JP7089345B2 - Water treatment method and water treatment equipment - Google Patents

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Description

本発明は水処理方法及び水処理装置に関し、特に、フッ素及びホウ素を含む被処理水からフッ素及びホウ素を除去する水処理方法及び水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment apparatus, and more particularly to a water treatment method and a water treatment apparatus for removing fluorine and boron from water to be treated containing fluorine and boron.

ガラス製造業及びメッキ業等における排水中には、高濃度でフッ素及びホウ素が含まれている。フッ素及びホウ素は、下水道法又は水質汚濁防止法等の環境関連法令によって、排水基準値が厳しく制限されている。従って、フッ素及びホウ素を含む排水は、適宜薬品を添加して、排水中のフッ素及びホウ素を凝集不溶化し除去することにより濃度を低下させて排出する必要がある。 Fluorine and boron are contained in high concentrations in wastewater in the glass manufacturing industry and the plating industry. The wastewater standard values for fluorine and boron are severely restricted by environment-related laws such as the Sewerage Law or the Water Pollution Control Law. Therefore, it is necessary to reduce the concentration of the wastewater containing fluorine and boron by adding chemicals as appropriate to coagulate and insolubilize the fluorine and boron in the wastewater and discharge the wastewater.

しかし、フッ素及びホウ素が共存する排水では、フッ素とホウ素とが酸性領域で結合して難分解性のホウフッ酸が生成し、通常の凝集不溶化では除去できないという問題があった。従来、排水中のホウフッ酸を除去する技術としては、ホウフッ酸を含む排水に硫酸アルミニウム又はポリ塩化アルミニウムを添加してホウフッ化物を分解し、分解物にカルシウム化合物を添加して、排水中のフッ素及びホウ素を固形物として生成させる方法が主流である(例えば、特許文献1、2参照)。また、フッ素及びホウ素を含む排水ではないが、フッ素を含む排水の処理方法として、排水に吸着剤として活性アルミナの粉末を添加する方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。 However, in the wastewater in which fluorine and boron coexist, there is a problem that fluorine and boron are combined in an acidic region to generate persistent borofluoric acid, which cannot be removed by ordinary agglutination insolubilization. Conventionally, as a technique for removing boronic acid in wastewater, aluminum sulfate or polyaluminum chloride is added to wastewater containing borofluoric acid to decompose boron chloride, and a calcium compound is added to the decomposition product to add fluorine in wastewater. And the method of producing boron as a solid substance is the mainstream (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Further, as a method for treating wastewater containing fluorine, which is not wastewater containing fluorine and boron, a method of adding activated alumina powder as an adsorbent to the wastewater is known (see, for example, Patent Document 3).

特開2009-233605号公報(2009年10月15日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-23365 (published on October 15, 2009) 特開2016-163857号公報(2016年9月8日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-163857 (published on September 8, 2016) 特開2002-86160号公報(2002年3月26日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-86160 (published on March 26, 2002)

しかしながら、上述のような従来のフッ素及びホウ素を含む被処理水の処理方法は、処理効率、スラッジ発生量、及び処理コストのすべてにおいて優れるという点では十分ではなかった。特許文献1に記載の硫酸アルミニウム(液バンとも称する)を添加する方法(液バン法)は、分解物とカルシウム化合物との反応により多量のスラッジが生成し、また、処理効率も十分ではなかった。特許文献2に記載のポリ塩化アルミニウム(Poly Alminiumu Chlorideから、PACとも称する)を添加する方法(PAC法)は、コストの面に問題があった。 However, the conventional method for treating water to be treated containing fluorine and boron as described above is not sufficient in terms of excellent treatment efficiency, sludge generation amount, and treatment cost. In the method of adding aluminum sulfate (also referred to as liquid van) described in Patent Document 1, a large amount of sludge is generated by the reaction between the decomposition product and the calcium compound, and the treatment efficiency is not sufficient. .. The method of adding polyaluminum chloride (also referred to as PAC from Poly Aluminum Chloride) described in Patent Document 2 (PAC method) has a problem in terms of cost.

本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、処理効率に優れ、スラッジ発生量が低減され、かつ、処理コストを抑制できる、フッ素及びホウ素を含む被処理水からフッ素及びホウ素を除去する水処理方法及び水処理装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain fluorine from water to be treated containing fluorine and boron, which has excellent treatment efficiency, reduces sludge generation amount, and can suppress treatment cost. And to realize a water treatment method and a water treatment apparatus for removing boron.

本発明の一実施形態は、以下の構成を有するものである。
[1]フッ素及びホウ素を含む被処理水から、フッ素及びホウ素を除去する水処理方法であって、前記被処理水を酸性の状態で、アルミナが充填されたカラムへ通液するカラム通液工程、及び前記カラム通液工程後の被処理水と固定化剤とを接触させる固定化工程、を含む、水処理方法。
[2]前記アルミナは、活性アルミナである、[1]に記載の水処理方法。
[3]前記カラムは、整流促進材がさらに充填されている、[1]又は[2]に記載の水処理方法。
[4]前記カラム通液工程と、前記固定化工程との間に、前記カラムを通過した被処理水を滞留させる滞留工程を含む、[1]~[3]のいずれか1つに記載の水処理方法。
[5]フッ素及びホウ素を含む被処理水から、フッ素及びホウ素を除去する水処理装置であって、アルミナが充填されたカラム、及び前記カラムを通過した被処理水と固定化剤とを接触させるための固定化部を含む、水処理装置。
[6]前記アルミナは、活性アルミナである、[5]に記載の水処理装置。
[7]前記カラムは、整流促進材がさらに充填されている、[5]又は[6]に記載の水処理装置。
[8]前記カラムを通過した被処理水を滞留させるための滞留部をさらに含む、[5]~[7]のいずれか1つに記載の水処理装置。
[9]前記カラムを3つ以上備え、前記複数のカラムは相互に接続されており、当該水処理装置の運転中に、少なくとも1つのカラムには被処理水が通液されないように相互のカラムが接続されている、[5]~[8]のいずれか1つに記載の水処理装置。
One embodiment of the present invention has the following configuration.
[1] A water treatment method for removing fluorine and boron from water to be treated containing fluorine and boron, in which the water to be treated is passed through a column filled with alumina in an acidic state. A water treatment method comprising, and an immobilization step of bringing the water to be treated and the immobilizing agent into contact after the column liquid passing step.
[2] The water treatment method according to [1], wherein the alumina is activated alumina.
[3] The water treatment method according to [1] or [2], wherein the column is further filled with a rectifying accelerator.
[4] The invention according to any one of [1] to [3], which comprises a retention step of retaining water to be treated that has passed through the column between the column liquid passing step and the immobilization step. Water treatment method.
[5] A water treatment device for removing fluorine and boron from water to be treated containing fluorine and boron, in which a column filled with alumina and water to be treated that has passed through the column are brought into contact with a fixing agent. A water treatment device, including an immobilization unit for.
[6] The water treatment apparatus according to [5], wherein the alumina is activated alumina.
[7] The water treatment apparatus according to [5] or [6], wherein the column is further filled with a rectifying accelerator.
[8] The water treatment apparatus according to any one of [5] to [7], further including a retention portion for retaining the water to be treated that has passed through the column.
[9] Three or more of the columns are provided, and the plurality of columns are connected to each other so that the water to be treated is not passed through at least one column during the operation of the water treatment device. The water treatment apparatus according to any one of [5] to [8] to which the water treatment apparatus is connected.

本発明の一実施形態に係る水処理方法によれば、処理効率に優れ、スラッジ発生量が低減され、かつ、処理コストを抑制できる、フッ素及びホウ素を含む被処理水からフッ素及びホウ素を除去する水処理方法及び水処理装置を実現することができる、という効果を奏する。 According to the water treatment method according to the embodiment of the present invention, fluorine and boron are removed from the water to be treated containing fluorine and boron, which has excellent treatment efficiency, reduces sludge generation amount, and can suppress treatment cost. It has the effect that a water treatment method and a water treatment device can be realized.

本発明の実施例において用いた装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the apparatus used in the Example of this invention. 本発明の一実施形態に係る水処理装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the water treatment apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る水処理装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the water treatment apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る水処理装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the water treatment apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る水処理装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the water treatment apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態に関しても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上、B以下」を意味する。 An embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. The present invention is not limited to the configurations described below, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in the different embodiments may be appropriately combined. The obtained embodiments are also included in the technical scope of the present invention. Unless otherwise specified in the present specification, "A to B" representing a numerical range means "A or more and B or less".

〔1.水処理方法〕
本発明の一実施形態に係る水処理方法は、フッ素及びホウ素を含む被処理水から、フッ素及びホウ素を除去する水処理方法であって、前記被処理水を酸性の状態で、アルミナが充填されたカラムへ通液するカラム通液工程、及び前記カラム通液工程後の被処理水と固定化剤とを接触させる固定化工程、を含む。
[1. Water treatment method]
The water treatment method according to the embodiment of the present invention is a water treatment method for removing fluorine and boron from the water to be treated containing fluorine and boron, and the water to be treated is filled with alumina in an acidic state. It includes a column liquid passing step of passing liquid through the column and an immobilization step of bringing the water to be treated into contact with the immobilizing agent after the column liquid passing step.

本発明の一実施形態において、水処理の対象となる、フッ素及びホウ素を含む被処理水は、フッ素及びホウ素を含む、地下水、温泉水、沼湖水、海水、工場排水、鉱山排水、河川水等であればよい。本発明の一実施形態に係る水処理方法によれば、特に高濃度のフッ素及びホウ素を含有するガラス製造工場及びメッキ工場等の排水からフッ素及びホウ素を高効率で除去することができる。 In one embodiment of the present invention, the treated water containing fluorine and boron, which is the target of water treatment, includes groundwater, hot spring water, swamp lake water, seawater, factory wastewater, mine wastewater, river water and the like containing fluorine and boron. It should be. According to the water treatment method according to the embodiment of the present invention, fluorine and boron can be removed with high efficiency from wastewater of a glass manufacturing factory and a plating factory containing particularly high concentrations of fluorine and boron.

前記被処理水中に含まれるフッ素は、被処理水中にどのような形で存在してもよい。従って、フッ素は、イオンとして存在してもよいし、フッ素化合物として他の元素と結合した状態で存在してもよい。被処理水中のフッ素の含有量としては、特に限定されないが、フッ素原子として、被処理水の重量に対して、0.01重量%~30重量%であることが好ましく、0.05重量%~20重量%であることがより好ましく、0.1重量%~10重量%であることがさらに好ましく、0.2重量%~4重量%であることが特に好ましい。 The fluorine contained in the water to be treated may be present in any form in the water to be treated. Therefore, fluorine may exist as an ion or may exist as a fluorine compound in a state of being bonded to another element. The content of fluorine in the water to be treated is not particularly limited, but the fluorine atom is preferably 0.01% by weight to 30% by weight, preferably 0.05% by weight or more, based on the weight of the water to be treated. It is more preferably 20% by weight, further preferably 0.1% by weight to 10% by weight, and particularly preferably 0.2% by weight to 4% by weight.

前記被処理水中に含まれるホウ素も、被処理水中にどのような形で存在してもよい。従って、ホウ素は、イオンとして存在してもよいし、ホウ素化合物として他の元素と結合した状態で存在してもよい。被処理水中のホウ素の含有量としては、特に限定されないが、ホウ素原子として、被処理水の重量に対して、0.0012重量%~3.6重量%であることが好ましく、0.006重量%~2.4重量%であることがより好ましく、0.012重量%~1.2重量%であることがさらに好ましく、0.024重量%~0.48重量%であることが特に好ましい。 Boron contained in the water to be treated may also be present in the water to be treated in any form. Therefore, boron may exist as an ion or may exist as a boron compound in a state of being bonded to another element. The content of boron in the water to be treated is not particularly limited, but the boron atom is preferably 0.0012% by weight to 3.6% by weight, preferably 0.006% by weight, based on the weight of the water to be treated. It is more preferably% to 2.4% by weight, further preferably 0.012% by weight to 1.2% by weight, and particularly preferably 0.024% by weight to 0.48% by weight.

特に酸性領域で、フッ素とホウ素とが共存する被処理水中には、フッ素とホウ素とが結合して、難分解性のホウフッ酸(HBF)が生成し、ホウフッ化物イオン(BF )の形で存在する。 Especially in the acidic region, in the water to be treated in which fluorine and boron coexist, fluorine and boron are combined to form persistent borofluoric acid (HBF 4 ), which produces borofluoride ions (BF 4- ) . It exists in form.

