フッ素含有排水の処理方法及び処理装置
【課題】金属イオンを不純物として含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加してフッ素を難溶性フッ化物として分離するに当たり、フッ素イオン濃度分析において妨害物質となる金属イオンをマイクロリアクタで除去した後フッ素イオン濃度を測定し、この値に基いてフッ素含有排水への不溶化剤添加量を的確に制御する。
【解決手段】フッ素含有排水中の金属イオンを除去した後の水のフッ素イオン濃度を測定し、この測定値に基いてフッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御する。一端に被処理液導入用マイクロチャンネル３Ａと抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃと廃抽出剤排出用マイクロチャンネル３Ｄが連結する集合チャンネル部３Ｘを有するマイクロリアクタ３を用い、被処理液導入用マイクロチャンネル３Ａにフッ素含有排水を導入して、抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂに導入した抽出剤と集合チャンネル部３Ｘで界面接触させる液−液抽出により、フッ素イオン排水中の金属イオンを除去する。
【解決手段】フッ素含有排水中の金属イオンを除去した後の水のフッ素イオン濃度を測定し、この測定値に基いてフッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御する。一端に被処理液導入用マイクロチャンネル３Ａと抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃと廃抽出剤排出用マイクロチャンネル３Ｄが連結する集合チャンネル部３Ｘを有するマイクロリアクタ３を用い、被処理液導入用マイクロチャンネル３Ａにフッ素含有排水を導入して、抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂに導入した抽出剤と集合チャンネル部３Ｘで界面接触させる液−液抽出により、フッ素イオン排水中の金属イオンを除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素含有排水の処理方法及び処理装置に係り、特に、金属イオンを不純物として含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加してフッ素を難溶性フッ化物として分離するに当たり、フッ素イオン濃度分析において妨害物質となる金属イオンをマイクロリアクタで除去した後フッ素イオン濃度を測定し、この値に基いてフッ素含有排水への不溶化剤添加量を的確に制御するフッ素含有排水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、液晶などの電子部品分野又は各種金属材料などの表面処理分野などにおいては、多量のエッチング剤が使用されている。このエッチング剤としては、主にフッ化水素やフッ化水素とフッ化アンモニウムを主成分とするものが用いられている。従って、上記の分野からは、フッ素を大量に含む排水が排出される。
【０００３】
このようなフッ素含有排水は、一般的に分別処理あるいは、他の排水と共に総合排水として処理されている。その処理方法としては、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）等のカルシウム塩を不溶化剤として添加して、フッ素をフッ化カルシウム（ＣａＦ２）の不溶解性成分として析出させ、これを固液分離する凝集沈殿法が一般的に採用されている。
【０００４】
このような凝集沈殿法においては、通常、被処理排水中のフッ素イオン濃度を分析し、Ｃａ（ＯＨ）２などの不溶化剤の添加量を決定することが行われている。そのフッ素イオン濃度の分析法としては、吸光度法、又はイオン電極法（ＪＩＳ法）が一般的である。
【０００５】
しかしながら、これらの方法では、被処理排水中に含まれる鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属イオンが妨害物質となり、正確なフッ素イオン濃度を分析することができず、測定値は一般に実際よりも低い値を示す。従って、Ｃａ（ＯＨ２）などの不溶化剤の添加量は、この測定誤差を見込んで、通常、イオン電極法などの分析結果より求めた必要量より大過剰に設定されている。
【０００６】
なお、水中の金属イオンの除去方法としては、従来、水蒸気蒸留、分液漏斗を使用する溶剤抽出法やイオン交換法などが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フッ素含有排水の処理において、Ｃａ（ＯＨ）２等のフッ素の不溶化剤を必要量よりも大過剰に添加する方法では、薬剤コストの面で不利であるだけでなく、汚泥量が増加し、汚泥処理コストの面でも不利である。
【０００８】
フッ素イオン濃度測定において妨害物質となるフッ素含有排水中の金属イオンを予め除去することにより、フッ素イオン濃度測定において、正確な測定値を得ることができ、この測定値に基いて、フッ素の不溶化剤の添加量を過不足なく制御することができることが予想されるが、前述の従来の金属イオンの除去方法、例えば水蒸気蒸留法では金属イオンの除去に長時間を要し、また、操作が煩雑であったり、装置コスト、処理コストが高くつくなどの問題がある。特に金属イオンの除去に長時間を要することはフッ素イオン濃度の測定に到るまでの時間が長く、原水の水質変動に対応して、即時的な薬注制御を行うことができないことになり、分析の前処理手段としては、不適当である。
【０００９】
フッ素含有排水の処理現場において、フッ素含有排水のフッ素イオン濃度測定に先立つフッ素含有排水中の金属イオンの除去方法としては、簡便かつ短時間で、しかも低コストで金属イオンを確実に除去できることが望まれるが、従来において、このような方法が知られておらず、このために、フッ素含有排水の処理におけるフッ素の不溶化剤の添加量制御のためのフッ素イオン濃度測定において、これに先立ち金属イオンの除去が行われていないのが現状である。
【００１０】
本発明は上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、金属イオンを不純物として含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加してフッ素を難溶性フッ化物として分離するに当たり、フッ素イオン濃度分析において妨害物質となる金属イオンをマイクロリアクタで除去した後フッ素イオン濃度を測定し、この値に基いてフッ素含有排水への不溶化剤添加量を的確に制御するフッ素含有排水の処理方法及び処理装置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】
【００１１】
