ( 10 ), further comprising a pellet pulling means for pulling out the crystallized and grown calcium carbonate pellets at a lower portion of the reaction tower. apparatus.
( 12 ) The high-concentration calcium and alkali-containing wastewater treatment apparatus according to ( 11 ), wherein the pellet drawing means includes a hopper that separates the extracted calcium carbonate pellets.
( 13 ) The high-concentration calcium according to any one of (9) to ( 12 ), wherein the crystallizer includes a differential pressure gauge capable of measuring a differential pressure between an inflow portion of the reaction tower and an upper drainage. , Alkali-containing wastewater treatment equipment.
本発明の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法及び処理装置によると、高濃度カルシウム、アルカリ含有排水のｐＨを低下させ、カルシウム濃度を効率よく低下することができる。また、微細な種晶を追加するプロセスや、晶析物全体を交換することも必要なく、更に排水から除去したカルシウムを有価物として再利用することができる。更に中和時の凝集汚泥の発生がなく、中和薬品を削減することができる。 According to the method and apparatus for treating high-concentration calcium and alkali-containing wastewater of the present invention, the pH of the high-concentration calcium and alkali-containing wastewater can be lowered, and the calcium concentration can be efficiently lowered. In addition, it is not necessary to add a fine seed crystal or to replace the entire crystallized product, and the calcium removed from the waste water can be reused as a valuable material. Further, there is no generation of coagulated sludge during neutralization, and neutralizing chemicals can be reduced.
本発明の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法は、高濃度カルシウム、アルカリ含有排水を、炭酸カルシウムのペレットを充填した反応塔の下部から、炭酸ガスを吹き込みながら上向流で供給し、排水中のカルシウム濃度とｐＨを低下させるにあたって、処理水のｐＨを調整し、排水中のカルシウムを炭酸カルシウムとしてペレットに晶析させペレットを成長させながら、粒径により分離展開させることが重要である。 The high concentration calcium and alkali-containing wastewater treatment method of the present invention supplies high-concentration calcium and alkali-containing wastewater from the lower part of the reaction tower filled with calcium carbonate pellets in an upward flow while blowing carbon dioxide gas. In reducing the calcium concentration and pH in the medium, it is important to adjust the pH of the treated water and separate and develop the particle size while growing the pellet by crystallizing the calcium in the wastewater into calcium pellets as calcium carbonate.
炭酸カルシウムのペレットを充填した反応塔の下部から、高濃度カルシウム、アルカリ含有排水に炭酸ガスを吹き込みながら上向流で供給すると、炭酸ガスによりアルカリが中和され、ｐＨを低下させることができる。
更に、反応塔に供給された炭酸ガスを含む排水が炭酸カルシウムのペレットと接触することにより、ペレットの周りに新たに炭酸カルシウムが析出し、ペレットが成長するとともに、新たに細かなペレットも生成する。このとき、流速を調整し、細かなペレットが分離され、成長したペレットの上部に積層していくように粒径により分離展開させる。即ち、成長した粒径の大きな炭酸カルシウムペレットが反応塔の下部に、新たに生成した微細な炭酸カルシウムペレットが反応塔上部に、反応塔の下部から上部にかけて連続的に炭酸カルシウムを粒径により分離展開させることにより、カルシウムを効率的に除去し、ペレットの目詰まりを防ぐことができる。また後述するように成長したペレットを引き抜くタイミングを知ることができ、ペレットの状態を管理することができるようになる。
When the carbon dioxide gas is blown into the high-concentration calcium and alkali-containing wastewater from the lower part of the reaction tower filled with the calcium carbonate pellets and supplied in an upward flow, the alkali is neutralized by the carbon dioxide gas and the pH can be lowered.
Further, when the waste water containing carbon dioxide supplied to the reaction tower comes into contact with the pellets of calcium carbonate, calcium carbonate is newly deposited around the pellets, and the pellets grow and also generate new fine pellets. . At this time, the flow rate is adjusted, fine pellets are separated, and separated and developed depending on the particle size so as to be stacked on top of the grown pellets. That is, the grown calcium carbonate pellets with large particle size are separated at the bottom of the reaction tower, the newly formed fine calcium carbonate pellets are separated at the top of the reaction tower, and the calcium carbonate is continuously separated by particle size from the bottom to the top of the reaction tower. By developing, calcium can be efficiently removed and clogging of pellets can be prevented. In addition, as will be described later, it is possible to know the timing of extracting the grown pellets, and it is possible to manage the state of the pellets.
上記のように炭酸カルシウムのペレットを展開させることにより、反応塔の下部の粒径の大きなペレットが成長し易くなり、晶析が進む。そして、成長した粒径の大きなペレットのみを取り出すことができるので、微細な種晶を入れるプロセスや、晶析物全体を交換する必要がない。 By developing the calcium carbonate pellets as described above, the pellets having a large particle size at the bottom of the reaction tower are easily grown, and crystallization proceeds. And since only the pellet with the large particle diameter which grew can be taken out, it is not necessary to replace the process which puts a fine seed crystal, and the whole crystallization thing.
炭酸カルシウムペレットを粒径により分離展開させるには、炭酸ガスを含む排水の反応塔における流速を４０〜６５ｍ／ｈｒとすることが好ましい。流速が６５ｍ／ｈｒを超えると、ペレットを攪拌する力が強くなり、ペレットが塔全体を流動するように循環され、粒径による分離展開ができにくくなる。また、流速が４０ｍ／ｈｒより小さいと、ペレットを攪拌する力が弱すぎるため、ペレットが反応塔の底部に留まり、ペレット粒子が互いに結合して粒径による分離展開ができにくくなり閉塞しやすい。
尚、炭酸カルシウムペレットが粒径により分離展開しているかどうかは、目視で確認することができる。分離展開している場合は、反応塔の下部から上部にかけて炭酸カルシウムのペレットがだんだん小さくなっていき、その上部に炭酸カルシウムを分離した処理水との界面が存在する。
反応塔を透明な材料で作製する、又は、反応塔が不透明な場合は、反応塔に中の状態が確認できる透明な窓を設けることにより確認してもよい。また、分離展開できる条件を、透明な反応塔を用いて確認した後、その条件の下で不透明な反応塔で行ってもよい。
In order to separate and develop the calcium carbonate pellets according to the particle diameter, it is preferable that the flow rate in the reaction tower of the wastewater containing carbon dioxide is 40 to 65 m / hr. When the flow rate exceeds 65 m / hr, the force for stirring the pellets becomes strong, and the pellets are circulated so as to flow through the entire tower, making it difficult to separate and develop by the particle size. On the other hand, if the flow rate is less than 40 m / hr, the force for stirring the pellets is too weak, so that the pellets stay at the bottom of the reaction tower, and the pellet particles are bonded to each other, making it difficult to separate and develop by the particle size.
