JP2017148729A - Waste water treatment method and waste water treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホウ素を含む排水を処理する排水処理方法および排水処理装置に関し、特に、ホウ素を吸着除去するための吸着塔の再生に使用された再生用液の処理に関するものである。 The present invention relates to a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus for treating wastewater containing boron, and more particularly, to treatment of a regenerating liquid used for regeneration of an adsorption tower for adsorbing and removing boron.
ホウ素は排水の規制対象物質である。日本の環境省が定めた水質汚濁防止法におけるホウ素の排水基準は、海域で２３０ｍｇ／Ｌ、その他水域（河川などの淡水域）で１０ｍｇ／Ｌである。 Boron is a regulated substance for wastewater. The drainage standard for boron in the Water Pollution Control Law established by the Ministry of the Environment of Japan is 230 mg / L for sea areas and 10 mg / L for other water areas (fresh water areas such as rivers).
石炭をエネルギー源とする発電では、石炭に含まれるホウ素が排気から排水に移行して濃縮され、排水中のホウ素濃度が海域への排水基準を上回る濃度になることがある。そのため排水からホウ素を取り除く処理が必要となる。 In power generation using coal as an energy source, boron contained in coal is transferred from exhaust to wastewater and concentrated, and the concentration of boron in the wastewater may exceed the drainage standard for sea areas. Therefore, it is necessary to remove boron from the waste water.
ホウ素を取り除く方法として、ホウ素を凝集沈殿させて除去する方法、および、ホウ素を樹脂に吸着させて除去する方法（特許文献１）などがある。特許文献１は、石炭焚きボイラのホウ素含有排水のホウ素処理方法を開示している。特許文献１では、ホウ素選択吸着イオン交換樹脂を用いて、ホウ素を吸着除去している。
As a method of removing boron, there are a method of removing boron by coagulating precipitation, a method of removing boron by adsorbing it to a resin (Patent Document 1), and the like.
石炭焚きの発電所から出る排水は、高い濃度で塩素を含む（例えば２００００ｐｐｍ程度）。塩素の存在は、ホウ素が凝集沈殿する反応を阻害する。そのため、塩素濃度が高い排水を処理する場合、凝集沈殿によりホウ素を除去する方法は適していない。 Wastewater from coal-fired power plants contains high concentrations of chlorine (eg, about 20000 ppm). The presence of chlorine inhibits the reaction that boron aggregates and precipitates. Therefore, when wastewater with a high chlorine concentration is treated, a method of removing boron by coagulation precipitation is not suitable.
樹脂を用いた方法は、排水中の塩素濃度に影響されずにホウ素を除去できる。しかしながら、ホウ素吸着に用いる樹脂は高価である。そのため、ホウ素を選択的に吸着させた樹脂は、定期的に再生処理を施して再利用されている。 The method using a resin can remove boron without being affected by the chlorine concentration in the waste water. However, the resin used for boron adsorption is expensive. Therefore, the resin in which boron is selectively adsorbed is recycled by periodically performing a regeneration treatment.
特許文献１では、硫酸および水酸化ナトリウムを用いてホウ素選択吸着イオン交換樹脂を再生している。樹脂の再生には、例えば、樹脂により処理した排水量の約１．５倍程度の再生用液が必要となる。再生に使用された水は、そのまま廃水となる。よって、特許文献１のような方法で樹脂を再生する場合、多量の廃水が生じ、不経済である。これを解決するため、特許文献１では、メリーゴーラウンド方式で吸着操作を行うとともに、再生工程で出た廃水のうちの一部を原水側に返送している。
In
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、吸着塔の再生に用いた再生用液の廃棄量を減量できる排水処理方法および排水処理装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the waste water treatment method and waste water treatment apparatus which can reduce the waste amount of the liquid for reproduction | regeneration used for reproduction | regeneration of an adsorption tower.
上記課題を解決するために、本発明の排水処理方法および排水処理装置は以下の手段を採用する。
本発明は、吸着塔にホウ素を含む排水を通水して前記排水からホウ素を吸着除去する排水処理方法において、前記吸着塔に再生用液を通液して前記吸着塔を再生させる工程と、前記吸着塔から排出された排再生用液のうち、ホウ素濃度が排水基準値の範囲外である分画Ａを蒸発濃縮処理する工程と、前記吸着塔から排出された排再生用液のうち、ホウ素濃度が前記排水基準値を満たし、かつ、所定の水質評価パラメータの値が予め定めた回収基準以下である分画Ｂを回収して再利用に供する工程と、前記吸着塔から排出された排再生用液のうち、ホウ素濃度が前記排水基準値を満たすが、前記水質評価パラメータの値が前記回収基準を超えている分画Ｃを、前記吸着塔を通過した排水に合流させるか、または放流する工程と、を備えている排水処理方法を提供する。
In order to solve the above problems, the waste water treatment method and waste water treatment apparatus of the present invention employ the following means.
The present invention relates to a wastewater treatment method for passing boron-containing wastewater through an adsorption tower and adsorbing and removing boron from the wastewater, and passing the regeneration liquid through the adsorption tower to regenerate the adsorption tower; Among the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower, the step of evaporating and concentrating the fraction A in which the boron concentration is outside the range of the waste water reference value, and the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower, A step of collecting a fraction B in which the boron concentration satisfies the wastewater standard value and the value of a predetermined water quality evaluation parameter is equal to or less than a predetermined recovery standard and reusing it, and the wastewater discharged from the adsorption tower Among the regenerating liquids, the fraction C in which the boron concentration satisfies the drainage standard value but the value of the water quality evaluation parameter exceeds the recovery standard is merged with the wastewater that has passed through the adsorption tower or discharged. A process comprising To provide a processing method.