本発明（請求項１）のフッ素含有排水の処理方法は、金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理方法において、該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去した後の水のフッ素イオン濃度を測定し、この測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２のフッ素含有排水の処理方法は、請求項１において、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有するマイクロリアクタを用い、該マイクロリアクタの被処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去することを特徴とする。
【００１３】
請求項３のフッ素含有排水の処理方法は、請求項２において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とする。
【００１４】
本発明（請求項４）のフッ素含有排水の処理装置は、金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理装置において、該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去する金属イオン除去手段と、該金属イオン除去手段で金属イオンが除去された水のフッ素イオン濃度を測定するフッ素イオン濃度測定手段と、該フッ素イオン濃度測定手段の測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御する不溶化剤添加量制御手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５のフッ素含有排水の処理装置は、請求項４において、前記金属イオン除去手段が、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有し、該処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去するマイクロリアクタであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６のフッ素含有排水の処理装置は、請求項５において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のフッ素含有排水の処理方法及び処理装置によれば、金属イオンを不純物として含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加してフッ素を難溶性フッ化物として分離するに当たり、フッ素イオン濃度分析において妨害物質となる金属イオンをマイクロリアクタで予め除去した後フッ素イオン濃度を測定することにより、金属イオンの影響を受けることなく、フッ素含有排水中のフッ素イオン濃度を精度良く、正確に測定することができる。従って、この正確な測定値に基いて、必要量のフッ素の不溶化剤を算出して、不溶化剤添加量を過不足制御することができる。このため、不溶化剤添加量の不足によるフッ素の残留を防止した上で、不溶化剤添加量を十分に抑えて、薬剤コスト、汚泥発生量の低減を図ることができる。
【００１８】
特に請求項２，５に従って、マイクロリアクタを用いる液−液抽出を行うことにより、フッ素含有排水中の金属イオンを簡易かつ安価な装置で迅速かつ確実に除去することができる。
【００１９】
即ち、本発明者らは、フッ素イオン濃度測定において妨害物質となるフッ素含有排水中の金属イオンの除去法について精査したところ、マイクロチャンネル内において、オキシン／クロロホルム溶液などを抽出剤として用いて液−液抽出する方法であれば、例えば１５秒以下というような短時間で迅速かつ低コストに金属イオンを除去できることを見出した。これは、マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部において、フッ素含有排水と抽出剤とを合流させて、連続界面を形成させつつ界面接触させるマイクロリアクタであれば、液量に対して大きな接触界面を確保することができ、液−液抽出に有効な層流現象によって、効率的な液−液抽出を行うことができることによる。しかも、このようなマイクロチャンネルを有するマイクロリアクタであれば、少量のフッ素含有排水について金属イオンを除去してフッ素イオン濃度の測定に供給することができ、分析のための排液量が著しく少ないという点においても非常に有利である。
【００２０】
請求項３，６のように、マイクロリアクタのマイクロチャンネル及び集合チャンネル部を、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍとすることにより、マイクロリアクタによる上記効果を確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を参照して本発明のフッ素含有排水の処理方法及び処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明のフッ素含有排水の処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２３】
図１では、原水を配管１１より原水槽１に導入し、この原水槽１に不溶化剤槽２からフッ素の不溶化剤をポンプＰ１により配管１２を経て添加して原水中のフッ素を不溶化処理して沈殿させ、上澄水を配管１３より処理水として取り出す。
【００２４】
このような原水の処理において、原水の一部をポンプＰ２により分岐配管１４より分取し、マイクロリアクタ３の被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａから導入する。一方、抽出剤槽４内の抽出剤をポンプＰ３により、配管１５からマイクロリアクタ３の抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂに導入する。
【００２５】
被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａから導入された原水と抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂから導入された抽出剤とは、マイクロリアクタ３の集合チャンネル部３Ｘで界面接触し、この集合チャンネル部３Ｘにおける液−液抽出で原水中の金属イオンが抽出剤側に抽出除去される。金属イオンが除去された原水は、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃ及び配管１６を経て分析槽６に送給される。一方、原水中の金属イオンを抽出した廃抽出剤は廃抽出剤排出用マイクロチャンネル３Ｄ及び配管１７を経て廃抽出剤槽５に送給される。なお、図１ではマイクロリアクタを１個図示しているが、同じものを複数個並列に連ねて使用することができる。複数個設けることにより、試料量が多く必要とされる場合でも短時間で処理することができて好ましい。
