WO2007023872A1 - シリコン粉含有排水の処理方法 - Google Patents

シリコン粉含有排水の処理方法 Download PDF

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Shinji Tokunaga
Yoshiaki Koga
Toshihiko Inoue
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Tokuyama Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a method for treating silicon powder-containing wastewater. More particularly, the present invention relates to a method for treating waste water containing silicon powder of very fine particles such as metallic silicon and silicon chips. Background art
  • Waste water containing waste silicon powder specifically waste water containing fine metallic silicon and silicon chips, is discharged from the following places.
  • metallic silicon is used to produce silicon chloride or the like as a raw material of silicon by reacting with hydrogen chloride.
  • metallic silicon used for the reaction to be finely divided is used. Drainage is discharged.
  • polycrystalline silicon rods, single crystal silicon rods, silicon wafers, etc., which are made from silicon chloride etc., are cut and polished to become products, waste water containing silicon chips is discharged at that time. Ru. Since silicon powder-containing wastewater containing such metal silicon and silicon chips is always fine particles (especially silicon chips) contained in silicon powder, it is difficult to carry out aggregation treatment, and various treatment methods have been proposed. ing.
  • an inorganic flocculating agent such as aluminum chloride is added to cutting waste water containing metal silicon cutting powder, pH is adjusted to 10 or more, and metal silicon aggregates are suspended and treated.
  • an inorganic flocculating agent such as aluminum chloride
  • pH is adjusted to 10 or more
  • metal silicon aggregates are suspended and treated.
  • the above-mentioned method is an excellent treatment method because the concentration of the residual matter in the water finally obtained is low, but the metal silicon powder and water react with each other to adjust pH to 10 or more. Hydrogen may be generated, and there is room for improvement in terms of operability.
  • inorganic coagulant, flotation aid, and polymer coagulant are added to waste water containing silicon powder, and this is treated with pressurized water containing fine bubbles (Japanese Examined Patent Publication No. 3-1 5 5 ⁇ 6) Or, a method of adjusting pH or adding an oxidizing agent, adding an inorganic flocculant and treating (refer to JP-A 2004-261708).
  • Japanese Patent Publication No. 4_75796 describes a flocculating agent for water treatment comprising a silica sol-metal salt.
  • JP-B-4-157996 only the treatment of water whose turbidity is described is carried out, and the treatment of the silicon powder-containing drainage to which the present invention is applied The method is not shown. Disclosure of the invention
  • the object of the present invention is to treat the waste water containing silicon powder which is difficult to flocculate, and the operability is good, moreover, the settling speed of the flocculate is fast and the turbidity of water when the flocculate is separated is It is an object of the present invention to provide a method for treating silicon powder-containing wastewater which can be sufficiently lowered.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, it was found that the above object can be achieved by incorporating a specific silica sol water-soluble metal salt into the silicon powder-containing wastewater and then adding an organic polymer flocculant, and the present invention has been completed. .
  • the present invention relates to an inorganic flocculant comprising a silica sol-water soluble metal salt having a molar ratio of silicon to metal of 0.55 to 3.0 in waste water containing silicon powder, in a metal conversion of 15 to 300 (mg / mg) It is made to contain so that it may become the density
  • the present invention is a method for treating a silicon powder-containing wastewater, wherein the wastewater containing silicon powder contains an inorganic flocculant made of a specific silica sol-soluble metal salt, and then an organic polymer flocculant is added.
  • the silicon powder-containing drainage refers to drainage containing fine silicon powder
  • silicon powder is a suspended substance in the drainage.
  • the powder containing silicon powder does not contain powder containing other silicon elements other than silicon powder.
  • a combination of silicic acid-containing waste water by-produced when removing silicon chlorides and waste water containing silicon powder is not the object of the treatment of the present invention.
  • the silicon powder-containing waste water is not particularly limited, but it is preferable to control ⁇ to be less than 10 because it is contained silicon powder.
  • ⁇ in the waste water containing silicon powder By controlling ⁇ in the waste water containing silicon powder to less than 10, the reaction between silicon powder and water can be suppressed, and the generation of hydrogen can be reduced.
  • waste water containing metallic silicon discharged in silicon chloride manufacturing plants is often treated with alkali because it is difficult to handle with force acid discharged as an acidic solution, and in this case, control of ⁇ is performed. Is preferred.
  • the lower limit of ⁇ is not particularly limited, and it is preferable that ⁇ is 5 or more in consideration of force handling.
  • the amount of suspended substances (silicon powder) such as metallic silicon and silicon chips contained in the silicon powder-containing wastewater is the silicon powder-containing wastewater when performing the aggregation treatment described in detail later. It is preferable that the content is 0.5 mass% or more.
  • the amount of silicon powder is not less than 0.5% by mass, the amount of treated water finally obtained can be reduced, and waste water can be treated efficiently.
  • the upper limit of the amount of silicon powder is also not particularly limited, but is preferably 3% by mass or less. Even if the amount of silicon powder exceeds 3% by mass, the aggregation treatment of the present invention is possible, but in this case, direct solid-liquid separation with a filter press or the like is more efficient. It becomes.
  • the silicon powder contained in the silicon powder-containing waste water has a size that is present in the waste water as a silicon powder suspended material, and is subjected to the aggregation treatment.
  • the aggregation treatment described in detail later, since the treatment can be advanced, very fine particles having an average particle diameter of 0.01 to 30 m, or even 0.5 to 20 im, etc. Even fine particles can be processed.
  • an inorganic coagulant comprising a silica sol-water-soluble metal salt having a silicon to metal molar ratio of 0.5 to 3.0 is added to the silicon powder-containing waste water. Contain at a concentration of 15 to 30 O mg ZL in conversion.
  • the temperature for the aggregation treatment is not particularly limited, but in view of operability, it is preferably 5 to 40 :, more preferably 10 to 30.
  • the silicon powder-containing wastewater should be in the above range so as to be in the above range.
  • the flocculant may be added continuously or in multiple stages.
  • the inorganic coagulant comprises a silica sol-water-soluble metal salt having a molar ratio of silicon to metal of 0.5 to 3.0, preferably a silica sol-aluminum salt, a silica sol-iron salt. It consists of.
  • water-soluble metal salts of silica sol-water-soluble metal salts include aluminum sulfate, ferric chloride, ferrous sulfate, polyiron sulfate and the like.
  • the inorganic flocculant composed of the silica sol monoiron salt is a complex containing silica sol which is a polymer and iron, and the silica sol is mixed with ferric chloride, ferrous sulfate and polyiron sulfate. It can be obtained by Similarly, the inorganic flocculant made of the above silica sol aluminum salt is a composite containing silica sol which is a polymer and aluminum oxide, and it can be obtained by mixing aluminum sulfate with silica sol. it can.
  • the inorganic flocculant made of the silica sol water-soluble metal salt is a molar ratio of silicon to metal (more specifically, iron or aluminum) (hereinafter referred to as Si / Fe molar ratio when the metal is iron)
  • Si / Fe molar ratio when the metal is iron When the metal is aluminum, it is indicated as S i / A 1 molar ratio.) Is 0.50 to 3.0.