排水を通水した後の吸着塔にはホウ素が吸着している。該吸着塔に再生用液を通液すると吸着塔からホウ素が溶離する。再生用液の通液開始から通液停止までの間、排再生用液のホウ素濃度は一定ではない。上記発明によれば、排再生用液はホウ素濃度および水質評価パラメータの値に応じて３種類の分画に区別する。 Boron is adsorbed in the adsorption tower after drainage is passed. When the regeneration solution is passed through the adsorption tower, boron is eluted from the adsorption tower. The boron concentration of the waste regeneration liquid is not constant during the period from the start of passage of the regeneration liquid to the stop of passage. According to the above invention, the waste regeneration liquid is classified into three types of fractions according to the boron concentration and the water quality evaluation parameter values.
ホウ素濃度が排水基準値を満たさない分画Ａは、蒸発濃縮処理により減量化される。これによりホウ素の廃棄物量を減量できる。分画Ａは再生に使用された排再生用液の一部である。蒸発濃縮処理に供する液量が低減されているため、ホウ素の回収・廃棄のために費やされるエネルギー量を抑制できる。 The fraction A in which the boron concentration does not satisfy the wastewater standard value is reduced by the evaporation concentration process. This reduces the amount of boron waste. Fraction A is a portion of the waste regeneration solution used for regeneration. Since the amount of liquid used for the evaporative concentration process is reduced, the amount of energy consumed for recovery and disposal of boron can be suppressed.
一方、ホウ素濃度が排水基準値を満たしている分画Ｂおよび分画Ｃは、分画Ａとは別の工程に供される。分画Ｂおよび分画Ｃは、水質評価パラメータの値により区別される。水質評価パラメータの値が予め定めた回収基準を満たす分画Ｂは、回収して再利用する。再利用可能な水質の分画Ｂを分画Ｃと区別して再利用することで、排再生用液の放流水量を低減できる。 On the other hand, the fraction B and the fraction C in which the boron concentration satisfies the drainage standard value are subjected to a process different from the fraction A. Fraction B and Fraction C are distinguished by the value of the water quality evaluation parameter. Fraction B satisfying a predetermined collection standard for the value of the water quality evaluation parameter is collected and reused. By reusing the reusable fraction B of the water quality separately from the fraction C, the amount of discharged water of the waste regeneration liquid can be reduced.
分画Ｂは、分画Ａとも区別されている。分画Ａと分画Ｂとを区別せずに混合した場合、ホウ素濃度、塩素濃度、ＴＤＳが高くなり、再利用できないことが懸念される。上記発明によれば、分画Ｂを分画Ａと区別することで、より確実に再利用可能な水量を確保できる。 Fraction B is also distinguished from fraction A. When the fraction A and the fraction B are mixed without distinction, there is a concern that the boron concentration, the chlorine concentration, and the TDS become high and cannot be reused. According to the said invention, the amount of water which can be reused more reliably can be ensured by distinguishing the fraction B from the fraction A.
分画Ｃは、排水基準を満たすホウ素濃度であるが、分画Ｃから再利用可能な水質の溶液を回収するのは困難であり、労力を要する。上記発明によれば分画Ｃを分画Ａおよび分画Ｂと区別することで、排再生用液の放流水量を大きく減量できる。よって、あえて手間をかけて分画Ｃを再利用可能な溶液にする必要はない。 Fraction C has a boron concentration that satisfies the drainage standards, but it is difficult to recover a reusable water-quality solution from fraction C, requiring labor. According to the said invention, the fraction C can be distinguished from the fraction A and the fraction B, and the discharged water amount of the waste regeneration liquid can be greatly reduced. Therefore, it is not necessary to take the time and effort to make the fraction C a reusable solution.
上記発明の一態様において、水質評価パラメータは、塩素濃度およびＴＤＳとすることができる。その場合、前記回収基準を、塩素濃度５０ｍｇ／Ｌ以下、かつＴＤＳ２００ｍｇ／Ｌ以下とする。 1 aspect of the said invention WHEREIN: A water quality evaluation parameter can be made into chlorine concentration and TDS. In this case, the recovery standard is set to a chlorine concentration of 50 mg / L or less and a TDS of 200 mg / L or less.
上記回収基準を満たす水は、日本における上水道と同程度の水質となる。それにより、再利用の用途の幅が広がる。 Water that meets the above collection standards has the same quality as waterworks in Japan. This widens the range of reuse applications.
上記発明の一態様において、前記分画Ａを蒸発濃縮処理する際に生じた蒸気を回収し、前記分画Ｂとともに再利用することが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that steam generated when the fraction A is evaporated and concentrated is collected and reused together with the fraction B.
蒸気を回収することで、使用された再生用液のうち、分画Ｃ以外の大部分を再利用できる。 By recovering the steam, most of the used regeneration liquid other than the fraction C can be reused.
