JPS586553B2 - Method for removing fluorine ions in water - Google Patents
Method for removing fluorine ions in waterInfo
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- JPS586553B2 JPS586553B2 JP52039732A JP3973277A JPS586553B2 JP S586553 B2 JPS586553 B2 JP S586553B2 JP 52039732 A JP52039732 A JP 52039732A JP 3973277 A JP3973277 A JP 3973277A JP S586553 B2 JPS586553 B2 JP S586553B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水中に溶存するフッ素イオンの除去法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for removing fluorine ions dissolved in water.
地下水又は表流水等の水源中にはフッ素イオン(F−)
を過剰(0.8ppm以上)に含有する場合があるが、
これらの水を上水道源として利用し、飲料に供するとき
は、その中の過剰のフッ素イオンが斑状歯等の歯科的疾
患の原因となる。Fluorine ions (F-) are present in water sources such as groundwater or surface water.
may be contained in excess (0.8 ppm or more),
When this water is used as a water supply source for drinking purposes, excess fluoride ions in the water cause dental diseases such as mottled teeth.
そして、この過剰のフッ素イオンを除去する方法には、
活性アルミナ法、電解法、骨炭法などがあるが、いずれ
の場合も、従来の方法のままであると、操作容易で効率
よくしかも経済的であるといえるようなものはなく、フ
ッ素イオンを過剰に含むというだけで、せっかくの水資
源が利用されないままに放置されることがある。And the method to remove this excess fluorine ion is as follows:
There are activated alumina methods, electrolytic methods, bone charcoal methods, etc., but none of these methods can be said to be easy to operate, efficient, and economical if they remain as conventional methods, and they do not allow excessive fluoride ions to be used. Even if water is included in water, valuable water resources may be left unused.
すなわち、従来の活性アルミナ法は、活性アルミナ層に
フッ素イオンを含む水を通過させて、フッ素イオンを吸
着除去するものであるが、活性アルミナを再生するのに
アルカリおよび酸または多量の硫酸アルミニウムを必要
とし、したがってこれらの処理液を多量に副生じ、その
結果、この処理液を再処理するのに多量の薬品および装
置を必要とし、操作が面倒な上に経済的に著しく不利で
ある。That is, in the conventional activated alumina method, water containing fluoride ions is passed through the activated alumina layer to adsorb and remove fluoride ions, but in order to regenerate activated alumina, alkali and acid or a large amount of aluminum sulfate are used to regenerate the activated alumina. Therefore, a large amount of these processing liquids are produced as by-products, and as a result, a large amount of chemicals and equipment are required to reprocess this processing liquid, which is complicated to operate and is economically disadvantageous.
さらに、被処理水に濁度成分、鉄等の不純物を含むとき
は、活性アルミナの再生不能の場合も生じる等多くの欠
点を有している。Furthermore, when the water to be treated contains impurities such as turbidity components and iron, there are many drawbacks such as the possibility that activated alumina cannot be recycled.
また、電解法は、陽極に金属アルミニウムを用い、電気
分解によりアルミニウムを溶出して活性水酸化アルミニ
ウムを生成し、この水酸化アルミニウムに水中のフッ素
イオンを吸着除去させるものであるが、アルミニウムの
溶出に多量の電力を必要とし、かつ多量の水酸化アルミ
ニウムをもとにする汚泥を伴い、しかも、アルミニウム
電極の消耗も必要以上に著しいという欠点がある。In addition, the electrolytic method uses metallic aluminum as an anode and elutes aluminum by electrolysis to generate active aluminum hydroxide, and this aluminum hydroxide adsorbs and removes fluorine ions in water. This method requires a large amount of electric power, generates a large amount of sludge based on aluminum hydroxide, and has the disadvantage that the aluminum electrode is consumed more than necessary.
また、骨炭法は、ヒドロオキシアパタイト〔Ca,(P
O4)3OH)を主成分とする骨炭を用い、この骨炭に
通水し、フッ素イオンを吸着除去するものであるが、こ
の原理はヒドロオキシアバタイトに対する特にフッ素イ
オンの選択的イオン交換性にあるとされている。In addition, the bone charcoal method uses hydroxyapatite [Ca, (P
Bone char whose main component is O4)3OH) is used, and water is passed through this bone char to adsorb and remove fluorine ions, and the principle behind this is the selective ion exchange of fluorine ions with respect to hydroxyabatite. It is said that
しかし、この方法も、骨炭の再生に多量のアルカリを必
要とし、この処理液の再生処理に多くの費用を要し、ま
た、原水によっては数回の使用再生のサイクルの後に、
骨炭が原因不明の再生困難に陥いることがあり、実用化
に不安を伴うものである。However, this method also requires a large amount of alkali to regenerate bone charcoal, requires a lot of cost to regenerate this treatment solution, and depending on the raw water, after several cycles of use and regeneration,
There are cases where bone char is difficult to regenerate for unknown reasons, and there are concerns about its practical use.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、従来の
骨炭法の欠点を除去し、簡単で効率よく骨炭の再生再使
用を容易にしかつ実用性ある経済的な水中フッ素イオン
の除去法を提供するものである。The present invention has been made in view of the above points, and provides a practical and economical method for removing fluorine ions in water, which eliminates the drawbacks of the conventional bone char method, facilitates the reuse and reuse of bone char in a simple and efficient manner. It provides:
すなわち、被処理水中にリン酸イオンとカルシウムイオ
ンを添加することによりヒドロオキシアパタイトを生成
させるのである。That is, hydroxyapatite is generated by adding phosphate ions and calcium ions to the water to be treated.
この反応を行なわせるために、被処理水中に存在するカ
ルシウム(Ca)を含めてリン(P)とカルシウム(C
a)との原子数比が3:5以下になり、かつ、pHが8
〜9になるように、リン酸塩および水酸化カルシウムを
被処理水中に加え、被処理水中にコロイド状のヒドロオ
キシアパタイトの結晶を生成させる。In order to carry out this reaction, phosphorus (P) and calcium (C
The atomic ratio with a) is 3:5 or less, and the pH is 8.
Phosphate and calcium hydroxide are added to the water to be treated so that the amount of colloidal hydroxyapatite crystals is 9 to 9.
次に撹拌後、この被処理水を骨炭層を通すことにより生
成されたヒドロオキシアパタイトは生成直後骨炭表面に
晶析される。Next, after stirring, the water to be treated is passed through a bone char layer, and the hydroxyapatite produced is immediately crystallized on the bone char surface.
そして、骨炭表面に晶析されたヒドロオキシアパタイト
の結晶の水酸基イオンが水中のフッ素イオンとイオン交
換され、水中のフッ素イオンは、フッ素アパタイトとし
て骨炭に晶析された結晶に捕捉されて除去される。Then, the hydroxyl ions of the hydroxyapatite crystals crystallized on the bone char surface undergo ion exchange with fluorine ions in the water, and the fluorine ions in the water are captured and removed by the crystals crystallized in the bone char as fluoroapatite. .
さらに引続きヒドロオキシアパタイトを含む被処理水を
骨炭層に通水させることにより、ヒドロオキシアパタイ
トの結晶が骨炭層に累積し、被処理水中のフッ素イオン
を捕捉しながら成長する。Furthermore, by subsequently passing treated water containing hydroxyapatite through the bone char layer, hydroxyapatite crystals accumulate in the bone char layer and grow while capturing fluorine ions in the treated water.
このように被処理水中にヒドロオキシアパタイトの結晶
を生成させ、これを骨炭層に結晶させ、このヒドロオキ
シアパタイトと被処理水中のフッ素イオンをイオン交換
させることによりフッ素イオンを連続的に除去し得るよ
うにしたものである。In this way, fluorine ions can be continuously removed by generating hydroxyapatite crystals in the water to be treated, crystallizing them in the bone char layer, and ion-exchanging the fluoride ions with the hydroxyapatite in the water to be treated. This is how it was done.
またpH8以下では、被処理水を骨炭層において空塔速
度が2 0 m3/m3h程度の比較的速い速度で通過
させるに即して、被処理水中にヒドロオキシアパタイト
の結晶を生成させるに充分な反応が行なかれ難く、かつ
、pH9以上では、凝集反応が優先して起り、効率的な
ヒドロオキシアパタイトの晶析反応が起らないのである
。Furthermore, when the pH is below 8, when the water to be treated is passed through the bone and coal bed at a relatively high superficial velocity of about 20 m3/m3h, there is a sufficient amount of water to form hydroxyapatite crystals in the water to be treated. If the reaction is difficult to take place and the pH is above 9, the aggregation reaction occurs preferentially, and an efficient crystallization reaction of hydroxyapatite does not occur.
次に、本発明の一実施例を第1図について説明する。Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
1は薬品調整槽で、この薬品調整槽1は撹拌機2を有し
、ポンプ3を有する導管4により薬品添加槽5に連通接
続され、ポンプ3により液状薬品が送り込まれる。Reference numeral 1 designates a chemical adjustment tank, which has a stirrer 2 and is connected to a chemical addition tank 5 through a conduit 4 having a pump 3, into which liquid chemicals are fed.
そして、この薬品添加槽5は、撹拌機6を有し、導入路
7が接続されているとともに、導出路8が接続され、こ
の導出路8にろ過槽9が連通接続されている。The chemical addition tank 5 has a stirrer 6 and is connected to an inlet passage 7 and an outlet passage 8, to which a filtration tank 9 is connected in communication.
このろ過槽9は、その槽体10に粒状の骨炭を適宜密度
および適宜容量に充填した骨炭層11が形成され、この
骨炭層11の上部および下部に空間が形成されて、上記
導出路8が接続された被処理水の導入部12および被処
理水の導出部13が設けられ、この導出部13に導管1
4を介して処理水槽15が連通接続され、この処理水槽
15に流出路16が接続されている。In this filter tank 9, a bone char bed 11 filled with granular bone char at an appropriate density and volume is formed in a tank body 10, and spaces are formed in the upper and lower parts of this bone char layer 11, and the above-mentioned lead-out path 8 is formed. An inlet section 12 for water to be treated and an outlet section 13 for water to be treated are connected, and a conduit 1 is connected to this outlet section 13.
A treated water tank 15 is connected through 4, and an outflow path 16 is connected to this treated water tank 15.
また、処理水槽15にポンプ17を有する導管18が接
続され、この導管18は上記ろ過槽9の槽体10の下底
に連通接続されている。Further, a conduit 18 having a pump 17 is connected to the treated water tank 15, and this conduit 18 is connected to the bottom of the tank body 10 of the filtration tank 9 in communication.
また、上記沖過槽9の槽体10の導入部12に排出管1
9を介して排水貯槽20が連通接続され、この排水貯槽
20は上部に送水管21を介して上記薬品添加槽5に連
通されているとともに、下部に汚泥排出口22が設けら
れている。In addition, a discharge pipe 1 is connected to the introduction part 12 of the tank body 10 of the offshore tank 9.
A waste water storage tank 20 is connected through the pipe 9, and the waste water storage tank 20 is connected to the chemical addition tank 5 through a water pipe 21 at the upper part thereof, and has a sludge discharge port 22 at the lower part.
このような装置において、リン酸塩および水酸化カルシ
ウムを薬品調整槽1で夫々水と撹拌して水溶液とし、ポ
ンプ3により導管4を介してこれらの水溶液を薬品添加
槽5に送る。In such an apparatus, phosphate and calcium hydroxide are each stirred with water in a chemical adjustment tank 1 to form an aqueous solution, and a pump 3 sends these aqueous solutions via a conduit 4 to a chemical addition tank 5 .
一方、薬品添加槽5には、予め導入路7を介して被処理
水を満しておき、この被処理水を撹拌しながら、上記リ
ン酸塩水溶液および水酸化カルシウム水溶液を所定量添
加する。On the other hand, the chemical addition tank 5 is previously filled with water to be treated via the introduction path 7, and predetermined amounts of the phosphate aqueous solution and calcium hydroxide aqueous solution are added while stirring the water to be treated.
そしてpHを8〜9に調整する。Then, adjust the pH to 8-9.
この際、薬品添加槽5では、ヒドロオキシアパタイトの
結晶核が発生し、この結晶核の微結晶が被処理水中に分
散してコロイド状物が生ずるが、このコロイド状物を含
む被処理水を直ちに例えば10分以内の撹拌の後、導出
路8を介してろ過層9に導く。At this time, crystal nuclei of hydroxyapatite are generated in the chemical addition tank 5, and the microcrystals of these crystal nuclei are dispersed in the water to be treated to produce colloidal matter. Immediately after stirring, for example for up to 10 minutes, it is led via outlet 8 to filtration bed 9 .
このろ過槽9は、槽体10の導入部12で一定の水量を
保持し、この水は骨炭層11の充填容量および充填密度
を適宜調節することによりこの骨炭層11における流下
時間すなわち滞溜時間を調節されて順次流下する。This filtration tank 9 maintains a constant amount of water in the introduction part 12 of the tank body 10, and this water has a flow time, that is, a residence time, in the bone and charcoal layer 11 by appropriately adjusting the filling capacity and packing density of the bone and charcoal layer 11. are adjusted and flow down sequentially.
そして、この過程で、被処理水中のコロイド状のヒドロ
オキシアパタイトの微結晶は骨炭層11を通過中に骨炭
の主成分ヒドロオキシアパタイト結晶の表面に晶析され
、骨炭の表面にその微結晶の結晶核から更に結晶が累積
成長し、次第に粗大化する。In this process, colloidal hydroxyapatite microcrystals in the water to be treated are crystallized on the surface of hydroxyapatite crystals, the main component of bone char, while passing through the bone char layer 11, and the microcrystals are deposited on the surface of the bone char. Further crystals grow cumulatively from the crystal nucleus and gradually become coarser.
他方、被処理水中のフッ素イオンは骨炭表面に析出した
ヒドロオキシアパタイトの結晶の水酸基イオンとイオン
交換され、フッ素アパタイトとして骨炭表面に晶析した
結晶に捕捉され、被処理水より分離される。On the other hand, fluorine ions in the water to be treated are ion-exchanged with hydroxyl ions of hydroxyapatite crystals precipitated on the bone char surface, captured as fluoroapatite by the crystals crystallized on the bone char surface, and separated from the water to be treated.
そしてフッ素イオンを除去された処理水は骨炭層を流下
する。The treated water from which fluoride ions have been removed flows down the bone and charcoal layer.
この際、骨炭表面に析出したヒドロオキシアパタイトの
結晶は微結晶であり、その表面積が著しく大きく、フッ
素イオンの捕捉効率を高めることができる。At this time, the hydroxyapatite crystals precipitated on the bone char surface are microcrystals and have a significantly large surface area, which can increase the efficiency of capturing fluorine ions.
さらに、骨炭は槽体10に均等、かつ広く分布充填され
、しかも粒子であるからその表面積が大きく、しかも骨
炭の主成分はヒドロオキシアパタイトであるから、活性
化された骨炭のヒドロオキシアパタイト結晶表面に被処
理水中のヒドロオキシアパタイトのコロイド状微結晶が
広い範囲にわたって晶析され、晶析された微結晶にさら
に引続き供給される被処理水様のヒドロオキシアパタイ
トを累積して結晶が成長する過程で被処理水中のフッ素
イオンがさらにイオン交換によって捕捉され、ヒドロオ
キシアパタイトの結晶の表面積を経時的に可及的大にす
るようにして、フッ素イオン除去効率を高めることがで
きる。Furthermore, the bone char is uniformly and widely distributed and filled in the tank body 10, and since it is in the form of particles, its surface area is large.Moreover, since the main component of bone char is hydroxyapatite, the hydroxyapatite crystal surface of the activated bone char A process in which colloidal microcrystals of hydroxyapatite in the water to be treated are crystallized over a wide area, and crystals grow by accumulating hydroxyapatite similar to the water to be treated, which is subsequently supplied to the crystallized microcrystals. The fluorine ions in the water to be treated are further captured by ion exchange, and the surface area of the hydroxyapatite crystals is made as large as possible over time, thereby increasing the fluorine ion removal efficiency.
この意味で、リン酸塩および水酸化カルシウムを被処理
水に混合後、その結晶の成長しない直後にろ過槽9に通
水するのが良い。In this sense, after mixing phosphate and calcium hydroxide with the water to be treated, it is preferable to flow the water into the filter tank 9 immediately after the crystals have not grown.
そして、このフッ素イオンの除去効率を高く維持するた
めには、被処理水のろ過槽9における通水時間すなわち
滞溜時間をおそくすれば良いが、骨炭層11の容量など
を適宜調節して被処理水中のフッ素イオンを所望のフッ
素イオン含有規制値に合わせるよう運転することができ
る。In order to maintain a high removal efficiency of fluorine ions, it is sufficient to slow down the flow time, that is, the residence time of the water to be treated in the filter tank 9, but the capacity of the bone char bed 11 can be adjusted as appropriate. It can be operated so that the fluorine ions in the treated water meet the desired fluorine ion content regulation value.
このようにして、骨炭に晶析したヒドロオキシアパタイ
トとイオン交換されてフッ素イオンを除去された被処理
水は槽体10の導出部13に導出され、導管14を介し
て処理水槽15に貯溜され、流出路16より放流沌て上
水道源等に利用できる。In this way, the water to be treated is ion-exchanged with the hydroxyapatite crystallized in the bone char and fluorine ions are removed, and the water is led out to the outlet part 13 of the tank body 10 and stored in the treated water tank 15 via the conduit 14. The outflow channel 16 can be used as a water supply source, etc.
つぎに、骨炭層11の洗浄工程について説明する。Next, the process of cleaning the bone charcoal layer 11 will be explained.
処理水槽15の水をポンプ176こより導管18を介し
て沢過槽9の槽体10の導出部13に送水し、被処理水
の流水方向とは逆方向に骨炭層11に通水し、骨炭層1
1の骨炭粒子に累積成長したヒドロオキシアパタイトと
フッ素アパタイトよりなる粗大結晶をその通水圧により
骨炭より脱着し骨炭層11はそのまま引続き使用される
。The water in the treated water tank 15 is sent from the pump 176 through the conduit 18 to the outlet part 13 of the tank body 10 of the sifting tank 9, and the water is passed through the bone charcoal bed 11 in the opposite direction to the flow direction of the water to be treated. coal seam 1
The coarse crystals consisting of hydroxyapatite and fluoroapatite that have grown cumulatively on the bone char particles 1 are desorbed from the bone char by the water pressure, and the bone char layer 11 is continued to be used as it is.
また、骨炭層11より分離された粗大粒状物は水に担持
され、この水は槽体10の導入部12に一時溜水して導
管19を介して排水貯槽20にオーバーフローされる。Further, the coarse particles separated from the bone and char bed 11 are carried by water, and this water is temporarily stored in the introduction part 12 of the tank body 10 and overflows to the wastewater storage tank 20 via the conduit 19.
そして、この排水貯槽20に導入された洗浄水は静置さ
れてヒドロオキシアパタイトおよびフッ素アパタイトの
結晶が沈降除去され、略透明な上澄液が得られる。Then, the washing water introduced into the waste water storage tank 20 is allowed to stand still, and the crystals of hydroxyapatite and fluoroapatite are sedimented and removed, and a substantially transparent supernatant liquid is obtained.
そして、この上澄液を上記薬品添加槽5に返送して残存
するリン酸塩、水酸化カルシウムなどを再使用すること
ができる。Then, this supernatant liquid can be returned to the chemical addition tank 5 to reuse the remaining phosphates, calcium hydroxide, etc.
つぎに、本発明の上記実施例に基づく実験例を示す。Next, an experimental example based on the above embodiment of the present invention will be shown.
実験例 1
フッ素イオン(F−)190ppmを含む地下水(鉄分
0.02ppm、硬度21.9、濁度0.3、アルカリ
度18.6)を薬品添加槽5に導き、予め薬品調整槽1
で調整したリン酸二水素カルシウム水溶液を地下水に対
して40ppm,水酸化カルシウムとしての消石灰水溶
液を上記地下水に対して30ppmを夫々この地下水に
撹拌しながら添加し、リンとカルシウムの原子数比をP
/Ca=3/5.3とするとヒドロオキシアパタイトの
微結晶が析出する。Experimental Example 1 Groundwater containing 190 ppm of fluorine ions (F-) (iron content: 0.02 ppm, hardness: 21.9, turbidity: 0.3, alkalinity: 18.6) was introduced into the chemical addition tank 5, and the water was introduced into the chemical adjustment tank 1 in advance.
40 ppm of the calcium dihydrogen phosphate aqueous solution prepared in above to the groundwater and 30 ppm of the slaked lime aqueous solution as calcium hydroxide to the above groundwater were added to the groundwater with stirring, and the atomic ratio of phosphorus and calcium was adjusted to P.
When /Ca=3/5.3, microcrystals of hydroxyapatite are precipitated.
この微濁した地下水を直ちにろ過槽9にて1時間当り骨
炭層11の容量の20倍通水する。This slightly turbid groundwater is immediately passed through the filter tank 9 at a rate of 20 times the capacity of the bone-charcoal bed 11 per hour.
そしてこの実験例と、比較例として上記地下水に上記薬
品を添加したものを砂、石灰石、アンスラサイトを夫々
ろ過層として通水させたもの、さらに、上記地下水に薬
品を添加せずに骨炭層を通過させたものと上記本願の実
験例の場合とを夫々被処理水を24時間通水後、ろ過槽
9の導出部13より取水し、この水中のフッ素イオンを
分析して比較した結果は次のとおりであった。In addition to this experimental example, as a comparative example, the above groundwater was added with the above chemicals and water was passed through it using sand, limestone, and anthracite as filtration layers. After passing the water to be treated for 24 hours, the water was taken from the outlet 13 of the filter tank 9, and the fluorine ions in this water were analyzed and compared. The results are as follows. It was as follows.
この結果によれば、本発明のものの場合以外は、被処理
水である地下水中よりフッ素イオンを除去する能力は微
弱であり、また、骨炭層11の場合でもこれのみでは、
上記地下水を24時間通水した後は、相当量のフッ素イ
オンの残存が認められ、本発明のリン酸二水素カルシウ
ムおよび消石灰を併用した骨炭層11による方法のみが
著しいフッ素イオンの除去能力を示している。According to this result, except for the case of the present invention, the ability to remove fluoride ions from groundwater, which is the water to be treated, is weak, and even in the case of the bone and charcoal layer 11, this alone has a weak ability to remove fluoride ions.
After flowing the above groundwater for 24 hours, a considerable amount of fluoride ions remained, and only the method using bone char layer 11 using calcium dihydrogen phosphate and slaked lime according to the present invention showed remarkable ability to remove fluoride ions. ing.
実験例 2
フッ素イオン(F−)1.2ppmを含む表流水(鉄分
0.3ppmを含む)を被処理水とし、この被処理水に
リン酸二水素ナトリウム20ppm、消石灰30ppm
を夫々加え、リンとカルシウムの原子数比をP/Ca=
3/9.4としてヒドロオキシアパタイトを析出させ撹
拌後直ちに骨炭層11を炉過層とし、骨炭層11の容量
200l、通水速度4m3/h(骨炭層容量の20倍)
の条件でリン酸二水素ナトリウムムおよび消石灰を被処
理水に加えないものとを実験例1と同じ手順で実験し、
処理水中のフッ素イオン含有量を分析した結果、第2図
に示すとおりであった。Experimental Example 2 Surface water containing 1.2 ppm of fluorine ions (F-) (containing 0.3 ppm of iron) was used as the water to be treated, and 20 ppm of sodium dihydrogen phosphate and 30 ppm of slaked lime were added to the treated water.
are added respectively, and the atomic ratio of phosphorus and calcium is P/Ca=
As 3/9.4, hydroxyapatite was precipitated and immediately after stirring, the bone charcoal layer 11 was made into a furnace layer, and the capacity of the bone charcoal layer 11 was 200 liters, and the water flow rate was 4 m3/h (20 times the capacity of the bone charcoal layer).
An experiment was conducted using the same procedure as in Experimental Example 1 under the following conditions without adding sodium dihydrogen phosphate and slaked lime to the water to be treated.
The results of analyzing the fluorine ion content in the treated water were as shown in Figure 2.
本実験例の場合、フッ素イオンの処理水中の含有量は通
水時間の長短に拘らず0.1ppm以下であった。In the case of this experimental example, the content of fluorine ions in the treated water was 0.1 ppm or less regardless of the length of water passage time.
そして、リン酸水素ナトリウムおよび消石灰を加えない
ものは、通水時間とともに、処理水中のフッ素イオンの
量は増大することが明らかである。It is clear that when sodium hydrogen phosphate and slaked lime are not added, the amount of fluorine ions in the treated water increases with the passage time.
なお、本発明において、PとCaの原子数比3:5以下
にするのは、
により、ヒドロオキシアパタイトを生成させるためであ
りカルシウムを所定量よりやや過剰に用いることにより
化学平衡を有利に導くことができるとともにpHをアル
カリ側に保つことができる。In addition, in the present invention, the reason why the atomic ratio of P and Ca is set to 3:5 or less is to generate hydroxyapatite, and by using calcium slightly in excess of the predetermined amount, chemical equilibrium is advantageously brought about. It is possible to keep the pH on the alkaline side.
pHは8〜9が望ましい。The pH is preferably 8-9.
pH8以上にすると、被処理水を骨炭層において空塔速
度2 0 m3/ m3 h程度の比較的速い速度で通
過させた場合も、被処理水中でヒドロオキシアパタイト
を析出させるに充分な反応をさせることができる。When the pH is set to 8 or more, even when the water to be treated is passed through the bone-char bed at a relatively high superficial velocity of about 20 m3/m3 h, a sufficient reaction occurs to precipitate hydroxyapatite in the water to be treated. be able to.
また、pH9以上になると、ヒドロオキシアパタイトの
晶析反応に優先して凝集反応が起り晶析反応が効果的に
起らない。Moreover, when the pH becomes 9 or more, the aggregation reaction takes precedence over the crystallization reaction of hydroxyapatite, and the crystallization reaction does not occur effectively.
なお、pHの調整は水酸化カルシウムに限らず結果的に
リン(P)とカルシウム(Ca)の原子数比が満足され
るときは、ソーダ灰でも苛性ソーダでもよい。Note that pH adjustment is not limited to using calcium hydroxide; soda ash or caustic soda may be used as long as the atomic ratio of phosphorus (P) and calcium (Ca) is satisfied.
また、リン酸塩は水酸化カルシウムと反応し、ヒドロオ
キシアパタイトの結晶を生じ、コロイド状粒状物を生成
するものであれば、その種類を問わないが、ヒドロオキ
シアパタイトの生成率の良い、また被処理水中の残存金
属イオンの比較的無害のリン酸二水素カルシウム、リン
酸二水素ナトリウムなどが好ましい。In addition, phosphates can be of any type as long as they react with calcium hydroxide to produce hydroxyapatite crystals and colloidal particles, but phosphates with a good production rate of hydroxyapatite or Calcium dihydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, etc., which are relatively harmless to residual metal ions in the water to be treated, are preferred.
しかし、これらに限定されるものではなく、例えばカル
シウム化合物と併用してヒドロオキシアパタイトを生成
する各種のリン酸化合物が使用し得る。However, the present invention is not limited to these, and for example, various phosphoric acid compounds that produce hydroxyapatite in combination with a calcium compound can be used.
本発明によれば、少量のフッ素イオンを含む処理水中に
、リン酸塩と水酸化カルシウムとを原子数比が3:5以
下になるように添加し、pHを8〜9に調整することに
より被処理水中にヒドロオキシアパタイトを生成させ、
このヒドロオキシアパタイトを含む被処理水を骨炭層に
通水させることにより、骨炭表面にヒドロオキシアパタ
イトを結晶として晶析させるとともに、被処理水中のフ
ッ素イオンを晶析された骨炭表面のヒドロオキシアパタ
イトの結晶とのイオン交換により捕捉させ、さらに結晶
の成長とともに被処理水中のフッ素イオンの捕捉が進行
し被処理水中のフッ素イオンを除去することができ、処
理水中のフッ素イオンの含有量を略0.1ppm以下に
減少させることができる。According to the present invention, phosphate and calcium hydroxide are added to the treated water containing a small amount of fluorine ions so that the atomic ratio is 3:5 or less, and the pH is adjusted to 8 to 9. Generates hydroxyapatite in the water to be treated,
By passing this treated water containing hydroxyapatite through the bone charcoal layer, hydroxyapatite is crystallized on the surface of the bone charcoal, and fluorine ions in the water to be treated are crystallized from the hydroxyapatite on the surface of the bone charcoal. The fluoride ions in the water to be treated are captured by ion exchange with crystals, and as the crystals grow, the capture of fluoride ions in the water to be treated progresses, making it possible to remove fluoride ions from the water to be treated, reducing the content of fluoride ions in the water to approximately zero. It can be reduced to .1 ppm or less.
骨炭は単にヒドロオキシアパタイトの微結晶を晶析し、
この微結晶をより大きな結晶に成長させる担体としその
機能を有するもので、この結晶はある程度大きくなれば
、洗浄水の流水圧によって物理的に容易に骨炭粒子上よ
り除くことができ、しかも、フッ素イオンはこのヒドロ
オキシアパタイトのイオン交換により結晶に捕捉されて
いるから、フッ素イオンもこの結晶粒状物とともに除か
れ、したがって、骨炭層を簡単な操作で直ちに再生して
再使用可能であり、その結果装置の連続的運転が可能で
あり、従来の骨炭法のように骨炭にフッ素イオンが強く
吸着され、そのために脱離が困難であり、骨炭の再生に
多くの障害を伴い、経済的でないとともと、効率も悪く
、実用性に不安をいだかせたものに比べ、極めて優れた
水中フッ素イオン除去法を提供するものである。Bone char is simply crystallized microcrystals of hydroxyapatite,
It functions as a carrier for growing these microcrystals into larger crystals, and once these crystals grow to a certain extent, they can be physically removed from the bone char particles by the water pressure of washing water, and fluoride Since the ions are trapped in the crystals by ion exchange of this hydroxyapatite, fluoride ions are also removed along with the crystal grains, so the bone char bed can be immediately regenerated and reused with a simple operation. Continuous operation of the device is possible, and unlike conventional bone charcoal methods, fluoride ions are strongly adsorbed to bone charcoal, making it difficult to desorb, causing many obstacles to regenerating bone charcoal, and making it uneconomical. This method provides an extremely superior method for removing fluorine ions in water, compared to methods that are inefficient and have concerns about their practicality.
このようにして、フッ素イオンを含むため未利用のまま
放置されている水資源を上水道源などの飲料水に供する
ことが可能となり、資源の有効利用を図ることができる
。In this way, water resources that are left unused because they contain fluorine ions can be used as drinking water, such as a tap water source, and the resources can be used effectively.
第1図は本発明の方法の一実施例の工程説明図、第2図
はその実験例の測定図である。
11・・・・・・骨炭層。FIG. 1 is a process explanatory diagram of an embodiment of the method of the present invention, and FIG. 2 is a measurement diagram of an experimental example thereof. 11... Bone charcoal layer.
Claims (1)
酸化カルシウムとを、被処理水中に含まれるカルシウム
(Ca)を含めてリン(P)とカルシウム(Ca)の原
子数比が3:5以下になるように添加し、更にpHを8
〜9に調整して被処理水中にヒドロオキシアパタイトを
生成させ撹拌後、骨炭層に通水しヒドロオキシアパタイ
トの結晶を骨炭表面に連続的に累積晶析させるとともに
、この晶析されたヒドロオキシアパタイトに被処理水中
のフッ素イオンをイオン交換により捕捉させ、被処理水
中のフッ素イオンを連続的に除去することを特徴とする
水中フッ素イオンの除去法。1. Phosphate and calcium hydroxide are added to the water to be treated that contains a small amount of fluorine ions, and the atomic ratio of phosphorus (P) to calcium (Ca) including the calcium (Ca) contained in the water to be treated is 3: 5 or less, and further adjust the pH to 8.
9 to produce hydroxyapatite in the water to be treated, and after stirring, water is passed through the bone char layer to continuously accumulate and crystallize hydroxyapatite crystals on the bone char surface, and the crystallized hydroxyapatite is A method for removing fluorine ions in water, which is characterized in that fluoride ions in the water to be treated are captured by apatite through ion exchange, and fluoride ions in the water to be treated are continuously removed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52039732A JPS586553B2 (en) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | Method for removing fluorine ions in water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52039732A JPS586553B2 (en) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | Method for removing fluorine ions in water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS53125357A JPS53125357A (en) | 1978-11-01 |
JPS586553B2 true JPS586553B2 (en) | 1983-02-04 |
Family
ID=12561134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52039732A Expired JPS586553B2 (en) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | Method for removing fluorine ions in water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS586553B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101912773B (en) * | 2010-08-27 | 2012-06-13 | 江苏永冠给排水设备有限公司 | Regenerating method of drinking water defluoridation filtering material |
CN104478031B (en) * | 2014-12-08 | 2016-08-24 | 中国矿业大学 | The preparation method of aluminium polychlorid/hydroxyapatite copolymeric material |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51106340A (en) * | 1975-03-14 | 1976-09-21 | Hitachi Ltd | Futsusan oyobi rinsanofukumuhaisui no shorihoho |
-
1977
- 1977-04-06 JP JP52039732A patent/JPS586553B2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51106340A (en) * | 1975-03-14 | 1976-09-21 | Hitachi Ltd | Futsusan oyobi rinsanofukumuhaisui no shorihoho |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS53125357A (en) | 1978-11-01 |
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