JPH09248578A - 第一鉄イオン含有水の処理装置 - Google Patents

第一鉄イオン含有水の処理装置

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JPH09248578A
JPH09248578A JP5967596A JP5967596A JPH09248578A JP H09248578 A JPH09248578 A JP H09248578A JP 5967596 A JP5967596 A JP 5967596A JP 5967596 A JP5967596 A JP 5967596A JP H09248578 A JPH09248578 A JP H09248578A
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JP
Japan
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magnesium hydroxide
neutralization
dispensing
water
tank
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JP5967596A
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English (en)
Inventor
Isamu Kato
勇 加藤
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 中和剤として水酸化マグネシウムを用い、大
過剰の添加を行うことなく、実用的な反応速度で第一鉄
イオン含有水を中和して処理し、高水質の処理水を得る
ことが可能な第一鉄イオン含有水の処理装置を得る。 【解決手段】 複数の中和槽1a、1b、1c、1dに
順次被処理水11を通過させ、曝気装置2a、2b、2
c、2dにより曝気して第1鉄イオンを第2鉄に酸化し
ながら、pH計9によりpHを一定に維持するように水
酸化マグネシウムを分注路5a、5b、5c、5dから
分注して中和を行い、固液分離装置13で分離した汚泥
23の一部を混合槽21に返送して水酸化マグネシウム
22と混合し分注路5a、5b、5c、5dに供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は第一鉄イオンを含有
する水を水酸化マグネシウムにより中和して処理する装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】第一鉄イオン含有水の処理方法として、
水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムで中和する方法が
行われている。第一鉄イオンはpH9以上にしなければ
Fe(OH)2の水酸化物として完全に沈澱させることが
できないため、通常水酸化カルシウムまた水酸化ナトリ
ウムを用いてpH9に中和後、凝沈処理が行なわれてい
る。中性の凝沈処理水を得るためには空気酸化を行い、
Fe2+をFe3+としてFe(OH)3の水酸化物を沈澱さ
せ処理している。この場合も中和剤としては水酸化カル
シウムまた水酸化ナトリウムが使用されており、中和槽
pHは7〜8で処理されていた。
【0003】中和剤としては、安価な水酸化マグネシウ
ムがあるが、溶解性が低いため実用的な反応速度が得ら
れないとともに、水酸化マグネシウムを過剰に添加して
もpH7以上にすることは極めて困難であり、第一鉄を
含む水に対してMg(OH)2を中和剤として単独で使用
して処理することは困難である。第一鉄イオンを酸化す
る場合でも、析出する水酸化鉄が水酸化マグネシウム粒
子の表面をコーティングするため、水酸化マグネシウム
の溶出速度が遅くなり、大過剰の水酸化マグネシウムを
添加しなければ処理が困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、中和
剤として水酸化マグネシウムを用い、大過剰の添加を行
うことなく、実用的な反応速度で第一鉄イオン含有水を
中和して処理し、高水質の処理水を得ることが可能な第
一鉄イオン含有水の処理装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するため手段】本発明の次の第一鉄イオン
含有水の処理装置である。 (1) 被処理水を順次通過させて中和を行う複数の中