前記本実施形態の構成により、本発明の一実施形態に係る水処理方法は、以下の(1)~(4)のような利点を有する。
(1)硫酸アルミニウムを添加する従来の方法と比べて、硫酸アルミニウム貯槽、硫酸アルミニウムのための送液設備、及び、硫酸アルミニウムと被処理水とを反応させるための大きな分解槽(被処理水中に含まれる全フッ素と反応するアルミニウムの2倍量のアルミニウムを含む硫酸アルミニウムを被処理水に添加して混合する必要があり、一度に処理する被処理水の量に依存して分解槽は大型になる)が不要となる。
(2)固定化工程にて生成する沈殿物(スラッジ)が少ない。従来技術では、硫酸アルミニウム由来の沈殿物(硫酸カルシウム及び水酸化アルミニウム等)が大量に生成される。これに対し、本発明の一実施形態に係る水処理方法では、硫酸塩が生成しない。また、カラム内でアルミニウムが徐々に溶出されてホウフッ酸(HBF)又はホウフッ化物イオン(BF )(以下、本明細書において、ホウフッ酸(HBF)又はホウフッ化物イオン(BF )を、「ホウフッ酸」と称する)を分解するため、使用されるアルミニウムの量が少なく、よって固定化工程で生成する水酸化アルミニウム等のスラッジの量も少ない。
(3)カラムを利用するため、カートリッジ方式でのパッケージ化が可能であり、汎用性が高くなる。特に、硫酸アルミニウムを調達することが困難である国のガラス製造工場等への導入に際して、有利になる。
(4)廃棄予定であるアルミナを利用できるため、資源活用及びコスト削減が実現できる。
According to the configuration of the present embodiment, the water treatment method according to the embodiment of the present invention has the following advantages (1) to (4).
(1) Compared with the conventional method of adding aluminum sulfate, an aluminum sulfate storage tank, a liquid feeding facility for aluminum sulfate, and a large decomposition tank for reacting aluminum sulfate with the water to be treated (in the water to be treated). It is necessary to add aluminum sulfate containing twice the amount of aluminum that reacts with the total fluorine contained in the water to be treated and mix it, and the decomposition tank becomes large depending on the amount of water to be treated at one time. Will be) becomes unnecessary.
(2) The amount of precipitate (sludge) generated in the immobilization step is small. In the prior art, a large amount of a precipitate derived from aluminum sulfate (calcium sulfate, aluminum hydroxide, etc.) is produced. On the other hand, the water treatment method according to the embodiment of the present invention does not produce sulfate. In addition, aluminum is gradually eluted in the column to form borofluoric acid (HBF 4 ) or borofluoride ion (BF 4- ) (hereinafter, borofluoric acid (HBF 4 ) or borofluoride ion (BF 4- ) in the present specification). Is referred to as "boric acid"), so that the amount of aluminum used is small, and therefore the amount of sludge such as aluminum hydroxide produced in the immobilization step is also small.
(3) Since a column is used, it can be packaged by a cartridge method, which increases versatility. In particular, it is advantageous for introduction to glass manufacturing factories in countries where it is difficult to procure aluminum sulfate.
(4) Since alumina, which is scheduled to be discarded, can be used, resource utilization and cost reduction can be realized.

〔1-1.カラム通液工程〕
本発明の一実施形態に係る水処理方法は、前記被処理水を酸性の状態で、アルミナが充填されたカラムへ通液するカラム通液工程を含む。
[1-1. Column liquid passing process]
The water treatment method according to the embodiment of the present invention includes a column liquid passing step of passing the water to be treated to a column filled with alumina in an acidic state.

本工程では、前記被処理水を酸性の状態で前記カラムへ通液する。前記被処理水が酸性であれば、カラムに充填されたアルミナが、接触した前記被処理水に溶解し、アルミナの表面でアルミニウムイオンが溶出する。溶出したアルミニウムイオンは、ホウフッ酸と反応して、フッ化アルミニウムを生成する。すなわち、ホウフッ酸は分解される。 In this step, the water to be treated is passed through the column in an acidic state. If the water to be treated is acidic, the alumina filled in the column dissolves in the contacted water to be treated, and aluminum ions elute on the surface of the alumina. The eluted aluminum ions react with bofoic acid to produce aluminum fluoride. That is, borofluoric acid is decomposed.

また、アルミナと酸との反応は発熱反応であるので、発生した熱により、アルミニウムイオンとホウフッ酸との反応、言い換えれば、ホウフッ酸の分解反応はさらに促進される。 Further, since the reaction between alumina and the acid is an exothermic reaction, the generated heat further promotes the reaction between the aluminum ion and the borofluoric acid, in other words, the decomposition reaction of the borofluoric acid.

従って、被処理水がホウフッ酸を含む場合であっても、前記被処理水を酸性の状態でアルミナが充填されたカラムへ通液することにより、ホウフッ酸を分解することが可能である。分解後、ホウ素はホウ酸となる。一方、フッ素は、一部はフッ化水素となり、その他はフッ化アルミニウムとなる。生成したホウ酸、フッ化アルミニウム、及びフッ化水素は、カラム通過後の被処理水中に排出される。 Therefore, even when the water to be treated contains borofluoric acid, it is possible to decompose the borofluoric acid by passing the water to be treated through a column filled with alumina in an acidic state. After decomposition, boron becomes boric acid. On the other hand, some of the fluorine becomes hydrogen fluoride, and the other becomes aluminum fluoride. The generated boric acid, aluminum fluoride, and hydrogen fluoride are discharged into the water to be treated after passing through the column.

本工程において、「酸性」とは、pHが7未満であればよいが、アルミナから好適な量のアルミニウムイオンを溶出できるという観点から、より好ましくは5未満、さらに好ましくは4.5未満、さらに好ましくは4未満である。なお、pHは、3未満、又は2未満であってもよい。また、被処理水は酸性の状態であれば、水素イオンの由来としては特に限定されず、塩酸、硫酸、及び硝酸等由来の水素イオンであり得る。また、pHの下限は特に限定されるものではないが、0より大きいものとする。 In this step, "acidic" means that the pH may be less than 7, but from the viewpoint that a suitable amount of aluminum ions can be eluted from alumina, it is more preferably less than 5, still more preferably less than 4.5, and further. It is preferably less than 4. The pH may be less than 3 or less than 2. Further, the water to be treated is not particularly limited as long as it is in an acidic state, and may be hydrogen ions derived from hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or the like. The lower limit of pH is not particularly limited, but is larger than 0.

本工程では、前記被処理水を酸性の状態で前記カラムへ通液すればよいので、被処理水が元来酸性の場合は、そのまま前記カラムに通液すればよい。また、被処理水が酸性でない場合、及び、酸性度を高めたい場合には、本発明の一実施形態に係る水処理方法は、カラム通液工程の前に、pHを酸性又は所定の酸性度に調整するpH調整工程を含んでいてもよい。pH調整工程は、前記被処理水に、塩酸、硫酸、及び硝酸等の酸を添加することにより行うことができる。 In this step, the water to be treated may be passed through the column in an acidic state. Therefore, when the water to be treated is originally acidic, the water to be treated may be passed through the column as it is. When the water to be treated is not acidic or when it is desired to increase the acidity, the water treatment method according to the embodiment of the present invention has an acidic pH or a predetermined acidity before the column liquid passing step. It may include a pH adjusting step for adjusting to. The pH adjustment step can be performed by adding an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid to the water to be treated.

前記カラムに充填されるアルミナとしては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミナ、活性アルミナ、及び水酸化アルミナ(アルミナ水和物)等が挙げられる。これらの中でも、ホウフッ酸を効率的に分解できるという観点から活性アルミナがより好ましい。活性アルミナとしては、例えば、活性アルミナ、NKHD-24HD、NKHD-46HD、NKHD-24、NKHD-46、NKHO-24、HD-13、FD-24、KHS-46、KHA-46、KHA-24、KHO-46、KHO-24、KHO-12、KHD-46、KHD-24、KCG-30、KCG-1525W、KC-501、A-11、AC-11、AC-12R(住友化学株式会社);活性アルミナ、NSA20-3×6、NSA20-5×8、NSA20-7×12、NST-5、NST-7、NST-3、NST-3H、NA-3(日揮ユニバーサル株式会社);活性アルミナ、D-201(3×6)、D-201(5×8)、D-201(7×12)、A-201-4(7×12)、A204-8(7×12)、AZ-300(7×14)、CG-731(5×8)(ユニオン昭和株式会社);酸化アルミニウム60活性型塩基性活性度I(0.063-0.200mm)、酸化アルミニウム90活性型中性活性度I(0.063-0.200mm)、酸化アルミニウム90活性型酸性活性度I(0.063-0.200mm)、酸化アルミニウム90活性型塩基性活性度I(0.063-0.200mm)、酸化アルミニウム150塩基性(メルク株式会社)等を用いることができる。あるいは、活性アルミナとしては、例えば活性アルミナ、アルミニウム精製、及びアルミナ触媒等の製造において廃棄物として発生する活性アルミナを利用することもできる。 The alumina filled in the column is not particularly limited, and examples thereof include alumina, activated alumina, and alumina hydroxide (alumina hydrate). Of these, activated alumina is more preferable from the viewpoint of being able to efficiently decompose borofluoric acid. Examples of the active alumina include active alumina, NKHD-24HD, NKHD-46HD, NKHD-24, NKHD-46, NKHO-24, HD-13, FD-24, KHS-46, KHA-46, KHA-24, KHO-46, KHO-24, KHO-12, KHD-46, KHD-24, KCG-30, KCG-1525W, KC-501, A-11, AC-11, AC-12R (Sumitomo Chemical Co., Ltd.); Active Alumina, NSA20-3 × 6, NSA20-5 × 8, NSA20-7 × 12, NST-5, NST-7, NST-3, NST-3H, NA-3 (Nikki Universal Co., Ltd.); Active Alumina, D-201 (3x6), D-201 (5x8), D-201 (7x12), A-201-4 (7x12), A204-8 (7x12), AZ-300 (7 × 14), CG-731 (5 × 8) (Union Showa Co., Ltd.); Aluminum oxide 60 active type basic activity I (0.063-0.200 mm), Aluminum oxide 90 active type neutral activity I (0.063-0.200 mm), aluminum oxide 90 active type acidic activity I (0.063-0.200 mm), aluminum oxide 90 active type basic activity I (0.063-0.200 mm), Aluminum oxide 150 basic (Merck Co., Ltd.) or the like can be used. Alternatively, as the activated alumina, activated alumina generated as waste in the production of activated alumina, aluminum refining, alumina catalyst and the like can also be used.

前記アルミナの形状は粒子状であれば特に限定されるものではなく、球形、楕円形、不定形破砕形状等であり得る。 The shape of the alumina is not particularly limited as long as it is in the form of particles, and may be spherical, elliptical, amorphous or crushed.

また、前記アルミナの平均粒子径は、乾燥状態で、5mm以下が好ましく、1mm~4mmであることがより好ましい。前記アルミナの平均粒子径が、1mm以上であれば、カラムの目詰まりが起こりにくいという観点から好ましい。また、前記アルミナの平均粒子径が、5mm以下であれば、カラムへの通液がより均一となる(換言すればカラム中の通液の偏流を防止できる)ため好ましい。 The average particle size of the alumina is preferably 5 mm or less, more preferably 1 mm to 4 mm in a dry state. When the average particle size of the alumina is 1 mm or more, it is preferable from the viewpoint that clogging of the column is unlikely to occur. Further, when the average particle size of the alumina is 5 mm or less, the liquid flow through the column becomes more uniform (in other words, the uneven flow of the liquid through the column can be prevented), which is preferable.

なお、本明細書において、他に特に規定する場合を除き、平均粒子径とは以下の方法で決定された値をいう。まず、試料となる粒子の集合の数箇所から試料を採取する。それぞれの試料について、顕微鏡による観察を行い、数箇所から採取した試料全体で、合計100個以上の粒子に対して、それぞれ、対象となる粒子1つの長軸径、すなわち、粒子の形状の最も寸法の大きい方向の寸法を計測する。計測した100個以上の値のうち、上下各20%を除いた、60%の計測値の平均を本発明における平均粒子径とする。 In the present specification, unless otherwise specified, the average particle size means a value determined by the following method. First, a sample is taken from several places of the set of particles to be a sample. Each sample was observed with a microscope, and for a total of 100 or more particles in the sample collected from several locations, the major axis diameter of one target particle, that is, the largest dimension of the particle shape. Measure the dimensions in the larger direction of. Of the 100 or more measured values, the average of 60% of the measured values excluding the upper and lower 20% is defined as the average particle size in the present invention.

本工程において、前記被処理水をカラムへ通液する流速についても、特に限定されるものではなく、適宜最適な流速を決定すればよいが、好ましくはSV=0.4~5、より好ましくはSV=1~4にて通液する。なお、ここでSVとは、1時間当たり樹脂容積の何倍量を通液するかを示す単位である。SV=0.4以上であれば、カラム通液時の偏流が軽減できるため好ましい。また、SV=5以下であれば、カラム通液時の通液抵抗の上昇による溢流を防止できるため好ましい。 In this step, the flow rate at which the water to be treated is passed through the column is not particularly limited, and the optimum flow rate may be appropriately determined, but SV = 0.4 to 5, more preferably. Pass the liquid at SV = 1 to 4. Here, the SV is a unit indicating how many times the resin volume is passed per hour. When SV = 0.4 or more, the drift when passing the column liquid can be reduced, which is preferable. Further, when SV = 5 or less, overflow due to an increase in liquid passage resistance at the time of column liquid passage can be prevented, which is preferable.

また、本工程において、前記被処理水をカラムへ通液する方向についても、特に限定されるものではなく、下向流であっても、上向流であってもよい。 Further, in this step, the direction in which the water to be treated is passed through the column is not particularly limited, and may be a downward flow or an upward flow.

前記カラムは、アルミナが充填されたカラムであればよいが、本発明の一実施形態に係る水処理方法では、アルミナに加えて、整流促進材がさらに充填されていてもよい。酸とアルミナとの反応に伴いアルミナの粒子径が小さくなるにつれて、長時間通液した場合に、被処理水の通液性が低下する場合がある。アルミナに加えて、整流促進材が充填されたカラムを用いることによって、かかる被処理水の通液性の低下を防ぐことができる。 The column may be a column filled with alumina, but in the water treatment method according to the embodiment of the present invention, a rectifying accelerator may be further filled in addition to alumina. As the particle size of alumina becomes smaller due to the reaction between the acid and alumina, the liquid permeability of the water to be treated may decrease when the liquid is passed for a long time. By using a column filled with a rectifying accelerator in addition to alumina, it is possible to prevent such deterioration of the liquid permeability of the water to be treated.

