JPS60117B2 - フッ化物含有水の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はホウ素を含むフッ化物含有水の処理方法に関
するものである。

フッ化物含有水の処理方法として、アルミニウム化合物
を加えた後水酸化カルシウムを添加し、次いで再度アル
ミニウム化合物を添加してＰＨを中性に調整することに
より、フッ化物含有水を処理する方法が提案されている
。この方法では処理水中のフッ化物イオン残留量は１０
の９／そ以下とすることができるが、反面、カルシウム
化合物を添加するにもかかわらず、後処理としてはＰＨ
を中性に調整するだけなので、処理水中へのカルシウム
イオンのリークは避けることができず、たとえば、この
処理水中のＣＯＤを低減させるためにさらに合成吸着樹
脂を用いるとなると、新たに処理水中にリークしたカル
シウムイオンを除去するための脱カルシウム工程を必要
とするという欠点があった。この発明は上記のような従
来法の欠点を解決したもので、処理水中に残留するフッ
化物イオン量もカルシウムイオン量も極めて低い値とす
ることができるフッ化物含有水の処理方法である。

即ち、この発明はホウ素を含むフッ化物含有水をアルミ
ニウム化合物の存在下ＰＨ４以下に調整する第１工程と
、前記第１工程排出水にカルシウム化合物を加えてＰＨ
を５以上に調整した後固液分離する第２工程と、前記第
２工程の処理水にアルミニウム化合物および必要により
アルカリ剤を加えてＰＨを１０以上に調整した後固液分
離する第３工程と、前記第３工程から生じる沈殿物を前
記第１工程に返送する第４工程とを含むフッ化物含有水
の処理方法である。この発明の対象となるフツ化物含有
水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）脱硝排水などである。

さらに、この発明の対象となる水はフツ化物のみが含有
されていてもよいが、特にホウ素化合物とフッ化物とを
同時に含有するような水である。

このようなフッ化物含有水に対し、この発明では先ずア
ルミニウム化合物の存在下にＰＨ山〆下に調整する。原
水にアルミニウム化合物が存在しない場合や存在しても
少量の場合には、外部からアルミニウム化合物を添加す
る。しかし、この発明では後述のように、第４工程とし
て第３工程で生じるアルミニウム化合物を含む沈殿を、
ここで言うアルミニウム化合物の一部または全部として
再使用するため、新たに添加すべきアルミニウム化合物
の添加量は全く不要となるか、もしくは必要であっても
少量ですむ。ＰＨ調整剤としては公知の任意の酸やアル
カリ剤を使用することができる。アルミニウム化合物の
必要存在量はフッ化物や他の共存イオン量によって変動
するが、目安としてはフッ化物に対し、少くとも１：１
程度である。

アルミニウム化合物存在下にＰＨを４以下に調整するこ
とによって、フッ化物とホウ素化合物とが同時に含まれ
ており、ホウフッ化物ＢＦ４−を形成しているようなこ
の発明の場合には、下記の推定式によって、ホゥフッ化
物を分解することができる。

２Ａ夕２ （Ｓ〇４）３ 十３ＨＢＦ午十到日２〇→４
ＡタＦ３十肌Ｓ０４十洲３弧３このように、ホウ素とフ
ッ素とに分解され、両イオンを同時に持つ第１工程排出
水は、次いで第２工程に送る。

第２工程では前記排出水にカルシウム化合物を加えてＰ
Ｈを５以上に調整し、次いで固液分離する。ここで用い
られるカルシウム化合物としては塩化カルシウム、炭酸
カルシウム、水酸化カルシウム等、公知の水落一怪力ル
シウム化合物を用いることができる。カルシウム化合物
の添加量は被処理水のＰＨが５以上、好ましくは５〜１
現茎度とするに充分な量とする。

