JP5393409B2 - 排水処理装置及び排水処理方法 - Google Patents
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Description
2HF + Ca(OH)2 →CaF2↓ + 2H2O ・・・(I)
CaF2 + CO2+ H2O → CaCO3 + 2HF・・・(II)
本発明による第1の実施の形態に係る排水処理装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る排水処理装置の構成を示す概略図である。
図1に示すように、本実施の形態に係る排水処理装置10は、フッ化水素(HF)を含有する排水11Aにカルシウム化合物(Ca化合物)12を添加し、閉鎖空間でフッ化生成物としてフッ化カルシウム(CaF2)を生成する反応管(反応部)13と、この反応管13の直後に配置され、反応管13で生成されるCaF2を排水11B中から除去するろ過管(ろ過部)14−1〜14−3と、排水11C中のフッ素イオン(F-)、HF、CaF2を除去する吸着材15を備えた吸着管(吸着部)16−1〜16−3と、を有するものである。
また、反応管13の上流側は排水供給管17と連結され、反応管13とろ過管14−1〜14−3との間は排水供給管18で連結され、ろ過管14−1〜14−3と吸着管16−1〜16−3との間は排水供給管19で連結され、吸着管16−1〜16−3の下流側は排水供給管20と連結されている。
1)HFを含有する排水11Aを送給する反応管(排水路)13内にCa化合物12を添加し、CaF2を生成する反応工程I
2)排水11A中に生成されたCaF2を反応管13の直後に配置されたろ過管14−1〜14−3において排水11B中から除去するろ過工程II
3)排水11C中のF-、HF、CaF2を吸着する吸着材15を備えた吸着管16−1〜16−3において除去する吸着工程III
排水11Aは太陽電池工場、液晶パネル工場などから排出されるHFを含む使用済み排水であり、排水供給管17を介して反応管13に送給される。排水11Aの供給割合はポンプ22により調整される。反応管13には、その上流側にCa化合物12を反応管13内に供給するカルシウム(Ca)化合物供給管23が連結されている。Ca化合物12は、カルシウム(Ca)化合物供給部24よりCa化合物供給管23を介して反応管13内に供給される。排水11AにCa化合物12を添加することで、排水11A中のHFのF-は反応管13内に供給されたCa化合物12と下記式(1)のように反応し、CaF2を生成する。尚、排水11AのpH調整の必要がある場合には、pH調整剤を添加して調整する。pH調整剤としては、例えば水酸化ナトリウム(NaOH)等が挙げられる。
2F- + Ca2+ → CaF2 ・・・(1)
また、本発明において、直後とは、反応管13とろ過管14−1〜14−3との距離が反応管13内でHFがCa化合物12と反応してCaF2を生成し、直ちにろ過管14−1〜14−3に送給できる距離をいう。最短時間としてはフッ化生成物ができる反応時間であり、最長時間としてはフッ化生成物が大気と反応してFが溶出し出す時間までをいう。反応管13の直後にろ過管14−1〜14−3が配置されることで、排水11Aが反応管13内に送給されてからろ過管14−1〜14−3に到達するまでに要する時間(T)は、反応管13の径と流量にもよるが、例えば、反応管13の直径が10cm以上20cm以下の場合、流速が0.1m/sec、滞留時間が100秒とすると、時間(T)は30秒から1分程度となり、反応管13の長さは10m程度となる。
CaF2 + CO2 + H2O → CaCO3 + 2HF ・・・(2)
反応管13に送給された排水11Aは反応管13でCaF2が生成された後、反応管13で生成したCaF2を含む排水11Bは、排水供給管18を通過して分岐管26−1〜26−3を介して3つのろ過管14−1〜14−3に送給される。ろ過管14−1〜14−3には、排水11B中のCaF2をろ過するフィルタ27が設けられている。ろ過管14−1〜14−3は反応管13の直後に配置されているため、ろ過管14−1〜14−3に送給された排水11B中のCaF2は、反応管13で生成された直後にフィルタ27で除去することができる。
ろ過管14−1〜14−3でCaF2がろ過された排水11Cは、排水供給管19を通過して分岐管28−1〜28−3を介して3つの吸着管16−1〜16−3に送給される。吸着管16−1〜16−3はその内部に吸着材15が充填されているため、排水11C中になお残存するF-、HF、CaF2を吸着材15に吸着させることができる。
吸着管16−1〜16−3の上流側と連結する分岐管28−1〜28−3には、排水11Cの送給量を調整する調節弁V21〜V23が設けられている。
また、本実施の形態に係る排水処理装置10は、図6に示すような従来の排水処理装置100のように、凝集沈殿剤105を添加する必要がないため、凝集沈殿剤105を添加することで生じる産業廃棄物の発生を削減することができる。
本発明による第2の実施の形態に係る排水処理装置について、図面を参照して説明する。
本実施の形態に係る排水処理装置は、図1に示す本発明の第1の実施の形態に係る排水処理装置10の構成と同様であるため、本実施例においては、反応管の一部の構成を示す図のみを用いて説明する。