和槽と、各中和槽へ水酸化マグネシウムを分注する分注
装置と、各中和槽の反応液を曝気する曝気装置と、少な
くとも最終段の中和槽のpHを測定するpH計と、pH
計の測定値を一定に維持するように分注装置の分注量を
制御する制御装置と、最終段の反応液を固液分離する固
液分離装置とを有することを特徴とする第一鉄イオン含
有水の処理装置。 (2) 固液分離装置で分離した汚泥の一部を水酸化マ
グネシウムと混合して分離装置に供給する混合装置を有
する上記(1)記載の装置。
【0006】本発明において処理の対象となる第一鉄イ
オン含有水は、少なくとも一成分として第一鉄イオン
(Fe2+)を含有する水であり、この他に第二鉄イオン
その他の成分を含んでいてもよい。このような第一鉄イ
オン含有水としては、鉄鋼の酸洗浄排水、廃坑排水など
があげられる。
【0007】本発明の処理装置は、複数の中和槽に被処
理液を順次通過させ、分注装置から各槽に分注される当
量以下の水酸化マグネシウムにより第一鉄イオンを少し
ずつ中和するとともに、曝気装置により曝気を行って第
一鉄イオンを第二鉄イオンに酸化し、pH計により少な
くとも最終段の中和槽のpHを測定して、制御装置によ
り分注装置の分注量を制御し、また最終段の反応液を固
液分離装置で固液分離するように構成される。
【0008】各中和槽内は曝気により攪拌可能である
が、反応をさらに効率よく行うためには、各槽に攪拌装
置を設けるのが好ましい。分注装置は被処理水中の第一
鉄イオン(他の中和可能なカチオンがある場合はこれら
の合計量)に対して小過剰量の水酸化マグネシウムを各
中和槽に分割して注入するように構成され、このため各
分注路に流量調節弁を設けることができる。
【0009】pH計は各中和槽のpHを測定するように
設けてもよいが、各槽に水酸化マグネシウムをほぼ均等
に分注することにより反応が完了する場合は、最終段の
中和槽のpHを測定するだけでよい。また各中和槽で中
和速度に差異が生じる場合は、前段の中和槽は水酸化マ
グネシウムを多く、後段は比較的少なくするなど、分注
割合を設定するのが好ましい。分注量の制御はポンプの
流量制御、または調節弁の開度調整等により、自動また
は手動で制御して行われる。中和槽のpH値は6.0〜
6.5間に維持するのが好ましい。
【0010】固液分離装置は沈澱分離装置が一般的であ
るが、濾過装置、膜分離装置等であってもよい。分離液
はそのまま放流できるが、必要により後処理装置を組合
せることもできる。分離汚泥もそのまま排棄できるが、
必要により脱水等の後処理装置を組合せることもでき
る。
【0011】混合供給装置は、固液分離装置の分離汚泥
の一部と、新しく供給する水酸化マグネシウムを混合し
て分注装置に供給するように構成される。混合のために
は攪拌機を備えた混合槽を用いるのが好ましい。供給の
ためにはポンプが用いられる。
【0012】本発明の処理装置による第一鉄イオン含有
水の処理は、複数の中和槽に被処理液を順次通過させな
がら、分注装置から各槽に水酸化マグネシウムを分注し
て第一鉄イオンを中和するとともに、曝気装置により曝
気を行って第一鉄イオンを第二鉄イオンに酸化する。こ
のときpH計により少なくとも最終段の中和槽のpHを
測定して、制御装置により分注装置の分注量を制御す
る。
【0013】第一鉄イオンFe2+の溶解度はpH8で4
5mg/l、pH7で4,500mg/lに対し、第2
鉄イオンFe3+はpH4で既にその溶解度は0.1mg
/lである。またpH4.5以上ではFe2+→Fe3+
の空気酸化は容易である。このため上記の処理により第
1鉄イオンは酸化されて第二鉄イオンになり、水酸化マ
グネシウムにより中和されて水酸化第二鉄の沈殿が生じ
る。
【0014】上記の分割注入により初期の第1段、第2
段の中和では第1鉄イオンその他の金属イオンに対し当
量以下の水酸化マグネシウムが注入されるため、金属イ
オンが完全な水酸化物まで中和されず、例えばFe(O
H)2の形でなくFe(OH)+のような溶解性の水酸化物
となり、Mg(OH)2粒子の表面が不溶性のFe(OH)2
でコーティングされないため、添加されたMg(OH)2
の溶解が容易となり、完全に消費される。
【0015】これに対して上記のように中和槽を分割せ
ず、分割注入をしない場合は、中和当量の水酸化マグネ
シウムを一時添加すれば水酸化マグネシウム表面がFe
(OH)2でコーティングされ水酸化マグネシウムの溶出
速度が極端に遅くなり、大過剰の水酸化マグネシウムの
添加が必要になる。
【0016】従って中和槽を多段に設け、各槽で曝気と
