JPS5813230B2 - フツ化物イオン含有水の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はフツ化物イオン含有水の処理方法、特にフツ
化物イオンを沈殿物として除去するフツ化物イオン含有
水の処理方法に関するものである。

フツ化物イオン含有水の処理方法として、フツ化物イオ
ンの２倍当量程度のカルシウムイオンまたはアルミニウ
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が、この方法によって得られる
処理水のフツ化物イオン濃度は高く、完全な処理方法と
はいえなかった。

この発明はこのような従来法を改善し、さらにマグネシ
ウムイオンの存在下に沈殿物を生成して分離することに
より高度処理を行うとともに、マグネシウムを循環使用
することのできるフツ化物イオン含有水の処理方法を提
供することを目的としている。

この発明はフツ化物イオン含有水をカルシウムイオンお
よび（または）アルミニウムイオンの存在下にｐＨ５〜
８．５に調整して沈殿物を分離する第１工程と、第１工
程からの流出水をマグネシウムイオンの存在下にｐＨ９
．５以上に調整して沈殿物を分離する第２工程と、第２
工程で得られた沈殿物を第１工程に返送する第３工程と
を含むフツ化物イオン含有水の処理方法である。

この発明において処理対象となるフツ化物イオン含有水
としてはアルミニウムの電解製錬工程、リン酸肥料の製
造工程、シリコン等の電気部品の洗浄工程およびウラン
製錬工程、表面処理洗浄工程等から排出される排水、な
らびに排煙脱硫および（または）脱硝排水などが例示で
きる。

以下この発明を図面の実施例により説明する。

図面はこの発明の実施態様を示す系統図であり、１は第
１反応槽、２は沈殿槽、３は第２反応槽、４は沈殿槽で
ある。

まず第１工程において、原水管５から第１反応槽１に原
水を導入し、カルシウムイオンおよび（または）アルミ
ニウムイオンの存在下にｐＨ ５〜８．５に調整し沈殿
を生成させる。

この場合必要に応じて薬注管６からカルシウムまたはア
ルミニウム塩を添加し、また薬注管７からｐＨ調整剤を
注入する。

薬注管６から添加する薬剤としてはカルシウム塩が望ま
しく、例えば塩化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化
カルシウム等がある。

カルシウムイオンの必要存在量はフツ化物イオンに対し
て当量以上であればよいが、特に２倍当量程度が望まし
い。

しかし排煙脱硫および（または）脱硝排水などのように
十分な量のアルミニウムイオンが含まれている場合には
カルシウムイオンの添加量を減少またはゼロにすること
もできる。

アルミニウムイオンの必要量はフツ化物イオンの量によ
って変動するが、目安としてはフツ化物イオンに対して
重量比で１＝１程度とする。

ただしカルシウムイオンが含まれている場合には、それ
に対応する分だけ減少する。

カルシウムイオンおよび（または）アルミニウムイオン
の添加量は実験的に確認することができる。

ｐＨ調整剤としては、原水が酸性の場合は水酸化ナトリ
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
ても利用でき好ましい。

また原水がアルカリ性の場合には硫酸、塩酸等を使用す
る。

このようなｐＨ整剤を添加して前記ｐＨ範囲に調整する
ことにより沈殿が生成する。

沈殿はカルシウムイオンの場合はＣ ａ Ｆ ２であり
、アルミニウムイオンの場合はＡｌ（ＯＨ）３がフツ化
物を拘き込んだ形であると推定されるが詳細は不明であ
る。

第１工程におけるｐＨ範囲はこれらの沈殿生成物の溶解
度が小さく、かつ後述の第３工程において返送される水
酸化マグネシウムの沈殿生成の少ない範囲、すなわちｐ
Ｈ５〜８．５であり、特にｐＨ６〜７が好ましい。

第１反応槽１の反応液は沈殿槽２において固液分離を行
い、沈殿物は排泥管８から系外へ排出し、上澄液は第２
反応槽３へ流出させる。

第２工程では、第２反応槽１に入った第１工程からの流
出液をマグネシウムイオンの存在下にｐＨ９．５以上に
調整して沈殿を生成させる。

この場合必要に応じて薬注管９からマグネシウム塩を添
加し、薬注管１０からｐＨ調整剤を添加する。

マグネシウム塩としては塩化マグネンウム等が使用でき
るが、反応液中にすでに存在する場合には添加しなくて
もよい。

またｐＨ調整剤としては第１工程と同様のものが使用で
きる。

反応液中に存在させるマグネシウムイオンの量はフン化
物イオンに対し重量比で２０倍以上とすると残留フツ化
物イオン量を１ｐｐｍ以下にすることができる。

前記ｐＨに調整することにより、Ｍｇ（ＯＨ）２の沈殿
が生成し、液中のフツ化物もこれに拘き込まれて沈殿す
る。

第２反応槽２の反応液は沈殿槽４において固液分離を行
い、上澄水は処理水として処理水管１１から系外へ排出
し、必要に応じて中和等の処理を行う。

また沈殿物は第３工程として返送管１２から第１反応槽
１に返送する。

第１工程の原水が酸性の場合には、沈殿物は直接原水に
混合して溶解すればよいが、原水がアルカリ性または中
性の場合には溶解槽１３において酸により溶解したのち
返送するのが望ましい。

なお特に排煙脱硫排水では第２工程でマンガンや鉄など
の金属イオンも沈殿するので、沈殿物を返送する際、第
１工程で確実にこれらを除去するために曝気する方が好
ましい。