なお、このＰＨは１０を越えて１２軍度としてもよいが
、ＰＨを上げるほど残留力ルシウムィオン濃度もふえる
ので第３工程の負荷が増えることになる。このようにＰ
Ｈ調整を行なうことによって、フッ化物イオンとが反応
してＣａＦ２の雛溶性沈殿が生じる。また、溶存してい
たアルミニウムイオンもＡ夕（ＯＨ）３となって析出し
、その表面や内部にフッ化物が吸着あるいは抱き込まれ
ると考えられる。さらにＰＨが８．５以上になると、ア
ルミニウムイオンとカルシウムイオンとが反応してアル
ミン酸カルシウムが生成し、これにフッ化物も吸着また
は化合して沈殿することが考えられる。こうして沈殿物
を含んだ被処理水は固液分離装置に送られ、沈殿物と処
理水とに分離される。

固液分離装置としては沈殿槽等の公知の装置を用いても
よいし、また反応槽と沈殿槽とが一体になったような凝
集沈殿装置を用いてもよい。なお、固液分離の際、高分
子凝集剤を少量加えると、分離効果が向上して好ましい
。このとき用いられる高分子凝集剤としては公知の任意
のものを用いることができる。このようにして沈殿が分
離された処理水は次に第３工程に移送する。

第３工程は、この処理水にアルミニウム化合物および必
要によりアルカリ剤を加えてＰＨを１０以上に調整し、
生成する沈殿を分離する工程である。第３工程は、第２
工程処理水中には、まだフッ化物イオンがある程度残留
しており、これを高度処理してさらに残留量を低減する
こと、および第２工程で添加したカルシウムイオンとア
ルミニウムイオンとを除去することを目的とする。

そして、このような目的は、被処理水にアルミニウム化
合物と必要によりアルカリ剤とを添加して、ＰＨを１０
以上にするだけで達成されるのである。第３工程で用い
るアルミニウム化合物としては水溶性のものであれば特
に限定されないが、硫酸アルミニウム、アルミン酸ソー
ダ、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、金属ア
ルミニウム、水酸化アルミニウム、硝酸アルミニウム、
ミョウバンなどが例示できる。また、第２工程ですでに
ＰＨが１０以上となっている場合には新たにアルカリ剤
を添加する必要がないが、ＰＨが１０未満の場合及びア
ルミニウム化合物が添加されてＰＨが１０未満になった
ときにはアルカリ剤を添加する。

アルカリ剤としては、第１工程で用いられるカルシウム
化合物の他に公知のアルカリ剤、例えば水酸化ナトリウ
ム、水酸化カＩＪウムなどが例示できる。アルミニウム
化合物とアルカリ剤の添加順序は特に限定されず、どち
らかを先に添加してもよいし、あるいは同時に添加して
もよい。

アルミニウム化合物とアルカリ剤との添加によって、Ｐ
Ｈを１０以上に調整するが好ましくは１０〜１３とする
。

ＰＨが１３を超えると効果はほとんど変わらなくなり、
その分アルカリ剤が不経済となる。こうして１０以上と
することにより、アルミニウム化合物はＡ夕（ＯＨ）３
や、アルミン酸カルシウムとなって大半が沈殿物として
析出する。

また、その結果、残留していたフッ化物はさらに前記同
様の機構により除去され、わずかに数雌／夕という低レ
ベルまで除去される。さらに、カルシウムイオンも反応
に関与するので、カルシウムイオンも低減し、軟化され
る。こうして沈殿を含んだ被処理水は次いで固液分離装
置で固液分離される。

第３工程で用いる固液分離装置は、第２工程で述べたも
のと同様の装置を用いることができる。第３工程処理水
中には以上に述べたように、カルシウムイオン、アルミ
ニウムイオン、およびフッ化物イオンをほとんど含ます
、含まれるとしてもごく僅かであり、ＰＨ調整を行なう
だけで放流してもよい。