  • the molar ratio of silicon to metal is less than 0.05, it is not preferable because the sedimentation speed of the aggregates becomes slow and the turbidity of the supernatant liquid becomes high. On the other hand, if the molar ratio of silicon to metal is more than 3.0, it is not preferable because the sedimentation speed of the aggregates becomes slow.
  • the molar ratio of silicon to metal is preferably 0.5-5, taking into consideration the turbidity of the supernatant and the sedimentation rate of the aggregates.
  • an inorganic coagulant composed of a silisole aluminum salt having a molar ratio of S i ZA l of 0.5 to 3.0 an aqueous sodium silicate solution and a mineral acid containing no halogen are used.
  • a method of forming a silica sol by the reaction with the above, and mixing aluminum sulfate or the like in the silica sol so that the molar ratio of S i ZA is 0.5 to 3.5 can be exemplified.
  • an inorganic flocculant consisting of a silica sol-iron salt having a molar ratio of S i Z F e of 0.5 to 3.0 also produces a silica sol by the reaction of an aqueous sodium silicate solution with a mineral acid containing no halogen.
  • the silica sol can be produced by mixing ferric chloride or the like so that the S i / F e molar ratio is 0.5 to 3.0.
  • sili- lization is carried out by the method as described in, for example, JP-A-2003-221222.
  • aluminum sulfate or ferric chloride with the silica sol. That is, a mixture obtained by colliding the respective solutions with each other using an aqueous solution of sodium silicate aqueous solution and a halogen-free mineral acid such as sulfuric acid or the like in a Y-shaped, double-sided, etc.
  • the method of diluting the mixture to form a silica sol, and mixing aluminum sulfate or ferric chloride with the silica sol is preferred, and the above-mentioned ripening is to promote the polymerization of the silica sol in a mixture containing the silica sol. It means this.
  • the inorganic flocculant comprising the silica sol-water-soluble metal salt
  • one having a ⁇ repulsion of 1.5 to 2.5 and a concentration of S i 5 ⁇ in the range of 5 to 25 g ZL It is preferable because the pH and S i 0 2 concentrations are well balanced.
  • the viscosity of the water soluble metal salt of silica sol is preferably 1 to 5 mPa ⁇ S.
  • the inorganic flocculant composed of a water soluble metal salt of silicic acid sol satisfying the above range can produce a silica sol having a viscosity of 3 to 6 mP a ⁇ S using a reaction device such as Y-shaped or T-shaped, It can be manufactured by mixing aluminum sulfate and ferric chloride with this silica sol. Further, by using the silica sol having the above-mentioned viscosity, it is possible to efficiently adjust, in a short time, a siliceous sol-based inorganic flocculant having a high degree of polymerization and an increased beaded structure.
  • the inorganic flocculant composed of the silica sol-water soluble metal salt is composed of nanoparticles. And, since they are nanoparticles, the aggregation action of fine particles containing fine silicon powder can be increased. Furthermore, the Shirikazoru water-soluble metal salts by Li Cheng inorganic coagulant, for example, aluminum salt, when using iron salt, and the adsorption effect of microparticles containing A 1 3 +, silicon powder by F e 3 +, etc., silica sol Since it simultaneously exerts an aggregation and precipitation effect of fine particles and the like due to a part, it can exhibit an effect superior to a system in which silica sol and aluminum sulfate, or silica sol and ferric chloride are separately added.
  • the inorganic flocculant made of silicic acid sol-soluble metal salt contained in the waste water containing silicon powder is 15 to 300 mg ZL, more preferably 20 to 25 O mg, in terms of metal. It is important to contain it so as to be the concentration of ZL.
  • the inorganic coagulant may be mixed with If the amount of the inorganic flocculant to be contained in the waste water containing silicon powder is less than 15 mg ZL in terms of metal, it is not preferable because the turbidity of the supernatant liquid can not be sufficiently reduced. On the other hand, if it exceeds 300 mg / L, an excess of inorganic flocculant will be used, which is not economical, and further, the bulk volume of the aggregate will increase, making sedimentation and concentration difficult.
  • the concentration of the inorganic flocculant composed of a silica sol and a water-soluble metal salt is preferably 20 to 2 ⁇ O mg ZL in terms of metal. is there.
  • the silicon powder-containing waste water (hereinafter sometimes referred to as “treated waste water”) containing the inorganic coagulant in the above range is not particularly limited, but it is possible to suppress the generation of hydrogen, inorganic In view of the flocculating effect of the flocculant and the organic polymer flocculant, and the discharge of the treated water finally obtained, it is possible to control the pH to 5 to 10, preferably to 5.5 to 9. preferable.
  • the method when the pH of the treated waste water is controlled to 5 to 10, the method is to add pH to the waste water containing silicon powder by adding an inorganic coagulant composed of a water soluble sol water soluble metal salt.
  • a method of controlling, after adding the inorganic flocculant a method of controlling by adding an acid or an alkali may be adopted. That is, when the pH of the treated wastewater is 5 to 10, an organic polymer flocculant can then be added as it is. Furthermore, when the pH of treated wastewater is out of the range of 5 to 10, after adding an acid or alkali to control the pH to 5 to 10, it is possible to add an organic polymer flocculant. it can.
  • the silicon in the case where pH is controlled by adding an inorganic coagulant consisting of silica sol and a water-soluble metal salt to the silicon powder-containing wastewater, the silicon should be previously treated so that the pH of the treated wastewater satisfies the above range. It is possible to adjust the pH of the powder-containing wastewater.
  • an organic polymer flocculant is then added to the treated wastewater.
  • an organic polymer coagulant By further adding an organic polymer coagulant, the efficiency of the aggregation process can be improved it can.
  • the temperature at which the organic polymer flocculant is added is not particularly limited, and is preferably 5 to 40 ° C., more preferably 10 to 30 ° C. in view of operability.
  • the organic polymer flocculant used in the present invention is not particularly limited, and any known flocculant can be used.
  • cationic modified products of polyacrylamide polyacrylic acid dimethylaminoethyl ester, polyacrylic acid dimethyl aminoethyl ester, polyethylene amine, cationic polymer such as chitosan, flocculant, nonionic polymer such as polyacrylamide Agent, polyacrylic acid, anionic polymer flocculant based on polyacrylamide, for example, copolymer of acrylamide and acrylic acid and / or a salt thereof, anionic polymer such as polyacrylamide having a sulfone group etc. introduced Flocculants can be used. Among them, it is preferable to use a nonionic anionic polymeric flocculant of polyacrylamide type and a nonionic polymeric flocculant such as polyacrylamide.
  • the addition amount of the organic polymer flocculant to be added is appropriately adjusted according to the type and the property of the silicon powder-containing waste water and the organic high molecular weight flocculant, with respect to the treated wastewater, 0.1 to 1:
  • the concentration is LO mg ZL, more preferably 0.5 to 5 mg / L.
  • a known method can be used as a method of separating the flocculated aggregate (precipitate) after adding the organic polymer flocculant.
  • Specific examples include methods such as decantation, filter press, centrifugal separation, belt filter, multiple disk dehydrator, screw press and the like.
