JPH0220320B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、上水、下水、し尿系汚水、工業用
水、工場排水、ボイラー用水、その他あらゆる液
体中に存在するリン酸塩類を除去する方法におい
て晶析リン除去材の能力を回復させる方法に関す
るものである。 〔従来の技術〕 一般に自然水系に排出される上記の各種液体中
には、無機性のリン酸塩としてオルトリン酸塩や
各種の縮合リン酸塩さらに有機性リン酸塩な様々
な状態で存在しており、これらのリン酸塩類の存
在が湖沼、内海、内湾などの閉鎖水域乃至は停滞
水域の「あおこ」、「赤湖」発生の誘起因子とな
り、さらに各種の用水として使用する場合に装
置、配管内に生物学的なスライムが発生し、また
化学的なスケールが形成されて、事故発生の重大
な原因となつている。 従つて、これら液中に存在するリン酸塩を除去
する必要から、各種のリン除去方法が検討されて
いるが、その一つとして一定の粒径を持つリン酸
カルシウムを含有する晶析リン除去材を筒状ある
いは錐状の脱リン塔に充填し、被処理液のPHを６
〜11の範囲に調整し、さらに被処理液中に含まれ
ている溶解性リン酸塩類の濃度に対応して塩化カ
ルシウムなどのカルシウム剤を加え、これを一定
の流速条件で通過接触せしめることにより、充填
されている晶析リン除去材の表面にカルシウムハ
イドロキシアパタイトの結晶を晶出、固着せしめ
て溶解性リン酸塩類を除去する方法を提案した。
この方法における晶析リン除去材表面での代表的
な化学反応は次の通りである。 5Ca²⁺＋7OH^-＋3H₂PO₄ ^- ＝Ca₅（OH）（PO₄）₃＋6H₂O ………(1) このような脱リン方法を適用すれば、カルシウ
ムハイドロキシアパタイトが固着した接触脱リン
材の分離、脱水が極めて容易であり、従来の化学
的凝集沈澱法によるいわゆる凝沈汚泥と比較する
と、凝縮装置、脱水機、乾燥装置などの既成概念
による汚泥処理施設をまつたく必要としないだけ
でなく、資源としてのリンを回収することが出来
る優れた脱リン技術である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで従来の晶析リン除去材を各種排水に適
用する場合には以下のような問題点があつた。 即ち、被処理液中に色度成分、有機物等の吸着
性に富んだ物質が多く含まれる時、これらの物質
がカルシウムハイドロキシアパタイトの晶析と競
合して、同時に晶析材表面に固着してしまい、リ
ン除去反応を著しく阻害する場合があつた。 晶析法は適切なPH条件下でカルシウム剤を添加
して、液中に含まれる溶解性リン酸塩類を晶析材
表面にカルシウムハイドロキシアパタイトの結晶
として固着させる方法であるため晶析材の表面状
態が晶析反応に大きく影響する。従つて上記の吸
着物質の晶析材表面の被覆は晶析材の活性の低下
の原因となり、カルシウムハイドロキシアパタイ
トの生成速度が低下するために当初のリン除去性
能が失われてしまうことになる。吸着物質が被処
理液中に濃厚に存在する場合や、カルシウムハイ
ドロキシアパタイト形成に適切なPH、カルシウム
条件から逸脱した運転を続けた場合には、さらに
吸着物質の晶析材表面の被覆が促進され、晶析反
応を著しく妨害するため、晶析法の機能に致命的
な影響を与えることになる。このような問題点の
解決法として、これまでリン除去能力の低下した
晶析リン除去材をアルカリ水溶液で洗浄する方法
が確認されてきたが、その後の経験により被処理
液中にある種の有機物が存在する場合には、上記
の方法を適用しても顕著な洗浄効果が得られない
場合があり、満足した解決策となるものではなか
つた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は晶析法における上記の問題点を解消
し、さらに効果的に晶析リン除去材のリン除去能
力を回復させて、安定したリン除去ができる方法
を提供することを目的とするものである。即ち、
本発明はリン吸着能力を有する晶析リン除去材を
カルシウムの存在下でリン含有液と接触させて液
中のリンを除去する方法において、該晶析リン除
去材を40℃以上に加温したアルカリ水溶液に接触
させることを特徴とするものである。 以下に本発明の一実施態様を、図面に基づき説
明すれば、まず被処理液中に多量の浮遊物質が存
在する場合には、この浮遊物質を沈澱槽又は濾過
槽などを通してあらかじめ除去する。 このように前処理操作により、予め浮遊物質を
除去された原水は、必要に応じて原水中の溶解性
リン酸塩濃度に対応してカルシウム剤が添加され
た後、酸又はアルカリのPH調整剤でPHを6.0〜
11.0に調整し、原水流入管１から脱リン塔２の上
部へ導入する。この脱リン塔２内には、リン酸カ
ルシウムを含有するリン酸塩鉱物を破砕し篩分し
て一定の粒径としたものを晶析リン除去材３とし
て充填してあり、原水はこの晶析リン除去材３と
接触しながら下降し、処理水流出管４から塔外へ
導出される。 前記晶析リン除去材３はリン酸塩鉱物又は活性
炭、活性アルミナ、含水酸化ジルコニウム、酸化
マグネシウム、骨炭、サンゴ砂、砂などの表面に
リン酸カルシウムを担持させたものが利用でき
る。 かかる脱リン操作において晶析リン除去材３に
原水中の色度成分、有機物等の不純物が吸着する
こと等により、晶析リン除去材３の表面活性が劣
化し、脱リン機能は低下するので、脱リン塔２へ
の原水の通水を行ないながら又は一定期間処理経
過後原水の通水を停止して、塔内の晶析リン除去
材３は、連続的又は間欠的に取出管５から反応槽
６に送り込まれ、該晶析リン除去材は反応槽６に
おいて、タンク７からポンプ８で供給されるアル
カリ水溶液を撹拌機９で撹拌されて接触し、晶析
リン除去材表面に吸着した阻害物質は効果的に除
去される。アルカリ水溶液と晶析リン除去剤の接
触は撹拌機にかえて空気撹拌でも、アルカリ水溶
液を循環した液流撹拌でも、これらの併用でもよ
い。アルカリ水溶液はタンク７に設置したヒータ
１０で40℃以上になるように加温してあるが、晶
析リン除去材との接触処理の間に液温が低下する
ので、必要に応じ反応槽６の温度を検知しながら
ヒータ１１を作動させ、反応槽６を40℃以上に保
つようにコントロールする。 使用するアルカリ剤は苛性ソーダでも水酸化カ
リウムでもあるいは消石炭、生石炭、水酸化マグ
ネシウムでもよい。生石灰は次式により溶解熱を
発生するので、再生操作の度に、生石灰を溶解さ
せるようにすると加温操作が大幅に省略できる利
点がある。 CaO＋H₂O＝Ca（OH）₂＋15.2Kcal 次に反応槽６に希釈水が導入管１２より導入さ
れ、回復された晶析リン除去剤は、ポンプ１３で
塔２に戻される。 また、晶析リン除去材を塔外へ導出することな
く、脱リン塔内で前記塔外の接触処理と同様の操
作を行なうことにより晶析リン除去材の脱リン能
力を高めることもできる。この場合、原水の通水
を停止し接触処理に用いられる40℃以上に加温し
たアルカリ水溶液を脱リン塔に上向流に通水さ
せ、晶析リン除去材を膨脹し、流動化するような
条件で接触させると更に効果的である。 このとき、晶析リン除去材と接触した後のアル
カリ水溶液は、循環使用することが好ましい。 また、アルカリ水溶液を上向流で連続的に供給
して流動層を形成させて、脱リン塔内をアルカリ
水溶液の液流で撹拌する代りに、脱リン塔底部に
設けた空気吹込管より空気を供給することや撹拌
機により、晶析リン除去材層を撹拌しても良い。 このようにアルカリ水溶液の水流、空気流ある
いは撹拌機などによつて、晶析リン除去材を撹拌
しながら40℃以上に加温したアルカリ水溶液と接
触処理させると、アルカリ水溶液を晶析リン除去
材との接触効率が向上するとともに、アルカリ水
溶液の化学的洗浄作用に、撹拌よる物理的洗浄作
用が加えられ、非常に効果的に晶析リン除去材の
回復が行なわれる利点がある。 以上述べたように本発明によれば、脱リン操作
中に晶析リン除去材を必要に応じて、アルカリ水
溶液と接触処理することにより、晶析リン除去材
の脱リン効果を長期間良好な状態に維持すること
ができ、安定した脱リン処理が可能となつた。 〔実施例〕 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 内径100mm〓、有効深さ2.5ｍの円筒状の脱リン
塔に、リン鉱石を破砕、篩分したもの（有効径
0.40mm、均等係数1.4）を1000mm厚充填した。粗
大固形物を大別分離した工場排水を活性汚泥法で
処理した２次処理水を被処理液とし、苛性ソーダ
により被処理液のPHを8.5〜9.0に調整し、また、
カルシウム剤と塩化カルシウムを使用し、被処理
液中の溶解性リン酸塩類の濃度に対応してCa／
PO₄の重量比が1.0〜15の範囲となるように添加
した。この被処理液を前記脱リン塔に導き上方よ
り下向きにLV＝2.0ｍ／Ｈの流速で通水した。脱
リン塔には１ケ月に１回、0.5％に調整した苛性
ソーダを50℃に加温して導入し、同液に晶析リン
除去材を約12時間浸漬して接触処理した。この接
触処理操作を定期的に行ないながら約６ケ月の通
水実験を行なつた。この結果を表−１に示す。