前記整流促進材としては、酸性の被処理水に不活性な材質であれば特に限定されるものではないが、例えば、樹脂、耐フッ素金属、及び耐フッ素ゴムなどが挙げられ、これらの中でも樹脂がより好ましい。かかる樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及びアクリル樹脂等を好適に用いることができる。整流促進材の形状としても、特に限定されず、粒子状、ビーズ状、線維状、筒状等があげられる。中でも、前記整流促進材は、樹脂ビーズであることがより好ましい。前記整流促進材が、ビーズである場合、その粒子径は特に限定されるものではないが、送液管の径よりも大きいことが好ましい。 The rectification promoting material is not particularly limited as long as it is a material that is inert to acidic water to be treated, and examples thereof include resins, fluorine-resistant metals, and fluorine-resistant rubbers, among which resins are used. Is more preferable. The resin is not limited to this, and for example, polyethylene resin, polypropylene resin, acrylic resin and the like can be preferably used. The shape of the rectifying accelerator is not particularly limited, and examples thereof include a particle shape, a bead shape, a fibrous shape, and a tubular shape. Above all, the rectifying accelerator is more preferably resin beads. When the rectifying accelerator is a bead, its particle size is not particularly limited, but it is preferably larger than the diameter of the liquid feeding tube.

前記整流促進材は、前記カラム内で、アルミナと均一に混合された状態で充填されていてもよいし、前記整流促進材とアルミナとが交互に層状に充填されていてもよい。中でも、被処理水の通液性の低下を防ぐという観点から、前記整流促進材とアルミナとが交互に層状に充填されていることがより好ましい。また、積層する層の数も特に限定されるものではないが、それぞれ多層の、例えば各2層から3層の前記整流促進材とアルミナとが交互に層状に充填されていることがより好ましい。層状に充填する場合の、層の順序については特に限定されるものではなく、また前記整流促進材の層及びアルミナの層の数は同じであってもよく異なっていてもよい。カラムの入口側及び出口側の少なくともいずれか一方、より好ましくはカラムの入口側及び出口側の両方に整流促進材が充填されるように積層することが、被処理水の通液性の低下を防ぐという観点から、より好ましい。図1に模式的に示されるカラム1は、2層の前記整流促進材3が1層のアルミナ2を挟みこむように層状に充填されており、カラム1の入口側及び出口側の両方に整流促進材3が充填されている例である。 The rectifying accelerator may be filled in the column in a state of being uniformly mixed with alumina, or the rectifying accelerator and alumina may be alternately filled in layers. Above all, from the viewpoint of preventing deterioration of the liquid permeability of the water to be treated, it is more preferable that the rectifying accelerator and alumina are alternately filled in layers. Further, the number of layers to be laminated is not particularly limited, but it is more preferable that the rectifying accelerator and alumina having multiple layers, for example, two to three layers each, are alternately filled in layers. The order of the layers in the case of filling in layers is not particularly limited, and the number of layers of the rectifying accelerator and the number of layers of alumina may be the same or different. Laminating so that at least one of the inlet side and the outlet side of the column, more preferably both the inlet side and the outlet side of the column, is filled with the rectifying accelerator reduces the liquid permeability of the water to be treated. More preferable from the viewpoint of prevention. The column 1 schematically shown in FIG. 1 is filled with two layers of the rectifying accelerator 3 in a layered manner so as to sandwich the one layer of alumina 2, and promotes rectification on both the inlet side and the outlet side of the column 1. This is an example in which the material 3 is filled.

〔1-2.固定化工程〕
本発明の一実施形態に係る水処理方法は、前記カラム通液工程後の被処理水と固定化剤とを接触させる固定化工程を含む。
[1-2. Immobilization process]
The water treatment method according to the embodiment of the present invention includes an immobilization step of bringing the water to be treated and the immobilizing agent into contact with each other after the column liquid passing step.

本工程では、前記カラムを通過後の被処理水を、固定化剤と反応させることにより、当該被処理水中に含まれるフッ素及びホウ素を不溶性の化合物として、沈殿させることができる。沈殿した不溶性の化合物を分離することにより、前記被処理水から、フッ素及びホウ素を除去することができる。 In this step, by reacting the water to be treated after passing through the column with an immobilizing agent, fluorine and boron contained in the water to be treated can be precipitated as an insoluble compound. By separating the precipitated insoluble compound, fluorine and boron can be removed from the water to be treated.

前記固定化剤は、特に限定されないが、被処理水を中和できること、及び安価であることから、好ましくは、溶解した場合に塩基性を示す、カルシウム化合物又はカルシウム化合物を含む混合物である。前記カルシウム化合物又はカルシウム化合物混合物としては、例えば、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムと水酸化ナトリウムとの混合物、及び炭酸カルシウムと炭酸ナトリウムとの混合物等を挙げることができる。中でも、前記固定化剤は水酸化カルシウムであることがより好ましい。 The immobilizing agent is not particularly limited, but is preferably a calcium compound or a mixture containing a calcium compound, which is basic when dissolved because it can neutralize the water to be treated and is inexpensive. Examples of the calcium compound or the mixture of calcium compounds include calcium hydroxide, a mixture of calcium carbonate and sodium hydroxide, and a mixture of calcium carbonate and sodium carbonate. Above all, the fixing agent is more preferably calcium hydroxide.

前記被処理水と固定化剤とを接触させる方法は特に限定されるものではないが、例えば、固定化槽(固定化部)内に、前記被処理水を導入し、前記固定化剤を添加後又は添加しながら接触させる方法を挙げることができる。当該固定化槽は、固定化剤と被処理水とを効率よく反応させるために、撹拌装置を備えていてもよい。 The method of contacting the water to be treated with the immobilizing agent is not particularly limited, but for example, the water to be treated is introduced into the immobilization tank (immobilization portion) and the immobilizing agent is added. Examples thereof include a method of contacting after or while adding. The immobilization tank may be equipped with a stirring device in order to efficiently react the immobilizing agent with the water to be treated.

図2には、本発明の様々な実施形態に係る水処理方法が模式的に示されている。図2中、被処理水貯槽5からの被処理水を実線Aで示される経路で送液する実施形態では、カラム通液工程において前記カラム1を通過後の被処理水は、直接、固定化槽(固定化部)7に送液され、固定化剤と接触させられる。実線Aで示される実施形態は、被処理水中のフッ素及びホウ素濃度が比較的低い場合に好適に用いることができる。 FIG. 2 schematically shows water treatment methods according to various embodiments of the present invention. In FIG. 2, in the embodiment in which the water to be treated from the water storage tank 5 to be treated is sent by the route shown by the solid line A, the water to be treated after passing through the column 1 in the column liquid passing step is directly immobilized. The liquid is sent to the tank (immobilization portion) 7 and brought into contact with the immobilizing agent. The embodiment shown by the solid line A can be suitably used when the concentrations of fluorine and boron in the water to be treated are relatively low.

本発明の一実施形態に係る水処理方法は、カラム通液工程後であって後述する脱水工程の前、例えば固定化工程において、硫酸アルミニウム(液バン)及び/又は塩化アルミニウム(PAC)をさらに添加してもよい。添加した場合には、固定化工程で発生するスラッジの量を減らすことが可能であり、またフッ素の固定化を促進することも可能である。 In the water treatment method according to the embodiment of the present invention, aluminum sulfate (liquid van) and / or aluminum chloride (PAC) is further added after the column liquid passing step and before the dehydration step described later, for example, in the immobilization step. It may be added. When added, it is possible to reduce the amount of sludge generated in the immobilization step, and it is also possible to promote the immobilization of fluorine.

〔1-3.滞留工程〕
本発明の一実施形態に係る水処理方法は、前記カラム通液工程と、前記固定化工程との間に、前記カラムを通過した被処理水を滞留させる滞留工程を含んでいてもよい。
[1-3. Retention process]
The water treatment method according to the embodiment of the present invention may include a retention step of retaining the water to be treated that has passed through the column between the column liquid passing step and the immobilization step.

カラム通液工程においては、被処理水中のフッ素及びホウ素の含有量、被処理水の酸性度、SV等によっては、アルミナから溶出したアルミニウムイオンであって、フッ素イオン又はホウフッ酸と反応していない、余剰のアルミニウムイオンが、前記カラムを通過後の被処理水に含まれる場合がある。かかる場合には、図2の点線Bで示されるように、前記カラム通液工程の後であって、前記固定化工程の前に、前記カラム1から排出された被処理水を、例えばカラムに直接接続された滞留槽(滞留部)6に滞留させる。これによって、カラム1内で十分にホウフッ酸が分解されなかった場合に、滞留槽6中で、ホウフッ酸を十分に分解させるための時間を与えることができる。それゆえ、余剰のアルミニウムイオンを無駄なく、ホウフッ酸の分解に使用することができるため、アルミナの使用量を低減できる。また、固定化工程に送られるアルミニウムイオンの量を低減できることにより、例えば水酸化カルシウムとアルミニウムイオンとの反応で生成するスラッジを低減することができる。前記滞留槽6は、効率よくホウフッ酸の分解反応を進行させるために、撹拌装置を備えていてもよい。 In the column liquid passing step, depending on the content of fluorine and boron in the water to be treated, the acidity of the water to be treated, SV, etc., it is the aluminum ion eluted from alumina and does not react with the fluorine ion or borofluoric acid. , Excess aluminum ions may be contained in the water to be treated after passing through the column. In such a case, as shown by the dotted line B in FIG. 2, the water to be treated discharged from the column 1 is transferred to, for example, a column after the column liquid passing step and before the immobilization step. It is retained in the directly connected retention tank (retention section) 6. As a result, when the bohic acid is not sufficiently decomposed in the column 1, it is possible to give time for sufficiently decomposing the bohic acid in the retention tank 6. Therefore, surplus aluminum ions can be used for decomposition of borofluoric acid without waste, and the amount of alumina used can be reduced. Further, by reducing the amount of aluminum ions sent to the immobilization step, for example, sludge generated by the reaction between calcium hydroxide and aluminum ions can be reduced. The retention tank 6 may be provided with a stirring device in order to efficiently proceed with the decomposition reaction of borofluoric acid.

「十分にホウフッ酸が分解されなかった場合」とは、酸により、カラムに充填されたアルミナが溶解し、アルミニウムイオンが生成されているにもかかわらず、アルミニウムイオンによってホウフッ酸が分解されるよりも早く(生成されたアルミニウムイオンの全てがホウフッ酸を分解するために使用されるよりも早く)、液体がカラムを通過した場合である。 "When the borofluoric acid is not sufficiently decomposed" means that the borofluoric acid is decomposed by the aluminum ion even though the alumina filled in the column is dissolved by the acid and the aluminum ion is generated. As soon as the liquid passes through the column (faster than all of the aluminum ions produced are used to break down borofluoric acid).

例えば、液体がカラム中に滞留した時間が、アルミニウムイオンの生成のためには十分な時間であったが、ホウフッ酸のホウ素イオンとフッ素イオンとへの分解のためには不十分な時間であった場合に、「分解されなかった場合」が生じる。 For example, the time that the liquid stayed in the column was sufficient for the formation of aluminum ions, but not enough for the decomposition of borosilicate into boron and fluorine ions. In that case, "when not disassembled" occurs.

また、図2では、滞留工程において、前記カラム1から排出された被処理水を滞留槽6に滞留させているが、前記カラム1から排出された被処理水を例えば前記整流促進材を充填したカラムに滞留させてもよい。 Further, in FIG. 2, in the retention step, the water to be treated discharged from the column 1 is retained in the retention tank 6, but the water to be treated discharged from the column 1 is filled with, for example, the rectification accelerator. It may be retained in the column.

本発明の他の一実施形態に係る水処理方法では、図2の一点鎖線Cにて示されるように、被処理水貯槽5からの被処理水の一部については、酸性の状態でアルミナ2が充填されたカラム1へ通液し、前記カラム1から排出された被処理水を滞留槽(滞留部)6に滞留させた後、固定化剤と接触させるとともに、被処理水の残りの一部については、アルミナ2が充填されたカラム1へ通液せずに、直接滞留槽6に送液する。かかる実施形態によれば、上述した点線Bで示される実施形態において、滞留槽6からなお余剰のアルミニウムイオンが、固定化槽(固定化部)7に排出される場合にも、滞留槽6に存在する余剰のアルミニウムイオンを用いて、カラム1を通っていない被処理水中のホウフッ酸を分解することができる。それゆえ、アルミナ2の使用量を低減できる。また、固定化工程に送られるアルミニウムイオンの量を低減できることにより、例えば水酸化カルシウムとアルミニウムイオンとの反応で生成するスラッジを低減することができる。 In the water treatment method according to another embodiment of the present invention, as shown by the alternate long and short dash line C in FIG. 2, a part of the water to be treated from the water storage tank 5 to be treated is in an acidic state of alumina 2. The water to be treated is allowed to pass through the column 1 filled with the water, and the water to be treated discharged from the column 1 is retained in the retention tank (retention portion) 6, and then brought into contact with the fixing agent, and the remaining one of the water to be treated is contacted. As for the portion, the liquid is directly sent to the retention tank 6 without passing the liquid through the column 1 filled with the alumina 2. According to such an embodiment, in the embodiment shown by the dotted line B described above, even when the surplus aluminum ions are discharged from the retention tank 6 to the immobilization tank (immobilization portion) 7, the retention tank 6 still has surplus aluminum ions. The surplus aluminum ions present can be used to decompose the bohic acid in the water to be treated that has not passed through the column 1. Therefore, the amount of alumina 2 used can be reduced. Further, by reducing the amount of aluminum ions sent to the immobilization step, for example, sludge generated by the reaction between calcium hydroxide and aluminum ions can be reduced.

図2の実線Aで示される経路で被処理水を送液する実施形態、実線Bで示される経路で被処理水を送液する実施形態、及び、実線Cで示される経路で被処理水を送液する実施形態のいずれを選択するかは、被処理水貯槽5における被処理水中のフッ素及びホウ素の含有量、被処理水の酸性度、アルミナ2が充填されたカラム1のSV等によって、決定することができる。また、カラム1の出口及び滞留槽6の出口におけるアルミニウムイオンの濃度をモニターし、測定された濃度に応じて、いずれの実施形態にて水処理を行うかを切り替えることもできる。 The embodiment in which the water to be treated is sent by the route shown by the solid line A in FIG. 2, the embodiment in which the water to be treated is sent by the route shown by the solid line B, and the water to be treated by the route shown by the solid line C. Which of the embodiments to send the liquid is selected depends on the content of fluorine and boron in the water to be treated in the water storage tank 5 to be treated, the acidity of the water to be treated, the SV of the column 1 filled with alumina 2, and the like. Can be decided. It is also possible to monitor the concentration of aluminum ions at the outlet of the column 1 and the outlet of the retention tank 6 and switch which embodiment the water treatment is performed according to the measured concentration.