【００２６】
分析槽６では、配管１６から導入された金属イオン除去水について、分析センサ６Ａによりフッ素イオン濃度の測定を行われ、測定排水は配管１８より系外へ排出される。
【００２７】
分析センサ６Ａの測定結果は演算器７に入力される。演算器７ではこのフッ素イオン濃度の測定値に基いて、不溶化剤の必要量を以下の通り算出して出力する。
不溶化剤添加量＝Ａ×フッ素イオン濃度の測定値
（なお、Ａは、フッ素イオンと不溶化剤との反応式から求められる値であるが、予め机上試験により、求めた値であってもよい。）
【００２８】
図１の装置では、演算器７から演算結果を不溶化剤添加ポンプＰ１の作動信号として出力することにより不溶化剤添加量を制御する。
【００２９】
即ち、Ｃａ（ＯＨ）２等の不溶化剤は、原水中のフッ素イオン量に対して反応当量を添加すれば良く、従って、原水中の正確なフッ素イオン量を求めることができるならば、その値に基いて、このフッ素イオン量を不溶化させるに必要な不溶化剤量はフッ素イオンと不溶化剤との化学反応式から求められる。本発明では、予め原水中の金属イオンを除去することにより原水中のフッ素イオン濃度を精度良く測定することができるため、このようにして求められる不溶化剤の理論量の０〜１０％増程度の不溶化剤添加量で原水中のフッ素を確実に処理して、高水質の処理水を得ることができる。
【００３０】
なお、このフッ素イオン濃度の測定結果に基く不溶化剤添加量の制御は閾値制御であっても良い。
【００３１】
図１において、原水中の金属イオンの液−液抽出に用いるマイクロリアクタ３の設計条件は、原水の水質（金属イオンの種類や濃度）、用いる抽出剤の種類、要求される抽出効率等によっても異なるが、各マイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄ及び集合チャンネル部３Ｘは、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることが好ましい。特にマイクロチャンネル部３Ａ〜３Ｄの幅は５０〜１００μｍであることが好ましく、集合チャンネル部３Ｘの幅は、マイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄの幅の１倍又は２倍に設計されていることが好ましい。
【００３２】
また、被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａから導入された原水と抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂから導入された抽出剤とが混合されることなく、集合チャンネル部３Ｘにおいて良好な層流となって界面接触し得るように、被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａと抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂとの交差角度θ１は６０゜以下、特に３０〜５０゜の範囲であることが好ましい。また、集合チャンネル部３Ｘで界面接触した後の抽出処理液と廃抽出剤とが再び各々のマイクロチャンネル３Ｃ，３Ｄに流入するために、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃと廃抽出剤排出用マイクロチャンネル３Ｄとの交差角度θ２は６０゜以下、特に３０〜５０゜の範囲であることが好ましい。
【００３３】
このマイクロリアクタ３は、一般的には、ガラス基板等の板上に、このようなマイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄと集合チャンネル部３Ｘとが形成された構成とされているが、更に集合チャンネル部３Ｘ内に、原水と抽出剤との混合を防止するための凸条などが形成されていても良い。また、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃに廃抽出剤が混合する場合には、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃから排出された液を層分離し、抽出処理液のみを分析に供するような構成とされていても良い。
【００３４】
本発明において処理対象となる原水は、金属イオンを含むフッ素含有排水であって、このような排水としては、前記の半導体、液晶などの電子部品分野や各種金属材料等の表面処理分野などから排出されるエッチング排水が挙げられる。
【００３５】
また、このようなフッ素含有排水中のフッ素の不溶化剤としては、Ｃａ（ＯＨ）２等のカルシウム塩やアルミニウム塩等が挙げられる。
【００３６】
また、原水中の金属イオンを抽出除去するための抽出剤としては、金属イオンの種類や原水の水質等に応じて適宜決定されるが、０．０１〜０．５Ｍオキシン／クロロホルム溶液、オキシン／ベンゼン溶液等が挙げられる。
【００３７】
このような抽出剤と原水のマイクロリアクタへの導入流量は用いるマイクロリアクタのマイクロチャンネルの寸法等の構成や、原水と抽出剤の性状等に応じて適宜決定されるが、供給液流速が過度に速いと抽出効率が悪くなり、一方、過度に遅いとコントロールが難しく処理速度が遅くなる。従って、被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａと抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂとが同等の寸法である場合において、原水と抽出剤とを同流速で１〜５μｌ／分となるように流通させることが好ましい。
【００３８】
本発明の方法は、金属イオンとして、Ｆｅ等の重金属イオンやＡｌ等の金属イオンを０．１〜１００ｍｇ／Ｌ程度、フッ素イオンを１〜５００ｍｇ／Ｌ程度含む排水に、上述のような不溶化剤を添加して排水中のフッ素を難溶性フッ化物として固液分離するフッ素含有排水の処理に有効に適用される。なお、難溶性フッ化物の固液分離手段としては特に制限はなく、凝集沈殿槽、凝集槽と沈殿槽との組み合わせ、凝集槽と膜分離装置との組み合わせなどが挙げられる。また、凝集剤は配管注入するようにしてもよい。
【００３９】
本発明において、不溶化剤の添加制御は、図１の如く、自動薬注制御方式で行っても良く、演算器の演算結果に基いて手動にて制御するようにすることもできるが、自動薬注制御方式が好適である。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４１】
