JPH049598B2 - - Google Patents

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JPH049598B2
JPH049598B2 JP61128363A JP12836386A JPH049598B2 JP H049598 B2 JPH049598 B2 JP H049598B2 JP 61128363 A JP61128363 A JP 61128363A JP 12836386 A JP12836386 A JP 12836386A JP H049598 B2 JPH049598 B2 JP H049598B2
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ammonia
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
〔技術の分野〕 本発明は、リン、アンモニアの同時除去方法に
関する。更に詳しくは、リン酸塩と難溶性塩を生
成し得る特定の金属塩を担持またはイオン交換処
理させたゼオライトを用いて原水すなわちリン酸
塩及びアンモニアを低濃度で含む水を処理する該
除去方法に関する。 〔従来の技術〕 近年各地の湖沼で、流入水等に起因するリン酸
塩とアンモニアによる湖沼水の富栄養化とその進
行が著しく問題視されている。かかる富栄養化し
た湖沼水からリン酸塩およびアンモニアを除去す
る方法としては、前者に対しては、凝集沈殿法、
生物処理および晶析法が、後者に対しては生物処
理、ゼオライトその他の陽イオン交換剤処理およ
び、ストリツピング法が一般的に用いられてい
る。しかし、これ等の公知方法には、次のような
問題点がある。すなわち、除去設備が大規模とな
ること、原水が低濃度の場合は除去効率が低い、
処理に際してスラツジが発生する、およびリン除
去とアンモニア除去とで夫々別個のプラントを必
要とするなどである。 〔発明の目的〕 本発明者等は、上述の問題点を解決すべく研究
の結果、ゼオライトに特定の金属塩を担持または
イオン交換処理により保持せしめたゼオライトを
用いて原水を処理すると、上述の4つの問題点が
凡て解決できることを知つて本発明を完成した。
すなわち、本発明の目的は、小規模のかつ単一の
設備であつても、原水からリンとアンモニアを同
時に除去できる方法を提供することである。 〔発明の構成・効果〕 本発明は、下記(1)の主要構成と(2)〜(3)の実施態
様的構成を有する。 (1) リン酸と難溶性塩を生成する硝酸(第一、第
二)鉄、硫酸(第一、第二)鉄、過塩素酸(第
一、第二)鉄、臭化鉄または、ニツケル、カル
シウム、アルミニウムおよび銀から選ばれたい
づれか一以上の塩を用いてゼオライトを担持ま
たはイオン交換処理して、処理体を得、該処理
体で低濃度のリンとアンモニアを含有する原水
を処理することにより、リンとアンモニアを同
時除去することを特徴とするリン、アンモニア
の同時除去方法。 (2) 原水をPH3〜13で処理することを特徴とする
前記第1項に記載の方法。 (3) 処理体中の被担持物又は被イオン交換処理物
の濃度を被処理原水中のリンおよびアンモニア
の濃度に適合する如くゼオライトを担持処理ま
たはイオン交換処理した処理体を用いる前記第
1項に記載の方法。 本発明の構成と効果につき以下に詳述する。 本発明に使用する担持体またはイオン交換処理
体(以下両者を担持・処理体と総称することがあ
る)は、ゼオライト(担持)を特定の金属塩すな
わちリン酸と難溶性塩を生成し得る金属化合物
(FeCl2、FeCl3を除く)を用いて担持処理または
イオン交換処理して製造する。 上述の担持・処理体を製造するためのゼオライ
トの種類、形状は限定されない。ゼオライトの種
類としては、例えばゼオライトX、ゼオライト
A、モルデナイト、クリプチロライトを挙げるこ
とができる。また、その形状は微粒品、粒品、ペ
レツト又はビーズのいづれでもよい。 本発明に使用するリン酸と難溶性塩を生成しう
る金属化合物としては、鉄(FeCl2、FeCl3を除
く)、ニツケル、カルシウム、アルミニウムおよ
び銀の塩をあげることができる。塩の種類は限定
されないが、ゼオライトを処理するためには溶解
度の大きいものが好ましく、ハロゲン塩(特に塩
化物)、硝酸塩などが推奨される。該塩の具体例
としては、銀塩の場合は、過塩素酸銀、硝酸郡お
よびふつ化銀であり、アルミニウム塩の場合は、
硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムおよび塩化
アルミニウムであり、カルシウム塩の場合は、臭
化カルシウム、塩化カルシウム、過塩素酸カルシ
ウム、塩素酸カルシウム、ヨウ化カルシウム、亜
硝酸カルシウムおよび硝酸カルシウムであり、ニ