第３工程において返送された沈殿物は第１反応槽１では
ほぼ溶解し、放出されたフツ化物イオンは原水中のフツ
化物イオンとともに前述の第１工程の処理を受ける。

そして溶解したマグネシウムイオンはそのまま第２工程
に流出して循環使用される。

このため第２工程におけるマグネシウムイオンの添加量
は第１工程から排出されるマグネシウム沈殿物に対応す
る量だけでよいが、第１工程においてｐＨ７以下に調整
する場合には、マグネシウムがほとんど沈殿しないので
、マグネシウムイオンの添加は最初だけでよいことにな
る。

また原水中にマグネンウムイオンが含まれる場合は、第
２工程におけるｐＨ調整剤の添加量を適当量に調節して
おくことにより、フツ化物イオン除去に必要なマグネシ
ウムが系内で循環し、余剰のものが処理水中に排出され
ることになる。

また処理水中のマグネシウムイオンの量を少なくしたい
場合は、第２工程でその量に見合うｐＨ調整剤を加え、
第３工程中で余剰分のマグネシウム沈殿物を取り出せば
よい。

実施例 石炭燃焼排煙脱硫装置から排出される排水（ｐＨ１．７
、Ｆ−２２３ｍｇ／ｌ、Ａｌ３＋６８ ２ｍｇ／ｌ、Ｍ
ｇ２＋１５１■／ｌ）に第１工程として水酸化ナトリウ
ムを添加し、３０分間攪拌して反応させた後、濾過して
得られた水質を第１表のケース１〜５に示す。

また水酸化ナトリウムの代りに水酸化カルシウムを添加
した場合の水質をケース６に示す。

これより第１工程のｐＨは５〜８．５において、フツ化
物イオンは大幅に減少するが、Ｍｇ２＋はほとんど減少
せずｐＨが８．５を超えると、Ｆ−の残留量とマグネシ
ウムの沈殿量が増えはじめ好ましくないことがわかる。

次に第２工程としてケース３の処理水について、水酸化
ナトリウムでｐＨ調整後、３０分間攪拌して反応させ、
濾過した。

処理水質をケース７〜１０に示す。

（なお、第１工程と第２工程では共存イオンに差がある
ため、同じｐＨでもＭｇ２＋の残留量は違ってくる。

）これより、ｐＨが９５以上となるとフツ化物イオンが
大幅に減少し、かつＭｇ２＋も大幅に減少することがわ
かる。

さらに第２工程において、外部よりＭｇＣｌ２・６Ｈ２
０を１２０ｍｇ／ｌ（Ｍｇとして）補給し、水酸化ナト
リウムでｐＨ調整した場合の処理水質をケース１１〜１
２に示す。

このように、第２工程におけるＦ一とＭｇ２＋の重量比
Ｍｇ／Ｆを少なくとも２０倍程度とすると、Ｆ−の量が
約１ｐｐｍ以下となることがわかる。

次に第３工程として、ケース９の沈殿汚泥を返送した原
水（ｐＨ１．９、Ｍｇ２＋ ２ ２ ９■／ｌ）に第１
工程として水酸化ナトリウムを加えてｐＨ６．７に調整
したところ、水質はＦ−１ ０． ７ｍ９／ｌ，Ａｌ３
＋＜２ｍｇ／ｌ、Ｍｇ２＋２ ２６ｍｇ／１となつた。

この時発生した汚泥量は３．９ｋｇ／ｍ３−排水であっ
た。

次にその処理水に水酸化ナトリウムを加え、ｐＨ１０．
８に調整シタ結果、処理水質はＦ−１．５ｍｇ／ｌ、Ｍ
ｇ２＋ ４ ０． １ｍｇ／ｌとなった。

一方、沈殿汚泥は第１工程に返送した。

なお比較のために、原水に水酸化ナトリウムを加えてｐ
Ｈ１０．８に調整したところ、水質はＦ−１０３ｍｇ／
ｌであまり良好な水質とはいえず、また発生汚泥量は４
．７ｋｇｍ３−排水となり、量的にも大幅に異なること
がわかる。

以上の通り、この発明によればフツ化物イオン含有水を
効率的かつ高度に処理することができ、得られる処理水
質は極めて良好である。

また第２工程において反応に関与するマグネシウムイオ
ンは循環使用されるため損失分だけ補給すればよく、こ
のマグネシウムイオンの沈殿のために使用されたアルカ
リ剤も水酸化物の形で第１工程に返送され、酸性原水の
中和剤として有効利用される。

さらに汚泥処理の対象となる沈殿物は第１工程の沈殿物
のみであり、このため処理すべき汚泥量が少なくなると
ともに、難脱水性の水酸化マグネシウムの量が少ないた
め処理も簡単になるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施態様を示す系統図であり、１は第
１反応槽、２は沈殿槽、３は第２反応槽、４は沈殿槽で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フツ化物イオン含有水をカルシウムイオンおよび（
   または）アルミニウムイオンの存在下にｐＨ５〜８．５
   に調整して沈殿物を分離する第１工程と、第１工程から
   の流出水をマグネシウムイオンの存在下にｐＨ９．５以
   上に調整して沈殿物を分離する第２工程と、第２工程で
   得られた沈殿物を第１工程に返送する第３工程とを含む
   フツ化物イオン含有水の処理方法。 ２ フツ化物イオン含有水は排煙脱硫および（または）
   脱硝排水である特許請求の範囲第１項記載のフツ化物イ
   オン含有水の処理方法。 ３ 第３工程において返送する沈殿物は原水と混合して
   溶解するようにした特許請求の範囲第１項または第２項
   記載のフツ化物イオン含有水の処理方法。 ４ 第３工程において返送する沈殿物は酸で溶解したの
   ち原水と混合するようにした特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載のフツ化物イオン含有水の処理方法。