なお、以下の実施例及び比較例においては、神奈川県水に試薬のフッ化水素を添加して、フッ素濃度を０．１〜５０ｍｇ／Ｌの範囲で変動させると共に、１００ｍｇ／ＬのＡｌイオンを添加した合成排水を原水とし、実施例と比較例との原水条件を同条件とするために実施例と比較例とは並行して行った。不溶化剤としては３重量％Ｃａ（ＯＨ）２水溶液を用い、Ｃａ（ＯＨ）２水溶液の添加量は、フッ素イオン濃度の測定結果に基いて算出されたＣａ（ＯＨ）２の化学反応当量とした。
【００４２】
実施例１
図１に示す装置により、原水の処理を行った。
用いたマイクロリアクタ３は、各マイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄ及び集合チャンネル部３Ｘがそれぞれ幅１００μｍ、深さ４０μｍ、長さ１２ｃｍで、マイクロチャンネル３Ａとマイクロチャンネル３Ｂとの間の角度θ１及びマイクロチャンネル３Ｃとマイクロチャンネル３Ｄとの間の角度θ２は４５゜のものである。なお、マイクロリアクタは２０系列を並列に連ねて試験を行った。原水は１０Ｌ／分の流量で４８時間、容量１００Ｌの原水槽１に通水し、この原水のうちの一部２μＬ／分をマイクロリアクタ３の被処理液導入用マイクロチャンネル３Ａに送給した。また、抽出剤としては０．１Ｍオキシン／クロロホルム溶液を用い、この抽出剤を２μＬ／分で抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂに送給し、集合チャンネル部３Ｘで界面接触させて、Ａｌイオンを抽出除去した。
【００４３】
抽出処理液排出用マイクロチャンネル３ＣからのＡｌ除去水を容量１０ｍＬの分析槽６に受け、分析センサ（フッ素イオン電極）６Ａによりフッ素イオン濃度の測定を行った。なお、分析槽６内の液は６０分に１回排出し、この排出後、分析槽６に液が貯まる毎にフッ素イオン濃度の測定を６０分に１回の頻度で行った。このフッ素イオン濃度の測定結果に基き、演算器７でＣａ（ＯＨ）２の必要量を算出し、この算出結果に基いて、Ｃａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行った。
【００４４】
このようにして原水を処理したときの原水のフッ素イオン濃度の測定結果と、原水槽１内の残留フッ素イオン濃度を測定し結果を正しく示した。
【００４５】
なお、原水槽１内の残留フッ素イオン濃度は、原水槽１から採水した水を水蒸気蒸留した後、フッ素イオン電極で測定した。
【００４６】
比較例１
実施例１において、原水中のＡｌイオンを除去せず、そのまま分析槽に導入してフッ素イオン濃度の測定を行い、この測定結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行ったこと以外は同様にして原水の処理を行い、原水のフッ素イオン濃度の測定結果と原水槽内の残留フッ素イオン濃度の測定結果を表１に示した。
【００４７】
比較例２
実施例１において、原水中のＡｌイオンの除去にマイクロリアクタを用いず、原水の２００ｍＬについて１２時間に１度水蒸気蒸留（所要時間６０分）することによりＡｌイオンを除去した後、分析槽に導入してフッ素イオン濃度の測定を行い、この測定結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行ったこと以外は同様にして原水の処理を行い、原水のフッ素イオン濃度の測定結果と原水槽内の残留フッ素イオン濃度の測定結果を表１に示した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１より次のことが明らかである。
【００５０】
比較例１では、フッ素イオン濃度の測定に先立ち原水中のＡｌイオンを除去しないため、測定値が低目になり、この結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御行ったため、原水槽内の残留フッ素濃度が多い。比較例２では、フッ素イオン濃度の測定に先立ち水蒸気蒸留により原水中のＡｌイオンを除去したため、比較的正確な測定結果が得られるが十分ではなく、従って、比較例１の場合よりも少ないものの原水槽にはフッ素イオン濃度が残留する。
【００５１】
これに対して、マイクロリアクタによる液−液抽出でＡｌイオンを除去した実施例１では、Ａｌイオンを迅速に除去することができるため、精度の良いフッ素イオン濃度測定を行うことができ、この結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行うことにより、フッ素イオンを確実に除去することができる。
【００５２】
なお、Ａｌイオンの除去のためにマイクロリアクタに送給する原水量は上述の如く、ごく微量であり、また、原水がマイクロリアクタを通過する時間は１２秒という極短時間であるので、Ａｌイオン除去がフッ素イオン濃度測定に要する時間を長くする要因とはならず、また、測定による排液量もごく少量で良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のフッ素含有排水の処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 原水槽
２ 不溶化剤槽
３ マイクロリアクタ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ マイクロチャンネル
３Ｘ 集合チャンネル部
４ 抽出剤槽
５ 廃抽出剤槽
６ 分析槽
６Ａ 分析センサ
７ 演算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素含有排水の処理方法及び処理装置に係り、特に、金属イオンを不純物として含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加してフッ素を難溶性フッ化物として分離するに当たり、フッ素イオン濃度分析において妨害物質となる金属イオンをマイクロリアクタで除去した後フッ素イオン濃度を測定し、この値に基いてフッ素含有排水への不溶化剤添加量を的確に制御するフッ素含有排水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、液晶などの電子部品分野又は各種金属材料などの表面処理分野などにおいては、多量のエッチング剤が使用されている。このエッチング剤としては、主にフッ化水素やフッ化水素とフッ化アンモニウムを主成分とするものが用いられている。従って、上記の分野からは、フッ素を大量に含む排水が排出される。
【０００３】
このようなフッ素含有排水は、一般的に分別処理あるいは、他の排水と共に総合排水として処理されている。その処理方法としては、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）等のカルシウム塩を不溶化剤として添加して、フッ素をフッ化カルシウム（ＣａＦ２）の不溶解性成分として析出させ、これを固液分離する凝集沈殿法が一般的に採用されている。
【０００４】
