JPH01304096A - 水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はフッ化物イオン及び硫酸イオンを含有する水の
処理方法に係り、特にスケール障害を発生させることな
く、フッ化物イオン及び硫酸イオンを沈殿物として除去
することがで社るフッ化物イオン及び硫酸イオン含有水
の処理方法に関するものである。

［従来の技術］ フッ化物イオン含有水の処理方法として、フッ化物イオ
ンの２倍当量程度のカルシウムイオンを添加し、沈殿物
を生成させてこれを除去する処理方法が知られている。

しかしながら、この方法では、原水中にフッ化物イオン
の他に硫酸イオンが共存する場合には、フッ化物イオン
を沈殿させるために添加したカルシウム化合物と原水中
の硫酸イオンとが反応し、一部は石膏となって沈殿する
ものの、残部はスケールとなって反応槽や沈殿槽、ある
いは管壁などに析出、付着する。この析出石膏スケール
が過度に増加すると、処理装置は操業不能になる。この
ため、従来においては、時々運転を中断し、人力によっ
てスケールを除去しているが、石膏スケールは酸を用い
ても、十分には除去することができず、改善策が強く望
まれていた。

このような問題を改善し、スケール障害を発生させるこ
となく、原水中のフッ化物イオンを効率良く除去する方
法として、本出願人は、「フッ化物イオン及び硫酸イオ
ン含有水にカルシウム化合物を添加して懸濁液を得る工
程と、前記工程の懸濁液を処理水と沈殿物とに分離する
工程とを含む水の処理方法において、さらに、前記沈殿
物を前記カルシウム化合物を添加する工程に返送する工
程を含むことを特徴とする水の処理方法。」を先に特許
出願した（特開昭５９−１６９５９５号）。

［発明が解決しようとする課題］ 特開昭５９−１６９５９５号の方法によれば、返送され
た沈殿物の種晶効果により、沈殿効率が高められスケー
ル障害は改善されるものの、次のような難点があった。

即ち、沈殿物の返送によって反応槽以降のスケール生成
を防止するためには、一定濃度以上の沈殿物を返送する
必要があり、それ未満の濃度の沈殿物を返送すると、逆
にスケール生成を促進することとなる。従って、常に沈
殿物の濃度を監視する必要がある上に、沈殿物の循環に
よって沈殿槽での沈殿物負荷量も増加し、この沈殿物負
荷の増大に対する対策が新たに必要となる。

本発明は、このような沈殿物返送による問題を生起する
ことなく、スケール障害を防止して、フッ化物イオン及
び硫酸イオンを含有する水を効率的に処理する方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の水の処理方法は、フッ化物イオン及び硫酸イオ
ン含有水にカルシウム化合物を添加する工程及びその後
、固液分離する工程を有するフッ化物イオン及び硫酸イ
オン含有水の処理方法において、固液分離を行って得ら
れる処理水の少なくとも一部を脱カルシウム処理し、さ
らにこの脱カルシウム処理水の少なくとも一部を前記カ
ルシウム化合物の添加工程に返送することを特徴とする
。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明において、処理対象となるフッ化物イオン及び硫
酸イオン含有水としては特に制限はないが、代表的なも
のとして、リン酸及びリン酸肥料の製造工程、氷晶石回
収工程、並びに排煙脱硫及び／又は脱硝工程等から排出
される廃水等が例示される。

本発明においては、このようなフッ化物イオン及び硫酸
イオン含有水を処理するにあたり、まず、カルシウム化
合物を添加して沈殿を生成させるが、この工程において
、後述の二段目処理水を返送供給する。

添加するカルシウム化合物としては、塩化カルシウム、
炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等を用いることがで
きる。

沈殿物の生成反応には、原水中に存在するＣ　ａ　２＋
　（カルシウムイオン）、返送された二段目処理水中の
Ｃａ２＋及び添加されたカルシウム化合物のＣａ２＋が
関与することとなるが、添加するカルシウム化合物は、
反応系中のこれらのＣａ２＋の存在量が、ＣａＦ２とし
てのＣａ当量の１〜３倍程度、特に２倍程度となるよう
な添加量とするのが好ましい。

なお、この沈殿物の生成に際して反応系にＣａ　２４−
の他、アルミニウムイオンが存在していても良い。

排煙脱硫及び／又は脱硝廃水等のように多量のアルミニ
ウムイオンが含まれている場合には、カルシウム化合物
の添加量を減少させることもできる。その他、廃水中の
塩類濃度等により、Ｃａ　２４−の必要量は異なるが、
カルシウム化合物の添加量は簡単な実験により容易に求
めることができる。