〔1-4.脱水工程〕
本発明の一実施形態に係る水処理方法は、前記固定化工程後に、脱水工程を有してもよい。脱水工程とは、固定化工程で沈殿した不溶性の化合物を被処理水から分離する工程である。脱水工程は、ベルトプレスフィルター、フィルタープレス、及び真空脱水機等を用いた濾過などによって行うことが可能である。
[1-4. Dehydration process]
The water treatment method according to the embodiment of the present invention may have a dehydration step after the immobilization step. The dehydration step is a step of separating the insoluble compound precipitated in the immobilization step from the water to be treated. The dehydration step can be performed by filtration using a belt press filter, a filter press, a vacuum dehydrator or the like.

〔2.水処理装置〕
本発明の一実施形態に係る水処理装置は、フッ素及びホウ素を含む被処理水から、フッ素及びホウ素を除去する水処理装置であって、アルミナが充填されたカラム及び前記カラムを通過した被処理水と固定化剤とを接触させるための固定化部を含む。
[2. Water treatment equipment]
The water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention is a water treatment apparatus that removes fluorine and boron from the water to be treated containing fluorine and boron, and is a water treatment apparatus that has passed through a column filled with alumina and the column to be treated. Includes an immobilization section for contacting water with the immobilizing agent.

本発明の好ましい一実施形態に係る水処理装置は、アルミナが充填されたカラムと、前記カラムの下流側に接続された固定化部とを含む。 A water treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a column filled with alumina and an immobilization unit connected to the downstream side of the column.

本発明の一実施形態に係る水処理装置において、フッ素及びホウ素を含む被処理水、アルミナが充填されたカラム、固定化剤については、〔1.水処理方法〕において説明したとおりであるので、ここでは説明を省略する。 In the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the water to be treated containing fluorine and boron, the column filled with alumina, and the immobilizing agent are described in [1. Since it is as described in [Water treatment method], the description thereof is omitted here.

前記カラムを通過した被処理水と固定化剤とを接触させるための固定化部とは、前記カラムを通過した被処理水(換言すれば前記カラムから排出された被処理水)と、固定化剤とを反応させ、当該被処理水中に含まれるフッ素及びホウ素を不溶性の化合物として、沈殿又は固定化させることができる容器であれば特に限定されるものではない。従って、例えば上述した固定化槽を固定化部として用いてもよく、また固定化剤が充填されたカラムを固定化部として用いてもよい。 The immobilization portion for contacting the water to be treated that has passed through the column with the immobilizing agent is the water to be treated that has passed through the column (in other words, the water to be treated discharged from the column) and the immobilization portion. It is not particularly limited as long as it is a container capable of reacting with an agent and precipitating or immobilizing fluorine and boron contained in the water to be treated as an insoluble compound. Therefore, for example, the above-mentioned immobilization tank may be used as the immobilization unit, or a column filled with the immobilization agent may be used as the immobilization unit.

本発明の一実施形態に係る水処理装置では、前記固定化部は、カラムの下流側に接続されている。ここで、固定化部は、固定化剤を供給する供給部を備えていてもよい。これにより、固定化部に送液された被処理水に、固定化剤を添加することができる。供給部は、固定化剤を供給することができればどのような構成であってもよく、従来公知の構成を適宜選択することができる。 In the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the immobilization portion is connected to the downstream side of the column. Here, the immobilization unit may include a supply unit for supplying the immobilizing agent. As a result, the immobilizing agent can be added to the water to be treated that has been sent to the immobilization portion. The supply unit may have any configuration as long as it can supply the immobilizing agent, and a conventionally known configuration can be appropriately selected.

また、前記カラムは、アルミナに加えて、さらに整流促進材が充填されているカラムであってもよい。本実施形態で用いられる整流促進材についても、〔1.水処理方法〕において説明したとおりであるので、ここでは説明を省略する。 Further, the column may be a column in which a rectifying accelerator is further filled in addition to alumina. The rectifying accelerator used in the present embodiment is also described in [1. Since it is as described in [Water treatment method], the description thereof is omitted here.

本発明の一実施形態に係る水処理装置は、例えば、図2に示す実線Aで示される経路で、被処理水貯槽5からの被処理水を送液するように構成されていてもよい。かかる場合、水処理装置は、アルミナ2が充填されたカラム1と、上流側が前記カラム1に接続されるとともに前記カラム1を通過した被処理水が流通する送液ラインと、当該送液ラインの下流側に接続された固定化槽(固定化部)7とを含む。 The water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention may be configured to send the water to be treated from the water storage tank 5 to be treated by the route shown by the solid line A shown in FIG. 2, for example. In such a case, the water treatment apparatus includes a column 1 filled with alumina 2, a liquid feeding line in which the upstream side is connected to the column 1 and the water to be treated that has passed through the column 1 flows, and the liquid feeding line. It includes an immobilization tank (immobilization unit) 7 connected to the downstream side.

前記送液ラインは、送液管及び循環ポンプ等を含んでもよく、これら送液管及び循環ポンプ等としては、周知の送液管及び循環ポンプ等を使用することができる。 The liquid feeding line may include a liquid feeding pipe, a circulation pump, and the like, and as the liquid feeding pipe, the circulation pump, and the like, a well-known liquid feeding pipe, a circulation pump, and the like can be used.

また、本発明の一実施形態に係る水処理装置は、前記カラムを通過した被処理水を滞留させるための滞留部をさらに含んでいてもよい。本発明の一実施形態に係る水処理装置は、アルミナが充填されたカラムと、前記カラムの下流側に接続された固定化部とを含み、前記カラムの下流であって、前記固定化部の上流に、前記カラムから排出された被処理水を滞留させる滞留部が接続されていてもよい。 Further, the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a retention portion for retaining the water to be treated that has passed through the column. The water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention includes a column filled with alumina and an immobilization portion connected to the downstream side of the column, which is downstream of the column and is the immobilization portion. A retention portion for retaining the water to be treated discharged from the column may be connected upstream.

前記カラムから排出された被処理水を滞留させる滞留部とは、前記カラムから排出された被処理水を、ホウフッ酸の分解反応をさらに進行させるために滞留させることができる容器であれば特に限定されるものではないが、例えば上述した、滞留槽、及び整流促進材が充填されたカラム等でありうる。 The retaining portion for retaining the water to be treated discharged from the column is particularly limited as long as it is a container in which the water to be treated discharged from the column can be retained in order to further promote the decomposition reaction of borofluoric acid. However, it may be, for example, the above-mentioned retention tank, a column filled with a rectifying accelerator, or the like.

前記滞留部は、前記カラムの下流であって、前記固定化部の上流に接続されており、前記滞留部でホウフッ酸の分解反応が進められた後の被処理水は、前記固定化部に送液され、固定化部において固定化される。 The retention portion is downstream of the column and is connected to the upstream of the immobilization portion, and the water to be treated after the decomposition reaction of borofluoric acid is promoted in the retention portion is transferred to the immobilization portion. The liquid is sent and fixed in the immobilization part.

かかる滞留部を含む、本発明の一実施形態にかかる水処理装置は、例えば、図2に示す点線Bで示される経路で、被処理水貯槽5からの被処理水を送液するように構成されていてもよい。かかる場合、水処理装置は、アルミナ2が充填されたカラム1と、上流側が前記カラム1に接続されるとともに前記カラム1を通過した被処理水が流通する送液ラインと、当該送液ラインの下流側に接続された滞留槽(滞留部)6と、上流側が前記滞留槽6に接続されるとともに前記滞留槽6から排出された被処理水が流通する送液ラインと、当該送液ラインの下流側に接続された、固定化槽(固定化部)7とを含む。かかる構成とすることにより、余剰のアルミニウムイオンを無駄なく、ホウフッ酸の分解に使用することができるため、アルミナの使用量を低減できる。また、固定化工程に送られるアルミニウムイオンの量を低減できることにより、例えば水酸化カルシウムとの反応で生成するスラッジを低減することができる。前記滞留槽6は、効率よくホウフッ酸の分解反応を進行させるために、撹拌装置を備えていてもよい。また、図2に示される前記滞留槽6の代わりに、前記整流促進材を充填したカラムに滞留させてもよい。前記整流促進材を充填したカラムによっても、ホウフッ酸の分解反応を進めることができ、また、カラムであることにより、槽である場合よりも、取り替えが容易であり取扱いが容易であるという利点もある。ここで、滞留部としてのカラムに充填される整流促進材は、前記〔1.水処理方法〕において説明した整流促進材と同様である。 The water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention including such a retention portion is configured to, for example, send the water to be treated from the water storage tank 5 to be treated by the route shown by the dotted line B shown in FIG. It may have been done. In such a case, the water treatment apparatus includes a column 1 filled with alumina 2, a liquid feeding line in which the upstream side is connected to the column 1 and the water to be treated that has passed through the column 1 flows, and the liquid feeding line. A retention tank (retention portion) 6 connected to the downstream side, a liquid feeding line in which the upstream side is connected to the retention tank 6 and the water to be treated discharged from the retention tank 6 flows, and a liquid feeding line. It includes an immobilization tank (immobilization portion) 7 connected to the downstream side. With such a configuration, surplus aluminum ions can be used for decomposition of borofluoric acid without waste, so that the amount of alumina used can be reduced. Further, since the amount of aluminum ions sent to the immobilization step can be reduced, sludge generated by the reaction with calcium hydroxide can be reduced, for example. The retention tank 6 may be provided with a stirring device in order to efficiently proceed with the decomposition reaction of borofluoric acid. Further, instead of the retention tank 6 shown in FIG. 2, the retention tank 6 may be retained in a column filled with the rectifying accelerator. The column filled with the rectifying accelerator can also promote the decomposition reaction of boodi acid, and the column has the advantage that it is easier to replace and handle than the case of a tank. be. Here, the rectifying accelerator to be filled in the column as the retention portion is described in the above [1. It is the same as the rectifying accelerator described in [Water treatment method].

滞留部を含む、本発明の他の一実施形態にかかる水処理装置は、例えば、図2に示す一点鎖線Cで示される経路で、被処理水貯槽5からの被処理水を送液するように構成されていてもよい。かかる場合、水処理装置は、被処理水をアルミナ2が充填されたカラム1に流通する送液ラインと、アルミナが充填されたカラム1と、上流側が前記カラム1に接続されるとともに前記カラム1を通過した被処理水が流通する送液ラインと、当該送液ラインの下流側に接続された滞留槽(滞留部)6と、上流側が前記滞留槽6に接続されるとともに前記滞留槽6から排出された被処理水が流通する送液ラインと、当該送液ラインの下流側に接続された、固定化槽(固定化部)7と、被処理水をアルミナ2が充填されたカラム1に流通する送液ラインからカラム1の上流で分岐し、被処理水を前記滞留槽6に送液するラインと、を含む。かかる構成とすることにより、滞留槽6からなお余剰のアルミニウムイオンが、固定化槽7に排出される場合にも、滞留槽6に存在する余剰のアルミニウムイオンを用いて、カラム1を通っていない被処理水中のホウフッ酸を分解することができる。それゆえ、アルミナ2の使用量を低減できる。また、固定化工程に送られるアルミニウムイオンの量を低減できることにより、例えば水酸化カルシウムとの反応で生成するスラッジを低減することができる。 The water treatment apparatus according to another embodiment of the present invention including the retention portion is such that the water to be treated from the water storage tank 5 to be treated is sent by, for example, the route shown by the alternate long and short dash line C shown in FIG. It may be configured in. In such a case, the water treatment apparatus connects the liquid feeding line through which the water to be treated is distributed to the column 1 filled with alumina, the column 1 filled with alumina, and the upstream side to the column 1 and the column 1 is connected. A liquid feeding line through which the water to be treated passes through the above, a stagnant tank (retaining portion) 6 connected to the downstream side of the liquid feeding line, and an upstream side connected to the stagnant tank 6 and from the stagnant tank 6. The liquid feed line through which the discharged water to be treated flows, the immobilization tank (immobilization unit) 7 connected to the downstream side of the liquid feed line, and the column 1 filled with the alumina 2 to be treated. It includes a line that branches upstream of the column 1 from the flowing liquid feeding line and feeds the water to be treated to the retention tank 6. With such a configuration, even when the surplus aluminum ions from the retention tank 6 are discharged to the immobilization tank 7, the surplus aluminum ions existing in the retention tank 6 are used and do not pass through the column 1. It can decompose bohic acid in the water to be treated. Therefore, the amount of alumina 2 used can be reduced. Further, since the amount of aluminum ions sent to the immobilization step can be reduced, sludge generated by the reaction with calcium hydroxide can be reduced, for example.