  • the amount, composition, etc. of suspended matter in the silicon powder-containing wastewater are different depending on the respective wastewater, so it is best to use a small amount of wastewater in advance. It is preferable to treat after finding out the treatment conditions, that is, the optimum pH of the waste water containing silicon powder and the treated waste water, the addition amount of the inorganic coagulant, the addition amount of the organic polymer coagulant, and the like.
  • the treated water after the addition of the organic polymer flocculant is a measuring method described later.
  • the turbidity of the supernatant can be reduced to 10 degrees or less. Therefore, the treated water from which the aggregates are separated has a low turbidity, so that it becomes possible not only to be discharged as waste water without secondary treatment, but also to the composition of the dissolved substance contained in the treated water. It is possible to reuse in the manufacturing process accordingly.
  • the agglomerated aggregate contains silicon, aluminum, iron and the like, it can be reused as a raw material for cement and as a valuable resource such as brick.
  • the cohesiveness is very high, sedimentation speed of the aggregate is fast, and efficient sedimentation can be performed.
  • the waste water from which the aggregates are separated can be released without secondary treatment because the turbidity can be reduced to 10 degrees or less, and the production process can be performed according to the dissolved substances contained in the treated water. It becomes possible to reuse it.
  • the separated aggregate contains aluminum or iron, silica, silicon and the like, it can be used as a raw material such as cement and brick and can be reused as a valuable resource.
  • the turbidity of the supernatant after the aggregation treatment was measured with a spectrophotometer (wavelength: 66 nm, cell length: 10 mm) according to J I S K 0 0 1 0 1.
  • the diluted silica sol and aluminum sulfate were mixed in a fixed ratio, and used as an inorganic flocculant composed of silica sol-aluminum salt as a flocculant of fumed siliated wastewater.
  • the mixing ratio of the inorganic flocculant comprising the silica sol-aluminum salt is shown in Table 1. Also, the A 1 concentration in the used aluminum sulfate was 56. 66 g N L. table 1
  • silica sol At discharge, and 122.7 L of silica sol (S i 0 2 : 150. Obtained 3 g / L).
  • the silica sol was aged until it had a viscosity of 10 mPa ⁇ s without stirring, and was then diluted with 800 L of water to produce a diluted silica sol having a concentration of 20 g / L of S i 0 2 .
  • the diluted silica had a pH of 1. 90 and a viscosity of 3. OmPa ⁇ s.
  • the diluted silica sol and ferric chloride were mixed in a fixed ratio, and used as a flocculant of fumed silica-containing waste water as an inorganic flocculant composed of silicic sol monoiron salt.
  • the mixing ratio of the inorganic flocculant consisting of silica sol monoiron salt is shown in Table 2. Also, the Fe concentration in the ferric chloride used was 191. 8 gZL. Table 2
  • a silicon powder-containing drainage of 5% by mass, pH 6.9 was used.
  • the turbidity of this waste water containing silicon powder before aggregation treatment was over 100.
  • 500 ml of this waste water containing silicon powder is collected in a 500 ml beaker, and while stirring at a stirring rate of 150 rpm, the S i / A 1 molar ratio of the inorganic flocculant comprising the silica sol-aluminum salt shown in Preparation Example 1 0.22 ml (20 mg A 1 / L) of a solution of 0. 05 (A 1: 0.5 g / 100 m 1) was added.
  • the waste water 50 Oml similar to Example 2 is collected in a beaker of 50 Om 1 and stirred with a stirring speed of 150 rpm, the inorganic flocculant S i of an inorganic coagulant composed of the silica sol-aluminum salt shown in Production Example 2
  • a solution of 0.25 (A1: 2.51 gZ 100 ml) in a 1 / A molar ratio was added to 0.4 ml (2 Omg-A1ZL). After the addition, the pH dropped to 4.6, so it was adjusted to pH 6.9 with lN-NaOH and stirred for 5 minutes.
  • the waste water 50 Oml similar to Example 2 is collected in a beaker of 50 Om 1 and stirred at a stirring speed of 150 rpm, the inorganic flocculant S i / A of the inorganic sol coagulant composed of the silica sol-aluminum salt shown in Production Example 2
  • O ml (10 Omg-A 1 / L) was added. After the addition, the pH dropped to 4.4, so it was adjusted to pH 7.3 with sodium hydroxide and stirred for 5 minutes.
  • Example 6 The waste water 500 m 1 similar to Example 2 is collected in a 500 m 1 beaker and stirred at a stirring speed of 150 rpm, while the S iZF e molar ratio of the inorganic flocculant composed of the silica sol monoiron salt shown in Production Example 4 0.2 ml (2 Omg_F eZL) of a solution of 25 (Fe: 5. 38 gZ 100 m 1) was added. After the addition, the pH decreased to 4.1, so the pH was adjusted to 7.5 with IN-NaOH and stirred for 5 minutes.
  • the waste water 50 Oml similar to Example 2 is collected in a beaker of 50 Om 1 and stirred at a stirring speed of 150 rpm, the inorganic coagulant S i / of the inorganic flocculant comprising the silica sol-aluminum salt shown in Production Example 2 is collected.
  • a solution with a molar ratio of 0.25 (A1: 2.51 g / 100 ml) was added to 0.4 ml (2 Omg-A1 ZL). After the addition, the pH dropped to 4.5, so it was adjusted to pH 7.6 with 1N NaOH and stirred for 5 minutes.
  • the waste water 50 Oml similar to Example 2 is collected in a 500 m 1 beaker, and while stirring at a stirring speed of 150 rpm, 0.18 ml of aluminum sulfate having an AL concentration of 5.65 g Z 100 m 1 is added. Omg-A 1 ZL) was added. After the addition, the pH decreased to 4.3, so it was adjusted to pH 6.8 with 1N-NaOH and stirred for 5 minutes. Next, add 0.5 ml of Cliff Rock PA 331 at a concentration of 0.2% by mass, and stir speed The mixture was stirred at 40 rpm for 5 minutes and allowed to stand for 10 minutes.
  • the waste water 500m 1 similar to Example 2 is collected in a 500m 1 beaker, and while stirring at a stirring speed of 150 rpm, the S iZA 1 molar ratio of the inorganic flocculant comprising the silica sol-aluminum salt shown in Comparative Production Example 1
  • a solution of 5.0 (A1: 0.35 gZ 100 m 1) was added to 4.5 ml (2 Omg-A 1 / L). After the addition, the pH decreased to 4.1 and was adjusted to pH 7.6 with lN-NaOH and stirred for 5 minutes. Next, 0.5 ml of 0.2% by mass Cliff Rock PA 331 was added, and the mixture was stirred for 5 minutes at a stirring speed of 40 rpm and allowed to stand for 10 minutes.
  • the waste water 50 Oml similar to Example 2 is collected in a beaker of 50 Om 1 and stirred at a stirring speed of 150 rpm, the inorganic coagulant S i / of the inorganic flocculant comprising the silica sol-aluminum salt shown in Production Example 2 is collected.
  • a solution of 1 ⁇ 25 (A1: 2.51 gZ 100 ml) at a molar ratio of 10 ml (50 Omg-A 1 / L) was added. After the addition, the pH decreased to 4. 4. The pH was adjusted to 6. 8 with NaOH-NaOH and stirred for 5 minutes.
