JP6213044B2 - セレン含有水の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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SeO4 2−+6e−+8H+ → Se0+4H2O
セレン含有水を金属チタンと金属アルミニウムとの混合物と接触させ、金属アルミニウムの一部を溶出させることによりセレンを還元し、さらに溶解したアルミニウムを凝集処理するセレン含有排水の処理方法においては、排水中セレンの90%以上が、金属混合物等が充填された還元塔において元素態セレン(0価)にまで還元され、不溶化する。
セレン含有水を金属チタンと金属アルミニウムとの混合物と接触させ、金属アルミニウムの一部を溶出させることによりセレンを還元し、さらに溶解したアルミニウムを凝集処理するセレン含有排水の処理方法においては、排水中セレンの90%以上が、金属混合物等が充填された還元塔において元素態セレン(0価)にまで還元され、不溶化する。これを後段の凝集沈殿で除去することで、セレン濃度が低減された処理水を得ることができる。
以下に、本発明のセレン含有水の処理装置の一実施形態を示す図1を参照して、本発明のセレン含有水の処理装置について説明する。
通水:上向流
充填層:アルミニウムとチタン(好ましくはスポンジチタン)の混合物
(混合(体積)比:Al/Ti=4〜1/4、好ましくは2〜1/2)
通水温度:30〜90℃、好ましくは40〜80℃特に好ましくは50〜65℃
通水速度(SV):1〜20hr−1、好ましくは5〜10hr−1
酸添加量:添加手段2a,6bからの添加量の合計として、原水中のセレン1mg/Lに対して1〜100×10−3N
図2を参照してセレンを回収する機構を備えたフローについて説明する。
図3を参照して、還元塔で発生する水素を回収する機構を備えたフローについて説明する。
図1のフローにおいて、粒径2〜4mm、純度99%以上のスポンジチタン330mLと、粒径2.0mm、純度99.7%の金属アルミニウム330mlとを混合し、内径30mmのカラムに充填して還元塔7を構成し、セレン酸ナトリウム添加排煙脱硫排水を処理した。具体的には、原水として煙脱硫排水にセレン酸Na4.8mg/L(Seとして2mg/L)を添加したものを用いた。この原水中の亜硫酸イオン、チオ硫酸イオン、亜硝酸性窒素及び亜硝酸イオン濃度は次の通りである。
SO3 2− 10mg/L
S2O3 2− 10mg/L
NO2−N 10mg/L
NO2 − 32.9mg/L
還元塔7への通水量 10L/h(SV15h−1)
オゾン酸化槽出口オゾン濃度管理値0.02mg/L(オゾン添加量を制御)
オゾン平均添加濃度 80mg/L
還元塔洗浄頻度 24hに1回
スクラバー21の風量 10L/min
オゾン酸化槽出口 ORP300mV(pH8.0)
オゾン酸化槽出口
SO3 2− 0mg/L
S2O3 2− 0mg/L
NO2−N 0mg/L
Se 2mg/L
処理水溶解Se濃度 0.05mg/L
スクラバー入口H2S濃度 0.00ppm
オゾン酸化槽1を省略したこと以外は図1の通りのフローにて同一条件にて前記原水を処理した。その結果は、次の通りであった。
処理水溶解Se濃度 0.5mg/L
スクラバー入口H2S濃度 10ppm
図2に示すように、図1のフローに対してSe回収ラインを付加して通水を実施した。実施例1と異なる条件は以下の通りである。
還元塔洗浄廃液量 5L
汚泥引抜量 12L/d(24hに1回引抜き)
還元塔洗浄廃液の濾過器への送液量 5L/h(1hかけて送液)
濾液の還元塔処理水槽への送液量 0.21L/h(1hかけて得られた濾液を24hかけて送液)
濾過器寸法 φ36mm、H1m
濾過速度 5m/h
逆洗速度 120m/h
逆洗水量 2L
Se濃縮液量 100mL
Se濃縮固形物回収量 2.0g−dry/24h(真空脱水で得られたケーキを50℃で風乾)
Se濃縮固形物Se含有量 10%
処理水溶解Se濃度 0.07mg/L
汚泥中Se含有量 20mg/L
条件を以下の通りとし、実施例2と同様の処理を行った。
還元塔洗浄廃液量 5L
還元塔洗浄廃液のpH調整槽(2)への送液量 0.21L/h(24hかけて送液)
汚泥引抜量 12L/d(24hに1回引抜き)
還元塔洗浄廃液の濾過器への送液量 0.211L/h(1hかけて送液)
還元塔処理水槽水の濾過器への送液量 20L/h
濾液の還元塔処理水槽への送液量 20.2L/h
濾過速度 20m/h
逆洗速度 120m/h
逆洗水量 2L
Se濃縮液量 100mL
Se濃縮固形物回収量 4.0g−dry/24h(真空脱水で得られたケーキを50℃で風乾)
Se濃縮固形物Se含有量 9%
汚泥中Se含有量 7mg/L
条件を以下の通りとすると共に、洗浄排水槽および還元塔処理水槽(3L)はスターラー攪拌し、空気中の酸素を強制的に取り込ませたこと以外は実施例2と同様の処理を行った。
還元塔洗浄廃液量 5L
還元塔洗浄廃液のpH調整槽(2)への送液量 0.21L/h(24hかけて送液)
汚泥引抜量 12L/d(24hに1回引抜き)
還元塔洗浄廃液の濾過器への送液量 0.211L/h(1hかけて送液)
還元塔処理水槽水の濾過器への送液量 20L/h
濾液の還元塔処理水槽への送液量 20.2L/h
濾過速度 20m/h
逆洗速度 120m/h
逆洗水量 2L
Se濃縮液量 100mL
Se濃縮固形物回収量 4.1g−dry/24h(真空脱水で得られたケーキを50℃で風乾)