また、本発明の他の一実施形態に係る水処理装置は、図2に示される、アルミナ2が充填されたカラム1と、前記カラム1の下流側に接続された固定化槽(固定化部)7とを含み、前記カラム1の下流であって、前記固定化槽7の上流に、前記カラム1から排出された被処理水を滞留させる滞留槽(滞留部)6が接続されており、さらに図2に示される全ての送液ラインとを含み、送液ラインの構成を以下のA~Cの間で、切り替え可能となっている。
A:上流側が前記カラム1に、下流側が前記固定化槽7に接続されている送液ライン
B:上流側が前記カラム1に、下流側が前記滞留槽6に接続されている送液ライン、及び、上流側が前記滞留槽6に、下流側が前記固定化槽7に接続されている送液ライン
C:上流側が前記カラム1に、下流側が前記滞留槽6に接続されている送液ライン、上流側が前記滞留槽6に、下流側が前記固定化槽7に接続されている送液ライン、及び、被処理水を前記カラム1に流通する送液ラインからカラム1の上流で分岐し前記滞留槽6に接続されているライン。
Further, the water treatment apparatus according to another embodiment of the present invention includes a column 1 filled with alumina 2 and an immobilization tank (immobilization unit) connected to the downstream side of the column 1 shown in FIG. ) 7 is included, and a retention tank (retention portion) 6 for retaining the water to be treated discharged from the column 1 is connected to the downstream of the column 1 and upstream of the immobilization tank 7. Further, it includes all the liquid feeding lines shown in FIG. 2, and the configuration of the liquid feeding line can be switched between the following A to C.
A: Liquid feeding line connected to the column 1 on the upstream side and to the immobilization tank 7 on the downstream side: A liquid feeding line connected to the column 1 on the upstream side and to the retention tank 6 on the downstream side, and Liquid feeding line C connected to the retention tank 6 on the upstream side and to the immobilization tank 7 on the downstream side: the liquid feeding line connected to the column 1 on the upstream side, the liquid feeding line connected to the retention tank 6 on the downstream side, and the upstream side The liquid feeding line whose downstream side is connected to the immobilized tank 7 and the liquid feeding line which distributes the water to be treated to the column 1 are branched upstream of the column 1 and connected to the staying tank 6. The line that has been.

送液ラインの切り替えは、被処理水中のフッ素及びホウ素の含有量、被処理水の酸性度、アルミナ2が充填されたカラム1のSV、カラム1から排出された被処理水中のアルミニウムイオンの濃度、及びカラム1の充填物(アルミナ2等)の劣化等に応じて、適宜行われる。また、本実施形態に係る水処理装置は、カラム1の出口及び滞留槽6の出口に、アルミニウムイオン監視装置が備えられていてもよい。前記アルミニウムイオン監視装置により、アルミニウムイオンの濃度をモニターし、測定された濃度に応じて、いずれの送液ラインの構成にて水処理を行うかを切り替えることもできる。例えば、カラム1の出口においてアルミニウムイオンが検出されない場合は、前記Aの構成を選択するように切り替えればよい。また、カラム1の出口においてアルミニウムイオンが検出されるが、滞留槽6の出口においてアルミニウムイオンが検出されない場合は、前記Bの構成を選択するように切り替えればよい。或いは、カラム1の出口及び滞留槽6の出口のいずれにおいてもアルミニウムイオンが検出される場合は、前記Cの構成を選択するように切り替えればよい。送液ラインの切り替えは、図示しない、バルブ等によって行うことができる。また、送液ラインの切り替えは、前記アルミニウムイオン監視装置にて測定されたデータに基づいて、自動的に送液ラインの切り替えを行う制御部によって行われてもよい。かかる場合は、前記アルミニウムイオン監視装置として、アルミニウムイオン濃度を連続的にモニターする、アルミニウムイオン連続監視装置を用いればよい。前記アルミニウムイオン監視装置としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを適宜使用することができ、例えば、株式会社ジェイ・エム・エスのアルミニウムイオン濃度分析計AL-4000S等を用いることができる。 The liquid feed line is switched by the content of fluorine and boron in the water to be treated, the acidity of the water to be treated, the SV of the column 1 filled with alumina 2, and the concentration of aluminum ions in the water to be treated discharged from the column 1. , And the deterioration of the packing (alumina 2, etc.) of the column 1 is appropriately performed. Further, the water treatment device according to the present embodiment may be provided with an aluminum ion monitoring device at the outlet of the column 1 and the outlet of the retention tank 6. The aluminum ion monitoring device can monitor the concentration of aluminum ions, and can switch which liquid feeding line configuration is used for water treatment according to the measured concentration. For example, if aluminum ions are not detected at the outlet of column 1, the configuration of A may be switched to be selected. If aluminum ions are detected at the outlet of the column 1 but no aluminum ions are detected at the outlet of the retention tank 6, the configuration of B may be selected. Alternatively, if aluminum ions are detected at both the outlet of the column 1 and the outlet of the retention tank 6, the configuration of C may be selected. The liquid feeding line can be switched by a valve or the like (not shown). Further, the switching of the liquid feeding line may be performed by the control unit that automatically switches the liquid feeding line based on the data measured by the aluminum ion monitoring device. In such a case, as the aluminum ion monitoring device, an aluminum ion continuous monitoring device that continuously monitors the aluminum ion concentration may be used. The aluminum ion monitoring device is not particularly limited, and conventionally known ones can be appropriately used. For example, an aluminum ion concentration analyzer AL-4000S manufactured by JMS Co., Ltd. may be used. Can be done.

本発明の一実施形態に係る水処理装置は、少なくとも上述したような構成を備えていればよいが、その他に、必要に応じて、前記カラムの上流にpH調整部を備えていてもよいし、前記固定化部の下流に、固定化部の混合物を固液分離する固液分離装置を備えていてもよい。 The water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention may have at least the above-mentioned configuration, but may also have a pH adjusting unit upstream of the column, if necessary. , A solid-liquid separation device for solid-liquid separation of the mixture of the immobilization portion may be provided downstream of the immobilization portion.

また、図2に示される実施形態では、前記カラム1として、1つのカラムを用いているが、本発明の他の一実施形態に係る水処理装置では、前記カラム1として、2つ以上のカラムを使用してもよい。2つ以上のカラムは、直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。例えば、前記カラム1として、直列に接続された2つ以上、より好ましくは直列に接続された2つのカラムを好適に使用することができる。2つ以上のカラムを使用する場合には、1つのカラムにおいて、カラム中のホウフッ酸濃度の上昇、又はアルミナの充填不良等によるカラム中の偏流、などによってホウフッ酸の分解不良が発生した場合であっても、他のカラムにおいてホウフッ酸の分解を確実に行うことができる。 Further, in the embodiment shown in FIG. 2, one column is used as the column 1, but in the water treatment apparatus according to another embodiment of the present invention, two or more columns are used as the column 1. May be used. Two or more columns may be connected in series or in parallel. For example, as the column 1, two or more columns connected in series, more preferably two columns connected in series can be preferably used. When two or more columns are used, when the decomposition failure of borofluoric acid occurs in one column due to an increase in the concentration of borofluoric acid in the column or a drift in the column due to a poor filling of alumina or the like. Even if it is present, the decomposition of borofluoric acid can be surely performed in other columns.

さらに、本発明の他の一実施形態に係る水処理装置は、前記カラムに加えて、少なくとも1つの予備のアルミナが充填されたカラムが接続可能に配置されており、使用されている前記カラムの除去能力が低下した場合に、当該除去能力が低下したカラムの接続を遮断し、前記予備のカラムが使用されるように接続を切り替え可能となっている。本実施形態によれば、水処理を停止させることなく、連続運転が可能である。 Further, in the water treatment apparatus according to another embodiment of the present invention, in addition to the column, a column filled with at least one spare alumina is arranged so as to be connectable, and the column used is the same. When the removal capacity is reduced, the connection of the column having the reduced removal capacity is cut off, and the connection can be switched so that the spare column is used. According to this embodiment, continuous operation is possible without stopping the water treatment.

或いは、本発明の他の一実施形態に係る水処理装置は、前記カラムを3つ以上備え、前記複数のカラムは相互に接続されており、当該水処理装置の運転中に、少なくとも1つのカラムには被処理水が通液されないように相互のカラムが接続されていてもよい。 Alternatively, the water treatment apparatus according to another embodiment of the present invention includes three or more of the columns, and the plurality of columns are connected to each other, and at least one column is operated during the operation of the water treatment apparatus. The columns may be connected to each other so that the water to be treated does not pass through.

図3は、本実施形態に係る水処理装置の一例を模式的に示す図である。図3に示す水処理装置では、前記カラム1として直列に接続された2つのカラム1を使用し、前記2つのカラム1に加えて、1つの予備のアルミナ2が充填されたカラム1が接続可能に配置されており、使用されている前記2つのカラム1の内、上流側のカラム1の除去能力が低下した場合に、当該除去能力が低下した上流側のカラム1の接続を遮断し、前記2つのカラム1の内、下流側のカラム1と前記予備のカラム1とが使用されるように接続を切り替え可能となっており、同様の切り替えが3つのカラム1の間で連続的に行われるように、接続を切り替え可能となっている。 FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a water treatment device according to the present embodiment. In the water treatment apparatus shown in FIG. 3, two columns 1 connected in series are used as the column 1, and in addition to the two columns 1, a column 1 filled with one spare alumina 2 can be connected. When the removal capacity of the upstream column 1 of the two columns 1 used is reduced, the connection of the upstream column 1 with the reduced removal capacity is cut off. Of the two columns 1, the connection can be switched so that the downstream column 1 and the spare column 1 are used, and the same switching is continuously performed between the three columns 1. As you can see, the connection can be switched.

より具体的には、図3に示す水処理装置では、アルミナ2が充填されたカラム1として、3つのカラム1を備え、その内の2つのカラム1、即ち、A塔とB塔、B塔とC塔、及び、C塔とA塔のいずれかが、直列に接続された2つのカラム1として接続されるようになっており、各カラム1の出口には、アルミニウムイオン監視装置8が備えられている。かかる実施形態によれば、最初にA塔とB塔とが使用されるように接続されている状態(図3中(i)の経路)で運転を行い、A塔の出口のアルミニウムイオン監視装置8により、アルミニウムイオンの濃度の低下を検知したときに、A塔の接続を遮断し、B塔とC塔とが使用されるように接続が切り替えられる(図3中、(ii)の経路)。接続が遮断されたA塔は、遮断されている間に、洗浄され、新たにアルミナ2が充填される。同様に、B塔の出口のアルミニウムイオン監視装置8により、アルミニウムイオンの濃度の低下を検知したときに、B塔の接続を遮断し、C塔とA塔とが使用されるように接続が切り替えられる(図3中、(iii)の経路)。接続が遮断されたB塔は、遮断されている間に、洗浄され、新たにアルミナ2が充填される。前記2つのカラム1の下流には前記滞留槽(滞留部)6が接続され、前記滞留槽6の下流には固定化槽(固定化部)7が接続されている。なお、図3に示す水処理装置は、上述したカラム1と、前記滞留槽6、固定化槽7とを含む構成となっているが、前記2つのカラムの下流には、直接固定化槽7が接続されていてもよい。送液ラインの切り替えは、図示しない、バルブ等によって行うことができる。また、送液ラインの切り替えは、前記アルミニウムイオン監視装置8にて測定されたデータに基づいて、自動的に送液ラインの切り替えを行う制御部によって行われてもよい。かかる場合は、前記アルミニウムイオン監視装置8として、アルミニウムイオン濃度を連続的にモニターする、アルミニウムイオン連続監視装置を用いればよい。 More specifically, in the water treatment apparatus shown in FIG. 3, three columns 1 are provided as columns 1 filled with alumina 2, and two of the columns 1, that is, columns A, B, and B, are provided. And C tower, and either C tower and A tower are connected as two columns 1 connected in series, and an aluminum ion monitoring device 8 is provided at the outlet of each column 1. Has been done. According to such an embodiment, the operation is first performed in a state where the tower A and the tower B are connected so as to be used (the route (i) in FIG. 3), and the aluminum ion monitoring device at the exit of the tower A is used. When a decrease in the concentration of aluminum ions is detected by 8, the connection of the A tower is cut off, and the connection is switched so that the B tower and the C tower are used (path (ii) in FIG. 3). .. While the connection is cut off, the tower A is washed and newly filled with alumina 2. Similarly, when the aluminum ion monitoring device 8 at the exit of the B tower detects a decrease in the concentration of aluminum ions, the connection of the B tower is cut off and the connection is switched so that the C tower and the A tower are used. (Route (iii) in FIG. 3). While the connection is cut off, the B tower is washed and newly filled with alumina 2. The retention tank (retention portion) 6 is connected to the downstream of the two columns 1, and the immobilization tank (immobilization portion) 7 is connected to the downstream of the retention tank 6. The water treatment device shown in FIG. 3 has a configuration including the above-mentioned column 1, the retention tank 6, and the immobilization tank 7, but the immobilization tank 7 is directly downstream of the two columns. May be connected. The liquid feeding line can be switched by a valve or the like (not shown). Further, the switching of the liquid feeding line may be performed by the control unit that automatically switches the liquid feeding line based on the data measured by the aluminum ion monitoring device 8. In such a case, as the aluminum ion monitoring device 8, an aluminum ion continuous monitoring device that continuously monitors the aluminum ion concentration may be used.

図4は、本実施形態に係る水処理装置の変形例を模式的に示す図である。図4に示す水処理装置では、前記滞留部6として、前記整流促進材を充填したカラムが備えられている。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a modified example of the water treatment apparatus according to the present embodiment. In the water treatment apparatus shown in FIG. 4, a column filled with the rectifying accelerator is provided as the retention portion 6.

カラムの除去能力が低下したことは、上述したように、例えば、カラムの出口でのアルミニウムイオンの濃度の低下が検知されることによって検出することができる。或いは、カラムの除去能力が低下したことは、カラム内のアルミナの量が減少したことを目視で確認することによっても検出することができる。 As described above, the decrease in the removal ability of the column can be detected, for example, by detecting the decrease in the concentration of aluminum ions at the outlet of the column. Alternatively, the decrease in the removal ability of the column can also be detected by visually confirming that the amount of alumina in the column has decreased.