カルシウム化合物を添加して、沈殿物を効率的に生成さ
せるには、反応系のｐＨは５〜８．５、好ましくは６〜
７に調整する。このようなｐＨ範囲であると、後述する
沈殿生成物の溶解度が小さく、沈殿効率が高い。

ｐＨの調整は必要によりｐＨ調整剤を注入して行う。ｐ
Ｈ調整剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム
、水酸化カルシウム等が使用でき、このうち水酸化カル
シウムはカルシウムイオン源としても利用できるので極
めて好適である。

原水にカルシウム化合物を添加すると共に、必要に応じ
てｐＨ調整剤にて前記ｐＨ範囲に調整することにより、
沈殿物が生成する。この沈殿物は、Ｃａ２＋が５ｏ４２
−と反応して生成するＣａ５Ｏ＊、及びＣａ２＋がフッ
化物イオンと反応して生成するＣａＦ２が主体である。

更にアルミニウムイオンが存在する場合はＡ、Ｊｌ（Ｏ
Ｈ）３がフッ化物を抱か込んだ形で含まれるものと推定
される。

このようにして沈殿物を生成させた後は、常法に従りて
固液分離を行い、濾液を分離する。分離された沈殿物は
系外へ排出し、一方、Ｆ−及び５０４２−が除去された
濾液（以下、「−段目処理水」という。）の少なくとも
一部を脱カルシウム処理する。この場合、−段目処理水
の全量を脱カルシウム処理しても良く、一部のみを脱カ
ルシウム処理しても良い。一部のみを脱カルシウム処理
する場合、残余の一段目処理水は系外に排出される。

脱カルシウム処理の方法としては、特に制限はないが、
例えば、該−段目処理水に炭酸ガス含有ガスを供給する
か、あるいは、水溶性炭酸塩を添加する方法が挙げられ
る。これにより、炭酸ガスが溶解して生成する００３２
″″又は水溶性炭酸塩に由来するＣＯ３２−が、−段目
処理水中のＣａ２＋と反応して炭酸カルシウムＣａＣ０
ａの沈殿を生成する。従フて、このＣａＣＯ５の沈殿を
固液分離することにより、容易に脱カルシウム処理がな
される。なお、このような脱カルシウム処理により、−
段目処理水中の残留フッ化物イオンやその他の重金属イ
オンが、ＣａＣ０ｚの沈殿中に取り込まれであるいはＣ
ａＣＯ５の沈殿に吸着されて除去されるという効果も奏
される。

本発明において、脱カルシウム処理に炭酸ガス含有ガス
を用いる場合には、下部から該ガスを一段目処理水中に
散気すれば良い。この場合、密閉式の処理槽を用いるこ
とにより、反応効率を高めることができ極めて有利であ
る。なお、炭酸ガス含有ガスとしては、炭酸ガス又は空
気、炭化水素など炭素含有物質の燃焼ガス等を用いるこ
とができる。

また、水溶性炭酸塩を用いる場合、これを予め水溶液と
して添加しても良く、また固体のまま没入しても良い。

水溶性炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム
、炭酸アンモニウム等を用いることができる。

これら炭酸ガス、水溶性炭酸塩の添加量は、処理する一
段目処理水中に含有されるＣａ２＋の等量あるいはそれ
より若干多い量程度の００３２−が生成する量とするの
が好ましい。

なお、この脱カルシウム処理において、反応系のｐＨは
８以上、好ましくは８〜１１とするのが好ましい。ｐＨ
が８未満では、添加するＣ　Ｏ３２−がＨＣＯｓ−とな
って、ＣａＣｏ３の沈殿が十分に生成しない。また、ｐ
Ｈが１１を超えても効果に差異はない。従って、反応系
のｐＨは好ましくは８〜１１となるように、適宜ｐＨ調
整剤を添加する。ｐＨ調整剤としては、通常の場合、水
酸化ナトリウム等のアルカリが使用されるが、塩酸等の
酸を用いる場合もある。

本発明においては、この脱カルシウム処理後、固液分離
して得られる濾液（以下、「二段目処理水」という。）
の少なくとも一部を前記カルシウム化合物の添加工程に
返送して供給し、残部は系外に排出してＣＯＤ処理工程
等へ送給する。この場合、二段目処理水は、脱カルシウ
ム処理により脱硬度処理されているため、後処理に極め
て有利である。一方、固液分離により得られる沈殿は系
外に排出する。

