(57)【要約】【課題】汚泥の発生量を大幅に削減することができ、排水を効率よく処理することが可能な、排水処理システム及び排ガス処理システムを提供すること。【解決手段】排水中のフッ素を除去するためのフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去するための重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するためのＣＯＤ処理装置とを備える排水処理システムにおいて、前記フッ素処理装置は、排水のｐＨを調整し、ｐＨ調整後のフッ素含有排水、カルシウム剤、フッ化カルシウム、及び高分子凝集剤を混合する反応槽と、前記混合によりフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、前記凝集槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、を備えることとする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排水処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合した混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の排水処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、さらに、凝集させたフッ化カルシウムを回収する際共に回収された前記種晶をさらに遠心力により分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を再利用する手段と、を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項３】
請求項１に記載の排水処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、さらに、凝集させたフッ化カルシウムを回収する際共に回収された前記種晶のうち、粒径５〜１００μｍの範囲内のみの種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を再利用する手段と、を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項４】
排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排水処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合し、混合液を調製する反応槽と、前記反応槽から送出された混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、前記凝集槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項５】
請求項４に記載の排水処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、さらに、前記沈殿槽によって分離された沈殿物から遠心力により種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を反応槽に添加する手段と、を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項６】
請求項４に記載の排水処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、さらに、前記沈殿槽によって分離された沈殿物から粒径５〜１００μｍの範囲内のみの種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を反応槽に添加する手段と、を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項７】
請求項２，３，５又は６のいずれかに記載の排水処理システムにおいて、
前記分離手段が、液体サイクロンであることを特徴とする排水処理システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の排水処理システムにおいて、
前記重金属処理装置は、前記排水と高分子凝集剤とを混合し、混合液を調製する反応槽と、前記反応槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、を備え、
前記沈殿槽によって分離された沈殿物を排水のｐＨ調整剤としてフッ素処理装置に添加する手段を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項９】