カラムの除去能力が低下したことは、カラムを通過後の被処理水中に含まれる、フッ素イオンを検出することによっても判断できる。カラム中のアルミナが減少すると、アルミナが溶解することで生成されるアルミニウムイオンも減少し、従い分解されるホウフッ酸の量も減少する。分解されるホウフッ酸量が減少すれば、生成されるフッ化ホウ素量が減少し、従いフッ素イオンが減少する。従って、カラムを通過後の被処理水中に含まれる、フッ素イオンを検出することにより、カラムの破壊の度合いを判定することができる。 The decrease in the removal ability of the column can also be determined by detecting the fluorine ions contained in the water to be treated after passing through the column. As the amount of alumina in the column decreases, the amount of aluminum ions produced by the dissolution of alumina also decreases, and the amount of borofluoric acid decomposed accordingly also decreases. If the amount of borofluoric acid decomposed decreases, the amount of boron trifluoride produced decreases, and therefore the amount of fluorine ions decreases. Therefore, the degree of destruction of the column can be determined by detecting the fluorine ions contained in the water to be treated after passing through the column.

さらに、本発明の他の一実施形態に係る水処理装置は、フッ素及びホウ素を含む被処理水を含む貯槽とアルミナが充填されたカラムと前記カラムを通過した被処理水及び固定化剤を接触させるための固定化部とを含み、被処理水が前記貯槽とアルミナが充填されたカラムとの間で循環するようになっていてもよい。当該水処理装置の一例を図5に示す。 Further, the water treatment apparatus according to another embodiment of the present invention is in contact with a storage tank containing water to be treated containing fluorine and boron, a column filled with alumina, and the water to be treated and an immobilizing agent that have passed through the column. The water to be treated may be circulated between the storage tank and the column filled with alumina, including an immobilization portion for allowing the water to be treated. An example of the water treatment apparatus is shown in FIG.

図5に示すように、当該実施形態に係る水処理装置は、上流側が貯槽9に、下流側がカラム1に接続されている送液ライン(被処理液を貯槽9からカラム1に送液するライン)と、上流側がカラム1に、下流側が貯槽9に接続されている送液ライン(カラム1を通過した被処理水を再び貯槽9に送液するライン)とを含む経路(実線で示される(i)の経路)と、上流側及び下流側の両方が貯槽9へ接続されており、貯槽9から被処理水を取り出し、再び貯槽9へ送液する送液ライン(点線で示される(ii)の経路)とを含み、さらに固定化槽(固定化部)7へ被処理水を送液する送液ラインを含む。 As shown in FIG. 5, in the water treatment apparatus according to the embodiment, a liquid feeding line is connected to the storage tank 9 on the upstream side and to the column 1 on the downstream side (a line for feeding the liquid to be treated from the storage tank 9 to the column 1). ) And a route (a solid line) including a liquid feeding line (a line in which the water to be treated that has passed through the column 1 is sent to the storage tank 9 again) connected to the column 1 on the upstream side and to the storage tank 9 on the downstream side (shown by a solid line). The route (i)) and both the upstream side and the downstream side are connected to the storage tank 9, and a liquid feeding line (indicated by a dotted line) that takes out the water to be treated from the storage tank 9 and sends the liquid to the storage tank 9 again. Includes a liquid feeding line that feeds the water to be treated to the immobilization tank (immobilization portion) 7.

かかる構成により、被処理水は、貯槽9からカラム1に送液され、カラム1を通過した被処理水は、再び貯槽9に戻され、貯槽9とカラム1との間で循環するようになっている。このとき、カラム通液工程において、アルミナ2から溶出したアルミニウムイオンであって、フッ素イオン又はホウフッ酸と反応していない、余剰のアルミニウムイオンが、カラム1を通過後の被処理水に含まれるように、被処理水の酸性度、SV等を選択する。これにより、被処理水がカラム1を通過するときに、ホウフッ酸の一部が分解され、同時に被処理水中の酸によりアルミナ2からアルミニウムイオンが溶出する。溶出したアルミニウムイオンは貯槽9に供給され、貯槽9内でもホウフッ酸が分解される。すなわち、本実施形態に係る水処理装置では、貯槽9が排液の貯槽であると同時に上述した滞留槽(滞留部)の機能を果たし、貯槽9にて、前記カラム1を通過した被処理水を滞留させる滞留工程が行われる。被処理水を循環させるために、例えばポンプが使用される。そして、(i)の経路における被処理水の循環流により、貯槽9内で被処理水が撹拌される。 With this configuration, the water to be treated is sent from the storage tank 9 to the column 1, and the water to be treated that has passed through the column 1 is returned to the storage tank 9 again and circulates between the storage tank 9 and the column 1. ing. At this time, in the column liquid passing step, the excess aluminum ions that are the aluminum ions eluted from the alumina 2 and have not reacted with the fluorine ions or the boric acid are contained in the water to be treated after passing through the column 1. In addition, the acidity of the water to be treated, SV, etc. are selected. As a result, when the water to be treated passes through the column 1, a part of the boric acid is decomposed, and at the same time, aluminum ions are eluted from the alumina 2 by the acid in the water to be treated. The eluted aluminum ions are supplied to the storage tank 9, and the borofluoric acid is also decomposed in the storage tank 9. That is, in the water treatment apparatus according to the present embodiment, the storage tank 9 is a storage tank for waste liquid and at the same time fulfills the function of the above-mentioned retention tank (retention portion), and the water to be treated that has passed through the column 1 in the storage tank 9. A retention step is performed to retain the water. For example, a pump is used to circulate the water to be treated. Then, the water to be treated is agitated in the storage tank 9 by the circulating flow of the water to be treated in the route (i).

さらに、図5中、点線で示される(ii)の経路にて、被処理水を循環させることにより、貯槽9内で被処理水を撹拌する。ここで、貯槽9から被処理水を取り出し、再び貯槽9へ送液するための送液ラインには、貯槽9内の被処理水の撹拌効果を得るために、例えばポンプが接続されている。(i)の経路と(ii)の経路とを併用することによって、最適なアルミニウムイオンの供給を確保するとともに、貯槽9内の被処理水を撹拌することができる。また前記ポンプからの発熱によって、被処理水温度を上昇させることができるため、反応を促進させることができる。前記ポンプとしてはどのようなポンプを使用してもよいが、撹拌効果の観点から、例えば渦巻きポンプ等の循環ポンプを好適に用いることができる。 Further, the water to be treated is stirred in the storage tank 9 by circulating the water to be treated by the route (ii) shown by the dotted line in FIG. Here, for example, a pump is connected to the liquid feeding line for taking out the water to be treated from the storage tank 9 and feeding the liquid to the storage tank 9 again in order to obtain the stirring effect of the water to be treated in the storage tank 9. By using the route (i) and the route (ii) in combination, the optimum supply of aluminum ions can be ensured and the water to be treated in the storage tank 9 can be agitated. Further, since the temperature of the water to be treated can be raised by the heat generated from the pump, the reaction can be promoted. Any pump may be used as the pump, but from the viewpoint of the stirring effect, a circulation pump such as a centrifugal pump can be preferably used.

カラム1は、アルミナ2に加えて整流促進材が充填されていてもよい。 The column 1 may be filled with a rectifying accelerator in addition to the alumina 2.

図5に示す実施形態では、貯槽9内の被処理水の撹拌は、ポンプにより被処理水を循環させることにより行っているが、他の一実施形態では、貯槽9に撹拌装置を備えて撹拌装置によって行ってもよい。 In the embodiment shown in FIG. 5, the water to be treated in the storage tank 9 is stirred by circulating the water to be treated by a pump, but in another embodiment, the storage tank 9 is provided with a stirring device for stirring. It may be done by the device.

図5に示す実施形態では、固定化槽7へ被処理水を送液する送液ラインとして2つの経路が示されている。一つは、カラム1と貯槽9との間においてカラム1を通過する手前で(i)の経路から分岐し、固定化槽7へ被処理水を送液する経路であり、もう一つは、カラム1と貯槽9との間においてカラム1を通過した後に(i)の経路から分岐し、カラム1を通過した被処理水を固定化槽7へ送液する経路である。これら2つの経路は、通常、弁等によって閉鎖されており、適宜、どちらか一方または両方の弁が開放され、被処理水が固定化槽7へ送液される。前記開放の時期は、被処理水中のホウフッ酸の濃度などによって決定される。なお、図5に示す実施形態では、固定化槽7へ被処理水を送液する送液ラインは(i)の経路から分岐しているが、これに限定されず、(ii)の経路から分岐されて構成されてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 5, two routes are shown as a liquid feeding line for feeding the water to be treated to the immobilization tank 7. One is a route between the column 1 and the storage tank 9 that branches from the route (i) before passing through the column 1 and sends the water to be treated to the immobilization tank 7. This is a route between the column 1 and the storage tank 9 that branches from the route (i) after passing through the column 1 and sends the water to be treated that has passed through the column 1 to the immobilization tank 7. These two routes are usually closed by a valve or the like, and one or both of the valves are opened as appropriate, and the water to be treated is sent to the immobilization tank 7. The opening time is determined by the concentration of borofluoric acid in the water to be treated and the like. In the embodiment shown in FIG. 5, the liquid feeding line for feeding the water to be treated to the immobilization tank 7 is branched from the route (i), but is not limited to this, and is not limited to the route (ii). It may be branched and configured.

本実施形態に係る水処理装置によれば、図2~図4に示したような滞留槽(滞留部)6が不要であり、また、図3及び図4に示すような2つ以上のカラム1が不要である。従って、設備全体の系が単純なものとなり、設備維持に必要な時間及び費用を削減できると共に、設備の設置面積を小さくできる利点を有する。 According to the water treatment apparatus according to the present embodiment, the retention tank (retention portion) 6 as shown in FIGS. 2 to 4 is unnecessary, and two or more columns as shown in FIGS. 3 and 4 are not required. 1 is unnecessary. Therefore, the system of the entire equipment becomes simple, and there is an advantage that the time and cost required for maintaining the equipment can be reduced and the installation area of the equipment can be reduced.

また、貯槽9とカラム1間の循環というクローズド方式であるため、ホウフッ酸が処理されたかどうかを確認した後に、次の固定化工程に被処理水を供給するため、ホウフッ酸が分解されずに流出するというリスクを低減することができる。 Further, since it is a closed method of circulation between the storage tank 9 and the column 1, the water to be treated is supplied to the next immobilization step after confirming whether or not the borofluoric acid has been treated, so that the borofluoric acid is not decomposed. The risk of outflow can be reduced.

以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(a)モデル排液(被処理水)
モデル排液を以下のようにして作製した。
(1)20wt%塩酸3L中に48wt%フッ化水素液(密度1.15g/mL)を114.4mL加えた。
(2)前記(1)で得られた溶液に、ホウ酸57gを加え、よく撹拌して溶解させた。
(3)前記(2)で得られた溶液に、20wt%塩酸を加えて全量5Lにし、撹拌混合した。
(A) Model drainage (water to be treated)
The model drainage was prepared as follows.
(1) 114.4 mL of a 48 wt% hydrogen fluoride solution (density 1.15 g / mL) was added to 3 L of 20 wt% hydrochloric acid.
(2) 57 g of boric acid was added to the solution obtained in (1) above, and the mixture was thoroughly stirred and dissolved.
(3) To the solution obtained in (2) above, 20 wt% hydrochloric acid was added to make a total volume of 5 L, and the mixture was stirred and mixed.

モデル排液中のpH、並びにフッ素及びホウ素の濃度を表1に示す。 Table 1 shows the pH in the model effluent and the concentrations of fluorine and boron.

Figure 0007089345000001
Figure 0007089345000001

表中、「T-F」は、全フッ素量を表し、「F」は、フッ素イオンとして存在するフッ素量を表し、「BF-F」は、ホウフッ酸として存在するフッ素量を表し、「B」は、全ホウ素量を表している。なお、実施例及び比較例において、全フッ素量の測定は、JIS K 0102-34.1 吸光光度法を、フッ素イオンとして存在するフッ素量(F)の測定は、イオンクロマトグラフ法を、全ホウ素量(B)の測定は、JIS K 0102-47.1 メチレンブルー吸光光度法、を用いて行った。 In the table, "TF" represents the total amount of fluorine, "F-" represents the amount of fluorine present as a fluorine ion, and "BF4 - F" represents the amount of fluorine present as borofluoric acid. "B" represents the total amount of boron. In Examples and Comparative Examples, the total fluorine amount is measured by the JIS K 0102-34.1 absorptiometry method, and the amount of fluorine (F- ) present as fluorine ions is measured by the ion chromatograph method. The amount of boron (B) was measured using JIS K 0102-47.1 methylene blue absorptiometry.

(b)実排液(被処理水)
ガラス製造業で生じた排液を用いた。実排液中のpH、並びにフッ素及びホウ素の濃度を表2に示す。
(B) Actual drainage (water to be treated)
The effluent generated in the glass manufacturing industry was used. Table 2 shows the pH in the actual drainage solution and the concentrations of fluorine and boron.

Figure 0007089345000002
Figure 0007089345000002

(c)アルミナ
実施例1~4では、アルミナとして、活性アルミナの製造にて廃棄物として発生した活性アルミナ(廃活性アルミナと称する)を使用した。廃活性アルミナの平均粒子径は、1mm~6mmであり、密度は0.862g/mLであった。
(C) Alumina In Examples 1 to 4, activated alumina (referred to as waste activated alumina) generated as waste in the production of activated alumina was used as alumina. The average particle size of the waste activated alumina was 1 mm to 6 mm, and the density was 0.862 g / mL.

比較例1~3、及び実施例5では、アルミナとして、活性アルミナ(住友化学株式会社製、NKHD-24HD、粒子径:2~4mm、密度:0.806g/mL)を使用した。 In Comparative Examples 1 to 3 and Example 5, activated alumina (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., NKHD-24HD, particle size: 2 to 4 mm, density: 0.806 g / mL) was used as alumina.

(d)整流促進材
実施例3及び4では、整流促進材として、樹脂ビーズ(大創産業社製、ラウンドビーズ、密度0.556g/mL)を使用した。
(D) Rectification accelerator In Examples 3 and 4, resin beads (round beads manufactured by Daiso Sangyo Co., Ltd., density 0.556 g / mL) were used as the rectification accelerator.

