JPS586287A - フツ化物イオン含有水の処理方法 - 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】 この発明はフッ化物イオン含有水の処理方法、特にフッ
化物イオンを沈殿物として除去するフッ化物イオン含有
水の処理方法に関するものである。

７ツ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が
、この方法によって得られる処理水のフッ化物イオン濃
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
ウムイオンおよび炭酸イオンの存在下に沈殿物全生成し
て分離することにより、高度処理を行うとともに、マグ
ネシウムおよびカルシウムを有効に使用することのでき
るフッ化物イオン含有水の処理力法を提供することを目
的としている。

この発明にフッ化物イオン含有水に後述の第４工程で返
送される沈殿物を加え、ｐＨ４以下に調整する第１工程
と、第１工程の流出水をカルシウムイオンの存在下にｐ
Ｈ５〜８．５に調整して沈殿物を分離する第２工程と、
第２工程からの流出水をマグネシウムイオンおよび炭酸
イオンの存在下に困９５以上に調整して沈殿物を分離す
る第６エ程と、第３工程で得られた沈殿物を第１工程に
返送する第４工程とを含むフッ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ッ化物イオン含有水
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廃水、な
らびに排煙脱硫および（または）脱硝廃水などが例示で
きる。

以下この発明全図面の実施例により説明する。

図面にこの発明の実施態様を示す系統図であシ、１に溶
解槽、２に第１反応槽、３に沈殿槽、４は第２反応槽、
５は沈殿槽である。

まず第１工程において、溶解槽１に原水管６から原水を
導入し、さらに返送管７から沈殿槽５の沈殿物を導入し
、必要に応じて薬注管８から酸を加えてｐ）（４以下に
調整し、返送された沈殿物を溶解する。この沈殿物に水
酸化マグネシウムおよび炭酸カルシウムを含んでいるの
で、溶解によりマグネシウムイオンおよびカルシウムイ
オンが溶出する。ｐＨ４以下に調整するのは沈殿物を完
全に溶解するためと、溶解槽でのスケール防止のためで
ある。原水が酸性で、沈殿物を溶解したのちｐＨ４以下
になるときは酸を添加する必要はないが、それ以外の場
合は添加する。酸としては特に限定されないが、硫酸は
石こうが生成するので好ましくなく、ま之硝酸は窒素源
となるため好ましくなく、塩酸が＠適である。

第２工程では、溶解槽１からの流出水を第１反応槽２に
導入し、カルシウムイオンの存在下Ｏこ−５〜８．５、
好ましくは６〜７に調整し、沈殿物を生成させる。この
場合カールシウムイオンのｌ”ｉ　カにアルミニウムイ
オンが存在していてもよい。カルシウムイオンとしてに
もともと原水中に存在するもの、返送された沈殿物から
溶出したもの等が反応に関与するが、不足する場合は薬
注管９からカルシウム塩を添加する。薬注管９から添加
するカルシウム塩としては、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
イオンの必要な存在量Ｌｄ　ＣａＦ２としてのＣａ当量
あた、ｖ１〜３倍程度であり、特ｌこ２倍当量程度が望
ましい。しかし排煙脱硫および（″または）脱硝廃水な
どのように多量のアルミニウムイオンが含まれている場
合にはカルシウムイオンの添加量を減少させることもで
き、このほか廃水の塩類濃度ナトにより必要量は異なる
が、カルシウムイオンの添加量に簡単ｌこ実験的に確認
することができる。

ｐＨの調整は必要により薬注管１ｏがら声調整剤を注入
して行う。ｐＨ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
でき好ましい。このようなｐＨ調整剤を添加して前記ｐ
Ｈ範囲ｌこ調整することにより、沈殿物が生成する。沈
殿物はカルシウムイオノがフッ化物イオンと反応したＣ
ａＦ２が主体であり、アルミニウムイオンが存在する場
合はＡｌ（ＯＨ）３がフッ化物を抱き込んだ形で含まれ
ると推定されるか、詳細は不明である。第２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４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ｐｔ（５〜８５で
あり、特にｐＨ６〜７が好ましい。