排ガス中の固体成分と脱塵剤とを接触させた後、前記固体成分を含む脱塵剤を回収し、前記固体成分を含む脱塵剤を排水として系外に排出することにより排ガス中の固体成分を除去する脱塵装置と、前記脱塵装置から排出された前記排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排ガス処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合した混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽を備えることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項１０】
排ガス中の固体成分と脱塵剤とを接触させた後、前記固体成分を含む脱塵剤を回収し、前記固体成分を含む脱塵剤を排水として系外に排出することにより排ガス中の固体成分を除去する脱塵装置と、前記脱塵装置から排出された前記排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排ガス処理システムにおいて、
前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、フッ化カルシウム、及び高分子凝集剤を混合し、混合液を調製する反応槽と、前記反応槽から送出された混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、前記凝集槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、を備えることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の排ガス処理システムにおいて、
前記固体成分が除去された排ガスに含まれる硫黄酸化物と脱硫剤とを接触させた後、前記硫黄化合物を含む脱硫剤を回収し、前記硫黄酸化物を含む脱硫剤を系外に排出することにより排ガス中の硫黄酸化物を除去する吸収塔と、前記吸収塔から排出された前記硫黄酸化物を含む脱硫剤を固体成分と液体成分とに固液分離し、液体成分を排水として系外に排出する固液分離手段と、を備えることを特徴とする排ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理システム及びそれを用いた排ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体関連産業等の電子産業、発電所、アルミニウム工業などから排出される排水中には、フッ素、アルカリ金属や重金属、ＣＯＤ成分などの環境汚染物質が含まれており、これらの環境汚染物質を排水から効率よく除去することができるシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】火力原子力発電，「石炭火力排煙脱硫排水処理における発生汚泥の減量化（その２）」白倉 茂生，恵藤 良弘，高土居 忠，三浦 寅男，Vol.33，No.12, pp. 1319-1324 (1982)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記システムを用いて排水から環境汚染物質を効率よく除去しようとすると、大量の薬品が必要となり、また、排水を処理することにより多量の汚泥が発生するという問題があった。
【０００４】
近年においては、汚泥は産業廃棄物として処理する必要があり、多額の費用を要するという状況に陥っている。他方では、産業廃棄物処分のための埋立地を確保することが困難な状況にあり、埋立処分費が増大する傾向にある。
【０００５】
そこで、本発明は、汚泥の発生量を大幅に削減することができ、排水を効率よく処理することが可能な排水処理システム、及びそれを用いた排ガス処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る排水処理システムは、排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排水処理システムにおいて、前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合した混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽を備えることとする。なお、前記フッ素処理装置は、さらに、凝集させたフッ化カルシウムを回収する際共に回収された前記種晶をさらに遠心力により分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を再利用する手段と、を備えることとしてもよいし、凝集させたフッ化カルシウムを回収する際共に回収された前記種晶のうち、粒径５〜１００μｍの範囲内のみの種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を再利用する手段と、を備えることとしてもよい。
