TWI756294B - 含氧化矽之水的處理裝置及處理方法 - Google Patents

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TWI756294B
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Abstract

本發明提供能有效率地處理含氧化矽之水的含氧化矽之水的處理裝置及處理方法。含氧化矽之水的處理裝置1,具備:鎂溶解槽10,係將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體;及鎂反應槽12,係使混合有含氧化矽之水與含鎂之液體的混合液在pH10至12之範圍內進行反應。

Description

含氧化矽之水的處理裝置及處理方法
本發明關於用以處理含氧化矽之水中含有的氧化矽的含氧化矽之水的處理裝置及處理方法。
欲將含有氧化矽的含氧化矽之水予以回收再利用時,於配管、後段之逆浸透膜(RO)裝置等的積垢(scale)產生會成為問題,故有時會有難以提升含氧化矽之水之回收率、難以穩定運轉之情況。因此,需要減低含氧化矽之水中的氧化矽之量。
有人研究使用鎂鹽之方法作為減低含氧化矽之水中的氧化矽之量之方法。
例如,專利文獻1記載:藉由在對於含氧化矽之水添加鎂鹽,使氧化矽吸附於生成的Mg(OH)2 後,添加鐵鹽使氧化矽凝聚,並進行固液分離而減低氧化矽之量之方法中,將含氧化矽之水加溫至50℃以上而達成高的氧化矽去除率。但,專利文獻1之方法,因需要用以加溫之熱源,從而處理成本變高係為課題。
非專利文獻1記載藉由對於含氧化矽之水添加在含有MgO等的鎂漿液中加入硫酸而得者並將固體成分分離以減低氧化矽之量之方法,並記載相較於鎂漿液中未加入硫酸之情況更提升氧化矽之去除率。但,非專利文獻1之方法,於處理水中有約20mg/L之氧化矽殘留,若考慮氧化矽積垢之風險,當在後段設置逆浸透膜裝置時,提高逆浸透膜裝置之回收率係困難。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-168742號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]Isabel Latour, Ruben Miranda, Angeles Blanco,「Silica removal with sparingly soluble magnesium compounds. Part I」, Separation and Purification Technology, 138(2014), pp.210-218
[發明所欲解決之課題] 本發明之目的係:提供能有效率地處理含氧化矽之水的含氧化矽之水的處理裝置及處理方法。
本發明為一種含氧化矽之水的處理裝置,具備:鎂溶解構件,係將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體;及鎂反應構件,係使混合有含氧化矽之水與該含鎂之液體的混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
宜在該含氧化矽之水的處理裝置中,具備作為該鎂溶解構件的鎂溶解槽,以將該鎂鹽與該酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備該含鎂之液體,具備作為該鎂反應構件的鎂反應槽,以將該含氧化矽之水與該含鎂之液體混合並使得到的該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