また本発明は、ホウ素を含む排水を通水することで該排水からホウ素を吸着除去する吸着塔と、前記吸着塔に再生用液を供給する再生用液供給部と、前記吸着塔から排出された排再生用液を蒸発濃縮させる濃縮部と、前記吸着塔から排出された排再生用液を回収する回収部と、前記吸着塔から排出された排再生用液を前記吸着塔を通過した排水と合流させる合流経路、または前記吸着塔から排出された排再生用液を放流する放流経路と、前記排再生用液の流れを制御する制御部と、を備え、前記制御部が、ホウ素濃度が排水基準値の範囲外である分画Ａを前記濃縮部に導き、ホウ素濃度が前記排水基準値を満たし、かつ、所定の水質評価パラメータの値が予め定められた回収基準以下である分画Ｂを前記回収部に導き、ホウ素濃度が前記排水基準値を満たすが、前記水質評価パラメータの値が前記回収基準を超えている分画Ｃを前記合流経路または前記放流経路に導く機能を備えている排水処理装置を提供する。 The present invention also includes an adsorption tower that adsorbs and removes boron from the waste water by passing the waste water containing boron, a regeneration liquid supply unit that supplies the regeneration liquid to the adsorption tower, and an exhaust gas discharged from the adsorption tower. A condensing part for evaporating and concentrating the waste regeneration liquid, a recovery part for collecting the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower, and a wastewater that has passed through the adsorption tower for the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower. And a control path for controlling the flow of the exhaust regeneration liquid, and the control section has a boron concentration. Fraction A that is outside the range of the drainage standard value is guided to the concentrating unit, the fraction B where the boron concentration satisfies the drainage standard value, and the value of the predetermined water quality evaluation parameter is equal to or less than a predetermined recovery standard To the recovery unit, and the boron concentration is Meet standard values, but to provide a waste water treatment apparatus has a function of guiding the fraction C which the value of the quality evaluation parameter exceeds said recovery reference to the merging path or the discharge path.
上記発明の一態様において、水質評価パラメータは、塩素濃度およびＴＤＳとすることができる。その場合、前記回収基準は、塩素濃度５０ｍｇ／Ｌ以下、かつＴＤＳ２００ｍｇ／Ｌ以下である。 1 aspect of the said invention WHEREIN: A water quality evaluation parameter can be made into chlorine concentration and TDS. In this case, the recovery standard is a chlorine concentration of 50 mg / L or less and a TDS of 200 mg / L or less.
上記発明の一態様において、前記濃縮部で生じた蒸気を前記回収部へと回収する回収経路を備えていることが好ましい。 In one aspect of the invention, it is preferable that a recovery path for recovering the vapor generated in the concentration unit to the recovery unit is provided.
本発明によれば、吸着塔の再生により生じた排再生用液を分画して区別することで、排再生用液の廃棄量を減量できる。 According to the present invention, the waste amount of the waste regeneration solution can be reduced by fractionating and distinguishing the waste regeneration solution generated by the regeneration of the adsorption tower.
以下に、本発明に係る排水処理方法および排水処理装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、排水処理装置を説明する概略構成図である。排水処理装置１は、前処理部２、ホウ素吸着塔（吸着塔）３、後処理部４、再生用液供給部５、濃縮部６、回収部７、合流経路８および制御部９を有している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a wastewater treatment apparatus. The
前処理部２は、ホウ素吸着塔３に入る前の排水（原水）を前処理できる。前処理は、凝集沈殿、ろ過、活性炭吸着、ｐＨ調整等である。前処理部２の後段には、第１排水経路１０を介してホウ素吸着塔３が接続されている。第１排水経路１０には、開閉バルブＶ１が設けられている。
The
ホウ素吸着塔３は、ホウ素を選択的に吸着する樹脂が充填されてなる樹脂層を有している。該樹脂は、キレート樹脂であることが好ましいが、ホウ素に対応する陰イオン交換樹脂であってもよい。キレート樹脂は、例えばメチルグルカミン型のＣＲＢ０３，ＣＲＢ０５（三菱化学株式会社製）、セリウム系ホウ素吸着剤ＲＥＡＤ−Ｂ（株式会社日本海水製）およびキレート系ホウ素吸着剤ＲＥＡＤ−Ｂ（ＭＣ）、ＲＥＡＤ−Ｂ（ＬＣ）（株式会社日本海水製）などである。キレート樹脂は、特定の金属イオンに対する選択性がイオン交換樹脂の場合よりもはるかに大きいという特長を有する。
The
後処理部４は、第２排水経路１１を介してホウ素吸着塔３の後段に接続されている。第２排水経路１１には、開閉バルブＶ２が設けられている。後処理部４は、ホウ素吸着塔から排出された処理排水を後処理できる。後処理は、ｐＨ調整、ろ過、活性炭吸着等である。
The post-processing unit 4 is connected to the rear stage of the
再生用液供給部５は、再生用液を供給するための供給経路１２を介してホウ素吸着塔３に接続されている。本実施形態において「再生用液」は、樹脂からホウ素を溶離するための第１溶液、該第１溶液をホウ素吸着塔から押し出すための第２溶液、ホウ素吸着塔内のｐＨを調整するための第３溶液、該第３溶液をホウ素吸着塔内から押し出すための第４溶液、およびホウ素吸着塔内を最終洗浄するための第５溶液の総称である。
The regeneration
第１溶液は、硫酸、硝酸、または塩酸である。第２溶液、第４溶液および第５溶液は、脱塩水、水道水、または工業用水である。第３溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、またはアンモニア水から適宜選択され得る。 The first solution is sulfuric acid, nitric acid, or hydrochloric acid. The second solution, the fourth solution, and the fifth solution are demineralized water, tap water, or industrial water. The third solution can be appropriately selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, or aqueous ammonia.