【０００７】
また、本発明に係る排水処理システムは、排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排水処理システムにおいて、前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合し、混合液を調製する反応槽と、前記反応槽から送出された混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、前記凝集槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、を備えることとする。なお、前記フッ素処理装置は、さらに、前記沈殿槽によって分離された沈殿物から遠心力により種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を反応槽に添加する手段と、を備えることとしてもよいし、前記沈殿槽によって分離された沈殿物から粒径５〜１００μｍの範囲内のみの種晶を分離回収する分離手段と、前記分離手段によって回収された種晶を反応槽に添加する手段と、を備えることとしてもよい。
【０００８】
前記分離手段としては、例えば、液体サイクロン（ハイドロサイクロンや高性能ハイドロサイクロンなどを含む）等の遠心分離機、遠心沈降分離機、遠心濾過分離機、遠心脱水機、濾過機、圧搾脱水分離機などを用いることができる。なお、前記沈殿物から粒径５〜１００μｍの範囲内のみの種晶を分離回収する際には、例えば、液体サイクロン等の遠心分離機や遠心沈降分離機などを用いることができる。また、前記重金属処理装置は、前記排水と高分子凝集剤とを混合し、混合液を調製する反応槽と、前記反応槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、を備え、前記沈殿槽によって分離された沈殿物を排水のｐＨ調整剤としてフッ素処理装置に添加する手段を備えることとしてもよい。
【０００９】
本発明に係る排ガス処理システムは、排ガス中の固体成分と脱塵剤とを接触させた後、前記固体成分を含む脱塵剤を回収し、前記固体成分を含む脱塵剤を排水として系外に排出することにより排ガス中の固体成分を除去する脱塵装置と、前記脱塵装置から排出された前記排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排ガス処理システムにおいて、前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤を混合した混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽を備えることとする。
【００１０】
また、本発明に係る排ガス処理システムは、排ガス中の固体成分と脱塵剤とを接触させた後、前記固体成分を含む脱塵剤を回収し、前記固体成分を含む脱塵剤を排水として系外に排出することにより排ガス中の固体成分を除去する脱塵装置と、前記脱塵装置から排出された前記排水中のフッ素を除去するフッ素処理装置と、前記排水中のアルカリ金属及び重金属を除去する重金属処理装置と、前記排水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ処理装置とを備える排ガス処理システムにおいて、前記フッ素処理装置は、排水、カルシウム剤、フッ化カルシウム、及び高分子凝集剤を混合し、混合液を調製する反応槽と、前記反応槽から送出された混合液中でフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、前記凝集槽から送出された混合液を沈殿分離する沈殿槽と、を備えることとする。
【００１１】
なお、本発明に係る排ガス処理システムに、前記固体成分が除去された排ガスに含まれる硫黄酸化物と脱硫剤とを接触させた後、前記硫黄化合物を含む脱硫剤を回収し、前記硫黄酸化物を含む脱硫剤を系外に排出することにより排ガス中の硫黄酸化物を除去する吸収塔と、前記吸収塔から排出された前記硫黄酸化物を含む脱硫剤を固体成分と液体成分とに固液分離し、液体成分を排水として系外に排出する固液分離手段とをさらに備えさせることとしてもよい。
【００１２】