分注を行うことにより、水酸化マグネシウムを不溶化す
ることなく、反応を進行させることができ、このため小
過剰の水酸化マグネシウムで、実用的な反応速度で中和
を行うことができる。これにより中和剤としての水酸化
マグネシウムの使用量は少なく、処理水pHも中性付近
にすることができる。
【0017】水酸化マグネシウムは通常1〜25重量%
のスラリー(乳液)として添加するが、固液分離装置の
分離汚泥の一部を混合供給装置に返送し、新しく供給す
る水酸化マグネシウムと混合し、分注装置から分注する
のが好ましい。この場合汚泥との混合により水酸化マグ
ネシウムが汚泥粒の表面に均一に分散した状態で中和反
応に供されるので、水酸化マグネシウム粒子が大きく塊
を作ることがなく、このため水酸化鉄が水酸化マグネシ
ウムの周りに析出することが防止され、反応性が高くな
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1および図2は別の実施形態の処理
装置の系統図である。
【0019】図1において、1a、1b、1c、1dは
中和槽であって、被処理水が順次通過するように連通
し、それぞれ下部に曝気装置2a、2b、2c、2dが
設けられ、上部に攪拌装置3a、3b、3c、3dが設
けられている。各中和槽1a、1b、1c、1dには手
動流量調節弁4a、4b、4c、4dを有する分注路5
a、5b、5c、5dが連絡し、これらはポンプ6およ
び自動弁7を有する薬注路8に連絡して分注装置を形成
している。
【0020】最終段の中和槽1dにはpH計9が設けら
れており、その検出信号は制御装置10に入力され、制
御装置10からの信号により自動弁7の開度が調節され
るように構成されている。第1段の中和槽1aには被処
理水路11が連絡し、最終段の中和槽1dから連絡路1
2が固液分離槽13に連絡している。曝気装置2a,2
b,2c,2dには空気分注路14a、14b、14
c、14dが連絡し、これらは空気供給路15に連絡し
ている。固液分離槽13の上部には処理水路16、下部
には汚泥排出路17が連絡している。
【0021】上記の処理装置による第一鉄イオン含有水
の処理方法は、被処理水路11から被処理水を供給して
中和槽1a、1b、1c、1dを順次通過させる。この
間空気供給路15から空気分注路14a、14b、14
c、14dを通して曝気装置2a、2b、2c、2dに
空気を供給して曝気するとともに、攪拌装置3a、3
b、3c、3dにより各槽の反応液を攪拌する。そして
ポンプ6により薬注路8から自動弁7を通して水酸化マ
グネシウムスラリーを供給して、分注路5a、5b、5
c、5dから中和槽1a、1b、1c、1dに分注し、
中和反応を行う。
【0022】薬注路8から供給する水酸化マグネシウム
スラリーは1〜10重量%のものが好ましく、被処理水
路11から供給される被処理水に対して小過剰の量とな
るように供給する。そして手動流路調節弁4a、4b、
4c、4dの開度を手動で調節して、各分注路5a、5
b、5c、5dの分注量が適正になるようにする。
【0023】これにより第1段の中和槽1aに分注され
る水酸化マグネシウムの量は反応当量以下となっている
ため、不溶性の水酸化鉄が生成しない状態で中和が進行
し、これにより水酸化マグネシウムの表面は水酸化鉄に
よりコーティングされず、水酸化マグネシウムが通常の
速度で溶解する。これと同時に曝気により第一鉄イオン
が第二鉄イオンに酸化され、順次水酸化鉄フロックが析
出する。
【0024】第2段の中和槽1bに入る反応液は、第1
段において分注された水酸化マグネシウムの大部分が消
費され、かつ水酸化第二鉄フロックが析出した状態であ
るので、ここで注入される水酸化マグネシウムは水酸化
第二鉄フロックに一部が吸着された状態で中和に関与す
るため、反応効率は高くなる。ここでも水酸化マグネシ
ウムの注入量は当量以下であるので、水酸化マグネシウ
ムの溶解は妨げられない。
【0025】このようにして順次中和が進行し、最終段
の中和槽1dでは小過剰の水酸化マグネシウムとの反応
が行われるが、第一鉄イオンが少なくなった状態である
ため、析出する水酸化鉄も少なく、水酸化マグネシウム
の溶解は妨げられない。
【0026】最終段の中和槽1dではpH計9によりp
H測定が行われ、その測定値は制御装置10に入力され
る。制御装置10ではpH値が6.0未満になれば自動
弁7を1開度開き、pH値が6.5より高くなると1開
度閉じるように制御する。これによりpH6.0〜6.