宜在該含氧化矽之水的處理裝置中,具備作為該鎂溶解構件的鎂溶解槽,以將該鎂鹽與該酸在含氧化矽之水中進行混合並使其在pH7以下進行反應而製備混合有該含鎂之液體與該含氧化矽之水的該混合液,具備作為該鎂反應構件的鎂反應槽,以使該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
該含氧化矽之水的處理裝置宜具備:去除構件,係在該鎂反應構件之後段將由利用該鎂反應構件所為之反應得到的不溶物予以分離、去除。
該含氧化矽之水的處理裝置宜具備作為該去除構件的以下構件:凝聚構件,係使用凝聚劑使該不溶物凝聚;及固液分離構件,係在該凝聚構件之後段將該凝聚而成之凝聚物予以固液分離。
在該含氧化矽之水的處理裝置中,該凝聚劑宜為鐵系無機凝聚劑及陽離子系高分子凝聚劑之中的至少一種。
又,本發明為一種含氧化矽之水的處理方法,包括以下步驟:鎂溶解步驟,係將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體;及鎂反應步驟,係使混合有含氧化矽之水與該含鎂之液體的混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
宜在該含氧化矽之水的處理方法的該鎂溶解步驟,將該鎂鹽與該酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備該含鎂之液體,在該鎂反應步驟,將該含氧化矽之水與該含鎂之液體混合並使得到的該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
宜在該含氧化矽之水的處理方法的該鎂溶解步驟,將該鎂鹽與該酸在含氧化矽之水中進行混合並使其在pH7以下進行反應而製備混合有該含鎂之液體與該含氧化矽之水的該混合液,在該鎂反應步驟,使該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
該含氧化矽之水的處理方法宜包括:去除步驟,係在該鎂反應步驟之後段將由該鎂反應步驟之反應得到的不溶物予以分離、去除。
該含氧化矽之水的處理方法宜包括作為該去除步驟的以下步驟:凝聚步驟,係使用凝聚劑使該不溶物凝聚;及固液分離步驟,係在該凝聚步驟之後段將該凝聚而成的凝聚物予以固液分離。
在該含氧化矽之水的處理方法中,該凝聚劑宜為鐵系無機凝聚劑及陽離子系高分子凝聚劑之中的至少一種。 [發明之效果]
依本發明,可有效率地處理含氧化矽之水。
以下針對本發明之實施形態加以說明。本實施形態為實施本發明之一例,本發明不限於本實施形態。
本發明之實施形態之含氧化矽之水的處理方法及含氧化矽之水的處理裝置係:將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體(鎂溶解步驟),使混合有含氧化矽之水與得到的含鎂之液體的混合液在pH10至12之範圍內進行反應(鎂反應步驟)。鎂反應步驟之後,視需要將由鎂反應步驟之反應得到的不溶物予以分離、去除(去除步驟)。
將具備用以製備含鎂之液體之鎂溶解槽、及用以使混合有含氧化矽之水與得到的含鎂之液體的混合液進行反應的鎂反應槽的處理裝置之例顯示於以下,但不限於以下之構成。就應用本實施形態之含氧化矽之水的處理方法的處理裝置之例而言,以下列舉鎂溶解槽係與從含氧化矽之水經由鎂反應槽而得到處理水的流程分開的裝置例1(圖1)、及從含氧化矽之水經由串聯配置的鎂溶解槽與鎂反應槽而得到處理水的裝置例2(圖2),並針對其構成加以說明。
