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鎌
磁性体水処理のパイオニア
バイオ＆エコロジー､エコノミー

フッ素吸着剤＋特殊繊維吸着ろ過塔

実証試験パイロットプラント

平成24年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、委託
研究[省水型・環境調和型水循環プロジェクト／水循環要素技術研究／有
用金属・有害物質・有害物質の分離・回収技術の開発]委託システム■本システムにおいてフッ素以外にホウ素、ヒ素、マンガン、鉄除去システムに応用対応が可能となります。

KAMATABIO

ENGINEERING

圧力式凝集繊維ろ過器とフッ素吸着機能を組み合せた

高速フッ素凝集吸着ろ過システム
磁性体凝集剤の凝集効果とフッ素吸着の吸着性能を生かした処理システムにより、環境基準に適合したきれいな水をキープ●システムの概要
従来フッ素排水処理にはフッ化カルシウム凝集沈殿法（以下カルシウム凝沈）が採用されてきましたが、平成13年に制定された排水の新基準では、処理水のフッ素濃度の排出基準値が、従来の15mg/Lから8mg/Lに強化され、環境基準においては0.8mg/Lとされています。カルシウム凝沈では、これらの排出基準環境基準を満足することは困難であるため、電子部品の洗浄工程、レアメタル製錬工程の排水処理では、後段処理としてアルミニウム凝集沈殿法（以下アルミニウム凝沈）キレートイオン交換樹脂吸着法を追加処理設備とする対策が行われています。
しかし、中小のフッ素排水企業において、排水処理の稼働実態や処理技術の問題から新基準への対応が困難であるため、暫定基準の延長が繰り返し行われています。現時点では暫定基準の延長期限が平成25年6月30日とされていましたが、延長期限がきても新基準へと移行されるかは明確になっていない状況です。

現状の技術で新排出基準に対応するには、アルミニウム凝沈、あるいはキレートイオン交換樹脂吸着法で対応せざるを得ませんが、前者は薬品添加量、汚泥発生量が極めて多いという問題、あるいは後段にSS流出防止のための、ろ過設備を設けるなどの欠点があります。また後者は樹脂系吸着剤の交換に要する費用、あるいは交換しない場合は再生処理装置のイニシャルコスト、ランニングコストに要する費用が極めて高いという問題があります。そのため、汚泥発生量が少なく安価で設置面積をあまり必要としない技術が求められています。
このシステムはこれらの諸問題を全て解決することができるフッ素除去吸着ろ過システムです。

※高濃度（200mg/L）フッ素イオン排水にも対応可能●システムの特徴①開発フッ素吸着剤を使用することで吸着除去工程を短時間に高効率で処理することができます。
②開発フッ素吸着剤と磁性体凝集剤を間欠注入し、混合反応槽にてペレット状アパタイトフロックを 形成する
ことで吸着ろ過効率を高めることができます。
③吸着ろ過塔内に星形円柱状繊維ろ材（以下繊維ろ材）を使用することでペレット状アパタイトフロックを確実に捕捉することができると同時に、ろ過圧力上昇を抑えることで、ろ過継続時間を長くすることができます。
④吸着ろ過塔に特殊繊維ろ材を使用することで、ろ過線速度、空間速度を大きくすることで処理装置をコンパクトにすることができ、エネルギー消費量を低減することができます。

①から④の開発技術の特徴によってイニシャルコスト、ランニングコストを安価で汚泥発生量、エネルギー消費量を80%以上低減することができます。
■フッ化物イオン吸着に及ぼすpHの影響
100

Adsorption of fluoride ion [%]●フッ素吸着剤の吸着機構

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00246pHe81012▲ジルコニウム（ＩＶ）イオンを吸着・担持していない樹脂粉末を加えた場合◆ジルコニウム（ＩＶ）イオンを予め吸着・担持した樹脂粉末を加えた場合●ジルコニウム（ＩＶ）イオンを予め吸着・担持した樹脂粉末と凝集剤とを併用した場合