このような凝集沈殿法においては、通常、被処理排水中のフッ素イオン濃度を分析し、Ｃａ（ＯＨ）２などの不溶化剤の添加量を決定することが行われている。そのフッ素イオン濃度の分析法としては、吸光度法、又はイオン電極法（ＪＩＳ法）が一般的である。
【０００５】
しかしながら、これらの方法では、被処理排水中に含まれる鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属イオンが妨害物質となり、正確なフッ素イオン濃度を分析することができず、測定値は一般に実際よりも低い値を示す。従って、Ｃａ（ＯＨ２）などの不溶化剤の添加量は、この測定誤差を見込んで、通常、イオン電極法などの分析結果より求めた必要量より大過剰に設定されている。
【０００６】
なお、水中の金属イオンの除去方法としては、従来、水蒸気蒸留、分液漏斗を使用する溶剤抽出法やイオン交換法などが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フッ素含有排水の処理において、Ｃａ（ＯＨ）２等のフッ素の不溶化剤を必要量よりも大過剰に添加する方法では、薬剤コストの面で不利であるだけでなく、汚泥量が増加し、汚泥処理コストの面でも不利である。
【０００８】
フッ素イオン濃度測定において妨害物質となるフッ素含有排水中の金属イオンを予め除去することにより、フッ素イオン濃度測定において、正確な測定値を得ることができ、この測定値に基いて、フッ素の不溶化剤の添加量を過不足なく制御することができることが予想されるが、前述の従来の金属イオンの除去方法、例えば水蒸気蒸留法では金属イオンの除去に長時間を要し、また、操作が煩雑であったり、装置コスト、処理コストが高くつくなどの問題がある。特に金属イオンの除去に長時間を要することはフッ素イオン濃度の測定に到るまでの時間が長く、原水の水質変動に対応して、即時的な薬注制御を行うことができないことになり、分析の前処理手段としては、不適当である。
【０００９】
フッ素含有排水の処理現場において、フッ素含有排水のフッ素イオン濃度測定に先立つフッ素含有排水中の金属イオンの除去方法としては、簡便かつ短時間で、しかも低コストで金属イオンを確実に除去できることが望まれるが、従来において、このような方法が知られておらず、このために、フッ素含有排水の処理におけるフッ素の不溶化剤の添加量制御のためのフッ素イオン濃度測定において、これに先立ち金属イオンの除去が行われていないのが現状である。
【００１０】
本発明は上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、金属イオンを不純物として含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加してフッ素を難溶性フッ化物として分離するに当たり、フッ素イオン濃度分析において妨害物質となる金属イオンをマイクロリアクタで除去した後フッ素イオン濃度を測定し、この値に基いてフッ素含有排水への不溶化剤添加量を的確に制御するフッ素含有排水の処理方法及び処理装置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】
【００１１】
本発明（請求項１）のフッ素含有排水の処理方法は、金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理方法において、該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去した後の水のフッ素イオン濃度を測定し、この測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２のフッ素含有排水の処理方法は、請求項１において、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有するマイクロリアクタを用い、該マイクロリアクタの被処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去することを特徴とする。
【００１３】
請求項３のフッ素含有排水の処理方法は、請求項２において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とする。
【００１４】
本発明（請求項４）のフッ素含有排水の処理装置は、金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理装置において、該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去する金属イオン除去手段と、該金属イオン除去手段で金属イオンが除去された水のフッ素イオン濃度を測定するフッ素イオン濃度測定手段と、該フッ素イオン濃度測定手段の測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御する不溶化剤添加量制御手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５のフッ素含有排水の処理装置は、請求項４において、前記金属イオン除去手段が、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有し、該処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去するマイクロリアクタであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６のフッ素含有排水の処理装置は、請求項５において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のフッ素含有排水の処理方法及び処理装置によれば、金属イオンを不純物として含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加してフッ素を難溶性フッ化物として分離するに当たり、フッ素イオン濃度分析において妨害物質となる金属イオンをマイクロリアクタで予め除去した後フッ素イオン濃度を測定することにより、金属イオンの影響を受けることなく、フッ素含有排水中のフッ素イオン濃度を精度良く、正確に測定することができる。従って、この正確な測定値に基いて、必要量のフッ素の不溶化剤を算出して、不溶化剤添加量を過不足制御することができる。このため、不溶化剤添加量の不足によるフッ素の残留を防止した上で、不溶化剤添加量を十分に抑えて、薬剤コスト、汚泥発生量の低減を図ることができる。
【００１８】
特に請求項２，５に従って、マイクロリアクタを用いる液−液抽出を行うことにより、フッ素含有排水中の金属イオンを簡易かつ安価な装置で迅速かつ確実に除去することができる。
【００１９】