  • Comparative example 4 500 ml of the same waste water as in Example 2 is collected in a 500 ml beaker, and while stirring at a stirring speed of 150 rpm, S i / A 1 mol of the inorganic flocculant of the silica sol-aluminum salt shown in Production Example 2 A solution with a ratio of 0.25 (A1: 2.51 gZ 100 ml) was added to 0.2 m (1 Omg-A1 / L). After the addition, the pH dropped to 4.5, so it was adjusted to pH 6.9 with 1N NaOH and stirred for 5 minutes.
  • S I ZAl represents a silica sol-aluminum salt
  • S i / Fe represents an inorganic flocculant consisting of a silica sol-iron salt.

Abstract

シリコン粉を含む排水に、金属に対する珪素のモル比が0.05～3.0のシリカゾル-水溶性金属塩よりなる無機凝集剤を、金属換算で15～300(mg/L)の濃度となるように含有させ、次いで、有機高分子凝集剤を添加するシリコン粉含有排水の処理方法。この方法では、微細なシリコン粉を含む排水を凝集処理することができる。

Description

明 細 書 シリコン粉含有排水の処理方法 技術分野
本発明は、 シリコン粉含有排水の処理方法に関する。 さらに詳しくは、 金属珪 素、 シリコン切削屑などの非常に細かい粒子のシリコン粉を含有する排水の処理 方法に関する。 背景技術
廃棄物となるシリコン粉を含む排水、 具体的には、 微細な金属珪素やシリコン 切削屑を含む排水は、 以下のような場所から排出されている。
例えば、 金属珪素は、 塩化水素と反応させてシリコンの原料となる塩化珪素等 の製造に使用されているが、 この塩化珪素を回収する際に、 反応に使用されて微 細化した金属珪素を含む排水が排出される。 また、 前記塩化珪素等を原料とする 多結晶シリコンロッド、 単結晶シリコンロッド、 シリコンウェハ等は、 切断、 研 磨工程を経て製品となるため、 その際、 シリコン切削屑を含んだ排水が排出され る。 このような金属珪素、 シリコン切削屑等を含むシリコン粉含有排水は、 含ま れるシリコン粉カ琲常に細かい粒子 （特に、 シリコン切削屑） であるため、 凝集 処理が難しく、 様々な処理方法が提案されている。
例えば、 金属シリコンの切削粉を含有する切削排水に、 塩化アルミニウム等の 無機凝集剤を添加し、 p Hを 1 0以上に調整して、 金属シリコン凝集物を浮遊せ しめて処理する方法が提案されている （特開平 1 0— 3 2 3 6 7 5号公報参照)。 上記方法は、 最終的に得られる水中の切削物の残分濃度が低くなるため優れた処 理方法であるが、 p Hを 1 0以上に調整するため、 金属シリコン粉と水とが反応 して水素を発生するおそれがあり、 操作性といった点で改善の余地があった。 また、 その他にも、 シリコン粉含有排水に、 無機凝集剤、 浮上助剤、 高分子凝 集剤を加え、 微細気泡を含む加圧水で処理する方法 （特公平 3— 1 '4 5 1 6号公 報参照） あるいは pHの調整または酸化剤を添加し、 無機凝集剤を加えて処理す る方法 （特開 2004— 261708号公報参照） 力 ^提案されている。
しかしながら、 特公平 3— 14516号公報に記載された方法では、 微細気泡 を含む加圧水で処理するため、 工程が複雑になり、 操作性といった点で改善の余 地があった。 また、 特開 2004— 261708号公報に記載された方法では、 得られる凝集物の沈降速度が遅かったり、 最終的に得られる水の濁度を十分に低 減できない場合があり、 改善の余地があった。
さらに、 特公平 4_ 75796号公報には、 シリカゾルー金属塩よりなる水処 理用凝集剤が記載されている。 しかしながら、 特公平 4一 75796号公報に記 載された具体的な方法には、単に濁度が記載された水の処理しか行われておらず、 本発明の対象となるシリコン粉含有排水の処理方法については示されていない。 発明の開示
従って、 本発明の目的は、 凝集処理が難しいシリコン粉を含む排水の処理にお いて、 操作性がよく、 しかも、 凝集物の沈降速度が速く、 凝集物を分離した際の 水の濁度を十分低くすることができる、 シリコン粉含有排水の処理方法を提供す ることにある。
本発明者等は、 上記課題を解決するために鋭意研究を続けてきた。 その結果、 シリコン粉含有排水に、 特定のシリカゾルー水溶性金属塩を含ませ、 次いで、 有 機高分子凝集剤を添加することにより、 上記目的を達成できることを見出し、 本 発明を完成させるに至った。
即ち、 本発明は、 シリコン粉を含む排水に、 金属に対する珪素のモル比が 0. 05〜3. 0のシリカゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤を、 金属換算で 1 5〜300 (mg/L) の濃度となるように含有させ、 次いで、 有機高分子凝集 剤を添加することを特徴とするシリコン粉含有排水の処理方法である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明について詳細に説明する。 本発明は、 シリコン粉を含む排水に、 特定のシリカゾルー水溶性金属塩よりな る無機凝集剤を含有させ、 次いで、 有機高分子凝集剤を添加するシリコン粉含有 排水の処理方法である。
本発明において、 シリコン粉含有排水とは、 微細なシリコン粉を含む排水を示 すものであり、 シリコン粉が排水中で懸濁物質となっているものである。 具体的 には、 塩化珪素製造工場において排出される金属珪素を含む排水や、 塩化珪素を 原料としてシリコンを製造する工場において、 多結晶シリコンおよび単結晶シリ コン、 ウェハ等を加工、 切削する際に排出されるシリコン切削屑を含む排水等で ある。 また、 このシリコン粉含有排水には、 シリコン粉以外の他の珪素元素を含 む粉体が含有されるものではない。 例えば、 塩化珪素製造工場において、 塩化珪 素類を除害する際に副生するシリ力含有排水と、 シリコン粉を含む排水をまとめ て一緒にしたものは本発明の処理の対象ではない。
本発明において、 シリコン粉含有排水は、 特に制限されるものではないが、 シ リコン粉カ含まれているため、 ρ Ηを 1 0未満に制御すること力 S好ましい。 シリ コン粉含有排水の ρ Ηを 1 0未満に制御することにより、 シリコン粉と水との反 応を抑制し、 水素の発生を少なくすることができる。 特に、 塩化珪素製造工場に おいて排出される金属珪素を含む排水は、 酸性溶液として排出される力 酸性で は取り扱いにくいため、 アルカリで処理する場合が多いので、 この際、 ρ Ηの制 御を行なうことが好ましい。 また、 ρ Ηの下限は、 特に制限されるものではない 力 取り扱いを考慮すると ρ Ηは 5以上であることが好ましい。
本発明において、 前記シリコン粉含有排水に含まれる、 金属珪素、 シリコン切 削屑等の懸濁物質 （シリコン粉） の量は、 後記に詳述する凝集処理を行う場合に は、 シリコン粉含有排水中に 0 . 0 5質量％以上であることが好ましい。 シリコ ン粉の量が 0 . 0 5質量％以上であることにより、 最終的に得られる処理水の量 を少なくすることができ、 効率良く排水の処理が可能となる。 また、 シリコン粉 の量の上限も、 特に制限されるものではないが、 3質量％以下であることが好ま しい。 シリコン粉の量が 3質量％を超える場合においても本発明の凝集処理は可 能であるが、 この場合、 フィルタープレス等で直接、 固液分離をする方が効率的 となる。