[裝置例1] 圖1所示之含氧化矽之水的處理裝置1具備:鎂溶解槽10,係用以將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體;及鎂反應槽12,係用以將含氧化矽之水與含鎂之液體混合並使得到的混合液在pH10至12之範圍內進行反應。含氧化矽之水的處理裝置1係鎂溶解槽10與從含氧化矽之水經由鎂反應槽12而得到處理水的流程分開的裝置例。
於鎂反應槽12之含氧化矽之水入口連接有含氧化矽之水配管18,於處理水出口連接有處理水配管20。鎂溶解槽10之出口、與鎂反應槽12之含鎂之液體入口係以含鎂之液體配管26連接。於鎂溶解槽10及鎂反應槽12各設置有作為攪拌構件的具備攪拌葉片的攪拌裝置14、16。於鎂溶解槽10連接有酸添加配管22及鎂鹽添加配管24。於鎂反應槽12連接有pH調整劑添加配管28。
針對本實施形態之含氧化矽之水的處理方法及含氧化矽之水的處理裝置1的動作加以說明。
於鎂溶解槽10中,透過酸添加配管22添加酸,並透過鎂鹽添加配管24添加例如鎂鹽之水漿液,利用攪拌裝置14將鎂鹽與酸予以攪拌混合,並使其在pH7以下進行反應,而製備含鎂之液體(鎂溶解步驟)。也可固體之鎂鹽直接添加於鎂溶解槽10中而與酸混合。
另一方面,將含有氧化矽的含氧化矽之水,透過含氧化矽之水配管18,供給至鎂反應槽12。於鎂反應槽12,將經鎂溶解步驟得到的含有鎂鹽與酸的含鎂之液體,透過含鎂之液體配管26添加至含氧化矽之水,並利用攪拌裝置16予以攪拌混合。又,於鎂反應槽12,將pH調整劑透過pH調整劑添加配管28添加至含鎂之液體,使其在pH10至12之範圍內進行反應,而使氧化矽不溶化(鎂反應步驟)。將反應液作為處理水並透過處理水配管20予以排出。或,視需要也可在鎂反應步驟之後,將反應液利用未圖示的去除構件分離、去除由鎂反應步驟之反應得到的不溶物(去除步驟)。
含氧化矽之水的處理裝置1中,鎂溶解槽10、攪拌裝置14等發揮作為將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體的鎂溶解構件之作用,鎂反應槽12、攪拌裝置16等發揮作為使混合有含氧化矽之水與含鎂之液體的混合液在pH10~12之範圍內進行反應的鎂反應構件之作用。
本案發明人等發現:藉由使酸與鎂鹽在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體,並使混合有得到的含鎂之液體與含氧化矽之水的混合液在pH10~12進行反應,可有效率地處理含氧化矽之水。進一步發現:藉由在鎂反應槽12之後段將已不溶化的氧化矽予以分離、去除(去除步驟),可大幅提升氧化矽去除率。
藉此,會得到氧化矽已高程度地去除的處理水,故欲在含氧化矽之水的處理裝置1之後段使用逆浸透膜裝置等將處理水予以回收再利用時,可抑制氧化矽積垢之生成,並提升回收率。
[裝置例2] 圖2所示之含氧化矽之水的處理裝置3具備:鎂溶解槽30,用以將鎂鹽與酸在含氧化矽之水中混合並使其在pH7以下進行反應而製備混合有含鎂之液體與含氧化矽之水的混合液;及鎂反應槽32,用以使混合液在pH10至12之範圍內進行反應。含氧化矽之水的處理裝置3係從含氧化矽之水經由串聯配置的鎂溶解槽30與鎂反應槽32而得到處理水的裝置例。
於鎂溶解槽30的含氧化矽之水入口連接有含氧化矽之水配管38。鎂溶解槽30的出口與鎂反應槽32的入口係以含鎂之液體配管40連接。於鎂反應槽32的出口連接有處理水配管42。於鎂溶解槽30及鎂反應槽32各設置有作為攪拌構件的具備攪拌葉片的攪拌裝置34、36。於鎂溶解槽30連接有酸添加配管44及鎂鹽添加配管46。於鎂反應槽32連接有pH調整劑添加配管48。