前記種晶は、例えば、フッ化カルシウムなどである。前記カルシウム剤としては、カルシウム又はその化合物であればどのようなものでもよいが、カルシウムの過剰注入によるスケーリングを防止することができる点で炭酸カルシウム（石灰岩、大理石など）、石膏、アパタイト、ハイドロキシアパタイト（骨粉）、リン酸カルシウムなどの難溶性のカルシウム剤を用いることが好ましい。また、前記高分子凝集剤としては、フッ化カルシウムを凝集させることができるものであればアニオン性、ノニオン性、カチオン性のいずれを用いてもよいが、フッ化カルシウムを効率良く凝集させることができる弱アニオン〜中アニオンのアニオン性凝集剤を用いることが好ましい。なお、高分子凝集剤として用いるアニオン性凝集剤としては、コロイド当量値が−０．７〜−７．０ meq／g の範囲内のものが好ましく、コロイド当量値が−０．７〜−２．８ meq／g の範囲内のものが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、汚泥の発生量を大幅に削減することができ、排水を効率よく処理することが可能な、排水処理システム及び排ガス処理システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
＝＝＝排水処理システムの構成図＝＝＝
図１は本発明の一実施例として説明する排水処理システムを備えた排ガス処理システムの構成図を示す。
【００１６】
図１に示すように、排ガス処理システムは、脱硫装置１００、排水処理システムなどを備えている。排水処理システムは、フッ素処理装置２００、重金属処理装置５００、濾過装置６００、ＣＯＤ処理装置７００、ＣＯＤ吸着塔再生廃液処理装置８００、放流槽９００などを備えている。
【００１７】
脱硫装置１００は、脱塵塔（脱塵装置）１１０、吸収塔１２０、沈降濃縮槽１３０などを備えており、脱塵塔１１０と吸収塔１２０とは配管２によって接続されている。脱塵塔１１０は、排ガスに含まれる固体成分（ＳＳ成分）を脱塵剤（例えば、上水、海水、排水処理水、工業用水、河川水などの水）により除去するものである。脱塵塔１１０には、排ガスを供給するための配管１と、ダスト（アルミナ、シリカなど）、煤塵、硫黄化合物、窒素化合物、フッ素化合物などのＳＳ成分を除去した排ガスを排出するための配管２と、ＳＳ成分を含む脱塵剤（スラリー）を排出するための配管３と、脱塵剤を塔内に導入するための配管６と、配管３によって排出されたＳＳ成分を含む脱塵剤の一部を塔内に導入するための配管４が接続されている。なお、配管３に接続された配管５は、脱塵塔１１０から排出されたＳＳ成分を含む脱塵剤の一部を冷却槽１４０に排出するためのものである。
【００１８】
吸収塔１２０は、排ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去するためのものである。吸収塔１２０には、脱硫した排ガスを排出するための配管７と、排ガスから硫黄酸化物を取り除くための脱硫剤（例えば、石灰石を含むスラリー溶液など）を塔内に導入するための配管８と、硫黄酸化物と脱硫剤との反応によって得られた生成物を含むスラリーを排出するための配管９と、配管９を通して排出されたスラリーの一部を塔内に戻すための配管１０が接続されている。
【００１９】
吸収塔１２０の下流にはシックナーなどの沈降濃縮槽１３０が設置されている。沈降濃縮槽１３０には、槽内で分離された脱硫剤を吸収塔１２０に戻すための配管１０が接続されている。
【００２０】
フッ素処理装置２００は、冷却槽１４０から排出された冷却系脱硫排水に含まれるフッ素を除去するためのものである。フッ素処理装置２００は、中和槽（反応槽）２１０、超高速凝集沈殿槽２２０などを備えている。中和槽２１０は、冷却系脱硫排水のｐＨを調整したり、カルシウム剤、フッ化カルシウム、及び高分子凝集剤（有機系凝集剤）と、ｐＨ調整後の冷却系脱硫排水とを混合したりするためのものである。超高速凝集沈殿槽２２０は、排水中のフッ素とカルシウム剤とを反応することにより生成されたフッ化カルシウムを高速に凝集沈殿させ、上澄液と灰とに分離するためのものである。超高速凝集沈殿槽２２０は、例えば、排水中のフッ素とカルシウム剤とを反応させることにより生成したフッ化カルシウムを凝集させる凝集槽と、凝集したフッ化カルシウムを含む灰を高濃度に濃縮する汚泥濃縮槽とを含んで構成されるものである。
【００２１】
重金属処理装置５００は、排水中のアルカリ金属や重金属を除去するためのものである。重金属処理装置５００は、反応槽（重金属処理槽）５２０、沈殿槽５３０などを備えている。反応槽５２０は、例えば、攪拌機などを用いて排水と高分子凝集剤とを混合するためのものである。沈殿槽５３０は、高分子凝集剤により凝集されたアルカリ金属や重金属を固液分離するためのものである。
【００２２】
濾過装置６００は、排水中のＳＳ成分を除去するためのものであり、ｐＨ調整槽６１０、濾過器６２０などを備えている。ｐＨ調整槽６１０は、後述するＣＯＤ吸着塔７１０のＣＯＤ吸着性能を維持させるために、排水のｐＨを４〜５に調整するためのものである。濾過器６２０は、ＣＯＤ吸着塔７１０で弊害とならない程度まで排水中のＳＳ成分を除去するためのものである。
【００２３】