In addition, it can be confirmed visually whether the calcium carbonate pellets are separated and developed depending on the particle diameter. In the case of separation and development, the calcium carbonate pellets gradually become smaller from the lower part to the upper part of the reaction tower, and an interface with the treated water from which the calcium carbonate has been separated exists at the upper part.
The reaction tower may be made of a transparent material, or when the reaction tower is opaque, the reaction tower may be confirmed by providing a transparent window through which the state inside can be confirmed. Moreover, after confirming the conditions under which separation and development can be performed using a transparent reaction tower, the reaction may be performed in an opaque reaction tower under the conditions.
また、この時、前記ペレットを分離展開させたときの下記式で表されるペレットの展開率が６０〜１２０％であることが好ましい。
ペレットの展開率＝
（分離展開時のペレットの展開高さ−初期のペレットの充填高さ）÷（初期のペレットの充填高さ）×１００
炭酸ガスを含む排水の流速が速いと、ペレットの上記展開率が大きくなり、炭酸ガスを含む排水と、ペレットとの接触時間が短くなり、カルシウムの除去率が低下する。また、線速度が小さいと、上記展開率が小さくなり、ペレット間で目詰まりを生じたり、処理できる排水の量が少なくなり、所定の水量を処理するための装置の断面積が大きくなる。
展開率を６０〜１２０％とすることにより、効果的にカルシウムを除去することができ、またペレット間の目詰まり等を防ぐことができる。展開率は８０〜１２０％がより好ましい。
Moreover, it is preferable at this time that the expansion | deployment rate of the pellet represented by a following formula when the said pellet is isolate | separated and expanded is 60 to 120%.
Pellet development rate =
(Development height of pellets during separation development-initial pellet filling height) / (initial pellet filling height) × 100
When the flow rate of the wastewater containing carbon dioxide is high, the above-described expansion rate of the pellets is increased, the contact time between the wastewater containing carbon dioxide and the pellets is shortened, and the calcium removal rate is reduced. Further, when the linear velocity is low, the expansion rate is small, clogging occurs between the pellets, the amount of waste water that can be treated is small, and the cross-sectional area of the apparatus for treating a predetermined amount of water is large.
By setting the expansion ratio to 60 to 120%, calcium can be effectively removed, and clogging between pellets can be prevented. The expansion rate is more preferably 80 to 120%.
初期のペレットの充填高さとしては、反応塔の大きさにもよるが、０．８〜１．５ｍが好ましい。
分離展開時のペレットの展開高さは、ペレットを展開させた際の、ペレットとペレットを分離した処理水との界面までの高さである。
尚、本発明において「初期のペレットの充填高さ」、「分離展開時のペレット展開高さ」は、例えば図１における反応塔のように、反応塔の底部が下向きの円錐形等をなしている場合は、円錐形等の部分を除いた高さである。
The initial pellet filling height is preferably 0.8 to 1.5 m, although it depends on the size of the reaction tower.
The development height of the pellet at the time of separation and development is the height to the interface between the pellet and the treated water from which the pellet has been separated when the pellet is developed.
In the present invention, the “initial pellet filling height” and “pellet development height during separation and development” are, for example, a conical shape with the bottom of the reaction tower facing downward like the reaction tower in FIG. If it is, it is the height excluding the conical part.
また、反応塔の上部には微細ペレットと処理水を分離するため、新たに析出した種晶を沈殿させるのに適した沈殿分離部を設けるとともに、下部にペレットの引き抜き手段を設け、成長させたペレットを引き抜き、ホッパーに受けて分離するようにしてもよい。
前記微細ペレットと分離された処理水は、反応塔から排出される。排出された処理水は、一般の排水として下水に流すことができるが、ｐＨが９．０を超える場合は更に処理を施すことが好ましい。ｐＨを低減させる処理としては、既にカルシウム濃度が低くなっているので、安価な硫酸を用いて中和することができる。また、更に必要な処理を施した上で再利用することもできる。
運転時間とともにペレットが積み重なり、反応塔下部の成長したペレット層も厚くなることで、ペレット全体が上部に膨れあがるようにペレットの界面が上昇する。その界面の高さをペレット界面計で検出して、ペレット引き抜くことにより、ペレットによる目詰まりを防ぐことができる。
In addition, in order to separate the fine pellets and treated water at the upper part of the reaction tower, a precipitation separation unit suitable for precipitating newly precipitated seed crystals was provided, and a pellet drawing means was provided at the lower part for growth. The pellets may be pulled out and received by a hopper for separation.
The treated water separated from the fine pellets is discharged from the reaction tower. The discharged treated water can be flowed into sewage as general waste water, but when the pH exceeds 9.0, it is preferable to perform further treatment. As the treatment for reducing the pH, since the calcium concentration has already been lowered, it can be neutralized using inexpensive sulfuric acid. Further, it can be reused after further processing.
The pellets are stacked with the operating time, and the pellet layer grown at the bottom of the reaction tower is also thickened, so that the pellet interface rises so that the whole pellet swells upward. By detecting the height of the interface with a pellet interface meter and pulling out the pellet, clogging by the pellet can be prevented.
一定量以上の粒子の流出については上部に新たに形成される微細ペレットが流出しない水面積負荷を有する沈殿分離部を設置し、かつペレットの展開高さを計測しながら下部のペレットを引き抜くことで防止することができる。逆に成長して肥大化する下部のペレットはこれも全体のペレットの状況を計測しながら、反応塔の下部から自動でペレットを引き抜くことにより、反応塔の目詰まりを防止しながら、過剰な引き抜きも防止することができる。 For the outflow of more than a certain amount of particles, install a precipitation separation unit with a water area load that prevents the newly formed fine pellets from flowing out, and pull out the lower pellets while measuring the development height of the pellets Can be prevented. On the contrary, the lower pellet that grows and enlarges is also pulled out excessively while preventing clogging of the reaction tower by automatically pulling out the pellet from the lower part of the reaction tower while measuring the status of the whole pellet. Can also be prevented.