返送する二段目処理水の量は、原水の水質等によっても
異なるが、通常の場合、二段目処理水を・返送すること
により、カルシウム化合物の添加工程にて生成する過飽
和の石膏が飽和にまで希釈されるような量とするのが好
ましい。一般には、この返送量は、原水の１０〜５０重
量％程度、好ましくは２０重量％程度とするのが好適で
ある。また、この二段目処理水の返送箇所は、カルシウ
ム化合物添加工程の反応槽出口近辺とするのが最適であ
る。

二のような本発明の方法によれば、二段目処理水の返送
配管を配設する程度の装置設備の変更により、容易かつ
効果的にスケール障害を解決することができる。従って
、本発明の方法の実施には、設僅費が若干増加するのみ
で、薬剤費等の増加はなく、処理コストが低い。

なお、本発明の方法は、前述の特開昭５９−１６９５９
５号の方法を併用して、即ち、二段目処理水を固液分離
して得られる沈殿の一部もカルシウム化合物添加工程に
返送して実施しても良い。この場合には、本発明による
希釈効果と特開昭５９−１６９５９５号の方法による種
晶効果とで、極めて確実にスケール障害の防止が図れる
。

なお、特開昭５９−１６９５９５号の方法を併用する場
合、返送する沈殿中に、Ｍｇ（ＯＨ）２が含有されるよ
うに、脱カルシウム処理工程に塩化マグネシウム等のＭ
ｇ　２＋供給源を添加するのが好ましい。

［作用］ 原水にカルシウム化合物を添加して沈殿を生成させ、こ
れを固液分離して得られる濾液、即ち、−段目処理水を
脱カルシウム処理して得られる二段目処理水の少なくと
も一部をカルシウム化合物の添加工程に返送することに
より、ＣａＦ２の生成と同時に生成するＣａ５Ｏ＋が沈
殿とならずにスケールとして析出するのを有効に防止す
ることができる。

即ち、二段目処理水を返送することにより、カルシウム
化合物添加工程の処理水が希釈されて過飽和の石膏が飽
和まで希釈されることにより、スケールの生成が有効に
防止される。

［実施例］ 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。

実施例Ｉ Ｆ−：　２１０ｍｇ／Ｊ：Ｌ、Ｃａ”：　２４ｍｇ／λ
、ＳＯ４’−：’６１５０ｍｇ／ｊＺの排煙脱硫廃水２
００ｍＡに、ｐＨが７となるよう所定量のＣａ（ＯＨ）
２を加え、３０分間反応させた。次に、後述する二段目
処理水を第１表に示す所定量加えて１０分間攪拌した後
、固液分離した。濾液（−段目処理水）に、ＮａＯＨを
加えてｐＨ１０，５に調整後、Ｎａ、２ＣＯ２を加えて
反応させ、固液分離した。得られた濾液（二段目処理水
）の水質は、Ｆ　：　２．１　ｍ１５／Ｉｔ、Ｃａ”：
４．４５ｍｇ／λであった。この二段目処理水の所定量
を前述の如く一段目のＣａ（ＯＨ）２添加処理工程に返
送した。

二段目処理水の返送量を種々変えて、それぞれの場合に
ついて、−段目の固液分離工程おけるスケールの発生の
有無を観察した。観察結果を第１第１表 傘ｌ；　原水に対する返送割合（重量％）傘２；　評価
基準 ＋＋＋：非常に多い ＋　　：若干発生 ±　　：ごくわずかに発生 −二殆ど発生しない 第１表より明らかなように、本発明の方法によれば、優
れたスケース発生防止効果が得られる。

特に、二段目処理水の返送量が原水の１０瓜量％程度以
上であると、スケールの発生は殆どなくなる。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の水の処理方法によねば、フ
ッ化物イオン及び硫酸イオンを含有する原水を、スケー
ル障害を生起することなく、容易かつ効率的に、しかも
低コストに処理することが可能とされる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ化物イオン及び硫酸イオン含有水にカルシウ
   ム化合物を添加する工程及びその後、固液分離する工程
   を有するフッ化物イオン及び硫酸イオン含有水の処理方
   法において、 固液分離を行って得られる処理水の少なくとも一部を脱
   カルシウム処理し、さらにこの脱カルシウム処理水の少
   なくとも一部を前記カルシウム化合物の添加工程に返送
   することを特徴とする水の処理方法。