JP6513540B2 - フッ素含有排水の処理方法およびその処理装置 - Google Patents
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- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
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Description
200≦C1−C2×Aw(Ca)/2Aw(F)≦1500
[但し、C1は前記カルシウム塩のカルシウム濃度[mg/L]を表し、C2は前記フッ化物イオン濃度算出工程において算出されたフッ化物イオン濃度の値[mg/L]を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Aw(F)はフッ素の原子量を表す]
に当てはめて添加すべき前記カルシウム塩のカルシウム濃度を算出するカルシウム濃度算出工程と、該カルシウム濃度算出工程において算出されたカルシウム濃度から添加すべきカルシウム塩注入量を決定するカルシウム塩注入量決定工程と、を有することを特徴とする。
前記添加されるカルシウム塩のカルシウムのうち前記硫酸イオンと反応して凝集沈殿して失われるカルシウムを補うため、下記式(II):
C3=(C4−1000)×Aw(Ca)/Fw(SO4 2−)
[但し、C3は補填されるカルシウム塩のカルシウム濃度を表し、C4はフッ素含有排水中の硫酸イオンの濃度を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Fw(SO4 2−)は硫酸イオンの式量を表す]
に当てはめて算出されるカルシウム濃度のカルシウム塩がさらに前記フッ素含有排水中に補填されることを特徴とする。
200≦C1−C2×Aw(Ca)/2Aw(F)≦1500
[但し、C1は前記カルシウム塩のカルシウム濃度[mg/L]を表し、C2は前記算出されたフッ化物イオン濃度の値[mg/L]を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Aw(F)はフッ素の原子量を表す]
に当てはめて前記混合されるカルシウム塩の量を演算可能な演算手段と、該演算手段により演算された量のカルシウム塩を前記混合手段に注入するための注入手段と、を備えたことを特徴とする。
混合・反応槽25(混合手段)は、槽内の液体を撹拌混合する攪拌機とカルシウム塩の注入部を備える。カルシウム塩は、カルシウム塩貯槽55に液体の状態で貯留されている。カルシウム塩は、経路57を介して混合・反応槽25へと注入される。経路57にはポンプ59が設けられており、後述する制御部45によりカルシウム塩のカルシウム塩貯槽55からの混合・反応槽25への注入量が制御される。
のとおりである。しかし、式(IV)の平衡は両者がイオンの状態で存在する側(すなわち、左側)に傾いているため、フッ素含有排水1中にはカルシウムを過剰量に添加し、式(IV)の平衡をCaF2(不溶性塩)が生成される側(すなわち、右側)にシフトさせることが重要となる。
200≦C1−C2×Aw(Ca)/2Aw(F)≦1500
[但し、C1はフッ素含有排水に添加すべきカルシウム塩のカルシウム濃度[mg/L]を表し、C2は後述するフッ化物イオン濃度測定工程により測定されたフッ化物イオン濃度[mg/L]を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Aw(F)はフッ素の原子量を表す]
に当てはめて算出される。
C5=C6×Mw(Ca(OH)2)/Aw(Ca)
[但し、C5は水酸化カルシウムの添加濃度を表し、C6は添加すべきカルシウム塩のカルシウム濃度[mg/L]を表し、Mw(Ca(OH)2)は水酸化カルシウムの分子量を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表す。]
により決定される。
C3=(C4−1000)×Aw(Ca)/Fw(SO4 2−)