針對本實施形態之含氧化矽之水的處理方法及含氧化矽之水的處理裝置3之動作加以說明。
將含有氧化矽的含氧化矽之水,透過含氧化矽之水配管38,供給至鎂溶解槽30。對於鎂溶解槽30中的含氧化矽之水,透過酸添加配管44添加酸,並透過鎂鹽添加配管46添加例如鎂鹽之水漿液。利用攪拌裝置34將鎂鹽與酸與含氧化矽之水予以攪拌混合,使其在pH7以下進行反應,而製備混合有含鎂之液體與含氧化矽之水的混合液(鎂溶解步驟)。也可固體之鎂鹽直接添加於鎂溶解槽30中而與酸混合。
將經鎂溶解步驟得到的混合有含有鎂鹽與酸的含鎂之液體與含氧化矽之水的混合液,透過含鎂之液體配管40供給至鎂反應槽32,並利用攪拌裝置36予以攪拌。又,於鎂反應槽32,將pH調整劑透過pH調整劑添加配管48添加至混合液,在pH10至12之範圍內進行反應,而使氧化矽不溶化(鎂反應步驟)。將反應液作為處理水並透過處理水配管42予以排出。或,視需要也可在鎂反應步驟之後,將反應液利用未圖示的去除構件分離、去除由鎂反應步驟之反應得到的不溶物(去除步驟)。
含氧化矽之水的處理裝置3中,鎂溶解槽30、攪拌裝置34等發揮作為將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體的鎂溶解構件之作用,鎂反應槽32、攪拌裝置36等發揮作為使混合有含氧化矽之水與含鎂之液體的混合液在pH10至12之範圍內進行反應的鎂反應構件之作用。
使用圖1所示之含氧化矽之水的處理裝置1時,由於將鎂鹽與酸在鎂溶解槽10中直接混合,故可縮短鎂鹽之溶解時間,可縮小鎂溶解槽之容積。又,可使鎂溶解步驟為批次處理。再者,即便在作為處理對象的含氧化矽之水中的氧化矽濃度有變動之情況下,仍可減低對於處理造成的影響。
圖2所示之含氧化矽之水的處理裝置3係在含氧化矽之水為酸性的情況下有效的裝置。又,由於含氧化矽之水中的氧化矽與已溶解的鎂以共存的狀態朝鎂反應槽32流入,故氧化矽與鎂之反應性高,可獲得較處理裝置1更高的氧化矽去除率。
作為處理對象的含氧化矽之水中的氧化矽之濃度,例如為10mg/L~500mg/L之範圍。
作為處理對象的含氧化矽之水只要為含有氧化矽的水即可,無特別限制,例如可列舉從半導體製造工廠產生的含氧化矽之水、從發電廠產生的含氧化矽之水等。
鎂鹽若為氧化鎂(MgO)、氫氧化鎂(Mg(OH)2 )、氯化鎂(MgCl2 ・6H2 O)等鎂鹽或其水合物即可,無特別限制,但考慮藥品成本等觀點,氫氧化鎂(Mg(OH)2 )較佳。鎂鹽也可使用以CaMg(CO3 )2 之化學式為代表的白雲石等含鎂之礦物。又,考慮使用性等觀點,宜將鎂鹽製成水等溶劑之漿液來使用。
酸無特別限制,若使用鹽酸、硫酸等無機酸即可。也可添加草酸、檸檬酸等有機酸作為酸,但因原水而異,有的可能因與鎂發生螯合反應而降低氧化矽之去除率,故須注意。
鎂鹽之添加量,相對於含氧化矽之水中的氧化矽之重量濃度,以鎂濃度計為0.1~10倍量之範圍較佳,為0.5~5倍量之範圍更佳。鎂鹽之添加量相對於含氧化矽之水中的氧化矽之重量濃度若未達0.1倍量,則有氧化矽之不溶化反應變得不充分之情形,若超過10倍量,則有污泥產生量變得過量之情形。
鎂溶解步驟之pH若為7以下即可,但較佳為4~7之範圍,更佳為4~6之範圍。鎂溶解步驟之pH若超過7,則鎂鹽之溶解變得不充分,若未達4,則有因氧化矽去除率幾乎不上升從而酸注入成本白費之情形。惟,若降低pH,可更縮短鎂溶解步驟之反應時間。