従来の晶析塔を用いた処理方法はペレットの引き抜きに際し、そのタイミングに合理的な基準がなく、経験的に毎週、所定量引き抜いたり、決まった時間で引き抜いたりしたため、ペレットの過不足が生じ、ペレットが不足すると、種晶が不足して小さな結晶ができても種晶核との衝突が起こりにくくなり結晶化が進まず、細かな粒子が流出したり、また、貯めすぎて粒子が逆に流出したりして処理性能が不安定になっていた。加えて、一定の稼動期間継続後は、目詰まり防止やカルシウムの除去率向上のために、微細な種晶を追加するプロセスや、晶析物全体を交換することが必要であった。
本発明では、ペレットを分離展開させ、その展開高さを検出してペレットの成長の程度を知ることができるので、ペレットを引き抜くタイミングを知ることができ、合理的にペレットの引き抜きを行うことができる。ペレットを合理的に引き抜くことにより、反応塔の目詰まりを防ぐことができると共に、ペレットの過不足が生じたり、種晶が不足して細かな粒子が流出したり、また、貯めすぎて粒子が逆に流出したりして処理性能が不安定になることを防ぐことができる。加えて、目詰まり防止やカルシウムの除去率向上のために、微細な種晶を追加するプロセスや、晶析物全体を交換することも必要ない。
The conventional processing method using a crystallization tower has no reasonable standard for the timing of the extraction of pellets, and because it has been empirically extracted a predetermined amount every week or with a fixed time, excessive and insufficient pellets occur. If the pellet is insufficient, even if the seed crystal is insufficient and a small crystal is formed, collision with the seed crystal nucleus is difficult to occur and crystallization does not proceed, so that fine particles flow out or the particles are reversed due to excessive storage. And the processing performance was unstable. In addition, after a certain period of operation, in order to prevent clogging and improve the calcium removal rate, it was necessary to add a process for adding fine seed crystals and to replace the entire crystallized product.
In the present invention, since the pellets are separated and developed, and the height of the pellets can be detected to know the degree of pellet growth, the timing for extracting the pellets can be known, and the pellets can be pulled out rationally. it can. By pulling out the pellets rationally, it is possible to prevent clogging of the reaction tower, and the pellets are excessive or insufficient, seed crystals are insufficient and fine particles flow out. Conversely, it is possible to prevent the processing performance from becoming unstable due to outflow. In addition, it is not necessary to add a fine seed crystal or replace the entire crystallized product in order to prevent clogging and improve the calcium removal rate.
また、引き抜いたペレットは、粒径がそろっているので、ペレットを分離するホッパーでの水切りもよく、含水率が低く、また、理由は定かではないが、純度も高く、有価物として再利用可能である。
また、引き抜くペレットの粒径がそろっていることにより、引き抜いたペレットは、乾燥や脱水工程を行わなくても、放置するだけでペレットの含水率を１５〜３０％に調整することができ、脱硫添加剤、路盤改良材、排水処理材などとして再利用可能である。
Also, since the drawn pellets have the same particle size, draining with a hopper that separates the pellets is good, the moisture content is low, and the reason is not clear, but the purity is high and it can be reused as a valuable resource. It is.
Moreover, since the particle diameters of the pellets to be extracted are uniform, the moisture content of the pellets can be adjusted to 15 to 30% by simply leaving the pellets to be extracted without performing drying or dehydration processes. Reusable as additives, roadbed improvement materials, wastewater treatment materials, etc.
また、前記沈殿分離部は、微細ペレットを沈殿させるために、排水の流速は反応塔における流速よりも遅くなることが好ましく、沈殿分離部の横断面積は反応塔の横断面積よりも大きくなることが好ましい。
また、前記沈殿分離部の水面積負荷が１５〜２３ｍ／ｈｒであることが好ましい。
炭酸カルシウム粒子の沈降速度はストークスの計算から下表のようであり、球形とした場合、０．０９ｍｍの粒径のものがオーバーフローしないように設計することが望ましい。
この粒径が流出すると除去率がプラス１０％以上悪化する。
Further, in order to precipitate fine pellets, the precipitation separation unit preferably has a drainage flow rate slower than the flow rate in the reaction tower, and the cross-sectional area of the precipitation separation unit may be larger than the cross-sectional area of the reaction tower. preferable.
Moreover, it is preferable that the water area load of the said precipitation separation part is 15-23 m / hr.
The sedimentation rate of the calcium carbonate particles is as shown in the table below from Stokes' calculation, and when it is spherical, it is desirable to design so that particles with a particle size of 0.09 mm do not overflow.
When this particle size flows out, the removal rate worsens by more than 10%.
したがって、沈殿分離部の水面積負荷が２３ｍ／ｈｒを超える場合は、細かなペレットが流出して処理水のカルシウム濃度は上昇する。また、１５ｍ／ｈｒよりも小さいと微細な濁度成分、例えば、原水中の比重が炭酸カルシウムより小さな不純物（有機物等）や粒径が小さな不純物（金属水酸化物等）が反応塔に残留し、引き抜いたペレットに混入したり、沈殿部分が大きくなりすぎ、バランスが悪くなる不具合がある。
尚、本発明では、水面積負荷は、流出する処理水の量を沈殿分離部の水面の面積で除して求めた。
Therefore, when the water area load of the sedimentation separator exceeds 23 m / hr, fine pellets flow out and the calcium concentration of the treated water increases. On the other hand, if it is less than 15 m / hr, fine turbidity components, for example, impurities (organic matter, etc.) whose specific gravity in raw water is smaller than that of calcium carbonate and impurities (metal hydroxide, etc.) having a small particle size remain in the reaction tower. , There is a problem that it is mixed in the extracted pellets, or the precipitated portion becomes too large, resulting in poor balance.
In the present invention, the water area load is obtained by dividing the amount of the treated water flowing out by the area of the water surface of the precipitation separation unit.
反応塔内の炭酸ガスを含む排水は成長するペレット同士が結合して、目詰まりが生じないよう、また、上部からペレットが流出しないように以下のように制御することが好ましい。
炭酸ガス量は処理水のｐＨが８．８以上になるように注入することが望ましい。ｐＨが小さくなるように炭酸ガスを多量に注入すると、晶析した炭酸カルシウムが重炭酸カルシウムとなって溶解し、カルシウムの除去率が低下する。そのため、ｐＨを低下させることと、汚泥の元となるカルシウムを除去することの両立を考慮すると、ｐＨ８．８以上で処理することが好ましい。ｐＨ８．８以上にすることにより、従来の中和凝集処理の方式と同程度にカルシウムを除去することができる。例えば原水３００ｍｇ／Ｌのカルシウムに対して処理水のカルシウム濃度が１２０ｍｇ／Ｌ以下とすることができる。
The waste water containing carbon dioxide gas in the reaction tower is preferably controlled as follows so that the growing pellets are bonded to each other and clogging does not occur and the pellets do not flow out from the upper part.
It is desirable to inject the carbon dioxide gas so that the pH of the treated water is 8.8 or more. When a large amount of carbon dioxide gas is injected so as to reduce the pH, the crystallized calcium carbonate is dissolved as calcium bicarbonate, and the calcium removal rate decreases. Therefore, in consideration of coexistence of lowering the pH and removing calcium that is the source of sludge, it is preferable to treat at pH 8.8 or higher. By setting the pH to 8.8 or more, calcium can be removed to the same extent as in the conventional neutralization aggregation method. For example, the calcium concentration of treated water can be 120 mg / L or less with respect to 300 mg / L of raw water.