【表】 表−１から明らかなように晶析リン除去材を加
温したアルカリ水溶液で処理しながら通水した処
理水のリン濃度は６ケ月経過しても約0.6mg／
を維持することができ脱リン性能の低下はほとん
ど認められなかつた。一方、比較例として、常温
の苛性ソーダを用いてアルカリ処理して、他は全
て同一条件で６ケ月間処理を継続した場合の対照
−１およびアルカリ処理を全く行なわず、他は全
て同一条件で６ケ月間処理を継続した場合の対照
−２の結果は、それぞれ同じく表−１に示す通り
であるが、６ケ月後の処理水のリン濃度は2.0
mg／を超え、脱リン性能は著しく悪化した。 実施例 ２ 実施例１の対照−２と同一条件で調整した原水
を６ケ月間通水し、リン除去性能の低下した晶析
リン除去材を脱リン塔より抜き出し、苛性ソーダ
の濃度を0.01〜５％の範囲でそれぞれ調整して、
50℃まで加温した苛性ソーダ溶液に６時間浸漬し
て接触処理した。この場合、晶析リン除去材は
400mlずつ用い、１の三角フラスコを恒温水槽
内で振盪しながらアルカリ処理した。 各々の苛性ソーダ濃度で処理した晶析リン除去
材は、水洗後それぞれ内径30mmの脱リン塔に約
500mm厚ずつ充填し、実施例１と同様に調整した
被処理液を、LV＝1.0ｍ／Ｈで約１ケ月通水し、
リン吸着性能を比較した。結果を表−２に示す。