鎂溶解步驟之溫度,只要鎂能夠溶解即可,無特別限制,例如為1℃~未達50℃之範圍,較佳為10℃~未達50℃之範圍。鎂溶解步驟之溫度若未達1℃,則有鎂鹽之溶解變得不充分之情形,若為50℃以上,則有處理成本變高之情形。
鎂溶解步驟之反應時間,只要鎂能夠溶解即可,無特別限制,例如為1分鐘~60分鐘之範圍,較佳為5分鐘~30分鐘之範圍。鎂溶解步驟之反應時間若未達1分鐘,則有鎂鹽之溶解變得不充分之情形,若超過60分鐘,則有反應槽變得過大之情形。如上述,藉由降低鎂溶解步驟之pH,可縮短反應時間。
就pH調整劑而言,使用氫氧化鈉、氫氧化鈣等鹼即可,視需要也可使用鹽酸、硫酸等無機酸。
鎂反應步驟之pH若為pH10~12之範圍即可,但較佳為10.5~11.5之範圍,更佳為11~11.5之範圍。若鎂反應步驟之pH未達10、或超過12,則氧化矽去除率變低。
鎂反應步驟之溫度只要為氧化矽之不溶化反應會進行的溫度即可,無特別限制,例如為1℃~未達50℃之範圍,較佳為10℃~未達50℃之範圍。鎂反應步驟之溫度若未達1℃,則有氧化矽之不溶化反應變得不充分之情形,若為50℃以上,則有處理成本變高之情形。
鎂反應步驟之反應時間,只要氧化矽之不溶化反應能夠進行即可,無特別限制,例如為1分鐘~60分鐘之範圍,較佳為5分鐘~30分鐘之範圍。鎂反應步驟之反應時間若未達1分鐘,則有氧化矽之不溶化反應變得不充分之情形,若超過60分鐘,則有反應槽變得過大之情形。
氧化矽之分離去除,若使用以例如凝聚沉澱法、加壓浮除法、砂過濾法、膜過濾法(例如使用精密濾膜(MF膜)、超濾膜(UF膜)等的膜過濾)等所為之氧化矽減低方法即可,考慮污泥產生量等觀點,凝聚沉澱法較佳。
也可在含氧化矽之水的處理裝置1、3之後段,將已不溶化的氧化矽予以分離、去除後,再實施逆浸透膜(RO膜)處理、脱碳酸處理、離子交換處理、蒸餾處理等。在含氧化矽之水的處理裝置1、3之後段將已不溶化的氧化矽予以分離、去除而獲得的處理水,由於已將氧化矽以高的氧化矽去除率去除,故即便於後段實施該等處理,仍會減低積垢產生的風險。
[裝置例3] 將在鎂反應槽之後段利用凝聚沉澱法實施已不溶化的氧化矽之分離去除時的含氧化矽之水的處理裝置之一例之概略構成顯示於圖3。
圖3所示之含氧化矽之水的處理裝置5,係在圖2之構成之含氧化矽之水的處理裝置3之鎂反應槽32之後段實施凝聚沉澱處理時的構成之一例。圖3之含氧化矽之水的處理裝置5具備:鎂溶解槽30,用以將鎂鹽與酸在含氧化矽之水中混合並使其在pH7以下進行反應而製備混合有含鎂之液體與含氧化矽之水的混合液;鎂反應槽32,用以使混合液在pH10至12之範圍內進行反應;及作為去除構件的凝聚槽50、絮凝體形成槽52、與沉澱槽54。
於鎂溶解槽30之含氧化矽之水入口連接有含氧化矽之水配管38。鎂溶解槽30之出口與鎂反應槽32之入口係以含鎂之液體配管40連接。鎂反應槽32之出口與凝聚槽50之入口係以反應液配管60連接。凝聚槽50之出口與絮凝體形成槽52之入口係以凝聚液配管62連接。絮凝體形成槽52之出口與沉澱槽54之入口係以絮凝體形成液配管64連接。於沉澱槽54之處理水出口連接有處理水配管66。於沉澱槽54之污泥出口連接有污泥配管68。於鎂溶解槽30、鎂反應槽32、凝聚槽50、絮凝體形成槽52,各設置有作為攪拌構件的具備攪拌葉片的攪拌裝置34、36、56、58。於鎂溶解槽30連接有酸添加配管44及鎂鹽添加配管46。於鎂反應槽32連接有pH調整劑添加配管48。於凝聚槽50連接有無機凝聚劑添加配管70。於絮凝體形成槽52連接有高分子凝聚劑添加配管72。