また、本発明の処理方法によると、従来の方法で、炭酸ガス中和を行う場合に比べ、少ない炭酸ガス量で中和処理が可能であることが分かった。
ペレットを分離展開させ、カルシウムを結晶物として除去することにより、効率よく中和反応を促進するものと考えられる。具体的には従来法の炭酸ガス中和では、ｐＨ１２の水酸化カルシウム溶液、４ｍ3／ｈｒの中和に必要な炭酸ガス量は、実用上２９Ｌ／min程度必要になるが、今回の晶析法では最大８Ｌ／minであったので効率が高いことがわかる。
炭酸ガスの量は、排水の性状により異なることが考えられるが、例えば、スラグ排水では炭酸ガス／排水量が、０．１２〜０．１５となるように炭酸ガスを添加することが好ましい。
Moreover, according to the processing method of this invention, it turned out that the neutralization process is possible with a small amount of carbon dioxide gas by the conventional method compared with the case where carbon dioxide neutralization is performed.
It is considered that the neutralization reaction is efficiently promoted by separating and developing the pellet and removing calcium as a crystalline substance. Specifically, in the conventional method of carbon dioxide neutralization, the pH 12 calcium hydroxide solution, the amount of carbon dioxide required for neutralization of 4 m 3 / hr is about 29 L / min for practical use. Since the maximum was 8 L / min in the method, it can be seen that the efficiency is high.
The amount of carbon dioxide may vary depending on the properties of the wastewater. For example, in slag drainage, it is preferable to add carbon dioxide so that the amount of carbon dioxide / drainage is 0.12 to 0.15.
さらには、充填するカルシウム粒子の粒径は０．３ｍｍ〜０．８ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍがもっとも適しており、安定した運転が可能となる。０．８ｍｍを超えると目詰まりが発生し易くなる。
また、引き抜くペレットの粒子の粒径は０．５ｍｍ〜１．０ｍｍが好ましく、さらには０．７〜１．０ｍｍがより好ましく、安定した運転が可能となる。
尚、この粒径はスケールの付いた顕微鏡により結晶を観察すること、目幅の決まったふるいで分別することで測定することができる。
顕微鏡観察における粒径は、ペレット粒子が真円ではない場合は、粒子の周の２点を結ぶ長さにおいて、最も長い長さを粒径とした。
Furthermore, the particle size of the calcium particles to be filled is preferably 0.3 mm to 0.8 mm, most preferably 0.3 mm to 0.6 mm, and stable operation is possible. If it exceeds 0.8 mm, clogging is likely to occur.
Moreover, the particle diameter of the pellet particles to be extracted is preferably 0.5 mm to 1.0 mm, more preferably 0.7 to 1.0 mm, and stable operation is possible.
This particle size can be measured by observing the crystals with a microscope with a scale and by sorting with a sieve with a fixed mesh width.
When the pellet particle is not a perfect circle, the longest length in the length connecting the two points around the particle is taken as the particle size in the microscopic observation.
炭酸ガスの供給は液化炭酸ガスを用いることもできるが、地球温暖化で問題となっているボイラーや発電機などから生じる炭酸ガスを代用してもよく、この場合カルシウムペレットを充填した反応塔に吹き込むことで、炭酸カルシウムとして炭酸ガスを回収することができ、生成された炭酸カルシウムは脱硫塔や地盤改良材、廃水処理剤などとして再利用可能であり、温暖化防止にも役立つ。 Carbon dioxide can be supplied using liquefied carbon dioxide, but carbon dioxide generated from boilers and generators, which are a problem in global warming, may be substituted. In this case, a reaction tower packed with calcium pellets is used. By blowing, carbon dioxide can be recovered as calcium carbonate, and the generated calcium carbonate can be reused as a desulfurization tower, ground improvement material, waste water treatment agent, and the like, and is useful for preventing global warming.
また、従来の処理方法では、流入する原水水質が変動しても、一定量の薬品を注入し、凝集しているため、薬剤費の無駄があった。本発明によると、反応効率の高いｐＨ範囲で炭酸ガスの量を調整することができるので、炭酸ガス（薬剤）の無駄を防止することができる。更に、本発明の処理方法では、一般の凝集剤等を用いる必要もないので、薬剤費を削減することができる。
さらには、中和凝集沈殿の汚泥は不純物が混入し、産業廃棄物であったが、本発明の処理方法により得られるペレットは、再利用が可能な結晶物として得ることができる。
Further, in the conventional treatment method, even if the quality of the raw water that flows in fluctuates, a certain amount of chemicals are injected and agglomerated, so there is a waste of chemical costs. According to the present invention, since the amount of carbon dioxide can be adjusted in a pH range with high reaction efficiency, waste of carbon dioxide (chemical) can be prevented. Furthermore, in the treatment method of the present invention, it is not necessary to use a general flocculant and the like, so that the chemical cost can be reduced.
Furthermore, although the sludge of the neutralized coagulating sediment was contaminated with impurities and was an industrial waste, the pellets obtained by the treatment method of the present invention can be obtained as reusable crystals.
本発明に係る高濃度カルシウム、アルカリ含有排水としては、例えば、カルシウムを５０ｍｇ／Ｌ以上含み、ｐＨ８．８以上の排水が好ましく、高炉スラグ排水、セメント排水などが挙げられる。
前記高炉スラグ排水とは、高炉スラグの洗浄水などの排水であり、セメント排水とは、セメントの粉末を含むセメント工場や土木施工現場におけるセメント洗浄水などの排水を言う。
As the high concentration calcium and alkali-containing wastewater according to the present invention, for example, wastewater containing 50 mg / L or more of calcium and having a pH of 8.8 or more is preferable, and examples include blast furnace slag wastewater and cement wastewater.
The blast furnace slag drainage is drainage such as cleaning water for blast furnace slag, and the cement drainage is drainage such as cement cleaning water in a cement factory or a civil engineering construction site containing cement powder.