また、 本発明において、 前記シリコン粉含有排水に含まれるシリコン粉は、 シ リコン粉カ懸濁物質として排水中に存在する大きさのものが凝集処理の対象とな る。 特に、 後記に詳述する凝集処理においては、 高度な処理が行えるため、 平均 粒径が 0 . 0 1〜3 0 m、 更には 0 . 0 5〜2 0 i mであるような、 非常に微 細な粒子でも処理することができる。
本発明の処理方法においては、 先ず、 前記シリコン粉含有排水に、 金属に対す る珪素のモル比が 0 . 0 5〜3 . 0のシリカゾル—水溶性金属塩よりなる無機凝 集剤を、 金属換算で 1 5〜3 0 O mg ZLの濃度となるように含有させる。 凝集 処理する際の温度は、 特に制限されるものでないが、 操作性を考えると、 好まし くは 5〜4 0 ：、 より好ましくは 1 0〜3 0 である。 また、 前記シリコン粉含 有排水に、 0 . 0 5〜3 . 0のシリカゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤を 含有させるには、 前記シリコン粉含有排水に、 前記範囲となるように該無機凝集 剤を連続して添加してもよくまた多段階に分けて添加してもよい。
本発明において、 前記無機凝集剤は、 金属に対する珪素のモル比が 0 . 0 5〜 3 . 0のシリカゾル—水溶性金属塩よりなり、 好ましくは、 シリカゾル—アルミ ニゥム塩、 シリ力ゾル一鉄塩よりなる。 シリカゾルー水溶性金属塩の水溶性金属 塩としては、 例えば硫酸アルミニウム、 塩化第二鉄、 硫酸第一鉄、 ポリ硫酸鉄等 を挙げることができる。 本発明においては、 このようなシリカゾル—水溶性金属 塩を使用することにより、 有機高分子凝集剤を添加した後の凝集物の沈降速度を 速めて、 上澄み液の濁度を 1 0度以下とすることができ懸濁物質を非常に低濃度 まで除去することができる。
本発明において、 前記シリカゾル一鉄塩よりなる無機凝集剤とは、 重合体であ るシリカゾルと鉄とを含む複合体であり、シリカゾルに塩化第二鉄、硫酸第一鉄、 ポリ硫酸鉄を混合することにより得ることができる。 また、 同じく前記シリカゾ ルーアルミニウム塩よりなる無機凝集剤とは、 重合体であるシリカゾルとアルミ 二ゥムとを含む複合体であり、 シリカゾルに硫酸アルミ二ゥムを混合することに より得ることができる。 本発明において、 前記シリカゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤は、 金属 (より具体的には、 鉄またはアルミニウム） に対する珪素のモル比 （以下、 金属 が鉄の場合 S i /F eモル比、 金属がアルミニウムの場合 S i /A lモル比と示 す。） が 0. 05〜3. 0である。 金属に対する珪素のモル比が、 0. 0 5〜3. 0であることにより、 上澄み液の濁度をより低下させることができ、 凝集物の沈 降速度を速くして、 分離効率を高くすることができる。 金属に対する珪素のモル 比が 0. 05未満の場合は、 凝集物の沈降速度が遅くなり、 上澄み液の濁度が高 くなるため好ましくない。 一方、 金属に対する珪素のモル比が 3. 0を超える場 合には、 凝集物の沈降速度が遅くなるため好ましくない。 上澄み液の濁度、 凝集 物の沈降速度を考慮すると金属に対する珪素のモル比は、 好ましくは 0. 0 5〜 1. 5である。 また、 シリカゾル—水溶性金属塩よりなる無機凝集剤のうち、 シ リ力ゾルーアルミニゥム塩よりなる無機凝集剤を使用した場合は、 上澄み液が着 色することがないため、 上澄み液を再利用しゃすくなる。
以下、 シリ力ゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤の製造方法を詳細に説明 する。
本発明において、 例えば、 S i ZA lモル比が 0. 0 5〜3. 0であるシリゾ ルーアルミニウム塩よりなる無機凝集剤を調整する方法としては、 珪酸ソーダ水 溶液とハロゲンを含まない鉱酸との反応によってシリカゾルを生成し、 該シリカ ゾルに S i ZA 1モル比が 0. 0 5〜3. 0となるように硫酸アルミニウム等を 混合する方法が例示できる。 また、 同じく、 S i ZF eモル比が 0. 0 5〜3. 0であるシリカゾル—鉄塩よりなる無機凝集剤も、 珪酸ソーダ水溶液とハロゲン を含まない鉱酸との反応によってシリカゾルを生成し、 該シリカゾルに S i /F eモル比が 0. 0 5〜3. 0となるように塩化第二鉄等を混合して製造すること ができる。
本発明において、 得られるシリカゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤が優 れた効果を示すためには、 例えば、 特開 200 3— 22 1 222号公報等に記載 されているような方法でシリ力ゾルを生成した後、 該シリカゾルに硫酸アルミ二 ゥムあるいは塩化第二鉄を混合することが好ましい。 即ち、 珪酸ソーダ水溶液と硫酸等のハロゲンを含まない鉱酸とを Y字型、 丁字 型等の反応装置を用いて、 各々の液を衝突させることにより得られる混合物を熟 成させ、 該熟成させた混合物を希釈してシリカゾルを生成させ、 そして該シリカ ゾルに硫酸アルミニウムあるいは塩化第二鉄を混合する方法が好ましレ 前記熟 成とは、 シリカゾルを含む混合物において、 該シリカゾルの重合を進行させるこ とを意味するものである。
本発明において、前記シリカゾル—水溶性金属塩よりなる無機凝集剤としては、 ρ Η力 1 . 5〜2 . 5であり且つ S i〇2濃度が 5〜2 5 g ZLの範囲のものが、 p Hと S i 02濃度のバランスがとれているため好ましい。 また、 前記シリカゾ ルー水溶性金属塩の粘度は、 l〜5 mP a · Sであることが好ましい。
前記範囲を満足するシリ力ゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤は、 Y字型、 T字型等の反応装置を用いて、 粘度が 3〜6 mP a · Sであるシリカゾルを製造 し、 このシリカゾルに硫酸アルミニウム、 塩化第二鉄を混合することにより、 製 造することができる。 また、 前記の粘度のシリカゾルを使用することにより、 重 合度が高く、 数珠状の構造が増大したシリ力ゾル系無機凝集剤を短時間で効率良 く調整することができる。
本発明において、 前記シリカゾル—水溶性金属塩よりなる無機凝集剤は、 ナノ 粒子からなる。 そしてナノ粒子であることから、 微細なシリコン粉を含む微粒子 の凝集作用を増大させることができる。 更に、 前記シリカゾルー水溶性金属塩よ りなる無機凝集剤は、例えば、 アルミニウム塩、鉄塩を使用した場合、 A 1 3 + 、 F e 3 +等によるシリコン粉を含む微粒子の吸着効果と、 シリカゾル分による微 粒子等の凝集沈殿効果とを同時に発揮するため、シリカゾルと硫酸アルミニウム、 またはシリカゾルと塩化第二鉄を別々に添加する系よりも優れた効果を発揮でき る。