再生用液供給部５は、例えば、再生用液を貯留するタンク（不図示）、および該タンクからホウ素吸着塔３に再生用液を送給する送給装置（不図示）で構成され得る。送給装置は、ポンプ等である。再生用液供給部５は、複数のタンク（不図示）を有する構成であってよい。各タンクには、それぞれ種類の異なる溶液が貯留されうる。
The regeneration
ホウ素吸着塔３には、再生用液を排出する排再生用液経路１３が接続されている。排再生用液経路１３には、開閉バルブＶ３が設けられている。排再生用液経路１３は、開閉バルブＶ３の後段で第１枝路１４、第２枝路（合流経路）８、第３枝路に分岐している。第１枝路１４の一端は濃縮部６に接続されている。第２枝路８の一端は後処理部４に接続されている。第３枝路１５の一端は回収部７に接続されている。第１枝路１４、第２枝路８および第３枝路１５には、それぞれ開閉バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６が設けられている。
The
濃縮部６は、排再生用液の分画Ａを蒸発濃縮させることができる。濃縮部６は、例えば、蒸発濃縮装置、蒸発乾燥装置、蒸発乾固装置、逆浸透膜装置等である。
The
回収部７は、排再生用液の分画Ｂを回収して貯留するタンク等である。回収部７は、排再生用液の分画Ｂを回収して再利用先へ送る搬送経路であってもよい。
The
制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
The
制御部９は、ホウ素吸着塔３から排出された排再生用液中のホウ素濃度および水質評価パラメータに基づき開閉バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６の開閉をさせて、排再生用液の流れを制御する。水質評価パラメータは、塩素濃度、ＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄ）、ナトリウム濃度、硫酸濃度、カルシウム濃度等である。以降、水質評価パラメータとして塩素濃度およびＴＤＳを選択したとして説明する。ホウ素濃度、塩素濃度およびＴＤＳは、排再生溶液を分取して直接計測して得られた値であってよい。また、ホウ素濃度、塩素濃度およびＴＤＳは、予備試験により得られたデータに基づいて時間換算された値であってよい。ホウ素濃度は、ホウ素濃度計により計測できる。塩素濃度は塩素イオン濃度計等により計測できる。ＴＤＳは電導度計等により計測できる。
The
制御部９は、ホウ素吸着塔３から排出される排再生用液のうち、分画Ａを濃縮部６へ、分画Ｂを回収部７へ、分画Ｃを第２枝路８へと導くようブログラムされている。分画Ａは、ホウ素濃度が排水基準値の範囲外である排再生用液である。分画Ｂは、ホウ素濃度が排水基準値を満たし、かつ、塩素濃度およびＴＤＳが予め定められた回収基準以下である排再生用液である。分画Ｃは、ホウ素濃度が排水基準値を満たすが、塩素濃度およびＴＤＳが予め定めた回収基準を超えている排再生用液である。
Of the waste regeneration liquid discharged from the
日本の海域におけるホウ素濃度の排水基準値の範囲は、２３０ｍｇ／Ｌ以下である。塩素濃度およびＴＤＳの回収基準は、それぞれ１０００ｍｇ／Ｌおよび４０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは５０ｍｇ／Ｌ以下およびＴＤＳ２００ｍｇ／Ｌ以下に設定するとよい。 The range of the drainage standard value of boron concentration in the sea area in Japan is 230 mg / L or less. Chlorine concentration and TDS recovery standards may be set to 1000 mg / L and 4000 mg / L, respectively, preferably 50 mg / L or less and TDS 200 mg / L or less.
排水処理装置１は、さらに、濃縮部６で生じた蒸気を回収部７へと回収する回収経路１６を備えていることが好ましい。
It is preferable that the waste
次に、本実施形態に係る排水処理方法について説明する。
本実施形態に係る排水処理方法は、排水を処理する工程と、ホウ素吸着塔を再生する工程とを備えている。
Next, the waste water treatment method according to this embodiment will be described.
The wastewater treatment method according to this embodiment includes a step of treating wastewater and a step of regenerating the boron adsorption tower.