第１反応槽２の反応液に沈殿槽３において固液分離を行
い、沈殿物は排泥管１１から系外へ排出し、上澄液に第
２反応槽４へ流出させる。

第３工程では、第２反応槽４に入った第１工程からの流
出水をマグネシウムイオンおよび炭酸イオン（重炭酸イ
オンを含む）の存在下に、ｐＨ９，５以上に調整して沈
殿物を生成させる。この場合、必要に応じて薬注管１２
からマグネシウム塩を、薬注管１３から炭酸塩を、薬注
管１４からｐＨ調整剤を添加する。マグネシウム塩とし
ては塩化マグネシウム等が使用できるが、反応液中にす
でに存在する場合ｌこに添加しなくてもよい。炭酸塩と
しては炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が使用でき
るが、炭酸ガスを吹込んでもよい。またｐＨ調整剤にマ
グネシウム塩および、炭酸塩を添加してなお所定のｐＨ
にならないときに添加するもので、第１工程と同様のも
のが使用できる。反応液中に存在はせるマグネシウムの
イオンの量はフッ化物イオンに対し重量比で２０倍以上
とすると、残留フッ化物イオン量を１ｗｌ以下にするこ
とができる。

また炭酸イオンの量はカルシウムイオンζこ対して１／
２当量当量具上とする。前記…に調整することにより、
Ｍｇ（ＯＨ）２および炭酸カルシウムの沈殿物が生成し
、液中のフッ化物もこれらに抱き込まれて沈殿する。こ
の場合、炭酸カルシウムと水酸化マグネシウムが混合さ
れた状態で析出するため、生成するフロックは緻密で重
質のものとなり、水酸化マグネシウム単独の場合よりも
フッ化物の除去率が高く、しかも固液分離性も良好とな
り、高濃縮された状態で返送することができる。

第２反応槽４の反応液に沈殿槽５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１５から系外へ排出
し、必要に応じて中ｔｏ等の処理を行う。また沈殿物に
第４工程として返送管７から溶解槽１に返送する。なお
特に排煙脱硫廃水では第３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２工
程で確実ｌここれらを除去するために曝気する方が好ま
しい。

第４工程ｌこおいて返送された沈殿物は溶解槽１で溶解
し、放出されたフッ化物イオンは原水中のフッ化物イオ
ンとともに前述の第２工程の処理を受ける。この場合、
溶離したカルシウムイオンはフッ化物イオンと反応する
ので、第２工程におけるカルシウム塩の添加量は原水中
のカルシウムイオノおよびアルミニウムイオンならびに
沈殿物から溶離するカルシウムイオンで不足する分を補
給するだけでよい。また溶離したマグネシウムイオンは
その１１第６エ程に流出して、循環使用される。このた
め第６エ程におけるマグネシウムイオ／の添加量に第２
工程から排出されるマグネシウム沈殿物０こ対応する量
だけでよいが、第２工程においてｐＨ７以下に調整する
場合にけ、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／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シウムイオンが含まれる場合は、第
６エ程におけるｐＨ調整剤の添加量を適当量に調節して
おくことにより、フッ化物イオン除去ｌこ必要なマグネ
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３工程でその量に見合う…
調整剤を加え、第４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。

以上の通り、この発明によれば、フッ化物イオン含有水
をカルシウムイオンと反応させて沈殿分離したのち、水
酸化マグネシウムおよび炭酸カルシウムの沈殿物を生成
させて返送するようにしたので、フッ化物イオンを効率
的かつ高度に除去することができ、得られる処理水中の
フッ化物イオン濃度は低くなる。また未反応のカルシウ
ムイオンは沈殿物として返送されるので、処理水中のカ
ルシウムイオン濃度を低下させるとともに、カルシウム
イオンを有効に使用でき、第２工程におけるカルシウム
塩の添加量を少なくすることができる。そして処理水を
弱塩基性等の合成吸着剤によりさらに処理する場合、樹
脂層におけるカルシウム等の析出が防止され、樹脂を有
効に使用することができる。また第６エ程において反応
に関与するマグネシウムイオンに循環使用されるため損
失分りは補給すればよく、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２
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２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。また溶解槽におけるｐＨ全４
以下に調整するのでスケールが生成せず、処理効果もよ
くなるなどの効果がある。