ＣＯＤ処理装置７００は、排水中のＣＯＤ成分を除去するためのものであり、ＣＯＤ吸着塔７１０、中和処理槽７２０などを備えている。ＣＯＤ吸着塔７１０は排水中に含まれるＣＯＤ成分を吸着除去するためのものであり、中和処理槽７２０はＣＯＤ除去された排水を放流するためにｐＨ７〜８．３に調整するためのものである。ＣＯＤ吸着塔再生廃液処理装置８００は、ＣＯＤ吸着塔７１０により除去されたＣＯＤ成分を処理するためのものである。放流槽９００は、ＳＳ成分、アルカリ金属や重金属、ＣＯＤ成分などを除去した排水のｐＨ、濁度を測定して異常のないことを確認するために排水を一旦貯めておくためのものである。
【００２４】
次に、本実施の形態における排ガス処理システムの処理手順の一例について説明する。
【００２５】
石炭などの燃料を燃焼させた場合に発生する排ガスは、配管１を通って脱塵塔１１０に供給される。脱塵塔１１０では、配管６から補給される脱塵剤を散布して、排ガス中に含まれるダスト（アルミナ、シリカなど）、煤塵、硫黄化合物、窒素化合物、フッ素化合物などのＳＳ成分を除去する。ＳＳ成分が除去された排ガスは、配管２から排出される。また、脱塵塔１１０内でＳＳ成分を吸収した脱塵剤は、配管３，５などを通って冷却槽１４０に排出される。なお、ＳＳ成分を吸収した脱塵剤の一部は、配管３，４を通って脱塵塔１１０に戻される。
【００２６】
冷却槽１４０で冷却された冷却系脱硫排水は、中和槽２１０に移され、ｐＨ７〜９に調整される。そして、ｐＨ７．０に調整した冷却系脱硫排水にカルシウム剤を添加してフッ化カルシウムを生成し、その後、種晶としてのフッ化カルシウム及び高分子凝集剤を添加して種晶を核としたフロックを形成させ、超高速凝集沈殿槽２２０にて凝集沈殿させる。超高速凝集沈殿槽２２０で凝集沈殿した沈殿物は灰として排出され、上澄液は貯槽３１０に移される。なお、必要な場合には、中和槽２１０の排水に無機系凝集剤（例えば、硫酸バンドなど）を添加することとしてもよい。
【００２７】
一方、脱塵塔１１０で脱塵された排ガスは、配管２を通って吸収塔１２０に送出される。吸収塔１２０では、配管８，１０などから供給される脱硫剤を噴霧して排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収し、硫黄酸化物を吸収した脱硫剤（スラリー）を沈降濃縮槽１３０に排出する。なお、一部のスラリーは、脱硫剤として配管９，１０を通って吸収塔１２０に循環する。吸収塔１２０において脱硫された排ガスは、配管７を通って排出される。
【００２８】
沈降濃縮槽１３０では、スラリーを濃縮沈降させ、そこから石膏を取り出す。取り出された石膏は、脱水機等により脱水し、セメントや石膏ボード用原料として有効利用する。沈降濃縮槽１３０内にて石膏を取り除いた吸収系脱硫排水は貯槽３１０に排出される。なお、沈降濃縮槽１３０内の一部の吸収系脱硫排水は配管１０を通って吸収塔１２０に循環する。以上のように、脱塵塔１１０と吸収塔１２０とを備えた脱硫装置１００は、環境汚染を引き起こすＳＳ成分や硫黄酸化物を排ガスから除去することができることから、環境汚染などの問題を未然に防止することが可能となる。
【００２９】
貯槽３１０で集められた排水は中継槽５１０を介して反応槽５２０に移される。反応槽５２０で、攪拌機によって攪拌しながらアルカリ薬剤（例えば、苛性ソーダなど）を注入してｐＨ１０〜１１に調整した排水に、高分子凝集剤を添加した後、沈殿槽５３０において排水中のアルカリ金属や重金属を水酸化物として凝集沈殿させる。凝集沈殿により沈降分離された上澄水はＰＨ調整槽６１０に移される。この段階においてフッ素濃度は放流可能な濃度（１０ｍｇ／ｌより低濃度）になっている。一方、凝集沈殿により沈降分離されたフロック（汚泥；主に水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどが含まれている）は脱硫排水の中和や、脱硫排水のフッ素の除去に用いるために中和槽２１０に循環させて再利用する。このように、フロックを再利用することにより、アルカリ薬剤の使用量を低減させることができ、また、フロックの量の低減を図ることができる。
【００３０】
ＰＨ調整槽６１０では、ＣＯＤ吸着装置の吸着剤ＳＳ汚染防止のために、上澄水に酸性薬剤（例えば、硫酸など）を注入してｐＨ３〜４に調整し、これを濾過器６２０に通してＳＳ除去する。濾過器６２０にてＳＳ除去された排水はＣＯＤ吸着塔７１０に運ばれる。
【００３１】
ＣＯＤ吸着塔７１０では、塔内に設置された合成吸着剤（例えば、ジチオン酸イオン交換樹脂、活性炭など）からなる樹脂板や活性炭などに通水して排水からＣＯＤ成分を吸着除去し、排水中のＣＯＤ成分の濃度を１０ｐｐｍ以下にする。ＣＯＤ成分の濃度が１０ｐｐｍ以下の排水は、中和処理槽７２０に移され、アルカリ薬剤（例えば、苛性ソーダなど）によってｐＨ７に調整され、放流槽９００に移される。そして、ｐＨ、濁度を測定して異常のないことが確認された後、放流される。一方、吸着除去されたＣＯＤ成分は、ＣＯＤ吸着塔再生廃液処理装置８００において酸−塩基触媒反応による酸加熱分解法により処理される。処理された廃液は貯槽３１０に移される。