〔実施例1〕
活性アルミナが充填された小スケールのカラムを使用してモデル排液を処理した。
[Example 1]
The model effluent was treated using a small scale column filled with activated alumina.

廃活性アルミナ100mLを、200mLの樹脂製のメスシリンダーに充填し、保持液面まで純水を満たした。その後、図1に示す装置と同様の装置を用いてモデル排液のカラムへの供給を開始した。カラムへのモデル排液の通液速度は100mL/h(SV=1)とし、5時間、モデル排液をカラムに通液させた。カラムへの供給開始(換言すれば通液開始)より5時間後から1時間、カラムからの流出液100mLを採取し、分析に供するサンプルとした。 100 mL of waste activated alumina was filled in a 200 mL resin graduated cylinder, and pure water was filled up to the holding liquid level. Then, the model drainage was started to be supplied to the column using the same apparatus as that shown in FIG. The flow rate of the model drainage to the column was 100 mL / h (SV = 1), and the model drainage was passed through the column for 5 hours. From 5 hours to 1 hour after the start of supply to the column (in other words, the start of liquid flow), 100 mL of the effluent from the column was collected and used as a sample for analysis.

流出液(100mL)中のフッ素イオンとして存在するフッ素量(F)及び全ホウ素量(B)を測定した。また、モデル排液中の全フッ素量から流出液中のフッ素イオンとして存在するフッ素量(F)を差し引くことにより、流出液中のホウフッ酸として存在するフッ素量(BF-F)を算出した(濃度(換算値))。モデル排液中のBF-Fから、流出液中のBF-F(濃度(換算値))を差し引くことにより、カラム通液による、モデル排液中のBF-Fの低下濃度(計算値)を算出した。(低下濃度/モデル排液中のBF-Fの濃度)×100によって算出される値をホウフッ酸の分解率(計算値)とした。表3に結果を示す。表3に示すように、被処理水中のホウフッ酸の83%が、カラムを通過することにより分解されたことが確認された。 The amount of fluorine (F ) and the total amount of boron (B) present as fluorine ions in the effluent (100 mL) were measured. In addition, by subtracting the amount of fluorine (F- ) present as fluorine ions in the effluent from the total amount of fluorine in the model effluent, the amount of fluorine (BF4 - F) present as borofluoric acid in the effluent is calculated. (Concentration (converted value)). By subtracting BF 4 -F (concentration (converted value)) in the effluent from BF 4 -F in the model effluent, the reduced concentration of BF 4 -F in the model effluent due to column flow (calculation) Value) was calculated. The value calculated by (decreased concentration / concentration of BF 4 -F in the model drainage) × 100 was taken as the decomposition rate of borofluoric acid (calculated value). The results are shown in Table 3. As shown in Table 3, it was confirmed that 83% of the borofluoric acid in the water to be treated was decomposed by passing through the column.

Figure 0007089345000003
Figure 0007089345000003

〔実施例2〕
活性アルミナが充填された小スケールのカラムを使用して実排液を処理した。
[Example 2]
The actual effluent was treated using a small scale column filled with activated alumina.

廃活性アルミナ100mLを、200mLの樹脂製のメスシリンダーに充填し、保持液面まで純水を満たした。その後、図1に示す装置と同様の装置を用いて実排液のカラムへの供給を開始した。カラムへの実排水の通液速度は100mL/h(SV=1)とし、5時間、実排液をカラムに通液させた。カラムへの供給開始より5時間後から1時間、カラムからの流出液100mLを採取し、分析に供するサンプルとした。 100 mL of waste activated alumina was filled in a 200 mL resin graduated cylinder, and pure water was filled up to the holding liquid level. After that, the supply of the actual drainage liquid to the column was started using the same equipment as that shown in FIG. The flow rate of the actual drainage to the column was 100 mL / h (SV = 1), and the actual drainage was allowed to pass through the column for 5 hours. From 5 hours to 1 hour after the start of supply to the column, 100 mL of the effluent from the column was collected and used as a sample for analysis.

実施例1と同様にして、流出液(100mL)中のフッ素イオンとして存在するフッ素量(F)及び全ホウ素量(B)を測定し、流出液中のホウフッ酸として存在するフッ素量(BF-F)(濃度(換算値))、カラム通液による、実排液中のホウフッ酸の低下濃度(計算値)、及びホウフッ酸の分解率(計算値)を決定した。表4に結果を示す。表4に示すように、被処理水中のホウフッ酸の85%が、カラムを通過することにより分解されたことが確認された。 In the same manner as in Example 1, the amount of fluorine (F ) and the total amount of boron (B) present as fluorine ions in the effluent (100 mL) were measured, and the amount of fluorine (BF) present as borofluoric acid in the effluent was measured. 4 -F) (concentration (converted value)), the reduced concentration of boronic acid in the actual drainage (calculated value), and the decomposition rate of boronic acid (calculated value) were determined. The results are shown in Table 4. As shown in Table 4, it was confirmed that 85% of the borofluoric acid in the water to be treated was decomposed by passing through the column.

Figure 0007089345000004
Figure 0007089345000004

〔実施例3〕
活性アルミナに加えて、整流促進材として樹脂ビーズが充填された小スケールのカラムを使用して、モデル排液を処理した。
[Example 3]
In addition to activated alumina, a small-scale column filled with resin beads as a rectification accelerator was used to treat the model effluent.

廃活性アルミナ100mLの代わりに、廃活性アルミナ42mLと、樹脂ビーズ20gとをカラムに充填した。充填様式としては、図1において、アルミナと樹脂ビーズとの3層となっているところを、カラム上方から廃活性アルミナと樹脂ビーズとが各2層の層状となるように、200mLの樹脂製のメスシリンダーに充填し、保持液面まで純水を満たし、カラム以外が図1に示す構成と同様である装置を作製した。その後、当該装置を用いてモデル排液のカラムへの供給を開始した。カラムへのモデル排液の通液速度は100mL/h(SV=2.4、樹脂ビーズの体積を除く)とし、5時間、モデル排液をカラムに通液させた。カラムへの供給開始より5時間後から1時間、カラムからの流出液100mLを採取し、分析に供するサンプルとした。 Instead of 100 mL of waste activated alumina, 42 mL of waste activated alumina and 20 g of resin beads were filled in the column. As a filling mode, in FIG. 1, the three layers of alumina and the resin beads are made of 200 mL of resin so that the waste activated alumina and the resin beads are layered in two layers from above the column. A measuring cylinder was filled with pure water up to the holding liquid surface, and an apparatus having the same configuration as shown in FIG. 1 except for the column was manufactured. After that, the supply of the model drainage to the column was started using the device. The flow rate of the model drainage to the column was 100 mL / h (SV = 2.4, excluding the volume of the resin beads), and the model drainage was passed through the column for 5 hours. From 5 hours to 1 hour after the start of supply to the column, 100 mL of the effluent from the column was collected and used as a sample for analysis.

実施例1と同様にして、流出液(100mL)中のフッ素イオンとして存在するフッ素量(F)及び全ホウ素量(B)を測定し、流出液中のホウフッ酸として存在するフッ素量(BF-F)(濃度(換算値))、カラム通液による、モデル排液中のホウフッ酸の低下濃度(計算値)、及びホウフッ酸の分解率(計算値)を決定した。表5に結果を示す。表5に示すように、被処理水中のホウフッ酸の83%、がカラムを通過することにより分解されたことが確認された。また、実施例1との比較より、モデル排液の通液速度(SV=2.4)が、実施例1の通液速度(SV=1)と比べて2.4倍、と速い場合でも、好適にホウフッ酸が分解されたことが分かる。 In the same manner as in Example 1, the amount of fluorine (F ) and the total amount of boron (B) present as fluorine ions in the effluent (100 mL) were measured, and the amount of fluorine (BF) present as borofluoric acid in the effluent was measured. 4 -F) (concentration (converted value)), the reduced concentration of boronic acid in the model drainage (calculated value), and the decomposition rate of boronic acid (calculated value) were determined. The results are shown in Table 5. As shown in Table 5, it was confirmed that 83% of the borofluoric acid in the water to be treated was decomposed by passing through the column. Further, as compared with Example 1, even when the flow rate of the model drainage (SV = 2.4) is 2.4 times faster than the flow rate of Example 1 (SV = 1). It can be seen that the borofluoric acid was suitably decomposed.

Figure 0007089345000005
Figure 0007089345000005

〔実施例4〕
活性アルミナに加えて、整流促進材として樹脂ビーズが充填された小スケールのカラムを使用して、実排液を処理した。
[Example 4]
In addition to activated alumina, a small-scale column filled with resin beads as a rectification accelerator was used to treat the actual effluent.

廃活性アルミナ100mLの代わりに、廃活性アルミナ50mLと、樹脂ビーズ50gとを、カラム上方から樹脂ビーズ、廃活性アルミナ、および樹脂ビーズの順に、200mLの樹脂製のメスシリンダーに充填し、保持液面まで純水を満たした、図1のような装置を作製した。その後、図1に示す装置を用いて実排液のカラムへの供給を開始した。カラムへの実排液の通液速度は100mL/h(SV=2、樹脂ビーズの体積を除く)とし、5時間、実排液をカラムに通液させた。カラムへの供給開始より5時間後から1時間、カラムからの流出液100mLを採取し、分析に供するサンプルとした。 Instead of 100 mL of waste activated alumina, 50 mL of waste activated alumina and 50 g of resin beads are filled in a 200 mL resin graduated cylinder in the order of resin beads, waste activated alumina, and resin beads from above the column, and the holding liquid level. The apparatus as shown in FIG. 1 was manufactured by filling it with pure water. Then, using the apparatus shown in FIG. 1, the supply of the actual drainage liquid to the column was started. The flow rate of the actual drainage liquid to the column was 100 mL / h (SV = 2, excluding the volume of the resin beads), and the actual drainage liquid was passed through the column for 5 hours. From 5 hours to 1 hour after the start of supply to the column, 100 mL of the effluent from the column was collected and used as a sample for analysis.

実施例1と同様にして、流出液(100mL)中のフッ素イオンとして存在するフッ素量(F)及び全ホウ素量(B)を測定し、流出液中のホウフッ酸として存在するフッ素量(BF-F)(濃度(換算値))、カラム通液による、実排液中のホウフッ酸の低下濃度(計算値)、及びホウフッ酸の分解率(計算値)を決定した。表6に結果を示す。表6に示すように、被処理水中のホウフッ酸の85%が、カラムを通過することにより分解されたことが確認された。また、実施例2との比較より、実排液の通液速度(SV=2)が、実施例2の通液速度(SV=1)と比べて2倍、と速い場合でも、好適にホウフッ酸が分解されたことが分かる。 In the same manner as in Example 1, the amount of fluorine (F ) and the total amount of boron (B) present as fluorine ions in the effluent (100 mL) were measured, and the amount of fluorine (BF) present as borofluoric acid in the effluent was measured. 4 -F) (concentration (converted value)), the reduced concentration of boronic acid in the actual drainage (calculated value), and the decomposition rate of boronic acid (calculated value) were determined. The results are shown in Table 6. As shown in Table 6, it was confirmed that 85% of the borofluoric acid in the water to be treated was decomposed by passing through the column. Further, as compared with Example 2, even when the liquid passing speed (SV = 2) of the actual drainage is twice as fast as the liquid passing speed (SV = 1) of Example 2, it is suitable for hoof. It can be seen that the acid has been decomposed.

Figure 0007089345000006
Figure 0007089345000006

(比較例1)
実排液、300mLに、実排液中に含まれるホウフッ酸の分解及びフッ素との反応に必要な量である、1.5mLの活性アルミナを添加し、撹拌混合した。3日間撹拌を行ったが、活性アルミナは完全には溶解されなかった。その後、固定化剤として15%の水酸化カルシウム溶液90mLを添加して、pHを10に調整し、固定化を行った。その後、スラッジを含む溶液を濾過し、ろ液を分析した。
(Comparative Example 1)
To 300 mL of the actual drainage liquid, 1.5 mL of activated alumina, which is an amount required for the decomposition of borofluoric acid contained in the actual drainage liquid and the reaction with fluorine, was added, and the mixture was stirred and mixed. After stirring for 3 days, activated alumina was not completely dissolved. Then, 90 mL of a 15% calcium hydroxide solution was added as an immobilizing agent to adjust the pH to 10, and immobilization was performed. Then, the solution containing sludge was filtered and the filtrate was analyzed.

表7に、発生したスラッジの量、濾過前(混合時)の溶液中の、T-F及びBF-Fの濃度(計算値)、ろ液中のF及びT-Fの濃度(分析値)、並びに、実排液中のホウフッ酸の低下濃度(T-F除去率)を示す。 Table 7 shows the amount of sludge generated, the concentration of TF and BF 4 - F (calculated value) in the solution before filtration (during mixing), and the concentration of FF and TF in the filtrate (analysis). Value), as well as the reduced concentration (TF removal rate) of bohic acid in the actual drainage.

Figure 0007089345000007
Figure 0007089345000007

表中、MLSSは、懸濁浮遊物質を指す。 In the table, MLSS refers to suspended solids.

(比較例2)
実排液、300mLに、実排液中に含まれるホウフッ酸の分解及びフッ素との反応に必要な量の2倍である、3.0mLの活性アルミナを添加し、固定化剤として15%の水酸化カルシウム溶液を104.8mL使用したこと以外は比較例1と同様にして、実排液を処理した。結果を表7に示す。
(Comparative Example 2)
To 300 mL of the actual effluent, 3.0 mL of activated alumina, which is twice the amount required for the decomposition of borofluoric acid contained in the actual effluent and the reaction with fluorine, was added, and 15% as an immobilizing agent. The actual drainage was treated in the same manner as in Comparative Example 1 except that 104.8 mL of the calcium hydroxide solution was used. The results are shown in Table 7.