（排水を処理する工程）
まず、ホウ素を含む排水Ｗ１を前処理して排水Ｗ２とする。前処理は、凝集沈殿、ろ過、活性炭吸着、ｐＨ調整などの処理である。次に、排水Ｗ２をホウ素吸着塔３に通水する。ホウ素吸着塔３を通過した排水Ｗ３を後処理し、その後、系外へと放流する。後処理は、ｐＨ調整、ろ過、活性炭吸着などの処理である。
(Process to treat wastewater)
First, waste water W1 containing boron is pretreated to be waste water W2. The pretreatment is a treatment such as coagulation precipitation, filtration, activated carbon adsorption, pH adjustment and the like. Next, the waste water W2 is passed through the
ここで、ホウ素吸着塔３に導かれた排水Ｗ２は、ホウ素吸着塔３に充填された樹脂層を通過することで、排水Ｗ２に含まれるホウ素が樹脂に吸着される。これにより排水Ｗ２からホウ素が除去される。
Here, the waste water W2 guided to the
（ホウ素吸着塔を再生する工程）
定期的、または必要に応じてホウ素吸着塔３の再生を行う。ホウ素吸着塔３の再生とは、樹脂に吸着しているホウ素を溶離して、樹脂のホウ素吸着能を再生させる処理である。以下に例を示す。
(Process to regenerate boron adsorption tower)
The
まず、開閉バルブＶ１および開閉バルブＶ２を閉じ、ホウ素吸着塔３への排水Ｗ２の通水を停止する。
First, closed-off valve V 1 and the opening and closing valve V 2, to stop the water flow of the waste water W2 to the
次に、開閉バルブＶ３を開けてホウ素吸着塔３に再生用液を通液し、ホウ素吸着塔を再生する。図２に、再生用液を通液する工程のフロー図を示す。まず、第１溶液をホウ素吸着塔３に通液し、樹脂からホウ素を溶離させる（Ｓ１）。次に、第２溶液をホウ素吸着塔３に通液し、第１溶液により溶離させたホウ素をホウ素吸着塔３から押し出す（Ｓ２）。次に、第３溶液をホウ素吸着塔３に通液し、樹脂を再生すると同時にホウ素吸着塔３内に残存している第１溶液を中和する（Ｓ３）。次に、第４溶液をホウ素吸着塔３に通液し、第３溶液および第１溶液の中和物をホウ素吸着塔３から押し出す（Ｓ４）。最後に、第５溶液をホウ素吸着塔３に通液し、ホウ素吸着塔３内を洗浄する（Ｓ５）。
Next, by opening the opening and closing valve V 3 was passed through the reproducing solution to the
ホウ素吸着塔３を通過した再生用液は、排再生用液としてホウ素吸着塔３から排再生用液経路１３に排出される。ここで、排再生用液の流れを制御し、ホウ素濃度、塩素濃度およびＴＤＳに基づいて分画する。
The regeneration liquid that has passed through the
排再生用液のホウ素濃度、塩素濃度およびＴＤＳは、各パラメータに関して排再生用液を直接計測することで得る。また、予備試験により各パラメータの情報を取得し、該情報を時間と相関させておくことで、時間管理してもよい。その場合、タイマーで開閉バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６の開閉を切り替えることができる。
塩素濃度とＴＤＳには正の相関関係があるので、いずれか一方を計測してもよい。
The boron concentration, chlorine concentration, and TDS of the waste regeneration liquid can be obtained by directly measuring the waste regeneration liquid for each parameter. Further, time management may be performed by acquiring information of each parameter by a preliminary test and correlating the information with time. In that case, the opening / closing valves V 4 , V 5 , V 6 can be switched by a timer.
Since there is a positive correlation between the chlorine concentration and TDS, either one may be measured.
排再生用液のホウ素濃度が排水基準値の範囲外である場合、開閉バルブＶ４を開放し、開閉バルブＶ５および開閉バルブＶ６を閉じて、排再生用液（分画Ａ）濃縮部６へと導く。分画Ａは、濃縮部で加熱し、濃縮・乾燥することで蒸発濃縮処理する。 When the boron concentration of the waste regeneration liquid is outside the range of the waste water reference value, the opening / closing valve V 4 is opened, the opening / closing valve V 5 and the opening / closing valve V 6 are closed, and the waste regeneration liquid (fraction A) concentration unit Guide to 6. Fraction A is evaporated and concentrated by heating in the concentrating part, concentrating and drying.
濃縮されたホウ素を回収し、高純度のホウ素化合物として再利用するか、または、産業廃棄物として廃棄する。濃縮部６で生じた蒸気は、回収経路１６を介して回収部７に回収するとよい。それにより、再利用できる水量を増やすことができる。
Concentrated boron is collected and reused as high purity boron compounds or discarded as industrial waste. The vapor generated in the
排再生用液のホウ素濃度が排水基準値を満たし、かつ、塩素濃度およびＴＤＳが予め定めた回収基準以下である場合、開閉バルブＶ５を開放し、開閉バルブＶ４および開閉バルブＶ６を閉じて、排再生用液（分画Ｂ）を回収部７へと回収する。
Boron concentration of waste regeneration solution satisfies the effluent standard value, and if the chlorine concentration and TDS is less than a predetermined recovery criteria, opens the closing valve V 5, closing the opening and closing valve V 4 and the opening and closing valve V 6 Then, the waste regeneration liquid (fraction B) is collected into the
回収された分画Ｂは、ホウ素濃度、塩素濃度およびＴＤＳがすべて低いため、そのまま再利用できる。再利用の用途としては工業用水、具体的には脱流硫設備補給水、工場の洗浄水などが考えられる。前処理により排水からフッ素、重金属類、油分などの有害成分が除かれている場合には、分画Ｂを工場の植栽に利用することもできる。 The recovered fraction B can be reused as it is because the boron concentration, chlorine concentration and TDS are all low. Applications for reuse include industrial water, specifically desulfurization equipment replenishment water, factory wash water, and the like. In the case where harmful components such as fluorine, heavy metals and oil are removed from the waste water by the pretreatment, the fraction B can also be used for planting the factory.
排再生用液のホウ素濃度が排水基準値を満たすが、塩素濃度およびＴＤＳが予め定めた回収基準を超えている場合、開閉バルブＶ６を開放し、開閉バルブＶ４および開閉バルブＶ５を閉じて、排再生用液（分画Ｃ）を第２枝路（合流経路）８へと導く。分画Ｃは後処理部で適宜後処理された後、系外へと放流される。 Boron concentration of waste regeneration solution satisfies the effluent standard value, but if the chlorine concentration and TDS is above a predetermined recovery criteria, opens the closing valve V 6, closed-off valve V 4 and the opening and closing valve V 5 Then, the waste regeneration liquid (fraction C) is guided to the second branch (merging path) 8. Fraction C is appropriately post-processed by the post-processing unit and then discharged out of the system.