Se濃縮固形物Se含有量 9%
処理水溶解Se濃度 0.05mg/L
汚泥中Se含有量 7mg/L
図3に示すように、図1のフローに対して水素回収ラインを付加して通水を実施した。ただし、アルカリスクラバー52の代りに酸化鉄系の硫化水素吸着剤が充填された硫化水素吸着塔を設置した。還元塔の洗浄時以外は、還元塔からのガスの吸引は行わず、還元塔からの発生ガスは酸化鉄系の硫化水素吸着剤が充填された硫化水素吸着塔に通気した後、ミストセパレーターを経て水素貯留タンク53に移送した。実施例1と異なる条件は次の通りである。
スクラバー風量 10L/min
スクラバー運転時間 24h連続
スクラバー吸収液pH 12
処理水溶解Se濃度 0.08mg/L
スクラバー入口水素濃度 0.0%(通水時)、max.2%(還元塔洗浄時)
スクラバー入口硫化水素濃度 0.00ppm(通水時)、0.5ppm(還元塔洗浄時)
スクラバー出口硫化水素濃度 0.00ppm(通水時および還元塔洗浄時)
水素貯留タンク内ガス水素濃度 90%
水素貯留タンク内ガス硫化水素濃度 0.0ppm
酸化鉄系硫化水素吸着剤による硫化水素吸着塔の代わりにアルカリスクラバーを設置したこと以外は実施例5と同様の処理を行い、還元塔から回収した水素ガスを水素貯留タンクに移送した。結果は実施例5と同じであった。
5 熱交換器
7 還元塔
21 スクラバー
33 濾過器
36 洗浄排水槽
40 逆洗水槽
51 ミストセパレータ
52 アルカリスクラバー
53 水素タンク
Claims (15)
- セレン含有水を、金属チタンとチタンより卑な金属との混合物又は合金と接触させて、前記卑な金属の単体の一部を溶出させることにより、該セレン含有水中のセレンを還元処理するセレン含有水の処理方法において、
該還元処理に先立ち、前記セレン含有水を酸化処理するセレン含有水の処理方法であって、
前記酸化処理が、オゾンによる酸化処理であり、該オゾン酸化処理水の残留オゾン濃度が0.01〜0.02mg/Lであることを特徴とするセレン含有水の処理方法。 - 請求項1において、前記卑な金属は、アルミニウム、亜鉛及びスズよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- 請求項1又は2において、前記セレン含有水が亜硫酸イオン、チオ硫酸イオン及び亜硝酸イオンの少なくとも1種を含有することを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記還元処理後の水を固液分離して不溶化したセレンを回収することを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- 請求項4において、前記混合物又は合金へのセレン含有水の通水を停止し、該混合物又は合金を水で洗浄する工程を有し、この洗浄排水を固液分離して洗浄排水中の不溶化セレンを回収することを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- 請求項4又は5において、固液分離される水を空気で曝気処理した後、前記固液分離を行うことを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- 請求項4ないし6のいずれか1項において、前記固液分離は濾過であることを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- 請求項1ないし7のいずれか1項において、前記還元処理で発生する水素を回収することを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- 請求項8において、前記還元処理で発生したガスを硫化水素吸収材及びアルカリスクラバーの少なくとも一方で処理した後、水素を回収することを特徴とするセレン含有水の処理方法。
- セレン含有水を、金属チタンとチタンより卑な金属の単体との混合物又は合金と接触させて、前記卑な金属の一部を溶出させることにより該セレン含有水中のセレンを還元処理する還元処理手段を有するセレン含有水の処理装置において、
前記セレン含有水の酸化処理手段を有し、該酸化処理手段の処理水が前記還元処理手段に導入されるセレン含有水の処理装置であって、
前記酸化処理手段がオゾン酸化処理手段であり、該オゾン酸化処理水の残留オゾン濃度が0.01〜0.02mg/Lであることを特徴とするセレン含有水の処理装置。 - 請求項10において、前記卑な金属は、アルミニウム、亜鉛及びスズよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするセレン含有水の処理装置。
- 請求項10又は11において、前記還元処理手段からの水中の不溶化セレンを回収する不溶化セレン回収手段を備えたことを特徴とするセレン含有水の処理装置。
- 請求項12において、前記回収手段は前記還元処理手段からの水を曝気する曝気手段と、該曝気手段からの水を固液分離して不溶化セレンを分離する固液分離手段を有することを特徴とするセレン含有水の処理装置。
- 請求項10ないし13のいずれか1項において、前記還元処理で発生する水素の回収手段を備えたことを特徴とするセレン含有水の処理装置。
- 請求項14において、前記水素回収手段は、前記還元処理手段からのガスを処理する硫化水素吸着手段又はアルカリスクラバーを有することを特徴とするセレン含有水の処理装置。
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