本発明の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理方法、及び処理装置を図面を用いて更に詳細に説明する。
本発明の高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理装置は、予め充填する炭酸カルシウムペレットを晶析成長させる反応塔を少なくとも有する晶析装置と、該反応塔の下部より高濃度カルシウム、アルカリ含有排水を炭酸ガスを吹き込みながら上向流で供給する排水供給管とを少なくとも備えた高濃度カルシウム、アルカリ含有排水の処理装置であって、前記反応塔は炭酸カルシウムペレットを、晶析成長させながら、粒径により分離展開する反応塔である。
前記晶析装置は、好ましくは、処理水のｐＨを測定するｐＨ測定器、ペレットの展開高さを測定するペレット界面計を備え、更に反応塔上部に炭酸カルシウムペレットと処理水を分離する沈殿分離部を備えることが好ましい。また、本発明の処理装置は、反応塔下部に晶析成長した炭酸カルシウムペレットを引き抜くペレット引き抜き手段を備え、ペレット引き抜き手段により引き抜かれた炭酸カルシウムペレットを分離するホッパーを有していることが好ましい。
The method and apparatus for treating high-concentration calcium and alkali-containing wastewater of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
The apparatus for treating high-concentration calcium and alkali-containing wastewater of the present invention comprises a crystallizer having at least a reaction tower for crystallizing and growing calcium carbonate pellets to be filled in advance, and high-concentration calcium and alkali-containing wastewater from the bottom of the reaction tower. A high-concentration calcium and alkali-containing wastewater treatment apparatus having at least a drainage supply pipe for supplying an upward flow while blowing carbon dioxide gas, wherein the reaction tower has a particle size while crystallizing and growing calcium carbonate pellets. It is a reaction tower separated and developed by
The crystallizer is preferably equipped with a pH measuring device for measuring the pH of the treated water, a pellet interface meter for measuring the developed height of the pellets, and precipitation separation for separating the calcium carbonate pellets and the treated water at the upper part of the reaction tower. It is preferable to provide a part. Further, the processing apparatus of the present invention preferably includes a pellet pulling means for pulling out the crystallized and grown calcium carbonate pellets at the lower part of the reaction tower, and has a hopper for separating the calcium carbonate pellets pulled by the pellet pulling means. .
本発明の排水処理装置の一例を図１に示す。本発明の排水処理装置は、予め充填する炭酸カルシウムのペレットを晶析成長させる反応塔を少なくとも有する晶析装置であり、図１に示すように、適切な炭酸ガスを含む排水を反応塔の下部から導入し、反応塔に充填したペレットに新たに炭酸カルシウムを析出せしめ、排水からカルシウムを除去するとともにｐＨを低下させ、なおかつ晶析物を回収して再利用を行うための装置である。図１に示す排水処理装置は、反応塔４（例えば、寸法：φ３００ｍｍ×３３００ｍｍＨ）を有する晶析装置と、高濃度カルシウム、アルカリ含有排水を炭酸ガスを吹き込みながら上向流で供給する排水供給管９とを備え、更に処理水のｐＨを測定するｐＨ測定器２０と、ペレットの展開高さを測定するペレット界面計２１とを有し、更に、反応塔の上部に沈殿分離部５（例えば、寸法：φ５００ｍｍ×１２００ｍｍＨ）と、反応塔下部にペレット引き抜き手段であるペレット引き抜き管１１を有する。反応塔は、内部のペレットの状態を確認できるように、透明な材料を用いて作製した。 An example of the waste water treatment apparatus of the present invention is shown in FIG. The wastewater treatment apparatus of the present invention is a crystallization apparatus having at least a reaction tower for crystallizing and growing a preliminarily filled calcium carbonate pellet, and as shown in FIG. In this apparatus, calcium carbonate is newly deposited on the pellets charged in the reaction tower, the calcium is removed from the waste water, the pH is lowered, and the crystallized matter is recovered and reused. 1 includes a crystallizer having a reaction tower 4 (for example, dimension: φ300 mm × 3300 mmH), and a drainage supply pipe for supplying high-concentration calcium and alkali-containing wastewater in an upward flow while blowing carbon dioxide. 9, a pH measuring device 20 for measuring the pH of the treated water, and a pellet interface meter 21 for measuring the development height of the pellets, and further, a precipitation separation unit 5 (for example, Dimension: φ500 mm × 1200 mmH), and a pellet extraction tube 11 which is a pellet extraction means at the lower part of the reaction tower. The reaction tower was made of a transparent material so that the state of the internal pellets could be confirmed.
反応塔４には高濃度カルシウム、アルカリ含有排水を導入する排水供給管９が接続し、排水供給弁１０の手前でペレット引き抜き管１１と連結する。原水である排水に、原水ポンプ３より先で炭酸ガス導入管７が接続し、炭酸ガスが導入された排水が排水供給管９により反応塔下部より供給される。
図１において、反応塔４及び沈殿分離部５は断面円形の装置を示したが、これに限らず断面が多角形であってもよい。また図１において、反応塔の底部は下向きの円錐形をなしており、排水導入管及びペレット引き抜き管は下向きの円錐形の頂点に設けられているが、これに限らずこれらは反応塔の下部のどこに設けられていても良く、排水導入管とペレット引き抜き管は分けて設けることもできる。しかし、ペレットを分離展開させること、成長したペレットを分離することを考慮すると、排水導入管とペレット引き抜き管は、反応塔の底部に設けられていることが好ましく、更に反応塔底部が円錐又は角錐となっており、排水導入管及びペレット引き抜き管はその頂点に設けられていることが好ましい。
また、沈殿分離部も分離した微細なペレットを反応塔に戻すことを考慮すると、沈殿分離部の反応塔に接続する部分は図１に示すように斜面となっていることが好ましい。
沈殿分離部の大きさは微粒子が反応塔に戻りやすいように反応塔の断面に対して４５度以上の角度で結合することが望ましい。また、沈殿部の高さは微粒子が揺動しがたくするため、直胴部で５０ｃｍ以上が好ましい。
反応塔の高さは、ペレットを展開させた際に、ペレットが展開した界面と沈殿分離部の入り口とが、ある程度距離を有していることが好ましい。
また、反応塔の高さはペレットを０．８〜１．２ｍ充填するため、２．６ｍ以上必要であり、余裕をみて３ｍ以上にすることが望ましい。
また、反応塔の断面の大きさは、処理する排水の量により選択することができるが、例えば、断面が円形の場合、その径は１０ｃｍ〜３ｍ位である。その場合、沈殿分離部断面の径は１５ｃｍ〜５ｍ程度が好ましい。
A drainage supply pipe 9 for introducing high-concentration calcium and alkali-containing wastewater is connected to the reaction tower 4 and is connected to a pellet drawing pipe 11 in front of the drainage supply valve 10. The carbon dioxide gas introduction pipe 7 is connected to the waste water which is the raw water before the raw water pump 3, and the waste water into which the carbon dioxide gas has been introduced is supplied from the lower part of the reaction tower through the waste water supply pipe 9.
In FIG. 1, the reaction tower 4 and the precipitation separator 5 are devices having a circular cross section, but the present invention is not limited thereto, and the cross section may be a polygon. Further, in FIG. 1, the bottom of the reaction tower has a downward conical shape, and the drainage introduction pipe and the pellet drawing pipe are provided at the apex of the downward conical shape. The drainage introduction pipe and the pellet drawing pipe can be provided separately. However, in consideration of separating and developing the pellets and separating the grown pellets, the drainage introduction pipe and the pellet drawing pipe are preferably provided at the bottom of the reaction tower, and the bottom of the reaction tower is preferably a cone or a pyramid. It is preferable that the drainage introduction pipe and the pellet extraction pipe are provided at the apexes thereof.