即ち、本発明者らは、フッ素イオン濃度測定において妨害物質となるフッ素含有排水中の金属イオンの除去法について精査したところ、マイクロチャンネル内において、オキシン／クロロホルム溶液などを抽出剤として用いて液−液抽出する方法であれば、例えば１５秒以下というような短時間で迅速かつ低コストに金属イオンを除去できることを見出した。これは、マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部において、フッ素含有排水と抽出剤とを合流させて、連続界面を形成させつつ界面接触させるマイクロリアクタであれば、液量に対して大きな接触界面を確保することができ、液−液抽出に有効な層流現象によって、効率的な液−液抽出を行うことができることによる。しかも、このようなマイクロチャンネルを有するマイクロリアクタであれば、少量のフッ素含有排水について金属イオンを除去してフッ素イオン濃度の測定に供給することができ、分析のための排液量が著しく少ないという点においても非常に有利である。
【００２０】
請求項３，６のように、マイクロリアクタのマイクロチャンネル及び集合チャンネル部を、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍとすることにより、マイクロリアクタによる上記効果を確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を参照して本発明のフッ素含有排水の処理方法及び処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明のフッ素含有排水の処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２３】
図１では、原水を配管１１より原水槽１に導入し、この原水槽１に不溶化剤槽２からフッ素の不溶化剤をポンプＰ１により配管１２を経て添加して原水中のフッ素を不溶化処理して沈殿させ、上澄水を配管１３より処理水として取り出す。
【００２４】
このような原水の処理において、原水の一部をポンプＰ２により分岐配管１４より分取し、マイクロリアクタ３の被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａから導入する。一方、抽出剤槽４内の抽出剤をポンプＰ３により、配管１５からマイクロリアクタ３の抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂに導入する。
【００２５】
被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａから導入された原水と抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂから導入された抽出剤とは、マイクロリアクタ３の集合チャンネル部３Ｘで界面接触し、この集合チャンネル部３Ｘにおける液−液抽出で原水中の金属イオンが抽出剤側に抽出除去される。金属イオンが除去された原水は、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃ及び配管１６を経て分析槽６に送給される。一方、原水中の金属イオンを抽出した廃抽出剤は廃抽出剤排出用マイクロチャンネル３Ｄ及び配管１７を経て廃抽出剤槽５に送給される。なお、図１ではマイクロリアクタを１個図示しているが、同じものを複数個並列に連ねて使用することができる。複数個設けることにより、試料量が多く必要とされる場合でも短時間で処理することができて好ましい。
【００２６】
分析槽６では、配管１６から導入された金属イオン除去水について、分析センサ６Ａによりフッ素イオン濃度の測定を行われ、測定排水は配管１８より系外へ排出される。
【００２７】
分析センサ６Ａの測定結果は演算器７に入力される。演算器７ではこのフッ素イオン濃度の測定値に基いて、不溶化剤の必要量を以下の通り算出して出力する。
不溶化剤添加量＝Ａ×フッ素イオン濃度の測定値
（なお、Ａは、フッ素イオンと不溶化剤との反応式から求められる値であるが、予め机上試験により、求めた値であってもよい。）
【００２８】
図１の装置では、演算器７から演算結果を不溶化剤添加ポンプＰ１の作動信号として出力することにより不溶化剤添加量を制御する。
【００２９】
即ち、Ｃａ（ＯＨ）２等の不溶化剤は、原水中のフッ素イオン量に対して反応当量を添加すれば良く、従って、原水中の正確なフッ素イオン量を求めることができるならば、その値に基いて、このフッ素イオン量を不溶化させるに必要な不溶化剤量はフッ素イオンと不溶化剤との化学反応式から求められる。本発明では、予め原水中の金属イオンを除去することにより原水中のフッ素イオン濃度を精度良く測定することができるため、このようにして求められる不溶化剤の理論量の０〜１０％増程度の不溶化剤添加量で原水中のフッ素を確実に処理して、高水質の処理水を得ることができる。
【００３０】
なお、このフッ素イオン濃度の測定結果に基く不溶化剤添加量の制御は閾値制御であっても良い。
【００３１】
図１において、原水中の金属イオンの液−液抽出に用いるマイクロリアクタ３の設計条件は、原水の水質（金属イオンの種類や濃度）、用いる抽出剤の種類、要求される抽出効率等によっても異なるが、各マイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄ及び集合チャンネル部３Ｘは、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることが好ましい。特にマイクロチャンネル部３Ａ〜３Ｄの幅は５０〜１００μｍであることが好ましく、集合チャンネル部３Ｘの幅は、マイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄの幅の１倍又は２倍に設計されていることが好ましい。
【００３２】
また、被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａから導入された原水と抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂから導入された抽出剤とが混合されることなく、集合チャンネル部３Ｘにおいて良好な層流となって界面接触し得るように、被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａと抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂとの交差角度θ１は６０゜以下、特に３０〜５０゜の範囲であることが好ましい。また、集合チャンネル部３Ｘで界面接触した後の抽出処理液と廃抽出剤とが再び各々のマイクロチャンネル３Ｃ，３Ｄに流入するために、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃと廃抽出剤排出用マイクロチャンネル３Ｄとの交差角度θ２は６０゜以下、特に３０〜５０゜の範囲であることが好ましい。
【００３３】