分画Ｃは、ホウ素濃度が低いが、塩素濃度およびＴＤＳが高い。そのため工業用水として再利用するには別途、塩素濃度およびＴＤＳを下げる処理が必要である。分画Ｃを分画Ｂと区別せずに混合することで、この混合溶液のＴＤＳおよび塩素濃度が回収基準を超え再利用できなくなることが懸念される。よって、分画Ｂを分画Ｃと区別して回収することで確実に再利用できる水量を確保できる。分画Ｃは、ホウ素吸着塔３から排出された排再生用液の一部であり、その液量は全体の約４分の１程度である。よって、ここから別途手間をかけて水を回収するよりは、排水ｗ３と合流させて放流した方が経済的である。分画Ｃは、適宜後処理を省略してそのまま系外へと放流してもよい。
Fraction C has a low boron concentration but a high chlorine concentration and TDS. Therefore, in order to reuse as industrial water, a separate treatment for lowering the chlorine concentration and TDS is necessary. There is a concern that by mixing the fraction C without distinguishing it from the fraction B, the TDS and chlorine concentration of the mixed solution exceeds the recovery standard and cannot be reused. Therefore, the amount of water that can be reliably reused can be secured by collecting the fraction B separately from the fraction C. Fraction C is part of the waste regeneration liquid discharged from
ホウ素濃度の排水基準値の範囲は、日本の海域の場合２３０ｍｇ／Ｌ以下である。塩素濃度およびＴＤＳの回収基準は、再利用の用途によって適宜設定するとよい。塩素濃度およびＴＤＳが、それぞれ１０００ｍｇ／Ｌおよび４０００ｍｇ／Ｌである場合には、脱硫設備補給水として再利用可能である。塩素濃度およびＴＤＳの回収基準は、それぞれ５０ｍｇ／Ｌ以下および２００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。これにより、工場の洗浄水または工場の植栽として再利用可能である。 The range of the drainage standard value of boron concentration is 230 mg / L or less in the case of the Japanese sea area. Chlorine concentration and TDS recovery criteria may be set appropriately depending on the reuse application. When the chlorine concentration and TDS are 1000 mg / L and 4000 mg / L, respectively, they can be reused as makeup water for desulfurization equipment. The chlorine concentration and TDS recovery standards are preferably 50 mg / L or less and 200 mg / L or less, respectively. Thereby, it can be reused as washing water for the factory or planting the factory.
＜再生試験＞
ホウ素含有排水の模擬水を吸着塔に通水して樹脂にホウ素を吸着させた後、再生用液を吸着塔に通液して該樹脂を再生する再生試験を実施した。
<Regeneration test>
A regeneration test was conducted in which simulated water of boron-containing wastewater was passed through an adsorption tower to adsorb boron to the resin, and then a regeneration solution was passed through the adsorption tower to regenerate the resin.
吸着塔には、樹脂層を備えたアクリル製ジャケット付カラム（２４．１２φ×１０００Ｈ）を使用した。樹脂層の高さは、７２５ｍｍＨとした。樹脂には、ＣＲＢ０５（５Ｃ１０２、三菱化学株式会社製）、３２０ｍＬ−Ｒを用いた。吸着塔において、給水口から樹脂層までの空隙水量は、０．４７ＢＶ、樹脂層からサンプリング口までの空隙水量は、０．４０ＢＶであった。 For the adsorption tower, an acrylic jacketed column (24.12φ × 1000H) provided with a resin layer was used. The height of the resin layer was 725 mmH. As the resin, CRB05 (5C102, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 320 mL-R was used. In the adsorption tower, the amount of void water from the water supply port to the resin layer was 0.47 BV, and the amount of void water from the resin layer to the sampling port was 0.40 BV.
模擬水は、脱塩水に、市販の試薬（Ｈ３ＢＯ３、ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＯＨ）を溶解させて調製した。模擬水の組成を表１に示す。 The simulated water was prepared by dissolving commercially available reagents (H 3 BO 3 , MgCl 2 .6H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, NaCl, Na 2 SO 4 , NaOH) in demineralized water. The composition of the simulated water is shown in Table 1.
模擬水の通水は、空間速度（ＳＶ）２、線速度（ＬＶ）１．４０ｍ／ｈ、温度２５℃、で実施した。 The simulated water was passed at a space velocity (SV) of 2, a linear velocity (LV) of 1.40 m / h, and a temperature of 25 ° C.
模擬水の通水後、ホウ素を吸着させた吸着塔に、再生用液として第１溶液〜第５溶液を順次通液した。第１溶液は、０．５ｍｏｌ／Ｌの硫酸（Ｈ２ＳＯ４）とした。第３溶液は、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）とした。第２溶液、第４溶液および第５溶液は脱塩水とした。 After passing the simulated water, the first solution to the fifth solution were sequentially passed as the regeneration solution through the adsorption tower on which boron was adsorbed. The first solution was 0.5 mol / L sulfuric acid (H 2 SO 4 ). The third solution was 1 mol / L sodium hydroxide (NaOH). The second solution, the fourth solution, and the fifth solution were demineralized water.