Further, considering that the fine pellets separated from the precipitation separation part are returned to the reaction tower, it is preferable that the part of the precipitation separation part connected to the reaction tower has a slope as shown in FIG.
It is desirable that the size of the precipitation separation part is bonded at an angle of 45 degrees or more with respect to the cross section of the reaction tower so that the fine particles can easily return to the reaction tower. Further, the height of the precipitation part is preferably 50 cm or more in the straight body part in order to make it difficult for the fine particles to swing.
The height of the reaction tower is preferably such that when the pellet is developed, there is a certain distance between the interface where the pellet is developed and the entrance of the precipitation separation unit.
Further, the height of the reaction tower is required to be 2.6 m or more in order to fill the pellet with 0.8 to 1.2 m, and is desirably 3 m or more with a margin.
Moreover, although the magnitude | size of the cross section of a reaction tower can be selected with the quantity of the waste_water | drain to process, when the cross section is circular, the diameter is about 10 cm-3 m. In that case, the diameter of the cross section of the precipitation separation part is preferably about 15 cm to 5 m.
反応塔４には０．３ｍｍ〜０．８ｍｍのペレットを充填し、適当量の炭酸ガスを含む排水を反応塔４の下部から、例えば線速度４０〜６５ｍ／ｈｒで導入する。すると、ペレットが膨れ、ペレットの界面が上昇する。最初はペレット全体が流動しているが、しばらくすると、ペレットが粒径により分離展開し始める。炭酸ガスを含んだ排水がペレットと接触することにより、ペレットの周りに新たに炭酸カルシウムが析出し、ペレットが成長する。また、ペレットが成長するとともに、新たに細かなペレットも生成し、流速によって沈殿分離部５に運ばれ、流速が減速することで細かなペレットは分離され、成長したペレットの上部に積層していき、ペレットが分離展開する。反応塔の下部から導入された排水は、水面積負荷１５〜２３ｍ／ｈｒの沈殿分離部５を経て、新たに生成される微細なペレットを沈降分離せしめた後、処理水２２となる。この時ペレットの展開高さをペレット界面計で検出し、好ましくは展開率が６０〜１２０％となるよう調整し、処理水のｐＨを測定し、炭酸ガスの量を調整する。 The reaction tower 4 is filled with 0.3 mm to 0.8 mm pellets, and waste water containing an appropriate amount of carbon dioxide gas is introduced from the lower part of the reaction tower 4 at a linear velocity of 40 to 65 m / hr, for example. Then, the pellet swells and the pellet interface rises. Initially, the whole pellet is flowing, but after a while, the pellet begins to separate and develop depending on the particle size. When the wastewater containing carbon dioxide comes into contact with the pellet, calcium carbonate is newly deposited around the pellet, and the pellet grows. Moreover, as the pellet grows, a new fine pellet is also generated, and is transported to the precipitation separation unit 5 by the flow rate. The fine pellet is separated and stacked on the top of the grown pellet by reducing the flow rate. The pellets are separated and developed. The waste water introduced from the lower part of the reaction tower passes through the precipitation separation unit 5 having a water area load of 15 to 23 m / hr, and settles and separates the fine pellets that are newly generated, and then becomes treated water 22. At this time, the development height of the pellet is detected with a pellet interface meter, preferably adjusted so that the development rate is 60 to 120%, the pH of the treated water is measured, and the amount of carbon dioxide gas is adjusted.
運転時間とともにペレットが積み重なり、反応塔４下部の成長したペレット層も厚くなることで、ペレット全体が上部に膨れあがるようにペレットの界面が上昇する。その界面の高さをペレット界面計２１で検出して、ペレット引き抜き弁１２を開き、ペレット引き抜き管１１を通して、排水とともにペレットをホッパー１４に引き抜く。ペレット界面が所定の位置にくるまでペレットを引き抜く。ペレットの界面計は赤外線や超音波式のものがあるが、それ以外のものでも界面が検出できるものであればよい。また、ペレットの引き抜きはペレットの界面が所定の位置にくるまでの時間を測定しておき、設定時間で引き抜くようにしてもよい。例えば、超音波式のペレット界面計を用いた場合、界面計からペレットの界面までの距離が測定される。所定の展開率となるペレットの界面までの距離を検知し、そのときペレットの引き抜きを所定の界面の位置まで自動で行うように設定しておくことができ、自動的に引き抜きを行うことができる。 The pellets are stacked with the operating time, and the pellet layer grown at the bottom of the reaction tower 4 is also thickened, so that the pellet interface rises so that the whole pellet swells upward. The height of the interface is detected by the pellet interface meter 21, the pellet extraction valve 12 is opened, and the pellet is extracted into the hopper 14 together with the drainage through the pellet extraction pipe 11. Pull out the pellet until the pellet interface is in place. There are infrared and ultrasonic type interferometers for pellets, but other types may be used as long as they can detect the interface. The pellet may be pulled out by measuring the time until the pellet interface reaches a predetermined position and pulling out the pellet at a set time. For example, when an ultrasonic pellet interface meter is used, the distance from the interface meter to the pellet interface is measured. It is possible to detect the distance to the pellet interface that achieves a predetermined development rate, and then automatically set the pellet extraction to the position of the predetermined interface. .
引き抜き時間が長すぎると、ペレットを引き抜き過ぎ、ペレットとの接触時間が短くなるため、処理水のカルシウム濃度が高くなる。また、引き抜かなければペレットの界面が上昇し、沈殿分離槽から微細なペレットが流出して、処理水のカルシウム濃度が上昇する。
ペレットの引き抜きはペレットの展開層の高さによって、ペレットの成長を制御するが、予期しない事態に備え、反応塔４の流入部に圧力センサー２５、反応塔上部に圧力センサー２６を設けて、その差圧の変化を監視して、ペレット充填層の閉塞防止を行うことができる。変化量が０．００５ＭＰａ以上になると強制引抜を実施するとよい。引抜時間は上記界面計による引抜時間の半分以下が適当である。０．００５ＭＰａ以上になるとペレットの底部の閉塞が起こり、原水の通水が困難となる。
また、処理水２２のｐＨはｐＨ計２０により炭酸ガス弁８を調節して８．８以上に維持することで、カルシウムの回収効率を上げることができる。ｐＨが８．８よりも低くなると、カルシウムの除去性が低下し、処理水のカルシウム濃度が高くなる。
If the drawing time is too long, the pellet is drawn too much and the contact time with the pellet is shortened, so that the calcium concentration of the treated water is increased. Moreover, if it does not draw out, the pellet interface will rise, fine pellets will flow out of the sedimentation tank, and the calcium concentration of the treated water will rise.