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る排水処理装置の構成の一部のみを簡略に示す図である。なお、第1の実施の形態と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図4に示すように、本実施の形態に係る排水処理装置は、図1に示す第1の実施の形態に係る排水処理装置10の反応管13が、その内部に邪魔板25の噴霧孔25aを介してCa化合物12を噴霧するようにしたものである。
本発明による第3の実施の形態に係る排水処理装置について、図面を参照して説明する。
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る排水処理装置の構成を簡略に示す図である。なお、第1、2の実施の形態と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図5に示すように、本実施の形態に係る排水処理装置40は、図1に示す第1の実施の形態に係る排水処理装置10のろ過管14−1〜14−3の後流側に設けられ、排水11C中のF濃度を検出する第1のフッ素(F)濃度測定部41−1と、吸着管16−1〜16−3の後流側に設けられ、排水11D中のF濃度を検出する第2のフッ素(F)濃度測定部41−2とを有するものである。第1のF濃度測定部41−1、第2のF濃度測定部41−2は、排水供給管19、20内にセンサを投入し、第1のF濃度測定部41−1は、ろ過管14−1〜14−3から排出される排水11C中のF濃度を検出し、第2のF濃度測定部41−2は、吸着管16−1〜16−3から排出される排水11D中のF濃度を検出するようにしている。
11A〜11D 排水
12 カルシウム化合物
13 反応管(反応部)
14−1〜14−3 ろ過管(ろ過部)
15 吸着材
16−1〜16−3 吸着管(吸着部)
17、18、19、20 排水供給管
22、29 ポンプ
23 Ca化合物供給管
24 Ca化合物供給部
25 邪魔板
26a 噴霧孔
26−1〜26−3、28−1〜28−3 分岐管
27 フィルタ
30 pH調整剤
31、35 送給ポンプ
32 クリーニング剤
33 クリーニング剤供給管
34 クリーニング剤供給部
41−1 第1のフッ素濃度測定部
41−2 第2のフッ素濃度測定部
42−1 第1の排水還流管
42−2 第2の排水還流管
V11〜V13、V21〜V23 調節弁
Claims (13)
- フッ化水素を含有する排水にカルシウム化合物を添加し、閉鎖空間でフッ化生成物を生成させる反応管と、
第1の排水供給管を介して前記反応管に連結され、前記フッ化生成物が大気と反応してフッ素が溶出する前に前記排水中から当該フッ化生成物を除去するろ過管と、第2の排水供給管を介して前記ろ過管に連結され、前記排水中のフッ素イオン、フッ化水素、フッ化生成物を吸着する吸着材を備えた吸着管と、を有することを特徴とする排水処理装置。 - 請求項1において、
前記ろ過管、前記吸着管の何れか一方又は両方を少なくとも2つ有し、前記ろ過管同士及び前記吸着管同士が、各々並列に配置されることを特徴とする排水処理装置。 - 請求項1又は2において、
前記反応管が、その内部に少なくとも1つ以上の邪魔板を有することを特徴とする排水処理装置。 - 請求項3において、
前記邪魔板が、前記カルシウム化合物、クリーニング剤の何れか一方又は両方を噴霧する噴霧孔を有することを特徴とする排水処理装置。 - 請求項1乃至4の何れか一つにおいて、
前記ろ過管、前記吸着管の何れか一方又は両方の後流側に設けられ、排水中のフッ素濃度を検出するフッ素濃度測定部を有することを特徴とする排水処理装置。 - 請求項5において、
前記ろ過管から排出される排水、前記吸着管から排出される排水の何れか一方又は両方を前記反応管の上流側に還流させる排水還流手段を有することを特徴とする排水処理装置。 - 請求項1乃至6の何れか一つにおいて、
前記排水が、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排水であることを特徴とする排水処理装置。 - フッ化水素を含有する排水を送給する反応管内にカルシウム化合物を添加し、閉鎖空間でフッ化生成物を生成する反応工程と、
第1の排水供給管を介して前記反応管に連結されたろ過管で、前記フッ化生成物が大気と反応してフッ素が溶出する前に当該フッ化生成物を除去するろ過工程と、第2の排水供給管を介して前記ろ過管に連結されると共に、吸着材を備えた吸着管で、前記ろ過工程後の排水中のフッ素イオン、フッ化水素、フッ化生成物を吸着・除去する吸着工程と、を含むことを特徴とする排水処理方法。 - 請求項8において、
前記ろ過工程、前記吸着工程の何れか一方又は両方を少なくとも2つ有し、前記ろ過工程同士及び前記吸着工程同士が、各々並列で処理されることを特徴とする排水処理方法。 - 請求項8又は9において、
前記反応工程において、前記反応管内に設けられた邪魔板の噴霧孔を介して前記カルシウム化合物、クリーニング剤の何れか一方又は両方を噴霧することを特徴とする排水処理方法。 - 請求項8乃至10の何れか一つにおいて、
前記ろ過工程、前記吸着工程の何れか一方又は両方の後流側で排水中のフッ素濃度を検出するフッ素濃度測定工程を有することを特徴とする排水処理方法。 - 請求項11において、
前記フッ素濃度測定工程で検出される排水中のフッ素濃度が所定値を超えた場合、前記排水を前記反応管の上流側に還流させることを特徴とする排水処理方法。 - 請求項8乃至12の何れか一つにおいて、
前記排水が、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排水であることを特徴とする排水処理方法。
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