●吸着ろ過システムの原理
本パイロットプラントシステムの原理は従来方式である、イオン交換樹脂吸着塔方式、アルミ共沈システムの代りに、吸着ろ過塔内に樹脂製繊維ろ材を充填し、ろ過層を形成します。充填した繊維ろ材空間に、フッ化物イオン吸着ペレットフロックをアパタイト的に付着させることで（Fig-1イメージ図）、フッ化物イオン含有原水を（ろ過線速度LV=200～500m/日）で通水することが可能で、確実に安定的にフッ化物イオンを除去する以外に、COD、SS成分を除去することが可能なシステムです。充填された繊維ろ材は定期的な交換を必要とせず、年1%程度の補充で継続的に長期間使用する事が可能となり、又注入するフッ素吸着剤注入率は約3PPm以下となり、注入方法は間欠注入となります。
ろ過吸着層再生は逆洗浄工程によって、圧密されたろ層がろ過塔内の圧力降下によって、ろ過層膨張状態となり、低圧力、小水量で短時間にろ過層を再活性化することで、吸着ろ過塔機能を回復する事ができます。
■フッ素吸着ろ過システムイメージ（Fig-1）

原水

LV=300m/日
フッ素20mg/L

磁性体フッ素吸着剤

フッ素凝集フロック状況

フッ素含有フロック水

フッ素吸着剤
フロック①繊維ろ材②フッ素吸着剤
フロック

フッ素除去処理水

フッ素
1.0mg/L以下

90％以上除去■フッ素除去パイロットプラントフローシート（三井金属レアメタル工場設置）

処理水

処理ろ過線速度

LV：200m/日↓LV：500m/日

フッ素濃度8mg/L以下（排水基準）
0.8mg/L以下（環境基準）■混合槽アパタイトペレットフロック状況●バージンフッ素吸着剤混合フロック

汚泥発生量80％以上低減●返送汚泥吸着剤再活性化フロック

■ろ過逆洗工程イメージフロー■パイロットプラント実証実験データ●バージン吸着剤（除去率90％以上）
於：三井金属レアメタル工場

原水= 逆洗空気②W = 逆洗浄水③A

原水①①繊維ろ材②付着フッ素吸着剤③フッ素吸着剤活性フロック④余剰フッ素吸着汚泥④W

AA●再活性化吸着剤（除去率90％以上）
於：三井金属レアメタル工場

W

水抜き工程によって吸着ろ過塔内の水位を下げる。
空気洗浄工程 によって③フッ素吸着剤に活性フロックと④余剰フッ素吸着汚泥を①繊維ろ材から剥離する。
空気洗浄水抜工程 によって剥離したフッ素吸着汚泥を洗浄汚泥濃縮槽へ移送する。
空気逆洗水洗浄工程 にて①繊維ろ材からもう１度③、④フッ素吸着活性フロックを剥離洗浄する。
洗浄工程 によって原水を通水して吸着ろ過槽を安定化させ ろ過工程 に移行する。

■各フッ素処理システムイニシャル、ランニングコスト比較集計グラフ●研究開発フッ素吸着ろ過法

比較項目
Ａ：汚泥発生量
Ｂ：エネルギー消費量
Ｃ：イニシャルコスト
Ｄ：ランニングコスト●イオン交換樹脂法●アルミ共沈法

Ｅ：設置面積Ｆ：薬品代
Ｇ：環境に与える影響
Ｈ：運転人員

評価点
５：最大
４：大
３：中
２：小
１：最小

－コスト計算は当社製品として－■吸着剤の注意事項①人体に対する影響はありませんが、顔面、皮膚の露出はなるべく避けてください。
②眼・口に入った場合は清水で洗浄してください。

製造元

鎌田バイオ・エンジニアリング（株）

本社： 〒812-0016 福岡市博多区博多駅南3丁目25番1号
TEL 092-471-1600
FAX 092-471-1595
E-mail info@kamata-bio.co.jp
佐世保支店： 〒857-1164 佐世保市白岳町145-4
TEL 0956-34-1987
FAX 0956-34-3139
2023.09