【００３２】
以上のように、本発明に係る排ガス処理システム１０００は、産業廃棄物として処理するために多額の費用を要し、埋立地確保の困難な状況にあった汚泥の発生量を大幅に削減することができる。また、フッ素処理に投入していた薬品の使用量も大幅に削減することができるので、トータル運転コストを低減することができる。
【００３３】
本実施の形態においては、高濃度のフッ素を処理するためのフッ素処理装置２００のみを設けることとしているが、低濃度のフッ素を処理するためのフッ素処理装置３００を更に設けることとしてもよい。なお、フッ素処理装置３００は、図１に示すように、硫酸バンド、高分子凝集剤、アルカリ薬剤などを用いてフッ素を処理するための反応槽３２０と、水酸化アルミニウムとフッ素を沈殿させるための沈殿槽３３０と、沈殿槽３３０において沈殿した汚泥を濃縮するための濃縮槽３４０と、汚泥を脱水するための汚泥脱水機３５０などを備えている。
【００３４】
また、本発明の排ガス処理システム１０００に窒素処理装置４００を備えることとしてもよい。これにより、排水中に含まれる窒素を除去し、窒素の濃度を所定値（７０ｐｐｍ）以下にすることが可能となる。なお、窒素処理装置４００は、図１に示すように、中継槽４１０と、窒素を処理するための反応槽（窒素処理槽）４２０と、沈殿槽４３０などを備えている。
【００３５】
なお、上述において、排ガス処理システム１０００のフッ素処理装置２００は、中和槽（反応槽）２１０、超高速凝集沈殿槽２２０などを備えていることとしているが、ｐＨ調整槽１１１０、反応槽１１２０、凝集槽１１３０、沈殿槽１１４０、ポンプ１１５０、ハイドロサイクロン１１７０などを備えることとしてもよい。以下、ｐＨ調整槽１１１０、反応槽１１２０、凝集槽１１３０、沈殿槽１１４０、ポンプ１１５０、ハイドロサイクロン１１７０などを備えたフッ素処理装置１１００について説明する。
【００３６】
図２は本発明の一実施例として説明するフッ素処理装置１１００の構成図を示す。なお、本実施の形態においては、分離手段がハイドロサイクロン７０である場合について説明するが、これに限定されるものではない。
【００３７】
図２に示すように、フッ素処理装置１１００は、ｐＨ調整槽１１１０、反応槽１１２０、凝集槽１１３０、沈殿槽１１４０、ポンプ１１５０、ハイドロサイクロン１１７０などを備えている。
【００３８】
ｐＨ調整槽１１１０は、排水のｐＨを調整するためのものである。反応槽１１２０は、攪拌機１１２１によって攪拌しながら、ｐＨを調整した排水にカルシウム剤、種晶としてのフッ化カルシウム、及び高分子凝集剤を混合するためのものである。なお、反応槽１１２０では、混合液を高速で撹拌することにより化学反応を促進させている。
【００３９】
凝集槽１１３０は、攪拌機１１３１によって攪拌しながら、槽内の溶液中のフッ素化合物を凝集させるためのものである。なお、凝集槽１１３０では、フッ化カルシウム（汚泥フロック）の凝集速度を促進させている。従って、凝集したフッ化カルシウムを壊さないようにするために、攪拌機３１を低速で攪拌するように制御することが好ましい。沈殿槽１１４０は、凝集槽１１３０から送出された混合液から凝集したフッ素化合物を沈殿分離するためのものである。
【００４０】
ハイドロサイクロン１１７０は、沈殿槽１１４０からポンプ１１５０によって供給された沈殿物を汚泥とフッ素を除去するための薬品（例えば、カルシウム剤及び種晶など）とに分離するためのものである。ハイドロサイクロン１１７０の分離性能によって、フッ素を除去するための薬品の粒径の大きさは決定されるが、通常は粒径５μｍ〜１００μｍの範囲内の薬品を用いることができ、フッ素の除去効率が高い点で粒径５μｍ〜３０μｍの範囲内の薬品を用いることが好ましく、ハイドロサイクロン１１７０で確実に分離できる点で粒径１０μｍ〜３０μｍの範囲内の薬品を用いることが特に好ましい。このように、ハイドロサイクロン１１７０を用いることにより、沈殿物を高速に分離することが可能となる。なお、本実施の形態においては、ハイドロサイクロン１１７０を用いることとしているが、その他の遠心分離機や、遠心沈降分離機、遠心濾過分離機、遠心脱水機、濾過機、圧搾脱水分離などを用いることとしてもよい。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、沈殿物は配管１１６０を通してハイドロサイクロン１１７０に供給されるように構成されている。また、ハイドロサイクロン１１７０により分離回収された種晶及びカルシウム剤は、反応槽１１２０に供給されるように構成されている。
【００４２】