ツケル塩の場合は、臭化ニツケル、塩化ニツケ
ル、過塩素酸ニツケル、硝酸ニツケルおよび硫酸
ニツケルを挙げることができる。 本発明に係るイオン交換処理はつぎのように行
う。すなわち、上述の金属塩を水に溶解すること
により得られる金属イオンを含む溶液
(0.001mol/以上)に所定量のゼオライトを添
加し、室温〜150℃で0.5〜200時間、好ましくは
1〜100時間処理する。処理後は水溶液を濾別し、
必要な乾燥を行つてイオン交換処理体を得る。 また、本発明に係る担持処理はつぎのように行
う。すなわち、上述の金属イオンを含む溶液にア
ルカリ物質を溶解させ、この溶液にゼオライトの
所定量を添加して以後上述のイオン交換処理と同
様に行う。 本発明に係る担持・処理体が、原水(被処理
水)のリンとアンモニアを同時に除去できるの
は、前者(リン)については、被担持物(金属イ
オン)によるのであり、後者(アンモニア)につ
いては、ゼオライト本来の除去能力によるのであ
る。したがつて、ゼオライトを特定の金属イオン
処理することにより、ゼオライト本来のアンモニ
ア除去能が喪失し若しくは減退しないようにする
ことが大切である。本発明に係る金属化合物は、
この目的に合致するよう研究された結果見出され
たものであつて、リン酸と難溶性塩を形成しうる
という物性からのみでは予測できるものではな
い。 本発明の対象物である低濃度のリンとアンモニ
アを含有する原水(以下単に原水という)は、実
用的見地からは、農業用廃水又は都市下水(生活
廃水)若しくはそれらの流入した河川水である
が、これ等以外の原水であつてもリンおよびアン
モニアの除去を必要とする限り対象となる。原水
と処理剤すなわち本発明に係る担持・処理体との
接触方法は公知方法と同様であり、原水と該担
持・処理体とを除去プラント中で必要かつ十分な
程度(温度、時間)に接触せしめる。本発明の方
法の処理対象となる低濃度のリンとアンモニアを
含有する原水中における該リンとアンモニアの濃
度は、それぞれ0.5〜100mg/好ましくは1〜10
mg/ならびに0.1〜200mg/好ましくは0.1〜
10mg/である。 本発明の方法によれば、原水からリン、アンモ
ニアを除去することに関し、次の効果がある。 処理体の除去能力が大きいので、従来のもの
と比較して小規模の設備で比較的大量の原水を
処理することができる。 原水中のリン又はアンモニアの濃度が低濃度
(例えば10mg/程度)であつても良好な除去
率(例えば80〜90%)を達成できる。 処理によつてスラツジが発生することがな
い。 リンの除去とアンモニアの除去を同一の設備
で行うことができるので、設備の維持、管理及
び償却の面で経済的である。 以下試験例および実施例によつて本発明を説明
する。 試験例 1 (イオン交換処理、担持処理) 4種の金属塩および4種のゼオライトを用い、
本発明に使用する担持・処理体を製造した。製造
条件(温度、時間)と結果(担持量、陽イオン交
換容量[Cation Exchange Capacity:CEC])
を表−1に示す。
【表】
【表】 試験例 2 試験例1で得られた担持・処理体を用いてアン
モニアの除去処理を行つた。結果を図−1 1〜
4に示す。 各図は、夫々担体としてモルデナイト(Md)、
クリノプチロライト(Cp)、ゼオライトA(A)
およびゼオライトX(X)を用い、被担持物とし
てNiCl2(Ni)、CaCl2(Ca)、Fe(NO32、Fe
(NO33、Al(NO33およびAgNO3(Ag)を用い
ている。 各図から明らかなように、担持体モルデナイト
(Md)およびクリノプチロライト(Cp)の場合
は、処理によつてもアンモニアの除去能はかわら
ず、およそ100mep/100gであつた。またゼオラ
イトX、ゼオライトAの場合については、該担持
処理したものは処理前の原試料より除去能は低下
するものの、該低下後の除去能として上述のモル
デナイトやクリノプチロライトと同等の除去量を
示した。 以上の事実から、担体(ゼオライト)に本発明
に係る金属塩を担持せしめても、ゼオライトが本
来保有するアンモニアの除去能力は、有用な程度
に維持されていることがわかる。 試験例 3 試験例1で得られた担持・処理体を用いてリン
の除去処理を行つた。結果を図−2〜−6に示
す。 図−2は、上述の4種のゼオライトにつきPH3
〜13の範囲内でリンの吸着量(meq/100g)を
調べたものである。 その結果、ゼオライトAとゼオライトXとは、
どのPH条件においてもリンの除去能力を示さなか
つた。一方、モルデナイトとクリノプチロライト
とは、PH3で共に約5meq/100g、PH13でモルデ
ナイトは10meq/100gの除去を示した。 これらのゼオライトに上述の塩処理を行うと、
得られた担持・処理体は図−3〜−6のような結