(比較例3)
実排液、300mLに、実排液中に含まれるホウフッ酸の分解及びフッ素との反応に必要な量の4倍である、5.5mLの活性アルミナを添加し、固定化剤として15%の水酸化カルシウム溶液を123mL使用したこと以外は比較例1と同様にして、実排液を処理した。結果を表7に示す。
(Comparative Example 3)
To 300 mL of the actual effluent, 5.5 mL of activated alumina, which is four times the amount required for the decomposition of borofluoric acid contained in the actual effluent and the reaction with fluorine, was added, and 15% as an immobilizing agent. The actual drainage was treated in the same manner as in Comparative Example 1 except that 123 mL of the calcium hydroxide solution was used. The results are shown in Table 7.

表7より、実排液中に活性アルミナを添加した比較例1~3では、T-F除去率(%)がそれぞれ4、15、34と低いにもかかわらず、スラッジ発生量(kg-スラッジ/m排液)が、dryベースでそれぞれ41.1、59.5、85.5、wetベースでそれぞれ308.6、413.8、525.7と多いことが分かる。スラッジ発生量が多い原因としては、以下(1)~(3)の原因が考えられる。(1)活性アルミナを実排液中に添加したことにより、多量のアルミニウムイオンが発生した。(2)前記(1)によって、発生したアルミニウムイオンの大部分が、ホウフッ酸の分解に使用されなかった。(3)前記(2)によって、多量のアルミニウムイオンと、水酸化カルシウムとが反応し、多量の水酸化アルミニウムが発生した。なお、前記(1)は、活性アルミナ添加量と3日間撹拌後溶解しなかった活性アルミナ量との比較から、添加した活性アルミナの内9割以上の活性アルミナが溶解したことが分かる。また、前記(2)は、T-F除去率が低いことからわかる。 From Table 7, in Comparative Examples 1 to 3 in which activated alumina was added to the actual drainage liquid, the sludge generation amount (kg-sludge) was generated even though the TF removal rate (%) was as low as 4, 15 and 34, respectively. It can be seen that the amount of / m3 drainage) is as high as 41.1, 59.5, 85.5 on a dry basis and 308.6, 413.8, 525.7 on a wet basis, respectively. The following causes (1) to (3) can be considered as the causes of the large amount of sludge generated. (1) By adding activated alumina to the actual drainage liquid, a large amount of aluminum ions were generated. (2) Most of the aluminum ions generated by (1) above were not used for the decomposition of borofluoric acid. (3) According to the above (2), a large amount of aluminum ions and calcium hydroxide reacted to generate a large amount of aluminum hydroxide. In (1) above, it can be seen from the comparison between the amount of activated alumina added and the amount of activated alumina that did not dissolve after stirring for 3 days, that 90% or more of the added activated alumina was dissolved. Further, the above (2) can be seen from the fact that the TF removal rate is low.

(比較例4)
実排液、50mL及び水100mLを混合し、当該混合物に、実排液中に含まれるホウフッ酸の分解及びフッ素との反応に必要な理論量の2倍である、12.7mLの硫酸アルミニウム溶液(住友化学株式会社製、液体硫酸アルミニウム(商品名))を添加し、室温(実測値:21℃)で1時間、撹拌し反応させた。その後、固定化剤として15%の水酸化カルシウム溶液39.8mLを添加して、pHを9.43又は9.42に調整し、固定化を行った。その後、スラッジを含む溶液を濾過し、ろ液を分析した。
(Comparative Example 4)
Mix 50 mL of real effluent, 50 mL and 100 mL of water, and add 12.7 mL of aluminum sulfate solution to the mixture, which is twice the theoretical amount required for the decomposition of borofluoric acid contained in the actual effluent and the reaction with fluorine. (Liquid aluminum sulfate (trade name) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred and reacted at room temperature (measured value: 21 ° C.) for 1 hour. Then, 39.8 mL of a 15% calcium hydroxide solution was added as an immobilizing agent to adjust the pH to 9.43 or 9.42, and immobilization was performed. Then, the solution containing sludge was filtered and the filtrate was analyzed.

表8に、発生したスラッジの量、濾過前の溶液中の、T-Fの濃度(計算値)、ろ液中のF及びT-Fの濃度(分析値)、並びに、実排液中のホウフッ酸の低下濃度(T-F除去率)を示す。なお比較例4では、同じ実験2を2回行っており、それぞれ実験No.1及び2として、記載している。 Table 8 shows the amount of sludge generated, the concentration of TF in the solution before filtration (calculated value), the concentration of F- and TF in the filtrate (analytical value), and the actual drainage. The decrease concentration (TF removal rate) of borofluoric acid is shown. In Comparative Example 4, the same experiment 2 was performed twice, and the experiment No. 4 was performed respectively. It is described as 1 and 2.

Figure 0007089345000008
Figure 0007089345000008

※1:g-ds/mL-排液(dsはドライベースを表している)
※2:g-ws/mL-排液(wsはウエットベースを表している)
〔実施例5〕
活性アルミナが充填された小スケールのカラムを使用して実排液を処理した。
* 1: g-ds / mL-drainage (ds represents dry base)
* 2: g-ws / mL-drainage (ws represents wet base)
[Example 5]
The actual effluent was treated using a small scale column filled with activated alumina.

廃活性アルミナ62mLを、200mLの樹脂製のメスシリンダーに充填し、保持液面まで純水を満たした。その後、図1に示す装置と同様の装置を用いて実排液のカラムへの供給を開始した。カラムへの実排水の通液速度は100mL/h(SV=1.6)とし、24時間、実排液をカラムに通液させた。カラムへの供給開始より24時間後から2時間、カラムからの流出液200mLを採取し、そのうち100mLを分析に供するサンプルとした。 62 mL of waste activated alumina was filled in a 200 mL resin graduated cylinder, and pure water was filled up to the holding liquid level. After that, the supply of the actual drainage liquid to the column was started using the same equipment as that shown in FIG. The flow rate of the actual drainage to the column was 100 mL / h (SV = 1.6), and the actual drainage was allowed to pass through the column for 24 hours. From 24 hours to 2 hours after the start of supply to the column, 200 mL of the effluent from the column was collected, and 100 mL of it was used as a sample for analysis.

実施例1と同様にして、流出液(100mL)中のフッ素イオンとして存在するフッ素量(F)及び全ホウ素量(B)を測定し、流出液中のホウフッ酸として存在するフッ素量(BF-F)(濃度(換算値))、カラム通液による、実排液中のホウフッ酸の低下濃度(計算値)、及びホウフッ酸の分解率(計算値)を決定した。表9に結果を示す。 In the same manner as in Example 1, the amount of fluorine (F ) and the total amount of boron (B) present as fluorine ions in the effluent (100 mL) were measured, and the amount of fluorine (BF) present as borofluoric acid in the effluent was measured. 4 -F) (concentration (converted value)), the reduced concentration of boronic acid in the actual drainage (calculated value), and the decomposition rate of boronic acid (calculated value) were determined. The results are shown in Table 9.

また、別の装置で、上記と同じ方法で24時間、実排液をカラムに通液させた。カラムへの供給開始より24時間後から2時間、カラムからの流出液200mLを採取し、そのうち100mLを固定化工程に供するサンプルとした。固定化工程では、固定化剤として、15%の水酸化カルシウム溶液22mLを添加して、pHを10.05に調整し、固定化を行った。その後、スラッジの量を測定した。表9に結果を示す。 Further, in another device, the actual drainage liquid was passed through the column for 24 hours by the same method as described above. From 24 hours to 2 hours after the start of supply to the column, 200 mL of the effluent from the column was collected, and 100 mL of it was used as a sample to be used in the immobilization step. In the immobilization step, 22 mL of a 15% calcium hydroxide solution was added as an immobilizing agent to adjust the pH to 10.05, and immobilization was performed. After that, the amount of sludge was measured. The results are shown in Table 9.

表9より、実施例5では、カラムを通過させることによって、実排液中のホウフッ酸の85%が分解されたことが分かる。一方、表7に示される比較例1~3では、T-F除去率は顕著に低い。比較例1~3の中でも最もT-F除去率の高い比較例3(T-F除去率34%)のスラッジ発生量と、実施例5のスラッジ発生量とを比較すると、実施例5は、分解率が高いにもかかわらず、スラッジ発生量が61.4kg-スラッジ/m-排液とより低いことが分かる。 From Table 9, it can be seen that in Example 5, 85% of the boric acid in the actual drainage was decomposed by passing through the column. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 7, the TF removal rate is remarkably low. Comparing the sludge generation amount of Comparative Example 3 (TF removal rate 34%) having the highest TF removal rate among Comparative Examples 1 to 3 with the sludge generation amount of Example 5, Example 5 has a difference. It can be seen that the sludge generation amount is lower than 61.4 kg-sludge / m3 - drainage, despite the high decomposition rate.

Figure 0007089345000009
Figure 0007089345000009

本発明によれば、処理効率に優れ、スラッジ発生量が低減され、かつ、処理コストを抑制できる、フッ素及びホウ素を含む被処理水の水処理方法を実現することができるので、水処理の分野、特に、ガラス工業分野及びメッキ工業分野などの、排水中にフッ素及びホウ素が含まれる技術分野の排水処理に非常に有用である。 According to the present invention, it is possible to realize a water treatment method for water to be treated containing fluorine and boron, which is excellent in treatment efficiency, reduces sludge generation amount, and can suppress treatment cost, and thus is in the field of water treatment. In particular, it is very useful for wastewater treatment in technical fields in which fluorine and boron are contained in wastewater, such as the glass industry field and the plating industry field.

1 カラム
2 アルミナ
3 整流促進材
4 処理水貯槽
5 被処理水貯槽
6 滞留部(滞留槽)
7 固定化部(固定化槽)
8 アルミニウムイオン監視装置
9 貯槽
1 Column 2 Alumina 3 Rectification accelerator 4 Treated water storage tank 5 Treated water storage tank 6 Retention part (retention tank)
7 Immobilization part (immobilization tank)
8 Aluminum ion monitoring device 9 Storage tank

Claims (11)

フッ素及びホウ素を含む被処理水から、フッ素及びホウ素を除去する水処理方法であって、
前記被処理水をpH2未満の酸性の状態で、アルミナが充填されたカラムへ通液するカラム通液工程、及び
前記カラム通液工程後の被処理水と固定化剤とを接触させる固定化工程、を含
前記被処理水はホウフッ酸を含み、
前記固定化剤はカルシウム化合物又はカルシウム化合物を含む混合物である、水処理方法。
A water treatment method for removing fluorine and boron from water to be treated containing fluorine and boron.
A column liquid passing step in which the water to be treated is passed through a column filled with alumina in an acidic state of less than pH 2 , and an immobilization step in which the water to be treated and the immobilizing agent are brought into contact with each other after the column passing step. , Including
The water to be treated contains borofluoric acid and contains
The water treatment method , wherein the immobilizing agent is a calcium compound or a mixture containing a calcium compound .
前記アルミナは、活性アルミナである、請求項1に記載の水処理方法。 The water treatment method according to claim 1, wherein the alumina is activated alumina. 前記カラムは、整流促進材がさらに充填されている、請求項1又は2に記載の水処理方法。 The water treatment method according to claim 1 or 2, wherein the column is further filled with a rectifying accelerator. 前記カラムは、前記整流促進材と前記アルミナとが交互に層状に充填されている、請求項3に記載の水処理方法。 The water treatment method according to claim 3, wherein the column is filled with the rectifying accelerator and the alumina in alternating layers. 前記カラム通液工程と、前記固定化工程との間に、
前記カラムを通過した被処理水を滞留させる滞留工程を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の水処理方法。
Between the column liquid passing step and the immobilization step,
The water treatment method according to any one of claims 1 to 4, which comprises a retention step of retaining the water to be treated that has passed through the column.
フッ素及びホウ素を含む被処理水から、フッ素及びホウ素を除去する水処理装置であって、
アルミナが充填されたカラム、及び
前記カラムを通過した被処理水と固定化剤とを接触させるための固定化部を含
前記被処理水はホウフッ酸を含み、
前記カラムの上流に、pHを2未満に調整するpH調整部を備え、
前記固定化剤はカルシウム化合物又はカルシウム化合物を含む混合物である、水処理装置。
A water treatment device that removes fluorine and boron from water to be treated containing fluorine and boron.
Includes a column filled with alumina and an immobilization section for contacting the water to be treated that has passed through the column with the immobilizing agent.
The water to be treated contains borofluoric acid and contains
An pH adjusting unit for adjusting the pH to less than 2 is provided upstream of the column.
The immobilizing agent is a calcium compound or a mixture containing a calcium compound, which is a water treatment apparatus.
前記アルミナは、活性アルミナである、請求項6に記載の水処理装置。 The water treatment apparatus according to claim 6, wherein the alumina is activated alumina. 前記カラムは、整流促進材がさらに充填されている、請求項6又は7に記載の水処理装置。 The water treatment apparatus according to claim 6 or 7, wherein the column is further filled with a rectifying accelerator. 前記カラムは、前記整流促進剤と前記アルミナとが交互に層状に充填されている、請求項8に記載の水処理装置。 The water treatment apparatus according to claim 8, wherein the column is filled with the rectifying accelerator and the alumina in alternating layers. 前記カラムを通過した被処理水を滞留させるための滞留部をさらに含む、請求項6~9のいずれか1項に記載の水処理装置。 The water treatment apparatus according to any one of claims 6 to 9, further comprising a retention portion for retaining the water to be treated that has passed through the column. 前記カラムを3つ以上備え、
前記複数のカラムは相互に接続されており、
当該水処理装置の運転中に、少なくとも1つのカラムには被処理水が通液されないように相互のカラムが接続されている、請求項6~10のいずれか1項に記載の水処理装置。
With three or more of the columns
The plurality of columns are connected to each other and
The water treatment device according to any one of claims 6 to 10, wherein the columns are connected to each other so that the water to be treated is not passed through at least one column during the operation of the water treatment device.
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