次に、 前記シリコン粉含有排水に含ませる無機凝集剤の量について説明する。 本発明において、 シリコン粉含有排水に含ませるシリ力ゾル—水溶性金属塩よ りなる無機凝集剤は、 金属換算で 1 5〜3 0 0 m g ZL、 更に好適には 2 0〜2 5 O m g ZLの濃度となるように含有させることが重要である。 具体的には、 シ リ力ゾル—水溶性金属塩よりなる無機凝集剤において、 無機凝集剤に含まれる金 属 （アルミニウムまたは鉄） の濃度が 1 5〜3 0 O m g /Lとなるように、 シリ コン粉含有排水に該無機凝集剤を混合してやればよい。 シリコン粉含有排水に、 無機凝集剤を含有させる量が、 金属換算で 1 5 m g ZL未満の場合には、 上澄み 液の濁度を十分低下させることができないため好ましくない。 一方、 3 0 0 m g /Lを超える場合には、過剰な無機凝集剤を使用することになり、経済的でなく、 更に、 凝集物の嵩容積が増大するため沈降濃縮が困難となる。 上澄み液の濁度を 低下させる効果、 沈降濃縮性および経済性を考慮すると、 シリカゾルー水溶性金 属塩よりなる無機凝集剤の濃度は、 金属換算で好適には 2 0〜2 δ O m g ZLで ある。
また、 本発明においては、 前記範囲の無機凝集剤を含有させたシリコン粉含有 排水（以下「処理排水」 という場合もある） は、特に制限されるものではないが、 水素の発生を抑制、 無機凝集剤および有機高分子凝集剤の凝集効果、 最終的に得 られる処理水を放流することを考慮すると、 p Hを 5〜1 0、 好ましくは p Hを 5 . 5〜 9に制御することが好ましい。
本発明において、前記処理排水の P Hを 5〜 1 0に制御する場合、その方法は、 シリコン粉含有排水に、 シリ力ゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤を添加す ることにより p Hを制御する方法、 該無機凝集剤を添加した後、 更に、 酸または アルカリを添加して制御する方法を採用することができる。 つまり、 処理排水の p Hが 5〜1 0の場合は、 次いでそのまま、 有機高分子凝集剤を添加することが できる。 更に、 処理排水の p Hが 5〜1 0の範囲を外れる場合には、 酸またはァ ルカリを添加して P Hを 5〜1 0に制御した後、 有機高分子凝集剤を添加するこ とができる。 また、 シリコン粉含有排水に、 シリカゾル—水溶性金属塩よりなる 無機凝集剤を添加するだけで P Hを制御しょうとする場合には、 処理排水の p H が前記範囲を満足するように、 予めシリコン粉含有排水の p Hを調整しておくこ ともできる。
本発明においては、前記処理排水に、次いで、有機高分子凝集剤が添加される。 有機高分子凝集剤を更に加えることにより、 凝集処理の効率を向上させることが できる。 有機高分子凝集剤を加える際の温度は、 特に制限されるものではなく、 操作性を考えると、好ましくは 5〜4 0 °C、より好ましくは 1 0〜3 0 °Cである。 本発明に使用する有機高分子凝集剤は、 特に制限されるものではなく、 公知の 凝集剤を使用することができる。 例えば、 ポリアクリルアミドのカチオン化変性 物、 ポリアクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、 ポリメ夕クリル酸ジメチル アミノエチルエステル、 ポリエチレンィミン、 キトサンの如きカチオン性高分子 凝集剤、 ポリアクリルアミドの如きノニオン性高分子凝集剤、 ポリアクリル酸、 ポリアクリルアミド系のァニオン性高分子凝集剤、 例えば、 アクリルアミドとァ クリル酸との共重合体及び/又はその塩、 スルホン基等が導入されたポリアクリ ルアミドの如きァニオン性高分子凝集剤を使用することができる。 中でも、 ポリ アクリルアミド系のァニオン性高分子凝集剤、 ポリアクリルアミドの如きノニォ ン性高分子凝集剤を使用することが好ましい。
また、 添加する有機高分子凝集剤の添加量は、 シリコン粉含有排水及び有機高 分子凝集剤の種類や性質に応じて、適宜調節されるが、前記処理排水量に対して、 0 . 1〜： L O m g ZLの濃度、 更に好適には 0 . 5〜5 m g /Lの濃度となる量 である。 有機高分子凝集剤の添加量が前記範囲を満足することにより、 凝集効果 を高めることができ、 凝集沈殿物を分離する際の分離抵抗を上昇させず、 効率良 く処理することができる。
本発明において、 前記有機高分子凝集剤を添加した後、 凝集させた凝集物 （沈 殿物） を分離する方法としては、 公知の方法を使用することができる。 具体的な 方法を例示すれば、 デカンテーシヨン、 フィルタープレス、 遠心分離、 ベルトフ ィルター、 多重円盤脱水機、 スクリュープレス等の方法が挙げられる。
本発明において、 多量のシリコン粉含有排水を処理する場合には、 シリコン粉 含有排水中の懸濁物質の量、 組成等は、 それぞれの排水により異なるため、 少量 の排水を用いて、 事前に最適処理条件、 即ち、 シリコン粉含有排水、 処理排水の 最適 P H、 無機凝集剤の添加量、 有機高分子凝集剤の添加量等を見出した後、 処 理することが好ましい。
本発明において、 有機高分子凝集剤を添加した後の処理水は、 後記の測定方法 により上澄み液の濁度を 1 0度以下とすることができる。 そのため、 前記凝集物 を分離した処理水は、 濁度が低いため、 2次処理せずに、 そのまま排水として放 流することが可能となるだけでなく、 処理水中に含まれる溶解物質の組成に応じ て製造プロセスへ再利用することが可能となる。
また、 本発明において、 凝集させた凝集物は、 シリコン、 アルミニウム、 鉄等 を含むため、セメントの原料や煉瓦等の有価資源として再利用することができる。 以上のとおり、 本発明によれば、 シリコン粉を含む排水の処理において、 凝集 性が非常に高いため、 凝集物の沈降速度が速く、 効率のよい沈降分離が可能とな る。
また、 凝集物を分離した排水は、 濁度を 1 0度以下とすることができるため、 2次処理せずに放流可能であって、 しかも、 処理水中に含まれる溶解物質に応じ て製造プロセスへ再利用が可能となる。 更に、 分離した凝集物は、 アルミニウム または鉄、シリカ、シリコン等を含むため、セメントや煉瓦等の原料に使用でき、 有価資源として再利用することができる。 実施例
以下、 本発明を更に具体的に説明するため実施例を示すが、 本発明は、 これら の実施例に限定されるものではない。
尚、 実施例及び比較例に掲載した測定値は、 以下の方法によって測定したもの である。
1 ) 濁度 （度：標準物質 カオリン）
J I S K 0 1 0 1に準じて、 分光光度計 （波長： 6 6 0 n m， セル長： 1 0 mm) により、 凝集処理後の上澄み液の濁度を測定した。
2 ) p H測定
T OA - HM 3 5 V (東亜デーケーケー工業 （株） 製） で測定した。
(シリカ—アルミニゥム塩よりなる無機凝集剤の製造方法）
シリ力ゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤の製造例 1〜 3、 比較製造例 1 市販の珪酸ソーダ及び硫酸を水で希釈した、 希釈珪酸ソーダ （S i〇2 : 2 8 ' V
10
2. 8 g/L, N a 2 O : 94. 1 g/L, MR : 3. 10) と希釈硫酸 （H2 S04 ： 199. 9 g/L) を大きさ 40mm* 40mmの大きさの Y字タイプ の衝突反応器を用いて、 珪酸ソーダ流量 6. δ 9L/m i n. 流速 1 5. 5m/ s e c (ノズル径： 3. 0 mm) と希硫酸流量 5 · 65 L/m i n. 流速 15. 3m/s e c. (ノズル径： 2. 8 mm) で反応し、 排出時の流速 2. 6mZs e c. にして、 10分反応し、 122. 4Lのシリカゾル （S i 02 ： 15 1. 8 g/L) を得た。 次にこのシリカゾルを攪拌することなく、 液の粘度が 10mP a · sになるまで、 熟成した後、 水 622. 8 Lで希釈して、 S 102 濃度 25 gZLの希釈シリカゾルを製造した。 この希釈シリカゾルの pHは 1. 92、 粘 度は 3. 8mPa ' sとなった。
この希釈シリカゾルと硫酸アルミニウムを一定の比率で混合し、 シリカゾル— アルミニウム塩よりなる無機凝集剤としてヒュームドシリ力含有排水の凝集剤と して使用した。