Pellet extraction controls the growth of the pellets depending on the height of the development layer of the pellets. In preparation for an unexpected situation, a pressure sensor 25 is provided at the inlet of the reaction tower 4 and a pressure sensor 26 is provided at the upper part of the reaction tower. The change of the differential pressure can be monitored to prevent the pellet packed bed from being blocked. When the amount of change is 0.005 MPa or more, forced drawing is preferably performed. The drawing time is suitably less than half of the drawing time by the interface meter. When the pressure is 0.005 MPa or more, the bottom of the pellet is blocked, making it difficult to pass raw water.
The pH of the treated water 22 can be maintained at 8.8 or higher by adjusting the carbon dioxide gas valve 8 with the pH meter 20, thereby increasing the calcium recovery efficiency. When pH becomes lower than 8.8, the removability of calcium will fall and the calcium concentration of treated water will become high.
炭酸ガスの注入手段として、図１には液化炭酸ガスボンベ６を用いたが、炭酸ガスが供給できるのであればその限りではなく、ボイラーや発電機の排ガスを供給することもできる。ただし、空気中の炭酸ガスは濃度が低いため空気散気による晶析は適さない。 Although the liquefied carbon dioxide cylinder 6 is used in FIG. 1 as the carbon dioxide injection means, the carbon dioxide gas can be supplied as long as the carbon dioxide gas can be supplied, and the exhaust gas from the boiler and the generator can also be supplied. However, since the concentration of carbon dioxide in the air is low, crystallization by air diffusing is not suitable.
以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
塔径３０ｃｍ、塔長２．７ｍ、下部が高さ２０ｃｍの逆円錐である塩化ビニル製の透明な反応塔と、径が０．５ｍの沈殿分離部を有する図１に示すような晶析装置用い、反応塔内に粒径０．５ｍｍのペレットを高さ１００ｃｍとなるように充填した。液化炭酸ガスボンベを用いて、炭酸ガス量／排水量比率０．１２、排水量４ｍ3／ｈｒの条件で、炭酸ガスを吹き込みながら上向流で排水を供給した。反応塔内の上昇流速は５６ｍ／ｈｒ、沈殿分離部の水面積負荷は２０ｍ／ｈｒであった。この時、ペレットが粒子サイズにより分離展開していることを確認した。展開率は８０％であり、処理水のｐＨは８．９となった。
分離展開させてから、ペレット全体が上部に膨れあがるようにペレットの界面が上昇したので、８時間後にペレット界面が２４ｃｍ上昇したところで、ペレット引き抜き管を通して、ペレット界面が元の位置にくるまでペレットを引き抜き、ホッパーで分離した。
以下、同様の運転を２４時間行い、２４Ｌの晶析物を得た。
尚、用いた排水のカルシウム濃度は３００ｍｇ／Ｌ、ｐＨは１２であり、処理水のカルシウム濃度は１２０ｍｇ／Ｌであった。
最初に反応塔に充填したペレット、及び引き抜いたペレットの電子顕微鏡写真を図に示す。引き抜いたペレットは最初に充填したペレットより大きくなっており、また粒径が揃っていることが分かる。
また引き抜いたペレットは粒径０．８〜１．０ｍｍに成長した炭酸カルシウム結晶であり、その成分の分析結果を下表に示す。ホッパー内のペレットは、そのまま３日間放置すると含水率が３０％以下になり、特に乾燥工程を要することなく、そのまま再利用することができた。また、溶出試験、含有試験ともに有害物質は検出されず、均一な粒径でなって、脱硫添加剤、路盤改良材、排水処理材として再利用可能であった。溶出試験、含有試験はそれぞれ、環境庁告示第４６号付表に基づく方法、環境庁告示第１９号付表に基づく方法にて行った。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
A crystallizer as shown in FIG. 1 having a transparent reaction column made of vinyl chloride having an inverted cone with a tower diameter of 30 cm, a tower length of 2.7 m, and a lower part of 20 cm in height, and a precipitation separation part having a diameter of 0.5 m. Used, pellets having a particle size of 0.5 mm were packed in the reaction tower so as to have a height of 100 cm. Using a liquefied carbon dioxide gas cylinder, waste water was supplied in an upward flow while blowing carbon dioxide gas under the conditions of a carbon dioxide gas / water discharge ratio of 0.12 and a water discharge of 4 m 3 / hr. The ascending flow rate in the reaction tower was 56 m / hr, and the water area load in the precipitation separation part was 20 m / hr. At this time, it was confirmed that the pellets were separated and developed depending on the particle size. The development rate was 80%, and the pH of the treated water was 8.9.
After separating and developing, the pellet interface rose so that the whole pellet swelled upward. After 8 hours, when the pellet interface rose 24 cm, the pellet was removed through the pellet extraction tube until the pellet interface was in its original position. Pulled out and separated with a hopper.
Thereafter, the same operation was performed for 24 hours to obtain 24 L of a crystallized product.
In addition, the calcium concentration of the used waste_water | drain was 300 mg / L, pH was 12, and the calcium concentration of the treated water was 120 mg / L.
The electron micrographs of the pellets initially packed in the reaction tower and the extracted pellets are shown in the figure. It can be seen that the drawn pellets are larger than the initially filled pellets and have a uniform particle size.
The drawn pellets are calcium carbonate crystals grown to a particle size of 0.8 to 1.0 mm, and the analysis results of the components are shown in the table below. When the pellets in the hopper were left as they were for 3 days, the water content became 30% or less, and they could be reused as they were without requiring a drying step. Further, no harmful substances were detected in both the dissolution test and the content test, and the particles had a uniform particle size and could be reused as a desulfurization additive, a roadbed improvement material, and a wastewater treatment material. The dissolution test and the content test were performed by the method based on the Environmental Agency Notification No. 46 Appendix and the method based on the Environmental Agency Notification No. 19 Appendix, respectively.
［実施例２］
実施例１において、炭酸ガスの量を変え、処理水のｐＨを変化させた以外は実施例１と同様にして、除去カルシウム濃度を求めた結果、図２のような関係となった。尚、炭酸ガスについては、ほとんど反応塔内で吸収されてしまうため、炭酸ガス量を変えても展開率にはあまり変化はしなかった。
ｐＨが７より小さくなると、カルシウムの除去率が低下した。ｐＨを８．８以上とすることにより、１８０ｍｇ／Ｌの除去量が得られることがわかる。
[Example 2]
In Example 1, the removal calcium concentration was determined in the same manner as in Example 1 except that the amount of carbon dioxide gas was changed and the pH of the treated water was changed. As a result, the relationship shown in FIG. 2 was obtained. Since carbon dioxide gas was almost absorbed in the reaction tower, the expansion rate did not change much even if the amount of carbon dioxide gas was changed.
