JPH039831Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、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装置、詳し
くは晶析リン除去材を用いて溶解性リン酸塩類を
除去する際に使用する晶析リン除去材のリン除去
能力を向上させるための装置を付加した晶析脱リ
ン装置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
種の縮合リン酸塩や、さらに有機性リン酸塩など
が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」、「赤潮」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、
装置や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。

したがつて、これらの液中に存在するリン酸塩
を除去する必要から、各種のリンの除去方法が検
討されているが、その一つとして一定の粒径をも
つリン酸塩鉱物、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、砂などのように表面にリン酸カルシウムを
担持させうるもの等の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
〜12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晶析脱リン装置が
提案されている。

このような装置を用いてリン酸塩類を除去する
方法における晶析リン除去材表面における化学反
応は次のとおりである。

5Ca²⁺＋7OH^-＋3H₂PO₄ ^-＝Ca₅（OH）（PO₄）₃
＋6H₂O このような晶析リン除去材を用いる場合、カル
シウムハイドロキシアパタイトが晶析固着した晶
析リン除去材は、その分離脱水が極めて容易であ
り、従来の化学的凝集沈殿法により生成するいわ
ゆる凝集汚泥と比較すると、濃縮装置、脱水機、
乾燥装置など従来必要とした汚泥処理施設をまつ
たく必要としないだけでなく、資源としてリンを
回収することができるなど、優れたものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで従来の晶析脱リン装置を用いて各種排
水の脱リンを行なう場合には以下に述べるような
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
性に富む物質が多量に含まれている場合、これら
の物質が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吸着され固着してしま
い、リン除去反応即ち、ハイドロキシアパタイト
の晶析反応を著るしく阻害する場合があつた。

晶析脱リン装置を使用して各種排水等からリン
を除去する方法においては、適切なPH条件下に被
処理水にカルシウム剤を添加した後晶析材に接触
せしめ、被処理液中に含まれている溶解性リン酸
塩類を晶析材表面にハイドロキシアパタイトの結
晶として晶析・固着させるため、晶析リン除去材
の表面状態が該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リン除去材表面への吸
着は、晶析リン除去材の活性の低下の原因とな
り、ハイドロキシアパタイトの生成速度が低下す
るため、当初のリン除去性能が失なわれてしまう
ことになる。

特に、吸着物質が被処理液中に濃厚に存在する
場合や、ハイドロキシアパタイトの形成に適切な
PH、あるいはカルシウム化合の添加条件から逸脱
した運転を続けた場合には、吸着物質の晶析材表
面への吸着が促進される結果晶析反応を著るしく
妨害するため、晶析脱リン装置の機能に致命的な
影響を与えてしまうことになる。

このような問題点を解決するために、リン除去
能力の低下した晶析リン除去材を酸あるいはアル
カリ水溶液で洗浄する方法が提案されているが
（特開昭59−139994号公報）ある種の有機物が晶
析したものについてはその効果が弱く、リン除去
能力を回復することはできないことがある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、晶析脱リン装置における上記の問題
点を解決し、さらに効果的に晶析リン除去材のリ
ン除去能力を向上させて安定したリン除去ができ
る装置を提供することを目的とするものであつ
て、晶析リン除去材を充填した塔にPHとカルシウ
ム濃度を調整した原水（被処理水）を導入する原
水導入管と処理水排出管とを設けてなる晶析リン
除去装置において、晶析リン除去材の再生を行な
う為に、前記晶析リン除去材を充填した塔にアル
カリ溶液を供給する管並びに該アルカリ溶液を排
出する管及びアルカリ溶液を加温する装置並びに
充填層を撹拌する装置を設けた晶析脱リン装置で
ある。

つぎに図面に基いて本考案を詳しく説明する。

図面において符号１は脱リン塔、２は晶析リン
除去材充填層、３は原水（被処理水）供給管、
４，６は処理水排出管、４′はバルブ、５は処理
水貯槽、７はアルカリ溶液導入管、８はアルカリ
溶液導出管、９はアルカリ溶液循環管、１０は循
環水槽、１１はアルカリ溶液貯槽、１２は加熱
器、１３は散気管、１４はブロワー、１５はアル
カリ剤注入ポンプ、１６はアルカリ溶液供給ポン
プ、１７はシーケンスコントローラ、１８は加熱
コイル、１９は逆洗排水排出管を示す。

第１図においてリン酸塩を含む被処理水を脱リ
ン処理するに際しては、アルカリによりPHを６〜
12に調整され、かつ、必要に応じCa²⁺濃度を調
整した被処理水は原水供給管３を通じて脱リン塔
１に導入され、晶析リン除去材充填層中に通ずる
ことにより脱リンせしめられ、脱リンされた処理
水は処理水排出管４から処理水貯槽５を経て排出
される。

被処理水（原水）中に含有されている有機物等
が晶析リン除去材上に沈積して晶析リン除去材の
リン除去能力が低下した場合、原水供給管３から
の原水の供給を止め、処理水排出管上のバルブ
４′を閉じた後、アルカリ剤貯槽１１からポンプ
１５を経て循環水槽１０に所定量のアルカリ溶液
を供給しながら、ポンプ１６によりアルカリ循環
管９、アルカリ溶液導入管７、脱リン塔１及びア
ルカリ溶液排出管８を経て循環させることにより
脱リン塔１内の晶析脱リン材２を洗浄し、機能を
回復させる。

