フッ素排水は、カルシウムを加え水に溶けにくいフッ化カルシウムにして沈めます。理由と、理論値と実際の差や仕上げの処理を解説します。
フッ素排水の処理とは、排水に溶けているフッ化物イオンを固体に変え、水から取り除く処理です。代表的なのは、消石灰などのカルシウム塩を加えて沈める方法です。ふっ素の一律排水基準は、海域以外への排出で8mgF/L、海域への排出で15mgF/Lと定められています。ふっ素は、排水基準のうち有害物質の項目に含まれています。 ■どんな工場から出る？ フッ素を含む排水は、金属の表面処理や、半導体などの製造でフッ酸を使うエッチングの工程から出ることがあります。 ■なぜカルシウムなの？ カルシウムイオンはフッ化物イオンと結びつき、フッ化カルシウム(CaF2)になります。フッ化物イオン2個に、カルシウムイオン1個が結びつく反応です。CaF2は水に溶けにくいため、固体となって水から分かれます。実際の処理では、pHを10以上にして分離する例があります。できた細かな粒子は、無機凝集剤や高分子凝集剤でフロックにまとめてから沈殿させます。溶けている物質を、わざと溶けにくい形に変えて取り出すのが、この処理の考え方です。まずはお気軽にご相談ください。
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■よく聞く約8mg/Lという理論値とは？ CaF2も、ごくわずかには水に溶けます。18°Cでの溶解度は約16mg/Lです。CaF2の重さのうちフッ素が占めるのは約49%なので、フッ素に換算すると約8mg/Lです。これは、純水中で飽和したときの理論上の値です。海域以外の一律排水基準と同じ水準です。 ■実際は十数mg/Lにとどまることも 実際の排水では、ほかのイオンの共存や濃度の変動が反応を妨げます。そのためカルシウム処理だけでは、フッ素が十数mg/L程度残ります。こうした共存イオン等の影響で、カルシウム処理だけで基準を安定して守るのは難しいのが実情です。 ■カルシウムで沈まないフッ素がある！ ホウフッ化物イオン(BF4-)は、カルシウムと結びついても水に溶けやすい塩にしかならず、沈めることができません。分析でフッ素の濃度が同じでも、この形の割合によって処理の結果は変わりえます。排水にどのような形でフッ素が含まれるかによって、処理のしやすさが変わります。
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■2段目にアルミニウムを使う カルシウム処理で残ったフッ素は、硫酸バンドやPACなどのアルミニウム塩を加えて、さらに下げる方法があります。フッ素を水酸化アルミニウムに取り込ませて沈める方法で、2段凝集法などと呼ばれます。アルミニウム塩を主に使うアルミニウム塩法もあります。 ■処理のあとに気をつけることは？ 1.pH：消石灰を多めに入れるとpHが高くなるため、放流前に基準の範囲(海域以外は5.8〜8.6)へ戻す 2.汚泥：アルミニウム塩を使うと、水分の多い汚泥が多く出やすい 3.回収：CaF2を結晶として取り出し、フッ素の原料として回収する方法もある 処理は、薬品の量だけでなく汚泥の扱いまで含めて組み立てます。 ■まずは排水の中身を知る！ フッ素の濃度だけでなく、一緒に含まれる物質や、濃度の変動の幅によっても、合う処理は変わります。処理を見直すときは、排水の分析と、工程ごとの排水の出方の確認から始めるのが近道です。当社では、凝集剤などの水処理薬品の選定や、排水処理設備についてのご相談をお受けしています。まずはお気軽にご相談ください。
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当社は創業以来、時代の変化と消費者ニーズの多様化に対応した多彩な 取扱品目を、用途やニーズに合わせ的確に供給することをモットーに、 柔軟なサービスを提供し続けております。 「ケミカル・エンジニアリング・パートナー」を企業スローガンに、 化学技術の専門家集団として、国内外の先進技術の中からお客様の問題を 解決するアイデアを発見し、アクティブにご提案いたします。