將含有氧化矽的含氧化矽之水,透過含氧化矽之水配管38,供給至鎂溶解槽30。對於鎂溶解槽30中的含氧化矽之水,透過酸添加配管44添加酸,並透過鎂鹽添加配管46添加例如鎂鹽之水漿液。利用攪拌裝置34將鎂鹽與酸與含氧化矽之水予以攪拌混合,使其在pH7以下進行反應,而製備混合有含鎂之液體與含氧化矽之水的混合液(鎂溶解步驟)。也可固體之鎂鹽直接添加於鎂溶解槽10中而與酸混合。
將經鎂溶解步驟得到的混合有含有鎂鹽與酸的含鎂之液體與含氧化矽之水的混合液,透過含鎂之液體配管40供給至鎂反應槽32中,並利用攪拌裝置36予以攪拌。又,於鎂反應槽32,將pH調整劑透過pH調整劑添加配管48添加至混合液,在pH10至12之範圍內進行反應,而使氧化矽不溶化(鎂反應步驟)。將反應液透過反應液配管60供給至凝聚槽50。
於凝聚槽50,將無機凝聚劑透過無機凝聚劑添加配管70添加至反應液,而使不溶物凝聚(凝聚步驟)。將凝聚液透過凝聚液配管62供給至絮凝體形成槽52。
於絮凝體形成槽52,將高分子凝聚劑透過高分子凝聚劑添加配管72添加至凝聚液,而形成絮凝體(絮凝體形成步驟)。將絮凝體形成液透過絮凝體形成液配管64供給至沉澱槽54。
於沉澱槽54,將經絮凝體形成而得之凝聚物予以固液分離(固液分離步驟)。將處理水透過處理水配管66排出。另一方面,將污泥透過污泥配管68排出。
也可在含氧化矽之水的處理裝置5之後段,進一步實施逆浸透膜(RO膜)處理、脱碳酸處理、離子交換處理、蒸餾處理等。以含氧化矽之水的處理裝置5得到的處理水,由於已將氧化矽以高的氧化矽去除率去除,故即便在後段實施該等處理,也會減低積垢產生之風險。
凝聚步驟中使用的無機凝聚劑可列舉氯化鐵等鐵系無機凝聚劑、聚氯化鋁(PAC)等鋁系無機凝聚劑等,考慮藥品成本及凝聚pH範圍等觀點,鐵系無機凝聚劑較佳。
無機凝聚劑之添加量,相對於已添加的鎂鹽之量以重量比計為0.1~10倍量之範圍較佳,為1~5倍量之範圍更佳。無機凝聚劑之添加量相對於已添加的鎂鹽之量以重量比計若未達0.1倍量,則有凝聚變得不充分之情形,若超過10倍量,則有污泥產生量變得過量之情形。
凝聚步驟之pH例如為3~11之範圍。若凝聚步驟之pH未達3、或超過11,則有發生凝聚不良之情形。再者,若凝聚步驟之pH未達9,則有時會有氧化矽從絮凝體溶出之情形,故在pH9~11之範圍內實施凝聚步驟較為理想。
凝聚步驟之溫度例如為1℃~80℃之範圍。若凝聚步驟之溫度未達1℃、或超過80℃,則有發生凝聚不良之情形。
絮凝體形成步驟中使用的高分子凝聚劑可列舉聚丙烯醯胺系、聚丙烯酸酯系等陽離子系高分子凝聚劑、陰離子系高分子凝聚劑、非離子系高分子凝聚劑等,考慮凝聚性等觀點,陽離子系高分子凝聚劑較佳。
市售之高分子凝聚劑可列舉Orfloc OX-304(ORGANO(股)公司製)等陽離子系高分子凝聚劑。
高分子凝聚劑之添加量,相對於原水之水量為0.1~10mg/L之範圍較佳,為1~5mg/L之範圍更佳。高分子凝聚劑之添加量相對於原水之水量若未達0.1mg/L,則有未增進絮凝體形成之情形,若超過10mg/L,則有處理水中殘留有溶存的高分子凝聚劑之情形。
絮凝體形成步驟之pH例如為3~11之範圍。若絮凝體形成步驟之pH未達3、或超過11,則有發生凝聚不良之情形。再者,絮凝步驟之pH若未達9,則有時會有氧化矽從絮凝體溶出之情形,故在pH9~11之範圍內實施絮凝體形成步驟較為理想。
絮凝體形成步驟之溫度例如為1℃~80℃之範圍。若絮凝體形成步驟之溫度未達1℃、或超過80℃,則有發生凝聚不良之情形。