次に実施例および比較例について説明する。

実施例 Ｆ２００〜５０［］■Δ、Ｃａ５００〜７００Ｍ、Ｍｇ
　２００〜５００罹／３１’、ｐＨ１，６〜２．７の排
煙脱硫廃水を、゛以下の条件で図面の系統図に従って１
０日間迎水処理した。まず第１工程として、溶解槽１に
原廃水ｆ　１ｍ”／ｈｒで導入し、返送管７から沈殿物
を９０　ｌ／ｈｒで返送し、薬注管８から塩酸を１８０
０〜３０００　Ｍ添加し、溶解槽１内の液をｐＨ２，６
〜４０に調整して沈殿物を溶解した。次に第２工程とし
て、第１工程の流出水を１．０９硝へｒで第１反応槽２
に導入し、薬注管９から水酸化カルシウムを平均２１０
０へｄ添加してｐＨ７，（）〜８．１１こ調整し、生成
した沈殿物を沈殿槽３で分離した。さらに第３工程とし
て、第２工程の流出水を第２反応槽４に導入し、薬注管
１３から炭酸す）　ＩＪウム’５　ｊ　５００〜Δ添加
し、薬注管１４から水酸イヒナトリウムを添加してｐＨ
１０，０〜１０．４に調整し、生成した沈殿物を沈殿槽
５で分離し、全量（９０１！／ｈｒ　）第１工程へ返送
した。

その結果、処理水中のＦ濃度に１．７〜５．５へ４（平
均４．３　Ｍ）、沈殿槽３における汚泥発生量は平均４
．３　ｋｇ／ｙ”−原水であった。また第３工程で沈殿
する炭酸カルシウム［Ｃａとして５６０　ヘ４であり、
これが第１工程ζこ返送されるため、その分だけ第２工
程におけるカルシウム塩の添加量が減少したことになる
。’ＥＵ溶解槽１に５Ｘ５ｃｒｎのポリプロピレン製の
テストピースを設置したが、スケールの付着に全くなか
った。

比較例 溶解槽１において塩酸を無添加（溶解槽ｐＨ４，５〜７
．１　）とした以外、実施例と同一条件で運転した結果
、処理水中のＦ９度は５．０〜１２．９７Ｖ／ｌ？（平
均９．１１ｎＱ／ｌ）、汚泥発生量は平均５．５　ｋＱ
／ｍ”−原水であり、また溶解槽１において５５９／ｍ
２−ｄのスケール付着がみられた。

以上の結果より、水酸化マグネシウムおよび炭酸カルシ
ウムの沈殿物を返送し、塩酸を添加して溶解させること
ｌこよる効果は明らかである。

【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は溶
解槽、２は第１反応槽、３は沈殿槽、４は第２反応槽、
５は沈殿槽である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）フッ化物イオン含有水に後述の第４工程で返送さ
   れる沈殿物を加え、ｐＨ４以下に調整する第１工程と、
   第１工程の流出水をカルシ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２工程と、第２
   工程からの流出水をマグネシウムイオンおよび炭酸イオ
   ンの存在下にｐＨ９，５以上に調整して沈殿物を分離す
   る第３工程と、第３工程で得られた沈殿物全第１工程に
   返送する第４工程とを含むフッ化物イオン含有水の処理
   方法（２）フッ化物イオン含有水は排煙脱硫および（″
   またに）脱硝廃水である特許請求の範囲第１項記載のフ
   ッ化物イオン含有水の処理方法 （３）第１工程において、酸を添加してｐＨ調整を行う
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のフッ化物イオ
   ン含有水の処理方法 （４）酸は塩酸である特許請求の範囲第３項記載のフッ
   化物イオン含有水の処理方法 （５）第２工程はカルシウムイオンおよＵ１ルミニウム
   イオンの存在下に…調整を行う特許請求の範囲第１項な
   いし第４項のいずれかに記載のフッ化物イオン含有水の
   処理方法 （６）第２工程において、カルシウム塩ヲ添加し、必要
   に応じてアルカリ剤を添加して困調整を行う特許請求の
   範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載のフッ化物イ
   オン含有水の処理方法（力第３工程において、炭酸塩ま
   たに炭酸ガスを添加し、必要に応じて他のアルカリ剤を
   添加してｐＨ調整を行う特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項のいずれかに記載のフッ化物イオン含有水の処理方
   法