[但し、C3は補填されるカルシウム塩のカルシウム濃度を表し、C4はフッ素含有排水中の硫酸イオンの濃度を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Fw(SO4 2−)は硫酸イオンの式量を表す]
図2に示すように、ステップS101では、計量槽20において、フッ素含有排水1中のフッ化物イオン濃度、又は、フッ化物イオン濃度および硫酸イオン濃度が、フッ化物イオン濃度測定手段21及び硫酸イオン濃度測定手段22により測定される。
次に、制御部45により、測定されたフッ素含有排水1中のフッ化物イオン濃度及び硫酸イオン濃度の測定値を演算手段47で演算処理する制御を行う。
ステップS105では、混合・反応槽25のフッ素含有排水1中で、ステップS103又はステップS104で算出された濃度となるようにカルシウム塩貯槽55から混合・反応槽25へとカルシウム塩を注入する。カルシウム塩の注入は、制御部45により駆動されるポンプ59により行われ、注入速度及び注入量の調整も制御部45により行われる。
本変形例においては、フッ素含有排水の処理装置10を用いてフッ素含有排水の処理を行うに先立ち、標準添加法によるフッ化物イオン濃度測定および検量線の作製を行う。
図1に示すように、フッ化物イオン濃度測定手段21によりフッ素含有排水1のフッ化物イオン濃度が測定され、次に、フッ化物イオン濃度が測定された計量槽20中のフッ素含有排水1に対してフッ化物イオンの標準物質が例えば、フッ化物イオン標準物質の添加濃度が100mg/L、200mg/L、300mg/L...となるように段階的に添加され、そのときのフッ化物イオンの濃度が測定される。即ち、フッ素含有排水1について、標準添加法によりフッ化物イオン濃度を決定するための測定データが収集される。
検量線作成工程(S302)では、制御部50は、前記測定値に基づき、フッ素含有排水1について経時的に少なくとも3段階に変動したフッ化物イオン濃度をそれぞれ決定し、決定したフッ化物イオン濃度をX軸の値とし、図4に示すように、各直線がY軸と交わる点のフッ化物イオン電極計の指示値、即ち、標準物質が未添加のときのフッ化物イオン電極計の指示値をY軸の値とし、図5に示すように、最小二乗法による回帰直線、つまり、原点を通る検量線を作成する。
ステップS201では、計量槽20において、フッ素含有排水1中のフッ化物イオン濃度がフッ化物イオン濃度測定手段21により測定される。
ステップS202では、制御部50の演算手段47はフッ化物イオン濃度の測定値を検量線作成工程で作成された検量線に当てはめてフッ素含有排水1中のフッ化物イオン濃度を算出する。
ステップS203では、制御部50の演算手段47により、上記式(V)に、ステップS202で算出されたフッ化物イオン濃度値を代入し、混合・反応槽25中に添加すべきカルシウム塩の添加濃度に対応するカルシウムイオン濃度を算出する。
ステップS204では、混合・反応槽25のフッ素含有排水1中で、ステップS203で算出された濃度となるようにカルシウム塩貯槽55から混合・反応槽25へとカルシウム塩を注入する。カルシウム塩の注入は、制御部50により、前述した実施の形態と同様に行われる。
複数段階にフッ化物イオン濃度が変動した半導体部品工場排水(フッ素含有排水1に相当する。以下、原水という)について標準添加法を行った。
表2は、検量線の精度の確認に用いる原水Eの性質を示す表である。
上記実施の形態の変形例に対応するフッ素含有排水の処理装置を用いて原水Eの処理を行い、処理水37を得た。
原水E(試験例11)および原水Eを水道水で任意に希釈した原水希釈液(試験例8〜10)について、フッ化物イオン電極計(電極の型式:HW−30R、東亜ディーケーケー株式会社製)を用い、上記[1.検量線の作製]で作製した検量線を用いて算出したフッ化物イオン濃度と、従来法によるフッ化物イオン濃度の決定結果とを比較した。
脱塩水に原水Eの陰イオン濃度や陽イオン濃度(表2参照)となるようにフッ化物イオン標準原液、塩化ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸鉄および塩化アルミニウムを添加した模擬原水(試験例12)を作製した。したがって、模擬原水中の公定法(JIS K0102(2013)34.1に準拠した方法による)フッ化物イオン濃度は130mg/Lである。