When the pH was less than 7, the calcium removal rate decreased. It can be seen that a removal amount of 180 mg / L can be obtained by adjusting the pH to 8.8 or more.
［実施例３］
実施例１において、上昇流速を４２〜７０ｍ／ｈｒまで変化させた以外は実施例１と同様にして、充填ペレットの展開率を調べた。また、そのときのカルシウム粒子の流出も調査した。
上昇流速と展開率は図３のような関係があり、上昇流速が６５ｍ／ｈｒを超えると、展開率が急激に上昇し、微粒子が沈殿分離部に移り、７０ｍ／ｈｒ時（沈殿分離部水面積負荷２５ｍ／ｈｒ）では微粒子がオーバーフローした。
展開率０．６未満では底部の種晶に析出したカルシウム微粒子が固着し閉塞が見られた。
[Example 3]
In Example 1, the development rate of the filled pellets was examined in the same manner as in Example 1 except that the rising flow rate was changed to 42 to 70 m / hr. In addition, the outflow of calcium particles at that time was also investigated.
The ascending flow rate and the expansion rate have a relationship as shown in FIG. 3. When the ascending flow rate exceeds 65 m / hr, the expansion rate rapidly increases and the fine particles move to the sedimentation separation unit at 70 m / hr (precipitation separation unit water). At an area load of 25 m / hr), the fine particles overflowed.
When the expansion ratio was less than 0.6, the calcium fine particles precipitated on the seed crystals at the bottom were fixed and clogged.
［実施例４］
実施例１において、炭酸ガス量／排水量の比率を変更した以外は実施例１と同様にして、晶析物の生成量と炭酸ガス量／排水量の比率を検討した。炭酸ガス量／排水量の比率と晶析物の生成量は図４のような関係があり炭酸ガス量／排水量が０．１２のとき晶析物の生成量が最大となった。
[Example 4]
In Example 1, the ratio of the amount of crystallized product and the amount of carbon dioxide / drainage was examined in the same manner as in Example 1 except that the ratio of carbon dioxide / drainage was changed. The ratio of the amount of carbon dioxide gas / drainage and the amount of crystallized product produced are as shown in FIG. 4, and the amount of crystallized product produced was maximum when the amount of carbon dioxide gas / drainage was 0.12.
Claims (13)
ペレットの展開率＝
（分離展開時のペレットの展開高さ−初期のペレットの充填高さ）÷（初期のペレットの充填高さ）×１００ The treatment method for high-concentration calcium and alkali-containing wastewater according to claim 1, wherein a development rate of the pellets represented by the following formula when separating and developing the pellets is 60 to 120%.
Pellet development rate =
(Development height of pellets during separation development-initial pellet filling height) / (initial pellet filling height) × 100
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011222518A JP5808638B2 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Method and apparatus for treating wastewater containing high concentration calcium and alkali |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011222518A JP5808638B2 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Method and apparatus for treating wastewater containing high concentration calcium and alkali |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013081886A JP2013081886A (en) | 2013-05-09 |
| JP5808638B2 true JP5808638B2 (en) | 2015-11-10 |
Family
ID=48527664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011222518A Active JP5808638B2 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Method and apparatus for treating wastewater containing high concentration calcium and alkali |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5808638B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104710037B (en) * | 2015-03-12 | 2017-08-18 | 杭州天创环境科技股份有限公司 | A kind of method of ammonium salt waste water deliming |
| JP6442014B1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-12-19 | 株式会社流機エンジニアリング | Processing apparatus and processing method for liquid to be processed |
| CN111498886A (en) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 华电电力科学研究院有限公司 | By using pure CO2Device and method for treating calcium-based alkaline residues |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59156487A (en) * | 1983-02-28 | 1984-09-05 | Kurita Water Ind Ltd | Apparatus for phosphate-contg. water disposal |
| JP2000024692A (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Nishihara Environ Sanit Res Corp | Device for treating sulfate ion-containing waste water |
| JP4001472B2 (en) * | 2001-09-06 | 2007-10-31 | 株式会社荏原製作所 | Method and apparatus for treating metal-containing water |
| JP4666905B2 (en) * | 2003-12-03 | 2011-04-06 | 株式会社フジタ | Calcium removal method and calcium removal system |
| JP5414169B2 (en) * | 2007-11-15 | 2014-02-12 | オルガノ株式会社 | Crystallization reactor and crystallization reaction method |
-
2011
- 2011-10-07 JP JP2011222518A patent/JP5808638B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013081886A (en) | 2013-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4402697B2 (en) | Wastewater and sludge treatment equipment | |
| JP4743627B2 (en) | Water or sludge treatment equipment containing ions in liquid | |
| CN106630084B (en) | Method and system for treating high-fluorine and high-hardness wastewater by two-stage two-phase fluidized bed self-crystallization | |
| CA2829113C (en) | Reactor for precipitating solutes from wastewater and associated methods | |
| EP1593417A1 (en) | Method and apparatus for removing ion in fluid by crystallization | |
| JP4519485B2 (en) | Phosphorus recovery method and apparatus | |
| CN107001087A (en) | The method of the supersaturated effluent of processing calcium carbonate in the presence of precipitated products phosphonic acids/phosphonate is suppressed | |
| JP5808638B2 (en) | Method and apparatus for treating wastewater containing high concentration calcium and alkali | |
| US20060196835A1 (en) | Method and apparatus for removing ions in liquid through crystallization method | |
| JP5952132B2 (en) | Phosphorus removal and collection apparatus and phosphorus removal and collection method | |
| JP2007244995A (en) | Treatment equipment of digestion sludge | |
| JPH11267665A (en) | Dephosphorizing device | |
| JP4417056B2 (en) | Crystal recovery and transfer equipment | |
| JP2008183562A (en) | Dephosphorization apparatus | |
| JPH11300369A (en) | Dephosphorizing device and dephosphorizing equipment | |
| JP4147609B2 (en) | Dephosphorization device | |
| JP5941329B2 (en) | Crystallization reactor and crystallization reaction method | |
| JP5222596B2 (en) | Crystallization reactor | |
| JP2000301166A (en) | Waste water treatment apparatus | |
| JP2016175083A (en) | Phosphorous removal/recovery device, and phosphorous removal/recovery method | |
| CN216472404U (en) | Fluidized bed phosphorus recovery reactor | |
| CN210974185U (en) | Advanced phosphorus removal and phosphorus recovery device for secondary effluent of sewage treatment plant | |
| TWI644857B (en) | Method of synthesizing homogeneous zinc-containing crystals by using fluidized-bed crystallization technology | |
| JPH11267663A (en) | Dephosphorizing device | |
| CN113443692A (en) | Method and apparatus for recovering size-selected nutrients from wastewater by elutriation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140507 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150313 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150407 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150513 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150828 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150909 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5808638 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |