JPS59169595A - 水の処理方法 - Google Patents

水の処理方法

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JPS59169595A
JPS59169595A JP4505883A JP4505883A JPS59169595A JP S59169595 A JPS59169595 A JP S59169595A JP 4505883 A JP4505883 A JP 4505883A JP 4505883 A JP4505883 A JP 4505883A JP S59169595 A JPS59169595 A JP S59169595A
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tank
ions
water
calcium
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JP4505883A
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Yoshihiro Eto
良弘 恵藤
Tadashi Takadoi
忠 高土居
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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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(dフッ化物イオンおよび硫酸イオン含有水の
処理方法、特にスケール障害を発生させることなく、フ
ッ化物イオンおよび硫酸イオンを沈殿物として除去する
フッ化物イオンおよび硫酸イオン含有水の処理方法に関
するものである。
フッ化物イオン含有水の処理方法として、)。
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
、沈殿物を生成は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(八えなかった
しかも、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す
る。石膏スケールが析出すると、操業不能に至るため、
時々運転を中断し2、人力によってスケールを除去シテ
いるが、石膏スケールは酸を用いても、十分には除去さ
れず、極めて厄介視されてbた。
この発明はこのような従来法を改善し、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
く除去する方法を提供することを目的としている。
すなわち、この発明はフッ化物イオンおよび硫酸イオン
含有水にカルシウム化合物を添加し7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、をらに、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に関するもので
ある。
この発明において処理対象となるフッ化物イオン及びリ
ン酸イオン含有水とし7ては、リン酸卦よびリン酸肥料
の製造工程、氷晶石回収工程、ならびに排煙脱硫および
(−1だば)脱硝工程等から排出される廃水などが例示
できる。
以下この発明を図面の実施例により説明する。
図面は本発明者らが先に提案した特願昭56−1042
4、1号の発明に施用したこの発明の好せしい実施態様
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は最終沈殿槽である。
まず、溶解槽1に原水管6から原水を導入し2、さらに
返送り7から最終沈殿槽5の沈殿物を導入し、必要に応
じて薬注管9から酸を加えてpH4以下に調整し、返送
された沈殿物を溶解する。この沈殿物は後述のように水
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。pl−14以下に調整するのは沈殿物
を完全に溶解するだめと、溶解槽での石膏スケールの生
成を防止するためである。原水が酸性で、沈殿物を溶解
1−7だのちpH4以下にrc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、硫酸はカルシウムイオ
ンを消費するので好オしくなく、寸だ硝酸は窒素源とな
るため奸才しくなく、塩酸が最適である。
次に本発明の工程にはいり、溶解槽Jからの流出水と、
返送管8を介して返送される沈殿槽3の沈殿物を第1反
応槽2に導入し、カルシウムイオンの存在下にpi(5
〜8,5、好ましくは6〜7に調整し、さらに沈殿物を
生成さする。この場合カルシウムイオンのほかにアルミ
ニウムイオンが存在して謁でもよい。カルシウムイオン
とし7てはもど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10からカルシウム塩を添加する。
薬注管10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ばCaF2 
としてのOa当量あたり1〜3倍程度であり、特に2倍
当量程度が望才し1ハ。しかし排煙脱硫および(才たけ
)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などにより必
要量は異なるが、カルシウムイオンの添加量は簡単に実
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11からpH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
用でき好玄しい。このようなpH調整剤を添加して前記
pT(範囲に調整、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ンが硫酸イオンと反応した0
aSO。
およびフッ化物イオンと反応したC a F2 が主体
であり、アルミニウムイオンが存在する場合はA7’(
OH)3  がフン化物を抱き込んだ形で含捷れる溶解
度が小さく、かつ後述の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り範囲、すなわちp H
5〜8.5であり、特にpH6〜7が好捷しい。
第1反応槽2の反応液は沈殿槽3におりて固液分離を行
い、沈殿物の一部は返送管8を介して、カルシウム化合
物が添加される第1反応槽2へ返送され残部は、排泥管
12を介して系外へ排出される。−勇士澄液は第2反応
槽4へ流出させる。
沈殿槽から排出される沈殿物の一部を、第1反応槽に返
送するのは、フッ化カルシウムの生成ト同時に生成する
硫酸カルシウムが、一部沈殿とならずに、反応槽や管壁
などにスケールとして析出するのを防止するためである
すなわち、沈殿物の存在下に、原水にカルシ1クム化合
物を添加すると、沈殿物中の0aSO4が結晶の核とな
り、反応槽内で晶析的に石膏を析出させることにより、
石膏をスケール化させることなく、沈降性の良好な沈殿
物とするものである。
沈殿物中にはフッ化カルシウムも含まれているため、や
はり、フッ化カルシウム結晶の核となり、沈降性の極め
て悪いフッ化カルシウムの微細粒子の生成量が低減され
るとともに、石膏とフッ化カルシウムの共沈現象も認め
られ、フッ化物イオン除去効果を大巾に改善する。更に
、沈殿物を利用することにより、沈殿物中の未・溶解カ
ルシウムが、硫酸イオンやフッ化物イオンの固定化剤と
して有効に利用されるメリットもある。
なお、副成石膏などを沈殿物のがわりに用いた場合には
、硫酸イオン以外に対する効果がなくな9、好ましくな
込。
このように、水中の硫酸イオンとフッ化物イオンが可及
的に除去された処理水は、次すで第2反応槽4へ送られ
る。
第2反応槽4では、さらに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て、水中の残留フ
ン化物イオンをさらに低減させる。なお、この工程では
水中の残留カルシウムイオンも同時に除去され、脱硬度
処理工程を兼ねている。第2反応槽4では、必要【応じ
て薬注管13)がらマグネシウム塩を、薬注管14から
炭酸塩を、薬注管15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には添加しなくてもよ
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、炭酸ガスを吹込ンテモヨイ。寸だp
H調整剤は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、最初の工
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1■/l
 以下にすることができる。
まだ、炭酸イ、オンの量はカルシウムイオンに対してI
/2当量程度以上とする。前記pH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hb、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の反応液は最終沈殿槽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16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
廃水では最終沈殿槽5から排出される沈殿物中にマンガ
ンや鉄などの金属水酸化物も含まれているので、沈殿物
全返送する際、カルシウム化合物添加工程で確実にこれ
らを除去するために曝気する一才が好ましい。
返送された沈殿物は溶解槽jで浴解し、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、カルシウム化合物添加工
程におけるカルシウム化合物の添加量は原水中のカルシ
ウムイオン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水を補給するだ
けでよい。また溶離したマグネシウムイオンはその壕ま
第2反応槽に流出して、循環使用される。
このため第2反応槽におけるマグネシウムイオンの添加
量は沈殿槽3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反応槽2におりて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シウムイオンが含まれる
場合は、第2反応槽における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。寸だ処理水中のマグネシウ
ムイオンの畢を少なくし7だい場合は、第2反応槽でそ
の量に見合うpH調整剤を加え、最終沈殿槽で余剰分の
マグネシウム沈殿物を取り出せばよい。
以上の通り、この発明の好ましい実施態様によれば、フ
ン化物イオン及び硫酸イオン含有水をスケール障害を発
生させることなく、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Lまたので、フ
ン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。寸
だ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1反応
槽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、あらかじめ膜硬度処理されているだ
め、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。寸だ第2反応槽で添
加されるマグネシラノ、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
反応槽に返送され、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沈殿槽3か
らの沈殿物のみでパあり、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
量が少なりため処理も簡単になる。寸だ溶解槽における
pHを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−て説明する。
実施例 F 508mp/Z 、 S 044400m9/、e
、 Ca 653171i7/73゜pH1,6+7)
排煙脱硫廃水に表の通り、Oa (OH)2  と沈殿
物とを添加し、45分間攪拌1ノで反応させたのち、ア
ニオン性高分子凝集剤を1四添加して沈殿させた。
その」二澄水を濾過して得られた濾過水の水質分析を行
なうと共に、その沢過水を3日間放置後のスケール析出
具合を観察した。
結果を表に示す。
なお、添加した沈殿物はケース扁2おける懸濁液を30
分静置した後の沈殿物を用いた。
表 (○印が本発明方法) この表から明らかなように、沈殿物を収送することによ
り、硫酸カルシウムの過飽和度が破れ、処理水を3日間
放置してもほとんどスケールが析出しない。
まだ、石膏自体を添加するよりも、沈殿物を返送する方
が効果よしことも明らかである。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の好捷しい実1m態様を示す系統図であ
り、■は溶解槽、2は第1反応槽、3は沈殿槽、4は第
2反応槽、5は最終沈殿槽、7.8は沈殿物返送管であ
る。 特許出願人  栗E[(工業株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  フッ化物イオンおよび硫酸イオン 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1@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かいて、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。
  2. (2)  フッ化物イオンおよび硫酸イオン含有水は排
    煙脱硫または脱硝廃水である特許請求の範囲第1項記載
    の水の処理方法。
JP4505883A 1983-03-17 1983-03-17 水の処理方法 Granted JPS59169595A (ja)

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