表２に、再生用液の通液条件を示す。各工程における液温はすべて２５℃とした。
以下では、ホウ素吸着樹脂１００ｍ３に通水し、１日に１回再生する場合を例として説明する。排水の通水および再生溶液の通液を１サイクルとし、これを計３サイクル実施した。本再生試験において、１サイクルで処理できた排水量は７．７ＢＶ（Ｂｅｄ Ｖｏｉｕｍｅ，７７０ｍ３／ｄ）であった。これに対し、樹脂再生に要した再生用液量は１１．７ＢＶ（１１７０ｍ３／ｄ）であった。ＢＶ（Ｂｅｄ Ｖｏｉｕｍｅ）は、樹脂量と水再生用液量との比率を表す単位である。例えば、２．０ＢＶは、１ｍ３の樹脂に対して２ｍ３の水再生用液を使用することを意味する。 Below, the case where water is passed through the boron adsorbing resin 100 m 3 and regenerated once a day will be described as an example. The drainage water and the regeneration solution were taken as one cycle, and this was carried out for a total of 3 cycles. In this regeneration test, the amount of wastewater that could be treated in one cycle was 7.7 BV (Bed Volume, 770 m 3 / d). On the other hand, the amount of the regeneration solution required for resin regeneration was 11.7 BV (1170 m 3 / d). BV (Bed Volume) is a unit that represents the ratio of the amount of resin and the amount of liquid for water regeneration. For example, 2.0 BV means that 2 m 3 of water regeneration solution is used for 1 m 3 of resin.
各サイクルにおける樹脂へのホウ素吸着量および再生によるホウ素回収量を計測した。その結果、繰り返し再生処理をすることによる樹脂の吸着率の低下は１０％程度に抑えられていた。また、樹脂に吸着したホウ素は、各サイクルすべてにおいて９８％から１００％の割合で回収されていた。これにより再生用液の通液により、劣化を抑制しつつ樹脂のホウ素吸着能を再生できていることが確認された。 The amount of boron adsorbed to the resin in each cycle and the amount of boron recovered by regeneration were measured. As a result, the decrease in the resin adsorption rate due to repeated regeneration treatment was suppressed to about 10%. Further, boron adsorbed on the resin was recovered at a rate of 98% to 100% in each cycle. Thus, it was confirmed that the boron adsorption ability of the resin could be regenerated while the deterioration was suppressed by passing the regenerating liquid.
図３に、再生試験時に排出された排再生用液中のホウ素濃度と通液量との関係を示す。同図において、横軸が再生用液の通液量（ＢＶ）、縦軸が排再生用液のホウ素濃度（ｍｇ／Ｌ）である。 FIG. 3 shows the relationship between the concentration of boron in the waste regeneration solution discharged during the regeneration test and the flow rate. In the figure, the horizontal axis represents the flow rate (BV) of the regeneration solution, and the vertical axis represents the boron concentration (mg / L) of the waste regeneration solution.
図３によれば、硫酸を通液することにより排再生用液中のホウ素濃度が上昇し始め、Ｓ２の押出工程中にホウ素濃度は最も高くなった。その後、ホウ素濃度は徐々に低下し、Ｓ３の再生工程中には２３０ｍｇ／Ｌ以下となった。 According to FIG. 3, by passing sulfuric acid, the boron concentration in the waste regeneration solution began to increase, and the boron concentration became the highest during the extrusion step of S2. Thereafter, the boron concentration gradually decreased and became 230 mg / L or less during the regeneration step of S3.
本再生試験では、ホウ素吸着樹脂１００ｍ３の再生で、全排再生用液１１７０ｍ３／ｄのうち、通液量５．５Ｖ以降に排出された６２０ｍ３／ｄにおいてホウ素濃度が排水基準以下、塩素濃度が１５ｍｇ／Ｌ、ＴＤＳ５０ｍｇ／Ｌであった。よって、この６２０ｍ３／ｄについて分画Ｂとして回収し再利用できる。 In this reproduction test, the reproduction of the boron adsorption resin 100 m 3, of the total waste regeneration liquid 1170 m 3 / d, boron concentration is effluent standards below in 620 m 3 / d discharged after passing liquid amount 5.5V, chlorine The concentrations were 15 mg / L and TDS 50 mg / L. Therefore, this 620 m 3 / d can be collected and reused as fraction B.
残り５５０ｍ３／ｄのうち、通液量０ＢＶから１．５ＢＶに排出された１５０ｍ３／ｄ、および通液量４ＢＶから５．５ＢＶに排出された１５０ｍ３／ｄは、塩素濃度が２５２ｍｇ／Ｌであったが、一方でホウ素濃度が排水基準以下であったことから希薄廃液（分画Ｃ）として系外へと放流できる。 Of the remaining 550m 3 / d, 150m 3 / d discharged from the liquid passing amount 0BV to 1.5 BV, and 150 meters 3 / d discharged from the passed through amount 4BV to 5.5BV a chlorine concentration of 252 mg / L However, since the boron concentration was below the drainage standard, it can be discharged out of the system as a dilute waste liquid (Fraction C).
残り２５０ｍ３／ｄ（通液量１．５ＢＶから４．０ＢＶの間に排出された排再生用液）については、ホウ素濃度が排水基準を満たしていないため、分画Ａとして区別し、蒸発濃縮処理後、産業廃棄物として処理すればよい。 The remaining 250 m 3 / d (liquid for waste regeneration discharged between 1.5 BV and 4.0 BV) was distinguished as fraction A because the boron concentration did not meet the wastewater standard, and concentrated by evaporation. What is necessary is just to process as industrial waste after a process.