また、本実施の形態においては、ｐＨ調整処理や、ｐＨを調整した排水、カルシウム剤、種晶、及び高分子凝集剤などの混合処理や、混合液からフッ素化合物を凝集させる処理や、凝集槽１１３０から送出された混合液を沈殿分離させる処理などは、別々の槽で行うこととしているが、１つの槽でこれらの処理を行えるようにしてもよいし、２又は３つの槽でこれらの処理を行えるようにしてもよい。
【００４３】
次に、本発明に係るフッ素処理装置１１００の処理手順について説明する。 
冷却槽１４０から移された排水は、ｐＨ調整槽１１１０でアルカリ薬剤（苛性ソーダなど）によってフッ化カルシウムの溶解度が低いｐＨ７〜ｐＨ１０の範囲内に調整されるが、中性のｐＨ（ｐＨ７〜８）に調整することが好ましい。これにより、フッ化カルシウムが溶解せずに、効率よくフッ素を除去することが可能となる。また、中性から弱アルカリ性の範囲内では、難溶性のカルシウム剤は低い溶解度でしか排水中に溶解しないので、排水中には低濃度のカルシウムイオンしか含まれないこととなり、処理水に対するカルシウムイオンの流出を防止できる。従って、カルシウムが多量に溶出することにより生じる配管でのスケーリングを防止することが可能となり、軟化処理によりカルシウムを除去する操作が不要となる。なお、必要であれば、硫酸バンド等の無機凝集剤を用いることとしてもよい。この硫酸バンドを用いることにより、汚泥の発生量を削減することが可能となる。なお、この無機凝集剤の添加は、ｐＨ調整する前に行うことが好ましい。
【００４４】
次に、ｐＨ調整された排水は反応槽１１２０に移される。そして、添加されたカルシウム剤と排水中のフッ素とを反応させ、反応物であるフッ素カルシウム（フロック）を形成させる。
【００４５】
また、反応槽１１２０では、種晶としてのフッ化カルシウムと高分子凝集剤とを添加し、凝集槽１１３０において攪拌機１１３１で攪拌することにより、種晶を核とした重いフロックを形成させる。これにより、フロックの沈降速度を高め、沈殿槽１１４０において重いフロックを迅速に分離させることが可能となる。なお、沈殿槽１１４０において凝集沈殿される沈殿物には、上記フロック以外に、種晶や未反応のカルシウム剤が含まれている。本実施の形態においては、沈殿物に含まれている種晶や未反応のカルシウム剤を再利用するために、ハイドロサイクロン１１７０によって沈殿物から粒径の大きな種晶及び未反応のカルシウム剤を分離回収することとしている。なお、粒径が小さなフロックはハイドロサイクロン１１７０によって分離され、汚泥として排出される。このように、ハイドロサイクロン１１７０を用いて種晶及び未反応のカルシウム剤を分離し循環利用することにより、半永久的に種晶を使用することや、未反応のカルシウム剤を有効利用することができるようになる。従って、種晶やカルシウム剤などの薬品の使用量や汚泥の発生量を削減させることができ、トータル運転コストの低減を図ることが可能となる。
【００４６】
なお、本実施の形態に係る排水処理システムや排ガス処理システム１０００におけるフッ素処理装置２００，１１００は、各槽（反応槽（中和槽）２１０，１１２０、凝集槽１１３０、沈殿槽１１４０、超高速凝集沈殿槽２２０など）を個別に設けて各処理を行うこととしているが、１つの槽で各処理を行うようにしてもよいし、２以上の槽でこれらの処理を行うようにしてもよい。この場合において、凝集槽２２０，１１３０で凝集させたフッ化カルシウムを回収する際共に回収された前記種晶は、分離手段によってさらに分離回収され、再利用する手段によって所定の槽（例えば、凝集槽２２０，１１３０など）で再利用されることとなる。前記再利用する手段は、例えば、ハイドロサイクロン１１７０と所定の槽を接続する配管などである。
【００４７】
以上のように、本発明に係るフッ素処理装置１１００を用いることにより、カルシウムによるスケーリングを防止し、排水中のフッ素を効率よく除去することが可能となる。また、従来、フッ素処理において用いていた硫酸バンドの使用量を最小限に抑えることができ、廃棄物の少ないフッ素処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例として説明する排水処理システムを備えた排ガス処理システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例として説明するフッ素処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００      脱硫装置
１１０      脱塵塔
１２０      吸収塔
２００      フッ素処理装置
３１０      貯槽
５００      重金属処理装置
６００      濾過装置
７００      ＣＯＤ処理装置
８００      ＣＯＤ吸着塔再生廃液処理装置
９００      放流槽
１０００    排ガス処理システム
１１００    排水中のフッ素除去装置
【図１】
2005254159.tif 000002
【図２】
2005254159.tif 000003