上述凝聚處理,設有凝聚步驟及絮凝體形成步驟,並使用無機凝聚劑及高分子凝聚劑,但只要使用無機凝聚劑、高分子凝聚劑等之中的至少一種即可,宜使用鐵系無機凝聚劑及陽離子系高分子凝聚劑之中的至少一種。使經與鎂鹽反應而不溶化的氧化矽凝聚時,藉由使用鐵系無機凝聚劑及陽離子系高分子凝聚劑之中的至少一種,會提升凝聚性及固液分離性。
就固液分離而言可列舉沉降分離,此外還可列舉加壓浮除處理、膜過濾處理等,考慮分離性等觀點,沉降分離較佳。 [實施例]
以下舉實施例及比較例,更具體且詳細地說明本發明,但本發明不限於以下實施例。
<實施例1及比較例1> 使用圖3所示之處理裝置5,對於含氧化矽之水,將鎂溶解槽之pH按4、5、6、7(以上為實施例1)、8、9、10(以上為比較例1)之順序改變,實施連續通水實驗,確認氧化矽之去除效果。將實驗條件顯示於表1。
【表1】
Figure 106139254-A0304-0001
將實驗結果顯示於圖4。另外,使用分光光度計(Hitachi High-Tech Science(股)公司製,U-3900)並利用鉬黃吸光光度法測定氧化矽濃度。
如圖4所示,已確認藉由使鎂溶解槽之pH為7以下可大幅減低凝聚沉澱處理水的氧化矽濃度。
<比較例2> 將在非專利文獻1記載之條件(鎂鹽:Mg(OH)2 +硫酸,溶解pH:9.5,反應pH:11)下,改變鎂鹽之添加量(250mg/L、500mg/L、750mg/L、1000mg/L、1500mg/L),並應用本方法時的實驗結果顯示於圖5。也一併將鎂溶解槽之pH設為7的實施例1之結果(鎂鹽之添加量:230mg/L、460mg/L、920mg/L)顯示於圖5。
如圖5所示,若以相同的鎂鹽之添加量進行比較,則實施例1之方法比非專利文獻1記載的比較例2之方法氧化矽去除率更高。
從以上結果,由於得到氧化矽已高程度地去除的處理水,故即便在後段實施逆浸透膜處理並將處理水予以回收再利用之情況,仍可減低氧化矽積垢等之風險。
如上述,依實施例之方法可有效率地處理含氧化矽之水。
1‧‧‧含氧化矽之水的處理裝置3‧‧‧含氧化矽之水的處理裝置5‧‧‧含氧化矽之水的處理裝置10‧‧‧鎂溶解槽12‧‧‧鎂反應槽14‧‧‧攪拌裝置16‧‧‧攪拌裝置18‧‧‧含氧化矽之水配管20‧‧‧處理水配管22‧‧‧酸添加配管24‧‧‧鎂鹽添加配管26‧‧‧含鎂之液體配管28‧‧‧pH調整劑添加配管30‧‧‧鎂溶解槽32‧‧‧鎂反應槽34‧‧‧攪拌裝置36‧‧‧攪拌裝置38‧‧‧含氧化矽之水配管40‧‧‧含鎂之液體配管42‧‧‧處理水配管44‧‧‧酸添加配管46‧‧‧鎂鹽添加配管48‧‧‧pH調整劑添加配管50‧‧‧凝聚槽52‧‧‧絮凝體形成槽54‧‧‧沉澱槽56‧‧‧攪拌裝置58‧‧‧攪拌裝置60‧‧‧反應液配管62‧‧‧凝聚液配管64‧‧‧絮凝體形成液配管66‧‧‧處理水配管68‧‧‧污泥配管70‧‧‧無機凝聚劑添加配管72‧‧‧高分子凝聚劑添加配管
【圖1】係顯示本發明之實施形態之含氧化矽之水的處理裝置之一例的概略構成圖。 【圖2】係顯示本發明之實施形態之含氧化矽之水的處理裝置之另一例的概略構成圖。 【圖3】係顯示本發明之實施形態之含氧化矽之水的處理裝置之另一例的概略構成圖。 【圖4】係顯示在實施例中凝聚沉澱處理水的氧化矽濃度(mg/L)及氧化矽去除率(%)對鎂溶解槽之pH的圖表。 【圖5】係顯示在實施例及比較例中氧化矽去除率(%)對鎂鹽之添加量(mg/L)的圖表。

Claims (12)