5に維持し、小過剰の水酸化マグネシウムで効率よく中
和を行うことができる。
【0027】最終段の中和槽1dの反応液の一部は連絡
路12から固液分離槽13に移送され、ここで必要によ
り凝集剤を添加して凝集させ、沈降分離により固液分離
する。分離液は処理水として処理水路16から取出さ
れ、分離汚泥は汚泥排出路17から排出される。
【0028】図2の処理装置もほぼ同様に構成されてい
るが、図1のものに比べてさらに混合槽21が設けられ
て、薬剤供給路22および固液分離槽13から汚泥返送
路23が連絡し、攪拌装置24により水酸化マグネシウ
ムおよび返送汚泥を混合して薬注路8に供給するように
構成されている。
【0029】上記の装置による処理方法も図1の場合と
ほぼ同様に行われるが、固液分離槽13で分離された汚
泥の一部を汚泥返送路23から混合槽21に導入し、こ
こで攪拌装置24により薬剤供給路22から導入する水
酸化マグネシウムと混合する。これにより水酸化マグネ
シウムは汚泥と均一に混合されて、水酸化マグネシウム
粒子が汚泥粒子の表面に広く分散し、溶解性が高くな
る。
【0030】この状態で薬注路8からポンプ6により分
注路5a、5b…から中和槽1a、1b…に分注するこ
とにより、汚泥の表面に分散した水酸化マグネシウムの
溶出が速くなり、中和反応が効率よく行われる。なお、
上記の例では汚泥を各中和槽に返送しているが、一部の
中和槽に返送してもよい。
【0031】試験例1 図1の中和槽1a〜1dとしてそれぞれ500ml容量
のものを用い、pH2.4、Fe2+:1,320mg/
l、Fe3+:260mg/l、Zn2+:160mg/
l、SO4 2-:2,980mg/lを含む硫酸酸洗排水
を被処理水として6 liter/hrで供給した。そして攪
拌下に2 liter/minの通気速度で曝気を行い、20
g/lの水酸化マグネシウムスラリーをほぼ均等となる
ように分注して中和を行った。最終段のpHが6.0〜
6.5を維持するように自動弁7を制御した。
【0032】比較例1、2 実施例1において、2 liter容量の中和槽1個を用い、
水酸化マグネシウムスラリーを異なる量で全量一度に注
入して中和を行った。
【0033】各例の結果を表1に示す。
【表1】
【0034】以上の結果より、水酸化マグネシウムを分
注した実施例1では全量添加の比較例1、2に比べ少な
い薬剤添加量、短い反応時間で高水質の処理水が得ら
れ、処理効率が良いことがわかる。また汚泥濃度が低
く、汚泥容積が高いことから水酸化マグネシウムが有効
に利用されていることがわかる。
【0035】
【発明の効果】本発明の第一鉄イオン含有水の処理装置
は複数の中和槽に被処理液を流して曝気を行い、水酸化
マグネシウムを分注するようにしたので中和剤として水
酸化マグネシウムを用い、大過剰の添加を行うことな
く、実用的な反応速度で第一鉄イオン含有水を中和して
処理し、高水質の処理水を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の処理装置の系統図である。
【図2】別の実施形態の処理装置の系統図である。
【符号の説明】
1a、1b、1c、1d 中和槽 2a、2b、2c、2d 曝気装置 3a、3b、3c、3d、24 攪拌装置 4a、4b、4c、4d 手動流量調節弁 5a、5b、5c、5d 分注路 6 ポンプ 7 自動弁 8 薬注路 9 pH計 10 制御装置 11 被処理水路 12 連絡路 13 固液分離槽 14a、14b、14c、14d 空気分注路 15 空気供給路 16 処理水路 17 汚泥排出路 21 混合槽 22 薬剤供給路 23 汚泥返送路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理水を順次通過させて中和を行う複
    数の中和槽と、 各中和槽へ水酸化マグネシウムを分注する分注装置と、 各中和槽の反応液を曝気する曝気装置と、 少なくとも最終段の中和槽のpHを測定するpH計と、 pH計の測定値を一定に維持するように分注装置の分注
    量を制御する制御装置と、 最終段の反応液を固液分離する固液分離装置とを有する
    ことを特徴とする第一鉄イオン含有水の処理装置。
  2. 【請求項2】 固液分離装置で分離した汚泥の一部を水
    酸化マグネシウムと混合して分離装置に供給する混合装
    置を有する請求項1記載の装置。
JP5967596A 1996-03-15 1996-03-15 第一鉄イオン含有水の処理装置 Pending JPH09248578A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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