シリカゾルーアルミニウム塩よりなる無機凝集剤の混合比率を表 1に示す。 ま た、 使用した硫酸アルミニウム中の A 1濃度は 56. 66 gノ Lであった。 表 1
Figure imgf000011_0001
シリ力ゾル—鉄塩よりなる無機凝集剤の製造例 4
市販の珪酸ソーダ及び硫酸を水で希釈した、 希釈珪酸ソーダ （S i〇2 : 28 0. 0 g/L, N a 2 O： 96. 0 g/L, MR： 3. 01) と希釈硫酸 （H2 S04 : 200. 1 g/L) を大きさ 4 Omm* 4 Ommの大きさの Y字タイプ の衝突反応器を用いて、 珪酸ソーダ流量 6. δ 9 L/m i n. 流速 15. 5m/ s e c (ノズル径： 3. 0 mm) と希硫酸流量 5. 68 L/m i n. 流速 15. 4m/s e c. (ノズル径： 2. 8mm) で反応し、 排出時の流速 2. 6m/s e c. にして、 10分反応し、 122. 7 Lのシリカゾル （S i 02 : 150. 3 g/L) を得た。 次にこのシリカゾルを攪拌することなく、 液の粘度が 10mP a · sに成るまで熟成した後、 水 800 Lで希釈して、 S i 02濃度 20 g/L の希釈シリ力ゾルを製造した。この希釈シリ力ゾルの p Hは 1. 90、粘度は 3. OmP a · sとなった。
この希釈シリ力ゾルと塩化第二鉄を一定の比率で混合し、 シリ力ゾル一鉄塩よ りなる無機凝集剤としてヒュームドシリカ含有排水の凝集剤として使用した。 シリカゾル一鉄塩よりなる無機凝集剤の混合比率を表 2に示す。 また、 使用し た塩化第二鉄中の F e濃度は 191. 8 gZLであった。 表 2
Figure imgf000012_0001
実施例 1
塩化珪素製造時に排出された、シリコン粉の平均粒径 12 m、シリコン粉 0.
5質量％、 pH6. 9のシリコン粉含有排水を使用した。 凝集処理前のこのシリ コン粉含有排水の濁度は 100以上であった。 このシリコン粉含有排水 500m
1を 500mlのビーカーに採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製 造例 2に示したシリカゾル—アルミニウム塩よりなる無機凝集剤の S iZA 1モ ル比 0. 25 (A 1 : 2. 51 g/100m 1 ) の溶液を 0. 4ml (2 Omg -A 1 /L) 添加した。 添加後、 pHが 4. 8まで低下したので、 IN— NaO Hで pH6. 5まで調整し、 5分間攪拌した。 次に、 0. 2質量％濃度のポリア クリルアミド系ァ二オン性高分子凝集剤、 クリフロック PA331 (商品名：栗 田工業 （株） 製） を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r pmで 5分間攪拌し、 1 0分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積変化率、 および 10分静置後の 上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。この時の容積変化率は 16.0%、 上澄み液の濁度は 1. 5であった。 結果を表 3に示した。 尚、 容積変化率は次式 で定義する。この容積変化率が小さい程、沈降性の効率が良好であることを示す。 5分静置後容積変化率 （％) =5分静置後の底面から沈殿物界面高さ ÷全液面高 さ X 100
実施例 2
多結晶シリコン切削時に排出された、 シリコン粉の粒径 5^m以下、 シリコン 粉 0. 2質量％、 pH6. 7のシリコン粉含有排水を使用した。 凝集処理前のシ リコン粉含有排水の濁度は 100以上であった。 このシリコン粉含有排水 500 mlを 500mlのビーカーに採取し、 攪捽速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 1に示したシリカゾルーアルミニウム塩よりなる無機凝集剤の S i /A 1 モル比 0. 05 (A 1 : 0. 5 g/100m 1 ) の溶液を 0. 22ml (20m g-A 1 /L) 添加した。 添加後、 pHが 4. 8まで低下したので、 1N— Na 〇Hで pH7. 5まで調整し、 5分間攪拌した。 次に、 0. 2質量％濃度のクリ フロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積変化率、 および 10分静置後 の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 この時の容積変化率は、 沈降速 度が速く、 5分後には沈降が終了しており、 測定ができなかった。 また、 濁度は 2. 1であった。 その結果を表 3に示した。
実施例 3
実施例 2と同様の排水 50 Omlを 50 Om 1のビーカ一に採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 2に示したシリカゾルーアルミニウム塩よ りなる無機凝集剤の S i/A 1モル比 0. 25 (A 1 ： 2. 51 gZ 100ml) の溶液を 0. 4ml (2 Omg— A 1 ZL) 添加した。 添加後、 pHが 4. 6ま で低下したので、 lN— NaOHでpH6. 9まで調整し、 5分間攪拌した。 次 に、 0. 2質量％濃度のクリフロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積 変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 こ の時の容積変化率は、 沈降速度が速く、 5分後には沈降が終了しており、 測定が できなかった。 また、 濁度は 1. 9であった。 その結果を表 3に示した。
実施例 4
実施例 2と同様の排水 500mlを 500mlのビーカ一に採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 3に示したシリカゾルーアルミニウム塩よ りなる無機凝集剤の S i ZA 1モル比 1. 0 (A 1 ： 0. 95 g/ 100ml) の溶液を 1· 06ml (2 Omg— A 1 ZL) 添加した。 添加後、 pHが 4. 5 まで低下したので、 IN— Na〇Hで pH6. 7まで調整し、 5分間攪拌した。 次に、 0. 2質量％濃度のクリフロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速 度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容 積変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 この時の容積変化率は、 沈降速度が速く、 5分後には沈降が終了しており、 測定 ができなかった。 また、 濁度は 2. 3であった。 その結果を表 3に示した。
実施例 5
実施例 2と同様の排水 50 Omlを 50 Om 1のビーカーに採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 2に示したシリカゾル—アルミニウム塩よ りなる無機凝集剤の S i /A 1モル比 0. 25 (A 1 ： 2. 51 gZ 100ml) の溶液を 2. Oml (10 Omg-A 1 /L) 添加した。 添加後、 pHが 4. 4 まで低下したので、 ΙΝ— NaOHで pH7. 3まで調整し、 5分間攪拌した。 次に、 0. 2質量％濃度のクリフロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速 度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容 積変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 この時の容積変化率は、 沈降速度が速く、 5分後には沈降が終了しており、 測定 ができなかった。 また、 濁度は 1. 7であった。 その結果を表 3に示した。