果を示した。 図−3はゼオライトAとゼオライトXを処理し
たときのPHとリンの除去量の関係を示した。同図
において、銀で処理したゼオライトA、ゼオライ
トXはともにPH12で180meq/100g、カルシウム
で処理したものはPH13で200meq/100g(ゼオラ
イトXの場合)および150meq/100g(ゼオライ
トAの場合)の除去を示した。また、PH7におい
ても、ニツケル、アルミニウムおよび銀で処理し
たゼオライトXおよびゼオライトAは、ともに
50meq/100gの除去を示した。 図−4では、モルデナイトおよびクリノプチロ
ライトを処理したときのPHとリンの除去量の関係
を示す。特に銀で処理したものの除去量が多く、
PH12では、モルデナイト、クリノプチロライト共
に70meq/100gの除去を示し、PH7においても
クリノプチロライトは20meq/100gの除去を示
した。 図−5は、鉄でイオン交換処理した上述4種の
ゼオライトのPHとリン除去量の関係を、図−6
は、鉄で担持処理した上述4種のゼオライトのPH
とリン除去量の関係を示した。いづれの場合も原
試料(註、未処理ゼオライト)に比べ高い除去量
を示した。とくに担持処理したモルデナイトとク
リノプチロライトは、それぞれPH3で30meq/
100g、35meq/100gと高い除去量を示した。 実施例 以上の試験例2、3の結果にもとづき、試験例
1の被処理ゼオライト(下記5種)を用いて、PH
7でリンとアンモニアの同時除去を行つた。 原水に代える試験水としては、リン10mg/、
アンモニア10mg/の模擬水を用いた。 (被処理ゼオライトの種類) Fe−Cp−1:鉄で担持処理したクリノプチロラ
イト Fe−A−1:鉄で担持処理したゼオライトA Fe−Md−2:鉄でイオン交換処理したモルデナ
イト Al−Md:アルミニウムでイオン交換処理したモ
ルデナイト Ca−A:カルシウムでイオン交換処理したゼオ
ライトA Ni−X−1:ニツケルでイオン交換処理したゼ
オライトX 結果を図−7に示す。同図にあきらかなよう
に、鉄で担持処理したクリノプチロライトは、リ
ンを40%、アンモニアを85%除去した。ニツケル
でイオン交換処理したゼオライトXは、リンを
100%、アンモニアを45%除去した。このように
ゼオライトにイオン交換処理または担持処理を行
うことによつて、リンとアンモニアの同時除去が
可能になる。さらにこの同時除去を原水のPH調整
なしで行うことができる。 試験例 4 前述のように、イオン交換処理または担持処理
されたゼオライトによる被処理水からのリンおよ
びアンモニアの除去量は、該処理に係る鉄、ニツ
ケル、カルシウム、アルミニウムおよび銀の処理
量によつて定まる。該処理量は、リンの除去量と
比例し、アンモニア除去量と反比例する。この事
実を定量的に把握するために、前述表−1に示さ
れた鉄で処理された4種のゼオライトにおける鉄
含有量とリン、アンモニアの除去量の関係を該ゼ
オライトを用いて原水を処理することによつて求
めた。結果を表−2に示す。
【表】 試験例4の結果からも明らかなように、処理対
象となる原水のPHやリンおよびアンモニアの濃度
に応じて、ゼオライトを本発明に係る適切な金属
塩溶液で処理することにより、該原水に適応した
除去性能の良好な処理体を設計できる。
【図面の簡単な説明】
第1〜7図は、それぞれ本発明方法の実施態様
を示すための説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 リン酸と難溶性塩を生成する硝酸(第一、第
    二)鉄、硫酸(第一、第二)鉄、過塩素酸、(第
    一、第二)鉄、臭化鉄または、ニツケル、カルシ
    ウム、アルミニウムおよび銀から選ばれたいづれ
    か一以上の塩を用いてゼオライトを担持またはイ
    オン交換処理して、処理体を得、該処理体で低濃
    度のリンとアンモニアを含有する原水を処理する
    ことにより、リンとアンモニアを同時除去するこ
    とを特徴とするリン、アンモニアの同時除去方
    法。 2 原水をPH3〜13で処理することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 処理体中の被担持物又は被イオン交換処理物
    の濃度を被処理原水中のリンおよびアンモニアの
    濃度に適合する如くゼオライトを担持処理または
    イオン交換処理した処理体を用いる特許請求の範
    囲第1項に記載の方法。
JP12836386A 1986-06-03 1986-06-03 リン、アンモニアの同時除去方法 Granted JPS62286589A (ja)

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