この間、循環水槽１０中の加熱器１２により循
環アルカリ溶液を加熱することにより晶析脱リン
材の洗浄を促進する。

アルカリ溶液の濃度及び循環量は晶析脱リン材
の汚染度にもよるが、一般に0.1〜５重量％の範
囲の濃度のアルカリ溶液を0.5〜５時間通液洗浄
すればよい。

アルカリとしては、NaOH、KOH、Na₂CO₃、
KCO₃等何れをも用いうるが、NaOH又は
Na₂CO₃を用いるのが好ましい。

晶析脱リン材のアルカリ溶液による洗浄を行な
う間ブロワ１４及び散気管１３を経て導入される
空気により晶析脱リン材が撹拌される。撹拌の目
的は加温されたアルカリ溶液の循環流だけではそ
の流速が晶析リン除去材が塔外へ流出しない範囲
に限定されてしまうので十分な撹拌を生起せしめ
る必要があり、該撹拌により、塔内に生じる局所
的な温度分布を均一化し、かつ晶析脱リン材上に
沈積した有機物等の剥離洗浄が促進される。空気
は常温、常圧状態のものでも、予め適当に加温し
たり加圧したものを用いてもよい。

以上述べたように撹拌の目的は加温されたアル
カリ溶液と晶析リン除去材の撹拌混合にあるの
で、空気による撹拌の代りに撹拌機などにかえて
もよい。

第１図に示す例においては、循環水槽１０に加
熱器１２が挿入されているが、第２図に示すよう
に脱リン塔１の上部に加熱器を挿入しても、或い
は第３図に示すように脱リン塔１の下部外壁を加
熱コイル１８により被覆して構成しても良い。い
ずれにしても、アルカリ溶液を所定の温度まで加
熱できれば良いが、第２図及び第３図に示すよう
に、脱リン塔本体１および充填層２をも加温すれ
ば、アルカリ溶液を塔内に導入したときの温度低
下を防止できると共に塔内の温度分布が小とな
り、効果的にかつ経済的に加温を行なうことがで
きる。

アルカリ溶液の循環方向は、アルカリ溶液を脱
リン塔１の上部に導入し、下部から引出すように
してもよく、また、アルカリ溶液を循環せしめる
ことなく、再生することもできる。

さらに、本考案の装置の運転を円滑に、かつ効
率的に行わしめる制御手段として、アルカリ注入
ポンプ１５、アルカリ溶液加熱器１２、空気ブロ
ワー１４と接続され、それらの作動条件をコント
ロールするシーケンスコントローラ１７を設置す
るのが好ましい。

また、アルカリ溶液供給管７を処理水貯槽５と
接続することにより、アルカリ溶液で処理した後
の逆洗水として処理水を用いることができ、逆洗
廃水は、アルカリ排出管１９より排出することが
できる。

しかして、第１図に示す例において、加温した
アルカリ溶液を脱リン塔１に循環供給し、同時に
空気撹拌を行なうことにより、アルカリ溶液の化
学的洗浄効果と空気撹拌による物理的洗浄効果が
晶析リン除去材に同時に作用するのに加えて、脱
リン塔１内のアルカリ溶液の温度分布が小さくな
るので晶析リン除去材全体を均一に洗浄すること
ができ、また、撹拌混合によりアルカリ溶液の拡
散速度が増し、晶析リン除去材との接触効率が高
まるため、きわめて効果的に再生を行なうことが
できる。

さらに、第１図に示す例のようにシーケンスコ
ントローラ１７によりアルカリ剤注入量、液温、
空気吹込量および再生時間などの再生効果を支配
するアルカリ溶液濃度、温度、接触混合時間、混
合エネルギーの諸量を制御しながら再生処理を行
なうことにより、晶析リン除去材の洗浄条件を短
時間で最適設定できると共に容易に条件選択がで
きるので、再現性が良く効率的な再生処理を行な
うことができる。また、シーケンスコントローラ
１７により再生処理を実行する頻度を適切に時間
設定しておくことにより、晶析リン除去材の性能
低下による脱リン処理水の悪化を未然に防止する
ことができることになる。

以上の様に、本考案によれば、性能の低下した
晶析リン除去材を効率良く再生できるので、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、きわめて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図は本考案の晶析脱リン装置の１例を示す
フロー概略図、第２図はアルカリ溶液の加熱器を
脱リン塔中に設けた例を示す図、第３図はアルカ
リ溶液の加熱装置として、脱リン塔本体の下部外
面に加熱コイルを設けた例を示す図である。 １……脱リン塔、２……晶析脱リン材充填層、
３……原水供給管、４……処理水排出管、５……
処理水貯槽、７……アルカリ溶液導入管、１０…
…循環水槽、１１……アルカリ剤貯槽、１２……
加熱器、１３……散気管、１４……ブロアー、１
５……アルカリ剤注入ポンプ、１６……アルカリ
溶液供給ポンプ、１７……シーケンスコントロー
ラ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ５〜12の範囲内のPHにPHを調節したリン酸塩
   を含む水溶液を、カルシウムイオンの存在下
   に、晶析リン除去材を充填した充填塔に通液し
   て処理する晶析脱リン装置において、該充填塔
   にアルカリ溶液の導入管ならびに導出管を、何
   れか一方が上部に、他方が下部になるように接
   続すると共に前記アルカリ溶液を加温するため
   の加熱器を配設し、さらに前記晶析リン除去材
   の充填層を撹拌するための撹拌装置を設けたこ
   とを特徴とする晶析脱リン装置。 ２ アルカリ溶液の導出管を循環水槽を介して導
   入管と連結し、かつ該循環水槽に加熱器を配設
   してなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   晶析脱リン装置。