【表】 表−２より明らかなように劣化した晶析リン除
去材を加温した苛性ソーダで接触処理する場合、
苛性ソーダの濃度は高いほど洗浄効果が良くなる
傾向がみられ、0.1％以上の濃度で処理したもの
は１ケ月通水しても、処理水濃度は安定してお
り、本発明法の効果を確認することができた。 実施例 ３ 実施例２において苛性ソーダの液温の影響を調
べるため、0.5％苛性ソーダの液温を10℃〜100℃
の範囲で変えて、他は全て実施例２と同条件でア
ルカリ処理した。処理した晶析リン除去材は実施
例２と同じ方法で１ケ月間通水しリン吸着性能を
比較した。結果を表−３に示す。

【表】 表−３から明らかなようにアルカリ水溶液の温
度が40℃以上であれば、１ケ月間通水しても安定
した処理水リン濃度が得られることが確認でき
た。一方40℃未満の液温ではアルカリ洗浄効果が
小さく１ケ月後には処理水リン濃度は2.0mg／
を超えるまでに悪化した。 実施例 ４ 実施例２で使用したものと同一の、リン吸着性
能の低下した晶析リン除去材をNo.１〜３の内径30
mmの脱リン塔にそれぞれ500mm厚充填し、50℃に
液温を調節した0.5％の苛性ソーダ溶液で約５時
間接触処理した。脱リン塔No.１では苛性ソーダ導
入後そのまま静置して浸漬処理を行なつた。脱リ
ン塔No.２の上部には、循環ポンプを介して塔下部
に連結してなる液循環水管が設置してあり、接触
処理は循環ポンプを起動し、0.5ｍ／分の流速で
脱リン塔内にアルカリ水溶液を塔下部から連続的
に供給して晶析リン除去材が流動層を形成する状
態で行なつた。 脱リン塔No.３の下部には散気管が配設してあ
り、接触処理は、散気管より空気を0.5ｍ／min
の線速度で脱リン塔に１時間に10分間供給しなが
ら行なつた。接触処理した晶析リン除去材は塔下
部から水道水を供給して逆洗した後、実施例２と
同条件で１ケ月間通水し、リン吸着性能を比較し
た。結果を表−４に示す。

〔発明の効果〕

本発明により、晶析リン除去材の表面に色度成
分、不純物の吸着して劣化するのを防ぎ、晶析リ
ン除去材の活性を維持することが可能になり、そ
の脱リン効果を長時間良好な状態に維持すること
ができ、安定した脱リン処理が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施態様のフローシー
トである。 １……原水流入管、２……脱リン塔、３……晶
析リン除去材、４……処理水流出管、５……晶析
リン除去材の取り出し管、６……反応槽、７……
アルカリ貯槽タンク、８，１３……移送ポンプ、
９……撹拌機、１０，１１……ヒータ、１２……
希釈水導入管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リン吸着能力を有する晶析リン除去材をカル
   シウム存在下でリン含有液と接触させて液中のリ
   ンを除去する方法において、前記晶析リン除去材
   を40℃以上に加温したアルカリ水溶液に接触させ
   ることを特徴とする晶析リン除去材の再生方法。 ２ 前記晶析リン除去材が、リン酸塩鉱物又は活
   性炭、活性アルミナ、含水酸化ジリコニウム、酸
   化マグネシウム、骨炭、サンゴ砂、砂などの表面
   にリン酸カルシウムを担持させたものの中から選
   ばれたものの一つである特許請求の範囲第１項記
   載の晶析リン除去材の再生方法。 ３ 前記アルカリ水溶液が0.1％以上の苛性ソー
   ダを用いたものである特許請求の範囲第１項及び
   第２項記載の晶析リン除去材の再生方法。 ４ 前記晶析リン除去材とアルカリ水溶液との接
   触を、前記アルカリ水溶液の液流による撹拌状態
   下、空気撹拌状態下、機械撹拌状態下のうち、少
   なくとも一つの撹拌状態下で行なうものである特
   許請求の範囲第１項、第２項及び第３項記載の晶
   析リン除去材の再生方法。