実施例 6 実施例 2と同様の排水 500m 1を 500m 1のビーカーに採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 4に示したシリカゾル一鉄塩よりなる無機 凝集剤の S iZF eモル比 0. 25 (Fe : 5. 38 gZ 100 m 1 ) の溶液を 0. 2ml (2 Omg_F eZL) 添加した。 添加後、 pH力 4. 1まで低下し たので、 IN— NaOHで pH7. 5まで調整し、 5分間攪拌した。 次に、 0. 2質量％濃度のクリフロック P A331を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r p mで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 この時の容 積変化率は、 沈降速度が速く、 5分後には沈降が終了しており、 測定ができなか つた。 また、 濁度は 1. 5であった。 その結果を表 3に示した。
実施例 7
実施例 2と同様の排水 50 Omlを 50 Om 1のビーカーに採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 2に示したシリカゾルーアルミニウム塩よ りなる無機凝集剤の S i / 1モル比 0. 25 (A 1 : 2. 51 g/ 100ml) の溶液を 0. 4ml (2 Omg— A 1 ZL) 添加した。 添加後、 pHが 4. 5ま で低下したので、 1N— NaOHで pH7. 6まで調整し、 5分間攪拌した。 次 に、 0. 2質量％濃度のポリアクリルアミド系ノ二オン性高分子凝集剤、 クリフ ロック PN161 (商品名：栗田工業 （株） 製） を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積 変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 こ の時の容積変化率は、 沈降速度が速く、 5分後には沈降が終了しており、 測定が できなかった。 また、 濁度は 2. 0であった。 その結果を表 3に示した。
比較例 1
実施例 2と同様の排水 50 Omlを 500 m 1のビーカーに採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 AL濃度 5. 65 gZ 100 m 1の硫酸アルミ二 ゥムを 0. 18ml (2 Omg— A 1 ZL) 添加した。 添加後、 pH力 4. 3ま で低下したので、 lN— Na〇HでpH6. 8まで調整し、 5分間攪拌した。 次 に、 0. 2質量％濃度のクリフロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積 変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 こ の時の容積変化率は、 一部は凝集して沈降したが、 微粒子は懸濁したままであつ たため沈降速度を測定できなかった。 また、 濁度は 100以上であった。 その結 果を表 3に示した。
比較例 2
実施例 2と同様の排水 500m 1を 500m 1のビーカーに採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 比較製造例 1に示したシリカゾル—アルミニウム 塩よりなる無機凝集剤の S iZA 1モル比 5. 0 (A 1 ： 0. 35 gZ 100m 1) の溶液を 4. 5ml (2 Omg-A 1 /L) 添加した。 添加後、 pH力 4. 1まで低下したので、 lN— NaOHでpH7. 6まで調整し、 5分間攪拌した。 次に、 0. 2質量％濃度のクリフロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速 度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容 積変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 この時の容積変化率は 83. 7 %、 上澄み液の濁度は 9. 2であった。 結果を表 3に示した。
比較例 3
実施例 2と同様の排水 50 Omlを 50 Om 1のビーカーに採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 2に示したシリカゾルーアルミニウム塩よ りなる無機凝集剤の S i / 1モル比 0· 25 (A 1 : 2. 51 gZ 100ml) の溶液を 10ml (50 Omg— A 1 /L) 添加した。 添加後、 pH力 4. 4ま で低下したので、 ΙΝ— NaOHで pH6. 8まで調整し、 5分間攪拌した。 次 に、 0. 2質量％濃度のクリフロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積 変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 こ の時の容積変化率は 78. 3%、 上澄み液の濁度は 5. 4であった。 結果を表 3 に示した。
比較例 4 実施例 2と同様の排水 500mlを 500mlのビーカ一に採取し、 攪拌速度 150 r pmで攪拌しながら、 製造例 2に示したシリカゾル—アルミニウム塩よ りなる無機凝集剤の S i /A 1モル比 0. 25 (A 1 : 2. 51 gZ 100ml) の溶液を 0. 2m】 （1 Omg— A 1 /L) 添加した。 添加後、 pHが 4. 5ま で低下したので、 1N— NaOHで pH6. 9まで調整し、 5分間攪拌した。 次 に、 0. 2質量％濃度のクリフロック PA331を 0. 5ml添加し、 攪拌速度 40 r pmで 5分間攪拌し、 10分間静置させた。 5分静置後の沈殿物質の容積 変化率、 および 10分静置後の上澄み液をサンプリングして濁度を測定した。 こ の時の容積変化率は 46. 5%、 上澄み液の濁度は 12. 4であった。 結果を表 3に示した。 表 3
Figure imgf000017_0001
* ： S iZA lは、 シリカゾル—アルミニウム塩、 S i/Feは、 シリカゾル— 鉄塩よりなる無機凝集剤を示す。
は沈降が速く、 5分後には沈降が終了したことを示す。

Claims

請 求 の 範 囲
1. シリコン粉を含む排水に、 金属に対する珪素のモル比が 0. 05〜3. 0 のシリカゾルー水溶性金属塩よりなる無機凝集剤を、 金属換算で 15〜300m gZLの濃度となるように含有させ、 次いで、 有機高分子凝集剤を添加すること を特徴とするシリコン粉含有排水の処理方法。
2. 前記シリコン粉を含む排水の pHが 10未満である請求項 1に記載の処理 方法。
3. 前記シリカゾルー水溶性金属塩がシリカゾルーアルミニウム塩であり、 該 シリカゾルーアルミニウム塩よりなる無機凝集剤の pHが 1. 5〜2. 5、 S i 02濃度が 5〜25 gZLであり、かつアルミニウムに対する珪素のモル比が 0. 05〜1. 5である請求項 1または 2に記載の処理方法。
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