10 フッ素含有排水の処理装置
21 フッ化物濃度測定手段(フッ化物イオン電極計)
25 混合・反応槽(混合手段)
47、56 演算手段
59 ポンプ(注入手段)
Claims (3)
- フッ素含有排水にカルシウム塩を添加して凝集沈殿処理を行うフッ素含有排水の処理方法において、
フッ化物イオン濃度が異なる複数の前記フッ素含有排水のフッ化物イオン濃度を標準添加法に基づいてフッ化物イオン電極計を用いて決定し、該決定したフッ素含有排水のフッ化物イオン濃度と前記標準添加法における標準物質が未添加のときの前記フッ化物イオン電極計の指示値との関係から検量線を作成する検量線作成工程と、
標準添加法を用いることなくフッ化物イオン電極計で測定して得られた任意の時点の前記フッ素含有排水の前記フッ化物イオン電極計の指示値を前記検量線に当てはめて該任意の時点のフッ素含有排水中のフッ化物イオン濃度を算出するフッ化物イオン濃度算出工程と、
該フッ化物イオン濃度算出工程において算出されたフッ化物イオン濃度の値を下記式(I):
200≦C1−C2×Aw(Ca)/2Aw(F)≦1500
[但し、C1は前記カルシウム塩のカルシウム濃度[mg/L]を表し、C2は前記フッ化物イオン濃度算出工程において算出されたフッ化物イオン濃度の値[mg/L]を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Aw(F)はフッ素の原子量を表す]
に当てはめて添加すべき前記カルシウム塩のカルシウム濃度を算出するカルシウム濃度算出工程と、
該カルシウム濃度算出工程において算出されたカルシウム濃度から添加すべきカルシウム塩注入量を決定するカルシウム塩注入量決定工程と、
を有することを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。 - 前記フッ素含有排水中に硫酸イオンが1000mg/L以上の濃度で存在する場合、
前記添加されるカルシウム塩のカルシウムのうち前記硫酸イオンと反応して凝集沈殿して失われるカルシウムを補うため、下記式(II):
C3=(C4−1000)×Aw(Ca)/Fw(SO4 2−)
[但し、C3は補填されるカルシウム塩のカルシウム濃度を表し、C4はフッ素含有排水中の硫酸イオンの濃度を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Fw(SO4 2−)は硫酸イオンの式量を表す]
に当てはめて算出されるカルシウム濃度のカルシウム塩がさらに前記フッ素含有排水中に補填されることを特徴とする請求項1に記載のフッ素含有排水の処理方法。 - フッ素含有排水とカルシウム塩とを混合するための混合手段と、
フッ素含有排水中のフッ化物イオン濃度を、フッ化物イオン濃度が異なる複数の前記フッ素含有排水のフッ化物イオン濃度を標準添加法に基づいてフッ化物イオン電極計を用いて決定し、該決定したフッ素含有排水のフッ化物イオン濃度と前記標準添加法における標準物質が未添加のときの前記フッ化物イオン電極計の指示値との関係から検量線を作成し、標準添加法を用いることなくフッ化物イオン電極計で測定して得られた任意の時点の前記フッ素含有排水の前記フッ化物イオン電極計の指示値を前記検量線に当てはめて該任意の時点のフッ素含有排水中のフッ化物イオン濃度を算出し、算出されたフッ化物イオン濃度の値を下記式(III):
200≦C1−C2×Aw(Ca)/2Aw(F)≦1500
[但し、C1は前記カルシウム塩のカルシウム濃度[mg/L]を表し、C2は前記算出されたフッ化物イオン濃度の値[mg/L]を表し、Aw(Ca)はカルシウムの原子量を表し、Aw(F)はフッ素の原子量を表す]
に当てはめて前記混合されるカルシウム塩の量を演算可能な演算手段と、
該演算手段により演算された量のカルシウム塩を前記混合手段に注入するための注入手段と、
を備えたことを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。
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