このマイクロリアクタ３は、一般的には、ガラス基板等の板上に、このようなマイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄと集合チャンネル部３Ｘとが形成された構成とされているが、更に集合チャンネル部３Ｘ内に、原水と抽出剤との混合を防止するための凸条などが形成されていても良い。また、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃに廃抽出剤が混合する場合には、抽出処理液排出用マイクロチャンネル３Ｃから排出された液を層分離し、抽出処理液のみを分析に供するような構成とされていても良い。
【００３４】
本発明において処理対象となる原水は、金属イオンを含むフッ素含有排水であって、このような排水としては、前記の半導体、液晶などの電子部品分野や各種金属材料等の表面処理分野などから排出されるエッチング排水が挙げられる。
【００３５】
また、このようなフッ素含有排水中のフッ素の不溶化剤としては、Ｃａ（ＯＨ）２等のカルシウム塩やアルミニウム塩等が挙げられる。
【００３６】
また、原水中の金属イオンを抽出除去するための抽出剤としては、金属イオンの種類や原水の水質等に応じて適宜決定されるが、０．０１〜０．５Ｍオキシン／クロロホルム溶液、オキシン／ベンゼン溶液等が挙げられる。
【００３７】
このような抽出剤と原水のマイクロリアクタへの導入流量は用いるマイクロリアクタのマイクロチャンネルの寸法等の構成や、原水と抽出剤の性状等に応じて適宜決定されるが、供給液流速が過度に速いと抽出効率が悪くなり、一方、過度に遅いとコントロールが難しく処理速度が遅くなる。従って、被処理水導入用マイクロチャンネル３Ａと抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂとが同等の寸法である場合において、原水と抽出剤とを同流速で１〜５μｌ／分となるように流通させることが好ましい。
【００３８】
本発明の方法は、金属イオンとして、Ｆｅ等の重金属イオンやＡｌ等の金属イオンを０．１〜１００ｍｇ／Ｌ程度、フッ素イオンを１〜５００ｍｇ／Ｌ程度含む排水に、上述のような不溶化剤を添加して排水中のフッ素を難溶性フッ化物として固液分離するフッ素含有排水の処理に有効に適用される。なお、難溶性フッ化物の固液分離手段としては特に制限はなく、凝集沈殿槽、凝集槽と沈殿槽との組み合わせ、凝集槽と膜分離装置との組み合わせなどが挙げられる。また、凝集剤は配管注入するようにしてもよい。
【００３９】
本発明において、不溶化剤の添加制御は、図１の如く、自動薬注制御方式で行っても良く、演算器の演算結果に基いて手動にて制御するようにすることもできるが、自動薬注制御方式が好適である。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４１】
なお、以下の実施例及び比較例においては、神奈川県水に試薬のフッ化水素を添加して、フッ素濃度を０．１〜５０ｍｇ／Ｌの範囲で変動させると共に、１００ｍｇ／ＬのＡｌイオンを添加した合成排水を原水とし、実施例と比較例との原水条件を同条件とするために実施例と比較例とは並行して行った。不溶化剤としては３重量％Ｃａ（ＯＨ）２水溶液を用い、Ｃａ（ＯＨ）２水溶液の添加量は、フッ素イオン濃度の測定結果に基いて算出されたＣａ（ＯＨ）２の化学反応当量とした。
【００４２】
実施例１
図１に示す装置により、原水の処理を行った。
用いたマイクロリアクタ３は、各マイクロチャンネル３Ａ〜３Ｄ及び集合チャンネル部３Ｘがそれぞれ幅１００μｍ、深さ４０μｍ、長さ１２ｃｍで、マイクロチャンネル３Ａとマイクロチャンネル３Ｂとの間の角度θ１及びマイクロチャンネル３Ｃとマイクロチャンネル３Ｄとの間の角度θ２は４５゜のものである。なお、マイクロリアクタは２０系列を並列に連ねて試験を行った。原水は１０Ｌ／分の流量で４８時間、容量１００Ｌの原水槽１に通水し、この原水のうちの一部２μＬ／分をマイクロリアクタ３の被処理液導入用マイクロチャンネル３Ａに送給した。また、抽出剤としては０．１Ｍオキシン／クロロホルム溶液を用い、この抽出剤を２μＬ／分で抽出剤導入用マイクロチャンネル３Ｂに送給し、集合チャンネル部３Ｘで界面接触させて、Ａｌイオンを抽出除去した。
【００４３】
抽出処理液排出用マイクロチャンネル３ＣからのＡｌ除去水を容量１０ｍＬの分析槽６に受け、分析センサ（フッ素イオン電極）６Ａによりフッ素イオン濃度の測定を行った。なお、分析槽６内の液は６０分に１回排出し、この排出後、分析槽６に液が貯まる毎にフッ素イオン濃度の測定を６０分に１回の頻度で行った。このフッ素イオン濃度の測定結果に基き、演算器７でＣａ（ＯＨ）２の必要量を算出し、この算出結果に基いて、Ｃａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行った。
【００４４】
このようにして原水を処理したときの原水のフッ素イオン濃度の測定結果と、原水槽１内の残留フッ素イオン濃度を測定し結果を正しく示した。
【００４５】
なお、原水槽１内の残留フッ素イオン濃度は、原水槽１から採水した水を水蒸気蒸留した後、フッ素イオン電極で測定した。
【００４６】
比較例１
実施例１において、原水中のＡｌイオンを除去せず、そのまま分析槽に導入してフッ素イオン濃度の測定を行い、この測定結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行ったこと以外は同様にして原水の処理を行い、原水のフッ素イオン濃度の測定結果と原水槽内の残留フッ素イオン濃度の測定結果を表１に示した。
【００４７】
比較例２
実施例１において、原水中のＡｌイオンの除去にマイクロリアクタを用いず、原水の２００ｍＬについて１２時間に１度水蒸気蒸留（所要時間６０分）することによりＡｌイオンを除去した後、分析槽に導入してフッ素イオン濃度の測定を行い、この測定結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行ったこと以外は同様にして原水の処理を行い、原水のフッ素イオン濃度の測定結果と原水槽内の残留フッ素イオン濃度の測定結果を表１に示した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１より次のことが明らかである。
【００５０】
比較例１では、フッ素イオン濃度の測定に先立ち原水中のＡｌイオンを除去しないため、測定値が低目になり、この結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御行ったため、原水槽内の残留フッ素濃度が多い。比較例２では、フッ素イオン濃度の測定に先立ち水蒸気蒸留により原水中のＡｌイオンを除去したため、比較的正確な測定結果が得られるが十分ではなく、従って、比較例１の場合よりも少ないものの原水槽にはフッ素イオン濃度が残留する。
【００５１】