上記によれば、分画Ｂおよび分画Ｃの総量は９２０ｍ３／ｄであるが、分画Ｂを分画Ｃと区別して回収することで、放流する水量が３００ｍ３／ｄ（約３割）まで低減できる。 According to the above, the total amount of Fraction B and Fraction C is 920 m 3 / d. By collecting Fraction B separately from Fraction C, the amount of water discharged is 300 m 3 / d (about 30%). ).
分画Ｂと分画Ｃとを区別しないで放流した場合、１サイクルで放流される総水量は７７０ｍ３／ｄ＋９２０ｍ３／ｄ＝１６９０ｍ３／ｄである。一方、分画Ｂを分画Ｃと区別して回収した場合、１サイクルで放流される水量は７７０ｍ３／ｄ＋３００ｍ３／ｄ＝１０７０ｍ３／ｄとなる。このことから本発明に係る排水処理方法によれば、１サイクルで放流される総水量を約４割程度の減量できることが確認された。 When the fraction B and the fraction C are discharged without being distinguished, the total amount of water discharged in one cycle is 770 m 3 / d + 920 m 3 / d = 1690 m 3 / d. On the other hand, when fraction B is collected separately from fraction C, the amount of water discharged in one cycle is 770 m 3 / d + 300 m 3 / d = 1070 m 3 / d. From this, according to the wastewater treatment method according to the present invention, it was confirmed that the total amount of water discharged in one cycle can be reduced by about 40%.
１ 排水処理装置
２ 前処理部
３ ホウ素吸着塔（吸着塔）
４ 後処理部
５ 再生用液供給部
６ 濃縮部
７ 回収部
８ 第２枝路（合流経路）
９ 制御部
１０ 第１排水経路
１１ 第２排水経路
１２ 供給経路
１３ 排再生用液経路
１４ 第１枝路
１５ 第３枝路
１６ 回収経路
Ｗ１ ホウ素を含む排水
Ｗ２ 前処理排水
1
4
9
Claims (8)
前記吸着塔に再生用液を通液して前記吸着塔を再生させる工程と、
前記吸着塔から排出された排再生用液のうち、ホウ素濃度が排水基準値の範囲外である分画Ａを蒸発濃縮処理する工程と、
前記吸着塔から排出された排再生用液のうち、ホウ素濃度が前記排水基準値を満たし、かつ、所定の水質評価パラメータの値が予め定めた回収基準以下である分画Ｂを回収して再利用に供する工程と、
前記吸着塔から排出された排再生用液のうち、ホウ素濃度が前記排水基準値を満たすが、前記水質評価パラメータの値が前記回収基準を超えている分画Ｃを、前記吸着塔を通過した排水に合流させるか、または放流する工程と、
を備えている排水処理方法。 In a wastewater treatment method of adsorbing and removing boron from the wastewater by passing wastewater containing boron through an adsorption tower,
Passing the regeneration liquid through the adsorption tower to regenerate the adsorption tower;
A step of evaporating and concentrating the fraction A in which the boron concentration is outside the range of the drainage standard value of the exhaust regeneration liquid discharged from the adsorption tower;
Among the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower, the fraction B in which the boron concentration satisfies the drainage standard value and the value of a predetermined water quality evaluation parameter is equal to or less than a predetermined recovery standard is collected and recycled. A process for use;
Among the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower, the fraction C in which the boron concentration satisfies the drainage standard value but the water quality evaluation parameter value exceeds the recovery standard passed through the adsorption tower. A process of joining or discharging the waste water;
Effluent treatment method.
前記吸着塔に再生用液を供給する再生用液供給部と、
前記吸着塔から排出された排再生用液を蒸発濃縮させる濃縮部と、
前記吸着塔から排出された排再生用液を回収する回収部と、
前記吸着塔から排出された排再生用液を前記吸着塔を通過した排水と合流させる合流経路、または前記吸着塔から排出された排再生用液を放流する放流経路と、
前記排再生用液の流れを制御する制御部と、
を備え、前記制御部が、
ホウ素濃度が排水基準値の範囲外である分画Ａを前記濃縮部に導き、
ホウ素濃度が前記排水基準値を満たし、かつ、所定の水質評価パラメータの値が予め定められた回収基準以下である分画Ｂを前記回収部に導き、
ホウ素濃度が前記排水基準値を満たすが、前記水質評価パラメータの値が前記回収基準を超えている分画Ｃを前記合流経路または前記放流経路に導く機能を備えている排水処理装置。 An adsorption tower for adsorbing and removing boron from the wastewater by passing wastewater containing boron;
A regenerating liquid supply unit for supplying a regenerating liquid to the adsorption tower;
A concentrating section for evaporating and concentrating the liquid for exhaust regeneration discharged from the adsorption tower;
A recovery unit for recovering the exhaust regeneration liquid discharged from the adsorption tower;
A merging path for joining the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower with the wastewater that has passed through the adsorption tower, or a discharge path for discharging the waste regeneration liquid discharged from the adsorption tower;
A control unit for controlling the flow of the waste regeneration liquid;
The control unit comprises
Fraction A in which the boron concentration is outside the range of the drainage standard value is led to the concentration section,
Fraction B in which the boron concentration satisfies the drainage standard value and the value of a predetermined water quality evaluation parameter is equal to or less than a predetermined recovery standard is led to the recovery unit,
A wastewater treatment apparatus having a function of guiding a fraction C in which a boron concentration satisfies the wastewater standard value but a value of the water quality evaluation parameter exceeds the recovery standard to the merge path or the discharge path.
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