しかし、他にＣＯＤなどが含まれる場合には、さらに合
成吸着樹脂層などの公知のＣＯＤ除去手段を用いて処理
する。合成吸着樹脂を用いると、この処理水中にはカル
シウムイオンをほとんど含まず、軟化されているので、
脱カルシウム工程は全く必要とせず、単に、必要に応じ
て、ＰＨ調整を行なったのち、ただちに合成吸着樹脂層
に供給することができる。用いられる合成吸着樹脂は弱
、中、強塩基性のものが用いられる。第３工程で分離さ
れた沈殿物は、アルミニウム化合物を豊富に含んでいる
ので、第１工程に返送することによって、第１工程で必
要とするアルミニウム化合物として使用することができ
る。その結果、高次処理工程である第３工程からは別途
処分すべき沈殿物は発生せず、しかも、処理水は前述の
ようにフッ化物イオン、カルシウムイオン、アルミニウ
ムイオンの残留量が極めて低いものが得られる。以上に
のべたように、この発明は、処理水としてフッ化物イオ
ン、カルシウムイオン、アルミニウムイオンの残留量が
きわめて低いものが得られるので、ＣＯＤ除去などを目
的として合成吸着樹脂層等に通液する場合でも、改めて
脱カルシウム工程は必要とせず、単に、必要に応じＰＨ
調整するだけで、スケールトラブルを起こすことなく処
理することができる。

また、第３工程で発生する沈殿物は第１工程に返送され
るので、有効に活用され、かつ経剤的となる。

次にこの発明の実験例、実施例を示す。

実験例 ＰＨＩ．４，Ｆ‐３６５ｐｐｍ，Ｂ‐５０．７ｐｐｍを
含む排煙脱硫排水に硫酸バンドを添加し、硫酸あるいは
水酸化ナトリウムでＰＨを調整した後、２独特間縄拝し
た。

損梓後水酸化カルシウムを７０００ｐｐｍ添加し、さら
に硫酸あるいは水酸化ナトリウムでＰＨを調整し、炉過
した。その結果を表−１に示す。

表一１ これから第１工程のＰＨ条件としては４以下、第２工程
のＰＨ条件は５以上とする必要がある。

なお、第２工程ではケース８から明らかなようにＰＨを
１２．５としても、フッ化物イオン残留量はＰＨ９と比
べて大差はない。表‐１のケース２の処理水について硫
酸バンドを添加し、硫酸あるいは水酸化ナトリウムで所
定のＰＨに調整し、燈梓後炉過した。

表一２ 表−２から明らかなように第３工程のＰＨ条件は１０．
０以上とすることにより、フッ化物イオン、カルシウム
イオン、さらにＡどイオン、ホウ素イオンを大中に低減
することができる。

実施例 ＰＨＩ．４Ｆ‐３６５ｐｐｍ、Ｂ−５０．７ｐｐｍを含
む排煙脱硫排水に硫酸バンドを４０００ｐｐｍ加え、Ｐ
Ｈを１．６とし、損杵後に、この被処理水に水酸化カル
シウムを７０００ｐｐｍ加え、ｐｐｍを１０．０とした
。

生じる沈殿を分離した後、硫酸バンドを４０００ｐｐｍ
加え、さらに水酸化ナトリウムを添加して、ＰＨを１２
．１とした。固液分離後、処理水はＰＨ調整後弱塩基性
合成吸着樹脂層へ通水した。一方、第３工程から排出さ
れる沈殿物は全量第１工程に返送した。その結果第１工
程で必要とするアルミニウム化合物は、返送される沈殿
だけで充分まかなうことができ、新たにアルミニウム化
合物を添加する必要はなかった。定常運転となってから
第３工程処理水水質を測定するとフッ化物イオン濃度は
沙ｐｍであった。また、合成吸着樹脂層には全くスケー
ルは発生しなかった。これからこの発明はフッ化物イオ
ンが少なく、かつ、カルシウムイオンも少ない処理水が
得られることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホウ素を含むフツ化物含有水をアルミニウム化合物
   の存在下ＰＨ４以下に調整する第１工程と、前記第１工
   程排出水にカルシウム化合物を加えてＰＨ５以上に調整
   した後固液分離する第２工程と、前記第２工程の処理水
   にアルミニウム化合物および必要によりアルカリ剤を加
   えてＰＨ１０以上に調整した後固液分離する第３工程、
   前記第３工程から生じる沈殿物を前記第１工程に返送す
   る第４工程とを含むフツ化物含有水の処理方法。 ２ フツ化物含有水は排煙脱硫排水である特許請求の範
   囲第１項記載の処理方法。