これに対して、マイクロリアクタによる液−液抽出でＡｌイオンを除去した実施例１では、Ａｌイオンを迅速に除去することができるため、精度の良いフッ素イオン濃度測定を行うことができ、この結果に基いてＣａ（ＯＨ）２水溶液の添加量制御を行うことにより、フッ素イオンを確実に除去することができる。
【００５２】
なお、Ａｌイオンの除去のためにマイクロリアクタに送給する原水量は上述の如く、ごく微量であり、また、原水がマイクロリアクタを通過する時間は１２秒という極短時間であるので、Ａｌイオン除去がフッ素イオン濃度測定に要する時間を長くする要因とはならず、また、測定による排液量もごく少量で良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のフッ素含有排水の処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 原水槽
２ 不溶化剤槽
３ マイクロリアクタ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ マイクロチャンネル
３Ｘ 集合チャンネル部
４ 抽出剤槽
５ 廃抽出剤槽
６ 分析槽
６Ａ 分析センサ
７ 演算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理方法において、
該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去した後の水のフッ素イオン濃度を測定し、この測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御することを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有するマイクロリアクタを用い、
該マイクロリアクタの被処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去することを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。
【請求項３】
請求項２において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。
【請求項４】
金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理装置において、
該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去する金属イオン除去手段と、
該金属イオン除去手段で金属イオンが除去された水のフッ素イオン濃度を測定するフッ素イオン濃度測定手段と、
該フッ素イオン濃度測定手段の測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御する不溶化剤添加量制御手段とを備えてなることを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。
【請求項５】
請求項４において、前記金属イオン除去手段が、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有し、
該処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去するマイクロリアクタであることを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。
【請求項６】
請求項５において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。
【請求項１】
金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理方法において、
該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去した後の水のフッ素イオン濃度を測定し、この測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御することを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有するマイクロリアクタを用い、
該マイクロリアクタの被処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去することを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。
【請求項３】
請求項２において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とするフッ素含有排水の処理方法。
【請求項４】
金属イオンを含むフッ素含有排水にフッ素の不溶化剤を添加して該排水中のフッ素を難溶性フッ化物として分離するフッ素含有排水の処理装置において、
該フッ素含有排水中の金属イオンをマイクロリアクタで除去する金属イオン除去手段と、
該金属イオン除去手段で金属イオンが除去された水のフッ素イオン濃度を測定するフッ素イオン濃度測定手段と、
該フッ素イオン濃度測定手段の測定値に基いて前記フッ素含有排水への不溶化剤添加量を制御する不溶化剤添加量制御手段とを備えてなることを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。
【請求項５】
請求項４において、前記金属イオン除去手段が、一端に被処理液導入用マイクロチャンネルと抽出剤導入用マイクロチャンネルが連結し、他端に抽出処理液排出用マイクロチャンネルと廃抽出剤排出用マイクロチャンネルが連結する集合チャンネル部を有し、
該処理液導入用マイクロチャンネルに前記フッ素含有排水を導入して、該抽出剤導入用マイクロチャンネルに導入した抽出剤と該フッ素含有排水とを該集合チャンネル部で界面接触させる液−液抽出により、前記フッ素含有排水中の金属イオンを除去するマイクロリアクタであることを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。
【請求項６】
請求項５において、前記被処理液導入用マイクロチャンネル、抽出剤導入用マイクロチャンネル、抽出処理液排出用マイクロチャンネル、廃抽出剤排出用マイクロチャンネル及び集合チャンネル部は、幅５０〜２００μｍ、深さ４０〜１００μｍ、長さ３〜１２ｃｍであることを特徴とするフッ素含有排水の処理装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２８１０５７（Ｐ２００６−２８１０５７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０２８４４（Ｐ２００５−１０２８４４）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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