  1. 一種含氧化矽之水的處理裝置,具備: 鎂溶解構件,係將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體;及 鎂反應構件,係使混合有含氧化矽之水與該含鎂之液體的混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
  2. 如申請專利範圍第1項之含氧化矽之水的處理裝置,其中, 具備作為該鎂溶解構件的鎂溶解槽,以將該鎂鹽與該酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備該含鎂之液體, 具備作為該鎂反應構件的鎂反應槽,以將該含氧化矽之水與該含鎂之液體混合並使得到的該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
  3. 如申請專利範圍第1項之含氧化矽之水的處理裝置,其中, 具備作為該鎂溶解構件的鎂溶解槽,以將該鎂鹽與該酸在含氧化矽之水中進行混合並使其在pH7以下進行反應而製備混合有該含鎂之液體與該含氧化矽之水的該混合液, 具備作為該鎂反應構件的鎂反應槽,以使該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之含氧化矽之水的處理裝置,具備: 去除構件,係在該鎂反應構件之後段將由利用該鎂反應構件所為之反應得到的不溶物予以分離、去除。
  5. 如申請專利範圍第4項之含氧化矽之水的處理裝置,具備作為該去除構件的以下構件: 凝聚構件,係使用凝聚劑使該不溶物凝聚;及 固液分離構件,係在該凝聚構件之後段將該凝聚而成之凝聚物予以固液分離。
  6. 如申請專利範圍第5項之含氧化矽之水的處理裝置,其中, 該凝聚劑為鐵系無機凝聚劑及陽離子系高分子凝聚劑之中的至少一種。
  7. 一種含氧化矽之水的處理方法,包括以下步驟: 鎂溶解步驟,係將鎂鹽與酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備含鎂之液體;及 鎂反應步驟,係使混合有含氧化矽之水與該含鎂之液體的混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
  8. 如申請專利範圍第7項之含氧化矽之水的處理方法,其中, 在該鎂溶解步驟,將該鎂鹽與該酸混合並使其在pH7以下進行反應而製備該含鎂之液體, 在該鎂反應步驟,將該含氧化矽之水與該含鎂之液體混合並使得到的該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
  9. 如申請專利範圍第7項之含氧化矽之水的處理方法,其中, 在該鎂溶解步驟,將該鎂鹽與該酸在含氧化矽之水中進行混合並使其在pH7以下進行反應而製備混合有該含鎂之液體與該含氧化矽之水的該混合液, 在該鎂反應步驟,使該混合液在pH10至12之範圍內進行反應。
  10. 如申請專利範圍第7至9項中任一項之含氧化矽之水的處理方法,包括: 去除步驟,係在該鎂反應步驟之後段,將由該鎂反應步驟之反應得到的不溶物予以分離、去除。
  11. 如申請專利範圍第10項之含氧化矽之水的處理方法,包括作為該去除步驟的以下步驟: 凝聚步驟,係使用凝聚劑使該不溶物凝聚;及 固液分離步驟,係在該凝聚步驟之後段將該凝聚而成的凝聚物予以固液分離。
  12. 如申請專利範圍第11項之含氧化矽之水的處理方法,其中, 該凝聚劑為鐵系無機凝聚劑及陽離子系高分子凝聚劑之中的至少一種。
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